JP2010231056A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】像担持体上の同一位置に濃度検出用トナー像を形成しつつ、中間転写体上の画像転写領域間の間隙が不必要に拡大されるのを回避して、生産性が低下するのを抑制する。
【解決手段】各像担持体上の常に一定の位置に濃度制御用のトナー像を作成する濃度制御用トナー像作成手段と、前記濃度制御用トナー像作成手段によって前記各像担持体上に形成された後、前記中間転写体の移動方向に沿って隣接する画像領域間に設定された非画像領域に転写された濃度制御用トナー像の濃度を検出する濃度検出手段と、前記画像領域に前記非画像領域を加えた前記中間転写体の移動方向に沿った長さを整数倍した長さが、前記像担持体の周長を整数倍した長さと等しくなる位置の前記中間転写体の非画像領域に、前記濃度制御用トナー像作成手段を作成するべく、前記濃度制御用トナー像の作成タイミングを制御する作成タイミング制御手段とを備えるように構成した。
【選択図】図１

Description

この発明は、画像形成装置に関するものである。

従来、上記画像形成装置としては、例えば、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の各色に対応した４つの画像形成部を備え、これら４つの画像形成部の感光体ドラム上にイエロー、マゼンタ、シアン、黒の各色のトナー像を順次形成し、これらの感光体ドラム上に形成された各色のトナー像を中間転写ベルト上に多重に一次転写した後、中間転写ベルトから記録用紙上に各色のトナー像を一括して二次転写すると共に定着することにより、カラー画像を形成するように構成したものがある。

かかる画像形成装置においては、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の各画像形成部における画像濃度を制御するため、各画像形成部の感光体ドラム上に濃度検出用のトナー像でるパッチを形成し、当該各感光体ドラム上に形成された濃度検出用パッチを中間転写ベルト上に転写して、中間転写ベルト上に転写された濃度検出用パッチの濃度を濃度検出手段によって検出し、当該濃度検出手段の検出結果に応じて各画像形成部における画像濃度を制御するように構成されている。

その際、上記画像形成装置では、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の各画像形成部の感光体ドラム上に濃度検出用パッチを形成する際に、感光体ドラム上の周方向における濃度検出用パッチの形成位置が変動すると、当該感光体ドラムの周方向に沿った感光特性のバラツキ等が濃度に影響を及ぼす場合がある。

そこで、上記従来の画像形成装置では、感光体ドラム上における濃度検出用パッチの形成位置が常に同一位置となるように設定し、当該感光体ドラム上の同一位置に形成された濃度検出用パッチを、中間転写ベルト上に転写して検出することにより、画像濃度及び各色の安定性の実現が図られている。

かかる濃度検出用パッチの形成位置に関する技術としては、例えば、特開平０８−０７６５３０号公報に開示されたものが既に提案されている。

この特開平０８−０７６５３０号公報に係る画像形成装置は、潜像担持体に静電潜像を形成し、該静電潜像を少なくともトナーを含む現像剤によりその潜像を顕像化する画像形成装置において、上記潜像担持体上に形成される顕像に関する顕像情報を検出する光学センサを備え、上記光学センサは、上記潜像担持体上での常に一定した位置で上記顕像情報を検出するように構成したものである。

特開平０８−０７６５３０号公報

ところで、この発明が解決しようとする課題は、像担持体上に形成された濃度検出用のトナー像を、中間転写体上の画像転写領域間に設定された間隙領域に転写し、当該中間転写体上に転写された濃度検出用トナー像の濃度を濃度検出手段によって検出するにあたり、前記像担持体上の同一位置に濃度検出用トナー像を形成しつつ、しかも記録媒体の大きさに応じて画像転写領域の大きさが種々異なった場合でも、中間転写体上の画像転写領域間の間隙が不必要に拡大されるのを回避して、生産性が低下するのを抑制することが可能な画像形成装置を提供することにある。

すなわち、請求項１に記載された発明は、互いに異なった色のトナー像が形成される複数の像担持体と、
前記複数の像担持体上に形成された各色のトナー像が転写される中間転写体と、
前記中間転写体上に転写された各色のトナー像を記録媒体上に転写する転写手段と、
前記各像担持体上の常に一定の位置に濃度制御用のトナー像を作成する濃度制御用トナー像作成手段と、
前記濃度制御用トナー像作成手段によって前記各像担持体上に形成された後、前記中間転写体の移動方向に沿って隣接する画像領域間に設定された非画像領域に転写された濃度制御用トナー像の濃度を検出する濃度検出手段と、
前記画像領域に前記非画像領域を加えた前記中間転写体の移動方向に沿った長さを整数倍した長さが、前記像担持体の周長を整数倍した長さと等しくなる位置の前記中間転写体の非画像領域に、前記濃度制御用トナー像作成手段を作成するべく、前記濃度制御用トナー像の作成タイミングを制御する作成タイミング制御手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置である。

