JP7435109B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

ＭＦＰ（Multifunction Peripheral）等のカラー画像形成装置では、ブラック（Ｋ）の画像形成ステーションは、中間転写ベルトに対して常に当接しており、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）の画像形成ステーションは、モノクロの画像の印刷時において、中間転写ベルトから離間する、という構成をとる場合が多い。この場合、イエロー，マゼンタ，シアンの画像形成ステーションでのみ印刷を行う場合でも、ブラックの画像形成ステーションを駆動させる必要があるが、ブラックの画像を印刷しないため、ブラックのトナーが劣化して、ブラックの画像の濃度が変わることがある。そのため、ブラックの画像形成ステーションを駆動する場合、ブラックの画像の濃度を調整する動作を行う必要がある。これは、Ｋの画像形成ステーションが不可視トナーによって潜像を顕像化する場合も、Ｋの画像形成ステーションに中間転写ベルトに対する接離機構を設けない場合は同様である。

そこで、特許文献１には、中間転写ベルトにおいて、印刷画像が形成されない領域に対して、濃度の調整用のパターンを形成する技術が開示されている。また、特許文献２には、濃度の調整用のパターンを転写紙に転写する技術が開示されている。

しかしながら、特許文献１記載の技術では、中間転写ベルトに対する印刷画像の形成を停止することなく、濃度の調整用のパターンを中間転写ベルトに形成することが可能となるが、濃度の調整用のパターンの形成に用いたトナーが廃トナーボックスに捨てられる。また、特許文献２記載の技術では、濃度の調整用のパターンの形成に用いたトナーが廃トナーボックスに捨てられることは防ぐことができるが、濃度の調整用のパターンが用紙に転写され、人間の眼で見えてしまう。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、濃度の調整用のパターンの形成に用いたトナーが廃トナーボックスに捨てられたり、転写紙に転写される濃度の調整用のパターンが人間の眼で見えてしまうことを抑制したりすることを可能とする画像形成装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、中間転写ベルトと、前記中間転写ベルトに対する接離機構が設けられず、潜像を不可視トナーによって顕像化した不可視画像を前記中間転写ベルトに転写する第１画像形成ステーションと、潜像を可視トナーによって顕像化した可視画像を前記中間転写ベルトに転写する第２画像形成ステーションと、前記中間転写ベルトに転写される前記不可視画像および前記可視画像の濃度を検知する検知部と、前記中間転写ベルトに転写される前記不可視画像および前記可視画像を転写紙に転写する紙転写部と、を備え、前記第１画像形成ステーションは、前記第２画像形成ステーションによって前記可視画像を前記中間転写ベルトに転写しないとき、前記検知部による濃度の検知用の調整パターンの潜像を不可視トナーによって顕像化した前記不可視画像を前記中間転写ベルトに転写し、前記第２画像形成ステーションは、前記中間転写ベルトに対して接離可能に設けられ、前記調整パターンの潜像を可視トナーによって顕像化した前記可視画像を前記中間転写ベルトに転写しない、前記不可視トナーは、転写紙に定着されると、可視領域においては透明となり、転写紙においては、人間の眼には見えない。

本発明によれば、調整パターンの形成に用いたトナーが廃トナーボックスに捨てられたり、調整パターンが転写紙に転写され、人間の眼で見えたりすることを抑制しつつ、調整パターンを中間転写ベルト１０２に転写することができる、という効果を奏する。

図１は、本実施の形態にかかる画像形成装置の構成の一例を示す図である。 図２は、本実施の形態にかかる画像形成装置が有する画像形成ステーションの構成の一例を示す図である。 図３は、本実施の形態にかかる画像形成装置において中間転写ベルトに転写される不可視調整パターン画像および可視画像の一例を示す図である。 図４は、本実施の形態にかかる画像形成装置において中間転写ベルトに転写される不可視調整パターン画像および不可視画像の一例を示す図である。 図５は、本実施の形態にかかる画像形成装置において中間転写ベルトに転写される不可視調整パターン画像および可視画像の一例を示す図である。 図６は、本実施の形態にかかる画像形成装置において不可視調整パターン画像の濃度の検知結果の一例を示す図である。 図７は、本実施の形態にかかる画像形成装置において不可視調整パターン画像の濃度の検知結果の一例を示す図である。 図８は、本実施の形態にかかる画像形成装置が有するトナー濃度検知センサの配置の一例を説明するための図である。 図９は、本実施の形態にかかる画像形成装置が有するトナー濃度検知センサの検知領域の一例を示す図である。

