JP7031433B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置に用いられる画像濃度調整や色ずれ補正制御では、感光体ドラム上や中間転写ベルト上に作成された検知用のトナーパターンの濃度や位置を光学センサで読み取って補正している。

しかしながら、経時により中間転写ベルト上にトナーや紙等の添加物が薄い膜状に堆積するフィルミングが発生すると、中間転写ベルトの光沢度が低下し、センサの出力が上昇する。そこで、例えば、特許文献１では、ベルト上のフィルミングを、初期と現在のベルト表面の差によって検知してベルトリフレッシュ動作を実施している。

しかし、特許文献１では、ベルト上所定のセンサ位置での検知結果によって、ベルト全域のフィルミングを予測するため、フィルミング抑制のためのトナー付着もベルトスラスト方向全域に実施するため、効率が悪い。ベルトスラスト方向位置によりフィルミング発生に差がある場合、検知に誤差が生じやすい。実際ベルトフィルミングは、ベルトの周方向に延びた縞状となることが多く、スラスト方向の検知位置による程度差は大きい。

そこで、ベルト上のフィルミング状態を検知する手段として、ベルトのスラスト方向全領域を検知する、ラインセンサを使用する方法がある（特許文献２）。

しかし、ラインセンサを使用する場合、データ量が膨大となるため、コスト、処理時間等が問題となる。そのため、特許文献３では、全面を検出した上で、異常値であると判断された部分のみ記憶する方法を実施している。

しかし、特許文献３では、異常時の長期記憶は部分的であるが、検知、判断については全域に対して実施するため、相当の一次記憶容量および、処理時間が必要という課題があった。

そこで、本発明は上記事情に鑑み、像担持体上のフィルミング発生可能性が高い領域を確実に検知し、記憶容量の増大及び処理速度の遅延を回避することができる、画像形成装置の提供を目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一態様では、像担持体を備え、該像担持体にトナーを形成して、トナー像を記録媒体に転写する画像形成装置において、前記像担持体のスラスト方向に対向して配置され、前記像担持体のスラスト方向におけるトナーが付着可能な領域の全域の表面状態を検知可能である検知手段と、履歴データを記憶する記憶部と、前記検知手段による前記スラスト方向の検知範囲を、前記履歴データに基づき選択的に設定する検知範囲設定部と、検知結果により、前記像担持体の前記検知範囲の表面状態が要回復か否かを判定する回復要否領域判断部と、要回復と判定された領域に対して状態回復動作を実施させる回復制御部と、を備え、前記履歴データは、前記記録媒体の幅の履歴情報を含む履歴データであり、前記検知手段は前記像担持体表面の光沢度を検知し、前記回復要否領域判断部は経時における前記光沢度の差によって回復要否を判断すること、を特徴とする画像形成装置、を提供する。

一態様によれば、画像形成装置において、像担持体上のフィルミング発生可能性が高い領域を確実に検知し、記憶容量の増大及び処理速度の遅延を回避することができる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の一例であるプリンタを示す概略全体構成図。 図１の画像形成装置における、トナー像を生成するための画像形成ユニットの１つの断面図。 本発明の実施形態に係る中間転写ユニットの構成及び検知手段の位置を説明する斜視図。 本発明に係るラインセンサの支持構造の一例を示す断面図。 本発明に係るラインセンサの第１の構成例を示す図。 本発明に係るラインセンサの第２の構成例を示す図。 本発明に係るラインセンサの第３の構成例を示す図。 本発明の実施形態に係る画像形成装置の制御系のハードウェアブロック図。 本発明の実施形態における中間転写ベルトの検知・回復に係る制御部の機能ブロック図。 本発明のラインセンサによる、中間転写ベルト上の検知対象範囲を示す図。 本発明の中間転写ベルトの検知・回復に係る制御フローチャート。

以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。

＜画像形成装置の全体構成＞
図１は、本発明に係る画像形成装置の一例であるプリンタを示す概略全体構成について説明する図である。なお、図１では、本発明を適用可能な画像形成装置の一例として、画像データを受信するプリンタの例を示しているが、本発明が適用可能な画像形成装置は、電子写真方式の画像形成装置であって、複製を実施する複写機（コピー機）や、コピー、プリンタ、スキャナー、ＦＡＸ等の機能を盛り込んだ複合機（ＭＦＰ：Multi‐Function Peripheral）であってもよい。

図１のプリンタである画像形成装置１００は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック（以下、Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋと記す）のトナー像を生成するための４つの画像形成ユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋを備えている。

これら画像形成ユニット１は、画像を形成する画像形成物質として互いに異なる色のＹトナー，Ｃトナー，Ｍトナー，Ｋトナーを用いるが、それ以外は同じ構成になっている。

図２は、Ｙトナー像を生成するための画像形成ユニット（プロセスユニット）１Ｙの構成を示す概略図である。Ｙトナー像を生成するための画像形成ユニット１Ｙを例として、画像形成ユニット１Ｙは、感光体ユニット２Ｙと現像装置（現像手段）７Ｙとを有している。これら感光体ユニット２Ｙ、現像装置７Ｙは、画像形成ユニット１Ｙとして一体的に画像形成装置本体に対して着脱可能なものである。但し、画像形成装置本体から取り外した状態では、現像装置７Ｙを感光体ユニット２Ｙに対して着脱することができる。

