JP2006047681A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像調整用パターンが二次転写位置を通過する際に、二次転写体を中間転写体から接離させる構成とした場合にも、画像制御に悪影響を与えることがない画像形成装置を提供する。
【解決手段】像担持体２上の非画像領域に画像調整用パターンを形成して中間転写体７上に一次転写し、中間転写体７の走行方向における二次転写位置より下流側に設けた光学式検知センサ１６により画像調整用パターンのトナー付着量を検知して、検知センサの検出値によって画像形成条件を変えてプロセス制御を行うか又はトナー補給量を変えてトナー濃度を制御する制御手段を有する画像形成装置において、前記制御手段は、画像形成動作の種類に応じて二次転写体１４と中間転写体７の接離タイミングを変更する。これにより制御精度を高く維持すると共に画像調整動作にかかる時間を短縮することが可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、複写機、プリンタ、プロッタ、ファクシミリ、印刷装置等の電子写真方式の画像形成装置に関するものであり、より詳しくは、像担持体上に形成されたトナー像を中間転写体上に一次転写した後、そのトナー像を二次転写体によって転写材上に転写する画像形成装置に関するものである。さらに詳しく述べると、前記像担持体上の非画像領域に画像調整用のトナー付着パターン（画像調整用パターン）を形成して中間転写体上に一次転写し、該中間転写体の走行方向における二次転写位置より下流側で且つ中間転写体表面に対向させて設けた光学式の検知センサにより画像調整用パターンのトナー付着量を検知して、画像濃度や階調を安定的に制御するために、画像調整用パターンの形成時と通常の画像形成時とで二次転写体をタイミング良く接離させることができる画像形成装置に関する。

画像形成装置として、帯電、露光、現像の各作像手段を周囲に有する像担持体上にトナー像を形成し、トナー像を中間転写体に転写（一次転写）した後、中間転写体上のトナー像を、転写紙などの転写材に二次転写体（例えば二次転写ローラ等）により静電転写（二次転写）させるものが知られているが、画像濃度や階調を補正するために、像担持体上の非画像領域に画像調整用のトナー付着パターン（以下、画像調整用パターンと言う）を作成し、中間転写体上で前記画像調整用パターンを検知する光学式の検知センサを設けることにより、画像関連パラメータを補正して画像を適正にするものが知られている。

従来は、特許文献１（特開平９−２０４１０８号公報）に記載されているように、中間転写体上の一次転写位置の下流で二次転写位置の上流側に前記検知センサを設けているが、レイアウト上、検知センサが上向きとなって上部からのトナー飛散に対して不利な状態となる場合や、一次転写と二次転写の距離をある程度以上確保する必要があるためにコンパクト化やファーストプリントアウトに要する時間の短縮に対する障害となっている。

一方、二次転写位置の下流側に前記検知センサを設けた場合には、前記画像調整用パターンが二次転写ローラへ移行しないように、例えば特許文献２（特開平７−２５３７２９号公報）に記載されているように、画像パターンが二次転写ローラ位置を通過する際に二次転写ローラにトナーと同極性のバイアスを印加することが必要となってくるが、この場合、二次転写ローラに移行するトナーは０ではなく、また、移行量も環境などによって左右されるため、二次転写ローラ表面が汚れて転写紙の裏面を汚染したり、画像調整用パターンが乱れ正確に濃度を検知できなくなることが考えられる。このため、画像調整用パターンが二次転写位置を通過する際に、二次転写ローラを中間転写体から離間させることが考えられるが、連続プリント中の画像間に前記画像調整用パターンを作成しようとすると、二次転写ローラの当接及び解除時に中間転写体などの回転ムラが生じ、画像に悪影響を与えてしまうことがあった。

また、画像パターンを乱さないようにする手段としては、二次転写部をコロトロンのような非接触転写手段で構成することも考えられるが、この場合にはオゾン発生量が増加する点や転写紙の搬送性という意味でデメリットが大きい。

特開平９−２０４１０８号公報 特開平７−２５３７２９号公報

複数の画像形成ユニットと中間転写体を備えた画像形成装置においては、作像プロセス制御やトナー濃度制御では、作像条件を変化させて異なるトナー付着量のパターン像を複数個形成することがあるが、この場合は、通常の作像動作と同時に実行することが困難であり、作像プロセス制御の動作中は、コピーやプリント動作を一時的に休止する必要がある。
この時間は、コピーやプリント操作者にとって作業が出来なくなるダウンタイムとなってしまうことから、極力短くする必要がある。

本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、作像プロセス制御やトナー濃度制御動作で形成する画像調整用パターンが二次転写位置を通過する際に、二次転写体（二次転写ローラ等）を中間転写体から離間させたり該中間転写体に当接させたりする場合に、画像調整用パターン検知に基づく画像制御に悪影響を与えることがなく、さらには、検知センサの設定位置を考慮して画像調整動作にかかる時間の短縮やコピー（またはプリント）の生産性を高める手段を有すると共に画質を向上させる画像補正手段を具備し、オゾン等の有害物の発生も少ない画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明では以下のような技術的手段を採っている。
本発明の第１の手段は、像担持体と、該像担持体にトナー像を形成する作像手段と、前記像担持体上のトナー像が一次転写される中間転写体と、前記中間転写体に対して接離可能に設けられ該中間転写体上のトナー像を転写材に二次転写させる二次転写体を備え、前記像担持体上の非画像領域に画像調整用のトナー付着パターン（以下、画像調整用パターンと言う）を形成して、前記中間転写体上に一次転写し、該中間転写体の走行方向における二次転写位置より下流側で且つ中間転写体表面に対向させて設けた光学式の検知センサにより画像調整用パターンのトナー付着量を検知して、該検知センサの検出値によって画像形成条件を変えてプロセス制御を行うか、もしくはトナー補給量を変えてトナー濃度を制御する制御手段を有する画像形成装置において、前記制御手段は、画像形成動作の種類に応じて、前記二次転写体の前記中間転写体に対する接離タイミングを変更する構成としたものである（請求項１）。

