JP2014134673A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】異常画像の発生を低コスト且つ簡易な構成で迅速に検知できるとともに、異常発生から修理完了までの機能停止時間（ダウンタイム）を低減でき、資源の無駄抑制にも寄与できる画像形成装置を提供する。
【解決手段】パターン検知手段６９は、中間転写ベルト４１の移動方向と直交する幅方向（主走査方向）に移動するセンサユニット７２を備えている。検知パターン７５を中間転写ベルト４１上に作成し、センサユニット７２を移動させて検知する。白スジが検知された場合、画像形成装置の操作パネル部等に白スジが発生していることを表示する。
【選択図】図３

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ、これらのうち少なくとも１つを備えた複合機等の画像形成装置に関する。

感光体や中間転写ベルトなどの像担持体を備えた画像形成装置は、次のような要因によって、緩やかに機能低下し異常状態を来たすようになる。
すなわち、現像剤の緩凝集体発生、トナー飛散による防塵ガラス汚れ（光路スジ発生）、感光体ドラムの経時劣化、転写ローラのトナー汚れ等である。
「緩凝集体」とは、凝集度の低い現像剤の塊を意味する。
このような装置の異常は、画像品質の低下、詳しくは像担持体の回転方向に沿った縦筋状の白抜け（以下、「白スジ」という）が生じる異常画像を引き起こす。
上記異常画像は、画像形成装置の通常の運転に伴う摩擦磨耗、外部からの紙粉などの物質の混入、想定外の運転などがもたらすトナーの攪拌過剰に伴う粘着力増大や外添材の脱落によっても生じる。
上記異常画像が用紙に形成された時点で、使用者が装置の異常に気づき、現像装置や感光体、転写ローラなどの部品の交換や防塵ガラスの清掃などを行っている。

このように、従来の画像形成装置においては、異常画像が用紙に形成された時点で、修理が行われるため、異常発生から修理完了まで異常画像が形成され続ける。
このため、その間は正常な画像形成を行うことができないので、機能を停止させることになり、使用者にとって時間的なロスが大きい。
また、異常画像が形成されたものは、画像形成のやり直しが必要となり資源（トナーおよび紙）の無駄が発生してしまう。

以下では一例として、現像装置内で生じる白スジについて詳しく説明する。
一般に、電子写真方式を用いた複写機やプリンタなどの画像形成装置に具えられた現像装置は、その内部に現像剤を収容しており、装置内で現像剤を攪拌して現像剤担持体（現像ローラ）に供給する構成が知られている。
特に、トナーとキャリアを混合したいわゆる二成分系の現像剤を用いる現像装置では、トナー補給部から供給されたトナーが、スクリュやパドルなどの搬送供給部材によってキャリアに混合されながら、現像剤担持体へ搬送される。
その後、現像剤規制部材で所望の現像剤量に規制されて像担持体に供給される。

画像形成によってトナーが消費された現像剤は、再度トナー補給部を通過するように搬送される。
トナー補給部でトナーが補給されて、再びキャリアとの混合、攪拌、搬送が繰り返される。
現像剤のトナーとキャリアとの比率は、例えばトナーの透磁率などによって検知されており、この比率により、トナー補給部からのトナー補給量が制御されて、現像剤中のトナー濃度を一定に保つようにしている。
補給されたトナーが、現像剤中に安定して分散するように、トナー補給後には、攪拌動作が行われる。
この際の攪拌装置としては、現像容器内に回転自在に装着された回転軸の周りにスクリュをスパイラル状に固設したスクリュ型撹拌装置、或いはそのような回転軸に、軸方向に平行に傾斜させた多数の羽根を連設した撹拌装置等がある。

このような画像形成装置において、従来、現像剤の緩凝集体が現像剤担持体と現像剤規制部材との間（いわゆるドクタギャップ）に挟まり、所望の現像剤量を像担持体と現像剤担持体と間に供給することができなくなるという問題があった。
所望の現像剤量がない箇所では異常画像としての白抜け（白スジ）となってしまう。
一方、昨今の市場での要求として、複写機やプリンタのファーストプリント時間（立ち上げから出力までの時間）の短縮がある。
その要求を満足する為の手段の一つに、低融点トナー（現像剤）を使用することが上げられる。

すなわち、低温で定着が可能になるため、所望の定着温度の設定を低くすることが可能になり、ファーストプリントを早くすることができる。
しかしながら、現像としては、トナーが低融点になることにより、現像器中での攪拌等のストレスで現像剤の緩凝集体が発生しやすくなる。
現像剤の緩凝集体が発生しやすくなることにより、現像剤の緩凝集体が現像剤担持体と現像剤規制部材との間に詰まる確率が高くなる。

