JP2020042124A - 画像形成装置及びトナーパッチ形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】画像形成装置のスループットを低下させることなく、感光体から残留トナーを除去するクリーナーを良好な状態で維持し、しかも記録材の裏面にトナー汚れが付着することを抑制する。【解決手段】感光体３０の表面にトナー画像を形成し、該トナー画像を記録材へ転写させて出力する画像形成装置は、感光体３０のトナー画像を一次転写して記録材に二次転写させる中間転写ベルト２４と、感光体３０の表面の残留トナーを除去するクリーナー３４と、複数のトナー画像が連続形成されるとき、隣り合う２つのトナー画像の間にトナーパッチを形成するパッチ形成部４１と、中間転写ベルト２４へ一次転写されるトナーパッチの濃度を検出する濃度検出センサ２８と、濃度検出センサ２８の検出結果に基づいてトナーパッチを形成するときのトナー量を調整するパッチ調整部４２と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、感光体の表面にトナー画像を形成し、そのトナー画像を記録材へ転写して出力する画像形成装置、及び、画像形成装置におけるトナーパッチ形成方法に関する。

感光体にトナー画像を形成して記録材に転写することにより印刷出力する画像形成装置は、感光体の表面に残留するトナーを除去するためのクリーナーブレードを備えている。この種の画像形成装置では、感光体とクリーナーブレードとの間の摩擦が大きくなると、クリーナーブレードにチッピングやメクレなどが生じ、感光体表面の残留トナーを良好に除去することができなくなり、画像不良が発生する。

従来、上記のような画像不良を抑制するため、搬送される用紙とその次に搬送される用紙との紙間に画像パッチ（トナーパッチ）を形成し、クリーナーブレードに対して一定量のトナーを供給するようにした画像形成装置が知られている（例えば特許文献１）。この従来の画像形成装置では、用紙に形成する画像の印字率に応じて画像パッチのトナー量を調整するようにしている。このようにしてクリーナーブレードにトナーが供給されると、感光体とクリーナーブレードとの摩擦が低減されるため、クリーナーブレードにチッピングやメクレなどが生じることを抑制することができる。

ところで、近年の画像形成装置は、感光体に形成するトナー画像を中間転写体に一次転写する際の一次転写率が向上しており、１００％に近い一次転写率となってきている。そのため、複数枚の用紙が連続搬送されるとき、用紙と用紙の紙間において感光体の表面に画像パッチを形成したとしても、その画像パッチを構成するトナーの全てがクリーナーブレードに供給されるのではなく、画像パッチの一部が中間転写体に転写されることになる。このような状況では、クリーナーブレードに対して画像パッチのトナーを十分に供給することができないため、感光体とクリーナーブレードとの摩擦を低減することができなくなる。

それを防止するため、例えば、用紙と用紙の紙間に画像パッチを形成したときには、中間転写体を感光体の表面から離間させて画像パッチのトナーが中間転写体に転写されないようにすることが考えられる。しかし、この場合、紙間において中間転写体を感光体から離間させた後、再び中間転写体を感光体に接触させる動作を行う必要があり、用紙と用紙の間に、一定以上の時間差を設ける必要がある。そのため、用紙の搬送間隔が広がり、スループットが低下するという問題が生じる。

スループットの低下を抑制するためには、用紙と用紙の紙間においても中間転写体を感光体の表面に対して継続的に接触させておくことが望まれる。この場合、クリーナーブレードを良好な状態に維持するための手法として、例えば、用紙と用紙の紙間に画像パッチを形成するときのトナー量を多くすることが考えられる。しかし、画像パッチのトナー量を多くすると、それに伴って、中間転写体に一次転写されるトナー量も増加することになる。紙間において中間転写体に転写されるトナーは、用紙には転写されない。そのため、中間転写体に転写されたトナーは、二次転写ローラに付着し、後続する用紙の裏面を汚すこととなる。したがって、スループットの低下を抑制しようとすると、中間転写体に一次転写されるトナー量が増加し、用紙裏面のトナー汚れが顕著に現れるという新たな問題が発生する。

特開２０１３−３３１３７号公報

本発明は、上述した従来の課題を解決するためになされたものであり、スループットを低下させることなく、感光体の表面に残留するトナーを除去するクリーナーを良好な状態に維持し、しかも用紙などの記録材の裏面にトナー汚れが付着することを抑制できるようにした画像形成装置及びトナーパッチ形成方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、感光体の表面にトナー画像を形成し、該トナー画像を記録材へ転写させて出力する画像形成装置であって、前記感光体のトナー画像を一次転写して前記記録材に二次転写させる中間転写体と、前記感光体の表面に残留する残留トナーを除去するクリーナーと、前記感光体の表面に対して複数のトナー画像が連続形成されるとき、隣り合う２つのトナー画像の間にトナーパッチを形成するパッチ形成手段と、前記感光体から前記中間転写体へ一次転写される前記トナーパッチの濃度を検出する濃度検出手段と、前記濃度検出手段の検出結果に基づいて前記トナーパッチを形成するときのトナー量を調整するパッチ調整手段と、を備えることを特徴とする構成である。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記感光体の表面に形成される前記トナーパッチが前記中間転写体へ転写されることを抑制する転写制御手段、を更に備え、前記濃度検出手段は、前記転写制御手段によって前記中間転写体への転写が抑制された状態で前記中間転写体へ一次転写される前記トナーパッチの濃度を検出することを特徴とする構成である。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の画像形成装置において、前記パッチ調整手段は、前記濃度検出手段の検出結果に基づき、前記トナーパッチを形成するときのトナー濃度を調整することを特徴とする構成である。

請求項４に係る発明は、請求項３に記載の画像形成装置において、前記パッチ調整手段は、前記トナーパッチを形成するときのトナー濃度を予め定められた上限値及び下限値の範囲内となるように調整することを特徴とする構成である。

請求項５に係る発明は、請求項３又は４に記載の画像形成装置において、前記パッチ調整手段は、前記パッチ形成手段が前記感光体を露光するときの露光量を制御することにより、前記トナーパッチのトナー濃度を調整することを特徴とする構成である。

請求項６に係る発明は、請求項３乃至５のいずれかに記載の画像形成装置において、前記パッチ調整手段は、前記パッチ形成手段が前記感光体を帯電させるときの帯電電位を制御することにより、前記トナーパッチのトナー濃度を調整することを特徴とする構成である。

請求項７に係る発明は、請求項３乃至６のいずれかに記載の画像形成装置において、前記パッチ調整手段は、前記パッチ形成手段が前記感光体の表面にトナーを付与して現像するときの現像バイアスを制御することにより、前記トナーパッチのトナー濃度を調整することを特徴とする構成である。

請求項８に係る発明は、請求項１乃至７のいずれかに記載の画像形成装置において、前記パッチ調整手段は、前記濃度検出手段の検出結果に基づき、前記トナーパッチの副走査方向の幅を調整することを特徴とする構成である。

請求項９に係る発明は、請求項１乃至８のいずれかに記載の画像形成装置において、前記パッチ調整手段は、前記濃度検出手段の検出結果に基づき、前記トナーパッチの形成頻度を調整することを特徴とする構成である。

請求項１０に係る発明は、請求項１乃至９のいずれかに記載の画像形成装置において、前記パッチ調整手段は、前記記録材のサイズに応じて、前記トナーパッチを形成するときのトナー量を調整することを特徴とする構成である。

請求項１１に係る発明は、請求項１乃至１０のいずれかに記載の画像形成装置において、前記パッチ調整手段は、前記記録材のサイズに応じて、前記トナーパッチの形成頻度を調整することを特徴とする構成である。

請求項１２に係る発明は、請求項１乃至１１のいずれかに記載の画像形成装置において、前記感光体の表面に形成されるトナー画像の主走査方向の印字率を算出する印字率算出手段、を更に備え、前記パッチ調整手段は、前記印字率算出手段によって算出される印字率に応じて、前記トナーパッチを形成するときの主走査方向のトナー量を調整することを特徴とする構成である。

請求項１３に係る発明は、感光体の表面にトナー画像を形成し、該トナー画像を中間転写体に一次転写させた後に記録材へ二次転写させて出力する画像形成装置において、前記感光体の表面に対して複数のトナー画像が連続形成されるときに隣り合う２つのトナー画像の間にトナーパッチを形成するトナーパッチ形成方法であって、前記感光体の表面にトナーパッチを形成する第１工程と、前記感光体から前記中間転写体へ一次転写される前記トナーパッチの濃度を検出する第２工程と、前記第２工程における検出結果に基づいて次にトナーパッチを形成するときのトナー量を調整する第３工程と、を有することを特徴とする構成である。

本発明によれば、画像形成装置のスループットを低下させることなく、感光体の表面に残留するトナーを除去するクリーナーを良好な状態に維持し、しかも用紙などの記録材の裏面にトナー汚れが付着することを抑制ことができるようになる。

