JP2007328187A - 画像形成装置および画像形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】装置が大型化せず、ベルト割れが起こり難く、画像品質が低下し難い画像形成装置および画像形成方法を提供する。
【解決手段】トナー像が形成される無端ベルト状の像担持体２１と、前記像担持体２１の表面にトナーパッチ８０を形成するトナーパッチ形成手段１０と、前記トナーパッチ８０を検知するトナーパッチ検知手段７０と、トナーパッチの検知結果に基づいて前記トナー像を形成する位置を制御する画像制御手段５２とを備えた画像形成装置１であって、前記像担持体２１の表面の電気抵抗を検出する抵抗検出手段６０と、電気抵抗の検出結果に基づいて前記トナーパッチ８０を形成する位置を決定するトナーパッチ形成位置決定手段５４とを備える。
【選択図】図９

Description

本発明は、画像形成装置および画像形成方法に関し、特に、中間転写ベルトなど無端ベルト状の像担持体を備えた画像形成装置およびその画像形成装置についての画像形成方法に関する。

イエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)、ブラック(Ｋ)の各色トナー像が一の感光体ドラムを介して中間転写ベルトに重ねて形成される所謂４サイクル方式のカラープリンタでは、例えば、中間転写ベルトに設けた穴部や切欠部を検知手段で検知してベルトの基準位置を把握し、その基準位置に基づいて前記中間転写ベルトに形成するトナー像の位置を制御する。

しかし、上記構成では、穴部や切欠部を設けるためのスペースを中間転写ベルトに確保しなければならず、中間転写ベルトのベルト幅が広くなって画像形成装置が大型化する。また、穴部や切欠部を設けると中間転写ベルトの耐久性が低下するためベルト割れが起こり易い。
一方、特許文献１に記載の画像形成装置では、中間転写ベルト上にトナーパッチを形成し、当該トナーパッチを検知手段で検知してベルトの基準位置を把握する。このような構成の場合、穴部や切欠部を設けるための余分なスペースが不要であるため、中間転写ベルトのベルト幅が広くならず画像形成装置が大型化することがない。また、中間転写ベルトの耐久性が低下してベルト割れが起こり易くなることもない。
特開平６−２８９６８５号公報

ところで、中間転写ベルトには、製造上生じるつなぎ目或いは使用上生じる傷などによる電気抵抗むらがある。電気抵抗むらがある領域にトナー像が形成されると、転写濃度むらが生じて画像品質が低下する。したがって、画像品質の低下を防止するためには電気抵抗むらのない領域にトナー像を形成することが好ましい。
上記画像品質の低下は、特許文献１の画像形成装置においても起こり得る。すなわち、中間転写ベルト上にトナーパッチが存在するとそのトナーパッチを避けてトナー像を形成しなければならないため、トナーパッチの位置によってはそのトナーパッチを避けるために電気抵抗むらがある領域にトナー像を形成せざるを得ない場合がある。

本発明は、上記した課題に鑑み、画像形成装置が大型化せず、ベルト割れが起こり難く、画像品質が低下し難い画像形成装置および画像形成方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、トナー像が形成される無端ベルト状の像担持体と、前記像担持体の表面にトナーパッチを形成するトナーパッチ形成手段と、前記トナーパッチを検知するトナーパッチ検知手段と、トナーパッチの検知結果に基づいて前記トナー像を形成する位置を制御する画像制御手段と、前記像担持体の電気抵抗を検出する抵抗検出手段と、電気抵抗の検出結果に基づいて前記トナーパッチを形成する位置を決定するトナーパッチ形成位置決定手段とを備えることを特徴とする。

本発明に係る画像形成方法は、トナー像が形成される無端ベルト状の像担持体の表面にトナーパッチを形成するトナーパッチ形成ステップと、前記トナーパッチを検知するトナーパッチ検知ステップと、トナーパッチの検知結果に基づいて前記トナー像を形成する位置を制御する画像制御ステップとを含む画像形成方法であって、前記像担持体の表面の電気抵抗を検出する抵抗検出ステップと、電気抵抗の検出結果に基づいて前記トナーパッチを形成する位置を決定するトナーパッチ形成位置決定ステップとを含むことを特徴とする。

上記構成によれば、無端ベルト状の像担持体に穴部や切欠部を設ける必要がないため、前記像担持体のベルト幅が広くならず画像形成装置が大型化しない。また、穴部や切欠部を設けることによって像担持体の耐久性が低下してベルト割れが起こり易くなるといったことも起こらない。さらに、像担持体の電気抵抗を検出し、その検出結果に基づいてトナーパッチを形成する位置を決定するため、電気抵抗むらのある領域にトナー像が形成されることが少なく、転写濃度むらによる画像品質の低下が起こり難い。

また、前記トナーパッチ形成位置決定手段は、電気抵抗の検出結果に基づいて前記トナー像の形成に適した画像領域を選定し、前記画像領域以外の領域から前記トナーパッチを形成する位置を決定する構成とした場合は、電気抵抗むらのない領域を画像領域として確保し易いため、より転写濃度むらによる画像品質の低下が起こり難い。
また、前記トナーパッチ形成位置決定手段は、少なくともベルト走行方向において電気抵抗の変動が最大となる領域が前記画像領域以外の領域に存在するように前記画像領域を決定する構成とした場合は、より電気抵抗むらのない領域を画像領域として確保し易い。

また、前記トナーパッチ形成位置決定手段は、前記画像領域における電気抵抗の平均値を算出し、前記画像領域以外の領域において電気抵抗が前記平均値に最も近い位置を前記トナーパッチを形成する位置に決定する構成とした場合は、より状態の良いトナーパッチを形成することができ、トナーパッチ検知手段によるトナーパッチの検知精度がより向上する。

