(57)【要約】  【課題】  画像形成の画質を維持しつつ、装置全体としての小型化に寄与することのできる画像形成装置を提供する。  【解決手段】  感光体を正逆転させる駆動部と、前記感光体の感光面上に形成されたトナー像を光学的に読み取るセンサと、前記感光面上に形成されたトナー像をシートに対して転写した後に、前記感光体を前記駆動部により逆転させることで前記感光面を前記センサに読み取らせる制御部とを有する。  【選択図】  図１
2005128199.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体を正逆転させる駆動部と、
前記感光体の感光面上に形成されたトナー像を光学的に読み取るセンサと、
前記感光面上に形成されたトナー像をシートに対して転写した後に、前記感光体を前記駆動部により逆転させることで前記感光面を前記センサに読み取らせる制御部とを有する画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において、
前記センサは、前記感光面の移動方向において、前記感光面に対してトナー像を形成する現像位置よりも下流側で、且つ前記感光面上に形成されたトナー像をシートに対して転写する転写位置よりも上流側に配置される画像形成装置。
【請求項３】
感光体の感光面上に形成されたトナー像を光学的に読み取るセンサと、
前記感光面からシートに転写されたトナー像を前記シートに対して定着させる定着部と、
前記シートを搬送する搬送部と、
前記定着部にてトナー像が定着されたシートを前記搬送部により搬送させ、前記シートに定着させたトナー像を前記センサに読み取らせる制御部とを有する画像形成装置。
【請求項４】
感光体を正逆転させる駆動部と、
前記感光体の感光面上に形成されたトナー像を光学的に読み取るセンサと、
前記感光面からシートに転写されたトナー像を前記シートに対して定着させる定着部と、
前記シートを搬送する搬送部と、
前記感光面上に形成されたトナー像をシートに対して転写した後に、前記感光体を前記駆動部により逆転させることで前記感光面を前記センサに読み取らせ、且つ前記定着部にてトナー像が定着されたシートを前記搬送部により搬送させ、前記シートに定着させたトナー像を前記センサに読み取らせる制御部とを有する画像形成装置。
【請求項５】
請求項１から４の内いずれかに記載の画像形成装置において、
画像形成動作に関する制御パラメータを変更することによりシートに形成されるトナー像の画質を調節する画質調節部を有し、
前記制御部は、前記センサにより読み取った情報に基づいて、前記画質調節部によりシートに形成されるトナー像の画質を調節させる画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に複写機の画像形成は次のように行われる。まず帯電器によって感光体ドラム面が所要の帯電電位Ｖ０（例：−６３０Ｖ）に帯電され、次いでレーザ露光によって潜像形成が行われる。この露光で画像部は表面電位が減衰し残留電位Ｖｒ（例：−４０Ｖ）となる。所要の潜像を形成した後、現像装置（例：−４６０Ｖ印加）によって感光体ドラム面と同極性（負極性）に帯電したトナーを用いて現像（反転現像）を行う。感光体ドラム面上に現像工程で付着したトナーは、転写器によって記録紙に転写（正極性）され、転写出来ずに残ったトナーはクリーニングブレードにより排トナーとして回収される。紙に転写されたトナーは定着器によりトナーを紙に定着させる。
【０００３】
このような複写機やレーザプリンタ等の電子写真装置においては、使用環境の変化によって感光体表面電位やトナーの帯電量等材料の特性が大きく変化し、また、感光体は画像形成を繰り返すにつれてクリーニングブレードによる研磨等の機械的なストレスが蓄積することにより、膜減りが生じて感光層の膜厚が減少し、表面電位が除々に低下し形成画像の画質に濃度低下等の影響を及ぼす場合がある。
【０００４】
