(57)【要約】【課題】シングルドラム型のカラーの画像形成装置において、濃度補正に要する時間を短縮し、使用者の待ち時間を減らし、生産性を向上させる。【解決手段】画像形成装置は、１本の感光体ドラム４１と、帯電部４２と、露光部４３と、複数色のトナーで１色ずつ現像する現像部４４とを有する画像形成部４と、中間転写体と位置確認部５７と位置確認部５７の通過時に位置検出信号Ｓを発する位置検出体とを有する中間転写部５と、位置検出信号Ｓが入力され装置の各部、各部材の動作を制御する制御部９とを備え、濃度補正時に、それぞれ濃度が異なる同色の画像の組み合わせであるパターン画像ＰＧを、各色について形成する場合、制御部９は、位置検出信号Ｓをトリガとして、画像形成部４に、１色目のパターン画像ＰＧを形成させ、２色目以降、位置検出信号Ｓとは無関係にパターン画像ＰＧを形成させる。【選択図】図６
2009288368.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を担持する１本の感光体ドラムと、前記感光体ドラムを帯電させる帯電部と、帯電後の前記感光体ドラムの走査・露光を行って静電潜像を形成する露光部と、静電潜像に対しトナーを供給して複数色のトナーにより各色のトナー像を現像する現像部とを有する画像形成部と、
回転し、前記感光体ドラムが担持する各色のトナー像が重ね合わされて１次転写される中間転写体を備え、用紙にトナー像の２次転写を行う中間転写部と、
前記中間転写体の位置を確認するため前記中間転写体に設けられる位置確認部と、
前記位置確認部の通過時に位置検出信号を発する位置検出体と、
前記位置検出信号が入力されるとともに、装置の各部、各部材の動作を制御する制御部とを備え、
濃度補正時に、それぞれ濃度が異なる同色の画像の組み合わせである濃度補正用パターン画像を、各色について形成する場合、
前記制御部は、前記位置検出信号をトリガとして、前記画像形成部に、１色目の前記濃度補正用パターン画像を形成させ、２色目以降は、前記位置検出信号とは無関係に前記濃度補正用パターン画像を形成させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記濃度補正用パターン画像の濃度を検出するため、前記中間転写体に対向して設けられる濃度検出体を備え、
前記制御部は、前記濃度検出体の出力が入力されるとともに、先に形成された前記濃度補正用パターン画像の先頭を読み取った際、又は、前記濃度補正用パターン画像後端通過による前記濃度検出体の出力変化に基づき、タイミングを計り、後の前記濃度補正用パターン画像を前記画像形成部に形成させ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】
前記現像部は、各色の現像ユニットを収容する回転枠を備え、前記感光体ドラムに対向させて使用する前記現像ユニットを前記回転枠の回転により切り替えを行い、
前記制御部は、前記濃度検出体が先に形成された前記濃度補正用パターン画像の先頭を読み取った際、又は、前記濃度補正用パターン画像後端通過による前記濃度検出体の出力変化に基づき、タイミングを計り前記回転枠を回転させる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】
前記制御部は、前記濃度補正用パターン画像を読み取った際の前記濃度検出体の出力から、トナー像の濃度を算出し、算出された濃度値と理想的な濃度値を比較して、濃度補正を行うことを特徴とする請求項２又は３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
形成される画像の画像データの処理を行う画像処理部を有し、
前記制御部は、前記帯電部による前記感光体ドラムの帯電電位と、前記現像部内のトナーの薄層を担持する現像ローラに印加する現像バイアスと、トナー像の転写時に中間転写部が印加する転写バイアスの内、いずれか１つ、若しくは複数について調整するか、及び／又は、画像データの各画素の濃度値を補正することにより濃度補正を行うことを特徴とする請求項２乃至４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、プリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。特に、シングルドラムでトナー像を１色ずつ形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、トナーを用いる画像形成装置では、カラー画像は、各色のトナー像が重ね合わされ形成される。しかし、温度・湿度等の環境変化や、感光体ドラムの疲労や、トナーの劣化等で、形成される各色のトナー像の濃度が理想的な濃度からずれてくる場合がある。このずれは、形成された画像の色が原稿と異なる等、画質劣化の要因となる。そこで、これを回避するため、カラーの画像形成装置では、トナー像の濃度補正（キャリブレーション）が行われる。
【０００３】
濃度補正の一例としては、各色について濃度補正用のトナー像を形成し、トナー像の濃度を測定し、その測定結果に基づき濃度補正を行うことがある。ここで、濃度補正用のトナー像が形成されるので、使用者は、濃度補正時、印刷が行えない。又、補正後のトナー像の濃度の確認のため、濃度補正用のトナー像の形成と測定が複数回繰り返されることもあり、使用者は、待たされ続ける場合がある。更に、連続印刷中でも、前回の濃度補正から所定枚数印刷したとして、濃度補正が行われる画像形成装置も存在する。
【０００４】
