JP2008040267A - カラー画像形成装置及びカラー画像形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】タンデム方式のカラー画像形成装置において、中間転写ベルトにおける厚みが規定値と異なる部分による色ずれを防止する。
【解決手段】 画像形成の前処理として、中間転写ベルトにトナーマークパターンを描き（ステップＳ１１）、そのトナーマークパターンをセンサにより読み取って、トナー付着量を測定する（ステップＳ１２）。トナー付着量の設定値に対する測定値の偏差が大きい場合（ステップＳ１３:Yes）、中間転写ベルトの厚みの規定値に対する偏差が大きい箇所があると判断し（ステップＳ１６）、その箇所を避けて画像形成を行う（ステップＳ１７）。
【選択図】 図８

Description

本発明は、画像形成プロセスが実行される画像ステーションを色毎に複数備え、各色の画像を無端状の中間転写ベルト上で重ね合わせて形成した転写用カラー画像を記録紙に転写することによりカラー画像を形成するタンデム方式のカラー画像形成装置及びカラー画像形成方法に関し、詳細には、中間転写ベルトの厚みのムラに起因する色ずれを防止することのできるカラー画像形成装置及びカラー画像形成方法に関する。

従来、電子写真技術を採用したカラー画像形成装置においては、感光体ドラムを帯電手段により帯電し、帯電された感光体ドラムに画像情報に応じたレーザ光照射を行って潜像を形成し、この潜像をトナーによって現像し、現像されたトナー画像を記録紙に転写して画像を形成することが行われている。

また、上述した一連の画像形成プロセスが実行される画像ステーションを複数備え、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、ＢＫ（ブラック）の各色のトナー画像をそれぞれの感光体に形成し、各感光体の転写位置にて無端状の中間転写ベルト上に重ね合わせて形成した転写用カラー画像を記録紙に転写することによりカラー画像を形成するタンデム方式のカラー画像形成装置が普及している。

このような、カラー画像形成装置では、各色のトナー画像を重ね合わせてカラー画像を形成するため、各色のトナー画像を常に適正な濃度で形成することが必要である。何れかの色のトナー画像が適正な濃度で形成されないと、それらの重ね合わせにより形成されるフルカラー画像は色ずれが起こしてしまうからである。

そこで、上述したタンデム方式のカラー画像形成装置では、各色のトナー画像が常に適正な濃度で形成されるようにするために、以下のような調整を行っている。即ち中間転写ベルトの表面に対向させて画像濃度検知センサを設け、記録紙を搬送せずに中間転写ベルトを回転させ、この状態で、感光体ドラムに何れかの色のベタパッチトナー画像を形成し、通常の画像形成と同様の条件で、このトナー画像を中間転写ベルト上に転写させ、中間転写ベルト上に転写されたベタパッチトナー画像の画像濃度を、上記の画像濃度検知センサにより検知し、この検知結果に基づいて、画像形成条件の調整を行い、何れの色のトナー画像も常に適正な濃度で形成されるように調整する。具体的には、トナー画像を形成される際の現像バイアス電圧、転写電圧等の調整、或いは当該色のトナーの補充や、攪拌等によりトナー帯電量の調整等を行う（特許文献１参照）。

しかしながら、このような調整を行う場合、中間転写ベルトの厚みに規定値と異なる部分があると、画像濃度センサとトナー画像の表面との間の距離や角度が規定値からの偏差に応じて変動することにより、画像濃度センサの出力電圧のレベルが変動してしまうため、正確なトナー濃度の測定値が得られなくなる。この結果、適正な濃度調整ができなくなり、色ずれが発生してしまう。

特開２００２−６５６８号公報（段落０００４）

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、タンデム方式のカラー画像形成装置において、中間転写ベルトにおける厚みが規定値と異なる部分による色ずれを防止することである。

