2023-178114 画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023178114

(43)【公開日】2023-12-14

(54)【発明の名称】画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   G03G 15/16 20060101AFI20231207BHJP

   G03G 15/00 20060101ALI20231207BHJP

【ＦＩ】

G03G15/16

G03G15/00 303

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022091187

(22)【出願日】2022-06-03

(71)【出願人】

【識別番号】000001007

【氏名又は名称】キヤノン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100123559

【弁理士】

【氏名又は名称】梶 俊和

(74)【代理人】

【識別番号】100177437

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 英子

(72)【発明者】

【氏名】相田 孝光

(72)【発明者】

【氏名】一瀬 公孝

【テーマコード（参考）】

2H200

2H270

【Ｆターム（参考）】

2H200GA12

2H200JC04

2H200JC13

2H200JC15

2H200JC17

2H200LA02

2H200MA03

2H200MC06

2H270KA04

2H270KA09

2H270LA18

2H270LD03

2H270MB11

2H270MB27

2H270ZC03

2H270ZC04

2H270ZC05

(57)【要約】

【課題】光学的特性が異なる領域を有する中間転写体上に形成されたトナーを光学的センサで検知する場合に、検知精度を向上させること。
【解決手段】非重複部２２９と、非重複部２２９とは光学的な特性が異なる重複部２２８と、を有する無端状の中間転写ベルト２０５と、中間転写ベルト２０５上にテスト画像５０３を形成する画像形成部と、濃度センサと、濃度センサにより検知された結果に基づいて中間転写ベルト２０５上のテスト画像５０３の有無を判断する検知動作を行うために、画像形成部により中間転写ベルト２０５上にテスト画像５０３を形成するように制御するプリンタ制御部と、を備え、プリンタ制御部は、検知動作において、テスト画像５０３の移動方向における第１長さＬ１が重複部２２８の移動方向における第２長さＬ２よりも長くなるように、画像形成部により中間転写ベルト２０４上にトテスト画像５０３を形成するよう制御する。
【選択図】図１０

【特許請求の範囲】

【請求項1】

移動方向における第１部分と、前記移動方向における前記第１部分とは光学的な特性が異なる第２部分と、を有する無端状の中間転写体と、
前記中間転写体上にトナー像を形成する画像形成手段と、
前記中間転写体の表面又は前記中間転写体上に形成された前記トナー像に光を照射する光源を有し、前記光源から前記中間転写体又は前記中間転写体上に形成された前記トナー像に前記光を照射することによって前記中間転写体又は前記中間転写体上に形成された前記トナー像により反射される反射光を検知する検知手段と、
前記検知手段により検知された結果に基づいて前記中間転写体上の前記トナー像の有無を判断する検知動作を行うために、前記画像形成手段により前記中間転写体上に前記トナー像を形成するように制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記検知動作において、前記トナー像の前記移動方向における第１長さが前記第２部分の前記移動方向における第２長さよりも長くなるように、前記画像形成手段により前記中間転写体上に前記トナー像を形成するよう制御することを特徴とする画像形成装置。

【請求項2】

前記制御手段は、前記検知動作において、前記検知手段により検知した結果と、前記中間転写体の移動に伴い前記トナー像が前記検知手段を通過する第１時間と、前記中間転写体の移動に伴い前記第２部分が前記検知手段を通過する第２時間と、に基づいて、前記中間転写体上の前記トナー像の有無を判断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】

前記制御手段は、前記検知手段により前記トナー像の先端からの反射光が検知されるタイミングよりも前記第２時間早いタイミングから、前記検知手段により前記トナー像の後端からの反射光が検知されたタイミングよりも前記第２時間遅いタイミングまでの間に前記検知手段により検知された結果を用いて前記トナー像の有無を判断することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。

【請求項4】

前記検知手段は、前記第２部分又は前記トナー像からの反射光を検知したときに、前記第１部分からの反射光を検知したときとは異なる電圧を出力し、
前記制御手段は、前記検知手段から出力された電圧値が連続して所定値を下回った時間が、前記第１時間以上かつ前記第１時間と前記第２時間との和以下の範囲である場合に、前記トナー像が前記中間転写体上に形成されていると判断することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。

【請求項5】

前記検知手段は、前記第２部分又は前記トナー像からの反射光を検知したときに、前記第１部分からの反射光を検知したときとは異なる電圧を出力し、
前記制御手段は、前記検知手段から出力された電圧値が連続して所定値を下回った時間が、前記第１時間よりも短い場合に、前記トナー像が前記中間転写体上に形成されていないと判断することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。

【請求項6】

前記検知手段は、前記第２部分又は前記トナー像からの反射光を検知したときに、前記第１部分からの反射光を検知したときとは異なる電圧を出力し、
前記制御手段は、前記検知手段から出力された電圧値が連続して所定値を下回った時間が、前記第１時間と前記第２時間との和よりも長い場合に、前記トナー像が前記中間転写体上に形成されたか否かが不明であると判断することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。

【請求項7】

静電潜像が形成される像担持体と、
トナーと、前記像担持体上の前記静電潜像を前記トナーにより現像しトナー像を形成する現像手段と、を有する現像部と、
を備え、
前記現像部は、前記画像形成装置に対して着脱が可能であり、
前記制御手段は、前記現像部が前記画像形成装置に装着されているか否かを判断するために、前記検知動作を行うように制御することを特徴とする請求項１から請求項６のうちのいずれか１項に記載の画像形成装置。

【請求項8】

前記中間転写体は、前記トナー像が形成される面に研磨加工が施され、
前記第２部分は、前記第１部分に前記研磨加工が施された回数よりも多い回数の前記研磨加工が施されることにより、前記第１部分とは前記光学的な特性が異なることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。

【請求項9】

前記中間転写体は、前記トナー像が形成される面に、前記移動方向に直交する方向に凹部及び凸部が交互に連続するように形成される凹凸加工が施され、
前記第２部分は、前記移動方向に直交する方向において、前記第１部分に形成された前記凹部が占める割合よりも多い割合の前記凹部が形成されることにより、前記第１部分とは前記光学的な特性が異なることを特徴とする請求項７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、画像形成装置に関し、例えば、印刷装置、複写機、レーザービームプリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、電子写真方式を利用した画像形成装置として、無端状の中間転写体を用いた画像形成装置がある。トナー像は中間転写体から転写材へ転写されるが、トナー像の全てが転写材へ転写されるわけではない。このため、中間転写体上に残留したトナーを除去（クリーニング）する必要がある。クリーニング方式としてはブレードを用いたクリーニング方式が広く採用されている。例えば特許文献１では、クリーニングブレードと中間転写体と間の滑り性を向上させるため、中間転写体表面に凹凸形状を付与する技術が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－７１２７５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

また、特許文献１には、一部の領域で凹凸形状が重複して施された中間転写体の表面構成が開示されている。この凹凸形状が重複した領域（重複領域）とそれ以外の領域では、表面状態が異なることから、その影響で光学的な特性（例えば反射率）も異なる可能性がある。このため、例えば光学的センサなどを用いてトナー像有無の検知工程を実施する場合に、重複領域の位置を考慮せずにトナー像を形成すると以下のような課題が発生するおそれがある。すなわち、光学センサの検知結果によっては、重複領域なのか、トナー像なのかを正確に判別できない場合がある。

【0005】

そこで、本発明は、光学的特性が異なる領域を有する中間転写体上に形成されたトナーを光学的センサで検知する場合に、検知精度を向上させることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上述した課題を解決するために、本発明は、以下の構成を備える。
（１）移動方向における第１部分と、前記移動方向における前記第１部分とは光学的な特性が異なる第２部分と、を有する無端状の中間転写体と、前記中間転写体上にトナー像を形成する画像形成手段と、前記中間転写体の表面又は前記中間転写体上に形成された前記トナー像に光を照射する光源を有し、前記光源から前記中間転写体又は前記中間転写体上に形成された前記トナー像に前記光を照射することによって前記中間転写体又は前記中間転写体上に形成された前記トナー像により反射される反射光を検知する検知手段と、前記検知手段により検知された結果に基づいて前記中間転写体上の前記トナー像の有無を判断する検知動作を行うために、前記画像形成手段により前記中間転写体上に前記トナー像を形成するように制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記検知動作において、前記トナー像の前記移動方向における第１長さが前記第２部分の前記移動方向における第２長さよりも長くなるように、前記画像形成手段により前記中間転写体上に前記トナー像を形成するよう制御することを特徴とする画像形成装置。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、光学的特性が異なる領域を有する中間転写体上に形成されたトナーを光学的センサで検知する場合に、検知精度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施例１、２の画像形成装置の概略構成図

