(57)【要約】【課題】キャリブレーションの精度を低下させることなく、動作時間が短く、キャリブレーションによるトナーの消費量を色毎に平均化すること。【解決手段】  トナーセンサ４０による検知結果に基づいて、複数のカートリッジ２０により形成されたトナー像の色ずれを補正するための補正値を求める補正制御を実施するＣＰＵ３０４を備える画像形成装置であって、ＣＰＵ３０４は、複数のカートリッジ２０の中のすべてではなく少なくとも２つのカートリッジ２０を用いて２色キャリブレーションを実施する際に（Ｓ１０８）、補正値を求める交換されたカートリッジ２０（Ｓ１０１、Ｓ１０２  ＹＥＳ）を除く他のカートリッジ２０の中から、基準となるカートリッジ２０を選択する（Ｓ１０６）。【選択図】図３
2016218314.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体と、
前記感光体に潜像を形成する露光手段と、
前記感光体に形成された潜像を現像してトナー像を形成する複数の現像手段と、
前記感光体上に形成されたトナー像が転写される像担持体と、
前記像担持体上に形成された色ずれを検知するための画像を検知する検知手段と、
前記検知手段による検知結果に基づいて、前記複数の現像手段により形成されたトナー像の色ずれを補正するための補正値を求める補正制御を実施する補正手段と、
を備える画像形成装置であって、
前記補正手段は、前記複数の現像手段の中のすべてではなく少なくとも２つの現像手段を用いて前記補正制御を実施する際に、前記補正値を求める第一の現像手段を除く他の現像手段の中から、基準となる第二の現像手段を選択することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記補正手段は、前記第一の現像手段が交換された場合に、前記補正制御を実施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】
前記補正手段は、前記第一の現像手段に隣り合う現像手段を前記第二の現像手段として選択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】
前記補正手段は、前記第一の現像手段を除く他の現像手段の中で、前記補正制御を実施した回数が最も少ない現像手段を前記第二の現像手段として選択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】
前記補正手段は、前記第一の現像手段を除く他の現像手段の中で、トナーの残量が最も多い現像手段を前記第二の現像手段として選択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】
前記補正手段は、画像形成が終了した後に、前記補正制御を実施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７】
前記第一の現像手段は、前記複数の現像手段の中で所定の動作量となった現像手段であり、
前記補正手段は、前記第一の現像手段を除く他の現像手段の中で前記動作量が最も小さい現像手段を前記第二の現像手段として選択することを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記動作量は、前記補正制御を実施してからの印刷枚数であ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】
感光体と、前記感光体に潜像を形成する露光手段と、前記感光体に形成された潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、を有する複数の画像形成手段と、
前記感光体上に形成されたトナー像を記録材に転写するための像担持体と、
前記像担持体上に形成された色ずれを検知するための画像を検知する検知手段と、
前記検知手段による検知結果に基づいて、前記複数の画像形成手段により形成されたトナー像の色ずれを補正するための補正値を求める補正制御を実施する補正手段と、
を備える画像形成装置であって、
前記補正手段は、前記複数の画像形成手段の中のすべてではなく少なくとも２つの画像形成手段を用いて前記補正制御を実施する際に、前記補正値を求める第一の画像形成手段を除く他の画像形成手段の中から、基準となる第二の画像形成手段を選択することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
前記補正手段は、複数の記録材に連続して画像形成を行う際の、先行する用紙の後端と後続の用紙の先端との間に相当する紙間において、前記補正制御を行うことを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記補正手段は、前記第一の画像形成手段に隣り合う画像形成手段を前記第二の画像形成手段として選択することを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記補正手段は、前記第一の画像形成手段を除く他の画像形成手段の中で、前記補正制御を実施した回数が最も少ない画像形成手段を前記第二の画像形成手段として選択することを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記補正手段は、前記第一の画像形成手段を除く他の画像形成手段の中で、トナーの残量が最も多い画像形成手段を前記第二の画像形成手段として選択することを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記補正手段は、前記補正制御を行うたびに、前記第一の画像形成手段と前記第二の画像形成手段の組み合わせを変更することを特徴とする請求項１１から請求項１３のいずれか１項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、画像形成装置における色ずれ補正制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式のカラー画像形成装置は、複数色（例えばイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色）の画像をそれぞれ重畳させて１枚の画像を生成することが一般的である。このとき、各色を位置的に正確に重ね合わせないと色ずれとなって画質が低下する。画質の低下を防止するために、多くのカラー画像形成装置では、あらかじめ各色の書き出し位置を測定し、各色の書き出しタイミングを補正するための補正時間を求めるキャリブレーション動作を実施している。しかし、常に全色を使用してキャリブレーション動作を実施すると、動作時間が長くなったり、トナーを消費してしまったりという課題があり、一部の色を用いてキャリブレーション動作を実施する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、紙間でキャリブレーションを実施する場合に、一部の色を用いてキャリブレーション動作を実施する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−０８６６４１号公報
【特許文献２】特開２００７−２７２１２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来のようなキャリブレーション動作を実施する場合には、あらかじめ複数の色の中から基準色、又は基準グループを設定し、基準色（又は基準グループ）とそれ以外の組み合わせでキャリブレーションを実施している。このように、あらかじめ使用する色を限定してしまうと、キャリブレーションを実施する際に選択される色の組み合わせの自由度が下がる。それによって、キャリブレーションの時間が長くなってしまったり、基準色のトナーの消費量が多くなってしまったりするおそれがある。
【０００５】
本発明は、このような状況のもとでなされたもので、キャリブレーションの精度を低下させることなく、動作時間が短く、キャリブレーションによるトナーの消費量を色毎に平均化することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の課題を解決するために、本発明は、以下の構成を備える。
【０００７】
