JP6015337B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、濃度検出センサで像担持体に形成された補正パッチを検知して画像形成を行う作像条件を補正する画像形成装置に関する。

画像形成装置は、用紙に画像を形成するために、感光体や中間転写ベルト等の像担持体にトナー像を形成し、形成したトナー像を転写部によって用紙に転写している。そして、用紙に転写したトナー像を定着部によって用紙に定着させることで、用紙に画像を形成している。

従来から、画像の品質の安定化を図るために、中間転写ベルトにおける転写部の下流側に濃度検出センサを配置した画像形成装置が知られている。この画像形成装置は、中間転写ベルトにトナーで形成された補正パッチを作成し、濃度検出センサで補正パッチを検出することで、画像を形成するための作像条件を補正している。この補正パッチを用いた補正は、例えば、所定の画像形成処理の実行回数毎に行われる。

また、補正パッチが中間転写ベルトと転写部の転写ローラとの間（転写ニップ部）を通過する際、補正パッチのトナーの一部が転写ローラに付着することを防止するために、中間転写ベルトから転写ローラを離間させている。そして、補正パッチが転写ニップ部を通過した後に、再び転写ローラを中間転写ベルトに接触させている。この場合、転写ローラを離間及び接触動作にかかる時間だけ画像形成処理を中断する必要があり、画像形成処理の生産性が低下していた。

生産性が低下することを抑制するために、特許文献１には、像担持体と転写ローラを接触させた状態で補正パッチを転写ニップ部へ通過させる画像形成装置が開示されている。この特許文献１に記載された画像形成装置では、補正パッチのトナーが転写ローラへ転移することを抑制するために、補正パッチが転写部を通過する際に、転写ローラに補正パッチのトナーと同極性のバイアスを印加している。

特開２００６−４７７７９号公報

しかしながら、特許文献１に記載された画像形成装置では、補正パッチのトナー像が乱れることを防止することはできるが、転写ローラへトナーが転移していた。なお転写ローラへ転移するトナーの量（以下、「トナー転移量」という。）は、外乱によって変動するが、特許文献１に記載された画像形成装置では、外乱によって変動するトナーの転移量を考慮していなかった。そのため、外乱によってトナーの転移量が変動した場合、濃度検出センサの出力値も変動し、作像条件を補正する際の精度が低下する、という問題を有していた。

本発明の目的は、上記従来技術における実情を考慮し、外乱によって生じるトナーの転移量の変動を考慮し、作像条件の補正精度の向上を図ることができる画像形成装置を提供することにある。

上記課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、像担持体と、画像形成部と、転写部と、濃度検出センサと、制御部と、記憶部とを備えている。画像形成部は、像担持体にトナーを付着させて補正パッチ用の又は画像形成用のトナー像を形成する。転写部は、像担持体に接触して配置される。濃度検出センサは、像担持体における転写部の下流側に配置され、像担持体に形成された補正パッチ用のトナー像の濃度を検出する。転写部は、像担持体に接触する転写ローラを有している。制御部は、濃度検出センサが検出した検出値に基づいて、画像形成部の作像条件を補正する。さらに、制御部は、像担持体の交換時における濃度検出センサのセンサ出力を調整する際に用いた濃度検出センサの初期補正光量を算出し、初期補正光量を記憶部に記憶させる。また、制御部は、補正パッチを用いての作像条件の補正時における濃度検出センサのセンサ出力を調整する際に用いた濃度検出センサの現行補正光量を算出し、転写ローラの回転数をカウントして転写ローラにおける交換時からの使用経過情報を算出し、初期補正光量と現行補正光量との差分値と使用経過情報から、補正パッチが転写部を通過した後の補正パッチ用のトナー像のトナーの残量比率を算出し、算出したトナーの残量比率に基づいて検出値を補正する。

本発明の画像形成装置では、濃度検出センサを調整する際のセンサ出力により、トナーの転移量を変動させる外乱の一因である像担持体の表面性を推測することができる。これにより、像担持体の表面性を推測することで、トナーの転移量の変動を予測することができ、より正確に作像条件の補正することができる。