図１において、画像形成ユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋの図中下方には、光書込装置２０が配設されている。光書込装置２０は、潜像形成手段であって、画像情報に基づいてレーザ光Ｌを、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋの感光体３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋに照射する。これにより、感光体３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋ上にＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の静電潜像が形成される。

光書込装置２０は、光源から発したレーザ光Ｌを、モータによって回転駆動されるポリゴンミラー２１によって偏向させながら、複数の光学レンズやミラーを介して感光体３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋに照射するものである。光書込装置は、この構成のものに代えて、ＬＥＤアレイによる光走査を行うものを採用することもできる。

光書込装置２０の下方には、第一給紙カセット３１、第二給紙カセット３２が鉛直方向に重なるように配設されている。これら給紙カセット内には、それぞれ、記録媒体（記録紙）である用紙Ｐが複数枚重ねられた用紙束の状態で収容されており、一番上の用紙Ｐには、第一給紙ローラ３１ａ、第二給紙ローラ３２ａがそれぞれ当接している。第一給紙ローラ３１ａが不図示の駆動手段によって図中反時計回りに回転駆動させられると、第一給紙カセット３１内の一番上の用紙Ｐが、カセットの図中右側方において鉛直方向に延在するように配設された給紙路３３に向けて排出される。また、第二給紙ローラ３２ａが不図示の駆動手段によって図中反時計回りに回転駆動させられると、第二給紙カセット３２内の一番上の用紙Ｐが、給紙路３３に向けて排出される。給紙路３３内には、複数の搬送ローラ対３４が配設されており、給紙路３３に送り込まれた用紙Ｐは、これら搬送ローラ対３４のローラ間に挟み込まれながら、給紙路３３内を図中下側から上側に向けて搬送される。

給紙路３３の末端には、レジストローラ対３５が配設されている。レジストローラ対３５は、搬送ローラ対３４から送られてくる用紙Ｐをローラ間に挟み込むとすぐに、両ローラの回転を一旦停止させる。そして、用紙Ｐを適切なタイミングで後述の二次転写ニップへ向けて送り出す。

各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋの図中上方には、中間転写ベルト４１を張架しながら図中反時計回りに無端移動させられる転写装置である中間転写ユニット４０が配設されている。中間転写ユニット４０は、中間転写ベルト４１の他、ベルトクリーニングユニット４２、第一ブラケット４３、第二ブラケット４４などを備えている。また、４つの一次転写ローラ４５Ｙ，４５Ｃ，４５Ｍ，４５Ｋ、二次転写バックアップローラ４６、駆動ローラ４７、補助ローラ４８、テンションローラ４９なども備えている。中間転写ベルト４１は、これら８つのローラに張架されながら、駆動ローラ４７の回転駆動によって図中反時計回りに無端移動させられる。

４つの一次転写ローラ４５Ｙ，４５Ｃ，４５Ｍ，４５Ｋは、このように無端移動させられる中間転写ベルト４１を感光体３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋとの間に挟み込んでそれぞれ一次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト４１の裏面（ループ内周面）にトナーとは逆極性（例えばプラス）の転写バイアスを印加する。中間転写ベルト４１は、その無端移動に伴ってＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋ各色用の一次転写ニップを順次通過していく過程で、そのおもて面に感光体３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋ上のＹトナー像，Ｃトナー像，Ｍトナー像，Ｋトナー像が重ね合わせられるように一次転写される。これにより、中間転写ベルト４１上に四色重ね合わせトナー像（以下、四色トナー像という）が形成される。

二次転写バックアップローラ４６は、中間転写ベルト４１のループ外側に配設された二次転写ローラ５０との間に中間転写ベルト４１を挟み込んで二次転写ニップを形成している。レジストローラ対３５が、ローラ間に挟み込んだ用紙Ｐを、中間転写ベルト４１上の四色トナー像に同期させるタイミングで、二次転写ニップに向けて送り出す。中間転写ベルト４１上の四色トナー像は、二次転写バイアスが印加される二次転写ローラ５０と二次転写バックアップローラ４６との間に形成される二次転写電界や、ニップ圧の影響により、二次転写ニップ内で用紙Ｐに一括して二次転写される。そして、用紙Ｐの白色と相まって、フルカラートナー像となる。

二次転写ニップを通過しても用紙Ｐに転写されずに中間転写ベルト４１に残った転写残トナーは、ベルトクリーニングユニット４２によってクリーニングされる。なお、ベルトクリーニングユニット４２は、クリーニングブレード４２ａを中間転写ベルト４１のおもて面に当接させ、これによってベルト上の転写残トナーを掻き取って除去するものである。

二次転写ニップの図中上方には、定着装置６０が配設されている。図１に示す定着装置は、ベルト定着構成である。ベルトの内部にヒータを備えており、その熱でベルトの温度を上げることでニップ部に搬送される未定着画像を定着させている。なお、定着装置の例は、図１のベルト定着方式に限られず、ニップがローラで構成されるローラ定着構成であってもよい。

