JP2007240681A - 画像形成装置及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】像担持体にかぶりトナーを付着させたり、専用の特殊クリーニングシートを使用したりしなくても、像担持体へのオイルの付着がトナー像の濃度検出に及ぼす影響を抑えることができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】用紙の両面に画像を形成する両面画像形成処理を実行可能な画像形成装置の構成として、中間転写ベルトに形成されたトナー像の濃度を検出する濃度センサ６と、両面画像形成処理の実行累積値を計数する累積カウンタ２８と、この累積カウンタ２８で計数した実行累積値と予め設定された閾値とを比較する比較部２９と、この比較部２９の比較結果に基づいて、トナー像の濃度検出を適正化する適正化処理の実行タイミングを制御する主制御部２１とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、複写機、プリンタ等の画像形成装置とその制御方法に関する。

近年、電子写真式の複写機、プリンタ等の画像形成装置において、資源保護などの観点から、記録媒体として使用される用紙の両面に画像を形成する両面画像形成機能（両面プリント機能、両面コピー機能など）を備えたものが多くなっている。実際に用紙の両面に画像を形成する場合は、まず、用紙の第１面にトナー像を転写し、このトナー像を用紙に定着させる。次に、用紙搬送路上で用紙を反転させた後、用紙の第２面にトナー像を転写し、このトナー像を用紙に定着させる。

熱ロール定着方式を採用した画像形成装置では定着器に加熱ロールが設けられている。加熱ロールは、所定の速度で回転しながら、用紙に転写されたトナー像に接触する。その際、加熱ロールの表面にトナーの一部が付着すると、そのトナーが加熱ロールの回転によって用紙の別の場所に転移してしまう、いわゆるトナーオフセット現象が発生する。このため一般的には、加熱ロールの表面にトナーが付着しないように、アミンオイルやシリコーンオイルなどの離型剤を加熱ロールの表面に塗布することにより、トナーオフセット現象を防止している。

しかしながら、加熱ロールの表面にオイルを塗布すると、加熱ロールとの間で用紙をニップする加圧ロール等の表面にもオイルが一様に付着した状態となるため、次のような不具合が生じる。すなわち、用紙の第１面に転写されたトナー像を定着器で定着させるときに、ロール表面のオイルが用紙の両面に付着した状態となる。このため、像担持体に担持されたトナー像を用紙に転写する画像形成装置では、両面画像形成処理を行なったときに、離型剤としてのオイルが用紙を媒体として画像転写位置まで運ばれる。そうすると、用紙によって運ばれたオイルが像担持体の表面に付着するため、像担持体の表面反射率（光学的な反射率）が徐々に変化してしまう。その結果、像担持体の表面にトナーパッチを形成し、このトナーパッチの濃度を濃度センサで検出して画像形成条件を補正する場合に、オイルの付着が原因で濃度センサの検出結果に誤差が生じ、画像形成条件（特に、画像濃度の制御パラメータ）を適切に補正できなくなる。

そこで、特許文献１には、両面画像形成処理で用紙の第２面に画像を形成するときに、現像手段に白地相当の現像動作を行わせることにより、像担持体の表面にかぶりトナーを付着させ、このかぶりトナーの薄膜によって像担持体の表面にオイルが付着することを阻止する技術が提案されている。また、特許文献２には、両面画像形成処理で用紙の第２面への画像形成を終了した後に、オイル成分吸収用クリーニングシートを供給して像担持体の表面からオイル成分を吸収し、その後で、像担持体の表面をクリーニングする付加的動作を実行する技術が提案されている。

特許第３０７４１２５号公報 特許第３２５２６３０号公報

しかしながら、特許文献１に記載の従来技術では、像担持体に対するトナーのかぶり具合（かぶり量等）が、そのときの装置の使用環境（温度、湿度等）や部材の劣化状態などによって変動するため、トナーのかぶりを安定的に発生させることが非常に困難であった。このため、トナーのかぶり量が多すぎる場合は画質が低下し、トナーのかぶり量が少なすぎる場合は像担持体で十分なオイル付着防止効果が得られないという欠点があった。

一方、特許文献２に記載の従来技術では、像担持体の表面に付着したオイルを効率良く吸収して除去するために、最大用紙サイズと同等サイズの専用の特殊クリーニングシートを使用する必要があった。このため、クリーニングシートの消費により、画像形成装置のランニングコストが高くなるという難点があった。また、用紙の第２面への画像形成後にクリーニングシートを供給し、その都度、像担持体の表面を清掃手段でクリーニングするようになっているため、画像形成の生産性が低下するという問題もあった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、像担持体にかぶりトナーを付着させたり、専用の特殊クリーニングシートを使用したりしなくても、像担持体へのオイルの付着がトナー像の濃度検出に及ぼす影響を抑えることができる画像形成装置を提供することにある。