（１）感光体と、前記感光体に潜像を形成する露光手段と、前記感光体に形成された潜像を現像してトナー像を形成する複数の現像手段と、前記感光体上に形成されたトナー像が転写される像担持体と、前記像担持体上に形成された色ずれを検知するための画像を検知する検知手段と、前記検知手段による検知結果に基づいて、前記複数の現像手段により形成されたトナー像の色ずれを補正するための補正値を求める補正制御を実施する補正手段と、を備える画像形成装置であって、前記補正手段は、前記複数の現像手段の中のすべてではなく少なくとも２つの現像手段を用いて前記補正制御を実施する際に、前記補正値を求める第一の現像手段を除く他の現像手段の中から、基準となる第二の現像手段を選択することを特徴とする画像形成装置。
【０００８】
（２）感光体と、前記感光体に潜像を形成する露光手段と、前記感光体に形成された潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、を有する複数の画像形成手段と、前記感光体上に形成されたトナー像を記録材に転写するための像担持体と、前記像担持体上に形成された色ずれを検知するための画像を検知する検知手段と、前記検知手段による検知結果に基づいて、前記複数の画像形成手段により形成されたトナー像の色ずれを補正するための補正値を求める補正制御を実施する補正手段と、を備える画像形成装置であって、前記補正手段は、前記複数の画像形成手段の中のすべてではなく少なくとも２つの画像形成手段を用いて前記補正制御を実施する際に、前記補正値を求める第一の画像形成手段を除く他の画像形成手段の中から、基準となる第二の画像形成手段を選択することを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、キャリブレーションの精度を低下させることなく、動作時間が短く、キャリブレーションによるトナーの消費量を色毎に平均化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例１、３の画像形成装置の概略断面図
【図２】実施例１、３の画像形成装置のブロック図
【図３】実施例１のキャリブレーションのフローチャートを示す図
【図４】実施例１の補正動作時の信号波形を示す図、実施例１〜３のベルト上のトナーパッチを示す図
【図５】実施例１、３のプリント時の信号波形を説明する図
【図６】実施例２の画像形成装置の概略断面図
【図７】実施例２の補正動作時の信号波形を示す図、実施例３のキャリブレーションのフローチャートを示す図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための形態を、実施例により図面を参照しながら詳しく説明する。
【実施例１】
【００１２】
［画像形成装置の構成］
実施例１では、イエロー（Ｙ）→マゼンタ（Ｍ）→シアン（Ｃ）→ブラック（Ｋ）の４色のトナー像を、この順番で形成するものとして説明する。尚、色数や画像形成の順番等は、本実施例に限定されるものではない。図１で、本実施例の画像形成装置としてのレーザプリンタ全体の構成についての概略を説明する。図１に示す画像形成装置は、４個の現像手段であるカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋを装填しているロータリ２３を順次回転させながら、画像形成を行う。以降、特定の色を説明する場合を除き、符号の添え字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを省略する。図１はイエローのカートリッジ２０Ｙが感光体である感光ドラム１５に接触している、即ち、イエローの画像形成が可能な状態の位置を示している。このように、ある色のカートリッジ２０が感光ドラム１５に接触して画像形成が可能な状態となっている位置を、以降、現像位置という。
【００１３】
画像形成装置は、回転軸２２を中心にロータリ２３を回転させることによって、順次、Ｙ→Ｍ→Ｃ→Ｋと画像形成可能な色を変えながら画像形成を行う。感光ドラム１５が装着されているドラムユニット１３は、感光ドラム１５、帯電ローラ１７、残トナーボックス１６から構成されている。帯電ローラ１７には、感光ドラム１５表面を一様に帯電させるための帯電電圧が印加される。帯電ローラ１７によって一様に帯電された感光ドラム１５表面を、露光手段であるスキャナユニット３０から出射された画像信号に基づく一点鎖線で示された光によって走査・露光することにより、感光ドラム１５上（感光体上）に静電潜像が形成される。イエローのカートリッジ２０Ｙに備えられている現像ローラ２０ＹＳは、感光ドラム１５上の静電潜像にトナーを供給し、トナー像を生成する。このとき、現像ローラ２０ＹＳには現像電圧が印加される。感光ドラム１５上のトナー像は、１次転写電圧が印加された１次転写ローラ７により、像担持体である転写ベルト９上（像担持体上）に転写される。転写ベルト９が一周する毎に、Ｙ→Ｍ→Ｃ→Ｋの順に、転写ベルト９上に各色のトナー像が重畳されていく。各色のトナー像を転写ベルト９上に重畳するタイミングでは、２次転写ローラ１０は、対向する駆動ローラ５に対し、破線で示す位置に離間している。
【００１４】
転写ベルト９上に４色のトナー像が重畳されてフルカラーのトナー像が形成されると、２次転写ローラ１０が駆動ローラ５に対し当接し、ニップ部を形成する。そして、後述する給紙カセット１から給紙された記録材である用紙２が、２次転写ローラ１０と駆動ローラ５で形成されたニップ部を通過することによって、転写ベルト９上のトナー像が用紙２に転写される。このとき、２次転写ローラ１０には、２次転写電圧が印加される。用紙２は、給紙ローラ３によって１枚選別されて画像形成装置内の搬送路に取り込まれる。レジストローラ８の位置にはレジストセンサ１１が設けられている。レジストセンサ１１で用紙２の先端を検知すると、用紙２上に転写ベルト９上のフルカラーのトナー像が正確な位置に転写されるように、用紙２の速度を調整する。尚、レジストセンサ１１で用紙２の先端を検知して、転写ベルト９上のトナー像との同期をとるために、一旦用紙２の搬送を停止させてから搬送を再開させる構成としてもよい。
【００１５】
トナー像が転写された用紙２は、定着ユニット２８に搬送され、定着ローラ２６と加圧ローラ２７のニップ部を通過することにより、適切な熱と圧力が加えられて未定着のトナー像が、用紙２に定着される。その後、用紙２は排紙センサ３８を通過して排紙ローラ３６によって排紙トレイ３７に排出される。
【００１６】
ベルトトップパッチ９ｂは、転写ベルト９上に固定されている。トップセンサ９ａは、ベルトトップパッチ９ｂを読み取って検知し、後述するＣＰＵ３０４は、トップセンサ９ａの検知結果に基づいて各色の露光を行うまでの時間を調整し、各色のトナー像を転写ベルト９上で正確に重畳させるように制御する。理想的には、ベルトトップパッチ９ｂをトップセンサ９ａで読み取ったタイミングを基準として、各色の露光を行うまでの時間を共通の所定時間に設定すれば、すべての色が正確に重畳されることになる。しかし、現実的には２次転写ローラ１０が駆動ローラ５に当接しているか否かや、各色のカートリッジの位置や負荷等の違いにより、微妙に色ずれが発生する。この色ずれを補正するために、本実施例では、ベルトトップパッチ９ｂをトップセンサ９ａで読み取って、読み取ったタイミングを基準として各色の露光を行うまでの時間を補正する。この補正値を求める方法や検知手段であるトナーセンサ４０については、後述する。
【００１７】
［画像形成装置のブロック図］
図２は本実施例の画像形成装置のブロック図である。図１で説明した構成と同じ構成には同じ符号を付している。また、破線内は画像形成装置本体（以下、単に本体ということもある）であり、破線外は画像形成装置外又は画像形成装置に着脱可能に構成されていることを示す。本実施例では、各色のカートリッジ（２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋ）が、画像形成装置本体に着脱可能に構成されており、破線外に描画されている。
【００１８】