また、前記抵抗検出手段は、定電圧制御における電流値、または、定電流制御における電圧値をサンプリングして電気抵抗を検出する構成とした場合は、比較的簡易かつ正確に電気抵抗を検出することができる。
また、前記画像形成装置は、さらに前記像担持体から用紙上にトナー像を転写する転写手段を備え、前記電流値または電圧値のサンプリングは、前記像担持体のトナー像転写位置において転写手段を介して行われる構成とした場合は、電流値または電圧値をサンプリングするための装置等を別途設ける必要がなく、より安価かつ簡単な構成で実施可能である。

また、前記抵抗検出手段は、所定のプリント枚数毎または所定の環境変化条件毎に前記像担持体の表面の電気抵抗を検出し、前記トナーパッチ形成位置決定手段は、前記抵抗検出手段が電気抵抗を検出する毎に前記トナーパッチを形成する位置を決定し直し、前記トナーパッチ形成手段は、トナーパッチを形成する位置が変更される毎に変更後の位置に前記トナーパッチを再形成する構成とした場合は、像担持体の電気抵抗むらが後発的に増えることがあっても、その時の像担持体の状態に応じて出来るだけ抵抗むらのない領域にトナー像を形成することができる。

また、画像制御用センサが前記トナーパッチ検知手段を兼ねる構成とした場合は、トナーパッチ検出手段を別途設ける必要がなく、より安価かつ簡単な構成で実施可能である。
また、本発明に係る画像形成装置の一態様では、異なる色のトナー像を回転駆動される中間転写体上に順次重ねて転写することによりカラー画像を形成する画像形成装置であって、前記中間転写体の表面にトナーパッチを形成するトナーパッチ形成手段と、前記中間転写体に対向して配置され、前記トナーパッチを検知するトナーパッチ検知手段と、トナーパッチの検知結果に基づいて前記中間転写体上の前記各色のトナー像を順次転写する位置を制御する画像制御手段と、前記中間転写体の電気抵抗を検出する抵抗検出手段と、前記抵抗検出手段によって検出された前記中間転写体の電気抵抗を一周分記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された前記中間転写体の電気抵抗に基づいて前記トナーパッチを形成する位置を決定するトナーパッチ形成位置決定手段とを備える構成を有する。この構成によれば、中間転写体に穴部や切欠部を設ける必要がないため、前記中間転写体の幅が広くならず画像形成装置が大型化しない。また、穴部や切欠部を設けることによって中間転写体の耐久性が低下するといったことも起こらない。さらに、中間転写体の電気抵抗を検出し、その電気抵抗に基づいてトナーパッチを形成する位置を決定するため、電気抵抗むらのある領域にトナー像が形成されることが少なく、転写濃度むらによる画像品質の低下が起こり難い。

また、前記トナーパッチ形成位置決定手段は、前記中間転写体の電気抵抗に基づいて電気抵抗の変動の少ない領域に各色のトナー像が順次転写されるようにトナーパッチを形成する位置を決定する構成とした場合は、各色のトナー像を高い精度で重ね合わせることができるため、画像品質の低下が起こり難い。
また、前記画像形成装置は、１つの感光体と、選択的に前記感光体に対向配置される複数の現像器とを備え、前記トナーパッチ形成手段は、黒色トナーを用いる現像器によって形成された黒色のトナーパッチを前記中間転写体上に形成する構成とした場合は、複数色のトナーを重ねることなく単色でトナーパッチを形成するため、当該トナーパッチを短時間で作成することができる。また、黒色のトナーパッチを形成することができるため、当該トナーパッチの検出精度が向上する。

以下、本発明に係る画像形成装置および画像形成方法の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
＜画像形成装置の構成＞
図１は、実施の形態に係る画像形成装置の全体の構成を示す図である。図１に示すように、第１の実施形態に係る画像形成装置は、イエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)、ブラック(Ｋ)の各色トナー像を、一の像担持体を介して中間転写ベルトに重ねて転写することによりカラー画像を形成する所謂４サイクル方式のカラープリンタ１（以下、単に「プリンタ１」という。）である。

プリンタ１は、作像部１０、中間転写部２０、給紙部３０、定着部４０、および制御部５０などを備え、ＬＡＮ等のネットワークを介して接続された外部の端末装置（不図示）から指示を受けて、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ各色によるカラープリント、またはＫ色によるモノクロプリントを実行する。
作像部１０は、感光体ドラム１１と、当該感光体ドラム１１の周囲に配置された帯電装置１２、露光装置１３、現像装置１４およびクリーナ装置１５などを備える。作像部１０は、中間転写ベルト２１にトナー像を形成すると共に、トナーパッチ形成手段として前記中間転写ベルト２１にトナーパッチ８０を形成する。なお、トナーパッチ８０は、各色を重ねてカラーで形成されるのではなく、黒色トナーのみで形成される。

感光体としての感光体ドラム１１は、表面に感光体層（不図示）が形成された円筒形状であって、矢印Ａの方向に回転駆動する。
帯電装置１２は、感光体ドラム１１の表面を所定電位に均一帯電処理する。
露光装置１３は、画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応したレーザービームを感光体ドラム１１の表面に照射し、露光部分の帯電電位を変化させて、前記感光体ドラム１１の表面に静電潜像を形成する。

現像装置１４は、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ各色用の現像器１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋを備え、回転軸１４ａを中心に矢印Ｂの方向に回転駆動する。各現像器１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋは、選択的に感光体ドラム１１に対向配置され、それら現像器１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋに充填された各色トナーによって前記感光体ドラム１１の表面の静電潜像を顕像化する。

クリーナ装置１５は、感光体ドラム１１の表面の転写残トナーを除去する。
中間転写部２０は、像担持体（中間転写体）としての中間転写ベルト２１、一次転写ローラ２２、二次転写ローラ２３、二次転写対向ローラ２４、テンションローラ２５，２６、クリーナ対向ローラ２７、および、クリーナブレード２８を有するクリーナ装置２９などを備える。

