JP2004333794A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置に関し、特に転写材担持体あるいは中間転写体を使用するものに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、複写機、レーザビームプリンタ等の電子写真方式により画像を形成する画像形成装置の一例として、Y(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)、Bk(ブラック)の各色成分画像を重ね合わせて画像を形成するようにしたフルカラー画像形成装置がある。
【0003】
そして、このようなフルカラー画像形成装置においては、高画質化のために、Y、M、C、Bkの各色成分画像の最大濃度や、中間調濃度を規定し、装置の個体差、環境変動に影響されずに、常に一定の濃度画像が得られるように制御する濃度制御が重要である。このため、従来のフルカラー画像形成装置においては、濃度制御を行なうための濃度検知手段が設けられている。
【0004】
フルカラー画像形成装置のうち、複数の像担持体を備え、それぞれの像担持体上に形成したトナー像を転写材担持体である転写ベルトに担持された転写材上に転写し、フルカラー画像を得る画像形成装置においては、コストダウンのため濃度センサの数を減らし、転写ベルト上にY、M、C、Bkのテストパターンを転写し、転写ベルトに対向して備えられた1つの濃度センサでテストパターンに照射した参照光の反射光を検知することで濃度を検知し、トナー濃度を制御する方法が特開昭63−147177号広報に開示されている。これは、複数の像担持体を備え、中間転写体に多色のトナー像を1次転写し、転写材上に一括転写を行なう中間転写方式においても同様に有効であり、濃度センサで中間転写体上に1次転写されたテストパターンに照射した参照光の正反射光と拡散光を検知することで濃度を検知する方法が特開2002−40722号広報等に開示されている。
【0005】
近年、転写材担持体あるいは中間転写体として熱硬化性のポリイミドを材料としたシームレスベルトが多く使用されている。熱硬化性のポリイミドは高い硬度特性を持ち、かつ耐熱性、機械的な伸び伸縮に強いという特性を持っている。しかし、熱硬化性のポリイミドは原料のコストが高いだけでなく、シームレスフィルムを製造しようとすると。熱変形加工が施せないため、管状型へポリアミド酸ワニス塗布、乾燥、イミド化、脱型という様な多数の工程を経る必要があり、特にイミド化工程は昇温勾配等の管理が複雑なため、結果として得られた管状フィルムは非常に高価なものとなり、更にこの管状フィルムを使用した画像形成装置は必然的に高価なものとなってしまう。
【0006】
これに対し、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)やポリエチレンテレフタレート(PET)などに挙げられるような熱可塑性フィルムには、原料のコストが安いだけでなく、特開平07−205274号広報で提案されているような管状ベルトの形成方法などにより、簡単に、低コストで、厚みムラの無いシームレスベルトを形成することができるものが多い。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記で述べた熱可塑性樹脂ベルトは熱硬化性のポリイミドベルトに対して硬度的に劣るため、転写材担持体あるいは中間転写体として使用すると、多量の画像形成を繰り返すにつれ、感光体や転写体クリーニングブレード等との磨耗によりベルト表面に傷が付きやすい。
【0008】
そのため、濃度制御を行なうために転写材担持体上あるいは中間転写体上にテストトナーパターンを形成し、その濃度を反射光で検知すると、ベルトの傷により反射率が変化してくるので、テストトナーパターンの濃度を誤検知するという問題がある。この現象は、反射光のうちの正反射光において特に顕著である。そのため、正反射光をトナー濃度検知の手段として用いる場合にはベルト表面の反射率の変化を検知して、補正を行なわなければならない。また、ベルト表面の反射率が著しく低下すると、反射光量自体が少なくなるため、濃度の変化も検知できなくなってしまう。
【0009】
また、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)やポリエチレンテレフタレート(PET)などに挙げられるような熱可塑性樹脂ベルトは熱硬化性ポリイミドベルトに比べ、ベルト表面の反射率が低いという特徴がある。そのため、テストトナーパターンをベルト上に形成したときに濃度を検知する感度が低いため、誤検知を起こしやすい。
【0010】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、低コストで形成可能な熱可塑性樹脂ベルトを転写材担持体あるいは中間転写体として使用しても、転写材担持体あるいは中間転写体に所定の濃度のテストトナーパターンを形成し、その濃度を検出することにより、安定した濃度制御を行なうことのできる画像形成装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記目的は本発明にかかる画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、複数の現像装置により像担持体上に形成されたトナー像を転写材担持体に担持された転写材に転写し、出力画像を得るカラー画像形成装置で、かつ、前記像担持体上に形成され前記転写材担持体に転写されたテストトナーパターンの濃度を濃度検知手段により検知し、その検知結果に基づき濃度制御が行なわれる画像形成装置において、前記転写材担持体は熱可塑性樹脂からなるシームレス状の転写ベルトであり、前記濃度検知手段は前記テストトナーパターンに参照光を照射し、反射してくる拡散光を検知する拡散光型センサのみであることを特徴とする画像形成装置である。
