JPH1152637A

JPH1152637A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH1152637A
Application number: JP9209491A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Nishimura; 克彦西村; Koichi Hiroshima; 康一廣島
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-08-04
Filing date: 1997-08-04
Publication date: 1999-02-26

Abstract

(57)【要約】【課題】長期にわたって安定した画像濃度制御を行え
るようにする。【解決手段】中間転写ドラム６上にトナー画像が１次
転写される画像領域と、トナー画像が１次転写されない
非画像領域とを設定し、非画像領域に濃度パターンを設
ける。制御装置１１は、濃度センサー１０で検知した濃
度パターンからの反射光による濃度情報に応じて出力さ
れる信号を取り込んで画像濃度制御を行うことにより、
トナーによる濃度パターンの汚れを防止することができ
るので、長期にわたって安定した画像濃度制御を行うこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式によ
って画像形成を行う複写機、プリンタ、ファクシミリ等
の画像形成装置に係り、特に像担持体上に形成したトナ
ー画像を一旦中間転写体上に１次転写させ、該中間転写
体に転写されたトナー画像を転写材へ２次転写体により
２次転写して画像形成を行う画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ドラム型の電子写真感光体（以下、感光
ドラムという）上に形成したトナー像を、一旦中間転写
体上に１次転写させ、該中間転写体に転写されたトナー
像を転写材へ２次転写体により２次転写して画像形成を
行う画像形成装置は、各成分色画像の重ね合わせ位置の
物理的なずれ（色ずれ）の少ないカラー画像を得ること
ができるので、色再現性のよいカラー画像情報を合成再
現した画像形成物を出力する装置として実用化されてい
る。

【０００３】図６は、上述した従来の中間転写体（中間
転写ベルト）を備えた画像形成装置の一例を示す概略構
成図である。

【０００４】この画像形成装置は、像担持体としての感
光ドラム１、帯電器２、露光装置（レーザ走査ユニッ
ト）３、現像装置４、感光ドラムクリーニング装置５、
中間転写ベルト６、２次転写体７、定着装置８などを備
えている。

【０００５】感光ドラム１は、ＯＰＣ、アモルファスＳ
ｉ等の感光材料をアルミニウムやニッケル等からなるシ
リンダ状の基体上に形成して構成されており、所定のプ
ロセススピードで矢印Ｒ１方向に回転駆動される。感光
ドラム１は、帯電器（図ではコロナ放電器）２によって
所定の極性、電位に帯電処理される。

【０００６】露光装置３は、入力される画像情報に応じ
てレーザー光による露光Ｌを、帯電処理された感光ドラ
ム１上に行って静電潜像を形成する。

【０００７】現像装置４は、マゼンタ（Ｍ）現像器４
ａ、シアン（Ｃ）現像器４ｂ、イエロー（Ｙ）現像器４
ｃ、及びブラック（Ｋ）現像器４ｄを備えている。

【０００８】中間転写ドラム６は、導電性からなるドラ
ム状の基体６ａと、その上に中抵抗の弾性層６ｂとを有
しており、中間転写ベルト６は感光ドラム１表面に当接
（１次転写部）し、矢印Ｒ２方向に回転する。中間転写
ベルト６には１次転写バイアス電源９が接続されてお
り、中間転写ベルト６に所定の１次転写バイアスを印加
する。また、中間転写ドラム６は２次転写体（図ではコ
ロナ放電器）７との間に２次転写部を形成している。２
次転写体７には２次転写バイアス電源１６が接続されて
おり、２次転写体７に所定の２次転写バイアスを印加す
る。

【０００９】中間転写ドラム６の外周面上には、中間転
写ドラムクリーニング装置２２が設置されている。

【００１０】次に、上述した画像形成装置の画像形成動
作について説明する。

【００１１】画像形成時には、感光ドラム１は所定の周
速度（プロセススピード）で矢印Ｒ１方向に回転駆動さ
れ、所定の帯電バイアスが印加された帯電器２により所
定の極性、電位に帯電処理される。

【００１２】そして、帯電処理された感光ドラム１上に
露光装置３によりレーザー光による画像露光Ｌが与えら
れて、目的のカラー画像の第１の色成分像（例えば、マ
ゼンタ成分像）に対応した静電潜像が形成される。次い
で、その静電潜像がマゼンタ（Ｍ）現像器４ａにより第
１色であるマゼンタトナー（着色荷電粒子）により現像
される。

【００１３】感光ドラム１上に形成担持された前記第１
色のマゼンタトナー画像は、感光ドラム１と中間転写ド
ラム６間の１次転写部を通過する過程で、この１次転写
部での圧力と１次転写バイアス電源９より中間転写ドラ
ム６に印加される１次転写バイアスにより形成される電
界とによって、中間転写ドラム６の外周面に１次転写
（中間転写）されていく。

