JP4590992B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ機、プリンタ、これらの２以上からなる複合機等の画像形成装置、特に、像担持体上に形成されるトナー像を１次転写部材により中間転写部材に１次転写し、該中間転写部材上のトナー像を２次転写部材により記録媒体に２次転写して画像形成する電子写真方式の画像形成装置に関する。

この種の画像形成装置では、通常、像担持体表面が所定電位に帯電され、その帯電域の電位が形成しようとする画像に応じて画像露光等により減衰されて静電潜像が形成され、この静電潜像が現像器により現像されて像担持体上にトナー像が形成される。このトナー像は中間転写部材を間にして像担持体に対向配置された１次転写部材により該中間転写部材上に１次転写され、さらに該中間転写部材とこれに対向配置された２次転写部材との間に通される転写紙等の記録媒体上に該２次転写部材により２次転写される。

また、この種の画像形成装置では、温湿度などの装置環境、経時変化などにより、トナーの帯電量をはじめ、感光体等の像担持体の帯電特性や感度などが変動することに伴い、同一条件で画像形成を行なってもトナーの付着量が変動してしまうことから、感光体等の像担持体上や中間転写体上にテストパターントナー像を作成し、該像の状態を光学的な検出部で読み取った検出値を元に画像形成条件を調整、設定し、画像の変動を補正する制御方法が広く実施されている。

例えば、特開２００１−３５０３００号公報は、中間転写部材を用いて画像形成する電子写真方式のフルカラー画像形成装置において、像担持体の帯電電位と現像バイアス電位とを変化させて中間転写部材上に形成したテストパターントナー像（パッチ画像）の濃度を検出手段で検出し、その検出結果に基づいて所望画像濃度が得られるように最適現像バイアス電位を設定し、画像濃度を安定化させることを開示している。

かかる画像変動の補正のために中間転写部材上のテストパターントナー像を検出するにあたっては、通常、中間転写部材表面移動方向において１次転写領域よりも下流側、且つ、２次転写領域より上流側の位置にテストパターントナー像状態の検出部が配置される。

何故なら、２次転写部材は、それと中間転写部材との間に記録媒体を挟着しつつ通過させて中間転写部材上のトナー像を記録媒体に２次転写するために記録媒体を挟着していない状態では中間転写部材に圧接配置されおり、２次転写領域より下流側に検出部を配置すると、２次転写部材との接触により乱されたテストパターントナー像の状態を検出することになってしまうからである。

特開２００１−３５０３００号公報

しかしながら、このような検出部の配置位置の制限は検出部配置の自由度を小さくし、場合によっては、画像形成装置のコンパクト化の妨げにもなる。例えばタンデム方式のフルカラー画像形成装置においては、４色分の画像形成部（イメージングユニット）が直列に並び、これに沿って中間転写部材が配置され、各画像形成部で形成される各色のトナー像を該中間転写部材上に１次転写し、引き続き該中間転写部材上のトナー像を記録媒体に２次転写させることから、直列配置の４色の画像形成部群と２次転写部材との間に検出部を配置するためのスペースを設ける必要があり、それだけ画像形成部群の直列配置方向に画像形成装置が大型化し、装置のダウンサイジングの妨げとなっている。

テストパターントナー像状態の検出部の配置自由度を向上させるには、テストパターントナー像の形成時に２次転写部材を中間転写部材から離隔させればよく、そうすれば、検出部を例えば２次転写領域より下流側の余裕のあるスペースに配置すること等が可能になるが、それでは、画像変動補正のためにテストパターントナー像を形成するごとに２次転写部材を離隔させる時間を要し、それだけ画像生産性が低下する。

そこで本発明は、画像形成モードにおいて、像担持体上に形成されるトナー像を１次転写部材により中間転写部材に１次転写し、該中間転写部材上のトナー像を２次転写部材により記録媒体に２次転写して画像形成し、画像安定化モードにおいて、画像形成条件の調整を、該中間転写部材上にテストパターントナー像を形成し、該テストパターントナー像の状態の検出結果に基づいて行う画像形成装置であって、テストパターントナー像状態の検出部の配置位置の自由度が高く、それだけ画像形成装置の小型化、コンパクト化が可能であるとともに、画像形成条件調整や画像生産性の点で支障がない画像形成装置を提供することを課題とする。

本発明者は前記課題を解決するため研究を重ね次の着想、知見を得た。
すなわち、中間転写部材上に形成されるテストパターントナー像の状態を検出するにあたり、該テストパターントナー像が２次転写部材に接触する状態で２次転写領域を通過したあとで該テストパターントナー像の状態を検出部で検出しても、その検出結果を該テストパターントナー像が２次転写部材に接触通過する前に該トナー像の状態を該検出部で検出したとした場合の検出結果へ補正することができれば、検出部を２次転写領域より下流側に配置することができ、それだけ画像形成装置の小型化、コンパクト化が可能になる。

