(57)【要約】【課題】安価な構成で検知手段の汚れを低減し検出精度を向上させて、高精度な濃度検知、色レジスト検知、書出し位置検知ができるようにすること。【解決手段】中間転写ベルト５に転写されたトナー画像を検知する光学センサ３１と、一次転写ローラ３０ｄに電圧を印加する電源とを備え、一次転写ローラ３０ｄに印加する電圧を、中間転写ベルト５を挟んで光学センサ３１と対向する位置に配置された駆動ローラ２７にも印加する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯電手段により一様に帯電した像担持体に露光手段により静電潜像を形成し、現像手段により現像してトナー画像を形成し、一次転写手段により中間転写体に転写した前記トナー画像を二次転写手段により記録材に転写して画像形成を行う画像形成装置であって、
前記中間転写体に転写されたトナー画像を検知する検知手段と、
前記一次転写手段に電圧を印加する印加手段と、を備え、
前記印加手段は、前記一次転写手段に印加する電圧を、前記中間転写体を挟んで前記検知手段と対向する位置に配置した部材に印加することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記部材は、前記中間転写体を駆動する駆動ローラであることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記部材は、金属部材であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記画像形成装置の温度及び／又は湿度を検知する環境検知手段と、
前記環境検知手段の検知結果に基づき、前記印加手段により印加する電圧を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
帯電手段により一様に帯電した像担持体に露光手段により静電潜像を形成し、現像手段により現像してトナー画像を形成し、一次転写手段により中間転写体に転写した前記トナー画像を二次転写手段により記録材に転写して画像形成を行う画像形成装置であって、
前記中間転写体に転写されたトナー画像を検知する検知手段と、
前記帯電手段に電圧を印加する印加手段と、を備え、
前記印加手段は、前記帯電手段に印加する電圧を、前記中間転写体に対して前記検知手段を保持する部材に印加することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
前記検知手段は、前記中間転写体に転写されたトナー画像の色ずれ補正を行うために用いられることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記検知手段は、前記中間転写体に転写されたトナー画像の濃度補正を行うために用いられることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記検知手段は、前記露光手段による前記像担持体への静電潜像の書出し位置を決定するために用いられることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を採用する複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１（ａ）に示すような４ドラムフルカラー画像形成装置は、例えば特許文献１等に記載の色レジスト補正を行っている。色レジスト補正を行う際には、色レジスト検知用の基準画像として各色トナーによるレジストパターン３２（トナーパターン）（図１（ｂ）参照）を中間転写ベルト５に形成する。そして、ブラック画像形成部（図１（ａ）中、ｄの符号が付いた部材）の下流側に設置した光学センサ３１がレジストパターン３２を検出する。不図示のエンジンコントローラは光学センサ３１の検知結果に基づき、レーザスキャナ３（３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ）による感光ドラム１（１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ）への画像の書出し位置（又は書出しタイミング）を補正する。
【０００３】
図７（ａ）は一次転写部近辺のカラー画像形成装置の構成を示す図で、図７（ｂ）は図７（ａ）の光学センサ３１近傍の円内の拡大図である。光学センサ３１は、より多くの光量を検知し検知精度を上げるため、駆動ローラ２７からの距離Ｌｓが通常５〜１０ｍｍ程度となるように配置される。つまり、光学センサ３１と中間転写ベルトとの距離は非常に近い。従って、中間転写ベルト５上に形成されるレジストパターンが、光学センサ３１の直下を通過する際に、電位が安定していない光学センサ３１にトナーが引きつけられる可能性がある。また画像形成時には形成されるトナー像のパターンには依存するが、光学センサ３１の直下又は直下近傍の中間転写ベルト５上にトナー像が形成される可能性があり、同様に光学センサ３１付近ではトナーが引き付けられる可能性がある。光学センサ３１にトナーが付着すると、フォトトランジスタ３１ｂ（図１（ｂ）参照）で検出できる光量が低下するという課題が生じる。