【００１４】感光ドラム１表面に形成担持された第１色
目のマゼンタトナー画像の転写を終えた感光ドラム１
は、その表面が感光ドラムクリーニング装置５によって
清掃される。

【００１５】以下、同様にしてシアン（Ｃ）現像器４
ｂ、イエロー（Ｙ）現像器４ｃ、及びブラック（Ｋ）現
像器４ｄにより感光ドラム１上にそれぞれ形成担持され
た第２色のシアントナー画像、第３色のイエロートナー
画像、第４色のブラックトナー画像が順次中間転写ドラ
ム６上に重畳され、目的のカラー画像に対応した合成カ
ラートナー画像が形成される。

【００１６】この際、感光ドラム１から中間転写ドラム
６への第１〜第４色のトナー画像の順次重畳転写のため
の１次転写バイアス電源９から印加される１次転写バイ
アスは、トナーと逆極性である。なお、感光ドラム１か
ら中間転写ドラム６へのトナー画像の順次重畳転写工程
において、中間転写ドラムクリーニング装置２２は中間
転写ドラム６から離間している。

【００１７】そして、中間転写ドラム６上の合成カラー
トナー画像の先端に合わせて所定のタイミングで、給紙
カセット１７から給紙ローラ１８の駆動により搬送、給
紙された用紙などの転写材Ｐがレジストローラ１９によ
り送られる。２次転写バイアス電源１６より所定の２次
転写バイアスが印加された２次転写体７によって、中間
転写ドラム６と２次転写体（図ではコロナ放電器）７と
の間の２次転写部に搬送された転写材Ｐ上に、合成カラ
ートナー画像が２次転写される。

【００１８】そして、合成カラートナー画像が転写され
た転写材Ｐは、搬送ガイド２１によって定着装置８に搬
送され、定着装置８の定着ローラ８ａと加圧ローラ８ｂ
による加圧・加熱により合成カラートナー画像が転写材
Ｐ上に定着されて出力される。

【００１９】中間転写ドラム６上に２次転写されずに残
った２次転写残トナーは、中間転写ドラムクリーニング
装置２２によって清掃される。

【００２０】また、上述した画像形成装置において、合
成カラートナー画像が転写される転写材Ｐ上の画像濃度
を一定に保つために、従来、中間転写ドラム６表面（あ
るいは感光ドラム１表面）に近接して濃度センサ（不図
示）を設置して、例えば、本体電源を入れたとき、ある
いは一定枚数画像形成を行ったとき等に、感光ドラム１
上に形成した一定の大きさのパッチパターン（不図示）
からの反射光量を測定することによって、画像濃度制御
を行っている。前記パッチパターンは、デイザになって
いる場合が多いが、その他種々のパターンが用いられて
いる。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の画像形成装置のように、中間転写ドラム６上に濃度
制御用のパッチパターン（濃度パターン）を形成し、パ
ッチパターンからの反射光量を濃度センサーで測定して
画像濃度制御する構成では、通紙するにしたがって、中
間転写ドラム６表面がトナーによって汚染された場合
に、パッチパターンも汚染される。

【００２２】このため、パッチパターンの汚染によって
画像濃度制御の精度が低下するといった問題点があっ
た。

【００２３】また、中間転写ドラム６の寿命は耐久に伴
い劣化することが考えられるが、上述したように中間転
写ドラム６上に濃度制御用のパッチパターンを形成して
濃度制御を行う従来の画像形成装置においては、パッチ
パターンの汚染等によって濃度制御ができなくなった時
点で、中間転写ドラム６の寿命と判断することができる
が、従来では中間転写ドラム６の寿命の予測を行うこと
が難しかった。

【００２４】そこで、本発明は、中間転写体（中間転写
ローラや中間転写ベルト）を用いた画像形成装置におい
て、濃度制御を長期にわたって安定して行うことがで
き、また、中間転写体の寿命を容易に予測するこができ
る画像形成装置を提供することを目的とする。

【００２５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述事情に鑑
みなされたものであって、像担持体上に形成されたトナ
ー画像を１次転写される中間転写体と、該中間転写体に
１次転写された前記トナー画像を転写材へ２次転写する
２次転写体と、前記中間転写体上に設けた画像濃度制御
のための濃度パターンと、該濃度パターンからの反射光
を検知する濃度検知手段と、該濃度検知手段で検知した
検知情報に応じて出力される信号を取り込んで、前記ト
ナー画像の濃度制御を行う制御手段とを備えた画像形成
装置において、前記中間転写体上に前記トナー画像が１
次転写される画像領域と、前記トナー画像が１次転写さ
れない非画像領域とを設定して、前記非画像領域に前記
濃度パターンを設けたことを特徴としている。

