JP2023043318A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】検知装置によって検知パターンを正常に検知できなくなってしまう不具合を生じにくくする。【解決手段】画像形成時に、所定の作像条件に基づいて、作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋによって中間転写ベルト８の非画像領域Ｎに形成された検知パターンＴＰを、光学センサ９５Ａ、９５Ｂによって検知する第１検知モードと、非画像形成時に、所定の作像条件に比べて画像濃度が高くなる作像条件に基づいて、作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋによって中間転写ベルト８の非画像領域Ｎに形成された検知パターンＴＰを、光学センサ９５Ａ、９５Ｂによって検知する第２検知モードと、が所定条件に基づいて切り替えられる。【選択図】図４

Description

この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の画像形成装置に関するものである。

従来から、複写機やプリンタ等の画像形成装置において、中間転写ベルトなどの像担持体の非画像領域に検知パターン（テストパターン）を形成して、その検知パターンを検知装置（ＴＭセンサ）で検知した結果に基づいて、作像条件を調整（プロセス制御）する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

詳しくは、特許文献１では、画像形成時（印刷中）に、画像領域に形成する画像とは別に、中間転写ベルト（像担持体）における幅方向両端の非画像領域にテストパターン（検知パターン）を形成して、そのテストパターンをＴＭセンサ（検知装置）で光学的に検知している。そして、ＴＭセンサの検知結果に基づいて、露光装置の書込みタイミングやトナー濃度制御などプロセス制御をおこなっている。

従来の画像形成装置は、像担持体の非画像領域に形成した検知パターンの画像濃度が低下してしまったときに、検知装置によって検知パターンを正常に検知できなくなってしまうことがあった。そして、そのような場合には、作像条件を適正に調整することができなかった。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、検知装置によって検知パターンを正常に検知できなくなってしまう不具合が生じにくい、画像形成装置を提供することにある。

この発明における画像形成装置は、像担持体と、画像形成時において所定の作像条件に基づいて前記像担持体の表面における画像領域内に所望のトナー像を形成する作像部と、前記作像部によって前記像担持体の表面における非画像領域に形成されたトナー像としての検知パターンを検知可能な検知装置と、を備え、画像形成時に、前記所定の作像条件に基づいて、前記作像部によって前記像担持体の前記非画像領域に形成された前記検知パターンを、前記検知装置によって検知する第１検知モードと、非画像形成時に、前記所定の作像条件に比べて画像濃度が高くなる作像条件に基づいて、前記作像部によって前記像担持体の前記非画像領域に形成された前記検知パターンを、前記検知装置によって検知する第２検知モードと、が所定条件に基づいて切り替えられるものである。

本発明によれば、検知装置によって検知パターンを正常に検知できなくなってしまう不具合が生じにくい、画像形成装置を提供することができる。

この発明の実施の形態における画像形成装置を示す全体構成図である。 作像部の一部を拡大して示す構成図である。 中間転写ベルトとその近傍とを示す概略図である。 （Ａ）第１検知モード時に中間転写ベルトの表面に形成される画像を示す上面図と、（Ｂ）第２検知モード時に中間転写ベルトの表面に形成される画像を示す上面図と、である。 検知パターンを検知したときの光学センサの出力変化の一例を示すグラフである。 第１検知モード時の制御を示すフローチャートである。 第２検知モード時の制御を示すフローチャートである。

以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。

まず、図１及び図２にて、画像形成装置１００における全体の構成・動作について説明する。
図１は画像形成装置としてのプリンタを示す構成図であり、図２はその作像部の一部を示す拡大図である。
図１に示すように、画像形成装置本体１００の中央には、像担持体としての中間転写ベルト８（中間転写体）が設置されている。また、中間転写ベルト８に対向するように、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ（感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ）が並設されている。
なお、画像形成装置本体１００の外装部には、プリント動作（画像形成動作）に関わる情報が表示されたり操作をおこなったりするための操作表示パネル１１０（情報取得手段）が設置されている。

図２を参照して、イエローに対応した作像部６Ｙは、感光体ドラム１Ｙと、感光体ドラム１Ｙ（感光体）の周囲に配設された帯電装置４Ｙ、現像装置５Ｙ、クリーニング装置２Ｙ、潤滑剤供給装置３、除電装置（不図示）、等で構成されている。そして、感光体ドラム１Ｙ上で、作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程、除電工程）がおこなわれて、感光体ドラム１Ｙ上にイエロー画像が形成されることになる。

なお、他の３つの作像部６Ｍ、６Ｃ、６Ｋも、使用されるトナーの色が異なる以外は、イエローに対応した作像部６Ｙとほぼ同様の構成となっていて、それぞれのトナー色に対応した画像が形成される。以下、他の３つの作像部６Ｍ、６Ｃ、６Ｋの説明を適宜に省略して、イエローに対応した作像部６Ｙのみの説明をおこなうことにする。

図２を参照して、感光体としての感光体ドラム１Ｙは、メインモータによって反時計方向に回転駆動される。そして、帯電装置４Ｙの位置で、感光体ドラム１Ｙの表面が一様に帯電される（帯電工程である。）。具体的に、制御部９０によって制御される帯電電源９１から帯電装置４Ｙ（帯電ローラ）に所定の帯電バイアス（－６００Ｖ程度である。）が印加される。
その後、感光体ドラム１Ｙの表面は、露光装置７から発せられたレーザ光Ｌ（露光光）の照射位置に達して、この位置での幅方向（図１、図２の紙面垂直方向であって、主走査方向である。）の露光走査によってイエローに対応した静電潜像が形成される（露光工程である。）。このとき、制御部９０によって制御される露光装置７の露光量は１００％であって、感光体ドラム１Ｙの表面（静電潜像が形成された部分である。）に０～－１００Ｖ程度の潜像電位（表面電位）が形成される。

