(57)【要約】【課題】  必要なタイミングで、精度よくレジストズレの補正を行う。【解決手段】  電源投入直後に測定された中間転写ベルトの回転周期検出結果に基づいてレジストズレ補正を行う画像形成装置である。各トナー色ごとに現像バイアスを最適化する（ステップＳ２６〜Ｓ２９）動作条件制御動作の動作シーケンスと併行して、中間転写ベルト７１の回転周期を検出する（ステップＳ２３）。こうして求めた回転周期に基づきレジスト制御量の調整を行う（ステップＳ３０）。所定のタイミングでレジスト制御量の調整がなされるので、装置の経時変化や環境の変化によらず高精度にレジストズレ補正がなされ、画質の良好な画像を形成することができる。【選択図】  図７
2006072180.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を担持可能に構成され、所定の方向に回転移動する像担持体と、
前記像担持体に対し離当接自在に構成され、前記像担持体表面のトナーを除去するクリーニング手段と、
前記像担持体上にトナー像を形成する像形成手段と、
前記像担持体への前記クリーニング手段の離当接に起因して生じる前記像担持体上での前記トナー像のレジストズレを補正するレジスト制御手段と、
パッチ画像としてのトナー像の濃度検出結果に基づき装置の動作条件を制御する動作条件制御動作を実行する動作条件制御手段と、
前記像担持体の回転速度または回転周期を検出する検出手段と
を備え、
前記レジスト制御手段は、前記動作条件制御動作の実行中における前記検出手段の検出結果に基づいて、レジストズレに対する補正量を調整する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記レジスト制御手段は、前記補正量に基づいて前記像形成手段による前記像担持体への像形成位置を調整することによってレジストズレの補正を行う請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記レジスト制御手段は、前記動作条件制御動作の実行中における前記像担持体の以下の４通りの周回動作：
前記像担持体に前記クリーニング手段が当接した状態での周回；
前記像担持体から前記クリーニング手段が離間した状態での周回；
前記像担持体に前記クリーニング手段が途中から当接する周回；および
前記像担持体から前記クリーニング手段が途中で離間する周回
のそれぞれに対応する前記検出手段の検出結果に基づいて、前記補正量の調整を行う請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記動作条件制御手段は、前記動作条件制御動作の実行中に処理エラーが発生したときには該動作条件制御動作を中断してから前記動作条件制御動作を再実行するように構成され、
前記検出手段による検出結果を得た後に前記動作条件制御動作の実行が中断された場合には、前記レジスト制御手段は、該検出結果に基づき前記補正量の調整を行う請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記レジスト制御手段は、装置の電源投入直後における前記検出手段の検出結果に基づき前記補正量の初期値を設定するとともに、前記動作条件制御動作の実行中における前記検出手段の検出結果に基づき該初期値を補正した値を調整後の前記補正量とする請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記レジスト制御手段は、装置の電源投入直後に行われる前記動作条件制御動作では前記補正量の調整を行わず、前記初期値を補正量とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
像担持体に対するクリーニング手段の離当接に起因して生じる前記像担持体上でのトナー像のレジストズレを補正しながら、前記像担持体上にトナー像を形成する画像形成方法において、
パッチ画像としてのトナー像の濃度検出結果に基づき前記トナー像を形成する際の動作条件を制御する動作条件制御動作を実行し、しかも、
前記動作条件制御動作の実行中に前記像担持体の回転速度または回転周期を検出し、その検出結果に基づいて、レジストズレに対する補正量を調整する
ことを特徴とする画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、像担持体に対するクリーニング手段の離当接に起因して生じる前記像担持体上でのトナー像のレジストズレを補正しながら、前記像担持体上にトナー像を形成する画像形成装置および画像形成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリ装置など、像担持体上にトナー像を形成し、そのトナー像を記録用紙や透明シートなどの記録材に転写する画像形成装置においては、記録材上の所定位置に正しくトナー像が転写される必要がある。しかしながら、この種の装置では、像担持体に対し離当接するクリーニング手段が設けられており、その離当接に伴って像担持体の回転速度が変動するため、像担持体上へのトナー像の形成位置がずれることがある。特に、複数色のトナー像を互いに重ね合わせてフルカラー画像を形成する装置においては、各色ごとのトナー像の位置にズレが生じるとカラー画像の再現性が著しく低下するなど画質の低下を招くこととなる。
【０００３】
そこで、従来の画像形成装置では、像担持体上の正しい位置にトナー像を形成するため、レジスト制御を行っている。例えば、特許文献１に記載の画像形成装置では、像担持体である中間転写ベルトの回転周期を測定し、その測定結果に基づいてレジスト制御量を算出する。そして、このレジスト制御量に応じて、各色のトナー像の形成開始位置を調整することでレジストズレを抑制している。また、カラー画像の形成を少なくとも１回以上行ってから中間転写ベルトの回転周期を再測定し、その測定結果に基づいてレジスト制御量を補正することで、レジストズレに対する補正をより精度よく行えるようにしている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２３５９２３号公報（図８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
