JP2000187365A

JP2000187365A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2000187365A
Application number: JP10363010A
Authority: JP
Inventors: Shinji Kato; 真治加藤; Shinichi Namekata; 伸一行方
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1998-12-21
Filing date: 1998-12-21
Publication date: 2000-07-04

Abstract

(57)【要約】【課題】現像剤トナー濃度制御用の基準パターンを像担
持体（感光体あるいは中間転写体）の画像領域外に作成
する構成の場合にも、像担持体の周長を短くすることが
でき、画像形成の生産性を向上することができる画像品
質の良い画像形成装置を提供する。【解決手段】像担持体上に複数色の画像を順次重ね合わ
せる手段と、その像担持体上の複数色の画像を転写材Ｐ
に一括転写する手段と、現像剤トナー濃度制御用の基準
パターンを像担持体の画像領域外に作成する手段と、前
記基準パターンを検知する手段を有する画像形成装置に
おいて、前記像担持体の周長に対して、２画面以上の多
色画像を形成する場合には、画面間に基準パターンを作
成し、最後部画面の後端には作成しないようにする。こ
れにより中間転写体等の像担持体の周長を短くでき、そ
の結果、画像形成装置の生産性を向上することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、ファクシ
ミリ、プリンター等の電子写真方式を利用した画像形成
装置に係り、より詳しくは、多色画像の形成が可能でト
ナー付着量の検知方式に特徴を有する画像形成装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】複写機、ファクシミリ、プリンター等の
電子写真方式を利用する画像形成装置においては、狙い
の出力画像品質を得るために、現像剤へのトナー補給制
御（現像剤トナー濃度制御）、電位制御等の各種制御が
行われている。これら画像品質に関係する制御において
は、感光体や中間転写ベルト等の像担持体上のトナー付
着量を検知することは非常に重要であり、広く行われて
いる。

【０００３】トナー付着量の検知方式としては、例えば
図３に示すように、感光体２００に対して、基準パター
ン２０となる図７（ａ）のような所定形状のトナーパッ
チを現像し、感光体中心に対してまっすぐに設置された
トナー付着量検知センサ２０５の発光素子１０から赤外
光を感光体２００に向けて発光し、その乱反射光（入射
角度≠反射角度）を受光素子１１で受光することによっ
て、トナー付着量の変化によっておこる反射光量の変化
を検知するものがある。この時の発光量に関しては一般
的にトナーの付着していない感光体地肌部に対して、ト
ナー付着量検知センサ２０５の出力が所定レベルになる
ように発光素子１０の発光量調整が行われる。

【０００４】感光体地肌部に対して、所定の出力に調整
されたトナー付着量センサ２０５の出力は、基準パター
ンであるトナーパッチ２０を測定すると、そのトナー付
着量に応じて変化するためトナー付着量を検知すること
が可能になる。尚、一般的に赤外光に対してカラートナ
ーは感光体表面よりも反射率が高く、また黒トナーは感
光体表面より反射率が低い。このためカラートナーの付
着量が増えるにつれてトナー付着量検知センサ出力は増
加する。そして黒トナーは付着量が増えるにつれてトナ
ー付着量検知センサ出力は減少する。

【０００５】ここでトナー付着量を検知するためのトナ
ーパッチ（基準パターン）２０の作成に関して、従来は
例えば画像形成１０枚に１回の頻度で画像後端にトナー
パッチ２０を作成していた。その一例として特公平６−
４２１０８号公報には、基準パターンの作成を複数枚間
隔で行うことが開示されている。しかしながら、基準パ
ターンの作成によっては、画像の生産性が低下するとい
う問題がある。

【０００６】カラー画像形成装置で、感光体上に複数色
のトナー像を重ね合わせて形成する方式や、感光体上に
形成した各色のトナー像を中間転写体に重ね合わせて転
写する中間転写方式においては、各色毎に感光体または
中間転写体上の同一領域に画像が形成され、また、転写
ドラム方式においてはドラム上に貼り付けられた転写紙
の同一領域に画像が形成される。このため、感光体また
は中間転写体あるいは転写ドラムの周長は、最大転写紙
を超えるよう設定される必要がある。しかしながら、最
大転写紙の半分以下の小型サイズの転写紙に目的画像を
形成する場合には、半分以上の時間が画像形成及び転写
を行わず無駄な時間となる。このため使用頻度の高い小
型サイズ転写紙において極めて不経済となる。そこでこ
れに対処すべく、特開平１−５０２０６１号公報には、
転写ドラム上に小型サイズの転写紙を複数枚巻き付け１
回転毎に同一色画像の転写を繰り返すことにより、効率
的にカラー画像を得る方法が開示されている。また、こ
の２画面モードを中間転写方式で展開したものが、特開
平９−２８１７６０号公報に開示されている。

【０００７】この２画面モードを用いたカラー画像形成
装置においては、中間転写体の周長によって画像の生産
性（枚／分）が決まってくる。このため、中間転写体の
周長は極力最大転写紙サイズ＋αより大きく、また、使
用頻度の高い小型の転写紙サイズ×ｎ＋紙間距離＋αに
近いサイズが適当とされる。例えば、最大転写紙サイズ
が北米で普及しているレターサイズ（ＬＴ）の２倍のダ
ブルレターサイズ（ＤＬＴ）＝４３２ｍｍのカラー画像
形成装置においては、転写紙の通紙方向長さが４３２ｍ
ｍ＋αより大きい中間転写体の周長にしなくてはいけな
い。ここでαは、カラー画像形成装置で複数色の現像器
を有するリボルバ現像装置（回転式現像装置）を用いた
場合には、現像装置の公転に要する時間であり、基準パ
ターンを作成する画像形成装置に関しては基準パターン
の作成時間である。

