JP2012203063A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像を組成する組成物から浮遊する浮遊物の影響を低減することにより、安定した画像濃度の検出精度を確保することである。
【解決手段】使用頻度が高い傾向にある濃度検出センサ６１を有効画像領域よりも外側に配置したことで、センサ検出面に浮遊物が付着するといった事態を抑制することができる。これにより、安定した検出精度を長期にわたり確保することができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

従来より、プリンタ、複写機などとしての画像形成装置が知られている。例えば、特許文献１には、動作環境の温湿度の変化や経時的な部材の劣化等により、得られる画像の濃度が変動するため、画像濃度を補正する画像形成装置が開示されている。具体的には、画像形成装置は、中間転写ベルトの外周面と対向させて検出部（センサ）を配置し、紙間、すなわち、先行ページに対応する用紙への転写対象画像と次ページに対応する用紙への転写対象画像との間に補正用のパターン画像を形成し、これをセンサにより光学的に検出する。そして、センサの検出結果に基づいて、画像濃度を補正する処理を実行する。

特開２００９−２３７０３６号公報

しかしながら、特許文献１に開示された手法によれば、補正用のパターン画像の直前に用紙に転写するための画像（先行ページに対応する転写対象画像）が存在するため、当該画像を組成する組成物から浮遊した浮遊物が検出部の検出面に付着し易く、安定した検出精度を長く確保することが難しいという問題がある。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、画像濃度用の検出部に対する浮遊物の影響を低減することにより、安定した検出精度を長く確保することである。

かかる課題を解決するために、本発明は、回転可能に構成されており、用紙に転写するための画像を外周面に担持する像担持体と、検出面が像担持体の外周面と対向するように配置されており、紙間に形成されて像担持体が担持する濃度補正用のパターン画像の画像濃度を検出する濃度検出部と、濃度検出部の検出結果に基づいて、画像の濃度を補正する画像濃度補正部とを有する画像形成装置を提供する。この場合、濃度検出部は、像担持体の軸方向において有効画像領域よりも外側に配置されている。

ここで、本発明において、画像形成装置は、検出面が像担持体の外周面と対向するように配置されており、紙間に形成されて像担持体が担持する色ずれ補正用のパターン画像を検出する色ずれ検出部と、色ずれ検出部の検出結果に基づいて、画像の色ずれを補正する色ずれ補正部とをさらに有していてもよい。この場合、濃度検出部は、色ずれ検出部とともに像担持体の軸方向において同一直線上に配置されていることが望ましい。

また、濃度検出部は、像担持体の軸方向において、用紙の断裁用に描画される断裁用画像と位置的に対応して配置されることが好ましい。

さらに、濃度検出部は、画像形成可能な最大サイズの用紙幅よりも内側に配置されることが好ましい。

本発明によれば、濃度検出部を有効画像領域よりも外側に配置したことで、検出面に対する浮遊物の付着を抑制することができる。これにより、安定した検出精度を長く確保することができる。

画像形成装置１の構成を模式的に示す説明図 センサユニット６０の構成を模式的に示す説明図 センサユニット６０の構成を模式的に示す説明図 第１の実施形態にかかる濃度検出センサ６１および色ずれ検出センサ６２の配置形態を模式的に示す説明図 第２の実施形態にかかる濃度検出センサ６１および色ずれ検出センサ６２の配置形態を模式的に示す説明図

（第１の実施形態）
図１は、画像形成装置１の構成を模式的に示す説明図である。画像形成装置１は、例えば複写機といった電子写真方式の画像形成装置であり、複数の感光体を一本の中間転写ベルトに対面させて縦方向に配列することによりフルカラーの画像を形成する、いわゆる、タンデム型カラー画像形成装置である。

この画像形成装置１は、原稿読取部１０、露光部２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋ、画像形成部３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋ、中間転写部４０、定着装置５０、排紙反転部７０、再給紙部８０、給紙部９０および画像形成制御部５を主体に構成され、これらが一つの筐体内に収められている。