以上のように、現像剤の緩凝集体が現像剤担持体と現像剤規制部材との間に詰まり、所望の現像剤量を像担持体と現像剤担持体との間に供給することができなくなり、その部分の画像形成ができなくなってしまうという問題があった。

この課題に対し、下記に示す（１）〜（３）の技術が知られている。
（１）特許文献１には、メンテナンス制御部により像担持体にパターン潜像を形成して現像剤で現像したものを明暗検知手段で検知する技術が開示されている。
この技術によれば、現像不良による現実の白抜け画像を検知することができる。
（２）特許文献２には、感光体の表面状態を読み取るセンサが、感光体に沿って、感光体の露光領域長手方向を往復動する技術が開示されている。
この技術によれば、感光体露光領域の長手方向の複数のポイントにて、感光体の表面状態を読み取ることができる。

また、同文献には、クリーニングブレードの下流側に配置された残留トナー検出センサにより、感光体表面に付着する僅かな量（複写画像に影響を及ぼさない程度）の残留トナーの付着を検出する技術が開示されている。
残留トナー検出センサの検出出力に基づいて、報知手段が感光体表面のクリーニング不良を報知するようになっている。
（３）特許文献３には、像担持体の表面状態を読み取る検知手段を像担持体の軸線方向に往復運動させ、移動方向の切り替わりを円滑にする技術が開示されている。
この技術によれば、像担持体の軸線方向における単位時間当たりの検知手段の移動距離が向上するので、単位時間当たりに検知手段が特定のポイントを通過する回数を多くできる。
この特定のポイントを検知手段による検知位置とすることで、像担持体の軸線方向における検知回数を増やすことができ、検知手段による像担持体表面の状態をより正確に測定することができる。

しかしながら、特許文献１に開示された技術では、現像部や感光体上以外（例えば１次転写部）で発生する白スジについては検知することができない。
また、明暗センサとして挙げられているカラー用密着センサは一般的に高価であるため、装置全体のコストが高くなってしまう虞がある。
特許文献２に開示された技術では、感光体上で検知する構成を採るため、複数の感光体を使用する中間転写方式のカラー機では感光体の数だけ光学センサが必要になり、コストが高くなってしまう。

特許文献３に開示された技術では、特許文献２に開示された技術と同様、感光体上で検知する構成を採るため、複数の感光体を使用する中間転写方式のカラー機では感光体の数だけ光学センサが必要になり、コストが高くなってしまう。
また、白スジ検知の方法が、入力したデータから検出起電力を予め設定し、検出した検出起電力との差をみてその差分が０であれば正常、差分があれば異常と判断している。
つまり、光スポット内のトナーが付着している画像面積率と反射濃度センサの検出起電力の関係を予め取る必要があり、白スジ検出に時間がかかる。
さらに、白スジ検知のために光学センサの位置情報が必要になり、構成が複雑化するという問題も抱えている。

本発明は、このような現状に鑑みて創案されたもので、異常画像の発生を低コスト且つ簡易な構成で迅速に検知できるとともに、異常発生から修理完了までの機能停止時間（ダウンタイム）を低減でき、資源の無駄抑制にも寄与できる画像形成装置の提供を、その主な目的する。

上記目的を達成すべく、本発明は、像担持体上に形成されたトナー像を中間転写体に転写し、前記中間転写体上のトナー像を記録媒体に転写する画像形成装置において、検知パターンを検知する走査型のパターン検知手段を備え、前記中間転写体上に検知パターンを形成し、前記検知パターンが前記パターン検知手段の対向部位に位置した時に、前記パターン検知手段で前記中間転写体上に形成された検知パターンを検出し、その検出結果に基づく情報を、装置の運転制御情報として用いることを特徴とする。

本発明によれば、白スジ等の異常画像の発生を中間転写段階を含む広い範囲で確実に検知でき、異常画像の発生情報をユーザーやメンテナンス作業者に通知することができる。
検知情報に基づいて対処することで、結果的に、ユーザーのダウンタイムを低減しつつ、異常画像の無い良好な画像を出力することができる。

