(57)【要約】【課題】中間転写ベルトの上部に４個の濃度検知センサを備えて、この４個の濃度検知センサにより４色同時に画像調整を行うことにより、濃度検知時間の短縮を達成する画像形成装置を提供する。【解決手段】４色のカラー現像剤を備える第１、第２、第３、第４の画像形成部をタンデムに配列し、画像形成部で可視化した各色の顕像の色重ねを行う中間転写ベルト６を備え、その後転写紙に転写を行う画像形成装置において、中間転写ベルト上に現像剤付着量を検知する濃度検知センサ７を備え、この濃度検知センサ７が中間転写体の回転駆動軸と略平行に画像形成部と同数の４個備えられ、これら４個の濃度検知センサを用いて、中間転写ベルト上に作られた４色の画像濃度検知用パターンの濃度を同時に読み取り、読み取った情報に基づいて画像濃度制御を行うことを特徴とする。【選択図】  図１
2005031404.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
４色のカラー現像剤を備える第１、第２、第３、第４の画像形成部をタンデムに配列したカラー画像形成装置であり、
画像形成部で可視化した各色の顕像の色重ねを行う中間転写部材を備え、
その後転写紙に転写を行う画像形成装置において、
中間転写体上に現像剤付着量を検知する濃度検知手段を備え、
この濃度検知手段が中間転写体の回転駆動軸と略平行に画像形成部と同数の４個備えられ、
これら４個の濃度検知手段を用いて、
中間転写体上に作られた４色の画像濃度検知用パターンの濃度を同時に読み取り、
読み取った情報に基づいて画像濃度制御を行う
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において、
前記濃度検知手段は、現像装置内の現像剤担持体の接する現像剤の移動方向に対して、第１、第２、第３、第４の画像形成部の色順番で、
現像剤の移動方向の下流側から濃度検知用パターンの色の配置を行う
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１または２のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記４個の濃度検知手段でそれぞれ異なる色の濃度検知をする前に、
４個の濃度検知手段で同色の濃度を検知して、その情報に従って補正手段を変更する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項３に記載の画像形成装置において、
前記４個の濃度検知手段でそれぞれ異なる色の濃度検知をする前に、
４個の濃度検知手段で同色の濃度を検知して、その情報に基づいて濃度検知用パターンの数を変更する
ことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式を用いたカラー複写機、カラーファクシミリ、カラープリンタ、カラーダイレクトデジタル製版機等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、カラー複写機、カラープリンタ等の電子写真方式のカラー画像形成装置においては、感光体ドラムや感光体ベルトなどからなる潜像担持体上に、画像情報に対応した静電潜像が形成され、現像装置によって顕像化され、中間転写ベルト、或いは転写紙に転写が行われる。そして２成分方式の現像装置においては、画像濃度の調整の為に感光体上、或いは中間転写ベルト上に設けられた濃度センサにより、各色の濃度検知を行い、濃度補正の制御を行うことにより、画像濃度が一定になる様に維持されている。
【０００３】
カラー画像形成装置では４色顕像を作像して色重ねを行っている為、濃度調整も４色行う必要があり、濃度調整に時間がかかっているが、しかし最近では省エネルギーの為にマシンのウォームアップ時間や画像調整時間を短くする必要があり、特に画像調整時間を短くすることが課題となっている。これはカラー画像形成装置では現像剤が４色あるために、特許文献１、２に記載されているような、従来の１カ所の濃度検知センサでは濃度検知に時間がかかるという問題点が発生した。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−００６５６８号公報
【特許文献２】
特開２００１−３２４８４６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記問題点に鑑み、本発明は、中間転写ベルトの上部に４個の濃度検知センサを備えて、この４個の濃度検知センサにより４色同時に画像調整を行うことにより、濃度検知時間の短縮を達成する画像形成装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の本発明は、４色のカラー現像剤を備える第１、第２、第３、第４の画像形成部をタンデムに配列したカラー画像形成装置であり、画像形成部で可視化した各色の顕像の色重ねを行う中間転写部材を備え、その後転写紙に転写を行う画像形成装置において、中間転写体上に現像剤付着量を検知する濃度検知手段を備え、この濃度検知手段が中間転写体の回転駆動軸と略平行に画像形成部と同数の４個備えられ、これら４個の濃度検知手段を用いて、中間転写体上に作られた４色の画像濃度検知用パターンの濃度を同時に読み取り、読み取った情報に基づいて画像濃度制御を行うことを特徴とする画像形成装置である。
