JP7266483B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式によって画像形成を行う複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。

特許文献１によれば、シートを読み取ることで「トナーかぶり」の有無を検知し、「トナーかぶり」が低減するようにプロセス調整を実行することが提案されている。以下、トナーかぶりは単に「かぶり」と表記されることがある。かぶりとは、シート上の領域のうち意図されない領域にトナーが付着してしまう現象である。

特開２０１８－１１２６３６号公報

ところで、現像器の設計寿命が尽きると、プロセス調整を実行してもかぶりを低減することは困難となる。このような場合には現像器の交換が必要となる。ただし、現像器の設計寿命が尽きていないにもかかわらず、現像器を交換してしまえば、資源の無駄遣いになる。したがって、より正確にかぶりを検知することで、現像器の交換時期を正確に知ることが求められる。特許文献１はシートの表面に画像を形成しつつ、シートの裏面を読み取ることでシートの下地濃度を求め、さらにシートの表面のうち画像が形成されていない領域の濃度を求める。これらの濃度を比較することで、かぶりの有無が検知されている。しかし、特許文献１では像担持体や転写ローラのトナー汚れが考慮されていない。このトナー汚れは下地濃度の検知結果に誤差をもたらす。したがって、より正確にかぶりを検知するためには、シートの下地濃度を精度よく検知することが必要となる。そこで、本発明は、より正確にかぶりを検知することを目的とする。

本発明は、たとえば、
シートを搬送する搬送手段と、
前記搬送手段により搬送されてきた前記シートにトナーを転写して画像を形成する画像形成手段と、
前記シートに画像を形成する第二転写条件と、前記シートに画像を形成しない第一転写条件とのいずれかを前記画像形成手段に設定する設定手段と、
前記第一転写条件に設定された前記画像形成手段を通過してきたシートを読み取り第一読取結果を生成するとともに、前記第二転写条件に設定された前記画像形成手段を通過してきた当該シートを読み取り第二読取結果を生成する読取手段と、
前記第一読取結果と、前記第二読取結果のうち前記シートの表面において画像が形成されていない非画像領域についての読取結果とに基づきトナーかぶりを検知する検知手段と、を有することを特徴とする画像形成装置を提供する。

本発明によれば、より正確にかぶりが検知される。

画像形成装置を示す図 画像センサで記録材を読み取れる領域を説明する図 現像ローラの当接離間機構を示す図 中間転写ベルトの当接離間機構を示す図 コントローラを説明する図 カブリの検知方法を示すフローチャート 非画像領域を説明する図

以下、添付図面を参照して実施形態が詳しく説明される。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでするものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一または同様の構成に同一の参照番号が付され、重複した説明は省略される。

＜画像形成装置＞
図１は多色画像を形成する電子写真方式の画像形成装置１００を示している。プロセスステーション（プロセスカートリッジ）５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋは画像形成装置１００に対して着脱可能であり、画像形成部２５の主要部である。４個のプロセスステーション５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋの構造はいずれも同一であるが、トナーの色が異なる。参照符号の末尾に付与されているＹＭＣＫはトナーの色であるイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックを示している。特定のプロセスステーションの説明を行う場合を除き、以下、ＹＭＣＫの文字は省略される。トナー容器２３はトナーを保持する容器である。感光ドラム１は静電潜像やトナー画像を担持する像担持体である。帯電ローラ２は感光ドラム１の表面を一様に帯電させる。露光装置７は入力された画像データに応じてレーザ光を感光ドラム１の表面上で走査し、感光ドラム１の表面上に画像データに対応した静電潜像を形成する。現像ローラ３は、トナー容器２３に保持されているトナーを静電潜像に付着させることで静電潜像を現像し、トナー画像を形成する。一次転写ローラ６は、感光ドラム１に担持されているトナー画像を中間転写ベルト８に転写する。中間転写ベルト８は駆動ローラ９と対向ローラ１０とに張架されており、駆動ローラ９によって矢印Ａの方向に回転する。中間転写ベルト８が回転することで、対向ローラ１０も従動して回転する。クリーニングブレード４は、感光ドラム１の表面に残ったトナーを回収容器２４に回収する清掃部材である。

給送装置１２はシートＰを主搬送路ｒ１へ給送する。主搬送路ｒ１は給送カセット１３から反転点ｐ１まで延在する搬送路である。給送装置１２は、基本的に、先行シートと後続シートとの間隔が一定間隔となるようにシートを給送する。これは、プロセスステーション５が先行シートに転写される画像と後続シートに転写する画像とを一定間隔で中間転写ベルト８に形成することに由来する。給送ローラ１４は給送カセット１３に収納されているシートＰを搬送ローラ対１５へ送り出す。搬送ローラ対１５は、シートＰをレジストローラ対１６へ送り出す。レジストローラ対１６は、中間転写ベルト８によって搬送されるトナー画像が二次転写部Ｔ２に到着するタイミングと、レジストローラ対１６によって搬送されるシートＰが二次転写部Ｔ２に到着するタイミングとが一致するように、シートＰを搬送する。たとえば、コントローラ４０はシートセンサ１７によりシートＰが検知されたタイミングに基づきレジストローラ対１６の回転速度や回転再開時刻を調整する。

二次転写ローラ１１は中間転写ベルト８に担持されているトナー画像をシートＰに転写する。二次転写ローラ１１と中間転写ベルト８は二次転写部Ｔ２を形成している。クリーニングブレード２１は、二次転写が終了した後に中間転写ベルト８の表面に残留したトナーを回収容器２２へ回収する清掃部材である。中間転写ベルト８と二次転写ローラ１１によって挟持されたシートＰは定着器１７に送り込まれる。定着器１７は、シートＰおよびトナー画像を加熱および加圧することによりトナー画像をシートＰに定着させる。画像形成の完了したシートＰは、フラッパ５０によって、主搬送路ｒ１から排出ローラ対２０へ誘導される排出ローラ対２０はシートＰを排出トレイへ排出する。

