(57)【要約】【課題】トナー濃度の検知精度を向上し、高画質な画像を形成する画像形成装置を提供する。【解決手段】トナー像を担持する像担持体５であって、第１方向ａに第１光沢度を有し且つ第２方向ｂに第１光沢度より光沢度が低い第２光沢度を有する像担持体５と、発光手段１１１と受光手段１１２を有し、発光手段１１１から出射された光は、像担持体５で反射され、反射光が受光手段１１２で受けられる光学検知手段１１と、を有する画像形成装置において、発光手段１１１から受光手段１１２への光学的方向ｃは、像担持体５の第１方向ａと実質的に同一である。【選択図】図７
2004191955.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を担持する像担持体と、発光手段と受光手段を備え前記発光手段から出射された光が前記像担持体で反射され前記受光手段で受けられる光学検知手段と、を有し、前記像担持体は第１方向に第１光沢度を有し且つ第２方向に前記第１光沢度より光沢度が低い第２光沢度を有する画像形成装置において、
前記発光手段から前記受光手段への光学的方向は、前記像担持体の第１方向と実質的に同一であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記光学検知手段は、前記像担持体上のトナー濃度を検知することを特徴とする請求項１の画像形成装置。
【請求項３】
前記光学検知手段は、前記像担持体上のマークを検知することを特徴とする請求項１の画像形成装置。
【請求項４】
前記像担持体は、エンドレス状のベルトであることを特徴とする請求項１の画像形成装置。
【請求項５】
前記ベルトは回転移動するものであり、前記第１方向は前記ベルトの移動方向と直交する方向であることを特徴とする請求項４の画像形成装置。
【請求項６】
前記ベルトは、製造時、型から引き抜かれるものであり、前記第１方向は前記ベルトの引き抜き方向であることを特徴とする請求項４の画像形成装置。
【請求項７】
前記ベルトを支持する支持部材を有し、前記光学検知手段は前記ベルトを介して前記支持部材と対向することを特徴とする請求項４の画像形成装置。
【請求項８】
前記像担持体は中間転写体であることを特徴とする請求項１の画像形成装置。
【請求項９】
前記光学検知手段からの出力に基づき、トナー像を形成するための画像形成条件が制御されることを特徴とする請求項１の画像形成装置。
【請求項１０】
トナー像を担持するベルトと、発光手段と受光手段を備え前記発光手段から出射された光が前記ベルトで反射され前記受光手段で受けられる光学検知手段と、を有し、前記ベルトは製造時、型から引き抜かれる画像形成装置において、
前記発光手段から前記受光手段への光学的方向は、前記ベルトの引き抜き方向と実質的に同一であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
前記光学検知手段は、前記ベルト上のトナー濃度を検知することを特徴とする請求項１０の画像形成装置。
【請求項１２】
前記光学検知手段は、前記ベルト上のマークを検知することを特徴とする請求項１０の画像形成装置。
【請求項１３】
前記ベルトは、エンドレス状であることを特徴とする請求項１０の画像形成装置。
【請求項１４】
前記ベルトは回転移動するものであり、前記ベルトの引き抜き方向は前記ベルトの移動方向と直交する方向であることを特徴とする請求項１３の画像形成装置。
【請求項１５】
前記ベルトは中間転写体であることを特徴とする請求項１０の画像形成装置。
【請求項１６】
前記光学検知手段からの出力に基づき、トナー像を形成するための画像形成条件が制御されることを特徴とする請求項１０の画像形成装置。
【請求項１７】
転写材を担持する転写材担持体と、発光手段と受光手段を備え前記発光手段から出射された光が前記転写材担持体で反射され前記受光手段で受けられる光学検知手段と、を有し、前記転写材担持体は第１方向に第１光沢度を有し且つ第２方向に前記第１光沢度より光沢度が低い第２光沢度を有する画像形成装置において、
前記発光手段から前記受光手段への光学的方向は、前記転写材担持体の第１方向と実質的に同一であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１８】
前記光学検知手段は、前記転写材担持体上のトナー濃度を検知することを特徴とする請求項１７の画像形成装置。
【請求項１９】
前記光学検知手段は、前記転写材担持体上のマークを検知することを特徴とする請求項１７の画像形成装置。
【請求項２０】
前記転写材担持体は、エンドレス状のベルトであることを特徴とする請求項１７の画像形成装置。
【請求項２１】
前記ベルトは回転移動するものであり、前記第１方向は前記ベルトの移動方向と直交する方向であることを特徴とする請求項２０の画像形成装置。
【請求項２２】
前記ベルトは、製造時、型から引き抜かれるものであり、前記第１方向は前記ベルトの引き抜き方向であることを特徴とする請求項２０の画像形成装置。
【請求項２３】
前記ベルトを支持する支持部材を有し、前記光学検知手段は前記ベルトを介して前記支持部材と対向することを特徴とする請求項２０の画像形成装置。