また、請求項２に記載された発明は、互いに異なった色のトナー像が形成される複数の像担持体と、
前記複数の像担持体上に形成された各色のトナー像が転写される中間転写体と、
前記中間転写体上に転写された各色のトナー像を記録媒体上に転写する転写手段と、
前記各像担持体上の常に一定の位置に濃度制御用のトナー像を作成する濃度制御用トナー像作成手段と、
前記濃度制御用トナー像作成手段によって前記各像担持体上に形成された後、前記中間転写体の移動方向に沿って隣接する画像領域間に設定された非画像領域に転写された濃度制御用トナー像の濃度を検出する濃度検出手段と、
前記画像領域に前記非画像領域を加えた前記中間転写体の移動方向に沿った長さが、前記像担持体の周長よりも長くなる場合は、前記中間転写体の非画像領域毎に濃度制御用トナー像作成手段を作成せずに、
前記画像領域に前記非画像領域を加えた前記中間転写体の移動方向に沿った長さを整数倍した長さが、前記像担持体の周長を整数倍した長さと等しくなる位置の前記中間転写体の非画像領域に、前記濃度制御用トナー像作成手段を作成するべく、前記濃度制御用トナー像の作成タイミングを制御する作成タイミング制御手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置である。

さらに、請求項３に記載された発明は、前記作成タイミング制御手段は、前記記録媒体の前記中間転写体の移動方向に沿った長さに応じて、前記中間転写体の移動方向に沿った非画像領域の長さを決定することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置である。

又、請求項４に記載された発明は、前記作成タイミング制御手段は、前記濃度制御用トナー像を作成しない非画像領域に、トナー吐き出し用のトナーバンドを作成することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置である。

更に、請求項５に記載された発明は、前記濃度検出手段によって検出された前記濃度制御用トナー像の濃度情報に応じて、他の前記中間転写体の非画像領域に形成する前記濃度制御用トナー像の濃度を制御する濃度制御用トナー像濃度制御手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の画像形成装置である。

また、請求項６に記載された発明は、前記作成タイミング制御手段は、当該作成タイミング制御手段が作成した作成タイミングに、前記濃度制御用トナー像を作成することができない場合は、次の作成タイミングに前記濃度制御用トナー像を作成するように変更し、当該次の作成タイミングは、前記像担持体の周長を整数倍した長さと等しくなる位置であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の画像形成装置である。

さらに、請求項７に記載された発明は、前記画像形成装置は、前記中間転写体の移動方向に沿った大きさが異なる複数種類の記録媒体を連続して搬送することが可能に構成されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の画像形成装置である。

請求項１に記載された発明によれば、像担持体上に形成された濃度検出用のトナー像を、中間転写体上の画像転写領域間に設定された間隙領域に転写し、当該中間転写体上に転写された濃度検出用トナー像の濃度を濃度検出手段によって検出するにあたり、前記像担持体上の同一位置に濃度検出用トナー像を形成しつつ、しかも記録媒体の大きさに応じて画像転写領域の大きさが種々異なった場合でも、中間転写体上の画像転写領域間の間隙が不必要に拡大されるのを回避することができ、生産性が低下するのを抑制することが可能となっている。

また、請求項２に記載された発明によれば、像担持体上に形成された濃度検出用のトナー像を、中間転写体上の画像転写領域間に設定された間隙領域に転写し、当該中間転写体上に転写された濃度検出用トナー像の濃度を濃度検出手段によって検出するにあたり、前記像担持体上の同一位置に濃度検出用トナー像を形成しつつ、しかも記録媒体の大きさに応じて画像転写領域の大きさが種々異なった場合でも、中間転写体上の画像転写領域間の間隙が不必要に拡大されるのを回避することができ、生産性が低下するのを抑制することが可能となっている。

また、請求項３に記載された発明によれば、記録媒体の中間転写体の移動方向に沿った長さに応じて、非画像領域の長さを短く設定することができる。

さらに、請求項４に記載された発明によれば、非画像領域を有効に利用して、トナー吐き出し等を行い、現像装置内のトナー濃度を調整して、画質を維持することが可能となっている。

又、請求項５に記載された発明によれば、濃度制御用トナー像の濃度情報を有効に利用することができる。

更に、請求項６に記載された発明によれば、濃度制御用トナー像が連続して形成できずに、画像濃度が不本意に変動するのを回避することができる。

また、請求項７に記載された発明によれば、記録媒体のサイズが種々異なる場合であっても、濃度制御用トナー像を適切に形成することができる。

この発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのタンデム型のフルカラープリンターの画像部と非画像部の配置を示す構成図である。 この発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのタンデム型のフルカラープリンターを示す構成図である。 中間転写ベルト上の画像部と非画像部の配置を示す構成図である。 濃度制御用トナー像を示す模式図である。 濃度制御用トナー像の他の例を示す模式図である。 中間転写ベルト上の画像部と非画像部の配置を示す構成図である。 中間転写ベルト上の画像部と非画像部の配置を示す構成図である。 中間転写ベルト上の画像部と非画像部の大きさを示す図表である。 中間転写ベルト上の画像部と非画像部の配置を示す構成図である。 この発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのタンデム型のフルカラープリンターの制御回路を示すブロック図である。 中間転写ベルト上の画像部と非画像部の配置を示す構成図である。

