JP2006047779A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】プロセスコントロールにおける基準パターン像の作像・検知時間を短縮でき、画像形成動作（プリント動作）における生産性の向上を図れるようにする。
【解決手段】基準パターン像を中間転写ベルト８に転写し、該中間転写ベルト８上の基準パターン像の付着状態を転写部材としての２次転写ローラ１９の下流に設けられた画像濃度検知手段としての反射型フォトセンサ４０で検知し、その検知結果により作像条件を変化させる画像形成装置において、中間転写ベルト８上の基準パターン像が２次転写ローラ１９を通過するとき、２次転写ローラ１９が中間転写ベルト８に接触した状態で２次転写ローラ１９にトナーと同極性の電圧を印加する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ等の画像形成装置に関し、詳しくは、画像形成装置のプロセス制御技術に関する。
本発明は、トナー濃度検知装置、磁性体検知装置、導体検知装置等に応用することができる。

例えば、複数の感光体を並置したタンデム型の画像形成装置では、各感光体に形成された色の異なるトナー像を中間転写ベルトに重ね転写し、転写された重ね画像を中間転写ベルトと２次転写ローラ間の２次転写ニップに所定のタイミングで搬送された転写紙に一括転写するようになっている。
従来から、電子写真方式の画像形成装置では、画像品質の安定化を目的として、画像濃度センサを用いて所定のタイミングで像形成性能などの作像性能をテストする技術が知られている。
詳しくは、まず、像担持体としての感光体上の転写紙に転写されない位置に所定の作像条件で基準パターン像を形成し、各色の基準パターン像を中間転写ベルト上にパターンブロックとして転写する。転写された中間転写ベルト上の基準パターン像のトナー付着量を画像濃度センサで測定し、測定した画像濃度によって像形成性能を判別し、その結果をフィードバックすることで作像条件を変更し画像濃度が一定となるように制御するプロセスコントロール技術が知られている。
温湿度変化や経時変化によって作像能力は変化するため、前述したプロセスコントロールを所定のプリント枚数毎や、所定の時間毎に自動的に実行することによって、一定の画像品質を維持している。

パターンブロックは、中間転写ベルトの無端移動に伴って画像濃度センサ（反射型フォトセンサ）との対向位置に移動するが、２次転写ローラの下（ニップ）を通過する際、基準パターン像が２次転写ローラによって乱されるのを防止するために、２次転写ローラを中間転写ベルトから離間させるようにしている。基準パターン像により２次転写ローラが汚れることを防止するためにも離間させるようにしている。２次転写ローラが汚れると、実際にプリントする時に印刷画像の裏側（転写紙裏面）を汚す結果になるからである。

実開平６−７６９６１号公報 特開平７−２４８６７６号公報

しかしながら、画像をＬＤ光で感光体に書き込んでいる時に、２次転写ローラを中間転写ベルトから離間させたり接触させたりすると、中間転写ベルトの走行が乱れ、画像にバンディングと呼ばれる筋状のムラを発生する。
従って、２次転写ローラを中間転写ベルトから離間させる場合、最後の色（例えばブラック）が書き終わってから、２次転写ローラの離間を開始するようになっている。そして、離間が終わった段階で、４色の基準パターンを同時に書き込みし、４色の基準パターン像を同時に作像する。
また、すべての基準パターン像が離間された２次転写ローラの下を乱されることなく通過した後に、２次転写ローラを中間転写ベルトに接触する動きが開始される。２次転写ローラが中間転写ベルトに接触した後、次の画像の書き込みが、例えばイエローより順次開始される。
従って、連続プリント中に基準パターン像を検知する場合は、かなりの時間プリント動作を中断する必要があり、その分生産性が落ちるという問題があった。

そこで、本発明は、基準パターン像の作像・検知時間を短縮でき、画像形成動作（プリント動作）における生産性の向上を図れる画像形成装置の提供を、その主な目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明では、像担持体と、該像担持体上に形成された静電潜像をトナー像として可視像化する現像手段と、トナー像に接触するように記録媒体を搬送するエンドレスベルトと、トナー像に接触した上記記録媒体の裏面からトナーの電荷と逆極性の電圧を印加する転写部材を有し、上記像担持体上の上記記録媒体に転写されない位置に所定の作像条件で基準パターン像を作像し、該基準パターン像を上記エンドレスベルトに転写し、該エンドレスベルト上の基準パターン像の付着状態を上記転写部材の下流に設けられた画像濃度検知手段で検知し、その検知結果により作像条件を変化させる画像形成装置において、上記エンドレスベルト上の基準パターン像が上記転写部材を通過するとき、上記転写部材が上記エンドレスベルトに接触した状態で上記転写部材にトナーと同極性の電圧を印加することを特徴とする。
ここでは、特に、基準パターン像の作像・検知時間の短縮を目的としている。

