カラー画像形成装置
【課題】大幅なダウンタイムを生じることなく、中間転写体上に形成されたテストパターンをクリーニングすることのできるカラー画像形成装置を提供する。
【解決手段】複数のテストパターンを形成し、テストパターンを画像濃度検知手段２９で検知し、画像濃度検知手段の検知結果によって画像を画像補正手段で補正する画像形成装置において、複数色のテストパターンを検出する第１の補正モードと、第１の補正モードよりテストパターン数が少ない第２の補正モードとを有し、第２の補正モードで用いるテストパターンは、第１の補正モードで用いる複数のテストパターンの中で単位面積あたりのトナー量が最も多いテストパターンより単位面積あたりのトナー量が少なく、第２の補正モードは、プリント動作中の非画像形成部にて実行され、第２の補正モードで中間転写体１３上に形成されたテストパターンは、画像濃度検知手段に検知された後、像担持体１に逆転写される。
【解決手段】複数のテストパターンを形成し、テストパターンを画像濃度検知手段２９で検知し、画像濃度検知手段の検知結果によって画像を画像補正手段で補正する画像形成装置において、複数色のテストパターンを検出する第１の補正モードと、第１の補正モードよりテストパターン数が少ない第２の補正モードとを有し、第２の補正モードで用いるテストパターンは、第１の補正モードで用いる複数のテストパターンの中で単位面積あたりのトナー量が最も多いテストパターンより単位面積あたりのトナー量が少なく、第２の補正モードは、プリント動作中の非画像形成部にて実行され、第２の補正モードで中間転写体１３上に形成されたテストパターンは、画像濃度検知手段に検知された後、像担持体１に逆転写される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザプリンタ、複写機、ファクシミリ等の電子写真記録方式を利用するカラー画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、中間転写体を用いた画像形成装置は、様々な転写材への対応が可能などの特徴を生かし、特に複数色の色を重ねるカラー画像形成装置として多数提案されている。
【０００３】
中間転写体を用いたカラー画像形成装置は、像担持体としてのドラム状の電子写真感光体（以下、「感光ドラム」という。）上に形成された各色のトナー像を、１次転写手段により中間転写体上に順次に１次転写し、複数色のトナー像を重ね合わせる。この時、１次転写手段には、感光ドラム上のトナー像と逆極性の電圧（感光ドラム上のトナーの極性がマイナス極性の場合は、プラス極性）を印加する。その後、中間転写体上に重ね合わされた複数色のトナー像は、２次転写手段にトナー像と逆極性の電圧を印加して、転写材上に一括して２次転写される。
【０００４】
２次転写後の中間転写体は、次の画像形成に備えて、転写材に２次転写されずに中間転写体表面に残ったトナー（以下、「２次転写残トナー」という。）をクリーニングする必要がある。
【０００５】
一般的なクリーニング方法としては、２次転写残トナーをブレードやファーブラシ等で掻き取る方法がある。この方法では、掻き取った２次転写残トナーを収納する容器が必要であり、この容器のスペースが本体サイズへ影響する。また、本体サイズへの影響を小さくするため、小さい容器を用いた場合は、定期的な容器交換が必要となり、ユーザビリティの低下を招く場合がある。
【０００６】
そこで、特許文献１に開示されているように、２次転写残トナーを感光ドラムに静電的に転移させた後、感光ドラムをクリーニングするためのクリーニングユニットにより回収する方法がある。つまり、２次転写残トナーは、帯電ローラやコロナ帯電器によって、例えば現像時のトナー極性と逆極性（現像時のトナーの極性が負極性の場合は、正極性）に帯電した後、マイナスに帯電されている感光ドラムに静電的に転移させる。その後、感光ドラムをクリーニングするためのクリーニングユニットにより回収する。なお、この回収は、プリント間隔の増大を抑制するために、１次転写と同時に行ってもよい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−４９０１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述の特許文献１に記載される技術構成では、次のような問題がある。つまり、中間転写体上に任意のテストパターンであるハーフトーンパターンなどを作成して、現像の階調特性を補正する階調制御などの補正制御を、紙間などの一連のプリントシーケンス中に行った場合には、中間転写体のクリーニング動作が必要となる。そのため、ダウンタイムが発生する。
【０００９】
具体的には、階調制御は、中間転写体上にトナー量の少ない状態（以下、この状態をハイライトとする）側からトナー量の多い状態（以下、この状態をダークとする）側にかけての複数のテストパターンを形成して、現像の階調特性を計測し、補正する制御である。特に、トナー量の多いダーク側のテストパターンは、２次転写残トナーと比較してトナー量が多い。そのため、特許文献１に記載する中間転写体クリーニング工程のように、中間転写体上に配置されたトナー帯電手段で一括帯電した場合、トナーを均一に帯電し、その極性を現像時の極性と反転させることが難しい。そのため、感光ドラムをクリーニングするためのクリーニングユニットにより回収することができない。従って、中間転写体上のトナー量を減らす工程が必要となる。
【００１０】
そこで、中間転写体１周目として、濃度検知手段で検知後のテストパターンは、トナー帯電手段に現像時のトナー極性の電圧（以下、負極性として説明する）を印加して、トナー帯電手段にトナーを付着させること無く通過させる。次に、１次転写手段に現像時のトナーと同極性の負極性電圧を印加して、中間転写体上のトナー像の一部を感光ドラム上に転移させる。その後、中間転写体２周目には中間転写体上に残留したトナーは、中間転写体上に配置されたトナー帯電手段により現像時のトナーと逆極性の正極性に帯電され、１次転写部で感光ドラムに逆転写させて、感光ドラムに配置されたクリーニング手段によりクリーニングする。
【００１１】
つまり、テストパターンのトナー量が通常の２次転写残トナーよりも多いため、中間転写体を２周以上回転して、クリーニングする必要がある。従って、２次転写残トナーのみをクリーニングしている通常プリント時の場合に比べ、中間転写体の回転数が増加する。そのため、紙間などの通常プリントシーケンスの一部に階調制御用テストパターンを形成した場合は、中間転写体クリーニングに要する時間がダウンタイムとして生じることになる。
【００１２】
そこで、本発明は、このような実情を鑑みてなされたものである。
【００１３】
本発明の目的は、プリントシーケンス中にテストパターンを形成し、画像の階調制御を行う場合に、大幅なダウンタイムを生じることなく、中間転写体上に形成されたテストパターンをクリーニングすることのできるカラー画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的は本発明に係るカラー画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体のトナー像を静電的に転写させる中間転写体と、前記中間転写体上のトナー像を転写材に静電的に転写し、前記中間転写体から転写材にトナー像が転写された後に前記中間転写体上に残留するトナーを現像時のトナー極性と逆極性に帯電するトナー帯電手段と、を有し、
複数のテストパターンを形成し、前記テストパターンを検知する画像濃度検知手段と、前記画像濃度検知手段の検知結果によって画像を補正する画像補正手段と、を有する画像形成装置において、
複数色のテストパターンを検出する第１の補正モードと、前記第１の補正モードよりテストパターン数が少ない第２の補正モードとを有し、
第２の補正モードで用いるテストパターンは、前記第１の補正モードで用いる複数のテストパターンの中で単位面積あたりのトナー量が最も多いテストパターンより単位面積あたりのトナー量が少なく、
前記第２の補正モードは、プリント動作中の非画像形成部にて実行され、前記第２の補正モードで前記中間転写体上に形成されたテストパターンは、前記画像濃度検知手段に検知された後、前記像担持体に逆転写されることを特徴とするカラー画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、プリントシーケンス中にテストパターンを形成し、画像の階調制御を行う場合に、大幅なダウンタイムを生じることなく、中間転写体上に形成されたテストパターンをクリーニングすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施例１のカラー画像形成装置を説明する図である。
【図２】実施例１で用いた濃度検知センサを説明する図である。
【図３】実施例１のカラー画像形成装置の概略構成を説明する図である。
【図４】実施例１における第１の階調制御のテストパターンを説明する図である。
【図５】実施例１のカラー画像形成装置の階調特性を説明する図である。
【図６】実施例１における第１の階調制御後の中間転写ベルトのクリーニング工程を説明する図である。
【図７】実施例１における第２の階調制御時を説明する図である。
【図８】実施例１における第２の階調制御のテストパターンを説明する図である。
【図９】実施例１における第２の階調制御の動作を説明する図である。
【図１０】実施例１における画像データとトナー量の関係を説明する図である。
【図１１】実施例１における第２の階調制御の中間転写ベルトのクリーニング工程を説明する図である。
【図１２】実施例２のトナー帯電ローラ近傍の構成を説明する図である。
【図１３】実施例２における第２の階調制御の中間転写ベルトのクリーニング工程を説明する図である。
【図１４】実施例２のトナー補助帯電ブラシのトナー回収率を説明する図である。
【図１５】実施例３における第２の階調制御のテストパターンを説明する図である。
【図１６】実施例３における第２の階調制御の中間転写ベルトのクリーニング工程を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係るカラー画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００１８】
実施例１
図１に、本発明に係るカラー画像形成装置の一実施例の全体構成を示す。本実施例にて、画像形成装置は、電子写真方式を採用した４ドラムフルカラー画像形成装置とされる。
【００１９】
（画像形成装置の全体構成）
図１に示すように、４ドラムフルカラー画像形成装置は、複数の、本実施例では４つの画像形成のためのステーションＳ、即ち、第１〜第４ステーションＳａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄを備えている。
【００２０】
また、各ステーションＳは、それぞれ像担持体であるドラム状の電子写真感光体、即ち、感光ドラム１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）を有している。感光ドラム１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）は、無端ベルト状の中間転写体、即ち、中間転写ベルト１３の移動方向に沿って順次配置されている。中間転写ベルト１３の移動方向に関して感光ドラム１ａが最上流の感光ドラムに対応し、感光ドラム１ｄが最下流の感光ドラムに対応する。
【００２１】
各ステーションＳは、同様の構成とされ、それぞれ感光ドラム１の周囲に、帯電手段としての一次帯電ローラ２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）及び現像手段としての現像ユニット８（８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ）が配置されている。更に、感光ドラム１の周囲には、クリーニング手段としてのクリーニングユニット３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）及び露光手段としてのレーザ露光装置１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ）を備えている。感光ドラム１、帯電ローラ２、現像ユニット８、クリーニングユニット３は、一体型のプロセスカートリッジ９（９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ）を構成している。
【００２２】
また、各現像ユニット８は、現像スリーブ４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）、現像剤塗布ブレード７（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ）を備えており、それぞれ、異なる色の非磁性一成分現像剤５（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）を収容している。
【００２３】
更に、感光ドラム１と共に中間転写ベルト１３を挟持する位置には、感光ドラム１と共に一次転写部Ｔ１（Ｔ１ａ、Ｔ１ｂ、Ｔ１c，Ｔ１ｄ）を形成する一次転写部材である一次転写ローラ１０（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ）が対向設置されている。
【００２４】