中間転写ベルト２１は、無端ベルト状であって、一次転写ローラ２２、二次転写対向ローラ２４、テンションローラ２５，２６およびクリーナ対向ローラ２７に張架されており、前記二次転写対向ローラ２４を駆動手段（不図示）で回転駆動させることによって矢印Ｃの方向に周回する。中間転写ベルト２１は、半導電性樹脂で形成されており、その表面抵抗率は１０^６〜１０^１５Ω／□、その体積抵抗率は１０^６〜１０^１５Ω・ｃｍ、その厚みは５０〜２００μｍの範囲に設定されるのが一般的である。

一次転写ローラ２２は、中間転写ベルト２１を挟んで感光体ドラム１１と対向するよう配置されており、一次転写ローラ２２と感光体ドラム１１との間が一次転写位置となっている。すなわち、一次転写手段は、感光体ドラム１１と一次転写ローラ２２とで構成されている。
二次転写ローラ２３と二次転写対向ローラ２４とは中間転写ベルト２１を挟んで対向するよう配置されており、二次転写ローラ２３と二次転写対向ローラ２４との間が二次転写位置となっている。すなわち、二次転写手段は、二次転写ローラ２３と二次転写対向ローラ２４とで構成されている。

クリーニング装置２９は、中間転写ベルト２１の表面にクリーナブレード２８を当接させて、前記中間転写ベルト２１上の転写残トナーを掻き取って、前記クリーニング装置２９の内部に収容する。クリーナブレード２８は、中間転写ベルト２１上にトナー像が形成されている間は前記中間転写ベルト２１表面から離間した位置に保持され、中間転写ベルト２１のトナー像がシート３１に転写された後、前記中間転写ベルト２１の表面に当接される。

また、クリーナブレード２８は、中間転写ベルト２１上にトナー像が形成されているか否かに関係なく、クリーニング位置をトナーパッチ８０が通過するタイミングに合せて前記中間転写ベルト２１の表面から離間した位置に保持される。したがって、トナーパッチ８０は中間転写ベルト２１上から除去されない。なお、トナーパッチ８０を再形成する場合は、クリーナブレード２８を中間転写ベルト２１に当接させてトナーパッチ８０を除去し、その後に新たなトナーパッチ８０を形成する。

給紙部３０は、転写材としてのシート３１を収容するための給紙カセット３２と、前記給紙カセット３２内から前記シート３１を繰り出すためのピックアップローラ３３と、繰り出したシート３１を二次転写位置に送り出す一対のレジストローラ３４，３５とを備える。シート３１は、二次転写のタイミングに合わせて二次転写位置へ搬送される。
定着部４０は、対向配置され接触回転する一対の定着ローラ４１，４２を備える。定着ローラ４１，４２には、それぞれ内部ヒータ（不図示）が設けられており、前記一対の定着ローラ４１，４２間をシート３１が通過すると、そのシート３１が高温下で加圧される。これにより、シート３１上でトナー像を形成していたトナーが前記シート３１に融着し定着する。トナー定着後のシート３１は、排紙ローラ４３，４４によって排紙トレイ４５上に排出される。

図２は、実施の形態に係る画像形成装置の主要部の構成を示す図である。図２に示すように、プリンタ１は、中間転写ベルト２１の抵抗むらを検出する抵抗検出手段としての電流検出部６０と、前記中間転写ベルト２１上のトナーパッチ８０を検知するトナーパッチ検知手段としての反射型フォトセンサ７０とを備える。
電流検出部６０は、感光体ドラム１１と電気的に接続されており、自動転写バイアス制御時に得られる情報に基づいて中間転写ベルト２１の電気抵抗を検出する。具体的には、制御部５０により一次転写ローラ２２を定電圧制御し、中間転写ベルト２１の電流値を感光体ドラム１１を介してサンプリングする。電気抵抗の検出結果である電流値のデータは制御部５０に送信される。

なお、電流検出部６０が一次転写ローラ２２以外の部材或いは装置を介して中間転写ベルト２１の電流値をサンプリングする構成であっても良い。例えば、図３は、変形例に係る画像形成装置の主要部の構成を示す図である。図３に示すように、変形例に係る電流検出部６０は、二次転写対向ローラ２４と電気的に接続されている。電流検出部６０は、中間転写ベルト２１の電流値を二次転写対向ローラ２４を介してサンプリングし、電流値のデータは制御部５０に送信される。電流値のサンプリングの際には、制御部５０により二次転写対向ローラ２４が定電圧制御される。

なお、電流検出部６０は、一次転写ローラ２２や二次転写対向ローラ２４のような既存の部材を介して中間転写ベルト２１の電流値をサンプリングする構成に限定されず、中間転写ベルト２１の電気抵抗を検知するための専用の部材を別途に設けて、当該部材を介して電流値をサンプリングしても良い。
反射型フォトセンサ７０は、中間転写ベルト２１上のトナーパッチ８０を検知するためのセンサであって、前記中間転写ベルト２１に対向配置されている。当該反射型フォトセンサ７０は、画像制御用のＡＩＤＣ（Auto Image Density Control）センサとして兼用されている。なお、トナーパッチ検知手段は、反射型フォトセンサ７０に限定されず、トナーパッチ８０が検知可能なセンサであれば良い。また、トナーパッチ検知手段は、画像制御用センサと兼用でなく別途に用意されたものでも良い。

図４は、制御部の構成を示すブロック図である。図４に示すように、制御部５０は、主な構成要素として、通信インターフェース（Ｉ／Ｆ）部５１、画像制御手段としての画像制御部５２、抵抗情報取得部５３、トナーパッチ形成位置決定手段としてのトナーパッチ形成位置決定部５４、記憶手段としての抵抗情報格納部５５、および、プリント枚数情報格納部５６を備え、各部５１〜５６はバス５７を介して通信可能となっている。