請求項２記載の発明では、像担持体と、該像担持体上に形成された静電潜像をトナー像として可視像化する現像手段と、上記像担持体上のトナー像を転写されて一時的に保持するエンドレスベルトと、該エンドレスベルト上のトナー像に接触するように記録媒体を搬送する記録媒体搬送手段と、トナー像に接触した上記記録媒体の裏面からトナーの電荷と逆極性の電圧を印加する転写部材を有し、上記像担持体上の上記記録媒体に転写されない位置に所定の作像条件で基準パターン像を作像し、該基準パターン像を上記エンドレスベルトに転写し、該エンドレスベルト上の基準パターン像の付着状態を画像濃度検知手段で検知し、その検知結果により作像条件を変化させる画像形成装置において、上記エンドレスベルト上の基準パターン像が上記転写部材を通過するとき、上記転写部材が上記エンドレスベルトに接触した状態で上記転写部材にトナーと同極性の電圧を印加することを特徴とする。
ここでは、特に、基準パターン像の作像・検知時間の短縮を目的としている。

請求項３記載の発明では、請求項１又は２記載の画像形成装置において、少なくとも１回、上記エンドレスベルト上の基準パターン像が上記転写部材を通過する前の紙間で、上記転写部材にトナーと同極性の電圧を印加することを特徴とする。
基準パターン像を通過させるとき、トナーと同極性のバイアスを印加するために、転写部材に付着したトナーがエンドレスベルトに付着し、基準パターン像を乱す。特に、基準パターン像の前後のトナーを付着させない部分（地肌部）に転写部材からトナーが移行すると、検知結果に大きく影響する。ここでは特にこれを防止することを目的としている。

請求項４記載の発明では、請求項１又は２記載の画像形成装置において、基準パターン像の上記エンドレスベルト上の付着量をトナー１層分以下にすることを特徴とする。
ここでは、特に、転写部材の汚れ防止、基準パターン像の検知精度アップ（基準パターン像を検知する光センサ（画像濃度検知手段）が転写部材の下流側にある場合、転写部材に転写した分だけ検知誤差になる。）を目的としている。

請求項５記載の発明では、請求項１又は２記載の画像形成装置において、上記画像濃度検知手段が、上記エンドレスベルトからの正反射光を検知する光学系を有し、上記エンドレスベルトからの正反射光の検知電圧Ｖｓｇ_ｒｅｇに対し、基準パターン像の検知電圧Ｖｓｐ_ｒｅｇが以下の式を満たすことを特徴とする。
Ｖｓｇ_ｒｅｇ＜１０×Ｖｓｐ_ｒｅｇ
ここでは、特に、転写部材の汚れ防止、基準パターン像の検知精度アップ（基準パターン像を検知する光センサ（画像濃度検知手段）が転写部材の下流側にある場合、転写部材に転写した分だけ検知誤差になる。）を目的としている。

請求項６記載の発明では、請求項１又は２記載の画像形成装置において、上記画像濃度検知手段が、上記エンドレスベルトからの正反射光を検知する光学系を有し、上記エンドレスベルトからの正反射光の検知電圧Ｖｓｇ_ｒｅｇに対し、基準パターン像の検知電圧Ｖｓｐ_ｒｅｇが以下の式を満たすことを特徴とする。
Ｖｓｇ_ｒｅｇ＜２×Ｖｓｐ_ｒｅｇ
ここでは、特に、転写部材の汚れ防止、基準パターン像の検知精度アップ（基準パターン像を検知する光センサ（画像濃度検知手段）が転写部材の下流側にある場合、転写部材に転写した分だけ検知誤差になる。）を目的としている。

請求項７記載の発明では、請求項１又は２記載の画像形成装置において、上記画像濃度検知手段が、上記エンドレスベルトからの正反射光を検知する光学系を有し、上記エンドレスベルトからの正反射光の検知電圧Ｖｓｇ_ｒｅｇ、基準パターン像の検知電圧Ｖｓｐ_ｒｅｇとし、少なくとも２つの基準パターン像を作像し、第１のパターンが
Ｖｓｇ_ｒｅｇ＜２×Ｖｓｐ_ｒｅｇ
を満たし、第２のパターンが
２×Ｖｓｐ_ｒｅｇ＜Ｖｓｇ_ｒｅｇ＜１０×Ｖｓｐ_ｒｅｇ
を満たすことを特徴とする。

請求項８記載の発明では、像担持体と、該像担持体上に形成された静電潜像をトナー像として可視像化する現像手段と、トナー像に接触するように記録媒体を搬送するエンドレスベルトと、トナー像に接触した上記記録媒体の裏面からトナーの電荷と逆極性の電圧を印加する転写ローラを有し、上記像担持体上の上記記録媒体に転写されない位置に所定の作像条件で基準パターン像を作像し、該基準パターン像を上記エンドレスベルトに転写し、該エンドレスベルト上の基準パターン像の付着状態を画像濃度検知手段で検知し、その検知結果により作像条件を変化させる画像形成装置において、
少なくとも２つの基準パターン像を作像し、第１のパターンが
Ｖｓｇ_ｒｅｇ＜２×Ｖｓｐ_ｒｅｇ
を満たし、第２のパターンが
２×Ｖｓｐ_ｒｅｇ＜Ｖｓｇ_ｒｅｇ＜１０×Ｖｓｐ_ｒｅｇ
を満たし、全てのパターンが
Ｖｓｇ_ｒｅｇ＜１０×Ｖｓｐ_ｒｅｇ
を満たし、全てのパターンが作像される長さが、上記転写ローラの周長より短いことを特徴とする。
ここでは、特に、転写部材の汚れ防止、基準パターン像の検知精度アップ（基準パターン像を検知する光センサ（画像濃度検知手段）が転写部材の下流側にある場合、転写部材に転写した分だけ検知誤差になる。）を目的としている。

