JP4387883B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は感光体に形成された潜像をトナーにより現像し、記録媒体に転写、定着して記録を行なう電子写真方式の画像形成装置の構成に関するものである。特に複写機、プリンタ等の機能を有する画像記録装置やそれ等の機能を兼ね備える複合機、ワークステーション等の出力機器として用いられるカラー画像形成装置で用いられる。

近年、電子写真方式を用いてカラー画像を形成する画像形成装置が実用化され、提供されている。電子写真方式は、感光体の周囲に帯電装置、現像装置を配置した複数の電子写真プロセスユニットを装置内に並置させ、各プロセスユニット内の感光体表面にレーザ、ＬＥＤ光等を用いた露光装置により光学像を結像させることで感光体表面に潜像を形成し、その潜像を現像装置によりトナーを用いて可視化した後、中間転写ベルトに順次トナー転写した後、記録媒体に一括して定着し、カラー画像を形成する。

カラープリンタ、カラー複写機等のカラー画像形成装置は、出力画像の更なる高画質化が求められている。ところが、カラー画像形成装置は、環境の変化や長時間の使用によって装置各部の変動があると、得られる画像の色が変動する場合がある。特に電子写真方式のカラー画像形成装置の場合、わずかな環境変動でも色の変動が生じ、カラーバランスを崩す恐れがあるので、色及び色の階調性を安定して再現するための手段を有している。

例えば、各色のトナーに対して、絶対湿度に応じた数種類の露光量や現像バイアスなどのプロセス条件、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）などの階調補正手段をもち、温湿度センサによって測定された絶対湿度に基づいて、その時のプロセス条件や階調補正の最適値を選択するものがある。

また、装置各部の変動が生じても一定の色及び色の階調性が得られるように、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー単色で濃度検知用トナーパッチ（テストパターン）を中間転写体や感光体等の上に形成し、その未定着単色トナーパッチの濃度を未定着トナー用濃度検知センサ（以下濃度センサとする）で検知し、その検知結果より露光量、現像バイアスなどのプロセス条件やＬＵＴなどの階調補正手段にフィードバックをかけて濃度制御を行うことで、安定した色及び色の階調性を得るように構成したものもある。

ただし、前記濃度センサを用いた濃度制御はパッチを中間転写体や感光体ドラム等の上に形成し検知するもので、その後に行われる記録媒体への転写及び定着による画像のカラーバランスの変化については制御していない。記録媒体へのトナー像の転写における転写効率や、定着による加熱及び加圧によってもカラーバランスが変化する。この変化には、前記濃度センサを用いた濃度制御では対応できない。

そこで記録媒体上に各色の階調パッチや混色のパッチを形成し、定着後に記録媒体上のパッチの濃度又は色度を検知する検知手段（以下カラーセンサという）を設置したカラー画像形成装置が提案されている。

これらのカラー画像形成装置では、検知した結果を画像形成部の露光量やプロセス条件、濃度−階調特性を補正するためのキャリブレーションテーブルなどへフィードバックすることで、記録媒体上に形成した最終出力画像の濃度又は色度制御を行うことができる。なお、特開平１１−３１６４７６（特許文献１）には、用紙上に形成された装置校正用画像の濃度を検出する検出ユニットを有する画像形成装置が記載されている。さらに、この検出ユニットをカラー画像形成装置にも適用できる旨が記載されている。

図８は、従来のカラーセンサ近傍の構成を説明する図である。図に示すように、カラーセンサＳ１の両側にはローラＲを設置し、これらのローラＲおよびカラーセンサＳ１にわたる長さの対向ローラＣＲを設置し、記録媒体としてのシートＰを狭持搬送している。シートＰにはテストパターンとしてパッチ81（81ａ、81ｂ、81ｃなど）を形成している。これにより、パッチ測定の安定化を図っている。カラーセンサＳ１はシートＰ上の表面に形成されたパッチ81をパッチ81ａから順次検知し、検知した結果を図示しない画像形成部へフィードバックし、記録媒体上に形成するトナー画像の色度制御を行う。

