JP5377146B2

JP5377146B2 - 画像形成装置

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Description

本発明は、電子写真方式或いは静電記録方式を用いた複写機、プリンタ等の画像形成装置に関するものである。詳しくは、本発明は、中間転写ベルトの周方向の位置に対応して、中間転写ベルトに転写されたトナー像の濃度を認識可能な画像形成装置に関する。

従来、例えばフルカラー画像の形成が可能な画像形成装置として、次のような直接転写方式や中間転写方式の画像形成装置が知られている。直接転写方式の画像形成装置では、単数又は複数の感光体ドラムに形成されたトナー像を、周方向に回転可能な転写材担持体であるベルト部材（以下「転写ベルト」という。）上に担持された転写材に転写する。中間転写方式の画像形成装置では、単数又は複数の感光体ドラムに形成されたトナー像を、一旦、周方向に回転可能な中間転写体であるベルト部材（以下「中間転写ベルト」という。）に転写（１次転写）する。その後、中間転写方式の画像形成装置は、中間転写ベルト上のトナー像を転写材に転写（２次転写）する。中間転写方式の画像形成装置では、多様な記録材に画像を形成することが容易で、記録材の選択性を高めることができる。

一方で、画像形成装置は、光学センサによりパッチ画像の濃度を検知してパッチ検方式により現像剤のトナー補給制御等による各色の画像濃度を制御したり、レジストレーションずれを光学センサで検知してレジストレーション補正したりしている。

こうした中で、中間転写ベルトを有し、光学センサによるパッチ濃度の検知に基づいて画像濃度を制御する画像形成装置の構成を想定する。光学センサによって中間転写ベルトの転写面に転写されたパッチ濃度の測定には下地補正といった技術が必要とされる。下地補正は、トナーが転写される中間転写ベルトの下地の状態を考慮して、パッチ濃度の測定時に、下地の表面の光沢がパッチ濃度に与える影響をキャンセルさせる効果を有する。この中間転写ベルトの下地の状態には、たとえば、中間転写ベルトの転写面の光沢の経時変化、中間転写ベルトが１周内で有する光沢ムラがある。特に、中間転写ベルトが１周内で有する光沢ムラによるパッチ濃度に対する影響をキャンセルさせる発明として、特許文献１に記載の画像形成装置が提案されている。

特許文献１に記載の画像形成装置では、制御装置は、パッチ濃度の測定に先立ってトナー像の下地となる中間転写ベルトの転写面の１周分を濃度センサにより読み取り、中間転写ベルトの位相、及び、各位相における濃度センサの出力値を記憶する。そして、制御装置は、記憶した中間転写ベルトの転写面の位相、及び、各位相における濃度センサの出力値を参照し、トナーパッチの下地となる所定の位相の中間転写ベルトの転写面に対応する濃度センサの出力値を把握する。そして、制御装置は、下地補正を行ってトナーパッチの濃度を得ている。

また、特許文献１に記載の画像形成装置では、制御装置が中間転写ベルトの転写面の位相を認識できるようにするために、中間転写ベルトに対して周方向に所定間隔毎にマークが貼られ、中間転写ベルトに対向してマークを検知するマーク検知センサが配置される。制御装置の内部の算出手段は、マーク位置検知センサが中間転写ベルトの所定のマークを検知してから経過した経過時間に基づいて、現在の中間転写ベルトの位相を判断する。

ただし、光学センサを用いて中間転写ベルトの１周分のプロファイルを取得する場合には、中間転写ベルトには周方向の基準となる基準位置が必要である。そのような中間転写ベルトの基準位置に付されたマークが１つであると、そのマークがマーク検知センサの場所に来るまでに待ち時間が生じてしまう。このために、特許文献１に記載の画像形成装置では、マーク検知センサの場所に来るまでの待ち時間を短縮するために、中間転写ベルトには、同形状及び同パターンのマークが複数付けられている。

特開平０５−１５０５７４号公報

しかしながら、各ベルト位置検出マークを区別できず、電源の突然のＯＦＦ状態又は紙詰まり解消処理等の後に、基準位置を失ってしまい、基準位置および中間転写ベルトの１周のプロファイルを取り直さなければならず、待ち時間が発生してしまう虞がある。

本発明は、上記実情に鑑み、ベルト部材の周方向位置を算出する算出手段がベルト部材の位置を判断する時間を短縮することができる画像形成装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するための、本発明の画像形成装置は、トナー像が表面に形成される複数の像担持体と、前記複数の像担持体に対向し、前記複数の像担持体のトナー像が転写される転写面を有する無端状のベルト部材と、前記転写面に対向し、前記転写面に転写されたトナー像の濃度を検知可能な第１検知手段と、前記第１検知手段の検知結果を前記ベルト部材の１周分に亘るプロファイルとして記憶する記憶手段と、前記ベルト部材の周方向の位置である周方向位置を示す複数の位置マークと、前記ベルト部材に対向し、前記位置マークを検知可能な第２検知手段と、前記第２検知手段の検知結果に基づいて前記ベルト部材の前記周方向位置を算出する算出手段と、前記記憶手段が記憶した前記プロファイル、及び、前記算出手段が算出した前記周方向位置に基づいて、前記複数の像担持体に形成するトナー像の条件を変更する変更手段と、を備え、前記位置マークの各々の形状が、前記ベルト部材の周方向の寸法が互いに異なることによって前記周方向位置の各々で互いに異なり、前記ベルト部材の前記周方向位置が識別可能であることを特徴とする。
本発明の他の画像形成装置は、トナー像が表面に形成される複数の像担持体と、前記複数の像担持体に対向し、前記複数の像担持体のトナー像が転写される転写面を有する無端状のベルト部材と、前記転写面に対向し、前記転写面に転写されたトナー像の濃度を検知可能な第１検知手段と、前記第１検知手段の検知結果を前記ベルト部材の１周分に亘るプロファイルとして記憶する記憶手段と、前記ベルト部材の周方向の位置である周方向位置を示す複数の位置マークと、前記ベルト部材に対向し、前記位置マークを検知可能な第２検知手段と、前記第２検知手段の検知結果に基づいて前記ベルト部材の前記周方向位置を算出する算出手段と、前記記憶手段が記憶した前記プロファイル、及び、前記算出手段が算出した前記周方向位置に基づいて、前記複数の像担持体に形成するトナー像の条件を変更する変更手段と、を備え、前記位置マークの各々の形状が、前記ベルト部材の幅方向の寸法が互いに異なることによって前記周方向位置の各々で互いに異なり、前記ベルト部材の前記周方向位置が識別可能であることを特徴とする。