請求項１記載の発明によれば、エンドレスベルトによる記録媒体の搬送による直接転写方式において、転写部材を退避させることなく基準パターン像の検知が出来るため、転写紙の間隔を延ばす必要がないので、基準パターン像の作像・検知時間は実質ゼロとなり、画像形成動作（プリント動作）における生産性の向上を図ることができる。

請求項２記載の発明によれば、中間転写方式において、転写部材を退避させることなく基準パータン像の検知が出来るため、転写紙の間隔を延ばす必要がないので、基準パターン像の作像・検知時間は実質ゼロとなり、画像形成動作（プリント動作）における生産性の向上を図ることができる。

請求項３記載の発明によれば、基準パターン像の通過前に転写部材のトナー汚れを無くすことができる。転写部材のトナー汚れは転写紙が１枚通過する分であり、通常極めて少ないので検知結果に影響することはない。

請求項４記載の発明によれば、トナー層を１層以下にすることで、転写部材への転写を無視出来るレベルに抑えることができる。

請求項５記載の発明によれば、下記式
Ｖｓｇ_ｒｅｇ＜１０×Ｖｓｐ_ｒｅｇ
を満たす場合、一般にトナー付着量は１層の約５０％〜８０％程度である。従って、転写部材への転写を無視できるレベルに抑えることができ、転写部材の汚れを防止することができる。
また、上記式を持たす領域では、検知電圧Ｖｓｐは概略下記式を満たす。
Ｖｓｐ（ｘ）＝Ｖｓｇ_ｒｅｇ−（Ｖｓｇ_ｒｅｇ−Ｖｍｉｎ）ｅｘｐ（−ｘ／ｍｓ）
Ｖｍｉｎ：検知電圧の最小値
ｍｓ：シャドーファクター
従って、Ｖｓｇ_ｒｅｇ＜１０×Ｖｓｐ_ｒｅｇの条件下では感度も維持できる。

請求項６記載の発明によれば、Ｖｓｇ_ｒｅｇ＜２×Ｖｓｐ_ｒｅｇを満たす場合、一般にトナー付着量は１層の約３０％以下である。従って、転写部材への転写を無視できるレベルに抑えることができ、転写部材の汚れを防止することができる。また、上記式を持たす領域では、検知電圧Ｖｓｐは概略Ｖｓｐ（ｘ）＝Ｖｓｇ_ｒｅｇ−（Ｖｓｇ_ｒｅｇ−Ｖｍｉｎ）ｅｘｐ（−ｘ／ｍｓ）を満たす。
従って、Ｖｓｇ_ｒｅｇ＜２×Ｖｓｐ_ｒｅｇの条件下では十分高い感度が維持できる。

請求項７記載の発明によれば、転写部材の汚れを防止することができる。また、第１のパターンと第２のパターンの濃度から推定される現像量の差を、それぞれの作像ポテンシャルの差で割ることで、現像能力（現像γ）を推定することができる。この現像γから、周知の手法により種々の作像パラメータを決定することができる。

請求項８記載の発明によれば、転写部材を退避させることなく基準パターン像の検知が出来るため、転写紙の間隔を延ばす必要がないので、基準パターン像の作像・検知時間は実質ゼロとなり、画像形成動作（プリント動作）における生産性の向上を図ることができる。
また、転写部材の汚れを防止することができる。また、第１のパターンと第２のパターンの濃度から推定される現像量の差を、それぞれの作像ポテンシャルの差で割ることで、現像能力（現像γ）を推定することができる。この現像γから、周知の手法により種々の作像パラメータを決定することができる。

以下、本発明の第１の実施形態を図１乃至図６に基づいて説明する。
まず、図１に基づいて、本実施形態における画像形成装置としての電子写真方式のレーザープリンタ（以下、単に「プリンタ」という）の全体構成の概要を説明する。
プリンタ１００は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック（以下、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋと記す）のトナー像を生成するための４つの作像ステーション６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋを備えている。これらは、画像形成物質として、互いに異なる色のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっており、寿命到達時に交換される。
Ｙトナー像を生成するための作像ステーション６Ｙを代表してその構成を説明すると、図２に示すように、像担持体としてのドラム状の感光体１Ｙ、ドラムクリーニング装置２Ｙ、除電装置（不図示）、帯電装置４Ｙ、現像装置５Ｙ等を備えている。

帯電装置４Ｙは、図示しない駆動手段によって図中時計回りに方向に回転せしめられる感光体１Ｙの表面を一様に帯電せしめる。一様に帯電せしめられた感光体１Ｙの表面は、レーザー光Ｌによって露光走査されてＹ用の静電潜像を担持する。
このＹの静電潜像は、Ｙトナーを用いる現像装置５ＹによってＹトナー像に現像される。そして、エンドレスベルトとしての中間転写ベルト８上に中間転写される。
ドラムクリーニング装置２Ｙは、中間転写工程を経た後の感光体１Ｙ表面に残留したトナーを除去する。また、上記除電装置は、クリーニング後の感光体１Ｙの残留電荷を除電する。この除電により、感光体１Ｙの表面が初期化されて次の画像形成に備えられる。他の作像ステーション６Ｍ、６Ｃ、６Ｋにおいても、同様の構成を有しており、同様にして感光体１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上にＭ、Ｃ、Ｋトナー像が形成され、中間転写ベルト８上に転写される。