シートＰの第二面に画像を形成する場合、コントローラ４０は排出ローラ対２０を逆回転させるとともに、フラッパ５０を切り替える。これにより、シートＰの搬送方向が入れ替われることで、シートＰの表裏が入れ替われる。フラッパ５０は、シートＰを副搬送路ｒ２へ誘導する。副搬送路ｒ２は反転点ｐ１から合流点ｐ２まで存在する搬送路である。副搬送路ｒ２においてシートＰは搬送ローラ対５１、５３により搬送される。主搬送路ｒ１において合流点ｐ２は、レジストローラ対１６よりも上流側に設けられている。このようにしてシートＰは再びレジストローラ対１６に渡される。レジストローラ対１６により搬送タイミングを調整されたシートＰは二次転写部Ｔ２に搬送される。シートＰの第二面が中間転写ベルト８に接触することで、第二面にトナー画像が転写される。定着器１７はシートＰの第二面にトナー画像を定着させる。フラッパ５０は両面プリントの完了したシートＰを排出ローラ対２０へ誘導する。これにより、両面に画像が形成されたシートＰが排出トレイに排出される。

なお、副搬送路ｒ２にはシートＰの表面を読み取る画像センサ６０が設けられている。画像センサ６０は、シートＰの表面のうち下地領域と、非画像領域とを読み取る。下地領域と非画像領域とは、それぞれ画像が意図的に形成されない領域である点で共通している。しかし、シートＰの全面に画像が形成されない画像形成条件下で二次転写部Ｔ２を通過してきたシートＰの表面は下地領域と呼ばれる。シートＰの表面のうちトナー画像が形成されている領域（画像形成領域）とトナー画像が形成されていない領域とが混在する場合に、後者の領域は非画像領域と呼ばれる。つまり、非画像領域は、シートＰの表面の一部分に画像が形成される画像形成条件下で二次転写部Ｔ２を通過してきたシートＰの表面のうちトナー画像が形成されていない領域である。画像センサ６０は、シートＰを照明する発光素子と、シートＰからの反射光を受光する受光素子とを有している。図２が示すように画像センサ６０の受光素子は、シートＰの一つの主走査ライン分の画像を一度に読み取るラインセンサーであってもよい。ここで、主走査方向は、シートＰの搬送方向と直交する方向である。副走査方向は、主走査方向と直交する方向であり、かつ、搬送方向と平行な方向である。オプションとして、画像センサ６１が追加されてもよい。この場合、画像センサ６０、６１は、シートＰの表裏を並行して読み取ることが可能となる。光学センサ７０は、シートに形成されるトナー画像の濃度調整のためのテストパターンやトナー画像の形成位置を補正する（色ずれ補正）ためのテストパターンを検知するセンサである。この例では中間転写ベルト８に形成されたテストパターンが検知される。

＜非形成状態の制御＞
トナーかぶりを正確に検知するためには、下地濃度を正確に測定することが必要である。そこで、下地濃度測定は画像形成装置１００が画像をシートＰに形成しない非形成状態で実行される。非形成状態では理論的にトナー画像がシートＰに転写されない。したがって、シートＰの下地濃度が正確に測定される。非形成状態は、たとえば、感光ドラム１と現像ローラ３とを離間状態にすることで実現されてもよい。非形成状態は、たとえば、感光ドラム１と中間転写ベルト８とを離間状態にすることで実現されてもよい。

●当接離間機構
図３（Ａ）は感光ドラム１と現像ローラ３との当接状態を示している。図３（Ｂ）は感光ドラム１と現像ローラ３との離間状態を示している。図３（Ａ）が示すように、プロセスステーション５は第一枠体３０１と第二枠体３０２とを有している。第一枠体３０１は、現像ローラ３とトナー容器２３とを支持している。第二枠体３０２は、感光ドラム１、帯電ローラ２および回収容器２４などを支持している。第一枠体３０１は、第二枠体３０２に対して、回動アーム３０３によって回動可能に結合されている。

図３（Ａ）が示すように、第一枠体３０１と第二枠体３０２との間には圧縮コイルバネ３０４が設けられている。圧縮コイルバネ３０４の付勢力が第一枠体３０１に働くことで第一枠体３０１は回動アーム３０３の回動軸３０５を支点として、時計回りに回動する。これにより、現像ローラ３が感光ドラム１に当接する。第一枠体３０１の下部には突起状の従節１０２が設けられている。図３（Ｂ）が示すように、コントローラ４０は、モータＭ１を駆動してカム１０１を回転させる。これによりカム１０１が従節１０２を押すことで、第一枠体３０１が回動軸３０５を支点として、反時計回りに回動する。これにより、現像ローラ３が感光ドラム１から離間する。

図３（Ａ）および図３（Ｂ）によれば、当接離間機構は、圧縮コイルバネ３０４、モータＭ１、従節１０２よびカム１０１により構成されているがこれは一例に過ぎない。当接離間機構は、現像ローラ３と感光ドラム１との間の距離を変更することが可能な機構であれば十分である。

図４（Ａ）は感光ドラム１と中間転写ベルト８との当接状態を示している。図４（Ｂ）は感光ドラム１と中間転写ベルト８との離間状態を示している。一次転写ローラ６の回転軸は従節８１により回転自在に支持されている。従節８１はバネ８２ａ、８２ｂにより付勢されている。モータＭ２がカム８０を回転させることで、バネ８２ａ、８２ｂの付勢力に抗して従節８１が下方に移動する。その結果、一次転写ローラ６も下方に移動し、一次転写ローラ６が中間転写ベルト８の内周面を押圧する。これにより、中間転写ベルト８の外周面が感光ドラム１に当接する。当接状態においてバネ８２の長さは自然長よりも長い。

一方で、図４（Ｂ）が示す離間状態は、コントローラ４０がモータＭ２を制御してカム８０を駆動することで実現される。カム８０が回転すると、バネ８２が自然長に戻ろうとする復元力により、従節８１と一次転写ローラ６とが上方に移動する。中間転写ベルト８の内周面も一次転写ローラ６とともに上方に移動するため、中間転写ベルト８の外周面が感光ドラム１から離間する。

ところで、感光ドラム１と現像ローラ３とを離間させることで、現像ローラ３の寿命を延ばすことができる。同様に、中間転写ベルト８と感光ドラム１とを離間させることで中間転写ベルト８や感光ドラム１の寿命を延ばすことができる。

