(57)【要約】【課題】濃度補正の時間を短縮すると共に、該補正を高精度に行うことが可能なタンデム型カラー画像形成装置を提供する。【解決手段】濃度補正用のパッチ画像を、中間転写ベルト８のベルト幅方向の所定位置に、ベルト進行方向Ｘに最下流側から上流側に向かってＢ、Ｍ、Ｃ、Ｙの順に濃度を変えて形成される第１パッチ画像と、各第１パッチ画像とベルト幅方向に所定間隔を隔てて対向配置され、ベルト進行方向Ｘに最下流側から上流側に向かってＣ、Ｙ、Ｂ、Ｍの順に繰り返し形成される第２パッチ画像と、から構成し、濃度検知センサ２１による第１及び第２パッチ画像の検知結果に基づき濃度補正を行う。【選択図】図５
2009300901.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体と現像ローラを有する現像装置とを含む複数の画像形成部と、前記感光体上に現像されたトナー像が順次積層される中間転写ベルトと、前記感光体上に現像されたトナー像を前記中間転写ベルト上に積層する転写手段と、前記中間転写ベルト上に積層されたトナー像を記録媒体上に一度に転写する二次転写手段と、を備えた画像形成装置において、
前記複数の画像形成部は、異なる４色の画像を形成するためのものであり、
前記各画像形成部で形成され前記中間転写ベルトに転写された基準画像のトナー付着量を検知する検知手段と、
該検知手段の検知結果に基づき濃度補正を行う制御手段と、が設けられており、
前記基準画像は、前記中間転写ベルトのベルト進行方向に２列並んで形成され、前記各列には前記４色ずつが順次配置されると共にベルト幅方向に対向する位置には互いに異なる色が配置されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
感光体と現像装置とを含む複数の画像形成部と、該画像形成部に記録媒体を搬送する搬送ベルトと、前記感光体上に現像されたトナー像を記録媒体上若しくは前記搬送ベルト上に転写する転写手段と、を備えた画像形成装置において、
前記複数の画像形成部は、異なる４色の画像を形成するためのものであり、
前記各画像形成部で形成され前記搬送ベルトに転写された基準画像のトナー付着量を検知する検知手段と、
該検知手段の検知結果に基づき濃度補正を行う制御手段と、が設けられており、
前記基準画像は、前記搬送ベルトのベルト進行方向に２列並んで形成され、前記各列には前記４色ずつが順次配置されると共にベルト幅方向に対向する位置には互いに異なる色が配置されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
前記２列の基準画像のうち第１の列において、前記４色が前記ベルト進行方向下流側から上流側に向かって第１、第２、第３及び第４の色の順に配置されるとき、
第２の列においては、前記４色が、前記第１の列の第１の色と対向する位置から前記上流側に向かって前記第３、第４、第１及び第２の色の順に配置されることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記基準画像は、前記現像ローラに印加する現像バイアスを可変して形成されることを特徴とする請求項１〜３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、電子写真法を用いた画像形成装置に関し、特にタンデム型カラー画像形成装置における出力画像の濃度補正方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真プロセスを用いたカラー画像形成装置においては、画像濃度及びレジストレーションを適正に設定するためのモード（以下、キャリブレーションモードという）が設定されると、トナー担持体上に直接トナーを転写してパッチ画像（基準画像）を形成し、そのトナー量及び基準位置からのずれ量を検出して濃度及び色ずれ補正を行う。例えばタンデム型フルカラー画像形成装置の場合、マゼンタ、シアン、イエロー及びブラックの各画像形成部により搬送ベルト或いは中間転写ベルト上に各色の補正用基準画像が形成され、検知手段により基準画像の濃度及び位置を検知して濃度及び色ずれ補正を行う。
【０００３】
このうち画像濃度の調整方法としては、検知された画像濃度に基づいて感光体の帯電電位、現像バイアス電位、或いは露光ユニットによる露光量を調整する方法等が挙げられるが、現像バイアスの特性値を調整する方法が一般的であり、例えば直流バイアスに交流バイアスを重畳した現像バイアスを用いる場合は、直流成分電圧（Ｖｄｃ）、交流成分のピークツーピーク値（Ｖｐｐ）、交流波形１周期に対するプラス側波形の時間の割合（Ｄｕｔｙ比）、周波数（ｆ）のいずれかを変化させる。
【０００４】
また、このような濃度補正に用いられる基準画像は、例えば図１０に示すように、ブラック（Ｂ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びイエロー（Ｙ）の４色のパッチ画像について、中間転写ベルト８のベルト進行方向Ｘに沿って下流側から上流側に向かって、最も画像濃度が低いＢ１、Ｍ１、Ｃ１及びＹ１（第１群：Ｇ１）を順次形成した後、２番目に濃度の低いパッチ画像Ｂ２、Ｍ２、Ｃ２及びＹ２（第２群：Ｇ２）を順次形成し、次に３番目に濃度の低いパッチ画像Ｂ３、Ｍ３、Ｃ３及びＹ３（第３群：Ｇ３）を順次形成した後、最も濃度が高いパッチ画像Ｂ４、Ｍ４、Ｃ４及びＹ４（第４群：Ｇ４）を形成することによって得られる。
【０００５】