【００２６】また、前記制御手段は、前記濃度検知手段
から入力される前記濃度パターンからの反射光に応じた
出力値から前記中間転写体の寿命を判定することを特徴
としている。

【００２７】また、前記中間転写体の前記画像領域と前
記非画像領域とに前記濃度パターンをそれぞれ設け、前
記制御手段は、前記濃度検知手段から入力される前記中
間転写体の前記画像領域と前記非画像領域での各濃度パ
ターンからの反射光に応じた出力値に基づいて前記中間
転写体の寿命を予測することを特徴としている。

【００２８】また、前記中間転写体の前記画像領域と前
記非画像領域とに前記濃度パターンをそれぞれ設け、前
記制御手段は、前記濃度検知手段から入力される前記中
間転写体の前記画像領域と前記非画像領域での各濃度パ
ターンからの反射光に応じた出力値に基づいて前記中間
転写体の残りの寿命を予測することを特徴としている。

【００２９】また、前記中間転写体の前記画像領域と前
記非画像領域とに前記濃度パターンをそれぞれ設け、前
記制御手段は、前記濃度検知手段から入力される前記中
間転写体の前記画像領域と前記非画像領域での各濃度パ
ターンからの反射光に応じた出力値に基づいて濃度検知
手段の出力特性を補正することを特徴としている。

【００３０】また、前記中間転写体は中間転写ドラムで
あることを特徴としている。

【００３１】（作用）本発明の構成によれば、中間転写
体上にトナー画像が１次転写される画像領域と、トナー
画像が１次転写されない非画像領域とを設定して、非画
像領域に濃度パターンを設けて画像濃度制御することに
より、トナーによる濃度パターンの汚れを防止すること
ができるので、長期にわたって安定した濃度制御を行う
ことができる。

【００３２】また、濃度検知手段の非画像領域での出力
値に基づいて中間転写体の寿命を検知することができ
る。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態について説明する。

【００３４】（第１の実施の形態）図１は、本実施の形
態に係る画像形成装置（本実施の形態では、フルカラー
モードのレーザービームプリンタ）を示す概略構成図で
ある。なお、図６に示した従来の画像形成装置と同一機
能を有する部材には同一符号を付し、重複する説明は省
略する。

【００３５】本実施の形態で用いた感光ドラム１は、図
２に示すようにアルミニウム等からなる感光ドラム基体
１ａ上に電荷発生層１ｂを形成して、その上に電荷輸送
層１ｃを形成し、さらにその上にディッピングによりフ
ッ素樹脂を５〜５０ｗｔ％含有したフッ素樹脂層１ｄを
形成して構成されている。

【００３６】なお、本実施の形態では、感光ドラム１は
フッ素樹脂層１ｄを単独に設けたが、電荷輸送層１ｃに
フッ素樹脂を約５〜１５ｗｔ％含有させたものであって
も同様であり、この場合もフッ素樹脂を用いることで離
型性が向上するが、有機感光層の本来の機能を損なわな
いためには、フッ素樹脂の添加量は２０％を上限とする
ことが好ましい。

【００３７】次に、感光ドラム１の構成について詳細に
説明する。

【００３８】本実施の形態の感光ドラム１は、外径６０
ｍｍφで、軸方向の長さ約３００ｍｍのアルミニウムか
らなる感光ドラム基体１ａ上に、厚さ０．２μｍの電荷
発生層１ｂを形成し、その上層には厚さ１５μｍの電荷
輪送層１ｃを形成し、更にその上層に、ディッピングに
より厚さ３μｍのフッ素樹脂層１ｄを形成して構成され
ている。

【００３９】表面の離型性向上の目安として、本実施の
形態では、このフッ素樹脂層１ｄを紫外線硬化性を有す
るアクリルをバインダとし、これにフッ素粒子として
の、その粒径がおよそ０．３μｍのテフロン（商品名）
を３５ｗｔ％分散させたもので接触角、及び滑り性を測
定したところ、接触角は、１００度、滑り性は０．４で
あった。

【００４０】このように、電荷輪送層１ｃと、離型性向
上を目的としたフッ素樹脂層（表面離型層）１ｄとを２
層に機能分離することにより、表面離型層には多量のフ
ッ素粒子を添加することが可能となる。なお、上記表面
離型層に添加するフッ素粒子量としては、過剰に添加し
た場合には、バインダによる結着力が相対的に弱まって
しまうことに起因して、膜強度が低下して脆くなってし
まうために、５０ｗｔ％を上限とすることが好ましい。

