(57)【要約】【課題】印刷速度が異なる複数の印刷モードを有する場合において、いずれの印刷モードであっても、二次転写ベルト上のパターンから高い精度で画像濃度の調整を行うことができる画像形成装置を提供する。【解決手段】  弾性層を含む無端ベルト状の像担持体６１と、転写ニップを形成する無端ベルト状の転写部材８２と、像担持体に担持されたトナー像を転写する転写装置と、転写部材表面の反射光を検出する光学装置８３と、転写部材８２に転写されたトナーの付着量を検知するトナー付着量検知手段と、検知されたトナー付着量に基づき、トナー付着量が目標値になるように画像形成条件を調整する制御手段と、を備え、トナー付着量検知手段が、光学装置８３の出力値に対して印刷速度に応じた換算式を用いてトナー付着量を求める画像形成装置。【選択図】図１
2017021114.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のローラ部材により回転可能に張架された、弾性層を含む無端ベルト状の像担持体と、
前記像担持体の外周側表面に当接して転写ニップを形成する無端ベルト状の転写部材と、
前記像担持体に担持されたトナー像を、前記転写部材または前記転写ニップ内に挟み込んだ記録材へ転写する転写装置と、
前記転写部材の表面と対向して設置され、該転写部材表面の反射光を検出する光学装置と、
前記転写部材に転写されたトナーの付着量を検知するトナー付着量検知手段と、
検知されたトナー付着量に基づき、トナー付着量が目標値になるように画像形成条件を調整する制御手段と、を備え、
前記トナー付着量検知手段が、前記光学装置の出力値に対して印刷速度に応じた換算式を用いてトナー付着量を求めることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記トナー付着量検知手段が、前記光学装置の出力値に対して、最も高い頻度で実施される印刷速度を基準とした換算式を用いてトナー付着量を求め、
印刷速度に基づいて換算式を補正することにより、トナー付着量を校正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】
前記トナー付着量検知手段が、前記光学装置の出力値に対して、最も高速の印刷速度を基準とした換算式を用いてトナー付着量を求め、
印刷速度に基づいて換算式を補正することにより、トナー付着量を校正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４】
前記記録材に形成される画像の領域外にテストパターンを形成し、
前記トナー付着量検知手段が、前記光学装置の出力値に対して、印刷速度に応じた換算式を用いて前記テストパターンのトナー付着量を求め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５】
前記トナー付着量検知手段が、前記光学装置の出力値に対して、最も高い頻度で実施される印刷速度を基準とした換算式を用いて前記テストパターンのトナー付着量を求め、
印刷速度に基づいて換算式を補正することにより、前記テストパターンのトナー付着量を校正することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記トナー付着量検知手段が、前記光学装置の出力値に対して、最も高速の印刷速度を基準とした換算式を用いて前記テストパターンのトナー付着量を求め、
印刷速度に基づいて換算式を補正することにより、前記テストパターンのトナー付着量を校正することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記像担持体及び前記転写部材の回転速度から印刷速度を検知する印刷速度検知手段を備えることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の画像形成装置。
【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、印刷画像の画像濃度を適正化し維持するために、画像濃度制御を定期的に実行する必要がある。画像濃度制御としては、印刷動作と排他的に実行する動作と、印刷動作中に転写紙の紙間や端部の非画像領域を利用して印刷動作と同期して実行する動作とがある。前者の動作では、印刷動作を中断する必要があるため、連続印刷時などの生産性低下が課題となる。
【０００３】
一方、後者の動作では、連続印刷中に形成されたトナー像の濃度を反射型の光学センサで検出し、検知したトナー付着量とメモリに記憶されている目標付着量とを比較し、その結果に応じて現像装置内の現像剤のトナー濃度を調整することができる。具体的には、発光素子と受光素子とを有する反射型の光学式センサにおいて、発光素子から照射された光が検知対象物によって反射され、受光素子で受光され信号に変換され、その信号の変化を読み取ることによって、検知対象物（例えば、テストパターンなど）の情報を推定することができる。