クリーニング手段の離当接に起因するレジストズレを適切に補正するためには、クリーニング手段を適当なタイミングで離当接させながら像担持体の回転速度または回転周期を測定する必要がある。しかしながら、このような測定を行うために特別な測定シーケンスを組んだ場合には、その間画像形成動作を実行することができず画像形成のスループットが低下してしまう。また、画像形成動作と併行して測定シーケンスを実行することも可能であるが、画像形成の動作シーケンスは、その動作モードの違い、例えば記録材のサイズや形成する画像がモノクロであるかカラーであるかなどの違いによって様々なパターンがある。またユーザから画像形成が要求されるタイミングは一定でない。そのため、必要なタイミングで必要な測定を行うことができるとは限らず、このことが、より精度の高いレジスト制御の実現を阻害する要因となっている。
【０００６】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、像担持体に対するクリーニング手段の離当接に起因して生じる前記像担持体上でのトナー像のレジストズレを補正しながら、前記像担持体上にトナー像を形成する画像形成装置および画像形成方法において、必要なタイミングで、精度よくレジストズレの補正を行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明にかかる画像形成装置は、上記目的を達成するため、トナー像を担持可能に構成され、所定の方向に回転移動する像担持体と、前記像担持体に対し離当接自在に構成され、前記像担持体表面のトナーを除去するクリーニング手段と、前記像担持体上にトナー像を形成する像形成手段と、前記像担持体への前記クリーニング手段の離当接に起因して生じる前記像担持体上での前記トナー像のレジストズレを補正するレジスト制御手段と、パッチ画像としてのトナー像の濃度検出結果に基づき装置の動作条件を制御する動作条件制御動作を実行する動作条件制御手段と、前記像担持体の回転速度または回転周期を検出する検出手段とを備え、前記レジスト制御手段は、前記動作条件制御動作の実行中における前記検出手段の検出結果に基づいて、レジストズレに対する補正量を調整することを特徴としている。
【０００８】
また、この発明にかかる画像形成方法は、像担持体に対するクリーニング手段の離当接に起因して生じる前記像担持体上でのトナー像のレジストズレを補正しながら、前記像担持体上にトナー像を形成する画像形成方法において、上記目的を達成するため、パッチ画像としてのトナー像の濃度検出結果に基づき前記トナー像を形成する際の動作条件を制御する動作条件制御動作を実行し、しかも、前記動作条件制御動作の実行中に前記像担持体の回転速度または回転周期を検出し、その検出結果に基づいて、レジストズレに対する補正量を調整することを特徴としている。
【０００９】
これらの発明では、動作条件制御動作の実行中に像担持体の回転速度または回転周期が検出され、その検出結果に基づきレジストズレに対する補正量（以下、「レジスト補正量」という）が調整される。動作条件制御動作の動作シーケンスおよびその実行タイミングは、ユーザが形成を望む画像のタイプやその形成タイミングとは無関係に定めることができる。そのため、動作シーケンスの構築の自由度が比較的高く、例えば像担持体の回転速度または回転周期の測定に適したシーケンスを比較的簡単に組むことができる。また、動作条件制御動作では像担持体へのパッチ画像形成とクリーニング手段によるその除去作業を行うため、必然的に像担持体へのクリーニング手段の離当接が必要である。そこで、この離当接のタイミングを適宜に設定することによって、像担持体へのクリーニング手段の離当接に伴う像担持体の回転速度または回転周期の変動量を容易に、しかも精度よく測定することが可能となる。さらに、動作条件制御動作と併行して回転速度または回転周期の測定を行うので、画像形成のスループットが低下することもない。
【００１０】
このように、この発明では、動作条件制御動作の実行中に像担持体の回転速度または回転周期を検出し、その検出結果に基づきレジスト補正量を調整することによって、適切なタイミングで、しかも精度よく、像担持体上のトナー像のレジストズレを補正することが可能となる。
【００１１】
ここで、レジストズレの補正は、例えば、前記補正量に基づいて前記像形成手段による前記像担持体への像形成位置を調整することによって行うことができる。すなわち、像担持体の回転速度の変動に対応して、像担持体への像形成位置を変化させることによって、像担持体上の正しい位置にトナー像を形成することが可能となる。この場合には、像形成位置の変更量が、上記にいう「レジスト補正量」に相当するものである。そして、像形成位置の変更量を、動作条件制御動作の実行中における像担持体の回転速度または回転周期の検出結果に基づいて調整することで、レジストズレに対する補正を精度よく行うことができる。
【００１２】
また、レジスト補正量については、前記動作条件制御動作の実行中における前記像担持体の以下の４通りの周回動作：前記像担持体に前記クリーニング手段が当接した状態での周回；前記像担持体から前記クリーニング手段が離間した状態での周回；前記像担持体に前記クリーニング手段が途中から当接する周回；および前記像担持体から前記クリーニング手段が途中で離間する周回のそれぞれに対応する前記検出手段の検出結果に基づいて調整を行うのが好ましい。これらの４通りについて像担持体の回転の変動量を把握することができれば、像担持体へのクリーニング手段の離当接タイミングが異なる種々の画像形成動作シーケンスに対応して、レジストズレに対する補正量を適宜に調整することが可能となる。
【００１３】
また、前記動作条件制御動作の実行中に処理エラーが発生したときには該動作条件制御動作を中断してから前記動作条件制御動作を再実行するように構成されている場合であって、前記検出手段による検出結果を得た後に前記動作条件制御動作の実行が中断された場合には、該検出結果に基づき前記補正量の調整を行うのが望ましい。こうすることで、動作条件調整動作が再実行されたときに像担持体の回転速度や回転周期を検出する必要がなくなり、制御が簡単になる。
【００１４】
一方、これとは逆に、動作条件調整動作が再実行されたときにも像担持体の回転速度または回転周期の検出を行い、先の検出結果と合わせてレジスト補正量の調整を行うようにすることで、さらなる精度向上を図るようにしてもよい。
【００１５】