中間転写ベルト４１上に付着したトナー状態、および中間転写ベルト表面状態を検知し、作像の状態をコントロールするプロセスコントロールを実施する。中間転写ベルト上には、検知手段であるラインセンサ６１０が配置されている。このプロセスコントロール時、前記二次転写バックアップローラ４６と二次転写ローラ５０は、離間した状態となり、中間転写ベルト上に付着したトナー像は、用紙Ｐに転写されたり、二次転写ローラに接触したりしないままラインセンサ６１０の位置に移動し、検知される。

ラインセンサ６１０（検知手段）は、例えば、図中奥行き方向に長く、中間転写ベルト４１の幅に対応する光照射装置、反射光検出装置を備えている。検知手段の配置と内部構成について、下記図３～図７を用いて説明する。

＜中間転写ベルトの表面検出＞
次に図３を用いて中間転写ユニットの駆動系と中間転写ベルト上のおもて面に作像される各種トナー像の検出について説明する。

図３は、本発明の一実施形態に係る中間転写ユニットの構成及びラインセンサの位置を説明する斜視図である。なお、図３に示す中間転写ユニット２００の構成と、図１に示した中間転写ユニット４０の構成は転写位置やローラの数や配置が異なっているが、本発明を実現可能な構成として、いずれの構成を用いてもよい。なお、図１の中間転写ユニットと図３の中間転写ユニットでは配置や構成が異なるため、異なる符号を付しているが、機能は同一である。また、図３では、図１に示した４つの一次転写ローラ４５Ｙ，４５Ｃ，４５Ｍ，４５Ｋについては図示を省略している。

中間転写ベルト２０６の周方向における全域のうち、駆動ローラ２０１とクリーニングバックアップローラ２０２に巻き掛けられた上部張架面の上方には、検知手段（光学検出手段）としてのラインセンサ６１０が中間転写ベルト２０６のおもて面２０６ａと対向配置されている。

また、クリーニングバックアップローラ２０２で張力を付与された中間転写ベルト２０６の外側には、クリーニングブレード２１０が配置されている。

ラインセンサ６１０は、符号Ｗで示す主走査方向（ベルト幅方向）に延びていて、光源と集光レンズと受光素子とが主走査方向Ｗに複数直線状に配置されたアレイ構造である。また、主走査方向Ｗは、中間転写ベルト２０６の回転方向（移動方向Ｍ）に対して、スラスト方向に相当する。

図３の符号Ｗ１は、主走査方向Ｗと直交する副走査方向を示す。図中、斜線部は、中間転写ベルト２０６のおもて面２０６ａにおける画像形成可能領域ＩＥを示し、そのうち２０６ｂは地肌部を示す。

また、図３に示すように、中間転写ユニット２００は、駆動ローラ２０１を回転駆動して中間転写ベルト２０６を無端移動するための駆動源としてのベルト駆動モータ２１１を備えている。駆動ローラ２０１の近傍には、副走査方向Ｗ１への中間転写ベルト２０６やトナー像の位置を検出する位置情報検出手段としての位置情報検出センサ２１３が配置されている。

図４は、本発明のラインセンサ６１０の支持構造の一例を示す断面図である。

図４に示すラインセンサ６１０の構成例では、白色の光を照射する発光素子としてＬＥＤからなる１つの光源６１１と、主走査方向Ｗに延伸して配置され、赤、緑、青色の反射光を受光する３つの受光素子６１２Ｒ、６１２Ｇ、６１２Ｂと、受光レンズ６１３とが、１つのセルとしてケーシング６１４によって支持されている。本例では、例えば図３で示す所定長の単位セルを、複数個、図３の主走査方向Ｗに直線的に並べることによって、ラインセンサ６１０が構成されている。

本実施形態において、ラインセンサ６１０の各センサを構成する素子として、カラーセンサの１つである密着イメージセンサ（ＣＩＳ：Contact Image Sensor）を用いている。ラインセンサ６１０としては、ＣＩＳではなく、ＣＣＤ(Charge Coupled Device)イメージセンサ（カメラ）を用いてもよい。

ラインセンサの構成として、図３では、所定長の単位セルを複数個、主走査方向Ｗに直線的に並べたもので構成されているが、ラインセンサは他の形状として、
・１本のライン・アレイ状のセンサ（図７参照）
・所定長のアレイセンサを複数個、直線的に並べたもの
・所定長の光学センサ（セル）を複数列に連続的に配置したもの（例えば千鳥状）
・所定長の光学センサを移動させ、検知領域を確保しているもの
などで構成されてもよい。

いずれの形状であっても、本発明で使用されるラインセンサは、対向となる中間転写ベルト２０６（像担持体）の主走査方向の画像形成可能領域ＩＥ（図３の斜線部全域）を検知できるような構成をとっている光学センサ（光センサ）である。すなわち、中間転写ベルト２０６が回転して周長方向へ駆動することで、検知手段であるラインセンサは、画像形成可能領域全面を検出可能となる。

ラインセンサ６１０のセンサ色は、白色光光源で、受光側でＲＧＢ受光できるものである。また、光源としては、白色の光源（ＬＥＤ）の１色ではなく、３色（赤、緑、青色）の光源又は任意の発光光源を用いたカラーセンサであってもよい。あるいは、従来の赤外領域の受発光センサであってもよい。

