JP2012063603A - 画像形成装置および画像形成方法、並びに画像形成プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】中間転写体にある基準トナーパターンのトナー濃度を検知する際、中間転写体の搬送速度を濃度検知に最適な速度に制御することにより、転写体とトナー濃度検知部間の距離変動を抑えるとともに、検知した濃度値のサンプル個数を確保し、トナー濃度検知の検知精度を向上させると共に、連続印刷動作への影響をなくし、生産性を維持する。
【解決手段】直接転写手段と間接転写手段とを接離する接離手段と、転写体の移動速度を所定の速度に変更する速度変更手段と、パターン読取部６３がパターン画像６２の濃度を検知する際に、前記速度変更手段によって前記転写体の移動速度を所定の速度に変更した後にパターン読取部６３で検知させ、検知された濃度の値を補正する濃度調整制御部５２と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、画像形成装置および画像形成方法、並びに画像形成プログラムに関するものである。

従来、モノクロ印刷およびフルカラー印刷の両方の印刷が可能なカラー画像形成装置において、フルカラー印刷を行う場合には、中間転写体上で複数色の画像を重ね合わせてカラー画像を形成し、中間転写体上に形成したカラー画像を用紙に転写する間接転写方式と、ブラックの画像を用紙に直接転写する直接転写方式と、の２つの画像形成手段を備え、基準トナーパターンの濃度を、感光体上や転写ベルト上で光学式のトナー濃度検知部により検知し、その検知濃度に基づいて、画像濃度の補正を行う技術が知られている。

たとえば、特許文献１には、転写搬送ベルトの表面の所定位置に転写されたトナー像を検知することが記載されている。また、この特許文献１の図９にはカラー印刷用の間接転写部とモノクロ印刷用の直接印刷部の構成が開示されている。また、特許文献２には、トナー濃度検知の精度向上を目的で、トナー濃度検知の際、転写材の搬送速度を通常画像形成時（印刷時）より遅くするという技術が開示されている。

上述したように、間接転写方式、直接転写方式で構成する画像形成装置の画像濃度補正は、装置の構成上において濃度補正を行っている間は印刷が不可能であり、補正をなるべく速く終了させて、速く印刷を再開したいために、最も速い搬送速度で行われ、濃度検知もその速度で行われるのが一般的である。しかしながら、トナー濃度検知の検知精度は、トナー濃度検知部と測定対象物、すなわち転写体との距離変動に依存する。このトナー濃度検知は、転写体が搬送されている途中で行われるため、転写体とトナー濃度検知部間の距離が常に一定とならず、搬送途中で変動してしまう。特に搬送速度が速い場合、その変動は大きくなり、濃度検知精度が悪化する傾向にあるという問題点があった。さらに、搬送速度が速いと、トナー濃度検知部を基準トナーパターンが通過する時間が短くなってしまうので、濃度値のサンプル個数が減り、濃度検知精度が低下してしまうという問題点があった。また、特許文献１に開示されている技術にあっては、トナー濃度検知時の搬送速度を遅くすることで上記問題を解決した場合、連続印刷動作にも影響を与え、生産性を低下させるという問題点があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、直接転写方式と間接転写方式の混成で構成する画像形成装置において、中間転写体にある基準トナーパターンのトナー濃度を検知する際、中間転写体の搬送速度を濃度検知に最適な速度に制御することにより、転写体とトナー濃度検知部間の距離変動を抑えるとともに、検知した濃度値のサンプル個数を確保し、トナー濃度検知の検知精度を向上させると共に、連続印刷動作への影響をなくし、生産性を維持することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、モノクロ画像を形成して記録紙に転写する直接転写手段と、カラー画像を転写体に形成し、この転写体を介して記録紙に転写する間接転写手段と、前記転写体に形成されるパターン画像の濃度を検知する濃度検知手段と、を有する画像形成装置にあって、前記直接転写手段と前記間接転写手段とを接離する接離手段と、前記転写体の移動速度を所定の速度に変更する速度変更手段と、
前記濃度検知手段が前記パターン画像の濃度を検知する際に、前記速度変更手段によって前記転写体の移動速度を所定の速度に変更した後に前記濃度検知手段で検知させ、検知された濃度の値を補正する濃度補正制御手段と、を備えることを特徴とする。

本発明は、直接転写手段と間接転写手段は独立動作できる構成において、間接転写手段の転写体が印刷に寄与していない場合、任意の速度で動作できるので、転写体上に形成されるパターン画像のトナー濃度検知をする際、転写体の移動速度を濃度検知に最適な速度に制御し、濃度検知を実施するようにしたので、直接転写手段と間接転写手段の混成で構成する画像形成装置において、トナー濃度検知の検知精度を向上させることができ、またその際の連続印刷動作への影響をなくし、印刷時の生産性を維持することができるという効果を奏する。