以下に、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

実施の形態１
図２はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのタンデム型のデジタルカラープリンタを示す概略構成図である。また、このタンデム型のデジタルカラープリンタは、画像読取装置を備えており、フルカラー複写機やファクシミリとしても機能するようになっている。なお、上記画像形成装置としては、画像読取装置を備えずに、図示しないパーソナルコンピュータ等から出力される画像データに基づいて画像を形成するものであっても勿論よい。

図２において、１はタンデム型のデジタルカラープリンタの本体を示すものであり、このデジタルカラープリンタ本体１は、その一側（図示例では、左側）の上部に、原稿２の画像を読み取る画像読取装置３を備えている。また、上記カラープリンタ本体１の内部には、当該画像読取装置３や図示しないパーソナルコンピュータ等から出力される画像データ、あるいは電話回線やＬＡＮ等を介して送られてくる画像データに対して、予め定められた画像処理を施す画像処理装置４が配設されているとともに、デジタルカラープリンタ本体１の内部には、画像処理装置４で予め定められた画像処理が施された画像データに基づいて画像を出力する画像出力装置５が配設されている。

上記画像読取装置３は、プラテンカバー６を開閉することにより、原稿２をプラテンガラス７上に載置し、当該プラテンガラス７上に載置された原稿２を光源８によって照明するとともに、原稿２からの反射光像を、フルレートミラー９及びハーフレートミラー１０、１１及び結像レンズ１２からなる縮小走査光学系を介してＣＣＤ等からなる画像読取素子１３上に走査露光して、この画像読取素子１３によって原稿２の画像を予め定められたドット密度で読み取るように構成されている。

上記画像読取装置３によって読み取られた原稿２の画像は、例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）（例えば、各８ｂｉｔ）の３色の原稿反射率データとして画像処理装置４に送られ、この画像処理装置４では、原稿２の反射率データに対して、シェーディング補正、位置ズレ補正、明度／色空間変換、ガンマ補正、枠消し、色／移動編集等の予め定められた画像処理が施される。

そして、上記の如く画像処理装置４で予め定められた画像処理が施された画像データは、同じく画像処理装置４によりイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の４色の画像データに変換されて、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の画像形成ユニット１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋの画像露光装置１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋに送られ、これらの画像露光装置１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋでは、対応する色の画像データに応じてレーザー光による画像露光が行われる。

ところで、上記タンデム型のデジタルカラープリンタ本体１の内部には、上述したように、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の４つの画像形成ユニット１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋが、水平方向に一定の間隔をおいて並列的に配置されている。

これら４つの画像形成ユニット１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋは、図２に示すように、形成する画像の色以外はすべて同様に構成されており、大別して、矢印Ａ方向に沿って所定の速度で回転駆動される像担持体としての感光体ドラム１６と、この感光体ドラム１６の表面を一様に帯電する一次帯電用のスコロトロン１７（又は帯電ロール）と、当該感光体ドラム１６の表面に各色に対応した画像データに基づいて画像露光を施して静電潜像を形成する画像書込手段としての画像露光装置１５と、感光体ドラム１６上に形成された静電潜像をトナーによって現像する現像装置１８と、感光体ドラム１６の表面に残留したトナー等を清掃するクリーニング装置１９とから構成されている。

上記画像露光装置１５は、図２に示すように、半導体レーザー２０を画像処理装置４から出力される対応する色の画像データに応じて変調し、この半導体レーザー２０からレーザー光ＬＢを画像データに応じて出射する。この半導体レーザー２０から出射されたレーザー光ＬＢは、ミラー２１、２２等を介して回転多面鏡２３の表面に照射され、当該回転多面鏡２３によって偏向走査された後、図示しないｆ−θレンズや反射ミラー２２、２４、２５等を介して感光体ドラム１６上にその回転軸方向（主走査方向）に沿って走査露光される。

上記画像処理装置４からは、図２に示すように、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の画像形成ユニット１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋの画像露光装置１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋに対して対応する色の画像データが順次出力され、これらの画像露光装置１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋから画像データに応じて出射されるレーザー光ＬＢが、対応する感光体ドラム１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋの表面に走査露光されて静電潜像が形成される。上記各感光体ドラム１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋの表面に形成された静電潜像は、現像装置１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋによって、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像として現像される。

上記各画像形成ユニット１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋの感光体ドラム１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋ上に順次形成されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像は、図２に示すように、各画像形成ユニット１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋの下方に配置された無端ベルト状の中間転写体としての中間転写ベルト２６上に、一次転写位置Ｎ１において一次転写ロール２７Ｙ、２７Ｍ、２７Ｃ、２７Ｋによって多重に転写される。この中間転写ベルト２６は、駆動ロール２８と、張力付与ロール２９と、蛇行制御用ロール３０と、従動ロール３１と、背面支持ロール３２と、従動ロール３３との間に一定の張力で掛け回されており、図示しない定速性に優れた専用の駆動モーターによって回転駆動される駆動ロール２８により、矢印Ｂ方向に沿って予め定められた移動速度で循環駆動されるようになっている。上記中間転写ベルト２６としては、例えば、可撓性を有するポリイミドやポリアミドイミド等の合成樹脂フィルムを帯状に形成し、この帯状に形成された合成樹脂フィルムの両端を溶着等の手段によって接続か、又は最初から無端状に成形して、無端ベルト状に形成したものが用いられる。

