(57)【要約】【課題】  位置合わせ用等のテストパターンを中間転写体上で読取る方式において起きるテストパターンの裏写りを防止する制御を行う際に生じるダウンタイムを短縮化する。【解決手段】  スタート信号をトリガとし、複数枚の通常画像を連続して書込む際の紙間（Lb）で位置合わせ用等のテストパターンを書込む。画像形成制御条件を調整するために中間転写ベルト上のテストパターンがセンサで読取られ、フィードバックされる。中間転写ベルト上の通常画像は、２次転写部で通紙される媒体に転写されるが、テストパターンは無通紙で２次転写部を通り、転写ローラを汚すので、紙間に書込んだテストパターンが２次転写を通過する間、２次転写部と転写ベルトを接離機構で離脱させる。設定時間Ｔa1、Ｔa2は、接離時に接離動作によりベルトに発生するジッタを考慮し、通常画像の転写とテストパターンの転写制動を確保する。【選択図】          図８
2007286176.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像担持体と、
前記画像担持体に周期走査方式で画像を書込む画像書込手段と、
前記画像書込手段により書込まれ、前記画像担持体に担持された画像を中間転写体に転写する１次転写手段と、
前記中間転写体に担持された画像を画像媒体に転写する２次転写手段と、
通常画像及び調整用パターンを書込むために前記画像書込手段を制御する書込制御手段と、
前記中間転写体上に担持された調整用パターンを検知する調整用パターン検知手段と、
前記２次転写手段における転写を不作動とする転写制動手段を有する画像形成装置であり、
前記書込制御手段は、連続的に複数枚の通常画像を形成する際に設定される各画像の書込可能期間の間に生じる紙間に、調整用パターンに対して書込可能期間を設定するパターン書込期間設定手段を有し、
前記パターン書込期間設定手段により設定された期間に形成されたパターンが前記２次転写手段を通過するタイミングで前記転写制動手段を動作させる転写制動制御手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載された画像形成装置において、
前記転写制動手段が、前記中間転写体と２次転写手段を接離することにより、転写状態と不作動状態の２状態をとらせる手段であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項２に記載された画像形成装置において、
前記転写制動制御手段は、前記転写制動手段の接離時に起きるショックジターが前記中間転写体上のパターンに影響しないように、前記転写制動手段を動作させるタイミング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２又は３に記載された画像形成装置において、
前記調整用パターン検知手段を前記２次転写手段の下流に設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
前記画像書込手段が走査露光によるものであり、電子写真プロセスで作像を行う請求項１に記載された画像形成装置において、
前記転写制動手段が、前記２次転写手段における転写バイアスを逆バイアスで動作させる手段であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項５に記載された画像形成装置において、
前記調整用パターン検知手段を前記２次転写手段の上流に設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載された画像形成装置において、
前記書込制御手段は、紙間で調整用パターン検知手段の検知結果に従った調整が完了できるように、書込可能期間を設定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１乃至６のいずれかに記載された画像形成装置において、
前記書込制御手段は、連続する複数枚の通常画像が最大能力で形成できる書込可能期間の設定により生じる紙間に調整用パターンに対する書込可能期間を設定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかに記載された画像形成装置において、
前記調整用パターンが、書込んだ画像の位置ずれ調整用、濃度を含む作像プロセス調整用、クリーニング部材調整用の各パターン中の少なくとも１パターンであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項９に記載された画像形成装置において、
前記画像書込手段は、複数種の前記調整用パターンを組合わせて、調整用パターンに対する前記書込可能期間に書込むことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
前記調整用パターン検知手段の検知結果によって該当する動作系をフィードバック制御するフィードバック制御手段を有する請求項１乃至１０のいずれかに記載された画像形成装置において、
前記フィードバック制御手段は、該当する動作系の調整動作を調整用パターン検知時にリアルタイムで行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
画像書込手段を制御することにより、画像担持体に周期走査方式で通常画像及び調整用パターンを書込む画像書込制御工程と、
前記画像担持体に書込んだ通常画像を中間転写体に１次転写し、さらに中間転写体に担持された画像を画像媒体に２次転写する転写制御工程と、
前記画像担持体に書込んだ調整用パターンを中間転写体に１次転写し、中間転写体に担持された調整用パターンを検知手段により検知するパターン検知制御工程と、
調整用パターンの検知結果によって、画像形成の動作系にフィードバック制御をかけるフィードバック制御工程を行う画像形成制御方法であり、
前記画像書込制御工程は、連続的に複数枚の通常画像を形成する際に、各画像の書込可能期間の間に生じる紙間に、調整用パターンに対する書込可能期間を設定し、設定された期間に調整用パターンの書込を行わせる工程を有し、
前記パターン検知制御工程は、前記転写制御工程において動作させる２次転写を調整用パターンに対して制動する転写制動工程を有することを特徴とする画像形成制御方法。
【請求項１３】
２次転写の制動手段として、前記中間転写体と２次転写手段を接離し、転写状態と不作動状態の２位置状態をとらせる転写制動手段を有する請求項１２に記載された画像形成制御方法において、
前記転写制動工程は、調整用パターンが前記２次転写手段を通過するタイミングで前記転写制動手段を動作させる工程であることを特徴とする画像形成制御方法。
【請求項１４】
電子写真プロセスで画像を形成する請求項１２に記載された画像形成制御方法において、
前記転写制動工程は、調整用パターンが前記２次転写手段を通過するタイミングで転写バイアスを逆バイアスで動作させる工程であることを特徴とする画像形成制御方法。
【請求項１５】
請求項１２乃至１４のいずれかに記載された画像形成制御方法において、
前記フィードバック制御工程は、該当する動作系の調整動作を調整用パターン検知時にリアルタイムで行うことを特徴とする画像形成制御方法。
【請求項１６】
コンピュータを請求項１２乃至１５のいずれかに記載された画像形成制御方法における各工程を実行するための手段として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２次元の書込み走査方式で像担持体上に画像を形成する、例えばレーザプリンタ、デジタル複写機等の画像形成装置に関し、より詳細には、像担持体間の２次転写を経て媒体に画像を形成する当該装置において、画像濃度や書込み位置等を調整するためのパターンの書込み等の動作により生じるダウンタイムを短縮化し、かつ動作を適正に行うことを可能にした画像形成装置及び画像形成制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
２次元の書込み走査方式で像担持体上に画像を形成する装置として、近年、レーザ等の光ビーム走査により感光体への画像書込みを行い、像担持体間の２次転写を経て画像を形成する電子写真方式の画像形成装置が広く知られるところである。
この方式では、感光体をライン画像信号によって点灯制御されるレーザ光で主走査方向に周期的にビーム走査するとともに、感光体の被走査面を普通、主走査に直交する副走査方向に移動させ、こうした露光走査方式で感光体上に２次元像を書込む。露光走査により感光体上に作成された静電潜像は、その後、トナーによる現像、記録用紙へ直接、或いは中間転写体を介し、転写され、定着処理を経て、画像形成プロセスを完了する。