その後、感光体ドラム１Ｙの表面は、現像装置５Ｙとの対向位置に達して、この位置で静電潜像が現像されて、イエローのトナー像が形成される（現像工程である。）。具体的に、制御部９０によって制御される現像電源９２から現像装置５Ｙ（現像ローラ５１Ｙ）に所定の現像バイアス（－５００Ｖ程度である。）が印加される。
その後、感光体ドラム１Ｙの表面は、中間転写ベルト８及び１次転写ローラ９Ｙとの対向位置に達して、この位置で感光体ドラム１の表面に形成されたトナー像が中間転写ベルト８の表面に１次転写される（１次転写工程である。）。このとき、感光体ドラム１Ｙ上には、僅かながら未転写トナーが残存する。

その後、感光体ドラム１Ｙの表面は、クリーニング装置２Ｙとの対向位置に達して、この位置で感光体ドラム１Ｙ上に残存した未転写トナーがクリーニングブレード２ａによってクリーニング装置２Ｙ内に回収される（クリーニング工程である。）。
ここで、クリーニング装置２Ｙの内部には、潤滑剤供給ローラ３ａ、固形潤滑剤３ｂ、圧縮スプリング３ｃなどからなる潤滑剤供給装置３（感光体用潤滑剤供給装置）が内設されている。そして、図２の時計方向に回転する潤滑剤供給ローラ３ａによって、固形潤滑剤３ｂから潤滑剤が少量ずつ削られて、潤滑剤供給ローラ３ａによって感光体ドラム１Ｙの表面に潤滑剤が供給されることになる。
最後に、感光体ドラム１Ｙの表面は、除電装置（不図示）との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム１上の残留電位が除去される。
こうして、感光体ドラム１Ｙ上でおこなわれる、一連の作像プロセスが終了する。

なお、上述した作像プロセスは、他の作像部６Ｍ、６Ｃ、６Ｋでも、イエロー作像部６Ｙと同様におこなわれる。すなわち、作像部の上方に配設された露光装置７から、画像情報に基づいたレーザ光Ｌが、各作像部６Ｍ、６Ｃ、６Ｋの感光体ドラム１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上に向けて照射される。詳しくは、露光装置７は、光源からレーザ光Ｌを発して、そのレーザ光Ｌを回転駆動されたポリゴンミラーで走査しながら、複数の光学素子を介して感光体ドラム上に照射する。
その後、各現像装置５Ｍ、５Ｃ、５Ｋによる現像工程を経て各感光体ドラム１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト８上に重ねて１次転写する。こうして、中間転写ベルト８上にカラー画像が形成される。

ここで、中間転写体としての中間転写ベルト８は、複数のローラ部材１６～２２によって張架・支持されるとともに、駆動モータによる１つのローラ部材（駆動ローラ１６）の回転駆動によって図３中の矢印方向に無端移動される。
４つの１次転写ローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋは、それぞれ、中間転写ベルト８を感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋとの間に挟み込んで１次転写ニップを形成している。そして、１次転写ローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋに、トナーの極性とは逆の極性の転写電圧（１次転写バイアス）が印加される。
そして、中間転写ベルト８は、矢印方向に走行して、１次転写ローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋの１次転写ニップを順次通過する。こうして、感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上の各色のトナー像が、中間転写ベルト８の表面に重ねて１次転写される（１次転写工程である。）。

その後、各色のトナー像が重ねて１次転写された中間転写ベルト８は、転写部材としての２次転写ベルト７２（及び、２次転写ローラ７０）との対向位置に達する。この位置では、２次転写対向ローラ２２が、２次転写ローラ７０との間に中間転写ベルト８と２次転写ベルト７２とを挟み込んで２次転写ニップ（転写ニップ）を形成している。そして、中間転写ベルト８上に形成された４色のトナー像は、この２次転写ニップの位置に搬送された用紙等のシートＰ上に２次転写される（２次転写工程である。）。このとき、中間転写ベルト８には、シートＰに転写されなかった未転写トナーが残存する。

その後、中間転写ベルト８は、中間転写クリーニング装置１０の位置に達する。そして、この位置で、中間転写ベルト８の表面に付着した未転写トナーなどの付着物が除去される。
さらに、中間転写ベルト８は、中間転写潤滑剤供給装置３０の位置に達する。そして、この位置で、中間転写ベルト８の表面に潤滑剤が供給される。
こうして、中間転写ベルト８上でおこなわれる、一連の転写プロセスが終了する。

ここで、図１を参照して、転写ニップとしての２次転写ニップの位置に搬送されるシートＰは、装置本体１００の下方に配設された給紙装置２６から、給紙ローラ２７やレジストローラ対２８等を経由して搬送されるものである。
詳しくは、給紙装置２６には、転写紙等のシートＰが複数枚重ねて収納されている。そして、給紙ローラ２７が図１中の反時計方向に回転駆動されると、一番上のシートＰが第１搬送経路Ｋ１を経由してレジストローラ対２８のローラ間に向けて給送される。

レジストローラ対２８（搬送ローラ対）に搬送されたシートＰは、回転駆動を停止したレジストローラ対２８のローラニップの位置で一旦停止する。そして、中間転写ベルト８上のカラー画像にタイミングを合わせて、レジストローラ対２８が回転駆動されて、シートＰが２次転写ニップに向けて搬送される。こうして、シートＰ上に、所望のカラー画像が転写される。
このように、レジストローラ対２８は、転写ニップ（２次転写ニップ）に向けてシートＰを搬送する搬送手段として機能する。また、レジストローラ対２８は、制御部９０によって制御されるモータ（不図示）によって回転駆動される。

