JP2010122591A

JP2010122591A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2010122591A
Application number: JP2008297986A
Authority: JP
Inventors: Kenji Kanari; 健二金成
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2008-11-21
Filing date: 2008-11-21
Publication date: 2010-06-03

Abstract

【課題】出力画像の濃度むらを、装置の寿命を通して低減できる画像形成装置を提供する。
【解決手段】トナー像を担持する第１の像担持体と、前記第１の像担持体上に形成された静電潜像をトナーにより可視化する現像手段と、前記第１の像担持体に一部で接触する第２の像担持体と、前記第１の像担持体に対し前記第２の像担持体を挟んで対向する位置に配置され、前記第１の像担持体上のトナー像を前記第２の像担持体上に転写する転写手段と、前記第２の像担持体上に形成された濃度むら検出用のトナー像の濃度を検出する光学センサと、前記第１の像担持体の速度をＶ１とし、前記第２の像担持体の速度をＶ２としたときのＶ２／Ｖ１比を制御する制御手段と、を備えた画像形成装置において、前記制御手段は、前記光学センサによって前記濃度むら検出用のトナー像の濃度を検出した結果に基づいて、Ｖ２／Ｖ１比を変更する（Ｓ４，Ｓ５）画像形成装置により前記課題を解決する。
【選択図】図２

Description

本発明は、レーザプリンタ、複写機、ファクシミリ等の電子写真記録方式を利用する画像形成装置に関し、特にその出力画像の濃度むらの低減に関するものである。

従来から、電子写真方式を用いるカラー画像形成装置においては、像担持体である感光ドラム上に担持されたイエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの４色のトナー像を、第２の像担持体である中間転写体に１次転写させた後に、転写材に２次転移させる転写方式が一般的である。
このような方式における１次転写部の第１の像担持体であるドラムの速度と、第２の像担持体である中間転写体の速度はそれぞれ異なるようにし、ドラムから中間転写体にトナー像を転写する工程において、色ずれが発生することを防止している。一方、速度差を設けることは、ドラムと中間転写体の摺擦によってドラムに傷がつくために、ドラムの寿命に影響する。
そのため、色ずれが問題になるフルカラー画像形成時は、色ずれが問題にならないモノカラー画像形成時と比較して速度差を大きくする技術が特許文献１で開示されている。
特開平２００２−３６５８７４号公報

しかしながら、前述の技術においても問題を発生する場合があった。すなわち、装置の使用条件によって、ドラムと中間転写体が接触してトナー像を転写する部分（所謂１次転写部）の転写性が安定しない問題である。具体的には、１次転写部の転写性が安定しないため、中間転写体搬送方向に対して直交する方向の“濃度むら”が発生する。“濃度むら“とは図３に示すようなものであって、記録材の搬送方向に発生する濃淡差のことである。この原因は、ドラム上では均一な濃度のトナー像であるものの、１次転写部の転写性が安定しない場合、転写不良の部分がベルト上で薄くなってしまい、転写性の良いところと転写不良のところとの差で濃度差が生じてしまうために発生する。
転写不良が発生するのは、感光ドラム上のトナー像を中間転写ベルトに転写する際の接触むらが生じることが主原因である。

感光ドラムと中間転写ベルトの接触する部分、所謂転写ニップは、中間転写ベルトを挟む感光ドラムと転写ローラの押圧力によって形成されている。しかし、これらニップを形成する部品は装置が繰り返し使用され続けると、擦擦を繰り返し磨耗していく。すると、ベルトとドラムの摩擦力や、ベルトと転写ローラの摩擦力が少なくなる。即ちドラムや転写ローラでベルトを挟んで搬送する力が弱くなるわけである。
このように、少しのドラムや転写ローラの外径フレがあった場合や、ベルトを搬送する力のむらが生じた場合にドラム速度とベルト速度に微小な速度変動が生じてしまう。この速度変動が生じることで、ドラムとベルトが微小にスリップして、転写むらが発生して濃度むらになるわけである。
またトナーの状態によっても転写性が変わるために濃度むらが顕在化される場合がある。

以上のように、装置が使用されていくと、１次転写部を構成する部材である感光ドラム、中間転写ベルト、転写ローラ、およびトナーの状態が、摺擦を繰り返して磨耗し形状や、表面の滑り性の変化が生じる。これらの部材の寿命を通じた全ての最悪条件を見込んで、１次転写部の周速差を大きくつけて転写性を安定させる手法は、部材が摺擦磨耗して、部品の消耗が早めてしまうので、むやみに周速差をつけることはできない。