本発明に係る画像形成装置は、記録媒体の両面に画像を形成する両面画像形成処理を実行可能な画像形成装置であって、トナー像を担持する像担持体と、この像担持体に担持されたトナー像の濃度を検出する濃度検出手段と、両面画像形成処理の実行累積値を計数する計数手段と、この計数手段で計数した実行累積値と予め設定された閾値とを比較する比較手段と、この比較手段の比較結果に基づいて、トナー像の濃度検出を適正化する適正化処理の実行タイミングを制御する制御手段とを備えるものである。

本発明に係る画像形成装置においては、両面画像形成処理の実行累積値を計数手段で計数することにより、両面画像形成処理の繰り返しによって像担持体に付着するオイルの量と、このオイルの付着がトナー像の濃度検出に及ぼす影響を予測することが可能となる。したがって、計数手段で計数した実行累積値と閾値とを比較手段で比較し、この比較結果に基づいて適正化処理の実行タイミングを制御手段で制御することにより、適切なタイミングでトナー像の濃度検出を適正化することが可能となる。

本発明の画像形成装置によれば、像担持体へのオイル付着量と相関がある両面画像形成処理の実行累積値を計数し、この実行累積値と閾値との比較結果に基づいて適正化処理（トナー像の濃度検出を適正化する処理）の実行タイミングを制御することにより、像担持体にかぶりトナーを付着させたり、専用の特殊クリーニングシートを使用したりしなくても、像担持体へのオイルの付着がトナー像の濃度検出に及ぼす影響を抑えることができる。

以下、本発明の具体的な実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は本発明が適用されるフルカラーの画像形成装置の構成例を示す概略図である。図示した画像形成装置は、電子写真プロセスにしたがって記録媒体にカラー又は白黒の画像を形成するものである。ここでは、記録媒体の一例として、普通紙、コート紙などの用紙（シートと同義）に画像を形成するものとする。画像形成装置は、記録媒体となる用紙の両面（第１面と第２面）に画像を形成する両面画像形成機能（両面プリント機能、両面コピー機能等）を有するもので、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応する４つの画像形成ユニット１，２，３，４を備えた４連タンデム式のマシン構成となっている。

各々の画像形成ユニット１，２，３，４は、感光体ドラム、帯電器、露光器、現像器、転写器、ドラムクリーナ、除電器などを用いて構成されるものである。帯電器は、感光体ドラムの表面を一様な電位レベルに帯電するものである。露光器は、帯電器によって帯電された感光体ドラムの表面をレーザビームで露光走査することにより、感光体ドラムの表面に静電潜像を形成するものである。現像器は、感光体ドラムの表面に形成された静電潜像をトナーで現像するものである。転写器は、現像器で現像されたトナー像を中間転写ベルト５に転写（一次転写）するものである。ドラムクリーナは、中間転写ベルト５に転写されずに感光体ドラムの表面に残った不要なトナーを除去するものである。除電器は、感光体ドラム表面の不要な電荷を取り除くものである。

中間転写ベルト５は、用紙に転写されるトナー像を担持する像担持体を構成するものである。中間転写ベルト５は、無端状のベルト部材であって、複数のベルト支持ロールによってループ状に張架されている。中間転写ベルト５のループの途中には、上述した４つの画像形成ユニット１，２，３，４の他に、濃度センサ６と転写ロール７が配置されている。なお、本実施形態においては、中間転写ベルト５を像担持体とするが、例えば、中間転写ベルトを用いることなく、感光体ドラムから用紙に直接トナー像を転写するものでは、感光体ドラムを像担持体とすればよい。

濃度センサ６は、中間転写ベルト５の回転方向（走行方向）において、最終段の画像形成ユニット４よりも下流側に配置されている。濃度センサ６は、像担持体に担持されたトナー像の濃度を検出する濃度検出手段を構成するもので、本形態例では中間転写ベルト５の表面に形成されたトナーパッチの濃度を測定するためのセンサである。濃度センサ６は、例えば発光素子と受光素子を備える反射型の光学センサからなるもので、発光素子で発光させたセンサ光を中間転写ベルト５の表面に照射し、そこからの反射光（正反射光又は拡散反射光）を受光素子で受光することにより、トナーパッチの濃度を検出するものである。ちなみに、トナーパッチとは、最終的に用紙に出力される画像の濃度を適切に制御するために、各々の画像形成ユニット１，２，３，４を用いて中間転写ベルト５上に形成されるトナーのパッチ画像である。