その後、２次転写ニップの位置でカラー画像が転写されたシートＰは、２次転写ベルト７２によって搬送されて、２次転写ベルト７２から分離された後に、搬送ベルト６０によって定着装置５０の位置に搬送される。そして、この位置で、定着ベルト及び圧力ローラによる熱と圧力とにより、表面に転写されたカラー画像がシートＰ上に定着される（定着工程である。）。
その後、シートＰは、第２搬送経路Ｋ２を経由して、排紙ローラ対によって装置外へと排出される。排紙ローラ対によって装置外に排出されたシートＰは、出力画像として、スタック部上に順次スタックされる。
こうして、画像形成装置における、一連の画像形成動作（印刷動作）が完了する。

次に、図２にて、作像部における現像装置５Ｙの構成・動作について、さらに詳しく説明する。
現像装置５Ｙは、感光体ドラム１Ｙに対向する現像ローラ５１Ｙと、現像ローラ５１Ｙに対向するドクターブレード５２Ｙと、現像剤収容部内に配設された２つの搬送スクリュ５５Ｙと、現像剤中のトナー濃度を検知する濃度検知センサ５６Ｙと、等で構成される。現像ローラ５１Ｙは、内部に固設されたマグネットや、マグネットの周囲を回転するスリーブ等で構成される。現像剤収容部内には、キャリアとトナーとからなる２成分現像剤Ｇが収容されている。

このように構成された現像装置５Ｙは、次のように動作する。
現像ローラ５１Ｙのスリーブは、図２の矢印方向に回転している。そして、マグネットにより形成された磁界によって現像ローラ５１Ｙ上に担持された現像剤Ｇは、スリーブの回転にともない現像ローラ５１Ｙ上を移動する。ここで、現像装置５Ｙ内の現像剤Ｇは、現像剤Ｇ中のトナーの割合（トナー濃度）が所定の範囲内になるように調整される。具体的に、現像装置５Ｙに設置されたトナー濃度センサによってトナー濃度が低い状態が検知されたときには、トナー濃度が所定の範囲内になるように、トナー容器５８から現像装置５Ｙ内に新品トナーが補給される（不図示のトナー補給装置が制御される）。
その後、トナー容器５８から現像剤収容部内に補給されたトナーは、２つの搬送スクリュ５５Ｙによって、現像剤Ｇとともに混合・撹拌されながら、隔絶された２つの現像剤収容部を循環する（図２の紙面垂直方向の移動である。）。そして、現像剤Ｇ中のトナーは、キャリアとの摩擦帯電によりキャリアに吸着して、現像ローラ５１Ｙ上に形成された磁力によりキャリアとともに現像ローラ５１Ｙ上に担持される。

現像ローラ５１Ｙ上に担持された現像剤Ｇは、図２中の矢印方向に搬送されて、ドクターブレード５２Ｙの位置に達する。そして、現像ローラ５１Ｙ上の現像剤Ｇは、この位置で現像剤量が適量化された後に、感光体ドラム１Ｙとの対向位置（現像領域である。）まで搬送される。そして、現像領域に形成された電界（現像バイアスと潜像電位との電位差）によって、感光体ドラム１Ｙ上に形成された潜像にトナーが吸着される。その後、現像ローラ５１Ｙ上に残った現像剤Ｇはスリーブの回転にともない現像剤収容部の上方に達して、この位置で現像ローラ５１Ｙから離脱される。
なお、トナー容器５８は、現像装置５Ｙ（画像形成装置１００）に対して着脱可能（交換可能）に設置されている。そして、トナー容器５８は、その内部に収容された新品のトナーが空になると、現像装置５Ｙ（画像形成装置１００）から取り外されて新品のものに交換されることになる。

次に、図３等を用いて、本実施の形態における中間転写ベルト装置について詳述する。
図３を参照して、中間転写ベルト装置は、像担持体としての中間転写ベルト８（中間転写体）、４つの１次転写ローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋ 、駆動ローラ１６、従動ローラ１７、転写前ローラ１８、テンションローラ１９、クリーニング対向ローラ２０、潤滑剤対向ローラ２１、中間転写クリーニング装置１０、中間転写潤滑剤供給装置３０、転写対向部材としての２次転写対向ローラ２２、２次転写装置６９、等で構成される。
像担持体としての中間転写ベルト８は、各色のトナー像をそれぞれ担持する４つの感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに当接して１次転写ニップを形成している。中間転写ベルト８は、主として７つのローラ部材（駆動ローラ１６、従動ローラ１７、転写前ローラ１８、テンションローラ１９、クリーニング対向ローラ２０、潤滑剤対向ローラ２１、２次転写対向ローラ２２、である。）によって張架され支持されている。

本実施の形態において、中間転写ベルト８は、ＰＶＤＦ（フッ化ビニルデン）、ＥＴＦＥ（エチレン－四フッ化エチレン共重合体）、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＣ（ポリカーボネート）、等を単層又は複数層に構成して、カーボンブラック等の導電性材料を分散させたものである。中間転写ベルト８は、体積抵抗率が１０⁶～１０¹³Ωｃｍ、ベルト裏面側の表面抵抗率が１０⁷～１０¹³Ωｃｍの範囲となるように調整されている。また、中間転写ベルト８は、厚さが２０～２００μｍの範囲となるように設定されている。本実施の形態では、中間転写ベルト８の厚さが６０μｍ程度に、体積抵抗率が１０⁹Ωｃｍ程度に、設定されている。
なお、必要に応じて中間転写ベルト８の表面に離型層をコートすることもできる。その際、コートに用いる材料として、ＥＴＦＥ（エチレン－四フッ化エチレン共重合体）、ＰＴＦＥ（ポリ四フッ化エチレン）、ＰＶＤＦ（フッ化ビニルデン）、ＰＥＡ（パーフルオロアルコキシフッ素樹脂）、ＦＥＰ（四フッ化エチレン－六フッ化プロピレン共重合体）、ＰＶＦ（フッ化ビニル）、等のフッ素樹脂を使用できるが、これに限定されるものではない。