画像形成装置１の概念的構成を示す図である。 画像形成ユニットの詳細な構成例を示す図である。 感光体の表面に形成されるトナーパッチの一例を示す図である。 中間転写ベルトに転写されるトナーパッチの例を示す図である。 トナーパッチのトナー濃度と露光量との関係を示す図である。 コントローラによって行われる処理手順の一例を示すフローチャートである。 トナーパッチ処理の詳細な処理手順の一例を示すフローチャートである。 感光体の表面に形成されるトナーパッチの別の例を示す図である。 中間転写ベルトに転写されるトナーパッチの別の例を示す図である。 トナーパッチ処理の詳細な処理手順の別の例を示すフローチャートである。 トナーパッチの他の形成例を示す図である。 トナーパッチの他の形成例を示す図である。 トナーパッチ処理の詳細な処理手順の更に別の例を示すフローチャートである。 ３種類のトナーパッチを形成する例を示す図である。 トナーパッチの他の形成例を示す図である。

以下、本発明に関する好ましい実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。尚、以下に説明する実施形態において互いに共通する要素には同一符号を付しており、それらについての重複する説明は省略する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の一実施形態である画像形成装置１の概念的構成を示す図である。図１に示す画像形成装置１は、タンデム方式でカラー画像を形成することが可能なプリンタ装置である。この画像形成装置１は、装置本体内部に、給紙搬送部２と、画像形成部３と、定着部４とを備えており、印刷用紙などのシート状の記録材９に対してカラー画像又はモノクロ画像を形成し、装置本体上部の排出口５から排紙トレイ６上に記録材９を排出するように構成される。また画像形成装置１は、装置本体内部にコントローラ７を備えており、そのコントローラ７が給紙搬送部２、画像形成部３及び定着部４といった各部の動作を制御する。

給紙搬送部２は、給紙カセット８と、ピックアップローラ１０と、搬送路１１と、捌きローラ１２と、先端検知センサ１３と、レジストローラ１４と、二次転写ローラ２５とを有している。

給紙カセット８は、印刷用紙などのシート状の記録材９の束を収容する容器である。給紙カセット８は、例えば図中Ｘ方向にスライド移動することが可能であり、画像形成装置１の装置本体の下部から引き出して開放したり、装置本体の下部に押し込んで閉鎖したりすることができる。例えば、給紙カセット８に収容された記録材９がエンプティとなった場合、ユーザーは、装置本体の下部から給紙カセット８を引き出して開放することにより、記録材９を補充することができる。給紙カセット８に収容可能な記録材９は、多種多様である。例えば記録材９には、薄紙、厚紙、普通紙、再生紙、コート紙、ＯＨＰフィルムなどが含まれる。

搬送路１１は、画像形成装置１が記録材９に対して画像形成を行う際に記録材９を矢印Ｆ２方向へ搬送するための経路である。記録材９は、図１に示す搬送路１１に沿って矢印Ｆ２方向へ搬送されることにより、その表面にトナー画像が転写される。その後、記録材９は、定着部４において定着処理が施され、排出口５から排出される。尚、図１に示す搬送路１１は、記録材９の表面のみに画像形成を行う搬送路を示しているが、これに限られず、記録材９の裏面にも画像形成を行うための記録材反転経路をさらに有する構成であっても構わない。

ピックアップローラ１０は、給紙カセット８に収容されている記録材９の束の上部から記録材９を取り出して搬送路１１へ搬送する。ピックアップローラ１０は、記録材９の束の最上面に位置する１枚の記録材９と接触しており、その１枚の記録材９を下流側へ送り出す。このとき、最上面の記録材９に後続する２枚目の記録材９が最上面の記録材９と共に下流側に向かって連れ送りされることがある。捌きローラ１２は、最上面の記録材９と共に連れ送りされる２枚目以降の記録材９が下流側の搬送路１１へ導かれることを抑制し、最上面の記録材９だけを下流側へ導くためのローラである。したがって、捌きローラ１２よりも下流側では記録材９が搬送路１１に沿って１枚ずつ搬送されるようになる。

先端検知センサ１３は、搬送路１１を搬送される記録材９の先端を検知するセンサである。レジストローラ１４は、先端検知センサ１３で検知される記録材９の先端を保持し、画像形成部３における画像形成動作と同期したタイミングで記録材９を二次転写ローラ２５へ送り出すローラである。レジストローラ１４によって送り出される記録材９が二次転写ローラ２５の位置を通過するとき、中間転写ベルト２４に一次転写されているトナー画像が記録材９の表面に二次転写される。そして給紙搬送部２は、トナー画像が転写された記録材９を定着部４に導く。

画像形成部３は、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の４色のトナー画像を形成し、二次転写ローラ２５の位置を通過する記録材９に対してそれら４色のトナー画像を同時に転写することが可能な構成である。画像形成部３は、露光ユニット２０と、各色のトナーごとに設けられる画像形成ユニット２１（２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋ）と、各画像形成ユニット２１に対応して設けられる一次転写ローラ２２（２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋ）と、中間転写体である中間転写ベルト２４と、各色のトナーボトル２３（２３Ｙ，２３Ｍ，２３Ｃ，２３Ｋ）とを備えている。

例えば、４つの画像形成ユニット２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋは、中間転写ベルト２４の下方位置に設けられており、露光ユニット２０は、それら４つの画像形成ユニット２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋのさらに下方位置に設けられている。トナーボトル２３Ｙ，２３Ｍ，２３Ｃ，２３Ｋは、４つの画像形成ユニット２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋのそれぞれに対して各色のトナーを供給する。

露光ユニット２０は、各画像形成ユニット２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋに設けられる感光体（像担持体）を露光することによって各画像形成ユニット２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋの感光体の表面に静電潜像を形成する。各画像形成ユニット２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋは、その静電潜像をトナーで現像することにより、感光体の表面にトナー画像を形成する。そして各画像形成ユニット２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋは、矢印Ｆ１方向に循環移動する中間転写ベルト２４に対して各色のトナー画像を順次重畳させながら一次転写していく。したがって、中間転写ベルト２４が最下流の画像形成ユニット２１Ｋの位置を通過すると、中間転写ベルト２４の表面には、４色のトナー画像が重畳されたカラー画像が形成される。ただし、モノクロ画像の場合は、中間転写ベルト２４の表面に、Ｋ（ブラック）のみのモノクロ画像が形成される。中間転写ベルト２４に形成されるトナー画像は、二次転写ローラ２５と対向する位置を通過するときに、給紙搬送部２によって搬送される記録材９と接触し、記録材９の表面に二次転写される。

定着部４は、加熱ローラ４ａと加圧ローラ４ｂとを備えており、トナー画像が転写された記録材９を加熱ローラ４ａと加圧ローラ４ｂとの間に通すことで、記録材９に対する加熱処理及び加圧処理を施し、トナー画像を記録材９に定着させる。加熱ローラ４ａにはヒーター４ｃが設けられており、ヒーター４ｃの加熱によって加熱ローラ４ａが昇温する。このような定着部４においてトナー画像が定着した記録材９は、その後、排出口５から排紙トレイ６上に排出される。

また、最下流の画像形成ユニット２１Ｋと二次転写ローラ２５との間には、中間転写ベルト２４に転写されたトナー画像の濃度を検出するための濃度検出センサ２８が設けられている。濃度検出センサ２８は、矢印Ｆ１方向へ循環移動する中間転写ベルト２４の幅方向の１箇所又は複数箇所でトナー画像の濃度を検出するように構成される。濃度検出センサ２８は、トナー画像の濃度を検出すると、その濃度値をコントローラ７へ出力する。したがって、コントローラ７は、連続的にトナー画像を形成するとき、濃度検出センサ２８によって検出される濃度に基づいてトナー濃度の微調整を行うことができる。

図２は、画像形成ユニット２１の詳細な構成例を示す図である。尚、図２では１つの画像形成ユニット２１のみを例示しているが、各色の画像形成ユニット２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋはいずれも図２と同様の構成である。画像形成ユニット２１は、円筒状の感光体３０を有し、その感光体３０の周囲に帯電ローラ３１と、現像部３２と、クリーナー３４とが設けられた構成である。

感光体３０は、中間転写ベルト２４の幅方向の寸法と略同一の長さを有し、図中矢印Ｒ方向に回転する。帯電ローラ３１は、Ｒ方向に回転する感光体３０の表面を所定の電位に帯電させるローラである。露光ユニット２０は、所定の電位に帯電した感光体３０の表面に対し、画像データに応じてＬＥＤ光やレーザ光を照射することにより、感光体３０の表面に静電潜像を形成する。現像部３２は、感光体３０に形成される静電潜像を現像するものである。現像部３２は、現像バイアス電圧が印加される現像ローラ３３を有しており、キャリアとトナーから成る現像剤を撹拌しながら現像ローラ３３に供給する。現像ローラ３３は、静電潜像の電位と現像バイアス電圧との電位ギャップに現像剤を付与することで静電潜像をトナーで現像する。これにより、感光体３０の表面に、画像データに対応するトナー画像が形成される。感光体３０の表面に形成されるトナー画像は、感光体３０がＲ方向へ回転することに伴い、一次転写ローラ２２と対向する位置へ向かう。

一次転写ローラ２２は、感光体３０に対して中間転写ベルト２４を押圧した状態で一次転写バイアス電圧が印加されることにより、感光体３０上のトナー画像を中間転写ベルト２４に転写させるローラである。一次転写ローラ２２は、Ｚ方向に進退可能であり、中間転写ベルト２４を感光体３０に接触させたり、感光体３０から離間させたりすることができる。また、一次転写ローラ２２は、中間転写ベルト２４を感光体３０に接触させたときにはＺ方向の押圧力を調整することも可能である。

