(57)【要約】      （修正有）【課題】検知用のトナー像の中抜けを確実に作り出すとともに、低コストで精度の良い画像形成装置を提供する。【解決手段】像担持体に形成された濃度検知用のトナー像２００を、中間転写体３１を搬送方向Ａに移動しながら転写し、中間転写体３１上に転写されたトナー像の濃度を検知手段７１で検知するとともに、検知手段７１からの出力情報に基づき、トナー像の中抜け度合いを判定部で判定する画像形成装置であって、トナー像を、中間転写体３１の搬送方向と交差する方向への幅ｂ１を、０．７ｍｍ以下のライン画像２００とした。【選択図】図９
2020154051.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
濃度検知用のトナー像が形成される像担持体と、
搬送方向に移動されながら前記像担持体に形成されたトナー像が転写される中間転写体と、
前記中間転写体上に転写された前記トナー像の濃度を検知する検知手段と、
前記検知手段からの出力情報に基づき、前記トナー像の中抜け度合いを判定する判定部を備え、
前記トナー像は、前記中間転写体の搬送方向と交差する方向への幅が、０．７ｍｍ以下のライン画像であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において、
前記像担持体から前記中間転写体への前記トナー像の転写条件を制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、前記判定部による中抜け度合いに応じて前記転写条件を変更することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項２に記載の画像形成装置において、
前記制御手段は、前記転写条件として前記像担持体と前記中間転写体との線速比を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項２に記載の画像形成装置において、
前記制御手段は、前記転写条件として前記像担持体から前記中間転写体へ前記トナーを転写する際に供給される一次転写バイアスを制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項２に記載の画像形成装置において、
前記制御手段は、前記転写条件として前記像担持体から前記中間転写体へ前記トナーを転写する際の一次転写圧を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項２に記載の画像形成装置において、
前記中間転写体は、複数のローラに巻き掛けられたベルト部材であって、前記ローラのうちの１つは張力調整可能なローラであり、
前記制御手段は、前記転写条件として前記張力調整可能なローラによるベルト張力を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項２乃至６の何れか１項に記載の画像形成装置において、
前記判定部による判定前に、前記中間転写体に、前記交差する方向へ位置の異なる位置検知用のトナー像を転写し、
前記検知手段で前記位置検知用のトナー像の位置を検知し、
前記制御手段は、前記検知された位置に前記ライン画像が転写されるように前記像担持体にライン画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか１項に記載の画像形成装置において、
前記ライン画像は、少なくとも複数回トナーを重ねて形成されたものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項２乃至７の何れか１項に記載の画像形成装置において、
トナーの劣化に関するパラメータの数値が上昇するにつれ、前記制御手段による制御回数が増加することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置では、像担持体上のトナー像を中間転写体上に転写する際に画像が中抜けすることがある。このため、検知用のトナー像をライン画像として形成し、ライン画像が中抜けした場合、中抜けした側の像担持体上の転写残トナーを拡大倍率で撮像し、それを元に画像形成条件を制御手段で制御して中抜けを抑制することが知られている（例えば特許文献１）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来のように、検知用のライン画像が中抜けした際に、中抜けした側の像担持体上の転写残トナーを拡大倍率で撮像する場合、撮像して検知するトナー量が少なく、また中抜け以外のトナーも付着していることから、検知精度が落ち、また拡大倍率で撮像の機能が必要な検知センサが必要で、コストアップにつながってしまう。
本発明は、検知用のトナー像の中抜けを確実に作り出すとともに、低コストで精度の良い画像形成装置を提供することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
前記目的を達成するため、本発明に係る画像形成装置は、濃度検知用のトナー像が形成される像担持体と、搬送方向に移動されながら像担持体に形成されたトナー像が転写される中間転写体と、中間転写体上に転写されたトナー像の濃度を検知する検知手段と、検知手段からの出力情報に基づき、トナー像の中抜け度合いを判定する判定部を備え、トナー像は、中間転写体の搬送方向と交差する方向への幅が、０．７ｍｍ以下のライン画像であることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、ライン画像の幅を所定値以下に規定することで、検知用のトナー画像の中抜けを確実に作り出すとともに、中間転写体上に転写されたライン画像の濃度を検知することから汎用性の高い検知手段を用いることができ、低コストで精度の良い画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一形態の概略構成を示す図。