これらの画質劣化の要因に対し、温湿度センサ等によるプロセスの制御（例えば、帯電、現像バイアス、レーザ、転写等）や感光体上に形成された静電潜像を読み取り、その結果に応じて静電潜像の形成を制御することで画質を安定化させる手法や、現像後の感光体上のトナー像や転写ベルト上のトナー像、転写後の感光体上のトナー像（転写残りトナー像）等の光学濃度を検出する手段を備え、この検出結果に応じてプロセス条件を制御する手法が提供されている（例えば、特許文献１および２参照。）。
【特許文献１】特開平５−２４１４０３号公報  （第４―８頁、第２図）
【特許文献２】特開２００１−３０５７５６号公報  （第４―２２頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上述したような温湿度センサ等によるプロセス制御に関しては、適正な現像量やそれに対応する適正な転写出力を正確に補正することは困難であり、また、現像後や現像後と転写後（両方）のドラム上のパッチ像を光学濃度検出手段で検出する手法は設置スペースや機能上から、感光体ドラムの直径が大径であることや、トナー像をシートに転写した後の感光面の読み取りには転写後の位置にセンサを配置させなければならないこと等の制約があり、小型化の妨げとなっていた。
【０００６】
また現像後、転写後のドラム上の光学濃度で制御を行って適正化したにもかかわらず紙の種類（例えば表面の粗い紙、厚紙等）によっては、アウトプットされた画像は定着のオフセットにより画像濃度が低下してしまう等不具合が起こる場合もあった。
【０００７】
本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、画像形成の画質を維持しつつ、装置全体としての小型化に寄与することのでき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】
【０００８】
上述した課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、感光体を正逆転させる駆動部と、前記感光体の感光面上に形成されたトナー像を光学的に読み取るセンサと、前記感光面上に形成されたトナー像をシートに対して転写した後に、前記感光体を前記駆動部により逆転させることで前記感光面を前記センサに読み取らせる制御部とを有する構成となっている。
【０００９】
このように、感光体の感光面上に形成されたトナー像を光学的に読み取るセンサを、トナー像を転写した直後の感光面を読み取るセンサとしても使用することにより、画像形成の画質を維持しつつ、装置内に配置するセンサの数を減らすことができ、省スペース化および感光体の小型化に寄与することができる。ひいては、装置全体の小型化に効果を奏する。
【００１０】
また、上述のような画像形成装置において、前記センサは、前記感光面の移動方向において、前記感光面に対してトナー像を形成する現像位置よりも下流側で、且つ前記感光面上に形成されたトナー像をシートに対して転写する転写位置よりも上流側に配置される構成となっている。
【００１１】
このような位置にセンサを配置することにより、感光体の感光面上に形成されたトナー像と、このトナー像をシートに転写した直後の感光面とを１つのセンサで読み取ることが可能となる。
【００１２】
この他、本発明に係る画像形成装置は、感光体の感光面上に形成されたトナー像を光学的に読み取るセンサと、前記感光面からシートに転写されたトナー像を前記シートに対して定着させる定着部と、前記シートを搬送する搬送部と、前記定着部にてトナー像が定着されたシートを前記搬送部により搬送させ、前記シートに定着させたトナー像を前記センサに読み取らせる制御部とを有する構成となっている。
【００１３】
このように、シートに定着させたトナー像、すなわち画像形成動作の最終的な結果を読み取ることにより、シートの種類（例えば表面の粗い紙、厚紙等）によっては、アウトプットされた画像は定着のオフセットにより画像濃度が低下してしまう等の不具合の発生を低減させることができる。
【００１４】
また、上述のような画像形成装置において、前記搬送部は、自動両面ユニットであることが好ましい。このように自動両面ユニットを利用することで、特別な部品を追加することなく、トナー像を定着したシートの読み取りが可能となる。
【００１５】
