(57)【要約】【課題】  走査型のセンサの課題となる紙のバタツキの影響を解消し、省スペース、安価かつ高精度に濃度センサ９のシェーディング補正を行う画像形成装置を提供すること。【解決手段】  濃度センサ９を両面搬送パス６７内に配置し、紙の白色部にてシェーディング補正を行い、白色部を読み込むときにのみ紙搬送を停止する。【選択図】  図１
2005309064.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体上に転写されるトナー像を加熱定着させる定着手段と、搬送または停止している画像形成済みの記録媒体に対し参照光を照射する照射手段と、前記照射手段から反射光を受光する受光手段と、前記受光手段に受光した光量に応じて信号を出力できる反射型濃度センサと、前記反射型濃度センサの出力値を用いて画像濃度調整を行うことができ、尚且つ記録媒体の両面に画像形成可能であり、両面搬送路内に記録媒体の少なくとも一部がある状態で記録媒体を停止させる補正停止手段を持つ画像形成装置において、
前記反射型濃度センサを、画像形成装置の両面搬送路内且つ、前記補正停止手段にて記録媒体を停止させた時、記録媒体画像形成面が対向側に位置する場所に配置し、前記補正停止手段で記録媒体を停止させた状態にて、記録媒体の基準白色部に参照光を照射、反射光を受光し、前記反射型濃度センサのシェーディング補正を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記記録媒体の基準白色部は、前記記録媒体の画像余白領域であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記補正停止手段により停止させた状態の記録媒体は、前記反射型濃度センサの直上流に配置された搬送部材及び直下流に配置された搬送部材を含む少なくとも二つ以上の搬送部材にて保持されていることを特徴とする請求項１乃至２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記反射型濃度センサの直下流に配置された搬送部材の記録媒体搬送速度は、前記反射型濃度センサの直上流に配置された搬送部材の記録媒体搬送速度より、同等もしくは速くなっており、尚且つ前記反射型濃度センサの直上流に配置された搬送部材の停止タイミングは、前記反射型濃度センサの直下流に配置された搬送部材の停止タイミングより、同等もしくは早くなっていることを特徴とする請求項１乃至３いずれか記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記画像形成装置において、両面搬送路内を搬送中の記録媒体をタイミング取りのために停止させる再給紙待機停止手段を持ち、前記補正停止手段に該再給紙待機停止手段を用いることを特徴とする請求項１乃至４いずれか記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記画像形成装置において、給紙手段により給紙されてきた記録媒体及び両面搬送されてきた記録媒体を斜行補正とタイミング取りのために停止させるレジスト停止手段を持ち、前記補正停止手段に該レジスト停止手段を用いることを特徴とする請求項１乃至４いずれか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、電子写真方式を利用して画像形成を行うデジタル方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に係り、特に定着後の記録媒体の画像濃度を検知し画像濃度調整を行える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、電子写真方式を利用した画像形成装置にあっては、感光体上あるいは転写体状に担持されている可視像を普通紙等の記録媒体に転写して記録画像を得るようになっている。このため、感光体あるいは転写体から可視像を転写された記録媒体は、定着装置に搬送されて可視像の定着を受けた後に排出される。
【０００３】
ところで、近年高画質化、高安定化と言った要求が強まる中、画像形成装置により形成する画像の濃度を常に適正な状態に保つため、所定の濃度からなる基準の画像を形成した後にその基準画像の濃度を測定し、得られた濃度測定値と濃度目標値とを比較して変換テーブルを作成し、その作成された変換テーブルを用いて画像データの濃度特性を変換することによって画像の濃度制御を行う技術が多く提案されている。