【図２】トナー像の中抜け状態の有無を示す図であり、（ａ）は、中抜け無し状態を示し、（ｂ）は小さな中抜けあり状態を示し、（ｃ）は（ｂ）よりも大きな中抜け状態を示す。
【図３】ベルト搬送方向と交差する方向への検知用トナー像の幅と高さの関係を説明する図であり、（ａ）は幅が大きい場合を示し、（ｂ）は（ａ）よりも幅が狭い中の状態を示し、（ｃ）は（ｂ）よりも幅が狭い小の状態を示す。
【図４】検知用トナー画像がライン画像の場合の、感光体にライン画像が踏まれる前と踏まれた後の状態を示す拡大斜視図。
【図５】ライン画像が文字Ｈとした場合にベルト搬送方向に延びた部位が感光体に踏まれたる状態を示す拡大斜視図。
【図６】ライン画像が文字Ｈの場合における、ライン画像のベルト搬送方向に延びた部位が感光体に踏まれる部位の拡大図。
【図７】ライン画像が文字Ｈとした場合にベルト搬送方向と交差する幅方向に延びた部位が感光体に踏まれる状態を示す拡大斜視図。
【図８】ライン画像が文字Ｈの場合における、ライン画像のベルト搬送方向と幅方向での中抜け発生がない場合を説明する図。
【図９】ライン画像と検知手段との位置関係を説明する図であり、（ａ）は平面視図、（ｂ）は側面視図。
【図１０】中抜け画像の制御に関する制御系の一構成を示すブロック図。
【図１１】ライン画像をベルト搬送方向に対して傾斜して形成した形態を説明する図。
【図１２】ライン画像が文字Ｈの場合のサイズとフォントと幅の寸法を記載した図。
【図１３】（ａ）〜（ｃ）は、ライン画像の転写前後の断面と、感光体と中間転写ベルト上での幅の関係を示す図。
【図１４】画像形成装置における中抜け検知の制御内容の一例を示すフローチャート。
【図１５】ライン画像の高さと中抜けの関係を説明する図。
【図１６】画像形成装置における中抜け検知の制御内容の別な例を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、本発明に係る実施形態について図面を用いて順次説明する。実施形態において、同一機能や同一構成を有するものには同一の符号を付し、重複説明は適宜省略する。図面は一部構成の理解を助けるために部分的に省略あるいは簡素化して記載する場合もある。
【０００８】
本発明に係る発明は、トナー像の中抜け抑制に際し、検知用のトナー像を所定の幅以下のライン画像として形成して、中間転写体となる１次転写後の中間転写ベルト側に転写し、中間転写ベルトのライン画像を検知手段で検知するものである。このことにより、一般に使用頻度が多い文字のフォントの太さ（０．１〜０．７ｍｍ）の中抜けの検知が効率よくでき、また１次転写後の中抜けの検知を、像担持体となる感光体上の残トナーでなく、中間転写ベルト上で行うことにより、中抜け箇所と非中抜け箇所のトナー量の差が大きく検知し易い。このため、濃度検知手段として安価な反射型の光学センサを使用することができるので、検知用のトナー像の中抜けを確実に作り出すとともに、低コストで精度の良い画像形成装置を提供することができる。
以下、この作用効果を奏する実施形態の構成を説明する。
【０００９】
＜画像形成装置の説明＞
図１は、本発明に係る電子写真方式の画像形成装置の一例である、カラー印刷が可能なプリンタ１００の概略構成図である。プリンタ１００は、イエロ、マゼンタ、シアン、ブラックの４つの色に対応した画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋを並列に備えている。プリンタ１００は、中間転写装置３０を備えた中間転写方式のものである。画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは、同一の構成要素を備えているため、ここでは、画像形成ユニット１０Ｙの構成要素を代表して説明する。画像形成ユニット１０Ｙは、像担持体としての感光体１１、帯電手段としてのローラ形状の帯電器１２、現像装置１４、クリーニング装置１７及び周知の除電器を１つのユニットとして備えている。
【００１０】
感光体１１は、例えば直径３０ミリの円筒形のドラムで構成されていて、駆動源となる駆動モータ１６によって周速５０〜２００ｍｍ／ｓで回転可能とされている。帯電器６は、感光体１１の表面と圧接されて、感光体１１の回転により従動回転可能であり、高圧電源によりＤＣあるいはＤＣにＡＣが重畳された帯電バイアスが印加されることで、感光体１１の表面を一様に所定電位、例えば表面電位−５００Ｖ等に帯電する。
プリンタ１００は、露光光１３を感光体１１に照射して走査する潜像形成手段として露光装置４２を備えている。帯電された感光体１１の表面は、画像情報に応じて露光装置４２から照射された露光光１３により像が露光されることで静電潜像が形成される。この露光工程はレーザーダイオードを用いたレーザービームスキャナやＬＥＤなどで行われる。これにより感光体１１の露光部の表面電位は例えば−５０Ｖ等に落ちる。
現像装置１４は、ここではトナーを感光体１１へ供給する１成分接触現像器であり、高圧電源から供給される、例えば−２００Ｖ等の所定の現像バイアスによって、感光体１１の静電潜像をトナー像として顕像化する。現像装置１４には帯電極性が負である１成分トナーが収納される。トナーについては後述する。
クリーニング装置１７は、感光体１１と接触するクリーニング部材１５を備えていて、感光体１１上に残留しているトナーや紙粉などをクリーニング部材１５でクリーニングする周知のものである。クリーニング装置１７によりクリーニングされた感光体１１は、除電器によって除電され、次の潜像形成のために表面電位が初期化される。
【００１１】
これら画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは、プロセスユニット２０を構成しており、周知の電子写真方式の工程に基づき各色単独のトナー像をそれぞれの感光体１１に形成されて担持する。各色のトナー像は、画像信号に応じてそれぞれ形成される。画像信号のついては、後段で説明する。
【００１２】
