JP2012155065A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】濃度調整時に用いる濃度検知センサの追加の必要がない、直接転写方式用の転写部材と間接転写方式の一次転写用の転写部材とを備える電子写真方式の画像形成装置を提供する。
【解決手段】感光体ドラム１０ｋに潜像した画像が転写される直接転写ベルト２０と、感光体ドラム１０ｃ，１０ｍ又は１０ｙに潜像した画像が転写される間接転写ベルト３０と、印刷時に、間接転写ベルト３０に転写された画像を、第１の転写電圧を印加することによって、直接転写ベルト２０に転写する二次転写ユニット３３と、間接転写ベルト３０に転写された画像を読み取る濃度検知センサ３４と、を有する。二次転写ユニット３３は、濃度調整実行時に、直接転写ベルト２０に転写された濃度検知パターンを、前記第１の転写電圧と逆の第２の転写電圧を印加することによって、間接転写ベルト３０に転写する。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像形成装置に関し、特に、転写工程において直接転写方式と間接転写方式の両方を利用可能な装置における濃度調整技術に関する。

電子写真方式の画像形成装置の技術分野においては、その転写工程について、直接転写方式と間接転写方式とが知られている。前者は、普通紙等の記録媒体に直接感光体ドラムのトナー画像を転写する方式である。一方、後者は、普通紙等の記録媒体に転写する前に、中間転写ベルト等に感光体ドラムのトナー画像を転写しておき（一次転写）、その後、中間転写ベルト等に転写された画像を普通紙等の記録媒体に転写する（二次転写）方式である。

他方で、転写工程においては、例えば、三原色及び黒の各色ごとに感光体ドラムを用意し、転写部材（画像転写媒体）に、各感光体ドラムに作像されたトナー画像を順に転写していき、カラー画像を得る技術が従来知られている。このような複数の感光体ドラムを有する画像形成装置に間接転写方式が適用された場合、中間転写ベルトに複数の感光体ドラムのトナー画像を順に転写し（一次転写）、その後、まとめて普通紙等の記録媒体に転写する（二次転写）ことによって、記録媒体の厚さに左右されないカラー印刷ができる。

複数の感光体ドラムを有する１つの画像形成装置に、直接転写方式と間接転写方式を混在させることによって、それぞれの方式の持つメリットを享受することも従来知られている。例えば、三原色に対応する３つの感光体ドラムのトナー画像を間接転写方式にて転写する一方、黒色の感光体ドラムのトナー画像を直接転写方式にて転写する。本願発明は、このような画像形成装置に適用される。

カラー画像を複数色のトナーによって形成する画像形成装置においては、各色のトナー濃度の検知及び検知結果に基づいたトナー濃度調整が、画質の向上や、高品位な出力の維持に必要である。濃度調整は、転写部材に形成したトナーパターンをフォトインタラプタ型等のセンサ（以下、「濃度検知センサ」と呼ぶ）で読み取って検知して行う方法がよく知られている（例えば、特許文献１）。

ところが、直接転写方式によってトナー画像を転写する感光体ドラムと、間接転写方式によってトナー画像を転写する感光体ドラムとの２種類を備える画像形成装置においては、濃度検知が転写部材ごとに行われる。そのため、直接転写方式に用いる転写部材と、間接転写方式の一次転写に用いる転写部材の、２つの部材それぞれに濃度検知を行う必要があり、１種類の転写方式のみを採用する画像形成装置に比べて、単純に２倍の数の濃度検知センサを用意する必要が生じる。

濃度検知センサの設置個数は、転写部材の両サイドに２個、もしくは中央を追加して３個、配置するのが一般的である。この場合、２種類の転写方式の画像形成装置は、濃度検知センサが４個ないし６個必要になる。

濃度検知センサの設置個数の増加は、機器のコストアップにつながる。濃度検知センサの追加コストの他にも、配線や遮光用のガイドの設置費、設置精度の問題から組み付けコストも発生する。また、追加の濃度検知センサ設置による機器サイズへの影響も問題となる。濃度検知センサの周囲は遮光する必要があり、メカ構成上の遮光が必要なためである。

