(57)【要約】【課題】生産性を低下させることなく所定の補正処理を可能とすることにある。【解決手段】中間転写ベルト２０８上にトナーパターンを形成する像形成部２００と、前記トナーパターンを検出するパターン検出センサ２１０とを備え、前記トナーパターンの検出結果に基づいて各種印刷条件を制御する画像形成装置において、前記像形成部２００のパターン形成時の書き込みタイミング及びトナーパターン検出センサ２１０による検出タイミングを制御する制御部３００を備え、前記制御部３００は、前記像形成部２００による書き込みタイミング及び前記トナーパターン検出センサ２１０による検出タイミングを設定し、紙間にトナーパターンを形成し、形成されたトナーパターンを検出する。【選択図】図４
2007121907.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上にトナーパターンを形成するパターン形成手段と、
前記トナーパターンを検出するトナーパターン検出手段と、
を備え、前記トナーパターンの検出結果に基づいて各種印刷条件を制御する画像形成装置において、
前記パターン形成手段による前記トナーパターンの形成タイミング及び前記トナーパターン検出手段による前記トナーパターンの検出タイミングを制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、複数枚の連続印刷時における用紙間で、システムの立ち下げを行うことなく、前記トナーパターンの形成及び検出が行われるように、前記形成タイミング及び前記検出タイミングを制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
画像データに応じて点灯制御される発光源が発する光ビームによりライン走査し、画像の書き出しを行う光書き込み手段と、
走査ライン上で前記光ビームを検出する光ビーム検出手段と、
前記光書き込み手段によって書き込まれる画像の濃度補正及び前記光ビーム検出手段による検出結果から得られた書き込み位置の位置ずれ補正の少なくとも一方の補正を行う補正手段と、
を備えていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
同一用紙間内で前記トナーパターンの形成、前記トナーパターンの検出、及び前記補正手段による補正を行うことを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記像担持体上に形成された画像を転写紙に転写させる転写手段を備え、
前記制御手段は、前記転写手段が前記像担持体から離間した後にトナーパターンが通過するタイミングで、前記トナーパターンを形成することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記転写手段が前記像担持体から離間した後に位置ずれ補正用パターンを作像することを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記用紙間にクリーニングブレード捲れ防止用パターンを作像することを特徴とする請求項４又は５記載の画像形成装置。
【請求項７】
濃度補正用パターン、クリーニングブレード捲れ防止用パターン、位置ずれ補正用パターンの順で作像することを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
【請求項８】
画像作成中であることを示すＦＧＡＴＥ信号のネゲートをトリガに前記トナーパターンの作像タイミング管理すること特徴とする請求項４ないし６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記像担持体が中間転写ベルトであり、前記転写手段が２次転写装置であることを特徴とする請求項４ないし８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
像担持体上にトナーパターンを形成し、形成されたトナーパターンを検出し、検出された前記トナーパターンの検出結果に基づいて各種印刷条件を制御する画像形成方法において、
複数枚の連続印刷時における用紙間で、システムの立ち下げを行うことなく、前記トナーパターンの形成及び検出が行われるように、前記形成タイミング及び前記検出タイミングを設定することを特徴とする画像形成方法。
【請求項１１】
検出されたトナーパターンの画像の濃度補正及び前記トナーパターンの書き込み位置の位置ずれ補正の少なくとも一方の補正を行うことを特徴とする請求項１０記載の画像形成方法。
【請求項１２】
