JP5391669B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は画像形成装置に関し、詳しくは、現像剤像を搬送する搬送ベルトの位置を把握した画像形成の制御に関する。

従来の画像形成装置において、搬送ベルトの位置を把握した画像形成の制御を行うための搬送ベルトの位置検知方法として、例えば、位置検知用のパッチ（ｐａｔｃｈ）を、搬送ベルト上に現像剤を用いて形成する方法が知られている。例えば、特許文献１には、転写位置のニップ幅よりも広いパッチを中間転写ベルトに形成し、パッチが転写手段を通過するタイミングを、転写高圧電源を用いて検知し、その検知結果に基づいて、搬送ベルト（中間転写ベルト）の位置を把握した画像形成に係る制御を行う技術が開示されている。
特開２００６−２２０９９２公報

しかしながら、文献１に開示された方法では、パッチによる検出電流値の変動を読み取るために、パッチを形成するためのトナー量（現像剤量）が極力多いことが好ましく、現像剤の消費量が増加するという不都合が生じる。また、パッチを用いた所望の検出タイミング（ベルトの所定位置）が、検出タイミング間隔の広い２つの検出タイミングの平均値として算出されるため、所望の検出タイミングに検知誤差が生じる虞があった。

本発明は、現像剤の消費を抑えつつ、パッチによりベルトの所定位置を把握する際の精度を向上させることが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

第１の発明に係る画像形成装置は、現像剤像を形成する像形成手段と、形成された前記現像剤像を搬送する搬送ベルトと、前記像形成手段によって前記搬送ベルト上に形成された検出用現像剤像を検出するために、前記搬送ベルトに高電圧を印加する印加手段と、前記搬送ベルトに前記高電圧が印加された際の該高電圧の電圧値または前記高電圧の印加による電流値を検出する検出手段と、検出された前記電圧値または前記電流値が所定値を超えるかどうかの判定に基づいて前記検出用現像剤像を検出し、前記検出用現像剤像の検出結果に基づいた画像形成制御を行う制御手段とを備え、前記像形成手段は、前記検出用現像剤像を前記搬送ベルト上に形成する際に、前記検出用現像剤像の搬送方向長さが、前記搬送ベルトと前記印加手段との接触部分の搬送方向長さよりも短くなる部分を有する形状の前記検出用現像剤像を形成する。

本構成によれば、例えば、印加手段として転写ローラが使用される場合、搬送ベルト上に形成される検出用現像剤像（パッチ）は、その搬送方向長さ（パッチの幅）が、搬送ベルトと転写ローラとの接触部分の搬送方向長さ（ニップ部の幅）よりも短くなる部分を有するように、形成される。すなわち、パッチは、パッチ幅の一部が、ニップ部の幅よりも狭い形状を有して形成される。そのため、パッチ幅が、ニップ部の幅よりも広くかつ一定である従来の場合と比べて、現像剤（トナー）の利用量を低減できる形状において、ピーク値を有する検出電圧波形あるいは検出電流波形を形成し易くすることができる。例えば、パッチの形状を三角形とすることによって、ピーク値を有する検出電圧波形あるいは検出電流波形を形成し易くすることができる。それは、検出電圧値あるいは検出電流値と所定値との判定によるパッチ位置の検出の容易化および精度の向上につながる。その結果、現像剤の消費を抑えつつ、パッチによりベルトの所定位置を把握する際の精度を向上させることができる。なお、ここで用語「搬送方向」は、搬送ベルトの搬送方向を意味する。

第２の発明は、第１の発明の画像形成装置において、前記制御手段は、前記所定値を用いて前記検出された電圧値または前記電流値のピーク値を検出し、前記ピーク値の検出結果に基づいた画像形成制御を行う。

本構成によれば、検出電圧波形あるいは検出電流波形においてピーク値を検出することによって、パッチ位置の検出の精度（検出タイミングの精度）を向上させることができる。それは、画像形成制御の精度、すなわち形成画像の画質向上につながる。

第３の発明は、第２の発明の画像形成装置において、前記像形成手段は、いずれの部分においても前記搬送方向長さが前記接触部分の搬送方向長さよりも短い形状の前記検出用現像剤像を形成する。

本構成によれば、検出用現像剤像（パッチ）を形成する現像剤（トナー）の使用量を確実に低減できるとともに、パッチ全体においてその幅を狭めることによって、より精密なパッチの位置検出、すなわち、搬送ベルトの所定位置の検出ができる。

第４の発明は、第２または第３の発明の画像形成装置において、前記印加手段は、前記搬送ベルトの幅方向に平行である転写手段長手方向の一端部に前記高電圧を印加するための電極を有し、前記像形成手段は、前記搬送ベルトの幅方向における前記印加手段の電極側とは反対側に形成する現像剤量を前記電極側に形成する現像剤量よりも少なくした前記検出用現像剤像を形成する。

本構成によれば、検出用現像剤像（パッチ）を形成する現像剤の使用量を低減しつつ、パッチの領域による抵抗値差を形成することによって、検出電圧値あるいは検出電流値のピークを分かり易くすることができる。