また、機器構成上、直接転写ベルトの上側は、定着ユニットに近く、定着ユニットの温度上昇による影響を受けやすい上、ジャム紙の除去のためにユーザがドア開閉するユニット部となり、センサ故障や異常が発生しやすい設置箇所である。また、濃度検知センサ間の交差が発生するため、各色間の濃度調整結果に誤差が乗じる可能性がある。また、異なる転写部材上で読み取った場合、環境の交差により各色間の濃度調整結果に誤差が乗じる可能性がある。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、濃度調整時に用いる濃度検知センサの追加の必要がない、直接転写方式用の転写部材と間接転写方式の一次転写用の転写部材とを備える電子写真方式の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に本発明は、第１の態様として、少なくとも第１及び第２の作像部と、前記第１の作像部に潜像した画像が転写される第１の転写部材と、前記第２の作像部に潜像した画像が転写される第２の転写部材と、印刷時に、前記第２の転写部材に転写された画像を、第１の転写電圧を印加することによって、前記第１の転写部材に転写する二次転写手段と、前記第２の転写部材に転写された画像を読み取る濃度検知センサと、を有し、前記二次転写手段は、濃度調整実行時に、前記第１の転写部材に転写された画像を、前記第１の転写電圧と逆の第２の転写電圧を印加することによって、前記第２の転写部材に転写することを特徴とする、画像形成装置を提供するものである。

本発明によれば、濃度調整時に用いる濃度検知センサの追加の必要がない、直接転写方式用の転写部材と間接転写方式の一次転写用の転写部材とを備える電子写真方式の画像形成装置を提供することが可能となる。

本実施形態に係る画像形成装置の作像部の概略構成図である。 本実施形態に係る画像形成装置の制御系の構成を示すブロック図である。 本実施形態に係る画像形成装置の濃度調整処理の手順を示すフローチャート図である。 本実施形態の濃度検知パターンの検知イメージを示す図である。 本実施形態の濃度検知パターンの一例を示す図である。

以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明する。
なお、下記実施形態においては、三原色（イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ））及び黒色（ブラック（Ｋ））の４色トナーを用いてカラー画像を形成する画像形成装置を例にとって説明するが、本発明はこの態様に限定されない。６色トナー等にも適用できる。また、上記４色それぞれに対応する感光体ドラムを備え、ＹＭＣの三色のトナー画像は、間接転写方式により転写され、Ｋのトナー画像は、直接転写方式により転写される画像形成装置を例にとって説明するが、本発明はこの態様に限定されない。

図１は、本実施形態に係る画像形成装置の作像部の概略構成図である。
本実施形態に係る画像形成装置は、図１に示す作像部と図２に示す制御系を少なくとも備え、作像部は、制御系による制御を受けて、後述する濃度調整処理を実施する。

図１には、作像部を中心としたメカ構成が示されており、図中矢印Ａの方向から矢印Ｂの方向へ印刷時に用紙が流れる搬送路が構成されている。矢印Ａの上流には図示しない給紙部が、矢印Ｂの下流には図示しない排紙トレイが存在する。

カラー印刷時の概略動作について説明する。
給紙部から搬送されてきた用紙は、レジストローラ対４１にニップされ、まず、無端状の転写部材である直接転写ベルト２０上を搬送される。直接転写ベルト２０は図中矢印Ｃの方向に回転駆動し、用紙が移動する。用紙には、感光体ドラム１０ｋに潜像した画像が転写ユニット２２により直接転写される。

一方で、感光体ドラム１０ｙ，１０ｍ，１０ｃの各色ドラムに潜像した画像は、無端状の転写部材である間接転写ベルト３０上に一次転写されている。間接転写ベルト３０は図中矢印Ｄの方向に回転駆動し、一次転写された画像が移動する。一次転写された画像は、二次転写ユニット３３に転写バイアスを印加することで、感光体ドラム１０ｋの画像が転写された用紙に転写する（二次転写）。

各色感光体ドラム１０に潜像した画像が転写された用紙は、次に、定着ローラ対４２にニップされ、高温及び高圧が加えられて画像が定着する。
なお、カラー印刷でないモノクロ印刷のときは、二次転写ユニット３３と間接転写ベルト３０の間を離しておく。

また、後述する濃度調整処理のときは、感光体ドラム１０ｋに潜像したＫ用の濃度検知パターンの画像を直接転写ベルト２０上に形成し、感光体ドラム１０ｙ，１０ｍ，１０ｃの各色ドラムに潜像した各色用の濃度検知パターンの画像を間接転写ベルト３０上に形成する。

また、直接転写ベルト２０は、直接転写ベルト駆動ローラ２１によって駆動し、間接転写ベルト３０は、間接転写ベルト駆動ローラ３１によって駆動する。直接転写ベルト駆動ローラ２１と間接転写ベルト駆動ローラ３１は、図２を参照して説明する制御系１００の制御により作動する。

図２に、本実施形態の制御系１００の構成を示す。
この制御系１００は、ＣＰＵ１０１、ＲＡＭ１０２、ＲＯＭ１０３、Ｉ／Ｏ制御部１０４、転写駆動モータＩ／Ｆ部１０５、ドライバ１０６、転写駆動モータＩ／Ｆ部１０７、ドライバ１０８から構成されている。

上記ＣＰＵ１０１は、コントローラ部、ＦＣＵ、ＵＳＢ、ＩＥＥＥ、ネットワークＩ／Ｆなどの外部装置１１０から入力される画像データの受信及び制御コマンドの送受信制御をはじめ、本実施形態に係る画像形成装置全体の制御を行っている。