転写ロール７は、中間転写ベルト５の回転方向において、上述した濃度センサ６よりも下流側に配置されている。転写ロール７は、中間転写ベルト５に担持されたトナー像を用紙に転写（二次転写）するものである。バキューム搬送部８は、転写ロール７によってトナー像が転写された用紙を裏面側（トナー像の転写面と反対側）から真空吸着しつつ定着器９へと搬送するものである。定着器９は、転写ロール７で用紙に転写されたトナー像を当該用紙に定着させるものである。この定着器９では、加熱ロールとこれに圧接する加圧ベルト（加圧ロールでも可）によって用紙をニップしつつ搬送することにより、そのニップ部に加わる加熱作用と加圧作用によって用紙にトナー像を定着させる構成となっている。また、定着器９の加熱ロールには、トナーオフセット現象を防止するために、アミンオイルやシリコーンオイルなどの離型剤が塗布される構成となっている。

複数の用紙トレイ１０，１１，１２，１３は、それぞれ所定サイズの用紙を積載状態で収容するものである。各々の用紙トレイ１０，１１，１２，１３に収容された用紙は、複数の搬送ロールを有する用紙搬送装置によって搬送される。また、用紙トレイ１０，１１，１２，１３に収容された用紙は、それぞれに対応する給紙機構によって用紙搬送路に供給されるとともに、この用紙搬送路に沿って用紙搬送装置により搬送される。用紙搬送路の途中には用紙整合部１４が設けられている。用紙整合部１４は、例えば、用紙搬送方向に対する用紙の傾きを補正するスキュー補正、用紙搬送方向（副走査方向）の用紙の位置ずれを補正するリードレジ補正、用紙搬送方向と直交する方向（主走査方向）の用紙の位置ずれを補正するサイドレジ補正など、用紙搬送中に生じる用紙の位置ずれを補正するものである。

一方、定着器９の用紙排出側では、用紙搬送路が、排出トレイ１５に通じる搬送路と、反転部１６及び再搬送部１７に通じる搬送路に分岐している。排出トレイ１５は、片面又は両面に画像が形成された用紙を最終的に排出するためのトレイである。反転部１６は、用紙搬送路上で用紙を反転させるためのものである。再搬送部１７は、反転部１６で反転させた用紙を再び画像転写位置に向けて搬送するためのものである。排出トレイ１５に通じる搬送路の途中にはカール補正部１８が設けられている。カール補正部１８は、定着器９でトナー像を定着させるときに生じる用紙のカールを補正するものである。

また、画像形成装置本体の上部には、ＵＩ（ユーザーインターフェース）となる操作パネル１９が設けられている。操作パネル１９は、例えば、タッチパネル式のディスプレイからなる表示部と、各種の操作ボタン、キーなどを有する操作部とを用いて構成されるものである。操作パネル１９は、出力画像の濃度、出力枚数、出力部数、用紙サイズなどを設定したり、画像形成動作の開始を指示したりするために、ユーザーによって操作されるものである。

続いて、上記構成からなる画像形成装置を用いて用紙に画像を形成する場合の手順について説明する。まず、操作パネル１９上でユーザーが画像形成の開始を指示（スターボタンを押下）すると、４つの画像形成ユニット１，２，３，４の感光体ドラムと中間転写ベルト５がそれぞれ回転を開始するとともに、各々の画像形成ユニット１，２，３，４の駆動により中間転写ベルト５上にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像が順に重ねて転写される。ちなみに、白黒の画像を用紙に形成する場合は、画像形成ユニット４によってブラックのトナー像だけが中間転写ベルト５上に転写される。こうして中間転写ベルト５に形成されたトナー像は、当該中間転写ベルト５の回転によって画像転写位置（転写ロール７が配置された位置）へと送り込まれる。

一方、画像形成に使用される用紙は、操作パネル１９上でユーザーが選択した用紙トレイ、あるいは画像形成装置が備える自動トレイ選択機能によって選択された用紙トレイから給紙される。したがって、例えば、ユーザーが用紙トレイ１１を選択したとすると、この用紙トレイ１１に収容された用紙が用紙搬送路に送り出される。こうして用紙搬送路に送り出された用紙は、用紙整合部１４で位置ずれを補正した状態で画像転写位置へと送り込まれる。このとき、用紙は画像転写位置にトナー像が到達するタイミングに合わせて送り込まれる。