第５の発明は、第４の発明の画像形成装置において、前記像形成手段は、前記搬送ベルトの幅方向における前記印加手段の電極側から反対側まで達しない形状に検出用現像剤像を形成する。

本構成によれば、検出用現像剤像（パッチ）を形成する現像剤の使用量をさらに低減しつつ、検出電圧値あるいは検出電流値のピークを分かり易くすることができる。

第６の発明は、第４または第５の発明の画像形成装置において、前記像形成手段は、前記印加手段の電極側に近くなるほど搬送方向長さが長くなる形状に検出用現像剤像を形成する。
本構成によれば、例えば、検出用現像剤像（パッチ）の形状を三角形とすることによって、より検出値のピークを分かり易くすることができる。

第７の発明は、第２〜６のいずれか一つの発明の画像形成装置において、前記像形成手段は、複数色の現像剤を重ねた前記検出用現像剤像を形成する。

本構成によれば、検出用現像剤像（パッチ）の形成された部分の抵抗が増加し、パッチ部分の検出電圧値あるいは検出電流値の変化量が増加するため、検出用現像剤像（パッチ）を形成する各色の現像剤の使用量を低減しつつ、検出値のピークを分かり易くすることができる。

本発明の画像形成装置によれば、現像剤の消費を抑えつつ、パッチによりベルトの所定位置を把握する際の精度を向上させることができる。

＜実施形態＞
本発明の一実施形態を、図１〜図６を参照して説明する。

１．全体構成
図１は、本実施形態の画像形成装置としてのレーザプリンタ１の概略構成を示す側断面図である。レーザプリンタ１は、例えばブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色に対応する４つの感光体ドラム３０を備えた、いわゆるダイレクトタンデム型のカラーレーザプリンタである。なお、画像形成装置はカラーレーザプリンタに限られず、例えば、カラーＬＥＤプリンタ、モノクロプリンタ等であってもよい。また、コピー機能等を備えた、いわゆる複合機であってもよい。

レーザプリンタ（以下、単に「プリンタ」と記載する）１は、本体ケーシング２内に、被記録媒体としての用紙３を給紙するための給紙部４、感光体ドラム３０を露光するスキャナ部１８、給紙された用紙３に画像を形成するための画像形成ユニット２０、および画像形成ユニット２０に対して用紙３を搬送する用紙搬送部３５などを備えている。ここで、スキャナ部１８および画像形成ユニット２０は、本発明における「像形成手段」に相当する。なお、以下の説明において、図１における右側を前方とする。

給紙部４は、本体ケーシング２内の底部において、給紙トレイ７、ピックアップローラ８、および一対のレジストローラ１２Ａ，１２Ｂとを備える。給紙トレイ７の最上位にある用紙３は、ピックアップローラ８の回転によってピックアップされ、レジストローラ１２Ａ，１２Ｂに搬送される。レジストローラ１２Ａ，１２Ｂは、用紙３をレジスト後に、用紙搬送部３５の転写ベルト（「搬送ベルト」の一例）３８上へ搬送する。

スキャナ部１８は、本体ケーシング２内の最上部に設けられ、所定の画像データに基づいた各色毎のレーザ光Ｌを対応する感光体ドラム３０の表面上に照射する。

画像形成ユニット２０は、感光体ドラム３０、スコロトロン型帯電器３１、および４つの現像カートリッジ（２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙ）を含む。なお、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各色に対応する、これらの構成はいずれも同一構造であるため、図１では、紙面左端のイエロー（Ｙ）のものについてのみ符号を付し、他のものについては省略されている。

各現像カートリッジ２２は、トナー（現像剤）が充填されるトナー収容室２４、供給ローラ２５、現像ローラ２６を含む。現像時には、トナー収容室２４から放出されたトナーが供給ローラ２５の回転によって、現像ローラ２６に供給される。

スコロトロン型帯電器３１は、含まれる帯電用ワイヤからコロナ放電を発生させることにより、感光体ドラム３０の表面を一様に、例えば、正極性に帯電させる。感光体ドラム３０の表面は、その回転時、まず、スコロトロン型帯電器３１により一様に例えば＋９００Ｖに正帯電される。その後、スキャナ部１８からのレーザ光の高速走査により露光されて表面電位が部分的に例えば＋１００Ｖにされることで、用紙３に形成すべき画像に対応した静電潜像が形成される。

次いで、現像ローラ２６の回転により、現像ローラ２６上に担持されかつ例えば＋４５０Ｖに正帯電されているトナーが、感光体ドラム３０に対向して接触するときに、感光体ドラム３０の表面上に形成されている静電潜像に供給される。これにより、感光体ドラム３０の静電潜像は、可視像化され、感光体ドラム３０の表面には、トナー像が担持される。