原稿読取部１０は、その上部に自動原稿送り装置ＡＤＦを備えている。自動原稿送り装置ＡＤＦの原稿載置台１５に載置された原稿Ｄは、一枚ずつ分離され原稿搬送路に送り出され、搬送ドラム１６により搬送される。第１搬送ガイドＧ１および原稿排出ローラ１７は、搬送ドラム１６により搬送された原稿Ｄを原稿排出トレイ１８に排出する。

原稿読取部１０は、原稿画像読取位置ＲＰにおいて、搬送ドラム１６により搬送中の原稿Ｄの画像を読み取る。具体的には、原稿画像読取位置ＲＰにおいて原稿Ｄの画像がランプＬにて照射される。照射による反射光は第１ミラーユニット１１、第２ミラーユニット１２、レンズユニット１３によって導かれて撮像素子ＣＣＤの受光面に結像する。撮像素子ＣＣＤは入射した光を光電変換して所定の画像信号を出力する。出力された画像信号は、Ａ／Ｄ変換が施されることにより入力画像データとして作成される。

画像読取制御部１４は、入力画像データに、シェーディング補正やディザ処理、圧縮等の処理を施し、この処理により得られるデータを出力画像データとして画像形成制御部５のＲＡＭなどの記憶部に格納する。なお、出力画像データは、原稿読取部１０から出力されるデータのみならず、画像形成装置１に接続されたパーソナルコンピュータや他の画像形成装置から受信したものであってもよい。

露光部２０Ｙ〜２０Ｋは、図示しないレーザ光源、ポリゴンミラー、複数のレンズ等から構成され、レーザビームを生成する。露光部２０Ｙ〜２０Ｋは、出力画像データを基に画像形成制御部５から出力される出力情報に対応して、画像形成部３０Ｙ〜３０Ｋの構成要素である感光体３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ，３１Ｋの表面をレーザビームにより走査露光する。この走査露光により、感光体３１Ｙ〜３１Ｋには潜像が形成される。

画像形成部３０Ｙは、感光体３１Ｙと、その周辺に配置される、主帯電部３２Ｙ、現像部３３Ｙ、第１転写ローラ３４Ｙおよびクリーニング部３５Ｙから構成されている。他の画像形成部３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋも画像形成部３０Ｙと同様な構成であり、感光体３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋの周辺に、主帯電部３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｋ、現像部３３Ｍ，３３Ｃ，３３Ｋ、第１転写ローラ３４Ｍ，３４Ｃ，３４Ｋ、クリーニング部３５Ｍ，３５Ｃ，３５Ｋがそれぞれ配置されている。

感光体３１Ｙ〜３１Ｋは、主帯電部３２Ｙ〜３２Ｋによりその表面が一様に帯電させられる。現像部３３Ｙ〜３３Ｋは、トナーで現像することによって感光体３１Ｙ〜３１Ｋ上の潜像を顕像化する。これにより、各感光体３１Ｙ〜３１Ｋ上にはトナー画像が形成される。第１転写ローラ３４Ｙ〜３４Ｋは、感光体３１Ｙ〜３１Ｋ上に形成されたトナー画像を中間転写部４０の中間転写ベルト４１上の所定位置に逐次転写する。クリーニング部３５Ｙ〜３５Ｋは、トナー画像の転写を終えた感光体３１Ｙ〜３１Ｋの表面に残留するトナーを除去する。

第２転写ローラ４２は、中間転写ベルト４１上に転写されたトナー画像を用紙Ｐに転写する。転写に供される用紙Ｐは、給紙部９０を構成するいずれかのトレイＰＧ１，ＰＧ２，ＰＧ３から供給され、給紙ローラ９１によってタイミングが取られつつ第２転写ローラ４２へと送られる。

