JP5387968B2

JP5387968B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP5387968B2
Application number: JP2009208738A
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Inventors: 秀二平井
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2009-09-09
Filing date: 2009-09-09
Publication date: 2014-01-15
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Description

本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリなどの画像形成装置に関するものである。

電子写真方式を用いた複写機、レーザビームプリンタ等の画像形成装置では、安定した画像が得られるようにするために、次のような画像調整動作が行われている。すなわち、感光体等の像担持体上にテストパターンを形成し、像担持体上のテストパターンを光学検知手段たる光学センサで検知し、その検知結果に基づいて、帯電電位、現像バイアス、露光量などの作像条件を調整する動作である。

上記した画像調整動作では、上記光学センサが設置されている箇所よりも下流の画像形成工程（転写紙への転写工程や定着工程）での不具合を検知して、調整することができないという問題がある。

特許文献１には、像担持体（中間転写ベルトを含む）上の未定着トナー像を検知するトナー像検知手段たる濃度センサと、記録紙上に定着された定着後トナー像を検知する定着後画像検知手段たるカラーセンサとを、備え、濃度センサの検知結果と、カラーセンサの検知結果とを用いて、濃度センサが設置されている箇所よりも下流の画像形成工程（転写紙への転写工程や定着工程）での不具合を検知する画像形成装置が記載されている。具体的には、まず、所定の画像形成条件で、イエローの階調パッチ、マゼンタの階調パッチ、シアンの階調パッチ、ブラックの階調パッチからなる画像調整用パターンを形成し、画像調整用パターンを濃度センサで検知する。次に、先と同じ画像形成条件、同じ階調パッチからなる画像調整用パターンを形成し、この画像調整用パターンをカラーセンサで検知する。なお、カラーセンサで検知される画像調整用パターンは、濃度センサで検知される画像調整用パターンよりも、幅を大きくしている。これは、以下のような理由が考えられる。定着後の画像を検知するセンサとしては、転写紙に形成された画像を検知するため、転写紙表面を反射した拡散反射光と、画像を反射した拡散反射光との区別がつかないため、トナー付着量を検知する一般的な反射型光学センサを用いることができない。このため、定着後の画像を検知するセンサとしては、白色ＬＥＤとＲＧＢオンチップフィルタ付き電荷蓄積型センサとを有するカラーセンサを用いている。このようなカラーセンサは、検知領域を広げた方が、電荷蓄積型センサに入力される光が多くなり、検知感度が上昇する。このように、カラーセンサは、検知領域を広げているため、検知される画像調整用パターンは、幅を大きくする必要があると考えられる。一方、像担持体上のトナー像を検知する濃度センサは、像担持体表面が滑らかなので、検知面から反射した正反射光と拡散反射光とを受光する一般的な反射型光学センサを用いることができる。そして、像担持体上の画像調整用パターンから反射した正反射光と拡散拡散反射光とを検知してこれらのコンビネーションにより各パッチのトナー付着量を検知している。このような反射型光学センサは、検知領域を広げると、正反射光の感度が落ちるため、検知領域を絞って、検知する必要がある。このため、濃度センサで検知される画像調整用パターンの各パッチは、幅を広げる必要がないので、カラーセンサで検知される画像調整用パターンよりも幅を狭めていると考えられる。

次に、濃度センサの検知結果とカラーセンサの検知結果との関係が所定の関係を有しているか否かを調べる。転写紙への転写工程や定着工程に不具合がなければ、濃度センサの検知結果とカラーセンサの検知結果との関係が所定の関係となるが、上記工程に不具合があると、その関係が所定の関係ではなくなる。よって、濃度センサの検知結果とカラーセンサの検知結果との関係を調べることで、転写紙への転写工程や定着工程に不具合を検知することができ、検知した転写工程や定着工程の不具合に基づいて、転写パラメータや定着パラメータを調整することができる。また、検知した転写工程の不具合に基づいて、現像パラメータや帯電パラメータなどを調整してトナー付着量を調整することで、転写工程での不具合による画像品質の劣化を補正することもできる。

しかしながら、上記特許文献１では、濃度センサが検知する主走査方向の位置と、カラーセンサが検知する主走査方向の位置が異なっていた。そのため、濃度センサで検知する画像調整パターンの主走査方向の形成位置と、カラーセンサで検知する画像調整パターンの主走査方向の形成位置とが異なってしまう。その結果、濃度センサの検知結果の主走査方向の濃度ムラの影響とカラーセンサの検知結果の主走査方向の濃度ムラの影響とがそれぞれ異なる。従って、濃度センサの検知結果とカラーセンサの検知結果との関係に主走査方向の濃度ムラの影響が大きく出てしまい、転写紙への転写工程や定着工程の不具合を精度よく検知することができなかった。

そこで、本出願人は、特願２００９−３９５５４号において、トナー像検知手段の主走査方向位置と定着後画像検知手段の主走査方向位置とを揃えて設置した画像形成装置を提案した。これにより、トナー像検知手段の検知結果の主走査方向の濃度ムラの影響と、定着後画像検知手段の検知結果の主走査方向の濃度ムラの影響とをほぼ同じにすることができる。よって、トナー像検知手段の検知結果と定着後画像検知手段の検知結果との関係性に主走査方向の濃度ムラの影響が出るのを抑制することができる。その結果、トナー像検知手段の検知結果と、定着後画像検知手段の検知結果との基づいて、トナー像検知手段の検知位置よりもトナー像移動方向下流側の画像形成工程の状態を精度よく検知することができ、精度の高い画像調整を行うことができる。

しかしながら、上記特願２００９−３９５５４号に記載の画像形成装置においては、トナー像検知手段の検知結果と定着後画像検知手段の検知結果とを用いた画像調整制御しかなかった。このような、定着後画像検知手段の検知結果を用いる画像調整制御は、使用者の所有物である転写紙を消費するという難点がある。画像調整制御の実行間隔を長くすれば、画像調整制御による転写紙の消費を抑制できるが、長期間、画像調整制御が行われないため、画像品質に問題が生じるおそれがあった。