【図2】実施例１の中間転写ベルトの拡大模式図、研磨装置を示す図

【図3】実施例１、２の濃度センサ及びセンサ出力電圧の概略説明図

【図4】実施例１、２のセンサ出力電圧の詳細説明図

【図5】実施例１、２のセンサ出力電圧の詳細説明図

【図6】実施例１、２のハードウェア構成図

【図7】実施例１、２の機能ブロック図

【図8】実施例１の装着判断処理を示すフローチャート

【図9】実施例１の出力減少時間を解析する方法の説明図

【図10】実施例１のセンサ出力電圧の詳細説明図

【図11】実施例１の比較例としての装着判断処理を示すフローチャート

【図12】実施例２の中間転写ベルトの拡大模式図、インプリント加工端部の概略説明図

【図13】実施例２の装着判断処理を示すフローチャート

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の実施形態を説明する。ただし特に記載の無い限り、実施形態に記載する構成部品の材質、形状、相対的位置等、限定する趣旨のものではない。

【実施例0010】

［画像形成装置の構成の説明］
図１は、実施例１の画像形成装置２００の概略構成図である。画像形成装置２００は、例えば、インライン方式、中間転写方式を採用したフルカラーレーザープリンタである。画像形成装置２００は、コントローラ２０２から入力される画像情報に従って、記録材２０３にフルカラー画像を形成する。画像形成装置２００は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の色毎に画像形成ステーションＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫを有する。なお、色を示す符号の添え字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、以降、特定の色の部材について説明する場合を除き、省略する場合もある。

【0011】

画像形成ステーションＳは、カートリッジ２０４と、中間転写体である回転可能な中間転写ベルト２０５（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｂｅｌｔ）と、１次転写ローラ２０６とを有する。中間転写ベルト２０５は、無端状のベルトであり、図示矢印Ａ方向（反時計回り方向）に回転する。１次転写ローラ２０６は、中間転写ベルト２０５を介してカートリッジ２０４と反対側に配置されている。各画像形成ステーションＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫは中間転写ベルト２０５の回転方向に並んで配置されており、形成する色が異なることを除いて実質的に同じである。

【0012】

画像形成装置２００に対して着脱可能なカートリッジ２０４は、像担持体である感光ドラム３０１を有する。言い換えれば、感光ドラム３０１が画像形成装置２００に対して取り外し可能に装着されている。画像形成装置２００は、感光ドラム３０１を露光するための露光装置であるスキャナユニット２０７を有する。なお、露光装置としては、発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いた露光装置を用いることもできる。

【0013】

感光ドラム３０１はドラムモータ７３１（図６参照）により回転駆動される。帯電ローラ３０２は高電圧電源７２１（図６参照）から高電圧を印加されることで感光ドラム３０１表面を均一に帯電する。帯電ローラ３０２には例えば－１２００Ｖの帯電電圧が印加されており、感光ドラム３０１の表面は例えば－７００Ｖに帯電されている。次に、スキャナユニット２０７がコントローラ２０２に入力される画像情報を元に感光ドラム３０１へレーザー光を照射し、感光ドラム３０１表面に静電潜像を形成する。感光ドラム３０１上（像担持体上）でレーザー光により露光された箇所の電位は例えば－１００Ｖとなる。

【0014】

トナー容器３０７はトナーを収容する。トナー容器３０７内のトナーは、撹拌機（不図示）によって、現像ローラ３０３へ供給される。現像ローラ３０３は現像モータ７１１（図６参照）によって回転している。現像ローラ３０３の表面にコートされた例えば負電荷を帯びたトナーが、高電圧電源７２１により、例えば－３５０Ｖの現像電圧を印加することで、感光ドラム３０１表面の静電潜像に沿って付着し、静電潜像が可視像になる。以下、トナーによる可視像をトナー像と表記する。ここで、現像部というときには、トナーと、感光ドラム３０１上の静電潜像をトナーにより現像しトナー像を形成する現像手段である現像ローラ３０３と、が現像部に含まれる。現像部は、画像形成装置２００に対して着脱が可能であり、実施例１では、カートリッジ２０４に現像部が含まれる。すなわち、カートリッジ２０４が画像形成装置２００に装着されている状態であれば、画像形成動作によって中間転写ベルト２０５上にトナー像が形成される。一方、カートリッジ２０４が画像形成装置２００に装着されていない状態では、画像形成動作が行われても中間転写ベルト２０５上にトナー像が形成されないこととなる。

【0015】

感光ドラム３０１の基層は接地されており、１次転写ローラ２０６は高電圧電源７２１によりトナーと逆極性の電圧、例えば＋１０００Ｖが印加されている。そのため１次転写ローラ２０６と感光ドラム３０１との間のニップ部で電界が形成され、トナー像が感光ドラム３０１から中間転写ベルト２０５へ転写される。中間転写ベルト２０５上に転写されずに感光ドラム３０１表面に残ったトナーは、クリーニングブレード３０４によって感光ドラム３０１から除去され、廃トナー容器３０５に集められる。クリーニングブレード３０４は、例えば、板金で支持されたウレタンゴムなどから成る弾性ブレードであり、感光ドラム３０１に対し、所定の加圧力で、感光ドラム３０１の回転方向に対し、カウンタの向きで接触している。

【0016】

中間転写ベルト２０５が図示矢印Ａ方向に回転することで、各色の画像形成ステーションＳで生成されたトナー像が中間転写ベルト２０５上に順次重畳して転写され（１次転写）、フルカラーのトナー像が形成されて搬送される。中間転写ベルト２０５は、駆動ローラ２１７によって駆動される。駆動ローラ２１７の回転軸線方向は、中間転写ベルト２０５の回転軸線方向と呼ぶことができる。中間転写ベルト２０５上（中間転写体上）にトナー像を形成する画像形成手段である画像形成部には、スキャナユニット２０７、感光ドラム３０１、現像ローラ３０３、１次転写ローラ２０６が含まれる。

【0017】

給紙カセット２０８には記録材２０３が積載収納されている。給紙スタート信号に基づき給紙ローラ２０９が駆動されることで記録材２０３は搬送路に給紙される。記録材２０３はレジストレーションローラ対（以下、レジストローラ対という）２１０を介して転写部材である２次転写ローラ２１１と２次転写対向ローラ２１２との当接ニップ部（以下、２次転写部ともいう）に所定のタイミングで搬送される。具体的には、中間転写ベルト２０５上のトナー像の先端部と記録材２０３の先端部とが重なるタイミングで記録材２０３は搬送される。

【0018】

記録材２０３が２次転写ローラ２１１と２次転写対向ローラ２１２との間で狭持搬送される間、２次転写ローラ２１１には電源装置（不図示）からトナーと逆極性の電圧が印加される。２次転写対向ローラ２１２が接地されているため、２次転写ローラ２１１と２次転写対向ローラ２１２との間には電界が形成される。この電界により中間転写ベルト２０５から記録材２０３へとトナー像が転写される（２次転写）。

【0019】

記録材２０３は２次転写ローラ２１１と２次転写対向ローラ２１２との間のニップ部を通過した後、定着装置２１３によって加熱及び加圧処理を受ける。これにより記録材２０３上の未定着のトナー像は記録材２０３に定着する。その後、記録材２０３が排出口２１４から排出トレイ２１５へ搬送され、画像形成プロセスが完了となる。

【0020】

一方、２次転写部で記録材２０３に転写されず中間転写ベルト２０５上に残ったトナーはクリーニングブレード２１６によって中間転写ベルト２０５から除去され、中間転写ベルト２０５は再び画像形成が可能な状態にリフレッシュ（清掃）される。クリーニングブレード２１６は例えば弾性体のクリーニングブレードを採用しており、中間転写ベルト２０５に当接するように押圧されている。中間転写ベルト２０５が回転しているのに対しクリーニングブレード２１６は停止しているため、クリーニングブレード２１６と中間転写ベルト２０５との間の当接面は摺動されている。この摺擦により中間転写ベルト２０５上に残るトナーは剥ぎ取られる。

【0021】

また、ユーザは、画像形成装置２００のアクセスドア（不図示）を開けることでカートリッジ２０４にアクセス可能になる。ユーザは、アクセスドアを開けてカートリッジ２０４を図１の手前側に引き抜くことで、カートリッジ２０４を画像形成装置２００から取り外すことができる。また、ユーザは、カートリッジ２０４を画像形成装置２００に装着することが可能である。画像形成装置２００は、カートリッジ２０４（又は感光ドラム３０１、現像部）が装着されているか否かを検知し、装着状態を通知するメッセージを表示部２３０に表示する。さらに、画像形成装置２００は、後述する濃度センサ２１８を有している。

【0022】

［中間転写ベルトの構成の説明］
ここで、中間転写ベルト２０５について詳細に説明する。実施例１では、中間転写ベルト２０５として、例えば体積抵抗率が１×１０^１０Ω・ｃｍ、表面抵抗率が１×１０^１２Ω／ｓｑで、厚み７５μｍの熱可塑性ポリフッ化ビニリデンのシームレスベルトを使用した。電気抵抗は、温度が２３℃、相対湿度が５０％ＲＨの環境で、アドバンテスト製Ｒ８３４０Ａ測定器と、主電極外径５０ｍｍ、ガード電極７０ｍｍのプローブを使用し、印加電圧１００Ｖ、チャージ時間が１０秒の条件で測定した。なお、中間転写体としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネートなどの熱可塑性樹脂を用いてもよい。電気抵抗は、体積抵抗率が１×１０^８～１×１０^１１Ω・ｃｍ、表面抵抗率が１×１０^１１～１×１０^１３Ω／ｓｑが適している。