画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋの下方には、転写装置となる中間転写装置３０が配設されている。中間転写装置３０は、中間転写体として中間転写ベルト３１を備えている。中間転写ベルト３１は、複数のローラに巻き掛けられている。複数のローラは、転写駆動兼２次転写対向ローラ（以下「２次転写対向ローラ」という）３２、複数の１次転写部材としての１次転写ローラ３３、張力調整可能なローラであるテンションローラ３５に巻き掛けられて張架されており、駆動源となる駆動モータ３６により２次転写対向ローラ３２を介して回転駆動されるように構成されている。なお、画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ側と中間転写装置３０側との駆動源は、独立・共通どちらでも可能であるが、少なくともブラック用の画像形成ユニット１０Ｋの駆動モータ１６と中間転写装置３０側の駆動モータ３６とは、同時にＯＮ／ＯＦＦさせることが一般的であり、本体小型化・低コスト化のために共通とすることが望ましい。また、中間転写ベルト３１の張架するテンションローラ３５は、ローラ軸線方向の両側に配置されたばねなど付勢手段によって、図中黒塗り矢印で示すテンション方向に加圧されている。本実施形態では、テンションローラ３５による張力が、例えば電動の張力調整手段３７が作動することによって増減可能とされている。
【００１３】
複数の１次転写ローラ３３は、それぞれ中間転写ベルト３１を介して感光体１１の表面と対向配置されていて、１次転写部を構成している。１次転写ローラ３３は、直径１２〜１６ｍｍのスポンジローラもしくは金属ローラである。感光体１１に形成されたトナー像は、１次転写ローラ３３に単独の１次転写用高圧電源３８により所定の１次転写バイアス＋１００〜＋２０００Ｖが印加されることで、１次転写部において中間転写ベルト３１に転写される。カラー画像をプリントする場合、各色の可視像となるトナー像が、中間転写ベルト３１に順次重ね転写されることでフルカラー画像が形成される。１次転写ローラ３３は、加圧手段３９によってそれぞれ感光体１１に対する１次転写圧が調整可能とされている。感光体１１と中間転写ベルト３１との移動速度（線速）は、駆動モータ１６、３６を制御することで個別に調整可能とされている。すなわち、感光体１１と中間転写ベルト３１との線速比は調整可能とされている。
中間転写ベルト３１のトナー像担持面となるおもて面３１ａの近傍には、濃度検知手段として反射型の光学センサ７１が配置されている。中間転写ベルト３１の内側面３１ｂには、光学センサ７１と対向する位置にガイド板７２が中間転写ベルト３１を外方に押し出すように接触して設けられている。ガイド板７２は、光学センサ７１との対向面を平坦にするものである。
【００１４】
画像形成ユニット１０Ｙと２次転写対向ローラ３２との間には、転写ベルトクリーニングユニット４０が設けられている。転写ベルトクリーニングユニット４０は、中間転写ベルト３１のおもて面３１ａに対してカウンタ接触するクリーニングブレード４１と、クリーニングブレード４１と対向するように中間転写ベルト３１の内側面３１ｂに接触するクリーニングローラ４３を備えている。転写ベルトクリーニングユニット４０は、クリーニングブレード４１とクリーニングローラ４３とで中間転写ベルト３１を挟むことで、中間転写ベルト３１上の転写残トナーや紙粉等を掻き取ることでクリーニングするものである。
【００１５】
なお、転写ベルトクリーニングユニット４０によるクリーニング方式は、ブレードクリーニング方式ではなく、静電ブラシ方式・静電ローラ方式等をプリンタ１００に搭載可能である。静電方式の場合、クリーニングブレード４１の替わりにバイアス印加されるクリーニングブラシ／ローラが配置されるが、プリンタ１００の使用状況に応じて転写残トナーの予備荷電が必要になる場合がある。このため、クリーニングユニット自体が大型化する、高圧電源が１〜２系統追加になる、バイアスクリーニングのための余分な動作が必要になることから、本体小型化・低コスト化、清掃性の観点からは、ブレードクリーニング方式が好ましい。転写ベルトクリーニングユニット４０により掻き取られた転写残トナーは、周知のトナー搬送経路を通り廃トナー収納部に収納されて回収される。
【００１６】
１次転写ローラ３３には、スポンジローラの場合は１０＾６〜１０＾８Ωの抵抗値に調整されたイオン導電性ローラ（ウレタン＋カーボン分散、ＮＢＲ、ヒドリンゴム）や電子導電タイプのローラ（ＥＰＤＭ）等が用いられる。
中間転写ベルト３１に用いる材質としては、ＰＶＤＦ（フッ化ビニルデン）、ＥＴＦＥ（エチレン−四フッ化エチレン共重合体）、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＴＰＥ（熱可塑性エラストマー）等にカーボンブラック等の導電性材料を分散させ樹脂フィルム状のエンドレスベルトとしたものが用いられる。本実施形態では引張弾性率１０００〜２０００ＭＰａのＴＰＥにカーボンブラックを添加した単層構造の構成で厚さ９０〜１６０μｍ、幅２３０ｍｍのベルトを用いている。また電気抵抗としては、２３℃５０％ＲＨの環境にて体積抵抗率１０＾８〜１０＾１１Ω・ｃｍ、表面抵抗率１０＾８〜１０＾１１Ω／□（共に三菱化学社製ＨｉｒｅｓｔａＵＰ  ＭＣＰ−ＨＴ４５０にて測定、印加電圧５００Ｖ、印加時間１０秒）のものを用いた。
【００１７】
２次転写対向ローラ３２には、中間転写ベルト３１を介して２次転写ローラ３６が接触するように対向配置されていて、中間転写ベルト３１との間に２次転写部を形成している。２次転写対向ローラ３２は、ポリウレタンゴム（肉厚０．３〜１ｍｍ）、薄層コーティングローラ（肉厚０．０３〜０．１ｍｍ）等が使用可能である。本実施形態では、温度による径変化が小さいウレタンコーティングローラ（肉厚０．０５、直径１９ｍｍ）を使用した。電気抵抗値としては、２次転写ローラ３６よりも低くなるよう、１０＾６Ω以下に設定した。