ＣＰＵ３０４は、画像形成装置の動作を制御する主要部品であり、入力される信号とあらかじめＲＯＭ３０４ａに記憶されているプログラムに基づき、ＲＡＭ３０４ｂを作業領域として使用しながら画像形成装置本体を制御する。尚、ＲＯＭ３０４ａには、後述する時間ｔ６〜ｔ１２、転写ベルト９の搬送速度Ｖｂ等の予め決められた値も記憶されているものとする。ＲＯＭ３０１には、色ずれ補正を行う補正制御であるキャリブレーション動作に使用する画像パターンが、カートリッジの色の組み合わせ毎に記憶されている。即ち、ＲＯＭ３０１には、後述する図３のＳ１０８の２色キャリブレーションに用いられるＹＭ、ＭＣ、ＣＫ、ＹＫ、ＹＣ、ＭＫの各パターンや、図３のＳ１０７の全色キャリブレーションに用いられるＹＭＣＫパターンが記憶されている。尚、キャリブレーションに用いられるパターンは、パッチ、トナーパッチ、パッチパターン等とも呼ばれる。トナーセンサ４０は、転写ベルト９上に形成されたトナー像を検知するためのセンサである。
【００１９】
画像形成装置本体には、カートリッジ２０に関連した情報を記憶しておくためのカートリッジ用の不揮発性メモリ３０２と、画像形成装置本体に関連した情報を記憶しておくための本体用の不揮発性メモリ３０３が備えられている。カートリッジ用の不揮発性メモリ３０２には、既にキャリブレーションを実施した結果があれば、キャリブレーションを実施したカートリッジのＩＤ（Ｙ−ＩＤ等）、キャリブレーションによって求められた補正値（Ｙ補正値等）が記憶されている。また、カートリッジ用の不揮発性メモリ３０２には、キャリブレーションを実施したときの画像形成装置の印刷枚数（Ｙ補正決定時枚数等）、補正動作を実施した回数（補正実施回数）、トナー残量が記憶されている。ここで、トナー残量は、実際にカートリッジ内にトナー量を測定する測定手段を設けて測定手段によって求めたりする場合や、プリント動作で使用した画像パターンに応じて使用されたトナー量を求めて、初期のトナー量から減算して求める場合などがある。トナー残量の方式については、種々の公知の技術があり、ここでの詳細な説明は省略する。
【００２０】
また、本体用の不揮発性メモリ３０３には、画像形成装置が現時点までに印刷した枚数（印刷枚数）や、後述するキャリブレーションモードが記憶されている。ＣＰＵ３０４は、プリントが指示され、プリントが実行される毎に本体用の不揮発性メモリ３０３の印刷枚数を更新していく。
【００２１】
ドアオープンセンサ３０６は、画像形成装置に設けられているドアが開状態にあるか閉状態にあるかを検知するためのセンサである。画像形成装置は、ドアが開状態のときに取り出し位置にある各色のカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋが交換可能なように構成されている。例えば、図１において、画像形成装置の図１中右側面上部近傍にドアがあり、カートリッジ２０は、このドアを開状態にしてスキャナユニット３０とドラムユニット１３の間隙を通って画像形成装置外に取り出される。このため、図１の画像形成装置の場合、例えばイエローのカートリッジ２０Ｙを、図１の現像位置からロータリ２３を反時計回り方向に４５度回転させた位置を取り出し位置とする。尚、ドアの位置やカートリッジの取り出し位置は、個々の画像形成装置の構成に応じた位置に決定される。
【００２２】
オペレーションパネル３０７は、ユーザが画像形成装置に対して様々な指示を行うための入力手段である。オペレーションパネル３０７は、本実施例では、少なくとも“取り出したいカートリッジの色を指定する”、“キャリブレーションモードを指定する”という二つの機能を備えている。Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋのカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋには、それぞれ固有のＩＤが割り当てられており、各カートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋ（以下、単に２０とする）が有するメモリ２１にＩＤに関する情報が記憶されている。ＣＰＵ３０４は、各カートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋのメモリ２１から、各カートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋに固有のＩＤを取得できるように構成されている。
【００２３】
ＣＰＵ３０４は、必要に応じて所定のカートリッジが現像位置又は取り出し位置へ来るように、ロータリ２３に指示を出すことができる。また、ＣＰＵ３０４は、ＲＯＭ３０１に記憶されているキャリブレーションパターンに応じた画像データをスキャナユニット３０に送信することもできる。また、ＣＰＵ３０４は、タイマ３０８を用いて時間を計測することもできる。更に、ＣＰＵ３０４は、ここでは説明しない、例えば、高圧電源や定着ユニット２８等の画像形成動作に必要な制御を実施するが、種々の公知の技術についての説明は省略する。
【００２４】
［キャリブレーション動作］
図３は画像形成装置の電源が投入された場合、又は、ＣＰＵ３０４がドアオープンセンサ３０６によりドアが閉状態となったことを検知した後の、ＣＰＵ３０４の制御を示すフローチャートである。ＣＰＵ３０４は、電源が投入された、又はドアが閉状態になったと判断した場合、ステップ（以下、Ｓとする）１０１以下の処理を実行する。
【００２５】
Ｓ１０１でＣＰＵ３０４は、取り出し位置にある色のカートリッジのＩＤを確認する。本実施例の画像形成装置では、カートリッジ２０を装着する位置は、色によってロータリ２３上での位置が予め決められている。また、ＣＰＵ３０４は、ロータリ２３の位置を制御している。このため、ＣＰＵ３０４は、ロータリ２３の位置が特定のカートリッジの取り出し位置にあるか否かや、どの色のカートリッジが取り出し位置にあるかを判断することができる。尚、ロータリ２３の各カートリッジの装着位置に検知手段を設けて、検知手段により装着位置を検知して判断する構成としてもよい。
【００２６】
Ｓ１０２でＣＰＵ３０４は、Ｓ１０１で確認した取り出し位置にある色のカートリッジのＩＤと、カートリッジ用の不揮発性メモリ３０２に記憶されている同じ色（以下、該当色という）のＩＤとが一致するか否かを判断する。Ｓ１０２の判断処理は、ＩＤを照会することにより、カートリッジの交換があったか否かを判断するための処理である。ＣＰＵ３０４は、Ｓ１０１で確認した取り出し位置にあるカートリッジのＩＤと、カートリッジ用の不揮発性メモリ３０２の中から読み出した該当色のＩＤとが一致した場合には、カートリッジが交換されていないと判断する。一方、ＣＰＵ３０４は、Ｓ１０１で確認した取り出し位置にあるカートリッジのＩＤと、カートリッジ用の不揮発性メモリ３０２の中から読み出した該当色のＩＤとが一致しなかった場合には、カートリッジが交換されたと判断する。Ｓ１０２でＣＰＵ３０４は、カートリッジが交換されたと判断した場合、Ｓ１０３の処理に進む。一方、Ｓ１０２でＣＰＵ３０４は、カートリッジが交換されていないと判断した場合、Ｓ１０４の処理に進む。
【００２７】
Ｓ１０３でＣＰＵ３０４は、カートリッジ用の不揮発性メモリ３０２に記憶されている該当色のカートリッジのデータを削除する。ここで、カートリッジ用の不揮発性メモリ３０２に記憶されている該当色のカートリッジに関する情報は、取り出し位置にあるカートリッジとは異なるカートリッジに関する情報である。即ち、カートリッジ用の不揮発性メモリ３０２に記憶されている情報は、カートリッジが交換される前の古い情報であるため、この古い情報を削除している。
【００２８】
Ｓ１０４でＣＰＵ３０４は、カートリッジ用の不揮発性メモリ３０２に記憶されているデータが、４色分、言い換えればカートリッジ４本分（４色分）あるか否かを判断する。Ｓ１０４でＣＰＵ３０４は、カートリッジ用の不揮発性メモリ３０２に記憶されているデータがカートリッジ４本分あると判断した場合、キャリブレーション処理を実行せずに一連の処理を終了する。
【００２９】
Ｓ１０４でＣＰＵ３０４は、カートリッジ用の不揮発性メモリ３０２に記憶されているデータが、カートリッジ４本分ではないと判断した場合、Ｓ１０５の処理に進む。Ｓ１０５でＣＰＵ３０４は、カートリッジ用の不揮発性メモリ３０２に記憶されているデータが、カートリッジ３本分であるか否かを判断する。Ｓ１０５でＣＰＵ３０４は、カートリッジ用の不揮発性メモリ３０２に記憶されているデータがカートリッジ３本分ではない、即ち、カートリッジ２本分以下であると判断した場合、Ｓ１０７の処理に進む。Ｓ１０７でＣＰＵ３０４は、全色キャリブレーションを行い、Ｓ１１１の処理に進む。ここで、全色キャリブレーションとは、カートリッジ４本を用いた一般的な位置ずれ補正処理をいい、本発明の特徴を有するものではないため、ここでは説明を省略する。Ｓ１０７でＣＰＵ３０４が全色キャリブレーションを実施すると、その結果として４色すべての補正値を求めることができる。このため、ＣＰＵ３０４は、求めた４色すべての補正値等をカートリッジ用の不揮発性メモリ３０２に格納して、処理を終了することとなる。
