JP2006017911A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】感光体と搬送ベルト等の搬送体との相対的速度差に応じて搬送ベルトをクリーニングする画像形成装置において、画像濃度制御の際の時間を短縮する。
【解決手段】画像形成装置は、各色毎のトナー像が形成される感光体ドラム１１ａ〜１４ａと、各色トナー像を転写してカラートナー像を形成する搬送ベルト１５と、搬送ベルト上のトナー濃度を計測するトナー濃度検知センサ１７とを有しており、感光体ドラムと搬送ベルトとの相対的速度差に応じて搬送ベルト上のトナーをクリーニングする。画像濃度制御を行う際、ベタ濃度トナーパッチと中間調トナーパッチを各色毎に所定の間隔で搬送ベルト上に形成し、トナー濃度検知センサで検知したトナー濃度検知値に応じて現像バイアス等の像形成条件を補正を行い、感光体ドラムと搬送ベルトとの間に相対的速度差を生じさせて搬送ベルトをクリーニングする。
【選択図】図１

Description

本発明は、複写機、プリンター、又はファクシミリ装置等の画像形成装置に関し、特に、カラー画像形成装置における画像濃度を制御する画像濃度制御方法に関するものである。

一般に、カラー画像形成装置において、各色（マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、及びブラック（ＢＫ））毎の画像形成ユニットを備えており、各色画像形成ユニットには感光体ドラムが備えられて、各感光体ドラム上に各色トナー像を形成して、これら各色トナー像を、搬送ベルト上を搬送される記録用紙に順次重ね合わせてカラートナー像を形成するようにしたものがあり、このようなカラー画像形成装置においては、画像濃度制御を行う際には、搬送ベルト上に各色毎のトナーパッチを形成し、これら各色トナーパッチをトナー濃度検知センサで検知し、その検知結果に応じて現像バイアス等の像形成条件を補正するようにしている。

上述のようにして、搬送ベルト上にトナーパッチを形成して、画像濃度制御を行った後には、搬送ベルトをクリーニングした後印字動作（画像形成動作）を開始するする必要がある。ところで、搬送ベルトをクリーニングする際、別にクリーニング機構を備えることなく、感光体ドラムと搬送ベルト（又は中間転写ベルト）との相対的速度差によって搬送ベルトを摺擦しつつ、感光体ドラムに搬送ベルト上のトナーを移転し、搬送ベルトをクリーニングすることが行われている。

例えば、非画像形成時に、感光ドラムを空回転動作させるとともに、感光ドラムに順方向当接された中間転写ベルトも回転動作させて、この際、感光ドラム１の回転プロセス速度を速度アップさせ、感光体ドラムと中間転写ベルトとの相対速度差によって、中間転写ベルトをクリーニングするようにしたものがある（特許文献１参照）。さらには、搬送ベルト上のトナーを、複数の感光体ドラムのうち少なくとも１つに逆転写させて、搬送ベルトをクリーニングするようにしたものがある（特許文献２参照）。

特開２０００−１５５４４７公報（第３頁〜第６頁、第１図〜第１２図） 特開２００２−６５７７公報（段落（００２８）〜段落（００５１）、第１図〜第３図）

ところで、一般に画像濃度制御を行う際には、２段階制御が行われており、例えば、まず搬送ベルト上にベタ濃度補正用のトナーパッチ（以下ベタ濃度トナーパッチと呼ぶ）を形成して、これらベタ濃度トナーパッチをトナー濃度検知センサで検知した結果に基づいて現像バイアス等の像形成条件を補正する（ベタ濃度補正）。

続いて、ベタ濃度トナーパッチを上述した感光体ドラムと搬送ベルトとの相対的速度差によってクリーニングした後、中間調補正用のトナーパッチ（以下中間調トナーパッチと呼ぶ）を形成して、これら中間調トナーパッチをトナー濃度センサで検知した結果に応じて所謂γ補正テーブルを参照して中間調補正を行っている。そして、中間調補正を行った後、中間調トナーパッチを上述した感光体ドラムと搬送ベルトとの相対的速度差によってクリーニングすることになる（前述のように、感光体ドラムの少なくとも一つに搬送ベルト上のトナーを逆転写してクリーニングを行うようにしてもよい）。