２次転写ローラ３６は、直径１６〜２５ｍｍのスポンジローラであり、１０＾６〜１０＾８Ωの抵抗値に調整されたイオン導電性ローラ（ウレタン＋カーボン分散、ＮＢＲ、ヒドリン）や電子導電タイプのローラ（ＥＰＤＭ）等が用いられる。２次転写ローラ３６には、２次転写バイアスが周知の高圧電源から供給される。
【００１８】
中間転写装置３０の下方には、給紙部５０が設けられている。給紙部５０は、記録材となる用紙５１が積載されるトレイ５２と、トレイ５２の最上位の用紙５１を搬送経路５４へと送り出す給紙ローラ５３を備えている。搬送経路５４は、給紙部５０から２次転写部へと用紙５１を搬送する経路であって、レジストローラ５５が配置されている。給紙部５０から送り出された用紙５１は、レジストローラ５５によって中間転写ベルト３１の表面のトナー像先端部が２次転写部に到達するタイミングに合わせて給紙され、２次転写部を通過する際に２次転写バイアスによってトナー像が一括転写される。
本実施形態に係るプリンタ１００は、給紙に縦型パスを採用している。すなわち、下方の給紙部５０から上方に配置された二次転写部に向かって用紙５１が搬送される形態のため、用紙５１は、２次転写対向ローラ３２の曲率によって中間転写ベルト３１から分離される。この時、記録材が樹脂製のシートではなく用紙５１の場合、紙粉や紙に添加されている炭酸カルシウムやその他の添加剤が中間転写ベルト３１に付着してそのままクリーニングブレード４１に突入する。用紙５１は種類により添加剤の量など様々で、これらの配合によっては紙粉同士が強付着して塊となり堆積するおそれがある。しかし、クリーニングブレード４１によって取り除かれるため、中間転写ベルト３１のおもて面３１ａからは余計なトナーや紙粉などが取り除かれる。
２次転写部よりも搬送方向下流には、定着部６０が配置されている。二次転写部でトナー像が転写された用紙Ｐは、定着部６０に配置された定着ローラ対６１の間に形成される定着ニップを通過することでトナー像が熱と圧力で定着され、プリンタ１００の外部へと排出される。
【００１９】
２次転写ローラ３６の抵抗値が前記範囲を超えると電流が流れ難くなるため、必要な転写性を得るためには、より高電圧を印加しなければならなくなり、電源コストの増大を招く。また、高電圧を印加する必要生じるため、２次転写部（２次転写ニップ）前後の空隙にて放電が起こり、ハーフトーン画像上に放電による白ポチ抜けが発生する。これは低温低湿環境（例えば１０℃１５％ＲＨ）で顕著である。逆に、２次転写ローラ３６の抵抗値が前記範囲を下回ると、同一画像上に存在する複数色画像部（例えば３色重ねトナー像）と単色画像部（単色トナー像）との転写性が両立できなくなる。これは、単色画像部を転写するには比較的低電圧でも十分な電流が流れるが、複数色画像部を転写するには単色画像部に最適な電圧よりも高い電圧値が必要となるため、複数色画像部を転写できる電圧に設定すると単色画像では転写電流過剰となり転写効率の低減を招くからである。
なお、１次転写ローラ３３および２次転写ローラ３６の抵抗値測定は、導電性の金属製板に２次転写ローラ３６を設置し、芯金両端部にそれぞれ片側４．９Ｎの荷重を掛けた状態にて、芯金と前記金属製板との間に１ｋＶの電圧を印加した時に流れる電流値から算出した。
【００２０】
２次転写バイアスの方式としては、２次転写ローラ３６に＋のバイアスを印加し二次転写対向ローラ３２を接地することで２次転写電界（二次転写バイアス）を形成する引力転写方式と、二次転写対向ローラ３２に−のバイアスを印加し、２次転写ローラ３６を接地することで２次転写電界（二次転写バイアス）を形成する斥力転写方式の２方式があるが、ここでは引力転写方式を用い、通紙時の転写バイアスとして＋５〜１００μＡの電流を定電流制御により印加した。
また、プリンタ１００は、記録材の種類によって作像プロセス速度が変更可能に構成されている。具体的には坪量１００ｇ／ｍ＾２紙以上の記録材（用紙５１）を用いる場合には、作像プロセス速度を半速となるように構成されていて、記録材（用紙５１）が定着ニップを通常の作像プロセス速度の２倍の時間を掛けて通過することで、トナー画像の定着性を確保できるようにしている。
【００２１】
次にトナー像の中抜けについて説明する。
感光体１１と一次転写ローラ３３で形成される１次転写部では、転写時にライン画像２００の中抜けが発生することがある。図２（ａ）〜図２（ｃ）はライン画像２００の一例である「Ｈ」の画像を示す。中抜けとは、図２（ｂ）、図２（ｃ）に示すように、主に中間転写体の搬送方向であるベルト搬送方向Ａにおいてライン画像２００の中のトナーが抜ける現象を言う。図２（ａ）に示すライン画像２００においては、ベルト搬送方向Ａと交差する方向Ｂへの画像の幅ｂ１が小さいほど、転写時に感光体１１の圧が集中して、更に山状になるのでより圧が集中するため、中抜け発生する。その様子を図３、図４に示す。
図３は、中間転写ベルト３１上に転写されたライン画像２００の幅ｂ１と断面形状を示す。図４は、１次転写部における感光体１１とライン画像２００の関係を説明する斜視図である。中抜け画像の発生は、１次転写部でライン画像２００が感光体１１に押圧されると、ライン画像２００の中央部（頭頂部）に圧が集中して感光体１１に付着して中間転写ベルト３１側にトナーが転移しなくなってしまうためである。
【００２２】
図５〜図７は、１次転写部における感光体１１とライン画像２００の一例である文字「Ｈ」の画像２１０との関係を説明する斜視図である。図５の〇で囲ったＣ部分における、ベルト搬送方向Ａに延びた箇所２１１のトナーは、図６に示すようにトナー中央部（頭頂部）に圧が集中して中央部のみ逆転写がおきて中抜けとなる。これに対し、図７の〇で囲ったＤ箇所のようにベルト搬送方向Ａに交差する方向Ｂに延びた箇所２１２のトナーは、図８に示すように、感光体１１との接触領域が広いため、トナー中央部（頭頂部）にかかる圧が、図６の場合に比べて分散される。これによりトナー像の中抜けを検知する際は、ベルト搬送方向Ａのライン画像で、且つ交差する方向Ｂへの幅ｂ１が細い方が、中抜けが発生し易く検知し易い。すなわち、トナー像の中抜けを検知するための濃度検知用のトナー像は、ライン画像であって、かつ、所定の寸法以下の幅を有している方がトナー像での中抜けが発生しやすく、中抜け検知の精度が高くなるといえる。
