JP2016114844A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】画像形成対象物上に形成される画像の濃度調整を精度良く行うことができる画像形成装置を提供する。【解決手段】中間転写ベルト51などの画像形成対象物に画像を形成する画像形成部43などの画像形成手段と、前記画像形成対象物の幅方向に沿って複数の受光素子103などの受光素子を並べて配置した画像素子102などの画像素子を備え調整用トナー像Tnなどの調整用画像の濃度を検出する濃度センサ40などの濃度センサと、前記濃度センサの出力に基づき形成する画像の濃度を補正するための制御部41などの制御手段とを有する画像形成装置において、前記転写媒体の幅方向に前記濃度センサを移動させるアクチュエータ104などの移動手段を有し、前記制御手段が、前記濃度センサを移動させながら画像濃度を検出するように制御する。【選択図】図4
Description
本発明は、画像形成装置に関するものである。
画像形成装置としては、用紙や転写媒体などの画像形成対象物にトナー像などの画像を形成するものが知られている。
特許文献1には、係る画像形成装置において、画像濃度を調整するために、転写媒体上に形成されたトナー像の画像濃度(トナー付着量)を濃度センサで検出し、この検出した情報に基づいて画像形成条件を制御するようにするものが記載されている。上記濃度センサは転写媒体の幅方向に沿って複数の受光素子が並べて配置されている画像素子(ラインセンサ)を有している。
上記画像素子で画像濃度を検出することにより、転写媒体などの画像形成対象物の幅方向における画像の濃度分布を得ることができる。しかしながら、特許文献1の画像形成装置では、受光素子と受光素子との間の間隔部分において画像形成対象物上における画像の画像濃度が検出できないため、精度の良い、画像形成対象物の幅方向における画像の濃度分布が得られない。このため、画像形成対象物上に形成される画像の濃度調整を精度良く行えないという問題があった。
上述した課題を解決するために、本発明は、画像形成対象物に画像を形成する画像形成手段と、前記画像形成対象物の幅方向に沿って複数の受光素子を並べて配置した画像素子を備え画像濃度を検出する濃度センサと、前記濃度センサの出力に基づき形成する画像の濃度を補正するための制御手段とを有する画像形成装置において、前記転写媒体の幅方向に前記濃度センサを移動させる移動手段を有し、前記制御手段が、前記濃度センサを移動させながら画像濃度を検出するように制御することを特徴とするものである。
画像形成対象物上に形成される画像の濃度調整を精度良く行うことができる。
以下、本発明を電子写真方式の画像形成装置であるプリンタに適用した一実施形態について、図面を参照して説明する。なお、本発明の適用できる画像形成装置は、電子写真方式のものに限らず、例えば、インクジェット方式、熱転写方式などの他の方式のものであっても適用できる。
図1は、本実施形態に係るプリンタを示す概略構成図である。
本プリンタは、制御部41、画像処理部42、画像形成部43などを備えている。
図1は、本実施形態に係るプリンタを示す概略構成図である。
本プリンタは、制御部41、画像処理部42、画像形成部43などを備えている。
制御部41は、例えば、CPU(Central Processing Unit)とメモリとを有し、画像形成部43の制御を行う。具体的には、制御部41は、制御パラメータに従って画像形成部43に画像を形成させる。この制御パラメータは、画像形成部43が画像を形成するときに従う条件として用いられる。画像処理部42は、例えば、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)とメモリとを有し、PC(パーソナルコンピュータ)などのクライアント装置又はスキャナ装置から入力された画像データに各種の画像処理を施す。
画像形成部43は、感光体1a,1b,1c,1d、帯電装置8a,8b,8c,8d、露光装置13、現像装置12a,12b,12c,12d、中間転写ベルト51、二次転写ベルト61、定着装置18などを備えている。
感光体1a,1b,1c,1dには互いに異なる色のトナー像がそれぞれ形成される。具体的には、これらの感光体1a,1b,1c,1d上に、ブラックトナー像、マゼンタトナー像、シアントナー像及びイエロートナー像がそれぞれ形成される。なお、本実施形態における各感光体1a,1b,1c,1dはドラム状に形成されているが、複数のローラに巻き掛けられて回転駆動される無端ベルト状の感光体を用いることもできる。
感光体1a,1b,1c,1dには互いに異なる色のトナー像がそれぞれ形成される。具体的には、これらの感光体1a,1b,1c,1d上に、ブラックトナー像、マゼンタトナー像、シアントナー像及びイエロートナー像がそれぞれ形成される。なお、本実施形態における各感光体1a,1b,1c,1dはドラム状に形成されているが、複数のローラに巻き掛けられて回転駆動される無端ベルト状の感光体を用いることもできる。
4つの感光体1a,1b,1c,1dに対向して、像担持体である中間転写体として、無端ベルト状部材の中間転写ベルト51が配置されている。各感光体1a,1b,1c,1dの外周面は、それぞれ中間転写ベルト51の外周面に当接している。本実施形態の中間転写ベルト51は、テンションローラ52、駆動ローラ53、斥力ローラ54、入口ローラ55等の支持ローラ(支持回転体)に巻き掛けられ、張架されている。これらの支持ローラのうちの1つである駆動ローラ53は、駆動源によって回転駆動し、この駆動ローラ53の回転駆動により中間転写ベルト51が図中矢印Aの向きに走行する。
中間転写ベルト51は、多層構造のものでも単層構造のものでもよい。多層構造のベルトで構成する場合、例えば、伸びの少ないフッ素樹脂やPVDFシート、ポリイミド系樹脂でベース層を形成し、ベルト外周面をフッ素系樹脂等の平滑性のよいコート層で構成するものが好ましい。一方、単層構造のベルトで構成する場合には、PVDF、PC、ポリイミド等の材質を用いるものがよい。