【請求項２４】
前記光学検知手段からの出力に基づき、画像形成条件が制御されることを特徴とする請求項１７の画像形成装置。
【請求項２５】
転写材を担持するベルトと、発光手段と受光手段を備え前記発光手段から出射された光が前記ベルトで反射され前記受光手段で受けられる光学検知手段と、を有し、前記ベルトは製造時、型から引き抜かれる画像形成装置において、
前記発光手段から前記受光手段への光学的方向は、前記ベルトの引き抜き方向と実質的に同一であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２６】
前記光学検知手段は、前記ベルト上のトナー濃度を検知することを特徴とする請求項２５の画像形成装置。
【請求項２７】
前記光学検知手段は、前記ベルト上のマークを検知することを特徴とする請求項２５の画像形成装置。
【請求項２８】
前記ベルトは、エンドレス状であることを特徴とする請求項２５の画像形成装置。
【請求項２９】
前記ベルトは回転移動するものであり、前記ベルトの引き抜き方向は前記ベルトの移動方向と直交する方向であることを特徴とする請求項２８の画像形成装置。
【請求項３０】
前記光学検知手段からの出力に基づき、画像形成条件が制御されることを特徴とする請求項２５の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、レーザビームプリンタ等の画像形成装置に関するものであり、特に、像担持体表面からの光を検知する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子写真画像形成プロセスを用いた画像形成装置としては様々な方式のものが提案され、製品化されている。図１０は本発明の背景技術であり、多色画像形成装置の概略断面図である。
【０００３】
第一の像担持体１を含んだ感光体ユニットは、第一の像担持体としてのドラム状感光体１の周縁に、帯電部材２、クリーニング部材９を設置し、それらが一体となったユニットである。
【０００４】
感光体ユニットの上方に設けられた露光装置３は、帯電部材２により所定電位に帯電処理された感光体１の表面に、画像データに基づいた静電潜像を形成する。
【０００５】
現像装置４０は、感光体１表面に形成された静電潜像を、現像剤で現像して現像像とする。図１０の画像形成装置においては、多色画像を形成するために、現像装置４０が、４色の現像カートリッジ（イエロー４Ｙ、マゼンタ４Ｍ、シアン４Ｃ、ブラック４Ｋ）から構成されている。
【０００６】
第二の像担持体１０５を含んだ中間転写ユニットは、第二の像担持体として、感光体１の回転方向で現像手段４０との接触部の下流の位置で対向するように設置された、ベルト状中間転写体（中間転写ベルト）１０５を有する。中間転写ベルト１０５の内周には、第一の転写部材５４（ローラ）と、ベルト１０５を張架する複数のローラ５１、５２、５３が設けられている。感光体１である第一の像担持体上に現像装置４Ｍ、４Ｃ、４Ｙ、４Ｋによって形成されたそれぞれの色の現像像は、第二の像担持体の中間転写ベルト１０５上に順次重ねて転写され、ベルト１０５は最終画像の基となる多色画像を担持する。
【０００７】
転写装置６は、ローラ状の弾性部材で構成されており、第二の像担持体である中間転写ベルト１０５上の現像像を、所定のタイミングにて給紙ユニット１２から給送された転写材Ｐ上に転写する。
【０００８】
そして、定着装置８は、熱源８１、８２を内包した加圧部材８３、８４で構成され、転写材Ｐ上の現像像を、加熱及び加圧することにより転写材Ｐに定着させ、多色画像とする。
【０００９】
中間転写ベルト１０５上への転写工程終了後、感光体１上に残留したトナーは、クリーニング部材９で回収し、又、中間転写ベルト１０５上に残留したトナーは、クリーニング部材１０で回収し、次なる画像形成に備える（例えば、特許文献１参照。）。
【００１０】
多色画像形成装置としては、図１０の構成の他に、第一の像担持体と現像装置が一体となった４組の画像形成ユニットが、第二の像担持体である中間転写ベルトに対して並んで配置され、各色の画像形成を略同時に行い、画像形成効率を高めた、いわゆるタンデム方式の画像形成装置もある。
【００１１】
いずれの多色画像形成装置においても、近年は画質の向上が目覚ましく、ユーザからはより一層の高画質化、安定化が望まれている。
【００１２】
ここで、高画質化とは、出力する元の画像に対して、色再現、質感等を損なうことなく出力することをいう。一方、安定化とは、出力する画像を、いかなる環境下においても、常に同等の画質を繰り返し再現することである。
【００１３】
これら高画質化、安定化を損なう要因として、感光体や現像剤の環境特性及び経時変化等がある。
【００１４】
多くの多色画像形成装置では、これら感光体や現像剤の変化に対処しそれらを補正する補正制御を施している。例えば、この補正制御に関して図１０の装置では、像担持体１０５上に所定テストパターンを形成し、その濃度を光学検知手段３１１で検知し、検知結果に基づいて帯電処理条件、露光条件あるいは現像条件等を補正する制御が行われている。