以上のように、装置の使用条件に応じて、１次転写部を構成する部品が変化するため、装置の新品状態から寿命を通して、全ての条件で安定した転写性を確保するのは困難であった。

本発明は、このような状況のもとでなされたもので、出力画像の濃度むらを、装置の寿命を通して低減できる画像形成装置を提供することを課題とするものである。

前記課題を解決するため、本発明では、画像形成装置を次の（１）のとおりに構成する。

（１）トナー像を担持する第１の像担持体と、前記第１の像担持体上に形成された静電潜像をトナーにより可視化する現像手段と、前記第１の像担持体に一部で接触する第２の像担持体と、前記第１の像担持体に対し前記第２の像担持体を挟んで対向する位置に配置され、前記第１の像担持体上のトナー像を前記第２の像担持体上に転写する転写手段と、前記第２の像担持体上に形成された濃度むら検出用のトナー像の濃度を検出する光学センサと、前記第１の像担持体の速度をＶ１とし、前記第２の像担持体の速度をＶ２としたときのＶ２／Ｖ１比を制御する制御手段と、を備えた画像形成装置において、
前記制御手段は、前記光学センサによって前記濃度むら検出用のトナー像の濃度を検出した結果に基づいて、Ｖ２／Ｖ１比を変更する画像形成装置。

本発明によれば、転写部の転写性が安定しないことが起因で発生する、第２の像担持体の搬送方向に対して直交する方向の“濃度むら”を低減することができる。
また、装置の使用条件に応じて、発生する可能性のあった“濃度むら”を装置の寿命を通して低減し、安定した転写性を確保し、良好な画像を得る画像形成装置を提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、カラー画像形成装置の実施例により詳しく説明する。

実施例１である“カラー画像形成装置”について説明する。

（装置全体の動作）
まず本実施例の、４色のトナーを用いたカラー画像形成装置全体の動作について図４を用いて説明する。なお、本実施例では、第１ステーションをイエロー（Ｙ）、第２ステーションをマゼンタ（Ｍ）、第３ステーションをシアン（Ｃ）、第４ステーションをブラック（Ｋ）としている。第１ステーションでは、１ａは第１の像担持体としてのＯＰＣ感光ドラムで、帯電手段としての帯電ローラ２ａ、感光ドラム１ａ上の転写残トナーをクリーニングするクリーニングユニット３ａ、および現像手段としての現像ユニット８ａを備えている。現像ユニット８ａは、現像スリーブ４ａ、非磁性一成分現像剤５ａ、現像剤塗布ブレード７ａからなり、前述の１ａ〜８ａは、一体型のプロセスカートリッジ９ａとなっている。１１ａは露光手段であり、レーザー光を多面鏡によって走査させるスキャナユニットから構成され、画像信号に基づいて変調された走査ビーム１２ａを感光ドラム１ａ上に照射する。

次に画像形成動作について説明する。画像形成動作がスタートすると、感光ドラム１ａ〜１ｄや中間転写ベルト１３等は所定のプロセススピードで矢印方向に回転を始める。感光ドラム１ａは電源２０ａよって付勢される帯電ローラ２ａにより一様に負極性に帯電され、続いて露光手段１１ａからの走査ビーム１２ａによって画像情報に従った静電潜像が形成される（請求区でいう、「第１の像担持体上に形成された静電潜像」に相当する）。現像ユニット８ａ内のトナー５ａは、現像剤塗布ブレード７ａによって負極性に帯電されて現像スリーブ４ａに塗布される。そして、現像スリーブ４ａには、現像バイアス電源２１ａより、バイアスが供給され、感光ドラム１ａが回転して感光ドラム１ａ上に形成された静電潜像が現像スリーブ４ａに到達すると、静電潜像は負極性のトナーによって可視化される。これにより、感光ドラム１ａ上には第１色目（本実施例では、Ｙ）のトナー像が形成される。なお、第２〜第４ステーションも第１ステーションと同様の構成としているので説明を省略する。

