JP2001117296A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像濃度検出手段による検出結果を露光量、
あるいは現像バイアスにフィードバックし、リアルタイ
ムで中間調の色再現性がある高画質なカラー画像を形成
するべく画像形成条件を設定可能な画像形成装置を提供
する。 【解決手段】 静電転写ベルト９に濃度検出用画像を形
成するパッチ手段と、複数ある画像形成ユニット部Ｐ
1，Ｐ2，Ｐ3，Ｐ4よりも静電転写ベルト９走行方向下流
側に位置し、前記濃度検出用画像の濃度を検出する濃度
検出手段と、濃度検出手段が濃度検出用画像の濃度を検
出した時点で、前記複数の画像形成ユニット部のうち静
電転写ベルト９の搬送方向最上流にある画像形成ユニッ
ト部Ｐ1で画像形成中又は画像形成が完了した次の画像
形成に際し、前記濃度検出手段による検出結果に応じて
前記画像形成手段の画像形成条件を制御するための制御
手段とを有することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子写真方式を用い
てトナー像を転写材に転写して画像を形成する画像形成
装置に関し、トナー像による濃度制御を精度よく行うの
に好適な画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】カラー画像を形成する画像形成装置にお
いては、いろいろな方式があげられるが、例えばイエロ
ー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック
（BK）の記録を行う画像形成ユニットを配設し、各画像
形成ユニットでは、感光体上に露光により静電潜像が形
成され、現像スリーブもしくは現像ローラによって搬送
されたトナーによって可視化され、各色ごとに転写部で
転写材に記録を行ういわゆるタンデム方式の多色記録装
置が知られている（特開平09-288396号等）。

【０００３】このような方式の多色記録装置では、例え
ばイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブ
ラック（BK）の各色トナーを順次転写してカラー記録を
行うため、色調再現性を安定させる必要がある。そのた
めに、トナー各色の画像濃度を精度よく制御する必要が
あり、その制御方法として従来からいくつかの方法がと
られている。

【０００４】例えば、転写材担持体ないしは、中間転写
体等の転写像担持体上に試験用のトナー像を転写し、そ
の濃度を検出する方法がある。通常この検出法では、電
源オン時、感光体ドラムの交換時や現像器の交換時等の
環境の変化が生じたとき、あるいは所定枚数記録後等に
濃度制御を行う。

【０００５】ここで濃度制御は、光学センサによって行
われる。この濃度制御は、正しい色調を得るために行わ
れるものであり、例えば中間転写体上に各色濃度検出用
のトナー画像を試験的に形成し、その濃度を自動的に検
出して、この検出結果を画像形成条件にフィードバック
する。

【０００６】光学センサでは、各色濃度検出用のトナー
画像の濃度を自動的に検出し、この検出結果を画像露光
量にフィードバックして画像濃度を制御する。このよう
にして、中間調を安定させるカラー画像を形成すべく濃
度制御を行っている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
濃度制御のタイミングでは、制御を行うタイミングが所
定枚数の記録後であるため、濃度調整の前後で色調再現
性が異なる場合が生じてしまう。特に、カラー画像形成
装置においては、高速で連続的にカラー画像を形成し得
る反面、像形成時に各プロセス手段は連続稼動状態とな
るため、短期間で急激に経時変化が進行する場合があ
る。

【０００８】また、装置内トナーの帯電電荷量の変化が
激しく、これに伴い現像性や転写性までも少しずつ変化
するため、安定した色調再現性を得ることが難しくなっ
てしまう。そして、記録モードの変更などでも前記と同
様なことが起こる。