その後、感光体ドラム３０の表面上のトナー像は、転写ベルト３８によって搬送される用紙３が、感光体ドラム３０と転写ローラ３９との間の転写位置（ニップ部）を通る間に、転写ローラ３９に印加される負極性の転写バイアス（例えば−７００Ｖ）によって、用紙３に転写される。こうしてトナー像が転写された用紙３は、次いで定着器４２に搬送される。

定着器４２は、対向配置された加熱ローラ４３および加圧ローラ４４を含み、用紙３上に転写されたトナー像を紙面に熱定着させる。そして、熱定着された用紙３は、搬送ローラ４５により排紙ローラ４６へ搬送され、排紙ローラ４６から排出された画像形成後の用紙３が排紙トレイ４７上に積層される。

用紙搬送部３５は、画像形成ユニット２０の下方に配置されている。用紙搬送部３５は、後側と前側とに間隔をおいて互いに平行に設けられた一対のベルト支持ローラ３６，３７と、両ローラ３６，３７間に掛け渡された転写ベルト（「搬送ベルト」の一例）３８とを含む。ここでは、後側のベルト支持ローラ３６がモータの動力により回転駆動されることで転写ベルト３８が所定速度ｖｂで循環移動（周回移動）する。

転写ベルト３８の内側には、画像形成ユニット２０の各感光体ドラム３０と転写ベルト３８を挟んで対向配置される４つの転写ローラ３９が設けられている。転写ローラ（「印加手段」の一例）３９は導電性の中心軸３９ａを有し、図２に示されるように、中心軸３９ａの長手方向の一端部に高電圧を印加するための電極３９ｂを有する。中心軸３９ａの長手方向は転写ベルト３８の幅方向（図２の矢印Ｙで示される方向）に平行な方向である（図２参照）。また、転写ベルト３８の下側には、転写ベルト３８上に付着した残留トナーを清掃するためのクリーニングローラ４０を有するベルトクリーニング部４１が設けられている。

転写ベルト３８は無端状のベルトであり、転写ベルト３８の表面上には、転写ベルト３８の所定位置を検出するためのパッチ（本構成における「検出用現像剤像」に相当）Ｐｔ１が、像形成手段（１８、２０）によって形成されている。パッチＰｔ１は、転写ベルト３８に高電圧が印加された際の該高電圧の電圧値、または該高電圧の印加による電流値を検出し、検出された電圧値または電流値のピーク値を検出するために設けられる。その際、パッチＰｔ１がニップ部を通過する際においてパッチＰｔ１による負荷変動（抵抗変化）を生じさせることによって、パッチＰｔ１位置を検出することができる。

本実施形態においては、パッチＰｔ１は、その平面形状が、図２に示すような二等辺三角形となるように、像形成手段（スキャナ部１８および画像形成ユニット２０）によって、転写ベルト３８上に形成される。パッチＰｔ１は、そのいずれの部分においても、転写ベルト３８の搬送方向（図２の矢印Ｘで示される方向）の長さが、転写ベルト３８と転写ローラ３９（印加手段）との接触部分（ニップ部）の、ベルト搬送方向長さよりも短い形状を有する。すなわち、ここでは、パッチＰｔ１は、パッチＰｔ１のいずれの部分においてもその幅がニップ部の幅Ｌ１（図４参照）よりも短い形状に形成されている。これによって、パッチＰｔ１を形成する現像剤（トナー）の使用量が低減される。

また、ここでパッチＰｔ１は、転写ローラ３９の電極３９ｂ側に近くなるほど、転写ローラの搬送方向長さが長くなる形状に形成されている。すなわち、パッチＰｔ１は、そのパッチ幅が転写ローラ３９の電極３９ｂ側に近くなるほど広くなるように、形成されている。すなわち、パッチＰｔ１は、転写ベルト３８の幅方向Ｙにおける、転写ローラ３９の電極３９ｂ側とは反対側に形成する現像剤量を、電極３９ｂ側に形成する現像剤量よりも少なくした形状に形成されている。これは、以下の理由による。すなわち、パッチＰｔ１を検出するために転写ベルト３８に高電圧が印加される際、高電圧は転写ローラ３９の電極３９ｂから印加されるため、通常、転写ベルト３８の電極３９ｂに近い部分ほど高電圧印加の影響が多く、転写ベルト３８を介して流れる電流も多くなる。すなわち、パッチＰｔ１位置の検出には、パッチＰｔ１の転写ローラ３９の電極３９ｂ側の部分が、その反対側と比べてより寄与する。そのため、現像剤をより低減しつつ、パッチＰｔ１位置を検出するための検出電圧値あるいは検出電流値のピークを分かり易くするためである。

また、パッチＰｔ１は、二等辺三角形の底辺が転写ローラ３９の電極３９ｂ側となるように形成されている。これは以下の理由による。パッチＰｔ１がニップ部を通過する際において、その形状に起因して、パッチＰｔ１のＹ方向の長さが増大し、最大長さ（底辺から頂点までの長さ）に達してからは減少する。すなわち、パッチＰｔ１による負荷（抵抗）が増大し、最大値に達してからは減少することによって、パッチＰｔ１位置を検出するための検出電圧値あるいは検出電流値のピークを分かり易くするためである。

