JP2010139747A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ベルトの位置ずれの影響を受けずにテストパターンを検出することができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】走行するベルト１２の一面に形成されたテストパターンＰを検知して、その検知結果に基づき画像形成条件を補正するように構成された画像形成装置である。テストパターンＰが形成されるベルト１２の一面に対向して配設されると共に、当該一面に光を照射してその光の反射光を受光する第１センサ２９と、ベルト１２の前記一面と反対側の面に対向して配設されると共に、ベルト１２上の第１センサ２９による光の照射部１２ａの反対面側の部位１２ｂに光を照射してその光の反射光を受光する第２センサ３０と、第１センサ２９と第２センサ３０のそれぞれの検出出力値の合計値を算出する合計値算出手段を備えたものである。
【選択図】図４

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等の画像形成装置に関する。

複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等の画像形成装置において、中間転写ベルト等の無端状ベルトの表面に形成されたテストパターンを検知手段によって検知し、その検知結果から得られた画像特性データに基づいて、画像形成パラメータを調整することが行われている。

上記テストパターンとしては、例えば、画像濃度を検知するための濃度検知パターン（階調パターン）や、画像位置のずれを検知するための位置ずれ検知パターン（ラインパターン）などがある。また、これらのテストパターンを検知する検知手段としては、一般的に投光部と受光部を有する反射型の光学式センサが使用されている。

画像濃度を検知する場合は、前記光学式センサによってベルト上のテストパターン形成部とそれ以外の部分（ベルト地肌部）のそれぞれにおける光反射率を検知し、各光反射率の検出出力値の比から画像濃度を求める。また、画像の位置ずれを検知する場合は、ベルト上のテストパターン形成部でないところ（ベルト地肌部）からテストパターン形成部に渡る光反射率の所定時間当たりの変化率を検知して、テストパターンが光学式センサを通過するタイミングを求めるようにしている。

しかしながら、ベルトを張架するローラの回転時における位置変動や、ベルト自体の寸法のばらつきによる撓みなどによって、ベルトと光学式センサとの相対的位置関係が変化する場合がある。ベルトとセンサの相対的位置関係が変化すると、センサの検出出力値（出力電圧）が変動するため、上記画像濃度や画像の位置ずれを正確に検知することが困難となる。最悪の場合は、テストパターンが無いところで、テストパターンがあると誤検知してしまうことも起こりうる。

このようなベルトと光学式センサとの相対的位置関係の変化によるセンサの誤検知の問題に対して、従来からいくつかの対策が提案されている。例えば、下記特許文献１に示す画像形成装置では、ベルト上のセンサで検知する検知領域の背面側に、平面当接部材を当接させ、検知領域においてベルトの位置変動を生じにくくしている。

また、下記特許文献２に示す画像形成装置においては、ベルト上にテストパターンを形成する前に予めベルトを回転させて、センサとベルトの相対的位置とその位置における光反射率との関係を記憶しておく。その後、ベルト上にテストパターンを形成してその光反射率を検出し、そのときの検出出力値を、上記記憶したセンサとベルトとの相対的位置と光反射率との関係に基づいて補正するようにしている。
特開平１１−２２０５８６号公報 特開２００６−１５０６２７号公報

しかしながら、上記特許文献１の画像形成装置は、ベルトの背面に平面当接部材を当接させているため、ベルトに負荷がかかり、ベルトの低寿命化や駆動エネルギー効率が悪化する問題がある。また、ベルトに傷が生じ、転写不良等の不具合が発生する虞もある。

また、上記特許文献２の画像形成装置は、センサとベルトの相対的位置と光反射率との関係を得るために、少なくともベルトを１周させる必要があり、画質補正に要する時間（ダウンタイム）が長くなる欠点がある。また、この方式は、ベルトの位置変動が周期的な場合に効果を発揮し、ランダムに位置変動する場合は効果を発揮し得ない欠点もある。

また、ベルトと光学式センサとの相対的位置関係の変化を抑制するために、ベルト及びそれを張架するローラの寸法精度の向上や、ベルト駆動装置の駆動精度の向上を図ることも有効であるが、この場合、高コスト化や装置の肥大化等の問題がある。