なお、本発明に係る画像形成装置は、感光体を正逆転させる駆動部と、前記感光体の感光面上に形成されたトナー像を光学的に読み取るセンサと、前記感光面からシートに転写されたトナー像を前記シートに対して定着させる定着部と、前記シートを搬送する搬送部と、前記感光面上に形成されたトナー像をシートに対して転写した後に、前記感光体を前記駆動部により逆転させることで前記感光面を前記センサに読み取らせ、且つ前記定着部にてトナー像が定着されたシートを前記搬送部により搬送させ、前記シートに定着させたトナー像を前記センサに読み取らせる制御部とを有する構成となっている。
【００１６】
また、上述のような画像形成装置において、画像形成動作に関する制御パラメータを変更することによりシートに形成されるトナー像の画質を調節する画質調節部を有し、前記制御部は、前記センサにより読み取った情報に基づいて、前記画質調節部によりシートに形成されるトナー像の画質を調節させるようにすることも可能である。
【発明の効果】
【００１７】
以上に詳述したように本発明によれば、画像形成の画質を維持しつつ、装置全体としての小型化に寄与することのできる画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
【００１９】
図１は、本発明の実施の形態による画像形成装置の構成を断面的に示したものである。本実施の形態による画像形成装置は、感光体ドラム（感光体）１、現像装置２、現像ローラ３、転写器４、転写前ローラ５、剥離器６、クリーニングブレード７、除電ランプ８、帯電器９、定着器（定着部）１１、搬送部としての両面装置（自動両面ユニット）１２、画質維持センサ（センサ）１３、不図示の駆動部および不図示の制御部を備えた構成となっている。
【００２０】
現像装置２は、感光体ドラム１に保持された潜像を顕像化するトナーを担持搬送する現像ローラ３を具備している。転写器４は、感光体ドラム１上に形成されたトナー像をシートに転写する転写前ローラ５を具備している。剥離器６は、感光体ドラム１の感光面からシートを剥離する役割を有する。クリーニングブレード７は、トナー像の転写後に感光体ドラム１の感光面に残留したトナーをクリーニングする。除電ランプ８は、感光体ドラム１の感光面に残留している残留電荷を除去する。帯電器９は、感光体ドラム１の感光面に新たに所要の潜像を形成するために表面電位を付与する役割を有する。露光手段１０は、感光体ドラム１の感光面に新たに付与された表面電位をレーザでの露光により変化させ、所要の潜像を形成する。画質維持センサ１３は、感光体ドラム１の感光面（および、感光面上に形成されたトナー像）を光学的に読み取れるように配置されている。具体的には、画質維持センサ１３は、感光面の移動方向において、感光面に対してトナー像を形成する現像位置よりも下流側で、且つ感光面上に形成されたトナー像をシートに対して転写する転写位置よりも上流側に配置されている。
【００２１】
なお、感光体ドラム１は不図示の駆動部によって正逆転可能となっている。不図示の制御部は、不図示の駆動部などの駆動制御を行う。
【００２２】
次に、本実施の形態による画像形成装置における画像形成動作について説明する。まず帯電器９によって感光体ドラム１の感光面が所要の帯電電位Ｖ０（例えば、−６３０Ｖ）に帯電され、次いで露光手段１０によるレーザ露光で潜像形成が行われる。この露光で画像部は表面電位が減衰し残留電位Ｖｒ（例：−４０Ｖ）となる。所要の潜像を形成した後、現像装置２（例：−４６０Ｖ印加）によって感光体ドラム１の感光面と同極性に帯電したトナーを用いて現像（反転現像）を行う。
【００２３】
現像工程において感光体ドラム１の感光面上に付着したトナーは、転写前ローラ５を具備した転写器４によってシートに転写（正極性）される。その後、トナー像が転写されたシートは剥離器６で感光体ドラム１の感光面から剥離（負極性）される。そして、シートに転写されたトナー像は定着器１１によりシートに定着される。
【００２４】
シートが剥離された感光体ドラム１の感光面には転写残トナーが付着する。このようにして感光面に残留したトナーはクリーニングブレード７でクリーニングされるとともにクリーニングブレード７のエッジ部分に徐々に滞留し、滞留したトナーは不図示のスパイラルオーガで搬送されて回収ボックスへ回収される。
