(57)【要約】【課題】各パッチ画像間のセンサ出力タイミングのバラツキを抑制しつつ、複数色重ねトナー像の相対位置ずれを十分低減できる。【解決手段】中間転写ベルト１０１等の像担持体上の各色のパッチ画像を２次転写ベルト１１０等の用紙搬送部材上に転写するときの転写条件を設定する転写条件設定手段を備え、転写条件設定手段は、各色のパッチ画像を用紙搬送部材上に転写するときの各色トナー間における転写効率の差が、複数色重ねトナー像を用紙上に転写するときの各色のトナー像間の転写効率の差に比べて、小さくなるような転写条件に設定する。【選択図】図５
2016095390.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数色のトナー像が重なった状態で像担持体上に形成された複数色重ねトナー像を転写部で用紙へ転写して画像形成を行う画像形成手段と、前記転写部で前記像担持体へ用紙を当接させて搬送する用紙搬送部材上に前記像担持体上の各色のパッチ画像を転写してから、各色のパッチ画像の位置をセンサで検知し、そのセンサ出力タイミングに基づいて各色間の相対位置ずれが低減するように作像条件を補正する補正手段とを有する画像形成装置において、
前記像担持体上の各色のパッチ画像を前記用紙搬送部材上に転写するときの転写条件を設定する転写条件設定手段を備え、
該転写条件設定手段は、各色のパッチ画像を前記用紙搬送部材上に転写するときの各色トナー間における転写効率の差が、複数色重ねトナー像を用紙上に転写するときの各色トナー間の転写効率の差に比べて、小さくなるような前記転写条件に設定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像形成装置において、
前記転写条件設定手段は、各色のパッチ画像を前記用紙搬送部材上に転写するときの前記転写条件に、黒色のパッチ画像を前記用紙上に転写するときの前記転写条件を設定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１記載の画像形成装置において、
前記転写条件設定手段は、各色のパッチ画像を前記用紙搬送部材上に転写するときの前記転写条件に、線画を前記用紙上に転写するときの前記転写条件を設定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
前記転写条件設定手段は、各色のパッチ画像を前記用紙搬送部材上に転写するときの前記転写条件を環境条件によって変更することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
前記転写条件設定手段は、印刷中の用紙と用紙の間で、各色のパッチ画像を前記用紙搬送部材上に転写するときの前記転写条件に設定して各色のパッチ画像を前記用紙搬送部材上に転写し、その後複数色重ねトナー像を前記用紙上に転写するときの前記転写条件に設定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ものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複数色のトナー像が像担持体上で重なった状態の複数色重ねトナー像を転写部で用紙へ転写する画像形成装置において、複数色のトナー像間における相対位置ずれを補正するものが知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、用紙を当接させて搬送する用紙搬送部材としての２次転写ローラ上に転写されたライン状のパッチ画像の位置を検知した結果に基づいて複数トナー像間の相対位置ずれを補正する画像形成装置が開示されている。
特許文献１に開示の画像形成装置では、各色の感光体上に形成されたパッチ画像は、感光体と中間転写ベルトが圧接する１次転写ニップにおいて中間転写ベルト上に転写される。次いで、中間転写ベルト上に転写された各色のパッチ画像は、中間転写ベルトと２次転写ローラが圧接する転写部としての２次転写ニップにおいて２次転写ローラの周面に転写される。このときの２次転写ニップでの転写電圧、転写電流等の転写条件は、全色を重ねた複数色重ねトナー像（以下、フルカラートナー像という）を形成する画像形成動作時と同じ転写条件にしている。そして、２次転写ローラ上の各色のパッチ画像を光学式の反射型センサにより検知する。
【０００４】
この反射型センサは発光素子と受光素子とを備え、発光素子の光が２次転写ローラのローラ面で反射され受光素子に至る。２次転写ローラ上にパッチ画像があるとパッチ画像のエッジ部を検知した受光素子の受光量が変化し、その受光量に応じた立ち下がり又は立ち上がりを持った波形の検出信号がセンサから出力される。その検知信号と閾値レベルとを比較してパッチ画像検知時のパルスが出力される。そのセンサ出力タイミングに基づいて各色のパッチ画像の位置を検知する。その検知結果に基づいて複数色重ねトナー像の相対位置ずれが低減するように、例えば露光タイミングや駆動速度プロファイルなどの作像条件を補正している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に、各色のトナーは、その材料の違い等によって、転写効率が最大となる転写条件が互いに異なる。そのため、フルカラートナー像の画像形成動作時に設定される転写条件では、一部の色についての転写効率は相対的に高くなる一方、別の色についての転写効率は相対的に低いものとなる。転写効率が相対的に低い色のパッチ画像については、転写効率と１次相関関係にある単位面積あたりのトナー付着量（以下、単にトナー付着量という）が、転写効率が相対的に高い色のパッチ画像よりも少ない。