そこで、この不都合の解消を試みる画像形成装置が特許文献１に記載されている。具体的に、特許文献１には、現像剤像を形成する画像形成部と、現像剤像を搬送する搬送部と、検出用画像の濃度を検出する濃度検出部と、現像剤像を転写する転写部とを有し、濃度検出部の検出濃度に基づき濃度補正を行い、形成された画像の量を積算する画像量積算部と、画像の量が所定量を超えたか判定する判定部と、検出用画像生成部と、を備え、検出用画像生成部は、判定部により画像の量が所定量を超えた場合に検出用画像を生成し、画像形成部は二枚の印刷媒体に転写される現像剤像の間に検出用画像を複数に分けて形成する画像形成装置が記載されている。これにより、印刷を中断することなく現像剤濃度を補正しようとする（特許文献１：請求項１、段落［０００７］等参照）。
【特許文献１】特開２００６−０７９００１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、カラーの画像形成装置では、小型化、価格低減等の観点から、感光体ドラムを１本のみ備えるものが存在する（いわゆるシングルドラム型）。このシングルドラム型の画像形成装置は、感光体ドラムに、同時に異色のトナー像を形成できず、一色ずつトナー像を形成し、中間転写体に各色のトナー像を重ね合せる動作を繰り返し、１枚分のカラー画像が形成される。そして、シングルドラム型の画像形成装置では、各色の現像装置を１つの回転枠に収容し、適宜回転枠を回転させ、使用する色の現像装置を切り替える、いわゆるロータリ方式をとる場合がある。
【０００６】
又、シングルドラム型の画像形成装置では、１枚分のカラートナー像の形成に中間転写体を複数回、回転させる必要があるが、トナー像の重ね合わせにずれがあれば、画質が低下するので、重ね合わせのタイミングを正確にとる必要がある。そこで、一般に、中間転写体の回転における位置（位相）の確認用の目印が、中間転写体に、１箇所程度設けられる。その目印の通過を位置検出信号として、センサで検出し、その位置検出信号を基準として、トナー像の形成や重ね合わせ等の各制御のタイミングがとられる。
【０００７】
そこで、図９を用いて、従来のシングルドラム型の画像形成装置における濃度補正用パターン画像の形成について説明する。図９は、従来のシングルドラム型の画像形成装置における濃度補正用パターン画像形成のタイミングの説明図である。
【０００８】
まず、図９におけるタイミングチャートは、位置検出信号Ｓを示す。即ち、Ｈｉｇｈ状態からＬｏｗ状態に変化した時、センサで目印等の通過検出中であることを示している。そして、従来のシングルドラム型の画像形成装置では、このセンサの出力変化に基づく位置検出信号Ｓをトリガとして、１色分（例えばイエローのパターン画像）の濃度補正用パターン画像Ｐａが形成される。そして、位置検出信号Ｓが検出されるたびに１色ごとに、パターン画像Ｐａが形成される。このパターン画像Ｐａの形成方法によれば、パターン画像Ｐａの読取精度を高めることができ、又、制御が容易という利点がある。尚、回転枠を回転させる現像装置の切替時間ｔａは、次の位置検出信号Ｓが検出されるまで（例えば、中間転写体が一周するまで）の間にとられる。
【０００９】
このような濃度補正時のパターン画像Ｐａの形成方法では、次の位置検出信号Ｓをトリガとしパターン画像Ｐａが形成されるので、１色分のパターン画像Ｐａの形成後、単に中間転写体や感光体ドラムを回転させるだけの空転時間ｔｂが生じ、無駄な時間が存在するという問題があった。
【００１０】
ここで、特許文献１記載の発明によれば、確かに、濃度補正時、印刷を継続できる場合があり、使用者の待ち時間自体をなくし得るが、特許文献１記載の画像形成装置は、複数の感光体ドラムを有し、二枚の媒体間に同時に複数色のトナー像を形成できる、いわゆるタンデム型の画像形成装置であることが前提である。従って、特許文献１記載の発明をシングルドラム型の画像形成装置に適用することは物理的に困難であるという問題がある。
【００１１】
尚、特許文献１には、シングルドラム型の画像形成装置にも適用できそうな、二枚の媒体間に１色のトナー像を形成する点も記載されているが、この場合、必ず一定以上（１３枚以上）の印刷の残枚数を必要とし（特許文献１：段落［００２２］、図９参照）、非現実的である。又、この方法で濃度補正を行えば、濃度補正完了まで画像の品質が低下したまま画像形成が継続されるという問題もある。更に、シングルドラム型の画像形成装置では、二枚の媒体間で回転枠を回転させ、現像装置を切り替えている（しかも、印刷高速化で二枚の媒体間の間隔が狭くなりつつある）点を考慮すれば、尚更、特許文献１記載の発明をシングルドラム型の画像形成装置に適用し難い。
【００１２】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、シングルドラム型のカラーの画像形成装置において、濃度補正時、位置検出信号の有無を問わず、連続して全色の濃度補正用パターン画像を形成することで、濃度補正に要する時間を短縮し、使用者の待ち時間を減らし、生産性を向上させることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するため請求項１に係る発明は、トナー像を担持する１本の感光体ドラムと、前記感光体ドラムを帯電させる帯電部と、帯電後の前記感光体ドラムの走査・露光を行って静電潜像を形成する露光部と、静電潜像に対しトナーを供給して複数色のトナーにより各色のトナー像を現像する現像部とを有する画像形成部と、回転し、前記感光体ドラムが担持する各色のトナー像が重ね合わされて１次転写される中間転写体を備え、用紙にトナー像の２次転写を行う中間転写部と、前記中間転写体の位置を確認するため前記中間転写体に設けられる位置確認部と、前記位置確認部の通過時に位置検出信号を発する位置検出体と、前記位置検出信号が入力されるとともに、装置の各部、各部材の動作を制御する制御部とを備え、濃度補正時に、それぞれ濃度が異なる同色の画像の組み合わせである濃度補正用パターン画像を、各色について形成する場合、前記制御部は、前記位置検出信号をトリガとして、前記画像形成部に、１色目の前記濃度補正用パターン画像を形成させ、２色目以降は、前記位置検出信号とは無関係に前記濃度補正用パターン画像を形成させることとした。
【００１４】