上記中間転写ベルト２６上に多重に転写されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像は、例えば、背面支持ロール３２によってトナーと逆極性（正極性）の転写電圧が印加されるとともに、背面支持ロール３２に圧接する接地された二次転写ロール３４によって、二次転写位置Ｎ２において圧接力及び静電気力で記録媒体としての記録用紙３５上に二次転写され、形成する画像の色に応じたトナー像が転写された記録用紙３５は、二連の搬送ベルト３６、３７によって定着装置３８へと搬送される。そして、上記各色のトナー像が転写された記録用紙３５は、定着装置３８によって熱及び圧力で定着処理を受け、プリンタ本体１の外部に設けられた排出トレイ３９上に排出される。

上記記録用紙３５は、図２に示すように、プリンタ本体１の底部に配設された給紙トレイ４０から所望のサイズ及び材質のものが、給紙ロール４１及び図示しない用紙分離用のロール対によって１枚ずつ分離された状態で給紙され、複数の搬送ロール４２、４３、４４が配設された用紙搬送路４５を介してレジストロール４６まで一旦搬送される。上記給紙トレイ４０から供給された記録用紙３５は、予め定められたタイミングで回転駆動されるレジストロール４６によって中間転写ベルト２６の二次転写位置Ｎ２へと送出される。なお、上記給紙トレイ４０は、１つのみ図示されているが、互いに異なったサイズ又は同一サイズの記録用紙３５を備えた複数の給紙トレイを備えていても良く、給紙トレイ４０からは、多数枚の記録用紙３５を連続して給紙可能となっている。

それに先だって、上記イエロー色、マゼンタ色、シアン色及び黒色の４つの画像形成ユニット１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋでは、上述したように、それぞれイエロー色、マゼンタ色、シアン色、黒色のトナー像が予め定められたタイミングで順次形成されるようになっている。

なお、上記感光体ドラム１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋは、トナー像の転写工程が終了した後、クリーニング装置１９Ｙ、１９Ｍ、１９Ｃ、１９Ｋによって残留トナー等が除去されて、次の画像形成プロセスに備える。また、中間転写ベルト２６は、従動ロール３３と対向するように配設されたベルト用クリーナー４７によって残留トナーや紙粉等が除去される。

ところで、上記の如く構成されるデジタルカラープリンタでは、後述するように、予め定められたタイミングで、感光体ドラム１６上に画像濃度制御用のトナー像（以下、「濃度制御用パッチ」という。）５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋが形成されるとともに、図１に示すように、当該濃度制御用パッチ５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋが像担持体としての中間転写ベルト２６の記録用紙３５上に転写される画像部５１と画像部５１の間に位置する間隙である非画像領域５２に転写され、中間転写ベルト２６上に転写された濃度制御用パッチ５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋの濃度が、図２に示すように、黒色の画像形成ユニット１４Ｋの中間転写ベルト移動方向下流側に配設された濃度検出手段としての濃度センサー４８によって検出されるように構成されている。

上記濃度制御用パッチ５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋは、図１に示すように、例えば、イエロー色、マゼンタ色、シアン色及び黒色の各色のものが濃度Ｃｉｎ＝６０％とＣｉｎ＝２０％の２種類の濃度で、中間転写ベルト２６の非画像領域５２に、当該中間転写ベルト２６の移動方向に沿って予め定められた間隔を隔てて形成されるか、又は中間転写ベルト２６の非画像領域５２に、当該中間転写ベルト２６の移動方向と交差する方向に予め定められた間隔を隔てて並列的に形成される。

更に説明すると、上記中間転写ベルト２６の表面は、図３に示すように、同一サイズの記録用紙３５が連続して搬送される場合、これらの記録用紙３５のサイズ（中間転写ベルト２６の移動方向に沿った大きさ）に応じた長さを有する複数のパネル５３に分割される。

上記中間転写ベルト２６の表面に設定される１つのパネル５３は、記録用紙３５の中間転写ベルト２６の移動方向に沿った大きさに対応した画像（イメージ）部５１と、当該画像（イメージ）部５１の前後に設定される非画像部（非画像領域）５２とから構成されている。上記画像（イメージ）部５１の大きさは、基本的に、記録用紙３５の中間転写ベルト２６の移動方向に沿った長さＬに対応して決定される。また、上記画像（イメージ）部５１の中間転写ベルト２６の移動方向上流側に位置する非画像部５２ａは、その最小限の大きさが濃度制御用パッチ５０の大きさ等によって予め決められている。

上記濃度制御用パッチ５０の形状は、図３及び図４に示すように、平面矩形状に設定されており、当該濃度制御用パッチ５０の濃度を、濃度センサー４８によって検出する際に、この濃度制御用パッチ５０の表面を濃度センサー４８の直径３ｍｍ程度の円形状発光によって、予め定められた時間間隔ΔＴで複数（例えば、１５）点程度サンプリングして、平均化処理することによって、濃度制御用パッチ５０の濃度が検出される。