【０００６】
上記反射型センサのセンサ出力の立ち下がり又は立ち上がりの勾配は、受光素子の受光領域全体に占めるパッチ画像のエッジ部からの光を受光している箇所の面積比率が刻々と変化するために生じる。パッチ画像のトナー付着量が異なると、そのパッチ画像のトナー付着量に応じてパッチ画像のエッジ部を検知した受光量が異なり、上記勾配も異なるものとなる。このため、パッチ画像のトナー付着量により各色のセンサ出力が閾値レベルに達するまでの時間に差が生じる。その結果、転写効率が相対的に低い色のパッチ画像と高い色のパッチ画像との間で、センサ出力タイミングにバラツキが出てしまう。パッチ画像の位置は、上述のとおり、センサ出力タイミングに基づいて検知するため、各色のセンサ出力タイミングにバラツキがあると、各色のパッチ画像の位置を正確に検知できない。その結果、各パッチ画像間の相対位置ずれが十分に低減できない虞があった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するために、請求項１の発明は、複数色のトナー像が重なった状態で像担持体上に形成された複数色重ねトナー像を転写部で用紙へ転写して画像形成を行う画像形成手段と、前記転写部で前記像担持体へ用紙を当接させて搬送する用紙搬送部材上に前記像担持体上の各色のパッチ画像を転写してから、各色のパッチ画像の位置をセンサで検知し、そのセンサ出力タイミングに基づいて各色間の相対位置ずれが低減するように作像条件を補正する補正手段とを有する画像形成装置において、前記像担持体上の各色のパッチ画像を前記用紙搬送部材上に転写するときの転写条件を設定する転写条件設定手段を備え、該転写条件設定手段は、各色のパッチ画像を前記用紙搬送部材上に転写するときの各色トナー間における転写効率の差が、複数色重ねトナー像を用紙上に転写するときの各色トナー間の転写効率の差に比べて、小さくなるような前記転写条件に設定することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、各パッチ画像間のセンサ出力タイミングのバラツキを抑制しつつ、複数色重ねトナー像の相対位置ずれを十分低減できるという特有の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態に係るプリンタの概略構成図。
【図２】同プリンタの制御系の説明図。
【図３】２次転写ベルト上に形成された各色パッチ画像を説明する拡大斜視図。
【図４】各色のパッチ画像を検出し、パッチ画像間隔計測を行う際のタイムチャート。
【図５】任意の環境条件での２次転写電流と２次転写効率の関係を説明する図。
【図６】パッチ画像の２次転写条件設定動作及び作像条件補正動作を説明するフローチャート。
【図７】異なる環境条件に対し２次転写効率が最も良い２次転写電流との関係を説明する図。
【図８】パッチ画像の２次転写条件設定動作及び作像条件補正動作の変形例を説明するフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を適用した画像形成装置として、電子写真方式のプリンタ（以下、単にプリンタという）の一実施形態について説明する。まず、本実施形態に係るプリンタの基本的な構成について説明する。
図１は、同プリンタの概略構成図である。
図１に示すプリンタ１は、タンデム方式のカラーレーザプリンタであり、それぞれ黒（Ｋ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびイエロー（Ｙ）の色材（トナー）の画像を形成する作像ユニット１００Ｋ〜１００Ｙが、中間転写ベルト１０１に沿って併設されている。なお、以下の説明において、添え字Ｋ、Ｍ、Ｃ、Ｙはそれぞれ、ブラック用、マゼンタ用、シアン用、イエロー用の部材であることを示すものである。
【００１１】
各作像ユニット１００（１００Ｋ〜１００Ｙ）は、それぞれ感光体２００（２００Ｋ〜２００Ｙ）、帯電装置２０１（２０１Ｋ〜２０１Ｙ）、現像装置２０３（２０３Ｋ〜２０３Ｙ）及びクリーニング装置を備えている。なお、図１では、作像ユニット１００Ｙについての感光体２００Ｙ、帯電装置２０１Ｙ、現像装置２０３Ｙのみ符号を示しているが、他の作像ユニット１００Ｋ，Ｍ，Ｃも図示されるように同様に構成されている。
【００１２】
マルチビーム方式の光走査装置２０２は、各色のカラー画像データとして送られてきた信号を書込み信号に変換し、各感光体２００に、各色記録用の画像光（レーザ光）を出射する。各作像ユニット１００は、一連のカールソンプロセス（電子写真プロセス）を経て、各感光体２００上にカラートナー像を形成する。また、各作像ユニット１００は、後述する位置ずれ検出用のトナー像パターン（以下、パッチ画像という）を形成するパッチ形成手段としても機能する。
【００１３】
各作像ユニット１００が形成した各色トナー像は、１次転写手段としての１次転写チャージャ（転写ローラにより構成しても良い）１０３（１０３Ｋ〜１０３Ｙ）により中間転写ベルト１０１の同一位置に重ねて転写される。記録用紙対応力の向上のために、中間転写ベルト１０１に弾性（ゴム）ベルトを用いている。中間転写ベルト１０１に転写されたカラートナー像は、２次転写ベルト１１０を介して、用紙搬送部材としての２次転写ローラ１０４により記録媒体としての用紙１０５に一括転写される。