【0012】
また本発明は、複数の現像装置により第1の像担持体上に形成されたトナー像を第2の像担持体に一次転写した後、前記第2の像担持体により前記トナー像を転写材に二次転写し、出力画像を得るカラー画像形成装置で、かつ、前記像担持体上に形成され前記第2の像担持体に1次転写されたテストトナーパターンの濃度を濃度検知手段により検知し、その検知結果に基づき濃度制御が行なわれる画像形成装置において、第2の像担持体は熱可塑性樹脂からなるシームレス状の中間転写ベルトであり、前記濃度検知手段は前記テストトナーパターンに参照光を照射し、反射してくる拡散光を検知する拡散光型センサのみであること、を特徴とする画像形成装置。
【0013】
また本発明は、前記転写材担持体や前記第2の像担持体の反射濃度がBk0.3〜0.8相当の色であることを特徴とする。
【0014】
また本発明は、前記複数の現像装置のうち、黒の現像装置に充填された現像剤は1成分現像剤であることを特徴とする。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。
【0016】
(第1の実施の形態)
図1は、本発明の第1の実施の形態を示すタンデム型直接転写方式のカラー画像形成装置の例を示す断面図である。装置内には、いくつかの張架ローラに架けまわされた転写材担持体(以下、転写ベルト21と称する)が設置されている。この転写ベルト21は矢印方向に回転して、転写ベルト21上に担持した転写材Pを搬送する。この転写ベルト21に沿って、第1、第2、第3、第4の画像形成部Pa、Pb、Pc、Pdが併設され、順次イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像が潜像、現像、転写のプロセスを経て形成される。
【0017】
画像形成部Pa、Pb、Pc、Pdは、それぞれ専用の像担持体(感光ドラム)3a、3b、3c、3dを具備し、各感光ドラム3a、3b、3c、3d上に各色のトナー像が形成される。各感光ドラム3a、3b、3c、3dに隣接して転写ベルト21が設置され、感光ドラム3a、3b、3c、3d上に形成された各色のトナー像が、転写ベルト21上に担持し搬送される転写材P上に転写される。さらに各色のトナー像が転写された転写材Pは、分離帯電器31により転写ベルト21から離脱され、定着部9で加熱及び加圧によりトナー像を定着した後、記録画像として装置外に排出される。
【0018】
感光ドラム3a、3b、3c、3dの外周には、それぞれドラム帯電器2a、2b、2c、2d、露光装置6a、6b、6c、6d、現像器1a、1b、1c、1d、転写帯電器5a、5b、5c、5d及び感光ドラムクリーナ4a、4b、4c、4dが設けられ、装置の上方部にはさらに図示しない光源装置およびポリゴンミラー11が設置されている。光源装置から発せられたレーザー光をポリゴンミラー11の回転で走査し、その走査光の光束を反射ミラーによって偏向し、fθレンズにより感光ドラム3a、3b、3c、3dの母線上に集光して露光することにより、感光ドラム3a、3b、3c、3d上に画像信号に応じた潜像が形成される。
【0019】
現像器1a、1b、1c、1dには、現像剤としてそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックのトナーが、図示しない供給装置により所定量充填されている。現像器1a、1b、1c、1dは、それぞれ感光ドラム3a、3b、3c、3d上の潜像を現像して、イエロートナー像、マゼンタトナー像、シアントナー像及びブラックトナー像として顕像化する。
【0020】
転写材Pは転写材カセット10に収容され、そこから複数の搬送ローラ及びレジストローラを経て転写ベルト21上に供給され、転写ベルト21による搬送で感光ドラム3a、3b、3c、3dと対向した転写部に順次送られる。
【0021】
転写ベルト21は、エンドレス形状にしたものか、あるいは継ぎ目を有しない(シームレス)ベルトが用いられている。そして、駆動ローラ14によりこの転写ベルト21が回転し、転写材Pがレジストローラから転写ベルト21に送り出され、転写材Pが第1画像形成部Paの転写部へ向けて搬送される。これと同時に画像書き出し信号がオンとなり、それを基準としてあるタイミングで第1画像形成部Paの感光ドラム3aに対し画像形成を行なう。そして感光ドラム3aの下側の転写部で転写帯電器5aが電界または電荷を付与することにより、感光ドラム3a上に形成された第1色目のトナー像が転写材P上に転写される。この転写により転写材Pは転写ベルト21上に静電吸着力でしっかりと保持され、第2画像形成部Pb以降に搬送される。
【0022】
第2〜第4画像形成部Pb〜Pdでの画像形成、転写も第1画像形成部Paと同様に行われる。次いで4色のトナー像を転写された転写材Pは、転写ベルト21の搬送方向下流部で分離帯電器31により除電して静電吸着力を減衰させることによって、転写ベルト21の末端から離脱する。
【0023】
また、転写材Pの転写ベルト21からの離脱位置から転写ベルト進行方向下流には転写ベルト21表面に付着したかぶりトナーや飛散トナー等をクリーニングする転写ベルトクリーニングブレード22が常時転写ベルトに当接されている。
【0024】
