JP2015155963A - 画像流れ検出装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】感光体ローラー表面の回転軸方向にわたって画像流れを検出できる画像流れ検出装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】画像流れ検出装置５は像担持体５００と露光機３４とトナー供給装置３２と撮像部７０と処理部６１とを備える。像担持体５００は回転軸に対して回転可能な感光体ローラー３１を有する。トナー供給装置３２は露光機３４が感光体ローラー３１を露光した後に感光体ローラー３１にトナーを供給し、感光体ローラー３１のうち露光機３４によって露光された領域に基づいてトナー像を形成する。撮像部７０は像担持体５００に担持されたトナー像を撮像する。露光機３４は感光体ローラー３１を回転軸に平行な方向を長手方向とする露光パターンで露光し、撮像部７０は露光パターンにしたがって形成されたトナー像を撮像し、処理部６１はトナー像の撮像結果に基づいて画像流れを検出する。【選択図】図１

Description

本発明は、画像流れ検出装置及び画像形成装置に関する。

近年、アモルファスシリコン（以下ａ−Ｓｉと記載する）を感光層の主材料とする感光体ドラムを用いた画像形成装置が用いられている。これらの画像形成装置には、感光体ドラムの表面に放電生成物が付着することがある。高湿環境下において、これらの放電生成物がイオン化し、感光体ドラムの表面電位が低下することにより、画像の掠れ及び画像の周囲が滲むような現象（以下、画像流れと記載する）が発生することがある。そして、このような画像流れが発生すると画像品質が低下してしまう。そこで、特許文献１に記載の画像形成装置では、感光体ドラムに帯電するときの帯電電流を測定し、測定結果に基づいて画像流れを検出し、検出結果に基づいて感光体ローラー表面のクリーニングを実施している。

また、特許文献２に記載の画像形成装置では、中間転写ベルトの主走査方向の中心位置に画像流れ検出用パターン画像を中間転写ベルトの周回方向に延びて形成する。そして、濃度センサーで像流れ検出用パターン画像を読み取り、画像流れの発生を検出している。

特開２０１１−２０９４９０号公報 特開２０１０−０３２７５８号公報

しかしながら、特許文献１に記載の画像形成装置では、帯電電流は、温度や湿度などの環境の影響を受けやすいため、画像流れを正確に検出できないことがある。

また、特許文献２に記載の画像形成装置では、感光体ローラーの回転軸に対して回転軸方向の一部でしか画像流れを検知することができず、感光体ローラーの表面における全面で発生する画像流れを検知することができなかった。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、感光体ローラーの表面に発生する画像流れを効率的に検出する画像流れ検出装置及び画像形成装置を提供することにある。

本発明に係る画像流れ検出装置は、像担持体と露光機とトナー供給装置と撮像部と処理部とを備える。前記像担持体は、回転軸に対して回転可能な感光体ローラーを有する。前記露光機は、前記感光体ローラーを露光する。前記トナー供給装置は、前記露光機が前記感光体ローラーを露光した後に前記感光体ローラーにトナーを供給し、前記感光体ローラーのうち、前記露光機によって露光された領域に基づいてトナー像を形成する。前記撮像部は、前記像担持体に担持されたトナー像を撮像する。前記処理部は、所定の処理を行う。前記露光機は、前記感光体ローラーを前記回転軸に平行な方向長手方向とする露光パターンで露光し、前記撮像部は、前記露光パターンにしたがって形成された前記トナー像を撮像し、前記処理部は、前記トナー像の撮像結果に基づいて画像流れを検出する。

本発明に係る画像形成装置は、上記に記載の画像流れ検出装置と原稿に基づいて被記録媒体に画像を形成する画像形成部とを備える。

本発明の画像流れ検出装置によれば、感光体ローラーの表面に発生する画像流れを効率的に検出することができる。

本発明の実施形態１に係る画像流れ検出装置を示す模式的な断面図である。 本発明の実施形態１に係る露光パターンを示す図である。 本発明の実施形態１に係るトナー像を示す図である。 本発明の実施形態１に係る感光体ローラーの周囲を展開した展開図である。 （ａ）は、本発明の実施形態１に係る感光体ローラーの表面電位と画像流れとの関係を示すグラフであり、（ｂ）は、本発明の実施形態１に係る感光体ローラーの表面に形成されたトナー像の輝度値と画像流れの発生との関係を示すグラフである。 （ａ）は、本発明の実施形態１に係るトナー像の濃度と画像流れとの関係を示す図であり、（ｂ）は、本発明の実施形態１に係る感光体ローラーの表面を示す模式図である。 本発明の実施形態２に係る中間転写ベルトに転写されたトナー像を示す模式図である。 本発明の実施形態４に係る画像形成装置を示す模式図である。 本発明の実施形態４に係るブロック図である。

以下、図面を参照して本発明に係る画像流れ検出装置及び画像形成装置の実施形態を説明する。なお、図中、同一又は相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。

［実施形態１：基本構成］
図１〜図５を参照して、本発明の画像流れ検出装置の実施形態１を説明する。図１は、画像流れ検出装置を示す模式的な断面図である。図２は、感光体ローラーの表面に形成された露光パターンを示す図である。図３は、感光体ローラーの表面に形成されたトナー像を示す図である。図に示すＸ方向は感光体ローラーの回転軸に平行な方向である。Ｙ方向は、Ｘ方向に直交する方向である。Ｚ方向は鉛直方向である。本明細書においてトナー像の解像度は、６００ｄｐｉであるとする。