【0023】

長期使用に伴うクリーニングブレード２１６表面の耐摩耗性を向上するため、中間転写ベルト２０５表面には、微細な凹凸形状（以下、微細凹凸形状という）が形成されている。微細凹凸形状の加工方法として、例えば研磨加工、切削加工、インプリント加工などが一般的に知られているが、実施例１の構成では加工コストや生産性、形状の精度等の観点から研磨加工を採用する。

【0024】

実施例１では、１０点平均粗さが中間転写ベルト２０５の幅方向で０．５μｍ、周方向が０．３μｍとなるようにした。ここで、中間転写ベルト２０５の幅方向とは、感光ドラム３０１等の回転軸方向であり、周方向とは、中間転写ベルト２０５の移動方向であり矢印Ａ方向である。１０点平均粗さ（ＪＩＳ Ｂ０６０１：２００１付属書記載）の測定には、株式会社小坂研究所製表面粗さ測定機ＳＥ３５００を使用し、カットオフ値が０．８ｍｍ、測定長さが４ｍｍ、測定速度が０．１ｍｍ／秒の条件で測定した。

【0025】

図２（ａ）に中間転写ベルト２０５の表面の一部を拡大した概略説明図を記す。研磨加工では研磨フィルムを中間転写ベルト２０５の表面に押し当て、研磨フィルムと中間転写ベルト２０５を同じ回動方向に動かすことで加工が行われる。中間転写ベルト２０５において、研磨加工の開始位置２２６からＨ方向に研磨加工を開始し、研磨加工の終了位置２２７まで加工を行う。研磨加工の終了位置２２７は、開始位置２２６を超えた位置に配置されるため、中間転写ベルト２０５の周方向において、第１部分である研磨加工の非重複部２２９と、第２部分である研磨加工の重複部２２８が形成される。非重複部２２９に対して重複部２２８では２回の研磨加工が行われているため、研磨目がより多く形成される。これらの理由より、重複部２２８では非重複部２２９と比べて、光学センサである濃度センサ２１８から光を照射したときに正反射光量が減少する。すなわち、中間転写ベルト２０５は、移動方向における第１部分である非重複部２２９と、移動方向における第１部分とは光学的な特性が異なる第２部分である重複部２２８と、を有する無端状のベルトである。ただし、研磨加工により形成された微細な凹凸形状の深さは、中間転写ベルト２０５の層厚に対してかなり小さいこともあり、重複部２２８と非重複部２２９とで転写性に差はない。

【0026】

（研磨装置）
図２（ｂ）に、中間転写ベルト２０５の研磨加工に用いられる研磨装置６００の一例を示す。研磨装置６００は、研磨フィルム６０１、研磨ヘッド６０２を備えている。研磨加工時、中間転写ベルト２０５は、３つのローラ６０３、６０４、６０５によって張架されるとともに、矢印方向に回転される。研磨フィルム６０１は研磨ヘッド６０２を介して２つのローラ６０６、６０７より搬送・回収される。研磨ヘッド６０２は、所定の加圧力で研磨フィルム６０１と中間転写ベルト２０５とが当接するように作用し、中間転写ベルト２０５は研磨フィルム６０１によって研磨される。実施例１においては、研磨の条件を、中間転写ベルト２０５の送り速度が２５０ｍｍ／秒、研磨フィルム６０１の送り速度が０．５ｍｍ／秒、押付け圧が５ｋｇ／４００ｍｍとし、目的の表面粗さを得た。この研磨加工によって、中間転写ベルト２０５の表面には、研磨目が形成される。

【0027】

このように、実施例１の中間転写ベルト２０５は、トナー像が形成される面に研磨加工が施される。第２部分であえる重複部２２８は、第１部分である非重複部２２９に研磨加工が施された回数（例えば１回）よりも多い回数（例えば２回）の研磨加工が施されることにより、第１部分とは光学的な特性が異なる。

【0028】

［濃度センサ構成］
図３（ａ）は、光学的な検知手段である濃度センサ２１８の概略構成図であり、中間転写ベルト２０５の回動方向に直交する、濃度センサ２１８が配置された位置における断面図である。濃度センサ２１８は、中間転写ベルト２０５上のトナーの有無を、光学的に検知することができる。トナー像Ｔは画像形成ステーションＳによって中間転写ベルト２０５表面に転写された後、中間転写ベルト２０５の回転に伴って駆動ローラ２１７の位置まで搬送される。中間転写ベルト２０５を介して駆動ローラ２１７と逆側に濃度センサ２１８が配置されている。濃度センサ２１８は、後述するテスト画像の検知工程において用いられる。なお、濃度センサ２１８の配置はこの位置に限定されない。濃度センサ２１８は、中間転写ベルト２０５の回動方向において最も下流に位置する画像形成ステーション（実施例１ではＳＫ）よりも回動方向における下流側であって２次転写部よりも上流側に配置されればよい。

【0029】

中間転写ベルト２０５の回転方向に対して直交する方向は、中間転写ベルト２０５の回転軸線方向と同じである。以下、濃度センサ２１８の構成を説明する。濃度センサ２１８は、中間転写ベルト２０５の表面又は後述する画像パターンに光を照射する照射部と反射光を受光する受光部とを有し、中間転写ベルト２０５の表面又は画像パターンを光学的に検知する。なお、中間転写ベルト２０５の表面を光学的に検知することを、以降、中間転写ベルト２０５を検知する、ともいう。

【0030】

具体的には、濃度センサ２１８は主に照射部である発光素子２１９と受光部である正反射用の受光素子２２０及び乱反射用の受光素子２２１から構成される。発光素子２１９が例えば赤外光を発光し、その光がトナー像Ｔの表面で反射する。正反射用の受光素子２２０は、トナー像Ｔの位置に対し正反射方向に配置されており、トナー像Ｔの位置での正反射光を検知する。乱反射用の受光素子２２１は、トナー像Ｔに対し正反射方向以外の位置に配置されており、トナー像Ｔの位置での乱反射光を検知する。以降、正反射用の受光素子２２０で受光（検知）され受光素子２２０から出力された電圧値を正反射出力といい、乱反射用の受光素子２２１で受光（検知）され受光素子２２１から出力された電圧値を乱反射出力という。

【0031】

以上、濃度センサ２１８は、中間転写ベルト２０５の表面及び中間転写ベルト２０５上に形成されたトナー像に光を照射する光源である発光素子２１９を有する。濃度センサ２１８は、発光素子２１９から中間転写ベルト２０５又は中間転写ベルト２０５上に形成されたトナー像に光を照射することによって、中間転写ベルト２０５又は中間転写ベルト２０５上に形成されたトナー像により反射される反射光を検知する。

【0032】

図３（ｂ）は、濃度に対する正反射出力の変動と乱反射出力の変動、及びそれらから算出される出力電圧の変動を示す概略説明図である。図３（ｂ）のグラフにおいて、横軸は濃度を示し、縦軸は濃度センサ２１８の出力電圧（センサ出力電圧）を示す。また、正反射出力を破線４０１で示し、乱反射出力を点線４０２で示し、濃度センサ２１８の出力を実線４０３で示す。

【0033】

濃度センサ２１８は、トナー像Ｔのトナー量が少ない場合は、平滑な中間転写ベルト２０５表面からの反射を多く検知するため、正反射出力は大きくなる。トナー像Ｔのトナーが増えると正反射出力は小さくなっていく。トナー像Ｔのトナー層数が１層以上になると中間転写ベルト２０５表面からの正反射成分がほぼ無くなるが、正反射出力には正反射成分に加えて乱反射成分も含まれるため、濃度が高い領域では正反射出力は単調には減少しない。一方、乱反射出力はトナー量に応じて単調に増加していくが、正反射出力に比べて変化量が小さい。正反射出力から乱反射出力をもとに得られる乱反射成分を除くことで、濃度に対して相関のある出力（実線４０３）が得られる。以下、このようにして得られた濃度センサ２１８の出力（実線４０３）を、センサ出力やセンサ出力電圧ともいう。濃度センサ２１８のセンサ出力は、後述するプリンタ制御部７００に出力され、プリンタ制御部７００によるトナー像の有無検知や濃度検知等に用いられる。