【０００８】また、最大転写紙サイズがＤＬＴ＝４３２
ｍｍの時の、使用頻度の高い小型転写紙サイズとして半
分のレターサイズ（ＬＴ）＝２１６ｍｍが考えられる
が、この場合、中間転写体の周長は、転写紙サイズ（２
１６ｍｍ）×２＋紙間距離＋αより長い周長にすること
によってＬＴ時は２面取りによってＤＬＴ時の倍の生産
性が達成できる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、基準パ
ターンを生成するカラー画像形成装置においては、上記
の＋αの分が大きくなり、その分、転写体の周長を長く
取らなくてはいけないために、画像の生産性が低下する
という問題がある。例えばＬＴ２面取りでの生産性を計
算すると、転写紙サイズ（２１６ｍｍ）×２で４３２ｍ
ｍ、紙間を６５ｍｍ、現像装置の公転に６５ｍｍとすれ
ば、５６２ｍｍとなる。したがって、線速２００ｍｍ／
ｓｅｃのカラー画像形成装置でブラック（Ｂｋ）、シア
ン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の４色を重
ね合わせてフルカラー画像を形成する場合は、６０／｛５６２×４／２００｝≒５．３４（枚／分）の生産性となるが、２面目の画像後端に基準パターンを
作成する分の距離として４５ｍｍを取ると、６０／｛（５６２＋４５）×４／２００｝≒４．９４
（枚／分）の生産性となってしまう（１面目の画像後端の基準パタ
ーンの作成は紙間に作成可能なため、特に制約にはなら
ない）。

【００１０】また、手差し給紙においては、給紙バンク
（複数の給紙カセット収納部）での最大サイズを超えた
不定形のサイズもあり、給紙サイズによっては中間転写
体の周長との関係で基準パターンを作成できないという
問題もある。

【００１１】本発明は上記事情に鑑みなされたものであ
って、現像剤トナー濃度制御用の基準パターンを像担持
体（感光体あるいは中間転写体）の画像領域外に作成す
る構成とした場合にも像担持体の周長を短くすることが
でき、画像形成の生産性を向上することができる画像品
質の良い画像形成装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、像担持体上に複数色の画像を順次重ね
合わせる手段と、その像担持体上の複数色の画像を転写
材に一括転写する手段と、現像剤トナー濃度制御用の基
準パターンを前記像担持体の画像領域外に作成する手段
と、前記基準パターンを検知する手段を有する画像形成
装置において、前記像担持体（感光体あるいは中間転写
体）の周長に対して、２画面以上の多色画像を形成する
場合には、画面間（紙間）に基準パターンを作成し、最
後部画面の後端には作成しないようにする（請求項
１）。ここで所定の間隔で作成されなかった基準パター
ンは、その直前または直後の基準パターンが作成可能な
タイミングで作成する（請求項２）。これによって、生
産性を高めた画像品質の良い画像形成装置を提供するこ
とが可能となる。

【００１３】また、本発明では、像担持体上に複数色の
画像を順次重ね合わせる手段と、その像担持体上の複数
色の画像を転写材に一括転写する手段と、現像剤トナー
濃度制御用の基準パターンを前記像担持体の画像領域外
に作成する手段と、前記基準パターンを検知する手段を
有する画像形成装置において、手差し給紙の時は通紙方
向の転写材サイズによって前記基準パターン作成タイミ
ングを変えるようにする（請求項３）。すなわち、手差
し給紙時において、基準パターンを作成できないサイズ
の場合には、基準パターンを作成しないようにすること
によって、手差し時に大サイズの作像が可能となる。

【００１４】さらに本発明では、前記基準パターンが作
成されるまでは前回検知した値を参照するようにする
（請求項４）。すなわち、基準パターンを作成（または
検知）できない場合にも、前回検知した値を使用して現
像剤トナー濃度制御を行うことができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を画像形成装置であ
る電子写真方式のカラー複写機に適用した実施の形態に
ついて図面を参照して詳細に説明する。

【００１６】まず、図１、図２を用いて本実施の形態に
係るカラー複写機の概略構成及び動作について説明す
る。図１は本発明に係るカラー複写機の概略全体構成
図、図２は図１に示すカラー複写機の感光体ドラム周囲
の構成を示す概略要部構成図である。このカラー複写機
は、カラー画像読取装置（以下、カラースキャナと言
う）１、カラー画像記録装置（以下、カラープリンタと
言う）２、給紙バンク３等で構成されている。

【００１７】上記カラースキャナ１は、コンタクトガラ
ス１２１上の原稿４に照明ランプ１２２からの光を照射
し、原稿４からの反射光像をミラー群１２３ａ，１２３
ｂ，１２３ｃ、及びレンズ１２４を介してカラーセンサ
１２５に結像して、原稿４のカラー画像情報を、例えば
赤（Ｒed），緑（Ｇreen），青（Ｂlue）（以下、それ
ぞれＲ，Ｇ，Ｂと言う）の色分解光毎に読み取り、電気
的な画像信号に変換する。あるいは、Ｒ，Ｇ，Ｂの画像
データがメモリに格納される。図示しないメモリを用い
る場合は、１度の走査でＲ，Ｇ，Ｂ３色の画像データを
得る。ここで、カラーセンサ１２５は、本例ではＲ，
Ｇ，Ｂの色分解手段とＣＣＤのような光電変換素子で構
成され、原稿４の画像を色分解した３色のカラー画像を
同時に読み取っている。そして、このカラースキャナ１
で得たＲ，Ｇ，Ｂの色分解画像信号強度レベルをもとに
して、図示しない画像処理部で色変換処理を行い、ブラ
ック（Ｂlack：以下、Ｂｋと言う）、シアン（Ｃyan：
以下、Ｃと言う）、マゼンタ（Ｍagenta：以下、Ｍと言
う）、イエロー（Ｙellow：以下、Ｙと言う）のカラー
画像データを得る。そして、その都度カラープリンタ２
で各色の画像を順次顕像化しつつ、これを重ね合わせて
最終的な４色フルカラー画像を形成する。