【００１５】
図１０の装置のように、中間転写ベルト１０５上でテストパターンの濃度検知を行う場合、中間転写ベルト１０５の表面光沢度の大きさが求められる。なぜなら、中間転写ベルト１０５上に形成されたテストパターンのトナー濃度を検知する光学検知手段３１１における検知原理として、トナー濃度に応じた中間転写ベルト１０５からの反射光量を検知する方式をとるからであり、つまり発光手段より発光された光の反射光を受光手段にて受光し、その受光した光の光学強度を測定して、トナー濃度をより細かく正確に検知する方式をとるため、中間転写ベルト１０５の表面光沢度がより大きな値のものが必要であるからである。
【００１６】
即ち、中間転写ベルト１０５上に形成したテストパターンのトナー濃度を検知する上で、ベルト１０５からの反射光量が多い方がダイナミックレンジが大きくなるため、検知精度が向上する。
【００１７】
従って、ベルト１０５表面からの反射光の光学強度を測定、つまり光学検知して、その結果に基づいて画像濃度制御等の画像形成条件を制御する場合、ベルト１０５からの反射光量が少ないと、検知精度が劣り、濃度低下等が生じて高画質な画像を維持できないという問題がある。
【特許文献１】特開平９−１９００２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明の目的は、トナー濃度の検知精度を向上し、高画質な画像を形成する画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。
【００２０】
要約すれば、第１の本発明は、トナー像を担持する像担持体と、発光手段と受光手段を備え前記発光手段から出射された光が前記像担持体で反射され前記受光手段で受けられる光学検知手段と、を有し、前記像担持体は第１方向に第１光沢度を有し且つ第２方向に前記第１光沢度より光沢度が低い第２光沢度を有する画像形成装置において、前記発光手段から前記受光手段への光学的方向は、前記像担持体の第１方向と実質的に同一であることを特徴とするものである。
【００２１】
第２の本発明は、トナー像を担持するベルトと、発光手段と受光手段を備え前記発光手段から出射された光が前記ベルトで反射され前記受光手段で受けられる光学検知手段と、を有し、前記ベルトは製造時、型から引き抜かれる画像形成装置において、前記発光手段から前記受光手段への光学的方向は、前記ベルトの引き抜き方向と実質的に同一であることを特徴とするものである。
【００２２】
第３の本発明は、転写材を担持する転写材担持体と、発光手段と受光手段を備え前記発光手段から出射された光が前記転写材担持体で反射され前記受光手段で受けられる光学検知手段と、を有し、前記転写材担持体は第１方向に第１光沢度を有し且つ第２方向に前記第１光沢度より光沢度が低い第２光沢度を有する画像形成装置において、前記発光手段から前記受光手段への光学的方向は、前記転写材担持体の第１方向と実質的に同一であることを特徴とするものである。
【００２３】
第４の本発明は、転写材を担持するベルトと、発光手段と受光手段を備え前記発光手段から出射された光が前記ベルトで反射され前記受光手段で受けられる光学検知手段と、を有し、前記ベルトは製造時、型から引き抜かれる画像形成装置において、前記発光手段から前記受光手段への光学的方向は、前記ベルトの引き抜き方向と実質的に同一であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２４】
上記構成により、本発明は、像担持体における光学検知手段による現像像の濃度検知精度を高くしたり、又画像形成タイミングを図るマーキングの位置検知精度等を高くし、感光体や現像剤の環境特性による変化や径時変化が生じても、高画質な画像を常に安定して形成することが可能であり、又、低コストの比較的光沢度の低いベルトも採用することができる、といった効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００２６】
実施例１
ここでは、実施例１として、本発明の基本となる電子写真プロセスを利用した多色画像形成装置について、図１の概略断面図を用いて説明する。
【００２７】
図１の多色画像形成装置は、電子写真プロセスを利用したレーザビームプリンタであり、第一の像担持体（感光ドラム）、第二の像担持体（ベルト状中間転写体）及び複数色にて現像を実施する現像装置としての現像ユニット（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック色の現像剤を有する現像カートリッジを搭載した回転体）等から構成されるカラーレーザビームプリンタである。
【００２８】
以下に、本実施例の多色画像形成装置を、その画像形成工程に沿って、各部の構成、その動作態様について詳しく説明する。
【００２９】
第一の像担持体として、回転ドラム型の電子写真感光体１（以下「感光ドラム１」と称す。）が装置本体内に配置されている。感光ドラム１表面は、帯電装置２により所定の電位に均一に帯電処理される。均一に帯電処理された感光ドラム１は、画像信号に基づいて露光装置３から発せられたレーザ光Ｌが照射され、感光ドラム１上には画像信号に基づいた静電潜像が形成される。