現像装置５Ｙには、少なくとも磁性キャリアとＹトナーを含む二成分現像剤が充填され、内部に磁石を配した現像ローラ５１Ｙに吸着され搬送される。現像剤はドクター５２Ｙで一定量に規制され、感光体１Ｙに接触させられ、感光体１Ｙに形成された潜像にトナーを静電的に付着させて現像する。
トナーが現像されることにより現像剤中のトナー濃度が下がるので、これを補充する必要があり、トナーカートリッジ３２Ｙ（図１参照）から図示しない経路を通じて現像器内にトナーが補給される。現像剤中のトナーの量（トナー濃度）はトナー濃度センサ５６Ｙに依って検知され、その電気信号が制御部５７Ｙに送られ所定の基準に従って補給量トナーの量が決定され、トナー補給ローラの駆動モータ４１Ｙが駆動される。図２において、符号５５Ｙは現像剤を攪拌・搬送する部材を示す。

図１に示すように、作像ステーション６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋの図中下方には、露光装置７が配設されている。潜像形成手段としての露光装置７は、画像情報に基づいて発したレーザー光Ｌを、作像ステーション６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋにおけるそれぞれの感光体に照射して露光する。この露光により、感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用の静電潜像が形成される。なお、露光装置７は、光源から発したレーザー光Ｌを、モータによって回転駆動したポリゴンミラーで走査しながら、複数の光学レンズやミラーを介して感光体に照射する周知の構成を有している。

露光装置７の図中下側には、給紙カセット２６、該給紙カセット２６に組み込まれた給紙ローラ２７、レジストローラ対２８など有する給紙手段が配設されている。
給紙カセット２６は、記録媒体としての転写紙Ｓが複数枚重ねて収納されており、それぞれの一番上の転写紙Ｓには給紙ローラ２７が当接している。給紙ローラ２７が図示しない駆動手段によって図中反時計回り方向に回転せしめられると、一番上の転写紙Ｓがレジストローラ対２８のローラ間（ニップ）に向けて給紙される。レジストローラ対２８は、転写紙Ｓを挟み込むべく両ローラを回転駆動するが、挟み込んですぐに回転を一旦停止させる。そして、転写紙Ｓを適切なタイミングで後述する２次転写ニップに向けて送り出す。かかる構成の給紙手段においては、給紙ローラ２７と、タイミングローラ対としてのレジストローラ対２８との組合せによって記録媒体搬送手段が構成されている。この記録媒体搬送手段は、転写紙Ｓを給紙カセット２６から後述の２次転写ニップまで搬送するものである。

作像ステーション６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋの図中上方には、中間転写体としての中間転写ベルト８を張架しながら無端移動せしめる中間転写ユニット１５が配設されている。
中間転写ユニット１５は、中間転写ベルト８の他、４つの１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋ、クリーニング装置１０などを備えている。また、２次転写バックアップローラ１２、クリーニングバックアップローラ１３、テンションローラ１４なども備えている。中間転写ベルト８は、これら３つのローラに張架されながら、少なくとも何れか１つのローラの回転駆動によって図中反時計回り方向に無端移動せしめられる。
１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋは、このように無端移動せしめられる中間転写ベルト８を感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋとの間に挟み込んでそれぞれ１次転写ニップを形成している。これらは中間転写ベルト８の裏面（ループ内周面）にトナーとは逆極性（例えばプラス）の転写バイアスを印加する方式のものである。

１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋを除くローラは、全て電気的に接地されている。中間転写ベルト８は、その無端移動に伴ってＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用の１次転写ニップを順次通過していく過程で、感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋトナー像が重ね合わせて１次転写される。これにより、中間転写ベルト８上に４色重ね合わせトナー像（以下、「４色トナー像」という）が形成される。
２次転写バックアップローラ１２は、転写部材としての２次転写ローラ１９との間に中間転写ベルト８を挟み込んで２次転写ニップを形成している。中間転写ベルト８上に形成された４色トナー像は、この２次転写ニップで転写紙Ｓに転写される。
２次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト８には、転写紙Ｓに転写されなかった転写残トナーが付着している。これは、クリーニング装置１０によってクリーニングされる。

２次転写ニップにおいては、転写紙Ｓが互いに順方向に表面移動する中間転写ベルト８と２次転写ローラ１９との間に挟まれて、レジストローラ対２８側とは反対方向に搬送される。２次転写ニップから送り出された転写紙Ｓは、定着装置２０のローラ間を通過する際に熱と圧力とにより、表面に転写された４色トナー像が定着される。その後、転写紙Ｓは、排紙ローラ対２９のローラ間を経て機外へと排出される。プリンタ本体の上面には、スタック部３０が形成されており、排紙ローラ対２９によって機外に排出された転写紙Ｓは、このスタック部３０に順次スタックされる。
スタック部３０の下部には、トナーカートリッジ２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋが配置されている。

