JP3269775B2

JP3269775B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP3269775B2
Application number: JP13965096A
Authority: JP
Inventors: 泰稔太田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1996-05-08
Filing date: 1996-05-08
Publication date: 2002-04-02
Anticipated expiration: 2016-05-08
Also published as: JPH09297466A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、ファクシ
ミリ、プリンター等の画像形成装置に係り、詳しくは中
間転写体を有する画像形成装置において、定着前のトナ
ー付着量を計測する手段に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の画像形成装置としては、ト
ナー濃度センサを用いて現像処理後のトナー付着量を測
定するものが知られている。このトナー濃度センサと
は、ＬＥＤとフォトダイオード等を組み合わせ、像担持
体としての感光体上に付着したトナーによって反射した
光量を計測するものである。トナー濃度センサは極めて
安価であるため広く用いられているが、トナー濃度変化
に対する直線性が思わしくなく、特に検出すべきトナー
濃度が高濃度である場合に精度が劣る。そこで、この検
出精度を改良した種々の方法が提案されている。例え
ば、特開平３−１７４５６０号公報においては、トナー
層による光の減衰に着目し、感光体上に形成した画像濃
度検出用のトナー像を中間転写体の透明部に転写し、中
間転写体の内外に配された投、受光器を用いて転写した
トナー像を透過する光量を検出することにより、トナー
付着量の検出精度を改良したものが提案されている。ま
た、特開平３−２０９２８１号公報においては、感光体
上での正反射成分を検知する第１の光センサと、感光体
上に付着したトナーによる乱反射成分を検知する第２の
光センサとを併用し、これら第１、第２の光センサによ
る検出結果の差を用いることにより上記検出精度を改良
したものも知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】近年高まる高画質化の
要求に対して、さらに上記トナー付着量の検出精度の向
上が求められている。ところが、トナー像の高濃度部か
ら低濃度部までの全域にわたって高精度なトナー付着量
の検出が困難であるという問題点があった。

【０００４】本発明は以上の問題点に鑑みなされたもの
であり、その目的とするところは、中間転写体上の現像
処理後のトナー付着量をトナー像の高濃度部から低濃度
部までの全域にわたって精度良く検出できる画像形成装
置を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、像担持体上に形成されるトナー
像を無端状に走行する中間転写体上に一次転写し、該中
間転写体上の一次転写画像を転写材に二次転写する中間
転写方式の画像形成装置において、上記中間転写体の一
部に透明部、該一部の他の部分に不透明部を構成し、該
中間転写体上にトナー付着量検出用の多階調のトナー像
を形成する作像手段と、該作像手段によって上記透明部
に形成されたトナー像の透過光を検出する透過光検出手
段と、該作像手段によって上記不透明部に形成されたト
ナー像に対して所定位置から光線を発光する発光素子及
び該光線の該トナー像からの反射光の素子上での入射位
置を検出する受光素子で構成される反射光検出手段と備
え、該透過光検出手段と該反射光検出手段との両者の検
出結果に基づいて該中間転写体上におけるトナー付着量
を計測することを特徴とするものである。請求項２の発
明は、請求項１の画像形成装置において、上記透過光検
出手段を上記中間転写体の外側に配置した光線を所定位
置から発光する発光素子と上記中間転写体の内側に配置
した透過光を検出する受光素子とで構成し、上記反射光
検出手段を該発光素子と上記中間転写体の外側に配置し
た反射光の素子上での入射位置を検出する受光素子とで
構成したことを特徴とものである。請求項３の発明は、
請求項１の画像形成装置において、上記中間転写体上に
形成された多階調のトナー像の濃度レベルに応じて、上
記透過光検出手段の検出結果と上記反射光検出手段の検
出結果とを切り分け、いずれか一方の検出結果に基づい
て各濃度レベルにおける上記中間転写体上のトナー付着
量を計測することを特徴とするものである。請求項４の
発明は、請求項１の画像形成装置において、上記透明部
と上記不透明部との境界が上記トナー像の搬送方向に対
して垂直に構成されていることを特徴とするものであ
る。請求項５の発明は、請求項１の画像形成装置におい
て、上記透明部と上記不透明部との境界が上記トナー像
の搬送方向に対して平行に構成されていることを特徴と
するものである。請求項６の発明は、像担持体上に形成
されるトナー像を無端状に走行する中間転写体上に一次
転写し、該中間転写体上の一次転写画像を転写材に二次
転写する中間転写方式の画像形成装置において、上記像
担持体に対向する位置に測定用転写体を配置し、上記中
間転写体と該測定用転写体とのいずれか一方に透明部、
他方に不透明部を構成し、該像担持体上にトナー像を形
成して該トナー像を該中間転写体及び該測定用転写体上
に転写することで、該中間転写体及び該測定用転写体上
にトナー付着量検出用の多階調のトナー像を形成する作
像手段と、該作像手段によって上記透明部に形成された
トナー像の透過光を検出する透過光検出手段と、該作像
手段によって上記不透明部に形成されたトナー像の反射
光を検出する反射光検出手段とを備え、該透過光検出手
段と該反射光検出手段との両者の検出結果に基づいて該
中間転写体上におけるトナー付着量を計測することを特
徴とするものである。請求項１乃至５の画像形成装置に
おいては、上記透過光検出手段により透過光、上記反射
光検出手段により反射光の受光素子での入射位置を検出
し、両者の検出結果に基づいて上記中間転写体上のトナ
ー付着量を計測する。上記透過光検出手段は、高濃度レ
ベルのトナー像においてトナー付着量の検出精度が高
い。一方、上記反射光検出手段は、低濃度レベルのトナ
ー像においてトナー付着量の検出精度が高い。また、上
記発光素子からの光線が上記不透明部において反射し、
この反射光の上記受光素子に入射する位置を検出するの
で、上記反射光の入射位置検出による反射光検出手段
は、低濃度レベルのトナー像におけるトナー付着量の検
出精度が特に良好である。特に、請求項２の画像形成装
置においては、上記透過光検出手段と上記反射光検出手
段として１個の発光素子からの発光を兼用し、上記中間
転写体の透明部においてはこの内側に設けられた受光素
子を用いて透過光、上記中間転写体の不透明部において
はこの外側に設けられた受光素子を用いて反射光を検出
し、両者の検出結果に基づいて上記中間転写体上のトナ
ー付着量を計測する。特に、請求項５の画像形成装置に
おいては、上記透明部と上記不透明部との境界を上記ト
ナー像の搬送方向に対して平行になるように構成するた
め、上記透明部を中間転写体の端部に形成することがで
きる。この端部は、画像の形成に寄与しない場合が多々
ある。さらに、中間転写体の端部の画像形成に寄与しな
い部分を予め広く確保しておくこともできる。請求項６
の画像形成装置においては、上記中間転写体と、上記像
担持体と対向する位置に測定用転写体とを備え、いずれ
か一方においては上記透過光検出手段により透過光、他
方においては上記反射光検出手段により反射光を検出
し、両者の検出結果に基づいて上記中間転写体上のトナ
ー付着量を計測する。上記透過光検出手段は、高濃度レ
ベルのトナー像においてトナー付着量の検出精度が高
い。一方、上記反射光検出手段は、低濃度レベルのトナ
ー像においてトナー付着量の検出精度が高い。