クリーナー３４は、感光体３０の表面に残留する残留トナーを除去するためのものであり、例えばゴムなどの弾性材で形成されるクリーナーブレードとして構成される。クリーナー３４は、ブレードの先端が感光体３０の表面に対して接触した状態に設けられ、Ｒ方向に回転する感光体３０の表面から残留トナーを除去する。

一方、コントローラ７は、上述した各部の動作を制御する。コントローラ７は、図示を省略するＬＡＮ（Local Area Network）などのネットワークに接続されており、ネットワークを介してプリントジョブを受信すると、給紙搬送部２、画像形成部３及び定着部４を駆動し、記録材９に対する画像形成が行われるように制御する。コントローラ７は、図示を省略するＣＰＵとメモリとを備えている。そしてＣＰＵが所定のプログラムを実行することにより、コントローラ７は、ジョブ制御部４０、パッチ形成部４１及びパッチ調整部４２として機能する。尚、ＣＰＵが実行するプログラムは、メモリなどのコンピュータ読取可能な記録媒体に予め記憶される。

ジョブ制御部４０は、プリントジョブの実行を制御するものである。すなわち、ジョブ制御部４０は、プリントジョブを受信すると、給紙搬送部２、画像形成部３及び定着部４のそれぞれを駆動してプリントジョブに応じた印刷出力を開始する。このとき、ジョブ制御部４０は、感光体３０、帯電ローラ３１、露光ユニット２０、現像部３２、中間転写ベルト２４及び一次転写ローラ２２を駆動し、プリントジョブに含まれる画像データに基づいて感光体３０に静電潜像及びトナー画像を形成し、トナー画像を中間転写ベルト２４に転写させる。プリントジョブに含まれる画像データがカラー画像である場合、ジョブ制御部４０は、４つの画像形成ユニット２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋを動作させ、各色のトナー画像を重畳させたカラー画像を中間転写ベルト２４に転写させる。また、プリントジョブに含まれる画像データがモノクロ画像である場合、ジョブ制御部４０は、画像形成ユニット２１Ｋのみを動作させ、Ｋ色のトナー画像のみからなるモノクロ画像を中間転写ベルト２４に転写させる。

その後、ジョブ制御部４０は、中間転写ベルト２４に転写したトナー画像が二次転写ローラ２５の位置に到達するタイミングに合わせて記録材９を二次転写ローラ２５の位置へ搬送し、二次転写ローラ２５に所定の二次転写バイアス電圧を印加することでトナー画像を記録材９に二次転写させる。そしてジョブ制御部４０は、定着部４を駆動し、トナー画像が転写された記録材９に定着処理を施すことにより、トナー画像を記録材９に定着させた後、記録材９を排紙トレイ６上へ排出する。

例えば、プリントジョブが複数の記録材９を連続搬送して画像形成を行うジョブである場合、ジョブ制御部４０は、１枚目の記録材９の搬送開始時に一次転写ローラ２２を駆動して中間転写ベルト２４を感光体３０に対して接触させ、最後の記録材９に対する画像形成が終了するまで中間転写ベルト２４と感光体３０との接触状態を維持する。すなわち、ジョブ制御部４０は、プリントジョブの実行を開始してから終了するまで中間転写ベルト２４を感光体３０の表面に接触させた状態を維持するのである。これにより、複数の記録材９の搬送間隔を短くすることができ、プリントジョブ実行時におけるスループットの低下を抑制することができる。

複数の記録材９に対して連続的に画像形成を行う場合、クリーナー３４と感光体３０との間の摩擦力が一定の範囲を超えると、クリーナーブレードにチッピングやメクレなどを生じ、クリーニング性能が低下する。これを防止するため、コントローラ７は、プリントジョブが複数の記録材９に対して画像形成を行うジョブである場合、パッチ形成部４１とパッチ調整部４２とを機能させ、記録材９に転写するためのトナー画像とトナー画像との間にトナーパッチを形成する。つまり、コントローラ７は、プリントジョブに含まれる画像データに基づいて感光体３０の表面に順次形成される１つのトナー画像とその次のトナー画像との間の隙間（ギャップ）にトナーパッチを形成するのである。トナーパッチは、記録材９に転写することを目的として感光体３０上に形成されるトナー画像ではない。すなわち、トナーパッチは、クリーナー３４と感光体３０との摩擦力を低減するために、一次転写ローラ２２による一次転写位置を超えてクリーナー３４にトナーを供給するためのパッチである。

このようにパッチ形成部４１及びパッチ調整部４２は、複数の記録材９を連続搬送して画像形成を行うプリントジョブの場合に機能し、先の記録材９とその次の記録材９との紙間において感光体３０の表面上にトナーパッチを形成する。パッチ形成部４１は、露光ユニット２０及び画像形成ユニット２１を駆動し、前後に隣り合う２つのトナー画像の間にトナーパッチを形成するための制御を行う。例えば、パッチ形成部４１は、先の記録材９に転写するトナー画像と次の記録材９に転写するトナー画像との間において、露光ユニット２０を制御することにより感光体３０にトナーパッチの静電潜像を形成し、その静電潜像を現像部３２で現像することによって感光体３０の表面上にトナーパッチを形成する。

図３は、感光体３０の表面に形成されるトナーパッチ５２の例を示す図である。図３（ａ）に示すように、ジョブ制御部４０がプリントジョブの実行を開始すると、感光体３０の表面には、プリントジョブに含まれる画像データに応じたトナー画像５１が順次形成されていく。このとき、トナー画像５１の主走査方向Ｘの寸法は、例えば記録材９のサイズに応じた寸法となる。

一方、パッチ形成部４１は、互いに隣り合う２つのトナー画像５１，５１の間にトナーパッチ５２を形成する。例えば図３（ａ）では、隣り合う２つのトナー画像５１，５１の隙間が出現する度に毎回、トナーパッチ５２を形成する場合を示している。トナーパッチ５２の主走査方向Ｘの寸法Ｗは、感光体３０の表面にトナー画像を形成することが可能な全領域に対応する寸法である。すなわち、トナーパッチは、クリーナー３４と感光体３０とが接触している全領域に亘って供給する必要があるため、主走査方向Ｘの全域に亘って形成される。

上記のようにして感光体３０の表面に形成されるトナーパッチ５２は、なるべく中間転写ベルト２４に一次転写されないようにすることが好ましい。そのため、パッチ形成部４１は、図３（ｂ）に示すように、トナーパッチ５２が形成された部分が一次転写ローラ２２と対向する位置に到達するときには、一次転写ローラ２２に印加されている一次転写バイアス電圧Ｖ１をオフにする。このとき、パッチ形成部４１は、一次転写バイアス電圧Ｖ１をオフにするのではなく、一次転写バイアス電圧Ｖ１とは逆極性となる電圧を一次転写ローラ２２に印加するようにしても良い。これにより、中間転写ベルト２４に対するトナーパッチ５２の転写を抑制することができる。尚、このとき、パッチ形成部４１は、トナーパッチ５２が中間転写ベルト２４に転写されることを抑制する転写制御手段として機能する。

ただし、本実施形態では、感光体３０から中間転写ベルト２４に対する一次転写効率が高いため、一次転写バイアス電圧Ｖ１をオフにした場合、或いは、一次転写バイアス電圧Ｖ１とは逆極性となる電圧を印加した場合であっても、トナーパッチの少なくとも一部が中間転写ベルト２４に転写されることになる。

クリーナー３４と感光体３０との摩擦力を抑えてクリーナー３４によるクリーニング性能を維持するためには、トナーパッチ５２によって所定量以上のトナーをクリーナー３４に供給することが必要である。したがって、一次転写ローラ２２の位置を通過した後に感光体３０の表面に残留した状態となるトナーパッチ５２のトナー量は、予め定められる下限値以上であることが必要となる。

一方、トナーパッチ５２を形成するときのトナー量を多くすると、中間転写ベルト２４に一次転写されるトナー量も多くなる。中間転写ベルト２４に転写されるトナーパッチ５２のトナー量が増加すると、後続する記録材９の裏面に付着した場合に顕著なトナー汚れとなって現れることがある。このトナー汚れを目立たないようにするためには、中間転写ベルト２４に転写されるトナーパッチ５２のトナー量を所定量未満に抑えることが必要となる。

そこで、パッチ調整部４２は、濃度検出センサ２８を用いて中間転写ベルト２４に転写されたトナーパッチ５２の濃度を検出し、その検出結果に基づいてパッチ形成部４１がトナーパッチ５２を形成するときのトナー量を調整する。

図４は、中間転写ベルト２４に転写されるトナーパッチ５２の例を示す図である。図４（ａ）に示すように、中間転写ベルト２４の下流側には、濃度検出センサ２８が配置されている。図４（ａ）では、中間転写ベルト２４の幅方向に沿って４つの濃度検出センサ２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄが略等間隔で配置されている例を示している。これら４つの濃度検出センサ２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄは、いずれもトナー画像５１やトナーパッチ５２のトナー濃度を測定し、その測定値をコントローラ７へ出力する。