また、レジストズレの補正を次のようにしてもよい。すなわち、装置の電源投入直後における前記検出手段の検出結果に基づき前記補正量の初期値を設定するとともに、前記動作条件制御動作の実行中における前記検出手段の検出結果に基づき該初期値を補正した値を調整後の前記補正量とする。このようにした場合には、装置の内部温度や周囲環境などが変化してレジストズレ量が変動した場合にも柔軟に対応することができる。また、電源投入直後には装置の動作が安定せず、その状態で設定したレジスト補正量は必ずしも十分な精度を有していない場合がありうる。このような場合でも、以後に行う動作条件制御動作の際にその補正量を調整することによって、十分な精度を得ることができる。
【００１６】
また、この種の装置では、装置の電源投入直後に動作条件制御動作を実行することが一般的であるが、この場合において、装置の電源投入直後に行われる前記動作条件制御動作では前記補正量の調整を行わず、前記初期値を補正量としてもよい。というのは、上記したように、電源投入直後には装置の動作が安定せず、補正量を調整するのに十分な情報が得られない場合があるからである。しかし、装置の動作が安定するまで待ったのでは、ファーストプリントタイムが長くなってしまう。そこで、電源投入直後にレジスト補正量の初期値を求めた場合には、その初期値を補正量の暫定値としておき、後に必要に応じてそれを調整すれば、ファーストプリントタイムが長くなることもなく、しかも、レジストズレに対する補正の精度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１はこの発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図である。また、図２は図１の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。この装置は、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の４色のトナー（現像剤）を重ね合わせてフルカラー画像を形成したり、ブラック（Ｋ）のトナーのみを用いてモノクロ画像を形成する画像形成装置である。この画像形成装置では、ホストコンピュータなどの外部装置から画像信号がメインコントローラ１１に与えられると、このメインコントローラ１１からの指令に応じてエンジンコントローラ１０に設けられたＣＰＵ１０１がエンジン部ＥＧ各部を制御して所定の画像形成動作を実行し、シートＳに画像信号に対応する画像を形成する。
【００１８】
このエンジン部ＥＧでは、感光体２２が図１の矢印方向Ｄ1に回転自在に設けられている。また、この感光体２２の周りにその回転方向Ｄ1に沿って、帯電ユニット２３、ロータリー現像ユニット４およびクリーニング部２５がそれぞれ配置されている。帯電ユニット２３は所定の帯電バイアスを印加されており、感光体２２の外周面を所定の表面電位に均一に帯電させる。クリーニング部２５は一次転写後に感光体２２の表面に残留付着したトナーを除去し、内部に設けられた廃トナータンクに回収する。これらの感光体２２、帯電ユニット２３およびクリーニング部２５は一体的に感光体カートリッジ２を構成しており、この感光体カートリッジ２は一体として装置本体に対し着脱自在となっている。
【００１９】
そして、この帯電ユニット２３によって帯電された感光体２２の外周面に向けて露光ユニット６から光ビームＬが照射される。この露光ユニット６は、外部装置から与えられた画像信号に応じて光ビームＬを感光体２２上に露光して画像信号に対応する静電潜像を形成する。
【００２０】
こうして形成された静電潜像は現像ユニット４によってトナー現像される。すなわち、この実施形態では、現像ユニット４は、図１紙面に直交する回転軸中心に回転自在に設けられた支持フレーム４０、支持フレーム４０に対して着脱自在のカートリッジとして構成されてそれぞれの色のトナーを内蔵するイエロー用の現像器４Ｙ、シアン用の現像器４Ｃ、マゼンタ用の現像器４Ｍ、およびブラック用の現像器４Ｋを備えている。この現像ユニット４は、エンジンコントローラ１０により制御されている。そして、このエンジンコントローラ１０からの制御指令に基づいて、現像ユニット４が回転駆動されるとともにこれらの現像器４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋが選択的に感光体２２と当接してまたは所定のギャップを隔てて対向する所定位置に位置決めされると、当該現像器に設けられて選択された色のトナーを担持する現像ローラ４４が感光体２２に対し対向配置され、その対向位置において現像ローラ４４から感光体２２の表面にトナーを付与する。これによって、感光体２２上の静電潜像が選択トナー色で顕像化される。
【００２１】
上記のようにして現像ユニット４で現像されたトナー像は、一次転写領域ＴＲ1で転写ユニット７の中間転写ベルト７１上に一次転写される。転写ユニット７は、複数のローラ７２〜７５に掛け渡された中間転写ベルト７１と、ローラ７３を回転駆動することで中間転写ベルト７１を所定の回転方向Ｄ2に回転させる駆動部（図示省略）とを備えている。そして、カラー画像をシートＳに転写する場合には、感光体２２上に形成される各色のトナー像を中間転写ベルト７１上に重ね合わせてカラー画像を形成するとともに、カセット８から１枚ずつ取り出され搬送経路Ｆに沿って二次転写領域ＴＲ2まで搬送されてくるシートＳ上にカラー画像を二次転写する。より詳しくは、二次転写領域ＴＲ2には、中間転写ベルト７１に対し離当接自在の二次転写ローラ８０が設けられており、二次転写ローラ８０と中間転写ベルト７１との間のニップ部をシートＳが通過する際に、中間転写ベルト７１上のカラー画像がシートＳに転写される。
【００２２】
このとき、中間転写ベルト７１上の画像をシートＳ上の所定位置に正しく転写するため、二次転写領域ＴＲ2にシートＳを送り込むタイミングが管理されている。具体的には、搬送経路Ｆ上において二次転写領域ＴＲ2の手前側にゲートローラ８１が設けられており、中間転写ベルト７１の周回移動のタイミングに合わせてゲートローラ８１が回転することにより、シートＳが所定のタイミングで二次転写領域ＴＲ2に送り込まれる。
【００２３】
