JPH096071A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 環境変動、経時変動が生じてもプロセス条件
を最適に制御して所望の画像を得ることができる画像形
成装置を提供する。 【構成】 中間転写ベルト１０上に検出用の顕像を形成
し、紙転写バイアスローラ１４にこの顕像を転写し、転
写顕像を光学センサ２２で検出して、紙転写バイアスロ
ーラ１４に電源装置４２で印加するバイアスを制御す
る。紙転写バイアスローラ１４への転写を、転写紙への
転写と同様に湿度などの影響を受ける形で行えるよう
に、中間転写ベルトとローラとの間隔を開けて転写した
り、ローラの顕像転写部分を、転写紙と同様の特性を有
する材料で形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】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、像
担持体としての感光体ベルト又は中間転写ベルト上に画
像濃度検知用のパターンを作成し、この画像を反射式セ
ンサなどを用いて検出し、検出した濃度と基準となる濃
度とを比較し、現像バイアス電圧、帯電バイアス電圧、
転写バイアス電圧などのプロセス条件を変えて濃度コン
トロールを行うことが知られている。

【０００３】しかし、これにおいては、画像濃度検知用
のパターンを感光体ベルト又は中間転写ベルト上に作成
するため、最終的な用紙への転写効率の影響が検出値に
反映されず、検出濃度が実際の用紙上の画像濃度と比べ
ると高い濃度になってしまう。また、感光体、中間転写
体は導電性の材料とすべくカーボンなどを混入させるこ
とから白色系とすることが難しいため、トナー濃度検出
方法が複雑となる不具合もあった。

【０００４】そこで、像担持体上の第１の可視画像を用
紙へ転写させる転写ローラと、前記像担持体上の第２の
可視画像を前記転写ローラに転写する手段と、前記転写
ローラをクリーニングする手段と、前記転写ローラ上の
第２の画像濃度を検知する濃度検知手段と、前記濃度検
知手段の検知濃度からトナー濃度を制御する濃度制御手
段を具備し、前記濃度制御手段には基準濃度値を有し、
前記濃度検知手段により検知された濃度が前記基準濃度
値と異なる場合にトナー濃度を制御し、前記基準濃度値
に自動的に合わせる手段を有する電子写真装置が提案さ
れている（例えば、特開平３ー２５６０６７９号公報参
照）。この装置においては、画像濃度検知用の可視画像
である第２の可視画像を、像担持体上の可視像を用紙へ
転写させる転写ローラに、実際に転写し、その転写ロー
ラ上の第２の画像濃度を検知するので、上記従来の装置
に比して精度良く測定でき、トナー濃度コントロールの
精度を良くすることができる。また、転写ローラは白色
にすることができるので、画像濃度の検知が容易にな
り、濃度検知の精度を向上させることもできる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記転写ロ
ーラは絶縁体であり、空気中の湿度の影響をうけない
が、実際の用紙は空気中の湿度により抵抗値が極端に変
化するため、転写ローラへの転写率と実際の用紙への転
写率との間に、この湿度によるずれが生じ、適切な制御
ができないことがあるという問題点が残されていた。な
お、上記公報に開示されている具体的な装置では、上記
転写ローラをクリーニングする手段として転写ローラに
当接するクリーニング部材を用いているため、このクリ
ーニング部材を追加配置する分、装置が大型化やコスト
アップにつながり、また、機械的なクリーニングで転写
ローラの寿命も短くなるという不具合も残されていた。

【０００６】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、環境変動、経時変
動が生じてもプロセス条件を最適に制御して所望の画像
を得ることができる画像形成装置を提供することであ
る。

【０００７】

【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の画像形成装置は、像担持体と、この像担
持体上に現像剤からなる顕像を形成する顕像形成手段
と、前記像担持体上に形成した顕像を、中間転写体を介
しあるいは直接に、転写電界を用いて転写材に転写する
転写手段とを有する画像形成装置において、湿度あるい
は湿度を検出する温湿度検出手段と、該温湿度検出手段
の出力に基づいて、画像濃度を左右するプロセス条件を
制御するプロセス条件制御手段と、前記像担持体上に検
出用の顕像を形成させ、かつ、前記転写手段により所定
の検出用の転写部に該検出用顕像を転写させて、該検出
用転写部上に検出用の転写像を形成させる検出転写像形
成用制御手段と、該検出用転写像を検出する転写像検出
手段と、該転写像検出手段の出力に基づいて前記プロセ
ス条件制御手段による制御値を調整する調整手段とを設
けたことを特徴とするものである。

【０００８】請求項２の画像形成装置は、像担持体と、
この像担持体上に現像剤からなる顕像を形成する顕像形
成手段と、前記像担持体上に形成した顕像を、中間転写
体を介しあるいは直接に、転写電界を用いて転写材に転
写する転写手段とを有する画像形成装置において、前記
像担持体上に検出用の顕像を形成させ、かつ、前記転写
手段により所定の検出用の転写部に該検出用顕像を転写
させて、該検出用転写部上に検出用の転写像を形成させ
る検出転写像形成用制御手段と、該検出用転写像を検出
する転写像検出手段と、該転写像検出手段の出力に基づ
いて、画像濃度を左右するプロセス条件を制御するプロ
セス条件制御手段とを設け、上記像担持体上あるいは上
記中間転写体上の上記検出用顕像の、上記転写手段によ
る上記検出用転写部への転写を、転写すべき顕像が形成
されている上記像担持体あるいは上記中間転写体と、上
記検出用転写部とが互いに非接触の状態で行わせること
を特徴とするものである。

