画像形成装置
【課題】転写効率を精度よく制御することが可能な画像形成装置を提供することである。
【解決手段】センサ７１は、距離Ａ＜距離Ｂという条件を満たす位置に取り付けられる。ここで言う距離Ａとは、センサ７１がパターン画像Ｐの濃度を検出する際の転写位置であるニップ部Ｎからセンサ７１の検出位置までの距離ことであり、距離Ｂとは、用紙の先端からパターン画像Ｐの端部までの距離である。センサ７１は、上記の条件が満たされる位置に取り付けられることで、少なくともニップ部Ｎで挟持された用紙上にあるパターン画像Ｐの濃度を検出することができる。そのため、用紙を搬送する際の用紙のばたつきや用紙の姿勢変化が抑えられている用紙上にあるパターン画像Ｐの濃度を検出することができる。結果、転写効率を精度よく制御することが可能となる。
【解決手段】センサ７１は、距離Ａ＜距離Ｂという条件を満たす位置に取り付けられる。ここで言う距離Ａとは、センサ７１がパターン画像Ｐの濃度を検出する際の転写位置であるニップ部Ｎからセンサ７１の検出位置までの距離ことであり、距離Ｂとは、用紙の先端からパターン画像Ｐの端部までの距離である。センサ７１は、上記の条件が満たされる位置に取り付けられることで、少なくともニップ部Ｎで挟持された用紙上にあるパターン画像Ｐの濃度を検出することができる。そのため、用紙を搬送する際の用紙のばたつきや用紙の姿勢変化が抑えられている用紙上にあるパターン画像Ｐの濃度を検出することができる。結果、転写効率を精度よく制御することが可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、記録媒体へ印刷される画像の濃度を一定に保持するために、転写部での転写効率を制御することが知られている。転写部での転写効率を制御する文献として、以下のものがある。
【０００３】
特許文献１では、現像器から供給された現像剤により感光体ドラム上にて現像された第１トナー像の濃度、その第１トナー像が感光体ドラムから中間転写体へと転写された第２トナー像の濃度、およびその第２トナー像が中間転写体から記録媒体上へと転写された第３トナー像の濃度をそれぞれ検出する。その後、得られたそれらの濃度を比較して、感光体ドラムと中間転写体との間の第１転写効率と、中間転写体と記録媒体との間の第２転写効率とを算出することにより、第１転写効率および第２転写効率が制御されている。なお、第１転写効率および第２転写効率の制御対象としては、現像バイアス電圧、感光体ドラム帯電電圧、転写バイアス電圧等の転写パラメータがある。
【０００４】
これ以外にも、転写効率を制御する際に記録媒体へのトナー像の定着による影響を考慮しているものとして特許文献２がある。すなわち、特許文献１では、定着による加熱及び加圧が起因となり発生するカラーバランスの変化が考慮されていない。そこで、特許文献２では、定着後に記録媒体に形成されたトナー像の濃度を検出するセンサを設け、そのセンサの検出結果を、画像形成における露光量、プロセス条件、ルックアップテーブルなどのプロセス条件にフィードバックしている。
【０００５】
また、上記とは異なる観点で、装置の省スペース化、およびコスト削減を目的として、転写効率を測定するためのセンサの数を減らすことが望まれている。これに関して、上記の特許文献１には、現像器から供給された現像剤により感光体ドラム上にて現像された第１トナー像の濃度と、中間転写体から記録媒体上へと転写された第３トナー像の濃度とを、１つのセンサで検出することが記載されている。具体的には、このセンサは回転可能なようにマウントで支持されており、センサが回転することで、第１トナー像の濃度を検出する際にはセンサの面と感光体ドラムの表面とが対向し、第３トナー像の濃度を検出する際にはセンサの面と記録媒体の搬送路とが対向する。
【０００６】
上記のことから、転写前のトナー像の濃度と、定着後のトナー像（以下、パターン画像と称す）の濃度とを１つのセンサで検出し、転写効率を制御することが考えられている。この場合、感光体ドラムまたは中間転写体にあるトナー像の濃度と、パターン画像の濃度とを検出できる位置にセンサを１つ設ける必要があるので、センサは記録媒体の搬送方向に対して転写部よりも上流側に配置されることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−２４２２５０号公報
【特許文献２】特開２００３−０８４５３２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、転写前のトナー像の濃度とパターン画像の濃度とを１つのセンサで検出しようと上記した位置にセンサを配置すると、記録媒体に形成されたパターン画像の位置によってはパターン画像の濃度を精度よく検出することができない。そのため、転写効率も精度よく制御されないという問題が発生している。
【０００９】
発明者は、この問題を調査し、センサがパターン画像の濃度を検出する際に、センサの検出位置において記録媒体にあるパターン画像とセンサとの距離が変化してしまいうことが原因であることを見出した。例えば、記録媒体が転写部に突入する前にパターン画像の濃度を検出しようとすると、搬送の振動によって記録媒体の搬送方向下流側がばたつき、これによりパターン画像とセンサ間の距離が変化してしまう。また、センサがパターン画像の濃度を検出している最中に当該記録媒体が転写部に突入すると、突入時の衝撃で記録媒体の姿勢が変化し、パターン画像とセンサ間の距離が変化する。さらに、後者においては、突入時の衝撃次第では前者よりもパターン画像とセンサ間の距離の変化が大きくなることがあり、その場合にはパターン画像の濃度を検出できないという事態も発生している。
【００１０】
本発明の目的は、上記事情を考慮してなされたものであり、転写効率を精度よく制御することが可能な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】
【００１１】
本発明の上記目的は、下記の手段によって達成される。
【００１２】
１．記録媒体にパターン画像を形成するためのトナー像を保持する保持部と、
前記保持部が保持する前記トナー像を、搬送路を通ってくる前記記録媒体の所定の位置に転写する転写部と、
前記転写部により転写されたトナー像を、前記パターン画像として前記記録媒体に定着する定着部と、
前記定着部により前記パターン画像が定着された前記記録媒体を、前記転写部に再び搬送するために前記搬送路に導く再搬送部と、
前記保持部が保持する前記トナー像の濃度、および前記記録媒体に形成された前記パターン画像の濃度を検出するセンサと、を備え、
前記センサは、前記搬送路を通る前記記録媒体の搬送方向に対して前記転写部の転写位置よりも上流側の位置であって、前記転写位置から所定の距離だけ離れた位置にあり、
前記所定の距離は、前記センサによる前記パターン画像の濃度が検出される際に、前記搬送路を通る前記記録媒体における前記搬送方向の下流側にある先端から当該記録媒体にある前記パターン画像の端部までの最短距離よりも短いことを特徴とする画像形成装置。
【００１３】
２．前記所定の距離は、前記転写部で形成されるニップ部におけるニップ幅が含まれることを特徴とする前記１に記載の画像形成装置。
【００１４】
３．前記センサを、前記保持部が保持する前記トナー像の濃度を検出する第１位置と、前記記録媒体に形成された前記パターン画像の濃度を検出する第２位置とに切り替える切替機構を備えることを特徴とする前記１または２に記載の画像形成装置。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、センサが、転写部により保持されている記録媒体上にあるパターン画像の濃度を検出する。これにより、記録媒体を搬送する際の記録媒体のばたつきや記録媒体自身の姿勢の変化が抑制される。よって、転写効率を精度よく制御することが可能な画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１の実施形態における画像形成装置１ａの概略図である。
【図２】第１の実施形態における、濃度検出部７０が中間転写ベルトＩＴＢが保持するトナー像の濃度を検出する際の２次転写位置周辺の拡大図である。
【図３】第１の実施形態における、濃度検出部７０が用紙Ｓ上にあるパターン画像の濃度を検出する際の２次転写位置周辺の拡大図である。
【図４】センサ７１の取り付け位置を説明する側面図および下面図である。
【図５】画像形成装置１ａの構成を示すブロック図である。
【図６】ＣＰＵ１０１が転写効率を制御する際の処理に関するフローチャートである。
【図７】反転エッジの説明図である。
【図８】Ｓａｍｅエッジの説明図である。
【図９】第２の実施形態における画像形成装置１ｂの概略図である。
【図１０】反転搬送路９０の正面図および側面図である。
【図１１】第２の実施形態における、濃度検出部７０が感光体ドラム４１上にあるトナー像の濃度を検出する際の転写部の拡大図である。
【図１２】第１の実施形態における、濃度検出部７０が用紙Ｓ上にあるパターン画像Ｐの濃度を検出する際の転写位置周辺の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。また、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率と異なる場合がある。
【００１８】
まず、図１を用いて画像形成装置１ａについて説明する。
【００１９】
図１は、本発明の第１の実施形態における画像形成装置１ａの概略図である。
【００２０】
画像形成装置１ａは、操作パネル１０と、自動原稿給紙装置２０と、読取部３０と、画像形成部４０と、定着部５０と、給紙部６０と、濃度検出部７０と、再搬送部８０ａとを備える。
【００２１】
操作パネル１０は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）の表示面と一体的に形成されたタッチパネル、テンキー、スタート釦、ストップ釦等を備える。ユーザは、操作パネル１０を操作して、原稿設定、画質設定、倍率設定、応用設定、出力設定、片面／両面設定、用紙設定、ページ差し替え機能などの印刷に関する設定を行うことができる。また、操作パネル１０は、ファックスやスキャンやボックス等に関する設定も可能である。
【００２２】
自動原稿給紙装置２０は、ＡＤＦとも呼ばれ、ＡＤＦ用給紙トレイ２１とＡＤＦ用排紙トレイ２２を備え、原稿を読み取るために自動で原稿を給紙する装置である。ＡＤＦ用給紙トレイ２１にセットされた原稿は、図示しないスタート釦の押下を契機に、後記する読取部３０の原稿読取用スリットガラス３１の位置まで搬送され、原稿の画像データが読み取られる。その後、原稿はＡＤＦ用排紙トレイ２２に排紙される。
【００２３】