図１は、この実施の形態にかかる画像形成装置の制御系の構成を示すブロック図である。 図２は、この実施の形態にかかる画像形成装置の機能構成を示すブロック図である。 図３は、この実施の形態にかかる直接転写部および間接転写部の要部構成を示す説明図である。 図４は、図３の構成において間接転写部に対して直接転写部が離間する状態を示す説明図である。 図５は、図３の構成において直接転写部に対して間接転写部が離間する状態を示す説明図である。 図６は、直接転写部および間接転写部の混成で構成されるフルカラー画像形成装置の２次転写近傍の構成を示す説明図である。 図７は、トナー濃度検知用のパターン画像を間接転写部側に転写する状態を示す説明図である。 図８は、パターン画像を直接転写部側に転写する状態を示す説明図である。 図９は、パターン画像検知用のセンサの配置例を示す説明図である。 図１０は、中間転写ベルトの搬送速度を任意に制御して行うパターン画像の濃度を検知してトナー濃度補正を行う例を示す説明図である。 図１１は、トナー濃度補正の制御動作例（１）を示すフローチャートである。 図１２は、中間転写ベルトの搬送速度を（Ａ）２００ｍｍ／ｓｅｃ、（Ｂ）１００ｍｍ／ｓｅｃそれぞれについてパターン検知用センサで検知した濃度値の様子を示すグラフである。 図１３は、図１２のトナー濃度検知において搬送速度の違いによるサンプリング間隔の様子を示す説明図である。 図１４は、トナー濃度補正の制御動作例（２）を示すフローチャートである。 図１５は、パターン画像を直接転写部で形成して直接転写ベルトから中間転写ベルトへ転写する直前の状態を示す説明図である。 図１６は、図１５の状態からパターン画像を中間転写ベルトへ転写した状態を示す説明図である。 図１７は、中間転写ベルトの搬送速度の高低によるパターン長の様子を示す説明図である。 図１８は、中間転写ベルトの搬送速度を制御して実施するトナー濃度検知におけるパターン画像の個数を示す説明図である。 図１９は、トナー濃度補正の制御動作例（３）を示すフローチャートである。 図２０は、中間転写ベルト上のパターン画像を読み取る際の搬送速度毎のトナー濃度値の変動例を示すグラフである。 図２１は、ユーザによる中間転写ベルトの搬送速度を入力するための画面例を示す説明図である。 図２２は、画像形成装置のハードウェア構成を示すブロック図である。

以下に添付図面を参照して、この発明にかかる画像形成装置および画像形成方法、並びに画像形成プログラムの一実施の形態を詳細に説明する。

（実施の形態）
図１は、この実施の形態にかかる画像形成装置の制御系の構成を示すブロック図である。この制御系は、画像形成装置全体を制御するコントローラ１１０にはバス３０９を介して、ＣＰＵ３０１、ＲＡＭ３０２、ＲＯＭ３０３、Ｉ／Ｏ制御部３０４、転写駆動モータＩ／Ｆ３０６ａ、転写駆動モータＩ／Ｆ３０６ｂ、操作表示部３１０が接続されている。また、転写駆動モータＩ／Ｆ３０６ａにはモータＭ１を駆動するドライバ３０７ａ、転写駆動モータＩ／Ｆ３０６ｂにはモータＭ２を駆動するドライバ３０７ｂが接続されている。また、Ｉ／Ｏ制御部３０４には各負荷３０５が接続されている。

ＣＰＵ３０１は、コントローラ１１０から入力される画像データの受信および制御コマンドの送受信制御をはじめ、プリンタ部全体の制御を行っている。また、ＲＡＭ３０１はワーク用として用いる。ＲＯＭ３０３にはＣＰＵ３０１の制御プログラムが記憶されている。Ｉ／Ｏ制御部３０４は、バス３０９を介して相互に接続され、ＣＰＵ３０１からの指示によりデータのリード／ライト処理および接離機構などの各負荷３０５を駆動するモータ、クラッチ、ソレノイド、センサなど各種の動作を実行および濃度検知センサの検知を行っている。

転写駆動モータＩ／Ｆ３０６ａは、ＣＰＵ３０１からの駆動指令により、ドライバ３０７ａに対して駆動パルス信号の駆動周波数を指令する指令信号を出力する。この周波数に応じて転写駆動モータＭ１が回転駆動される。この回転駆動によって、駆動ローラが回転駆動される。同じく、転写駆動モータＩ／Ｆ３０６ｂは、ＣＰＵ３０１からの駆動指令により、ドライバ３０７ｂに対して駆動パルス信号の駆動周波数を指令する指令信号を出力する。この周波数に応じて転写駆動モータＭ２が回転駆動される。この実施の形態では、転写駆動モータＭ１が後述する直接転写部３０を駆動する。また、転写駆動モータＭ２は後述する間接転写部４０を駆動するものとする。

また、ＲＡＭ３０２はＲＯＭ３０３に記憶されているプログラムを実行する際のワークエリアとして使用される。このＲＡＭ３０２は揮発性メモリのため、振幅・位相値など次のベルト駆動で使用するパラメータに関しては、図示しないＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）などの不揮発性メモリに記憶しておき、電源オン時もしくは転写駆動モータの駆動時にｓｉｎ関数もしくは近似式を用いて、ベルト一周期分のデータをＲＡＭ３０２上に展開する。

この実施の形態において実行されるプログラムは、後述する各部（印刷制御部５１、濃度調整制御部５２、間接転写制御部５３、直接転写制御部５４、２次転写制御部５５、計測部５６など（図２参照））を含むモジュール構成となっており、実際のハードウェアとしてはＣＰＵ３０１がＲＯＭ３０３からプログラムを読み出して実行することにより上記各部が主記憶装置上にロードされ、印刷制御部５１、濃度調整制御部５２、間接転写制御部５３、直接転写制御部５４、２次転写制御部５５、計測部５６などが主記憶装置上に生成されるようになっている。