以下に添付図面を参照して、画像形成装置の実施の形態を詳細に説明する。

図１は、本実施の形態にかかる画像形成装置の構成の一例を示す図である。まず、図１を用いて、本実施の形態にかかる画像形成装置１の構成の一例について説明する。

本実施の形態にかかる画像形成装置１は、図１に示すように、複数の画像形成ステーション１０１－Ｉ，１０１－Ｃ，１０１－Ｍ，１０１－Ｙと、中間転写ベルト１０２と、トナー濃度検知センサ１０３と、紙転写部１０４と、定着装置１０５と、を有する。なお、以下の説明では、複数の画像形成ステーション１０１－Ｉ，１０１－Ｃ，１０１－Ｍ，１０１－Ｙを区別しない場合には、画像形成ステーション１０１と記載する。

画像形成ステーション１０１－Ｉは、潜像を不可視トナー（例えば、ＩＲ（Infra-Red）トナー）によって顕像化した不可視画像を中間転写ベルト１０２に転写する画像形成ステーションである。本実施の形態では、画像形成ステーション１０１－Ｉは、中間転写ベルト１０２に対して後述する感光体ドラム２０５（図２参照）が常に当接している。

画像形成ステーション１０１－Ｃは、潜像をシアンの可視トナーによって顕像化した可視画像を中間転写ベルト１０２に転写する画像形成ステーションである。画像形成ステーション１０１－Ｍは、潜像をマゼンタの可視トナーによって顕像化した可視画像を中間転写ベルト１０２に転写する画像形成ステーションである。画像形成ステーション１０１－Ｙは、潜像をイエローの可視トナーによって顕像化した可視画像を中間転写ベルト１０２に転写する画像形成ステーションである。本実施の形態では、画像形成ステーション１０１－Ｃ，１０１－Ｍ，１０１－Ｙは、中間転写ベルト１０２に対して後述する感光体ドラム２０５（図２参照）が接離可能に設けられている。

中間転写ベルト１０２は、画像形成ステーション１０１によって不可視画像および可視画像が転写される。トナー濃度検知センサ１０３は、中間転写ベルト１０２に転写される不可視画像および可視画像の濃度を検知する検知部の一例である。

紙転写部１０４は、中間転写ベルト１０２に転写される不可視画像および可視画像を、搬送路Ｌを搬送される転写紙に転写する紙転写部の一例である。定着装置１０５は、転写紙に転写される不可視画像および可視画像を、当該転写紙に定着させる。本実施の形態では、定着装置１０５は、熱および圧力の少なくとも一方によって不可視画像および可視画像を転写紙に定着させる。

本実施の形態では、画像形成ステーション１０１－Ｉは、トナー濃度検知センサ１０３による濃度の検知用の調整パターンの潜像を不可視トナーによって顕像化した不可視画像（以下、不可視調整パターン画像と言う）を中間転写ベルト１０２に転写する。また、画像形成ステーション１０１－Ｃ，１０１－Ｍ，１０１－Ｙは、当該調整パターンの潜像を可視トナーによって顕像化した可視画像を中間転写ベルト１０２に転写しない。これにより、調整パターンの形成に用いたトナーが廃トナーボックスに捨てられたり、調整パターンが転写紙に転写され、人間の眼で見えたりすることを抑制しつつ、調整パターンを中間転写ベルト１０２に転写することができる。

図２は、本実施の形態にかかる画像形成装置が有する画像形成ステーションの構成の一例を示す図である。次に、図２を用いて、本実施の形態にかかる画像形成装置１が有する画像形成ステーション１０１の構成の一例について説明する。

本実施の形態では、画像形成ステーション１０１は、図２に示すように、露光装置２０１、帯電装置２０２、現像装置２０３、除電装置２０４、および感光体ドラム２０５を有する。

