JP2004279671A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】画像形成装置の中間転写体に形成するトナー画像の濃度を検知して、カラー画像の各色の濃度を制御するに際して、中間転写体に転写した基準画像の検知の動作を良好に行い得るようにする。
【解決手段】画像形成装置の中間転写体をベルト状の部材により構成し、基準画像の濃度を検知するために、その所定の位置に画像濃度センサ１５を配置し、収容ケース１０に設けた窓部１１で検知の動作を行わせる。前記画像濃度センサ１５は弾性体１６と駆動手段１７によりガイドレール１３に沿って移動可能に設け、検知の動作を行う際にのみ、窓部１１の位置において、画像濃度の検知を行うようにする。
【選択図】 図５
【解決手段】画像形成装置の中間転写体をベルト状の部材により構成し、基準画像の濃度を検知するために、その所定の位置に画像濃度センサ１５を配置し、収容ケース１０に設けた窓部１１で検知の動作を行わせる。前記画像濃度センサ１５は弾性体１６と駆動手段１７によりガイドレール１３に沿って移動可能に設け、検知の動作を行う際にのみ、窓部１１の位置において、画像濃度の検知を行うようにする。
【選択図】 図５
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像担持体や中間転写体上に形成されたトナー画像の濃度を検出して、画像濃度を画像データに対応させて一定の濃度に安定させるとともに、トナー画像の濃度検出手段のトナーによる汚れを防止する手段を設けた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、絶縁性のトナーと磁性体キャリヤとを混合してなる２成分系の現像剤を用いる画像形成装置では、トナー濃度が低下すると画像濃度が低下してくる。そこで、感光体または中間転写体に対して、トナー基準画像を形成して、この画像濃度をトナー濃度検知手段により検知し、その検出されたデータに応じて、トナーを補給することや、印加バイアス値を調整して、画像データに忠実な画像濃度を得るような手段が用いられている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特願平８−３０５３３８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来例に示されているような方法を用いる場合でも、例えば、中間転写体に転写される濃度検知用のトナーが、前記中間転写体の回転時の振動や、クリーニング手段であるブレードが接触する際に飛散する等の影響により、トナー濃度検出手段であるるセンサの検知面が汚れることがあり、トナー画像の濃度を正確に検知できなくなる等の問題がある。
【０００５】
本発明は、濃度の検知を行うためのセンサが汚れることによるトナー濃度の誤検知を防止し、画像データに忠実な画像濃度が得られる装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、中間転写体に、異なる階調データで形成した複数の基準画像のトナー濃度を求めて、画像濃度が画像データに応じて一定となるよう制御する画像形成装置に関する。請求項１の発明は、各階調データの基準画像に対するトナー濃度検出手段としての画像濃度センサの出力特性を予め求めて記憶手段に格納し、単位面積当りのトナー使用量の少ない階調データで形成した複数の基準画像のみを用いて、濃度制御を行うことを特徴とする。
【０００７】
請求項２の発明は、中間転写体に、異なる階調データで形成した複数の基準画像のトナー濃度を求めて、画像濃度が画像データに応じて一定となるよう制御する画像形成装置において、前記階調データに応じて、形成する基準画像の副走査方向の幅を変えると同時に、トナー濃度検出手段の出力を取り込むサンプリング周期を変化させることを特徴とする。
【０００８】
請求項３の発明は、中間転写体に転写した基準画像のトナー濃度を求めて、画像濃度が画像データに応じて一定となるよう制御する画像形成装置において、中間転写体に接離する紙転写ローラを有した紙転写部よりも中間転写体の移動方向に対して下流側にトナー濃度検出手段を設け、トナー濃度制御のための基準トナー像が紙転写部を通過時に紙転写ローラを中間転写部に接触させて圧力をかけるとともに、トナーの帯電電位と同極性のバイアスを紙転写部の紙転写ローラに印加させることを特徴とする。
【０００９】
請求項４の発明は、中間転写体に転写した基準画像のトナー濃度を求めて、画像濃度が画像データに応じて一定となるよう制御する画像形成装置において、中間転写体に接離する紙転写ローラを有した紙転写部よりも中間転写体の移動方向に対して下流側にトナー濃度検出手段を設け、トナー濃度制御のための基準トナー像が紙転写部を通過時に紙転写ローラを中間転写部に接触させて圧力をかけるとともに、トナーの帯電電位と同極性のバイアスを紙転写部の紙転写ローラに印加させることを特徴とする。
【００１０】
請求項５の発明は、画像担持体に形成されたトナー像が転写される中間転写体と、前記中間転写体に転写された基準トナー像の濃度を検出するトナー濃度検出手段を有し、中間転写体に転写した基準画像のトナー濃度を求めて、画像濃度が画像データに応じて一定となるよう制御する画像形成装置において、基準トナー像が中間転写体に転写されたのちトナー濃度検出手段を通過するまでは、前記中間転写体の移動速度を転写時の移動速度よりも低速とし、前記基準トナー像が前記トナー濃度検出手段を通過後は、前記中間転写体の移動速度を転写時の移動速度に戻すよう、中間転写体の駆動制御を行うことを特徴とする。
【００１１】
請求項６の発明は、画像担持体に形成されたトナー像が転写される中間転写体と、前記中間転写体に転写された基準トナー像の濃度を検出するトナー濃度検出手段を有し、中間転写体に転写した基準画像のトナー濃度を求めて、画像濃度が画像データに応じて一定となるよう制御する画像形成装置において、基準トナー像が中間転写体に転写されたのちトナー濃度検出手段を通過するまでは、前記中間転写体の移動速度を転写時の移動速度よりも低速とし、前記基準トナー像が前記トナー濃度検出手段を通過後は、前記中間転写体の移動速度を転写時の移動速度に戻すよう、中間転写体の駆動制御を行うことを特徴とする。
【００１２】
請求項７の発明は、画像担持体に形成されたトナー像が転写される中間転写体と、前記中間転写体に転写された基準トナー像の濃度を検出するトナー濃度検出手段と、中間転写体のトナーをクリーニングするために、前記中間転写体に接離するクリーニングブレードを設け、前記中間転写体に転写した基準画像のトナー濃度を求めて、画像濃度が画像データに応じて一定となるよう制御する画像形成装置において、前記クリーニングブレード接触時は、トナー濃度検出手段の検出面を、前記中間転写体の対向面から退避する手段を備えたことを特徴とする。
【００１３】
請求項８の発明は、画像担持体に形成されたトナー像が転写される中間転写体と、前記中間転写体に転写された基準トナー像の濃度を検出するトナー濃度検出手段と、中間転写体のトナーをクリーニングするために、前記中間転写体に接離するクリーニングブレードを設け、前記中間転写体に転写した基準画像のトナー濃度を求めて、画像濃度が画像データに応じて一定となるよう制御する画像形成装置において、前記クリーニングブレード接触時は、トナー濃度検出手段の検出面を、前記中間転写体の対向面から退避する手段を備えたことを特徴とする。
【００１４】
請求項９の発明は、画像担持体に形成されたトナー像が転写される中間転写体と、前記中間転写体に転写された基準トナー像の濃度を検出するトナー濃度検出手段と、中間転写体のトナーをクリーニングするために、前記中間転写体に接離するクリーニングブレードを設け、前記中間転写体に転写した基準画像のトナー濃度を求めて、画像濃度が画像データに応じて一定となるよう制御する画像形成装置において、前記クリーニングブレード接触時は、トナー濃度検出手段の検出面を遮蔽することを特徴とする。
【００１５】
請求項１０の発明は、画像担持体に形成されたトナー像が転写される中間転写体と、前記中間転写体に転写された基準トナー像の濃度を検出するトナー濃度検出手段と、中間転写体のトナーをクリーニングするために、前記中間転写体に接離するクリーニングブレードを設け、前記中間転写体に転写した基準画像のトナー濃度を求めて、画像濃度が画像データに応じて一定となるよう制御する画像形成装置において、前記クリーニングブレード接触時は、トナー濃度検出手段の検出面を遮蔽することを特徴とする。
【００１６】
請求項１１の発明は、トナー濃度検出手段の検出面を中間転写体の対向面への移動、またはトナー濃度検出手段の検出面と中間転写体の対向面とが対向する窓を開閉する手段を設け、基準トナー画像のトナー濃度検出時のみ、トナー濃度検出手段の検出面を中間転写体面へ移動させるか、または中間転写体への窓を開口するよう制御することを特徴とする。
【００１７】
請求項１２の発明は、トナー濃度検出手段の移動時または検出用窓の開閉時に、トナー濃度検出手段の検出面が清掃されるよう、トナー濃度検出手段の検出面の清掃手段を設けたことを特徴とする。
【００１８】
請求項１３の発明は、中間転写体と、中間転写体の移動面に対向して配置した画像形成手段を複数有し、画像形成手段は１つの画像担持体と書き込みビームと、この画像担持体に書き込みビームにより形成される静電潜像を現像する少なくとも２つの現像手段と、前記現像手段を択一的に選択して駆動する切り替え手段とで構成されることを特徴とする。