図１に示すように、画像流れ検出装置５は、像担持体５００と、露光機３４と、トナー供給装置３２と、撮像部７０と、処理部６１とを備える。

像担持体５００は、感光体ローラー３１を有する。感光体ローラー３１は、円筒状の基材である。感光体ローラー３１の表面には１０μｍ〜数１０μｍの感光層が形成され、表面に静電潜像及びトナー像を担持する。感光体ローラー３１の感光層の表面は、所定電位に帯電される。感光体ローラー３１は、Ｘ方向を回転軸として時計周りに回転する。本実施形態における感光体ローラー３１の感光層は、導電性を有するａ−Ｓｉから構成されている。あるいは、感光体ローラー３１は、セレン砒素感光体ローラー及び有機感光体ローラーなどであり得る。

露光機３４は、感光体ローラー３１の下方に配置され、露光パターンに基づいてレーザー光Ｌを感光体ローラー３１に照射し、感光体ローラー３１に静電潜像を形成する。本明細書では、露光機３４が感光体ローラー３１に露光可能な領域を露光領域７００と記載する。

トナー供給装置３２は、感光体ローラー３１の表面に形成された静電潜像を現像する。すわわち、感光体ローラー３１上の露光パターン７１０に基づいてトナー像６１０を形成する。本実施形態では、トナー供給装置３２は、露光機３４が感光体ローラー３１に露光パターン７１０を露光した後に感光体ローラー３１にトナーを供給し、感光体ローラー３１のうち、露光機３４によって露光された領域に基づいてトナー像６１０を形成する。

撮像部７０は、撮像体７１を含む。撮像部７０は、トナー像６１０を撮像する。撮像部７０は、感光体ローラー３１が回転することにより、感光体ローラー３１の表面に形成されたトナー像６１０を撮像する。撮像体７１は、第１撮像体７１ａと第２撮像体７１ｂとを含む。なお、撮像体７１は、撮像体７１ａと撮像体７１ｂのうち、一方を含んでいなくてもよい。

第１撮像体７１ａは、感光体ローラー３１に対向して配置される。第１撮像体７１ａは、トナー供給装置３２が感光体ローラー３１の表面にトナー像６１０を形成した後であって、感光体ローラー３１の表面から中間転写ベルト３５１にトナー像６１０が転写される前に、トナー像６１０を撮像できる位置に配置される。本実施形態では、撮像体７１は、少なくとも撮像素子を含む。撮像体７１は、光源と等倍結像レンズとを含んでいてもよい。

撮像素子は、画像を読み取る。光源は、被撮像体に光を照射する。等倍結像レンズは、被撮像体からの反射光を撮像素子に集光させる。本実施形態では、撮像素子は、ＣＭＯＳイメージセンサー（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｉｍａｇｅ Ｓｅｎｓｏｒ）である。光源は、ＬＥＤアレイである。等倍結像レンズは、ロッドレンズアレイである。

第１撮像体７１ａは、感光体ローラー３１の表面に形成されたトナー像６１０を撮像する。本実施形態では、第１撮像体７１ａは、等倍率のレンズアレイを有するＣＩＳ（Ｃｏｎｔａｃｔ Ｉｍａｇｅ Ｓｅｎｓｏｒ：密着型イメージセンサー）である。ＣＩＳの解像度は６００ｄｐｉである。

処理部６１は、各部からの信号を受け演算を行う。処理部６１は、撮像部７０からの信号を受けて撮像部７０が撮像したトナー像６１０のトナー濃度を算出する。そして、処理部６１は、トナー濃度に基づいて画像流れが発生している感光体ローラー３１の回転軸方向Ｄ３に対する位置を検出する。すなわち、トナー像６１０の撮像結果に基づいて画像流れを検出する。本実施形態では、処理部６１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などの中央演算装置を含む。

図２に示すように、露光機３４は、感光体ローラー３１の回転軸と平行に露光領域７００の一端から他端に露光パターン７１０を露光する。すなわち、露光機３４は、感光体ローラー３１の回転軸方向Ｄ３に平行な方向を長手方向とする露光パターン７１０を露光する。なお、露光パターン７１０は露光領域７００の一端から他端に連続していることが好ましい。

以上、図１及び図２を参照して画像流れ検出装置の基本構成について説明した。一般に、画像流れは、感光体ローラー３１の周方向Ｄ１に沿って発生する傾向がある。回転軸方向Ｄ３の所定の領域で画像流れが発生している場合、周方向Ｄ１に沿って画像流れが発生している可能性がある。一方、本発明の画像流れ検出装置５によれば、処理部６１は、回転軸方向Ｄ３における画像流れが発生している領域に基づいて感光体ローラー３１の表面における画像流れの発生している領域を予測することができる。その結果、画像流れ検出装置５は、感光体ローラー３１の表面に発生する画像流れを効率的に検出できる。

続いて、図３を参照して、露光パターン７１０について詳細に説明する。図３に示すように、露光パターン７１０は、第１露光パターン７１１と第２露光パターン７２１とを含む。第１露光パターン７１１は、感光体ローラー３１の回転軸に直交する方向を短手方向とする。第２露光パターン７２１は、第１露光パターン７１１と平行である。第１露光パターン７１１の短手方向の幅は、第２露光パターン７２１の短手方向の幅よりも大きい。以下、露光パターンの短手方向の幅を幅と記載する。

露光パターン７１０は、図１及び図２を参照して説明したように、トナー供給装置３２によってトナーが供給され、トナー像６１０となる。本実施形態では、第１露光パターン７１１は、トナー像６１１となり、第２露光パターン７２１は、トナー像６２１となる。トナー像の形成可能な領域をトナー像形成領域６００とする。