請求項１の発明は、無端状の中間転写ベルトにトナー付着量が所定の値に設定されたトナーマークパターンを形成するパターン形成手段と、前記トナーマークパターンを検出してトナー付着量に対応するレベルの測定信号を出力するトナー付着量測定手段と、トナー付着量の前記設定値に対する前記測定値の偏差を算出する手段と、前記偏差に応じて前記中間転写ベルトの厚みの規定値からの偏差が所定の閾値を越える箇所を判別する判別手段と、前記各手段を画像形成の前処理時に動作させる制御手段と、画像形成時に前記箇所を避けてトナー画像を形成させる画像形成制御手段とを備えたことを特徴とするカラー画像形成装置である。
請求項２の発明は、請求項１記載のカラー画像形成装置において、前記パターン形成手段にて形成するトナーマークパターンの色の設定を可能にしたことを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１又は２記載のカラー画像形成装置において、前記トナー付着量測定手段は、拡散反射受光素子又は正反射受光素子の少なくとも一方を有することを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項３記載のカラー画像形成装置において、前記判別手段は、前記拡散反射受光素子の出力信号レベルが所定の第１の値より大きい場合は前記中間転写ベルトの厚みがその規定値よりも厚く、かつその偏差が前記所定の閾値を越えると判別し、所定の第２の値より小さい場合は前記規定値よりも薄く、かつその偏差が前記所定の閾値を越えると判別することを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項３記載のカラー画像形成装置において、前記判別手段は、前記正反射受光素子の出力信号レベルが所定の範囲外の場合に、前記中間転写ベルトの厚みの規定値に対する偏差が前記所定の閾値を超えると判別することを特徴とする。
請求項６の発明は、請求項１〜５の何れかに記載のカラー画像形成装置において、前記パターン形成手段は、感光体上に静電潜像を形成する手段と、前記静電潜像をトナーにより現像する手段と、現像されたトナー画像を前記中間転写ベルトに転写する手段と、前記現像する手段の現像バイアスを段階的に可変設定する手段とを有することを特徴とする。
請求項７の発明は、請求項１〜６の何れかに記載のカラー画像形成装置において、前記パターン形成手段が最初にトナーマークパターンを形成した位置を前記中間転写ベルトのホームポジションとして記憶する手段と、該記憶されたホームポジションに基づいて、画像形成時の中間転写ベルトの位置情報を管理する手段とを備えたことを特徴とする。
請求項８の発明は、請求項１〜７の何れかに記載のカラー画像形成装置において、前記判別手段により前記中間転写ベルトの厚みの規定範囲からの偏差が所定の閾値を越える箇所がないと判別されたとき、前記制御手段は以後の前処理時に前記各手段を動作させないことを特徴とする。
請求項９の発明は、請求項８記載のカラー画像形成装置において、前記制御手段は画像形成により所定枚数の印刷が終了する迄、以後の前処理時に前記各手段を動作させないことを特徴とする。
請求項１０の発明は、請求項８記載のカラー画像形成装置において、前記制御手段は画像形成により所定数のジョブの印刷が終了する迄、以後の前処理時に前記各手段を動作させないことを特徴とする。
請求項１１の発明は、請求項１〜１０の何れかに記載のカラー画像形成装置において、前記画像形成制御手段を動作させるか否かをユーザに設定させるための設定手段を備えたことを特徴とする。
請求項１２の発明は、無端状の中間転写ベルトにトナー付着量が所定の値に設定されたトナーマークパターンを形成するパターン形成工程と、前記トナーマークパターンの検出信号のレベルに基づいてトナー付着量を測定する工程と、トナー付着量の前記設定値に対する前記測定値の偏差を算出する工程と、前記偏差に応じて前記中間転写ベルトの厚みの規定範囲からの偏差が所定の閾値を越える箇所を判別する判別工程と、前記箇所を避けてトナー画像の形成を行う画像形成工程とを備えたことを特徴とするカラー画像形成方法である。
請求項１３の発明は、請求項１２記載のカラー画像形成方法において、前記パターン形成工程手段にて形成するトナーマークパターンの色を設定する工程を備えたことを特徴とする。
請求項１４の発明は、請求項１１又は１２記載のカラー画像形成方法において、前記トナー付着量を測定する工程は、拡散反射受光素子又は正反射受光素子の少なくとも一方により前記検出信号を生成することを特徴とする。
請求項１５の発明は、請求項１４記載のカラー画像形成方法において、前記判別工程は、前記拡散反射受光素子の出力信号レベルが所定の第１の値より大きい場合は前記中間転写ベルトの厚みがその規定値よりも厚く、かつその偏差が前記所定の閾値を越えると判別し、所定の第２の値より小さい場合は前記規定値よりも薄く、かつその偏差が前記所定の閾値を越えると判別することを特徴とする。
請求項１６の発明は、請求項１４記載のカラー画像形成方法において、前記判別工程は、前記正反射受光素子の出力信号レベルが所定の範囲外の場合に、前記中間転写ベルトの厚みの規定値に対する偏差が前記所定の閾値を超えると判別することを特徴とする。
請求項１７の発明は、請求項１２〜１６の何れかに記載のカラー画像形成方法において、前記パターン形成工程は、感光体上に静電潜像を形成する工程と、前記静電潜像をトナーにより現像する工程と、現像されたトナー画像を前記中間転写ベルトに転写する工程とを有し、前記現像する工程は現像バイアスを段階的に可変設定する工程を有することを特徴とする。
請求項１８の発明は、請求項１２〜１７の何れかに記載のカラー画像形成方法において、前記パターン形成工程で最初にトナーマークパターンを形成した位置を前記中間転写ベルトのホームポジションとして記憶する工程を備え、該記憶されたホームポジションに基づいて、画像形成時の中間転写ベルトの位置情報を管理することを特徴とする。
請求項１９の発明は、請求項１２〜１８の何れかに記載のカラー画像形成方法において、前記箇所を避けてトナー画像の形成を行う画像形成工程を実行するか否かを設定する工程を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、中間転写ベルトに形成されたトナーマークパターンを検出してトナー付着量（トナー濃度）を測定し、中間転写ベルトにおいてトナー付着量の設定値に対する測定値の偏差が大きい箇所を厚み偏差の大きい箇所と判別し、画像形成時にその箇所を避けてトナー画像の形成を行うことにより、中間転写ベルトにおける厚みが規定値と異なる部分による色ずれを防止できる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の実施形態のカラー画像形成装置の作像原理を説明するための画像プロセス部及び転写ベルトの正面図である。