【００１９】
本発明の装置は、前述したように構成したものであるから、前記請求項１の画像形成装置によれば、トナー量が少ないパターンで基準画像のトナー濃度を検知でき、画像移動中やクリーニング時にトナーが飛散することによるトナー濃度検知手段としてのトナーセンサの汚れを防止できる。請求項２によれば、トナー量の多い階調（パターン）画像の時には、トナー画像の形成領域を短くすることで、画像濃度の測定に際して画像に使用されるトナーの総量を抑制でき、画像移動中やクリーニング時に、トナーが飛散することを少なくできてトナーセンサの汚れを防止できる。
【００２０】
請求項３の画像形成装置によれば、中間転写体に対して静電気力だけで付着しているトナーに対して、押圧作用を加えることで付着力を増加させるので、中間転写体の移動中に振動等が加えられた場合でも、トナーの飛散を減少させることができ、トナー濃度検知手段としての画像濃度センサの汚れを抑制することができる。また、請求項４によれば、基準画像に用いるトナー量を少なくした上に、中間転写体に対するトナーの付着力を増大させることで、トナーが飛散することを抑制できる。さらに、請求項５によれば、基準画像が形成された中間転写体を低速で駆動するので、中間転写体を移動させる際の振動等を抑制でき、トナーが飛散することを抑止できる。請求項６によれば、基準画像を形成する際のトナー量を少なくできて、中間転写体に対するトナーの付着力を増大させたうえで、中間転写体を低速で駆動するので、トナーが飛散することを抑制でき、画像濃度センサの汚れを抑制することができる。
【００２１】
請求項７の画像形成装置によれば、中間転写体上のトナー画像のクリーニング時に、画像濃度センサを中間転写体との対向位置から退避させるので、クリーニング時にトナーの飛散が激しくても、センサの検知面に汚れが付着することを防止できる。また、請求項８によれば、基準画像のトナーを少なくし、中間転写体への付着力を増大させるととも、中間転写体を低速で駆動するモードを設定し、さらに、中間転写体のトナー画像を除去する際に、画像濃度センサを検知部から退避させるので、中間転写体の振動のみでなしに、クリーニングに際してのトナーの飛散を抑制できて、センサの検知面に汚れが付着することを防止できる。さらに、請求項９によれば、中間転写体が担持するトナー画像のクリーニング時に、画像濃度センサにより検知するための窓部を遮蔽するので、クリーニングの際にトナーが飛散しても、センサの検知面に汚れが付着することを防止できる。
【００２２】
請求項１０の画像形成装置によれば、基準画像のトナーを少なくし、中間転写体への付着力を増大させるととも、中間転写体を低速で駆動するモードを設定し、さらに、中間転写体のトナー画像を除去する際に、画像濃度センサにより検知する窓部を遮蔽するので、中間転写体の振動のみでなしに、クリーニングに際してのトナーの飛散を抑制できて、センサの検知面に汚れが付着することを防止できる。また、請求項１１によれば、画像濃度センサの移動または窓部の開閉により、画像濃度センサが作動する時にだけ窓部を開くように制御するので、トナーが飛散することによるセンサの検知面の汚れを防止できる。さらに、請求項１２によれば、画像濃度センサの移動時または窓部の開閉時に、センサの検知面を清掃するようにしたので、画像濃度センサによる検知作用を良好な状態で行うことが可能となる。前記効果に加えて、請求項１３によれば、２ステーション構成の画像形成装置に、センサ面の汚れ防止手段を設けることで、小型で低コストの装置においても、画像濃度の安定した画像を形成することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図示される例にしたがって、本発明の実施例を説明する。図１に示す画像形成装置１は、フルカラー複写機またはプリンタとして構成される装置の例で説明しており、画像形成手段２０には、２つの画像形成用のステーション２１、２２を配置して、前記各ステーションには、１つの感光体ドラムに対して２つの現像器を配置している。そして、前記感光体ドラムに形成されるトナー画像を、中間転写体２に重ねて転写したものを、用紙に転写する位置で用紙の背後からバイアス電位を印加し、トナー画像を転写するように構成している。前記画像形成部２０においては、第１ステーション２１と第２ステーション２２とを配置しており、前記第１ステーション２１には、画像担持体としての１つの感光体ドラム２３に対して、２つの現像器２６、２７を組み合わせている。また、第２ステーション２２においても、２つの現像器２６ａ、２７ａを１つの感光体ドラム２３ａに対して配置している。前記２つの感光体ドラム２３、２３ａに対して組み合わせる４つの現像器には、例えば、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）とブラック（Ｂｋ）の各色のトナーを収容し、画像形成装置の制御装置に設定された情報にもとづいて、各色のトナー画像を感光体ドラムにそれぞれ形成して、その単色のトナー画像を中間転写体２に順次転写する。
【００２４】
前記画像形成部２０に設けている２つのステーション２１、２２においては、各感光体ドラム２３、２３ａに対する画像形成部は同一の構造のものとして構成しているのであるから、この構成を、第１ステーション２１で説明する。この例において、一般的な電子写真方式を用いた画像形成装置の場合と同様に、画像担持体としての感光体ドラム２３の周囲には、帯電手段２４とクリーニング装置２５および現像器２６、２７をそれぞれ配置しており、中間転写体２の裏面側には、感光体ドラム２３に形成したトナー画像を中間転写体２に転写させるための転写手段２８を配置している。また、前記感光体ドラム２３に対してレーザ光を照射するために、走査型書き込み手段として、レーザ光を照射する書き込み装置３０を設けているが、前記書き込み装置３０に対して画像の光を照射するためのレーザ光出力手段については、その説明を省略している。
【００２５】
前述したように構成した画像形成部においては、感光体ドラム２３は図の矢印方向（時計方向）に回転しながら、帯電手段２４により一様に帯電され、書き込み装置３０から出力されるレーザ光により静電潜像が形成される。前記静電潜像に対して現像器２６から供給されるトナーが付着されて、トナー画像として顕像化される。そして、感光体ドラムに担持されたトナー画像は、中間転写体２に対応する位置で転写手段２８からバイアス電位が印加されることにより、中間転写体２に移転される。また、フルカラー画像を形成する場合には、ステーション２１、２２で２色のカラー画像をそれぞれ順次形成し、各転写部で中間転写体２に対して転写手段２８、２８ａによりカラー画像を重ねて転写することで、前記中間転写体２にカラートナー画像が重ねられて転写されたものを一度に用紙に転写して、図示を省略する定着装置を通して定着し、コピーを排出させる。
【００２６】
前記画像形成部２０の感光体ドラムに画像の書き込み光を照射するための露光手段として、走査型書き込み手段としての書き込み装置３０を設けている。前記書き込み装置３０においては、図示を省略する光出力手段からの光を、回転反射鏡（ポリゴンミラー）３１を介して複数のミラー３３、……とレンズ３２……を介して感光体ドラムに向けて照射し、感光体ドラムに照射したレーザ光により静電潜像を形成するように構成される。
【００２７】
前記画像形成部２０に対応させて配置し、感光体ドラムに形成したトナー画像を転写して担持する中間転写体２は、駆動ローラ３とガイドローラ４、４ａに支持されて、図の矢印方向に所定の速度で移動される。前記中間転写体２の移動速度は、画像形成部２０に配置する２つの感光体ドラム２３、２３の周速と同一に設定され、図示を省略する収容ケースに収容されて、中間転写体が担持するトナーが、周囲に飛散することがないようにカバーされる。また、前記中間転写体２に対して、トナー像を掻き取るためのクリーニングブレード６を配置するが、その動作については後で詳細に説明する。その他に、前記中間転写体２に形成されるトナー画像の画像濃度を検知するために、画像濃度センサ１５を配置しており、トナー画像の濃度を調整する際に、前記画像濃度センサ１５による濃度検知情報を用いて制御することにより、感光体ドラムに形成するトナー画像の濃度を調整可能にしている。
【００２８】
前述したような構成を設けた画像形成装置において、中間転写体２には、その所定の位置に基準位置検知用のマークを設けており、前記マークを検知手段（図示を省略）により検知して、トナー画像を形成する動作の開始のタイミングの情報として用いる。そして、前記中間転写体２の基準マークを検知すると、感光体ドラム２３に対して１色のトナー画像を形成し、そのトナー画像を中間転写体２に転写して、画像濃度をトナー濃度検知手段としての画像濃度センサ１５により検知し、その後に、クリーニングブレード６により中間転写体２のトナー画像を除去する。なお、前記クリーニングブレード６による清掃の動作は、トナー画像を用紙に転写した後で、残留するトナーを除去する際にも、前記クリーニングブレード６を図の矢印方向に移動（接離）させて行うもので、クリーニングブレード６として単純な構成のブレードを用いることの他に、従来公知の任意のクリーニング手段を用いることができる。
【００２９】