そして離脱した転写材Pは定着装置9に搬送され、定着によりトナー像の混色及び転写材Pへの固定が行われ、フルカラーのコピー画像に形成され、排紙トレイ20に排出される。
【0025】
一方、感光ドラム3a、3b、3c、3d上に残留したトナーは、ファーブラシ、ブレード手段等の感光ドラムクリーナ4a、4b、4c、4dにより清掃される。転写ベルト21上に付着したトナーは、ファーブラシ、ブレード手段等のベルトクリーナ22によって清掃される。
【0026】
また、本プリンタは、プリンタを制御するCPU61を有し、このCPU61には、作業用のメモリとして使われるRAM62、CPUが実行するプログラムや各種データが格納されたROM63、およびテストパターン発生手段64が接続されている。テストパターン発生手段64は、図示しないビデオコントローラ内に搭載されることもある。
【0027】
本実施の形態において、転写ベルト21として、アセチレンブラックと導電性酸化チタンにより体積抵抗率1013Ωcm程度に抵抗調整したポリフッ化ビニリデン(PVdF)のシート状フィルムを、管状に巻き両端部を熱溶着により接合して、厚さ150μm、十点平均粗さ(Rz)0.7μmのシームレスベルトにしたものを使用した。アセチレンブラックと導電性酸化チタンの添加量はポリフッ化ビニリデン樹脂100重量部に対して、アセチレンブラック2.5重量部、導電性酸化チタン2重量部とし、このときベルトの反射濃度はBk0.6に相当する色を示した。後に説明する拡散光型濃度センサにおいて、Y、M、C、Bkの各色トナー濃度を感度よく検知するには、ベルトの反射濃度はBk0.3〜0.8相当の色が好ましい。
【0028】
ベルトの材料としてはこの他に、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン−1、ポリスチレン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリサルフォン、ポリアリレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、熱可塑性ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン等の熱可塑性樹脂が低コストで多量の形成が行なうことに好適である。
【0029】
また、第4画像形成部Pdの転写ベルト進行方向下流には転写ベルトに対向して濃度センサ41が備えられている。濃度センサ41は、図2に示すように、ホルダー42に、LEDなどの発光素子43、およびフォトダイオード、CdSなどの受光素子44を組み込んで形成されている。濃度センサ41は、発光素子43から光を転写ベルト21上のトナーパッチTに照射し、パッチTからの拡散光を受光素子44で受け取ることにより、パッチTの濃度を測定するものである。一般的に、参照光を照射したときに反射してくる反射光には正反射光と拡散光がある。正反射光とは参照光の入射角θ=反射角ψの位置に反射してくる光であり、拡散光とは入射角θ≠反射角ψの位置に反射してくる光である。パッチTの濃度に対する濃度センサの出力は、正反射光と拡散光により異なった特性を示す。本実施の形態において、濃度センサ41には拡散光型濃度センサを使用し、入射角角θ=15°、反射角ψ=45に設定したものを使用した。
【0030】
本実施の形態にて使用したポリフッ化ビニリデンの転写ベルト21に、Y、M、C、Bkのトナーパッチ画像を形成し、パッチ画像の濃度、つまりトナー載り量を変化させたときの濃度センサの出力を図3及び図4に示す。図3は拡散光で濃度の検知を行なったとき、図4は正反射光で濃度の検知を行なったとき出力特性を示す図である。また、図3及び図4において、ベルト表面に傷を付け、十点平均粗さ(Rz)が2μmになったポリフッ化ビニリデンの転写ベルトにCのパッチ画像を形成し、パッチ画像の濃度を変化させたときの濃度センサの出力を破線で示す。図に示すように、ベルト表面が傷により劣化したときに、拡散光が示す出力特性はほとんど変化が無いが、正反射光が示す出力特性は低濃度部で特に変化が大きく、それに対する補正が必要である。
【0031】
また、図5に本実施の形態で使用した濃度センサの発光素子を参照光とし、熱硬化性ポリイミドシート、ポリフッ化ビニリデンシート、ポリエチレンテレフタレートシート(全てアセチレンブラックを添加し、黒色に着色)に照射したときの正反射光と拡散光の反射光量を示す。このときこれらの樹脂シートの十点平均粗さは0.7μmに揃えている。ここに示すように、熱可塑性樹脂シートであるポリフッ化ビニリデンシートやポリエチレンテレフタレートシートは熱硬化性ポリイミドシートに比べ正反射光量が極端に低い。このため、ポリフッ化ビニリデンやポリエチレンテレフタレートのベルト上にパッチ画像を形成し、その濃度を正反射光で検知したときの感度はかなり低いため、S/Nなどノイズがのってきた時に濃度の誤検知を起こしやすい。それに対して、拡散光はシートの材料による変化はほとんど無く、その問題も起きない。
【0032】
以上のような構成において、以下のような制御を行なった。まず、感光ドラム3a、3b、3c、3d上にテストパターン発生手段64により濃度制御用の基準画像であるパッチ画像の潜像を形成し、現像器1a、1b、1c、1dの現像スリーブに現像バイアスを印加してパッチ潜像を現像し、転写ベルト21に転写することにより得られた各色パッチ画像の濃度を濃度センサ41によって測定して、その画像濃度信号を初期設定値として読み込み、RAM62に記憶する。ついで、画像形成動作を繰り返してゆく中で、適時、たとえば所定の画像形成枚数ごとに、パッチ画像を形成し、そのパッチ画像濃度を濃度センサ41で測定して、得られた画像濃度信号を初期値と比較し、その比較結果を画像形成条件にフィードバックして、現像剤へのトナー補給の制御を行なうことや、潜像の露光や現像バイアス等の条件の制御を行なうことにより、画像濃度を制御した。