同一用紙間内で前記トナーパターンの形成、前記トナーパターンの検出、及び前記位置ずれ補正を行うことを特徴とする請求項１１記載の画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はトナーパターンを形成して濃度や位置ずれなどの補正を行う画像形成装置及び画像形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式の書き込みユニットと作像ユニットを複数並置して画像を重ね合わせてフルカラー画像を形成する、いわゆるタンデム型と称されるカラー画像形成装置が知られている。このような画像形成装置、例えば、フルカラー複写機では、シアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの各色の画像を形成する画像形成ステーションを備え、各色の画像データにより変調されたレーザを書き込みユニットから作像ユニットの感光体に照射して潜像を形成する。各色の作像ユニットは、形成された感光体上の潜像に各色のトナーを供給してトナー現像し、顕像化する。顕像化されたトナー画像は搬送ベルト上を搬送されてくる転写紙に順次転写され、各色のトナー画像が重畳されたカラー画像が転写紙上に形成され、定着されてカラー画像の出力が行われる。
【０００３】
このように複数の画像形成ステーションを備えたカラー画像形成装置においては、１ドラム方式といわれる感光体を１つのみ備えてカラー画像を形成するカラー画像形成装置に比較して、各画像形成ステーションで同じ転写紙の同一面上に順次異なるトナー画像を重ね合わせて、カラー画像を形成しているため、各画像形成ステーションにおける転写紙への転写画像位置がずれると、各画像形成ステーションで形成する画像間隔がずれたり、重なったりし、また、カラー画像の場合には、色味の違いや色ずれとなり、画像品質が悪化する。この位置ずれには、傾きによって生じた位置ずれと、縦や横に全体的にずれる位置ずれとがある。すなわち、前者は、書き込み光学系内部の組み付け誤差やカラー画像形成装置本体への各ユニットの取り付け誤差及び感光体のカラー画像形成装置本体への取り付け誤差等で各色での走査線の傾きが生じて発生し、後者は、走査線の位置が基準位置に対して平行にずれて４色の像が縦又は横方向に全体にずれて発生する。これらの位置ずれのうち、傾きの位置ずれは、書き込みユニットの反射ミラーの位置を微調整することにより補正を行い、平行の位置ずれは、書き込みのスタートタイミングを主走査方向あるいは副走査方向で調整することにより補正を行うことができる。また、主走査方向の画像の長さは、書き込み画素の周波数を変えることにより、すなわち、倍率誤差を調整することにより、調整することができる。
【０００４】
このような位置ずれは、カラー画像形成装置の工場出荷時など調整を行っても、作像ユニットの交換、カラー画像形成装置のメンテナンス、カラー画像形成装置の運搬等によって発生するだけでなく、複数枚の画像形成後の機構の温度膨張によっても、経時的に誤差が変動して発生する。
【０００５】
そこで、複数枚連続プリント時に、給送される枚数が予め設定された枚数を越えると、記録媒体間に位置合わせパターンを形成し、位置ずれ補正を行ったり、記録媒体間に簡易位置ずれパターンを形成して、位置ずれ補正を行うなどの技術が知られている。
【０００６】
そのうち例えば特許文献１には、位置ずれの画像形成効率を向上させつつ適切に補正することを目的とし、連続印刷において、搬送ベルトに沿って複数配設された各色の画像形成部でそれぞれ画像データに基づいて異なる色のトナー画像を作成して、搬送ベルト上を感光体の１周長よりも短い用紙間隔で搬送されてくる転写紙上に順次転写してカラー画像を形成するが、連続印刷枚数が予め設定された位置合わせ実行枚数を越えると、位置検出パターンの形成タイミングの間だけ、転写紙の搬送間隔を感光体の１周長よりも長い用紙間隔に変更して、当該変更された用紙間隔の転写紙と転写紙の間で位置検出パターンを搬送ベルト上に形成して位置ずれ補正処理を行うようにしたものである。
【０００７】
その他、トナーパターンの作像による検出、補正を連続印刷において行う際、一旦機械を立ち下げて（ＬＤ消灯、ポリゴン停止、感光体停止を行い）、パターン作像用の各種初期設定を行った後、パターン作成、検出補正を行っていた例もある。
【特許文献１】特開２００１−２９０３２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１記載の発明では、前述のように連続印刷時の位置ずれ補正パターン作成を行う際、用紙間隔を変更して位置検出パターンを搬送ベルト上に形成するので、画像形成の生産性が低下することは否めない。また、トナーパターンの作像による検出、補正を連続印刷において行う際、一旦機械を立ち下げると、当然、画像形成の生産性は低下する。
【０００９】