ベルトクリーニング部４３は用紙Ｐへのトナー画像の転写を終えた中間転写ベルト４１の表面を清掃する。清掃された中間転写ベルト４１は次の画像転写に供される。

ここで、本実施形態において、上述した各要素、すなわち、露光部２０Ｙ〜２０Ｋ、画像形成部３０Ｙ〜３０Ｋ、中間転写ベルト４１および第２転写ローラ４２は、作像部を構成する。すなわち、作像部は、所定の画像を作成するとともに、当該作成した画像を用紙Ｐに転写する機能を担っており、本実施形態では、（１）感光体３１Ｙ〜３１Ｋを帯電させる、（２）露光部２０Ｙ〜２０Ｋにより感光体３１Ｙ〜３１Ｋ上に静電潜像を形成する、（３）形成された静電潜像にトナーを付着させる、（４）感光体３１Ｙ〜３１Ｋ上のトナー画像を中間転写ベルト４１に一次転写させる、（５）中間転写ベルト４１上のトナー画像を第２転写ローラ４２により用紙Ｐに二次転写させる、という一連のプロセスを実行する。

定着装置５０は、トナー画像が定着された用紙Ｐを加圧加熱することによって、用紙Ｐにトナー画像を定着させる。定着装置５０は、例えば、一対の定着部材である定着上ローラ５１および定着下ローラ５２で構成されている。定着上ローラ５１および定着下ローラ５２は互いに圧接した状態で配置されおり、定着上ローラ５１と定着下ローラ５２との圧接部には定着ニップ部が形成されている。

定着上ローラ５１の内部には、当該定着上ローラ５１を加熱する、すなわち、用紙Ｐ上のトナー画像を熱定着させるための加熱手段（例えばヒータ）が内蔵されている。この加熱手段からの輻射熱により定着上ローラ５１が加温され、この定着上ローラ５１の有する熱が用紙Ｐへと伝達される。

この定着装置５０において、用紙Ｐは定着対象面が定着上ローラ５１と向き合う格好で搬送されており、用紙Ｐの搬送過程において定着ニップ部を通過する。これにより、定着上ローラ５１および定着下ローラ５２による加圧および定着上ローラ５１の有する熱の作用を通じて、用紙Ｐに対するトナー画像の定着が行われる。

排紙反転部７０は、定着装置５０による定着処理を終えた用紙Ｐを搬送して排紙トレイ７５へ排出する。用紙Ｐを表裏反転して排出する場合、排紙ガイド７２は、一旦、用紙Ｐを下方に導く。排紙反転ローラ７３は用紙Ｐの後端を挟持した後に当該用紙Ｐを反転搬送し、そして、排紙ガイド７２が用紙Ｐを排紙ローラ７４へ導くことで用紙Ｐが排紙トレイ７５へ排出される。

また、用紙Ｐの表面のみに画像形成を行う片面印刷に代えて、用紙Ｐの表面および裏面のそれぞれに画像形成を行う両面印刷の場合、排紙ガイド７２は、用紙Ｐの表面のトナー画像の定着処理を終えた用紙Ｐを下方にある再給紙部８０に搬送する。再給紙部８０の構成要素の一つである反転ローラ８１は用紙Ｐの後端を挟持した後に逆送することによって用紙Ｐを反転させて、再給紙搬送路８２に送り出す。これにより、再給紙搬送路８２を介して、用紙Ｐが裏面への画像形成に供される。

画像形成制御部５としては、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏインターフェースを主体に構成されたマイクロコンピュータを用いることができる。画像形成制御部５は、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従い、各種の演算を行い、この演算結果に基づいて画像形成装置１の動作状態を制御する。

