JP3820733B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電子写真方式を用いた複写機やプリンターあるいはファクシミリ等の画像形成装置に関し、特に、中間転写体、または用紙搬送ベルトを用いたカラーの画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の電子写真方式を用いた複写機やプリンターあるいはファクシミリ等の画像形成装置においては、感光体ドラム等の像担持体上に順次形成される、黒、イエロー、マゼンタ、シアン等の複数色のトナー像を、互いに重ね合わせた状態で一次転写する中間転写体を備え、当該中間転写体上に順次転写された複数色のトナー像を、転写用紙上に一括して二次転写することにより、フルカラーの画像を形成したり、感光体ドラム等の像担持体上に各々色の異なるトナー像を形成する複数の画像形成部と、これら複数の画像形成部で形成されるトナー像の転写位置に、転写用紙を保持した状態で搬送する用紙搬送ベルトとを備え、各画像形成部で形成された複数色のトナー像を、用紙搬送ベルトで搬送される転写用紙上に順次転写することにより、フルカラーの画像を形成するように構成したものが、既に種々提案されている。
【0003】
これらの中間転写体または用紙搬送ベルトを用いたカラーの画像形成装置においては、良好な色再現性を得るために、感光体ドラム等の像担持体、あるいは中間転写体や用紙搬送ベルト上に、各色のトナー像の階調を補正するためのパターンを形成し、この階調補正用パターンの濃度を、反射型センサー等を応用した濃度センサーで検知して、画像形成条件を制御するプロセスコントロールが行なわれている。
【0004】
その際、上記感光体ドラム等の像担持体、あるいは中間転写体や用紙搬送ベルト上に形成される黒色のトナーパターンは、正反射型のセンサーを用いて、それ以外のイエローやマゼンタ等のカラートナーのパターンは、拡散反射型のセンサーを用いて濃度検知を行うと、画質コントロールの性能が良いことが知られている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術の場合には、次のような問題点を有している。すなわち、上記の如く中間転写体または用紙搬送ベルトを用いたカラーの画像形成装置の場合には、画像形成サイクルを重ね、感光体ドラム等の像担持体や、中間転写体または用紙搬送ベルトの表面を清掃するクリーニングブレードの圧力等により、感光体ドラム等の像担持体や、中間転写体または用紙搬送ベルトの表面が荒れてくると、黒色のトナーパターンの濃度を正反射型のセンサーで検知する場合には、像担持体やベルトの表面が荒れてくることによって、黒色のトナーパターンからの正反射光量が低下し、像担持体やベルトとトナーの反射光の差がなくなってくるため、トナーからの反射光と像担持体やベルト表面からの反射光との比をとると、ある中間濃度と飽和濃度のパターンではあまり差がなくなってしまい、画質コントロールの性能が低下するという問題点があった。このような問題点は、黒色のトナーパターンに限らず、イエローやマゼンタ等のカラーのトナーパターンでも、次第に像担持体やベルトからの拡散反射光が多くなってくるため、同様に起こる。
【0006】
そこで、経時的に像担持体や中間転写体または用紙搬送ベルトの表面が劣化してきた場合でも、コントロール性能を維持するために、特開平6−148992号公報等に開示されている技術が既に提案されている。
【0007】
この特開平6−148992号公報に係る電子写真装置の場合には、ベルトからの反射光を複数の場所で検出して補正をかけるという方法を用いているが、この場合でもベルトとトナーの反射光に差があまりないことには変わりがなく、やはりコントロール性能が落ちてしまうという問題点を依然として有している。
【0008】
そこで、この発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、像担持体や中間転写体あるいは用紙搬送ベルト等の表面が劣化した場合でも、当該像担持体や中間転写体あるいは用紙搬送ベルト等の表面に形成される各色の濃度検知用パターンの濃度を精度良く検知することができ、常に良好な画質の画像を形成することが可能な画像形成装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
すなわち、請求項1に記載の発明は、画像を形成するための像担持体上に、濃度検知用のパターンを形成し、当該像担持体上に形成された濃度検知用のパターンを直接、又は転写材担持体若しくは中間転写体上に転写して、当該濃度検知用パターンの濃度を拡散反射型と正反射型の濃度検知センサーにより検知して、前記濃度検知センサーの検知結果に基づいて画像形成条件を制御する画像形成装置において、前記像担持体、又は転写材担持体若しくは中間転写体上に、濃度の異なる複数の濃度検知用パターンを形成して、当該複数の濃度検知用パターンの濃度と像担持体又は転写材担持体若しくは中間転写体表面の濃度を、拡散反射型と正反射型の濃度検知センサーにより検知し、これら拡散反射型と正反射型の濃度検知センサーの出力に応じて、前記拡散反射型の濃度検知センサーと正反射型の濃度検知センサーを切り替えて使用する濃度検知センサー切替手段を備えるように構成したものである。
【0010】
また、請求項2に記載の発明は、前記拡散反射型と正反射型の濃度検知センサーの出力のうち、飽和濃度の濃度検知用パターンを検知したときの濃度検知センサーの出力電流をA1、中間濃度の濃度検知用パターンを検知したときの濃度検知センサーの出力電流をA2、前記像担持体又は転写材担持体若しくは中間転写体表面の拡散反射型濃度検知センサーの出力電流をAc1、前記像担持体又は転写材担持体若しくは中間転写体表面の正反射型濃度検知センサーの出力電流をAc2、濃度検知センサーの暗電流をAdとすると、|(A1−Ad)/(Ac1−Ad)−(A2−Ad)/(Ac2−Ad)|の値が、大きい濃度検知センサーの出力を使用するように、前記拡散反射型の濃度検知センサーと正反射型の濃度検知センサーを切り替えることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置である。
【0011】