従来、感光体ドラムが１本のみであり、１色ごとにトナー像を形成する画像形成装置では、位置検出信号をトリガとして１色分の濃度補正用パターン画像が形成されていたが、この構成によれば、２色目以降、位置検出信号とは無関係に濃度補正用パターン画像が形成されるので、濃度補正用パターン画像の全色形成に要する時間が短くなる。従って、濃度補正に要する時間が短縮され、使用者の待ち時間や装置が印刷可能となるまでの時間を減らすことができる。又、画像形成装置の生産性も向上する。
【００１５】
又、請求項２に係る発明は、請求項１記載の発明において、前記濃度補正用パターン画像の濃度を検出するため、前記中間転写体に対向して設けられる濃度検出体を備え、前記制御部は、前記濃度検出体の出力が入力されるとともに、先に形成された前記濃度補正用パターン画像の先頭を読み取った際、又は、前記濃度補正用パターン画像後端通過による前記濃度検出体の出力変化に基づき、タイミングを計り、後の前記濃度補正用パターン画像を前記画像形成部に形成させることとした。
【００１６】
この構成によれば、濃度検出体の出力変化に基づき、タイミングを計って、後の濃度補正用パターン画像を前記画像形成部に形成させるので、濃度補正用パターン画像を形成する位置、タイミングのずれを減少させることができ、濃度検出体の濃度補正用パターン画像の読取精度を高めることができる。
【００１７】
又、請求項３に係る発明は、請求項２記載の発明において、前記現像部は、各色の現像ユニットを収容する回転枠を備え、前記感光体ドラムに対向させて使用する前記現像ユニットを前記回転枠の回転により切り替えを行い、前記制御部は、前記濃度検出体が先に形成された前記濃度補正用パターン画像の先頭を読み取った際、又は、前記濃度補正用パターン画像後端通過による前記濃度検出体の出力変化に基づき、タイミングを計り前記回転枠を回転させることとした。
【００１８】
この構成によれば、濃度検出体の出力変化に基づき、タイミングを計って、回転枠を回転させるので、回転枠を回転させるタイミングを精度良く計ることができ、濃度補正用パターン画像の形成位置、精度を高めることができる。
【００１９】
又、請求項４に係る発明は、請求項２又は３に記載の発明において、前記制御部は、前記濃度補正用パターン画像を読み取った際の前記濃度検出体の出力から、トナー像の濃度を算出し、算出された濃度値と理想的な濃度値を比較して、濃度補正を行うこととした。
【００２０】
この構成によれば、現在のトナー像の濃度の状態を適切に確認でき、又、補正されるから、形成される画像の品質を高めることができる。
【００２１】
又、請求項５に係る発明は、請求項２乃至４の発明において、形成される画像の画像データの処理を行う画像処理部を有し、前記制御部は、前記帯電部による前記感光体ドラムの帯電電位と、前記現像部内のトナーの薄層を担持する現像ローラに印加する現像バイアスと、トナー像の転写時に中間転写部が印加する転写バイアスの内、いずれか１つ、若しくは複数について調整するか、及び／又は、画像データの各画素の濃度値を補正することにより濃度補正を行うこととした。
【００２２】
この構成は、濃度補正の形態、方法の好適な一例を示したものであり、種々の方法により、適切な濃度補正を行うことができる。
【発明の効果】
【００２３】
上述したように、本発明によれば、位置検出信号と無関係に２色目以降の濃度補正用のパターン画像形成を形成するので、全色分の濃度補正用のパターン画像形成に要する時間を短くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
（画像形成装置の構成の概要）
以下、本発明の第１の実施形態について図１〜６に基づき説明する。尚、本実施形態の説明では、ロータリ式のプリンタ１を例に挙げて説明する。但し、本実施の形態に記載されている構成、配置等の各要素は、発明の範囲を限定せず、単なる説明例にすぎない。
【００２５】
まず、図１を用いて、本発明の第１の実施形態におけるプリンタ１の概略を説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係るプリンタ１の概略構成示す模型的断面図である。
【００２６】
図１に示すように、本実施形態に係るプリンタ１は、給紙部２、用紙搬送路３、画像形成部４、中間転写部５、定着部６等で構成される。
【００２７】
前記給紙部２は、カセット２１、給紙ローラ２２等で構成される。装置の底部に配されるカセット２１は、プリンタ用紙、再生紙、ＯＨＰシート、ラベル用紙等の各種、各サイズの複数の用紙Ｐを収容する。そして、最上位の用紙Ｐは、給紙ローラ２２に当接し、印刷時、給紙ローラ２２は回転して、用紙搬送路３にシートを１枚ずつ送り出す。
【００２８】
前記用紙搬送路３は、プリンタ１内で用紙Ｐを搬送し、排出トレイ３１にシートを排出する。用紙搬送路３には、用紙搬送のため、搬送モータＭ３（図４参照）により回転する搬送ローラ対３２が設けられる。又、搬送ローラ対３２の一種として、レジストローラ対３３が設けられ、レジストローラ対３３は、搬送される用紙Ｐを一時停止させ、トナー像の２次転写のため、タイミングをはかり２次転写ローラ５５に向けて用紙Ｐを搬送する。
【００２９】
前記画像形成部４は、トナー像を担持する像担持体として１本の感光体ドラム４１と、感光体ドラム４１の周囲に配される帯電部４２、露光部４３、ロータリ式の現像部４４、ドラム清掃装置４５等で構成される。
【００３０】
前記感光体ドラム４１は、表面に静電潜像、トナー像が形成され、プリンタ１のほぼ中央に回転自在に設けられ、メインモータＭ４（図４参照）により回転する。前記帯電部４２は、感光体ドラム４１の上部に設けられ、内部に感光体ドラム４１の軸線方向に沿って張られるワイヤＷを有する。帯電部４２は、電源部１１（図４参照）から電力供給を受けてワイヤＷに高電圧を印加し、コロナ放電により感光体ドラム４１の表面を帯電させる。
【００３１】
