JP2009020402A - 画像形成装置および画像形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】像担持体が薄膜層を有する場合において、薄膜層による光学的干渉、特に、最表面薄膜層の厚みバラツキによる反射率の変動を抑制し、画像安定化制御を有効に行うことができる画像形成装置を提供すること。
【解決手段】像担持体外周面に対して光を照射する発光主波長λの光源部と、その反射光を受光する受光部とから構成され、像担持体外周面上に形成されたトナーパターンを光学的に検出する光センサを備え、像担持体が外周面に少なくとも１層の薄膜層を有し、発光主波長λの光源部からの光に対する像担持体外周面の反射率Ｒと像担持体の最表面薄膜層の厚みｄ（ｎｍ）との関係を表す反射率関数Ｒ（ｄ）が以下の条件式；Ｒ（ｄ）≧０．７５×｛Ｒ_ｍａｘ（ｄ）−Ｒ_ｍｉｎ（ｄ）｝＋Ｒ_ｍｉｎ（ｄ）（式中、ｄは０＜ｄ＜１０００ｎｍの範囲内である；Ｒ_ｍａｘ（ｄ）は反射率関数Ｒ（ｄ）の取り得る最大値である；Ｒ_ｍｉｎ（ｄ）は反射率関数Ｒ（ｄ）の取り得る最小値である）を満たすように最表面薄膜層の厚みを設定した画像形成装置。
【選択図】図８

Description

本発明は、電子写真方式を採用した画像形成装置および画像形成方法に関する。詳しくは本発明は、カラーや白黒の画像を形成する複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置および画像形成方法に関する。本発明は特に、像担持体上に形成したトナー像を記録媒体上に転写して画像形成する画像形成装置および画像形成方法に関する。

従来の電子写真方式を採用した画像形成装置としては、中間転写体方式を採用したものが知られている。この方式は、感光体上のトナー像を記録材に転写するに際して中間転写体を用いる方式であり、詳しくは感光体上のトナー像を一旦、中間転写体に一次転写した後、当該中間転写体上のトナー像を記録材に二次転写する。中間転写体方式は、色分解された原稿画像を、ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー等の各色トナーを用いた減色混合により再現する、いわゆるフルカラー画像形成装置における各色トナー像の多重転写方式として採用されることが多い。しかしながら、中間転写体を用いた多重転写方式では、一次転写及び二次転写という二度の転写工程があり、しかも四色のトナー像を中間転写体上で重ね合わせるため、転写不良に伴う画像不良が発生し易いことが問題となっていた。

そのような問題に対し、プラズマＣＶＤ法により無機化合物層を中間転写体の表面に形成する技術（特許文献１〜３）や、中間転写体の表面にセラミック膜を形成する技術（特許文献４）が提案されている。そのような技術により、中間転写体からのトナー像の剥離性を向上させ、記録材等への転写効率を向上できる。

一方、電子写真方式を採用した画像形成装置では、画像濃度を所定範囲に保つために画像安定化制御を行うことが一般的である。具体的には、中間転写ベルト等に代表される像担持体上に所定のトナーパターンを形成し、光センサにより検出する。光センサは特定波長の光を像担持体外周面に対して照射する光源部と、その反射光を受光する受光部とから構成される。そのような光センサの光源部から像担持体外周面上のトナーパターンに光照射し、その反射光を受光部で受光し、受光量に基づいてトナーパターンのトナー付着量（トナー濃度）を検出する。その結果に基づきプロセス条件を変更することで画像濃度を所定範囲に保つことができる。
特願２００５−１９８５０１号公報 特願２００５−３０５４３５号公報 特願２００５−３０５４３６号公報 特願２００５−３４５４２９号公報

しかしながら、上記のように中間転写体が表面に無機化合物層やセラミック膜等の薄膜層を有する場合において、画像安定化制御を行うと、光センサと薄膜層との光学的特性の影響により光学的干渉が発生する。しかも、トナーパターン検出時は中間転写体を駆動させて検出動作を行うため、中間転写体薄膜層の厚みバラツキやばたつき等の変動要因によってパターン検出領域の光学厚みが変動し、光学的干渉が顕著になる。特に、薄膜層の厚みバラツキに起因する反射率の変動は顕著なため、光センサの校正やトナーパターンの検出が正確にできず、結果的に画像濃度を所定範囲に保つことができないという課題が発生した。

本発明は、像担持体が薄膜層を有する場合において、薄膜層による光学的干渉、特に、最表面薄膜層の厚みバラツキによる反射率の変動を抑制し、画像安定化制御を有効に行うことができる画像形成装置および画像形成方法を提供することを目的とする。