【００３０】
感光ドラム１の周面上に形成された静電潜像が感光ドラム１の回転に伴い、現像装置４０に搭載され、所定のタイミングにて感光ドラム１に所定の間隙を有して対峙する位置に移動して待機する現像器４Ｙ（以下「現像カートリッジ４Ｙ」という）を通過する際に、現像カートリッジ４Ｙには静電潜像に所望の現像剤（トナー）量を現像可能とするバイアスが印加され、静電潜像は現像カートリッジ４Ｙにより現像された現像像（トナー像）として可視化（現像）される。
【００３１】
可視化された感光ドラム１上の顕画像であるトナー像は、感光ドラム１と所定の当接幅にて接触し、この当接部において感光ドラム１と同方向（つまり全体的な回転方向は逆方向）で感光ドラム１と略同速度で移動する第二の像担持体としての中間転写体５表面に、中間転写体５に内包された一次転写部材５４に転写バイアスが印加されることで転写される。
【００３２】
ここで、回転体である現像ユニット４０を矢印４ａ方向に回転移動させ、他の色の現像カートリッジ４Ｍ、４Ｃ、４Ｋを現像位置に移動させ、上記工程をこれらの現像カートリッジにおいても同様に実施し、全色の工程終了後、中間転写体５上にはイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーにて重ねて形成された未定着トナー像が形成される。
【００３３】
中間転写体５上の未定着トナー像が中間転写体５の回転移動に伴い、二次転写部材６に接近するタイミングに同期するように、記録材である転写材Ｐは、給紙ローラ７によって給紙され、中間転写体５と二次転写部材６との当接部に搬送される。当接部を通過する際に、二次転写部材６には所定のバイアスが印加され、中間転写体５上の未定着トナー像が転写材Ｐへと転写される。
【００３４】
未定着トナー像が転写された転写材Ｐは定着装置８へと搬送され、定着装置８にて加熱及び加圧作用を受けることにより転写材Ｐへの定着動作が行われ、所望の多色画像の形成が完了する。
【００３５】
又、中間転写体５への転写工程を経た後に感光ドラム１に残存するトナーは、感光ドラム１のクリーニング部材９によりクリーニングされ、次なる画像形成過程へと進行する。
【００３６】
更に、二次転写部材６による転写材Ｐへのトナー像の転写工程終了後に中間転写体５上に残存するトナーは、所定のタイミングにて不図示の付勢手段により中間転写体５に当接するクリーニング部材１０によりクリーニングされ、次なる画像形成工程へと進行する。
【００３７】
中間転写体５は、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン）を基材とし、厚さ８０μｍ、周長４４０ｍｍ、幅２４５ｍｍのエンドレス状のシームレスベルトである。ベルトは、電気抵抗調整剤としての導電剤を分散、成形することにより、体積抵抗で１０8〜１０10Ω・ｃｍに調整した中間転写ベルトである。
【００３８】
中間転写体である中間転写ベルト５を介して、感光ドラム１に対向した位置に一次転写部材５４が配設してある。一次転写部材５４は感光ドラム１上のトナー像を中間転写ベルト５に転写するのに必要な転写バイアスを印加するためのローラである。
【００３９】
一次転写部材５４は、体積抵抗値１０5〜１０9Ω・ｃｍに抵抗調整した外径１４ｍｍの発泡弾性体（芯金径６ｍｍ）から構成されるローラ状のものであり、感光ドラム１上のトナー像を中間転写ベルト５上へ転写する際には、０．２〜４ｋＶのバイアスが印加される。又、弾性層の硬度は、ＡＳＫＥＲ−Ｃ（ＪＩＳ−Ａ）２０°〜４０°である。
【００４０】
中間転写ベルト５を張架するローラ５３の、中間転写ベルト５を介した対向部に、二次転写部材６が配設してあり、中間転写ベルト５との間に転写材Ｐを担持する。二次転写部材６は中間転写ベルト５表面に形成されたカラートナー像を転写材Ｐに転写するのに必要な転写バイアスを印加するためのローラである。
【００４１】
二次転写部材６は、一次転写部材５４と同様に、体積抵抗値１０5〜１０9Ω・ｃｍに抵抗調整した外径１８ｍｍの発泡弾性体（芯金径６ｍｍ）から構成されるローラ状のものであり、中間転写ベルト５上のトナー像を転写材Ｐに転写する際には、０．２〜４ｋＶのバイアスが印加される。又、弾性層の硬度は、ＡＳＫＥＲ−Ｃ（ＪＩＳ−Ａ）２０°〜４０°である。尚、ローラ５１、５２はベルト５を張架するテンションローラである。つまりローラ５１、５２、５３はベルトを支持する支持部材（支持ローラ）である。
【００４２】
定着装置８は、シリコーンゴムで構成される外径４０ｍｍの一対のローラ８３と８４を、ローラ内部に配置したヒータ８１と８２により１８０℃に加熱温調したものである。
【００４３】
本実施例の画像形成装置においては、感光体や現像剤の環境特性による変化や径時変化があっても、高画質な画像形成を安定して維持するために、像担持体上に所定の濃度検知用現像像（テストパターン）を形成し、その濃度を検知し、検知結果に基づいて帯電処理条件、露光条件あるいは現像条件等を補正する制御が行われている。ここでは、所定のテストパターンは第二の像担持体である中間転写体５に形成される。