【００３０】
Ｓ１０５でＣＰＵ３０４がカートリッジ用の不揮発性メモリ３０２に記憶されているデータがカートリッジ３本分であったと判断した場合、Ｓ１０６の処理に進む。例えば、不揮発性メモリ３０２に補正値が記憶されていない色がＹであるとする。不揮発性メモリ３０２に補正値が記憶されている３つの色（Ｍ、Ｃ、Ｋ）については、その３つの色間での色ずれが解消されている状態である。この意味で、基準色として選択される色は、不揮発性メモリ３０２に補正値が記憶されている３つの色（Ｍ、Ｃ、Ｋ）のどの色が選択されてもよい。不揮発性メモリ３０２に補正値が記憶されている３色のうち１色（例えば、Ｍ）を基準色として、基準色（Ｍ）と不揮発性メモリ３０２に補正値がない色（Ｙ）とを用いて、キャリブレーションを実施する。そして、不揮発性メモリ３０２に補正値がない色（Ｙ）についての補正値を求める。このようにして、不揮発性メモリ３０２に補正値がない色（Ｙ）について求めた補正値は、基準色として選択しなかった他の２色（この場合、ＣとＫ）に対しても色ずれを解消している補正値となる。本実施例では、以下に説明する方法で、不揮発性メモリ３０２に補正値が記憶されている３つの色の中から基準色を選択する。
【００３１】
Ｓ１０６でＣＰＵ３０４は、まずキャリブレーションを実行する色（言い換えれば、カートリッジ）（以下、実行色という）を選択する。ここで、ＣＰＵ３０４は、表１に従って、キャリブレーションの実行色を選択する。
【００３２】
【表１】
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【００３３】
表１は、１行目において、２列目以降にキャリブレーションモードを記載している。キャリブレーションモードは、上述したように、オペレーションパネル３０７を介して指示され、本体用の不揮発性メモリ３０３に記憶されている。２行目以降において、一列目にはカートリッジ用の不揮発性メモリ３０２にデータがないと判断された色（以下、データ無し色という）を示している。また、２列目には、時間短縮モードで選択される色の組み合わせを示している。また、３列目には、均一消費モードで、選択される色の組み合わせを示している。均一消費モードでは、データ無し色と、他の３色の中で補正が実行された回数が最も少ない色が選択される。更に、４列目には、残トナー多モードで選択される色の組み合わせを示している。残トナー多モードでは、データ無し色と、他の３色の中で残トナー量が最も多いカートリッジが選択される。
【００３４】
このように、ＣＰＵ３０４は、キャリブレーションを実行する際に、カートリッジ用の不揮発性メモリ３０２に記憶されている情報に基づいて、実行色を決定する。具体的には、ＣＰＵ３０４は、データが無いカートリッジの色と、本体用の不揮発性メモリ３０３に記憶されているキャリブレーションモードに応じて、実行色を決定する。ここで、カートリッジ用の不揮発性メモリ３０２にデータが無いカートリッジは、交換されて新規に本体に装着されたカートリッジである。尚、キャリブレーションモードは、ユーザがオペレーションパネル３０７を介してＣＰＵ３０４に指示したモードである。ＣＰＵ３０４は、ユーザからキャリブレーションモードを指示されると、以後のキャリブレーションがユーザにより指定されたモードで実行されるように、指示されたキャリブレーションモードを本体用の不揮発性メモリ３０３に記憶しておく。そして、例えば、データが無いカートリッジの色がマゼンタ（Ｍ）で、本体用の不揮発性メモリ３０３に「時間短縮モード」が記憶されている場合、ＣＰＵ３０４は、表１を参照して、実行色の組み合わせとして「Ｙ」と「Ｍ」を決定する。Ｓ１０８でＣＰＵ３０４は、Ｓ１０６で決定された２色を用いて、指定されたキャリブレーションモードでキャリブレーションを実行する。ここで、各キャリブレーションモードについて説明する。
【００３５】
（時間短縮モード）
「時間短縮モード」は、データ無し色と隣り合う色のカートリッジが選択されるように構成されている。このように、隣り合う２色のカートリッジを用いることで、図４（ａ）、図４（ｂ）に時間ｔａで示すロータリ２３の回転に要する時間（言い換えれば、カートリッジの移動時間でもある）が最小になる。ここで、図４（ａ）、図４（ｂ）は、上から、ロータリ２３の位置、トップセンサ９ａの出力信号の波形、ビデオ出力、トナーセンサ４０の出力信号波形、をそれぞれ示し、横軸はいずれも時間を示す。尚、ビデオ出力の波形は、ビデオ出力がハイレベルになっている期間に、画像に応じた画像信号が出力されることを意味する。また、ロータリ２３の状態は、Ｓ１０８で選択された実行色の第一色に対応する現像ローラ２０Ｓが感光ドラム１５と当接している状態を第一色現像位置、第二色に対応する現像ローラ２０Ｓが感光ドラム１５と当接している状態を第二色現像位置としている。また、例えば、第一色現像位置から第二色現像位置にロータリ２３が移動している状態を移動中としている。このため、時間短縮モードでは、転写ベルト９が２周する間に２色のパターンを形成することが可能である。
【００３６】
仮に選択された第一色と第二色が隣り合う２色でない場合には、カートリッジの移動時間がｔａよりも長くなってしまう。一方、転写ベルト９は一定速度で回転しているため、カートリッジの移動時間がｔａよりも長くなってしまうと、第二色が現像位置に到達する前にトップセンサ９ａがベルトトップパッチ９ｂを検知してしまう場合がある。このような場合、転写ベルト９を更に１周回転させて第二色のトナーパターンを形成する必要があり、転写ベルト９を更に１周回転させた分の時間が長くかかってしまう。従って、本実施例の時間短縮モードのように、隣り合う色のカートリッジが選択されるようにすることで、キャリブレーションに要する時間を最短にすることができる。尚、転写ベルト９が一周する時間は、個々の画像形成装置のスループットなどの特性によっても異なる。例えば、１分間に４枚のＡ４サイズの用紙に印刷することが可能な画像形成装置である４ｐｐｍのＡ４サイズ機で、転写ベルト９の回転速度が１００ｍｍ／ｓｅｃ程度の装置であれば、転写ベルト９が一周する時間は約４秒になる。
【００３７】
（均一消費モード）
均一消費モードでは、データ無し色とデータ無し色以外で不揮発性メモリ３０２に記憶されている補正実施回数が最も少ないカートリッジが選択される。不揮発性メモリ３０２に記憶されている補正実施回数が等しいカートリッジが複数存在する場合には、Ｙ→Ｍ→Ｃ→Ｋの順で優先的に選択する。従って、各カートリッジの補正実施回数が同じ回数に収束していくため、各カートリッジのキャリブレーションに使用したトナー量が同じになるように作用していく。
【００３８】
（残トナー多モード）
残トナー多モードでは、データ無し色とデータ無し色以外で不揮発性メモリ３０２に記憶されているトナー残量が最も多いカートリッジが選択される。不揮発性メモリ３０２に記憶されているトナー残量が等しいカートリッジが複数存在する場合には、Ｙ→Ｍ→Ｃ→Ｋの順で優先的に選択される。従って、キャリブレーションは各カートリッジのトナー残量が均一になるように作用し、トナーの残量が少ないカートリッジが選択されてキャリブレーションが実施されることを避けることができる。
【００３９】
［キャリブレーション動作の詳細］
ここで図４（ａ）、図４（ｂ）を用いて、Ｓ１０８で実行されるキャリブレーション動作の詳細を説明する。図４（ａ）、図４（ｂ）で第一色とは、表１の、例えば「時間短縮モード」で選択された２色のうち、左側に記載されている色を示す。また、図４（ａ）、図４（ｂ）で第二色とは、表１の、例えば「時間短縮モード」で選択された２色のうち、右側に記載されている色を示す。例えば、「時間短縮モード」では、データ無し色が「Ｙ」の場合、選択される２色は「ＹＭ」となっており、第一色はＹ、第二色はＭということになる。また、「時間短縮モード」では、データ無し色が「Ｃ」の場合、選択される２色は「ＭＣ」となっており、第一色はＭ、第二色はＣということになる。