【０００９】本発明は、前記問題点を解決するものであ
り、その目的は、画像濃度検出手段による検出結果を露
光量、あるいは現像バイアスにフィードバックし、リア
ルタイムで中間調の色再現性がある高画質な画像を形成
するべく画像形成条件を設定可能な画像形成装置を提供
するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る代表的な構成は、トナー像を担持する像
担持体と、前記像担持体に選択的露光を行って潜像を形
成する露光手段と、前記像担持体に形成された潜像をト
ナー現像する現像手段とを有する画像形成手段を、転写
像担持体の搬送方向上流側から下流側へ複数有する画像
形成装置において、前記転写像担持体に濃度検出用画像
を形成するパッチ手段と、前記複数ある画像形成手段よ
りも転写像担持体搬送方向下流側に位置し、前記濃度検
出用画像の濃度を検出する濃度検出手段と、前記濃度検
出手段が濃度検出用画像の濃度を検出した時点で、前記
複数の画像形成手段のうち転写像担持体の搬送方向最上
流にある画像形成手段で画像形成中又は画像形成が完了
した次の画像形成に際し、前記濃度検出手段による検出
結果に応じて前記画像形成手段の画像形成条件を制御す
るための制御手段と、を有することを特徴とする。

【００１１】上記構成にあっては、画像形成毎に濃度検
出が行われ、その結果が画像形成条件にフィードバック
されるため、リアルタイムで濃度調整がなされ、常に中
間調の最適状態を維持することが可能となる。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に本発明の一実施形態に係る画
像形成装置について、図面を参照して詳細に説明する。

【００１３】〔第１実施形態〕図１は、画像形成条件を
制御するための構成を示す模式説明図であり、図２は画
像形成装置の全体構成の模式説明図である。なお、本実
施形態の説明において使用する画像形成装置は、いわゆ
るタンデム方式のカラープリンタを例示している。

【００１４】｛画像形成装置の全体構成｝まず、画像形
成装置の全体構成について図２を参照して概略説明する
と、このカラー画像形成装置は、無端状に張架されて走
行する転写像担持体である静電転写ベルト９と、該ベル
ト９の走行方向にそれぞれ異色のトナー像を形成する画
像形成手段を構成する画像形成ユニット部Ｐ1，Ｐ2，Ｐ
3，Ｐ4が直列に配置してある。各画像形成ユニット部Ｐ
1，Ｐ2，Ｐ3，Ｐ4は、プロセスカートリッジとして装置
本体に対して着脱可能であり、またこれらは現像器４
ｙ，４ｍ，４ｃ，４ｋに収納するトナーが異色であるだ
けで、基本的な構成作用に変わりはない。

【００１５】ここで、画像形成ユニット部Ｐ1〜Ｐ4はイ
エロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラッ
ク（BK）の４個の画像形成ユニットで構成され、これが
静電転写ベルト９の走行方向上流側から下流側へ順に配
設されている。そして、それぞれの画像形成ユニット部
Ｐ1〜Ｐ4の構成は、トナー像担持体としての感光体ドラ
ム１ｙ，１ｍ，１ｃ，１ｋが配置され、その外周部には
それぞれイエロートナー、マゼンタトナー、シアントナ
ー、ブラックトナーを収納し、それらのトナーを搬送す
る現像ローラ５ｙ，５ｍ，５ｃ，５ｋを具備した現像手
段としての現像器４ｙ，４ｍ，４ｃ，４ｋ、帯電手段と
しｔの帯電ローラ２ｙ，２ｍ，２ｃ，２ｋ、ならびにク
リーニング手段としてのクリーニングユニット７ｙ，７
ｍ，７ｃ，７ｋが配設してある。また、それぞれの感光
体ドラム１ｙ，１ｍ，１ｃ，１ｋに選択的露光を行って
潜像を形成する露光手段としてのレーザースキャナ３
ｙ，３ｍ，３ｃ，３ｋが設けてあり、さらには静電転写
ベルト９を挟んでそれぞれの感光体ドラム１に対向する
部位に転写ローラ６ｙ，６ｍ，６ｃ，６ｋが配設してあ
る。

【００１６】この画像形成装置での転写像担持体は、駆
動ローラ15と適数の従動ローラ16ａ，16ｂに懸架されて
走行する転写材担持体としての静電転写ベルト９であ
り、この静電転写ベルト９の内部及び周囲には、転写ロ
ーラ６ｙ，６ｍ，６ｃ，６ｋ、吸着ローラ10ａ、内側帯
電器10ｂ、外側帯電器10ｃ、分離帯電器10ｄ及び分離部
材10ｅを備えている。転写ローラ６は、複数の画像形成
手段の一部として複数個配備されている。