本発明の第２の手段は、像担持体とその周囲に配設された帯電、露光、現像の各作像手段を有する画像形成ユニットを複数備え、その複数の画像形成ユニットを中間転写体に沿って並設し、前記各画像形成ユニットの像担持体上に前記作像手段によりトナー像を形成し、各トナー像を前記中間転写体に一次転写体によって重ね合わせて一次転写した後、前記中間転写体に対して接離可能な二次転写体によって、前記中間転写体から転写材にトナー像を一括して二次転写させる画像形成装置であって、各画像形成ユニットの像担持体上の非画像領域に画像調整用のトナー付着パターン（以下、画像調整用パターンと言う）を形成して、前記中間転写体上に一次転写し、該中間転写体の走行方向における二次転写位置より下流側で且つ中間転写体表面に対向させて設けた光学式の検知センサにより画像調整用パターンのトナー付着量を検知して、該検知センサの検出値によって画像形成条件を変えてプロセス制御を行うか、もしくはトナー補給量を変えてトナー濃度を制御する制御手段を有する画像形成装置において、前記制御手段は、画像形成動作の種類に応じて、前記二次転写体の前記中間転写体に対する接離タイミングを変更する構成としたものである（請求項２）。

本発明の第３の手段は、第１または第２の手段の画像形成装置において、前記制御手段は、前記画像調整用パターンの種類に応じて前記二次転写体の前記中間転写体からの離間タイミングを変更する構成としたものである（請求項３）。

本発明の第４の手段は、第３の手段の画像形成装置において、前記制御手段は、前記画像調整用パターンを前記像担持体に一つだけ形成する場合と、前記像担持体にトナー付着量を段階的に変えて複数個形成する場合とで、前記二次転写体の前記中間転写体からの離間タイミングを変更する構成としたものである（請求項４）。

本発明の第５の手段は、第３または第４の手段の画像形成装置において、前記中間転写体の周方向に複数個連続した画像調整用パターンの書き込み動作、現像動作もしくは中間転写体への一次転写動作のいずれかが実行中であるときに、前記二次転写体が前記中間転写体からの離間動作を実行する場合は、前記二次転写体の離間動作と同時に書き込み、現像もしくは一次転写の動作の中で少なくともいずれか一つの動作を実行して作成された前記画像調整用パターンを検出した前記光学式検知センサの検出値は、画像条件調整の入力情報として使用しない構成としたものである（請求項５）。

本発明の第６の手段は、第４または第５の手段の画像形成装置において、前記中間転写体の周方向に複数個連続した画像調整用パターンの書き込み動作、現像動作もしくは中間転写体への一次転写動作のいずれかが実行中であるときに、前記二次転写体が前記中間転写体からの離間動作を実行する場合は、前記二次転写体の離間動作タイミングでは前記画像調整用パターンの書き込み、現像もしくは一次転写の動作の中で少なくともいずれかの動作を実行しないように構成したものである。（請求項６）。

本発明の第１の手段または第２の手段の画像形成装置においては、像担持体上の非画像領域に画像調整用のトナー付着パターン（画像調整用パターン）を形成して、中間転写体上に一次転写し、該中間転写体の走行方向における二次転写位置より下流側で且つ中間転写体表面に対向させて設けた光学式の検知センサにより画像調整用パターンのトナー付着量を検知して、該検知センサの検出値によって画像形成条件を変えてプロセス制御を行うか、もしくはトナー補給量を変えてトナー濃度を制御する制御手段を有する構成であり、前記制御手段は、画像形成動作の種類に応じて、前記二次転写体の前記中間転写体に対する接離タイミングを変更しているので、制御精度を高く維持すると共に画像調整動作にかかる時間を極力短縮することができる。

本発明の第３の手段の画像形成装置においては、第１または第２の手段の構成に加え、前記制御手段は、前記画像調整用パターンの種類に応じて前記二次転写体の前記中間転写体からの離間タイミングを変更しているので、制御精度を高く維持すると共に画像調整動作にかかる時間を極力短縮することができる。

本発明の第４の手段の画像形成装置においては、第３の手段の構成に加え、前記制御手段は、前記画像調整用パターンを前記像担持体に一つだけ形成する場合と、前記像担持体にトナー付着量を段階的に変えて複数個形成する場合とで、前記二次転写体の前記中間転写体からの離間タイミングを変更しているので、各種画像調整動作に適した制御精度及び動作時間で画像調整を実行することができる。