本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、トナー像検知手段よりもトナー像搬送方向下流側の画像形成工程での不具合を精度よく検知することができ、かつ、記録媒体の消費を抑制しつつ長期間良好な画像を得ることができる画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、自らの表面にトナー像を担持する像担持体と、該像担持体にトナー像を作像する作像手段と、上記像担持体上のトナー像を、記録媒体上に転写する転写手段と、上記記録媒体上のトナー像を記録媒体に定着させる定着手段とを備えた画像形成装置において、上記像担持体上のトナー像を検知するためのトナー像検知手段と、記録媒体上の定着後のトナー像を検知するための定着後画像検知手段と、画像調整用テストパターンを上記像担持体に作像し、上記像担持体上の画像調整用テストパターンを上記トナー像検知手段で検出し、上記像担持体上の画像調整用テストパターンを記録媒体に転写しないよう制御し、上記トナー像検知手段で検出した検出値に基づいて画像形成条件を調整する第一画像調整手段と、画像調整用テストパターンを作像し、画像調整用テストパターンを上記トナー像検知手段で検知した後、上記トナー像検知手段で検知した後の上記記録媒体に定着された画像調整用テストパターン、または、再度、作像され、上記記録媒体に定着された画像調整用テストパターンを定着後画像検知手段で検知し、上記トナー像検知手段で検出した検出値と上記定着後画像検知手段で検出した検出値とに基づいて画像形成条件を調整する第二画像調整手段とを備え、上記記録媒体の搬送方向と直交する主走査方向における前記トナー像検知手段と前記定着後画像検知手段の位置を揃えて配置し、上記トナー像検知手段および上記定着後画像検知手段を、主走査方向に複数設けたことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記第二画像調整手段実行時に作像する画像調整用パターンを、Ａ４横の記録媒体に収めることを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１または２の画像形成装置において、上記第二画像調整手段実行時に作像する画像調整用パターンは、画像濃度が互いに異なるように作像された複数のトナーパッチからなり、上記第二画像調整手段は、上記トナー像検知手段で検出した各トナーパッチの検出値と上記定着後画像検知手段で検出した各トナーパッチの検出値とをそれぞれ比較し、複数の比較結果に基づいて画像形成条件を調整するものであって、上記第二画像調整手段は、複数の比較結果のうち、ひとつの比較結果のみが異常値である場合、ユーザーに報知することを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１乃至３いずれかの画像形成装置において、上記第二画像調整手段実行時に作像する画像調整用パターンの幅を、上記第一画像調整手段実行時に作像する画像調整用パターンの幅よりも大きくしたことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１乃至３いずれかの画像形成装置において、上記像担持体が、上記記録媒体を保持して搬送する転写搬送ベルトであって、上記第二画像調整手段は、作像した画像調整用パターンを記録媒体に転写し、記録媒体上の画像調整パターンを上記トナー像検知手段で検知した後、上記トナー像検知手段で検知した後の上記記録媒体に定着された画像調整用テストパターンを定着後画像検知手段で検知することを特徴とするものである。

本発明によれば、トナー像検知手段の主走査対応方向位置と定着後画像検知手段の主走査対応方向位置とを揃えて設置しておくことにより、トナー像検知手段の検知結果の主走査対応方向の濃度ムラの影響と、定着後画像検知手段の検知結果の主走査対応方向の濃度ムラの影響とをほぼ同じにすることができる。これにより、トナー像検知手段の検知結果と定着後画像検知手段の検知結果との関係性に主走査方向の濃度ムラの影響が出るのを抑制することができる。その結果、トナー像検知手段の検知結果と、定着後画像検知手段の検知結果との基づいて、トナー像検知手段の検知位置よりもトナー像移動方向下流側の画像形成工程の状態を精度よく検知することができ、精度の高い画像調整を行うことができる。
また、画像調整用テストパターンを記録媒体に転写せずに、画像調整制御を行う第一画像調整手段を備えているので、記録媒体を消費せずに、画像調整制御を行うことができる。よって、第一画像調整制御を所定の間隔で定期的に行い、第二画像調整制御をトナー像検知手段の検知位置よりもトナー像移動方向下流側の画像形成工程に問題がある可能性がある場合にのみ行うようにすれば、画像調整制御による記録媒体の消費を抑えて、長期にわたり良好な画像品質を維持することができる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概要構成図。画像形成装置の他の例（１ドラム型）の概要構成図。画像形成装置の他の例（直接転写方式）の概要構成図。トナー像検知センサの設置状態を示す要部斜視図。トナー像検知センサと定着後画像検知センサの位置関係を示す平面図。トナー像検知センサの構成を示す概要断面図で、（ａ）は１発光２受光型の場合、（ｂ）は２発光１受光型の場合の図である。定着後画像検知センサの構成を示す概要断面図。第一画像調整モードにおけるテストパターン経路を示す図で、（ａ）は二次転写部よりも中間転写ベルト移動方向上流側にセンサを配置した場合、（ｂ）は二次転写部よりも中間転写ベルト移動方向上流側にセンサを配置した場合の図。図１で示した画像形成装置における第二画像調整モードのときのテストパターン経路を示す図で、（ａ）は同じ個体を検知する場合、（ｂ）は違う個体を検知する場合の図。図３で示した画像形成装置における第二画像調整モードのときのテストパターン経路を示す図で、（ａ）は同じ個体を検知する場合、（ｂ）は違う個体を検知する場合の図。第一画像調整モードにおけるテストパターンと第二画像調整モードにおけるテストパターンが同一のときの構成を示す例。第一画像調整モードにおけるテストパターンと第二画像調整モードにおけるテストパターンとが異なるときの構成を示す例。第一画像調整モードと第二画像調整モードとどちらを実行するか判定する判定フロー図。第二画像調整モード実行時の測定データを示す図で、（ａ）はトナー像検知センサの測定データを示す図、（ｂ）は定着後画像検知センサの測定データを示す図。図１３の測定データの比較を示す図で、（ａ）は正常な場合の図、（ｂ）は正常状態からずれた場合の一例を示す図。図１３の測定データの比較を示す図で、（ａ）は正常状態からずれた場合の他例を示す図、（ｂ）は異常点がある場合の図。

以下、本発明の実施形態を図を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係る画像形成装置の概略図である。システムとしては４連タンデム型中間転写方式のフルカラー機として描かれているが、これは電子写真式画像形成装置の代表例として描いているだけであり、４連タンデム型直接転写方式や１ドラム型中間転写方式等のフルカラー機でも良いし、１ドラム型直接転写方式等のモノクロ機でも良い。
像担持体であり、中間転写体である中間転写ベルト１の展張面に沿って、像担持体である感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋが並設されている。符号に付記したＹはイエロー、Ｍはマゼンタ、Ｃはシアン、Ｋはブラックの色をそれぞれ示している。イエローの作像ステーションを代表して説明すると、感光体ドラム２Ｙの回りにはその回転方向順に、帯電手段としての帯電チャージャ３、書込みユニット４Ｙ、現像ユニット５Ｙ、一次転写手段としての一次転写ローラ６Ｙ、感光体クリーニングユニット７Ｙ、クエンチングランプ８Ｙが配置されている。他の色の作像ステーションにおいても同様である。
書込みユニット４の上方には、スキャナ部９、ＡＤＦ１０等が設けられている。

中間転写ベルト１は、複数のローラ１１、１２、１３で回転可能に支持されており、ローラ１２に対向する部位にはクリーニング手段としての中間転写ベルトクリーニングユニット１５が設けられている。
ローラ１３に対向する部位には、転写手段としての二次転写ローラ１６が設けられている。
装置本体の下部には、複数の給紙トレイ１７が設けられており、これらのトレイに収容された記録媒体としての記録紙２０は、ピックアップローラ２１、給紙ローラ２２で給紙され、搬送ローラ対２３で搬送され、レジストローラ対２４により所定のタイミングで二次転写部位へ送られる。二次転写部位の用紙搬送方向下流側には定着手段としての定着ユニット２５が設けられている。図１において、符号２６は排紙トレイを、２７はスイッチバックローラ対を示している。