【0034】

図４（ａ）は、画像形成装置２００において、中間転写ベルト２０５にトナー像を形成したときの概略説明図である。図４（ａ）の矢印は中間転写ベルト２０５の回動方向（以下、回転方向ともいう）における位置（回転方向位置）［ｍｍ］を示し、中間転写ベルト２０５上の基準となる位置（以下、基準位置という）を０ｍｍとしている。５０１は中間転写ベルト２０５上に形成されたトナー像を示す。ここでは、トナー像５０１と研磨加工による重複部２２８とのそれぞれにおけるセンサ出力を示すため、トナー像５０１を重複部２２８と重ならないよう形成した。なお、重複部２２８の長さは実施例１では２０ｍｍとする。トナー像５０１は４０ｍｍであり、重複部２２８の長さよりも長い。いずれの長さも、中間転写ベルト２０５の回転方向における長さである。

【0035】

図４（ｂ）は、図４（ａ）の状態における、中間転写ベルト２０５全面での位置毎のセンサ出力を示している。図４（ｂ）において、横軸は中間転写ベルト２０５の回転方向位置［ｍｍ］を示し、縦軸はセンサ出力電圧［Ｖ］を示す。横軸は図４（ａ）の横軸に対応している。トナー像５０１が形成された４００ｍｍ付近では、センサ出力電圧が減少している。また、重複部２２８の位置に相当する６００ｍｍ付近におけるセンサ出力電圧も減少している。これらの部分を除き、中間転写ベルト２０５全周でのセンサ出力電圧が約２．５Ｖ程度である。それに対して、トナー像５０１と重複部２２８の箇所では、センサ出力電圧が１．３Ｖ程度まで落ち込んでいる。すなわち、濃度センサ２１８は、第２部分である重複部２２８又はトナー像５０１からの反射光を検知したときに、第１部分である非重複部２２９からの反射光を検知したときとは異なる電圧を出力する。

【0036】

また図示しないが、トナー像が重複部２２８と重なった場合でも、センサ出力電圧は１．３Ｖ程度まで落ち込む。すなわち、センサ出力電圧の値を見ただけでは、電圧の低下がトナー像５０１に起因するものか重複部２２８に起因するものか、さらにトナー像と重複部２２８とが重複した領域に起因するものか、を判断することができない。

【0037】

図５（ａ）は、画像形成装置２００において、想定外の外乱要因によって中間転写ベルト２０５の反射率が低下したときの概略説明図である。回転方向位置の範囲は、研磨工程による重複部２２８を含まない、非重複部２２９の一部の領域（約１００ｍｍ～約５００ｍｍ）である。図４（ａ）と同様の構成には同じ符号を用いている。５０２は形成したトナー像を示し、長さは図４（ａ）のトナー像５０１と同様４０ｍｍである。

【0038】

図５（ｂ）は、図５（ａ）の状態における、図５（ａ）同様の回転方向位置の範囲における位置毎のセンサ出力電圧［Ｖ］を示している。縦軸、横軸等が示すものは図４（ｂ）と同様である。なお想定外の外乱要因としては、長期使用により、トナー、外添剤が中間転写ベルト２０５に過剰に付着すること等がある。また例えば、付着物は中間転写ベルト２０５上の全面に必ずしも均一には付着しないため、センサ出力電圧の低下量も中間転写ベルト２０５上の位置によってばらつくことがある。ここでは、トナー像５０２と、想定外の外乱要因によってセンサ出力電圧が低下した領域のそれぞれにおけるセンサ出力電圧を示すため、トナー像５０２はセンサ出力電圧の低下が少ない領域に形成されている。

【0039】

トナー像５０２が形成された２５０ｍｍ付近では、センサ出力電圧が減少している。また、外乱要因によるセンサ出力電圧の低下が、１５０ｍｍ付近と３５０ｍｍ付近をピークに見られる。トナー像５０２が無く、外乱要因によるセンサ出力電圧の低下が少ない４５０ｍｍ付近でのセンサ出力電圧が約２．３Ｖ程度である。それに対して、トナー像５０２の箇所では、トナー像５０２が無ければ４５０ｍｍ付近同様約２．３Ｖ程度であるが、１．３Ｖ程度まで落ち込んでいる。また、外乱要因によるセンサ出力電圧の低下のピーク１５０ｍｍ付近と３５０ｍｍ付近では１．５Ｖ程度まで落ち込んでいる。

【0040】

センサ出力電圧の低下を、所定の電圧閾値、例えば１．８Ｖ（図５（ｂ）中破線）を下回ることで判断するとしたとする。この場合、トナー像５０２によるセンサ出力電圧の低下と外乱要因によるセンサ出力電圧の低下は、いずれも同様にセンサ出力電圧が低下した領域として判断される。また図示しないが、トナー像５０２が外乱要因によるセンサ出力電圧の低下がある部分と重なった場合でも同様にセンサ出力電圧は落ち込む。すなわち、センサ出力電圧の値を見ただけでは、電圧の低下がトナー像５０２に起因するものか、外乱要因に起因するものか、さらにそれらが重複したことに起因するものかを区別して判断することができない。この意味で、外乱要因のためにセンサ出力電圧が低下する領域も、第２部分に含まれる。

【0041】

［ハードウェアブロック図］
図６は、実施例１の画像形成装置２００のハードウェアブロック図である。プリンタ制御部７００は、ＣＰＵ７０３、ＲＯＭ７０４、ＲＡＭ７０５、ビデオインターフェイス７０２などの回路を有し、画像形成装置２００内の各装置を制御するプログラムを実行する。例えば、ＣＰＵ７０３は、ＲＯＭ７０４に記憶されたプログラムに従ってＲＡＭ７０５を一時的な作業領域として使用しつつ、画像形成装置２００を制御する。

【0042】

コントローラ２０２は、ビデオインターフェイス７０２を介してプリンタ制御部７００と接続され、有線又は無線のネットワークやプリンタケーブル等を介してホストコンピュータ７０１の設定に従いプリンタ制御部７００への画像形成開始指示などを行う。コントローラ２０２は、ホストコンピュータ７０１からの印刷命令に従って、ビデオインターフェイス７０２を介してプリンタ制御部７００へ、画像形成予約コマンドを送信する。コントローラ２０２は、画像形成可能な状態となったタイミングで、プリンタ制御部７００へ画像形成開始コマンドを送信する。

【0043】

表示部２３０は、コントローラ２０２及びプリンタ制御部７００と通信が可能となっている。表示部２３０はプリンタ制御部７００が示したメッセージを表示する。なお、表示部２３０は、ユーザが情報を入力するタッチパネルや各種キー等の入力部を有し、操作部として機能してもよい。プリンタ制御部７００は、コントローラ２０２からの画像形成予約コマンドの順に画像形成の実行準備を行い、コントローラ２０２からの画像形成開始コマンドを待つ。プリンタ制御部７００は、画像形成開始コマンドを受信すると、コントローラ２０２に、ビデオ信号の出力の基準タイミングとなる／ＴＯＰ信号を出力し、画像形成予約コマンドに従って印刷動作を開始する。

【0044】

次にＣＰＵ７０３に接続される各アクチュエータについて説明する。ＣＰＵ７０３にはＩＯポート７０６を介して、現像モータ７１１の駆動回路７１０、高電圧電源７２１の駆動回路７２０、ドラムモータ７３１の駆動回路７３０が接続される。またＣＰＵ７０３には、スキャナユニット２０７の駆動回路７４０、ベルトモータ７５１の駆動回路７５０、濃度センサ２１８の入出力回路７６０も接続される。

【0045】

駆動回路７１０は、現像モータ７１１を駆動し、現像ローラ３０３を回転させる。駆動回路７２０は、高電圧電源７２１を駆動し、高電圧を現像ローラ３０３、帯電ローラ３０２、１次転写ローラ２０６（図６には不図示）に印加する。駆動回路７３０は、ドラムモータ７３１を駆動し、感光ドラム３０１及び帯電ローラ３０２を回転させる。駆動回路７４０は、スキャナユニット２０７を駆動し、感光ドラム３０１表面にレーザー光を照射する。駆動回路７５０は、ベルトモータ７５１を駆動し、中間転写ベルト２０５を回転させる。

【0046】

入出力回路７６０は、濃度センサ２１８の発光素子２１９を発光させ、正反射光及び乱反射光を受光素子２２０及び受光素子２２１で受光する。受光した光は入出力回路７６０で電圧値に変換され正反射出力及び乱反射出力として、ＩＯポート７０６を介して、プリンタ制御部７００、具体的にはＣＰＵ７０３に入力される。

