JP2008076616A - 画像形成装置、画像形成装置の製造方法、画像形成装置のメンテナンス方法及び画像形成装置用中間転写体 - Google Patents

Abstract

【課題】基準トナー像の濃度を検知し、検知結果を画像形成条件にフィードバックする画質制御において、中間転写体の厚さに違いによる制御誤差の問題を解決する。
【解決手段】中間転写体の反射率を測定し、反射率に対応してフィードバック制御系のパラメータを補正する。
【選択図】図７

Description

本発明は電子写真方式の画像形成装置、特に、中間転写体を有する画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置には、感光体上にトナー像を形成した後に、中間転写体にトナー像を転写し、中間転写体から記録材にトナー像を転写するという工程を経て、記録材上に画像を形成するものがある。

このような画像形成装置の代表的なものは、複数の画像形成部において、異なる色の単色トナー像を形成し、中間転写体上で単色トナー像を重ねることにより、中間転写体上にフルカラートナー像を形成するカラー画像形成装置である。

一方、電子写真方式の画像形成装置においては、高画質の画像を安定して作成するために、感光体、中間転写体等の像担持体上に、基準露光量等の基準のトナー像形成条件で基準トナー像を形成し、形成した基準トナー像の濃度を濃度検知手段により検知し、検知結果を露光条件、現像条件等のトナー像形成条件にフィードバックする画質制御が多く用いられている。

このような画質制御においては、濃度検知手段の検知特性を一定に維持することが重要であり、特許文献１では、濃度検知手段の検知特性が、感光体の厚みの変化に起因して変動することを防止するために、感光体の厚みの変化に対応して、濃度検知手段を補正することが提案されている。
特開平１１−１６７３２０号公報

中間転写体を用いた画像形成装置においては、濃度検知手段を用いた前記画質制御を行う場合、中間転写体上に形成された基準トナー像の濃度を検知して検知結果がトナー像形成にフィードバックされる。

中間転写体を用いた画像形成装置においては、感光体上のトナー像濃度の検知結果に基づいた画質制御ではなく、中間転写体上のトナー像濃度の検知結果に基づいた画質制御が行われる。これは、記録材上のトナー像が、感光体上のトナー像から２回の転写工程を経て形成されるのに対して、中間転写体上のトナー像が、１回の転写工程を経て形成されるので、中間転写体上のトナー像に基づいて制御の方が精度が高いということと、カラー画像形成装置において感光体上のトナー像の濃度を検知するには、各画像形成部それぞれに濃度検知手段を設ける必要があるが、中間転写体上のトナー像濃度は、１個の濃度検知手段で検知できることによる。

中間転写体を用いた画像形成装置において、前記画質制御の下に画像を形成したにも拘わらず、記録材上に形成される画像の濃度が変動するという現象が生じた。

このような濃度変動の原因を追及した結果、中間転写体の厚さが原因で画像濃度の変動が起こっていることが判明した。

すなわち、中間転写体の厚さが異なることにより中間転写体の反射率が変化し、その結果として中間転写体上に形成されたトナー像濃度の検知結果が変化し、この変化が原因でフィードバック制御が正常に作動しなくなり、画像濃度が変化することが究明された。

従って、感光体の厚みの変化に対応したフィードバック制御に対する補正を行う特許文献１の技術は、中間転写体を用いた画像形成装置において、前記に説明したように中間転写体の厚みが原因で発生する画像濃度変動の問題の解決には役立たない。

従って、本発明の目的は、中間転写体を用いた画像形成装置において発生する画質変動を抑制し、高い画質の画像を安定して形成することができる画像形成装置を提供することを目的とする。