そのため、上記濃度制御用パッチ５０は、図４に示すように、中間転写ベルト２６の移動方向に沿ってある程度の長さＬ１を有することが求められる。また、上記中間転写ベルト２６上に形成された濃度制御用パッチ５０は、図２に示すように、濃度センサー４８によって濃度が検出された後、二次転写位置を通過して、クリーニング装置４７によって中間転写ベルト２６上から除去される。そのため、上記濃度制御用パッチ５０が二次転写位置を通過する際に、当該濃度制御用パッチ５０を構成するトナーが二次転写ロール３４の表面に付着するのを防止するため、二次転写ロール３４又はバックアップロール３２に印加される転写バイアス電圧は、濃度制御用パッチ５０の付着を防止する極性に切り替えられるが、当該バイアス電圧の極性の切り替えに必要な時間をも考慮する必要がある。

そこで、上記中間転写ベルト２６の表面に設定されるパネル５３のうち、非画像部５２ａの大きさは、図３に示すように、濃度制御用パッチ５０の長さＬ１と、転写バイアス電源の極性を切り替えるのに必要とする時間に相当する長さΔＬ１、ΔＬ２（例えば、ΔＬ１＝ΔＬ２）を加算した値に設定されている。

また、上記濃度制御用パッチ５０の中間転写ベルト２６の移動方向と交差する方向には、図３に示すように、必要に応じて矩形状のトナーバンド５４が形成される。このトナーバンド５４は、必須のものではなく、各画像形成ユニットの現像装置内の現像剤中のトナー濃度を調整したり、各画像形成ユニット１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋのクリーニング装置１９にトナーを供給して、クリーニング装置１９の図示しないブレードの過剰な摩耗等を回避するために、必要に応じて形成されるものである。

なお、上記中間転写ベルト２６の表面に設定された１つのパネル５３の非画像部５２に形成される濃度制御用パッチ５０は、１色（１つ）に限定されるものではなく、図５に示すように、中間転写ベルト２６の移動方向と交差する方向に複数の濃度制御用パッチ５０、例えば、イエロー色とマゼンタ色、及びシアン色と黒色、あるいはイエロー色、マゼンタ色、シアン色及び黒色などの濃度制御用パッチ５０を同時に形成するように構成しても良い。

この場合には、図２に示すように、濃度センサー４８は１つではなく、中間転写ベルト２６の移動方向と交差する方向に沿って形成される濃度制御用パッチ５０の数に応じた数だけ配設されるか、１つの濃度センサー４８で複数の濃度制御用パッチ５０を検出可能なものが使用される。

また、上記画像部５１の中間転写ベルト２６の移動方向に沿った下流側に設定される非画像部５２ｂは、必ずしも設ける必要はなく、下流側に設定される非画像部５２ｂは設けなくとも良い。

ただし、上記画像部５１の中間転写ベルト２６の移動方向に沿った下流側に設定される非画像部５２ｂは、図１に示すように、見方によっては次の画像部５１の上流側に位置するため、中間転写ベルト２６の移動方向に沿って設定される非画像部５２ｂは、上流側又は下流側のいずれかに一方に設けるように構成しても良い。

すなわち、この実施の形態では、図１及び図３に示すように、中間転写ベルト２６に設定されたパネル５３において、その非画像領域に濃度制御用パッチ５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋが転写されるが、感光体ドラム１６上の濃度制御用パッチ５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋを形成する位置が、記録用紙３５のサイズによって変動すると、感光体ドラム１６表面の感光特性がその周方向（回転方向）に沿って必ずしも均一ではないため、濃度制御用パッチ５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋの濃度にばらつきを生じてしまい、濃度制御用パッチ５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋの濃度を検出して画像濃度を制御しても、画像濃度を高精度に制御することができない場合がある。

そこで、この実施の形態では、感光体ドラム１６の回転方向に沿って常に同一の位置に濃度制御用パッチ５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋを形成するように構成されている。しかし、この場合には、感光体ドラム１６上に形成された濃度制御用パッチ５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋは、図１に示すように、中間転写ベルト２６の非画像部５２に一次転写されて検出されるが、中間転写ベルト２６の非画像部５２は、図６や図７に示すように、感光体ドラム１６の回転方向の位置と同期させる必要があるため、記録用紙３５のサイズによっては、図７に示すように、中間転写ベルト２６上に大きな非画像部５２が生じてしまい、単位時間当たりのプリント枚数である生産性が低下するという虞れを有している。

そこで、この実施の形態では、上記の構成に加えて、前記記録媒体の前記中間転写体の移動方向に沿った長さに連続して搬送される前記記録媒体の間に設定される前記中間転写体の非画像領域の長さを加算した値と、前記像担持体の周長との最小公倍長となる位置に、前記濃度制御用トナー像を作成するべく、前記記録媒体の前記中間転写体の移動方向に沿った長さに応じて前記濃度制御用トナー像の作成タイミングを制御する作成タイミング制御手段を備えるように構成されている。

