JP2007058127A - 画像形成装置および画像形成装置における画像形成条件制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 基準パターンの検知結果に応じて、濃度検知のタイミングを制御して、基準パターンを正しく検知できなかった場合においても、精度を低下させることなく濃度制御を行うこと。
【解決手段】 前記転写搬送ベルト上の基準パターン１８ａの検知タイミングが所定範囲内であり、検知個数が１つの場合は当該検知タイミングから所定のタイミング後に、濃度センサによる濃度検知を実行させる。検知タイミングおよび検知個数の少なくとも１つが前記条件を満たさなかった場合は、誤検知であるが、基準パターンの形成開始タイミングから所定のタイミング後に、濃度センサによる濃度検知を実行させる。これによって、所期の目的が達成される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、画像形成装置および画像形成装置における画像形成条件制御方法に関する。特に電子写真方式のカラープリンタ、カラー複写機等において各色の濃度検知を行い、その検知結果に基づき色補正処理等の画像形成条件を制御することを特徴とする画像形成装置および画像形成装置における画像形成条件制御方法に関するものである。

電子写真方式のカラー画像形成装置として、高速化のために複数の画像形成部を有し、搬送ベルト上に保持された記録材（用紙等）上に順次異なる色の画像を転写して、記録材にカラー画像を得る方式の装置が各種提案されている。

以下、画像形成装置を図面に則して説明する。
（Ａ）全体構成
図５に示すカラー画像形成装置は、４個の感光体ドラム１０１（１０１Ｃ，１０１Ｙ，１０１Ｍ，１０１Ｂｋ）を備えている。なお、数字の後のＣ，Ｙ，Ｍ，Ｂｋは、それぞれシアン、イエロー、マゼンタ、ブラックの各色のトナーを処理する部分であることを示す。

上下端の感光体ドラム１０１Ｃ、１０１Ｂｋに対し、中側2つの感光体ドラム１０１Ｙ、１０１Ｍを1mm程度、転写搬送ベルト側に突出するよう配置してある。４個の感光体ドラム１０１は、図示しない駆動手段によって、図中半時計回りに回転駆動される。

それぞれの感光体ドラムの周囲には、その回転方向に従って順に、次の構成要素が配設されている。すなわち、まず感光体ドラム１表面を均一に帯電する帯電手段１０４（１０４Ｃ，１０４Ｙ，１０４Ｍ，１０４Ｂｋ）である。次に、画像情報に基づいてレーザービームを照射し感光体ドラム１０１上の静電潜像を形成する露光手段１０８（１０８Ｃ，１０８Ｙ，１０８Ｍ，１０８Ｂｋ）である。次に、静電潜像にトナーを付着させてトナー像として顕像化する現像手段１０３（１０３Ｃ，１０３Ｙ，１０３Ｍ，１０３Ｂｋ）である。次に、感光体ドラム１０１上のトナー像を転写材に転写させる転写手段（転写ブレード）１０２（１０２Ｃ，１０２Ｙ，１０２Ｍ，１０２Ｂｋ）である。これらが配設されて、画像形成手段が構成されている。ここで、感光体ドラム１０１と帯電手段１０４、現像手段１０３は、一体的にカートリッジ化されプロセスカートリッジ１０６（１０６Ｃ，１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｂｋ）を形成している。

また、給送部としての給紙カセット１５０から給送された記録材は、搬送ベルトで構成した搬送手段１１によって前記画像形成手段へ搬送され、各色トナー像が順次転写されてカラー画像が記録される。その後、記録材は、定着手段１５２で画像定着されて、排出ローラ対１５５によって排出部１３へ排出される。

以下、各部の構成について順次説明する。
（Ｂ）画像形成部構成
像坦持体としての各感光体ドラム１０１は、直径３０ｍｍのアルミニウム製シリンダの外周面に有機光導伝体層（ＯＰＣ）を塗布して構成したものである。感光体ドラム１０１は、一方の端部に不図示の駆動モータから駆動力を伝達することにより、図５の半時計回り方向に回転駆動される。

各帯電手段１０４は、ローラ状に形成された導電性ローラを有し、このローラを感光体ドラム１０１表面に当接させるとともに、不図示の電源によって帯電バイアス電圧を印加することにより、感光体ドラム１０１表面を一様に帯電させる。

露光手段１０８は、不図示の駆動回路により、画像情報に基づいてレーザービームを照射し感光体ドラム１０１上に静電潜像を形成する。

現像手段１０３（１０３Ｃ、１０３Ｙ、１０３Ｍ、１０３Ｂｋ）は、それぞれブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各色のトナーを収納したトナー収納部、感光体ドラム１０１表面に隣接し、不図示の駆動部により回転駆動される。又、各現像手段１０３は、図示しない現像バイアス電源により現像バイアス電圧を印加することにより感光体ドラム１０１上の静電潜像を各色のトナーで顕像化させる現像を行う。前記トナー収納部には転写材の搬送方向上流側から順に、シアン、イエロー、マゼンタ、ブラックの各色トナーが収納されている。

