JP2011117990A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トナー外添剤の付着ムラに起因する、中間転写ベルトの白化が不均一に発生する場合においても、画像濃度ムラの発生を抑止する。
【解決手段】中間転写ベルト１２４の表面が、そのベルト幅方向において、均等幅を有する第１領域Ｅ１、第２領域Ｅ２及び第３領域Ｅ３の３つに仮想的に区画されている。これらの第１、第２、第３領域Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３にそれぞれ対向して、第１、第２、第３濃度センサ３１、３２、３３が配置されている。領域毎に出力される濃度データから、領域Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３間に有意な表面色ムラ、つまり外添剤の付着ムラに起因する表面色ムラが発生しているか否かが判定される。表面色ムラが発生していれば、白化の進行が相対的に遅延している領域、つまり外添剤の付着が不足している領域だけに、感光体ドラム１２１からトナーが転写される。
【選択図】図６

Description

本発明は、感光体ドラムからトナー像が中間転写ベルトに転写される構成を備えた画像形成装置に関する。

感光体ドラム上に形成された静電潜像をトナー像に現像し、これを中間転写ベルトに一次転写し、さらに中間転写ベルト上のトナー像を用紙に二次転写する構成の画像形成装置が汎用されている。この種の画像形成装置においては、トナー像が所定の濃度で現像されているかを確認するために、所定のタイミングでキャリブレーション処理が実行される。このキャリブレーション処理は、例えば中間転写ベルト上にパッチ画像を転写させ、そのパッチ画像の濃度を検知し、所望の濃度が得られていない場合には現像バイアス等の現像条件を変更することで、濃度調整を行うものである。なお、前記濃度検知の手法として、特許文献１に開示されているように、中間転写ベルトの幅方向に複数の濃度センサを配列することが知られている。

ところで、静電潜像を現像するトナーには、一般にシリカや酸化チタン等の外添剤が含まれている。これらの外添剤は、一般にトナー粒子の表面に付着しており、その地色は白色である。外添剤の一部は、上記の一次転写が行われることで、中間転写ベルトの表面に付着する。一般に、中間転写ベルトの地色は暗色系の色であるが、画像形成装置が実際に使用され、一次転写が繰り返し行われることで白色系の外添剤が徐々に付着し、これにより中間転写ベルトの表面色が白化してゆく。

特開平９−３０４９９７号公報

トナー像の濃度が定常値ではない現象が生じたときに、その要因が現像装置による現像動作自身に由来するものであるならば、検出されるトナー濃度に応じて現像バイアス等の現像条件をフィードバック制御するキャリブレーション処理は有用である。しかしながら、その要因が現像に関連しない他の要因であるならば、現像条件を本来変更する必要が無いにも拘わらず、つまり最良の状態に設定されているにも拘わらず、現像条件を変更してしまうことになり、現像性のバランスを崩してしまいかねない。

中間転写ベルト上のパッチ画像のトナー濃度が低下する要因において、現像動作に由来しないものとして挙げられるのは、上述の中間転写ベルト表面の白化である。白化前後において、中間転写ベルト表面へのトナー像の転写性は変化する。パッチ画像が転写される下地面が白化することで、適正なトナー濃度のパッチ画像が形成されているにも拘わらず、濃度センサはトナー濃度が低下したと誤検知することがある。この場合、トナー濃度を過度に上げるフィードバック制御が実行されてしまい、トナー濃度過剰や、トナー飛散の問題が生じ得る。

さらに問題となるのは、中間転写ベルト表面における白化のバラツキである。様々なトナー像が中間転写ベルトに一次転写されることから、ベルト表面は均一には白化しない。白化のバラツキが存在するということは、中間転写ベルト表面に対するトナー像の一次転写性に領域的なバラツキが生じてしまうことを意味する。例えば、白化が比較的進行した領域にパッチ画像が転写され、そのパッチ画像において検知されるトナー濃度に基づき現像条件のフィードバック制御が行われると、白化が比較的進行していない領域については過剰にトナーが転写される結果となる。このことは画像の濃度ムラを増長させ得る。

本発明は上記の問題に鑑みてなされたもので、中間転写ベルトの白化が不均一に発生する場合においても、画像濃度ムラの発生を抑止できる画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明の一局面に係る画像形成装置は、その周面にトナー像を担持する感光体ドラムと、前記感光体ドラムの周面に外添剤を含むトナーを供給する現像装置と、所定方向に周回し、その表面に前記感光体ドラムからトナー像が転写される中間転写ベルトと、前記中間転写ベルトの周回方向と直交するベルト幅方向に所定間隔をおいて複数配置され、各々が対峙する前記中間転写ベルトの表面部分の色に関する計測を行い、その計測データを出力する色計測手段と、前記計測データに基づき、前記中間転写ベルトの前記ベルト幅方向における、前記外添剤の付着ムラに起因する表面色ムラの発生の有無を判定する判定手段と、前記表面色ムラが有と判定されたときに、前記中間転写ベルトの前記外添剤の付着が不足している領域に、前記感光体ドラムからトナーが転写されるよう制御する制御手段と、を備えることを特徴とする（請求項１）。