【００４４】
こうした濃度検知による補正制御について説明する。
【００４５】
中間転写体５に対向する所定の位置には、こうした補正制御のために、後で詳しく説明する光学検知手段（光学センサ）１１が設けられており、又、画像形成装置本体には、画像形成条件を最適にする手段（画像形成条件の調整手段）を含む制御手段６０が内蔵されている。
【００４６】
そして、中間転写体５に形成するトナー像の濃度検知の際には、感光ドラム１上には濃度検知用の基準潜像である濃度検知用静電潜像が、装置本体制御部（制御手段６０）の濃度検知用静電潜像形成手段が発生する所定の信号に基く光情報の照射により、感光ドラム１上の画像形成領域外に形成されるようになっており、その濃度検知用静電潜像は現像装置４０により可視化され、所定の画像、例えば帯状のトナー像である、濃度検知用現像像（所定のテストパターン）となる。
【００４７】
この感光ドラム１上の濃度検知用現像像（濃度検知用トナー像）は中間転写体５に転写される。そして、中間転写体５と対向する光学センサ１１は、現像装置４０により感光ドラム１の画像形成領域外に形成された濃度検知用トナー像であるテストパターンの中間転写体５上における画像形成状態、つまりテストパターンを形成するトナー量である画像濃度（トナー濃度）を検知するようになっている。
【００４８】
そして、画像形成装置に内蔵された制御手段６０は、光学センサ１１によるテストパターンの画像濃度検知結果に基づいて、感光ドラム１への帯電処理条件、露光条件あるいは現像条件等の画像形成条件を調整するようになっている。
【００４９】
図２は、光学センサ１１を説明する概略断面図である。光学センサ１１は中間転写ベルト５の外周に、そのセンサ１１面と中間転写ベルト５面とが平行に保たれる位置に設置されている。光学センサ１１は正反射型のセンサであり、発光手段としての発光ダイオード（ＬＥＤ）１１１と受光手段としてのフォトダイオード（ＰＤ）１１２から構成され、それぞれは中間転写ベルト５の鉛直線Ｅに対して対称の位置に、等角度αを有して位置する。即ち、光学センサ１１の中間転写ベルト５に対する入射角θ１、反射角θ２が同一角αとなっている。
【００５０】
光学センサ１１は発光手段１１１、受光手段１１２共に赤外領域の波長（９６０ｎｍ前後）に感度を有するものであり、中間転写ベルト５に対する光学反射率は、赤外領域の反射率のことを意味する。
【００５１】
ここで、本発明の特徴に関わる光学検知手段の光学的方向とは、発光手段１１１と受光手段１１２にて形成される方向であり、発光手段１１１から受光手段１１２への方向のことを表すものとする。
【００５２】
光学検知手段１１を用いてテストパターンＴのトナー濃度を検知する概念について説明する。
【００５３】
正反射型の光学検知手段１１は、テストパターンＴを担持するベルト５からの、テストパターンＴに応じた反射光量をトナー濃度と相関付けている。
【００５４】
図３は、テストパターンのトナー濃度に対する光学検知手段の１１の受光光量の関係を示した図である。
【００５５】
前記したように、正反射型の光学検知手段１１は、テストパターンＴを担持するベルト５からの反射光を検出するため、テストパターンＴのトナー濃度が増して、テストパターンＴによるベルト表面の被覆率が増すと、受光光量が減少していくため、図３に示す、縦軸が反射光量で横軸がトナー濃度であるグラフでは、左上がり（つまり右下がり）の直線関係となる。
【００５６】
従って、ベルト５上にテストパターンＴが形成されていない、いわゆる初期状態での受光光量をより大きく維持することが非常に重要である。受光光量をより大きく設定することにより、トナー濃度に対する受光量の変動幅（ダイナミックレンジ）を大きく確保することが可能となり、検知精度は向上する。それに対して、図３の破線で示すベルト光沢度が低い場合には、初期の受光量が低いためにダイナミックレンジが小さくなり、検知精度の低下となってしまう。
【００５７】
従って、光学検知手段として、発光手段１１１及び受光手段１１２で構成される、正反射型の光学検知素子を用いた場合には、中間転写ベルト５の表面光沢度がより高いことが望まれる。
【００５８】
一方、中間転写ベルトの製造法としては、１対の圧延ロール間に樹脂を注入しつつ、厚さ、幅を調整したシートを作り、このシートを繋ぎ合わせ、円筒状ベルトとする方法がある。この製造法の場合、圧延方向に依存する光沢度の異方性は、円筒状ベルトの繋ぎ合わせの位置によって、その異方性の方向を自由に設定できる。
【００５９】
しかしながら、繋ぎ合わせる工程が必要であること、又、ベルトの繋ぎ合わせ部には画像形成を行えないということから、以下に説明する製造法が、より生産的で、且つ画像形成も効率的である。
【００６０】
図４は、その中間転写ベルト５の製造工程の概略フローを示したものである。
【００６１】
第二の像担持体である中間転写ベルト５は、生産性を高めるため、所定の厚さに制御された製造装置にて、円筒状の形で連続的に型から引き抜き、つまり図４（ａ）から（ｂ）の状態を経て、（ｃ）の状態になったベルトを、最終形状となる所定幅（長手幅）に裁断することで製造される（図４（ｄ））。