●トナーかぶりの検知シーケンス
以下では現像ローラ３の離間状態について説明されるが、中間転写ベルト８の離間状態についても本実施例は適用可能である。本実施例の検知シーケンスは、第一読取フェーズと第二読取フェーズとを有している。

■第一読取フェーズ
第一読取フェーズで、コントローラ４０は現像ローラ３を離間状態に制御し、感光ドラム１および中間転写ベルト８を回転させる。これにより、中間転写ベルト８の外周面（トナー画画像の担持面）には現像ローラ３に起因したかぶりトナーが転写されない非転写領域が形成される。コントローラ４０は、非転写領域が二次転写部Ｔ２を通過するタイミングに合わせてシートＰも二次転写部Ｔ２を通過するように、レジストローラ対１６を制御する。このとき、シートＰの第一面が中間転写ベルト８に接触する。

コントローラ４０は、フラッパ５０および排出ローラ対２０を制御することで、シートＰを主搬送路ｒ１から副搬送路ｒ２へ搬送する。コントローラ４０は搬送ローラ対５１、５３を駆動することでシートＰを副搬送路ｒ２に沿って搬送する。この際に、コントローラ４０は、画像センサ６０によりシートＰの第一面を読み取ることで、シートＰの下地濃度を取得する。離間状態では現像ローラ３に起因したかぶりがシートＰに転写されないため、シートＰの下地濃度を正確に取得することが可能となる。

本実施例で非形成状態とは、理論的にはかぶりトナーがシートＰ上に転写されない画像形成条件でシートＰが搬送される状態をいう。この画像形成条件とは、現像ローラ３と感光ドラム１とが離間状態にあること、および／または、感光ドラム１と中間転写ベルト８とが離間状態にあることである。なお、非画像領域がシートＰに接触している期間においては、現像ローラ３と感光ドラム１とが当接状態に戻ってもよい。

非画像領域は、シートＰの表面における全領域に設けられる必要はない。たとえば、シートＰの表面のうち、シートＰの搬送方向における先端部から半分までの領域が非画像領域となるように、コントローラ４０はシートＰの搬送制御と当接離間機構の制御とを実行してもよい。

非画像領域を形成するための画像形成条件は、一次転写ローラ６に印加される転写バイアスや二次転写ローラ１１に印加される転写バイアスにより実現されてもよい。転写バイアスは、一般に、トナー画像の転写を促進するための電圧である。そこで、非画像領域を形成するための画像形成条件は、トナー画像の転写を抑制するような転写バイアスを一次転写ローラ６および二次転写ローラ１１に印加することであってもよい。このように第一読取フェーズは、非形成状態で二次転写部Ｔ２を搬送されてきたシートＰの第一面を画像センサ６０で読み取る一連の動作である。

■第二読取フェーズ
本実施例において形成状態とは、シートＰ上に画像を転写可能な状態である。シートＰ上に画像を転写可能な画像形成条件とは、現像ローラ３と感光ドラム１とが当接状態にあること、および／または、感光ドラム１と中間転写ベルト８とが当接状態にあることである。また、この画像形成条件には、一次転写ローラ６および二次転写ローラ１１にトナー画像の転写を促進する転写バイアスが印加されることを含む。第二読取フェーズでは、形成状態で二次転写部Ｔ２を搬送されてきたシートＰの表面を画像センサ６０で読み取る一連の動作である。

＜コントローラ＞
図５が示すようにコントローラ４０はＣＰＵ５００とメモリ５０１とを有していてもよい。ＣＰＵ５００はメモリ５０１のＲＯＭ領域に記憶された制御プログラムを実行することで様々な機能を実現する。これらの機能の一部またはすべてがＡＳＩＣやＦＰＧＡなどのハードウエア回路により実現されてもよい。ＡＳＩＣは特定用途集積回路の略称である。ＦＰＧＡはフィールドプログラマブルゲートアレイの略称である。タイミング部５０２はかぶり検知シーケンスの実行タイミングを制御する。設定部５０３は画像形成条件を画像形成装置１００に設定する。切替部５０４は画像形成装置１００を制御することで形成状態と非形成状態とを切り替える。検知部５０５は、第一読取結果と第二読取結果とに基づきトナーかぶりを検知する。この際に、検知部５０５は、第二読取結果のうち、シートの表面において画像が形成されていない非画像領域についての読取結果を用いてもよい。第一読取結果とは、第一転写条件（非形成状態）に設定された二次転写部Ｔ２を通過してきたシートを読み取ることで取得された結果である。第二読取結果は、第二転写条件（形成状態）に設定された二次転写部Ｔ２を通過してきた当該シートを読み取ることで取得された結果である。第一転写条件は第一画像形成条件、転写不能条件または転写困難条件と呼ばれてもよい。第二転写条件は第二画像形成条件、転写可能条件または転写容易条件と呼ばれてもよい。読取結果演算部５５１は、画像センサ６０により取得された画像データから読取結果を演算する。たとえば、読取結果演算部５５１は、一枚のシートＰから取得された画像データのうち特定の領域（例：余白部など）の画素値を読取結果として抽出する。色差取得部５５２は、下地の読取結果に含まれる色成分と、非画像領域の読取結果に含まれる色成分との間の色差を取得する。かぶり判定部５５３は、色差取得部５５２により取得された色差と、メモリ５０１から読み出された閾値とに基づいてトナーかぶりの有無を判定する。部品特定部５５４は、下地の読取結果に含まれる色成分と、非画像領域の読取結果に含まれる色成分とに基づき、カブリの原因となったトナー色を特定する。部品特定部５５４は、下地の読取結果に含まれる色成分と、非画像領域の読取結果に含まれる色成分とに基づき、現像ローラ３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋのうち交換が必要な部品（現像ローラ）を特定してもよい。出力部５０６は、部品特定部５５４により特定された部品の交換を促すメッセージなどを表示装置５１０に出力する。潤滑部５０７は、トナーをクリーニングブレード４に供給することで、感光ドラム１とクリーニングブレード４との間の潤滑特性を維持する。濃度調整部５０８は、光学センサ７０により取得された中間転写ベルト８に形成されたテストパターンの読取結果に基づき、電源装置５１１により生成される帯電バイアス、現像バイアスおよび転写バイアスなどを調整する。色ずれ補正部５０９は、中間転写ベルト８に形成されたＹＭＣＫの各テストパターンの読取結果に基づきＹＭＣＫの書き出しタイミング（画像形成位置）を調整することで色ずれを補正する。補給部５１２は、トナーボトルからトナー容器２３にトナーを補給したり、トナー容器２３から現像ローラ３にトナーを補給したりする。モータＭ３は、定着器１７、搬送ローラ対１５、５１、５３などを駆動する。モータＭ４は排出ローラ対２０を駆動する。