この構成によれば、中間転写ベルト表面に外添剤の付着ムラに起因する表面色ムラが発生すると、外添剤の付着が不足している領域に、前記感光体ドラムからトナーが転写される。これにより、本来の画像形成時以外において中間転写ベルトの表面に外添剤（トナー）を供給する機会が担保され、外添剤の付着不足を解消させることができる。ここに、色計測手段が計測する中間転写ベルトの表面部分の色とは、ベルト表面地色そのもの、又はベルト表面に転写されたトナー像の色のいずれでも良い。

上記構成において、前記中間転写ベルトの地色は暗色系であり、前記外添剤は白色系であって、前記色計測手段は、前記中間転写ベルトの表面の色濃度を計測して濃度データを出力する濃度センサであることが望ましい（請求項２）。

この構成によれば、白色系外添剤の付着量のバラツキに起因する、中間転写ベルト表面の白化の領域的なバラツキが発生した場合、そのバラツキが均一化される。結果として、中間転写ベルトへのトナーの転写ムラを抑止できる。

この場合、前記中間転写ベルトの表面が、前記ベルト幅方向において少なくとも第１領域と第２領域とに仮想的に区画され、前記第１領域に対向して第１濃度センサが配置され、前記第２領域に対向して第２濃度センサが配置され、前記判定手段は、前記第１濃度センサ及び前記第２濃度センサの濃度データを比較し、これら濃度データの差が所定値を超過したときに前記表面色ムラが有と判定し、前記制御手段は、前記第１濃度センサの方が白色に近い濃度データを出力している場合は、前記第２領域に対して前記感光体ドラムからトナーを転写させる第１制御を行い、前記第２濃度センサの方が白色に近い濃度データを出力している場合は、前記第１領域に対して前記感光体ドラムからトナーを転写させる第２制御を行うことが望ましい（請求項３）。

この構成によれば、中間転写ベルトの表面を仮想的に区画し、その区画単位で濃度検知と、外添剤補填のための転写とが行われる。このため、色計測手段（第１及び第２濃度センサ）の配置を少数とし、判定手段により判定処理を簡素化し、さらに、制御手段による制御処理を簡素化できる利点がある。

また、前記現像装置から前記感光体ドラムへ供給するトナーの量を制御する現像制御手段をさらに備え、前記現像制御手段は、前記第１濃度センサ及び前記第２濃度センサの濃度データ差に応じて、トナー量を調整することが望ましい（請求項４）。

この構成によれば、前記第１領域と第２領域との濃度差に応じた量のトナー（外添剤）が中間転写ベルトに供給させることが可能になるので、中間転写ベルトの表面色ムラをいち早く解消させることが可能となる。

本発明によれば、中間転写ベルト表面へのトナー外添剤の付着ムラが発生しても、徒に現像条件が変更されることはない。また、前記外添剤の付着ムラに起因する中間転写ベルトの表面色ムラ（白化ムラ）が不均一に発生した場合においても、この表面色ムラは是正されるので、結果として画像濃度ムラの発生を抑止できる。従って、高品質な画像を長期に亘って形成可能な画像形成装置を提供することができる。

本発明の実施形態の係る画像形成装置の概略構成を示す断面図である。 中間転写ベルトの斜視図である。 トナー外添剤の中間転写ベルトへの付着状況を説明するための、中間転写ベルトの模式的な断面図である。 中間転写ベルトの領域分割を示す説明図である。 画像形成装置の電気的な構成を示すブロック図である。 画像形成装置の動作を説明するための模式図である。 画像形成装置の動作を説明するための模式図である。 中間転写ベルトの領域濃度差とトナー供給量との関係を示すグラフである。 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。

以下、図面に基づいて、本発明の実施形態につき詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置１０の内部構造を概略的に示す断面図である。本実施形態においては、画像形成装置１０として、コンピュータ等の外部機器から伝送された画像情報に基づき画像形成処理を行うプリンタを例として挙げている。画像形成装置１０は、箱形を呈した装置本体１１内に内装された、画像情報に基づき画像形成処理を施す画像形成部１２と、この画像形成部１２によって形成され、用紙Ｐに転写された画像に定着処理を施す定着部１３と、転写用の用紙を貯留する用紙貯留部１４とを含む。装置本体１１の上部には、定着処理後の用紙Ｐが排出される用紙排出部１５が形成されている。