本発明は、斯かる事情に鑑み、ベルトの位置ずれの影響を受けずにテストパターンを検出することができる画像形成装置を提供しようとするものである。

請求項１の発明は、走行するベルトの一面に形成されたテストパターンを検知して、その検知結果に基づき画像形成条件を補正するように構成された画像形成装置において、前記テストパターンが形成される前記ベルトの一面に対向して配設されると共に、当該一面に光を照射してその光の反射光を受光する第１センサと、前記ベルトの前記一面と反対側の面に対向して配設されると共に、前記ベルト上の前記第１センサによる光の照射部の反対面側の部位に光を照射してその光の反射光を受光する第２センサと、前記第１センサと前記第２センサのそれぞれの検出出力値の合計値を算出する合計値算出手段を備えたものである。

本発明では、第１センサと第２センサを、互いにベルトの反対側の面に対向して配設しているため、ベルトが位置変動した場合、ベルトに対する各センサの距離は、一方が長くなり、他方は一方と同じ距離だけ短くなる。従って、このときのベルトの位置変動に伴う第１センサ及び第２センサの各検出出力値の変動は、所定の基準値に対して互いに対称（線対称な波形）となるため、各センサの検出出力値を合計することによって、検出出力値の変動を互いに相殺することができる。このようにベルトの位置変動により各センサの検出出力値に変動が生じても、検出出力値の変動を相殺することができるので、ベルトの位置ずれの影響を受けずにテストパターンを検出することができる。これにより、画像形成条件の補正精度を向上させることが可能となる。

請求項２の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記第１センサから前記ベルトへ照射した光の入射角度及び反射角度と、前記第２センサから前記ベルトへ照射した光の入射角度及び反射角度が同じ角度となるように設定したものである。

第１センサの光の入射角度及び反射角度と、第２センサの光の入射角度及び反射角度が異なると、ベルトの位置変動に伴う各センサの検出出力値の変動にずれが生じやすい。すなわち、第１センサの光の入射角度及び反射角度と、第２センサの光の入射角度及び反射角度を同じ角度にすることによって、各センサの検出出力値の変動を、所定の基準値に対して精度良く対称（線対称な波形）にすることができる。これにより、各センサの検出出力値を合計した際、検出出力値の変動を確実に相殺することができ、テストパターンの検出精度を一層向上させることができる。

請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の画像形成装置において、前記第１センサが、正反射光を受光する正反射光受光部を有するものである。

第１センサが正反射光受光部を有することにより、ブラックトナーから成るテストパターンを好適に検出することが可能である。また、正反射光受光部の検出感度は、ベルトの位置変動に伴って変動しやすいが、本発明は、検出出力値の変動を相殺することができるので、ベルトの位置ずれの影響を受けずにテストパターンを検出することができる。

請求項４の発明は、請求項１又は２に記載の画像形成装置において、前記第１センサが、正反射光を受光する正反射光受光部と、拡散反射光を受光する拡散反射光受光部を有するものである。

第１センサが正反射光受光部と拡散反射光受光部を有することにより、正反射光受光部にてブラックトナーから成るテストパターンを検出し、拡散反射光受光部にてカラートナーから成るテストパターンを検出することが可能である。

請求項５の発明は、請求項１から５のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記テストパターンを、画像濃度を検知するための濃度検知パターンとしたものである。

これにより、濃度検知パターンを、ベルトの位置ずれの影響を受けずに正確に検出することができる。

請求項６の発明は、請求項５に記載の画像形成装置において、前記ベルト上の前記テストパターンの形成部での前記第１センサ及び前記第２センサの検出出力値の合計値を、複数回サンプリングしてそれらの平均値を算出する平均値算出手段を備えたものである。

このように、検出出力値の合計値のデータを複数個サンプリングし、それらのサンプリングデータの平均値を算出することによって、より正確なテストパターンの濃度情報を得ることができ、適切な画像形成条件の補正を実現することが可能である。

請求項７の発明は、請求項１から６のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記テストパターンを、画像位置のずれを検知するための位置ずれ検知パターンとしたものである。

