JP2002268480A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 中間転写ベルト上にかぶりと呼ばれるトナー
飛散等が生じると、中間転写ベルト上の非画像部の検出
値が変化してしまい、非画像の検出値が変わり、その結
果画像形成部との検出値比率が異なるため濃度検出が正
常に行われないという問題点を有していた。 【解決手段】 任意の濃度をもったトナー像を形成する
トナー形成手段とトナー形成手段上のトナーに光を照射
するための発光手段３１０と、トナー形成手段に形成さ
れたトナーからの反射光を検出し電気信号へ変換する受
光手段３１１と、その電気信号から異常値を検出する異
常検出手段３１４と、異常であることをユーザーへ伝え
る異常情報伝達手段３１５を有する構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像形成装置にお
いて装置固有の外乱や物理的損傷を検出し、品質の高い
画質を得ることを目的とした画像形成装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】図を用いて、従来の電子写真方式を採用
した画像形成装置について説明する。図４は従来の画像
形成装置の構成図であり、感光体ドラム１１０、１１
１、１１２、１１３の露光前に所定電荷を付与する帯電
器１２０、１２１、１２２、１２３と、画像データに応
じた光ビームを感光体ドラム１１０、１１１、１１２、
１１３に走査して静電潜像を形成する露光部１４０、１
４１、１４２、１４３と感光体ドラム１１０、１１１、
１１２、１１３に形成された静電潜像を各カラーに応じ
たカラートナーで現像する現像器１５０、１５１、１５
２、１５３と、駆動ローラ１６０及び従動ローラー１６
１によって所定の張力を付加され駆動される中間転写ベ
ルト１６２と、現像されたカラートナー像を中間転写ベ
ルト１６２に転写するのに必要な電荷を付与する帯電器
１７０、１７１、１７２、１７３と、感光体ドラム１１
０、１１１、１１２、１１３に残留したカラートナーを
除去するクリーナー１８０、１８１、１８２、１８３か
ら構成されている。

【０００３】画像形成の概要をＫ色印字について説明す
ると、まず画像データに基づいて変調された光ビームを
露光部１４０から感光体ドラム１１０に走査して感光体
ドラム１１０上に静電潜像を形成し、この静電潜像をト
ナー現像したトナー像が一次転写位置において感光体か
ら中間転写体ベルト１６２に転写される。

【０００４】フルカラー画像形成装置では、Ｋ（黒）、
Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）の各色
について現像されたカラートナー像を中間転写体ベルト
１６２上で順次重ね合わせた後、２次転写位置において
記録媒体２００に一括転写している。

【０００５】図５は従来の画像形成装置におけるトナー
濃度検出部の詳細図であり、光源である指向性の良い半
導体レーザー３００は、顕在化したトナー像を保持する
中間転写ベルト１６２に所定の光量で照射し受光素子３
０１で中間転写ベルト１６２よりの反射光を検出する。
また保護カバー３０２は、レーザー光線から人体を保護
することと光学的フィルターの役目をしている。

【０００６】図６は従来の画像形成装置におけるトナー
濃度検出部周辺の機構図であり、保護カバー３０２は、
半導体レーザー３００のレーザー光から人体を保護する
ため、装置本体ドア３０５の開閉に連動して、装置本体
ドア３０５を開けた場合には保護カバー３０２が閉じる
ようになっている。保護カバー３０２と装置本体ドア３
０５は、ワイヤー３０６を通して連結されている。

【０００７】図７は従来の画像形成装置における非印字
状態での中間転写ベルト自身の反射光量による受光素子
出力電圧状態を示す図であり、非印字状態すなわち非露
光、非現像状態で前記中間転写ベルト１６２を回転さ
せ、半導体レーザー３００及び受光素子３０１を使用
し、前記中間転写ベルト１６２の地肌より反射される反
射光量を受光素子３０１にて所定の電圧値に変換した出
力を示している。前記中間転写ベルト１６２の表面はお
おむね鏡面状態であり、半導体レーザー３００の反射光
量に比例して受光素子３０１の出力は高くなる。