上記構成の画像形成装置によれば、外乱によって生じるトナー転移量の変動を予測することができ、作像条件を補正する際の精度を向上させることができる。その結果、品質のよい画像を安定して形成することが可能となる。

本発明の実施の形態例にかかる画像形成装置を示す全体構成図である。 本発明の実施の形態例にかかる画像形成装置の各部のハードウェア構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態例にかかる画像形成装置の画像間安定化補正処理を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態例にかかる画像形成装置の画像間安定化補正処理における要部を拡大して示す説明図である。 本発明の実施の形態例にかかる画像形成装置の濃度検出センサの補正光量と中間転写ベルトの回転数との関係を示すグラフである。 本発明の実施の形態例にかかる画像形成装置の中間転写ベルトの回転数とトナー残量比率との関係を示すグラフである。 本発明の実施の形態例にかかる画像形成装置の２次転写ローラの回転数とトナー残量比率との関係を示すグラフである。 本発明の実施の形態例にかかる画像形成装置の濃度検出センサの出力と濃度との関係を示すグラフである。

以下、画像形成装置を実施するための形態について、図１〜図８を参照して説明する。なお、各図において共通の部材には、同一の符号を付している。

１．画像形成装置の構成例
まず、実施の形態に係る画像形成装置の構成例について、図１を参照して説明する。
図１は、第１の実施形態に係る画像形成装置を示す全体構成図である。

図１に示すように、画像形成装置１は、電子写真方式により用紙に画像を形成するものであり、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の４色のトナーを重ね合わせるタンデム形式のカラー画像形成装置である。この画像形成装置１は、原稿搬送部１０と、用紙収納部２０と、画像読取部３０と、画像形成部４０と、像担持体である中間転写ベルト５０と、２次転写部６０と、定着部８０と、制御基板９０とを有する。

原稿搬送部１０は、原稿Ｇをセットする原稿給紙台１１と、複数のローラ１２と、搬送ドラム１３と、搬送ガイド１４と、原稿排出ローラ１５と、原稿排出トレイ１６とを有している。原稿給紙台１１にセットされた原稿Ｇは、複数のローラ１２及び搬送ドラム１３によって、画像読取部３０の読取位置に１枚ずつ搬送される。搬送ガイド１４及び原稿排出ローラ１５は、複数のローラ１２及び搬送ドラム１３により搬送された原稿Ｇを原稿排出トレイ１６に排出する。

画像読取部３０は、原稿搬送部１０により搬送された原稿Ｇ又は原稿台３１に載置された原稿の画像を読み取って、画像データを生成する。具体的には、原稿Ｇの画像がランプＬによって照射される。原稿Ｇからの反射光は、第１ミラーユニット３２、第２ミラーユニット３３、レンズユニット３４の順に導かれて、撮像素子３５の受光面に結像する。撮像素子３５は、入射した光を光電変換して所定の画像信号を出力する。出力された画像信号は、Ａ／Ｄ変換されることにより画像データとして作成される。

また、画像読取部３０は、画像読取制御部３６を有している。画像読取制御部３６は、Ａ／Ｄ変換によって作成された画像データに、シェーディング補正やディザ処理、圧縮等の処理を施して、制御基板９０のＲＡＭ１０３（図２参照）に格納する。なお、画像データは、画像読取部３０から出力されるデータに限定されず、画像形成装置１に接続されたパーソナルコンピュータや他の画像形成装置などの外部装置から受信したものであってもよい。

用紙収納部２０は、装置本体の下部に配置されており、用紙Ｓのサイズや種類に応じて複数設けられている。この用紙Ｓは、給紙部２１により給紙されて搬送部２３に送られ、搬送部２３によって転写位置を有する転写部である２次転写部６０に搬送される。また、用紙収納部２０の近傍には、手差部２２が設けられている。この手差部２２からは、用紙収納部２０に収納されていないサイズの用紙やタグを有するタグ紙、ＯＨＰ（Overhead projector）シート等の特殊紙が転写位置へ送られる。

画像読取部３０と用紙収納部２０との間には、画像形成部４０と中間転写ベルト５０が配置されている。画像形成部４０は、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー画像を形成するために、４つの画像形成ユニット４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋを有する。すなわち、画像形成部４０は、中間転写ベルト５０にトナーを付着させて補正パッチ用のトナー像又は画像形成用のトナー像を形成する。