このカラー画像形成装置は、中間転写ベルトに沿って各色の画像形成部が並べられた構成を備えるものであり、所謂、タンデムタイプといわれるものである。即ち、中間転写ベルト５の回転方向の上流側から順に、４つの画像形成部（電子写真プロセス部）６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６ＢＫが配列されている。中間転写ベルト５は回転駆動される駆動ローラ７と従動ローラ８とに巻回されたエンドレス（無端状）のベルトであり、駆動ローラ７は駆動モータ（図示せず）により回転駆動される。

これら複数の画像形成部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６ＢＫは、形成するトナー画像の色が異なるだけで内部構成は共通である。画像形成部６Ｙはイエローのトナー画像を、画像形成部６Ｍはマゼンタのトナー画像を、画像形成部６Ｃはシアンのトナー画像を、画像形成部６ＢＫはブラックのトナー画像をそれぞれ形成する。よって、以下の説明では、画像形成部６Ｙについて具体的に説明するが、他の画像形成部６Ｍ、６Ｃ、６ＢＫの構成は画像形成部６Ｙと同様であるので、その画像形成部６Ｍ、６Ｃ、６ＢＫの各構成要素については、画像形成装置６Ｙの各構成要素に付したＹに替えて、Ｍ、Ｃ、ＢＫによって区別した符号を図に表示するにとどめ、説明を省略する。

画像形成部６Ｙは、感光体ドラム９Ｙ、この感光体ドラム９Ｙの周囲に配置された帯電器１０Ｙ、露光器１１、現像器１２Ｙ、感光体クリーナ（図示せず）、除電器１３Ｙ等から構成されている。露光器１１は、各画像形成部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６ＢＫが形成するトナー画像の色に対応する露光光であるレーザ光１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４ＢＫを照射するように構成されている。

画像形成に際し、感光体ドラム９Ｙの外周面は、暗中にて帯電器１０Ｙにより一様に帯電された後、露光器１１からのイエロー画像に対応したレーザ光１４Ｙにより露光され、静電潜像が形成される。現像器１２Ｙは、この静電潜像をイエローのトナーにより可視像化（現像）し、このことにより感光体ドラム９Ｙ上にイエローのトナー画像が形成される。このイエローのトナー画像は、感光体ドラム９Ｙと中間転写ベルト５とが接する位置（１次転写位置）で、転写器１５Ｙの働きにより中間転写ベルト５上に転写される。トナー画像の転写が終了した感光体ドラム９Ｙは、外周面に残留した不要なトナーが感光体クリーナにより払拭された後、除電器１３Ｙにより除電され、次の画像形成のために待機する。同様に、マゼンタのトナー画像、シアンのトナー画像、ブラックのトナー画像は、それぞれ感光体ドラム９Ｍ、９Ｃ、９ＢＫと上記１次転写位置で、転写器１５Ｍ、１５Ｃ、１５ＢＫの働きにより中間転写ベルト５上に転写される。この転写により、中間転写ベルト５上に各色のトナーによる画像が重ね合わされたフルカラー画像が形成される。

一方、給紙トレイ１に収納された用紙４は最も上のものから順に送り出され、中間転写ベルト５上に搬送され、中間転写ベルト５と用紙４とが接する位置（２次転写位置）にて、フルカラーのトナー画像を転写される。このフルカラーの重ね合わせ画像が形成された用紙４は、中間転写ベルト５から剥離されて定着器１６にて画像を定着された後、画像形成装置の外部に排紙される。

また、本実施形態のカラー画像形成装置では、各色のトナー画像が常に適正な濃度で形成されるようにするために、画像形成の前処理として、画像形成装置の電源をスイッチをオンにしたとき、及び所定枚数の画像形成が終了する毎などに、中間転写ベルト５上にトナーマークパターンを形成し、そのトナーマークパターンの濃度（トナー付着量）を検知し、この検知結果に基づいて画像形成条件の調整を行うとともに、中間転写ベルト５の厚みの規定値からの偏差に起因する色ずれの発生を防止している。以下、この点について説明する。

図１及び図２に示すように、中間転写ベルト５の表面に対向する位置の画像形成部６ＢＫの下流側にトナーマークセンサ（以下、「ＴＭセンサ」という）１７が配置されており、図２の矢印Ｐ方向へ回転している中間転写ベルト５の表面に形成されたトナーマークパターン２２を検出する。ホームポジションＨＰについては後述する。ＴＭセンサ１７は、図３に示すように、発光部１７ａと、受光部１７ｂと備え、発光部１７ａから放射され、トナーマークパターン２２で反射した光を受光部１７ｂで受光して電気信号に変換する。ＴＭセンサ１７の出力電圧と、トナーマークパターン２２のトナー付着量（トナー濃度）との関係は、図４に示すように指数関数で表すことができ、ＴＭセンサ１７の出力電圧（ＶR1、ＶR2等）によりトナー付着量（Ｍ1、Ｍ2等）を求めることができる。