【００１８】上記Ｂｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙのカラー画像データ
を得るためのカラースキャナ１の動作は次の通りであ
る。後述のカラープリンタ２の動作とタイミングを取っ
たスキャナスタート信号を受けて、照明ランプ１２２及
びミラー群１２３ａ，１２３ｂ，１２３ｃ等からなる光
学系が図中に矢印で示す左方向へ移動しながら原稿４を
走査し、１回の走査毎に１色のカラー画像を得る。この
動作を合計４回繰り返すことによって、順次４色のカラ
ー画像データを得る。そして、その都度カラープリンタ
２で各色の画像を順次顕像化しつつ、これを重ね合わせ
て最終的な４色フルカラー画像を形成する。

【００１９】上記カラープリンタ２は、像担持体として
の感光体ドラム２００、書き込み光学ユニット２２０、
リボルバ現像ユニット（回転式現像装置）２３０、中間
転写ユニット５００、２次転写ユニット６００、定着装
置２７０等で構成されている。上記感光体ドラム２００
は図中に矢印で示す反時計方向に回転し、その周りに
は、感光体クリーニング装置２０１、除電ランプ２０
２、帯電器２０３、電位センサ２０４、リボルバ現像ユ
ニット２３０の選択された現像器、現像濃度パターン
（基準パターン）の検知手段であるトナー付着量検知セ
ンサ２０５、中間転写ユニット５００、２次転写ユニッ
ト６００などが配置されている。

【００２０】また、上記書き込み光学ユニット２２０
は、カラースキャナ１からのカラー画像データを光信号
に変換して、原稿４の画像に対応した光書き込みを行
い、感光体ドラム２００に静電潜像を形成する。この書
き込み光学ユニット２２０は、光源としての半導体レー
ザー２２１、図示しないレーザー発光駆動制御部、ポリ
ゴンミラー２２２とその回転用モータ２２３、ｆ／θレ
ンズ２２４、反射ミラー２２５などで構成されている。

【００２１】また、上記リボルバ現像ユニット２３０
は、Ｂｋ現像器２３１Ｋ、Ｃ現像器２３１Ｃ、Ｍ現像器
２３１Ｍ、Ｙ現像器２３１Ｙと、各現像器を図中に矢印
で示す反時計方向に回転させる後述のリボルバ回転駆動
部などで構成されている。各現像器２３１（Ｋ，Ｃ，
Ｍ，Ｙ）は、感光体ドラム２００上に形成された静電潜
像を現像するために、現像剤の穂を感光体ドラム２００
の表面に接触させて回転する現像スリーブと、現像剤を
汲み上げて撹拌するために回転する現像剤パドルなどで
構成されている。各現像器２３１内のトナーはフェライ
トキャリアとの撹拌によって負極性に帯電され、また、
各現像スリーブには図示しない現像バイアス電源によっ
て負の直流電圧Ｖdcに交流電圧Ｖacが重畳された現像バ
イアスが印加され、現像スリーブが感光体ドラム２００
の金属基体層に対して所定電位にバイアスされている。

【００２２】複写機本体の待機状態では、リボルバ現像
ユニット２３０はＢｋ現像器２３１Ｋが現像位置の４５
度手前にセットされており、コピー動作が開始される
と、カラースキャナ１で所定のタイミングからＢｋカラ
ー画像データの読み取りを開始し、このカラー画像デー
タに基づきレーザー光による光書き込み、静電潜像形成
が始まる（以下、Ｂｋ画像データによる静電潜像をＢｋ
静電潜像と言う。また、Ｃ，Ｍ，Ｙについても同様にＣ
静電潜像，Ｍ静電潜像，Ｙ静電潜像と言う）。このＢｋ
静電潜像の先端部から現像可能とすべくＢｋ現像位置に
静電潜像先端部が到達する前に、Ｂｋ現像器２３１Ｋを
現像位置に移動し、Ｂｋ現像スリーブを回転開始して、
Ｂｋ静電潜像をＢｋトナーで現像する。そして、以後Ｂ
ｋ静電潜像領域の現像動作を続けるが、静電潜像後端部
がＢｋ現像位置を通過し所定の距離を通過した時点で、
速やかに次の色の現像器が現像位置に来るまで、リボル
バ現像ユニット２３０が回転する。これは少なくとも、
次の画像データによる静電潜像先端部が到達する前に完
了させる。

【００２３】中間転写ユニット５００は、後述する複数
のローラに張架された中間転写体（中間転写用の像担持
体）である中間転写ベルト５０１などで構成されてい
る。この中間転写ベルト５０１の周りには、２次転写ユ
ニット６００の転写材担持体である２次転写ベルト６０
１、２次転写電荷付与手段である２次転写バイアスロー
ラ６０５、中間転写体クリーニング手段であるベルトク
リーニングブレード５０４、潤滑剤塗布手段である潤滑
剤塗布ブラシ５０５などが対向するように配設されてい
る。

【００２４】また、位置検知用マーク（ＭＣ）５１５が
中間転写ベルト５０１の外周面あるいは内周面に設けら
れる。但し、中間転写ベルト５０１の外周面側について
は位置検知用マークをベルトクリーニング装置５０４の
通過域を避けて設ける工夫が必要であって配置上の困難
さを伴うことがあるので、その場合には位置検知用マー
ク５１５を中間転写ベルト５０１の内周面側に設ける。
マーク検知用センサとしての光学センサ５１４は、中間
転写ベルト５０１が架け渡されているバイアスローラ５
０７と駆動ローラ５０８との間の位置に設けられる。

【００２５】この中間転写ベルト５０１は、１次転写電
荷付与手段である１次転写バイアスローラ５０７、ベル
ト駆動ローラ５０８、ベルトテンションローラ５０９、
２次転写対向ローラ５１０、クリーニング対向ローラ５
１１、及びアースローラ５１２に張架されている。各ロ
ーラは導電性材料で形成され、１次転写バイアスローラ
５０７以外の各ローラは接地されている。１次転写バイ
アスローラ５０７には、定電流または定電圧制御された
１次転写電源８０１により、トナー像の重ね合わせ数に
応じて所定の大きさの電流又は電圧に制御された転写バ
イアスが印加されている。また、中間転写ベルト５０１
は、図示しない駆動モータによって図中の矢印方向に回
転駆動されるベルト駆動ローラ５０８により、図中の矢
印方向に駆動される。