【００６２】
この時、中間転写ベルト５を構成する結晶組織の配向が引き抜き方向へ制御されるため、中間転写ベルト５の画像形成装置における移動方向、及びそれに交差する方向で結晶組織の配向差に起因する光沢度差、すなわち、中間転写ベルト５の光沢度に異方性が生じる。ここでは、ベルト５は、円筒であるため中間転写ベルト５の画像形成装置における移動方向とは、その周方向であり、それに交差する方向とは円筒の軸方向のことである。
【００６３】
図５は、本実施例で使用している樹脂ベルト（ＡＢＳ）について、ベルト光沢度の異方性について測定する際のベルトの測定方向について示した図である。第１方向であるａ方向はベルト軸方向で、製造時のベルト引き抜き方向と一致する方向であり、画像形成装置におけるベルト５の移動方向と直交する方向である。第２方向であるｂ方向はベルト周方向であり、画像形成装置におけるベルト５の移動方向である。
【００６４】
ここで、ベルト５に関して、図５に示したａ方向及びｂ方向のベルト光沢度を、図６に示すように、共に光学センサ１１として図１の画像形成装置に設けられたのと同様の光学センサ１１ａ、１１ｂであるホリバ社製測定器（製品名：ＩＧ−３２０）を用いて測定した。ａ方向については、光学センサ１１ａの発光手段１１１ａと受光手段１１２ａをａ方向に整列させて、つまり光学的方向をａ方向とし、ｂ方向については、光学センサ１１ｂの発光手段１１１ｂと受光手段１１２ｂをｂ方向に整列させて、つまり光学的方向をｂ方向として測定した。
【００６５】
その結果は、それぞれベルトの数カ所の平均値で、ａ方向：５０％、ｂ方向：４０％であった。つまり第１方向（ａ方向）の光沢度は第２方向（ｂ方向）の光沢度より高い。尚、ここで表現する光沢度は、発光手段１１１ａ、１１１ｂが発光する照射光量に対する受光手段１１２ａ、１１２ｂの受光光量の百分率である。
【００６６】
これは、ａ方向での検知の場合、発光手段１１１ａから受光手段１１２ａへの光学的方向がベルト５の結晶組織の配向５ａの向きと実質的に同じである為、発光手段１１１ａから出射された光は結晶組織の配向５ａであまり乱反射することなく受光手段１１２ａへ到達し、受光手段１１２で受光される反射光量は比較的多いものとなる。これに対してｂ方向での検知の場合、発光手段１１１ｂから受光手段１１２ｂへの光学的方向がベルト５の結晶組織の配向５ａの向きと実質的に直交している為、発光手段１１１ｂから出射された光は結晶組織の配向５ａで乱反射し、受光手段１１２ｂで受光される反射光量は比較的少ないものとなる。
【００６７】
このように、このベルトに対して、正反射型の光学検知手段である光学センサ１１の光学方向を、ａ方向、ｂ方向に合わせた場合の、中間転写ベルト５上に形成したテストパターンＴのトナー濃度検知精度は、前述した通り、ベルト光沢度の高いａ方向、つまりベルト５の移動方向と直交する方向に沿って発光手段１１１及び受光手段１１２を配置した方が良い結果となった。
【００６８】
以上の結果より、テストパターンを担持する像担持体の表面光沢度に異方性がある多色画像形成装置において、その像担持体上のテストパターンのトナー濃度を検知する光学検知手段が正反射型の光学センサである時、その光学的方向を像担持体の表面光沢度の高い方と一致させることにより、トナー濃度の検知精度が向上することが確認された。
【００６９】
こうした結果に基づいて、本実施例では、図７に示すように、光学検知手段１１の光学的方向ｃをベルト５の移動方向と直交する方向ａと実質的に同じにしている。
【００７０】
これにより本実施例は、テストパターンの検知精度を向上し、高画質な画像を形成することができる。
【００７１】
実施例２
中間転写ベルトの支持ローラのうちのひとつ、ここではテンションローラ５２は、中間転写ベルト５の搬送性を安定させるために、外径形状の精度を高めてある。従って、光学検知手段１１をテンションローラ５２の対向に配置することにより、光学検知手段である光学センサ１１のテンションローラ５２に対する位置精度が一段と向上する。
【００７２】
結果として、図７に示すように、光学センサ１１をテンションローラ５２と対向させることにより、テンションローラ５２に張架された中間転写ベルト５との位置精度も向上するため、トナー濃度検知精度の位置要因に関する精度バラツキを小さくすることが可能となる。
【００７３】
更に、光学センサ１１の光学方向ｃがベルト光沢度の高い方向、即ち、ここでは、テンションローラ５２の軸方向ｄと一致する方向になるため、対中間転写ベルト５の位置精度は、対テンションローラ５２の軸方向の位置精度となる利点も有する。
【００７４】
以上説明したように、表面光沢度に異方性を有する中間転写ベルトを用いた画像形成装置で、光学センサにて中間転写ベルト上に形成されたテストパターンのトナー濃度を検知する場合、中間転写ベルトの表面光沢度の高い方向を光学検知手段の光学方向と同方向になるように配置し、光学検知手段を中間転写ベルトに対向するように設けることで、（１）ベルトからの反射光を最も効率よく受光することを可能とし、（２）更にはテンションローラと光学検知手段とを対向させることで、ベルトと光学検知手段との位置精度が向上するため、中間転写ベルト上に形成したテストパターンのトナー濃度の検知精度をより向上させることが可能となった。