＜フローチャート＞
図６はトナーかぶりを検知する方法を示すフローチャートである。
Ｓ６０１でＣＰＵ５００（タイミング部５０２）は検知シーケンスの実行条件が満たされたかどうかを判定する。実行条件としては、たとえば、給送カセット１３にセットされたシートＰの種類が変更されたことが採用されてもよい。シートＰの種類が変更されたことは、操作部５１３を通じてシートＰの種類の変更指示が入力されたことであってもよい。ＣＰＵ５００が給送カセット１３の開および閉を検知したことであってもよい。実行条件が満たされると、ＣＰＵ５００は処理をＳ６０２に進める。なお、検知シーケンスの実行タイミングは、かぶりの発生が疑われるようなタイミングやプリントジョブが中断されるようなタイミングであってもよい。

Ｓ６０２でＣＰＵ５００（設定部５０３）は画像形成装置１００を非形成状態（第一転写条件）に設定する。たとえば、設定部５０３が画像形成条件として第一転写条件を選択すると、切替部５０４はモータＭ１を駆動して現像ローラ３を当接状態から離間状態に遷移させたり、モータＭ２を駆動して中間転写ベルト８を当接状態から離間状態に遷移させたりする。これにより、理論的には、シートＰにかぶりトナーが転写されないようになる。

Ｓ６０３でＣＰＵ５００はシートＰの搬送を開始する。ＣＰＵ５００はモータＭ３を駆動することで、給送ローラ１４を回転させてシートＰを主搬送路ｒ１に給送する。シートＰは、搬送ローラ対１５およびレジストローラ対１６により搬送されて二次転写部Ｔ２を通過する。このときにシートＰの第一面が中間転写ベルト８に接触する。さらに、ＣＰＵ５００は、モータＭ４を制御して排出ローラ対２０およびフラッパ５０を駆動してシートＰを副搬送路ｒ２に搬送する。フラッパ５０はソレノイドなどにより駆動されてもよい。

Ｓ６０４でＣＰＵ５００（読取結果演算部５５１）は、画像センサ６０を用いてシートＰの下地（第一面）を読み取る。これにより、シートＰの下地濃度が取得される。

Ｓ６０５でＣＰＵ５００（設定部５０３）は画像形成装置１００を形成状態（第二転写条件）に設定する。たとえば、設定部５０３が画像形成条件として第二転写条件を選択すると、切替部５０４はモータＭ１を駆動して現像ローラ３を離間状態から当接状態に遷移させたり、モータＭ２を駆動して中間転写ベルト８を離間状態から当接状態に遷移させたりする。これにより、理論的には、シートＰにかぶりトナーが転写されるようになる。ただし、現像ローラ３の寿命が尽きていない場合、かぶりは発生しない。なお、非形成状態から形成状態への遷移が完了するまで、ＣＰＵ５００は、モータＭ３を停止させてシートＰを副搬送路ｒ２にて待機させてもよい。

Ｓ６０６でＣＰＵ５００（読取結果演算部５５１）は、画像センサ６０を用いてシートＰの非画像領域（第二面）を読み取る。ＣＰＵ５００は、モータＭ３を制御して搬送ローラ対５１、５３、レジストローラ対１６を駆動してシートＰを再び二次転写部Ｔ２に搬送する。このときにシートＰの第二面が中間転写ベルト８に接触する。さらに、ＣＰＵ５００は、モータＭ４を制御して排出ローラ対２０およびフラッパ５０を駆動してシートＰを副搬送路ｒ２に搬送する。画像センサ６０は、シートＰの第二面を読み取り、読取結果をＣＰＵ５００に出力する。

Ｓ６０７でＣＰＵ５００（検知部５０５）は、下地の読取結果と非画像領域の読取結果とに基づきカブリがあるかどうかを判定する。かぶりが無ければ、ＣＰＵ５００は、検知シーケンスを終了する。かぶりがあれば、ＣＰＵ５００は、処理をＳ６０８に進める。

Ｓ６０８でＣＰＵ５００（部品特定部５５４）は、地の読取結果と非画像領域の読取結果とに基づき交換部品を特定し、特定された交換部品を表示装置５１０に表示する。

＜読取結果について処理＞
●下地
読取結果は、たとえば、画素ごとのＲＧＢの色成分の濃度値を含んでいてもよい。たとえば、濃度値は８ビットのデータであってもよい。読取結果演算部５５１が、第一面（下地）から取得した全画素の濃度値を色成分ごとに統計処理（平均化）してもよい。たとえば、これは、下地のＲＧＢ情報（Ｒ０， Ｇ０， Ｂ０）としてメモリ５０１のＲＡＭ領域に保持されてもよい。

●非画像領域
非画像領域（第二面）は第二読取フェーズ（Ｓ６０５、Ｓ６０６）で読み取られるが、このときシートＰの第二面には画像領域が存在してもよい。図７はシートＰの第二面に設けられた非画像領域の一例を示している。この例では、シートＰの先端余白７０１、後端余白７０２、左余白７０５、右余白７０４が非画像領域として採用されてもよい。シートＰにおける先端余白７０１、後端余白７０２、左余白７０５、右余白７０４の各位置は既知の情報である。そこで、読取結果演算部５５１は、既知の情報に基づき第二面全体の読取結果のうち先端余白７０１、後端余白７０２、左余白７０５、右余白７０４の読取結果を抽出してもよい。読取結果演算部５５１は、下地と同様に、非画像領域についても統計演算を実行してもよい。非画像領域についてのＲＧＢ情報（Ｒ＿ｐ， Ｇ＿ｐ， Ｂ＿ｐ）もメモリ５０１のＲＡＭ領域に保持される。