例えば、ＣＩＳであるラインセンサ６１０は、主走査方向Ｗに直線状に並んだ単位セル毎に増幅器を有し、受光素子１３２で光変換された電気信号の読み出しによる電気ノイズの発生が抑えられている。この電気信号は、図８に示す制御部５００に入力される。

ここで、一般的な画像濃度調整について説明する。画像濃度調整（プロセスコントロール）では、反射型の光学センサの発光素子から発した光を中間転写ベルト表面のトナーが付着していない地肌部で反射させ、その反射光を受光素子で受光し反射光に応じた受光量を得る。

次に、予め定められた形状の基準トナー像（濃度調整用トナーパターン）を感光体ドラムの表面に形成し、その基準トナー像を中間転写ベルト上に転写して、発光素子から発した光を基準トナー像で反射させ、その反射光を受光素子で受光し反射光に応じた受光量を得る。

中間転写ベルト表面の地肌部における受光量を基準値として、この基準値と基準トナー像における受光量とを比較し、基準トナー像の単位面積あたりにおけるトナー付着量を把握する。

把握したトナー付着量に基づいてトナー付着量が所望のものとなるように、感光体ドラムの帯電電位、現像バイアス、感光体ドラムに対する光書き込み強度及び現像剤のトナー濃度の制御目標値などといった作像条件を調整する。

色ずれ補正では、主走査方向に対して角度を有するトナーパターンを形成し、主走査方向と副走査方向の位置ずれを検知して補正するようになっている。

下記、濃度調整や色ずれ補正を適切に実施するためのラインセンサの具体的な構成例について説明する。

＜検知手段の構成＞
図５は、本発明に係るラインセンサ６１０の第１の構成例を示す図である。図５において、ラインセンサ６１０は、光反射型センサ（フォトリフレクタ）１１０と、増幅回路１２０と、演算回路１３０と、信号生成回路１４０とを備えている。増幅回路１２０は、光反射型センサ１１０からの電気信号を増幅する。演算回路１３０は、増幅回路１２０によって増幅された信号に基づいて所定の演算処理を行う。信号生成回路１４０は、演算回路１３０からの演算出力に基づいて光書き込み制御のための信号を生成して、画像形成装置１００の制御部５００の制御回路ＣＯＮに出力する。

光反射型センサ１１０は、光源としてのＬＥＤ（発光ダイオード）１０１と、集光レンズ１０２と、光電変換素子１０３と、結像レンズ１０４とを備えている。集光レンズ１０２は、ＬＥＤ１０１からの出射光を所定のビーム径の光ビームに集光する。光電変換素子１０３は、受光素子であり、中間転写ベルト２０６上の画像パターン１５１からの反射光を受光して電気信号に変換する。結像レンズ１０４は、光電変換素子１０３の結像面に画像パターン１５１からの反射光を結像させる。

図６は、本発明に係るラインセンサ６１０の第２の構成例を示す図である。上記の図５の例では、投光スポットを集光レンズ１０２によって十分に小さく絞って照射し、その反射光を検出する光電変換素子１０３からなるセンサによって画像濃度ムラを検出していた。図６の例では、投光領域が広範囲を照明できる光源（ＬＥＤ１０１）を使用し、その画像パターン１５１から反射して光電変換素子１０３に入射する画像上反射光を微小領域にする。

図７は、本発明に係るラインセンサの第３の構成例を示す図である。図７の例では、ラインセンサ６１０は、結像レンズ１０４、光電変換素子１０３に代えて、等倍結像素子１６０及びアレイ状受光素子１６１を備えている。等倍結像素子１６０は、例えば、日本板硝子社製セルフォック（登録商標）レンズアレイである。アレイ状受光素子１６１は、アレイ状に受光素子が配列しており、例えば、ＣＭＯＳ受光素子が３００ｄｐｉで数十～数百ピクセル配列されたもの（ＴＡＯＳ社製ＣＭＯＳリニアセンサアレイ）などである。

図７に示すように広範囲に照明された検知用の画像パターン１５１の各微小領域からの反射光を、等倍結像素子１６０を介してアレイ状受光素子１６１へ入光させるように構成すると、スポット光の走査を行うことなく２次元画像情報を取り込むことができる。２次元画像情報を利用すれば、１次元画像情報に比べて非常に正確な画像濃度ムラ情報を得ることができる点でメリットがある。

また、図５、図６の様な構成の場合であっても、図示しない駆動ミラー等により画像担持体の移動方向と交差する方向へスポット光を走査することによっても二次元画像情報が採取できる。

これらの構成のラインセンサを用いて、濃度調整や色ずれ補正をする際には、中間転写ベルト表面の地肌部において、所定の受光量が得られるように光学センサの出力を調整している。すなわち、発光素子の出力（電流値）を調整して所定の受光量が得られるように光学センサの校正を行っている。

しかしながら、経時で中間転写ベルト上にトナーや紙等の添加物が薄い膜状に堆積するフィルミングが発生すると、ベルトの光沢度が低下し、センサの出力が上昇する。即ち、フィルミングによって反射光量が低下するため、所定の受光量が得られるようにするためには、ＬＥＤ等の発光素子に流す電流値（順電流Ｉｆ）を上げなければならず、電力の消費量が増大してしまう。そこで、本発明では、下記の制御を実施する。