【０００９】請求項３の画像形成装置は、像担持体と、
この像担持体上に現像剤からなる顕像を形成する顕像形
成手段と、前記像担持体上に形成した顕像を、中間転写
体を介しあるいは直接に、転写電界を用いて転写材に転
写する転写手段とを有する画像形成装置において、前記
像担持体上に検出用の顕像を形成させ、かつ、前記転写
手段により所定の検出用の転写部に該検出用顕像を転写
させて、該検出用転写部上に検出用の転写像を形成させ
る検出転写像形成用制御手段と、該検出用転写像を検出
する転写像検出手段と、該転写像検出手段の出力に基づ
いて、画像濃度を左右するプロセス条件を制御するプロ
セス条件制御手段とを設け、上記検出用転写部を、上記
転写材と近似な電気抵抗及び吸湿特性を有する材質で形
成したことを特徴とするものである。

【００１０】請求項４の画像形成装置は、請求項１、２
又は３の画像形成装置において、上記検出用顕像として
適度に地肌を含んだパターンで構成したものを用いるこ
とを特徴とするものである。

【００１１】請求項５の画像形成装置は、請求項１、２
又は３の画像形成装置において、上記顕像形成手段を、
互いに異なった色の現像剤を有する複数の現像ユニット
を用いてカラー画像を得ることができるように構成し、
上記検出転写像形成用制御手段を、前記複数の現像ユニ
ットを選択的に使用して上記検出用転写像を各色毎に形
成させるように構成し、上記転写像検出手段を、該各色
毎の検出用転写像に共通に使用する光学センサを用いて
構成し、該光学センサの検出用の波長域として青色光乃
至紫外光の領域を用いるようにしたことを特徴とするも
のである。

【００１２】請求項６の画像形成装置は、請求項１、２
又は３の画像形成装置において、上記転写像検出手段で
検出した上記検出用転写部上の顕像を、上記像担持体上
あるいは上記中間転写体上に逆転写するように構成した
ことを特徴とするものである。

【００１３】請求項７の画像形成装置は、請求項１、２
又は３の画像形成装置において、上記検出転写像形成用
制御手段を、互いに強度が異なる複数の転写電界を用い
て上記検出用転写部上に上記検出用顕像を転写させて複
数の検出用転写像を形成させるように構成し、上記転写
像検出手段を、該複数の検出用転写像それぞれについて
検出を行うように構成したことを特徴とするものであ
る。

【００１４】請求項８の画像形成装置は、請求項７の画
像形成装置において、上記検出用転写部として、上記検
出用顕像が形成されている上記像担持体あるいは上記中
間転写体に対向する地点を含む無端の移動経路に沿って
表面が無端移動する部材の表面を用い、上記複数の検出
用転写像の形成及び検出を、１個あるいは２個以上の所
定個づつ、前記検出用転写部としての前記無端移動部材
周面への検出用転写像の形成、上記転写像検出手段によ
る該所定個の検出用転写像の検出、及び、検出済みの検
出用転写像の該周面上からの除去を繰り返すことによっ
て行うように構成したことを特徴とするものである。

【００１５】請求項９の画像形成装置は、請求項１、２
又は３の画像形成装置において、上記検出用転写部とし
て、上記検出用顕像が形成されている上記像担持体ある
いは上記中間転写体と接する位置に配置され、該像担持
体あるいは中間転写体との従動関係により、該像担持体
あるいは中間転写体と接触する地点を含む無端の移動経
路に沿って表面が移動する部材の表面を用い、上記検出
用転写像の形成を、該表面の移動方向における該表面の
一部に、該検出用転写像が形成されていない部分が残る
ように行うことを特徴とするものである。

【００１６】ここで、上記各請求項における上記プロセ
ス条件としては、電子写真プロセスにおける一様帯電器
の出力電圧、露光装置の露光条件、現像装置の現像バイ
アスなどの現像条件、転写装置の転写電界強度などが挙
げられる。また、上記検出用転写部は、該転写部を構成
するために追加して設けた専用の部材の周面を用いても
よいし、転写材に、上記像担持体上あるいは上記中間転
写体上の顕像を転写するに際して、該顕像に転写材を当
接させるために転写材をバックアップすべく設けた例え
ば転写用ローラの周面を用いてもよい。後者の場合は、
転写用ローラにおける画像領域外の周面を用いることが
望ましい。また、上記顕像形成手段は、潜像形成手段と
現像手段とを用いて構成できる。更に、上記潜像形成手
段で各色の画像信号に対応する潜像を各色毎に形成し、
該各色毎の潜像を、互いに異なった色の現像剤を有する
複数の現像ユニットを備えるように構成した上記現像手
段の対応する現像ユニットで顕像化してカラー画像を得
るように構成することもできる。

【００１７】

【作用】請求項１の画像形成装置においては、温湿度検
出手段で湿度あるいは湿度を検出し、プロセス条件制御
手段で、この検出出力に基づき画像濃度を左右するプロ
セス条件を制御する。そして、検出転写像形成用制御手
段により、前記像担持体上に検出用の顕像を形成させ、
かつ、前記転写手段により所定の検出用の転写部に該検
出用顕像を転写させて、該検出用転写部上に検出用の転
写像を形成させる。この検出用転写像を転写像検出手段
で検出し、調整手段でこの検出出力に基づき前記プロセ
ス条件制御手段による制御値を調整する。