【００４０】
図４（ａ）は第二色がＹ、Ｍ、Ｃであるときのタイミングチャートであり、図４（ｂ）は第二色がＫであるときのタイミングチャートである。第二色がＫの場合に、図４（ｂ）のようにする理由は以下の通りである。本実施例の画像形成装置では、第二色がＫの場合、転写ベルト９上にトナーがない場合と、Ｋのパターンが転写ベルト９上に載っている場合の反射率がほとんど変わらない。このため、トナーセンサ４０はＫのみのパターンのエッジを正確に検出することができない。そこで、第二色がＫの場合、画像形成される第一色のパターンを延長し、第一色と第二色であるＫの境界を検知することにより、Ｋのパターンの先頭と判断する。このように、図４（ｂ）を使う理由は、上述した構成とすることによって、Ｋのパターンのエッジ（先頭）を正確に検出するためである。従って、図４（ｂ）における第一色に対するビデオ信号が出力されている時間の幅ｔ５は、図４（ａ）における第一色に対するビデオ信号が出力されている時間の幅ｔ３よりも広く（時間が長く）なっている（ｔ３＜ｔ５）。尚、本実施例のように、第二色として選択された色と転写ベルト９の色の区別がつきにくく、第二色のパターンのエッジをトナーセンサ４０が正確に検出することができない場合には、図４（ｂ）のような処理となる。しかし、画像形成装置で用いられている色が転写ベルト９の色と区別することができ、どの色のパターンもトナーセンサ４０により検出することが可能な場合には、図４（ａ）の処理のみを実行すればよい。
【００４１】
第二色がＹ、Ｍ、Ｃの場合の図４（ａ）では、第一色に対するトナーセンサ４０からの出力信号の立ち上がりエッジから、第二色に対するトナーセンサ４０からの出力信号の立ち上がりエッジまでを時間δｔとしている。一方、図４（ｂ）では、第一色に対するトナーセンサ４０からの出力信号の立ち上がりエッジから、第一色に対するトナーセンサ４０からの出力信号の立ち下がりエッジまでを時間δｔとしている。しかし、キャリブレーションに使用するデータδｔ、ｔ１、ｔ２、ｔ４とは図４（ａ）と共通であるため、ここでは図４（ａ）を用いて説明する。
【００４２】
ＣＰＵ３０４はキャリブレーションを実行するにあたり、まずロータリ２３を第一色現像位置に移動させるように制御する。尚、転写ベルト９は図１に示す矢印Ａの方向（時計回り方向）に一定の速度で回転するように制御する。ロータリ２３の位置が第一色現像位置に移動した後で、トップセンサ９ａがベルトトップパッチ９ｂを検出してから時間ｔ１後にビデオ信号の出力を開始する。より詳細には、ＣＰＵ３０４は、トップセンサ９ａの出力信号の立ち上がりを基準として、時間ｔ１秒後にＲＯＭ３０１に記憶されている選択された２色のパターンの情報に基づいて、ビデオ信号を出力する。また、ＣＰＵ３０４は、ビデオ信号の出力を開始してから時間ｔ３の間、ビデオ信号の出力を継続する。尚、ＣＰＵ３０４は、タイマ３０８を用いてこれらの時間の経過を測定しており、以降の説明でも同様とする。ＣＰＵ３０４がビデオ信号を出力した結果として、図４（ｃ）に示すように、転写ベルト９上に第一色のパターン５０１ａが形成される。ここで、図４（ｃ）は転写ベルト９を上面からみた図であり、転写ベルト９は図面下から上に向かって移動している。図４（ｄ）も同様である。また、図４（ｃ）、図４（ｄ）に示すパターン５０１ａ等は、パターンの形状を表すもので、実際には選択された色で形成されている。
【００４３】
次にＣＰＵ３０４は、ロータリ２３を第二色現像位置に移動させるように制御する。ロータリ２３の位置が第二色現像位置に移動した後で、トップセンサ９ａがベルトトップパッチ９ｂを検出してから時間ｔ２後にビデオ信号の出力を開始する。より詳細には、ＣＰＵ３０４は、トップセンサ９ａの出力信号の立ち上がりを基準として、時間ｔ２秒後にＲＯＭ３０１に記憶されている選択された２色のパターンの情報に基づいて、ビデオ信号を出力する。また、ＣＰＵ３０４は、ビデオ信号の出力を開始してから時間ｔ４の間、ビデオ信号の出力を継続する。尚、本実施例の図４（ａ）では、ｔ４＝ｔ３の関係となっている。その結果として、図４（ｃ）に示すように、転写ベルト９上に第二色のパターン５０２ａが形成される。ＣＰＵ３０４は第二色のパターンの形成が終了すると、ロータリ２３を通常の停止位置であるＫの取り出し位置（以下、Ｋ取り出し位置という）に移動させる。本実施例では、Ｋ取り出し位置をホームポジションとしている。尚、第二色現像位置からＫ取り出し位置に移動するまでに要する時間はｔｂである。
【００４４】
ＣＰＵ３０４は、転写ベルト９上へのパターン５０１ａ、５０２ａの形成と並行して、トナーセンサ４０の出力を監視している。ＣＰＵ３０４は、タイマ３０８を参照することにより、第一色のパターン５０１ａの立ち上がりエッジから第二色のパターン５０２ａの立ち上がりエッジまでの時間δｔを計測する。尚、図４（ａ）、図４（ｂ）における〔１〕は、トナーセンサ４０により第一色のパターン５０１ａを検出して出力された信号であり、〔２〕は、トナーセンサ４０により第二色のパターン５０２ａを検出して出力された信号である。尚、第二色がＫである場合のタイミングチャートである図４（ｂ）に対しては、図４（ｄ）のようなパターン５０１ｂ、５０２ｂが転写ベルト９上に形成される。図４（ｂ）、図４（ｄ）の場合、第一色のビデオ信号を出力している時間ｔ５が、図４（ａ）の時間ｔ３よりも長く、第一色のパターン５０１ｂが第二色のパターン５０２ｂまで伸びている点が異なる以外は、図４（ａ）と同様であり、説明を省略する。尚、第二色がＫの場合、トナーセンサ４０によってＫのパターン５０２ｂを検出できないため、図４（ｂ）の〔２〕は破線で示している。このように、図４（ｂ）、図４（ｄ）の場合にも時間δｔを求めることができる。
【００４５】
図３のＳ１０８でＣＰＵ３０４が２色のキャリブレーションを実行し、Ｓ１０９で２色の差分を取得する。Ｓ１０９でＣＰＵ３０４が取得する差分は、図４（ａ）、図４（ｂ）で説明した時間δｔである。尚、図４（ｃ）、図４（ｄ）では、パターン５０１ａ（又は５０１ｂ）の先頭からパターン５０２ａ（又は５０２ｂ）の先頭までの距離をδｘとしている。理想的には、距離δｘは、時間δｔに転写ベルト９の搬送速度を乗じた値となる。Ｓ１１０でＣＰＵ３０４は、データ無し色のカートリッジについて、補正値を求める。
【００４６】
［補正値の求め方］
ここで、Ｓ１１０の処理である、キャリブレーションを実行したカートリッジの内、第一の現像手段であるデータ無し色とされたカートリッジの補正値を求める方法について説明する。図４（ｃ）、図４（ｄ）に示す転写ベルト９の搬送速度をＶｂとする。ここで、色ずれが発生していないと仮定すると、パターン５０１ａの先端とパターン５０２ａの先端がトナーセンサ４０を通過する時間差はビデオ信号の発光タイミングの差（ｔ２−ｔ１）と等しくなり、δｔ＝ｔ２−ｔ１になるはずである。従って、色ずれ量を距離で表し、例えばα（μｍ）とすると、δｔ−（ｔ２−ｔ１）＝α／Ｖｂが成り立つ。ここで、第一色がデータ無し色であった場合、第一色の書き出しタイミングを補正する値をβ１とおくと、そのときの色ずれ量は、δｔ−｛ｔ２−（ｔ１＋β１）｝＝α／Ｖｂとなる。従って、色ずれ量αを０としたい場合、β１＝ｔ２−ｔ１−δｔとβ１を設定すれば、第一色と第二色の色ずれが発生しなくなる。このとき、基準となる第二の現像手段である第二色の補正値は既に求まっている、即ち、不揮発性メモリ３０２に記憶されているので、不揮発性メモリ３０２に記憶されている値をγ２とすると、β１＋γ２を第一色の補正値とする。
【００４７】
また、第二色がデータ無し色であった場合は、第二色の書き出しタイミングをβ２とすると、δｔ−｛（ｔ２＋β２）−ｔ１｝＝α／Ｖｂとなる。従って、色ずれ量αを０としたい場合、β２＝δｔ−ｔ２＋ｔ１とβ２を設定すれば、第一色と第二色の色ずれが発生しなくなる。このとき、第一色の補正値は既に求まっている、即ち、不揮発性メモリ３０２に記憶されているので、不揮発性メモリ３０２に記憶されている値をγ１とすると、β２＋γ１を第二色の補正値とする。このようにＳ１１０の処理によって、４色分の補正値が確定することになる。
【００４８】