【００７５】
尚、中間転写ベルトの支持ローラ、例えばテンションローラと光学検知手段とを対向させることによって、中間転写ベルトの表面光沢度の高い方向が他の方向（例えばベルト移動方向）でも、光学検知手段の光学方向と等しければ効果はあるが、光学検知手段の光学方向、表面光沢度の高い方向及びテンションローラの軸方向の３つが同方向であることで特に効果が高い。
【００７６】
尚、実施例１及び２では、第二の像担持体である中間転写ベルトの材質としてＡＢＳ樹脂を取り上げて説明したが、本件はＡＢＳ樹脂に限ったものではなく、製造上、ベルトに対して表面光沢度に異方性のあるベルトに関しては、如何なる材質のベルトでも同様の効果が得られることは自明である。
【００７７】
実施例３
次に本発明の他の実施例について説明する。本実施例では、前述の実施例に説明した濃度検知手段以外の目的にて使用した光学検知手段について、本発明の効果を示したものである。
【００７８】
本実施例における光学検知手段とは、各色の画像形成タイミングを制御する制御手段の一部分をなすものであり、前述の実施例１、２で示した光学検知手段と同様に、第二の像担持体である中間転写ベルトからの反射光量の変化によって検知及び制御をなすものである。
【００７９】
即ち、本実施例における光学検知手段は、各色の画像形成タイミングの同期をとり、中間転写ベルト上に各色の画像が正しい位置に形成されるようにする制御手段である。
【００８０】
本実施例で示す光学検知手段４１１は、構成としては前述の実施例で説明した図２に示す光学検知手段１１と同様であり、正反射型の構成をしている。
【００８１】
本実施例においては、図８に示すように、中間転写ベルト５の移動方向に交差する方向の端部には、一画像形成領域毎に、幅１０ｍｍ、長さ２０ｍｍほどのマーキングＭが形成されている。
【００８２】
本実施例でこのマーキングＭに求められる特性は、光学検知手段４１１から照射される照射光を出来る限り反射させないことである。この特性を兼ね備えもつ物性としては、黒色であり、且つ表面光沢度が０％以上１０％以下のものである。黒色化することで、赤外領域の分光反射率は１０％以下となる。更にマーキングＭ部分の表面を粗すことにより、表面の光沢度を確実に０％以上１０％以下にすることが可能である。
【００８３】
中間転写ベルト５全体の色味が黒色である場合には、マーキングＭ部分のみ表面を粗すだけで良いことは言うまでもない。
【００８４】
こうしたマーキングＭを中間転写ベルト５に形成し、これに対して光学検知手段４１１の発光手段から光を照射すると、図９に示すように、非マーキング部分通過時間帯Ｘでは十分な反射光を受光し、一方、黒色化／粗面化されたマーキングＭ部分でのみ反射光量が減じる。
【００８５】
光学検知手段４１１の受光量が減じ、予め設定した閾値Ｔｈを下回った時間ｔ１において、光学検知手段４１１はマーキングＭ部分を通過し、一画像形成領域を通過したと判断でき、画像形成タイミング検知が可能である。
【００８６】
更に、基底状態Ｂである受光量が大きい状態を安定して維持するため、光学検知手段４１１の光学方向を中間転写ベルト５の表面光沢度の高光沢度側に合わせることにより、同一ベルトでありながらもより大きな受光量を受けることが可能となるため、画像形成タイミングの制御精度を向上させることが可能となる。
【００８７】
即ち、実施例１、２に説明したトナー量検知の際と同様に、中間転写ベルト５の高光沢度側と光学検知手段４１１の光学方向を合わせることにより、中間転写ベルト５のマーキングＭ部を通過した際の光量変動（ダイナミックレンジ）をより大きく得ることが可能となるため、マーキングＭ部を通過したか否かの判断となる閾値Ｔｈの設定の自由度がより一層増し、結果として画像形成タイミング検知をより確実に精度良く行うことが可能となる。
【００８８】
本実施例では光学検知手段４１１の光学方向をベルト５の結晶組織の配向方向と実質的に同じにすることで、光学検知手段４１１をベルト５の光沢度が比較的高く検出できる方向に設定することができる。
【００８９】
以上説明したように、画像形成タイミングを制御する光学検知手段においても、光学検知手段の光学方向と中間転写ベルトの高光沢度方向とを一致させることにより、画像形成タイミングの検出能力を上げることが可能となり、精度良い制御を行うことが可能となった。
【００９０】
尚、本実施例においても、前述の実施例で説明したように、更には支持ローラと光学検知手段とを対向させることで、ベルトと光学検知手段との位置精度を向上させることができる。
【００９１】
尚、中間転写ベルトに求められる特性としては、現像剤の離型性がよいこと、耐久性がよいこと、搬送性がよいこと、製造安定性がよいこと等がある。この特性を兼ね備えた材料として、ＰＩ（ポリイミド）が非常に好適であり、本発明を適用することで、より安定した高画質の画像を形成することができる。
【００９２】