本発明の第５の手段の画像形成装置においては、第３または第４の手段の構成に加え、前記中間転写体の周方向に複数個連続した画像調整用パターンの書き込み動作、現像動作もしくは中間転写体への一次転写動作のいずれかが実行中であるときに、前記二次転写体が前記中間転写体からの離間動作を実行する場合は、前記二次転写体の離間動作と同時に書き込み、現像もしくは一次転写の動作の中で少なくともいずれか一つの動作を実行して作成された前記画像調整用パターンを検出した前記光学式検知センサの検出値は、画像条件調整の入力情報として使用しないようにしているので、二次転写体の離間に伴って発生するパターン部への振動の影響をキャンセルすることができるため、画像形成装置を大型にすることなく短時間で精度の高い画像調整を実行することができる。

本発明の第６の手段の画像形成装置においては、第４または第５の手段の構成に加え、前記中間転写体の周方向に複数個連続した画像調整用パターンの書き込み動作、現像動作もしくは中間転写体への一次転写動作のいずれかが実行中であるときに、前記二次転写体が前記中間転写体からの離間動作を実行する場合は、前記二次転写体の離間動作タイミングでは前記画像調整用パターンの書き込み、現像もしくは一次転写の動作の中で少なくともいずれかの動作を実行しないようにしているので、無駄なトナー消費を抑えると共に、二次転写体の離間に伴って発生するパターン部への振動の影響をキャンセルすることができるため、画像形成装置を大型にすることなく短時間で精度の高い画像調整を実行することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。
本発明は、像担持体と、該像担持体にトナー像を形成する作像手段と、前記像担持体上のトナー像が一次転写される中間転写体と、前記中間転写体に対して接離可能に設けられ該中間転写体上のトナー像を転写材に二次転写させる二次転写体を備え、前記像担持体上に形成したトナー像を中間転写体に一次転写した後、前記中間転写体から転写材にトナー像を二次転写させる画像形成装置に関するものである。

一例としては、図１に示すように、像担持体２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋとその周囲に配設された帯電手段３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋ、露光手段（図示せず）、現像手段４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｋの各作像手段を有する画像形成ユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋを複数備え、その複数の画像形成ユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋを中間転写体７に沿って並設し、前記各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋの像担持体２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋ上に前記作像手段によりトナー像を形成し、各トナー像を前記中間転写体７に一次転写体５Ｙ，５Ｃ，５Ｍ，５Ｋによって重ね合わせて一次転写した後、前記中間転写体７に対して接離可能な二次転写体１４によって、前記中間転写体７から転写材Ｓにトナー像を一括して二次転写させ、前記転写材Ｓに転写されたトナー像を定着手段１５で定着して画像形成を行なう画像形成装置である。

そして本発明では、上記の構成に加え、前記像担持体２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋ上の非画像領域に画像調整用のトナー付着パターン（以下、画像調整用パターンと言う）を形成して、前記中間転写体７上に一次転写し、該中間転写体７の走行方向における二次転写位置より下流側で且つ中間転写体表面に対向させて設けた光学式の検知センサ１６により画像調整用パターンのトナー付着量を検知して、該検知センサの検出値によって画像形成条件を変えてプロセス制御を行うか、もしくはトナー補給量を変えてトナー濃度を制御する制御手段を有する画像形成装置において、前記制御手段は、画像調整用パターンが単一の場合には、複数個設けた画像形成ユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋの中で先頭ユニットが書き込み動作を開始する前に、前記二次転写ローラ１４を中間転写体７から離間させるようにしたものであり、これにより、画像調整用パターンの書き込み、現像及び一次転写動作への影響がなく、画像調整用パターンのトナー付着状態にも悪影響がなくなる。

一方、画像調整用パターンを中間転写体７上の周方向に複数個形成する場合には、画像調整用パターン形成だけで長時間を要してしまうため、二次転写体１４の離間タイミングが、前記の画像調整用パターンが単一の場合と同じ離間タイミングでは無駄な時間が発生してしまう。
従って、複数個の画像調整用パターン形成時には、先頭のパターンが二次転写体１４の直前に達した時点で二次転写体１４を離間させるよう、二次転写体１４の中間転写体７からの離間タイミングを画像形成動作に応じて変更することを特徴とする。
このように二次転写体１４の離間タイミングを変更することにより、オゾン発生量が少ない接触二次転写方式を用いつつ、画像や非画像部の画像調整用パターンに対して、その乱れの影響を受けずにマシン本体のコンパクト化やプリント生産性をできる限り良好にし、マシンのダウンタイムを低減することができる。

本発明では、像担持体２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋ上の非画像領域に画像調整用のトナー付着パターン（画像調整用パターン）を形成し、二次転写位置より下流側でかつ中間転写体７の表面に対向させて設けた光学式の検知センサ１６によりトナー付着量を検知する際に、制御手段が、画像形成動作の種類に応じて、前記二次転写体１４と中間転写体７の接離タイミングを変更することで、通常は精度良いトナー付着量検出をし、長時間要する作像プロセス制御時には短時間で動作が完了するようにしている。

また、本発明では、前記中間転写体７の周方向に複数個連続した画像調整用パターンの書き込み動作、現像動作もしくは中間転写体７への一次転写動作のいずれかが実行中であるときに、二次転写体１４が中間転写体７からの離間動作を実行する場合は、二次転写体１４の離間動作と同時に書き込み、現像もしくは一次転写の動作の中で、少なくともいずれか一つの動作を実行して作成された前記画像調整用パターンを検出した前記光学式検知センサ１６の検出値は、画像条件調整の入力情報として使用しないようにすることで、画像調整用パターンの乱れの影響を回避している。

