【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式或いは静電記録方式の、例えば、複写機、プリンタ、或いは、ファクシミリ装置などの画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、図１に示すようなカラーレーザープリンタとされる画像形成装置が広く使用されている。この画像形成装置は、複数個のプロセスカートリッジ７（７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７ＢＫ）を有し、各プロセスカートリッジ７（７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７ＢＫ）に設けられた第１の像担持体１に形成された画像を、一旦、第２の像担持体である中間転写体（中間転写ベルト）８に連続的に多重転写し、カラー画像を作成し、その後、このカラー画像（トナー像）を記録材Ｐに転写してフルカラープリント画像を得る構成とされる。
【０００３】
このような画像形成装置では、トナー／キャリア濃度を制御したり、帯電バイアスを制御するために、中間転写ベルト８上に形成されたトナー像の濃度を濃度検知手段、即ち、光濃度検知センサ１３で検知することが行われている。
【０００４】
光濃度検知センサ１３は、図３に示すように、発光素子としての近赤外光の発光ダイオード（ＬＥＤ）１３ａと、受光素子としてのフォトダイオード（ＰＤ）１３ｂとを備え、中間転写ベルト８上のトナー像からの正反射光に基づき濃度を検出する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、濃度制御時間の短縮や、濃度制御用に形成するトナー像を少しでも少なくするためには、なるべく濃度制御用トナー像を小さくする必要がある。濃度制御用トナー像を小さくするためには、光濃度検知センサ出力をサンプリングする際のタイミングをより厳密に行い、無駄のないサンプリングを行う必要がある。
【０００６】
従って、本発明の目的は、濃度制御の際の濃度検知サンプリングタイミングを確実に行うことのできる画像形成装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、像担持体上に静電潜像を形成し、この静電潜像を現像手段にてトナー像となし、このトナー像を中間転写体、又は、記録材を搬送する記録材搬送体に転写し、この中間転写体又は記録材搬送体上のトナー像の濃度を正反射光により検出する画像形成装置において、
前記トナー像濃度を検出する際の濃度検知サンプリングタイミングの基準となるトナー像をブラックトナーで作成することを特徴とする画像形成装置である。
【０００８】
本発明の一実施態様によれば、前記濃度検知サンプリングタイミングの基準となるトナー像を一濃度制御工程において複数回形成する。
【０００９】
本発明の他の実施態様によれば、前記濃度検知サンプリングタイミングの基準となるトナー像を中間調で形成する際、画像形成時と異なる潜像形成条件で形成する。
【００１０】
本発明の他の実施態様によれば、前記濃度検知サンプリングタイミングの基準となるトナー像を中間調で形成する際、擬似中間調処理を施さない画像とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００１２】
なお、以下に説明する実施例にて、記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、本発明の範囲を以下の実施例に限定する趣旨のものではない。
【００１３】
実施例１
図１に、本発明を具現化し得る画像形成装置の一実施例の概略断面構成を示す。この画像形成装置の構成については、先に簡単に説明したが、更に詳しく説明する。
【００１４】
本実施例にて、画像形成装置は、カラーレーザープリンタとされ、複数個のプロセスカートリッジ７（７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７ＢＫ）を有し、各プロセスカートリッジ７（７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７ＢＫ）に設けられた第１の像担持体１に形成された画像を、一旦、第２の像担持体である中間転写体８に連続的に多重転写し、フルカラープリント画像を得る、所謂、４連ドラム方式（インライン）プリンタである。
【００１５】
本実施例では、図１に示すように、中間転写体としての無端状の中間転写ベルト８が、駆動ローラ８ａ、テンションローラ８ｂ及び２次転写対向ローラ８ｃに懸架され、図中矢印の方向に回転している。プロセスカートリッジ７は、中間転写ベルト８に直列に各色、即ち、イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＢＫに対応して４本のプロセスカートリッジ７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７ＢＫが配置されている。
【００１６】
以下、プロセスカートリッジ７（７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７ＢＫ）を、図２を参照して説明する。プロセスカートリッジ７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７ＢＫは、同じ構成とされるので、イエロートナーを現像するプロセスカートリッジ７Ｙについて説明する。
【００１７】
プロセスカートリッジ７Ｙは、像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体、即ち、感光ドラム１を有する。感光ドラム１は、有機光導電体（ＯＰＣ）ドラムで、外形５０ｍｍであり、中心支軸を中心としたドラム周速度１００ｍｍ／ｓとされるプロセススピード、即ち、作像速度をもって矢示の反時計方向に回転駆動される。
【００１８】
この感光ドラム１は、図示してはいないが、アルミニウム製シリンダ（導電性ドラム基体）の表面に、光の干渉を抑え、上層の接着性を向上させる下引き層と、光電荷発生層と、電荷輸送層（厚さ２０μｍ）の３層を下から順に塗り重ねた構成とされる。
【００１９】
帯電工程では、帯電手段としての帯電ローラ２に所定の条件の電圧が印加されており、感光ドラム１面上を一様に負極性に帯電処理する。この帯電ローラ２の長手方向長さは３２０ｍｍであり、芯金（支持部材）２ａの外回りに、下層２ｂと、中間層２ｃと、表層２ｄを下から順次に積層した３層構成とされる。
