(57)【要約】【課題】例えば、残存トナーの検知精度を従来よりも向上させる。【解決手段】画像形成装置は、像形成に用いる回転体と、回転体に付着したトナーをクリーニングするクリーニング手段と、回転体の表面のうち少なくとも像形成に使用され、クリーニング手段によりクリーニングが行われた部分の表面特性を検出する検出手段とを備える。さらに、画像形成装置は、クリーニング手段によりクリーニング済みの回転体の表面特性を記憶する記憶手段と、今回検出された表面特性と記憶手段に記憶されている過去に検出された表面特性とをマッチング処理するマッチング処理手段とを備える。また、画像形成装置は、マッチング処理の結果に応じてクリーニング手段によるクリーニングを停止する停止手段とを備える。【選択図】図１２
2010026102.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体に付着したトナーをクリーニングするクリーニング手段を備える画像形成装置であって、
像形成に用いる回転体と、
前記回転体の表面のうち少なくとも像形成に使用され、前記クリーニング手段によりクリーニングが行われた部分の表面特性を検出する検出手段と、
前記クリーニング手段によりクリーニング済みの前記回転体の表面特性を記憶する記憶手段と、
前記検出手段により今回検出された表面特性と、前記記憶手段に記憶されている過去に検出された表面特性とをマッチング処理するマッチング処理手段と、
前記マッチング処理の結果に応じて前記クリーニング手段によるクリーニングを停止する停止手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記検出手段が前記回転体の表面のどの位置を検出しているかを特定するための検出位置特定手段をさらに備え、
前記記憶手段は、前記検出手段により検出された表面特性の各データを前記検出位置特定手段により特定された検出位置に対応付けて記憶することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記検出手段は、前記回転体の少なくとも１周にわたる表面特性を検出し、
前記記憶手段は、前記クリーニング済みの前記回転体の少なくとも１周にわたる表面特性を前記過去に検出された表面特性として記憶することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記マッチング処理の結果が前記回転体にトナーが残存していることを示している場合、前記回転体のクリーニングを継続して実行させる制御手段をさらに備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記クリーニング手段の寿命が尽きたか否かを判断する寿命判断手段を備え、
前記寿命判断手段は、前記回転体のクリーニングの継続時間が所定時間を超えても前記マッチング処理の結果がクリーニングの完了を示していない場合に、前記クリーニング手段の寿命が尽きたと判定することを特徴とする請求項１ないし４の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記寿命判断手段により前記クリーニング手段の寿命が尽きたと判断されると、前記クリーニング手段の交換を促すメッセージを出力する出力手段を備えることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
像形成に用いられる回転体、及び前記回転体に付着したトナーをクリーニングするクリーニング手段を備えた画像形成装置の制御方法であって、
前記回転体の表面のうち少なくとも像形成に使用され、前記クリーニング手段によりクリーニングが行われた部分の表面特性を検出する検出工程と、
前記クリーニング手段によりクリーニング済みの前記回転体の表面特性を記憶する記憶工程と、
前記検出工程において今回検出された表面特性と、前記記憶されている過去に検出された表面特性とをマッチング処理するマッチング処理工程と、
前記マッチング処理工程におけるマッチング処理の結果に応じて前記クリーニング手段によるクリーニングを停止する停止工程と、
を含むことを特徴とする制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子写真方式を用いた画像形成装置の高速化、高画質化及び小型化が進められている。さらに、モノクロ画像形成装置らカラー画像形成装置への移行も進んでいる。
【０００３】
カラー画像形成装置には中間転写ベルトを有するものと有しないものとが存在する。とりわけ、前者は、中間転写型またはインライン型と呼ばれている。インライン型のカラー画像形成装置では、複数の感光ドラムに形成されたそれぞれ色の異なるトナー像を中間転写ベルトに一次転写することで、多色のトナー像を形成する。さらに、多色のトナー像を中間転写ベルトから用紙へと転写する。なお、中間転写ベルトには一部のトナー像が転写されずに残存することがある。そのため、残存トナーをクリーニングするためのクリーニング機構が画像形成装置には設けられている。
【０００４】
一般的なクリーニング方式として、中間転写ベルトに当接して残存トナーを掻き取るブレード方式と、バイアス印加可能なファーブラシやローラを中間転写ベルトに当接して残存トナーを静電的に吸着させる静電回収方式とがある。
【０００５】
しかし、残存トナーの量が著しく多量な場合や、耐久によるクリーニング部材の劣化が発生した場合、予め設定されたクリーニング制御では、残存トナーをクリーニングしきれないことがある。クリーニングしきれなかった残存トナーは、次の用紙に転写されてしまう可能性があるため、好ましくない。
【０００６】
弾性の中間転写ベルトは表面特性が粗く、クリーニングブレードでは残トナーを十分に掻き取ることができない。特許文献１によれば、このことを踏まえ、高圧を印加したファーブラシを当接して静電吸着によるクリーニングを行う方式が提案されている。
【０００７】
さらに、特許文献１によれば、中間転写ベルトの搬送方向においてファーブラシの下流位置に設けられた光学式センサで、非画像領域に形成されたパッチの残トナーを検出し、クリーニングが正常に行われているか否かを判定する技術が提案されている。
【特許文献１】特開２００６−２６７６８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、上述した残トナーを検出する技術では、例えば、中間転写ベルトに生じた傷や中間転写ベルトに付着した異物の検出結果を、トナー有りと判断したり、逆に、トナーが有るのに無しと判断したりしてしまう恐れがある。つまり、光学式センサで残トナーを検出する単純な方式では、クリーニング状態の検出精度に課題がある。
【０００９】