図４（ｂ）は、カラー画像が形成される場合のトナーパッチの形成例を示している。プリントジョブの実行によってカラー画像が形成される場合、４つの画像形成ユニット２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋの全てが使用される。そのため、各画像形成ユニット２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋにおいて感光体３０が使用されることから、各画像形成ユニット２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋにおいてトナーパッチ５２が形成される。このとき、各画像形成ユニット２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋで形成するトナーパッチ５２の位置を副走査方向（矢印Ｆ１方向）にずらすことで、図４（ｂ）に示すように中間転写ベルト３５における２つのトナー画像５１，５１の間にＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色のトナーパッチ５２Ｙ，５２Ｍ，５２Ｃ，５２Ｋを個別に形成するようにしても良い。各色のトナーパッチ５２Ｙ，５２Ｍ，５２Ｃ，５２Ｋを個別に形成することで、濃度検出センサ２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄは、各色のトナー濃度を個別に測定することができるという利点がある。

パッチ調整部４２は、上記のようにして測定される、中間転写ベルト２４上のトナーパッチ５２の濃度の基づき、パッチ形成部４１によって形成されるトナーパッチ５２のトナー量を調整するのである。これにより、パッチ形成部４１は、感光体３０の表面にトナーパッチ５２を形成するときのトナー量を、後続する記録材９の裏面においてトナー汚れが目立たない程度のトナー量としつつ、しかもクリーナー３４によるクリーニング性能を低下させない程度のトナー量に設定することができる。その結果、印刷出力時のスループットを低下させることなく、感光体３０の表面に残留するトナーを除去するクリーナー３４を良好な状態に維持し、しかも記録材９の裏面にトナー汚れが付着することを抑制することができるのである。

例えば、パッチ形成部４１は、プリントジョブの実行が開始され、感光体３０の表面に最初のトナーパッチ５２を形成するとき、予め定められたデフォルト値に対応するトナー量、又は、前回のプリントジョブの実行中に決定されたトナー量に設定してトナーパッチ５２を形成する。その最初のトナーパッチ５２が中間転写ベルト２４に一次転写されると、パッチ調整部４２は、濃度検出センサ２８によって検出されるトナーパッチ５２の濃度値を取得し、中間転写ベルト２４上のトナーパッチ５２の濃度値に基づいて次回以降に形成されるトナーパッチ５２の濃度値を決定する。パッチ形成部４１は、次回以降のトナーパッチ５２を形成するときに、パッチ調整部４２によって決定された濃度値に基づいてトナーパッチ５２を形成する。

パッチ形成部４１がトナーパッチ５２を形成するときのトナー量を調整する手法としては幾つかの手法がある。例えば、露光ユニット２０による感光体３０の露光量を変化させれば、それに応じてトナーパッチ５２のトナー濃度が変化するので、トナーパッチ５２に使用されるトナー量を変化させることができる。また、例えば帯電ローラ３１が感光体３０を帯電させるときの電位を変化させるようにすれば、それに応じてトナー濃度を変化させることもできる。また、例えば現像ローラ３３に印加する現像バイアス電圧を変化させることでも、トナー濃度を変化させることができる。さらに、トナーパッチ５２の副走査方向の幅（露光時間に相当）を変化させるようにしても、トナー量を変化させることができる。パッチ形成部４１は、これら複数の手法を組み合わせてトナーパッチ５２のトナー量を調整する。尚、パッチ形成部４１は、上述した複数の手法のうちの１つの手法だけを採用してトナー量を調整するようにしても良い。

一方、パッチ調整部４２は、一次転写バイアス電圧Ｖ１をオフにした場合、或いは、一次転写バイアス電圧Ｖ１とは逆極性となる電圧を印加した場合における一次転写率（感光体３０から中間転写ベルト２４に対する転写率）を予め保持しておくことができる。そのため、パッチ調整部４２は、濃度検出センサ２８によって検出されるトナーパッチ５２の濃度値から、一次転写位置を通過した後に感光体３０の表面に残留しているトナーパッチ５２のトナー濃度を算出することができる。したがって、パッチ調整部４２は、感光体３０の表面に残留しているトナーパッチ５２のトナー濃度が所定の下限値以上となり、且つ、濃度検出センサ２８によって検出されるトナーパッチ５２のトナー濃度が所定の上限値未満となる露光量を決定することができる。

図５は、トナーパッチ５２のトナー濃度と露光量との関係を示す図である。図５における実線Ｌ１は、中間転写ベルト２４に転写されるトナーパッチ５２のトナー濃度であって濃度検出センサ２８によって検出されるトナー濃度を示している。また、破線Ｌ２は、パッチ形成部４１によって感光体３０の表面にトナーパッチ５２が形成された時点のトナー濃度を示している。パッチ調整部４２は、濃度検出センサ２８によって測定されるトナーパッチ５２の濃度値Ｄ１を取得すると、その濃度値Ｄ１に基づいて一次転写率に基づく演算を行い、パッチ形成部４１によって感光体３０の表面にトナーパッチ５２が形成された時点の濃度値Ｄ２を算出する。すなわち、濃度値Ｄ２は、中間転写ベルト２４に一次転写される前のトナーパッチ５２の濃度値である。パッチ調整部４２は、感光体３０に形成されたトナーパッチ５２の濃度値Ｄ２と、中間転写ベルト２４に一次転写されたトナーパッチ５２の濃度値Ｄ１との差分Ｄ３を算出する。この差分Ｄ３は、一次転写後に感光体３０の表面に残留している残留トナーの濃度値に相当する。そのため、パッチ調整部４２は、濃度値Ｄ３が所定の下限値以上となり、濃度値Ｄ１が所定の上限値未満となる露光量を決定することができる。

ただし、パッチ調整部４２は、必ずしも上述した演算を行わなくても構わない。すなわち、図５に示すように、トナー濃度と露光量との関係は直線近似することができる。また、実線Ｌ１と破線Ｌ２には相関があり、それぞれの傾きが異なるだけである。そのため、濃度検出センサ２８によって検出される濃度値Ｄ１に対して下限値Ｄｍｉｎと上限値Ｄｍａｘとを設定し、濃度値Ｄ１がそれら下限値Ｄｍｉｎと上限値Ｄｍａｘの範囲内の値となるように露光量を決定するようにしても良い。この場合、下限値Ｄｍｉｎは、クリーナー３４に供給されるトナー量がクリーニング性能を低下させないトナー量となるように設定される下限の値である。また、上限値Ｄｍａｘは、記録材９の裏面においてトナー汚れが目立つことがないように設定される上限の値である。したがって、パッチ調整部４２は、濃度検出センサ２８によって検出される濃度値Ｄ１が下限値Ｄｍｉｎ未満であれば、パッチ形成部４１に対して露光ユニット２０による露光量を上げることを指示し、濃度値Ｄ１が上限値Ｄｍａｘ以上であれば、パッチ形成部４１に対して露光ユニット２０による露光量を下げることを指示することができる。これにより、パッチ形成部４１は、感光体３０の表面に次のトナーパッチ５２を形成するときに、パッチ調整部４２から指示される露光量に基づいて感光体３０を露光することができる。その結果、感光体３０に形成されるトナーパッチ５２は、クリーナー３４のクリーニング性能を低下させないトナー量となり、しかも中間転写ベルト２４に一次転写されるトナーによって生じる記録材９の裏面のトナー汚れが目立たない程度のトナー量となる。

次に、画像形成装置１における動作の一例について説明する。図６は、コントローラ７によって行われる処理手順の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに基づく処理は、コントローラ７のＣＰＵが所定のプログラムを実行することによって行われる。コントローラ７は、この処理を開始すると、プリントジョブを受信するまで待機し（ステップＳ１）、プリントジョブを受信すると（ステップＳ１でＹＥＳ）、その受信したプリントジョブの実行を開始する（ステップＳ２）。これにより、画像形成装置１において記録材９の給紙搬送が開始されると共に、中間転写ベルト２４が感光体３０に接触した状態となって記録材９にトナー画像を転写させるための動作が開始される。

プリントジョブの実行を開始すると、コントローラ７は、トナーパッチ５２の形成タイミングであるか否かを判定する（ステップＳ３）。例えば、コントローラ７は、プリントジョブが複数の記録材９に対して画像形成を行うジョブであり、プリントジョブに応じたトナー画像を形成するための露光処理が終了したタイミングであってトナーパッチ５２を形成すべきタイミングである場合、ステップＳ３においてＹＥＳと判断する。コントローラ７は、プリントジョブの実行中にトナーパッチ５２の形成タイミングであると判定すると（ステップＳ３でＹＥＳ）、トナーパッチ処理を実行する（ステップＳ４）。一方、トナーパッチ５２の形成タイミングでないと判定した場合（ステップＳ３でＮＯ）、ステップＳ４の処理は行わずにスキップする。その後、コントローラ７は、プリントジョブの実行が終了したか否かを判断し（ステップＳ５）、プリントジョブの実行が継続していれば（ステップＳ５でＮＯ）、ステップＳ３に戻って上述した処理を繰り返す。したがって、トナーパッチ処理（ステップＳ４）は、プリントジョブの実行中においてトナーパッチ５２の形成タイミングであると判定される度に繰り返し実行される。そしてプリントジョブの実行が終了すると（ステップＳ５でＹＥＳ）、コントローラ７による処理が終了する。