前記露光部４３は、プリンタ１の内部上方に設けられ、外部のユーザ端末１０等から送信される画像データ等に基づき帯電後の感光体ドラム４１にレーザ光を照射し、走査・露光を行って静電潜像を形成する。尚、露光部４３からのレーザ光は、反射ミラー４３ａによって偏向され、感光体ドラム４１に照射される（２点鎖線でレーザ光を図示）。
【００３２】
ロータリ式の現像部４４は、静電潜像にトナーを供給し、複数色のトナーで各色のトナー像を現像する。図１において、現像部は、感光体ドラム４１の左側方に隣接して設けられ、回転枠４６を有する。回転枠４６には、現像ユニット４７が４つ収容される。具体的に、回転枠４６に、ブラックのトナー像を形成する現像ユニット４７Ｋと、イエローのトナー像を形成する現像ユニット４７Ｙと、シアンのトナー像を形成する現像ユニット４７Ｃと、マゼンタのトナー像を形成する現像ユニット４７Ｍの計４つの現像ユニット４７が設けられる。従って、本実施形態のプリンタ１は、ブラック、イエロー、シアン、マゼンタの４色のトナーでカラー画像を形成する。尚、構成はいずれも同様なので、以下では、特に説明する場合を除き、Ｋ、Ｙ、Ｃ、Ｍの符号を省略する。
【００３３】
各現像ユニット４７は、各色トナーを収容し、トナーを所定の電位に帯電させる。又、各現像ユニット４７には、トナーの薄層を担持する現像ローラ４８が設けられる。尚、図１の紙面垂直方向に各色のトナーを収容するコンテナ４９が設けられ（図１では１つのみ可視）、各現像ユニット４７には、コンテナ４９と接続され、各現像ユニット４７に差し込まれる補給管４９ａが設けられ、トナーの補給がなされる。
【００３４】
そして、回転枠４６は、ロータリ駆動モータＭ４６（図４参照）により回転し、現像時に使用する色のトナーを収容する現像ユニット４７が感光体ドラム４１とが対向させられる。この時、各現像ローラ４８は、隙間を有しつつ感光体ドラム４１に対向し、静電潜像の現像時、各現像ローラ４８には、バイアス電圧が印加され、感光体ドラム４１に向けてトナーが飛翔する。これにより、静電潜像がトナーにより現像され、トナー像が形成される。このように、カラーの画像形成時、現像部４４は、回転枠４６を回転させ、使用する現像ユニット４７の切替を行い、感光体ドラム４１に１色ずつトナー像が形成される。
【００３５】
前記ドラム清掃装置４５は、図１において感光体ドラム４１の右側方に設けられ、感光体ドラム４１の表面に残留したトナーや付着物を清掃する。
【００３６】
前記中間転写部５は、回転し、感光体ドラム４１が担持する各色のトナー像が順次重ね合わせて１次転写される中間転写ベルト５１（中間転写体に相当）、中間転写ベルト５１を張架し回転駆動させるための駆動ローラ５２、テンションローラ５３、感光体ドラム４１に対向し中間転写ベルト５１を間に挟み感光体ドラム４１方向に圧接される１次転写ローラ５４、駆動ローラ５２に対向し中間転写ベルト５１を間に挟み駆動ローラ５２方向に圧接される２次転写ローラ５５、中間転写ベルト５１を清掃するベルト清掃装置５６等で構成される。尚、駆動ローラ５２には、ベルト駆動モータＭ５（図４参照）の駆動が伝達され、駆動ローラ５２が回転し、張架された中間転写ベルト５１は回転（周回）する。
【００３７】
次に、トナー像の転写プロセスについて説明する。まず、１次転写時、１次転写ローラ５４にバイアス電圧が印加され、トナー像が中間転写ベルト５１に転写される。そして、カラー画像形成時、トナー像の１色につき、中間転写ベルト５１が１回転し（計４周）、最終的に中間転写ベルト５１上に各色のトナー像が重畳される。１次転写が完了すると、用紙Ｐが中間転写ベルト５１上のトナー像とタイミングをあわせて搬送され、２次転写ローラ５５と中間転写ベルト５１のニップに進入し、２次転写ローラ５５にバイアス電圧が印加される。これにより、用紙Ｐにトナーが２次転写される。
【００３８】
前記定着部６は、トナー像を用紙Ｐに溶融定着させる。本実施形態の定着部６は、ヒータを内蔵する加熱ローラ６１とこれに圧接する加圧ローラ６２とを有し、両ローラ間に用紙Ｐが進入することで、シートは、加熱・加圧され、トナー像が用紙Ｐに定着する。
【００３９】
（中間転写体の位置検出）
次に、本発明の第１の実施形態に係る中間転写ベルト５１の位置検出を説明する。図２は、本発明の第１の実施形態に係る中間転写ベルト５１の位置検出の説明図である。
【００４０】
図２では、中間転写ベルト５１表面が示され、中間転写ベルト５１の端縁部に、位置確認部５７が設けられる。位置確認部５７は、例えば、穴、突起、切り欠き、反射シート等であり、中間転写ベルト５１の回転における位置（位相）を確認、検出するためのものであり、本実施形態では、中間転写ベルト５１に１つ設けられる。そして、実線矢印で示すように、位置確認部５７は、中間転写ベルト５１の回転とともに移動する。図２に示すように、位置確認部５７の移動経路上に、光センサ７（位置検出体に相当）が設けられる。即ち、中間転写ベルト５１の１回転につき、１度、位置確認部５７の通過が検出される。尚、位置確認部５７は、１つと限らず、中間転写ベルト５１の周長等を勘案して、複数個設けても良い。又、位置確認部５７は、光センサ７が読み取った際に、中間転写ベルト５１を読み取っている時と異なる出力値となれば良く、特に制限はない。
【００４１】
そして、光センサ７は、光をＬＥＤ等の発光素子により中間転写ベルト５１に向け照射し、その反射光を受光するフォトダイオード等の受光素子を有する。そして、位置確認部５７が通過した際に、光センサ７の出力は変化する。言い換えると、中間転写ベルト５１と位置確認部５７との反射率等が異なるので、光センサ７の受光量が変化する（穴、切欠の場合は、受光素子の受光量は、ほぼゼロ、突起、反射シート等の場合は、受光量の大きな変化）。
【００４２】
そして、本実施形態のプリンタ１では、この位置確認部５７の通過による光センサ７の出力変化を位置検出信号Ｓとして利用する。即ち、光センサ７は、位置確認部５７の通過時に位置検出信号Ｓを発する。そして、本実施形態のプリンタ１は、中間転写ベルト５１の回転の位置（位相）の正確な検出結果である位置検出信号Ｓを画像形成制御における基準として利用する。