本発明によれば、複数の位置マークが周方向位置の各々で互いに異なる。したがって、算出手段は、周方向位置の情報を失っても、ベルト部材の回転方向で上流側に存在する最寄りの周方向位置を認識して、ベルト部材の周方向の位置を判断することができる。その結果、算出手段がベルト部材の位置を判断する時間は短縮される。

本発明の実施例１に係る画像形成装置の構成を示す断面図である。画像形成部の構成を示す図１の拡大断面図である。光学センサの構成を示す断面図等である。中間転写ベルトの周方向に延びる白地シールの形状を示す概略図等である。実施例２に係る中間転写ベルトの白地シールの形状を示す概略図等である。参考例に係る中間転写ベルトの白地シールの形状を示す概略図等である。

以下、図面を参照し、本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対位置等は、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるから、特に特定的な記載が無い限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

図１は、本発明の実施例１に係る画像形成装置１００の構成を示す断面図である。画像形成装置１００は、４つの感光体ドラム１ａ〜１ｄを有し、中間転写方式が用いられ、電子写真画像形成プロセスを利用したフルカラー電子写真画像形成装置である。図１に示されるように、画像形成装置１００は，画像形成装置本体（以下、単に『装置本体』という）１００Ａを有する。画像形成装置１００は、この装置本体１００Ａの内部に『複数』すなわち４つの『画像形成部』として第１画像形成部Ｓａ、第２画像形成部Ｓｂ、第３画像形成部Ｓｃ、第４画像規制部Ｓｄを有する。各画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄはそれぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色を形成するためのものである。なお、実施例１では、各画像形成部Ｓａ〜Ｓｄの構成は、用いられるトナーの色が異なることを除いて実質的に同じである。従って、以下、特に区別を要しない場合は、いずれかの色用に設けられた要素であることを表すために図中符号に与えた添え字ａ、ｂ、ｃ、ｄは省略して総括的に画像形成部Ｓの用語を用いて説明する。

画像形成部Ｓは、トナー像が表面に形成される複数の『像担持体』である感光体ドラム１ａ〜１ｄを備える。感光体ドラム１の周囲には、１次帯電手段としての帯電ローラ２ａ〜２ｄ、露光手段としてのレーザスキャナ３ａ〜３ｄが感光体ドラム１の回転方向に沿って順次配設されている。さらに、感光体ドラム１の周囲には、現像手段としての現像装置４ａ〜４ｄ、ドラムクリーニング手段としてのドラムクリーナ６ａ〜６ｄ等が、感光体ドラム１の回転方向に沿って順次配設されている。また、複数の感光体ドラム１ａ〜１ｄに対向（隣接）して、複数の感光体ドラム１ａ〜１ｄのトナー像が転写される転写面５１ａ（図２参照）を有する無端状の『ベルト部材』である中間転写ベルト５１が配置されている。

中間転写ベルト５１は、複数の支持部材として駆動ローラ５２、張架ローラ５５、２次転写内ローラ５６、上流規制ローラ６５に掛け渡されている。中間転写ベルト５１は、ベルト駆動手段である駆動ローラ５２によって駆動力が伝達されて、矢印Ｒ３の方向に周回移動する。また、中間転写ベルト５１の内周面側において各感光体ドラム１ａ〜１ｄに対向する位置には、１次転写部材としての１次転写ローラ５３ａ〜５３ｄが配置されている。各１次転写ローラ５３ａ〜５３ｄによって中間転写ベルト５１が各感光体ドラム１ａ〜１ｄに向けて付勢され、各感光体ドラム１ａ〜１ｄと中間転写ベルト５１とが接触する１次転写部（１次転写ニップ）Ｎ１ａ〜Ｎ１ｄが形成されている。さらに、中間転写ベルト５１の外周面側において２次転写内ローラ５６に対向する位置には、２次転写部材としての２次転写外ローラ５７が配置されている。２次転写外ローラ５７が中間転写ベルト５１の外周面に接触して、２次転写部（２次転写ニップ）Ｎ２が形成されている。各画像形成部Ｓａ〜Ｓｄにて形成された感光体ドラム１ａ〜１ｄ上の画像は、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに隣接して移動通過する中間転写ベルト５１上に順次多重転写される（１次転写工程）。その後、中間転写ベルト５１上に転写された画像は更に２次転写部Ｎ２において紙等の記録材Ｐへ転写される（２次転写工程）。

こうした画像形成装置１００は、以下のように動作する。まず、フルカラー画像を形成する場合、帯電ローラ２ａ〜２ｄにより、感光体ドラム１ａ〜１ｄが一様に帯電された後、画像信号に応じた露光がレーザスキャナ３ａ〜３ｄによってなされることにより、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に静電像が形成される。その後、現像装置４ａ〜４ｄによってトナー像が現像され、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上のトナー像は、１次転写ローラ５３ａ〜５３ｄに転写バイアスが不図示の転写高圧電源から印加されることによって中間転写ベルト５１に順次転写される。このとき、中間転写ベルト５１の位置を規制する上流規制ローラ６５の配置により、中間転写ベルト５１は４色の感光体ドラム１ａ〜１ｄに当接して配置される。感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に残った転写残トナーはドラムクリーナ６ａ〜６ｄによって回収される。それぞれの感光体ドラム１ａ〜１ｄ上から上記の要領で中間転写ベルト５１上に順次多重転写された画像は、２次転写部材である２次転写内ローラ５６、２次転写外ローラ５７の間に２次転写バイアスを印加することで記録材Ｐに転写される。記録材Ｐ上のトナー像は定着装置７によって定着されることにより、フルカラー画像を得る。