一方、第２のトナー像担持体である中間転写ベルト１３は、４つの感光ドラム１ａ〜１ｄ全てに対し当接するように配置される（請求項でいう、第１の像担持体に一部で接触する第２の像担持体に相当する）。中間転写ベルト１３は、その張架部材として２次転写の対向に位置する支持ローラ３０、駆動ローラ１４、テンションローラ１５の３本のローラにより支持されており、適当なテンションが維持されるようになっている。駆動ローラ１４を駆動させることにより中間転写ベルト１３は感光ドラム１ａ〜１ｄに対して順方向に略同速度で移動する。また、中間転写ベルト１３は、矢印方向に回転し、１０ａは１次転写部材で、中間転写ベルト１３を挟んで感光ドラム１ａと反対側に配置されている。また、帯電ローラ２ａ、現像スリーブ４ａ、１次転写ローラ１０ａのそれぞれは、帯電ローラ２ａへの電圧供給手段である帯電バイアス電源２０ａ、現像スリーブ４ａへの電圧供給手段である現像バイアス電源２１ａ、１次転写ローラ１０ａへの電圧供給手段である１次転写電源２２ａに接続されている。２次転写ローラ２５は２次転写電源２６に接続されている。中間転写ベルト１３の周囲、感光ドラム１ａ〜１ｄとの対向部に、各々の感光ドラム１ａ〜１ｄに対応させて１次転写ローラ１０ａ〜１０ｄが配置されている。各色の１次転写位置間の距離に応じて、各色毎、一定のタイミングで不図示のコントローラからの書き出し信号を遅らせながら、露光による静電潜像を各感光ドラム１ａ〜１ｄ上に形成する。そして、それぞれの１次転写ローラ１０ａ〜１０ｄに１次転写電源２２ａ〜２２ｄよりトナーと逆極性の電圧を印加するようにする。以上の工程により、順に中間転写ベルト１３にトナー像を転写していき、中間転写ベルト１３上に多重画像が形成される。この１次転写ローラが、請求項でいう、「前記第１の像担持体上のトナー像を前記第２の像担持体上に転写する転写手段」に相当する。その後、露光による静電潜像の作像に合わせて、転写材カセット１６に積載されている転写材Ｐは、給紙ローラ１７によりピックアップされ、不図示の搬送ローラによりレジストローラ１８にまで搬送される。そして、転写材Ｐは中間転写ベルト１３上のトナー像に同期してレジストローラ１８によって、中間転写ベルト１３と２次転写ローラ２５とで形成される当接部へ搬送される。その後、２次転写ローラ２５には２次転写電源２６により、トナーと逆極性の電圧印加を行い、中間転写ベルト１３上に担持された４色の多重トナー像は一括して転写材Ｐ上に２次転写される。
なお、本実施例では、２次転写ローラ２５はφ１２のニッケルメッキ鋼棒に抵抗値を１０^８Ω、厚み４ｍｍに調整したＮＢＲの発泡スポンジ体で覆った外径φ２０のものを用いた。また、２次転写ローラ２５は、中間転写ベルト１３に対して、５〜１５ｇ／ｃｍ程度の線圧で当接させ、且つ中間転写ベルト１３の移動方向に対して順方向に略等速度で回転するように配置した。一方、２次転写を終えた後、中間転写ベルト１３上に残留した転写残トナーと、転写材Ｐが搬送されることによって発生する紙粉は、中間転写ベルト１３に当接配置されたベルトクリーニング手段２７により、その表面から除去・回収される。なお、本実施例の画像形成装置ではベルトクリーニング手段２７としてウレタンゴム等で形成された弾性を有するクリーニングブレードを用いた。２次転写終了後の転写材は定着装置１９へと搬送され、トナー像の定着を受けて画像形成物（プリント、コピー）として画像形成装置外へと排出される。

なお、中間転写ベルト１３の構成としては、厚さ１００μｍ、体積抵抗率１０^１０ΩｃｍのＰＶＤＦを用いている。張架部材としての駆動ローラ１４は、Ａｌ芯金にカーボンを導電剤として分散した抵抗１０^４Ω、肉厚１．０ｍｍのＥＰＤＭゴムを被覆したΦ２５のものを用いている。張架部材としてのテンションローラ１５は、Φ２５のＡｌの金属棒を用いており、テンションは片側１９．６Ｎ、総圧３９．２Ｎとしている。

