JP2020148963A

JP2020148963A - 画像形成装置

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Publication number: JP2020148963A
Application number: JP2019047592A
Authority: JP
Inventors: 圭木谷; Kei KITANI; 友輔江坂; Yusuke Esaka; 崇夫中嶋; Takao Nakajima
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2019-03-14
Filing date: 2019-03-14
Publication date: 2020-09-17
Anticipated expiration: 2039-03-14
Also published as: JP7254571B2

Abstract

【課題】モノクロモードとカラーモードとで、中間転写ベルトに向け照射した光の反射光に差が生じないように、光学センサにより照射する光の光量を調整する。【解決手段】モノクロモードである場合（Ｓ３のＹｅｓ）、制御部は中間転写ベルトにブラックの感光ドラムのみを当接させた状態で、濃度センサの光量調整を行う（Ｓ４）。モノクロモードでない場合（Ｓ３のＮｏ）、制御部は中間転写ベルトに全ての感光ドラムを当接させた状態で、濃度センサの光量調整を行う（Ｓ５）。即ち、画像形成ジョブの印刷モードに応じて中間転写ベルトと複数の感光ドラムとの当接状態を異ならせ、濃度センサの光量調整が行われる。これにより、モノクロモードとカラーモードとで、中間転写ベルトに向け光学センサに照射させる光の光量を調整でき、もってカラーモード時だけでなくモノクロモード時にも濃度むらなどの画像不良を生じ難くすることが容易に実現できる。【選択図】図１０

Description

本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリあるいは複合機など、電子写真技術を用いた画像形成装置に関する。

従来から、感光ドラムや現像装置等を有する画像形成部が中間転写ベルトの移動方向に沿って複数並べられて配置された、中間転写タンデム方式の画像形成装置が提案されている。この画像形成装置では、中間転写ベルト上に濃度検出用のパッチトナー像を形成して、濃度センサによるパッチトナー像の検出結果に基づいて、各色間のずれ量（色ずれ量）や濃度むらを補正することができるようにしている（特許文献１）。濃度センサは、中間転写ベルトの表面に向けて光を照射し、照射した光に対する中間転写ベルトの反射光とパッチトナー像の反射光とを検出可能な光学センサであって、中間転写ベルトと間隔を空けて配設されている。

上記した構成の画像形成装置では、例えばイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成部を用いて画像形成するカラーモードと、ブラックの画像形成部のみを用いて画像形成するモノクロモードとが選択的に実行可能である。その場合、カラーモードでは全ての感光ドラムが中間転写ベルトに当接される一方で、モノクロモードではブラックの感光ドラムのみが中間転写ベルトに当接されて、他の感光ドラムは中間転写ベルトから離間されている。

特開２００７−３３５７１号公報

ところで、中間転写ベルトは劣化すると、劣化していない場合に比べて、光学センサにより照射される光に対する反射光が低下する。こうした中間転写ベルトの反射光の低下は、光学センサの検出結果に影響する。そこで、従来では、中間転写ベルトの反射光が低下しても光学センサの検出結果に影響しないように、全ての感光ドラムが中間転写ベルトに当接された状態で（カラーモード）、光学センサにより照射される光の光量を調整できるようにしている。

しかしながら、上記したように、モノクロモードではブラックの感光ドラムのみが中間転写ベルトに当接された状態となり、この状態では中間転写ベルトと光学センサとの間隔がカラーモードのときの間隔と異なる。中間転写ベルトと光学センサとの間隔が同じでなければ、同じ光量の光が中間転写ベルトに照射されたとしても、光学センサにより検出される中間転写ベルトの反射光には強弱が生じ得る。つまりは、実際のパッチトナー像の濃度が同じであっても、光学センサの検出結果に基づくパッチトナー像の濃度は異なり得る。そうなる虞があるにも関わらず、従来では全ての感光ドラムが中間転写ベルトに当接された状態で、光学センサにより照射する光の光量が調整されていたことから、特にモノクロモード時に濃度むらなどの画像不良が生じやすかった。

本発明は上記問題に鑑み、モノクロモード時にも濃度むらなどの画像不良が生じないように、光学センサにより照射する光の光量を調整可能な画像形成装置の提供を目的とする。

本発明に係る画像形成装置は、それぞれがトナー像を担持し回転する第一像担持体及び第二像担持体と、回転する中間転写ベルトと、前記中間転写ベルトを張架する複数の張架部材と、前記第一像担持体のトナー像を前記中間転写ベルトに転写する第一転写部材と、前記第二像担持体のトナー像を前記中間転写ベルトに転写する第二転写部材と、前記中間転写ベルトに向け光を照射し、照射した光の反射光を受光可能に、前記中間転写ベルトと間隔を空けて配置された光学センサと、前記第一転写部材を移動させて、前記中間転写ベルトを前記第一像担持体に対し接離させる接離機構と、前記第一像担持体及び前記第二像担持体を前記中間転写ベルトに当接させた状態で、前記光学センサに照射させる光の光量を調整する第一光量調整モードと、前記第二像担持体のみを前記中間転写ベルトに当接させた状態で、前記光学センサに照射させる光の光量を調整する第二光量調整モードと、を実行可能な制御手段と、を備える、ことを特徴とする。

本発明によれば、第一像担持体及び第二像担持体を中間転写ベルトに当接させた状態と、第二像担持体のみを中間転写ベルトに当接させた状態で光学センサに照射させる光の光量を調整することで、濃度むらなどの画像不良を生じ難くすることが容易に実現できる。