また、こうしてカラー画像が形成されたシートＳは定着ユニット９によりトナー像を定着され、排出前ローラ８２および排出ローラ８３を経由して装置本体の上面部に設けられた排出トレイ部８９に搬送される。また、シートＳの両面に画像を形成する場合には、上記のようにして片面に画像を形成されたシートＳの後端部が排出前ローラ８２後方の反転位置ＰＲまで搬送されてきた時点で排出ローラ８３の回転方向を反転し、これによりシートＳは反転搬送経路ＦＲに沿って矢印Ｄ3方向に搬送される。そして、ゲートローラ８１の手前で再び搬送経路Ｆに乗せられるが、このとき、二次転写領域ＴＲ2において中間転写ベルト７１と当接し画像を転写されるシートＳの面は、先に画像が転写された面とは反対の面である。このようにして、シートＳの両面に画像を形成することができる。
【００２４】
また、ローラ７５の近傍には、クリーナ７６、濃度センサ６０および垂直同期センサ７７が配置されている。これらのうち、クリーナ７６は図示を省略する電磁クラッチによってローラ７５に対して近接・離間移動可能となっている。そして、ローラ７５側に移動した状態でクリーナ７６のブレードがローラ７５に掛け渡された中間転写ベルト７１の表面に当接し、二次転写後に中間転写ベルト７１の外周面に残留付着しているトナーを除去する。また、垂直同期センサ７７は、中間転写ベルト７１の基準位置を検出するためのセンサであり、中間転写ベルト７１の回転駆動に関連して出力される同期信号、つまり垂直同期信号Ｖsyncを得るためのセンサとして機能する。そして、この装置では、各部の動作タイミングを揃えるとともに各色で形成されるトナー像を正確に重ね合わせるために、装置各部の動作はこの垂直同期信号Ｖsyncに基づいて制御される。この垂直同期信号Ｖsyncは、ＣＰＵ１０１により積算カウントされている。さらに、濃度センサ６０は例えば反射型フォトセンサからなり、中間転写ベルト７１の表面に対向して設けられて、必要に応じて、中間転写ベルト７１の外周面に形成されるパッチ画像の画像濃度を測定する。
【００２５】
また、この装置では、図２に示すように、メインコントローラ１１のＣＰＵ１１１により制御される表示部１２を備えている。この表示部１２は、例えば液晶ディスプレイにより構成され、ＣＰＵ１１１からの制御指令に応じて、ユーザへの操作案内や画像形成動作の進行状況、さらに装置の異常発生やいずれかのユニットの交換時期などを知らせるための所定のメッセージを表示する。
【００２６】
なお、図２において、符号１１３はホストコンピュータなどの外部装置よりインターフェース１１２を介して与えられた画像を記憶するためにメインコントローラ１１に設けられた画像メモリである。また、符号１０６はＣＰＵ１０１が実行する演算プログラムやエンジン部ＥＧを制御するための制御データなどを記憶するためのＲＯＭ、また符号１０７はＣＰＵ１０１における演算結果やその他のデータを一時的に記憶するＲＡＭである。
【００２７】
さらに、符号２００はトナー消費量を求めるためのトナーカウンタである。このトナーカウンタ２００は、画像形成動作の実行に伴って消費されるトナーの量を各トナー色毎に計算し記憶する。トナー消費量の計算方法は任意であり種々の公知技術を適用することができる。例えば、外部装置から入力された画像信号を解析して各トナー色ごとのトナードットの形成個数をカウントし、そのカウント値からトナー消費量を計算することができる。
【００２８】
そして、ＣＰＵ１０１は、トナーカウンタ２００により求められた各色ごとのトナー消費量を各現像器４Ｙ等に貯留されたトナー量の初期値から減算することにより、各時点における現像器内のトナー残量を把握する。そして、必要に応じて、各色ごとのトナー残量やトナー切れの発生などをユーザに知らせるためのメッセージを表示部１２に表示させる。
【００２９】
また、この画像形成装置では、各色のトナー像を重ね合わせてフルカラー画像を形成する際に、エンジンコントローラ１０が、各色トナー像間の位置ズレ（レジストズレ）を補正する処理（以下、「レジスト制御処理」という）を行う。このレジストズレが生じる主たる要因は、中間転写ベルト７１へのクリーナ７６の離当接に起因して、中間転写ベルト７１が伸縮したり、負荷変動によりその回転速度が変動することにある。なお、レジスト制御の原理については、前記した特許文献１に詳細に記載されているので、本明細書では詳細な説明を省略することとする。
【００３０】
この実施形態では、中間転写ベルト７１への像形成開始位置を全トナー色で同じとせず、各色ごとに個別に像形成開始位置を設定する。以下では、所定の基準位置と、各色ごとに設定される像形成開始位置との間の副走査方向における距離を、「レジスト制御量」と称することとする。すなわち、この実施形態では、各トナー色ごとに個別にレジスト制御量を設定し、画像形成開始位置を副走査方向に移動させることでレジストズレを補正し、画質の低下を抑制している。
【００３１】
図３は本実施形態における電源投入直後の初期動作を示すフローチャートである。この初期動作では、まず中間転写ベルト７１の回転動作を開始する（ステップＳ１１）。そして、垂直同期センサ７７から垂直同期信号Ｖsyncが数回出力されるのが確認されると、後述するレジスト制御量制定ジョブを所定回数（例えば２０回）繰り返す（ステップＳ１２、Ｓ１３）。
【００３２】
図４はレジスト制御量制定ジョブの動作を示すタイミングチャートである。このレジスト制御量制定ジョブでは、中間転写ベルト７１の回転に対応して垂直同期センサ７７から出力される垂直同期信号Ｖsyncの周期に合わせて、クリーナ７６を中間転写ベルト７１に対し離当接させる。すなわち、垂直同期信号Ｖsyncの第１のサイクルでは、当初離間していたクリーナ７６を当該サイクルの途中で中間転写ベルト７１に当接させる。このサイクルにおける垂直同期信号Ｖsyncの周期Ｔ1を測定し記憶しておく。次のサイクルでは、中間転写ベルト７１にクリーナ７６を当接させた状態のまま垂直同期信号Ｖsyncの周期Ｔ2を測定する。さらに次のサイクルの途中で中間転写ベルト７１からクリーナ７６を離間させ、垂直同期信号Ｖsyncの周期Ｔ3を測定する。第４のサイクルでは、クリーナ７６を中間転写ベルト７１から離間させた状態のまま垂直同期信号Ｖsyncの周期Ｔ4を測定する。
【００３３】
また、このとき、中間転写ベルト７１におけるレジストズレ量は次のようになる。ただし、実際には画像形成を行わないので、ここでいうレジストズレ量は４つのサイクルそれぞれで画像形成を行ったと仮定したときの仮想値である。また、図４のレジストズレ量は、クリーナ７６を当接させない場合を基準として、中間転写ベルト７１上において画像が後方にずれる場合をマイナスとして表している。