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、生産性を低下させることなく所定の補正処理を可能とすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するため、第１の手段は、像担持体上にトナーパターンを形成するパターン形成手段と、前記トナーパターンを検出するトナーパターン検出手段とを備え、前記トナーパターンの検出結果に基づいて各種印刷条件を制御する画像形成装置において、  前記パターン形成手段による前記トナーパターンの形成タイミング及び前記トナーパターン検出手段による前記トナーパターンの検出タイミングを制御する制御手段を備え、前記制御手段は、複数枚の連続印刷時における用紙間で、システムの立ち下げを行うことなく、前記トナーパターンの形成及び検出が行われるように、前記形成タイミング及び前記検出タイミングを制御することを特徴とする。なお、ここでいうシステムの立ち下げとは、システム中のＬＤを消灯したり、ポリゴンモータを停止したり、感光体を停止したりすることを意味する。
【００１１】
第２の手段は、第１の手段において、画像データに応じて点灯制御される発光源が発する光ビームによりライン走査し、画像の書き出しを行う光書き込み手段と、走査ライン上で前記光ビームを検出する光ビーム検出手段と、前記光書き込み手段によって書き込まれる画像の濃度補正及び前記光ビーム検出手段による検出結果から得られた書き込み位置の位置ずれ補正の少なくとも一方の補正を行う補正手段とを備えていることを特徴とする。
【００１２】
第３の手段は、第２の手段において、同一用紙間内で前記トナーパターンの形成、前記トナーパターンの検出、及び前記補正手段による補正を行うことを特徴とする。
【００１３】
第４の手段は、第１ないし第３のいずれかの手段において、前記像担持体上に形成された画像を転写紙に転写させる転写手段を備え、前記制御手段は、前記転写手段が前記像担持体から離間した後にトナーパターンが通過するタイミングで、前記トナーパターンを形成することを特徴とする。
【００１４】
第５の手段は、第４の手段において、前記転写手段が前記像担持体から離間した後に位置ずれ補正用パターンを作像することを特徴とする。
【００１５】
第６の手段は、第４又は第５の手段において、前記用紙間にクリーニングブレード捲れ防止用パターンを作像することを特徴とする。
【００１６】
第７の手段は、第６の手段において、濃度補正用パターン、クリーニングブレード捲れ防止用パターン、位置ずれ補正用パターンの順で作像することを特徴とする。
【００１７】
第８の手段は、第４ないし第６のいずれかの手段において、画像作成中であることを示すＦＧＡＴＥ信号のネゲートをトリガに前記トナーパターンの作像タイミング管理すること特徴とする。
【００１８】
第９の手段は、第４ないし第８のいずれかの手段において、前記像担持体が中間転写ベルトであり、前記転写手段が２次転写装置であることを特徴とする。
【００１９】
第１０の手段は、像担持体上にトナーパターンを形成し、形成されたトナーパターンを検出し、検出された前記トナーパターンの検出結果に基づいて各種印刷条件を制御する画像形成方法において、複数枚の連続印刷時における用紙間で、システムの立ち下げを行うことなく、前記トナーパターンの形成及び検出が行われるように、前記形成タイミング及び前記検出タイミングを設定することを特徴とする。
【００２０】
第１１の手段は、第１０の手段において、検出されたトナーパターンの画像の濃度補正及び前記トナーパターンの書き込み位置の位置ずれ補正の少なくとも一方の補正を行うことを特徴とする。
【００２１】
第１２の手段は、第１１の手段において、同一紙間内で前記トナーパターンの形成、前記トナーパターンの検出、及び前記位置ずれ補正を行うことを特徴とする。
【００２２】
なお、後述の実施形態において、像担持体は感光体２０１又は中間転写ベルト２０８に、パターン形成手段は書き込みユニット２０２、帯電部２０１及び現像部２０３に、トナーパターン検出手段はパターン検出センサ２１０に、制御手段は制御部３００及びタイミング制御部１２０に、光書き込み手段は書き込みユニット２０２に、光ビーム検出手段は同期検知板１０６ａ，１０６ｂに、補正手段は制御部３００に、転写手段は２次転写部２０９に、位置ずれ補正用パターンはＭパターンに、クリーニングブレード捲れ防止用パターンはＢパターンに、濃度補正用パターンはＰパターンに、それぞれ対応する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、システムの立ち下げを行わない分、用紙間を開ける必要がなくなり、その結果、生産性を低下させることなく所定の補正処理を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
【００２５】
図１は本発明の実施形態に係る画像形成装置における光書き込み装置の概略構成を示す図である。本実施形態に係る光書き込み装置１は、書き込み光学系１１と書き込み制御系１２とからなる。書き込み光学系１１は、光源としての半導体レーザ（以下、ＬＤと称する）１０１、走査手段としてのポリゴンミラー１０２、走査速度変換手段としてのＦθレンズ１０３、図示しない感光体への書き込み走査範囲外に設けられた第１及び第２の反射ミラー１０５ａ，１０５ｂ、第１及び第２の反射ミラー１０５ａ，１０５ｂによって反射された走査光が入力される第１及び第２の同期検知板１０６ａ，１０６ｂ、作像部への境界に設けられ、作像部側への塵埃類の侵入を防止する防塵ガラス１０４、及びポリゴンミラー１０２を回転駆動するポリゴンモータの駆動を制御するポリゴン制御部１０８から主に構成されている。