【００４１】中間転写体である中間転写ドラム６は、図
３に示すように導電性の中間転写ドラム基体６ａ上に、
体積抵抗率が１０⁸ 〜１０¹²Ωｃｍ（１ｋＶ印加時）で
あるＮＢＲゴム製からなる中抵抗の弾性層６ｂを厚さ約
５ｍｍに形成し、更に、その上にフッ素樹脂を含有した
約５０μｍの厚さを持ち、表面抵抗率が１０⁸ 〜１０¹²
Ω／□からなる表層６ｃを形成して構成されている。

【００４２】次に、中間転写ドラム６の構成について詳
細に説明する。

【００４３】本実施の形態の中間転写ドラム６は、例え
ば円筒状の導電性の中間転写ドラム基体６ａ上に少なく
ともゴム、エラストマー、樹脂よりなる弾性層６ｂを有
し、さらにその弾性層６ｂの上層に一層以上の表層６ｃ
を有している。

【００４４】中間転写ドラム基体６ａとしては、アルミ
ニウム、鉄、銅及びステンレス等の金属や合金、カーボ
ンや金属粒子等を分散した導電性樹脂等を用いることが
でき、その形状としては、円筒状や円筒の中心に軸を貫
通したもの、円筒の内部に補強を施したもの等が挙げら
れる。本実施の形態の中間転写ドラム基体６ａは、厚さ
３ｍｍのアルミニウムの円筒の内部に補強を施したもの
である。

【００４５】弾性層６ｂの厚みは、転写ニップの形成、
回転による色ズレ、材料コスト等の面で０．５〜７ｍｍ
が望ましく、また、表層６ｃの膜厚は、下層の弾性層６
ｂの柔軟性を、更にその上層あるいは感光体ドラム１表
面に伝えるために、薄層にすることが好ましく、具体的
には５０〜２００μｍが望ましく、中間転写ドラム６の
トータルの外径は１８０ｍｍφである。

【００４６】弾性層６ｂは、抵抗値のみを重視しアクリ
ロニトリルーブタジエンゴム（ＮＢＲ）に導電剤として
ケッチェンブラックを分散して、体積抵抗率を制御した
ものを用いた。

【００４７】導電剤としては、例えば、カーボンブラッ
ク、アルミニウム粉末、ニッケル粉末等を用いることが
できる。また、樹脂に導電剤を分散させるのではなく、
導電性樹脂を用いることも考えられる。具体的には、４
級アンモニウム塩含有ポリメタクリル酸メチル、ポリビ
ニルアニリン、ポリビニルピロール、ポリジアセチレン
及びポリエチレンイミン等が挙げられる。

【００４８】体積抵抗率の測定は、前記弾性層６ｂを１
００×１００ｍｍ、厚さを適宜のシート状に切り出し、
Ａｄｖａｎｔｅｓｔ社製のＲ８３４０Ａ及びＲ１２７０
４を用い、印加電圧；１ＫＶ、ｄｉｓｃｈａｒｇｅ；５
ｓｅｃ、ｃｈａｒｇｅ；３０ｓｅｃ及びｍｅａｓｕｒ
ｅ；３０ｓｅｃの条件で測定した。

【００４９】中間転写ドラム６の表層６ｃは、２次転写
残トナーのクリーニング性に大きく影響するために重要
である。表層６ｃにはウレタン樹脂をバインダーに、抵
抗制御の導電材としてほう酸アルミニウムウイスカー、
離型性向上を目的としてＰＴＦＥパウダーを分散したも
のを用いた。

【００５０】この表層６ｃの表面抵抗を前記同様の測定
方法で測定したところ、１０¹⁰Ω／□であった。本発明
者らの検討によれば、表層６ｃの表面抵抗が１０⁸ 〜１
０¹²Ω／□の範囲内にあればクリーニング性が良いこと
が分かった。

【００５１】弾性層６ｂ、表層６ｃを含む実使用抵抗は
１０⁷ Ω（１ＫＶ印加時）であった。

【００５２】中間転写ドラム６の感光ドラム１に対する
当接総圧は１〜２Ｋｇｆ、２次転写ベルト１３の中間転
写ドラム６に対する当接圧は総圧約２〜５Ｋｇｆであ
る。

【００５３】２次転写体７は、駆動ローラー（テンショ
ンローラ）１４とバイアスローラー１５によって張架さ
れた無端状の２次転写ベルト１３で構成されており、駆
動ローラー１４の回転駆動によって回転する。バイアス
ローラー１５には２次転写バイアス電源１６が接続され
ている。また、２次転写時以外はバイアスローラー１５
は中間転写ドラム６から離間しており、２次転写時のみ
中間転写ドラム６に２次転写ベルト１３を介して当接す
る。