特開平１１−３１６４７６

しかし、上記カラーセンサを用いた方式であっても、パッチ測定時に以下のような問題点があった。

上記した如く、対向ローラとカラーセンサ両側のコロによって記録媒体の安定搬送を図っているが、測定時に状態が不安定になる場合があり、精度が悪化する懸念がある。例えば、対向ローラの材質はウレタンもしくはゴム等を被覆した金属ローラ等を用いる場合が多いが、記録媒体をカラーセンサと対向ローラで狭持搬送しながら色度を測定する場合には、記録媒体上のパッチに対してカラーセンサから投光し、その反射光量を元に色度を判断している。その時、投光した光の何割かは記録媒体を透過し、記録媒体裏面にある対向ローラの表面にあたり、反射して再び記録媒体を透過して表面に戻ってきてしまう。このように本来の記録媒体上のパッチの色の反射だけではなく、裏面からの反射光の影響がある場合、正しい色度補正を実現できない場合がある。さらに、対向ローラ部表面は曲率を持ち、常時回転しているため、裏面の反射光を変動させる要因ともなってしまう。

そこで本発明は、定着後のテストパターンの色度を高精度に検知することができる画像形成装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、画像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段によって形成された画像を記録媒体上に定着する定着器と、前記定着器による定着後のテストパターンの色度を検知する色度検知手段と、記録媒体をガイドするガイド手段と、を有し、前記色度検知手段で検知した結果に基づいて記録媒体上に形成される画像の色度制御を行う画像形成装置において、前記ガイド手段は前記色度検知手段に対向する位置に設けられた付勢板を有し、前記色度検知手段の検知位置において、定着後のテストパターンが形成された記録媒体は、前記付勢板によって付勢されることで前記色度検知手段に密着しながら搬送されるものであり、前記付勢板の前記色度検知手段と対向する表面は、黒色であることを特徴とする。
本発明に係る画像形成装置の他の代表的な構成は、画像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段によって形成された画像を記録媒体上に定着する定着器と、前記定着器による定着後のテストパターンの色度を検知する色度検知手段と、記録媒体をガイドするガイド手段と、を有し、前記色度検知手段で検知した結果に基づいて記録媒体上に形成される画像の色度制御を行う画像形成装置において、前記ガイド手段は前記色度検知手段に対向する位置に設けられた付勢板を有し、前記色度検知手段の検知位置において、定着後のテストパターンが形成された記録媒体は、前記付勢板によって付勢されることで前記色度検知手段に密着しながら搬送されるものであり、前記付勢板の前記色度検知手段と対向する表面には、反射を防止するコート層が形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、記録媒体上に形成した最終出力画像の色度制御を行う画像形成装置において、定着後のテストパターンの色度を高精度に検知することができる。

［第一実施例］
本発明に係る画像形成装置の第一実施例について説明する。まず、図７を用いて画像形成装置の全体構成について説明する。

図７に示す画像形成装置は電子写真方式を採用し、複数（本実施例では４つ）の画像形成手段を備えたカラー画像形成装置である。このプリンタの動作として、通常プリントモード、テストモードがある。

まず通常プリントモードの動作について説明する。画像形成手段である画像形成ステーションは、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの各色のトナー像を担持する感光体ドラム50Ｙ、50Ｍ、50Ｃ、50Ｋを備えている。各感光体ドラム50Ｙ、50Ｍ、50Ｃ、50Ｋの表面は、それぞれに対応したレーザスキャナ装置51Ｙ、51Ｍ、51Ｃ、51Ｋから、図示しない画像データ入力部からの画像データに基づいて発せられたレーザ光により露光されて潜像が形成される。潜像はそれぞれ各色の現像材によって現像され、トナー像が形成される。各色のトナー像は中間転写ベルト52に一次転写される。

給送カセット53には記録媒体であるシートＰが積載されており、給送ローラ54により給送され、フィード・リタードローラ対55、搬送ローラ対56、57により搬送され、駆動停止しているレジストローラ対59に搬送される。またマルチ給送部40からの給送が指定された場合は、マルチ給送トレイ41にシートＰが積載されており、マルチ給送ローラ42により給送され、搬送ローラ対57により搬送され、駆動停止しているレジストローラ対59に搬送される。