そこで、本発明は、このような課題および他の課題のうち、少なくとも１つを解決することを目的とする。例えば、残存トナーの検知精度を従来よりも向上させることを目的とする。なお、他の課題については明細書の全体を通して理解できよう。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の画像形成装置は、像形成に用いる回転体と、回転体に付着したトナーをクリーニングするクリーニング手段と、回転体の表面のうち少なくとも像形成に使用され、クリーニング手段によりクリーニングが行われた部分の表面特性を検出する検出手段とを備える。さらに、画像形成装置は、クリーニング手段によりクリーニング済みの回転体の表面特性を記憶する記憶手段と、今回検出された表面特性と記憶手段に記憶されている過去に検出された表面特性とをマッチング処理するマッチング処理手段とを備える。また、画像形成装置は、マッチング処理の結果に応じてクリーニング手段によるクリーニングを停止する停止手段とを備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、残存トナーの検知精度を従来よりも向上させることができる。これにより、残存トナーによる転写材の汚濁が減るであろう。さらに、必要以上にクリーニングが実行されることも減るであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に本発明の一実施形態を示す。以下で説明される個別の実施形態は、本発明の上位概念、中位概念および下位概念など種々の概念を理解するために役立つであろう。また、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって確定されるのであって、以下の個別の実施形態によって限定されるわけではない。
【００１３】
本実施形態は、カラー画像形成装置に本発明を適用した事例である。なお、本発明は、モノクロ画像形成装置にも適用できる。画像形成装置は、例えば、印刷装置、プリンター、複写機、複合機、ファクシミリである。また、ここでは、一例として、中間転写方式について説明する。中間転写方式は、トナー画像をドラム状の像担持体に形成し、そのトナー像を中間転写体（中間転写ベルト）へ一次転写し、トナー像を中間転写体から転写材に二次転写する方式のことである。なお、転写材は、例えば、記録材、記録媒体、用紙、シート、転写紙と呼ばれることもある。
【００１４】
［画像形成装置システム］
図１は、実施形態に係るカラー画像形成装置の概略断面図である。ここでは、
Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｂｋ（ブラック）トナーに対応した４つの画像形成ステーションが設けられている。各画像形成ステーションの構成は、説明の便宜上、現像剤（トナー）の色を除いて共通であるものとする。
【００１５】
プロセスカートリッジ３２は、感光ドラム２、帯電器３、露光器４、現像器５及びクリーニングブレード６とを備えている。これらプロセスカートリッジ（画像形成ステーション）３２で形成したそれぞれ色の異なるトナー像が、一次転写ローラ１４によって中間転写ベルト３１上に順次に一次転写される。中間転写ベルト３１は、像形成に使用される回転体の一例である。中間転写ベルト３１上に形成された多色画像は、転写材Ｓ上に二次転写ローラ３５によって二次転写される。転写材Ｓは、給紙ユニット１５から搬送されてくる。その後、定着器１８が転写材Ｓ上に多色画像を定着させる。なお、中間転写ベルト３１に残存しているトナーは、クリーナ３３によって回収される。
【００１６】
感光ドラム２は、繰り返し使用される回転ドラム型の電子写真感光体であり、予め決められた周速度（プロセススピード）をもって回転駆動される。プロセススピードは、例えば、１８０ｍｍ／ｓｅｃである。感光ドラム２は、帯電器３の一次帯電ローラにより予め決められた極性・電位に一様に帯電処理される。露光器４は、例えば、レーザダイオード、ポリゴンスキャナ、レンズ群、等を備え、感光ドラム２を画像露光する。これにより、感光ドラム２には、静電潜像が形成される。
【００１７】
次いで、現像器５により、像担持体に形成された静電潜像へトナーを付着させるための現像処理が行われる。現像器５の現像ローラは感光ドラム２に対して順方向に回転しながら、感光ドラム２に対して接触するように配設されている。
【００１８】
中間転写ベルト３１は、各感光ドラム２と接触しながら、感光ドラム２とほぼ同じ周速度をもって、駆動ローラ８の作用で回転駆動する。また、中間転写ベルト３１は、例えば、１０Ｅ８〜１０Ｅ１２Ωｃｍの体積固有抵抗率を持たせた厚さ５０〜１５０μｍ程度の無端のフィルム状部材で構成される。中間転写ベルト３１の表面は、例えば、黒色で反射率が比較的に大きいとする。一次転写ローラ１４は、例えば、１０Ｅ７〜１０Ｅ９Ωに抵抗調整されたソリッドゴムローラである。なお、一次転写後に感光ドラム２上に残留する残トナーは、クリーニングブレード６によって除去回収される。
【００１９】
給紙ユニット１５から給紙された転写材Ｓは、予め決められたタイミングにて駆動回転するレジストローラ対１７によって、中間転写ベルト３１と二次転写ローラ３５のニップ部に向けて給送される。続いて、二次転写ローラ３５に印加した高圧による静電気の作用で、中間転写ベルト３１上のトナー画像が転写材Ｓに転写される。二次転写ローラ３５は、例えば、１０Ｅ７〜１０Ｅ９Ωに抵抗調整されたソリッドゴムローラである。
【００２０】
ところで、図１によれば、中間転写ベルトが複数のローラに張架されている。複数のローラのうちの１つのローラである駆動ローラ８に対して対向する位置に光学センサ１０４が配置される。これにより、光学センサ１０４から出力される検知結果に含まれうる、中間転写ベルト３１の振動に伴うジッター成分を削減できる。なお、光学センサ１０４の検知結果は、濃度検知、周長検知及び残存トナー検知などに利用される。
【００２１】
クリーニングブレード６やクリーナ３３は、トナーが残存していると判定されると、回転体のクリーニングを実行するクリーニング手段の一例である。とりわけ、クリーニングブレード６は、感光ドラム２をクリーニングし、クリーナ３３は中間転写ベルト３１をクリーニングする。
【００２２】
［画像形成装置の制御構成］
図２は、実施形態に係る制御部の一例を示すブロック図である。ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２に格納された各種制御プログラムに基づいてＲＡＭ１０３を作業領域に用い画像形成装置の各部を制御する。ＲＯＭ１０２には、各種制御プログラム、各種データ、テーブルなどが格納されている。ＲＡＭ１０３にはプログラムロード領域、ＣＰＵ１０１の作業領域、各種データの格納領域などが確保される。
【００２３】
環境センサ１０５は、画像形成装置１００が設置されている環境における環境パラメータを検出するセンサである。環境パラメータは、物理的なパラメータの一種で、例えば、雰囲気の温度、湿度、絶対水分量などである。環境センサ１０５は、周長の変動に関与する物理的なパラメータを検知する検知手段の一例である。
【００２４】
駆動制御部１０８は、ＣＰＵ１０１からの命令にしたがって、感光ドラム２、帯電器３、露光器４、現像器５、中間転写ベルト３１を駆動するためのモータや、帯電バイアスや現像バイアスなどを制御する。
【００２５】
不揮発メモリ１０９は、画像濃度制御実行時の光量設定データや中間転写ベルト３１の周長の情報など、各種データを保存する記憶装置である。表示装置１１０は、液晶デバイスなど、情報を表示する装置である。
【００２６】
なお、ＣＰＵ１０１には、周長測定部１１１、濃度制御部１１２及び残トナー検知部１１３が含まれるか、制御プログラムを実行することでこれらを実現してもよい。周長測定部１１１は、光学センサ１０４により中間転写ベルト３１から取得されたデータに基づいて、中間転写ベルト３１の周長を測定する。周長測定部１１１又は光学センサ１０４は、回転体の周長を測定する測定手段の一例である。濃度制御部１１２は、中間転写ベルトの周長に応じて、画像の形成条件を調整する調整手段の一例である。