なお、パッチＰｔを、転写ローラ３９の電極３９ｂ側とは反対側に形成する現像剤量を、電極３９ｂ側に形成する現像剤量よりも少なくした形状を有して形成する方法として、パッチＰｔの形状を二等辺三角形に形成することには限られない。例えば、パッチＰｔの平面形状を長方形とし、転写ベルト３８の幅方向Ｙにおけるトナー濃度に変化を持たせるように形成してもよい。その際、転写ローラ３９の電極３９ｂ側からその反対側に向けて濃度を低くする。

さらに、パッチＰｔの平面形状は、図２に示す二等辺三角形Ｐｔ１に限られない。例えば、パッチＰｔの平面形状は、図２の点線で示すように、二等三角形の底辺側（転写ローラ３９の電極側）がニップ部の幅Ｌ１よりも広い形状の二等辺三角形Ｐｔ２であってもよい。

要は、パッチＰｔ１は、そのベルト搬送方向（図２の矢印Ｙで示される方向）の長さが、転写ベルト３８と印加手段との接触部分（ニップ部）の、ベルト搬送方向長さＬ１よりも短くなる部分を有する形状であればよい。すなわち、パッチＰｔ１の平面形状は、パッチ幅がニップ部の幅Ｌ１よりも短くなる部分を有する形状であればよく、その一部がニップ部の幅Ｌ１よりも長くてもよい。この場合、パッチ幅が、ニップ部の幅Ｌ１よりも広くかつ一定である従来の場合と比べて、現像剤（トナー）の利用量を低減できる形状となり、パッチＰｔを検出するための検出電圧波形あるいは検出電流波形において、ピーク値を検出し易くすることができる。

さらに、いずれの部分においてもその幅がニップ部の幅Ｌ１よりも狭いパッチＰｔの形状として、搬送ベルトの幅方向Ｙにおいて、転写ローラ３９の電極側から反対側まで達しない形状としてもよい。そのような形状の例として、図３に示すように、パッチＰｔ３は、その幅がニップ部の幅Ｌ１よりも狭い矩形であって、転写ベルト３８の電極側から反対側までは達しない形状に形成される。この場合においては、パッチＰｔの検出に寄与する転写ベルト３８の電極側にパッチＰｔ３を形成することによって、現像剤の使用量をさらに低減しつつ、検出電圧値あるいは検出電流値のピークを分かり易くすることができる。なお、パッチＰｔ３のＹ方向の長さに関して、パッチＰｔ３の位置検知のために最低限必要な抵抗値を規定すれば、最低限必要なパッチＰｔ３のＹ方向の長さを決めることができる。この抵抗値は、図３のパッチＰｔ３のＸ方向の長さ、Ｙ方向の長さ、濃度に対応した値となる。

２．高電圧生成回路の構成
図４は、ベルト位置の検出、ここでは、転写ベルト３８上のパッチＰｔ１を検出するための高電圧を生成する高電圧生成回路の構成を概略的に示すブロック図である。

高電圧生成回路６０は、現像ローラ２６、転写ローラ３９、スコロトロン型帯電器３１およびクリーニングローラ４０等に印加する各高電圧を生成する。図４には、本実施形態の説明の便宜上、転写電圧Ｖｔに係る構成のみが示される。すなわち、本実施形態においては、転写ベルト３８のパッチＰｔ１を検出する高電圧として転写電圧Ｖｔが利用される。なお、図４に示される転写電圧Ｖｔに係る構成は、各色に対応する転写ローラ３９に対して同一である。

高電圧生成回路６０は、ＣＰＵ（本発明の「検出手段」および「制御手段」の一例）６１、転写電圧印加回路（本発明の「印加手段」の一例）６２、電圧検出回路（本発明の「検出手段」の一例）６３、電流検出回路（本発明の「検出手段」の一例）６４およびタイマカウンタ６５を含む。

転写電圧印加回路６２は、例えば、ＰＷＭ信号平滑回路、昇圧トランス、平滑整流回路を含み、ＣＰＵ６１からのＰＷＭ（Pulse Width Modulation；パルス幅変調）信号によって定電流制御される。通常の転写制御時においては、例えば、負の高電圧である、−７００Ｖの転写電圧Ｖｔが生成される。転写電圧Ｖｔは、転写ローラ３９を介して転写ベルト３８に印加される。

電圧検出回路６３は、例えば分圧抵抗によって構成され、転写電圧Ｖｔを分圧して電圧検出信号Ｓｖを生成し、電圧検出信号ＳｖをＣＰＵ６１に供給する。なお、電圧検出回路６３は、分圧抵抗に限られず、例えば、昇圧トランスの一次側の電圧を整流して電圧検出信号Ｓｖを生成する構成であってもよい。