【０００４】
転写ベルト上に形成されたテストパターンのトナー像を検知装置で検知し、その検知データからトナー像の濃度を推定し、画像形成条件を制御する方法は広く知られている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。
【０００５】
近年、印刷機に置き換わるようなプリンタの開発が進められているが、そのようなプリンタにおいては、印刷速度の速さのみならず、画像品質の高さや、多様な記録材への対応性の高さが求められている。
【０００６】
このような市場の要望に対応するための方策の一例として、記録材へトナー像を転写する像担持体として、弾性層を有する弾性ベルトが用いられる。弾性ベルトを用いることにより、表面に凹凸を有する記録材に対して転写ニップ内で凹凸表面にならって弾性層が弾性変形するため、転写性の向上が図られる。
【０００７】
弾性ベルトは、一般的に表面の光沢度が低い。そのため、上述のようにトナー像の濃度を光学式センサで検出してトナー画像の濃度制御を行う場合、弾性ベルト上に形成されたトナー像については十分な検出精度が得られないという課題がある。
そこで、弾性層を用いた像担持体を備えた装置では、画像濃度調整のためのトナー像を転写部材である二次転写ベルトへ転写し、二次転写ベルト上に設置した光学装置で濃度検知を実施する方法が提案されている。
【０００８】
光学式センサは、トナー像が無い状態の二次転写ベルトの表面（地肌部）での出力信号が基準となるように設定されるため、初期または使用毎に、あるいは任意のタイミングで校正を行ってから使用する。校正方法は採用するシステムによって種々の方法があるが、例えば、所定の出力信号を基準とするように設定する場合は、その出力信号が得られるよう、センサの入力信号を調節する方法がある。
具体的には、地肌部の出力が所定の出力信号となるよう、発光素子の制御パラメータ（例えばＬＥＤ電流）を調節し、同じＬＥＤ電流下において、地肌部の出力と、トナー像の有無または異なるパターンの出力差を検知することでトナー濃度を検出することができる。付着量を制御されたトナー像は、二次転写装置によって記録材に転写される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
二次転写ベルト上のトナー像を検知してトナーの付着量を安定化させる装置においては、二次転写の条件によって二次転写ベルト上の転写状態（表面状態）が変化するため、光学センサの検出値からトナー付着量を換算する条件が異なり、トナー濃度を適正に調整できないという問題がある。
【００１０】
記録材（以下、「用紙」ともいう）上に転写されたトナーを用紙上に定着させるために熱および圧力を与える定着方式を採用しているプリンタでは、用紙厚が厚い場合、トナーを十分定着させるために標準的な厚みの用紙に定着させる場合よりも印刷速度を遅くすることが行われる。印刷速度を遅くするために弾性ベルトや二次転写ベルトの回転速度を含む駆動系の速度を遅くすると、弾性ベルトと二次転写ベルトとが当接する時間が長くなり、二次転写ベルト上のテストパターンの表面状態が変化する。すなわち、弾性ベルトと二次転写ベルトの速度の変化によっても二次転写ベルト上のテストパターンの表面状態は変化し、適正な調整が困難になる。
【００１１】
このように、印刷速度が異なる複数の印刷モードを有するプリンタにおいては、印刷速度の変化とともに二次転写ベルト上のテストパターンの表面状態も変化するため、光学センサの検出値からトナー付着量を変換して画像濃度制御を行う場合、精度が低下してしまうことがある。
【００１２】
そこで本発明は、印刷速度が異なる複数の印刷モードを有する場合において、いずれの印刷モードであっても、二次転写ベルト上のパターンから高い精度で画像濃度の調整を行うことができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
かかる目的を達成するため、本発明に係る画像形成装置は、複数のローラ部材により回転可能に張架された、弾性層を含む無端ベルト状の像担持体と、前記像担持体の外周側表面に当接して転写ニップを形成する無端ベルト状の転写部材と、前記像担持体に担持されたトナー像を、前記転写部材または前記転写ニップ内に挟み込んだ記録材へ転写する転写装置と、前記転写部材の表面と対向して設置され、該転写部材表面の反射光を検出する光学装置と、前記転写部材に転写されたトナーの付着量を検知するトナー付着量検知手段と、検知されたトナー付着量に基づき、トナー付着量が目標値になるように画像形成条件を調整する制御手段と、を備え、前記トナー付着量検知手段が、前記光学装置の出力値に対して印刷速度に応じた換算式を用いてトナー付着量を求めることを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、印刷速度が異なる複数の印刷モードを有する場合において、いずれの印刷モードであっても、二次転写ベルト上のパターンから高い精度で画像濃度の調整を行うことができる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】