【００５４】次に、２次転写ベルト１３の構成について
詳細に説明する。

【００５５】２次転写ベルト１３を支持している駆動ロ
ーラ１４とバイアスローラ１５は、同じ材質で構成して
も、他の材質で構成してもよく、本実施の形態では体積
抵抗率５×１０⁷ Ωｃｍ（１ＫＶ印加時）のＮＢＲを用
いた。硬度は、ＪＩＳ‐Ａで３０〜３５度である。駆動
ローラ１４とバイアスローラ１５は、軸方向の長さ約３
００ｍｍで、直径８ｍｍφのＳＵＳ芯金上に外径２０ｍ
ｍφになるように構成した。駆動ローラ１４とバイアス
ローラ１５の体積抵抗率は、１×１０⁶ 〜１×１０¹⁰Ω
ｃｍ（１ＫＶ印加時）であればよく、好ましくは、抵抗
の電圧依存性が少ないものほど好ましい。他にＥＰＤ
Ｍ、ウレタンゴム、ＣＲ等適当な導電剤が分散可能なも
ので有ればよい。

【００５６】２次転写ベルト１３としては、外径寸法が
φ８０ｍｍ×３００ｍｍのチューブ形状で、厚さ１００
μｍ、体積抵抗率１０⁸ 〜１０¹⁵Ωｃｍ（１ＫＶ印加
時）のものを用い、本実施の形態ではＰＴＦＥを分散
し、体積抵抗率１０¹¹Ωｃｍ、表面抵抗１０¹²〜１０¹³
Ω／□に制御したウレタンベルトを用いた。

【００５７】２次転写ベルト１３として使用可能な他の
素材として、樹脂系はポリカーボネート（ＰＣ）、ナイ
ロン（ＰＡ）、ポリエステル（ＰＥＴ）、ポリエチレン
ナフタレート（ＰＥＮ）、ポリサルフォン（ＰＳＵ）、
ポリエーテルサルフォン（ＰＥＩ）、ポリエーテルイミ
ド（ＰＥＩ）、ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）、ポリ
エーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、熱可塑性ポリイ
ミド（ＴＰＩ）、熱硬化性ポリイミド（ＰＩ）、ＰＥＳ
アロイ、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、エチレン
テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）等があ
り、エラストマー系ではポリオレフィン系熱可塑性エラ
ストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリ
ウレタン系熱可塑性エラストマー、ポリウレタン系熱硬
化性エラストマー、ポリスチレン系熱可塑性エラストマ
ー、ポリアミド系熱可塑性エラストマー、フッ素系熱可
塑性エラストマー、ポリブタジエン系熱可塑性エラスト
マー、ポリエチレン系熱可塑性エラストマー、エチレン
酢酸ビニル系熱可塑性エラストマー、ポリ塩化ビニル系
熱可塑性エラストマー等が挙げられる。

【００５８】また、本実施の形態では、図１に示すよう
に中間転写ドラム６の決められた位置から中間転写を行
うために、中間転写ドラム６の決められた位置の中間転
写ドラム基体６ａに突起片１２を設けて、この突起片１
２と対向する位置に光学センサー（不図示）を設け、こ
の光学センサーによる突起片１２の位置検知を基本タイ
ミングとして、画像形成信号を露光装置３に送ること
で、カラー画像を中間転写ドラム６の決められた位置か
ら転写させるようにした。

【００５９】また、中間転写ドラム６表面に設定した非
画像領域（非転写領域）に、例えば図４に示すような各
色のトナーでパッチパターン（濃度検知用トナー像）３
０を形成し、それらの濃度を中間転写ドラム６近傍に設
置した濃度センサー１０で検知して、その検知情報を制
御装置（ＣＰＵ）１１に取り込んで画像濃度制御を行う
ようにした。

【００６０】濃度センサー１０は、不図示の９５０ｎｍ
の光に最大感度を有する発光素子と受光素子を備えてお
り、中間転写ドラム６に対して入射角と反射角とが４５
度であるように調整されている。なお、濃度センサー１
０の検出領域は１６ｍｍ×１６ｍｍである。

【００６１】現像装置４に用いられるトナーとして本実
施の形態では、図５に示すようにコア４０ａにエステル
系ワックスを内包し、樹脂層４０ｂにスチレンーブチル
アクリレート、表層４０ｃにスチレンーポリエステルと
いう構成の平均粒径５〜７μｍの重合トナーを用いた。
その比重は約１．０５である。３層構成となっている理
由は、コア４０ａにワックスを内包することで、定着工
程でのオフセット防止効果が得られ、また、表層４０ｃ
に樹脂層４０ｂを設けることによって帯電効率のアップ
を図っているためで、また、使用時には、トリボ安定化
のためにオイル処理したシリカを外添している。本実施
の形態で使用したトナーのトリボ（Ｑ／Ｍ）は、約−２
０μＣ／ｇである。