【００４３】
例えば、位置検出信号Ｓを基準として、帯電部４２、露光部４３、現像部４４、レジストローラ対３３等の動作、１次転写ローラ５４や２次転写ローラ５５のバイアス印加等、の各部材の動作開始、終了のタイミングが計られる。又、例えば、現像ユニット４７切替のための現像部４４の回転枠４６の回転開始、終了タイミングも計られる。特に、トナー像形成では、本実施形態のプリンタ１は、感光体ドラム４１は１本のみなので、４色のトナー像を重ね合わせる際、中間転写ベルト５１は４回転させる必要がある。位置検出信号Ｓを基準として各色トナー像を重ね合わる制御を行えば、精度良く各色のトナー像を重ね合わせ、又、用紙Ｐに転写することができる。
【００４４】
（濃度補正の概略）
次に、図３に基づき、本発明の第１の実施形態に係るプリンタ１の濃度補正の概略について説明する、図３は、（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係るプリンタ１の濃度補正時に形成されるパターン画像ＰＧの一例を示し、（ｂ）は濃度センサ８の一例を示す。
【００４５】
例えば、感光体ドラム４１の汚れ、疲労や、現像ユニット４７に収容されるトナーの劣化や、温度、湿度等の環境条件変化等で、画像の濃度が理想的な濃度からずれてくる場合がある。この濃度ずれは、原稿画像データの再現性低下等の要因となり、画質低下の要因となる。そこで、本実施形態のプリンタ１は、電源投入時、省電力モードの復帰時、前回の濃度補正から一定枚数の印刷を行った場合など、濃度補正を行う。即ち、プリンタ１の濃度キャリブレーション（較正）が行われる
【００４６】
そして、図３に示すように、濃度補正時、本実施形態のプリンタ１は、パターン画像ＰＧを形成する（図３では、１色分のみ図示）。このパターン画像ＰＧは、例えば、それぞれ濃度が異なるが、同一色のトナー像の組み合わせである（本実施形態では８つ）。そして、濃度補正時、それぞれ濃度が異なる同色の画像の組み合わせであるパターン画像ＰＧが、各色について形成される。尚、例えば、ある画像は、１０％の濃度で形成され、ある画像は、５０％、６０％のように、パターン画像ＰＧ内の各画像の濃度は、適宜設定される。即ち、本実施形態のパターン画像ＰＧは、全濃度域中から８つの代表点を抽出し、その代表点の濃度の画像が列状に並べられたものである。そして、中間転写ベルト５１に対向し、転写され移動してくるパターン画像ＰＧを読み取り可能な位置に、パターン画像ＰＧの濃度検出のため、濃度センサ８（濃度検出体に相当）が設けられる（図１参照）。
【００４７】
ここで、図３（ｂ）に示すように、パターン画像ＰＧの読み取りのため、中間転写ベルト５１の上方等、任意の位置に濃度センサ８が設けられる。そして、濃度センサ８は、発光部８１と受光部８２を有し、発光部８１が中間転写ベルト５１の表面を照射し、その反射光を受光部８２が受光する。発光部８１は、例えばＬＥＤやレーザダイオード等の発光素子を備え、受光部８２は、フォトダイオードやフォトトランジスタ等の受光により電流（電圧）を出力する受光素子を備える。
【００４８】
そして、受光部８２の出力は、中間転写ベルト５１の表面の反射光を受けている時と、トナー像の反射光を受けた場合とでは異なる。又、トナー像の反射光を受けた場合でも、光の吸収度や反射率等の差により、読み取ったトナー像の濃度により、受光部８２の出力は異なる。例えば、光の吸収量等の差から、ブラックのベタ塗りのトナー像の方が、ブラックのハーフトーンのトナー像よりも受光部８２の出力が小さくなり得る。
【００４９】
このように、トナー像の濃度や読み取ったトナーの色と受光部８２の出力には、対応する関係があり、この受光部８２の出力を、後述する制御部９（図５参照）に入力し、ＣＰＵ９１等がトナーの色に応じ、受光部８２の出力値からトナー像の濃度を演算して、トナー像の濃度を検出することができる。
【００５０】
（ハードウェア構成）
次に、図４に基づき、本発明の第１の実施形態に係るプリンタ１のハードウェア構成について説明する。図４は、本発明の第１の実施形態に係るプリンタ１のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
【００５１】
まず、図４に示すように、位置検出信号Ｓが入力され、本実施形態のプリンタ１の各部、各部材の動作制御のため制御部９が設けられる。制御部９は、プリンタ１を構成する画像形成部４や中間転写部５等の各部と接続され多様な制御を行う。
【００５２】
そして、例えば制御部９には、ＣＰＵ９１、計時部９２、記憶部９３、画像処理部９４等が設けられる。前記ＣＰＵ９１は、中央演算処理装置であり、制御プログラム、データに基づき、プリンタ１の各部に制御信号を発し、各部から信号を受け、各種演算、制御等を行う。計時部９２は、プリンタ１の制御に必要な各種時間を計時する。例えば、計時部９２は、位置検出信号Ｓの検出後、回転枠４６回転開始までの時間や、静電潜像形成やトナー像現像の実行までの時間等を計時する。尚、ＣＰＵ９１が計時機能を有しても良い。
【００５３】
又、記憶部９３は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、フラッシュＲＯＭ等の揮発性と不揮発性の記憶装置を組み合わせて構成される。記憶部９３は、制御プログラム、制御データ、画像データ、設定データ等の各種データを記憶する。尚、本発明に関し、記憶部９３は、濃度補正用プログラムやパターン画像ＰＧの画像データを記憶し、このプログラムや画像データに基づき、ＣＰＵ９１は、濃度補正時、トナー像形成や、各種演算、制御を行う。
【００５４】
そして、プリンタ１に直接、又は、ネットワークを利用して、ユーザ端末１０が接続され、前記画像処理部９４は、ユーザ端末１０からプリンタ１に送信され、形成される画像の画像データに対し、濃度調整や拡大縮小等の各種画像処理を行う。処理後の画像データは、露光部４３に出力され、静電潜像の形成に用いられる。