【００１５】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】本発明に係る画像形成装置の二次転写ユニットの一例を示す概略構成図である。
【図３】本発明に係る画像形成装置のトナー付着量を求める際の付着量変換アルゴリズムで使用する変換式について説明するグラフである。
【図４】本発明に係る画像形成装置の制御の流れの一例を示すフローチャートである。
【図５】本発明に係る画像形成装置の画像形成条件を調整する制御手段について説明するためのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る画像形成装置について、図面を参照して説明する。なお、本発明は以下に示す実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、修正、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。
【００１７】
図１に、本実施形態に係る画像形成装置の一例として、電子写真方式によって画像を形成するプリンタの概略構成図を示す。
図１に示すプリンタは、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（Ｋ）の異なる色のトナー像を形成するための４つのプロセスユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋを備えている。また、給紙路３０、転写前搬送路３１、手差し給紙路３２、手差しトレイ３３、レジストローラ対３４、搬送ベルトユニット３５、定着装置４０、搬送切替装置５０、排紙路５１、排紙ローラ対５２、排紙トレイ５３、第１給紙カセット１０１、第２給紙カセット１０２、再送装置等も備えている。また、２つの光書込ユニット１ＹＭ、１ＣＫも備えている。プロセスユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋは、異なる色のトナー像に対応して、像担持体ないしは潜像担持体としてのドラム状の感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋを有している。
【００１８】
第１給紙カセット１０１、第２給紙カセット１０２は、それぞれ内部に記録媒体としての記録材の束を収容している。そして、給紙ローラ１０１ａ，１０２ａの回転駆動により、記録材の束における一番上の記録材を給紙路３０に向けて送り出す。この給紙路３０には、後述する二次転写ニップの直前で記録紙を搬送するための転写前搬送路３１が接続されている。第１給紙カセット１０２又は第２給紙カセット１０２から選択的に送り出された記録紙は、給紙路３０を経て転写前搬送路３１に進入する。
【００１９】
プリンタ筺体における側面には、手差しトレイ３３が筺体に対して開閉可能に配設（配置して設けること、位置を決めて設けることを意味する）されており、筺体に対して開いた状態で手差しトレイ３３の上面に図示しない記録紙の束又は１枚が手差しされる。手差しされた記録紙の束における一番上の記録紙は、手差しトレイ３３の送出ローラによって転写前搬送路３１に向けて送り出される。
【００２０】
２つの光書込ユニット１ＹＭ，１ＣＫは、それぞれ、レーザダイオード、ポリゴンミラー、各種レンズなどを有している。各光書込ユニット１ＹＭ，１ＣＫは、プリンタ外部のスキャナによって読み取られた画像情報や、パーソナルコンピュータから送られてくる画像情報に基づいて、レーザダイオードを駆動する。そして、プロセスユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋを光走査する。具体的には、プロセスユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋは、図示しない駆動手段によってそれぞれ図中反時計回り方向に回転駆動される。
【００２１】
光書込ユニット１ＹＭは、駆動中の感光体３Ｙ，３Ｍに対して、レーザ光をそれぞれ回転軸線方向に偏向させながら照射することで、光走査処理を行う。これにより、感光体３Ｙ，３Ｍには、Ｙ，Ｍ画像情報に基づいた静電潜像が形成される。
また、光書込ユニット１ＣＫは、駆動中の感光体３Ｃ，３Ｋに対して、レーザ光をそれぞれ回転軸線方向に偏向させながら照射することで、光走査処理を行う。これにより、感光体３Ｃ，３Ｋには、Ｃ，Ｋ画像情報に基づいた静電潜像が形成される。