【０００４】
このような濃度制御を行う際に必要な基準画像の濃度測定は、基準画像として形成されるトナー像を記録媒体に転写する前に行うものや転写後かつ定着前に行うものも多くあるが、これらの濃度測定方法ではトナーの記録媒体への転移量や定着度合いなどの変動により、実際に得られる画像と測定した画像の濃度に差異が生じてしまい、高精度な濃度制御を行うことができなかった。
【０００５】
このため、出力画像を自らの画像読取装置に読み取らせ、その読み取り結果に基づいて、濃度制御を行う方法もあるが、これでは出力画像を画像読取装置にセットしなければならないので、その作業が煩わしく、また、プリンタのような画像読取装置を備えていないものにあっては、濃度調整を行うことができなかった。
【０００６】
そこで、従来の画像形成装置では、定着直後の記録媒体搬送路に濃度センサを設け、定着後の画像により濃度調整を行っているものもある（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
このような濃度センサにおいては、センサ自身の特性ムラによる影響を少なくするためにシェーディング補正を行っているものが殆どである。
【０００８】
従来、濃度センサのシェーディング補正には、センサ対向側に校正基準板を配置し、この基準板に参照光を照射、反射光を受光し、その出力値を利用しシェーディング補正を行っているものが多かった（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２０００−１３２０１３号公報
【特許文献２】特開２００１−８６２９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら上記従来の装置では、トナーに定着手段との離型性を良くするためのワックスが含まれているものを使用している場合、濃度センサが定着装置直後に配置されているため、センサが検知する定着画像は、定着時の過熱によりワックスが液体状態となっており、ワックスの凝固進行具合により画像濃度が時々刻々と変化してしまっているので、結果としてこの状態の画像濃度を検知しても、検知のたびに測定値がばらつく恐れがあり、高精度に濃度調整を行うことができない。
【００１０】
同様に、トナーにワックスが含まれていない場合でも、定着時に定着装置との離型性を良くするため定着オイルを塗布するので、定着装置直後に配置されている濃度センサにより検知する定着画像は、定着オイルの浸透過程の画像となってしまい、温度の低下や定着オイルの浸透具合により画像濃度が変化し易い状態のものとなってしまっているので、高精度に濃度調整を行うことができない。
【００１１】
このため画像濃度が安定する温度以下に記録媒体温度が下がった時に濃度測定することが望ましいが、濃度センサを本体内に収めようとすると、定着装置は従来、排紙部より距離のないところに位置しているので、温度を急激に下げるための装置が必要になり、コストアップにつながる。また、温度が下がるまでの距離を確保しようとすると今度は本体幅アップや本体の外側に濃度測定用のスペースを設けなければならなくなってしまう。
【００１２】
また、該濃度センサを本体内部に配置し、シェーディング補正用に濃度センサ対向に校正基準板を設けると、校正基準板が飛散トナーや紙紛などにより校正板が汚れるだけでなく、記録媒体との摺擦傷により校正板表面が傷つき、これらの影響により正確なシェーディング補正ができなくなってしまう。
【００１３】
この対策として、画像濃度調整時の検知同様、搬送中の記録媒体に基準白色部を設け、この基準白色部を検知し、シェーディング補正を行うことも考えられるが、当然搬送中の記録媒体は少なからず様々な影響を受け上下変動しており、その影響により精度良く濃度測定をすることができない。これは、周知の通り通常の光学式センサは上下変動に弱く被測定物が上下変動するとその出力値が大きく変ってしまうからである。このことは、センサの感度特性が通常低濃度の方が感度が高いことを考慮すると、白色部の検知では、この上下変動の影響がより敏感に出てしまうことになる。
【００１４】
さらには、この対策として基準白色部を検知する間のみ記録媒体を停止させることも考えられるが、濃度センサを定着装置直後に配置している場合には、定着直後の熱く熱せられた状態の記録媒体を停止させ、ローラ等で挟持させることになり、カールの原因となってしまうだけでなく、記録媒体の一部が定着装置近くの高温部にしばらく停滞することになり結果定着ムラの原因になる。これらのことは、定着ローラに記録媒体が噛んだ状態で記録媒体を停止させてしまうとより顕著に表れてしまう。逆に定着ローラから記録媒体が完全に抜けた状態で記録媒体を停止させると、多くの場合、記録媒体の一部が排紙部より排紙トレイ側に出ている状態にて停止されることになり、ユーザーは紙詰まりと勘違いしてしまう恐れがある。