読取部３０は、原稿読取用スリットガラス３１、プラテンガラス３２、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）３３、および複数のレンズや光源を備え、ＡＤＦ用給紙トレイ２１から原稿読取用スリットガラス３１に搬送された原稿やプラテンガラス３２に置かれた原稿の画像データを取得する。
【００２４】
具体的には、光源がプラテンガラス３２に置かれた原稿に光を照射し、ＣＣＤ３３が当該原稿から反射した反射光を読取ることで原稿の画像データが読み取られる。自動原稿給紙装置２０を使用する場合、ＡＤＦ用給紙トレイ２１に置かれた原稿束から原稿が１枚ずつ読取部３０の原稿読取用スリットガラス３１に搬送され、原稿読取用スリットガラス３１にて原稿の画像データが読取られる。
【００２５】
なお、上記のようにして読取られた画像データは印刷用データとして後記する記憶部としてのハードディスク１０４に記憶される。
【００２６】
画像形成部４０は、後記する定着部５０と連動し、周知の電子写真方式である帯電、露光、現像、転写、定着を行い、後記する給紙部６０から搬送されてきた記録媒体としての用紙に印刷用データに基づく画像を形成する。
【００２７】
具体的には、画像形成部４０は、イエロー色の画像を形成する第１画像形成部４０Ｙ、マゼンタ色の画像を形成する第２画像形成部４０Ｍ、シアン色の画像を形成する第３画像形成部４０Ｃ、および黒色の画像を形成する第４画像形成部４０Ｋを有する。また、画像形成部４０は、第１画像形成部４０Ｙ〜第４画像形成部４０Ｋにより形成されたトナー像Ｔを保持する保持部としての中間転写ベルトＩＴＢ、中間転写ベルトＩＴＢにあるトナー像Ｔを記録媒体である用紙に転写するためのニップ部Ｎを形成する第１ニップ作成ローラ４７と第２ニップ作成ローラ４８、および転写後に中間転写ベルトＩＴＢに残ったトナーを回収するクリーナー部４９も備える。なお、第１ニップ作成ローラ４７と第２ニップ作成ローラ４８は、本発明の転写部として機能する。
【００２８】
以下では、画像形成部４０と定着部５０とが用紙に画像を形成する際の電子写真方式について説明する。この説明においては、第１画像形成部４０Ｙ〜第４画像形成部４０Ｋまで同様な機能を果たすため、第１画像形成部４０Ｙを代表して説明する。なお、本発明における画像形成の方式は、電子写真方式には限定されず、例えば、インクジェット方式であってもよい。
【００２９】
第１画像形成部４０Ｙは、感光体ドラム４１Ｙ、および感光体ドラム４１Ｙの周囲に配置された、帯電手段４２Ｙと、露光手段４３Ｙと、現像手段４４Ｙと、転写手段４５Ｙと、クリーニング手段４６Ｙとを備える。イエロー色のトナー像Ｔを形成する場合、帯電手段４２Ｙにより帯電された感光体ドラム４１Ｙは、印刷用データに基づいて露光手段４３Ｙから発せられるレーザービームにより露光走査される。これにより、感光体ドラム４１Ｙには静電潜像が形成される。次いで、感光体ドラム４１Ｙは、現像手段４４Ｙでイエロー色のトナーを吸着し、転写手段４５Ｙでこのトナー像Ｔを中間転写ベルトＩＴＢに転写（所謂、１次転写）を行う。
【００３０】
その後、中間転写ベルトＩＴＢ上にあるイエロー色のトナー像Ｔには、第２画像形成部４０Ｍ、第３画像形成部４０Ｃ、第４画像形成部４０Ｋでそれぞれ形成された各色のトナー像Ｔが重ね合わされる。このように重ね合わされたトナー像Ｔは、中間転写ベルトＩＴＢに保持された状態でニップ部Ｎまで送られ、給紙部６０から搬送されてきた用紙に転写（所謂、２次転写）される。そして、この用紙は定着部５０に搬送され、用紙上にあるトナー像Ｔは定着部５０によって定着される。
【００３１】
給紙部６０は、収納部として種々の用紙を収納するために複数の用紙トレイ６１〜６４を備える。用紙トレイ６４は手差し用紙トレイである。なお、本発明の第１の実施形態においては、用紙トレイを４つ備えることとするがこれに限定されない。また、必要に応じて大容量の用紙を収納することができる大容量給紙装置を単数又は複数設置させてもよい。
【００３２】
濃度検出部７０は、中間転写ベルトＩＴＢ上にあるトナー像Ｔの濃度と、このトナー像Ｔが定着部５０により用紙上に定着されたパターン画像Ｐの濃度とを検出する。濃度検出部７０の詳細については後記する。
【００３３】
再搬送部８０ａは、用紙にトナー像Ｔを転写する２次転写位置に定着後の用紙を再搬送するための再搬送路８１ａ、８２ａと、反転搬送路８３ａと、複数のローラとを備える。本発明の第１の実施形態において、２次転写位置は、ニップ部Ｎのことであり、本発明の転写位置に相当する。
【００３４】
次に、濃度検出部７０について図２〜４を用いてより詳細に説明する。
【００３５】
図２と図３は、濃度検出部７０が用紙Ｓにトナー像Ｔを転写する２次転写位置周辺の拡大図である。具体的には、図２は、濃度検出部７０が中間転写ベルトＩＴＢにあるトナー像Ｔの濃度を検出する際の２次転写位置周辺の拡大図であり、図３は、濃度検出部７０が用紙Ｓ上にあるパターン画像Ｐの濃度を検出する際の２次転写位置周辺の拡大図である。
【００３６】
濃度検出部７０は、センサ７１と回転機構とを備えている。
【００３７】
センサ７１は、センサ面７１ａに、赤外線の発光素子７１ｂと受光素子７１ｃを有する。発光素子７１ｂと受光素子７１ｃは共通の検出回路（不図示）に接続し、この検出回路が後記するＣＰＵ１０１と接続している。
【００３８】
トナー像Ｔの濃度やパターン画像Ｐの濃度を検出する際には、発光素子７１ｂはＣＰＵ１０１の指示によって赤外光を被検出物に照射する。そして、受光素子７１ｃはこの被検出物から反射された赤外光を受光する。その後、赤外光を受けた受光素子７１ｃから出力されるアナログ信号は、検出回路を経てデジタル信号に変換され、被検出物の濃度データとして後記するハードディスク１０４に格納される。
【００３９】
回転機構は、センサ７１を回転可能に支持するための部材を備えている。本発明の第１の実施形態においては、回転機構は、センサ７１を支持する支持台７２、支持台７２を回転可能な状態で保持するために支持台７２の一方の端部に取り付けられた回転軸７３、支持台７２の他方の端部に取り付けられた弾性部材としてのバネ７４、センサ７１がある面とは反対側の面に接しているカム７５、およびカム７５を回転駆動するためのモータ（不図示）を備える。なお、バネ７４は、回転軸７３を回転中心としたときに支持台７２を時計回りの方向（図２においては下方向）に付勢するための引張りばねである。
【００４０】
ＣＰＵ１０１の指示によってモータが駆動することでカム７５が動き、このカム７５の動きに連動して他の部材が動くことで、センサ７１が、図２に示す状態から図３に示す状態に、また図３に示す状態から図２に示す状態に移動される。すなわち、本発明の第１の実施形態においては、この回転機構が本発明の切替機構に相当する。
【００４１】
以下、センサ７１が移動する際の回転機構の動作について説明する。
【００４２】
図２の状態では、センサ面７１ａと、このセンサ面７１ａに対向する中間転写ベルトＩＴＢとは平行に位置している。なお、ここで言う平行とは、必ずしも平行である必要はない。すなわち、センサ７１が、中間転写ベルトＩＴＢ上にあるトナー像Ｔの濃度を検出するにあたり、センサ７１の仕様を満たす範囲でトナー像Ｔの濃度を適正に検出できればよい。言い換えれば、トナー像Ｔの濃度を適正に検出できる範囲で、センサ面７１ａと中間転写ベルトＩＴＢとが傾いていてもよい。
【００４３】
このような平行状態を維持するため、支持台７２における回転軸７３周りのモーメントが釣り合った状態を保っている。すなわち、回転軸７３を回転中心として、センサ７１と支持台７２の自重とバネ７４の付勢力と、カム７５からの反力とによって生じるモーメントが釣り合っている。なお、本発明の第１の実施形態においては、バネ７４がなくても支持台７２における回転軸７３周りのモーメントは釣り合うので、バネ７４は必ずしも必要ではない。ただし、バネ７４がないことで、用紙Ｓ搬送時における装置の振動に乗じて支持台７２も振動して濃度検出が正確に行われない虞がある。そのため、バネ７４の付勢する力とカム７５からの反発力を支持台７２に加え、支持台７２の位置を規制することが好ましい。
【００４４】
図２に示す状態から図３に示す状態にセンサ７１の位置を変化させる際には、ＣＰＵ１０１はモータを所定時間駆動する。この駆動時間については、後記するＲＯＭ１０２またはハードディスク１０４に予め格納されている。これにより、カム７５が反時計方向に駆動し、センサ７１は回転軸７３を回転中心として時計回りに位置を変位し、その結果、センサ面７１ａと、用紙Ｓ（または、ニップ部Ｎへの用紙Ｓの受け渡しを担う搬送路）とが上述のような平行状態となる。そのため、センサ７１は、図３に示す状態に位置する際にも適正に用紙Ｓ上にあるパターン画像Ｐの濃度を適正に検出できる。
【００４５】
図４を用いて、センサ７１の取り付け位置について説明する。図４（ａ）は、センサ７１の取り付け位置を説明する側面図、図４（ｂ）は下面図である。センサ７１は、搬送路を通る記録媒体である用紙Ｓの搬送方向に対して、転写部の転写位置であるニップ部Ｎよりも搬送方向の上流側の位置に設けられる。
【００４６】
両図において、２次転写位置であるニップ部Ｎからセンサ７１の検出位置までの距離をＡとし、用紙Ｓの先端からパターン画像Ｐの用紙先端側端部までの距離をＢとする。より具体的には、この距離Ｂは、センサ７１によるパターン画像Ｐの濃度が検出される際に、上記の搬送路を通る用紙Ｓにおける搬送方向下流側にある先端から、用紙Ｓにあるパターン画像Ｐの端部までの最短距離のことである。なお、ここで言う搬送方向は、用紙Ｓが給紙部６０からニップ部Ｎに向う方向を指す。
【００４７】
センサ７１は、距離Ａ＜距離Ｂという条件を満たす位置に取り付けられている。この条件が満たされる位置にセンサ７１があることで、センサ７１は、用紙Ｓがニップ部Ｎに挟持された状態で用紙Ｓ上にあるパターン画像Ｐの濃度を検出することができる。そのため、用紙Ｓを搬送する際の用紙Ｓのばたつきや用紙Ｓの姿勢変化が抑えられた状態で用紙Ｓ上にあるパターン画像Ｐの濃度を検出することができる。結果、転写効率を精度よく制御することが可能となる。
【００４８】
なお、距離Ａと距離Ｂは以下の事項を考慮されることが好ましい。
【００４９】
距離Ａについては、ニップ部Ｎでの用紙Ｓの搬送方向における第１ニップ作成ローラ４７と第２ニップ作成ローラ４８が接触しているニップ幅を考慮することがよい。すなわち、このニップ幅をＷとすると、距離ＡにはＷが含まれる。これは次のことを意味している。
【００５０】
センサ７１は、上述した距離Ａ＜距離Ｂという条件を満たす位置に取り付けられることは変わらないが、距離Ａには幅Ｗが含まれるため、用紙Ｓがニップ部Ｎ全体で挟持された状態で、用紙Ｓ上にあるパターン画像Ｐの濃度を検出することができる。そのため、センサ７１は、パターン画像Ｐの濃度を検出する際に、搬送による用紙Ｓのばたつきや用紙Ｓがニップ部Ｎに突入した際の衝撃で発生する用紙Ｓの姿勢変化による影響を極力抑えた状態で濃度を検出することができる。