画像形成装置１００では、光学センサ３０によりパッチ画像の濃度を検知して、パッチ検方式により現像剤のトナー補給制御等による各色の画像濃度を制御したり、レジストレーションずれを光学センサ３０で検知してレジストレーション補正を行ったりしている。

図２は、画像形成部Ｓの構成を示す図１の拡大断面図である。感光体ドラム１は、装置本体１００Ａ（図１参照）によって回動自在に支持されている。図２に示されるように、感光体ドラム１は、アルミニウム等の導電性基体１１と、その外周に形成された光導電層１２と、を基本構成とする円筒状の電子写真感光体である。感光体ドラム１は、その中心に支軸１３を有する。感光体ドラム１は、駆動手段（図示せず）によって、支軸１３を中心として矢印Ｒ１の方向に回転駆動される。実施例１では、感光体ドラム１の帯電極性は負極性である。

感光体ドラム１の上方には、１次帯電手段としての帯電ローラ２が配置されている。帯電ローラ２は、感光体ドラム１の表面に接して、感光体ドラム１の表面を所定の極性及び電位に一様に帯電させる。帯電ローラ２は、中心に配置された導電性の芯金２１と、その外周に形成された低抵抗導電層２２と、中抵抗導電層２３と、を有し、全体としてローラ状に構成されている。帯電ローラ２は、芯金２１の両端部が軸受部材（図示せず）によって回転自在に支持されると共に、感光体ドラム１に対して平行に配置されている。これら両端部の軸受部材は、押圧手段（図示せず）によって感光体ドラム１に向けて付勢されている。これにより、帯電ローラ２は、感光体ドラム１の表面に所定の押圧力を持って圧接されている。帯電ローラ２は、感光体ドラム１の矢印Ｒ１の方向の回転に伴って、矢印Ｒ２の方向に従動回転する。帯電ローラ２には、帯電バイアス出力手段としての帯電バイアス電源２４によって帯電バイアス電圧が印加される。これにより、感光体ドラム１の表面は一様に接触帯電される。

感光体ドラム１の回転方向において帯電ローラ２の下流側には、レーザスキャナ３が配設されている。レーザスキャナ３は、画像情報に基づいてレーザ光をＯＦＦ／ＯＮしながら走査して、感光体ドラム１上を露光する。これにより、画像情報に応じた静電像（潜像）が感光体ドラム１上に形成される。

感光体ドラム１の回転方向においてレーザスキャナ３の下流側には、現像装置４が配置されている。現像装置４は、現像剤として非磁性トナー粒子（トナー）と磁性キャリア粒子（キャリア）とを備える２成分現像剤を収容した現像容器４１を有する。現像容器４１の感光体ドラム１に面した開口部内に、現像剤担持体としての現像スリーブ４２が回転自在に設置されている。現像スリーブ４２の内部には、磁界発生手段としてのマグネットローラ４３が、現像スリーブ４２の回転に対して非回転に固定配置されている。マグネットローラ４３の形成する磁界によって、２成分現像剤は、現像スリーブ４２上に担持される。また、現像スリーブ４２の下方位置には、現像スリーブ４２上に担持された２成分現像剤を規制して薄層化する現像剤規制部材としての規制ブレード４４が設置されている。現像容器４１の内部は、現像室４５と撹拌室４６とに区画されており、その上方には補給用のトナーを収容した補給室４７が設けられている。この補給室４７は、パッチ検方式による画像濃度の制御時に、撹拌室４６にトナーを補給して、現像容器４１の内部に入っている現像剤のトナー濃度を所定値に維持するトナー補給制御に使用される。

現像スリーブ４２上の２成分現像剤の薄層は、現像スリーブ４２の回転に伴って感光体ドラム１と対向した現像領域へ搬送される。そして、現像スリーブ４２上の２成分現像剤は、現像領域に位置するマグネットローラ４３の現像主極の磁気力によって現像領域において穂立ちし、２成分現像剤の磁気ブラシが形成される。この磁気ブラシによって感光体ドラム１の面上が擦られると共に、現像バイアス出力手段としての現像バイアス電源４８によって現像スリーブ４２に現像バイアス電圧が印加される。これにより、磁気ブラシの穂を構成するキャリアに付着しているトナーが、感光体ドラム１上の静電像の露光部に付着して、トナー像が形成される。実施例１では、感光体ドラム１の帯電極性と同極性に帯電したトナーを、感光体ドラム１上の露光により電荷が減衰した部分に付着させる反転現像によって、感光体ドラム１上にトナー像が形成される。

感光体ドラム１の回転方向において現像装置４の下流側の感光体ドラム１の下方には、１次転写ローラ５３が配設されている。１次転写ローラ５３は、芯金５３１と、その外周面に円筒状に形成された導電層５３２と、によって構成されている。１次転写ローラ５３は、両端部がスプリング等の押圧部材（図示せず）によって感光体ドラム１に向けて付勢されている。これにより、１次転写ローラ５３の導電層５３２は、所定の押圧力で中間転写ベルト５１を介して感光体ドラム１の表面に圧接される。また、芯金５３１には、１次転写バイアス出力手段としての１次転写バイアス電源５４が接続されている。感光体ドラム１と１次転写ローラ５３との間には１次転写部Ｎ１（Ｎ１ａ、Ｎ１ｂ、Ｎ１ｃ、Ｎ１ｄ）が形成される。１次転写部Ｎ１には、中間転写ベルト５１が挟まれている。この中間転写ベルト５１は、矢印Ｋ１の方向に移動するようになっている。１次転写ローラ５３は、中間転写ベルト５１の内周面に接触して、中間転写ベルト５１の移動に伴って回転する。そして、画像形成時に、１次転写ローラ５３には、１次転写バイアス電源５４によって、トナーの正規の帯電極性（第１の極性：実施例１では負極性）とは逆極性（第２の極性：実施例１では正極性）の１次転写バイアス電圧が印加される。そして、１次転写ローラ５３と感光体ドラム１との間に、第１の極性のトナーを感光体ドラム１上から中間転写ベルト５１に向けて移動させる方向の電界が形成される。これによって、感光体ドラム１上のトナー像が、中間転写ベルト５１の表面に転写（１次転写）される（１次転写工程）。なお、感光体ドラム１及び中間転写ベルト５１の表面移動速度に相当するプロセス速度は、２００ｍｍ／ｓｅｃである。