光書込ユニット１ＹＭ，１ＣＫは、像担持体ないしは潜像担持体としての感光体３Ｙ，３Ｍ、感光体３Ｃ，３Ｋの表面を露光して静電潜像を形成する露光手段ないしは潜像形成手段として機能する。
【００２２】
プロセスユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋは、それぞれ、像担持体ないしは潜像担持体としての感光体と、その周囲に配設される各種機器とを１つのユニットとして共通の支持体に支持するものであり、それらがプリンタ部本体に対して着脱可能になっている。そして、互いに使用するトナーの色が異なる点の他は同様の構成になっている。
Ｙ用のプロセスユニット２Ｙを代表して説明すると、感光体３Ｙの他、感光体３Ｙの表面に形成された静電潜像をＹトナー像に現像するための現像手段としての現像装置４Ｙを有している。また、回転駆動される感光体３Ｙの表面に対して一様に帯電処理を施す帯電手段としての帯電装置５Ｙや、後述するＹ用の一次転写ニップを通過した後の感光体３Ｙ表面に付着している転写残トナーをクリーニングするドラムクリーニング装置６Ｙ等も有している。
【００２３】
図１に示す画像形成装置は、４つのプロセスユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋを、後述する像担持体である中間転写ベルト６１に対してその無端移動方向に沿って並べたいわゆるタンデム型の構成になっている。
【００２４】
感光体３Ｙとしては、アルミニウム等の素管に、感光性を有する有機感光材の塗布による感光層を形成したドラム状のものを用いている。但し、無端ベルト状の所謂感光体ベルトと呼ばれるものを用いてもよい。
【００２５】
現像装置４Ｙは、磁性キャリアと非磁性のＹトナーとを含有する２成分現像剤（以下、単に「現像剤」という）を用いて静電潜像を現像するものである。現像装置４Ｙに対しては、図示しないＹトナー補給装置により、Ｙトナーボトル１０３Ｙ内のＹトナーが適宜補給される。
【００２６】
現像装置４Ｙ内には、図示しないトナー濃度検知手段が設けられている。このトナー濃度検知手段は、磁性体であるキャリアに起因する透磁率を検出し、一定体積中に含まれるキャリア量からトナーの濃度を算出している。このトナー濃度検知手段によって現像装置Ｙ内のトナー濃度を検知し、現像装置Ｙ内のトナー濃度を一定範囲内（例えば５〜９ｗｔ％）に保つように制御している。
【００２７】
ドラムクリーニング装置６Ｙとしては、ポリウレタンゴム製のクリーニングブレードを感光体３Ｙに押し当てる方式のものを用いているが、他の方式のものを用いてもよい。クリーニング性を高める目的で、本プリンタでは、回転自在なファーブラシを感光体３Ｙに当接させる方式のものを採用している。このファーブラシは、図示しない固形潤滑剤から潤滑剤を掻き取って微粉末にしながら感光体３Ｙ表面に塗布する役割も兼ねている。
【００２８】
感光体３Ｙの上方には、図示しない除電ランプが配設されており、この除電ランプもプロセスユニット２Ｙの一部になっている。除電ランプは、ドラムクリーニング装置６Ｙを通過した後の感光体３Ｙ表面を光照射によって除電する。除電された感光体３Ｙの表面は、帯電装置５Ｙによって一様に帯電された後、上述した光書込ユニット１ＹＭによる光走査が施される。なお、帯電装置５Ｙは、図示しない電源から帯電バイアスの供給を受けながら回転される帯電ローラ方式（感光体３Ｙに接触配置されたり、非接触で近接配置されたりする）のものである。かかる方式に代えて、感光体３Ｙに対して非接触で帯電処理を行うスコロトロンチャージャ方式を採用してもよい。
【００２９】
以上、Ｙ用のプロセスユニット２Ｙについて説明したが、Ｍ，Ｃ，Ｋ用のプロセスユニット２Ｍ，２Ｃ，２Ｋも、Ｙ用のプロセスユニット２Ｙと同様の構成になっている。
【００３０】
４つのプロセスユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの下方には、転写ユニット６０が配設されている。この転写ユニット６０は、複数のローラ部材（支持ローラ）６３，６７等によって回転可能に張架された弾性層を含む無端ベルト状の像担持体（以下、「中間転写ベルト」という）６１を、感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋに当接させながら、何れか１つのローラの回転駆動によって図中時計回り方向に無端移動させる。これにより、感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋと中間転写ベルト６１とが当接するＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の一次転写ニップが形成されている。支持ローラ６３，６７のうち支持ローラ６３が駆動ローラ、支持ローラ６７が従動ローラである。なお、「張架」とは、張力がかかった状態で掛け渡すことを、「当接」とは、突き当てた状態で接することを、それぞれ意味する。