かかる補正を行うにあたっては補正条件を決めておけばよく、かかる補正条件は、テストパターントナー像が２次転写部材に接触する状態で２次転写領域を通過したあとで該テストパターントナー像の状態を検出部で検出したときの検出結果の、テストパターントナー像が２次転写部材に接触通過する前に該トナー像の状態を該検出部で検出したとした場合の検出結果に対する変化分をキャンセルできるものであればよく、この観点からすると、テストパターントナー像の２次転写部材との接触を伴う２次転写領域の通過の前後に相当する状態の差を求め、該差に基づいて補正条件を決定することができる。

かかるテストパターントナー像の２次転写部材との接触を伴う２次転写領域の通過の前後に相当する状態の差は、例えば、同じテストパターントナー像を該２次転写部材が前記中間転写部材から離隔した状態で前記検出部に到来させた場合と、該２次転写部材に接触させつつ該検出部へ到来させた場合のそれぞれにおける前記検出部によるテストパターントナー像状態の検出結果の差を求めることで求めることができる。

そして、かかる補正条件は画像形成装置の出荷時等の適当なタイミングで予め決定して保存しておけば、該保存された補正条件に基づいて２次転写部材に接触通過してきたテストパターントナー像の状態の検出結果を補正し、その補正後の検出結果に基づいて画像形成条件を支障なく調整でき、また、画像形成条件の調整にあたりいちいち時間をかけて２次転写部材を中間転写部材から離隔させる必要がなく、画像生産性の点でも支障がない。

本発明はかかる着想、知見に基づき、
画像形成モードにおいて、像担持体上に形成されるトナー像を１次転写部材により中間転写部材に１次転写し、該中間転写部材上のトナー像を２次転写部材により記録媒体に２次転写して画像形成し、画像安定化モードにおいて、画像形成条件の調整を、該中間転写部材上にテストパターントナー像を形成し、該テストパターントナー像の状態の検出結果に基づいて行う画像形成装置であり、
前記２次転写部材による記録媒体へのトナー像の２次転写領域より中間転写部材表面移動方向において下流側で該中間転写部材に臨み、前記テストパターントナー像の状態を検出する検出部と、
前記２次転写部材を前記中間転写部材から離隔させないモードにおける前記検出部によるテストパターントナー像状態の検出結果を補正するための補正条件を決定し保存する補正条件決定手段と、
該補正条件決定手段により決定され保存された補正条件に基づいて、前記２次転写部材を前記中間転写部材から離隔させないモードにおいて前記検出部で検出されるテストパターントナー像の状態の検出結果を補正する補正手段とを含んでおり、
前記画像形成条件の調整が該補正手段により補正された検出結果に基づいて行われ、
前記補正条件決定手段は、テストパターントナー像の前記２次転写部材との接触を伴う２次転写領域の通過の前後に相当する状態の差を求め、該差に基づいて前記補正条件を決定する画像形成装置を提供する。

ここで「テストパターントナー像の状態」とは画像形成条件調整用のテストパターントナー像の状態であり、該トナー像により示されている画像濃度、該トナー像により示されている線（例えば細線）の幅乃至太さ等であり、「画像形成条件」とは、像担持体の帯電電位、像担持体上に形成される静電潜像の現像手段による現像にあたっての現像バイアス等のうち１又は２以上である。

前記補正条件決定手段の代表的な例として次の（１）、（２）及び（３）に記す三つを挙げることができる。
（１）の補正条件決定手段は参考までに示すものであり、（２）及び（３）の補正条件決定手段は、本発明に係る画像形成装置における補正条件決定手段の例であり、テストパターントナー像の前記２次転写部材との接触を伴う２次転写領域の通過の前後に相当する状態の差を求めるにあたり、同一のテストパターントナー像を前記２次転写部材を前記中間転写部材から離隔させないモードで形成し、該モードで前記２次転写部材に接触通過させ、２次転写部材の通過回数の異なる前記テストパターントナー像の状態を前記検出部に検出させ、該検出結果に基づいて前記差を求め、該差に基づいて前記補正条件を決定する補正条件決定手段に相当する。
（１）前記テストパターントナー像の前記２次転写部材との接触を伴う２次転写領域通過の前後に相当する状態の差を、同じテストパターントナー像を該２次転写部材が前記中間転写部材から離隔した状態で前記検出部に到来させた場合と、該２次転写部材に接触させつつ該検出部へ到来させた場合のそれぞれにおける前記検出部によるテストパターントナー像状態の検出結果の差を求めることで求める補正条件決定手段。

この補正条件決定手段を採用する場合、警告手段を設け、該補正条件決定手段として、前記求めた検出部検出結果の差が予め定めた許容量より大きいときは、該警告手段にその旨警告させるものを採用してもよい。

また、この補正条件決定手段は、前記求めた検出部検出結果の差が予め定めた大きさを超えるときは、該差が予め定めた大きさ以下となるように、前記１次転写部材及び２次転写部材のうち少なくとも一方の作動条件制御手段に該１次転写部材及び２次転写部材のうち少なくとも一方の作動条件を調整させるものでもよい。
この場合、前記求めた検出部検出結果の差が予め定めた大きさを超え、且つ、許容量以下のときには該１次転写部材及び２次転写部材のうち少なくとも一方の作動条件を調整させ、許容量より大きいときは、警告手段にその旨警告させるようにしてもよい。

