(57)【要約】【課題】  濃度センサの感度を高くして、トナー像の濃度検出が高精度である共に低コストにトナー像の濃度制御ができる画像形成装置を提供する。【解決手段】  静電潜像が形成されこの静電潜像がトナーで可視化されたトナー像を担持する感光体ドラムと、この感光体ドラムに形成されるトナー像が転写される無端状ベルトである中間転写ベルトと、この中間転写ベルトに転写されたトナー像の濃度を検出する濃度センサと、中間転写ベルトに転写されたトナー像をクリーニングするクリーニング装置とを備える画像形成装置において、中間転写ベルトの駆動初期に、中間転写ベルトの所定箇所に所定パターンのトナー像を形成した後にクリーニングする転写サイクルを所定回数繰り返すことを特徴とする。【選択図】          図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像が形成されこの静電潜像がトナーで可視化されたトナー像を担持する像担持体と、この像担持体に形成されるトナー像が転写される中間転写体と、この中間転写体に転写されたトナー像の濃度を検出する濃度センサと、中間転写体に転写されたトナー像をクリーニングするクリーニング手段とを備える画像形成装置において、
中間転写体の駆動初期に、中間転写体の所定箇所に所定パターンのトナー像を形成した後にクリーニングする転写サイクルを所定回数繰り返すことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
濃度センサの出力値が所定値以下になるまで転写サイクルを繰り返す請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
所定パターンは、中間転写体の周方向に延びる帯である請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
所定パターンは、転写サイクルの所定回数毎にサイズが異なる請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
所定パターンは、単色のトナーで形成される請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
所定パターンは、複数色のトナーで形成される請求項１〜４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、電子写真方式などを適用したプリンタ、複写機、及びファクシミリ、或いはこれらの機能を兼ね備えた複合機等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特開平０６−１４８９９２号公報
【特許文献２】特開平１１−２０２５６９号公報
【０００３】
一般に、電子写真方式を採用した画像形成装置としては、静電潜像が形成されこの静電潜像がトナーで可視化されたトナー像を担持する像担持体と、この像担持体に形成されるトナー像が転写される中間転写体と、この中間転写体に転写されるトナー像の濃度を制御する濃度制御手段とを備えるものが知られている。濃度制御手段は、中間転写体の所定箇所に所定パターンで形成されるトナー像の濃度を検出する濃度センサを備える。濃度センサは、発光素子と受光素子とから構成され発光素子から出射された光が上記所定パターンのトナー像で反射してその反射光が受光素子に入射されて所定の電圧が発生する。そして、濃度センサの電圧値に基づいて像担持体に静電潜像を形成する露光量及び／又は像担持体にトナー像を形成するトナー量を調節する。
【０００４】
しかし、濃度センサで検出する電圧値は、中間転写体の表面状態に依存して中間転写体が経時劣化することでその値が変化する。即ち、濃度センサで検出する電圧値は同じ濃度のトナー像であっても経時で異なる値になるため、中間転写体に形成されるトナー像の濃度が経時で異なることとなる。
【０００５】
そこで、中間転写体の経時劣化で中間転写体に形成されるトナー像の濃度が異ならないようにした下記の技術が開示されている。
【０００６】
第１には、顕画化されたトナー像を保持する像担持体と、前記像担持体上の予め定められた位置に予め定められたパターンを形成する像形成手段と、前記パターンの濃度を検出する濃度センサを有し、前記パターンが形成される位置の前記像担持体の地肌濃度を画像濃度の白基準とすることを特徴とする電子写真装置が知られている（特許文献１参照）。
本例によれば、従来中間転写体の表面に経時変化等で傷が入ったりすると、階調補正パターンを正常に計測できなくなっていたが、白基準を各パターンの位置毎に定めることで、階調補正パターンの濃度を正確に計測できる。