操作表示部３１０は、ＣＰＵおよびＲＯＭ，ＲＡＭ，ＬＣＤおよびキー入力を制御するＡＳＩＣ（ＬＣＤＣ）；何れも不図示、などが搭載されている。ＲＯＭには操作表示部３１０の入力読込み、および表示出力を制御する、操作表示部３１０の制御プログラムが書き込まれている。ＲＡＭは、ＣＰＵで使用する作業用メモリである。コントローラ１１０との通信により、パネルを操作してユーザがシステム設定の入力を行う入力と、ユーザにシステムの設定内容，状態を表示する、表示および入力の制御を行っている。

図２は、この実施の形態にかかる画像形成装置の機能構成を示すブロック図である。この図２において、符号１２ＹはＹ画像形成ユニット、符号１２ＭはＭ画像形成ユニット、符号１２ＣはＣ画像形成ユニット、符号１２ＫはＫ画像形成ユニット、符号５１は印刷制御部、符号５２は濃度調整制御部、符号５３は間接転写制御部、符号５４は直接転写制御部、符号５５は２次転写制御部、符号５６は計測部、符号５７は２次転写部、符号６１はパターン生成部、符号６２はパターン画像（図１０の符号１８、図１６の符号１９に該当する）、符号６３はパターン読取部（図９のパターン検知用センサに該当する）、符号６４は搬送速度測定部、符号６５は搬送速度記憶部、符号６６はユーザによる中間転写ベルトの搬送速度を受け付ける搬送速度入力部（図２１参照）である。

ここに示す機能ブロックは、この実施の形態におけるプログラムを実行することによって実現する機能または手段を示すものである。印刷制御部５１は、フルカラー印刷やモノクロ印刷を実行するためにシステム全体、すなわち濃度調整制御部５２、間接転写制御部５３、直接転写制御部５４、２次転写制御部５５、計測部５６などを制御する。直接転写制御部５４は、フルカラー印刷およびモノクロ印刷時に、Ｋ（ブラック）色の画像形成ユニット１２Ｋを制御して、転写紙Ｐに直接転写するためのブラックのトナー画像を形成する。間接転写制御部５３は、フルカラー印刷時に、Ｙ（イエロー），Ｃ（シアン），Ｍ（マゼンタ）色の画像形成ユニット１２（Ｙ、Ｃ、Ｍ）や中間転写ベルト６を制御し、転写紙Ｐに転写するためのＹ，Ｍ，Ｃのトナー画像を形成する。

２次転写制御部５５は、２次転写部５７の２次転写ローラ７（図３参照）を制御して、２次転写ローラ７を中間転写ベルト６に接近または離間させることにより、中間転写ベルト６に転写したＹ，Ｍ，Ｃのトナー画像を転写紙Ｐに転写するものである。

２次転写制御部５５は、フルカラー印刷のときには、転写紙Ｐに転写可能な位置まで２次転写ローラ７を接近させる。これにより、間接転写方式によって中間転写ベルト６上で重ねあわされたＹ，Ｍ，Ｃのトナー画像が、２次転写部５７の２次転写ローラ７の地点で転写紙Ｐに転写される。また、２次転写制御部５５は、モノクロ印刷時には、転写紙ＰにＹ，Ｍ，Ｃのトナー画像を転写する必要がないため、中間転写ベルト６（図３参照）から離間させる。また、２次転写制御部５５は、濃度調整制御用パターンの画像形成時には転写紙ＰにＹ，Ｍ，Ｃのトナー画像を転写する必要がないため、２次転写部５７の２次転写ローラを制御し、中間転写ベルト６から離間させる。濃度調整制御部５２は、パターン読取部６３で読み取った間接転写部の濃度調整制御用のパターン画像濃度、または直接転写部の濃度調整制御用のパターン画像の濃度を検知し、その検知濃度に基づいて画像濃度の補正をする。

図３は、この実施の形態にかかる直接転写部および間接転写部の要部構成を示す説明図である。この図３において、直接転写部３０は、モノクロ印刷を行うための、Ｋ感光体１、転写ローラ２、２次転写ローラ７、直接転写ベルト９、２次転写バイアス１６などを有する。間接転写部４０は、カラー印刷を行うための、Ｙ感光体３、Ｍ感光体４、Ｃ感光体５、中間転写ベルト６、２次転写ローラ８などを有する。

Ｋ感光体１は、Ｋ画像形成ユニット１２Ｋに含まれ、Ｙ感光体３、Ｍ感光体４、Ｃ感光体５は、Ｙ画像形成ユニット１２Ｙ、Ｍ画像形成ユニット１２Ｍ、Ｃ画像形成ユニット１２Ｃに含まれる。これや画像形成ユニットは、電子写真プロセスにしたがった順序で装置・ユニットが配置され、この配置構成により画像情報に応じた静電潜像を形成し、これを現像装置（不図示）の顕像化によってトナー画像を形成するように構成される。