露光装置２０１は、レーザダイオード（ＬＤ）から、帯電した感光体ドラム２０５に対してレーザ光を照射して、転写紙に印刷する画像の潜像（静電潜像）を形成する。帯電装置２０２は、感光体ドラム２０５の表面全体を均一に帯電させる。

現像装置２０３は、感光体ドラム２０５の表面に形成される潜像（静電潜像）にトナー（不可視トナーまたは可視トナー）を付着させて、当該潜像を顕像化する。除電装置２０４は、感光体ドラム２０５に形成される不可視画像および可視画像が紙転写部１０４によって転写紙に転写された後、感光体ドラム２０５の表面を除電して、感光体ドラム２０５の表面に残留するトナーを取れ易くする。図示しないクリーニング装置は、感光体ドラム２０５の表面に残留するトナーを除去する。

図３は、本実施の形態にかかる画像形成装置において中間転写ベルトに転写される不可視調整パターン画像および可視画像の一例を示す図である。次に、図３を用いて、本実施の形態にかかる画像形成装置１において中間転写ベルト１０２に転写される不可視調整パターン画像Ｐ１～Ｐ１０および可視画像Ｇ１の一例について説明する。

画像形成ステーション１０１－Ｃ，１０１－Ｍ，１０１－Ｙは、図３に示すように、リンゴ、バナナ、ミカン、および籠の潜像を可視トナーによって顕像化した可視画像Ｇ１を中間転写ベルト１０２に転写する。また、画像形成ステーション１０１－Ｉは、図３に示すように、階調が異なる複数のパッチを含む調整パターンの潜像を不可視トナーによって顕像化した不可視調整パターン画像Ｐ１～Ｐ１０を、中間転写ベルト１０２に転写する。不可視調整パターン画像Ｐ１～Ｐ１０は、不可視トナーによって顕像化されるので、転写紙においては、人間の眼には見えない。

不可視トナーは、転写紙に定着されると、可視領域においては透明となるが、転写紙に転写される前は有色である。そのため、中間転写ベルト１０２上に転写された不可視調整パターン画像Ｐ１～Ｐ１０は、可視領域のセンサ（すなわち、トナー濃度検知センサ１０３）によって検知することができる。よって、定着装置１０５によって転写紙に定着前の不可視調整パターン画像Ｐ１～Ｐ１０（すなわち、中間転写ベルト１０２に転写された不可視調整パターン画像Ｐ１～Ｐ１０）は、トナー濃度検知センサ１０３によってその濃度を検知可能である。そして、画像形成装置１は、トナー濃度検知センサ１０３による不可視調整パターン画像Ｐ１～Ｐ１０の濃度の検知結果に基づいて、画像形成ステーション１０１によって中間転写ベルト１０２に転写する不可視画像および可視画像の濃度を調整する。

これにより、不可視調整パターン画像Ｐ１～Ｐ１０の形成に用いた不可視トナーが廃トナーボックスに捨てられたり、不可視調整パターン画像Ｐ１～Ｐ１０が転写紙に転写された後、人間の眼で見えたりすることを抑制することができる。

図４は、本実施の形態にかかる画像形成装置において中間転写ベルトに転写される不可視調整パターン画像および不可視画像の一例を示す図である。次に、図４を用いて、本実施の形態にかかる画像形成装置１において中間転写ベルト１０２に転写される不可視調整パターン画像Ｐ１～Ｐ１０および不可視画像Ｇ２の一例について説明する。

画像形成ステーション１０１－Ｉは、図４に示すように、不可視トナーによって顕像化する不可視画像Ｇ２（例えば、ＱＲコード（登録商標）等、不可視トナーで顕像化する画像）を中間転写ベルト１０２に転写する。なお、不可視画像Ｇ２は、不可視トナーによって顕像化されているため、画像形成装置１から排紙される転写紙（言い換えると、定着装置１０５によって不可視トナーが定着された後の転写紙）においては、その画像を、人間の眼で見ることは困難である。また、画像形成ステーション１０１－Ｉは、図４に示すように、不可視調整パターン画像Ｐ１～Ｐ１０を、中間転写ベルト１０２に転写する。