画像形成制御部５は、画像形成装置１の各部を制御することにより、以下に示す一連のプロセスを実行し、これにより、搬送される用紙Ｐにトナー画像を形成する。
（１）感光体３１Ｙ〜３１Ｋを帯電させる
（２）露光部２０Ｙ〜２０Ｋにより感光体３１Ｙ〜３１Ｋの表面を走査露光し、感光体３１Ｙ〜３１Ｋ上に静電潜像を形成する
（３）形成された静電潜像にトナーを付着させる
（４）感光体３１Ｙ〜３１Ｋ上のトナー画像を中間転写ベルト４１に一次転写させる
（５）中間転写ベルト４１上のトナー画像を用紙Ｐに二次転写させる
（６）定着装置５０により用紙Ｐにトナー画像を定着する

また、本実施形態において、画像形成制御部５は、センサユニット６０を構成する濃度検出センサ６１および色ずれ検出センサ６２（図２〜４参照）からの検出結果に基づいて、画像濃度補正または色ずれ補正を行う。

画像濃度補正は、用紙Ｐに形成されるトナー画像の濃度を補正する処理である。具体的には、画像形成制御部５は、作像部を制御することにより、濃度補正用のパターン画像を形成する。このパターン画像は、例えば、副走査方向にかけて階調が段階的に変化するように構成されており、主走査方向において濃度検出センサ６１の検出位置と対応する位置に形成される。そして、画像形成制御部５は、かかるパターン画像を対象とする濃度検出センサ６１の検出結果に基づいて、作像部により作成されるトナー画像の濃度を規定する画像濃度条件（例えば、露光部２０Ｙ〜２０Ｋの露光量や現像バイアス）を補正する（画像濃度補正部）。かかる画像濃度補正は、例えば、５０枚毎といったように、所定の実行条件を具備した際に、紙間、すなわち、先行ページに対応する用紙Ｐへの転写対象画像と次ページに対応する用紙Ｐへの転写対象画像との間において実行される。換言すれば、かかるパターン画像は、紙間に形成される。

色ずれ補正は、各カラー画像の位置的なずれである色ずれを補正する処理である。具体的には、画像形成制御部５は、作像部を制御することにより、色ずれ補正用のパターン画像を形成する。このパターン画像は、例えば、主走査方向と平行する直線と、これに対して傾斜した直線とを組み合わせ形状（「Ｎ」形状や「レ」形状）として構成されており、主走査方向において色ずれ検出センサ６２の検出位置と対応する位置に形成される。そして、画像形成制御部５は、当該パターン画像を対象とする色ずれ検出センサ６２の検出結果に基づいて、作像部により作成される各色のトナー画像の位置（例えば、露光部２０Ｙ〜２０Ｋの書き込み開始位置）を規定する画像位置条件を補正する（色ずれ補正部）。かかる画像濃度補正は、例えば、２００枚毎といったように、所定の実行条件を具備した際に、紙間において実行される。換言すれば、かかるパターン画像は、紙間に形成される。

センサユニット６０は、前述の中間転写ベルト４１の近傍に設けられている。ここで、図２および図３は、センサユニット６０の構成を模式的に示す説明図である。同図において、「Ｆms」は主走査方向を示し、「Ｆbs」は副走査方向を示しており、前述の主走査方向は、中間転写ベルト４１の軸方向と対応している（後述する図面においても同様）。

センサユニット６０は、濃度検出センサ６１および色ずれ検出センサ６２で構成されており、本実施形態では、一対の濃度検出センサ６１と一対の色ずれ検出センサ６２とを含む合計４つのセンサで構成されている。このセンサユニット６０は、個々のセンサ６１，６２の検出面が、中間転写ベルト４１の外周面と対向するように配置されている。