【００２０】
下層２ｂは帯電音を低減するための発泡スポンジ層であり、中間層２ｃは帯電ローラ全体として均一な抵抗を得るための導電層であり、表層２ｄは感光ドラム１上にピンホール等の欠陥があってもリークが発生するのを防止するために設けている保護層である。
【００２１】
この帯電ローラ２は、芯金２ａの両端部をそれぞれ軸受け部材により回転自在に保持させると共に、押し圧ばねによって感光ドラム１方向に付勢して感光ドラム１の表面に対して所定の押圧力をもって圧接されており、感光ドラム１の回転に従動して回転する。
【００２２】
そして、電源２０から直流電圧Ｖｄｃに周波数ｆの交流電圧Ｖａｃを重畳した所定の振動電圧（バイアス電圧Ｖｄｃ＋Ｖａｃ）が芯金２ａを介して帯電ローラ２に印加されることで、回転する感光ドラム１の周面が所定の電位に帯電処理される。
【００２３】
本実施例においては、帯電の交流バイアス成分として周波数ｆ＝１０００Ｈｚ、Ｖａｃ＝１６００Ｖ、直流バイアス成分としてＶｄｃ＝−６００Ｖとし、感光ドラム１を−６００Ｖに一様帯電した。
【００２４】
感光ドラム１は、帯電ローラ２により所定の極性・電位に一様に帯電処理されたのちは、不図示の露光手段、即ち、カラー原稿画像の色分解・結像露光光学系、画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調されたレーザビームを出力するレーザスキャンによる走査露光系等による画像露光３を受けることにより目的のカラー画像の第１の色成分像（イエロー成分像）に対応した静電潜像が形成される。本実施の例においては露光部電位は−１５０Ｖとした。
【００２５】
次いで、その静電潜像が現像手段である第１の現像装置４、即ち、イエロー現像装置により第１色であるイエロートナーにより現像される。
【００２６】
ここで、図２を参照して、現像装置４について説明する。
【００２７】
現像装置４は、本実施例では２成分接触現像装置、即ち、２成分磁気ブラシ現像装置であり、マグネットローラを内包した、現像剤担持体としての現像スリーブ４１上にキャリアとトナーを含む現像剤を保持している。
【００２８】
現像スリーブ４１には所定間隙を有して、現像剤規制ブレード４２が設けられ、現像スリーブ４１の矢印Ｃ方向の回転に伴い、現像スリーブ４１上に現像剤薄層を形成する。
【００２９】
現像スリーブ４１は、感光ドラム１と所定間隙を有するように配置され、現像時においては、現像スリーブ４１上に形成された現像剤薄層が、感光ドラム１に対して接触する状態で現像できるように設定されている。
【００３０】
現像装置４内には、現像剤攪拌用の攪拌スクリュー４３、４４があり、スリーブ回転と同期して回転し、補給されたトナーとキャリアを攪拌しトナーに所定のトリボを与える機能を有している。
【００３１】
現像装置４のスクリュー４４の上流側壁面には、現像剤の透磁率変化を検出して現像剤中のトナー濃度を検知するセンサ４５が設けられており、そのセンサ４５のやや下流側にトナー補給開口が設けられている。
【００３２】
現像動作を行った後に現像剤がセンサ４５の位置に運ばれ、ここでトナー濃度を検知する。その検知結果に応じて現像剤中のトナー濃度を一定に維持するために、適宜、現像剤供給ユニット５中のスクリュー５１が回転し、現像装置４の開口４６を通してトナー補給が行われる。
【００３３】
補給されたトナーはスクリュー４４により搬送され、キャリアと混ざり合い適度なトリボを付与された後にスリーブ４１近傍に運ばれ、現像スリーブ４１上で薄層形成され現像に供される。
【００３４】
具体的には、現像バイアスとしてＶｄｃ＝−４００Ｖ、Ｖａｃ＝１８００Ｖ、周波数＝２３００Ｈｚの電圧を印加することで感光ドラム１上の露光部電位Ｖｌ＝−１５０Ｖを現像する。
【００３５】
感光ドラム１上の可視画像（現像剤像）は、図１に示すように、第１の転写手段としての可撓性電極９により中間転写ベルト８に転写される。即ち、感光ドラム１上に形成されたイエロー画像は、中間転写ベルト８との１次転写ニップ部へ進入する。１次転写ニップ部では中間転写ベルト８の裏側に可撓性電極９を接触当接させている。可撓性電極９には各ポートで独立にバイアス印加可能とするため、１次転写バイアス源９ａ〜９ｄを有している。
【００３６】
中間転写ベルト８は、１色目のポートで先ずイエロー画像を転写する。次いで、中間転写ベルト８は、先述したと同様の工程を経た、各色に対応する感光ドラム１より順次、マゼンタ画像、シアン画像、ブラック画像の各色画像を各ポートで多重転写する。
【００３７】
本実施例においては、露光部電位Ｖｌ（−１５０Ｖ）に現像されたトナー像に対する転写効率を考慮し、一次転写バイアスとして、１色目〜４色目まですべて＋３５０Ｖの電圧を印加した。
【００３８】
中間転写ベルト８上で形成された４色フルカラー画像は、次いで第２の転写手段としての２次転写ローラ１０により、記録材としての転写材Ｐに一括転写され、不図示の定着装置によって溶融定着されカラープリント画像を得る。
【００３９】
中間転写ベルト８上に残留する２次転写残トナーは、中間転写ベルトクリーナ１１でブレードクリーニングされ、次の作像工程に備える。
【００４０】
上記中間転写ベルト８の材質としては、各色ポートでのレジストレーションを良くするため、伸縮する材料は望ましくなく、樹脂系、或いは、金属芯体入りのゴムベルト、樹脂＋ゴムベルトが望ましい。
【００４１】
本実施例では、ＰＩ（ポリイミド）にカーボンを分散し、体積抵抗を１０８Ω・ｃｍオーダーに制御した樹脂ベルトを用いた。その厚さは８０μｍ、長手方向３２０ｍｍ、全周は９００ｍｍである。
【００４２】
また、可撓性電極９としては、十分な可撓性と耐摩耗性を有し、低抵抗に制御できるカーボン分散高密度ポリエチレンを用いた。その体積抵抗は１０４Ω・ｃｍ以下、厚さは５００μｍで、長手方向長さは３１５ｍｍとし、感光ドラム１とのリークを避けている。
【００４３】
次に、本発明の特徴をなす画像濃度制御について説明する。
【００４４】
本実施例によれば、濃度制御用トナー像は、図４に示すように、ブラックＢＫの２５５レベルのトナーパッチを先頭に、イエローＹの３２、６４、９６、１２８、１６０、１９２、２２４、２５５、マゼンタＭの３２、６４、９６、１２８、１６０、１９２、２２４、２５５、シアンＣの３２、６４、９６、１２８、１６０、１９２、２２４、２５５、ブラックＢＫの３２、６４、９６、１２８、１６０、１９２、２２４、２５５の順で、各色、各階調レベルのトナーパッチを形成し、光濃度検知センサ１３にて検出し、γＬＵＴを制御する。
【００４５】
ここで、トナーパッチの先頭にブラックＢＫの２５５レベルを配置したのは以下の理由により、トナーパッチのサンプリング開始位置が特定し易いためである。