図１において、２次転写バックアップローラ１２の上方には画像濃度検知手段としての反射型フォトセンサ４０が配設されており、中間転写ベルト８上の光反射率に応じた信号を出力するように構成されている。
この反射型フォトセンサ４０には、拡散光検出型か正反射光検出型のうち、中間転写ベルト８の表面の反射光量と、後述の基準パターン像の反射光量との差を十分な値にし得る方が用いられる。なお、反射型フォトセンサ４０の役割については後述する。

図３は本レーザープリンタの電気回路の一部を示すブロック図である。図において制御部１５０はそれぞれ電気的に接続されたトナー像形成部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ、光書込みユニット７、給紙カセット２６、レジストローラ対２８、転写ユニット１５、反射型フォトセンサ４０などを制御する。また、この制御部１５０は、演算部などを制御するＣＰＵ１５０ａと、データを記憶するＲＡＭ１５０ｂとを備えている。
制御部１５０は、図示しない主電源の投入時や、所定時間経過した後の待機時、所定枚数以上のプリントを出力したあとの待機時など、所定のタイミングで、各トナー像形成部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋの像形成性能などの作像性能を試験し、試験結果を作像条件にフィードバックして画像品質を安定化するように構成されている。

具体的には、この所定のタイミングが到来すると、まず、感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋを回転しながら一様に帯電せしめる。この帯電については、通常のプリント時における一様な帯電（例えば−７００Ｖ）とは異なり、その電位を徐々に大きくしていくようにする。そして、上記レーザ光Ｌの走査によって基準パターン像用の静電潜像を形成しながら、現像ユニット６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋで現像する。
この現像により、各色のバイアス現像パターン像（基準パターン像）が感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上に形成される。なお、現像の際、制御部１５０は、それぞれの現像ユニット２０の現像ローラ２２に印加される現像バイアスの値も徐々に高くしていくように制御する。
これら各色のバイアス現像パターン像は、中間転写ベルト８上に重なり合わずに並ぶように転写される。この転写により、中間転写ベルト８上には各色の基準パターン像によって構成されるパターンブロックが形成される。

図４は、基準パターン像Ｐｘ（ｘ＝ｙ、ｍ、ｃ、ｋ）を示す模式図である。図において、基準パターン像Ｐｘは、互いに間隔１５ｍｍを置いて並ぶ３つの基準像１０１で構成されている。本レーザープリンタにおいて、各基準像１０１は縦１５ｍｍ×横１５ｍｍの大きさで、１５ｍｍの間隙を介して形成される。よって、中間転写ベルト８上の基準パターン像Ｐｘの長さはそれぞれＬ２＝７５ｍｍとなる。
基準パターン像Ｐｘは、プリントプロセス時に形成される各色のトナー像とは異なり、中間転写ベルト８上に重なり合わずに並ぶように転写される。このような転写により、中間転写ベルト８上には各色の基準パターン像Ｐｙ、Ｐｍ、Ｐｃ、Ｐｋによって構成される１つのパターンブロックＰＢが形成される。

図５は、感光体１の設置ピッチを示す模式図である。図示のように、感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１ＫはそれぞれＬ１＝９０ｍｍの間隔に設定されている。上述のように、基準パターン像Ｐxの長さＬ２はそれぞれ７５ｍｍであり、感光体１の設置ピッチＬ１よりも短い。このため、基準パターン像Ｐｘ（ｘ＝ｙ、ｍ、ｃ、ｋ）は、それぞれの端部を重ね合わせないように独立して転写されることが可能になる。
図６は中間転写ベルト８上に形成されたパターンブロックＰＢが反射型フォトセンサ４０を通過する様子を模式的に示す図である。中間転写ベルト８上に形成されたパターンブロックＰＢは、中間転写ベルト８の無端移動に伴って反射型フォトセンサ４０との対向位置に移動するが、パターンブロックＰＢが２次転写ローラ１９の下（中間転写ベルト８との対向部位）を通過する際、従来は、２次転写ローラ１９は中間転写ベルト８から離間し、基準パターン像Ｐｘが２次転写ローラ１９に因って乱されるのを防ぐようにしている。
これはまた、２次転写ローラ１９が汚れるのを防止する役目も果たす。もし、二次転写ローラ１９が汚れると、実際にプリントする時に印刷画像の裏側を汚す結果になる。

反射型フォトセンサ４０では、基準パターン像Ｐｘの光反射量が検知され、電気信号として上記制御部１５０に出力される。制御部１５０は、反射型フォトセンサ４０から順次送られてくるこの出力信号に基づいて、各基準パターン像の光反射率を演算し、濃度パタンデータとしてＲＡＭ１５０ａに格納していく。
反射型フォトセンサ４０との対向位置を通過したパターンブロックＰＢは、クリーニング装置１０によってクリーニングされる。

従来技術での動作を、連続プリント中に基準パターン像Ｐｘを作像する場合を例にとって説明する。
１つの画像を作像する場合、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの順で感光体間隔Ｌ１を中間転写ベルト８が進む時間ずらして、レーザー光で画像情報が感光体１に書き込まれる。感光体１はこれに先立ち、帯電ローラ４で一様に帯電させられているが、レーザー光が照射された所は、感光層の中で正負の電荷が発生し、先に一様に帯電された電荷を消失するように作用する。つまり、光書き込みに応じた潜像ができる。
この潜像が夫々の色のトナーで現像され、中間転写ベルト８へ向けて運ばれる。中間転写ベルト８と感光体１が接触する位置の中間転写ベルト８の裏側には、１次転写ローラ９が配置され、これにトナーと逆極性の電圧を印加することで、トナーを感光体１から中間転写ベルト８側に引き寄せる、つまり転写する。