上記シートＰは、レジストローラ対59により斜行が補正された後、所定のタイミングで二次転写部60へ搬送されて中間転写ベルト52上のトナー像が転写され、次いで二次転写部60の二次転写ローラ60ａと中間転写ベルト52により、定着器61に搬送されてトナー像の定着が行なわれる。

画像形成面を下にして排出するＦＤ（フェイスダウン）排出が指定された場合、フラッパ67を図示しない制御手段及び駆動手段により動かす事により、前記定着器61を通過したシートＰは、フラッパ67の上側を通過し、搬送ローラ対62に搬送され搬送路69に搬送される。搬送路69に搬送されたシートＰは搬送ローラ対68、排出ローラ対63によって搬送され排出トレイ64上に画像形成面を下にして排出積載される。また、画像形成面を上にして排出するＦＵ（フェイスアップ）排出が指定された場合、フラッパ67を図示しない制御手段及び駆動手段により動かす事により、前記定着器61を通過したシートＰは、フラッパ67の下側を通過し、排出ローラ対65によって搬送され排出トレイ66上に画像形成面を上にして排出積載される。

次に、テストモードの動作について説明する。図に示すように、搬送路69、すなわち定着器61よりも下流側には、定着後のテストパターンの色度を検知する色度検知手段の例としてのカラーセンサＳ１が設置されている。

プリンタ上の図示しない操作パネル、またはプリンタに接続されたパーソナルコンピュータ等でテストモードが指定された時、あるいは図示しない制御部が環境の変化、装置各部の変動等の検知結果により自動的にテストモードを行う場合、図示しない信号発生回路からテストパターン信号を発生し、これに基づいて発せられたレーザ光により各感光体ドラムの表面が露光され潜像が形成される。以下通常プリントモードの動作と同じプロセスにて中間転写ベルト52上にテストパターンが形成された後、二次転写ローラ60ａ部にて別途搬送されたシートＰ上にトナー像が転写された後、更に定着器61へ搬送されてテストパターンとしてパッチ81（図８参照）が記録シートＰ上に定着される。

カラーセンサＳ１はシートＰ上の表面に形成されたパッチ81をパッチ81ａから順次検知し、検知した結果を画像形成部へフィードバックし、シートＰ上に形成するトナー画像の色度制御を行う。その後搬送ローラ対68で搬送されたシートＰは排出ローラ対63によって搬送され、排出トレイ64上にパッチ形成面を下にして排出積載される。

図１にカラーセンサＳ１を含むシート搬送ユニット100を示す。これは定着後の搬送路69内におけるシート搬送部であり、シートＰは図１中上矢印方向に複数のガイドリブＬおよび図示されていない複数の対向ガイドリブによって形成される空間内を、搬送ローラ対62、68によって狭持搬送される。

図２にカラーセンサＳ１を含むユニットの要部斜視図を示す。図２に示すように、カラーセンサＳ１はホルダー101に支持され、カム軸104によってシート搬送ユニット100に対して揺動可能に構成されている。カラーセンサＳ１に対向する位置には対向ローラ102が配置され、シートＰを挟持搬送する。さらにカラーセンサＳ１の検知位置と対向する位置には、シートＰをガイドするガイド手段の例としての付勢板103が配置されている。付勢板103は、回動軸106によって揺動可能に取付けられている。

図３にカラーセンサＳ１を含むユニットの側面図を示す。図に示すように、付勢板103は回動軸106によって回動可能であって、カラーセンサＳ１に対向する位置と退避する位置とに揺動可能である。対向する位置においてはシートＰを付勢し、シートＰをカラーセンサＳ１に密着させる。

ホルダー101内に設置されたカラーセンサＳ１の内部には色度計測用のＬＥＤが設けられており、その光束はシート搬送面に対して所定の角度をもって光を照射する。ＬＥＤからの光束は、カラーセンサＳ１表面と付勢板103の間を矢印のようにシートＰが通過する表面に対して投光反射させて、不図示の受光素子にシートからの反射光が入光し、色度計測を実行する。