【０００７】
第２には、像担持体の表面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布手段と、前記像担持体の表面に赤外光を当てることによって拡散反射光を生じさせ、その拡散反射光の光量を検出する拡散反射光量検出手段とを設けたことを特徴とする画像形成装置が知られている（特許文献２参照）。
本例によれば、カラーのトナー像であっても、そのトナー付着量を正確に検出することができ、経時においても安定してトナー付着量を検出することができるため、画像濃度の変動による異常画像を長期に亘って防止し、画像濃度変動のない安定した画像を得ることができる。また、像担持体の表面に潤滑剤を塗布することによって、その像担持体の表面の微少な凹凸を減少させることができると共に、その表面を保護することができるので、その表面に赤外光を当てた際に生じる拡散反射光を検出する際のリップルを低減することができる。それによって、精度の高い画像濃度の検出ができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記従来技術の場合には、第１の例の場合では、像担持体の地肌濃度を画像濃度の白基準としているため、中間転写体の経時劣化に伴うトナー像の濃度変化を防止することができるが、中間転写体の経時劣化伴うトナー像の濃度変化は中間転写体の駆動初期において濃度センサの反射性が高く、濃度センサのダイナミックレンジを広い範囲で設定する必要があって、トナー濃度の濃度検出の精度が低いという問題点がある。
【０００９】
第２の例の場合では、像担持体の表面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布手段を設けているため、中間転写体の経時劣化に伴うトナー像の濃度変化を防止することができるが、潤滑剤塗布手段が必要であって、装置のコストが嵩むと共に装置を小型化できないという問題点がある。
【００１０】
そこで、本発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、濃度センサの感度を高くして、トナー像の濃度検出が高精度である共に低コストにトナー像の濃度制御ができ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】
【００１１】
即ち、本発明は、静電潜像が形成されこの静電潜像がトナーで可視化されたトナー像を担持する像担持体と、この像担持体に形成されるトナー像が転写される中間転写体と、この中間転写体に転写されたトナー像の濃度を検出する濃度センサと、中間転写体に転写されたトナー像をクリーニングするクリーニング手段とを備える画像形成装置において、中間転写体の駆動初期に、中間転写体の所定箇所に所定パターンのトナー像を形成した後にクリーニングする転写サイクルを所定回数繰り返すことを特徴とする画像形成装置である。
これによれば、中間転写体の駆動初期に、中間転写体の所定箇所に所定パターンのトナー像を形成した後にクリーニングする転写サイクルを所定回数繰り返す。トナー像の濃度センサの反射性が高い初期に、転写サイクルを所定回数繰り返すことで中間転写体の反射性を低下させることができ、濃度センサの感度を高くして、トナー像の濃度検出が高精度である共に低コストにトナー像の濃度制御ができる画像形成装置を提供することができる。
【００１２】
本発明において、濃度センサの出力値が所定値以下になるまで転写サイクルを繰り返すのがよく、これによれば、濃度センサの出力値が所定値以下になるまで転写サイクルを繰り返すので、中間転写体の反射性を所定値まで低下させることができ、中間転写体のバラツキを考慮する必要をなくすことができる。
【００１３】
また、本発明において、所定パターンは、中間転写体の周方向に延びる帯であるのがよく、これによれば、中間転写体の走行方向に濃度センサがトナー濃度を検出する位置の自由度を向上させることができる。
【００１４】
また、本発明において、所定パターンは、転写サイクルの所定回数毎にサイズが異なるのがよく、これによれば、所定パターンが位置ずれした場合においても所定パターンを完全に重ねることができると共に、中間転写体の表面から所定パターンまでの濃度変化をなだらかにすることができる。
【００１５】
また、本発明において、所定パターンは、単色のトナーで形成することができ、モノクロ画像形成装置に適用することができる。