【００１８】請求項２あるいは３の画像形成装置におい
ては、検出転写像形成用制御手段により、前記像担持体
上に検出用の顕像を形成させ、かつ、前記転写手段によ
り所定の検出用の転写部に該検出用顕像を転写させて、
該検出用転写部上に検出用の転写像を形成させる。この
検出用転写像を転写像検出手段で検出し、プロセス条件
制御手段によりこの検出出力に基づいて画像濃度を左右
するプロセス条件を制御する。

【００１９】そして、請求項２の画像形成装置において
は、上記像担持体上あるいは上記中間転写体上の上記検
出用顕像の、上記転写手段による上記検出用転写部への
転写を、転写すべき顕像が形成されている上記像担持体
あるいは上記中間転写体と、上記検出用転写部とが互い
に非接触の状態で行わせる。この、転写すべき顕像が形
成されている上記像担持体あるいは上記中間転写体と、
上記検出用転写部との間の空隙は、温度あるいは湿度が
変動する。この空隙を介して検出用顕像を転写すること
により、転写材への転写とほぼ同様に温度あるいは湿度
の影響を受けた検出用転写像を得ることができる。

【００２０】一方、請求項３の画像形成装置において
は、上記検出用転写部を、上記転写材と近似な電気抵抗
及び吸湿特性を有する材質で形成しておき、この検出用
転写部が、転写材と同様に、温度あるいは湿度などの影
響を受けるようにする。これにより、転写材への転写と
ほぼ同様に温度あるいは湿度の影響を受けた検出用転写
像を得ることができる。

【００２１】請求項４の画像形成装置においては、請求
項１、２又は３の画像形成装置において、上記検出用顕
像として適度に地肌を含んだパターンで構成したものを
用いる。この適度に地肌を含んだパターンで構成したも
のは、比較的低濃度の顕像にできる。一般に濃度センサ
は、低濃度領域では濃度変化に追従して検出主力が比較
的大きく変化し、高濃度領域ではこの変化率が小さい。
よって、上記検出用顕像を用いることで、Ｓ／Ｎの良い
領域を用いた精度のよい検出用顕像の検出を行うことが
できる。

【００２２】請求項５の画像形成装置においては、請求
項１、２又は３の画像形成装置において、互いに異なっ
た色の現像剤を有する複数の現像ユニットを用いてカラ
ー画像を得ることができるように構成した上記顕像形成
手段の該複数の現像ユニットを、選択的に使用して上記
検出用転写像を各色毎に形成させる。そして、各色毎の
検出用転写像を共通の光学センサを用いて検出する。こ
の光学センサの検出用の波長域としては青色光乃至紫外
光の領域を用いる。この波長領域は、多少のばらつきが
あるものの、各色現像剤が共通して吸収特性を有する。
よって、各色の検出用転写像について同様の検出特性を
得ることができる。

【００２３】請求項６の画像形成装置においては、請求
項１、２又は３の画像形成装置において、上記転写像検
出手段で検出した上記検出用転写部上の顕像を、上記像
担持体上あるいは上記中間転写体上に逆転写する。これ
により、検出用転写部を清掃する。なお、上記像担持体
上あるいは上記中間転写体上に逆転写された顕像は、こ
れらを清掃するために設けてある清掃手段によってこれ
らから除去する。

【００２４】請求項７の画像形成装置においては、請求
項１、２又は３の画像形成装置において、互いに強度が
異なる複数の転写電界を用いて上記検出用転写部上に上
記検出用顕像を転写させて複数の検出用転写像を形成さ
せる。そして、上記転写像検出手段で、該複数の検出用
転写像それぞれについて検出を行う。

【００２５】請求項８の画像形成装置においては、請求
項７の画像形成装置において、上記検出用顕像が形成さ
れている上記像担持体あるいは上記中間転写体に対向す
る地点を含む無端の移動経路に沿って表面が無端移動す
る部材の表面を上記検出用転写部として用いる。そし
て、１個あるいは２個以上の所定個づつ、この無端移動
部材表面への検出用転写像の形成、上記転写像検出手段
による該所定個の検出用転写像の検出、及び、検出済み
の検出用転写像の該周面上からの除去を繰り返す。これ
により、この無端移動する部材の移動方向の周長の制約
をうけずに、所望の数の検出用転写像の形成及び検出を
連続して行えるようにする。

【００２６】請求項９の画像形成装置においては、請求
項１、２又は３の画像形成装置において、上記検出用転
写部として、上記検出用顕像が形成されている上記像担
持体あるいは上記中間転写体と接する位置に配置され、
該像担持体あるいは中間転写体との従動関係により、該
像担持体あるいは中間転写体と接触する地点を含む無端
の移動経路に沿って表面が移動する部材の表面を用い
る。そして、上記検出用転写像の形成を、該表面の移動
方向における該表面の一部に、該検出用転写像が形成さ
れていない部分が残るように行う。このように検出用転
写像が形成されていない部分を残すことにより、像担持
体あるいは中間転写体と、これに従動して表面が移動す
る部材との間のスリップが生じにくいようにする。