第１の画像形成ユニット４０Ｙは、イエローのトナー像を形成し、第２の画像形成ユニット４０Ｍは、マゼンダのトナー像を形成する。また、第３の画像形成ユニット４０Ｃは、シアンのトナー像を形成し、第４の画像形成ユニット４０Ｋは、ブラックのトナー像を形成する。これら４つの画像形成ユニット４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋは、それぞれ同一の構成を有しているため、ここでは第１の画像形成ユニット４０Ｙの構成について説明する。

第１の画像形成ユニット４０Ｙは、ドラム状の感光体４１と、感光体４１の周囲に配置された帯電部４２と、露光部４３と、現像部４４と、クリーニング部４５を有している。感光体４１は、不図示の駆動モータによって回転する。帯電部４２は、感光体４１に電荷を与え感光体４１の表面を一様に帯電する。露光部４３は、原稿Ｇから読み取られた画像データ又は外部装置から送信された画像データに基づいて、感光体４１の表面に対して露光操作を行うことにより感光体４１上に静電潜像を形成する。

現像部４４は、トナーとキャリアからなる２成分現像剤を用いて、感光体４１上に形成された静電潜像を現像する。この現像部４４は、感光体４１に形成された静電潜像にイエローのトナーを付着させる。これにより、感光体４１の表面は、イエローのトナー画像が形成される。

感光体４１にトナーを付着させトナー画像を形成する際に、感光体４１と現像部４４との間には、所定の電圧、いわゆる現像ＤＣバイアスが印加される。この現像ＤＣバイアスを調整することで、感光体４１に付着するトナーの量を調整することができ、画像の濃度を調整することができる。

なお、第２の画像形成ユニット４０Ｍの現像部４４は、感光体４１にマゼンタのトナーを付着させ、感光体４１の表面にマゼンタのトナー画像を形成する。また、第３の画像形成ユニット４０Ｃの現像部４４は、感光体４１にシアンのトナーを付着させ、感光体４１の表面にシアンのトナー画像を形成する。そして、第４の画像形成ユニット４０Ｋの現像部４４は、感光体４１にブラックのトナーを付着させ、感光体４１の表面にブラックのトナー画像を形成する。

感光体４１上に形成されたトナー画像は、中間転写体の一例を示す中間転写ベルト５０に一次転写される。クリーニング部４５は、トナー画像を中間転写ベルト５０に一次転写後に感光体４１の表面に残留しているトナーを除去する。

像担持体の一例を示す中間転写ベルト５０は、無端状に形成されており、複数のローラに掛け渡されている。この中間転写ベルト５０は、不図示の駆動モータで感光体４１の回転（移動）方向とは逆方向に回転駆動する。

中間転写ベルト５０における各画像形成ユニット４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋの感光体４１と対向する位置には、１次転写部５１が設けられている。この１次転写部５１は、中間転写ベルト５０にトナーと反対の極性の電圧を印加させることで、感光体４１上に形成されたトナー画像を中間転写ベルト５０に一次転写する。

そして、中間転写ベルト５０が回転駆動することで、中間転写ベルト５０の表面には、４つの画像形成ユニット４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋで形成されたトナー画像が順次一次転写される。これにより、中間転写ベルト５０上には、イエロー、マゼンダ、シアン及びブラックのトナー像が重なり合いカラーのトナー画像が形成される。

また、中間転写ベルト５０には、ベルトクリーニング装置５３が対向している。このベルトクリーニング装置５３は、用紙Ｓへのトナー画像の転写を終えた中間転写ベルト５０の表面を清掃する。

中間転写ベルト５０の近傍で、かつ搬送部２３の用紙搬送方向下流には、本発明の転写部の一例を示す２次転写部６０が配置されている。この２次転写部６０は、搬送部２３によって送られてきた用紙Ｓを中間転写ベルト５０に接触させて、中間転写ベルト５０の外周面上に形成されたトナー画像を用紙Ｓに２次転写する。