【０００６】

【０００７】

【０００８】

【０００９】

【００１０】

【００１１】

【００１２】

【００１３】

【００１４】

【００１５】

【００１６】

【００１７】

【発明の実施の形態】

［実施形態１］まず、本発明が適用できる画像形成装置
であるカラー複写装置の一例について説明する。図１は
カラー複写装置の概略構成図、図２は感光体・中間転写
ベルト回りの拡大図である。カラー画像読み取り装置
（以下、カラースキャナーという）１は、原稿３の画像
を照明ランプ４、ミラー群５、及びレンズ６を介してカ
ラーセンサー７に結像して、原稿のカラー画像情報を、
例えばブルー（Ｂlue、以下Ｂという）、グリーン（Ｇr
een、以下Ｇという）、レッド（Ｒed、以下Ｒという）
の色分解光毎に読み取り、電気的な画像信号に変換す
る。そして、このカラースキャナー１で得たＢ、Ｇ、Ｒ
の色分解画像信号強度レベルをもとにして、画像処理部
（図示なし）で色変換処理を行ない、ブラック（以下、
Ｂｋという）、シアン（Ｃyan、以下Ｃという）、マゼ
ンタ（Ｍagenta、以下Ｍという）、イエロー（Ｙello
w、以下Ｙという）のカラー画像データを得る。これ
を、次に述べるカラー画像記録装置（以下、カラープリ
ンターという）２によって、Ｂｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの顕像化
を行ない、これにより得られたトナー像を重ね合わして
４色フルカラー画像を形成する。

【００１８】カラープリンター２の書き込み光学ユニッ
ト８は、カラースキャナー１からのカラー画像データを
光信号に変換して、原稿画像に対応した光書き込みを行
い、感光体９に静電潜像を形成する。感光体９は、矢印
の如く反時計方向に回転し、その回りには、感光体クリ
ーニングユニット（クリーニング前除電器を含む）１
０、除電ランプ１１、帯電器１２、電位センサー１３、
Ｂｋ現像ユニット１４、Ｃ現像ユニット１５、Ｍ現像ユ
ニット１６、Ｙ現像ユニット１７、現像濃度パターン検
出用の光学センサー１８、中間転写ベルト１９などが配
置されている。

【００１９】各現像ユニットは、静電潜像を現像するた
めに現像剤の穂を感光体９の表面に接触させて回転する
現像スリーブ（１４ａ、１５ａ、１６ａ、１７ａ）と、
現像剤を汲み上げ・撹拌するために回転する現像パドル
（１４ｂ、１５ｂ、１６ｂ、１７ｂ）、及び現像剤のト
ナー濃度センサー（１４ｃ、１５ｃ、１６ｃ、１７ｃ）
などで構成されている。

【００２０】以下、現像動作の順序（カラー画像形成順
序）が、Ｂｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの例でコピー動作の概略を説
明する（ただし、画像形成順序はこれに限定されるもの
ではない）。コピー動作が開始されると、カラースキャ
ナー１で所定のタイミングからＢｋ画像データの読み取
りがスタートし、この画像データに基づきレーザー光に
よる光書き込み、潜像形成が始まる（以下、Ｂｋ画像デ
ータによる静電潜像をＢｋ潜像という。Ｃ、Ｍ、Ｙにつ
いて、それぞれＣ潜像、Ｍ潜像、Ｙ潜像という）。この
Ｂｋ潜像の先端部から現像可能とすべくＢｋ現像ユニッ
ト１４の現像位置に潜像先端部が到達する前に、現像ス
リーブ１４ａを回転開始して、Ｂｋ潜像をＢｋトナーで
現像する。そして以後、Ｂｋ潜像領域の現像動作を続
け、潜像後端部がＢｋ現像位置を通過した時点で、現像
不作動状態にする。これは少なくとも、次のＣ画像デー
タによるＣ潜像先端部が到達する前に完了させる。