本実施形態の画像形成装置の構成を示す概略図。中間転写ユニットを示す斜視図であり、（ａ）は中間転写ベルトが装着されている状態、（ｂ）は中間転写ベルトが取り外された状態。濃度センサについて説明する模式図。離間機構について説明する概略図であり、（ａ）はカラーモード時、（ｂ）はモノクロモード時。離間スライダーを示す概略図。制御部について説明する制御ブロック図。濃度センサの光量調整について説明する図であり、（ａ）はセンサ出力の時間変化を示すグラフ、（ｂ）はセンサ出力に基づき決定される光量との関係を示すグラフ。中間転写ユニットを示す模式図であり、（ａ）はカラーモード時、（ｂ）はモノクロモード時。カラーモード時とモノクロモード時とにおける、中間転写ベルトの表面と光学センサとの間隔について説明するための図。本実施形態の光量調整処理を示すフローチャート。

＜画像形成装置＞
まず、本実施形態の画像形成装置の概要について、図１を用いて説明する。図１に示す画像形成装置１００は、装置本体内に４色（イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック）の画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫを中間転写ベルト１０１に対向させて配置した、中間転写タンデム方式のカラー画像形成装置である。本実施形態では、詳しくは後述する中間転写ベルトユニット２００（図２（ａ）及び図２（ｂ）参照）が不図示の支持フレームによって装置本体１００ａに挿抜自在に支持されている。

画像形成装置１００の記録材の搬送プロセスについて説明する。記録材Ｓは、カセット１２０内に積載される形で収納されており、給紙ローラ１２１により画像形成タイミングに合わせて１枚ずつ搬送パスに給紙される。また、不図示の手差しトレイや積載装置に積載された記録材Ｓが１枚ずつ搬送パスに給紙されてもよい。記録材Ｓは搬送パスの途中に配置されたレジストローラ１２２へ搬送されると、レジストローラ１２２により記録材Ｓの斜行補正やタイミング補正が行われた後に二次転写部Ｔ２へと送られる。二次転写部Ｔ２は、対向する二次転写内ローラ１１０及び二次転写外ローラ１１１により形成される転写ニップ部である。二次転写内ローラ１１０は、記録材Ｓに対するトナー像の転写部を形成するために中間転写ベルト１０１を内側から圧接する。二次転写部Ｔ２では、二次転写外ローラ１１１に対し電源（不図示）により二次転写電圧が印加され、二次転写外ローラ１１１と二次転写内ローラ１１０との間に電流が流れることにより、トナー像が中間転写ベルト１０１から記録材Ｓへ二次転写される。

上記した二次転写部Ｔ２までの記録材Ｓの搬送プロセスに対して、同様のタイミングで二次転写部Ｔ２まで送られて来る画像の形成プロセスについて説明する。まず、画像形成部ＰＹ〜ＰＫについて説明する。ただし、画像形成部ＰＹ〜ＰＫは、現像装置１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｋで用いるトナーの色がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックと異なる以外、ほぼ同一に構成される。そこで、以下では代表してイエローの画像形成部ＰＹを例に説明し、その他の画像形成部ＰＭ、ＰＣ、ＰＫについては説明を省略する。

画像形成部ＰＹは、主に感光ドラム１０３Ｙ、帯電装置１０４Ｙ、露光装置１０５Ｙ、現像装置１０６Ｙ、及びドラムクリーナ１０８Ｙ等から構成される。図中矢印Ｒ１方向に回転駆動される感光ドラム１０３Ｙの表面は、帯電装置１０４Ｙにより予め表面を一様に帯電され、その後、画像情報の信号に基づいて駆動される露光装置１０５Ｙ（レーザスキャナユニット）によって静電潜像が形成される。次に、感光ドラム１０３Ｙ上に形成された静電潜像は、現像装置１０６Ｙによる現像剤を用いたトナー現像を経て可視像化される。その後、画像形成部ＰＹと中間転写ベルト１０１を挟んで対向配置される一次転写ローラ１０７Ｙにより所定の加圧力及び一次転写電圧が与えられ、感光ドラム１０３Ｙ上に形成されたトナー像が中間転写ベルト１０１上に一次転写される。一次転写後の感光ドラム１０３Ｙ上に残るトナーは、ドラムクリーナ１０８Ｙにより回収されて、再び次の作像プロセスに用いられる。

無端状の中間転写ベルト１０１は、テンションローラ１１２、二次転写内ローラ１１０、及び張架部材としての張架ローラ（アイドラローラとも呼ばれる）１１３、１１４によって張架され、図中矢印Ｒ２方向へと移動するように駆動される。本実施形態の場合、二次転写内ローラ１１０は中間転写ベルト１０１を駆動する駆動ローラを兼ねている。上述の画像形成部ＰＹ〜ＰＫにより処理される各色の作像プロセスは、中間転写ベルト１０１上に一次転写された移動方向上流の色のトナー像上に順次重ね合わせるタイミングで行われる。その結果、最終的にはフルカラーのトナー像が中間転写ベルト１０１上に形成され、二次転写部Ｔ２へと搬送される。なお、二次転写部Ｔ２を通過した後に中間転写ベルト１０１上に残るトナーは、ベルトクリーニング装置１０２によって中間転写ベルト１０１から除去される。

以上、それぞれ説明した搬送プロセス及び作像プロセスをもって、二次転写部Ｔ２において記録材Ｓとフルカラートナー像のタイミングが一致し、中間転写ベルト１０１から記録材Ｓにトナー像が二次転写される。その後、記録材Ｓは定着装置１３０へと搬送され、定着装置１３０により記録材Ｓが加圧及び加熱されることにより、トナー像が記録材Ｓ上に定着される。こうしてトナー像が定着された記録材Ｓは、排紙ローラ１２３により排紙トレイ１２４上に排出される。