【００２７】
残トナー検知部１１３は、光学センサにより検出された中間転写ベルト３１の表面特性に基づいて、中間転写ベルトに残存しているトナーを検知する。例えば、残トナー検知部１１３は、光学センサにより今回検出された表面特性と、ＲＡＭ１０３に記憶されている過去に検出された表面特性とをマッチング処理し、マッチング処理の結果に応じてクリーニング部材によるクリーニングを停止する。よって、残トナー検知部１１３は、今回検出された表面特性と、記憶手段に記憶されている過去に検出された表面特性とをマッチング処理するマッチング処理手段の一例である。また、残トナー検知部１１３は、マッチング処理の結果に応じてクリーニング手段によるクリーニングを停止する停止手段の一例でもある。なお、過去に検出された表面特性は、クリーニング手段によりクリーニング済みの回転体の表面特性である。よって、ＲＡＭ１０３は、クリーニング手段によりクリーニング済みの回転体の表面特性を記憶する記憶手段の一例である。
【００２８】
なお、不揮発メモリ１０９は、回転体にトナーが付着していない状態の表面特性を記憶する記憶手段の一例として機能する。表面特性は、１周にわたって取得されたものであることが望ましい。１周のうちの何れかの箇所にトナーが残存していれば、トナー汚れが発生しうるからである。なお、記憶されている表面特性は、新品の中間転写ベルトから取得されてもよいし、クリーニングが終了したとき（残存トナーが検知されなかったとき）の中間転写ベルト３１から取得されてもよい。
【００２９】
縁無し印刷制御部１１４は、トナー像のサイズを転写材のサイズよりも大きく設定することで、転写材に対して縁余白無しで画像を形成するための制御を実行する。縁無し印刷制御部１１４は、不図示のホストコンピュータからのジョブデータに基づいて画像サイズのリサイズ処理を実行したりする。
【００３０】
［光学センサ］
図３は、光学センサ１０４の一例を示す図である。光学センサ１０４は、ＬＥＤなどの発光素子３０１、フォトダイオード等のふたつの受光素子３０２、３０３及びホルダーを備えている。発光素子３０１は、例えば、中間転写ベルト３１上のパッチや下地に赤外光（波長９５０ｎｍ）を照射する。受光素子３０２、３０３は、そこからの反射光を測定する。ＣＰＵ１０１の濃度制御部１１２は、光学センサ１０４によって得られた反射光の光量に基づいてトナー付着量を算出する。また、光学センサ１０４は、回転体の１周にわたる表面特性又は少なくとも像形成に使用された部分の表面特性を検出する検出手段の一例でもある。
【００３１】
パッチや下地からの反射光には正反射成分と乱反射成分が含まれている。受光素子３０２は、正反射成分と乱反射成分の両方を検出し、受光素子３０３は、乱反射成分のみを検出する。中間転写ベルト３１上にトナーが付着すると、トナーによって光が遮断されるため、正反射光は減少する、すなわち、受光素子３０２の出力は低下する。
【００３２】
一方、本実施形態で使用した９５０ｎｍの赤外光を、黒トナーは吸収し、イエロー、マゼンタ、シアントナーは乱反射させる。よって、中間転写ベルト３１上のトナー付着量が増大すると、イエロー、マゼンタ、シアンに関しては、受光素子３０３の出力が大きくなる。なお、受光素子３０２も、トナー付着量が増大したことによる影響を受ける。すなわち、イエロー、マゼンタ、シアンに関しては、トナーで中間転写ベルト３１を完全に遮断しても、受光素子３０２の出力はゼロにはならない。
【００３３】
本実施形態において、発光素子３０１の照射角度を１５°、受光素子３０２の受光角度を１５°、受光素子３０３の受光角度を４５°に設定してある。これらの角度は、中間転写ベルト３１の垂線と光軸とのなす角度である。なお、受光素子３０２のアパーチャ径は、受光素子３０３のアパーチャ径よりも小さくしてある。これは、乱反射成分の影響をできるだけ小さくするためである。例えば、発光素子３０１のアパーチャ径は０．７ｍｍ、受光素子３０２のアパーチャ径は、１．５ｍｍ、受光素子３０３のアパーチャ径は、２．９ｍｍである。
【００３４】
なお、本実施形態の光学センサ１０４は、回転体の１周にわたる表面特性又は回転体の表面のうち少なくとも像形成に使用された部分の表面特性を検出する検出手段の一例である。
【００３５】
［画像濃度制御の必要性］
画像形成装置１００では、中間転写ベルト３１の対向部に光学検知手段としての光学センサ１０４が配置される。一般に、電子写真方式のカラー画像形成装置では、消耗品の交換、環境の変化（温度、湿度、装置の劣化など）、印刷枚数等の諸条件によって、各ユニットや転写材の電気特性やトナーに対する付着力が変化する。特性の変化は、画像濃度の変動、色再現性の変化として顕在化する。すなわち、この変動により、本来の正しい色再現性が得られなくなってしまう。
【００３６】
そこで、本実施形態では、常に正確な色再現性が得られるようにするため、非画像形成状態において、作像条件を変えながら、複数のパッチ（トナー像）を試験的に形成し、それらの濃度を光学センサ１０４で検知する。そして、その検知結果を基に、濃度制御部１１２が画像濃度制御を実行する。画像濃度に影響を与える因子としては、帯電バイアス、現像バイアス、露光強度、ルックアップテーブル等がある。本実施形態では、ルックアップテーブルを制御する例を用いて説明する。画像濃度制御の具体的な動作については後述する。
【００３７】
［周長測定の必要性］
図４は、中間転写ベルト上の複数の位置における下地出力の変動とパッチ出力の変動とを例示した図である。各パッチは、同一のハーフトーン濃度で形成されたトナー像である。下地出力は、中間転写ベルトにパッチが形成されていないときに受光素子３０２によって検出された反射光の光量である。また、パッチ出力は、中間転写ベルトに形成されたパッチについて受光素子３０２によって検出された反射光の光量である。図４が示すように、受光素子３０２の出力は、本実施形態の像担持体である中間転写ベルト３１の表面反射率の影響を受ける。そのため、同一の濃度でパッチを形成したにもかかわらず、パッチ出力の値が異なっている。受光素子３０３に関しても同様である。
【００３８】
中間転写ベルト３１の下地の反射率の影響を受けた状態で画像濃度制御を実行すると、印刷したハーフトーンの濃度データと受光素子３０２、３０３の出力との相関が小さくなる。よって、画像濃度制御の精度が低下してしまう。中間転写ベルト３１表面の反射率の影響をキャンセルするには、中間転写ベルト３１における同一の位置でのトナー有り無しに対応した受光素子３０２、３０３の反射光を測定する必要がある。中間転写ベルト３１の表面（下地）の反射率の影響をキャンセルする演算手法に関しては後述する。
【００３９】
一方で、中間転写ベルト３１は、製造公差、環境や通紙耐久により周長が変動してしまう。中間転写ベルト３１の同一位置でトナー有り無しのそれぞれに対応した反射光を測定するためには、中間転写ベルト３１の周長を正確に測定する必要がある。周長を測定できれば、周長とプロセススピードとから任意の位置が１周する時間を算出できる。算出された時間は、中間転写ベルト３１の上の任意の位置が光学センサ１０４の検知点を通過する周期に相当する。よって、中間転写ベルト３１の周期をタイマーにて計時すれば、タイマーのカウント値が中間転写ベルト上の絶対位置を示すことになる。なお、本実施形態における周長測定手法に関しては後述する。
【００４０】
［画像濃度制御］