トナー像６２１は、トナー像６１１に平行である。トナー像６２１は、トナー像形成領域６００の一端から他端に延び、感光体ローラー３１の回転軸に直交する方向を短手方向とする。トナー像６１１の短手方向の幅Ｗ１（以下、トナー像の短方向の幅を幅Ｗと記載する。）は、トナー像６２１の幅Ｗ２より大きい。また、トナー像６１１とトナー像６２１との間隔ｎは、トナー像６２１とトナー像６３１との間隔ｎに等しい。本実施形態では、トナー像６１１の幅Ｗ１は２３８ｄｏｔ（１０ｍｍ）である。トナー像６２１の幅Ｗ２は２ｄｏｔ（０．０８４ｍｍ）である。トナー像６１１とトナー像６２１との間隔ｎは７１ｄｏｔ（３ｍｍ）である。トナー像６１１の幅は２３８ｄｏｔ（１０ｍｍ）以上が好ましい。トナー像６２１の幅は１ｄｏｔ（０．０４２ｍｍ）〜６ｄｏｔ（０．２５２ｍｍ）が好ましい。露光パターン７１０の各々の間隔ｎは、２４ｄｏｔ（１ｍｍ）以上が好ましい。なお、６００ｄｐｉ環境下において１ｄｏｔは０．００４２ｍｍである。

次に、図１、図４及び図５を参照して、画像流れの発生とトナー像６１０との関係について詳細に説明する。図４は、感光体ローラー３１の周面を展開した展開図である。図５（ａ）は、感光体ローラー３１の表面電位Ｓｖと画像流れとの関係を示すグラフである。図５（ｂ）は、感光体ローラー３１の表面に形成されたトナー像の輝度値（濃度）と画像流れとの関係を示すグラフである。一般に、画像流れの影響は、トナー像６１０（露光パターン７１０）の幅によって異なる。

図４に示すように、感光体ローラー３１の表面には、トナー像６１０が形成されている。トナー像６１０は、トナー像形成領域６００の一端から他端まで連続して形成されている。トナー像６１０は、トナー像６１０ａとトナー像６１０ｂとトナー像６１０ｃとを含む。トナー像６１０ａの幅Ｗａは、２ｄｏｔである。トナー像６１０ｂの幅Ｗｂは、４ｄｏｔである。トナー像６１０ｃの幅Ｗｃは、６ｄｏｔである。位置Ｐは、回転軸方向Ｄ３に直交する方向の感光体ローラー３１の表面の位置を示す。

露光領域ｔは、感光体ローラー３１のうち、露光開始位置Ｐｓから露光終了位置Ｐｅまでの位置を示す。すなわち、露光領域ｔは、トナー像形成領域６００のうちトナー像６１０が形成された領域を示す。非露光領域ｆは、感光体ローラー３１のうち、露光終了位置Ｐｅから露光開始位置Ｐｓまでの位置を示す。すなわち、非露光領域ｆは、トナー像形成領域６００のうちトナー像６１０が形成されていない領域を示す。露光領域ｔと非露光領域ｆとは隣接する。

図５を参照して、感光体ローラー３１の表面電位Ｓｖと画像流れとの関係について説明する。図５（ａ）に示すグラフの横軸は、回転軸方向Ｄ３に直交する方向の図４に示す感光体ローラー３１の表面の位置Ｐを示す。縦軸は、図４に示す感光体ローラー３１の表面電位Ｓｖを示す。実線ｓは、画像流れが発生していない場合における感光体ローラー３１の位置Ｐと感光体ローラー３１の表面電位Ｓｖとの関係を示す。破線ｂは、画像流れが発生している場合における感光体ローラー３１の位置Ｐと感光体ローラー３１の表面電位Ｓｖとの関係を示す。

感光体ローラー３１の表面は、帯電装置３３によって所定電位に帯電される。露光機３４が感光体ローラー３１の表面を露光することによって感光体ローラー３１の表面電位は低下する。

実線ｓが示すように、画像流れが発生していない場合において、露光領域ｔにおける表面電位Ｓｖは一定の値まで低下している。露光領域ｔの表面電位Ｓｖと非露光領域ｆの表面電位Ｓｖとの変化の差は大きく、露光領域ｔの表面電位Ｓｖと非露光領域ｆの表面電位Ｓｖとの境界は明確である。

一方、破線ｂが示すように、画像流れが発生している場合において、露光領域ｔと非露光領域ｆとの境界部分の表面電位Ｓｖの低下は緩やかであり、露光領域ｔの表面電位と非露光領域ｆの表面電位との境界は不明確である。特に、トナー像６１０ａが形成されている露光領域ｔａでは、表面電位Ｓｖの低下が緩やかであり、露光領域ｔの表面電位Ｓｖの変化と非露光領域ｆの表面電位Ｓｖの変化との差も小さい。このことから、画像流れは、露光による表面電位の低下した領域の面積が小さい露光領域ｔａほど、顕著に発生しやすく、表面電位の低下した領域の面積が大きい露光領域ｔｃでは、発生しにくいことがわかる。わずかな画像流れの検出を行うためには、露光の幅（露光時間）を小さくすることが有効である。すなわち、画像流れの検知装置１０は、わずかな画像流れを検知するために、トナー供給装置３２は、１ｄｏｔの幅のトナー像６１０を形成することがより好ましい。

次に、図５（ｂ）を参照して、トナー像の輝度値（トナー濃度）と画像流れとの関係について説明する。図５（ｂ）に示すグラフの横軸は、回転軸方向Ｄ３に直交する方向の感光体ローラー３１の表面の位置Ｐを示す。縦軸は、感光体ローラー３１の表面に形成されたトナー像６１０（トナー像６１０ａ、トナー像６１０ｂ及びトナー像６１０ｃ）の輝度値Ｂｒを示す。実線ｓは、画像流れが発生していない場合における回転軸方向Ｄ３に直交する方向の感光体ローラー３１の位置Ｐとトナー像６１０の輝度値Ｂｒとの関係を示す。破線ｂは、画像流れが発生している場合における回転軸方向Ｄ３に直交する方向の感光体ローラー３１の位置Ｐとトナー像６１０の輝度値Ｂｒとの関係を示す。