また、不可視画像Ｇ２と、不可視調整パターン画像Ｐ１～Ｐ１０と、を同じ転写紙に転写する場合、画像形成ステーション１０１－Ｉは、中間転写ベルト１０２において、不可視画像Ｇ２（すなわち、調整パターン以外の潜像の不可視画像Ｇ２）が転写される領域以外の領域に対して、不可視調整パターン画像Ｐ１～Ｐ１０を転写する。すなわち、画像形成ステーション１０１－Ｉは、転写紙において、不可視画像Ｇ２が転写（印刷）されない領域に対して、不可視調整パターン画像Ｐ１～Ｐ１０を転写（印刷）する。これにより、不可視画像Ｇ２に対して影響を与えたり、不可視調整パターン画像Ｐ１～Ｐ１０に他の画像が重なったりすることを防止する。また、トナー濃度検知センサ１０３によるトナー濃度の検知結果が、不可視調整パターン画像Ｐ１～Ｐ１０の実際のトナー濃度よりも薄くなる等の影響を抑制できる。その結果、転写紙に印刷する画像のトナー濃度の調整精度を向上させることができる。

不可視画像Ｇ２がＱＲコード等である場合、転写紙において、不可視調整パターン画像Ｐ１～Ｐ１０が転写された領域内にＱＲコードが存在しなければ、不可視調整パターン画像Ｐ１～Ｐ１０と不可視画像Ｇ２とが同じ転写紙に印刷されていても、ＱＲコードの読み取りには影響はない。よって、不可視画像Ｇ２がＱＲコード等である場合、画像形成ステーション１０１－Ｉは、上述したように、中間転写ベルト１０２において、不可視画像Ｇ２が転写される領域以外の領域に対して、不可視調整パターン画像Ｐ１～Ｐ１０を転写する。

図５は、本実施の形態にかかる画像形成装置において中間転写ベルトに転写される不可視調整パターン画像および可視画像の一例を示す図である。次に、図５を用いて、本実施の形態にかかる画像形成装置において中間転写ベルト１０２に転写される不可視調整パターン画像Ｐ１～Ｐ１０および可視画像Ｇ１の一例について説明する。

可視画像Ｇ１および不可視調整パターン画像Ｐ１～Ｐ１０を同じ転写紙に転写（印刷）する場合、画像形成ステーション１０１－Ｉは、図５に示すように、中間転写ベルト１０２において、可視画像Ｇ１が転写される領域と同じ領域に対して、不可視調整パターン画像Ｐ１～Ｐ１０を転写することも可能である。言い換えると、画像形成ステーション１０１－Ｃ，１０１－Ｍ，１０１－Ｙは、図５に示すように、中間転写ベルト１０２において、不可視調整パターン画像Ｐ１～Ｐ１０が転写される領域と同じ領域に対して、可視画像Ｇ１を転写することも可能である。

中間転写ベルト１０２において、不可視調整パターン画像Ｐ１～Ｐ１０と、可視画像Ｇ１と、が同じ領域に対して転写されたとしても、画像形成装置１から排紙される転写紙においては、不可視調整パターン画像Ｐ１～Ｐ１０を、人間の眼で見ることは困難であり、転写紙における可視画像Ｇ１の視認性に対する影響を抑制できる。

図６および図７は、本実施の形態にかかる画像形成装置において不可視調整パターン画像の濃度の検知結果の一例を示す図である。図６および図７において、縦軸は、トナー濃度検知センサ１０３による不可視調整パターン画像Ｐ１～Ｐ１０の濃度（以下、トナー濃度と言う）の検知結果を表し、横軸は、時間を表す。次に、図６および図７を用いて、本実施の形態にかかる画像形成装置１のトナー濃度検知センサ１０３による不可視調整パターン画像Ｐ１～Ｐ１０の濃度の検知結果の一例について説明する。