２次転写部６０は、２次転写ローラ６１を有している。２次転写ローラ６１は、対向ローラ５２に圧接されている。そして、２次転写ローラ６１と中間転写ベルト５０が接触する部分は、２次転写ニップ部６２となる。この２次転写ニップ部６２は、中間転写ベルト５０の外周面上に形成されたトナー画像を用紙Ｓに転写する転写位置である。

２次転写部６０における用紙Ｓの排出側には、定着部８０が設けられている。この定着部８０は、用紙Ｓを加圧及び加熱して、２次転写されたトナー像を用紙Ｓに定着させる。定着部８０は、例えば、一対の定着部材である定着上ローラ８１及び定着下ローラ８２で構成されている。定着上ローラ８１及び定着下ローラ８２は、互いに圧接した状態で配置されており、定着上ローラ８１と定着下ローラ８２との圧接部が、用紙Ｓを加圧及び加熱する定着ニップ部である。

定着上ローラ８１の内部には、加熱部が設けられている。この加熱部からの輻射熱により定着上ローラ８１の外周部が温められる。そして、定着上ローラ８１の外周部の熱が用紙Ｓへ伝達されることにより、用紙Ｓ上のトナー画像が熱定着される。

用紙Ｓは、２次転写部６０によりトナー画像が転写された面（定着対象面）が定着上ローラ８１と向き合うように搬送され、定着ニップ部を通過する。したがって、定着ニップ部を通過する用紙Ｓには、定着上ローラ８１と定着下ローラ８２とによる加圧と、定着上ローラ８１のローラ部の熱による加熱が行われる。

定着部８０の用紙搬送方向下流には、切換ゲート２４が配置されている。切換ゲート２４は、定着部８０を通過した用紙Ｓの搬送路を切り換える。すなわち、切換ゲート２４は、片面画像形成における画像形成面を上方に向けて排紙するフェースアップ排紙を行う場合に、用紙Ｓを直進させる。これにより、用紙Ｓは、一対の排紙ローラ２５によって排紙される。また、切換ゲート２４は、片面画像形成における画像形成面を下方に向けて排紙するフェースダウン排紙及び両面画像形成を行う場合に、用紙Ｓを下方に案内する。

フェースダウン排紙を行う場合は、切換ゲート２４によって用紙Ｓを下方に案内した後に、用紙反転搬送部２６によって表裏を反転して上方に搬送する。これにより、表裏が反転されて画像形成面が下方に向いた用紙Ｓは、一対の排紙ローラ２５によって排紙される。
両面画像形成を行う場合は、切換ゲート２４によって用紙Ｓを下方に案内した後に、用紙反転搬送部２６によって表裏を反転し、再給紙路２７により再び転写位置へ送られる。

一対の排紙ローラ２５の下流側には、用紙Ｓを折ったり、用紙Ｓに対してステープル処理等を行ったりする後処理装置を配置してもよい。

また、中間転写ベルト５０におけるベルトクリーニング装置５３と、２次転写部６０の間には、画像濃度検出センサであるＩＤＣ（イメージ・デンシティ・コントローラ：Image・Density・Control）センサ９１が配置されている。すなわち、ＩＤＣセンサ９１は、中間転写ベルト５０の回転方向における２次転写部６０よりも下流側に配置される。このＩＤＣセンサ９１は、中間転写ベルト５０の表面に向けて光を照射する発光部と、中間転写ベルト５０からの反射光を受光する受光部とを有している。また、ＩＤＣセンサ９１の受光部及び発光部は、中間転写ベルト５０の表面と対向している。

［画像形成装置の各部のハードウェア構成］
次に、画像形成装置１の各部のハードウェア構成について、図２を参照して説明する。
図２は、画像形成装置１の各部のハードウェア構成を示すブロック図である。

図２に示すように、画像形成装置１は、制御部１００を備えている。この制御部１００は、上述の制御基板９０（図１参照）上に構成されている。

制御部１００は、例えばＣＰＵ（中央演算処理装置）１０１と、ＣＰＵ１０１が実行するプログラム等を記憶するためのＲＯＭ（Read Only Memory）１０２と、ＣＰＵ１０１の作業領域として使用されるＲＡＭ（Random Access Memory）１０３とを有している。なお、ＲＯＭ１０２としては、例えば、通常電気的に消去可能なプログラマブルＲＯＭを用いる。