【００２３】
図９（ａ）、図９（ｂ）は、ライン画像２００の幅ｂ１が中間転写ベルト３１のおもて面３１ａに所定値以下で形成された場合と所定値よりも大きく形成された場合を示す。図９の符号２３０は、幅ｂ１が所定値を超える場合のライン画像を示す。本実施形態における光学センサ７１は、発光部と受光部を備え、発光部からスポット光７３として光を照射し、検知対象物で反射された反射光を受光部で受光し、受光量に応じた値を出力する汎用的な光センサである。ライン画像２００の幅ｂ１が大きい画像には、中抜けが発生しにくいことから検知が難しく、ライン画像２００の幅ｂ１を細くするのが好ましい。本実施形態において、スポット光７３の直径はライン画像２００の幅ｂ１よりも小さく設定されている。
【００２４】
次にプリンタ１００が備える画像濃度制御装置５００の構成について説明する。画像濃度制御装置５００は、図１０に示すように、光学センサ７１と、光学センサ７１からの検知信号（出力）に基づき、おもて面３１ａのトナー像の濃度を判定する判定部５０２と、光学センサ７１と、制御手段５１０を備えている。制御手段５１０は、ＣＰＵ５１２、ＲＯＭ５１１、ＲＡＭ５１３、タイマ５１４などを備えたコンピュータで構成されている。本実施形態において、ＣＰＵ５１２は判定部５０２としても機能する。
制御手段５１０は、プリンタ全体の動作や画像形成ユニットによる画像形成プロセスを制御するとともに、ライン画像２００の形成や中抜け検知（濃度検知）を実行するものである。ＲＯＭ５１１には、各種データが記憶されているとともに、検知用トナー像の濃度基準値（中抜けレベル基準値）Ｔも記憶されている。
制御手段５１０には、画像形成ユニット１０Ｙ〜１０Ｋ、駆動モータ１６、駆動モータ３６、張力調整手段３７、１次転写用高圧電源３８、加圧手段３９及び光学センサ７１が信号線を介して接続されている。制御手段５１０は、判定部５０２による中抜け度合いに応じて転写条件を変更するように構成されている。
本実施形成において、転写条件とは、感光体１１と中間転写ベルト３１との線速比であり、制御手段５１０は、感光体１１を回転駆動する駆動モータ１６と中間転写ベルト３１を回転駆動する駆動モータ３６の駆動を制御することで線速比を制御する。
【００２５】
本実施形成において、転写条件とは、感光体１１から中間転写ベルト３１へトナー像であるライン画像２００を転写する際に供給される一次転写バイアスであり、制御手段５１０は、１次転写用高圧電源３８の出力を調整することで一次転写バイアスを制御する。
本実施形成において、転写条件とは、感光体１１から中間転写ベルト３１へトナー像であるライン画像２００を転写する際の一次転写圧であり、制御手段５１０は、電動の加圧手段３９の作動を制御することで一次転写圧を制御する。
本実施形成において、転写条件とは、張力調整可能なテンションローラ３５によるベルト張力であり、制御手段５１０は、電動の張力調整手段３７の作動を制御することでベルト張力を制御する。
これら転写条件は、それぞれ個別であってもよいし、複数の転写条件を組み合わせたものであってもよい。また、複数の転写条件を組み合わせる場合、例えば、線速比は、感光体１１が速い方が中間転写ベルト３１が撓まなくてよいので、増やす方向が好ましく、一次転バイアスはバイアス値を高い方向へ変更し、一次転写圧は低い方向に変更していくのが好ましい。
【００２６】
本実施形態では、判定部５０２による判定前に、図１１に示すように、中間転写ベルト３１にベルト搬送方向Ａと交差する方向Ｂに位置の異なる位置検知用のトナー像として傾斜した線画像２５０を形成する。この線画像２５０を中間転写ベルト３１に形成することを光軸位置検出用画像印字とする。そして、この線画像２５０を光学センサ７１で検知する。制御手段５１０は、検知された位置にライン画像２００が転写されるように、感光体１１にライン画像２００を形成すべく、例えば画像形成ユニット１０Ｋによる作像位置を制御する。
【００２７】
次にライン画像２００の幅について説明する。図１２は、ライン画像２００の幅ｂ１の範囲を、サイズ、フォントを変えた任意の文字を例に示したものである。任意の文字として、文字フォントが「游ゴシック」の場合を例とした。「游ゴシック」については、中抜けが、文字サイズ２８近辺で中抜けが顕在化し、文字サイズが小さくなるにつれて中抜け度合いが悪くなった。文字サイズ２８のときの游ゴシックの幅ｂ１は、０．７３ｍｍである。すなわち、文字サイズ２８のときの游ゴシックの幅ｂ１が細すぎて中抜けがひどくなるので見つけやすい。この中抜け発生有無は、目視によるもので、予めサンプルとして作成している限度見本と比較して行った。つまり、幅ｂ１を０．７ｍｍ以下で検知画像用のライン画像２００を作成すると、中抜けが検知しやすい画像となる。なお、幅ｂ１が０．７３ｍｍ以上では中抜けの発生が見られたかった。
また参考例として、０．７ｍｍ前後の幅ｂ１では「ＭＳ  Ｐゴシック」では文字サイズ２０、「ＭＳ  Ｐ明朝」では文字サイズ２４、「Ｍｅｉｒｙｏ  ＵＩ」では文字サイズ２２、「Ｇｕｌｉｍ」では文字サイズ２８となり、同じくこのフォントとサイズで中抜けが発生し始めた。つまり、異なるフォントで、異なるサイズでも幅ｂ１がほぼ同じ場合には、中抜けが発生し始める。
【００２８】
次に中間転写ベルト３１側で濃度検知用のトナー像を検出する理由について説明する。
図１３（ａ）〜図１３（ｃ）は、転写前と転写後のトナー像の断面と平面視形状の違いを説明する模式図である。
図１３（ａ）は、幅方向で切断した感光体上での転写前のトナー像の断面を示す。
図１３（ｂ）は転写後の感光体１１上の残トナーの断面と平面視形状を示す。断面は幅方向で切断した残トナーの断面である。平面視形状は、感光体１１の周面に付着した残トナーを平面的に展開した形状を示す。