Ｉ／Ｆ部５１は、ＬＡＮカード、ＬＡＮボードといったＬＡＮに接続するためのインターフェースである。
画像制御部５２は、作像部１０や中間転写部２０などの動作を統括的に制御し、円滑なプリント動作を実現する。その制御の一つとして、中間転写ベルト２１にトナー像を形成する際に、トナーパッチ８０の検知結果に基づいて前記トナー像を形成する位置を制御する。

抵抗情報取得部５３は、電流検出部６０でサンプリングした電流値に基づいて、電気抵抗の検出結果としての抵抗情報を取得する。具体的には、サンプリングした電流値から中間転写ベルト２１の表面における各ベルト位置（Ｐ_１〜Ｐ_ｎ）の電気抵抗（Ｒ_１〜Ｒ_ｎ）を算出し、更に電気抵抗（Ｒ_１〜Ｒ_ｎ）からその変動値（ΔＲ_１〜ΔＲ_ｎ）を算出し、更に変動値（ΔＲ_１〜ΔＲ_ｎ）に基づいて抵抗むらの程度を示す順位（Ｍ_１〜Ｍ_ｎ）を決定する。なお、詳細は後述する。

トナーパッチ形成位置決定部５４は、抵抗情報取得部５３が取得した抵抗情報等に基づいて、電気抵抗の変動の少ない領域に各色のトナー像が順次転写されるようにトナーパッチ８０を形成する位置を決定する。トナーパッチ８０を形成する位置を決定する方法については後述する。
抵抗情報格納部５５は、ベルト位置（Ｐ_１〜Ｐ_ｎ）、電気抵抗（Ｒ_１〜Ｒ_ｎ）、変動値（ΔＲ_１〜ΔＲ_ｎ）および順位（Ｍ_１〜Ｍ_ｎ）などの抵抗情報が書き込まれた図８に示すようなデータテーブルを格納しており、中間転写ベルト２１の電気抵抗を一周分記憶する。データテーブルについての詳細は後述する。

プリント枚数情報格納部５６は、プリントジョブ毎にカウントされるプリント枚数Ｃに基づいて総プリント枚数Ｃｔを算出し、得られた総プリント枚数Ｃｔをプリント枚数情報として格納する。
＜画像形成装置の動作の説明＞
制御部５０は、外部の端末装置（不図示）からプリントジョブのための画像信号を受信すると、この画像信号に必要な処理を加えて画像データを生成し、当該画像データを露光装置１３の駆動信号に変換する。露光装置１３は、制御部５０からの駆動信号を受けると、画像形成のためのレーザービームを感光体ドラム１１の表面に照射し露光走査する。露光走査の際、感光体ドラム１１の表面は、クリーナ装置１５でクリーニングされ、イレーサランプ（不図示）で除電され、帯電装置１２で一様に帯電される。

感光体ドラム１１の表面の静電潜像は、各色いずれかの現像器１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋによりトナー像として顕像化される。各色ごと顕像化されるトナー像は、一次転写位置において中間転写ベルト２１上に重ねて形成され、カラー画像が再現される。各色トナー像を重ねて形成するために、制御部５０はトナーパッチ８０の検知結果に基づいてトナー像を形成する位置を制御する。

一方、給紙カセット３２からはシート３１が二次転写位置へ搬送される。二次転写位置では、二次転写ローラ２３の静電作用によって、中間転写ベルト２１上のトナー像がシート３１上へ転写される。トナー像が転写されたシート３１は、二次転写位置から定着部４０へと搬送され、定着ローラ４１，４２でトナー像定着後、排紙トレイ４５上に排出される。

＜トナーパッチ形成処理の説明＞
中間転写ベルト２１にトナーパッチ８０を形成するトナーパッチ形成処理は、中間転写ベルト２１が新品であるため一度もトナーパッチが形成されていない場合、および、中間転写ベルト２１上にトナーパッチを再形成する場合（古いトナーパッチを除去し新しいトナーパッチを形成し直す場合）に実行される。

以下にトナーパッチ形成処理について説明する。
図５は、トナーパッチ形成処理のメインルーチンの内容を示すフローチャートである。図５に示すように、トナーパッチ形成処理では、まず、電気抵抗検出処理で中間転写ベルト２１から抵抗情報を取得する（ステップＳ１１）。次に、トナーパッチ形成位置決定処理で抵抗情報に基づきトナーパッチを形成する位置を決定する（ステップＳ１２）。次に、トナーパッチ作成処理でトナーパッチ形成位置にトナーパッチを作成する（ステップＳ１３）。

図６は、電気抵抗検出処理の内容を示すフローチャートである。図６に示すように、電気抵抗検出処理では、中間転写ベルト２１の駆動を開始させ（ステップＳ２１）、一次転写ローラ２２に所定電圧を印加する（ステップＳ２２）。
次に、電流検出部６０により、感光体ドラム１１を介して中間転写ベルト２１の電流値をサンプリングする（ステップＳ２３）。具体的には、中間転写ベルト２１の表面におけるサンプリング開始時のベルト位置をＰ_１とし、当該ベルト位置Ｐ_１から中間転写ベルト２１の表面を周方向にｎ等分した各ベルト位置をベルト位置Ｐ_１から下流側に向けてベルト位置Ｐ_１〜Ｐ_ｎと定め、各ベルト位置Ｐ_１〜Ｐ_ｎにおける電流値をサンプリングする。