ＣＰＵ１０１は、装置全体を制御する。このＣＰＵ１０１は、ＨＤＤ１０４、操作表示部１０５、通信部１０８にそれぞれシステムバス１０７を介して接続されている。さらに、ＣＰＵ１０１は、画像読取部３０、画像処理部１０６、画像形成部４０、給紙部２１、定着部８０、２次転写部６０、ＩＤＣセンサ９１にシステムバス１０７を介して接続されている。

ＨＤＤ１０４は、画像読取部３０で読み取って得た原稿画像の画像データを記憶したり、出力済みの画像データ等を記憶したりする。操作表示部１０５は、液晶表示装置（ＬＣＤ）又は有機ＥＬＤ（Electro Luminescence Display）等のディスプレイからなるタッチパネルである。この操作表示部１０５は、ユーザに対する指示メニューや取得した画像データに関する情報等を表示する。さらに、操作表示部１０５は、複数のキーを備え、ユーザのキー操作による各種の指示、文字、数字などのデータの入力を受け付けて、入力信号を制御部１００に出力する。

通信部１０８は、外部の情報処理装置であるＰＣ（パーソナルコンピュータ）１２０から送信されるジョブ情報を、通信回線を介して受け取る。そして、受け取ったジョブ情報を、システムバス１０７を介して制御部１００に送る。ジョブ情報には、形成する画像の画像データと、その画像データに対応付けられた使用する用紙の種類及び枚数などの情報が含まれている。

なお、本実施形態では、外部装置としてパーソナルコンピュータを適用した例を説明したが、これに限定されるものではなく、外部装置としては、例えばファクシミリ装置等その他各種の装置を適用することができる。

ＩＤＣセンサ９１は、中間転写ベルト５０に光を照射すると共に、中間転写ベルト５０から反射された光を受光する。このＩＤＣセンサ９１は、中間転写ベルト５０に付着するトナーの濃度を検出し、その検出結果を制御部１００に送信する。制御部１００は、ＩＤＣセンサ９１からの情報に基づいて、画像形成部４０が画像を形成する際の作像条件を補正する。なお、作像条件の補正方法の詳細は、後述する。

画像読取部３０は、原稿画像を光学的に読み取って電気信号に変換する。例えば、カラー原稿を読み取る場合は、一画素当たりＲＧＢ各１０ビットの輝度情報をもつ画像データを生成する。画像読取部３０によって生成された画像データや、画像形成装置１に接続された外部装置の一例を示すＰＣ１２０から送信される画像データは、画像処理部１０６に送られ、画像処理される。画像処理部１０６は、受信した画像データに対してアナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮等の処理を行う。

例えば、画像形成装置１でカラー画像を形成する場合、画像読取部３０等によって生成されたＲ・Ｇ・Ｂの画像データを画像処理部１０６における色変換ＬＵＴ（Look up Table）に入力する。そして、画像処理部１０６は、Ｒ・Ｇ・ＢデータをＹ・Ｍ・Ｃ・Ｋの画像データに色変換する。そして、色変換した画像データに対して、階調再現特性の補正、濃度補正ＬＵＴを参照した網点などのスクリーン処理、あるいは細線を強調するためのエッジ処理などを行う。

画像形成部４０は、制御部１００により駆動制御され、用紙Ｓ上にトナー画像を形成する。定着部８０は、制御部１００により駆動制御され、用紙Ｓを加圧及び加熱して、トナー画像を用紙Ｓに定着させる。

２．作像条件の補正方法
次に、上述した画像形成装置１にかかる作像条件の補正方法について説明する。
形成される画像の濃度を安定させるために、画像形成装置１では、ＩＤＣセンサ９１を用いて作像条件の補正、いわゆる画像間安定化補正処理を行っている。この、画像間安定化補正処理は、所定の画像形成の実行回数毎や所定の時間毎に行われる。