【００３１】
Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の一次転写ニップの近傍では、ベルトループ内側に配設された一次転写回転体としての一次転写ローラ６２Ｙ，６２Ｍ，６２Ｃ，６２Ｋによって中間転写ベルト６１を感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋに向けて押圧している。これら一次転写ローラ６２Ｙ，６２Ｍ，６２Ｃ，６２Ｋには、各色用の図示しない一次転写バイアス用電源によって一次転写バイアスが印加されている。これにより、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の一次転写ニップには、感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ上のトナー像を中間転写ベルト６１に向けて静電移動させる一次転写電界が形成されている。なお、「押圧」とは、圧して押さえ付けることを意味する。各一次転写ローラ６２Ｙ，６２Ｍ，６２Ｃ，６２Ｋと、上記各色用の図示しない一次転写バイアス用電源とによって、一次転写手段としての一次転写装置が構成されている。
【００３２】
図中時計回り方向の無端移動に伴ってＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の一次転写ニップを順次通過していく中間転写ベルト６１のおもて面には、各一次転写ニップで各感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ上のトナー像が順次重ね合わせて一次転写される。この重ね合わせの一次転写により、中間転写ベルト６１のおもて面には４色重ね合わせトナー像（以下、「４色トナー像」という）が形成される。
【００３３】
中間転写ベルト６１の下方には、二次転写ユニット８０が設けられている。
二次転写ユニットについて図２に基づき説明する。
図２は二次転写ユニット８０を拡大した拡大図である。二次転写ユニットは、像担持体である中間転写ベルト６１の外周側表面に当接して転写ニップを形成する無端ベルト状の転写部材（以下、「二次転写ベルト」ともいう）８２と、中間転写ベルト６１の表面に担持されたトナー像を、二次転写ベルト８２または転写ニップ内に挟み込んだ記録材へ転写する転写装置と、二次転写ベルト８２の表面と対向して設置され、二次転写ベルト８２の表面（転写部材表面）の反射光を検出する光学装置（以下、「光学式センサ」ともいう）８３と、二次転写ベルトクリーニング装置８４と、から構成されている。
中間転写ベルト６１における二次転写バックアップローラ６８に対する掛け回し箇所に、二次転写ベルト８２が中間転写ベルト６１のおもて面から当接し、接触部ないしは接触・挟持部としての二次転写ニップを形成している。
二次転写ローラ８１には、図示しない二次転写バイアス用電源によって二次転写バイアスが印加されている。一方、中間転写ベルト６１のベルトループ内の二次転写バックアップローラ６８は接地されている。これにより、二次転写ニップ内に二次転写電界が形成されている。二次転写ローラ８１及び二次転写バイアス用電源によって、転写装置が構成されている。
【００３４】
本実施形態の画像形成装置は、さらに、転写部材８２に転写されたトナーの付着量を検知するトナー付着量検知手段と、検知されたトナー付着量に基づき、トナー付着量が目標値になるように画像形成条件を調整する制御手段と、を備える。前記トナー付着量検知手段が、光学装置８３の出力値に対して印刷速度に応じた換算式を用いてトナー付着量を求め、得られたトナー付着量の値に基づき画像形成条件が調整される。
印刷速度は記録材の種類などの条件に基づき自動的に設定される値であるが、像担持体６１及び転写部材８２の回転速度から印刷速度を検知する印刷速度検知手段を備えていてもよい。
【００３５】
光学装置８３は、発光素子としてのＬＥＤ、正反射光受光素子、拡散光受光素子、ガラスキャップ、ケーシング等からなる反射型光学センサである。光学装置８３は、二次転写ベルト８２の表面の反射光を検出する装置であり、具体的には、二次転写ベルト８２の表面と転写されたトナー像の反射率を検知する。
なお、発光素子として、ＬＥＤに代えてレーザ発光素子等を用いてもよい。また、正反射光受光素子、拡散光受光素子としては、何れもフォトトランジスタを用いているが、フォトダイオードや増幅回路等からなるものを用いてもよい。
【００３６】