これにより、位置ずれ検知パターンを、ベルトの位置ずれの影響を受けずに正確に検出することができる。

本発明によれば、ベルトの位置ずれの影響を受けずにテストパターンを正確に検出することができ、画像形成条件の補正精度を向上させることが可能となる。また、本発明によれば、ベルトの位置変動を抑制するために、ベルト及びそれを張架するローラの寸法精度の向上や、ベルト駆動装置の駆動精度の向上を図る必要がないので、高コスト化や装置の肥大化を招くことなく、テストパターンの検出精度を向上させることが可能である。さらに、本発明は、ベルトに位置変動防止用の部材を当接させなくてもよいため、ベルトに対する負荷の増大、傷付き、及び駆動エネルギー効率の悪化等を防止することができる。また、本発明の構成によれば、ベルトのランダムな位置変動にも十分に対応することができると共に、画質補正に要する時間（ダウンタイム）が長くなるのを抑制することが可能である。

以下、添付の図面に基づき、本発明の画像形成装置について説明する。
図１は、本発明に係る画像形成装置の特に画像形成工程部分を示す概略構成図である。図１に示すように、本発明の画像形成装置は、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの異なる色の現像剤によって画像を形成するための４つの画像形成ユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋを有する。

各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋは、互いに異なる色のトナーを収容したトナーボトル６Ｙ，６Ｃ，６Ｍ，６Ｂｋからトナーが供給される以外は同様の構成となっている。そこで、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋの構成について、色の区別を示すＹ，Ｃ，Ｍ，Ｂｋを省略して説明する。

画像形成ユニット１は、静電潜像を担持する像担持体としての感光体２と、感光体２の表面を帯電させる帯電ローラ（帯電手段）３と、感光体２の表面の静電潜像に対してトナーを供給してトナー像を形成する現像装置（現像手段）４と、感光体２の表面に付着した残留トナーを除去するクリーニングブレード（クリーニング手段）５等を備えている。

また、本発明の画像形成装置は、各感光体２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｂｋの表面に静電潜像を形成する露光装置（露光手段）７と、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋによって形成された画像を紙等の記録媒体に転写する中間転写ユニット８と、記録媒体上の画像を定着する定着ユニット１６と、記録媒体を供給する図示しない記録媒体供給部を備える。

中間転写ユニット８は、複数のローラ２２，２３，２４，２５に掛け渡された無端状のベルトから成る中間転写ベルト１２を有する。中間転写ベルト１２の内周面には、一次転写手段としての４つの一次転写ローラ１３Ｙ，１３Ｃ，１３Ｍ，１３Ｂｋが配設されている。各一次転写ローラ１３Ｙ，１３Ｃ，１３Ｍ，１３Ｂｋは、それぞれ各感光体２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｂｋに対向した位置で中間転写ベルト１２の内周面に圧接している。この圧接により、各感光体２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｂｋは中間転写ベルト１２の外周面に圧接され、それらの圧接部において一次転写ニップが形成されている。

また、中間転写ベルト１２を張架する１つのローラ２５に対向して、二次転写手段としての二次転写ローラ１４が配設されている。この二次転写ローラ１４は、中間転写ベルト１２の外周面に圧接しており、その圧接部において二次転写ニップが形成されている。また、中間転写ベルト１２の外周には、中間転写ベルト１２の表面をクリーニングするためのベルトクリーニング装置２１が配設されている。

上記定着ユニット１６は、例えば、ヒータ等の加熱源を有する定着ローラ１７と、定着ローラ１７に当接した加圧ローラ１８によって構成されている。

図１において、符号Ｒで示すのは記録媒体搬送経路である。この場合、記録媒体搬送経路Ｒの図の下方から上方へ向かって記録媒体が搬送されるようになっている。また、上記二次転写ニップに対して記録媒体搬送方向の上流側（図の下方）には、一対のレジストローラ１５が配設されている。

以下、図１を参照して上記画像形成装置の基本的動作について説明する。
まず、画像形成動作について１つの画像形成ユニット１Ｙを例にして説明する。帯電ローラ３Ｙによって感光体２Ｙの表面を均一な高電位に帯電させる。画像データに基づいて露光装置７から感光体２Ｙの表面にレーザビームが照射され、照射された部分の電位が低下して静電潜像が形成される。この感光体２Ｙの表面の静電潜像が形成された部分に、現像装置４Ｙによって帯電させたトナーを静電的に転移させ、イエローのトナー像を形成（可視画像化）する。