一方、中間転写ベルト１３は、駆動ローラ１４、テンションローラ１５、二次転写対向ローラ２４に張架され、矢印方向に循環移動可能とされる。また、二次転写対向ローラ２４の中間転写ベルト１３を挟んだ位置には、二次転写対向ローラ２４と共に二次転写部Ｔ２を形成する二次転写部材である二次転写ローラ２５が対向配置されている。
【００２５】
また、装置本体の下部には、二次転写部Ｔ２に転写材Ｐを給送する転写材カセット１６が配置されている。
【００２６】
（カラー画像形成動作）
次に、カラー画像形成動作について詳しく説明する。
【００２７】
本実施例では、第１ステーションＳａをイエロー（Ｙ）、第２ステーションＳｂをマゼンタ（Ｍ）、第３ステーションＳｃをシアン（Ｃ）、第４ステーションＳｄをブラック（Ｋ）色の画像形成部としている。
【００２８】
画像形成動作がスタートすると、感光ドラム１ａ〜１ｄや中間転写ベルト１３等は、所定のプロセススピードで矢印方向に回転を始める。感光ドラム１ａは、帯電ローラ２ａに帯電バイアス電源２０ａよって一様に負極性に帯電され、続いて露光手段１１ａからの走査ビーム１２ａによって画像情報に従った静電潜像が形成される。
【００２９】
現像ユニット８ａ内のトナー５ａは、現像剤塗布ブレード７ａによって負極性に帯電されて現像スリーブ４ａに塗布される。そして、現像スリーブ４ａには、現像バイアス電源２１ａより、所定の電圧が供給され、感光ドラム１ａが回転して感光ドラム１ａ上に形成された静電潜像が現像スリーブ４ａに到達すると、静電潜像は負極性のトナーによって可視化され、感光ドラム１ａ上には第１色目（本実施例では、Ｙ）のトナー像が形成される。
【００３０】
尚、第２〜第４ステーションＳｂ〜Ｓｄも第１ステーションＳａと同様の構成とされ、第１ステーションＳａと同様の動作を行うので、第２〜第４ステーションＳｂ〜Ｓｄについての動作説明は省略する。
【００３１】
次に、４つの感光ドラム１ａ〜１ｄ全てに対し当接するように配置された中間転写ベルト１３には、上述のように、感光ドラム１ａ〜１ｄとの対向部に１次転写ローラ１０ａ〜１０ｄが配置されている。１次転写ローラ１０ａ〜１０ｄに１次転写バイアス電源２２ａよりトナーと逆極性である正極性の直流電圧を印加して、感光ドラム１ａ〜１ｄ上に形成されたトナー像を、中間転写ベルト１３にトナー像を転写していき、中間転写ベルト１３上に多重画像を形成する。
【００３２】
その後、露光による静電潜像の作像に合わせて、転写材カセット１６に積載されている転写材Ｐは、給紙ローラ１７によりピックアップされ、不図示の搬送ローラによりレジストローラ１８にまで搬送される。転写材Ｐは、中間転写ベルト１３上のトナー像に同期してレジストローラ１８によって、中間転写ベルト１３と２次転写手段である２次転写ローラ２５とで形成される当接部（二次転写部Ｔ２）へ搬送される。その後、２次転写ローラ２５には２次転写バイアス電源２６により、トナーと逆極性である正極性の電圧印加され、中間転写ベルト１３上に担持された４色の多重トナー像は、一括して転写材Ｐ上に静電的に２次転写される。２次転写終了後の転写材Ｐは、定着手段１９へと搬送され、トナー像の定着を受けて画像形成物（プリント、コピー）として画像形成装置外へと排出される。
【００３３】
一方、２次転写を終えた後、中間転写ベルト１３上に残留した２次転写残トナーは、中間転写ベルト１３に当接配置されたトナー帯電手段であるトナー帯電ローラ２７により帯電される。帯電された２次転写残トナーは、第１ステーションＳａで感光ドラム１ａに逆転写されて、感光ドラム１ａに当接するクリーニングユニット３ａにより回収され、中間転写ベルト１３はクリーニングされる。
【００３４】
２次転写残トナーが感光ドラム１ａに逆転写されるメカニズムを以下に説明する。
【００３５】
トナー帯電ローラ２７には、トナー帯電バイアス電源２８が接続されている。２次転写残トナーは、トナー帯電バイアス電源２８からトナー帯電ローラ２７に供給される電圧（本実施例では直流電圧に交流電圧を重畳しており、直流電圧の極性にトナーを帯電する。詳細は後述するが、これにより、現像時の帯電極性（本実施例では、負極性）とは逆極性（本実施例では正極性）に帯電される。その後、正極性に帯電された２次転写残トナーは、１次転写部（Ｔ１ａ）において正極性の電圧を印加されている１次転写ローラ１０ａと負極性に帯電されている感光ドラム１ａ間に発生する電界により、感光ドラム１ａに逆転写される。
【００３６】
本実施例においては、中間転写ベルト１３は、上述のように、その張架部材として２次転写対向ローラ２４、駆動ローラ１４、テンションローラ１５の３本のローラにより支持されており、適当なテンションが維持されるようになっている。駆動ローラ１４を駆動させることにより中間転写ベルト１３は、感光ドラム１ａ〜１ｄに対して順方向に略同速度で移動する。
【００３７】
また、中間転写ベルト１３は、矢印方向に回転し、１次転写ローラ１０ａの中間転写ベルト１３の回転方向下流側には除電部材２３ａが配置されている。
【００３８】
尚、本実施例においては、中間転写ベルト１３の周長は６５０ｍｍであり、２ページ分のＡ４サイズの画像を中間転写ベルト１３上に担持することができる。
【００３９】
次に、本実施例に画像濃度検知、階調補正について説明する。
【００４０】
本実施例において、画像形成装置には画像濃度検知手段として、濃度検知センサ２９を設けている。図２に示すように、濃度検知センサ２９は、ＬＥＤなどの発光素子３０とフォトダイオードなどの受光素子３１、３２、ホルダー３３から構成されている。濃度検知センサ２９は、中間転写ベルト１３上に形成された画像濃度制御用のトナー像Ｔに対して、発光素子３０から光を照射して、反射光を受光素子３１、３２により検知することでトナー像Ｔの濃度を測定している。なお、受光素子３１は乱反射光を、受光素子３２は正反射光を検知している。本実施例では、詳しくは後述するが、濃度検知センサ２９の検知結果によって画像を補正するために、画像形成装置制御部の画像補正手段により補正モードが実行される。
【００４１】
また、本実施例では、カラー画像形成装置に温湿度検知センサ３４が設けられている。この温湿度センサ３４を用いて、カラー画像形成装置の置かれている雰囲気の温湿度測定を行う。
【００４２】
電子写真方式のカラー画像形成装置では、使用する環境の変化、及び画像形成枚数などの諸条件によって、画像濃度が変動すると、本来の正しい色調が得られなくなってしまう。そこで、本実施例では画像濃度制御を行い常に安定した色調の画像が得られるようにしている。
【００４３】
また、本実施例での画像濃度制御は、画像の最大濃度を所定の濃度に合わせる最大濃度制御と画像の階調特性を所定の特性に合わせる階調制御とからなる。
【００４４】
最大濃度制御は、温湿度検知センサ３４が検知した温湿度に対応して、予め設定されたルックアップテーブルに基づき、帯電バイアス電源２０ａ〜２０ｄの出力電圧及び現像バイアス電源２１ａ〜２１ｄの出力電圧を決定している。
【００４５】
階調制御は、最大濃度制御により帯電バイアス電源２０ａ〜２０ｄの出力電圧及び現像バイアス電源２１ａ〜２１ｄの出力電圧を決定後に実行される制御であり、画像補正手段により第１の補正モードと第２の補正モードとが実行される。具体的には以下の動作で実行している。
【００４６】
階調制御を実行するにあたり各種データのやり取りは、図３に示すカラー画像形成装置概略図を用いて説明する。
【００４７】
尚、図１に示す本実施例に係るカラー画像形成装置は、画像形成部３７、画像形成部３７を制御する制御部３６、不図示のコンピュータなどの情報処理装置から画像情報を受け取り、展開するビデオコントローラ部３５から構成されている。また、画像形成部３７は、帯電、露光、現像、転写、クリーング、定着など一連の画像形成動作を行う作像定着部４２、中間転写ベルト１３上に形成されたテストパターン像を検知する濃度検知センサ２９、カラー画像形成装置の雰囲気の温湿度を検知する温湿度検知センサ３４から構成されている。また、制御部３６は、階調制御用のテストパターンを発生させるテストパターン発生手段３８、ＣＰＵ３９、ＲＯＭ４０、ＲＡＭ４１より構成されている。
【００４８】
カラー画像形成装置の電源投入、若しくは、電源投入からの経過時間、画像形成枚数、ユーザからの指示などの適当なタイミングを制御部３６内のＣＰＵ３９が検出する。すると、画像補正手段として機能するＣＰＵ３９は、ＲＯＭ４０に格納されているプログラムを実行して、階調制御をスタートさせる。制御部３６内のＣＰＵ３９は、カラー画像形成装置本体の初期動作を開始すると共に、作像定着部４２を構成する感光ドラム１ａを帯電バイアス電源２０ａから供給される所定電圧で帯電する。
【００４９】
次に、ＣＰＵ３０はテストパターン発生手段３８から発生させた階調制御用トナー像の画像データを露光装置１１ａ〜１１ｄに送り、感光ドラム１ａ〜１ｄ上に回転方向に沿って、図４に示すようなＴＹ１〜ＴＹ７の７つのテストパターンの潜像を形成する。
【００５０】
尚、検知用パターンＴＹ１〜ＴＹ７は所定の間隔で濃度が変化するように、画像データＳＹ１〜ＳＹ７が予め設定されており、本実施例では、ＳＹ１〜ＳＹ７は、１０％〜７０％の印字率の画像データで構成されている。なお、画像データＳＹ１〜ＳＹ７は、予め設定された現像電圧ＶＴＹによってそれぞれ現像される。感光ドラム１ａ上に形成されたテストパターンＴＹ１〜ＴＹ７のトナー像は、感光ドラム１ａと１次転写ローラ１０ａとの間の電圧印加により中間転写ベルト１３に転写される。そして、イエロー（Ｙ）に続いてマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）のテストパターンも同様に形成し、中間転写ベルト１３上にテストパターンが形成される。これらのテストパターンＴＹ１〜ＴＹ７、ＴＭ１〜ＴＭ７、ＴＣ１〜ＴＣ７、ＴＢｋ１〜ＴＢｋ７を濃度検知センサ２９によってそれぞれ測定する。そして、濃度測定値ＤＹ１〜ＤＹ７、ＤＭ１〜ＤＭ７、ＤＣ１〜ＤＣ７、ＤＢｋ１〜ＤＢｋ７を制御部３６内のＲＡＭ３２に書き込む。
【００５１】
検出パターンの測定が終わると画像補正手段としてのＣＰＵ３９は、ＲＡＭ４１に保存された各パターンの濃度と画像データの間を多項式等を使って補間することで、このカラー画像形成装置の階調特性を求める。通常、電子写真式のカラー画像形成装置の階調特性は、図５に示す曲線（Ｂ）のような非線形の形になる。その後、求められた階調特性を図５に示す直線（Ａ）のような線形或いは所定の形になるように、画像形成部３７に入力される画像データと、露光装置に送るデータとの間を調整する階調補正特性であるルックアップテーブルを作り、ＲＡＭ３２内に保存する。以後の画像形成にはこのルックアップテーブルを使って階調の補正を行う。具体的には、濃度測定値ＤＹ１〜ＤＹ７を図５に示す基準値ＤＹ１ｔ〜ＤＹ７ｔになるように画像データを補正するルックアップテーブルを作成している。
【００５２】
以上のようにして求めたルックアップテーブルを用いることで安定した色調のカラー画像を得ることができる。
【００５３】
一方、図６は、トナー帯電ローラ２７、１次転写ローラ１０ａの電圧印加状態と動作内容を模式的に示したものである。図６を用いて、中間転写ベルト１３上に形成されたテストパターンのクリーニング工程を説明する。
【００５４】
濃度検知センサ２９での検知終了後、トナー帯電バイアス電源２８から−１．０ｋＶの負極性の直流電圧をトナー帯電ローラ２７に印加して、トナー帯電ローラ２７表面をテストパターンのトナー像と同極性にする。これにより、トナーを付着させること無く、トナー像を通過させる。その後、１次転写ローラ１０ａ〜１０ｄに負極性電圧を印加して、テストパターンのトナー像の一部を感光ドラム１ａ〜１ｄに逆転写して感光ドラム１ａ〜１ｄに当接するクリーニングユニット３ａ〜３ｄにより回収する。
【００５５】
その後、１次転写部Ｔ１ａ〜Ｔ１ｄにおいて、逆転写できなかった残留トナーは、再度、トナー帯電ローラ２７部に周回してくる。このとき、トナー帯電バイアス電源２８から３．０ｋＶｐｐの矩形の交流電圧に１．０ｋＶの直流電圧が重畳された電圧を印加されたトナー帯電ローラ２７からの放電をうけて、残留トナーは、正極性に帯電される。その後、正極性に帯電されたテストパターンの残留トナーは、正極性の電圧を印加された１次転写ローラ１０ａ〜１０ｄにより１次転写部Ｔ１ａ〜Ｔ１ｄで感光ドラム１ａ〜１ｄに逆転写されて、感光ドラム１ａ〜１ｄに当接するクリーニングユニット３ａ〜３ｄにより回収される。
【００５６】
尚、濃度検知センサ２９での検知終了後の直ぐにテストパターンをトナー帯電ローラ２７で正極性に帯電した場合は、テストパターンのトナー量が多いため、均一帯電が難しい。従って、中間転写ベルト１３上のトナー量を減らす目的で、１次転写ローラ１０ａ〜１０ｄに負極性の電圧を印加して、テストパターンのトナー像の一部を感光ドラム１ａ〜１ｄに逆転写している。
【００５７】
以上のように、第１の補正モードによる第１の階調制御では、濃度検知終了後にクリーニング工程を特別に設け、中間転写ベルト１３を２周させてテストパターンのクリーニングを行っている。
【００５８】
以下に、本実施例の特徴を述べる。
【００５９】
本実施例では、中間転写ベルト１３上に残留するトナーを現像時のトナー極性と逆極性に帯電するトナー帯電ローラ２７を有し、かつ階調制御として、第１の階調制御とは別に、紙間に第２の階調制御を行う。第２の補正モードによる第２の階調制御で用いるテストパターンは、第１の階調制御で用いている最大濃度のテストパターンより単位面積あたりのトナー量の少ないパターンであり、かつ第１の階調制御で用いるテストパターンよりテストパターンの数を少なくすることである。