【０００８】図８は、従来の画像形成装置における中間
転写ベルト上に顕在化した単位面積当たりのトナー量の
異なる画像を示す図であり、前記中間転写ベルト１６２
に露光、現像、転写工程後、単位面積当たりのトナー量
の異なる画像を顕在化した状態を示している。３００は
前記顕在化した複数の単位面積当たりのトナー量の異な
る画像に一定の光を照射する為の半導体レーザーであ
り、３０１は前記中間転写ベルト１６２上の顕在化した
トナー像とトナー像間から正反射した光を電気に変換す
る為の受光素子である。

【０００９】図９は従来の画像形成装置における中間転
写ベルト上に形成した単位面積当たりのトナー量増減に
よる受光素子の出力電圧状態を示す図であり、前記中間
転写ベルト１６２に現像された単位面積当たりのトナー
量の増減に対する理想的な受光素子３０１の出力を示し
ている。

【００１０】すなわち、前記中間転写ベルト１６２に現
像された単位面積当たりのトナー量の増減したトナー像
の前記中間転写ベルト１６２より反射される反射光を受
光素子３０１で光電気変換した出力を示している。Ｖ１
は非画像部の反射光量による受光素子３０１の出力値で
あり、Ｖ２は前記中間転写ベルト１６２上にトナーが顕
在化された部分の反射光量による受光素子３１０の出力
値であり、単位面積当たりのトナー量が増加するとトナ
ーに照射した光のほとんどは拡散光となり、そのほとん
どの拡散光は受光素子３０１に到達せず、更に前記中間
転写ベルト１６２自身の正反射光量は、前記中間転写ベ
ルト１６２がトナーに覆われる為、その正反射光量は減
少する。

【００１１】結果、単位面積当たりのトナー量が増加す
ると、受光素子３０１へ照射される反射光は減少し、受
光素子３０１からの電圧出力も減る。

【００１２】図１０は、従来の画像形成装置における濃
度補正を示すブロック図であり、受光素子３０１から得
られた信号を処理するためのブロック図を示す。受光素
子３０１の電圧出力値は本体制御部３０３にてＡＤ変換
後の電圧値として出力すると同時に、本体メモリー部３
０４へ保管される。この時、前記中間転写ベルト１６２
に顕在化したトナー像と第２転写部で前記中間転写ベル
ト１６２より記録媒体２００上に転写されたトナー像は
ほぼ同じ濃度値を示す。これらのように前記中間転写ベ
ルト１６２に顕在化したトナー像を半導体レザー３００
等で照射し、その反射光を受光素子３０１の検出電圧値
として置き換えることで、記録媒体２００上のトナー画
像の濃度を中間転写ベルト１６２からの反射光である受
光素子３０１の電圧値として検出可能となる。

【００１３】ここで、前記中間転写ベルト１６２上で非
画像部の受光素子３０１の出力電圧Ｖ１と画像部の電圧
Ｖ２を、光学濃度Ｄとして表現すると以下の式 Ｄ＝log（Ｖ２／Ｖ１）常用対数 にて表現できる。

【００１４】図１１は従来の画像形成装置における具体
的濃度補正方法を示す図である。図において、Ｌｒは装
置の理想的濃度変化であるが、外乱すなわち露光、現
像、転写の各プロセス時の湿度、温度変化、各ユニット
間の寸法、配置ばらつき、各ユニット、トナー等の寿命
劣化、特に経時劣化等によりＬ３、Ｌ２の濃度曲線のよ
うに理想的濃度変化Ｌｒからオフセットした状態を示
す。

【００１５】すなわち、同一の画像データーを形成しよ
うとしても、上記外乱により中間転写ベルト１６２の表
面に顕在化される単位面積当たりのトナー量は異なる。
そこで、理想値からのオフセット量を定数化し、あらか
じめこの定数値に対する装置の設定、主に現像ローラー
のバイアス増減値を本体メモリー部に格納しておく。