また、転写搬送ベルト１１ａの内側には、４個の感光体ドラム１０１Ｃ、１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｂｋに対応して、転写搬送ベルト１１ａに当接する転写ローラ１０２Ｃ、１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｂｋがそれぞれ並設されている。これら転写ローラ１０２は、不図示の転写バイアス用電源で接続されており、転写ローラ１０２から正極性の電荷が転写搬送ベルト１１ａを介して記録材に印可される。この電界により、感光体ドラム１０１に接触中の記録材に、感光体ドラム１０１上の負極性のトナー像が順次転写され、カラー画像が形成される。記録材に転写されたトナー画像は駆動回転する加熱ローラと従動回転する加圧ローラからなる定着手段１５２を記録材が通過する際に、熱及び圧力が印加されて記録材に定着される。

（Ｃ）記録材搬送部構成
記録材は給送部から給紙された後、搬送ベルト１１ａによって画像形成領域へ搬送される。

給紙カセット１５０には複数枚の記録材が収納されており、この給紙カセット１５０の近傍には、記録材を一枚ずつピックアップする半月状のピックアップローラ１５１が回転可能に設けられている。そして前記ピックアップローラ１５１の間欠回転によってピックアップされた記録材は給送ローラ対１４０によって転写搬送ベルト１１ａへと給送される。

搬送手段を構成する記録材坦持体としての転写搬送ベルト１１ａは、駆動ローラ１１ｂと従動ローラ１１ｃ、１１ｄ、１１ｅの４本のローラで張架支持され、すべての感光体ドラム１０１Ｃ、１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｂｋに対向して配設されている。この転写搬送ベルト１１は通常１０¹⁰〜１０¹⁴Ω・cmの体積固有抵抗を持たせた厚さ100〜150μｍのエンドレスのフィルム状部材で構成される。そして、前記転写搬送ベルト１１ａは、感光体ドラム１０１に対向する外周面に記録材を静電吸着して感光体ドラム１０１に記録材を接触させるべく駆動ローラ１１ｂによって循環移動する。これにより、記録材は転写搬送ベルト１１ａにより転写位置まで搬送され、感光体ドラム１０１上のトナー像が転写される。

また、前記転写搬送ベルト１１ａの最上流位置には、該ベルト１１ａとともに記録材を挟持し、且つ記録材を転写搬送ベルト１１ａに吸着させる吸着ローラ１５３が配置されている。記録材の搬送に際しては、前記吸着ローラ１５３にバイアス電圧を印加することで、対向している接地されたローラ１１ｅとの間に電界を形成し、転写搬送ベルト１１ａ及び記録材の間に誘電分極を発生させて両者に静電吸着力を生じさせる。

電子写真方式の画像形成装置においては、使用されている温度や湿度、また、感光体、現像剤の特性のばらつき、現像器等の耐久状況により、画像濃度が大きく変動してしまうという問題がある。特にカラー画像形成装置は、色味も変わってしまうという不具合が発生する。

これらの問題に鑑み、中間転写体または転写体上に、所定の濃度検知用パターンを形成し、濃度検知センサを用いてその濃度を検知することで、入力画像信号と濃度の関係を得て、次のような処理を行っている。すなわち、入力画像信号と濃度の関係からホストコンピュータからの入力画像信号に対して所望の濃度がでるよう、入力画像信号を変換することが一般的に行われている。以下、この処理を「濃度制御」という。また、濃度を検知するだけの制御を「濃度制御」と区別して「濃度検知」と呼ぶ（例えば、特許文献１）。

上記の濃度制御においては、濃度検知センサによる濃度検知用パターンの検知タイミングの精度を向上させることも行われることがある。すなわち、濃度検知用パターンに先立って、検知タイミングの基準に用いるパターン(以下「基準パターン」という)を中間転写体または転写体上に形成する場合もある。

濃度制御では、中間転写体または転写体にパターンを形成していない部分(a)と濃度検知用パターンを形成した部分(b)との反射濃度を算出に用いるため、中間転写体または転写体の1周目で(a)の検知を、２周目で(b)の検知を行う場合が多い。

1周目で形成した基準パターンを２周目でそのまま利用して、１周目、２周目ともに、基準パターンを検知したタイミングを基に濃度検知を行えば、環境(温度、湿度)や劣化による、中間転写体または転写体の伸縮の影響等を最小限にとどめることができる。これによって、濃度制御を精度良く行うことができる。

このようなことから特許文献２では、濃度制御において基準パターンを精度良く読み取ることが可能な画像濃度検知方法が述べられている。そこで、従来の基準パターンを用いた濃度検知の様子を以下に説明する。