各感光体1a,1b,1c,1d上に各色トナー像を形成する構成及び動作、並びに、各色トナー像を中間転写ベルト51上に一次転写する構成及び動作は、ほぼ同様であり、形成される各色トナー像の色が異なるだけである。よって、以下、ブラック用感光体1aにブラックトナー像を形成し、そのトナー像を中間転写ベルト51上に一次転写する構成及び動作について説明し、他の色については説明を省略する。
ブラック用感光体1aは、図1中反時計回り方向に回転駆動する。感光体1aの外周面には、除電装置からの光が照射されることで、感光体1aの表面電位が初期化される。初期化された感光体外周面は、帯電装置8aによって所定の極性(本実施形態ではマイナス極性)に一様に帯電される。このようにして帯電された感光体外周面は、露光装置13から出射される光変調されたレーザビームLが照射され、これにより感光体1aの外周面上に静電潜像が形成される。
本実施形態においては、レーザビームLを出射する露光装置13がレーザ書き込み装置で構成されているが、例えば、LEDアレイと結像手段を有する露光装置13を用いることもできる。感光体1aに形成された静電潜像は、現像装置10aと対向する現像領域を通過する際に、ブラックトナー像として可視像化される。
中間転写ベルト51の内周面側には、感光体1aと対向する位置に一次転写ローラ11aが配置されている。この一次転写ローラ11aが中間転写ベルト51の内周面に当接することで、感光体1aと中間転写ベルト51との間に適正な一次転写ニップが確保されている。一次転写ローラ11aには、感光体1a上に形成されたトナー像のトナー帯電極性と逆極性(本実施形態ではプラス極性)の一次転写電圧が印加される。これにより、感光体1aと中間転写ベルト51との間に一次転写電界が形成され、感光体1a上のトナー像が、その感光体1aと同期して回転駆動される中間転写ベルト51上に静電的に一次転写される。トナー像を中間転写ベルト51に一次転写した後の感光体1aの外周面に付着する転写残トナーは、クリーニング装置12aによって除去され、感光体1aの外周面が清掃される。
4色のトナー像をすべて使うフルカラーモードにおいては、他の色の感光体1b,1c,1dについても、同様に、マゼンタトナー像、シアントナー像及びイエロートナー像がそれぞれ形成される。そして、これらの各色トナー像は、中間転写ベルト51上に一次転写されているブラックトナー像に重ね合わさるようにして、順次一次転写される。
一方、ブラック単色モードにおいては、接離機構により、一次転写ローラ11b,11c,11dを感光体1b,1c,1dから離間させることで、マゼンタ、シアン、イエロー用の感光体1b,1c,1dを中間転写ベルト51から離間させる。そして、ブラック感光体1aのみが中間転写ベルト51に当接した状態で、ブラックトナー像のみが中間転写ベルト51に一次転写される。
また、図1に示すように、プリンタ本体内の下部には、給紙装置14が配置されている。給紙装置14は、給紙ローラ15の回転によって、記録材としての転写紙Pを図中矢印Bの方向へ送り出す。送り出された転写紙Pは、レジストローラ対16により、所定のタイミングで斥力ローラ54に巻き掛けられた中間転写ベルト51の部分と、これに対向配置された二次転写ベルト61の部分とが当接している二次転写ニップへと給送される。このとき、斥力ローラ54には転写電圧出力手段としての二次転写電圧電源により所定の二次転写電圧が印加され、これによって中間転写ベルト51上のトナー像が転写紙Pに二次転写される。
二次転写ベルト61は、二次転写ローラ62と分離ローラ63とに張架されている。いずれか一方のローラ(支持回転体)が駆動ローラとなって回転駆動することで、二次転写ベルト61は、図中矢印Cに示す向きに走行する。トナー像が二次転写された転写紙Pは、二次転写ベルト61の外周面に静電的に吸着した状態で、二次転写ベルト61の走行に伴って搬送される。そして、転写紙Pは、分離ローラ63に巻き付いた二次転写ベルト61の部分の曲率によって二次転写ベルト61の外周面から分離し、二次転写ベルト61の転写紙搬送方向下流側に配置されている搬送ベルト17によって更に転写紙搬送方向下流側へ搬送される。そして、転写紙Pが定着装置18を通る際に、転写紙P上のトナー像が熱と圧力の作用により転写紙Pに定着される。定着装置18を通過した転写紙Pは、排紙部に設けられた排紙ローラ対19を通って機外に排出される。
本プリンタは、画像の濃度または濃度むらを補正するための、濃度センサ40、濃度補正部74および読取制御部71などを備えている。濃度補正部74及び読取制御部71は、制御部41がその機能を兼ね備えている。例えば、濃度補正部74及び読取制御部71は、CPUがメモリに記憶されたプログラムを実行することにより実現される。このプログラムは、単一のプログラムであってもよいし、複数のプログラムであってもよい。
濃度センサ(ラインセンサ)40は、中間転写ベルト51上に形成された調整用トナー像Tnを光学的に読み取る。濃度センサ40は、中間転写ベルト51の走行方向(図中の矢印A)の最下流に配置された一次転写ローラである一次転写ローラ11aよりも中間転写ベルト51の走行方向(図中の矢印A)の下流側に配置される。また、濃度センサ40は、二次転写ローラ62よりも中間転写ベルト51の走行方向(図中の矢印A)の上流側に配置されている。なお、本実施形態では、中間転写ベルト51上に調整用トナー像Tnを形成し、これを濃度センサ40で読み取るようにしているが、これに限らず、例えば、調整用トナー像Tnを転写紙Pに形成し、これを濃度センサ40で読み取るようにしてもよい。
図2は、濃度センサ40の概略構成を示す図である。
図2に示すように、濃度センサ40は、内部に光源100とレンズアレイ101と画像素子102とを有している。また、濃度センサ40は、濃度センサ40を中間転写ベルト51上のベルト幅方向(図中矢印Aで示す中間転写ベルト51の走行方向と垂直な方向)に移動させることができるアクチュエータ104を有している。
図2に示すように、濃度センサ40は、内部に光源100とレンズアレイ101と画像素子102とを有している。また、濃度センサ40は、濃度センサ40を中間転写ベルト51上のベルト幅方向(図中矢印Aで示す中間転写ベルト51の走行方向と垂直な方向)に移動させることができるアクチュエータ104を有している。