前記目的は下記の発明により達成される。
１．
中間転写体、該中間転写体上にトナー像を形成する像形成手段、前記中間転写体上のトナー像の濃度を検知する濃度検知手段及び、中間転写体上に形成した基準トナー像の濃度を検知した前記濃度検知手段の検知結果を画像形成条件にフィードバックする制御系を有する画像形成装置において、
前記制御系のパラメータは、前記濃度検知手段の検知波長領域における前記中間転写体の反射率に対応して補正可能であることを特徴とする画像形成装置。
２．
前記パラメータの補正は、前記中間転写体の前記反射率に応じて、前記濃度検知手段の出力の読取を補正することにより行われることを特徴とする前記１に記載の画像形成装置。
３．
中間転写体、該中間転写体上にトナー像を形成する像形成手段、前記中間転写体上のトナー像の濃度を検知する濃度検知手段及び、中間転写体上に形成した基準トナー像の濃度を検知した前記濃度検知手段の検知結果を画像形成条件にフィードバックする制御系を有する画像形成装置の製造方法において、
前記濃度検知手段の検知波長領域における前記中間転写体の反射率に応じて、前記制御系のパラメータを補正する補正工程を有することを特徴とする画像形成装置の製造方法。
４．
前記補正工程は、前記反射率に対する前記パラメータの補正値の対応表又は補正の関係式を用いて行われることを特徴とする前記３に記載の画像形成装置の製造方法。
５．
前記補正工程は、前記中間転写体の前記反射率を測定し、測定値に基づいて行われることを特徴とする前記３又は前記４に記載の画像形成装置の製造方法。
６．
中間転写体、該中間転写体上にトナー像を形成する像形成手段、前記中間転写体上のトナー像の濃度を検知する濃度検知手段及び、中間転写体上に形成した基準トナー像の濃度を検知した前記濃度検知手段の検知結果を画像形成条件にフィードバックする制御系を有する画像形成装置の前記中間転写体を交換する画像形成装置のメンテナンス方法において、
前記濃度検知手段の検知波長領域における前記中間転写体の反射率のデータに基づいて、前記制御系のパラメータを補正する補正値の対応表又は補正の関係式を参照して、前記制御系の前記パラメータを補正することを特徴とする画像形成装置のメンテナンス方法。
７．
前記画像形成装置は前記対応表又は前記関係式を記憶している記憶手段を有することを特徴とする前記６に記載の画像形成装置のメンテナンス方法。
８．
反射率の情報を担持していることを特徴とする画像形成装置用中間転写体。

本発明により、中間転写体上に基準トナー像を形成し、基準トナー像の濃度を検知し、検知結果を画像形成条件にフィードバックして画像形成を行う画像形成装置において、中間転写体の反射率の違いが原因で、起こる画像濃度の変動を良好に抑制することができて、一定レベルの画質で画像を形成する品質の安定した画像形成装置が実現される。

また、中間転写体の交換を伴うメンテナンスにおいて、中間転写体の交換に伴って、起こる画像濃度の変化が良好に防止される。

図示の実施の形態により本発明を説明するが、本発明は該実施の形態に限られない。

図１は本発明の実施の形態に係る画像形成装置であるカラー画像形成装置の全体構成を示す図である。

画像形成装置は、イエロートナー像を形成する画像形成部Ｙ、マゼンタトナー像を形成する画像形成部Ｍ、シアントナー像を形成する画像形成部Ｃ及び黒トナー像を形成する画像形成部Ｋを有する。

画像形成部Ｙは感光体１Ｙ、帯電装置２Ｙ、露光装置３Ｙ、現像装置４Ｙ、一次転写装置５Ｙ及びクリーニング装置６Ｙを有し、画像形成部Ｍは感光体１Ｍ、帯電装置２Ｍ、露光装置３Ｍ、現像装置４Ｍ、一次転写装置５Ｍ及びクリーニング装置ＭＹを有し、画像形成部Ｃは感光体１Ｃ、帯電装置２Ｃ、露光装置３Ｃ、現像装置４Ｃ、一次転写装置５ＣＹ及びクリーニング装置６Ｃを有し、画像形成部Ｋは感光体１Ｋ、帯電装置２Ｋ、露光装置３Ｋ、現像装置４Ｋ、一次転写装置５Ｋ及びクリーニング装置６Ｋを有する。

画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、２個のローラ１１、１２に張架された無端ベルト状の中間転写体１０に対向して配置され、各画像形成部において形成されたトナー像が一次転写装置５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋにより中間転写体１０に転写される。

１３は中間転写体１０上のトナー像を記録材Ｐに転写する２次転写装置であり、転写バイアスが印加されている。ローラ１２は中間転写体１０を支持するとともに、転写ローラ１３とのニップに転写電界を形成するバックアップローラであり、接地されている。