【００１４】
２次転写ベルト上でパッチ画像検出として、図１の構成では、記録用紙対応力の向上のために、中間転写ベルト１０１に弾性（ゴム）ベルトを用い、２次転写ベルト１１０にポリイミドベルトを用いる構成である。中間転写ベルト１０１に弾性ベルトを用いた場合、表面がポリイミドベルトに比べ粗い。このために、反射光として拡散光が多くなり、中間転写ベルト上で、トナー像パターンをセンサとしての画像位置検出器３１７で検出することが困難なため、パッチ画像を２次転写ベルト１１０上で検出する。そのために、画像位置検出器３１７が２次転写ベルト上の特定の位置に設置されている。中間転写ベルト１０１上で形成されたパッチ画像は、２次転写ローラ１０４によって、２次転写ベルト１１０上に転写されて、画像位置検出器３１７にて検出されて、記録位置ずれ及び位置調整値が算出される。２次転写ベルト１１０上で検出されたパッチ画像は、クリーナにて除去される。
【００１５】
用紙１０５上に転写されたカラートナー像は、定着装置１０６で用紙１０５に定着されることで、画像形成がなされるものである。なお、中間転写ベルト１０１は、駆動ローラ１０８を含む複数のローラに張架されて、駆動手段により回転駆動され、各感光体２００の直下を図１中の矢印方向へ移動する。この移動方向を副走査方向（ｙ）とし、副走査方向に直交する用紙１０５の幅方向を主走査方向（ｘ）とする。
【００１６】
本体制御部３００は、プリンタ１の本体内に備えた動作制御が必要な各部及び各部に有した装置等の動作の制御を行うものである。本体制御部３００について、図２を用いて説明する。
【００１７】
図２は、プリンタ１の制御系の説明図である。図２に示すように、本体制御部３００は、中央演算処理部（ＣＰＵ）３０１と、ＲＯＭ３０２とＲＡＭ３０３からなるメモリと、入出力用のＩ／Ｏポート３０４、３０５などを備えている。また、Ｉ／Ｏポート３０４は操作部３０６と接続されている。Ｉ／Ｏポート３０５は、用紙位置検知手段３０７、温湿度センサ３０８、感光体駆動モータ３０９、ベルト駆動モータ３１０、中間転写接離クラッチ３１１、１次転写高圧電源３１２、２次転写高圧電源３１３、帯電高圧電源３１４、現像高圧電源３１５、ＬＥＤアレイ３１６、画像位置検出器３１７、位置ずれ補正手段３１８、タイマー３１９、カウンタ３２０等と接続されている。
【００１８】
用紙位置検知手段３０７は、レジストローラ対が回転し始めたタイミングから用紙１０５の位置を計算している。また、温湿度センサ３０８は、プリンタ１の装置本体内の環境情報を取得している。また、中間転写接離クラッチ３１１は、モノクロ画像形成時、他の色の作像ユニット１００に有した各感光体２００と中間転写ベルト１０１が離間するように、中間転写ベルト１０１の軌道を切替える。
【００１９】
位置ずれ補正手段３１８は、各作像ユニット１００、光走査装置２０２及び中間転写ベルト１０１を含む作像エンジン（ハードウエア及びプロセス）を制御するプロセスコントローラと、ハードウエアに対して制御信号および検出信号を入出力するインターフェースコントローラであり、いずれのコントローラもＣＰＵまたはＭＰＵを主体とする情報処理装置により構成される。
【００２０】
次に、パッチ画像の形成について説明する。
中間転写ベルト１０１へのパッチ画像の形成は、用紙１０５への画像形成動作に先だって行われるものである。例えば、画像形成装置の立ち上がり時（主電源スイッチの投入による主電源オンの直後）、復帰時（省電力のための省エネモードから印刷動作が可能なスタンバイモードに復帰した直後）において行われる。また、パッチ画像の形成と、該パッチ画像に基づく補正量算出は一連の動作として行われる。
【００２１】
また、この一連の動作は、図２の温湿度センサ３０８が所定以上の温度変化を検出した場合や、タイマー３１９により所定時間の経過を検出した場合や、カウンタ３２０により所定枚数を印刷した場合等にも行うことも好ましい。また、前記の温度、タイマーやカウンタによる所定枚数時には、印刷動作を止めることなく用紙と用紙の間である紙間にパッチ画像を形成する。
【００２２】
次に、正反射光による位置ずれ量の算出について説明する。
図３は、２次転写ベルト上に形成された各色パッチ画像を説明する拡大斜視図である。図４は、各パッチ画像を検出し、パッチ画像間隔計測を行う際のタイムチャートである。
図３に示すように、図１の各作像ユニット１００Ｋ〜１００Ｙで形成された位置ずれ検出用の各色のパッチ画像４００Ｋ〜４００Ｙ、４００ＫＮ〜４００ＹＮを中間転写ベルト１０１の副走査方向で異なった位置に転写する。中間転写ベルト１０１に転写されたパッチ画像４００を２次転写ベルト１１０に転写し、センサとしての画像位置検出器３１７（３１７ａ〜３１７ｃ）が検出する。図１の位置ずれ補正手段３１８が、ある特定色、ここでは黒のパッチ画像４００Ｋの検出信号と、他の各色Ｙ，Ｍ，Ｃのパッチ画像４００Ｙ，４００Ｍ，４００Ｃの検出信号との、それぞれの時間間隔を測定する。その相対時間差によって、図１の光走査装置２０２内の半導体レーザが出射し、感光体２００を露光するレーザ光の、感光体に対する副走査位置（円周方向の位置）を制御することで、相対的時間差を目標の相対的時間差になるようにする。２次転写ベルト１１０に対する黒色のＫの作像位置から、他色Ｍ，Ｃ，Ｙの目標のピッチ間隔となるように作像位置を合わせる。図３に示すように、横線パッチ画像４００Ｋ〜４００Ｙより、副走査方向のレジスト位置を合せ、主走査方向のレジスト位置合せは、横線パッチ画像４００Ｋ〜４００Ｙと斜め線パッチ画像４００ＫＮ〜４００ＹＮとの時間間隔差より位置合せを実行する。