また、センサユニット６０は、これらのセンサ６１，６２を収容するケース６３を備えている。このケース６３は、一方（中間転写ベルト４１側）が開口されて他方に端壁が連設された筒状の周側壁を備えており、一方の開口側には、可動式のシャッター部材６４が配設されている。後述するように、複数のセンサ６１，６２は、主走査方向Ｆmsにおいて同一直線状に配置されており、このシャッター部材６４には、４つのセンサ６１，６２と対応する位置に開口６４ａがそれぞれ形成されている。シャッター部材６４は、図示しない駆動手段によって駆動されることにより、主走査方向Ｆmsに沿って揺動可能に構成されており、このシャッター部材６４を揺動させることにより、センサ検出面を解放したり閉じたりすることができる（図３参照）。これにより、センサ６１，６２の検出動作を行わないシーンでは、シャッター部材６４によりセンサ検出面を閉じておくことにより、中間転写ベルト４１上のトナー画像からの浮遊トナーがセンサ検出面に付着することを抑制することができる。

濃度検出センサ６１は、中間転写ベルト４１上の濃度補正用のパターン画像の画像濃度を検出する。この濃度検出センサ６１としては、反射型フォトセンサを用いることができ、この反射型フォトセンサは、例えば、ＬＥＤなどの発光素子と、受光素子と、パターン画像によって反射した発光素子からの光を受光素子の受光面に結像させる光学素子（レンズ）とで構成されている。この濃度検出センサ６１は、発光素子が発光し、受光素子が受光量に応じた電圧値を出力することにより、検出位置を通過する際のパターン画像の画像濃度を検出する。

一方、色ずれ検出センサ６２は、中間転写ベルト４１上の色ずれ補正用のパターン画像の画像濃度を検出する。この色ずれ検出センサ６２は、反射型フォトセンサを用いることができるが、検出態様の相違に起因して、濃度検出センサ６１よりも低感度なセンサを用いることができる。色ずれ検出センサ６２は、検出位置へとパターン画像が到達すると、当該パターン画像の形状に応じてオンオフ間で信号が切り替わることにより、パターン画像を検出する。

図４は、濃度検出センサ６１および色ずれ検出センサ６２の配置形態を模式的に示す説明図である。本実施形態の特徴の一つとして、濃度検出センサ６１は、主走査方向Ｆmsにおいて有効画像領域よりも外側に配置されている。より具体的には、濃度検出センサ６１は、用紙Ｐの断裁用に描画されるトンボ（断裁用画像）の位置と対応して配置されている。ここで、有効画像領域とは、例えば、規定となるドットパターンを所定の誤差範囲内で描画することができるといったように、主走査方向Ｆmsにおいて画像品質を保証している領域であり、作像部などの構成に応じて機器毎に決定される固有の値である。また、トンボは、有効画像領域よりも外側、かつ、用紙Ｐの用紙幅よりも内側に形成される。

また、同図に示すように、色ずれ検出センサ６２は、有効画像領域の内側に配置されている。この場合、色ずれ検出センサ６２および濃度検出センサ６１は、主走査方向Ｆmsにおいて同一直線上に配置されるように設定されている。

このように本実施形態によれば、使用頻度が高い傾向にある濃度検出センサ６１を有効画像領域よりも外側に配置したことで、センサ検出面に浮遊トナーが付着するといった事態を抑制することができる。これにより、安定した検出精度を長期にわたり確保することができる。

また、本実施形態によれば、トンボの描画位置と対応させて濃度検出センサ６１を配置した。濃度補正用のパターン画像は、トンボと同様、高い印刷品質は必要とされないこともあり、特段、装置サイズを拡大することなく、濃度検出センサ６１の位置に対応して画像補正用のパターン画像を描画することができる。

また、本実施形態によれば、濃度検出センサ６１を色ずれ検出センサ６２と併せて直線状に配置したことで、装置サイズのコンパクト化を図ることができる。

（第２の実施形態）
図５は、第２の実施形態にかかる濃度検出センサ６１および色ずれ検出センサ６２の配置形態を模式的に示す説明図である。第２の実施形態にかかる画像形成装置１が、第１の実施形態とのそれと相違する点は、濃度検出センサ６１の配置形態である。なお、第１の実施形態と重複する構成については説明を省略することとし、以下、相違点を中心に説明を行う。