次に本実施形態における画像濃度制御の具体例について図５、図６を用いて説明する。
【００４１】
図５は、実施形態に係る画像濃度制御の一例を示すフローチャートである。ステップＳ５０１で、濃度制御部１１２は、中間転写ベルト３１の回転動作を開始する。ステップＳ５０１と並行したステップＳ５０２で、濃度制御部１１２は、不揮発メモリ１０９に格納された画像濃度制御実行時の光量設定で、光学センサ１０４を発光させる。
【００４２】
ステップＳ５０３で、濃度制御部１１２は、中間転写ベルト３１を２周させるよう駆動制御部１０８に命令する。駆動制御部１０８は、中間転写ベルト３１の駆動モータを制御して、中間転写ベルト３１を２週させる。これにより、中間転写ベルト３１上に付着したトナーがクリーナ３３の作用で、除去される。ステップＳ５０３と並行したステップＳ５０４で、濃度制御部１１２は、受光素子３０２、３０３からの出力信号を監視し、光学センサ１０４の発光が安定するまで待機する。発光が安定したことを確認すると、ステップＳ５０５に進む。
【００４３】
ステップＳ５０５で、濃度制御部１１２は、中間転写ベルト３１自体（すなわち下地）からの反射光について受光素子３０２、３０３からの反射光信号Ｂｂ、Ｂｃの取得を開始する。反射光信号Ｂｂは、受光素子３０２から出力された下地出力に対応している。また、反射光信号Ｂｃは、受光素子３０３から出力された下地出力に対応している。
【００４４】
ステップＳ５０６で、濃度制御部１１２は、パッチ画像からの反射光信号Ｐｂ、Ｐｃを取得する。反射光信号Ｐｂは、受光素子３０２から出力されたパッチ出力に対応している。また、反射光信号Ｐｃは、受光素子３０３から出力されたパッチ出力に対応している。具体的に説明すると、まず、濃度制御部１１２は、中間転写ベルト３１がさらに１周回転するまで待機する。その後、濃度制御部１１２は、色毎のパッチ画像（図６）を形成するよう、各画像形成ステーションを制御する。なお、反射光信号Ｐｂ、Ｐｃは、パッチ画像の中央部において反射された反射光に対応している。
【００４５】
図６は、発光タミング、中間転写ベルトの回転タイミング及びパッチ画像の形成タミングの一例を示した図である。発光素子の安定するまでの待機時間に中間転写ベルトのクリーニングが実行される。その後、下地出力が検出され、続いて、パッチ出力が検出される。パッチ画像は、各画像形成ステーションごとに、単色で形成される。ただし、各色のパッチ画像は濃度（画像形成条件）が異なっている。
【００４６】
なお、ステップＳ５０５とＳ５０６では、中間転写ベルト３１上の同一位置で下地出力とパッチ出力とが取得されるよう、制御される。このような位置の制御は、上述したように、周長を用いたタイミング制御によって実現される。すなわち、濃度制御部１１２は、任意の位置で下地を出力した時刻から、周長測定部１１１によって得られた周長に相当する時間が経過した時刻にパッチ出力を取得する。これによって、同一の位置で取得された下地出力とパッチ出力とを対応付けることができる。なお、時刻は、時計の時刻である必要は無く、タイマーによるカウント値で十分である。このように、濃度制御部１１２や周長測定部１１１は、回転体の周長の情報を用いて、回転体上における同一の位置を特定する特定手段として機能する。
【００４７】
受光素子３０２、３０３による反射光信号Ｐｂ、Ｐｃの取得がすべて完了すると、ステップＳ５１１に進み、濃度制御部１１２は、光学センサ１０４の発光素子３０１を消灯させる。
【００４８】
また、ステップＳ５１１と並行したステップＳ５０７で、濃度制御部１１２は、取得したパッチ出力及び下地出力をトナー付着相当量に換算する。トナー付着相当量は、概ね、中間転写ベルト上に付着したトナーの付着量（トナー付着量）の逆数になっている。なお、換算方法は、種々のものが考えられる。
【００４９】
例えば、Ｂｂ、Ｂｃ、Ｐｂ、Ｐｃを用いて、以下のような式で算出することが可能である。
【００５０】
トナー付着相当量＝（Ｐｂ−α＊（Ｐｃ−Ｂｃ））／Ｂｂ  ・・・（式１）
ここで、αは定数であり、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３または不揮発メモリ１０９に格納されているか、これらに格納されているデータから算出された値であってもよい。αは、機種ごとに異なる可能性があるため、実験やシミュレーションによって定められよう。
【００５１】
上述したように、トナー付着相当量の値が小さくなるほど、実際にはトナー付着量が多くなる。式１の分子であるＢｂは、パッチ画像に光を照射した際に受光素子３０２によって受光される正味の正反射光（乱反射成分を差し引いたもの）を意味している。さらに、このトナー付着相当量は、ＲＯＭ１０２に内蔵してあるテーブル（図７）を用いて、トナー付着量や実際に紙へ印刷した際の実際の画像濃度に換算可能である。
【００５２】
図７は、トナー付着相当量、画像濃度およびトナー付着量との関係を保持したテーブルの一例を示す図である。このテーブルを用いれば、算出されたトナー付着相当量を、さらに、トナー付着量や画像濃度へ換算できる。
【００５３】
ステップＳ５０８で、濃度制御部１１２は、トナー付着量又は画像濃度への換算結果を基に、ルックアップテーブルを更新する。このように、濃度制御部１１２は、各下地データと各現像剤像データとから、形成される画像の濃度制御を実行する濃度制御手段の一例である。なお、各下地データは、回転体上における任意の位置を起点とした回転体の全周にわたる回転体の下地からの反射光のデータである。また、各現像剤像データは、各下地データが取得された位置と同一の位置に別の周回において形成された各現像剤像からの反射光のデータである。
【００５４】
ステップＳ５０７と並行したステップＳ５０９で、濃度制御部１１２は、中間転写ベルト３１上に形成したパッチ画像をクリーニングするよう駆動制御部１０８に命令する。クリーニングが完了すると、ステップＳ５１０で、濃度制御部１１２は、中間転写ベルト３１の回転を停止するよう駆動制御部１０８に指示する。
【００５５】
［周長測定手法の詳細］
次に本実施形態における周長測定方式の詳細な説明を行う。本実施形態では、周長測定の対象は、回転体の一例である中間転写ベルト３１である。また、中間転写ベルト３１の周長測定は画像濃度制御にも使用される光学センサ１０４を用いて行う。これにより、センサの数を削減できる利点がある。
【００５６】
とりわけ、本実施形態では、画像濃度制御の直前に、周長測定を行うか否かが判断される。周長測定を実行すると判断した場合は、周長測定、画像濃度制御の順で実行される。周長測定を行うべきかの判断手法については、後述する。
【００５７】
図８は、本実施形態における中間転写ベルトの周長測定方式を示したフローチャートである。
【００５８】
ステップＳ８０１で、ＣＰＵ１０１の周長測定部１１１は、中間転写ベルト３１を駆動するよう駆動制御部１０８に命令する。これにより、中間転写ベルト３１の駆動が開始される。
【００５９】
ステップＳ８０２で、周長測定部１１１は、光学センサ１０４の発光素子３０１を画像濃度制御時と同等の光量で発光させる。発光素子３０１から出力された光は、下地で反射され、その反射光が受光素子３０２によって受光される。受光素子３０２は、反射光の光量に応じて信号を出力する。
【００６０】