【００２１】感光体９に形成したＢｋトナー像は、感光
体と等速駆動されている中間転写ベルト１９の表面に転
写する（以下、感光体から中間転写ベルトへのトナー像
転写をベルト転写という）。ベルト転写は、感光体９と
中間転写ベルト１９が接触状態において、転写バイアス
ローラ２０ａに所定のバイアス電圧を印加することで行
う。なお、中間転写ベルト１９には、感光体９に順次形
成するＢｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙのトナー像を、同ー面に順次位
置合せして、４色重ねのベルト転写画像を形成し、その
後、転写紙にー括転写を行う。この中間転写ベルトユニ
ットについては後述する。

【００２２】感光体９側ではＢｋ工程の次にＣ工程に進
むが、所定のタイミングからカラースキャナー１による
Ｃ画像データ読み取りが始まり、その画像データによる
レーザー光書き込みで、Ｃ潜像形成を行う。Ｃ現像ユニ
ット１５はその現像位置に対して、先のＢｋ潜像後端部
が通過した後で、かつＣ潜像の先端が到達する前に現像
スリーブ１５ａを回転開始して、Ｃ潜像をＣトナーで現
像する。以後、Ｃ潜像領域の現像を続け、潜像後端部が
通過した時点で、先のＢｋ現像ユニットの場合と同様に
現像不作動状態にする。これもやはり次のＭ潜像先端部
が到達する前に完了させる。なお、Ｍ及びＹの各工程に
ついても、それぞれの画像データ読み取り、潜像形成及
び現像の動作が上述のＢｋ、Ｃの工程と同様に行なわれ
る。

【００２３】次に、中間転写ベルトユニットについて説
明する。中間転写ベルト１９は、駆動ローラ２１、転写
バイアスローラ２０ａ、アースローラ２０ｂ、及び従動
ローラ群に張架されており、図示していない駆動モータ
により駆動制御される。なお、本実施形態における中間
転写ベルト１９については後に詳述する。ベルトクリー
ニングユニット２２は、ブラシローラ２２ａ、ゴムブレ
ード２２ｂ、及びベルトからの接離機構２２ｃなどで構
成されており、１色目のＢｋ画像をベルト転写した後
の、２、３、４色目をベルト転写している間は、接離機
構２２ｃによってベルト面から離間させておく。

【００２４】紙転写ユニット２３は、紙転写バイアスロ
ーラー２３ａ、ローラークリーニングブレード２３ｂ、
及びベルトからの接離機構２３ｃなどで構成されてい
る。該バイアスローラー２３ａは、通常はベルト１９面
から離間しているが、中間転写ベルト１９面に形成され
た４色の重ね画像を、転写紙にー括転写する時にタイミ
ングを取って接離機構２３ｃで押圧され、該ローラー２
３ａに所定のバイアス電圧を印加して紙への転写を行
う。なお、転写紙２４は、給紙ローラー２５、レジスト
ローラ２６によって、中間転写ベルト面の４色重ね画像
の先端部が、紙転写位置に到達するタイミングに合わせ
て給紙される。

【００２５】以上のようにして、中間転写ベルト面から
４色重ねトナー像をー括転写された転写紙２４は、紙搬
送ユニット２７で定着器２８に搬送され、所定温度にコ
ントロールされた定着ローラ２８ａと加圧ローラー２８
ｂでトナー像を溶融定着してコピートレイ２９に搬出さ
れフルカラーコピーを得る。

【００２６】なお、ベルト転写後の感光体９は、感光体
クリーニングユニット１０（クリーニング前除電器１０
ａ、ブラシローラ１０ｂ、ゴムブレード１０ｃ）で表面
をクリーニングされ、また、除電ランプ１１で均一に除
電される。また、転写紙２４にトナー像を転写した後の
中間転写ベルト１９は、クリーニングユニット２２を再
び接離機構２２ｃで押圧して表面をクリーニングされ
る。

【００２７】リピートコピーの時は、カラースキャナ１
の動作及び感光体９への画像形成は、１枚目のＹ（４色
目）画像工程に引き続き、所定のタイミングで２枚目の
Ｂｋ（１色目）画像工程に進む。また、中間転写ベルト
１９の方は、１枚目の４色重ね画像の転写紙へのー括転
写工程に引き続き、表面をクリーニングユニット２２で
クリーニングされた領域に、２枚目のＢｋトナー像がベ
ルト転写されるようにする。その後は、１枚目と同様の
動作になる。なお、転写紙カセット３０、３１、３２、
３３は、各種サイズの転写紙が収納されており、操作パ
ネル（図示なし）で指定されたサイズ紙の収納カセット
から、タイミングを取ってレジストローラ２６方向に給
紙、搬送される。３４は、ＯＨＰ用紙や厚紙などの手差
し給紙トレイである。

【００２８】以上は、４色フルカラーを得るコピーモー
ドの説明であったが、３色コピーモード、２色コピーモ
ードの場合は、指定された色と回数の分について、上記
と同様の動作を行うことになる。また、単色コピーモー
ドの場合は、所定枚数が終了するまでの間、その色の現
像ユニットのみを現像作動（剤穂立て）状態にして、中
間転写ベルト１９は、感光体９面に接触したまま往動方
向にー定速駆動し、さらに、ベルトクリーナー２２もベ
ルト１９に接触したままの状態で、コピー動作を行う。