光源100としては、発光素子が導光体の端部に設けられたものやLEDアレイなどが使用可能である。光源100は、RGBの光を照射する。レンズアレイ101としては、セルフォック(登録商標)レンズが用いられる。画像素子102は、レンズアレイ101により結像された光を受光し、受光した光に応じた信号を出力する。画像素子102としては、CMOSセンサやCCDセンサなどが用いられる。濃度センサ40の読み取り幅は、中間転写ベルト51上のベルト幅方向(図中矢印Aで示す中間転写ベルト51の走行方向と垂直な方向)における画像形成領域よりも長いため、中間転写ベルト51上の全域にわたりトナー像Tのトナー付着量を検出することが可能である。
図3は、画像素子102について説明する図である。
図3(a)に示すように、画像素子102は、複数の小さな受光素子103を並べて配置させている。図3(b)は、図3(a)の点線で囲った領域Dを拡大したものであるが、受光素子103aと受光素子103bとの間には隙間Eが生じている。隣り合った受光素子間には、隙間Eのような隙間がそれぞれ生じるが、これらの隙間ではトナー像のトナー付着量を読み取ることができない。このため、画像素子102を備えた濃度センサ40を、受光素子103が並んでいる方向(図中矢印H)に移動させながら調整用トナー像Tnを読み取るようにしている。これにより、受光素子と受光素子との隙間に位置していた中間転写ベルト51上の箇所についても、トナー像のトナー付着量を読み取りができるようになる。
図3(a)に示すように、画像素子102は、複数の小さな受光素子103を並べて配置させている。図3(b)は、図3(a)の点線で囲った領域Dを拡大したものであるが、受光素子103aと受光素子103bとの間には隙間Eが生じている。隣り合った受光素子間には、隙間Eのような隙間がそれぞれ生じるが、これらの隙間ではトナー像のトナー付着量を読み取ることができない。このため、画像素子102を備えた濃度センサ40を、受光素子103が並んでいる方向(図中矢印H)に移動させながら調整用トナー像Tnを読み取るようにしている。これにより、受光素子と受光素子との隙間に位置していた中間転写ベルト51上の箇所についても、トナー像のトナー付着量を読み取りができるようになる。
図4は、画像濃度の調整動作を開始したときに、形成される調整用トナー像Tnとセンサ位置検出用トナー像Tpとの、中間転写ベルト51上における形成位置について説明する図である。
図4において、中間転写ベルト51の走行方向は矢印G、中間転写ベルト51のベルト幅方向を矢印F、画像素子102を備えた濃度センサ40の移動方向を矢印Hで、それぞれ示している。調整用トナー像Tnは、ブラック(K)、マゼンタ(M)、シアン(C)及びイエロー(Y)の各色の濃度情報パターンTna,Tnb,Tnc,Tndからなる。濃度情報パターンTna,Tnb,Tnc,Tndのそれぞれの、中間転写ベルト51の走行方向上流側および下流側には、濃度センサ40の位置を検出するセンサ位置検出用トナー像Tpが形成される。
図4において、中間転写ベルト51の走行方向は矢印G、中間転写ベルト51のベルト幅方向を矢印F、画像素子102を備えた濃度センサ40の移動方向を矢印Hで、それぞれ示している。調整用トナー像Tnは、ブラック(K)、マゼンタ(M)、シアン(C)及びイエロー(Y)の各色の濃度情報パターンTna,Tnb,Tnc,Tndからなる。濃度情報パターンTna,Tnb,Tnc,Tndのそれぞれの、中間転写ベルト51の走行方向上流側および下流側には、濃度センサ40の位置を検出するセンサ位置検出用トナー像Tpが形成される。
本プリンタは、画像濃度を安定させるために所定のタイミングで画像濃度の調整動作を実施する。なお、所定のタイミングとは、例えば、プリンタの電源ON時、画像形成開始時、連続画像形成中の紙間(記録材と記録材との間)、画像形成終了時などである。本プリンタにおける、画像濃度の調整動作について以下で説明する。
図5は、制御部41の機能構成を示す図である。制御部41は、パターン形成制御部70、読取制御部71、センサ位置検出部72、トナー付着量分布算出部73、濃度補正部74などを備えている。パターン形成制御部70は、調整用トナー像Tnおよびセンサ位置検出用トナー像Tpの形成について制御する。読取制御部71は、濃度センサ40による調整用トナー像Tnのトナー付着量の読み取り、および濃度センサ40を移動させるアクチュエータ104を制御する。センサ位置検出部72は、濃度センサ40の中間転写ベルト51のベルト幅方向における位置の検出を行う。トナー付着量分布算出部73は、センサ位置検出部72が検出した濃度センサ40の中間転写ベルト51のベルト幅方向における位置と、濃度センサ40が読み取った調整用トナー像Tnのトナー付着量とに基づいて、調整用トナー像Tnのトナー付着量の分布を算出する。濃度補正部74は、調整用トナー像Tnのトナー付着量の分布に基づいて画像形成条件を制御する各種パラメータの調整を行う。
上記画像濃度の調整動作が開始されると、まず、中間転写ベルト51上に調整用トナー像Tnとセンサ位置検出用トナー像Tpとが形成される。そして、濃度センサ40が、中間転写ベルト51のベルト幅方向に移動しながら調整用トナー像Tnのトナー付着量を読み取る。濃度センサ40は読み取ったトナー付着量に応じた信号を出力する。この信号は、濃度補正部74に入力される。
濃度センサ40の移動速度が分かれば、濃度センサ40が調整用トナー像Tnの検出行っているときの濃度センサ40の中間転写ベルト51のベルト幅方向における位置を検出することができる。濃度センサ40が読み取ったセンサ位置検出用トナー像Tpのトナー付着量に基づいて、センサ位置検出手段としてのセンサ位置検出部72が、濃度センサ40の移動速度を算出し、濃度センサ40の中間転写ベルト51のベルト幅方向における位置を検出する。濃度センサ40の移動速度の算出方法については後述する。濃度センサ40が読み取ったセンサ位置検出用トナー像Tpのトナー付着量と濃度センサ40の移動速度とに基づいて、トナー付着量分布算出部73が調整用トナー像Tnのベルト幅方向におけるトナー付着量の分布を算出する。