（２）前記テストパターントナー像の前記２次転写部材との接触を伴う２次転写領域通過の前後に相当する状態の差を求めるにあたり、同一のテストパターントナー像を前記２次転写部材に複数回接触通過させて前記検出部に該テストパターントナー像の状態を複数回検出させ、該複数回の検出結果に基づいて前記差を求める補正条件決定手段。

この補正条件決定手段を採用する場合、同一のテストパターントナー像を前記２次転写部材に複数回接触通過させて前記検出部に該テストパターントナー像の状態を複数回検出させるにあたり、該検出を、例えば、該テストパターントナー像の前記２次転写領域のｎ回通過後と、さらにｍ回通過した（ｎ＋ｍ）回通後の２回行わせるか（ｎ、ｍは正の整数）、又は該テストパターントナー像の前記２次転写領域のｎ回通過後と、該ｎ回通過後の中間転写部材のスイッチバック動作による該２次転写領域の戻り通過及びさらに該スイッチバック通過後の中間転写部材の正規方向動作による該２次転写領域通過後の２回行わせる場合を挙げることができる。

また、この補正条件決定手段を採用する場合、警告手段を設け、該補正条件決定手段として、前記検出部による複数回の検出結果に基づいて求めた前記差が予め定めた許容量より大きいときは、該警告手段にその旨警告させるものを採用してもよい。

また、この補正条件決定手段は、前記検出部による複数回の検出結果に基づいて求めた前記差が予め定めた大きさを超えるときは、該差が予め定めた大きさ以下となるように、前記１次転写部材及び２次転写部材のうち少なくとも一方の作動条件制御手段に該１次転写部材及び２次転写部材のうち少なくとも一方の作動条件を調整させるものでもよい。
この場合、求めた該差が予め定めた大きさを超え、且つ、許容量以下のときには該１次転写部材及び２次転写部材のうち少なくとも一方の作動条件を調整させ、許容量より大きいときは、警告手段にその旨警告させるようにしてもよい。

（３）前記テストパターントナー像の前記２次転写部材との接触を伴う２次転写領域通過の前後に相当する状態の差を求めるにあたり、同一の複数個のテストパターントナー像のそれぞれを前記２次転写部材に通過回数を異ならせて接触通過させ、該接触通過後の各テストパターントナー像の状態を前記検出部に検出させ、該検出結果に基づいて前記差を求める補正条件決定手段。

この補正決定手段を採用する場合、警告手段を設け、補正条件決定手段として、前記検出部検出結果に基づいて求めた前記差が予め定めた許容量より大きいときは、該警告手段にその旨警告させるものを採用してもよい。

また、この補正決定手段を採用する場合、前記補正条件決定手段として、前記検出部検出結果に基づいて求めた前記差が予め定めた大きさを超えるときは、該差が予め定めた大きさ以下となるように、前記１次転写部材及び２次転写部材のうち少なくとも一方の作動条件制御手段に該１次転写部材及び２次転写部材のうち少なくとも一方の作動条件を調整させるものを採用してもよい。
この場合、求めた該差が予め定めた大きさを超え、且つ、許容量以下のときには該１次転写部材及び２次転写部材のうち少なくとも一方の作動条件を調整させ、許容量より大きいときは、警告手段にその旨警告させるようにしてもよい。

いずれにしても前記補正条件決定手段による補正条件の決定、保存は、
画像形成装置の製造時、出荷時、セットアップ時、
画像形成装置の電源投入時、電源ＯＦＦから予め定めた時間経過後の電源投入時、
複数枚の画像を連続的に形成する場合の該複数枚画像形成の開始直前、該複数枚画像 形成の終了直後、
中間転写部材の交換時、及び
２次転写部材の交換時
のうち少なくとも一つのタイミングで行う場合を例示できる。

本発明にかかる画像形成装置のタイプには特に制限はなく、例えば、タンデム型フルカラー画像形成装置や４サイクル型フルカラー画像形成装置を挙げることができる。

本発明によると、画像形成モードにおいて、像担持体上に形成されるトナー像を１次転写部材により中間転写部材に１次転写し、該中間転写部材上のトナー像を２次転写部材により記録媒体に２次転写して画像形成し、画像安定化モードにおいて、画像形成条件の調整を、該中間転写部材上にテストパターントナー像を形成し、該テストパターントナー像の状態の検出結果に基づいて行う画像形成装置であって、テストパターントナー像状態の検出部の配置位置の自由度が高く、それだけ画像形成装置の小型化、コンパクト化が可能であるとともに、画像形成条件調整や画像生産性の点で支障がない画像形成装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明に係る画像形成装置の１例の概略構成を示しており、図２は図１の画像形成装置における制御回路を概略的に示すブロック図である。

図１の画像形成装置は電子写真方式の画像形成装置であり、タンデム型のフルカラー画像形成装置である。
この画像形成装置は、ローラ（プーリ）７１、７２、７３に巻き掛けられて図中反時計方向（図中矢印方向）に回転駆動される中間転写部材８を備えている。中間転写部材８はここでは無端ベルトの形態の中間転写ベルト８である。図中左下のローラ７２には中間転写ベルト８上の残留トナー等を除去するクリーナＣＬが臨んでおり、図中右側のローラ７１には２次転写部材１０が臨んでいる。２次転写部材１０はここではローラ形態の２次転写ローラ１０である。２次転写ローラ１０の上方には定着装置１１が設置されている。