まず、転写搬送ベルト11a上に、所定の濃度検知用パターンを形成し、その濃度検知用パターンの反射濃度を濃度センサ17を用いて検知する。図７は、濃度制御に用いるパターンの例であり、濃度検知用パターン18bとその濃度を検知するタイミングの基準に用いる基準パターン18aから構成される。

ここで、濃度制御の濃度検知部分のブロック図を図６に示す。濃度検知部分は、濃度センサ17と信号処理部２６とを有する。濃度センサ17は、赤外線発光部21と赤外線受光部20とを具えた濃度センサユニット29を有している。処理部26は、CPU28とモニタとしての光量制御部27とを有する。光量制御部27からの光量を指示する信号に応じた光量で濃度センサ17の赤外線発光部２１から照射された赤外線（光源光）23は、転写搬送ベルト11aの表面の濃度検知用パターン18bで反射する。その反射光22の光量は赤外線受光部20で受光して計測される。赤外線受光部20で計測された反射光量は、光量制御部27でモニタされた後、CPU28に送られる。CPU28は、光量制御部27からの光量を指示する信号及びモニタされた反射光22の光量から濃度検知用パターン18bの反射濃度を演算する。そして、CPU28は、この演算結果に基づき、不図示のホストコンピュータからの入力画像信号に対して所望の濃度がでるよう入力画像信号を変換し、画像形成条件を調整する。この画像形成条件としては、例えば、画像形成部の高圧部の電圧値、入力画像信号を変換する際に用いるガンマテーブルにおける補正カーブなどがある。

また、濃度センサ17を用いて、基準パターン18aの検知タイミングを求める場合について説明する。赤外線受光部20の回路構成を示すブロック図を図８に、またパターンを検知した出力波形を図９に示す。図９に示すように、転写搬送ベルト11aからの反射光22を受光部５２が受光すると電流を出力し、I/V変換器60で出力電流を電圧に変換（I/V変換）する。そして、I/V変換されクランプ回路６３でクランプされた出力電圧と基準電圧設定器61で設定された基準電圧（閾値）とを比較部62で比較する。

図９に示すように、赤外線受光部20が転写搬送ベルト11a上の基準パターン18aの部分を検知すると、転写搬送ベルト11aの他の無パターンの部分を検知したときに対し出力電圧が低くなる。この出力電圧が基準電圧よりも低い期間だけ、比較部62から正のパルスが出力される。このパルス出力から基準パターン18aの検知タイミングを求めることができる。

図１０に従来の基準パターンを用いた濃度検知の制御フローを示す。まず転写搬送ベルトに、例えば画像形成部においてプロセスカートリッジ１０６Ｂｋを用いてブラックのトナーで基準パターンおよび濃度検知用パターンを形成する(S1300)。次に濃度検知部（図６）によって基準パターンの検知を開始する(S1301)。ＣＰＵ２８によって基準パターンが検知できたか否かを判断し(S1302)、検知できた場合には、基準パターンの検知タイミングを基に、濃度検知用パターンの濃度検知を行う(S1303)。濃度検知は、図８の構成において、Ｉ／Ｖ変換器６０の出力を不図示のＡ／Ｄ変換器でＡ／Ｄ変換し、その結果に基づいてＣＰＵ２８によって濃度を算出することによって実行される。

上記の制御フローを用いて、基準パターン18aを検知して濃度検知を行う様子を図１１を用いて説明する。

図１１は、画像出力信号を時間軸上0としてある。そして、基準パターン18aの検知を開始するタイミングと、基準パターンを検知したタイミングと、濃度検知を開始するタイミングとの関係を示したタイミングチャートである。

[(a)-基準パターンが正しく形成されている場合]
基準パターン18aおよび濃度検知用パターン18bを転写搬送ベルトに形成するために、画像出力信号を出力する。画像出力信号は、不図示のコントローラに対し、画像信号の出力を指示するものである。すなわち、画像出力信号のタイミングは、画像信号を露光手段に入力して感光体ドラムに露光を開始したタイミングに相当する。このタイミングを0とした時、T1(s)後に基準パターン18a-1の検知を開始する。

T1(s)は、画像出力信号を基準として、濃度センサ17下に基準パターンの先端が通過するであろう理想タイミングよりもいくらかのマージン時間分だけ早いタイミングである。

18a-１は、基準パターン18a-1が濃度センサ17下を通過したことを模擬的に示している。

またT2(s)は、基準パターン18a-1の後端が濃度センサ17下を通過したときに、濃度センサ17が検出パルスを出力したことを示している。

このT2(s)を基準として、T3(= T2 + Tα)(s)のタイミングで、濃度検知を開始する。
Tα(s)は、基準パターン18a-1の後端が濃度センサ17下を通過してから、濃度検知用パターン18bが濃度センサ17下を通過するであろう理想的な時間である。