【００３４】
まず、第１のサイクルでは、途中でクリーナ７６が当接したことにより瞬間的に生じる中間転写ベルト７１の伸びに起因するマイナス方向へのズレＡ11を生じる。さらに、クリーナ７６が当接を続けることによる負荷の増加に伴う回転速度の低下に起因して、さらなるズレを生じる。このズレ量Ａ12は当該サイクルにおいてクリーナ７６が中間転写ベルト７１に当接している期間の長さｔ1に比例する。また、中間転写ベルト７１の伸びおよびその回転速度低下に伴って、当該サイクルにおける垂直同期信号Ｖsyncの周期Ｔ1は、クリーナ７６が離間している場合の周期Ｔ4よりは長くなると考えられる。
【００３５】
第２のサイクルでは、クリーナ７６が当接し続けることによるマイナス方向へのズレを生じる。このズレ量Ａ21は当該サイクルの長さＴ2に比例すると考えられる。また、第３のサイクルでは、期間ｔ3の間クリーナ７６が当接し続けることによるズレが生じるほか、クリーナ７６が離間することにより中間転写ベルト７１が瞬間的に縮み、これに起因してプラス方向のズレＡ31を生じる。さらに、第４のサイクルでは、クリーナ７６が当接していないので新たなズレは発生しないが、それまでに生じ累積されたズレ量が残留する。
【００３６】
図３に戻って初期動作の説明を続ける。上記したレジスト制御量制定ジョブを所定回数繰り返した後、こうして求めた各サイクルの周期Ｔ1〜Ｔ4の平均値をそれぞれ求める（ステップＳ１４）。そして、その平均値に基づいて、電源投入時におけるレジスト制御量（初期レジスト制御量）Ｒa、ＲbおよびＲcを算出する（ステップＳ１５）。ここで、初期レジスト制御量Ｒa、ＲbおよびＲcはそれぞれ、途中でクリーナ７６の中間転写ベルト７１への当接が開始されるサイクル、途中でクリーナ７６が中間転写ベルト７６から離間するサイクル、およびクリーナ７６が当接し続けるサイクルにおけるレジストズレを補正するためのレジスト補正量である。また、こうして求めた初期レジスト制御量については、エンジンコントローラ１０のＲＡＭ１０７に記憶させておく。
【００３７】
その後、現像バイアス調整および露光パワー調整を行う（ステップＳ１６、Ｓ１７）。これは、画像形成動作を行う際のエンジン部ＥＧの動作条件を適切に制御することで、画像品質を最適化するための処理である。これらの処理では、現像バイアスまたは露光パワーを多段階に変更設定しながらエンジン部ＥＧに画像形成動作を実行させてパッチ画像としてのトナー像を形成し、その画像濃度を濃度センサ６０により検出するとともに、その濃度検出結果に基づいて、現像バイアスまたは露光パワーを所望の画像濃度が得られる最適値に設定する。このように動作条件を最適化する技術については従来より多くの技術が提案されており、本実施形態においてもこれらの技術を適用することができるので、ここでは詳しい説明を省略する。
【００３８】
次に、初期レジスト制御量Ｒa、ＲbおよびＲcの求め方を説明する。まず、第２および第４サイクルにおける垂直同期信号Ｖsyncの周期測定結果（平均値）Ｔ2およびＴ4から、クリーナ７６が当接した状態での中間転写ベルト７１の周速Ｖcは、クリーナ７６が離間した状態での中間転写ベルト７１の周速をＶ0とすると、次式、
Ｖc＝Ｖ0×Ｔ4／Ｔ2  …  （式１）
により表すことができる。また、これに伴う単位時間当たりのズレ量Ａcは、次式、
Ａc＝Ｖc−Ｖ0  …  （式２）
により表すことができる。
【００３９】
また、クリーナ７６の当接によって生じる中間転写ベルト７１の伸びに起因するズレ量Ａ11は、
Ｖ0×（Ｔ1a−ｔ1）＋Ｖc×ｔ1＝Ｖ0×Ｔ4＋Ａ11
なる関係から、次式、
Ａ11＝Ｖ0×（Ｔ1−Ｔ4−ｔ1）＋Ｖc×ｔ1  …  （式３）
により表すことができる。
【００４０】
さらに、クリーナ７６の離間によって生じる中間転写ベルト７１の縮みに起因するズレ量Ａ31は、
Ｖc×ｔ3＋Ｖ0×（Ｔ3−ｔ3）＝Ｖ0×Ｔ4−Ａ31
なる関係から、次式、
Ａ31＝Ｖ0×（Ｔ4−Ｔ3＋ｔ3）−Ｖc×ｔ3  …  （式４）
により表すことができる。
【００４１】
以上より、クリーナ７６が中間転写ベルト７１に当接開始し、その１サイクルのうち時間ｔaだけクリーナ７６が中間転写ベルト７１に当接し続けるサイクルに対応するレジスト制御量Ｒaは、当該サイクルにおけるレジストズレの総量を補償すべく、次式、
Ｒa＝−（Ａ11＋Ａc×ｔa）／２  …  （式５）
により求めることができる。なお、右辺を２分の１にする理由は以下の通りである。
【００４２】
図５および図６は各色のトナー像の重なりの状態を示す図である。ここでは、イエロー（Ｙ）色トナー像が他の色のトナー像に対してその形成位置がずれる場合について説明するが、他のいずれかの色または２つ以上の色について形成位置のズレが生じる場合についても同様に考えることができる。この実施形態では、レジスト制御量に応じて画像形成開始位置を変化させることでレジストズレを補正している。しかしながら、ここで問題にしているレジストズレは、単に画像形成位置の相対的なずれだけでなく、中間転写ベルト７１の回転速度の変化によって生じる単色トナー像の伸び縮みも含んでいる。したがって、図５に示すように、例えばイエロートナー像について画像形成開始位置をズレ量Ｒ0の分だけ移動させるようにしたとしても、レジストズレを解消する効果は部分的なものに留まる。図５の例では、中間転写ベルト７１の移動方向Ｄ2における画像の後端部においては各色のトナー像がきれいに揃っているが、先端部ではズレが大きくなってしまう。これに対して、図６に示すように、画像形成開始位置をズレ量Ｒ0の半分だけ移動させるようにすれば、当該トナー色のトナー像と、他のトナー色のトナー像との間で、副走査方向における中心位置を揃えることが可能となる。その結果、より広い範囲でレジストズレを最小限に抑えることができ、高品質な画像形成が可能となる。
【００４３】
また、クリーナ７６が中間転写ベルト７１に時間ｔbだけ当接し、その後離間するサイクルに対応するレジスト制御量Ｒbは、次式、
Ｒb＝−（Ａ31＋Ａc×ｔb）／２  …  （式６）
により求めることができる。
【００４４】
さらに、その１サイクルの長さｔcにわたりクリーナ７６が中間転写ベルト７１に当接し続けるサイクルに対応するレジスト制御量Ｒcは、次式、