【００５１】
また、距離Ａには、センサ７１の取り付け誤差や上記した回転機構の部材の設計誤差を考慮していることが好ましい。つまり、これらの誤差の最大値が距離Ａに含まれることで、センサ７１は、用紙Ｓがニップ部Ｎで挟持されていない状態で、用紙Ｓ上にあるパターン画像Ｐの濃度を検出することを避けることができる。
【００５２】
距離Ｂについては、用紙Ｓがニップ部Ｎに突入する直前の当該用紙Ｓの撓み量を実験で求めておき、この撓み量を考慮しておくことが好ましい。図４においては、説明の都合上、用紙Ｓを撓ませていないが、実際には搬送中の用紙Ｓの撓みを避けることが困難な場合が多い。この撓み量が大きいと上記の条件を満たさない場合が発生し得る。そのため、距離Ｂにこの撓み量を考慮しておくことで、センサ７１はニップ部Ｎで挟持されていない用紙Ｓ上にあるパターン画像Ｐの濃度を検出することを避けることができる。
【００５３】
次に、図５と図６を用いて、第１の実施形態における画像形成装置１ａの制御部であるＣＰＵ１０１の動作について説明する。
【００５４】
図５を用いて、第１の実施形態における画像形成装置１ａの電気的構成を説明する。
【００５５】
画像形成装置１ａは、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１０１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１０２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１０３、ハードディスク１０４、ネットワークインターフェース１０５、および上記した操作パネル１０、自動原稿給紙装置２０、読取部３０、画像形成部４０、定着部５０、給紙部６０、濃度検出部７０、再搬送部８０ａを備える。これらはお互いにバスＢＳを介して接続されている。
【００５６】
ＣＰＵ１０１は、上記した各部を統括的に制御する。また、ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２に記憶されている各種プログラムの中から指定されたプログラムをＲＡＭ１０３に展開し、当該ＲＡＭ１０３に展開されたプログラムとの協働で、各種処理を実行する。例えば、ＣＰＵ１０１は後記する転写効率を制御するためのプログラムを実行する。
【００５７】
ＲＯＭ１０２は上記の各種プログラムや各種データを記憶し、ＲＡＭ１０３は作業領域として一時的にこれらのプログラムデータを記憶する。
【００５８】
ハードディスク１０４は、印刷用データ、センサ７１により得た被検出物の濃度データ、カム７５を回転駆動するためのモータの駆動時間、およびパターン画像Ｐの画像データ等を記憶する。なお、これらのデータを他の記憶媒体に記憶させてもよい。例えば、モータの駆動時間についてはＲＯＭ１０２が保持していてもよい。
【００５９】
ネットワークインターフェース１０５は、ＮＩＣ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｃａｒｄ）、ＭＯＤＥＭ（Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ−ＤＥＭｏｄｕｌａｔｏｒ）、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）等の各種インターフェースを備え、外部機器との接続を行う。例えば、ネットワークインターフェース１０５は、外部機器であるパーソナルコンピュータと接続され、当該パーソナルコンピュータからページ記述言語であるＰＤＬ（Ｐａｇｅ ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ Ｌａｎｇｕａｇｅ）からなる印刷データを受信する。なお、受信された印刷データは、ラスタライズされたビットマップ形式の印刷用データに変換される。また、接続される外部機器は複数あってよく、外部機器としてパーソナルコンピュータ以外にも他の複合機、プリンタ、プリントサーバーなどでもよい。
【００６０】
図６は、ＣＰＵ１０１が転写効率を制御する際の処理に関するフローチャートである。このプログラムは、ＲＯＭ１０２またはハードディスク１０４に記憶されている。
【００６１】
ＣＰＵ１０１は、画像形成部４０によりトナー像Ｔを中間転写ベルトＩＴＢに形成した後、センサ７１により中間転写ベルトＩＴＢ上にあるトナー像Ｔの濃度を検出する（Ｓ２０１）。
【００６２】
その後、ＣＰＵ１０１は定着部５０を制御して、検出対象であった用紙Ｓにトナー像Ｔをパターン画像Ｐとして所定の位置に定着する（Ｓ２０２）。ここで言う所定の位置は、上記した距離Ａ＜距離Ｂの条件を満たすような位置のことである。すなわち、ＣＰＵ１０１は、画像形成部４０によりトナー像Ｔを中間転写ベルトＩＴＢに形成の際に、距離Ａ＜距離Ｂの条件を満たすようにトナー像Ｔが用紙Ｓに位置するよう画像形成部４０を制御している。なお、パターン画像Ｐの画像データは、ＲＯＭ１０２またはハードディスク１０４に記憶されているもの以外でもよい。例えば、ユーザが操作パネル１０や外部機器であるパーソナルコンピュータを介してパターン画像Ｐのデータを作成してもよい。この場合、ＣＰＵ１０１は、上記した距離Ａ＜距離Ｂの条件を満たす位置にパターン画像Ｐが位置するように、ユーザの操作を制限する、または画像形成の際に画像形成部４０を制御する。
【００６３】
また、ＣＰＵ１０１は、トナー像Ｔの濃度検出を終了すると、パターン画像Ｐの濃度検出を行うために、濃度検出部７０を制御してセンサ７１を図３に示す状態にする（Ｓ２０３）。なお、本発明の第１の実施形態では、定着後にセンサ７１の位置を変更しているが、定着前に中間転写ベルトＩＴＢ上にあるトナー像Ｔの濃度検出が終わる場合にはこの順序が逆であってもよい。
【００６４】
続いて、ＣＰＵ１０１は、再搬送部８０ａにある複数のローラを制御して検出対象である用紙Ｓを２次転写位置に再搬送し、濃度検出部７０を制御して当該用紙Ｓ上にあるパターン画像Ｐの濃度を検出する（Ｓ２０４）。
【００６５】
その後、ＣＰＵ１０１は、ハードディスク１０４に保存されたトナー像Ｔの濃度データとパターン画像Ｐの濃度データから、２つの濃度データの濃度差を求める（Ｓ２０５）。そして、ＣＰＵ１０１は、この濃度差を用いて２次転写位置における転写条件を補正し、転写効率を制御する（Ｓ２０６）。この補正の方法は周知であるため、詳細な説明を省略する。補正された転写条件は、次の画像形成動作から適用される。
【００６６】
このように、センサ７１が距離Ａ＜距離Ｂの条件を満たす位置に取り付けられているので、用紙Ｓを搬送する際の用紙Ｓのばたつきや用紙Ｓの姿勢変化が抑えられている状態で、用紙Ｓ上にあるパターン画像Ｐの濃度を検出することができる。結果、転写効率を精度よく制御することが可能となる。
【００６７】
本発明の第２の実施形態を図７〜１２を用いて説明する。図７〜１２において、本発明の第１の実施形態と同様な機能を備える部分については、同じ番号を付し、その説明を省略する。
【００６８】
本発明の第１と第２の実施形態における相違点は、以下２点である。
【００６９】
第１の相違点は、定着後の用紙を反転する方式にある。すなわち、本発明の第１の実施形態が反転エッジという方式を採用し、本発明の第２の実施形態がＳａｍｅエッジという方式を採用している。この方式の違いにより、用紙にパターン画像Ｐを形成する位置が変化する。
【００７０】
まず、反転エッジとＳａｍｅエッジの違いについて、図７と図８を用いて説明する。
【００７１】
図７は、反転エッジ方式を採用した画像形成装置１ａにおける２次転写位置周辺の拡大図である。具体的には、図７（ａ）は中間転写ベルトＩＴＢ上にあるトナー像Ｔを用紙Ｓに転写する前の状態を示し、図７（ｂ）は定着後におけるパターン画像Ｐを保持する用紙Ｓが２次転写位置に再搬送されてきた際の状態を示している。
【００７２】
図７（ａ）と図７（ｂ）に示すように、反転エッジ方式では、用紙Ｓが再搬送部８０ａにより再搬送される前と後で２次転写位置における搬送方向に対する用紙Ｓの先端が逆になる。すなわち、図７（ａ）の際に搬送方向に対する用紙Ｓの後端は、図７（ｂ）の際には搬送方向に対して用紙Ｓの先端となる。このため、用紙Ｓには、この用紙Ｓの後端から距離Ｂだけ離れた位置にトナー像Ｔの用紙後端側端部が位置するようにトナー像Ｔが転写される。
【００７３】
一方、Ｓａｍｅエッジ方式の場合には、用紙Ｓが再搬送される前と後で２次転写位置における搬送方向に対する用紙Ｓの先端は変わらない。この説明のため、画像形成装置１ａがＳａｍｅエッジ方式を採用していると仮定した場合の２次転写位置周辺の拡大図を図８に示す。具体的には、図８（ａ）は中間転写ベルトＩＴＢ上にあるトナー像Ｔを用紙Ｓに転写する前の状態を示し、図８（ｂ）は定着後におけるパターン画像Ｐを保持する用紙Ｓが２次転写位置に再搬送されてきた際の状態を示している。
【００７４】
図８（ａ）と図８（ｂ）に示すように、Ｓａｍｅエッジ方式では、用紙Ｓが再搬送される前と後で２次転写位置における搬送方向に対する用紙Ｓの先端が変わらない。すなわち、図８（ａ）の際に搬送方向に対する用紙Ｓの先端は、図８（ｂ）の際にも搬送方向に対して用紙Ｓの先端となる。このため、用紙Ｓには、この用紙Ｓの先端から距離Ｂだけ離れた位置にトナー像Ｔの用紙先端側端部が位置するようにトナー像Ｔが転写される。
【００７５】
第２の相違点は、画像形成部４０による画像形成方式にある。すなわち、本発明の第１の実施形態が中間転写ベルトＩＴＢを採用し、本発明の第２の実施形態が感光体ドラム４１を採用している。この方式の違いにより、本発明の第１と第２の実施形態とで、濃度検出部７０の配置が変化する。
【００７６】
上記の通り、本発明の第１と第２の実施形態には相違点があるが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。例えば、本発明の第１と第２の実施形態の間で、反転エッジ方式とＳａｍｅエッジ方式の入れ替え、および画像形成部４０の入れ替えを行ってもよい。すなわち、本発明の第１の実施形態にＳａｍｅエッジ方式を採用し、本発明の第２の実施形態に反転エッジ方式を採用してもよい。
【００７７】
図９は、Ｓａｍｅエッジ方式を採用した本発明の第２の実施形態における画像形成装置１ｂの概略図である。
【００７８】