(a)の場合のように、基準パターン18a-1の検知タイミングを基準として、濃度検知を行えば、正しいタイミングで濃度検知用パターン18bの濃度検知を行うことができる。

[(b) -基準パターンが正しく形成されていない場合]
図１１の（ｂ）は18a-2のように何らかの要因で、基準パターン18a-2が正しく形成されなかった場合を示している。この場合、図１１の(a)と同様に、T1(s)で基準パターン18a-2の検知を開始するタイミングになった後、図１１のＴ２（ｓ）で検出パルスが得られない。したがって、この場合は、濃度検知用パターン18bの濃度検知を行うT3(s)のタイミングがわからず、濃度検知を正しいタイミングで行うことができない。

[(c) -基準パターンは正しく形成されているが、異物が存在する場合]
図１１の（ｃ）は(a)と同様に、T1(s)で基準パターンの検知を開始するタイミングになる。その後、正しく形成された基準パターン18a-3が濃度センサ17下を通過するのに先立って、T2'(s)のタイミングで、異物32が濃度センサ17下を通過したことを示している。
異物32とは、劣化した転写搬送ベルト11a上に付着する可能性のある傷や汚れ、紙粉等である。

もし、Ｔ１（ｓ）＜Ｔ２’（ｓ）＜Ｔ２（ｓ）であった場合、この異物32を本来の基準パターン18aと誤って認識してしまう。そのため、濃度検知を行うＴ３’（＝Ｔ２’＋Ｔα）（ｓ）のタイミングが、正しいタイミングである(a)の場合のＴ３（＝ Ｔ２ ＋ Ｔα）（ｓ）とずれてしまう。

その結果、例えば転写搬送ベルト11a上の濃度検知用パターン18bが形成されていない部分の濃度検知を行ったりして、濃度制御の精度低下が発生してしまう。

特開平11-65237号公報 特開平7-25070号公報

特許文献２のような従来例では、基準パターンを精度良く読み取るために、発光光量あるいは増幅率の切替を行う方法、すなわち、基準パターンそのものを、正確に読み取る方法であったため、図１１（ｂ），（ｃ）のような場合には、以下のような欠点があった。

すなわち、中間転写体または転写体上に、基準パターンそのものが正しく形成され、かつ、基準パターンを読み取る手段も正しく設定されていた場合でも、次のような問題が生じる。例えば、中間転写体または転写体上に異物(紙紛や傷、汚れなど)が付着している場合には、その異物を基準パターンと誤検知するおそれが発生してしまう。その結果、濃度検知タイミングにずれが生じてしまい、その結果、濃度制御の精度低下を引き起こしてしまう。

上記のような基準パターン以外の要因による濃度制御の精度低下は、中間転写体または転写体の劣化にともなって、発生するおそれが大きくなる。

本発明の目的は、基準パターンの検知結果を判定し、その判定結果に応じて、濃度検知タイミングの基準を切り替えて、基準パターンを正しく検知できなかった場合も、精度を低下させることなく濃度制御などの画像形成条件制御を行うことである。

本発明の他の目的は、複数形成された基準パターンを、複数の濃度検知センサで検知し、少なくとも一つ以上の基準パターンが正しく検知できた場合は、その基準パターンの検知タイミングを基準として濃度制御などの画像形成条件制御を行うことである。これによって、転写体手段が劣化した場合においても、傷や汚れの影響を受けにくくし、精度を低下させることなく濃度制御などの画像形成条件制御を行うことが出来る。

本発明は、像担持体と、該像担持体上に画像データに応じた静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、前記像担持体上の静電潜像にトナー画像を形成する現像手段と、前記像担持体上のトナー画像を記録材に転写する転写手段と、前記静電潜像形成手段および前記現像手段によって前記転写手段上に基準パターンを形成し、当該基準パターン形成後に濃度検知パターンを形成するパターン形成手段と、前記転写手段上の基準パターンを検知して検知信号を出力する基準パターン検知手段と、前記転写手段上の濃度検知パターンの濃度を検知する濃度検知手段と、前記基準パターン検知手段からの検知信号に基づいて、前記濃度検知手段による前記転写手段上の濃度検知パターンの濃度検知を開始させるタイミングを制御する濃度検知タイミング制御手段と、前記濃度検知手段の検知結果に基づいて記録材に形成する画像に関する画像形成条件を制御する画像形成条件制御手段とを具えたことを特徴とする。

本発明は、基準パターンの検知結果に応じて、濃度検知のタイミングを制御することによって、基準パターンを正しく検知できなかった場合においても、精度を低下させることなく濃度制御などの画像形成条件を制御することができる。基準パターンを正しく検知できなかった場合には、転写手段の劣化、傷やよごれなどがあるが、これらの影響を受けにくくすることができる。したがって、転写手段の長寿命化も達成できる。また、２つ以上の基準パターンを併行して検知することによって、一層検知精度を向上させることができる。