例えば、ベルト位置Ｐ_２の電流値は、中間転写ベルト２１の回転速度をＶ、中間転写ベルト２１の表面の周長をａとすると、検出開始からｔ（ｔ＝ａ／ｎＶ）秒後の電流値となる。ベルト位置Ｐ_３の電流値は、検出開始から２ｔ秒後の電流値となる。以下同様にして、ベルト位置Ｐ_１〜Ｐ_ｎの電流値をサンプリングする。
なお、電流値のサンプリングの方法は、上記方法に限定されない。例えば、中間転写ベルト２１を回転駆動させるための二次転写対向ローラ２４の回転数を検出し、検出された回転数がベルト１周に相当回転数をｎ等分した回転数に達する毎にベルト位置Ｐ_１〜Ｐ_ｎの電流値をサンプリングしても良い。

次に、抵抗情報取得部５３により、サンプリングした電流値からベルト位置Ｐ_１〜Ｐ_ｎの電気抵抗Ｒ_１〜Ｒ_ｎを算出する（ステップＳ２４）。図７は、中間転写ベルトの電気抵抗の一例を示す図である。図７のグラフでは、横軸が中間転写ベルト２１の表面の１周分のベルト位置Ｐ_１〜Ｐ_ｎを示し、縦軸が中間転写ベルト２１の表面の電気抵抗を示す。図７に示す例では、中間転写ベルト２１は、周長が４４０ｍｍ、ベルト位置Ｐ_１〜Ｐ_ｎの間隔がそれぞれ２０ｍｍ、ｎ＝２２であって、ベルト位置Ｐ_４〜Ｐ_６の領域に大きな抵抗むらが存在する。

次に、抵抗情報取得部５３により、電気抵抗Ｒ_１〜Ｒ_ｎに基づいて各ベルト位置Ｐ_１〜Ｐ_ｎにおける変動値ΔＲ_１〜ΔＲ_ｎを算出する（ステップＳ２５）。変動値ΔＲ_１〜ΔＲ_ｎの具体的な算出方法としては、例えば、変動値ΔＲ_２を抵抗Ｒ_１と抵抗Ｒ_２との差（｜Ｒ_１−Ｒ_２｜）とし、変動値ΔＲ_１を抵抗Ｒ_ｎと抵抗Ｒ_１との差（｜Ｒ_ｎ−Ｒ_１｜）とするように、１つ上流側の抵抗との差とすることが考えられる。なお、変動値ΔＲ_１〜ΔＲ_ｎの算出は上記方法に限定されず、例えば、電気抵抗Ｒ_１〜Ｒ_ｎの平均値を算出し、当該平均値と電気抵抗Ｒ_１〜Ｒ_ｎとの差を変動値ΔＲ_１〜ΔＲ_ｎとしても良いし、変動値ΔＲ_２を抵抗Ｒ_３と抵抗Ｒ_２との差（｜Ｒ_３−Ｒ_２｜）とするように、１つ下流側の抵抗との差としても良い。

さらに、変動値ΔＲ_１〜ΔＲ_ｎに基づいて各ベルト位置Ｐ_１〜Ｐ_ｎの抵抗むらの程度を示す順位Ｍ_１〜Ｍ_ｎを決定する（ステップＳ２６）。順位Ｍ_１〜Ｍ_ｎの具体的な決定方法としては、例えば、変動値ΔＲ_１〜ΔＲ_ｎのうち最も大きい値から順にＭ_１〜Ｍ_ｎと決定することが考えられる。
図８は、抵抗情報のデータテーブルを示す図である。ベルト位置Ｐ_１〜Ｐ_ｎ、並びに、各ベルト位置Ｐ_１〜Ｐ_ｎについての電気抵抗Ｒ_１〜Ｒ_ｎ、変動値ΔＲ_１〜ΔＲ_ｎおよび順位Ｍ_１〜Ｍ_ｎなどの抵抗情報は、図８に示すようなデータテーブルに書き込まれ抵抗情報格納部５５に格納する（ステップＳ２７）。

その後、ベルトの駆動を停止して（ステップＳ２８）、メインルーチンにリターンする。
図９は、トナーパッチ形成位置決定処理の内容を示すフローチャートである。トナーパッチ形成位置決定処理では、電気抵抗の検出結果およびトナー像のサイズに基づいて画像領域を選定する。

具体的には、電気抵抗むらが大きい上位４位までのベルト位置をできるだけ避けて画像領域を確保するとともに、トナーパッチを作成する位置を非画像形成領域中のできるだけ画像形成領域と近い状態のベルト位置に設定するものである。
図９に示すように、ｎ＝４とし（ステップＳ３１）、位置（Ｍ_４＋ｄ）から位置（Ｍ_４＋ｄ＋ｓ）までの領域に順位Ｍ_１，Ｍ_２，Ｍ_３に対応するベルト位置（図７に示す例では、順位Ｍ_１に対応するベルト位置はＰ_５、順位Ｍ_２に対応するベルト位置はＰ_６、順位Ｍ_３に対応するベルト位置はＰ_１６）がいずれも存在しないか否か判断する（ステップＳ３２）。

ここで、位置（Ｍ_４＋ｄ）とは、順位Ｍ_４に対応するベルト位置Ｐ_ｎから所定距離ｄ［ｍｍ］下流側の位置を意味する。画像領域の開始位置をベルト位置Ｐ_ｎの下流側にすればベルト位置Ｐ_ｎを避けて画像領域を確保することができる。なお、画像領域の開始位置をベルト位置Ｐ_ｎから所定距離ｄ［ｍｍ］離すことによって、ベルト位置Ｐ_ｎを画像領域から隔離している。

また、位置（Ｍ_４＋ｄ＋ｓ）とは、順位Ｍ_４に対応するベルト位置Ｐ_６から所定距離ｄ［ｍｍ］下流側、更に所定寸法ｓ［ｍｍ］下流側の位置を意味する。所定寸法ｓ［ｍｍ］は、シート３１の中間転写ベルト２１周方向の寸法であって、画像領域にはベルト周方向に所定寸法ｓ［ｍｍ］以上の幅が必要である。例えば、シート３１のサイズがＡ４の場合、シート３１の中間転写ベルト２１周方向の寸法は３００［ｍｍ］であるため、画像領域は中間転写ベルト２１周方向に少なくとも３００［ｍｍ］必要である。