図３および図４に示す不可視調整パターン画像Ｐ１～Ｐ１０（中間転写ベルト１０２の移動方向に並ぶ不可視調整パターン画像Ｐ１～Ｐ１０）のトナー濃度をトナー濃度検知センサ１０３によって検知した場合、トナー濃度検知センサ１０３によるトナー濃度の検知結果は、図６に示すように、時間の経過とともに（すなわち、不可視調整パターン画像Ｐ１、不可視調整パターン画像Ｐ２、．．．、不可視調整パターン画像Ｐ１０の順に）、徐々に濃くなっていく。不可視調整パターン画像Ｐ１～Ｐ１０は、不可視調整パターン画像Ｐ１、不可視調整パターン画像Ｐ２、．．．、不可視調整パターン画像Ｐ１０の順に濃度が徐々に濃くなっていくものとする。

図３および図４に示す不可視調整パターン画像Ｐ１～Ｐ１０は、中間転写ベルト１０２において、可視画像Ｇ１とは異なる領域に転写されている。そのため、トナー濃度検知センサ１０３によるトナー濃度の検知結果は、図６に示すように、中間転写ベルト１０２に転写された不可視調整パターン画像Ｐ１～Ｐ１０の実際のトナー濃度に近くなる。

図５に示す不可視調整パターン画像Ｐ１～Ｐ１０も、不可視調整パターン画像Ｐ１、不可視調整パターン画像Ｐ２、．．．、不可視調整パターン画像Ｐ１０の順に濃度が徐々に濃くなっていくものとする。しかしながら、図５に示す不可視調整パターン画像Ｐ１～Ｐ１０は、中間転写ベルト１０２において、その一部が、可視画像Ｇ１と同じ領域に転写されている。そのため、トナー濃度検知センサ１０３によるトナー濃度の検知結果は、図７に示すように、不可視調整パターン画像Ｐ１～Ｐ１０と、可視画像Ｇ１と、が重なった領域については、不可視調整パターン画像Ｐ１～Ｐ１（例えば、不可視調整パターン画像Ｐ６）の実際のトナー濃度とならない。

よって、不可視調整パターン画像Ｐ１～Ｐ１０と、可視画像Ｇ１と、が重なった領域のトナー濃度の検知結果に基づいて、画像形成ステーション１０１に中間転写ベルト１０２に転写する不可視画像および可視画像の濃度を調整すると、転写紙に印刷される画像の薄くなる等の影響が生じる可能性がある。そこで、本実施の形態では、画像形成ステーション１０１－Ｉは、中間転写ベルト１０２において、可視画像Ｇ１が転写される領域以外の領域に、不可視調整パターン画像Ｐ１～Ｐ１０を転写することが好ましい。これにより、トナー濃度検知センサ１０３によるトナー濃度の検知結果を、不可視調整パターン画像Ｐ１～Ｐ１０の実際のトナー濃度よりも薄くなる等の影響を抑制できる。その結果、転写紙に印刷する画像のトナー濃度の調整精度を向上させることができる。

図８は、本実施の形態にかかる画像形成装置が有するトナー濃度検知センサの配置の一例を説明するための図である。図９は、本実施の形態にかかる画像形成装置が有するトナー濃度検知センサの検知領域の一例を示す図である。次に、図８および図９を用いて、画像形成ステーション１０１－Ｉによる不可視調整パターン画像Ｐ１～Ｐ１０の転写処理の一例について説明する。

本実施の形態では、複数のトナー濃度検知センサ１０３が、中間転写ベルト１０２の移動方向に直交する主走査方向Ｄに向かって、予め設定される間隔を空けて配置されている。そのため、中間転写ベルト１０２の主走査方向Ｄの全ての領域のトナー濃度を検知することは困難である。そこで、本実施の形態では、画像形成ステーション１０１－Ｉは、図９に示すように、中間転写ベルト１０２の主走査方向Ｄにおいて、複数のトナー濃度検知センサ１０３のそれぞれがトナー濃度を検知可能な検知可能領域Ｒ１～Ｒ３に対して、不可視調整パターン画像Ｐ１～Ｐ１０を転写する。

すなわち、画像形成ステーション１０１－Ｉは、中間転写ベルト１０２において、トナー濃度検知センサ１０３によってトナー濃度を検知可能な領域にのみ、不可視調整パターン画像Ｐ１～Ｐ１０を転写する。これにより、中間転写ベルト１０２において、トナー濃度検知センサ１０３によってトナー濃度を検知できない領域に対して不可視調整パターン画像Ｐ１～Ｐ１０が転写されることを防止できる。その結果、トナー濃度検知センサ１０３によって不可視調整パターン画像Ｐ１～Ｐ１０のトナー濃度を確実に検知することができる。