＜制御ブロック＞
次に画像形成装置１００の制御系について説明する。図８は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の制御系のブロック図である。

画像形成装置１００は、図８に示す制御部５００を備えている。制御部５００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５０１と、各種データを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）５０２と、制御プログラムや各種データを記憶したＲＯＭ(Read Only Memory)５０３を備えている。制御部５００には、各種の周辺機器が信号線５１０を介して接続されている。図８においては、それら周辺機器のうち、主要なものだけを示している。

また、制御部５００には、各色のトナー濃度センサ１０８Ｙ，１０８Ｃ，１０８Ｍ，１０８Ｋ、ラインセンサ６１０、ベルト駆動モータ２１１、位置情報検出センサ２１３、各現像装置７の駆動部５１１、光書込装置２０の駆動部５１２、各トナー補給装置の駆動部５１３、各種電源部５１４が信号線５１０を介して接続されている。各種センサ類は、検出した検出値を制御部５００に出力し、制御部５００は、出力された各種検出値をＲＡＭ５０２に一時保存する。

（フィルミング）
一般的に、中間転写ベルトのフィルミングは、中間転写ベルトの部分の使われ方等により異なっており、従来の２個～数個のセンサによる検知によりベルト表面状態を部分的に判断する方法では、センサ部分以外でのフィルミング発生を検知できない問題があった。また、ラインセンサにより、全域を、頻繁に状態検知していたのでは、情報蓄積のためのメモリ容量が莫大になってしまう。

ここで、フィルミングは経時で発生するため、中間転写ベルト上の使われ方等の傾向により、発生しやすい部分と発生しにくい部分ができる。発生しやすい部分を選択的に検知すれば、中間転写ベルトのフィルミング発生を早期に発見し、軽減することが可能である。

初期のフィルミングを検知した場合、検知した部分の中間転写ベルト上にトナーを供給し、中間転写ベルトに当接して配置されるクリーニングブレードにてトナーがクリーニングされるときに、トナーとともに、フィルミング物質も軽減される。検知した部分の中間転写ベルト上へのトナー供給は、現像装置で感光体にトナーを供給し、一次転写を経て中間転写体に付着させることで、状態回復動作（リフレッシュ動作）として行われる。

＜制御部＞
図９に、本発明の実施形態における中間転写ベルト（像担持体）の検知・回復に係る制御部の機能ブロック図を示す。

本発明の制御部７０は、検知範囲設定部７１と、フィルミング有無判定部７２と、回復要否領域判断部７３と、トナー付着制御部７４と、用紙幅履歴記憶部７５と、用紙種類履歴記憶部７６と、検知範囲履歴記憶部７７と、フィルミング発生位置履歴記憶部７８と、回復動作履歴記憶部７９と、を実行可能に有している。

検知範囲設定部７１、フィルミング有無判定部７２、回復要否領域判断部７３、及びトナー付着制御部７４は、図８のＣＰＵ５０１によって実現される。用紙幅履歴記憶部７５、用紙種類履歴記憶部７６と、検知範囲履歴記憶部７７と、フィルミング発生位置履歴記憶部７８と、回復動作履歴記憶部７９は、書き換え可能な記憶媒体であるＲＡＭ５０２あるいはＮＶＲＡＭによって実現される。

検知範囲設定部７１は、ラインセンサ（検知手段）６１０による中間転写ベルト２０６，４１のスラスト方向の検知範囲を、履歴データに基づき選択的に設定する。履歴データ（知見データ）は、用紙幅履歴記憶部７５、用紙種類履歴記憶部７６、検知範囲履歴記憶部７７と、フィルミング発生位置履歴記憶部７８、回復動作履歴記憶部７９のいずれかに記憶された情報である。

詳しくは、検知範囲設定部７１は、中間転写ベルトにおける使われ方等でフィルミングが発生しやすい部分と、発生しにくい部分について、使用履歴情報（履歴データ）より判断し、検知対象範囲（検知範囲）を決定する。フィルミングの発生しやすさは主に該当部分へのトナーの付着量に依存し、トナー付着が多い部分はフィルミングが発生し難くい傾向がある。また、使用する用紙Ｐの種類によっては、紙に含まれる填料等によりフィルミング発生状況が異なる場合がある。これらの情報に基づいて、画像形成可能領域（範囲ＩＥ）を分割して、検知する部分の検知対象範囲の選択をおこなう。詳細は、図１０とともに説明する。

フィルミング有無判定部７２は、設定された検知範囲での、ラインセンサ６１０による検知結果を基に、フィルミングが発生しているかどうか判定する。

ここで、ラインセンサ６１０での検知を実施する検知範囲は、領域分割の中から選択されるが、フィルミング検知自体は、センサの解像度に依存し、分割幅より細かい単位で実施される。そのため、フィルミングが発生した位置（領域）を画素単位で詳しく判定できる。

回復要否領域判断部７３は、検知が実行された検知対象範囲の表面状態が、状態回復を必要とする領域（要回復領域）が存在するかどうかを、判断することで、位置ごとにリフレッシュ（状態回復動作）が必要かどうかを、判断する。