１次転写工程後の感光体ドラム１の表面に残留したトナー（１次転写残トナー）等の付着物は、ドラムクリーナ６によって清掃される。ドラムクリーナ６は、ドラム清掃部材としてのクリーニングブレード６１と、搬送スクリュー６２と、ドラムクリーナハウジング６３と、を有する。クリーニングブレード６１は、加圧手段（図示せず）によって、感光体ドラム１に対して、所定の角度、圧力で当接されている。これにより、感光体ドラム１の表面に残留したトナー等は、クリーニングブレード６１によって感光体ドラム１上から掻き取られて除去され、ドラムクリーナハウジング６３の内部に回収される。回収されたトナー等は、搬送スクリュー６２により搬送され、廃トナー収容部（図示せず）に排出される。

ここで、図１に戻って、さらに、画像形成装置１００の装置本体１００Ａの内部の構成に関して説明する。図１に示されるように、各感光体ドラム１ａ〜１ｄの下方には、中間転写ベルト５１、１次転写ローラ５３ａ〜５３ｄ、２次転写内ローラ５６、２次転写外ローラ５７、中間転写ベルトクリーナ５９等を有して、中間転写ユニット５が構成されている。２次転写内ローラ５６は電気的に接地されている。また、２次転写外ローラ５７には、２次転写バイアス出力手段としての２次転写バイアス電源５８が接続されている。２次転写内ローラ５６は、中間転写ベルト５１の内周面に接触して、中間転写ベルト５１の移動に伴って回転する。

例えば、フルカラー画像の形成時には、第１〜第４の画像形成部Ｓａ〜Ｓｄの各感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に各色のトナー像が形成される。この各色のトナー像は、中間転写ベルト５１を挟んで各感光体ドラム１ａ〜１ｄに対向する各１次転写ローラ５３から１次転写バイアスを受けて、順次に中間転写ベルト５１上に転写（１次転写）される。このトナー像は、中間転写ベルト５１の回転に伴って２次転写部Ｎ２まで搬送される。

一方、この時までに、記録材供給手段８によって、記録材Ｐが２次転写部Ｎ２まで搬送される。即ち、記録材供給手段８において、記録材収容部としてのカセット８１からピックアップローラ８２によって１枚ずつ取り出された記録材Ｐは、搬送ローラ８３等によって２次転写部Ｎ２に搬送される。

画像形成時に、２次転写外ローラ５７には、２次転写バイアス電源５８によって、トナーの正規の帯電極性（第１の極性：実施例１では負極性）とは逆極性（第２の極性：実施例１では正極性）の２次転写バイアス電圧が印加される。そして、２次転写内ローラ５６と２次転写外ローラ５７との間に、第１の極性のトナーを中間転写ベルト５１上から記録材Ｐに向けて移動させる方向の電界が形成される。これによって、中間転写ベルト５１上のトナー像は、記録材Ｐ上に転写（２次転写）される。２次転写部Ｎ２においてトナー像が転写された記録材Ｐは、定着手段としての定着装置７へと搬送される。

なお、２次転写工程後に中間転写ベルト５１の外周面上に残留したトナー（２次転写残トナー）等の付着物は、中間転写ベルトクリーナ５９によって除去及び回収される。中間転写ベルトクリーナ５９は、ドラムクリーナ６と同様の構成を有する。

定着装置７は、回転自在に配設された定着ローラ７１と、定着ローラ７１に圧接しながら回転する加圧ローラ７２と、を有する。定着ローラ７１の内部には、ハロゲンランプ等のヒータ７３が配設されている。そして、このヒータ７３へ供給する電圧等を制御することにより、定着ローラ７１の表面の温度調節が行われている。定着装置７に記録材Ｐが搬送されてくると、一定速度で回転する定着ローラ７１と加圧ローラ７２との間を記録材Ｐが通過する際に、記録材Ｐは、その表裏両面からほぼ一定の圧力及び一定の温度で加圧及び加熱される。これにより、記録材Ｐの表面上の未定着トナー像は、溶融して記録材Ｐに定着される。こうして、記録材Ｐ上にフルカラー画像が形成される。

ここで、中間転写ベルト５１は、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）のような誘電体樹脂によって構成することができる。中間転写ベルト５１として、表面抵抗率１０^１２Ω／□（ＪＩＳ−Ｋ６９１１法準拠プローブを使用、印加電圧１００Ｖ、印加時間６０ｓｅｃ、２３℃／５０％ＲＨ）、厚み１００μｍのＰＩ（ポリイミド）樹脂で形成されたものを用いた。しかし、これに限定されるものではなく、他の材料、体積抵抗率、及び厚みのものでも構わない。

また、１次転写ローラ５３は、図２に示されるように、外径８ｍｍの芯金５３１と、厚さ４ｍｍの導電性ウレタンスポンジで形成された導電層５３２と、によって構成されている。１次転写ローラ５３の電気抵抗値は、約１０^５Ω（２３℃／５０％ＲＨ）であった。なお、１次転写ローラ５３の電気抵抗値は、５００ｇ重の荷重の下で接地された金属ローラに当接された１次転写ローラ５３を５０ｍｍ／ｓｅｃの周速で回転させ、芯金５３１に１００Ｖの電圧を印加して測定された電流値から求められる。