【００２６】また、この中間転写ベルト５０１は、半導
体または絶縁体で形成され、単層または多層構造となっ
ている。さらに中間転写ベルト５０１の周長は、感光体
ドラム２００上に形成されたトナー像を重ね合わせるた
めに、通紙可能最大サイズより大きく設定されている。

【００２７】感光体ドラム２００上のトナー像を中間転
写ベルト５０１に転写する転写部（以下「１次転写部ま
たはベルト転写部」と言う）では、１次転写バイアスロ
ーラ５０７及びアースローラ５１２で中間転写ベルト５
０１を感光体ドラム２００側に押し当てるように張架す
ることにより、感光体ドラム２００と中間転写ベルト５
０１との間に所定幅のニップ部を形成している。

【００２８】潤滑剤塗布ブラシ５０５は、板状に形成さ
れた潤滑剤としてのステアリン酸亜鉛５０６を研磨し、
この研磨された微粒子を中間転写ベルト５０１に塗布す
るものである。この潤滑剤塗布ブラシ５０５は、中間転
写ベルト５０１に対して接離可能に構成され、所定のタ
イミングで中間転写ベルト５０１に接触するように制御
される。

【００２９】２次転写ユニット６００は、３つの支持ロ
ーラ６０２，６０３，６０４に張架された２次転写ベル
ト６０１などで構成され、２次転写ベルト６０１の支持
ローラ６０２と６０３間の張架部が２次転写対向ローラ
５１０に対して圧接可能になっている。３つの支持ロー
ラ６０２，６０３，６０４の一つは、図示しない駆動手
段によって回転駆動される駆動ローラであり、その駆動
ローラにより２次転写ベルト６０１が図中の矢印で示す
方向に駆動される。

【００３０】２次転写バイアスローラ６０５は２次転写
手段であり、２次転写対向ローラ５１０との間に中間転
写ベルト５０１と２次転写ベルト６０１を挾持するよう
に配設され、定電流制御される２次転写電源８０２によ
って所定電流の転写バイアスが印加されている。また、
上記２次転写ベルト６０１及び２次転写バイアスローラ
６０５が、２次転写対向ローラ５１０に対して圧接する
位置と離間する位置とを取り得るように、支持ローラ６
０２及び２次転写バイアスローラ６０５を矢印方向に駆
動する図示しない接離機構が設けられている。その離間
位置にある２次転写ベルト６０１及び支持ローラ６０２
を、図２に２点鎖線で示している。

【００３１】図１，２において符号６５０はレジストロ
ーラ対であり、２次転写バイアスローラ６０５と２次転
写対向ローラ５１０とに挾持された中間転写ベルト５０
１と２次転写ベルト６０１の間に、所定のタイミングで
転写材である転写紙Ｐを送り込むようにその駆動を制御
されている。

【００３２】２次転写ベルト６０１の定着ユニット２７
０側の支持ローラ６０３に張架されている部分には、転
写材除電手段である転写紙除電チャージャ６０６と、転
写材担持体除電手段であるベルト除電チャージャ６０７
とが対向している。また、２次転写ベルト６０１の図中
下側の支持ローラ６０４に張架されている部分には、転
写材担持体クリーニング手段であるクリーニングブレー
ド６０８が当接している。

【００３３】転写紙除電チャージャ６０６は、転写紙Ｐ
に保持されている電荷を除電することにより、転写紙自
体の腰の強さで転写紙Ｐを２次転写ベルト６０１から良
好に分離できるようにするものである。ベルト除電チャ
ージャ６０７は、２次転写ベルト６０１上に残留する電
荷を除電するものである。また、上記クリーニングブレ
ード６０８は、２次転写ベルト６０１の表面に付着した
付着物を除去してクリーニングするものである。

【００３４】このように構成したカラー複写機におい
て、例えばＡ４横送り（Ａ４Ｙ）のリピート画像形成サ
イクル（リピートコピー）が開始されると、感光体ドラ
ム２００は、図示しない感光体駆動モータによって図中
の矢印で示す反時計方向に回転され、中間転写ベルト５
０１は図示しない転写ベルト駆動モータによってベルト
駆動ローラ５０８を回転させることによって図中の矢印
で示す時計回りに感光体ドラム２００と同じ線速度（例
えば２００ｍｍ／ｓｅｃ）で回転される。

【００３５】中間転写ベルト５０１の裏側には前述した
ように位置検知用マーク５１５が設けられている。この
位置検知用マーク５１５は中間転写ベルト５０１と共に
移動し、位置検知用マーク５１５が通過する所定の通過
領域にはマーク検知用センサとしての光学センサ５１４
が不動部材に取り付けられている。この光学センサ５１
４には反射型フォトセンサや透過型フォトセンサが用い
られる。光学センサ５１４として反射型フォトセンサを
用いた場合には、中間転写ベルト５０１に位置検知用マ
ーク５１５として反射性のテープなどの部材を貼り、反
射型フォトセンサにて中間転写ベルト５０１上の反射性
の低い表面から位置検知用マーク５１５に変わる所、あ
るいは位置検知用マーク５１５から中間転写ベルト５０
１上の反射性の低い表面に変わる所を読み取れば、容易
にマークを検知することができる。

【００３６】リピート画像形成サイクルでは、感光体ド
ラム２００及び中間転写ベルト５０１の回転に伴って、
感光体ドラム２００上でのＢｋトナー像の形成と、１次
転写バイアスローラ５０７に印加される電圧による転写
バイアスにより感光体ドラム２００から中間転写ベルト
５０１へのＢｋトナー像の１次転写が２画面分行われ、
続いてＣトナー像形成、１次転写、Ｍトナー像形成、１
次転写、Ｙトナー像形成、１次転写というように、各色
のトナー像形成及び１次転写が２画面分行われ、最終的
にＢｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙの順に中間転写ベルト５０１上に重
ね合わせてカラートナー像が２画面形成される。