一次転写ローラ１３Ｙに、トナーの帯電極性と逆極性の定電圧又は定電流制御された電圧が印加される。これにより、一次転写ローラ１３Ｙと感光体２Ｙとの間の一次転写ニップにおいて電界（転写電界）を形成する。そして、一次転写ニップにおいて、回転する感光体２Ｙ上のトナー画像を、図の矢印方向に走行する中間転写ベルト１２に転写する。

その他の各画像形成ユニット１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋにおいても、同様にして各感光体２Ｃ，２Ｍ，２Ｂｋ上にトナー像を形成し、４色のトナー像を互いに重なり合うように中間転写ベルト１２に転写する。また、一次転写行程を経た後、各クリーニングブレード５Ｙ，５Ｃ，５Ｍ，５Ｂｋによって各感光体２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｂｋの表面に付着している残留トナーが除去される。

一方、図示しない記録媒体供給部から記録媒体搬送経路Ｒへ記録媒体を送り出す。送り出された記録媒体はレジストローラ１５によって一旦停止される。

上記画像形成動作によって、中間転写ベルト１２に各色のトナー像を重ね合わせた合成トナー像を形成した後、レジストローラ１５の駆動を再開し、中間転写ベルト１２上の合成トナー像とタイミング（同期）をとって記録媒体を二次転写ローラ１４とそれと対向するローラ２５との間の二次転写ニップへ送る。そして、二次転写ニップに送られてきた記録媒体に中間転写ベルト１２上の合成トナー像を転写する。

合成トナー像を転写された記録媒体は、記録媒体搬送経路Ｒを通って定着ユニット１６へと搬送される。定着ユニット１６に送り込まれた記録媒体は、定着ローラ１７と加圧ローラ１８との間の定着ニップに挟まれて加熱・加圧され、合成トナー像が記録媒体上に定着される。その後、記録媒体は図示しない排紙トレイに排出されストックされる。

また、本発明の画像形成装置は、画像特性を検査するためのテストパターンを形成し、そのテストパターンの検知結果に基づき画像形成条件を補正するように構成されている。図２に、この構成のブロック図を示す。

なお、以下の本発明の実施形態では、形成されるテストパターンを、画像濃度を検知するための濃度検知パターン（階調パターン）として説明するが、前記テストパターンは画像濃度検知パターンに限らず、画像位置のずれを検知するための位置ずれ検知パターンであってもよい。

図２に示すように、本発明の画像形成装置は、テストパターン形成部材２７にテストパターンを形成するテストパターン形成手段２８と、第１センサ２９及び第２センサ３０と、合計値算出手段３１と、記憶部３２と、トナー付着量算出手段３９と、画像形成条件補正手段３３とを備える。

テストパターン形成手段２８は、テストパターン形成部材２７としての中間転写ベルト１２の外周面に、各色のトナー像から成るテストパターンを形成する手段である。具体的には、テストパターン形成手段２８は、感光体２、帯電ローラ３、現像装置４、露光装置７と、これらを制御する制御手段としてのＣＰＵ等によって構成される。

第１センサ２９と第２センサ３０は、反射型光学式センサである。本発明の実施形態では、第１センサ２９及び第２センサ３０に同じ構成の光学センサを適用している。図３に、その光学式センサの構成を示す。図３に示す光学式センサは、検知対象物Ｗに投光する１つの投光部（発光素子）３４と、検知対象物Ｗからの反射光を受光する２つの受光部（受光素子）３５，３６と、各受光部３５，３６に対応したレンズを有するレンズ板３７等を備えている。２つの受光部３５，３６のうち、一方の受光部３５は正反射光を受光して検知する正反射光受光部であり、他方の受光部３６は拡散反射光を受光して検知する拡散反射光受光部である。

図１に示すように、第１センサ２９は、テストパターンが形成される中間転写ベルト１２の外周面に対向して配設されており、第１センサ２９によって非透過部材（非透過性を有する部材）から成る中間転写ベルト１２の外周面に光を照射しその光の反射光を受光するように構成されている。一方、第２センサ３０は、中間転写ベルト１２を介して第１センサ２９と対称位置となる中間転写ベルト１２の内周面側に配設されており、第２センサ３０によって中間転写ベルト１２の内周面に光を照射しその光の反射光を受光するように構成されている。