図７は、トナーパッチ処理（ステップＳ４）の詳細な処理手順の一例を示すフローチャートである。コントローラ７は、トナーパッチ処理（ステップＳ４）を開始すると、まずトナーパッチ５２を形成するための露光条件を設定する（ステップＳ１０）。ここで設定される露光条件には、例えば露光量、露光時間、露光頻度などが含まれる。露光頻度は、トナーパッチ５２を形成する頻度であり、Ｎ枚（ただし、Ｎは１以上の整数）のトナー画像を形成する度にトナーパッチ５２を１回形成する場合のＮの値を定めたものである。例えば、コントローラ７は、プリントジョブの実行開始後の最初のトナーパッチ５２を形成するとき、予め定められたデフォルト値に対応する露光量、露光時間及び露光頻度を露光条件として設定する。ただし、これに限られるものでははく、前回のプリントジョブの実行中に決定された露光条件を設定するようにしても構わない。また、今回のプリントジョブの実行中において既に露光条件が決定されている場合、コントローラ７は、既に決定されている露光条件を設定する。

コントローラ７は、露光条件を設定すると、その露光条件に基づいてトナーパッチ５２を形成する（ステップＳ１１）。すなわち、ステップＳ１０で設定した露光条件を適用して感光体３０を露光することによってトナーパッチ５２の静電潜像を形成し、その静電潜像を現像することによって感光体３０の表面にトナーパッチ５２を形成する。コントローラ７は、感光体３０の表面にトナーパッチ５２を形成すると、そのトナーパッチ５２が一次転写位置に到達する直前に一次転写バイアス電圧Ｖ１をオフにする（ステップＳ１２）。これにより、感光体３０から中間転写ベルト２４に対するトナーの転写を抑制することができる。ただし、トナーパッチ５２の少なくとも一部は、中間転写ベルト２４に転写されることになる。

その後、コントローラ７は、濃度検出センサ２８によって検出されるトナーパッチ５２の濃度値Ｄ１を取得し（ステップＳ１３）、その濃度値Ｄ１が所定の下限値Ｄｍｉｎ以上であるか否かを判断する（ステップＳ１４）。濃度値Ｄ１が下限値Ｄｍｉｎ未満である場合（ステップＳ１４でＮＯ）、コントローラ７は、次にトナーパッチ５２を形成するときの露光量をアップさせる（ステップＳ１５）。これにより、次のトナーパッチ５２は、クリーナー３４のクリーニング性能を低下させないトナー量で形成されるようになる。

一方、濃度値Ｄ１が所定の下限値Ｄｍｉｎ以上である場合（ステップＳ１４でＹＥＳ）、コントローラ７は、濃度値Ｄ１が所定の上限値Ｄｍａｘ未満であるか否かを判断する（ステップＳ１６）。濃度値Ｄ１が上限値Ｄｍａｘ以上である場合（ステップＳ１６でＮＯ）、コントローラ７は、次にトナーパッチ５２を形成するときの露光量をダウンさせる（ステップＳ１７）。これにより、次のトナーパッチ５２は、記録材９の裏面にトナー汚れを出現させない程度のトナー量で形成されるようになる。

続いてコントローラ７は、他の露光条件を変更する必要があるか否かを判断する（ステップＳ１８）。ここでは、トナーパッチ５２を形成するための露光時間や露光頻度を変更する必要があるか否かが判断される。他の露光条件を変更する必要がある場合（ステップＳ１８でＹＥＳ）、コントローラ７は、次のトナーパッチ５２を形成するときの露光時間を変更する（ステップＳ１９）。これにより、トナーパッチ５２の副走査方向の幅（寸法）が変化し、トナーパッチ５２に使用するトナー量を調整することができる。また、コントローラ７は、トナーパッチ５２を形成する露光頻度を変更する（ステップＳ２０）。これにより、プリントジョブの実行中にトナーパッチ５２が形成される頻度を調整することができる。尚、他の露光条件を変更する必要がない場合（ステップＳ１８でＮＯ）、トナーパッチ処理（ステップＳ４）が終了する。

以上のように本実施形態の画像形成装置１は、クリーナー３４のクリーニング性能が低下することを抑制するため、複数の記録材９に対して連続的に画像形成を行うプリントジョブを実行するときにプリントジョブに基づいて順次形成される２つのトナー画像５１，５１の間にトナーパッチ５２を形成し、トナーパッチ５２に使用されたトナーをクリーナー３４へ供給するようにしている。そして画像形成装置１は、感光体３０にトナーパッチ５２を形成するときにも、中間転写ベルト２４を感光体３０に接触させた状態を継続させるため、印刷出力時のスループットを低下させることがない。さらに画像形成装置１は、プリントジョブの実行中に、感光体３０にトナーパッチ５２を形成すると、感光体３０から中間転写ベルト２４へ一次転写されるトナーパッチ５２のトナー濃度を検出し、その検出結果に基づいて次回以降のトナーパッチ５２を形成するときのトナー量を調整するようにしている。このような画像形成装置１は、中間転写ベルト２４に転写されたトナーパッチ５２のトナー濃度を直接測定して次回以降のトナーパッチ５２のトナー量を調整しているので、記録材９の裏面にトナー汚れが付着することを抑制しつつ、クリーナー３４に供給するトナー量を最適な状態に維持することが可能である。

ところで、プリントジョブの実行開始後に最初のトナーパッチ５２を形成するときの露光条件は、記録材９のサイズに応じた条件を設定するようにしても良い。すなわち、記録材９のサイズが変わると、感光体３０の表面に形成されるトナー画像５１のサイズが変わる。これに伴い、トナー画像５１の副走査方向のサイズも変わることから、１枚のトナー画像を中間転写ベルト２４に転写するのに必要となる感光体３０の走行距離（回転数）が記録材９のサイズに応じて変化することになる。プリントジョブに基づくトナー画像５１は１００％近い一次転写率で感光体３０から中間転写ベルト２４に転写されるため、トナー画像５１の副走査方向のサイズが大きくなると、クリーナー３４にトナーが供給されない状態が長時間継続することになる。そのため、記録材９のサイズが大きくなれば、２つのトナー画像５１，５１の間でクリーナー３４に供給すべきトナー量が多くなる。逆に記録材９のサイズが小さい場合には、２つのトナー画像５１，５１の間でクリーナー３４に供給すべきトナー量が少なくなる。このようなことから、トナーパッチ５２を形成するときの露光条件を記録材９のサイズに応じて調整し、トナーパッチ５２のトナー量を記録材９のサイズに応じて決定するようにしても構わない。その一例を下記の表１に示す。

例えば表１において「Ａ４Ｌ」の記録材９に着目すると、記録材９の副走査方向の長さが２１０ｍｍとなり、２つのトナー画像５１，５１の間に形成すべきトナーパッチ５２のトナー必要量が１ｍｇ／枚となる。一方、トナーパッチ５２を形成するときの露光条件をある一定の条件とした場合、１回当たりのトナーパッチ５２でクリーナー３４に供給することができるトナー量は１．００ｍｇ／回である。このトナー量は、記録材９のサイズにかかわらず一定である。

次に「Ａ６Ｓ」の記録材９に着目すると、記録材９の副走査方向の長さが１０５ｍｍとなり、２つのトナー画像５１，５１の間に形成すべきトナーパッチ５２のトナー必要量が０．５０ｍｇ／枚となる。すなわち、「Ａ４Ｌ」の記録材９を基準として比較すると、「Ａ６Ｓ」の記録材９は、副走査方向の長さが１／２となるため、トナーパッチ５２を形成することができる隙間が２倍の出現頻度で発生する。そのため、その隙間に形成すべきトナーパッチ５２のトナー必要量が、「Ａ４Ｌ」の記録材９の半分の０．５ｍｇ／枚となるのである。したがって、パッチ調整部４２は、記録材９が「Ａ６Ｓ」である場合、「Ａ４Ｌ」のときの露光量を１／２に低下させても良いし、露光時間を１／２に設定してトナーパッチ５２の副走査方向の幅を１／２にしても良い。また、パッチ調整部４２は、トナー画像５１とトナー画像５１との隙間が出現する度に毎回トナーパッチ５２を形成するのではなく、隙間が２回出現する度にトナーパッチ５２を１回形成するようにしても良い。

次に「Ａ３Ｓ」の記録材９に着目すると、記録材９の副走査方向の長さが４２０ｍｍとなり、２つのトナー画像５１，５１の間に形成すべきトナーパッチ５２のトナー必要量が２．００ｍｇ／枚となる。すなわち、「Ａ４Ｌ」の記録材９を基準として比較すると、「Ａ３Ｓ」の記録材９は、副走査方向の長さが２倍となるため、トナーパッチ５２を形成することができる隙間の出現頻度が１／２となる。そのため、その隙間に形成すべきトナーパッチ５２のトナー必要量が、「Ａ４Ｌ」の記録材９の２倍の２．０ｍｇ／枚となるのである。したがって、パッチ調整部４２は、記録材９が「Ａ３Ｓ」である場合、「Ａ４Ｌ」のときの露光量を２倍に上昇させても良いし、露光時間を２倍に設定してトナーパッチ５２の副走査方向の幅を２倍にしても良い。