【００２６】
書き込み制御系１２は、前記第１及び第２の同期検知板１０６ａ，１０６ｂからの位置検知信号が入力されるドット位置ずれ検出、制御部１１２、このドット位置ずれ検出・制御部１１２からの制御出力が入力され、画素クロックを生成する画素クロック生成部１１１、この画素クロック生成部１１１で生成された画素クロックが入力される画像処理部１１３、前記画素クロック生成部１１１からの画素クロック、第１の同期検知板１０６ａからの同期検知信号、及び画像処理部１１３から画像書き込みのための画像データが入力されＬＤ駆動データを生成するＬＤ駆動データ生成部１１０、及びＬＤ駆動データ生成部１１０で生成されたＬＤ駆動データが入力され、ＬＤ１０１の点灯制御を行うＬＤ制御部１０７から概略構成されている。
【００２７】
また、作像タイミングはタイミング制御部１２０にて、副走査方向の画像領域を表すＦＧＡＴＥ、主走査方向の画像領域を表すＲＧＡＴＥなどの各種タイミング信号を生成する。作像タイミングは同期検知板１０６ａからの同期検知信号に基づいて生成され、ＬＤ駆動データ生成部１１０及び画素クロック生成部１１１に入力される。
【００２８】
前述のように概略構成された光書き込み装置では、ＬＤ１０１からのレーザ光は、ポリゴンミラー１０２により主走査方向にスキャンされ、Ｆθレンズ１０３で等角速度偏向から等速度偏向に変換され、防塵ガラス１０４から作像装置側に出射される。ポリゴン制御部１０８ではポリゴンミラー１０２の回転制御が行われ、ポリゴンミラー１０２によって走査される走査レーザ光の有効書き込み開始位置及び終了位置は第１及び第２の同期検知板１０６ａ、１０６ｂによりそれぞれ検出される。検出された位置検知情報はドット位置ずれ検出・制御部１１２に入力される。ドット位置ずれ検出・制御部１１２では、第１及び第２の同期検知板１０６ａ，１０６ｂ間をレーザ光が走査する時間を測定し、理想的な走査が行われた場合における走査時間と比較するなどして走査時間のずれ量を求め、そのずれ量を補正する位相データを生成して画素クロック生成部１１１へ出力する。
【００２９】
画素クロック生成部１１１では、クロックを生成するＰＬＬ、位相データに基づいてＰＬＬにより生成したクロックの位相を変える位相シフトを行う。ＰＬＬの詳細な説明は省略するが、
Ｆ＝ＣＬＫｒｅｆ×［Ｎ設定値］／［Ｍ設定値］
の算出式の［Ｎ設定値］と［Ｍ設定値］によりクロックは設定できる。ＰＬＬの基準周波数ＣＬＫｒｅｆは水晶発振器により入力される。
【００３０】
なお、画素クロック生成部１１１が位相データ記憶回路を備えていない場合には、ドット位置ずれ検出・制御部１１２ではライン毎に位相データを画素クロック生成部へ出力するが、位相データ記憶回路を備えている場合には、前もって位相データを求めるなどして、予め画素クロック生成部１１１へ与えておくようにする。また、ドット位置ずれ検出・制御部１１２では走査レンズの特性により生ずる走査ムラを補正するようなライン毎に常に同じ補正をするための位相データ（第１位相データ）だけでなく、ポリゴンミラー１０２の回転ムラのようなライン毎に変化する補正にも対応するための位相データ（第２位相データ）も生成し、画素クロック生成部１１１が位相データ合成回路を備えている場合には、その位相データも画素クロック生成部１１１へ出力するようにする。
【００３１】
画素クロック生成部１１１では、ドット位置ずれ検出・制御部１１２からの位相データに基づいて画素クロックを生成し、画像処理部１１３とＬＤ駆動データ生成部１１０に与える。画像処理部１１３は、画素クロックを基準に画像データを生成し、ＬＤ駆動データ生成部１１０は、この画像データを入力して、同様に画素クロックを基準にレーザ駆動データ（変調データ）を生成し、ＬＤ駆動部１０７を介してＬＤ１０１を駆動する。ＬＤ駆動部１０７では、主走査方向におけるあるエリア毎の光量を変化させる機能（以下、シェーディングと称す）を持つ。
【００３２】
このような構成の書き込み制御系１２では、画素クロックＰＣＬＫに同期して位相データを与えることにより、画素クロックＰＣＬＫの位相を＋１／８ＰＣＬＫ、−１／８ＰＣＬＫシフトさせることが可能である。すなわち、画像データの基準クロックとなる画像クロックの位相をシフトすることにより、ポリゴンミラー１０２を含む書き込み光学系１１の偏向器により発生する走査速度ムラや、マルチビーム光学系における発光源同士の発信波長差により生じる露光ずれなどによる主走査方向のドット位置ずれを、位相シフト（例えば１／８ＰＣＬＫ）の精度で補正することが可能となる。この位相シフトやドット位置を任意の位置に変える方法は、例えば特開２００３−２７９８７３号公報に開示されており、公知の事項なので、ここでは概略を述べるだけで詳細な説明は割愛する。
【００３３】