すなわち、図４に示すように、第２センサ３０は、中間転写ベルト１２上の第１センサによる光の照射部１２ａの反対面側の部位１２ｂに光を照射するようになっている。また、第１センサ２９から中間転写ベルト１２へ照射した光の入射角度α１及び反射光の反射角度β１と、第２センサ３０から中間転写ベルト１２へ照射した光の入射角度α２及び反射光の反射角度β２は、同じ角度となるように設定されている。さらに、中間転写ベルト１２のテストパターンが形成されていない地肌部における、第１センサ２９及び第２センサ３０のそれぞれの出力電圧は、同一出力となるように設定されている。

上記合計値算出手段３１は、第１センサ２９と第２センサ３０のそれぞれの検出出力の合計値を算出する手段である。具体的には、合計値算出手段３１は、画像形成装置に設けた制御手段としてのＣＰＵ等によって構成される。

上記記憶部３２は、例えば画像形成装置の制御手段が有するＲＯＭ等である。記憶部３２には、第１センサ２９及び第２センサ３０の出力電圧の合計値をトナー付着量に変換するための付着量変換テーブルや、トナー付着量の目標値などの情報が予め格納（記憶）されている。

上記トナー付着量算出手段３９は、画像形成装置の制御手段としてのＣＰＵ等によって構成されている。画像形成条件補正手段３３は、第１センサ２９及び第２センサ３０の検出出力値や、記憶部３２に格納された情報に基づいて、トナーの付着量を算出する手段である。

上記画像形成条件補正手段３３は、上記ＣＰＵ等から成り、トナー付着量算出手段３９で算出されたトナー付着量や、記憶部３２に格納された情報に基づいて、現像手段の現像バイアス、帯電手段の帯電バイアス、露光装置のレーザパワー等の各種画像形成条件（パラメータ）を最適に制御する手段である。

図５に、本発明の他の実施形態のブロック図を示す。
図５に示す画像形成装置は、図２に示す画像形成装置と比べて、平均値算出手段３８を備えている点において異なる。この平均値算出手段３８は、中間転写ベルト１２上のテストパターンの形成部での第１センサ２９及び第２センサ３０の各検出出力値の合計値を、複数回サンプリングしてそれらの平均値を算出する手段である。平均値算出手段３８は、画像形成装置の制御手段としてのＣＰＵ等によって構成されている。なお、それ以外は、図２に示す画像形成装置と同様の構成であるので説明を省略する。

図６は、図２に示す実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。以下、図６に示すフローチャートを参照しつつ、「画質調整要求」から「画像形成条件の補正」までの工程を説明する。

まず、画像形成装置の制御手段（ＣＰＵ）によって、画質調整要求が出された場合（図６のＳ１）、中間転写ベルト１２の回転駆動を開始する（図６のＳ２）。

次に、第１センサ２９及び第２センサ３０の校正を行う（図６のＳ３）。第１センサ２９及び第２センサ３０の感度は、発光素子出力・受光素子出力のロットのばらつき、発光素子出力・受光素子出力の温度特性及び経時劣化、検知対象物である中間転写ベルト１２の経時劣化などの影響を受ける。このため、第１センサ２９及び第２センサ３０の感度補正（校正）を行う。この感度補正（校正）の具体的方法は、既に開示された方法（例えば、特願２００６−２７４６９９号公報に開示の校正方法）を適用することが可能であるので、ここではその具体的な説明を省略する。

第１センサ２９及び第２センサ３０の校正後、上記テストパターン形成手段２８によって中間転写ベルト１２上にテストパターンを形成する（図６のＳ４）。詳しくは、トナー付着量が階調的に変化する階調パターンを、各感光体２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｂｋの表面に同方向に沿って形成し、各感光体２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｂｋ上の階調パターンを中間転写ベルト１２上に転写する。なお、この階調パターンの形成方法及び転写方法は、通常の画像形成と同様に行われる。