【００４６】
一般に、発光部１３ａに対し受光部１３ｂが被測定物の正反射方向にある正反射型光濃度検知センサ１３でのブラック（ＢＫ）トナーの濃度に対するセンサ出力は、図５に示すようになる。
【００４７】
即ち、正反射型光濃度検知センサ１３では、基本的にはトナー自体の反射光をみているものではなく、反射光の大きい下地、即ち、本実施例では中間転写ベルト８が、トナーにより如何に覆われたかにより濃度を検出しているからである。従って、濃度が高いほど下地が覆われるため反射光が減少していく。
【００４８】
ところが、イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣの各色トナーでの濃度に対するセンサ出力は、図６に示すようになる。
【００４９】
これは、下地がある程度覆いつくされるまではブラック（ＢＫ）トナーと同様に、濃度が高くなるにつれ、反射光が減少していくが、ある程度下地が覆いつくされ、それ以上トナー量が増えていくと、トナー自体からの反射光が増加していき、その影響のほうが大きく出てくるためである。
【００５０】
ところで、単に、既定のタイミングでトナーパッチサンプリングタイミングを決定するよりは、センサ出力の変化を検出してトナーパッチのサンプリングタイミングを決定した方が精度がよく、結果的にパッチサイズを小さくしたり、制御時間を短くすることができる。そこで、本実施例では、センサ出力が予め定められた閾値より小さくなった時をサンプリングタイミングの基準とする。
【００５１】
従って、サンプリングタイミングの基準となる先頭のトナーパッチは下地に比べてセンサ出力が大きく異なる方が望ましい。そのために、本実施例では、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）などの色トナーではなくブラック（ＢＫ）トナーをサンプリングタイミングの基準とした。
【００５２】
図７に示すように、色トナーではサンプリングタイミングの基準とするセンサ出力閾値を高くせざるを得ず、下地のむらやセンサのばらつき等によっては誤判断をしかねない状態にある。これに対し、ブラック（ＢＫ）トナーでは、図８に示すように、サンプリングタイミングの基準とするセンサ出力閾値をより低くすることができるため、確実にサンプリングタイミングを検知することができる。
【００５３】
本実施例のように正反射型光濃度検知センサ１３を用いる場合、濃度検知サンプリングタイミングをブラック（ＢＫ）トナーにより行うことで、確実で精度の良いサンプリングタイミングを検知することができる。
【００５４】
実施例２
本実施例は、実施例１でのサンプリングタイミング基準パッチでのトナー量を節約する際に有効な実施例である。実施例１と同様の部分の説明は省略する。
【００５５】
実施例１においては、濃度検知サンプリングタイミング基準パッチをブラックＢＫの２５５レベルで形成していたが、本実施例では工夫を施すことで１６０レベル程度でも閾値として十分小さくすることができる。
【００５６】
つまり、本実施例では、図９に示すように、濃度検知サンプリングタイミング基準パッチを１６０レベルで、しかも、通常の画像形成時と異なり、ディザ法や誤差拡散法による擬似中間調処理を通らない画像信号系とした。
【００５７】
正反射型光濃度検知センサ１３は濃度ｖｓ出力の関係が中間調処理種ごとに異なる。これは、実施例１で述べたように、正反射型光濃度検知センサ１３では、基本的にはトナー自体の反射光をみているものではなく、反射光の大きい下地、即ち、本実施例では中間転写ベルト８が、トナーにより如何に覆われたかにより濃度を検出しているからである。従って、同じ濃度でも、図１０（ａ）に示すように全面均一にトナーが載っている方が、図１０（ｂ）に示すようにｄｏｔ集中タイプでトナーが載っているよりは、より低い濃度で反射光が減少し、出力が小さくなる。このときの濃度に対するセンサ出力のグラフを図１１に示す。
【００５８】
上記より理解されるように、同じ濃度でもｄｏｔが集中していない方がよりセンサ出力が小さくなり、センサ出力閾値をより低くすることができる。そのために、確実にサンプリングタイミングを検知することができる。
【００５９】
そこで、本実施例では全くｄｏｔを集中させないように、擬似中間調処理部を通らない画像信号で濃度検知サンプリングタイミング基準パッチを形成する。
【００６０】
本実施例のように正反射型光濃度検知センサ１３を用いる系において、濃度検知サンプリングタイミング基準パッチを擬似中間調処理を通さずに出力することで、中間調でパッチを形成しても確実にサンプリングタイミングを検知することができる。
【００６１】
実施例３
本実施例は、実施例１の応用例であり、実施例１に比べて濃度制御用パッチパターンが長い場合に対応した例である。実施例１と同様の部分は説明を省略する。
【００６２】
実施例１では、１種類の擬似中間調処理に対応するγＬＵＴを制御する例であったが、本実施例ではプリンターやコピーのモードに応じて擬似中間調処理種を３種類切り替え、各々のγＬＵＴを制御する。
【００６３】
３種類の濃度制御用パッチパターンを有すると必然的に長さが長くなる。そのため、パッチの先頭だけで濃度検知サンプリングタイミングを制御するのではパッチの終端に近づくにつれ、サンプリング周期とパッチの時間的なサイズが整数倍でない場合には、サンプリングタイミングのずれが生じてしまう。
【００６４】
そこで、本実施例では３種類の擬似中間調処理種Ａ、Ｂ、Ｃに対して、濃度制御用パッチを図１２に示すように配置した。
【００６５】
つまり、濃度検知サンプリングタイミング基準パッチと濃度制御用パッチを共用するために擬似中間調処理種ＡのブラックＢＫの２５５レベルを先頭に、３２、６４、９６、１２８、１６０、１９２、２２４、次に、擬似中間調処理種ＢのフラックＢＫではなく、擬似中間調処理種ＡのイエローＹの２５５、３２、６４、９６、１２８、１６０、１９２、２２４、擬似中間調処理種ＡのマゼンタＭの２５５、３２、６４、９６、１２８、１６０、１９２、２２４、擬似中間調処理種ＡのシアンＣの２５５、３２、６４、９６、１２８、１６０、１９２、２２４、擬似中間調処理種ＢのブラックＢＫの２５５、３２、６４、９６、１２８、１６０、１９２、２２４、擬似中間調処理種ＢのイエローＹの２５５、３２、６４、９６、１２８、１６０、１９２、２２４、擬似中間調処理種ＢのマゼンタＭの２５５、３２、６４、９６、１２８、１６０、１９２、２２４、擬似中間調処理種ＢのシアンＣの２５５、３２、６４、９６、１２８、１６０、１９２、２２４、擬似中間調処理種ＣのブラックＢＫの２５５、３２、６４、９６、１２８、１６０、１９２、２２４、擬似中間調処理種ＣのイエローＹの２５５、３２、６４、９６、１２８、１６０、１９２、２２４、擬似中間調処理種ＣのマゼンタＭの２５５、３２、６４、９６、１２８、１６０、１９２、２２４、擬似中間調処理種ＣのシアンＣの２５５、３２、６４、９６、１２８、１６０、１９２、２２４、となるように配置し、それぞれの擬似中間調処理でのブラックＢＫ２５５のトナーパッチにおいてサンプリングタイミングを検知し直し、調整する。これによって、本実施例のように比較的長い濃度制御用パッチを検知する際にも確実にサンプリングタイミングを検知することができる。