ローラ７２、７１の間には中間転写ベルト８に沿って、ローラ７２から７１に向けて、イエロー画像形成部Ｙ、シアン画像形成部Ｃ、マゼンタ画像形成部Ｍ及びブラック画像形成部Ｋがこの順序で配置されている。
各画像形成部は、像担持体としてドラム型の感光体１を備えており、該感光体の周囲に帯電装置２、画像露光装置３、現像装置４、１次転写部材６及び感光体上の残留トナー等を除去するクリーナ５がこの順序で配置されている。１次転写部材６はここではローラ形態の１次転写ローラ６であり、中間転写ベルト８を間にして感光体１に対向している。

２次転写ローラ１０はソレノイドＳＯＬのオフ状態で図示省略のバネを含む押圧手段で中間転写ベルト８に圧接され、ソレノイドＳＯＬオンでベルト８から離隔せしめられる。 ソレノイドＳＯＬのオン、オフ制御は、制御部ＣＯＮＴ（図２参照）の指示のもとに所定のタイミングでなされる。
なお、かかるソレノイド及び押圧手段に代えてカム装置なども採用できる。

各画像形成部の帯電装置２には、制御部ＣＯＮＴの指示のもとに、その画像形成部用の出力可変帯電用電源ＹＰＷ２、ＣＰＷ２、ＭＰＷ２又はＫＰＷ２（図２参照）から感光体帯電用の所定の高電圧が所定のタイミングで印加される。各画像形成部の現像装置４の現像ローラ４１には、制御部ＣＯＮＴの指示のもとに、その画像形成部用の現像バイアス電源ＹＰＷ４、ＣＰＷ４、ＭＰＷ４又はＫＰＷ４（図２参照）から所定の現像バイアスが所定のタイミングで印加される。

また、各画像形成部の１次転写ローラ６には、制御部ＣＯＮＴの指示のもとに、その画像形成部用の電源ＹＰＷ６、ＣＰＷ６、ＭＰＷ６又はＫＰＷ６（図２参照）から、１次転写電圧が、感光体ドラム１上のトナー像を中間転写ベルト８へ１次転写するタイミングで印加される。さらに、各画像形成部の１次転写ローラ６は、制御部ＣＯＮＴの指示のもとに、その画像形成部用のローラ６の駆動モータＹＭ６、ＣＭ６、ＭＭ６又はＫＭ６（図２参照）にて回転駆動される。

２次転写ローラ１０には、制御部ＣＯＮＴの指示のもとに、電源ＰＷ１０（図２参照）から中間転写ベルト８上のトナー像を記録媒体Ｓへ２次転写するタイミングで２次転写電圧が印加され、また、２次転写ローラ１０は、制御部ＣＯＮＴの指示のもとに、所定のタイミングで駆動モータＭ１０（図２参照）にて回転駆動される。

さらに、各画像形成部における画像露光装置３や、感光体１、現像装置４の各駆動モータ（図示省略）、中間転写ベルト８を巻き掛けたローラのうち駆動ローラ７１を駆動するモータ（図示省略）、定着装置１１等も制御部ＣＯＮＴの指示のもとに所定のタイミングで動作するようになっている。

図１に示す画像形成装置によると、画像形成モードにおいて次のように画像形成がなされる。
画像形成にあたっては、図示省略の操作パネル或いはこの画像形成装置に接続されたホストコンピュータ等からの画像形成指示に基づき、制御部ＣＯＮＴはソレノイドＳＯＬをオフして２次転写ローラ１０を中間転写ベルト８に圧接させる。
そして、最終的に形成されるべき画像に応じて、画像形成部Ｙ、Ｃ、Ｍ及びＫのうち少なくとも一つにおいて画像形成される。
画像形成部Ｙ、Ｃ、Ｍ及びＫのすべてを用いてフルカラー画像を形成する場合を例にとると、先ず、イエロー画像形成部Ｙにおいてイエロートナー像が形成され、中間転写ベルト８に１次転写される。

すなわち、イエロー画像形成部Ｙにおいて、感光体１が図中時計方向に回転駆動され、電源ＹＰＷ２（図２参照）から帯電用高電圧を印加された帯電装置２にて感光体１表面が一様に所定電位に帯電せしめられ、該帯電域に画像露光装置３からイエロー画像用の画像露光が施され、感光体１上にイエロー用静電潜像が形成される。この静電潜像はイエロートナーを有する現像装置４の現像バイアスが印加された現像ローラ４１にて現像されて可視イエロートナー像となり、該トナー像が１次転写電圧を印加された１次転写ローラ６にて中間転写ベルト８上に転写される。

同様にして、シアン画像形成部Ｃにおいてシアントナー像が形成されて中間転写ベルト８に転写され、マゼンタ画像形成部Ｍにおいてマゼンタトナー像が形成されて中間転写ベルト８に転写され、ブラック画像形成部Ｋにおいてブラックトナー像が形成されて中間転写ベルト８に転写される。

イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックのトナー像はこれらが中間転写ベルト８上に重ねて転写されるタイミング形成される。
かくして中間転写ベルト８上に形成された多重トナー像は中間転写ベルト８の回動により２次転写ローラ１０へ向け移動する。

一方、図示省略の、転写紙等の記録媒体の供給部から、中間転写ベルト８上の多重トナー像と同期をとって記録媒体Ｓが中間転写ベルト８と２次転写ローラ１０との間に供給され、電源ＰＷ１０から２次転写電圧を印加された２次転写ローラ１０にて多重トナー像が記録媒体Ｓ上に転写される。その後記録媒体Ｓは定着装置１１に通され、そこで多重トナー像が加熱加圧下に記録媒体Ｓに定着され、所定のカラー画像が形成される。

以上説明した画像形成装置では、画像安定化モードにおいて、テストパターントナー像を各画像形成部において形成し、これを中間転写ベルト８上に転写し、該中間転写ベルト上のテストパターントナー像の状態を光学的検出センサ９（図１参照）で検出し、その検出値に基づいて画像形成条件を調整できる。

検出センサ９は、図１に示すとおり、２次転写ローラ１０による記録媒体Ｓへのトナー像の２次転写領域より中間転写ベルト表面移動方向において下流側で中間転写ベルト８に臨んでいる。かかる位置でのセンサ配置により、従来の同種の画像形成装置におけるように、画像形成部Ｋと２次転写ローラ１０との間にセンサを配置していた場合より画像形成部群の配列方向の長さを短くでき、それだけ画像形成装置が小型化、コンパクト化されている。

そして、この画像形成装置は、かかる画像形成条件調整のためのテストパターントナー像の状態の検出を２次転写ローラ１０が中間転写ベルト８に圧接された状態で、従って、２次転写ローラ１０に接触通過後のテストパターントナー像の状態を検出センサ９で検出して行えるようになっている。さらに言えば、２次転写ローラ１０に接触通過後のテストパターントナー像の状態の検出センサ９による検出値を、２次転写ローラ１０との接触による影響を受ける前のテストパターントナー像の状態に補正でき、該補正された検出値に基づいて支障なく画像形成条件を調整できるようになっており、画像形成条件調整のためのテストパターントナー像の状態のセンサによる検出のためにいちいち２次転写ローラ１０を中間転写ベルト８から離隔させる必要がなく、それだけ、画像生産性に支障を来さないように画像形成条件の調整を速く行うことができる。

かかる補正条件決定及びそれに基づく補正は次のことに基づいている。すなわち、画像安定化モードにおけるテストパターントナー像の検出の結果には２次転写領域を通過することの影響による変動が含まれていることから、別途その影響を検出させておき、それによって補正させる条件を決定しておき、センサ検出結果に対しその補正条件によって補正を行なうことで、２次転写領域を通過することによる変動をキャンセルさせることが可能である。

かかる補正のために、制御部ＣＯＮＴは、画像安定化モードにける検出センサ９によるテストパターントナー像の状態の検出結果を補正するための補正条件を決定し保存する補正条件決定手段に相当する部分、及び該決定され保存された補正条件に基づいて、画像安定化モードにおいて検出センサ９で検出されるテストパターントナー像の状態の検出結果を補正する補正手段に相当する部分を含んでいる。制御部ＣＯＮＴは該補正された検出値に基づいて必要な画像形成条件の調整を指示する。
かかる補正条件決定手段相当部分は、基本的には、テストパターントナー像の２次転写ローラ１０との接触を伴う２次転写領域の通過の前後に相当する状態の差を求め、該差に基づいて補正条件を決定し、保存するものである。

先ず、画像濃度を適切なものとするための画像形成条件調整のための、補正条件決定参考例について、制御部ＣＯＮＴの補正条件決定、保存動作を示す図５のフローチャートを参照して説明する。なお、図５（Ａ）は該動作のメインルーチンを示しており、図５（Ｂ）はメインルーチンにおけるステップＳ１のサブルーチンを示している。
先ず、画像形成条件調整対象の画像形成部によりテストパターントナー像として図３に例示するように、画像濃度の異なる複数のテストパターントナー像ＴＰ１、ＴＰ２、ＴＰ３及びＴＰ４を中間転写ベルト８上に形成させる（ステップＳ１、Ｓ１１）。

かかるテストパターントナー像は、ある１色で階調レベルを段階的に振って露光、現像されたもので、例えば露光のパルス幅を変調させることによって作成可能である。これらトナー像は中間調のガンマ特性や、最大濃度などを補正するためのテストパターントナー像であり、ベルト８に臨設された検出センサ９によってトナーの付着量に応じたデータをを検出させることが可能である。検出センサ９では、図４に示すようなセンサ出力がモニターされ、該出力が制御部ＣＯＮＴに入力される。制御部ＣＯＮＴはテストパターントナー像の配置に応じた検出タイミングでセンサ出力をサンプリングし、サンプリングデータを適宜ノイズ除去処理などを行なった後平均化したものから，各階調におけるトナー付着量を検出する。なお、形成されるパターンは本例に限定されない。形状／大きさ／順番／配置等は任意である。