装置本体１１の上面の適所には、用紙Ｐの出力条件等を入力操作するための図略の操作パネルが設けられている。この操作パネルには、電源キーや出力条件を入力するための各種のキー等が設けられている。

画像形成部１２は、所定の画像形成処理によって用紙貯留部１４から給紙された用紙Ｐにカラー画像を形成させるものである。本実施形態では、上流側（図１における紙面の右側）から下流側へ向けて順次配設された、マゼンタ色の現像剤を用いるマゼンタ用ユニット１２Ｍと、シアン色の現像剤を用いるシアン用ユニット１２Ｃと、イエロー色の現像剤を用いるイエロー用ユニット１２Ｙと、ブラック色の現像剤を用いるブラック用ユニット１２Ｋとが備えられている。

各ユニット１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙ，１２Ｋには、感光体ドラム１２１および現像装置２０がそれぞれ備えられている。感光体ドラム１２１は、その周面に静電潜像、若しくはこの静電潜像に沿ったトナー像（可視像）を担持する。各感光体ドラム１２１は、図１において反時計方向へ向けて回転しつつ対応した現像装置２０からトナーの供給を受ける。各現像装置２０には、装置本体１１の前面側（図１の紙面の表側）に配設された図略のトナーカートリッジからトナーが補給される。

現像装置２０に貯留される現像剤は、例えば、トナーとキャリアとからなる２成分系の現像剤である。トナーは、トナー樹脂と、着色剤、電荷制御剤、ワックス及び無機外添剤（シリカや酸化チタン）等の添加剤とをバインダー樹脂中に分散させた微粉体である。これに対してキャリアは、磁鉄鉱（Ｆｅ_３Ｏ_４）等の磁性粒子であり、トナーを帯電させるために使用される。キャリアは、予め所定量が現像装置２０内に装填されており、トナーは、図略のトナーカートリッジから現像装置２０に適宜補給される。

各感光体ドラム１２１の直下位置には帯電装置１２２がそれぞれ設けられている。各帯電装置１２２のさらに下方位置には、露光装置１２３が設けられている。各感光体ドラム１２１は、帯電装置１２２によって周面が一様に帯電され、画像データに基づく各色に対応したレーザー光が露光装置１２３から帯電後の感光体ドラム１２１の周面に照射される。これにより、各感光体ドラム１２１の周面に静電潜像が形成される。かかる静電潜像に現像装置２０からトナーが供給されることによって、感光体ドラム１２１の周面にトナー像が形成される。

各ユニット１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙ，１２Ｋの上方位置には、各感光体ドラム１２１に当接するように配置された中間転写ベルト１２４が設けられている。中間転写ベルト１２４は、二次転写位置に配置された駆動ローラ１２４ａと、これとは対極位置に配置された従動ローラ１２４ｂとの間に張設されている。中間転写ベルト１２４は、各感光体ドラム１２１に対応してそれぞれ設けられた中間転写ローラ１２５によって、感光体ドラム１２１の周面に押し付けられた状態で、各感光体ドラム１２１と同期しながら駆動ローラ１２４ａと従動ローラ１２４ｂとの間を周回する。

中間転写ベルト１２４の外表面には、各感光体ドラム１２１に担持されたトナー像が一次転写される。すなわち、中間転写ベルト１２４が周回することにより、その表面に対しマゼンタ用ユニット１２Ｍの感光体ドラム１２１によるマゼンタトナーのトナー像の転写が行なわれ、ついで同一位置にシアン用ユニット１２Ｃの感光体ドラム１２１によるシアントナーのトナー像の転写が重ね塗り状態で行なわれる。以下同様にして、イエロー用ユニット１２Ｙによるイエロートナーのトナー像、ブラック用ユニット１２Ｋによるブラックトナーのトナー像が、同一位置に重ね塗り転写される。

この一次転写によって、中間転写ベルト１２４の表面には、フルカラーのトナー像が形成される。中間転写ベルト１２４の表面に担持されたフルカラーのトナー像は、用紙貯留部１４から搬送されてくる用紙Ｐに二次転写される。

各感光体ドラム１２１の、一次転写位置よりも回転方向下流側には、当該感光体ドラム１２１の周面の残留トナーを除去して清浄化するクリーニング装置１２６が設けられている。クリーニング装置１２６によって清浄化処理された感光体ドラム１２１の周面は、新たな帯電処理のために帯電装置１２２へ向かう。クリーニング装置１２６で感光体ドラム１２１の周面から取り除かれた廃トナーは、所定の経路を通って図略のトナー回収ボトルに回収され、貯留される。