本発明は、
像担持体外周面に対して光を照射する発光主波長λの光源部と、その反射光を受光する受光部とから構成され、像担持体外周面上に形成されたトナーパターンを光学的に検出する光センサを備えた画像形成装置であって、
像担持体が外周面に少なくとも１層の薄膜層を有し、
発光主波長λの光源部からの光に対する像担持体外周面の反射率Ｒと像担持体の最表面薄膜層の厚みｄ（ｎｍ）との関係を表す反射率関数Ｒ（ｄ）が以下の条件式；
Ｒ（ｄ）≧０．７５×｛Ｒ_ｍａｘ（ｄ）−Ｒ_ｍｉｎ（ｄ）｝＋Ｒ_ｍｉｎ（ｄ）
（式中、ｄは０＜ｄ＜１０００ｎｍの範囲内である；
Ｒ_ｍａｘ（ｄ）は反射率関数Ｒ（ｄ）の取り得る最大値である；
Ｒ_ｍｉｎ（ｄ）は反射率関数Ｒ（ｄ）の取り得る最小値である）
を満たすように最表面薄膜層の厚みを設定したことを特徴とする画像形成装置に関する。

本発明はまた、前記発光主波長λの光源部からの光に対する像担持体外周面の反射率Ｒと像担持体の最表面薄膜層の厚みｄ（ｎｍ）との関係を表す反射率関数Ｒ（ｄ）が以下の条件式；
Ｒ（ｄ）≧０．８５×｛Ｒ_ｍａｘ（ｄ）−Ｒ_ｍｉｎ（ｄ）｝＋Ｒ_ｍｉｎ（ｄ）
を満たす上記画像形成装置に関する。

本発明はまた、前記薄膜層が大気圧プラズマＣＶＤ法により形成された無機酸化物層である上記画像形成装置に関する。

本発明はまた、像担持体上に形成したトナー像を記録媒体上に転写して画像形成する画像形成方法において、
外周面に少なくとも１層の薄膜層を有する像担持体外周面上にトナーパターンを形成し、
像担持体外周面に対して発光主波長λの光を照射し、
照射した光の像担持体からの反射光を受光し、
受光した反射光の強度に基づいてトナー像形成条件を設定する画像安定化制御を行い、
発光主波長λの光に対する像担持体外周面の反射率Ｒと像担持体の最表面薄膜層の厚みｄ（ｎｍ）との関係を表す反射率関数Ｒ（ｄ）が以下の条件式；
Ｒ（ｄ）≧０．９５×｛Ｒ_ｍａｘ（ｄ）−Ｒ_ｍｉｎ（ｄ）｝＋Ｒ_ｍｉｎ（ｄ）
（式中、ｄは０＜ｄ＜１０００ｎｍの範囲内である；
Ｒ_ｍａｘ（ｄ）は反射率関数Ｒ（ｄ）の取り得る最大値である；
Ｒ_ｍｉｎ（ｄ）は反射率関数Ｒ（ｄ）の取り得る最小値である）
を満たすことを特徴とする画像形成方法に関する。

反射率関数Ｒ（ｄ）が上記条件式を満たすように最表面薄膜層の厚みを設定することによって、光学センサと薄膜層との光学的特性の影響により発生する光学的干渉および像担持体の厚み変動やばたつき等の変動要因によって発生する光学的干渉を抑制する。特に、最表面薄膜層の厚みバラツキによる反射率の変動を抑制する。その結果、トナーパターンや像担持体外周面の誤検出を抑制できるので、光センサの校正やトナーパターンの検出が正確に行われるようになり、画像安定化制御を有効に行うことができる。

本発明に係る画像形成装置は定期的に画像安定化制御を行うものであり、環境変化、プリント枚数等の各種因子により起こり得る画像濃度の変化を検知し、画像濃度を適正範囲内に制御する。すなわち、光センサによって、像担持体外周面上に形成された所定のトナーパターンを光学的に検出し、その結果に基づいて画像安定化制御を行う。以下、本発明に係る画像形成装置を、図１〜８を用いて、詳細に説明する。本発明において像担持体は、外周面に少なくとも１層の薄膜層を有し、かつ当該外周面にトナー（像）を担持して搬送するものであればよく、例えばいわゆる中間転写体および感光体等が挙げられる。像担持体はベルト形状を有していても、ドラム形状を有していてもよい。以下、像担持体が中間転写ベルトである場合について詳しく説明するが、他の像担持体であっても、以下の説明に準じて本発明の目的を達成できることは明らかである。