直接転写部３０は、Ｋ感光体１を含むＫ画像形成ユニット１２Ｋによりモノクロ画像を形成し、このモノクロ画像を直接転写ベルト９上に転写するように構成される。間接転写部４０は、Ｙ感光体３、Ｍ感光体４、Ｃ感光体５を含む画像形成ユニット１２Ｙ、Ｍ画像形成ユニット１２Ｍ、Ｃ画像形成ユニット１２Ｃによりカラー画像を形成し、このカラー画像を中間転写ベルト６上に転写するように構成される。

直接転写部３０と間接転写部４０とはモノクロ画像の形成とカラー画像の形成に応じて互いに接触／離間するように構成されている。図４は、直接転写部３０の２次転写ローラ７が間接転写部４０から離間する例を示し、図５は、間接転写部４０の２次転写ローラ８が直接転写部３０から離間する例を示している。

以上のように構成された画像形成装置において、Ｋのトナー画像はＫ感光体１で形成されて、直接転写方式で転写ローラ２の地点で用紙に転写される。他方、Ｙ,Ｍ,Ｃのトナー画像はＹ感光体３、Ｍ感光体４、Ｃ感光体５で形成されて、中間転写ベルト６で重ね合わせられて、２次転写バイアス１６の地点で用紙に転写される。２次転写バイアス１６もしくは２次転写ローラ８はフルカラー印刷のときには用紙に転写可能な位置まで中間転写ベルト６に接近し、モノクロ印刷時や色合わせ制御のためのパターン画像形成時のように用紙にＹ,Ｍ,Ｃのトナー画像を転写する必要のないときには中間転写ベルト６から離れる（図４、図５参照）。

図６は、直接転写部３０および間接転写部４０の混成で構成されるフルカラー画像形成装置の２次転写近傍の構成を示す説明図である。図７は、トナー濃度検知用のパターン画像を間接転写部４０側に転写する場合を示し、図８は、パターン画像を直接転写部３０側に転写する場合について示している。

図６において、Ｙ感光体３、Ｍ感光体４、Ｃ感光体５にて形成されたＣ,Ｍ,Ｙのトナー画像がパターン画像１７、Ｋ感光体１にて形成されたトナー画像がパターン画像１８である。パターン画像を中間転写ベルト６へと転写する場合を示す図７において、トナーの帯電極性がプラスである場合、２次転写バイアス１６にてプラスの電荷を発生させる。すると、パターン画像１７およびパターン画像１８は、電荷の反発力により、中間転写ベルト６上へ合成パターン像として転写される。一方、パターン画像を直接転写部３０へと転写する場合を示す図８において、トナーの帯電極性がプラスである場合、２次転写バイアス１６にてマイナスの電荷を発生させる。そうすると、パターン画像１７およびパターン画像１８は、電荷の引力により、直接転写部３０上へ合成パターン像として転写される。また、図６、図７において、トナーの帯電極性がマイナスである場合は、それぞれ反対の電荷を発生させることで、同様の効果を得られる。以上により、２次転写バイアス１６により帯電させる極性を変化させることにより、間接転写部４０と直接転写部３０の任意の転写体上にて合成パターン像を得ることができる。

図９は、パターン画像検知用のセンサの配置例を示す説明図である。この図９に示すように、間接転写部４０の転写部分の近傍にパターン検知用センサ２０を配置し、また、直接転写部３０の近傍にパターン検知用センサ２１を配置する。Ｙ,Ｍ,Ｃの基準パターン画像は、Ｙ感光体３、Ｍ感光体４、Ｃ感光体５で形成されて、中間転写ベルト６に転写され、パターン検知用センサ２０で読み取られる。直接転写部３０の直接転写ベルト９に転写されたパターンは、パターン検知用センサ２１で読み取られる。なお、機体レイアウト上の都合等によりパターン検知用センサがどちらか一方もしくは両方の構成を選択できる。その際は、ある側へパターンを転写し、読み取る。

[トナー濃度補正例１]
つぎに、中間転写ベルトの搬送速度を任意に制御して行う基準のパターン画像の濃度を検知してトナー濃度補正を行う例について説明する。トナー濃度補正時、図１０に示すように中間転写ベルト６と２次転写ローラ７が離間している状態で、Ｙ感光体３、Ｍ感光体４、Ｃ感光体５から中間転写ベルト６に転写されたＹ,Ｍ,Ｃの基準となるパターン画像１８をパターン検知用センサ２０を用いてトナー濃度を検知する。ここで、パターン検知用センサ２０がパターン画像１８の先端を検知したとき、中間転写ベルト６の駆動モータを制御し、中間転写ベルト６の搬送速度をトナー濃度を検知しやすい速度（遅い搬送速度）に制御する。中間転写ベルト６の搬送速度を遅い搬送速度でトナー濃度を検知することによって、中間転写ベルト６とパターン検知用センサ２０の距離変動を抑えることができる。