画像形成部１２の図１における左方位置には、上下方向に延びる用紙搬送路１１１が形成されている。用紙搬送路１１１には、適所に搬送ローラ対１１２が設けられ、用紙貯留部１４からの用紙がこの搬送ローラ対１１２の駆動で駆動ローラ１２４ａに掛け回されている中間転写ベルト１２４へ向けて搬送される。用紙搬送路１１１には、駆動ローラ１２４ａと対向した位置に、中間転写ベルト１２４の表面と当接する第２転写ローラ１１３が配置されている。用紙搬送路１１１を搬送されつつある用紙Ｐが、中間転写ベルト１２４と第２転写ローラ１１３とのニップ部（二次転写部）を通過することによって、中間転写ベルト１２４に担持されているトナー像が用紙Ｐに転写される。

定着部１３は、画像形成部１２で転写された用紙上のトナー像に対し定着処理を施すものである。定着部１３は、内部に加熱源である通電発熱体を備えた加熱ローラ１３１と、加熱ローラ１３１と対向配置された定着ローラ１３２と、定着ローラ１３２と加熱ローラ１３１との間に張設された定着ベルト１３３と、定着ベルト１３３を介して定着ローラ１３２と対向配置された加圧ローラ１３４とを備えている。

定着部１３へ供給された用紙Ｐは、転写ベルト１２４と第２転写ローラ１１３との間の定着ニップ部を通過することで加熱加圧される。これにより、トナー像が用紙Ｐに定着される。定着処理の完了した用紙Ｐは、定着部１３の上部から延設された排紙搬送路１１４を経由して、装置本体１１の頂部に設けられた用紙排出部１５の排紙トレイ１５１へ向けて排出される。

用紙貯留部１４は、装置本体１１の図１における右側壁に開閉自在に設けられた手差しトレイ１４１と、装置本体１１内における露光装置１２３より下方位置に挿脱可能に装着された用紙トレイ１４２とを備えている。用紙トレイ１４２には複数枚の用紙Ｐが積層された用紙束Ｐ１が貯留される。

手差しトレイ１４１は、用紙Ｐを１枚ずつ手差し操作で画像形成部１２へ向けて給紙するためのものである。手差しトレイ１４１は、普段は装置本体１１の右壁面に収納されているが、手差しで給紙するときのみ、図１に示すように、壁面から引き出されて手差し給紙に供される。

用紙トレイ１４２に貯留された用紙束Ｐ１の最上位の用紙Ｐは、下流端（図１における左端）の上面が用紙束Ｐ１からピックアップローラ１４３の駆動で用紙搬送路１１１へ向けて繰り出される。１枚ずつ繰り出され用紙Ｐは、搬送ローラ対１１２の駆動で用紙搬送路１１１を通って画像形成部１２における第２転写ローラ１１３と転写ベルト１２４との間のニップ部へ向けて送り込まれる。

続いて、中間転写ベルト１２４に関する構成につき詳述する。図２は、図１に示した中間転写ベルト１２４を抜き出して示す斜視図である。中間転写ベルト１２４は、例えばポリイミド、ポリカーボネート、ポリフッ化ビニリデン等の高分子樹脂のシームレスベルトの表面に、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の合成ゴムのコーティング層を設けたものからなる。好ましい中間転写ベルト１２４の一例は、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）の下地層の上にＣＲ（クロロプレン）ゴム層を設け、その上にＰＴＦＥ（ポリ４フッ化エチレン）のコーティング層を形成してなるベルトである。このような中間転写ベルト１２４の外観視の地色は、黒に近い暗色系の色である。なお、コーティング層には、導電性を付与するためにカーボンブラック等の導電性フィラーが添加される場合もある。

中間転写ベルト１２４の下流側（駆動ローラ１２４ａの近傍）における表面に対向して、中間転写ベルト１２４の表面の色濃度を計測（色に関する計測）して濃度データを出力する濃度センサ３０（色計測手段）が配置されている。本実施形態では、濃度センサ３０として、第１濃度センサ３１、第２濃度センサ３２及び第３濃度センサ３３の３個が用いられている例を示している。これら濃度センサ３１〜３３は、中間転写ベルト１２４の周回方向と直交するベルト幅方向に、所定間隔をおいて配置され、各々が対峙する中間転写ベルト１２４の表面の色濃度を計測する。

濃度センサ３０としては、各種のセンサ要素を用いることができるが、光学的な濃度センサが好適に用いられる。本実施形態では、反射光を検出する鏡面反射型センサが濃度センサ３０として用いられている。鏡面反射型センサは、中間転写ベルト１２４表面の検出位置に対して所定角度だけ傾斜して配置されたＬＥＤ光源と、受光素子としてのフォトトランジスタとを含む。中間転写ベルト１２４の表面に対してＬＥＤ光源から光が照射され、その反射光がフォトトランジスタで受光される。フォトトランジスタは、光電変換作用により受光光量に応じたアナログ電気信号（濃度データ）は発生する。この濃度データは、後述する制御部４０へ出力される。

