JP2016021058A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】印刷中に二次転写ベルト線速を微調整した場合においても、精度よく二次転写ベルト上で画像濃度調整用のパターン検知を行う。【解決手段】画像形成装置で、紙厚に応じて二次転写ベルトの線速を変え、その一方で、紙の無いところにトナーパターンを転写して濃度制御もする場合、トナーパターン濃度が二次転写ベルトの線速に応じて変動してしまうことがあり得るので、その補正を行なう。転写ニップ搬送される転写材が所定の紙種のとき、その搬送速度を微調整する搬送速度調整手段を備えた画像形成装置において、搬送速度調整手段での速度調整情報に基づいてトナー像検知手段の検知結果を補正し、該補正の結果から画像形成条件を補正する。【選択図】図３

Description

本発明は、画像形成装置に関し、詳細には二次転写ベルトに形成するトナーパターン濃度の変動の補正に関する。

電子写真方式の画像形成装置では、印刷画像の画像濃度を適正化し維持するために、画像濃度制御を定期的に実行する必要がある。画像濃度制御には、第一の濃度制御と第二の濃度制御がある。第一の濃度制御は、印刷動作と排他的に実行する動作である。第二の濃度制御は、印刷動作中に転写紙の紙間や端部の非画像領域を利用し、印刷動作と同期して実行する動作である。なお、画像形成装置としては、複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機等を言う。もちろんそれ以外の画像形成を行う装置も含む。

第一の濃度制御では、中間転写ベルト上に複数の濃度の異なる単色トナーパターンを形成し、それぞれのトナーパターンの濃度を反射型の光学センサで検出する。そして、検知したトナー付着量とそのトナー付着量を与える画像形成条件（帯電バイアス、現像バイアス、露光光量）との関係から、印刷時の画像形成条件を決定する。しかし、この第一の濃度制御は、印刷動作を中断する必要がある。そのため、連続印刷時などの生産性低下が課題となる。そこで、第一の濃度制御の実行は、画像濃度変動が大きいと考えられるタイミングのみとすることで生産性の低下を極力抑えている。例えば電源ＯＮ時、印刷開始前、所定枚数画像形成後、画像形成動作終了後等のタイミングで行う。

第二の濃度制御では、連続印刷中の画像領域外に各色の画像の濃度調整用にパターンを形成し、それぞれのトナーパターンの濃度を反射型の光学センサで検出する。そして、検知したトナー付着量とメモリに記憶されている目標付着量とを比較し、その結果に応じて現像装置内の現像剤のトナー濃度を調整する。このことで、第一の濃度制御を実施する間の画像濃度を維持している。

また、中間転写方式の画像形成装置では、中間転写ベルトの表面に弾性層を有する転写装置を備えることで用紙対応力向上を狙ったものが近年採用されている。弾性層を有する中間転写ベルトを用いることで、記録媒体表面の凹凸に対するトナー像の転写追従性が向上し様々な記録媒体に対して良好なトナー転写を行うことができる。しかし表面を弾性体で構成された中間転写ベルトは、一般的に表面の光沢度が低い。そのため、中間転写ベルトに形成したトナーパターンの濃度を前述のとおり光学センサで検出してトナー画像の濃度制御を行う場合、十分なトナー濃度検出精度が得られないという課題がある。

そのため、中間転写ベルトに弾性層を用いる構成では、画像濃度制御用のトナーパターンを中間転写ベルトから二次転写ベルトへ転写し、二次転写ベルト上に設置した光学センサで濃度検知を実施する方法がある。

また、中間転写ベルト上の画像を用紙に転写する際に良好な画像得るためには、中間転写ベルト表面速度と用紙表面速度が等速である必要がある。しかし、用紙は二次転写ベルトの回転速度に倣って移動する。そのため、用紙の厚みや環境によるベルト周長またはローラ径の変動により用紙の表面速度が変化し、画像が乱れてしまうことがある。そこで、二次転写ベルトの線速を使用状況（紙厚や環境）において微調整することで良好な画像を得る方法がある。その方法は、
・画像濃度調整用のパターンを二次転写ベルト上で検知し、
・通紙する紙の厚みに応じて二次転写速度を微調整する、
ものである。

前記構成の画像形成装置では、二次転写速度を微調整することで良好な画像を得ることができる。しかし、印刷と同期して行う第二の濃度制御用パターンの検出値が変動してしまい、その結果、画像濃度が変動してしまうことが課題として明らかとなっている。

特許文献３には、画像濃度調整用のパターンを二次転写ベルトへ転写し、二次転写ベルト上に設置した光学センサでその濃度を検出する方法が開示されている。用紙対応力の向上を狙い、中間転写ベルト上に弾性体を採用するためである。しかし、前記した、
・画像濃度調整用のパターンを二次転写ベルト上で検知する
・通紙する紙の厚みに応じて二次転写速度を微調整する
という構成において、印刷と同期して行う第二の濃度制御用パターンの検出値が変動してしまうという問題は解消できていない。