実線ｓが示すように、画像流れが発生していない場合において、トナー像６１０の輝度値Ｂｒは高い値を示している。露光領域ｔの輝度値Ｂｒの変化と非露光領域ｆの輝度値Ｂｒの変化との差は大きく、露光領域ｔの輝度値Ｂｒと非露光領域ｆの輝度値Ｂｒと境界は明確である。

一方、画像流れが発生している場合において、露光領域ｔの境界部分の輝度値Ｂｒと非露光領域ｆの境界部分の輝度値Ｂｒとの上昇は緩やかであり、露光領域ｔの輝度値Ｂｒと非露光領域ｆの輝度値Ｂｒとの境界が不明確である。特に、トナー像６１０ａが形成されている露光領域ｔａでは、画像流れが発生していない場合に比べ輝度値Ｂｒは低い。更に、露光領域ｔａと非露光領域ｆとの境界も不明確である。すなわち、画像流れが発生している場合は、電荷の横流れが発生するため、表面電位Ｓｖの境界が不明確になり、現像後のトナー像６１０は、画像流れのレベルに応じてトナー像６１０の輝度値Ｂｒに変化が起こる。

以上のように、幅Ｗｃが大きいトナー像６１０ｃは、画像流れの影響を受けにくく、幅Ｗａが小さいトナー像６１０ａは画像流れの影響を受けやすい。また、温度又は湿度等の環境の変化によりトナー像６１０のトナー濃度（輝度値）は変化することがある。したがって、処理部６１は、幅Ｗｃの大きいトナー像６１０ｃのトナー濃度を算出し、基準濃度を決定する。その後、幅Ｗａの小さいトナー像６１０ａのトナー濃度を算出することで、基準濃度に対するトナー像６１０ｃのトナー濃度を算出することができる。その結果、基準濃度が低い値を示す場合における画像流れの誤検知を低減することができる。

続いて、処理部６１によるトナー濃度の算出方法について詳細に説明する。例えば、露光パターン７１０は、図３に示すように、第２露光パターン７２１と平行な第３露光パターン７３１を更に含むこともできる。第３露光パターン７３１は、第２露光パターン７２１と同様にトナー供給装置３２によってトナーが供給されトナー像６３１となる。図３に示すようにトナー像６２１の幅Ｗ２と、トナー像６３１との幅Ｗ３は等しい。すなわち、第２露光パターン７２１の幅と第３露光パターン７３１の幅とは等しい。なお、本実施形態では、幅の等しい露光パターン７１０は、２つであるが、３つ以上であってもよい。

第１撮像体７１ａは、感光体ローラー３１の表面に形成されたトナー像６１０を撮像する。第１撮像体７１ａは、まず、トナー像６１１を撮像し、次に、トナー像６２１及びトナー像６３１の順に撮像する。

処理部６１は、第１撮像体７１ａの撮像結果に基づいてトナー濃度を算出する。トナー濃度比Ｔｃの算出は以下の式１で求められる。
Ｔｃ＝Ａｃ/Ｂｃ（式１）
Ａｃは、互いに幅の等しいトナー像６２１及びトナー像６３１のトナー濃度の平均濃度を示す。Ｂｃは、幅の大きいトナー像６１１のトナー濃度の値を示す。

処理部６１は、まず、トナー像６１１のトナー濃度から基準濃度Ｂｃを算出する。その後、処理部６１は、トナー像６２１及びトナー像６３１のトナー濃度の値を平均化し、トナー濃度の平均濃度Ａｃを算出する。そして、基準濃度Ｂｃに対するトナー濃度の平均濃度Ａｃの割合（％）を算出する。

一般に、第１撮像体７１ａが撮像する過程において発生するノイズが、第１撮像体７１ａの撮像結果に影響を及ぼすことが知られている。そこで、露光パターン７１０は、第３露光パターン７３１を更に含むことができる。第３露光パターン７３１は、第２露光パターン７２１と平行である。そして、第２露光パターン７２１の幅Ｗ２と第３露光パターン７３１の幅Ｗ３とは等しい。このため、第１撮像体７１ａは、複数回にわたって幅の等しいトナー像６１０を撮像することができ、撮像結果を平均化することができる。したがって、画像流れ検出装置５は、ノイズの発生による第１撮像体７１ａのトナー像６１０の撮像に及ぼす影響を低減することができる。その結果、画像流れをより正確に検知し得る。

続いて、図１及び図６を参照して処理部６１によるトナー濃度比Ｔｃに基づく画像流れの検出について説明する。図６は、トナー濃度比Ｔｃと感光体ローラー３１の表面の位置Ｐとの関係を示すグラフである。

図６に示すグラフの横軸は回転軸方向Ｄ３における感光体ローラー３１の表面の位置Ｐを示す。縦軸は、トナー濃度比Ｔｃを示す。グラフ上の点線Ａｍは閾値を示す。なお、閾値Ａｍは任意に設定される。

図６に示す領域Ｄｐ１及び領域Ｄｐ２では、処理部６１が算出したトナー濃度比Ｔｃの値は閾値Ａｍ以下である。このことから、処理部６１は感光体ローラー３１の表面における領域Ｄｐ１及び領域Ｄｐ２において画像流れが発生していることを検知できる。

以上より、処理部６１は、トナー濃度比Ｔｃが閾値Ａｍ以下の場合に、感光体ローラー３１の表面における画像流れが発生している領域を検出することができる。したがって、処理部６１は、回転軸方向Ｄ３における画像流れが発生している領域に基づいて感光体ローラー３１の表面における画像流れ検出が発生している領域を予測することができる。その結果、画像流れ検出装置５は、感光体ローラー３１の表面における画像流れを効率的に検出することができる。