しかし、このように基準画像をベルト進行方向に一列に配置すると補正に要する時間が長くなる。そこで、補正時間を短くする方法が提案されている。例えば、特許文献１には、転写材担持体上に転写された複数色分の濃度検出を並行して行うと共に、濃度検知用パターン画像（基準画像）を、複数の検知手段間で位相がずれるように配置し、複数のテストパターン画像を複数の検知手段が同時に検知しないことにより、補正時間の短縮とハードウエアの負荷を抑制する方法が開示されている。
【特許文献１】特許第３７６３１６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の方法ではベルト幅方向に複数の基準画像を形成することにより濃度補正時間の短縮は可能となる。しかし、例えば現像バイアスを変化させて濃度補正を行う場合、現像バイアスにより現像ローラ上に担持されたトナーが感光体ドラムと対向するまでには、回転移動分の時間が必要となる。
【０００７】
このため、各色において濃度の異なる基準画像を形成すべく現像バイアスの設定を変更しても、その設定変更が対応する基準トナー像の現像に間に合わず、中間転写ベルトに転写された基準画像の濃度検知結果に誤差が生じるおそれがある。かかる場合、現像バイアスの設定変更が基準画像に十分に反映されず、濃度補正精度が低下するおそれがある。また、現像バイアスを発生させるための高圧基板においてもバイアス設定変更後、高圧出力が安定するまでに時間を要する場合もある。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑み、濃度補正の時間を短縮すると共に、該補正を高精度に行うことが可能なタンデム型カラー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】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明は、感光体と現像ローラを有する現像装置とを含む複数の画像形成部と、前記感光体上に現像されたトナー像が順次積層される中間転写ベルトと、前記感光体上に現像されたトナー像を前記中間転写ベルト上に積層する転写手段と、前記中間転写ベルト上に積層されたトナー像を記録媒体上に一度に転写する二次転写手段と、を備えた画像形成装置において、前記複数の画像形成部は、異なる４色の画像を形成するためのものであり、前記各画像形成部で形成され前記中間転写ベルトに転写された基準画像のトナー付着量を検知する検知手段と、該検知手段の検知結果に基づき濃度補正を行う制御手段と、が設けられており、前記基準画像は、前記中間転写ベルトのベルト進行方向に２列並んで形成され、前記各列には前記４色ずつが順次配置されると共にベルト幅方向に対向する位置には互いに異なる色が配置されることを特徴としている。
【００１０】
また本発明は、感光体と現像ローラを有する現像装置とを含む複数の画像形成部と、該画像形成部に記録媒体を搬送する搬送ベルトと、前記感光体上に現像されたトナー像を記録媒体上若しくは前記搬送ベルト上に転写する転写手段と、を備えた画像形成装置において、前記複数の画像形成部は、異なる４色の画像を形成するためのものであり、前記各画像形成部で形成され前記搬送ベルトに転写された基準画像のトナー付着量を検知する検知手段と、該検知手段の検知結果に基づき濃度補正を行う制御手段と、が設けられており、前記基準画像は、前記搬送ベルトのベルト進行方向に２列並んで形成され、前記各列には前記４色ずつが順次配置されると共にベルト幅方向に対向する位置には互いに異なる色が配置されることを特徴としている。
【００１１】
また本発明は、前記２列のうち第１の列には、前記４色が前記ベルト進行方向下流側から上流側に向かって第１、第２、第３及び第４の色の順に配置され、第２の列には、前記４色が、前記第１の列の第１の色と対向する位置から前記上流側に向かって前記第３、第４、第１及び第２の色の順に配置されることを特徴としている。
【００１２】
また本発明は、前記基準画像は、前記現像ローラに印加する現像バイアスを可変して形成されることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の第１の構成によれば、基準画像を、中間転写ベルトのベルト進行方向に２列並んで形成し、各列には異なる４色ずつを順次配置すると共にベルト幅方向に対向する位置には互いに異なる色を配置することにより、ベルト幅方向に異なる色の基準画像を並行して同時に形成すると共に、ベルト進行方向に４色の基準画像を形成することができる。
【００１４】
これにより、異なる色の基準画像のトナー付着量を並行して同時に検知すると共に各列４色ずつの基準画像を検知できるため、濃度補正時間の短縮が可能となるのみならず、濃度補正を高精度に行うことができる。
【００１５】
また、本発明の第２の構成によれば、基準画像を、搬送ベルトのベルト進行方向に２列並んで形成し、各列には異なる４色ずつを順次配置すると共にベルト幅方向に対向する位置には互いに異なる色を配置することにより、ベルト幅方向に異なる色の基準画像を並行して同時に形成すると共に、ベルト進行方向に４色の基準画像を形成することができる。
【００１６】
これにより、異なる色の基準画像のトナー付着量を並行して同時に検知すると共に各列４色ずつの基準画像を検知できるため、濃度補正時間の短縮が可能となるのみならず、濃度補正を高精度に行うことができる。
【００１７】
また、本発明の第３の構成によれば、上記第１及び第２の構成の画像形成装置において、２列のうち第１の列に、上記４色をベルト進行方向下流側から上流側に向かって第１、第２、第３及び第４の色の順に配置し、第２の列に、上記４色を、第１の列の第１の色と対向する位置から上流側に向かって第３、第４、第１及び第２の色の順に配置することにより、同色の基準画像がベルト進行方向に隣接せず、各色の画像形成部において一の基準画像と次の基準画像が形成されるまでの間に時間間隔を設けることができるため、基準画像の形成精度が向上し、より高精度に濃度補正を行うことができる。