さらに、２次転写内ローラ５６は、図１に示されるように、外径１８ｍｍの芯金５６１と、厚さ２ｍｍの導電性でソリッドのシリコーンゴム層５６２と、によって構成されている。２次転写内ローラ５６の電気抵抗値は、１次転写ローラ５３と同様の測定方法において、約１０^４Ωであった。

また、２次転写外ローラ５７は、図１に示されるように、外径２０ｍｍの芯金５７１と、厚さ４ｍｍの導電性のＥＰＤＭゴムのスポンジ層５７２と、によって構成されている。２次転写外ローラ５７の電気抵抗値は、１次転写ローラ５３と同様の測定方法において、印加電圧が２０００Ｖの場合に、約１０^８Ωであった。

図３（ａ）は、光学センサ３０の構成を示す断面図である。図３（ａ）に示されるように、『第１検知手段』である光学センサ３０は、中間転写ベルト５１の転写面５１ａに対向し、転写面５１ａに転写されたトナー像の濃度を検知可能なセンサである。また、光学センサ３０は、中間転写ベルト５１の転写面５１ａに対向すると共に、最終色となる４色目の黒用の１次転写部Ｎ１ｄから２次転写部Ｎ２までの間に１つ設置されており（図１参照）、パッチを検出する機能を発揮する。この光学センサ３０は、感光体ドラム１ｄの表面に形成された黒トナーによるパッチ画像、及び、感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃの表面に形成されたイエロー、マゼンダ、シアンの色トナーによるパッチ画像の濃度を検知できるようになっている。また、光学センサ３０は、中間転写ベルト５１の下地の濃度を検知できるようになっている。

光学センサ３０は発光素子３０ａ及び受光素子３０ｂを備える。そして、発光素子３０ａが中間転写ベルト５１の転写面５１ａのパッチ画像に光を照射する。光は、中間転写ベルト５１の表面のパッチ画像の部分で正反射若しくは乱反射し、又は、正反射及び乱反射して、所定の反射光量で受光素子３０ｂへと進む。受光素子３０ｂは、その反射光量を受光して電気信号（画像濃度信号）を発生する。この受光素子３０ｂは、コントローラ５０の濃度記憶部５０ａに接続されている。

ここで、図１に示されるコントローラ５０に関して説明する。コントローラ５０は、濃度記憶部５０ａ、信号処理部５０ｄ、位置算出部５０ｂ、条件変更部５０ｃを備える。『記憶手段』である濃度記憶部５０ａは、光学センサ３０の検知結果を中間転写ベルト５１の１周分に亘る『プロファイル』である濃度情報として記憶する部分である。コントローラ５０は、電気信号を、コントローラ５０が有する信号処理部５０ｄで所定の基準値に増幅し、増幅率として濃度記憶部５０ａに保管するようになっている。コントローラ５０は、得られた電気信号に基づいて画像形成条件にフィードバックして、現像剤へのトナー補給を制御したり、潜像の露光や現像バイアス等の条件を制御することにより、画像濃度を制御する。なお、装置本体１００Ａの設置時や中間転写ベルト５１の交換時には、まず、中間転写ベルト５１の反射光量（輝度）のプロファイルは初期設定される。

光学センサ３０によって中間転写ベルト５１の転写面５１ａに転写されたパッチ濃度の測定には下地補正といった技術が必要とされる。下地補正は、トナーが転写される中間転写ベルト５１の下地の状態を考慮して、パッチ濃度の測定時に、下地の表面の光沢がパッチ濃度に与える影響をキャンセルさせる効果を有する。この中間転写ベルト５１の下地の状態には、たとえば、中間転写ベルト５１の転写面５１ａの光沢の経時変化、中間転写ベルト５１が１周内で有する光沢ムラがある。

中間転写ベルト５１のトナーパッチの直下の下地におけるセンサの出力値を把握した状態では下地補正（濃度補正）は、たとえば以下の方法で行う。すなわち、トナーパッチ検出時の正反射光出力Ｒ１０（トナーパッチ）と、トナーパッチ直下の下地検出時の正反射光出力Ｒ２０（トナーパッチ直下下地）が存在するとき、トナーパッチの濃度ＤＥＮＳ（トナーパッチ）は、次式（１）によって算出される。

図３（ｂ）は、基準位置検知センサ３１の構成を示す斜視図である。図３（ｂ）に示されるように、中間転写ベルト５１における転写面５１ａとは反対側の反対面５１ｂのうちの中間転写ベルト５１の移動方向である矢印Ｋ１の方向と直交する方向の端部には、複数の白地シール３２が設けられている。複数の『位置マーク』である白地シール３２は、中間転写ベルト５１の周方向の位置である周方向位置を示す。中間転写ベルト５１の１周分の光学センサ３０の出力を得るために、この白地シール３２が活用される。白地シール３２の各々の形状は、後述するが、周方向位置の各々で互いに異なり、中間転写ベルト５１の周方向位置が識別可能である。

中間転写ベルト５１に対向して、白地シール３２を検知可能な『第２検知手段』である基準位置検知センサ３１が設けられている。基準位置検知センサ３１は、中間転写ベルト５１の基準位置を検知するセンサとして機能を発揮する。基準位置検知センサ３１はコントローラ５０の位置算出部５０ｂ（図１参照）に接続されている。

ここで、前述のコントローラ５０を更に説明する。『算出手段』である位置算出部５０ｂは、基準位置検知センサ３１の検知結果に基づいて中間転写ベルト５１の周方向位置を算出する部分である。コントローラ５０は、白地シール３２の反射量を基準位置検知センサ３１によって検出することで、中間転写ベルト５１の基準位置を算出する。次の白地シール３２が来るまでは、コントローラ５０が有する基準位置の位置算出部５０ｂは、中間転写ベルト５１の回転時間及び速度から、中間転写ベルト５１の周方向の位置を算出する。すなわち、コントローラ５０は、基準位置検知センサ３１が中間転写ベルト５１の反対面５１ｂの基準位置を検知し、中間転写ベルト５１の周方向の位置を検知した後からの経過時間によって、現在の中間転写ベルト５１の位相を判断する。