Ｒc＝−Ａc×ｔc／２  …  （式７）
により求めることができる。
【００４５】
そして、以後の画像形成動作では、各トナー色ごとに、当該トナー色に対応する画像形成プロセスの間における中間転写ベルト７１に対するクリーナ７６の離当接の状態を判定し、その判定結果に応じて適切なレジスト制御量を求める。ただし、当該トナー色に対応する画像形成プロセスの間にクリーナ７６が中間転写ベルト７１から離間したままで維持される場合には、レジスト制御量はゼロとする。そして、そのレジスト制御量の値に応じて、中間転写ベルト７１への像形成開始位置を変化させることによって、各色トナー像間のレジストズレを最小限に抑える。なお、中間転写ベルト７１への像形成開始位置を変更する方法としては、感光体２２および中間転写ベルト７１の回転速度を変化させる、露光ユニット６による感光体２２への露光開始位置を変化させるなどの方法がある。
【００４６】
このように、この実施形態では、各色のトナー像が形成される際にクリーナ７６が中間転写ベルト７１に離当接することに起因して生じるレジストズレが抑えられ、各色のトナー像が優れた位置精度で重ね合わされて、画質の良好な画像形成を行うことができる。しかしながら、レジストズレ量は一定ではなく、装置の劣化や内部温度などの環境に応じて経時的に変化する。したがって、電源投入直後に算出した初期レジスト制御量は、時間の経過とともに最適値とは異なったものとなってしまう可能性がある。そこで、この実施形態では、定期的に中間転写ベルト７１の回転周期を検出し、その検出結果に基づいて初期レジスト制御量を補正して、その時点における最適なレジスト制御量を定める。
【００４７】
ただし、装置の動作途中に上記したのと同様の処理によりレジスト制御量を制定したのでは、処理に時間がかかってしまい、その間ユーザは装置を使用することができなくなり不都合である。したがって、レジスト制御量の制定はできるだけ短時間で完了することが好ましい。なお、ユーザの要求による画像形成動作を実行している際に中間転写ベルト７１の回転周期を検出することも可能であるが、この場合、次のような問題がある。ユーザが形成を望む画像は、そのサイズ、枚数、色数とも、その時々によってまちまちである。したがって、その画像形成動作の間に必要なデータ（中間転写ベルト７１の回転周期）を取得できるとは限らない。また、画像形成要求が与えられるタイミングも全く予測することができない。したがって、ユーザの画像形成要求を待ったのでは、レジスト制御量の調整を必ずしも適切なタイミングで実行することができない。さらに、画像形成動作中には、中間転写ベルト７１に対して二次転写ローラ８０も離当接しているため、その影響を考慮しようとすると処理が複雑になってしまう。
【００４８】
この実施形態では、装置の動作条件の再調整を行うのに合わせて、レジスト制御量の調整を行うようにしている。すなわち、この実施形態のエンジンコントローラ１０は、画像形成枚数が所定枚数に達したとき、現像器内のトナー残量が所定値まで減少したとき、電源投入から所定時間が経過したときなど、所定のタイミングでエンジン部ＥＧの動作条件（現像バイアス、露光パワーなど）を制御する動作条件制御動作を実行し、それと同時にレジスト制御量の調整も行っている。
【００４９】
このようにする利点は次の通りである。（１）装置の動作条件の再調整は画質を維持する上で不可欠なものである。それと併行してレジスト制御量の調整も行うことで、画像形成動作が中断される時間を最小限にすることができる。（２）装置の動作条件を調整する際には、中間転写ベルト７１へのパッチ画像を形成し、その濃度検出後にはそれを除去する必要がある。このため、レジスト制御量の調整を行うか否かによらずクリーナ７６の中間転写ベルト７１への離当接が必要となる。しかも、各色のパッチ画像を中間転写ベルト７１上で重ね合わせる必要がなく、レジストズレも問題とならないので、動作条件制御動作の実行中におけるクリーナ７６の中間転写ベルト７１に対する離当接のタイミングは比較的自由に設定することができる。すなわち、中間転写ベルト７１の離当接に対応する回転周期を検出するための動作シーケンスを簡単に実現することができる。（３）シートＳへの二次転写を行わないので、中間転写ベルト７１へのシートＳおよび二次転写ローラ８０の離当接の影響を考慮する必要がない。
【００５０】
なお、この実施形態の初期動作（図３）においても、初期レジスト制御量の制定後に動作条件の制御を行っている。この間にレジスト制御量の調整を行うことは可能であるが、実益はあまりない。というのは、この場合、初期レジスト制御量を制定してからあまり時間が経っておらず、その間に装置の環境が大きく変化することは考えにくいからである。したがって、装置の電源投入直後など、初期レジスト制御量を制定してから間もない時期に実行される動作条件制御動作においては、レジスト制御量の調整を行う必要は特にない。
【００５１】
図７はこの実施形態における動作条件制御動作を示すフローチャートである。また、図８は動作条件制御動作の一部を示すタイミングチャートである。この動作では、中間転写ベルト７１の回転駆動を開始し（ステップＳ２１）、１回以上、好ましくは複数回の垂直同期信号Ｖsyncが出力されるのを待って、垂直同期信号Ｖsyncの周期測定を開始する（ステップＳ２３）。なお、当該動作条件制御動作が再実行されたものであるときにはステップＳ２３の実行を省略するが（ステップＳ２２）、この点については後に説明する。
【００５２】
次いで、クリーナ７６を中間転写ベルト７１に当接させて、中間転写ベルト７１の表面をクリーニングする（ステップＳ２４）。表面をクリーニングされた中間転写ベルト７１については、濃度センサ６０によりその表面の濃度を検出する（ステップＳ２５）。より具体的には、中間転写ベルト７１を回転させながら、濃度センサ６０からの出力信号を一定の間隔でサンプリングする。これにより、トナー像を担持しない中間転写ベルト７１自体の濃度プロファイルを得ることができる。
【００５３】
なお、図７には示されていないが、この間に、ロータリー現像ユニット４を回転させて各現像器を順番に感光体２２との対向位置に移動させ、当該現像器に設けられた現像ローラ４４の周回動作を行う。これは、現像ローラ４４表面に長時間担持されていたトナーの変質に起因するパッチ画像の濃度異常を防止するための技術である。すなわち、パッチ画像の形成に先立って現像ローラ４４を回転させることで、その表面に新しいトナーが供給され、パッチ画像はフレッシュなトナーにより形成されることとなる。