【００１５】
よって、本発明では定着後の記録媒体の画像濃度を検知し画像濃度調整を行える画像形成装置において、前述の問題点すなわち、本体サイズを大きくすることなく定着後の記録媒体上の画像濃度が安定してから高精度、低コストで、尚且つ上下変動による影響のない状態で濃度センサのシェーディング補正を行い、安定した濃度調整の行える画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、記録媒体上に転写されるトナー像を加熱定着させる定着手段と、搬送または停止している画像形成済みの記録媒体に対し参照光を照射する照射手段と、前記照射手段から反射光を受光する受光手段と、前記受光手段に受光した光量に応じて信号を出力できる反射型濃度センサと、前記反射型濃度センサの出力値を用いて画像濃度調整を行うことができ、尚且つ記録媒体の両面に画像形成可能であり、両面搬送路内に記録媒体の少なくとも一部がある状態で記録媒体を停止させる補正停止手段を持つ画像形成装置において、前記反射型濃度センサを、画像形成装置の両面搬送路内且つ、前記補正停止手段にて記録媒体を停止させた時、記録媒体画像形成面が対向側に位置する場所に配置し、前記補正停止手段で記録媒体を停止させた状態にて、記録媒体の基準白色部に参照光を照射、反射光を受光し、前記反射型濃度センサのシェーディング補正を行うことを特徴とする。
【００１７】
ここで、前記記録媒体の基準白色部は、前記記録媒体の画像余白領域であることを特徴とする。
【００１８】
前記補正停止手段により停止させた状態の記録媒体は、前記反射型濃度センサの直上流に配置された搬送部材及び直下流に配置された搬送部材を含む少なくとも二つ以上の搬送部材にて保持されていることを特徴とする。
【００１９】
また、前記反射型濃度センサの直下流に配置された搬送部材の記録媒体搬送速度は、前記反射型濃度センサの直上流に配置された搬送部材の記録媒体搬送速度より、同等もしくは速くなっており、尚且つ前記反射型濃度センサの直上流に配置された搬送部材の停止タイミングは、前記反射型濃度センサの直下流に配置された搬送部材の停止タイミングより、同等もしくは早くなっていることを特徴とする。
【００２０】
さらには、前記画像形成装置において、両面搬送路内を搬送中の記録媒体をタイミング取りのために停止させる再給紙待機停止手段を持ち、前記補正停止手段に該再給紙待機停止手段を用いることを特徴とする。
【００２１】
また、前記画像形成装置において、給紙手段により給紙されてきた記録媒体及び両面搬送されてきた記録媒体を斜行補正とタイミング取りのために停止させるレジスト停止手段を持ち、前記補正停止手段に該レジスト停止手段を用いることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によると、定着後の記録媒体の画像濃度を検知し画像濃度調整を行える画像形成装置において、本体サイズを大きくすることなく定着後の記録媒体上の画像濃度が安定してから高精度、低コストで、尚且つ上下変動による影響のない状態で濃度センサのシェーディング補正を行い、安定した濃度調整の行える画像形成装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
【００２４】
図１には本発明実施例の画像形成装置の概略断面図を示す。
【００２５】
図１において、像担持対である感光ドラム１は回転自在に担持され、感光ドラム1の周りに、前露光ランプ、コロナ耐電器、レーザ露光光学系２、電位センサ、中間転写体３、クリーニング器４及び回転型現像体５を配置する。
【００２６】
回動可能な回転型現像体５は、ブラック用現像器５Ｋ、イエロー用現像器５Ｙ、マゼンタ用現像器５Ｍ、シアン用現像器５Ｃの４色の現像器を有している。回転型現像体５は、回転型現像体の中心に設けられた円筒状の回転軸の周りを図中矢印ａの反時計方向に回転し、必要時に所望の色の現像器を感光ドラム１と対向する現像位置へと移動させることが可能である。
【００２７】
レーザ露光光学系２においてリーダ部からの画像信号は、レーザ出力部にて光信号に変換され、光信号に変換されたレーザ光がポリゴンミラーで反射され、レンズ及び各反射ミラーを経て感光ドラム１の面に投影される。