【００３７】より具体的には、例えばＢｋトナー像形成
は次のように行われる。帯電チャージャ２０３は、コロ
ナ放電によって感光体ドラム２００の表面を負電荷で所
定電位に一様に帯電する。光学センサ５１４による位置
検知用マーク５１５の検知がなされてから一定時間後に
次のようなＢｋの画像データによる光書き込みが行われ
る。すなわち、カラースキャナ１によって原稿画像が
Ｒ，Ｇ，Ｂに色分解して読み込まれ、図示しない画像処
理部のＲＧＢメモリに格納されたＲ，Ｇ，Ｂの画像デー
タから色変換されたＢｋのカラー画像信号に基づいて、
書き込み光学ユニット２２０により、感光体ドラム２０
０にＢｋ画像データのレーザー光によるラスタ露光を行
う。このラスタ像が露光された時、当初一様に帯電され
た感光体ドラム２００の表面の露光された部分は、露光
光量に比例する電荷が消失し、Ｂｋ静電潜像が形成され
る。

【００３８】このＢｋ静電潜像に、リボルバ現像ユニッ
ト２３０のＢｋ現像器２３１ＫのＢｋ現像スリーブ上の
負帯電されたＢｋトナーが接触することにより、感光体
ドラム２００の電荷が残っている部分にはトナーが付着
せず、電荷の無い部分つまり露光された部分にはトナー
が吸着し、静電潜像と相似なＢｋトナー像が形成され
る。この現像動作により感光体ドラム２００上に形成さ
れたＢｋトナー像は、感光体ドラム２００と接触状態で
等速駆動している中間転写ベルト５０１の表面に転写さ
れる。この感光体ドラム２００から中間転写ベルト５０
１へのトナー像の転写が「ベルト転写（１次転写）」で
ある。

【００３９】上記ベルト転写（１次転写）後の感光体ド
ラム２００の表面に残留している若干の未転写残留トナ
ーは、感光体ドラム２００の再使用に備えて、感光体ク
リーニング装置２０１で清掃され、除電ランプ２０２で
除電される。また、前述したリピート画像形成サイクル
では、上記のＢｋ画像形成工程が２回繰り返され、中間
転写ベルト５０１へ２画面分転写される。

【００４０】感光体ドラム２００側ではＢｋ画像形成工
程の次にＣ画像形成工程に進み、感光体ドラム２００は
帯電チャージャ２０３により再び一様に帯電される。そ
して、所定のタイミングでカラースキャナ１により原稿
画像が読み込まれ、図示しない画像処理部のＲＧＢメモ
リに格納された画像データから変換されたＣ画像データ
に基づいて、書き込み光学ユニット２２０により、Ｃ画
像データによるレーザー光書き込みを行い、感光体ドラ
ム２００の表面にＣ静電潜像を形成する。そして、先の
Ｂｋ静電潜像の後端部＋所定距離が通過した後で、且つ
Ｃ静電潜像の先端部が到達する前にリボルバ現像ユニッ
ト２３０の回転動作が行われ、Ｃ現像器２３１Ｃが現像
位置にセットされ、Ｃ静電潜像がＣトナーで現像され
る。

【００４１】以後、Ｃ静電潜像領域の現像を続けるが、
Ｃ静電潜像の後端部＋所定距離が通過した時点で、先の
Ｂｋ現像器２３１Ｋの場合と同様にリボルバ現像ユニッ
ト２３０の回転動作を行い、次のＭ現像器２３１Ｍを現
像位置に移動させる。これもやはり次のＭ静電潜像の先
端部が現像位置に到達する前に完了させる。また、現像
動作により感光体ドラム２００上に形成されたＣトナー
像は、感光体ドラム２００と接触状態で等速駆動してい
る中間転写ベルト５０１表面のＢｋトナー像に重ね合わ
せて転写される。

【００４２】尚、Ｃ画像形成工程に続いて行われるＭ及
びＹの画像形成工程については、それぞれのカラー画像
データ読み取り、静電潜像形成、現像、ベルト転写の動
作が上述のＢｋ，Ｃの工程と同様であるので説明は省略
する。

【００４３】中間転写ベルト５０１上には、感光体ドラ
ム２００上に順次形成されるＢｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙのトナー
像が、同一面に順次位置合わせされて転写される。それ
により、中間転写ベルト５０１上には最大で４色が重ね
合わされたトナー像が形成される。

【００４４】上記画像形成動作が開始される時期に、転
写紙Ｐは給紙バンク３の中に収納されている複数の転写
紙カセット３００ａ，３００ｂ，３００ｃ、または手差
しトレイ２１０などの何れかの給紙部から各部の給紙ロ
ーラ３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃ，２１０ａや搬送ロ
ーラにより給送され、レジストローラ対６５０のニップ
で待機している。上記カセット３００ａ，３００ｂ，３
００ｃには通常使用するサイズの転写紙、例えば国内や
欧州のＡ３、北米のＤＬＴまでが積載可能である。また
手差しトレイ２１０にはＡ３やＤＬＴよりも大サイズの
用紙や、不定形サイズの用紙、厚紙等が積載可能であ
る。

【００４５】２次転写対向ローラ５１０及び２次転写バ
イアスローラ６０５によりニップが形成された２次転写
部に中間転写ベルト５０１上のトナー像の先端がさしか
かるときに、ちょうど転写紙Ｐの先端がこのトナー像の
先端に一致するようにレジストローラ対６５０が駆動さ
れ、転写紙Ｐとトナー像とのレジスト位置合わせが行わ
れる。そして、転写紙Ｐが中間転写ベルト５０１上のト
ナー像と重ねられて２次転写部を通過する。このとき、
２次転写電源８０２によって２次転写バイアスローラ６
０５に印加される電圧による転写バイアスにより、中間
転写ベルト５０１上の４色重ねトナー像が転写紙Ｐ上に
一括転写される。