図１１は、トナー濃度補正の制御動作例（１）を示すフローチャートである。この制御動作は印刷制御部５１が装置各部を制御することによって実行される。また、このトナー濃度補正は上述した図１０に示すように２次転写ベルト６と２次転写ローラ７が離間している状態で実行される。図１１において、まず、パターン検知用センサ２０が中間転写ベルト６上のパターン画像１８の先端を検知したか否を判断する（ステップＳ１０１）。ここで、パターン画像１８の先端を検知したと判断した場合（判断Ｙｅｓ）、中間転写ベルト６の搬送速度を通常より遅い速度に制御する（ステップＳ１０２）。たとえば、通常の搬送速度が２００ｍｍ／ｓｅｃとすると、遅い速度値として１００ｍｍ／ｓｅｃに線速を下げる。続いて、パターン検知用センサ２０により中間転写ベルト６上のパターン画像１８のトナー濃度を検知する（ステップＳ１０３）。続いて、ここで検知したトナー濃度からトナー濃度の補正を行う（ステップＳ１０４）。また、ステップＳ１０１においてパターン検知用センサ２０が中間転写ベルト６上のパターン画像１８の先端を検知していない場合(判断Ｎｏ)には、パターン検知になるまで待機する。

図１２は、中間転写ベルト６の搬送速度を（Ａ）２００ｍｍ／ｓｅｃ、（Ｂ）１００ｍｍ／ｓｅｃそれぞれについてパターン検知用センサ２０で検知した濃度値の様子を示す。このように搬送速度が遅い方がパターン検知用センサ２０の検知値も安定することがわかる。また、図１３に示すように同じ長さの基準パターンを同じサンプリング間隔（４ｍｍ／ｓｅｃ）で濃度検知した場合、中間転写ベルト６の搬送速度を（Ａ）２００ｍｍ／ｓｅｃ２００よりも、（Ｂ）１００ｍｍ／ｓｅｃの遅い搬送速度で検知した方が検知値のサンプル個数も増やすことができるためトナー濃度の検知精度を向上させることができる。

[トナー濃度補正例２]
ところで、直接転写部３０による印刷動作中（モノクロ印刷）は、中間転写ベルト６と２次転写ローラ７とが離間している状態にあり、中間転写ベルト６は印刷に寄与していない。そこでモノクロ印刷中のみ、Ｙ感光体３、Ｍ感光体４、Ｃ感光体５から中間転写ベルト６に転写されたＹ,Ｍ,Ｃのパターン画像１８の先端をパターン検出用センサ２０が検知したとき、中間転写ベルト６の駆動モータを濃度検知しやすい線速（遅い搬送線速）に制御して濃度検知を行う。これによりモノクロ印刷の生産性を維持しながら、基準のパターン画像１８の検知精度を向上させた濃度検知をすることができる。モノクロ印刷以外（カラー印刷中）は、トナー濃度検知時の中間転写ベルト６の搬送速度を印刷速度とすることで、トナー濃度補正による印刷動作への影響を最小限に抑える。

図１４は、トナー濃度補正の制御動作例（２）を示すフローチャートである。この制御動作は印刷制御部５１が装置各部を制御することによって実行される。ここでは上述したように中間転写ベルト６と２次転写ローラ７とが離間している状態である。図１４において、トナー濃度補正を開始すると、まず、モノクロ印刷であるか否かを判断する（ステップＳ２０１）。ここでモノクロ印刷であると判断すると（判断Ｙｅｓ）、さらにパターン検知用センサ２０が中間転写ベルト６上のパターン画像の先端を検知したか否かを判断する（ステップＳ２０２）。中間転写ベルト６上のパターン画像の先端をパターン検知用センサ２０が検知したと判断した場合（判断Ｙｅｓ）、中間転写ベルト６の搬送速度を通常より遅い速度に制御する（ステップＳ２０３）。たとえば、通常の搬送速度が２００ｍｍ／ｓｅｃとすると、遅い速度値として１００ｍｍ／ｓｅｃに線速を下げる。続いて、パターン検知用センサ２０により中間転写ベルト６上のパターン画像１８のトナー濃度を検知する（ステップＳ２０４）。続いて、ここで検知したトナー濃度からトナー濃度の補正を行う（ステップＳ２０５）。一方、ステップＳ２０２においてパターン検知用センサ２０が中間転写ベルト６上のパターン画像の先端を検知していない場合（判断Ｎｏ）、パターン検知用センサ２０が中間転写ベルト６上のパターン画像の先端を検知するまで待機となる。

ステップＳ２０１においてモノクロ印刷中ではないと判断した場合（判断Ｎｏ）、中間転写ベルト６の搬送速度を通常の印刷速度に制御し(ステップＳ２０６)、ステップＳ２０４に移行する。

[トナー濃度補正例３]
この例では、以下のように直接転写部３０と間接転写部４０とを制御してトナー濃度の検知・補正を行う。まず、図１５に示すように、パターン画像１９を直接転写部３０で形成して直接転写ベルト９から中間転写ベルト６へ転写した後、図１６に示すように、２次転写ローラ７を離間させて２次転写ローラ７を中間転写ベルト６から離間し、中間転写ベルト６上のパターン画像１９をパターン検知用センサ２０によって検知する。そして、パターン画像１９の先端をパターン検出用センサ２０で検知したとき、中間転写ベルト６の駆動モータを制御し、前述と同様に、その搬送速度を濃度検知しやすい速度（遅い搬送速度）に制御して濃度検知する。これにより、直接転写部３０による印刷動作（モノクロ印刷）中、直接転写ベルト９に描画されたパターン画像の濃度を検知することができ、かつモノクロ印刷動作への影響はなく、生産性も維持される。