さらに本発明では、前記中間転写体７の周方向に複数個連続した画像調整用パターンの書き込み動作、現像動作もしくは中間転写体７への一次転写動作のいずれかが実行中であるときに、二次転写体１４が中間転写体７からの離間動作を実行する場合は、二次転写体１４の離間動作タイミングでは画像調整用パターンの書き込み、現像もしくは一次転写の動作の中で、少なくともいずれかの動作を実行しないようにすることで、無駄なトナー消費を低減している。

以下、本発明のより具体的な構成、動作及び作用を、図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の一実施例を示す画像形成装置の画像形成部の概略構成図である。これは、無端ベルト状の中間転写体（以下、中間転写ベルトと言う）７を水平方向に長く配設して、その中間転写ベルト７に沿って複数組の画像形成ユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋを並設し、モノカラーからフルカラーに至る画像を形成することができるタンデム型のカラー画像形成装置の構成例を示すものである。

本実施例においては、像担持体としてのドラム状の感光体２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋ、帯電手段としての帯電ローラ３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋ、画像書込手段（露光手段）としてのレーザー露光装置（図示しない）及び現像手段としての現像器４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｋ、前記感光体表面の転写残トナーを除去するクリーニング器６Ｙ，６Ｃ，６Ｍ，６Ｋを少なくとも有するユニットとして、各色の画像形成ユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋが複数組（本実施例では４組）構成され、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の各色の前記画像形成ユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋが、ループ状に走行する中間転写ベルト７の水平な張架面に対向して、その下部に左からＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋの順に配設されている。そして各色の画像形成ユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋは４組とも同じ構成にしてある。

前記帯電ローラ３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋは、それぞれ所定の電位に保持されたトナーと同極性の帯電によって感光体２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋに対して帯電作用（本実施例においてはマイナス帯電）を行い、感光体２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋに一様な電位を与える。なお、帯電手段としては帯電ローラに限るものではなく、帯電ブラシ、帯電チャージャ等の種々のものを適宜使用することができる。

前記の図示しないレーザー露光装置は、前記帯電ローラ３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋに対して前記感光体２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋの回転方向下流側で現像器４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｋの上流側に配置される。また、レーザー露光装置は、感光体２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋの回転軸と平行に主走査方向に露光走査するように配置されている。

このレーザー露光装置は、例えば、半導体レーザ（ＬＤ）からなる光源と、コリメートレンズやシリンドリカルレンズ等からなるカップリング光学系（またはビーム整形光学系）と、回転多面鏡等からなる光偏向器と、光偏向器で偏向されたレーザ光を感光体上に集光する結像光学系等からなり、別構成で設けた図示しない画像読み取り装置によって読み取られメモリに記録された各色の画像データ（あるいはパーソナルコンピュータ等の外部機器から入力された各色の画像データ）に従って強度変調されたレーザ光Ｌ_Ｙ，Ｌ_Ｃ，Ｌ_Ｍ，Ｌ_Ｋによって各色用の感光体２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋの感光層を像露光し、各色毎の静電潜像を形成する。なお、画像書込手段（露光手段）としては、上記のレーザー露光装置の他に、発光ダイオードアレイ（ＬＥＤアレイ）とレンズアレイ等を組み合わせたＬＥＤ書き込み装置なども用いることができる。

感光体２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋは、導電性円筒状支持体の表面に形成された下引き層上に、前記感光層として電荷発生層（下層）、電荷輸送層（上層）の順、またはこの逆の順にこれらの感光層が積層されている。また、前記電荷輸送層または前記電荷発生層の表面にさらに公知の表面保護層、例えば熱可塑性又は熱硬化性ポリマーを主体とするオーバーコート層などが形成されていてもよい。本実施例では、感光体２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋの導電性円筒状の支持体は接地されている。

前記現像器４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｋは、感光体２の周面に対し所定の間隙を保ち、感光体２の回転方向と順方向に回転する円筒状の非磁性のステンレスあるいはアルミニウム材で形成された現像スリーブ４１Ｙ，４１Ｃ，４１Ｍ，４１Ｋを有し、現像器内部には各色毎の現像色に従いイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の一成分あるいは二成分現像剤を収容している。本実施例においては、一例として現像器内部にトナーと磁性キャリアからなる二成分現像剤（本実施例においてトナーはマイナス帯電）を収容しており、この場合は、上記現像スリーブ内には、複数の固定磁石あるいは複数の磁極が着磁されたマグネットロールが配置される。また、各色の現像器４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｋには、容器内の現像剤を撹拌しながら搬送する撹拌・搬送部材４２や、各色のトナーの補給部４３が設けられている。さらに各色の現像器４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｋには、必要に応じて容器内の現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度センサが設けられる。

各色の現像器４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｋの現像スリーブ４１Ｙ，４１Ｃ，４１Ｍ，４１Ｋは図示しない突き当てコロ等により、感光体２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋのドラム面と所定の間隙、例えば１００〜５００μｍの間隙を開けて非接触に保たれており、その現像スリーブ４１Ｙ，４１Ｃ，４１Ｍ，４１Ｋに対して直流電圧と交流電圧を重畳した現像バイアスを印加することにより、接触または非接触の反転現像を行い、感光体２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋの表面上にトナー画像を形成する。