【００６０】
上述のように、本実施例では、第１の階調制御とは別に、よりテストパターンが少なく、簡易的な第２の階調制御を実行している。具体的には、第２の階調制御は、第１の階調制御により作成されたルックアップテーブルを補正するものである。つまり、第１の階調制御により階調特性を図７に示す直線（Ａ）のように補正しても、連続プリントを重ねた場合や、カラー画像形成装置の置かれている雰囲気環境が変化した場合は、図７示す曲線（Ｃ１）、（Ｃ２）のように変化してしまう。第２の階調補正は、このような画像特性の変化を低濃度域の画像データ（図７ではＳ’Ｙ１）によるテストパターンのみを測定することで捉え、検知結果により、適宜、階調特性を修正することで直線（Ａ）の階調特性に補正する制御である。
【００６１】
図８は、第２の補正モードによる第２の階調制御で形成されるテストパターンを説明するものである。Ｔ’Ｙ１、Ｔ’Ｍ１、Ｔ’Ｃ１、Ｔ’Ｂｋ１という各色１種類のテストパターンを紙間に作成して、濃度検知センサ２９によりテストパターンの濃度Ｄ’Ｙ１、Ｄ’Ｍ１、Ｄ’Ｃ１、Ｄ’Ｂｋ１を検出している。
【００６２】
図９を用いて第２の階調制御で実行されるフローを説明する。
【００６３】
Ｓｔｅｐ１では、図８に示すようなテストパターンをプリント動作中の非画像形成部である紙間に形成し、Ｓｔｅｐ２で中間転写ベルト１３上に転写されたテストパターンを濃度検知センサ２９で検知する。Ｓｔｅｐ３では、テストパターン濃度Ｄ’Ｙ１と基準濃度Ｄ’Ｙｔと比較する。図７の（Ｃ１）のようにＤ’ＹｔがＤ’Ｙ１以上である場合には、Ｓｔｅｐ４としてＤ’Ｙ１のＤ’Ｙｔに対する変化率（Ｄ’Ｙｔ− Ｄ’Ｙ１）／Ｄ’Ｙｔを基準値△Ｄ１と比較する。差分値が０〜△Ｄ１の場合には、検知濃度が第１の階調制御補正した階調特性からずれていないため、Ｓｔｅｐ５として階調補正を実施しない。
【００６４】
Ｓｔｅｐ４において、（Ｄ’Ｙｔ−Ｄ’Ｙ１）／Ｄ’Ｙｔが基準値△Ｄ１より大きい場合には、Ｓｔｅｐ６で、（Ｄ’Ｙｔ−Ｄ’Ｙ１）／Ｄ’Ｙｔを基準値△Ｄ２と比較する。変化率が△Ｄ１から△Ｄ２の範囲である場合には、Ｓｔｅｐ７としてルックアップテーブルの補正を行う。補正値は、画像データごとにＤ’Ｙ１の変化率をベースに決められる。
【００６５】
一方、（Ｄ’Ｙｔ−Ｄ’Ｙ１）／Ｄ’Ｙｔが△Ｄ２より大きい場合には、階調特性のズレ量が大きいため、第１の階調制御の実行要求を行い、プリント動作終了後、第１の階調制御を実行する。本実施例では、△Ｄ１を０．０２として、△Ｄ２を０．１としている。つまり、２％以内の変化は階調補正せず、１０％以上の濃度変化が発生した場合は、第１の階調制御を実行するようにしている。
【００６６】
尚、Ｓｔｅｐ３では、テストパターン濃度Ｄ’Ｙ１と基準濃度Ｄ’Ｙｔと比較する。図７の（Ｃ２）のようにＤ’ＹｔがＤ’Ｙ１未満の場合に実行されるＳｔｅｐ９からＳｔｅｐ１３は、Ｓｔｅｐ４からＳｔｅｐ８で実行されたフローと基準値が異なるだけで、動作は同一なので説明を省略する。また、基準値△Ｄ３、△Ｄ４も上述と同様にそれぞれ、０．０２、０．１に設定されている。
【００６７】
特に、紙間に形成されるＴ’Ｙ１、Ｔ’Ｍ１、Ｔ’Ｃ１、Ｔ’Ｂｋ１の画像データＳ’Ｙ１、Ｓ’Ｍ１、Ｓ’Ｃ１、Ｓ’Ｂｋ１は、第１の階調制御で用いているテストパターンの中の最大画像データを示すＳＹ７、ＳＭ７、ＳＣ７、ＳＢｋ７より小さい画像データのものである。本実施例では、画像データＳ’Ｙ１、Ｓ’Ｍ１、Ｓ’Ｃ１、Ｓ’Ｂｋ１には２０％の印字率を用いている。
【００６８】
本実施例においては、第１の階調制御により、画像データと検知濃度は、図５にて（Ａ）のように線形になるように階調を補正している。第１の階調制御実行後に画像データと単位面積当りトナー量の関係を測定したところ、図１０に示すような関係となった。従って、第１の階調制御実行直後には２０％印字率のテストパターンのトナー量は、０．１ｍｇ／ｃｍ2となる。実際には、第２の階調制御実行時には、第１の階調制御実行直後と比べ階調特性は変化しており、上述したように△Ｄ２、△Ｄ４が±１０％であることより、２０％印字率のテストパターンのトナー量は、０．０９〜０．１１ｍｇ／ｃｍ2の範囲で変化する。それ以上のトナー量変化が生じた場合は、上述のように第１の階調制御を実行する。
【００６９】
図１１は、トナー帯電ローラ２７、１次転写ローラ１０ａの電圧印加状態と動作内容を模式的に示したものである。図１１を用いて、紙間に設けられたテストパターンのクリーング工程について説明する。
【００７０】
プリントを実行中のカラー画像形成装置において、Ｎ枚目とＮ＋１枚目の紙間に形成されたテストパターンＴ’Ｙ１、Ｔ’Ｍ１、Ｔ’Ｃ１、Ｔ’Ｂｋ１は、Ｎ枚目とＮ＋１枚目の２次転写残トナーの間に位置している。そして、中間転写ベルト１３に配置されたトナー帯電手段であるトナー帯電ローラ２７により帯電される。その後、Ｎ＋２枚目とＮ＋３枚目の第１ステーションＳａでの１次転写の紙間で感光ドラム１ａに逆転写されて、感光ドラム１ａに当接するクリーニングユニット３ａにより回収される。尚、Ｎ枚目、Ｎ＋１枚目の２次転写残トナーは、Ｎ＋２枚目とＮ＋３枚目の第１ステーションＳａでの１次転写中に、感光ドラム１ａに逆転写され、感光ドラム１ａに当接するクリーニングユニット３ａにより回収される。
【００７１】
本実施例の作用について説明する。
【００７２】
本実施例の構成において、２次転写残トナー量より、第２の階調制御で用いるテストパターンのトナー量が少なければ、通常プリント時と同様のトナー帯電ローラ２７に印加される電圧条件でクリーニング可能である。例えば、本実施例の画像形成装置では、単色のベタ画像を形成した場合、中間転写ベルト１３上での単位面積あたりのトナー量は０．５ｍｇ／ｃｍ2となるように設定されており、複数色を色重ねした場合の最大印字率は２５０％となるようにビデオコントローラ３５は設定されている。従って、通常のプリント時では、中間転写ベルト１３上には、最大１．２５ｍｇ／ｃｍ2のトナーが担持される。このとき、２次転写効率が９０％であると、２次転写残トナーは、最大０．１３ｍｇ／ｃｍ2となる。この２次転写残トナーをトナー帯電ローラ２７で帯電し、第１ステーションでの１次転写と同時に感光ドラム１ａに逆転写し、感光ドラム１ａに当接するクリーニングユニット３ａにより回収できるようにトナー帯電バイアス電源２８からトナー帯電ローラ２７に印加される電圧は設定されている。
【００７３】
本実施例で実行される第２の階調制御で用いるテストパターンは、２０％の印字率で印字されたパターンであるため、上述したように単位面積当りのトナー量は、０．０９〜０．１１ｍｇ／ｃｍ2となる。従って、第２の補正モード、即ち、第２の階調制御で使用するテストパターンのトナー量は、カラー画像形成装置が印字可能な最大トナー量の画像を転写材に印字した後の中間転写ベルト上の残留トナー量より少ない。このように、テストパターンのトナー量は、通常プリント時の２次転写残トナー量より少ないため、トナー帯電ローラ２７にトナー帯電バイアス電源２８から３．０ｋＶｐｐの矩形の交流電圧に１．０ｋＶの直流電圧を印加することで帯電可能である。そのため、特別なクリーニング工程によるダウンタイムを発生させることなく、通常のプリント工程と同様にテストパターントナーをトナー帯電ローラ２７で正極性に帯電することができる。従って、第１ステーションＳａで１次転写と同時に感光ドラム１ａに逆転写し、感光ドラム１ａに当接するクリーニングユニット３ａにより回収することができる。つまり、中間転写ベルト１３上にテストパターンが残留しないため、第２の階調補正後に特別なクリーニング工程を設ける必要が無く、画像も良好のものを得ることができる。
【００７４】
以上、説明したように、階調制御として、第１の階調制御とは別に、紙間に第２の階調制御を行い、第２の階調制御で用いるテストパターンは、第１の階調制御で用いているテストパターンの最大濃度より濃度の低いパターンとすることで、特別な中間転写ベルト１３のクリーニング工程によりカラー画像形成装置のスループットを低下させること無く、良好な画像を得ることができる。
【００７５】
つまり、本実施例によれば、階調制御として、第１の階調制御とは別に、紙間に第２の階調制御を行い、第２の階調制御で用いるテストパターンは、第１の階調制御で用いているテストパターンの最大濃度より濃度の低いパターンとされる。これは、通常プリント時の２次転写残トナー量より少ない。そのため、トナー帯電手段に印加されている電圧で帯電可能となり、特別なクリーニング工程を用いることなく、通常のプリント工程と同様にテストパターントをトナー帯電手段で帯電し、第１ステーションで１次転写と同時に像担持体に逆転写し、像担持体に当接するクリーニングユニットにより回収することができる。
【００７６】
従って、特別な中間転写体のクリーニング工程によりカラー画像形成装置のスループットを低下させること無く、良好な画像を得ることができる。
【００７７】
実施例２
次に、本発明の実施例２について説明する。本実施例の画像形成装置の全体構成及び作動は実施例１で説明したカラー画像形成装置と同様である。従って、本実施例の画像形成装置の全体構成及び作動についての詳しい説明は、実施例１で説明したカラー画像形成装置の説明を援用する。また、本実施例を適用するカラー画像形成装置の構成において、本実施例の特徴部を説明する際には、前記実施例１と同様のものには、同一部材には同一符号を付し、説明を省略する。
【００７８】
本実施例は、少なくとも中間転写ベルト１３上のトナーの回収を補助する回収補助部材を配置し、その部材で紙間パッチのトナーを一部回収及び帯電を行い、中間転写ベルト１３上のトナー帯電ローラ２７により一括帯電できるようにすることを特徴としている。具体的には、図１２を用いて説明する。
【００７９】
図１２は、トナー帯電ローラ２７近傍の構成を示すものである。本実施例の構成は、トナー帯電ローラ２７に対して中間転写ベルト１３の回転方向上流側に回収補助部材として、トナー補助帯電ブラシ９０を配置した。トナー補助帯電ブラシ９０は、トナー補助帯電バイアス電源９１に接続されている。トナー補助帯電ブラシ９０は、中間転写ベルト１３上のトナーを散らし、平準化している。そのために、トナー補助帯電ブラシ９０通過後にはトナー量が減少することになり、トナー帯電ローラ２７で均一に帯電することが可能となる。
【００８０】
本実施例において、トナー補助帯電ブラシ９０は、２０μＡの一定電流が印加されるようにトナー補助帯電バイアス電源９１は駆動されている。一方、トナー帯電ローラ２７は、１．５ｋＶの直流電圧が印加されている。
【００８１】
尚、第１の階調制御実行後のクリーニング工程では、トナー補助帯電ブラシ９０は、―０．５ＫＶ、トナー帯電ローラ２７には、―１．０ＫＶを印加して、テストパターントナーを通過させた後、実施例１同様の動作でクリーニング工程を実行している。
【００８２】
本実施例では、第２の階調制御は、実施例１の構成と同様に、第１の階調制御よりテストパターンが少なく、簡易的なものであり、第２の階調制御のテストパターン構成、印字率は実施例１と同様であるため説明を省略する。
【００８３】
トナー補助帯電ブラシ９０、トナー帯電ローラ２７、１次転写ローラ１０ａの電圧印加状態と動作内容を模式的に示した図１３を用いて、紙間に設けられたテストパターンのクリーニング工程について説明する。
【００８４】
プリントを実行中のカラー画像形成装置において、Ｎ枚目とＮ＋１枚目の紙間に形成されたテストパターンＴ’Ｙ１、Ｔ’Ｍ１、Ｔ’Ｃ１、Ｔ’Ｂｋ１は、Ｎ枚目とＮ＋１枚目の２次転写残トナーの間に位置しており、中間転写ベルト１３に配置されているトナー補助帯電ブラシ９０により一部回収され、プレ帯電される。その後、トナー帯電手段であるトナー帯電ローラ２７により帯電され、Ｎ＋２枚目とＮ＋３枚目の第１ステーションＳａでの１次転写の紙間で感光ドラム１ａに逆転写されて、感光ドラム１ａに当接するクリーニングユニット３ａにより回収される。
【００８５】
尚、Ｎ枚目、Ｎ＋１枚目の２次転写残トナーは、Ｎ＋２枚目とＮ＋３枚目の第１ステーションＳａでの１次転写中に、感光ドラム１ａに逆転写され、感光ドラム１ａに当接するクリーニングユニット３ａにより回収される。
【００８６】
本実施例の作用について説明する。
【００８７】
本実施例の構成において、２次転写残トナー量より、第２の階調制御で用いるテストパターンのトナー量が少なければ、通常プリント時と同様のトナー補助帯電ブラシ９０、トナー帯電ローラ２７に印加される電圧条件でクリーニング可能である。
【００８８】
例えば、本実施例のカラー画像形成装置では、実施例１同様に単色のベタ画像を形成した場合、中間転写ベルト１３上での単位面積あたりのトナー量は０．５ｍｇ／ｃｍ2となるように設定されており、複数色を色重ねした場合の最大印字率は２５０％となるようにビデオコントローラ３５は設定されている。従って、通常のプリント時では、中間転写ベルト１３上には、最大１．２５ｍｇ／ｃｍ2のトナーが担持される。このとき、２次転写効率が９０％であると、２次転写残トナーは、最大０．１３ｍｇ／ｃｍ2となる。
【００８９】
図１４はトナー補助帯電ブラシ９０に印加される電流とトナーの回収率を示している。図１４では、本実施例でトナー補助帯電ブラシ９０に印加される電流は、２０μＡであり、そのときのトナー回収率は３５％である。このとき、最大０．１３ｍｇ／ｃｍ2の２次転写残トナーは、トナー補助帯電ブラシ９０通過後には、０．０８ｍｇ／ｃｍ2となる。このように、トナー補助帯電ブラシ９０を用いることで、トナー帯電ローラ２７部に侵入するトナー量を減らすことができるためトナー補助帯電ブラシ９０及びトナー帯電ローラ２７は共に交流電圧を用いることなく直流電圧のみでトナーを正極性に帯電することが可能となる。従って、正極性に帯電されたトナーは、１次転写部で感光ドラム１ａに逆転写され、クリーニングユニット３ａで回収される。