【０００４】
このような課題に対して、例えば特許文献１には、検知手段にトナーが付着しないように遮蔽する遮蔽部材と、検知部に付着したトナーを除去するトナー除去手段を備える構成が開示されている。また、特許文献２には、センサの汚れを清掃するブラシを備える構成が開示されている。
【０００５】
また、検出側のゲインを上げる構成にして、検出できる光量が低下することを防止する提案がある。ここで、図８（ａ）に光学センサ３１の発光・受光回路を示す。ＬＥＤ３１ａに一定の電流を流し、ＬＥＤ３１ａを発光させる。発光した光は中間転写ベルト５で反射し、フォトトランジスタ３１ｂで受光する。受光した光は受光量に応じて電圧に変換され、基準電圧（スレッシュレベル）を超えるとセンサ検知信号がＨレベルになり、基準電圧を超えないとセンサ検知信号はＬレベルとなる。そこで、抵抗Ｒ１の抵抗値を大きくすることで検出側のゲインを上げて、検出できる光量が低下することを改善する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第２６５５６０３号公報
【特許文献２】特開２００３−１９５５７８号公報
【特許文献３】特開２００７−０７９３２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来例では、以下のような課題があった。
【０００８】
特許文献２、特許文献３では、センサに付着したトナーを除去するための新たな部材が必要である。また、検出側のゲインを上げる構成では次のような課題がある。
【０００９】
図８（ｂ）にフォトトランジスタ３１ｂで検出するセンサ検知信号を示す。横軸に中間転写ベルト５上に形成されたレジストパターン３２を搬送することで光学センサ３１により読み取った時間を示し、縦軸にはセンサ検知信号を示す。ゲインを上げることによりセンサ検知信号のスルーレートが変わってしまい、図８（ｃ）に示すように検知誤差が発生する。センサ検知信号の立下り波形がスレッシュレベルに到達した時間と立上り波形がスレッシュレベルに到達した時間から中心値を算出し、レジストパターンの位置を算出しているため、この検知誤差が色レジストずれとして発生する。またゲインを上げることにより、ノイズの影響を受けやすくなるため、ノイズの影響により濃度検知、色レジスト検知、画像書出し位置検知とも検知精度が低下しやすい。
【００１０】
本発明はこのような状況のもとでなされたもので、安価な構成で検知手段の汚れを低減し検出精度を向上させて、高精度な濃度検知、色レジスト検知、書出し位置検知ができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するために、本発明は以下の構成を備える。
【００１２】
（１）帯電手段により一様に帯電した像担持体に露光手段により静電潜像を形成し、現像手段により現像してトナー画像を形成し、一次転写手段により中間転写体に転写した前記トナー画像を二次転写手段により記録材に転写して画像形成を行う画像形成装置であって、前記中間転写体に転写されたトナー画像を検知する検知手段と、前記一次転写手段に電圧を印加する印加手段と、を備え、前記印加手段は、前記一次転写手段に印加する電圧を、前記中間転写体を挟んで前記検知手段と対向する位置に配置した部材にも印加することを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、安価な構成で検知手段の汚れを低減し検出精度を向上させて、高精度な濃度検知、色レジスト検知、書出し位置検知ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施例１〜４のカラーレーザプリンタと光学センサの構成図
【図２】実施例１の一次転写部近辺の構成図
【図３】実施例１、３と従来例の各バイアスのシーケンスの説明図
【図４】実施例２の一次転写部近辺の構成図と各バイアスのシーケンスの説明図
【図５】実施例３の一次転写部近辺の構成図
【図６】実施例４の一次転写部近辺の構成図と各バイアスのシーケンスの説明図
【図７】従来例の一次転写部近辺の構成図と拡大図
【図８】従来例の光学センサの回路図とセンサ検知信号の説明図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明に係わる実施の形態を、図面を参照して詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【実施例１】