【００１７】静電転写ベルト９の吸着ローラ10ａは、画
像形成に先立って転写材８を静電転写ベルト９上に静電
吸着する。各画像形成ユニット部Ｐ1〜Ｐ4は、静電転写
ベルト９上に静電吸着した転写材８が走行するにつれ
て、該転写材８上の所定の位置に順次イエロートナー
像、マゼンタトナー像、シアントナー像、ブラックトナ
ー像が重なるようにタイミングを合わせて像形成を行
い、順次重畳転写していく。なお、転写に寄与せず各々
の感光体ドラム１ｙ，１ｍ，１ｃ，１ｋ上に残る残留ト
ナーはクリーニングブレート11ｙ，11ｍ，11ｃ，11ｋに
よって除かれ、各々別個のクリーニングユニット７ｙ，
７ｍ，７ｃ，７ｋに貯留される。

【００１８】ここで、画像形成手順について、より具体
的に説明する。なお、各画像形成ユニット部Ｐ1，Ｐ2，
Ｐ3，Ｐ4での画像形成動作はトナーの色が異なるのみで
あるため、ここでは画像形成ユニットＰ1に着目して説
明する。

【００１９】不図示の駆動手段により回転駆動する感光
体１ｙの表面感光層が帯電ローラ２ｙに印加された帯電
バイアス電圧によって一様に帯電される。帯電バイアス
電圧は直流に交流を重畳させたもので、感光体ドラム１
ｙの表面電位が−600Ｖとなるように帯電する。この帯
電面にイエロー成分による画像形成信号がレーザースキ
ャナから投影されて静電潜像が形成される。

【００２０】この静電潜像が、感光体ドラム１ｙの回転
に伴って前記現像部位に達すると、この時すでに現像ロ
ーラ５ｙによってイエロートナーが供給されており、こ
の現像ローラ４ｙからイエロートナーが前記潜像に付与
されてイエロートナー像として顕像化される。このイエ
ロートナー像はさらに感光体ドラム１ｙの回転に伴って
前記の転写部位へと送られる。

【００２１】そして、前記イエロートナー像が前記転写
部位に達するタイミングにあわせて、あらかじめ静電転
写ベルト９上に静電吸着された転写材８が搬送され、前
記転写ローラ６ｙに印加される転写バイアス電圧によっ
て、イエロートナー像は転写材８上に転移（転写）す
る。なお、転写に寄与せず感光体ドラム１ｙ上に残る残
留トナーはクリーニングブレード11ｙによって除去され
て感光体ドラム１ｙは次の画像形成動作に入り得る状態
になる。

【００２２】イエロートナー像を転写させた前記転写材
８は、転写ベルト９の移動に伴い画像形成ユニット部Ｐ
2に搬送される。なお、転写材８がマゼンタ画像を形成
する画像形成ユニット部Ｐ2に達する迄に、上記と同様
に、レーザースキャナ３ｍ及び現像ローラ５ｍにより、
感光体１ｍ上にマゼンタトナー像が形成され、このトナ
ー像が転写ローラ６ｍによって、前記のイエロートナー
像に重畳転写される。この重量トナー像を転写させた転
写材８は、シアン画像を形成する画像形成ユニット部Ｐ
3に搬送される。同様に、画像形成ユニット部Ｐ3，Ｐ4
で、レーザースキャナ３ｃ，３ｋ及び現像ローラ５ｃ，
５ｋにより、感光体ドラム１ｃ，１ｋ上にシアントナー
像、ブラックトナー像が形成され、転写ローラ６ｃ，６
ｋによって、前記の重畳トナー像に順次重畳転写されて
転写行程が終了する。