［画像間安定化補正］
本発明の目的である画像間安定化補正処理について図３〜図８を参照して説明する。
図３は、画像間安定化補正処理を示すフローチャート、図４は、画像間安定化補正処理における要部を拡大して示す説明図である。

なお、制御部１００は、初期状態の中間転写ベルト５０、すなわち中間転写ベルト５０を交換したときに、ＩＤＣセンサ９１のセンサ出力を調整する。そして、制御部１００は、センサ出力を調整する際に用いたＩＤＣセンサ９１の初期補正光量を取得する。この初期補正光量は、次のようにして取得される。

ＩＤＣセンサ９１の発光部を発光させ、トナー像や補正パッチが形成されていない状態の中間転写ベルト５０に対して光を照射する。そして、ＩＤＣセンサ９１は、中間転写ベルト５０から反射された光を受光部で受光し、検出値を制御部１００に送信する。制御部１００は、検出値が所定の値となるように、ＩＤＣセンサ９１の発光部の光量を補正する。そして、制御部１００は、設定したＩＤＣセンサ９１の初期補正光量を予めＲＡＭ１０３に記録させる。

画像間安定化補正処理が開始されると、まず、図３及び図４に示すように、制御部１００は、ＩＤＣセンサ９１の発光部の光量を補正し、センサ出力を調整する（ステップＳ１１）。このステップＳ１１の処理では、ＩＤＣセンサ９１の発光部を発光させ、トナー像や補正パッチが形成されていない中間転写ベルト５０に光を照射する。そして、制御部１００は、ＩＤＣセンサ９１の検出値が所定の値となるように、ＩＤＣセンサ９１の発光部の光量を補正する。このときのＩＤＣセンサ９１の光量を現行補正光量とする。

次に、制御部１００は、中間転写ベルト５０上にイエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の各色のトナーからなる画像間補正パッチＰ１を作成する（ステップＳ１２）。各色の画像間補正パッチＰ１は、中間転写ベルト５０に形成される画像形成のためのトナー像の間に形成される。すなわち、画像間安定化補正処理は、複数の用紙に対して連続して画像を形成する処理の中で行われる。

また、図４に示すように、画像間補正パッチＰ１は、中間転写ベルト５０と２次転写ローラ６１が接触する２次転写ニップ部６２を通過する。このとき、２次転写ローラ６１は、中間転写ベルト５０に接触している。これにより、２次転写ローラ６１を中間転写ベルト５０に対して離間及び接触させる動作を省略することができ、画像形成処理の生産性が低下することを防止することができる

また、補正パッチのトナーが２次転写ローラ６１へ転移する量を軽減させるために、２次転写部６０に補正パッチのトナーと同極性のバイアスを印加させる。すなわち、通常の２次転写時とは、逆のバイアスを２次転写部６０に印加し、反発力によって補正パッチのトナーが２次転写ローラ６１に転移する量を少なくしている。

また、図４に示すように、画像間補正パッチＰ１が２次転写ニップ部６２を通過すると、２次転写ローラ６１には、画像間補正パッチＰ１のトナーＰ２が付着する。また、この２次転写ローラ６１に付着するトナーＰ２の量は、中間転写ベルト５０の表面性や、２次転写ローラ６１の使用経過等の外乱によって変動するため、２次転写ニップ部６２を通過した画像間補正パッチＰ１のトナー量が変動する。そのため、図４に示すように、制御部１００は、２次転写ニップ部６２を通過した画像間補正パッチＰ１のトナー残量比率Ｑ３を算出する（ステップＳ１３）。トナー残量比率Ｑ３は、画像間補正パッチＰ１における２次転写部６０を通過する前のトナー量に対する２次転写部６０を通過した後のトナー量の割合を示す。

ここで、トナー残量比率Ｑ３の変動を与える外乱の一因である中間転写ベルト５０の表面性及び２次転写ローラの使用経過情報について図５〜図７を参照して説明する。

図５は、ＩＤＣセンサ９１の補正光量と、中間転写ベルト５０の回転数、いわゆる使用経過情報との関係を示すグラフである。
中間転写ベルト５０は、ベルトクリーニング装置５３によって表面が均される。そのため、中間転写ベルト５０の表面は、回転数が増加、すなわち使用する時間が長くなるにつれて、平滑化し、光の反射率が上昇する。そして、中間転写ベルト５０の回転数が増加すると、光の反射率が上昇し、ＩＤＣセンサ９１の受光部が受光する光量が増加するため、発光部の発光光量を抑える必要がある。したがって、図５に示すように、発光部の現行補正光量は、初期補正光量よりも減少する。そのため、初期補正光量と現行補正光量との差分を算出することで、現在の中間転写ベルト５０の表面性を推測することができる。