【００１８】
また、本発明の第４の構成によれば、上記第１〜第３の構成の画像形成装置において、前記基準画像を、現像ローラに印加する現像バイアスを可変して形成することにより、現像バイアスの設定変更を各基準画像により精度良く反映させることができ、濃度補正をより高精度に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係るタンデム型カラー画像形成装置の構成を示す概略図である。画像形成装置１００本体内には４つの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ及びＰｄが、搬送方向上流側（図１では右側）から順に配設されている。これらの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは、異なる４色（マゼンタ、シアン、イエロー及びブラック）の画像に対応して設けられており、それぞれ帯電、露光、現像及び転写の各工程によりマゼンタ、シアン、イエロー及びブラックの画像を順次形成する。
【００２０】
この画像形成部Ｐａ〜Ｐｄには、各色の可視像（トナー像）を担持する感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ及び１ｄが配設されており、これらの感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に形成されたトナー像が、駆動手段（図示せず）により図１において時計回りに回転しながら各画像形成部に隣接して移動する中間転写ベルト８上に順次転写（一次転写）された後、二次転写ローラ９において用紙Ｐ上に一度に転写（二次転写）され、さらに、定着部７において用紙Ｐ上に定着された後、装置本体より排出される構成となっている。感光体ドラム１ａ〜１ｄを図１において反時計回りに回転させながら、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに対する画像形成プロセスが実行される。
【００２１】
トナー像が転写される用紙Ｐは、装置下部の用紙カセット１６内に収容されており、給紙ローラ１２ａ及びレジストローラ対１２ｂを介して二次転写ローラ９へと搬送される。中間転写ベルト８には誘電体樹脂製のシートが用いられ、その両端部を互いに重ね合わせて接合しエンドレス形状にしたベルトや、継ぎ目を有しない（シームレス）ベルトが用いられる。また、二次転写ローラ９の下流側には中間転写ベルト８表面に残存するトナーを除去するためのクリーニングブレード１９が配置されている。
【００２２】
次に、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄについて説明する。回転自在に配設された感光体ドラム１ａ〜１ｄの周囲及び下方には、感光体ドラム１ａ〜１ｄを帯電させる帯電器２ａ、２ｂ、２ｃ及び２ｄと、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに画像情報を露光する露光ユニット４と、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上にトナー像を形成する現像ユニット（現像装置）３ａ、３ｂ、３ｃ及び３ｄと、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に残留した現像剤（トナー）を除去するクリーニング部５ａ、５ｂ、５ｃ及び５ｄが設けられている。なお、現像装置３ａ〜３ｄの詳細については後述する。
【００２３】
ユーザにより画像形成開始が入力されると、先ず、帯電器２ａ〜２ｄによって感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面を一様に帯電させ、次いで露光ユニット４によって光照射し、各感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に画像信号に応じた静電潜像を形成する。現像ユニット３ａ〜３ｄは、感光体ドラム１ａ〜１ｄに対向配置された現像ローラ（現像剤担持体）を備え、それぞれマゼンタ、シアン、イエロー及びブラックの各色のトナーが補給装置（図示せず）によって所定量充填されている。このトナーは、現像ユニット３ａ〜３ｄの現像ローラにより感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に供給され、静電的に付着することにより、露光ユニット４からの露光により形成された静電潜像に応じたトナー像が形成される。
【００２４】
そして、中間転写ベルト８に所定の転写電圧で電界が付与された後、転写ローラ６ａ〜６ｄにより感光体ドラム１ａ〜１ｄ上のマゼンタ、シアン、イエロー、及びブラックのトナー像が中間転写ベルト８上に一次転写される。これらの４色の画像は、所定のフルカラー画像形成のために予め定められた所定の位置関係をもって形成される。その後、引き続き行われる新たな静電潜像の形成に備え、感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面に残留したトナーがクリーニング部５ａ〜５ｄにより除去される。
【００２５】