本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の概要構成図である。 画像形成ユニットの拡大詳細図である。 パターン検知手段の構成を示す平面図である。 パターン検知手段の検知構成を示す断面図である。 パターン検知手段による白スジの検知機能を示す特性図である。 第２の実施形態におけるパターン検知手段の検知動作を示すフローチャートである。 第３の実施形態におけるパターン検知手段の構成を示す平面図である。 紙間で作成する検知パターンを示す平面図で、（ａ）は紙間毎に主走査方向全体に亘って作成する例を示す図、（ｂ）はパターン検知手段のセンサユニットが横切る部分のみ作成する例を示す図である。 第４の実施形態におけるパターン検知手段の検知動作を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態を図を参照して説明する。
図１乃至図５に第１の実施形態を示す。
まず、図１に基づいて、本実施形態に係る画像形成装置の概略構成を説明する。
画像形成装置は、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック（以下、Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋと記す）のトナー像を生成するための４つの画像形成ユニット１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋを備えている。
これらの画像形成ユニット１は互いに異なる色のＹトナー、Ｃトナー、Ｍトナー、Ｋトナーを用いるが、それ以外の構成は４色共通である。

ここではＹトナーの画像形成ユニット１Ｙを例にとって、その構成を説明する。
画像形成ユニット１Ｙの概略図を図２に示す。画像形成ユニット１Ｙは、感光体ユニット２Ｙと、現像ユニット７Ｙとで構成されており、画像形成装置の本体に対して一体的に着脱可能である。
感光体ユニット２Ｙは、潜像担持体であるドラム状の感光体３Ｙ、ドラムクリーニング装置４Ｙ、帯電装置５Ｙなどを備えている。
帯電装置５Ｙは、不図示の駆動手段により図２で時計回り方向に回転している感光体３Ｙの表面を一様（例えば−６９０Ｖ）に帯電する。

図２では感光体３Ｙに近接させた帯電ローラ６Ｙに帯電バイアスを印加することで感光体３Ｙの表面を帯電させる方式を示している。
しかし、感光体の帯電方式としてはこれに限定されず、帯電ブラシ方式やスコロトロン方式を用いても良い。
図１に示すように、画像形成ユニット１の下部には光書き込みユニット２０が設けられている。

光書き込みユニット２０は、画像情報に基づきレーザー光Ｌを画像形成ユニット１の感光体３に照射する。
光書き込みユニット２０の構成として、図１では光源から発したレーザー光Ｌをモータにより回転駆動されるポリゴンミラー２１で偏向させながら複数のレンズ・ミラーを介して感光体３に照射するものを示している。
しかし、このようなポリゴン走査方式以外にＬＥＤアレイ方式を用いることもできる。

図２に示すように、感光体３Ｙはレーザー光Ｌで露光された領域のみ表面電位が低下し（例えば−５０Ｖ）、静電潜像が形成される。
静電潜像は感光体３Ｙが回転することで、現像ユニット７Ｙの現像ローラ１２Ｙと対向する現像領域まで搬送される。
現像ユニット７Ｙは、第一の搬送スクリュ８Ｙ、不図示のトナー補給口、分散用マグネット１０１Ｙなどが設けられた第一の現像剤循環搬送通路９Ｙを有している。
また、現像ユニット７Ｙは、第二の搬送スクリュ１１Ｙ、透磁率センサからなるトナー濃度センサ１０Ｙ、現像剤担持体としての現像ローラ１２Ｙ、現像剤規制部材としてのドクターブレード１３Ｙなどが設けられた第二の現像剤循環搬送通路１４Ｙを有している。
現像剤循環搬送通路９Ｙ、１４Ｙは、両端（図２の用紙厚み方向における手前と奥の端）の連絡口で繋がっており、マイナス帯電性のＹトナーと磁性キャリアからなる不図示のＹ現像剤が内包されている。

第一の搬送スクリュ８Ｙは不図示の駆動手段で回転し、第一の搬送通路９ＹにあるＹ現像剤を図２の奥側から手前側に搬送する。
手前側に搬送されたＹ現像剤は、手前側の連絡口で第二の搬送通路１４Ｙへ移動する。第二の搬送スクリュ１１Ｙも同様に回転し、第二の搬送通路１４Ｙに来たＹ現像剤を図２の手前側から奥側へ搬送する。
搬送途中のＹ現像剤は第二の搬送通路１４Ｙの底部に固定されたトナー濃度センサ１０Ｙで、そのトナー濃度を検知される。
第二の搬送通路１４Ｙの上方には現像ローラ１２Ｙが第二の搬送スクリュ１１Ｙと平行に配置されている。
現像ローラ１２Ｙは、図２で反時計回り方向に回転する非磁性の現像スリーブ１５Ｙと、現像スリーブ１５Ｙに内包された回転しないマグネットローラ１６Ｙとで構成されている。