電流検出回路６４は、例えば、転写電圧印加回路６２の昇圧トランスの二次巻き線とグランドとの間に接続された２個の分圧抵抗によって構成される。電流検出回路６４は、分圧抵抗間において電流検出信号（電圧信号）Ｓｉを生成し、電流検出信号ＳｉをＣＰＵ６１に供給する。

タイマカウンタ６５は、ＣＰＵ６１の指令にしたがって、画像形成に係る各種の時間を計測し、計測した時間をＣＰＵ６１に提供する。なお、タイマカウンタ６５の構成は、ソフト的なタイマカウンタ、すなわち、プログラムの実行の際に使用されるメモリ内の一領域であってもよい。

ＣＰＵ６１は、通常の転写制御において、電流検出信号（フィードバック信号）Ｓｉを受け取り、電流検出信号Ｓｉが所定の値となるように転写電圧印加回路６２を制御することによって、転写電流Ｉｔを定電流制御する。すなわち、ＣＰＵ６１は、転写電流Ｉｔが定電流となるように、転写電圧印加回路６２による転写電圧（「高電圧」の一例）Ｖｔの生成を制御する。

また、ＣＰＵ６１は、検出された電圧値（電圧検出信号Ｓｖ）の変化に基づいて検出電圧値（転写電圧Ｖｔ）のピーク値を検出することによってパッチＰｔ１の位置、すなわち、転写ベルト３８の所定位置を検出する。そのピーク値の検出結果(ピーク値の検出タイミング）に基づいて、ＣＰＵ６１は、各種の画像形成制御を行う。

なお、パッチＰｔ１の検出制御において、転写ベルト３８に印加される転写電圧Ｖｔ（高電圧）の値は、実際にトナー像を用紙３に転写する際の電圧値に限られない。通常、転写ベルト３８の抵抗値は数メガオーム程度であり、転写電圧Ｖｔの値は、転写電圧Ｖｔをそのような抵抗値を有する転写ベルト３８に印加した際に、所定の電流検出信号Ｓｉが得られる高電圧であればよい。例えば、転写電圧Ｖｔ（高電圧）の値を１０００〜２０００Ｖに設定すれば、転写ベルト３８のパッチＰｔのある部分における電圧検出信号Ｓｖ（電流検出信号Ｓｉ）と転写ベルト３８のパッチＰｔの無い部分における電圧検出信号Ｓｖ（電流検出信号Ｓｉ）との差が大きくなり、第１部分３８ａと第２部分３８ｂとを区別して検出しやすくなる。

また、パッチＰｔ１を検出するために転写ベルト３８に印加される高電圧は転写電圧Ｖｔに限られず、例えば、クリーニングローラ４０に印加されるクリーニング電圧が利用されてもよい。要は、転写ベルト３８におけるパッチＰｔ１部分と他の部分とを、検出電圧値（転写電圧Ｖｔ）のピーク値を検出することによって区別できる電圧が転写ベルト３８に印加されればよい。すなわち、印加手段は転写電圧印加回路６２に限られない。

３．パッチ位置の検出
次に図５および図６を参照して、本実施形態におけるパッチＰｔ１の検出処理、およびパッチＰｔ１の位置検出に基づくベルト周長の算出について説明する。図５は、所定のプログラムにしたがってＣＰＵ６１によって実行される、パッチＰｔ１の検出に係る各処理を示すフローチャートである。図６は、パッチＰｔ１の検出に係る各信号の変化を示すタイムチャートである。なお、図６において、転写電圧Ｖｔのグラフは電圧検出回路６３による電圧検出信号Ｓｖ、すなわち、電圧検出回路６３の検出電圧値に対応する。また、転写電圧Ｖｔの値は、絶対値で示される。

ＣＰＵ６１は、好ましくは、プリンタ１の電源ＯＮ時、あるいは環境温湿度が所定値以上変化した時に、図５に示す各処理を実行する。なお、パッチＰｔ１の検出処理、およびパッチＰｔ１の検出に基づくベルト周長の算出に係る処理は、画像形成処理中の所定期間において行われてもよい。

今、プリンタ１の電源がＯＮされたとすると、図５のステップＳ１１０において、ＣＰＵ６１は、モータの駆動制御によってベルト支持ローラ３６を回転させ、転写ベルト３８の回転を開始させる。また、帯電電圧および現像電圧を対応する電圧印加回路によって発生させ、それぞれ帯電器３１および現像ローラ２６に印加させる。

次いで、ステップＳ１２０において、ＣＰＵ６１は、パッチＰｔ、ここでは例えば図２に示した二等辺三角形のパッチＰｔ１を、スキャナ部１８および画像形成ユニット２０を制御して転写ベルト３８上に形成する。なお、本処理が終了されるまでは、形成されたパッチＰｔ１は、転写ベルト３８上に保持されているものとする。そのため、パッチＰｔ１を少なくとも転写ベルト３８の一周期間保持できるように、クリーニングローラ４０への電圧印加をＯＦＦし、あるいはクリーニングローラ４０転写ベルト３８から離間されているものとする。