画像転写位置では中間転写ベルト５と転写ロール７によって用紙をニップし、そのニップ位置を通過するときに、中間転写ベルト５上のトナー像が用紙の第１面に転写される。その後、用紙は定着器９に送り込まれ、そこでトナー像の定着が行われた後、カール補正部１８を通して排出トレイ１５に排出される。また、両面画像形成処理（両面プリント、両面コピー等）の対象となる用紙は、定着部９から反転部１６、再搬送部１７及び用紙整合部１４を通して再び画像転写位置へと送り込まれ、そこで用紙の第２面にトナー像が転写された後、当該用紙が定着器９及びカール補正部１８を通して排出トレイ１５に排出される。

図２は本発明の実施形態に係る画像形成装置の制御系の構成を示すブロック図である。図において、主制御部２１は、濃度制御部２２と、センサ制御部２３と、トナー補給制御部２４と、メモリ制御部２５と、画像形成制御部２６と、パネル制御部２７と、累積カウンタ２８と、比較部２９とを備えるものである。主制御部２１には、上述した濃度センサ６、定着器９、操作パネル１９の他に、電位センサ３０、メモリ３１、トナー補給モータ３２、帯電器３３、露光器３４、現像器３５、転写器３６が電気的に接続されている。このうち、電位センサ３０、トナー補給モータ３２、帯電器３３、露光器３４、現像器３５、転写器３６は、上述した画像形成ユニット１，２，３，４ごとに設けられるものである。

濃度制御部２２は、濃度検出手段の検出結果に基づいて画像濃度の制御パラメータを設定する濃度制御手段を構成するものである。ここで記述する画像濃度とは、像担持体となる中間転写ベルト５から用紙に転写される画像の濃度をいう。さらに詳述すると、濃度制御部２２は、各々の画像形成ユニット１，２，３，４を駆動して中間転写ベルト５に形成（担持）されたトナーパッチの濃度を濃度センサ６で検出したときの検出結果に基づいて、当該トナーパッチの濃度と後述する濃度目標値３７との差が所定値以下となるように、画像濃度の制御パラメータを設定（必要に応じて変更）するものである。

画像濃度の制御パラメータとしては、例えば、帯電器３３の帯電量、露光器３４の露光量、現像器３５の現像バイアス電位、転写器３６の転写バイアス電位、定着器９の定着温度などが挙げられる。また、濃度センサ６でトナー像（トナーパッチ）の濃度を検出する場合は、予め中間転写ベルト５の下地部分（トナー像が形成されていない部分）の濃度を濃度センサ６で測定して、その測定結果を下地濃度値３８としてメモリ３１に記憶しておき、実際に中間転写ベルト５に形成されたトナー像の濃度を濃度センサ６で測定したときに、この測定によって得られる濃度検出値とメモリ３１に記憶してある下地濃度値３８との差分を、トナー像の濃度として検出する。

センサ制御部２３は、上述した濃度センサ６や電位センサ３０を制御するものである。電位センサ３０は、感光体ドラムの表面電位を検出するものである。トナー補給制御部２４は、トナー補給モータ３２を駆動することにより、現像器３５へのトナー補給量（トナー供給量）を制御するものである。トナー補給モータ３２によるトナー補給量は、上述した画像濃度の制御パラメータの１つとなる。メモリ制御部２５は、メモリ３１に対してデータ（情報）の読み書きを行うものである。

メモリ３１は、例えばＥＰＲＯＭ(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)等の不揮発性メモリを用いて構成されるものである。メモリ３１には、画像形成に係る各種の制御用データが記憶され、その中に濃度目標値３７、下地濃度値３８、ＬＵＴデータ３９が含まれている。濃度目標値３７は、画像濃度を制御するうえで目標となるトナー像の濃度値を示すものである。下地濃度値３８は、中間転写ベルト５の下地部分（トナー像が形成されていないベルト表面）の濃度を濃度センサ６で検出したときに得られた濃度値を示すものである。ＬＵＴデータ３９は、画像信号を補正する際に用いられるものであって、当該画像信号の入出力条件を規定するＬＵＴ（ルック・アップ・テーブル）のデータを示すものである。ＬＵＴデータ３９は、上述した画像濃度の制御パラメータの１つとなる。