【００９０】
一方、本実施例で実行される第２の階調制御で用いるテストパターンは、実施例１と同様のシーケンスにより２０％の印字率で印字されたパターンであるため、上述したように単位面積当りのトナー量は、０．０９〜０．１１ｍｇ／ｃｍ2となる。図１４に示すように、本実施例で用いているトナー補助帯電ブラシ９０には２０μＡの電流が印加されており、そのときのトナー回収率は３５％である。トナー補助帯電ブラシ９０通過後のテストパターンのトナー量は、０．０６〜０．０７ｍｇ／ｃｍ2となり、通常プリント時の２次転写残トナーがトナー補助帯電ブラシ９０通過した後のトナー量０．０８ｍｇ／ｃｍ2より少ない。そのため、本実施例に示されているトナー補助帯電ブラシ９０、トナー帯電ローラ２７に印加されている電圧で帯電可能となる。従って、通常プリント時の２次転写残トナー量より少ないため、トナー補助帯電ブラシ９０には２０μＡの一定電流を印加し、トナー帯電ローラ２７には１．５ｋＶの直流電圧を印加することでトナーの帯電が可能となる。従って、特別なクリーニング工程によるダウンタイムを発生させることなく、通常のプリント工程と同様にテストパターントをトナー帯電ローラ２７で正極性に帯電することができる。従って、第１ステーションＳａで１次転写と同時に感光ドラム１ａに逆転写し、感光ドラム１ａに当接するクリーニングユニット３ａにより回収することができる。つまり、中間転写ベルト１３上にテストパターンが残留しないため、第２の階調補正後に特別なクリーニング工程を設け必要が無く、良好な画像を得ることができる。
【００９１】
以上、説明したように、トナー補助帯電部材９０を配置し、その部材９０で紙間パッチのトナーを回収及び帯電を行い、中間転写ベルト１３上のトナー帯電ローラ２７により一括帯電できるようにする。これにより、直流電圧のみの簡素な高圧構成で、特別な中間転写ベルト１３のクリーニング工程によりカラー画像形成装置のスループットを低下させること無く、良好な画像を得ることができる。
【００９２】
実施例３
次に、本発明の実施例３について説明する。本実施例の画像形成装置の全体構成及び作動は実施例１で説明したカラー画像形成装置と同様である。従って、本実施例の画像形成装置の全体構成及び作動についての詳しい説明は、実施例１で説明したカラー画像形成装置の説明を援用する。また、トナー帯電ローラ２７周辺の構成は、図１２に示す実施例２の構成と同一部材には同一符号を付し説明を省略する。
【００９３】
本実施例は、紙間に印字されたテストパターンが中間転写ベルト１３上に配置されたトナー補助帯電部材であるトナー補助帯電ブラシ９０の位置に到達した場合には、２次転写残トナーを補助帯電する場合に印加される電圧を変化させる。それにより、トナー補助帯電ブラシ９０のテストパターンを回収する効率を向上させ、中間転写体上の帯電手段により一括帯電できるようにすることを特徴としている。
【００９４】
具体的には、本実施例では、トナー補助帯電ブラシ９０は、通常プリントシーケンス時には２０μＡの一定電流が印加され、第２の階調制御を実施した場合は、５μＡの一定電流が印加されるようトナー補助帯電バイアス電源９１は駆動されている。一方、トナー帯電ローラ２７には、実施例２と同様に１．５ｋＶの直流電圧が印加されている。
【００９５】
尚、第１の階調制御実行後のクリーニング工程では、実施例２と同様に、トナー補助帯電ブラシ９０は、―０．５ＫＶ、トナー帯電ローラ２７には、―１．０ＫＶを印加して、テストパターントナーを通過させた後、実施例１と同様の動作でクリーニング工程を実行している。
【００９６】
本実施例における第２の階調制御のテストパターンについて、図１５を用いて説明する。図１５に示すように、Ｎ枚目とＮ＋１枚目の紙間には、Ｔ’Ｙ１、Ｔ’Ｙ２、Ｔ’Ｍ１、Ｔ’Ｍ２というイエローとマゼンタ色のテストパターンを各２種の濃度で作成して、濃度検知センサ２９によりテストパターンの濃度Ｄ’Ｙ１、Ｄ’Ｙ２、Ｄ’Ｍ１、Ｄ’Ｍ２を検出している。
【００９７】
紙間に形成されるＴ’Ｙ１、Ｔ’Ｙ２、Ｔ’Ｍ１、Ｔ’Ｍ２の画像データＳ’Ｙ１、Ｓ’Ｙ２、Ｓ’Ｍ１、Ｓ’Ｍ２は、実施例１と同様の階調制御である第１の階調制御で用いているテストパターンの中の最大画像データＳＹ７、ＳＭ７より小さい画像データのものを用いている。より具体的には、Ｔ’Ｙ１、Ｔ’Ｍ１は２０％、Ｔ’Ｙ２ 、Ｔ’Ｍ２は４０％の印字率の画像データを用いている。尚、シアン、ブラックもイエロー、マゼンタと同様に２種類にテストパターンを用いている。
【００９８】
本実施例における第２の階調制御は、実施例１のものと動作条件は同一であり、Ｔ’Ｙ１、Ｔ’Ｙ２の検知濃度Ｄ’Ｙ１、Ｄ’Ｙ２を基準濃度Ｄ’Ｙｔ１、Ｄ’Ｙｔ２と比較している。Ｄ’Ｙ１、Ｄ’Ｙ２が実施例１と同様の条件、つまり基準濃度Ｄ’Ｙｔ１、Ｄ’Ｙｔ２と比較して、ズレ量が２％〜１０％の場合のみ第１の階調制御で作成されたルックアップテーブルを補正する。実施例１同様に、基準濃度Ｄ’Ｙｔ１、Ｄ’Ｙｔ２からのズレ量が大きい場合は、第１の階調制御を実行し、ズレ量が小さい場合は、ルックアップテーブルの補正は行わない。
【００９９】
図１６は、トナー補助帯電ブラシ９０、トナー帯電ローラ２７、１次転写ローラ１０ａの電圧印加状態と動作内容を模式的に示したものである。図１６を用いて、紙間に設けられたテストパターンのクリーング工程について説明する。
【０１００】
プリントを実行中のカラー画像形成装置において、Ｎ枚目とＮ＋１枚目の紙間に形成されたテストパターンＴ’Ｙ１、Ｔ’Ｙ２、Ｔ’Ｍ１、Ｔ’Ｍ２は、Ｎ枚目とＮ＋１枚目の２次転写残トナーの間に位置している。中間転写ベルト１３に配置されているトナー補助帯電ブラシ９０は、通常プリント時に制御されている電流値より低い電流値で制御され、回収効率を上昇させている。その後、トナー帯電手段であるトナー帯電ローラ２７により帯電され、Ｎ＋２枚目とＮ＋３枚目の第１ステーションＳａでの１次転写の紙間で感光ドラム１ａに逆転写されて、感光ドラム１ａに当接するクリーニングユニット３ａにより回収される。
【０１０１】
尚、Ｎ枚目、Ｎ＋１枚目の２次転写残トナーは、Ｎ＋２枚目とＮ＋３枚目の第１ステーションＳａでの１次転写中に、感光ドラム１ａに逆転写され、感光ドラム１ａに当接するクリーニングユニット３ａにより回収される。
【０１０２】
ここで、イエローとマゼンタについて説明したが、シアン、ブラック色のトナーについても同様のテストパターンをイエローとマゼンタと異なる紙間に作成し、同様の検知、クリーニング工程を行っている。
【０１０３】
本実施例の作用について説明する。
【０１０４】
本実施例の構成において、２次転写残トナー量より、第２の階調制御で用いるテストパターンのトナー量が少なければ、通常プリント時と同様のトナー補助帯電ブラシ９０、トナー帯電ローラ２７に印加される電圧条件でクリーニング可能である。
【０１０５】
例えば、本実施例の画像形成装置では、単色のベタ画像を形成した場合、中間転写ベルト１３上での単位面積あたりのトナー量は０．５ｍｇ／ｃｍ2となるように設定されており、複数色を色重ねした場合の最大印字率は２５０％となるようにビデオコントローラ３５は設定されている。従って、通常のプリント時では、中間転写ベルト１３上には、最大１．２５ｍｇ／ｃｍ2のトナーが担持される。このとき、２次転写効率が９０％であると、２次転写残トナーは、最大０．１３ｍｇ／ｃｍ2となる。実施例２同様に、通常プリント時においてはトナー補助帯電ブラシ９０に印加される電流は、２０μＡであり、図１４によるとトナー回収率は３５％である。このとき、最大０．１３ｍｇ／ｃｍ2の２次転写残トナーは、トナー補助帯電ブラシ９０通過後には、０．０８ｍｇ／ｃｍ2となる。このように、トナー補助帯電ブラシ９０を用いることで、トナー帯電ローラ２７部に侵入するトナー量を減らすことができるためトナー補助帯電ブラシ９０及びトナー帯電ローラ２７は共に交流電圧を用いることなく直流電圧のみでトナーを正極性に帯電することが可能となる。従って、正極性に帯電されたトナーは、１次転写部で感光ドラム１ａに逆転写され、クリーニングユニット３ａで回収される。
【０１０６】
本実施例では、本実施例で実行される第２の階調制御で用いるテストパターンは、実施例１と同様のシーケンスにより２０％、４０％の印字率で印字されたパターンである。２０％印字率のパターンの単位面積当りのトナー量は、０．０９〜０．１１ｍｇ／ｃｍ2、４０％印字率のパターンの単位面積あたりのトナー量は、０．１８〜０．２２ｍｇ／ｃｍ2となる。本実施例では、紙間に形成された第２の階調制御で用いるテストパターンに対して、トナー補助帯電ブラシ９０にトナーの一部を回収するのに適した電圧を印加している。
【０１０７】
具体的には、図１４を用いて説明する。図１４によると、テストパターンに対するトナー補助帯電ブラシ９０のトナー回収量は、０〜５μＡにかけて向上し、５〜１５μＡで減少傾向を示し、１５μＡ以上で飽和している。これは、５μＡ以上では、トナー補助帯電ブラシ９０と中間転写ベルト１３との間で放電が発生するため、中間転写ベルト１３上のトナーを正極性に帯電してトナー補助帯電ブラシ９０の帯電性能が低下している。従って、本実施例では、トナー回収性能の最大の７０％となる５μＡの一定電流となるようにトナー補助帯電バイアス電源９１が駆動している。従って、２０％、４０％の印字率で印字されたテストパターンは、それぞれトナー補助帯電ブラシ９０通過後には、トナー量は、０．０２７〜０．３３ｍｇ／ｃｍ2、０．０５４〜０．０６６ｍｇ／ｃｍ2となる。通常プリント時の２次転写残トナーがトナー補助帯電ブラシ９０通過した後のトナー量０．０８ｍｇ／ｃｍ2より少ないため、本実施例に示されているトナー補助帯電ブラシ９０、トナー帯電ローラ２７に印加されている電圧で帯電可能となる。つまり、第２の階調制御で用いるテストパターン部の通過時のみ、トナー補助帯電ブラシ９０にトナーの回収効率の良い５μＡの一定電流を印加することで、通常プリント時の２次転写残トナー量より多いテストパターンであってもトナー補助帯電ブラシ９０通過後のトナー量が少なくなる。そのため、テストパターンのトナーをトナー帯電ローラ２７で正極性に帯電することができ、第１ステーションＳａで１次転写と同時に感光ドラム１ａに逆転写し、感光ドラム１ａに当接するクリーニングユニット３ａにより回収することができる。従って、中間転写ベルト１３上にテストパターンは残留しないため、第２の階調制御後に特別なクリーニング工程によるダウンタイムを発生させることなく、良好な画像を得ることができる。
【０１０８】
以上説明したように、トナー補助帯電ブラシ９０を用いて、トナー補助帯電ブラシ９０のテストパターン部のトナー回収効率を上げることで、中間転写ベルト１３上にテストパターンの濃度を上げることができる。そのため、テストパターンの選択自由度が広がり、第２の階調制御の精度を向上させることができるだけでなく、特別な中間転写ベルト１３のクリーニング工程によりカラー画像形成装置のスループットを低下させること無く、良好な画像を得ることができる。
【符号の説明】
【０１０９】
１ 感光ドラム（像担持体）
１３ 中間転写ベルト（中間転写体）
１０ １次転写ローラ（一次帯電手段）
２７ トナー帯電ローラ（トナー帯電手段）
２８ トナー帯電バイアス電源
２９ 濃度検知センサ（画像濃度検知手段）
９０ トナー補助帯電ブラシ（トナー補助帯電手段）
９１ トナー補助帯電バイアス電源
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザプリンタ、複写機、ファクシミリ等の電子写真記録方式を利用するカラー画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、中間転写体を用いた画像形成装置は、様々な転写材への対応が可能などの特徴を生かし、特に複数色の色を重ねるカラー画像形成装置として多数提案されている。
【０００３】
中間転写体を用いたカラー画像形成装置は、像担持体としてのドラム状の電子写真感光体（以下、「感光ドラム」という。）上に形成された各色のトナー像を、１次転写手段により中間転写体上に順次に１次転写し、複数色のトナー像を重ね合わせる。この時、１次転写手段には、感光ドラム上のトナー像と逆極性の電圧（感光ドラム上のトナーの極性がマイナス極性の場合は、プラス極性）を印加する。その後、中間転写体上に重ね合わされた複数色のトナー像は、２次転写手段にトナー像と逆極性の電圧を印加して、転写材上に一括して２次転写される。
【０００４】
２次転写後の中間転写体は、次の画像形成に備えて、転写材に２次転写されずに中間転写体表面に残ったトナー（以下、「２次転写残トナー」という。）をクリーニングする必要がある。
【０００５】
一般的なクリーニング方法としては、２次転写残トナーをブレードやファーブラシ等で掻き取る方法がある。この方法では、掻き取った２次転写残トナーを収納する容器が必要であり、この容器のスペースが本体サイズへ影響する。また、本体サイズへの影響を小さくするため、小さい容器を用いた場合は、定期的な容器交換が必要となり、ユーザビリティの低下を招く場合がある。
【０００６】