【0033】
すると、多量の画像形成動作を繰り返すことより転写ベルト表面に傷が付くなどの劣化が進む中でも、ベルト劣化のための補正動作を行なうことなく、安定した濃度制御を行なうことが出来た。
【0034】
以上のように、本発明では、低コストで形成できる熱可塑性転写ベルトを用い、拡散光で濃度を検知する濃度センサによりパッチ画像濃度を検知し、濃度制御を行なうことで、低コストな本体構成で、ベルト劣化による補正を行なうことなく、安定した濃度制御を行なうことが出来た。
【0035】
(第2の実施の形態)
次に第2の実施の形態について説明する。本実施の形態を示す構成図は第1の実施の形態で示した図1と変わらないので、図1に基づき説明する。
【0036】
本実施の形態は、転写ベルト21として、アセチレンブラックにより体積抵抗率1013Ωcm程度に抵抗調整したポリフッ化ビニリデン(PVdF)のシート状フィルムを、管状に巻き両端部を熱溶着により接合して、厚さ150μm、十点平均粗さ(Rz)0.7μmのシームレスベルトにしたものを使用した。アセチレンブラックの添加量はポリフッ化ビニリデン樹脂100重量部に対して、アセチレンブラック4重量部とした。
【0037】
また、第1の実施の形態では第4画像形成部Pdにおいて非磁性Bkトナーと磁性キャリアからなる2成分現像剤を使用したが、本実施の形態においては磁性一成分Bkトナーを使用した。これは非磁性一成分Bkトナーを使用しても構わない。
【0038】
第1の実施の形態においては、転写ベルトの抵抗値調整剤としてアセチレンブラックと導電性酸化チタンの2種類を添加し分散させることで、ベルトの抵抗値と色を調整していた。しかし、抵抗値調整剤を添加し分散させる段階で分散状態がばらついたりすると、ベルトに色ムラが発生してしまい、パッチ画像を形成する位置により濃度センサによる読み取りばらつきが発生してしまう。しかし、本実施の形態においては、抵抗調整剤はアセチレンブラックのみであり、転写ベルトの色は黒となるので大きなばらつきは発生しない。
【0039】
この転写ベルトにおける、パッチ画像の濃度を変化させたときの拡散光型濃度センサの出力を図6に示す。転写ベルトの色が黒いため、Bkパッチ画像に対する感度はかなり低く検知が行なえないが、色パッチ画像に対しては、濃度センサの検知をほぼ0Vから利用できるため、より検知の精度を向上することができる。
【0040】
以上の構成において、転写ベルト21上に形成された色パッチ画像を濃度センサ41で測定して、得られた画像濃度信号により画像形成条件にフィードバックして、現像剤へのトナー補給の制御を行なうことや、潜像の露光や現像バイアス等の条件の制御を行なうことにより、画像濃度を制御した。
【0041】
すると、第1の実施の形態同様、多量の画像形成動作を繰り返すことより転写ベルト表面に傷が付くなどの劣化が進む中でも、ベルト劣化のための補正動作を行なうことなく、安定した濃度制御を行なうことが出来た。
【0042】
(第3の実施の形態)
次に図7に基づいて第3の実施の形態について説明する。本実施の形態は第1の実施の形態のベルトを中間転写ベルト方式の画像形成装置に適用した例である。
【0043】
本実施の形態において、中間転写ベルト241にはアセチレンブラックと導電性酸化チタンにより体積抵抗率1012Ωcm程度に抵抗調整したポリフッ化ビニリデン(PVdF)のシート状フィルムを、管状に巻き両端部を熱溶着により接合して、厚さ150μm、十点平均粗さ(Rz)0.7μmのシームレスベルトにしたものを使用した。アセチレンブラックと導電性酸化チタンの添加量はポリフッ化ビニリデン樹脂100重量部に対して、アセチレンブラック2.5重量部、導電性酸化チタン2重量部とし、このときベルトの濃度はBk0.6に相当する色を示した。
【0044】
そして、第4画像形成部Pdの中間転写ベルト201進行方向下流には中間転写ベルトに対向して拡散光型濃度センサ241が備えられている。そして、第1の実施の形態同様の制御を行なうことで、同様の効果が得られた。また、中間転写ベルト方式の画像形成装置において、第2の実施の形態のように、カーボンで抵抗値調整した調整した熱可塑性中間体ベルトと一成分Bkトナーを用いた構成で同様の制御を行なっても、同様の効果が得られたことは言うまでも無い。
【0045】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のように、熱可塑性無端状ベルトを使用し、無端状ベルトに対向した拡散光型濃度検知センサを備え、無端状ベルト上に形成されたトナーパターンの濃度を検知し、その検知結果に基づき濃度制御が行なうことにより、低コストな本体構成で、ベルト劣化による補正を行なうことなく、安定した濃度制御を行なうことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る画像形成装置の第1の実施の形態を示す概略構成図である。
【図2】図1の画像形成装置における拡散光型濃度センサを示す断面図である。
【図3】第1の実施の形態で使用した転写ベルト上において、パッチ画像の濃度を変化させたときの濃度センサの拡散光出力を示したグラフである。
【図4】第1の実施の形態で使用した転写ベルト上において、パッチ画像の濃度を変化させたときの濃度センサの正反射光出力を示したグラフである。