前記クリーニング器６Ｙ，６Ｃ，６Ｍ，６Ｋは、例えばクリーニングブレード６１とクリーニングローラ（またはクリーニングブラシ）６２を有し、クリーニングブレード６１は、感光体表面のカウンタ方向に当接して設けられている。

中間転写体である中間転写ベルト７は、中間転写ベルト駆動ローラ（兼二次転写バックアップローラ）８、中間転写ベルト支持ローラ９、中間転写ベルトテンションローラ１０ａ，１０ｂ及び逆屈曲ローラ１１に外接して張架され、中間転写ベルト７の回転方向が図中の矢印で示す反時計方向になるように設けられている。
また、中間転写ベルト駆動ローラ（兼二次転写バックアップローラ）８に対向して中間転写ベルト７を介して二次転写体（本実施例では二次転写ローラ）１４が設けられている。そしてベルトクリーニング器１２のクリーニングブレード１２ａが前記支持ローラ９の位置の中間転写ベルト７に、カウンタ方向に当接して設けられている。また、同様に、中間転写ベルト７を挟んで各色毎の一次転写ローラ５Ｙ，５Ｃ，５Ｍ，５Ｋが感光体２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋに対向して設けられている。

この中間転写ベルト７は、体積抵抗が１０^６〜１０^１２Ω・ｃｍの無端ベルトであり、例えばポリカーボネート（ＰＣ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）等の樹脂材料や、ＥＰＤＭ、ＮＢＲ、ＣＲ、ポリウレタン等のゴム材料にカーボン等の導電性フィラーを分散させたり、イオン性の導電材料を含有させたりしたものが用いられ、厚みは、樹脂材料の場合５０〜２００μｍ程度、ゴム材料の場合は３００〜７００μｍ程度の設定にすることが好ましい。なお、樹脂ベルト上にゴム層を設けたり、さらに表層にコーティング層を設けたりすることもある。また、中間転写ベルト７の表面にトナーが固着することを防止するためやクリーニング性の向上のために、ベルト表面にフッ素系樹脂等の離型剤または潤滑剤を塗布する手段を設けることもある。

中間転写ベルト７の駆動は図示しない駆動モータによる中間転写ベルト駆動ローラ（兼二次転写バックアップローラ）８の回転によって行われる。
中間転写ベルト駆動ローラ（兼二次転写バックアップローラ）８は、例えばステンレス等の導電性芯金（図示せず）の周面に、ポリウレタン、ＥＰＤＭ、シリコン等のゴムや樹脂材料にカーボン等の導電性フィラーを分散させた導電性または半導電性材料を被覆したものが用いられる。

前記一次転写ローラ５Ｙ，５Ｃ，５Ｍ，５Ｋは、中間転写ベルト７を挟んで感光体２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋに対向して設けられ、中間転写ベルト７と感光体２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋとの間に転写域を形成する。一次転写ローラ５Ｙ，５Ｃ，５Ｍ，５Ｋには、図示しない直流電源によりトナーと反対極性（本実施例においてはプラス極性）の直流電圧を印加し、前記転写域に転写電界を形成することにより、感光体２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋ上に形成される各色のトナー像が中間転写ベルト７上に転写される。

この各色毎の第１の転写手段である一次転写ローラ５Ｙ，５Ｃ，５Ｍ，５Ｋは、例えば外径８ｍｍのステンレス等の導電性芯金（図示せず）の周面に、ポリウレタン、ＥＰＤＭ、シリコン等のゴム材料に、カーボン等の導電性フィラーを分散させたり、イオン性の導電材料を含有させたりして、体積抵抗が１０^５〜１０^９Ω・ｃｍ程度のソリッド状態または発泡スポンジ状態で、厚さが５ｍｍ、ゴム硬度が２０〜７０°程度（Ａｓｋｅｒ−Ｃ）の半導電性弾性ゴム（図示しない）を被覆して形成される。

転写材Ｓの表面に転写を行う二次転写ローラ１４は中間転写ベルト７を挟んで接地された駆動ローラ（兼二次転写バックアップローラ）８に対向して設けられ、トナーと反対極性（本実施例においてはプラス）の直流電圧が直流電源によって印加され、中間転写ベルト７上に担持される重ね合わせトナー画像を二次転写ローラ１４を介して転写材Ｓの表面に転写する。

中間転写ベルト７上のカラートナー像を転写材上に再転写する第２の転写手段である二次転写ローラ１４は、例えば外径１６ｍｍのステンレス等の導電性芯金（図示しない）の周面に、ポリウレタン、ＥＰＤＭ、シリコン等のゴム材料に、カーボン等の導電性フィラーを分散させたり、イオン性の導電材料を含有させたりして、体積抵抗が１０^５〜１０^９Ω・ｃｍ程度のソリッド状態または発泡スポンジ状態で、厚さが７ｍｍ、ゴム硬度が２０〜７０°程度（Ａｓｋｅｒ−Ｃ）の半導電性弾性ゴム（図示しない）を被覆して形成される。この二次転写ローラ１４は一次転写ローラ５Ｙ，５Ｃ，５Ｍ，５Ｋと異なり、トナーが接するため表面に半導電性のフッ素樹脂やウレタン樹脂等の離型性の良いものを被覆する場合がある。また、駆動ローラ（兼二次転写バックアップローラ）８は前述したように、ステンレス等の導電性芯金（図示しない）の周面に、ポリウレタン、ＥＰＤＭ、シリコン等のゴムや樹脂材料に、カーボン等の導電性フィラーを分散させたり、イオン性の導電材料を含有させたりした半導電性材料を、厚さが０．０５〜０．５ｍｍ程度に被覆して形成される。