【００２９】次に、図３を用いて、本実施形態（以下、
実施形態１という）に係る中間転写ベルト１９及び該中
間転写ベルト１９上のトナー付着量計測手段について説
明する。本実施形態に係る中間転写ベルト１９は、図４
に平面展開図で示すように、透明部１９ａと不透明部１
９ｂとから構成されている。この透明部１９ａと不透明
部１９ｂは、図３中矢印Ａで示す上記トナー像の搬送方
向に対して中間転写ベルト１９の外周Ｌを垂直（ｙ軸方
向に平行）に等分して設けられている。そして、中間転
写ベルト１９の透明部１９ａにおいて透過光の光量検出
によりトナー付着量を計測する第１計測点５０ａと、中
間転写ベルト１９の不透明部１９ｂにおいて反射光の入
射位置検出によりトナー付着量を計測する第２計測点５
０ｂとを、矢印Ａで示す上記トナー像の搬送方向と平
行、且つ同一線上になるように、図中一点鎖線で示す線
上に設定する。この第１計測点５０ａを通り矢印Ａで示
す上記トナー像の搬送方向に対する垂線ｌ上において、
中間転写ベルト１９の外側には発光素子６０ａ、内側に
は例えばフォトダイオード等の光量検出用の受光素子６
０ｂが中間転写ベルト１９を挟むように設けられてい
る。一方、第２計測点５０ｂを通り矢印Ａで示す上記ト
ナー像の搬送方向に垂直な面ｍ上において中間転写ベル
ト１９の外側には、例えば半導体レーザ等の光線を発光
する発光素子６１ａと、この発光素子６１ａから入射角
θ１で入射する光の第２計測点での正反射方向に受光素
子６１ｂが設けられている。ここで、受光素子６１ｂと
して、例えばＰＳＤ（ＰｏｓｉｔｉｏｎＳｅｎｓｉｔ
ｉｖｅｄｅｖｉｃｅ）等の反射光の入射位置検出用の
素子を用いる。ＰＳＤは、素子上での光の入射位置に応
じて出力電圧が変化するものであり、トナーの付着量が
多いほど反射光の上記入射角θ１に対するずれが増大す
る。よって、トナー付着量に応じた電圧値が検出でき
る。（以下、余白）

【００３０】まず、上記中間転写ベルト１９の透明部１
９ａと不透明部１９ｂそれぞれにトナー付着量検出用の
トナー像としての１組の多階調のテストパッチを転写す
る。図５は、透明部１９ａに転写したテストパッチＮ
０、Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４、Ｎ５、Ｎ６、Ｎ７の一例
であり、不透明部１９ｂにも同様の８階調のテストパッ
チを転写する。次に、中間転写ベルト１９の透明部１９
ａに転写した各テストパッチＮ０、Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、
Ｎ４、Ｎ５、Ｎ６、Ｎ７が第１計測点５０ａを通過する
度に、発光素子６０ａと受光素子６０ｂとを用いてテス
トパッチＮ０、Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４、Ｎ５、Ｎ６、
Ｎ７により減衰した透過光の光量を検出する。一方、中
間転写ベルト１９の不透明部１９ｂに転写した各テスト
パッチＮ０、Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４、Ｎ５、Ｎ６、Ｎ
７が第２計測点５０ｂを通過する度に、発光素子６１ａ
と受光素子６１ｂを用いてトナー付着量によって変化す
る反射光の入射位置を検出する。本実施形態において
は、中間転写ベルト１９の透明部１９ａにおける透過光
の光量と不透明部１９ｂにおける反射光の入射位置とを
交互に検出する。この検出のタイミングは外部機器７０
と同期検出器７１との情報に基づいて情報処理部７２で
制御される。また、情報処理部７２には受光素子６０
ｂ、６１ｂの検出値を読み込み、この検出値をトナー付
着量に変換する情報等も納められている。

【００３１】図５（ａ）は、上記受光素子６０ｂの検出
結果を上記情報処理部７２によって中間転写ベルト１９
の透明部１９ａにおけるトナー付着量に変換し、模式的
に示した図である。同図（ｂ）は、上記受光素子６１ｂ
の検出結果を上記情報処理部７２によって中間転写ベル
ト１９の不透明部１９ｂにおけるトナー付着量に変換
し、模式的に示した図である。両図とも、テストパッチ
Ｎ０、Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４、Ｎ５、Ｎ６、Ｎ７の濃
度レベルと中間転写ベルト１９上のトナー付着量との関
係を示しており、テストパッチＮ０、Ｎ１、Ｎ２、Ｎ
３、Ｎ４、Ｎ５、Ｎ６、Ｎ７が高濃度であるほどトナー
付着量が増加している。しかし中間転写ベルト１９の透
明部１９ａでは、例えば、図５（ａ）に示すテストパッ
チＮ０、Ｎ１の低濃度レベルにおいてテストパッチＮ
０、Ｎ１の濃度とトナー付着量との関係を判別すること
が困難である。そして、中間転写ベルト１９の不透明部
１９ｂでは、例えば図５（ｂ）に示すテストパッチＮ
６、Ｎ７の高濃度レベルにおいてテストパッチＮ６、Ｎ
７の濃度とトナー付着量との関係を判別できないおそれ
がある。そこで、本実施形態では、図５（ａ）、（ｂ）
の検出結果をテストパッチＮ０、Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ
４、Ｎ５、Ｎ６、Ｎ７の濃度レベルに応じて切り分け、
低濃度レベルにおいては反射光による検出値、高濃度レ
ベルにおいては透過光による検出値を情報処理部７２に
書き込む。例えば、低濃度レベルのテストパッチＮ０、
Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４においては図５（ａ）に示す受
光素子６０ｂの検出値、高濃度レベルのテストパッチＮ
５、Ｎ６、Ｎ７においては同図（ｂ）に示す受光素子６
１ｂの検出値をそれぞれ上記情報処理部７２でトナー付
着量に変換すると、図５（ｃ）に示すようなテストパッ
チＮ０、Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４、Ｎ５、Ｎ６、Ｎ７と
トナー付着量推定量との関係が得られる。この結果は、
Ｉ／０制御部７３を通じて外部から読み出すことができ
る。