【００２３】
上記例では１回のパッチ画像で示したが、実際はメカニカルな速度変動要因により、測定時の誤差が発生するため、副走査方向に、同じようなパッチ画像を複数回形成する。上記と同様にレジスト調整値を計算し、その平均値を算出することで、メカニカルな周期性の誤差を小さくする。
【００２４】
２次転写ベルト１１０上のパッチ画像４００は、主走査方向ｘに３か所に分けられて形成され、両端のパッチ画像は、書込み領域の両端に形成され、残りの１箇所は書込み領域の中央部に形成されている。ここで、書込み領域とは、用紙上にトナー像を転写できる範囲である。上記調整値の設定では、書込み領域内の３箇所のパッチ画像を用いて、主走査方向ｘ及び副走査方向ｙのレジスト調整値の他に、走査線のスキューの調整値、走査幅の調整値を決定することが可能である。
【００２５】
画像位置検出器３１７ａ〜３１７ｃのそれぞれには、発光素子と受光素子があり、発光素子の光が２次転写ベルト１１０で正反射されて受光素子に至る。パッチ画像があると、受光素子の受光量が変化し、図４に示すような、画像位置検出器３１７の出力として、パッチ画像に対応する検出信号が得られる。この検出信号と閾値レベルとを比較し、パッチ検出時のパルス出力波形が、図４に示すように出力される。そして、スタート（START）からパッチ検出時のパルスまでのクロック数をカウントしたカウント数から時間を換算し、スタートからの時間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４が得られる。この結果からパッチ画像検出時の中央位置情報として、例えば、パッチ画像４００Ｋでは、ＴＫ＝（Ｔ１＋Ｔ２）／２が得られ、パッチ画像４００Ｍでは、ＴＭ＝（Ｔ３＋Ｔ４）／２の値が得られる。同様に４００Ｃ、４００Ｙも算出する。そして、図３に示す４００Ｋと４００Ｍとのパッチ間隔Ｐｍ＝（ＴＭ−ＴＫ）が算出される。この算出方法と同様に、パッチ間隔Ｐｃ、Ｐｙ、Ｐｍｎ、Ｐｃｎ、Ｐｙｎも算出される。
【００２６】
画像形成装置では、同一用紙上に、異色トナー画像又は異色インクを、順次に重ね記録あるいは重複記録する。このため、色ずれを生じやすい。カールソンプロセスを用いる画像形成装置、例えばレーザプリンタにおいては、感光体ドラムの回転に従って潜像形成、現像、転写が行われる。感光体ドラム回転軸の偏心や感光体ドラム駆動モータの回転速度変動により、潜像形成から転写までの時間が刻々と変動する。この結果、転写された画像の副走査方向の各光走査で書き込まれた画像の間隔（走査線ピッチ）であるピッチにむらが生じ、濃度むらが発生する。
【００２７】
従って、上記濃度むらや色ずれ、色変わりを解消するには、感光体ドラム回転軸の偏心や、駆動モータの回転速度変動をなくせば良いわけである。ところが、加工限界や動力伝達系での負荷変動、熱膨張による歪みを完全になくすことは不可能であり、上記偏心や回転速度変動を０に抑えることはできない。このため、速度変動が起きないように速度変動を検出し、変動が極力発生しないように速度補正を実行している。
【００２８】
また、タンデム式のカラー画像形成装置では、互いに重ね合せられるトナー画像相互の位置ずれにより、色ずれや色変わりが生じ、画像品質を劣化させる。感光体ドラムから転写ベルト上に転写（１次転写）されたトナーは、ベルト上にて搬送する。ベルトの速度は、回転軸の偏心や転写ベルト駆動モータの回転速度変動により、感光体ドラムから次の感光体ドラムまでの時間が刻々と変動し、次の感光体ドラムで転写されるトナーとの位置合せが困難になり、色ずれが発生する。また、上記タンデム式のカラー画像形成装置の場合には、各感光体ドラムに潜像を形成する光走査装置相互においても、各色の潜像同士のレジストを正確に合わせなければ、色ずれや色変わりの原因となる。さらには、各光走査装置により書き込まれる走査線の傾きが互いに異なったり、走査線の曲がりの程度が異なったりすると、やはり色ずれや色変わりが生じてしまう。
【００２９】
画像上に生じるピッチむらは、感光体ドラムや中間転写ベルト、搬送ベルトの駆動ローラ等の回転むらに起因する低周波成分と、駆動伝達系における歯車の噛み合い等による高周波成分との合成により生じる。画像品質に対する要求の高まりに伴い高精度な歯車が用いられるようになり、画像劣化に直接影響する感光体ドラムや中間転写ベルトは伝達系のガタを避けダイレクト駆動するようになってきている。また、フライホイールにより慣性力を増やすことで、高周波成分については低減されてきているが、完全に除去できるものではない。
【００３０】
しかし、部品の加工精度に伴う偏心や組み立てのばらつきに伴う負荷変動等を要因とする低周波成分の影響は避けられず、これを如何に抑えるかが重要になってきている。特に、タンデム式のカラー画像形成装置では、トナー画像転写タイミングの変動による副走査方向のピッチむら周期の位相や振幅が各画像で異なる。このため、上述の方法では各画像間のドット位置を確実に合わせることができなかった。
【００３１】