ステップＳ８０３で、周長測定部１１１は、受光素子３０２が受光した反射光の出力値についての、１周目のサンプリングを実行する。各サンプリングポイントにおける反射光出力値は１周目の波形プロファイルとしてＲＡＭ１０３に格納される。なお、１周目の波形プロファイルは、任意の位置からサンプリングが開始されるため、回転体上の任意の区間における反射光の任意プロファイルといえよう。
【００６１】
このサンプリングは、例えば、０．１ｍｍ間隔で、１０００データを取得する。これは、１００ｍｍに相当する。公称の周長が約８００ｍｍであることを考慮すると、１００ｍｍは、全体の約１／８の長さとなる。なお、１周目の測定開始タイミングは、任意のタイミングである。すなわち、従来のように、特定のマークが検知点に到来するまで、中間転写ベルトを回転させる必要がない。これは、ダウンタイムの短縮に繋がる。
【００６２】
図９は、各サンプリングポイントと反射光出力値の関係の一例を示す図である。図９によれば、１周目の波形プロファイルと、２周目の波形プロファイルとが示されている。２週目の波形プロファイルに含まれるサンプル値が１週目の波形プロファイルに含まれるサンプル値よりも多いのは、ずらし領域が存在するからである。ずらし領域は、公称の周長に対するずらし量を求めるために設けられたマージンである。ずらし領域は、周長の変動量（伸縮特性）の最大値である最大周長変動分を考慮して決定される。
【００６３】
周長測定部１１１は、サンプリングの開始と同時に２周目のサンプリング開始タイミングを決定するためのタイマーを起動させる。タイマーには、公称の周長から最大周長変動分の半分の値を減算して得られた値が設定される。タイマーにしたがったタイミングが到来すると、ステップＳ８０３に進む。
【００６４】
ステップＳ８０４で、周長測定部１１１は、受光素子３０２が受光した反射光の出力値についての、２周目のサンプリングを実行する。２週目のサンプリング数は、１周目のサンプリング数よりも多い。これは、公称の周長に対するズレ量（ずらし量）を考慮しているからである。
【００６５】
図１０は、１周目のサンプリング開始タイミングｔ１から２周目のサンプリング終了タイミングｔ６を説明するための図である。なお、ｔ２は、１周目のサンプリング終了タイミング、ｔ３は２周目のサンプリング開始タイミングを示している。また、ｔ４は公称の周長に対応したタイミング、ｔ５は周長の伸び量が最大となったときのタイミングである。
【００６６】
ｔ１からｔ３までの時間は、中間転写ベルトの周長が変動により最短とることで、中間転写ベルトが１周するのに必要となる最短時間に相当する。すなわち、ｔ１からｔ３までの時間は、中間転写ベルトの公称の周長から、最大周長変動分の半分を差し引いた長さをプロセススピードで除算することで得られた時間である。
【００６７】
２週目のサンプリング間隔は、１周目と同様に０．１ｍｍ間隔である。ただし、２週目のサンプリング数は１周目のサンプリング数よりもずらし量の分だけおおい。１周目のサンプリング数が１０００ポイントで、ずらし量が１００ポイントであれば、２周目のサンプリング数は１１００ポイントとなる。ここでは、最大周長変動分を１０ｍｍとしている。２周目の波形プロファイルもＲＡＭ１０３に格納される。各サンプリングポイントと反射光出力値との関係は、図９に示したとおりである。
【００６８】
１周目及び２周目のサンプリング終了後、ステップＳ８０５でずらし量を示す変数Ｘをゼロに初期化する。なお、２周目の波形プロファイルは、１周目の波形プロファイルが取得された区間の開始位置を起点として公称の周長だけ離れた基準位置からそれぞれ異なるずらし量でずらされた複数の区間における反射光の比較プロファイルといえる。また、周長測定部１１１は、プロファイル取得手段の一例である。
【００６９】
ステップＳ８０６で、周長測定部１１１は、１周目の波形プロファイルと２周目の波形プロファイルとについて差分絶対値の積算を実行する。積算は、例えば、以下の式に基づいて実行する。
【００７０】
【数１】
2010026102.tif 000003
【００７１】
ここで、Ｉ（Ｘ）は、ずらし量がＸのときの積算値を示している。Ｖ１周目（ｉ）は１周目のポイントｉにおける反射光出力値を示している。Ｖ２周目（ｉ＋Ｘ）は２周目のポイントｉ＋Ｘにおける反射光出力値を示している。なお、Ｘ＝０，１，２，…，１００である。
【００７２】
ステップＳ８０７で、周長測定部１１１は、積算値Ｉ（Ｘ）をＲＡＭ１０３に格納する。ステップＳ８０８で、周長測定部１１１は、Ｘの値を１つ増分する。ステップＳ８０９で、周長測定部１１１は、Ｘの値が最大ずらし量を超えたか否かを判定する。超えていなければ、ステップＳ８０６に戻る。超えていれば、ステップＳ８１０に進む。このようにして、Ｘ＝０からＸ＝１００となるまですべてのＸに対する積算値Ｉ（Ｘ）が算出される。
【００７３】
ステップＳ８１０で、周長測定部１１１は、算出した複数の積算値Ｉ（Ｘ）のうち最小値を決定し、そのときのＸを抽出する。
【００７４】
図１１は、実施形態に係る１周目と２週目の各波形プロファイルと積算値との関係を示し図である。ここでは、２つの波形プロファイル間の相関が最大となるときに積算値が最小になることを示している。これは、同一の地点から検出された反射光出力値は極めて類似しているという事実に基づいている。一方で、異なる位置同士では波形プロファイルが類似しないため、積算値は相対的に大きなものとなる。このように、周長測定部１１１は、複数の比較プロファイルのうち任意プロファイルに最も近い比較プロファイルを抽出する抽出手段の一例である。
【００７５】
ステップＳ８１１で、周長測定部１１１は、周長を算出し、ＲＡＭ１０３又は不揮発メモリ１０９に格納する。よって、ＲＡＭ１０３又は不揮発メモリ１０９は、測定された周長を示す情報を記憶する記憶手段の一例である。実周長は、例えば、最小の積算値を与えたＸの値を用いて次式により算出できる。
【００７６】
実周長 ＝ 公称の周長  −  最大周長変動分／２  ＋  Ｘ＊０．１    ・・・式３
また、周長測定部１１１は、実周長を以下のように、サンプリングドット（サンプリングポイント）数として算出する。
【００７７】
実周長 ＝ 公称の周長（サンプリングドット数）  −  最大周長変動分／２（サンプリングドット数）  ＋  Ｘ    ・・・式３’
さらに、周長測定部１１１は、実周長分のサンプリングドット数を時間に換算する。
【００７８】
このように、周長測定部１１１は、抽出された比較プロファイルに対応するずらし量と公称の周長とから回転体の実周長を算出する算出手段の一例である。
【００７９】
［残存トナーの検知］
残存トナーの検知タイミングは、例えば、次のタイミングである。
【００８０】
・回転体から転写材へトナー像が転写されたとき
・濃度検知用のトナー像を用いて画像濃度の制御が実行されたとき
図１２は、残存トナーの検知処理の一例を示したフローチャートである。なお、図１２のフローチャートは、図５で説明した画像濃度制御のフローチャートと、図８で説明した中間転写ベルトの周長測定のフローチャートとは並列実行されるものとする。より詳しくは、ステップＳ１２０１までは図８のフローチャートと並行して実行され、一方、ステップＳ１２０４の処理は図５のフローチャートと並行して実行される。
【００８１】
ここでは、ステップＳ１２０１を実行するにあたり、既に図８のステップＳ８０１及びステップＳ８０２が実行されている状況を想定している。よって、測定対象となる中間転写ベルト３１及び光学センサ１０４の各状態は、図８の場合と同じ状態になっているものとする。以下、各ステップについて具体的に説明を行っていく。