そして、ＣＰＵ６１は、パッチＰｔ１を検出するための高電圧、例えば、ここでは−７００Ｖの転写電圧Ｖｔを発生するように転写電圧印加回路６２を制御し、転写ローラ３９を介して転写ベルト３８に転写電圧Ｖｔを印加させる（図６の時刻ｔ０参照）。ここでは、転写電圧Ｖｔは、ブラックに対応する転写ローラ３９を介して転写ベルト３８に印加されるものとする。なお、これに限定されず、転写電圧Ｖｔは、他の色に対応する転写ローラ３９を介して転写ベルト３８に印加されるようにしてもよい。

そして、高電圧の印加による電流の定電流制御を、電流検出信号Ｓｉにしたがって開始する（ステップＳ１２０）。定電流制御の開始とともに、タイマカウンタ６５のカウント値ＣＮＴ、フラグの値を「ゼロ」リセットする。また、設定ピーク電圧Ｖｓｐとして所定値Ｖｔｈを設定する。なお、所定値Ｖｔｈは、通常の転写動作時の転写電圧Ｖｔよりも高く、本処理における実際のピーク電圧Ｖｐよりも低い値とする。なお、実際のピーク電圧Ｖｐは、事前の実験等において認識される値であり、パッチＰｔの形状によって変わる。そして、定電流制御が安定するまでの所定期間、例えば１００ｍｓの間、待機する（ステップＳ１３０）。

続いて、ステップＳ１４０において、ＣＰＵ６１は、さらにベルト周長算出用の所定単位時間の間、待機する。なお、所定単位時間は、算出精度に応じて適宜設定される時間であり、ここでは、例えば、１［ｍｓ］とされる。

次いでステップＳ１５０において、ＣＰＵ６１は、電圧検出回路（検出手段）６３によって検出された電圧検出信号Ｓｖを読み込み、電圧検出信号Ｓｖに基づいて転写ベルト３８に印加された転写電圧Ｖｔを検知する。次いで、ステップＳ１６０において、フラグの値が、「０」かどうかを判定する。ここでフラグは、転写電圧Ｖｔが実際のピーク電圧Ｖｐに達した場合に「１」とされる。ステップＳ１６０においてフラグが「０」であると判定された場合、すなわち、転写電圧Ｖｔがピーク電圧Ｖｐに達していないと判定された場合、ステップＳ１７０に移行する（図６の時刻ｔ３以前に相当）。

次いでステップＳ１７０において、ＣＰＵ６１は、検出された転写電圧Ｖｔの値が所定値Ｖｔｈを超えるかどうかを判定する。転写電圧Ｖｔの値が所定値Ｖｔｈ以下であると判定された場合、処理はステップＳ１４０に戻る（図６の時刻ｔ０から時刻ｔ２の間に相当する）。一方、ステップＳ１７０において、転写電圧Ｖｔの値が所定値Ｖｔｈを超えると判定された場合は、ステップＳ１８０において、ＣＰＵ６１は、検出された転写電圧Ｖｔの値が設定ピーク電圧Ｖｓｐを超えるかどうかを判定する。転写電圧Ｖｔの値が設定ピーク電圧Ｖｓｐを超えると判定された場合、検出された転写電圧Ｖｔの値がまだピーク電圧Ｖｐに達していないとして、ＣＰＵ６１は、ステップＳ１９０において、検出された転写電圧Ｖｔの値を新たに設定ピーク電圧Ｖｓｐとして設定し、ステップＳ１４０に戻る（図６の時刻ｔ２から時刻ｔ３の間に相当する）。

一方、ステップＳ１８０において、転写電圧Ｖｔの値が設定ピーク電圧Ｖｓｐ以下であると判定された場合、ＣＰＵ６１は、検出された転写電圧Ｖｔの値が実際のピーク電圧Ｖｐに達したとして、ＣＰＵ６１は、ステップＳ１８５において、フラグの値を「１」に設定し、ステップＳ１４０に戻る（図６の時刻ｔ３あるいは時刻ｔ３の直後に相当する）。すなわち、本実施形態において、ＣＰＵ６１は、ステップＳ１８０の判定処理によって、転写ローラ３９上に形成されたパッチＰｔ１による転写電圧Ｖｔの変動が、ほぼピークＶｐとなるタイミング（図６の時刻ｔ３）を検出することができる。

また、ステップＳ１６０において、フラグの値が「０」でない、すなわち、フラグの値が「１」であると判定された場合は、処理はステップＳ２１０に移行する（図６の時刻ｔ３以降に相当）。ステップＳ２１０において、ＣＰＵ６１はタイマカウンタ６５のカウント値ＣＮＴをインクリメントする。次いでステップＳ２２０において、ＣＰＵ６１は、検出された転写電圧Ｖｔの値が再び設定ピーク電圧Ｖｓｐ以上となったかどうかを判定する。転写電圧Ｖｔの値が再び設定ピーク電圧Ｖｓｐ以上になっていないと判定された場合は、処理はステップＳ１４０に戻る（図６の時刻ｔ３から時刻ｔ５の間に相当する）。