上記のような過程でカラー画像を形成する場合、カラー成分色ごとに感光体への光ビーム走査が行われ、合成処理を経てカラー画像となる。この過程は、従来から、単一の感光体を各成分色に共通に用い、カラー合成は書込み又は転写過程で行う方式と、感光体を成分色の数分用意し、それぞれに色ごとの書込みを行い、カラー合成は転写過程で行う所謂、タンデム方式と呼ばれる方式が知られている。
カラー画像の場合、各色成分間の濃度、書込位置を適正に管理しないと、原画と色味が違ってきたり、また合成した各色成分画像間に色ずれが生じる。特に、タンデム方式では、各色成分の感光体にそれぞれ露光走査を行い、転写過程でカラー合成を行うので、合成した各色成分画像間に色ずれが生じる可能性が高くなるために、色画像間に生じる位置ずれを検出し、位置ずれに応じて動作条件を調整することにより、適正な画像出力を得るようにしている。
【０００３】
濃度、位置ずれは、実際に装置を動作させて、調整用パターンを形成させ、形成されたパターンを測定することにより、基準値からのずれ量として検出される。なお、調整用パターンとしては、濃度、位置ずれ以外に、プロセスコントロールやブレードめくれを管理するためのパターンが含まれる。
中間転写体を用いるタンデム方式の場合、調整用パターンを中間転写体に形成する方法が従来から知られている（下記特許文献１、参照）。
調整用パターンを中間転写体に形成する方法を採用する場合に生じる問題として、調整用パターンによる転写ローラの汚れがある。
中間転写体に形成される調整用パターン及び通常画像は、最終的にクリーニングされるが、調整用パターンに専用のクリーニング装置を持つのではなく、１つの装置を共通に用いるので、中間転写体から紙媒体への２次転写を行う必要が無い調整用パターンであっても、２次転写部を通される。
従って、調整時に形成されたパターンは、通常画像と違い、転写を受けないようにするが、２次転写部を通過するときに、紙媒体が通されていないので、対向する転写ローラにトナーが付着し、汚す可能性がある。トナーが転写ローラに付着すると、その後形成される通常画像を転写する際に、紙媒体へ裏写りしてしまう。
なお、２次転写部と調整用パターンを検知するセンサのどちらを上流に置くかは、それぞれが適正な動作を保つために、選択条件として考慮される。後記する実施例（図１参照）では、感光体ドラム配列の直ぐ下流に２次転写部、その後にセンサを設けている。
【０００４】
上記した裏写りを無くすためには、転写ローラに付着したトナーをクリーニングする方法があるが、コストアップ等が生じるので、採用し難い。
クリーニング以外に考えられる裏写りへの対処法には、転写部バイアスの制御による方法がある。転写部で通常画像の形成工程で正バイアスをかけて紙媒体への転写を行っているが、調整工程でパターンが通る時は、逆バイアスをかけて転写を受けないようにし、この動作によって、転写ローラの汚れを防止する。
また、逆バイアスをかける方法の外に、転写手段を接離する機構を用いる方法が検討されている。この方法は、調整時に中間転写体と転写ローラとの接触を解放することにより、中間転写体上の調整用パターンによって、通紙されていない状態にある転写ローラを汚さ無いようにし、裏写りを回避し、その後の通常画像の形成時には、再び転写ローラと接触させ紙媒体への転写を行う。こうした転写ローラとの接離動作によって、所期の目的を達成する方法である。
なお、転写手段の接離機構については、下記特許文献２に従来例を示すことができる。ただ、特許文献２に示す例では、感光体の回転速度の調整時に、切り離して転写部材の損耗を回避したり、モノクロ動作に不要になる色の感光体を切り離すために備えたもので、上記した裏写りを避けるための手段ではない。
【特許文献１】特開２００４−２６４５５６号公報
【特許文献２】特開２００５−７７９３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、転写ローラとの接離機構を用いる方法による場合に、通常画像の形成処理が順次継続して行われている途中で、パターン検出による調整を実施する際、接離動作を伴う調整動作は、１画像の形成動作が終了した後に、割り込む形で行っているので、通常画像の形成処理ができないダウンタイムが、どうしても数秒（５〜８秒程度）発生していた。
図２０は、この先行技術における通常画像の形成動作と調整用パターンの検出による調整動作の関係を示すタイムチャートである。
図２０に示すように、プリントエンジンの制御を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）は、画像形成が可能な状態になると、スタート信号を発生する。なお、プリントエンジンの制御システムの構成は、基本的に後述の本発明の実施例と変わらないので、後述する図２及び図３を参照することとする。
通常画像の形成動作では、このスタート信号から所定の時間後に、／副走査ゲート信号_4に示すように、副走査ゲートをアサートし、画像の書込を行うために書込制御部に画像データを入力する。なお、この例では、副走査ゲート信号は１本で、他の色のゲート信号は省略している。
また、ＣＰＵは、１枚の画像形成を行い、次の画像に移る間（以下「紙間」という）において、設定された時期に、調整用パターンの形成、パターン検出、補正値の算出、といった一連の調整動作を開始する。調整時にＣＰＵは、作成したパターンが２次転写部を通過するタイミングをねらって予め設定された時間Ｔａをタイマで計測し、その時間に達したときに、接離機構を動作させて、接触状態にある２次転写ローラを離し、通過後に、接離機構を動作させて、再び２次転写ローラを接触状態に保つようにする。
ＣＰＵは、この接離機構の動作を含む調整イベントの開始から終了までの時間、通常画像を形成するためのスタート信号が生成できないようマスクされているために、次の画像形成処理が開始できず、この間が５〜８秒程度のダウンタイムとなる。つまり、調整イベントの終了を確認した後にスタート信号を生成するので、この間に画像形成の要求をしたユーザのジョブは、処理されることなく、略紙間とダウンタイムをプラスした時間、待たされることになる。
この問題に対して、これまでに有効な解決策が提案されてこなかった。本発明は、転写ローラの接離機構を用いて裏写りを防止する方法を採用する上記の制御を行う際に生じるダウンタイムを短縮化することを解決すべき第１の課題とするものである。
【０００６】
また、逆バイアスをかけることで裏写りを防止する方法を採用する場合に、逆バイアスによって転写ローラへのトナーの付着をなくすようにしているとはいえ、中間転写体と転写ローラとの接触状態によっては、２次転写部を通過する際に、接触によりトナーが脱落し、パターンの劣化が生じる危険性がある。
パターンの一部（例えば、エッジ）をセンサで検出する方式では、パターンが劣化すると、正常な検出値を得ることができなくなり、検出精度が低下する。
本発明は、２次転写部を通過する際に逆バイアスをかけることにより裏写りを防止する方法を採用する場合に、検出精度の低下を起こすことがないようにすることを解決すべき第２の課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明は、画像担持体と、前記画像担持体に周期走査方式で画像を書込む画像書込手段と、前記画像書込手段により書込まれ、前記画像担持体に担持された画像を中間転写体に転写する１次転写手段と、前記中間転写体に担持された画像を画像媒体に転写する２次転写手段と、通常画像及び調整用パターンを書込むために前記画像書込手段を制御する書込制御手段と、前記中間転写体上に担持された調整用パターンを検知する調整用パターン検知手段と、前記２次転写手段における転写を不作動とする転写制動手段を有する画像形成装置において、前記書込制御手段は、連続的に複数枚の通常画像を形成する際に設定される各画像の書込可能期間の間に生じる紙間に、調整用パターンに対して書込可能期間を設定するパターン書込期間設定手段を有し、前記パターン書込期間設定手段により設定された期間に形成されたパターンが前記２次転写手段を通過するタイミングで前記転写制動手段を動作させる転写制動制御手段を備えることによって、上記課題を解決するものである。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１に記載された画像形成装置において、前記転写制動手段が、前記中間転写体と２次転写手段を接離することにより、転写状態と不作動状態の２状態をとらせる手段であることを特徴とし、このようにすることによって上記課題を解決するものである。
請求項３の発明は、請求項２に記載された画像形成装置において、前記転写制動制御手段は、前記転写制動手段の接離時に起きるショックジターが前記中間転写体上のパターンに影響しないように、前記転写制動手段を動作させるタイミングを設定することを特徴とし、このようにすることによって上記課題を解決するものである。