【００２５】
その後、除電ランプ８で感光面上の残留電荷を除去し、以後これらの工程を繰り返し画像形成が行われる。また、１２は自動両面ユニットである両面装置（ＡＤＵ：ＡＵＴＯ  ＤＵＰＬＥＸ  ＵＮＩＴ）、１３は画質維持センサであり、装置内には温度・湿度を検出するセンサを具備する。
【００２６】
ここでは、画像形成処理における画質を維持するため、所定のパッチ画像Ｔ（図２参照）をプリントさせ、このプリント動作における現像処理後（感光面にトナー像が形成された後）、転写処理後（感光面に形成されたトナー像をシートに転写した後）および定着処理後（シートに転写させたトナー像を加熱定着させた後）において、画質維持センサ１３によるパッチ像（或いはパッチ像の残留トナー）の読み取りを行い、これにより得られる検出値に基づいた制御パラメータの調節を行う。
【００２７】
すなわち、本実施の形態による画像形成装置は、画像形成動作に関する制御パラメータを変更することによりシートに形成されるトナー像の画質を調節する不図示の画質調節部を有しており、不図示の制御部は、画質維持センサ１３により読み取った情報に基づいて、不図示の画質調節部によりシートに形成されるトナー像の画質を調節させる構成となっている。
【００２８】
図３は、現像処理後の感光体ドラムの感光面を画質維持センサ１３により読み取り、現像バイアスを補正する処理の流れを示すフローチャートである。図４は、同フローチャートにおいて扱われる制御パラメータを示す表である。ここでの制御パラメータは、現像バイアス（Ｖ）となっている。
【００２９】
まず、画質維持センサ１３に具備されている湿度センサにより装置内の湿度を検出する（Ｓ１１）。湿度を検出した結果、装置内の湿度が５０％以上であるか否かの判定を行う（Ｓ１２）。
【００３０】
湿度が５０％以上でない場合（Ｓ１２，Ｎｏ）、現状設定値（現在の現像バイアス）を維持する（図４の表におけるテーブル４を選択する。）（Ｓ１３）。一方、湿度が５０％以上であった場合（Ｓ１２，Ｙｅｓ）、現状設定値の状態でパッチ画像をプリント動作を開始する（Ｓ１４）。
【００３１】
続いて、画質維持センサ１３によって、現像処理後の感光体ドラム１の感光面におけるパッチ画像が形成されている領域の読み取りを行い（Ｓ１５）、読み取って得られる検出値（濃淡の度合い）が許容範囲内であるか否かを判定する（Ｓ１６）。許容範囲内である場合（Ｓ１６，ＯＫ）、転写出力の調整（すなわち、転写バイアスの調整）へと進む（Ｓ２０）。
【００３２】
一方、許容範囲外である場合（Ｓ１６，ＮＧ）、読み取った結果としての検出値が基準値よりも印字の状態が薄いか否かを判定する（Ｓ１７）。ここで印字が薄くなければ図４におけるテーブル５〜７に挙げられている制御パラメータのうちいずれかを選択して、適正化する（Ｓ１９）。一方、印字が薄ければ図４におけるテーブル１〜３に挙げられている制御パラメータのうちいずれかを選択して、適正化する（Ｓ１８）。例えば、現像バイアスが−４５０Ｖであった場合、図４におけるテーブル２の補正では、現像バイアスの絶対値（４５０Ｖ）＋５０Ｖ＝−５００Ｖ印加することになる。
【００３３】
図５は、転写処理後の感光体ドラムの感光面を画質維持センサ１３により読み取り、転写総電流値を補正する処理の流れを示すフローチャートである。図６は、同フローチャートにおいて扱われる制御パラメータを示す表である。ここでの制御パラメータは、転写総電流（μＡ）となっている。
【００３４】
まず、画質維持センサ１３に具備されている湿度センサにより装置内の相対湿度（％Ｒ．Ｈ．）を検出する（Ｓ２１）。
【００３５】
次に、画質維持センサ１３に具備されている温度センサにより検出した温度（℃）と、すでに検出している相対湿度（％Ｒ．Ｈ．）とから絶対湿度相当の水蒸気圧（ｍｍＨｇ）を算出する（Ｓ２２）。
【００３６】
続いて、現状の設定パラメータ（転写総電流）の状態でパッチ画像（図２参照）のプリントを行う（Ｓ２３）。
【００３７】
そして、感光面上に形成されたパッチ像（トナー像）をシートに転写した後、画質維持センサ１３により感光体ドラム１の感光面におけるパッチ画像が形成されていた領域の読み取り（残留トナーの検出）を行い（Ｓ２４）、読み取って得られる検出値が許容範囲内であるか否かを判定する（Ｓ２５）。許容範囲内である場合（Ｓ２５，ＯＫ）、定着温度の補正処理（後述）へと進む。