【００３２】ここで、中間転写ベルト１９の透明部１９
ａにおける透過光の光量検出の際、画像形成装置の使用
頻度に応じてこの透明部１９ａの表面が汚れて光の透過
率が変化する。本実施形態では、この透過率の変化を考
慮して、濃度レベル０のテストパッチＮ０における透過
光の検出結果を基準に補正をしながら上記検出を行って
いる。

【００３３】なお、本実施形態においては、中間転写ベ
ルト１９における透明部１９ａと不透明部１９ｂとの電
気的な特性がほぼ同一であると仮定して、受光素子６０
ｂ、６１ｂによる検出値をトナー付着量に変換している
が、本発明においては、透明部１９ａと不透明部１９ｂ
との電気的な特性が異なる場合にも適応可能である。こ
の場合、予め透明部１９ａと不透明部１９ｂの電気特性
を情報処理部７２に記憶させておき、該特性に応じて受
光素子６０ｂ、６１ｂの検出値を補正すればよい。

【００３４】また、本実施形態においては、図５
（ａ）、（ｂ）の検出結果をテストパッチの特定の濃度
レベルに応じて切り分けて情報処理部７２に書き込んで
いるが、本発明においては、図６に示すように、適当な
トナー付着量推定関数を予め情報処理部７２等に記憶さ
せておき、テストパッチＮ０、Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ
４、Ｎ５、Ｎ６、Ｎ７の濃度レベル毎に各受光素子６０
ｂ、６１ｂの検出値をトナー付着量推定関数に応じて重
み付けした上で平均をとり、トナー付着量を算定するこ
とも可能である。図６に示すトナー付着量推定関数の一
例を用いて上記算定の方法を説明する。テストパッチＮ
４においては、上記重み付けの比率が５０：５０である
ため、透過光を検出する受光素子６０ｂと反射光を検出
する受光素子６１ｂとによる検出値を単純平均して、情
報処理部７２に書き込む。テストパッチＮ７において
は、受光素子６１ｂの検出値をそのまま情報処理部７２
に書き込めばよい。

【００３５】［実施形態２］図７は、本発明の実施形態
（以下、実施形態２という）に係る中間転写ベルト１９
及び中間転写ベルト１９上のトナー付着量計測手段の説
明図である。本実施形態は、基本的には実施形態１と同
様の構成を備えている。異なる点は、１個の光線を発光
する発光素子を透過光計測用及び反射光計測用として兼
用している点である。以下、この点について説明する。

【００３６】本実施形態においては、中間転写ベルト１
９の外側に分光器８０と反射器８１とを平行に設けて、
発光素子６１ａからの光線を二光路に分けて透過光の光
量と反射光の入射位置とを検出する。発光素子６０ｂか
ら入射角θ２で入射した光は、まず分光器８０によって
透過成分と反射成分とに分けられる。反射成分として分
光器８０において反射角θ２で反射した光は、反射器８
１に入射角θ２で入射する。さらに、この反射器８１に
より反射角θ２で反射した光は、中間転写ベルト１９の
透明部１９ａの第１計測点５０ａを透過して、この透過
光の入射位置に設けられた受光素子６０ｂによって光量
が検出される。一方、上記透過成分として分光器８０を
透過した光は、中間転写ベルト１９の不透明部１９ｂの
第２計測点５０ｂに入射角θ３で入射し、該第２計測点
５０ｂにおいて中間転写ベルト１９上のトナー付着量に
応じた反射角で反射して、この反射光の入射方向に設け
られた受光素子６１ｂによって入射位置が検出される。

【００３７】本実施形態においては、発光素子６０ｂか
らの光を分光器８０により二光路に分けるため、実施形
態１と比して発光素子６０ｂの出力を大きくしたり、或
いは前記トナー付着量推定関数による重み付けの値を大
きくしたりする必要がある。

【００３８】また、本実施形態においては、１個の発光
素子６０ｂを兼用して反射光の光量と透過光の入射位置
とを検出するため、実施形態１と比してトナー付着量計
測装置の簡略化をはかることができるという利点があ
る。