また、第１センサ２９及び第２センサ３０による中間転写ベルト１２への投光及び受光を開始する（図６のＳ５）。図４に示すように、第１センサ２９は、中間転写ベルト１２のテストパターンＰが形成される面（外周面）に対して光を照射し、その光の反射光を受光する。一方、第２センサ３０は、第１センサによる光の照射部の反対面側（内周面側）に光を照射し、その光の反射光を受光する。そして、中間転写ベルト１２の走行に伴って、テストパターンＰが第１センサ２９に対向する位置に至ると、第１センサ２９から照射された光は、テストパターンＰに反射されて第１センサ２９に受光される。このとき、テストパターンＰがブラック（Ｂｋ）のトナーで形成されている場合は、ブラック（Ｂｋ）のテストパターンＰからの正反射光を正反射光受光部３５によって受光する。また、テストパターンＰがカラー（Ｙ，Ｃ，Ｍ）のトナーによって形成されている場合は、カラー（Ｙ，Ｃ，Ｍ）のテストパターンＰからの拡散反射光を拡散反射光受光部３６によって受光する。

上記第１センサ２９及び第２センサ３０の出力電圧は、図示しないアナログ／デジタル変換回路（Ａ／Ｄ変換回路）を介してデジタルデータに変換された後、上記合計値算出手段３１に入力される。そして、合計値算出手段３１によって、第１センサ２９及び第２センサ３０の各出力電圧（検出出力値）の合計値を算出する（図６のＳ６）。

図７は、第１センサ２９及び第２センサ３０の出力電圧（検出出力値）の波形、及びそれらの合計値の波形を示す模式図である。図７において、（Ａ）は第１センサ２９の出力電圧、（Ｂ）は第２センサ３０の出力電圧、（Ｃ）は第１センサ２９及び第２センサ３０のそれぞれの出力電圧の合計値を示す。また、同図（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）において、符号ａとｃの範囲で示す波形は、中間転写ベルト１２上のテストパターンの形成部以外（ベルト地肌部）における出力電圧及び合計値であり、符号ｂの範囲で示す波形は、中間転写ベルト１２上のテストパターン形成部における出力電圧及び合計値である。

図７（Ａ）（Ｂ）に示すように、中間転写ベルト１２上のベルト地肌部（範囲ａ及びｃ）において、第１センサ２９及び第２センサ３０の各出力電圧は変動している。これは、中間転写ベルト１２を張架するローラの回転時における位置変動や、中間転写ベルト１２自体の寸法のばらつきによる撓みなどによって、中間転写ベルト１２に対する第１センサ２９及び第２センサ３０の相対的位置関係が変化し、これにより、各センサ２９，３０の出力電圧が変動したためである。

例えば、図８に示すように、中間転写ベルト１２が実線の位置から二点鎖線の位置へ変動した場合、第１センサ２９と中間転写ベルト１２の外周面との距離はｄ１だけ短くなる。一方、第２センサ３０と中間転写ベルト１２の内周面との距離はｄ２だけ長くなり、この長くなった距離ｄ１は、上記短くなった距離ｄ２は同じである。すなわち、本発明では、第１センサ２９と第２センサ３０を、互いに中間転写ベルト１２の反対側の面に対向して配設しているため、中間転写ベルト１２が位置変動した場合、中間転写ベルト１２に対する各センサ２９，３０の距離は、一方が長くなり、他方は一方と同じ距離だけ短くなる。

従って、このときの中間転写ベルト１２の位置変動に伴う第１センサ２９及び第２センサ３０の各出力電圧の変動は、図７（Ａ）（Ｂ）に示すように、中間転写ベルト１２上のベルト地肌部（範囲ａ及びｃ）において、予め設定した所定の基準値Ｅに対して互いに対称（線対称な波形）となる。そして、互いに対称な各センサ２９，３０の出力電圧を合計すると、これら出力電圧の変動が相殺されるので、図７（Ｃ）に示すように、中間転写ベルト１２上のベルト地肌部（範囲ａ及びｃ）における各センサ２９，３０の出力電圧の合計値は、常に一定の値で算出される。