【0047】

［機能ブロック図］
トナー像（又はテスト画像）の検知工程の１つである、カートリッジ２０４の有無の検知工程におけるプリンタ制御部７００の機能について、図７の機能ブロック図を用いて説明する。プリンタ制御部７００の機能は、ＣＰＵ７０３がＲＯＭ７０４に記憶されているプログラムやＲＡＭ７０５に記憶されているデータ等に基づき実行する。機能の詳細を順に説明する。画像パターン形成部８０７は、カートリッジ２０４及びスキャナユニット２０７を制御する。画像パターン形成部８０７は、カートリッジ２０４及びスキャナユニット２０７を駆動し、後述する画像パターンのトナー像を中間転写ベルト２０５に形成する。画像パターン形成部８０７は、中間転写ベルト２０５の表面に少なくとも１つのトナー像を含む画像パターンを形成する手段として機能する。ベルト制御部８０８は、中間転写ベルト２０５を回転させる。トナー検知部８０９は、濃度センサ２１８のセンサ出力電圧［Ｖ］を取得する。トナー像有無の判断手段としての装置判断部８０１は、トナー検知部８０９のセンサ出力電圧が所定の閾値よりも低いときに、中間転写ベルト２０５の表面にトナー像が有ると判断する。表示制御部８１０は、装置判断部８０１の判断結果を受け、プリンタ制御部７００としてのメッセージを決め、表示部２３０に表示する。

【0048】

［実施例１のテスト画像の検知工程の説明］
制御手段であるプリンタ制御部７００は、濃度センサ２１８により検知された結果に基づいて中間転写ベルト２０５上のトナー像の有無を判断する検知動作を行うために、上述した画像形成部により中間転写ベルト２０５上にトナー像を形成するように制御する。なお、ここで形成されるトナー像は、記録材２０３上に形成されるためのトナー像ではなく、テスト画像である。なお、記録材２０３上に形成されるためのトナー像をテスト画像として用いてもよい。プリンタ制御部７００は、検知動作において、テスト画像の移動方向における第１長さ（後述するＬ１）が第２部分（重複部２２８）の移動方向における第２長さ（後述するＬ２）よりも長くなるように、テスト画像を形成するよう制御する。

【0049】

ここで、実施例１では、プリンタ制御部７００は、カートリッジ２０４（現像部）が画像形成装置２００に装着されているか否かを判断するために検知工程を行うよう制御する。画像形成装置２００は、カートリッジ２０４が画像形成装置２００に装着されていない状態で動作させてしまい、画像形成できないこと等がないよう、カートリッジ２０４装着の有無を確認することを目的として、テスト画像の検知工程を行う。以下、テスト画像の検知工程（検知動作）について説明する。

【0050】

図８は、印刷などの動作の指示（以下、動作指示）を受けたときの処理を示したフローチャートである。なお、テスト画像の周方向の長さを第１長さであるＬ１、研磨工程による重複部２２８の周方向の長さを第２長さであるＬ２とする。テスト画像の長さＬ１は、重複部の長さＬ２より長く設定する（Ｌ１＞Ｌ２）。実施例１では長さＬ１を４０ｍｍ、長さＬ２を２０ｍｍとする。また、中間転写ベルト２０５が長さＬ１分を回動する時間を第１時間であるテスト画像の回動時間ＴＬ１とする。中間転写ベルト２０５が長さＬ２分を回動する時間を第２時間である重複部２２８の回動時間ＴＬ２とする。なお、以下において、中間転写ベルト２０５の回動は同じ速度で行うものとする。そのため、回動距離と回動時間の大小関係は同じ（Ｌ１＞Ｌ２、ＴＬ１＞ＴＬ２）である。

【0051】

プリンタ制御部７００は、検知動作において、濃度センサ２１８により検知した結果と、第１時間（ＴＬ１）と、第２時間（ＴＬ２）と、に基づいて、中間転写ベルト２０５上のテスト画像の有無を判断する。第１時間である回動時間ＴＬ１は、中間転写ベルト２０５の移動に伴いテスト画像が濃度センサ２１８を通過する時間である。第２時間である回動時間ＴＬ２は、中間転写ベルト２０５の移動に伴い第２部分である重複部２２８が濃度センサ２１８を通過する時間である。

【0052】

コントローラ２０２からプリンタ制御部７００が動作指示を受けると、プリンタ制御部７００はステップ（以下、Ｓとする）１０１以降の処理を開始する。Ｓ１０１でプリンタ制御部７００は、カートリッジ２０４の装着有が確定できるか否かを判断する。例えば、カートリッジ２０４が記憶手段、例えばＩＣタグを有しているとき、ＩＣタグにプリンタ制御部７００がアクセスできた場合を、装着有確定とし、アクセスできなかった場合を装着状態不明と判断する。なお、カートリッジ２０４の装着有無の確定方法は他の公知の方法が用いられてもよい。

【0053】

Ｓ１０１でプリンタ制御部７００は、装着有確定と判断した場合、処理をＳ１０２に進める。Ｓ１０２でプリンタ制御部７００は、指示を受けた動作に移行し、処理を終了する。Ｓ１０１でプリンタ制御部７００は、装着有を確定できない、すなわち、カートリッジ２０４の装着状態が不明であると判断した場合、処理を１０３以降のテスト画像の検知工程に進める。Ｓ１０３でプリンタ制御部７００は、ベルトモータ７５１、ドラムモータ７３１、現像モータ７１１や高電圧電源７２１を起動し、各モータの回転速度が安定したところで、テスト画像の形成を行う。

【0054】

ここで、テスト画像は、例えば画像形成ステーションＳＫにより、所定の大きさを有するベタ画像として形成される。画像形成ステーションＳＫは、中間転写ベルト２０５の回動方向における最も下流側に設けられており、形成されたテスト画像が濃度センサ２１８に到達するまでの時間を短くすることができる。また、画像形成ステーションＳＫのみでテスト画像を形成することにより、トナーの消費を抑制することができる。さらに、画像形成ステーションＳＫ、すなわちブラックのトナーをテスト画像に用いることで、センサ出力電圧の低下を大きくすることができる。なお、テスト画像は、他の画像形成ステーションＳを用いて形成されてもよいし、テスト画像の大きさ、形状、濃度等についても、テスト画像の検知工程の目的を達成することができる範囲で種々のテスト画像として形成されてよい。テスト画像は、感光ドラム３０１上で現像され、中間転写ベルト２０５に１次転写された後、濃度センサ２１８の対向部を通過する。感光ドラム３０１上のテスト画像（トナー像）が中間転写ベルト２０５に１次転写される位置を１次転写部という。

【0055】

Ｓ１０４でプリンタ制御部７００は、テスト画像の先端から後端までが通過する回動時間ＴＬ１に、その前後の回動時間ＴＬ２を加算した合計ＴＬ１＋２×ＴＬ２の時間にわたり、出力電圧プロファイルＰを取得する。プリンタ制御部７００は、テスト画像の先端が検知されるタイミングよりも第２時間早いタイミングから、テスト画像の後端が検知されたタイミングよりも第２時間遅いタイミングまでの間の濃度センサ２１８による検知結果を用いてテスト画像の有無を判断する。なお、プリンタ制御部７００は、テスト画像の形成を開始してから１次転写されたテスト画像が濃度センサ２１８に到達するまでの時間を予測することができる。例えば、プリンタ制御部７００は、／ＴＯＰタイミング、１次転写部と濃度センサ２１８との位置関係、感光ドラム３０１及び中間転写ベルト２０５の回転速度等に基づき、テスト画像が濃度センサ２１８に到達する時間を予測することができる。

【0056】

ここで、出力電圧プロファイルＰとは、センサ出力の電圧プロファイルをいう。プリンタ制御部７００は、時間ＴＬ１＋２×ＴＬ２中に、所定の時間間隔で濃度センサ２１８からのセンサ出力電圧を取得する、すなわち、所定のサンプリング間隔でサンプリングデータを取得する。Ｓ１０５でプリンタ制御部７００は、出力電圧プロファイルＰの取得が終わり次第、停止工程に移行する。すなわち、プリンタ制御部７００は、ベルトモータ７５１、ドラムモータ７３１、現像モータ７１１等を停止する。なお、停止工程には、クリーニングブレード２１６による中間転写ベルト２０５上のテスト画像の除去が含まれてもよい。

【0057】

Ｓ１０６でプリンタ制御部７００は、Ｓ１０４で取得した出力電圧プロファイルＰを解析して、センサ出力電圧が所定値以下となる区間（Ｉ＝１～ｎ個）を抽出する。なお、ｎは出力電圧プロファイルＰのサンプリング数であり、正の整数である。各区間（Ｉ）の時間を、出力減少時間Ｔｄ（Ｉ）とする。出力減少時間Ｔｄ（Ｉ）については、後述する。

【0058】

Ｓ１０７でプリンタ制御部７００は、回動時間ＴＬ１以上、時間ＴＬ１＋ＴＬ２以下の範囲内となる出力減少時間Ｔｄ（Ｉ）が存在する（ＴＬ１≦Ｔｄ（Ｉ）≦（ＴＬ１＋ＴＬ２））か否かを判断する。Ｓ１０７でプリンタ制御部７００は、ＴＬ１≦Ｔｄ（Ｉ）≦（ＴＬ１＋ＴＬ２）となる時間Ｔｄ（Ｉ）が存在すると判断した場合、処理をＳ１０８に進め、存在しないと判断した場合、処理をＳ１０９に進める。Ｓ１０８でプリンタ制御部７００は、装置判断部８０１によってテスト画像が正常に検知された（検知有）と判断し、カートリッジ２０４が装着されている（装着有）と判断して、処理をＳ１０２に進める。プリンタ制御部７００は、濃度センサ２１８から出力された電圧値が連続して所定値（閾値１．８Ｖ）を下回った時間が、第１時間以上かつ第１時間と第２時間との和以下の範囲である場合に、テスト画像が中間転写ベルト２０５上に形成されていると判断する。