さらに弾性中間転写ベルト採用による用紙対応力向上に加えて、二次転写ニップ部を形成する二次転写ローラと二次転写対向ローラとを中間転写体を挟んで高圧力で圧接することで、トナー像の記録媒体への転写性能を向上させる構成が採用されるようになってきている。しかしながら、このような二次転写ニップ部におけるニップ圧を高圧力にした構成では、高圧力設定の二次転写ニップ部に例えば厚紙を通紙した場合に、中間転写体の負荷トルク変動が大きくなり、この負荷トルク変動に起因して中間転写体の速度変動が発生しショックジターと呼ばれる線状の濃度ムラを引き起こすことがある。このような課題の解決手段として、圧接部を転写媒体突入時(紙間)は離間しておき、突入後に圧接部を形成(当接)するように構成して、転写媒体突入時の画像欠陥の発生を防止する技術が提案されている（例えば特許文献５参照）。

一方、中間転写ベルト上の画像を用紙に転写する際に良好な画像得るためには、中間転写ベルト表面速度と用紙表面速度が等速である必要がある。しかし、用紙は2次転写ベルトの回転速度に倣って移動するため、用紙の厚みや環境によるベルト周長またはローラ径の変動により用紙の表面速度が変化し、画像が乱れてしまう。そこで二次転写ベルトの線速を使用状況(紙厚や環境)において微調整することで良好な画像を得る方法がある。

しかし、
・画像濃度調整用のパターンを二次転写ベルト上で検知する、
・通紙する紙の厚みに応じて二次転写速度を微調整する、
といった構成の画像形成装置では、二次転写速度を微調整することで良好な画像を得ることができるが、印刷と同期して行う第二の濃度制御用パターンの検出値が変動してしまい、その結果、画像濃度が変動してしまうことがある。

本発明は、印刷中に二次転写ベルト線速を微調整した場合においても、精度よく二次転写ベルト上で画像濃度調整用のパターン検知を行うことを目的とする。

本発明に係る画像形成装置は、複数の張架部材によって回転可能に張架された無端ベルト状の像担持体と、前記像担持体の外周面であるおもて面に当接して転写ニップを形成する回転体と、前記像担持体のおもて面に担持したトナー像を転写ニップ内に挟み込んだ記録媒体または前記回転体に転写する転写装置と、前記像担持体上に形成し前記回転体上に転写されたトナー像を検知するトナー像検知手段と、前記転写ニップに搬送される記録媒体が所定の紙種のとき、その搬送速度を微調整する搬送速度調整手段と、を備えた画像形成装置において、前記搬送速度調整手段での速度調整情報に基づいて、前記トナー像検知手段の検知結果を補正し、その結果から画像形成条件を補正する、ことを特徴とする。

本発明によれば、紙厚により微調整する線速情報をもとに、印刷と同期して行う第二の濃度制御用パターンの検出値を補正するので、印刷中に通紙する紙厚に応じて二次転写ベルト線速を微調整する場合でも、精度よく二次転写ベルト上で画像濃度調整用のパターン検知を行える。

本発明に係る画像形成装置の一実施形態に係るプリンタの基本的な構成について示す概念図である。 本発明の実施形態に係る画像濃度制御手段について説明するためのブロック図である。 本発明の実施形態に係る画像濃度制御の制御フローについて説明するためのフロー図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置における濃度制御動作に関するタイミングを説明するための概念図である。 本発明の別の実施形態に係る画像濃度制御の制御フローについて説明するためのフロー図である。 本発明の別の実施形態に係る線速微調値の算出について説明する図である。

本発明の実施の形態を説明する。
本発明は、印刷と同期して行う第二の濃度制御を二次転写ベルト上で行う方式と、良好な画像を得るために二次転写ベルト速度を微調整する制御とを搭載した構成において、以下の特徴を有する。要するに、紙厚によって微調整する線速情報をもとに、印刷と同期して行う第二の濃度制御用パターンの検出値を補正することが特徴になっている。例えば紙厚に応じて二次転写ベルトの線速を変え、その一方で、紙の無いところにトナーパターンを転写して濃度制御もする場合、トナーパターン濃度が二次転写ベルトの線速に応じて変動してしまうことがあり得るので、その補正を行なう、というものである。

図１は、本発明に係る画像形成装置の一実施形態に係るプリンタの基本的な構成について示す概念図である。
このプリンタは、イエロー（以下、Ｙと記載）、マゼンタ（以下、Ｍと記載）、シアン（以下、Ｃと記載）、ブラック（以下、Ｋと記載）のトナー像を形成するための４つのプロセスユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋを備えている。また、給紙路３０、転写前搬送路３１、手差し給紙路３２、手差しトレイ３３、レジストローラ対３４、搬送ベルトユニット３５、定着装置４０、搬送切替装置５０、排紙路５１、排紙ローラ対５２、排紙トレイ５３、第１給紙カセット１０１、第２給紙カセット１０２、再送装置等も備えている。また、２つの光書込ユニット１ＹＭ、１ＣＫも備えている。なお、プロセスユニット２Ｙ〜２Ｋは、潜像担持体たるドラム状の感光体３Ｙ〜２Ｋを有している。