以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。

図１２は各実施例に共通の画像形成装置２００の主に制御部分のブロック図である。機械的構成は、図５に示す構成と同じであるので、同図を援用する。２０１は本画像形成装置の各構成を制御する制御部であって、ＣＰＵ、ＲＯＭ，ＲＡＭを含む。ＲＯＭは、図２、図４に示す如き制御手順を含む制御手順を格納してある。ＲＡＭは、ＣＰＵの作業領域を提供する。ＣＰＵは、ＲＯＭ内の制御手順に従って、本画像形成装置全体の制御を実行する。

外部装置であるホストコンピュータ２０２からのプリントジョブは、画像処理部２０３に入力され、ここで、本画像形成装置で形成すべき画像に対応する画像データを生成する。画像処理部２０３は、ガンマ補正を行うガンマテーブル、その他の必要な画像処理を実行するための画像処理回路等を有している。画像処理部２０３からの画像データは各露光手段１０８に供給される。画像形成部を構成するドラム、駆動ローラ等は各モータ２０４として示される駆動手段であるモータによって駆動される。帯電手段、現像手段、転写ローラ、定着器等の所定部分には各高圧部２０５として示される高圧電源からの高圧が印加され、前述したような動作を実現する。操作部２０６は、本画像形成装置の筐体上部などに設けられた、ユーザからの操作情報（プリント枚数、記録材サイズなどの情報）を入力したり、ユーザに必要な情報を表示する操作パネル等を有し、入力された情報を制御部２０１に供給する。２１は発光部（図６と同様）、２０は受光部（図６と同様）であって、図８の構成にさらに、Ａ／Ｄ変換器２０７を図示してある。制御部２０１は、発光部２１を制御し、受光部２０の比較部６２、Ａ／Ｄ変換器２０７からの出力を入力する。Ａ／Ｄ変換器２０７は、Ｉ／Ｖ変換器６０からの受光素子５２が受光した反射光量に対応した出力をＡ／Ｄ変換して制御部２０１に供給する。制御部２０１はこのＡ／Ｄ変換器２０７からの出力に基づいて濃度（転写搬送ベルト上のパターンの濃度）を演算する。制御部２０１は、この演算結果に基づき、ホストコンピュータ２０２からのプリントジョブに対応する画像データに対して所望の濃度がでるよう、画像形成条件を制御する。この画像形成条件としては、例えば、画像形成部の高圧部の電圧値、入力画像信号を変換する際に用いるガンマテーブルにおける補正カーブなどがある。

特に説明しない限り、以下の動作は制御部２０１によって行われる。
（実施例１）
本実施例では、図１１(b)および(c)等のような問題を解決するために、基準パターン18aが正しく検知できたか否かを、所定のタイミングで判定し、その判定結果に応じて、濃度検知のタイミングを切り替えている。その様子を図１の（ａ），（ｂ），（ｃ）を用いて説明する。

[図１(a)-基準パターンが正しく形成されている場合]
制御部２０１は、基準パターン18aおよび濃度検知用パターン18bを形成するために、当該パターンに相当する画像データを露光手段に出力する。この出力タイミングに同期して、画像形成部を構成する各部の動作も制御部２０１によって制御する。この画像データの出力タイミングを0とした時、T1(s)後に基準パターン18a-1の検知を開始する。

T1(s)は、画像データ出力を基準として、濃度センサ17下に基準パターンの先端が通過するであろう理想タイミングよりもいくらかのマージン時間分だけ早いタイミングである。このマージンは、転写搬送ベルト11aの伸縮を考慮して、最適な値をあらかじめ決定しておく。

18a-１は、基準パターン18a-1が濃度センサ17下を通過したことを模擬的に示している。

またT2a(s)は、基準パターン18a-1の先端が濃度センサ17下を通過したときに、濃度センサ17が検出パルスの立上り信号を出力したことを示している。T2b(s)は、基準パターン18a-1の後端が濃度センサ17下を通過したときに、検出パルスの立下り信号を出力したことを示している。

次に、Tx(s)のタイミングで、基準パターン18a-1を濃度センサ17によって正しく検知できたかどうかを判定する。

ここでTx(s)は、画像データ出力を基準として、濃度センサ17下に基準パターンの後端が通過するであろう理想タイミングよりもいくらかのマージン時間分だけ遅いタイミングである。このマージンは、転写搬送ベルト11aの伸縮を考慮して、最適な値をあらかじめ決定しておく。

<判定方法-1>
また、基準パターン18a-1を濃度センサ17によって正しく検知できたかどうかの第１の判定方法は、濃度センサ17下を基準パターン18a-1が通過したタイミングが正しいか否かを判定することである。
基準パターン18a-1を濃度センサ17によって正しく検知できたと判定するのは、次の条件のときである。すなわち、
T1(s)< T2a(s)< Tx(s)かつ ・・・条件1-1
T1(s)< T2b(s)< Tx(s) ・・・条件1-2
の条件のときである。