前記トナー画像の画像濃度の検知動作は、４色のカラー画像のそれぞれに対して順次行うことで、フルカラーコピーを作成する際に、各色のトナー画像の濃度を設定値に対して比較し、設定された濃度の範囲に調整する動作を行うようにする。前記画像濃度センサ１５には、１つの光源とカラートナー（Ｙ、Ｍ、Ｃ）の濃度を検出するセンサと、黒トナー（Ｂｋ）の濃度を検知するセンサとを設けている。また、前記画像濃度センサ１５は、中間転写体２の移動に伴う振動等の影響を受けないようにするためには、できるだけ駆動プーリ３に近接する位置に設けると良いが、クリーニング装置に近接した位置であると、ブレードにより除去したトナーが飛散して、センサの検知面が汚れる等の不都合が発生しやすいという問題がある。前記センサの検知面の汚れに対しては、後述するように、中間転写体２をケース内に収容しておき、センサに対応する部分に検知用の窓を設けておくことや、前記窓部を遮蔽板によりカバーする等の手段を用いることで解決可能にする。
【００３０】
前記画像濃度センサ１５により検知される画像濃度に関して、図２のグラフに説明するように、黒トナーを用いた場合には鎖線で示すように、検出電圧とトナー濃度の関係の曲線が得られる。また、カラートナー画像の場合には、図の実線で示すような曲線が得られる。この図２に見られるように、カラー用センサ、黒用センサともに、トナー濃度が低い時に大きく変化し、トナー濃度がある程度高くなるにしたがって、変化量は少なくなり、一定の値に近付くという傾向が見られる。なお、画像濃度が高い場合（高濃度側）では、濃度が高くなっても、検出値としては大きな変化がないが、高濃度の基準画像を形成することで、センサが汚れる可能性が高くなるとともに、トナーを無駄に消費してしまうという欠点がある。そこで、実際に画像濃度を測定する場合には、図２のＡ、Ｂの各点におけるトナー濃度が得られる階調データで基準画像を形成し、画像濃度センサ１５により画像濃度を検知するような手段を用いている。
【００３１】
前記図２に説明するようなトナー濃度と検出電圧の特性を、各色に対して求めておき、そのデータを記憶手段に格納し、前記グラフに設定するＡ点およびＢ点において、トナー濃度が得られる階調データで基準画像を形成し、その状態での画像濃度センサ１５の検出出力を求める。そして、求めた検出値と格納している階調データとを比較し、各点における各色の基準画像濃度（検出出力）を、あらかじめ格納しておいた値と同じになるように、トナーを補給ならびにバイアスを制御する等の調整を行う。前述したように、Ａ点およびＢ点での検出値を、あらかじめ格納しておいた階調データの値と同じくするような調整を、各色に対して行うことで、高濃度側の画像データでの濃殿調整も適正に行われるものと判断する。
【００３２】
なお、ここでは、前記Ａ、Ｂの２つの点をサンプリングに用いたが、前記２つの点を用いることに限定するものではなく、トナー濃度検出手段の特性が変化する複数の環境温度／湿度に対応させて、前記トナー濃度検出手段の出力特性を複数用意しておくと良い。また、前述したように、中間転写体に担持されるトナー量が少ない基準画像のみを複数基準として用いることで、トナー濃度制御の動作を行うに際して、中間転写体からのトナーの飛散や、濃度検知に際して使用するトナーを少なくすることができ、画像濃度センサの汚れが生じることを少なくすることが可能となる。
【００３３】
図３に示す例においては、単位面積あたりのトナー量の多い基準画像を形成して、画像濃度の測定を行う場合を説明している。このような測定方法を用いる場合には、中間転写体２に形成する副走査方向の画像サイズを短くすると同時に、センサの検出出力のサンプリング周期を短くすることが可能になる。この例において、Ｃ−１は低濃度のパターン形成領域信号で、Ｃ−２をその時のサンプリング周期とする。また、Ｄ−１はベタ画像のような、高濃度の基準画像形成領域信号で、Ｄ−２がそのサンプリング周期として示している。前記図３に示すように、画像領域が短くなった場合でも、検出出力をサンプリングする周波数を、前記画像領域に応じて短くすることで、ノイズの影響を低減させた出力結果、すなわちトナー濃度の情報を得ることができる。
【００３４】
前記中間転写体に形成する基準画像のトナー濃度の情報を得る際には、図４に説明するように、中間転写体２に対して紙転写ローラ５を離接させて、バイアス電圧を印加する動作を合わせて用いることで、トナーの中間転写体に対する付着力を高めて行うこともできる。前記紙転写ローラ５は、中間転写体２に形成したトナー画像を用紙に転写する際に用いるものであるが、基準画像のトナー濃度のデータを求める際にも使用可能であり、図の矢印方向に離接させるようにする。前記紙転写ローラ５を用いる場合には、トナー濃度の検知を行う際に、中間転写体２に形成した基準画像が用紙転写部を通過するタイミングで、紙転写ローラ５を中間転写体２に接触させ、用紙にトナー画像を転写する場合とは逆極性のバイアスを紙転写ローラ５に印加する。したがって、前記紙転写ローラ５を押圧して逆極性のバイアスを印加することにより、中間転写体２に対するトナーの付着性を向上させ、紙転写ローラ５にトナーが移転することを防止でき、トナーが周囲に飛散することを防止できる。
【００３５】
前記図１に示す例において、基準画像が各ステーションで形成され、中間転写体２に転写されてから、トナー濃度検知手段としての画像濃度センサ１５に達するまでの距離が長いので、前記中間転写体２の移動の際に発生する振動により、トナーが飛散することが想定される。そこで、前記中間転写体２に基準画像を転写した後で、中間転写体２の移動速度を減速するような駆動モードを設定して、基準画像が画像濃度センサ１５を通過してから、クリーニングブレード６によりクリーニングが終了するまでの間、低速で移動させるようにする。そして、中間転写体２が案内ローラ４や駆動ローラ３により離接する際に発生する振動の影響を受けることや、ベルト状の中間転写体自体が振動を発生しないように保護できるようにする。したがって、前記中間転写体２に形成した基準画像が除去された後で、中間転写体２の駆動速度を画像形成時の速度に戻して、所定の速度で駆動させることで、トナー画像の濃度の測定の際のトナーが飛散することでの汚れ等の発生を阻止できる。
【００３６】
また、前記図１、４に示す装置において、中間転写体２のトナーを掻き取るためのクリーニングブレード６は、出力画像または基準画像形成時に、中間転写体２に担持させた領域をクリーニングするため、クリーニング作業時には中間転写体２の表面に接し、クリーニングが終了すると中間転写体２に接する位置から離反するように構成される。前記中間転写体２は、図示を省略するが、装置本体の上に設ける収納ケース内に収納されて、感光体ドラムからの画像転写位置や用紙にトナー画像を転写する部分、その他の中間転写体に対応させた作業部分のみが、開口部等を介して外部に露出されている。
【００３７】
前記トナー濃度を検出する画像濃度センサ１５は、図５の平面図に示されるように、収容ケース１０の上側に形成した窓部１１に対応させて配置され、前記収容ケース１０上に設けたガイドレール１３に沿って移動されて、トナー濃度の検知作用を行う。前記画像濃度センサ１５を窓部１１の測定位置に対して往復移動させるために、バネのような弾性体１６と、ソレノイドのような駆動手段１７とを組み合わせて設け、トナー濃度の測定時にのみ、画像濃度センサ１５を動作位置におかれるように制御することができる。
【００３８】
そして、クリーニングブレード６が中間転写体２に対して接してクリーニング作用を行う際には、前記画像濃度センサ１５を窓部１１から離間させる位置に移動させるようにすることで、クリーニング作業時に飛散するトナーが、センサの検知部に付着しないように保護できる。したがって、前記画像濃度センサ１５をガイドレール１３に沿って移動させる機構を用いることで、画像濃度センサ１５の検出面と中間転写体２の表面の非検出面との距離が変化することがなく、トナー濃度の検知精度が変化することはないものとされる。なお、前述したように、画像濃度センサ１５の検知面と中間転写体２の表面との距離が変化しないようにできれば、前記画像濃度センサ１５の移動機構として、前記例示した手段の他に任意の移動手段を用いることも可能である。
【００３９】
前記構成に加えて、中間転写体２を収容するケース１０の窓部１１を遮蔽可能にする遮蔽板１８を設けておき、前記遮蔽板１８をクリーニングブレード６のブレードの移動に同期させて移動させるように構成することも可能である。そして、クリーニングブレード６によりクリーニング作用を行う際に、遮蔽板１８が窓部１１を遮蔽できるようにすれば、画像濃度センサ１５のセンサ面にトナーが付着することを防止できる。また、前記画像濃度センサ１５は、画像出力時または待機時には中間転写体２に対向しない位置に、停止保持させるように、その駆動機構を構成することができる。
【００４０】
前述したように、トナー濃度の検出作用を行う際にのみ、弾性体１６により保持される停止位置から、駆動手段１７により窓部１１の検知位置にまで移動させて、中間転写体２と画像濃度センサ１５とが対向する位置に停止させるよう制御する。そして、前記画像濃度センサ１５が検知位置に移動された際にのみ、前記窓部１１を遮蔽する遮蔽板１８を移動させて、窓部１１を開放するようにすれば、画像濃度センサ１５を保護する作用をより有効に行うことができる。なお、前記画像濃度センサ１５を移動させるタイミングと、窓部１１を開くタイミングは、中間転写体２に形成する基準画像が窓部１１を通過するタイミングに合わせて行うように、それ等の駆動部材の制御を行えば良く、前記各動作部材の駆動は、基準画像のサイズ等にもとづいて制御することが可能である。
【００４１】