このように２段階で画像濃度制御を行う際には、都合２回搬送ベルトのクリーニングを行わなければならず、ベタ濃度トナーパッチ及び中間調トナーパッチの形成を含めると、画像濃度制御の際、少なくとも搬送ベルトを４回転させなければならず、印字開始（画像形成開始）までに時間がかかってしまうという課題がある。

このような不具合は、中間転写ベルト等の中間転写体に各色トナー像を順次重ね合わせて、中間転写体にカラートナー像を形成し、中間転写体からカラートナー像を記録用紙に２次転写する画像形成装置において、画像濃度制御を行う際にも生じることである（以下搬送ベルト及び中間転写体を搬送体と呼ぶことがある）。

従って、本発明はかかる従来技術の問題に鑑み、感光体ドラムと搬送体との相対的速度差に応じて搬送体をクリーニングする画像形成装置において、画像濃度制御の際の時間を短縮することのできる画像濃度制御方法を提供することを目的とする。

そこで、本発明はかかる課題を解決するために、各色毎のトナー像が形成される感光体ドラムと、所定の方向に回転しつつ前記感光体ドラムに形成された各色トナー像を転写してカラートナー像を形成する搬送体と、前記感光体ドラムよりも前記搬送体の回転方向下流側に配置され該搬送体上のトナー濃度を計測するトナー濃度検知センサとを有し、前記感光体ドラムと前記搬送体との相対的速度差に応じて前記搬送体上のトナーをクリーニングするようにした画像形成装置に用いられ、前記カラートナー像の画像濃度制御を行うための画像濃度制御方法であって、前記感光体ドラムで各色トナー像を形成する際の像形成条件を補正するための第１のトナーパッチを各色毎に所定の間隔で前記搬送体上に形成する第１のステップと、前記各色毎の第１のトナーパッチを前記トナー濃度検知センサで検知したトナー濃度検知値に応じて前記像形成条件を補正する第２のステップと、中間調補正を行うための第２のトナーパッチを各色毎に前記第１のトナーパッチ間において順次前記搬送体上に形成する第３のステップと、前記各色毎の第２のトナーパッチを前記トナー濃度検知センサで検知したトナー濃度検知値に応じて前記中間調補正を行う第４のステップと、前記感光体ドラムと前記搬送体との間に相対的速度差を生じさせて前記搬送体をクリーニングする第５のステップとを有することを特徴とするものである。なお、前記感光体ドラムと前記搬送体との間に相対的速度差に応じて前記搬送体をクリーニングする画像形成装置の他に、前記感光体ドラムの少なくとも一つに前記搬送体上のトナーを逆転写させてクリーニングを行うようにした画像形成装置にも適用することができ、この際には、第５のステップにおいて、感光体ドラムの少なくとも一つに搬送体上のトナーを逆転写させて搬送体をクリーニングすることになる。

本発明では、例えば、前記像形成条件は前記感光体ドラムに形成された静電潜像を現像する際の現像バイアスであり、前記第４のステップでは前記第２のトナーパッチを前記トナー濃度検知センサで検知したトナー濃度検知値に応じてγ補正テーブルを参照して中間調補正を行う。

本発明では、さらに、前記搬送体上に位置検出トナーパッチを形成するステップと、前記位置検出トナーパッチを初めて前記トナー濃度検知センサで検知したタイミングと前記位置検出トナーパッチを２度目に前記トナー濃度検知センサで検知したタイミングとに基づいて前記搬送体の回転周期を求めるステップとを有し、前記第１及び前記第３のステップでは前記回転周期に応じて前記位置検出トナーパッチを基準として前記搬送体上に前記第１及び前記第２のトナーパッチを形成するようにしてもよい。