［実施形態２］
次に、図１、図７及び図８を参照して、本発明の実施形態２に係る画像流れ検出装置について説明する。図７は、中間転写ベルトに転写されたトナー像を示す。図８は、本発明の実施形態２に係る画像形成装置を示す模式図である。実施形態１と実施形態２とでは、撮像体７１が撮像する像担持体が異なる。以下、実施形態２について、実施形態１と異なる事項を説明し、実施形態１と重複する事項の説明は割愛する。

図８に示すように、感光体ローラー３１は、感光体ローラー３１Ｙと感光体ローラー３１Ｃと感光体ローラー３１Ｍと感光体ローラー３１Ｋとを含む。各々の感光体ローラー３１には、露光機３４によって露光パターン７１０が露光される。その後、トナー供給装置３２は、感光体ローラー３１Ｙにイエロー色のトナー像６１０Ｙを供給する。トナー供給装置３２は、感光体ローラー３１Ｃにシアン色のトナー像６１０Ｃを供給する。トナー供給装置３２は、感光体ローラー３１Ｍにマゼンダ色のトナー像６１０Ｍを供給する。トナー供給装置３２は、感光体ローラー３１Ｋにブラック色のトナー像６１０Ｋを供給する。

像担持体５００は、中間転写ベルト３５１をも含む。中間転写ベルト３５１には、感光体ローラー３１の表面からトナー像６１０が転写される。中間転写ベルト３５１は、複数のローラーの周囲を反時計回り（周方向Ｄ２）に周回する。中間転写ベルト３５１は、第１次転写ローラー３５４と感光体ローラー３１との間に挟まれる。中間転写ベルト３５１は、第１次転写ローラー３５４によって感光体ローラー３１に圧接される。これにより、トナー像６１０が、感光体ローラー３１の表面から中間転写ベルト３５１に転写される。

図７に示すように、中間転写ベルト３５１には、各色に対応する感光体ローラー３１の表面からトナー像６１０が転写される。トナー像６１０は、トナー像６１０Ｋ、６１０Ｍ、６１０Ｃ及び６１０Ｙを含む。

トナー像６１０Ｋは、中間転写ベルト３５１上にトナー像６１０の転写可能な領域（以下トナー像転写領域９００と記載する）の一端から他端まで連続して転写される。トナー像６１０Ｋは、トナー像６１１Ｋ、６２１Ｋ、６３１Ｋ及び６４１Ｋを含む。各々のトナー像６１０は互いに平行である。トナー像６２１Ｋ、６３１Ｋ及び６４１Ｋの幅は互いに等しい。また、各々のトナー像６１０の周方向Ｄ２に対する間隔は等しい。

トナー像６１０Ｍは、トナー像６１１Ｍ、６２１Ｍ、６３１Ｍ及び６４１Ｍを含む。シアン色のトナー像６１０Ｃは、トナー像６１１Ｃ、６２１Ｃ、６３１Ｃ及び６４１Ｃを含む。イエロー色のトナー像６１０Ｙは、トナー像６１１Ｙ、６２１Ｙ、６３１Ｙ及び６４１Ｙを含む。各々のトナー像６１０の幅及び間隔はトナー像６１０Ｋと同様であり説明を省略する。

図１に示すように、第２撮像体７１ｂは、中間転写ベルト３５１の周回方向Ｄ２に沿った感光体ローラー３１の下流に配置される。第２撮像体７１ｂは、中間転写ベルト３５１にトナー像６１０が転写された後に、中間転写ベルト３５１上のトナー像６１０をトナー像６１０Ｋ、６１０Ｍ、６１０Ｃ及び６１０Ｙの順に撮像する。なお、撮像順序は各々のトナー像６１０に対応する感光体ローラー３１の配置に従う。また、モノクロ複合機の場合は、第１撮像体７１ａを用いて感光体ローラー３１の表面に形成されたトナー像６１０を撮像してもよい。更にまた、第２撮像体７１ｂが配置される位置は中間転写ベルト３６１の周方向Ｄ２に沿った転写領域９００に対向する位置であればよい。

一般的に中間転写ベルト３５１の色は黒色であることが多い。中間転写ベルト３５１の色が黒色である場合、中間転写ベルト３５１にブラック色のトナー像６１０Ｋを転写しても、第２撮像体７１ｂはトナー像６１０Ｋを正確に撮像できない。そこで、ブラック色のトナー像６１０Ｋを用いて画像流れを検出する場合において、画像流れ検出装置５は、イエロー色のトナー像６１０Ｙの上にブラック色のトナー像６１０Ｋを重ねて形成することもできる。すなわち、画像流れ検出装置５は、複数のカラーのうち所定カラーのトナー像６１０を、所定カラーとは異なるカラーのトナー像６１０に重ねて形成することもできる。

処理部６１は、第２撮像体７１ｂによるトナー像６１０Ｋの撮像した結果に基づいてトナー濃度比Ｔｃを算出する。処理部６１は、トナー像６１０Ｋと同様に、トナー像６１０Ｍ、６１０Ｃ及び６１０Ｙのトナー濃度比Ｔｃを算出する。トナー色毎にトナー濃度比Ｔｃを算出した後、算出したトナー濃度比Ｔｃと任意に設定された閾値Ａｍとに基づいて感光体ローラー３１の表面における画像流れを検出する。