中間転写ベルト８は、従動ローラ１０、駆動ローラ１１及びテンションローラ２０に掛け渡されており、駆動モータ（図示せず）による駆動ローラ１１の回転に伴い中間転写ベルト８が時計回りに回転を開始すると、用紙Ｐがレジストローラ１２ｂから所定のタイミングで中間転写ベルト８に隣接して設けられた二次転写ローラ９へ搬送され、中間転写ベルト８とのニップ部（二次転写ニップ部）において用紙Ｐ上にフルカラー画像が二次転写される。トナー像が転写された用紙Ｐは定着部７へと搬送される。
【００２６】
定着部７に搬送された用紙Ｐは、定着ローラ対１３のニップ部（定着ニップ部）を通過する際に加熱及び加圧されてトナー像が用紙Ｐの表面に定着され、所定のフルカラー画像が形成される。フルカラー画像が形成された用紙Ｐは、複数方向に分岐した分岐部１４によって搬送方向が振り分けられる。用紙Ｐの片面のみに画像を形成する場合は、そのまま排出ローラ１５によって排出トレイ１７に排出される。
【００２７】
一方、用紙Ｐの両面に画像を形成する場合は、定着部７を通過した用紙Ｐの一部を一旦排出ローラ１５から装置外部にまで突出させる。その後、用紙Ｐは排出ローラ１５を逆回転させることにより分岐部１４で用紙搬送路１８に振り分けられ、画像面を反転させた状態で二次転写ローラ９に再搬送される。そして、中間転写ベルト８上に形成された次の画像が二次転写ローラ９により用紙Ｐの画像が形成されていない面に転写され、定着部７に搬送されてトナー像が定着された後、排出トレイ１７に排出される。
【００２８】
図２（ａ）は、第１実施形態に係るタンデム型カラー画像形成装置の中間転写ベルト周辺における濃度検知センサの配置を示す側面断面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）の濃度検知センサ周辺をＵ方向に見た部分拡大図である。図１と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。なお、図２（ａ）では帯電器２ａ〜２ｄ、クリーニング部５ａ〜５ｄは記載を省略している。
【００２９】
中間転写ベルト８の進行方向において最下流側に配置された感光体ドラム１ｄよりも下流側、且つ二次転写ローラ９よりも上流側において中間転写ベルト８の幅方向（図２（ｂ）の左右方向）に所定間隔を隔てて、後述するパッチ画像を検知するための濃度検知センサ（検知手段）２１が配置されている。濃度検知センサ２１としては、一般にＬＥＤ等から成る発光素子と、フォトダイオード等から成る受光素子を備えた光学センサが用いられる。中間転写ベルト８上のトナー付着量を測定する際、発光素子から中間転写ベルト８上に形成された各濃度補正用のパッチ画像に対し測定光を照射すると、測定光はトナーによって反射される光、及びドラム表面によって反射される光として受光素子に入射する。
【００３０】
トナーの付着量が多い場合には、ドラム表面からの反射光がトナーによって遮光されるので、受光素子の受光量が減少する。一方、トナーの付着量が少ない場合には、逆にドラム表面からの反射光が多くなる結果、受光素子の受光量が増大する。従って、受光した反射光量に基づく受光信号の出力値により各色の基準画像の濃度を検知し、予め定められた標準濃度と比較して現像ユニット３ａ〜３ｄの現像バイアスを調整することにより、各色について露光量補正が行われる。
【００３１】
なお、濃度検知センサ２１は、中間転写ベルト８上の基準画像を検知可能な他の位置に配置しても良いが、例えば二次転写ローラ９よりも下流側に配置した場合、中間転写ベルト８上に基準画像が転写されてから濃度検知が行われるまでの時間が長くなり、さらに基準画像が二次転写ローラ９と接触することにより基準画像の表面状態が変化するおそれもある。そのため、図２（ａ）のように最も下流側に位置する画像形成部Ｐｄの下流側近傍に配置することが好ましい。濃度検知センサ２１は、検知結果に応じた出力信号を後述する制御部３２に送信する。
【００３２】
図３は、第１実施形態のタンデム型カラー画像形成装置の制御経路を示すブロック図である。図１及び図２と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。画像形成装置１００は、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄ、画像入力部３０、ＡＤ変換部３１、制御部３２、記憶部３３、操作パネル３４、定着部７、中間転写ベルト８及び濃度検知センサ２１等を含む構成である。
【００３３】
画像入力部３０は、画像形成装置１００がカラー複写機である場合、複写時に原稿を照明するスキャナランプや原稿からの反射光の光路を変更するミラーが搭載された走査光学系、原稿からの反射光を集光して結像する集光レンズ、及び結像された画像光を電気信号に変換するＣＣＤ等から構成される画像読取部であり、画像形成装置１００が図１に示すようなカラープリンタである場合、パーソナルコンピュータ等から送信される画像データを受信する受信部である。画像入力部３０より入力された画像信号はＡＤ変換部３１においてデジタル信号に変換された後、記憶部３３内の画像メモリ４０に送出される。
【００３４】
記憶部３３は、画像メモリ４０、ＲＡＭ４１、及びＲＯＭ４２を備えており、画像メモリ４０は、画像入力部３０から入力され、ＡＤ変換部３１においてデジタル変換された画像信号を記憶し、制御部３２に送出する。ＲＡＭ４１及びＲＯＭ４２は、制御部３２の処理プログラムや処理内容等を記憶する。
【００３５】