【００１６】
［画像形成装置の構成と画像形成プロセスについて］
図１（ａ）は、カラーレーザプリンタ等のカラー画像形成装置の画像形成部の構成を示す図である。中間転写体である中間転写ベルト５は、ベルトフレームに設けられた駆動ローラ２７、テンションローラ２８及び二次転写対向ローラ２９に懸架され、駆動ローラ２７により矢印の向きに回転駆動される。テンションローラ２８と駆動ローラ２７との間には中間転写ベルト５に沿って、トナー像が形成される複数の像担持体である感光ドラム１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）が設置される。ここで、例えば図中の符号ａはイエロー（Ｙ）、ｂはマゼンタ（Ｍ）、ｃはシアン（Ｃ）、ｄはブラック（Ｂｋ）の４色を表す。
【００１７】
感光ドラム１は、不図示の駆動手段によって、同図中反時計回り方向に回転駆動される。感光ドラム１の周囲には、その回転方向にしたがって順に、帯電ローラ２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）、現像装置７（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ）、転写ローラ３０（３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ）が配設される。帯電ローラ２は不図示の高圧電源（以下、単に電源という）から帯電バイアスを印加され、感光ドラム１表面を均一に（一様に）帯電する。現像装置７は、感光ドラム１上にレーザスキャナ３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）により露光され形成された静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像する。なお、不図示のエンジンコントローラがレーザスキャナ３の感光ドラム１への静電潜像の書出し位置（又は書出しタイミング）を制御する。
【００１８】
中間転写ベルト５の内側には感光ドラム１上の各色のトナー像を中間転写ベルト５に一次転写する複数の転写ローラ３０が、感光ドラム１に対向して設置される。転写ローラ３０は電源から正極性のバイアスを印加されることで、感光ドラム１上のトナー像を一次転写部で中間転写ベルト５に転写させる。４つの感光ドラム１上にそれぞれ形成された４色のトナー像は、一次転写部の転写ローラ３０に電源から印加される転写電圧により中間転写ベルト５に重ね合わせて転写される。トナー像を中間転写ベルト５に転写する際には、上流ステーションからＹ⇒Ｍ⇒Ｃ⇒Ｂｋの順に感光ドラム１ａ⇒１ｂ⇒１ｃ⇒１ｄを通過する際に順次転写する。
【００１９】
また、中間転写ベルト５に重ね合わせて転写された４色のトナー像は、二次転写対向ローラ２９に中間転写ベルト５を挟んで対向した二次転写ローラ１３により記録材である記録紙Ｐに一括して二次転写される。一方、二次転写後、中間転写ベルト５の表面に残留した転写残りトナーは、画像形成のためのプロセス手段の一部を有するカートリッジ内の廃トナー容器に搬送される。
【００２０】
次に画像形成シーケンスについて説明する。まずパーソナルコンピュータ（ＰＣ）からプリントすべきデータが画像形成装置（プリンタ）に送られ、各色の画像信号が各レーザスキャナ３に送られる。そして予め帯電ローラ２に電源から印加した帯電バイアスにより感光ドラム１が帯電され、画像信号に応じてレーザが照射され露光される。次に現像装置７の中で電源から印加した現像バイアスによって帯電されたトナーが感光ドラム１表面の静電潜像に付着し、感光ドラム１上で可視像になる。感光ドラム１上で形成されたトナー像は転写ローラ３０に電源から印加した転写バイアスを印加することにより中間転写ベルト５上に転写され、中間転写ベルト５上に形成されたトナー像は記録紙Ｐ上に転写される。
【００２１】
レジストパターン３２（図１（ｂ）参照）は、同様のシーケンスを経て中間転写ベルト５上に形成される。
【００２２】
［光学センサの構成について］
光学センサ３１は、図１（ｂ）に示すように光を照射するＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）３１ａと、中間転写ベルト５からの反射光を受光するフォトトランジスタ３１ｂとを備える。また、レジストパターン３２は中間転写ベルト５の移動方向と直交する方向である幅方向の両端部にベルト移動方向に沿って２列に形成される。光学センサ３１は、中間転写ベルト５の幅方向両端部のレジストパターン３２に対向する位置に設置される。また光学センサ３１は、トナー像の濃度を検知するためのセンサとしての役割も兼ねる。
【００２３】