【００８２】
ステップＳ１２０１で、ＣＰＵ１０１の残トナー検知部１１３は、ステップＳ８０３と同じタイミングにてサンプリングを開始する。なお、この時のサンプリング間隔は、ステップＳ８０３と同様に、例えば、０．１ｍｍ間隔（０．１ｍｍに相当する時間間隔）とすればよい。
【００８３】
ステップＳ１２０２で、残トナー検知部１１３は、ステップＳ１２０１のサンプリング開始タイミングを起点とし、タイマー計時をスタートする。このタイマーの計時は、少なくとも後述のステップＳ１２０７の処理が終了するまで行われる。なお、タイマーは、光学センサが回転体の表面のどの位置を検出しているかを特定するために使用される検出位置特定手段の一例である。
【００８４】
ステップＳ１２０３で、残トナー検知部１１３は、中間転写ベルトの１周分の公称値と最大周長変動量との和に相当するドット数になるまで、サンプリングデータをＲＡＭ１０３に書き込む。なお、実周長は、理論的に、中間転写ベルトの１周分の公称値と最大周長変動量との和と等しいかそれ未満である。よって、実周長の情報がすでにＲＡＭ１０３又は不揮発メモリ１０９に保存されているときは、残トナー検知部１１３は、この情報を読み出すことで実周長を特定できる。なお、中間転写ベルトの実周長の情報は、ステップＳ１２０１と並行して実行される図８のフローチャートの処理が終了したことに応じて取得される。そして、残トナー検知部１１３は、実周長を上述したドット数や時間に変換する。つまり、中間転写ベルトの１周分にわたる表面特性のサンプリングデータがＲＡＭ１０３に保持されることになる。
【００８５】
より具体的には、最初にサンプリングされた１つ目のデータから、ちょうど１周した時にサンプリングされたデータまで、即ち、１、２・・・ＳＮのデータがＲＡＭ１０３に保持されることになる。なお、ＳＮは、実周長に相当するドット数のことである。このように、ＣＰＵ１０１は、１からＳＮまでの識別情報によって各サンプリングデータ（検出値）を特定する。このように、ＣＰＵ１０１及びＲＡＭ１０３は、検出手段により検出された表面特性の各データを検出位置特定手段により特定された検出位置に対応付けて記憶する。また、ＲＡＭ１０３は、クリーニング済みの回転体の少なくとも１周にわたる表面特性を過去に検出された表面特性として記憶することになる。
【００８６】
ステップＳ１２０４において、残トナー検知部１１３は、画像濃度制御が終了したか否かを判断する。画像濃度制御については、図５を用いて説明したとおりである。当該判断はステップＳ１２０４でＹＥＳと判断されるまで継続して行われる。ステップＳ１２０４でＹＥＳと判断された場合には、ステップＳ１２０５に進む。
【００８７】
ステップＳ１２０５で、残トナー検知部１１３は、中間転写ベルトのクリーニングを開始する。このクリーニングに関しても、図５のフローチャートにおいて説明したとおりである。
【００８８】
ステップＳ１２０６で、残トナー検知部１１３は、中間転写ベルトの表面特性のサンプリングを再開する。残トナー検知部１１３は、ここでのサンプリングドット数は、中間転写ベルトの実周長以上の長さに相当する数である。実周長を示す情報は、ＲＡＭ１０３又は不揮発メモリ１０９から読み出される。
【００８９】
なお、ステップＳ１２０６を開始するタイミングは、ステップＳ１２０５の開始タイミングと同じであっても良いし、中間転写ベルトのクリーニングを開始してから所定時間経過したタイミングでも良い。ここでの所定時間とは、実験等により経験的に得られた、中間転写ベルトのクリーニングが最短で終了する場合の時間を適用すれば効果的である。
【００９０】
ステップＳ１２０７で、残トナー検知部１１３は、中間転写ベルト上における現在のサンプリング位置を特定する。タイマーは、ステップＳ１２０１の処理を開始してから現在の時刻までの経過時間ｔを計時している。よって、残トナー検知部１１３は、タイマーから取得した経過時間ｔを用いて現在位置を特定する。この特定は、例えば、次式に基づいて実行される。
【００９１】
現在サンプリング位置＝ＭＯＤ(（v×t×10)，ＳＮ）    ・・・式４
ここで、ＭＯＤ（ａ，ｂ）はａ／ｂの剰余を表す関数である。ｖは中間転写ベルトの回転速度（１８０ｍｍ/sec）である。ｔはタイマーにより計時された経過時間である。
【００９２】
例えば、実周長を公称の周長である８００ｍｍ（ドット数に換算すると８０００ドット）とし、現在のタイマー値を７．２秒とする。この場合、式４から、現在の位置はＭＯＤ（（１８０×７.２×１０）,８０００）＝４９６０となる。つまり、１ドット目のサンプリングから数えて４９６０ドット目の位置で現在の波形プロファイル（表面特性）をサンプリングしていることになる。
【００９３】
ステップＳ１２０８で、残トナー検知部１１３は、最新の１周分の各サンプリングデータと、クリーニング済みの中間転写ベルトから過去に検出された１周分の各サンプリングデータとについてマッチング処理を実行する。最新の１周分の各サンプリングデータは、現在のベルト位置から過去へ１実周長相当のドット数分だけ遡った位置までの各ドットのサンプリングデータである。比較対象のデータは、ステップＳ１２０３で検出されてＲＡＭ１０３に保持されている１実周長相当の各ドットのサンプリングデータである。
【００９４】
上記の実周長が８００ｍｍの場合を例に具体的に説明する。ここでは、
全サンプリング数＝ＭＯＤ（（１８０×７.２×１０）,８０００）＋８０００Ｎ
とする（Ｎは自然数であり、現在の周回を表す）。ここでは、現在の位置が、Ｎ周回目の４９６０番目であるため、Ｎ周回目の４９６１番目から８０００番目までのデータは未取得である。よって、Ｎ−１周回目の４９６１番目から８０００番目までを代用することにする。
【００９５】
（４９６１＋８０００（Ｎ−１））番目から８０００Ｎ番目までの各サンプリングデータと、予めＲＡＭ１０３に保持されている４９６１番目から８０００番目までの各サンプリングデータとがマッチング処理される。さらに、（１＋８０００Ｎ）番目から（４９６０＋８０００Ｎ）番目までの各サンプリングデータと、ＲＡＭ１０３に保持されている１番目から４９６０番目までの各サンプリングデータとがマッチング処理される。このように、残トナー検知部１１３は、過去（初期）に取得された１周分のサンプリングデータと、現在（最新）の１周分のデータとをマッチング処理する。
【００９６】
マッチング処理では、例えば、過去（初期）に取得された１周分のサンプリングデータと、現在（最新）の１周分のデータとの差分を積算し、総和を算出する。この総和を、差分の積算値Ｂ’と呼ぶことにする。
【００９７】
ステップＳ１２０９で、残トナー検知部１１３は、マッチング処理の結果が中間転写ベルトにトナーが残存していることを示しているか否かを判定する。具体的に、残トナー検知部１１３は、積分値Ｂ’が閾値Ｂ以下であるか否かを判定する。即ち、積算値Ｂ’  ≦  Ｂ  の条件式が成立すると、ステップＳ１２１０に進む。当該条件式が不成立であれば、ステップＳ１２０６に戻る。すなわち、ＣＰＵ１０１は、残存トナーが検知されると、回転体のクリーニングを継続して実行させる制御手段の一例である。
【００９８】
ステップＳ１２１０で、残トナー検知部１１３は、中間転写ベルトのクリーニングを停止（終了）する。なお、Ｂの値は、実験等によりクリーニングが十分行われた場合に得られる演算結果を採用することとする。
【００９９】