（光学センサを用いた濃度むら制御）
次に本実施例で濃度むらを低減する制御について説明をする。
まず全体の流れを図２のフローを用いて説明する。
まずステップ１（以後、Ｓ１のように略記する）で本制御が実行される。
本制御は、画像形成装置本体で、１００枚使用される毎に実行するようにしている。
Ｓ２で、濃度むらを測定するためのパッチを中間転写体に形成する。
Ｓ３で、濃度むら検出用パッチを光学センサで読んだ値に基づいて、濃度むらが発生しているか否かを判定する。濃度むらが発生していない場合は、Ｓ６で本制御を終了する。
Ｓ３で、濃度むらが発生していると検出した場合は、Ｓ４で周速差を０．２％ＵＰして全体として周速差が何％ＵＰしたかを計算する。
Ｓ５では、Ｓ４で０．２％ＵＰした時の周速差が１．０％以下であるかを判定する。その結果１．０％以下である場合には、Ｓ２に戻る。１．０％を越えている場合は、Ｓ６で本制御を終了する。

図４に示すように本実施例では、画像形成装置の中に光学センサ２４が設けられている。
より詳しくは、図５に示すように、光学センサ２４は、ＬＥＤの発光素子２４１とフォトダイオードＣｄＳの受光素子２４２におよびホルダー２４３から構成することができる。そして、中間転写ベルト１３上に形成された濃度むら検出用のトナー像（パッチ）Ｔに対して、発光素子からの光を照射し、そこからの反射光を受光素子２４２で受け取ることで、パッチＴの濃度を測定できるようになっている。
このベルト上に転写されたパッチＴの濃度を測定し、パッチが“濃度むら”になっているかを判定することができるようになっている。

本実施例では、濃度むらが発生しているか否かの測定を、一定の画像形成枚数が形成された毎に行うようにしている。具体的には、画像形成装置本体が、何枚の画像形成を行ったかを記憶するメモリを有し、一定枚を超えた後の画像形成動作前に濃度むら測定を行うようにしている。本実施例では一定枚の枚数を１００枚とした。
これ以外にも、濃度むらを測定するタイミングを、本体の電源投入時、電源投入時からの一定の経過時間が過ぎた時、画像形成装置を操作するホストコンピュータやユーザーから指示があった時に実行するようにしても良い。この濃度むらを測定するタイミングは、請求項でいう、「濃度むら検出用のトナー像の濃度を検出する時期」に相当する。測定するタイミングは、第１の像担持体、現像手段、第２の像担持体および、画像形成装置本体の少なくとも一つの使用履歴の情報に基づいて決定すればよい。

（濃度むら検出パッチ）
次に濃度むらを低減する制御に使用するパッチの説明をする。
ＣＰＵは、制御部により濃度むら制御用のパッチを、プロセスカートリッジの感光ドラム上に形成する。
次に、感光ドラム上のトナー像は、感光ドラムと１次転写ローラ１０との間の電圧印加により中間転写ベルト１３に転写される。この動作はイエロー（Ｙ）に続いてマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）各色のパッチも同様に形成、中間転写ベルト１３上にパッチが形成される。
本実施例では、ベルト回転方向に対して直交する部分に異なる２色のパッチを形成するようにしている。
例えば、（Ｙ）と（Ｍ）、（Ｙ）と（Ｃ）、（Ｙ）と（Ｋ）、（Ｍ）と（Ｃ）、（Ｍ）と（Ｋ）のような組み合わせのパッチを形成する。これらパッチの濃度を光学センサで測定し、パッチの濃度むらを測定する。
図１を用いて説明すると、中間転写体の回転方向に直交する同位置に２つのパッチを形成する。パターンＡはイエローのベタパッチで、パターンＢはマゼンダのべタパッチである。同様に（Ｙ）と（Ｃ）、（Ｙ）と（Ｋ）、（Ｍ）と（Ｃ）、（Ｍ）と（Ｋ）の組み合わせのベタパッチも形成する。
次に、ベタパッチの濃度を光学センサ２４Ａおよび２４Ｂで測定する。図のように中間転写体回転方向に対して直交するＸの部分で濃度が薄くなっていてその前後はベタが良好に中間転写体に転写されている場合、この部分が濃度むらとして検出されるわけである。これが、請求項でいう、「進行方向に並行して複数色の濃度むら検出用のトナー像を形成し、前記光学センサが前記進行方向の同じ位置で前記複数色の濃度むら検出用のトナー像の異常を検出した場合」に相当する。