既述の通り、中間転写ベルト１２４には感光体ドラム１２１からトナー像が一次転写される。また、トナーには、白色を呈するシリカや酸化チタン等の外添剤が含まれている。これらの外添剤は、トナー粒子の外表面に付着しており、外添剤の一部は、上記の一次転写が行われることで、中間転写ベルト１２４の表面に付着する。

図３は、中間転写ベルト１２４への外添剤Ｐの付着状況を模式的に示すベルト幅方向の断面図である。トナー像の一次転写が繰り返し行われることで、白色系の外添剤Ｐが徐々に暗色系の中間転写ベルト１２４の表面に付着しして該表面を覆うようになり、中間転写ベルト１２４の表面色が白化してゆく。しかし、この白化は、中間転写ベルト１２４の表面において均一に進行するのではなく、領域的なバラツキをもって進行する。図３では、ベルト幅方向の領域ｅ１、ｅ３については外添剤Ｐの付着密度が低く、比較的白化が進行していない一方で、領域ｅ２については外添剤Ｐの付着密度が高く、比較的白化が進行している状態を例示している。

このような中間転写ベルト１２４への外添剤Ｐの付着ムラが生じると、中間転写ベルト１２４の表面に色ムラが発生する。さらに、外添剤Ｐの付着レベルの差に起因して、感光体ドラム１２１からのトナー像の転写性に差異が生じてしまう。図３の例で言えば、外添剤Ｐの付着密度が高い領域ｅ２についてはトナー像の転写性が低下し、領域ｅ１、ｅ３に比べてトナー濃度が低下する傾向が生じる。従って、従来のキャリブレーション方式のように、例えば領域ｅ２のトナー濃度の計測値に基づきトナー濃度を濃くする現像条件に変更すると、領域ｅ１、ｅ３についてはトナー濃度が過剰に高くなり、画像ムラが発生する要因となる。

そこで本実施形態では、感光体ドラム１２１のベルト幅方向における、前記外添剤の付着ムラに起因する表面色ムラの発生状態を検知する。そして、色ムラが発生している場合には、本来の画像形成動作とは別個に、中間転写ベルト１２４にトナー（外添剤）を供給させ、外添剤の付着不足を解消させる。

図４は、第１〜第３濃度センサ３１〜３３の中間転写ベルト１２４に対する配置状態を説明するための模式図である。中間転写ベルト１２４の表面が、そのベルト幅方向において、均等幅を有する第１領域Ｅ１、第２領域Ｅ２及び第３領域Ｅ３の３つに仮想的に区画されている。これらの第１、第２、第３領域Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３にそれぞれ対向して、第１、第２、第３濃度センサ３１、３２、３３が配置されている。第１、第２、第３濃度センサ３１、３２、３３は、各々が対峙する中間転写ベルト１２４の表面部分の色濃度を計測する。これは、相対的に白化が進行していない領域を、第１、第２、第３領域Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３の単位で把握するためである。後記で詳述するが、白化が遅延していると判定された領域には、トナーがベタ転写され、白化が促進される。

ここで、計測する色濃度は、中間転写ベルト１２４表面の地色の色濃度をそのまま計測してもよいし、通常の濃度キャリブレーション動作において形成されるパッチ画像を中間転写ベルト１２４上に転写させ、そのパッチ画像の色濃度を計測するようにしても良い。前者では、専らベルト表面の色の相違に基づく光反射特性の相違が、濃度センサが検知する反射光量の相違として計測される。後者では、パッチ画像の下地層の相違に基づく吸光特性の相違が、反射光量の相違として計測される。

次に、画像形成装置１０の電気的な構成について説明する。図２は、画像形成装置１０の電気的な構成を示す機能ブロック図である。画像形成装置１０は、先に説明した画像形成部１２及び濃度センサ３０の他、制御部４０、操作部４１、画像メモリ４２、画像処理部４３、駆動部４４、及び現像バイアス制御部４５（現像制御手段）を備えている。

操作部４１は、電源キーやスタートボタン、各種機能を設定するための設定キー等であり、操作信号を制御部４０へ出力する。画像メモリ３２は、ネットワークインターフェイスを介して図略の外部装置から送信されてくる印刷用の画像データを一時的に記憶する。画像処理部３３は、画像メモリ３２に入力された画像データに対して、画像補正や拡大・縮小等の画像処理を施す。駆動部４４は、画像形成装置１０の各部に駆動力を与えるモータ等であり、感光体ドラム１２１、中間転写ベルト１２４の駆動ローラ１２４ａ等に駆動力を与える。