以上より、画像流れ検出装置５は、像担持体５００として感光体ローラー３１の表面からトナー像６１０の転写される中間転写ベルト３５１を更に含み、中間転写ベルト３５１上に形成されたトナー像６１０を撮像することもできる。したがって、画像流れ検出装置５は、複数の感光体ローラー３１を有する場合に複数の撮像体７１を設ける必要がなくなる。その結果、画像流れ検出装置５を安価かつ省スペースに設計することができる。

［実施形態３］
次に、図１〜図４及び図５を参照して、本発明の実施形態３における撮像体７１による撮像について説明する。実施形態３と実施形態１とでは撮像体７１の解像度が異なる。以下、実施形態３について、実施形態１と異なる事項を説明し、実施形態１と重複する事項の説明は割愛する。

一般に、露光機３４の露光サイズ（画素）によりトナー像の解像度が決定される。本実施形態では、露光機３４は、解像度６００ｄｐｉのトナー像６１０に対応する露光サイズで感光体ローラー３１の表面を露光する。そして、トナー供給装置３２は感光体ローラー３１にトナーを供給し、露光機３４が露光した露光パターン７１０にしたがって、トナー像６１０を形成する。なお、露光機３４による露光の出力パワー及び出力時間は一定であり、トナー像６１０の濃度は一定である。

幅の小さいトナー像６１０（図４に示すトナー像６１０ａ）は画像流れの影響を受けやすい。このため、画像流れを精度よく検出するために、画像流れ検出装置５は、１ｄｏｔのトナー像６１０を形成することが望ましい。しかし、画像流れが発生している場合、露光領域ｔの表面電位Ｓｖと非露光領域ｆの表面電位Ｓｖとの境界が不明確となる。このため感光体ローラー３１の表面に形成されるトナー像６１０は、本来形成されるべき領域とはわずかに異なる領域（以下、わずかにずれた位置と記載する）に形成される可能性がある。

このような場合、解像度の６００ｄｐｉである撮像体７１を用いてトナー像６１０を撮像すると、撮像体７１は、わずかにずれた位置に形成されたトナー像６１０を正しく撮像できず、画像流れを検出できない場合がある。そのため、トナー像６１０の解像度に対して２倍の分解能を有する解像度１２００ｄｐｉの撮像体７１を用いて撮像する。解像度１２００ｄｐｉの撮像体７１は、解像度１２００ｄｐｉの撮像体７１に比べ、被撮像体を細かく分割して撮像することができる。したがって、撮像体７１は、わずかにずれた位置に形成されたトナー像６１０を撮像することができる。その結果、画像流れ検出装置５はわずかな画像流れを検出することができる。

［実施形態４］
次に、図１、図８及び図９を参照して、本発明の実施形態３に係る画像流れ検出装置を備える画像形成装置について説明する。図９は画像形成装置のブロック図である。

図８に示すように、画像形成装置１は、読取部８０と、画像形成部４００と、制御部６０と、画像流れ検出装置５とを備える。画像形成装置１は、複写機、プリンター、ファクシミリ又はこれらの機能を兼ね備えた複合機であり得る。

読取部８０は、画像を読み取り画像データを生成する。読取部８０は、センサー８１と、原稿台８２と、可動ユニット８５と含む。

原稿台８２は、例えば、透明であり、ガラスから形成されている。可動ユニット８５は、光源、レンズ及びセンサー８１を含む。可動ユニット８５は、原稿台８２の下方で移動する。本実施形態では、センサー８１はＣＩＳである。

例えば、読取部８０は、自動原稿送り装置８３を更に含む。自動原稿送り装置８３は、載置台８３１と、ピックアップローラー８３２と、ピックアップローラー８３３ａと、搬送ローラー８３３ｂと、排紙台８３５とを含む。原稿搬送路８３４は、載置台８３１から、読取部８０にて読み取りが行われる読取位置Ｑを経由して、排紙台８３５に通じる原稿Ｍの搬送路である。

載置台８３１の上に複数枚の原稿Ｍを載置することにより、複数枚の原稿Ｍを一度に処理することができる。自動原稿送り装置８３を用いて原稿Ｍを読み込む場合、ピックアップローラー８３２は、載置台８３１の上に載置された原稿Ｍを１枚ずつ原稿搬送路８３４内に引き出し、原稿Ｍをピックアップローラー８３３ａと搬送ローラー８３３ｂとに送る。ピックアップローラー８３３ａと搬送ローラー８３３ｂとは原稿Ｍを引き出し、原稿Ｍが読取位置Ｑを通過するときに、読取部８０は、原稿Ｍを読み取る。

画像形成部４００は、給紙部１０と、用紙搬送部２０と、作像部３０と、定着部９０と、用紙排出部５０とを含む。画像形成部４００は、読取部８０によって読み取られた画像データに基づいて画像を形成する。

給紙部１０には、印刷用の被記録媒体Ｐが収容されている。印刷を行う際、給紙部１０内の被記録媒体Ｐは、作像部３０と定着装置９０とを経由して排出部５０から排出されるように、用紙搬送部２０によって搬送される。

用紙搬送部２０は、被記録媒体Ｐを画像形成部４００に搬送する。用紙搬送部２０は、レジストローラー対３８１を含む。

作像部３０は、トナー像を被記録媒体Ｐに形成する。作像部３０は、感光体ローラー３１と、トナー供給装置３２と、帯電装置３３と、露光機３４と、転写装置３５とを含む。

帯電装置３３は、感光体ローラー３１の表面に接触して配置された帯電ローラー３３１を含む。帯電装置３３は、帯電ローラー３３１を回転させることで感光体ローラー３１の表面を所定電位に帯電させる。

露光機３４は、読取部８０で生成された原稿の画像データに基づいて感光体ローラー３１の表面をレーザー光で露光し、静電潜像を形成する。

トナー供給装置３２は、現像ローラー３２１を含む。現像ローラー３２１は、トナー収容部（不図示）に収容されたトナーを感光体ローラー３１に供給して静電潜像を現像させる。