ここで、濃度むらが発生しているか否かを検出する説明を、図６を用いて説明する。
図６は、図１で説明した濃度むら検出パターンのパッチを光学センサで読んだ時の検出出力電圧を説明するものである。
図の記号について説明する。
Ｔ１はセンサ出力の検出を開始したタイミングである部分
Ｔ２からＴ５の区間は検出パッチのある部分、
Ｔ３からＴ４の区間は検出パッチの濃度が薄い部分、
Ｔ１からＴ２および、Ｔ５以降の区間は、パッチのないベルトの部分を検出している部分である。
Ｔ６はセンサ出力の検出を終了したタイミングである部分
Ｒ０は、検出パッチのないベルトの部分のセンサ出力値
Ｒ１は、検出パターンの部分でかつむらの無い部分のセンサ出力値
Ｒ２は、検出パターンの部分でかつ濃度が薄くなっている部分のセンサ出力値
を意味するものである。
Ｔ１からＴ２の区間のセンサ平均出力値をＶ０ａｖｅ
Ｔ２からＴ５の区間のセンサ平均出力値をＶ１ａｖｅ
Ｔ３からＴ４の区間のセンサ平均出力値をＶ２ａｖｅ
とした場合に
（Ｖ２ａｖｅ−Ｖ０ａｖｅ）／（Ｖ１ａｖｅ−Ｖ０ａｖｅ）≦０．８
の条件になった時を“濃度むら“として検出するようにした。
この図６は、請求項でいう、「前記第２の像担持体上の進行方向の複数箇所で前記濃度むら検出用のトナー像を検出する」状態に相当する。

図１のように、中間転写ベルトＸの位置で２色のスジが一致するケースは、１次転写部の転写性が不安定な場合に発生する。理由を説明すると以下の通りである。
本現象の濃度むらは、１次転写部のニップが不安定なことに起因して、転写ニップが微小にずれることに起因して、ドラム上のトナーおよびベルト上のトナーも微小にずれてしまうことで濃度むらになってしまう現象である。また一度ベルト上に転写されたトナー像も、下流ステーションの転写ニップを通過する時に、転写ニップ部が微小に振動した場合に、ドラム上に戻ってしまう現象（所謂再転写）が発生してしまう。例えば、第３ステーションのシアン色と第４ステーションのブラック色を中間転写体搬送方向に対して直交する同じ位置にパッチを形成した場合に、第４ステーションでシアン色とブラック色の濃度むらを発生させてしまう場合がある。この場合、シアン色の再転写による濃度ウスと、ブラック色の転写不良による濃度ウスが発生する部分が中間転写体回転方向に対して同じ位置で発生するため、濃度ウスが発生する部分と発生しない部分の濃淡差が“濃度むら”になる訳である。

従って、本実施例のように、ベルト回転方向に対して直交する部分に異なる２色のパッチがあった場合は、例示の中間転転写体のように２色のパッチをまたがった濃度むらになるわけである。濃度むらを測定した後のパッチは、中間転写ベルト１３上に形成されたパッチは、ベルトクリーニング手段２７によってクリーニングされる。パッチの濃度測定が終わりと、パッチ上に濃度むらがあることが検出された場合は、感光ドラムとベルトの速度を変更して、再度パッチの濃度むら測定を行う。
このようにして、濃度むらが低減する感光ドラムと中間転写体の速度を求めることが可能になっている。

（速度差を可変にする手法）
次に感光ドラムと中間転写体の速度比を変更する手法を説明する。
感光ドラムの速度Ｖ１と中間転写体の速度Ｖ２の速度比Ｖ２／Ｖ１比を可変にするために、感光ドラムは、独立した速度可変な駆動モータに直結していて、感光ドラムの速度Ｖ１を変更することにより、Ｖ２／Ｖ１比を所望の値に設定できるようになっている。
他の方式として、中間転写体の速度Ｖ２を変更することにより、Ｖ２／Ｖ１比を所望の値に設定してもよい。

本実施例では、Ｖ２／Ｖ１比の設定は初期１００．２（％）の設定になっている。濃度むらが検出された場合には、それから、０．２％の水準で最大Ｖ２／Ｖ１比＝１０１（％）までの速度差で、濃度むらが発生しない最適な速度差を設定するようになっている。速度差を可変にすることで、転写性が安定するのは、感光ドラムと中間転写体の速度差を設けることで、感光ドラム上のトナーを物理的な掻き取り力によって剥ぎ取り中間転写体上に転写する効果を得ることができるからである。

以上説明したように、本実施例によれば、濃度むらが低減する感光ドラムと中間転写体の速度を求めることを可能にして、所謂１次転写部の転写性が不安定なことに起因する濃度むらを低減することができる。これにより、装置の寿命を通じて良好な転写画質を得る画像形成装置とすることができた。