また、潜像同士のレジストを合わせるのに、レジストのずれを転写ベルトに記録された画像により検出し、主・副走査位置に関しては書き出しのタイミングを可変することで調整を行っている。上述したように、レジスト補正処理では、転写位置の主走査及び副走査のずれを検出するための斜線や横線などで形成されたパッチパターンのトナー像のパッチ画像を複数の感光体ドラムに形成して、そのパッチ画像各々を走行中の転写ベルト上に並べて転写させる。そして、その中間転写ベルト上に並べられたパッチ画像各々が、所定位置を通過するタイミングを検出し、その検出結果に基づいてパッチ画像各々の間隔を検出する。その後、検出された間隔に基づいて感光体ドラム各々から中間転写ベルトへの転写位置のずれ量を検出する。そのずれ量に基づいて感光体ドラムの各々に対する露光タイミングや感光体の回転速度の補正などを行うことにより、その転写位置のずれを補正する。
【００３２】
上記では、いずれもパッチ画像を形成し、そのパッチ画像の間隔を読み取って、色ずれ補正量を算出し、各色の主走査方向及び副走査方向の色ずれを補正する手段について述べたものである。この補正は、印刷を開始する前に実行されることで、色ずれの少ない画像を得ることができる。パッチ画像各々の間隔を検出するセンサは、図３に示すように、主走査方向に、両端と中央の３箇所に設置され、それぞれのセンサにより主副レジストの黒に対するずれを算出する。算出した結果から主走査方向のレジスト、倍率、副走査方向のレジスト、スキューや２次走査曲りを算出する。
【００３３】
また、色ずれの補正精度を向上するために、特開２０１１−１０７６１３号公報に記載されているように、パッチ画像を検出するセンサのＬＥＤ発光光量を濃度検知用と色合せ検知用で検知条件を異なることで検知精度を上げるような工夫もしている。ここで、上記センサは、中間転写ベルト上のパッチ画像を検出している。しかし、近年、様々な用紙、例えば、凹凸紙などに対応するため、弾性体の中間転写ベルトを用いるようになってきている。このベルトは、表面がゴム層のため、光の反射が小さいため、正反射タイプのセンサでは、黒のトナー像を検出するのが困難であった。このため、パッチ画像を２次転写ベルト上に転写して、２次転写ベルト上のパッチ画像をセンサにて検知する。なお、２次転写ベルトは、正反射光を得ることが可能な材料を用いる。
【００３４】
次に、本実施形態に係る画像形成装置の特徴部であるパッチ画像の２次転写条件の設定について説明する。
図５は、任意の環境条件での２次転写電流と２次転写効率の関係を説明する図である。図６は、パッチ画像の２次転写条件設定動作及び作像条件補正動作を説明するフローチャートである。図５の横軸に２次転写電流［μＡ］を示し、縦軸に２次転写効率［％］を示している。図５に示す特性は、温度が２０［℃］、湿度が５０［％］にて測定したものである。黒色以外の色であるマゼンタ、シアンおよびイエローの特性変化は互いに略同様であるので１つの特性変化として表記している。
【００３５】
図５に示すように、黒単色で２次転写効率が最も良い２次転写電流値は−Ｉｋ、黒色以外の色の単色で２次転写効率が最も良い２次転写電流値は−Ｉｃ、複数色重ねで２次転写効率が最も良い２次転写電流値は−Ｉｆである。各色及び複数色重ねの２次転写電流値では、いずれも９０％以上の２次転写効率が得られている。図１の中間転写ベルト１０１上で形成されたパッチ画像は、２次転写ローラ１０４によって２次転写ベルト１１０上に転写される。この際、正反射光にて検出するパッチ画像４００は、図３で示すように、ライン状の線画パターンである。一方、パッチ画像４００は、画像位置検出器３１７によって、上述したように、パッチ画像４００のエッジ部を検出している。パッチ画像４００は、線画のパッチを、色毎に位置ずれなく転写する必要がある。一方、全色を重ねた複数色重ねトナー像では、色重ね等を考慮し、トナーの付着量を制御するために、単色（モノクロ時など）の画像形成時に比べて、２次転写条件としての２次転写電圧及び２次転写電流を下げる傾向にある。具体的には、図５に示すように、−Ｉｋ＞−Ｉｃ＞−Ｉｆとなる、−Ｉｆが複数色重ねトナー像の転写電流として設定されている。
【００３６】
図５に示すように、２次転写効率が最も良い２次転写電流は、黒単色トナー像、黒色以外の色（マゼンタ、シアンおよびイエロー）の単色トナー像又は複数色重ねトナー像によって、異なっている。これは、各色トナーの材料の違い等による。このため、単色（モノクロ時など）の画像形成時に比べて低く設定されている複数色重ねトナー像の２次転写電流−Ｉｆに設定すると、色によっては、特に黒単色の２次転写効率は相対的に下がる。その結果、パッチ画像のトナー付着量について黒単色や黒以外の色で相対的に少なくなる。このように、複数色重ねトナー像の画像形成動作時に設定される２次転写電流では、一部の色についての２次転写効率は相対的に高くなる一方、別の色についての２次転写効率は相対的に低いものとなるが、色ごとの２次転写効率の違いがあっても、複数色重ね画像の画質等については実質的な問題は生じない。
【００３７】