さらに、請求項3に記載の発明は、像担持体上に形成されるトナー像を、転写材又は中間転写体上に転写して画像を形成するとともに、前記像担持体又は中間転写体上に濃度検知用のパターンを形成し、当該濃度検知用パターンの濃度を拡散反射型と正反射型の濃度検知センサーにより検知して、前記濃度検知センサーの検知結果に基づいて画像形成条件を制御する画像形成装置において、前記像担持体又は中間転写体の表面状態を認識する認識手段と、前記認識手段の認識結果に応じて拡散反射型の濃度検知センサーと正反射型の濃度検知センサーを切り替える切替手段を備えるように構成したものである。
【0012】
また更に、請求項4に記載の発明は、前記濃度検知センサーの拡散反射型と正反射型の各検知方式ごとに画像形成装置の使用開始時の出力値と経時の目標値とを記憶しており、現在の濃度検知センサーの出力値が経時の目標値となるように、画像形成条件を制御することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の画像形成装置である。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下にこの発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
【0014】
図2はこの発明の一実施の形態に係る画像形成装置としてのカラープリンタを示すものである。
【0015】
図2において、1はカラープリンタの本体を示すものであり、このカラープリンタ本体1の内部には、図示しないパーソナルコンピュータ等のクライアントから送信されてくるカラー画像情報に対して、所定の画像処理を施す画像処理部2が設けられている。この画像処理部2からは、図2に示すように、黒(K)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)の各色の画像形成ユニット3K、3Y、3M、3CのROS(Raster Output Scanner)4K、4Y、4M、4Cに各色の画像データが順次出力され、これらのROS4K、4Y、4M、4Cから画像データに応じて出射されるレーザービームLBが、それぞれの感光体ドラム5K、5Y、5M、5Cの表面に走査露光されて静電潜像が形成される。上記各感光体ドラム5K、5Y、5M、5C上に形成された静電潜像は、例えば、非磁性1成分トナーを用いた現像器6K、6Y、6M、6Cによって、それぞれ黒(K)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)の各色のトナー像として現像される。
【0016】
上記各感光体ドラム5K、5Y、5M、5C上に形成された各色のトナー像を転写するシートとしての転写用紙7は、図2に示すように、プリンタ本体1内の底部に収容された給紙カセット8から所定サイズのものが、給紙ローラ9によって給紙される。上記給紙カセット8から供給された転写用紙7は、所定のタイミングで回転駆動されるレジストロール10によって無端状担持体としての用紙搬送ベルト11上へ送出される。この用紙搬送ベルト11は、ドライブロール12と、ストリッピングロール13と、テンションロール14との間に一定のテンションで無端状に掛け回されており、図示しない定速性に優れた専用の駆動モーターによって回転駆動されるドライブロール12により、矢印方向に所定の速度で循環駆動されるようになっている。上記用紙搬送ベルト11としては、例えば、可撓性を有するクロロプレン等からなる合成樹脂フィルムを帯状に形成し、この帯状に形成された合成樹脂フィルムの両端を溶着等の手段によって接続することにより、無端ベルト状に形成したものが用いられる。この用紙搬送ベルト11としては、例えば、クロロプレンからなり、周長が455mm、抵抗値が109 Ω・cmものが用いられる。
【0017】
上記用紙搬送ベルト11によって搬送された転写用紙7の先端と、第1の画像形成ユニット3Kによって形成される第一の感光体ドラム5K上の画像の先端は、感光体ドラム5Kの転写ポイントにて一致するように、その紙送りタイミングや画像書き込みタイミングが決められている。転写ポイントに達した転写用紙7は、転写ロール15Kによって、感光体ドラム5K上の可視画像が転写され、更に感光体ドラム5Yの転写ポイントに達する。この感光体ドラム5Yの転写ポイントに達した転写用紙7は、感光体ドラム5Kで転写されたのと同様に感光体ドラム5Y上の可視画像が転写される。同様に全ての転写を終えた転写用紙7は、更に用紙搬送ベルト11によって搬送され、ストリッピングロール13の近傍まで達すると、必要に応じて、図示しない剥離用の除電コロトロンによって除電されるとともに、曲率半径が小さく設定された当該ストリッピングロール13によって、用紙搬送ベルト11から剥離される。その後、4色のトナー像が転写された転写用紙7は、定着装置16によって加熱ロール17及び加圧ベルト18により定着され、排出ローラ対19によって排出トレイ20上に排出されて、カラー画像のプリントが行われる。
【0018】
上記黒色、イエロー色、マゼンタ色及びシアン色の4つの画像形成ユニット3K、3Y、3M、3Cは、図2に示すように、すべて同様に構成されており、これら4つの画像形成ユニット3K、3Y、3M、3Cでは、上述したように、それぞれ黒色、イエロー色、マゼンタ色及びシアン色のトナー像が所定のタイミングで順次形成されるように構成されている。上記各色の画像形成ユニット3K、3Y、3M、3Cは、像担持体としての感光体ドラム5K、5Y、5M、5Cを備えており、これらの感光体ドラム5K、5Y、5M、5Cの表面は、一次帯電用の帯電ロール21K、21Y、21M、21Cによって一様に帯電された後、ROS4K、4Y、4M、4Cから画像データに応じて出射される像形成用のレーザービームLBが走査露光されて、各色に対応した静電潜像が形成される。上記感光体ドラム5K、5Y、5M、5Cの表面に形成された静電潜像は、各画像形成ユニット3K、3Y、3M、3Cの現像器6K、6Y、6M、6Cによってそれぞれ黒色、イエロー色、マゼンタ色、シアン色の各色の非磁性1成分トナーにより現像されて可視トナー像となり、これらの可視トナー像は、転写ロール15K、15Y、15M、15Cの帯電により用紙搬送ベルト11上に保持された転写用紙7に順次転写される。上記黒色、イエロー色、マゼンタ色、シアン色の各色のトナー像が転写された転写用紙7は、用紙搬送ベルト11から分離された後、上述したように定着装置16によって定着処理を受け、カラー画像の形成が行われる。
【0019】
さらに、上記転写用紙7は、上述したように、給紙カセット8から供給され、レジストロール10によって所定のタイミングで用紙搬送ベルト11まで搬送され、用紙搬送ベルト11上に保持搬送される。