１４は２次転写後の中間転写体１０をクリーニングするクリーニング装置である。

感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋが時計方向に回転するとともに、中間転写体１０が矢印Ｗ２で示す方向に移動し、各画像形成部において、帯電、露光、現像及び１次転写により中間転写体１０上にトナー像が形成される。

画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋにおけるトナー像形成は、中間転写体１０上で、単色トナー像が重なって、フルカラートナー像が形成されるようにタイミング制御されて行われる。

中間転写体１０上に形成されたトナー像は２次転写装置１３により矢印Ｗ１の方向に搬送される記録材Ｐに転写され、記録材９上にトナー像が形成される。

１５は中間転写体１０上のトナー像の濃度を検知する濃度検知手段である。

濃度検知手段１５は図２に示すようにＬＥＤからなる発光素子１５Ａ及びホトダイオードからなる受光素子１５Ｂを有しており、中間転写体１０に光を投射して、中間転写体１０からの反射光を受光することにより、中間転写体１０の反射率を検知する。

中間転写体１０上にトナー像Ｔが存在するときはトナー像Ｔにより反射率が低下する結果、濃度検知手段の出力は低下することによりトナー濃度が検知される。

画像形成工程とともに、次の画質制御工程が実行される。

該画質制御工程は、画像形成装置のメイスイッチが投入されたとき、画像形成工程の前工程として、或いは、連続画像形成工程における画像と画像との間において実行される。

前記画質制御工程を図３、４により説明する。図３は基準トナー像を示す図であり、図４はフィードバック制御による画質制御を行う制御系のブロック図である。

露光装置３Ｙ、３Ｍ，３Ｃ、３Ｋにより、基準画像データに基づいた基準露光が行われ、現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋにより現像されて、１個または複数個のパッチ画像（基準トナー像）が感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに形成され、中間転写体１０に転写されて中間転写体１０上に形成される。図３は複数のパッチ画像の例を示しており、濃度が段階的に異なるパッチ画像ＰＴ１〜ＰＴｎが中間転写体上に形成される。図３では１色のパッチ画像を示しているが、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋのそれぞれのパッチ画像が中間転写体１０上に重なることなく並列して形成される。

形成されたＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋのパッチ画像ＰＴ１〜ＰＴｎの濃度が濃度検知手段１５により検知される。

制御手段ＣＲは濃度検知手段１５の出力に基づいて、帯電装置（２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ）、露光装置（３Ｙ〜３Ｋ）及び現像装置（４Ｙ〜４Ｋ）の少なくとも一つを制御して、記録画像形成における画像形成条件を調整する。画像形成条件の調整では、帯電装置（２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ）、露光装置（３Ｙ〜３Ｋ）及び現像装置（４Ｙ〜４Ｋ）のうちのいずれか一つのみが調整される場合、いずれか二つが調整される場合、三つが調整される場合など様々であり、画像形成工程の開始前の前工程として実行される画質制御、画像と画像との間で実行される画質制御など、画質制御の目的、文字画像と階調画像のように形成する画像の種類、等に応じて異なる画像形成条件の調整が行われる。

また、画像形成条件の調整は、画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ，Ｋのそれぞれに対して行われる。このような画質制御は周知の方法により行われる。

中間転写体１０はポリイミド、ポリアミド等の樹脂にカーブンブラックを分散することにより、１０⁶〜１０¹⁴Ω・ｃｍの体積抵抗率を有するように導電性が付与されたフィルムからなる。

中間転写体１０は、０．０５〜１ｍｍの範囲の厚さを有し、一定の厚さを持った製品として提供されるが、個々のフィルムの厚さには誤差がある。例えば、製造ロット間で厚さが異なる。

この厚さの誤差により、中間転写体の反射率に差が生ずる。

図５は中間転写体の厚さに対応した中間転写体１０の反射率の変化示す。図示のように、中間転写体の厚さが厚いほど反射率が低下する。従って、中間転写体１０の反射光を検知する濃度検知手段１５の出力（一定光量照射時の出力）も、図６に示すように中間転写体１０の厚さが厚いほど、濃度検知手段の出力電圧（Ｖ）が低下する。なお、図６は中間転写体１０上にトナー像が存在しない場合の値、即ち、中間転写体１０自身の反射率を測定したものである。なお、図５の反射率は、濃度検知手段１５の検知波長領域における反射率である。