図１は本発明に係る画像形成装置の一例の概略構成図である。図１に示す画像形成装置は、トナー像を形成するためのイメージングユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ（以下、まとめて１と示す）、該イメージングユニットによって形成されたトナー像を担持するための中間転写ベルト２、および画像安定化制御の動作時において当該中間転写ベルト上に担持された所定のトナーパターンを光学的に検出するための光センサ３０を有している。各イメージングユニットには感光体（３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ）およびその周囲に配置された帯電部（例えば４Ｙ）、露光部（例えば５Ｙ）、現像部（例えば６Ｙ）およびクリーニング部（例えば７Ｙ）を有している。中間転写ユニット１０では、駆動ローラ１３および張架ローラ１４に張架された中間転写ベルト２の周囲に、感光体上に形成されたトナー像を中間転写ベルト２に一次転写するための一次転写ローラ（例えば８Ｙ）、中間転写ベルト２上に転写されたトナー像をさらに記録材に二次転写するための二次転写ローラ１２、および中間転写ベルト２上の残留トナーを除去するためのクリーニング部１５が配置されている。図１の画像形成装置において、記録材は、当該装置の下部に収容されており、ピックアップ部２０によって取り出され、前記二次転写ローラ１２によってトナー像を二次転写された後、定着部２２でトナー像を定着され、装置の上部に排出されるようになっている。図１の画像形成装置はタンデム型フルカラー画像形成装置であるが、他の構造のものであってよく、例えば、いわゆる４サイクル型フルカラー画像形成装置であってもよい。

光センサ３０は、例えば図２に示すように、中間転写ベルト２外周面に対して光を照射する発光主波長λの光源部３１と、その反射光を受光する受光部３２とから構成され、光源部３１および受光部３２のそれぞれの入射角および受光角が同じ値θになるように設置される。図２は光センサと中間転写ベルトとの関係を説明するための概略構成図であり、図１における中間転写ベルトの駆動方向Ｄに対して垂直な断面構成図である。

光センサ３０は、定期的に行われる画像安定化制御時において中間転写ベルト外周面上に形成されるトナーパターンを光学的に検出するものである。トナーパターンを光学的に検出するとは、光源部３１により光をトナーパターンに対して照射し、受光部３２によりその反射光の受光量を測定することにより、トナーパターンのトナー付着量（トナー濃度）を検出することである。受光部３２では通常、反射光の受光量はその大きさに応じて出力される電圧値として得られるので、既知のトナー付着量−光センサ出力値の関係に基づいてトナーパターンのトナー付着量が検出される。

そのようなトナー付着量の検出結果に基づいてプロセス条件を調整・変更することで画像濃度を適正範囲内に保つことができ、結果として画像安定化制御が達成される。
画像濃度を制御するために調整・変更されるプロセス条件としては、例えば、現像バイアス、現像ＤＵＴＹ、画像データのレベル、ＬＤ光量等が挙げられる。
具体的には、例えばトナーパターンのトナー付着量が所定範囲より少ない場合は、現像バイアスを高くしたり、現像ＤＵＴＹを大きくしたり、画像データのレベルを高くしたり、またはＬＤ光量を高くしたりすると、トナー付着量を多くすることができ、結果として画像濃度が高くなる。
また例えばトナーパターンのトナー付着量が所定範囲より多い場合は、現像バイアスを低くしたり、現像ＤＵＴＹを小さくしたり、画像データのレベルを低くしたり、またはＬＤ光量を低くしたりすると、トナー付着量を少なくすることができ、結果として画像濃度が低くなる。

画像安定化制御の具体的な動作の一例を、図３に示すフロー図を用いて説明する。
（初期動作）
画像安定化制御の実行要求があった場合、まずイメージングユニット１や中間転写ベルト２を駆動し、パターン検出のための初期動作（準備）を行う。

（光センサ校正）
初期動作完了後、光センサの校正制御を行う。
光センサ３０の校正は、まず、中間転写ベルト２外周面上にトナーパターンを形成していない状態で、光源部３１から中間転写ベルト２に対して発光主波長λの光を照射する。次いで、その反射光を受光部３２で受光し、その受光量出力が所定値（ベルトベース面出力：Ｖｂａｓｅ）になるように発光量を調整する。ベルトベース面出力とは、中間転写ベルトにトナーパターンが形成されていない状態における受光量の電圧出力値である。