ここで、「前記記録媒体の前記中間転写体の移動方向に沿った長さに連続して搬送される前記記録媒体の間に設定される前記中間転写体の非画像領域の長さを加算した値と、前記像担持体の周長との最小公倍長」とは、「前記記録媒体の前記中間転写体の移動方向に沿った長さに連続して搬送される前記記録媒体の間に設定される前記中間転写体の非画像領域の長さを加算した値」を整数倍した長さと、「前記像担持体の周長」を整数倍した長さのうち、最も小さい長さを意味している。

具体的には、図１に示すように、記録用紙３５のサイズがＡ４サイズ（ＳＥＦ）の場合には、縦方向及び横方向の長さが２１０ｍｍ×２９７ｍｍであるため、記録用紙３５の画像部５１に非画像部５２の長さを加算した値が、感光体ドラム１６の回転方向に沿った長さよりも長いため、中間転写ベルト２６上に設定される１つのパネル５３の長さが、図８に示すように、感光体ドラム１６の回転方向に沿った長さの１．５０倍（１．５０ピッチ）に設定されている。因みに、記録用紙３５のサイズがＡ４サイズ（ＬＥＦ）の場合には、用紙の搬送方向の長さが２１０ｍｍとなるため、図８に示すように、１．００ピッチに設定される。

また、図９に示すように、記録用紙３５のサイズが不定型の大きなサイズ（４８２．７ｍｍ〜４８８ｍｍ）の場合には、記録用紙３５の画像部５１に非画像部５２の長さを加算した値が、感光体ドラム１６の回転方向に沿った長さよりも長いため、中間転写ベルト２６上に設定される１つのパネル５３の長さが、図８に示すように、感光体ドラム１６の回転方向に沿った長さの２．５０倍（２．５０ピッチ）に設定される。

そのため、この実施の形態では、図１に示すように、記録用紙３５のサイズがＡ４サイズ（ＳＥＦ）の場合には、第１番目のパネル５３の先端から第３番目のパネル５３の先端までの長さが、感光体ドラム１６の回転方向に沿った長さの３倍に等しくなるため、第１番目のパネル５３の非画像部５２と、第３番目のパネル５３の非画像部５２に、濃度制御用パッチ５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋを形成し、第２番目のパネル５３の非画像部５２には、濃度制御用パッチ５０を形成しないように構成されている。

図１０はこの発明に係る画像形成装置としてのカラープリンタにおいて、上述した制御を行うための制御回路を画像形成要素と共に図示したブロック図である。

図１０において、１００はカラープリンタの動作を制御するＣＰＵ等からなるプリントコントローラを示すものであり、このプリントコントローラ１００は、図示しない外部インターフェイスを介してネットワークと接続されており、ネットワークに接続された図示しないホストコンピュータ等から送られてくる画像データ１０１及びプリント指示に基づいてプリント動作を実行するように構成されている。また、上記プリントコントローラ１００には、画像読取装置３で読み取られた原稿の画像データ１０１等も入力されるようになっている。

また、上記プリントコントローラ１００は、プリント動作を実行するにあたり、画像形成部５の各画像形成ユニット１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋにおける帯電手段１７、露光手段１５、現像手段１８等の各画像形成手段を制御するものである。さらに、このプリントコントローラ１００は、階調制御用パッチ形成部１０２及び階調補正制御部１０３を制御するものであり、これら階調制御用パッチ形成部１０２及び階調補正制御部１０３には、濃度センサー４８から基準パッチ５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋの濃度測定データが、画像濃度検出信号処理部１０４を介して入力されている。

さらに、上記プリントコントローラ１００は、画像処理部４とデータのやりとりを行い、プリントすべき画像データに対して、画像処理部４によって予め定められた画像処理を施すとともに、当該プリントコントローラ１００は、イメージカウント部１０５と、イメージカウント領域別算出部１０６と、トナー濃度検出信号処理部及びトナー供給量制御部１０７としての機能をも果たすように構成されている。また、上記トナー濃度検出信号処理部及びトナー供給量制御部１０７には、中間転写ベルト基準位置検出手段１０８から出力される信号が入力されているとともに、各色の現像装置に設けられた

上記階調制御用パッチ形成部１０２は、パッチ作成タイミング制御手段を兼ねており、当該階調制御用パッチ形成部１０２からは、予め定められたタイミングで、図１０に示すような画像濃度制御用パッチを形成するためのパッチ画像データ及びスクリーン設定信号が画像データ１０１として画像処理部４に出力される。

また、上記階調補正制御部１０３は、画像濃度目標値記憶部１１０を備えており、濃度センサー４８から出力される濃度制御用パッチ５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋの濃度検出データに応じて、画像濃度目標値記憶部１１０に記憶された画像濃度目標値に等しくなるように、画像処理部４を介して画像露光装置による画像露光量を制御することにより、階調を補正するように制御するものである。

さらに、上記フルカラープリンタでは、種々のサイズや材質が異なる記録用紙に対して、カラーやモノクロの画像を形成可能となっており、記録用紙のサイズに関する情報は、給紙装置から出力されるか、又は図示しないユーザーインターフェイス等から出力されるようになっている。