画像形成装置１ｂは、操作パネル１０と、自動原稿給紙装置２０と、読取部３０と、画像形成部４０と、定着部５０と、給紙部６０と、濃度検出部７０と、再搬送部８０ｂとを備える。また、画像形成装置１ｂは、図９に図示していないが、本発明の第１の実施形態である画像形成装置１ａと同様に、ＣＰＵ１０１と、ＲＯＭ１０２と、ＲＡＭ１０３と、ハードディスク１０４ともを備える。画像形成装置１ｂは、上記相違点の通り、本発明の第１の実施形態と本発明の第２の実施形態の間で、画像形成部４０と再搬送部８０ｂが異なるが、これら以外のものは本発明の第１の実施形態と同様な機能を備える。
【００７９】
まず、再搬送部８０ｂについて説明する。
【００８０】
再搬送部８０ｂは、用紙Ｓにトナー像Ｔを転写する２次転写位置に定着後の用紙Ｓを再搬送するための再搬送路８１ｂ、８２ｂと、反転搬送路９０と、複数のローラとを備える。
【００８１】
図１０（ａ）は反転搬送路９０の正面図であり、図１０（ｂ）は反転搬送路９０の側面図である。
【００８２】
反転搬送路９０は、用紙Ｓが再搬送部８０ｂにより再搬送される前と後で２次転写位置における搬送方向に対する用紙Ｓの先端を変えずに用紙Ｓの表裏のみを反転するためのものである。
【００８３】
具体的には、反転搬送路９０は、搬送ローラ対９１、９２、９３、９４と、表裏反転ローラ対９５、９６と、搬送ローラ対９１と９２を通る搬送路９１２と、表裏反転ローラ対９５と９６を通る搬送路９５６と、搬送ローラ対９３と９４を通る搬送路９３４とを備える。これらのローラ対の制御はＣＰＵ１０１により行われる。
【００８４】
反転搬送路９０における用紙Ｓの搬送は、以下のように行われる。
【００８５】
すなわち、定着済みの用紙Ｓは、再搬送路８１ａを通った後に搬送ローラ対９１と９２により搬送路９１２に搬送される。その後、この用紙Ｓは、表裏反転ローラ対９５と９６により搬送路９５６を通って搬送ローラ対９３と９４に渡される。そして、搬送ローラ対９３と９４に渡った用紙Ｓは、搬送ローラ対９３と９４により再搬送路８２ｂに向けて搬送され、２次転写位置に再搬送される。このように反転搬送路９０にて用紙Ｓが搬送されることで、２次転写位置における搬送方向に対する用紙Ｓの先端を変えずに用紙Ｓの表裏のみが反転される。
【００８６】
次に、画像形成部４０について説明する。
【００８７】
画像形成部４０には、中間転写ベルトＩＴＢの代わりに感光体ドラム４１が採用されており、この感光体ドラム４１と転写ローラ４５とが用紙Ｓにトナー像Ｔを転写する。この場合、感光体ドラム４１が本発明の保持部に相当し、この感光体ドラム４１と転写ローラ４５が転写部として機能する。なお、これについては、周知の技術であるため、説明を省略する。
【００８８】
最後に、本発明の第２の実施形態における濃度検出部７０について図１１と図１２を用いて説明する。
【００８９】
図１１と図１２は、濃度検出部７０が用紙Ｓにトナー像Ｔを転写する転写位置周辺の拡大図である。具体的には、図１１は、濃度検出部７０が感光体ドラム４１にあるトナー像Ｔの濃度を検出する際の転写位置周辺の拡大図であり、図１２は、濃度検出部７０が用紙Ｓ上にあるパターン画像Ｐの濃度を検出する際の転写位置周辺の拡大図である。
【００９０】
濃度検出部７０は、本発明の第１の実施形態と同様に、センサ７１と回転機構とを備えている。
【００９１】
センサ７１は、本発明の第１の実施形態と同様なため、説明を省略する。
【００９２】
回転機構は、センサ７１を回転可能に支持するための部材を備えている。本発明の第２の実施形態においては、回転機構は、センサ７１を支持するＬ字型の支持台７２、支持台７２を回転可能な状態で保持するために支持台７２の一方の端部に取り付けられた回転軸７３、支持台７２の他方の端部に取り付けられた弾性部材としてのバネ７４、バネ７４が取り付けられている面とは反対側の面に接しているカム７５、およびカム７５を回転駆動するためのモータ（不図示）を備える。なお、バネ７４は、回転軸７３を回転中心としたときに支持台７２を反時計回りの方向（図１１においては右方向）に付勢するための圧縮ばねである。
【００９３】
ＣＰＵ１０１の指示によってモータが駆動することでカム７５が動き、このカム７５の動きに連動して他の部材が動くことで、センサ７１が、図１１に示す状態から図１２に示す状態に、また図１２に示す状態から図１１に示す状態に移動される。すなわち、本発明の第２の実施形態においては、この回転機構が本発明の切替機構に相当する。
【００９４】
センサ７１が移動する際の回転機構の動作について以下で説明する。
【００９５】
図１１の状態では、センサ面７１ａと、このセンサ面７１ａの検出対象である感光体ドラム４１の面（換言すると、センサ７１が感光体ドラム４１におけるトナー像Ｔの濃度を検出する位置における接線）とは平行になっている。なお、ここで言う平行とは、必ずしも平行である必要はない。すなわち、センサ７１が、検出対象である感光体ドラム４１上にあるトナー像Ｔの濃度を検出するにあたり、センサ７１の仕様を満たす範囲でトナー像Ｔの濃度を適正に検出できればよい。言い換えれば、トナー像Ｔの濃度を適正に検出できる範囲で、センサ面７１ａとこのセンサ面７１ａの検出対象である感光体ドラム４１の面とが傾いていてもよい。
【００９６】
このような平行状態を維持するため、支持台７２における回転軸７３周りのモーメントが釣り合った状態を保っている。すなわち、回転軸７３を回転中心として、センサ７１と支持台７２の自重と、バネ７４の付勢力と、カム７５からの反力とによって生じるモーメントが釣り合っている。
【００９７】
図１１に示す状態から図１２に示す状態にセンサ７１の位置を変化させる際には、ＣＰＵ１０１はモータを所定時間駆動する。この駆動時間については、予めＲＯＭ１０２またはハードディスク１０４に格納されている。これにより、カム７５が反時計方向に駆動し、センサ７１は回転軸７３を回転中心として時計回りに位置を変位し、その結果、センサ面７１ａと、用紙Ｓ（または、ニップ部Ｎへの用紙Ｓの受け渡しを担う搬送路）とが上述のような平行状態となる。そのため、センサ７１は、図１２に示す状態に位置する際にも適正に用紙Ｓ上にあるパターン画像Ｐの濃度を適正に検出できる。
【００９８】
また、本発明の第２の実施形態においても、センサ７１は、搬送路を通る記録媒体である用紙Ｓの搬送方向に対して、転写部の転写位置であるニップ部Ｎよりも搬送方向の上流側の位置に、上述した距離Ａ＜距離Ｂという条件を満たす位置に取り付けられている。この条件が満たされる位置にセンサ７１があることで、センサ７１は、少なくともニップ部Ｎで挟持された用紙Ｓ上にあるパターン画像Ｐの濃度を検出することができる。そのため、用紙Ｓを搬送する際の用紙Ｓのばたつきや用紙Ｓの姿勢変化が抑えられている用紙Ｓ上にあるパターン画像Ｐの濃度を検出することができる。結果、転写効率を精度よく制御することが可能となる。
【００９９】
なお、距離Ａと距離Ｂは、本発明の第１の実施形態で記載した事項について同様に考慮されることが好ましい。
【０１００】
以上、本発明の実施形態を説明してきたが、具体的な構成は実施の形態に示したものに限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。
【０１０１】
本発明の実施形態においては、センサ７１の位置を変更するために濃度検出部７０に回転機構を持たせたが、これ以外の切替機構を採用してもよい。例えば、レールと、このレール上を移動可能な支持台とを設け、この支持台にセンサ７１を取り付けてもよい。また、モータの駆動により変位可能なアクチュエータを設け、これにセンサ７１を取り付けてもよい。
【０１０２】
また、本発明の実施形態においては、転写効率を制御する際に用紙Ｓの片面のみにパターン画像Ｐが形成されたものを対象としたが、用紙Ｓの両面にパターン画像Ｐが形成されたものを対象としてもよい。
【０１０３】
また、本発明の実施形態においては、パターン画像Ｐの形状を四角としたが、これに限定されず、丸や楕円や多角形などでもよい。なお、このような形状のパターン画像であったとしても、距離Ｂは、搬送路を通る用紙Ｓにおける搬送方向下流側にある先端から、用紙Ｓにあるパターン画像の端部までの最短距離であることに変わりはない。
【０１０４】
また、本発明の実施形態においては、用紙Ｓ上にある１つのパターン画像の濃度を検出したが、必要に応じて濃度検出部７０を複数設けて、用紙Ｓ上にある複数のパターン画像の濃度を検出してもよい。
【０１０５】
また、本発明の実施形態においては、反転エッジ方式の機能を備える画像形成装置１ａと、Ｓａｍｅエッジ方式の機能を備える画像形成装置１ｂを別々に説明したが、画像形成装置が反転エッジ方式とＳａｍｅエッジ方式の両方の機能を備えてもよい。
【符号の説明】
【０１０６】
１ａ、１ｂ 画像形成装置
１０ 操作パネル
２０ 自動原稿給紙装置
３０ 読取部
４０ 画像形成部
４１Ｙ 第１画像形成部
４１Ｍ 第２画像形成部
４１Ｃ 第３画像形成部
４１Ｋ 第４画像形成部
４１、４１Ｙ 感光体ドラム
４５ 転写ローラ
４５Ｙ 転写手段
４７ 第１ニップ作成ローラ
４８ 第２ニップ作成ローラ
Ｎ ニップ部
ＩＴＢ 中間転写ベルト
５０ 定着部
６０ 給紙部
６１、６２、６３、６４ 用紙トレイ
７０ 濃度検出部
７１ センサ
７１ａ センサ面
７１ｂ 発光素子
７１ｃ 受光素子
７２ 支持台
７３ 回転軸
７４ バネ
７５ カム
８０ａ、８０ｂ 再搬送部
８１ａ、８２ａ、８１ｂ、８２ｂ 再搬送路
８３ａ、９０ 反転搬送路
９１、９２、９３、９４ 搬送ローラ対
９５、９６ 表裏反転ローラ対
９１２、９５６、９３４ 搬送路
１０１ ＣＰＵ
１０２ ＲＯＭ
１０３ ＲＡＭ
１０４ ハードディスク
Ｔ トナー像
Ｐ パターン画像
Ｓ 用紙
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、記録媒体へ印刷される画像の濃度を一定に保持するために、転写部での転写効率を制御することが知られている。転写部での転写効率を制御する文献として、以下のものがある。
【０００３】
特許文献１では、現像器から供給された現像剤により感光体ドラム上にて現像された第１トナー像の濃度、その第１トナー像が感光体ドラムから中間転写体へと転写された第２トナー像の濃度、およびその第２トナー像が中間転写体から記録媒体上へと転写された第３トナー像の濃度をそれぞれ検出する。その後、得られたそれらの濃度を比較して、感光体ドラムと中間転写体との間の第１転写効率と、中間転写体と記録媒体との間の第２転写効率とを算出することにより、第１転写効率および第２転写効率が制御されている。なお、第１転写効率および第２転写効率の制御対象としては、現像バイアス電圧、感光体ドラム帯電電圧、転写バイアス電圧等の転写パラメータがある。
【０００４】