図6は、濃度センサ40が取得した、ベルト幅方向F(図4参照)に対する調整用トナー像Tnのトナー付着量の分布の例を示す模式図である。
濃度センサ40を図4中の矢印Hの方向に移動させない場合、受光素子の隙間において調整用トナー像Tnのトナー付着量が読み取れないので、得られるトナー付着量の分布は図6(b)のようになる。これに対し、濃度センサ40を図4中の矢印Hの方向に移動させる場合、受光素子の隙間において調整用トナー像Tnのトナー付着量についても読み取ることができるので、得られるトナー付着量の分布は図6(a)のようになる。
濃度センサ40を図4中の矢印Hの方向に移動させない場合、受光素子の隙間において調整用トナー像Tnのトナー付着量が読み取れないので、得られるトナー付着量の分布は図6(b)のようになる。これに対し、濃度センサ40を図4中の矢印Hの方向に移動させる場合、受光素子の隙間において調整用トナー像Tnのトナー付着量についても読み取ることができるので、得られるトナー付着量の分布は図6(a)のようになる。
図7は、調整用トナー像Tnの一部にトナーが付着していない欠陥がある場合の、調整用トナー像Tnのトナー付着量の分布の一例を示す模式図である。調整用トナー像Tnの一部にトナーが付着していない欠陥があると、その位置におけるトナー付着量の出力値が隣接する位置における出力値に比べて低くなる。これを利用して副走査方向(図4中のベルト幅方向F)の欠陥を検知することもできる。具体的には、主走査方向(図4中の中間転写ベルトの走行方向G)各位置において、ある位置におけるトナー付着量の出力値と上記ある位置に隣接する位置におけるトナー付着量の出力値との差を算出する。そして、その差が規定の閾値以上になっていたときには、上記ある位置において欠陥があると判断する。
得られた上記トナー付着量の分布に基づいて、画像形成条件を制御する各種パラメータを調整する。例えば、主走査方向における中間転写ベルト51上の中央部においてトナー付着量の分布が多い場合、上記中央部において露光装置13による書き込みの光量を下げるようにする。このようにすることで、ベルト方向における中間転写ベルト51上のトナー付着量を均一にすることができる。
ベルト方向における中間転写ベルト51上のトナー付着量が均一にした後、調整用トナー像Tnを形成し、この調整用トナー像Tnから検出されたトナー付着量と所望のトナー付着量との比較を行う。そして、トナー付着量が所望のトナー付着量になるように画像形成条件を制御する各種パラメータの調整を行う。
濃度センサ40の移動速度の算出について以下で説明する。
図8は、センサ位置検出用トナー像Tpのパターン形状について説明する図である。
図8において、中間転写ベルト51の走行方向は矢印Gで示し、中間転写ベルト51の走行方向上流側に位置するセンサ位置検出用トナー像Tpを上流側センサ位置検出用トナー像Tpu、中間転写ベルト51の走行方向下流側に位置するセンサ位置検出用トナー像Tpを下流側センサ位置検出用トナー像Tplとする。
図8は、センサ位置検出用トナー像Tpのパターン形状について説明する図である。
図8において、中間転写ベルト51の走行方向は矢印Gで示し、中間転写ベルト51の走行方向上流側に位置するセンサ位置検出用トナー像Tpを上流側センサ位置検出用トナー像Tpu、中間転写ベルト51の走行方向下流側に位置するセンサ位置検出用トナー像Tpを下流側センサ位置検出用トナー像Tplとする。
上流側センサ位置検出用トナー像Tpuと下流側センサ位置検出用トナー像Tplとは、いずれも同一のパターン形状で、中間転写ベルト51のベルト幅方向(図中矢印F)に沿って並んだ互いに幅の異なる複数の線分から形成されている。上流側センサ位置検出用トナー像Tpuの線分を図中左からTpu_1,Tpu_2,Tpu_3,Tpu_4,Tpu_5とする。下流側センサ位置検出用トナー像Tplの線分を図中左からTpl_1,Tpl_2,Tpl_3,Tpl_4,Tpl_5とする。Tpu_1とTpl_1、Tpu_2とTpl_2、Tpu_3とTpl_3、Tpu_4とTpl_4およびTpu_5とTpl_5、がそれぞれ同一の形状になっている。
図8においては、上流側センサ位置検出用トナー像Tpuおよび下流側センサ位置検出用トナー像Tplにおいて、図中左から幅が太い順に線分を並べているが、これに限るものではない。センサ位置検出用トナー像Tpを構成する複数の線分において、互いに幅が異なるものであれば良い。各線分の幅は、受光素子103で検知可能な最小の幅以上になるようにする。また、線分の本数も5本に限るものではない。線分の本数は、使用する受光素子や隣り合う受光素子の隙間の長さなどに応じて、決めるようにする。
上流側センサ位置検出用トナー像Tpuおよび下流側センサ位置検出用トナー像Tplのベルト幅方向の長さIは、受光素子103aと受光素子103bとの隙間の長さE、および後述する濃度センサ40の移動距離Lよりも長くなるようにする。また、上流側センサ位置検出用トナー像Tpuは、下流側センサ位置検出用トナー像Tplに対して、予め規定された距離Jだけ離して形成するようにする。
図9は、濃度センサ40における画像素子102の受光素子103を介してセンサ位置検出用トナー像Tpの検出を行っている状態を示す模式図である。
中間転写ベルト51が図中矢印Gの方向に移動すると、濃度センサ40が図中矢印Fの方向に移動しながら、下流側センサ位置検出用トナー像Tpl、調整用トナー像Tn、上流側センサ位置検出用トナー像Tpuの順にトナー像を検知する。
中間転写ベルト51が図中矢印Gの方向に移動すると、濃度センサ40が図中矢印Fの方向に移動しながら、下流側センサ位置検出用トナー像Tpl、調整用トナー像Tn、上流側センサ位置検出用トナー像Tpuの順にトナー像を検知する。
図9(a)は、濃度センサ40における画像素子102の受光素子103a,103bが、下流側センサ位置検出用トナー像Tplの検出を行っている状態を示す。また、図9(b)は、濃度センサ40における画像素子102の受光素子103a,103bが、上流側センサ位置検出用トナー像Tpuの検出を行っている状態を示す。受光素子103aの、図に対し左側の端部をM1、右側の端部をM2で示す。受光素子103bの、図に対し左側の端部をN1、右側の端部をN2で示す。