条件1-1は、基準パターン18a-1の先端が、濃度センサ17下を通過したタイミングが正しく、条件1-2は、基準パターン18a-1の後端が、濃度センサ17下を通過したタイミングが正しいことを表している。

<判定方法-2>
また、基準パターン18a-1を濃度センサ17によって正しく検知できたかどうかの第2の判定方法は、濃度センサ17が基準パターン18a-1を検出した時に出力するパルスの回数が所定回数であるか否かである。濃度センサ17が基準パターン18a-1の先端を検知した際に、パルスの立上り信号を出力し、後端を検知した際にパルスの立下り信号を出力する。
濃度センサ17がパルスを出力した回数をYとすると、
Y = 1 ・・・条件2-1
のとき、基準パターン18a-1を濃度センサ17によって正しく検知できたと判定する。

条件2-1は、濃度センサ17が正しく形成された基準パターン18a-1のみを検知したことを表している。

ちなみに、Y < 1のときは、基準パターン18a-1が転写搬送ベルト11a上に正しく形成されなかったことを示している。Y > 1のときは、転写搬送ベルト11a上に、基準パターン18a-1以外の異物(傷、汚れ、紙粉)が存在するか、もしくは電気ノイズが発生していることを示している。

このように、Tx(s)のタイミングで、基準パターンを濃度センサ17によって正しく検知できたかどうかを、上記のような2つの方法によって判定する。いずれも正しいと判定した場合には、Ｔ３（＝Ｔ２ｂ＋Ｔα）（ｓ）のタイミングで、濃度検知を開始する。

Tα(s)は、基準パターン18a-1の後端が濃度センサ17下を通過してから、濃度検知用パターン18bが濃度センサ17下を通過するであろう理想的な時間である。このタイミングTα(s)は、正しいので、すなわち、正確であり、Ｔ２ｂからTα(s)後に濃度検知用パターン18bが濃度センサ17下を正確に通過することになる。その結果、濃度制御は精度良く行われる事になる。

[図１(b) -基準パターンが正しく形成されなかった場合]
(a)の場合と同様に、Tx(s)のタイミングで、基準パターンを濃度センサ17によって正しく検知できたかどうかを判定する。

しかしながら、基準パターン18a-2のように、基準パターン18a-2が正しく形成されなかった場合、濃度センサ17が検出パルスを出力することができないので、条件1-1および条件1-2を満たすことができない。条件2-1においても同様に、Y = 0となり、条件を満たすことができない。

以上より、Tx(s)のタイミングで、基準パターン18a-2を濃度センサ17によって正しく検知できていないと判定した場合には、T3(= Tβ)(s)のタイミングで、濃度検知を開始する。

Tβ(s)は、画像データ出力から、濃度検知用パターン18bが濃度センサ17下を通過するであろう理想的な時間である。

[図１(c) -基準パターンが正しく形成されているが、異物が存在する場合]
(a)の場合と同様に、Tx(s)のタイミングで、基準パターンを濃度センサ17によって正しく検知できたかどうかを判定する。

図のように、異物32が転写搬送ベルト11a上に存在した場合、T1(s)< t <Tx(s)のタイミングで、異物32が濃度センサ17下を通過した場合は、条件1-1および条件1-2は満たす。

しかし条件2-1においては、Y = 2となり、条件2-1は満たさない。

以上の判定結果より、Tx(s)のタイミングで、基準パターン18a-2を濃度センサ17によって正しく検知できていないと判定されるので、(b)の場合と同様に、T3(= Tβ)(s)のタイミングで、濃度検知を開始する。

図１(a)〜(c)で述べた制御において、Tx(s)のタイミングで、基準パターンを濃度センサ17によって正しく検知できたかどうかによって、濃度検知のタイミングを切り替える制御部分の流れを、図２のフローチャートを用いて説明する。

まず、Tx(s)のタイミングかどうかを判定する(S1101)。この比較の結果、いいえの場合は、Tx(s)のタイミングまで待つ。S1101の比較の結果、はいの場合は、T1(s)< T2a(s)< Tx(s)かつT1(s)< T2b(s) < Tx(s)であるか否かを判定する(S1102)。

S1102の比較の結果、はいの場合は、Y=1であるか否かを判定する(S1103)。

S1103の比較の結果、はいの場合は、基準パターンの後端が濃度センサ17下を通過したタイミングを基準として、濃度検知用パターン18bが濃度センサ17下を通過するであろう理想的なタイミングで濃度検知行う。

S1102の比較の結果がいいえの場合、あるいはS1103の比較の結果がいいえの場合、画像出力信号を出力した時間を基準として、濃度検知用パターン18bが濃度センサ17下を通過するであろう理想的なタイミングで濃度検知行う(S1105)。