図１３（ｃ）は、転写後の中間転写ベルト３１のトナーの断面と平面視形状を示す。
図１３（ｃ）に示すように、転写後トナー断面の幅ｄが目視で確認できる中抜けとなる。しかし図１３（ｂ）に示すように、転写後トナー断面の幅ｃでトナーは感光体１１上に残っており、実際の感光体１１上の残トナーは、図１３（ｂ）に示すように、幅ｃで残ってしまい、光学センサにより正確に幅ｄを検知するのが難しい。これに対し、図１３（ｃ）に示すように、転写後の中間転写ベルト３１に転写したトナー像は、抜け部ｄと非中抜け部（ｄ以外の幅ｂ１）で明瞭な差があり、光学センサ７１による検知も容易である。明瞭な差になるのは、幅ｄ箇所で圧が集中してその部分の中抜けが極端に悪くなるためです。幅ｄより外側は圧が大きく低下して逆に抜けにくくなる。この差があることにより、光学センサ７１には反射型センサなどの汎用で安価なセンサを用いてトナー像（ライン画像２００）の中抜けを検知することが可能である。
【００２９】
次に特性値と中抜けの相関について説明する。
トナーに関しては、重合より粉砕のごつごつしている方が、圧が集中して中抜けに不利であり、また中間転写ベルト３１もそれ自体が固いと圧が集中して不利となる。すなわち、トナーが丸いほうがトナー同士の接触面が大きくなり圧が分散し中抜けし易く、ごつごつしていると、とがったところで圧が集中してしまうため中抜けが発生し難くなる。具体的にはトナーは円形度０．９５以下、中間転写ベルト３１は、ヤング率１５００ＭＰａ以上で中抜けに影響（中抜けする）が出始める。
円形度とは、形状の計測方法としては粒子を含む懸濁液を平板上の撮像部検知帯に通過させ、ＣＣＤカメラで光学的に粒子画像を検知し、解析する光学的検知帯の手法が適当である。この手法で得られる投影面積の等しい相当円の周囲長を実在粒子の周囲長で除した値が平均円形度である。
この値はフロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−３０００により平均円形度として計測した値である。具体的な測定方法としては、容器中の予め不純固形物を除去した水１００〜１５０ｍＬ中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスフォン酸塩を０．１〜０．５ｍＬ加え、更に測定試料を０．１〜０．５ｇ程度加える。試料を分散した懸濁液は超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行い、分散液濃度を３０００〜１万個／μＬとして前記装置によりトナーの形状及び分布を測定することによって得られる。
【００３０】
次に制御手段５１０による制御の一形態について図１４のフローチャートを中心に説明する。
制御手段５１０は、ステップＳＴ１において例えば画像形成ユニット１０Ｙと駆動モータ３６と１次転写用高圧電源３８を作動して光軸位置検出用画像印字（線画像２５０）を中間転写ベルト３１に行う。制御手段５１０は、ステップＳＴ２において、光学センサ７１で線画像２５０を検知し、タイマ５１４で計測した検知タイミングをＲＡＭ５１３に記憶する。なお、線画像２５０はライン画像２００が形成される前に、転写ベルトクリーニングユニット４０によってクリーニングされる。
制御手段５１０は、ステップＳＴ３において記憶した検知タイミングから光学センサ７１の光軸位置を割り出す。ここでは、例えば検知したタイミングと中間転写ベルト３１の線速、線画像２５０の傾斜角などから中間転写ベルト３１のどの位置に光学センサ７１の検知光が照射されているかを求める。
制御手段５１０は、ステップＳＴ４において、割り出した位置にライン画像２００の中心が位置するように、画像形成ユニット１０Ｙと駆動モータ３６と１次転写用高圧電源３８を作動して所定値以下の幅ｂ１を有するライン画像２００を形成して中間転写ベルト３１に転写する。例えばここでは０．７ｍｍのライン画像２００を形成する。
【００３１】
制御手段５１０（図１０参照）は、図１４のステップＳＴ５において、ライン画像２００の濃度を光学センサ７１の反射光の割合から検知し、ステップＳＴ６において、当該割合いと中抜けレベル基準値Ｔとを比較して中抜けレベル（中抜け度合い）を判定する。ステップＳＴ６において、中抜けレベルが中抜けレベル基準値Ｔに達している場合（基準レベルを超えている場合）にはこの制御を終了し、中抜けレベルが中抜けレベル基準値Ｔを超えていない場合（基準レベルを超えていない場合）にはステップＳＴ７に進む。
制御手段５１０は、ステップＳＴ７において、転写条件の１つである中間転写ベルト３１側の線速だけを変更すべく駆動モータ３６の駆動を制御して感光体１１との線速比を変更し、画像形成ユニット１０Ｙの駆動モータ３６と１次転写用高圧電源３８を作動してライン画像２００を中間転写ベルト３１に形成する。また、ここでは、感光体１１と中間転写ベルト３１との線速比に差をつけることで、ライン画像２００が擦られて１次転転写時の中抜けを低減することができる。
制御手段５１０は、ステップＳＴ８において、線速比変更後で同一幅のライン画像２００の濃度を光学センサ７１の反射光の割合から判定し、中抜けレベルが中抜けレベル基準値Ｔに達している場合（基準レベルを超えている場合）にはこの制御を終了し、中抜けレベルが中抜けレベル基準値Ｔを超えていない場合（基準レベルを超えていない場合）には、ステップＳＴ９において、その線速比（中間転写ベルト３１の線速）を記憶し、この制御を終了する。一方、制御手段５１０は、線速比変更後しても中抜けレベルが中抜けレベル基準値Ｔに達していない場合にはステップＳＴ１０に進む。
【００３２】
制御手段５１０は、ステップＳＴ１０において、転写条件の１つである１次転写バイアスを変更すべく１次転写バイアス用高圧電源３８からの出力を制御しつつ、再度画像形成ユニット１０Ｙと駆動モータ３６を作動してライン画像２００を中間転写ベルト３１に形成する。ここでのライン画像２００の幅ｂ１は０．７ｍｍのままとする。なお、線速比は、ステップＳＴ８の判定時の線速比であってもよいし、一旦初期値に戻した状態で、１次転写バイアスのみを変更してもよい。ここで制御手段５１０は、１次転写バイアスの電圧を高める方向（トナーを中間転写体に移動させる方向）に１次転写バイアス用高圧電源３８の出力を制御する。