【００６２】次に、本実施の形態における画像濃度制御
について説明する。

【００６３】上述した従来例と同様に、感光ドラム１を
矢印Ｒ１方向に周速度約１２０ｍｍ／ｓで回転駆動し、
その表面にて濃度制御のための画像形成プロセスが繰り
返し行われる。

【００６４】中間転写ドラム６上での非画像領域は、例
えば最大紙サイズをＡ３としその全面の２９７ｍｍ×４
２０ｍｍが画像形成領域（印字領域）とすると、中間転
写ドラム６の周長は１８０ｍｍ×３．１４＝５６５ｍｍ
であるので、中間転写ドラム６上の非画像領域は、周方
向の長さで１４５（５６５−４２０＝１４５）ｍｍとな
る。

【００６５】すなわち、図１に示した突起片１２を基準
にして、この突起片１２から周長で４２０ｍｍの位置か
ら非画像領域であると設定した。本実施の形態では、図
４に示したパッチパターン（濃度検知用トナー像）３０
は、６００ｄｐｉの密度で、４×４のマトリックスに対
して濃度パターン（１６ｍｍ×１６ｍｍ）間の間隔を５
ｍｍ離して、中間転写ドラム６上の非画像領域に７個の
パターンを形成した（（１６＋５）×６＋１６＝１４２
ｍｍで７個のパターンが形成可能）。

【００６６】そして、感光ドラム１の矢印Ｒ１方向の回
転過程において、上述した従来例と同様にして、中間転
写ドラム６上に第１の色成分像（イエロートナー像）が
形成される。

【００６７】本実施の形態における画像形成条件は、以
下の通りである。

【００６８】感光ドラム表面暗電位（非画像部電位）：Ｖｄ＝−５５０Ｖ感光ドラム表面明電位（画像部電位）：Ｖｌ＝−１５０Ｖ現像方法：非磁性一成分ジャンピング現像プロセススピード：１２０ｍｍ／ｓｅｃ現像バイアス：Ｖｄｃ（直流電圧）＝−４００ＶＶｐｐ（交流ピーク間電圧）＝１６００Ｖ、周波数１８００Ｈｚ１次転写バイアス：＋３００Ｖ中間転写ドラム６と感光ドラムｌとの当接圧：２ｋｇｆそして、感光ドラムｌ表面に形成坦持された第１色目の
イエロートナー像の１次転写を終えた感光ドラム１は、
従来例と同様にその表面が感光ドラムクリーニング装置
５により清掃される。

【００６９】そして、第１色であるイエロートナー像の
中間転写ドラム６上の濃度を濃度センサー１０で検出し
て、中間転写ドラム６上の非画像領域のバックグラウン
ドを測定し、その値をＬｏｇ変換して濃度に変換する。
そして、回転駆動濃度パターンの値を読み取り、その読
み取り値をＬｏｇ変換して、濃度を求める。そして、制
御装置１１で各色のパターン濃度を、バックグラウンド
を引くことで算出する。

【００７０】そして、予めパッチ検濃度と各色の濃度の
校正表を求めておき、その校正曲線によって、上記パッ
チ検濃度を補正する。

【００７１】パッチ検濃度のターゲット値は、本実施の
形態では０．８であり、各色のパッチ検濃度が０．８に
なるように、制御装置１１で現像バイアスを制御する。

【００７２】その後、中間転写ドラム６上のパッチパタ
ーン３０の清掃をクリーニング装置（不図示）によって
行なう。

【００７３】以下、前記同様にして、マゼンタトナー
像、シアントナー像、ブラックトナー像の中間転写ドラ
ム６への１次転写及び感光ドラム１表面の清掃を行う。

【００７４】こうして、各色の濃度が最適になるような
現像バイアスを求めてホールドする。

【００７５】本実施例における上記ホールド現像バイア
スは、Ｖｄｃ（直流電圧）にフィードバックをかけてお
り、各色での現像バイアス値は以下の通りであった。

【００７６】イエロートナー像：Ｖｄｃ＝−３７５Ｖマゼンタトナー像：Ｖｄｃ＝−４００Ｖシアントナー像：Ｖｄｃ＝−３７５Ｖブラックトナー像：Ｖｄｃ＝−４００Ｖそして、パッチ検パターンを作像する時と同様に、画像
形成プロセスを行うが、各色の現像時には前記現像バイ
アスでそれぞれ現像を行う。以下、前記同様にして転写
材Ｐに定着されたカラー画像を出力する。