以上説明したように、本実施形態によれば、残存トナーの検知精度が従来よりも向上することになる。これにより、残存トナーによる転写材の汚濁が減るであろう。さらに、必要以上にクリーニングが実行されることも減るであろう。すなわち、クリーニングのための中間転写ベルト回転駆動時間が中間転写ベルト上のトナーが除去されるまでの最低時間に短縮される。
【０１００】
なお、本実施形態では、画像濃度制御の後で残存トナーを検知するものとして説明した。しかし、本発明は、通常の画像形成において中間転写ベルトから転写材にトナーが転写され後に実行されてもよい。
【０１０１】
なお、回転体（例：中間転写ベルト）の周長の検知を任意のタイミングで実行できるため、周長の検知に要する時間も短縮できる。そのためには、回転体の実周長を回転体の周長の最大変動量に応じて公称の周長よりも長く見積もっておき、少しずつ表面特性のプロファイルをずらしながらマッチング処理を行うことが望ましい。
【０１０２】
なお、残存トナーを検知するための光学センサ１０４を駆動ローラ８に対向させて設けているため、検知結果のジッター成分を減らすことができる。
【０１０３】
また、トナーが残存している限りは、原則として、クリーニングを実行する。逆に、トナーが検知されなければ、クリーニングが終了する。よって、トナーの残像量に応じてクリーニング時間が好ましいものとなろう。
【０１０４】
ところで、ＣＰＵ１０１は、タイマーを用いてクリーニング処理が実行される最大時間を計時し、最大時間が経過すると強制的にクリーニングを終了させてもよい。最大時間に変えて、ステップＳ１２０６ないしＳ１２０９までの処理のループ回数が最大ループ回数に達したか否かが判定されてもよい。これは、ＣＰＵ１０１が、クリーニング手段や回転体の寿命が尽きたか否かを判断する寿命判断手段として機能することを意味する。このように、ＣＰＵ１０１は、回転体のクリーニングの継続時間が所定時間を超えてもマッチング処理の結果がクリーニングの完了を示していない場合に、クリーニング手段の寿命が尽きたと判定する。すなわち、一定回数以上にわたりクリーニングを試行してもトナーが残存していれば、もはや、クリーニングブレードや中間転写ベルトにキズなどが生じたと考えられるからである。
【０１０５】
この場合、ＣＰＵ１０１は、中間転写ベルトに関するエラー制御を実行するエラー制御手段として機能してもよい。例えば、ＣＰＵ１０１は、表示装置１１０に中間転写ベルトユニットやクリーニング部材の交換を促すメッセージを出力したり、当該ユニットの異常を表示したりしてもよい。すなわち、表示装置１１０は、寿命判断手段によりクリーニング手段の寿命が尽きたと判断されると、クリーニング手段の交換を促すメッセージを出力する出力手段の一例である。これにより、操作者は、中間転写ベルトの寿命が尽きたことを認識できるようになる。
【０１０６】
なお、本実施形態では、濃度検知用のトナー像を用いて画像濃度の制御が実行されたときや、回転体から転写材へトナー像が転写されたときなど、トナーが残存していそうなタイミングで、検知処理及びクリーニング処理が実行される。これに加えて、画像形成装置の電源投入時にもクリーニングが実行されてもよい。
【０１０７】
［実施形態２］
本実施形態では、転写材に対し縁無し印刷可能な画像形成装置について述べる。縁無し印刷は、よく知られているように、転写材のサイズよりも大きなサイズのトナー像を中間転写ベルト上に形成し、それを転写材に転写することで、転写材に縁余白無しで画像を形成することをいう。このように、縁無し印刷では、転写材のサイズを超えたトナー像の部分は転写材に転写されずに、中間転写ベルト上に残存することとなる。
【０１０８】
図１３は、縁無し印刷可能な画像形成装置の一例を示す断面図である。既に説明した箇所には、同一の参照符号を付与している。画像形成装置１３００の中間転写ベルト３１に適用されるクリーニング方式は静電回収方式である。ここでは一例として、中間転写ベルト周長の公称値を７１２ｍｍとし、縁無し印刷時におけるプロセススピードを５７．５ｍｍ／ｓｅｃとする。
【０１０９】
まず、静電回収方式について説明する。図１０によれば、二次転写ローラ３５に対向して対向ローラ３４が配置される。二次転写ローラ３５は、クリーニングブレード３６によってクリーニングされる。二次転写ローラ３５と対向ローラ３４とによって形成されるニップ部（二次転写部）よりも、中間転写ベルト３１の搬送方向の下流には、帯電ブラシ３７とクリーニングローラ３８が配置される。帯電ブラシ３７は、例えば、ナイロン（登録商標）製のブラシである。クリーニングローラ３８は、例えば、ＮＢＲ（アクリロニトリルブタジエンゴム）やヒドリンゴムを材料とする１０Ｅ７〜１０Ｅ８Ωに抵抗調整されたソリッド状のローラである。
【０１１０】
二次転写部で転写材に転写されなかった残存トナーは、まずプラスに印加された帯電ブラシ３７を通過する際にプラス極性化されるとともに、帯電ブラシ３７により中間転写ベルト上に一様に散らされる。さらに、プラスに印加されたクリーニングローラ３８によって残存トナーのプラス極性がさらに強化される。その際、帯電ブラシ３７には１．０〜１．５ｋＶの電圧が印加され、クリーニングローラ３８には１．５〜２．０ｋＶの電圧が印加される（２５℃、５５％環境下）。これらの数値は一例に過ぎない。
【０１１１】
プラス極性を持ったトナーがさらに搬送方向の下流側へ進み、一次転写ローラ１４と感光ドラム２とにより構成される一次転写部に到着する。一次転写部を塚する際に、残存トナーは、感光ドラム２へと転写される。これは、一次転写ローラ１４がプラスに印加され、感光ドラム２がマイナス印加されるからである。感光ドラム２により回収された残存トナーはクリーニングブレード６によって感光ドラム２から除去される。なお、画像形成ステーションは４つ存在するため、残存トナーを回収する画像形成ステーションを１つ又は複数選択してもよい。この選択は、例えば、回収対象となる画像形成ステーションのみ、その一次転写ローラをプラス印加し、その感光ドラムにマイナス印加すれば、実現できる。
【０１１２】
一方、帯電ブラシ３７およびクリーニングローラ３８にも徐々にマイナス極性を持つ残存トナーが付着してゆく。これは、残存トナーのプラス帯電化性能が低下することを意味する。これを予防するには、定期的又は適当なタイミングで付着したトナーを除去すればよい。例えば、帯電ブラシ３７及びクリーニングローラ３８にそれぞれマイナス１．０ｋＶ印加することで、マイナス極性を持つトナーが中間転写ベルト３１に移動する。そのトナーは、一次転写ローラ１４にマイナス印加することで、静電的反発力から感光ドラム２へ移り、クリーニングブレード６によって回収される。
【０１１３】
次に縁無し印刷モードが選択されたときに画像形成について説明する。ここでは、ホストコンピュータ上の画像ファイルに対して、ユーザが縁無し印刷モードを選択したと仮定する。この場合、ＣＰＵ１０１は、ホストコンピュータにより指定されたサイズの転写材に対して縁無し印刷が実現されるよう、画像をリサイズする。
【０１１４】
図１４Ａは、中間転写ベルト上に形成されたリサイズ後のトナー画像のサイズを示した図である。トナー画像の縦のサイズはＩｖであり、横のサイズはＩｈである。
【０１１５】
図１４Ｂは、転写材のサイズを示した図である。転写材の縦のサイズはＰｖであり、横のサイズはＰｈである。ここで、トナー画像と転写材に関して、次式の関係が成り立てば縁無し印刷が実現される。
Ｐｖ＜Ｉｖ