位置（Ｍ_４＋ｄ）から位置（Ｍ_４＋ｄ＋ｓ）までの領域に順位Ｍ_１，Ｍ_２，Ｍ_３に対応するベルト位置がいずれも存在しない場合、順位Ｍ_１〜Ｍ_４に対応するベルト位置を全て避けながら画像領域を確保することが可能である。
ところが、図７に示す例の場合、位置（Ｍ_４＋ｄ）から位置（Ｍ_４＋ｄ＋ｓ）までの領域には、順位Ｍ_１に対応するベルト位置Ｐ_５と、順位Ｍ_２に対応するベルト位置Ｐ_６とが存在するため（ステップＳ３２で「ＮＯ」）、順位Ｍ_１〜Ｍ_４に対応するベルト位置を全て避けながら画像領域を確保することは不可能である。

そこで、ｎ＝３(ステップＳ３３)とし、ｎ＝１でないため（ステップＳ３４で「ＮＯ」）、ステップ３２に戻り、位置（Ｍ_３＋ｄ）から位置（Ｍ_３＋ｄ＋ｓ）までの領域に順位Ｍ_１，Ｍ_２に対応するベルト位置がいずれも存在しないか否かを判断する。
しかし、位置（Ｍ_３＋ｄ）から位置（Ｍ_３＋ｄ＋ｓ）までの領域にも順位Ｍ_１に対応するベルト位置Ｐ_５と、順位Ｍ_２に対応するベルト位置Ｐ_６とが存在するため（ステップＳ３２で「ＮＯ」）、ｎ＝２(ステップＳ３３)とし、ｎ＝１でないため（ステップＳ３４で「ＮＯ」）、ステップ３２に戻り、位置（Ｍ２＋ｄ）から位置（Ｍ２＋ｄ＋ｓ）までの領域に順位Ｍ_１に対応するベルト位置が存在しないか否かを判断する。

位置（Ｍ_２＋ｄ）から位置（Ｍ_２＋ｄ＋ｓ）までの領域には、順位Ｍ_１に対応するベルト位置Ｐ_５が存在しない（ステップＳ３２で「ＹＥＳ」）。したがって、最も抵抗むらの大きいベルト位置Ｐ_５と、２番目に抵抗むらの大きいベルト位置Ｐ_６とを避けながら画像領域を確保することが可能である。そこで、位置（Ｍ_２＋ｄ）から位置（Ｍ_２＋ｄ＋ｓ）までの領域を画像領域に決定する（ステップＳ３５）。

次に、抵抗情報取得部５３で画像領域の電気抵抗の平均値を算出する（ステップＳ３６）。平均値を算出するにあたって、画像領域の電気抵抗のみを対象とし非画像領域（画像領域以外の領域）の電気抵抗は対象としない。図７におけるラインＸは、画像領域における電気抵抗の平均値を示す。
そして、画像領域における電気抵抗の平均値と、非画像領域内の各ベルト位置の電気抵抗とを比較して、前記平均値に最も近い電気抵抗を有するベルト位置をトナーパッチの形成位置に決定する（ステップＳ３７）。図７に示す例では、平均値と最も近い電気抵抗を有するのはベルト位置Ｐ_３であるため、ベルト位置Ｐ_３をトナーパッチを形成する位置に決定する。

図１０は、中間転写ベルトの表面のトナーパッチ形成位置を説明するための図である。図１０に示すように、画像領域の開始位置は、変動値が２番目に大きいベルト位置Ｐ_６から所定距離ｄ［ｍｍ］下流側の位置（Ｍ_２＋ｄ）であり、画像領域の終了位置は、開始位置から所定寸法ｓ［ｍｍ］下流側の位置（Ｍ_２＋ｄ＋ｓ）である。
一方、非画像領域は、画像領域である位置（Ｍ_２＋ｄ）から位置（Ｍ_２＋ｄ＋ｓ）までの領域以外の領域である。非画像領域のうち、画像領域の電気抵抗の平均値に最も近い電気抵抗を有するベルト位置Ｐ_３にトナーパッチ８０が形成される。なお、順位Ｍ_１に対応するベルト位置Ｐ_５および順位Ｍ_２に対応するベルト位置Ｐ_６は、中間転写ベルト２１のつなぎ目（ウエルド）８１上にある。

上記説明では、ステップＳ３１をｎ＝４から開始している。すなわち、電気抵抗むらが大きい上位４位までのベルト位置（順位Ｍ_１〜Ｍ_４に対応するベルト位置）を電気抵抗むらのある位置と認定している。これは、中間転写ベルト２１の周長などを考慮すると、電気抵抗むらが大きい上位４位までのベルト位置を避けて画像領域を確保すれば十分に本発明の目的を達成できるからである。

なお、ステップＳ３１は、ｎ＝４から開始する場合に限らず、ｎ＝２からｎ＝ｎ−１の範囲で適宜変更しても良い。例えば、抵抗むらのあるベルト位置をできるだけ避けながら画像領域を確保したい場合には、ステップＳ３１をｎ＝ｎ−１から開始しても良い。
ところで、電気抵抗検出処理、トナーパッチ形成位置決定処理およびトナーパッチ作成処理は一連の動作で行われることが好ましい。電気抵抗検出処理の後に一旦中間転写ベルト２１の駆動を停止すると、再度中間転写ベルト２１を駆動させた際に立ち上がり速度が不安定になって抵抗むらとベルト位置との関係が正確でなくなる等、トナーパッチ形成位置決定処理の精度が低下するからである。