また、ＲＡＭ４１（或いはＲＯＭ４２）には、濃度検知センサ２１の出力値とトナー付着量との関係がトナー付着量データとして記憶されており、トナー付着量から決定されるトナー濃度と、帯電量、現像バイアスの特性値、或いは露光量等の、濃度補正に用いる各パラメータ値とを関連づけて記憶した濃度補正テーブルが格納されている。ここでは、補正用パラメータ値として現像バイアスを用い、トナー濃度と現像バイアスとを関連付けた濃度補正用テーブルを用いることとする。
【００３６】
なお、濃度補正に用いるパラメータ値は、制御部３２において濃度検知センサ２１の出力値を用いてその都度演算しても良いが、制御部３２の処理負荷を軽減するために、ＲＡＭ４１（或いはＲＯＭ４２）に予めテーブル化して格納しておくことが好ましい。
【００３７】
操作パネル３４は、複数の操作キーから成る操作部と、設定条件や装置の状態等を表示する表示部（いずれも図示せず）とから構成されており、ユーザが印刷条件等の設定を行う他、例えば画像形成装置１００がファクシミリ機能を有する場合は、記憶部３３にファクシミリ送信先を登録し、さらに登録された送信先の読み出しや書き換えを行う等の種々の設定にも使用される。
【００３８】
制御部３２は、例えば中央処理装置（ＣＰＵ）であり、設定されたプログラムに従って画像入力部３０、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄ、定着部７、及び用紙カセット１６（図１参照）からの用紙Ｐの搬送等を全般的に制御するとともに、画像入力部３０から入力された画像信号を、必要に応じて変倍処理或いは階調処理して画像データに変換する。露光ユニット４は、処理後の画像データに基づいてレーザ光を照射し、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に潜像を形成する。
【００３９】
さらに制御部３２は、操作パネル３４のキー操作等によりキャリブレーションモードが設定されると、濃度検知センサ２１からの出力信号を受信し、記憶部３３に記憶されたトナー付着量データに基づいてトナー付着量の算出を行う機能、算出されたトナー付着量に基づいて基準画像の濃度を決定し、予め定められた標準濃度と比較して画像形成部Ｐａ〜Ｐｄの現像バイアスを調整することにより、各色について濃度補正を行う機能を有している。なお、キャリブレーションモードは、装置の電源ＯＮ時や所定枚数の画像形成処理が終了した時にも自動的に設定されるようにしてもよい。
【００４０】
次に、本実施形態の濃度補正について説明する。図４は、現像ユニットと感光体ドラムの周辺を示す側面断面図であり、図５は、濃度補正用の基準画像の一例であり、図６は基準画像における各色の配置を示す図であり、図６（ａ）はブラック、図６（ｂ）はイエロー、図６（ｃ）はマゼンタ、図６（ｄ）はシアンの配置を示す図である。図１と共通する部分には共通する符号を付して説明を省略する。
【００４１】
まず、現像ユニット３ａ〜３ｄについて説明する。現像ユニット３ａ〜３ｄは共通の構成のため、シアン画像形成用の現像ユニット１ａと感光体ドラム１ａを代表例として示す。現像ユニット３ａには、トナーとキャリアとから成る二成分現像剤（以下、単に現像剤と呼ぶ）２５が収納されており、図示しない攪拌搬送スクリューの上方には磁気ローラ２２（トナー供給部材）が配置されている。キャリアとしては、例えば直径約３５μｍのものを用いることができるが、現像剤は特に限定されるものではなく、トナーのみから成る現像剤を用いることもできる。
【００４２】
磁気ローラ２２の左斜め上方には現像ローラ２３が対向配置され、現像ローラ２３は現像ユニット３ａの開口側（図示せず）において感光体ドラム１ａに対向している。磁気ローラ２２及び現像ローラ２３は図中時計回りに回転する。トナーは図示しないトナーコンテナから補給されるようになっている。
【００４３】
磁気ローラ２２は、非磁性の回転スリーブと、回転スリーブに内包される複数の磁極を有する固定マグネットローラ体とで構成されており、固定マグネットローラ体は所定の複数のＮ極とＳ極から成る磁極を有しており、回転スリーブの回転方向において、Ｎ極の間にＳ極が配置されている。
【００４４】
現像ローラ２３は非磁性の回転スリーブとＳ極の磁極を有する固定マグネットローラとから成り、磁気ローラ２２と最接近するＡ地点において所定のギャップをもって対向している。また、規制ブレード２５が磁気ローラ２２の長手方向（図４の紙面表裏方向）に沿って取り付けられている。規制ブレード２４は、磁気ローラ２２の回転方向（図中時計回り）において、Ａ地点よりも上流側に、規制ブレード２４先端と磁気ローラ２２の表面に僅かなギャップを形成するよう配置されている。
【００４５】
磁気ローラ２２には第１電源２８により所定の直流電圧及び交流電圧から成る第１現像バイアス（現像バイアス）が、現像ローラ２３には第２電源２９により所定の直流電圧及び交流電圧から成る第２現像バイアスが印加されるようになっている。現像剤２５は、攪拌搬送スクリューにより攪拌されてトナーが帯電された後、磁気ローラ２２に搬送担持される。そして、磁気ローラ２２上に磁気ブラシ２６を形成する。
【００４６】
規制ブレード２４にはＮ極の磁性体２４ａが配置されているため、磁気ローラ２２のＳ極（穂切り用磁極）が対向すると、規制ブレード２４の先端と磁気ローラ２２との隙間に引き合う方向の磁界が発生する。この磁界により、規制ブレード２４と磁気ローラ２２との間にトナー及びキャリアがブラシ状に起立する、いわゆる磁気ブラシ２６が形成される。
【００４７】
磁気ローラ２２が時計回りに回転し、磁気ブラシ２６がＡ地点に移動すると、領域Ｓ周辺において磁気ローラ２２のＮ極と現像ローラ２３のＳ極との間で引き合う磁界が付与されるため、磁気ブラシ２６は現像ローラ２３表面に接触する。このとき、磁気ローラ２２には第１現像バイアスが印加されているため、磁気ローラ２２と現像ローラ２３との間の電位差により現像ローラ２３上にトナー薄層２７が形成される。