画像形成制御部２６は、帯電器３３、露光器３４、現像器３５、転写器３６、定着器９を制御対象として、電子写真プロセスに基づく画像形成動作を制御するものである。パネル制御部２７は、操作パネル１９を制御するもので、さらに詳しくは操作パネル１９での入力処理や操作パネル１９への表示処理を制御するものである。

累積カウンタ２８は、両面画像形成処理の実行累積値を計数する計数手段を構成するものである。累積カウンタ２８は、両面画像形成処理を実行するたびに所定のカウント動作（詳細は後述）を行なうことにより、両面画像形成処理を実行した回数（画像形成枚数）又は時間に対応する累積値を、上記実行累積値として計数する。したがって、両面画像形成処理を実行した回数や時間が増えれば、それに対応して累積カウンタ２８のカウント値（実行累積値）も増加することになる。ここでは、一例として、両面画像形成処理を実行した回数に対応する累積値を累積カウンタ２８によって計数するものとする。

また、基本的に、累積カウンタ２８のカウント値は、両面画像形成処理を１回（用紙１枚）行なうたびに一定量（例えば、１カウント）ずつ加算（インクリメント）すればよいが、１回の両面画像形成処理で中間転写ベルト５に付着するオイルの量は、両面画像形成処理の処理条件によって変わるため、累積カウンタ２８で両面画像形成処理の実行累積値を計数する際は、両面画像形成処理の処理条件に応じた重み付けを行なうことが望ましい。両面画像形成処理の処理条件としては、例えば、両面画像形成処理で使用する用紙（記録媒体）の種類（紙質、サイズ、坪量、厚みなど）や、両面画像形成処理で用紙に転写されるトナー像の像密度又は分布（用紙面内でのトナーの散らばり度合い）などを適用することが可能である。

比較部２９は、累積カウンタ２８のカウント値（両面画像形成処理の実行累積値）と予め設定された閾値とを比較するものである。ここで、前述のように定着器９の加熱ロールにオイル（離型剤）を塗布すると、このオイルが、両面画像形成処理を実行したときに用紙を媒体として中間転写ベルト５の表面にも付着する。そうすると、中間転写ベルト５の表面反射率が変化するため、濃度センサ６でトナー像の濃度を検出するときに誤差が生じる。ただし、１回の両面画像処理で中間転写ベルト５に付着するオイルの量は極少量である。また、中間転写ベルト５へのオイルの付着が、濃度センサ６の濃度検出に影響し始めるのは、相当量のオイルが中間転写ベルト５に付着してからである。したがって、閾値を設定するにあたっては、中間転写ベルト５へのオイルの付着が、濃度センサ６の濃度検出に影響しても、濃度センサ６の濃度検出誤差が許容範囲内におさまるように、事前の実験データ等に基づいて閾値を設定することが望ましい。

図３は画像形成時に主制御部２１が行なう処理手順を示すフローチャートである。まず、操作パネル１９で画像形成の開始を指示（スタートボタンの押下）すると、今回の画像形成が両面画像形成処理で指定されているかどうかを確認する（ステップＳ１）。両面画像形成処理の指定は操作パネル１９を用いてユーザーにより行なわれ、この指定が行なわれない場合は、用紙の片面に画像を形成する通常の画像形成処理が適用される。

ここで、両面画像形成処理が指定されていない場合は、そのまま処理を抜けることになるが、両面画像形成処理が指定されていた場合は、この両面画像形成処理の処理条件の１つとして、両面画像形成処理に使用される用紙の種類がコート紙であるかどうかを判別する（ステップＳ２）。ここでは、一例として、用紙の種類がコート紙と普通紙の２種類存在するものとする。用紙の種類は、例えば、上述した複数の用紙トレイ１０，１１，１２，１３の中から、操作パネル１９を用いてユーザーが選択した用紙トレイあるいは自動トレイ選択機能で選択したトレイに対して設定されている用紙情報を読み出すことで判別することが可能である。

ここで、用紙の種類がコート紙であった場合は、累積カウンタ２８の値が＋１カウントアップする（ステップＳ３）。これに対して、用紙の種類がコート紙ではなく普通紙であった場合は、累積カウンタ２８の値が＋２カウントアップする（ステップＳ４）。つまり、両面画像形成処理に使用する用紙の種類がコート紙であるか否かによって累積カウンタ２８に加算する値を変える。