同図に示すように、濃度検出センサ６１は、第１の実施形態と同様、主走査方向Ｆmsにおいて有効画像領域よりも外側に配置されている。この場合、濃度検出センサ６１は、画像形成可能な最大サイズの用紙幅（最大用紙幅）よりも内側に配置している。すなわち、濃度検出センサ６１は、主走査方向Ｆmsにおいて有効画像領域よりも外側、かつ、最大用紙幅よりも内側となる幅Ｗａの領域内に配置されることとなる。

かかる構成によれば、有効画像領域から濃度検出センサ６１の配置を離間しつつも、濃度検出センサ６１の位置に対応して画像補正用のパターン画像を描画することができる。

なお、例えば、上述した各実施形態では、乾式トナーを用いて画像を形成する手法を例示したが、本発明はこれに限定されることはなく、例えば、湿式トナーといったように、種々の方式を用いて画像を形成する手法に広く適用することができる。

また、上述した各実施形態では、濃度検出センサは、紙間に形成されて中間転写ベルトが担持するパターン画像を検出するものであるが、これ以外にも、感光体といったように、用紙に転写するための画像を外周面に担持する像担持体において紙間に形成されたパターン画像を検出してもよい。

なお、本実施形態では、有効画像領域よりも外側の領域である左右の端部領域に、それぞれ一つの濃度検出センサを設けたが、一方の端部領域に濃度検出センサを一つのみ設ける構成であってもよい。また、センサのサイズにもよるが、一方の端部領域に濃度検出センサを２つ設けてもよく、この場合には、左右の端部領域に各々２つのセンサを設けることにより、４つのカラーに対応付けてセンサを配置してもよい。

以上、本発明の実施形態にかかる画像形成装置について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、その発明の範囲内において種々の変形が可能であることはいうまでもない。

１ 画像形成装置
５ 画像形成制御部
１０ 原稿読取部
２０Ｙ〜２０Ｋ 露光部
３０Ｙ〜３０Ｋ 画像形成部
３１Ｙ〜３１Ｋ 感光体
３２Ｙ〜３２Ｙ 主帯電部
３３Ｙ〜３３Ｙ 現像部
３４Ｙ〜３４Ｙ 第１転写ローラ
３５Ｙ〜３５Ｋ クリーニング部
４０ 中間転写部
４１ 中間転写ベルト
５０ 定着装置
６０ センサユニット
６１ 濃度検出センサ
６２ 色ずれ検出センサ
６３ ケース
６４ シャッター部材
６４ａ 開口
７０ 排紙反転部
８０ 再給紙部
９０ 給紙部

Claims (4)

1. 回転可能に構成されており、用紙に転写するための画像を外周面に担持する像担持体と、
   検出面が前記像担持体の外周面と対向するように配置されており、紙間に形成されて像担持体が担持する濃度補正用のパターン画像の画像濃度を検出する濃度検出部と、
   前記濃度検出部の検出結果に基づいて、画像の濃度を補正する画像濃度補正部とを有し、
   前記濃度検出部は、前記像担持体の軸方向において有効画像領域よりも外側に配置されていることを特徴とする画像形成装置。
2. 検出面が前記像担持体の外周面と対向するように配置されており、像担持体が担持する色ずれ補正用のパターン画像を検出する色ずれ検出部と、
   前記色ずれ検出部の検出結果に基づいて、画像の色ずれを補正する色ずれ補正部とをさらに有し、
   前記濃度検出部は、前記色ずれ検出部とともに前記像担持体の軸方向において同一直線上に配置されていることを特徴とする請求項１に記載された画像形成装置。
3. 前記濃度検出部は、前記像担持体の軸方向において、用紙の断裁用に描画される断裁用画像と位置的に対応して配置されることを特徴とする請求項１または２に記載された画像形成装置。
4. 前記濃度検出部は、画像形成可能な最大サイズの用紙幅よりも内側に配置されることを特徴とする請求項１または２に記載された画像形成装置。

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