色差取得部５５２は、下地の読取結果と非画像領域の読取結果との間の色差Ｅ＿ｐを計算する。色差ｄＥ＿ｐは、たとえば、ＲＧＢ空間でのユークリッド距離であってもよい。

ｄＥ＿ｐ ＝ （（Ｒ＿ｐ － Ｒ０）＾２ ＋ （Ｇ＿ｐ － Ｇ０）＾２ ＋ （Ｂ＿ｐ － Ｂ０）＾２）＾０．５ …（１）
演算子“＾”はべき乗を意味する。この色差ｄＥ＿ｐはかぶりトナーによる色の変化を表しており、かぶりトナーの量と相関するものである。かぶり判定部５５３は、色差ｄＥ＿ｐが閾値（例：１０ｄｅｃ）以上であれば、かぶりが許容値を超えたと判定してもよい。

部品特定部５５４は、ＲＧＢの色成分ごとにかぶり情報としてｄＥ＿Ｒ ， ｄＥ＿Ｇ ， ｄＥ＿Ｂを算出してもよい。

ｄＥ＿Ｒ ＝ Ｒ＿Ｐ － Ｒ０ ・・・（２）
ｄＥ＿Ｇ ＝ Ｇ＿Ｐ － Ｇ０ ・・・（３）
ｄＥ＿Ｂ ＝ Ｂ＿Ｐ － Ｂ０ ・・・（４）
部品特定部５５４は、ｄＥ＿Ｒ ， ｄＥ＿Ｇ ， ｄＥ＿Ｂに基づき交換部品を特定してもよい。なお、部品特定部５５４は、ｄＥ＿Ｒ ， ｄＥ＿Ｇ ， ｄＥ＿ＢをＹＭＣＫ色空間における値に変換し、ＹＭＣＫの各値と交換閾値とを比較することで交換部品を特定してもよい。たとえば、Ｙの値が交換閾値以上であれば、部品特定部５５４は、現像ローラ３Ｙを交換部品に決定する。

＜実行タイミング＞
●準備動作
タイミング部５０２は、検知シーケンスの実行タイミングとして、プリントジョブを妨げにくいタイミングを選択する。たとえば、ＣＰＵ５００は、ホストコンピュータからプリントジョブを受信すると、準備動作を実行する。一般に、画像形成装置１００は、節電目的で、定着器１７および露光装置７を停止する。定着器１７の温度が目標温度に到達するには、ある程度の待ち時間が発生する。また、露光装置７の回転多面鏡の回転速度が目標速度に到達するにはある程度の待ち時間が発生する。したがって、画像形成装置１００の準備動作中に下地を読み取れば、かぶりの検知シーケンスによるユーザの待ち時間が削減されるであろう。

●クリーニングブレードへのトナー供給
画像形成装置１００が多数枚のシートＰに連続して印刷を実行すると、画像形成装置１００は所定の回復シーケンスを実行しなければならないときがある。回復シーケンスはプリントジョブを中断して実行される。回復シーケンスとしては、たとえば、吐き出しシーケンスが挙げられる。吐き出しシーケンスとは、クリーニングブレード４と感光ドラム１との間に潤滑材としてトナーを供給するシーケンスである。連続印刷を実行すると、クリーニングブレード４と感光ドラム１との間の摩擦力が増加する。摩擦力が増加すると、クリーニングブレード４がめくれてしまい、トナーを正確に回収することができなくなる。そこで、吐き出しシーケンスが必要となる。吐き出しシーケンスは、現像ローラ３から感光ドラム１にトナーを供給する必要があるため、現像ローラ３が当接状態となる。そこで、ＣＰＵ５００は、モータＭ２を駆動して、中間転写ベルト８と感光ドラム１とを離間状態に設定する。これにより、吐き出しシーケンスとかぶり検知シーケンスとが並行に実行されるため、かぶり検知シーケンスに固有の待ち時間が発生しにくくなる。なお、吐き出しシーケンスでは、露光による静電潜像が形成されないため、ＣＰＵ５００は電源装置５１１を制御して現像バイアスを調整する。これにより、トナーが感光ドラム１の表面に付着する。吐き出しシーケンスが終了すると、ＣＰＵ５００は電源装置５１１を制御して現像バイアスを画像形成用のバイアスに戻す。

●定着装置の冷却
定着器１７に対して比較的に幅の狭い多数枚のシートＰを通過させると、定着器１７のローラにおける両端部の温度が中央部の温度よりも大幅に高くなる。ＣＰＵ５００は、定着器１７のローラを所定時間にわたり回転させることで、両端部の温度を低下させる。したがって、ＣＰＵ５００は、定着器１７の両端部冷却と並行して第一読取フェーズ（Ｓ６０２、Ｓ６０３）を実行してもよい。これにより、かぶりの検知シーケンスによるユーザの待ち時間が削減されるであろう。

●トナー補給
ＣＰＵ５００は、トナー容器２３に設けられた補給部５１２（撹拌スクリュー）などを作動させることで、トナー容器２３から現像ローラ３にトナーを補給する。ＣＰＵ５００は、補給部５１２を駆動してトナーボトルからトナー容器２３にトナーを補給することもある。また、トナーとキャリアとを有する二成分現像剤が使用される場合、ＣＰＵ５００は、補給部５１２を駆動してトナーを十分に帯電させる必要がある。これらは、一般にトナー補給と呼ばれる。連続して多数のシートＰに画像を形成すると、現像ローラ３に供給されるトナーが不足する。そこで、ＣＰＵ５００は、たとえば、所定枚数のシートＰに画像を形成するたびに、トナー補給を実行する。ＣＰＵ５００は、トナー補給と並行して第一読取フェーズを実行してもよい。これにより、かぶりの検知シーケンスによるユーザの待ち時間が削減されるであろう。

●濃度補正
連続プリントを実行すると、画像形成装置１００の内部温度が上昇し、シートＰに形成されるトナー画像の濃度（階調特性）が目標濃度からずれてしまうことがある。濃度調整部５０８は画像形成装置１００を制御して中間転写ベルト８上に濃度調整用のテストパターンを形成し、光学センサ７０にテストパターンを読み取らせる。濃度調整部５０８は、読取結果が目標に近づくように、帯電バイアス、現像バイアス、一次転写バイアスなどの画像形成条件を調整する。この際に、ＣＰＵ５００は、中間転写ベルト８を離間状態にすることで、第一読取フェーズ（Ｓ６０２、Ｓ６０３）を実行してもよい。