第二の搬送通路１４Ｙ内を搬送されるＹ現像剤の一部は、マグネットローラ１６Ｙの磁力により現像スリーブ１５Ｙの表面に汲み上げられる。
現像スリーブ１５Ｙには微小な隙間を保持してドクターブレード１３Ｙが対向して設けられている。
汲み上げられたＹ現像剤は、ドクターブレード１３Ｙを通過する際にその層厚（汲み上げ量）を規制される。
ドクターブレード１３Ｙを通過したＹ現像剤は、感光体３Ｙと対向する現像領域まで搬送される。

現像スリーブ１５Ｙに印加された現像電位（例えば−５５０Ｖ）と、感光体３Ｙの露光部の表面電位（例えば−５０Ｖ）との電位差により、現像領域に搬送されたＹ現像剤中のＹトナーのみが感光体３Ｙの露光部のみに付着する。
これにより感光体３Ｙ上にＹトナー像が形成される。
現像によりＹトナーを消費したＹ現像剤は第二の搬送通路１４Ｙに戻され、第二の搬送スクリュ１１Ｙで図２の奥側へ搬送され、奥側の連絡口で第一の搬送通路９Ｙに移動する。
第一の搬送通路９Ｙに戻ったＹ現像剤は、不図示のトナー補給口にてトナーを新たに補給される。

トナー補給口の下流には分散用マグネット１０１Ｙがあり、搬送通路９Ｙから引き寄せられた現像剤が壁を形成している。
補給トナーはこの現像剤の壁に塞き止められ、現像剤中に分散する。
補給トナーを十分に分散させたＹ現像剤は、再び第一の搬送スクリュ８Ｙで図２の手前側に搬送される。
感光体３Ｙに形成されたＹトナー像は、図１に示すように、中間転写体としての中間転写ベルト（以下、単に「ベルト」ともいう）４１に中間転写される。
中間転写後に感光体３Ｙの表面に残留した廃トナーは、ドラムクリーニング装置４Ｙにより除去される。

廃トナーが除去された感光体３Ｙは、不図示の除電装置により除電され、次の画像形成を行うために帯電装置５Ｙへと向かう。
図１に示すように、光書き込みユニット２０の下方には、記録媒体を給送する手段としての第一給紙カセット３１、第二給紙カセット３２が設けられている。
これらの給紙カセット内には記録媒体としての転写紙Ｐが複数枚重ねられた状態で収納されている。
一番上の転写紙Ｐには、それぞれ第一給紙ローラ３１ａ、第二給紙ローラ３２ａが当接している。
これらの給紙ローラ３１ａ、３２ａが反時計回り方向に駆動することで、給紙カセット３１、３２内の一番上の転写紙Ｐが給紙路３３に排出される。

転写紙Ｐは搬送ローラ対３４で上側へ搬送され、レジストローラ対３５の位置で一旦停止した後、適切なタイミングで二次転写ニップ（二次転写ローラ５０と二次転写対向ローラ４６との接点）へと搬送される。
画像形成ユニット１の上方には、中間転写ベルト４１を反時計回り方向に回転させる中間転写ユニット４０が配置されている。
中間転写ユニット４０は、中間転写ベルト４１、ベルトクリーニングユニット４２、一次転写ローラ４５Ｙ、４５Ｃ、４５Ｍ、４５Ｋ、二次転写対向ローラ４６、駆動ローラ４７などで構成されている。
中間転写ベルト４１は、駆動ローラ４７により反時計回り方向に回転する。

４つの一次転写ローラ４５は、中間転写ベルト４１を挟み込んで、各々対応する色の感光体３との間に一次転写ニップを形成している。
一次転写ローラ４５は、中間転写ベルト４１の内側に一次転写バイアスを印加する。
一次転写ローラ４５と感光体３との電位差により、感光体３上のトナー像が一次転写ニップ部で中間転写ベルト４１に転写される。
各色の一次転写ニップで、Ｙトナー像、Ｃトナー像、Ｍトナー像、Ｋトナー像が中間転写ベルト４１に順次転写され、中間転写ベルト４１には４色のトナー像を重ね合わせた４色トナー像が形成される。