現像バイアス制御部４５は、現像装置２０に備えられている現像ローラに印加する現像バイアス、及びその印加時間を制御する。一般に現像バイアス及び印加時間は、トナー濃 度調整のためのフィードバック制御により適宜な値に設定される。これに対し、中間転写ベルト１２４の表面色ムラを解消させるキャリブレーションが行われる場合には、現像バイアス制御部４５は、濃度センサ３０による計測結果に基づき現像時間を設定する。中間転写ベルト１２４の表面において大きな濃度差が検出される程、現像バイアスが長い時間印加される。つまり、濃度差が大きい程、多くのトナーが中間転写ベルト１２４に供給される。

制御部４０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等によって構成され、入力された指示信号等に応じて所定のプログラムに基づいた処理を実行し、各機能部への指示信号の出力、データ転送等を行って画像形成装置１０を統括的に制御する。制御部４０は、通常の画像形成処理のための各種機能部の他、本実施形態では、キャリブレーション制御部４０１、色ムラ判定部４０２（判定手段）、濃度矯正制御部４０３（制御手段）、及びデータ記憶部４０４を機能的に備えている。

キャリブレーション制御部４０１は、所定のタイミングで、中間転写ベルト１２４の表面の色濃度を濃度センサ３０（第１〜第３濃度センサ３１〜３３）に検出させ、ベルト表面の色ムラを解消させるためのキャリブレーション動作を画像形成装置１０に実行させる。上記の所定のタイミングとは、例えば印刷枚数が所定枚数を超えたとき、又は画像形成装置１０の起動時などである。キャリブレーション制御部４０１は、複数回（例えば１０回）、第１、第２、第３濃度センサ３１、３２、３３に計測動作を行わせ、第１、第２、第３領域Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３（図４参照）の各々の濃度データを複数個取得させる。これは、中間転写ベルト１２４の周回方向における各領域Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３の濃度のバラツキを平均化するためである。

なお、キャリブレーション制御部４０１は、中間転写ベルト１２４の表面ムラが発生していない状況下では、現像条件に関連したトナー濃度の調整のため、別個に公知のキャリブレーション動作を行わせる。

色ムラ判定部４０２は、濃度センサ３０から与えられる計測データに基づき、第１、第２、第３領域Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３間に有意な表面色ムラ、つまり外添剤の付着ムラに起因する表面色ムラが発生しているか否かを判定する。具体的には色ムラ判定部４０２は、第１、第２、第３濃度センサ３１、３２、３３から得られた複数の濃度データに平均値を求めることで、第１、第２、第３領域Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３の表面濃度を特定する。そして、これらの濃度データを比較し、その差が所定値を超過しているとき、表面色ムラ「有」と判定する。

図６を参照して、第１領域Ｅ１において第１濃度センサ３１が計測する濃度データをＡ、第２領域Ｅ２において第２濃度センサ３２が計測する濃度データをＢ、第３領域Ｅ３において第３濃度センサ３３が計測する濃度データをＣとする。ここでは、第２領域Ｅ２が比較的白化が進行し、第１領域Ｅ１及び第３領域Ｅ３が比較的白化が進行しておらず、暗色度が高い状態を例示している。

色ムラ判定部４０２は、濃度データＡ、Ｂ、Ｃを正規化し、先ず濃度データＡ、Ｂを用いて次式で濃度差Ｚ１を求める。

Ｚ１＝（Ａ−Ｂ）／Ｂ
次に、白化が進行している方の濃度データＢと、残りの濃度データＣとを用いて、次式で濃度差Ｚ２を求める。

Ｚ２＝（Ｃ−Ｂ）／Ｂ
そして、濃度差Ｚ１、Ｚ２が０．１以上である場合に、色ムラ判定部４０２は、表面色ムラ「有」と判定する。

濃度矯正制御部４０３は、色ムラ判定部４０２により表面色ムラが有と判定されたときに、白化の進行が相対的に遅延している領域（図６の場合は第１領域Ｅ１及び第３領域Ｅ３）、つまり外添剤の付着が不足している領域だけに、感光体ドラム１２１からトナーが転写されるよう制御する。

図７は、濃度矯正制御部４０３による部分的なトナー転写制御を模式的に示す図である。例えば第１領域Ｅ１及び第３領域Ｅ３の白化が相対的に遅延している場合、濃度矯正制御部４０３は、これら領域Ｅ１、Ｅ３に対応する感光体ドラム１２１（４つの感光体ドラム１２１のうちの少なくとも１つ）の領域１２１Ａ、１２１Ｃに、ベタ印刷用の静電潜像を形成させる。一方、第２領域Ｅ２には何ら静電潜像を形成させない。そして、現像装置から当該静電潜像にトナーを供給して現像し、そのトナー像を第１領域Ｅ１及び第３領域Ｅ３に転写させる。これにより、中間転写ベルト１２４の第１領域Ｅ１及び第３領域Ｅ３には、白化を促進させるトナー外添剤が供給されることとなる。