●色ずれ補正
連続プリントを実行すると、画像形成装置１００の内部温度が上昇し、基準色の形成位置に対する他の色の形成位置がずれてしまうことがある。ＹＭＣＫのトナーを重ね合わせることでフルカラーが実現されている。そのため、基準色の形成位置に対して他の色の形成位置がずれることは、人間の目に付きやすい（色ずれ）。色ずれ補正部５０９は画像形成装置１００を制御して中間転写ベルト８上に色ずれ補正用のテストパターンを形成し、光学センサ７０にテストパターンを読み取らせる。色ずれ補正部５０９は、読取結果に基づき各トナー色の形成位置が一致するように、基準色の形成位置に対する他の色の形成位置を調整する。この際に、ＣＰＵ５００は、中間転写ベルト８を離間状態にすることで、第一読取フェーズ（Ｓ６０２、Ｓ６０３）を実行してもよい。

＜まとめ＞
［観点１］
モータＭ３、Ｍ４などはシートを搬送する搬送手段の一例である。二次転写部Ｔ２を含む画像形成部２５は、搬送手段により搬送されてきたシートにトナーを転写して画像を形成する画像形成手段の一例である。設定部５０３は、シートに画像を形成する第二転写条件と、シートに画像を形成しない第一転写条件とのいずれかを画像形成手段に設定する設定手段として機能する。画像センサ６０、６１は、第一転写条件に設定された画像形成手段を通過してきたシートを読み取り第一読取結果を生成する読取手段として機能する。さらに、画像センサ６０、６１は、第二転写条件に設定された画像形成手段を通過してきた当該シートを読み取り第二読取結果を生成する読取手段として機能する。検知部５０５は、第一読取結果と、第二読取結果のうちシートの表面において画像が形成されていない非画像領域についての読取結果とに基づきトナーかぶりを検知する検知手段として機能する。とりわけ、本発明では、第一転写条件に設定された画像形成手段を通過してきたシートを読み取ることでシートの下地の読取結果が取得される。したがって、より正確にシートの下地の読取結果が取得されるため、下地の読取結果に基づきトナーかぶりの検知精度が向上する。

［観点２］
設定部５０３は、第一面および第二面の両方に画像が形成されていないシートが最初に画像形成手段を通過する第一期間において、第一転写条件を画像形成手段に設定する。設定部５０３は、シートが搬送手段により搬送されて再び画像形成手段を通過する第二期間において、第二転写条件を画像形成手段に設定する。これにより、第一面には理論的にトナーかぶりが発生せず、第二面にはトナーかぶりが発生しうる。したがって、より正確にシートの下地の読取結果が取得されるため、下地の読取結果に基づきトナーかぶりの検知精度が向上する。また、画像形成装置１００の内部にはトナー汚れが存在することがある。したがって、搬送路を搬送される距離が長くなればなるほど、シートＰにはトナー汚れが付着する可能性が高くなる。このトナー汚れは、かぶりをもたらすトナーとは異なる。したがって、シートが最初に画像形成手段を通過する第一期間（第一読取フェース）において下地を読み取ることで、下地濃度がトナー汚れの影響を受けにくくなる。

［観点３］
画像形成部２５において感光ドラム１は感光体の一例である。現像ローラ３は、感光体に形成された静電潜像をトナーで現像してトナー画像を形成する現像手段として機能する。切替部５０４およびモータＭ１は、現像手段と感光体とを相対的に移動させることで、現像手段と感光体とが接近した接近状態と、現像手段と感光体とが離間した離間状態とを切り替える切替手段として機能する。第二転写条件は、現像手段と感光体とを接近状態（例：当接状態）に制御することを含む。第一転写条件は、現像手段と感光体とを離間状態に制御することを含む。このように、現像手段を感光体から離間させることで、現像手段に起因したかぶりトナーがシートＰに転写されないようになる。したがって、より正確にシートの下地の読取結果が取得される。

［観点４］
画像形成部２５において中間転写ベルト８は中間転写体の一例である。一次転写ローラ６は、感光体に形成されたトナー画像を中間転写体に転写する一次転写部材の一例である。二次転写ローラ１１は、トナー画像を中間転写体からシートに転写する二次転写部材の一例である。切替部５０４およびモータＭ２は、中間転写体と一次転写部材とを相対的に移動させることで、中間転写体と一次転写部材とが接近した接近状態と、中間転写体と一次転写部材とが離間した離間状態とを切り替える切替手段として機能する。この場合、第二転写条件は、中間転写体と一次転写部材とを接近状態（例：当接状態）に制御することを含む。第一転写条件は、中間転写体と一次転写部材とを離間状態に制御することを含む。

［観点５］
図７が示すように、非画像領域は、シートの搬送方向においてシートの先端側に設けられる先端余白７０１であってもよい。非画像領域は、シートの搬送方向においてシートの後端側に設けられる後端余白７０２であってもよい。非画像領域は、シートの搬送方向と直交する方向におけるシートの両端のうち一方の端部側に設けられる第一余白（例：左余白７０５）であってもよい。非画像領域は、シートの搬送方向と直交する方向におけるシートの両端のうち他方の端部側に設けられる第二余白（例：右余白７０４）であってもよい。これにより、検知シーケンスのための専用のシートを用意する必要がなくなる。

［観点６］
搬送手段は、シートの第一面と第二面とのうち画像形成手段と接触する接触面を第一面から第二面に反転する搬送路（例：搬送路ｒ２）を有していてもよい。読取手段は搬送路を搬送されるシートの第一面を読み取り、シートが再び搬送路を搬送される際に第二面を読み取るように配置されていてもよい。