ここで付勢板103は、精度良く色度が計測可能なように、平面であって、かつカラーセンサＳ１と対向する表面を略反射しないものに構成している。すなわち、図８に示したような対向ローラＣＲではなく、平滑な面を備えた付勢板103によってシートＰを支持することにより、シート裏面からの反射光にムラが生じることを防止し、シートＰ上のパッチを高精度に検知することが可能となる。また、付勢板103の表面の反射を少なくするために、例えば黒色で形成したり、いわゆる反射防止を目的とするコート層を構成することができる。このように、反射光の発生を抑制することにより、さらにシートＰ上のパッチを高精度に検知することが可能となる。

［第二実施例］
本発明に係る画像形成装置の第二実施例について説明する。図４は本実施例に係るシート搬送ユニットの構成を説明する図、図５はシート搬送ユニットの他の構成を説明する図であって、上記第一実施例と説明の重複する部分については同一の符号を付して説明を省略する。図４（ａ）は本実施例に係る構成を示し、図４（ｂ）は参考例の構成である。

まず図４（ｂ）に示した参考例の機構を説明する。搬送ユニット100には、搬送されるシートとの擦過摩擦を減少させるための複数のガイドリブＬが設けられている。そして、１点鎖線の交差によって示すカラーセンサＳ１の光学的な読取位置Ｙの搬送方向上流側には、複数のガイドリブＬの一つであるリブＬ１が配設されている。このような構成の場合、定着直後のシートＰ上のトナーは、まだ、固化するに至らず比較的柔らかい状態にあるので、通紙時にリブ面とに生じる僅かな擦過によりリブ上にトナーが堆積する。そして堆積したトナー等がある程度の大きさまで成長すると、トナー固まりとして下流側へ搬送されてしまう場合がある。このようなトナー固まりがカラーセンサの光学部品上に付着すると、光量が劣化変動し、正しい色度の計測ができないおそれがある。

これに対して、図４（ａ）に示すように搬送ユニット100上のリブＬ１を除去することにより、シートＰに形成されたトナーが堆積しうる搬送ユニット上のリブが存在しなくなる。これにより、カラーセンサＳ１の読取位置Ｙ上にトナー固まりが発生することがなくなり、上記の問題のような通紙によるトナーの堆積による光学面への汚損の発生を未然に防ぐことが可能となる。従って、長期間の安定した色度計測が可能となる。

また図５に示すように、カラーセンサＳ１の読取位置Ｙに対して所定量ｗ１だけずらした位置にリブＬ２を設置し、読取位置Ｙの搬送方向上流側にリブを設けないことでも同様な効果を得ることができる。

［第三実施例］
本発明に係る画像形成装置の第三実施例について説明する。図６は本実施例に係る搬送ローラ対の構成を説明する図であって、上記第一実施例と説明の重複する部分については同一の符号を付して説明を省略する。図６（ａ）は本実施例に係る構成を示し、図６（ｂ）は参考例の構成を示す。

まず図６（ｂ）に示した参考例の機構を説明する。シート搬送ユニット100の上流側には、搬送ローラ対107（図１に示した搬送ローラ対62に相当する）が配置されている。搬送ローラ対107は複数のローラ部から構成されており、カラーセンサＳ１の光学的な読取位置Ｙの搬送方向上流側には幅Ｌｒのローラ部108が配置されている。なお非表示であるが、ローラ部108のシート搬送路に対する対向側にも同様な搬送ローラが設置されており、シートＰを狭持搬送する。このような構成の場合にも、上記第二実施例にて説明したリブＬ１と同様に、通紙時に搬送ローラ対107との間に生じる圧接状態によりローラ面上やローラ端に溶融トナーやトナーが含有する揮発オイル分が堆積する。そして堆積しある程度の大きさまで成長したトナー固まりやオイルが下流側へ搬送され、カラーセンサの光学部品上に付着すると、光量が劣化変動して正しい色度の計測ができないおそれがある。

これに対して、図６（ａ）に示す搬送ローラ109では、読取位置Ｙに近接するローラ部110に間隔Ｌｇを設け、読取位置Ｙに対して所定量ｗ２だけずらして配置している。これにより、カラーセンサＳ１の上流側にトナーやオイルが堆積しうるローラ部が存在しなくなるので、カラーセンサＳ１の光学部品上にトナー固まりやオイル固まりが搬送されてくることがなく、上記の問題のような通紙による光学面への汚損の発生を未然に防ぐことが可能となる。従って、長期間の安定した色度計測が可能となる。