【００３９】そして、本実施形態においては、中間転写
ベルト１９の透明部１９ａと不透明部１９ｂとの構成位
置を利用して、分光器８０を用いずに上記透過光の光量
と上記反射光の入射位置とを検出することもできる。例
えば、図７において第２計測点５０ｂを上記透過光及び
反射光の計測点として、この計測点５０ｂを通り発光素
子６１ａと対向するように中間転写ベルト１９の内側に
受光素子６０ｂを設ける。計測点５０ｂを透明部１９ａ
に形成された上記テストパッチＮ０、Ｎ１、Ｎ２、Ｎ
３、Ｎ４、Ｎ５、Ｎ６、Ｎ７が通過する際には、受光素
子６０ｂにより透過光の光量、計測点５０ｂを不透明部
１９ｂに形成された上記テストパッチＮ０、Ｎ１、Ｎ
２、Ｎ３、Ｎ４、Ｎ５、Ｎ６、Ｎ７が通過する際には、
受光素子６１ｂにより反射光の入射位置を検出する。し
かし、透過光検出の際には、上記テストパッチＮ０、Ｎ
１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４、Ｎ５、Ｎ６、Ｎ７に対して斜め
に光線が入射するため、上記実施形態の垂直入射の場合
に比して中間転写ベルト１９表面での反射成分が大きく
なるおそれがある。よって、予めこの反射成分の情報を
情報処理部７２に与えておく必要がある。

【００４０】［実施形態３］図８は、本発明の実施形態
（以下、実施形態３という）に係る中間転写ベルト１９
及び中間転写ベルト１９上のトナー付着量計測手段の説
明図である。本実施形態は、基本的には実施形態１と同
様の構成を備えている。異なる点は、中間転写ベルト１
９の透明部１９ａと不透明部１９ｂとを上記トナー像の
搬送方向に対して平行に構成した点である。以下、この
点について説明する。

【００４１】本実施形態に係る中間転写ベルト１９は、
図９（ａ）に平面展開図で示すように、透明部１９ａと
不透明部１９ｂとから構成されている。この透明部１９
ａと不透明部１９ｂは、図８中矢印Ａで示す上記トナー
像の搬送方向に対して中間転写ベルト１９の外周Ｌにわ
たって平行（ｙ軸方向に垂直）に設けられている。そし
て、該透明部１９ａと該不透明部１９ｂとの境界近傍に
おいて、該透明部１９ａには前記第１計測点５０ａ、該
不透明部１９ｂには前記第２計測点５０ｂを設定する。
前記実施形態１と同様の第１計測点５０ａとの位置関係
で、中間転写ベルト１９の外側には発光素子６０ａ、内
側には受光素子６０ｂを配置する。一方、前記前記実施
形態１と同様の第２計測点５０ｂとの位置関係で、中間
転写ベルト１９の外側には発光素子６１ａと受光素子６
１ｂとを設ける。

【００４２】上記中間転写ベルト１９の透明部１９ａと
不透明部１９ｂとの境界には、上記第１、第２計測点５
０ａ、５０ｂとの両者にかかるように１組の多階調のテ
ストパッチを転写する。図９（ｂ）は、中間転写ベルト
１９上に転写した８階調のテストパッチＮ０、Ｎ１、Ｎ
２、Ｎ３、Ｎ４、Ｎ５、Ｎ６、Ｎ７の一例である。

【００４３】なお、本実施形態においては、中間転写ベ
ルト１９の透明部１９ａと不透明部１９ｂとを図９
（ａ）に示す位置関係で構成しているが、本発明は、上
記位置関係に限定されない。

【００４４】また、本実施形態においては、図９（ｂ）
に示すテストパッチＮ０、Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４、Ｎ
５、Ｎ６、Ｎ７を兼用して透明部１９ａにおける透過光
の光量と不透明部１９ｂにおける反射光の入射位置とを
検出しているが、本発明においては、該透明部１９ａと
該不透明部１９ｂそれぞれに同様のテストパッチＮ０、
Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４、Ｎ５、Ｎ６、Ｎ７を転写して
もよい。

【００４５】そして、本実施形態においては、中間転写
ベルト１９の透明部１９ａと不透明部１９ｂとが図８中
矢印Ａで示す上記トナー像の搬送方向に対して平行に構
成されているため、実施形態１に比して該透明部１９ａ
における透過光の光量、該不透明部１９ｂにおける反射
光の入射位置を同時に計測できるという利点がある。

【００４６】さらに、本実施形態においては、上記透明
部を画像の形成に寄与しない場合の多い中間転写体の端
部に形成することができため、実施形態１に比して上記
透明部の経時劣化の程度を小さくすることができる。な
お、中間転写体の端部の画像形成に寄与しない部分を予
め広く確保しておいてもよい。

【００４７】［実施形態４］図１０は、本発明の実施形
態（以下、実施形態４という）に係る中間転写ベルト１
９及び中間転写ベルト１９上のトナー付着量計測手段の
説明図である。本実施形態は、基本的には実施形態３と
同様の構成を備えている。異なる点は、１個の光線を発
光する発光素子を透過光計測用及び反射光計測用として
兼用している点である。なお、この点は、前記実施形態
２と同様であるため説明を省略する。

【００４８】本実施形態においては、１個の発光素子６
０ｂを兼用して反射光の光量と透過光の入射位置とを検
出するため、実施形態３と比してトナー付着量計測装置
の簡略化をはかることができるという利点がある。

【００４９】［実施形態５］図１１は、本発明の実施形
態（以下、実施形態５という）に係るトナー付着量計測
手段の説明図である。本実施形態は、基本的には実施形
態１と同様の構成を備えている。異なる点は、図３に示
す中間転写ベルト１９の他に新たに測定用転写ベルト４
０を設けている点である。以下、この点について説明す
る。