【図5】熱硬化性ポリイミドシート、ポリフッ化ビニリデンシート、ポリエチレンテレフタレートシートに参照光を照射したときの正反射光と拡散光の反射光量を示した相対図である。
【図6】第2の実施の形態で使用した転写ベルト上において、パッチ画像の濃度を変化させたときの濃度センサの拡散光出力を示したグラフである。
【図7】本発明に係る画像形成装置の実施例3の実施の形態を示す概略構成図である。
【符号の説明】
1a〜1d 現像装置
3a〜3d 感光ドラム
21 転写ベルト
41、241 濃度センサ
61 CPU
64 テストパターン発生手段
201 中間転写ベルト[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus, and more particularly to an apparatus using a transfer material carrier or an intermediate transfer body.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, as an example of an image forming apparatus that forms an image by an electrophotographic method, such as a copying machine or a laser beam printer, each color component image of Y (yellow), M (magenta), C (cyan), and Bk (black) is superimposed. There is a full-color image forming apparatus that forms an image together.
[0003]
In such a full-color image forming apparatus, the maximum density and the halftone density of each of the Y, M, C, and Bk color component images are defined in order to improve the image quality. It is important to control the density so that a constant density image is always obtained without being affected. For this reason, a conventional full-color image forming apparatus is provided with a density detecting means for performing density control.
[0004]
A full-color image forming apparatus includes a plurality of image carriers, and transfers a toner image formed on each image carrier onto a transfer material carried on a transfer belt serving as a transfer material carrier to obtain a full-color image. In the image forming apparatus, the number of density sensors is reduced for cost reduction, Y, M, C, and Bk test patterns are transferred onto the transfer belt, and the test is performed using one density sensor provided facing the transfer belt. A method of controlling the toner density by detecting the density by detecting the reflected light of the reference light applied to the pattern is disclosed in JP-A-63-147177. This is similarly effective in an intermediate transfer system in which a plurality of image carriers are provided, a multicolor toner image is primarily transferred to an intermediate transfer member, and collective transfer is performed on a transfer material. Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. 2002-40722 discloses a method for detecting density by detecting specularly reflected light and diffused light of reference light applied to a test pattern primarily transferred onto a body.