実施例２である“カラー画像形成装置”について説明する。
本実施例では、プロセスカートリッジの使用履歴情報に基づいて、濃度むらを検出する測定を実行し、感光ドラムの速度Ｖ１と中間転写体の速度Ｖ２の速度差Ｖ２／Ｖ１比を設定し、濃度むらを低減することを特徴としている。
本カラー画像形成装置全体の動作、濃度むらを検出する手法、速度差Ｖ２／Ｖ１比を可変にする手法などについては実施例１と同様なので説明を省略する。

以下にプロセスカートリッジの耐久履歴情報に基づいて、濃度むらを検出する手法を説明する。本実施例によれば、プロセスカートリッジの使用履歴すなわち消耗度情報としての画像形成枚数ＰＹ〜ＰＢｋと現像剤残量を各プロセスカートリッジ９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄに設けた記憶手段９ａＹ、９ｂＭ、９ｃＣ、９ｄＢｋ（図示せず）にそれぞれ書き込む構成とする。これら情報をカートリッジに設けた記憶手段９ａＹ、９ｂＭ、９ｃＣ、９ｄＢｋに記憶させることで、プロセスカートリッジ９ａ〜９ｄの寿命を常により正確に検知することができ、更に、これら情報をカートリッジ自身に保持させることにより、カートリッジが寿命に達する前にカラー画像形成装置から交換されるような場合にも、そのカートリッジが再度カラー画像形成装置に装着された場合にも、速やかに各カートリッジに即した正確なカートリッジ寿命検知を行うことができるようになっている。プロセスカートリッジ９ａ〜９ｄにそれぞれ設ける記憶手段９ａＹ〜９ｄＢｋとしては、不揮発性メモリ、揮発性メモリとバックアップ電池を組み合わせたものなど、通常の半導体による読み書き可能な電子的なメモリなどを特に制限なく使用することができる。本実施例では、記憶手段９ａＹ〜９ｄＢｋとして、読み書き可能な不揮発性メモリ（以下、“メモリ”と呼ぶ。）を用いた。

以下濃度むらが発生しやすい条件すなわち感光ドラムの寿命が近づいた時に、メモリを利用して濃度むら制御を実行するようになっている。
ドラム寿命に基づいて、本制御を実行する理由は、ドラムが使用されると、ドラム表面が削れて小さくなるために、ドラムとベルトとの周速差が変わり濃度むらを発生させる可能性がでてくるからである。また耐久によりドラム表面が削れたり、ドラムと接触する現像剤やベルトの影響で表面の滑り性が変わることが転写性に影響して濃度むらを発生させる可能性があるからである。

本実施例の制御の流れを、図７を用いて説明する。
まずＳ１１で本制御をスタートする。
本制御では、カラー画像形成装置が、使用された通紙枚数を記憶していて、１００枚毎に本制御を実行するようになっている。
Ｓ１２でメモリからドラムの総回転時間を検出する。
Ｓ１３で予め設定されているドラム寿命と判断する時間をメモリから読みだす。
Ｓ１４で設定されているドラム寿命時間と実際に使われたドラム総回転時間を比較する。
Ｓ１４でドラム寿命近くと判断された場合にＳ５で濃度むら制御を実行する。
本実施例では、ドラムの回転時間でドラム寿命が決まっていて、ドラム寿命の８０％を越えた状態である時にドラム寿命が近いと判断するようにしている。
Ｓ１４でドラム寿命近くと判断されなかった場合は、Ｓ１９で本制御を終了する。
Ｓ１５で、濃度むらを測定するためのパッチを形成する。
Ｓ１６で、濃度むら検出パッチを光学センサで読んだ値に基づいて、濃度むらが発生しているか否かを判定する。濃度むらが発生していない場合は、Ｓ１９で本制御を終了する。
Ｓ１６で、濃度むらが発生していると検出した場合は、Ｓ１７で周速差を０．２％ＵＰして全体として周速差が何％ＵＰしたかを計算する。
Ｓ１８では、Ｓ１７で０．２％ＵＰした時の周速差が１．０％以下であるかを判定する。その結果１．０％以下である場合には、Ｓ１５に戻る。１．０％を越えている場合は、Ｓ１９で本制御を終了する。
本制御ではメモリから、ドラムの総回転時間を読み出して、濃度むら制御の実行可否を判断している。

本実施例以外にも、他のメモリ情報で例えば、トナーが耐久され転写性に影響を与える可能性が高くなった時、即ち残量が少なくなった場合や、カートリッジの寿命が近づいていると検知した場合、カートリッジ寿命が到達したにも係らずそのカートリッジが継続して装着して使用される場合に、濃度むらを検出する測定を実行するようにしても良い。