このように、中間転写体１０の厚さの誤差により、中間転写体１０上に形成されたパッチ画像の濃度を検知した濃度検知手段１５の出力に誤差を生じ、記録画像を形成する画像形成条件にフィードバックされるデータが誤差を含むことになって、記録画像の濃度変化をもたらす。

本発明においては、濃度検知手段１５の検知波長領域における中間転写体１０の反射率を予め測定し、測定データに基づいて、フィードバック制御系におけるパラメータを補正することにより、中間転写体１０の厚さの誤差による画質低下を防止した。

図７は、濃度検知手段１５の出力の読取に対して補正を行うことにより、フィードバック制御系におけるパラメータを補正した例を示す。図７は、中間転写体１０の厚さ（横軸）の違いに対応した濃度検知手段１５の発光素子１５Ａの出力電圧を示し、中間転写体１０上にトナーが存在しないとき、即ち、濃度ゼロ時の濃度検知手段１５の出力として、中間転写体１０の厚さの違いに対応して変化する図７に示す出力値が用いられ、トナー濃度の検出値もこれに応じてキャリブレートされる。

補正値は図７では中間転写体１０の厚さに対応するものとして示されているが、実際の補正においては、中間転写体１０の反射率に対応した値が用いられる。そして、中間転写体１０の反射率体に対する補正値の対応表又は補正の関係式は記憶手段ＭＲ（図４に示す）に記憶されており、制御手段ＣＲは記憶手段ＭＲの対応表又は補正の関係式を参照して補正を行う。

図７の補正により、中間転写体１０上にトナーが存在しない時に濃度検知手段１５の出力、即ち、濃度検知手段１０の基準レベルが中間転写体１０の厚さに対応したものに補正される。

従って、厚さが異なる中間転写体１０が組み込まれた画像形成装置であっても誤差のない濃度検知が行われ、パッチ画像を用いたフィードバック制御による画質制御が正しく機能して常に良好な画像が形成される。

図７に示す補正は、濃度検知手段１５の読取補正により、制御系のパラメータの補正を行っているが、補正手段としてはこの他にも種々可能である。

例えば、発光素子１５Ａの駆動電圧を補正する、濃度検知手段１５の出力を補正する、現像バイアス等の制御条件を補正する等により、中間転写体１０の厚さの違いによる反射率の違いを補正することができる。

図７に示す補正は、図４の制御手段ＣＲにより行われる。

制御手段ＣＲは、濃度検知手段１５が検知した中間転写体１０の反射率を検知結果に基づいて、制御系のパラメータを補正する。

記憶手段ＭＲは、中間転写体１０の反射率に対する補正値の対応表を記憶しており、制御手段ＣＲが該対応表を用いて補正を行う。

図８は本発明の実施の形態に係る画像形成装置の製造工程を示す。

ＳＴＥＰ１において、中間転写体の反射率が測定される。反射率の測定は、図２に示した画像形成装置に組み込まれる濃度検知手段又は該濃度検知手段と等しい特性を有する濃度検知手段を用いて行われる。

ＳＴＥＰ２において、中間転写体を含む構成部品の組み付けにより、画像形成装置が組み立てられる。

ＳＴＥＰ３において、ＳＴＥＰ１により得られた中間転写体１０の反射率を用い、記憶手段ＭＲに記憶されている対応表を参照して、濃度検知手段１５の補正用の補正が行われる。

ＳＴＥＰ３の補正の結果、濃度検知手段１５の特性が組み込まれた中間転写体１５の反射率に対応したものに設定され、正しい画質制御が行われる。

ＳＴＥＰ３において用いられる中間転写体１０の反射率は、製造工程の中で測定により取得しても良いが、予め測定され、組み込まれる中間転写体に担持されていてもい。

中間転写体は、メンテナンスにおいて新しいものに交換される。その際に、交換される中間転写体の反射率を測定し、測定された反射率に基づいて、前記制御系の補正が行われる。この補正により、メンテナンスの後と前とで変わらない一定した濃度の画像が形成される。