エンジンコントローラは、光学センサ３１の検知結果に基づき、濃度補正や色ずれ補正、レーザスキャナ３による感光ドラム１への静電潜像の書出し位置（書出しタイミング）等を決定し制御する。
【００２４】
［駆動ローラにバイアスを印加する構成について］
図２は本実施例に係る一次転写部近辺のカラー画像形成装置の構成を示す図である。
【００２５】
一次転写部で転写ローラ３０により中間転写ベルト５上に転写されたトナー像は、光学センサ３１まで搬送される。このとき、光学センサ３１の対向に位置する部材すなわち駆動ローラ２７の軸に第４ステーション（Ｂｋ）の転写ローラ３０ｄに印加する正極性の転写バイアスを印加する。中間転写ベルト５上のトナー像は逆極性の電荷を保持しているため、トナーが駆動ローラ２７に引きつけられて光学センサ３１近辺でのトナー飛散がなく、光学センサ３１の汚れを防止することができる。
【００２６】
［各バイアスのシーケンスについて］
図３（ａ）は本実施例に係る画像形成中での電子写真技術で必要な各バイアスのシーケンスである。まず感光ドラム１に帯電バイアスを印加することにより感光ドラム１が帯電される。次に現像装置７の中で現像バイアスを印加することによりトナーが帯電される。そして帯電されたトナーが感光ドラム１表面の静電潜像に付着し、感光ドラム１上で可視像になる。感光ドラム１上で形成されたトナー像は転写ローラ３０に正極性の転写バイアスを印加することにより、Ｙ⇒Ｍ⇒Ｃ⇒Ｂｋの順に転写ローラ３０により中間転写ベルト５上に転写される。
【００２７】
図３（ｂ）に示す従来の各バイアスのシーケンスでは、第４ステーション（Ｂｋ）で形成されたトナー像が中間転写ベルト５上に転写されると、転写ローラ３０ｄに印加する正極性の転写バイアスを停止していた。しかし本実施例では図３（ａ）に示すように中間転写ベルト５上に形成されたトナー像の後端が光学センサ３１の直下を通過するまで第４ステーション（Ｂｋ）の転写バイアスを印加し続ける（図３（ａ）参照）。
【００２８】
なお、エンジンコントローラは、例えば、中間転写ベルト５の搬送速度、第４ステーション（Ｂｋ）から光学センサ３１までの距離、記録紙Ｐのサイズ（中間転写ベルト５に担持された搬送方向のトナー画像の長さ）に基づき、トナー画像の通過時間を算出する。また、例えば、転写バイアス（Ｂｋ）を従来より延長する時間をエンジンコントローラが有するメモリにテーブルとして保存しておく構成としてもよい。エンジンコントローラは、例えば、算出した値又は保存された値に基づき、不図示の内部タイマで時間を計測することで、転写バイアスを従来より余分に印加する時間を制御する。
【００２９】
このように本実施例によれば、安価な構成で光学センサ３１の汚れを防止することができ、高精度な色レジスト検知を行うことができる。
【実施例２】
【００３０】
図４は実施例２に係る一次転写部近辺のカラー画像形成装置の構成を示す図である。以下、実施例１と異なる構成についてのみ説明し、同じ構成については同じ符号を用いて説明する。また、中間転写ベルト５上に４色のトナー像が重畳されるプロセスは実施例１と同じなので説明を省略する。
【００３１】
本実施例では、光学センサ３１を保持して固定するためのセンサステー３３を備える構成である。感光ドラム１表面を均一に帯電するため、帯電ローラ２には逆極性のバイアスを印加するが、本実施例では、光学センサ３１を固定するためのセンサステー３３に第４ステーション（Ｂｋ）の帯電ローラ２ｄに印加する逆極性の帯電バイアスを印加する。中間転写ベルト５上のトナー像は逆極性の電荷を保持しているため、センサステー３３とトナー像とは互いに反発し合い、光学センサ３１へのトナー飛散がなく、光学センサ３１の汚れを防止することができる。
【００３２】
図４（ｂ）は本実施例に係る画像形成中での電子写真技術で必要な各バイアスのシーケンスである。従来であれば（図３（ｂ）参照）、感光ドラム１上に形成されたトナー像が中間転写ベルト５上に転写されると、転写バイアス、現像バイアス、帯電バイアスの順にバイアスを停止していた。しかし本実施例では中間転写ベルト５上に形成されたトナー像が光学センサ３１の直下を通過するまで第４ステーション（Ｂｋ）の帯電バイアスを印加し続ける。帯電バイアスを印加するために必要な追加の時間は実施例１と同様にエンジンコントローラが制御する。
【００３３】
本実施例によれば、安価な構成で光学センサ３１の汚れを防止することができ、高精度な色レジスト検知を行うことができる。
【実施例３】
【００３４】
図５は実施例３に係る一次転写部近辺のカラー画像形成装置の構成を示す図である。以下、実施例１と異なる構成についてのみ説明し、同じ構成については同じ符号を用いて説明する。また、中間転写ベルト５上に４色のトナー像が重畳されるプロセスは実施例１と同じなので説明を省略する。
【００３５】