図５において、黒色以外の色のカラートナー像では、２次転写効率が安定しており、２次転写効率が比較的良い２次転写電流の範囲は広い。これに対して、黒単色のトナー像では２次転写効率が比較的良い２次転写電流の範囲は狭い。パッチ画像の２次転写電流値を黒色以外の色の単色における２次転写電流値の−Ｉｃに設定すると、黒単色のパッチ画像では転写性が悪くなる。本実施形態では、図５に示すように、転写条件設定手段は、各色のパッチ画像を２次転写ベルト上に転写するときの各色トナー間における転写効率の差が、複数色重ねトナー像を用紙上に転写するときの各色トナー間の転写効率の差に比べて、小さくなるような２次転写電流値に設定する。例えば、各色のパッチ画像の２次転写電流値を、図５に示す範囲の２次転写電流に設定する。これにより、各色のパッチ画像間におけるトナー付着量の差が、複数色重ねトナー像を用紙上に転写するときと同じ転写条件で各色のパッチ画像を２次転写ベルト上に転写する従来構成に比べて、小さくなる。
【００３８】
画像位置検出器３１７では、パッチ画像のエッジ部を検知した際、センサ出力の立ち下がり又は立ち上がりの勾配が、パッチ画像のトナー付着量によって変動する。各パッチ画像間のトナー付着量の差が小さくなれば、各色のセンサ出力の立ち下がり又は立ち上がりの勾配の差も小さくなるので、各色のセンサ出力タイミングのバラツキは抑制される。パッチ画像の位置はセンサ出力タイミングに基づいて検知するので、パッチ画像の位置を正確に検知することができる。その結果、複数色重ねトナー像の相対位置ずれが十分に低減できる。
【００３９】
パッチ画像の２次転写条件設定及び作像条件補正の具体例については次のとおりである。すなわち、図６に示すように、各色のパッチ画像を２次転写ベルト上に転写するときの各色トナー間における転写効率の差が、複数色重ねトナー像を用紙上に転写するときの各色トナー間の転写効率の差に比べて、小さくなるような２次転写電流値、あるいは当初設定されている２次転写電流値に積算して狙いの２次転写電流値を算出するための補正係数を予め記憶されているメモリ（図２のＲＡＭ３０３）から読み出す（ステップＳ１０１）。読み出した２次転写電流値を、あるいは読み出した補正係数を当初の２次転写電流値に積算して求めた狙いの２次転写電流値を各色のパッチ画像転写時の２次転写電流値に設定する（ステップＳ１０２）。そして、設定した２次転写電流値で各色のパッチ画像を２次転写ベルト上に転写する（ステップＳ１０３）。２次転写ベルト上の各色パッチ画像の位置をセンサで検知する（ステップＳ１０４）。センサ出力のタイミングに基づいて、各色間の相対位置ずれが低減するよう作像条件（露光タイミングや駆動速度プロファイルなど）を補正する（ステップＳ１０５）。
【００４０】
図５に示すように、中間転写ベルト上の各色のパッチ画像を２次転写ベルト上に転写するときの２次転写電流値に、図５の範囲内に存在する黒単色の２次転写電流値−Ｉｋに設定しても、黒色以外の単色の２次転写効率は比較的下がらない。この結果、２次転写ベルト上に転写された各色のパッチ画像間におけるトナー付着量の差は従来構成における用紙上に転写された各色のトナー付着量の差より小さい。このため、各色のパッチ画像を転写するときの２次転写電流を黒単色の２次転写電流値に設定してもよい。通常、単色トナー像では、黒色トナー像で形成することが多いので、黒単色のトナー画像で転写する際の２次転写条件で、各色のパッチ画像を形成すれば、パッチ画像の線画は濃くなり、主走査方向の線幅のトナー付着量が均一の状態になる。定電流駆動による２次転写電流で説明したが、定電圧駆動による２次転写電圧で説明してもよい。
【００４１】
このようにパッチ画像の２次転写では、２次転写条件を上記のように設定することにより、各色トナー間の転写効率の差が、複数色重ねトナー像を用紙上に転写するときの各色トナー間の転写効率の差よりも小さくなる。これにより、各色のパッチ画像間におけるトナー付着量の差が、複数色重ねトナー像を用紙上に転写するときと同じ転写条件で各色のパッチ画像を用紙搬送部材上に転写する従来構成に比べて、小さくなる。各パッチ画像間のトナー付着量の差が小さくなれば、各色のセンサ出力の立ち下がり又は立ち上がりの勾配の差も小さくなるので、各色のセンサ出力タイミングのバラツキは抑制される。パッチ画像の位置はセンサ出力タイミングに基づいて検知するので、パッチ画像の位置を正確に検知することができる。その結果、良好なパッチ画像の位置ずれ算出結果を得ることが可能となり、複数色重ねトナー像の相対位置ずれが十分に低減できる。
【００４２】
次に、パッチ画像の２次転写条件設定や作像条件補正の変形例について説明する。
図７は、異なる環境条件に対し２次転写効率が最も良い２次転写電流との関係を説明する特性図である。図８は、パッチ画像の２次転写条件設定動作及び作像条件補正動作の変形例を説明するフローチャートである。図７の横軸に環境条件を示し、縦軸に２次転写電流値［μＡ］を示している。
【００４３】
２次転写条件としての２次転写電流は、環境条件（温度や湿度）によって、２次転写ベルトや用紙の抵抗値が変化するため、環境条件に応じてパッチ画像形成時の２次転写条件は変更する必要がある。例えば、高温多湿の場合、２次転写ベルトが吸湿し、２次転写ベルトの抵抗値を下げる。この結果、トナー粒子に働く静電気力が例えばプラス極性側に大きくなるほどトナーを２次転写ベルト側から中間転写ベルト（像担持体）側に戻す力が弱くなる。吸湿した２次転写ベルトが２次転写ニップに進入すると、２次転写ベルト上のトナーに対して静電気力が付与される。時間とともにこの静電気力はプラス側に徐々に大きくなる。これは、吸湿によって電気抵抗を低下させている２次転写ベルトが２次転写ニップに進入した後に急速に電荷を蓄えていき、電荷量の上昇に伴って２次転写ベルトのトナー粒子を戻し難くなるからである。