図２はドット位置ずれの補正動作を示す説明図である。図２における「理想状態」は前記のような走査速度ムラや露光ずれが全く発生しない理想状態でのドット位置を示しており、１２００ｄｐｉ（ドット径約２１．２μｍ）のとき連続した６ドットを走査した結果である。図２における「補正前」は最初の1 ドット目のドット位置精度は一致しているが、前記走査速度ムラや露光ずれによるドット位置ずれが生じた状態であり、６ドット目には理想状態に対して１２００ｄｐｉの１／２ドット相当である１０．６μｍのドット位置ずれが生じている。本状態において1 ドット書き込みに要する時間は１画素クロック相当＝１ＰＣＬＫであるので、位相シフトの分解能が１／８ＰＣＬＫの場合は、すなわちドット位置を１／８ドット精度で補正できるのと同義である。
【００３４】
図２における「補正後」は位相シフトの分解能が１／８ドットすなわち１／８ＰＣＬＫのとき、理想状態から１／２ドット位置ずれを生じた補正前の状態から−１／８ＰＣＬＫの位相シフトをデータ領域内で４回行う事により、理論上は６ドット目のドット位置を−１／８ＰＣＬＫ×４＝−１／２ＰＣＬＫシフトすることができ、理想状態に対して１／８ＰＣＬＫの精度でドット位置を補正することができる。
【００３５】
ドット位置ずれ検出、制御部１１２では、レーザ光が走査される時間差を計測するが、この計測方法は、例えば特開平９−５８０５３号公報に開示されているように、第１の同期検知板１０６ａ及び第２の同期検知板１０６ｂがレーザ光を受光すると、それぞれ検出信号ＤＥＴＰ１、ＤＥＴＰ２がドット位置ずれ検出、制御部１１２に入力され、ドット位置ずれ検出、制御部１１２は、検出信号ＤＥＴＰ１、ＤＥＴＰ２に基づいて、第１の検知板１０６ａがレーザ光を検出してから第２の検知板１０６ｂがレーザ光を検出するまでの間の、所定のクロックのカウント数を計測する。計測されたカウント数から時間差が求められる。
【００３６】
図３はＬＤ制御部１０７の詳細を示すブロック図である。ＬＤ制御部１０７は、ＬＤドライバ１０７ａとＤＡＣ１０７ｂを備え、レーザ駆動データ生成部１１０からの画像データに基づいてＬＤドライバ１０７ａによってＬＤ１０１を点灯させる。また光量はＤＡＣ１０７ｂからの光量基準電圧１０７ｃを参照して調整される。ＤＡＣ１０７ｂへは図示しないＣＰＵから光量基準電圧値を設定する。また、シェーディング機能である基準電圧を変化させる機能もＤＡＣ１０７ｂは備えている。
【００３７】
図４は作像部の概略構成を示す図である。作像部は像形成部２００、書き込みユニット１００、及びこれらを制御する制御部３００とから基本的に構成されている。書き込みユニット１００は図１に示した光書き込み装置１がＹＭＣＫの色毎に４個設けられたもので、色毎に光書き込みが行われる。以下、１つの色、図ではＫ色を例にとって説明する。
【００３８】
画像を形成する場合には、感光体２０１を帯電部２０２により帯電させ、書き込みユニット１００から画像データに応じて変調されたＬＤ光を感光体２０１に照射し、感光体２０１表面に静電潜像を形成する。感光体２０１上の静電潜像は現像部２０３によって当該感光体２０１に対応する色のトナーを付着させて現像され、顕像化されたトナー像が図示しない１次転写部によって中間転写ベルト２０８に１次転写される。本実施形態ではＹ→Ｃ→Ｍ→Ｋの順で中間転写ベルト２０８に転写し、重畳されてフルカラーのカラー画像となる。一方、給紙部２０４から転写紙が給紙され、２次転写部２０９において前記フルカラーの画像が中間転写ベルト２０８から転写紙上に２次転写される。この実施形態では、２次転写部２０９には２次転写ローラが用いられている。転写紙上に転写されたカラー画像は次段の定着部２０５で定着される。また、クリーニング部２０７で感光体２０１表面に残った余分なトナー像が除去される。本実施形態では、２次転写部２０９の下流側にパターン検出センサ２１０が設けられ、このパターン検出センサ２１０によってトナーパターンの検出が行われる。
【００３９】
制御部３００は図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭを含み、書き込みユニット１００、像形成部２００、定着部２０５、給紙部２０４などの各部及び作像部を含む画像形成装置全体の制御を司る。前記パターン検出センサ２１０のセンサ出力は制御部３００に入力され、制御部３００では、検出されたパターンのトナー濃度やパターンのずれに応じて位置ずれ補正、濃度補正、クリーニングブレード捲れ防止の作像制御などの制御も実行する。
【００４０】