例えば、回復動作の判断例として、ノイズの影響を回避するため、今回のフィルミング発生結果と、フィルミング発生位置・回数履歴とを参照して、検査において、所定の連続数以上、同じ位置にフィルミングの発生が検知された場合、状態回復動作の必要あり、と判断する。あるいは、１回フィルミングが検知されたらすぐに、状態回復動作の必要あり、と判断してもよい。

トナー付着制御部７４は、回復制御部であって、回復要否領域判断部７３によって、中間転写ベルト２０６，４１上で状態回復が必要と判断された部分（領域）に、どの色の現像装置に状態回復動作（トナー付着動作）を実施させるか、設定する。

ここで、画像形成装置において、現像装置からのトナーの消費量が極端に少ないと、長時間現像器内にトナーが滞留してしまい現像特性に悪影響を及ぼすことがある。そのため、このような現像装置では、長時間画像形成のない場合に、トナーを放出する動作を実行することが望まれる。

そこで、本発明では、状態回復動作として、中間転写ベルト上へのトナーの供給を、使用量の少ない色のトナーで実施することで、中間転写ベルト表面のフィルミング抑制のためのトナー付着動作と、現像装置内のトナーリフレッシュ（入れ替え）動作とを同時に実施できる。

一方、システム負荷の観点から、モノクロ印刷の場合は、中間転写ベルト上へのトナー供給に使用するトナーをブラックトナーとする。モノクロ印刷中においてブラック作像部が動作中は、カラー感光体および現像は停止しているため、回復動作もブラックトナーで実施することで、カラー感光体および現像を、本動作のために余計に動作させることなく経時劣化することを抑制することが可能である。

また、フィルミングの検知部位は、センサの解像度に依存して細かい単位で実施されるため、フィルミング除去のためのトナー付着は、フィルミング発生が検知されたセンサ部（検知範囲の一部の位置）に対応する、フィルミングが実際に発生したいくつかの画素に限定して、実施することができる。

用紙幅履歴記憶部７５は、使用された用紙Ｐの用紙幅の情報を蓄積して格納している。検知領域選択のための履歴データとして、用紙Ｐが通った幅である通紙幅の履歴に基づくデータを使用することで、通紙幅によりフィルミングが発生しやすいと予想される部分の検知を確実に行うことが可能となる。

用紙種類履歴記憶部７６は、使用された用紙Ｐの用紙種類の情報を蓄積して格納している。検知領域選択のための履歴データとして、通った用紙Ｐの種類である通紙の紙種履歴に基づくデータを使用することで、通紙の紙種によりフィルミングが発生しやすいと予想される部分の検知を確実に行うことが可能となる。

検知範囲履歴記憶部７７は、検知を行った領域を、蓄積して記憶する。

フィルミング発生位置履歴記憶部７８は、発生したフィルミング位置の情報を蓄積して格納している。例えば、検知対象領域内のそれぞれの位置におけるフィルミング発生の発生検知回数をカウントして格納しており、今回フィルミングを検知した位置に対して、その位置のカウント数を増やす。この累積されたフィルミングの位置と発生検知回数の情報が、回復動作有無の判断に利用される。

回復動作履歴記憶部７９は、実施した状態回復動作の色の情報及び状態回復動作を実施したスラスト方向の範囲の情報を蓄積して格納している。

下記、本発明における、検知範囲設定部７１で設定する、ラインセンサ６１０による中間転写ベルト２０６のスラスト方向の検知範囲の分割について説明する。

＜領域分割例＞
本発明のラインセンサによって選択される検知領域分割例を図９に示す。図９は、ラインセンサ６１０による、中間転写ベルト２０６の検知対象範囲を示す図である。図９において、３０３、３０４、３０５、３０６はそれぞれ通紙幅を示し、この例では３０３がＡ５短端幅、３０４がＡ４短端幅、３０５がＢ４短端幅、３０６がＡ３短端幅を示し、ＩＥは、画像形成可能領域（全域）の範囲を示している。

分割領域としては、図１０の例では、
Ａ：Ａ３短端幅３０６の外側の領域
Ｂ：Ａ３短端幅３０６の内側であってＢ４短端幅３０５の外側の領域
Ｃ：Ｂ４短端幅３０５の内側であってＡ４短端幅３０４の外側の領域
Ｄ：Ａ４短端幅３０４の内側であってＡ５短端幅３０３の内側の領域
Ｅ：Ａ５短端幅３０３の内側の領域（中央領域）
と設定している。

検知範囲設定部７１は、通紙される用紙Ｐの幅と頻度により、フィルミング検知を実施する、検知対象となる検知範囲を決定する。図１０の例では、中央領域Ｅは通紙時必ず用紙が通過し、画像が形成されていればトナーも付着するので、トナー付着頻度が最も高いため、フィルミングを実施する頻度が最も低いことになる。一方、最も外側の領域Ａは、画像が形成される機会が少ないためトナー付着頻度が低いため、フィルミングを実施する頻度が最も高いことになる。

例えば、主にＢ４を使用しているマシンの場合、Ｂ４用紙が接触しない領域Ａと領域Ｂのフィルミング発生可能性が、他の領域より高くなるため、検知の頻度を他の領域と比較して高くしている。検知タイミングは、プロセスコントロールを実施した時に同時に実施している。用紙幅の使用割合と、判定の割合の設定例を表１に示す。