【００４４】
吸湿していない２次転写ベルトでは、電気抵抗が比較的高いことから、２次転写ニップ内で電荷を蓄える速度が非常に遅い。このため、トナー粒子を２次転写ベルト表面と中間転写ベルトとの間で活発に往復移動させて、２次転写ベルト表面に十分な量のトナーを転移させることができる。しかし、吸湿した２次転写ベルトでは、２次転写ニップに進入した直後に急速に電荷を蓄えてトナー粒子を往復移動させなくなってしまうため、２次転写ベルト表面に対するトナー転移量が不足してしまうのである。そこで、環境条件が高温多湿である場合では、２次転写電流を下げて２次転写ニップ内での電荷を減らすことで、トナー粒子を２次転写ベルト表面と中間転写ベルトとの間で十分に往復移動させる。この結果、２次転写ベルト表面に対するトナー転移量が十分になるようにしている。
【００４５】
図７に示すように、３つの異なる環境条件（１０［℃］１５［％］、２０［℃］５０［％］、２７［℃］８０［％］）によって、黒単色の２次転写電流値、黒色以外の色単色の２次転写電流値、複数色重ねの２次転写電流値がそれぞれ変化する。このため、環境条件毎に、パッチ画像の２次転写効率が裁量になる２次転写電流値を設定する。具体的には、環境条件に対し、各色のパッチ画像を２次転写ベルト上に転写するときの各色トナー間における転写効率の差が、複数色重ねトナー像を用紙上に転写するときの各色トナー間の転写効率の差に比べて、小さくなるような２次転写電流、あるいは当初設定されている２次転写電流値に対する補正係数をメモリ（図２のＲＡＭ３０３）に予め記憶しておく。装置本体に備えられた温湿度センサによって温度と湿度を測定する（ステップＳ２０１）。測定された温度や湿度に対応するパッチ画像用の２次転写電流値又は補正係数をメモリから読み出す（ステップＳ２０２）。その後のステップＳ２０３〜Ｓ２０６の各処理は、図６のステップＳ１０２〜Ｓ１０５の各処理と同じである。
【００４６】
以上により、環境条件に応じ最適なパッチ画像の２次転写条件を設定できることで、環境条件の変動に影響せずに、各色のパッチ画像間におけるトナー付着量の差を、複数色重ねトナー像を用紙上に転写するときと同じ転写条件で各色のパッチ画像を２次転写ベルト上に転写する従来構成に比べて、小さくすることができる。その結果、環境条件が変動したとしても、複数色重ねトナー像における各色間の相対位置ずれが十分に低減できる。
【００４７】
前述したが、紙間でパッチ画像を形成することがある。このとき、印刷画像時は複数重ね（フルカラー）なので、紙間でパッチ画像を形成する際に、２次転写条件が異なるので２次転写電圧又は２次転写電流の切替えを行う。この切替えは、通常、５０〜１００［ｍｓ］程度の時間を要する。そこで、印刷画像が終了後、パッチ画像の２次転写条件へ切替えるために、５０〜１００［ｍｓ］以上時間を空けて、各色のパッチ画像を形成する。その後、印刷画像の２次転写条件に戻すため、５０〜１００［ｍｓ］以上の時間を空けてから印刷画像の２次転写条件に戻し、印刷画像の形成を行う。このようにパッチ画像の２次転写では、２次転写条件の切替えを十分に確保でき、転写位置を上記のように設定することができる。これにより、複数色重ねトナー像の相対位置ずれが低減するように例えば露光タイミングや駆動速度プロファイルなどの作像条件を補正し、その後の印刷画像の画質を向上させることができる。
【００４８】
上記のように本実施形態では、ベルト状の中間転写体である中間転写ベルトを用いるタンデム型中間転写方式のプリンタに、本発明を適用した例について説明したが、本発明はこのような構成に限定されるものではない。例えば、ベルト状の転写搬送体である転写搬送ベルトを用いるタンデム型直接転写方式や、転写搬送部材として転写ローラ等の回転体を転写部材として用いる単色対応の画像形成装置にも適用可能である。
【００４９】
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様Ａ）
複数色のトナー像が重なった状態で中間転写ベルト１０１等の像担持体上に形成された複数色重ねトナー像を転写部で用紙１０５へ転写して画像形成を行う画像形成手段と、転写部で像担持体へ用紙を当接させて搬送する用紙搬送部材上に像担持体上の各色のパッチ画像を転写してから、各色のパッチ画像の位置を画像位置検出器３１７等のセンサで検知し、そのセンサ出力タイミングに基づいて各色間の相対位置ずれが低減するように作像条件を補正する位置ずれ補正手段３１８等の補正手段とを有するプリンタ１等の画像形成装置において、像担持体上の各色のパッチ画像を用紙搬送部材上に転写するときの転写条件を設定する転写条件設定手段を備え、転写条件設定手段は、各色のパッチ画像を用紙搬送部材上に転写するときの各色トナー間における転写効率の差が、複数色重ねトナー像を用紙上に転写するときの各色トナー間の転写効率の差に比べて、小さくなるような転写条件に設定する。
これによれば、上記実施形態について説明したように、転写条件設定手段によって設定される転写条件で各色のパッチ画像を用紙搬送部材上に転写することにより、各色トナー間の転写効率の差が、複数色重ねトナー像を用紙上に転写するときの各色トナー間の転写効率の差よりも小さくなる。これにより、各色のパッチ画像間におけるトナー付着量の差が、複数色重ねトナー像を用紙上に転写するときと同じ転写条件で各色のパッチ画像を用紙搬送部材上に転写する従来構成に比べて、小さくなる。各パッチ画像間のトナー付着量の差が小さくなれば、各色のセンサ出力の立ち下がり又は立ち上がりの勾配の差も小さくなるので、各色のセンサ出力タイミングのバラツキは抑制される。パッチ画像の位置はセンサ出力タイミングに基づいて検知するので、パッチ画像の位置を正確に検知することができる。その結果、複数色重ねトナー像の相対位置ずれが十分に低減できる。