Ｓ１１１でＣＰＵ３０４は、Ｓ１１０で補正値が求められたカートリッジのＩＤ、補正値、この時点で本体用の不揮発性メモリ３０３に記録されている印刷枚数と、補正回数に１を加算（＋１）した値とを、カートリッジ用の不揮発性メモリ３０２に記憶する。Ｓ１１２でＣＰＵ３０４は、補正値を正規化する。ここで、補正値の正規化について説明する。ＹＭＣＫ各色の補正値をｔｙ、ｔｍ、ｔｃ、ｔｋとする。これらの補正値の内、最も小さい補正値をｔｄとし、ｔｙ’＝ｔｙ−ｔｄ、ｔｍ’＝ｔｍ−ｔｄ、ｔｃ’＝ｔｃ−ｔｄ、ｔｋ’＝ｔｋ−ｔｄとする。このｔｙ’，ｔｍ’，ｔｃ’，ｔｋ’を新しい補正値として、カートリッジ用の不揮発性メモリ３０２に書き込む。この処理は、各色の相対的な位置関係を変更せずに絶対的な位置を変更するための処理であり、ｔｙ、ｔｍ、ｔｃ、ｔｋが常に０又は正（＋）の数値になるようにするために実施する。これは、トップセンサ９ａの出力を検知したタイミングから各色のビデオ信号の発光を開始するまでの時間を遅延させるのは容易であるが、前倒し（早く）させることが難しいからである。例えば、補正値ｔｙがｔｙ＜−ｔ６となってしまった場合は、トップセンサ９ａによりベルトトップパッチ９ｂが検出される前に、ビデオ信号を発光させなくてはならなくなる。ここで、ｔ６はあらかじめ決められている値で、トップセンサ９ａがベルトトップパッチ９ｂを検知してから画像出力を開始するまでの標準値である。
【００４９】
［画像書き出しの補正］
ここで、図５を用いて本実施例の画像形成装置が、用紙２に印刷される画像を形成する際に、画像書き出しのタイミングを補正する方法を説明する。図５は、上から、ロータリ位置、トップセンサ９ａの出力信号、ビデオ出力を示す。尚、図５のビデオ出力は、用紙２に印刷するための画像データに基づくビデオ信号が出力される期間を示す。カートリッジ用の不揮発性メモリ３０２に記憶されているＹＭＣＫ各色の補正値をｔｙ、ｔｍ、ｔｃ、ｔｋとする。尚、補正値ｔｙ、ｔｍ、ｔｃ、ｔｋは、図３のＳ１１２で正規化した補正値である。ＣＰＵ３０４は、補正値を用いて、トップセンサ９ａがベルトトップパッチ９ｂを検知してからＹの画像データの出力を開始するタイミングをｔ６＋ｔｙとする。同様に、ＣＰＵ３０４は、補正値を用いて、トップセンサ９ａの出力を基準としてＭの画像データの出力を開始するタイミングをｔ６＋ｔｍとする。更に、ＣＰＵ３０４は、Ｃの画像データの出力を開始するタイミングをｔ６＋ｔｃ、Ｋの画像データの出力を開始するタイミングをｔ６＋ｔｋとする。本実施例の画像形成装置は、ｔ６を標準として用紙上の所定の位置に画像が転写されるように設計されている。
【００５０】
以上、本実施例によれば、キャリブレーションの精度を低下させることなく、動作時間が短く、キャリブレーションによるトナーの消費量を色毎に平均化することができる。本実施例では、固定の基準色を用いずにキャリブレーション動作を実施することが可能である。本実施例では、ユーザの意図に応じて、キャリブレーション時間を最短にでき、トナー消費量を均一化でき、トナー残量を均一化できる画像形成装置を提供することが可能となる。
【実施例２】
【００５１】
［画像形成装置］
図６は実施例２の画像形成装置の構成を示す図である、複写機又はレーザービームプリンタ等の電子写真方式、即ち、電子写真プロセスを利用したカラー画像形成装置の概略構成を示す断面図である。本実施例のカラー画像形成装置は、電子写真プロセスを実行する４つの独立したステーション、即ち、画像形成ユニット７０１ｙ、７０１ｍ、７０１ｃ、７０１ｋを一列に配置している。本実施例では、画像形成手段である画像形成ユニットはカートリッジ化され、カートリッジ７０１ｙ、７０１ｍ、７０１ｃ、７０１ｋ、画像形成装置本体に対して着脱可能となっている。
【００５２】
カートリッジ７０１ｙは、感光体である感光ドラム７０２ｙ、帯電ローラ７０３ｙ、露光手段であるスキャナユニット７０４ｙ、現像ローラ７０８ｙ、クリーナー７０６ｙを備えている。尚、Ｍ、Ｃ、Ｋの各カートリッジ７０１の構成も同様であるので、符号の添え字ｙをｍ、ｃ、ｋに変えて符号を付している。また、今後の説明において符号のみを記載したものは４色のカートリッジ７０１すべてを含んだ内容であることを示す。転写材担持体としての転写ベルト７１３がカートリッジ７０１に沿って配置される。転写ベルト７１３は、転写ベルト７１３に転写材としての用紙７１６を吸着させてカートリッジ７０１へと搬送し、転写を行う。これによって用紙７１６には各色のトナー像が順次重畳して転写されて、フルカラーのトナー像が形成される。
【００５３】
感光ドラム７０２は、本実施例では、繰り返し使用される回転ドラム型の電子写真感光体であり、図中矢印方向（時計回り方向）に所定の周速度（プロセススピード）で回転駆動される。感光ドラム７０２は、回転過程で帯電ローラ７０３により所定の極性、電位に一様に帯電される。一様に帯電された感光ドラム７０２は、スキャナユニット７０４による画像露光を受けることにより、それぞれ目的のカラー画像の第１〜第４の色成分像に対応した静電潜像が形成される。本実施例の場合、第１〜第４の色は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックである。
【００５４】
帯電ローラ７０３は、直流電圧が印加されたローラを、感光ドラム７０２に従動当接させて帯電を行うＤＣ接触帯電方式であり、感光ドラム７０２表面を一様な電圧に帯電する。本実施例で用いたスキャナユニット７０４は、レーザダイオードを用いたポリゴンスキャナであり、画像信号により変調されたレーザビームを感光ドラム７０２上に結像し、静電潜像を形成する。レーザ露光の書き出しは、用紙７１６の搬送方向に直交する方向である主走査方向では、走査ライン毎にＢＤと呼ばれるスキャナユニット内の位置信号を基準として行われる。また、用紙７１６の搬送方向（副走査方向でもある）では、トップセンサ７１１の出力を起点とするＴＯＰ信号から、所定の時間遅延させ、レーザ露光の書き出しを行う。これらの構成によって、常に用紙上の同じ位置に画像が形成されるように、カートリッジ７０１ではスキャナユニット７０４によって感光ドラム７０２上に露光が行われる。
【００５５】
感光ドラム７０２上に形成された静電潜像は、各々のカートリッジ７０１の現像ローラ７０８により現像される。現像ローラ７０８は、不図示の回転駆動装置によって回転し、各々の現像ローラ７０８が現像過程で感光ドラム７０２と対向するように配設されている。各現像ローラ７０８に収納されるトナーは磁性体を含まない一成分磁性現像剤であり、接触一成分接触現像方式によって静電潜像は現像される。
【００５６】
転写ベルト７１３は、図中矢印方向（反時計回り方向）に感光ドラム７０２と同じ周速で回転駆動される。転写ベルト７１３は、樹脂ベルトであり、背面両側に接着された不図示のリブによってベルトの蛇行や、寄りが規制される。転写部材である転写ローラ７０７は、転写ベルト７１３の背面から感光ドラム７０２と転写ベルト７１４のニップ部に当接している。用紙７１６は、図６には省略されている給紙カセットから給紙され、不図示のレジストローラを通過した後に転写入口ガイドを介して、吸着ローラ７１５が配置された位置で転写ベルト７１３と接触する。また、４つのカートリッジ７０１のうち最下流に配置されたカートリッジ７０１ｋよりも転写ベルト７１４の移動方向における下流側には、トナーを検知するための検知手段であるトナーセンサ７１０が配置されている。
【００５７】
本実施例の画像形成装置には、設置面積を最小化するためや、カートリッジ７０１の交換や用紙の紙詰まりを処理するために、不図示の前扉が設けられている。そして、前扉のみの開閉で所定の目的が達成できるようにカートリッジ７０１が配置され、転写ベルト７１３とカートリッジ７０１の間で分割する構成とされている。用紙７１６は、転写ベルト７１３に十分に吸着されていることが必要であり、吸着ローラ７１５には電圧が印加されている。用紙７１６と転写ベルト７１３の接触点付近には、電圧が印加された吸着ローラ７１５が設けられており、画像形成中は＋１ｋＶの電圧を吸着ローラ７１５に印加して用紙７１６に電荷を与えることによって、吸着搬送力を発生させている。
【００５８】
転写ベルト７１３のクリーニングは、特別なクリーニング手段を設けず、特別に設けたクリーニングシーケンスにおいて実施される。このクリーニングシーケンスでは、転写ローラ７０７にマイナス極性の電圧を印加し、転写ベルト７１３上のトナーを静電的に感光ドラム７０２側に回収されることによって実施される。感光ドラム７０２に回収されたトナーは、感光ドラム７０２のクリーナー７０６によって回収される。不図示の給紙カセットから給紙され、不図示の転写入口ガイド、吸着ローラ７１５を通過して転写ベルト７１３との間に吸着力を得た用紙７１６は、転写ローラ７０７が配置された第一色目のステーションに搬送される。ここで、本実施例では、第一色目のステーションは、イエローになる。