光書き込みのタイミングは、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋのトナー像は中間転写ベルト８上で重なるようにずらしてある。４色重ねられたトナー像が、２次転写ローラ１９の所に来たところで、別経路より運ばれてきた転写紙Ｓと重ねられる。転写紙Ｓの裏側の２次転写ローラ１９に、トナーと逆極性の電圧を印加して、４色のトナー像を一度に転写紙Ｓに転写する。
ところで、反射型フォトセンサ４０で基準パターン像を検知する場合には、図６ｂに示すように、２次転写ローラ１９を中間転写ベルト８から離間（退避）させて、基準パターン像のトナー像を２次転写ローラ１９が乱さないようにして、反射型フォトセンサ４０で基準パターン像を検知する。
しかしながら、上述したように、画像をレーザー光で感光体１に書き込んでいる時に、２次転写ローラ１９を中間転写ベルト８から離間させたり接触させたりすると、中間転写ベルトの走行が乱れ、画像にバンディングと呼ばれる筋状のムラを発生する。従って、２次転写ローラ１９を中間転写ベルト８から離間させる場合、最後の色（この場合Ｋ）が書き終わってから、２次転写ローラ１９の離間を開始する。そして、離間が終わった段階で、４色のパターンを同時に書き込みし、基準パターン像Ｐｘを同時に作像する。

また、すべての基準パターン像Ｐｘが離間された２次転写ローラ１９の下を乱されることなく通過した後に、２次転写ローラ１９を中間転写ベルト８に接触する動きが開始される。２次転写ローラ１９を中間転写ベルト８に接触した後、次の画像の書き込みがＹより順次開始される。
従って、連続プリント中に基準パターン像を検知する場合は、かなりの時間プリント動作を中断する必要があり、その分生産性が落ちると言う問題があった。
２次転写ローラ１９を中間転写ベルト８から退避させずに基準パターン像を検知すると、像を乱すのみならず、２次転写ローラ１９を汚し（基準パターン像のトナーがローラに付着する）、これが次の転写紙Ｓの裏面を汚すという問題が発生する。本発明は、この様な問題を解決するためになされたものである。

画像品質、特にカラー画像品質を維持するということは、色空間を維持するということが前提であり、極めて多くのパラメータを適性に維持する必要がある。
しかしながら、本発明者らは鋭意努力した結果、光センサで検知出来る中間特性値の幾つかの組合せを所定の値に管理することで色空間を維持することができ、しかもその内の殆どのものが２次転写ローラ１９を退避させなくともトナー像を乱すことなく、また、２次転写ローラ１９の汚れも実質無害なレベルに維持できることを見出した。

その一つが、基準パターン像のベルト上の付着量をトナー１層分以下にし、２次転写ローラ１９にトナーと同極性の電圧を印加することである。
また、エンドレスベルト（搬送ベルト又は中間転写ベルト）からの正反射光の検知電圧Ｖｓｇ_ｒｅｇに対し、基準パターン像の検知電圧Ｖｓｐ_ｒｅｇが以下の式を満たすことが更に望ましい。
Ｖｓｇ_ｒｅｇ＜１０×Ｖｓｐ_ｒｅｇ
これは、どのような光学系の光センサを用いるかによって異差はあるが、トナーが搬送ベルト（各感光体の像を順次転写可能に記録媒体を搬送するエンドレスベルト）又は中間転写ベルト８の表面を６０％〜８０％覆う状態に相当している。この様な状態では、２次転写ローラ１９が中間転写ベルト８に接触していても、トナーと同極性の電圧が印加されていれば、トナー像は殆ど乱されず、また２次転写ローラ１９の汚れ（トナーの転移）も少ない。また、信号としてもベルト上のトナー量に対する感度もよい。

図７のフローチャートに基づいて、本実施形態におけるプリント動作及び前述した像形成性能などの作像性能を試験するプロセスコントロールの実行タイミングを説明する。
印刷要求があった場合（Ｓ１）、制御部１５０は出力データがイメージデータか又はテキストデータかを判断する（Ｓ２）。イメージデータか否かの判断は、ドットカウンタから算出される画像部の面積と出力する用紙の面積から算出される画像の面積率で判断する。
例えば、ドットカウンタから算出される画像部の面積が１２４．６ｃｍ^２、出力する用紙サイズがＡ４（６２３ｃｍ^２）、画像部の面積率の閾値が１０％の場合、画像の面積率は１２４．６／６２３＝２０％となり、閾値の１０％以上のためイメージデータであると判断する。イメージメージデータの場合、通常白部がテキストデータより少ないため、画像面積が大きくなる傾向にある。そのため、イメージデータと判断するパラメータを上述のように画像の面積率とし、閾値以上の画像面積の場合にはイメージデータと判断する方法は有効である。
また、フルカラー画像形成装置の場合、４色の画像面積率のデータが得られるが、１色でも面積率が閾値１０％を超えた場合イメージデータと判断する。