ＬＥＤから発せられた赤外光は、ガラスキャップを透過した後、二次転写ベルト８２に形成されたトナー像（例えば、テストパターン）に到達する。そして、赤外光の一部は、トナー像の表面で正反射して正反射光になった後、ガラスキャップを再透過して正反射光受光素子に受光される。正反射光受光素子は、受光量に応じた電圧を出力する。この出力値は、図示しないＡ／Ｄコンバーターによってデジタルデータに変換された後、後述する図５に示す電位制御装置２０に入力される。
【００３７】
また、赤外光の他の一部は、トナー像の表面で拡散反射して拡散反射光となった後、ガラスキャップを再透過して拡散光受光素子に受光される。拡散光受光素子は、受光量に応じた電圧を出力する。この出力値は、Ａ／Ｄコンバーターによってデジタルデータに変換された後、電位制御装置２０に入力される。
【００３８】
電位制御装置２０は、単位面積あたりのトナー付着量に応じた量の光を正反射光受光素子や拡散光受光素子で受光し、受光量に応じた電圧を出力する。
【００３９】
発光素子と受光素子を有し、発光素子から照射された光は、二次転写ベルト８２上に作成されたトナーパッチによって反射され、受光素子にて受光され信号に変換される。その信号の変化を読み取ることでトナー像の情報を類推し、トナー付着量が検知される。
【００４０】
回転に伴い光学装置８３を通過したトナー像は、二次転写ベルトクリーニング装置８４で回収され、二次転写ベルト８２上から除去される。
【００４１】
図１に示すように、二次転写ニップの右側方には、レジストローラ対３４が配設されている。レジストローラ対３４の間に挟み込んだ記録材を中間転写ベルト６１上の４色トナー像に同期させ得るタイミングで二次転写ニップに送り出す。二次転写ニップ内では、中間転写ベルト６１上の４色トナー像が二次転写電界やニップ圧の影響によって記録材に一括して二次転写され、記録材の白色と相まってフルカラー画像となる。
【００４２】
二次転写ニップを通過した中間転写ベルト６１のおもて面には、二次転写ニップで記録材に転写されなかった転写残トナーが付着している。この転写残トナーは、中間転写ベルト６１に当接するクリーニングブレードを備えたベルトクリーニング装置７５によってクリーニングされる。ベルトクリーニング装置７５のクリーニングブレードに対向した位置には、中間転写ベルト６１を挟んだ状態でクリーニングブレードバックアップローラ６９が配設されている。ベルトクリーニング装置７５の回転走行方向の下流近傍には、中間転写ベルト６１に所定のテンションを付与するテンションローラ６６が配設されている。
【００４３】
二次転写ニップを通過した記録材は、中間転写ベルト６１から離間して、搬送ベルトユニット３５に受け渡される。この搬送ベルトユニット３５は、無端状の搬送ベルト３６を駆動ローラ３７と従動ローラ３８とによって張架しながら、駆動ローラ３７の回転駆動によって図中反時計回り方向に無端移動される。そして、二次転写ニップから受け渡された記録紙を搬送ベルト３６の上部張架面に保持しながら、搬送ベルト３６の無端移動に伴って搬送して定着装置４０に受け渡す。
【００４４】
上述した二次転写ニップを通過した記録材は、定着装置４０内に送られて定着ニップに挟み込まれる。そして、加圧や加熱などの作用により、トナー像の定着処理が施される。二次転写ニップで第１面にトナー像が転写され、且つ定着装置４０でその第１面にトナー像が定着された記録材は、搬送切替装置５０に向けて送り出される。
【００４５】
ここで、記録材の印刷速度について説明する。記録材の厚さが厚い時など記録材の熱容量が大きい場合、トナー像を定着させるための熱量が不足傾向になる。このようなケースにおいては印刷速度を落として、記録材が定着装置４０を通過する時間を稼ぐことでトナー像を定着させる熱量を確保している。
【００４６】
本実施形態の画像形成装置においては、搬送切替装置５０、再送路５４、スイッチバック路５５、スイッチバック後搬送路５６等により、再送手段が構成されている。具体的には、搬送切替装置５０は、定着装置４０から受け取った記録材のその後の搬送先を、排紙路５１又は再送路５４に切り替える。そして、記録材の第１面だけに対して画像を形成する片面モードのプリントジョブの実行時には、搬送先を排紙路５１に設定する。これにより、第１面だけに画像が形成された記録材を、排紙路５１経由で排紙ローラ対５２に送って、機外の排紙トレイ５３上に排紙する。また、記録材の両面に対してそれぞれ画像を形成する両面モードのプリントジョブの実行時において、両面にそれぞれ画像が定着された記録材を定着装置４０から受け取ったときにも、搬送先を排紙路５１に設定する。これにより、両面に画像が形成された記録材を、機外の排紙トレイ５３上に排紙する。
【００４７】