ここで、中間転写ベルト５の厚みが規定値と異なる場合のＴＭセンサ１７の出力電圧について図５を用いて説明する。本実施形態では、ＴＭセンサ１７を構成する受光部１７ｂは、拡散反射受光素子１７ｂ1と、正反射受光素子１７ｂ2とからなる。

図５Ａに示すように、中間転写ベルト５の厚みが規定値（＝Ｄ1）の部分の反射光を検出しているときの拡散反射受光素子１７ｂ1の出力電圧をＶ0とすると、図５Ｂに示すように規定値より薄い（＝Ｄ2）部分からの反射光を検出しているときは、発光素子１７ａから拡散反射受光素子１７ｂ1までの光路長が長くなるため、拡散反射受光素子１７ｂ1の出力電圧はＶ0よりも低くなる。一方、図５Ｂとは逆に、規定値より厚い部分からの反射光を検出しているときは、発光素子１７ａから拡散反射受光素子１７ｂ1までの光路長が短くなるため、拡散反射受光素子１７ｂ1の出力電圧はＶ0よりも高くなる。

また、図５Ｃに示すように、中間転写ベルト５の厚みが規定値の部分の反射光を検出しているときの正反射受光素子１７ｂ2の出力電圧をＶ1とすると、図５Ｄに示すように規定値から偏差がある部分からの反射光を検出しているときは、反射光の反射角度が変化するため、正反射受光素子１７ｂ2の出力電圧はＶ1とは異なる値となる。

従って、拡散反射受光素子１７ｂ1の出力電圧を検出することにより、中間転写ベルト５の厚みの規定値からの偏差の大きさ及びその正負を判別することができ、正反射受光素子１７ｂ2の出力電圧を検出することにより、中間転写ベルト５の厚みの規定値からの偏差を判別することができる。ただし、拡散反射受光素子１７ｂ1はブラックの検出感度が低いので、イエロー、マゼンタ、シアンのトナーマークパターン２２の検出に好適である。一方、正反射受光素子１７ｂ2はブラックの検出感度も良好であるため、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの全てのトナーマークパターン２２の検出に適用できる。

本実施形態のカラー画像形成装置では、拡散反射受光素子１７ｂ1及び正反射受光素子１７ｂ2の出力電圧に基づいて、中間転写ベルト５の厚みの偏差を検出し、厚みの偏差の大きい箇所を避けて画像形成を行うことができる。以下、その動作を実行するための構成を説明する。

図６は上述した動作を実行するための制御部の電気的構成を示すブロック図であり、バス３１と、それぞれがバス３１に接続されたＴＭセンサ１７、システム制御部（ＣＰＵ）３２、ＲＯＭ３３、ＲＡＭ３４、不揮発性メモリ（ＮＶＲＡＭ、フラッシュメモリ等）３５、ＬＤ（レーザダイオード）書込回路３６、現像電源供給回路３７からなる。

システム制御部３２は、ＴＭセンサ１７の検出データの処理、中間転写ベルト５の厚み偏差の算出、トナー付着量の制御等を行う。ＲＯＭ３３にはシステム制御部３２が上記制御を実行するときに使用するプログラム等が記憶されている。ＲＡＭ３３はシステム制御部３２が上記制御を実行するときに、データを一時的に記憶するワークエリアとなる。不揮発性メモリ３５には装置固有のパラメータ等が記憶される。ＬＤ書込回路３６は感光体ドラム９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９ＢＫの表面に照射するレーザ光を発生させる回路である。現像電源供給回路３７は、現像器１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２ＢＫに対し、現像バイアス電源等を供給する回路である。

次に図６に示すブロック図の動作を説明する。本実施の形態の画像形成装置は、図示されていない操作パネルからのユーザの設定により、上述した中間転写ベルト５の厚みの偏差を検出し、厚みの偏差の大きい箇所を避けて画像形成を行う動作を実行するか否かを決定することができる。図７はユーザが上述した設定操作を行うときのシステム制御部３２の処理のフローチャートである。この図に示すように、最初に設定モードに入り（ステップＳ１）、ユーザの操作により中間転写ベルト５の厚み偏差が大きい箇所を避けて画像形成を行うか否かを設定し（ステップＳ２）、設定モードを終了する（ステップＳ３）。この設定情報はＲＡＭ３４に記憶される。

図７のステップＳ２にて、中間転写ベルト５の厚み偏差が大きい箇所を避けて画像形成を行うように設定した場合は、図８に示す処理を実行する。
最初に、ＬＤ書込回路３６、及び所定の色の画像形成部を動作させて、中間転写ベルト５の１周分のトナーマークパターン２２を描く（ステップＳ１１）。このとき、トナーマークパターン２２を描く色は不揮発性メモリ３５に予め記憶されており、イエロー，マゼンタ，シアン，ブラックのトナーの内、１色、又は２〜４色の組合せである。また、トナーマークパターン２２のトナー濃度は所定の濃度であり、図２に示すように、中間転写ベルト５の回転方向（副走査方向）に所定の間隔をあけて描く。