一方、ステップＳ２２０において、転写電圧Ｖｔの値が再び設定ピーク電圧Ｖｓｐ以上となったと判定された場合は、ＣＰＵ６１は、ステップＳ２３０において転写電圧印加回路６２等の高圧電源の動作および転写ベルト３８の回転を停止させる。そして、ステップＳ２４０においてカウント値ＣＮＴからベルト周長を算出する（図６の時刻ｔ５に相当する）。

なお、図６において、期間Ｋ１（時刻ｔ１〜時刻ｔ４）は転写ベルト３８上のパッチＰｔ１の位置に対応した転写電圧Ｖｔの推移期間を示す。期間Ｋ２（時刻ｔ３〜時刻ｔ５）は、転写ベルト３８全体に対応した転写電圧Ｖｔの推移期間を示す。すなわち、期間Ｋ２は転写ベルト３８の回転周期に相当する。

ちなみに、ベルト周長の算出は、カウント値ＣＮＴにベルト移動速度(所定速度）ｖｂを掛けることにより算出される。例えば、カウント値ＣＮＴが４０００であり、すなわち、転写ベルト３８の回転周期（期間Ｋ２）が、４０００×１［ｍｓ］＝４０００「ｍｓ」であり、ベルト移動速度ｖｂが１２［ｃｍ／ｓ］である場合、ベルト周長は、Ｋ２×ｖｂ＝４０００［ｍｓ］×１２［ｃｍ／ｓ］＝４８．０００［ｃｍ］となる。

また、上記したように、ＣＰＵ６１は、転写電圧Ｖｔの値がほぼ最大となるタイミング（図６の時刻ｔ３）を検出する。その際、パッチＰｔ１は、図２に示される二等辺三角形の平面形状を有することによって、パッチＰｔ１がニップ部を通過する期間Ｋ１において、転写電圧Ｖｔ（検出電圧値）の変動にピークＶｐを生じ易くすることができる。

４．実施形態の効果
本実施形態においては、上記したように、転写ローラ３９の所定位置を検出するために、その平面形状が二等辺三角形であって、二等辺三角形の底辺が転写ローラ３９の電極３９ｂ側となるパッチＰｔ１が、転写ローラ３９上に形成される。その際、パッチＰｔ１のいずれの部分においても、パッチＰｔ１の幅が転写ローラ３９によるニップ部の幅Ｌ１よりも短い形状に形成される。

そのため、パッチＰｔ１を形成する現像剤（トナー）の使用量を確実に低減できるとともに、より精密なパッチの位置検出、すなわち、転写ベルト３８の所定位置の検出ができる。

また、パッチＰｔ１がニップ部を通過する際においてパッチＰｔ１による負荷変動（抵抗変化）を生じさせることによって、パッチＰｔ１位置を検出するための検出電圧値あるいは検出電流値のピークを分かり易くすることができる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

（１）上記実施形態では、本発明を、いわゆるダイレクトタンデム型のカラーレーザプリンタに適用した例を説明したが、図７に示す中間転写タンデム型のカラーレーザプリンタに適用することもできる。図７において、上記実施形態と同じ構成部分については同一符号を付して重複する説明を省略し、異なるところのみを次に説明する。レーザプリンタ７０は、給紙トレイ７からの用紙３を搬送する転写ベルト３８の代わりに、その表面上にパッチＰｔ、例えば、図２に示したパッチＰｔ１が形成される中間転写ベルト７１を備えている。

中間転写ベルト７１は３つのベルト支持ローラ７２，７３，７４によって張架されており、前側のベルト支持ローラ７２が回転駆動されることで中間転写ベルト７１が図示時計回りに循環移動される。そして、中間転写ベルト７１が１周回転する間に１色ずつトナー像が中間転写ベルト７１に順次転写され、下側に位置するベルト支持ローラ７４と転写ローラ（印加手段）７５とが対向する転写位置にて４色によるトナー像が一括で用紙３に転写される。この構成において、ベルトクリーニング部７６は、ベルト支持ローラ７４と転写ローラ７５との転写位置よりも下流側において、中間転写ベルト７１のうちベルト支持ローラ７３，７４との間のベルト部分をクリーニングする位置に配置されている。また、ベルトクリーニング部７６は、クリーニングローラ７８を含む。このような構成に対して上記実施形態の構成を適用することができる。

この場合、中間転写ベルト７１上のパッチＰｔ１の位置を検出する際に、転写ローラ７５または転写ローラ３９を介して中間転写ベルト７１に転写電圧（高電圧）が印加される。なお、高電圧を中間転写ベルト７１に印加した際の、検出電流の検出の容易さから、転写ローラ７５、詳しくは、転写ローラ７５の電極７５ｂおよび中心軸７５ａを介して中間転写ベルト７１に転写電圧が印加されることが好ましい。