また、所定パターンは単色で形成されるため所定パターンの作成が単色で所定パターンを作成する動作のみでなすことができる。
【００１６】
また、本発明において、複数色のトナーで形成することができ、カラー画像形成装置に適用することができる。
また、複数の所定パターンを複数色のトナーで形成した場合には一色あたりのトナーの消費量を抑えることができると共に、複数の所定パターンを作成する時間を短縮することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、濃度センサの感度を高くして、トナー像の濃度検出が高精度である共に低コストにトナー像の濃度制御が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】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１〜図７は、本発明に係る画像形成装置おける実施の形態を示す図である。
【００１９】
図１は、本実施の形態における画像形成装置１０を示す概略図である。本画像形成装置１０は、ブラック色（Ｂｋ）、イエロー色（Ｙ）、マゼンタ色（Ｍ）、シアン色（Ｃ）の現像剤を用いたカラー画像形成装置である。画像形成装置１０には、像担持体である感光体ドラム１２が設けられている。感光体ドラム１２は、円筒状に形成され静電潜像及び静電潜像が可視化されたトナー像がその表面に形成される。感光体ドラム１２は、前後方向の軸に対して時計回り方向に回転する。感光体ドラム１２の周辺には、感光体ドラム１２の表面を帯電させる帯電器１４が設けられている。また、感光体ドラム１２の周辺であって感光体ドラム１２の回転方向に向けて帯電器１４の下流側には、帯電器１４で帯電された感光体ドラム１２の表面に静電潜像を形成する露光装置（ＲＯＳ）１６が設けられている。また、感光体ドラム１２の周辺であって感光体ドラム１２の回転方向に向けて露光装置１６の下流側には、現像装置１８が設けられている。現像装置１８は、円筒状に形成されている。現像装置１８は、前後方向の軸に対して反時計回り方向に回転する。現像装置１８は、感光体ドラム１２に形成されている静電潜像をブラック色（Ｂｋ）、イエロー色（Ｙ）、マゼンタ色（Ｍ）、シアン色（Ｃ）の現像剤で可視化するものである。現像装置１８は、ブラック色（Ｂｋ）現像ユニット１８ａ、イエロー色（Ｙ）現像ユニット１８ｂ、マゼンタ色（Ｍ）現像ユニット１８ｃ、シアン色（Ｃ）現像ユニット１８ｄを有している。ブラック色（Ｂｋ）現像ユニット１８ａ、イエロー色（Ｙ）現像ユニット１８ｂ、マゼンタ色（Ｍ）現像ユニット１８ｃ、シアン色（Ｃ）現像ユニット１８ｄは、現像装置１８の円周上に略均等の間隔で配置されている。
【００２０】
また、感光体ドラム１２の周辺であって感光体ドラム１２の回転方向に向けて現像装置１８の下流側には、中間転写体ユニット２０が設けられている。中間転写体ユニット２０は、現像装置１８のブラック色（Ｂｋ）現像ユニット１８ａ、イエロー色（Ｙ）現像ユニット１８ｂ、マゼンタ色（Ｍ）現像ユニット１８ｃ、シアン色（Ｃ）現像ユニット１８ｄで感光体ドラム１２にブラック色（Ｂｋ）、イエロー色（Ｙ）、マゼンタ色（Ｍ）、シアン色（Ｃ）の現像剤で可視化されたトナー像を転写材２２上に転写するものである。中間転写体ユニット２０には、感光体ドラム１２に接触してブラック色（Ｂｋ）、イエロー色（Ｙ）、マゼンタ色（Ｍ）、シアン色（Ｃ）の現像剤で可視化されるトナー像を重ねあわせる中間転写ベルト（中間転写体）２０ａが設けられている。中間転写ベルト２０ａは、一次転写ロール２０ｂで感光体ドラム１２に押圧されている。中間転写ベルト２０ａは、無端状ベルトであって駆動ロールで周回駆動され駆動ロール及び従動ロールで周回軌道が形成されている。また、中間転写体ユニット２０には、感光体ドラム１２に接触してブラック色（Ｂｋ）、イエロー色（Ｙ）、マゼンタ色（Ｍ）、シアン色（Ｃ）の現像剤で可視化されたトナー像を転写材２２に転写する二次転写ロール２０ｃが設けられている。また、中間転写体ユニット２０の所定箇所には、二次転写ロール２０ｃで中間転写ベルト２０ａの表面からブラック色（Ｂｋ）、イエロー色（Ｙ）、マゼンタ色（Ｍ）、シアン色（Ｃ）の現像剤で可視化されたトナー像が転写材２２に転写された後、中間転写ベルト２０ａの表面に残存する現像剤を取り除くためのクリーニングブレード２０ｄを有するクリーニング装置２０ｅ（クリーニング手段）が配置されている。また、中間転写ベルト２０ａの所定箇所には、所定パターンに形成されたトナー像の濃度を検出する濃度センサ５０が配置されている。
【００２１】