【００４８】
現像ローラ２３は、感光体ドラム１ａと最接近するＢ地点において該ドラムと所定のギャップをもって対向しており、Ａ地点において現像ローラ２３上に形成されたトナー薄層２７は、現像ローラ２３と共に時計回りに約半回転回転したところでＢ地点に到達する。このとき、現像ローラ２３には第２現像バイアスが印加されているため、Ｂ地点において、現像ローラ２３と感光体ドラム１ａとの間の電位差により現像ローラ２３上のトナーは感光体ドラム１ａに飛翔し、ドラム表面に形成された静電潜像に担持され、基準トナー像が形成される。
【００４９】
現像ローラ２３上に残った現像残トナーは、磁気ローラ２２がさらに時計回りに回転すると、今度は、Ｎ極とＳ極との間で発生する水平方向（ローラ周方向）の磁界により磁気ブラシ２６が現像ローラ２３表面から引き離されることにより、現像ローラ２３表面から磁気ローラ２２上に回収される。さらに磁気ローラ２２が回転すると、固定マグネットローラのＡ地点とは異なる位置に配置されたＮ極（図示せず）により反発する磁界が付与され、トナー及びキャリアは磁気ローラ２２から離脱し、再び攪拌搬送スクリューにより攪拌、搬送される。
【００５０】
このような現像ユニット３ａ〜３ｄにおいては、第１現像バイアスに応じたトナー量が現像ローラ２３上に担持されるが、現像ローラ２３に担持されたトナーが感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に担持されるまでには、Ａ地点からＢ地点まで回転する時間Ｔを要することになる。すなわち、画像濃度を変化させるために第１現像バイアスの設定を変更しても、かかる変化が基準トナー像に反映されるまでにタイムラグが生じることになる。
【００５１】
この場合、各色において例えば連続して段階的に画像濃度が低くなるよう第１現像バイアスの設定を変更しても、その設定変更がこれに対応する基準画像の現像に間に合わず、設定とは異なるトナー濃度を有する基準画像が形成されてしまう。その結果、濃度検知センサ２１による検知結果に誤差が生じ、濃度補正の精度が低下するおそれがある。
【００５２】
そこで、以下のように中間転写ベルト８のベルト幅方向（図５の左右方向）に所定間隔を隔て、ベルト進行方向Ｘに沿って２列の基準画像を、第１現像バイアスを可変して感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に基準トナー像を形成し、中間転写ベルト８上に転写ローラ６ａ〜６ｄにより転写して形成することとした。
【００５３】
なお、各色の基準画像は、中間転写ベルト８のベルト進行方向Ｘの最下流側から上流側に向かって段階的に濃度が大きくなるよう形成した。また、各色の現像ユニット３ａ〜３ｄにおける第１現像バイアスの印加タイミング、すなわちパッチ画像形成タイミングが、現像ローラ２３のＡ地点からＢ地点までの回転時間よりも長くなるよう設定した。
【００５４】
図５に示すように、中間転写ベルト８上のベルト幅方向（走査方向、図の左右方向）には、ブラック（Ｂ、第１の色）、マゼンタ（Ｍ、第２の色）、シアン（Ｃ、第３の色）及びイエロー（Ｙ、第４の色）の４色から成るパッチ画像（基準画像）が、所定間隔を隔てて２列形成されている。また、各色において最も淡色の画像（Ｂ１、Ｍ１、Ｃ１、Ｙ１）から最も濃色の画像（Ｂ４、Ｍ４、Ｃ４、Ｙ４）まで各色の第１現像バイアス条件を副走査方向に段階的に変化させて、各色４段階の濃度のパッチ画像（基準画像）が、ベルト進行方向Ｘに沿って順に形成されるようになっている。
【００５５】
ここで、各色において最も画像濃度が低いパッチ画像群（Ｂ１、Ｍ１、Ｃ１、Ｙ１）を第１群（Ｇ１）、２番目に濃度が低いパッチ画像群（Ｂ２、Ｍ２、Ｃ２、Ｙ２）を第２群（Ｇ２）、３番目に濃度が低いパッチ画像群（Ｂ３、Ｍ３、Ｃ３、Ｙ３）を第３群（Ｇ３）、最も濃度の高いパッチ画像群（Ｂ４、Ｍ４、Ｃ４、Ｙ４）を第４群（Ｇ４）とする。
【００５６】
図５のベルト幅方向左側に配置された第１パッチ画像（第１の列）は、ベルト進行方向Ｘの最下流側から上流側に向かって、第１群のＢ１、Ｍ１、第２群のＣ２、Ｙ２、第３群のＢ３、Ｍ３、第４群のＣ４、Ｙ４が順に配置されている。各第１パッチ画像と所定間隔を隔ててベルト幅方向右側で対向する位置に配置された第２パッチ画像（第２の列）が形成されており、第２パッチ画像は、ベルト進行方向Ｘの最上流側から上流側に向かって、第１群のＣ１、Ｙ１、第２群のＢ２、Ｍ２、第３群のＣ３、Ｙ３、第４群のＢ４、Ｍ４が配置されている。
【００５７】
かかる配置は、ベルト幅方向に対向配置されたＢ１とＣ１が同時に形成された後、Ｍ１とＹ１、Ｃ２とＢ２、Ｙ２とＭ２、Ｂ３とＣ３、Ｍ３とＹ３、Ｃ４とＢ４、Ｙ４とＭ４、が順次形成することによって得られる。また、図６に示すように、各色のパッチ画像Ｂ１〜Ｂ４、Ｍ１〜Ｍ４、Ｃ１〜Ｃ４、Ｙ１〜Ｙ４は、同色のパッチ画像がベルト幅方向に同時に形成されることがなく、且つベルト進行方向Ｘにパッチ画像１つ分の間隔を置いて形成されている。
【００５８】
このように並列した第１及び第２パッチ画像Ｂ〜Ｙを形成することにより、ベルト幅方向に異なる色の第１及び第２パッチ画像Ｂ〜Ｙのトナー付着量を並行して同時に検知できるため、前述の図１０に示すように１列にパッチ画像Ｂ〜Ｙを形成する場合よりも濃度補正時間を短縮することができる。また、ベルト進行方向Ｘにおいても同色の第１及び第２パッチ画像Ｂ〜Ｙが隣接して形成されることを回避できる。
【００５９】