第１給紙カセット１０１、第２給紙カセット１０２は、それぞれ内部に記録紙Ｐの束を収容している。そして、給紙ローラ１０１ａ、１０２ａの回転駆動により、紙束における一番上の記録紙Ｐを給紙路３０に向けて送り出す。この給紙路３０には、後述する二次転写ニップの直前で記録紙を搬送するための転写前搬送路３４が続いている。給紙カセット（１０２、１０２）から送り出された記録部材としての記録紙Ｐは、給紙路３０を経へて転写前搬送路３４に進入する。

プリンタ筺体における側面には、手差しトレイ３３が筺体に対して開閉可能に配設されており、筺体に対して開いた状態でトレイ上面に紙束が手差しされる。手差しされた紙束における一番上の記録紙Ｐは、手差しトレイ３３の送出ローラによって転写前搬送路３４に向けて送り出される。

２つの光書込ユニット１ＹＭ、１ＣＫは、図示しないが、それぞれレーザーダイオード、ポリゴンミラー、各種レンズなどを有している。そして、プリンタ外部のスキャナによって読み取られた画像情報や、パーソナルコンピュータから送られてくる画像情報に基づいて、レーザーダイオードを駆動する。そして、プロセスユニット２Ｙ〜２Ｋの感光体３Ｙ〜３Ｋを光走査する。具体的には、プロセスユニット２Ｙ〜２Ｋの感光体３Ｙ〜３Ｋは、図示しない駆動手段によってそれぞれ図中反時計回り方向に回転駆動される。光書込ユニット１ＹＭは、駆動中の感光体３Ｙ、３Ｍに対して、レーザー光をそれぞれ回転軸線方向に偏向させながら照射することで、光走査処理を行う。これにより、感光体３Ｙ、３Ｍには、Ｙ、Ｍ画像情報に基づいた静電潜像が形成される。また、光書込ユニット１ＣＫは、駆動中の感光体３Ｃ、３Ｋに対して、レーザー光をそれぞれ回転軸線方向に偏向させながら照射することで、光走査処理を行う。これにより、感光体３Ｃ、３Ｋには、Ｃ、Ｋ画像情報に基づいた静電潜像が形成される。

プロセスユニット２Ｙ〜２Ｋは、それぞれ、潜像担持体たる感光体と、その周囲に配設される各種機器とを１つのユニットとして共通の支持体に支持するものであり、それらがプリンタ部本体に対して着脱可能になっている。そして、互いに使用するトナーの色が異なる点の他が同様の構成になっている。Ｙ用のプロセスユニット２Ｙを例にすると、これは、感光体３Ｙの他、これの表面に形成された静電潜像をＹトナー像に現像するための現像装置４Ｙを有している。また、回転駆動される感光体３Ｙの表面に対して一様帯電処理を施す帯電装置５Ｙや、後述するＹ用の一次転写ニップを通過した後の感光体３Ｙ表面に付着している転写残トナーをクリーニングするドラムクリーニング装置６Ｙなども有している。

図示のプリンタは、４つのプロセスユニット２Ｙ〜２Ｋを、後述する中間転写ベルト６１に対してその無端移動方向に沿って並べたいわゆるタンデム型の構成になっている。

感光体３Ｙとしては、アルミニウム等の素管に、感光性を有する有機感光材の塗布による感光層を形成したドラム状のものを用い得る。ただし、無端ベルト状のものを用いても良い。

現像装置４Ｙは、図示しない磁性キャリアと非磁性のＹトナーとを含有する二成分現像剤（以下単に、現像剤という）を用いて潜像を現像するものである。現像装置４Ｙに対しては、図示しないＹトナー補給装置により、Ｙトナーボトル１０３Ｙ内のＹトナーが適宜補給される。現像装置４Ｙ内には図示しないトナー濃度検知手段が設けられている。トナー濃度検知手段は磁性体であるキャリアに起因する透磁率を検出し、一定体積中に含まれるキャリア量からトナーの濃度を算出している。このトナー濃度検知手段によって現像装置内のトナー濃度を検知し、現像装置内のトナー濃度を一定範囲内（例えば４ｗｔ％〜９ｗｔ％）に制している。

ドラムクリーニング装置６Ｙとしては、ポリウレタンゴム製のクリーニングブレードを感光体３Ｙに押し当てる方式のものを用いているが、他の方式のものを用いてもよい。クリーニング性を高める目的で、本プリンタでは、回転自在なファーブラシを感光体３Ｙに当接させる方式のものを採用している。このファーブラシは、図示しない固形潤滑剤から潤滑剤を掻き取って微粉末にしながら感光体３Ｙ表面に塗布する役割も兼ねている。

感光体３Ｙの上方には、図示しない除電ランプが配設されており、この除電ランプもプロセスユニット２Ｙの一部になっている。除電ランプは、ドラムクリーニング装置６Ｙを通過した後の感光体３Ｙ表面を光照射によって除電する。除電された感光体３Ｙの表面は、帯電装置５Ｙによって一様に帯電させられた後、上述した光書込ユニット１ＹＭによる光走査が施される。なお、帯電装置５Ｙは、図示しない電源から帯電バイアスの供給を受けながら回転駆動するものである。かかる方式に代えて、感光体３Ｙに対して非接触で帯電処理を行うスコロトロンチャージャ方式を採用してもよい。