図１に示す構成において、画像形成動作を一通り説明する。プリント開始命令が入力されると、感光体ドラム周辺・中間転写ベルト周辺・給紙搬送経路等にある各ローラが既定のタイミングで回転し始め、下部の給紙トレイから記録紙の給紙が開始される。
一方、各感光体ドラム２は帯電チャージャ３によってその表面を一様な電位に帯電され、書込ユニット４から照射される書込み光によってその表面を画像データに従って露光される。露光された後の電位パターンを静電潜像と呼ぶが、この静電潜像をその表面に担持した感光体ドラム２は、現像ユニット５からトナーを供給されることにより、担持している静電潜像を特定色に現像される。
図１においては感光体ドラム２が四色分あるので、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック（色順はシステムによって異なる）のトナー像が各感光体ドラム上に現像されることになる。

各感光体ドラム２上に現像されたトナー像は、中間転写ベルト１との接点において、感光体ドラムに対向して設置された一次転写ローラ６に印加される一次転写バイアス、及び押圧力によって中間転写ベルト１上に転写される。この一次転写動作をタイミングを合わせながら四色分繰り返すことにより、中間転写ベルト１上にフルカラートナー像が形成される。
中間転写ベルト１上に形成されたフルカラートナー像は、二次転写ローラ部において、レジストローラ対２４によってタイミングを合わせて搬送されてくる記録紙２０に転写される。この時、二次転写ローラ１６に印加される二次転写バイアス、及び押圧力によって二次転写が行われる。フルカラートナー像を転写された記録紙２０は、定着ユニット２５を通過することにより、表面に担持しているトナー像を加熱定着される。

片面プリントならばそのまま直線搬送されて排紙トレイ２６へ、両面プリントならば搬送方向を下向きに変えられ、用紙反転部へ搬送されていく。用紙反転部へ到達した記録紙２０は、ここでスイッチバックローラ対２７により搬送方向を逆転されて紙の後端から用紙反転部を出て行く。これをスイッチバック動作と呼び、この動作によって記録紙の表裏を反転させることができる。
表裏反転された記録紙は定着ユニット方向には戻らず、再給紙搬送経路を通過して本来の給紙経路に合流する。この後は表面プリントの時と同じ様にトナー像を転写されて、定着ユニット２５を通過して排紙される。これが両面プリント動作である。また各部の動作を最後まで説明すると、一次転写部を通過した感光体ドラム２はその表面に一次転写残トナーを担持しており、これをブレード及びブラシ等で構成された感光体クリーニングユニット７により除去される。その後、クエンチングランプ８によってその表面を一様に除電されて次の画像のための帯電に備える。
また、二次転写部を通過した中間転写ベルト１に関しても、その表面に二次転写残トナーを担持しているが、こちらもブレード及びブラシ等で構成された中間転写ベルトクリーニングユニット１５によってこれを除去され、次のトナー像の転写に備える。この様な動作の繰り返しで、片面プリント若しくは両面プリントが行われる。

中間転写ベルト１の外方におけるローラ１１に対向する位置（二次転写前の位置）にはトナー像検知手段としてのトナー像検知センサ３０が配置されている。トナー像検知センサ３０は二次転写部の下流側（二次転写後の位置）に配置することもできる。二次転写部の下流側に配置する場合には、中間転写ベルト１の内方に振れ止めのためのローラ１４が設けられる。
定着ユニット２５の下流側近傍には、定着後画像検知手段としての定着後画像検知センサ３１が配置されている。

定着後画像検知センサ３１は文字通り定着ユニット２５の直後に設置され、二次転写工程で記録紙上に転写されたトナー像が、定着ユニット２５において定着された直後の位置であり、４色全ての定着後画像を記録紙上で検知することができる。
定着後画像検知センサ３１の設置位置を、用紙反転部への分岐の前にするか後にするかという選択肢はあるが、テストパターンを形成した記録紙の搬送先に合わせて設置位置を決めれば良い。テストパターンを形成した記録紙を、そのまま排紙トレイ２６に排出する場合には、定着後画像検知センサ３１の設置位置は用紙反転部への分岐の前後どちらでも良い。一方、テストパターンを形成した記録紙を画像形成装置内の何処か（典型的には、テストパターン記録紙用の特別な内蔵トレイ）へ搬送する場合には、定着後画像検知センサ３１の設置位置を分岐の手前とする必要がある。

また、トナー像検知センサ３０の設置位置としては上記のように２種類考えられる。一つは、二次転写前の位置Ｐ１である。二次転写工程前の中間転写ベルト１上のトナーパターンを検知できる位置であり、マシンレイアウトの制約がなければ、この構成が採用されることが多い。テストパターンを形成してすぐに検知できるため待ち時間も少なく、また、テストパターンに二次転写部をすり抜けさせる必要がないため、そのための工夫が不要だからである。
しかしながら、４色目（ここではブラック）の作像ステーション直後が二次転写位置になっている機種も多く、その場合、位置Ｐ１にセンサを設置するのはスペース的に困難である。そのような場合は、二次転写後の位置である位置Ｐ２にトナー像検知センサ３０を設置し、中間転写ベルト１上に形成したテストパターンを二次転写部をスルーさせた後、トナー像検知センサ３０で検知することになる。
二次転写部をスルーさせる方式としては、二次転写ローラ１６の離間、二次転写ローラ１６への逆バイアスの印加等が考えられるが、ここでは特に限定しない。４連タンデム型中間転写方式の画像形成装置の場合には、トナー像検知センサ３０の位置として、以上のような２種類が考えられる。

図１に示す画像形成装置においては、感光体ドラム２、帯電チャージャ３、書込みユニット４Ｙ、現像ユニット５Ｙ、一次転写ローラ６Ｙが、作像手段として機能している。

他の方式の画像形成装置の場合の、トナー像検知センサ及び定着後画像検知センサの設置例を図２、図３に示す。図２は、１ドラム型中間転写方式のフルカラー機の場合のセンサ設置例を示している。
作像ステーション部（感光体ユニット、現像ユニット等）の構成が異なるだけで、中間転写ユニットより下流のユニットに関しては、図１で示した４連タンデム型中間転写方式の構成と基本的に同じである。
図２において、符号１８は給紙トレイを、３２はリボルバ型現像ユニットを、３３はベルト転写方式の二次転写ユニットを、３４はベルト搬送ユニットを、３６は両面ユニットを、３７は排紙ローラ対を、３８は手差しトレイをそれぞれ示している。図１で示したものと同様の機能を有するものは同一の符号で示している。

感光体ドラム２を含む感光体ユニットが１セットしかないため、中間転写ベルト１を有する中間転写ユニット周辺にはスペースの余裕があり、二次転写工程より上流に比較的容易にトナー像検知センサ３０を設置できる構成である。
もちろん、スペースの余裕がない場合には、図１と同様に二次転写工程より下流にトナー像検知センサ３０を設置することもあり得るが、ここでは示していない。
図３には、４連タンデム型直接転写方式のフルカラー機の場合のセンサ設置例を示す。この方式では、感光体ドラム２に対向しているベルトが中間転写ベルトではなく転写搬送ベルト４０であり、記録紙を保持して搬送し、記録紙上に直接、各色トナー像を順次転写していく動作を行う。ベルトの素材としては、中間転写ベルト同様にポリイミド等が挙げられるが、特に限定するものではない。記録紙を保持する方式としては、静電的にベルトに吸着して搬送する方式が一般的であり、この場合、記録紙タッチダウン直後に設置されているローラ４１にバイアス電圧が印加可能となっており、記録紙に電荷を与えることができる。