前述した『変更手段』である条件変更部５０ｃは、濃度記憶部５０ａが記憶した『プロファイル』である濃度情報、及び、位置算出部５０ｂが算出した周方向位置に基づいて、複数の感光体ドラム１ａ〜１ｄに形成するトナー像の条件を変更する部分である。コントローラ５０は、得られた中間転写ベルト５１の位相に対応するトナーパッチの濃度に基づいて、中間転写ベルト５１の下地補正を行う。

まず、中間転写ベルト５１上にトナーの付着がない状態で、基準位置検知センサ３１が白地シール３２を検知する。その後に、『第１検知手段』である『光学式濃度検知手段』としての光学センサ３０が中間転写ベルト５１の反射光量を中間転写ベルト５１の１周に渡って測定し、そのときの出力プロファイルを濃度記憶部５０ａ（制御用メモリ）に記憶しておく。

次に、現像剤濃度の初期設定を行う。現像剤濃度の初期設定もまた、通常、装置本体１００Ａの設置時や現像剤の交換時に行われる。感光体ドラム１上に画像濃度制御用の基準画像であるパッチ画像の潜像を形成し、現像装置４の現像スリーブ４２に現像バイアスを印加してパッチ潜像を現像し、１次転写後のパッチ画像を得る。パッチ画像からの反射光量を光学センサ３０によって測定後、前述の基準位置検知センサ３１からの出力と記憶した中間転写ベルト５１の反射光量プロファイルからパッチ画像形成位置の中間転写ベルト５１の反射光量を算出する。そして、式（１）からパッチ画像濃度を算出する。その画像濃度信号を初期設定値として読み込み、制御用メモリ（図示せず）に記憶する。

ついで、画像形成に使用後、適時、たとえば所定の画像形成枚数ごとに、パッチ画像を形成し、そのパッチ画像反射光量を光学センサ３０で測定して、パッチ画像形成位置の反射光量を用いて式（１）からパッチ画像濃度を算出する。そして、得られた画像濃度信号を初期値と比較し、その比較結果を画像形成条件にフィードバックして、現像剤へのトナー補給を制御したり、潜像の露光や現像バイアス等の条件を制御することにより、画像濃度を制御する。なお、光学センサ３０には正反射型のものを用いたが、光学センサ３０を正反射型のものに限定されるものではない。

図４（ａ）は、中間転写ベルト５１の周方向に延びる白地シール３２の形状を示す概略図である。図４（ａ）に示されるように、『位置マーク』である『ベルト位置検出マーク』としての白地シール３２の各々には、中間転写ベルト５１の周方向に長さが異なるものが用いられる。このように、中間転写ベルト５１の周方向の寸法が互いに異なることによって、白地シール３２の各々の形状が互いに異なるようになっている。この白地シール３２は、例えば４種類用いられる。白地シール３２の寸法は、中間転写ベルト５１の幅方向の長さ×中間転写ベルト５１の周方向の長さといった表現で表すと、１ｃｍ×１ｃｍ、１ｃｍ×１．５ｃｍ、１ｃｍ×２ｃｍ、１ｃｍ×２．５ｃｍとなっている。なお、ここでは、『位置マーク』として白地シール３２が用いられるが、『位置マーク』は白地シール３２に限定されるものではない。また、『位置マーク』は、中間転写ベルト５１の基準位置を把握するために設けられており、画像形成のタイミングには用いられていないが、画像形成のタイミングにも用いられても良い。図３（ｂ）を参照して前述したように、『第２検知手段』である『ベルト位置マーク検知センサ』としての基準位置検知センサ３１には光学センサが用いられる。白地シール３２の各々が中間転写ベルト５１の周方向で長さが異なることから、基準位置検知センサ３１が前述の４つの白地シール３２の各々に光を照射すると、白地シール３２からの反射時間が変化する。この反射時間の相違によって、基準位置検知センサ３１は白地シール３２の各々を区別することが可能となる。

図４（ｂ）は、基準位置検知センサ３１から出力されるパターン及び時間の関係を示すグラフである。図４（ｂ）に示されるように、基準位置検知センサ３１の出力は、白地シール３２の中間転写ベルト５１の幅方向の寸法に対応し、出力の時間は、白地シール３２の中間転写ベルト５１の周方向の寸法に対応することとなる。

図４（ｃ）は、中間転写ベルト５１のベルト下地出力及び時間の関係を示すグラフである。中間転写ベルト５１の下地の光反射率のプロファイルを取得したシーケンスに入ると、コントローラ５０は、基準位置検知センサ３１が検知した白地シール３２を検知情報を受信して記憶した後に、中間転写ベルト５１の１周分のプロファイルの取得を開始する。図４（ｃ）に示されるように、コントローラ５０は、異なる形状の白地シール３２を検知する度に、白地シール３２に対応するプロファイルの位置を記憶する。そして、同じ形状の白地シール３２を再度取得した時点でプロファイルの取得を終了させる。

このようなシーケンスによって、コントローラ５０は、いつパッチ画像が中間転写ベルト５１に転写された場合でも、白地シール３２を通過した後の経過時間及び中間転写ベルト５１の回転速度から、中間転写ベルト５１の位置を計算可能とする。その結果、コントローラ５０は、中間転写ベルト５１の周方向の位置毎に、中間転写ベルト５１の位置に対応したプロファイルを導出することができる。