Ｙ用のプロセスユニット２Ｙについて説明したが、Ｍ、Ｃ、Ｋ用のプロセスユニット２Ｍ、２Ｃ、２Ｋも、２Ｙ用のものと同様の構成になっている。

４つのプロセスユニット２Ｙ〜２Ｋの下方には、中間転写ユニット６０が配設されている。この中間転写ユニット６０は、複数のローラによって張架している像担持体たる中間転写ベルト６１を、感光体３Ｙ〜３Ｋに当接させながら、いずれか１つのローラの回転駆動によって図中時計回り方向に無端移動させる。これにより、感光体３Ｙ〜３Ｋと中間転写ベルト６１とが当接するＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用の一次転写ニップが形成されている。

Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用の各一次転写ニップの近傍では、ベルトループ内側に配設された一次転写ローラ６２Ｙ、６２Ｍ、６２Ｃ、６２Ｋによって中間転写ベルト６１を感光体３Ｙ〜３Ｋに向けて押圧している。これら一次転写ローラ６２Ｙ〜６２Ｋには、それぞれ図示しない電源によって一次転写バイアスが印加されている。これにより、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用の一次転写ニップには、感光体３Ｙ〜３Ｋ上のトナー像を中間転写ベルト６１に向けて静電移動させる一次転写電界が形成されている。

図中時計回り方向の無端移動に伴ってＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用の一次転写ニップを順次通過していく中間転写ベルト６１のおもて面には、各一次転写ニップでトナー像が順次重ね合わせて一次転写される。この重ね合わせの一次転写により、中間転写ベルト６１のおもて面には４色重ね合わせトナー像（以下、４色トナー像という）が形成される。

中間転写ベルト６１の図中下方には、二次転写ローラ７２が配設されており、これは中間転写ベルト６１における二次転写バックアップローラ６８に対する掛け回し箇所にベルトおもて面から当接して二次転写ニップを形成している。これにより、中間転写ベルト６１のおもて面と、二次転写ローラ７２とが当接する二次転写ニップが形成されている。

二次転写ローラ７２には図示しない電源によって二次転写バイアスが印加されている。一方、ベルトループ内の二次転写バックアップローラ６８は接地されている。これにより、二次転写ニップ内に二次転写電界が形成されている。

二次転写ニップの図中右側方には、上述のレジストローラ対３４が配設されており、ローラ間に挟み込んだ記録紙Ｐを中間転写ベルト６１上の４色トナー像に同期させ得るタイミングで二次転写ニップに送り出す。二次転写ニップ内では、中間転写ベルト６１上の４色トナー像が二次転写電界やニップ圧の影響によって記録紙に一括二次転写され、記録紙の白色と相まってフルカラー画像となる。

また、二次転写ローラ７２に中間転写ユニット６０とは別の転写ユニットが設置されている。この転写ユニットは、二次転写ベルト７７、及び、二次転写ベルトクリーニングユニット７６を持つ構成となっている。

この画像形成装置では、二次転写体と中間転写体の接触部に記録紙を通過させた際に、前記中間転写体上の可視画像を記録紙に転写するように構成されている。また、図２で説明するプロセスコントロールを実行する際には、トナー像を二次転写ベルト７７上に転写することができ、二次転写ベルト上でのトナー付着量を反射型の光学式センサ６４によって検知できる。この反射型の光学式センサ６４は後述するトナー付着量センサ２０２として機能する。

二次転写ベルト上の光学式センサ６４は、発光素子としてのＬＥＤ、正反射光受光素子、拡散光受光素子、ガラスキャップ、ケーシング等からなる反射型光学センサである。なお、発光素子として、ＬＥＤに代えてレーザー発光素子等を用いてもよい。また、正反射光受光素子、拡散光受光素子としては、何れもフォトトランジスタを用いているが、フォトダイオードや増幅回路等からなるものを用いてもよい。

発光素子であるＬＥＤから発せられた赤外光は、ガラスキャップを透過した後、二次転写ベルト７７に形成されたトナーパターンに到達する。そして、赤外光の一部は、トナーパターンの表面で正反射して正反射光になった後、ガラスキャップを再透過して正反射光受光素子に受光される。正反射光受光素子は、受光量に応じた電圧を出力する。この出力値は、図示しないＡ／Ｄコンバータによってデジタルデータに変換された後、電位制御装置に入力される。また、赤外光の他の一部は、トナーパターンの表面で拡散反射して拡散反射光となった後、ガラスキャップを再透過して拡散光受光素子に受光される。拡散光受光素子は、受光量に応じた電圧を出力する。この出力値は、Ａ／Ｄコンバータによってデジタルデータに変換された後、図２に示す電位制御装置２００に入力される。

電位制御装置２００は、各階調パターンのトナーパッチに対する単位面積あたりのトナー付着量に応じた量の光を正反射光受光素子や拡散光受光素子で受光し、受光量に応じた電圧を出力する。