（トナーパターン検出）
次にトナーパターンの形成および検出を行う。
画像安定化制御のためのトナーパターンは特に制限されるものではなく、従来から使用されているものが使用可能である。例えば、図４に示すような各色毎に２５５階調（Ｄ_２５５）から０階調（Ｄ_０）に段階的に階調レベル（Ｄ_ｎ）が変化する連続調パターン５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃ，５０Ｋを用いる。そのようなトナーパターンをイメージングユニット１によって中間転写ベルト２外周面上に形成した後、当該中間転写ベルトを駆動させながら、ベルト上のトナーパターンを光学センサ３０により光学的に検出する。なお、図４に示すトナーパターンを使用する場合、ブラックトナーパターン５０Ｋとマゼンタトナーパターン５０Ｍとを検出する光センサと、シアントナーパターン５０Ｃとイエロートナーパターン５０Ｙとを検出する光センサとで、合計２つの光センサが必要である。検出した波形は例えば図５に示すようになる。各階調レベル（Ｄ_ｎ）に対応する検出電圧値（Ｖ_ｎ）と、ベルトベース面出力（Ｖｂａｓｅ）から以下の式を用いて規格化処理を行ない、規格化値（Ｓ_ｎ）を算出する。
Ｓ_ｎ＝２５５×Ｖ_ｎ／Ｖｂａｓｅ

（γ補正データ設定）
前記プロセス条件を変更し、最大濃度を調整した後に続いて一般的なγ補正制御の方式に則り、前記処理により得られた各階調毎の規格化値（Ｓ_ｎ）に対応する画像濃度値に変換し、その後取得した各階調の濃度データから階調補正テーブルを作成し更新する。
このような処理を行うことで出力される多色画像の階調特性をリニアにすることができ、良好な画像を出力することができる。

本発明において中間転写ベルト２は外周面に少なくとも１層の薄膜層を有するものであり、例えば図６に示すように基材２ａ上に１層の薄膜層２ｂが形成された単層型であってもよいし、基材２ａと薄膜層２ｂとの間に１層以上の他の層が形成された多層型であってもよい。本明細書中、単層型中間転写ベルトの薄膜層、および多層型中間転写ベルトの最表面の薄膜層をまとめて最表面薄膜層と呼ぶものとする。

基材２ａは、特に限定されないが、体積抵抗率が１０^６〜１０^１２Ω・ｃｍの範囲のものが好ましく、通常はシームレスベルト形状を有する。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）；ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等の樹脂材料に、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ものが用いられる。基材の厚みは通常、５０〜１０００μｍ程度に設定される。

最表面薄膜層２ｂは、トナーに対して離型性を示すものであり、例えば、無機酸化物層等の無機系薄膜層が使用される。

無機酸化物層は、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２、ＴｉＯ_２から選ばれる少なくとも１つの酸化物を含むものが好ましく、特にＳｉＯ_２が好ましい。無機酸化物層は少なくとも放電ガスと無機酸化物層の原料ガスとの混合ガスをプラズマ化して原料ガスに応じた膜を堆積・形成するプラズマＣＶＤ法、特に大気圧または大気圧近傍下において行われる大気圧プラズマＣＶＤ法により形成されることが好ましい。

本発明において、そのような最表面薄膜層の厚みｄは、中間転写ベルトの反射率関数Ｒ（ｄ）が以下の条件式を満たすように設定される。
Ｒ（ｄ）≧０．７５×｛Ｒ_ｍａｘ（ｄ）−Ｒ_ｍｉｎ（ｄ）｝＋Ｒ_ｍｉｎ（ｄ） （式Ｘ）
好ましくは
Ｒ（ｄ）≧０．８５×｛Ｒ_ｍａｘ（ｄ）−Ｒ_ｍｉｎ（ｄ）｝＋Ｒ_ｍｉｎ（ｄ） （式Ｙ）
より好ましくは
Ｒ（ｄ）≧０．９５×｛Ｒ_ｍａｘ（ｄ）−Ｒ_ｍｉｎ（ｄ）｝＋Ｒ_ｍｉｎ（ｄ） （式Ｚ）

式Ｘ〜Ｚ中、ｄは最表面薄膜層の厚みであり、上記条件式を満たす限り特に制限されるものではない。例えば当該層の割れや剥がれの防止の観点からｄは、０＜ｄ＜１０００ｎｍの範囲内、特に２００≦ｄ≦５００ｎｍの範囲内が好ましい。
Ｒ_ｍａｘ（ｄ）は反射率関数Ｒ（ｄ）の取り得る最大値である。
Ｒ_ｍｉｎ（ｄ）は反射率関数Ｒ（ｄ）の取り得る最小値である。