つぎに、中間転写ベルト６の搬送速度を制御して実施するトナー濃度検知におけるパターン画像について説明する。図１７は、中間転写ベルト６の搬送速度を制御して実施するトナー濃度検知におけるパターン画像の形状を示す説明図である。この図１７では、中間転写ベルト６の搬送速度を（Ａ）２００ｍｍ／ｓｅｃと（Ｂ）１００ｍｍ／ｓｅｃとの場合において、サンプリング間隔４ｍｓでのパターン画像の長さを示している。図１７に示すように、（Ｂ）の遅い搬送速度で濃度検知する場合、パターン画像の搬送方向のパターン長を短くしても（パターンを小さくしても）検出値のサンプル個数は十分確保できることが分かる。つまりトナー濃度補正におけるパターン画像の大きさを小さくできるので、印刷以外で消費するトナー量が抑えることができ、ランニングコストを抑えられる。また、パターン長は搬送線速に応じて変更可能である。

図１８は、中間転写ベルト６の搬送速度を制御して実施するトナー濃度検知におけるパターン画像の個数を示す説明図である。中間転写ベルト６上のパターン画像の濃度値を読み取り、この濃度値に基づいて行うトナー濃度補正では、図１８に示すように、それぞれに濃度の異なる基準パターンから形成された階調パターンの濃度検知値を用いて行っている。ここで図１７に示すように遅い搬送速度（本例１００ｍｍ／ｓｅｃ）ではでトナー濃度の検知を行う場合、パターン画像を小さくすることができる。そのため、一定区間（機械のレイアウトや紙間などで決まる）に描画できるパターン画像の数を増やすことが可能となる。階調パターンを形成するパターン画像の個数を増やすことで階調再現性も向上することができる。このように、パターン画像の長さ、個数は中間転写ベルト６の搬送線速に応じて変更可能となる。

図１９は、中間転写ベルトの搬送速度を制御して行うパターン画像のトナー濃度検知動作を印刷線速によって実行／不実行とする制御動作を示すフローチャートである。この制御動作は印刷制御部５１が装置各部を制御することによって実行される。まず、トナー濃度補正が開始されると、まず、モノクロ印刷中であるか否かを判断する（ステップＳ３０１）。ここでモノクロ印刷中であると判断すると（判断Ｙｅｓ）、さらに当該印刷速度が標準速度（本装置で最も速い印刷速度）であるか否かを判断する（ステップＳ３０２）。当該印刷速度が標準速度であると判断した場合（判断Ｙｅｓ）、さらにパターン検知用センサ２０が中間転写ベルト６上のパターン画像を検知したか否かを判断する(ステップＳ３０３)。ここで、パターン画像を検知したと判断すると（判断Ｙｅｓ）、中間転写ベルト６の搬送速度を前述したと同様に遅くする制御を実行する（ステップＳ３０４）。そして、中間転写ベルト６上のパターン画像をパターン検知用センサ２０で読み取ってトナー濃度検知を行い(ステップＳ３０５)、この検知された濃度値についてトナー濃度補正を実行する（ステップＳ３０６）。

一方、ステップＳ３０１においてモノクロ印刷中ではないと判断した場合（判断Ｎｏ）、また、ステップＳ３０２において当該印刷速度が標準速度ではないと判断した場合（判断Ｎｏ）、中間転写ベルト６の搬送速度または印刷速度をそのままの状態とし（ステップＳ３０７），ステップＳ３０５に移行し、トナー濃度検知、補正を実行する。

図１９に示すトナー濃度補正は、上述したように最も速い印刷速度（標準速度）のみについて搬送・印刷速度を遅くする制御を行う。中速、低速印刷時は、それに伴ってパターン画像の読み取り時の速度も遅くなるため、搬送・印刷速度はそのままとしてパターン画像の読み取り精度を確保する。このように印刷速度によって搬送・印刷速度の制御を自動で切り替え、必要なときに動作させることで、搬送・印刷速度の制御動作に伴う制御負荷、ソフト負荷を最小限にすることができる。

つぎに、中間転写ベルト６上のパターン画像を読み取る際の中間転写ベルト６の搬送速度について説明する。図２０は、搬送速度が（Ａ）２００ｍｍ／ｓｅｃ、（Ｂ）１００ｍｍ／ｓｅｃの場合におけるトナー濃度検知値の様子を示すグラフである。中間転写ベルト６の搬送速度でトナー濃度検知したときのトナー濃度検知値の平均値からの変動幅を算出する。図２０の（Ａ）に示すように、その変動幅が一定基準以下になっていなかった場合、次回トナー濃度検知時の搬送速度をさらに遅い速度（Ｂ）に設定し、動作させる。その搬送速度は、不揮発性メモリ（搬送速度記憶部６５）に記憶される。これを繰り返し実行することで、自動的に濃度検知しやすい搬送速度で動作できるようになる。ある一定の速度より遅い搬送速度でも平均値からの変動幅が一定基準以下にならない場合は、下限となる一定速度で動作する。