Ｐｈ＜Ｉｈ
理想的には、Ｐｖ＝ＩｖかつＰｈ＝Ｉｈが成り立てば縁無し印刷を実現できる。しかし、転写材が前後左右に少々ずれて二次転写部に給紙されると、転写材に余白が生じてしまう。それゆえ、リサイズ後の画像サイズは転写材サイズよりも若干大きくなるように設定される。
【０１１６】
図１４Ｃは、中間転写ベルト３１上には形成されたＩｖ×Ｉｈサイズのトナー画像を二次転写部においてＰｖ×Ｐｈサイズの転写材に二次転写した様子を示している。
【０１１７】
図１４Ｄは、残存トナーを示し図である。トナー画像は転写材よりも大きいため、二次転写後には、額縁状のトナーが中間転写ベルト３１上に残存することになる。なお、この残存トナーは中間転写ベルト３１に残るだけでなく、二次転写ローラ３５にも付着する。付着したトナーを放っておけば、二次転写ローラ３５の回転周期で転写材の裏面にトナーが付着し、転写材の裏面が汚れてしまう。その対策として、例えば、二次転写ローラ３５を、スポンジ層をＰＦＡ表層（厚み５０μｍ）で覆った２層ローラとする。さらに、ウレタンゴムなどを使用したクリーニングブレード３６が二次転写ローラ３５に当接することで、二次転写ローラ３５からトナーが掻き取られる。これにより、転写材裏面のトナー汚れを抑制できる。
【０１１８】
一方、中間転写ベルト上の残存トナーもし、次の画像形成に備えてクリーニングされなければならない。つまり縁無し印刷時は、通常印刷時よりも大量の残存トナーがクリーニングされなければならず、一度で回収除去できない可能性が高い。よって、中間転写ベルトの回転時間を増やして回収回数を増やすなど、何らかの対策が必要となる。
【０１１９】
また、トナーの載り量に応じて、残存トナーの量も変わる。よって、予測制御によるクリーニング方式では、常に、最大載り量時のトナーを想定したクリーニング制御が求められる。
【０１２０】
図１５は、中間転写ベルト上のトナー載り量に応じた、静電回収方式によるクリーニング制御で必要なベルト周回数を示す図である。
【０１２１】
最大載り量を想定してクリーニング制御を行なうと、３周分のクリーニング周回が必要となる。一方、トナー載り量が０．４ｍｇ／ｃｍ＾２（１００％）の場合、本来であれば、１周分でクリーニング可能である。しかし、最大載り量を想定した制御が用いられると、常に、３周分のクリーニングが実行されてしまう。よって、ダウンタイムが必要以上に長くなってしまう。
【０１２２】
そこで、適宜、トナーの載り量や残存トナーの検知結果に応じてクリーニングが必要か否かを判定すれば、ダウンタイムを削減できるであろう。これは、スループットを増加させることになる。また、中間転写ベルトやクリーニング機構の駆動時間が減少するため、これらの寿命の長期化も達成されよう。
【０１２３】
図１６は、残存トナーの検知処理の一例を示したフローチャートである。なお、既に説明した箇所には、同一の参照符号が付与されている。
【０１２４】
ステップＳ１６０１で、ＣＰＵ１０１の縁無し印刷制御部１１４は、縁無し印刷モードが選択されたことを認識すると、縁なし印刷を開始する。まず、縁無し印刷制御部１１４は、ホストコンピュータから指定された転写材のサイズから、トナー画像のサイズを決定する。この際に、トナー画像のサイズを転写材のサイズよりどの程度大きくするかは、給紙精度に依存する。すなわち、二次転写部での給紙位置のズレ量の最大値を実験により求め、ズレ量が最大値となっても、転写材上に縁が生じないように、縦と横の各マージンを決定する。このマージンに相当するトナー像が額縁状の残存トナーになる。縁無し印刷制御部１１４は、決定したサイズのトナー画像を、画像形成ステーションを制御して中間転写ベルト上に形成させる。また、ＣＰＵ１０１の残トナー検知部１１３は、光学センサ１０４の発光素子３０１の発光を開始する。次に、縁無し印刷制御部１１４は、二次転写部へのトナー画像の到着タイミングと、転写材の到着タイミングとを同期させ、中間転写ベルト３１から転写材へトナー画像を転写する。さらに、縁無し印刷制御部１１４は、縁なし印刷が終了したと判定すると、ステップＳ１２０５に進む。ステップＳ１２０５で、縁無し印刷制御部１１４は、駆動制御部１０８を制御し、帯電ブラシ３７とクリーニングローラ３８にプラスバイアスを印加する。
【０１２５】
その後は、上述したステップＳ１２０６ないしステップＳ１２１０が実行される。すなわち、残存トナーが十分に除去されると、クリーニングが終了する。
【０１２６】
このように、残存トナーの検知結果に応じて中間転写ベルト上のクリーニングが制御される。すなわち、実際に使用されたトナー量に応じてクリーニング時間が決定されることになる。また、中間転写ベルト３１、帯電ブラシ３７、クリーニングローラ３８等の耐久劣化や環境変動などに応じて、クリーニング時間が決定されることになる。これらにより、ダウンタイムが削減され、スループットが向上しよう。また、クリーニングの不良も減るであろう。さらに、中間転写ベルト３１やクリーニング機構等の寿命も延びるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０１２７】
【図１】実施形態に係るカラー画像形成装置の概略断面図である。
【図２】実施形態に係る制御部の一例を示すブロック図である。
【図３】光学センサ１０４の一例を示す図である。
【図４】中間転写ベルト上の複数の位置における下地出力の変動とパッチ出力の変動とを例示した図である。
【図５】実施形態に係る画像濃度制御の一例を示すフローチャートである。
【図６】発光タミング、中間転写ベルトの回転タイミング及びパッチ画像の形成タミングの一例を示した図である。
【図７】トナー付着相当量、画像濃度およびトナー付着量との関係を保持したテーブルの一例を示す図である。
【図８】本実施形態における中間転写ベルトの周長測定方式を示したフローチャートである。
【図９】各サンプリングポイントと反射光出力値の関係の一例を示す図である。
【図１０】１周目のサンプリング開始タイミングｔ１から２周目のサンプリング終了タイミングｔ６を説明するための図である。
【図１１】実施形態に係る１周目と２週目の各波形プロファイルと積算値との関係を示し図である。
【図１２】残存トナーの検知処理の一例を示したフローチャートである。
【図１３】縁無し印刷可能な画像形成装置の一例を示す断面図である。
【図１４Ａ】中間転写ベルト上に形成されたリサイズ後のトナー画像のサイズを示した図である。
【図１４Ｂ】転写材のサイズを示した図である。
【図１４Ｃ】中間転写ベルト３１上には形成されたＩｖ×Ｉｈサイズのトナー画像を二次転写部においてＰｖ×Ｐｈサイズの転写材に二次転写した様子を示す図である。
【図１４Ｄ】縁無し印刷時の残存トナーを示し図である。
【図１５】中間転写ベルト上のトナー載り量に応じた、静電回収方式によるクリーニング制御で必要なベルト周回数を示す図である。
【図１６】残存トナーの検知処理の一例を示したフローチャートである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【図１４Ｄ】
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【図１５】
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【図１６】
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