請求項４の発明は、請求項２又は３に記載された画像形成装置において、前記調整用パターン検知手段を前記２次転写手段の下流に設けたことを特徴とし、このようにすることによって上記課題を解決するものである。
【０００９】
請求項５の発明は、前記画像書込手段が走査露光によるものであり、電子写真プロセスで作像を行う請求項１に記載された画像形成装置において、前記転写制動手段が、前記２次転写手段における転写バイアスを逆バイアスで動作させる手段であることを特徴とし、このようにすることによって上記課題を解決するものである。
請求項６の発明は、請求項５に記載された画像形成装置において、前記調整用パターン検知手段を前記２次転写手段の上流に設けたことを特徴とし、このようにすることによって上記課題を解決するものである。
【００１０】
請求項７の発明は、請求項１乃至６のいずれかに記載された画像形成装置において、前記書込制御手段は、紙間で調整用パターン検知手段の検知結果に従った調整が完了できるように、書込可能期間を設定することを特徴とし、このようにすることによって上記課題を解決するものである。
請求項８の発明は、請求項１乃至６のいずれかに記載された画像形成装置において、
前記書込制御手段は、連続する複数枚の通常画像が最大能力で形成できる書込可能期間の設定により生じる紙間に調整用パターンに対する書込可能期間を設定することを特徴とし、このようにすることによって上記課題を解決するものである。
請求項９の発明は、請求項１乃至８のいずれかに記載された画像形成装置において、前記調整用パターンが、書込んだ画像の位置ずれ調整用、濃度を含む作像プロセス調整用、クリーニング部材調整用の各パターン中の少なくとも１パターンであることを特徴とし、このようにすることによって上記課題を解決するものである。
請求項１０の発明は、請求項９に記載された画像形成装置において、前記画像書込手段は、複数種の前記調整用パターンを組合わせて、調整用パターンに対する前記書込可能期間に書込むことを特徴とし、このようにすることによって上記課題を解決するものである。
請求項１１の発明は、前記調整用パターン検知手段の検知結果によって該当する動作系をフィードバック制御するフィードバック制御手段を有する請求項１乃至１０のいずれかに記載された画像形成装置において、前記フィードバック制御手段は、該当する動作系の調整動作を調整用パターン検知時にリアルタイムで行うことを特徴とし、このようにすることによって上記課題を解決するものである。
【００１１】
請求項１２の発明は、画像書込手段を制御することにより、画像担持体に周期走査方式で通常画像及び調整用パターンを書込む画像書込制御工程と、前記画像担持体に書込んだ通常画像を中間転写体に１次転写し、さらに中間転写体に担持された画像を画像媒体に２次転写する転写制御工程と、前記画像担持体に書込んだ調整用パターンを中間転写体に１次転写し、中間転写体に担持された調整用パターンを検知手段により検知するパターン検知制御工程と、調整用パターンの検知結果によって、画像形成の動作系にフィードバック制御をかけるフィードバック制御工程を行う画像形成制御方法において、前記画像書込制御工程は、連続的に複数枚の通常画像を形成する際に、各画像の書込可能期間の間に生じる紙間に、調整用パターンに対する書込可能期間を設定し、設定された期間に調整用パターンの書込を行わせる工程を有し、前記パターン検知制御工程は、前記転写制御工程において動作させる２次転写を調整用パターンに対して制動する転写制動工程を行うようにすることによって、上記課題を解決するものである。
請求項１３の発明は、２次転写の制動手段として、前記中間転写体と２次転写手段を接離し、転写状態と不作動状態の２位置状態をとらせる転写制動手段を有する請求項１２に記載された画像形成制御方法において、前記転写制動工程は、調整用パターンが前記２次転写手段を通過するタイミングで前記転写制動手段を動作させる工程であることを特徴とし、このようにすることによって上記課題を解決するものである。
請求項１４の発明は、電子写真プロセスで画像を形成する請求項１２に記載された画像形成制御方法において、前記転写制動工程は、調整用パターンが前記２次転写手段を通過するタイミングで転写バイアスを逆バイアスで動作させる工程であることを特徴とし、このようにすることによって上記課題を解決するものである。
請求項１５の発明は、請求項１２乃至１４のいずれかに記載された画像形成制御方法において、前記フィードバック制御工程は、該当する動作系の調整動作を調整用パターン検知時にリアルタイムで行うことを特徴とし、このようにすることによって上記課題を解決するものである。
【００１２】
請求項１６の発明は、請求項１２乃至１５のいずれかに記載された画像形成制御方法における各工程を実行するための手段として機能させるためのプログラムによって上記課題を解決するものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明では、連続的に複数枚の通常画像を形成する際の紙間に、調整用パターンに対して書込可能期間を設定し、設定された期間に形成された調整用パターンが２次転写手段を通過するタイミングで転写制動手段を動作させるようにしたので、２次転写ローラの接離機構を用いる先行技術によるよりも、ダウンタイムを短縮化でき（請求項１〜１６）、かつ転写バイアスに逆バイアスをかける転写制動方式に生じ得る、調整用パターンの劣化を回避することが可能になり、検出精度を高精度に保つことが可能になる（請求項２，６，１３，１４）。
また、２次転写手段を接離させる時に起きるショックジターの影響を回避するようにしたので、裏写りをより確実に防ぐことが可能になる（請求項３）。
また、調整用パターンの検知手段を２次転写手段の下流に設けることができるので、設計の自由度が増す（請求項４）。
また、プログラムにより、調整用パターンの形成タイミング、２次転写手段の通過時における調整用パターンの転写制動、パターン検出、検出結果に基づく調整といった動作を制御する機能を装備するようにしたので、容易に機能実現手段を構成することが可能になる（請求項１６）。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明に係わる実施形態を説明する。
以下に示す実施形態は、本発明を、成分色ごとに設けた像担持体としての感光体ドラム上に主・副２次元走査方式でＬＤ（Laser Diode）光書込みを行い、作像した各色画像を中間転写体としてのベルト上でカラー画像に合成し、２次転写で転写紙等の記録媒体に画像出力をする、所謂タンデム型・電子写真方式のカラー画像形成装置に適用した例を示す。
ただ、この方式に限らず、２次転写による装置であれば、単一の感光体を各色に用いる方式や中間転写体からの転写プロセスでカラー画像の合成を行う方式においても、本例と同様に実施可能である。また、本発明の課題に係わるパターン書込みによる調整方式が適用できる装置であれば、モノクロ機であっても良い。
図１は、本発明の実施形態に係わるカラー画像形成装置の概略構成を示す。
図１に示すように、像担持体としての感光体ドラムは、通常、Y：イェロー，M：マゼンタ，C：シアン，Bk：ブラックよりなる４成分色のドラム２１Y，２１M，２１C，２１Bkが所定の間隔をもって配列される。
４成分色の感光体ドラム２１Y，２１M，２１C，２１Bkは、それぞれ光ビーム走査装置１１で発生するＬＤビーム光による書込みや電子写真プロセスの作像処理を受け、ドラム面上に形成された各成分色のトナー画像を担持する。
ＬＤ光書込みは、主・副２次元走査方式によるので、光ビーム走査装置１１で主走査方向（図１面に垂直方向）に光ビームが走査され、感光体ドラム２１Y，２１M，２１C，２１Bkは、それぞれ図１中の矢示にて示す副走査方向に回転される。
なお、図１に示す実施例では、画像を書込む像担時体に感光体ドラムを用いているが、この像担時体（感光体）としては、ドラムに限らず、回転駆動される無端状の感光体ベルトを用いることにより実施することができる。
光ビームを発する光源は、書込む画像データによって出力を変調し得るものであればよく、ＬＥＤやＥＬ等を用いることもできる。
【００１５】
各色の感光体ドラム２１Y，２１M，２１C，２１Bkの周りには、上記光ビーム走査装置１１の外に、電子写真プロセスの作像処理に必要な帯電装置２２、現像装置２３、１次転写装置２４、クリーニング装置２５、除電装置２６を備える。なお、各色の感光体ドラム周りに装備される作像要素は、色の違い以外は、基本的に同じであるから、ここでは、１色分のYについて説明する。
上記の要素により行われる作像プロセスでは、先ず感光体ドラム２１Yを帯電装置２２で帯電させ、上記光ビーム走査装置１１からの光ビームの照射による書込みで、作像すべき画像の静電潜像を作成する。次の現像装置２３では、作成した静電潜像へトナーを付着させることで可視化像とする。この後、ドラムの回転により、送られるトナー像は、１次転写装置２４で中間転写体としての中間転写ベルト３１に転写され、ベルト面に担持される。