一方、両面モードのプリントジョブの実行時において、第１面だけに画像が定着された記録材を定着装置４０から受け取ったときには、搬送先を再送路５４に設定する。再送路５４には、スイッチバック路５５が繋がっており、再送路５４に送られた記録材はこのスイッチバック路５５に進入する。そして、記録材の搬送方向の全領域がスイッチバック路５５に進入すると、記録材の搬送方向が逆転されて、記録材がスイッチバックする。スイッチバック路５５には、再送路５４の他に、スイッチバック後搬送路５６が繋がっており、スイッチバックした記録材は、このスイッチバック後搬送路５６に進入する。このとき、記録材の上下が反転する。そして、上下反転した記録材は、スイッチバック後搬送路５６と、上述した給紙路３０とを経由して、二次転写ニップに再送される。二次転写ニップで第２面にもトナー像が転写された記録材は、定着装置４０を経由して第２面にトナー像が定着された後、搬送切替装置５０と、排紙路５１と排紙ローラ対５２とを経由して、排紙トレイ５３上に排紙される。
【００４８】
以下、本実施形態の画像形成装置におけるトナー付着量の安定化制御について説明する。
トナーを帯電させて画像を形成する電子写真方式において、画像形成装置が置かれている周囲の温湿度などの環境変化や現像装置内の現像剤の状態変化によってトナー付着量が変動するため、中間転写ベルト上にテストパターンを作成することが好ましい。テストパターンは、複数の感光体上に作成したテストパターンを中間転写ベルト６１表面に一次転写することで形成されるものである。そして、テストパターンのトナー付着量を検知してトナー付着量安定のためのフィードバック制御を行っている。
【００４９】
本実施形態の画像形成装置は、検知されたトナー付着量に基づき、トナー付着量が目標値になるように画像形成条件を調整する制御手段を備える。
図５に、制御手段について説明するためのブロック図を示す。
制御手段は、画像濃度制御手段の1つとして、電位制御装置２０を備える。
電位制御装置２０は、複数の付着量の異なるトナー像を作像し、パターンの静電潜像の電位を電位センサ８７で、二次転写体上のトナー像の付着量をセンサで検知する。さらにそのときのトナー付着量をトナー付着量検知手段であるトナー付着量センサ８８で検知し、目標のトナー付着量となる帯電バイアス、現像バイアス、露光量を算出する。すなわち、トナー付着量センサ８８で検知した検出値と、トナー濃度センサ８９によって検出されたトナー濃度と、電位センサ８７によって検知した感光体３Ｙ〜３Ｋ（これらのいずれか、あるいはすべて）の露光後の表面電位、現像バイアス、及びトナーの目標付着量を入力する。すると、電位制御装置２０は、帯電装置５Ｙ〜５Ｋの帯電バイアス、現像装置４Ｙ〜４Ｋの現像バイアス、露光装置１（図１の装置では光書込ユニット１ＹＭ、１ＣＫ）の露光量、及びトナー濃度制御目標値を出力する。この最適な作像条件にしたがって、各バイアス、トナー補給を制御することで、安定的な画像濃度を提供できる。
【００５０】
本実施形態における画像形成装置では、用紙対応力の向上を目的として表面を弾性層で構成した中間転写ベルトを採用した構成である。
弾性層を含む中間転写ベルトは、一般的に表面の光沢度が低いため、中間転写体上に形成したトナー像の光学センサで検出してトナー画像の付着量制御を行う場合、十分なトナー付着量検出精度が得られない。そこで図２で示した二次転写ベルト８２上に複数の付着量の異なるトナー像を転写させ、光学式センサ８３を用いて、トナー付着量を検知し、上述の制御を実行する。トナー付着量の算出方法や作像条件の決定方法については、例えば、特許文献３に記載されている方法がある。
【００５１】
電位制御装置２０は、少なくとも一つ以上のトナー像を作像し、調整した画像濃度が変動しないよう印刷中に作像条件の最適化を行い、印刷モード（以下、「印刷速度モード」ともいう）が変化した場合も安定的に画像濃度を維持する。
【００５２】
図３は、トナー付着量検知手段（トナー付着量センサ８８）が、光学式センサ８３の出力値に対して印刷速度に応じた換算式を用いてトナー付着量を求める際の付着量変換アルゴリズムで使用する変換式について説明するグラフである。縦軸の「センサ出力値」は、光学式センサ８３の出力値からトナー付着量変換のための演算を行った正規化値を表している。横軸の「トナー付着量」は、図５のトナー濃度センサにより検出されたトナー付着量の実測値であり、単位はｍｇ／ｃｍ２である。
【００５３】
光学式センサ８３からの出力は、付着量変換アルゴリズムよって付着量に変換される。付着量変換アルゴリズムは、図３に示すように、光学式センサ８３の出力とトナー付着量のデータを予め取得しておき、光学式センサ８３の出力値からトナー付着量に変換するものである。
図３では、印刷速度が異なる「印刷速度モードＡ」及び「印刷速度モードＢ」の２種類の変換式に係るデータを示している。印刷速度が異なることで、中間転写ベルト６１と二次転写ベルト８２のニップ時間が変化するなどの理由で二次転写ベルト８２表面のトナー像の表面状態が変化するため、適用されるべき変換式が異なることがわかる。
【００５４】
本実施形態の画像形成装置は、付着量変換アルゴリズムで用いるトナー付着量センサの出力値からその出力値に対応する付着量への変換式を、印刷速度によって使い分けている。