この際、トナーの供給量は濃度差Ｚ１、Ｚ２の値により決定される。図８は、濃度差Ｚ１、Ｚ２と現像時間Ｘとの関係を示すグラフである。図示する通り、濃度差Ｚ１、Ｚ２の値が大きい程、トナーの吐き出し量を多くするために、現像時間Ｘが長い時間に設定される。これにより、色ムラが大きい程、多くの外添剤が供給されることになるので、領域間の色ムラが早期に是正されるようになる。このような現像時間Ｘのテーブルに基づき、濃度矯正制御部４０３は現像時間を決定し、現像バイアス制御部４５に出力して所望の現像動作を実行させる。

データ記憶部４０４は、各種の設定値や論理式を記憶する一方で、各種の演算データを一時的に記憶する。例えばデータ記憶部４０４は、濃度センサ３０により検出される濃度データ、図８に示した現像時間Ｘのテーブル等を記憶する。

続いて、以上説明した画像形成装置１０における、ベルト表面の色ムラを解消させるためのキャリブレーション動作を、図９に示すフローチャートに基づき説明する。制御部４０のキャリブレーション制御部４０１は、キャリブレーション動作を実行するタイミングであるか否かを確認する（ステップＳ１）。実行タイミングでない場合（ステップＳ１でＮＯ）、待機する。一方、所定の実行タイミングが到来したとき（ステップＳ１でＹＥＳ）、キャリブレーション制御部４０１はキャリブレーション動作を開始し、第１、第２、第３領域Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３（図４参照）毎に、第１、第２、第３濃度センサ３１、３２、３３に中間転写ベルト１２４の表面濃度を計測する動作を行わせ、濃度データを取得する（ステップＳ３）。この濃度データは、データ記憶部４０４に一時的に格納される。

次にキャリブレーション制御部４０１は、第１、第２、第３領域Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３の各々について所定数の濃度データが収集されたか否かを確認する（ステップＳ４）。濃度データが不足している場合（ステップＳ４でＮＯ）は、ステップＳ３に戻って、さらに濃度データを取得する。一方、所定数の濃度データが取得された場合（ステップＳ４でＹＥＳ）は、色ムラ判定部４０２により濃度データの平均値が求められる（ステップＳ５）。これにより、第１、第２、第３領域Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３の表面濃度が特定される。

続いて色ムラ判定部４０２は、第１、第２、第３領域Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３の領域相互に、濃度差を求める演算を行う（ステップＳ６）。ここでの演算は、上記で説明した濃度差Ｚ１、Ｚ２を求める演算である。そして、濃度差Ｚ１、Ｚ２の値から、領域相互に有意な白化の色ムラ（上掲の例ではＺ１、Ｚ２＞０．１）が発生しているか否かが確認される（ステップＳ７）。色ムラが発生している場合（ステップＳ７でＹＥＳ）、濃度矯正のための制御が実行される。

この濃度矯正制御とは、例えば第１領域Ｅ１と第２領域Ｅ２との比較において簡単に説明すると、第１領域Ｅ１の第１濃度センサ３１の方が白色に近い濃度データを出力している場合は、第２領域Ｅ２に対して感光体ドラム１２１からトナーを転写させる制御（第１制御）を行う。一方、第２領域Ｅ２の第２濃度センサ３２の方が白色に近い濃度データを出力している場合は、第１領域Ｅ１に対して感光体ドラム１２１からトナーを転写させる制御（第２制御）を行うというものである。要するに、白化が大きく遅延している領域にトナーを意図的に供給する制御である。領域数が３以上になる場合は、最も白化が進行している領域を特定し、その領域の白化度合いにマッチするよう、他の領域にトナーを供給する制御が行われる。

色ムラ判定部４０２により表面色ムラが「有」と判定されると、濃度矯正制御部４０３は、白化の進行が相対的に遅延している領域を特定し（ステップＳ８）、ベタの静電潜像の形成領域を決定すると共に、さらに濃度差Ｚ１、Ｚ２の値と、図８に示したテーブルとを参照して、現像時間等の現像条件を決定する（ステップＳ９）。図６に示した例の場合では、第１領域Ｅ１及び第３領域Ｅ３について、各々の現像条件が決定される。

その後、矯正領域（第１領域Ｅ１及び第３領域Ｅ３）に対応する感光体ドラム１２１の領域にベタの静電潜像が形成され（ステップＳ１０）、この静電潜像が現像装置２０によって現像される。そして、現像されたベタのトナー像は、中間転写ベルト１２４の矯正領域に転写される（ステップＳ１１）。このトナー像は、図略のトナー回収ブレードにより、中間転写ベルト１２４上から除去され、処理を終える。