図9(a)に示す状態に対し、図9(b)に示す状態では、画像素子102がベルト幅方向Fに移動距離Lだけ移動している。移動距離Lが受光素子103aと受光素子103bとの隙間の長さE(図8参照)よりも長くなるようにする。中間転写ベルト51の走行速度をvGとすると、図9(a)に示す状態から図9(b)に示す状態になるまでに要する時間tは、t=J/vGで表せる。
図10は、受光素子103a、103bを介して検出したトナー付着量の出力値のグラフである。図中、横軸はベルト幅方向F(図9参照)における受光素子の位置、縦軸はトナー付着量の出力値の例を示す。
図10(a−1)は、図9(a)の状態において受光素子103aを介して検出したトナー付着量、図10(a−2)は、図9(b)の状態において受光素子103aを介して検出したトナー付着量をそれぞれ示す。また、図10(b−1)は、図9(a)の状態において受光素子103bを介して検出したトナー付着量、図10(b−2)は、図9(b)の状態において受光素子103bを介して検出したトナー付着量をそれぞれ示す。
図10(a−1)は、図9(a)の状態において受光素子103aを介して検出したトナー付着量、図10(a−2)は、図9(b)の状態において受光素子103aを介して検出したトナー付着量をそれぞれ示す。また、図10(b−1)は、図9(a)の状態において受光素子103bを介して検出したトナー付着量、図10(b−2)は、図9(b)の状態において受光素子103bを介して検出したトナー付着量をそれぞれ示す。
図10(a−1)中のK1は、線分Tpl_1の左端部を示している。図10(a−1)に示すように、線分Tpl_1の左端部の、ベルト幅方向Fにおける受光素子103aにおける位置はS1である。また、図10(a−2)中のK2は、線分Tpu_1の左端部を示している。図10(a−2)に示すように、線分Tpu_1の左端部の、ベルト幅方向Fにおける受光素子103aにおける位置はS2である。濃度センサ40の移動距離Lは、位置S1と位置S2との差により算出できる。
図10(b−1)中のK3は、線分Tpl_5の右端部を示している。図10(b−1)に示すように、線分Tpl_5の右端部の、ベルト幅方向Fにおける受光素子103bにおける位置はS3である。また、図10(b−2)中のK4は、線分Tpu_5の右端部を示している。図10(b−2)に示すように、線分Tpu_5の右端部の、ベルト幅方向Fにおける受光素子103bにおける位置はS4である。濃度センサ40の移動距離Lは、位置S3と位置S4との差により算出できる。
つまり、少なくとも1つの線分で、その線分の左端部位置が図9(a)、図9(b)に示す状態のいずれにおいても確認できるか、またはその線分の右端部位置が図9(a)、図9(b)に示す状態のいずれにおいても確認できれば、濃度センサ40の移動距離Lは算出できる。濃度センサ40の移動距離Lを、上述した、図9(a)に示す状態から図9(b)に示す状態になるまでに要する時間tで割れば、濃度センサ40の移動速度を求めることができる。
[変形例]
次に、実施形態に係るセンサ位置検出用トナー像Tpの変形例について説明する。
図11は、本変形例に係るセンサ位置検出用トナー像Tpの一例を示す模式図である。
図11において、中間転写ベルト51の走行方向は矢印Gで示し、中間転写ベルト51の走行方向上流側に位置するセンサ位置検出用トナー像Tpを上流側センサ位置検出用トナー像Tpu、中間転写ベルト51の走行方向下流側に位置するセンサ位置検出用トナー像Tpを下流側センサ位置検出用トナー像Tplとする。
次に、実施形態に係るセンサ位置検出用トナー像Tpの変形例について説明する。
図11は、本変形例に係るセンサ位置検出用トナー像Tpの一例を示す模式図である。
図11において、中間転写ベルト51の走行方向は矢印Gで示し、中間転写ベルト51の走行方向上流側に位置するセンサ位置検出用トナー像Tpを上流側センサ位置検出用トナー像Tpu、中間転写ベルト51の走行方向下流側に位置するセンサ位置検出用トナー像Tpを下流側センサ位置検出用トナー像Tplとする。
上流側センサ位置検出用トナー像Tpuと下流側センサ位置検出用トナー像Tplとは、いずれも同一のパターン形状で、ベルト幅方向(図中矢印F)に沿って並んだ互いに色の異なる複数の線分から形成されている。例えば、Tpu_6とTpl_6とをブラック、Tpu_7とTpl_7とをシアン、Tpu_8とTpl_8とをマゼンタ、Tpu_9とTpl_9とをイエロー、Tpu_10とTpl_10とをレッド、Tpu_11とTpl_11とをグリーン、Tpu_12とTpl_12とをブルー、で形成する。濃度センサ40が備える画像素子102の受光素子103には、カラー情報(RGB)の判別が可能なものを用いている。なお、R:G:B=0:0:0でブラック、R:G:B=0:1:1でシアン、R:G:B=1:0:1でマゼンタ、R:G:B=1:1:0でイエロー、R:G:B=1:0:0でレッド、R:G:B=0:1:0でグリーン、R:G:B=0:0:1でブルーとなる。
図8で説明した実施形態におけるセンサ位置検出用トナー像Tpでは、各線分の幅を互いに異なるものとしたが、本変形例のセンサ位置検出用トナー像Tpでは、各線分の幅はいずれも同じでよい。各線分の幅は、受光素子103が検知できる最小の長さ以上であればよい。線分の幅を受光素子103が検知できる最小の長さにする場合、図8で説明した実施形態におけるセンサ位置検出用トナー像Tpに対し、センサ位置検出用トナー像Tpを形成するためのトナーの消費量を低減することができる。
上流側センサ位置検出用トナー像Tpuおよび下流側センサ位置検出用トナー像Tplのベルト幅方向の長さIは、受光素子103aと受光素子103bとの隙間の長さE、および後述する濃度センサ40の移動距離Lよりも長くなるようにする。また、上流側センサ位置検出用トナー像Tpuは、下流側センサ位置検出用トナー像Tplに対して、予め規定された距離Jだけ離して形成するようにする。
図12は、濃度センサ40における画像素子102の受光素子103を介してセンサ位置検出用トナー像Tpの検出を行っている状態を示す模式図である。