［観点７］
図１が示すように、読取手段は、搬送路を搬送されるシートの第一面を読み取る第一センサ（例：画像センサ６０）と、シートの第二面を読み取る第二センサ（例：画像センサ６１）とを有してもよい。この場合、第一読取フェーズでは、第一面の下地濃度と第二面の下地濃度との両方が取得可能となる。第二読取フェーズでは、第二面にトナー画像が形成され、第二面の余白が画像センサ６０により読み取られる。さらに、第一面にトナー画像が形成され、第一面の余白の画像センサ６０により読み取られる。この場合、シートＰは副搬送路ｒ２を三回にわたり通過することになる。ＣＰＵ５００は、シートＰの第一面と第二面との両方について個別にかぶりを検知してもよい。第一面の下地濃度と第二面の下地濃度とが異なるような種類のシートＰが存在することがある。この場合に、第一面の下地濃度と第二面の非画像領域の濃度とを用いてかぶりを検知しても正確な検知結果が得られない。そのため、第一面と第二面との両方について個別にかぶりを検知することで、カブリの検知精度が向上する。さらに、ＣＰＵ５００は、第一面と第二面との両方でかぶりが検知されると、現像ローラ３の交換を促すメッセージを表示装置５１０に表示してもよい。

［観点８］
色差取得部５５２は、第二読取結果に含まれる複数の色成分と第一読取結果に含まれる複数の色成分との間の色差を取得する色差取得手段として機能する。かぶり判定部５５３は、色差がトナーかぶりを検知するための閾値以上であるかどうかを判定する判定手段として機能する。検知部５０５は、色差が閾値以上になるとトナーかぶりが発生していることを示す情報を出力してもよい。画像形成装置１００では、ＹＭＣＫのトナーを重ね合わせることでフルカラー画像を形成する。したがって、かぶりも混色となる。よって、色差に着目することで、より正確にかぶりが検知される。

［観点９］
Ｓ６０８に関して説明されたように、部品特定部５５４は、ｄＥ＿Ｒ， ｄＥ＿Ｇ， ｄＥ＿Ｂを用いてトナーかぶりの原因となったトナー色を特定してもよい。ｄＥ＿Ｒは、第二読取結果に含まれる第一色成分と第一読取結果に含まれる第一色成分との差である第一の差である。ｄＥ＿Ｇは、第二読取結果に含まれる第二色成分と第一読取結果に含まれる第二色成分との差である第二の差である。ｄＥ＿Ｂは、第二読取結果に含まれる第三色成分と第一読取結果に含まれる第三色成分との差である第三の差である。これにより、ユーザは、どのトナー色がかぶりを発生させているかを理解しやすくなろう。

［観点１０］
出力部５０６および表示装置５１０は、トナーかぶりが検知されるとトナーかぶりの原因となった交換部品を示す情報を出力する出力手段として機能してもよい。これにより、ユーザは、どの交換部品を交換すべきかを容易に認識できるようになろう。

［観点１１］
タイミング部５０２は、トナーかぶりを検知する検知シーケンスの実行タイミングを制御する制御手段として機能する。タイミング部５０２は、所定の実行条件が満たされると、画像形成装置１００に検知シーケンスを実行させる。

［観点１２］
たとえば、所定の実行条件は、プリントジョブが一時的に中断されたことであってもよい。タイミング部５０２は、プリントジョブが一時的に中断されている期間において、画像形成装置１００に検知シーケンスを実行させてもよい。これにより、ユーザの待ち時間が削減されるであろう。つまり、検知シーケンスのためだけに、プリントジョブを中断させる必要がなくなる。

［観点１３］
プリントジョブが一時的に中断されている期間は、画像形成手段に設けられた感光体を清掃する清掃部材（例：クリーニングブレード４）に対して、感光体と清掃部材との間の潤滑のためのトナーが供給される期間であってもよい。タイミング部５０２は、潤滑のためのトナーが供給される期間において、画像形成装置１００に検知シーケンスを実行させてもよい。これにより、ユーザの待ち時間が削減されるであろう。つまり、検知シーケンスのためだけに、プリントジョブを中断させる必要がなくなる。

［観点１４］
プリントジョブが一時的に中断されている期間は、画像形成装置１００に設けられた定着器１７の端部が冷却される期間であってもよい。タイミング部５０２は、定着器１７の端部が冷却される期間において、画像形成装置１００に検知シーケンスを実行させてもよい。これにより、ユーザの待ち時間が削減されるであろう。つまり、検知シーケンスのためだけに、プリントジョブを中断させる必要がなくなる。

［観点１５］
プリントジョブが一時的に中断されている期間は、画像形成装置１００に設けられたトナー容器２３から現像ローラ３にトナーを補給する補給期間であってもよい。タイミング部５０２は、補給期間において、画像形成装置１００に検知シーケンスを実行させてもよい。これにより、ユーザの待ち時間が削減されるであろう。つまり、検知シーケンスのためだけに、プリントジョブを中断させる必要がなくなる。

［観点１６］
プリントジョブが一時的に中断されている期間は、トナー画像の濃度またはトナー画像の色ずれを補正する補正期間であってもよい。タイミング部５０２は、補正期間において、画像形成装置１００に検知シーケンスを実行させてもよい。これにより、ユーザの待ち時間が削減されるであろう。つまり、検知シーケンスのためだけに、プリントジョブを中断させる必要がなくなる。
［観点１７］
所定の実行条件は、プリントジョブが実行される前に実行される画像形成手段（例：露光装置７）および搬送手段（例：定着器１７）の準備動作が開始されたことであってもよい。タイミング部５０２は、準備動作と並行して、または、準備動作が終了した直後に、画像形成装置１００に検知シーケンスを実行させてもよい。これにより、効率よく検知シーケンスが実行されるようになろう。

発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項が添付される。

Ｍ３、Ｍ４：モータ、２５：画像形成部、５００：ＣＰＵ、６０：画像センサ

Claims (17)