二次転写ニップを通過した中間転写ベルト６１のおもて面には、二次転写ニップで記録紙Ｐに転写されなかった転写残トナーが付着している。この転写残トナーは、中間転写ベルト６１に当接するベルトクリーニング装置７５によってクリーニングされる。

二次転写ニップを通過した記録紙Ｐは、中間転写ベルト６１から離間して、搬送ベルトユニット３５に受け渡される。この搬送ベルトユニット３５は、無端状の搬送ベルト３６を駆動ローラ３７と従動ローラ３８とによって張架しながら、駆動ローラ３７の回転駆動によって図中反時計回り方向に無端移動させる。そして、二次転写ニップから受け渡された記録紙をベルト上部張架面に保持しながら、ベルトの無端移動に伴って搬送して定着装置４０に受け渡す。

二次転写ニップを通過した記録紙Ｐは、定着装置４０内に送られて定着ニップに挟み込まれる。そして、加圧や加熱などの作用により、トナー像の定着処理が施される。

二次転写ニップで第１面にトナー像が転写され、かつ定着装置４０でその第１面にトナー像が定着させられた記録紙Ｐは、搬送切替装置５０に向けて送り出される。

本実施形態のプリンタにおいては、搬送切替装置５０、再送路５４、スイッチバック路５５、スイッチバック後搬送路５６等により、再送手段が構成されている。具体的には、搬送切替装置５０は、定着装置４０から受け取った記録紙Ｐのその後の搬送先を、排紙路５１と、再送路５４とで切り替える。記録紙Ｐの第１面だけに対して画像を形成する片面モードのプリントジョブの実行時には、搬送先を排紙路５１に設定する。これにより、第１面だけに画像が形成された記録紙Ｐを、排紙路５１経由で排紙ローラ対５２に送って、機外の排紙トレイ５３上に排紙する。また、記録紙Ｐの両面に対してそれぞれ画像を形成する両面モードのプリントジョブの実行時においては、両面にそれぞれ画像が定着された記録紙Ｐを定着装置４０から受け取ったときにも、搬送先を排紙路５１に設定する。これにより、両面に画像が形成された記録紙Ｐを機外の排紙トレイ５３上に排紙する。一方、両面モードのプリントジョブの実行時において、第１面だけに画像が定着された記録紙Ｐを定着装置４０から受け取ったときには、搬送先を再送路５４に設定する。

再送路５４にはスイッチバック路５５が繋がっており、再送路５４に送られた記録紙Ｐはこのスイッチバック路５５に進入する。そして、記録紙Ｐの搬送方向の全領域がスイッチバック路５５に進入すると、記録紙Ｐの搬送方向が逆転されて、記録紙Ｐがスイッチバックする。スイッチバック路５５には、再送路５４の他に、スイッチバック後搬送路５６が繋がっており、スイッチバックした記録紙Ｐは、このスイッチバック後搬送路５６に進入する。このとき、記録紙Ｐの上下が反転する。そして、上下反転した記録紙Ｐは、スイッチバック後搬送路５６と、上述した給紙路３０とを経由して、二次転写ニップに再送される。二次転写ニップで第２面にもトナー像が転写された記録紙Ｐは、定着装置４０を経由して第２面にトナー像が定着させられた後、搬送切替装置５０と、排紙路５１と排紙ローラ対５２とを経由して、排紙トレイ５３上に排紙される。

図２は、本発明の実施形態に係る画像濃度制御手段について説明するための図である。
本発明が対象とする画像形成装置では、例えば図２に示すような制御手段を持つ。この制御手段では、画像濃度制御手段の１つとして、電位制御装置２００を持ち、図４に示すような情報を用いることで、適切に制御を行うことが可能である。電位制御装置２００による画像濃度制御には、
［１］電源ＯＮ時、印刷開始前、所定枚数、印刷後、印刷終了後などの印刷動作と排他的に定期的に実行する動作、
［２］印刷中に印刷紙の間に印刷動作と同期して定期的に実行する動作、
とがある。

これら動作について説明する。
＜動作［１］＞
電位制御装置２００は、複数の付着量の異なるトナー像を作像し、パターンの静電潜像の電位を電位センサ２０１で、二次転写体上のトナー像の付着量をセンサで検知する。さらにそのときのトナー付着量をトナー付着量センサ２０２で検知し、目標のトナー付着量となる帯電バイアス、現像バイアス、露光量を算出する。すなわち、トナー付着量センサ２０２で検知した検出値と、トナー濃度センサ２０３によって検出されたトナー濃度と、電位センサ２０１によって検知した感光体３Ｙ〜３Ｋ（これらのいずれか、あるいはすべて）の露光後の表面電位、現像バイアス、及びトナーの目標付着量を入力する。すると、電位制御装置２００は、帯電装置５Ｙ〜５Ｋの帯電バイアス、現像装置４Ｙ〜４Ｋの現像バイアス、露光装置２０４（図１の装置では光書込ユニット１ＹＭ、１ＣＫ）の露光量、及びトナー濃度制御目標値Ｋを出力する。この最適な作像条件にしたがって、各バイアス、トナー補給を制御することで、安定的な画像濃度を提供できる。