これ以外にも、転写効率を制御する際に記録媒体へのトナー像の定着による影響を考慮しているものとして特許文献２がある。すなわち、特許文献１では、定着による加熱及び加圧が起因となり発生するカラーバランスの変化が考慮されていない。そこで、特許文献２では、定着後に記録媒体に形成されたトナー像の濃度を検出するセンサを設け、そのセンサの検出結果を、画像形成における露光量、プロセス条件、ルックアップテーブルなどのプロセス条件にフィードバックしている。
【０００５】
また、上記とは異なる観点で、装置の省スペース化、およびコスト削減を目的として、転写効率を測定するためのセンサの数を減らすことが望まれている。これに関して、上記の特許文献１には、現像器から供給された現像剤により感光体ドラム上にて現像された第１トナー像の濃度と、中間転写体から記録媒体上へと転写された第３トナー像の濃度とを、１つのセンサで検出することが記載されている。具体的には、このセンサは回転可能なようにマウントで支持されており、センサが回転することで、第１トナー像の濃度を検出する際にはセンサの面と感光体ドラムの表面とが対向し、第３トナー像の濃度を検出する際にはセンサの面と記録媒体の搬送路とが対向する。
【０００６】
上記のことから、転写前のトナー像の濃度と、定着後のトナー像（以下、パターン画像と称す）の濃度とを１つのセンサで検出し、転写効率を制御することが考えられている。この場合、感光体ドラムまたは中間転写体にあるトナー像の濃度と、パターン画像の濃度とを検出できる位置にセンサを１つ設ける必要があるので、センサは記録媒体の搬送方向に対して転写部よりも上流側に配置されることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−２４２２５０号公報
【特許文献２】特開２００３−０８４５３２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、転写前のトナー像の濃度とパターン画像の濃度とを１つのセンサで検出しようと上記した位置にセンサを配置すると、記録媒体に形成されたパターン画像の位置によってはパターン画像の濃度を精度よく検出することができない。そのため、転写効率も精度よく制御されないという問題が発生している。
【０００９】
発明者は、この問題を調査し、センサがパターン画像の濃度を検出する際に、センサの検出位置において記録媒体にあるパターン画像とセンサとの距離が変化してしまいうことが原因であることを見出した。例えば、記録媒体が転写部に突入する前にパターン画像の濃度を検出しようとすると、搬送の振動によって記録媒体の搬送方向下流側がばたつき、これによりパターン画像とセンサ間の距離が変化してしまう。また、センサがパターン画像の濃度を検出している最中に当該記録媒体が転写部に突入すると、突入時の衝撃で記録媒体の姿勢が変化し、パターン画像とセンサ間の距離が変化する。さらに、後者においては、突入時の衝撃次第では前者よりもパターン画像とセンサ間の距離の変化が大きくなることがあり、その場合にはパターン画像の濃度を検出できないという事態も発生している。
【００１０】
本発明の目的は、上記事情を考慮してなされたものであり、転写効率を精度よく制御することが可能な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】
【００１１】
本発明の上記目的は、下記の手段によって達成される。
【００１２】
１．記録媒体にパターン画像を形成するためのトナー像を保持する保持部と、
前記保持部が保持する前記トナー像を、搬送路を通ってくる前記記録媒体の所定の位置に転写する転写部と、
前記転写部により転写されたトナー像を、前記パターン画像として前記記録媒体に定着する定着部と、
前記定着部により前記パターン画像が定着された前記記録媒体を、前記転写部に再び搬送するために前記搬送路に導く再搬送部と、
前記保持部が保持する前記トナー像の濃度、および前記記録媒体に形成された前記パターン画像の濃度を検出するセンサと、を備え、
前記センサは、前記搬送路を通る前記記録媒体の搬送方向に対して前記転写部の転写位置よりも上流側の位置であって、前記転写位置から所定の距離だけ離れた位置にあり、
前記所定の距離は、前記センサによる前記パターン画像の濃度が検出される際に、前記搬送路を通る前記記録媒体における前記搬送方向の下流側にある先端から当該記録媒体にある前記パターン画像の端部までの最短距離よりも短いことを特徴とする画像形成装置。
【００１３】
２．前記所定の距離は、前記転写部で形成されるニップ部におけるニップ幅が含まれることを特徴とする前記１に記載の画像形成装置。
【００１４】
３．前記センサを、前記保持部が保持する前記トナー像の濃度を検出する第１位置と、前記記録媒体に形成された前記パターン画像の濃度を検出する第２位置とに切り替える切替機構を備えることを特徴とする前記１または２に記載の画像形成装置。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、センサが、転写部により保持されている記録媒体上にあるパターン画像の濃度を検出する。これにより、記録媒体を搬送する際の記録媒体のばたつきや記録媒体自身の姿勢の変化が抑制される。よって、転写効率を精度よく制御することが可能な画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１の実施形態における画像形成装置１ａの概略図である。
【図２】第１の実施形態における、濃度検出部７０が中間転写ベルトＩＴＢが保持するトナー像の濃度を検出する際の２次転写位置周辺の拡大図である。
【図３】第１の実施形態における、濃度検出部７０が用紙Ｓ上にあるパターン画像の濃度を検出する際の２次転写位置周辺の拡大図である。
【図４】センサ７１の取り付け位置を説明する側面図および下面図である。
【図５】画像形成装置１ａの構成を示すブロック図である。
【図６】ＣＰＵ１０１が転写効率を制御する際の処理に関するフローチャートである。
【図７】反転エッジの説明図である。
【図８】Ｓａｍｅエッジの説明図である。
【図９】第２の実施形態における画像形成装置１ｂの概略図である。
【図１０】反転搬送路９０の正面図および側面図である。
【図１１】第２の実施形態における、濃度検出部７０が感光体ドラム４１上にあるトナー像の濃度を検出する際の転写部の拡大図である。
【図１２】第１の実施形態における、濃度検出部７０が用紙Ｓ上にあるパターン画像Ｐの濃度を検出する際の転写位置周辺の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。また、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率と異なる場合がある。
【００１８】
まず、図１を用いて画像形成装置１ａについて説明する。
【００１９】
図１は、本発明の第１の実施形態における画像形成装置１ａの概略図である。
【００２０】
画像形成装置１ａは、操作パネル１０と、自動原稿給紙装置２０と、読取部３０と、画像形成部４０と、定着部５０と、給紙部６０と、濃度検出部７０と、再搬送部８０ａとを備える。
【００２１】
操作パネル１０は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）の表示面と一体的に形成されたタッチパネル、テンキー、スタート釦、ストップ釦等を備える。ユーザは、操作パネル１０を操作して、原稿設定、画質設定、倍率設定、応用設定、出力設定、片面／両面設定、用紙設定、ページ差し替え機能などの印刷に関する設定を行うことができる。また、操作パネル１０は、ファックスやスキャンやボックス等に関する設定も可能である。
【００２２】
自動原稿給紙装置２０は、ＡＤＦとも呼ばれ、ＡＤＦ用給紙トレイ２１とＡＤＦ用排紙トレイ２２を備え、原稿を読み取るために自動で原稿を給紙する装置である。ＡＤＦ用給紙トレイ２１にセットされた原稿は、図示しないスタート釦の押下を契機に、後記する読取部３０の原稿読取用スリットガラス３１の位置まで搬送され、原稿の画像データが読み取られる。その後、原稿はＡＤＦ用排紙トレイ２２に排紙される。
【００２３】
読取部３０は、原稿読取用スリットガラス３１、プラテンガラス３２、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）３３、および複数のレンズや光源を備え、ＡＤＦ用給紙トレイ２１から原稿読取用スリットガラス３１に搬送された原稿やプラテンガラス３２に置かれた原稿の画像データを取得する。
【００２４】
具体的には、光源がプラテンガラス３２に置かれた原稿に光を照射し、ＣＣＤ３３が当該原稿から反射した反射光を読取ることで原稿の画像データが読み取られる。自動原稿給紙装置２０を使用する場合、ＡＤＦ用給紙トレイ２１に置かれた原稿束から原稿が１枚ずつ読取部３０の原稿読取用スリットガラス３１に搬送され、原稿読取用スリットガラス３１にて原稿の画像データが読取られる。
【００２５】
なお、上記のようにして読取られた画像データは印刷用データとして後記する記憶部としてのハードディスク１０４に記憶される。
【００２６】
画像形成部４０は、後記する定着部５０と連動し、周知の電子写真方式である帯電、露光、現像、転写、定着を行い、後記する給紙部６０から搬送されてきた記録媒体としての用紙に印刷用データに基づく画像を形成する。
【００２７】
具体的には、画像形成部４０は、イエロー色の画像を形成する第１画像形成部４０Ｙ、マゼンタ色の画像を形成する第２画像形成部４０Ｍ、シアン色の画像を形成する第３画像形成部４０Ｃ、および黒色の画像を形成する第４画像形成部４０Ｋを有する。また、画像形成部４０は、第１画像形成部４０Ｙ〜第４画像形成部４０Ｋにより形成されたトナー像Ｔを保持する保持部としての中間転写ベルトＩＴＢ、中間転写ベルトＩＴＢにあるトナー像Ｔを記録媒体である用紙に転写するためのニップ部Ｎを形成する第１ニップ作成ローラ４７と第２ニップ作成ローラ４８、および転写後に中間転写ベルトＩＴＢに残ったトナーを回収するクリーナー部４９も備える。なお、第１ニップ作成ローラ４７と第２ニップ作成ローラ４８は、本発明の転写部として機能する。
【００２８】
以下では、画像形成部４０と定着部５０とが用紙に画像を形成する際の電子写真方式について説明する。この説明においては、第１画像形成部４０Ｙ〜第４画像形成部４０Ｋまで同様な機能を果たすため、第１画像形成部４０Ｙを代表して説明する。なお、本発明における画像形成の方式は、電子写真方式には限定されず、例えば、インクジェット方式であってもよい。
【００２９】
第１画像形成部４０Ｙは、感光体ドラム４１Ｙ、および感光体ドラム４１Ｙの周囲に配置された、帯電手段４２Ｙと、露光手段４３Ｙと、現像手段４４Ｙと、転写手段４５Ｙと、クリーニング手段４６Ｙとを備える。イエロー色のトナー像Ｔを形成する場合、帯電手段４２Ｙにより帯電された感光体ドラム４１Ｙは、印刷用データに基づいて露光手段４３Ｙから発せられるレーザービームにより露光走査される。これにより、感光体ドラム４１Ｙには静電潜像が形成される。次いで、感光体ドラム４１Ｙは、現像手段４４Ｙでイエロー色のトナーを吸着し、転写手段４５Ｙでこのトナー像Ｔを中間転写ベルトＩＴＢに転写（所謂、１次転写）を行う。