【００１６】次に前記説明したように中間転写ベルト１
６２上の単位面積当たりのトナー量が異なるトナー像の
受光素子３０１で検出した電圧値と中間転写ベルト１６
２自身の電圧値を用いて光学濃度Ｄを随時算出し、濃度
曲線を作成する。ここで、この実際の濃度曲線と理想濃
度曲線のオフセット量を算出し、更にこのオフセット量
よりあらかじめ本体メモリー部に格納した現像バイアス
増減値量だけ現状の現像バイアス値を増減し、理想濃度
曲線に補正する。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
構成では受光素子による濃度検出値は中間転写ベルト上
で非画像部の出力の平均値を基準に中間転写ベルト上の
画像形成部検出出力の比率とみなしていた為、中間転写
ベルト上の非画像、画像記録部両方に一般にかぶりと呼
ばれるトナー飛散等の発生や、物理的外傷による傷、及
び保護カバー部のトナー飛散等が生じると、中間転写ベ
ルト上で非画像部の検出値が変化してしまい、かぶりや
傷の分だけ非画像の検出値が変わり、その結果画像形成
部との検出値比率が異なるという問題点を有していた。

【００１８】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、機体間、寿命劣化等による用紙上の画像濃度変化を
精度よく安定維持できるようにした画像形成装置を提供
することを目的としている。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、任意の濃度をもったトナー像を形成するト
ナー形成手段とトナー形成手段上のトナーに光を照射す
るための発光手段と、トナー形成手段に形成されたトナ
ーからの反射光を検出し電気信号へ変換する受光手段
と、その電気信号から異常値を検出する異常検出手段
と、異常であることをユーザーへ伝える異常情報伝達手
段を有する構成とする。これにより受光手段の検出レベ
ルが既定値以下となったら警告を発することで消耗品の
交換や清掃を促し、中間転写体の寿命劣化等による画像
濃度変化を精度よく安定的に維持できるようにした画像
形成装置を提供する事ができるものである。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、像担持体上に形成した画像濃度検出用または／及び
色ずれ検出用の検出パターン画像と、検出パターン画像
に光線を照射する発光部と検出パターン画像からの反射
光を受光する受光部からなる検知センサーと、検知セン
サーのクリーニング手段と、検知センサーからの出力が
既定値内に有るか否かを検出する異常検出手段とを有
し、異常検出手段が検知センサーからの出力値が既定値
以下となった際、クリーニング手段作動を促がすの警告
を発する画像形成装置としたもので、これによりユーザ
ーへ濃度検出部の清掃を促し、画像濃度変化を精度よく
安定的に維持する作用を有するものである。

【００２１】また、請求項２記載の発明は、像担持体上
に形成した画像濃度検出用または／及び色ずれ検出用の
検出パターン画像と、検出パターン画像に光線を照射す
る発光部と検出パターン画像からの反射光を受光する受
光部からなる検知センサーと、検知センサーのクリーニ
ング手段と、検知センサーからの出力が既定値内に有る
か否かを検出する異常検出手段とを有し、クリーニング
手段が、画像形成装置本体内部を開放する開閉自在に装
置筐体に保持されたドア部の開閉動作に連動して摺動し
検知センサーをクリーニングする構成となっている画像
形成装置であって、異常検出手段が検知センサーからの
出力値が既定値以下となった際、ドア部の開閉を促がす
の警告を発する画像形成装置としたもので、これにより
ユーザーへ濃度検出部の清掃を促し、画像濃度変化を精
度よく安定的に維持する作用を有するものである。

【００２２】また、請求項３に記載の発明は、請求項１
及び２記載の画像形成装置において、クリーニング手段
による検知センサーのクリーニングが行われても尚、検
知センサーの検出レベルが既定値を回復しない場合は、
検知センサーの部品交換を促す警告を発する様にしたも
ので、これにより、クリーニングが行われても受光手段
の検出レベルが既定値を回復しない場合は、部品交換を
促すことで装置の外傷を回避し画像濃度変化を精度よく
安定的に維持する作用を有するものである。