【００２３】転写を終えた転写材８は、分離帯電器10ｄ
及び分離部材10ｅによって静電転写ベルト９から分離さ
れ、定着装置12に至り、ここで加熱、加圧されてトナー
像が融解、混色されてカラー画像となり、転写材８に定
着固定された後、機外に排出される。また、静電転写ベ
ルト９上に残ったトナーや紙粉は、静電転写ベルト９に
当接されているクリーニング手段たるクリーニングブラ
シ13によって取り除かれ、廃トナー容器14に貯留され
る。この後、静電転写ベルト９を内側、外側帯電器10
ｂ，10ｃにより除電して、次の画像形成動作に入り得る
状態にする。

【００２４】｛画像濃度制御構成｝上記画像形成装置に
あってはトナー各色の画像濃度を精度よく制御して色調
再現性を安定させるために画像濃度検出手段及びその検
出結果に応じて画像濃度を制御するための制御手段を設
け、画像濃度制御を行うように構成している。次にその
画像濃度制御構成について説明する。

【００２５】転写像担持体である静電転写ベルト９に対
向し、複数ある画像形成ユニット部Ｐ1，Ｐ2，Ｐ3，Ｐ4
のよりも静電転写ベルト９の走行方向下流側、すなわち
転写部の最下流側に画像濃度検出手段として光学センサ
17が設けられている。

【００２６】図１は光学センサ17を用いた画像濃度検出
制御手段のブロック図であり、画像形成の終了した転写
材Ｔr1と、画像形成を控えた転写材Ｔr2が連続して搬送
されるときの、転写材Ｔr1と転写材Ｔr2との間である非
画像形成領域（以下、紙間ＴrBと称す）における、画像
濃度検出状態を示している。

【００２７】本実施形態における画像形成装置は前記紙
間ＴrBにおいて静電転写ベルト９へ濃度検出用画像（パ
ッチ画像）を形成する図示しないパッチ手段を有してお
り、この画像濃度を濃度検出手段としての光学センサ17
によって検出するようにしている。光学センサ17は、赤
外線発光部17ａと赤外線受光部17ｂで構成される。赤外
線発光部17ａから照射された赤外線（以後光源光と略
す）Ｌoは静電搬送ベルト９の表面で反射し、反射光Ｌr
は赤外線受光部17ｂで計測される。赤外線受光部17ｂで
計測された反射光は光量制御部（サンプリング制御部）
18ａでモニタされ、メイン制御ＣＰＵ18ｂに送られる。
メイン制御ＣＰＵ18ｂは、演算処理部18ｃにより光源光
Ｌoと反射光Ｌrの測定値にから濃度演算を行い、画像制
御部18ｄ及び露光量調節部18ｅを介して濃度検出結果に
応じた最適濃度となるようにレーザースキャナ３ｙ，３
ｍ，３ｃ，３ｋによる露光量制御を行うように構成して
いる。

【００２８】ここで、上記画像形成装置における画像濃
度制御の方法を図１を参照して説明する。転写材Ｔr1の
画像形成終了後、不図示の露光器で所定光量にて像露光
されたパッチ潜像を画像制御部にて現像バイアス電圧を
可変しながら、第１色目の電子写真プロセス部であるイ
エローのパッチ画像ｐy1，ｐy2，ｐy3，ｐy4を濃度を可
変して作成する。これらパッチは静電転写ベルト９に転
写され、メイン制御ＣＰＵ18ｂでそのパッチ画像ｐy1，
ｐy2，ｐy3，ｐy4それぞれの濃度が検出される。

【００２９】メイン制御ＣＰＵ18ｂで演算された濃度値
から最適濃度となる感光体ドラムへの露光量を演算し、
その演算結果を画像制御部18ｄに出力し、画像制御部18
ｄはメイン制御ＣＰＵ18ｂで演算された最適な露光量を
出力する。そして、前記パッチ濃度の検出結果に応じ求
められた最適な露光量となるように露光量調節部18ｅを
介してレーザースキャナ３ｙ，３ｍ，３ｃ，３ｋにフィ
ードバックさせる。