【００５４】
具体的な動作について図８を用いて説明する。まず、所定のホームポジション（ＨＰ）に位置決め停止されたロータリー現像ユニット４を回転駆動して、ブラック（Ｋ）現像器４Ｋを、感光体２２との対向位置に位置決めする。そして、この状態で、当該対向位置に位置決めされた現像器に設けられた現像ローラ４４の回転駆動を行う。この回転駆動は少なくとも１周以上とすることが必要であるが、できるだけ多く周回させることがより望ましい。なお、この場合、現像ローラ４４からのトナー飛散を抑制するため、現像ローラ４４に対し印加する現像バイアスは通常の画像形成時よりも小さく、望ましくはオフにしておく。
【００５５】
次に、現像ローラ４４の回転駆動を停止し、現像ユニット４を９０度回転させる。これにより、感光体２２との対向位置にはマゼンタ（Ｍ）現像器４Ｍが位置決めされる。そして、この状態で、上記と同様に現像ローラ４４を回転させる。さらに現像ユニット４を９０度ずつ回転させながら、シアン（Ｃ）現像器４Ｃ、イエロー（Ｙ）現像器４Ｙについても同様にする。そして、イエロー現像器４Ｙについての周回動作が終了し、現像ユニット４をさらに９０度回転させると、ブラック現像器４Ｋが再び感光体２２との対向位置に位置決めされ、続いてブラック色によるパッチ画像を形成可能な状態となる。
【００５６】
こうして現像ローラ４４の周回を行っている間に中間転写ベルト７１のクリーニングが終了すると、クリーナ７６を中間転写ベルト７１からいったん離間させる（ステップＳ２６）。そして、その後、ブラック（Ｋ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびイエロー（Ｙ）の各色について、それぞれパッチ画像を形成し、その濃度検出結果に基づいて現像バイアスの最適値を算出する（ステップＳ２７〜Ｓ３０）。中間転写ベルト７１においてその濃度が検出されたパッチ画像についてはシートＳに転写することなく除去してよく、この目的のために、クリーナ７６が再度中間転写ベルト７１に当接される。なお、ここでは現像バイアスのみ調整するものとしているが、これに代えて、またはこれに加えて、露光パワーなど他の動作条件を最適化するようにしてもよい。
【００５７】
ここまでの処理の間に、中間転写ベルト７１に対するクリーナ７６の離当接に対応した中間転写ベルト７１の回転周期Ｔ11〜Ｔ41（図４のＴ1〜Ｔ4に相当する）の測定が行われる。このうち、周期Ｔ11は、周回の途中でクリーナ７６が中間転写ベルト７１に当接開始するサイクルにおける回転周期である。また、周期Ｔ21は、１サイクルにわたってクリーナ７６が中間転写ベルト７１に当接した状態における回転周期である。また、周期Ｔ31は、周回の途中でクリーナ７６が中間転写ベルト７１から離間するサイクルにおける回転周期である。さらに、周期Ｔ41は、クリーナ７６が離間した状態での中間転写ベルト７１の回転周期である。
【００５８】
そして、こうして求めた中間転写ベルト７１の回転周期検出結果に基づいて、レジスト制御量の調整を行う（ステップＳ３１）。この調整は次のようにして行う。まず、回転周期の検出結果Ｔ11〜Ｔ41を、前記した各式（式１）〜（式７）において対応する項Ｔ1〜Ｔ4にそれぞれ代入し、その時点におけるレジスト制御量の最適値（暫定値）Ｒa1、Ｒb1およびＲc1をそれぞれ算出する。初期レジスト制御量は複数周回の周期検出結果の平均値に基づき求められていたのに対し、これらの暫定値Ｒa1、Ｒb1およびＲc1は、４通りの周回パターンについてそれぞれ1回ずつの周期検出結果に基づき算出されている。したがって、これらの暫定値は初期レジスト制御量よりも大きな誤差を含んでいる可能性がある。そのため、こうして求めた暫定値をそのままこの時点におけるレジスト制御量とするのは精度の点で問題がある。
【００５９】
この実施形態では、比較的高い精度で求められた初期レジスト制御量Ｒa、ＲbおよびＲcの値を、上記暫定値Ｒa1、Ｒb1およびＲc1を用いて補正することによって、現時点におけるレジスト制御量Ｒa2、Ｒb2およびＲc2を求める。すなわち、初期レジスト制御量に対し、その補正項としての暫定値に所定の重み付けをして加算し、以下の式、
Ｒa2＝（Ｒa×７＋Ｒa1）／８  …  （式８）
Ｒb2＝（Ｒb×７＋Ｒb1）／８  …  （式９）
Ｒc2＝（Ｒc×７＋Ｒc1）／８  …  （式１０）
によりレジスト制御量を算出する。なお、ここでは、初期レジスト制御量と暫定値とを７対１の比率で加算する例を示したが、レジストズレ量の変動の程度や検出誤差の大きさに応じて、これ以外の重み付けをしてもよいことはいうまでもない。また、回転周期を複数回検出することでより精度を向上させることも可能であるが、処理時間の増大に伴うスループットの低下を招くことがあるので注意が必要である。
【００６０】
そして、以後の画像形成動作では、初期レジスト制御量Ｒa等に代え、上記のように調整されたレジスト制御量Ｒa2等に基づいて、各色のトナー像の画像形成開始位置が制御される。こうすることで、装置の経時変化や周囲環境の変化によらず、精度よくレジストズレの補正を行うことができる。その結果、この実施形態の画像形成装置では、画質の良好な画像を安定して形成することができる。
【００６１】
なお、上記した動作条件制御動作の実行中に処理エラーが発生することがある。例えば、現像器のトナー切れに起因してパッチ画像の濃度が不十分であるときや、濃度センサ６０にトナーが付着して汚れてしまった場合などには、動作条件を適正に制御することができず処理エラーとなってしまう。この場合、現像器を交換したり濃度センサ６０の清掃が行われてエラーの原因が除かれた後に、動作条件の制御を再度行う必要がある。すなわち、図７に示す処理がもう一度実行されるわけであるが、先に行った処理動作において中間転写ベルト７１の回転周期の測定が完了している場合には、改めてその測定を行う必要はない。そこで、図７の処理では、動作条件制御動作が再実行されたときには中間転写ベルト７１の回転周期の測定を省略するようにしている（ステップＳ２２）。こうすることによって、処理を簡単にしＣＰＵ１０１の負担を軽くすることができる。
【００６２】