【００５９】
感光ドラム７０２ｙ上のイエローのトナー像は、転写ベルト７１３背面に設けられた転写ローラ７０７ｙによって用紙７１６上に転写される。転写ローラ７０７ｙには直流電圧が高圧電源から印加されている。以下、各カートリッジ７０１を通過する毎に、転写ベルト７１３に担持された用紙７１６には、感光ドラム７０２ｍ、７０２ｃ、７０２ｋから順番に各色のトナー像が転写されて、用紙７１６上にフルカラー画像が形成される。用紙７１６への全色の転写が終了し、転写ベルト７１３の後端から曲率によって分離された用紙７１６は、定着器７１７によって未定着のトナー像が定着された後、画像形成装置外に排出される。
【００６０】
尚、実施例１の図２のブロック図において、本実施例の構成に合わせてトップセンサ９ａをトップセンサ７１１に、トナーセンサ４０をトナーセンサ７１０に、各色のカートリッジ２０を各色のカートリッジ７０１にそれぞれ置き換える。また、図２のブロック図において、ロータリ２３を削除し、スキャナユニット３０の代わりに各色に対応して４つのスキャナユニット７０４を設けた構成とする。これにより、本実施例にも図２のブロック図を援用でき、以下、図２のブロック図の符号を用いて説明する。また、本実施例では、転写ベルト７１３上を搬送される用紙７１６上に各色のトナー像が重畳転写されてフルカラーのトナー像が形成される構成としている。しかし、転写ベルト７１３上にフルカラーのトナー像を形成させて、２次転写部において搬送されてきた用紙に転写ベルト７１３上のフルカラーのトナー像を転写する構成としてもよい。
【００６１】
［キャリブレーション動作］
図７（ａ）を用いて本実施例におけるキャリブレーション動作について説明する。図７（ａ）（ｉ）はトップセンサ７１１から出力される前述したＴＯＰ信号（以下、トップ信号という）を示す図、図７（ａ）（ｉｉ）はＹＭＣＫ各色に応じたビデオ信号を示す図である。図７（ａ）（ｉｉｉ）はトナーセンサ７１０によって検知された信号（以下、トナー検知信号という）を示す図である。本実施例においては、プリント終了後又はプリント中の紙間において実行されるキャリブレーションを説明する。尚、紙間とは、複数の用紙に連続して画像形成を行う際の、先行して搬送されている用紙の後端と、後続の用紙の先端との間をいう。
【００６２】
用紙７１６の先端がトップセンサ７１１に到達すると、トップセンサ７１１から出力されるトップ信号がハイレベルになる（図７（ａ）（ｉ）のａのタイミング）。タイミングａを起点として、ｔ７＋ｔｙ後からイエローのビデオ信号（Ｙ画像信号）の出力が開始される。また、タイミングａを起点として、ｔ８＋ｔｍ後からマゼンタのビデオ信号（Ｍ画像信号）の出力が開始される。また、タイミングａを起点として、ｔ９＋ｔｃ後からシアンのビデオ信号（Ｃ画像信号）の出力が開始される。更に、タイミングａを起点として、ｔ１０＋ｔｋ後からブラックのビデオ信号（Ｋ画像信号）の出力が開始される。
【００６３】
スキャナユニット７０４は、出力されたビデオ信号に応じて感光ドラム７０２上に静電潜像を形成するために、レーザダイオードを発光させる。ここで、ｔｙ、ｔｍ、ｔｃ、ｔｋは補正値であり、不揮発性メモリ３０２に記憶されている。ｔ７、ｔ８、ｔ９、ｔ１０は、トップセンサ７１１から出力されるトップ信号がハイレベルになったタイミングを基準として画像データの出力を開始するまでの標準値である。画像形成装置は、ｔ７、ｔ８、ｔ９、ｔ１０を標準値として用紙７１６上の所定の位置に画像が転写されるように設計されている。例えば、トップセンサ７１１から転写ローラ７０７ｙまでの距離を９０ｍｍ、露光位置から転写ローラ７０７ｙまでの距離を３０ｍｍ、用紙７１６の搬送速度を１００ｍｍ／ｓｅｃであるとする。そうすると、ｔ７＝（９０−３０）／１００＝０．６ｓｅｃである。尚、露光位置とは、スキャナユニット７０４ｙから照射されたレーザが感光ドラム７０２ｙ上に到達する位置をいい、他の色についても同様である。
【００６４】
更に、トップセンサ７１１から転写ローラ７０７ｍまでの距離を１８０ｍｍ、トップセンサ７１１から転写ローラ７０７ｃまでの距離を２７０ｍｍ、トップセンサ７１１から転写ローラ７０７ｋまでの距離を３６０ｍｍとする。そして、すべてのカートリッジにおいて露光位置から転写ローラ７０７までの距離を３０ｍｍとすると、同様に、ｔ８＝１．５ｓｅｃ、ｔ９＝２．４ｓｅｃ、ｔ１０＝３．３ｓｅｃである。
【００６５】
用紙７１６の後端がトップセンサ７１１を通過すると、トップセンサ７１１から出力されるトップ信号がローレベルとなる（図７（ａ）（ｉ）のｂのタイミング）。タイミングｂを起点として、ｔ７＋ｔｙ後にイエローのビデオ信号の、ｔ８＋ｔｍ後にマゼンタのビデオ信号の、ｔ９＋ｔｃ後にシアンのビデオ信号の、ｔ１０＋ｔｋ後にブラックのビデオ信号の、それぞれの出力が停止される。尚、本実施例では、トップセンサ７１１の先端検知位置と後端検知位置は同じ位置であるとする。
【００６６】
本実施例では、トップセンサ７１１が用紙７１６の後端を検知した時点で、キャリブレーションを実施する色の組み合わせを決定する。本実施例におけるキャリブレーションを実施する色の組み合わせは、キャリブレーションを実施する毎に、ＹＭ→ＭＣ→ＣＫ→ＫＹ→ＹＭのように、順番に隣り合う２色ずつの色が選択される。ここで、左側に記載される色を第一色、右側に記載される色を第二色とする。第一色のビデオ信号は、図７（ａ）のＡの部分で発光側に設定し、第二色のビデオ信号はＢの部分で発光側に設定する。それ以外のビデオ信号は消灯側にする。これにより、図４（ｃ）で示したパターンと同様の第一色のパターン５０１ａ、第二色のパターン５０２ａが、転写ベルト７１３上に形成される。尚、図７（ａ）には、各色が選択された場合に発光されるタイミングについて、第一色として選択された場合をＡ、第二色として選択された場合をＢとして示している。例えば、第一色としてＹが、第二色としてＭが選択された場合、図７（ａ）のＹ−ビデオ信号のＡのタイミングでＹの光源が発光され、図７（ａ）のＭ−ビデオ信号のＢのタイミングでＭの光源が発光され、その他の色の光源は消灯される。
【００６７】
また、第一色のパターン５０１ａのビデオ出力を開始するタイミングは、タイミングｂを基準として、Ｙの場合にはｔ１１＋ｔ７、Ｍの場合にはｔ１１＋ｔ８、Ｃの場合にはｔ１１＋ｔ９、Ｋの場合にはｔ１１＋ｔ１０となる。これらのタイミングの中に、ｔｙ、ｔｍ、ｔｃ、ｔｋが含まれていない理由は、新たな補正値を求める際に、前回の誤差が含まれた補正値を用いてしまうことを避けるためである。ここで、ｔ１１は、ビデオ信号の出力を停止してから、第一色のパターン５０１ａのビデオ信号の出力を開始するまでの時間に応じた時間であり、第一色のパターン５０１ａが誤って用紙７１６に転写されないような値に設定されている。距離的には、例えば５ｍｍ程度の間隔を空ければよく、例えば用紙７１６の搬送速度が１００ｍｍ／ｓｅｃの場合は、ビデオ信号の出力を停止してからパターン５０１ａのビデオ出力を開始するまでの時間は５０ｍｓｅｃとなる。
【００６８】
トナーセンサ７１０は、転写ベルト７１３上にパターンがあるかないかを検知するセンサである。図７（ａ）に示すように、印刷のためのトナー像は、転写ローラ７０７によって用紙７１６に転写され、トナーセンサ７１０の位置では転写ベルト７１３上には存在しない。このため、トナーセンサ７１０は、図７（ａ）（ｉｉｉ）中のＴＡの区間ではトナー検知信号がローレベル、即ち、トナー無しの状態を示している。一方、キャリブレーションのために形成された第一色のパターン５０１ａ、第二色のパターン５０２ａは、用紙７１６には転写されないため、トナー検知信号がハイレベル、即ち、トナー有りの状態となっている。
【００６９】
トナーセンサ７１０がトナー有りを検知するタイミングの差をδｔとする。詳細には、タイミングの差δｔは、第一色を検知したトナーセンサ７１０が出力するトナー検知信号の立ち上がりエッジから、第二色を検知したトナーセンサ７１０が出力するトナー検知信号の立ち上がりエッジまでの時間である。また、パターン５０１ａのビデオ信号の出力を開始してからパターン５０２ａのビデオ信号の出力を開始するまでの時間をｔ１２とする。