またワーク用として用いるＲＡＭ１０２及びプログラムを記憶するＲＯＭ１０３、Ｉ／Ｏ制御部１０４は、バス１０９を介して相互に接続され、ＣＰＵ１０１からの指示によりデータのリード／ライト処理及び各負荷１２０を駆動するモータ、クラッチ、ソレノイド、センサなど各種の動作を実行及び濃度検知センサ３４の検知を行っている。また、印加する転写バイアスの制御など、二次転写ユニット３３の制御も行っている。

転写駆動モータＩ／Ｆ１０５は、ＣＰＵ１０１からの駆動指令により、ドライバ１０６に対して駆動パルス信号の駆動周波数を指令する指令信号を出力する。この周波数に応じて転写駆動モータ２１ｍが回転駆動される。この回転駆動によって、図１に示す直接転写ベルト駆動ローラ２１が回転駆動される。同じく、転写駆動モータＩ／Ｆ１０７は、ＣＰＵ１０１からの駆動指令により、ドライバ１０８に対して駆動パルス信号の駆動周波数を指令する指令信号を出力する。この周波数に応じて転写駆動モータ３１ｍが回転駆動される。この回転駆動によって、図１に示す間接転写ベルト駆動ローラ３１が回転駆動される。

また、ＲＡＭ１０２はＲＯＭ１０３に記憶されているプログラムを実行する際のワークエリアとして使用される。このＲＡＭ１０２は揮発性メモリのため、濃度検知結果に拠って得られた補正量のパラメータに関しては、図示しないＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）などの不揮発性メモリに記憶しておき、ＲＡＭ１０２上に展開する。

以下、本実施形態の濃度調整処理について説明する。
図３は、濃度調整処理の手順を示すフローチャート図である。
濃度調整処理は、まず濃度検知を行ってから、検知結果に基づいて濃度調整を実行する。

濃度検知を行う場合は、感光体ドラム１０ｋに潜像した濃度検知パターンの画像を、直接転写ベルト２０上に転写して載せる（ステップＳ１０２）一方で、感光体ドラム１０ｙ，１０ｍ，１０ｃの各色ドラムに潜像した濃度検知パターンの画像を、間接転写ベルト３０上に転写して載せる（ステップＳ１０１）。

そして、二次転写ユニット３３に印刷時と逆の高圧を印加することで、直接転写ベルト２０に載せていた黒色の濃度検知パターンを間接転写ベルト３０上に移動させる（ステップＳ１０３）。次に、間接転写ベルト３０上に記述された濃度検知パターンを濃度検知センサ３４で読み取る（ステップＳ１０４）。次に、読取結果に基づいて濃度調整を実行する（ステップＳ１０５）。

なお、本実施形態においては、濃度検知センサ３４は、間接転写ベルト３０の両サイドに１つずつ、計２つ搭載する。中央にも３つ目を搭載する、３個のハード構成も存在するが、今回は以後２個のケースに絞って説明を行う。

図４は、濃度検知センサ３４から得られる情報を、検知するイメージを示した図である。濃度検知センサ３４では、濃度検知センサ３４を構成する各センサの真下にパターンが来ると、図４の様に電圧値が高まる。この電圧値がピークのタイミングにおいて、図中矢印のタイミングで電圧値を４ｍｓ間隔で８回読み取りを行い、平均化することにより、当該パターンの濃度を検知する。なお、「４ｍｓ間隔で８回」の読み取りを行うというのは例である。サンプリング数やタイミングは、センサや回路構成により異なる。

図５は、間接転写ベルト３０上に記載する濃度検知パターンの例である。
図５中に示すパターンｘ１〜１０（ｘはｃｍｙｋのいずれか）のパターンを、濃度検知センサ３４を構成する２つのセンサの少なくともいずれかの下にくるように配置して、センサで読み取った上で図４の形式で検知を行う。

パターンｘ１〜１０（ｘはｃｍｙｋのいずれか）のパターンは、例えば濃度の低いものから濃いものを順に並べる（例：ｙ１：１０％，ｙ２：２０％，・・・，ｙ１０：１００％）。そして、パターン毎に現像の電圧値を段階的に変化させることにより、印刷時に適正な現像の電圧値を算出する。このようにして検知した結果に基づいて、ＹＣＭＫの濃度検知結果を不揮発メモリに記録し、このデータを基に、印刷する濃度を補正することで、適正な濃度での印刷を実現する。

また、上述した濃度調整処理の実行タイミングとしては、画像形成装置の初期設定時、所定枚数（機器の構成によるが、およそ５０−２００枚ごと）印刷時、ユーザやサービスパーソンが指定した任意のタイミング、トナーカートリッジやベルトユニットや感光体ユニットが交換されたときの条件が好ましい。