図５は用紙間制御（以下、用紙間を慣用的に使用されている紙間と称する）におけるＬＤ点灯と２次転写部２０９の２次転写ローラ接離のタイミングの関係を示すタイミングチャートである。プリントスタートトリガであるＳＴＴＲＩＧが前記制御部３００の制御を司る図示しないＣＰＵから書き込み制御系１２のタイミング制御部１２０に入力される。タイミング制御部１２０は線速及び解像度により所定のタイミングで副走査方向の画像領域を示すＸＰＦＧＡＴＥ＿＊（＊はＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋの全てを示す、以下、同様）を他モジュールであるＬＤ駆動データ生成部１１０及び画素クロック生成部１１１に出力する。ＬＤ駆動データ生成部１１０は、図示しない前段のＡＳＩＣからの入力画像データをＸＰＦＧＡＴＥ＿＊がＬＯＷの期間にあわせてＬＤ駆動データに変換し、ＬＤ制御部１０７はＬＤ駆動データ生成部１１０によって生成された前記ＬＤ駆動データに基づいてＬＤ１０１を点灯させる。またタイミング制御部１２０は各色のＸＰＦＧＡＴＥ＿＊のネゲートからパターン用副走査カウンタを回し、濃度補正パターン（以下、Ｐパターンと称す）、ブレード捲れ防止用パターン（以下、Ｂパターンと称す）、位置ずれ補正用パターン（以下、Ｍパターンと称す）のタイミングもＬＤ駆動データ生成部１１０に出力し、ＬＤ駆動データ生成部１１０においてＰパターン、Ｂパターン、Ｍパターンを書き込むためのＬＤ駆動データを生成する。Ｐパターン、Ｂパターン、Ｍパターンの生成タイミングは任意の位置に副走査のドット単位で設定可能である。
【００４１】
２次転写部２０９の２次転写ローラの離間タイミングは、ＸＰＦＧＡＴＥ＿ＫをＣＰＵへ割り込み信号として入力し、ＣＰＵは前記割り込み信号の入力に基づいてタイマを回して管理し、転写紙が２次転写ローラを通過した後（画像を転写した後）に設定する（図７のＡの期間・・・ＸＰＦＧＡＴＥ＿Ｋのネゲートから２次転写ローラの離間開始までの期間）。また、Ｍパターンは２次転写ローラの離間（図では２次点離間と記している）後にＬＤ１０１が点灯するように（感光体２０１に露光するように）タイミング制御部１２０に設定する（図７のＢの期間）。なお、２次転写ローラの当接タイミングはＭパターン検出後に設定され、ＣＰＵで実行される。そして、各種補正を行った後、連続印刷を再開する。
【００４２】
ここで、濃度補正パターン（Ｐパターン）と濃度補正制御について触れておく。Ｐパターンの形成及び当該Ｐパターンを使用した濃度補正制御については例えば特開２００５−２５８０４０号公報に開示されているように公知の技術なので、概略にとどめ、詳細については割愛する。
【００４３】
パターン検出センサ２１０はトナー付着量を検出する手段としても機能し、中間転写ベルト２０８に対向する位置に配設されている。パターン検出センサ２１０は、発光ダイオード等の発光素子と、フォトダイオード等の受光素子とからなる。そして、パターン検出センサ２１０によって、所定のタイミングで、中間転写ベルト２０８上に形成される複数のパッチパターン（トナー像）におけるトナー付着量や、中間転写ベルト２０８上の地肌部におけるトナー付着量が検出される。詳しくは、パターン検出センサ２１０によってパッチパターンのトナー付着量を検出して、その検出結果（受光量に応じた電圧出力）に基づいて、中間転写ベルト２０８上における作像条件、すなわち、現像バイアス、帯電電位、露光電位（露光量）が最適に調整制御される。なお、Ｐパターン自体は現像バイアス制御によって濃度の異なる複数のパターンを形成する。詳細は省略するがＣＰＵにより現像バイアスを制御することにより行われる。
【００４４】
図示しない電源部は、現像部２０３の現像ローラに現像バイアスを供給する。現像バイアスの大きさは、制御部３００の図示しないＣＰＵによって変更できるようになっている。電源部は帯電部２０２に帯電電圧を供給する。帯電電圧の大きさは、前記ＣＰＵによって変更することができるようになっている。これにより、感光体２０１上の帯電電位も変更することができる。ＬＤ制御部１０７から発せられるレーザ光の出力は、制御部３００のＣＰＵによって変更することができるようになっており、前記レーザ光の出力変化により、感光体２０１上の露光電位も変化する。また、感光体２０１表面の表面電位を検出するために図示しない電位センサが感光体２０１に対向する位置に配設されている。電位センサによって所定のタイミングで感光体（ドラム）２０１上に形成される複数のパッチパターン（潜像）における潜像電位（露光電位）が検出される。
【００４５】
一方、形成された画像はモノクロであれカラーであれ階調を有する。したがって、階調（濃度）が入力データに対応していない場合には補正する必要がある。この階調の補正（濃度を補正する）は、帯電、光書き込み、現像という作像プロセスを経て感光体２０１上に作成された複数のパッチパターンから検出された濃度に基づいて行われる。具体的には、感光体２０１上の、パターン検出センサ２１０及び電位センサに対向する位置に、レーザ光の出力を変化させながら段階的に濃度（厳密には、潜像電位である。）が異なるパッチパターンを形成する。作成するパッチパターンの数は、形成する画像の階調性によって異なってくるので、その階調数に対応した濃度の数のパッチパターンを形成する。次に、前記電位センサによって、各パッチパターン上の潜像電位を検出する。この電位センサで検出した電位データは、図示しない制御部に送信され保持される。次に、複数のパッチパターンが、それぞれ現像部２０３で顕像化される。そして、パターン検出センサ２１０と対向した位置に達した複数のパッチパターンの反射光量がそれぞれ当該パターン検出センサ２１０によって検出される。このときのパッチパターンの数に対応した複数の検出値に基づき、トナー付着量が求められる。