【００２８】
プリンタ部画像形成時には感光ドラム１を回転させ、前露光ランプで除電した後の感光ドラムを帯電器により一様に帯電させて、１色目の光像Ｅを照射し、感光ドラム上に潜像を形成する。次に現像器により感光ドラム上の潜像を現像し、感光ドラム上に樹脂と顔料を基体としたトナーの画像を形成する。
【００２９】
その後、感光ドラム上に形成されたトナー画像は中間転写体３に一次転写される。
【００３０】
１色目の現像が終わると回転型現像体５は図中矢印aの方向に９０°回転し２色目の現像器が感光ドラム１と対向する現像位置に移動され、１次転写が終わりクリーニング器４によりクリーニングされた感光ドラム１は、１色目同様、２色目、３色目、４色目と潜像、現像、１次転写を繰り返し、中間転写体３上に各色のトナー画像を順次重ねていく。
【００３１】
ここで、現像器内のトナーはトナー収納部から現像器内のトナー比率（或いはトナー量）を一定に保つ様に所望のタイミングにて随時補給される。
【００３２】
一方記録媒体は各収納部６１、６２、６３、６４から各々の給紙手段７１、７２、７３、７４によって１枚ずつ搬送され、レジストローラ７５にて斜行を補正し、所望のタイミングにて２次転写部７６に搬送される。
【００３３】
２次転写部７６にてトナー像が転写された記録媒体は搬送部７７を通り、熱ローラ定着器８にてトナー像を定着され、排紙トレイ６５或いは用紙後処理装置に排紙される。
【００３４】
また、記録媒体の両面に画像を形成する場合には、熱ローラ定着器８を記録材が通過後、すぐに搬送パス切換ガイドを駆動し、記録媒体を反転パス６６に一端導いた後、反転ローラ７８の逆転により、送り込まれた際の後端を先頭にして、送り込まれた方向と反対向きに退出させ、両面搬送パス６７へと送られる。その後、両面搬送パス６７を通過し再給紙待機ローラ７９にて斜行補正とタイミング取りのため一旦停止し、所望のタイミングにてレジストローラ７５へと搬送され、再び上述した画像形成工程によってもう一方の面に画像を転写する。
【００３５】
ここで、本発明の特徴である画像濃度調整時及び濃度センサのシェーディング補正について詳しく説明する。
【００３６】
図２には本発明実施例の補正停止手段に再給紙待機停止手段を活用した場合の記録媒体搬送路における濃度センサ配置部の断面図を、図３には補正停止手段にレジスト停止手段を活用した場合の記録媒体搬送路における濃度センサ配置部の断面図を、図４には濃度センサ及び記録媒体の断面図を示す。
【００３７】
画像濃度調整時も前述した通常の両面画像形成時同様、潜像、現像、１次転写を繰り返し、２次転写部に搬送されてきた記録媒体にトナー画像を２次転写する。２次転写された記録媒体は熱ローラ定着器８にて定着され、搬送パス切換ガイドを駆動し、反転パス６６を経由し反転ローラ７８にて反転され、両面搬送パス６７へと送られる。
【００３８】
ここで形成される画像は、所定の濃度からなる基準画像であり、搬送されてきた記録媒体上の基準画像に濃度センサ９内の照射手段９１より参照光を照射し、その参照光からの反射光を受光手段９２にて受光し、受光した光量に応じた信号を出力し、その出力値から得られる濃度測定値と濃度目標値とを比較して変換テーブルを作成し、その作成された変換テーブルを用いて画像データの濃度特性を変換し濃度調整を行う。
【００３９】
この時、搬送されてきた記録媒体が反転パス６６、反転ローラ付近の送り込み部等を経て充分に冷やされている位置に濃度センサ９は配置されているので、この位置での基準画像の濃度は安定しており、高精度な濃度調整を行うことができる。
【００４０】
また、濃度センサ９は両面搬送路中に設けているので本体サイズを大きくする必要もない。
【００４１】
基準画像が形成された記録媒体は、上述のように濃度センサ９による濃度測定をしながら、両面搬送路内を搬送され、所望のタイミングにて補正停止手段により停止される。この時、濃度センサ９の対向には基準白色部が設けられており、濃度センサ９は、この基準白色部を検知しシェーディング補正用のデータを採取する。ここで採取した補正用データにより、濃度調整用データ（濃度測定値）のデジタル値を変換し、校正した値により安定した濃度調整を可能にする。また、ここで採取した補正用データを保存し、次回以降の画像濃度調整時に発光部の光量調整用のデータとしても活用することも可能である。このようにシェーディング補正の校正基準として記録媒体の基準白色部を利用することにより、濃度センサを本体内部に入れたときに心配される校正基準板の傷や汚れ等の影響がなく、安定したシェーディング補正を行うことができる。また、シェーディング補正用のデータ採取は記録媒体を停止させた状態で行うので、走査型センサの課題となる被測定物の上下変動による影響を受けずより安定したシェーディング補正が可能になっている。さらには、濃度センサ９を両面搬送路内に配置しているので、濃度センサ９を熱ローラ定着器８の直後の配置していた場合問題となる定着直後の熱く熱せられた状態の記録媒体を停止させ、ローラ等で挟持させることにより生じるカールや、記録媒体の一部が熱ローラ定着器８付近の高温部にしばらく停滞することによる定着ムラ等を発生させることもない。