【００２３】以下、本発明の実施の形態について説明す
る。

【００２４】図１は本発明の画像形成装置に係る一実施
の形態における中間転写ベルト上の単位面積当たりのト
ナー像を示す図である。前記中間転写ベルト１６２上の
単位面積当たりのトナー像を受光素子３０１で検出する
為に、前記中間転写ベルト１６２上に形成さたトナー像
であり、任意の階調数に分割され中間転写ベルト１６２
の進行方向で半導体レーザー３００の照射ビームを各ト
ナー像が通過するように中間転写ベルト１６２上に配置
されている。

【００２５】更に中間転写ベルト１６２の幅で周期的な
濃淡は現像ローラー１５５のかぶり等による汚れである
が記録媒体２００上に再現されたりされなかったりす
る。

【００２６】図２は、本発明の画像形成装置に係る一実
施の形態における濃度異常検出を示すブロック図であ
り、中間転写ベルトのかぶりや傷、及び保護カバーのト
ナー飛散を検出する方法を具現化したブロック図であ
る。

【００２７】レーザー等の発光手段３１０より中間転写
ベルト１６２に照射した光は、中間転写ベルトの地肌や
ベルト上に形成されたトナー像、及び保護カバー上の飛
散トナーで反射しフォトダイオード等の受光手段３１１
で電圧として検出される。この電圧は、Ａ／Ｄコンバー
タ等の量子化手段３１２で離散的デジタル値へ変換さ
れ、メモリ等の量子化データ格納手段３１３へ格納され
る。これら量子化データを異常検出手段３１４にて分析
し、ある規定値を超えていれば、ＬＣＤ等の異常情報伝
達手段３１５を用いてユーザーへ異常であることを知ら
せ、本体装置ドアの開閉を促し保護カバーの清掃を図
る。そしてさらに異常である場合には、消耗部品の交換
を促す。

【００２８】図３は本発明の画像形成装置に係る一実施
の形態における非画像、画像領域で、実際の中間転写ベ
ルトによる反射光変化による受光素子の出力電圧状態図
であり、前記中間転写ベルト１６２にかぶりや傷を生じ
た場合のトナー像の反射光を受光素子３０１で検出した
実際の電圧出力値を示しているが、非画像領域及び画像
領域での検出誤差が大きく現れており、非画像領域での
誤差は主に前記中間転写ベルト１６２の表面の傷や中間
転写ベルト１６２の駆動ローラー１６０の軸方向に中間
転写ベルト１６２の周長差分布により中間転写ベルト１
６２の表面が部分的に隆起し、前記中間転写ベルト１６
２の表面からの反射光が受光素子３０１の受光エリアよ
り外れたり、現像ローラー１５５からの周期的なかぶり
により発生している。

【００２９】更に、画像領域での検出誤差は、非画像部
で発生したかぶりや保護カバー上のトナー飛散でも発生
する。ここで、図２の異常検出手段３１４で異常となる
規定値Ｖｔｈを決めておき、それを超えた時は異常とし
てユーザーへ伝えることになる。

【００３０】

【発明の効果】以上のように本発明は、任意の濃度をも
ったトナー像を形成するトナー形成手段とトナー形成手
段上のトナーに光を照射するための発光手段と、トナー
形成手段に形成されたトナーからの反射光を検出し電気
信号へ変換する受光手段と、その電気信号から異常値を
検出する異常検出手段と、異常であることをユーザーへ
伝える異常情報伝達手段を有する構成とする。これによ
り受光手段の検出レベルが既定値以下となったら警告を
発することで消耗品の交換や清掃を促し、中間転写体の
寿命劣化等による画像濃度変化を精度よく安定的に維持
できるようにした画像形成装置を提供する事ができるも
のである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置に係る一実施の形態にお
ける中間転写ベルト上の単位面積当たりのトナー像を示
す図