このようにパッチ調整部４２は、記録材９のサイズに応じてトナーパッチ５２を形成するときのトナー量を調整することで、どのようなサイズの記録材９が使用される場合であってもプリントジョブの実行中においてクリーナー３４に対してクリーニング性能を低下させない程度のトナーを供給することができるようになる。尚、この場合であっても、プリントジョブの実行中は、上述した通り、濃度検出センサ２８によって検出されるトナーパッチ５２の濃度値に基づいて次回以降に形成されるトナーパッチ５２のトナー量が調整されることは勿論である。

（第２実施形態）
次に本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態では、互い隣り合う２つのトナー画像５１，５１の間に複数のトナーパッチ５２を形成する例について説明する。尚、本実施形態においても、画像形成装置１の構成は第１実施形態で説明したものと同様である。

図８は、本実施形態において感光体３０の表面に形成されるトナーパッチ５２の例を示す図である。図８に示すように、ジョブ制御部４０がプリントジョブの実行を開始すると、感光体３０の表面には、プリントジョブに含まれる画像データに応じたトナー画像５１が順次形成されていく。

一方、パッチ形成部４１は、互いに隣り合う２つのトナー画像５１，５１の間に２つのトナーパッチ５２，５２を形成する。例えば図８では、隣り合う２つのトナー画像５１，５１の隙間が出現する度に毎回、２つのトナーパッチ５２，５２を形成する場合を示している。また、２つのトナーパッチ５２，５２のトナー濃度は同一である。

パッチ形成部４１は、それら２つのトナーパッチ５２，５２が一次転写位置を通過するとき、一方のトナーパッチ５２をトナー画像５１と同様に中間転写ベルト２４に転写させ、他方のトナーパッチ５２の転写を抑制する。すなわち、パッチ形成部４１は、先のトナー画像５１に続いて形成された一つ目のトナーパッチ５２が一次転写位置を通過するときには、一次転写ローラ２２に印加されている一次転写バイアス電圧Ｖ１をオン状態のまま保持し、二つ目のトナーパッチ５２が一次転写位置を通過するときには、一次転写ローラ２２に印加されている一次転写バイアス電圧Ｖ１をオフにする。一次転写バイアス電圧Ｖ１をオフにするのではなく、一次転写バイアス電圧Ｖ１と逆極性となる電圧を印加しても良い。これにより、一つ目のトナーパッチ５２は、１００％に近い一次転写率で中間転写ベルト２４に転写される。また二つ目のトナーパッチ５２は、中間転写ベルト２４への転写が抑制されるため、中間転写ベルト２４に転写されるトナー量が少なくなる。

図９は、本実施形態において中間転写ベルト２４に転写されるトナーパッチ５２の例を示す図である。上記のように２つのトナーパッチ５２，５２のそれぞれが一次転写位置を通過するときの一次転写バイアス電圧Ｖ１を変化させることにより、中間転写ベルト２４には、トナー濃度が濃い状態のトナーパッチ５２ａと、トナー濃度が薄い状態のトナーパッチ５２ｂとの２種類のトナーパッチ５２ａ，５２ｂが形成される。これら２種類のトナーパッチ５２ａ，５２ｂはいずれも濃度検出センサ２８が設けられた位置を通過するときにトナー濃度が検出される。すなわち、濃いトナーパッチ５２ａから検出されるトナー濃度は、図５に示した破線Ｌ２の濃度値Ｄ２に相当する。また、薄いトナーパッチ５２ｂから検出されるトナー濃度は、図５に示した実線Ｌ１の濃度値Ｄ１に相当する。つまり、本実施形態の画像形成装置１は、２つのトナーパッチ５２，５２の一次転写率を切り替えることにより、図５に示した濃度値Ｄ１，Ｄ２の双方を実測する点が第１実施形態と異なる点である。このように濃度値Ｄ１，Ｄ２の双方を実測することにより、一次転写位置を通過した後に感光体３０の表面に残留しているトナーパッチ５２ｂのトナーの濃度値Ｄ３を正確に算出することができるという利点がある。

次に、本実施形態の画像形成装置１における動作の一例について説明する。コントローラ７による主たる処理手順は、第１実施形態において示した図６のフローチャートと同様である。これに対し、本実施形態では、トナーパッチ処理（ステップＳ４）が第１実施形態とは異なる。以下、本実施形態のトナーパッチ処理（ステップＳ４）について説明する。

図１０は、本実施形態におけるトナーパッチ処理（ステップＳ４）の詳細な処理手順の一例を示すフローチャートである。コントローラ７は、トナーパッチ処理（ステップＳ４）を開始すると、まずトナーパッチ５２を形成するための露光条件を設定する（ステップＳ３０）。この処理は、図７に示したステップＳ７の処理と同様である。そしてコントローラ７は、露光条件を設定すると、その露光条件に基づいてトナーパッチ５２を形成する（ステップＳ３１）。このとき、コントローラ７は、２つのトナー画像５１，５１の間に同一のトナー濃度である２つのトナーパッチ５２，５２を形成する。そしてコントローラ７は、１つ目のトナーパッチ５２が一次転写位置を通過するときは一次転写バイアス電圧Ｖ１をオンのまま保持し（ステップＳ３２）、２つ目のトナーパッチ５２が一次転写位置を通過するときには一次転写バイアス電圧Ｖ１をオフにする（ステップＳ３３）。これにより、トナー濃度の異なる２種類のトナーパッチ５２ａ，５２ｂを中間転写ベルト２４に形成することができる。

その後、コントローラ７は、濃度検出センサ２８によって検出される２種類のトナーパッチ５２ａ，５２ｂの濃度値Ｄ１，Ｄ２を取得し（ステップＳ３４）、感光体３０の表面に残留しているトナーパッチ５２ｂの濃度値Ｄ３を算出する。コントローラ７は、その濃度値Ｄ３が所定の下限値以上であるか否かを判断し（ステップＳ３６）、濃度値Ｄ３が下限値未満である場合（ステップＳ３６でＮＯ）、次にトナーパッチ５２を形成するときの露光量をアップさせる（ステップＳ３７）。これにより、次のトナーパッチ５２は、クリーナー３４のクリーニング性能を低下させないトナー量で形成されるようになる。

一方、濃度値Ｄ３が下限値以上である場合（ステップＳ３６でＹＥＳ）、次にコントローラ７は、トナーパッチ５２ａの濃度値Ｄ２が所定の上限値未満であるか否かを判断し（ステップＳ３８）、濃度値Ｄ２が上限値以上である場合（ステップＳ３８でＮＯ）、次にトナーパッチ５２を形成するときの露光量をダウンさせる（ステップＳ３９）。これにより、次のトナーパッチ５２は、記録材９の裏面にトナー汚れを出現させない程度のトナー量で形成されるようになる。

続いてコントローラ７は、他の露光条件を変更する必要があるか否かを判断し（ステップＳ４０）、他の露光条件を変更する必要がある場合（ステップＳ４０でＹＥＳ）、露光時間及び露光頻度を変更する（ステップＳ４１，Ｓ４２）。尚、他の露光条件を変更する必要がない場合（ステップＳ４０でＮＯ）、トナーパッチ処理（ステップＳ４）が終了する。

ところで、上記においては、プリントジョブの実行中にトナーパッチ５２を形成するとき、毎回トナー濃度が同一である２つのトナーパッチ５２を形成する場合を例示した。しかし、これに限られるものではなく、プリントジョブの実行開始後に最初のトナーパッチ５２を形成するときに、トナー濃度が同一である２つのトナーパッチ５２を形成し、それ以降のトナーパッチ５２を形成するときには最適なトナー量（トナー濃度）に調整されたトナーパッチ５２を１つだけ形成するようにしても良い。

図１１は、最初にトナー濃度が同一の２つのトナーパッチ５２，５２を形成し、２回目以降はトナー濃度が調整されたトナーパッチ５２を１つだけ形成する場合を例示する図である。図１１に示すように、ジョブ制御部４０がプリントジョブの実行を開始すると、感光体３０の表面には、プリントジョブに含まれる画像データに応じたトナー画像５１が順次形成されていく。パッチ形成部４１は、プリントジョブの実行開始後、互いに隣り合う２つのトナー画像５１，５１の間に最初のトナーパッチ５２を形成するとき、同一のトナー濃度である２つのトナーパッチ５２，５２を形成する。

パッチ形成部４１は、それら２つのトナーパッチ５２，５２が一次転写位置を通過するとき、一方のトナーパッチ５２をトナー画像５１と同様に中間転写ベルト２４に転写させ、他方のトナーパッチ５２の転写を抑制する。これにより、一方のトナーパッチ５２は、１００％に近い一次転写率で中間転写ベルト２４に転写され、他方のトナーパッチ５２は、中間転写ベルト２４への転写が抑制される。そしてパッチ調整部４２が中間転写ベルト２４に転写された２種類のトナーパッチ５２ａ，５２ｂの濃度値Ｄ１，Ｄ２を取得し、２回目以降のトナーパッチ５２を形成するときのトナー濃度が所定の上限値及び下限値の範囲内となるように調整する。したがって、パッチ形成部４１は、図１１に示すように、プリントジョブの実行中に２回目以降のトナーパッチ５２を形成するとき、トナー濃度が最適な状態に調整されたトナーパッチ５２を１つだけ形成することができる。