本実施例では、光学センサ３１と対向する位置で、光学センサ３１で検知される位置近辺に金属部材である金属棒３４を配置する。そして金属棒３４に第４ステーション（Ｂｋ）の転写ローラ３０ｄに印加する転写バイアスを印加する。中間転写ベルト５上のトナー像は逆極性の電荷を保持しているため、トナーが金属棒３４に引きつけられて光学センサ３１近辺でのトナー飛散がなく、光学センサ３１の汚れを防止することができる。
【００３６】
また本実施例に係る画像形成中での電子写真技術で必要な各バイアスのシーケンスは実施例１の図３（ａ）と同様である。
【００３７】
本実施例によれば、光学センサ３１の位置が駆動ローラ２７の軸上にない場合でも、金属棒３４等を配置することで、安価な構成で光学センサ３１の汚れを防止することができ、高精度な色レジスト検知を行うことができる。
【実施例４】
【００３８】
図６（ａ）は実施例４に係る一次転写部近辺のカラー画像形成装置の構成を示す図である。以下、実施例１と異なる構成についてのみ説明し、同じ構成については同じ符号を用いて説明する。また、中間転写ベルト５上に４色のトナー像が重畳されるプロセスは実施例１と同じなので説明を省略する。
【００３９】
本実施例では、環境検知手段である環境センサ３５を有し、機外の温度・湿度をモニタすることで、一次転写時の転写ムラを軽減するため、環境センサ３５の検知結果を転写バイアスに反映させている。
【００４０】
本実施例では、第４ステーション（Ｂｋ）の転写ローラ３０ｄに印加する転写バイアスを駆動ローラ２７の軸に印加する。これにより、駆動ローラ２７の軸に印加する転写バイアス（Ｂｋ）も環境に応じたものとなる。中間転写ベルト５上のトナー像は逆極性の電荷を保持しているため、光学センサ３１近辺でのトナー飛散がなく、光学センサ３１の汚れを防止することができる。
【００４１】
図６（ｂ）は本実施例に係る画像形成中での電子写真技術で必要な各バイアスのシーケンスである。従来であれば、第４ステーションで形成されたトナー像が中間転写ベルト５上に転写されると、転写ローラ３０ｄに印加する転写バイアスを停止していた（図３（ｂ）参照）。しかし本実施例では中間転写ベルト５上に形成されたトナー像の後端が光学センサ３１の直下を通過するまで第４ステーション（Ｂｋ）の転写バイアスを環境センサ３５の結果に応じて印加し続ける。
【００４２】
ここで、環境センサ３５の検知結果が、例えば温度２８℃、湿度６５％であるときは、トナーが飛散しにくい。このため、図６（ｂ）のように第４ステーションの中間転写ベルト５上への転写後からトナー像の後端が光学センサ３１の直下を通過するまでの転写バイアスを、一次転写時よりも低くした。仮に環境センサ３５の検知結果が温度２８℃、湿度６５％よりも低い場合は、トナー飛散が増えるため、一次転写時よりも第４ステーションの転写バイアスを上げる必要がある。なお、エンジンコントローラが環境センサ３５の検知結果に基づき、第４ステーション（Ｂｋ）の転写バイアスを制御する。
【００４３】
ここで一例としてあげた温度２８℃、湿度６５％という値は、エンジンコントローラが転写バイアス値を変更するための閾値となる。なお、この閾値や環境センサ３５の検知結果に応じて設定する転写バイアスの電圧値は、例えば不図示のメモリにテーブルとして保存しておいてもよい。
【００４４】
本実施例によれば、環境に応じた最適なバイアスを設定できる。そのため、安価な構成で光学センサ３１の汚れを防止することができ、高精度な色レジスト検知を行うことができる。
【００４５】
本実施例では環境に応じて最適な転写バイアス値を設定した。しかし画像データをモニタし、画像データが多いとき（使用されたトナー像が多いとき）にはバイアス値を大きくし、画像データが少ない時（使用されたトナー像が少ないとき）にはバイアス値を小さくしてもよい。なお、エンジンコントローラが画像データをモニタした結果に基づき、バイアス値の制御を行う。画像データの多少を判断する閾値や多いときのバイアス値、少ないときのバイアス値については上述したようにテーブルに保存する構成としてもよい。
【００４６】
また実施例１〜４では、トナーの付着を防止する光学センサ３１は色レジスト検知用センサを採用していた。しかし光学センサ３１は濃度検知用センサ又は書出し位置検知用センサを用いてもよい。これにより、センサの汚れを低減でき、精度の高い濃度検知や書出し位置検知を行うことができる。
【符号の説明】
【００４７】
５      中間転写ベルト
２７    駆動ローラ
３０    転写ローラ
３１    光学センサ
【図１】
2011028096.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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