中間転写ベルト51が図中矢印Gの方向に移動すると、濃度センサ40が図中矢印Fの方向に移動しながら、下流側センサ位置検出用トナー像Tpl、調整用トナー像Tn、上流側センサ位置検出用トナー像Tpuの順にトナー像を検知する。
中間転写ベルト51が図中矢印Gの方向に移動すると、濃度センサ40が図中矢印Fの方向に移動しながら、下流側センサ位置検出用トナー像Tpl、調整用トナー像Tn、上流側センサ位置検出用トナー像Tpuの順にトナー像を検知する。
図12(a)は、濃度センサ40における画像素子102の受光素子103a,103bが、下流側センサ位置検出用トナー像Tplの検出を行っている状態を示す。また、図12(b)は、濃度センサ40における画像素子102の受光素子103a,103bが、上流側センサ位置検出用トナー像Tpuの検出を行っている状態を示す。受光素子103aの、図に対し左側の端部をM1、右側の端部をM2で示す。受光素子103bの、図に対し左側の端部をN1、右側の端部をN2で示す。
図12(a)に示す状態に対し、図12(b)に示す状態では、画像素子102がベルト幅方向Fに移動距離Lだけ移動している。移動距離Lが受光素子103aと受光素子103bとの隙間の長さE(図11参照)よりも長くなるようにする。中間転写ベルト51の走行速度をvGとすると、図12(a)に示す状態から図12(b)に示す状態になるまでに要する時間tは、t=J/vGで表せる。
図13は、受光素子103a、103bを介して検出したR,G,B各色のトナー付着量の出力値のグラフである。図中、横軸はベルト幅方向F(図9参照)における受光素子の位置、縦軸はトナー付着量の出力値を示す。
図13(a−1)は、図12(a)の状態において受光素子103aを介して検出したトナー付着量、図13(a−2)は、図12(b)の状態において受光素子103aを介して検出したトナー付着量をそれぞれ示す。また、図13(b−1)は、図12(a)の状態において受光素子103bを介して検出したトナー付着量、図13(b−2)は、図12(b)の状態において受光素子103bを介して検出したトナー付着量をそれぞれ示す。
図13(a−1)は、図12(a)の状態において受光素子103aを介して検出したトナー付着量、図13(a−2)は、図12(b)の状態において受光素子103aを介して検出したトナー付着量をそれぞれ示す。また、図13(b−1)は、図12(a)の状態において受光素子103bを介して検出したトナー付着量、図13(b−2)は、図12(b)の状態において受光素子103bを介して検出したトナー付着量をそれぞれ示す。
図13(b−1)中のK5は、線分Tpl_12の右端部を示している。図13(b−1)に示すように、線分Tpl_12の右端部の、ベルト幅方向Fにおける受光素子103bにおける位置はS5である。また、図13(b−2)中のK6は、線分Tpu_12の右端部を示している。図13(b−2)に示すように、線分Tpu_1の右端部の、ベルト幅方向Fにおける受光素子103aにおける位置はS6である。濃度センサ40の移動距離Lは、位置S5と位置S6との差により算出できる。
つまり、少なくとも1つの線分で、その線分の左端部位置が図12(a)、図12(b)に示す状態のいずれにおいても確認できるか、またはその線分の右端部位置が図12(a)、図12(b)に示す状態のいずれにおいても確認できれば、濃度センサ40の移動距離Lは算出できる。濃度センサ40の移動距離Lを、上述した、図12(a)に示す状態から図12(b)に示す状態になるまでに要する時間tで割れば、濃度センサ40の移動速度を求めることができる。
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
(態様A)
中間転写ベルト51などの画像形成対象物に画像を形成する画像形成部43などの画像形成手段と、前記画像形成対象物の幅方向に沿って複数の受光素子103などの受光素子を並べて配置した画像素子102などの画像素子を備え調整用トナー像Tnなどの調整用画像の濃度を検出する濃度センサ40などの濃度センサと、前記濃度センサの出力に基づき形成する画像の濃度を補正するための制御部41などの制御手段とを有する画像形成装置において、前記転写媒体の幅方向に前記濃度センサを移動させるアクチュエータ104などの移動手段を有し、前記制御手段が、前記濃度センサを移動させながら画像濃度を検出するように制御する。
上記濃度センサを上記画像形成対象物の幅方向に移動させることで、移動前に受光素子間の隙間部分に対応していた上記画像の箇所についても受光素子を対向させ画像濃度を検出することができるようになる。上記隙間部分に対応していた上記画像の箇所についても画像濃度が検出できるようになることで、上記画像形成対象物の幅方向における画像濃度分布を精度良く得ることができる。この画像濃度分布に基づいて画像形成条件を調整するようにすれば、画像の濃度を精度良く補正することができる。
(態様A)
中間転写ベルト51などの画像形成対象物に画像を形成する画像形成部43などの画像形成手段と、前記画像形成対象物の幅方向に沿って複数の受光素子103などの受光素子を並べて配置した画像素子102などの画像素子を備え調整用トナー像Tnなどの調整用画像の濃度を検出する濃度センサ40などの濃度センサと、前記濃度センサの出力に基づき形成する画像の濃度を補正するための制御部41などの制御手段とを有する画像形成装置において、前記転写媒体の幅方向に前記濃度センサを移動させるアクチュエータ104などの移動手段を有し、前記制御手段が、前記濃度センサを移動させながら画像濃度を検出するように制御する。
上記濃度センサを上記画像形成対象物の幅方向に移動させることで、移動前に受光素子間の隙間部分に対応していた上記画像の箇所についても受光素子を対向させ画像濃度を検出することができるようになる。上記隙間部分に対応していた上記画像の箇所についても画像濃度が検出できるようになることで、上記画像形成対象物の幅方向における画像濃度分布を精度良く得ることができる。この画像濃度分布に基づいて画像形成条件を調整するようにすれば、画像の濃度を精度良く補正することができる。