本実施形態における画像形成装置では、用紙対応力の向上を目的として表面を弾性体（あるいは弾性層）で構成した中間転写ベルトを採用した構成である。
弾性中間転写ベルトは、一般的に表面の光沢度が低いため、中間転写体上に形成したトナー像の光学センサで検出してトナー画像の付着量制御を行う場合、十分なトナー付着量検出精度が得られない。そこで図１で示した二次転写ベルト７７上に複数の付着量の異なるトナー像を転写させ、二次転写ベルト上の光学式センサ６４を用いて、トナー付着量を検知し、上述の制御を実行する。トナー付着量の算出方法や作像条件の決定方法については、例えば特許文献４に記載されている方法がある。

＜動作［２］＞
電位制御装置は、少なくとも一つ以上のトナー像を紙間に作像し、動作［１］で調整した画像濃度が変動しないよう印刷中に作像条件の最適化を行い、動作［１］に実施する調整間も安定的に画像濃度を維持する。

図３は、本発明の実施形態に係る画像濃度制御の制御フローについて説明するためのフロー図である。
＜ステップＳ１０１、Ｓ１０２、Ｓ１０３＞
本発明が対象とする画像形成装置では、所定の印刷画像濃度が得られるよう定期的に、例えば電源ＯＮ時、印刷開始前、所定枚数画像形成後、画像形成動作終了後に、画像形成条件の調整を行う。上述の動作[１]の制御を行うのである。

本実施形態では、検査用のトナー像を図１で示した二次転写ベルト７７に設置された二次転写ベルト上の光学式センサ６４で検知し、検知したそれぞれのトナー付着量とそのトナー付着量を与える画像形成条件（帯電バイアス、現像バイアス、露光光量）との関係から、印刷時の画像形成条件を決定する（ステップＳ１０３）。トナー付着量の算出方法や作像条件の補正方法については、既述のように例えば特許文献４に記載の方法がある。

また、画像濃度を一定に維持するためには画像形成条件の調整（ステップＳ１０２）を定期的に実施することが必要となる。しかし印刷動作を中断する必要があり生産性を低下させてしまうため、印刷中の画像形成領域外（紙間）にトナー像を形成することで印刷中に変動した画像濃度を補正している。ここでは、印刷中に画像形成条件を補正するためにターゲットとなる画像濃度検査用のトナーパターンを形成と検知もあわせて行う。

＜ステップＳ１０４、Ｓ１０５、Ｓ１０６、Ｓ１０７＞
印刷中の所定の枚数間隔で（例えば１０枚ごとに）、ステップＳ１０２で実施したターゲットとなる画像濃度検査用のトナー像を印刷動作と同期して画像形成領域外（画像端部や紙間）に形成し、トナー像からの反射出力値を取得する。上述の動作[２]を行うのである。また同時に、転写部材によるトナー像の搬送速度を取得し、第一の濃度制御実施時の搬送速度との差分から、算出したトナー付着量を補正する。

図４は、本発明の実施形態に係る画像形成装置における濃度制御動作に関するタイミングを説明するための概念図である。詳細には図４は、本発明の実施形態に係る紙搬送の速度微調整と第二の濃度制御実行タイミングについて示す。本実施形態では、通紙する紙種に応じて転写紙の搬送速度を微調整する。調整するタイミングは紙種が変更される直前の用紙間で行う。また第二の濃度制御は１０枚間隔で実行する。

＜図４のトナー像［１］について＞
第一の濃度制御実行時と搬送速度が同じ（速度微調＝０）場合は、二次転写速度を微調整制御による影響を考慮する必要がないため、センサ検出値の補正（ステップＳ１０６）を実施せず、トナー付着量の算出方法および作像条件の補正を実施する。トナー付着量の算出や作像条件の補正については特許文献４に記載の方法で行える。

＜図４のトナー像［２］について＞
第一の濃度制御実行時から搬送速度が＋α［％］だけ微調整している場合は、算出したトナー付着量を補正する（ステップＳ１０６）。

＜図４のトナー像［３］について＞
第一の濃度制御実行時から搬送速度が＋β［％］だけ微調整する場合について図示したものである。第二の濃度制御実行と搬送速度の微調整制御実施のタイミングが同時の場合、第二の濃度制御を次頁の紙間で実行する。すなわち、搬送速度が変更されるタイミングでは、非画像領域における前記第二トナー像検知手段を実行しない。もしくは、用紙Ｐ２１とＰ２２の間隔を広げて第二の濃度制御を実行してから搬送速度の微調整を行う。すなわち、第二トナー像検知を紙間で行い、その実施時は、第二トナー像検知手段における搬送速度と第一トナー像検知手段を実施したときと同速度に変更する。