また、本実施の形態では、画像形成装置１は、不可視調整パターン画像Ｐ１～Ｐ１０のうち、当該不可視調整パターン画像Ｐ１～Ｐ１０以外の不可視画像、および可視画像と重なった不可視調整パターン画像Ｐ１～Ｐ１０のトナー濃度の検知結果を、不可視画像および可視画像の濃度の調整に用いない。これにより、中間転写ベルト１０２に対して、不可視調整パターン画像Ｐ１～Ｐ１０と、可視画像（または不可視画像）と、が重ねて転写された場合でも、不可視画像および可視画像の濃度の調整に及ぼす影響を少なくすることができる。

このように、本実施の形態にかかる画像形成装置１によれば、調整パターンの形成に用いたトナーが廃トナーボックスに捨てられたり、調整パターンが転写紙に転写され、人間の眼で見えたりすることを抑制しつつ、調整パターンを中間転写ベルト１０２に転写することができる。

なお、上記実施の形態では、本発明の画像形成装置を、コピー機能、プリンタ機能、スキャナ機能およびファクシミリ機能のうち少なくとも２つの機能を有する複合機に適用した例を挙げて説明するが、複写機、プリンタ、スキャナ装置、ファクシミリ装置等の画像形成装置であればいずれにも適用することができる。

１ 画像形成装置
１０１ 画像形成ステーション
１０２ 中間転写ベルト
１０３ トナー濃度検知センサ
１０４ 紙転写部
１０５ 定着装置
２０１ 露光装置
２０２ 帯電装置
２０３ 現像装置
２０４ 除電装置
２０５ 感光体ドラム

特開２０１２－２３０３３５号公報 特開２０１３－０１５８０８号公報

Claims (5)

1. 中間転写ベルトと、
   前記中間転写ベルトに対する接離機構が設けられず、潜像を不可視トナーによって顕像化した不可視画像を前記中間転写ベルトに転写する第１画像形成ステーションと、
   潜像を可視トナーによって顕像化した可視画像を前記中間転写ベルトに転写する第２画像形成ステーションと、
   前記中間転写ベルトに転写される前記不可視画像および前記可視画像の濃度を検知する検知部と、
   前記中間転写ベルトに転写される前記不可視画像および前記可視画像を転写紙に転写する紙転写部と、を備え、
   前記第１画像形成ステーションは、前記第２画像形成ステーションによって前記可視画像を前記中間転写ベルトに転写しないとき、前記検知部による濃度の検知用の調整パターンの潜像を不可視トナーによって顕像化した前記不可視画像を前記中間転写ベルトに転写し、
   前記第２画像形成ステーションは、前記中間転写ベルトに対して接離可能に設けられ、前記調整パターンの潜像を可視トナーによって顕像化した前記可視画像を前記中間転写ベルトに転写しない、
   前記不可視トナーは、転写紙に定着されると、可視領域においては透明となり、転写紙においては、人間の眼には見えない、画像形成装置。
2. 前記第１画像形成ステーションは、前記中間転写ベルトにおいて、前記調整パターン以外の潜像の前記不可視画像が転写される領域以外の領域に、前記調整パターンの潜像を不可視トナーによって顕像化した前記不可視画像を転写する、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記第１画像形成ステーションは、前記中間転写ベルトにおいて、前記可視画像が転写される領域以外の領域に、前記調整パターンの潜像を不可視トナーによって顕像化した前記不可視画像を転写する、請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記第１画像形成ステーションは、前記中間転写ベルトにおいて、前記検知部によって濃度を検知可能な領域にのみ、前記調整パターンの潜像を不可視トナーによって顕像化した前記不可視画像を転写する、請求項１から３のいずれか一に記載の画像形成装置。
5. 前記調整パターンの潜像を不可視トナーによって顕像化した前記不可視画像のうち、前記調整パターン以外の潜像の前記不可視画像および前記可視画像と重なった領域の濃度の検知結果を、前記不可視画像および前記可視画像の濃度の調整に用いない、請求項１に記載の画像形成装置。

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