また、感光体ドラム１２の周辺であって感光体ドラム１２の回転方向に向けて中間転写体ユニット２０の下流側には、感光体ドラム１２の表面からブラック色（Ｂｋ）、イエロー色（Ｙ）、マゼンタ色（Ｍ）、シアン色（Ｃ）の現像剤で可視化されたトナー像が中間転写ベルト２０ａに転写された後、感光体ドラム１２の表面に残存する現像剤を取り除くためのクリーニングブレード２４ａを有するクリーニング装置２４が配置されている。
【００２２】
画像形成装置１０の下部には、転写材２２を収納するための転写材トレイ２６が設けられている。転写材トレイ２６の上方には、転写材２２を上方から押圧して転写材２２を上方に搬送するための搬送ロール２８が設けられている。また、搬送ロール２８の上方であって二次転写ロール２０ｃの下方には、転写材２２をレジストするレジストローラ対３０が設けられている。二次転写ロール２０ｃの上方には、中間転写体ユニット２０でブラック色（Ｂｋ）、イエロー色（Ｙ）、マゼンタ色（Ｍ）、シアン色（Ｃ）の現像剤で可視化された未定着トナー像を転写材２２上に定着させる定着装置３２が設けられている。また、中間転写体ユニット２０の二次転写ロール２０ｃと定着装置３２との間には、転写材２２を除電するための転写材除電部材３４が設けられている。
【００２３】
図２は、画像形成装置１０における中間転写ベルト２０ａを示す図である。尚、中間転写ベルト２０ａは、図２に示すものに限定されるものではなく、他の樹脂材料等を用いることができる。
【００２４】
以上における画像形成装置１０では、最初に感光体ドラム１２が帯電器１４で帯電され、次いで、ブラック色（Ｂｋ）、イエロー色（Ｙ）、マゼンタ色（Ｍ）、シアン色（Ｃ）の何れかに対応する静電潜像が露光装置１６で書き込まれ、そして、上記の色に対応するトナー像が現像装置１８で可視化され、次いで、中間転写体ユニット２０の中間転写ベルト２０ａに上記のトナー像が転写される。上記工程を全ての色についてトナー像が確実に重なるように実施する。その後、転写材２２上にトナー像を転写して定着装置３２で定着させる。
【００２５】
図３は、画像形成装置１０における濃度制御の構成を示すブロック図である。画像形成装置１０における濃度制御は、下記の構成で実行される。ＡＤＣセンサ（濃度センサ）５０は、中間転写ベルト２０ａの所定箇所に所定パターンで形成されたトナー像の濃度を検出するためのものである。濃度センサ５０は、発光素子と受光素子とから構成され発光素子から出射された光が上記所定パターンのトナー像で反射してその反射光が受光素子に入射されて所定の電圧が発生する。パッチ（所定パターン）濃度算出部５２は、濃度センサ５０の出力に基づいてブラック色（Ｂｋ）、イエロー色（Ｙ）、マゼンタ色（Ｍ）、シアン色（Ｃ）のそれぞれの濃度を算出する。露光量算出部５４は、パッチ濃度算出部５２の出力に基づいて上記の色の所定パターンが所定の濃度となる露光量を算出する。ＲＯＳ（露光装置）制御部５６は、露光量算出部５４の出力に基づいて露光装置１６を制御する。露光装置１６は、露光装置制御部５６の出力に基づいて感光体ドラム１２に静電潜像を書き込む。トナー濃度補正算出部６０は、パッチ濃度算出部５２の出力に基づいて上記の色の所定パターンが所定の濃度となるトナー濃度補正を算出する。トナー供給モーター６２は、トナー濃度補正算出部６０の出力に基づいて現像装置１８のトナー供給量を調節する。
【００２６】
図４は、本発明の要部である画像形成装置１０における濃度制御手段を示すフローチャートである。最初に、画像形成装置１０に、前回と異なる像担持体（中間転写ベルト２０ａ）が装着されたか、又は、画像形成装置１０の初期設置時であるか否かを判断する（Ｓ１０２）。Ｙｅｓの場合には、次いで、濃度センサ５０にて指定位置の像担持体（中間転写ベルト２０ａ）表面反射光を検出する（Ｓ１０４）。尚、Ｓ１０２でＮｏの場合には終了する。そして、濃度センサ５０の検出電圧が１．６Ｖを超えているか否かを判断する（Ｓ１０６）。尚、本濃度センサ５０の電圧検出範囲は４Ｖであって、上記判断は、濃度センサ５０の電圧検出範囲の４０％を超えているか否かを判断する。また、本濃度センサ５０は、一例であって濃度センサは本濃度センサ５０とは異なる電圧検出範囲のものを用いることができる。更に、本濃度センサ５０とは異なる濃度センサを用いた場合に本例とは異なる閾値（本例の１．６Ｖに相当）を用いることができる。尚、Ｓ１０６でＮｏの場合には終了する。次いで、中間転写ベルト２０ａの指定位置に、画像パッチ（所定パターン）Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを作成、クリーニングする（Ｓ１０８）。尚、画像パッチＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄは一例であってその他のパターンとすることができる。その後、Ｓ１０４に戻る（転写サイクル）。