１次転写ローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋは、それぞれ、中間転写ベルト８を介して対応する感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに当接している。詳しくは、イエロー用の転写ローラ９Ｙは中間転写ベルト８を介してイエロー用の感光体ドラム１Ｙに当接して、マゼンタ用の転写ローラ９Ｍは中間転写ベルト８を介してマゼンタ用の感光体ドラム１Ｍに当接して、シアン用の転写ローラ９Ｃは中間転写ベルト８を介してシアン用の感光体ドラム１Ｃに当接して、ブラック用（黒色用）の転写ローラ９Ｋは中間転写ベルト８を介してブラック用（黒色用）の感光体ドラム１Ｋに当接している。１次転写ローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋは、それぞれ、芯金上に導電性スポンジ層が形成された弾性ローラであって、体積抵抗が１０⁶～１０¹²Ω（好ましくは、１０⁷～１０⁹Ω）の範囲となるように調整されている。

駆動ローラ１６は、４つの感光体ドラムに対して中間転写ベルトの走行方向下流側の位置で、中間転写ベルト８が１２０度程度の巻付角度で巻き付けられた状態で中間転写ベルト８の内周面に当接するように配置されている。駆動ローラ１６は、制御部９０によって制御される駆動モータ（不図示）によって図３の時計方向に回転駆動される。これにより、中間転写ベルト８は所定の走行方向（図３の時計方向である。）に走行することになる。

従動ローラ１７は、４つの感光体ドラムに対して中間転写ベルト８の走行方向上流側の位置で、中間転写ベルト８が１８０度程度の巻付角度で巻き付けられた状態で中間転写ベルト８の内周面に当接するように配置されている。中間転写ベルト８において、従動ローラ１７から駆動ローラ１６に至る部分は、ほぼ水平面になるように設定されている。従動ローラ１７は、中間転写ベルト８の走行にともない図３の時計方向に従動回転する。

テンションローラ１９は、中間転写ベルト８の外周面に当接している。転写前ローラ１８、クリーニング対向ローラ２０、潤滑剤対向ローラ２１、２次転写対向ローラ２２は、中間転写ベルト８の内周面に当接している。
２次転写対向ローラ２２と潤滑剤対向ローラ２１との間には、中間転写ベルト８を介してクリーニング対向ローラ２０に当接するように中間転写クリーニング装置１０（クリーニングブレード）が設置されている。
クリーニング対向ローラ２０とテンションローラ１９との間には、中間転写ベルト８を介して潤滑剤対向ローラ２１に当接するように中間転写潤滑剤供給装置３０（潤滑剤供給装置）が設置されている。中間転写潤滑剤供給装置３０は、感光体ドラム用の潤滑剤供給装置３と同様に、潤滑剤供給ローラ、固形潤滑剤、圧縮スプリングなどからなる。そして、図３の反時計方向に回転する潤滑剤供給ローラによって、固形潤滑剤から潤滑剤が少量ずつ削られて、潤滑剤供給ローラによって中間転写ベルト８の表面に潤滑剤が供給されることになる。

図３を参照して、転写対向部材としての２次転写対向ローラ２２は、中間転写ベルト８と２次転写ベルト７２とを介して２次転写ローラ７０（転写部材）に当接している。２次転写対向ローラ２２は、ステンレス鋼等からなる円筒状の芯金の外周面に、体積抵抗が１０⁷～１０⁸Ω程度で、硬度（ＪＩＳ－Ａ硬度）が４８～５８度程度のＮＢＲゴムからなる弾性層８３（層厚は５ｍｍ程度である。）が形成されたものである。

次に、図３を用いて、２次転写装置６９について詳述する。
図３を参照して、２次転写装置６９は、２次転写ベルト７２、２次転写ローラ７０、分離ローラ７１、２次転写ブレード７３（クリーニングブレード）、等で構成される。
２次転写ローラ７０と２次転写ベルト７２とは、中間転写ベルト８（像担持体）との間に形成された転写ニップ（２次転写ニップ）に搬送されるシートＰに、中間転写ベルト８に担持されたトナー像を転写する転写部材として機能する。

２次転写ベルト７２は、複数のローラ部材（２次転写ローラ７０と分離ローラ７１とである。）に張架・支持された無端ベルトであって、中間転写ベルト８とほぼ同じ材料で形成されている。２次転写ベルト７２は、像担持体としての中間転写ベルト８に当接して２次転写ニップ（転写ニップ）を形成するとともに、２次転写ニップから送出されたシートＰを搬送するものである。

２次転写ローラ７０は、２次転写対向ローラ２２との間に中間転写ベルト８と２次転写ベルト７２とを挟んで２次転写ニップを形成している。２次転写ローラ７０は、ステンレス鋼、アルミニウム等からなる中空状の芯金上に、硬度（アスカーＣ硬度）が４０～５０度程度の弾性層が形成（被覆）されたものである。２次転写ローラ７０の弾性層は、ポリウレタン、ＥＰＤＭ、シリコーン等のゴム材料に、カーボン等の導電性フィラーを分散させたり、イオン性の導電材料を含有させたりして、ソリッド状又は発泡スポンジ状に形成することができる。本実施の形態において、弾性層は、転写電流の集中を抑えるために、その体積抵抗が１０^6.5～１０^7.5Ω程度に設定されている。