(態様B)
態様Aにおいて、前記画像形成対象物の幅方向における前記濃度センサの位置を検出するセンサ位置検出手段を有し、画像形成手段が、前記画像形成対象物の幅方向と垂直な方向に沿って延び互いに幅が異なる複数の線分を前記画像形成対象物の幅方向に沿って並べたセンサ位置検出用トナー像Tpなどのセンサ位置検出用トナー像を、前記調整用画像の上流側と下流側とに形成するようにし、前記センサ位置検出手段は、前記濃度センサが前記調整用画像の上流側と下流側とに形成された前記センサ位置検出用トナー像を検出した情報に基づいて前記濃度センサの位置を特定するようにするものである。
上記濃度センサの移動速度は、外乱によって変化する場合がある。上記センサ位置検出用トナー像として、前記転写媒体の幅方向に沿って互いに幅の異なる複数の線分を並べることにより、前記センサ位置検出用トナー像を検出したときの、上記転写媒体の幅方向における上記濃度センサの位置を把握することができる。上記調整用トナー像の上流側に形成された前記センサ位置検出用トナー像の位置と上記調整用トナー像の下流側に形成された前記センサ位置検出用トナー像の位置との差により、上記濃度センサの移動距離を算出できる。また、上記転写媒体の移動速度、および上記調整用トナー像の上流側と下流側とにそれぞれ形成された上記センサ位置検出用トナー像間の距離は、予め規定しておくことができる。上記センサ位置検出用トナー像間の距離を上記転写媒体の移動速度で割ることで、上流側に形成された上記センサ位置検出用トナー像を検出したときと下流側に形成された上記センサ位置検出用トナー像を検出したときの時間差を求めることができる。上記濃度センサの移動距離を上記時間差で割ることにより、上記濃度センサの移動速度を、外乱に拠らず正確に求めることができる。上記濃度センサの移動速度が正確に分かると、上記転写媒体の幅方向における上記濃度センサの位置を正確に特定することできる。上記センサ位置検出手段が上述のようにして特定した上記転写媒体の幅方向における上記濃度センサの位置と、上記濃度センサが検出した調整用トナー像のトナー付着量とにより、調整用トナー像の濃度分布を精度良く得ることができる。
態様Aにおいて、前記画像形成対象物の幅方向における前記濃度センサの位置を検出するセンサ位置検出手段を有し、画像形成手段が、前記画像形成対象物の幅方向と垂直な方向に沿って延び互いに幅が異なる複数の線分を前記画像形成対象物の幅方向に沿って並べたセンサ位置検出用トナー像Tpなどのセンサ位置検出用トナー像を、前記調整用画像の上流側と下流側とに形成するようにし、前記センサ位置検出手段は、前記濃度センサが前記調整用画像の上流側と下流側とに形成された前記センサ位置検出用トナー像を検出した情報に基づいて前記濃度センサの位置を特定するようにするものである。
上記濃度センサの移動速度は、外乱によって変化する場合がある。上記センサ位置検出用トナー像として、前記転写媒体の幅方向に沿って互いに幅の異なる複数の線分を並べることにより、前記センサ位置検出用トナー像を検出したときの、上記転写媒体の幅方向における上記濃度センサの位置を把握することができる。上記調整用トナー像の上流側に形成された前記センサ位置検出用トナー像の位置と上記調整用トナー像の下流側に形成された前記センサ位置検出用トナー像の位置との差により、上記濃度センサの移動距離を算出できる。また、上記転写媒体の移動速度、および上記調整用トナー像の上流側と下流側とにそれぞれ形成された上記センサ位置検出用トナー像間の距離は、予め規定しておくことができる。上記センサ位置検出用トナー像間の距離を上記転写媒体の移動速度で割ることで、上流側に形成された上記センサ位置検出用トナー像を検出したときと下流側に形成された上記センサ位置検出用トナー像を検出したときの時間差を求めることができる。上記濃度センサの移動距離を上記時間差で割ることにより、上記濃度センサの移動速度を、外乱に拠らず正確に求めることができる。上記濃度センサの移動速度が正確に分かると、上記転写媒体の幅方向における上記濃度センサの位置を正確に特定することできる。上記センサ位置検出手段が上述のようにして特定した上記転写媒体の幅方向における上記濃度センサの位置と、上記濃度センサが検出した調整用トナー像のトナー付着量とにより、調整用トナー像の濃度分布を精度良く得ることができる。
(態様C)
態様Aにおいて、前記画像形成対象物の幅方向における前記濃度センサの位置を検出するセンサ位置検出手段を有し、前記濃度センサとして、カラー情報の識別が可能なセンサを用い、画像形成手段が、前記画像形成対象物の幅方向と垂直な方向に沿って延び互いに色が異なる複数の線分を前記画像形成対象物の幅方向に沿って並べたセンサ位置検出用トナー像を、前記調整用画像の上流側と下流側とに形成するようにし、前記センサ位置検出手段は、前記濃度センサが前記調整用画像の上流側と下流側とに形成された前記センサ位置検出用トナー像を検出した情報に基づいて前記濃度センサの位置を特定するようにするものである。
上記転写媒体の幅方向に互いに色が異なる複数の線分を並べた上記センサ位置検出用トナー像を、カラー情報の検知が可能な上記受光素子を介して読み取ることで、上記転写媒体の幅方向における上記濃度センサの移動量を把握できる。このようにすると、態様Bのように、上記センサ位置検出用トナー像を構成する複数の線分の幅の長さを互いに異なるようにする必要がなくなる。このため、上記センサ位置検出用トナー像における各線分の幅は、上記受光素子が検知できる最小の長さにすることができる。これにより、上記センサ位置検出用トナー像を形成するためのトナーの消費量を低減することができる。
態様Aにおいて、前記画像形成対象物の幅方向における前記濃度センサの位置を検出するセンサ位置検出手段を有し、前記濃度センサとして、カラー情報の識別が可能なセンサを用い、画像形成手段が、前記画像形成対象物の幅方向と垂直な方向に沿って延び互いに色が異なる複数の線分を前記画像形成対象物の幅方向に沿って並べたセンサ位置検出用トナー像を、前記調整用画像の上流側と下流側とに形成するようにし、前記センサ位置検出手段は、前記濃度センサが前記調整用画像の上流側と下流側とに形成された前記センサ位置検出用トナー像を検出した情報に基づいて前記濃度センサの位置を特定するようにするものである。