【００４６】
具体的には、パターン検出センサ２１０の出力値に基づき、制御部３００内に予め格納されているトナー付着量に関するデータと比較される。このトナー付着量に関するデータは、パターン検出センサ２１０の出力の規格化値とトナー付着量との関係をテーブル化したものであり、このテーブルより単位面積当たりのトナー付着量に換算して、そのデータを制御部３００に格納する。次に、現像ポテンシャルとトナー付着量との関係を示す直線近似式が算出される。直線近似式は、図６に示すように、
Ｙ＝Ａ×Ｘ＋Ｂ
であり、制御部３００のＲＡＭに格納したトナー付着量のデータと、潜像電位（露光電位）のデータとから得られるものである。なお、図６においてＸ軸は露光電位からそのときに印加した現像バイアスを減じた値、すなわち、現像ポテンシャルを示し、Ｙ軸は単位面積当たりのトナー付着量を示す。
【００４７】
そして、制御部に格納された上述のデータに基づき、パッチパターンの数に対応した数だけ、Ｘ−Ｙ平面上にデータがプロットされる。そして、そのプロットされた複数のデータから、直線近似を行うＸ−Ｙ平面上の区間を決定する。その後、その区間内で、最小自乗法を行って前記直線近似式（Ｙ＝Ａ×Ｘ＋Ｂ）を得る。また、このとき直線近似式に基づいて、現像ガンマと現像開始電圧ＶKが算出される。具体的には、現像ガンマγは直線近似式の傾きとして算出され（γ＝Ａ）、現像開始電圧ＶKは直線近似式とＸ軸との交点として算出される（ＶK＝−Ｂ／Ａ）。こうして、画像形成装置における現像能力（定量化された値である。）が算出される。次に、算出された現像ガンマは制御部３００のＲＡＭに格納される。また、求めた現像ガンマに基づいて、作像条件が補正される。具体的には、求めた現像ガンマに最適な、帯電電位、露光電位、現像バイアスとなるように、それぞれが調整制御される。このようにしてＰパターンの形成と濃度補正制御が行われる。
【００４８】
次いでで、ブレード捲れ防止用パターン（Ｂパターン）とその補正制御についても触れておく。Ｂパターンとその補正制御については例えば特開２００５−２３４３５８号に開示されており、公知の事項なので、ここでは概略を述べるだけで詳細は割愛する。
【００４９】
図７はクリーニングブレード捲れ防止用に作像されるトナー像の概略図で、分かりやすくするため感光体２０１を中間転写ベルト２０８から下方に離間させて図示している。通常クリーニングブレード捲れ防止用に作像されるトナー像２１は、複数枚のコピー工程に１回の割合で形成され、感光体（ドラム）２０１の最大画像幅いっぱいに紙間時に形成される。そのため、転写紙Ｓが通過する通紙部であるＲ２領域は非画像部への付着トナーによる中間転写ベルト２０８上のトナー量が転写紙サイズ分Ｒ１，Ｒ３領域に比べて少ない。前記トナー像は図示しない転写紙サイズ検知部でサイズを検知し、制御部３００からの信号によりＲ１，Ｒ３領域について書き込む光の照射時間をそれぞれ変更し、捲れ防止用トナー像（Ｂパターン）の作像面積を制御し、Ｒ２領域の捲れ防止用トナー像（Ｂパターン）の作像面積を転写紙サイズに応じて転写クリーニングブレード捲れが防止できるレベルまで大きくする。もしくはＲ１，Ｒ３領域の捲れ防止用トナー像（Ｂパターン）の作像面積を転写紙サイズに応じてクリーニング不良が発生しないレベルまで小さくする制御をとる。それにより中間転写ベルト２０８上の端部、通紙部における図示しない転写クリーニングブレードへの入力トナー量を一定に保つことができ、転写クリーニングブレード捲れ発生やクリーニング不良を防止することができる。
【００５０】
このために、中間転写ベルト２０８上に設けられた複数のＰセンサにより非画像部に付着したトナーのトナー濃度を検知し、検知した濃度によって転写クリーニングブレード捲れ防止用トナー像の作像面積を制御するようにする。この制御としては、非画像部のトナー量が少ない場合はブレード捲れ防止用トナー像の作像面積を大きくし、非画像部のトナー量が多い場合はブレード捲れ防止用トナー像の作像面積を小さくする、もしくはブレード捲れ防止用トナー像の転写時に転写電流を変化させて転写効率を下げる。
【００５１】
この場合もパターン検出センサ２１０を使用し、当該センサの発光素子に一定の電圧を印加して検知光を感光体２０１表面に出射し、受光素子によって反射光を受光し、光電変換された電圧値により中間転写ベルト２０８上のトナー量を検知する。この検知されたトナー量に応じて制御部３００からの信号により前記制御を実行し、転写クリーニングブレードのエッジへの入力トナー量を一定に保つことができ、クリーニング不良、ブレード捲れを防止することができる。
【００５２】
以上のように本実施形態によれば、以下のような効果を奏する。  