ここで、出力画像がイメージデータの場合、制御部１５０は、前回のプロセスコントロール実行後からの出力枚数をカウントアップしている枚数カウンタがイメージデータ枚数閾値より大きいかどうかを判断し（Ｓ３）、大きい場合にはプロセスコントロールを実行する（Ｓ４）。
このようにして、イメージデータ出力の際に画像調整が必要な場合、作像開始前にプロセスコントロールを実行するため、画像品質を高く保つことができる。
また、イメージデータ枚数閾値は画像品質が変化しないように短く設定することで、画像品質が高いままイメージデータを出力し続けることを可能にする。プロセスコントロールを実行した場合、枚数カウンタをクリアする（Ｓ５）。

次いで、又はＳ２において出力画像がテキストデータと判断された場合、プロセスコントロールを実行せずに作像開始とする（Ｓ６）。このようにすることで、テキストデータの場合はプリント時間短縮を優先に、イメージデータの場合は画像品質を優先にすることができる。作像開始後、枚数カウンタカウントアップを行い（Ｓ７）、作像を終了する（Ｓ８）。

作像終了後は次の印刷要求があるか否かを判断し（Ｓ９）、印刷要求があった場合再度出力画像がイメージデータかどうかの判断に戻る。
作像終了後印刷要求が無い場合、枚数カウンタがテキストデータ枚数閾値を超えていないかどうかを判断する（Ｓ１０）。ここで、テキストデータ枚数閾値はイメージデータ枚数閾値よりも大きい値を設定し、多少画像品質が落ちても機械（プリンタ）に不具合が生じない限りプロセスコントロールを実行しないようにしないようにする。この条件において枚数カウンタがテキストデータ枚数閾値を超えている場合にはプロセスコントロールを実行し（Ｓ１１）、枚数カウンタをクリアして（Ｓ１２）終了する。

上記実施形態では、中間転写方式のタンデム型カラー画像形成装置について例示したが、搬送ベルト（エンドレスベルト）で転写紙を搬送しながら順次感光体上の画像を転写していく直接転写方式のカラー画像形成装置においても同様に実施することができる。直接転写方式の場合、転写部材は紙転写部材と称することができる。

次に、第２の実施形態を説明する。なお上記実施形態と同一部分は同一符号で示し、特に必要がない限り既にした構成上及び機能上の説明は省略して要部のみ説明する。
本実施形態では、少なくとも１回、中間転写ベルト８上の基準パターン像が２次転写ローラ１９を通過する前の紙間（転写紙間）で、２次転写ローラ１９にトナーと同極性の電圧を印加することを特徴とする。
これにより、基準パターン像の通過前に転写部材（２次転写ローラ１９）のトナー汚れを無くすことができる。すなわち、転写部材のトナー汚れは転写紙Ｓが１枚通過する分であり、通常極めて少ないので反射型フォトセンサ４０の検知結果に影響することはない。
以下の式を満たすようにしてもよい（第３の実施形態）。
Ｖｓｇ_ｒｅｇ＜２×Ｖｓｐ_ｒｅｇ
この場合、トナーが搬送ベルト又は中間転写ベルト８の表面を疎ら４０％以下に覆う状態で、２次転写ローラ１９が中間転写ベルト８に接触していても、トナーと同極性の電圧が印加されていれば、トナー像は乱されず、また２次転写ローラ１９の汚れ（トナーの転移）も極めて僅かである。

エンドレスベルトからの正反射光の検知電圧Ｖｓｇ_ｒｅｇ、基準パターン像の検知電圧Ｖｓｐ_ｒｅｇとし、少なくとも２つの基準パターン像を作像し、第１のパターンが
Ｖｓｇ_ｒｅｇ＜２×Ｖｓｐ_ｒｅｇ
を満たし、第２のパターンが
２×Ｖｓｐ_ｒｅｇ＜Ｖｓｇ_ｒｅｇ＜１０×Ｖｓｐ_ｒｅｇ
を満たすようにしてもよい（第４の実施形態）

また、トナー像に接触するように記録媒体を搬送するエンドレスベルトと、トナー像に接触した記録媒体の裏面からトナーの電荷と逆極性の電圧を印加する転写ローラを有する構成において、少なくとも２つの基準パターン像を作像し、第１のパターンが
Ｖｓｇ_ｒｅｇ＜２×Ｖｓｐ_ｒｅｇ
を満たし、第２のパターンが
２×Ｖｓｐ_ｒｅｇ＜Ｖｓｇ_ｒｅｇ＜１０×Ｖｓｐ_ｒｅｇ
を満たし、全てのパターンが
Ｖｓｇ_ｒｅｇ＜１０×Ｖｓｐ_ｒｅｇ
を満たし、全てのパターンが作像される長さを、転写ローラの周長より短くするようにしてもよい（第５の実施形態）。

本発明の第１の実施形態における画像形成装置としてのプリンタの概要正面図である。 イエロー画像に対応する作像ステーションの拡大概要正面図である。 制御ブロック図である。 基準パターン像の配置関係を示す模式図である。 感光体の配設ピッチを示す模式図である。 中間転写ベルト上に形成されるパターンブロックの模式図である。 制御動作を示すフローチャートである。

符号の説明

８ エンドレスベルトとしての中間転写ベルト
１９ 転写部材としての２次転写ローラ
４０ 画像濃度検知手段としての反射型フォトセンサ
１０１ 基準パターン像
Ｓ 記録媒体としての転写紙