【００２７】
図５は、画像パッチ（所定パターン）の一例を示す図である。本例の所定パターンは、矩形状のパッチＡ、パッチＢ、パッチＣ、パッチＤであって、パッチＡからパッチＤまでサイズが徐々に大きくなっている。また、パッチＡからパッチＤは、単色又は複数色とすることができる。複数色とする場合には、パッチＡからパッチＤは、ブラック色（Ｂｋ）、イエロー色（Ｙ）、マゼンタ色（Ｍ）、シアン色（Ｃ）のいずれかの色とすることができる。尚、所定パターンのその他のパターンとしては、中間転写ベルト２０ａの周方向に延びる帯とすることができる。また、パッチの形状は、本例の場合では矩形状であるが、円形状等の他の形状とすることができる。
【００２８】
図６は、従来の画像形成装置において、濃度センサ５０で検出する像担持体（中間転写ベルト２０ａ）反射光出力の経時変化及びパッチ濃度反射光出力の経時変化を示すグラフと、その検出ＲＡＤＣ（濃度センサ５０で検出する中間転写ベルト２０ａ反射光出力の経時変化とパッチ濃度反射光出力の経時変化の比）を示すグラフである。本グラフによれば、従来の画像形成装置において、濃度センサ５０は、電圧検出０〜４Ｖの範囲を感度として使用しているため、画像形成装置の駆動初期において反射光出力の低下の傾きが大きいと共に検出ＲＡＤＣのバラツキが大きいことが判る。
【００２９】
図７は、本発明に係る画像形成装置１０において、濃度センサ５０で検出する像担持体（中間転写ベルト２０ａ）反射光出力の経時変化及びパッチ濃度反射光出力の経時変化を示すグラフと、その検出ＲＡＤＣ（濃度センサ５０で検出する中間転写ベルト２０ａ反射光出力の経時変化とパッチ濃度反射光出力の経時変化の比）を示すグラフである。本グラフによれば、本発明の画像形成装置１０において、濃度センサ５０は、反射光出力を１．６Ｖ以下に抑えたことを受けて、反射光出力の低下の傾きが小さいと共に、電圧検出０〜２Ｖの範囲を感度として使用しているため、検出ＲＡＤＣのバラツキが小さいことが判る。
【００３０】
以上、本実施の形態によれば、中間転写ベルト２０ａの駆動初期に、中間転写ベルト２０ａの所定箇所に所定パターンのトナー像を形成した後にクリーニングする転写サイクルを所定回数繰り返し、トナー像の濃度センサ５０の反射性が高い初期に、転写サイクルを所定回数繰り返すことで中間転写ベルト２０ａの反射性を低下させることができ、濃度センサ５０の感度を高くして、トナー像の濃度検出が高精度である共に低コストにトナー像の濃度制御ができる画像形成装置１０を提供することができる。
【００３１】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】図１は、本発明に係る画像形成装置を示す概略図である。
【図２】図２は、本発明に係る画像形成装置における中間転写ベルトを示す図である。
【図３】図３は、本発明に係る画像形成装置における濃度制御の構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、本発明の要部である本発明に係る画像形成装置における濃度制御手段を示すフローチャートである。
【図５】図５は、画像パッチ（所定パターン）の一例を示す図である。
【図６】図６は、従来の画像形成装置において、濃度センサで検出する像担持体反射光出力の経時変化及びパッチ濃度反射光出力の経時変化を示すグラフと、その検出ＲＡＤＣを示すグラフである。
【図７】図７は、本発明に係る画像形成装置において、濃度センサで検出する像担持体反射光出力の経時変化及びパッチ濃度反射光出力の経時変化を示すグラフと、その検出ＲＡＤＣを示すグラフである。
【符号の説明】
【００３３】
１０：画像形成装置、１２：感光体ドラム、１６：露光装置、１８：現像装置、２０：中間転写体ユニット、２０ａ：中間転写ベルト、５０：濃度センサ
【図１】
2007003688.tif 000003
【図２】
2007003688.tif 000004
【図３】
2007003688.tif 000005
【図４】
2007003688.tif 000006
【図５】
2007003688.tif 000007
【図６】
2007003688.tif 000008
【図７】
2007003688.tif 000009