【0020】
なお、上記感光体ドラム5K、5Y、5M、5Cは、図2に示すように、トナー像の転写工程が終了した後、クリーナー22K、22Y、22M、22Cによって残留トナー等が除去されて、次の画像形成プロセスに備えるようになっている。
【0021】
また、上記用紙搬送ベルト11は、転写用紙7が剥離された後、その表面がブレード23を備えたクリーニング装置24によってトナーや紙粉等が除去される。
【0022】
ところで、この実施の形態に係るカラープリンタは、像担持体、又は転写材担持体若しくは中間転写体上に、濃度の異なる複数の濃度検知用パターンを形成して、当該複数の濃度検知用パターンの濃度と像担持体又は転写材担持体若しくは中間転写体表面の濃度を、拡散反射型と正反射型の濃度検知センサーにより検知し、これら拡散反射型と正反射型の濃度検知センサーの出力に応じて、前記拡散反射型の濃度検知センサーと正反射型の濃度検知センサーを切り替えて使用する濃度検知センサー切替手段を備えるように構成されている。
【0023】
さらに、この実施の形態に係るカラープリンタは、前記拡散反射型と正反射型の濃度検知センサーの出力のうち、飽和濃度の濃度検知用パターンを検知したときのセンサーの出力電流をA1、中間濃度の濃度検知用パターンを検知したときのセンサーの出力電流をA2、前記像担持体又は転写材担持体若しくは中間転写体表面のセンサーの出力電流をそれぞれAc1、Ac2、濃度検知センサーの暗電流をAdとすると、|(A1−Ad)/(Ac1−Ad)−(A2−Ad)/(Ac2−Ad)|の値が、大きい濃度検知センサーの出力を使用するように、前記拡散反射型の濃度検知センサーと正反射型の濃度検知センサーを切り替えるように構成される。
【0024】
すなわち、この実施の形態に係るカラープリンタは、図2に示すように、4つの画像形成ユニット3K、3Y、3M、3Cのうち、最後のシアン色の画像形成ユニット3Cの下流側に、これら4つの画像形成ユニット3K、3Y、3M、3Cによって、用紙搬送ベルト11上に順次形成される各色のトナー像の階調補正用パターンの濃度を検知する自動濃度検知センサー25が、配置されている。
【0025】
この自動濃度検知センサー25は、例えば、図3に示すように、合成樹脂等により直方体状に一体的に形成されたセンサー本体30を備えている。このセンサー本体30の内部には、LED等からなる発光素子31が、図中右方向に向けて45度傾斜した状態で1つ配設されているとともに、当該発光素子31の先端側には、同じく図中右方向に向けて45度傾斜した光照射用の通孔32が、断面円形状に穿設されている。
【0026】
また、上記自動濃度検知センサー本体30の内部には、その中央にフォトダイオード等からなる第1の受光素子33が、図中真上に向けた状態で配設されているとともに、当該センサー本体30には、第1の受光素子33の先端側に図中真上に向けて受光用の通孔34が、断面円形状に穿設されている。
【0027】
さらに、上記自動濃度検知センサー本体30の内部には、その右側にフォトダイオード等からなる第2の受光素子35が、図中左方向に向けて45度傾斜した状態で配設されているとともに、当該センサー本体30には、第2の受光素子35の先端側に図中左方向に向けて45度傾斜した受光用の通孔36が、断面円形状に穿設されている。
【0028】
しかも、上記発光素子31、第1の受光素子33及び第2の受光素子35は、図3(b)に示すように、直線状に沿って配設されている。また、上記自動濃度検知センサー本体30は、図3(a)に示すように、発光素子31から光照射用の通孔32を介して出射される光が用紙搬送ベルト11の表面に照射され、この用紙搬送ベルト11の表面に形成される階調補正用パターンの表面、又は当該用紙搬送ベルト11の表面そのものによって拡散反射された光が、受光用の通孔34を介して第1の受光素子33によって受光されるとともに、この用紙搬送ベルト11の表面に形成される階調補正用パターンの表面、又は当該用紙搬送ベルト11の表面そのものによって正反射された光が、受光用の通孔36を介して第2の受光素子35によって受光されるように、カラープリンタ本体1の所定の位置に取り付けられている。さらに、上記自動濃度検知センサー本体25は、直線状に沿って配設された発光素子31、第1の受光素子33及び第2の受光素子35が、用紙搬送ベルト11の移動方向に沿って位置するように、カラープリンタ本体1の所定位置に取り付けられている。
【0029】
上記第1の受光素子33は、発光素子31から出射された光が、用紙搬送ベルト11の表面に形成される階調補正用パターンの表面、又は当該用紙搬送ベルト11の表面そのものによって拡散反射された光を受光することにより、初期の状態においては、用紙搬送ベルト11の表面に形成されるカラートナーからなる階調補正用パターンの濃度を検知するためのものである。一方、上記第2の受光素子35は、発光素子31から出射された光が、用紙搬送ベルト11の表面に形成される階調補正用パターンの表面、又は当該用紙搬送ベルト11の表面そのものによって正反射された光を受光することにより、初期の状態においては、用紙搬送ベルト11の表面に形成される黒色のトナーからなる階調補正用パターンの濃度を検知するためのものである。
【0030】
また、上記用紙搬送ベルト11の表面に形成される階調補正用パターンとしては、例えば、図4に示すように、飽和濃度(Cin100%)の濃度検知用パターン26K、26Y、26M、26Cと、中間濃度(Cin60%)の濃度検知用パターン27K、27Y、27M、27Cとが、黒色、イエロー色、マゼンタ色、シアン色の4色のトナー像によって形成したものが用いられる。
【0031】
図1はこの実施の形態に係るカラープリンタの制御回路を示すブロック図である。
【0032】
図1において、40はカラープリンタの画像形成動作を制御する制御手段としてのCPU、41は前記CPU40の画像形成動作を制御するプログラム等を記憶したROM、42は前記CPU40の制御動作制御動作を記憶に使用されるパラメータ等を記憶するRAM、33は自動濃度検知センサー25の拡散反射型の第1の受光素子、35は自動濃度検知センサー25の正反射型の第2の受光素子、43は前記CPU40の制御動作に基づいて、各感光体ドラム5K、5Y、5M、5Cの表面電位や、ROS4K、4Y、4M、4Cから出射されるレーザービームLBの強度、あるいは現像器6K、6Y、6M、6Cの現像ロールに印加される現像バイアス等の画像形成プロセスのパラメータを制御するプロセスコントロール部を、それぞれ示すものである。