【００３０】
その後、中間転写ベルトＩＴＢ上にあるイエロー色のトナー像Ｔには、第２画像形成部４０Ｍ、第３画像形成部４０Ｃ、第４画像形成部４０Ｋでそれぞれ形成された各色のトナー像Ｔが重ね合わされる。このように重ね合わされたトナー像Ｔは、中間転写ベルトＩＴＢに保持された状態でニップ部Ｎまで送られ、給紙部６０から搬送されてきた用紙に転写（所謂、２次転写）される。そして、この用紙は定着部５０に搬送され、用紙上にあるトナー像Ｔは定着部５０によって定着される。
【００３１】
給紙部６０は、収納部として種々の用紙を収納するために複数の用紙トレイ６１〜６４を備える。用紙トレイ６４は手差し用紙トレイである。なお、本発明の第１の実施形態においては、用紙トレイを４つ備えることとするがこれに限定されない。また、必要に応じて大容量の用紙を収納することができる大容量給紙装置を単数又は複数設置させてもよい。
【００３２】
濃度検出部７０は、中間転写ベルトＩＴＢ上にあるトナー像Ｔの濃度と、このトナー像Ｔが定着部５０により用紙上に定着されたパターン画像Ｐの濃度とを検出する。濃度検出部７０の詳細については後記する。
【００３３】
再搬送部８０ａは、用紙にトナー像Ｔを転写する２次転写位置に定着後の用紙を再搬送するための再搬送路８１ａ、８２ａと、反転搬送路８３ａと、複数のローラとを備える。本発明の第１の実施形態において、２次転写位置は、ニップ部Ｎのことであり、本発明の転写位置に相当する。
【００３４】
次に、濃度検出部７０について図２〜４を用いてより詳細に説明する。
【００３５】
図２と図３は、濃度検出部７０が用紙Ｓにトナー像Ｔを転写する２次転写位置周辺の拡大図である。具体的には、図２は、濃度検出部７０が中間転写ベルトＩＴＢにあるトナー像Ｔの濃度を検出する際の２次転写位置周辺の拡大図であり、図３は、濃度検出部７０が用紙Ｓ上にあるパターン画像Ｐの濃度を検出する際の２次転写位置周辺の拡大図である。
【００３６】
濃度検出部７０は、センサ７１と回転機構とを備えている。
【００３７】
センサ７１は、センサ面７１ａに、赤外線の発光素子７１ｂと受光素子７１ｃを有する。発光素子７１ｂと受光素子７１ｃは共通の検出回路（不図示）に接続し、この検出回路が後記するＣＰＵ１０１と接続している。
【００３８】
トナー像Ｔの濃度やパターン画像Ｐの濃度を検出する際には、発光素子７１ｂはＣＰＵ１０１の指示によって赤外光を被検出物に照射する。そして、受光素子７１ｃはこの被検出物から反射された赤外光を受光する。その後、赤外光を受けた受光素子７１ｃから出力されるアナログ信号は、検出回路を経てデジタル信号に変換され、被検出物の濃度データとして後記するハードディスク１０４に格納される。
【００３９】
回転機構は、センサ７１を回転可能に支持するための部材を備えている。本発明の第１の実施形態においては、回転機構は、センサ７１を支持する支持台７２、支持台７２を回転可能な状態で保持するために支持台７２の一方の端部に取り付けられた回転軸７３、支持台７２の他方の端部に取り付けられた弾性部材としてのバネ７４、センサ７１がある面とは反対側の面に接しているカム７５、およびカム７５を回転駆動するためのモータ（不図示）を備える。なお、バネ７４は、回転軸７３を回転中心としたときに支持台７２を時計回りの方向（図２においては下方向）に付勢するための引張りばねである。
【００４０】
ＣＰＵ１０１の指示によってモータが駆動することでカム７５が動き、このカム７５の動きに連動して他の部材が動くことで、センサ７１が、図２に示す状態から図３に示す状態に、また図３に示す状態から図２に示す状態に移動される。すなわち、本発明の第１の実施形態においては、この回転機構が本発明の切替機構に相当する。
【００４１】
以下、センサ７１が移動する際の回転機構の動作について説明する。
【００４２】
図２の状態では、センサ面７１ａと、このセンサ面７１ａに対向する中間転写ベルトＩＴＢとは平行に位置している。なお、ここで言う平行とは、必ずしも平行である必要はない。すなわち、センサ７１が、中間転写ベルトＩＴＢ上にあるトナー像Ｔの濃度を検出するにあたり、センサ７１の仕様を満たす範囲でトナー像Ｔの濃度を適正に検出できればよい。言い換えれば、トナー像Ｔの濃度を適正に検出できる範囲で、センサ面７１ａと中間転写ベルトＩＴＢとが傾いていてもよい。
【００４３】
このような平行状態を維持するため、支持台７２における回転軸７３周りのモーメントが釣り合った状態を保っている。すなわち、回転軸７３を回転中心として、センサ７１と支持台７２の自重とバネ７４の付勢力と、カム７５からの反力とによって生じるモーメントが釣り合っている。なお、本発明の第１の実施形態においては、バネ７４がなくても支持台７２における回転軸７３周りのモーメントは釣り合うので、バネ７４は必ずしも必要ではない。ただし、バネ７４がないことで、用紙Ｓ搬送時における装置の振動に乗じて支持台７２も振動して濃度検出が正確に行われない虞がある。そのため、バネ７４の付勢する力とカム７５からの反発力を支持台７２に加え、支持台７２の位置を規制することが好ましい。
【００４４】
図２に示す状態から図３に示す状態にセンサ７１の位置を変化させる際には、ＣＰＵ１０１はモータを所定時間駆動する。この駆動時間については、後記するＲＯＭ１０２またはハードディスク１０４に予め格納されている。これにより、カム７５が反時計方向に駆動し、センサ７１は回転軸７３を回転中心として時計回りに位置を変位し、その結果、センサ面７１ａと、用紙Ｓ（または、ニップ部Ｎへの用紙Ｓの受け渡しを担う搬送路）とが上述のような平行状態となる。そのため、センサ７１は、図３に示す状態に位置する際にも適正に用紙Ｓ上にあるパターン画像Ｐの濃度を適正に検出できる。
【００４５】
図４を用いて、センサ７１の取り付け位置について説明する。図４（ａ）は、センサ７１の取り付け位置を説明する側面図、図４（ｂ）は下面図である。センサ７１は、搬送路を通る記録媒体である用紙Ｓの搬送方向に対して、転写部の転写位置であるニップ部Ｎよりも搬送方向の上流側の位置に設けられる。
【００４６】
両図において、２次転写位置であるニップ部Ｎからセンサ７１の検出位置までの距離をＡとし、用紙Ｓの先端からパターン画像Ｐの用紙先端側端部までの距離をＢとする。より具体的には、この距離Ｂは、センサ７１によるパターン画像Ｐの濃度が検出される際に、上記の搬送路を通る用紙Ｓにおける搬送方向下流側にある先端から、用紙Ｓにあるパターン画像Ｐの端部までの最短距離のことである。なお、ここで言う搬送方向は、用紙Ｓが給紙部６０からニップ部Ｎに向う方向を指す。
【００４７】
センサ７１は、距離Ａ＜距離Ｂという条件を満たす位置に取り付けられている。この条件が満たされる位置にセンサ７１があることで、センサ７１は、用紙Ｓがニップ部Ｎに挟持された状態で用紙Ｓ上にあるパターン画像Ｐの濃度を検出することができる。そのため、用紙Ｓを搬送する際の用紙Ｓのばたつきや用紙Ｓの姿勢変化が抑えられた状態で用紙Ｓ上にあるパターン画像Ｐの濃度を検出することができる。結果、転写効率を精度よく制御することが可能となる。
【００４８】
なお、距離Ａと距離Ｂは以下の事項を考慮されることが好ましい。
【００４９】
距離Ａについては、ニップ部Ｎでの用紙Ｓの搬送方向における第１ニップ作成ローラ４７と第２ニップ作成ローラ４８が接触しているニップ幅を考慮することがよい。すなわち、このニップ幅をＷとすると、距離ＡにはＷが含まれる。これは次のことを意味している。
【００５０】
センサ７１は、上述した距離Ａ＜距離Ｂという条件を満たす位置に取り付けられることは変わらないが、距離Ａには幅Ｗが含まれるため、用紙Ｓがニップ部Ｎ全体で挟持された状態で、用紙Ｓ上にあるパターン画像Ｐの濃度を検出することができる。そのため、センサ７１は、パターン画像Ｐの濃度を検出する際に、搬送による用紙Ｓのばたつきや用紙Ｓがニップ部Ｎに突入した際の衝撃で発生する用紙Ｓの姿勢変化による影響を極力抑えた状態で濃度を検出することができる。
【００５１】
また、距離Ａには、センサ７１の取り付け誤差や上記した回転機構の部材の設計誤差を考慮していることが好ましい。つまり、これらの誤差の最大値が距離Ａに含まれることで、センサ７１は、用紙Ｓがニップ部Ｎで挟持されていない状態で、用紙Ｓ上にあるパターン画像Ｐの濃度を検出することを避けることができる。
【００５２】
距離Ｂについては、用紙Ｓがニップ部Ｎに突入する直前の当該用紙Ｓの撓み量を実験で求めておき、この撓み量を考慮しておくことが好ましい。図４においては、説明の都合上、用紙Ｓを撓ませていないが、実際には搬送中の用紙Ｓの撓みを避けることが困難な場合が多い。この撓み量が大きいと上記の条件を満たさない場合が発生し得る。そのため、距離Ｂにこの撓み量を考慮しておくことで、センサ７１はニップ部Ｎで挟持されていない用紙Ｓ上にあるパターン画像Ｐの濃度を検出することを避けることができる。
【００５３】
次に、図５と図６を用いて、第１の実施形態における画像形成装置１ａの制御部であるＣＰＵ１０１の動作について説明する。
【００５４】
図５を用いて、第１の実施形態における画像形成装置１ａの電気的構成を説明する。
【００５５】
画像形成装置１ａは、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１０１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１０２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１０３、ハードディスク１０４、ネットワークインターフェース１０５、および上記した操作パネル１０、自動原稿給紙装置２０、読取部３０、画像形成部４０、定着部５０、給紙部６０、濃度検出部７０、再搬送部８０ａを備える。これらはお互いにバスＢＳを介して接続されている。
【００５６】
ＣＰＵ１０１は、上記した各部を統括的に制御する。また、ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２に記憶されている各種プログラムの中から指定されたプログラムをＲＡＭ１０３に展開し、当該ＲＡＭ１０３に展開されたプログラムとの協働で、各種処理を実行する。例えば、ＣＰＵ１０１は後記する転写効率を制御するためのプログラムを実行する。
【００５７】
ＲＯＭ１０２は上記の各種プログラムや各種データを記憶し、ＲＡＭ１０３は作業領域として一時的にこれらのプログラムデータを記憶する。
【００５８】