【００３８】
一方、許容範囲外である場合（Ｓ２５，ＮＧ）、上述のステップ（Ｓ２２）において算出した水蒸気圧の値から転写出力（転写総電流）として選択すべきテーブル（図６参照）を決定する（Ｓ２６）。
【００３９】
そして、決定されたテーブルに基づいて転写出力Ａ１〜Ｅ３のいずれかを選択する（Ｓ２７）。
【００４０】
図７は、シートに定着されたトナー像（パッチ像）を画質維持センサ１３により読み取り、定着温度を補正する処理の流れを示すフローチャートである。図８は、同フローチャートにおいて扱われる制御パラメータを示す表である。ここでの制御パラメータは、定着温度（℃）となっている。
【００４１】
まず、画質維持センサ１３により、シートに定着されたトナー像（パッチ像）を読み取る（Ｓ３１）。この段階では、定着温度は図８におけるテーブル３が選択されている。
【００４２】
トナー像を読み取った結果、画質維持センサ１３による検出値が許容範囲内であるか否かの判定を行う（Ｓ３２）。許容範囲内でない場合（Ｓ３２，ＮＧ）は、図８に示すテーブル１、２、４および５のいずれかを選択することにより定着温度を適正化する（Ｓ３３）。例えば、定着温度が１８０℃であった場合、テーブル２を選択して補正するときは、１８０℃（絶対値）＋１０℃＝１９０℃の定着温度に補正することになる。
【００４３】
一方、許容範囲内である場合（Ｓ３２、ＯＫ）は、処理を終了する。
【００４４】
従来は、シートへのトナー像の定着処理後の読み取りを行うことによる画質の調整（画質維持）は行われていなかったが、本実施の形態のようにすることで、現像処理後、転写処理後の感光面上の光学濃度に基づいて制御を行って適正化したにもかかわらず、シートの種類（例えば表面の粗い紙、厚紙等）によっては、アウトプットされた画像は定着のオフセットにより画像濃度が低下してしまう等の不具合の発生を低減させることができる。
【００４５】
続いて、上述のフローチャートにおいて説明した画像維持センサ１３による読み取り動作について説明する。
【００４６】
まず、現像処理後の画像維持センサ１３による読み取り動作について説明する。ここでは、パッチ像Ｍ（図２に示すパッチ像Ｔに相当）を感光体ドラム１の感光面上に形成させ、正回転（画像形成時の回転方向）する感光体ドラム１の感光面上のパッチ像Ｍを画質維持センサ１３により検出する（図９参照）。
【００４７】
続いて、感光体ドラム１の感光面上のパッチ像Ｍを転写装置４によって完全にシートＳに転写し終わった後、感光体ドラム１の正回転を停止させる（図１０参照）。
【００４８】
そして、図１１のようにパッチ像Ｍが転写されたシートは通常のコピー処理と同様に定着器１１によって定着処理を受けた後、両面装置１２（ＡＤＵ）に搬送される。パッチ像Ｍの転写残りM’（残留トナー）を付着させた状態で回転を停止した感光体ドラム１は、今度は転写残りM’を画質維持センサ１３により読み取り可能な位置までスイッチバック（逆回転）する。このようにして、画質維持センサ１３により転写処理後の感光体ドラム１の感光面上の残留トナーを検出する。
【００４９】
すなわち、感光面上に形成されたトナー像をシートに対して転写した後に、感光体を駆動部により逆転させることで感光面をセンサに読み取らせるように、不図示の制御部によって制御される。
【００５０】
その後、図１２のようにパッチ像Ｍが定着されＡＤＵ１２により搬送されたシートは、両面印字処理を行うときと同様に再度シート搬送経路内に搬送され、画質維持センサ１３によってシート上に定着されたパッチ像を検出した後に排出される。すなわち、定着部にてトナー像が定着されたシートを搬送部により搬送させ、シートに定着させたトナー像をセンサに読み取らせるように、不図示の制御部によって制御される。
【００５１】
以上述べたのが一連の処理の流れであるが、本実施の形態によれば、１つのセンサだけで、現像処理後、転写処理後、定着処理後におけるパッチ像（或いはパッチ像の残留トナー）の検出を可能にすることができる。もちろん、現像処理後と転写処理後、あるいは現像処理後と定着処理後において画質維持センサによる読み取り動作を行うことで制御パラメータの補正を行ってもよいことは言うまでもない。