次いで、ＴＭセンサ１７により、トナーマークパターン２２からの反射光を検出してトナー付着量を測定し（ステップＳ１２）、付着させたトナー量の測定値と設定値が略等しい、換言すれば設定値からの偏差が所定の閾値以下であるか否かを判定する（ステップＳ１３）。そして、偏差が閾値以下の場合は中間転写ベルト５の厚み偏差が所定値よりも大きい箇所はないと判断し（ステップＳ１４）、通常の画像形成を行い（ステップＳ１５）。これに対し、偏差が閾値を越えた場合は中間転写ベルト５の厚み偏差が所定値よりも大きい箇所があると判断し（ステップＳ１６）、その箇所を避けて画像形成を行う（ステップＳ１７）。ここで、中間転写ベルト５の厚み、その規定値からの偏差の閾値の一例を挙げると、厚みの規定値は１４０μｍ、偏差の閾値は±１０％（＝±１４ｍｍ）である。

ここで、ＴＭセンサ１７は、拡散受光素子１７ｂ1及び正反射受光素子１７ｂ2を備えており、ステップＳ１３では少なくとも一方の受光素子の出力電圧に対応するトナー付着量の測定値と、トナー付着量の設定値との差異が所定の閾値を越えていた場合に、中間転写ベルト５の厚みの規定値からの偏差が所定の閾値を越えたと判定する。また、トナー付着量の測定値は、トナーマークパターン２２のうち、中間転写ベルト５の進行方向先端に位置するパターンの先端の位置、換言すれば、ステップＳ１１にて最初にトナーマークパターン２２を形成した位置（図２のホームポジションＨＰ）を基準にして、中間転写ベルト５の１周分の測定値を処理する。以後、画像形成を行う時迄、中間転写ベルト５を一定速度で回転させ、図２のホームポジションＨＰを基準にして、タイマで時間を管理することにより中間転写ベルト５の周方向の位置情報を生成する。

このように、画像形成の前処理として、中間転写ベルト５の１周分にトナー付着量が均一なトナーマークパターン２２を描き、ＴＭセンサ１７から得られたデータをもとに、トナー付着量を算出し、付着させたトナー量の測定値と設定値との差異の大きい箇所を中間転写ベルト５の厚み偏差が大きい箇所とみなし、その箇所を避けて画像形成を行うことにより、中間転写ベルト５の厚み偏差による画像劣化の影響を低減できる。

また、ＴＭセンサ１７の拡散受光素子１７ｂ1、正反射受光素子１７ｂ2の双方の出力を用いているため、一方のみの出力を用いる場合と比べ、中間転写ベルト５の厚み偏差が大きい箇所をより確実に判別することができる。

さらに、最初にトナーマークパターン２２を描いた位置を中間転写ベルト５のホームポジションとし、中間転写ベルト５を一定の速度で画像形成まで回転させるとともに、タイマで時間を管理することにより中間転写ベルト５の周方向の位置情報を生成するので、物理的なホームポジションを持たない中間転写ベルトにおいても、画像形成の前処理及び画像処理を行うことができる。なお、本発明は、中間転写ベルト５が物理的にホームポジションとなる部材等を備えている画像形成装置に対しても適用できることは言うまでもない。

図８に示す処理では、トナーマークパターン２２は予め不揮発性メモリ３５に記憶されているデフォルトの色で描いていた。本実施形態のカラー画像形成装置では、トナーマークパターン２２の色をユーザが設定することができる。図９はその設定処理のフローチャートであり、この図において図７と同じステップには図７と同じ符号を付した。図９に示すよう、最初に設定モードに入り（ステップＳ１）、ユーザの操作により中間転写ベルト５の１周分のトナーマークパターン２２を描くトナーを選択し（ステップＳ４）、設定モードを終了する（ステップＳ３）。ここで、トナーの選択は、をイエロー，マゼンタ，シアン，ブラックのトナーの内、１色、又は２〜４色の組合せが可能であり、厚み偏差の測定に有利な色、例えばＴＭセンサ１７の感度の高い色に設定することが好適である。この設定情報はＲＡＭ３４に記憶される。

図１０は、 図７のステップＳ２にて中間転写ベルト５の厚み偏差が大きい箇所を避けて画像形成を行うように設定し、かつ図９のステップＳ４にてトナーマークパターン２２を描くトナーを選択した場合の処理である。この図において、図８と同じステップには図８と同じ符号を付した。

まずＲＡＭ３４に記憶されているトナー設定情報を読み出してトナーマークパターン２２を描くトナーを選択し（ステップＳ１１１）、次いで選択した色のトナーを用いて、図８のステップＳ１１と同様に、中間転写ベルト５の１周分のトナーマークパターン２２を描く（ステップＳ１１２）。以後の処理は図８と同じである。

このように、トナーマークパターン２２をイエロー，マゼンタ，シアン，ブラックのトナーの内、１色、又は２〜４色の組合せで描く際に、どの色でパターンを描くか設定できるので、中間転写ベルト６の厚み偏差の測定に有利な色のトナーでトナーマークパターンを描くことができる。従って、中間転写ベルト６の厚み偏差の測定がより正確に行える。

図１１は、現像バイアス電圧をｎ段階に設定し、各段階について中間転写ベルト５にトナーマークパターン２２を描き、ＴＭセンサ１７によりトナー濃度を測定するようにした処理のフローチャートである。この処理は、図７及び図９と同様な設定処理に基づいて実行するように構成してもよいし、デフォルトの処理として実行するように構成してもよい。