そこで、特許文献１に開示されているように、２次転写残トナーを感光ドラムに静電的に転移させた後、感光ドラムをクリーニングするためのクリーニングユニットにより回収する方法がある。つまり、２次転写残トナーは、帯電ローラやコロナ帯電器によって、例えば現像時のトナー極性と逆極性（現像時のトナーの極性が負極性の場合は、正極性）に帯電した後、マイナスに帯電されている感光ドラムに静電的に転移させる。その後、感光ドラムをクリーニングするためのクリーニングユニットにより回収する。なお、この回収は、プリント間隔の増大を抑制するために、１次転写と同時に行ってもよい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−４９０１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述の特許文献１に記載される技術構成では、次のような問題がある。つまり、中間転写体上に任意のテストパターンであるハーフトーンパターンなどを作成して、現像の階調特性を補正する階調制御などの補正制御を、紙間などの一連のプリントシーケンス中に行った場合には、中間転写体のクリーニング動作が必要となる。そのため、ダウンタイムが発生する。
【０００９】
具体的には、階調制御は、中間転写体上にトナー量の少ない状態（以下、この状態をハイライトとする）側からトナー量の多い状態（以下、この状態をダークとする）側にかけての複数のテストパターンを形成して、現像の階調特性を計測し、補正する制御である。特に、トナー量の多いダーク側のテストパターンは、２次転写残トナーと比較してトナー量が多い。そのため、特許文献１に記載する中間転写体クリーニング工程のように、中間転写体上に配置されたトナー帯電手段で一括帯電した場合、トナーを均一に帯電し、その極性を現像時の極性と反転させることが難しい。そのため、感光ドラムをクリーニングするためのクリーニングユニットにより回収することができない。従って、中間転写体上のトナー量を減らす工程が必要となる。
【００１０】
そこで、中間転写体１周目として、濃度検知手段で検知後のテストパターンは、トナー帯電手段に現像時のトナー極性の電圧（以下、負極性として説明する）を印加して、トナー帯電手段にトナーを付着させること無く通過させる。次に、１次転写手段に現像時のトナーと同極性の負極性電圧を印加して、中間転写体上のトナー像の一部を感光ドラム上に転移させる。その後、中間転写体２周目には中間転写体上に残留したトナーは、中間転写体上に配置されたトナー帯電手段により現像時のトナーと逆極性の正極性に帯電され、１次転写部で感光ドラムに逆転写させて、感光ドラムに配置されたクリーニング手段によりクリーニングする。
【００１１】
つまり、テストパターンのトナー量が通常の２次転写残トナーよりも多いため、中間転写体を２周以上回転して、クリーニングする必要がある。従って、２次転写残トナーのみをクリーニングしている通常プリント時の場合に比べ、中間転写体の回転数が増加する。そのため、紙間などの通常プリントシーケンスの一部に階調制御用テストパターンを形成した場合は、中間転写体クリーニングに要する時間がダウンタイムとして生じることになる。
【００１２】
そこで、本発明は、このような実情を鑑みてなされたものである。
【００１３】
本発明の目的は、プリントシーケンス中にテストパターンを形成し、画像の階調制御を行う場合に、大幅なダウンタイムを生じることなく、中間転写体上に形成されたテストパターンをクリーニングすることのできるカラー画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的は本発明に係るカラー画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体のトナー像を静電的に転写させる中間転写体と、前記中間転写体上のトナー像を転写材に静電的に転写し、前記中間転写体から転写材にトナー像が転写された後に前記中間転写体上に残留するトナーを現像時のトナー極性と逆極性に帯電するトナー帯電手段と、を有し、
複数のテストパターンを形成し、前記テストパターンを検知する画像濃度検知手段と、前記画像濃度検知手段の検知結果によって画像を補正する画像補正手段と、を有する画像形成装置において、
複数色のテストパターンを検出する第１の補正モードと、前記第１の補正モードよりテストパターン数が少ない第２の補正モードとを有し、
第２の補正モードで用いるテストパターンは、前記第１の補正モードで用いる複数のテストパターンの中で単位面積あたりのトナー量が最も多いテストパターンより単位面積あたりのトナー量が少なく、
前記第２の補正モードは、プリント動作中の非画像形成部にて実行され、前記第２の補正モードで前記中間転写体上に形成されたテストパターンは、前記画像濃度検知手段に検知された後、前記像担持体に逆転写されることを特徴とするカラー画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、プリントシーケンス中にテストパターンを形成し、画像の階調制御を行う場合に、大幅なダウンタイムを生じることなく、中間転写体上に形成されたテストパターンをクリーニングすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施例１のカラー画像形成装置を説明する図である。
【図２】実施例１で用いた濃度検知センサを説明する図である。
【図３】実施例１のカラー画像形成装置の概略構成を説明する図である。
【図４】実施例１における第１の階調制御のテストパターンを説明する図である。
【図５】実施例１のカラー画像形成装置の階調特性を説明する図である。
【図６】実施例１における第１の階調制御後の中間転写ベルトのクリーニング工程を説明する図である。
【図７】実施例１における第２の階調制御時を説明する図である。
【図８】実施例１における第２の階調制御のテストパターンを説明する図である。
【図９】実施例１における第２の階調制御の動作を説明する図である。
【図１０】実施例１における画像データとトナー量の関係を説明する図である。
【図１１】実施例１における第２の階調制御の中間転写ベルトのクリーニング工程を説明する図である。
【図１２】実施例２のトナー帯電ローラ近傍の構成を説明する図である。
【図１３】実施例２における第２の階調制御の中間転写ベルトのクリーニング工程を説明する図である。
【図１４】実施例２のトナー補助帯電ブラシのトナー回収率を説明する図である。
【図１５】実施例３における第２の階調制御のテストパターンを説明する図である。
【図１６】実施例３における第２の階調制御の中間転写ベルトのクリーニング工程を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係るカラー画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００１８】
実施例１
図１に、本発明に係るカラー画像形成装置の一実施例の全体構成を示す。本実施例にて、画像形成装置は、電子写真方式を採用した４ドラムフルカラー画像形成装置とされる。
【００１９】
（画像形成装置の全体構成）
図１に示すように、４ドラムフルカラー画像形成装置は、複数の、本実施例では４つの画像形成のためのステーションＳ、即ち、第１〜第４ステーションＳａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄを備えている。
【００２０】
また、各ステーションＳは、それぞれ像担持体であるドラム状の電子写真感光体、即ち、感光ドラム１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）を有している。感光ドラム１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）は、無端ベルト状の中間転写体、即ち、中間転写ベルト１３の移動方向に沿って順次配置されている。中間転写ベルト１３の移動方向に関して感光ドラム１ａが最上流の感光ドラムに対応し、感光ドラム１ｄが最下流の感光ドラムに対応する。
【００２１】
各ステーションＳは、同様の構成とされ、それぞれ感光ドラム１の周囲に、帯電手段としての一次帯電ローラ２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）及び現像手段としての現像ユニット８（８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ）が配置されている。更に、感光ドラム１の周囲には、クリーニング手段としてのクリーニングユニット３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）及び露光手段としてのレーザ露光装置１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ）を備えている。感光ドラム１、帯電ローラ２、現像ユニット８、クリーニングユニット３は、一体型のプロセスカートリッジ９（９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ）を構成している。
【００２２】
また、各現像ユニット８は、現像スリーブ４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）、現像剤塗布ブレード７（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ）を備えており、それぞれ、異なる色の非磁性一成分現像剤５（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）を収容している。
【００２３】
更に、感光ドラム１と共に中間転写ベルト１３を挟持する位置には、感光ドラム１と共に一次転写部Ｔ１（Ｔ１ａ、Ｔ１ｂ、Ｔ１c，Ｔ１ｄ）を形成する一次転写部材である一次転写ローラ１０（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ）が対向設置されている。
【００２４】
一方、中間転写ベルト１３は、駆動ローラ１４、テンションローラ１５、二次転写対向ローラ２４に張架され、矢印方向に循環移動可能とされる。また、二次転写対向ローラ２４の中間転写ベルト１３を挟んだ位置には、二次転写対向ローラ２４と共に二次転写部Ｔ２を形成する二次転写部材である二次転写ローラ２５が対向配置されている。
【００２５】
また、装置本体の下部には、二次転写部Ｔ２に転写材Ｐを給送する転写材カセット１６が配置されている。
【００２６】
（カラー画像形成動作）
次に、カラー画像形成動作について詳しく説明する。
【００２７】
本実施例では、第１ステーションＳａをイエロー（Ｙ）、第２ステーションＳｂをマゼンタ（Ｍ）、第３ステーションＳｃをシアン（Ｃ）、第４ステーションＳｄをブラック（Ｋ）色の画像形成部としている。
【００２８】
画像形成動作がスタートすると、感光ドラム１ａ〜１ｄや中間転写ベルト１３等は、所定のプロセススピードで矢印方向に回転を始める。感光ドラム１ａは、帯電ローラ２ａに帯電バイアス電源２０ａよって一様に負極性に帯電され、続いて露光手段１１ａからの走査ビーム１２ａによって画像情報に従った静電潜像が形成される。
【００２９】
現像ユニット８ａ内のトナー５ａは、現像剤塗布ブレード７ａによって負極性に帯電されて現像スリーブ４ａに塗布される。そして、現像スリーブ４ａには、現像バイアス電源２１ａより、所定の電圧が供給され、感光ドラム１ａが回転して感光ドラム１ａ上に形成された静電潜像が現像スリーブ４ａに到達すると、静電潜像は負極性のトナーによって可視化され、感光ドラム１ａ上には第１色目（本実施例では、Ｙ）のトナー像が形成される。
【００３０】
尚、第２〜第４ステーションＳｂ〜Ｓｄも第１ステーションＳａと同様の構成とされ、第１ステーションＳａと同様の動作を行うので、第２〜第４ステーションＳｂ〜Ｓｄについての動作説明は省略する。
【００３１】
次に、４つの感光ドラム１ａ〜１ｄ全てに対し当接するように配置された中間転写ベルト１３には、上述のように、感光ドラム１ａ〜１ｄとの対向部に１次転写ローラ１０ａ〜１０ｄが配置されている。１次転写ローラ１０ａ〜１０ｄに１次転写バイアス電源２２ａよりトナーと逆極性である正極性の直流電圧を印加して、感光ドラム１ａ〜１ｄ上に形成されたトナー像を、中間転写ベルト１３にトナー像を転写していき、中間転写ベルト１３上に多重画像を形成する。
【００３２】
その後、露光による静電潜像の作像に合わせて、転写材カセット１６に積載されている転写材Ｐは、給紙ローラ１７によりピックアップされ、不図示の搬送ローラによりレジストローラ１８にまで搬送される。転写材Ｐは、中間転写ベルト１３上のトナー像に同期してレジストローラ１８によって、中間転写ベルト１３と２次転写手段である２次転写ローラ２５とで形成される当接部（二次転写部Ｔ２）へ搬送される。その後、２次転写ローラ２５には２次転写バイアス電源２６により、トナーと逆極性である正極性の電圧印加され、中間転写ベルト１３上に担持された４色の多重トナー像は、一括して転写材Ｐ上に静電的に２次転写される。２次転写終了後の転写材Ｐは、定着手段１９へと搬送され、トナー像の定着を受けて画像形成物（プリント、コピー）として画像形成装置外へと排出される。
【００３３】
一方、２次転写を終えた後、中間転写ベルト１３上に残留した２次転写残トナーは、中間転写ベルト１３に当接配置されたトナー帯電手段であるトナー帯電ローラ２７により帯電される。帯電された２次転写残トナーは、第１ステーションＳａで感光ドラム１ａに逆転写されて、感光ドラム１ａに当接するクリーニングユニット３ａにより回収され、中間転写ベルト１３はクリーニングされる。