図６は、中間転写ベルト５０の回転数、いわゆる使用経過情報と、トナー残量比率Ｑ３との関係を示すグラフである。
中間転写ベルト５０の回転数が増加すると、ベルトクリーニング装置５３によって均されて中間転写ベルト５０の表面がより滑らかになり、トナーが付着し易くなる。中間転写ベルト５０にトナーが付着し易くなることで、２次転写ローラ６１にトナーが付着し難くなるため、トナー残量比率Ｑ３も増加する。そのため、図６に示すように、中間転写ベルト５０の回転数が増加すると、トナー残量比率Ｑ３も増加することが分かる。これにより、現在の中間転写ベルト５０の表面性を推測することで、トナー残量比率Ｑ３を推測することができる。

また、トナー残量比率Ｑ３は、２次転写ローラ６１の使用経過によっても変動する。図７は、２次転写ローラ６１の使用経過情報である２次転写ローラ６１の回転数と、トナー残量比率Ｑ３との関係を示すグラフである。
２次転写ローラ６１の回転数が増加すると、経年劣化によってその表面にトナーが付着し易くなる。図７に示すように、２次転写ローラ６１の回転数が増加すると、トナー残量比率Ｑ３が低下していることが分かる。

トナー残量比率Ｑ３は、例えば次のようにして算出される。まず、制御部１００は、ＲＯＭ１０２から記録したＩＤＣセンサ９１の初期補正光量と、ステップＳ１１の処理で補正した、ＩＤＣセンサ９１の現行補正光量との差分である光量変動値を算出する。また、制御部１００は、２次転写ローラ６１の使用経過情報である２次転写ローラ６１の回転数をカウントする。

そして、制御部１００は、算出した光量変動値と２次転写ローラ６１の回転数からトナー残量比率Ｑ３を算出する。なお、図６及び図７に示すように、トナー残量比率Ｑ３の変動は、２次転写ローラの使用経過情報よりも中間転写ベルト５０の表面性に大きく影響を受ける。そのため、トナー残量比率Ｑ３は、ＩＤＣセンサ９１の初期補正光量と現行補正光量の差分である光量変動値のみで算出してもよい。

次に、図３及び図４に示すように、２次転写ニップ部６２を通過した画像間補正パッチＰ１の濃度をＩＤＣセンサ９１で検出する（ステップＳ１４）。

図８は、ＩＤＣセンサ９１の出力と濃度の関係を示すグラフである。
この図８に示すように、ＩＤＣセンサ９１が検出した補正パッチ検出値である検出値Ｑ２が目標値Ｑ１よりも高い場合、画像間補正パッチの濃度は、標準濃度よりも薄いことが分かる。そして、制御部１００は、この目標値Ｑ１からのズレ、すなわち目標値Ｑ１と検出値Ｑ２の差分値を画像形成部４０の作像条件にフィードバックする。

次に、図３に示すように、制御部１００は、ステップＳ１３で算出したトナー残量比率Ｑ３と、ステップＳ１４で検出したＩＤＣセンサ９１の検出値Ｑ２から作像条件の補正値Ｑ４を算出する（ステップＳ１５）。なお、この補正値Ｑ４は、例えば露光部４３の露光量である。

作像条件の補正値Ｑ４は、例えば下記式１によって算出される。
［式１］
補正値Ｑ４＝｛（目標値Ｑ１−検出値Ｑ２）／トナー残量比率Ｑ３｝×補正係数Ｗ１
なお、補正係数Ｗ１は、ＩＤＣセンサ９１のセンサ出力値を光量へ変換する係数である。