【００２７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に従って説明す
る。図１は、実施例に係るカラー画像形成装置（カラー
レーザプリンタ）の概略構成図である。図１において、
１はベルト状像担持体たる可撓性のベルト状感光体で、
該ベルト状感光体１は回動ローラ２、３の間に架設され
ていて回動ローラの駆動により時計方向に回動される。
４は帯電手段たる帯電部材、５は像露光手段たるレーザ
書き込み系ユニット、６はそれぞれ特定色の現像剤を収
容した複数の現像手段すなわち現像器を有する回転型現
像装置である。前記レーザ書き込み系ユニット５は上面
にスリット状の露光用開口部を設けた保持筐体に納めて
装置本体に組み込まれている。前記レーザ書き込み系ユ
ニット５には図示の光学系のものの他に、発光部と収束
性光伝送体を一体とした光学系等も使用できる。前記帯
電部材４による帯電位置及びレーザー書き込み系ユニッ
ト５による光書き込み位置はベルト状感光体１を架設し
ている複数のローラの内の１本のローラ２部に設定され
ている。前記各現像器は例えばイエロー、マゼンタ、シ
アン、黒色の各現像剤をそれぞれ収容するもので、所定
の位置で前記ベルト状感光体１と近接あるいは接触する
各現像スリーブを備え、感光体ベルト１上の潜像を非接
触現像あるいは接触現像により顕像化する機能を有して
いる。１０は転写像担持体たる中間転写ベルトであり、
該中間転写ベルト１０は駆動ローラ１１と従動ローラ１
２の間に架設されていて、回動ローラの駆動により反時
計回りに回動される。前記ベルト状感光体１と中間転写
ベルト１０は回動ローラ３部において互いに接触してお
り、ベルト状感光体１上の第一回目の顕像が、中間転写
ベルト内に設けられたバイアスローラ１３により中間転
写ベルト１０上に転写される。そして、同じようなプロ
セスを反復することにより、第二回目の顕像、第三回目
の顕像、及び、第四回目の顕像が、それぞれ中間転写ベ
ルト１０上に逐次重ねられて位置ズレを生じないように
転写されるようになっている。中間転写ベルト１０に接
離するように紙転写ローラ１４が設けられている。この
紙転写ローラ１４には図２に示すように電源装置４２に
よって所定の転写バイアスが印加されるようになってい
る。１５は前記回動ローラ２部に設けられたベルト状感
光体１のクリーニング装置、１６は中間転写ベルト１０
のクリーニング装置で、該クリーニング装置１６のブレ
ード１６Ａは画像形成中には中間転写ベルト１０の表面
より離間した位置に保たれ画像転写後のクリーニング時
のみ図示のごとく中間転写ベルト１０の表面に圧接され
る。なお、前記中間転写ベルト１０及びベルト状感光体
１はシームレスのベルトになっいる。 （以下、余白）

【００２８】このカラー画像形成装置によるカラー画像
形成のプロセスは次のように行われる。まず本実施例に
よる多色像の形成は、次の像形成システムに従って遂行
される。すなわち、図示を省略したカラー画像形成装置
とは別体の画像読み取り装置からなるカラー画像データ
入力部において、撮像素子がオリジナル画像を走査して
データを得、このデータが画像データ処理部で演算処理
されて画像データが作成される。この画像データは、一
旦画像メモリーに格納される。該画像メモリーの画像デ
ータが、記録時にとりだされて記録部である図１のカラ
ー画像形成装置へと入力される。つまり前記カラー画像
形成装置とは別体の画像読み取り装置から出力される色
信号が前記レーザ書き込み系ユニット５に入力される。
すると、レーザ書き込み系ユニット５においては半導体
レーザ（図示せず）で発生されたレーザビームが、駆動
モータ５Ａで回転されるポリゴンミラー５Ｂにより回転
走査され、ｆθレンズ５Ｃを経てミラーにより光路を曲
げられて、予め除電ランプ２１により除電され、かつ帯
電部材４によって一様に帯電されたベルト状感光体１の
周面上に露光され、静電潜像が形成される。ここで、露
光する画像パターンは所望のフルカラー画像をイエロ
ー、マゼンタ、シアン、黒に色分解したときの単色の画
像パターンである。形成された各々の静電潜像は回転型
現像装置によりイエロー、マゼンタ、シアン、黒の現像
器で現像されて、単色画像が形成される。ベルト状感光
体１上に、形成された単色画像は、ベルト状感光体１に
接触しながら反時計回りに回転する中間転写ベルト１０
上に転写される。感光体ベルト１上に形成されるイエロ
ー、マゼンタ、シアン、黒の単色画像を中間転写ベルト
１０表面に順次重ね合わされる。中間転写ベルト１０上
に重ね合わされたイエロー、マゼンタ、シアン、黒の画
像は、給紙台１７から給紙ローラ１８やレジストローラ
１９を経て転写部へ搬送された転写紙に紙転写ローラ１
４により転写される。転写終了後、転写紙は定着装置２
０により定着されてフルカラー画像が完成する。

【００２９】図２は同カラー画像形成装置の部分拡大図
である。上記中間転写ベルト１０の端部には６個のマー
ク４１Ａ〜４１Ｆがあり、マーク検知センサ４０により
任意のマーク（例えば４１Ａ）を検出することにより書
き込みを開始し、一周して再度同じマーク４１Ａを検知
したときに２色目の書き込みを開始する。この時、他の
マーク４１Ｂ〜４１Ｆは書き込みタイミングとして使用
しないよう、マークの個数を管理することにより信号に
マスクがかかるようになっている。