テストパターントナー像のセンサ９による検出は、各トナー像について２回行う。
最初は２次転写ローラ１０をベルト８から離隔させ、転写ローラ１０に接触することなくセンサ９に到来したテストパターントナー像について行い（ステップＳ１２）、次いで２次転写ローラ１０をベルト８に接触させ、転写ローラ１０に接触通過してきたテストパターントナー像について行う（ステップＳ１３）。

このようにして検出されるテストパターントナー像の画像濃度（トナー付着量）レベルとセンサ出力の関係を示すと、図６のようになる。なお、図６における縦軸の規格化後とは、制御部においてデジタル値に変換されたセンサ出力を意味している。
図６から分かるように、中間濃度レベルのセンサ応答が、２次転写ローラ離隔のない状態により、つまり、２次転写領域を通過する影響を受けることにより高めになり、トナー付着量を低めに検出するように変化している。この例の様に、トナー付着量を低めに検出するように変化する場合は、これを高めに見積もるよう補正する必要がある。

そこで次に、ステップＳ１２、Ｓ１３で検出したパターン検出値の差を求める（ステップＳ１４）。次いでメインルーチンにリターンして、該パターン検出値の差に基づき補正条件を決定し、保存する。図７はその例を示している。すなわち、図７に示すように、画像安定化モードにおいて２次転写ローラ１０との接触の影響を受けてセンサ９に到来するテストパターントナー像の検出値とその補正値との関係を示す変換テーブルを作成する。 画像形成条件の調整にあたっては、このテーブルに基づいて、画像安定化モードにおけるセンサ９によるテストパターントナー像の検出値を補正し、該補正された検出値に基づいて画像形成条件（例えば感光体帯電用電源の出力）を調整し、画像の安定化を図る。

なお、図７のテーブルは中間調におけるトナー付着量とその制御を想定した変換テーブルの例であるが、本発明では、これに限定するものではなく、例えば細線の幅の検出・制御が目的のトナーパターン検出であってもよく、２次転写ローラ１０を通過してパターンが乱れることに伴う、線のつぶれ度合いなどを予め検出させることで、２次転写領域通過後のパターンの検出値を補正させて画像形成条件（プロセス条件）を制御させることも可能である。

補正条件決定、保存タイミングとしては、画像形成装置の製造時や出荷時に２次転写領域の影響を調べることで決定し、記憶させておいてもよいが、環境及び（又は）装置使用経過時間等による装置の変動に対して追随させることを考慮して、次に例示するような特定のタイミングで実施してもよい。
画像形成装置のセットアップ時、
画像形成装置の電源投入時、電源ＯＦＦから予め定めた時間経過後の電源投入時、
複数枚の画像を連続的に形成する場合の該複数枚画像形成（マルチジョブ）の開始直前、該複数枚画像 形成の終了直後、
中間転写ベルトの交換時、及び
２次転写ローラの交換時
のうち少なくとも一つのタイミング。

またこのタイミングはテストパターントナー像の検出を行なうタイミングと前後させてもよく、或いは全く独立に設定しても構わない。このように補正条件が有効に設定されている間は、２次転写領域によって乱れているテストパターントナー像を検出しても、その影響を補正した上でプロセス条件が設定されることから、画像を常に精度よく安定して出力できる。

図８は図５（Ａ）におけるステップＳ１実行の他の例（本発明に係る例）を示している。この例では、２次転写ローラ１０のベルト８からの離隔操作を省き、同一のテストパターントナー像を２次転写領域に２回通過させ、１回目通過後と、２回目通過後の該テストパターントナー像の検出値をそれぞれ求め（ステップＳ１２ａ、Ｓ１３ａ）、その対応関係（ここでは両パターン検出値の差）から補正条件を求める例である。形成された一連のテストパターントナー像は、２次転写領域通過後に検出センサ９で検出され、さらに、該パターンを保時させたままベルト８を１回転させて再び検出を行なうようにする。

なお、ベルト８は順方向に１回転させてもよいが、一旦スイッチバックさせて２次転写領域を逆方向から通過させ、さらに順方向に回転させて再び２次転写領域を通過させてもよい。
前者では通過１回分の変動分の検出値差が得られるの対し、後者では通過２回分の検出値差が得られ、また、各色の１次転写領域をテストパターントナー像が通過することの影響を受けずに済む。後者の場合、例えば通過２回分の検出値差の半分の値から補正条件を決定できる。

図９は図５（Ａ）におけるステップＳ１実行のさらに他の例（本発明に係る例）を示している。この例では、図８の場合と同様、２次転写ローラ１０のベルト８からの離隔操作を省くことが可能である。この例では、複数個の同一種類のパターンをタイミングをずらして形成させ（ステップＳ１１ｂ、Ｓ１２ｂ）、中間転写ベルト８上に、それぞれ２次転写領域の通過回数が異なる状態で併置させるようにすることが特徴である。これらを順次検出させることで（ステップＳ１３ｂ）、２次転写領域の通過回数に応じて変化する検出値が得られ、これらの対応関係（ステップＳ１４ｂ）を用いて補正条件を求めることができる。