そして、プリンタコントローラ１００は、記録用紙のサイズに応じて、階調制御用パッチ形成部１０２を制御し、当該階調制御用パッチ形成部１０２によって、画像濃度制御用パッチを作成するタイミングを制御するように構成されている。

以上の構成において、この実施の形態に係るフルカラープリンタでは、次のようにして、像担持体上に形成された濃度検出用のトナー像を、中間転写体上の画像転写領域間に設定された間隙領域に転写し、当該中間転写体上に転写された濃度検出用トナー像の濃度を濃度検出手段によって検出するにあたり、前記像担持体上の同一位置に濃度検出用トナー像を形成しつつ、しかも画像転写領域の大きさが種々異なった場合でも、中間転写体上の画像転写領域間の間隙が不必要に拡大されるのを回避することができ、生産性を向上させることが可能となっている。

すなわち、上記フルカラープリンタでは、図１０に示すように、画像をプリントするにあたり、記録用紙３５のサイズに関する情報が給紙装置４０又は図示しないユーザーインターフェイス等から出力されて、プリントコントローラ１００に入力される。

プリントコントローラ１００は、画像データ１０１に対して画像処理部４において予め定められた画像処理を施し、当該画像処理部４によって予め定められた画像処理が施された画像データ１０１に応じて、画像露光装置１５によって各画像形成ユニット１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋの感光体ドラム１６上に画像露光が施される。

上記フルカラープリンタでは、図１に示すように、例えば、一連のジョブにおいて、予め定められた枚数の記録用紙３５に連続してプリントが行われると、プリント動作の途中であっても、中間転写ベルト２６の用紙間に位置する非画像部５２に、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の各色の濃度制御用パッチ５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋが順次形成され、当該イエロー、マゼンタ、シアン、黒の各色の濃度制御用パッチ５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋの濃度が、濃度センサー４８によって検出される。

上記濃度センサー４８によって検出されたイエロー、マゼンタ、シアン、黒の各色の濃度制御用パッチ５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋの濃度信号は、図１０に示すように、画像濃度検出信号処理部１０４によって処理された後、階調制御用パッチ形成部１０２及び階調補正制御部１０３に入力される。

上記階調補正制御部１０３は、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の各色の濃度制御用パッチ５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋの濃度と、画像濃度目標値記憶部１０３ａに記憶された画像濃度の目標値を比較し、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の各色の濃度制御用パッチ５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋの濃度が画像濃度目標値と等しくなるように画像処理部４を制御し、画像露光量又は画像露光時間を調節する。

その結果、フルカラープリンタでは、各画像形成ユニット１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋにおける画像濃度が、画像濃度目標値と等しく制御され、高画質の画像を維持することが可能となる。

その際、上記フルカラープリンタでは、図１に示すように、中間転写ベルト２６の非画像部５２に、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の各色の濃度制御用パッチ５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋが順次形成されるが、中間転写ベルト２６の非画像部５２は、図１や図９に示すように、記録用紙３５のサイズによって異なる。

また、上記フルカラープリンタでは、各画像形成ユニット１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋの感光体ドラム１６上に、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の各色の濃度制御用パッチ５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋを形成する際に、各感光体ドラム１６上の濃度制御用パッチ５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋを形成する位置が、図１１に示すうように、当該感光体ドラム１６の回転方向に沿って変動すると、感光体ドラム１６の感光特性などがその回転方向に沿ってばらついてしまう虞れがある。

そのため、この実施の形態では、各感光体ドラム１６上の同一位置に基準パッチを形成するように構成されている。上記感光体ドラム１６は、その回転軸に取り付けられた図示しないエンコーダ等の回転位置検知手段によって回転方向に沿った位置が検知され、階調制御用形成部１０３から出力されるパッチ画像データに基づいて、感光体ドラム１６の回転方向に沿った同一位置に濃度制御用パッチ５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋが形成される。

一方、上記フルカラープリンタでは、記録用紙３５のサイズとして、Ａ５サイズ、Ａ４サイズ、Ａ３サイズ、Ａ３サイズよりも僅かに大きいＡ３ノビサイズ、Ｂ５サイズ、Ｂ４サイズ、Ｂ３サイズ、レターサイズ、リーガルサイズ等など、種々のサイズのものが使用される。

そこで、上記各画像形成ユニット１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋから各色のトナー像が転写される中間転写ベルト２６上には、図６や図７に示すように、記録用紙３５のサイズに応じて、画像が転写される画像部５１と、当該画像部５１の中間転写ベルト２６の移動方向に沿った上流側及び下流側に設定された非画像部５２とが設定されている。

ところで、上記フルカラープリンタでは、各画像形成ユニット１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋの感光体ドラム１６上に、その回転方向に沿った同一位置に濃度制御用パッチ５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋを形成するように構成されているため、感光体ドラム１６の１回転当たり１つの濃度制御用パッチ５０しか形成することができず、しかも当該感光体ドラム１６上に形成された濃度制御用パッチ５０が転写される中間転写ベルト２６上には、記録用紙３５のサイズに応じて、予め定められた位置にのみ、濃度制御用パッチ５０が転写可能な非画像部５２が設定されている。