制御手段５１０は、ステップＳＴ１１において、１次転写バイアス変更後のライン画像２００の濃度を光学センサ７１の反射光の割合から判定し、中抜けレベルが中抜けレベル基準値Ｔに達している場合（基準レベルを超えている場合）には、ステップＳＴ１２において、その１次転写バイアスの出力値を記憶し、この制御を終了する。つまり、１次転写バイアスを高めることで、トナーの電荷が低減し、中間転写ベルト３１への転写性能が向上する。
一方、制御手段５１０は、同一幅で１次転写バイアスを変更しても中抜けレベルが中抜けレベル基準値Ｔに達していない場合（基準レベルを超えない場合）にはステップＳＴ１３に進む。
【００３３】
制御手段５１０は、ステップＳＴ１３において、ライン画像２００の濃度が薄くなるように、一次転写圧を低める方向に変更すべく、加圧手段３９を作動して１次転写圧を制御し、画像形成ユニット１０Ｙと駆動モータ３６と１次転写用高圧電源３８を作動してライン画像２００を中間転写ベルト３１に形成する。ここでのライン画像２００の幅ｂ１は０．７ｍｍのままとする。なお、１次転写圧を制御とはニップ圧の制御である。
つまり、同一幅のライン画像２００において線速比、１次転写バイアスを変更しても中抜けが検知できない場合には、ライン画像２００を形成するトナーの付着量を低減すべく、加圧手段３９（図１参照）を、１次転写圧を減圧させる方向に制御する。
制御手段５１０は、ステップＳＴ１４において、１次転写圧を変更後のライン画像２００の濃度を光学センサ７１の反射光の割合から判定し、中抜けレベルが中抜けレベル基準値Ｔに達している場合（基準レベルを超えている場合）には、ステップＳＴ１５において、その１次転写圧の出力値を記憶し、この制御を終了する。一方、制御手段５１０は、同一幅で１次転写圧を変更しても中抜けレベルが中抜けレベル基準値Ｔに達していない場合（基準レベルを超えない場合）にはステップＳＴ１６に進み、ライン画像２００の幅ｂ１を最初の幅ｂ１よりも０．７ｍｍよりも狭く設定して（例えば０．１ｍｍ狭くする）ステップＳＴ４に戻り、幅変更後のライン画像２００の濃度検知を最初から実行する。
なお、ステップＳＴ１３では、１次転写圧を調整すべく、加圧手段３９を制御したが、張力調整手段３７を調整して中間転写ベルト３１のテンションを現状の値から下げるようにベルト張力を低減する方向にして、ライン画像２００のトナー付着量を低減させてもよい。
【００３４】
このように、濃度検知用に用いるライン画像２００の幅ｂ１を所定値以下の一般に使用頻度が多い文字のフォントの太さ（０．１〜０．７ｍｍ）として形成することで、検知用のトナー像の中抜けを確実に作り出すことができるので、中抜けの検知が効率よく行える。また、中間転写ベルト３１上に転写されたライン画像２００の中抜けを検知することから、従来のような撮像機能が不要で、中抜け箇所と非中抜け箇所のトナー量の差が大きく検知し易いため、汎用性の高い反射型を用いることができ、低コストで精度の良い画像形成装置を提供することができる。
【００３５】
本実施形成においては、転写条件の１つである中間転写ベルト３１側の線速だけを変更して感光体１１と中間転写ベルト３１の線速比を制御することで、トナーの中間転写ベルト３１への転写性能が向上し、中抜け箇所と非中抜け箇所のトナー量の差がより大きく検知し易くなるため、低コストで精度の良い画像形成装置を提供することができる。
本実施形成においては、転写条件となる１次転写用高圧電源３８の出力を調整して一次転写バイアスを制御するので、トナーの中間転写ベルト３１への転写性能が向上し、中抜け箇所と非中抜け箇所のトナー量の差がより大きく検知し易くなるため、低コストで精度の良い画像形成装置を提供することができる。
本実施形成においては、加圧手段３９を作動して、転写条件となる一次転写圧を低める方向に制御するので、１次転写ローラ１１の感光体１１側への食い込み量が低減し、メカ的な圧をさげることによりライン画像２００との接触圧を低減して中抜けをより低減することができる。例えば体積抵抗率ρｖや、表面抵抗率ρｓが９〜１１乗の中間転写ベルト３１を使用する場合、一次転バイアスは１０００〜２０００Ｖを印加するが、この一次転バイアスを１．２倍以上にすると、中抜けが良化する。
【００３６】
１次転写バイアスは、温湿度、トナーの状況により１０００Ｖ〜２０００Ｖで設定するが、その時の最適化値に対して、中抜けしていたら１．２倍位にするのが好ましい。例えば湿度が高い時、中間転写ベルト３１やトナーなどの抵抗は下がるので、バイアスを高く設定するのが良い。例えば１次転写バイアスを１８００Ｖとした場合、その１．２倍の２１６０Ｖ近傍で設定すると中抜けが良化しますが、それ以上上げると、例えば１．４倍の２５２０Ｖにすると過電圧となり放電してしまい、転写効率が低下する。このため一次転バイアスの１．２倍以上の上限値は、転写効率が落ちない値が上限値となる。
本実施形成においては、転写条件となるテンションローラ３５によるベルト張力を低減する方向に張力調整手段３７を制御するので、中間転写ベルト３１と感光体１１との接触圧が低減することで、ライン画像２００と感光体１１との接触圧を低減し中抜けをより低減することができる。
【００３７】
なお、図１４に示した制御手段５１０による制御の形態では、転写条件を１つずつ変更してライン画像２００を形成したが、図１５に示すように、転写条件の数が増えることに、後段の転写条件によりライン画像２００を形成する際に、前段の転写条件も変更（振る）するようにしてもよい。