【００５５】
又、制御部９には、各種モータのＯＮ／ＯＦＦ等をコントロールするＩＣ、スイッチ等で構成されるドライバ部９５が接続される。そして、ドライバ部９５には、例えば、搬送モータＭ３、メインモータＭ４、ロータリ駆動モータＭ４６、ベルト駆動モータＭ５等が接続される。制御部９は、ドライバ部９５に指示を行い、ドライバ部９５は、各種モータの駆動を制御する。例えば、制御部９は、濃度補正時、パターン画像ＰＧが形成されればよく用紙搬送は不要なので、搬送モータＭ３を停止させ、メインモータＭ４、ロータリ駆動モータＭ４６、ベルト駆動モータＭ５を駆動させる指示を出す。
【００５６】
又、制御部９には、光センサ７が接続され、位置検出信号Ｓが制御部９（ＣＰＵ９１）に入力される。これにより、中間転写ベルト５１の回転の位置（位相）を検出し、回転枠４６の回転やトナー像形成における各種タイミングを計り、各種動作の開始、終了タイミングを得る。
【００５７】
又、制御部９には、濃度センサ８の出力が入力され、濃度センサ８の出力値は、制御部９のＡ／Ｄ変換部９６に入力される。そして、Ａ／Ｄ変換部９６がディジタル変換した濃度センサ８の出力値から、形成されたトナー像の濃度値をＣＰＵ９１が演算する。
【００５８】
そして、１色分のパターン画像ＰＧは、それぞれ濃度が異なる画像が組み合わされたものであり（本実施形態では８つ）、１色分のパターン画像ＰＧで、８つの濃度値が得られる。この濃度センサ８の読取から得られた各濃度値と、各画像の理想の濃度値とを比較することで、ずれが求められる。即ち、制御部９は、パターン画像ＰＧを読み取った際の濃度センサ８の出力から、トナー像の濃度を算出し、算出された濃度値と理想的な濃度値を比較して、濃度補正を行う
【００５９】
尚、形成されるトナー像の濃度は、温度、湿度等の環境条件の大きな変化があった場合にも変化することがある。そこで、例えば、図４に示すように、温度センサや湿度センサ等の環境検知センサ９７をプリンタ１に設け、この環境検知センサ９７の出力を制御部９に入力し、大きな環境条件の変化を検出し、濃度補正が行われても良い。
【００６０】
次に、図４を利用して、濃度補正の具体的な実行方法について説明する。
【００６１】
まず、図４に示すように、制御部９は、プリンタ１の各部を制御し、そのため、画像形成部４や中間転写部５とも接続される。そして、制御部９は、装置内に適宜配される電源部１１と接続される。電源部１１は、商用電源と接続され、整流、昇圧、降圧等を行う。
【００６２】
この電源部１１は、帯電部４２のワイヤＷの放電用高電圧や、現像ローラ４８に印加する現像バイアスや、１次転写ローラ５４や２次転写ローラ５５の転写時に印加される転写バイアス等、各種の所定の電圧を生成し、各部材に供給する。
【００６３】
ここで、帯電部４２のワイヤＷに印加する電圧値や、現像ローラ４８、１次転写ローラ５４、２次転写ローラ５５のバイアス電圧値を変化させると、形成されるトナー像の濃度を変化させることができる。例えば、ワイヤＷに印加する電圧値を変化させると、感光体ドラム４１の帯電量、即ち、感光体ドラム４１の帯電電位が変化し、感光体ドラム４１に向けて飛翔するトナーの量が変化する。又、現像ローラ４８のバイアスを変化させても、感光体ドラム４１に向けて飛翔するトナーの量が変化する。又、１次転写ローラ５４、２次転写ローラ５５に印加するバイアスを変化させると、中間転写ベルト５１やシートに転写されるトナーの量が変化する。
【００６４】
そうすると、例えば、パターン画像ＰＧを読み取って得られた濃度値について、全体的に、理想的な濃度よりも高い、若しくは、低い場合、ずれをなくすように、制御部９は、電源部１１におけるワイヤＷ、現像ローラ４８、１次転写ローラ５４、２次転写ローラ５５に印加する電圧のパラメータを変化させることで、濃く、又は、薄く、濃度を調整することができる。このようにして、トナー像の濃度の補正を行うことができる。
【００６５】
尚、ワイヤＷ、現像ローラ４８、１次転写ローラ５４、２次転写ローラ５５の全てについて、印加電圧を変化させるか、一部について変化させるかは、電源部１１の構成等を考慮して、任意に定めることができる。又、濃度のずれに対し、印加電圧をどれほど変化させるかは、例えば、実験等により経験的に得られたデータに基づき、変化させるパラメータをテーブル化して記憶部９３に記憶させておき、そのテーブルに基づき、印加電圧を変化させる部材や変化量が決定されれば良い。
【００６６】
又、本実施形態のプリンタ１は、画像データを処理する画像処理部９４を有するので、例えば、特定の濃度について、実際のトナー像の濃度値と理想的な濃度値のずれが大きい場合、画像処理部９４が、ずれのある特定の濃度について、画像データ内の各画素の濃度値を調整して、形成されるトナー像の濃度を理想的な濃度に近づけるようにしてもよい。
【００６７】
次に、図５に基づき、本発明の第１の実施形態に係るプリンタ１での具体的な、パターン画像ＰＧの形成方法について説明する。図５は、本発明の第１の実施形態のプリンタ１におけるパターン画像ＰＧ形成のタイミングの説明図である。
【００６８】
まず、図５では、各パターン画像ＰＧは、それぞれ異なる濃度の画像が組み合わされたものである（図５では８つ）。そして、図５ではイエローのパターン画像ＰＧをＰＧＹ、マゼンタのパターン画像ＰＧをＰＧＣ、シアンのパターン画像ＰＧをＰＧＭ、ブラックのパターン画像ＰＧをＰＧＫとして図示している。又、各パターン画像ＰＧの上部の線は、位置検出信号Ｓのタイミングチャートを示している。
【００６９】
そして、本実施形態のプリンタ１では、１色目のパターン画像ＰＧＹは、位置検出信号Ｓをトリガ（基準）として形成されるが、２色目以降のパターン画像ＰＧ（ＰＧＣ、ＰＧＭ、ＰＧＫ）は、位置検出信号Ｓと無関係に形成される点に特徴を有する。但し、回転枠４６を回転させて、使用する現像ユニット４７の切替時間は必要なので、各パターン画像ＰＧの間では、現像ユニット４７の切替時間ｔ１は確保される。