このような転写搬送ベルト方式においては、各色感光体ドラム上のテストパターンを転写搬送ベルト４０上に転写して検知する方式が用いられることが多く、この場合、トナー像検知センサ３０は位置Ｐ３、Ｐ４に示すような場所に設置される。
すなわち、定着ユニット２５に向けて記録紙をリリースする以前の位置Ｐ３に設置する場合と、リリース後の位置Ｐ４に設置する場合が考えられるが、４連タンデム型直接転写方式の場合には、作像ステーション４セットと定着ユニットを直列に並べる必要があるため、スペース的な余裕は少ない。
そのため、位置Ｐ３への設置は困難であり、位置Ｐ４に設置されている場合が多い。なお、図３に示す４連タンデム型直接転写方式のフルカラー機の場合、転写搬送ベルトが、トナー像であるテストパターンを担持する像担持体としても機能する。

図４に、図１〜図３で説明したトナー像検知センサ３０の設置イメージを示す。ちょうど、図１の位置Ｐ１に設置したイメージである。このトナー像検知センサはセンサ基板４５に３つのトナー像検知センサ３０を搭載した３ヘッドのタイプで描いており、記録紙の搬送方向と直交する主走査対応方向（感光体ドラム２の軸方向）に複数組設置するセンサ構成例となっているが、特にこの数に限定するものではない。
センサヘッド（トナー像検知センサ）が１個の場合も考えられ、この場合は通常、センター部にセンサヘッドが設置される場合が多い。
図５に示すように、トナー像検知センサ３０と定着後画像検知センサ３１は主走査対応方向位置を揃えて配置されている。図５は、図１に示す画像形成装置の中間転写ベルト１、定着ユニット２５、及び位置Ｐ１に配置されたトナー像検知センサ３０、定着後画像検知センサ３１を上方から見た状態を表している。符号４６は定着後画像検知センサ３１が搭載されるセンサ基板を示している。

図５中において、主走査対応方向は左右方向に相当し、３個ヘッドとして描いているトナー像検知センサ３０と、定着後画像検知センサ３１のヘッド位置が、主走査対応方向でそれぞれ同じ位置に設置されている。
このように配置することにより、中間転写ベルト１上にテストパターンを転写するまでの工程において、主走査対応方向にトナー付着量ムラ（画像濃度ムラ）が生じている場合、主走査対応方向位置が同じセンサヘッドには、トナー付着量ムラの影響が等しく出ることになる。
よって、両センサ出力値を比較する際に、主走査対応方向位置の同じセンサヘッド同士の測定データを比較することにより、二次転写〜定着工程起因の画像濃度ムラが発生している場合、その影響を正確に把握することができる。
これに対して、引用文献１ではその図６と図１１とから明らかなように、記録紙上に形成されるテストパターン（パッチパターン）の位置と中間転写体上に形成されるテストパターンの位置は明らかに異なっており、主走査対応方向においてセンサ位置を一致させることによる上記効果を得ることはできない。
図５に示しているトナー像検知センサ３０と定着後画像検知センサ３１はそれぞれセンサヘッド数が３個であり、これは主走査対応方向に複数組設置した場合の構成の一例である。

図６に、本実施形態におけるトナー像検知センサ３０の構成例を示す。中間転写ベルト１上や転写搬送ベルト４０上でトナー像を検知する場合、通常は、正反射光と拡散反射光の２種類の反射光を利用してトナー付着量を測定する。
図６（ａ）で示す方は１発光２受光のタイプ、図６（ｂ）で示す方は２発光１受光のタイプのセンサを例示しているが、使い勝手の差異以外、原理的に異なる点はない。
図６において、符号５０は発光素子を、５１は正反射側受光素子を、５２は拡散反射側受光素子を、５３は防塵ガラス（若しくはレンズ）を、５４はセンサケースを、５５は受光素子を、５６は正反射側発光素子を、５７は拡散反射側発光素子をそれぞれ示している。
中間転写ベルトとして一般的に用いられているポリイミド等の素材は正反射率が高く、トナー像がない状態では正反射光が強く、拡散反射光は殆ど出ない。このベルト上にトナー像が載ると、黒トナーの場合は、正反射光を遮り、かつ拡散反射光も出さない。つまり、拡散反射光検知出力はトナー付着量で変化しないが、正反射光検知出力はトナー付着量増加に伴い減少する。この変化を利用し、黒トナーの付着量検知は正反射光で行う。
一方、カラートナーがベルト上に載った場合には、正反射光を遮り、かつ拡散反射光を出す。トナー付着量が増えるに従って拡散反射光量が増加するので、カラートナーについては、拡散反射光検知によりトナー付着量検知を行っている。

図７に、本実施形態における定着後画像検知センサ３１の構成例を示す。
定着後の画像を検知するためには、市販の測色濃度計で用いられているように、拡散反射光のみを用いれば良い。一般的には「０度投光、４５度受光」や「４５度投光、０度受光」が用いられるが、特に角度関係は指定しない。
図７の例において、発光素子５０は白色発光のＬＥＤである。カラーパッチを検知するためには、全帯域の波長を含む光である必要があるからである。受光素子にはＲＧＢフィルタ付の受光素子５９を用いており、ＲＧＢそれぞれの受光強度を分けて出力可能となっている。
このような構成により、各色のテストパターンが記録紙上に定着されて搬送されてきた場合に、その色と濃度を測定することができる。なお、この図においては受光側でＲＧＢを選別しているが、例えば受光側に可視光帯域に広い受光感度を持つ受光素子を使用し、発光側にＲＧＢフィルタをかけて選択発光させる構成にしても良い。

本実施形態の画像形成装置は、不図示の制御手段たる制御部を有している。制御部は、演算手段たるＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）、データ記憶手段たる不揮発性のＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）、データ記憶手段たるＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）等を有している。この制御部には、帯電チャージャ３、書込みユニット４、現像ユニット５、トナー像検知センサ３０、定着後画像検知センサ３１などが電気的に接続されている。そして、制御部は、ＲＡＭ１０２やＲＯＭ１０３内に記憶している制御プログラムに基づいて、これらの各種の機器を制御するようになっている。

不図示の制御部は、画像を形成するための画像形成条件の制御も行っている。具体的には、制御部は、各色の帯電チャージャ３に対して、帯電バイアスをそれぞれ個別に印加する制御を実施する。これにより、各色の感光体ドラム２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋが、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用ドラム帯電電位に一様帯電せしめられる。また、制御部は、光書込ユニット４の各色に対応する４つの半導体レーザーのパワーをそれぞれ個別に制御する。また、制御部は、各現像ローラに、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用現像バイアス値の現像バイアスを印加する制御を実施する。これにより、感光体ドラム２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの静電潜像と、現像スリーブとの間に、トナーをスリーブ表面側から感光体側に静電移動させる現像ポテンシャルを作用させて、静電潜像を現像する。