感光体ドラム２１Yに残存するトナーは、クリーニング装置２５でクリーングブレード、クリーニングブラシ等によりクリーニングされる。クリーニング後のドラムの感光体面は、さらに除電装置２６の作用を受けて除電され、次の作像に備える。
中間転写ベルト３１は、駆動ローラと従動ローラの間に掛け渡されたエンドレスベルトで、図中の矢示方向に送られる。ベルト長は、所定の間隔で配列され４成分色のドラム２１Y，２１M，２１C，２１Bkに沿った長さが必要で、図示する直線状のドラム配列の場合、２倍の長さになる。従って、ベルト上には、紙間を隔てて複数枚の画像が担持できるので、連続動作によるプリント出力を可能にする。また、図示の例では、ドラム群を通過し、折り返して送られるベルトのパスに、記録媒体への転写を行う２次転写装置３３及びトナー検知センサ５０が設けられる。
１色分のYについて示した上記の作像プロセスを各色の画像に対して行い、作られたトナー像は、中間転写ベルト３１上で重ね合わ（合成）され、ベルト移動で送られる合成後のトナー像は、２次転写装置３３で転写紙等の記録媒体に転写される。その後、転写されたトナー像を担持する転写紙等の記録媒体は、定着装置４１で高温に加熱したローラにより圧接され、熱圧着による定着処理を受け、画像形成プロセスを終える。
【００１６】
タンデム方式の装置では、上記のように、各感光体ドラム２１Y，２１M，２１C，２１Bkからの転写時に中間転写ベルト３１上で各成分色の画像が重ねられ、カラー合成される。
従って、光ビーム走査装置１１による各感光体ドラム２１Y，２１M，２１C，２１BkへのＬＤ書込みタイミングを、各ドラムの配置や光ビーム走査装置の装置条件をもとに各成分色の画像間にずれが生じないように設定する。ただ、実際には、機械の精度やドラムへのＬＤ書込み系のバラツキの影響を受け、位置ずれが発生する。このために、各感光体ドラムへの画像の書込みタイミングを調整するレジストレーションを行うことによりずれを補正し、ずれを無くすようにする。
本実施形態における色間のずれ補正は、実際に各色の画像形成部を動作させて、位置合わせパターンを中間転写ベルト３１に形成し、各色の画像形成部の持つ特性の違いによって、作成されるパターンに生じる位置ずれを検出し、検出値に基づきずれを補正する。つまり、装置が仕様通りに誤差なく動作するときに、各色の位置合わせパターンが所定の位置関係で出力されるようにした設定で画像形成を行わせた場合に、作成されるパターンに生じる所定の位置関係からの偏りをずれ量として検出し、検出したずれ量を書込み部にフィードバックすることにより、位置合わせ制御を行う。
このように、タンデム方式においては、発生しやすい各色画像間のずれに対して、位置合わせパターンを用いた調整をする。ただ、画像形成プロセスにおいて高画質を保つために必要な調整は、位置ずれ以外に、濃度調整やクリーニング動作の調整がある。これらも調整用パターンを形成する方式を採用しており、位置合わせパターンにおけると同様の方法で実施される。ここでは、これらを含めた調整用パターンを本発明の適用対象とする。
実機の画像形成部を動作させて形成した調整用パターンの変化からずれ量、或いは調整量を得るので、パターンの変化を読取る手段が必要である。このために、中間転写ベルト３１のベルト面上には、図１に示すように、トナー検知センサ５０を設ける。
トナー検知センサ５０は、光学的手段によるもので、光源５４と受光センサ５２よりなる。この実施形態に用いる各種のトナー検知センサの例については、後述する。
【００１７】
ここで、調整用パターン検出方式で調整される画像形成制御システムの構成について、説明する。
図２は、画像形成制御システムの構成を示すブロック図である。なお、図２に示す例は、調整用パターンを位置調整用とした場合を主に構成の概要を示すものである。
画像形成制御システムは、装置全体を制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１と、書込信号処理ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）１０３、ＬＤドライバ１０５、ＬＤ１３、同期センサ１０７等を要素とする書込み部と、書込みに用いる画像データを供給するプリントコントローラ２００と、書込み部、他の画像形成部（不図示）等の制御条件を調整するための調整用パターンを読取るトナー検知センサ５０よりなる。
ＣＰＵ１０１は、書込信号処理ＡＳＩＣ１０３へ書込タイミングの設定を行い、通常画像、調整用パターンそれぞれを感光体ドラム２１に書込むときに、書込トリガー信号を発する。
図３は、ＣＰＵ１０１と書込信号処理ＡＳＩＣ１０３間のI／F（Interface）をより詳細に示す。
図３に示すように、ＣＰＵ１０１は、書込信号処理ＡＳＩＣ１０３へ通常画像の作像開始を指示するトリガとして、スタート信号を送る。この信号を受取る書込信号処理ＡＳＩＣ１０３は、スタート信号をもとに書込む画像の色数だけ、副走査方向の作像タイミングを定める副走査ゲート信号を生成する。生成された副走査ゲート信号は、この信号を基準に副走査の書込領域を設定するために用いられ、又ＣＰＵ１０１へも送られる。フルカラー動作時には、同図に示すように、副走査ゲート信号は、用意された４色分の信号を生成する。
ＣＰＵ１０１側は、副走査ゲート信号をポートで受け、紙搬送モータ等の駆動タイミングを生成する信号として用いる。ＣＰＵ１０１は、タイミング制御に内蔵のタイマ１０２を用いる。
また、本案では、書込信号処理ＡＳＩＣ１０３は、テストパターンとして、位置合わせパターン、プロコン（「プロセスコントロール」の略称）、ブレードめくれ防止パターン等の調整用パターンのパターンジェネレータを内蔵する。これらの調整用パターンを書込むためには、通常画像におけるスタート信号をトリガとして送ったように、ＣＰＵ１０１は、調整用パターンのトリガ信号を書込信号処理ＡＳＩＣ１０３へ送る必要がある。
書込信号処理ＡＳＩＣ１０３は、通常画像の形成時にプリントコントローラ２０から受取る画像データ、或いは調整用パターン形成時にＡＳＩＣ内部に保有するマークデータを画像変調信号に変えてＬＤドライバ１０５に送る。ＬＤドライバ１０５は、変調信号によってＬＤ１３を駆動する。画像データにより点灯制御されるＬＤ１３からの光ビームで感光体ドラム２１を露光走査することにより、ドラム面に画像を書込む。
【００１８】
図２の同期センサ１０７は、走査光ビームの走査路上の定位置でビーム光を検知することにより、同期信号を発生する。書込信号処理ＡＳＩＣ１０３は、同期センサ１０７から送られてくるこの同期信号を基準に一定のタイミングで画像を書込むことで、各主走査ライン画像の位置を合わせることができる。
トナー検知センサ５０は、ＣＰＵ１０１がテスト（調整）モードの動作をスタートさせ、調整用パターンの書込みを行ったときに、中間転写ベルト３１上に転写された調整用パターンを読取る。読取りはアナログで行われ、得られたアナログ信号は、ＣＰＵ１０１へフィードバックされる。
ＣＰＵ１０１は、フィードバックされた読取アナログ信号をA／D変換し、量子化した読取データをもとに、書込み部や他の画像形成部（不図示）の制御条件を調整するためのデータを求める。求めた調整データにより、書き込みタイミング等の制御条件の適正値を得、この値が位置ずれ等の無い高画質の画像を得る制御値として再設定される。
なお、トナー検知センサ５０が出力するアナログデータの信号処理には、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等の信号を処理するプロセッサをＣＰＵ１０１の前段に設けても良い。
【００１９】
また、本案では、中間転写ベルト３１上のトナー像を記録媒体へ転写する２次転写装置３３に、転写を不作動とする転写制動手段を設ける。この転写制動手段は、図１の実施装置例においては、接離機構３７として示されている。
テスト（調整）モードの動作時に中間転写ベルト３１上に形成される調整用パターンは、各種の調整用のデータを得るためのものであり、トナー検知センサ５０による読取りが行われさえすれば、普通、転写紙等の記録媒体への転写は不要である。特に、複数の通常画像を連続動作でプリント出力する場合には、紙間でテストモードの動作を行うので、２次転写装置３３は無通紙の状態にある。
このような、２次転写装置３３が無通紙状態にある場合に、調整用パターンを担持する中間転写ベルトが転写部を通過するときに、２次転写装置３３を転写状態に保っておくと、２次転写装置３３の転写ローラがトナーにより汚れる。この汚れは、後の転写紙等の記録媒体に裏写りを起してしまう。