上記の一次転写ローラ１０７Ｙ〜１０７Ｋ、中間転写ベルト１０１、テンションローラ１１２、張架ローラ１１３、１１４、二次転写内ローラ１１０等は、中間転写ベルトユニット２００（以下、単にベルトユニットと呼ぶ）として一体的に設けられている。このベルトユニット２００は、装置本体１００ａに挿抜自在に設けられている。即ち、中間転写ベルト１０１や二次転写内ローラ１１０は使用により劣化しやすく他に比べ耐久寿命が短いために交換が必要であり、それらの交換性を向上すべくベルトユニット２００として装置本体１００ａから取り外しできるようにしている。図示を省略したが、装置本体１００ａには、ベルトユニット２００を挿抜自在な開口した挿入口が設けられている。本実施形態の場合、ベルトユニット２００の装置本体１００ａへの挿入方向は、二次転写内ローラ１１０の回転軸線方向に交差する方向である。

＜ベルトユニット＞
図２（ａ）及び図２（ｂ）に、ベルトユニット２００を示す。図２（ａ）は中間転写ベルト１０１が装着されている状態を示し、図２（ｂ）は中間転写ベルト１０１が装着されていない状態を示す。ベルトユニット２００において、テンションローラ１１２、張架ローラ１１３、１１４、二次転写内ローラ１１０は、それぞれ前フレーム２１Ｆと後フレーム２１Ｒとに挟まれる形で、回転軸線方向両端で回転可能に軸支されている。前フレーム２１Ｆは図１に示す画像形成装置１００の図中手前側、後フレーム２１Ｒは図１に示す画像形成装置１００の図中奥側に配置されている。テンションローラ１１２は、前フレーム２１Ｆ及び後フレーム２１Ｒの一端部に設けられたテンション軸受け２３に回転可能に支持されている。

二次転写内ローラ１１０には、その回転軸線方向の一端部に、駆動カップリング２２が取り付けられている。駆動カップリング２２には、装置本体１００ａに設けられた不図示のベルト駆動ユニットの出力軸に連結されることで駆動力が伝達され得る。二次転写内ローラ１１０は、表面が導電性で且つ比較的に摩擦係数の高い例えば導電性ゴム等で形成されており、装置本体１００ａから駆動力が伝達されることに応じて回転して中間転写ベルト１０１を駆動し得る。なお、本実施形態では装置本体１００ａとの駆動伝達手段として駆動カップリング２２を用いたが、ギアを用いても構わない。

テンション軸受け２３と前フレーム２１Ｆ及び後フレーム２１Ｒとの間には、圧縮バネであるテンションバネ２５が配設されている。テンションバネ２５は図２（ａ）に示す状態で縮められることにより、中間転写ベルト１０１が装着されている状態でテンションローラ１１２を介して中間転写ベルト１０１に張力を付与する。一次転写ローラ１０７Ｙ〜１０７Ｋ（図１参照）は、例えば体積抵抗率が「６００Ωｃｍ」以下の金属によって形成された金属ローラである。この一次転写ローラ１０７Ｙ〜１０７Ｋに対し、中間転写ベルト１０１上にトナー像を一次転写するための一次転写電圧が、それぞれに対応する給電部ＨＶａ〜ＨＶｄにより印加される。

＜濃度センサ＞
図１に示すように、本実施形態の画像形成装置１００には、濃度センサ１４１が中間転写ベルト１０１の移動方向に関し、ブラックの画像形成部ＰＫの一次転写部Ｔ１と二次転写部Ｔ２との間に、中間転写ベルト１０１の外周面に対向して設けられている。濃度センサ１４１は、中間転写ベルト１０１に向け光を照射し、照射した光の反射光を受光可能に、中間転写ベルト１０１と間隔を空けて配置されている。本実施形態の場合、濃度センサ１４１は中間転写ベルト１０１の移動方向（図中矢印Ｒ２方向）に関し、感光ドラム１０３Ｋよりも下流側且つ張架ローラ１１４よりも上流側に配置されている。それ故、後述するように、カラーモードとモノクロモードとで異なる中間転写ベルト１０１の張架状態によって、濃度センサ１４１は影響を受けやすい、と言える。

上記の濃度センサ１４１について、図３を用いて説明する。濃度センサ１４１は反射型の光学センサであって、図３に示すように、中間転写ベルト１０１に形成されたパッチトナー像３０７（制御用トナー像）の反射光を検出可能に配置される。濃度センサ１４１は、ＬＥＤなどの発光部３０１、フォトダイオードなどの第一受光部３０２と第二受光部３０３、発光部３０１の発光光量を制御する光量制御基板３０４を有する。

発光部３０１は中間転写ベルト１０１に向けて、例えば中間転写ベルト１０１の法線に対し４５度の角度で赤外光などの光を照射する。第一受光部３０２は発光部３０１によって光が照射されることにより得られる、パッチトナー像３０７が形成されていない中間転写ベルト１０１の表面やパッチトナー像３０７から正反射光を受光する。これに対し、第二受光部３０３は発光部３０１によって光が照射されることにより得られる、パッチトナー像３０７が形成されていない中間転写ベルト１０１の表面やパッチトナー像３０７により散乱される乱反射光を受光する。なお、濃度センサ１４１には、発光部３０１により照射される光の経路と、第一受光部３０２、第二受光部３０３に受光される光の経路を作り出すために、例えばエポキシ樹脂から成形されたレンズ３０６が中間転写ベルト１０１側に設けられている。

第一受光部３０２には主に中間転写ベルト１０１からの正反射光が入るため、パッチトナー像３０７が中間転写ベルト１０１に形成されている場合、第一受光部３０２が受光する反射光量は低下する。これに対し、中間転写ベルト１０１の表面やブラックのパッチトナー像３０７からの乱反射光は、イエロー、マゼンダ、シアンのパッチトナー像３０７からの乱反射光よりも光量が小さい。そして、カラートナーの面積密度が高くなると、乱反射光の光量が増すため、第二受光部３０３の受光量が増加する。濃度センサ１４１の出力レベル（電流値）は第一受光部３０２や第二受光部３０３の受光量に比例するので、濃度センサ１４１の出力レベルに基づいてパッチトナー像３０７の濃度を把握し得る。