最初に現像バイアス電圧をｎ段階（ｎは２以上の整数）に設定し（ステップＳ３１）、次いで現像バイアス電圧を画像形成部の現像器に対し、ｎ段階の中から選択した１つの現像バイアス電圧を現像電源供給回路３７から供給するように制御するとともに、中間転写ベルト５の１周分のトナーマークパターン２２を描く（ステップＳ３２）。次いで、ＴＭセンサ１７によりトナー付着量を測定し、ＲＡＭ３４に記憶する（ステップＳ３３）。

次に、ｎ段階の中から先に選択した電圧とは異なる現像バイアス電圧を選択し、ステップＳ３２及びＳ３３の処理を実行する。この処理をｎ段階の全てについて完了する迄繰り返す（ステップＳ３４）。最後に、ＲＡＭ３４に保存した各段階の現像バイアス電圧選択時のトナー付着量を設定値と比較し、顕著に厚み偏差が検出された現像バイアス電圧選択時の測定値を用いて、中間転写ベルト５の厚み偏差の大きい箇所の有無の判定を行う（ステップＳ３５）。

このように、中間転写ベルト５の厚み偏差を測定するために、中間転写ベルト５の１周分にトナー付着量が均一なトナーマークパターン２２を描く際に、現像バイアス電圧をｎ段階分設定し、各々の段階においてトナーマークパターン２２を描くことができるので、ベルト厚み偏差を測定する際に最適な現像バイアス電圧で処理を行うことができる。つまり、理論的には現像バイアス電圧が等しければ一定になる筈のトナー付着量が、実際には現像バイアス電圧によって、付着量が殆どなかったり、或いは飽和したりする場合があるが、上記のように現像バイアス電圧を段階的に変化させることにより、ベルト厚み偏差を精度良く測定可能な現像バイアス電圧を探し、その現像バイアス電圧で処理を行うことができる。

図１２は、中間転写ベルト５にトナーマークパターン２２を形成し、ＴＭセンサ１７でトナー付着量を測定し、トナー付着量の設定値に対する測定値の偏差を判定し、中間転写ベルト５に厚みの偏差が大きい箇所があるか否かを判断するまでの一連の処理（以下、中間転写ベルト厚み偏差判定処理という）を実行し、厚み偏差の大きい箇所がないと判定した場合は、中間転写ベルト厚み偏差判定処理を行わないようにしたものである。この図において、図８と同じステップには図８と同じ符号を付した。また、この図では、図８における画像形成ステップ（ステップＳ１５，Ｓ１７）は省略した。この図の処理も図７及び図９と同様な設定処理に基づいて実行するように構成してもよいし、デフォルトの処理として実行するように構成してもよい。

図１２では、図８と同様に、中間転写ベルト厚み偏差判定処理を実行し、厚みの偏差が大きい箇所がないと判断した場合（ステップＳ１１〜Ｓ１４）は、以後、中間転写ベルト厚み偏差判定処理を行わないことを設定する（ステップＳ１８）。また、中間転写ベルト厚み偏差判定処理を実行し、厚みの偏差が大きい箇所があると判断した場合（ステップＳ１１〜Ｓ１３、Ｓ１６）は、中間転写ベルト５の厚み偏差の大きい箇所を避けて画像形成を行うことを設定する（ステップＳ１９）。これらの設定情報はＲＡＭ３４に記憶され、その設定情報に従って画像形成（図８のステップＳ１５又はＳ１７）が行われる。

この設定情報は、画像形成装置の電源スイッチがオフになるまでＲＡＭ３４に保持されているので、一旦厚みの偏差が大きい箇所がないと判断した場合は、電源スイッチをオフにし、次にオンにするまでは中間転写ベルト厚み偏差判定処理を実行しない。従って、それ迄はトナーマークパターン２２を形成しないため、トナーの消費量及び画像形成装置の消費電力を低減できる。このように、中間転写ベルト５の１周の全てに亘り、厚み偏差の大きい箇所がない場合は、中間転写ベルト厚み偏差判定処理を省略することにより、トナーの消費量及び画像形成装置の消費電力を節減できる。なお、上記設定情報をＲＡＭ３４ではなく、不揮発性メモリ３５に記憶することにより、電源をオフにしても設定情報が保存されるようにし、ユーザの設定解除操作により設定情報を消去できるように構成してもよい。

図１３に示す処理では、図８と同様に、中間転写ベルト厚み偏差判定処理を実行し、厚みの偏差が大きい箇所がないと判断した場合（ステップＳ１１〜Ｓ１４）は、以後、一定枚数印刷する間は中間転写ベルト厚み偏差判定処理を行わないことを設定する（ステップＳ２０）。また、厚みの偏差が大きい箇所があると判断した場合（ステップＳ１１〜Ｓ１３、Ｓ１６）は、図１２と同様に、中間転写ベルト５の厚み偏差の大きい箇所を避けて画像形成を行うことを設定する（ステップＳ１９）。これらの設定情報は不揮発性メモリ３５に記憶され、その設定情報に従って画像形成（図８のステップＳ１５又はＳ１７）が行われる。