この裏写りを防止するために、転写制動手段を２次転写装置３３に設ける。転写制動手段は、中間転写ベルトに担持された調整用パターンが転写部を通過するときには、動作させ、転写を不作動とすることにより、調整用パターン画像により２次転写装置３３を汚すことを防止する。他方、中間転写ベルトに担持された通常画像が通過するときには、転写制動をかけずに、通紙される転写紙への２次転写を可能とする。
【００２０】
以下に、転写制動手段に接離機構を用いる方式と転写バイアスを制御する方式を採用した実施例をそれぞれ「接離機構を用いる方式」及び「転写バイアス制御方式」として、分説する。
「接離機構を用いる方式」
図１に示した構成には、転写制動手段に接離機構を用いた例が示されている。図１には、２次転写装置３３の転写ローラに対して、中間転写ベルト３１側の対向ローラを接触、離脱可能にするための接離機構３７を備えている。
図４は、接離機構３７による接離動作状態の説明図で、図１の要部を示したものである。
図４（Ａ）は、接離機構３７が、中間転写ベルト３１側の対向ローラを転写ローラに接触させる方向に働いている状態を示している。少なくとも中間転写ベルト３１に担持された通常画像が、転写紙を通紙した状態の２次転写装置３３を通過する間は、この状態が保たれる。
他方、図４（Ｂ）は、接離機構３７が、中間転写ベルト３１側の対向ローラを転写ローラの接触から離脱させる方向に働いている状態を示している。少なくとも中間転写ベルト３１に担持された調整用パターン画像が、転写紙を通紙していない状態の２次転写装置３３を通過する間は、この状態が保たれる。
なお、接離機構３７を中間転写ベルト３１側の対向ローラに設ける図４の方式は、後記（図５）の２次転写装置３３側に設けるよりも、より簡単に構成し得る、という利点がある。
また、接離機構３７を中間転写ベルト３１側に設ける上記実施例に代えて、２次転写装置３３側に設ける方式によっても実施し得る。
図５は、２次転写装置３３側に接離機構３７を設ける方式の実施例を示す。
図５（Ａ）は、中間転写ベルト３１に転写ローラが接触した状態を示す。この状態は、少なくとも中間転写ベルト３１に担持された通常画像が、転写紙を通紙した状態の２次転写装置３３を通過する間、保たれる。
他方、図５（Ｂ）は、中間転写ベルト３１から転写ローラが離れた状態を示す。この状態は、少なくとも中間転写ベルト３１に担持された調整用パターン画像が、転写紙を通紙していない状態の２次転写装置３３を通過する間、保たれる。
２次転写装置３３側に接離機構３７を設ける方式は、中間転写ベルト３１側は固定であるから、中間転写ベルト３１を接離させるよりも、ベルトに生じる変動を小さくできるので、ベルトが安定化し、ベルトに担持する画像への影響を少なくすることが可能になる、という利点がある。
【００２１】
また、図１におけるトナー検知センサ５０の配置は、接離機構方式による場合の特徴を生かした構成を採用している。
接離機構方式による場合、中間転写ベルト３１と２次転写装置３３の転写ローラの接触を接離機構３７により離脱させることにより、ベルト上の調整用パターン画像は担持された状態を保ち続け、転写ローラに触れることも無いので、トナーによるローラ汚れを確実に防ぐことが可能で、この点では、後記する転写バイアス制御方式に比べて、より確かな方法といえる。
従って、上記の特徴を持つ接離機構方式を採用する場合に、調整用パターン画像の読取は、２次転写装置３３とは関係なく、どこで行っても良いことになって、後述する転写バイアス制御方式おけるような制約を受けずに、設計の自由度を増すことが可能になる。
つまり、図１に示す実施例では、接離機構３７を設けた２次転写装置３３の下流に調整用パターンを読取るためのトナー検知センサ５０を配置した設計を選択している。この場合、勿論、トナー検知センサ５０を２次転写装置３３の上流に配置しても構わないが、設計上、下流側に設ける方が有利な場合に、図１に示す配置を選択することができ、この配置をとっても、センサの読取結果に違いはなく、転写バイアス制御方式により起きる可能性があるエラーを生じることは無い。
【００２２】
ところで、接離機構により中間転写ベルト３１と２次転写装置３３の転写ローラの接触を離脱させ、再び接触状態に戻す接離動作を行う際に、接離のタイミングを制御する必要がある。
このタイミングの制御を適正行うためには、本案では、次の点を考慮する。
１点目は、紙間に書込可能期間として設定された期間に書込まれた調整用パターンが、接離機構３７を設けた２次転写装置３３を通過する間に合わせて接離動作を行うようにすることである。
これは、調整用パターンを書込む期間が、紙間、即ち、連続的に複数枚の通常画像を形成する際に設定される各画像の書込可能期間の間、に設定されるので、少なくともこの期間に書込まれるトナー像に対応して接離動作を行う必要があるからである。つまり、調整用パターン書込期間のトナー像が中間転写ベルト３１により送られて２次転写装置３３を通過する間、ベルトと接触状態にある２次転写装置３３を離し、通過後に再び次の通常画像の転写を行うために、２次転写装置３３を接触状態に保つようにする。
もう１点は、中間転写ベルト３１と接触状態にある２次転写装置３３を接離するタイミングは、接離によりベルトに発生するジッタによる作成画像への影響が回避可能な設定とすることである。
つまり、通常画像、調整用パターンが中間転写ベルト３１により送られて２次転写装置３３を通過する際、切離し時にベルトに発生するジッタの影響を受けずに通常画像の転写が完了し、しかもジッタが収まったときに調整用パターンが２次転写装置３３に到来するように動作させ、また、再接触時に調整用パターンが２次転写装置３３を抜けた後で、しかも、次の通常画像の転写を行う前までにジッタが収まっているように、接離動作のタイミングを設定する。
【００２３】
図６は、上記した接離機構３７の接離動作を制御するシステムの要部構成を示す。図６は、装置全体を制御するＣＰＵ１０１と接離機構３７の動作部３７ｍの関係を説明する図で、図１に示した制御システムにおけるこの接離動作に係わる要部構成を示すものである。
図６に示すように、ＣＰＵ１０１は、書込信号処理ＡＳＩＣ１０３へ通常画像の作像開始を指示するトリガとして、スタート信号を生成する。
このスタート信号は、ＣＰＵ１０１が、連続的に複数枚の通常画像を書込み、画像を形成し、また、紙間で調整用パターンを書込み、画像形成制御条件を調整する動作を統括して制御する際に、基準のタイミング信号となるものである。
従って、ＣＰＵ１０１は、このスタート信号を基準にして、書込信号処理ＡＳＩＣ１０３を動作させて、紙間で調整用パターンの書込みを行わせるタイミングを設定するとともに、上述のジッタと調整用パターンの２次転写装置３３への付着を回避できるように、接離機構３７の動作部３７ｍを駆動するタイミングを設定する（後記の図８に示す、通常画像と調整用パターン（テストパターン）の書込み動作と接離動作の関係を示すタイムチャート、参照）。なお、これらの設定値は、いずれも、実験的に予め適正値として求めた値を設定する。
図７は、接離機構３７の接離動作の制御フローを示す。
図７の制御フローは、上記のようにして設定した接離動作のタイミングに従って、接離機構３７を動作させるためのフローである。
調整用パターンを用いた調整の実行が指示され、調整に必要な動作を関連するデバイスに行わせるための制御フローの一環として、ＣＰＵ１０１は、この接離機構３７の接離動作の制御フローを開始し、先ず、スタート信号をアサートしてから、タイマ１０２が設定した時間Ｔa1を計時した時に、接触状態にある中間転写ベルト３１と２次転写装置３３を離すように、接離機構３７を動作させる（ステップＳ２０１）。ここで、設定される時間Ｔa1は、紙間の調整用パターンが２次転写装置３３に到来するときに合わせる。ただ、ベルトに発生するジッタを考慮し、通常画像の転写がジッタの影響を受けることなく行うことができ、かつジッタが収まった後に調整用パターンが到来するような時間を設定する。
また、ＣＰＵ１０１は、スタート信号をアサートしてから、タイマ１０２が時間Ｔa2を計時した時に、離れた状態にある中間転写ベルト３１と２次転写装置３３を接触状態に戻すように、接離機構３７を動作させる（ステップＳ２０２）。ここで、設定される時間Ｔa2は、紙間の調整用パターンが２次転写装置３３を抜けるときに合わせる。ただ、ベルトに発生するジッタを考慮し、抜けた後、次の通常画像の転写を行う前までにジッタが収まるような時間を設定する。
【００２４】
上記したカラー画像形成装置（図１，図２、参照）における、接離機構３７の動作例を図８に示すタイムチャートを参照して説明する。
図８には、複数枚の通常画像を連続して書込み、又その紙間で調整用パターンを書込む動作を行う場合に、通常画像と調整用パターンが２次転写を通過するときに合わせて行う接離機構３７の接離動作のタイミングを示している。