このように、Tx(s)のタイミングで、基準パターン18aが濃度センサ17で正しく検知できたか否かの判定結果に応じて、濃度検知用パターン18bの濃度検知タイミングの基準を切り替える。これによって、たとえ基準パターン18aが正しく検知できなかった場合においても、濃度検知タイミングの精度、すなわち濃度制御の精度を低下させることのない画像形成装置を提供することができる。

（実施例２）
前記実施例１では、基準パターン18aが正しく検知できなかった場合に、濃度検知の精度を低下させない手段について特に記載している。

しかし、従来の技術でも述べたように、濃度検知に基準パターンを用いる目的は、転写搬送ベルト11aの伸縮の影響によって濃度検知のタイミングの精度が低下することを最小限にすることである。

従って、実施例１において、図１(a)の場合と図１(b),(c)の場合を比較すると、転写搬送ベルト11aの伸縮の状況によっては、図１(a)よりも図１(b),(c)の精度が若干低下することも考えられる。

上記のような問題を解決するために、実施例２では、前記実施例１に示された装置において、基準パターン18aを複数形成し、それらの全ての基準パターンにおいて検知結果を判定する方法について述べる。その様子を図３を用いて以下説明する。

図３では、転写搬送ベルト１１ａ上に搬送方向と直交する方向上の同一位置に並列に例えば2つの基準パターン（１８ａ−１、１８ａ−２）を形成する。そして、これらを、同様に転写搬送ベルト１１ａの搬送方向と直交する方向上の同一位置に並列に配置した2つの濃度センサ（１７−１,１７−２）で検知した場合のタイミングチャートを示している。

実施例1と同様に、Tx(s)のタイミングで、基準パターンを２つの濃度センサによって正しく検知できたかどうかを判定する。

まず、濃度センサ17-1で検知する基準パターン18a-1について判定する。

この場合、実施例1の(c)の場合と同様に、Y = 2となり、条件2-1を満たさないため、基準パターン18a-1を濃度センサによって正しく検知できなかったと判定される。

次に、濃度センサ17-2で検知するもうひとつの基準パターン18a-2について判定する。この場合は、実施例1の(a)の場合と同様に、条件1-1, 条件1-2, 条件2-1を全て満たすので、基準パターンを濃度センサによって正しく検知できたと判定される。

この場合は、正しく検知できた基準パターン18a-2について、その後端部分が濃度センサ下を通過したタイミングを基準として、Tα(s)経過したタイミングで、濃度検知を開始する。Tα(s)は、基準パターン18a-2の後端が濃度センサ下を通過してから、濃度検知用パターン18bが濃度センサ下を通過するであろう理想的な時間である。

以上、図３で述べた制御において、Tx(s)のタイミングで、基準パターンを２つの濃度センサによって正しく検知できたかどうかによって、濃度検知のタイミングを切り替える制御部分の流れを、エラー! 参照元が見つかりません。図４フローチャートを用いて説明する。

まず、Tx(s)のタイミングかどうかを判定する(S1201)。この比較の結果、いいえの場合は、Tx(s)のタイミングまで待つ。S1201の比較の結果、はいの場合は、T1(s)< T2a(s)< Tx(s)かつT1(s)< T2b(s) < Tx(s)であるか否かを判定する(S1202)。

S1202の比較の結果、はいの場合は、Y=1であるか否かを判定する(S1203)。

S1203の比較の結果、はいの場合は、基準パターンの後端が濃度センサ下を通過したタイミングを基準として、濃度検知用パターン18bが濃度センサ下を通過するであろう理想的なタイミングで濃度検知行う。

S1202の比較の結果がいいえの場合、あるいはS1203の比較の結果がいいえの場合、全ての基準パターンについて、S1202およびS1203の判定をしたか否かを判定する(S1205)。

S1202の比較の結果、いいえの場合、まだS1202およびS1203の判定をしていない基準パターンについて、S1202およびS1203の判定を繰り返し行う。

S1205の比較の結果、はいの場合、画像出力信号を出力した時間を基準として、濃度検知用パターン18bが濃度センサ下を通過するであろう理想的なタイミングで濃度検知行う(S1206)。

実施例１と異なり、S1205のフローが加わったことで、基準パターンが濃度センサによって正しく検知できた、と判定される確率を向上させることが可能となる。

本実施例のように、基準パターンを２つ形成し、それら基準パターンの全てにおいて、正しく検知できたか否かを判定することができる。これによって、少なくとも１つでも正しく検知できていれば、その基準パターンの検知タイミングを、濃度検知のタイミングの基準とすることができる。その結果、異物の付着した劣化した転写搬送ベルトにおいても、傷などの異物の影響を低減し、精度の高い濃度制御を維持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。