[0005]
In recent years, a seamless belt made of thermosetting polyimide has been widely used as a transfer material carrier or an intermediate transfer member. Thermosetting polyimide has high hardness characteristics, heat resistance, and resistance to mechanical expansion and contraction. However, thermosetting polyimides are not only expensive in raw materials, but also when manufacturing seamless films. Since heat deformation processing cannot be performed, it is necessary to go through a number of steps such as application of polyamic acid varnish to the tubular mold, drying, imidization, and demolding. In particular, the imidization step requires complicated management of the temperature rise gradient and the like. The resulting tubular film is very expensive, and the image forming apparatus using the tubular film is necessarily expensive.
[0006]
On the other hand, thermoplastic films such as polyvinylidene fluoride (PVdF) and polyethylene terephthalate (PET) not only have low raw material costs but also have been proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 07-205274. In many cases, a seamless belt can be easily formed at low cost and without thickness unevenness by a method of forming a simple tubular belt.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the thermoplastic resin belt described above is inferior in hardness to the thermosetting polyimide belt, when used as a transfer material carrier or an intermediate transfer member, as a large amount of image formation is repeated, the photosensitive member and the transfer member are transferred. The belt surface is easily scratched due to wear with the body cleaning blade and the like.
[0008]
Therefore, a test toner pattern is formed on the transfer material carrier or the intermediate transfer body to control the density, and when the density is detected by the reflected light, the reflectance changes due to the damage of the belt. There is a problem that the density of the pattern is erroneously detected. This phenomenon is particularly remarkable in the specularly reflected light among the reflected light. Therefore, when the specularly reflected light is used as a means for detecting the toner density, it is necessary to detect a change in the reflectance of the belt surface and perform the correction. Further, when the reflectance of the belt surface is significantly reduced, the amount of reflected light itself is reduced, so that a change in density cannot be detected.
[0009]
Further, a thermoplastic resin belt such as polyvinylidene fluoride (PVdF) or polyethylene terephthalate (PET) has a feature that the belt surface has a lower reflectance than a thermosetting polyimide belt. Therefore, since the sensitivity for detecting the density when the test toner pattern is formed on the belt is low, erroneous detection is likely to occur.
[0010]
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and even if a thermoplastic resin belt that can be formed at low cost is used as a transfer material carrier or an intermediate transfer member, the transfer material carrier or the intermediate transfer member can be used. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of performing stable density control by forming a test toner pattern having a predetermined density on a body and detecting the density.
[0011]
[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 is a color image forming apparatus that transfers a toner image formed on an image carrier by a plurality of developing devices to a transfer material carried on a transfer material carrier to obtain an output image, and In an image forming apparatus, the density of a test toner pattern formed on the image carrier and transferred to the transfer material carrier is detected by density detection means, and density control is performed based on the detection result. Is a seamless transfer belt made of a thermoplastic resin, wherein the density detecting means irradiates the test toner pattern with reference light and is only a diffused light sensor for detecting reflected diffused light. Image forming apparatus.
[0012]
Further, according to the present invention, after a toner image formed on a first image carrier by a plurality of developing devices is primarily transferred to a second image carrier, the toner image is transferred by the second image carrier to a transfer material. A color image forming apparatus that secondary-transfers the image onto the image carrier to obtain an output image, and detects the density of the test toner pattern formed on the image carrier and primary-transferred to the second image carrier by a density detector. In the image forming apparatus in which the density control is performed based on the detection result, the second image carrier is a seamless intermediate transfer belt made of a thermoplastic resin, and the density detecting means includes a reference light for the test toner pattern. An image forming apparatus comprising only a diffused light sensor that irradiates light and detects reflected diffused light.
[0013]
Further, the invention is characterized in that the reflection density of the transfer material carrier or the second image carrier is a color corresponding to Bk 0.3 to 0.8.
[0014]
Further, according to the invention, among the plurality of developing devices, the developer filled in the black developing device is a one-component developer.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0016]
(First Embodiment)
FIG. 1 is a sectional view showing an example of a tandem-type direct transfer type color image forming apparatus according to a first embodiment of the present invention. In the apparatus, a transfer material carrier (hereinafter, referred to as a transfer belt 21) that is stretched around several tension rollers is installed. The
[0017]
Each of the image forming units Pa, Pb, Pc, and Pd has a dedicated image carrier (photosensitive drum) 3a, 3b, 3c, or 3d, and a toner image of each color is formed on each of the photosensitive drums 3a, 3b, 3c, or 3d. It is formed. A
[0018]
The drum chargers 2a, 2b, 2c, 2d, the exposure devices 6a, 6b, 6c, 6d, the developing devices 1a, 1b, 1c, 1d, the transfer charger 5a are provided on the outer periphery of the photosensitive drums 3a, 3b, 3c, 3d, respectively. , 5b, 5c, and 5d and photosensitive drum cleaners 4a, 4b, 4c, and 4d, and a light source device (not shown) and a
[0019]
The developing devices 1a, 1b, 1c, and 1d are filled with a predetermined amount of yellow, magenta, cyan, and black toners, respectively, as a developer by a supply device (not shown). The developing devices 1a, 1b, 1c, and 1d develop the latent images on the photosensitive drums 3a, 3b, 3c, and 3d, respectively, and develop the latent images into a yellow toner image, a magenta toner image, a cyan toner image, and a black toner image. .