以上のようなトナーパッチ形成処理を実行するか否かは、制御部５０で判断される。以下に、中間転写ベルト２１上にトナーパッチ８０を再形成する時期を判断する処理について説明する。
図１１は、再形成時期判定処理の内容を示すフローチャートである。図１１に示すように、プリントジョブが開始されると（ステップＳ４１）、当該ジョブでプリントされたシートのプリント枚数Ｃをカウントし（ステップＳ４２）、プリントジョブが終了すると（ステップＳ４３で「ＹＥＳ」）、プリント枚数情報格納部５６に格納されている総プリント枚数Ｃｔの値にプリント枚数Ｃを加算し、加算後の値を新たな総プリント枚数Ｃｔとして更新する（ステップＳ４４）。

次に、総プリント枚数Ｃｔが再形成枚数Ｃｅ以上であるか否かを判断する（ステップＳ４５）。ここで、再形成枚数Ｃｅとは、当該枚数分のプリントを行えばトナーパッチの再形成が必要になると想定される枚数であり、予め実験などから求められて内部のＲＯＭ（不図示）等に格納されている。
再形成枚数Ｃｅは、プリンタ１の特性に併せて、例えば１００００枚等と設定される。なお、再形成枚数Ｃｅは、プリンタ１の使用開始から１０００枚目までを１００枚と設定し、それ以降は１０００枚と設定する等、変動する値として設定しても良い。

総プリント枚数Ｃｔが再形成枚数Ｃｅ以上であることを判断すると（ステップＳ４５で「ＹＥＳ」）、フラグ格納部に格納されているフラグの値が「０」であるか否かを判断する（ステップＳ４６）。
フラグの値が「０」であることを判断すると、（ステップＳ４６で「ＹＥＳ」）、フラグを「１」に設定し（ステップＳ４７）、処理を終える。

ステップ４５に戻って、プリント枚数Ｃｔが再形成枚数Ｃｅ以上であることを判断すると（ステップＳ４５で「ＮＯ」）、フラグを「０」に設定して（ステップＳ４８）、処理を終える。
以上のような再形成判定処理は、プリントジョブが実行される毎に行われ、プリント枚数が所定枚数以上になるとフラグを「１」にして交換時期に達したと判断する。

＜変形例＞
以上、本発明に係る画像形成装置を実施の形態に基づいて具体的に説明してきたが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に限定されないことはいうまでもない。
例えば、本発明に係る画像形成装置は、所謂４サイクル方式の画像形成装置に限定されず、所謂タンデム方式の画像形成装置であっても良い。タンデム方式の画像形成装置であっても抵抗むらのない領域にトナー像を形成することができ、転写濃度むらを少なくして画像品質の低下を防止する効果が得られる。

また、本発明に係る画像形成装置は、先に画像領域を選定し、その後非画像領域からトナーパッチを形成する位置を決定する構成に限定されず、先に非画像領域を選定しその領域からトナーパッチを形成する位置を決定する構成であっても良い。また、像担持体の表面における電気抵抗の変動が最大の領域をいきなりトナーパッチを形成する位置と決定する構成など、画像領域や非画像領域を選定せずにトナーパッチを形成する位置を決定する構成であっても良い。

また、本発明に係る画像形成装置は、少なくともベルト走行方向における電気抵抗の変動が最大となる領域が非画像領域に存在するように画像領域を決定する構成に限定されず、電気抵抗むらのある領域が極力画像領域以外の領域に存在するように画像領域を決定できる構成であれば良い。例えば、ベルト走行方向における所定の区間毎に電気抵抗の変動の積算値を算出し、前記積算値が大きい領域が非画像領域に存在するよう画像領域を決定する構成であっても良い。

また、本発明に係る画像形成装置は、電気抵抗が画像領域の電気抵抗の平均値に最も近い位置にトナーパッチを形成する構成に限定されない。例えば、電気抵抗の変動の少ない位置にトナーパッチを形成する構成とすれば、状態の良いトナーパッチを形成し易く、トナーパッチ検出手段による検出精度を向上させることができる。また、電気抵抗の変動の大きい位置にトナーパッチを形成する構成とすれば、抵抗変動の大きい位置を確実に画像領域から外すことが可能である。

また、本発明に係る画像形成装置は、定電圧制御における電流値をサンプリングして電気抵抗を検出する構成に限定されず、定電流制御における電圧値をサンプリングして電気抵抗を検出する構成であっても良い。
また、本発明に係る画像形成装置は、所定のプリント枚数毎に像担持体の表面の電気抵抗を検出する構成に限定されず、電気抵抗の検出は、電気抵抗に変化が起こり得る状況後に行っても良い。例えば、画像形成装置の設置場所の温度が５℃変化する毎に電気抵抗を検出するなど、温度や湿度のような所定の環境変化条件毎に行っても良い。

また、本発明に係る画像形成装置は、トナーパッチを黒色トナーのみで形成する構成に限定されず、各色を重ねて形成したり、黒色以外の単色で形成したりする構成であっても良い。
＜画像形成方法＞
本発明は、画像形成装置に限られず画像形成方法であるとしてもよい。さらに、その方法をコンピュータが実行するプログラムであるとしてもよい。また、本発明に係るプログラムは、例えば磁気テープ、フレキシブルディスク等の磁気ディスク、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＭＯ、ＰＤなどの光記録媒体、フラッシュメモリ系記録媒体等、コンピュータ読み取り可能な各種記録媒体に記録することが可能であり、当該記録媒体の形態で生産、譲渡等がなされる場合もあるし、プログラムの形態でインターネットを含む有線、無線の各種ネットワーク、放送、電気通信回線、衛星通信等を介して伝送、供給される場合もある。