以上のように、この実施形態では、装置の電源が投入されたときに、中間転写ベルト７１の回転周期を測定し、その検出結果に基づいて、初期レジスト制御量を算出する。そして、装置各部の動作条件を制御する動作条件制御動作を実行するタイミングに合わせて、中間転写ベルト周期の再測定を行い、その結果に基づいて上記初期レジスト制御量を補正することでその時点におけるレジスト制御量を求め、トナー像のレジストズレの補正を行っている。このようにすることで、次のような作用効果が得られる。
【００６３】
レジストズレの補正を行うことにより、この実施形態の画像形成装置では、各色のトナー像の重ね合わせ位置のよく揃った、画質の良好な画像を形成することができる。また、装置の電源投入のたびに新たにレジスト制御量を算出するので、装置の劣化等の経時変化にも対応することができる。また、所定のタイミングで中間転写ベルト７１の回転周期を測定し、その結果に基づきレジスト制御量の調整を行うので、装置の経時変化や環境の変化により柔軟に対応して、レジストズレの補正を精度よく行うことができる。
【００６４】
また、中間転写ベルト７１の回転周期については、中間転写ベルト７１に対するクリーナ７６の離当接を含む４通りのサイクルについて測定しているので、クリーナ７６の当接、離間それぞれによる回転周期への影響の程度を個別に求めることができ、その結果、画像形成動作中のレジストズレ量を、その動作シーケンスから精度よく見積もることができる。
【００６５】
また、レジスト制御量を調整するための中間転写ベルト７１の回転周期の測定を、動作条件制御動作の実行と併行して行っているので、この測定を行うことによる画像形成のスループットの低下は生じない。また、動作条件制御動作においてはクリーナ７６の離当接シーケンスを比較的高い自由度で組むことができるので、動作条件制御動作の実行時に上記回転周期を測定を行うのが効果的である。また、動作条件制御動作は所定のタイミングで定期的に実行されるから、レジスト制御量の調整も定期的に実行することができる。
【００６６】
また、動作条件制御動作においては、中間転写ベルト７１への二次転写ローラ８０およびシートＳの離当接が行われないので、このタイミングで周期測定を行えば、中間転写ベルト７１の回転周期に及ぼす二次転写ローラ８０やシートＳの影響を考慮する必要がなく制御が簡単となる。
【００６７】
以上説明したように、この実施形態では、中間転写ベルト７１およびクリーナ７６が本発明の「像担持体」および「クリーニング手段」として機能している。また、エンジン部ＥＧのうち特に露光ユニット６、感光体ユニット２２および現像ユニット４が本発明の「像形成手段」として機能している。また、エンジンコントローラ１０が、本発明の「レジスト制御手段」および「動作条件制御手段」としての機能を兼ね備えている。また、この実施形態では、垂直同期センサ７７が本発明の「検出手段」として機能している。
【００６８】
また、本実施形態におけるレジスト制御量は本発明の「レジストズレに対する補正量」に相当し、特に初期レジスト制御量Ｒa、ＲbおよびＲcが本発明の「補正量の初期値」に相当している。
【００６９】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態は、像担持体としての中間転写ベルトを備える画像形成装置であるが、本発明は、このような構成を有する装置に限らず、他の構成を有する装置に対しても適用することが可能である。例えば、像担持体としての中間転写ドラムを備える装置に対しても本発明を適用することができる。また、感光体へのクリーニング部材の離当接によるレジストズレを補正するように構成された装置に対しても、本発明を適用することができる。この場合には、感光体が本発明の「像担持体」に相当することとなる。
【００７０】
また、例えば、上記実施形態においては、中間転写ベルト７１の回転に同期した信号を出力する垂直同期センサ７７からの出力信号Ｖsyncに基づいて、中間転写ベルト７１の回転周期を求めているが、中間転写ベルト７１の回転周期に代えて、その回転速度を求めるようにしてもよい。また、回転周期または速度の検出方法も上記に限定されず任意であり、例えば、ベルトやドラムに当接されたコロの回転数によって回転速度を求めたり、ベルトやドラムの回転に同期してＦＧ（周波数発生器）やホール素子等から出力されるパルスによりその回転速度を求めるようにしてもよい。
【００７１】
また、上記実施形態は、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの４色のトナーを用いて画像を形成する装置に本発明を適用したものであるが、トナー色の種類および数については上記に限定されるものでなく任意である。さらに、上記実施形態の画像形成装置は、ホストコンピュータから与えられる画像信号に基づき画像を形成するプリンタ装置であるが、本発明はこれに限定されず、複写機やファクシミリ装置など、トナーを使用して画像を形成する各種の画像形成装置に対して適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】この発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図。
【図２】図１の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図。
【図３】本実施形態における電源投入直後の初期動作を示すフローチャート。
【図４】レジスト制御量制定ジョブの動作を示すタイミングチャート。
【図５】各色のトナー像の重なりの状態の第１の例を示す図。
【図６】各色のトナー像の重なりの状態の第２の例を示す図。
【図７】この実施形態における動作条件制御動作を示すフローチャート。
【図８】動作条件制御動作の一部を示すタイミングチャート。
【符号の説明】
【００７３】
２…感光体ユニット（像形成手段）、  ４…ロータリー現像ユニット（像形成手段）、  ６…露光ユニット（像形成手段）、  １０…エンジンコントローラ（レジスト制御手段、動作条件制御手段）、  ７１…中間転写ベルト（像担持体）、  ７６…クリーナ（クリーニング手段）、  ７７…垂直同期センサ（検出手段）
【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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