コントローラ５０は、例えば、実際にパッチ画像を中間転写ベルト５１上に転写させた際に、パッチ画像直下の下地プロファイルを取り出すために以下の動作をする。コントローラ５０は、パッチ画像を作像したタイミング、及び、基準位置検知センサ３１が最後に白地シール３２を検知した時点からの経過時間から、中間転写ベルト５１上の絶対位置を算出する。そして、コントローラ５０は、その絶対位置から図４（ｃ）から対応するプロファイルでのベルト下地反射効率を求め、前述の式（１）から実際のパッチ画像の濃度を計算することが可能となる。なお、実施例１では、中間転写ベルト５１の一周のプロファイルとしてベルト下地の光反射率プロファイルを用いているが、これに限定されるものではない。

［中間転写ベルト５１の１周のプロファイル取得シーケンスのタイミングについて］
中間転写ベルト５１の光反射プロファイルを測定するタイミングについて、装置本体１００Ａの設置時、中間転写ベルト５１の交換時、及び、パッチ画像形成頻度よりも十分長い間隔とした。例えば、パッチ画像形成頻度が画像形成枚数を１００枚おきとした場合に、中間転写ベルト５１の１周のプロファイル測定頻度は画像形成枚数１００００枚おきとする。ただし、測定タイミングはこれに限定されるものではない。

また、実施例１では、中間転写ベルト５１の１周のプロファイルとしてベルトの下地の反射率を用いた。ただし、中間転写ベルト５１の厚みプロファイルを検地して、それをベルト回転速度にフィードバックさせるものでもよく、光反射率に限定されるものではない。

図５（ａ）は、実施例２に係る中間転写ベルト５１の白地シール２３２の形状を示す概略図である。実施例２の画像形成装置の説明にあたっては、実施例２の画像形成装置の構成のうち実施例１の画像形成装置１００と同一の構成及び効果に関しては、同一の符号を用いて説明を適宜省略する。実施例２の画像形成装置が実施例１の画像形成装置１００と異なる点は、以下の点である。すなわち、白地シール２３２ａ〜２３２ｃにおける中間転写ベルト５１の幅方向の寸法が互いに異なることによって、白地シール２３２ａ〜２３２ｃの各々の形状が互いに異なる点である。詳しくは、実施例２の画像形成装置では、『位置マーク』である『ベルト位置検出マーク』としての白地シール２３２の１つ目の形状が、四角形の白地シール２３２ａで形成される。２つ目の形状が、中間転写ベルト５１の周方向の上流側に凸状の三角形の白地シール２３２ｂで形成される。３つ目の形状が、中間転写ベルト５１の周方向の下流側に凸状の三角形の白地シール２３２ｃで形成される。このように、白地シール３２の各々の光反射率が周方向位置の各々で互いに異なり、中間転写ベルト５１の周方向位置が識別可能である。これにより、実施例２の画像形成装置では、これらの白地シール２３２ａ〜２３２ｃの形状から、中間転写ベルト５１の位置を導出する。

詳しくは、白地シール２３２ａ〜２３２ｃには、互いに形状の異なる３種類のものが用いられる。白地シール２３２ａは１辺が１ｃｍ×１ｃｍの正方形である。白地シール２３２ｂは１辺が１ｃｍで中間転写ベルト５１の周方向の上流側に凸状に形成される正三角形である。白地シール２３２ｃは１辺が１ｃｍで中間転写ベルト５１の周方向の下流側に凸状に形成される正三角形である。ただし、白地シールの形状はこれに限定されない。図３（ｂ）を参照して前述したように、『第２検知手段』である『ベルト位置マーク検知センサ』としての基準位置検知センサ３１には光学センサが用いられる。白地シール２３２ａ〜２３２ｃの形状が異なることから、基準位置検知センサ３１が前述の３つの白地シール２３２ａ〜２３２ｃの各々に光を照射すると、白地シール２３２ａ〜２３２ｃからの反射強度が変化する。この反射強度の相違によって、基準位置検知センサ３１は白地シール２３２ａ〜２３２ｃの各々を区別することが可能となる。

図５（ｂ）は、基準位置検知センサ３１から出力されるパターン及び時間の関係を示すグラフである。図５（ｂ）に示されるように、基準位置検知センサ３１の出力は、白地シール３２の中間転写ベルト５１の幅方向の寸法に対応し、出力の時間は、白地シール３２の中間転写ベルト５１の周方向の寸法に対応することとなる。

図６（ａ）は、参考例に係る中間転写ベルト５１の白地シール３３２の形状を示す概略図である。参考例の画像形成装置の説明にあたっては、参考例の画像形成装置の構成のうち実施例１の画像形成装置１００と同一の構成及び効果に関しては、同一の符号を用いて説明を適宜省略する。参考例の画像形成装置が実施例１の画像形成装置１００と異なる点は、以下の点である。すなわち、参考例の画像形成装置では、白地シール３３２ａ〜３３２ｃにおける中間転写ベルト５１の幅方向に延びる単位図形Ｋの数が互いに異なることによって、白地シール３３２ａ〜３３２ｃを構成する単位図形Ｋの数が互いに異なる点である。詳しくは、『位置マーク』である『ベルト位置検出マーク』としての白地シール３３２の１つ目の形状が、感光体ドラム１の軸方向に帯状に延びる１本の長方形の単位図形Ｋの第１パターンである白地シール３３２ａで形成される。２つ目の形状が、中間転写ベルト５１の幅方向に帯状に延びる２本の長方形の単位図形Ｋの第２パターンである白地シール３３２ｂで形成される。３つ目の形状が、中間転写ベルト５１の幅方向に伸びる３本の長方形の単位図形Ｋの第３パターンである白地シール３３２ｃで形成される。このような３種類の白地シール３３２ａ〜３３２ｃでは、白地シール３３２ａ〜３３２ｃを構成する単位図形Ｋの数が、周方向位置の各々で互いに異なり、中間転写ベルト５１の周方向位置が識別可能である。これにより、参考例の画像形成装置では、これらの単位図形Ｋの３３２ａ〜３３２ｃの形状から、中間転写ベルト５１の位置を導出する。