【００３４】
２次転写残トナーが感光ドラム１ａに逆転写されるメカニズムを以下に説明する。
【００３５】
トナー帯電ローラ２７には、トナー帯電バイアス電源２８が接続されている。２次転写残トナーは、トナー帯電バイアス電源２８からトナー帯電ローラ２７に供給される電圧（本実施例では直流電圧に交流電圧を重畳しており、直流電圧の極性にトナーを帯電する。詳細は後述するが、これにより、現像時の帯電極性（本実施例では、負極性）とは逆極性（本実施例では正極性）に帯電される。その後、正極性に帯電された２次転写残トナーは、１次転写部（Ｔ１ａ）において正極性の電圧を印加されている１次転写ローラ１０ａと負極性に帯電されている感光ドラム１ａ間に発生する電界により、感光ドラム１ａに逆転写される。
【００３６】
本実施例においては、中間転写ベルト１３は、上述のように、その張架部材として２次転写対向ローラ２４、駆動ローラ１４、テンションローラ１５の３本のローラにより支持されており、適当なテンションが維持されるようになっている。駆動ローラ１４を駆動させることにより中間転写ベルト１３は、感光ドラム１ａ〜１ｄに対して順方向に略同速度で移動する。
【００３７】
また、中間転写ベルト１３は、矢印方向に回転し、１次転写ローラ１０ａの中間転写ベルト１３の回転方向下流側には除電部材２３ａが配置されている。
【００３８】
尚、本実施例においては、中間転写ベルト１３の周長は６５０ｍｍであり、２ページ分のＡ４サイズの画像を中間転写ベルト１３上に担持することができる。
【００３９】
次に、本実施例に画像濃度検知、階調補正について説明する。
【００４０】
本実施例において、画像形成装置には画像濃度検知手段として、濃度検知センサ２９を設けている。図２に示すように、濃度検知センサ２９は、ＬＥＤなどの発光素子３０とフォトダイオードなどの受光素子３１、３２、ホルダー３３から構成されている。濃度検知センサ２９は、中間転写ベルト１３上に形成された画像濃度制御用のトナー像Ｔに対して、発光素子３０から光を照射して、反射光を受光素子３１、３２により検知することでトナー像Ｔの濃度を測定している。なお、受光素子３１は乱反射光を、受光素子３２は正反射光を検知している。本実施例では、詳しくは後述するが、濃度検知センサ２９の検知結果によって画像を補正するために、画像形成装置制御部の画像補正手段により補正モードが実行される。
【００４１】
また、本実施例では、カラー画像形成装置に温湿度検知センサ３４が設けられている。この温湿度センサ３４を用いて、カラー画像形成装置の置かれている雰囲気の温湿度測定を行う。
【００４２】
電子写真方式のカラー画像形成装置では、使用する環境の変化、及び画像形成枚数などの諸条件によって、画像濃度が変動すると、本来の正しい色調が得られなくなってしまう。そこで、本実施例では画像濃度制御を行い常に安定した色調の画像が得られるようにしている。
【００４３】
また、本実施例での画像濃度制御は、画像の最大濃度を所定の濃度に合わせる最大濃度制御と画像の階調特性を所定の特性に合わせる階調制御とからなる。
【００４４】
最大濃度制御は、温湿度検知センサ３４が検知した温湿度に対応して、予め設定されたルックアップテーブルに基づき、帯電バイアス電源２０ａ〜２０ｄの出力電圧及び現像バイアス電源２１ａ〜２１ｄの出力電圧を決定している。
【００４５】
階調制御は、最大濃度制御により帯電バイアス電源２０ａ〜２０ｄの出力電圧及び現像バイアス電源２１ａ〜２１ｄの出力電圧を決定後に実行される制御であり、画像補正手段により第１の補正モードと第２の補正モードとが実行される。具体的には以下の動作で実行している。
【００４６】
階調制御を実行するにあたり各種データのやり取りは、図３に示すカラー画像形成装置概略図を用いて説明する。
【００４７】
尚、図１に示す本実施例に係るカラー画像形成装置は、画像形成部３７、画像形成部３７を制御する制御部３６、不図示のコンピュータなどの情報処理装置から画像情報を受け取り、展開するビデオコントローラ部３５から構成されている。また、画像形成部３７は、帯電、露光、現像、転写、クリーング、定着など一連の画像形成動作を行う作像定着部４２、中間転写ベルト１３上に形成されたテストパターン像を検知する濃度検知センサ２９、カラー画像形成装置の雰囲気の温湿度を検知する温湿度検知センサ３４から構成されている。また、制御部３６は、階調制御用のテストパターンを発生させるテストパターン発生手段３８、ＣＰＵ３９、ＲＯＭ４０、ＲＡＭ４１より構成されている。
【００４８】
カラー画像形成装置の電源投入、若しくは、電源投入からの経過時間、画像形成枚数、ユーザからの指示などの適当なタイミングを制御部３６内のＣＰＵ３９が検出する。すると、画像補正手段として機能するＣＰＵ３９は、ＲＯＭ４０に格納されているプログラムを実行して、階調制御をスタートさせる。制御部３６内のＣＰＵ３９は、カラー画像形成装置本体の初期動作を開始すると共に、作像定着部４２を構成する感光ドラム１ａを帯電バイアス電源２０ａから供給される所定電圧で帯電する。
【００４９】
次に、ＣＰＵ３０はテストパターン発生手段３８から発生させた階調制御用トナー像の画像データを露光装置１１ａ〜１１ｄに送り、感光ドラム１ａ〜１ｄ上に回転方向に沿って、図４に示すようなＴＹ１〜ＴＹ７の７つのテストパターンの潜像を形成する。
【００５０】
尚、検知用パターンＴＹ１〜ＴＹ７は所定の間隔で濃度が変化するように、画像データＳＹ１〜ＳＹ７が予め設定されており、本実施例では、ＳＹ１〜ＳＹ７は、１０％〜７０％の印字率の画像データで構成されている。なお、画像データＳＹ１〜ＳＹ７は、予め設定された現像電圧ＶＴＹによってそれぞれ現像される。感光ドラム１ａ上に形成されたテストパターンＴＹ１〜ＴＹ７のトナー像は、感光ドラム１ａと１次転写ローラ１０ａとの間の電圧印加により中間転写ベルト１３に転写される。そして、イエロー（Ｙ）に続いてマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）のテストパターンも同様に形成し、中間転写ベルト１３上にテストパターンが形成される。これらのテストパターンＴＹ１〜ＴＹ７、ＴＭ１〜ＴＭ７、ＴＣ１〜ＴＣ７、ＴＢｋ１〜ＴＢｋ７を濃度検知センサ２９によってそれぞれ測定する。そして、濃度測定値ＤＹ１〜ＤＹ７、ＤＭ１〜ＤＭ７、ＤＣ１〜ＤＣ７、ＤＢｋ１〜ＤＢｋ７を制御部３６内のＲＡＭ３２に書き込む。
【００５１】
検出パターンの測定が終わると画像補正手段としてのＣＰＵ３９は、ＲＡＭ４１に保存された各パターンの濃度と画像データの間を多項式等を使って補間することで、このカラー画像形成装置の階調特性を求める。通常、電子写真式のカラー画像形成装置の階調特性は、図５に示す曲線（Ｂ）のような非線形の形になる。その後、求められた階調特性を図５に示す直線（Ａ）のような線形或いは所定の形になるように、画像形成部３７に入力される画像データと、露光装置に送るデータとの間を調整する階調補正特性であるルックアップテーブルを作り、ＲＡＭ３２内に保存する。以後の画像形成にはこのルックアップテーブルを使って階調の補正を行う。具体的には、濃度測定値ＤＹ１〜ＤＹ７を図５に示す基準値ＤＹ１ｔ〜ＤＹ７ｔになるように画像データを補正するルックアップテーブルを作成している。
【００５２】
以上のようにして求めたルックアップテーブルを用いることで安定した色調のカラー画像を得ることができる。
【００５３】
一方、図６は、トナー帯電ローラ２７、１次転写ローラ１０ａの電圧印加状態と動作内容を模式的に示したものである。図６を用いて、中間転写ベルト１３上に形成されたテストパターンのクリーニング工程を説明する。
【００５４】
濃度検知センサ２９での検知終了後、トナー帯電バイアス電源２８から−１．０ｋＶの負極性の直流電圧をトナー帯電ローラ２７に印加して、トナー帯電ローラ２７表面をテストパターンのトナー像と同極性にする。これにより、トナーを付着させること無く、トナー像を通過させる。その後、１次転写ローラ１０ａ〜１０ｄに負極性電圧を印加して、テストパターンのトナー像の一部を感光ドラム１ａ〜１ｄに逆転写して感光ドラム１ａ〜１ｄに当接するクリーニングユニット３ａ〜３ｄにより回収する。
【００５５】
その後、１次転写部Ｔ１ａ〜Ｔ１ｄにおいて、逆転写できなかった残留トナーは、再度、トナー帯電ローラ２７部に周回してくる。このとき、トナー帯電バイアス電源２８から３．０ｋＶｐｐの矩形の交流電圧に１．０ｋＶの直流電圧が重畳された電圧を印加されたトナー帯電ローラ２７からの放電をうけて、残留トナーは、正極性に帯電される。その後、正極性に帯電されたテストパターンの残留トナーは、正極性の電圧を印加された１次転写ローラ１０ａ〜１０ｄにより１次転写部Ｔ１ａ〜Ｔ１ｄで感光ドラム１ａ〜１ｄに逆転写されて、感光ドラム１ａ〜１ｄに当接するクリーニングユニット３ａ〜３ｄにより回収される。
【００５６】
尚、濃度検知センサ２９での検知終了後の直ぐにテストパターンをトナー帯電ローラ２７で正極性に帯電した場合は、テストパターンのトナー量が多いため、均一帯電が難しい。従って、中間転写ベルト１３上のトナー量を減らす目的で、１次転写ローラ１０ａ〜１０ｄに負極性の電圧を印加して、テストパターンのトナー像の一部を感光ドラム１ａ〜１ｄに逆転写している。
【００５７】
以上のように、第１の補正モードによる第１の階調制御では、濃度検知終了後にクリーニング工程を特別に設け、中間転写ベルト１３を２周させてテストパターンのクリーニングを行っている。
【００５８】
以下に、本実施例の特徴を述べる。
【００５９】
本実施例では、中間転写ベルト１３上に残留するトナーを現像時のトナー極性と逆極性に帯電するトナー帯電ローラ２７を有し、かつ階調制御として、第１の階調制御とは別に、紙間に第２の階調制御を行う。第２の補正モードによる第２の階調制御で用いるテストパターンは、第１の階調制御で用いている最大濃度のテストパターンより単位面積あたりのトナー量の少ないパターンであり、かつ第１の階調制御で用いるテストパターンよりテストパターンの数を少なくすることである。
【００６０】
上述のように、本実施例では、第１の階調制御とは別に、よりテストパターンが少なく、簡易的な第２の階調制御を実行している。具体的には、第２の階調制御は、第１の階調制御により作成されたルックアップテーブルを補正するものである。つまり、第１の階調制御により階調特性を図７に示す直線（Ａ）のように補正しても、連続プリントを重ねた場合や、カラー画像形成装置の置かれている雰囲気環境が変化した場合は、図７示す曲線（Ｃ１）、（Ｃ２）のように変化してしまう。第２の階調補正は、このような画像特性の変化を低濃度域の画像データ（図７ではＳ’Ｙ１）によるテストパターンのみを測定することで捉え、検知結果により、適宜、階調特性を修正することで直線（Ａ）の階調特性に補正する制御である。
【００６１】
図８は、第２の補正モードによる第２の階調制御で形成されるテストパターンを説明するものである。Ｔ’Ｙ１、Ｔ’Ｍ１、Ｔ’Ｃ１、Ｔ’Ｂｋ１という各色１種類のテストパターンを紙間に作成して、濃度検知センサ２９によりテストパターンの濃度Ｄ’Ｙ１、Ｄ’Ｍ１、Ｄ’Ｃ１、Ｄ’Ｂｋ１を検出している。
【００６２】
図９を用いて第２の階調制御で実行されるフローを説明する。
【００６３】
Ｓｔｅｐ１では、図８に示すようなテストパターンをプリント動作中の非画像形成部である紙間に形成し、Ｓｔｅｐ２で中間転写ベルト１３上に転写されたテストパターンを濃度検知センサ２９で検知する。Ｓｔｅｐ３では、テストパターン濃度Ｄ’Ｙ１と基準濃度Ｄ’Ｙｔと比較する。図７の（Ｃ１）のようにＤ’ＹｔがＤ’Ｙ１以上である場合には、Ｓｔｅｐ４としてＤ’Ｙ１のＤ’Ｙｔに対する変化率（Ｄ’Ｙｔ− Ｄ’Ｙ１）／Ｄ’Ｙｔを基準値△Ｄ１と比較する。差分値が０〜△Ｄ１の場合には、検知濃度が第１の階調制御補正した階調特性からずれていないため、Ｓｔｅｐ５として階調補正を実施しない。
【００６４】
Ｓｔｅｐ４において、（Ｄ’Ｙｔ−Ｄ’Ｙ１）／Ｄ’Ｙｔが基準値△Ｄ１より大きい場合には、Ｓｔｅｐ６で、（Ｄ’Ｙｔ−Ｄ’Ｙ１）／Ｄ’Ｙｔを基準値△Ｄ２と比較する。変化率が△Ｄ１から△Ｄ２の範囲である場合には、Ｓｔｅｐ７としてルックアップテーブルの補正を行う。補正値は、画像データごとにＤ’Ｙ１の変化率をベースに決められる。
【００６５】
一方、（Ｄ’Ｙｔ−Ｄ’Ｙ１）／Ｄ’Ｙｔが△Ｄ２より大きい場合には、階調特性のズレ量が大きいため、第１の階調制御の実行要求を行い、プリント動作終了後、第１の階調制御を実行する。本実施例では、△Ｄ１を０．０２として、△Ｄ２を０．１としている。つまり、２％以内の変化は階調補正せず、１０％以上の濃度変化が発生した場合は、第１の階調制御を実行するようにしている。
【００６６】
尚、Ｓｔｅｐ３では、テストパターン濃度Ｄ’Ｙ１と基準濃度Ｄ’Ｙｔと比較する。図７の（Ｃ２）のようにＤ’ＹｔがＤ’Ｙ１未満の場合に実行されるＳｔｅｐ９からＳｔｅｐ１３は、Ｓｔｅｐ４からＳｔｅｐ８で実行されたフローと基準値が異なるだけで、動作は同一なので説明を省略する。また、基準値△Ｄ３、△Ｄ４も上述と同様にそれぞれ、０．０２、０．１に設定されている。
【００６７】
特に、紙間に形成されるＴ’Ｙ１、Ｔ’Ｍ１、Ｔ’Ｃ１、Ｔ’Ｂｋ１の画像データＳ’Ｙ１、Ｓ’Ｍ１、Ｓ’Ｃ１、Ｓ’Ｂｋ１は、第１の階調制御で用いているテストパターンの中の最大画像データを示すＳＹ７、ＳＭ７、ＳＣ７、ＳＢｋ７より小さい画像データのものである。本実施例では、画像データＳ’Ｙ１、Ｓ’Ｍ１、Ｓ’Ｃ１、Ｓ’Ｂｋ１には２０％の印字率を用いている。