1. シートを搬送する搬送手段と、
   前記搬送手段により搬送されてきた前記シートにトナーを転写して画像を形成する画像形成手段と、
   前記シートに画像を形成しない第一転写条件と、前記シートに画像を形成する第二転写条件とのいずれかを前記画像形成手段に設定する設定手段と、
   前記第一転写条件に設定された前記画像形成手段を通過してきたシートを読み取り第一読取結果を生成するとともに、前記第二転写条件に設定された前記画像形成手段を通過してきた当該シートを読み取り第二読取結果を生成する読取手段と、
   前記第一読取結果と、前記第二読取結果のうち前記シートの表面において画像が形成されていない非画像領域についての読取結果とに基づきトナーかぶりを検知する検知手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記設定手段は、
   第一面および第二面の両方に画像が形成されていないシートが最初に前記画像形成手段を通過する第一期間において、前記第一転写条件を前記画像形成手段に設定し、
   前記シートが前記搬送手段により搬送されて再び前記画像形成手段を通過する第二期間において、前記第二転写条件を前記画像形成手段に設定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記画像形成手段は、
   感光体と、
   前記感光体に形成された静電潜像をトナーで現像してトナー画像を形成する現像手段と、
   前記現像手段と前記感光体とを相対的に移動させることで、前記現像手段と前記感光体とが接近した接近状態と、前記現像手段と前記感光体とが離間した離間状態とを切り替える切替手段と、を有し、
   前記第二転写条件は、前記現像手段と前記感光体とを前記接近状態に制御することを含み、
   前記第一転写条件は、前記現像手段と前記感光体とを前記離間状態に制御することを含む、請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記画像形成手段は、
   感光体と、
   前記感光体に形成された静電潜像をトナーで現像してトナー画像を形成する現像手段と、
   中間転写体と、
   前記感光体に形成されたトナー画像を前記中間転写体に転写する一次転写部材と、
   前記トナー画像を前記中間転写体から前記シートに転写する二次転写部材と、
   前記中間転写体と前記一次転写部材とを相対的に移動させることで、前記中間転写体と前記一次転写部材とが接近した接近状態と、前記中間転写体と前記一次転写部材とが離間した離間状態とを切り替える切替手段と、を有し、
   前記第二転写条件は、前記中間転写体と前記一次転写部材とを前記接近状態に制御することを含み、
   前記第一転写条件は、前記中間転写体と前記一次転写部材とを前記離間状態に制御することを含む、請求項１または２に記載の画像形成装置。
5. 前記非画像領域は、
   前記シートの搬送方向において前記シートの先端側に設けられる先端余白と、
   前記シートの搬送方向において前記シートの後端側に設けられる後端余白と、
   前記シートの搬送方向と直交する方向における前記シートの両端のうち一方の端部側に設けられる第一余白と、
   前記シートの搬送方向と直交する方向における前記シートの両端のうち他方の端部側に設けられる第二余白と、
   のうちの少なくとも一つであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
6. 前記搬送手段は、前記シートの第一面と第二面とのうち前記画像形成手段と接触する接触面を前記第一面から前記第二面に反転する搬送路を有し、
   前記読取手段は前記搬送路を搬送される前記シートの前記第二面を読み取り、前記シートが再び前記搬送路を搬送される際に前記第一面を読み取るように配置されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
7. 前記搬送手段は、前記シートの第一面と第二面とのうち前記画像形成手段と接触する接触面を前記第一面から前記第二面に反転する搬送路を有し、
   前記読取手段は前記搬送路を搬送される前記シートの前記第二面を読み取る第一センサと、前記シートの前記第一面を読み取る第二センサとを有していることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
8. 前記検知手段は、
   前記第二読取結果に含まれる複数の色成分と前記第一読取結果に含まれる複数の色成分との間の色差を取得する色差取得手段と、
   前記色差が前記トナーかぶりを検知するための閾値以上であるかどうかを判定する判定手段と、を有し、
   前記検知手段は、前記色差が前記閾値以上になると前記トナーかぶりが発生していることを示す情報を出力することを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一項に記載の画像形成装置。
9. 前記第二読取結果に含まれる第一色成分と前記第一読取結果に含まれる第一色成分との差である第一の差と、前記第二読取結果に含まれる第二色成分と前記第一読取結果に含まれる第二色成分との差である第二の差と、前記第二読取結果に含まれる第三色成分と前記第一読取結果に含まれる第三色成分との差である第三の差とに基づき、前記トナーかぶりの原因となったトナー色を特定する特定手段をさらに有することを特徴とする請求項１ないし８のいずれか一項に記載の画像形成装置。
10. 前記トナーかぶりが検知されると前記トナーかぶりの原因となった交換部品を示す情報を出力する出力手段をさらに有することを特徴とする請求項１ないし９のいずれか一項に記載の画像形成装置。
11. 前記トナーかぶりを検知する検知シーケンスの実行タイミングを制御する制御手段をさらに有し、
    前記制御手段は、所定の実行条件が満たされると、前記画像形成装置に前記検知シーケンスを実行させることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか一項に記載の画像形成装置。
12. 前記所定の実行条件は、プリントジョブが一時的に中断されたことであり、
    前記制御手段は、前記プリントジョブが一時的に中断されている期間において、前記画像形成装置に前記検知シーケンスを実行させることを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
13. 前記プリントジョブが一時的に中断されている期間は、前記画像形成手段に設けられた感光体を清掃する清掃部材に対して、前記感光体と前記清掃部材との間の潤滑のためのトナーが供給される期間であり、
    前記制御手段は、前記潤滑のためのトナーが供給される期間において、前記画像形成装置に前記検知シーケンスを実行させることを特徴とする請求項１２に記載の画像形成装置。
14. 前記プリントジョブが一時的に中断されている期間は、前記画像形成装置に設けられた定着装置の端部が冷却される期間であり、
    前記制御手段は、前記定着装置の端部が冷却される期間において、前記画像形成装置に前記検知シーケンスを実行させることを特徴とする請求項１２に記載の画像形成装置。
15. 前記プリントジョブが一時的に中断されている期間は、前記画像形成装置に設けられたトナー容器から現像ローラにトナーを補給する補給期間であり、
    前記制御手段は、前記補給期間において、前記画像形成装置に前記検知シーケンスを実行させることを特徴とする請求項１２に記載の画像形成装置。
16. 前記プリントジョブが一時的に中断されている期間は、トナー画像の濃度またはトナー画像の色ずれを補正する補正期間であり、
    前記制御手段は、前記補正期間において、前記画像形成装置に前記検知シーケンスを実行させることを特徴とする請求項１２に記載の画像形成装置。
17. 前記所定の実行条件は、プリントジョブが実行される前に実行される前記画像形成手段および前記搬送手段の準備動作が開始されたことであり、
    前記制御手段は、前記準備動作と並行して、または、前記準備動作が終了した直後に、前記画像形成装置に前記検知シーケンスを実行させることを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。

Images