以上のように、本発明による画像濃度制御方法は、第１のトナーパッチ（ベタ濃度トナーパッチ）を搬送ベルト等の搬送体に形成して、その濃度に応じて像形成条件を補正し、続いて、第２のトナーパッチ（中間調トナーパッチ）を、ベタ濃度トナーパッチの間において搬送体上に形成してその濃度に応じて中間調補正を行った後、搬送体上のベタ濃度トナーパッチ及び中間調トナーパッチをクリーニングするようにしたから、画像濃度制御を行う際、搬送体の回転回数を低減することができる結果、画像濃度制御の際の時間を短縮することができるという効果がある。

本発明では、位置検出トナーパッチの検出タイミングに応じて搬送体の回転周期を求め、この回転周期に応じて位置検出トナーパッチを基準として搬送体上にベタ濃度トナーパッチ及び中間調トナーパッチを形成するようにしたので、搬送体の回転周期が微妙に変化しても、確実にベタ濃度トナーパッチの間に中間調トナーパッチを形成できるという効果がある。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。

図１を参照して、図示の画像形成装置１０は、マゼンタ（Ｍ）画像形成ユニット１１、シアン（Ｃ）画像形成ユニット１２、イエロー（Ｙ）画像形成ユニット１３、及びブラック（ＢＫ）画像形成ユニット１４を備えており、これら画像形成ユニット１１〜１４はそれぞれ感光体ドラム１１ａ〜１４ａ、帯電器１１ｂ〜１４ｂ、露光器１１ｃ〜１４ｃ、現像器１１ｄ〜１４ｄ、及びクリーニングユニット１１ｅ〜１４ｅを有している。

これら画像形成ユニット１１〜１４は搬送ベルト１５に沿って配列されており、図示のように、感光体ドラム１１ａ〜１４ａは搬送ベルト１５に当接し、感光体ドラム１１ａ〜１４ａに対向してそれぞれ転写ローラ１６ａ〜１６ｄが配置されている。搬送ベルト１５は駆動ローラ１５ａ、従動ローラ１５ｂ、及びテンションローラ１５ｃに張架されており、駆動ローラ１５ａの駆動によって実線矢印で示す方向に回転駆動される。また、駆動ローラ１５ａの位置にはトナー量検知センサ（トナー濃度検知センサ）１７が配置されている。

いま、Ｍ画像形成ユニット１１に注目して、カラー画像形成を行う際には、感光体ドラム１１ａの表面が帯電器１１ｂによって帯電された後、画像データに応じて露光器１１ｃによって感光体ドラム１１ａの表面が露光され、感光体ドラム１１ａ上に静電潜像が形成される。現像器１１ｄには現像バイアスが印加され、感光体ドラム１１ａ上の静電潜像は現像器１１ｄによって現像されてＭトナー像とされる。

同様にして、Ｃ画像形成ユニット１２、Ｙ画像形成ユニット１３、及びＢＫ画像形成ユニット１４において、それぞれ感光体ドラム１２ａ、１３ａ、及び１４ａ上にＣトナー像、Ｙトナー像、及びＢＫトナー像が形成される。

給紙装置１８から用紙搬送路１９を通って搬送ベルト１５に記録用紙（以下単に用紙と呼ぶ）が送られ、搬送ベルト１５上を搬送される用紙に順次各色トナー像が転写されて重ね合わされ、カラートナー像が用紙上に形成される。そして、用紙上のカラートナー像は定着装置２０で定着された後、用紙は排紙経路２０ａを通って排紙トレイ２０ｂに排紙される。なお、感光体ドラム１１ａ〜１４ａに残留する残留トナーはそれぞれクリーニングユニット１１ｅ〜１４ｅによってクリーニングされる。

ところで、画像濃度を安定させるためには（つまり、画像濃度制御を行う際には）、搬送ベルト１５上に各色毎のトナーパッチ（ベタ濃度トナーパッチ及び中間調トナーパッチ）を形成して、トナー濃度検知センサ１７で後述するようにして、トナーパッチ濃度を計測し、計測したトナー濃度に応じて画像濃度制御（画像濃度補正）を行う。

図１〜図３を参照して、画像濃度補正に当たっては、制御装置（図示せず）は、搬送ベルト１５を回転駆動して、搬送ベルト１５上に位置検出トナーパッチ２１を形成する（ステップＳ１）。例えば、制御装置はＢＫ画像形成ユニット１４を制御して、搬送ベルト１５上に位置検出トナーパッチを形成する。