次に、制御部１００は、算出した補正値Ｑ４を画像形成部４０の作像条件にフィードバックする（ステップＳ１６）。これにより、画像形成装置１の画像間安定化補正が終了する。

なお、ステップＳ１４で行われるトナー残量比率Ｑ３の算出工程は、ステップＳ１１において画像間補正パッチＰ１を作成する際に行ってもよい。

本例の画像形成装置１によれば、トナーの転移量を変動させる外乱である中間転写ベルト５０の表面性及び２次転写ローラ６１の使用経過情報を用いて、２次転写ニップ部６２を通過した画像間補正パッチＰ１のトナー残量比率を算出している。そして、算出したトナー残量比率Ｑ３を用いてＩＤＣセンサ９１の検出値Ｑ２及び目標値Ｑ１を補正している。これにより、トナーの転移量を予測して、外乱を考慮した補正を行うことができる。その結果、作像条件を補正する補正値Ｑ４の算出精度を向上させることができ、画像濃度の安定性を向上させて高品質の画像を安定して形成することが可能となる。

以上、画像形成装置の実施の形態について、その作用効果も含めて説明した。しかしながら、本発明の画像形成装置は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。

上述した実施の形態例では、４組の画像形成ユニット４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋを用いてカラー画像を形成する構成としたが、本発明に係る画像形成装置としては、１つの画像形成部を用いて単色画像を形成する構成としてもよい。

また、上述した画像形成装置１は、感光体に形成されたトナー像を一次転写させる転写材として中間転写ベルトを有し、中間転写ベルトから用紙に画像を２次転写させる構成とした。しかし、本発明に係る画像形成装置としては、感光体からベルト部材によって搬送された用紙に直接トナー像を転写させる構成であってもよい。さらに、像担持体が中間転写ベルトである場合について示したが、像担持体として感光体を用いてもよい。

１…画像形成装置、 １０…原稿搬送部、 ２０…用紙収納部、 ３０…画像読取部、４０…画像形成部、 ４１…感光体、 ４２…帯電部、 ４３…露光部、 ４４…現像部、 ４４ａ…撹拌部、 ４４ｂ…現像ローラ、 ４５…クリーニング部、 ５０…中間転写ベルト（像担持体）、 ５１…１次転写部、 ６０…２次転写部（転写部）、 ６１…２次転写ローラ（転写ローラ）、 ６２…２次転写ニップ部（転写ニップ部）、 ８０…定着部、 ９１…ＩＤＣセンサ（濃度検出センサ）、 １００…制御部、 Ｐ１…画像間補正パッチ（補正パッチ用トナー像）、 Ｐ３…トナー転移変動量、 Ｑ１…目標値、 Ｑ２…検出値（補正パッチ検出値）、 Ｑ３…トナー残量比率、 Ｑ４…補正値

Claims (1)

1. 像担持体と、
   前記像担持体にトナーを付着させて補正パッチ用の又は画像形成用のトナー像を形成する画像形成部と、
   前記像担持体に接触して配置された転写部と、
   前記像担持体における前記転写部の下流側に配置され、前記像担持体に形成された前記補正パッチ用のトナー像の濃度を検出する濃度検出センサと、
   前記濃度検出センサが検出した検出値に基づいて、前記画像形成部の作像条件を補正する制御部と、
   前記制御部からの情報を記憶する記憶部と、
   を備え、
   前記転写部は、前記像担持体に接触する転写ローラを有し、
   前記制御部は、
   前記像担持体の交換時における前記濃度検出センサのセンサ出力を調整する際に用いた前記濃度検出センサの初期補正光量を算出し、前記初期補正光量を前記記憶部に記憶させ、
   前記補正パッチを用いての前記作像条件の補正時における前記濃度検出センサのセンサ出力を調整する際に用いた前記濃度検出センサの現行補正光量を算出し、
   前記転写ローラの回転数をカウントして前記転写ローラにおける交換時からの使用経過情報を算出し、前記初期補正光量と前記現行補正光量との差分値と前記使用経過情報から、前記補正パッチが前記転写部を通過した後の前記補正パッチ用のトナー像のトナーの残量比率を算出し、算出したトナーの残量比率に基づいて前記検出値を補正する
   画像形成装置。

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