【0059】

Ｓ１０９でプリンタ制御部７００は、テスト画像の検知結果について、後述する『検知無』又は『検知不明』のどちらかであると判断する。Ｓ１１０でプリンタ制御部７００は、表示部２３０にカートリッジ２０４がないこと（カートリッジ無）又は検知不明であることを報知して、その後次の処理は行わず終了する。なおＳ１０６の開始は、Ｓ１０５の動作中であってもよい。また本工程の実行タイミングは、プリンタ制御部７００が動作指示を受けた場合以外であってもよい。

【0060】

（Ｓ１０７の判断処理を行う理由）
Ｓ１０７でいずれかの出力減少時間Ｔｄ（Ｉ）が、所定の範囲内（ＴＬ１≦Ｔｄ（Ｉ）≦（ＴＬ１＋ＴＬ２））であるか否かを確認する理由を、表１を用いて説明する。表１は、特定の区間における出力減少時間Ｔｄ（Ｉ）が所定の範囲内又は範囲外にある場合のそれぞれにおける、テスト画像の検知有無について、装置判断部８０１による判断内容を示したものである。

【表1】

表１は、１列目に出力減少時間Ｔｄを示し、２列目に各範囲に付した区分名（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３）を示し、３列目に具体的な範囲（領域）を示し、４列目に各範囲におけるテスト画像の検知状況（検知無、検知有、検知不明）を示す。ここで、区分Ｒ１はＴｄ（Ｉ）がＴＬ１未満の範囲にある場合とし（Ｔｄ＜ＴＬ１）、区分Ｒ２はＴｄ（Ｉ）がＴＬ１以上「ＴＬ１＋ＴＬ２」以下の範囲にある場合とする（ＴＬ１≦Ｔｄ≦ＴＬ１＋ＴＬ２）。区分Ｒ３はＴｄ（Ｉ）がＴＬ１＋ＴＬ２よりも大きい範囲にある場合とする（ＴＬ１＋ＴＬ２＜Ｔｄ）。

【0061】

出力減少時間Ｔｄ（Ｉ）がＴＬ１未満の区分Ｒ１の場合は、装置判断部８０１は、出力減少時間Ｔｄ（Ｉ）をテスト画像より短い外乱、具体的には重複部２２８を含む外乱であると判断し、トナー像が無い『検知無』と判断する（Ｓ１０９）。プリンタ制御部７００は、濃度センサ２１８から出力された電圧値が連続して所定値を下回った時間が、第１時間よりも短い場合に、テスト画像が中間転写ベルト２０５上に形成されていないと判断する。

【0062】

出力減少時間Ｔｄ（Ｉ）が「ＴＬ１＋ＴＬ２」より長い区分Ｒ３の場合は、装置判断部８０１は、出力減少時間Ｔｄ（Ｉ）を想定外の要因による外乱の影響を受けていると判断する。装置判断部８０１は、出力減少時間Ｔｄ（Ｉ）の中でテスト画像が形成されていたか否かの判断ができないため、トナー像が有るか否かについて判断不能とする『検知不明』と判断する（Ｓ１０９）。プリンタ制御部７００は、濃度センサ２１８から出力された電圧値が連続して所定値を下回った時間が、第１時間と第２時間との和よりも長い場合に、テスト画像が中間転写ベルト２０５上に形成されたか否かが不明であると判断する。

【0063】

なお、中間転写ベルト２０５表面の反射率低下の想定外の要因としては、例えば長期使用により、トナー、外添剤等が中間転写ベルト２０５に過剰に付着すること等が挙げられる。一方、出力減少時間Ｔｄ（Ｉ）が、ＴＬ１≦Ｔｄ（Ｉ）≦ＴＬ１＋ＴＬ２である区分Ｒ２の場合は、装置判断部８０１は、テスト画像の『検知有』と判断する。

【0064】

（出力減少時間Ｔｄ（Ｉ）の導出について）
次に、出力電圧プロファイルＰを解析して出力減少時間Ｔｄ（Ｉ）を導出する、Ｓ１０６の具体的な方法について説明する。図９（ａ）は中間転写ベルト２０５のほぼ１周分（０ｍｍ～８００ｍｍ）のセンサ出力電圧を示している。図９（ａ）は横軸に中間転写ベルト２０５上の所定の位置を基準とした周方向の位置（周方向位置）［ｍｍ］を示し、縦軸に各周方向位置において得られたセンサ出力電圧［Ｖ］を示す。グラフの◇は濃度センサ２１８により得られたサンプリングデータを示す。

【0065】

前述した通り、中間転写ベルト２０５の位置によってセンサ出力電圧が変動しており、また、図９（ａ）中破線で示す枠内の領域で重複部２２８におけるセンサ出力電圧が大きく減少している。図９（ｂ）は、図９（ａ）の破線枠で示す領域近傍のセンサ出力電圧を拡大した図と、その周方向位置に対応する中間転写ベルト２０５上の領域を示す概略図である。図９（ｂ）も横軸に中間転写ベルト２０５の周方向位置［ｍｍ］（５００ｍｍ～６００ｍｍ）、縦軸にセンサ出力電圧［Ｖ］を示し、グラフの上部にその周方向位置に対応する中間転写ベルト２０５を示す。センサ出力電圧［Ｖ］は、非重複部２２９でおおまかに２．５Ｖ程度であるのに対し、重複部２２８では約１．３Ｖ程度まで落ち込んでいる。出力減少時間Ｔｄ（Ｉ）は、所定の閾値、例えば１．８Ｖを下回った状態で中間転写ベルト２０５が回動する時間を測定することで求めることができる。

【0066】

Ｓ１０６では、出力電圧プロファイルＰ、すなわち前述の時間（ＴＬ１＋２×ＴＬ２）の時間帯中において、同様に出力減少時間Ｔｄ（Ｉ）が求められる。例えば、重複部２２８のみが濃度センサ２１８により検知されたとすると、出力電圧プロファイルＰを解析して得られる出力減少時間Ｔｄ（Ｉ）は、図９（ｂ）に示すＴｄ１ということになる。そして、プリンタ制御部７００は、Ｔｄ１がＴＬ１未満であるために、『検知無』と判断することとなる。

【0067】

（テスト画像の『検知有』判断）
次に、出力減少時間Ｔｄ（Ｉ）が、区分Ｒ２のＴＬ１≦Ｔｄ（Ｉ）≦ＴＬ１＋ＴＬ２である場合に、テスト画像の『検知有』と判断する理由を説明する。図１０（ａ）は、テスト画像を形成したときの、中間転写ベルト２０５上の出力電圧プロファイルＰを取得する領域ＰＴの概略説明図である。５０３は形成したテスト画像を示し、長さは４０ｍｍである。ＴＬ１、ＴＬ２は長さＬ１、Ｌ２にそれぞれ対応した時間を示し、上述した回動時間である。また、横軸には中間転写ベルト２０５の周方向位置［ｍｍ］も示す。

【0068】

前述のように、領域ＰＴの回動時間は、テスト画像５０３が濃度センサ２１８の対向部を通過する回動時間ＴＬ１と、その前後の回動時間ＴＬ２との和である、時間（ＴＬ１＋２×ＴＬ２）である（ＰＴ＝ＴＬ１＋２×ＴＬ２）。図１０（ｂ）は区分Ｒ２の場合の一例としての出力電圧プロファイルＰ１を示している。Ｔｄ２は、この例の場合に、センサ出力電圧が連続して閾値１．８Ｖを下回った時間を示し、出力電圧プロファイルＰ１を解析して得られる出力減少時間Ｔｄ（Ｉ）である。図１０（ｂ）は、横軸に周方向位置［ｍｍ］を示し、縦軸にセンサ出力電圧［Ｖ］を示す。また、図１０（ｂ）には閾値１．８Ｖも破線で示す。さらに、図１０（ｂ）には、図１０（ａ）の周方向位置に対応する縦の破線も示している。

【0069】

ここで、時間Ｔｄ２が回動時間ＴＬ１より長くなっているが（Ｔｄ２＞ＴＬ１）、これは、図１０（ａ）で示す位置に重複部２２８があることが理由であると推察される。図１０（ａ）では、重複部２２８の一部とテスト画像５０３の一部とが重なっている。なおテスト画像５０３と重複部２２８との位置関係について、ここではＴＬ１＜Ｔｄ２＜ＴＬ１＋ＴＬ２と検知されたため、一部が重複していると予想された。