このように、一旦、中間転写ベルト５の１周の全てに亘り、厚みの偏差が大きい箇所がないと判断した場合は、以後、一定枚数印刷する間は中間転写ベルト厚み偏差判定処理を実行しない。従って、それ迄はトナーマークパターン２２を形成しないため、トナーの消費量及び画像形成装置の消費電力を低減できる。

図１４に示す処理では、図８と同様に、中間転写ベルト厚み偏差判定処理を実行し、厚みの偏差が大きい箇所がないと判断した場合（ステップＳ１１〜Ｓ１４）は、以後、一定数のジョブの印刷を実行する間は中間転写ベルト厚み偏差判定処理を行わないことを設定する（ステップＳ２１）。また、厚みの偏差が大きい箇所があると判断した場合（ステップＳ１１〜Ｓ１３、Ｓ１６）は、図１２と同様に、中間転写ベルト５の厚み偏差の大きい箇所を避けて画像形成を行うことを設定する（ステップＳ１９）。これらの設定情報は不揮発性メモリ３５に記憶され、その設定情報に従って画像形成（図８のステップＳ１５又はＳ１７）が行われる。

このように、一旦、中間転写ベルト５の１周の全てに亘り、厚みの偏差が大きい箇所がないと判断した場合は、以後、一定数のジョブの印刷を実行する間は中間転写ベルト厚み偏差判定処理を実行しない。従って、それ迄はトナーマークパターン２２を形成しないため、トナーの消費量及び画像形成装置の消費電力を低減できる。

本発明の実施形態のカラー画像形成装置の作像原理を説明するための画像プロセス部及び中間転写ベルトの正面図である。 本発明の実施形態のカラー画像形成装置において、中間転写ベルトに形成されたトナーマークパターンとＴＭセンサにより検出する様子を示す図である。 本発明の実施形態のカラー画像形成装置におけるＴＭセンサの構成を示す図である。 ＴＭセンサの出力電圧とトナーマークパターンのトナー付着量との関係を示すグラフである。 中間転写ベルトの厚みが規定値と異なる場合にＴＭセンサの出力電圧が変化することを説明するための図である。 本発明の実施形態のカラー画像形成装置の制御部の構成を示すブロック図である。 中間転写ベルトの厚み偏差が大きい箇所を避けて画像形成を行うように設定する処理のフローチャートである。 中間転写ベルトの厚み偏差が大きい箇所を避けて画像形成を行うように設定した場合の前処理及び画像形成処理のフローチャートである。 前処理にてトナーマークパターンの色の設定処理のフローチャートである。 中間転写ベルトの厚み偏差が大きい箇所を避けて画像形成を行うように設定し、かつトナーマークパターンの色を設定した場合の前処理及び画像形成処理のフローチャートである。 現像バイアス電圧をｎ段階に設定し、各段階についてトナー濃度を測定するようにした処理のフローチャートである。 厚み偏差の大きい箇所がないと判定した場合に、以後の中間転写ベルト厚み偏差判定処理を行わないようにした処理のフローチャートである。 厚み偏差の大きい箇所がないと判定した場合に、一定枚数印刷する間は中間転写ベルト厚み偏差判定処理を行わないようにした処理のフローチャートである。 厚み偏差の大きい箇所がないと判定した場合に、一定数のジョブの印刷を実行する間は中間転写ベルト厚み偏差判定処理を行わないようにした処理のフローチャートである。

符号の説明

５・・・中間転写ベルト、６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６ＢＫ・・・画像形成部、１７・・・ＴＭセンサ、１７ｂ1・・・拡散反射受光素子、１７ｂ2・・・正反射受光素子、２２・・・トナーマークパターン、３２・・・システム制御部、３４・・・ＲＡＭ、３５・・・不揮発性メモリ、３７・・・現像伝変供給回路。

Claims (19)