【００５０】本実施形態のトナー付着量計測装置は、感
光体９に対向する位置に測定用転写ベルト４０を設け、
上記中間転写ベルト１９全体を不透明部、上記測定用転
写ベルト４０全体を透明部により構成している。該測定
用転写ベルト４０の外側には発光素子６０ａ、内側には
受光素子６０ｂを前記実施形態１と同様の第１計測点５
０ａとの位置関係で設ける。一方、上記中間転写ベルト
１９の外側には前記実施形態１と同様の第２計測点５０
ｂとの位置関係で、１組の発光素子６１ａと受光素子６
１ｂとを配置する。ここで、測定用転写ベルト４０に
は、中間転写ベルト１９と同様に、表面をクリーニング
するためのベルトクリーニングユニット４１が設けられ
ている。そして、上記中間転写ベルト１９と上記測定用
転写ベルト４０における検出のタイミングは、各々に専
用に設けられている同期検出器４２、７１と、外部機器
７０との情報に基づいて情報処理部７２で制御される。

【００５１】まず、上記中間転写ベルト１９と上記測定
用転写ベルト４０それぞれに一例として図４（ｂ）に示
す多階調のテストパッチＮ０、Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ
４、Ｎ５、Ｎ６、Ｎ７を転写する。これらの転写位置
は、各テストパッチＮ０、Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４、Ｎ
５、Ｎ６、Ｎ７が搬送される際に、中間転写ベルト１９
においては上記第１計測点５０ａ上を通り、測定用転写
ベルト４０においては上記第２計測点５０ｂを常に通る
ように設定する。そして、該中間転写ベルト１９では反
射光の光量、該測定用転写ベルト４０では透過光の入射
位置を検出する。

【００５２】本実施形態においては、中間転写ベルト１
９に透明部と不透明部との両者を設ける必要がないた
め、既存の中間転写ベルト１９をトナー付着量計測用と
して使用することができる。

【００５３】また、本実施形態においては、上記透明部
と上記不透明部とを別個の転写ベルトに設けているた
め、実施形態１に比して該透明部における透過光の光
量、該不透明部における反射光の入射位置を同時に計測
できるという利点がある。

【００５４】なお、本実施形態においては上記測定用転
写ベルト４０と上記中間転写ベルト１９の電気的性質等
の条件を同一にするか、或いは例えばＲＯＭ等により工
場出荷時に予め両者の情報を情報処理部７２に与えてお
く必要がある。

【００５５】上記実施形態１乃至５におけるトナー付着
量の計測結果を用いることにより、情報処理部７２を介
して現像パイアスの電圧や転写部の転写電圧等を調整し
てトナー濃度の変動を小さくしたり、或いは中間転写ベ
ルト１９等の経時劣化を把握することができる。

【００５６】なお、上記実施形態１乃至５において反射
光の入射位置を検知するための受光素子としてＰＳＤを
使用する場合、ＰＳＤは振動に対して敏感に反応するた
め、中間転写ベルト１９の前記第２計測点５０ｂ直下に
テンションローラ４２を増設する必要がある。図１２を
用いて、上記実施形態５に上記半導体レーザ６０ａ、６
１ａと上記ＰＳＤ６０ｂ、６１ｂを適用した一例を示
す。

【００５７】また、上記本実施形態１乃至５において
は、中間転写体としてベルト状の中間転写ベルト１９を
適用した例を示しているが、本発明では、この他にロー
ラ状の中間転写体についても適応可能である。

【００５８】

【発明の効果】請求項１乃至６の発明によれば、高濃度
レベルのトナー像においてトナー付着量の検出精度の高
い上記透過光の検出結果と、低濃度レベルのトナー像に
おいてトナー付着量の検出精度の高い上記反射光の検出
結果との両者に基づいて上記中間転写体上のトナー付着
量を計測するため、トナー像の高濃度部から低濃度部ま
での全域にわたって精度良くトナー付着量の計測が可能
であるという優れた効果がある。

【００５９】また、特に請求項２の発明によれば、１個
の発光素子を兼用して上記反射光の光量と上記透過光の
入射位置とを検出するため、トナー付着量計測装置の簡
略化をはかることができるという優れた効果がある。

【００６０】また、特に請求項３の発明によれば、光線
を発光する上記発光素子と上記反射光の入射位置を検出
する受光素子との組み合わせにより、低濃度レベルのト
ナー像においてトナー付着量の検出精度をさらに向上さ
せることができる。

【００６１】特に、請求項４の発明によれば、上記透明
部と上記不透明部との境界が上記トナー像の搬送方向に
対して垂直に構成されているため、中間転写体の製造が
比較的簡単であるという優れた効果がある。

【００６２】また、特に請求項５の発明によれば、上記
透明部と上記不透明部とを上記トナー像の搬送方向に対
して平行に構成することにより、上記透明部における透
過光、上記不透明部における反射光とを同時に計測でき
る。そして、上記透明部を画像形成に寄与しない中間転
写体の端部に構成することにより、上記透明部の経時劣
化の程度を小さくすることができる。

【００６３】また、特に請求項６の発明によれば、既存
の中間転写体が透明部或いは不透明部のどちらか一方で
構成されている場合、新たに透明部と不透明部との両者
を形成した中間転写体を設ける必要がなく、該一方の他
方で構成された測定用転写体を上記像担持体に対向する
位置に設けることにより、既存の中間転写体をトナー付
着量測定用として使用できるという優れた効果がある。（以下、余白）