また、上記プログラムは、上述した処理をコンピュータに実行させるための全てのモジュールを含んでいる必要はなく、例えば通信プログラムやオペレーティングシステム（ＯＳ）に含まれるプログラムなど、別途情報処理装置にインストールすることができる各種汎用的なプログラムを利用して、本発明の各処理をコンピュータに実行させるようにしても良い。従って、上記した本発明の記録媒体に必ずしも上記全てのモジュールを記録している必要はないし、また、必ずしも全てのモジュールを伝送する必要もない。さらに、所定の処理は、専用ハードウェアを利用して実行させるようにすることができる場合もある。

本発明に係る画像形成装置は、プリンタ、ＭＦＰ(Multi Function Peripheral)、コピー機、ファクシミリ機などに利用できる。また、フルカラープリンタに限らず、モノクロプリンタにも利用可能である。

実施の形態に係る画像形成装置の全体の構成を示す図である。 実施の形態に係る画像形成装置の主要部の構成を示す図である。 変形例に係る画像形成装置の主要部の構成を示す図である。 制御部の構成を示すブロック図である。 トナーパッチ形成処理のメインルーチンの内容を示すフローチャートである。 電気抵抗検出処理の内容を示すフローチャートである。 中間転写ベルトの電気抵抗を例示した図である。 抵抗情報のデータテーブルを示す図である。 トナーパッチ形成位置決定処理の内容を示すフローチャートである。 中間転写ベルトの表面のトナーパッチ形成位置を説明するための図である。 再形成時期判定処理の内容を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 画像形成装置
１０ トナーパッチ形成手段
２１ 像担持体
１１，２４ 転写手段
５２ 画像制御手段
５４ トナーパッチ形成位置決定手段
６０ 抵抗検出手段
７０ トナーパッチ検知手段
８０ トナーパッチ

Claims (12)

1. トナー像が形成される無端ベルト状の像担持体と、
   前記像担持体の表面にトナーパッチを形成するトナーパッチ形成手段と、
   前記トナーパッチを検知するトナーパッチ検知手段と、
   トナーパッチの検知結果に基づいて前記トナー像を形成する位置を制御する画像制御手段と、
   前記像担持体の電気抵抗を検出する抵抗検出手段と、
   電気抵抗の検出結果に基づいて前記トナーパッチを形成する位置を決定するトナーパッチ形成位置決定手段と
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記トナーパッチ形成位置決定手段は、電気抵抗の検出結果に基づいて前記トナー像の形成に適した画像領域を選定し、前記画像領域以外の領域から前記トナーパッチを形成する位置を決定することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記トナーパッチ形成位置決定手段は、少なくともベルト走行方向において電気抵抗の変動が最大となる領域が前記画像領域以外の領域に存在するように前記画像領域を決定することを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記トナーパッチ形成位置決定手段は、前記画像領域における電気抵抗の平均値を算出し、前記画像領域以外の領域において電気抵抗が前記平均値に最も近い位置を前記トナーパッチを形成する位置に決定することを特徴とする請求項２または３に記載の画像形成装置。
5. 前記抵抗検出手段は、定電圧制御における電流値、または、定電流制御における電圧値をサンプリングして電気抵抗を検出することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記画像形成装置は、さらに前記像担持体から用紙上にトナー像を転写する転写手段を備え、
   前記電流値または電圧値のサンプリングは、前記像担持体のトナー像転写位置において前記転写手段を介して行われることを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
7. 前記抵抗検出手段は、所定のプリント枚数毎または所定の環境変化条件毎に前記像担持体の表面の電気抵抗を検出し、
   前記トナーパッチ形成位置決定手段は、前記抵抗検出手段が電気抵抗を検出する毎に前記トナーパッチを形成する位置を決定し直し、
   前記トナーパッチ形成手段は、トナーパッチを形成する位置が変更される毎に変更後の位置に前記トナーパッチを再形成することを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の画像形成装置。
8. 画像制御用センサが前記トナーパッチ検知手段を兼ねることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の画像形成装置。
9. 異なる色のトナー像を回転駆動される中間転写体上に順次重ねて転写することによりカラー画像を形成する画像形成装置であって、
   前記中間転写体の表面にトナーパッチを形成するトナーパッチ形成手段と、
   前記中間転写体に対向して配置され、前記トナーパッチを検知するトナーパッチ検知手段と、
   トナーパッチの検知結果に基づいて前記中間転写体上の前記各色のトナー像を順次転写する位置を制御する画像制御手段と、
   前記中間転写体の電気抵抗を検出する抵抗検出手段と、
   前記抵抗検出手段によって検出された前記中間転写体の電気抵抗を一周分記憶する記憶手段と、
   前記記憶手段に記憶された前記中間転写体の電気抵抗に基づいて前記トナーパッチを形成する位置を決定するトナーパッチ形成位置決定手段と
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
10. 前記トナーパッチ形成位置決定手段は、前記中間転写体の電気抵抗に基づいて電気抵抗の変動の少ない領域に各色のトナー像が順次転写されるようにトナーパッチを形成する位置を決定することを特徴とする請求項９記載の画像形成装置。
11. 前記画像形成装置は、１つの感光体と、選択的に前記感光体に対向配置される複数の現像器とを備え、前記トナーパッチ形成手段は、黒色トナーを用いる現像器によって形成された黒色のトナーパッチを前記中間転写体上に形成することを特徴とする請求項９記載の画像形成装置。
12. トナー像が形成される無端ベルト状の像担持体の表面にトナーパッチを形成するトナーパッチ形成ステップと、前記トナーパッチを検知するトナーパッチ検知ステップと、トナーパッチの検知結果に基づいて前記トナー像を形成する位置を制御する画像制御ステップとを含む画像形成方法であって、
    前記像担持体の表面の電気抵抗を検出する抵抗検出ステップと、電気抵抗の検出結果に基づいて前記トナーパッチを形成する位置を決定するトナーパッチ形成位置決定ステップとを含むことを特徴とする画像形成方法。

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