また、本実施の形態において、２次転写ローラ７０は、２次転写電源（不図示）に電気的に接続されていて、その２次転写電源から直流成分と交流成分とが重畳された２次転写バイアス（高圧電圧）が印加される。この２次転写ローラ７０に印加される２次転写バイアスは、２次転写ニップに搬送されるシートＰに、中間転写ベルト８の表面に担持（１次転写）されたトナー像を２次転写するためのものである。これにより、中間転写ベルト８のトナー担持面（外周面）に担持されたトナーが、２次転写電界によって２次転写対向ローラ２２側から２次転写装置６９側に向かって静電移動することになる。
なお、本実施の形態では、２次転写バイアスを転写部材としての２次転写ローラ７０に印加したが、２次転写バイアスを転写対向部材としての２次転写対向ローラ２２に印加することもできるし、２次転写バイアスを２次転写ローラ７０と２次転写対向ローラ２２とにそれぞれ印加することもできる。ただし、直流成分の２次転写バイアスを２次転写対向ローラ２２に印加する場合には、トナーの極性と同じ極性（マイナス極性である。）の直流電圧を印加することになる。

また、２次転写ローラ７０（転写部材）は、制御部９０によって制御される駆動モータ（不図示）によって図３の反時計方向に回転駆動されて、２次転写ベルト７２を図３の反時計方向に回転（走行）させるとともに、分離ローラ７１を図３の反時計方向に従動回転させる。

分離ローラ７１は、２次転写ニップに対してシートＰの搬送方向下流側の位置に配置されている。２次転写ニップから送出されたシートＰは、図３の反時計方向に走行する２次転写ベルト７２に沿うように搬送された後に、分離ローラ７１の位置で、分離ローラ７１の外周に沿うように曲面が形成された２次転写ベルト７２によって、２次転写ベルト７２から分離（曲率分離）されることになる。
なお、本実施の形態では、２次転写ローラ７０と分離ローラ７１との２つのローラ部材によって２次転写ベルト７２を張架するように構成したが、３つ以上のローラ部材によって２次転写ベルト７２を張架・支持するように構成することもできる。
２次転写ブレード７３は、２次転写ベルト７２の表面に当接して、２次転写ベルト７２の表面に付着したトナーや紙粉などの異物を除去するものである。２次転写ブレード７３は、２次転写ベルト７２の走行方向に対してカウンタ方向に当接するように、２次転写ベルト７２を介して２次転写ローラ７０に圧接している。

以下、本実施の形態において特徴的な、画像形成装置１００の構成・動作について詳述する。
先に図１～図３等を用いて説明したように、本実施の形態における画像形成装置１００には、像担持体としての中間転写ベルト８（中間転写体）や、作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋが設けられている。
図４（Ａ）を参照して、作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋは、画像形成時（印刷時）において所定の作像条件に基づいて中間転写ベルト８（像担持体）の表面における画像領域Ｍ内に所望のトナー像ＴＧ（本実施の形態ではカラー画像である。）を形成するためのものである。
また、先に説明したように、本実施の形態において、作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋは、中間転写体としての中間転写ベルト８に対向するように並設された複数の感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ（感光体）と、複数の感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋをそれぞれ帯電する複数の帯電装置（４Ｙ）と、複数の感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの表面にそれぞれ潜像を形成する露光装置７と、複数の感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの表面にそれぞれ形成された潜像を現像する複数の現像装置（５Ｙ）と、が設けられている。

なお、上述した「作像条件」は、現像電源９２から現像装置（本実施の形態では、各色の現像装置の現像ローラである。）に供給される現像バイアス、現像装置に収容された現像剤Ｇのトナー濃度、帯電電源９１から帯電装置（本実施の形態では、各色の帯電装置（帯電ローラ）である。）に供給される帯電バイアス、露光装置７における露光量、露光装置７における露光タイミング、のうち少なくとも１つである。
また、本願明細書等において、「画像領域Ｍ」とは、シートＰ上に転写可能であって画像形成可能な中間転写ベルト８（像担持体）の幅方向の最大範囲である。また、本願明細書等において、「非画像領域Ｎ」とは、「画像領域Ｍ」の領域外となる中間転写ベルト８（像担持体）の幅方向の範囲である。

ここで、図１、図３、図４等を参照して、本実施の形態における画像形成装置１００には、作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋによって中間転写ベルト８（像担持体）の表面における非画像領域Ｎ（図４参照）に形成されたトナー像としての検知パターンＴＰを検知可能な検知装置としての光学センサ９５Ａ、９５Ｂが設けられている。
詳しくは、検知パターンＴＰは、中間転写ベルト８（像担持体）の幅方向両端の非画像領域Ｎにそれぞれ周方向全域にわたって間隔をあけて形成された複数の矩形パターンである。具体的に、所定のタイミングで、図４において白矢印で示す中間転写ベルト８の走行方向に対して、複数の矩形パターン（検知パターンＴＰ）が等間隔で周状に形成されることになる。
なお、作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋは、中間転写ベルト８の非画像領域Ｎにもトナー像（検知パターンＴＰ）を形成できるように、その幅方向の長さが設定されている（非画像領域Ｎを含む長さに設定されている）。

そして、検知装置としての２つの光学センサ９５Ａ、９５Ｂは、中間転写ベルト８（像担持体）の幅方向両端の非画像領域Ｎにそれぞれ対向するように配置されている。具体的に、本実施の形態において、光学センサ９５Ａ、９５Ｂは、４つの作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋに対して下流側（中間転写ベルト８の走行方向下流側である。）であって、２次転写ニップに対して上流側に配置されている。
そして、２つの光学センサ９５Ａ、９５Ｂによって検知パターンＴＰを光学的に検知することで、検知パターンＴＰの画像濃度や、４色の色ズレの有無や程度、などを把握することができる。そして、その検知結果に基づいて、それらが適正に補正されるように、制御部９０によって現像電源９２、帯電電源９１、露光装置７が制御されて、各色の現像バイアス、トナー濃度、帯電バイアス、露光量、露光タイミングが調整されることになる。