例えば、第１パターン、第２パターンを形成し、第１パターンが２次転写領域を１回通過後、ベルト８をスイッチバックさせて第１パターンを２次転写領域に逆方向に通過させ、再びベルト８を順方向に回転させて２次転写領域を通過させて該第１パターンを検出し、引き続き第２パターンを２次転写領域に１回通過させて該第２パターンを検出する場合を例示できる。この場合も、通過２回分の検出値差が得られ、例えば通過２回分の検出値差の半分の値に基づいて補正条件を決定できる。

パターン検出値差を求める制御部ＣＯＮＴの動作として図８や図９に示すものを採用する場合には、図１に示すソレノイドＳＯＬを含む２次転写ローラ１０の離隔手段の省略も可能であり、これを省略することで、画像形成装置を一層小型化、コンパクト化できるとともに低コスト化できる。

以上説明したテストパターントナー像の検出値差は、システムの異常判定や、１次転写部材、２次転写部材等の作動条件の制御にも利用できる。ここで１次転写部材の作動条件とは１次転写部材の回転速度、１次転写電圧の大きさ等であり、２次転写部材の作動条件とは２次転写部材の回転速度、２次転写電圧の大きさ等である。

例えば、２次転写ローラ１０に係わる異常などで、テストパターントナー像への２次転写領域通過時の影響が極めて大きい場合は、前記パターン検出値差が非常に大きくなり得る。そこで、パターン検出値差が、異常の可能性が高くなる一定レベル以上に達していることを検知させて、警告を発する手段を設けることが有効になる。警告手段としては、図示されていない画像形成装置の操作パネル上への表示や音声ガイド、又はプリントを指示したユーザへの報知（プリントサーバ等）などでよい。

また、２次転写領域通過時の影響を皆無にすることは困難でも、この影響はできるだけ少ない方が望ましいため、パターン検出値差をモニターしつつ、例えば２次転写ローラ１０の中間転写ベルト８に対する相対速度を制御するような構成を採用し、これによりパターン検出値差を小さくするように制御することも可能である。

テストパターントナー像の検出値差をシステムの異常判定及び２次転写部材（本例では２次転写ローラ１０）の作動条件の制御に利用する例について説明する。この場合、制御部ＣＯＮＴに、そのような作動条件の制御手段に相当する部分を含め、また、例えば警告音及び（又は）光を発する警報器ＡＲ（図２参照）を接続すればよい。

この場合の制御部ＣＯＮＴの動作例を図１０に示す。すなわち、ステップＳ１については、図５、図８又は図９に示すものが採用され、前記のようにしてパターン検出値差を求める。そして、この検出値差が所定値以下であるときは、補正条件を決定、保存するが（ステップＳ１０１、Ｓ２）、該所定値を超え、さらに許容値も超えていると、警報器ＡＲに警報を発させ（ステップＳ１０１、１０２、１０３）、該所定値を超えているが許容値以下であれば、該所定値以下を達成するように、２次転写部材（転写ローラ１０）の作動条件（本例ではローラ１０の中間転写ベルト８に対する相対速度）を制御する。

本発明は、画像形成条件調整のためのテストパターントナー像の状態を、装置の小型化、コンパクト化を可能し、画像形成条件調整や画像生産性の点で支障がないようにして検出できる画像形成装置を提供することに利用できる。

本発明に係る画像形成装置の１例の概略構成を示す図である。 図１の装置の制御回路の概略を示すブロック図である。 テストパターントナー像作成例を示す図である。 検出センサによる応答と検出値決定の例を示す図である。 制御部の補正条件決定、保存動作例を示すフローチャートであり、図５（Ａ）はそのメインルーチンを、図５（Ｂ）はパターン検出値差を求めるサブルーチンを示すフローチャートである。 ２次転写領域通過の影響を示すセンサ出力例を示す図である。 検出値を補正するための補正テーブル例を示す図である。 パターン検出値差を求めるサブルーチンの他の例を示すフローチャートである。 パターン検出値差を求めるサブルーチンのさらに他の例を示すフローチャートである。 補正条件決定、異常警告及び２次転写ローラの作動制御のための制御部の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

Ｙ イエロー画像形成部
Ｃ シアン画像形成部
Ｍ マゼンタ画像形成部
Ｋ ブラック画像形成部
１ 感光体
２ 帯電装置
３ 画像露光装置
４ 現像装置
４１ 現像ローラ
５ クリーナ
６ １次転写ローラ
７１、７２、７３ ローラ
８ 中間転写ベルト
９ 検出センサ
１０ ２次転写ローラ
１１ 定着装置
ＣＬ クリーナ
ＳＯＬ ソレノイド

ＣＯＮＴ 制御部
ＹＰＷ２、ＣＰＷ２、ＭＰＷ２、ＫＰＷ２
感光体帯電用電源
ＹＰＷ４、ＣＰＷ４、ＭＰＷ４、ＫＰＷ４
現像バイアス電源
ＹＰＷ６、ＣＰＷ６、ＭＰＷ６、ＫＰＷ６
１次転写用電源
ＹＭ６、ＣＭ６、ＭＭ６、ＫＭ６
１次転写ローラ駆動モータ
ＰＷ１０ ２次転写電源
Ｍ１０ ２次転写ローラ駆動モータ
ＡＲ 警報器