最表面薄膜層は一般的には、厳密に均一な厚みにすることは困難なため、中間転写ベルトを駆動させながら、反射光の受光量を検出して、反射率を測定すると、ベルト上のトナーパターンの有無にかかわらず、厚みのバラツキに起因して反射率が変動する。反射率変動の発生メカニズムを説明するための模式図を図７に示す。図７は中間転写ベルト２に対して光センサの光源部から光（主波長λ）を照射したときの光学的干渉を模式的に表したものであり、少なくとも空気層（屈折率ｎ_１）と最表面薄膜層２ｂ（屈折率ｎ_２）との界面、および最表面薄膜層２ｂ（屈折率ｎ_２）と基材２ａ（屈折率ｎ_３）との界面において反射光に干渉が生じることを示している。図７の紙面上、表裏方向が中間転写ベルトの駆動方向である。そのような光学的干渉が起こっている状態で中間転写ベルトを駆動させて検出動作を行うと、最表面薄膜層２ｂの厚みバラツキにより、反射率Ｒ（ｄ）の変動が顕著になる。しかしながら、本発明においては、最表面薄膜層の厚みｄを上記条件式が満たされるように設定することによって、厚みにバラツキが存在しても、反射率の変動を最小限に留めて有効に抑制できる。その結果、光センサの校正やトナーパターンの検出が比較的正確に行われるようになり、画像安定化制御を有効に行うことができる。厚みｄが上記条件式を満たさないと、厚みバラツキによる反射率Ｒ（ｄ）の変動が顕著になり、画像安定化制御を有効に行うことができない。

反射率関数Ｒ（ｄ）は、トナーが担持されていない状態における中間転写ベルト外周面の発光主波長λの光に対する反射率Ｒと、中間転写ベルトの最表面薄膜層の厚みｄ（ｎｍ）との関係を表すものであり、図８に示すような周期性を有する波形を示す。そのような反射率関数Ｒ（ｄ）において上記式Ｘを満たす領域は、図８中の斜線領域であり、最表面薄膜層の厚みｄは例えば、ｄ_１〜ｄ_２（ｎｍ）の範囲、ｄ_３〜ｄ_４（ｎｍ）の範囲、およびｄ_５〜ｄ_６（ｎｍ）の範囲内で有効に設定される。反射率関数Ｒ（ｄ）は上記のように周期性を有するため、本発明において設定可能な最表面薄膜層の厚み範囲は上記した３つの範囲に制限されるものではない。例えば反射率関数Ｒ（ｄ）の周期をｄ_ｐ（ｎｍ）、最小の設定可能範囲を「ｄ_１〜ｄ_２」（ｎｍ）としたとき、本発明において設定可能な最表面薄膜層の厚み範囲は一般に、「ｄ_１＋ｎ・ｄ_ｐ〜ｄ_２＋ｎ・ｄ_ｐ」（ｎｍ）（ｎは自然数である）と表すことができる。なお、図８において、「ｄ_３〜ｄ_４」は「ｄ_１＋ｄ_ｐ〜ｄ_２＋ｄ_ｐ」に相当し、「ｄ_５〜ｄ_６」は「ｄ_１＋２ｄ_ｐ〜ｄ_２＋２ｄ_ｐ」に相当する。図８中の式ｘは下記式；
Ｒ（ｄ）＝０．７５×｛Ｒ_ｍａｘ（ｄ）−Ｒ_ｍｉｎ（ｄ）｝＋Ｒ_ｍｉｎ（ｄ）
に相当する直線である。

最表面薄膜層の厚みｄは薄膜膜厚計（マミヤ社製）によって測定された任意の１３点の測定値を平均することによって得られる値を用いている。

反射率関数Ｒ（ｄ）はマトリクス法を用いたマトリクス計算により容易に得ることができる。
例えば、中間転写ベルトが基材２ａ上に１層の最表面薄膜層２ｂが形成された単層型構造を有する場合における反射率関数Ｒ（ｄ）は以下の式によって表すことができる。

式中、λは画像安定化制御の際に照射される光の主波長である。例えば、７３０ｎｍとすることができる。
ｎ_１は空気の屈折率であり、通常は真空とほぼ同じ１．００である。
θ_１は画像安定化制御の際に照射光が空気側から最表面薄膜層２ｂとの界面に入射するときの入射角であり、通常は０〜９０°の範囲内である。
ｎ_２は最表面薄膜層２ｂの屈折率であり、通常は１〜４の範囲内である。
θ_２は画像安定化制御の際に照射光が最表面薄膜層２ｂ側から基材２ａとの界面に入射するときの入射角であり、通常は０〜９０°の範囲内である。
ｎ_３は基材２ａの屈折率であり、通常は１〜４の範囲内である
θ_３は画像安定化制御の際に照射光が基材２ａ側から空気との界面に入射するときの入射角であり、通常は０〜９０°の範囲内である。
ｄは前記と同様に最表面薄膜層２ｂの厚みである。