【００３０】そして、本実施例では、上記レーザ書き込
みユニット５により、画像用の潜像とは別に検出用の潜
像パターンを形成し、これを回転型現像装置６で現像
し、現像像を中間転写ベルト１０に転写し、更に、これ
を紙転写ローラ１４上に転写して、紙転写ローラ１４上
に検出用のトナー像を形成する。そして、このトナー像
を、図２に示すように、検出用転写部として用いる紙転
写ローラ１４表面上のトナー量を検出する光学センサ２
２で検出する。この検出結果に基づいて、紙転写ローラ
１４に印加する転写バイアスを最適な転写バイアスにな
るように制御する。

【００３１】図３は上記光学センサ２２を含む転写像検
出手段を構成する回路部の概略構成を示す図である。Ｌ
ＥＤとフォトトランジスタＴｒ１からなる光学センサ２
２と受光光量により変わる電流により、電圧を発生させ
る抵抗器Ｒ、前記抵抗器Ｒの電圧をデジタルデータに変
換するＡＤコンバータ、トランジスタＴｒ２、前記トラ
ンジスタの制御を行うＤＡコンバータからなる。前記Ａ
Ｄコンバータの前段にはローパスフィルタがある。

【００３２】図４は、湿度と最適紙転写バイアスとの関
係を示すグラフである。この図からもわかるように湿度
が高くなるに従って最適な紙転写バイアスは下がってい
る。よって、一定の紙転写バイアス状態では環境が変わ
った場合に最適バイアス条件をはずれ、濃度の低下、色
のズレが発生する。よって、本実施例では、検出用のト
ナー像を中間転写ベルト１０から紙転写ローラ１４に転
写して検出用のトナー像を該紙転写ローラ１４上に形成
する際に、紙転写ローラ１４と中間転写ベルト１０とを
所定量だけ離間させ、このような湿度などの環境変動の
影響を受けた形で、検出用のトナー像を紙転写ローラ１
４上に形成できるようにしている。

【００３３】図５は、このための紙転写ローラの接離機
構の概略構成図である。紙転写ローラ１４は支点Ａを中
心にアーム５０で支えられ、ばね５１により圧接方向に
引っ張られている。このアーム５０の反対側が偏心カム
５２に押圧されている。この偏心カムは少なくとも３つ
の半径ｄ１、ｄ２、ｄ３部分を有し、半径ｄ１の部分は
微妙な間隔を持つ状態、半径ｄ２の部分は紙転写ローラ
１４と中間転写ベルト１１とが完全に接触して加圧され
た状態、半径ｄ３の部分は紙転写ローラ１４と中間転写
ベルト１１とが完全に離隔された状態になるように形成
されている。非プリント時は半径ｄ３の部分、プリント
時は半径ｄ２の部分、検出時は半径ｄ１の部分を使用す
る。この半径ｄ１部分の使用で、検出用トナー像を中間
転写ベルト１０から紙転写ローラ１４に転写する際に、
両者の表面間に微妙な間隔を持たせることにより、紙転
写ローラ１１を使っても空気中の湿度の影響で実際に紙
転写したのと同様な特性が得られるようにする。

【００３４】図６に、前述の図３に示す検出回路の検出
特性を示す。本検出回路は、被検出部、つまり紙転写ロ
ーラ１４上のトナー像の濃度が高くなればなるほど、検
出出力は低くなる特性がある。また、低濃度域は濃度の
変化に対して検出出力が追従して変化しているが、ある
濃度からは検出出力の変化率は少なくなり、ほとんど飽
和してしまうか、または、逆転してしまう傾向がある。
よって実際には実使用上有効なＳ／Ｎの良い領域は、低
濃度領域であることがわかる。そこで、本実施例では、
このＳ／Ｎの良好な領域を使用できるように、検出用パ
ターンを設定している。

【００３５】図７は本実施例で使用する検出用パターン
の一例を示すものである。同図中のパターン５３は間隔
を置いたフルパワー書き込みのドットの集合で構成さ
れ、各ドット間は感光体の地肌が出ている。このパター
ン５３を用いることにより転写特性の変化により単位面
積当たりのトナー量が変化すると共に感光体上を隠蔽す
る量も変化し上記検出特性性能が向上し、濃度の変化に
対して検出出力が追従して変化している低濃度領域を使
用できる。なお、同図中の５３ａは環境により転写率が
低下した場合の紙転写ローラ１４上での検出用のパター
ンの様子を示し、５３ｂは逆に転写率が高まった場合の
紙転写ローラ１４上での検出用のパターンの様子を示
す。

【００３６】図８に各トナー色の分光反射特性を示すも
のである。使用色としてはシアン、マゼンダ、イエロ
ー、ブラックを使用している。それぞれ、各波長光によ
って違う反射特性を示している。長波長側はシアン、マ
ゼンダ、イエロー、は同特性になるが、ブラックは特性
が異なる。それに対して、短波長側は各色で多少ばらつ
きはあるものの共通して吸収特性を持っていることがわ
かる。トナー色に関わらず、同様の特性が得られる。そ
こで、本実施例では、前述のように単一の光学センサ２
２を各色で兼用するにあたり、上記短波長側を使用する
ようにしている。具体的には、青色光乃至紫外光の領
域、より具体的には４００ｎｍ以下の波長域を使用す
る。