また、不図示の制御部は、電源投入時あるいは所定枚数のプリントを行う度に、各色の画像濃度を適正化するための画像調整動作を実行する。本実施形態においては、第一画像調整モードと、第二画像調整モード２つの画像調整モードを有している。すなわち、不図示の制御部が、第一画像調整手段、第二画像調整手段として機能する。

図８は、第一画像調整モードのときのテストパターン搬送経路を示している。
マシン構成は、図１に示す４連タンデム型中間転写方式のフルカラー機である。
図１における位置Ｐ１にトナー像検知センサ３０を設置した構成の場合には、図８（ａ）に示すように、中間転写ベルト１上に形成したテストパターンをトナー像検知センサ３０で検知した後、テストパターンを記録紙に二次転写せずに、中間転写ベルトクリーニングユニット１５へ搬送し、中間転写ベルトクリーニングユニット１５で中間転写ベルト上のテストパターンを除去する。
図１における位置Ｐ２にトナー像検知センサ３０を設置した構成の場合には、図８（ｂ）に示すように、二次転写工程を通過した後のテストパターンを、トナー像検知センサ３０で検知した後、テストパターンを記録紙に二次転写せずに、中間転写ベルトクリーニングユニット１５へ搬送し、中間転写ベルトクリーニングユニット１５で中間転写ベルト上のテストパターンを除去する。

図９は、第二画像調整モードのときのテストパターン搬送経路を示している。
マシン構成は、図１に示す４連タンデム型中間転写方式のフルカラー機である。
図１における位置Ｐ１にトナー像検知センサ３０を設置した構成の場合には、図９（ａ）に示すように、中間転写ベルト１上に形成したテストパターンをトナー像検知センサ３０で検知した後、二次転写ローラ部で記録紙上に転写し、定着ユニット部で定着した後、定着後画像検知センサ３１によって検知する。
図１における位置Ｐ２にトナー像検知センサ３０を設置した構成の場合には、図９（ｂ）に示すように、中間転写ベルト上に形成したテストパターンを、二次転写工程を通過させ、二次転写工程を通過した後のテストパターンを、トナー像検知センサ３０で検知する。トナー像検知センサ３０を通過したテストパターンは、中転ベルトクリーニングユニット１５によりクリーニングされる（図中実線で示す経路１）。次に、同一の画像形成条件でテストパターンを中間転写ベルトに形成し、二次転写ローラ部で記録紙上に転写し、定着ユニット部で定着した後、定着後画像検知センサ３１によって検知する（図中点線で示す経路２）。

図１における位置Ｐ１にトナー像検知センサ３０を設置した構成にすることによって、同じ個体のテストパターンを、トナー像検知センサ３０と定着後画像検知センサ３１とで検知することができ、検知精度を高めることができる。これは、図１における位置Ｐ２にトナー像検知センサ３０を設置した構成においては、図９（ｂ）に示したように、トナー像検知センサ３０によって検知されたテストパターンを、定着後画像検知センサ３１で検知することはできず、テストパターンとして別の個体のものを用意して、定着後画像検知センサ３１に搬送する必要がある。この場合、同一の画像形成条件でテストパターンを作成しているが、同じ画像形成条件で作成したパターンでも、まったく同一の付着量が得られるとは限らないため、両センサの検知出力を比較する際に、付着量誤差が誤差因子として含まれてしまうことになる。よって、検知結果の信頼性の面では、各センサで違う個体のテストパターンを検知する場合よりも、同じ個体のテストパターンを検知する場合の方が、好ましい。

一方、スペースの関係上、トナー像検知センサ３０を位置Ｐ２にしか設置できない機種も多く、逆にこの位置にセンサを置くことでマシンの大型化を防ぐメリットがある。このように、検知の信頼性を重視すれば「同じ個体」の検知にメリットがあり、マシンサイズを重視すれば、「違う個体」の検知にメリットがある。
どちらを選択するかは、その機種の戦略によるので、どちらの方式が優れているかは一概には言えない。

また、トナー像検知センサ３０で検知されるテストパターンと、定着後画像検知センサ３１で検知されるテストパターンとが「違う個体」のとき、定着後画像検知センサ３１で検知されるテストパターンの幅をトナー像検知センサ３０によって検知されたテストパターンよりも大きくしてもよい。上述した定着後画像検知センサ３１は、拡散反射光を検知しているため、検知領域が広い方が、検知感度が上がる。一方、トナー像検知センサ３０は、正反射光と拡散反射光との２種類を用いてトナー付着量を検知しているが、検知領域を広げると、正反射光の感度が低下するため、検知領域は、狭い方がよい。よって、定着後画像検知センサ３１で検知されるテストパターンの幅をトナー像検知センサ３０によって検知されたテストパターンよりも大きくすることで、定着後画像検知センサ３１の検知感度を上げることができ、良好な検知結果を得ることができる。

図１０に、図３で示した４連タンデム型直接転写方式の場合の第二画像調整モードのときのテストパターン搬送経路の例を示す。中間転写方式と異なる点は、「同じ個体」を検知する場合は、両センサ共に記録紙上に転写されたテストパターンを検知することである。
「違う個体」を検知する場合は、トナー像検知センサ３０は転写搬送ベルト４０上に転写されたテストパターンを検知対象とし（図１０（ｂ）の経路１）、定着後画像検知センサ３１は記録紙上の定着後画像を検知対象とする（図１０（ｂ）の経路２）。
以上の点以外は、図９で説明した内容と同様である。なお、図１０（ａ）の構成においても、トナー像検知センサ３０の検知特性の都合上、転写搬送ベルト４０上でテストパターンを検知する必要がある場合がある。
つまり、記録紙上検知ではうまく機能しない場合には、図１０（ｂ）で示した２つの経路を通る別々のテストパターンを形成する必要がある。一度、転写搬送ベルト４０側に転写したパターンは、記録紙上に転写することができないためである。
なお、第一画像調整モードのときは、トナー像検知センサ３０が位置Ｐ３に配置された場合でも、記録紙ではなく転写搬送ベルト４０にパターンを転写し、転写搬送ベルト上のパターンを検知する。

図１１に、第一画像調整モード実行時に作像するテストパターンと、第二画像調整モード実行時に作像するテストパターンと構成例を示す。
図１１（ａ）は、中間転写ベルト上の第一画像調整モード実行時に作像されるテストパターンの構成例を示しており、図１１（ｂ）は、記録紙上の第一画像調整モード実行時に作像されるテストパターンの構成例を示している。
第一画像調整モードおよび第二画像調整モードの各色のテストパターンは、トナー付着量の異なる複数のトナーパッチからなるＫ色の階調パターン、Ｙ色の階調パターン、Ｍ色の階調パターン、Ｃ色の階調パターンからなり、Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃの順で中間転写ベルト１に形成されている。
図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、両調整動作モードにおいて同一のテストパターンを用いている。第二画像調整モードにおいては記録紙上にテストパターンを形成するため、テストパターンは、１枚の記録紙上に収まるサイズであることが望ましい。収まらない場合は、複数枚の記録紙に渡ってテストパターンを形成することになるが、記録紙はユーザーの所有物であるため、消費枚数をいたずらに増やすのは好ましくない。図１１（ｂ）においては、Ａ４横の記録紙にテストパターンが収まるイメージで描いている。第一画像調整モード、第二画像調整モードのテストパターンを同じにすることで、テストパターンを記憶するメモリ領域を節約することができる。