このように用紙の種類によって累積カウンタ２８のカウントアップ値を変更する理由は、次のような事情による。すなわち、定着器９で用紙にトナーを定着させるときに、定着用のロールから用紙に転移するオイルの量や、用紙によって画像転写位置まで運ばれるオイルの量は、用紙の種類がコート紙か普通紙かによって変わる。その理由は、用紙の表面平滑度が相対的に低い用紙の方が、用紙表面の凹凸部分にオイルが取り込まれ、そのオイルが画像転写位置まで運ばれやすくなるためである。したがって、用紙の種類としてコート紙と普通紙を比較した場合は、普通紙の方がコート紙よりも表面平滑度が低くなるため、より多くのオイルが１回の両面画像形成処理で画像転写位置に運ばれて中間転写ベルト５に付着することになる。つまり、コート紙を使用する場合よりも普通紙を使用する場合の方が、１回の両面画像形成処理で中間転写ベルト５に付着するオイルの量が多くなる。こうした事情から、ステップＳ３、Ｓ４においては、両面画像形成処理の実行累積値を累積カウンタ２８で計数する際に、用紙の種類に応じた重み付けを行なっている。

続いて、両面画像形成処理で用紙の第２面に転写されるトナー像の像密度が５０％以上であるかどうかを判別する（ステップＳ５）。トナー像の像密度とは、用紙の１つの面内をドット単位で区分したときに、用紙サイズによって決まる全ドット数に占める有効ドット（現像でトナーが転移するドット）数の割合をいう。したがって、トナー像の像密度をＳ（％）、全ドット数をＮ（個）、有効ドット数をＭ（個）とすると、Ｓ＝Ｍ÷Ｎ×１００の関係式が成り立つ。

ここで、トナー像の像密度が５０％以上であった場合は、累積カウンタ２８の値が＋１カウントアップする（ステップＳ６）。また、トナー像の像密度が５０％未満であった場合は、累積カウンタ２８の値が＋３カウントアップする（ステップＳ７）。つまり、両面画像形成処理で用紙に転写されるトナー像の像密度が５０％以上であるか否かによって累積カウンタ２８に加算する値を変える。

このようにトナー像の像密度によって累積カウンタ２８のカウントアップ値を変更する理由は、次のような事情による。すなわち、中間転写ベルト５で担持したトナー像を用紙の第２面に転写する際に、そのトナー像の像密度が低いと、その分だけ中間転写ベルト５の表面がトナーで覆われずに露出するため、オイルを含んだ用紙の第２面に直接、中間転写ベルト５の表面が接触しやすくなる。このため、用紙から中間転写ベルト５に転移するオイルの量が多くなる。これに対して、トナー像の像密度が高いと、その分だけ中間転写ベルト５の表面がトナーで覆われるため、用紙と中間転写ベルト５との間にトナーが介在しやすくなる。このため、オイルを含んだ用紙の第２面が、トナーの介在によって中間転写ベルト５の表面に接触しにくくなる。また、トナー像の像密度が高くなると、中間転写ベルト５に転移せずに、トナーに吸収されるオイルの量が多くなる。したがって、用紙から中間転写ベルト５に転移するオイルの量が少なくなる。こうした事情から、ステップＳ６、Ｓ７においては、両面画像形成処理の実行累積値を累積カウンタ２８で計数する際に、トナー像の像密度に応じた重み付けを行なっている。

なお、ここでは用紙の第２面に転写されるトナー像の像密度が５０％以上かどうかによって累積カウンタ２８のカウントアップ値を変更しているが、像密度の高・低の判別基準となる５０％という数値は任意に変更可能である。また、用紙の第１面に形成されるトナー像の像密度も中間転写ベルト５へのオイルの付着量に影響を与えるため、用紙の第１面に形成されるトナー像の像密度が５０％以上かどうかによって累積カウンタ２８のカウントアップ値を、例えば５０％以上であれば＋１、５０％未満であれば＋２といった具合に変更することも可能である。

続いて、累積カウンタ２８のカウント値（両面画像形成処理の実行累積値）と予め設定された閾値との大小関係を比較部２９で比較する（ステップＳ８）。そして、比較部２９で比較した結果、累積カウンタ２８のカウント値が閾値未満であった場合は、画像形成が終了かどうかを判断する（ステップＳ９）。画像形成が終了かどうかは、ユーザーが指定した枚数分の用紙を全て処理し終わったかどうかによって判断する。そして、画像形成が終了していない場合は、上記ステップＳ２に戻る。また、累積カウンタ２８のカウント値が閾値以上であった場合は、濃度センサ６によるトナーパッチの濃度検出を適正化するための処理（適正化処理）を実行する（ステップＳ１０）。