尚、本実施形態において上述した点以外については、第１実施形態で説明したものと同様である。

（第３実施形態）
次に本発明の第３実施形態について説明する。上述した第２実施形態では、トナー濃度が同一の２つのトナーパッチ５２，５２を形成して中間転写ベルト２４に転写されるトナー濃度を測定する場合を例示した。本実施形態では、プリントジョブの実行開始後に最初のトナーパッチ５２を形成するとき、互いにトナー濃度の異なる２種類のトナーパッチを形成する例について説明する。

図１２は、最初にトナー濃度が異なる２種類のトナーパッチ５２ｃ，５２ｄを形成し、２回目以降はトナー濃度が調整されたトナーパッチ５２を１つだけ形成する場合を例示する図である。図１２に示すように、ジョブ制御部４０がプリントジョブの実行を開始すると、感光体３０の表面には、プリントジョブに含まれる画像データに応じたトナー画像５１が順次形成されていく。パッチ形成部４１は、プリントジョブの実行開始後、互いに隣り合う２つのトナー画像５１，５１の間に最初のトナーパッチ５２を形成するとき、例えば露光ユニット２０による露光量を変化させることによって互いにトナー濃度の異なる２種類のトナーパッチ５２ｃ，５２ｄを感光体３０に形成する。

パッチ形成部４１は、それら２種類のトナーパッチ５２ｃ，５２ｄが一次転写位置を通過するとき、トナーパッチ５２が中間転写ベルト２４に転写されることを抑制する。つまり、２種類のトナーパッチ５２ｃ，５２ｄはいずれも中間転写ベルト２４への一次転写が抑制された同条件下で一次転写位置を通過させるのである。これにより、２種類のトナーパッチ５２ｃ，５２ｄは、互いに等しい一次転写率で中間転写ベルト２４に転写される。

パッチ調整部４２は、中間転写ベルト２４に転写された２種類のトナーパッチ５２ｃ，５２ｄの濃度値を取得する。このとき取得する２つの濃度値はいずれも図５に示した実線Ｌ１上に位置する濃度値である。したがって、パッチ調整部４２は、２つの濃度値が通る直線を算出することにより、図５に示す実線Ｌ１に相当する特性線を正確に求めることができる。そしてパッチ調整部４２は、正確な実線Ｌ１を求めた後、次回以降のトナーパッチ５２を形成するときのトナー濃度が所定の上限値及び下限値の範囲内となるように調整するのである。したがって、パッチ形成部４１は、図１２に示すように、プリントジョブの実行中に２回目以降のトナーパッチ５２を形成するとき、トナー濃度が最適な状態に調整されたトナーパッチ５２を１つだけ形成することができる。

上記のようなトナーパッチ５２を形成するためのコントローラ７による主たる処理手順は、第１実施形態において示した図６のフローチャートと同様である。これに対し、本実施形態では、トナーパッチ処理（ステップＳ４）が第１及び第２実施形態とは異なる。以下、本実施形態のトナーパッチ処理（ステップＳ４）について説明する。

図１３は、第３実施形態におけるトナーパッチ処理（ステップＳ４）の詳細な処理手順の一例を示すフローチャートである。コントローラ７は、トナーパッチ処理（ステップＳ４）を開始すると、まずプリントジョブの実行開始後の最初のトナーパッチ５２であるか否かを判断する（ステップＳ５１）。最初のトナーパッチ５２である場合（ステップＳ５１でＹＥＳ）、コントローラ７は、第１のトナーパッチ５２ｃを形成するための第１の露光条件を設定し（ステップＳ５２）、第１の露光条件に基づいて感光体３０に第１のトナーパッチ５２ｃを形成する（ステップＳ５３）。次にコントローラ７は、第２のトナーパッチ５２ｄを形成するための第２の露光条件を設定し（ステップＳ５４）、第２の露光条件に基づいて感光体３０に第２のトナーパッチ５２ｄを形成する（ステップＳ５５）。これにより、感光体３０の表面に、トナー濃度の異なる２種類のトナーパッチ５２ｃ，５２ｄが形成される。

そしてコントローラ７は、２種類のトナーパッチ５２ｃ，５２ｄが一次転写位置を通過するときに一次転写ローラ２２の一次転写バイアス電圧Ｖ１をオフにする（ステップＳ５６）。これにより、トナー濃度の異なる２種類のトナーパッチ５２ｃ，５２ｄは、中間転写ベルト２４への一次転写率が抑制された状態で中間転写ベルト２４に転写される。

その後、コントローラ７は、濃度検出センサ２８によって検出される２種類のトナーパッチ５２ｃ，５２ｄの濃度値を取得し（ステップＳ５７）、図５の実線Ｌ１に相当する特性線を算出する（ステップＳ５８）。コントローラ７は、その特性線に基づき、トナーパッチ５２のトナー量が所定の上限値及び下限値の範囲内となる露光量を決定する（ステップＳ５９）。これにより、次回以降のトナーパッチ５２は、所定の上限値及び下限値の範囲内となるトナー量に調整されるようになる。

続いてコントローラ７は、他の露光条件を変更する必要があるか否かを判断し（ステップＳ６０）、他の露光条件を変更する必要がある場合（ステップＳ６０でＹＥＳ）、露光時間及び露光頻度を変更する（ステップＳ６１，Ｓ６２）。尚、他の露光条件を変更する必要がない場合（ステップＳ６０でＮＯ）、トナーパッチ処理（ステップＳ４）が終了する。

また、プリントジョブの実行開始後の最初のトナーパッチ５２でない場合（ステップＳ５１でＮＯ）、コントローラ７は、既に決定されている露光条件を設定し（ステップＳ６３）、その露光条件に基づいて感光体３０にトナーパッチ５２を形成する（ステップＳ６４）。そしてコントローラ７は、そのトナーパッチ５２が一次転写位置を通過するときに一次転写ローラ２２の一次転写バイアス電圧Ｖ１をオフにする（ステップＳ６５）。その後、コントローラ７は、濃度検出センサ２８によって検出されるトナーパッチ５２の濃度値Ｄ１を取得し（ステップＳ６６）、トナーパッチ５２のトナー量が所定の上限値及び下限値の範囲内であるか否かを判断する（ステップＳ６７）。所定の上限値及び下限値の範囲内であれば、適切なトナー量がクリーナー３４に供給されており、しかも記録材９の裏面においてトナー汚れが目立たない状態となっているため、露光量の更なる調整などは必要ない。そのため、トナーパッチ５２のトナー量が所定の上限値及び下限値の範囲内であれば（ステップＳ６７でＹＥＳ）、トナーパッチ処理（ステップＳ４）が終了する。

これに対し、トナーパッチ５２のトナー量が所定の上限値及び下限値の範囲内でない場合（ステップＳ６７でＮＯ）、コントローラ７は、露光量の再調整を行う（ステップＳ６８）。この再調整の処理は、例えば第１実施形態で説明した処理を採用すれば良い。露光量を再調整した場合、コントローラ７による処理は、ステップＳ６０へ進む。そのため、必要に応じて露光時間や露光頻度などの他の露光条件が再調整されることになる。

本実施形態では、プリントジョブの実行開始後の最初のトナーパッチ５２を形成するときにトナー濃度の異なる２種類のトナーパッチ５２ｃ，５２ｄを形成する場合を例示した。しかし、トナーパッチ５２の種類は、２種類に限られるものではなく、３種類以上であっても構わない。図１４は、３種類のトナーパッチ５２ｃ，５２ｄ，５２ｅを形成する例を示す図である。図１４（ａ）には、１枚目のトナー画像５１と２枚目のトナー画像５１との間にトナー濃度の異なる３種類のトナーパッチ５２ｃ，５２ｄ，５２ｅを形成した例を示している。このように３種類以上のトナーパッチ５２ｃ，５２ｄ，５２ｅを形成して図５の実線Ｌ１に相当する特性線を算出するようにすれば、特性線の信頼性が上がるという利点がある。

また、２つのトナー画像５１，５１の間に３種類以上のトナーパッチ５２を形成することが困難である場合は、図１４（ｂ）に示すように３種類のトナーパッチ５２ｃ，５２ｄ，５２ｅを１つずつ形成するようにしても良い。この場合、３つ目のトナーパッチ５２ｅは、３枚目のトナー画像５１と４枚目のトナー画像５１との間に形成されるため、図５の実線Ｌ１に相当する特性線を算出する処理は、３枚目のトナー画像５１が形成された後に行われることになる。

尚、本実施形態において上述した点以外については、第１実施形態又は第２実施形態で説明したものと同様である。

（第４実施形態）
次に本発明の第４実施形態について説明する。本実施形態では、トナーパッチ５２を形成するとき、その前に感光体３０に形成されたトナー画像５１の主走査方向Ｘの印字率に応じてトナーパッチ５２の主走査方向Ｘのトナー量を調整する例について説明する。