以上説明したように、本実施例によれば、濃度むらが低減する感光ドラムと中間転写体の速度を求めることを可能にして、所謂１次転写部の転写性が不安定なことに起因する濃度むらを低減することができる。これにより、装置の寿命を通じて良好な転写画質を得るカラー画像形成装置とすることができた。他の濃度むらを検出する測定を実行する例として、プロセスカートリッジのメモリを使用する代わりに、装置が耐久され部品劣化の可能性がある中間転写体やカラー画像形成装置の使用履歴に基づいて実行しても同様の効果が得られる。

実施例３である“カラー画像形成装置”について説明する。
本実施例は、中間転写ベルトを用いず、紙などの転写材を担持搬送する転写ベルトを用いたカラー画像形成装置の例である。
図８の断面図に則して、本カラー画像形成装置の構成について説明する。なお、本実施例では、第１ステーションをＹ、第２ステーションをＭ、第３ステーションをＣ、第４ステーションをＫとしている。

第１ステーションでは、像担持体としてのＯＰＣ感光ドラム１ａ、帯電ローラ２ａ、感光ドラム１ａ上の転写残トナーをクリーニングするクリーニングユニット３ａ、および現像ユニット８ａを備えている。現像ユニット８ａは、現像スリーブ４ａ、非磁性一成分現像剤５ａ、現像剤塗布ブレード７ａからなり、前述の１ａから８ａは、一体型のプロセスカートリッジ９ａとなっている。
１１ａは露光手段であり、レーザー光を多面鏡によって走査させるスキャナユニットから構成され、画像信号に基づいて変調された走査ビーム１２ａを感光ドラム１ａ上に照射する。転写ベルト１１０は、転写ベルト１１０を駆動させる駆動ローラ１４、転写ベルト１１０にテンションをかけるテンションローラ１５によって張架され、矢印方向に回転し転写材Ｐの搬送を行う。また、１１１ａは転写ローラで、転写ベルト１１０を挟んで感光ドラム１ａと反対側に配置されている。また、帯電ローラ２ａ、現像スリーブ４ａ、転写ローラ１１１ａのそれぞれは、帯電ローラ２ａへの電圧供給手段である帯電バイアス電源２０ａ、現像スリーブ４ａへの電圧供給手段である現像バイアス電源２１ａ、転写ローラ１１１ａへの電圧供給手段である１次転写電源２２ａに接続されている。以上が第１ステーションの構成であり、第２、第３、第４ステーションも同様の構成をしており、同一の番号の後ろにｂ、ｃ、ｄを付している。

次に画像形成動作について説明する。画像形成動作がスタートすると、感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄや転写ベルト１１０等は所定のプロセススピードで矢印方向に回転を始める。感光ドラム１ａは帯電ローラ２ａに帯電バイアス電源２０ａよって一様に負極性に帯電され、続いて露光手段１１ａからの走査ビーム１２ａによって画像情報に従った静電潜像が形成される。現像ユニット８ａ内のトナー５ａは、現像剤塗布ブレード７ａによって負極性に帯電されて現像スリーブ４ａに塗布される。そして、現像スリーブ４ａには、現像バイアス電源２１ａより、電圧が供給され、感光ドラム１ａが回転して感光ドラム１ａ上に形成された静電潜像が現像スリーブ４ａに到達すると、静電潜像は負極性のトナーによって可視化される。これにより、感光ドラム１ａ上には第１色目（本実施例では、Ｙ）のトナー像が形成される。
一方、転写材カセット１６に積載されている転写材Ｐは、給紙ローラ１７によりピックアップされ、よってレジストローラ１８にまで搬送される。そして、感光ドラム１ａ上のトナー像に同期してレジストローラ１８によって転写材Ｐは搬送される。この転写材Ｐは、第１ステーションにおいて感光ドラム１ａ上のトナー像が正極性の電圧を１次転写電源ａより供給された転写ローラ１１１ａによって転写材Ｐ上に転写される。そして、転写材Ｐが転写ベルト１１０によって搬送されていくのに同期して、第２ステーションから第４ステーションのＭ、Ｃ、Ｂｋのトナー像の形成および転写材Ｐへの転写が行われる。このようにして、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋのトナー像が転写された転写材Ｐは転写ベルト１１０から分離されて定着装置１９に送られ、転写材Ｐ上のトナー像が溶融固着されてカラー画像が得られる。また、感光ドラム１ａ〜１ｄに残留したトナーはブレード手段によるクリーニングユニット３ａ〜３ｄによって清掃される。