また、図１２に示すように、第一画像調整モード実行時のテストパターンと、第二画像調整モード実行時のテストパターンとを異ならせてもよい。図１２（ｂ）に示すように、第二画像調整モードのときのテストパターンは、先の図１１に示したテストパターンと同様、Ａ４横の記録紙にテストパターンが収まるような長さととなっている。一方、図１２（ａ）に示すように、第一画像調整モードのときのテストパターンは、各色の階調パターンにおけるトナーパッチの数を、第二画像調整モードのときよりも多くして、テストパターンが、記録紙に収まることを気にしない構成となっている。これは、上述したように、第一画像調整モードにおいては、中間転写ベルト上に形成して、記録紙に転写せずに中間転写ベルトから除去するだけであり、記録紙は関係ないからである。各色の階調パターンのトナーパッチ数（階調数）は、多いほど、現像特性を正確に把握することができるため望ましい。しかし、各色の階調パターンのトナーパッチ数を多くすると、トナー消費量が多くなるとともに、画像調整時間が長くなり、お待たせ時間が長くなるという不具合が生じる。よって、トナー消費量、お待たせ時間を考慮すれば、多くても１０階調程度に収めるのが好ましい。このように、第一画像調整モードにおいては、記録紙上に収まることを気にしなくてもよいので、トナーパッチ数（階調数）を増やして、本来、制御性能の面から要求されるパッチサイズ及び階調数でテストパターンを構成することが可能になる。これにより、フィードバック制御精度が向上することができる。しかし、この反面、パターン記憶領域は余分に必要となる。

本実施形態の画像形成装置は、二次転写以降の工程（図３で示した４連タンデム型直接転写方式の場合は、定着工程）において、画像劣化が生じている可能性があると判断できる場合、第二画像調整モードを実行し、第一画像調整モードは、定期的に実行するようにしている。具体的には、二次転写以後の工程で画像劣化の可能性があると判断するための情報として、環境情報、プリント枚数に基づいて判断している。画像形成装置内に、環境センサ（温湿度センサ）を設置し、この温湿度センサの情報に基づいて、二次転写以後の工程で画像劣化の可能性の有無について制御部は、判断している。環境センサ（温湿度センサ）の設置位置は、機種によって異なっているが、給紙搬送経路や給紙トレイ近傍に設置されている場合が多い。画像劣化に影響を与える環境因子としては、温度よりも湿度の方が影響が強い。よって、例えば、湿度が７０［％RH］を越えた場合に、第二画像調整モードを実行する等という様に決めておく。但し、この条件のみで第二画像調整モードを発動すると、湿度が閾値（７０［％RH］）近傍にいる場合に調整が頻発してしまう。このため、第二画像調整モードの頻度を適正化するため、所定枚数毎に環境因子による判定を行うなど、調整動作の頻度を適正化する。

また、経時使用で定着ローラや二次転写ローラが劣化し、二次転写以降の工程において、画像劣化が生じる。このため、プリント枚数に基づいて、経時使用による二次転写以降の工程における画像劣化の判断を行う。

図１３に、第一画像調整モードと第二画像調整モードとどちらを実行するか判定する判定フローを示す。
不図示の制御部は、定着ローラや二次転写ローラの劣化による画像劣化を判定するためにカウントしているプリント枚数Ｎ２が、閾値Ｘに達したか否かを判定する（Ｓ１）。この閾値Ｘは、定着ローラや二次転写ローラの劣化と画像劣化との関係を調べた実験に基づき求められた値で、数千〜数十万の値である。プリント枚数Ｎ２が、閾値に達した場合（Ｓ１のＹＥＳ）は、プリント枚数Ｎ２を０枚にリセットし（Ｓ２）、そのときの環境情報として温湿度情報を記憶して（Ｓ８）、第二画像調整モードを実行する（Ｓ９）。初期からの通算枚数をカウントし、通算枚数が所定値に達したときに、第二画像調整モードを実行するようにしてもよい。

一方、定期的に画像調整モードを行うためにカウントしているプリント枚数Ｎ１が、閾値Ｙに達したり（Ｓ３のＹＥＳ）、電源ＯＮ直後（Ｓ４のＹＥＳ）だったりしたときは、カウント値Ｎ１を０にリセットする（Ｓ５）。上記閾値Ｙは、数百の値である。そして、プリント枚数Ｎ１を０にリセットしたら、装置本体に設けられた温湿度センサから、環境情報として、温湿度情報を取得する（Ｓ６）。制御部の不揮発性メモリには、前回第二画像調整モードを実行したときの温湿度情報が記憶されており、制御部は、取得した温湿度情報と、不揮発性メモリに記憶されている温湿度情報とを比較する（Ｓ７）。制御部の不揮発性メモリには、例えば、湿度７０［％RH］を高湿の閾値としてもっており、取得した湿度が、７０［％RH］を越えており、前回の第二画像調整モード実行時の湿度が、７０［％RH］以下の場合は、環境が中湿環境から高湿環境に変化した判定する。このように、環境が変化した場合（Ｓ２のＹＥＳ）は、二次転写以後の工程で画像劣化の可能性があるので、このときの環境情報（温湿度）を記憶（Ｓ８）して、第二画像調整モードを実行する（Ｓ９）。

一方、例えば、取得した湿度が、７０［％RH］を越えており、前回の第二画像調整モード実行時の湿度も７０［％RH］を越えている場合は、環境が変化していない（Ｓ７のＮＯ）と判定する。なお、制御部の不揮発性メモリに低湿の閾値も記憶しており、前回の第二画像調整モード実行時から、環境が、低湿から中湿、または中湿から低湿へ変化した場合、第二画像調整モードを実行するようにしてもよい。
また、電源ＯＮ時や、数百枚プリント後に、上記環境因子による二次転写以後の工程で画像劣化の可能性を判定することによって、湿度が閾値（例えば、７０［％RH］）近傍にいる場合でも、第二画像調整モードが頻発することはない。

一方、環境が変化していない（Ｓ７のＮＯ）と判定した場合は、第一画像調整モードを実行する。

次に、第一画像調整モードについて、詳細に説明する。
図１３に示したフローにおいて、第一画像調整モードが選択された場合、制御部の不揮発性メモリのパターン記憶領域に格納されている、テストパターン情報（トナーパッチの形状、各色の階調パターンのトナーパッチ数など）に基づいて、先の図１１（ａ）や図１２（ａ）に示したようなテストパターンが中間転写ベルト１に形成される。そして、中間転写ベルトに形成されたテストパターンは、中間転写ベルトの無端移動に伴って、トナー像検知センサ３０により検知される。