【００６８】
本実施例においては、第１の階調制御により、画像データと検知濃度は、図５にて（Ａ）のように線形になるように階調を補正している。第１の階調制御実行後に画像データと単位面積当りトナー量の関係を測定したところ、図１０に示すような関係となった。従って、第１の階調制御実行直後には２０％印字率のテストパターンのトナー量は、０．１ｍｇ／ｃｍ2となる。実際には、第２の階調制御実行時には、第１の階調制御実行直後と比べ階調特性は変化しており、上述したように△Ｄ２、△Ｄ４が±１０％であることより、２０％印字率のテストパターンのトナー量は、０．０９〜０．１１ｍｇ／ｃｍ2の範囲で変化する。それ以上のトナー量変化が生じた場合は、上述のように第１の階調制御を実行する。
【００６９】
図１１は、トナー帯電ローラ２７、１次転写ローラ１０ａの電圧印加状態と動作内容を模式的に示したものである。図１１を用いて、紙間に設けられたテストパターンのクリーング工程について説明する。
【００７０】
プリントを実行中のカラー画像形成装置において、Ｎ枚目とＮ＋１枚目の紙間に形成されたテストパターンＴ’Ｙ１、Ｔ’Ｍ１、Ｔ’Ｃ１、Ｔ’Ｂｋ１は、Ｎ枚目とＮ＋１枚目の２次転写残トナーの間に位置している。そして、中間転写ベルト１３に配置されたトナー帯電手段であるトナー帯電ローラ２７により帯電される。その後、Ｎ＋２枚目とＮ＋３枚目の第１ステーションＳａでの１次転写の紙間で感光ドラム１ａに逆転写されて、感光ドラム１ａに当接するクリーニングユニット３ａにより回収される。尚、Ｎ枚目、Ｎ＋１枚目の２次転写残トナーは、Ｎ＋２枚目とＮ＋３枚目の第１ステーションＳａでの１次転写中に、感光ドラム１ａに逆転写され、感光ドラム１ａに当接するクリーニングユニット３ａにより回収される。
【００７１】
本実施例の作用について説明する。
【００７２】
本実施例の構成において、２次転写残トナー量より、第２の階調制御で用いるテストパターンのトナー量が少なければ、通常プリント時と同様のトナー帯電ローラ２７に印加される電圧条件でクリーニング可能である。例えば、本実施例の画像形成装置では、単色のベタ画像を形成した場合、中間転写ベルト１３上での単位面積あたりのトナー量は０．５ｍｇ／ｃｍ2となるように設定されており、複数色を色重ねした場合の最大印字率は２５０％となるようにビデオコントローラ３５は設定されている。従って、通常のプリント時では、中間転写ベルト１３上には、最大１．２５ｍｇ／ｃｍ2のトナーが担持される。このとき、２次転写効率が９０％であると、２次転写残トナーは、最大０．１３ｍｇ／ｃｍ2となる。この２次転写残トナーをトナー帯電ローラ２７で帯電し、第１ステーションでの１次転写と同時に感光ドラム１ａに逆転写し、感光ドラム１ａに当接するクリーニングユニット３ａにより回収できるようにトナー帯電バイアス電源２８からトナー帯電ローラ２７に印加される電圧は設定されている。
【００７３】
本実施例で実行される第２の階調制御で用いるテストパターンは、２０％の印字率で印字されたパターンであるため、上述したように単位面積当りのトナー量は、０．０９〜０．１１ｍｇ／ｃｍ2となる。従って、第２の補正モード、即ち、第２の階調制御で使用するテストパターンのトナー量は、カラー画像形成装置が印字可能な最大トナー量の画像を転写材に印字した後の中間転写ベルト上の残留トナー量より少ない。このように、テストパターンのトナー量は、通常プリント時の２次転写残トナー量より少ないため、トナー帯電ローラ２７にトナー帯電バイアス電源２８から３．０ｋＶｐｐの矩形の交流電圧に１．０ｋＶの直流電圧を印加することで帯電可能である。そのため、特別なクリーニング工程によるダウンタイムを発生させることなく、通常のプリント工程と同様にテストパターントナーをトナー帯電ローラ２７で正極性に帯電することができる。従って、第１ステーションＳａで１次転写と同時に感光ドラム１ａに逆転写し、感光ドラム１ａに当接するクリーニングユニット３ａにより回収することができる。つまり、中間転写ベルト１３上にテストパターンが残留しないため、第２の階調補正後に特別なクリーニング工程を設ける必要が無く、画像も良好のものを得ることができる。
【００７４】
以上、説明したように、階調制御として、第１の階調制御とは別に、紙間に第２の階調制御を行い、第２の階調制御で用いるテストパターンは、第１の階調制御で用いているテストパターンの最大濃度より濃度の低いパターンとすることで、特別な中間転写ベルト１３のクリーニング工程によりカラー画像形成装置のスループットを低下させること無く、良好な画像を得ることができる。
【００７５】
つまり、本実施例によれば、階調制御として、第１の階調制御とは別に、紙間に第２の階調制御を行い、第２の階調制御で用いるテストパターンは、第１の階調制御で用いているテストパターンの最大濃度より濃度の低いパターンとされる。これは、通常プリント時の２次転写残トナー量より少ない。そのため、トナー帯電手段に印加されている電圧で帯電可能となり、特別なクリーニング工程を用いることなく、通常のプリント工程と同様にテストパターントをトナー帯電手段で帯電し、第１ステーションで１次転写と同時に像担持体に逆転写し、像担持体に当接するクリーニングユニットにより回収することができる。
【００７６】
従って、特別な中間転写体のクリーニング工程によりカラー画像形成装置のスループットを低下させること無く、良好な画像を得ることができる。
【００７７】
実施例２
次に、本発明の実施例２について説明する。本実施例の画像形成装置の全体構成及び作動は実施例１で説明したカラー画像形成装置と同様である。従って、本実施例の画像形成装置の全体構成及び作動についての詳しい説明は、実施例１で説明したカラー画像形成装置の説明を援用する。また、本実施例を適用するカラー画像形成装置の構成において、本実施例の特徴部を説明する際には、前記実施例１と同様のものには、同一部材には同一符号を付し、説明を省略する。
【００７８】
本実施例は、少なくとも中間転写ベルト１３上のトナーの回収を補助する回収補助部材を配置し、その部材で紙間パッチのトナーを一部回収及び帯電を行い、中間転写ベルト１３上のトナー帯電ローラ２７により一括帯電できるようにすることを特徴としている。具体的には、図１２を用いて説明する。
【００７９】
図１２は、トナー帯電ローラ２７近傍の構成を示すものである。本実施例の構成は、トナー帯電ローラ２７に対して中間転写ベルト１３の回転方向上流側に回収補助部材として、トナー補助帯電ブラシ９０を配置した。トナー補助帯電ブラシ９０は、トナー補助帯電バイアス電源９１に接続されている。トナー補助帯電ブラシ９０は、中間転写ベルト１３上のトナーを散らし、平準化している。そのために、トナー補助帯電ブラシ９０通過後にはトナー量が減少することになり、トナー帯電ローラ２７で均一に帯電することが可能となる。
【００８０】
本実施例において、トナー補助帯電ブラシ９０は、２０μＡの一定電流が印加されるようにトナー補助帯電バイアス電源９１は駆動されている。一方、トナー帯電ローラ２７は、１．５ｋＶの直流電圧が印加されている。
【００８１】
尚、第１の階調制御実行後のクリーニング工程では、トナー補助帯電ブラシ９０は、―０．５ＫＶ、トナー帯電ローラ２７には、―１．０ＫＶを印加して、テストパターントナーを通過させた後、実施例１同様の動作でクリーニング工程を実行している。
【００８２】
本実施例では、第２の階調制御は、実施例１の構成と同様に、第１の階調制御よりテストパターンが少なく、簡易的なものであり、第２の階調制御のテストパターン構成、印字率は実施例１と同様であるため説明を省略する。
【００８３】
トナー補助帯電ブラシ９０、トナー帯電ローラ２７、１次転写ローラ１０ａの電圧印加状態と動作内容を模式的に示した図１３を用いて、紙間に設けられたテストパターンのクリーニング工程について説明する。
【００８４】
プリントを実行中のカラー画像形成装置において、Ｎ枚目とＮ＋１枚目の紙間に形成されたテストパターンＴ’Ｙ１、Ｔ’Ｍ１、Ｔ’Ｃ１、Ｔ’Ｂｋ１は、Ｎ枚目とＮ＋１枚目の２次転写残トナーの間に位置しており、中間転写ベルト１３に配置されているトナー補助帯電ブラシ９０により一部回収され、プレ帯電される。その後、トナー帯電手段であるトナー帯電ローラ２７により帯電され、Ｎ＋２枚目とＮ＋３枚目の第１ステーションＳａでの１次転写の紙間で感光ドラム１ａに逆転写されて、感光ドラム１ａに当接するクリーニングユニット３ａにより回収される。
【００８５】
尚、Ｎ枚目、Ｎ＋１枚目の２次転写残トナーは、Ｎ＋２枚目とＮ＋３枚目の第１ステーションＳａでの１次転写中に、感光ドラム１ａに逆転写され、感光ドラム１ａに当接するクリーニングユニット３ａにより回収される。
【００８６】
本実施例の作用について説明する。
【００８７】
本実施例の構成において、２次転写残トナー量より、第２の階調制御で用いるテストパターンのトナー量が少なければ、通常プリント時と同様のトナー補助帯電ブラシ９０、トナー帯電ローラ２７に印加される電圧条件でクリーニング可能である。
【００８８】
例えば、本実施例のカラー画像形成装置では、実施例１同様に単色のベタ画像を形成した場合、中間転写ベルト１３上での単位面積あたりのトナー量は０．５ｍｇ／ｃｍ2となるように設定されており、複数色を色重ねした場合の最大印字率は２５０％となるようにビデオコントローラ３５は設定されている。従って、通常のプリント時では、中間転写ベルト１３上には、最大１．２５ｍｇ／ｃｍ2のトナーが担持される。このとき、２次転写効率が９０％であると、２次転写残トナーは、最大０．１３ｍｇ／ｃｍ2となる。
【００８９】
図１４はトナー補助帯電ブラシ９０に印加される電流とトナーの回収率を示している。図１４では、本実施例でトナー補助帯電ブラシ９０に印加される電流は、２０μＡであり、そのときのトナー回収率は３５％である。このとき、最大０．１３ｍｇ／ｃｍ2の２次転写残トナーは、トナー補助帯電ブラシ９０通過後には、０．０８ｍｇ／ｃｍ2となる。このように、トナー補助帯電ブラシ９０を用いることで、トナー帯電ローラ２７部に侵入するトナー量を減らすことができるためトナー補助帯電ブラシ９０及びトナー帯電ローラ２７は共に交流電圧を用いることなく直流電圧のみでトナーを正極性に帯電することが可能となる。従って、正極性に帯電されたトナーは、１次転写部で感光ドラム１ａに逆転写され、クリーニングユニット３ａで回収される。
【００９０】
一方、本実施例で実行される第２の階調制御で用いるテストパターンは、実施例１と同様のシーケンスにより２０％の印字率で印字されたパターンであるため、上述したように単位面積当りのトナー量は、０．０９〜０．１１ｍｇ／ｃｍ2となる。図１４に示すように、本実施例で用いているトナー補助帯電ブラシ９０には２０μＡの電流が印加されており、そのときのトナー回収率は３５％である。トナー補助帯電ブラシ９０通過後のテストパターンのトナー量は、０．０６〜０．０７ｍｇ／ｃｍ2となり、通常プリント時の２次転写残トナーがトナー補助帯電ブラシ９０通過した後のトナー量０．０８ｍｇ／ｃｍ2より少ない。そのため、本実施例に示されているトナー補助帯電ブラシ９０、トナー帯電ローラ２７に印加されている電圧で帯電可能となる。従って、通常プリント時の２次転写残トナー量より少ないため、トナー補助帯電ブラシ９０には２０μＡの一定電流を印加し、トナー帯電ローラ２７には１．５ｋＶの直流電圧を印加することでトナーの帯電が可能となる。従って、特別なクリーニング工程によるダウンタイムを発生させることなく、通常のプリント工程と同様にテストパターントをトナー帯電ローラ２７で正極性に帯電することができる。従って、第１ステーションＳａで１次転写と同時に感光ドラム１ａに逆転写し、感光ドラム１ａに当接するクリーニングユニット３ａにより回収することができる。つまり、中間転写ベルト１３上にテストパターンが残留しないため、第２の階調補正後に特別なクリーニング工程を設け必要が無く、良好な画像を得ることができる。
【００９１】
以上、説明したように、トナー補助帯電部材９０を配置し、その部材９０で紙間パッチのトナーを回収及び帯電を行い、中間転写ベルト１３上のトナー帯電ローラ２７により一括帯電できるようにする。これにより、直流電圧のみの簡素な高圧構成で、特別な中間転写ベルト１３のクリーニング工程によりカラー画像形成装置のスループットを低下させること無く、良好な画像を得ることができる。
【００９２】
実施例３
次に、本発明の実施例３について説明する。本実施例の画像形成装置の全体構成及び作動は実施例１で説明したカラー画像形成装置と同様である。従って、本実施例の画像形成装置の全体構成及び作動についての詳しい説明は、実施例１で説明したカラー画像形成装置の説明を援用する。また、トナー帯電ローラ２７周辺の構成は、図１２に示す実施例２の構成と同一部材には同一符号を付し説明を省略する。
【００９３】
本実施例は、紙間に印字されたテストパターンが中間転写ベルト１３上に配置されたトナー補助帯電部材であるトナー補助帯電ブラシ９０の位置に到達した場合には、２次転写残トナーを補助帯電する場合に印加される電圧を変化させる。それにより、トナー補助帯電ブラシ９０のテストパターンを回収する効率を向上させ、中間転写体上の帯電手段により一括帯電できるようにすることを特徴としている。
【００９４】
具体的には、本実施例では、トナー補助帯電ブラシ９０は、通常プリントシーケンス時には２０μＡの一定電流が印加され、第２の階調制御を実施した場合は、５μＡの一定電流が印加されるようトナー補助帯電バイアス電源９１は駆動されている。一方、トナー帯電ローラ２７には、実施例２と同様に１．５ｋＶの直流電圧が印加されている。