また、２つの光学センサ９５Ａ、９５Ｂによって検知パターンＴＰを光学的に検知することで、幅方向の画像濃度偏差や、中間転写ベルト８の走行速度均一性や斜行、などを把握することもできる。そして、その検知結果に基づいて、それらが適正化されるように、制御部９０によって、現像ギャップの幅方向の偏差が調整されたり、駆動ローラ１６の駆動速度が調整されたり、従動ローラ１７の中心軸の傾きが調整されたりすることになる。
なお、本実施の形態では、検知装置としての２つの光学センサ９５Ａ、９５Ｂとは別に、中間転写ベルト８の画像領域Ｍに形成された画像ＴＧや地肌部（画像が形成されていない部分である。）の画像濃度を検知する濃度検知センサ９４（第２の光学センサ）が、２つの光学センサ９５Ａ、９５Ｂに挟まれる幅方向の位置に配置されている。そして、この濃度検知センサ９４による検知結果に基づいて、画像ＴＧの画像濃度が適正であるか、地肌部が汚れていないか、などが判別されることになる。そして、その判別に基づいて、必要に応じて作像条件が調整されることになる。

ここで、本実施の形態では、図４（Ａ）に示すように、通常では、画像形成時（印刷中）に、所定の作像条件に基づいて、作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋによって中間転写ベルト８（像担持体）の非画像領域Ｎに形成された検知パターンＴＰを、光学センサ９５Ａ、９５Ｂ（検知装置）によって検知する第１検知モードが実行される。
そして、図４（Ｂ）に示すように、非画像形成時（本実施の形態では、一連の画像形成動作が終了した後（印刷後）である。）に、所定の作像条件（印刷時の作像条件である。）に比べて画像濃度が高くなる作像条件に基づいて、作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋによって中間転写ベルト８の非画像領域Ｎに形成された検知パターンＴＰを、光学センサ９５Ａ、９５Ｂ（検知装置）によって検知する第２検知モードと、上述した第１検知モードと、が所定条件に基づいて切り替えられるようにしている。
すなわち、中間転写ベルト８において、シートＰに転写する画像ＴＧを画像領域Ｍに担持しながら、非画像領域Ｎに担持した検知パターンＴＰを光学センサ９５Ａ、９５Ｂで検知する第１検知モードと、画像領域Ｍに画像ＴＧを形成することなく、非画像領域Ｎに担持した検知パターンＴＰを光学センサ９５Ａ、９５Ｂで検知する第２検知モードと、を所定条件に基づいて切り替えられるように構成している。
なお、本実施の形態において、第２検知モードは、一連の印刷が終了した後に（画像形成動作が終了した後に）、シートＰの搬送をともなわない画像形成動作をおこない実行することになる。

詳しくは、通常時には画像形成時における所定のタイミング（例えば、所定の印刷枚数毎、所定時間ごと、所定範囲を超えた環境（温湿度）の変化が生じたとき、などである。）で第１検知モードが実行される。
そして、光学センサ９５Ａ、９５Ｂ（検知装置）によって検知された検知パターンＴＰの画像濃度が所定値Ａ以上である場合には、第１検知モードにおいて光学センサ９５Ａ、９５Ｂによって検知された検知結果に基づいて、画像形成時（印刷時）における作像条件が調整される。
これに対して、光学センサ９５Ａ、９５Ｂによって検知された検知パターンＴＰの画像濃度が所定値Ａを下回った場合には、第２検知モードが実行されて、第２検知モードにおいて光学センサ９５Ａ、９５Ｂによって検知された検知結果に基づいて、画像形成時（印刷時）における作像条件が調整される。
なお、本実施の形態において、検知装置によって検知された検知結果として、２つ光学センサ９５Ａ、９５Ｂによってそれぞれ検知された検知結果を平均化したものを用いることができる。

具体的に、図５を参照して、光学センサ９５Ａ、９５Ｂの出力電圧（センサ出力電圧）の大きさが、画像濃度の大きさに関係する（出力電圧が小さいほど、画像濃度が高くなる）。そして、その出力電圧が閾値Ｖｘ以下になったもの（画像濃度が所定値Ａ以上のもの）が、検知パターンＴＰにおける矩形パターンの部分であるものと判別される。しかし、中間転写ベルト８の表面劣化などによって、図５（Ａ）に示すように、印刷時の作像条件では、検知パターンＴＰの画像濃度が充分に高くならずに、出力電圧が閾値Ｖｘを超えてしまうと、検知パターンＴＰの充分な検知ができなくなってしまう。
本実施の形態では、このような状態のとき、第１検知モードによる作像条件の調整をおこなわずに、印刷終了後に画像濃度が高くなるように作像条件を変更して、図５（Ｂ）に示すように、検知パターンＴＰの画像濃度が充分に高くて、出力電圧が閾値Ｖｘ以下となるようにして、検知パターンＴＰの検知（第２検知モード）を実行している。
なお、本実施の形態では、第１検知モード時に、現像バイアスが－５００Ｖ程度に、帯電バイアスが－６００Ｖ程度に、露光装置７の露光量が１００％程度に設定されている。これに対して、第２検知モード時には、現像バイアスが－７００Ｖ程度に、帯電バイアスが－８００Ｖ程度に、露光装置７の露光量が１５０％程度に変更される。

このように制御することで、中間転写ベルト８の非画像領域Ｎに形成した検知パターンＴＰの画像濃度が低下してしまって、そのままでは光学センサ９５Ａ、９５Ｂによって検知パターンＴＰを正常に検知できなくなってしまっても、印刷終了後に第２検知モードを実行して、作像条件を適正に調整することができる。