また例えば、中間転写ベルトが基材２ａ上に特定の薄膜層２ｃおよび最表面薄膜層２ｂが順次形成された多層型構造を有する場合にも、公知のマトリックス法を用いた計算により反射率関数（Ｒ）を得ることができる。この場合、薄膜層２ｃの厚みを固定値として考えて、Ｒ（ｄ）が前記条件式を満たすように最表面薄膜層２ｂの厚みｄを設定すればよい。薄膜層２ｃは２以上の層からなっていてもよい。

（実験例１；参考例）
（転写ベルトの製造）
押出成形によって、ＰＰＳ樹脂中にカーボンが分散されてなる厚み１５０μｍのシームレス形状基材を得た。得られた基材をそのまま中間転写ベルトＡとして用いた。

（評価）
中間転写ベルトＡを、図１に示す構成のプリンタ（ｂｉｚｈｕｂ Ｃ４５０；コニカミノルタビジネステクノロジーズ社製）に組み込み、光センサにより以下の条件下で、ベルト駆動状態でのベルトベース面の出力を測定した。その他のプリンタ条件は上記プリンタの標準条件を採用した。測定結果を図９に示す。
［実験条件］
薄膜層入射角θ_１：２０°
発光主波長：７３０ｎｍ

また前記画像安定化制御の動作を行わせ、その後各階調の画像サンプルの採取および各階調の濃度測定という実験を複数回行い、得られた複数の各階調濃度毎の色差をプロットした。結果を図１０に示す。濃度測定は各階調毎に任意の１点でスペクトロリノ（グレタグマクベス社製）により行い、その最大値と最小値との差を色差として評価した。

色差は一般的に５以内であれば画像品質の変化が視覚上認識しにくいとされている。
本実験の結果より、基材のみの中間転写ベルトは、ベルトベース面出力に対する出力変化率Ｖ_{ｂａｓｅ＿△}（＝［Ｖ_{ｂａｓｅ＿ｍａｘ}−Ｖ_{ｂａｓｅ＿ｍｉｎ}］／ Ｖ_ｂａｓｅ）が約６％程度であり、その時の最大色差は全階調レベルに対して５以下を満足することができる。

（実験例２；比較例）
（転写ベルトの製造）
実験例１で得られたシームレス形状基材の外周表面に、大気圧プラズマＣＶＤ法によって、厚み３２０ｎｍのＳｉＯ_２薄膜層を形成し、中間転写ベルトＢを得た。

（評価）
中間転写ベルトＢを用いたこと以外、実験例１と同様の方法により評価を行った。
ベルト駆動状態でのベルトベース面の出力を測定したグラフを図１１に示す。
複数の各階調濃度毎の色差をプロットしたグラフを図１２に示す。

本実験の結果より、厚み３２０ｎｍのＳｉＯ_２薄膜層を有する中間転写ベルトＢを用いた場合、ベルトベース面出力に対する出力変化率Ｖ_{ｂａｓｅ＿△}は約２０％程度と悪化し、その時の最大色差は特に低濃度部から中間調濃度部にかけて５以上となってしまう。これは、ベルトベース面の変動が大きく、特にトナー付着量の少ない領域ではトナー付着量の微細な検出信号に加えてベルトベース面変動のノイズ成分も一緒に検出され、その結果検出誤差が大きくなるためと考えられる。そして、このベース面変動は、基材上に薄膜層を形成したことによって、光学センサと薄膜層との光学的特性の影響により光学的干渉が発生することに加えて、中間転写ベルトを駆動させて検出動作を行うため、ベルトの薄膜層の厚み変動やばたつき等の変動要因によってパターン検出部の光学厚みが変動し、光学的干渉度合いがより助長されることによるものと考えられる。

（実験例３）
中間転写ベルトが基材上に１層の最表面薄膜層を形成してなる単層型構造を有する場合における前記反射率関数Ｒ（ｄ）に以下の算出条件を代入し、図１３にグラフ化した。

［算出条件］
基材屈折率（ｎ_３）：１．６５（ポリフェニルサルファイド：ＰＰＳ）
基材厚さ：１５０μｍ
薄膜層屈折率（ｎ_２）：１．４５（ＳｉＯ_２）
薄膜層入射角（θ_１）：２０°
発光主波長（λ）：７３０ｎｍ
空気層屈折率（ｎ_１）：１
基材入射角（θ_２）：１３．６°
入射角（θ_３）：１２．０°