また、通紙される用紙Ｐの種類によっては、用紙が通過することで、中間転写ベルトがフィルミングしやすくなる場合がある。そのような、性質の用紙の使用が明らかな場合には、該当の用紙の通紙幅に合わせて、フィルミング検知を行う。

フィルミングが発生しやすい用紙が、Ａ５サイズであった場合、表１のような設定を実施したうえで、中央領域Ｅの頻度を上げて検知回数を増加させる。このようにすることで、全域を同時に検知しない構成とすることで、記憶容量の軽減が可能となり、且つ、効率よくフィルミングを検知することができる。

フィルミングを検知した場合、その情報に基づき、フィルミング検知した領域に対応する感光体上にトナー像を形成する。トナー像を形成するタイミングは、フィルミングが検知された次のジョブの終了時から、毎ジョブ後に、トナーを付着させた量が狙いの値となるまで、実施する。

このようにラインセンサの検知の領域分割は、用紙幅に対応しあらかじめ設定されている場合、領域分割を任意に行う場合を比較して、ソフト構成が簡易となり、処理の負荷が低減できる。

なお、領域分割は、あらかじめ設定せず、状況により変更することも可能である。検知を実施する以前に履歴として、フィルミングが検知された部分に対して、検知範囲を割り当て、検知の頻度を増加させることで、ユーザーの使用モードなどによる傾向を検知範囲の選択に反映し、より確実な検知が可能である。

＜制御フロー＞
図１１は、本発明の中間転写ベルトの検知・回復に係る制御フローである。

Ｓ１（ステップ１）では、検知範囲設定部７１は、履歴データに基づいて、検知対象範囲を選択する。このとき使用するデータは、上述のように、用紙幅履歴、用紙種類、フィルミング発生位置履歴、状態回復動作履歴等の一つ、あるいは複数を組み合わせて、選択の基準にする。

Ｓ２で、ラインセンサ６１０は、選択された検知対象範囲に対してフィルミング検知を実施する。

Ｓ３で、フィルミング有無判定部７２は、設定された検知対象範囲にフィルミングが発生しているかどうかの有無を判定する。

Ｓ３でフィルミングが、無しと判定された場合（Ｎｏ）、Ｓ４で検知対象範囲を記憶して、フローを終了する。

一方、Ｓ３で検知対象範囲（検知範囲）の少なくとも一部にフィルミングが有りと判定された場合（Ｙｅｓ）、Ｓ５で検知対象範囲を記憶するとともに、フィルミング発生位置履歴記憶部７８においてフィルミング発生位置での発生検知回数に１を加算して、その位置でのフィルミング発生履歴として記憶する。

そして、Ｓ６で、回復要否領域判断部７３は、カウントされたフィルミング発生履歴を参照して、中間転写ベルト２０６，４１で検知が実行された検知対象範囲のうちの少なくとも一部で、表面状態が状態回復を必要とする領域が存在するかどうか、判断する。

今回検知した検知対象範囲のすべての領域について状態回復動作が不要であると判断された場合（Ｓ６でＮｏ）、検査フローを終了する。

状態回復動作が必要であると判断された領域が存在する場合（Ｓ６でＹｅｓ）、Ｓ７でトナー付着制御部７４が状態回復動作で用いるトナーの色を設定する。

状態回復動作では、中間転写ベルト上へ、トナーが供給されればよいので、その色は問われない。そのため、例えば、Ｓ７で状態回復動作に使用する色を設定する際に、複数色のトナーを使用する画像形成装置において、状態回復動作に使用するトナーは、トナー使用履歴に基づく最も使用量が少ない色のトナーとすることで、各色トナーの現像装置内部での劣化も同時に軽減することが可能となる。

一方、モノクロ印刷の場合は、状態回復動作に使用するトナーをブラックトナーとすることで、カラー画像形成ユニットを動作させずに状態回復動作を実施し、カラー画像形成ユニットの劣化を進めずにフィルミングを抑制することが可能となる。

そして、Ｓ８において、状態回復動作が必要と判断された領域に、トナー付着させ、その後クリーニングブレード２１０，４２ａで拭き取る、状態回復動作を行う。

ここで、Ｓ８における、状態回復動作として、転写ベルト２０６，４１の表面のうち、要状態回復と判断された領域に対して、選択的にトナーを付着させることで、トナーの消費を最小限にして、ベルト表面のフィルミング発生を軽減することが可能となる。

そして、Ｓ９で状態回復動作を実施した領域を、回復動作実施履歴として記憶する。

上記の制御により、ラインセンサによる検知対象範囲を履歴データに基づき選択して設定することで、像担持体においてフィルミング発生可能性が高い部分の検知が確実に実行できる。そして、検知対象範囲が選択により限定されるため、データ保持のための記憶容量の増大、処理速度の増大を回避することが可能となる。

そして、像担持体表面状態が状態回復「要」と判定された場合、判定された領域に対して、トナーを付着して状態回復動作を実施することで、経時に安定な画像を提供することが可能となる。