二次転写対向ローラ４６は二次転写ローラ５０と対向する位置に設けられ、両者が中間転写ベルト４１を挟み込むことで二次転写ニップを形成している。
中間転写ベルト４１に形成された４色トナー像のタイミングに合わせて、レジストローラ対３５が転写紙Ｐを二次転写ニップに搬送する。
二次転写対向ローラ４６と二次転写ローラ５０との間には、二次転写バイアスが印加されており、その力で中間転写ベルト４１上の４色トナー像は転写紙Ｐへと二次転写される。
４色トナー像は転写紙Ｐの白色と相まって、フルカラーのトナー像となる。
二次転写ニップを通過後に中間転写ベルト４１に残留した廃トナーは、ベルトクリーニングユニットにより除去される。

二次転写ニップの上方には定着ユニット６０が設けられている。
定着ユニット６０は、ハロゲンランプなどの発熱源を内包する加圧ローラ６１と、定着ベルトユニット６２とで構成されている。
定着ベルトユニット６２は、定着ベルト６４、ハロゲンランプなどの発熱源を内包する加熱ローラ６３、駆動ローラ６６などで構成されている。
定着ベルト６４は、駆動ローラ６６により反時計回り方向に回転し、加熱ローラ６３により加熱されて一定の温度（例えば１４０℃）に維持される。
加圧ローラ６１も時計回り方向に回転し、内部の発熱源により加熱され一定の温度（例えば１２０℃）に維持される。

定着ベルト６４と加圧ローラ６１は当接しており、定着ニップを形成している。
二次転写ニップを通過し、フルカラーのトナー像を乗せた転写紙Ｐは、定着ユニット６０内の定着ニップに搬送される。
定着ニップで加熱・加圧されることで、フルカラーのトナー像は転写紙Ｐ上に定着される。
トナー像が定着した転写紙Ｐは、排紙ローラ対６７を通過して、装置上面をなす排紙スタック部６８に排紙される。
なお、中間転写ユニット４０の上方には、Ｙトナー、Ｃトナー、Ｍトナー、Ｋトナーを各々収容する４つのトナーカートリッジ１００Ｙ、１００Ｃ、１００Ｍ、１００Ｋが設けられている。

トナーカートリッジ１００内の各色トナーは不図示の補給経路を経て、不図示のトナー補給口から現像ユニット７に補給される。
これらのトナーカートリッジ１００は、画像形成ユニット１とは独立して画像形成装置本体に対して着脱可能である。
上記の画像形成装置は、具体的には、リコーＩｍａｇｉｏ ＭＰＣ５００２をベースとしている。

図１に示すように、中間転写ベルト４１の移動方向における二次転写ローラ５０の下流側、換言すれば二次転写ニップの下流側には、検知パターンにおける白スジの有無を検知するパターン検知手段（走査型フォトセンサ）６９が配置されている。
パターン検知手段６９は、中間転写ベルト４１の表面に対向するように設けられている。
図３及び図４は、パターン検知手段６９の構成を示している。
図３に示すように、パターン検知手段６９は、中間転写ベルト４１の移動方向と直交する幅方向（主走査方向）に延びる状態で不図示の側板間に支持された駆動ギヤレール７０と、駆動ギヤレール７０に支持されたセンサユニット７２等を有している。
駆動ギヤレール７０はステッピングモータである駆動モータ７４で駆動される。

駆動ギヤレール７０とセンサユニット７２とは、ボールネジあるいはネジ送り構成の関係となっている。
駆動ギヤレール７０が駆動モータ７４にて回転駆動されることにより、センサユニット７２が上記幅方向である主走査方向にスライド移動するようになっている。
センサユニット７２のスライド移動をより安定なものとするために、駆動ギヤレール７０と平行にガイドレール７６が設置されている。
また、駆動ギヤレール７０の両端部には、駆動ギヤレールの転がりを補助する転がり軸受け７８が設けられている。
図３において、符号７５は検知パターンを示している。

センサユニット７２は、図４に示すように、発光ダイオード（ＬＥＤ）等からなる発光素子８０と、正反射光を受光する受光素子８２とを備えている。
センサユニット７２はトナー付着量検知センサを構成し、発光素子８０は中間転写ベルト４１上に光を照射し、この照射光は中間転写ベルトによって反射される。
受光素子８２は、この反射光のうちの正反射光を受光する。

本実施形態では、発光素子８０として、発光される光のピーク波長が９５０ｎｍであるＧａＡｓ赤外発光ダイオードを用いている。
受光素子８２としては、ピーク受光感度が８００ｎｍであるＳｉフォトトランジスタなどを用いている。
ピーク波長およびピーク受光感度がこれと異なるものでも構わない。
また、トナー付着量検知センサと、検知対象物である中間転写ベルト４１のベルト表面との間には、５ｍｍ程度の距離（検出距離）を設けて配設されている。
トナー付着量センサからの出力は、周知の付着量変換アルゴリズムによって付着量に変換される。