図８に示すスタート信号は、ＣＰＵ１０１により生成され、書込信号処理ＡＳＩＣ１０３へ通常画像の作像開始を指示するトリガである（図３，６、参照）。ここでは、複数枚の通常画像を連続して書込むために、所定周期で生成される。また、スタート信号によりＣＰＵ１０１内のタイマ１０２を始動し、時間Ｔa1及びＴa2後における接離機構３７の接離動作のタイミングを決める（図７，参照）。
副走査ゲート信号は、書込信号処理ＡＳＩＣ１０３により、スタート信号を基準に生成され、通常画像の書込可能期間を示す。
ここでは、／副走査ゲート信号_1〜／副走査ゲート信号_4として、４色分の副走査ゲート信号が、感光体ドラム２１の書込の制御に用いられる。なお、タンデム方式で行われるので、図示のように、各色を１次転写で合成できるように、その分だけ書込タイミングをずらして各色の副走査ゲート信号が生成される。
【００２５】
副走査ゲート信号における現行画像と次画像の書込可能期間の間には、図中の／副走査ゲート信号_4に示すように、紙間（Lb）ができる。この紙間をねらって、テストパターン（調整用パターン）を書込むためのテストパターンゲート信号を生成する。
ここに、テストパターンの書込可能期間の設定方法には、２通りが考えられる。１つは、書込まれたテストパターンの検知結果に従って行う装置各部の調整が、１紙間に書込まれたテストパターンにより完了できるように、１紙間で必要なパターンの書込を可能とする期間を設定する方法である。また、もう１つは、画像形成の生産性を優先させる方法であり、連続する複数枚の通常画像が最大能力で形成できるように、画像の書込可能期間の設定し、その紙間でテストパターンを書込む方法である。従って、生産性を優先させる方法では、１紙間に書込まれたテストパターンにより、調整が完了できない場合もあるので、複数の紙間にわたって、必要なテストパターンの書込むを行うことになる。
テストパターンの書込可能期間（Lp）を示すこのテストパターンゲート信号は、後述する接離機構３７の接離動作のタイミングによる制約を受ける。なお、図８中には、／副走査ゲート信号_4の紙間を例に、テストパターンゲート信号_4のみを示しているが、カラー画像の形成では、４色全部の紙間にテストパターンゲート信号を生成し（３色は図示省略）、各色でパターンの書込みを行う。
上記副走査ゲート信号及びテストパターンゲート信号により設定される書込可能期間にそれぞれ通常画像、テストパターンが書込まれた場合、書込まれた画像は、１次転写された中間転写ベルト３１によって送られ、所定時間を経て２次転写装置３３に到達する。
図８中に、通常画像、テストパターンそれぞれの画像が２次転写装置３３を通過するタイミングを説明している。通常画像、テストパターンは、それぞれ１次転写で各色が合成され、図中矢示するように、ベルトの送りに要する時間を経過した後、２次転写装置３３に達する。
接離機構３７の接離動作のタイミングは、紙間のテストパターンが通過する時間に合わせて、接離機構３７を中間転写ベルト３１から離す。ここでは、先に説明したように、ベルトに発生するジッタを考慮し、設定した時間Ｔa1で切離し、時間Ｔa2で再び接触させる。この接離動作は、図７に示したように、時間Ｔa1については、通常画像の転写がジッタの影響を受けることなく行うことができ、かつジッタが収まった後にテストパターンが到来するような時間を設定する。また、時間Ｔa2については、テストパターンが抜けた後、次の通常画像の転写を行う前までにジッタが収まるような時間を設定する。
【００２６】
「転写バイアス制御方式」
この実施形態は、転写制動手段を転写バイアスの制御により実現するものである。
図１に示した構成には、転写制動手段に接離機構３７を用いた例を示したが、接離機構を新たに設けることなく、２次転写装置３３を制御する方法により、既存の構成で対応可能とするものである。
この転写制動手段は、トナー像を転写するときに、通常正バイアスで動作させている２次転写装置３３の転写バイアスに逆バイアスをかけることにより、中間転写ベルト３１上のトナーが移動しないようにする。
つまり、調整用パターンの像を作成したときには、紙媒体への転写は行わないので、調整用パターンが２次転写装置３３を通る場合には、無通紙である。このため、逆バイアスをかけないと、転写ローラにトナーが付着する。従って、逆バイアスをかけることで、トナーの付着を防ぐことができる。
このように、転写バイアス制御方式を採用した画像形成装置の装置構成は、接離機構を不要とした以外に、上記した接離機構３７を用いる方式における装置構成と基本的に変わらない。
また、逆バイアスの制御は、後述する方法を実施することにより、既存のハードウェア構成をそのまま使用することにより、容易に実施することが可能で、裏写り防止の実効を上げることが可能である。また、先の接離機構３７を用いる方式に比べ、コストの低減化も図ることができる。
【００２７】
ただ、この方式は、逆バイアスをかけることで、転写ローラへのトナーの付着を防止するようにしているとはいえ、中間転写ベルト３１と転写ローラとの間は無通紙であるから、接触状態によっては、２次転写装置３３を通るときに、調整用パターン像のトナーが脱落し、パターンの劣化が生じる危険性がある。
このパターンの劣化は、パターン読取結果に影響し、後述する拡散光方式の読取においても検出を誤らせることがある。特に、パターンの一部（例えば、エッジ）をセンサで検出し、エッジ信号によりずれ検出を行う場合、パターンが劣化すると、正常な検出値を得ることができなくなり、検出精度が低下する。
そこで、本方式をより適正な条件で実行するための構成を以下に示す。
この構成は、２次転写部３３を通るときに、調整用パターンの劣化が生じる場合があっても、トナー検知センサ５０の検出に影響が出ないように、センサ５０の配置を選ぶことで、解決するものである。つまり、図１に示した接離機構３７を用いる方式による装置構成では、トナー検知センサ５０は、接離機構３７の下流でも良いとしたが、転写バイアス制御方式による場合には、２次転写部３３の上流に配置する。
上流に配置すれば、先に調整用パターンをセンサ５０で検出した後、２次転写部３３を通るので、転写で調整用パターンが劣化しても、検出に影響しないので、エラーを発生させない。従って、この配置を選択する方が、より適切である。
【００２８】
ところで、２次転写部３３の転写バイアスの正／逆制御は、調整用パターンの転写を防止するために行うので、調整用パターンに対しては逆バイアスをかけるが、転写を必要とする通常画像に対しては正バイアスを掛けるように制御する。
この動作を行うためには、調整用パターンが２次転写部３３を通過するタイミングで、転写バイアスを正バイアスから逆バイアスに制御し、通過後に再び正バイアスに制御する必要がある。
転写バイアス制御方式では、転写を制動するときに、先の接離機構３７を用いる方式における、機械的な動作により起きるようなジッタが生じることはないので、紙間に書込可能期間として設定された期間に書込まれた調整用パターンが、２次転写装置３３を通過する時間に合わせて、逆バイアスをかける動作を行うようにすれば良い。勿論、紙間を超えて逆バイアス動作はできないので、紙間に入ってから、「正」→「逆」へバイアスを変更し、紙間を抜ける前に「逆」→「正」へバイアスを変更することにより、通常画像に対する転写の正常動作を保証する。
図９は、上記した２次転写装置３３のバイアスを制御するシステムの要部構成を示す。図９は、装置全体を制御するＣＰＵ１０１と２次転写のバイアスを制御するバイアス制御装置３３ｃの関係を説明する図で、図１に示した制御システムにおけるこのバイアス制御動作に係わる要部構成を示すものである。
図９に示すように、ＣＰＵ１０１は、書込信号処理ＡＳＩＣ１０３へ通常画像の作像開始を指示するトリガとして、スタート信号を生成する。
このスタート信号は、ＣＰＵ１０１が、連続的に複数枚の通常画像を書込み、画像を形成し、また、紙間で調整用パターンを書込み、画像形成制御条件を調整する動作を統括して制御する際に、基準のタイミング信号となるものである。
従って、ＣＰＵ１０１は、このスタート信号を基準にして、書込信号処理ＡＳＩＣ１０３を動作させて、紙間で調整用パターンの書込みを行わせるタイミングを設定するとともに、上述の調整用パターンの２次転写装置３３への付着を回避できるように、２次転写装置３３の転写バイアスを制御するバイアス制御装置３３ｃにおける「正」⇔「逆」制御タイミングを設定する（後記の図１１に示す、通常画像と調整用パターン（テストパターン）の書込み動作とバイアス状態の関係を示すタイムチャート、参照）。なお、これらの設定値は、いずれも、実験的に予め適正値として求めた値を設定する。
【００２９】
図１０は、２次転写装置３３の転写バイアスの制御フローを示す。
図１０の制御フローは、上記のようにして設定した転写バイアス制御タイミングに従って、バイアス制御装置３３ｃを動作させるためのフローである。