適正化処理は、中間転写ベルト５へのオイルの付着が主な要因となって生じる、濃度センサ６の濃度検出誤差を低減するために行われるものである。一般に、中間転写ベルト５にオイルが付着すると、オイルの光沢性によるテカリによって中間転写ベルト５の表面反射率が高くなるため、濃度センサ６に反射型の光学センサを用いた場合はセンサ出力値が増加する傾向になる。そのため、濃度センサ６の濃度検出を適正化するには、第１に、濃度センサ６として用いた光学センサの発光量をゲイン調整等によって補正する処理（以下、「第１の処理」）、第２に、濃度センサ６から得られる濃度検出値を補正係数の乗算等によって補正する処理（以下、「第２の処理」）、第３に、中間転写ベルト５の下地部分を濃度センサ６で検出したときに得られる下地濃度の値（メモリ３１に記憶する下地濃度値３２）を更新する処理（以下、「第３の処理」）、第４に、中間転写ベルト５に付着したオイル成分を除去するためのクリーニング処理（以下、「第４の処理」）、などが考えられる。上記ステップＳ１０においては、これら４つの処理内容の中から少なくとも１つを選んで実行すればよい。

上述したクリーニング処理は、画像形成制御部２６からの制御指示にしたがって実行されるもので、各々の画像形成ユニット１，２，３，４を適宜駆動して中間転写ベルト５上にオイル成分吸収用のトナー像を形成することにより、ベルト表面に付着したオイル成分をトナーで吸収し、このトナーを画像転写位置よりも下流側に設けられたベルトクリーナー（クリーニングブレード等）で除去することで行なわれるものである。一般に現像用のトナーはオイルを吸収する性質があるため、オイル成分吸収用のトナー像は、通常の画像形成処理と同様のトナーを用いて形成すればよい。ただし、クリーニング処理は通常の画像形成処理と並行して行なうことができないため、通常の画像形成処理（画像形成ジョブ）が終了した後で行なうか、画像形成装置の電源投入時（ウォームアップ動作中）などに行なうこととする。また、実際にクリーニング処理を行なった場合は、中間転写ベルト５に付着するオイルの量が減少するため、それに対応して累積カウンタ２８のカウント値を予め決められた値だけ減算しておく。

また、クリーニング処理を実行するにあたって、中間転写ベルト５から効率良くオイル成分を除去するには、中間転写ベルト５の表面にトナーの粒子が均一に分布するように、オイル成分吸収用のトナー像をハーフトーン画像で形成することが望ましい。さらに、図４の平面図に示すように、中間転写ベルト５の回転方向（走行方向）と直交するベルト幅方向において、中間転写ベルト５の回転により濃度センサ６と対向する部分、すなわち中間転写ベルト５上で濃度センサ６により濃度検出が行なわれる部分だけを対象に、オイル成分吸収用のトナー像を、中間転写ベルト５の回転方向に沿って帯状に形成すれば、クリーニング処理に消費されるトナーの量を少なく抑えることができる。

また、上記ステップＳ８で累積カウンタ２８のカウント値が閾値以上になった場合に、中間転写ベルト５の下地部分の濃度を濃度センサ６で検出し、その濃度検出結果に基づいて、適正化処理の処理内容を切り替えるようにしてもよい。具体的には、例えば、濃度センサ６で検出した下地濃度の値が、メモリ３１に記憶してある下地濃度値（初期値）３８からどの程度ずれているかを確認し、そのずれ量が予め設定された許容量を超えている場合は第４の処理（クリーニング処理）を適用し、上記ずれ量が許容量以下である場合は第１の処理、第２の処理又は第３の処理を適用するように、適正化処理の処理内容を切り替える。また、これ以外にも、例えば、中間転写ベルト５の下地部分の濃度をベルト回転方向の異なる位置で濃度センサ６により複数回検出し、その検出結果のバラツキ（例えば、最大の下地濃度値と最小の下地濃度値の差分）に基づいて、当該バラツキが許容量を超えていた場合は第４の処理を適用し、上記バラツキが許容量以下である場合は第１の処理、第２の処理又は第３の処理を適用するように、適正化処理の処理内容を切り替える。