感光体２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋや中間転写ベルト７の表面に接したクリーニングブレード６１，１２ａは、板金ホルダー上に厚み１〜３ｍｍでＪＩＳ−Ａ硬度が６０〜８０°の板状のウレタンゴムを接着し、自由長が５〜１２ｍｍ程度になるようにしたものであり、荷重５〜５０ｇｆ程度で感光体２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋや中間転写ベルト７に当接されている。また、ブレードが捲れあがらないようにブレード先端部にふっ素コーティングを施したり、相手側が帯電しないように導電性のウレタンゴムを使用することもある。

ここに、転写紙等の転写材Ｓは図示しない給紙部（給紙カセット、給紙トレイ等）から給紙装置により一枚ずつ搬送され、給紙ローラ（またはレジストローラ）１３を経て前記二次転写ローラ１４と駆動ローラ（兼二次転写バックアップローラ）８に挟まれた中間転写ベルト７に重ねられるように搬送され、二次転写部で中間転写ベルト７からトナー像の転写を受けて定着手段である定着器１５に送られ、定着器１５の定着ローラ１５ａと加圧ローラ１５ｂによる熱溶着による定着がなされて図示しない排紙部に排紙される。

なお、本実施例においては、感光体２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋの帯電手段として帯電ローラ３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋを用い、一次転写部材として一次転写ローラ５Ｙ，５Ｃ，５Ｍ，５Ｋを用いており、有害なオゾンの発生の抑制という観点からは好ましいが、これに限られるものでなく、コロトロン放電器を非接触の状態の帯電手段や一次転写手段として使うこともできる。

本実施例の画像形成装置では、感光体２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋ上のトナー像を中間転写ベルト７に転写（一次転写）した後、中間転写ベルト７上のトナー像を二次転写ローラ１４により転写紙などの転写材Ｓへ転写（二次転写）させるが、この二次転写位置より中間転写ベルト７の回転方向下流側には、中間転写ベルト７の表面に対向させた画像調整用パターンの光学式検知センサ（例えば発光素子と受光素子からなる光反射型フォトセンサ）１６を備えている。

そして、感光体２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋ上の非画像領域に画像調整用のトナー付着パターン（画像調整用パターン）を形成して、中間転写ベルト７上に一次転写し、光学式の検知センサ１６により画像調整用パターンのトナー付着量を検知して、この検知センサ１６の検知情報によって次画像の画像形成条件を変え、適正な画像が得られるようにプロセス制御をマイクロコンピュータ（ＣＰＵ）等からなる制御手段によって行なったり、あるいは制御手段でトナー濃度制御のためのトナー補給量の最適化などを行っている。
さらに、この制御手段は、画質などへの影響を防止しつつコピーやプリントの生産性を効率よく確保するように、二次転写ローラ１４の当接及びその解除動作時期の設定が行えるように制御している。

なお、上記制御手段は、主制御部であるマイクロコンピュータ（ＣＰＵ）のほか、制御用のプログラムやデータを記憶したメモリ、各種センサからの検知出力を上記マイクロコンピュータ（ＣＰＵ）に入力するための入力装置、マイクロコンピュータ（ＣＰＵ）からの制御信号を装置各部の制御回路に出力する出力装置、時間計測用のクロック、タイマー等を備えている。

本発明では、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの各色のトナー付着パターンの検出を極力短時間で実施するようにしているため、検知センサ１６を構成する光反射型フォトセンサは、トナー飛散等の汚れを避けるために、中間転写ベルト７の回転方向で二次転写ローラ１４の下流側に、ベルト面に向けて下向きに配置しており、さらに中間転写ベルト７の駆動軸方向に沿って各色毎の計４個を配列し、この検知センサ（光反射型フォトセンサ）４個を同時に検出可能にしている。

本実施例では二次転写手段として、前述のように接触方式の二次転写ローラ１４を用いたので、放電方式のコロトロンを用いた場合よりもオゾンの発生を抑制でき、また、転写材Ｓの搬送性も好ましい。しかし、接触方式であるため、上記のトナー付着パターンを検出する際には、中間転写ベルト７から離間させる必要がある。

すなわち、通常の作像領域外の感光体上に形成されたトナー付着パターンは、中間転写ベルト７上に転写され、二次転写ローラ１４の下流側に配置された光学式の検知センサ（光反射型フォトセンサ）１６によって反射光量、すなわちトナー付着量を検出するが、この時、中間転写ベルト７上のトナー付着パターンが乱れないようにするため、二次転写ローラ１４は中間転写ベルト７から離間している必要がある。