【0070】

一方、他の状況として、Ｔｄ２＝ＴＬ１、Ｔｄ２＝ＴＬ１＋ＴＬ２と検知された場合は、それぞれ、次のように推察することができる。まず、Ｔｄ２＝ＴＬ１と検知された場合は、重複部２２８が領域ＰＴ内に無い場合である、又は、重複部２２８がテスト画像５０３に含まれる（テスト画像５０３の下に隠れている）場合であると推察することができる。

【0071】

また、Ｔｄ２＝ＴＬ１＋ＴＬ２と検知された場合は、重複部２２８がテスト画像５０３の前か後において端部同士でつながった場合であると推察することができる。ここで、テスト画像５０３の前において端部同士がつながったとは、中間転写ベルト２０５の周方向（回転方向）において、テスト画像５０３の先端に重複部２２８の後端が連続しているような状態をいう。また、テスト画像５０３の後において端部同士がつながったとは、中間転写ベルト２０５の周方向（回転方向）において、テスト画像５０３の後端に重複部２２８の先端が連続しているような状態をいう。以上のように、領域ＰＴのどの位置に重複部２２８があったとしても、ＴＬ１≦Ｔｄ２≦ＴＬ１＋ＴＬ２であれば、テスト画像５０３が検知できていると推察される。

【0072】

［従来のテスト画像の検知工程の説明］
続いて、比較例として、従来における、テスト画像の検知工程について、図１１を用いて説明する。図１１は、比較例としての従来のテスト画像の検知工程が実行される処理を示すフローチャートである。なお、図１１のＳ２０１～Ｓ２０３は、図８のＳ１０１～Ｓ１０３と同様の処理であり、説明を省略する。

【0073】

テスト画像が現像、１次転写され、濃度センサ２１８の対向部を通過する回動時間ＴＬ１において、Ｓ２０４でプリンタ制御部７００は、出力電圧プロファイルＰ２を取得する。Ｓ２０５の処理は図８のＳ１０５の処理と同様であり、説明を省略する。Ｓ２０６でプリンタ制御部７００は、Ｓ２０４で取得した出力電圧プロファイルＰ２を解析し、センサ出力電圧がこの時間帯内で常時（連続して）所定値以下まで減少しているか否かを判断する。Ｓ２０６でプリンタ制御部７００は、センサ出力電圧が常時所定値以下まで減少していると判断した場合、処理をＳ２０７に進める。なお、Ｓ２０７の処理は図８のＳ１０８の処理と同様であり、説明を省略する。一方、Ｓ２０６でプリンタ制御部７００は、センサ出力電圧が常時所定値以下まで減少していないと判断した場合、処理をＳ２０８に進める。なお、Ｓ２０８、Ｓ２０９の処理は、図８のＳ１０９、Ｓ１１０の処理と同様であり、説明を省略する。なお、Ｓ２０６の処理の開始はＳ２０５の動作中であってもよい。

【0074】

［比較例と実施例１の制御による正確性の比較］
次にテスト画像の検知工程に移行したときの、比較例である従来の制御（図１１）と実施例１のテスト画像の検知（図８）における正確性の比較について説明する。表２は、実施例１と従来例の制御方法における、テスト画像の誤検知発生の可能性についての比較を示したものである。

【表2】

表２は、１列目にテスト画像の長さ（テスト画像長）Ｌ１と重複部２２８の長さ（研磨重複部長）Ｌ２との関係（Ｌ１＞Ｌ２、Ｌ１≦Ｌ２）を示し、２列目にテスト画像の誤検知発生の可能性を示す。２列目には、実施例１、比較例のそれぞれについて、重複部２２８との誤検知の有無（ある、ない）と、反射率変化領域との誤検知発生の可能性（高い、低い）について長さＬ１、Ｌ２の２つの関係のそれぞれについて示した。

【0075】

比較例の制御においては、Ｌ１≦Ｌ２の場合、重複部２２８と反射率変化領域とのどちらに対しても、テスト画像が重なったときの区別がつかないため、誤検知発生の可能性は高い。またＬ１＞Ｌ２の場合、テスト画像と重複部２２８との誤検知はない。しかし、反射率変化領域については、反射率の変化が進み、言い換えれば反射率変化領域でのセンサ出力電圧の低下が進んで閾値以下となり、その周方向における長さが長さＬ１以上になってしまうと、誤検知が発生する。すなわち、長さＬ１以上となった領域のうちのどこか一部の長さＬ１の領域が、濃度センサ２１８により出力電圧プロファイルＰ２を取得する時間帯に通過しさえすれば、テスト画像として誤検知されてしまう。すなわち反射率の変化が進むほど誤検知する確率が高くなり、誤検知発生の可能性は高い。

【0076】

一方、実施例１においては、Ｌ１≦Ｌ２を満たすことはなく、Ｌ１＞Ｌ２としているため、テスト画像と重複部２２８との誤検知はない。また、反射率変化領域については、反射率の変化が進み、その長さがちょうど表１の区分Ｒ２の範囲に入っているときのみにおいて、かつその領域が出力電圧プロファイルＰを取得する時間帯に通過したときのみしか誤検知されないため、誤検知発生の可能性は低い。

【0077】

以上総合すると、比較例に対して、実施例１の制御によって、誤検知発生の確率を減らし、テスト画像の検知工程における信頼性を向上させることができる。実施例１ではテスト画像の検知工程によりカートリッジ２０４の装着有無を判断する例を示したが、テスト画像検知の目的はこれに限ったものではなく、検知有無を他の判断のために用いてもよい。

【0078】

また、以上説明したテスト画像の長さＬ１の設定の比較対象は、製造時などにおいて発生する中間転写ベルト上の光学的特性が異なる領域であれば、研磨工程による重複部に限定されず、反射率が異なる全てのケースに適用される。また、正反射光量に限らず乱反射光量の異なる領域でもよい。すなわち、中間転写ベルト２０５上の光学的特性が異なる領域に対して適用可能である。また、反射光量の変化は減少に限らず、増加でもよい。なお研磨工程による重複部の研磨回数については、前述のように１回と２回の差には限らず、異なりさえすればよい。さらに以上の説明では、検知時間を（ＴＬ１＋２×ＴＬ２）としたが、厳密にこの時間でなくてもよく、検知誤差を考慮してマージンを持たせてもよい。例えば２ｍｍのマージンを持たせて判断する構成も、本発明に含まれる。

【0079】

上述した実施例の制御によれば、中間転写ベルト上に、加工の重複領域や、長期使用によって反射率の変化した領域があっても、テスト用のトナー像の誤検知の発生確率を減らし、テスト画像検知の信頼性を向上させることができる。中間転写ベルトは、表面処理の重複領域によって反射率が低下したり、長期間使用によってトナー等が過剰に付着して、広範囲にわたって反射率が低下したりする場合がある。このような中間転写ベルトを用いた場合でも、トナー像を誤検知する発生確率を減らし、テスト画像検知の信頼性を向上させることができる。

【0080】

以上、実施例１によれば、光学的特性が異なる領域を有する中間転写体上に形成されたトナーを光学的センサで検知する場合に、検知精度を向上させることができる。

【実施例0081】

実施例２では、テスト画像の検知工程において、テスト画像の検知結果が不明であるときの動作を明確にすることで、さらにテスト画像検知の信頼性を向上させる方法を説明する。なお、実施例１と同じ構成には同じ符号を用い、説明を省略する。

【0082】

［中間転写ベルト構成の説明］
図１２（ａ）は中間転写ベルト２０５の断面方向から見た拡大模式図である。中間転写ベルト２０５は無端形状であり、基層２４２と、表層２４３からなる。実施例１では、表層２４３がクリーニングブレード２１６と接し、基層２４２は駆動ローラ２１７、２次転写対向ローラ２１２と接する。基層２４２はポリエチレンナフタレート樹脂が基材であり、導電材を混合し、体積抵抗率が１×１０^１０Ω・ｃｍになるように調整している。なお、体積抵抗率は、ＪＩＳ法Ｋ６９１１に準拠した測定プローブを用い、ＡＤＶＡＮＴＥＳＴ社製高抵抗計Ｒ２３４０にて、温度は２５℃、相対湿度は５０％で、５０～１００Ｖを印加して得た値である。

【0083】

また、中間転写ベルト２０５の層厚は例えば７０μｍである。なお、実施例２の構成では、ポリエチレンナフタレート樹脂を基材として採用したがこれに限定されるものではない。基材としては、適正な電荷減衰特性を有すること、当接部材の形状に沿う形に変形するため耐屈曲性を有すること等の条件があり、熱可塑性樹脂が一般的に採用される。具体的には、ポリイミド、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアリレート、アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合体（ＡＢＳ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、等の単独又は混合樹脂が挙げられる。