【００７０】
このように、パターン画像ＰＧを形成すると、図９に示す従来のシングルドラム型の画像形成装置に比べ、飛躍的に全色のパターン画像ＰＧの形成時間が短縮化される。中間転写ベルト５１の周長にもよるが、基本的に、パターン画像ＰＧの形成に要する時間は、約１／２〜１／３程度に短縮化される。
【００７１】
次に、図６に基づき、第１の実施形態のプリンタ１における濃度補正時の制御の一例について説明する。図６は、本発明の第１の実施形態に係るプリンタ１の濃度補正制御フローの一例を示すフローチャートである。
【００７２】
まず、図６におけるスタートは、濃度補正の実行条件を満たした時点である。本実施形態のプリンタ１では、例えば、以下場合に濃度補正が実施される。
・電源投入時
・印刷を行わずに一定時間経過した際に移行する省電力モード（例えば、スリープモード）からの復帰時
・前回の濃度補正から所定枚数（例えば、数百枚〜数千枚）印刷が行われた時（制御部９が印刷枚数を把握）
・大きな環境変化（温度・湿度）を検知した時
尚、この濃度補正時、プリンタ１は印刷できない状態となり、又、ジョブ実行中（印刷中）であれば、そのジョブは一時中断される。
【００７３】
濃度補正実行条件を満たす場合、制御部９は、現像部４４のロータリ駆動モータＭ４６を制御し、現像ユニット４７（例えば、図５に示す例では、１色目はイエロー）を現像位置に切り替える（ステップ♯１）。次に、パターン画像ＰＧの形成が１色目であるかを確認する（ステップ♯２）。これは、１色目のパターン画像ＰＧは、位置検出信号Ｓをトリガとしてトナー像形成を開始するためである。もし、１色目のパターン画像ＰＧの形成であれば（ステップ♯２のＹｅｓ）、制御部９は、光センサ７からの位置検出信号Ｓに基づき、１色目のパターン画像ＰＧの形成を開始し、１色目のパターン画像ＰＧの現像、中間転写ベルト５１への転写がなされる（ステップ♯３）。
【００７４】
一方、２色目以降のパターン画像ＰＧの形成であれば（ステップ♯２のＮｏ）、制御部９は、位置検出信号Ｓと無関係に各色のパターン画像ＰＧを形成し、パターン画像ＰＧの現像、中間転写ベルト５１への転写がなされる（ステップ♯４）。即ち、制御部９は、位置検出信号Ｓをトリガとして、画像形成部４に、１色目のパターン画像ＰＧを形成させ、２色目以降は、位置検出信号Ｓとは無関係にパターン画像ＰＧを形成させる。次に、その色のパターン画像ＰＧは濃度センサ８で読み取られる（ステップ♯５）。そして、制御部９のＣＰＵ９１が、濃度センサ８の出力から、実際に形成されたトナー像の濃度値を演算し、理想的な濃度値とのずれから、画像形成条件（バイアス電圧値等）における補正値を算出し、それに伴い画像形成条件設定を変更し、濃度補正を行う（ステップ♯６）。具体的には、制御部９は、帯電部４２による感光体ドラム４１の帯電電位、現像バイアス、転写バイアスの内、いずれか１つ、若しくは複数について調整するか、画像データの各画素の濃度値を補正して濃度補正を行うことができる。
【００７５】
この後、制御部９は、全色についてパターン画像ＰＧの形成が完了したかを確認する（ステップ♯７）。言い換えると、１色ごとに濃度補正が行われる。もし、全色について、パターン画像ＰＧの形成が完了していなければ、制御部９は、ステップ♯１に戻る。
【００７６】
一方、全色について、パターン画像ＰＧの形成と、濃度の補正の設定が行われれば、行った濃度補正が適切か確認のため、再度、濃度補正を実行すべきかを確認する（ステップ♯８）。この濃度補正の繰り返しは、必ず１回実行されるように設定されても良いし、理想的な濃度値とのずれが一定以上存在する場合のみ行う等、適宜設定することができる。
【００７７】
そして、再度、濃度補正を実行すべき場合は（ステップ♯８のＹｅｓ）、ステップ♯１に戻り、濃度補正を再度実行する必要性が無ければ（ステップ♯８のＮｏ）、濃度補正に関する制御は終了し、プリンタ１１は印刷可能な状態に復帰する（エンド）。
【００７８】
次に、本発明の第２の実施形態について、図７及び図８に基づき説明する。図７は、図７は、第２の実施形態のプリンタ１におけるパターン画像ＰＧ形成のタイミングの説明図である。図８は、本発明の第２の実施形態に係るプリンタ１の濃度補正制御フローの一例を示すフローチャートである。
【００７９】
この第２の実施形態のプリンタ１は、位置検出信号Ｓをトリガとして１色目のパターン画像ＰＧを形成し、以後、位置検出信号Ｓと無関係に２色目以降のパターン画像ＰＧを形成する点は同様であるが、先に形成された前記パターン画像ＰＧの先頭を読み取った際、又は、パターン画像後端ＥＤの通過による濃度センサ８の出力変化を基準として、次の色のパターン画像ＰＧにおけるタイミングが図られる点が異なる。尚、その他の点では、第２の実施形態は、第１の実施形態と同様であり、共通する点については、説明、図示を省略し、又、共通する符号を用いる。
【００８０】
具体的には、先のパターン画像ＰＧの先頭画像ＦＧを読み取った際、又は、パターン画像後端ＥＤの通過を基準として、少なくとも、後のパターン画像ＰＧの形成における現像ユニット４７切替における回転枠４６の回転開始タイミング及びパターン画像ＰＧ形成開始タイミングを計る。
【００８１】
例えば、濃度センサ８の出力は一定のタイミングでサンプリングされ、量子化された濃度センサ８の出力に基づき、制御部９は、形成されたパターン画像ＰＧを構成する各画像の濃度値を得ている。しかし、ベルト駆動モータＭ５の回転ムラ等により、パターン画像ＰＧの形成位置がずれれば、パターン画像ＰＧを構成する各画像の濃度値を正確に得ることができなくなる。このパターン画像ＰＧの形成位置のずれ、誤差は、後のパターン画像ＰＧの形成に伝搬する場合もある。
【００８２】