[0020]
The transfer material P is accommodated in a
[0021]
As the
[0022]
Image formation and transfer in the second to fourth image forming units Pb to Pd are performed in the same manner as in the first image forming unit Pa. Next, the transfer material P to which the four color toner images have been transferred is separated from the end of the
[0023]
Further, a transfer
[0024]
The transferred transfer material P is conveyed to the
[0025]
On the other hand, the toner remaining on the photosensitive drums 3a, 3b, 3c and 3d is cleaned by photosensitive drum cleaners 4a, 4b, 4c and 4d such as fur brushes and blade means. The toner adhered on the
[0026]
The printer also has a
[0027]
In the present embodiment, as the
[0028]
Other materials for the belt include polyethylene terephthalate, polyethylene, polypropylene, polymethylpentene-1, polystyrene, polyamide, polycarbonate, polysulfone, polyarylate, polybutylene terephthalate, polyphenylene sulfide, thermoplastic polyimide, and polyether ether ketone. It is suitable for forming a large amount of thermoplastic resin at low cost.
[0029]
Further, a
[0030]
The Y, M, C, and Bk toner patch images are formed on the polyvinylidene
[0031]
In FIG. 5, the light-emitting element of the concentration sensor used in the present embodiment is used as a reference light to irradiate a thermosetting polyimide sheet, a polyvinylidene fluoride sheet, and a polyethylene terephthalate sheet (all added with acetylene black and colored black). The reflected light amounts of the specularly reflected light and the diffused light when the light is reflected are shown. At this time, the ten-point average roughness of these resin sheets is set to 0.7 μm. As shown here, the polyvinylidene fluoride sheet or the polyethylene terephthalate sheet, which is a thermoplastic resin sheet, has an extremely low regular reflection light amount as compared with the thermosetting polyimide sheet. For this reason, the sensitivity when a patch image is formed on a polyvinylidene fluoride or polyethylene terephthalate belt and the density is detected by specular reflection light is considerably low. Easy to detect. On the other hand, the diffused light hardly changes due to the material of the sheet, and the problem does not occur.
[0032]
In the above configuration, the following control was performed. First, a latent image of a patch image, which is a reference image for density control, is formed on the photosensitive drums 3a, 3b, 3c, and 3d by the test pattern generating means 64, and developed on the developing sleeves of the developing devices 1a, 1b, 1c, and 1d. The density of each color patch image obtained by developing the patch latent image by applying a bias and transferring the patch latent image to the
[0033]
Then, even if deterioration such as damage to the surface of the transfer belt was progressed by repeating a large amount of image forming operations, stable density control could be performed without performing a correcting operation for belt deterioration.
[0034]
As described above, the present invention uses a thermoplastic transfer belt that can be formed at low cost, detects a patch image density with a density sensor that detects density with diffused light, and performs density control, thereby achieving a low-cost main body configuration. Thus, stable density control could be performed without performing correction due to belt deterioration.
[0035]
(Second embodiment)
Next, a second embodiment will be described. The configuration diagram showing this embodiment is the same as FIG. 1 shown in the first embodiment, and will be described with reference to FIG.
[0036]
In the present embodiment, a sheet-like film of polyvinylidene fluoride (PVdF) whose resistance is adjusted to about 10 13 Ωcm with acetylene black as a
[0037]
In the first embodiment, a two-component developer composed of a non-magnetic Bk toner and a magnetic carrier is used in the fourth image forming portion Pd. However, in the present embodiment, a magnetic one-component Bk toner is used. For this, a non-magnetic one-component Bk toner may be used.
[0038]
In the first embodiment, the resistance value and the color of the belt are adjusted by adding and dispersing two types of acetylene black and conductive titanium oxide as the resistance adjusting agent of the transfer belt. However, if the dispersion state fluctuates at the stage of adding and dispersing the resistance value adjusting agent, color unevenness occurs on the belt, and reading variation by the density sensor occurs depending on the position where the patch image is formed. However, in the present embodiment, the resistance adjusting agent is only acetylene black, and the color of the transfer belt is black, so that there is no large variation.
[0039]
FIG. 6 shows the output of the diffusion light type density sensor when the density of the patch image in the transfer belt is changed. Since the color of the transfer belt is black, the sensitivity for the Bk patch image is extremely low, and detection cannot be performed. However, for the color patch image, the detection of the density sensor can be used from almost 0 V, so that the detection accuracy is further improved. Can be.