本実施例では、実施例１で用いていたものと同様の光学センサ２４が図８中に設けられていて、転写ベルト１１０上に形成された濃度むら検出用のトナー像（パッチ）Ｔに対して、発光素子からの光を照射し、そこからの反射光を受光素子で受け取ることで、パッチＴの濃度を測定できるようになっている。
このベルト上に転写されたパッチＴの濃度を測定し、パッチが“濃度むら“になっているかを判定することができるようになっている。
濃度むらを測定する検出パッチや濃度むらを測定する手法は実施例１と同じであるので説明を省略する。実施例１では、中間転写体の上にパッチを形成していたのに対して、本実施例では、紙などの転写材を担持搬送する転写ベルト上にパッチを形成する点が違う点である。

本実施例の制御について図９を用いて説明する。
まずＳ２１で本制御が実行される。
本制御は、カラー画像形成装置本体に、使用された枚数を記憶するメモリがあって、１００枚使用される毎に実行するようにしている。
Ｓ２２で、濃度むらを測定するためのパッチを転写ベルト上に形成する。
Ｓ２３で、濃度むら検出パッチを光学センサで読んだ値に基づいて、濃度むらが発生しているか否かを判定する。濃度むらが発生していない場合は、Ｓ２６で本制御を終了する。
Ｓ２３で、濃度むらが発生していると検出した場合は、Ｓ２４で周速差を０．２％ＵＰして全体として周速差が何％ＵＰしたかを計算する。
Ｓ２５では、Ｓ２４で０．２％ＵＰした時の周速差が１．０％以下であるかを判定する。その結果１．０％以下である場合には、Ｓ２２に戻る。１．０％を越えている場合は、Ｓ２６で本制御を終了する。

以上説明したように、本実施例によれば、濃度むらが低減する、感光ドラムと転写ベルトの速度を求めることを可能にして、転写性が不安定なことに起因する濃度むらを低減することができる。そして、装置の寿命を通じて良好な転写画質を得るカラー画像形成装置とすることができた。

実施例１における濃度むら検出の説明図実施例１の制御フローを示す図実施例１における濃度むらの説明図実施例１のカラー画像形成装置の構成を示す断面図実施例１における光学センサの構成を示す断面図実施例１における光学センサの出力を示す図実施例２の制御フローを示す図実施例３のカラー画像形成装置の構成を示す断面図実施例３の制御フローを示す図

符号の説明

１感光ドラム
８現像ユニット
１０１次転写部材
１３中間転写ベルト
２４光学センサ

Claims

トナー像を担持する第１の像担持体と、前記第１の像担持体上に形成された静電潜像をトナーにより可視化する現像手段と、前記第１の像担持体に一部で接触する第２の像担持体と、前記第１の像担持体に対し前記第２の像担持体を挟んで対向する位置に配置され、前記第１の像担持体上のトナー像を前記第２の像担持体上に転写する転写手段と、前記第２の像担持体上に形成された濃度むら検出用のトナー像の濃度を検出する光学センサと、前記第１の像担持体の速度をＶ１とし、前記第２の像担持体の速度をＶ２としたときのＶ２／Ｖ１比を制御する制御手段と、を備えた画像形成装置において、
前記制御手段は、前記光学センサによって前記濃度むら検出用のトナー像の濃度を検出した結果にもとづいて、Ｖ２／Ｖ１比を変更することを特徴とする画像形成装置。
請求項１に記載の画像形成装置において、
前記光学センサは、前記第２の像担持体上の進行方向の複数箇所で前記濃度むら検出用のトナー像を検出することを特徴とする画像形成装置。
請求項２に記載の画像形成装置において、
前記制御手段は、前記第２の像担持体上に、その進行方向に並行して複数色の濃度むら検出用のトナー像を形成し、前記光学センサが前記進行方向の同じ位置で前記複数色の濃度むら検出用のトナー像の異常を検出した場合に、前記Ｖ２／Ｖ１比を変更することを特徴とする画像形成装置。
請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置おいて、
前記制御手段は、前記光学センサによって濃度むら検出用のトナー像の濃度を検出する時期を、前記第１の像担持体、前記現像手段、前記第２の像担持体、および画像形成装置本体の少なくとも一つの使用履歴の情報に基づいて決定することを特徴とする画像形成装置。