【0033】
以上の構成において、この実施の形態に係る画像形成装置では、次のようにして、像担持体や中間転写体あるいは用紙搬送ベルト等の表面が劣化した場合でも、当該像担持体や中間転写体あるいは用紙搬送ベルト等の表面に形成される各色の濃度検知用パターンの濃度を精度良く検知することが可能となっている。
【0034】
すなわち、この実施の形態に係るカラープリンタでは、画像形成サイクルを重ねるにしたがって、転写用紙7を吸着した状態で搬送する用紙搬送ベルト11の表面が、当該用紙搬送ベルト11の表面を清掃するクリーナー24のクリーニングブレード23の圧力等により次第に磨耗して荒れてくる。すると、黒色の階調補正用のトナーパターンの濃度を正反射型のセンサー35で検知する場合には、用紙搬送ベルト11の表面が荒れてくることによって、黒色のトナーパターンからの正反射光量が低下し、ベルト11とトナーの反射光の差がなくなってくるため、トナーからの反射光と用紙搬送ベルト11表面からの反射光との比をとると、ある中間濃度と飽和濃度のパターンではあまり差がなくなってしまい、そのままでは画質コントロールの性能が低下してしまう。また、同様に、黒色のトナーパターンに限らず、イエローやマゼンタ等のカラーの階調補正用のトナーパターンでも、用紙搬送ベルト11の表面が荒れてくることによって、カラーのトナーパターンからの拡散反射光量とともに、用紙搬送ベルト11からの拡散反射光量が増加し、ベルト11とトナーの反射光の差がなくなってくるため、トナーからの反射光と用紙搬送ベルト11表面からの反射光との比をとると、ある中間濃度と飽和濃度のパターンではあまり差がなくなってしまう。
【0035】
図5は新しい用紙搬送ベルト11を用いて、当該用紙搬送ベルト11上に黒色のトナー濃度の異なる階調補正用のトナーパターンを形成した場合と、100Kサイクル(10万枚のプリント)後の用紙搬送ベルト11を用いて、当該用紙搬送ベルト11上に黒色のトナー濃度の異なる階調補正用のトナーパターンを形成した場合との、正反射型センサー35と拡散反射型センサー33の出力の変化を測定した結果を示すものである。なお、図5の縦軸はセンサーの出力として(Ap−Ad)/(Ac−Ad)を、横軸はトナー濃度TMA(mg/cm2 )を、それぞれ示している。ここで、Apは自動濃度検知センサー25による黒色の階調補正用のトナーパターンの検知濃度出力電流、Adは自動濃度検知センサー25の暗電流、Acは自動濃度検知センサー25による用紙搬送ベルト11の表面の検知濃度出力電流を、それぞれ示している。
【0036】
図6は新しい用紙搬送ベルト11を用いて、当該用紙搬送ベルト11上にシアン色のトナー濃度の異なる階調補正用のトナーパターンを形成した場合と、100Kサイクル(10万枚のプリント)後の用紙搬送ベルト11を用いて、当該用紙搬送ベルト11上にシアン色のトナー濃度の異なる階調補正用のトナーパターンを形成した場合との、正反射型センサー35と拡散反射型センサー33の出力の変化を測定した結果を示すものである。なお、図6の縦軸はセンサー25の出力として(Ap−Ad)/(Ac−Ad)を、横軸はトナー濃度TMA(mg/cm2 )を、それぞれ示している。ここで、Apは自動濃度検知センサー25によるシアン色の階調補正用のトナーパターンの検知濃度出力電流、Adは自動濃度検知センサー25の暗電流、Acは自動濃度検知センサー25による用紙搬送ベルト11の表面の検知濃度出力電流を、それぞれ示している。
【0037】
上記の図5からわかるように、黒色のトナー濃度の異なる階調補正用のトナーパターンを、自動濃度検知センサー25によって検知した場合、用紙搬送ベルト11が新しい状態では、正反射型のセンサー35からの出力(Ap−Ad)/(Ac−Ad)が、トナー濃度TMAに応じてほぼ直線状に低下しているのに対して、拡散反射型のセンサー33からの出力(Ap−Ad)/(Ac−Ad)は、トナー濃度TMAが約0.65(mg/cm2 )のところまでは徐々に増加しているが、トナー濃度TMAが約0.65(mg/cm2 )以上のところで飽和しており、ほとんど変化していない。
【0038】
一方、上記の図5からわかるように、黒色のトナー濃度の異なる階調補正用のトナーパターンを、自動濃度検知センサー25によって検知した場合、用紙搬送ベルト11で100Kサイクルのプリントを繰り返した後の状態では、正反射型のセンサー35からの出力(Ap−Ad)/(Ac−Ad)が、トナー濃度TMA約0.6(mg/cm2 )の近傍までは徐々に低下しているが、トナー濃度TMAが約0.6(mg/cm2 )を越えたところで飽和しており、ほとんど変化していない。これに対して、用紙搬送ベルト11で100Kサイクルのプリントを繰り返した後の状態でも、拡散反射型のセンサー33からの出力(Ap−Ad)/(Ac−Ad)は、トナー濃度TMA1.0(mg/cm2 )を越えるあたりまで徐々に低下しており、黒色のトナー濃度の変化に精度よく対応していることがわかる。
【0039】
また、上記の図6からわかるように、シアン色のトナー濃度の異なる階調補正用のトナーパターンを、自動濃度検知センサー25によって検知した場合、用紙搬送ベルト11が新しい状態では、拡散反射型のセンサー33からの出力(Ap−Ad)/(Ac−Ad)が、トナー濃度TMAに応じてほぼ直線状に増加しているのに対して、正反射型のセンサー35からの出力(Ap−Ad)/(Ac−Ad)は、トナー濃度TMAにかかわらず、まったく変化していない。
【0040】
一方、上記の図6からわかるように、シアン色のトナー濃度の異なる階調補正用のトナーパターンを、自動濃度検知センサー25によって検知した場合、用紙搬送ベルト11で100Kサイクルのプリントを繰り返した後の状態では、拡散反射型のセンサー33からの出力(Ap−Ad)/(Ac−Ad)が、トナー濃度TMA約0.55(mg/cm2 )の近傍までは徐々に増加しているが、トナー濃度TMAが約0.55(mg/cm2 )を越えたところで飽和しており、ほとんど変化していない。これに対して、用紙搬送ベルト11で100Kサイクルのプリントを繰り返した後の状態では、正反射型のセンサー35からの出力(Ap−Ad)/(Ac−Ad)が、トナー濃度TMA0.6(mg/cm2 )を越えたあたりから明らかに増加しており、シアン色のトナー濃度の変化に精度よく対応していることがわかる。