前記実験例２の条件は図１３中のポイントに示す通り、厚みの変動により反射率が大きく変化するポイントに設定されているため、結果的にベース面変動も大きくなってしまう。
ベルトベース面の変動を低減させるためには反射率の変化率が最小となるような条件（反射率関数により得られる反射率が最大となるＲｍａｘ（ｄ）のポイント）に設定すれば良く、上記条件において最適な厚み条件は約２６０ｎｍの整数倍の厚み条件となる。

（実験例４）
（転写ベルトの製造）
実験例１で得られたシームレス形状基材の外周表面に、大気圧プラズマＣＶＤ法によって、厚み２６０ｎｍのＳｉＯ_２薄膜層を形成し、中間転写ベルトＣを得た。

（評価）
中間転写ベルトＣを用いたこと以外、実験例１と同様の方法により評価を行った。
ベルト駆動状態でのベルトベース面の出力を測定したグラフを図１４に示す。
図１４のベルトベース面出力はベルトベース面出力に対する出力変化率Ｖ_{ｂａｓｅ＿△}が６％未満（約１．８５）となっており、厚み条件を最適にすることによって極めて良好な結果を得ることができた。

（実験例５）
前述の通り厚み条件を最適にすることによって薄膜干渉の影響の少ない極めて良好な結果を得ることができたが、更にその許容差確認を実験例３と同様の条件で行った。

（転写ベルトの製造）
実験例１で得られたシームレス形状基材の外周表面に、大気圧プラズマＣＶＤ法によって、以下に示す厚みのＳｉＯ_２薄膜層を１層だけ形成し、各種中間転写ベルトを得た。
薄膜層厚さ：２１０ｎｍ、２２０ｎｍ、２３０ｎｍ、２４０ｎｍ、２５０ｎｍ、２６０ｎｍ（厚み最適条件）、２７０ｎｍ、２８０ｎｍ、２９０ｎｍ、３００ｎｍ、３１０ｎｍ

ここで反射率関数Ｒ（ｄ）の取り得る最大値（＝最適厚み条件）での反射率をＲ_ｍａｘ（ｄ）、反射率関数Ｒ（ｄ）の取り得る最小値（＝最悪厚み条件）での反射率をＲ_ｍｉｎ（ｄ）とすると、各厚み条件での反射率Ｒ（ｄ）は以下の式で表すことができる。
Ｒ（ｄ）＝ａ×｛Ｒ_ｍａｘ（ｄ）−Ｒ_ｍｉｎ（ｄ）｝＋Ｒ_ｍｉｎ（ｄ）
ｄ：薄膜層厚み（０＜ｄ＜１０００ｎｍ）
Ｒｍａｘ（ｄ）：反射率関数Ｒ（ｄ）の取り得る最大値（＝０．０６０７）
Ｒｍｉｎ（ｄ）：反射率関数Ｒ（ｄ）の取り得る最小値（＝０．０１５４）
ａ：最適厚み条件での反射率Ｒｍａｘ（ｄ）と各厚み別の反射率との比を表す係数

本実験での計算値および測定値を表１に示す。

ベルトベース面出力に対する出力変化率Ｖ_{ｂａｓｅ＿△}は、所定の中間転写ベルトを用いたこと以外、実験例１と同様の方法により求めた。
Ｒ（ｄ）は、図１３より読み取った値である。

ベルトベース面出力に対する出力変化率Ｖ_{ｂａｓｅ＿△}と係数ａとの関係を図１５に示す。
前述の通り、最大色差５以下を満足させるためにベルトベース面出力に対する出力変化率Ｖ_{ｂａｓｅ＿△}は約６％以内に抑える必要がある。
本実験より、出力変化率を６％以下に抑えるためには、反射率比係数ａが０．７５以上となるように厚みを設定する必要があることが確認できた。好ましくは出力変化率を５％以下に抑えるためには、反射率比係数ａが０．８５以上となるように厚みを設定する必要があることが確認できた。より好ましくは出力変化率を３％以下に抑えるためには、反射率比係数ａが０．９５以上となるように厚みを設定する必要があることが確認できた。