図２１は、操作表示部３１０上で中間転写ベルト６の搬送速度を入力設定する例を示す説明図である。この図２１に示すように中間転写ベルト６の搬送速度は、操作表示部３１０に表示される操作パネル上からユーザが任意設定するようにしてもよい。図２１の操作画面では、中間転写ベルト６の搬送速度設定のために「中転搬送速度（濃度検知時）：＊＊＊ｍｍ／ｓｅｃ」というように入力可能に表示され、ユーザによる任意の搬送速度が入力できるようになっている。なお、このときの中間転写ベルト６の搬送速度は、不揮発性メモリ（搬送速度記憶部６５）に記憶される。

したがって、以上説明した実施の形態の画像形成装置によれば、直接転写部３０と間接転写部４０は独立動作できる構成において、間接転写部４０の中間転写ベルト６は印刷に寄与していない場合、任意の速度で動作できるので、中間転写ベルト６上に形成されるパターン画像のトナー濃度検知をする際、中間転写ベルト６の搬送速度を濃度検知に最適な速度に制御し、濃度検知を実施できる。このように、転写手段を直接転写方式と間接転写方式の混成で構成する画像形成装置において、トナー濃度検知の検知精度を向上させることができる。またその際の連続印刷動作への影響をなくし、印刷時の生産性を維持することができる。

図２２は、画像形成装置のハードウェア構成例を示すブロック図である。本図に示すように、この複合機は、コントローラ１０とエンジン部（Ｅｎｇｉｎｅ）６０とをＰＣＩ（Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）バスで接続した構成となる。コントローラ１０は、画像形成装置全体の制御と描画、通信、図示しない操作部からの入力を制御するコントローラである。エンジン部６０は、ＰＣＩバスに接続可能なプリンタエンジンなどであり、たとえば白黒プロッタ、１ドラムカラープロッタ、４ドラムカラープロッタ、スキャナまたはファックスユニットなどである。なお、このエンジン部６０には、プロッタなどのいわゆるエンジン部分に加えて、誤差拡散やガンマ変換などの画像処理部分が含まれる。

コントローラ１０は、ＣＰＵ１１と、ノースブリッジ（ＮＢ）１３と、システムメモリ（ＭＥＭ−Ｐ）１２と、サウスブリッジ（ＳＢ）１４と、ローカルメモリ（ＭＥＭ−Ｃ）１７と、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）１６と、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）１８とを有し、ノースブリッジ（ＮＢ）１３とＡＳＩＣ１６との間をＡＧＰ（Ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄ Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｏｒｔ）バス１５で接続した構成となる。また、ＭＥＭ−Ｐ１２は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１２ａと、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ)１２ｂと、をさらに有する。

ＣＰＵ１１は、画像形成装置の全体制御をおこなうものであり、ＮＢ１３、ＭＥＭ−Ｐ１２およびＳＢ１４からなるチップセットを有し、このチップセットを介して他の機器と接続される。

ＮＢ１３は、ＣＰＵ１１とＭＥＭ−Ｐ１２、ＳＢ１４、ＡＧＰ１５とを接続するためのブリッジであり、ＭＥＭ−Ｐ１２に対する読み書きなどを制御するメモリコントローラと、ＰＣＩマスタおよびＡＧＰターゲットとを有する。

ＭＥＭ−Ｐ１２は、プログラムやデータの格納用メモリ、プログラムやデータの展開用メモリ、プリンタの描画用メモリなどとして用いるシステムメモリであり、ＲＯＭ１２ａとＲＡＭ１２ｂとからなる。ＲＯＭ１２ａは、プログラムやデータの格納用メモリとして用いる読み出し専用のメモリであり、ＲＡＭ１２ｂは、プログラムやデータの展開用メモリ、プリンタの描画用メモリなどとして用いる書き込みおよび読み出し可能なメモリである。

ＳＢ１４は、ＮＢ１３とＰＣＩデバイス、周辺デバイスとを接続するためのブリッジである。このＳＢ１４は、ＰＣＩバスを介してＮＢ１３と接続されており、このＰＣＩバスには、ネットワークインターフェース（Ｉ／Ｆ）部なども接続される。

ＡＳＩＣ１６は、画像処理用のハードウェア要素を有する画像処理用途向けのＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）であり、ＡＧＰ１５、ＰＣＩバス、ＨＤＤ１８およびＭＥＭ−Ｃ１７をそれぞれ接続するブリッジの役割を有する。このＡＳＩＣ１６は、ＰＣＩターゲットおよびＡＧＰマスタと、ＡＳＩＣ１６の中核をなすアービタ（ＡＲＢ）と、ＭＥＭ−Ｃ１７を制御するメモリコントローラと、ハードウェアロジックなどにより画像データの回転などをおこなう複数のＤＭＡＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｍｅｍｏｒｙ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）と、エンジン部６０との間でＰＣＩバスを介したデータ転送をおこなうＰＣＩユニットとからなる。このＡＳＩＣ１６には、ＰＣＩバスを介してＦＣＵ（Ｆａｃｓｉｍｉｌｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）３０、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）４０、ＩＥＥＥ１３９４（ｔｈｅ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ １３９４）インターフェース５０が接続される。操作表示部２０はＡＳＩＣ１６に直接接続されている。

ＭＥＭ−Ｃ１７は、コピー用画像バッファ、符号バッファとして用いるローカルメモリであり、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）１８は、画像データの蓄積、プログラムの蓄積、フォントデータの蓄積、フォームの蓄積を行うためのストレージである。