【0041】
そこで、この実施の形態に係るカラープリンタでは、高濃度の階調補正用パターンのセンサー25の出力電流をA1、所定の中間濃度の階調補正用パターンのセンサー25の出力電流をA2、当該階調補正用パターンが形成される媒体のセンサー25の出力電流をAc1、Ac2、センサー25の暗電流をAdとすると、|(A1−Ad)/(Ac1−Ad)−(A2−Ad)/(Ac2−Ad)|の値が一番大きくなる方式のセンサー25からの出力を用いて、各色のカラー画像形成時のプロセスコントロールを行なうように構成されている。
【0042】
図7は補正テーブルである。表の値は画像濃度Cin60%の(Ap−Ad)/(Ac−Ad)の目標値である。それぞれのセンサー毎に(Ac−Ad)の値によって目標値を持っており、実際には中間濃度であるCin60%と飽和濃度であるCin100%の階調補正用パターンを、用紙搬送ベルト11の表面に作成し、(Ap−Ad)/(Ac−Ad)の差が一番大きいセンサーのCin60%の(Ap−Ad)/(Ac−Ad)が目標値になるようにプロセスコントロールを行なうように構成されている。
【0043】
上記カラープリンタでは、図8に示すように、用紙搬送ベルト11の表面に、黒色、イエロー、マゼンタ、シアンの各色のトナー像からなる階調補正用パターンを、中間濃度と飽和濃度の2種類ずつ形成した後(ステップ101)、用紙搬送ベルト11の表面(Ac1a、Ac1b)を自動濃度検知センサー25の拡散反射型センサー33と正反射型センサー35によって検知する(ステップ102)。次に、上記用紙搬送ベルト11の表面に形成された中間濃度の階調補正用パターンの濃度(A1a、A1b)を、自動濃度検知センサー25の拡散反射型センサー33と正反射型センサー35によって検知する(ステップ103)。その後、もう一度用紙搬送ベルト11の表面(Ac2a、Ac2b)を自動濃度検知センサー25の拡散反射型センサー33と正反射型センサー35によって検知するとともに(ステップ104)、当該用紙搬送ベルト11の表面に形成された飽和濃度の階調補正用パターンの濃度(A2a、A2b)を、自動濃度検知センサー25の拡散反射型センサー33と正反射型センサー35によって検知する(ステップ105)。
【0044】
次に、上記各拡散反射型センサー33と正反射型センサー35の出力のうち、|A1a/Ac1a−A2a/Ac2a|が、|A1b/Ac1b−A2b/Ac2b|以上か否かが判別される(ステップ106)。そして、|A1a/Ac1a−A2a/Ac2a|が、|A1b/Ac1b−A2b/Ac2b|以上の場合には、自動濃度検知センサー25の拡散反射型センサー33を使用し(ステップ107)、|A1a/Ac1a−A2a/Ac2a|が、|A1b/Ac1b−A2b/Ac2b|以上でない場合には、自動濃度検知センサー25の正反射型センサー35を使用する(ステップ108)。
【0045】
その後、これらの自動濃度検知センサー25の拡散反射型センサー33又は正反射型センサー35の検出値と、図7に示すような目標値とを比較し(ステップ109)、これら拡散反射型センサー33又は正反射型センサー35の検出値が目標値と等しくなるように、プロセスコントロール部によって、各感光体ドラム5K、5Y、5M、5Cの表面電位や、ROS4K、4Y、4M、4Cから出射されるレーザービームLBの強度、あるいは現像器6K、6Y、6M、6Cの現像ロールに印加される現像バイアス等の画像形成プロセスのパラメータを制御し、補正をかけるようになっている(ステップ110)。
【0046】
このように、上記実施の形態に係るカラープリンタでは、拡散反射型の濃度検知センサー33と正反射型の濃度検知センサー35の出力のうち、飽和濃度の濃度検知用パターンを検知したときのセンサーの出力電流をA1、中間濃度の濃度検知用パターンを検知したときのセンサーの出力電流をA2、前記用紙搬送ベルト11表面のセンサーの出力電流をそれぞれAc1、Ac2、濃度検知センサーの暗電流をAdとすると、|(A1−Ad)/(Ac1−Ad)−(A2−Ad)/(Ac2−Ad)|の値が、大きい濃度検知センサーの出力を使用するように、前記拡散反射型の濃度検知センサーと正反射型の濃度検知センサーを切り替えるように構成されているので、用紙搬送ベルト11の表面がクリーニングブラシ23の磨耗等によって劣化した場合でも、上記用紙搬送ベルト11の表面に形成される階調補正用パターンの濃度を精度良く検知することができる濃度検知センサーの出力を用いて、プロセスコントロールを行うことができ、常に良好な画質の画像を形成することができる。
【0047】
実施の形態2
図9はこの発明の実施の形態2を示すものであり、この実施の形態では、画像形成部を4つ備えているのではなく、感光体ドラム等の像担持体上に順次形成される、黒、イエロー、マゼンタ、シアン等の複数色のトナー像を、互いに重ね合わせた状態で一次転写する中間転写体を備え、当該中間転写体上に順次転写された複数色のトナー像を、転写用紙上に一括して二次転写することにより、フルカラーの画像を形成するように構成されている。
【0048】
図9において、50はカラープリンタの本体を示すものであり、このカラープリンタ本体50の内部には、像担持体としての感光体ドラム51が、矢印方向に沿って所定の回転速度で回転駆動されるように配置されている。この感光体ドラム51の表面は、一次帯電器52によって所定の電位に一様に帯電された後、当該感光体ドラム51の表面には、ROS53によって1色目の画像が露光され、静電潜像が形成される。上記感光体ドラム51の表面に形成された1色目の静電潜像は、例えば、ロータリー方式の現像装置54の黒色現像器54Kにより現像されてトナー像となり、この黒色のトナー像は、一次転写位置において中間転写体ベルト55上に、転写帯電器56によって転写される。その後、上記感光体ドラム51の表面は、清掃前除電器57によって除電された後、クリーニングブレード58を備えたクリーナー59によって残留トナー等が清掃される。
【0049】
次に、上記と同様に、上記感光体ドラム51の表面には、イエロー、マゼンタ、シアンの各色のトナー像が順次形成され、当該感光体ドラム51の表面に順次形成されたイエロー、マゼンタ、シアンの各色のトナー像は、中間転写体ベルト55上に順次重ね合わせた状態で転写される。上記中間転写体ベルト55上に互いに重ね合わされた状態で転写された黒、イエロー、マゼンタ、シアンの4色のトナー像は、所定のタイミングで搬送される転写用紙60上に、転写ロール61によって2次転写され、この転写用紙60は、定着装置62により定着されて、装置の外部に排出される。