ハードディスク１０４は、印刷用データ、センサ７１により得た被検出物の濃度データ、カム７５を回転駆動するためのモータの駆動時間、およびパターン画像Ｐの画像データ等を記憶する。なお、これらのデータを他の記憶媒体に記憶させてもよい。例えば、モータの駆動時間についてはＲＯＭ１０２が保持していてもよい。
【００５９】
ネットワークインターフェース１０５は、ＮＩＣ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｃａｒｄ）、ＭＯＤＥＭ（Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ−ＤＥＭｏｄｕｌａｔｏｒ）、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）等の各種インターフェースを備え、外部機器との接続を行う。例えば、ネットワークインターフェース１０５は、外部機器であるパーソナルコンピュータと接続され、当該パーソナルコンピュータからページ記述言語であるＰＤＬ（Ｐａｇｅ ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ Ｌａｎｇｕａｇｅ）からなる印刷データを受信する。なお、受信された印刷データは、ラスタライズされたビットマップ形式の印刷用データに変換される。また、接続される外部機器は複数あってよく、外部機器としてパーソナルコンピュータ以外にも他の複合機、プリンタ、プリントサーバーなどでもよい。
【００６０】
図６は、ＣＰＵ１０１が転写効率を制御する際の処理に関するフローチャートである。このプログラムは、ＲＯＭ１０２またはハードディスク１０４に記憶されている。
【００６１】
ＣＰＵ１０１は、画像形成部４０によりトナー像Ｔを中間転写ベルトＩＴＢに形成した後、センサ７１により中間転写ベルトＩＴＢ上にあるトナー像Ｔの濃度を検出する（Ｓ２０１）。
【００６２】
その後、ＣＰＵ１０１は定着部５０を制御して、検出対象であった用紙Ｓにトナー像Ｔをパターン画像Ｐとして所定の位置に定着する（Ｓ２０２）。ここで言う所定の位置は、上記した距離Ａ＜距離Ｂの条件を満たすような位置のことである。すなわち、ＣＰＵ１０１は、画像形成部４０によりトナー像Ｔを中間転写ベルトＩＴＢに形成の際に、距離Ａ＜距離Ｂの条件を満たすようにトナー像Ｔが用紙Ｓに位置するよう画像形成部４０を制御している。なお、パターン画像Ｐの画像データは、ＲＯＭ１０２またはハードディスク１０４に記憶されているもの以外でもよい。例えば、ユーザが操作パネル１０や外部機器であるパーソナルコンピュータを介してパターン画像Ｐのデータを作成してもよい。この場合、ＣＰＵ１０１は、上記した距離Ａ＜距離Ｂの条件を満たす位置にパターン画像Ｐが位置するように、ユーザの操作を制限する、または画像形成の際に画像形成部４０を制御する。
【００６３】
また、ＣＰＵ１０１は、トナー像Ｔの濃度検出を終了すると、パターン画像Ｐの濃度検出を行うために、濃度検出部７０を制御してセンサ７１を図３に示す状態にする（Ｓ２０３）。なお、本発明の第１の実施形態では、定着後にセンサ７１の位置を変更しているが、定着前に中間転写ベルトＩＴＢ上にあるトナー像Ｔの濃度検出が終わる場合にはこの順序が逆であってもよい。
【００６４】
続いて、ＣＰＵ１０１は、再搬送部８０ａにある複数のローラを制御して検出対象である用紙Ｓを２次転写位置に再搬送し、濃度検出部７０を制御して当該用紙Ｓ上にあるパターン画像Ｐの濃度を検出する（Ｓ２０４）。
【００６５】
その後、ＣＰＵ１０１は、ハードディスク１０４に保存されたトナー像Ｔの濃度データとパターン画像Ｐの濃度データから、２つの濃度データの濃度差を求める（Ｓ２０５）。そして、ＣＰＵ１０１は、この濃度差を用いて２次転写位置における転写条件を補正し、転写効率を制御する（Ｓ２０６）。この補正の方法は周知であるため、詳細な説明を省略する。補正された転写条件は、次の画像形成動作から適用される。
【００６６】
このように、センサ７１が距離Ａ＜距離Ｂの条件を満たす位置に取り付けられているので、用紙Ｓを搬送する際の用紙Ｓのばたつきや用紙Ｓの姿勢変化が抑えられている状態で、用紙Ｓ上にあるパターン画像Ｐの濃度を検出することができる。結果、転写効率を精度よく制御することが可能となる。
【００６７】
本発明の第２の実施形態を図７〜１２を用いて説明する。図７〜１２において、本発明の第１の実施形態と同様な機能を備える部分については、同じ番号を付し、その説明を省略する。
【００６８】
本発明の第１と第２の実施形態における相違点は、以下２点である。
【００６９】
第１の相違点は、定着後の用紙を反転する方式にある。すなわち、本発明の第１の実施形態が反転エッジという方式を採用し、本発明の第２の実施形態がＳａｍｅエッジという方式を採用している。この方式の違いにより、用紙にパターン画像Ｐを形成する位置が変化する。
【００７０】
まず、反転エッジとＳａｍｅエッジの違いについて、図７と図８を用いて説明する。
【００７１】
図７は、反転エッジ方式を採用した画像形成装置１ａにおける２次転写位置周辺の拡大図である。具体的には、図７（ａ）は中間転写ベルトＩＴＢ上にあるトナー像Ｔを用紙Ｓに転写する前の状態を示し、図７（ｂ）は定着後におけるパターン画像Ｐを保持する用紙Ｓが２次転写位置に再搬送されてきた際の状態を示している。
【００７２】
図７（ａ）と図７（ｂ）に示すように、反転エッジ方式では、用紙Ｓが再搬送部８０ａにより再搬送される前と後で２次転写位置における搬送方向に対する用紙Ｓの先端が逆になる。すなわち、図７（ａ）の際に搬送方向に対する用紙Ｓの後端は、図７（ｂ）の際には搬送方向に対して用紙Ｓの先端となる。このため、用紙Ｓには、この用紙Ｓの後端から距離Ｂだけ離れた位置にトナー像Ｔの用紙後端側端部が位置するようにトナー像Ｔが転写される。
【００７３】
一方、Ｓａｍｅエッジ方式の場合には、用紙Ｓが再搬送される前と後で２次転写位置における搬送方向に対する用紙Ｓの先端は変わらない。この説明のため、画像形成装置１ａがＳａｍｅエッジ方式を採用していると仮定した場合の２次転写位置周辺の拡大図を図８に示す。具体的には、図８（ａ）は中間転写ベルトＩＴＢ上にあるトナー像Ｔを用紙Ｓに転写する前の状態を示し、図８（ｂ）は定着後におけるパターン画像Ｐを保持する用紙Ｓが２次転写位置に再搬送されてきた際の状態を示している。
【００７４】
図８（ａ）と図８（ｂ）に示すように、Ｓａｍｅエッジ方式では、用紙Ｓが再搬送される前と後で２次転写位置における搬送方向に対する用紙Ｓの先端が変わらない。すなわち、図８（ａ）の際に搬送方向に対する用紙Ｓの先端は、図８（ｂ）の際にも搬送方向に対して用紙Ｓの先端となる。このため、用紙Ｓには、この用紙Ｓの先端から距離Ｂだけ離れた位置にトナー像Ｔの用紙先端側端部が位置するようにトナー像Ｔが転写される。
【００７５】
第２の相違点は、画像形成部４０による画像形成方式にある。すなわち、本発明の第１の実施形態が中間転写ベルトＩＴＢを採用し、本発明の第２の実施形態が感光体ドラム４１を採用している。この方式の違いにより、本発明の第１と第２の実施形態とで、濃度検出部７０の配置が変化する。
【００７６】
上記の通り、本発明の第１と第２の実施形態には相違点があるが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。例えば、本発明の第１と第２の実施形態の間で、反転エッジ方式とＳａｍｅエッジ方式の入れ替え、および画像形成部４０の入れ替えを行ってもよい。すなわち、本発明の第１の実施形態にＳａｍｅエッジ方式を採用し、本発明の第２の実施形態に反転エッジ方式を採用してもよい。
【００７７】
図９は、Ｓａｍｅエッジ方式を採用した本発明の第２の実施形態における画像形成装置１ｂの概略図である。
【００７８】
画像形成装置１ｂは、操作パネル１０と、自動原稿給紙装置２０と、読取部３０と、画像形成部４０と、定着部５０と、給紙部６０と、濃度検出部７０と、再搬送部８０ｂとを備える。また、画像形成装置１ｂは、図９に図示していないが、本発明の第１の実施形態である画像形成装置１ａと同様に、ＣＰＵ１０１と、ＲＯＭ１０２と、ＲＡＭ１０３と、ハードディスク１０４ともを備える。画像形成装置１ｂは、上記相違点の通り、本発明の第１の実施形態と本発明の第２の実施形態の間で、画像形成部４０と再搬送部８０ｂが異なるが、これら以外のものは本発明の第１の実施形態と同様な機能を備える。
【００７９】
まず、再搬送部８０ｂについて説明する。
【００８０】
再搬送部８０ｂは、用紙Ｓにトナー像Ｔを転写する２次転写位置に定着後の用紙Ｓを再搬送するための再搬送路８１ｂ、８２ｂと、反転搬送路９０と、複数のローラとを備える。
【００８１】
図１０（ａ）は反転搬送路９０の正面図であり、図１０（ｂ）は反転搬送路９０の側面図である。
【００８２】
反転搬送路９０は、用紙Ｓが再搬送部８０ｂにより再搬送される前と後で２次転写位置における搬送方向に対する用紙Ｓの先端を変えずに用紙Ｓの表裏のみを反転するためのものである。
【００８３】
具体的には、反転搬送路９０は、搬送ローラ対９１、９２、９３、９４と、表裏反転ローラ対９５、９６と、搬送ローラ対９１と９２を通る搬送路９１２と、表裏反転ローラ対９５と９６を通る搬送路９５６と、搬送ローラ対９３と９４を通る搬送路９３４とを備える。これらのローラ対の制御はＣＰＵ１０１により行われる。
【００８４】
反転搬送路９０における用紙Ｓの搬送は、以下のように行われる。
【００８５】
すなわち、定着済みの用紙Ｓは、再搬送路８１ａを通った後に搬送ローラ対９１と９２により搬送路９１２に搬送される。その後、この用紙Ｓは、表裏反転ローラ対９５と９６により搬送路９５６を通って搬送ローラ対９３と９４に渡される。そして、搬送ローラ対９３と９４に渡った用紙Ｓは、搬送ローラ対９３と９４により再搬送路８２ｂに向けて搬送され、２次転写位置に再搬送される。このように反転搬送路９０にて用紙Ｓが搬送されることで、２次転写位置における搬送方向に対する用紙Ｓの先端を変えずに用紙Ｓの表裏のみが反転される。
【００８６】
次に、画像形成部４０について説明する。
【００８７】
画像形成部４０には、中間転写ベルトＩＴＢの代わりに感光体ドラム４１が採用されており、この感光体ドラム４１と転写ローラ４５とが用紙Ｓにトナー像Ｔを転写する。この場合、感光体ドラム４１が本発明の保持部に相当し、この感光体ドラム４１と転写ローラ４５が転写部として機能する。なお、これについては、周知の技術であるため、説明を省略する。
【００８８】
最後に、本発明の第２の実施形態における濃度検出部７０について図１１と図１２を用いて説明する。
【００８９】