【００４２】
ここで、濃度センサ９を、補正停止手段により停止させた時に記録媒体の画像余白領域の対向位置になるように配置しておけば、基準余白部を確保するためのスペースが不要になるだけでなく、通常両面画像形成時においてもセンサシェーディング用のデータを採取することができ、より多くのデータによるシェーディング補正が可能になるので、そのシェーディング補正はより安定すると言える。
【００４３】
また、濃度センサ９の直下流に設けられた下流ローラ９４の記録媒体搬送速度を、濃度センサ９の直上流に設けられた上流ローラ９３の記録媒体搬送速度より、同等もしくは速く設定しておくことで、搬送中の記録媒体の上下変動を少なくすることができ、更なる安定した濃度調整が可能となる。
【００４４】
さらには、上流ローラ９３の停止タイミングを下流ローラ９４の停止タイミングより、同等もしくは早く設定し、尚且つ補正停止手段により記録媒体を停止させた時、上流ローラ９３及び下流ローラ９４を含む少なくとも二つ以上の搬送部材により保持させることで、シェーディング補正用のデータ採取時には、濃度センサ９と記録媒体の距離を常に一定に保つことができ、より正確にシェーディング補正が行える。
【００４５】
上述のように画像濃度調整及びセンサシェーディング補正を行った後、記録媒体は再給紙待機ローラ７９、レジストローラ７５、２次転写部７６、熱ローラ定着器８を経て排紙トレイ６５に排紙される。
【００４６】
ここで、図２に示すように補正停止手段に、両面搬送路内を搬送中の記録媒体をタイミング取りのために停止させる再給紙待機停止手段を活用することで、新たに停止手段を設ける必要がなくなり、コスト面で有利になる。
【００４７】
同様に、図３に示すように補正停止手段に、給紙手段により給紙されてきた記録媒体及び両面搬送されてきた記録媒体を斜行補正とタイミング取りのために停止させるレジスト停止手段を活用しても、コスト面で有利である。
【００４８】
尚、濃度センサ９において、センサの参照光には、ＬＥＤやハロゲンランプ、キセノンランプなどの白色光あるいは、Ｒｅｄ、Ｂｌｕｅ、Ｇｒｅｅｎ光等を用いればよく、受光部内にある光電変換素子には、ＣＣＤ、フォトダイオード、フォトマル、ＣＭＯＳセンサなどを用いればよい。
【００４９】
以上より、本発明によると、定着後の記録媒体の画像濃度を検知し画像濃度調整を行える画像形成装置において、本体サイズを大きくすることなく定着後の記録媒体上の画像濃度が安定してから高精度、低コストで、尚且つ上下変動による影響のない状態で濃度センサのシェーディング補正を行い、安定した濃度調整の行える画像形成装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施形態の一例である画像形成装置の主断面図
【図２】補正停止手段に再給紙待機停止手段を活用した場合の記録媒体搬送路における濃度センサ配置部の断面図
【図３】補正停止手段にレジスト停止手段を活用した場合の記録媒体搬送路における濃度センサ配置部の断面図
【図４】濃度センサ及び記録媒体の断面図
【図５】従来の濃度センサ配置位置の一例を示す装置構成図（特開2000-132013）
【符号の説明】
【００５１】
６７  両面搬送パス
７５  レジストローラ
７６  ２次転写部
７９  再給紙待機ローラ
９  濃度センサ
９１  照射手段
９２  受光手段
９３  上流ローラ
９４  下流ローラ
【図１】
2005309064.tif 000003
【図２】
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【図３】
2005309064.tif 000005
【図４】
2005309064.tif 000006
【図５】
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