【００９５】
尚、第１の階調制御実行後のクリーニング工程では、実施例２と同様に、トナー補助帯電ブラシ９０は、―０．５ＫＶ、トナー帯電ローラ２７には、―１．０ＫＶを印加して、テストパターントナーを通過させた後、実施例１と同様の動作でクリーニング工程を実行している。
【００９６】
本実施例における第２の階調制御のテストパターンについて、図１５を用いて説明する。図１５に示すように、Ｎ枚目とＮ＋１枚目の紙間には、Ｔ’Ｙ１、Ｔ’Ｙ２、Ｔ’Ｍ１、Ｔ’Ｍ２というイエローとマゼンタ色のテストパターンを各２種の濃度で作成して、濃度検知センサ２９によりテストパターンの濃度Ｄ’Ｙ１、Ｄ’Ｙ２、Ｄ’Ｍ１、Ｄ’Ｍ２を検出している。
【００９７】
紙間に形成されるＴ’Ｙ１、Ｔ’Ｙ２、Ｔ’Ｍ１、Ｔ’Ｍ２の画像データＳ’Ｙ１、Ｓ’Ｙ２、Ｓ’Ｍ１、Ｓ’Ｍ２は、実施例１と同様の階調制御である第１の階調制御で用いているテストパターンの中の最大画像データＳＹ７、ＳＭ７より小さい画像データのものを用いている。より具体的には、Ｔ’Ｙ１、Ｔ’Ｍ１は２０％、Ｔ’Ｙ２ 、Ｔ’Ｍ２は４０％の印字率の画像データを用いている。尚、シアン、ブラックもイエロー、マゼンタと同様に２種類にテストパターンを用いている。
【００９８】
本実施例における第２の階調制御は、実施例１のものと動作条件は同一であり、Ｔ’Ｙ１、Ｔ’Ｙ２の検知濃度Ｄ’Ｙ１、Ｄ’Ｙ２を基準濃度Ｄ’Ｙｔ１、Ｄ’Ｙｔ２と比較している。Ｄ’Ｙ１、Ｄ’Ｙ２が実施例１と同様の条件、つまり基準濃度Ｄ’Ｙｔ１、Ｄ’Ｙｔ２と比較して、ズレ量が２％〜１０％の場合のみ第１の階調制御で作成されたルックアップテーブルを補正する。実施例１同様に、基準濃度Ｄ’Ｙｔ１、Ｄ’Ｙｔ２からのズレ量が大きい場合は、第１の階調制御を実行し、ズレ量が小さい場合は、ルックアップテーブルの補正は行わない。
【００９９】
図１６は、トナー補助帯電ブラシ９０、トナー帯電ローラ２７、１次転写ローラ１０ａの電圧印加状態と動作内容を模式的に示したものである。図１６を用いて、紙間に設けられたテストパターンのクリーング工程について説明する。
【０１００】
プリントを実行中のカラー画像形成装置において、Ｎ枚目とＮ＋１枚目の紙間に形成されたテストパターンＴ’Ｙ１、Ｔ’Ｙ２、Ｔ’Ｍ１、Ｔ’Ｍ２は、Ｎ枚目とＮ＋１枚目の２次転写残トナーの間に位置している。中間転写ベルト１３に配置されているトナー補助帯電ブラシ９０は、通常プリント時に制御されている電流値より低い電流値で制御され、回収効率を上昇させている。その後、トナー帯電手段であるトナー帯電ローラ２７により帯電され、Ｎ＋２枚目とＮ＋３枚目の第１ステーションＳａでの１次転写の紙間で感光ドラム１ａに逆転写されて、感光ドラム１ａに当接するクリーニングユニット３ａにより回収される。
【０１０１】
尚、Ｎ枚目、Ｎ＋１枚目の２次転写残トナーは、Ｎ＋２枚目とＮ＋３枚目の第１ステーションＳａでの１次転写中に、感光ドラム１ａに逆転写され、感光ドラム１ａに当接するクリーニングユニット３ａにより回収される。
【０１０２】
ここで、イエローとマゼンタについて説明したが、シアン、ブラック色のトナーについても同様のテストパターンをイエローとマゼンタと異なる紙間に作成し、同様の検知、クリーニング工程を行っている。
【０１０３】
本実施例の作用について説明する。
【０１０４】
本実施例の構成において、２次転写残トナー量より、第２の階調制御で用いるテストパターンのトナー量が少なければ、通常プリント時と同様のトナー補助帯電ブラシ９０、トナー帯電ローラ２７に印加される電圧条件でクリーニング可能である。
【０１０５】
例えば、本実施例の画像形成装置では、単色のベタ画像を形成した場合、中間転写ベルト１３上での単位面積あたりのトナー量は０．５ｍｇ／ｃｍ2となるように設定されており、複数色を色重ねした場合の最大印字率は２５０％となるようにビデオコントローラ３５は設定されている。従って、通常のプリント時では、中間転写ベルト１３上には、最大１．２５ｍｇ／ｃｍ2のトナーが担持される。このとき、２次転写効率が９０％であると、２次転写残トナーは、最大０．１３ｍｇ／ｃｍ2となる。実施例２同様に、通常プリント時においてはトナー補助帯電ブラシ９０に印加される電流は、２０μＡであり、図１４によるとトナー回収率は３５％である。このとき、最大０．１３ｍｇ／ｃｍ2の２次転写残トナーは、トナー補助帯電ブラシ９０通過後には、０．０８ｍｇ／ｃｍ2となる。このように、トナー補助帯電ブラシ９０を用いることで、トナー帯電ローラ２７部に侵入するトナー量を減らすことができるためトナー補助帯電ブラシ９０及びトナー帯電ローラ２７は共に交流電圧を用いることなく直流電圧のみでトナーを正極性に帯電することが可能となる。従って、正極性に帯電されたトナーは、１次転写部で感光ドラム１ａに逆転写され、クリーニングユニット３ａで回収される。
【０１０６】
本実施例では、本実施例で実行される第２の階調制御で用いるテストパターンは、実施例１と同様のシーケンスにより２０％、４０％の印字率で印字されたパターンである。２０％印字率のパターンの単位面積当りのトナー量は、０．０９〜０．１１ｍｇ／ｃｍ2、４０％印字率のパターンの単位面積あたりのトナー量は、０．１８〜０．２２ｍｇ／ｃｍ2となる。本実施例では、紙間に形成された第２の階調制御で用いるテストパターンに対して、トナー補助帯電ブラシ９０にトナーの一部を回収するのに適した電圧を印加している。
【０１０７】
具体的には、図１４を用いて説明する。図１４によると、テストパターンに対するトナー補助帯電ブラシ９０のトナー回収量は、０〜５μＡにかけて向上し、５〜１５μＡで減少傾向を示し、１５μＡ以上で飽和している。これは、５μＡ以上では、トナー補助帯電ブラシ９０と中間転写ベルト１３との間で放電が発生するため、中間転写ベルト１３上のトナーを正極性に帯電してトナー補助帯電ブラシ９０の帯電性能が低下している。従って、本実施例では、トナー回収性能の最大の７０％となる５μＡの一定電流となるようにトナー補助帯電バイアス電源９１が駆動している。従って、２０％、４０％の印字率で印字されたテストパターンは、それぞれトナー補助帯電ブラシ９０通過後には、トナー量は、０．０２７〜０．３３ｍｇ／ｃｍ2、０．０５４〜０．０６６ｍｇ／ｃｍ2となる。通常プリント時の２次転写残トナーがトナー補助帯電ブラシ９０通過した後のトナー量０．０８ｍｇ／ｃｍ2より少ないため、本実施例に示されているトナー補助帯電ブラシ９０、トナー帯電ローラ２７に印加されている電圧で帯電可能となる。つまり、第２の階調制御で用いるテストパターン部の通過時のみ、トナー補助帯電ブラシ９０にトナーの回収効率の良い５μＡの一定電流を印加することで、通常プリント時の２次転写残トナー量より多いテストパターンであってもトナー補助帯電ブラシ９０通過後のトナー量が少なくなる。そのため、テストパターンのトナーをトナー帯電ローラ２７で正極性に帯電することができ、第１ステーションＳａで１次転写と同時に感光ドラム１ａに逆転写し、感光ドラム１ａに当接するクリーニングユニット３ａにより回収することができる。従って、中間転写ベルト１３上にテストパターンは残留しないため、第２の階調制御後に特別なクリーニング工程によるダウンタイムを発生させることなく、良好な画像を得ることができる。
【０１０８】
以上説明したように、トナー補助帯電ブラシ９０を用いて、トナー補助帯電ブラシ９０のテストパターン部のトナー回収効率を上げることで、中間転写ベルト１３上にテストパターンの濃度を上げることができる。そのため、テストパターンの選択自由度が広がり、第２の階調制御の精度を向上させることができるだけでなく、特別な中間転写ベルト１３のクリーニング工程によりカラー画像形成装置のスループットを低下させること無く、良好な画像を得ることができる。
【符号の説明】
【０１０９】
１ 感光ドラム（像担持体）
１３ 中間転写ベルト（中間転写体）
１０ １次転写ローラ（一次帯電手段）
２７ トナー帯電ローラ（トナー帯電手段）
２８ トナー帯電バイアス電源
２９ 濃度検知センサ（画像濃度検知手段）
９０ トナー補助帯電ブラシ（トナー補助帯電手段）
９１ トナー補助帯電バイアス電源
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体のトナー像を静電的に転写させる中間転写体と、前記中間転写体上のトナー像を転写材に静電的に転写し、前記中間転写体から転写材にトナー像が転写された後に前記中間転写体上に残留するトナーを現像時のトナー極性と逆極性に帯電するトナー帯電手段と、を有し、
複数のテストパターンを形成し、前記テストパターンを検知する画像濃度検知手段と、前記画像濃度検知手段の検知結果によって画像を補正する画像補正手段と、を有する画像形成装置において、
複数色のテストパターンを検出する第１の補正モードと、前記第１の補正モードよりテストパターン数が少ない第２の補正モードとを有し、
第２の補正モードで用いるテストパターンは、前記第１の補正モードで用いる複数のテストパターンの中で単位面積あたりのトナー量が最も多いテストパターンより単位面積あたりのトナー量が少なく、
前記第２の補正モードは、プリント動作中の非画像形成部にて実行され、前記第２の補正モードで前記中間転写体上に形成されたテストパターンは、前記画像濃度検知手段に検知された後、前記像担持体に逆転写されることを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項２】
前記第１の補正モードで補正した画像特性を、前記第２の補正モードで検知した結果により修正することを特徴とする請求項１に記載のカラー画像形成装置。
【請求項３】
前記第２の補正モードで使用するテストパターンのトナー量が、カラー画像形成装置が印字可能な最大トナー量の画像を転写材に印字した後の前記中間転写体上の残留トナー量より少ないことを特徴とする請求項１又は２に記載のカラー画像形成装置。
【請求項４】
前記トナー帯電手段が、少なくとも２つの帯電手段により構成され、１つの前記帯電手段は、前記中間転写体上に残留する前記第２の補正モードのテストパターンの一部を回収するトナー補助帯電手段であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかの項に記載のカラー画像形成装置。
【請求項５】
前記トナー補助帯電手段に印加する電圧を、前記第１の補正モードと前記第２の補正モードで変化させることを特徴とする請求項４に記載のカラー画像形成装置。
【請求項１】
トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体のトナー像を静電的に転写させる中間転写体と、前記中間転写体上のトナー像を転写材に静電的に転写し、前記中間転写体から転写材にトナー像が転写された後に前記中間転写体上に残留するトナーを現像時のトナー極性と逆極性に帯電するトナー帯電手段と、を有し、
複数のテストパターンを形成し、前記テストパターンを検知する画像濃度検知手段と、前記画像濃度検知手段の検知結果によって画像を補正する画像補正手段と、を有する画像形成装置において、
複数色のテストパターンを検出する第１の補正モードと、前記第１の補正モードよりテストパターン数が少ない第２の補正モードとを有し、
第２の補正モードで用いるテストパターンは、前記第１の補正モードで用いる複数のテストパターンの中で単位面積あたりのトナー量が最も多いテストパターンより単位面積あたりのトナー量が少なく、
前記第２の補正モードは、プリント動作中の非画像形成部にて実行され、前記第２の補正モードで前記中間転写体上に形成されたテストパターンは、前記画像濃度検知手段に検知された後、前記像担持体に逆転写されることを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項２】
前記第１の補正モードで補正した画像特性を、前記第２の補正モードで検知した結果により修正することを特徴とする請求項１に記載のカラー画像形成装置。
【請求項３】
前記第２の補正モードで使用するテストパターンのトナー量が、カラー画像形成装置が印字可能な最大トナー量の画像を転写材に印字した後の前記中間転写体上の残留トナー量より少ないことを特徴とする請求項１又は２に記載のカラー画像形成装置。
【請求項４】
前記トナー帯電手段が、少なくとも２つの帯電手段により構成され、１つの前記帯電手段は、前記中間転写体上に残留する前記第２の補正モードのテストパターンの一部を回収するトナー補助帯電手段であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかの項に記載のカラー画像形成装置。
【請求項５】
前記トナー補助帯電手段に印加する電圧を、前記第１の補正モードと前記第２の補正モードで変化させることを特徴とする請求項４に記載のカラー画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１３−５７７５９（Ｐ２０１３−５７７５９Ａ）
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９５３９６（Ｐ２０１１−１９５３９６）
【出願日】平成２３年９月７日（２０１１．９．７）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月７日（２０１１．９．７）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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