光量制御基板３０４は、発光部３０１に印加する電圧を調整して発光部３０１の発光光量を制御する回路である。また、光量制御基板３０４には第一受光部３０２、第二受光部３０３の受光量に応じて流れる電流を電圧変換するＩＶ変換機能を有する受光回路が実装されている。光量制御基板３０４により発光部３０１の発光光量が変えられることに従って、光を照射した同一の対象物の反射光量を異ならせることができる。即ち、発光部３０１の発光光量を大きくした場合、それに比例して中間転写ベルト１０１の表面やパッチトナー像３０７の反射光量を大きくし得る。光量制御基板３０４は、パッチトナー像３０７の濃度を検出するのに適した発光光量で発光部３０１を動作させ得る。

また、濃度センサ１４１には発光部３０１により発光された光が、直接的に第一受光部３０２や第二受光部３０３に受光されることを防止するために、例えば黒い樹脂で形成された遮蔽部材３０５が設けられている。そして、濃度センサ１４１と中間転写ベルト１０１とを遮ることができるように、シャッター３０８が設けられている。即ち、シャッター３０８は、濃度センサ１４１により検出を行う場合に実線で示した位置に移動され開いた状態とされる。他方、シャッター３０８は、濃度センサ１４１により検出を行わない場合に点線で示す濃度センサ１４１の前に移動され閉じた状態とされる。これにより、発光部３０１、第一受光部３０２、第二受光部３０３がトナー等により汚れないようにすることができ、もって濃度センサ１４１により適正にパッチトナー像３０７の濃度を検出できるようにしている。

＜接離機構＞
本実施形態の画像形成装置１００では画像形成モードとして、画像形成部ＰＹ〜ＰＫの全てを用いて画像形成を行うカラーモードと、ブラックの画像形成部ＰＫのみを用いて画像形成を行うモノクロモードとを選択的に実行可能としている。既に述べたように、一般的にはモノクロモード時に、ブラック以外の画像形成を行わない画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣの感光ドラム１０３Ｙ、１０３Ｍ、１０３Ｃ（第一像担持体）を中間転写ベルト１０１から離間させている。この場合、複数の感光ドラム１０３Ｙ〜１０３Ｋのうち、ブラックの画像形成部ＰＫの感光ドラム１０３Ｋ（第二像担持体）の一個のみを中間転写ベルト１０１に当接させて画像形成を行う。そうするために、画像形成装置１００は、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、感光ドラム１０３Ｙ、１０３Ｍ、１０３Ｃと中間転写ベルト１０１とを接離させるための接離機構５０を備えている。

接離機構５０の一例について、図２を参照しながら図４（ａ）乃至図５を用いて説明する。図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、接離機構５０は一次転写軸受け２９Ｙ〜２９Ｋ、離間スライダー２６、離間カム２７、離間シャフト２８を有する。一次転写軸受け２９Ｙ〜２９Ｋは、一次転写ローラ１０７Ｙ〜１０７Ｋの両端を回動可能に軸支する。一次転写軸受け２９Ｙ〜２９Ｋは、前フレーム２１Ｆ、後フレーム２１Ｒのそれぞれに、中間転写ベルト１０１の移動方向（図中矢印Ｒ２方向）への往復動を規制しながらも、移動方向に交差する方向に昇降自在に保持されている。そして、一次転写軸受け２９Ｙ〜２９Ｋは、一端が前フレーム２１Ｆ、後フレーム２１Ｒに固定された一次転写バネＳＰＹ〜ＳＰＫの他端に接続されている。一次転写バネＳＰＹ〜ＳＰＫは、中間転写ベルト１０１に向かう方向に一次転写軸受け２９Ｙ〜２９Ｋを付勢している。

なお、一次転写ローラ１０７Ｙよりも中間転写ベルト１０１の移動方向上流に配置された張架ローラ１１３は、一次転写ローラ１０７Ｙ〜１０７Ｋと同様の構成であってよい。即ち、張架ローラ１１３は張架ローラ軸受け２９ａに回転可能に軸支され、張架ローラ軸受け２９ａは張架ローラバネＳＰａによって中間転写ベルト１０１に向かう方向に付勢されている。

離間シャフト２８の軸方向の一端には、離間カップリング２４（図２参照）が取り付けられている。離間カップリング２４は、不図示の駆動源に連結されることで駆動力が伝達される。離間シャフト２８には、前フレーム２１Ｆ及び後フレーム２１Ｒ内にそれぞれ設けられた離間スライダー２６のスライド付勢面２６ｄを付勢して、離間スライダー２６をスライド動作させるための離間カム２７が設けられている。そして、図５に示すように、離間スライダー２６は一次転写ローラ昇降面２６Ｙ〜２６Ｃ、張架ローラ昇降面２６ａ、スライド付勢面２６ｄを有している。

図４（ａ）に示したカラーモードから、図４（ｂ）に示したモノクロモードに切り替える場合には、不図示の駆動源の駆動力が離間カップリング２４（図２参照）に伝達される。この駆動力により離間カップリング２４が回転することに連動して、離間カム２７が図４（ａ）の矢印Ｒ３方向へ回転する。この際に、離間カップリング２４が離間スライダー２６のスライド付勢面２６ｄ（図５参照）を付勢することで、離間スライダー２６は中間転写ベルト１０１の移動方向（図中矢印Ｒ２方向）にスライド移動する。離間スライダー２６のスライド移動に伴い、一次転写軸受け２９Ｙ、２９Ｍ、２９Ｃの突起２９Ｙ１、２９Ｍ１、２９Ｃ１が、離間スライダー２６の一次転写ローラ昇降面２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃによって押し上げられる。即ち、一次転写軸受け２９Ｙ、２９Ｍ、２９Ｃが中間転写ベルト１０１から離れる方向に移動する。こうして、第一転写部材としての一次転写ローラ１０７Ｙ、１０７Ｍ、１０７Ｃが中間転写ベルト１０１から離間される。第二転写部材としての一次転写ローラ１０７Ｋは、中間転写ベルト１０１への当接が維持される。