【００３０】このとき、最上流にある画像形成ユニット
部Ｐ1の感光体ドラム１ｙと転写ローラ６ｙの転写部に
おいて、画像形成中の転写材Ｔraが存在する場合には、
その次の転写材Ｔra＋１の画像形成にフィードバックす
る。また、画像形成中の転写材が存在しない場合は次に
画像形成ユニット部Ｐ1で画像形成を行うときの条件と
する。

【００３１】このように、中間調の濃度制御を常に画像
形成条件にフィードバックすることにより、最適画像濃
度をリアルタイムで画像形成に反映することができる。

【００３２】以下、第２色目のマゼンタ色、第３色目の
シアン色及び第４色目のブラック色についても同様なタ
イミングでパッチ画像を形成して処理することで、リア
ルタイムな画像濃度制御が可能となる。

【００３３】以上説明したように、紙間でパッチ画像を
形成するとともに、濃度制御最適値を検出中に、転写材
Ｔraが最上流の画像形成ユニット部Ｐ1の感光体ドラム
と転写ローラの転写部を通過して画像転写中のもの、も
しくは転写完了の際、濃度検出手段から得られた最適画
像形成条件をその転写材Ｔraにはフィードバックせず
に、次の転写材Ｔra＋１に反映されるように濃度制御を
実行することで、各色パッチ検出結果を露光手段に直ち
にフィードバック可能となり、リアルタイムな画像制御
が可能となり、中間調の画像であっても常に中間調の最
適状態を維持することができるため安定した中間調画像
を得ることができる。

【００３４】〔第２実施形態〕前述した実施形態ではパ
ッチ画像濃度を検出し、その検出結果に応じて制御する
画像形成条件として画像形成手段における露光量を制御
する例を示したが、前記露光量に代えて現像手段におけ
る現像バイアス電圧を制御するようにしてもよい。

【００３５】図３は現像バイアスを制御するブロック説
明図であり、前述した実施形態と異なる点は画像制御部
18ｄによってパッチ画像濃度に応じて演算された最適現
像バイアス電圧となるように、現像バイアス電源18ｆを
介して現像器４ｙ，４ｍ，４ｃ，４ｋを制御するもので
ある。

【００３６】すなわち、図３に示すように、メイン制御
ＣＰＵ18ｂでそのパッチ画像ｐy1，ｐy2，ｐy3，ｐy4そ
れぞれの濃度を検出し、メイン制御ＣＰＵ18ｂで演算さ
れた濃度値から最適濃度となる現像器への現像バイアス
電圧値を演算し、その演算結果を画像制御部18ｄに出力
する。画像制御部18ｄはメイン制御ＣＰＵ18ｂで演算さ
れた最適な現像バイアス電圧値を出力する。そして、前
記パッチ濃度の検出結果に応じ求められた最適な現像バ
イアスとなるように現像バイアス電源18ｆを介して現像
器４ｙ，４ｍ，４ｃ，４ｋにフィードバックさせる。

【００３７】このようにしても第１実施形態と同様にリ
アルタイムな画像制御が可能となり、中間調の画像であ
っても常に中間調の最適状態を維持することができるた
め安定した中間調画像を得ることができる。

【００３８】〔他の実施形態〕前述した実施形態では転
写像担持体として転写材８を担持する静電転写ベルト９
を例示したが、トナー像担持体としての感光体ドラム１
ｙ，１ｍ，１ｃ，１ｋで形成したトナー像を中間転写体
へ重畳転写してカラー画像を一次転写し、その転写像を
転写材８へ二次転写する画像形成装置において、転写像
担持体としての前記中間転写体にパッチ画像を形成し、
その画像濃度を検出して前述した実施形態と同様に画像
形成条件を制御するようにしても同様の効果を得ること
ができる。

【００３９】また、前述した実施形態で画像形成手段を
複数有する装置を例示したが、画像形成手段は単数の場
合であっても適用して同様の効果を得ることができる。

【００４０】

【発明の効果】本発明は前述のように構成したために、
画像形成毎に濃度検出が行われ、その結果が画像形成条
件にフィードバックされるため、リアルタイムで濃度調
整がなされ、常に中間調の最適状態を維持することが可
能となるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】、画像形成条件を制御するための構成を示す模
式説明図である。