前記図５に示すように、画像濃度センサ１５を窓部１１に対して移動可能に設け、窓部１１を遮蔽する手段を設けたとしても、画像濃度センサ１５の検知面に飛散するトナーが付着することが想定される。そこで、図６に示すように、画像濃度センサ１５の検知面を清掃する清掃部材１２を設けておき、前記画像濃度センサ１５の検知面を随時清掃できるようにすれば、トナー濃度を検知した情報を正確に得ることが可能になる。前記清掃部材１２としては、中間転写体２をカバーする収納ケース上に配置し、画像濃度センサ１５が移動する際に、その検知面が清掃部材１２に摺動するように設けると良い。前記清掃部材１２としては、任意のブラシ状の部材または、軟質のスポンジ等を用いることが可能であり、センサの窓部のガラスに傷付たりすることがない材料を用いて構成すれば良い。
【００４２】
【発明の効果】
本発明の装置は、前述したように構成したものであるから、請求項１の画像形成装置によれば、トナー量が少ないパターンで基準画像のトナー濃度を検知でき、画像移動中やクリーニング時にトナーが飛散することによるトナーセンサの汚れを防止できる。請求項２によれば、トナー量の多い階調（パターン）画像の時には、トナー画像の形成領域を短くすることで、画像濃度の測定に際して画像に使用されるトナーの総量を抑制でき、画像移動中やクリーニング時に、トナーが飛散することを少なくできてトナーセンサの汚れを防止できる。
【００４３】
請求項３の画像形成装置によれば、中間転写体に対して静電気力だけで付着しているトナーに対して、押圧作用を加えることで付着力を増加させるので、中間転写体の移動中に振動等が加えられた場合でも、トナーの飛散を減少させることができ、画像濃度センサの汚れを抑制することができる。また、請求項４によれば、基準画像に用いるトナー量を少なくした上に、中間転写体に対するトナーの付着力を増大させることで、トナーが飛散することを抑制できる。さらに、請求項５によれば、基準画像が形成された中間転写体を低速で駆動するので、中間転写体を移動させる際の振動等を抑制でき、トナーが飛散することを抑止できる。請求項６によれば、基準画像を形成する際のトナー量を少なくできて、中間転写体に対するトナーの付着力を増大させたうえで、中間転写体を低速で駆動するので、トナーが飛散することを抑制でき、画像濃度センサの汚れを抑制することができる。
【００４４】
請求項７の画像形成装置によれば、中間転写体上のトナー画像のクリーニング時に、画像濃度センサを中間転写体との対向位置から退避させるので、クリーニング時にトナーの飛散が激しくても、センサの検知面に汚れが付着することを防止できる。また、請求項８によれば、基準画像のトナーを少なくし、中間転写体への付着力を増大させるととも、中間転写体を低速で駆動するモードを設定し、さらに、中間転写体のトナー画像を除去する際に、画像濃度センサを検知部から退避させるので、中間転写体の振動のみでなしに、クリーニングに際してのトナーの飛散を抑制できて、センサの検知面に汚れが付着することを防止できる。さらに、請求項９によれば、中間転写体が担持するトナー画像のクリーニング時に、画像濃度センサにより検知するための窓部を遮蔽するので、クリーニングの際にトナーが飛散しても、センサの検知面に汚れが付着することを防止できる。
【００４５】
請求項１０の画像形成装置によれば、基準画像のトナーを少なくし、中間転写体への付着力を増大させるととも、中間転写体を低速で駆動するモードを設定し、さらに、中間転写体のトナー画像を除去する際に、画像濃度センサにより検知する窓部を遮蔽するので、中間転写体の振動のみでなしに、クリーニングに際してのトナーの飛散を抑制できて、センサの検知面に汚れが付着することを防止できる。また、請求項１１によれば、画像濃度センサの移動または窓部の開閉により、画像濃度センサが作動する時にだけ窓部を開くように制御するので、トナーが飛散することによるセンサの検知面の汚れを防止できる。さらに、請求項１２によれば、画像濃度センサの移動時または窓部の開閉時に、センサの検知面を清掃するようにしたので、画像濃度センサによる検知作用を良好な状態で行うことが可能となる。前記効果に加えて、請求項１３によれば、２ステーション構成の画像形成装置に、センサ面の汚れ防止手段を設けることで、小型で低コストの装置においても、画像濃度の安定した画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像形成装置の構成を示す説明図である。
【図２】トナー濃度と検出電圧の関係を示すグラフである。
【図３】画像領域の形成と検知のタイミングの関係の説明図である。
【図４】図１の応用例の説明図である。
【図５】画像濃度センサを移動させる手段の説明図である。
【図６】図５の別の実施例の説明図である。
【符号の説明】
１ 画像形成装置
２ 中間転写体
３・４ ガイドローラ、
５ 紙転写ローラ
６ クリーニングブレード
１０ 収容ケース
１１ 窓部
１２ 清掃部材
１３ ガイドレール
１５ 画像濃度センサ
１６ 弾性体
１７ 駆動手段
１８ 遮蔽板
２０ 画像形成部
２１・２２ ステーション
２３ 感光体ドラム
２４ 帯電手段
２５ クリーニング装置
２６・２７ 現像器
２８ 転写手段
３０ 書き込み装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像担持体や中間転写体上に形成されたトナー画像の濃度を検出して、画像濃度を画像データに対応させて一定の濃度に安定させるとともに、トナー画像の濃度検出手段のトナーによる汚れを防止する手段を設けた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、絶縁性のトナーと磁性体キャリヤとを混合してなる２成分系の現像剤を用いる画像形成装置では、トナー濃度が低下すると画像濃度が低下してくる。そこで、感光体または中間転写体に対して、トナー基準画像を形成して、この画像濃度をトナー濃度検知手段により検知し、その検出されたデータに応じて、トナーを補給することや、印加バイアス値を調整して、画像データに忠実な画像濃度を得るような手段が用いられている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特願平８−３０５３３８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来例に示されているような方法を用いる場合でも、例えば、中間転写体に転写される濃度検知用のトナーが、前記中間転写体の回転時の振動や、クリーニング手段であるブレードが接触する際に飛散する等の影響により、トナー濃度検出手段であるるセンサの検知面が汚れることがあり、トナー画像の濃度を正確に検知できなくなる等の問題がある。
【０００５】
本発明は、濃度の検知を行うためのセンサが汚れることによるトナー濃度の誤検知を防止し、画像データに忠実な画像濃度が得られる装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、中間転写体に、異なる階調データで形成した複数の基準画像のトナー濃度を求めて、画像濃度が画像データに応じて一定となるよう制御する画像形成装置に関する。請求項１の発明は、各階調データの基準画像に対するトナー濃度検出手段としての画像濃度センサの出力特性を予め求めて記憶手段に格納し、単位面積当りのトナー使用量の少ない階調データで形成した複数の基準画像のみを用いて、濃度制御を行うことを特徴とする。
【０００７】
請求項２の発明は、中間転写体に、異なる階調データで形成した複数の基準画像のトナー濃度を求めて、画像濃度が画像データに応じて一定となるよう制御する画像形成装置において、前記階調データに応じて、形成する基準画像の副走査方向の幅を変えると同時に、トナー濃度検出手段の出力を取り込むサンプリング周期を変化させることを特徴とする。
【０００８】
請求項３の発明は、中間転写体に転写した基準画像のトナー濃度を求めて、画像濃度が画像データに応じて一定となるよう制御する画像形成装置において、中間転写体に接離する紙転写ローラを有した紙転写部よりも中間転写体の移動方向に対して下流側にトナー濃度検出手段を設け、トナー濃度制御のための基準トナー像が紙転写部を通過時に紙転写ローラを中間転写部に接触させて圧力をかけるとともに、トナーの帯電電位と同極性のバイアスを紙転写部の紙転写ローラに印加させることを特徴とする。
【０００９】
請求項４の発明は、中間転写体に転写した基準画像のトナー濃度を求めて、画像濃度が画像データに応じて一定となるよう制御する画像形成装置において、中間転写体に接離する紙転写ローラを有した紙転写部よりも中間転写体の移動方向に対して下流側にトナー濃度検出手段を設け、トナー濃度制御のための基準トナー像が紙転写部を通過時に紙転写ローラを中間転写部に接触させて圧力をかけるとともに、トナーの帯電電位と同極性のバイアスを紙転写部の紙転写ローラに印加させることを特徴とする。
【００１０】
請求項５の発明は、画像担持体に形成されたトナー像が転写される中間転写体と、前記中間転写体に転写された基準トナー像の濃度を検出するトナー濃度検出手段を有し、中間転写体に転写した基準画像のトナー濃度を求めて、画像濃度が画像データに応じて一定となるよう制御する画像形成装置において、基準トナー像が中間転写体に転写されたのちトナー濃度検出手段を通過するまでは、前記中間転写体の移動速度を転写時の移動速度よりも低速とし、前記基準トナー像が前記トナー濃度検出手段を通過後は、前記中間転写体の移動速度を転写時の移動速度に戻すよう、中間転写体の駆動制御を行うことを特徴とする。