以下、さらに補足して説明する。
検知パターンＴＰは、シートＰへの転写（２次転写）をともなわない非画像領域Ｎに形成されるトナー像であるため、印刷時の作像条件で作像しても複数の要因により充分な画像濃度が得られない場合がある。
例えば、現像ローラ５１Ｙ上への現像剤Ｇの汲み上げ量が、幅方向中央部と幅方向端部とで均一でなく、その偏差が大きい場合には、画像領域Ｍにおいて充分な画像濃度が維持されるように、現像バイアスやトナー濃度が調整されるため、非画像領域では極端に画像濃度が低くなってしまうことがある。特に、現像剤Ｇが経時劣化している場合には、そのような現象が顕著になる。
また、１次転写工程において、１次転写ニップの幅方向端部のニップ圧が低くなることにより、非画像領域Ｎの画像濃度が低くなってしまうことがある。このような場合、画像領域Ｍでの異常ではなくシートＰ上の画像は正常であるため、非画像領域Ｎにおける画像濃度低下がユーザーに認識されない。しかし、中間転写ベルト８上に形成される検知パターンＴＰの画像濃度は低くなって、光学センサ９５Ａ、９５Ｂで検知できなくなる可能性が高くなる。

特に、光学センサ９５Ａ、９５Ｂで検知パターンＴＰを検知して４色の色ズレを把握して、その色ズレを矯正する制御（色合わせ制御）をおこなう場合、光学センサ９５Ａ、９５Ｂのセンサ出力が閾値Ｖｘ（図５参照）以下になったときを先端エッジとして認識して、そのタイミングを露光装置７の露光タイミングにフィードバックすることになる。検知パターンＴＰの画像濃度低下を想定して、予め閾値Ｖｘを高めに設定する方策も考えられる。しかし、中間転写ベルト８の地肌部にユニット脱着による擦れ痕や、長期高温放置による中間転写ベルト８の変形（クセ）、などが発生する場合もあるため、閾値Ｖｘは地肌部よりも所定量低めに設定する必要がある。本実施の形態では、中間転写ベルト８の地肌部のセンサ出力が４Ｖとなるように光学センサ９５Ａ、９５Ｂのセンサ出力を調整していて、パターン部（画像部）の閾値Ｖｘを１．３Ｖに設定している。この閾値Ｖｘは、地肌部の擦れやクセによる地肌部の変動を±１．５Ｖに想定して、地肌部の変動の影響を受けない２．５Ｖ以下として、またパターン部の下限のセンサ出力が０．１Ｖであるため、その中間値より算出したものである。
図５（Ａ）に示すように、印刷中に形成される検知パターンＴＰ（図４（Ａ）参照）が、先に説明した現像の偏差などにより、閾値Ｖｘである１．３Ｖを下回らなくなることがある。このような場合、従来は、色合わせ制御が困難なため、色合わせ制御が失敗したものとして、過去に成功した最新の色合わせ制御における露光タイミングを用いて印刷を継続していた。しかし、温度変化等によって色合わせ精度が悪化してしまい、画像品質において許容できないものとユーザーが判断した場合には、サービスマンコールをしてメンテナンスを実施してもらうことになるが、ユーザーは、そのようなメンテナンスによる装置の使用停止（ダウンタイム）を嫌うことも少なくない。
このような検知パターンＴＰの画像濃度低下は、印刷中の作像条件で画像形成することによっておこるものであって、印刷中と異なるタイミングで、画像濃度が高まる作像条件で検知パターンＴＰを形成すれば解決する問題である。このような観点から、本実施の形態では、印刷中に形成した検知パターンＴＰの画像濃度低下が生じてしまった場合には（第１検知モードが失敗してしまった場合には）、その印刷が終了した後に、高画像濃度の作像条件で形成した検知パターンＴＰを用いた調整制御（第２検知モード）をおこなっている。

以下、図６、図７を用いて、第１、第２検知モードに関する制御の一例について説明する。
まず、図６に示すように、印刷（画像形成）が開始されると、第１検知モードをおこなうタイミングであるかが判別される（ステップＳ１）。すなわち、色合わせ制御などの作像条件の調整をおこなうタイミングであるかが判別される。このようなタイミングは、先に説明したように、所定の印刷枚数毎など、予め定められている。
そして、第１検知モードをおこなうタイミングである場合に、先に図４（Ａ）等を用いて説明したような第１検知モードが実行される（ステップＳ２）。
そして、検知パターンＴＰの画像濃度が所定値Ａ以上であるか（センサ出力が閾値Ｖｘ以下であるか）が判別される（ステップＳ３）。すなわち、第１検知モードが正常に実行されたか（成功したか）が判別される。
その結果、検知が成功した場合には、その検知結果に基づいて作像条件の調整がおこなわれて、本フローを終了する。これに対して、検知が失敗した場合には、制御上、「第１検知モード失敗フラグ」を立てる（ステップＳ４）。

そして、図７に示すように、「第１検知モード失敗フラグ」が立っているかが判別される（ステップＳ１０）。
その結果、「第１検知モード失敗フラグ」が立っている場合には、「第２検知モード失敗フラグ」が立っているかが判別される（ステップＳ１１）。その結果、「第２検知モード失敗フラグ」が立っていない場合には、印刷が終了した後に、先に図４（Ｂ）等を用いて説明したような第２検知モードが実行される（ステップＳ１２）。
そして、検知パターンＴＰの画像濃度が所定値Ａ以上であるか（センサ出力が閾値Ｖｘ以下であるか）が判別される（ステップＳ１３）。すなわち、第２検知モードが正常に実行されたか（成功したか）が判別される。
その結果、検知が成功した場合には、その検知結果に基づいて作像条件の調整がおこなわれて、「第１検知モード失敗フラグ」を落とした後に（ステップＳ１５）、本フローを終了する。これに対して、検知が失敗した場合には、制御上、「第２検知モード失敗フラグ」を立てて（ステップＳ１４）、ステップＳ１５以降のフローをおこなう。
また、ステップＳ１０で「第１検知モード失敗フラグ」が立っていない場合や、ステップＳ１１で「第２検知モード失敗フラグ」が立っている場合にも、ステップＳ１５以降のフローをおこなう。
なお、「第２検知モード失敗フラグ」が立っている場合には、過去に成功した最新の検知モードによって調整した作像条件を用いて印刷を継続する。そして、そのような状態であることを、操作表示パネル１１０（図１、図３参照）に表示（報知）して、サービスマンコール（メンテナンス）の要否についての判断をユーザーに委ねることになる。