【図２】画像形成装置の全体構成の模式説明図である。

【図３】現像バイアスを制御するブロック説明図であ
る。

【符号の説明】

Ｐ1，Ｐ2，Ｐ3，Ｐ4 …画像形成ユニット部 １ｙ，１ｍ，１ｃ，１ｋ …感光体ドラム ２ｙ，２ｍ，２ｃ，２ｋ …帯電ローラ ３ｙ，３ｍ，３ｃ，３ｋ …レーザースキャナ ４ｙ，４ｍ，４ｃ，４ｋ …現像器 ５ｙ，５ｍ，５ｃ，５ｋ …現像ローラ ６ｙ，６ｍ，６ｃ，６ｋ …転写ローラ ７ｙ，７ｍ，７ｃ，７ｋ …クリーニングユニット ８ …転写材 ９ …静電転写ベルト 10ａ …吸着ローラ 10ｂ …内側帯電器 10ｃ …外側帯電器 10ｄ …分離帯電器 10ｅ …分離部材 11ｙ，11ｍ，11ｃ，11ｋ …クリーニングブレート 12 …定着装置 13 …クリーニングブラシ 14 …廃トナー容器 15 …駆動ローラ 16ａ，16ｂ …従動ローラ 17 …光学センサ 17ａ …赤外線発光部 17ｂ …赤外線受光部 18ａ …光量制御部 18ｂ …メイン制御ＣＰＵ 18ｃ …演算処理部 18ｄ …画像制御部 18ｅ …露光量調節部 18ｆ …現像バイアス電源

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H027 DA09 DE10 EA02 EA05 EB06 EC03 EC06 EC08 2H032 BA03 BA09 BA23 2H073 BA28

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トナー像を担持する像担持体と、前記像
   担持体に選択的露光を行って潜像を形成する露光手段
   と、前記像担持体に形成された潜像をトナー現像する現
   像手段とを有する画像形成手段を有する画像形成装置に
   おいて、 前記転写像担持体に濃度検出用画像を形成するパッチ手
   段と、 前記画像形成手段よりも転写像担持体搬送方向下流側に
   位置し、前記濃度検出用画像の濃度を検出する濃度検出
   手段と、 前記濃度検出手段が濃度検出用画像の濃度を検出した時
   点で、前記画像形成手段で画像形成中又は画像形成が完
   了した次の画像形成に際し、前記濃度検出手段による検
   出結果に応じて前記画像形成手段の画像形成条件を制御
   するための制御手段と、 を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記画像形成手段を転写像担持体の搬送
   方向上流側から下流側へ複数有し、 前記濃度検出手段は前記複数ある画像形成手段よりも転
   写像担持体搬送方向下流側に位置し、 前記制御手段は前記濃度検出手段が濃度検出用画像の濃
   度を検出した時点で、前記複数の画像形成手段のうち転
   写像担持体の搬送方向最上流にある画像形成手段で画像
   形成中又は画像形成が完了した次の画像形成に際し、前
   記濃度検出手段による検出結果に応じて前記画像形成手
   段の画像形成条件を制御することを特徴とする請求項１
   記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記制御手段は、前記濃度検出手段によ
   る検出結果に応じて前記露光手段による露光量を制御す
   ることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記制御手段は、前記濃度検出手段によ
   る検出結果に応じて前記現像手段による現像バイアスを
   制御することを特徴とする請求項１記載の画像形成装
   置。
5. 【請求項５】 前記転写像担持体は、前記像担持体に形
   成したトナー像が順次転写され、該転写像を転写材に二
   次転写するための中間転写体であることを特徴とする請
   求項１乃至請求項４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 【請求項６】 前記転写像担持体は、前記像担持体に形
   成したトナー像が順次転写される転写材を担持するため
   の転写材担持体であることを特徴とする請求項１乃至請
   求項４のいずれかに記載の画像形成装置。