同様に、離間スライダー２６のスライド移動に伴い、張架ローラ軸受け２９ａの突起２９ａ１が、離間スライダー２６の張架ローラ昇降面２６ａによって押し上げられる。ただし、張架ローラ１１３の離間量は、一次転写ローラ１０７Ｙ、１０７Ｍ、１０７Ｃの離間量よりも小さく構成されている（図５参照）。そのため、中間転写ベルト１０１は張架ローラ１１３に張架された状態に維持される（図４（ｂ））。こうして、一次転写ローラ１０７Ｙ、１０７Ｍ、１０７Ｃが中間転写ベルト１０１から離間され、張架ローラ１１３が中間転写ベルト１０１から離間しない程度に中間転写ベルト１０１から離れる向きに動かされて、中間転写ベルト１０１の張架状態が変わる。これにより、中間転写ベルト１０１が感光ドラム１０３Ｙ、１０３Ｍ、１０３Ｃから離間し得る。

他方、モノクロモード（図４（ｂ））からカラーモード（図４（ａ））への切り替えは、離間カム２７が図４（ａ）の矢印Ｒ３方向の反対方向へ回転することで行われる。それにより、上記した離間動作と逆の手順を辿る動作が行われて、一次転写ローラ１０７Ｙ、１０７Ｍ、１０７Ｃが中間転写ベルト１０１に接近する接近動作が実現される。ここでは接近動作については説明を省略するが、この接近動作により一次転写ローラ１０７Ｙ〜１０７Ｋが全て中間転写ベルト１０１に当接する。こうして、中間転写ベルト１０１の張架状態がモノクロモードからカラーモードに切り替えられることにより、中間転写ベルト１０１が感光ドラム１０３Ｙ〜１０３Ｋの全てと当接し得る。

＜制御部＞
また、図１に示すように、画像形成装置１００は制御部５００を備えている。制御部５００について、図６を用いて説明する。なお、制御部５００は、図示した以外にも例えば感光ドラム１０３Ｙ〜１０３Ｋや二次転写内ローラ１１０などを駆動する各種モータ、一次転写ローラ１０７Ｙ〜１０７Ｋや二次転写外ローラ１１１に電圧を印加する各種電源、定着装置１３０などが接続される。しかし、ここでは発明の本旨でないので、それらの図示及び説明を省略している。

制御手段としての制御部５００は、画像形成動作などの画像形成装置１００の各種制御を行うものであり、例えばＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）５０１と、メモリ５０２とを有する。メモリ５０２はＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）などにより構成され、画像形成装置１００を制御するための各種プログラムや各種データ等が記憶されている。ＣＰＵ５０１はメモリ５０２に記憶されている画像形成ジョブ（プログラム）を実行して、画像形成を行うよう画像形成装置１００を動作させ得る。本実施形態の場合、ＣＰＵ５０１はメモリ５０２に記憶されている「光量調整処理」（後述する図１０参照）を実行可能である。なお、メモリ５０２は各種プログラムの実行に伴う演算処理結果などを一時的に記憶し得る。

制御部５００には入出力インタフェースを介して、操作部４００が接続されている。操作部４００は、ユーザによる画像形成ジョブなどの各種プログラムの開始指示や各種データ入力などを受け付ける、例えばスキャナやパーソナルコンピュータ等の外部端末あるいは操作パネルなどである。本実施形態において、ユーザは操作部４００を用いて、記録材Ｓにカラー画像を形成可能なカラーモード、記録材Ｓにブラックのモノクロ画像を形成可能なモノクロモードのいずれかの印刷モードを指示可能である。操作部４００から上記いずれかの印刷モードでの画像形成ジョブの開始指示がなされた場合、制御部５００は操作部４００から入力された画像データに基づいて、メモリ５０２に記憶されている画像形成処理（プログラム）を実行する。制御部５００は、画像形成処理の実行に基づいて画像形成装置１００を制御する。

画像形成ジョブとは、記録材Ｓに画像形成するプリント信号に基づいて、画像形成開始してから画像形成動作が完了するまでの一連の動作のことである。即ち、画像形成を行うにあたり必要となる予備動作（所謂、前回転）を開始してから、画像形成工程を経て、画像形成を終了するにあたり必要となる予備動作（所謂、後回転）が完了するまでの一連の動作のことである。具体的には、プリント信号を受けた後の前回転時（画像形成前の準備動作）から、後回転（画像形成後の動作）までのことを指し、画像形成期間、紙間を含む。

また、制御部５００には、入出力インタフェースを介して上述した濃度センサ１４１が接続されている。濃度センサ１４１は、上述の通り、中間転写ベルト１０１に形成されたパッチトナー像の反射光、またパッチトナー像が形成されていない中間転写ベルト１０１表面の反射光を検出する。制御部５００は反射光の反射光量が所定の光量レベルに達するように、濃度センサ１４１の光量制御基板３０４（図３参照）に対し発光光量信号（電流値）を送信する。それに伴い、制御部５００は、光の照射によって得られる反射光量信号（電流値）を濃度センサ１４１から受信し、これに基づきパッチトナー像の濃度を検出する。本実施形態の場合、メモリ５０２にはカラーモード用の発光光量信号とモノクロモード用の発光光量信号とが記憶されており、制御部５００は選択された印刷モードに応じた発光光量信号を用いる。これらカラーモード用の発光光量信号とモノクロモード用の発光光量信号は、後述する「光量調整処理」（後述する図１０参照）の実行に伴いメモリ５０２に記憶される。

さらに、制御部５００には入出力インタフェースを介して、上述した接離機構５０が接続されている。制御部５００は、上述したように接離機構５０の離間スライダー２６（図４（ａ）参照）をスライド移動させることにより、選択された印刷モードに応じて中間転写ベルト１０１と感光ドラム１０３Ｙ〜１０３Ｃとを離間させたり当接させたりし得る。