これに対し、色ムラ判定部４０２により表面色ムラが「無」と判定された場合（ステップＳ７でＮＯ）は、一連の濃度矯正制御は行われず、そのまま処理を終える。

一般に、中間転写ベルト１２４の白化は、１００００枚程度の画像形成処理が実行されると概ね全体的に完遂する。この完遂後は、もはや表面色ムラが発生しない。つまり、トナーの転写ムラも発生しなくなり、上記の濃度矯正制御も実質的に不要となる。５０００枚程度の画像形成処理が実行された時点で、白化の部分的なムラが顕在化する傾向がある。従って、本実施形態の濃度矯正制御は、５０００枚〜１００００枚程度の画像形成処理が実行される期間において特に有用である。

以上説明した本実施形態に係る画像形成装置１０によれば、中間転写ベルト１２４表面へのトナー外添剤の付着ムラが発生しても、徒に現像装置２０の現像条件が変更されることはない。また、外添剤の付着ムラに起因する中間転写ベルト１２４の表面色ムラが不均一に発生した場合においても、この表面色ムラは制御部４０が所定のタイミングで実行する上述の濃度矯正制御により是正されるので、結果として画像濃度ムラの発生を抑止できる。従って、高品質な画像を長期に亘って形成可能な画像形成装置１０を提供することができる。

本発明は、上記で説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば以下の内容をも包含するものである。

（１）上記の実施形態においては、画像形成装置１０の一例としてプリンタを例示した。これに代えて、画像形成装置１０は複写機、ファクシミリ装置、或いはこれらが複合された複合機であってもよい。

（２）上記の実施形態においては、画像形成部１２の例として、フルカラーの画像形成ユニットがタンデムに配置されている例を示した。画像形成部１２はモノクロの画像形成部であっても良いし、ロータリー方式の画像形成部であっても良い。

（３）上記の実施形態においては、中間転写ベルト１２４の表面を第１、第２、第３領域Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３の３つに区画し、これら領域に対応して第１、第２、第３濃度センサ３１、３２、３３を各々配置する例を示した。これに代えて、２つの領域に区画しても、４以上の領域に区画しても良い。また、濃度センサの配置ピッチは均等であることが望ましいが、必ずしも均等でなくても良い。

１０ 画像形成装置
１２ 画像形成部
１２１ 感光体ドラム
１２４ 中間転写ベルト
２０ 現像装置
３０ 濃度センサ（色計測手段）
３１、３２、３３ 第１、第２、第３濃度センサ
４０ 制御部
４０１ キャリブレーション制御部
４０２ 色ムラ判定部（判定手段）
４０３ 濃度矯正制御部（制御手段）
４０４ データ記憶部
４５ 現像バイアス制御部（現像制御手段）
Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３ 第１、第２、第３領域

Claims (4)

1. その周面にトナー像を担持する感光体ドラムと、
   前記感光体ドラムの周面に外添剤を含むトナーを供給する現像装置と、
   所定方向に周回し、その表面に前記感光体ドラムからトナー像が転写される中間転写ベルトと、
   前記中間転写ベルトの周回方向と直交するベルト幅方向に所定間隔をおいて複数配置され、各々が対峙する前記中間転写ベルトの表面部分の色に関する計測を行い、その計測データを出力する色計測手段と、
   前記計測データに基づき、前記中間転写ベルトの前記ベルト幅方向における、前記外添剤の付着ムラに起因する表面色ムラの発生の有無を判定する判定手段と、
   前記表面色ムラが有と判定されたときに、前記中間転写ベルトの前記外添剤の付着が不足している領域に、前記感光体ドラムからトナーが転写されるよう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. 前記中間転写ベルトの地色は暗色系であり、前記外添剤は白色系であって、
   前記色計測手段は、前記中間転写ベルトの表面の色濃度を計測して濃度データを出力する濃度センサであることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記中間転写ベルトの表面が、前記ベルト幅方向において少なくとも第１領域と第２領域とに仮想的に区画され、
   前記第１領域に対向して第１濃度センサが配置され、前記第２領域に対向して第２濃度センサが配置され、
   前記判定手段は、前記第１濃度センサ及び前記第２濃度センサの濃度データを比較し、これら濃度データの差が所定値を超過したときに前記表面色ムラが有と判定し、
   前記制御手段は、前記第１濃度センサの方が白色に近い濃度データを出力している場合は、前記第２領域に対して前記感光体ドラムからトナーを転写させる第１制御を行い、前記第２濃度センサの方が白色に近い濃度データを出力している場合は、前記第１領域に対して前記感光体ドラムからトナーを転写させる第２制御を行うことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記現像装置から前記感光体ドラムへ供給するトナーの量を制御する現像制御手段をさらに備え、
   前記現像制御手段は、前記第１濃度センサ及び前記第２濃度センサの濃度データ差に応じて、トナー量を調整することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
   
   

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