調整用パターンを用いた調整の実行が指示され、調整に必要な動作を関連するデバイスに行わせるための制御フローの一環として、ＣＰＵ１０１は、転写バイアスの制御フローを開始し、先ず、スタート信号をアサートしてから、タイマ１０２が設定した時間Ｔa1を計時した時に、正バイアスをかけていた２次転写装置３３に逆バイアスをかけるように、バイアス制御装置３３ｃを動作させる（ステップＳ３０１）。ここで、設定される時間Ｔa1は、紙間の調整用パターンが２次転写装置３３に到来するときに合わせる。なお、時間Ｔa1は、紙間であれば、調整用パターンが到来する直前で良い。
また、ＣＰＵ１０１は、スタート信号をアサートしてから、タイマ１０２が時間Ｔa2を計時した時に、逆バイアスをかけていた２次転写装置３３に正バイアスをかけるように、バイアス制御装置３３ｃを動作させる（ステップＳ３０２）。なお、時間Ｔa2は、紙間であれば、調整用パターンが２次転写装置３３を抜けた直後で良い。
【００３０】
本実施形態のカラー画像形成装置における、２次転写装置３３の転写バイアスの制御動作例を図１１に示すタイムチャートを参照して説明する。
図１１には、複数枚の通常画像を連続して書込み、又その紙間で調整用パターンを書込む動作を行う場合に、通常画像と調整用パターンが２次転写装置３３を通過するときに合わせて行う転写バイアスの制御動作のタイミングを示している。
図１１に示すスタート信号は、ＣＰＵ１０１により生成され、書込信号処理ＡＳＩＣ１０３へ通常画像の作像開始を指示するトリガである（図３，９、参照）。ここでは、複数枚の通常画像を連続して書込むために、所定周期で生成される。また、スタート信号によりＣＰＵ１０１内のタイマ１０２を始動し、時間Ｔa1及びＴa2後における２次転写装置３３の転写バイアスの制御タイミングを決める（図１０，参照）。
副走査ゲート信号は、書込信号処理ＡＳＩＣ１０３により、スタート信号を基準に生成され、通常画像の書込可能期間を示す。
ここでは、／副走査ゲート信号_1〜／副走査ゲート信号_4として、４色分の副走査ゲート信号が、感光体ドラム２１の書込の制御に用いられる。なお、タンデム方式で行われるので、図示のように、各色を１次転写で合成できるように、その分だけ書込タイミングをずらして各色の副走査ゲート信号が生成される。
【００３１】
副走査ゲート信号における現行画像と次画像の書込可能期間の間には、図中の／副走査ゲート信号_4に示すように、紙間（Lb）ができる。この紙間をねらって、テストパターン（調整用パターン）を書込むためのテストパターンゲート信号を生成する。
テストパターンの書込可能期間（Lp）を示すこのテストパターンゲート信号は、後述する２次転写装置３３の転写バイアスの制御タイミングによる制約を受ける。なお、図１１中には、／副走査ゲート信号_4の紙間を例に、テストパターンゲート信号_4のみを示しているが、カラー画像の形成では、４色全部の紙間にテストパターンゲート信号を生成し（３色は図示省略）、各色でパターンの書込みを行う。
上記副走査ゲート信号及びテストパターンゲート信号により設定される書込可能期間にそれぞれ通常画像、テストパターンが書込まれた場合、書込まれた画像は、１次転写された中間転写ベルト３１によって送られ、所定時間を経て２次転写装置３３に到達する。
図１１中に、通常画像、テストパターンそれぞれの画像が２次転写装置３３を通過するタイミングを説明している。通常画像、テストパターンは、それぞれ１次転写で各色が合成され、図中矢示するように、ベルトの送りに要する時間を経過した後、２次転写装置３３に達する。
２次転写装置３３の転写バイアスの制御タイミングは、紙間のテストパターンが通過する時間に合わせて、転写バイアスに逆バイアスをかけ、トナーの移動を防ぐ。ここでは、先に説明したように、設定した時間Ｔa1で「正」→「逆」へバイアスを変更し、時間Ｔa2で再び「逆」→「正」へバイアスを変更する。このバイアス制御動作は、図１０に示したように、時間Ｔa1については、通常画像の通過時に正バイアスがかかり、正常に２次転写を行うことができる時間を設定し、かつテストパターンの通過時に逆バイアスがかかり、転写ローラへのトナーの付着を防ぐ。また、時間Ｔa2については、テストパターンが抜けた後、通常画像の転写を可能とする正バイアスに変更するような時間を設定する。
【００３２】
「調整用パターンの検出」
ここで、上記調整用パターン検出方式に係わる実施例を示す。
この方式では、実際に画像形成装置を動作させ、中間転写ベルト上に調整用パターンを形成する。形成した調整用パターンは、装置特性や装置状態等が反映されているので、このマークを光学センサにより読取ることで、その変動を検出し、検出結果に応じて画像形成過程に係わる制御条件を調整し、適正な画質を保つようにする。
以下には、この方式が適用できる制御条件と対応する手段としてのマークパターン、センサのバリエーションについて例示する。
“画像の位置合わせ”
上記実施形態に示したタンデム方式の画像形成装置（図１、参照）においては、カラー成分色ごとに備えた感光体ドラム２１Y，２１M，２１C，２１Bkにそれぞれ画像を書込み、中間転写ベルト３１上で合成される。従って、各色の画像間に位置ずれが起き易く、各色画像の位置合わせが必要で、位置調整用パターンの検出を行う。
位置調整用パターンは、上記実施形態に示したように、紙間で書込まれ（図８，１１、参照）、各色の調整用パターンを中間転写ベルト３１上で合成した後、ベルト搬送路に設けたトナー検知センサ５０によって、マークパターンの読取りが行われる。
【００３３】
図１２は、調整用パターンとトナー検知センサ５０との関係の１例を示すものである。
図１２において、（Ａ）は主走査ずれ量検出用パターン、（Ｂ）は副走査ずれ量検出用パターンを示す。これらのパターンは、従来から用いられているもので、４色を用いて描画したパターンである。
これらのパターンをトナー検知センサ５０に読取り、以下に示す主走査ずれ量と副走査ずれ量を検出する。
（Ａ）のパターンによる主走査ずれは、矢示する副走査方向に対する横線と斜め線間の長さを色ごとに（ΔSc，ΔSk，ΔSy，ΔSm）として求める。この長さは、線間をタイマで計測し、長さに変換する。
また、（Ｂ）のパターンによる副走査ずれは、矢示する副走査方向に対する横線の線間を基準色（通常、黒を用いる）と他色間の長さ（ΔFy，ΔFc，ΔFm）として求める。
上記で求めた長さをもとに、目標値（理想値）からの位置ずれ量を主・副走査方向それぞれに算出し、各デバイスにフィードバックすることで、位置ずれを補正する（位置ずれ補正の制御フローは、後記図１５、参照）。
【００３４】
位置調整用パターンを読取るトナー検知センサ５０は、拡散光検知方式或いは正反射検知方式のセンサを用いることができる。
図１３は、これら２方式のセンサと位置調整用パターンとの関係を説明する図である。
トナー検知センサ５０は、光源５４と受光センサ５２ｄ、５２ｒよりなる。光源５４は、ＬＤやＬＥＤを用いることができる。受光センサ５２ｄ、５２ｒは、拡散光検知方式或いは正反射検知方式によって反射光量の分布が異なるので、それぞれに適した受光方法に従って、光源との配置関係や受光部の構成を変更する。さらに光源とセンサの種類の異なる組合せと、検知対象物（トナー、転写体面）の特性等により検知精度が変わるので、これらを考慮して最適な選択がなされる。
上記した図１２に示した位置調整用パターンのように、パターンのエッジを検知する精度が必要な場合には、正反射検知方式のセンサが適している。
また、拡散光検知方式のセンサを用いるのに適したパターンとして、図１４を例示することができる。
図１４（Ａ）は、基準色である黒と他の色との位置合わせに用いるパターンを示している。図示のパターンは、黒と他の色との重なりが副走査方向にずれていくパターンである。
このパターンの重なり具合を副走査方向にトナー検知センサ５０によって検知したときのセンサ出力を図１４（Ｂ）に示す。同図に示すように、完全に重なったところで、最も反射光が少なくなるので出力波形に谷間が生じる。この谷間となった点の副走査位置を検知することにより、予め求めておいた目標値（理想値）からのずれが分かり、これを主走査方向の位置ずれ量として検出することができる。
【００３５】
“画像の位置ずれ補正”
上記のようにして形成した位置調整用パターンをセンサ５０により読取り、検出量をフィードバックして、位置ずれ量を求め、ずれ量をもとにずれのない状態に調整するずれ補正を行う。ここでは、マークの作成から始まる一連の調整（補正）動作を、図１５に示す制御フローに従って、説明する。
ＣＰＵ１０１は、位置ずれ補正の指示を受けると、図１５に示すフローの制御動作を開始し、まず、位置調整用パターンを感光体ドラム２１上に作像する（ステップＳ１０１）。ここでは、書込信号処理ＡＳＩＣ１０３又はＣＰＵ１０１で位置調整用パターンの画像データを作成し、この画像データを用いて、感光体ドラム２１上にマークパターンを書込み、作像を行う。なお、マークパターンの書込みは、連続して書込まれる通常画像の紙間で行うように、タイミングを設定する。