Claims (10)

1. 画像形成モードにおいて、像担持体上に形成されるトナー像を１次転写部材により中間転写部材に１次転写し、該中間転写部材上のトナー像を２次転写部材により記録媒体に２次転写して画像形成し、画像安定化モードにおいて、画像形成条件の調整を、該中間転写部材上に画像形成条件調整用のテストパターントナー像を形成し、該テストパターントナー像の状態の検出結果に基づいて行う画像形成装置であり、
   前記２次転写部材による記録媒体へのトナー像の２次転写領域より中間転写部材表面移動方向において下流側で該中間転写部材に臨み、前記テストパターントナー像の状態を検出する検出部と、
   前記２次転写部材を前記中間転写部材から離隔させないモードにおける前記検出部によるテストパターントナー像状態の検出結果を補正するための補正条件を決定し保存する補正条件決定手段と、
   該補正条件決定手段により決定され保存された補正条件に基づいて、前記２次転写部材を前記中間転写部材から離隔させないモードにおいて前記検出部で検出されるテストパターントナー像の状態の検出結果を補正する補正手段とを含んでおり、
   前記画像形成条件の調整が該補正手段により補正された検出結果に基づいて行われ、
   前記補正条件決定手段は、前記テストパターントナー像の前記２次転写部材との接触を伴う２次転写領域の通過の前後に相当する状態の差を求め、且つ、該差を求めるにあたり、同一のテストパターントナー像を前記２次転写部材を前記中間転写部材から離隔させないモードで形成し、該モードで前記２次転写部材に接触通過させ、２次転写部材の通過回数の異なる該テストパターントナー像の状態を前記検出部に検出させ、該検出結果に基づいて前記差を求め、該差に基づいて前記補正条件を決定することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記補正条件決定手段は、前記テストパターントナー像の前記２次転写部材との接触を伴う２次転写領域通過の前後に相当する状態の差を求めるにあたり、同一のテストパターントナー像を前記２次転写部材に複数回接触通過させて前記検出部に該テストパターントナー像の状態を複数回検出させ、該複数回の検出結果に基づいて前記差を求める請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記補正条件決定手段は、同一のテストパターントナー像を前記２次転写部材に複数回接触通過させて前記検出部に該テストパターントナー像の状態を複数回検出させるにあたり、該検出を、該テストパターントナー像の前記２次転写領域のｎ回通過後と、さらにｍ回通過した（ｎ＋ｍ）回通後の２回行わせるか（ｎ、ｍは正の整数）、又は
   該テストパターントナー像の前記２次転写領域のｎ回通過後と、該ｎ回通過後の中間転写部材のスイッチバック動作による該２次転写領域の戻り通過及びさらに該スイッチバック通過後の中間転写部材の正規方向動作による該２次転写領域通過後の２回行わせる請求項２記載の画像形成装置。
4. 警告手段が設けられており、前記補正条件決定手段は、前記検出部による複数回の検出結果に基づいて求めた前記差が予め定めた許容量より大きいときは、該警告手段にその旨警告させる請求項２又は３記載の画像形成装置。
5. 前記補正条件決定手段は、前記検出部による複数回の検出結果に基づいて求めた前記差が予め定めた大きさを超えるときは、該差が予め定めた大きさ以下となるように、前記１次転写部材及び２次転写部材のうち少なくとも一方の作動条件制御手段に該１次転写部材及び２次転写部材のうち少なくとも一方の作動条件を調整させる請求項２又は３記載の画像形成装置。
6. 前記補正条件決定手段は、前記テストパターントナー像の前記２次転写部材との接触を伴う２次転写領域通過の前後に相当する状態の差を求めるにあたり、同一の複数個のテストパターントナー像のそれぞれを前記２次転写部材に通過回数を異ならせて接触通過させ、該接触通過後の各テストパターントナー像の状態を前記検出部に検出させ、該検出結果に基づいて前記差を求める請求項１記載の画像形成装置。
7. 警告手段が設けられており、前記補正条件決定手段は、前記検出部検出結果に基づいて求めた前記差が予め定めた許容量より大きいときは、該警告手段にその旨警告させる請求項６記載の画像形成装置。
8. 前記補正条件決定手段は、前記検出部検出結果に基づいて求めた前記差が予め定めた大きさを超えるときは、該差が予め定めた大きさ以下となるように、前記１次転写部材及び２次転写部材のうち少なくとも一方の作動条件制御手段に該１次転写部材及び２次転写部材のうち少なくとも一方の作動条件を調整させる請求項６記載の画像形成装置。
9. 前記補正条件決定手段は、
   画像形成装置の製造時、出荷時、セットアップ時、
   画像形成装置の電源投入時、電源ＯＦＦから予め定めた時間経過後の電源投入時、
   複数枚の画像を連続的に形成する場合の該複数枚画像形成の開始直前、該複数枚画像形成の終了直後、
   中間転写部材の交換時、及び
   ２次転写部材の交換時
   のうち少なくとも一つのタイミングで補正条件を決定し保存する請求項１から８のいずれかに記載の画像形成装置。
10. タンデム型フルカラー画像形成装置である請求項１から９のいずれかに記載の画像形成装置。