【００１１】
請求項６の発明は、画像担持体に形成されたトナー像が転写される中間転写体と、前記中間転写体に転写された基準トナー像の濃度を検出するトナー濃度検出手段を有し、中間転写体に転写した基準画像のトナー濃度を求めて、画像濃度が画像データに応じて一定となるよう制御する画像形成装置において、基準トナー像が中間転写体に転写されたのちトナー濃度検出手段を通過するまでは、前記中間転写体の移動速度を転写時の移動速度よりも低速とし、前記基準トナー像が前記トナー濃度検出手段を通過後は、前記中間転写体の移動速度を転写時の移動速度に戻すよう、中間転写体の駆動制御を行うことを特徴とする。
【００１２】
請求項７の発明は、画像担持体に形成されたトナー像が転写される中間転写体と、前記中間転写体に転写された基準トナー像の濃度を検出するトナー濃度検出手段と、中間転写体のトナーをクリーニングするために、前記中間転写体に接離するクリーニングブレードを設け、前記中間転写体に転写した基準画像のトナー濃度を求めて、画像濃度が画像データに応じて一定となるよう制御する画像形成装置において、前記クリーニングブレード接触時は、トナー濃度検出手段の検出面を、前記中間転写体の対向面から退避する手段を備えたことを特徴とする。
【００１３】
請求項８の発明は、画像担持体に形成されたトナー像が転写される中間転写体と、前記中間転写体に転写された基準トナー像の濃度を検出するトナー濃度検出手段と、中間転写体のトナーをクリーニングするために、前記中間転写体に接離するクリーニングブレードを設け、前記中間転写体に転写した基準画像のトナー濃度を求めて、画像濃度が画像データに応じて一定となるよう制御する画像形成装置において、前記クリーニングブレード接触時は、トナー濃度検出手段の検出面を、前記中間転写体の対向面から退避する手段を備えたことを特徴とする。
【００１４】
請求項９の発明は、画像担持体に形成されたトナー像が転写される中間転写体と、前記中間転写体に転写された基準トナー像の濃度を検出するトナー濃度検出手段と、中間転写体のトナーをクリーニングするために、前記中間転写体に接離するクリーニングブレードを設け、前記中間転写体に転写した基準画像のトナー濃度を求めて、画像濃度が画像データに応じて一定となるよう制御する画像形成装置において、前記クリーニングブレード接触時は、トナー濃度検出手段の検出面を遮蔽することを特徴とする。
【００１５】
請求項１０の発明は、画像担持体に形成されたトナー像が転写される中間転写体と、前記中間転写体に転写された基準トナー像の濃度を検出するトナー濃度検出手段と、中間転写体のトナーをクリーニングするために、前記中間転写体に接離するクリーニングブレードを設け、前記中間転写体に転写した基準画像のトナー濃度を求めて、画像濃度が画像データに応じて一定となるよう制御する画像形成装置において、前記クリーニングブレード接触時は、トナー濃度検出手段の検出面を遮蔽することを特徴とする。
【００１６】
請求項１１の発明は、トナー濃度検出手段の検出面を中間転写体の対向面への移動、またはトナー濃度検出手段の検出面と中間転写体の対向面とが対向する窓を開閉する手段を設け、基準トナー画像のトナー濃度検出時のみ、トナー濃度検出手段の検出面を中間転写体面へ移動させるか、または中間転写体への窓を開口するよう制御することを特徴とする。
【００１７】
請求項１２の発明は、トナー濃度検出手段の移動時または検出用窓の開閉時に、トナー濃度検出手段の検出面が清掃されるよう、トナー濃度検出手段の検出面の清掃手段を設けたことを特徴とする。
【００１８】
請求項１３の発明は、中間転写体と、中間転写体の移動面に対向して配置した画像形成手段を複数有し、画像形成手段は１つの画像担持体と書き込みビームと、この画像担持体に書き込みビームにより形成される静電潜像を現像する少なくとも２つの現像手段と、前記現像手段を択一的に選択して駆動する切り替え手段とで構成されることを特徴とする。
【００１９】
本発明の装置は、前述したように構成したものであるから、前記請求項１の画像形成装置によれば、トナー量が少ないパターンで基準画像のトナー濃度を検知でき、画像移動中やクリーニング時にトナーが飛散することによるトナー濃度検知手段としてのトナーセンサの汚れを防止できる。請求項２によれば、トナー量の多い階調（パターン）画像の時には、トナー画像の形成領域を短くすることで、画像濃度の測定に際して画像に使用されるトナーの総量を抑制でき、画像移動中やクリーニング時に、トナーが飛散することを少なくできてトナーセンサの汚れを防止できる。
【００２０】
請求項３の画像形成装置によれば、中間転写体に対して静電気力だけで付着しているトナーに対して、押圧作用を加えることで付着力を増加させるので、中間転写体の移動中に振動等が加えられた場合でも、トナーの飛散を減少させることができ、トナー濃度検知手段としての画像濃度センサの汚れを抑制することができる。また、請求項４によれば、基準画像に用いるトナー量を少なくした上に、中間転写体に対するトナーの付着力を増大させることで、トナーが飛散することを抑制できる。さらに、請求項５によれば、基準画像が形成された中間転写体を低速で駆動するので、中間転写体を移動させる際の振動等を抑制でき、トナーが飛散することを抑止できる。請求項６によれば、基準画像を形成する際のトナー量を少なくできて、中間転写体に対するトナーの付着力を増大させたうえで、中間転写体を低速で駆動するので、トナーが飛散することを抑制でき、画像濃度センサの汚れを抑制することができる。
【００２１】
請求項７の画像形成装置によれば、中間転写体上のトナー画像のクリーニング時に、画像濃度センサを中間転写体との対向位置から退避させるので、クリーニング時にトナーの飛散が激しくても、センサの検知面に汚れが付着することを防止できる。また、請求項８によれば、基準画像のトナーを少なくし、中間転写体への付着力を増大させるととも、中間転写体を低速で駆動するモードを設定し、さらに、中間転写体のトナー画像を除去する際に、画像濃度センサを検知部から退避させるので、中間転写体の振動のみでなしに、クリーニングに際してのトナーの飛散を抑制できて、センサの検知面に汚れが付着することを防止できる。さらに、請求項９によれば、中間転写体が担持するトナー画像のクリーニング時に、画像濃度センサにより検知するための窓部を遮蔽するので、クリーニングの際にトナーが飛散しても、センサの検知面に汚れが付着することを防止できる。
【００２２】
請求項１０の画像形成装置によれば、基準画像のトナーを少なくし、中間転写体への付着力を増大させるととも、中間転写体を低速で駆動するモードを設定し、さらに、中間転写体のトナー画像を除去する際に、画像濃度センサにより検知する窓部を遮蔽するので、中間転写体の振動のみでなしに、クリーニングに際してのトナーの飛散を抑制できて、センサの検知面に汚れが付着することを防止できる。また、請求項１１によれば、画像濃度センサの移動または窓部の開閉により、画像濃度センサが作動する時にだけ窓部を開くように制御するので、トナーが飛散することによるセンサの検知面の汚れを防止できる。さらに、請求項１２によれば、画像濃度センサの移動時または窓部の開閉時に、センサの検知面を清掃するようにしたので、画像濃度センサによる検知作用を良好な状態で行うことが可能となる。前記効果に加えて、請求項１３によれば、２ステーション構成の画像形成装置に、センサ面の汚れ防止手段を設けることで、小型で低コストの装置においても、画像濃度の安定した画像を形成することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図示される例にしたがって、本発明の実施例を説明する。図１に示す画像形成装置１は、フルカラー複写機またはプリンタとして構成される装置の例で説明しており、画像形成手段２０には、２つの画像形成用のステーション２１、２２を配置して、前記各ステーションには、１つの感光体ドラムに対して２つの現像器を配置している。そして、前記感光体ドラムに形成されるトナー画像を、中間転写体２に重ねて転写したものを、用紙に転写する位置で用紙の背後からバイアス電位を印加し、トナー画像を転写するように構成している。前記画像形成部２０においては、第１ステーション２１と第２ステーション２２とを配置しており、前記第１ステーション２１には、画像担持体としての１つの感光体ドラム２３に対して、２つの現像器２６、２７を組み合わせている。また、第２ステーション２２においても、２つの現像器２６ａ、２７ａを１つの感光体ドラム２３ａに対して配置している。前記２つの感光体ドラム２３、２３ａに対して組み合わせる４つの現像器には、例えば、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）とブラック（Ｂｋ）の各色のトナーを収容し、画像形成装置の制御装置に設定された情報にもとづいて、各色のトナー画像を感光体ドラムにそれぞれ形成して、その単色のトナー画像を中間転写体２に順次転写する。
【００２４】