【００７７】なお、本実施の形態では、２次転写バイア
ス電源１６よりトナー帯電極性（本実施の形態例では負
極性）と逆極性（正極性）の転写バイアスが、バイアス
ローラ１５を介して２次転写ローラ１３に印加される。
本実施の形態では、フルカラー時は＋１０〜＋１５μＡ
の定電流バイアスを印加した。

【００７８】２次転写で転写されなかった２次転写残ト
ナーは、従来例と同様の不図示のクリーニング装置で除
去される。

【００７９】このように本実施の形態では、中間転写ド
ラム６に設定した非画像領域にパッチパターン３０を形
成して画像濃度制御を行う構成により、中間転写ドラム
６上の画像形成領域と異なりトナーなどの付着が防止さ
れることによってパッチパターン３０の汚れが防止され
るので、長期にわたって安定した濃度制御を行うことが
できる。

【００８０】また、本実施の形態では、円筒状の感光ド
ラム１、中間転写ドラム６を用いたが、ベルト状の感光
体、中間転写ベルトを用いても同様の効果を得ることが
できる。

【００８１】（第２の実施の形態）本実施の形態は、図
１に示した画像形成装置の中間転写ドラム６の寿命を、
前記濃度センサー１０の出力値から予測するようにした
ものである。画像形成装置の構成は第１の実施の形態と
同様である。

【００８２】中間転写ドラム６の初期と耐久後では、中
間転写ドラム６の画像領域と非画像領域の色味が異なっ
てくる。

【００８３】本発明者らの実験によれば、耐久によって
中間転写ドラム６の画像領域が黒くなってくることを確
認したが、これは黒のみではなく、トナーの外添剤の種
類や若干の特性の違いによって異なってくる。

【００８４】中間転写ドラム６の初期と耐久における濃
度センサー１０の出力値の関係を調べたところ、下記の
表１のような結果が得られた。この際、濃度センサー１
０を中間転写ドラム６の画像領域と非画像領域に設けて
測定した。

【００８５】

【表１】表１の結果から明らかなように、中間転写ドラム６の非
画像領域においても耐久が進むにつれて、濃度センサー
１０の出力値の変化が認められるが、これは感光ドラム
１上の汚れが若干中間転写ドラム６の非画像領域にも付
着するためと考えられる。

【００８６】しかしながら、中間転写ドラム６の非画像
領域には直接トナー像を付着させていないために、画像
領域に比べて汚れがはるかに少ないことにより、非画像
領域域に対する濃度センサー１０の出力値を、中間転写
ドラム６の寿命予測に用いることが可能である。

【００８７】すなわち、例えば中間転写ドラム６の寿命
が３０万イメージ（フルカラーで７．５万ページ）と仮
定した場合に、上記表１に示したように濃度センサー１
０の非画像領域での出力値が１．６５Ｖになったときが
中間転写ドラム６の寿命である。

【００８８】よって、濃度センサー１０の非画像領域で
の出力値が１．６５Ｖになったことを制御装置１１が検
知すると、装置本体のメイン制御装置（不図示）はこの
出力値情報を制御装置１１から取り込んで、表示装置
（不図示）に「中間転写ドラムが寿命です」などと表示
させたり、あるいは画像形成動作を停止するように制御
する。

【００８９】このように本実施の形態では、濃度センサ
ー１０の非画像領域での出力値に基づいて中間転写ドラ
ム６の寿命を容易に検知することができる。

【００９０】（第３の実施の形態）第２の実施の形態で
は、濃度センサー１０の非画像領域での出力値に基づい
て図１に示した画像形成装置の中間転写ドラム６の寿命
を検知するようにしたが、本実施の形態では、中間転写
ドラム６の寿命が残りどれくらいかを予測するようにし
たものである。画像形成装置の構成は第１の実施の形態
と同様である。

【００９１】中間転写ドラム６の画像領域に対する濃度
センサー１０の出力値は、前記表１に示すように画像領
域に付着するトナーによる汚れによって変化している。
このため、例えば前記表１に示すように濃度センサー１
０の画像領域での出力値の初期変化変化が比較的大きい
場合においては、下記の式によって中間転写ドラム６の
寿命が残りどれくらいかを予測することができる。

【００９２】寿命（％）＝（１−（Ｘ−１．１０）／０．５５）×１００…（１）ただし、Ｘは現在の使用時における濃度センサー１０の
画像領域での出力値である。

【００９３】このように本実施の形態では、（１）式に
よって中間転写ドラム６の寿命の残りを容易に予測する
ことができる。

【００９４】（第４の実施の形態）本実施の形態では、
ジャム等の発生によって濃度センサー１０にトナー付着
による汚れが生じた場合においても、図１に示した画像
形成装置の中間転写ドラム６の寿命を精度よく検知でき
るようにしたものである。画像形成装置の構成は第１の
実施の形態と同様である。