図１５は、本実施形態において形成されるトナーパッチ５２の例を示す図である。本実施形態では、パッチ形成部４１がトナーパッチ５２を形成するとき、その直前のトナー画像５１の主走査方向Ｘの印字率（濃度分布）を算出し、その印字率を解析する。例えば図１５（ａ）に示すように、パッチ形成部４１は、トナーパッチ５２を形成することが可能な主走査方向Ｘの全領域を複数の領域Ｒ１〜Ｒ８に分割し、各領域Ｒ１〜Ｒ８における直前のトナー画像５１の印字率（濃度分布）を算出する。このとき、パッチ形成部４１は、印字率算出手段として機能する。

そしてパッチ形成部４１は、トナーパッチ５２を形成するとき、直前のトナー画像５１の印字率に応じて領域Ｒ１〜Ｒ８に使用するトナー量を調整する。例えば、パッチ形成部４１は、図１５（ｂ）に示すように、複数の領域Ｒ１〜Ｒ８のうち、直前のトナー画像５１において印字率の高い領域のトナー濃度を低く設定し、逆に印字率の低い領域のトナー濃度を高く設定してトナーパッチ５２を形成する。この場合、感光体３０に形成されるトナーパッチ５２は、主走査方向Ｘにトナー濃度が異なるパッチ画像となる。つまり、トナー濃度が高い領域ではトナー量が多くなり、トナー濃度が低い領域ではトナー量が少なくなる。

また印字率に応じてトナー濃度を調整するのではなく、図１５（ｃ）に示すように、印字率に応じて露光時間を調整することでトナーパッチ５２の副走査方向Ｙの幅（長さ）を変化させるようにしても良い。すなわち、パッチ形成部４１は、図１５（ｃ）に示すように、複数の領域Ｒ１〜Ｒ８のうち、直前のトナー画像５１において印字率の高い領域の露光時間を短く設定し、逆に印字率の低い領域の露光時間を長く設定してトナーパッチ５２を形成する。これにより、感光体３０に形成されるトナーパッチ５２は、主走査方向Ｘに沿って配置される領域Ｒ１〜Ｒ８ごとに、副走査方向Ｙの長さが異なるパッチ画像となる。つまり、副走査方向Ｙに長い領域ではトナー量が多くなり、副走査方向Ｙに短い領域ではトナー量が少なくなる。

このように主走査方向Ｘを複数の領域Ｒ１〜Ｒ８に分割し、トナーパッチ５２を形成するときには直前のトナー画像５１の印字率に応じて各領域で使用するトナー量を調整することにより、プリントジョブの実行中においてクリーナー３４に供給されるトナー量を主走査方向Ｘにおいて均一な状態にすることができる。その結果、クリーナー３４と感光体３０との摩擦力を主走査方向Ｘにおいて均等にできるので、クリーナーブレードに局色的な不良が発生することを抑制することが可能である。また、本実施形態によれば、トナーパッチ５２を形成する際のトナー量を最小限に抑えることも可能であるため、トナーの消費量を削減することも可能である。

本実施形態では、トナーパッチ５２を形成するとき、その直前の１枚のトナー画像５１の主走査方向Ｘの印字率を解析し、トナーパッチ５２の主走査方向Ｘのトナー量を調整する場合を例示した。しかし、パッチ形成部４１が解析対象とするトナー画像５１は、直前の１枚のトナー画像５１に限られるものではなく、例えば所定枚数のトナー画像５１が形成される度にトナーパッチ５２を１回形成する場合には、トナーパッチ５２を形成する前の所定枚数のトナー画像５１を解析対象とすることが好ましい。

また、本実施形態のように複数の領域Ｒ１〜Ｒ８のトナー量を個別に調整する場合には、濃度検出センサ２８を各領域Ｒ１〜Ｒ８に対して個別に設けておき、各濃度検出センサ２８が各領域Ｒ１〜Ｒ８のトナー濃度を検出できるような構成とすることが好ましい。

尚、上記においては、パッチ形成部４１が直前のトナー画像５１の主走査方向Ｘの印字率を算出し、その印字率に基づいて各領域Ｒ１〜Ｒ８に使用するトナー量を調整する場合を例示したが、これに限られるものではなく、同様の処理をパッチ調整部４２において行うようにしても構わない。また、本実施形態において説明した主走査方向Ｘのトナー量を調整する手法は、上述した第１乃至第３実施形態のいずれにも適用可能なものである。

（変形例）
以上、本発明に関する幾つかの実施形態について説明した。しかし、本発明は、上記各実施形態において説明した内容のものに限られるものではなく、種々の変形例が適用可能である。

例えば上記実施形態では、画像形成装置１がプリンタとして構成される場合を例示したが、これに限られるものではない。例えば、画像形成装置１は、ＭＦＰ（Multifunction Peripherals）などのように複数の機能を備える装置として構成され、プリンタ機能がそれら複数の機能のうちの１つの機能として搭載されたものであっても構わない。

また、上記実施形態では、画像形成装置１が、カラー画像を形成することが可能なカラー機である場合を例示した。しかし、これに限られるものではなく、画像形成装置１は、モノクロ画像のみを形成することが可能なモノクロ専用機であっても構わない。

１ 画像形成装置
３ 画像形成部
７ コントローラ（転写制御手段）
９ 記録材
２１（２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋ） 画像形成ユニット
２２（２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋ） 一次転写ローラ
２４ 中間転写ベルト（中間転写体）
２８（２８ａ〜２８ｄ） 濃度検出センサ（濃度検出手段）
３０ 感光体
３４ クリーナー
４０ ジョブ制御部（ジョブ制御手段）
４１ パッチ形成部（パッチ形成手段）
４２ パッチ調整部（パッチ調整手段）

Claims (13)

1. 感光体の表面にトナー画像を形成し、該トナー画像を記録材へ転写させて出力する画像形成装置であって、
   前記感光体のトナー画像を一次転写して前記記録材に二次転写させる中間転写体と、
   前記感光体の表面に残留する残留トナーを除去するクリーナーと、
   前記感光体の表面に対して複数のトナー画像が連続形成されるとき、隣り合う２つのトナー画像の間にトナーパッチを形成するパッチ形成手段と、
   前記感光体から前記中間転写体へ一次転写される前記トナーパッチの濃度を検出する濃度検出手段と、
   前記濃度検出手段の検出結果に基づいて前記トナーパッチを形成するときのトナー量を調整するパッチ調整手段と、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記感光体の表面に形成される前記トナーパッチが前記中間転写体へ転写されることを抑制する転写制御手段、
   を更に備え、
   前記濃度検出手段は、前記転写制御手段によって前記中間転写体への転写が抑制された状態で前記中間転写体へ一次転写される前記トナーパッチの濃度を検出することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記パッチ調整手段は、前記濃度検出手段の検出結果に基づき、前記トナーパッチを形成するときのトナー濃度を調整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. 前記パッチ調整手段は、前記トナーパッチを形成するときのトナー濃度を予め定められた上限値及び下限値の範囲内となるように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。
5. 前記パッチ調整手段は、前記パッチ形成手段が前記感光体を露光するときの露光量を制御することにより、前記トナーパッチのトナー濃度を調整することを特徴とする請求項３又は４に記載の画像形成装置。
6. 前記パッチ調整手段は、前記パッチ形成手段が前記感光体を帯電させるときの帯電電位を制御することにより、前記トナーパッチのトナー濃度を調整することを特徴とする請求項３乃至５のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 前記パッチ調整手段は、前記パッチ形成手段が前記感光体の表面にトナーを付与して現像するときの現像バイアスを制御することにより、前記トナーパッチのトナー濃度を調整することを特徴とする請求項３乃至６のいずれかに記載の画像形成装置。
8. 前記パッチ調整手段は、前記濃度検出手段の検出結果に基づき、前記トナーパッチの副走査方向の幅を調整することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の画像形成装置。
9. 前記パッチ調整手段は、前記濃度検出手段の検出結果に基づき、前記トナーパッチの形成頻度を調整することを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の画像形成装置。
10. 前記パッチ調整手段は、前記記録材のサイズに応じて、前記トナーパッチを形成するときのトナー量を調整することを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の画像形成装置。
11. 前記パッチ調整手段は、前記記録材のサイズに応じて、前記トナーパッチの形成頻度を調整することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の画像形成装置。
12. 前記感光体の表面に形成されるトナー画像の主走査方向の印字率を算出する印字率算出手段、
    を更に備え、
    前記パッチ調整手段は、前記印字率算出手段によって算出される印字率に応じて、前記トナーパッチを形成するときの主走査方向のトナー量を調整することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の画像形成装置。
13. 感光体の表面にトナー画像を形成し、該トナー画像を中間転写体に一次転写させた後に記録材へ二次転写させて出力する画像形成装置において、前記感光体の表面に対して複数のトナー画像が連続形成されるときに隣り合う２つのトナー画像の間にトナーパッチを形成するトナーパッチ形成方法であって、
    前記感光体の表面にトナーパッチを形成する第１工程と、
    前記感光体から前記中間転写体へ一次転写される前記トナーパッチの濃度を検出する第２工程と、
    前記第２工程における検出結果に基づいて次にトナーパッチを形成するときのトナー量を調整する第３工程と、
    を有することを特徴とするトナーパッチ形成方法。

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