すなわち、トナー付着量検知手段（トナー付着量センサ）８８が、光学装置（光学式センサ）８３の出力値に対して印刷速度に応じた換算式を用いてトナー付着量を求める。
【００５５】
図４は制御の流れの例を示すフローチャートである。
ここでは、印刷速度として「モードＡ」と「モードＢ」の２種類を示しているが、モードの種類はこれに限定されず、３種類以上のモードを有する場合も同様の考え方である。
印刷ＳＴＡＲＴすると、印刷速度がモードＡであるかどうかを判断する（Ｓ０１）。印刷速度がモードＡであればモードＡに対応した換算式Ａを使用して変換を行い、トナー付着量を検知する（Ｓ０２）。印刷速度がモードＡではないとき、モードＢであれば（Ｓ０３）、モードＢに対応した換算式Ｂを使用して変換を行い、トナー付着量を検知する（Ｓ０４）。
【００５６】
このように、複数の印刷モードに対してそれぞれの換算式を複数用意してもよいが、簡便化のため、最も使用頻度の高い印刷速度（印刷速度モード）の換算式を用いて、印刷速度に応じて換算式を補正してもよい。また、最も速い印刷速度（印刷速度モード）の換算式を用いて、印刷速度に応じて換算式を補正してもよい。
【００５７】
すなわち、トナー付着量検知手段８８は、光学装置８３の出力値に対して、最も高い頻度で実施される印刷速度（印刷速度モード）を基準とした換算式を用いてトナー付着量を求め、印刷速度に基づいて換算式を補正することにより、トナー付着量を校正する。
【００５８】
また、トナー付着量検知手段８８は、光学装置８３の出力値に対して、最も高速の印刷速度（印刷速度モード）を基準とした換算式を用いてトナー付着量を求め、印刷速度に基づいて換算式を補正することにより、トナー付着量を校正する。
【００５９】
本実施形態の画像形成装置は、記録材に形成される画像の領域外にテストパターンを形成し、トナー付着量検知手段８８が、光学装置８３の出力値に対して、印刷速度に応じた換算式を用いてテストパターンのトナー付着量を求める態様とすることができる。
この場合も、上述のように、複数の印刷速度モードに対してそれぞれの換算式を複数用意してもよいが、簡便化のため、最も使用頻度の高い印刷速度（印刷速度モード）の換算式を用いて、印刷速度に応じて換算式を補正してもよい。また、最も速い印刷速度（印刷速度モード）の換算式を用いて、印刷速度に応じて換算式を補正してもよい。
【００６０】
すなわち、トナー付着量検知手段８８が、光学装置８３の出力値に対して、最も高い頻度で実施される印刷速度（印刷速度モード）を基準とした換算式を用いて前記テストパターンのトナー付着量を求め、印刷速度に基づいて換算式を補正することにより、テストパターンのトナー付着量を校正する。
【００６１】
また、トナー付着量検知手段８８が、光学装置８３の出力値に対して、最も高速の印刷速度（印刷速度モード）を基準とした換算式を用いてテストパターンのトナー付着量を求め、印刷速度に基づいて換算式を補正することにより、テストパターンのトナー付着量を校正する。
【符号の説明】
【００６２】
１（１ＹＭ、１ＣＫ）    光書込ユニット
２（２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ）    プロセスユニット（プロセスカートリッジ）
３（３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ）    感光体
４（４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ）    現像装置
５（５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ）    帯電装置
６（６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋ）    ドラムクリーニング装置
２０    電位制御装置
６１    中間転写ベルト（像担持体）
６８    二次転写バックアップローラ
８１    二次転写ローラ
８２    二次転写ベルト（転写部材）
８３    光学装置（光学式センサ）
８４    二次転写ベルトクリーニング装置
８８    トナー付着量検知手段
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６３】
【特許文献１】特開２００７−１２１９４３号公報
【特許文献２】特開２０１０−１２８０７０号公報
【特許文献３】特開２００６−１３９１８０号公報
【図１】
2017021114.tif 000003
【図２】
2017021114.tif 000004
【図４】
2017021114.tif 000005
【図５】
2017021114.tif 000006
【図３】
2017021114.tif 000007