本発明に係る画像形成装置の一実施形態を示す全体模式図である。 光センサと中間転写ベルトとの関係を説明するための概略構成図。 画像安定化制御の動作を示すフロー図。 画像安定化制御において検出するパターンの一例の模式図。 画像安定化制御においてパターンを検出した際の光学センサ出力を示す図。 基材上に１層の薄膜層を形成した単層構造の中間転写体の断面模式図。 図６の中間転写体にて生じる薄膜干渉モデルの模式図。 反射率関数Ｒ（ｄ）と最表面薄膜層の厚みｄとの関係を示す図。 実験例１（参考例）で製造した中間転写体を光学センサにて検出したベルトベース面出力波形を示す図。 図９と同様の中間転写体を用いて画像安定化させた際の画像濃度変動を示す図。 実験例２（比較例）で製造した中間転写体を光学センサにて検出したベルトベース面出力波形を示す図。 図１１と同様の中間転写体を用いて画像安定化させた際の画像濃度変動を示す図。 基材上に１層の薄膜層が形成された中間転写体が実験例３の条件を満たすときの反射率関数Ｒ（ｄ）と薄膜層の厚みｄとの関係を示す図。 実験例４で製造した中間転写体を光学センサにて検出したベルトベース面出力波形を示す図。 ベルトベース面出力に対する出力変化率Ｖ_{ｂａｓｅ＿△}と係数ａとの関係を示す図。

符号の説明

１：１Ｙ：１Ｍ：１Ｃ：１Ｋ：イメージングユニット、２：中間転写ベルト、２ａ：基材、２ｂ：薄膜層、３：３Ｙ：３Ｍ：３Ｃ：３Ｋ：感光体、８：一次転写ローラ、１０：中間転写ユニット、１２：二次転写ローラ、１３：駆動ローラ、１４：張架ローラ、１５：クリーニング部、２０：ピックアップ部、２２：定着部、３０：光学センサ、３１：光源部、３２：受光部、５０Ｙ：５０Ｍ：５０Ｃ：５０Ｋ：トナーパターン。

Claims (4)

1. 像担持体外周面に対して光を照射する発光主波長λの光源部と、その反射光を受光する受光部とから構成され、像担持体外周面上に形成されたトナーパターンを光学的に検出する光センサを備えた画像形成装置であって、
   像担持体が外周面に少なくとも１層の薄膜層を有し、
   発光主波長λの光源部からの光に対する像担持体外周面の反射率Ｒと像担持体の最表面薄膜層の厚みｄ（ｎｍ）との関係を表す反射率関数Ｒ（ｄ）が以下の条件式；
   Ｒ（ｄ）≧０．７５×｛Ｒ_ｍａｘ（ｄ）−Ｒ_ｍｉｎ（ｄ）｝＋Ｒ_ｍｉｎ（ｄ）
   （式中、ｄは０＜ｄ＜１０００ｎｍの範囲内である；
   Ｒ_ｍａｘ（ｄ）は反射率関数Ｒ（ｄ）の取り得る最大値である；
   Ｒ_ｍｉｎ（ｄ）は反射率関数Ｒ（ｄ）の取り得る最小値である）
   を満たすように最表面薄膜層の厚みを設定したことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記発光主波長λの光源部からの光に対する像担持体外周面の反射率Ｒと像担持体の最表面薄膜層の厚みｄ（ｎｍ）との関係を表す反射率関数Ｒ（ｄ）が以下の条件式；
   Ｒ（ｄ）≧０．８５×｛Ｒ_ｍａｘ（ｄ）−Ｒ_ｍｉｎ（ｄ）｝＋Ｒ_ｍｉｎ（ｄ）
   を満たす前記請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記薄膜層が大気圧プラズマＣＶＤ法により形成された無機酸化物層である請求項１記載の画像形成装置。
4. 像担持体上に形成したトナー像を記録媒体上に転写して画像形成する画像形成方法において、
   外周面に少なくとも１層の薄膜層を有する像担持体外周面上にトナーパターンを形成し、
   像担持体外周面に対して発光主波長λの光を照射し、
   照射した光の像担持体からの反射光を受光し、
   受光した反射光の強度に基づいてトナー像形成条件を設定する画像安定化制御を行い、
   発光主波長λの光に対する像担持体外周面の反射率Ｒと像担持体の最表面薄膜層の厚みｄ（ｎｍ）との関係を表す反射率関数Ｒ（ｄ）が以下の条件式；
   Ｒ（ｄ）≧０．９５×｛Ｒ_ｍａｘ（ｄ）−Ｒ_ｍｉｎ（ｄ）｝＋Ｒ_ｍｉｎ（ｄ）
   （式中、ｄは０＜ｄ＜１０００ｎｍの範囲内である；
   Ｒ_ｍａｘ（ｄ）は反射率関数Ｒ（ｄ）の取り得る最大値である；
   Ｒ_ｍｉｎ（ｄ）は反射率関数Ｒ（ｄ）の取り得る最小値である）
   を満たすことを特徴とする画像形成方法。

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