ここで、濃度センサ８が中間転写ベルト５１の読み取り状態から、各パターン画像ＰＧの先頭画像ＦＧを濃度センサ８が読み取ると、濃度センサ８の出力値は大きく変化する。又、パターン画像ＰＧを読み取っている状態から、パターン画像後端ＥＤの通過により中間転写ベルト５１の読取が開始された際も、濃度センサ８の出力は大きく変化する。この濃度センサ８の出力の大きな変化を、制御部９（ＣＰＵ９１）は容易に検出できる。そこで、本実施形態では、この大きな変化を基準とし、次色のパターン画像ＰＧの形成のために、回転枠４６を回転させるロータリ駆動モータＭ４６の駆動開始タイミングと、パターン画像ＰＧ形成開始（帯電部４２の帯電、露光部４３による露光、現像部４４の現像バイアス印加等）のタイミングを計る。これにより、パターン画像ＰＧの形成プロセスにおける誤差が少なくなる。即ち、各パターン画像ＰＧを精度良く形成することができる。
【００８３】
尚、濃度センサ８による先頭部分画像の通過検出や、パターン画像後端ＥＤ通過から、回転枠４６の回転開始や、次色のパターン画像ＰＧ形成開始タイミングは、中間転写ベルト５１の長さ、回転速度や濃度センサ８の設置位置等によって変化するので、適宜設定すればよく、例えば、計時部９２がタイミングを計ればよい。
【００８４】
次に、図８に基づき、制御フローの一例を説明する。
【００８５】
ここで、図８におけるステップ♯１１〜１９の内、第１の実施形態と異なる点は、ステップ♯１６が追加された点である。ステップ♯１６以外のステップ♯１１〜１５、１７〜１９は、第１の実施形態におけるステップ♯１〜８のいずれかと共通し、同様なので、説明を省略する。
【００８６】
追加されたステップ♯１６では、各パターン画像ＰＧを構成する画像の内、基準となる画像（例えば、先頭）の読取を基準として、計時部９２が現像ユニット４７の切替（回転枠４６の回転）と次色のパターン画像ＰＧの形成開始までのタイミングの計時が開始される。これを受けて、ステップ♯１１とステップ♯１４の実行タイミングが定まる。即ち、制御部９は、濃度センサ８の出力が入力されるとともに、先に形成されたパターン画像ＰＧの先頭を読み取った際、又は、パターン画像後端ＥＤ通過による濃度センサ８の出力変化に基づき、タイミングを計り、後のパターン画像ＰＧを画像形成部４に形成させる。又、制御部９は、先に形成されたパターン画像ＰＧを読み取った際の濃度センサ８の出力変化に基づき、タイミングを計って、回転枠４６を回転させる。
【００８７】
このようにして、上記、第１及び第２の実施形態によれば、従来、感光体ドラム４１が１本のみであり、１色ごとにトナー像を形成する画像形成装置（例えばプリンタ１）では、位置検出信号Ｓをトリガとして１色分のパターン画像ＰＧが形成されていたが、上述の第１及び第２の実施形態の構成によれば、２色目以降、位置検出信号Ｓとは無関係にパターン画像ＰＧが形成されるので、パターン画像ＰＧの全色形成に要する時間を短くすることができる。従って、濃度補正に要する時間が短縮され、使用者の待ち時間や装置が印刷可能となるまでの時間を減らすことができる。又、画像形成装置の生産性も向上する。
【００８８】
又、濃度検出体（濃度センサ８）の出力変化に基づき、タイミングを計って、後のパターン画像ＰＧを画像形成部４に形成させるので、パターン画像ＰＧを形成する位置、タイミングのずれを減少させることができ、濃度検出体のパターン画像ＰＧの読取精度を高めることができる。又、濃度検出体の出力変化に基づき、タイミングを計って、回転枠４６を回転させるので、回転枠４６を回転させるタイミングを精度良く計ることができ、パターン画像ＰＧの形成位置、精度を高めることができる。この構成は、種々の濃度補正の形態、方法により、適切な濃度補正を行うことができる。
【００８９】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
本発明は、シングルドラム型のプリンタ１、複合機、複写機、ＦＡＸ装置等の画像形成装置に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】第１実施形態に係るプリンタの概略構成示す模型的断面図である。
【図２】第１実施形態に係る中間転写ベルトの位置検出の説明図である。
【図３】（ａ）は、第１実施形態に係るプリンタの濃度補正時に形成されるパターン画像の一例を示し、（ｂ）は濃度センサの一例を示す。
【図４】第１実施形態に係るプリンタのハード構成の一例を示すブロック図である。
【図５】第１実施形態のプリンタのパターン画像形成のタイミングの説明図である。
【図６】第１実施形態に係るプリンタの濃度補正制御フローの一例を示すフローチャートである。
【図７】第２実施形態のプリンタのパターン画像形成のタイミングの説明図である。
【図８】第２実施形態に係るプリンタの濃度補正制御フローの一例を示すフローチャートである。
【図９】従来のシングルドラム型の画像形成装置におけるパターン画像形成のタイミングの説明図である。
【符号の説明】
【００９２】
１    プリンタ（画像形成装置）        ４    画像形成部
４１  感光体ドラム                    ４２  帯電部
４３  露光部                          ４４  現像部
４６  回転枠                          ４７  現像ユニット
５    中間転写部                      ５１  中間転写ベルト（中間転写体）
５７  位置確認部                      ７    光センサ（位置検出体）
８    濃度センサ（濃度検出体）        ９    制御部
９４  画像処理部                      Ｓ    位置検出信号
Ｐ    用紙
ＰＧ（ＰＧＹ、ＰＧＣ、ＰＧＭ、ＰＧＫ）      パターン画像
【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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