【００５０】
（態様Ｂ）
（態様Ａ）において、転写条件設定手段は、各色のパッチ画像を用紙搬送部材上に転写するときの転写条件に、黒色のパッチ画像を用紙上に転写するときの転写条件を設定する。これによれば、上記実施形態について説明したように、黒色以外の色のパッチ画像について転写効率が一定以上に良い転写条件の範囲は広い。一方、黒色のパッチ画像について転写効率が一定以上に良い転写条件の範囲は狭い。このため、各色のパッチ画像における転写条件に、黒色以外の色のパッチ画像における転写条件を設定すると、その転写条件によっては黒色のパッチ画像の転写効率が悪くなる虞がある。各色のパッチ画像についての転写条件に、黒色のパッチ画像について最大の転写効率が得られる転写条件を設定しておけば、各色トナー間の転写効率の差が、複数色重ねトナー像を用紙上に転写するときの各色トナー間の転写効率の差よりも小さくなる。その結果、各パッチ画像間のトナー付着量の差が小さくなり、各色のセンサ出力の立ち下がり又は立ち上がりの勾配の差も小さくなる。これにより、各色のセンサ出力タイミングのバラツキは抑制される。パッチ画像の位置はセンサ出力タイミングに基づいて検知するので、パッチ画像の位置を正確に検知することができる。その結果、複数色重ねトナー像の相対位置ずれが十分に低減できる。
【００５１】
（態様Ｃ）
（態様Ａ）において、転写条件設定手段は、各色のパッチ画像を用紙搬送部材上に転写するときの転写条件に、線画を用紙上に転写するときの転写条件を設定する。これによれば、上記実施形態について説明したように、線画を用紙上に転写するときの転写条件は、パッチ画像のエッジ部における形状再現性の良好な条件であるのが一般的である。その線画の転写条件を、各色のパッチ画像を用紙搬送部材上に転写するときの転写条件に設定することで、各色のパッチ画像のエッジ部における形状再現性が良好になる。このため、パッチ画像のセンサ出力タイミングの精度が向上するので、センサ出力のバラツキはより一層抑制される。これにより、パッチ画像の位置を正確に検知することができる。その結果、複数色重ねトナー像の相対位置ずれが十分に低減できる。
【００５２】
（態様Ｄ）
（態様Ａ）〜（態様Ｃ）において、転写条件設定手段は、転写条件を環境条件によって変更する。これによれば、上記実施形態の変形例について説明したように、環境条件に応じ最適なパッチ画像の転写条件を設定できることで、環境条件の変動に影響せずにパッチ画像の転写性を良好にすることができる。用紙搬送部材上に転写されたパッチ画像の位置をセンサで検知したときのセンサ出力のバラツキは抑制できる。その結果、複数色重ねトナー像の相対位置ずれが十分に低減できる。
【００５３】
（態様Ｅ）
（態様Ａ）〜（態様Ｄ）において、転写条件設定手段は、印刷中の用紙と用紙の間で、各色のパッチ画像を用紙搬送部材上に転写するときの転写条件に設定して各色のパッチ画像を用紙搬送部材上に転写し、その後複数色重ねトナー像を用紙上に転写するときの転写条件に設定する。これによれば、上記実施形態について説明したように、転写条件の切替えを十分に確保できることで、紙間で複数色重ねトナー像の相対位置ずれを十分に低減できる。複数色重ねトナー像の相対位置ずれが低減するように例えば露光タイミングや駆動速度プロファイルなどの作像条件を補正することで、その後の印刷画像の画質が向上する。
【符号の説明】
【００５４】
１  プリンタ
１００（１００Ｋ〜Ｙ）  作像ユニット
１０１  中間転写ベルト
１０３（１０３Ｋ〜Ｙ）  １次転写チャージャ
１０４  ２次転写ローラ
１０５  用紙
１０６  定着器
１０８  駆動ローラ
２００（２００Ｋ〜Ｙ）  感光体
２０１  感光体チャージャ
２０２  光走査装置
２０３  現像装置
３００  本体制御部
３０１  ＣＰＵ
３０２  ＲＯＭ
３０３  ＲＡＭ
３０４  Ｉ／Ｏ
３０５  Ｉ／Ｏ
３０６  操作部
３０７  用紙位置検知手段
３０８  温湿度センサ
３０９  感光体駆動モータ
３１０  ベルト駆動モータ
３１１  中間転写接離クラッチ
３１２  １次転写高圧電源
３１３  ２次転写高圧電源
３１４  帯電高圧電源
３１５  現像高圧電源
３１６  ＬＥＤアレイ
３１７  画像位置検出器
３１８  位置ずれ補正手段
３１９  タイマー
３２０  カウンタ
４００（４００Ｋ〜Ｙ）  パッチ画像
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５５】
【特許文献１】特開２０１０−１２８０７０号公報
【図１】
2016095390.tif 000003
【図２】
2016095390.tif 000004
【図３】
2016095390.tif 000005
【図４】
2016095390.tif 000006
【図５】
2016095390.tif 000007
【図６】
2016095390.tif 000008
【図７】
2016095390.tif 000009
【図８】
2016095390.tif 000010