上述した実施形態によれば、直接転写ベルト２０上に直接転写方式の作像手段（感光体ドラム１０ｋ）が形成した濃度検知パターンを、二次転写ユニット３３が印刷時とは逆の転写電圧を印加することにより、間接転写ベルト３０上に転写する。次に、当該濃度検知パターンを、間接転写ベルト３０上に形成された濃度検知パターンを読み取るように構成された濃度検知センサ３４が読み取る。したがって、本実施形態は、直接転写方式用の転写部材と間接転写方式の一次転写用の転写部材とを備える電子写真方式の画像形成装置ではあるが、濃度調整時に用いる濃度検知センサの追加の必要がない。

そのため、上述した本実施形態によれば、コストアップを抑止する効果がある。直接転写ベルト２０に転写した濃度検知パターンを、二次転写ユニット３３から間接転写ベルト３０に移動させて間接転写の濃度検知センサ３４で検知するので、直接転写側のセンサユニットのセンサの束線及びＡ／Ｄ検知回路も不要になり、これらの物理的な配置に伴うコスト増を抑止できる。

また、機器サイズを維持する効果もある。上述したセンサの個数が減ることより、直接転写側のセンサユニットのセンサの束線及びＡ／Ｄ検知回路も不要になるためである。

また、センサ故障を抑える効果もある。直接転写ベルト２０上にセンサを配置した場合、用紙が詰まった際に除去するために、直接転写ベルトユニットを取り外す必要がある。このため、直接転写ベルト２０上にセンサを配置すると、ユーザによる直接転写ベルトユニットの移動が発生するため、着脱のショックによる故障が発生する危険性が高い。本実施形態によればこのような故障が生じない。

また、センサ間交差を抑える効果もある。直接転写と間接転写間の両方にセンサを配置した場合、センサの間の固体交差が発生してしまうため、交差を抑えるような制御が必要となる。本実施形態によればこのような交差が生じない。
また、同様に、環境の差異による交差を抑える効果もある。

１０ 感光体ドラム
２０ 直接転写ベルト
２１ 直接転写ベルト駆動ローラ
２１ｍ 直接転写ベルト駆動モータ
２２ 転写ユニット
３０ 間接転写ベルト
３１ 間接転写ベルト駆動ローラ
３１ｍ 間接転写ベルト駆動モータ
３２ 一次転写ユニット
３３ 二次転写ユニット
３４ 濃度検知センサ
４１ レジストローラ対
４２ 定着ローラ対
１００ 制御系
１０１ ＣＰＵ
１０２ ＲＡＭ
１０３ ＲＯＭ
１０４ Ｉ／Ｏ制御部
１０５，１０７ 転写駆動モータＩ／Ｆ
１０６，１０８ ドライバ
１０９ バス
１１０ 外部装置
１２０ 各負荷

特開２００９−０９８２９０号公報

Claims (6)

1. 少なくとも第１及び第２の作像部と、
   前記第１の作像部に潜像した画像が転写される第１の転写部材と、
   前記第２の作像部に潜像した画像が転写される第２の転写部材と、
   印刷時に、前記第２の転写部材に転写された画像を、第１の転写電圧を印加することによって、前記第１の転写部材に転写する二次転写手段と、
   前記第２の転写部材に転写された画像を読み取る濃度検知センサと、
   を有し、
   前記二次転写手段は、濃度調整実行時に、前記第１の転写部材に転写された画像を、前記第１の転写電圧と逆の第２の転写電圧を印加することによって、前記第２の転写部材に転写することを特徴とする、画像形成装置。
2. 前記濃度調整時には、
   前記第１の作像部は、前記第１の転写部材に、第１の濃度検知パターンを転写し、
   前記第２の作像部は、前記第２の転写部材に、第２の濃度検知パターンを転写し、
   前記二次転写手段は、前記第２の転写部材に、前記第１の濃度検知パターンを転写し、
   前記濃度検知センサは、前記第２の転写部材に転写されている前記第１及び第２の濃度検知パターンを読み取ることを特徴とする、請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記濃度検知センサが読み取った前記第１及び第２の濃度検知パターンの読取結果に基づいて、濃度調整を実行することを特徴とする、請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記濃度調整のタイミングが、あらかじめ定められた所定の枚数の印刷が実行されたときであることを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項記載の画像形成装置。
5. 前記濃度調整のタイミングが、トナーカートリッジ、前記第１若しくは第２の転写部材、又は、前記第１若しくは第２の作像部の交換時であることを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項記載の画像形成装置。
6. 前記濃度調整のタイミングが、ユーザが任意に指定したタイミングであることを特徴とする、請求項１から５のいずれか１項記載の画像形成装置。

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