Claims (8)

1. 像担持体と、該像担持体上に形成された静電潜像をトナー像として可視像化する現像手段と、トナー像に接触するように記録媒体を搬送するエンドレスベルトと、トナー像に接触した上記記録媒体の裏面からトナーの電荷と逆極性の電圧を印加する転写部材を有し、上記像担持体上の上記記録媒体に転写されない位置に所定の作像条件で基準パターン像を作像し、該基準パターン像を上記エンドレスベルトに転写し、該エンドレスベルト上の基準パターン像の付着状態を上記転写部材の下流に設けられた画像濃度検知手段で検知し、その検知結果により作像条件を変化させる画像形成装置において、
   上記エンドレスベルト上の基準パターン像が上記転写部材を通過するとき、上記転写部材が上記エンドレスベルトに接触した状態で上記転写部材にトナーと同極性の電圧を印加することを特徴とする画像形成装置。
2. 像担持体と、該像担持体上に形成された静電潜像をトナー像として可視像化する現像手段と、上記像担持体上のトナー像を転写されて一時的に保持するエンドレスベルトと、該エンドレスベルト上のトナー像に接触するように記録媒体を搬送する記録媒体搬送手段と、トナー像に接触した上記記録媒体の裏面からトナーの電荷と逆極性の電圧を印加する転写部材を有し、上記像担持体上の上記記録媒体に転写されない位置に所定の作像条件で基準パターン像を作像し、該基準パターン像を上記エンドレスベルトに転写し、該エンドレスベルト上の基準パターン像の付着状態を画像濃度検知手段で検知し、その検知結果により作像条件を変化させる画像形成装置において、
   上記エンドレスベルト上の基準パターン像が上記転写部材を通過するとき、上記転写部材が上記エンドレスベルトに接触した状態で上記転写部材にトナーと同極性の電圧を印加することを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１又は２記載の画像形成装置において、
   少なくとも１回、上記エンドレスベルト上の基準パターン像が上記転写部材を通過する前の紙間で、上記転写部材にトナーと同極性の電圧を印加することを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１又は２記載の画像形成装置において、
   基準パターン像の上記エンドレスベルト上の付着量をトナー１層分以下にすることを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１又は２記載の画像形成装置において、
   上記画像濃度検知手段が、上記エンドレスベルトからの正反射光を検知する光学系を有し、上記エンドレスベルトからの正反射光の検知電圧Ｖｓｇ_ｒｅｇに対し、基準パターン像の検知電圧Ｖｓｐ_ｒｅｇが以下の式を満たすことを特徴とする画像形成装置。
   Ｖｓｇ_ｒｅｇ＜１０×Ｖｓｐ_ｒｅｇ
6. 請求項１又は２記載の画像形成装置において、
   上記画像濃度検知手段が、上記エンドレスベルトからの正反射光を検知する光学系を有し、上記エンドレスベルトからの正反射光の検知電圧Ｖｓｇ_ｒｅｇに対し、基準パターン像の検知電圧Ｖｓｐ_ｒｅｇが以下の式を満たすことを特徴とする画像形成装置。
   Ｖｓｇ_ｒｅｇ＜２×Ｖｓｐ_ｒｅｇ
7. 請求項１又は２記載の画像形成装置において、
   上記画像濃度検知手段が、上記エンドレスベルトからの正反射光を検知する光学系を有し、上記エンドレスベルトからの正反射光の検知電圧Ｖｓｇ_ｒｅｇ、基準パターン像の検知電圧Ｖｓｐ_ｒｅｇとし、少なくとも２つの基準パターン像を作像し、第１のパターンが
   Ｖｓｇ_ｒｅｇ＜２×Ｖｓｐ_ｒｅｇ
   を満たし、第２のパターンが
   ２×Ｖｓｐ_ｒｅｇ＜Ｖｓｇ_ｒｅｇ＜１０×Ｖｓｐ_ｒｅｇ
   を満たすことを特徴とする画像形成装置。
8. 像担持体と、該像担持体上に形成された静電潜像をトナー像として可視像化する現像手段と、トナー像に接触するように記録媒体を搬送するエンドレスベルトと、トナー像に接触した上記記録媒体の裏面からトナーの電荷と逆極性の電圧を印加する転写ローラを有し、上記像担持体上の上記記録媒体に転写されない位置に所定の作像条件で基準パターン像を作像し、該基準パターン像を上記エンドレスベルトに転写し、該エンドレスベルト上の基準パターン像の付着状態を画像濃度検知手段で検知し、その検知結果により作像条件を変化させる画像形成装置において、
   少なくとも２つの基準パターン像を作像し、第１のパターンが
   Ｖｓｇ_ｒｅｇ＜２×Ｖｓｐ_ｒｅｇ
   を満たし、第２のパターンが
   ２×Ｖｓｐ_ｒｅｇ＜Ｖｓｇ_ｒｅｇ＜１０×Ｖｓｐ_ｒｅｇ
   を満たし、全てのパターンが
   Ｖｓｇ_ｒｅｇ＜１０×Ｖｓｐ_ｒｅｇ
   を満たし、全てのパターンが作像される長さが、上記転写ローラの周長より短いことを特徴とする画像形成装置。

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