上記のように、本発明の画像形成装置において、像担持体上のフィルミング発生可能性が高い領域を確実に検知し、記憶容量の増大及び処理速度の遅延を回避することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の実施形態の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。

７ 現像装置（現像手段）
４０，２００ 中間転写ユニット（転写装置）
４１，２０６ 中間転写ベルト（像担持体）
４２ａ，２１０ クリーニングブレード
７１ 検知範囲設定部
７２ フィルミング有無判定部
７３ 回復要否領域判断部
７４ トナー付着制御部（回復動作制御部）
７５ 用紙幅履歴記憶部
７６ 用紙種類履歴記憶部
７７ 検知範囲履歴記憶部
７８ フィルミング発生位置履歴記憶部
７９ 回復動作履歴記憶部
９０，６１０ ラインセンサ（検知手段）
１００ プリンタ（画像形成装置）
５００ 制御部
Ｗ 主走査方向（スラスト方向）
Ｐ 用紙（記録媒体）

特開２０１６－２０９７０号公報 特開２００５－１０６９１９ 特開２０１６－１４８７８１

Claims (9)

1. 像担持体を備え、該像担持体にトナーを形成して、トナー像を記録媒体に転写する画像形成装置において、
   前記像担持体のスラスト方向に対向して配置され、前記像担持体のスラスト方向におけるトナーが付着可能な領域の全域の表面状態を検知可能である検知手段と、
   履歴データを記憶する記憶部と、
   前記検知手段による前記スラスト方向の検知範囲を、前記履歴データに基づき選択的に設定する検知範囲設定部と、
   検知結果により、前記像担持体の前記検知範囲の表面状態が要回復か否かを判定する回復要否領域判断部と、
   要回復と判定された領域に対して状態回復動作を実施させる回復制御部と、を備え、
   前記履歴データは、前記記録媒体の幅の履歴情報を含む履歴データであり、
   前記検知手段は前記像担持体表面の光沢度を検知し、
   前記回復要否領域判断部は経時における前記光沢度の差によって回復要否を判断すること、
   を特徴とする画像形成装置。
2. 像担持体を備え、該像担持体にトナーを形成して、トナー像を記録媒体に転写する画像形成装置において、
   前記像担持体のスラスト方向に対向して配置され、前記像担持体のスラスト方向におけるトナーが付着可能な領域の全域の表面状態を検知可能である検知手段と、
   履歴データを記憶する記憶部と、
   前記検知手段による前記スラスト方向の検知範囲を、前記履歴データに基づき選択的に設定する検知範囲設定部と、
   検知結果により、前記像担持体の前記検知範囲の表面状態が要回復か否かを判定する回復要否領域判断部と、
   要回復と判定された領域に対して状態回復動作を実施させる回復制御部と、を備え、
   前記履歴データは、前記像担持体のフィルミング発生位置の履歴情報を含む履歴データであり、
   前記検知手段は前記像担持体表面の光沢度を検知し、
   前記回復要否領域判断部は経時における前記光沢度の差によって回復要否を判断すること、
   を特徴とする画像形成装置。
3. 像担持体を備え、該像担持体にトナーを形成して、トナー像を記録媒体に転写する画像形成装置において、
   前記像担持体のスラスト方向に対向して配置され、前記像担持体のスラスト方向におけるトナーが付着可能な領域の全域の表面状態を検知可能である検知手段と、
   履歴データを記憶する記憶部と、
   前記検知手段による前記スラスト方向の検知範囲を、前記履歴データに基づき選択的に設定する検知範囲設定部と、
   検知結果により、前記像担持体の前記検知範囲の表面状態が要回復か否かを判定する回復要否領域判断部と、
   要回復と判定された領域に対して状態回復動作を実施させる回復制御部と、を備え、
   前記履歴データは、前記状態回復動作の実施位置の履歴情報を含む履歴データであり、
   前記検知手段は前記像担持体表面の光沢度を検知し、
   前記回復要否領域判断部は経時における前記光沢度の差によって回復要否を判断すること、
   を特徴とする画像形成装置。
4. 前記履歴データは、前記像担持体のフィルミング発生位置の履歴情報又は前記状態回復動作の実施位置の履歴情報のいずれか一方、または、その両方を更に含んでいることを特徴とする
   請求項１に記載の画像形成装置。
5. 前記履歴データは、更に前記状態回復動作の実施位置の履歴情報を含んでいる
   ことを特徴とする
   請求項２に記載の画像形成装置。
6. 検知範囲設定部は、前記検知範囲に加えて前記像担持体表面の光沢度を検知する検知頻度を設定すること、
   を特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
7. 前記状態回復動作は、要回復と判定された領域に対し、トナーを付着させることである
   請求項１乃至６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
8. 互いに異なる色のトナーを、前記像担持体に供給する複数の現像手段を備えており、
   前記状態回復動作で使用されるトナーは、トナー使用履歴に基づく最も使用量が少ない色のトナーである
   請求項７に記載の画像形成装置。
9. 互いに異なる色のトナーを、前記像担持体に供給する複数の現像手段を備えており、
   モノクロ印刷を実行しているとき、前記状態回復動作で使用されるトナーは、ブラックトナーである
   請求項７に記載の画像形成装置。

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