次に、テストパターンの各色の階調パターンの各トナーパッチを検知して得られたトナー像検知センサ３０の出力値と、付着量と出力値との関係に基づき構築された付着量算出アルゴリズムとを用いて各トナーパッチのトナー付着量（画像濃度）に変換処理する。

各色の階調パターンにおける各トナーパッチについて、付着量を算出したら、各色の階調パターンにおける各トナーパッチに基づいて、作像条件を調整する。Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色において、それぞれ階調パターン内の複数のトナーパッチは、それぞれ異なるドラム帯電電位及び現像バイアスの組合せで現像されたものであり、単位面積あたりのトナー付着量（画像濃度）が徐々に多くなっている。このトナー付着量は、ドラム帯電電位と現像バイアスとの差である現像ポテンシャルと相関関係にあるため、両者の関係は二次元座標上でほぼ直線グラフとなる。
制御部は、各トナーパッチにおけるトナー付着量を検知した結果と、各トナーパッチを作像したときの現像ポテンシャルとに基づいてその直線グラフを示す関数（ｙ＝ａｘ＋ｂ）を回帰分析によって計算する。その計算結果に基づいて、トナー像検知センサよりもトナー像移動方向上流側の画像形成工程のパラメータ（現像バイアス、帯電バイアス、露光量など）を調整する。

次に、第二画像調整モードについて、詳細に説明する。
図１３に示したフローにおいて、第二画像調整モードが選択された場合、制御部の不揮発性メモリのパターン記憶領域に格納されている、テストパターン情報（トナーパッチの形状、各色の階調パターンのトナーパッチ数など）に基づいて、先の図１１（ｂ）や図１２（ｂ）に示したようなテストパターンが中間転写ベルト１に形成される。そして、中間転写ベルトに形成されたテストパターンは、中間転写ベルトの無端移動に伴って、トナー像検知センサ３０により検知される。その後、中間転写ベルト上のテストパターンは、記録紙に転写され、記録紙に定着された後、定着後画像検知センサによって検知される。

図１４に、図１１（ｂ）や図１２（ｂ）に記載のテストパターンを、トナー像検知センサ３０と定着後画像検知センサ３１で測定した時の測定データの例を示す。図１４（ａ）がトナー像検知センサ３０によって測定されるトナー付着量データ、図１４（ｂ）が定着後画像検知センサ３１によって測定される画像濃度データである。
各センサの生出力は当然［Ｖ］単位であるが、予め測定してあるセンサ特性の検量線により、電圧情報をトナー付着量データ及び画像濃度データに変換した後のデータとして示している。入力画像データとして２０％おきに５階調パターンを形成した場合、典型的には、トナー付着量及び画像濃度の特性は図１４に示すように推移する。
この両センサの典型的な出力値を、比較したのが図１５（ａ）である。中間転写ベルト上のトナー付着量を横軸、記録紙上の画像濃度を縦軸に取っており、両センサ出力が図１４に示すような典型的な特性を示していれば、両者の関係は図１５（ａ）に示すように線形に近い状態となる。

実際には、機種毎及び色毎に少し歪んだグラフになり、綺麗な線形にはならないが、図１５（ａ）に示すような正常状態における両センサデータの関係を把握し、これを基本の相関関係としておく。
この基本相関関係が、ある時（記録紙上にテストパターンを出すプロコンが実施された時）図１５（ｂ）に示すようにずれたことが検知された場合、トナー付着量は正常なのに画像濃度が基本相関関係より低くなっているため、二次転写工程〜定着工程で不具合が生じていると判断できる。
この場合、二次転写での転写残が多くなっていることが懸念されるので、二次転写バイアス（又は二次転写電流）を調整するようにフィードバック制御をかけることになる。また、定着条件の変動で図１５（ｂ）に示すような変動が生じることが分かっていれば、その定着条件も制御対象となる。

図１５（ａ）に示す基本相関関係が図１６（ａ）に示すようにずれた場合には、「トナー付着量ＶＳ画像濃度」の関係は崩れていないものの、トナー付着量自体が不足していることが分かる。この場合、二次転写工程以前の工程で不具合が生じているということなので、トナー付着量を増加させる作像パラメータ（現像バイアス、帯電バイアス、露光量など）にフィードバック制御をかけることになる。
また、図１５（ａ）に示す基本相関関係が図１６（ｂ）に示すように変動した場合は、データが一点のみ異常値を示している状態である。この場合、二次転写〜定着工程間で、１パッチ（図１６（ｂ）では５階調の中の３番目の階調パッチ）のみ画像欠陥が生じているということになるため、フィードバック制御による自動調整は難しく、ユーザーに報知、若しくはサービスマンコールを発報して、人手により画像欠陥の原因を除去する必要がある。

この画像欠陥が、図４、５に示す３ヘッドタイプの定着後画像検知センサの全てのヘッドに関して検知されているのであれば、主走査対応方向全域に亘って部分的な二次転写不良や定着不良が生じていると判断できる。もし、１ヘッドのデータのみ異常を示していれば、スポット的な転写不良、記録紙のシワによる定着不良の様な可能性もある。

このように、第一画像調整モードは、記録紙を使用することなくフィードバック制御を行うため、二次転写以後の工程に起因する画像変動は検知できない。しかし、記録紙を消費せず、また調整に要する時間も短いというメリットがある。一方、第二画像調整モードにおいては、テストパターンが中間転写ベルト上だけでなく記録紙上にも形成されるため、ユーザーの所有物である記録紙を消費してしまうというデメリットがある。しかし、ユーザーが目にする画像は記録紙上に出力された画像であるため、記録紙上の画像を検知してフィードバック制御する第二画像調整モードにおいては、画像品質を良好に保つことができる。また、二次転写以後の工程に起因する画像変動を検知できるため、二次転写以後の工程へのフィードバック制御も適切に行うことができる。
そこで、本実施形態の画像形成装置においては、二次転写以後の工程において画像劣化が生じている可能性があると判断できる場合のみ第二画像調整モードを実行し、通常の定期的な画像調整は、第一画像調整モードで行うようにした。これにより、ユーザーの所有物である記録紙の消費を最小限に抑えながら画像品質を良好に維持できる。よって、ユーザーの満足度改善にも繋がり、かつ記録紙の節約にもなる。