【０００７】
請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記濃度検知手段は、現像装置内の現像剤担持体の接する現像剤の移動方向に対して、第１、第２、第３、第４の画像形成部の色順番で、現像剤の移動方向の下流側から濃度検知用パターンの色の配置を行うことを特徴とする画像形成装置である。
【０００８】
請求項３に記載の本発明は、請求項１または２のいずれかに記載の画像形成装置において、前記４個の濃度検知手段でそれぞれ異なる色の濃度検知をする前に、  ４個の濃度検知手段で同色の濃度を検知して、その情報に従って補正手段を変更することを特徴とする画像形成装置である。
【０００９】
請求項４に記載の本発明は、請求項３に記載の画像形成装置において、前記４個の濃度検知手段でそれぞれ異なる色の濃度検知をする前に、４個の濃度検知手段で同色の濃度を検知して、その情報に基づいて濃度検知用パターンの数を変更することを特徴とする画像形成装置である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係わる画像形成装置の実施例を詳しく説明する。
図１は、本発明に係わる画像形成装置の概略構成図である。
本発明の画像形成装置は光導電層を有する像担持体（以下、感光体と呼ぶ）をタンデム式に４本配列し、前記４本の感光体をイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４色の画像形成に割り当てて、これらを色重ねすることによりカラー像を形成する、電子写真方式のカラー画像形成装置である。
【００１１】
カラー画像形成装置は、装置本体内にイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの可視画像を形成する、第１、第２、第３、第４の画像形成部をタンデムに配列しているが、各画像形成部はそれぞれ光導電層を有するドラム状の感光体１を備えている。本発明では、φ４０ｍｍの小径ドラムを用いている。この各画像形成部の感光体の回りには、画像形成手段である帯電装置２、露光装置３、現像装置４、クリーニング装置５等が配置され、また、感光体は現像装置とクリーニング装置との間で、中間転写ベルト６に当接している。
【００１２】
次に本発明に用いた画像形成装置のカラー画像形成のプロセスについて説明する。
カラー画像の形成時には、まず第１画像形成部に於いて、回転する感光体ドラム１の表面に帯電装置２である帯電ローラによって均一に電荷が付与されて、約−４５０Ｖに均一帯電が行われる。その後露光装置３であるレーザー光学系によって画像露光を施し、感光体ドラムの表面の光導電層上に静電潜像を形成する。そしてその静電潜像に現像装置に備えられた現像スリーブから、イエロー現像剤を用いて現像が行われて、潜像をイエロートナー像として可視化する。
現像行程について説明する。現像装置は２成分現像剤を収容した現像容器に、現像スリーブ、攪拌スクリュー、及び現像スリーブの表面にトナー薄層を形成するドクターブレードを配置して構成されている。
【００１３】
現像スリーブは、少なくとも現像時は、感光体ドラム１に対して近接して配置され、現像剤が感光体ドラムに接触する状態で現像できる様に設定されている。本実施例で用いた２成分現像剤は、重合法によって製造した平均粒径５〜６μｍのネガ帯電トナーと平均粒径が３５μｍの磁性キャリアを混合して構成されている。トナーとキャリアの混合比は重量比で８：９２としてトナー濃度制御により設定されている。
また、現像時には、現像スリーブには現像バイアスとして、実施例では−３００Ｖが印加されて現像が行われている。
【００１４】
転写行程について説明する。感光体上に可視化されたトナー像は、第１の中間転写部で中間転写ベルトに転写され、その後、第２、第３、第４の画像形成部の順でそれぞれの感光体上のトナー像は中間転写ベルト６に転写が行われ、これにより中間転写ベルト上に色重ねした像が形成される。
この中間転写ベルト上に色重ねをして形成されたトナー像は、２次転写ベルトにより転写紙に転写が行われ、その後定着装置によりトナー像は転写紙に熱定着されて、画像が排紙部に出力される。
【００１５】
図２は、本発明の実施例に係わる画像形成装置の中間転写ベルト上の濃度検知センサ７と画像濃度検知用パターンの配列を示す図である。この画像形成装置では、第１、第２、第３、第４の画像形成部をイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４色の画像形成に割り当てて、この順番で色重ねすることによりカラー像を形成している。そして、２次転写装置の下流の中間転写ベルト上には、現像剤付着量を検知する濃度検知手段としての反射型フォトセンサが回転駆動軸と略平行に４カ所備えられ、前記４カ所の濃度検知センサ７で４色の画像濃度検知用パターンの濃度を同時に読み取り、読み取った情報に基づいて画像濃度制御を行うことにより、短時間で画像濃度制御を行うことが出来る。