【００３７】図９に検出パターン（１，２，Ｘ）と中間
転写ベルト１０周面上での配置を示す。紙転写ローラ１
周分について１つの検出パターンを作成し、検出パター
ンを作成する同１周分の領域間に、同１周分の間隔をお
き、しかも、検出パターンはこれを作成する同１周分の
領域の全部ではなく、一部に形成するようにしている。
そして、このような複数の検出用パターンが作成された
中間転写ベルト１０表面部分が、紙転写ローラ１４に対
向する間に、各検出パターン毎、紙転写バイアスを変化
させている。このように中間転写ベルト１０上における
複数の検出パターン間の間隔を生じさせる代わりに、中
間転写ベルト１０上には連続したパターンを形成し、紙
転写ローラ１４に印加するバイアスを、形成する各検出
パターンに対応する時間、互いに異なる所定の転写用バ
イアスに切り替え、かつ、検出パターンを紙転写ローラ
上に作成しない期間、中間転写ベルト１０から紙転写ロ
ーラ１４上にトナーが転移しないバイアス上にしても良
い。そして、例えば図中１の符号を付した検出パターン
１を転写するのに、第１のバイアス１を使用し、次の紙
転写ローラ１４の１回転の間、紙転写ローラに逆バイア
スをかけ、同ローラに付着したトナーを中間転写ベルト
１０に逆転移する。次に、第２のバイアス２で次の検出
パターン２を上記と同様に前記ローラに転写し、次の１
回転の間、逆バイアスをかけ、前記ローラに付着したト
ナーを中間転写ベルト１０に逆転移する。同様にして、
バイアスＸまで繰返しバイアス条件に対するセンサ検出
値を求める。なお、ここで中間転写ベルト１０上での各
パターンは全て同一条件のパターンになるようにしてい
る。

【００３８】図１０は、図９のような検出用パターンを
中間転写ベルト１０上に形成して検出する場合のタイミ
ングチャートを示す。横軸は時間を、縦軸は書き込みか
ら紙転写ローラ上のセンサ検出位置までの距離を示し、
図２中のレーザ書き込み系ユニット５からの光５ａによ
る感光体１上の露光位置Ｐ１から、中間転写ベルト１０
への転写位置Ｐ２及び紙転写ローラ１４への転写位置Ｐ
３を通って、光学センサ２２による検出位置Ｐ４までの
距離である。時刻ｔ１での書き込みタイミングは一定線
速で動かしたときには紙転写ローラ１４上のセンサ検出
位置Ｐ４に到達する時刻はｔ１｀になる。この時刻ｔ１
｀から紙転写ローラ１４の１回転に要する時間後の時刻
ｔ２｀までは第１のバイアス１で転写し、時刻ｔ２｀か
ら同じく紙転写ローラ１４の１回転に要する時間後の時
刻ｔ３｀までの期間は逆バイアスをかけトナーを中間転
写ベルト１０上に逆転移させる。同様にバイアスＸまで
繰り返す。

【００３９】図１１は、以上のようにして複数の検出用
パターンを互いに異なる転写バイアスで紙転写ローラ１
４上に転写し、これらの濃度を光学センサ２２で検出し
た結果を示すグラフである。横軸は紙転写バイアスを、
縦軸はセンサの検出出力を表す。この例では検出結果は
図のように下に凸の特性を持つ。このような検出結果
を、機器内で例えば２次の最小自乗法で曲線近似し、そ
の極小値に対応する転写バイアス、すなわち、最もトナ
ー付着量が大きかった検出用パターンに対応する転写バ
イアスを元に、最適バイアス値を導出してこれを転写バ
イアスの制御値とする。

【００４０】以上の実施例においては、検出用のトナー
像を中間転写ベルト１０から紙転写ローラ１４に転写し
て検出用のトナー像を該紙転写ローラ１４上に形成する
際に、紙転写ローラ１４と中間転写ベルト１０とを所定
量だけ離間させ、このような湿度などの環境変動の影響
を受けた形で、検出用のトナー像を紙転写ローラ１４上
に形成できるようにしたが、これに代え、検出用パター
ンを転写する紙転写ローラ１４の表面部分の構造によ
り、湿度などの環境変動の影響を受けた形で、検出用の
トナー像を紙転写ローラ１４上に形成できるようにして
もよい。図１２はその一例に係る紙転写ローラ１４を採
用した中間転写ベルト１０機構部分の斜視図である。こ
の例の紙転写ローラ１４は、その端部付近（画像領域
外）に、記録紙と近似した特性（雰囲気湿度の吸湿特
性）の部材１４Ａを貼り付けてある。この部材１４Ａと
しては、例えば表面を樹脂でコートした不綿状のパルプ
材を用いることができる。この部分１４Ａは、転写紙と
同様に環境の影響を受けるので、転写紙と同様に、中間
転写ベルト１０に接触した状態で、検出用パターンを転
写させる。そして、この部分１４Ａ上のトナー付着量を
光学センサ２２で検出して同様に、最適な転写バイアス
に制御する。

【００４１】なお、上記実施例では、中間転写ベルト１
０から紙転写ローラ１４上に設けた検出用転写部への転
写の条件を、湿度などの影響を受けた形で検出用パター
ンが転写されるように設定したが、これに代え、湿度あ
るいは温度センサを設けて、該センサの出力に基づい
て、例えば前述の図６に示す関係に基づいて転写バイア
スを制御し、この制御した転写バイアスを用いて、中間
転写ベルト１０上に形成した検出用パターンを紙転写ベ
ルト１４に実際に転写してみて、この検出結果に基づい
て、転写バイアスの制御値を微調整するようにしてもよ
い。更に、プロセス条件として転写バイアスを制御した
が、これに代え、又はこれに加えて他のプロセス条件を
制御してもよい。