感光体ローラー３１は、原稿の画像データに基づいて形成した静電潜像及びトナー像を担持する。感光体ローラー３１は、対向して配置される第１次転写ローラー３５４との間に中間転写ベルト３５１を挟み、感光体ローラー３１の表面から中間転写ベルト３５１にトナー像を転写する。

転写装置３５は、無端状の中間転写ベルト３５１と駆動ローラー３５２と従動ローラー３５３と１次転写ローラー３５４と２次転写ローラー３５５とを含む。

中間転写ベルト３５１は、駆動ローラー３５２と従動ローラー３５３と１次転写ローラー３５４とに周回可能に張架される。中間転写ベルト３５１は、駆動ローラー３５２により図８において反時計周りに周回する。

１次転写ローラー３５４は、感光体ローラー３１に対向して配置される。１次転写ローラー３５４は、感光体ローラー３１に中間転写ベルト３５１を圧接し、中間転写ベルト３５１にトナー像を転写する。

２次転写ローラー３５５は、中間転写ベルト３５１に転写されたトナー像を被記録媒体Ｐに転写する。被記録媒体Ｐは、レジストローラー対３８１によって、中間転写ベルト３５１に形成されるトナー像とタイミングを合わせて中間転写ベルト３５１と２次転写ローラー３５５とのニップ部Ｎに搬送される。これにより中間転写ベルト３５１から被記録媒体Ｐにトナー像が転写される。

定着部９０では、定着部材９１と加圧部材９２とによって被記録媒体Ｐを加熱及び加圧することで、トナー供給装置３２において形成された未定着のトナー像を溶融させて被記録媒体Ｐに定着させる。

清掃部４０は、画像流れ検出結果に基づいて、感光体ローラー３１の表面を清掃する。

用紙排出部５０は、被記録媒体Ｐを排出する。

制御部６０は、各部を制御する。図９に示すように、制御部６０は、処理部６１、記憶部６２及び制御回路６３を含む。処理部６１は、画像の形成又は画像の読み込みなど所定の処理を行う。記憶部６２は、データ又はファームウェアなどを記憶する。記憶部６２は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）又はＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）を含む。

制御回路６３は、各部を電気的に制御する。制御回路６３は、１つの専用制御回路で撮像部７０と読取部８０とを制御する。なお、制御回路６３は、撮像部７０と読取部８０との双方を制御するために、専用制御回路と同一基板上に形成される個別制御回路を更に２つ以上含んでいてもよい。制御回路６３は、駆動用ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、画像処理用ＩＣ、又はＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）を含む。

画像流れ検出装置５は、感光体ローラー３１と、トナー供給装置３２と、露光機３４と、中間転写ベルト３５１と、処理部６１と含む。感光体ローラー３１と、トナー供給装置３２と、露光機３４と、中間転写ベルト３５１と、処理部６１とは、画像形成装置１と兼用される。

以上より、図１、図８及び図９を参照して説明したように、制御部６０は、第１制御回路６３ａと第２制御回路６３ｂとの一部又は全部を共通とすることができる。すなわち、制御部６０は、撮像部７０と読取部８０とを制御する。したがって、制御部６０は、複数機能の制御を共通化することができる。その結果、画像流れ検出装置５を安価かつ高速に設計することができる。

次に、撮像体７１の解像度とトナー像６１０との関係について説明する。例えば、画像形成装置１は、画像形成部４００が被記録媒体Ｐに画像形成を行う印刷モードＰｍと、処理部６１が画像流れを検出する画像流れ検出モードＫｍとで動作する。１ｄｏｔの幅のトナー像６１０を用いることにより画像流れ検出装置５は、わずかな画像流れを検出することができる。１ｄｏｔの幅のトナー像６１０を撮像するためには、撮像体７１の解像度をトナー像６１０の解像度に対して２倍以上にすることが好ましい（実施形態３参照）。しかし、高い解像度を有する撮像体７１はコストがかかる。そこで、６００ｄｐｉの解像度を有する撮像体７１を用いて撮像する場合であっても画像流れ検出モードＫｍにおける感光体ローラー３１の回転速度Ｒｋを印刷モードＰｍにおける感光体ローラー３１の回転速度Ｒｐの半分にすることにより、１２００ｄｐｉの解像度を有する撮像体を用いて撮像することと同様の効果が得られる。

具体的には、画像流れ検出モードＫｍにおいて回転速度Ｒｋが回転速度Ｒｐの半分である場合、撮像体７１による被撮像体の撮像される範囲は半分になる。すなわち、画像流れ検出モードＫｍにおける被撮像体の撮像される範囲は、印刷モードＰｍにおける被撮像体の撮像される範囲の半分となる。したがって、感光体ローラー３１の回転速度Ｒｋを調整することによって、撮像体７１は、被撮像体を細かく分割して撮像できる。その結果、画像形成装置１は、安価な設計で、わずかな画像流れを検出することができる。なお、画像流れ形成装置１は、画像流れ検出モードＫｍにおいて中間転写ベルト３５１の周回速度Ａｋを印刷モードＰｍにおける周回速度Ａｐの半分にし、中間転写ベルト３５１に転写されたトナー像６１０を撮像することで画像流れを検知してもよい。

以上より、画像形成装置１は、印刷モードＰｍと画像流れ検出モードＫｍとで感光体ローラーの回転速度を調整可能である。また、中間転写ベルトの周回速度をも、印刷モードＰｍと画像流れ検出モードＫｍとで調整可能である。したがって、高い解像度を有する撮像体７１を用いることなく、撮像体７１は、わずかにずれた位置に形成されたトナー像６１０を撮像することができる。その結果、画像流れ検出装置５はわずかな画像流れを検出することができる。