【００４６】そして、トナー像転写後の転写紙Ｐが、２
次転写ベルト６０１の移動方向における２次転写部の下
流側に配置した転写紙除電チャージャ６０６との対向部
を通過するとき、転写紙Ｐは除電され、２次転写ベルト
６０１から剥離して搬送ベルト２１１により定着ユニッ
ト２７０の定着上ローラ２７１と定着下ローラ２７２の
ニップ部に向けて送られる。この定着上ローラ２７１と
定着下ローラ２７２のニップ部で転写紙Ｐにトナー像が
溶融定着され、排出ローラ対２１２で装置本体外に送り
出され、図示しないコピートレイ等に表向きにスタック
され、フルカラーコピーを得る。

【００４７】一方、４色目（Ｙ）のベルト転写後の感光
体ドラム２００の表面は、次の画像形成に備えて感光体
クリーニング装置２０１でクリーニングされ、除電ラン
プ２０２で均一に除電される。また、転写紙Ｐにトナー
像を転写した後の中間転写ベルト５０１の表面に残留し
たトナーは、図示しない接離機構によって中間転写ベル
ト５０１に押圧されるベルトクリーニングブレード５０
４によってクリーニングされる。

【００４８】ここで、３枚以上のリピートコピーの時
は、カラースキャナ１の動作及び感光体ドラム２００へ
の画像形成は、２画面目の４色目（Ｙ）の画像形成工程
に引き続き、所定のタイミングで３画面目の１色目（Ｂ
ｋ）の画像形成工程に進む。また、中間転写ベルト５０
１の方は、１，２枚目（１，２画面目）の４色重ねトナ
ー像の転写紙Ｐへの一括転写工程に引き続き、表面を上
記ベルトクリーニングブレード５０４でクリーニングさ
れた領域に、３枚目（３画面目）のＢｋトナー像がベル
ト転写されるようにする。その後は、１，２枚目と同様
の動作となる。

【００４９】以上は、４色フルカラーコピーを得るコピ
ーモードであったが、３色コピーモード、２色コピーモ
ードの場合は、指定された色と回数の分について、上記
と同様の動作を行うことになる。また、単色コピーモー
ドの場合は、所定枚数が終了するまでの間、リボルバ現
像ユニット２３０の所定色の現像器のみを現像動作状態
にして、ベルトクリーニングブレード５０４を中間転写
ベルト５０１に押圧させた状態のままの位置にしてコピ
ー動作を行う。

【００５０】次に本実施形態の画像形成装置におけるト
ナー濃度制御用基準パターンを用いたトナー補給制御方
式の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置
においては、トナー補給制御のための検知対象として、
感光体ドラム２００上に作像したＢｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ各色
の基準パターンのトナー付着量（トナー濃度）をトナー
付着量検知センサ２０５で検知しており、トナー付着量
検知センサ２０５の出力は図示しない制御部に送られ、
制御部は検知されたトナー付着量に基づいて各現像器へ
のトナー補給を制御している。尚、制御部はマイクロコ
ンピュータからなる中央演算処理装置（ＣＰＵ）、入出
力回路（Ｉ／Ｏ）、メモリ（ＲＡＭ，ＲＯＭ）、クロッ
ク、タイマー、各種制御回路等から構成され、画像形成
装置の各部に配設された各種センサからの検知信号や、
操作パネル（図示せず）からの入力情報等により画像形
成装置の各部を制御し、上述した画像形成動作やトナー
補給等の各種制御や、トナー付着量の演算、補正等を行
う。

【００５１】感光体ドラム２００上に作像した基準パタ
ーンのトナー付着量を検知するトナー付着量検知センサ
２０５としては、図３に示した乱反射検知型のトナー付
着量検知センサを使用し、発光素子１０の発光波長は９
００ｎｍの赤外光を使用している。この乱反射検知型の
トナー付着量検知センサの出力特性例を図４に示す。こ
こで感光体地肌部、すなわちトナー付着量が０の時のセ
ンサ出力をＶsg、トナーが付着した時のセンサ出力をＶ
spとする。尚、本実施例においては出力を１系統しか持
っていないが、黒とカラーで２系統用意し、それぞれの
アンプゲインの調整によってそれぞれのダイナミックレ
ンジを広げてもよい。

【００５２】トナー付着量が０の時のセンサ出力Ｖsg
は、トナー付着量検知センサ２０５の発光素子１０や受
光素子１１のトナー汚れや劣化、温度等による特性変
化、感光体地肌部の表面性による、赤外光に対する反射
率の変化等によって変化する。このため本実施例におけ
る画像形成装置においては、電源投入時にＶsgが２±
０．０５に入るように、センサ出力をフィードバックし
ながら、発光量の制御を２分割探索法によって実施して
いる。

【００５３】トナー付着量検知用の基準パターンは、例
えば図７（ａ）に示すトナーパッチのような２０ｍｍ×
３０ｍｍのパターンを、図示しない画像処理部の基準パ
ターン生成手段により生成し、この生成された基準パタ
ーンの画像データに基づいて書き込み光学ユニット２２
０の半導体レーザー（ＬＤ）からのレーザー光により、
感光体ドラム２００上中央の非画像形成領域（紙間部）
に書き込みを行う（以下、書き込み光学ユニット２２０
の半導体レーザー（ＬＤ）からのレーザー光による書き
込みをＬＤ書き込みと言う）。この時の感光体ドラム２
００の帯電電位、現像バイアス、ＬＤパワー等の作像条
件は通常の画像形成条件と同様であるが、半導体レーザ
ー（ＬＤ）の書き込みデューティは０〜２５５のうち最
大の２５５から１２８のハーフトーンの間で書き込みを
行っている。

【００５４】ＬＤ書き込みによって感光体ドラム２００
上中央の非画像形成領域に形成された基準パターンの静
電潜像は、通常の画像形成と同様にリボルバ現像ユニッ
ト２３０の所定の現像器（２３１Ｋ，２３１Ｃ，２３１
Ｍ，２３１Ｙのうちの何れか一つの現像器）によって現
像される。現像されたトナー付着量の検知パターンはト
ナー付着量検知センサ２０５によって検知され、そのセ
ンサ出力よりトナー付着量が検知される。より具体的に
は、図３の発光素子１０が上記所定の現像器によって現
像された感光体ドラム２００上のトナー付着量検知用パ
ターンに同期して発光し、その乱反射光を受光素子１１
によって受光する。この時の検出結果（Ｖsp）とあらか
じめ電源投入時に測定しておいた感光体地肌部に対する
トナー付着量検知センサ２０５の出力（Ｖsg）との差分
より、あらかじめ求めておいた図８に示すようなトナー
付着量変換テーブル（一部略している）を用いてトナー
付着量に変換する。