ところで、二次転写ローラ１４を中間転写ベルト７に対して接離する場合、接離時の振動が画像に悪影響を与えることがあり問題となっている。
そのため本実施例では、二次転写ローラ１４を中間転写ベルト７に対して接離を行う時期を、画像への乱れ等の影響の起こらない時期に選定した。すなわち、作像動作に際して最初に動作開始する先頭の画像形成ユニット（本実施例ではイエロー（Ｙ））１Ｙの書き込み動作が開始される前に二次転写ローラ１４を中間転写ベルト７から離間させることで、二次転写ローラ離間時の振動の影響を受けることなく、書き込み露光、現像や一次転写などの作像動作を確実に実行することができるようにした（単一パターン形成の場合）。

一方、現像バイアス等の電位制御時には、図２に示すようなトナー付着量の異なる複数個のパターンを形成し、前記検知センサ１６によって検知するが、このような場合には、全てのパターンを形成及び検知するのに必要な時間が長くなってしまう。
従って、このように前記複数パターンの先頭が前記二次転写ローラ部に達しても、前記複数パターンを全て一次転写しきれない場合には、二次転写ローラ１４の離間タイミングを前記単一パターン形成時とは異なるタイミングで行う。

一例として、本実施例では、イエロー（Ｙ）の画像形成動作開始後、複数パターンの先頭が二次転写ローラ１４に達する前に二次転写ローラ１４を離間させる。
このとき、二次転写ローラ離間時の振動が複数の画像形成ユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋに伝わり、画像調整用パターンが乱れる可能性がある。
そこで、この振動が画像調整結果に影響を及ぼさないようにするために、前記二次転写ローラ１４の離間タイミングで転写もしくは露光していたパターンを前記光学式の検知センサ１６で検出した値を、画像調整の入力情報から除外するようにしている。

また、最初から入力情報として採用しないものであれば、トナー消費量の低減や中間転写ベルト７のクリーニング器１２への負担低減のために、二次転写ローラ離間タイミング時の顕像パターンを形成しないようにするために、パターン露光を実行しないように複数の書き込みパターンを配列させている。

以上のように、本実施例では、プリント等の出力時に中間転写ベルト７に当接している二次転写ローラ１４を、プリント等の出力動作の直後に画像調整動作を行う場合など、次のプリント等の出力動作を控えて、画像調整動作をできるだけ短くし効率的になるようにし、かつ二次転写位置以後の広い場所を使って検知センサ１６を設けたことにより、画像形成装置の最終一次転写部から二次転写部にかけてのスペースを小さくしつつ、一次転写位置から二次転写位置までの距離を小さくし、ファーストプリントアウト等の時間が早くなるようにした。

なお、画像調整用パターンは、各色単一の場合も複数個の場合も、各色で同一のトナー付着量パターンを、中間転写ベルト７上の主走査方向の一線上に並べて形成し、その各色のトナー付着量パターンの画像濃度等を前記の各色毎の検知センサ１６（４個の検知センサ）で検知して画像形成に反映させている。そして、得られる画像の色バランスや階調が濃度と共に適正になるようにしてある。これらの動作は通常、数１０〜数１００プリント毎に実行して、画像調整用パターンで消費するトナー消費量を所定値以下に抑えている。

次に主な画像調整動作に関して簡単に説明する。
・トナー補給制御
前記検知センサ１６によりトナー濃度を検知した時のセンサ出力と、トナー濃度制御基準値及び画素検知データより、トナー補給時間を算出し、トナー補給モータを駆動する。
・電位制御
図２に示すように、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの各色の画像形成ユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋで所定の帯電電圧とＬＤパワーとを出力して所定の潜像パターン（ＶＤ：帯電電位、ＶＬ：ＬＤ露光部の電位）を形成し、現像バイアス電圧Ｖｂを段階的に変化させながら濃度の異なる複数のトナー付着パターン（(1)〜(10)の１０個）を作像して中間転写ベルト７上に転写し、各色の濃度の異なる複数のトナー付着パターン（(1)〜(10)の１０個）を各色用の検知センサ（光反射型フォトセンサ）１６にて検知する。そして、各色用の検知センサ（光反射型フォトセンサ）１６の出力（Ｖsdp(Ｙ)，Ｖsdp(Ｃ)，Ｖsdp(Ｍ)，Ｖsp）より各色毎の現像入出力特性を求めて、この特性が目標値となるように各色毎の現像バイアスＶｂを変更する。

以上、本発明の一実施例として、複数の画像形成ユニットを有するタンデム型の画像形成装置を例に上げて説明したが、本発明はこれに限るものではなく、この他、一つの像担持体（感光体ドラム、感光体ベルト等）に対してＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋの各色の複数の現像器を用い、像担持体上にトナー像を形成して中間転写体（中間転写ベルト、中間転写ドラム等）に一次転写する行程をＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋの各色について順次繰り返して行ない、中間転写体上に４色の重ね合わせ画像を形成した後、二次転写体により、中間転写体から転写材に二次転写させる構成の画像形成装置においても本発明を同様に適用することができる。