次に、画像形成装置１の画像流れ検出結果に基づく、感光体ローラー３１の表面の清掃について説明する。例えば、画像形成装置１は、感光体ローラー３１の表面に露光パターンを露光し、画像流れの検出を行い、その後、画像形成装置１は、画像流れ検出結果に基づいて、清掃部４０による感光体ローラー３１の表面の清掃を行う。画像形成装置１は、感光体ローラー３１の表面に付着した放電生成物が除去されるまで、画像流れの検出と感光体ローラー３１の表面の清掃とを繰り返すこともできる。

以上、本発明の実施形態について、図面（図１〜図９）を参照しながら説明した。但し、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。図面は、理解しやすくするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の厚み、長さ、個数等は、図面作成の都合上から実際とは異なる。また、上記の実施形態で示す各構成要素の形状、寸法等は一例であって、特に限定されるものではなく、本発明の効果から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

本発明は、画像形成装置の分野に利用可能である。

１ 画像形成装置
５ 画像流れ検出装置
６０ 制御部
６１ 処理部
７０ 撮像部
７１ 撮像体
８０ 読取部
３１ 感光体ローラー
３２ トナー供給装置
３４ 露光機
３５１ 中間転写ベルト
４００ 画像形成部
５００ 像担持体
７１０ 露光パターン
７１１ 第１露光パターン
７２１ 第２露光パターン
７３１ 第３露光パターン
Ａｍ 閾値
Ｔｃ トナー濃度比
Ｐｍ 印刷モード
Ｋｍ 画像流れ検出モード

Claims (15)

1. 回転軸に対して回転可能な感光体ローラーを有する像担持体と、
   前記感光体ローラーを露光する露光機と、
   前記露光機が前記感光体ローラーを露光した後に前記感光体ローラーにトナーを供給し、前記感光体ローラーのうち、前記露光機によって露光された領域に基づいてトナー像を形成するトナー供給装置と、
   前記像担持体に担持されたトナー像を撮像する撮像部と、
   所定の処理を行う処理部と
   を備え、
   前記露光機は、前記感光体ローラーを前記回転軸に平行な方向を長手方向とする露光パターンで露光し、
   前記撮像部は、前記露光パターンにしたがって形成された前記トナー像を撮像し、
   前記処理部は、前記トナー像の撮像結果に基づいて画像流れを検出する、画像流れ検出装置。
2. 前記露光パターンは、第１露光パターンと第２露光パターンとを含み、
   前記第１露光パターンは、前記感光体ローラーの前記回転軸に直交する方向を短手方向とし、
   前記第２露光パターンは、前記第１露光パターンと平行であり、
   前記第１露光パターンの短手方向の幅は、前記第２露光パターンの短手方向の幅よりも大きい、請求項１に記載の画像流れ検出装置。
3. 前記露光パターンは、前記第２露光パターンと平行な第３露光パターンを更に含み、
   前記第２露光パターンの短手方向の幅と前記第３露光パターンの短手方向の幅とは等しい、請求項２に記載の画像流れ検出装置。
4. 前記処理部は、前記トナー像の撮像結果に基づいてトナー濃度を算出し、
   閾値と前記トナー濃度とに基づいて画像流れを検出する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の画像流れ検出装置。
5. 前記撮像部は、前記感光体ローラーに形成された前記トナー像を撮像する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記像担持体は、前記感光体ローラーから前記トナー像の転写される中間転写ベルトを更に有し、
   前記撮像部は、前記中間転写ベルトに転写された前記トナー像を撮像する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の画像流れ検出装置。
7. 前記撮像部は、密着型イメージセンサーを含む、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の画像流れ検出装置。
8. 前記撮像部は撮像体を有し、
   前記撮像体の解像度は、前記トナー像の解像度に対して２倍以上を有する、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の画像流れ検出装置。
9. 前記撮像体の解像度は１２００ｄｐｉであり、
   前記トナー像の解像度は６００ｄｐｉである、請求項８に記載の画像流れ検出装置。
10. 請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の画像流れ検出装置と、
    原稿に基づいて被記録媒体に画像を形成する画像形成部と
    を備える、画像形成装置。
11. 前記原稿を読み取る読取部と、
    前記読取部と前記撮像部とを制御する制御部と
    を備える、請求項１０に記載の画像形成装置。
12. 画像形成装置は、
    前記画像形成部が被記録媒体に画像形成を行う印刷モードと、
    前記処理部が画像流れを検出する画像流れ検出モードと
    で動作し、
    前記感光体ローラーの回転速度は、前記印刷モードと前記画像流れ検出モードとで調整可能である、請求項１０に記載の画像形成装置。
13. 画像形成装置は、
    前記画像形成部が被記録媒体に画像形成を行う印刷モードと、
    前記処理部が画像流れを検出する画像流れ検出モードと
    で動作し、
    前記感光体ローラーの回転速度は、前記印刷モードと前記画像流れ検出モードとで調整可能である、請求項１１に記載の画像形成装置。
14. 画像形成装置は、
    前記画像形成部が被記録媒体に画像形成を行う印刷モードと、
    前記処理部が画像流れを検出する画像流れ検出モードと
    で動作し、
    前記中間転写ベルトの周回速度は、前記印刷モードと前記画像流れ検出モードとで調整可能である、請求項１０に記載の画像形成装置。
15. 画像形成装置は、
    前記画像形成部が被記録媒体に画像形成を行う印刷モードと、
    前記処理部が画像流れを検出する画像流れ検出モードと
    で動作し、
    前記中間転写ベルトの周回速度は、前記印刷モードと前記画像流れ検出モードとで調整可能である、請求項１１に記載の画像形成装置。

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