【００５５】尚、本例においては画像形成装置の制御部
のメモリに、図８に示すようなトナー付着量変換テーブ
ルの（ａ）黒と（ｂ）カラーとでそれぞれ１０１個のテ
ーブルを所有しているが（図８は一例であり、表記した
数値に限定されるものではない）、誤差が少なく計算が
複雑でない近似式が算出できる場合には、近似式を使用
してトナー付着量を算出しても構わない。また、本実施
例においては、トナー付着量検知センサ２０５によって
感光体ドラム２００上の各色の基準パターン（トナーパ
ッチ）２０のトナー付着量を検知しているが、基準パタ
ーンの形成及び検知は感光体ドラム上に限るものではな
く、中間転写ベルト５０１等の像担持体であっても構わ
ない。また、中間転写ベルト５０１上に基準パターンを
形成して検知する場合は、図７（ｂ）のようにＢｋ，
Ｃ，Ｍ，Ｙの基準パターンの位置を少しずつずらして順
次転写し、４色のトナー付着量（トナー濃度）をトナー
付着量検知センサ２０５によって順次検知する。

【００５６】次に図５には、前述の２画面取り（中間転
写ベルト上に２画面の画像を形成）したフルカラー（Ｆ
Ｃ）・リピートコピー時に、２面目後端に基準パターン
を作成可能な従来のシステムでのタイミングチャートを
示す。この場合、図に示すように基準パターンを作像す
るまでは、リボルバ現像ユニットを次の色の現像器に公
転駆動できないため、トータルの作像時間が長くなり、
ＬＴ２面取りでの生産性を計算すると、転写紙サイズ
（ＬＴ＝２１６ｍｍ）×２で４３２ｍｍ、紙間を６５ｍ
ｍ、基準パターンとの距離に１５ｍｍ、基準パターンの
作像に３０ｍｍ、リボルバ現像ユニットの公転（現像公
転）に６５ｍｍとすれば、中間転写ベルトのベルト長は
６０７ｍｍとなり、感光体及び中間転写ベルトの線速が
２００ｍｍ／ｓｅｃの場合には、６０／｛６０７×４／２００｝≒４．９４（枚／分）の生産性となる。

【００５７】ここで紙間を少なくしても生産性は上げら
れるが、紙を連続的に正確に給紙するには、給紙コロの
スリップ等も考慮しなくてはならず、ある程度の間隔を
確保しないとジャム等の原因となって信頼性を落としか
ねない。

【００５８】そこで、本実施例においては、図６のタイ
ミングチャートに示すように、１０枚に１回程度の割合
で行われる基準パターンの作成を１画面目と２画面目の
間で行い、基準パターン作成タイミングが２画面目の後
端に該当したような場合には、そこでの作像は行わず、
次回の基準パターンが作成可能な時に作像並びに検知を
行うようにしている。

【００５９】例えば電源投入後に１５枚のフルカラー
（ＦＣ）、ＬＴ横送り（ＬＴＹ）のリピートコピーを行
うと、各色とも１０枚目は２画面目に当たるため、その
後端に基準パターンは作成せずに、次の１１枚目の１画
面目の後端（１画面目と２画面目の間）に基準パターン
を作成する。このとき次回に延ばした基準パターンを検
知するまでは、前回の基準パターンの検知結果を参照し
て、その値をトナー補給制御等に利用するようにしてい
る。これによって基準パターンが作成されなくても、正
常な制御動作を続けることができる。

【００６０】尚、１画面目と２画面目との間は紙間が６
５ｍｍ確保されているため、この間に１画面目の画像後
端との距離１５ｍｍ、基準パターン作像３０ｍｍを取っ
ても２画面目の画像後端との距離は２０ｍｍ確保され、
問題なく基準パターンの検知が可能となる。本実施例で
のＬＴサイズ２画面取りでの生産性を計算すると、転写
紙サイズ（ＬＴ＝２１６ｍｍ）×２で４３２ｍｍ、紙間
（基準パターン作成も含む）を６５ｍｍ、現像公転に６
５ｍｍとすれば、中間転写ベルトのベルト長は５６２ｍ
ｍとなり、感光体及び中間転写ベルトの線速が２００ｍ
ｍ／ｓｅｃの場合には、６０／｛５６２×４／２００｝≒５．３４（枚／分）の生産性となる。

【００６１】このように本実施例においては、紙間を有
効に利用してトナー付着量（濃度）検知用の基準パター
ンを作成する画像形成装置においても、基準パターンを
作成しないシステムと同様に生産性を上げることができ
るため、基準パターンを使った制御による高画像品質
と、高生産性を達成することができる。

【００６２】尚、本実施例では２画面取りの場合を例と
してあげたが、小サイズの３画面取り時（中間転写ベル
ト上に３画面を形成するとき）等でも、最後の３画面目
の後端に基準パターンを作成しないようにすることで、
同様の効果を得ることができる。

【００６３】また、本実施例において手差し給紙を利用
した場合には、紙の給紙方向の長さ（不定形用紙の場合
は入力値）から、次式によって中間転写ベルトの周長
（ベルトサイズ）が基準パターンを作成可能なサイズか
否かを判断し、次式が成り立たず作成できないと判断し
た場合には、作像終了時に基準パターンをまとめて作成
するようになっている。ベルトサイズ＞｛紙の給紙方向長さ（５６２ｍｍ）＋
基準パターン作成長さ（４５ｍｍ）＋現像色切り替え時
間の長さ（６５ｍｍ）｝