1. 無端状の中間転写ベルトにトナー付着量が所定の値に設定されたトナーマークパターンを形成するパターン形成手段と、前記トナーマークパターンを検出してトナー付着量に対応するレベルの測定信号を出力するトナー付着量測定手段と、トナー付着量の前記設定値に対する前記測定値の偏差を算出する手段と、前記偏差に応じて前記中間転写ベルトの厚みの規定値からの偏差が所定の閾値を越える箇所を判別する判別手段と、前記各手段を画像形成の前処理時に動作させる制御手段と、画像形成時に前記箇所を避けてトナー画像を形成させる画像形成制御手段とを備えたことを特徴とするカラー画像形成装置。
2. 請求項１記載のカラー画像形成装置において、
   前記パターン形成手段にて形成するトナーマークパターンの色の設定を可能にしたことを特徴とするカラー画像形成装置。
3. 請求項１又は２記載のカラー画像形成装置において、
   前記トナー付着量測定手段は、拡散反射受光素子又は正反射受光素子の少なくとも一方を有することを特徴とするカラー画像形成装置。
4. 請求項３記載のカラー画像形成装置において、
   前記判別手段は、前記拡散反射受光素子の出力信号レベルが所定の第１の値より大きい場合は前記中間転写ベルトの厚みがその規定値よりも厚く、かつその偏差が前記所定の閾値を越えると判別し、所定の第２の値より小さい場合は前記規定値よりも薄く、かつその偏差が前記所定の閾値を越えると判別することを特徴とするカラー画像形成装置。
5. 請求項３記載のカラー画像形成装置において、
   前記判別手段は、前記正反射受光素子の出力信号レベルが所定の範囲外の場合に、前記中間転写ベルトの厚みの規定値に対する偏差が前記所定の閾値を超えると判別することを特徴とするカラー画像形成装置。
6. 請求項１〜５の何れかに記載のカラー画像形成装置において、
   前記パターン形成手段は、感光体上に静電潜像を形成する手段と、前記静電潜像をトナーにより現像する手段と、現像されたトナー画像を前記中間転写ベルトに転写する手段と、前記現像する手段の現像バイアスを段階的に可変設定する手段とを有することを特徴とするカラー画像形成装置。
7. 請求項１〜６の何れかに記載のカラー画像形成装置において、
   前記パターン形成手段が最初にトナーマークパターンを形成した位置を前記中間転写ベルトのホームポジションとして記憶する手段と、該記憶されたホームポジションに基づいて、画像形成時の中間転写ベルトの位置情報を管理する手段とを備えたことを特徴とするカラー画像形成装置。
8. 請求項１〜７の何れかに記載のカラー画像形成装置において、
   前記判別手段により前記中間転写ベルトの厚みの規定範囲からの偏差が所定の閾値を越える箇所がないと判別されたとき、前記制御手段は以後の前処理時に前記各手段を動作させないことを特徴とするカラー画像形成装置。
9. 請求項８記載のカラー画像形成装置において、
   前記制御手段は画像形成により所定枚数の印刷が終了する迄、以後の前処理時に前記各手段を動作させないことを特徴とするカラー画像形成装置。
10. 請求項８記載のカラー画像形成装置において、
    前記制御手段は画像形成により所定数のジョブの印刷が終了する迄、以後の前処理時に前記各手段を動作させないことを特徴とするカラー画像形成装置。
11. 請求項１〜１０の何れかに記載のカラー画像形成装置において、
    前記画像形成制御手段を動作させるか否かをユーザに設定させるための設定手段を備えたことを特徴とするカラー画像形成装置。
12. 無端状の中間転写ベルトにトナー付着量が所定の値に設定されたトナーマークパターンを形成するパターン形成工程と、前記トナーマークパターンの検出信号のレベルに基づいてトナー付着量を測定する工程と、トナー付着量の前記設定値に対する前記測定値の偏差を算出する工程と、前記偏差に応じて前記中間転写ベルトの厚みの規定範囲からの偏差が所定の閾値を越える箇所を判別する判別工程と、前記箇所を避けてトナー画像の形成を行う画像形成工程とを備えたことを特徴とするカラー画像形成方法。
13. 請求項１２記載のカラー画像形成方法において、
    前記パターン形成工程手段にて形成するトナーマークパターンの色を設定する工程を備えたことを特徴とするカラー画像形成方法。
14. 請求項１１又は１２記載のカラー画像形成方法において、
    前記トナー付着量を測定する工程は、拡散反射受光素子又は正反射受光素子の少なくとも一方により前記検出信号を生成することを特徴とするカラー画像形成方法。
15. 請求項１４記載のカラー画像形成方法において、
    前記判別工程は、前記拡散反射受光素子の出力信号レベルが所定の第１の値より大きい場合は前記中間転写ベルトの厚みがその規定値よりも厚く、かつその偏差が前記所定の閾値を越えると判別し、所定の第２の値より小さい場合は前記規定値よりも薄く、かつその偏差が前記所定の閾値を越えると判別することを特徴とするカラー画像形成方法。
16. 請求項１４記載のカラー画像形成方法において、
    前記判別工程は、前記正反射受光素子の出力信号レベルが所定の範囲外の場合に、前記中間転写ベルトの厚みの規定値に対する偏差が前記所定の閾値を超えると判別することを特徴とするカラー画像形成方法。
17. 請求項１２〜１６の何れかに記載のカラー画像形成方法において、
    前記パターン形成工程は、感光体上に静電潜像を形成する工程と、前記静電潜像をトナーにより現像する工程と、現像されたトナー画像を前記中間転写ベルトに転写する工程とを有し、前記現像する工程は現像バイアスを段階的に可変設定する工程を有することを特徴とするカラー画像形成方法。
18. 請求項１２〜１７の何れかに記載のカラー画像形成方法において、
    前記パターン形成工程で最初にトナーマークパターンを形成した位置を前記中間転写ベルトのホームポジションとして記憶する工程を備え、該記憶されたホームポジションに基づいて、画像形成時の中間転写ベルトの位置情報を管理することを特徴とするカラー画像形成方法。
19. 請求項１１〜１９の何れかに記載のカラー画像形成方法において、
    前記箇所を避けてトナー画像の形成を行う画像形成工程を実行するか否かを設定する工程を備えたことを特徴とする画像形成方法。

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