＜トナー付着量算出結果の補正＞
搬送速度の微調整に応じ、算出したトナー付着量を補正する。
紙の搬送速度を一定に保つ目的で二次転写速度を＋α微調整した場合、紙間で実行する第二の濃度制御で形成するトナー像は二次転写ベルト上で＋α分パターン長が長くなり、その結果トナー付着量がα［％］低めに算出されてしまう。そこで、本実施形態の制御では、算出されたトナー付着量に対し下記補正式で補正を行う。すなわち、搬送速度調整手段での速度調整情報に基づいて、トナー像検知手段の検知結果を補正し、その結果から画像形成条件を補正する。
＜補正式＞
算出トナー付着量［補正後］＝トナー付着量［検出値］×｛１００／（１００−α）｝

次に上記実施形態とは異なる別の実施形態について説明する。図５がその制御フローである。この実施形態では、トナー像検知手段にて検出した結果に基づき２次転写ベルト上二転写されたトナー像の長さを算出し、その算出結果から二次転写ベルトの搬送速度の微調整値を逆算し、次に逆算した線速微調整値からトナー像検知手段の検知結果を補正する。
以下、説明する。

＜Ｓ１０１，Ｓ１０２，Ｓ１０５＞
本発明が対象とする画像形成装置では、所定の印刷画像濃度が得られるよう定期的(例えば電源ＯＮ時、印刷開始前、所定枚数画像形成後、画像形成動作終了後)に画像形成条件の調整を行う。図２のところで説明した動作１を行なうのである。本発明の実施形態では、検査用のトナー像を図1で示した二次転写ベルト77に設置された光学センサ64で検知し、検知したそれぞれのトナー付着量とそのトナー付着量を与える画像形成条件（帯電バイアス、現像バイアス、露光光量）との関係から、印刷時の画像形成条件を決定する。(S105)
トナー付着量の算出方法や作像条件の補正方法については、既述のように例えば特許文献４に記載の方法がある。また、画像濃度を一定に維持するためには画像形成条件の調整<S102>を定期的に実施することが必要となる。しかし印刷動作を中断する必要があり生産性を低下させてしまうため、印刷中の画像形成領域外(紙間)にトナー像を形成することで印刷中に変動した画像濃度を補正している。そのため<S102>では印刷中に画像形成条件を補正するためにターゲットとなる画像濃度検査用のトナーパターンを形成と検知もあわせて行う。

＜ステップＳ１０３、Ｓ１０４＞
第二の濃度制御（ステップＳ１０６）による線速微調値の算出（ステップＳ１０８）のため、第一の濃度制御実行時の搬送速度を取得し、光学センサによる検知結果をもとにトナーパターン長を演算する。演算の詳細は後述する。

＜ステップＳ１０６＞
印刷中の所定の枚数間隔（例えば、１０枚）ごとにステップＳ１０２で実施したターゲットとなる画像濃度検査用のトナー像と同一のトナーパターンを印刷動作と同期して画像形成領域外（紙間）に形成し、トナー像からの反射出力値を取得する。図２のところで説明した動作２を行なうのである。

＜ステップＳ１０７＞
第二の濃度制御実行時の搬送速度を取得し、光学センサによる検知結果をもとにトナーパターン長を演算する。演算の詳細は後述する。

＜ステップＳ１０８＞
ステップＳ１０８においては、第一、第二それぞれの濃度制御実行時に得られたパターン長より第二の濃度制御における線速微調値を演算する。演算の詳細は後述する。また、ステップＳ１０９で、線速微調整値から、第一の濃度制御で得られていた光学センサの出力値を補正するが、その演算の詳細は前述の実施形態と同じように行なってよい。そして補正した検知結果をもとにＳ１１０で画像形成条件を補正する。

図６（A）は、本発明の実施形態に係る線速微調値の算出について説明する図である。この図は、検査用のトナーパターンからの出力を図１で示した二次転写ベルト77に設置された光学センサ64の正反射光受光素子で検知したときの出力値の結果例である。ベルト地肌からの出力に対しセンサ出力値が所定の閾値未満となったポイントをトナーパターン部からの出力としてそのサンプリングポイント数を抽出する。

これを図５の各ステップを対応させて説明する。
＜ステップS103、S104＞
第一の濃度制御では、プロセス線速と得られたトナーパターン部のサンプリングポイント数からパターン長を算出する。
＜算出式＞
パターン長1=(サンプリングレート×サンプリングPt数)×プロセス線速
＜算出例＞
サンプリングレート：1[ms]
サンプリングpt数：62[pt]
プロセス線速：387[mm/s]
以上より、パターン長1：24[mm]
また、このとき抽出するサンプリングpt数は、第一の濃度制御で作成するそれぞれの階調パターンで算出し、その平均値をサンプリングptとすることで、サンプリングのタイミングにより生じるばらつきを低減できる。

＜S109、S110＞
第二の濃度制御では、このとき得られたトナーパターン部のサンプリングポイント数から、パターン長を算出し、ステップS104で算出していたパターン長との差分を求め、その値を線速微調値とする。
＜算出式＞
パターン長2=(サンプリングレート×ポイント数)×プロセス線速
線速微調整値[%]=（1-パターン長2）/パターン長1
サンプリングレート：1[ms]
サンプリングpt数：60[pt]
プロセス線速：387[mm/s]
パターン長１：24[mm]
以上より、
線速微調整値α：3.25[%]
となる。