【0050】
上記中間転写体ベルト55は、複数のロール63〜66によって一定の速度で循環移動可能に支持されている。また、この中間転写体ベルト55の表面は、クリーニングロール67とブレード68を備えたクリーナー69によって転写トナーや紙粉等が清掃されるようになっている。
【0051】
ところで、この実施の形態2では、中間転写体ベルト55の表面に形成される階調補正用パターンの濃度を検知する自動濃度検知センサー70が、ドライブロール63の表面近傍に配設されている。この自動濃度検知センサー70は、前記実施の形態と同様に、拡散反射型のセンサーと正反射型のセンサーとから構成されている。
【0052】
そして、上記自動濃度検知センサー70の拡散反射型のセンサーと正反射型のセンサーとによって、中間転写体ベルト55の表面に形成される階調補正用パターンの濃度を検知し、プロセスコントロールを行うようになっている。
【0053】
その他の構成及び作用は、前記実施の形態と同一であるので、その説明を省略する。
【0054】
なお、前記の実施の形態では、拡散反射型と正反射型の濃度検知センサーの出力に応じて、これら拡散反射型の濃度検知センサーと正反射型の濃度検知センサーを切り替えて使用するように構成したが、前記拡散反射型の濃度検知センサーと正反射型の濃度検知センサーが階調補正用パターン等を検知した際の出力は、像担持体又は中間転写体の表面状態によって変化するため、当該像担持体又は中間転写体の表面状態を認識する認識手段と、前記認識手段の認識結果に応じて拡散反射型の濃度検知センサーと正反射型の濃度検知センサーを切り替える切替手段を備えるように構成しても良い。上記像担持体又は中間転写体の表面状態を認識する認識手段としては、当該像担持体又は中間転写体の表面状態を直接検知するセンサーや、像担持体や中間転写体等の回転数、あるいはプリント枚数をカウントするカウンタ等が用いられる。
【0055】
【発明の効果】
以上のとおり、この発明によれば、像担持体や中間転写体あるいは用紙搬送ベルト等の表面が劣化した場合でも、当該像担持体や中間転写体あるいは用紙搬送ベルト等の表面に形成される各色の濃度検知用パターンの濃度を精度良く検知することができ、常に良好な画質の画像を形成することが可能な画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1はこの発明に係る画像処理装置の一実施の形態を示す制御回路のブロック図である。
【図2】 図2はこの発明の一実施の形態に係る画像形成装置を示す構成図である。
【図3】 図3(a)〜(c)は濃度検知センサーをそれぞれ示す構成図である。
【図4】 図4は階調補正用パターンを示す説明図である。
【図5】 図5はトナー濃度とセンサーの出力との関係を示すグラフである。
【図6】 図6はトナー濃度とセンサーの出力との関係を示すグラフである。
【図7】 図7は補正テーブルを示す図表である。
【図8】 図8は動作を示すフローチャートである。
【図9】 図9はこの発明の実施の形態2に係る画像形成装置を示す構成図である。
【符号の説明】
25:自動濃度検知センサー、33:拡散反射型の第1の受光素子、35:正反射型の第2の受光素子、40:CPU、41:ROM、42:RAM、43:プロセスコントロール部。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, or a facsimile using an electrophotographic system, and more particularly, to a color image forming apparatus using an intermediate transfer member or a paper transport belt.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, or a facsimile using this type of electrophotographic method, a plurality of black, yellow, magenta, cyan, and the like are sequentially formed on an image carrier such as a photosensitive drum. Provided with an intermediate transfer body for primary transfer of color toner images superimposed on each other, and a plurality of color toner images sequentially transferred onto the intermediate transfer body are collectively transferred onto a transfer sheet. A plurality of image forming units that form full-color images or toner images of different colors on an image carrier such as a photosensitive drum, and transfer of toner images formed by the plurality of image forming units And a sheet conveying belt that conveys the transfer sheet while holding the transfer sheet, and sequentially transfers the toner images of a plurality of colors formed by the respective image forming units onto the transfer sheet conveyed by the sheet conveying belt. Accordingly, those configured to form a full color image has been already proposed.