ＡＧＰ１５は、グラフィック処理を高速化するために提案されたグラフィックスアクセラレーターカード用のバスインターフェースであり、ＭＥＭ−Ｐ１２に高スループットで直接アクセスすることにより、グラフィックスアクセラレーターカードを高速にするものである。

この実施の形態の画像形成装置で実行される画像形成プログラムは、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供される。また、この実施の形態の画像形成装置で実行される画像形成プログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、この実施の形態の画像形成装置で実行される画像形成プログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。

また、この実施の形態の画像形成プログラムを、ＲＯＭ等に予め組み込んで提供するように構成してもよい。本実施の形態の画像形成装置で実行される画像形成プログラムは、上述した画像形成装置各部を含むモジュール構成となっており、実際のハードウェアとしてはＣＰＵ（プロセッサ）が上記記憶媒体から画像形成プログラムを読み出して実行することにより上記各部が主記憶装置上にロードされ、主記憶装置上に生成されるようになっている。

以上のように、本発明にかかる画像形成装置および画像形成方法、並びに画像形成プログラムは、電子写真方式を用いたモノクロ印刷およびカラー印刷を行う複写機、プリンタなどに有用であり、特に、直接転写部と間接転写部を有し、生産性を確保した状態で正確なトナー濃度検知・補正を行う装置、システム、方法などに適している。

６ 中間転写ベルト
９ 直接転写ベルト
２０ パターン検知用センサ
３０ 直接転写部
４０ 間接転写部
５１ 印刷制御部
１１０ コントローラ
３１０ 操作表示部

特開２００９−２５８１４号公報 特開２００３−１３１５３８号公報

Claims (9)

1. モノクロ画像を形成して記録紙に転写する直接転写手段と、カラー画像を転写体に形成し、この転写体を介して記録紙に転写する間接転写手段と、前記転写体に形成されるパターン画像の濃度を検知する濃度検知手段と、を有する画像形成装置にあって、
   前記直接転写手段と前記間接転写手段とを接離する接離手段と、
   前記転写体の移動速度を所定の速度に変更する速度変更手段と、
   前記濃度検知手段が前記パターン画像の濃度を検知する際に、前記速度変更手段によって前記転写体の移動速度を所定の速度に変更した後に前記濃度検知手段で検知させ、検知された濃度の値を補正する濃度補正制御手段と、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記濃度補正制御手段は、前記直接転写手段による画像形成動作時に、前記転写体での前記濃度検知手段による濃度値を取得し、濃度値を補正することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記濃度補正制御手段は、前記直接転写手段に前記パターン画像を形成した後、このパターン画像を前記転写体に転写し、前記接離手段で前記直接転写手段と前記間接転写手段とを離間させ、前記転写体上のパターン画像の濃度を検知して補正することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記速度変更手段によって変更される前記転写体の移動速度に応じて前記パターン画像の形状を可変するパターン生成手段をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
5. 前記速度変更手段によって変更される前記転写体の移動速度に応じて前記パターン画像の個数を可変するパターン生成手段をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
6. 前記転写体の移動速度を測定する転写体速度測定手段をさらに備え、
   前記濃度補正制御手段は、前記転写体速度測定手段で測定される前記転写体の移動速度が予め定めた移動速度に応じて濃度検知および補正の実行可否を判断することを特徴とする請求項１〜５の何れか一つに記載の画像形成装置。
7. 前記パターン画像の濃度を検知するときの前記転写体の移動速度の入力を受け付ける移動速度入力手段と、
   前記移動速度入力手段で入力された前記転写体の移動速度および（または）前記パターン画像の濃度を検知するときの前記転写体の移動速度を記憶する移動速度記憶手段と、
   をさらに備えることを特徴とする請求項１〜６の何れか一つに記載の画像形成装置。
8. モノクロ画像を形成して記録紙に転写する直接転写手段と、カラー画像を転写体に形成し、この転写体を介して記録紙に転写する間接転写手段と、前記転写体に形成されるパターン画像の濃度を検知する濃度検知手段と、を有する画像形成装置で実行される画像形成方法にあって、
   接離手段が、前記直接転写手段と前記間接転写手段とを接離する接離工程と、
   速度変更手段が、前記転写体の移動速度を所定の速度に変更する速度変更工程と、
   濃度補正制御手段が、前記濃度検知手段が前記パターン画像を検知する際に、前記速度変更工程によって前記転写体の移動速度を所定の速度に変更して前記濃度検知手段で検知し、検知した濃度値を取得し、この濃度値を補正する濃度補正制御工程と、
   を含むことを特徴とする画像形成方法。
9. モノクロ画像を形成して記録紙に転写する直接転写手段と、カラー画像を転写体に形成し、この転写体を介して記録紙に転写する間接転写手段と、前記転写体に形成されるパターン画像の濃度を検知する濃度検知手段と、を有するコンピュータを、
   前記直接転写手段と前記間接転写手段とを接離する接離手段と、
   前記転写体の移動速度を所定の速度に変更する速度変更手段と、
   前記濃度検知手段が前記パターン画像の濃度を検知する際に、前記速度変更手段によって前記転写体の移動速度を所定の速度に変更した後に前記濃度検知手段で検知させ、検知された濃度の値を補正する濃度補正制御手段と、
   を機能させるための画像形成プログラム。

Images