また、第１センサ２９がテストパターンを検出した場合は、図７（Ａ）のテストパターン形成部（図の範囲ｂ）に示すように、出力電圧の波形が基準値Ｅに対して大きく変動する。一方、図７（Ｂ）のテストパターン形成部（図の範囲ｂ）に示すように、第２センサ３０は、常に中間転写ベルト１２の地肌部を検出しているため、第１センサ２９の出力電圧に比べ、大きく変動しない。従って、テストパターン形成部において、各センサ２９，３０の出力電圧の波形は上記基準値Ｅに対して対称とならない。そのため、図７（Ｃ）のテストパターン形成部（図の範囲ｂ）に示すように、各センサ２９，３０の出力電圧の合計値は、基準値Ｅから外れた値となる。なお、この場合も、各センサ２９，３０の出力電圧を合計した際、出力電圧の変動は相殺される。このように、テストパターン形成部において算出した各センサ２９，３０の出力電圧の合計値のデータを、所定のタイミングでサンプリングし、そのサンプリングデータをトナー付着量算出手段３９に入力する。

その後、トナー付着量算出手段３９は、入力された出力電圧の合計値、及び記憶部３２から得た付着量変換テーブルに基づいて、テストパターンのトナー付着量を算出する（図６のＳ７）。

次いで、算出されたトナー付着量と記憶部３２に格納されているトナー目標値に基づいて、画像形成条件補正手段が、現像手段の現像バイアス、帯電手段の帯電バイアス、露光装置のレーザパワー等の各種画像形成条件（パラメータ）を適切な値に制御することによって、画像形成条件の補正を行う（図６のＳ８）。

なお、第１センサ２９の光の入射角度及び反射角度と、第２センサ３０の光の入射角度及び反射角度が異なると、中間転写ベルト１２の位置変動に伴う各センサ２９，３０の出力電圧の変動にずれが生じやすい。すなわち、図４において説明したように、第１センサ２９の光の入射角度及α１び反射角度β１と、第２センサ３０の光の入射角度α２及び反射角度β２を同じ角度にすることによって、各センサ２９，３０の出力電圧の変動を、所定の基準値Ｅに対して精度良く対称（線対称な波形）にすることができる。これにより、各センサ２９，３０の出力電圧を合計した際、出力電圧の変動を確実に相殺することができ、テストパターンの検出精度を一層向上させることができる。

また、図９は、図５に示す実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。以下、図９に示すフローチャートを参照しつつ、「画質調整要求」から「画像形成条件の補正」までの工程を説明する。

図９において、「画質調整要求の工程」から「検出出力値の合計値の算出」までの工程（図９のＳ１１〜Ｓ１６）は、図６で説明した「画質調整要求の工程」から「検出出力値の合計値の算出」までの工程（図６のＳ１〜Ｓ６）と同様であるので説明を省略する。

上記「検出出力値の合計値の算出」の工程において、第１センサ２９及び第２センサ３０の出力電圧値の合計値を算出した後、「合計値の平均値の算出」を行う（図９のＳ１７）。具体的には、テストパターン検出時（図７（Ｃ）の範囲ｂ）における出力電圧の合計値から、所定のタイミングで複数個のデータをサンプリングし、それらのサンプリングデータを上記平均値算出手段３８へ入力する。そして、平均値算出手段３８によって、出力電圧の合計値の平均値を算出する。例えば、１つのテストパターンが第１センサ２９を通過する時間が８０msecであり、２msecごとにサンプリングを行った場合は、４０個のサンプリングデータが得られる。これら４０個のデータを加算して、その加算値をサンプリング数の４０で乗算することによって平均値が算出される。

その後、算出した出力電圧の平均値をトナー付着量算出手段３９に入力し、入力された出力電圧の平均値、及び記憶部３２から得た付着量変換テーブルに基づいて、トナー付着量算出手段３９がテストパターンのトナー付着量を算出する（図９のＳ１８）。

次いで、上記と同様に、算出されたトナー付着量とトナー目標値に基づいて、画像形成条件補正手段が、各種画像形成条件（パラメータ）を最適な値に制御することによって、画像形成条件の補正を行う（図９のＳ１９）。

このように、出力電圧の合計値のデータを複数個サンプリングし、それらのサンプリングデータの平均値を算出することによって、より正確なトナー付着量を得ることができ、適切な画像形成条件の補正を実現することが可能である。