すなわち、同色の画像形成部Ｐａ〜Ｐｄにおいて一のパッチ画像から次のパッチ画像が形成されるまでの間に、他の色の画像形成部Ｐａ〜Ｐｄで形成されるパッチ画像１つ分の時間間隔を設けることができる。これにより、第１現像バイアスの設定変更を十分に基準トナー像に反映させることができ、各パッチ画像Ｂ〜Ｙの画像形成精度が向上するため、濃度補正を高精度に行うことができる。
【００６０】
そして、キャリブレーションモードが実行されると、予め設定したパラメータに従い各色の現像装置３ａ〜３ｄにおいて段階的に画像濃度が低くなるよう第１現像バイアスの設定値が変更され、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に濃度補正用のパッチ画像Ｂ〜Ｙが形成される。パッチ画像Ｂ〜Ｙは、転写ローラ６ａ〜６ｄにより中間転写ベルト８上の所定位置に転写された後、濃度検知センサ２１により検知される。そして、濃度補正が終了した後、パッチ画像Ｂ〜Ｙは、クリーニングブレード１９により中間転写ベルト８上から除去される。
【００６１】
次に、第１実施形態の画像形成装置における濃度補正制御について説明する。図７は、第１実施形態の画像形成装置の濃度補正手順を示すフローチャートである。図１、図４〜図６を参照しながら、図７のステップに従いキャリブレーションの実行手順について説明する。
【００６２】
キャリブレーションモードが実行されて濃度補正が開始されると（スタート）、第１現像バイアスが設定され（ステップ１）、各現像ユニット３ａ〜３ｄのＡ地点において各第１バイアスに対応したトナー薄層２７が現像ローラ２３上に形成される（ステップＳ２）。現像ローラ２３上に担持されたトナーは、Ｂ地点において第２現像バイアスにより現像ローラ２３から感光体ドラム１ａ〜１ｄに飛翔し（図４参照）、第１及び第２パッチ画像Ｂ〜Ｙが形成され（ステップＳ３）、転写ローラ６ａ〜６ｄにより中間転写ベルト８の所定位置に転写される（図５、図６参照）。
【００６３】
次に、濃度検知センサ２１により第１及び第２パッチ画像Ｂ〜Ｙのトナー付着量（トナー濃度）を検知する（ステップＳ４）。検知されたトナー濃度は制御部３２においてそれぞれ標準濃度と比較され、各トナー濃度と標準濃度との濃度差の平均値が算出される。
【００６４】
そして、ステップＳ４で得られた濃度差の平均値に応じて濃度補正に用いるパラメータ値が記憶部３３内の濃度補正テーブルから読み出され、制御部３２は現像パラメータ値を変更する制御信号を送信して濃度補正を実行する（ステップＳ５）。その後、クリーニングブレード１９により中間転写ベルト８上のパッチ画像Ｂ〜Ｙが除去されて（ステップＳ６）キャリブレーションが終了する。
【００６５】
上記手順で濃度補正を行うことにより、第１及び第２パッチ画像Ｂ〜Ｙを精度良く形成できるため、濃度検知を精度良く行うことができ、濃度補正精度を高いレベルに維持することができる。また、２列で並行して異なる色の第１及び第２パッチ画像Ｂ〜Ｃを検知するため、キャリブレーション時間も短縮できる。
【００６６】
また、本実施形態では、第１及び第２パッチ画像Ｂ〜Ｙを、ベルト幅方向のみならず、ベルト進行方向Ｘに同色のパッチ画像が隣接しないよう上記順序で配置したため、上記の通り、ベルト進行方向Ｘにパッチ画像１つ分の時間間隔を設けることができ、より高精度に濃度補正を行うことができる。しかし、第１及び第２基準画像にそれぞれＢ〜Ｙの４色ずつが形成されていれば、ベルト進行方向Ｘにおける配置は特に限定されるものではない。
【００６７】
また、本実施形態では、第１及び第２パッチ画像Ｂ〜Ｙの形成タイミングを、現像ローラ２３の第１現像バイアスを可変することとしたため、各色の現像装置３ａ〜３ｄにおいて同色のパッチ画像Ｂ〜Ｙの形成タイミングを、Ａ地点からＢ地点までの回転時間よりも長くすることができる。これにより、第１現像バイアスの設定変更を各パッチ画像Ｂ〜Ｙにより精度良く反映させることができるため、濃度補正をより高精度に行うことができる。しかし、濃度補正用のパラメータの設定は必ずしも現像バイアスを用いた本実施形態に限定されるものではない。
【００６８】
本実施形態においては、トナー担持体の一例である中間転写ベルト８上に各色のトナー像を順次積層して形成されたフルカラー画像を用紙Ｐ上に一度に転写する中間転写方式のタンデム型カラー画像形成装置について説明したが、本発明は、搬送ベルト上に担持されて搬送される用紙Ｐに各色のトナー像を順次転写する直接転写方式のタンデム型カラー画像形成装置においても全く同様に適用可能である。
【００６９】
図８は、本発明の第２実施形態に係る画像形成装置の構成を示す概略図であり、図９は、第２実施形態に係るタンデム型カラー画像形成装置の搬送ベルト周辺の構成を示す側面断面図である。本実施形態では、中間転写ベルト８に代えて、用紙Ｐを各画像形成部Ｐａ〜Ｐｂに順次搬送する搬送ベルト５０が感光体ドラム１ａ〜１ｄの下部に当接するように配置されており、露光ユニット４に代えて各感光体ドラム１ａ〜１ｄを個別に露光するＬＥＤヘッド４ａ〜４ｄを備えている。他の部分の構成については第１実施形態と全く同様であるため説明は省略する。
【００７０】
本実施形態においても、上記同様の第１及び第２パッチ画像Ｂ〜Ｙを形成することにより、第１現像バイアスの設定変更を第１及び第２パッチ画像Ｂ〜Ｙに良好に反映させることができるため、濃度補正の精度を向上させると共に、キャリブレーションの実行時間が短縮される。濃度補正方法、キャリブレーションの実行手順については第１実施形態と全く同様であるため説明は省略する。
【００７１】