【００６６】
実施例４
図１３に本発明の画像形成装置の他の実施例を示す。実施例１〜３では、本発明の画像形成装置は、カラーレーザープリンタとされ、図１に示すように、複数個のプロセスカートリッジ７（７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７ＢＫ）を有し、各プロセスカートリッジに設けられた第１の像担持体１に形成された画像を、一旦、第２の像担持体である中間転写体８に連続的に多重転写し、フルカラープリント画像を得る４連ドラム方式（インライン）プリンタであるとして説明したが、本実施例の画像形成装置は、先の実施例の中間転写体としての中間転写ベルト８が、記録材搬送体である記録材搬送ベルト８Ａとされる点で相違する。
【００６７】
プロセスカートリッジ７及びその他の部材は同様の構成とされ、同じ構成及び機能をなすものには同じ参照番号を付し、再度の説明は省略する。
【００６８】
本実施例では、各プロセスカートリッジに設けられた第１の像担持体１に形成された画像は、記録材搬送ベルト８Ａに担持され搬送される記録材Ｐに連続的に多重転写し、フルカラープリント画像が得られる。
【００６９】
本実施例の画像形成装置においては、記録材搬送ベルト８Ａに、実施例１〜３に説明したと同様のトナーパッチを作成し、濃度検知センサ１３で検出する構成とし、本発明の原理を適用することにより、実施例１〜３と同様の作用効果を達成し得る。
【００７０】
なお、実施例１〜４において、感光ドラム１、帯電ローラ２、現像装置４をプロセスカート１リッジ７に包含させてプリンタ本体に対して一括して着脱・交換自在としたプロセスカートリッジ方式の装置としたが、これに限るものではない。
【００７１】
また、画像形成装置の作像プロセスは上述の実施例のものに限らず任意である。
【００７２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、像担持体上に静電潜像を形成し、この静電潜像を現像手段にてトナー像となし、このトナー像を中間転写体、又は、記録材を搬送する記録材搬送体に転写し、この中間転写体又は記録材搬送体上のトナー像の濃度を正反射光により検出する画像形成装置において、トナー像濃度を検出する際の濃度検知サンプリングタイミングの基準となるトナー像をブラックトナーで作成する構成とされるので、濃度制御の際の濃度検知サンプリングタイミングを確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を具現化し得る画像形成装置の一実施例の全体構成図である。
【図２】図１の画像形成装置に使用するプロセスカートリッジ部の概略構成図である
【図３】光濃度検知センサの概略構成図である。
【図４】実施例１に示した濃度制御用パッチの配置を示す図である。
【図５】実施例１に示した光濃度検知センサでブラック（ＢＫ）トナーを検知したときの濃度に対する出力を示す図である。
【図６】実施例１に示した光濃度検知センサで色トナーを検知したときの濃度に対する出力を示す図である。
【図７】実施例１に示した光濃度検知センサで色トナーを検知したときの閾値を示す図である。
【図８】実施例１に示した光濃度検知センサでＢＫトナーを検知したときしきい値を示す図である。
【図９】実施例１に示した画像形成装置の対策シーケンス時の画像処理のブロック図である。
【図１０】実施例２に示した画像形成装置の中間調処理の違いによるセンサ出力の違いを説明する図である。
【図１１】実施例２に示した画像形成装置の中間調処理の違いによる濃度に対する出力を示す図である。
【図１２】実施例３に示した濃度制御用パッチの配置を示す図である。
【図１３】本発明を具現化し得る画像形成装置の他の実施例の全体構成図である。
【符号の説明】
１ 感光体（感光ドラム）
２ 帯電ローラ（帯電手段）
３ 画像露光
４ 現像装置（現像手段）
６ クリーナー
７ プロセスカートリッジ
８ 中間転写ベルト（中間転写体）
８Ａ 記録材搬送ベルト（記録材搬送体）
１３ 濃度検知手段（光濃度検知センサ）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electrophotographic or electrostatic recording type image forming apparatus such as a copying machine, a printer, or a facsimile machine.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, an image forming apparatus such as a color laser printer as shown in FIG. 1 has been widely used. This image forming apparatus has a plurality of process cartridges 7 (7Y, 7M, 7C, 7BK), and a first image carrier 1 provided in each process cartridge 7 (7Y, 7M, 7C, 7BK). The formed image is temporarily multiplex-transferred to an intermediate transfer body (intermediate transfer belt) 8 as a second image carrier to form a color image, and thereafter, the color image (toner image) is recorded. It is configured to transfer to a material P to obtain a full-color print image.