１）従来、連続印刷時の位置ずれ補正パターン作成を行う際、用紙間隔を変更して位置検出パターンを搬送ベルト上に形成し、あるいは、トナーパターンの作像による検出、補正を連続印刷において行う際、一旦機械（システム）を立ち下げていたので、画像形成の生産性が低下していたが、本実施形態によれば、トナーパターンの作像による検出、補正を連続印刷において行う際、システムの立ち下げを行うことなく、タイミングの設定だけでパターン作成、検出及び補正を行うので、生産性が低下することはない。
【００５３】
２）２次転写ローラを備え２次転写ローラのクリーニング機構を持たないシステムにおいて、２次転写ローラを中間転写ベルトに当接した状態で転写紙に転写されない領域にトナーパターンを形成すると、２次転写ローラがトナーにより汚れ、裏紙が汚れてしまっていたが、本実施形態によれば、２次転写ローラの離間後にトナーパタ−ンが通過するタイミングでパターン作像を行うので、２次転写ローラのトナー汚れによる裏紙の汚れを防ぐことができる。
【００５４】
３）位置ずれ補正用パターンの作像中において、２次転写ローラの離間を行うと離間のショックにより、本来の位置ずれ補正パターンと異なるパターンを作像してしまうことがあるが、本実施形態によれば、２次転写ローラの離間後に位置ずれ補正用パタ―ンの作像を行うため、精度良く位置合わせ補正を行うことができる。
【００５５】
４）ある条件でクリーニングブレード捲れ防止用パターンを作像する必要があるが、単独にて作像し、２次転写ローラを離間させると、ユーザに対して待ち時間が多くなってしまう。しかし、本実施形態によれば、紙間であって、しかも位置ずれ補正用パターンと濃度補正用パターンとの間に形成するので、紙間を空ける必要も、機械を一旦立ち下げる必要もないので、ユーザの待ち時間が多くなることはない。
【００５６】
５）濃度補正用パターンを作像する際に、現像バイアスなど各種プロセス条件を変更するシステムにおいて、条件を通常状態に変わる前に位置ずれ補正パターンを作像すると精度良く位置ずれ補正が行えない。また、プロセス条件が通常状態に変わったところで、位置ずれ、ブレード捲れ防止用パタ−ンの作像順で行うと時間がかかってしまう。しかし、本実施形態によれば、パターン作像順を濃度補正用パターン、クリーニングブレード捲れ防止用パターン、位置ずれ補正用パターンとしたので、位置ずれ補正を精度良く行うことが可能となるとともに、補正に要する時間を短縮することができる。
【００５７】
６）従来、紙間にパターンを形成する場合、パターン形成タイミングの設定が難しく、紙間でパターン形成タイミングを精度良く管理することが難しかった。しかし、本実施形態によれば、ＦＧＡＴＥ信号のネゲートをトリガにしてタイミングを管理するため、精度良くタイミング管理を行うことができる。
【００５８】
なお、本実施形態では、タンデム式のカラー画像形成装置を例にとって説明しているが、紙間にパターン形成して、画像の位置ずれを補正する光書き込み装置やカラー画像形成装置に適用することができる。加えて、濃度補正及び／又はクリーニングブレードの捲れ防止パターンを形成するものにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置における光書き込み装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態におけるドット位置ずれの補正動作を示す説明図である。
【図３】本発明の実施形態におけるＬＤ制御部の詳細を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施形態における作像部の概略構成を示す図である。
【図５】本発明の実施形態における紙間制御でのＬＤ点灯と２次転写部の２次転写ローラ接離のタイミングの関係を示すタイミングチャートである。
【図６】濃度補正に使用される現像ポテンシャルとトナー付着量との関係を示す直線近似式を示す図である。
【図７】クリーニングブレード捲れ防止用に作像されるトナー像の概略図である。
【符号の説明】
【００６０】
１  光書き込み装置
１１  書き込み光学系
１２  書き込み制御系
１００  書き込みユニット
１０１  ＬＤ
１０２  ポリゴンミラー
１０３  Ｆθレンズ
１０５ａ，１０５ｂ  反射ミラー
１０６ａ，１０６ｂ  同期検知板
１０７  ＬＤ制御部
１１０  ＬＤ駆動データ生成部
１１１  画素クロック生成部
１１２  ドット位置ずれ検出、制御部
１２０  タイミング制御部
２００  像形成部
２０１  感光体
２０２  帯電部
２０３  現像部
２０４  給紙部
２０５  定着部
２０７  クリーニング部
２０８  中間転写ベルト
２０９  ２次転写部
２１０  パターン検出センサ
３００  制御部
【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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