[0003]
In a color image forming apparatus using these intermediate transfer member or paper transport belt, in order to obtain good color reproducibility, on an image carrier such as a photosensitive drum, or on the intermediate transfer member or paper transport belt, A process control for controlling the image forming conditions by forming a pattern for correcting the gradation of the toner image of each color and detecting the density of the gradation correction pattern with a density sensor using a reflection type sensor or the like. It is done.
[0004]
At that time, the black toner pattern formed on the image bearing member such as the photosensitive drum or the intermediate transfer member or the paper transport belt is subjected to other colors such as yellow and magenta by using a regular reflection type sensor. It is known that the toner pattern has good image quality control performance when density detection is performed using a diffuse reflection type sensor.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional technique has the following problems. That is, in the case of a color image forming apparatus using an intermediate transfer member or a paper transport belt as described above, the image forming cycle is repeated, and the surface of the image carrier such as a photosensitive drum, the intermediate transfer member or the paper transport belt When the surface of the image carrier, such as the photosensitive drum, the intermediate transfer member, or the paper transport belt, becomes rough due to the pressure of the cleaning blade that cleans the toner, the density of the black toner pattern is detected by the regular reflection type sensor. In this case, since the surface of the image carrier or belt becomes rough, the amount of specular reflection from the black toner pattern decreases, and the difference in reflected light between the image carrier and belt and the toner disappears. If the ratio of the reflected light from the image and the reflected light from the image carrier or belt surface is taken, there will be no significant difference between a certain pattern of intermediate density and saturation density. Le performance there has been a problem of a decrease. Such a problem occurs not only in the black toner pattern but also in a color toner pattern such as yellow and magenta, because the diffuse reflection light from the image carrier and the belt gradually increases.
[0006]
Therefore, in order to maintain the control performance even when the surface of the image carrier, the intermediate transfer member or the paper conveying belt deteriorates with time, a technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-148992 has already been proposed. Has been.
[0007]
In the case of the electrophotographic apparatus according to Japanese Patent Laid-Open No. 6-148992, a method is used in which the reflected light from the belt is detected and corrected at a plurality of locations. There is no change in the fact that there is not much difference in light, and it still has the problem that the control performance falls.
[0008]
Therefore, the present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and the object of the present invention is that even when the surface of an image carrier, an intermediate transfer body, a paper transport belt, or the like deteriorates, An image that can accurately detect the density of the density detection pattern of each color formed on the surface of the image carrier, intermediate transfer body, paper conveyance belt, etc., and can always form an image with good image quality. It is to provide a forming apparatus.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
That is, according to the first aspect of the present invention, a density detection pattern is formed on an image carrier for forming an image, and the density detection pattern formed on the image carrier is directly or Transfer onto a transfer material carrier or intermediate transfer body, detect the density of the density detection pattern with diffuse reflection type and regular reflection type density detection sensors, and form an image based on the detection result of the density detection sensor In the image forming apparatus for controlling the conditions, a plurality of density detection patterns having different densities are formed on the image carrier, the transfer material carrier, or the intermediate transfer body, and the density of the plurality of density detection patterns is determined. The density of the surface of the image carrier, transfer material carrier or intermediate transfer member is detected by the diffuse reflection type and regular reflection type density detection sensors, and the output of these diffuse reflection type and regular reflection type density detection sensors is detected. Flip and, which is constituted to comprise a density detecting sensor switching means which are switched between the diffuse reflective of the density detection sensor and the positive reflection type density detection sensor.
[0010]
According to a second aspect of the present invention, when the density detection pattern of the saturated density is detected from the outputs of the diffuse reflection type and regular reflection type density detection sensors, Concentration detection Sensor output Current The A1 When an intermediate density detection pattern is detected Concentration detection Sensor output current A2 The surface of the image carrier or transfer material carrier or intermediate transfer member The output current of the diffuse reflection type density detection sensor is Ac1, and the output current of the regular reflection type density detection sensor on the surface of the image carrier, transfer material carrier or intermediate transfer body is Ac2. The dark current of the density detection sensor Ad Then, | ( A1 − Ad ) / ( Ac1 − Ad -( A2 − Ad ) / ( Ac2 −
[0011]
Furthermore, the invention described in claim 3 transfers the toner image formed on the image carrier onto a transfer material or intermediate transfer member to form an image, and also forms the image on the image carrier or intermediate transfer member. An image in which a density detection pattern is formed, the density of the density detection pattern is detected by a diffuse reflection type and a regular reflection type density detection sensor, and image forming conditions are controlled based on the detection result of the density detection sensor In the forming apparatus, a recognition unit for recognizing a surface state of the image carrier or the intermediate transfer member, and a switching unit for switching between a diffuse reflection type density detection sensor and a regular reflection type density detection sensor according to a recognition result of the recognition unit It is comprised so that it may be equipped with.
[0012]
Furthermore, the invention according to claim 4 is provided for each of the diffuse reflection type and regular reflection type detection methods of the density detection sensor. When starting to use the image forming device The output value and the target value over time are stored, and the current output value of the concentration detection sensor is Over time 4. The image forming apparatus according to
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention will be described below based on the illustrated embodiments.