【００４２】

【発明の効果】請求項１の画像形成装置によれば、湿度
あるいは湿度の検出出力に基づいてプロセス条件制御手
段によりプロセス条件を制御するので、環境変動に応じ
て画像濃度を左右するプロセス条件を適切に変化させる
ことができる。しかも、像担持体上に形成した検出用顕
像を転写手段により所定の検出用転写部に転写させて形
成した検出用転写像を検出し、この検出出力に基づいて
調整手段で、前記プロセス条件制御手段による制御値を
調整するので、経時変動も含めて適切なプロセス条件の
制御を行うことができる。よって、所望の画像を安定し
て得ることができる。

【００４３】請求項２あるいは３の画像形成装置によれ
ば、検出転写像形成用制御手段により、像担持体上に形
成した検出用顕像を転写手段により所定の検出用転写部
に転写させて形成した検出用転写像を、検出手段で検出
し、この検出出力に基づいてプロセス条件制御手段によ
りプロセス条件を制御するので、経時変動に応じて画像
濃度を左右するプロセス条件を適切に変化させることが
できる。しかも、この検出用顕像の検出用転写部に対す
る転写を、転写材への転写とほぼ同様に温度あるいは湿
度の影響を受けるようにして行うので、温度あるいは湿
度という環境の変動に応じた適切なプロセス制御が可能
である。よって、所望の画像を安定して得ることができ
る。

【００４４】請求項４の画像形成装置によれば、請求項
１、２又は３の画像形成装置において、所定の検出用顕
像を用いることで、Ｓ／Ｎの良い領域を用いた精度のよ
い検出用顕像の検出を行うことができるので、検出セン
サの検出有効領域を効果的に使ったばらつきの少ない安
定した検出が可能である。

【００４５】請求項５の画像形成装置は、各色毎の検出
用転写像を共通の光学センサを用いて検出するので、各
色毎に光学センサを設ける場合に比してコストの軽減を
図ることができる。しかも、この光学センサの検出用の
波長域として所定の波長域を用いることで、各色の検出
用転写像について同様の検出特性を得ることができるよ
うにしたので、所望の検出精度も得ることができる。

【００４６】請求項６の画像形成装置は、転写像検出手
段で検出した検出用転写部上の顕像を、上記像担持体上
あるいは上記中間転写体上に逆転写することで、検出用
転写部を清掃するので、検出用転写部クリーニングのた
めにブレード等を設ける必要がない。よって、装置点数
の増加を防ぎ、小型化、ローコスト化が可能となる。ま
た、ブレード等を圧接することなく清掃ができるので、
検出用転写部のパーツ寿命を比較的伸ばすことができ
る。

【００４７】請求項７の画像形成装置によれば、互いに
強度が異なる複数の転写電界を用いて上記検出用転写部
上に上記検出用顕像を転写させて複数の検出用転写像を
形成させるので、複数の検出データに基づくより正確な
制御が可能になる。

【００４８】請求項８の画像形成装置によれば、検出用
転写部として表面を利用する無端移動部材の移動方向に
おける周長の制約をうけずに、所望の数の検出用転写像
の形成及び検出を連続して行えるので、検出用転写部を
大型かすることなく、複数の検出データに基づく正確な
制御が可能になる。また、無端移動部材を回転させなか
ら、順次検出用転写像を形成できるので、連続した検出
を行って、装置の待ち時間の短縮化を図ることができ
る。

【００４９】請求項９の画像形成装置によれば、上記像
担持体あるいは上記中間転写体と、これに接して従動し
かつ上記検出用転写部として表面が利用される部材との
間のスリップを防止できるので、該部材のスリップ等に
よる、検出部位の誤認識等による誤検知を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係るカラー画像形成装置の概略構成
図。