なお、このような中間転写タンデム型のカラーレーザプリンタ７０においては、算出されたベルト周長と用紙の供給経路長とを関連させて、中間転写ベルト７１に転写されたトナー像が用紙３に好適に転写されるように、画像形成タイミングあるいは用紙３の供給タイミングを正確に制御することができる。その際、環境温度によってベルト周長が変化する場合であっても、正確な像形成手段の制御を行える。

（２）上記実施形態および上記（１）の実施形態では、転写ベルト３８あるいは中間転写ベルト７１に印加された高電圧により流れる電流を定電流制御する例を示したが、これに限られない。本発明は、転写ベルト３８あるいは中間転写ベルト７１に印加された高電圧を定電圧制御する場合にも適用できる。その際、検出電流値（電流検出信号Ｓｉ）の変化に基づいてそのピーク値を検出することによって、中間転写ベルト７１の所定位置、すなわち、パッチＰｔ１の位置が検出される。この場合、ＣＰＵ６１は、電流値（電流検出信号Ｓｉ）のピーク値の検出結果に基づいた画像形成制御を行う。

（３）上記実施形態および上記（１）の実施形態において、スキャナ部１８および画像形成ユニット２０（像形成手段）は、上記パッチＰｔ１〜Ｐｔ３を形成する際に、複数色の現像剤を重ねて形成するようにしてもよい。この場合、パッチＰｔの厚みの増加によってパッチＰｔの厚み方向の抵抗が増加する。それによって、パッチ部分がニップ部を通過する際の検出電圧値あるいは検出電流値の変化量が増加するため、検出値のピークを分かり易くすることができる。

本発明の一実施形態に係るレーザプリンタの概略構成を示す側断面図 転写ベルト上に形成されたパッチの平面形状の例を示す説明図 転写ベルト上に形成されたパッチの平面形状の別の例を示す説明図 転写ベルトに高電圧を印加する回路構成を概略的に示すブロック図 転写ベルト上のパッチの位置検出に係る処理を示すフローチャート 転写ベルト上のパッチの位置検出に係るタイムチャート 別の実施形態に係るレーザプリンタの概略構成を示す側断面図

符号の説明

１、７０…カラーレーザプリンタ（画像形成装置）
１８…スキャナ部（像形成手段）
２０…画像形成ユニット（像形成手段）
３８…転写ベルト（搬送ベルト）
３９、７５…転写ローラ（印加手段）
３９ｂ、７５ｂ…電極
６１…ＣＰＵ（検出手段、制御手段）
６２…転写電圧印加回路（印加手段）
６３…電圧検出回路（検出手段）
６４…電流検出回路（検出手段）
７１…中間転写ベルト（搬送ベルト）
Ｐｔ１〜Ｐｔ３…パッチ（検出用現像剤像）

Claims (6)

1. 現像剤像を形成する像形成手段と、
   形成された前記現像剤像を搬送する搬送ベルトと、
   前記像形成手段によって前記搬送ベルト上に形成された検出用現像剤像を検出するために、前記搬送ベルトに高電圧を印加する印加手段と、
   前記搬送ベルトに前記高電圧が印加された際の該高電圧の電圧値または前記高電圧の印加による電流値を検出する検出手段と、
   検出された前記電圧値または前記電流値が所定値を超えるかどうかの判定に基づいて前記検出用現像剤像を検出し、前記検出用現像剤像の検出結果に基づいた画像形成制御を行う制御手段と、
   を備え、
   前記像形成手段は、前記検出用現像剤像を前記搬送ベルト上に形成する際に、前記検出用現像剤像の搬送方向長さが、前記搬送ベルトと前記印加手段との接触部分の搬送方向長さよりも短くなる部分を有する形状の前記検出用現像剤像を形成し、
   前記制御手段は、前記所定値を用いて、前記検出された電圧値または前記電流値のピーク値を検出し、前記ピーク値の検出結果に基づいた画像形成制御を行う、画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置において、
   前記像形成手段は、いずれの部分においても前記搬送方向長さが前記接触部分の搬送方向長さよりも短い形状の前記検出用現像剤像を形成する、画像形成装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の画像形成装置において、
   前記印加手段は、前記搬送ベルトの幅方向に平行である転写手段長手方向の一端部に前記高電圧を印加するための電極を有し、
   前記像形成手段は、前記搬送ベルトの幅方向における前記印加手段の電極側とは反対側に形成する現像剤量を前記電極側に形成する現像剤量よりも少なくした前記検出用現像剤像を形成する、画像形成装置。
4. 請求項３に記載の画像形成装置において、
   前記像形成手段は、前記搬送ベルトの幅方向における前記印加手段の電極側から反対側まで達しない形状に検出用現像剤像を形成する、画像形成装置。
5. 請求項３または請求項４に記載の画像形成装置において、
   前記像形成手段は、前記印加手段の電極側に近くなるほど搬送方向長さが長くなる形状に検出用現像剤像を形成する、画像形成装置。
6. 請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
   前記像形成手段は、複数色の現像剤を重ねた前記検出用現像剤像を形成する、画像形成装置。

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