[0040]
In the above-described configuration, the color patch image formed on the
[0041]
Then, as in the first embodiment, even if deterioration such as damage to the surface of the transfer belt is progressing by repeating a large number of image forming operations, stable density control can be performed without performing a correcting operation for belt deterioration. I was able to do it.
[0042]
(Third embodiment)
Next, a third embodiment will be described with reference to FIG. This embodiment is an example in which the belt of the first embodiment is applied to an intermediate transfer belt type image forming apparatus.
[0043]
In this embodiment, a sheet-like film of polyvinylidene fluoride (PVdF) whose resistance is adjusted to about 10 12 Ωcm with acetylene black and conductive titanium oxide is wound around the intermediate transfer belt 241 in a tubular shape, and both ends are heated. A seamless belt having a thickness of 150 μm and a ten-point average roughness (Rz) of 0.7 μm joined by welding was used. Amounts of acetylene black and conductive titanium oxide were 2.5 parts by weight of acetylene black and 2 parts by weight of conductive titanium oxide with respect to 100 parts by weight of polyvinylidene fluoride resin. At this time, the belt concentration was equivalent to Bk 0.6. Colors to show.
[0044]
A diffusion light density sensor 241 is provided downstream of the fourth image forming unit Pd in the traveling direction of the
[0045]
【The invention's effect】
As described above, as in the present invention, a thermoplastic endless belt is used, and a diffusion light type density detection sensor facing the endless belt is provided to detect the density of the toner pattern formed on the endless belt. By performing density control based on the detection result, stable density control can be performed with a low-cost main body configuration without performing correction due to belt deterioration.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a first embodiment of an image forming apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a sectional view showing a diffused light type density sensor in the image forming apparatus of FIG.
FIG. 3 is a graph showing the diffused light output of the density sensor when the density of the patch image is changed on the transfer belt used in the first embodiment.
FIG. 4 is a graph showing the regular reflection light output of the density sensor when the density of the patch image is changed on the transfer belt used in the first embodiment.
FIG. 5 is a relative view showing the amount of reflected specular light and diffused light when a reference light is applied to a thermosetting polyimide sheet, polyvinylidene fluoride sheet, or polyethylene terephthalate sheet.
FIG. 6 is a graph showing diffused light output of a density sensor when the density of a patch image is changed on the transfer belt used in the second embodiment.
FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing a third embodiment of the image forming apparatus according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1a to 1d Developing devices 3a to
64 Test pattern generating means 201 Intermediate transfer belt
Claims (6)
前記像担持体上に形成され前記転写材担持体に転写されたテストトナーパターンの濃度を濃度検知手段により検知し、その検知結果に基づき濃度制御が行なわれる画像形成装置において、
前記転写材担持体は熱可塑性樹脂からなるシームレス状の転写ベルトであり、
前記濃度検知手段は前記テストトナーパターンに参照光を照射し、反射してくる拡散光を検知する拡散光型センサのみであること、
を特徴とする画像形成装置。A color image forming apparatus that transfers a toner image formed on an image carrier by a plurality of developing devices to a transfer material carried on a transfer material carrier, and obtains an output image, and
In an image forming apparatus, the density of a test toner pattern formed on the image carrier and transferred to the transfer material carrier is detected by density detection means, and density control is performed based on the detection result.
The transfer material carrier is a seamless transfer belt made of a thermoplastic resin,
The density detecting means irradiates the test toner pattern with reference light, and is only a diffused light sensor that detects reflected diffused light,
An image forming apparatus comprising:
前記像担持体上に形成され前記第2の像担持体に1次転写されたテストトナーパターンの濃度を濃度検知手段により検知し、その検知結果に基づき濃度制御が行なわれる画像形成装置において、
第2の像担持体は熱可塑性樹脂からなるシームレス状の中間転写ベルトであり、
前記濃度検知手段は前記テストトナーパターンに参照光を照射し、反射してくる拡散光を検知する拡散光型センサのみであること、
を特徴とする画像形成装置。After a toner image formed on a first image carrier by a plurality of developing devices is primarily transferred to a second image carrier, the toner image is secondarily transferred to a transfer material by the second image carrier. A color image forming apparatus for obtaining an output image, and
In an image forming apparatus, the density of a test toner pattern formed on the image carrier and primarily transferred to the second image carrier is detected by density detection means, and density control is performed based on the detection result.
The second image carrier is a seamless intermediate transfer belt made of a thermoplastic resin,
The density detecting means irradiates the test toner pattern with reference light, and is only a diffused light sensor that detects reflected diffused light,
An image forming apparatus comprising:
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