前記画像形成部２０に設けている２つのステーション２１、２２においては、各感光体ドラム２３、２３ａに対する画像形成部は同一の構造のものとして構成しているのであるから、この構成を、第１ステーション２１で説明する。この例において、一般的な電子写真方式を用いた画像形成装置の場合と同様に、画像担持体としての感光体ドラム２３の周囲には、帯電手段２４とクリーニング装置２５および現像器２６、２７をそれぞれ配置しており、中間転写体２の裏面側には、感光体ドラム２３に形成したトナー画像を中間転写体２に転写させるための転写手段２８を配置している。また、前記感光体ドラム２３に対してレーザ光を照射するために、走査型書き込み手段として、レーザ光を照射する書き込み装置３０を設けているが、前記書き込み装置３０に対して画像の光を照射するためのレーザ光出力手段については、その説明を省略している。
【００２５】
前述したように構成した画像形成部においては、感光体ドラム２３は図の矢印方向（時計方向）に回転しながら、帯電手段２４により一様に帯電され、書き込み装置３０から出力されるレーザ光により静電潜像が形成される。前記静電潜像に対して現像器２６から供給されるトナーが付着されて、トナー画像として顕像化される。そして、感光体ドラムに担持されたトナー画像は、中間転写体２に対応する位置で転写手段２８からバイアス電位が印加されることにより、中間転写体２に移転される。また、フルカラー画像を形成する場合には、ステーション２１、２２で２色のカラー画像をそれぞれ順次形成し、各転写部で中間転写体２に対して転写手段２８、２８ａによりカラー画像を重ねて転写することで、前記中間転写体２にカラートナー画像が重ねられて転写されたものを一度に用紙に転写して、図示を省略する定着装置を通して定着し、コピーを排出させる。
【００２６】
前記画像形成部２０の感光体ドラムに画像の書き込み光を照射するための露光手段として、走査型書き込み手段としての書き込み装置３０を設けている。前記書き込み装置３０においては、図示を省略する光出力手段からの光を、回転反射鏡（ポリゴンミラー）３１を介して複数のミラー３３、……とレンズ３２……を介して感光体ドラムに向けて照射し、感光体ドラムに照射したレーザ光により静電潜像を形成するように構成される。
【００２７】
前記画像形成部２０に対応させて配置し、感光体ドラムに形成したトナー画像を転写して担持する中間転写体２は、駆動ローラ３とガイドローラ４、４ａに支持されて、図の矢印方向に所定の速度で移動される。前記中間転写体２の移動速度は、画像形成部２０に配置する２つの感光体ドラム２３、２３の周速と同一に設定され、図示を省略する収容ケースに収容されて、中間転写体が担持するトナーが、周囲に飛散することがないようにカバーされる。また、前記中間転写体２に対して、トナー像を掻き取るためのクリーニングブレード６を配置するが、その動作については後で詳細に説明する。その他に、前記中間転写体２に形成されるトナー画像の画像濃度を検知するために、画像濃度センサ１５を配置しており、トナー画像の濃度を調整する際に、前記画像濃度センサ１５による濃度検知情報を用いて制御することにより、感光体ドラムに形成するトナー画像の濃度を調整可能にしている。
【００２８】
前述したような構成を設けた画像形成装置において、中間転写体２には、その所定の位置に基準位置検知用のマークを設けており、前記マークを検知手段（図示を省略）により検知して、トナー画像を形成する動作の開始のタイミングの情報として用いる。そして、前記中間転写体２の基準マークを検知すると、感光体ドラム２３に対して１色のトナー画像を形成し、そのトナー画像を中間転写体２に転写して、画像濃度をトナー濃度検知手段としての画像濃度センサ１５により検知し、その後に、クリーニングブレード６により中間転写体２のトナー画像を除去する。なお、前記クリーニングブレード６による清掃の動作は、トナー画像を用紙に転写した後で、残留するトナーを除去する際にも、前記クリーニングブレード６を図の矢印方向に移動（接離）させて行うもので、クリーニングブレード６として単純な構成のブレードを用いることの他に、従来公知の任意のクリーニング手段を用いることができる。
【００２９】
前記トナー画像の画像濃度の検知動作は、４色のカラー画像のそれぞれに対して順次行うことで、フルカラーコピーを作成する際に、各色のトナー画像の濃度を設定値に対して比較し、設定された濃度の範囲に調整する動作を行うようにする。前記画像濃度センサ１５には、１つの光源とカラートナー（Ｙ、Ｍ、Ｃ）の濃度を検出するセンサと、黒トナー（Ｂｋ）の濃度を検知するセンサとを設けている。また、前記画像濃度センサ１５は、中間転写体２の移動に伴う振動等の影響を受けないようにするためには、できるだけ駆動プーリ３に近接する位置に設けると良いが、クリーニング装置に近接した位置であると、ブレードにより除去したトナーが飛散して、センサの検知面が汚れる等の不都合が発生しやすいという問題がある。前記センサの検知面の汚れに対しては、後述するように、中間転写体２をケース内に収容しておき、センサに対応する部分に検知用の窓を設けておくことや、前記窓部を遮蔽板によりカバーする等の手段を用いることで解決可能にする。
【００３０】
前記画像濃度センサ１５により検知される画像濃度に関して、図２のグラフに説明するように、黒トナーを用いた場合には鎖線で示すように、検出電圧とトナー濃度の関係の曲線が得られる。また、カラートナー画像の場合には、図の実線で示すような曲線が得られる。この図２に見られるように、カラー用センサ、黒用センサともに、トナー濃度が低い時に大きく変化し、トナー濃度がある程度高くなるにしたがって、変化量は少なくなり、一定の値に近付くという傾向が見られる。なお、画像濃度が高い場合（高濃度側）では、濃度が高くなっても、検出値としては大きな変化がないが、高濃度の基準画像を形成することで、センサが汚れる可能性が高くなるとともに、トナーを無駄に消費してしまうという欠点がある。そこで、実際に画像濃度を測定する場合には、図２のＡ、Ｂの各点におけるトナー濃度が得られる階調データで基準画像を形成し、画像濃度センサ１５により画像濃度を検知するような手段を用いている。
【００３１】
前記図２に説明するようなトナー濃度と検出電圧の特性を、各色に対して求めておき、そのデータを記憶手段に格納し、前記グラフに設定するＡ点およびＢ点において、トナー濃度が得られる階調データで基準画像を形成し、その状態での画像濃度センサ１５の検出出力を求める。そして、求めた検出値と格納している階調データとを比較し、各点における各色の基準画像濃度（検出出力）を、あらかじめ格納しておいた値と同じになるように、トナーを補給ならびにバイアスを制御する等の調整を行う。前述したように、Ａ点およびＢ点での検出値を、あらかじめ格納しておいた階調データの値と同じくするような調整を、各色に対して行うことで、高濃度側の画像データでの濃殿調整も適正に行われるものと判断する。
【００３２】
なお、ここでは、前記Ａ、Ｂの２つの点をサンプリングに用いたが、前記２つの点を用いることに限定するものではなく、トナー濃度検出手段の特性が変化する複数の環境温度／湿度に対応させて、前記トナー濃度検出手段の出力特性を複数用意しておくと良い。また、前述したように、中間転写体に担持されるトナー量が少ない基準画像のみを複数基準として用いることで、トナー濃度制御の動作を行うに際して、中間転写体からのトナーの飛散や、濃度検知に際して使用するトナーを少なくすることができ、画像濃度センサの汚れが生じることを少なくすることが可能となる。
【００３３】
図３に示す例においては、単位面積あたりのトナー量の多い基準画像を形成して、画像濃度の測定を行う場合を説明している。このような測定方法を用いる場合には、中間転写体２に形成する副走査方向の画像サイズを短くすると同時に、センサの検出出力のサンプリング周期を短くすることが可能になる。この例において、Ｃ−１は低濃度のパターン形成領域信号で、Ｃ−２をその時のサンプリング周期とする。また、Ｄ−１はベタ画像のような、高濃度の基準画像形成領域信号で、Ｄ−２がそのサンプリング周期として示している。前記図３に示すように、画像領域が短くなった場合でも、検出出力をサンプリングする周波数を、前記画像領域に応じて短くすることで、ノイズの影響を低減させた出力結果、すなわちトナー濃度の情報を得ることができる。
【００３４】
前記中間転写体に形成する基準画像のトナー濃度の情報を得る際には、図４に説明するように、中間転写体２に対して紙転写ローラ５を離接させて、バイアス電圧を印加する動作を合わせて用いることで、トナーの中間転写体に対する付着力を高めて行うこともできる。前記紙転写ローラ５は、中間転写体２に形成したトナー画像を用紙に転写する際に用いるものであるが、基準画像のトナー濃度のデータを求める際にも使用可能であり、図の矢印方向に離接させるようにする。前記紙転写ローラ５を用いる場合には、トナー濃度の検知を行う際に、中間転写体２に形成した基準画像が用紙転写部を通過するタイミングで、紙転写ローラ５を中間転写体２に接触させ、用紙にトナー画像を転写する場合とは逆極性のバイアスを紙転写ローラ５に印加する。したがって、前記紙転写ローラ５を押圧して逆極性のバイアスを印加することにより、中間転写体２に対するトナーの付着性を向上させ、紙転写ローラ５にトナーが移転することを防止でき、トナーが周囲に飛散することを防止できる。
【００３５】