【００７０】
仮に、第一色と第二色で色ずれが発生していなければ、δｔ＝ｔ１２となるはずである。色ずれが発生している場合、δｔ＝ｔ１２＋αとなるαを求めれば、第一色に対する第二色の書き出しタイミングをαだけ早めれば、第一色と第二色の色ずれはなくなる。尚、本実施例では、色ずれ量（距離）に相当する時間をαとしている。従って、例えば、第一色がＹ、第二色がＭの場合は、ｔｍ＝ｔｙ−αとすればよい。また、第一色がＭ、第二色がＣの場合はｔｃ＝ｔｍ−α、第一色がＣ、第二色がＫの場合はｔｋ＝ｔｃ−α、第一色がＫ、第二色がＹの場合はｔｙ＝ｔｋ−αとすれば、第一色と第二色の色ずれは解消できる。尚、本実施例では、Ｋは転写ベルト９と区別することが可能であり、トナーセンサ７１０はＫのパターンのエッジを検出することができる。言い換えれば、本実施例では、Ｋは第一色としても第二色としても選択され得る。
【００７１】
ここで、ＹＭＣＫ各色の補正値をｔｙ、ｔｍ、ｔｃ、ｔｋとする。この内、最も小さい補正値をｔｄとし、ｔｙ’＝ｔｙ−ｔｄ、ｔｍ’＝ｔｍ−ｔｄ、ｔｃ’＝ｔｃ−ｔｄ，ｔｋ’＝ｔｋ−ｔｄとし、このｔｙ’，ｔｍ’，ｔｃ’，ｔｋ’を新しい補正値とする。この操作は、ｔｙ、ｔｍ、ｔｃ、ｔｋが常に０又は正（＋）の数値になるようにするために実施する正規化の処理である。実施例１と同様、トップセンサ７１１がトップ信号を検知したタイミングａから各色のビデオ信号の発光を開始するまでの時間を遅延させるのは容易であるが、前倒しさせること（早く発光させること）は難しいからである。例えば、ｔｙがｔｙ＜−ｔ７となってしまった場合は、トップ信号が用紙の先端を検知する前にビデオ信号を発光させなくてはならなくなる。
【００７２】
ここで、画像の後端とパターン５０１ａの間の距離のマージンを５ｍｍ、パターン５０１ａの搬送方向の長さを５ｍｍ、パターン５０１ａとパターン５０２ａの間隔を５ｍｍとする。また、パターン５０２ａの搬送方向の長さを５ｍｍ、パターン５０２ａの後端から次の用紙の先端までのマージンを５ｍｍとする。そうすると、全体として２５ｍｍの長さになる。従って、連続プリント時の紙間、即ち、先行する用紙の後端と後続の用紙の先端の距離が２５ｍｍ程度以上であれば、紙間で２色によるキャリブレーションが可能である。
【００７３】
ただし、使用量に応じた位置ずれの変化量は極めて微小であるため、キャリブレーション動作を毎紙間又はすべてのプリント終了時に実施する必要はない。例えば、１００枚プリント毎に１回の割合で、２色のキャリブレーションを実施するようにすればよい。また、上述したキャリブレーションを実行することで、長期的に見ればキャリブレーションによる各色のトナー使用量は一定となり、特定の色の消費が多いというような現象は発生しない。尚、本実施例では、キャリブレーションを実施する色の組み合わせを、隣り合う２色としている。しかし、キャリブレーションを実施した回数が最も少ない順に２色を選択してもよいし、トナーの残量が最も多い順に２色を選択してもよい。
【００７４】
本実施例によれば、キャリブレーションの精度を低下させることなく、動作時間が短く、キャリブレーションによるトナーの消費量を色毎に平均化することができる。
【実施例３】
【００７５】
実施例３は、画像形成装置の構成及びキャリブレーションの実行方法は実施例１と同じである。実施例１とはキャリブレーションの実施を決める方法と、キャリブレーションに使用する色を決定する方法が異なるのみなので、この点を説明する。尚、本実施例でも実施例１で説明した構成には同じ符号を用い、説明を省略する。本実施例では、動作量が所定の動作量となったカートリッジ２０について補正値を求める。動作量とは、後述するように、例えばキャリブレーションを実施してからの印刷枚数等である。
【００７６】
［キャリブレーションの実施の要否］
本実施例では、ＣＰＵ３０４は、画像形成が終了した際に、図７（ｂ）のフローチャートに示す処理を行う。Ｓ９０１でＣＰＵ３０４は、カートリッジ用の不揮発性メモリ３０２に記憶されている４つの補正決定時枚数と、本体用の不揮発性メモリ３０３に記憶されている印刷枚数とを読み出す。ここで、４つの補正決定時枚数は、具体的には、Ｙ補正決定時枚数、Ｍ補正決定時枚数、Ｃ補正決定時枚数、Ｋ補正決定時枚数である。ＣＰＵ３０４は、４つの補正決定時枚数の内、最も小さい値（以下、最小補正決定時枚数という）と、印刷枚数とを比較し、印刷枚数と最小補正決定時枚数の差分（印刷枚数−最小補正決定時枚数）がＣｐ以上か否かを判断する。ここで、印刷枚数と最小補正決定時枚数の差分は、該当するカートリッジの補正値を更新してからの印刷枚数である。Ｃｐは、各画像形成装置固有の値としてあらかじめ設定されている数値であり、例えば５００枚である。Ｓ９０１の処理は、カートリッジの中に、最後にキャリブレーションを実行してから長時間経過しているものがある場合に、補正値を更新するために実施される判断である。
【００７７】
Ｓ９０１でＣＰＵ３０４は、印刷枚数と最小補正決定時枚数の差分がＣｐ未満であったと判断した場合には、処理を終了する。Ｓ９０１でＣＰＵ３０４は、印刷枚数と最小補正決定時枚数の差分がＣｐ以上であると判断した場合には、Ｓ９０２でキャリブレーションを実行する際に用いる色を選択する。ここでは、ＣＰＵ３０４は、ユーザが選択したキャリブレーションモードによらず、４つの補正決定時枚数のうち、最も小さい値の補正決定時枚数となっているカートリッジと、最も大きい値の補正決定時枚数となっているカートリッジを選択する。
【００７８】
ここで、これらの２つのカートリッジを選択した理由を説明する。４つの補正決定時枚数のうち最も小さい値の補正決定時枚数となっているカートリッジは、補正値が画像形成装置の使用によって変動している可能性がある。このため、最も小さい値の補正決定時枚数となっているカートリッジについては、補正値を更新する必要があるからである。また、４つの補正決定時枚数のうち最も大きい値の補正決定時枚数となっているカートリッジは、補正値を更新してから補正値が変動するほど時間が経過していないと考えられる。このため、最も大きい値の補正決定時枚数となっているカートリッジを、基準のカートリッジとするためである。
【００７９】
Ｓ９０３でＣＰＵ３０４は、カートリッジ用の不揮発性メモリ３０２に記憶されている４つの補正決定時枚数のうち、最も小さい値となっているカートリッジの情報を、不揮発性メモリ３０２から消去する。Ｓ９０４でＣＰＵ３０４は、Ｓ９０２で選択された２色を用いてキャリブレーションを実施する。以降の動作については、実施例１で説明した図３のＳ１０９〜Ｓ１１２の処理と同じであるので、説明を省略する。
【００８０】
尚、本実施例では、図７（ｂ）のＳ９０１で画像形成装置の使用量の変化を、キャリブレーションを実施してからの印刷枚数Ｃｐに基づいて判断している。しかし、例えば、次のような構成としてもよい。画像形成ユニット７０１毎に補正を実施したときの時刻を記憶しておき、現在の時刻と比較した上で、所定時間以上経過している色がある場合に、その色と、最も時間が経過していない色とを選択して２色のキャリブレーションを実施する構成としてもよい。また、不図示の温度、湿度等を検知する検知手段を備え、検知手段による検知結果に基づき温度、湿度等の環境変化が検知された場合に、２色や全色のキャリブレーションを実施する構成としてもよい。
【００８１】
以上、本実施例によれば、キャリブレーションの精度を低下させることなく、動作時間が短く、キャリブレーションによるトナーの消費量を色毎に平均化することができる。本実施例では、カートリッジを交換しない場合でも、使用量の変化によって補正量を変えるべき必要がある画像形成装置について、適切なタイミングでキャリブレーションを実施することが可能である。そして、カートリッジの動作量における位置ずれの影響を最小限に抑えた画像形成装置を提供することが可能になる。
【符号の説明】
【００８２】
９      転写ベルト
１５    感光ドラム
２０    カートリッジ
３０    スキャナユニット
４０    トナーセンサ
３０４  ＣＰＵ
【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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