次に、濃度センサ１４１の光量調整（つまりは発光光量信号の調整）について、説明する。中間転写ベルト１０１の劣化やその他の要因によって、濃度センサ１４１が受光する反射光量が低下すると、濃度センサ１４１の出力が下がりトナー濃度を計測する際のダイナミックレンジが小さくなる。その場合、濃度センサ１４１は適正にパッチトナー像３０７の濃度を検出できなくなる虞がある。そこで、濃度センサ１４１の光量調整を実行して、濃度センサ１４１の出力を所定出力に戻す必要がある。以下、公知であるが、濃度センサ１４１の光量調整方法について、図３を参照しながら図７（ａ）及び図７（ｂ）を用いて説明する。

濃度センサ１４１の光量調整では、まず濃度センサ１４１の発光部３０１に流す電流を３段階の大きさに分けて、発光部３０１により中間転写ベルト１０１の表面に光を所定時間ずつ順に照射させる。そうした場合に出力される濃度センサ１４１の出力波形を、図７（ａ）に示した。図７（ａ）に示すように、電流を３段階に分けて光を照射した結果、電流の大きさに応じて濃度センサ１４１の出力波形も３段階の大きさの波形が得られる。

そして、濃度センサ１４１の出力波形に基づき、各段階毎に８ポイント（Ｐ１１〜Ｐ１８、Ｐ２１〜Ｐ２８、Ｐ３１〜Ｐ３８）の出力レベルを検出し、それらの平均値を算出する。そして、算出した平均レベル（Ｐ１ａｖｅ、Ｐ２ａｖｅ、Ｐ３ａｖｅ）に基づき、濃度センサ１４１の出力レベルが目標値（図７（ｂ）の目標センサ出力）となる光量を決定する。具体的には図７（ｂ）に示すように、算出した平均レベルを線形補間して、濃度センサ１４１の出力レベルが目標値となる光量を決定すればよい。なお、発光部３０１に流す電流を最大にしても目標の出力レベルに達しない場合には、濃度センサ１４１の正反射出力ゲインを切り換え、再度、発光部３０１に流す電流を３段階の大きさに分けて光を順に照射させればよい。

＜濃度センサへの影響＞
次に、カラーモードとモノクロモードとにおける中間転写ベルト１０１の張架状態の相違による濃度センサ１４１への影響について、図３を参照しながら図８（ａ）乃至図９を用いて説明する。上述したように、カラーモードからモノクロモードへの切り替えにより、中間転写ベルト１０１の張架状態は図８（ａ）に示す張架状態から図８（ｂ）に示す張架状態に変わる。図８（ｂ）に示す張架状態の場合、図８（ａ）に示す張架状態からの変化に伴い中間転写ベルト１０１に生じる余長Ｌは、テンションローラ１１２による張力の付与によって吸収される。ただし、そうした場合には、テンションバネ２５が伸長した状態となり、テンションバネ２５の中間転写ベルト１０１に対する付勢力は低下する。その結果、中間転写ベルト１０１の移動方向最下流に形成される一次転写部Ｔ１における中間転写ベルト１０１の張力が低下する。

こうして、カラーモード（図８（ａ））とモノクロモード（図８（ｂ））とでは一次転写ローラ１０７Ｙ〜１０７Ｋによる中間転写ベルト１０１の張架状態が異なり、中間転写ベルト１０１に付与される張力や張架ローラ１１３、１１４の変形量に差が生じ得る。その場合、カラーモードとモノクロモードでは、中間転写ベルト１０１の面位置が異なってくる。具体的に、カラーモードではモノクロモードよりも中間転写ベルト１０１に付与される張力が高まることから、張架ローラ１１４の変形量が大きくなる。また、図９に示すように、濃度センサ１４１は中間転写ベルト（１０１ＣＬ、１０１Ｂｋ）の移動方向（図中矢印Ｒ２方向）に関し、感光ドラム１０３Ｋよりも下流側且つ張架ローラ１１４よりも上流側に配置されている。それ故、カラーモード時の中間転写ベルト１０１ＣＬの面位置（実線）は、モノクロモード時の中間転写ベルト１０１Ｂｋの面位置（点線）から、図中矢印Ｚ２方向からＺ１方向へオフセットした位置となる。つまり、カラーモードとモノクロモードとでは、中間転写ベルト１０１の表面と濃度センサ１４１（詳しくは発光部３０１、第一受光部３０２、第二受光部３０３）との間隔が異なる。この場合、濃度センサ１４１から同じ光量の光が照射されたとしても、その間隔により中間転写ベルト１０１の反射光に強弱が生じ得て、濃度センサ１４１の出力が影響される虞がある。

それにも関わらず、従来ではモノクロ画像の濃度むらを補正するために、カラーモードで濃度センサ１４１の光量調整を行った後に、中間転写ベルト１０１上にトナーパッチ像を形成し、その濃度を濃度センサ１４１により検出させていた（濃度補正）。このように、従来では全ての感光ドラム１０３Ｙ〜１０３Ｋが中間転写ベルト１０１に当接された状態（カラーモード）で、濃度センサ１４１の光量調整を行っていたことから、モノクロモード時に濃度むらが生じやすかった。特には、一次転写ローラ１０７Ｙ〜１０７Ｋが金属ローラであって、上述したように、モノクロモードにおいて一次転写ローラ１０７Ｙ〜１０７Ｃが中間転写ベルト１０１から離間される構成（図４（ｂ））の場合に顕著であった。

＜光量調整処理＞
そこで、本実施形態では、モノクロモードとカラーモードとで同じ光量の光が照射された場合に、濃度センサ１４１により検出される中間転写ベルト１０１の反射光に影響が生じないように、濃度センサ１４１により照射される光の光量を調整可能としている。以下、本実施形態の光量調整処理について、図６を参照しながら図１０を用いて説明する。本実施形態の光量調整処理は、操作部４００から画像形成ジョブの開始指示が入力されることにより、制御部５００によって開始される。