制御装置は位置検出トナーパッチ２１を形成した後、トナー濃度検知センサ１７で位置検出トナーパッチ２１が検出されるまでの時間Ｔ１を計測する（ステップＳ２）。さらに、制御装置は検出トナーパッチ２１を形成した後、位置検出トナーパッチ２１を２回検出するまでの時間Ｔ２を計測して（ステップＳ３）、搬送ベルト周期Ｔ＝Ｔ１−Ｔ２を求める（ステップＳ４）。

そして、制御装置は予め設定した搬送ベルトの周期設定値（Ｔ０とする）と搬送ベルト周期Ｔから回転倍率α＝Ｔ／Ｔ０を求める（ステップＳ５）。制御装置は搬送ベルト１５が２周目に入って、位置検出トナーパッチ２１がトナー濃度検出センサ１７で検出された後、所定の時間経過する毎にベタ濃度トナーパッチを各色（Ｍ，Ｃ，Ｙ，ＢＫ）の順に形成するが、この際、位置検出トナーパッチを基準として各色ベタ濃度トナーパッチの形成を形成するタイミング（時間）をそれぞれＵ１〜Ｕ４とすると、制御装置は、Ｕ１’＝Ｕ１×α−（Ｔ０−Ｔ），Ｕ２’＝Ｕ２×α−（Ｔ０−Ｔ），Ｕ３’＝Ｕ３×α−（Ｔ０−Ｔ），Ｕ４’＝Ｕ４×α−（Ｔ０−Ｔ）として、各色のベタ濃度トナーパッチを形成するタイミングを補正して（ステップＳ６）、画像形成ユニット１１〜１４を制御して各色ベタ濃度トナーパッチ（第１のトナーパッチ）を搬送ベルト１５上に形成する。

つまり、図３に示すように、搬送ベルト１５の２周目においては、位置検出トナーパッチ２１に続いて順次所定の間隔でＭベタ濃度トナーパッチ２２、Ｃベタ濃度トナーパッチ２３、Ｙベタ濃度トナーパッチ２４、及びＢＫベタ濃度トナーパッチ２５が搬送ベルト１５上に形成されることになる。

そして、Ｍベタ濃度トナーパッチ２２、Ｃベタ濃度トナーパッチ２３、Ｙベタ濃度トナーパッチ２４、及びＢＫベタ濃度トナーパッチ２５が順次トナー濃度検知センサ１７で検出され（つまり、位置検出トナーパッチを基準として各色ベタ濃度トナーパッチがサンプリングされることになる：ステップＳ７）、トナー濃度センサ１７は各色毎のトナー濃度検出値を制御装置に与える。制御装置では、各色毎に予め定められた基準トナー濃度と各色毎のトナー濃度検出値とを比較して、各色毎の像形成条件（例えば、現像バイアス）を補正する。以後これら補正後の現像バイアスが用いられることになる。

続いて、制御装置は搬送ベルト１５が３周目に入って、位置検出トナーパッチ２１が再びトナー濃度検出センサ１７で検出されると、予め規定された時間経過する毎に中間調トナーパッチ（第２のトナーパッチ）を各色（Ｍ，Ｃ，Ｙ，ＢＫ）の順に形成するが、この際、位置検出トナーパッチを基準として各色中間調トナーパッチの形成を形成するタイミング（時間）をそれぞれＶ１〜Ｖ４とすると、Ｕ１＜Ｖ１＜Ｕ２，Ｕ２＜Ｖ２＜Ｕ３，Ｕ３＜Ｖ３＜Ｕ４，Ｕ４＜Ｖ４の関係となるように、予め規定された時間が設定される。

その後、制御装置は、Ｖ１’＝Ｖ１×α−２（Ｔ０−Ｔ），Ｖ２’＝Ｖ２×α−２（Ｔ０−Ｔ），Ｖ３’＝Ｖ３×α−２（Ｔ０−Ｔ），Ｖ４’＝Ｖ４×α−２（Ｔ０−Ｔ）として、各色の中間調トナーパッチを形成するタイミングを補正して（ステップＳ８）、画像形成ユニット１１〜１４を制御して各色中間調トナーパッチを搬送ベルト１５上に形成する。