【図２】同カラー画像形成装置の部分拡大図。

【図３】同カラー画像形成装置に用いられる転写像検出
手段を構成する回路部の概略構成図。

【図４】湿度と最適紙転写バイアスの関係をグラフ。

【図５】紙転写ローラの接離機構の概略構成図。

【図６】図３に示す検出回路の検出特性を示す特性図。

【図７】本実施例で使用する検出用パターンの一例を示
す説明図。

【図８】各トナー色の分光反射特性を示す特性図。

【図９】検出パターンと中間転写ベルト周面上での配置
の説明図。

【図１０】図９の検出用パターンを中間転写ベルト上に
形成して検出する場合のタイミングチャート。

【図１１】複数の検出用パターンを互いに異なる転写バ
イアスで紙転写ローラ上に転写し、これらの濃度を光学
センサで検出した結果を示すグラフ。

【図１２】変形例に係る紙転写ローラを採用した中間転
写ベルト機構部分の斜視図。

【符号の説明】

１ 感光体 ６ 現像装置 １０ 中間転写ベルト １４ 紙転写ローラ ２２ 光学センサ ４２ 電源装置

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｇ 15/08 ５０７ Ｇ０３Ｇ 15/08 ５０７Ｋ (72)発明者 入江 孝一 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 篠原 賢史 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】像担持体と、この像担持体上に現像剤から
   なる顕像を形成する顕像形成手段と、前記像担持体上に
   形成した顕像を、中間転写体を介しあるいは直接に、転
   写電界を用いて転写材に転写する転写手段とを有する画
   像形成装置において、温度あるいは湿度を検出する温湿
   度検出手段と、該温湿度検出手段の出力に基づいて、画
   像濃度を左右するプロセス条件を制御するプロセス条件
   制御手段と、前記像担持体上に検出用の顕像を形成さ
   せ、かつ、前記転写手段により所定の検出用の転写部に
   該検出用顕像を転写させて、該検出用転写部上に検出用
   の転写像を形成させる検出転写像形成用制御手段と、該
   検出用転写像を検出する転写像検出手段と、該転写像検
   出手段の出力に基づいて前記プロセス条件制御手段によ
   る制御値を調整する調整手段とを設けたことを特徴とす
   る画像形成装置。
2. 【請求項２】像担持体と、この像担持体上に現像剤から
   なる顕像を形成する顕像形成手段と、前記像担持体上に
   形成した顕像を、中間転写体を介しあるいは直接に、転
   写電界を用いて転写材に転写する転写手段とを有する画
   像形成装置において、前記像担持体上に検出用の顕像を
   形成させ、かつ、前記転写手段により所定の検出用の転
   写部に該検出用顕像を転写させて、該検出用転写部上に
   検出用の転写像を形成させる検出転写像形成用制御手段
   と、該検出用転写像を検出する転写像検出手段と、該転
   写像検出手段の出力に基づいて、画像濃度を左右するプ
   ロセス条件を制御するプロセス条件制御手段とを設け、
   上記像担持体上あるいは上記中間転写体上の上記検出用
   顕像の、上記転写手段による上記検出用転写部への転写
   を、転写すべき顕像が形成されている上記像担持体ある
   いは上記中間転写体と、上記検出用転写部とが互いに非
   接触の状態で行わせることを特徴とする画像形成装置、
3. 【請求項３】像担持体と、この像担持体上に現像剤から
   なる顕像を形成する顕像形成手段と、前記像担持体上に
   形成した顕像を、中間転写体を介しあるいは直接に、転
   写電界を用いて転写材に転写する転写手段とを有する画
   像形成装置において、前記像担持体上に検出用の顕像を
   形成させ、かつ、前記転写手段により所定の検出用の転
   写部に該検出用顕像を転写させて、該検出用転写部上に
   検出用の転写像を形成させる検出転写像形成用制御手段
   と、該検出用転写像を検出する転写像検出手段と、該転
   写像検出手段の出力に基づいて、画像濃度を左右するプ
   ロセス条件を制御するプロセス条件制御手段とを設け、
   上記検出用転写部を、上記転写材と近似な電気抵抗及び
   吸湿特性を有する材質で形成したことを特徴とする画像
   形成装置。
4. 【請求項４】請求項１、２又は３の画像形成装置におい
   て、上記検出用顕像として適度に地肌を含んだパターン
   で構成したものを用いることを特徴とする画像形成装
   置。
5. 【請求項５】請求項１、２又は３の画像形成装置におい
   て、上記顕像形成手段を、互いに異なった色の現像剤を
   有する複数の現像ユニットを用いてカラー画像を得るこ
   とができるように構成し、上記検出転写像形成用制御手
   段を、前記複数の現像ユニットを選択的に使用して上記
   検出用転写像を各色毎に形成させるように構成し、上記
   転写像検出手段を、該各色毎の検出用転写像に共通に使
   用する光学センサを用いて構成し、該光学センサの検出
   用の波長域として青色光乃至紫外光の領域を用いるよう
   にしたことを特徴とする画像形成装置。
6. 【請求項６】請求項１、２又は３の画像形成装置におい
   て、上記転写像検出手段で検出した上記検出用転写部上
   の顕像を、上記像担持体上あるいは上記中間転写体上に
   逆転写するように構成したことを特徴とする画像形成装
   置。
7. 【請求項７】請求項１、２又は３の画像形成装置におい
   て、上記検出転写像形成用制御手段を、互いに強度が異
   なる複数の転写電界を用いて上記検出用転写部上に上記
   検出用顕像を転写させて複数の検出用転写像を形成させ
   るように構成し、上記転写像検出手段を、該複数の検出
   用転写像それぞれについて検出を行うように構成したこ
   とを特徴とする画像形成装置。
8. 【請求項８】請求項７の画像形成装置において、上記検
   出用転写部として、上記検出用顕像が形成されている上
   記像担持体あるいは上記中間転写体に対向する地点を含
   む無端の移動経路に沿って表面が無端移動する部材の表
   面を用い、上記複数の検出用転写像の形成及び検出を、
   １個あるいは２個以上の所定個づつ、前記検出用転写部
   としての前記無端移動部材周面への検出用転写像の形
   成、上記転写像検出手段による該所定個の検出用転写像
   の検出、及び、検出済みの検出用転写像の該周面上から
   の除去を繰り返すことによって行うように構成したこと
   を特徴とする画像形成装置。
9. 【請求項９】請求項１、２又は３の画像形成装置におい
   て、上記検出用転写部として、上記検出用顕像が形成さ
   れている上記像担持体あるいは上記中間転写体と接する
   位置に配置され、該像担持体あるいは中間転写体との従
   動関係により、該像担持体あるいは中間転写体と接触す
   る地点を含む無端の移動経路に沿って表面が移動する部
   材の表面を用い、上記検出用転写像の形成を、該表面の
   移動方向における該表面の一部に、該検出用転写像が形
   成されていない部分が残るように行うことを特徴とする
   画像形成装置。