図１１と図１２は、濃度検出部７０が用紙Ｓにトナー像Ｔを転写する転写位置周辺の拡大図である。具体的には、図１１は、濃度検出部７０が感光体ドラム４１にあるトナー像Ｔの濃度を検出する際の転写位置周辺の拡大図であり、図１２は、濃度検出部７０が用紙Ｓ上にあるパターン画像Ｐの濃度を検出する際の転写位置周辺の拡大図である。
【００９０】
濃度検出部７０は、本発明の第１の実施形態と同様に、センサ７１と回転機構とを備えている。
【００９１】
センサ７１は、本発明の第１の実施形態と同様なため、説明を省略する。
【００９２】
回転機構は、センサ７１を回転可能に支持するための部材を備えている。本発明の第２の実施形態においては、回転機構は、センサ７１を支持するＬ字型の支持台７２、支持台７２を回転可能な状態で保持するために支持台７２の一方の端部に取り付けられた回転軸７３、支持台７２の他方の端部に取り付けられた弾性部材としてのバネ７４、バネ７４が取り付けられている面とは反対側の面に接しているカム７５、およびカム７５を回転駆動するためのモータ（不図示）を備える。なお、バネ７４は、回転軸７３を回転中心としたときに支持台７２を反時計回りの方向（図１１においては右方向）に付勢するための圧縮ばねである。
【００９３】
ＣＰＵ１０１の指示によってモータが駆動することでカム７５が動き、このカム７５の動きに連動して他の部材が動くことで、センサ７１が、図１１に示す状態から図１２に示す状態に、また図１２に示す状態から図１１に示す状態に移動される。すなわち、本発明の第２の実施形態においては、この回転機構が本発明の切替機構に相当する。
【００９４】
センサ７１が移動する際の回転機構の動作について以下で説明する。
【００９５】
図１１の状態では、センサ面７１ａと、このセンサ面７１ａの検出対象である感光体ドラム４１の面（換言すると、センサ７１が感光体ドラム４１におけるトナー像Ｔの濃度を検出する位置における接線）とは平行になっている。なお、ここで言う平行とは、必ずしも平行である必要はない。すなわち、センサ７１が、検出対象である感光体ドラム４１上にあるトナー像Ｔの濃度を検出するにあたり、センサ７１の仕様を満たす範囲でトナー像Ｔの濃度を適正に検出できればよい。言い換えれば、トナー像Ｔの濃度を適正に検出できる範囲で、センサ面７１ａとこのセンサ面７１ａの検出対象である感光体ドラム４１の面とが傾いていてもよい。
【００９６】
このような平行状態を維持するため、支持台７２における回転軸７３周りのモーメントが釣り合った状態を保っている。すなわち、回転軸７３を回転中心として、センサ７１と支持台７２の自重と、バネ７４の付勢力と、カム７５からの反力とによって生じるモーメントが釣り合っている。
【００９７】
図１１に示す状態から図１２に示す状態にセンサ７１の位置を変化させる際には、ＣＰＵ１０１はモータを所定時間駆動する。この駆動時間については、予めＲＯＭ１０２またはハードディスク１０４に格納されている。これにより、カム７５が反時計方向に駆動し、センサ７１は回転軸７３を回転中心として時計回りに位置を変位し、その結果、センサ面７１ａと、用紙Ｓ（または、ニップ部Ｎへの用紙Ｓの受け渡しを担う搬送路）とが上述のような平行状態となる。そのため、センサ７１は、図１２に示す状態に位置する際にも適正に用紙Ｓ上にあるパターン画像Ｐの濃度を適正に検出できる。
【００９８】
また、本発明の第２の実施形態においても、センサ７１は、搬送路を通る記録媒体である用紙Ｓの搬送方向に対して、転写部の転写位置であるニップ部Ｎよりも搬送方向の上流側の位置に、上述した距離Ａ＜距離Ｂという条件を満たす位置に取り付けられている。この条件が満たされる位置にセンサ７１があることで、センサ７１は、少なくともニップ部Ｎで挟持された用紙Ｓ上にあるパターン画像Ｐの濃度を検出することができる。そのため、用紙Ｓを搬送する際の用紙Ｓのばたつきや用紙Ｓの姿勢変化が抑えられている用紙Ｓ上にあるパターン画像Ｐの濃度を検出することができる。結果、転写効率を精度よく制御することが可能となる。
【００９９】
なお、距離Ａと距離Ｂは、本発明の第１の実施形態で記載した事項について同様に考慮されることが好ましい。
【０１００】
以上、本発明の実施形態を説明してきたが、具体的な構成は実施の形態に示したものに限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。
【０１０１】
本発明の実施形態においては、センサ７１の位置を変更するために濃度検出部７０に回転機構を持たせたが、これ以外の切替機構を採用してもよい。例えば、レールと、このレール上を移動可能な支持台とを設け、この支持台にセンサ７１を取り付けてもよい。また、モータの駆動により変位可能なアクチュエータを設け、これにセンサ７１を取り付けてもよい。
【０１０２】
また、本発明の実施形態においては、転写効率を制御する際に用紙Ｓの片面のみにパターン画像Ｐが形成されたものを対象としたが、用紙Ｓの両面にパターン画像Ｐが形成されたものを対象としてもよい。
【０１０３】
また、本発明の実施形態においては、パターン画像Ｐの形状を四角としたが、これに限定されず、丸や楕円や多角形などでもよい。なお、このような形状のパターン画像であったとしても、距離Ｂは、搬送路を通る用紙Ｓにおける搬送方向下流側にある先端から、用紙Ｓにあるパターン画像の端部までの最短距離であることに変わりはない。
【０１０４】
また、本発明の実施形態においては、用紙Ｓ上にある１つのパターン画像の濃度を検出したが、必要に応じて濃度検出部７０を複数設けて、用紙Ｓ上にある複数のパターン画像の濃度を検出してもよい。
【０１０５】
また、本発明の実施形態においては、反転エッジ方式の機能を備える画像形成装置１ａと、Ｓａｍｅエッジ方式の機能を備える画像形成装置１ｂを別々に説明したが、画像形成装置が反転エッジ方式とＳａｍｅエッジ方式の両方の機能を備えてもよい。
【符号の説明】
【０１０６】
１ａ、１ｂ 画像形成装置
１０ 操作パネル
２０ 自動原稿給紙装置
３０ 読取部
４０ 画像形成部
４１Ｙ 第１画像形成部
４１Ｍ 第２画像形成部
４１Ｃ 第３画像形成部
４１Ｋ 第４画像形成部
４１、４１Ｙ 感光体ドラム
４５ 転写ローラ
４５Ｙ 転写手段
４７ 第１ニップ作成ローラ
４８ 第２ニップ作成ローラ
Ｎ ニップ部
ＩＴＢ 中間転写ベルト
５０ 定着部
６０ 給紙部
６１、６２、６３、６４ 用紙トレイ
７０ 濃度検出部
７１ センサ
７１ａ センサ面
７１ｂ 発光素子
７１ｃ 受光素子
７２ 支持台
７３ 回転軸
７４ バネ
７５ カム
８０ａ、８０ｂ 再搬送部
８１ａ、８２ａ、８１ｂ、８２ｂ 再搬送路
８３ａ、９０ 反転搬送路
９１、９２、９３、９４ 搬送ローラ対
９５、９６ 表裏反転ローラ対
９１２、９５６、９３４ 搬送路
１０１ ＣＰＵ
１０２ ＲＯＭ
１０３ ＲＡＭ
１０４ ハードディスク
Ｔ トナー像
Ｐ パターン画像
Ｓ 用紙
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体にパターン画像を形成するためのトナー像を保持する保持部と、
前記保持部が保持する前記トナー像を、搬送路を通ってくる前記記録媒体の所定の位置に転写する転写部と、
前記転写部により転写されたトナー像を、前記パターン画像として前記記録媒体に定着する定着部と、
前記定着部により前記パターン画像が定着された前記記録媒体を、前記転写部に再び搬送するために前記搬送路に導く再搬送部と、
前記保持部が保持する前記トナー像の濃度、および前記記録媒体に形成された前記パターン画像の濃度を検出するセンサと、を備え、
前記センサは、前記搬送路を通る前記記録媒体の搬送方向に対して前記転写部の転写位置よりも上流側の位置であって、前記転写位置から所定の距離だけ離れた位置にあり、
前記所定の距離は、前記センサによる前記パターン画像の濃度が検出される際に、前記搬送路を通る前記記録媒体における前記搬送方向の下流側にある先端から当該記録媒体にある前記パターン画像の端部までの最短距離よりも短いことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記所定の距離は、前記転写部で形成されるニップ部におけるニップ幅が含まれることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記センサを、前記保持部が保持する前記トナー像の濃度を検出する第１位置と、前記記録媒体に形成された前記パターン画像の濃度を検出する第２位置とに切り替える切替機構を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項１】
記録媒体にパターン画像を形成するためのトナー像を保持する保持部と、
前記保持部が保持する前記トナー像を、搬送路を通ってくる前記記録媒体の所定の位置に転写する転写部と、
前記転写部により転写されたトナー像を、前記パターン画像として前記記録媒体に定着する定着部と、
前記定着部により前記パターン画像が定着された前記記録媒体を、前記転写部に再び搬送するために前記搬送路に導く再搬送部と、
前記保持部が保持する前記トナー像の濃度、および前記記録媒体に形成された前記パターン画像の濃度を検出するセンサと、を備え、
前記センサは、前記搬送路を通る前記記録媒体の搬送方向に対して前記転写部の転写位置よりも上流側の位置であって、前記転写位置から所定の距離だけ離れた位置にあり、
前記所定の距離は、前記センサによる前記パターン画像の濃度が検出される際に、前記搬送路を通る前記記録媒体における前記搬送方向の下流側にある先端から当該記録媒体にある前記パターン画像の端部までの最短距離よりも短いことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記所定の距離は、前記転写部で形成されるニップ部におけるニップ幅が含まれることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記センサを、前記保持部が保持する前記トナー像の濃度を検出する第１位置と、前記記録媒体に形成された前記パターン画像の濃度を検出する第２位置とに切り替える切替機構を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−１８１４０１（Ｐ２０１２−１８１４０１Ａ）
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４４８４０（Ｐ２０１１−４４８４０）
【出願日】平成２３年３月２日（２０１１．３．２）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２日（２０１１．３．２）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
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