【００６４】このように、本実施例では上記の式が成り
立たなかった場合には、その時のジョブ（ＪＯＢ）が終
わった時点で図７（ｂ）に示すような４色の基準パター
ンを順次作成するが、給紙バンク３からの給紙と異な
り、手差し給紙の場合は給紙枚数が少ないため、ジョブ
終了後に基準パターンを作成することによって手差し給
紙時の大サイズの作像が可能となる。

【００６５】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る発
明では、像担持体上に複数色の画像を順次重ね合わせる
手段と、その像担持体上の複数色の画像を転写材に一括
転写する手段と、現像剤トナー濃度制御用の基準パター
ンを前記像担持体の画像領域外に作成する手段と、前記
基準パターンを検知する手段を有する画像形成装置にお
いて、前記像担持体の周長に対して、２画面以上の多色
画像を形成する場合には、画面間に基準パターンを作成
し、最後部画面の後端には作成しないようにしたので、
中間転写体等の像担持体の周長を短くでき、その結果、
画像形成装置の生産性を向上することができる。

【００６６】請求項２に係る発明では、請求項１に記載
の画像形成装置において、所定の間隔で作成されなかっ
た基準パターンを直前、または直後の基準パターン作成
可能なタイミングで作成し検知するようにしたので、同
様にトナー付着量検知を行うことができ、画像品質を低
下させずに画像形成装置の生産性を向上することができ
る。

【００６７】請求項３に係る発明では、像担持体上に複
数色の画像を順次重ね合わせる手段と、その像担持体上
の複数色の画像を転写材に一括転写する手段と、現像剤
トナー濃度制御用の基準パターンを前記像担持体の画像
領域外に作成する手段と、前記基準パターンを検知する
手段を有する画像形成装置において、手差し給紙の時は
通紙方向の転写材サイズによって前記基準パターン作成
タイミングを変えるので、手差しで給紙バンクの転写紙
より大きいサイズが給紙された場合にも、別のタイミン
グで基準パターンを作成することによって画像形成が可
能となる。

【００６８】請求項４に係る発明では、請求項１，２ま
たは３に記載の画像形成装置において、前記基準パター
ンが作成されるまでは前回検知した値を参照することに
より、基準パターンを作成できないような状態となった
場合にも前回検知した値を使用してトナー濃度制御（ト
ナー補給制御）等を行うことができるので、特に問題な
く基準パターンを別のタイミングで作成することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施形態を示す
カラー複写機の概略全体構成図である。

【図２】図１に示すカラー複写機の感光体ドラム周囲の
概略要部構成図である。

【図３】乱反射検知型のトナー付着量検知センサの一例
を示す図である。

【図４】図３に示すトナー付着量検知センサの出力特性
例を示す図である。

【図５】従来のカラー複写機における２画面取りフルカ
ラー・リピートコピー時の基準パターン検知タイミング
を示すタイミングチャートである。

【図６】本発明に係るカラー複写機における２画面取り
フルカラー・リピートコピー時の基準パターン検知タイ
ミングを示すタイミングチャートである。

【図７】基準パターンの例を示す図であって、（ａ）は
基準パターンの一例であるトナーパッチの形状例を示す
図、（ｂ）は各色の基準パターンを中間転写体上に出力
した場合の出力画像の一例を示す図である。

【図８】トナー付着量検知センサの出力をトナー付着量
に変換するためのトナー付着量変換テーブルの一例を示
す図である。

【符号の説明】

１：カラー画像読取装置（カラースキャナ）２：カラー画像記録装置（カラープリンタ）３：給紙バンク４：原稿１０：発光素子１１：受光素子２０：基準パターン（トナーパッチ）２００：感光体ドラム２０１：感光体クリーニング装置２０２：除電ランプ２０３：帯電器２０４：電位センサ２０５：トナー付着量検知センサ（基準パターン検知手
段）２１０：手差しトレイ２２０：書き込み光学ユニット２３０：リボルバ現像ユニット２３１Ｋ：Ｂｋ現像器２３１Ｃ：Ｃ現像器２３１Ｍ：Ｍ現像器２３１Ｙ：Ｙ現像器２７０：定着ユニット３００ａ〜３００ｃ：転写紙カセット５００：中間転写ユニット５０１：中間転写ベルト５０７：１次転写バイアスローラ５０８：ベルト駆動ローラ５１２：アースローラ５１４：マーク検知センサ（光学センサ）５１５：位置検知用マーク６００：２次転写ユニット６０１：２次転写ベルト６０２〜６０４：支持ローラ６０５：２次転写バイアスローラ６５０：レジストローラ対８０１：１次転写電源８０２：２次転写電源Ｐ：転写紙（転写材）

フロントページの続きＦターム(参考） 2H027 DA09 DA32 DE02 EA06 EC02 EC03 EC06 ED18 EE01 EE04 EE06 EF01 FA05 FA15 FB02 FB15 2H030 AD17 BB02 BB24 BB34 BB42 BB54

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体上に複数色の画像を順次重ね合わ
せる手段と、その像担持体上の複数色の画像を転写材に
一括転写する手段と、現像剤トナー濃度制御用の基準パ
ターンを前記像担持体の画像領域外に作成する手段と、
前記基準パターンを検知する手段を有する画像形成装置
において、前記像担持体の周長に対して、２画面以上の多色画像を
形成する場合には、画面間に基準パターンを作成し、最
後部画面の後端には作成しない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、
所定の間隔で作成されなかった基準パターンを、その直
前または直後の基準パターン作成可能なタイミングで作
成することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】像担持体上に複数色の画像を順次重ね合わ
せる手段と、その像担持体上の複数色の画像を転写材に
一括転写する手段と、現像剤トナー濃度制御用の基準パ
ターンを前記像担持体の画像領域外に作成する手段と、
前記基準パターンを検知する手段を有する画像形成装置
において、手差し給紙の時は通紙方向の転写材サイズによって前記
基準パターン作成タイミングを変えることを特徴とする
画像形成装置。
【請求項４】請求項１，２または３に記載の画像形成装
置において、前記基準パターンが作成されるまでは前回
検知した値を参照することを特徴とする画像形成装置。