【００１６】
また、タンデム型のカラー画像形成装置では、第１色から順番に作像が行われるので、動作が始まってから第１色のイエローは現像剤の攪拌時間が短く、逆に第４色目のブラックは攪拌に余裕がある。本発明に用いた現像装置４は、現像剤担持体としての現像スリーブ、現像剤規制部材としてのドクターブレード、現像剤を循環するための２本の攪拌部材とで構成されている。ここで現像スリーブの近傍の攪拌部材を第１スクリュー、遠い側を第２スクリューとすると、第２スクリュー側から第１スクリュー側に移動した直後の現像剤は攪拌時間が短いと帯電が不十分であり、正確な濃度検知が出来ない。
【００１７】
そこで、図３に示すようにセンサを配列することにより、攪拌時間の長い第４色目のブラックは現像剤の流れの上流側のＰセンサ１で検知して、攪拌時間の短い第１色目のイエローは現像剤の流れの下流側のＰセンサ４で検知することにより、正確な濃度判定をすることが出来る。
このように、前記４カ所の濃度検知手段は、現像装置内の現像剤担持体に近接する現像剤の移動方向に対して、第１、第２、第３、第４の画像形成部の色順番となる様に濃度検知用パターンを形成することで正確な濃度制御を行うことが出来る。
【００１８】
次に、転写ベルト上の濃度検知パターンの長手方向のバラツキを補正する方法について説明する。
図４は、長手方向補正パターン及び濃度制御パターンを示す図である。
この方法は、画像濃度調整パターンを検知する前に、ベルト上Ｐセンサ１〜４で同色同濃度のパターンを各色検知して、その変動の大きさにより濃度パターンのパターン数を変更する方法である。
また、本発明は、濃度検知パターンの長手方向のバラツキを検知して、バラツキの少ない場合は、濃度制御のための濃度検知用パターンの数を少なくして、バラツキの多い場合はパターン数を増やすことにより、濃度調整を最短時間で正確に行うことができる。本実施例では濃度センサの値のバラツキが０．１以下の場合には１０個の濃度パターンで濃度検知を行い、０．１以上の場合には２０個の濃度パターンで濃度検知を行う。この方法を用いることにより、画像濃度調整時間を最小限にすることが可能となり、省エネルギーに貢献することが可能となる。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、中間転写体上の現像剤付着量を検知する濃度検知手段を回転駆動軸と略平行に４カ所備え、前記４カ所の濃度検知手段で４色の画像濃度検知用パターンの濃度を同時に読み取り、読み取った情報に基づいて画像濃度制御を行う画像形成装置では、短時間で画像濃度制御を行うことが出来るので、省エネルギーに貢献でき、かつ高画質を維持することができる。
また、本発明は、前記４カ所の濃度検知手段は、現像装置内の現像剤担持体に近接する現像剤の移動方向に対して、第１、第２、第３、第４の画像形成部の色順番となる様に濃度検知用パターンを形成する画像形成装置では、画像濃度の検知が安定して行われ、これにより短時間で画像濃度制御を行うことが出来でき、省エネルギーに貢献して、かつ高画質を維持することが出来る。
また、本発明は、前記４カ所の濃度検知手段で各色の濃度検知をする直前に、同色でかつ同濃度のパターンの検知を行い補正を行う画像形成装置では、場所によるバラツキも検知することが出来るので、これにより短時間で安定な画像濃度制御が行われ、省エネルギーに貢献して、かつ高画質を維持することが出来る。
また、本発明は、前記４カ所の濃度検知手段で各色の濃度検知をする直前に、同色でかつ同濃度のパターンの検知を行い濃度パターン数を変更する画像形成装置では、場所によるバラツキも検知することが出来るので、これにより短時間で安定な画像濃度制御が行われ、省エネルギーに貢献して、かつ高画質を維持することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係わる画像形成装置の概略構成図である。
【図２】本発明の実施例に係わる画像形成装置の中間転写ベルト上の濃度検知センサと画像濃度検知用パターンの配列を示す図である。
【図３】本発明の実施例に係わる濃度検知センサの配列を示す図である。
【図４】本発明の実施例に係わる長手方向補正パターン及び濃度制御パターンを示す図である。
【符号の説明】
１    感光体ドラム
１ａ    感光体ドラム（イエロー）
１ｂ    感光体ドラム（シアン）
１ｃ    感光体ドラム（マゼンタ）
１ｄ    感光体ドラム（ブラック）
２    帯電装置
３    露光装置
４    現像装置
５    クリーニング装置
６    中間転写ベルト
７    濃度検知センサ
【図１】
2005031404.tif 000003
【図２】
2005031404.tif 000004
【図３】
2005031404.tif 000005
【図４】
2005031404.tif 000006