図１０に示すように、制御部５００は、操作部４００から送信されるプリント信号を受信する（Ｓ１）。ここで、制御部５００は、印刷モードがモノクロモードであり、中間転写ベルト１０１と感光ドラム１０３Ｙ〜１０３Ｃとが当接した状態にあれば、中間転写ベルト１０１から感光ドラム１０３Ｙ〜１０３Ｃを離間させる。即ち、中間転写ベルト１０１にブラックの感光ドラム１０３Ｋのみを当接させた状態とする。他方、印刷モードがフルカラーモードであり、中間転写ベルト１０１と感光ドラム１０３Ｙ〜１０３Ｃとが離間した状態にあれば、中間転写ベルト１０１に感光ドラム１０３Ｙ〜１０３Ｃを当接させる。即ち、中間転写ベルト１０１に全ての感光ドラム１０３Ｙ〜１０３Ｋを当接させた状態とする。

その後、制御部５００は、濃度補正情報に基づき濃度補正モードを実行するタイミングであるか否かを判断する（Ｓ２）。濃度補正モードは、中間転写ベルト１０１上に濃度検出用のパッチトナー像を形成して、濃度センサ１４１によるパッチトナー像の検出結果に基づいて、各色間のずれ量（色ずれ量）や濃度むらを補正するための処理である。ここで、濃度補正情報としては、例えば機外温度やレーザスキャナユニット（露光装置）の温度、前回の画像形成ジョブ終了からの経過時間、前回の濃度補正モードの実行後から画像形成した累計の記録材Ｓの枚数などが挙げられる。濃度補正モードを実行するタイミングでない場合（Ｓ２のＮｏ）、制御部５００はステップＳ７の処理へジャンプする。他方、濃度補正モードを実行するタイミングである場合（Ｓ２のＹｅｓ）、制御部５００はプリント信号に基づいて、印刷モードがモノクロモードであるか否かを判定する（Ｓ３）。

印刷モードがモノクロモードである場合（Ｓ３のＹｅｓ）、制御部５００は中間転写ベルト１０１にブラックの感光ドラム１０３Ｋのみを当接させた状態で、濃度センサ１４１の光量調整（第二光量調整モード）を行う（Ｓ４）。その後、制御部５００はトナーパッチ像を用いた濃度補正を行う（Ｓ６）。ここでの光量調整によって得られる発光光量信号は、モノクロモード用の発光光量信号としてメモリ５０２に記憶され参照される。

印刷モードがモノクロモードでない場合（Ｓ３のＮｏ）、制御部５００は中間転写ベルト１０１に全ての感光ドラム１０３Ｙ〜１０３Ｋを当接させた状態で、濃度センサ１４１の光量調整（第一光量調整モード）を行う（Ｓ５）。その後、制御部５００はトナーパッチ像を用いた濃度補正モードを実行する（Ｓ６）。ここでの光量調整によって得られる発光光量信号は、カラーモード用の発光光量信号としてメモリ５０２に記憶され参照される。このように、本実施形態では画像形成ジョブの前回転時あるいは画像形成ジョブ中の紙間で、印刷モードに応じて中間転写ベルト１０１と感光ドラム１０３Ｙ〜１０３Ｋとの当接状態を異ならせて、濃度センサ１４１の光量調整が行われる。そして、濃度センサ１４１の光量調整が行われたうえで、濃度補正モードが行われるようにしている。

上記した光量調整（Ｓ４、Ｓ５）と濃度補正（Ｓ６）の実行後、制御部５００は画像形成を実行する（Ｓ７）。そして、制御部５００は画像形成ジョブを終了するか否かを判定する（Ｓ８）。画像形成ジョブを終了しない場合（Ｓ８のＮｏ）、制御部５００はステップＳ２の処理に戻って上記したＳ２〜Ｓ７の処理を繰り返す。画像形成ジョブを終了する場合（Ｓ８のＹｅｓ）、制御部５００は画像形成ジョブ中に濃度センサ１４１の光量調整を行ったか否かを判定する（Ｓ９）。画像形成ジョブ中に濃度センサ１４１の光量調整を行っていない場合（Ｓ９のＮｏ）、制御部５００は本光量調整処理を終了する。

他方、画像形成ジョブ中に濃度センサ１４１の光量調整を行った場合（Ｓ９のＹｅｓ）、制御部５００は終了した画像形成ジョブの印刷モードがモノクロモードで実行したか否かを判定する（Ｓ１０）。モノクロモードである場合（Ｓ１０のＹｅｓ）、制御部５００は接離機構５０を動作して中間転写ベルト１０１に感光ドラム１０３Ｙ〜１０３Ｃを当接させてから、当接状態で濃度センサ１４１の光量調整（第一光量調整モード）を行う（Ｓ１１）。即ち、制御部５００は、中間転写ベルト１０１にブラックの感光ドラム１０３Ｋのみを当接させた状態から、中間転写ベルト１０１に全ての感光ドラム１０３Ｙ〜１０３Ｋを当接させた状態とする。そして、制御部５００は中間転写ベルト１０１に全ての感光ドラム１０３Ｙ〜１０３Ｋを当接させた状態で（カラーモードで画像形成可能な状態）、濃度センサ１４１の光量調整を行う。ここでは、濃度センサ１４１の光量調整後に、トナーパッチ像を用いた濃度補正モードを実行しなくてよい。なお、ここでの光量調整によって得られる発光光量信号は、カラーモード用の発光光量信号としてメモリ５０２に記憶され、次回のカラーモードでの画像形成ジョブ時に参照される。