そのため、上記中間転写ベルト２６上には、図７に示すように、１枚の記録用紙３５に画像を形成する画像部５１と、その前後に位置する非画像部５２とを合わせた長さが、常に感光体ドラム１６の周長の整数倍になるように設定すると、用紙３５間のギャップが不必要に広がってしまい、生産性が大幅に低下する虞れがある。

そこで、この実施の形態では、１枚の記録用紙３５に画像を形成する画像部５１と、その前後に位置する非画像部５２とを合わせた長さが、常に感光体ドラム１６の周長の整数倍になるようにパネル５３の大きさを設定するのではなく、図１に示すように、記録用紙３５に対応した画像部５１の中間転写ベルト２６の移動方向に沿った長さＬに、中間転写ベルト２６の非画像部５２の長さ５２ａ、５２ｂを加算した値の整数倍が、感光体ドラム１６の周長の整数倍となる最小公倍距離の位置にのみ、濃度制御用パッチ５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋを作成し、それ以外の中間転写ベルト２６の非画像部５２には、濃度制御用パッチ５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋを作成しないように設定されている。

そのため、上記パネル５３の大きさは、感光体ドラム１６の周長の整数倍になるように設定する必要がなく、当該パネル５３の大きさを、感光体ドラム１６の周長の１．５倍や２．５倍、あるいは１．２５倍といったように、中間転写ベルト２６の非画像部５２が不必要に大きくならないように設定することができ、濃度制御用パッチ５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋの検出精度を維持しつつ、生産性の低下を回避することができ、結果的に生産性の向上が可能となっている。

この発明は、電子写真方式を採用したプリンターや複写機、ファクシミリ等の画像形成装置に適用することができる。

１４：画像形成ユニット、１６：感光体ドラム、２６：中間転写ベルト、３４：二次転写ロール、４８：濃度センサー、５０：濃度制御用パッチ、１０２：階調制御用パッチ形成部。

Claims (7)

1. 互いに異なった色のトナー像が形成される複数の像担持体と、
   前記複数の像担持体上に形成された各色のトナー像が転写される中間転写体と、
   前記中間転写体上に転写された各色のトナー像を記録媒体上に転写する転写手段と、
   前記各像担持体上の常に一定の位置に濃度制御用のトナー像を作成する濃度制御用トナー像作成手段と、
   前記濃度制御用トナー像作成手段によって前記各像担持体上に形成された後、前記中間転写体の移動方向に沿って隣接する画像領域間に設定された非画像領域に転写された濃度制御用トナー像の濃度を検出する濃度検出手段と、
   前記画像領域に前記非画像領域を加えた前記中間転写体の移動方向に沿った長さを整数倍した長さが、前記像担持体の周長を整数倍した長さと等しくなる位置の前記中間転写体の非画像領域に、前記濃度制御用トナー像作成手段を作成するべく、前記濃度制御用トナー像の作成タイミングを制御する作成タイミング制御手段と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 互いに異なった色のトナー像が形成される複数の像担持体と、
   前記複数の像担持体上に形成された各色のトナー像が転写される中間転写体と、
   前記中間転写体上に転写された各色のトナー像を記録媒体上に転写する転写手段と、
   前記各像担持体上の常に一定の位置に濃度制御用のトナー像を作成する濃度制御用トナー像作成手段と、
   前記濃度制御用トナー像作成手段によって前記各像担持体上に形成された後、前記中間転写体の移動方向に沿って隣接する画像領域間に設定された非画像領域に転写された濃度制御用トナー像の濃度を検出する濃度検出手段と、
   前記画像領域に前記非画像領域を加えた前記中間転写体の移動方向に沿った長さが、前記像担持体の周長よりも長くなる場合は、前記中間転写体の非画像領域毎に濃度制御用トナー像作成手段を作成せずに、
   前記画像領域に前記非画像領域を加えた前記中間転写体の移動方向に沿った長さを整数倍した長さが、前記像担持体の周長を整数倍した長さと等しくなる位置の前記中間転写体の非画像領域に、前記濃度制御用トナー像作成手段を作成するべく、前記濃度制御用トナー像の作成タイミングを制御する作成タイミング制御手段と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
3. 前記作成タイミング制御手段は、前記記録媒体の前記中間転写体の移動方向に沿った長さに応じて、前記中間転写体の移動方向に沿った非画像領域の長さを決定することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記作成タイミング制御手段は、前記濃度制御用トナー像を作成しない非画像領域に、トナー吐き出し用のトナーバンドを作成することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記濃度検出手段によって検出された前記濃度制御用トナー像の濃度情報に応じて、他の前記中間転写体の非画像領域に形成する前記濃度制御用トナー像の濃度を制御する濃度制御用トナー像濃度制御手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記作成タイミング制御手段は、当該作成タイミング制御手段が作成した作成タイミングに、前記濃度制御用トナー像を作成することができない場合は、次の作成タイミングに前記濃度制御用トナー像を作成するように変更し、当該次の作成タイミングは、前記像担持体の周長を整数倍した長さと等しくなる位置であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 前記画像形成装置は、前記中間転写体の移動方向に沿った大きさが異なる複数種類の記録媒体を連続して搬送することが可能に構成されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の画像形成装置。

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