つまり、図３に示すように、搬送ベルト１５の３周目においては、位置検出トナーパッチ２１に続いて順次Ｍベタ濃度トナーパッチ２２、Ｍ中間調トナーパッチ２６、Ｃベタ濃度トナーパッチ２３、Ｃ中間調トナーパッチ２７、Ｙベタ濃度トナーパッチ２４、Ｙ中間調トナーパッチ２８、ＢＫベタ濃度トナーパッチ２５、ＢＫ中間調トナーパッチ２９が搬送ベルト１５上に形成されることになる。

そして、Ｍ中間調トナーパッチ２６、Ｃ中間調トナーパッチ２７、Ｙ中間調トナーパッチ２８、及びＢＫ中間調トナーパッチ２９が順次トナー濃度検知センサ１７で検出され（つまり、位置検出トナーパッチを基準として各色中間調トナーパッチがサンプリングされることになる：ステップＳ９）、トナー濃度センサ１７によって検出された各色毎の中間調トナー濃度検出値を制御装置に与える。制御装置には予め各色毎のγ補正テーブルが設定されており、制御装置は中間調トナー濃度検出値に応じて各色毎のγ補正テーブルを参照して、中間調補正を行うことになる。

このようにして、画像濃度補正が終了すると、制御装置は感光体ドラム１１ａ〜１４ａと搬送ベルト１５との相対的速度差に応じて搬送ベルト１５をクリーニングして、印字動作を開始する。なお、上述の説明では、搬送ベルト１５上を搬送される用紙に順次各色トナー像を転写する画像形成装置について説明したが、中間転写ベルト等の中間転写体に順次各色トナー像を転写してカラートナー像として、中間転写体上のカラートナー像を用紙に転写（２次転写）するようにした画像形成装置にも適用することができる。つまり、搬送ベルト又は中間転写体が搬送体として機能することになる。

このようにして、現像バイアス等の像形成条件を補正するベタ濃度パッチの間に中間調補正を行う中間調トナーパッチを形成するようにしたから、２段階で画像濃度制御を行う際において、クリーニング回数を１回に抑えることができる結果、実質的に画像濃度制御に要する時間を短縮することができることになる。なお、上述の例では、搬送ベルト１５をクリーニングする際、感光体ドラム１１ａ〜１４ａと搬送ベルト１５との相対的速度差に応じてクリーニングを行うようにしたが、画像形成時とは逆の転写バイアスを印加して、感光体ドラム１１ａ〜１４ａの少なくとも一つに搬送ベルト１５上のトナーを逆転写して搬送ベルト１５のクリーニングを行うようにしてもよい。

各色毎のベタ濃度トナーパッチを搬送ベルトに形成して、その濃度に応じて像形成条件を補正し、中間調トナーパッチを、ベタ濃度トナーパッチの間において搬送ベルト上に形成してその濃度に応じて中間調補正を行った後、搬送ベルト上のベタ濃度トナーパッチ及び中間調トナーパッチをクリーニングするようにしたので、画像濃度制御を行う際、搬送ベルトの回転回数を低減することができ、画像濃度制御の際の時間を短縮することができる結果、複写機又はプリンター等の画像形成装置で画像濃度制御を行う際の時間短縮に適用できる。

本発明の実施例１による画像濃度制御方法が用いられる画像形成装置を概略的に示す図である。 本発明の実施例１による画像濃度制御方法を説明するためのフローチャートである。 図１に示す搬送ベルト上に形成されるベタ濃度トナーパッチと中間調トナーパッチとの関係を位置検出トナーパッチとともに示す図である。

符号の説明

１０ 画像形成装置
１１〜１４ 画像形成ユニット
１１ａ〜１４ａ 感光体ドラム
１１ｂ〜１４ｂ 帯電器
１１ｃ〜１４ｃ 露光器
１１ｄ〜１４ｄ 現像器
１１ｅ〜１４ｅ クリーニングユニット
１５ 搬送ベルト
１６ａ〜１６ｄ 転写ローラ
１７ トナー量検知センサ（トナー濃度検知センサ）
１８ 給紙装置
１９ 用紙搬送路
２０ 定着装置
２１ 位置検出トナーパッチ
２２〜２５ ベタ濃度トナーパッチ
２６〜２９ 中間調トナーパッチ