上記転写媒体の幅方向に互いに色が異なる複数の線分を並べた上記センサ位置検出用トナー像を、カラー情報の検知が可能な上記受光素子を介して読み取ることで、上記転写媒体の幅方向における上記濃度センサの移動量を把握できる。このようにすると、態様Bのように、上記センサ位置検出用トナー像を構成する複数の線分の幅の長さを互いに異なるようにする必要がなくなる。このため、上記センサ位置検出用トナー像における各線分の幅は、上記受光素子が検知できる最小の長さにすることができる。これにより、上記センサ位置検出用トナー像を形成するためのトナーの消費量を低減することができる。
(態様D)
態様A〜Cにおいて、前記濃度センサを前記画像形成対象物の幅方向に移動させる距離は、互いに隣接する受光素子の隙間よりも長くする。
上記移動させる距離が互いに隣接する受光素子の隙間より短いと、隣り合う上記受光素子の隙間に位置していた上記転写媒体のトナー像の一部が検出できなくなる。上記移動させる距離を互いに隣接する受光素子の隙間よりも長くすることで、隣り合う上記受光素子の隙間に位置していた上記転写媒体のトナー像を全て検出することができる。
態様A〜Cにおいて、前記濃度センサを前記画像形成対象物の幅方向に移動させる距離は、互いに隣接する受光素子の隙間よりも長くする。
上記移動させる距離が互いに隣接する受光素子の隙間より短いと、隣り合う上記受光素子の隙間に位置していた上記転写媒体のトナー像の一部が検出できなくなる。上記移動させる距離を互いに隣接する受光素子の隙間よりも長くすることで、隣り合う上記受光素子の隙間に位置していた上記転写媒体のトナー像を全て検出することができる。
(態様E)
態様A〜Dにおいて、前記濃度センサとして、密着イメージセンサ(CIS)を用いた。
小型かつ低コストで、トナー付着量の検出が可能になる。
態様A〜Dにおいて、前記濃度センサとして、密着イメージセンサ(CIS)を用いた。
小型かつ低コストで、トナー付着量の検出が可能になる。
1 感光体
40 濃度センサ
41 制御部
42 画像処理部
43 画像形成部
51 中間転写ベルト
72 センサ位置検出部
102 画像素子
103 受光素子
Tn 調整用トナー像
40 濃度センサ
41 制御部
42 画像処理部
43 画像形成部
51 中間転写ベルト
72 センサ位置検出部
102 画像素子
103 受光素子
Tn 調整用トナー像
Claims (5)
- 画像形成対象物に画像を形成する画像形成手段と、
前記画像形成対象物の幅方向に沿って複数の受光素子を並べて配置した画像素子を備え調整用画像の濃度を検出する濃度センサと、
前記濃度センサの出力に基づき形成する画像の濃度を補正するための制御手段とを有する画像形成装置において、
前記転写媒体の幅方向に前記濃度センサを移動させる移動手段を有し、前記制御手段が、前記濃度センサを移動させながら画像濃度を検出するように制御することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1に記載の画像形成装置において、
前記画像形成対象物の幅方向における前記濃度センサの位置を検出するセンサ位置検出手段を有し、画像形成手段が、前記画像形成対象物の幅方向と垂直な方向に沿って延び互いに幅が異なる複数の線分を前記画像形成対象物の幅方向に沿って並べたセンサ位置検出用画像を、前記調整用画像の上流側と下流側とに形成するようにし、前記センサ位置検出手段は、前記濃度センサが前記調整用画像の上流側と下流側とに形成された前記センサ位置検出用画像を検出した情報に基づいて前記濃度センサの位置を特定するようにするものであることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1に記載の画像形成装置において、
前記画像形成対象物の幅方向における前記濃度センサの位置を検出するセンサ位置検出手段を有し、前記濃度センサとして、カラー情報の識別が可能なセンサを用い、画像形成手段が、前記画像形成対象物の幅方向と垂直な方向に沿って延び互いに色が異なる複数の線分を前記画像形成対象物の幅方向に沿って並べたセンサ位置検出用画像を、前記調整用画像の上流側と下流側とに形成するようにし、前記センサ位置検出手段は、前記濃度センサが前記調整用画像の上流側と下流側とに形成された前記センサ位置検出用画像を検出した情報に基づいて前記濃度センサの位置を特定するようにするものであることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至3のいずれか一の画像形成装置において、
前記濃度センサを前記画像形成対象物の幅方向に移動させる距離は、互いに隣接する受光素子の隙間よりも長くすることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至4のいずれか一の画像形成装置において、
前記濃度センサとして、密着イメージセンサ(CIS)を用いたことを特徴とする画像形成装置。
Priority Applications (1)
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10365601B2 (en) | 2016-11-25 | 2019-07-30 | Ricoh Company, Ltd. | Image forming apparatus and image forming method |
JP2020124827A (ja) * | 2019-02-04 | 2020-08-20 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | 画像形成装置 |
-
2014
- 2014-12-16 JP JP2014254409A patent/JP2016114844A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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