【００９５】中間転写ドラム６の表層６ｃの材料を選ぶ
ことによって、中間転写ドラム６の非画像領域の汚れを
より少なくすることが可能であると考えられる（完全に
汚れないということが理想であるが、汚れ方の程度が画
像領域よりもかなり少ないことは容易に理解できる）。

【００９６】そこで、本実施の形態では、中間転写ドラ
ム６の表層６ｃを汚れにくい材料（例えば、ＰＴＦＥ：
ポリテトラフルオロエチレンや、ＰＦＡ：四フッ化エチ
レンーパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体
等）で形成し、濃度センサー１０が中間転写ドラム６上
のトナーにより汚れた場合にも、汚れの少ない非画像領
域でセンシングすることにより、濃度センサー１０自体
の汚れの程度を認識できる。

【００９７】すなわち、濃度センサー１０を中間転写ド
ラム６の画像領域と非画像領域に設けて、濃度センサー
１０の非画像領域における出力値をＳｎ、画像領域にお
ける出力値をＳｉとすると、濃度センサー１０の汚れが
ない場合の出力値Ｓａは、Ｓａ＝Ｓｉ・（２．０／Ｓｎ）…（２）となる。

【００９８】このように本実施の形態では、（２）式に
よって濃度センサー１０が汚れた時にも非画像領域にお
けるセンサー出力を測定することで、濃度センサー１０
の出力値を補正して中間転写ドラム６の寿命を精度よく
検知することができる。

【００９９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、中
間転写体上にトナー画像が１次転写される画像領域と、
トナー画像が１次転写されない非画像領域とを設定し
て、非画像領域に濃度パターンを設けて画像濃度制御を
行うことにより、濃度パターンのトナーによる汚れが防
止されることによって、画像濃度制御を長期にわたって
安定して精度よく行うことができるので、常に良好な画
像形成を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置
を示す概略構成図。

【図２】本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置
の感光ドラムを示す拡大断面図。

【図３】本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置
の中間転写ドラムを示す拡大断面図。

【図４】パッチパターンを示す平面図。

【図５】本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置
の現像装置に用いたトナーの拡大断面図。

【図６】従来例における画像形成装置を示す概略構成
図。

【符号の説明】

１感光ドラム（像担持体）２帯電器３露光装置４現像装置６中間転写ドラム（中間転写体）７２次転写体８定着装置１０濃度センサー（濃度検知手段）１１制御装置（制御手段）１２突起片１３２次転写ベルト

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体上に形成されたトナー画像を１
次転写される中間転写体と、該中間転写体に１次転写さ
れた前記トナー画像を転写材へ２次転写する２次転写体
と、前記中間転写体上に設けた画像濃度制御のための濃
度パターンと、該濃度パターンからの反射光を検知する
濃度検知手段と、該濃度検知手段で検知した検知情報に
応じて出力される信号を取り込んで前記トナー画像の濃
度制御を行う制御手段とを備えた画像形成装置におい
て、前記中間転写体上に前記トナー画像が１次転写される画
像領域と、前記トナー画像が１次転写されない非画像領
域とを設定して、前記非画像領域に前記濃度パターンを
設けた、ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記制御手段は、前記濃度検知手段から
入力される前記濃度パターンからの反射光に応じた出力
値から前記中間転写体の寿命を判定する、請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】前記中間転写体の前記画像領域と前記非
画像領域とに前記濃度パターンをそれぞれ設け、前記制
御手段は、前記濃度検知手段から入力される前記中間転
写体の前記画像領域と前記非画像領域での各濃度パター
ンからの反射光に応じた出力値に基づいて前記中間転写
体の寿命を予測する、請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】前記中間転写体の前記画像領域と前記非
画像領域とに前記濃度パターンをそれぞれ設け、前記制
御手段は、前記濃度検知手段から入力される前記中間転
写体の前記画像領域と前記非画像領域での各濃度パター
ンからの反射光に応じた出力値に基づいて前記中間転写
体の残りの寿命を予測する、請求項１記載の画像形成装置。
【請求項５】前記中間転写体の前記画像領域と前記非
画像領域とに前記濃度パターンをそれぞれ設け、前記制
御手段は、前記濃度検知手段から入力される前記中間転
写体の前記画像領域と前記非画像領域での各濃度パター
ンからの反射光に応じた出力値に基づいて濃度検知手段
の出力特性を補正する、請求項１記載の画像形成装置。
【請求項６】前記中間転写体は中間転写ドラムであ
る、請求項１乃至５のいずれか１項記載の画像形成装置。