中間転写ベルト４１上に検知パターン７５が作像（作成）された場合は、二次転写ローラ５０が中間転写ベルトから離間している状態で、検知パターンはパターン検知手段６９の対向位置まで移動させられる。
検知パターンには、出力画像の主走査方向全域を覆う、均一な濃度のベタ画像（ＩＤ＝１．４程度）や網点でないアナログハーフトーン画像（ＩＤ＝０．７程度）または、上記以外の画像の組合せを用いる。
ここで、アナログハーフトーン画像とは、ベタ画像を出力する時よりも、レーザーパワーを弱めた状態で作像した画像のことを指す。
これに対して網点画像とは、ベタ画像を出力する時と同じレーザーパワーで、レーザーの発光時間を変調させて作像した画像のことを指す。
なお、アナログハーフトーン画像及び網点画像の出力時は共に、帯電バイアスと現像バイアスはベタ画像を出力する時と同じ値である。

パターン検知手段６９の動作について詳細に説明する。
センサユニット７２は中間転写ベルトの幅方向の端部に位置しており、検知パターンが検知位置に達すると、ＬＥＤ８０が所定量のパワーで発光しながら主走査方向に走査し、もう片側の端部にまで達する。
このとき、白スジが発生している場合は、図５に示すように、白スジ発生部をセンサユニットが横切った時間に正反射光を受光する受光素子８２の出力Ｓがセンサ出力閾値Ｓ’以上にまで達する。
トナーがベルトに付着している場合は、トナーに光が吸収されるために反射光出力が低く、トナーがベルトに付着していない白スジ部は、ベルト部の反射率がトナー部よりも高いため、図５に示すような出力プロファイルになる。
このとき、センサ出力閾値Ｓ’は、白スジ発生の誤検知を防ぐため、白スジが発生していない場合、つまり、トナーがベルトに乗っている部分を走査する場合のノイズ（ばらつき）と比較してやや大きいレベルに設定している。
受光素子８２の出力Ｓがセンサ出力閾値Ｓ’を超えた場合のみ、白スジ発生と判断する。

上記のように、本実施形態によれば、現像部や感光体上のみではなく、１次転写部で発生する白スジについても検知可能である。
また、検知パターンの有無を検知する走査型のパターン検知手段には安価な反射型フォトセンサを少なくとも1個だけ使用すればよいためコスト的に優位である。
また、特許文献３等の従来技術と比較して、白スジ検出にかかる時間が短く、また位置情報を特定する必要がないため構成も単純となる。

図６に基づいて第２の実施形態を説明する。
なお、上記実施形態で説明した部分は省略し、要部のみ説明する（以下の他の実施形態のいて同じ）。
図６は、ジョブ（以下、「印刷動作」ないし「画像形成動作」ともいう）後に実施する場合の白スジ検知シーケンスの検知フローチャートを示している。
ジョブ終了時または開始前（Ｓ０）、検知パターンを作像した後（Ｓ１）、検知パターンはパターン検知手段６９の対向位置（対向部位）にまで移動させられる。
次に、走査型センサとしてのセンサユニット７２が発光し（Ｓ２）、センサユニット７２は発光したまま主走査方向に駆動させられる（Ｓ３）。
センサユニット７２が他端に達すると発光が終了する（Ｓ４）。
最後に、検知パターンはベルトクリーニングユニット４２によりクリーニングされる（Ｓ５）。
同時にセンサ出力値Ｓをセンサ出力閾値Ｓ’と比較し（Ｓ６）、Ｓ＞Ｓ’（Ｓ７）のとき、白スジ発生と判断し、画像形成装置の操作パネル部等に白スジが発生していることを表示して（Ｓ８）、白スジ検知シーケンスが終了となる（Ｓ９）。

図７及び図８に基づいて第３の実施形態を説明する。
画像形成動作外（ジョブ終了時、または開始前）に白スジを検知する場合、当然ながら、画像形成動作中に白スジが発生しても検知しないため、そのまま白スジの発生した画像を出力し続けてしまう。
これを防ぐためには、画像形成動作中に白スジ検知を実施する必要がある。
画像形成動作を中断して白スジ検知を実施することは、プリントスピードを落とすことになり、ユーザーにとってのダウンタイムとなる。
このため、白スジ検知は、画像形成動作を中断せず、紙間（画像形成領域間又は画像形成動作間）で実施する構成となる。