[0003]
In such an image forming apparatus, in order to control the toner / carrier density and the charging bias, the density of the toner image formed on the intermediate transfer belt 8 is detected by a density detecting means, that is, a light density detecting sensor 13. The detection is performed.
[0004]
As shown in FIG. 3, the light density detection sensor 13 includes a near-infrared light emitting diode (LED) 13a as a light emitting element and a photodiode (PD) 13b as a light receiving element. The density is detected based on the specularly reflected light from the toner image.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in order to shorten the density control time and to reduce the number of toner images formed for density control as much as possible, it is necessary to reduce the density control toner image as much as possible. In order to reduce the density control toner image, it is necessary to more strictly perform the timing of sampling the output of the light density detection sensor and perform lean sampling.
[0006]
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of reliably performing density detection sampling timing at the time of density control.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The above object is achieved by an image forming apparatus according to the present invention. In summary, the present invention forms an electrostatic latent image on an image carrier, converts the electrostatic latent image into a toner image by a developing unit, and conveys the toner image to an intermediate transfer member or a recording material. In the image forming apparatus that transfers the toner image on the intermediate transfer body or the recording material transport body by using regular reflection light,
An image forming apparatus is characterized in that a toner image serving as a reference for a density detection sampling timing when detecting the toner image density is created with black toner.
[0008]
According to one embodiment of the present invention, a toner image serving as a reference for the density detection sampling timing is formed a plurality of times in one density control step.
[0009]
According to another embodiment of the present invention, when a toner image serving as a reference for the density detection sampling timing is formed in a half tone, it is formed under a latent image forming condition different from that at the time of image formation.
[0010]
According to another embodiment of the present invention, when forming a toner image as a reference for the density detection sampling timing in a halftone, the image is not subjected to a pseudo halftone process.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the image forming apparatus according to the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
[0012]
In the examples described below, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in the examples should be appropriately changed according to the configuration of the apparatus to which the present invention is applied and various conditions. The present invention is not intended to limit the scope of the present invention to the following examples.
[0013]
Example 1
FIG. 1 shows a schematic sectional configuration of an embodiment of an image forming apparatus capable of embodying the present invention. The configuration of the image forming apparatus has been described briefly above, but will be described in further detail.
[0014]
In this embodiment, the image forming apparatus is a color laser printer, has a plurality of process cartridges 7 (7Y, 7M, 7C, 7BK), and each process cartridge 7 (7Y, 7M, 7C, 7BK). A so-called four-drum, in which an image formed on the first image carrier 1 provided is once multiplex-transferred to an intermediate transfer member 8 as a second image carrier to obtain a full-color print image. It is a system (in-line) printer.
[0015]
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, an endless intermediate transfer belt 8 as an intermediate transfer member is suspended around a driving roller 8a, a tension roller 8b, and a secondary transfer opposing roller 8c, and moves in the direction of the arrow in the figure. It is rotating. In the process cartridge 7, four process cartridges 7Y, 7M, 7C, and 7BK are arranged in series with the intermediate transfer belt 8 corresponding to each color, that is, yellow Y, magenta M, cyan C, and black BK.
[0016]
Hereinafter, the process cartridge 7 (7Y, 7M, 7C, 7BK) will be described with reference to FIG. Since the process cartridges 7Y, 7M, 7C, and 7BK have the same configuration, the process cartridge 7Y that develops yellow toner will be described.
[0017]
The process cartridge 7Y has a rotating drum type electrophotographic photosensitive member as an image carrier, that is, the photosensitive drum 1. The photosensitive drum 1 is an organic photoconductor (OPC) drum having an outer shape of 50 mm and a process speed of 100 mm / s, which is a drum peripheral speed centered on a central support shaft, that is, an image forming speed, which is indicated by an anticlockwise arrow. It is driven to rotate in the direction.
[0018]
Although not shown, the photosensitive drum 1 has a subbing layer that suppresses light interference and improves the adhesiveness of an upper layer, a photocharge generation layer, and a surface of an aluminum cylinder (conductive drum substrate). It has a configuration in which three layers of a charge transport layer (thickness: 20 μm) are sequentially applied from the bottom.
[0019]
In the charging step, a voltage under a predetermined condition is applied to the charging roller 2 as charging means, and the surface of the photosensitive drum 1 is uniformly charged to a negative polarity. The length of the charging roller 2 in the longitudinal direction is 320 mm, and the charging roller 2 has a three-layer structure in which a lower layer 2b, an intermediate layer 2c, and a surface layer 2d are sequentially stacked from the bottom around a cored bar (supporting member) 2a.