その他本発明は、上記各実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態において示したパッチ画像のパターンは一例に過ぎず、他のパターンを用いることもできる。また、ここでは各色のパッチ画像の濃度を４段階に設定したが、かかる設定数は特に限定されるものではなく、必要に応じて適宜設定することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明は、感光体と現像装置とを含む複数の画像形成部と、感光体上に現像されたトナー像が順次積層される中間転写ベルト若しくは記録媒体を搬送する搬送ベルトと、感光体上に現像されたトナー像を中間転写ベルト若しくは搬送ベルト上に転写する転写手段と、を備えた画像形成装置において、前記複数の画像形成部は、異なる４色の画像を形成するためのものであり、前記各画像形成部で形成され前記中間転写ベルト若しくは搬送ベルトに転写された基準画像のトナー付着量を検知する検知手段と、該検知手段の検知結果に基づき濃度補正を行う制御手段と、が設けられており、前記基準画像は、前記中間転写ベルト若しくは搬送ベルトのベルト進行方向に２列並んで形成され、前記各列には前記４色ずつが順次配置されると共にベルト幅方向に対向する位置には互いに異なる色が配置されるものである。
【００７３】
これにより、異なる色の基準画像のトナー付着量を並行して同時に検知すると共に各列４色ずつの基準画像を検知できるため、濃度補正時間の短縮が可能となるのみならず、濃度補正を高精度に行うことができる。
【００７４】
また、２列のうち第１の列に、上記４色をベルト進行方向下流側から上流側に向かって第１、第２、第３及び第４の色の順に配置し、第２の列に、上記４色を、第１の列の第１の色と対向する位置から上流側に向かって第３、第４、第１及び第２の色の順に配置することにより、同色の基準画像がベルト進行方向に隣接せず、各色の画像形成部において一の基準画像と次の基準画像が形成されるまでの間に時間間隔を設けることができるため、基準画像の形成精度が向上し、より高精度に濃度補正を行うことができる。
【００７５】
また、基準画像を、現像ローラに印加する現像バイアスを可変して形成することにより、現像バイアスの設定変更を各基準画像により精度良く反映させることができ、濃度補正をより高精度に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】は、本発明の第１実施形態に係るタンデム型カラー画像形成装置の全体構成を示す概略図である。
【図２】は、第１実施形態に係るタンデム型カラー画像形成装置に用いられる中間転写ベルト周辺における濃度検知センサの配置を示す図であり、図２（ａ）は、側面断面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）の濃度検知センサ周辺をＵ方向に見た部分拡大図である。
【図３】は、第１実施形態のタンデム型カラー画像形成装置の制御経路を示すブロック図である。
【図４】は、現像ユニットと感光体ドラムの周辺を示す側面断面図である。
【図５】は、濃度補正用の基準画像の一例を示す図である。
【図６】は、基準画像における各色の配置を示す図であり、図６（ａ）はブラック、図６（ｂ）はイエロー、図６（ｃ）はマゼンタ、図６（ｄ）はシアンの配置を示す図である。
【図７】は、第１実施形態の画像形成装置における濃度補正制手順を説明するフローチャートである。
【図８】は、本発明の第２実施形態に係るタンデム型カラー画像形成装置の全体構成を示す概略図である。
【図９】は、第２実施形態に係るタンデム型カラー画像形成装置の搬送ベルト周辺の構成を示す側面断面図である。
【図１０】は、従来の濃度補正用の基準画像の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００７７】
Ｐａ〜Ｐｄ      画像形成部
１ａ〜１ｄ      感光体ドラム
２ａ〜２ｄ      帯電器
３ａ〜３ｄ      現像ユニット（現像装置）
４              露光ユニット
４ａ〜４ｄ      ＬＥＤヘッド
６ａ〜６ｄ      転写ローラ（転写手段）
７              定着部
８              中間転写ベルト
９              二次転写ローラ（二次転写手段）
２１              濃度検知センサ（検知手段）
２２              磁気ローラ
２３              現像ローラ
２４              規制ブレード
２５              現像剤
２６              磁気ブラシ
２７              トナー薄層
２８              第１電源
２９              第２電源
３２              制御部
３３              記憶部
３４              操作パネル
５０              搬送ベルト
１００              画像形成装置
Ｂ〜Ｙ              第１及び第２パッチ（基準画像）
【図１】
2009300901.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2009300901.tif 000008
【図７】
2009300901.tif 000009
【図８】
2009300901.tif 000010
【図９】
2009300901.tif 000011
【図１０】
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