図７は、紙間検知の場合の白スジ検知パターンを示している。
白スジ検知パターンを、印刷画像領域（画像形成領域）の間の紙間に作像し、これを画像形成動作中にパターン検知手段６９で検知する構成である。
検知パターンが動いている中で検知するため、１つの検知パターンでは主走査方向全域を検知できず、全域を検知するためには、数枚の紙間での検知が必要になる。
一例として、図８（ａ）に印刷ページ５枚（４つの紙間検知パターン）での検知例を示す。
この場合、白スジは４枚目と５枚目の間で検知されることになる。

本実施形態によれば、印刷動作中に発生した白スジを印刷動作中に確実に検知でき、印刷動作外で白スジを検知する場合よりも、白スジが発生してから検知するまでの時間を短くすることができる。
結果的に、ユーザーのダウンタイムをより低減することができる。

検知に必要な枚数は、印刷スピードとパターン検知手段の走査速度、およびパターン検知手段の読み取り時間間隔の関係で決定される。
図８（ａ）のパターン（１）では、ジョブ後等の画像形成動作外で検知する場合と比較して、トナー消費量が多くなるデメリットがある。
すなわち、図８（ａ）では４つの検知パターンで検知するため、トナー消費量は４倍となる。
図８（ｂ）のパターン（２）のように、パターン検知手段が横切る部分のみ（ここでは、主走査方向の１／４）の検知パターンを作像してトナー消費量を削減することも可能である。
なお、印刷中の白スジ検知は２次転写ローラを中間転写ベルトから離間させずに行うため、検知パターンが２次転写ローラを通過するときは２次転写電流を切っておく必要がある。

図９に基づいて第４の実施形態を説明する。
一般的に、白スジの発生確率は印刷枚数に比例する傾向があることが知られている。
白スジ検知を印刷動作外、または印刷動作中に実施する場合でも、ジョブの長さによっては、数枚で実施の場合もあれば、数百枚で実施の場合もある。
よって、あまりにも短い枚数で頻繁に実施しても、その間に白スジが発生する確率は低いため、検知実施に使用するトナーや電力が無駄になったり、部品寿命が短くなるデメリットが大きくなる。
上記を考慮すると、ある一定の通紙（給送）枚数（以下「検知枚数」と呼ぶ）を印刷した後の印刷動作外、または印刷動作中に実施するのが妥当であることが分かる。
すなわち、一定枚数毎に、検知パターンの作成及び検知を行う。

図９に、検知枚数判定ありの場合の白スジ検知の検知フローチャートを示す。
図６との違いは、検知枚数判定（Ｓ１、Ｓ２）のフローが追加されたことのみである。
前回白スジ検知を実施した時からの通紙枚数Ｐを検知枚数（Ｐ’）と比較し、Ｐ＞Ｐ’（Ｓ２）の時のみ白スジ検知シーケンスに入り、Ｐ＜Ｐ’の時は白スジ検知を行わない。
通紙枚数をきっかけに白スジ検知を実施することで、ユーザーに無駄な待ち時間を極力発生させず、また、無駄なトナー消費を抑えつつ、白スジ検知を確実に実施できる。

さらなる研究の結果、白スジの発生確率は印刷枚数に比例する傾向があるのみでなく、画像形成装置の白スジ発生の原因となる作像部品の交換後の印刷枚数に応じて増加することが分かった。
これは、作像部品の経時劣化や、トナー及び現像剤の経時劣化が原因の白スジの発生確率の増加が原因であることが分かった。
「作像部品」とは、最終的に記録媒体上にトナー像を形成するために関与する部品で、少なくとも感光体を一体に保持したプロセスカートリッジ自体や、これを構成する帯電手段や現像手段、あるいは中間転写ベルト等の部品を指す。

例えば、表１のように、各作像部品種類毎に、交換後通紙枚数毎に検知枚数を３区分で設定し、全ての作像部品の内で一番短い検知枚数で白スジ検知を実施すると、画像形成装置の寿命にかかわらずに白スジ検知を効率良く実施できる（第５の実施形態）。

この通紙枚数の区分データは図示しない制御手段のメモリに予め記憶されており、制御手段は作像部品が交換されたら、交換後の通紙枚数をカウントし、白スジ検知の実行タイミングを決定する。
すなわち、記録媒体の給送枚数に応じて、検知パターンの作成及び検知を行う枚数の間隔を変更する。
表１において、「イエロー作像部品」は、イエローのトナー像の作成に関与する部品を示し、他の色についても同様である。