前記図１に示す例において、基準画像が各ステーションで形成され、中間転写体２に転写されてから、トナー濃度検知手段としての画像濃度センサ１５に達するまでの距離が長いので、前記中間転写体２の移動の際に発生する振動により、トナーが飛散することが想定される。そこで、前記中間転写体２に基準画像を転写した後で、中間転写体２の移動速度を減速するような駆動モードを設定して、基準画像が画像濃度センサ１５を通過してから、クリーニングブレード６によりクリーニングが終了するまでの間、低速で移動させるようにする。そして、中間転写体２が案内ローラ４や駆動ローラ３により離接する際に発生する振動の影響を受けることや、ベルト状の中間転写体自体が振動を発生しないように保護できるようにする。したがって、前記中間転写体２に形成した基準画像が除去された後で、中間転写体２の駆動速度を画像形成時の速度に戻して、所定の速度で駆動させることで、トナー画像の濃度の測定の際のトナーが飛散することでの汚れ等の発生を阻止できる。
【００３６】
また、前記図１、４に示す装置において、中間転写体２のトナーを掻き取るためのクリーニングブレード６は、出力画像または基準画像形成時に、中間転写体２に担持させた領域をクリーニングするため、クリーニング作業時には中間転写体２の表面に接し、クリーニングが終了すると中間転写体２に接する位置から離反するように構成される。前記中間転写体２は、図示を省略するが、装置本体の上に設ける収納ケース内に収納されて、感光体ドラムからの画像転写位置や用紙にトナー画像を転写する部分、その他の中間転写体に対応させた作業部分のみが、開口部等を介して外部に露出されている。
【００３７】
前記トナー濃度を検出する画像濃度センサ１５は、図５の平面図に示されるように、収容ケース１０の上側に形成した窓部１１に対応させて配置され、前記収容ケース１０上に設けたガイドレール１３に沿って移動されて、トナー濃度の検知作用を行う。前記画像濃度センサ１５を窓部１１の測定位置に対して往復移動させるために、バネのような弾性体１６と、ソレノイドのような駆動手段１７とを組み合わせて設け、トナー濃度の測定時にのみ、画像濃度センサ１５を動作位置におかれるように制御することができる。
【００３８】
そして、クリーニングブレード６が中間転写体２に対して接してクリーニング作用を行う際には、前記画像濃度センサ１５を窓部１１から離間させる位置に移動させるようにすることで、クリーニング作業時に飛散するトナーが、センサの検知部に付着しないように保護できる。したがって、前記画像濃度センサ１５をガイドレール１３に沿って移動させる機構を用いることで、画像濃度センサ１５の検出面と中間転写体２の表面の非検出面との距離が変化することがなく、トナー濃度の検知精度が変化することはないものとされる。なお、前述したように、画像濃度センサ１５の検知面と中間転写体２の表面との距離が変化しないようにできれば、前記画像濃度センサ１５の移動機構として、前記例示した手段の他に任意の移動手段を用いることも可能である。
【００３９】
前記構成に加えて、中間転写体２を収容するケース１０の窓部１１を遮蔽可能にする遮蔽板１８を設けておき、前記遮蔽板１８をクリーニングブレード６のブレードの移動に同期させて移動させるように構成することも可能である。そして、クリーニングブレード６によりクリーニング作用を行う際に、遮蔽板１８が窓部１１を遮蔽できるようにすれば、画像濃度センサ１５のセンサ面にトナーが付着することを防止できる。また、前記画像濃度センサ１５は、画像出力時または待機時には中間転写体２に対向しない位置に、停止保持させるように、その駆動機構を構成することができる。
【００４０】
前述したように、トナー濃度の検出作用を行う際にのみ、弾性体１６により保持される停止位置から、駆動手段１７により窓部１１の検知位置にまで移動させて、中間転写体２と画像濃度センサ１５とが対向する位置に停止させるよう制御する。そして、前記画像濃度センサ１５が検知位置に移動された際にのみ、前記窓部１１を遮蔽する遮蔽板１８を移動させて、窓部１１を開放するようにすれば、画像濃度センサ１５を保護する作用をより有効に行うことができる。なお、前記画像濃度センサ１５を移動させるタイミングと、窓部１１を開くタイミングは、中間転写体２に形成する基準画像が窓部１１を通過するタイミングに合わせて行うように、それ等の駆動部材の制御を行えば良く、前記各動作部材の駆動は、基準画像のサイズ等にもとづいて制御することが可能である。
【００４１】
前記図５に示すように、画像濃度センサ１５を窓部１１に対して移動可能に設け、窓部１１を遮蔽する手段を設けたとしても、画像濃度センサ１５の検知面に飛散するトナーが付着することが想定される。そこで、図６に示すように、画像濃度センサ１５の検知面を清掃する清掃部材１２を設けておき、前記画像濃度センサ１５の検知面を随時清掃できるようにすれば、トナー濃度を検知した情報を正確に得ることが可能になる。前記清掃部材１２としては、中間転写体２をカバーする収納ケース上に配置し、画像濃度センサ１５が移動する際に、その検知面が清掃部材１２に摺動するように設けると良い。前記清掃部材１２としては、任意のブラシ状の部材または、軟質のスポンジ等を用いることが可能であり、センサの窓部のガラスに傷付たりすることがない材料を用いて構成すれば良い。
【００４２】
【発明の効果】
本発明の装置は、前述したように構成したものであるから、請求項１の画像形成装置によれば、トナー量が少ないパターンで基準画像のトナー濃度を検知でき、画像移動中やクリーニング時にトナーが飛散することによるトナーセンサの汚れを防止できる。請求項２によれば、トナー量の多い階調（パターン）画像の時には、トナー画像の形成領域を短くすることで、画像濃度の測定に際して画像に使用されるトナーの総量を抑制でき、画像移動中やクリーニング時に、トナーが飛散することを少なくできてトナーセンサの汚れを防止できる。
【００４３】
請求項３の画像形成装置によれば、中間転写体に対して静電気力だけで付着しているトナーに対して、押圧作用を加えることで付着力を増加させるので、中間転写体の移動中に振動等が加えられた場合でも、トナーの飛散を減少させることができ、画像濃度センサの汚れを抑制することができる。また、請求項４によれば、基準画像に用いるトナー量を少なくした上に、中間転写体に対するトナーの付着力を増大させることで、トナーが飛散することを抑制できる。さらに、請求項５によれば、基準画像が形成された中間転写体を低速で駆動するので、中間転写体を移動させる際の振動等を抑制でき、トナーが飛散することを抑止できる。請求項６によれば、基準画像を形成する際のトナー量を少なくできて、中間転写体に対するトナーの付着力を増大させたうえで、中間転写体を低速で駆動するので、トナーが飛散することを抑制でき、画像濃度センサの汚れを抑制することができる。
【００４４】
請求項７の画像形成装置によれば、中間転写体上のトナー画像のクリーニング時に、画像濃度センサを中間転写体との対向位置から退避させるので、クリーニング時にトナーの飛散が激しくても、センサの検知面に汚れが付着することを防止できる。また、請求項８によれば、基準画像のトナーを少なくし、中間転写体への付着力を増大させるととも、中間転写体を低速で駆動するモードを設定し、さらに、中間転写体のトナー画像を除去する際に、画像濃度センサを検知部から退避させるので、中間転写体の振動のみでなしに、クリーニングに際してのトナーの飛散を抑制できて、センサの検知面に汚れが付着することを防止できる。さらに、請求項９によれば、中間転写体が担持するトナー画像のクリーニング時に、画像濃度センサにより検知するための窓部を遮蔽するので、クリーニングの際にトナーが飛散しても、センサの検知面に汚れが付着することを防止できる。
【００４５】
請求項１０の画像形成装置によれば、基準画像のトナーを少なくし、中間転写体への付着力を増大させるととも、中間転写体を低速で駆動するモードを設定し、さらに、中間転写体のトナー画像を除去する際に、画像濃度センサにより検知する窓部を遮蔽するので、中間転写体の振動のみでなしに、クリーニングに際してのトナーの飛散を抑制できて、センサの検知面に汚れが付着することを防止できる。また、請求項１１によれば、画像濃度センサの移動または窓部の開閉により、画像濃度センサが作動する時にだけ窓部を開くように制御するので、トナーが飛散することによるセンサの検知面の汚れを防止できる。さらに、請求項１２によれば、画像濃度センサの移動時または窓部の開閉時に、センサの検知面を清掃するようにしたので、画像濃度センサによる検知作用を良好な状態で行うことが可能となる。前記効果に加えて、請求項１３によれば、２ステーション構成の画像形成装置に、センサ面の汚れ防止手段を設けることで、小型で低コストの装置においても、画像濃度の安定した画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像形成装置の構成を示す説明図である。
【図２】トナー濃度と検出電圧の関係を示すグラフである。
【図３】画像領域の形成と検知のタイミングの関係の説明図である。
【図４】図１の応用例の説明図である。
【図５】画像濃度センサを移動させる手段の説明図である。
【図６】図５の別の実施例の説明図である。
【符号の説明】
１ 画像形成装置
２ 中間転写体
３・４ ガイドローラ、
５ 紙転写ローラ
６ クリーニングブレード
１０ 収容ケース
１１ 窓部
１２ 清掃部材
１３ ガイドレール
１５ 画像濃度センサ
１６ 弾性体
１７ 駆動手段
１８ 遮蔽板
２０ 画像形成部
２１・２２ ステーション
２３ 感光体ドラム
２４ 帯電手段
２５ クリーニング装置
２６・２７ 現像器
２８ 転写手段
３０ 書き込み装置
Claims (13)
- 中間転写体に、異なる階調データで形成した複数の基準画像のトナー濃度を求めて、画像濃度が画像データに応じて一定となるよう制御する画像形成装置において、
各階調データの基準画像に対するトナー濃度検出手段の出力特性を予め求めて記憶手段に格納し、