白地シール３３２ａ〜３３２ｃには、互いに形状の異なる３種類のものが用いられる。白地シール３３２ａ〜３３２ｃは、前述の実施例１及び２のものとは異なる。すなわち、まず、単位図形Ｋ自体の形状は、感光体ドラム１の軸方向の寸法が１ｃｍ、中間転写ベルト５１の周方向の寸法が０．５ｃｍとなっている。そして、第１位置では単位図形Ｋが１枚貼付され、第２位置では単位図形Ｋが０．５ｃｍの間隔を空けて２枚貼付され、第３位置では単位図形Ｋが０．５ｃｍの間隔を空けて３枚貼付されている。ただし、白地シールの形状又はパターンはこれに限定されない。図３（ｂ）を参照して前述したように、『第２検知手段』である『ベルト位置マーク検知センサ』としての基準位置検知センサ３１には光学センサが用いられる。白地シール３３２ａ〜３３２ｃの形状が異なることから、基準位置検知センサ３１が前述の３つの白地シール３３２ａ〜２３３ｃの各々に光を照射すると、白地シール３３２ａ〜３３２ｃからの反射回数が変化する。この反射回数の相違によって、基準位置検知センサ３１は白地シール３２の各々を区別することが可能となる。

図６（ｂ）は、基準位置検知センサ３１から出力されるパターン及び時間の関係を示すグラフである。図５（ｂ）に示されるように、基準位置検知センサ３１の出力は、白地シール３３２の感光体ドラム１の軸方向の寸法に対応し、出力の時間は、白地シール３３２の中間転写ベルト５１の周方向の寸法に対応することとなる。

実施例１〜３の構成によれば、複数の白地シールが周方向位置の各々で互いに異なる。したがって、位置算出部５０ｂは、周方向位置の情報を失っても、中間転写ベルト５１の回転方向で上流側に存在する最寄りの周方向位置を認識して、中間転写ベルト５１の周方向の位置を判断することができる。その結果、コントローラ５０が中間転写ベルト５１の位置を判断する時間は短縮される。このために、素早く中間転写ベルト５１の基準位置を検知し、複数の白地シールを正確に区別することで待ち時間を発生させないことを可能となった。

実施例１及び２の構成によれば、複数の白地シールの各々が、形状、又は、光反射率が互いに異なることから、中間転写ベルト５１の周方向位置の識別性が向上する。

参考例の構成によれば、複数の白地シール３３２ａ〜３３２ｃの各々が、白地シール３３２ａ〜３３２ｃを構成する単位図形Ｋの数が周方向位置の各々で異なるもので形成されて、形状が互いに異なるから、中間転写ベルト５１の周方向位置の識別性が向上する。

なお、前述した実施例１〜３では、白地シール３２、２３２、３３２の各々の形状、光反射率、並びに、白地シール３２を構成する単位図形Ｋの数のいずれか１つが、周方向位置の各々で互いに異なり、中間転写ベルト５１の周方向位置が識別可能である。ただし、この形態に限定されない。すなわち、白地シール３２、２３２、３３２の各々に磁気を有する部材を使用して、磁気によって複数の白地シール３２、２３２、３３２を識別する形態であっても良い。

また、前述した実施例１〜３では、中間転写方式に関して説明していたが、直接転写方式の機構に関しても、本発明の構成は適用可能である。

１ａ〜１ｄ感光体ドラム（像担持体）
３０パッチ画像検出光学センサ（第１検知手段）
３１基準位置検出センサ（第２検知手段）
３２白地シール（位置マーク）
５０コントローラ
５０ａ濃度記憶部（記憶手段）
５０ｂ位置算出部（算出手段）
５０ｃ条件変更部（変更手段）
５１中間転写ベルト（ベルト部材）
５１ａ転写面
Ｋ単位図形

Claims

トナー像が表面に形成される複数の像担持体と、
前記複数の像担持体に対向し、前記複数の像担持体のトナー像が転写される転写面を有する無端状のベルト部材と、
前記転写面に対向し、前記転写面に転写されたトナー像の濃度を検知可能な第１検知手段と、
前記第１検知手段の検知結果を前記ベルト部材の１周分に亘るプロファイルとして記憶する記憶手段と、
前記ベルト部材の周方向の位置である周方向位置を示す複数の位置マークと、
前記ベルト部材に対向し、前記位置マークを検知可能な第２検知手段と、
前記第２検知手段の検知結果に基づいて前記ベルト部材の前記周方向位置を算出する算出手段と、
前記記憶手段が記憶した前記プロファイル、及び、前記算出手段が算出した前記周方向位置に基づいて、前記複数の像担持体に形成するトナー像の条件を変更する変更手段と、を備え、
前記位置マークの各々の形状が、前記ベルト部材の周方向の寸法が互いに異なることによって前記周方向位置の各々で互いに異なり、前記ベルト部材の前記周方向位置が識別可能であることを特徴とする画像形成装置。
トナー像が表面に形成される複数の像担持体と、
前記複数の像担持体に対向し、前記複数の像担持体のトナー像が転写される転写面を有する無端状のベルト部材と、
前記転写面に対向し、前記転写面に転写されたトナー像の濃度を検知可能な第１検知手段と、
前記第１検知手段の検知結果を前記ベルト部材の１周分に亘るプロファイルとして記憶する記憶手段と、
前記ベルト部材の周方向の位置である周方向位置を示す複数の位置マークと、
前記ベルト部材に対向し、前記位置マークを検知可能な第２検知手段と、
前記第２検知手段の検知結果に基づいて前記ベルト部材の前記周方向位置を算出する算出手段と、
前記記憶手段が記憶した前記プロファイル、及び、前記算出手段が算出した前記周方向位置に基づいて、前記複数の像担持体に形成するトナー像の条件を変更する変更手段と、を備え、
前記位置マークの各々の形状が、前記ベルト部材の幅方向の寸法が互いに異なることによって前記周方向位置の各々で互いに異なり、前記ベルト部材の前記周方向位置が識別可能であることを特徴とする画像形成装置。