図１４と図１５では、ステップＳＴ１０とステップＳＴ１０Ａ及びステップＳＴ１３とステップＳＴ１３Ａでの処理内容が異なっている。すなわち、ステップＳＴ１０では、線速変更しても中抜けレベルが変更しない（改善されない）場合、別な条件である１次転写バイアスのみを変更しているが、図１５のステップ１０Ａでは、１次転写バイアスを変更するごとに線速も変更して２つの転写条件を同時に変更してライン画像２００を形成し、その中抜けレベルが基準レベルを超えた否かをステップＳＴ１１で判定する。
またステップＳＴ１３では、線速及び１次転写バイアスを変更しても中抜けレベルが変更しない（改善されない）場合、別な条件である１次転写圧のみを変更しているが、図１５のステップ１３Ａでは、１次転写圧を変更するごとに線速及び１次転写バイアスも変更して３つの転写条件を同時に変更してライン画像２００を形成し、その中抜けレベルが基準レベルを超えた否かをステップＳＴ１４で判定する。
【００３８】
このようにライン画像２００を形成するに際し、複数の転写条件を変更してライン画像２００を形成し、当該ライン画像２００の中抜け状態が基準レベルを超えたか否かを判定するので、より中抜けし易い転写条件によるライン画像を形成できることから、トナーの中間転写ベルト３１への転写性能が向上し、中抜け箇所と非中抜け箇所のトナー量の差がより大きく検知し易くなるため、低コストで精度の良い画像形成装置を提供することができる。
【００３９】
本実施形態では、判定部５０２による判定前に、中間転写ベルト３１にベルト搬送方向Ａと交差する方向に位置の異なる線画像２５０を形成し、この線画像２５０を光学センサ７１で検知し、検知された中間転写ベルト３１上の位置にライン画像２００が転写されるように、感光体１１にライン画像２００を形成するので、光学センサ７１とライン画像２００の幅方向へのバラつきが低減されるため、中抜けの検知精度が向上する。  
【００４０】
本実施形態において、ライン画像２００は単色の色で形成することを前提に説明したが、ライン画像２００は、少なくとも複数回トナーを重ねて形成した２色ベタ画像であってもよい。このように複数色のトナーを用いてライン画像２００を形成すると、画像におけるトナー高さが、単色の場合よりも高くなの、高いほど中抜けが悪化するので、中抜け検出性能が向上する。
図１６に示すように、ライン画像２００としてＨを例に説明すると、中間転写ベルト３１のベルト搬送方向Ａの先端部とベルト搬送方向Ａの後端部はトナーが高くつもり、これが感光体１１に押されてメカ的にトナー同士が付着して、感光体１１側に盛り上がったところが感光体１１に移動する。その結果として、符号Ｌ、Ｍ、Ｎの部位に比べ、符号ＰやＱのところのように、抜けが大きくなる。このため、複数色のトナーを用いるとトナー高さが大きくなり、抜けレベルも悪くなり、中抜けの検出能力が向上する。
【００４１】
以上本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
たとえば、トナーの劣化に関するパラメータの数値である、プリンタ１００で印刷した印刷枚数や画像形成ユニット１０Ｙ〜１０Ｋによる現像枚数、もしくは走行距離カウンタなどの数値が増えるほど、図１４で説明した制御の頻度を増加するようにしてもよい。これは、トナー劣化が進むとライン画像２００の虫食いが悪化する（虫食いが多くなる）。すなわち、トナーの劣化の少ない時は、中抜け検出モードによる非プリント動作を低減し、トナーの劣化が進むほどに、中抜けし易いライン画像２００を形成するようにする。劣化度合いはプリンタ１００の構成により異なり、耐久性がどのくらい進むと悪化するかは一概にいえないが、悪いものでは現像が寿命の３０％を超えると中抜けに影響を出し始めるものも存在する。このため、中抜けの検知に影響が出始める時期にライン画像２００による中抜け検出のモードを実行するようにすると、劣化したトナーによるライン画像２００であっても良好な中抜け検知を低コストで実現することができるので好ましい。
本発明を適用する画像形成装置は、上述のタイプの画像形成装置に限らず、他のタイプの画像形成装置であってもよい。すなわち、本発明を適用する画像形成装置は、複写機、ファクシミリの単体、あるいはこれらの複合機、これらに関するモノクロ機等の複合機であってもよい。
本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００４２】
１１          像担持体
３１          中間転写体
３２，３５    複数のローラ
３５          張力調整可能なローラ
７１          前検知手段
１００        画像形成装置
２００        トナー像、ライン画像
２５０        位置検知用のトナー像
５００        制御手段
５０２        判定部
Ａ            搬送方向
Ｂ            交差する方向
ｂ１          交差する方向への幅
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４３】
【特許文献１】特開２０１１−０２２３１８号公報
【図１】
2020154051.tif 000003
【図２】
2020154051.tif 000004
【図３】
2020154051.tif 000005
【図４】
2020154051.tif 000006
【図５】
2020154051.tif 000007
【図６】
2020154051.tif 000008
【図７】
2020154051.tif 000009
【図８】
2020154051.tif 000010
【図９】
2020154051.tif 000011
【図１０】
2020154051.tif 000012
【図１１】
2020154051.tif 000013
【図１２】
2020154051.tif 000014
【図１３】
2020154051.tif 000015
【図１４】
2020154051.tif 000016
【図１５】
2020154051.tif 000017
【図１６】
2020154051.tif 000018