[0020]
The lower layer 2b is a foamed sponge layer for reducing charging noise, the intermediate layer 2c is a conductive layer for obtaining uniform resistance as a whole of the charging roller, and the surface layer 2d has defects such as pinholes on the photosensitive drum 1. This is a protective layer provided to prevent the occurrence of a leak even if it is present.
[0021]
The charging roller 2 rotatably holds both ends of the cored bar 2 a by bearing members, and urges the pressing bar in the direction of the photosensitive drum 1 with a pressing spring to apply a predetermined pressing force to the surface of the photosensitive drum 1. The photosensitive drum 1 is rotated under the pressure.
[0022]
Then, a predetermined vibration voltage (bias voltage Vdc + Vac) obtained by superimposing the AC voltage Vac of the frequency f on the DC voltage Vdc from the power supply 20 is applied to the charging roller 2 via the cored bar 2a, so that the rotating photosensitive drum 1 is rotated. The peripheral surface is charged to a predetermined potential.
[0023]
In this embodiment, the photosensitive drum 1 was uniformly charged to -600 V with the frequency f = 1000 Hz and Vac = 1600 V as the charging AC bias component, Vdc = -600 V as the DC bias component.
[0024]
After the photosensitive drum 1 is uniformly charged to a predetermined polarity and potential by the charging roller 2, exposure means (not shown), that is, a color separation / imaging exposure optical system for a color original image, A first color component image (yellow component image) of a target color image is received by receiving image exposure 3 by a scanning exposure system or the like by a laser scan that outputs a laser beam modulated in accordance with a series electric digital pixel signal. A formed electrostatic latent image is formed. In this embodiment, the exposed portion potential was set to -150V.
[0025]
Next, the electrostatic latent image is developed by a first developing device 4 as a developing unit, that is, a yellow developing device with yellow toner as a first color.
[0026]
Here, the developing device 4 will be described with reference to FIG.
[0027]
In the present embodiment, the developing device 4 is a two-component contact developing device, that is, a two-component magnetic brush developing device, and includes a developer containing a carrier and a toner on a developing sleeve 41 as a developer carrying member, which includes a magnet roller. Holding.
[0028]
A developer regulating blade 42 is provided on the developing sleeve 41 with a predetermined gap, and a thin developer layer is formed on the developing sleeve 41 as the developing sleeve 41 rotates in the direction of arrow C.
[0029]
The developing sleeve 41 is disposed so as to have a predetermined gap with the photosensitive drum 1, so that during development, the developer thin layer formed on the developing sleeve 41 can be developed in a state of contact with the photosensitive drum 1. Is set to
[0030]
The developing device 4 includes stirring screws 43 and 44 for stirring the developer, which rotates in synchronization with the rotation of the sleeve, and has a function of stirring the replenished toner and the carrier to give a predetermined tribo to the toner. I have.
[0031]
On the upstream side wall surface of the screw 44 of the developing device 4, a sensor 45 for detecting a change in the magnetic permeability of the developer to detect the toner concentration in the developer is provided. An opening is provided.
[0032]
After performing the developing operation, the developer is carried to the position of the sensor 45, where the toner density is detected. In order to maintain the toner concentration in the developer constant according to the detection result, the screw 51 in the developer supply unit 5 is rotated as appropriate, and toner is supplied through the opening 46 of the developing device 4.
[0033]
The replenished toner is conveyed by a screw 44, mixed with a carrier and provided with an appropriate tribo, is conveyed to the vicinity of the sleeve 41, is formed into a thin layer on the developing sleeve 41, and is subjected to development.
[0034]
Specifically, a developing bias of Vdc = −400 V, Vac = 1800 V, and a frequency of 2300 Hz is applied to develop the exposed portion potential Vl = −150 V on the photosensitive drum 1.
[0035]
The visible image (developer image) on the photosensitive drum 1 is transferred to the intermediate transfer belt 8 by a flexible electrode 9 as a first transfer unit, as shown in FIG. That is, the yellow image formed on the photosensitive drum 1 enters the primary transfer nip with the intermediate transfer belt 8. In the primary transfer nip, a flexible electrode 9 is brought into contact with the back side of the intermediate transfer belt 8. The flexible electrode 9 has primary transfer bias sources 9a to 9d so that a bias can be independently applied to each port.
[0036]
The intermediate transfer belt 8 first transfers a yellow image at a first color port. Next, the intermediate transfer belt 8 sequentially performs multiple transfer of each color image of a magenta image, a cyan image, and a black image from each of the photosensitive drums 1 corresponding to each color through the same process as described above at each port.
[0037]
In the present embodiment, a voltage of +350 V was applied as the primary transfer bias for all of the first to fourth colors in consideration of the transfer efficiency for the toner image developed to the exposure portion potential Vl (-150 V).
[0038]
The four-color full-color image formed on the intermediate transfer belt 8 is then collectively transferred to a transfer material P as a recording material by a secondary transfer roller 10 as a second transfer means, and is fused and fixed by a fixing device (not shown). To obtain a color print image.
[0039]
The secondary transfer residual toner remaining on the intermediate transfer belt 8 is blade-cleaned by the intermediate transfer belt cleaner 11 to prepare for the next image forming process.
[0040]
As the material of the intermediate transfer belt 8, a material that expands and contracts is not desirable in order to improve the registration at each color port, and a resin-based material, a rubber belt containing a metal core, or a resin + rubber belt is desirable.
[0041]
In this example, a resin belt in which carbon was dispersed in PI (polyimide) and the volume resistance was controlled to the order of 10 8 Ω · cm was used. The thickness is 80 μm, the longitudinal direction is 320 mm, and the entire circumference is 900 mm.