他方、モノクロモードでなくカラーモードである場合（Ｓ１０のＮｏ）、制御部５００は接離機構５０を動作して中間転写ベルト１０１から感光ドラム１０３Ｙ〜１０３Ｃを離間させてから、離間状態で濃度センサ１４１の光量調整を行う（Ｓ１２）。即ち、制御部５００は、中間転写ベルト１０１に全ての感光ドラム１０３Ｙ〜１０３Ｋが当接した状態から、中間転写ベルト１０１にブラックの感光ドラム１０３Ｋのみを当接させた状態とする。そして、制御部５００は中間転写ベルト１０１にブラックの感光ドラム１０３Ｋのみを当接させた状態（モノクロモードで画像形成可能な状態）で、濃度センサ１４１の光量調整を行う（第二光量調整モード）。ここでは、濃度センサ１４１の光量調整後に、トナーパッチ像を用いた濃度補正モードを実行しなくてよい。なお、ここでの光量調整によって得られる発光光量信号は、モノクロモード用の発光光量信号としてメモリ５０２に記憶され、次回のモノクロモードでの画像形成ジョブ時に参照される。制御部５００は、上記した濃度センサ１４１の光量調整（Ｓ１１、Ｓ１２）の実行後、本光量調整処理を終了する。

以上のように、本実施形態によれば、モノクロモード時（第二画像形成ジョブ時）には、中間転写ベルト１０１にブラックの感光ドラム１０３Ｋのみを当接させた状態で濃度センサ１４１の光量調整が行われるようにした。カラーモード時（第一画像形成ジョブ時）には、中間転写ベルト１０１に全ての感光ドラム１０３Ｙ〜１０３Ｋを当接させた状態で濃度センサ１４１の光量調整が行われるようにした。即ち、画像形成ジョブ時と同じ中間転写ベルト１０１と感光ドラム１０３Ｙ〜１０３Ｋとの当接状態で、光量調整モードが実行される。これにより、モノクロモードとカラーモードとで、中間転写ベルト１０１に向け照射した光の反射光に差が生じないように、濃度センサ１４１（光学センサ）により中間転写ベルト１０１に向けて照射させる光の光量を調整することができるようになる。したがって、カラーモード時だけでなくモノクロモード時にも、濃度むらなどの画像不良を生じ難くすることが容易に実現できる。

また、カラーモード時に光量調整モードを実行した場合に、画像形成ジョブ（第一画像形成ジョブ）の終了時にモノクロモードでの光量調整モードを実行する。そして、モノクロモード時に光量調整モードを実行した場合に、画像形成ジョブ（第二画像形成ジョブ）の終了時にカラーモードでの光量調整モードを実行する。こうすると、次回の画像形成ジョブの前回転時やスタンバイ状態からの復帰時などに、前回の画像形成ジョブとは異なる画像形成モードの画像形成ジョブを行うような場合であっても、当該モードでの光量調整モードを実行しなくて済む。したがって、画像形成装置１００の効率的な運用を実現することができるようになる。

５０…接離機構、１００…画像形成装置、１０１…中間転写ベルト、１０３Ｙ、１０３Ｍ、１０３Ｃ…第一像担持体（感光ドラム）、１０３Ｋ…第二像担持体（感光ドラム）、１０７Ｙ、１０７Ｍ、１０７Ｃ、１０７Ｋ…転写部材（一次転写ローラ）、１１３、１１４…張架部材（張架ローラ）、１４１…光学センサ（濃度センサ）、３０７…制御用トナー像（パッチトナー像）、５００…制御手段（制御部）

Claims

それぞれがトナー像を担持し回転する第一像担持体及び第二像担持体と、
回転する中間転写ベルトと、
前記中間転写ベルトを張架する複数の張架部材と、
前記第一像担持体のトナー像を前記中間転写ベルトに転写する第一転写部材と、
前記第二像担持体のトナー像を前記中間転写ベルトに転写する第二転写部材と、
前記中間転写ベルトに向け光を照射し、照射した光の反射光を受光可能に、前記中間転写ベルトと間隔を空けて配置された光学センサと、
前記第一転写部材を移動させて、前記中間転写ベルトを前記第一像担持体に対し接離させる接離機構と、
前記第一像担持体及び前記第二像担持体を前記中間転写ベルトに当接させた状態で、前記光学センサに照射させる光の光量を調整する第一光量調整モードと、前記第二像担持体のみを前記中間転写ベルトに当接させた状態で、前記光学センサに照射させる光の光量を調整する第二光量調整モードと、を実行可能な制御手段と、を備える、
ことを特徴とする画像形成装置。
前記制御手段は、前記第一光量調整モードと第二光量調整モードとにおいて、前記光学センサが同じ光量の反射光を受光するように前記光学センサに照射させる光の光量を調整する、
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記制御手段は、前記第一像担持体及び前記第二像担持体を前記中間転写ベルトに当接させた状態で画像形成する第一画像形成ジョブの終了時に、前記第一転写部材を移動させ前記中間転写ベルトを前記第一像担持体から離間させて前記第二光量調整モードを実行し、前記第二像担持体のみを前記中間転写ベルトに当接させた状態で画像形成する第二画像形成ジョブの終了時に、前記第一転写部材を移動させ前記中間転写ベルトを前記第一像担持体に当接させて前記第一光量調整モードを実行する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
前記制御手段は、前記中間転写ベルトに制御用トナー像を形成した場合の前記光学センサの検出結果に基づいて、画像形成ジョブ時に形成するトナー像の濃度を調整する濃度補正モードを実行可能であり、
前記第一像担持体及び前記第二像担持体を前記中間転写ベルトに当接させた状態で画像形成する第一画像形成ジョブ時に前記濃度補正モードを実行するときに、前記第一光量調整モードを実行し、
前記第二像担持体のみを前記中間転写ベルトに当接させた状態で画像形成する第二画像形成ジョブ時に前記濃度補正モードを実行するときに、前記第二光量調整モードを実行する、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。