以上説明したように、本実施の形態における画像形成装置１００は、中間転写ベルト８（像担持体）と、画像形成時において所定の作像条件に基づいて中間転写ベルト８の表面における画像領域Ｍ内に所望のトナー像ＴＧを形成する作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋと、作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋによって中間転写ベルト８の表面における非画像領域Ｎに形成されたトナー像としての検知パターンＴＰを検知可能な光学センサ９５Ａ、９５Ｂ（検知装置）と、が設けられている。そして、画像形成時に、所定の作像条件に基づいて、作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋによって中間転写ベルト８の非画像領域Ｎに形成された検知パターンＴＰを、光学センサ９５Ａ、９５Ｂによって検知する第１検知モードと、非画像形成時に、所定の作像条件に比べて画像濃度が高くなる作像条件に基づいて、作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋによって中間転写ベルト８の非画像領域Ｎに形成された検知パターンＴＰを、光学センサ９５Ａ、９５Ｂによって検知する第２検知モードと、が所定条件に基づいて切り替えられる。
これにより、光学センサ９５Ａ、９５Ｂによって検知パターンＴＰを正常に検知できなくなってしまう不具合が生じにくくなる。

なお、本実施の形態では、転写部材としての２次転写ローラ７０及び２次転写ベルト７２と、像担持体としての中間転写ベルト８（中間転写体）と、を用いた画像形成装置１００に対して、本発明を適用した。これに対して、中間転写ベルトや中間転写ドラムなどの中間転写体を備えず、現像装置によって現像されたトナー像が形成される像担持体としての感光体ドラム（感光体）と、感光体ドラムに当接して転写ニップを形成して、転写ニップに搬送されるシートに対して感光体ドラム上のトナー像を転写するための転写部材としての転写ローラ（又は、転写ベルト）と、を備えた装置、いわゆる直接転写方式の画像形成装置に対しても、本発明を適用することができる。
また、本実施の形態では、転写部材としての２次転写ローラ７０と２次転写ベルト７２とを用いた画像形成装置１００に対して本発明を適用したが、本発明の適用はこれに限定されることなく、転写部材としての２次転写ベルトが用いられておらず２次転写ローラのみが用いられた画像形成装置に対しても、本発明を適用することができる。
また、本実施の形態では、カラー画像を形成する画像形成装置１００に対して、本発明を適用した。これに対して、モノクロ画像のみを形成する画像形成装置に対しても本発明を適用することができる。
そして、それらのような場合であっても、本実施の形態のものと同様の効果を得ることができる。

なお、本発明が本実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、本実施の形態の中で示唆した以外にも、本実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は本実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。

１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ 感光体ドラム（感光体）、
４Ｙ 帯電装置、
５Ｙ 現像装置、
６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ 作像部、
７ 露光装置、
８ 中間転写ベルト（像担持体、中間転写体）、
９５Ａ、９５Ｂ 光学センサ（検知装置）、
ＴＧ 画像（トナー像）、
ＴＰ 検知パターン。

特開２００８－４０４４１号公報

Claims (6)

1. 像担持体と、
   画像形成時において所定の作像条件に基づいて前記像担持体の表面における画像領域内に所望のトナー像を形成する作像部と、
   前記作像部によって前記像担持体の表面における非画像領域に形成されたトナー像としての検知パターンを検知可能な検知装置と、
   を備え、
   画像形成時に、前記所定の作像条件に基づいて、前記作像部によって前記像担持体の前記非画像領域に形成された前記検知パターンを、前記検知装置によって検知する第１検知モードと、
   非画像形成時に、前記所定の作像条件に比べて画像濃度が高くなる作像条件に基づいて、前記作像部によって前記像担持体の前記非画像領域に形成された前記検知パターンを、前記検知装置によって検知する第２検知モードと、
   が所定条件に基づいて切り替えられることを特徴とする画像形成装置。
2. 通常時には画像形成時における所定のタイミングで前記第１検知モードが実行されて、
   前記検知装置によって検知された前記検知パターンの画像濃度が所定値以上である場合には、前記第１検知モードにおいて前記検知装置によって検知された検知結果に基づいて、前記画像形成時における前記作像条件が調整されて、
   前記検知装置によって検知された前記検知パターンの画像濃度が前記所定値を下回った場合には、前記第２検知モードが実行されて、前記第２検知モードにおいて前記検知装置によって検知された検知結果に基づいて、前記画像形成時における前記作像条件が調整されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記像担持体は、中間転写体であって、
   前記作像部は、前記中間転写体に対向するように並設された複数の感光体と、前記複数の感光体をそれぞれ帯電する複数の帯電装置と、前記複数の感光体の表面にそれぞれ潜像を形成する露光装置と、前記複数の感光体の表面にそれぞれ形成された潜像を現像する複数の現像装置と、を具備したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記作像条件は、前記現像装置に供給される現像バイアス、前記現像装置に収容された現像剤のトナー濃度、前記帯電装置に供給される帯電バイアス、前記露光装置における露光量、前記露光装置における露光タイミング、のうち少なくとも１つであることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記非画像形成時は、一連の画像形成動作が終了した後であることを特徴とする請求項１～請求項４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記検知パターンは、前記像担持体の幅方向両端の前記非画像領域にそれぞれ周方向全域にわたって間隔をあけて形成された複数の矩形パターンであって、
   前記検知装置は、前記像担持体の幅方向両端の前記非画像領域にそれぞれ対向する２つの光学センサであることを特徴とする請求項１～請求項５のいずれかに記載の画像形成装置。

Images