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係るカラー複写装置の概略構成図。

【図２】図１中の感光体・中間転写ベルト周りの拡大
図。

【図３】実施形態１に係るトナー付着量測定装置の説明
図。

【図４】（ａ）は、図３の中間転写ベルトの平面展開
図。（ｂ）は、図３の中間転写ベルトに転写されるテス
トパッチの説明図。

【図５】（ａ）は、透過光によるトナー付着量の検出結
果を示す図。（ｂ）は、反射光によるトナー付着量の検
出結果を示す図。（ｃ）は、透過光と反射光とによるト
ナー付着量の検出結果を示す図。

【図６】トナー付着量推定関数の一例を示す図。

【図７】実施形態２に係るトナー付着量測定装置の説明
図。

【図８】実施形態３に係るトナー付着量測定装置の説明
図。

【図９】（ａ）は、図８の中間転写ベルトの平面展開
図。（ｂ）は、図８の中間転写ベルトに転写されるテス
トパッチの説明図。

【図１０】実施形態４に係るトナー付着量測定装置の説
明図。

【図１１】実施形態５に係るトナー付着量測定装置の説
明図。

【図１２】実施形態５に係るトナー付着量測定装置にお
いて発光素子として半導体レーザ、受光素子としてＰＤ
Ｓを使用した場合の説明図。

【符号の説明】

１カラースキャナー２カラープリンター３原稿４照明ランプ５ミラー群６レンズ７カラーセンサー８書き込み光学ユニット９感光体１０感光体クリーニングユニット１１除電ランプ１２帯電器１３電位センサー１４Ｂｋ現像ユニット１５Ｃ現像ユニット１６Ｍ現像ユニット１７Ｙ現像ユニット１８光学センサー１９中間転写ベルト２０ａ転写バイアスローラ２０ｂアースローラ２１駆動ローラ２２ベルトクリーニングユニット２３紙転写ユニット２４転写紙２５給紙ローラー２６レジストローラ２７紙搬送ユニット２８定着器２８ａ定着ローラ２８ｂ加圧ローラー２９コピートレイ３０、３１、３２、３３転写紙カセット３４手差し給紙トレイ４０測定用転写ベルト４１ベルトクリーニングユニット４２同期検出器４３テンションローラ５０ａ第１計測点５０ｂ第２計測点６０ａ、６１ａ発光素子６０ｂ、６１ｂ受光素子７０外部機器７１同期検出器７２情報処理部７３Ｉ／Ｏ制御部

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体上に形成されるトナー像を無端状
に走行する中間転写体上に一次転写し、該中間転写体上
の一次転写画像を転写材に二次転写する中間転写方式の
画像形成装置において、上記中間転写体の一部に透明部、該一部の他の部分に不
透明部を構成し、該中間転写体上にトナー付着量検出用
の多階調のトナー像を形成する作像手段と、該作像手段
によって上記透明部に形成されたトナー像の透過光を検
出する透過光検出手段と、該作像手段によって上記不透
明部に形成されたトナー像に対して所定位置から光線を
発光する発光素子及び該光線の該トナー像からの反射光
の素子上での入射位置を検出する受光素子で構成される
反射光検出手段と備え、該透過光検出手段と該反射光検
出手段との両者の検出結果に基づいて該中間転写体上に
おけるトナー付着量を計測することを特徴とする画像形
成装置。
【請求項２】請求項１の画像形成装置において、上記透過光検出手段を上記中間転写体の外側に配置した
光線を所定位置から発光する発光素子と上記中間転写体
の内側に配置した透過光を検出する受光素子とで構成
し、上記反射光検出手段を該発光素子と上記中間転写体
の外側に配置した反射光の素子上での入射位置を検出す
る受光素子とで構成したことを特徴とする画像形成装
置。
【請求項３】請求項１の画像形成装置において、上記中間転写体上に形成された多階調のトナー像の濃度
レベルに応じ、上記透過光検出手段の検出結果と上記反
射光検出手段の検出結果のいずれか一方に基づいて各濃
度レベルにおける上記中間転写体上のトナー付着量を計
測することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】請求項１の画像形成装置において、上記透明部と上記不透明部との境界が上記トナー像の搬
送方向に対して垂直に構成されていることを特徴とする
画像形成装置。
【請求項５】請求項１の画像形成装置において、上記透明部と上記不透明部との境界が上記トナー像の搬
送方向に対して平行に構成されていることを特徴とする
画像形成装置。
【請求項６】像担持体上に形成されるトナー像を無端状
に走行する中間転写体上に一次転写し、該中間転写体上
の一次転写画像を転写材に二次転写する中間転写方式の
画像形成装置において、上記像担持体に対向する位置に測定用転写体を配置し、
上記中間転写体と該測定用転写体とのいずれか一方に透
明部、他方に不透明部を構成し、該像担持体上にトナー
像を形成して該トナー像を該中間転写体及び該測定用転
写体上に転写することで、該中間転写体及び該測定用転
写体上にトナー付着量検出用の多階調のトナー像を形成
する作像手段と、該作像手段によって上記透明部に形成
されたトナー像の透過光を検出する透過光検出手段と、
該作像手段によって上記不透明部に形成されたトナー像
の反射光を検出する反射光検出手段とを備え、該透過光
検出手段と該反射光検出手段との両者の検出結果に基づ
いて該中間転写体上におけるトナー付着量を計測するこ
とを特徴とする画像形成装置。