一般的に、トナーや現像剤は、低画像面積率での印刷を繰り返すと、トナーの外添剤が離脱して非静電的付着力が増加したり、現像剤の流動性が悪化したりして、画像品質（特に粒状性等）が悪化する。
これを防ぐために、印刷頁の平均画像面積率に応じて、トナー像を担持する像担持体上に作成する検知パターンの形成頻度や大きさを変更する（第６の実施形態）。
このようにすることで、白スジを検知しつつ、粒状性(ぼそつき感)等の画像品質の維持も可能になる。

具体的に一例を挙げると、低画像面積率の場合は、図８（ａ）のパターン（１）のように、主走査方向全域に検知パターンを作像する。
高画像面積率の場合には、図８（ｂ）のパターン（２）のように、主走査方向の一部のみに白スジ検知パターンを作像して白スジを検知すれば良い。
印刷画像の平均の画像面積率に反比例して検知パターンの大きさを変化させることで、トナー消費量を無駄にすることなく、白スジ検知と粒状性等の画像品質の維持ができる。
白スジ検知パターンを紙間におけるトナー吐き出しパターン(トナーリフレッシュパターン)としても利用すれば、白スジ検知のみでなく、出力画像の画像面積率によらずに、画像の粒状性も改善することができる。

白スジの検出結果を、電話回線やインターネット等の通信手段で装置外部から収集すれば、その情報を活用して、メンテナンス作業者による異常の発生したユニットの交換やメンテナンスに要する時間を短縮することができる（第７の実施形態）。
また、市場の様々な画像形成装置の白スジ発生状況が分かり、市場問題対応等にも役立てることが可能である。

印刷動作中に白スジ発生が検知（確認）された場合、印刷動作を中断することで、白スジ画像の出力枚数を低減できる（第８の実施形態）。
すなわち、制御手段は、パターン検知手段６９による検出結果に基づく情報を、画像形成動作停止等の装置の運転制御情報として用いる。
これにより、高品質な画像出力が求められる印刷ジョブの刷り直しが不必要になる。
なお、印刷動作の中断はユーザーのダウンタイムにつながるため、白スジの誤検知を防ぐ（より検知精度を高める）ために、連続である規定回数検知した場合のみ印刷動作を中断するようにしても良い。
本実施形態によれば、白スジ画像の出力枚数を低減でき、用紙やトナーの無駄を減らすことができる。

３ 像担持体としての感光体
４１ 中間転写体としての中間転写ベルト
６９ パターン検知手段
７５ 検知パターン
Ｐ 記録媒体としての転写紙

特開２０１０−２０４３４３号公報 特開平０５−２８１８１８号公報 特開２０１２−０６３５６０号公報

Claims (9)

1. 像担持体上に形成されたトナー像を中間転写体に転写し、前記中間転写体上のトナー像を記録媒体に転写する画像形成装置において、
   検知パターンを検知する走査型のパターン検知手段を備え、
   前記中間転写体上に検知パターンを形成し、前記検知パターンが前記パターン検知手段の対向部位に位置した時に、前記パターン検知手段で前記中間転写体上に形成された検知パターンを検出し、その検出結果に基づく情報を、装置の運転制御情報として用いることを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置において、
   画像形成動作がなされていないときに検知パターンを形成し、検知パターンを前記パターン検知手段の対向部位で停止させた状態で検知することを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１に記載の画像形成装置において、
   画像形成動作中に、検知パターンを画像形成領域間で作成し、検知パターンが前記パターン検知手段の対向部位に位置した時に検知することを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項３に記載の画像形成装置において、
   各画像形成動作間で作成される検知パターンは、前記パターン検知手段が横切る部分のみ作成されることを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１つに記載の画像形成装置において、
   記録媒体の給送における一定枚数毎に、検知パターンの作成及び検知を行うことを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項５に記載の画像形成装置において、
   像担持体上にトナー像を形成するための作像部品の交換後における記録媒体の給送枚数に応じて、検知パターンの作成及び検知を行う枚数の間隔を変更することを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項１〜４のいずれか１つに記載の画像形成装置において、
   平均画像面積率に応じて、検知パターンの形成頻度や大きさを変更することを特徴とする画像形成装置。
8. 請求項１〜７のいずれか１つに記載の画像形成装置において、
   検知パターンの検出結果を、通信手段により装置外部から収集することを特徴とする画像形成装置。
9. 請求項１〜８のいずれか１つに記載の画像形成装置において、
   検知パターンの検出結果から異常の発生が確認された場合、画像形成動作を中断することを特徴とする画像形成装置。

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