以上説明したように、本発明の実施形態に係る画像形成装置においては、両面画像形成処理を行なうたびに、累積カウンタ２８を動作（カウントアップ）させて両面画像形成処理の実行累積値を計数するとともに、その累積カウンタ２８のカウント値と閾値とを比較し、この比較結果に基づいて適正化処理の実行タイミングを制御する構成となっているため、従来のように像担持体にかぶりトナーを付着させたり、専用の特殊クリーニングシートを使用したりしなくても、中間転写ベルト５へのオイルの付着がトナー像の濃度検出に及ぼす影響を精度良く予測し、適切なタイミングで濃度センサ６によるトナー像の濃度検出を適正化することが可能となる。

また、両面画像形成処理の実行累積値を累積カウンタ２８で計数する際に、両面画像形成処理の処理条件に応じた重み付けを行なうことにより、中間転写ベルト５へのオイルの付着がトナー像の濃度検出に及ぼす影響を、より高精度に予測することができる。このため、濃度センサ６によるトナー像の濃度検出を最適なタイミングで適正化することが可能となる。

本発明が適用されるフルカラーの画像形成装置の構成例を示す概略図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置の制御系の構成を示すブロック図である。 画像形成時に適用される処理手順を示すフローチャートである。 オイル成分吸収用のトナー像の形成例を示す平面図である。

符号の説明

１，２，３，４…画像形成ユニット、５…中間転写ベルト、６…濃度センサ、７…転写ロール、９…定着器、２１…主制御部、２８…累積カウンタ、２９…比較部

Claims (16)

1. 記録媒体の両面に画像を形成する両面画像形成処理を実行可能な画像形成装置であって、
   トナー像を担持する像担持体と、
   前記像担持体に担持されたトナー像の濃度を検出する濃度検出手段と、
   前記両面画像形成処理の実行累積値を計数する計数手段と、
   前記計数手段で計数した前記実行累積値と予め設定された閾値とを比較する比較手段と、
   前記比較手段の比較結果に基づいて、前記トナー像の濃度検出を適正化する適正化処理の実行タイミングを制御する制御手段と
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記濃度検出手段の検出結果に基づいて画像濃度の制御パラメータを設定する濃度制御手段を具備する
   ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記実行累積値は、前記両面画像形成処理を実行した回数又は時間に対応する累積値である
   ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 前記計数手段は、前記実行累積値を計数する際に、前記両面画像形成処理の処理条件に応じた重み付けを行なう
   ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
5. 前記処理条件は、前記両面画像形成処理に使用する前記記録媒体の種類である
   ことを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
6. 前記処理条件は、前記両面画像形成処理で前記記録媒体に転写されるトナー像の像密度又は分布である
   ことを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
7. 前記制御手段は、前記実行累積値が前記閾値以上となったときに、前記適正化処理を実行するように制御する
   ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
8. 前記制御手段は、前記実行累積値が前記閾値以上となったときに、前記像担持体の下地部分を前記濃度検出手段で検出したときの濃度検出結果に基づいて、前記適正化処理の処理内容を切り替える
   ことを特徴とする請求項７記載の画像形成装置。
9. 前記適正化処理は、前記濃度制御手段を構成する光学センサの発光量を補正する処理である
   ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
10. 前記適正化処理は、前記濃度検出手段から得られる濃度検出値を補正する処理である
    ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
11. 前記適正化処理は、前記像担持体の下地部分を前記濃度検出手段で検出したときに得られる下地濃度の値を更新する処理である
    ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
12. 前記適正化処理は、前記像担持体の表面に付着したオイル成分を除去するためのクリーニング処理である
    ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
13. 前記クリーニング処理として、前記像担持体上にオイル成分吸収用のトナー像を形成する
    ことを特徴とする請求項１２記載の画像形成装置。
14. 前記オイル成分吸収用のトナー像をハーフトーン画像で形成する
    ことを特徴とする請求項１３記載の画像形成装置。
15. 前記像担持体上で前記濃度検出手段により濃度検出が行われる部分だけを対象に前記オイル成分吸収用のトナー像を形成する
    ことを特徴とする請求項１４記載の画像形成装置。
16. 記録媒体の両面に画像を形成する両面画像形成処理を実行可能な画像形成装置の制御方法であって、
    像担持体に担持されたトナー像の濃度を検出する濃度検出工程と、
    前記両面画像形成処理の実行累積値を計数する計数工程と、
    前記計数工程で計数した前記実行累積値と予め設定された閾値とを比較する比較工程とを有し、
    前記比較工程の比較結果に基づいて、前記トナー像の濃度検出を適正化する適正化処理の実行タイミングを制御する
    ことを特徴とする画像形成装置の制御方法。
    

Images