【0084】

表層２４３はアクリル樹脂が基材であり、電気抵抗調整剤として酸化亜鉛を分散している。また、層厚は例えば３μｍ程度である。表層２４３は、耐摩耗性、耐クラック性など強度の観点から硬化性材料の中でも樹脂材料（硬化性樹脂）が望ましく、特に不飽和二重結合含有アクリル共重合体を硬化させて得られるアクリル樹脂が望ましい。長期使用に伴うクリーニングブレード２１６表面の耐摩耗性を向上するため、中間転写ベルト２０５の表層２４３には、微細凹凸形状を施されたものが用いられる。実施例２の構成では、加工コストや生産性、形状の精度等の観点からインプリント加工を採用する。

【0085】

図１２（ｂ）に中間転写ベルト２０５表面一部を拡大した概略説明図を記す。Ｈは回動方向を示し、Ｉは回動方向Ｈに直交する方向を示す。インプリント加工の金型を中間転写ベルト２０５の表面に押し当て、その後中間転写ベルト２０５を回動方向に動かすことでインプリント加工は行われる。これにより、中間転写ベルト２０５の表面には、中間転写ベルト２０５の移動方向に沿った溝（凹部２４５）であって、中間転写ベルト２０５の幅方向に関して所定の間隔で溝（凹部２４５）が形成されている。言い換えると、インプリント加工された中間転写ベルト２０５は、回動方向Ｈに対してほぼ一律でかつＩ方向においては周期的である凸部２４４と、溝を有する領域としての凹部２４５を持つ。凸部２４４と凸部２４４（又は凹部２４５と凹部２４５）の間隔をｗとする。

【0086】

中間転写ベルト２０５への溝形状（凹凸形状）の付与は、インプリント加工の開始位置２４６からＨ方向にインプリント加工が開始され、インプリント加工の終了位置２４７まで加工が行われる。すなわち、本実施例におけるインプリントの加工によれば、中間転写ベルト２０５の移動方向に関して、加工の開始位置２４６から終了位置２４７までして溝（凹部２４５）が形成される。また、図１２（ａ）に示すように、所定の金型を表面に押し当てることで凹凸形状を付与するインプリント加工を行ったことで、中間転写ベルト２０５の表面には、凹部２４５に隣接する位置の凸部２４４に突起部２４４ａが形成される。この突起部２４４ａは、金型を押し付けることによって表層２４３が盛り上がって形成されるものであり、本実施例におけるインプリント加工方法によって得られる構成である。突起部２４４ａは、中間転写ベルト２０５の移動方向と直交する中間転写ベルト２０５の幅方向に関して凹部２４５に隣接する凸部２４４の端部に設けられており、凸部２４４の中心位置の高さで定義される中間転写ベルト２０５の表面から突出している。ここで、図１２（ａ）における仮想線Ｌ１１は、凸部２４４の中心位置の高さで定義される中間転写ベルト２０５の表面の高さ位置を示している。

【0087】

インプリント加工の終了位置２４７は開始位置２４６を超えた位置に配置されるため、第１部分である非重複部２４９と、光学的に第１部分とは特性が異なる領域である第２部分である重複部２４８が形成される。重複部２４８における凹部２４５は高い確率でＩ方向にズレが生じる。これはインプリント加工中に中間転写ベルト２０５がＩ方向に動いてしまうことに起因する。このズレが生じると非重複部２４９に対して重複部２４８では全面に対して凹部２４５の割合、すなわち溝の専有面積比率が増加する。また、重複部２４８では２回のインプリント加工が行われているため、凹部２４５の深さがより深くなる。これらの理由より、重複部２４８では非重複部２４９と比べて光を照射したときに正反射光量が減少する。ただし、深さは層厚に対してかなり小さいこともあり両者で転写性に差はない。

【0088】

このように、実施例２の中間転写ベルト２０５は、トナー像が形成される面に、移動方向に直交する方向に凹部２４５及び凸部２４４が交互に連続するように形成される凹凸加工が施される。第２部分である重複部２４８は、移動方向に直交する方向において、第１部分である重複部２４８に形成された凹部２４５が占める割合よりも多い割合の凹部２４５が形成されることにより、第１部分とは光学的な特性が異なる。

【0089】

［実施例２におけるテスト画像の検知工程の説明］
以下、実施例２におけるテスト画像の検知工程について説明する。図１３は、動作指示を受けたときの処理を示すフローチャートである。なお、テスト画像の周方向の長さをＬ３、重複部２４８の周方向の長さをＬ４とする。テスト画像の長さＬ３は、重複部２４８の長さＬ４よりも長く設定する（Ｌ３＞Ｌ４）。実施例２では、長さＬ３を例えば４０ｍｍ、長さＬ４を長さ１５ｍｍとする。また、中間転写ベルト２０５が、長さＬ３分を回動するために要する時間を回動時間ＴＬ３、長さＬ４分回動するために要する時間を回動時間ＴＬ４とする。テスト画像の検知を行った回数をリトライ回数Ｋ１とする。リトライ回数Ｋ１は、例えばプリンタ制御部７００がカウンタ（不図示）を用いて管理する。

【0090】

図１３のＳ３０１、Ｓ３０２の処理は図８のＳ１０１、Ｓ１０２の処理と同様であり、説明を省略する。プリンタ制御部７００は、カートリッジ２０４の装着有を確定できないと判断した場合、処理をＳ３０３に進める。Ｓ３０３でプリンタ制御部７００は、リトライ回数Ｋ１を初期値に、すなわち０に設定する。なお、Ｓ３０４～Ｓ３０９の処理は、図８のＳ１０３～Ｓ１０８の処理と同様であり、説明を省略する。ただし、図８において回動時間ＴＬ１としていたところを回動時間ＴＬ３、回動時間ＴＬ２としていたところを回動時間ＴＬ４、出力減少時間Ｔｄ（Ｉ）としていたところを出力減少時間Ｔｄ（Ｉ２）と読み替える。また、図８において出力電圧プロファイルＰとしていたところを、出力電圧プロファイルＰ３と読み替える。

【0091】

Ｓ３０８でプリンタ制御部７００は、回動時間ＴＬ３以上かつ回動時間（ＴＬ３＋ＴＬ４）以下の範囲内となる出力減少時間Ｔｄ（Ｉ２）が存在しないと判断した場合、処理をＳ３１０に進める。Ｓ３１０でプリンタ制御部７００は、回動時間（ＴＬ３＋ＴＬ４）より大きい出力減少時間Ｔｄ（Ｉ２）が存在するか否かを判断する。Ｓ３１０でプリンタ制御部７００は、回動時間（ＴＬ３＋ＴＬ４）より大きい出力減少時間Ｔｄ（Ｉ２）が存在しないと判断した場合、処理をＳ３１１に進める。Ｓ３１１でプリンタ制御部７００は、テスト画像の検知無と判断する。Ｓ３１２でプリンタ制御部７００は、表示部２３０にカートリッジ無である旨を報知して、処理を終了する。

【0092】

Ｓ３１０でプリンタ制御部７００は、回動時間（ＴＬ３＋ＴＬ４）より大きい出力減少時間Ｔｄ（Ｉ２）が存在すると判断した場合、処理をＳ３１３に進める。Ｓ３１３でプリンタ制御部７００は、リトライ回数Ｋ１が１であるか（Ｋ１＝１）否かを判断する。Ｓ３１３でプリンタ制御部７００は、リトライ回数Ｋ１が１であると判断した場合、処理をＳ３１４に進める。Ｓ３１４でプリンタ制御部７００は、テスト画像の検知不明と判断する。Ｓ３１５でプリンタ制御部７００は、表示部２３０にカートリッジの検知不明である旨を報知し、処理を終了する。Ｓ３１３でプリンタ制御部７００は、リトライ回数Ｋ１が１ではないと判断した場合、処理をＳ３１６に進める。Ｓ３１６でプリンタ制御部７００は、リトライ回数Ｋ１に１を足して更新し（Ｋ＝Ｋ＋１）、処理をＳ３０４に戻す。実施例２では、Ｓ３１３の判断処理で条件をＫ１＝１とすることで、リトライ回数Ｋ１を１回に設定した。なお、リトライ回数Ｋ１は１回に限定されず、他の回数に設定されてもよい。

【0093】

以上のように、リトライ回数Ｋ１を所定の回数に設定し、１回目のテスト画像の検知工程においてカートリッジ検知不明であったときに、テスト画像の検知工程を複数回実行する。複数回の検知工程を実施することで、中間転写ベルト２０５上の異なる位置にテスト画像が形成される。これにより、テスト画像の検知の精度を上げ、図１３の制御が終了したときに、さらに信頼性の高い検知結果を得ることができる。なお、実施例１の研磨加工を行った中間転写ベルト２０５に対して、実施例２の制御を適用してもよい。また、実施例２のインプリント加工を行った中間転写ベルト２０５に対して、実施例１の制御を適用してもよい。

【0094】

以上、実施例２によれば、光学的特性が異なる領域を有する中間転写体上に形成されたトナーを光学的センサで検知する場合に、検知精度を向上させることができる。