また、予め反射率が測定され、反射率のデータを担持した中間転写体を交換部品として用意し、中間転写体の交換時に、中間転写体に担持されている反射率のデータを読み取って、制御系のパラメータの補正に用いることも可能である。

反射率を測定して補正する場合及び反射率のデータを用いて補正する場合、いずれの場合においても、画像形成装置に記憶されている補正値の対応表または補正の関係式を参照して補正が行われる。さらには、予め測定されている中間転写体１０の反射率のデータをデータベース化し、メンテナンスにおける中間転写体１０の交換時に、ネットワークを介してデータベースから反射率のデータを取り込み、制御系のパラメータを補正することも可能である。

実施例では図１に示す画像形成装置において、中間転写体１０の反射率の違いに対応した表１に示す濃度検知手段１５の補正を行った画質制御の下に画像を形成した。

比較例では、中間転写体１０の反射率の違いに対応した濃度検知手段１５の補正を行わないで画質制御を行い、画像を形成した。

図９に実施例（曲線Ｌ１）及び比較例（曲線Ｌ２）の階調曲線を示す。

図９から明らかなように、実施例では、最高濃度が高く高画質の画像が形成される。

本発明の実施の形態に係る画像形成装置であるカラー画像形成装置の全体構成を示す図である。 濃度検知手段を示す図である。 基準トナー像を示す図である。 画質制御を行う制御系のブロック図である。 中間転写体の厚さに対応した中間転写体１０の反射率の変化示すグラフである。 中間転写体の厚さに対応した濃度検知手段の出力を示すグラフである。 中間転写体１０の厚さ（横軸）の違いに対応した濃度検知手段１５の補正値示すグラフである。 本発明の実施の形態に係る画像形成装置の製造工程を示す図である。 実施例及び比較例の階調曲線を示すグラフである。

符号の説明

Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ 画像形成部
１０ 中間転写体
１５ 濃度検知手段
ＣＲ 制御手段

Claims (8)

1. 中間転写体、該中間転写体上にトナー像を形成する像形成手段、前記中間転写体上のトナー像の濃度を検知する濃度検知手段及び、中間転写体上に形成した基準トナー像の濃度を検知した前記濃度検知手段の検知結果を画像形成条件にフィードバックする制御系を有する画像形成装置において、
   前記制御系のパラメータは、前記濃度検知手段の検知波長領域における前記中間転写体の反射率に対応して補正可能であることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記パラメータの補正は、前記中間転写体の前記反射率に応じて、前記濃度検知手段の出力の読取を補正することにより行われることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 中間転写体、該中間転写体上にトナー像を形成する像形成手段、前記中間転写体上のトナー像の濃度を検知する濃度検知手段及び、中間転写体上に形成した基準トナー像の濃度を検知した前記濃度検知手段の検知結果を画像形成条件にフィードバックする制御系を有する画像形成装置の製造方法において、
   前記濃度検知手段の検知波長領域における前記中間転写体の反射率に応じて、前記制御系のパラメータを補正する補正工程を有することを特徴とする画像形成装置の製造方法。
4. 前記補正工程は、前記反射率に対する前記パラメータの補正値の対応表又は補正の関係式を用いて行われることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置の製造方法。
5. 前記補正工程は、前記中間転写体の前記反射率を測定し、測定値に基づいて行われることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の画像形成装置の製造方法。
6. 中間転写体、該中間転写体上にトナー像を形成する像形成手段、前記中間転写体上のトナー像の濃度を検知する濃度検知手段及び、中間転写体上に形成した基準トナー像の濃度を検知した前記濃度検知手段の検知結果を画像形成条件にフィードバックする制御系を有する画像形成装置の前記中間転写体を交換する画像形成装置のメンテナンス方法において、
   前記濃度検知手段の検知波長領域における前記中間転写体の反射率のデータに基づいて、前記制御系のパラメータを補正する補正値の対応表又は補正の関係式を参照して、前記制御系の前記パラメータを補正することを特徴とする画像形成装置のメンテナンス方法。
7. 前記画像形成装置は前記対応表又は前記関係式を記憶している記憶手段を有することを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置のメンテナンス方法。
8. 反射率の情報を担持していることを特徴とする画像形成装置用中間転写体。

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