以上説明したように、本発明によれば、作像プロセス制御やトナー濃度制御動作で形成する画像調整用パターンが二次転写位置を通過する際に、二次転写体（二次転写ローラ等）を中間転写体から離間させたり該中間転写体に当接させたりする場合に、画像調整用パターン検知に基づく画像制御に悪影響を与えることがなく、さらには、検知センサの設定位置を考慮して画像調整動作にかかる時間の短縮や、コピー（またはプリント）の生産性を高める手段を有すると共に画質を向上させる画像補正手段を具備し、オゾン等の有害物の発生も少ない画像形成装置を実現することができる。従って、本発明は、中間転写体を備え、カラー画像形成が可能な複写機、プリンタ、プロッタ、ファクシミリ、印刷装置等に好適に利用することができ、画像濃度や階調等の画像制御を的確に行なうことができる高画質な複写機、プリンタ、プロッタ、ファクシミリ、印刷装置等を実現することができる。

本発明の一実施例を示す画像形成装置の画像形成部の概略構成図である。 各色の画像形成ユニットで所定の帯電電圧とＬＤパワーとを出力して潜像パターンを形成し、現像バイアス電圧を段階的に変化させながら濃度の異なる複数のトナー付着パターンを作像した例を示す図である。

符号の説明

１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋ：画像形成ユニット
２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋ：感光体（像担持体）
３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋ：帯電ローラ（帯電手段）
４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｋ：現像器（現像手段）
５Ｙ，５Ｃ，５Ｍ，５Ｋ：一時転写ローラ（一次転写体）
６Ｙ，６Ｃ，６Ｍ，６Ｋ：クリーニング器
７：中間転写ベルト（中間転写体）
８：駆動ローラ（兼二次転写バックアップローラ）
９：中間転写ベルト支持ローラ
１０ａ，１０ｂ：中間転写ベルトテンションローラ
１２：ベルトクリーニング器
１３：給紙ローラ
１４：二次転写ローラ（二次転写体）
１５：定着器（定着手段）
１６：検知センサ（光反射型フォトセンサ）

Claims (6)

1. 像担持体と、該像担持体にトナー像を形成する作像手段と、前記像担持体上のトナー像が一次転写される中間転写体と、前記中間転写体に対して接離可能に設けられ該中間転写体上のトナー像を転写材に二次転写させる二次転写体を備え、前記像担持体上の非画像領域に画像調整用のトナー付着パターン（以下、画像調整用パターンと言う）を形成して、前記中間転写体上に一次転写し、該中間転写体の走行方向における二次転写位置より下流側で且つ中間転写体表面に対向させて設けた光学式の検知センサにより画像調整用パターンのトナー付着量を検知して、該検知センサの検出値によって画像形成条件を変えてプロセス制御を行うか、もしくはトナー補給量を変えてトナー濃度を制御する制御手段を有する画像形成装置において、
   前記制御手段は、画像形成動作の種類に応じて、前記二次転写体の前記中間転写体に対する接離タイミングを変更することを特徴とする画像形成装置。
2. 像担持体とその周囲に配設された帯電、露光、現像の各作像手段を有する画像形成ユニットを複数備え、その複数の画像形成ユニットを中間転写体に沿って並設し、前記各画像形成ユニットの像担持体上に前記作像手段によりトナー像を形成し、各トナー像を前記中間転写体に一次転写体によって重ね合わせて一次転写した後、前記中間転写体に対して接離可能な二次転写体によって、前記中間転写体から転写材にトナー像を一括して二次転写させる画像形成装置であって、各画像形成ユニットの像担持体上の非画像領域に画像調整用のトナー付着パターン（以下、画像調整用パターンと言う）を形成して、前記中間転写体上に一次転写し、該中間転写体の走行方向における二次転写位置より下流側で且つ中間転写体表面に対向させて設けた光学式の検知センサにより画像調整用パターンのトナー付着量を検知して、該検知センサの検出値によって画像形成条件を変えてプロセス制御を行うか、もしくはトナー補給量を変えてトナー濃度を制御する制御手段を有する画像形成装置において、
   前記制御手段は、画像形成動作の種類に応じて、前記二次転写体の前記中間転写体に対する接離タイミングを変更することを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１または２記載の画像形成装置において、
   前記制御手段は、前記画像調整用パターンの種類に応じて前記二次転写体の前記中間転写体からの離間タイミングを変更することを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項３記載の画像形成装置において、
   前記制御手段は、前記画像調整用パターンを前記像担持体に一つだけ形成する場合と、前記像担持体にトナー付着量を段階的に変えて複数個形成する場合とで、前記二次転写体の前記中間転写体からの離間タイミングを変更することを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項３または４記載の画像形成装置において、
   前記中間転写体の周方向に複数個連続した画像調整用パターンの書き込み動作、現像動作もしくは中間転写体への一次転写動作のいずれかが実行中であるときに、前記二次転写体が前記中間転写体からの離間動作を実行する場合は、前記二次転写体の離間動作と同時に書き込み、現像もしくは一次転写の動作の中で少なくともいずれか一つの動作を実行して作成された前記画像調整用パターンを検出した前記光学式検知センサの検出値は、画像条件調整の入力情報として使用しないことを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項４または５記載の画像形成装置において、
   前記中間転写体の周方向に複数個連続した画像調整用パターンの書き込み動作、現像動作もしくは中間転写体への一次転写動作のいずれかが実行中であるときに、前記二次転写体が前記中間転写体からの離間動作を実行する場合は、前記二次転写体の離間動作タイミングでは前記画像調整用パターンの書き込み、現像もしくは一次転写の動作の中で少なくともいずれかの動作を実行しないようにしたことを特徴とする画像形成装置。

Images