単位面積当りのトナー使用量の少ない階調データで形成した複数の基準画像のみを用いて、濃度制御を行うことを特徴とする画像形成装置。 - 中間転写体に、異なる階調データで形成した複数の基準画像のトナー濃度を求めて、画像濃度が画像データに応じて一定となるよう制御する画像形成装置において、
前記階調データに応じて、形成する基準画像の副走査方向の幅を変えると同時に、トナー濃度検出手段の出力を取り込むサンプリング周期を変化させることを特徴とする画像形成装置。 - 中間転写体に転写した基準画像のトナー濃度を求めて、画像濃度が画像データに応じて一定となるよう制御する画像形成装置において、
中間転写体に接離する紙転写ローラを有した紙転写部よりも中間転写体の移動方向に対して下流側にトナー濃度検出手段を設け、
トナー濃度制御のための基準トナー像が紙転写部を通過時に紙転写ローラを中間転写部に接触させて圧力をかけるとともに、
トナーの帯電電位と同極性のバイアスを紙転写部の紙転写ローラに印加させることを特徴とする画像形成装置。 - 中間転写体に転写した基準画像のトナー濃度を求めて、画像濃度が画像データに応じて一定となるよう制御する画像形成装置において、
中間転写体に接離する紙転写ローラを有した紙転写部よりも中間転写体の移動方向に対して下流側にトナー濃度検出手段を設け、
トナー濃度制御のための基準トナー像が紙転写部を通過時に紙転写ローラを中間転写部に接触させて圧力をかけるとともに、
トナーの帯電電位と同極性のバイアスを紙転写部の紙転写ローラに印加させ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。 - 画像担持体に形成されたトナー像が転写される中間転写体と、前記中間転写体に転写された基準トナー像の濃度を検出するトナー濃度検出手段を有し、中間転写体に転写した基準画像のトナー濃度を求めて、画像濃度が画像データに応じて一定となるよう制御する画像形成装置において、
基準トナー像が中間転写体に転写されたのちトナー濃度検出手段を通過するまでは、前記中間転写体の移動速度を転写時の移動速度よりも低速とし、
前記基準トナー像が前記トナー濃度検出手段を通過後は、前記中間転写体の移動速度を転写時の移動速度に戻すよう、中間転写体の駆動制御を行うことを特徴とする画像形成装置。 - 画像担持体に形成されたトナー像が転写される中間転写体と、前記中間転写体に転写された基準トナー像の濃度を検出するトナー濃度検出手段を有し、中間転写体に転写した基準画像のトナー濃度を求めて、画像濃度が画像データに応じて一定となるよう制御する画像形成装置において、
基準トナー像が中間転写体に転写されたのちトナー濃度検出手段を通過するまでは、前記中間転写体の移動速度を転写時の移動速度よりも低速とし、
前記基準トナー像が前記トナー濃度検出手段を通過後は、前記中間転写体の移動速度を転写時の移動速度に戻すよう、中間転写体の駆動制御を行うことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置。 - 画像担持体に形成されたトナー像が転写される中間転写体と、 前記中間転写体に転写された基準トナー像の濃度を検出するトナー濃度検出手段と、中間転写体のトナーをクリーニングするために、前記中間転写体に接離するクリーニングブレードを設け、
前記中間転写体に転写した基準画像のトナー濃度を求めて、画像濃度が画像データに応じて一定となるよう制御する画像形成装置において、
前記クリーニングブレード接触時は、トナー濃度検出手段の検出面を、前記中間転写体の対向面から退避する手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。 - 画像担持体に形成されたトナー像が転写される中間転写体と、 前記中間転写体に転写された基準トナー像の濃度を検出するトナー濃度検出手段と、中間転写体のトナーをクリーニングするために、前記中間転写体に接離するクリーニングブレードを設け、
前記中間転写体に転写した基準画像のトナー濃度を求めて、画像濃度が画像データに応じて一定となるよう制御する画像形成装置において、
前記クリーニングブレード接触時は、トナー濃度検出手段の検出面を、前記中間転写体の対向面から退避する手段を備えたことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の画像形成装置。 - 画像担持体に形成されたトナー像が転写される中間転写体と、 前記中間転写体に転写された基準トナー像の濃度を検出するトナー濃度検出手段と、中間転写体のトナーをクリーニングするために、前記中間転写体に接離するクリーニングブレードを設け、
前記中間転写体に転写した基準画像のトナー濃度を求めて、画像濃度が画像データに応じて一定となるよう制御する画像形成装置において、
前記クリーニングブレード接触時は、トナー濃度検出手段の検出面を遮蔽することを特徴とする画像形成装置。 - 画像担持体に形成されたトナー像が転写される中間転写体と、前記中間転写体に転写された基準トナー像の濃度を検出するトナー濃度検出手段と、中間転写体のトナーをクリーニングするために、前記中間転写体に接離するクリーニングブレードを設け、前記中間転写体に転写した基準画像のトナー濃度を求めて、画像濃度が画像データに応じて一定となるよう制御する画像形成装置において、
前記クリーニングブレード接触時は、トナー濃度検出手段の検出面を遮蔽することを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の画像形成装置。 - トナー濃度検出手段の検出面を中間転写体の対向面への移動、またはトナー濃度検出手段の検出面と中間転写体の対向面とが対向する窓を開閉する手段を設け、
基準トナー画像のトナー濃度検出時のみ、トナー濃度検出手段の検出面を中間転写体面へ移動させるか、または中間転写体への窓を開口するよう制御することを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の画像形成装置。 - トナー濃度検出手段の移動時または検出用窓の開閉時に、トナー濃度検出手段の検出面が清掃されるよう、トナー濃度検出手段の検出面の清掃手段を設けたことを特徴とする請求項７ないし１１のいずれかに記載の画像形成装置。
- 中間転写体と、中間転写体の移動面に対向して配置した画像形成手段を複数有し、
画像形成手段は１つの画像担持体と書き込みビームと、この画像担持体に書き込みビームにより形成される静電潜像を現像する少なくとも２つの現像手段と、前記現像手段を択一的に選択して駆動する切り替え手段とで構成されることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれかに記載の画像形成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003070242A JP2004279671A (ja) | 2003-03-14 | 2003-03-14 | 画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003070242A JP2004279671A (ja) | 2003-03-14 | 2003-03-14 | 画像形成装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004279671A true JP2004279671A (ja) | 2004-10-07 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003070242A Pending JP2004279671A (ja) | 2003-03-14 | 2003-03-14 | 画像形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004279671A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007232837A (ja) * | 2006-02-28 | 2007-09-13 | Fuji Xerox Co Ltd | 画像形成装置 |
| US8482821B2 (en) | 2009-09-15 | 2013-07-09 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Sensor device and image-forming apparatus |
| JP2014092732A (ja) * | 2012-11-06 | 2014-05-19 | Konica Minolta Inc | 画像形成装置 |
-
2003
- 2003-03-14 JP JP2003070242A patent/JP2004279671A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US8482821B2 (en) | 2009-09-15 | 2013-07-09 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Sensor device and image-forming apparatus |
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