［他の実施例］
上記各実施形態において、画像形成装置は、中間転写ベルトを用いた構成として説明した。しかし、搬送するシートに感光体ドラムから直接に重畳的に転写を行う、いわゆる転写搬送ベルトを用いた装置であっても本発明を適用し、その効果を得ることができる。また、感光体ドラムを用いた装置ではなく、いわゆる感光体ベルトを用いた構成であってもよい。さらに、定着後の搬送経路が重力方向に対して平行（鉛直方向）な経路において説明しているが、重力方向に対して直交（水平方向）もしくは斜め方向であってもよい。

カラーセンサを含むシート搬送ユニットを示す図である。 カラーセンサを含むユニットの要部斜視図を示す図である。 カラーセンサを含むユニットの側面図を示す図である。 第二実施例に係るシート搬送ユニットの構成を説明する図である。 シート搬送ユニットの他の構成を説明する図である。 第三実施例に係る搬送ローラ対の構成を説明する図である。 画像形成装置の全体構成について説明する。 従来のカラーセンサ近傍の構成を説明する図である。

符号の説明

ＣＲ …対向ローラ
Ｌ …ガイドリブ
Ｌ１ …リブ
Ｐ …シート
Ｒ …ローラ
Ｓ１ …カラーセンサ
Ｙ …読取位置
40 …マルチ給送部
41 …マルチ給送トレイ
42 …マルチ給送ローラ
50 …感光体ドラム
51 …レーザスキャナ装置
52 …中間転写ベルト
53 …給送カセット
54 …給送ローラ
55 …フィード・リタードローラ対
56 …搬送ローラ対
57 …搬送ローラ対
59 …レジストローラ対
60 …二次転写部
60ａ …二次転写ローラ
61 …定着器
62 …搬送ローラ対
63 …排出ローラ対
64 …排出トレイ
65 …排出ローラ対
66 …排出トレイ
67 …フラッパ
68 …搬送ローラ対
69 …搬送路
81 …パッチ
100 …シート搬送ユニット
101 …ホルダー
102 …対向ローラ
103 …付勢板
104 …カム軸
106 …回動軸
107 …搬送ローラ対
108 …ローラ部
109 …搬送ローラ
110 …ローラ部

Claims (3)

1. 画像を形成する画像形成手段と、
   前記画像形成手段によって形成された画像を記録媒体上に定着する定着器と、
   前記定着器による定着後のテストパターンの色度を検知する色度検知手段と、
   記録媒体をガイドするガイド手段と、を有し、
   前記色度検知手段で検知した結果に基づいて記録媒体上に形成される画像の色度制御を行う画像形成装置において、
   前記ガイド手段は前記色度検知手段に対向する位置に設けられた付勢板を有し、
   前記色度検知手段の検知位置において、定着後のテストパターンが形成された記録媒体は、前記付勢板によって付勢されることで前記色度検知手段に密着しながら搬送されるものであり、
   前記付勢板の前記色度検知手段と対向する表面は、黒色であることを特徴とする画像形成装置。
2. 画像を形成する画像形成手段と、
   前記画像形成手段によって形成された画像を記録媒体上に定着する定着器と、
   前記定着器による定着後のテストパターンの色度を検知する色度検知手段と、
   記録媒体をガイドするガイド手段と、を有し、
   前記色度検知手段で検知した結果に基づいて記録媒体上に形成される画像の色度制御を行う画像形成装置において、
   前記ガイド手段は前記色度検知手段に対向する位置に設けられた付勢板を有し、
   前記色度検知手段の検知位置において、定着後のテストパターンが形成された記録媒体は、前記付勢板によって付勢されることで前記色度検知手段に密着しながら搬送されるものであり、
   前記付勢板の前記色度検知手段と対向する表面には、反射を防止するコート層が形成されていることを特徴とする画像形成装置。
3. 前記付勢板は、前記色度検知手段に記録媒体を密着させる位置と、そこから退避する位置とに揺動可能であ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。

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