【００５２】
上述のように、本発明によれば、特に小径の感光体ドラムを用いた場合におけるスペース的な問題を、画質維持センサを感光面の移動方向における転写位置よりも前に設けることにより解消することができる。また、両面装置（ＡＤＵ）を用いることにより、シートに定着されたパッチ像を１個のセンサのみで検出することができる。感光体ドラムを逆転させることにより、本実施の形態のように画質維持センサを感光面の移動方向における転写位置よりも前に設ける構成でも、転写処理後の感光面上の残留トナーの検出を行うことができる。
【００５３】
また、現像後の感光面の読み取り、転写後の感光面の読み取り、定着処理後のシートの読み取りを１つのセンサにより行う構成としたことで、複数のセンサを用いる場合に比べて低コストに実現することができる。
【００５４】
さらに、従来は現像処理後あるいは転写処理後において画質維持センサ１３による検出を行い、この検出値に基づいて制御パラメータの補正を行っていたが、本実施の形態においてシートへのトナー像の定着処理後における検出をも可能としたことにより、さらに正確な情報が得られ、より安定的に画質を維持することが可能となる。
【００５５】
ひいては、このような光学濃度検出手段を設けた画像形成装置において、従来困難であった小径ドラム（例えば、φ３０など）で光学センサ設置の困難なプロセス配置であっても、高画質な画像を安定的に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施の形態による画像形成装置の構成を断面的に示した図である。
【図２】所定のパッチ画像を説明するための図である。
【図３】現像バイアスを補正する処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】同フローチャートにおいて扱われる制御パラメータを示す表である。
【図５】転写総電流値を補正する処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】同フローチャートにおいて扱われる制御パラメータを示す表である。
【図７】定着温度を補正する処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】同フローチャートにおいて扱われる制御パラメータを示す表である。
【図９】現像処理後の画質維持センサによるパッチ像の読み取り動作について説明する図である。
【図１０】転写処理後の画質維持センサによる残留トナーの読み取り動作について説明する図である。
【図１１】定着処理後の画質維持センサによるシートに定着された像を読み取る動作について説明する図である。
【図１２】定着処理後の画質維持センサによるシートに定着された像を読み取る動作について説明する図である。
【符号の説明】
【００５７】
１  感光体ドラム、２  現像装置、３  現像ローラ、４  転写器、５  転写前ローラ、６  剥離器、７  クリーニングブレード、８  除電ランプ、９  帯電器、１１  定着器、１２  両面装置、１３  画質維持センサ、Ｓ  シート、Ｍ  パッチ像、Ｍ’  残留トナー。
【図１】
2005128199.tif 000003
【図２】
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【図３】
2005128199.tif 000005
【図４】
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【図５】
2005128199.tif 000007
【図６】
2005128199.tif 000008
【図７】
2005128199.tif 000009
【図８】
2005128199.tif 000010
【図９】
2005128199.tif 000011
【図１０】
2005128199.tif 000012
【図１１】
2005128199.tif 000013
【図１２】
2005128199.tif 000014