但し、ＰＩは材料コストが高いため、低コスト化の実現が難しい。そこで安価でありながら中間転写ベルトとして採用できる樹脂としては、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ＰＥＳアロイ、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）等がある。
【００９３】
ところが、ＰＶｄＦあるいは前述した実施例で採用したＡＢＳが、ＰＩより劣る特性として光学反射率があり、ＰＶｄＦ及びＡＢＳの光学反射率はＰＩの凡そ半分である。
【００９４】
従って、ＰＶｄＦ及びＡＢＳのように、ＰＩと比べて低コストでありながら光学反射率の低い材料を中間転写ベルトとして採用する際、本発明を適用することは特に有効である。
【００９５】
尚、画像形成装置の構成部品の寸法、材質、形状、及びその相対位置などは、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。
【００９６】
又、前述した実施例のベルトは中間転写ベルトであるが、本発明は、図１１に示すように、複数の感光ドラム１上のトナー像を、ベルト２０５に担持された転写材Ｐに、順次転写して重ねることで画像を形成する画像形成装置にも適用可能である。
【００９７】
つまり、ベルト２０５は前述の中間転写ベルト同様、製造時、型から引き抜かれるもので、ベルト２０５上には濃度検知用のトナー像が形成されたり、またマーキング部が必要に応じて形成されるものであり、転写材Ｐを担持搬送するベルト２０５上のトナー像、又はマーキング部を光学検知手段１１で検知する際、本発明を適用し、光学検知手段１１の光学方向とベルト２０５の引き抜き方向を実質的に同一とすることが有効である。
【００９８】
尚、図１１に示す画像形成装置は、現像動作を行う現像手段４、転写動作を行う転写手段２０６、ベルト２０５を張架するテンションローラ２０７及び２０８を有し、ローラ２０７はベルト２０５を介して光学検知手段１１と対向している。
【００９９】
以上説明したように、本発明の画像形成装置は、表面に現像像が形成される像担持体と、像担持体表面に対して光を照射する発光手段及び発光手段より照射した光の像担持体表面からの反射光を受光する受光手段を有し、受光手段が受光した反射光の光学強度を検知する光学検知手段と、を有し、像担持体は、表面光沢度に異方性を有するベルトであり、発光手段と受光手段が形成する光学方向が、像担持体表面の表面光沢度の高い方向と一致している。
【０１００】
つまり、製造方法に起因する樹脂ベルトの光学特性、すなわち光沢度の異方性を利用し、より光沢度の高い方向に光学検知手段の光学方向を合わせることにより、像担持体における光学検知手段による現像像の濃度検知精度を高くしたり、又、画像形成タイミングを図るマーキングの位置検知精度等を高くし、感光体や現像剤の環境特性による変化や径時変化が生じても、高画質な画像を常に安定して形成することが可能であり、また低コストの比較的光沢度の低いベルトも採用することができる。
【０１０１】
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明は上記実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の技術思想内であらゆる変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明の一実施例である画像形成装置を示す概略構成図である。
【図２】光学検知手段を示す概略構成図である。
【図３】中間転写ベルトからの反射光量と現像濃度との関係を示すグラフである。
【図４】中間転写ベルトの形成方法を示す説明図である。
【図５】中間転写ベルトの異方性を説明する説明図である。
【図６】中間転写ベルトの異方性に基づく反射光量の違いを説明する図である。
【図７】光学検知手段の濃度検知方法を示す説明図である。
【図８】光学検知手段のマーキングの位置検知方法を示す説明図。
【図９】光学検知手段によるマーキングの位置検知の際の受光量の変化を示すタイミングチャートである。
【図１０】本発明の背景技術である画像形成装置を示す図である。
【図１１】本発明に係る画像形成装置の他の例を示す図である。
【符号の説明】
【０１０３】
１    感光ドラム（第一の像担持体）
５    中間転写ベルト（第二の像担持体）
１１、１４  光学センサ（光学検知手段）
４０  現像装置
１１１  発光手段
１１２  受光手段
Ｔ    テストパターン（濃度検知用現像像）
Ｍ    マーキング
【図１】
2004191955.tif 000003
【図２】
2004191955.tif 000004
【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】
2004191955.tif 000009
【図８】
2004191955.tif 000010
【図９】
2004191955.tif 000011
【図１０】
2004191955.tif 000012
【図１１】
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