【図２】本発明の画像形成装置に係る一実施の形態にお
ける濃度異常検出を示すブロック図

【図３】本発明の画像形成装置に係る一実施の形態にお
ける非画像、画像領域で、実際の中間転写ベルトによる
反射光変化による受光素子の出力電圧状態図

【図４】従来の画像形成装置の構成図

【図５】従来の画像形成装置におけるトナー濃度検出部
の詳細図

【図６】従来の画像形成装置におけるトナー濃度検出部
周辺の機構図

【図７】従来の画像形成装置における非印字状態での中
間転写ベルト自身の反射光量による受光素子出力電圧状
態を示す図

【図８】従来の画像形成装置における中間転写ベルト上
に顕在化した単位面積当たりのトナー量の異なる画像を
示す図

【図９】従来の画像形成装置における中間転写ベルト上
に形成した単位面積当たりのトナー量増減による受光素
子の出力電圧状態を示す図

【図１０】従来の画像形成装置における濃度補正を示す
ブロック図

【図１１】従来の画像形成装置における具体的濃度補正
方法を示す図

【符号の説明】

１１０、１１１、１１２、１１３ 感光体ドラム １２０、１２１、１２２、１２３ 帯電器 １４０、１４１、１４２、１４３ 露光部 １５０、１５１、１５２、１５３ 現像器 １６０ 駆動ローラー １６１ 従動ローラー １６２ 中間転写ベルト １７０、１７１、１７２、１７３ 帯電器 １８０、１８１、１８２、１８３ クリーナー ２００ 記録媒体 ２１０ 定着器 ３００ 半導体レーザー ３０１ 受光素子 ３０２ 保護カバー ３０３ 制御部 ３０４ メモリ ３０５ 装置本体ドア ３０６ ワイヤー

フロントページの続き (72)発明者 須山 宏平 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 麻生 俊洋 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 2H027 DA09 DA10 DE02 DE07 EC03 EC06 ED24 GB07 HA03 HB01 HB20 2H030 AA01 AB02 AD16 BB02 BB23 BB34 BB36 BB42 BB63 2H071 AA42 DA09 DA31 DA32

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】像担持体上に形成した画像濃度検出用また
   は／及び色ずれ検出用の検出パターン画像と、前記検出
   パターン画像に光線を照射する発光部と前記検出パター
   ン画像からの反射光を受光する受光部からなる検知セン
   サーと、前記検知センサーのクリーニング手段と、前記
   検知センサーからの出力が既定値内に有るか否かを検出
   する異常検出手段とを有し、前記異常検出手段が前記検
   知センサーからの出力値が既定値以下となった際、前記
   クリーニング手段作動を促がすの警告を発することを特
   徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】像担持体上に形成した画像濃度検出用また
   は／及び色ずれ検出用の検出パターン画像と、前記検出
   パターン画像に光線を照射する発光部と前記検出パター
   ン画像からの反射光を受光する受光部からなる検知セン
   サーと、前記検知センサーのクリーニング手段と、前記
   検知センサーからの出力が既定値内に有るか否かを検出
   する異常検出手段とを有し、前記クリーニング手段が、
   画像形成装置本体内部を開放する開閉自在に装置筐体に
   保持されたドア部の開閉動作に連動して摺動し前記検知
   センサーをクリーニングする構成となっている画像形成
   装置であって、前記異常検出手段が前記検知センサーか
   らの出力値が既定値以下となった際、前記ドア部の開閉
   を促がすの警告を発することを特徴とする画像形成装
   置。
3. 【請求項３】前記クリーニング手段による前記検知セン
   サーのクリーニングが行われても尚、前記検知センサー
   の検出レベルが既定値を回復しない場合は、前記検知セ
   ンサーの部品交換を促す警告を発することを特徴とする
   請求項１及び２記載の画像形成装置。