以上は、2つの基準パターンを2つの濃度センサで検知する場合について述べたが、3つ以上の複数の基準パターンを転写搬送ベルト11a上の搬送方向と直交する方向上の同一位置に並列に配置し、濃度センサもこれに合わせて複数設けることもできる。基準パターンとそれを検知するセンサの数が多いほど、紙紛や傷、汚れの影響によって、基準パターンが正しく検知できる確立も向上することは言うまでもない。その結果、劣化した寿命間近の転写搬送ベルト11aにおいても、濃度検知すなわち濃度制御の精度を維持することが可能となる。

実施例１で行う制御のタイミングを示す図である。 実施例１で用いた制御フローを示すフローチャートである。 複数の基準パターンを検知する様子を示す図である。 実施例１で用いた制御フローを示すフローチャートである。 画像形成装置の模式的側断面図であって、カラーモードで印字する場合での状態説明図である。 濃度検知部のブロック図である。 基準パターンと濃度検知用パターンの例を示す図である。 受光部の回路構成を示すブロック図である。 受光部の出力波形を示す図である。 従来の基準パターンを用いた濃度検知の制御フローを示すフローチャートである。 従来の基準パターンを用いた濃度検知の問題を示す図である。 本発明の画像形成装置の制御部分を主に示すブロック図である。

符号の説明

101 感光ドラム
102 転写手段
103 現像手段
104 帯電手段
106 プロセスカートリッジ
108 露光手段
109 定着手段
150 給紙手段
１５１ ピックアップローラ
152 定着手段
153 吸着ローラ
11a 転写搬送ベルト
13 排出部
１７ 濃度センサ
18a 基準パターン
18b 濃度検知用パターン

Claims (6)

1. 像担持体と、該像担持体上に画像データに応じた静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、前記像担持体上の静電潜像にトナー画像を形成する現像手段と、前記像担持体上のトナー画像を記録材に転写する転写手段と、前記静電潜像形成手段および前記現像手段によって前記転写手段上に基準パターンを形成し、当該基準パターン形成後に濃度検知パターンを形成するパターン形成手段と、前記転写手段上の基準パターンを検知して検知信号を出力する基準パターン検知手段と、前記転写手段上の濃度検知パターンの濃度を検知する濃度検知手段と、前記基準パターン検知手段からの検知信号に基づいて、前記濃度検知手段による前記転写手段上の濃度検知パターンの濃度検知を開始させるタイミングを制御する濃度検知タイミング制御手段と、前記濃度検知手段の検知結果に基づいて記録材に形成する画像に関する画像形成条件を制御する画像形成条件制御手段とを具えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記基準パターン検知手段による検知実行時間範囲は、前記転写手段上への基準パターンの形成開始タイミングを基準とすることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記濃度検知タイミング制御手段は、前記基準パターン検知手段による前記転写手段上の基準パターンの検知タイミングおよび検知個数が所定の条件を満たした場合は当該検知タイミングから第１のタイミング後に、前記検知タイミングおよび検知個数の少なくとも１つが前記所定の条件を満たさなかった場合は前記転写手段上への基準パターンの形成開始タイミングから第２のタイミング後に、前記濃度検知手段による前記転写手段上の濃度検知パターンの濃度検知を実行させ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。
4. 前記パターン形成手段は、前記現像手段によって前記転写手段上に複数の基準パターンを並列に形成し、前記基準パターン検知手段は、前記複数の基準パターンを検知し、前記濃度検知タイミング制御手段は、前記基準パターン検知手段からの検知信号に基づいて、前記制御を実行す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。
5. 前記濃度検知タイミング制御手段は、前記基準パターン検知手段による前記転写手段上のいずれか１つの基準パターンの検知タイミングおよび検知個数が所定の条件を満たした場合は当該検知タイミングから第１のタイミング後に、前記基準パターン検知手段による前記転写手段上の全ての基準パターンについて前記検知タイミングおよび検知個数の少なくとも１つが前記所定の条件を満たさなかった場合は前記転写手段上への基準パターンの形成開始タイミングから第２のタイミング後に、前記濃度検知手段による前記転写手段上の濃度検知パターンの濃度検知を実行させることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 像担持体上に画像データに応じた静電潜像を形成する静電潜像形成手段と前記像担持体上の静電潜像にトナー画像を形成する現像手段とによって、前記像担持体上のトナー画像を記録材に転写する転写手段上に、基準パターンを形成し、さらに当該基準パターン形成後に濃度検知パターンを形成し、前記転写手段上の基準パターンを検知し、当該検知信号に基づいて、前記転写手段上の濃度検知パターンの濃度を検知する濃度検知手段による前記濃度検知パターンの濃度検知を開始させるタイミングを制御し、前記濃度検知手段の検知結果に基づいて記録材に形成する画像に関する画像形成条件を制御することを特徴とする画像形成装置における画像形成条件制御方法。
   

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