[0042]
As the flexible electrode 9, a carbon-dispersed high-density polyethylene having sufficient flexibility and abrasion resistance and capable of controlling low resistance was used. The volume resistance is 10 4 Ω · cm or less, the thickness is 500 μm, and the length in the longitudinal direction is 315 mm, so as to avoid leakage with the photosensitive drum 1.
[0043]
Next, the image density control which is a feature of the present invention will be described.
[0044]
According to the present embodiment, as shown in FIG. 4, the toner image for density control starts with the toner patches of the black BK level 255, and the yellow, 32, 64, 96, 128, 160, 192, 224, 255, 32, 64, 96, 128, 160, 192, 224, 255 for magenta M, 32, 64, 96, 128, 160, 192, 224, 255 for cyan C, 32, 64, 96, 128 for black BK , 160, 192, 224, 255 in this order, toner patches of each color and each gradation level are formed, detected by the light density detection sensor 13, and the γLUT is controlled.
[0045]
Here, the reason why the 255 level of black BK is arranged at the head of the toner patch is that the sampling start position of the toner patch can be easily specified for the following reason.
[0046]
Generally, the sensor output with respect to the density of black (BK) toner in the regular reflection type light density detection sensor 13 in which the light receiving unit 13b is in the regular reflection direction of the measured object with respect to the light emitting unit 13a is as shown in FIG.
[0047]
That is, the regular reflection type optical density detection sensor 13 does not basically look at the reflected light of the toner itself, but how the background of the reflected light, that is, the intermediate transfer belt 8 in the present embodiment, depends on the toner. This is because the density is detected depending on whether the image is covered. Therefore, the higher the density, the more the base is covered, so that the reflected light decreases.
[0048]
However, the sensor outputs for the densities of the yellow, magenta M, and cyan C toners are as shown in FIG.
[0049]
This is because, as in the case of black (BK) toner, the reflected light decreases as the density increases until the background is covered to some extent, but the background is covered to some extent and the toner amount increases further. This is because the reflected light from the toner itself increases as the distance increases, and the influence of the reflected light increases.
[0050]
By the way, rather than simply determining the toner patch sampling timing at a predetermined timing, it is more accurate to determine the toner patch sampling timing by detecting a change in the sensor output, resulting in a smaller patch size, The control time can be shortened. Therefore, in the present embodiment, the time when the sensor output becomes smaller than a predetermined threshold value is used as the reference of the sampling timing.
[0051]
Therefore, it is desirable that the sensor output of the leading toner patch, which serves as a reference for the sampling timing, is significantly different from that of the base toner patch. For this reason, in the present embodiment, a black (BK) toner is used as a reference for the sampling timing instead of a color toner such as yellow (Y), magenta (M), and cyan (C).
[0052]
As shown in FIG. 7, in the case of the color toner, the sensor output threshold, which is a reference for the sampling timing, has to be increased, and there is a possibility that an erroneous determination may be caused depending on unevenness of the background, variation in the sensor, and the like. On the other hand, in the case of the black (BK) toner, as shown in FIG. 8, the sensor output threshold value used as the reference for the sampling timing can be made lower, so that the sampling timing can be reliably detected.
[0053]
When the specular reflection type optical density detection sensor 13 is used as in the present embodiment, by performing the density detection sampling timing with black (BK) toner, it is possible to reliably and accurately detect the sampling timing.
[0054]
Example 2
The present embodiment is an embodiment that is effective in saving the toner amount in the sampling timing reference patch in the first embodiment. The description of the same parts as in the first embodiment is omitted.
[0055]
In the first embodiment, the density detection sampling timing reference patch is formed at 255 levels of black BK. However, in the present embodiment, the threshold can be sufficiently reduced even at about 160 levels by devising.
[0056]
That is, in the present embodiment, as shown in FIG. 9, the density detection sampling timing reference patch has 160 levels, and unlike the normal image formation, the image does not pass through the pseudo halftone processing by the dither method or the error diffusion method. Signal system.
[0057]
The relationship between the density vs. output of the regular reflection type optical density detection sensor 13 differs for each halftone processing type. This is because, as described in the first embodiment, the regular reflection type optical density detection sensor 13 does not basically look at the reflected light of the toner itself, but a base having a large reflected light, that is, in this embodiment, This is because the density is detected based on how the intermediate transfer belt 8 is covered with the toner. Therefore, even when the toner density is the same, a lower density is obtained when the toner is uniformly applied over the entire surface as shown in FIG. 10A than when the toner is applied in a dot concentration type as shown in FIG. , The reflected light is reduced and the output is reduced. FIG. 11 shows a graph of the sensor output with respect to the concentration at this time.
[0058]
As understood from the above, the sensor output becomes smaller when dots are not concentrated even at the same density, and the sensor output threshold value can be made lower. Therefore, the sampling timing can be reliably detected.
[0059]
Therefore, in this embodiment, a density detection sampling timing reference patch is formed by an image signal that does not pass through the pseudo halftone processing unit so that dots are not concentrated at all.
[0060]
In a system using the specular reflection type optical density detection sensor 13 as in the present embodiment, the density detection sampling timing reference patch is output without passing through the pseudo halftone processing, so that even if a patch is formed in halftone, it can be surely formed. The sampling timing can be detected.
[0061]
Example 3
This embodiment is an application of the first embodiment, and corresponds to a case where the density control patch pattern is longer than that of the first embodiment. The description of the same parts as in the first embodiment will be omitted.
[0062]
In the first embodiment, the γLUT corresponding to one type of pseudo halftone processing is controlled. However, in the present embodiment, three types of pseudo halftone processing are switched according to the printer or copy mode, and each γLUT is controlled. Control.