また、上記説明では、画像濃度を検知するための濃度検知パターン（階調パターン）に基づいて画像形成条件を補正する工程について説明したが、画像位置のずれを検知するための位置ずれ検知パターンに基づく補正を行うことも可能である。すなわち、図７（Ｃ）に示す出力電圧の合計値の波形に示すように、出力電圧の合計値が基準値Ｅに対して大きく変化するタイミングを把握することによって、テストパターンが第１センサ２９を通過するタイミングを把握することができる。そして、このテストパターンの通過タイミングから画像の位置ずれ量を算出することにより、画像形成条件の補正を行うことが可能である。

以上のように、本発明の画像形成装置は、中間転写ベルト１２の位置変動により各センサ２９，３０の出力電圧（検出出力値）に変動が生じても、出力電圧の変動を相殺することができるので、中間転写ベルト１２の位置ずれの影響を受けずにテストパターンを検出することができる。これにより、画像濃度や画像の位置ずれ等を正確に検知することができ、画像形成条件の補正精度を向上させることが可能となる。

また、本発明によれば、中間転写ベルトの位置変動を抑制するために、中間転写ベルト及びそれを張架するローラの寸法精度の向上や、ベルト駆動装置の駆動精度の向上を図る必要がないので、高コスト化や装置の肥大化を招くことなく、テストパターンの検出精度を向上させることが可能である。さらに、本発明は、位置変動防止用の部材を、中間転写ベルトに当接させなくてもよいため、中間転写ベルトに対する負荷の増大、傷付き、及び駆動エネルギー効率の悪化等を防止することができる。また、本発明の構成によれば、中間転写ベルトのランダムな位置変動にも十分に対応することができると共に、画質補正に要する時間（ダウンタイム）が長くなるのを抑制することが可能である。

なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。上記本発明の実施形態では、テストパターンを形成する対象物として中間転写ベルトを適用しているが、中間転写ベルト以外のベルトも適用可能である。

本発明に係る画像形成装置の画像形成工程部分を示す概略構成図である。 本発明の画像形成装置のブロック図である。 光学式センサの概略構成図である。 第１センサ及び第２センサの位置関係を説明するための図である。 本発明の他の実施形態に係る画像形成装置のブロック図である。 本発明に係る画像形成装置の動作を説明するためのフローチャートである。 第１センサ及び第２センサの各出力電圧値の波形と、それらの合計値の波形を示す模式図である。 中間転写ベルトが位置変動したときの中間転写ベルトに対する第１センサ及び第２センサの距離の変動を説明するための図である。 本発明の他の実施形態に係る画像形成装置の動作を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１２ 中間転写ベルト
２９ 第１センサ
３０ 第２センサ
３１ 合計値算出手段
３８ 平均値算出手段
Ｐ テストパターン

Claims (7)

1. 走行するベルトの一面に形成されたテストパターンを検知して、その検知結果に基づき画像形成条件を補正するように構成された画像形成装置において、
   前記テストパターンが形成される前記ベルトの一面に対向して配設されると共に、当該一面に光を照射してその光の反射光を受光する第１センサと、前記ベルトの前記一面と反対側の面に対向して配設されると共に、前記ベルト上の前記第１センサによる光の照射部の反対面側の部位に光を照射してその光の反射光を受光する第２センサと、前記第１センサと前記第２センサのそれぞれの検出出力値の合計値を算出する合計値算出手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記第１センサから前記ベルトへ照射した光の入射角度及び反射角度と、前記第２センサから前記ベルトへ照射した光の入射角度及び反射角度が同じ角度となるように設定した請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記第１センサが、正反射光を受光する正反射光受光部を有する請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記第１センサが、正反射光を受光する正反射光受光部と、拡散反射光を受光する拡散反射光受光部を有する請求項１又は２に記載の画像形成装置。
5. 前記テストパターンを、画像濃度を検知するための濃度検知パターンとした請求項１から５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記ベルト上の前記テストパターンの形成部での前記第１センサ及び前記第２センサの検出出力値の合計値を、複数回サンプリングしてそれらの平均値を算出する平均値算出手段を備えた請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記テストパターンを、画像位置のずれを検知するための位置ずれ検知パターンとした請求項１から６のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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