[0014]
FIG. 2 shows a color printer as an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
[0015]
In FIG. 2,
[0016]
As shown in FIG. 2, the
[0017]
The leading edge of the
[0018]
The four
[0019]
Further, as described above, the
[0020]
As shown in FIG. 2, the
[0021]
In addition, after the
[0022]
By the way, the color printer according to this embodiment forms a plurality of density detection patterns having different densities on an image carrier, a transfer material carrier, or an intermediate transfer body, and the plurality of density detection patterns. The density and the density on the surface of the image carrier or transfer material carrier or intermediate transfer member are detected by the diffuse reflection type and specular reflection type density detection sensors, and the density detection sensor according to these diffuse reflection type and regular reflection type density detection sensors is used. In addition, it is configured to include density detection sensor switching means for switching between the diffuse reflection type density detection sensor and the regular reflection type density detection sensor.
[0023]
Furthermore, the color printer according to this embodiment has a sensor for detecting a saturated density detection pattern among the outputs of the diffuse reflection type and regular reflection type density detection sensors. Output current The A1 , The sensor when the density detection pattern for intermediate density is detected Output current The A2 The sensor on the surface of the image carrier or transfer material carrier or intermediate transfer member. Output current Each Ac1 , Ac2 The dark current of the density detection sensor Ad Then, | ( A1 − Ad ) / ( Ac1 − Ad -( A2 − Ad ) / ( Ac2 − Ad ) It is configured to switch between the diffuse reflection type density detection sensor and the regular reflection type density detection sensor so as to use the output of the density detection sensor having a large value of |.
[0024]
That is, as shown in FIG. 2, the color printer according to this embodiment includes four
[0025]
For example, as shown in FIG. 3, the automatic
[0026]
In addition, a first
[0027]
Further, a second
[0028]
In addition, the
[0029]
In the first
[0030]
Further, as gradation correction patterns formed on the surface of the
[0031]
FIG. 1 is a block diagram showing a control circuit of a color printer according to this embodiment.
[0032]
In FIG. 1, 40 is a CPU as a control means for controlling the image forming operation of the color printer, 41 is a ROM storing a program for controlling the image forming operation of the
[0033]
In the above configuration, in the image forming apparatus according to this embodiment, even when the surface of the image carrier, the intermediate transfer member, or the sheet conveying belt is deteriorated as follows, the image carrier or the intermediate transfer member. Alternatively, it is possible to accurately detect the density of each color density detection pattern formed on the surface of a paper conveyance belt or the like.
[0034]
That is, in the color printer according to this embodiment, as the image forming cycle is repeated, the surface of the
[0035]
FIG. 5 shows a case where a new
[0036]
FIG. 6 shows a case where a new
[0037]
As can be seen from FIG. 5 above, when the tone density correction toner pattern having a different black toner density is detected by the automatic
[0038]
On the other hand, as can be seen from FIG. 5 described above, when the tone density correction toner pattern having a different black toner density is detected by the automatic
[0039]
Further, as can be seen from FIG. 6 above, when the gradation correction toner pattern having a different cyan toner density is detected by the automatic
[0040]
On the other hand, as can be seen from FIG. 6 above, when a toner pattern for tone correction with a different cyan toner density is detected by the automatic
[0041]
Therefore, in the color printer according to this embodiment, the
[0042]
FIG. 7 is a correction table. The values in the table are for image density Cin of 60% ( Ap − Ad ) / ( Ac − Ad ) Target value. For each sensor ( Ac − Ad ) Has a target value. Actually, a gradation correction pattern having an intermediate density of
[0043]
In the color printer, as shown in FIG. 8, two types of gradation correction patterns, each of intermediate density and saturation density, are formed on the surface of the
[0044]
Next, out of the outputs of each of the diffuse
[0045]
After that, the detection value of the diffuse
[0046]
As described above, in the color printer according to the above-described embodiment, among the outputs of the diffuse reflection type
[0047]
FIG. 9 shows
[0048]
In FIG. 9,
[0049]
Next, similarly to the above, yellow, magenta, and cyan toner images are sequentially formed on the surface of the
[0050]
The
[0051]
By the way, in the second embodiment, an automatic
[0052]
Then, the density of the gradation correction pattern formed on the surface of the
[0053]
Since other configurations and operations are the same as those of the above-described embodiment, description thereof is omitted.
[0054]
In the above-described embodiment, the diffuse reflection type density detection sensor and the regular reflection type density detection sensor are switched and used in accordance with the output of the diffuse reflection type and regular reflection type density detection sensor. However, since the output when the diffuse reflection type density detection sensor and the regular reflection type density detection sensor detect a gradation correction pattern or the like varies depending on the surface state of the image carrier or the intermediate transfer body, Recognizing means for recognizing the surface state of the image carrier or intermediate transfer body, and switching means for switching between a diffuse reflection type density detection sensor and a regular reflection type density detection sensor according to the recognition result of the recognition means. You may do it. As a recognition means for recognizing the surface state of the image carrier or intermediate transfer member, a sensor for directly detecting the surface state of the image carrier or intermediate transfer member, the rotation speed of the image carrier or intermediate transfer member, or the like A counter or the like that counts the number of printed sheets is used.
[0055]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, each color formed on the surface of the image carrier, the intermediate transfer member, or the paper transport belt even when the surface of the image carrier, the intermediate transfer member, or the paper transport belt is deteriorated. Therefore, it is possible to provide an image forming apparatus that can detect the density of the density detection pattern with high accuracy and can always form an image with good image quality.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a control circuit showing an embodiment of an image processing apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 3A to 3C are configuration diagrams showing density detection sensors, respectively.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a tone correction pattern.
FIG. 5 is a graph showing the relationship between toner density and sensor output.
FIG. 6 is a graph showing the relationship between toner density and sensor output.
FIG. 7 is a chart showing a correction table.
FIG. 8 is a flowchart showing the operation.
FIG. 9 is a block diagram showing an image forming apparatus according to
[Explanation of symbols]
25: automatic density detection sensor, 33: first light receiving element of diffuse reflection type, 35: second light receiving element of regular reflection type, 40: CPU, 41: ROM, 42: RAM, 43: process control unit.
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