[0063]
Having three types of density control patch patterns inevitably increases the length. Therefore, if the density detection sampling timing is controlled only at the beginning of the patch, the sampling timing will be shifted as the sampling period and the temporal size of the patch are not integral multiples as the end of the patch is approached.
[0064]
Therefore, in this embodiment, the density control patches are arranged as shown in FIG. 12 for the three types of pseudo halftone processing types A, B, and C.
[0065]
That is, in order to share the density detection sampling timing reference patch and the density control patch, 255 levels of the black BK of the pseudo halftone processing type A start at 32, 64, 96, 128, 160, 192, 224, and then , 255, 32, 64, 96, 128, 160, 192, and 224 of the pseudo-halftone processing type A, and 255 of the magenta M of the pseudo-halftone processing type A, instead of the flak BK of the pseudo halftone processing type B , 32, 64, 96, 128, 160, 192, 224, 255, 32, 64, 96, 128, 160, 192, 224 of cyan C of pseudo halftone processing type A, and black BK of pseudo halftone processing type B , 255, 32, 64, 96, 128, 160, 192, 224, and 255, 32, 64, 96, 128, 16 of yellow Y of the pseudo halftone processing type B , 192, 224, 255, 32, 64, 96, 128, 160, 192, 224 of magenta M of pseudo halftone processing type B, and 255, 32, 64, 96, 128 of cyan C of pseudo halftone processing type B , 160, 192, 224, 255, 32, 64, 96, 128, 160, 192, 224 of black BK of pseudo halftone processing type C, and 255, 32, 64, 96 of yellow Y of pseudo halftone processing type C , 128, 160, 192, 224, 255, 32, 64, 96, 128, 160, 192, 224 of magenta M of pseudo halftone processing type C, 255, 32, 64 of cyan C of pseudo halftone processing type C , 96, 128, 160, 192, 224, and sampling timings in the black BK255 toner patch in each pseudo halftone process. Re-detection, and to adjust. This makes it possible to reliably detect the sampling timing even when detecting a relatively long density control patch as in the present embodiment.
[0066]
Example 4
FIG. 13 shows another embodiment of the image forming apparatus of the present invention. In the first to third embodiments, the image forming apparatus of the present invention is a color laser printer, and includes a plurality of process cartridges 7 (7Y, 7M, 7C, 7BK) as shown in FIG. The image formed on the first image carrier 1 provided in the printer is temporarily and multiplex-transferred to an intermediate transfer member 8 as a second image carrier, thereby obtaining a full-color print image. Although described as an inline) printer, the image forming apparatus of the present embodiment is different from the previous embodiment in that the intermediate transfer belt 8 as the intermediate transfer body of the previous embodiment is a recording material transport belt 8A as a recording material transport body. Is different.
[0067]
The process cartridge 7 and other members have the same configuration, and components having the same configuration and function are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.
[0068]
In this embodiment, the image formed on the first image carrier 1 provided in each process cartridge is continuously multiplex-transferred onto the recording material P carried and conveyed by the recording material conveyance belt 8A, and is subjected to full-color printing. An image is obtained.
[0069]
In the image forming apparatus of the present embodiment, a toner patch similar to that described in the first to third embodiments is created on the recording material conveying belt 8A and detected by the density detection sensor 13, and the principle of the present invention is applied. By doing so, the same functions and effects as those of the first to third embodiments can be achieved.
[0070]
In the first to fourth embodiments, a process cartridge type device in which the photosensitive drum 1, the charging roller 2, and the developing device 4 are included in the process cartridge 7 so as to be detachable and replaceable with respect to the printer body at a time. However, it is not limited to this.
[0071]
Further, the image forming process of the image forming apparatus is not limited to that of the above-described embodiment, and may be optional.
[0072]
【The invention's effect】
As described above, the present invention forms an electrostatic latent image on an image carrier, converts the electrostatic latent image into a toner image by a developing unit, and converts the toner image into an intermediate transfer member or a recording material. Density detection sampling timing when detecting the toner image density in an image forming apparatus that transfers the toner image density to the intermediate transfer body or the recording material transport body using regular reflection light. Since the toner image serving as the reference is created with black toner, the density detection sampling timing at the time of density control can be reliably performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of an embodiment of an image forming apparatus capable of embodying the present invention.
2 is a schematic configuration diagram of a process cartridge used in the image forming apparatus of FIG. 1; FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a light density detection sensor;
FIG. 4 is a diagram showing an arrangement of density control patches shown in the first embodiment.
FIG. 5 is a diagram illustrating an output with respect to density when black (BK) toner is detected by the light density detection sensor according to the first exemplary embodiment.
FIG. 6 is a diagram illustrating an output with respect to density when a color toner is detected by the light density detection sensor according to the first exemplary embodiment.
FIG. 7 is a diagram illustrating threshold values when color toner is detected by the light density detection sensor according to the first embodiment.
FIG. 8 is a diagram showing threshold values when BK toner is detected by the light density detection sensor shown in the first embodiment.
FIG. 9 is a block diagram of image processing during a countermeasure sequence of the image forming apparatus according to the first exemplary embodiment.
FIG. 10 illustrates a difference in sensor output due to a difference in halftone processing of the image forming apparatus according to the second exemplary embodiment.
FIG. 11 is a diagram illustrating an output with respect to density due to a difference in halftone processing of the image forming apparatus according to the second exemplary embodiment.
FIG. 12 is a diagram showing an arrangement of density control patches shown in the third embodiment.
FIG. 13 is an overall configuration diagram of another embodiment of an image forming apparatus capable of embodying the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Photoconductor (photosensitive drum)
2 Charging roller (charging means)
3 Image exposure 4 Developing device (developing means)
6 Cleaner 7 Process Cartridge 8 Intermediate Transfer Belt (Intermediate Transfer Body)
8A recording material conveyance belt (recording material conveyance body)
13 Density detection means (light density detection sensor)