抽出したサンプリングptに対する線速微調整値の算出結果を図６（B）に示す。得られた微調整値αをもとに下式で補正を行う。
＜補正式＞
算出トナー付着量［補正後］＝トナー付着量［検出値］×｛１００／（１００−α）｝

本発明は以上説明した実施形態に限定されるものではなく、多くの変形が本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により可能である。

１ＣＫ、１ＹＭ ：光書込ユニット
２ ：プロセスユニット
３ ：感光体
４ ：現像装置
５ ：帯電装置
６ ：ドラムクリーニング装置
３０ ：給紙路
３１ ：転写前搬送路
３２ ：手差し給紙路
３３ ：手差しトレイ
３４ ：転写前搬送路
３５ ：搬送ベルトユニット
３６ ：搬送ベルト
３７ ：駆動ローラ
３８ ：従動ローラ
４０ ：定着装置
５０ ：搬送切替装置
５１ ：排紙路
５３ ：排紙トレイ
５４ ：再送路
５５ ：スイッチバック路
５６ ：スイッチバック後搬送路
６０ ：中間転写ユニット
６１ ：中間転写ベルト
６２ ：一次転写ローラ
６４ ：光学式センサ
６８ ：二次転写バックアップローラ
７２ ：二次転写ローラ
７５ ：ベルトクリーニング装置
７６ ：二次転写ベルトクリーニングユニット
７７ ：二次転写ベルト
１０１ ：第１給紙カセット
１０１ａ ：給紙ローラ
１０２ ：第２給紙カセット
１０２ａ ：給紙ローラ
１０３ ：トナーボトル
２００ ：電位制御装置
２０１ ：電位センサ
２０２ ：トナー付着量センサ
２０３ ：トナー濃度センサ
２０４ ：露光装置
Ｐ ：記録紙

特開平５−１８８７８３号公報 特開２０１０−２９３２４０号公報 特開２０１３−１８２１５３号公報 特開２００６−１３９１８０号公報 特開平６−２７４０５１号公報

Claims (10)

1. 複数の張架部材によって回転可能に張架された無端ベルト状の像担持体と、
   前記像担持体の外周面であるおもて面に当接して転写ニップを形成する回転体と、
   前記像担持体のおもて面に担持したトナー像を転写ニップ内に挟み込んだ記録媒体または前記回転体に転写する転写装置と、
   前記像担持体上に形成し前記回転体上に転写されたトナー像を検知するトナー像検知手段と、
   前記転写ニップに搬送される記録媒体が所定の紙種のとき、その搬送速度を微調整する搬送速度調整手段と、
   を備えた画像形成装置において、
   前記搬送速度調整手段での速度調整情報に基づいて、前記トナー像検知手段の検知結果を補正し、その結果から画像形成条件を補正する、
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１の画像形成装置において、
   前記トナー像検知手段にて検出した結果に基づき前記回転体に転写されたトナー像の長さを算出し、
   その算出結果から前記搬送速度の微調整値を逆算し、
   次に、逆算した線速微調整値から、前記トナー像検知手段の検知結果を補正する、
   ことを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１または２記載の画像形成装置における前記トナー像検知手段は、
   印刷動作と排他的に実施する第一トナー像検知手段と、非画像領域に印刷動作と同期して実施する第二トナー像検知手段とを備えた、
   ことを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項３の画像形成装置において、
   搬送速度の微調整値演算は、第一、第二トナー像検知手段のそれぞれで求めたトナー像長さの差分から求める、
   ことを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項２の画像形成装置において、
   前記トナー像検知手段は、
   印刷動作と排他的に実施する第一トナー像検知手段と、非画像領域に印刷動作と同期して実施する第二トナー像検知手段とを備え、前記第一トナー像検知手段は複数の階調性のあるトナーパターンを形成し、
   前記トナー像長さの算出は、前記複数の階調性のあるトナーパターンそれぞれで算出しその平均値を用いる、
   ことを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項３の画像形成装置において、
   前記搬送速度調整手段での速度調整情報に基づく補正は、前記第一トナー像検知手段実施時の前記搬送速度を基準とする、
   ことを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項６の画像形成装置において、
   前記第二トナー像検知手段を実施するときの搬送速度を取得し、前記第一トナー像検知手段を実行したときの搬送速度との差分を取得する取得手段とを備えた、
   ことを特徴とする画像形成装置。
8. 請求項４から７のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
   前記搬送速度が変更されるタイミングでは、前記第二トナー像検知手段を実行しない、
   ことを特徴とする画像形成装置。
9. 請求項４から７のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
   前記第二トナー像検知手段を紙間で行いその実施時は、前記第二トナー像検知手段における前記搬送速度と前記第一トナー像検知手段を実施したときと同速度に変更する、
   ことを特徴とする画像形成装置。
10. 請求項１から９のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
    前記像担持体が、弾性層を有する、
    ことを特徴とする画像形成装置。