次いで、感光体ドラム２１上に形成されたマークパターンが中間転写ベルト３１に１次転写される（ステップＳ１０１２）。
搬送される中間転写ベルト３１上に転写されたマークパターンは、搬送路に設けたトナー検知センサ５０によってアナログ信号として読取られる（ステップＳ１０３）。
センサ５０によって読取られたアナログ信号は、ＣＰＵ１０１へフィードバックされ、ＣＰＵ１０１は、受取った読取アナログ信号をA／D変換により、量子化する（ステップＳ１０４）。
次いで、ＣＰＵ１０１は、フィードバックされたパターン読取データから位置データを得、目標位置からのずれ量を求め、位置合わせに必要な書込タイミングの補正量を演算する（ステップＳ１０５）。図１２（Ｂ）のパターン読取例によると、同図に示すように、目センサ５０によって読取られるBkとCの間隔はΔFcである。このとき、読取ったΔFcとこの間隔の目標値であるΔFc0の差分ΔC＝ΔFc−ΔFc0から、この差分を打消すための副走査方向の補正量として、ライン数と＋／−の方向を演算することができる。
この後、得られた書込タイミングの補正量を書込信号処理ＡＳＩＣ１０３に設定し（ステップＳ１０６）、補正制御の手順を終える。
【００３６】
“他のマークパターン”
マークパターン読取方式が適用できる他のパターンとして、プロコンに用いる濃度調整パターンがある。
このパターンは、図１６（Ａ）に例示することができるような、ベタパターンＰａやそのほか、網掛けによりドットを間引いて中間調時の濃度を表す網掛けパターンＰｂをトナーパッチとして形成する。これらのパターンを、位置調整用パターンにおけると同様に、図１６（Ｂ）に示すように紙間に形成し、センサ５０により読取る。センサ５０には、正反射型と拡散光型の二種類ある。
基本的な制御動作は、濃度値を指定して、トナーパッチを作成し、トナーパッチをセンサで読み取って、得られる濃度データを基準値と比較し、基準値に合わせるように濃度の制御条件を調整し、画像濃度にフィードバックをかける、という流れである。
また、図１７に示すブレードめくれ防止パターンをプロコン用のパターンとして、マークパターン読取方式を適用できる。同図示のパターンを紙間に形成して、クリーニング装置のブレードを通した後、パターンを読取ると、読取結果にクリーニングの性能が表れるので、基準値と比較して性能を評価する。
“各種調整用パターンの組合せ”
調整用のパターンとして、上記した各種のパターンを組み合わせて紙間に形成し、複数のセンサを用いて同時にパターンを読取ることにより、読取と読取結果による制御動作を高速に行うことを可能にする。
図１８は、位置合わせ用と濃度調整用のパターンを複合させた例を示す。
図１８の実施例では、図中の（Ａ）に示すように、主走査方向の３箇所に、図１４に示したと同様の位置合わせ用のパターンP1，P2，P3を形成する。従って、位置合わせ用のパターンP1，P2，P3に対応して、３つのセンサ５０１，５０２，５０３を設ける。また、濃度調整用パターンPdをセンサ５０２が共用できる位置に形成する。
図１８（Ａ）のように、調整用パターンとセンサを関連させた構成によると、副走査方向に移動するパターンを読取るセンサの出力は、同図（Ｂ）に示すように変化する。
即ち、センサ５０１，５０３のセンサ出力は、出力に生じる谷間の位置変化をとらえることで、主走査の位置ずれに応じた検出が可能である。他方、センサ５０２のセンサ出力は、濃度パッチを読取った出力により濃度調整用の信号を検出可能であり、さらに濃度パッチの読取に続いて、生じる谷間の位置変化をとらえることで、主走査の位置ずれに応じた検出も行う。
また、図１９は、位置合わせ用と濃度調整用のパターンを複合させた他の例を示す。
この実施例では、図中に示すように、主走査方向の３箇所に、図１２に示したと同様の位置合わせ用のパターンP1，P2，P3を形成する。従って、３つのセンサ５０１，５０２，５０３を位置合わせ用のパターンP1，P2，P3に対応して設ける。また、濃度調整用パターンPdを独立した濃度センサセンサ５０ｄが読取れる位置に形成する。
図１９に示すように、濃度調整用パターンPdを独立した濃度センサセンサ５０ｄにより読取れるように構成することにより、濃度専用のセンサを用いることが可能になる。また、パターンの形成領域を、上記図１８の実施例に比べ、副走査方向に短縮化することが可能になる。
【００３７】
「調整用パターン検出のフィードバック」
調整用パターンを読取り、読取結果から目標値に対する位置ずれ、濃度差等を検出した後、検出結果に従って、画像形成過程に係わる制御条件を調整するために、関係する動作部へのフィードバック制御を行う。
フィードバックをかけるタイミングは、基本的に検出時にリアルタイムとすることが望ましい。従って、制御対象となる動作部のうち、動作中であってもフィードバックをかけられる動作部へは、検出時にリアルタイムで制御をかける。
上記実施形態で画像形成動作と２次転写の制動動作の関係を示した図８及び図１１のタイムチャートには、この基本的なフィードバックのタイミングによる動作を示している。つまり、図８においては、トナー検知センサ５０は、２次転写装置３３の下流に設けているので、２次転写後にセンサ読取りを行ったタイミングであるし、図１１においては、トナー検知センサ５０は、２次転写装置３３の上流に設けているので、２次転写前にセンサ読取りを行ったタイミングで、フィードバックをかけている。
ただ、書込みタイミング信号を生成する書込信号処理ＡＳＩＣ１０３は、副走査ゲート信号のアサート時にはフィードバックを受付けないので、副走査ゲート信号がネゲートとなる紙間のタイミングでフィードバックをかける。なお、図８に示した例では、センサ読取りを行ったタイミングで、副走査ゲート信号がネゲートであるから、書込信号処理ＡＳＩＣ１０３における書込みタイミングの調整をリアルタイムに行うことが可能になる。
このように、パターン読取時にリアルタイムでフィードバックをかけることで、ダウンタイムを生じることなく、連続して通常画像を形成する動作を確保することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施形態に係わるカラー画像形成装置の概略構成を示す。
【図２】図１の画像形成装置における画像形成制御システムの概要構成を示すブロック図である。
【図３】ＣＰＵと書込信号処理ＡＳＩＣ間のI／Fをより詳細に示す。
【図４】２次転写装置の接離機構による接離動作状態の説明図で、図１の要部を示す。
【図５】図４の接離機構の変形例による接離動作状態の説明図を示す。
【図６】接離機構の接離動作を制御するシステムの要部構成を示す。
【図７】接離機構の接離動作の制御フローを示す。
【図８】画像形成動作と接離機構の動作の関係を示すタイムチャートである。
【図９】２次転写装置のバイアスを制御するシステムの要部構成を示す。
【図１０】２次転写装置の転写バイアスの制御フローを示す。
【図１１】画像形成動作と転写バイアス制御動作の関係を示すタイムチャートである。
【図１２】調整用パターンとトナー検知センサの関係の１例を示す。
【図１３】拡散光検知方式（Ａ）、正反射検知方式（Ｂ）のセンサと位置調整用パターンとの関係の説明図を示す。
【図１４】基準色である黒と他の色との位置合わせに用いるパターン（Ａ）と、パターンの重なり具合を検知したセンサ出力（Ｂ）を示す。
【図１５】位置ずれ補正の制御フローを示す。
【図１６】濃度調整用パターン（Ａ）と該パターンの作成状態を示す。
【図１７】ブレードめくれ防止パターンを作成状態にて示す。
【図１８】位置合わせ用パターンと濃度調整用パターンを組合わせたときのパターンとセンサの関係（Ａ）と、センサ出力（Ｂ）を示す。を示す。
【図１９】位置合わせ用パターンと濃度度調整用パターンの他の組合わせと、組合せたパターンとセンサの関係を示す。
【図２０】先行技術における通常画像の形成動作と調整用パターンの検出による調整動作の関係を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００３９】
１１・・光ビーム走査装置、 ２１Y，２１M，２１C，２１Bk・・感光体ドラム（各色成分用）、２３・・現像装置、２４・・１次転写装置、３１・・中間転写ベルト、３３・・２次転写装置、３３ｃ・・バイアス制御装置、３７・・接離機構、３７ｍ・・接離機構動作部、５０・・トナー検知センサ、１０１・・ＣＰＵ、１０２・・タイマ、１０３・・書込信号処理ＡＳＩＣ。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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