Claims (4)

1. 各色毎のトナー像が形成される感光体ドラムと、所定の方向に回転しつつ前記感光体ドラムに形成された各色トナー像を転写してカラートナー像を形成する搬送体と、前記感光体ドラムよりも前記搬送体の回転方向下流側に配置され該搬送体上のトナー濃度を計測するトナー濃度検知センサとを有し、前記感光体ドラムと前記搬送体との相対的速度差に応じて前記搬送体上のトナーをクリーニングするようにした画像形成装置に用いられ、前記カラートナー像の画像濃度制御を行うための画像濃度制御方法であって、
   前記感光体ドラムで各色トナー像を形成する際の像形成条件を補正するための第１のトナーパッチを各色毎に所定の間隔で前記搬送体上に形成する第１のステップと、
   前記各色毎の第１のトナーパッチを前記トナー濃度検知センサで検知したトナー濃度検知値に応じて前記像形成条件を補正する第２のステップと、
   中間調補正を行うための第２のトナーパッチを各色毎に前記第１のトナーパッチ間において順次前記搬送体上に形成する第３のステップと、
   前記各色毎の第２のトナーパッチを前記トナー濃度検知センサで検知したトナー濃度検知値に応じて前記中間調補正を行う第４のステップと、
   前記感光体ドラムと前記搬送体との間に相対的速度差を生じさせて前記搬送体をクリーニングする第５のステップとを有することを特徴とする画像濃度制御方法。
2. 各色毎のトナー像が形成される感光体ドラムと、所定の方向に回転しつつ前記感光体ドラムに形成された各色トナー像を転写してカラートナー像を形成する搬送体と、前記感光体ドラムよりも前記搬送体の回転方向下流側に配置され該搬送体上のトナー濃度を計測するトナー濃度検知センサとを有し、前記感光体ドラムの少なくとも一つに前記搬送体上のトナーを逆転写させてクリーニングを行うようにした画像形成装置に用いられ、前記カラートナー像の画像濃度制御を行うための画像濃度制御方法であって、
   前記感光体ドラムで各色トナー像を形成する際の像形成条件を補正するための第１のトナーパッチを各色毎に所定の間隔で前記搬送体上に形成する第１のステップと、
   前記各色毎の第１のトナーパッチを前記トナー濃度検知センサで検知したトナー濃度検知値に応じて前記像形成条件を補正する第２のステップと、
   中間調補正を行うための第２のトナーパッチを各色毎に前記第１のトナーパッチ間において順次前記搬送体上に形成する第３のステップと、
   前記各色毎の第２のトナーパッチを前記トナー濃度検知センサで検知したトナー濃度検知値に応じて前記中間調補正を行う第４のステップと、
   前記感光体ドラムの少なくとも一つに前記搬送体上のトナーを逆転写させて前記搬送体をクリーニングする第５のステップとを有することを特徴とする画像濃度制御方法。
3. 前記像形成条件は前記感光体ドラムに形成された静電潜像を現像する際の現像バイアスであり、
   前記第４のステップでは前記第２のトナーパッチを前記トナー濃度検知センサで検知したトナー濃度検知値に応じてγ補正テーブルを参照して中間調補正を行うようにしたことを特徴とする請求項１又２は記載の画像濃度制御方法。
4. 前記搬送体上に位置検出トナーパッチを形成するステップと、
   前記位置検出トナーパッチを初めて前記トナー濃度検知センサで検知したタイミングと前記位置検出トナーパッチを２度目に前記トナー濃度検知センサで検知したタイミングとに基づいて前記搬送体の回転周期を求めるステップとを有し、
   前記第１及び前記第３のステップでは前記回転周期に応じて前記位置検出トナーパッチを基準として前記搬送体上に前記第１及び前記第２のトナーパッチを形成するようにしたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の画像濃度制御方法。

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