以上、本実施形態の画像形成装置によれば、自らの表面にトナー像を担持する像担持体たる中間転写ベルト（紙搬送ベルト）と、中間転写ベルトにトナー像を作像する作像手段たる作像ステーションと、中間転写ベルト上のトナー像を、記録媒体たる記録紙上に転写する転写手段たる二次転写ローラと、記録紙上のトナー像を記録紙に定着させる定着手段たる定着ユニット２５と、中間転写ベルト上の表面をクリーニングするクリーニング手段たる中間転写ベルトクリーニングユニットと、を備えている。また、本実施形態の画像形成装置は、中間転写ベルト上のトナー像を検知するためのトナー像検知手段たるトナー像検知センサ、記録紙上の定着後のトナー像を検知するための定着後画像検知手段たる定着後画像検知センサも有している。そして、画像調整用テストパターンを作像し、上記中間転写ベルト上の画像調整用テストパターンを上記トナー像検知センサで検出し、中間転写ベルト上の画像調整用テストパターンをせずに、上記中間転写ベルトクリーニングユニットへ搬送するよう制御し、上記トナー像検知センサで検出した検出値に基づいて画像形成条件を調整する第一画像調整モードと、画像調整用テストパターンを作像し、中間転写ベルト上の画像調整用テストパターンを上記トナー像検知センサで検知し、上記中間転写ベルト上の画像調整用テストパターンを記録紙に転写・定着し、上記記録紙に定着された画像調整用テストパターンを定着後画像検知センサで検知し、上記トナー像検知センサで検出した検出値と上記定着後画像検知センサで検出した検出値とに基づいて画像形成条件を調整する第二画像調整モードとを備えている
このように、第一画像調整モードと、第二画像調整モードを備えているので、第一画像調整モードを所定の間隔で定期的に行い、第二画像調整モードをトナー像検知センサの検知位置よりもトナー像移動方向下流側の画像形成工程（二次転写工程・定着工程）に問題がある可能性がある場合にのみ行うようにすれば、画像調整制御による記録紙の消費を抑えて、長期にわたり良好な画像品質を維持することができる。

また、本実施形態の画像形成装置によれば、記録紙の搬送方向と直交する主走査方向における前記トナー像検知手段と前記定着後画像検知手段の位置を揃えて配置しているので、トナー像検知センサの検知結果の主走査方向の濃度ムラの影響と、定着後画像検知センサの検知結果の主走査方向の濃度ムラの影響とをほぼ同じにすることができる。これにより、トナー像検知センサの検知結果と定着後画像検知センサの検知結果との関係性に主走査方向の濃度ムラの影響が出るのを抑制することができる。その結果、トナー像検知センサの検知結果と、定着後画像検知センサの検知結果との基づいて、二次転写工程・定着工程の状態を精度よく検知することができ、第二画像調整モードの画像調整を精度よく行うことができる。

また、第一画像調整モードは、予め決められた間隔で行い、第二画像調整モードは、二次転写工程・定着工程での画像劣化と相関関係がある情報を取得し、取得した情報に基づいて、二次転写・定着工程に画像劣化があると判定した場合にのみ行う。これにより、記録紙の消費を抑えつつ、経時にわたり、良好な二次転写工程・定着工程での画像劣化を抑制することができる。

また、二次転写工程・定着工程での画像劣化と相関関係がある情報として、環境情報を取得する。環境条件、特に湿度が変動すると、記録紙の含水分量が変化するため、二次転写工程・定着工程に与える影響が大きい。よって、環境情報を二次転写工程・定着工程での画像劣化と相関関係がある情報として用いることで、二次転写工程・定着工程での画像劣化を抑制することができる。

また、二次転写工程・定着工程での画像劣化と相関関係がある情報として、プリント枚数を用いることで、二次転写ローラや定着ローラの経時劣化による画像劣化が行いようにすることができ、二次転写工程・定着工程での画像劣化を抑制することができる。

また、第一画像調整モードのときに作像する画像調整用テストパターンと、上記第二画像調整モードのときに作像する画像調整用テストパターンを、同じパターンとすることで、画像調整用パターンに関する情報を記憶する記録領域を節約することでき、不揮発性メモリの削減や、安価な記録容量の少ない不揮発性メモリを用いることができ、装置を安価にすることができる。

また、第一画像調整モードのときに作像する画像調整用テストパターンと、上記第二画像調整モードのときに作像する画像調整用テストパターンとを異ならせてもよい。第一画像調整モードのときに作像する画像調整用パターンは、記録紙の収まるか否かを気にせず、現像特性を正確に把握するのに必要な多階調のパターンにすることができ、第一画像調整モードにより精度よく現像特性を把握することができる。一方、第二画像調整モードにおいては、第一画像調整モードとは異なり、記録紙に収まるような画像調整パターンにすれば、第二画像調整モードにおける記録紙の消費を抑えることができる。

１：中間転写ベルト
２０：記録紙
２５：定着ユニット
３０：トナー像検知センサ
３１：定着後画像検知センサ

特開２００５−３２１５７２号公報

Claims

自らの表面にトナー像を担持する像担持体と、
該像担持体にトナー像を作像する作像手段と、
上記像担持体上のトナー像を、記録媒体上に転写する転写手段と、
上記記録媒体上のトナー像を記録媒体に定着させる定着手段とを備えた画像形成装置において、
上記像担持体上のトナー像を検知するためのトナー像検知手段と、
記録媒体上の定着後のトナー像を検知するための定着後画像検知手段と、
画像調整用テストパターンを上記像担持体に作像し、上記像担持体上の画像調整用テストパターンを上記トナー像検知手段で検出し、上記像担持体上の画像調整用テストパターンを記録媒体に転写しないよう制御し、上記トナー像検知手段で検出した検出値に基づいて画像形成条件を調整する第一画像調整手段と、
画像調整用テストパターンを作像し、画像調整用テストパターンを上記トナー像検知手段で検知した後、上記トナー像検知手段で検知した後の上記記録媒体に定着された画像調整用テストパターン、または、再度、作像され、上記記録媒体に定着された画像調整用テストパターンを定着後画像検知手段で検知し、上記トナー像検知手段で検出した検出値と上記定着後画像検知手段で検出した検出値とに基づいて画像形成条件を調整する第二画像調整手段とを備え、
上記記録媒体の搬送方向と直交する主走査方向における前記トナー像検知手段と前記定着後画像検知手段の位置を揃えて配置し、
上記トナー像検知手段および上記定着後画像検知手段を、主走査方向に複数設けたことを特徴とする画像形成装置。
請求項１の画像形成装置において、
上記第二画像調整手段実行時に作像する画像調整用パターンを、Ａ４横の記録媒体に収めることを特徴とする画像形成装置。
請求項１または２の画像形成装置において、
上記第二画像調整手段実行時に作像する画像調整用パターンは、画像濃度が互いに異なるように作像された複数のトナーパッチからなり、
上記第二画像調整手段は、上記トナー像検知手段で検出した各トナーパッチの検出値と上記定着後画像検知手段で検出した各トナーパッチの検出値とをそれぞれ比較し、複数の比較結果に基づいて画像形成条件を調整するものであって、
上記第二画像調整手段は、複数の比較結果のうち、ひとつの比較結果のみが異常値である場合、ユーザーに報知することを特徴とする画像形成装置。
請求項１乃至３いずれかの画像形成装置において、
上記第二画像調整手段実行時に作像する画像調整用パターンの幅を、上記第一画像調整手段実行時に作像する画像調整用パターンの幅よりも大きくしたことを特徴とする画像形成装置。
請求項１乃至３いずれかの画像形成装置において、
上記像担持体が、上記記録媒体を保持して搬送する転写搬送ベルトであって、
上記第二画像調整手段は、作像した画像調整用パターンを記録媒体に転写し、記録媒体上の画像調整パターンを上記トナー像検知手段で検知した後、上記トナー像検知手段で検知した後の上記記録媒体に定着された画像調整用テストパターンを定着後画像検知手段で検知することを特徴とする画像形成装置。