JP5610938B2

JP5610938B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP5610938B2
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Inventors: 啓介遠藤
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Description

本発明は、レーザプリンタ、複写機、ファクシミリ等の電子写真記録方式を利用する画像形成装置に関する。

従来から、電子写真画像形成装置において、トナー吐き出しが知られている。このトナー吐き出しは、例えば、定期的に現像器から強制的にトナー吐き出しすると共に、感光ドラムのクリーニングブレードへその吐き出されたトナーを供給するものである。現像ローラからトナー吐き出しを実行する必要があるのは、次の理由からである。即ち、印字率の低い画像を多数印刷する場合、現像器内には、トナー容器から現像ローラ位置に供給されたトナーが転写されずに取り残され、現像ローラ部分に劣化したトナーが蓄積するからである。現像ローラ部分のトナー蓄積を放置し画像形成（印字）が行われない状態が続くと、トナーの付着力が上がり、現像ローラへのトナー融着が発生し、トナーの融着部分において、いわゆる融着スジと呼ばれる画像不良が発生する場合がある。そこで、画像形成装置は、定期的に、現像ローラに取り残されたトナーを除去するために、強制的にトナーを吐き出して除去する処理が必要になる。つまり、現像ローラ１周分のトナーを吐き出す必要がある。

また、感光ドラムに対するクリーニングブレードは、低印字率の印刷が続く場合、小さいサイズの紙での印刷が続く場合、高温多湿での印刷が続く場合等、次のような課題が発生する。即ち、クリーニングブレードの捲れ、クリーニングブレードエッジ部の欠け、クリーニングブレードのびびり（スティックスリップ）である。クリーニングブレードが捲れた場合はクリーニング不能に、エッジ部の欠けやびびりが発生した場合はトナーの擦り抜けが発生する。この現象に対する対策として、吐き出しのトナーをそれぞれのクリーニングブレードに分配供給させて、トナーを潤滑剤として用いることによりクリーニングブレードの捲れ、エッジ部欠け、びびりを防止する。

特開平０９−０３４２４３号公報

上述したように、トナー吐き出しは、劣化トナーの排除、クリーニングブレードのメンテナンスを目的としたものである。しかしながら、トナー資源の有効活用という観点で、このトナー吐き出しで消費されるトナーは、画像として形成されるという本来の役割を担っていない。そこで、このトナー吐き出しで消費されるトナーの画像としての有効利用が要望される。

本発明は、このような課題及び他の課題のうち、少なくとも１つを解決することを目的とする。本発明では、トナー吐き出しで消費されるトナーを例えば色ずれ検出に係るトナー画像として有効利用することを目的とする。

前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。

（１）感光体、前記感光体上にトナー像を現像するための現像手段、転写バイアスを印加し前記感光体上に現像されたトナー像を転写するためのベルト上に前記感光体上に現像されたトナー像を転写する転写手段、及び前記感光体に残留したトナーを除去する感光体クリーニング手段を含む画像形成部を各色に対応して備え、更に前記画像形成部により前記ベルト上に転写されたトナー像を検出する検出手段を備えた画像形成装置であって、前記現像手段から強制的にトナーを吐出させ前記感光体上にトナー像を形成するトナー吐出手段を備え、前記転写手段は、前記トナー吐出手段により前記感光体上に形成されたトナー像の転写について、前記トナー像の所定領域部分に対しては前記ベルトへの所定の転写効率である第１の転写バイアスを印加し、前記トナー像の前記所定領域部分を除く部分に対しては少なくとも前記第１の転写バイアスの前記所定の転写効率に比べて転写効率が小さい第２の転写バイアスを印加することを特徴とする画像形成装置。

本発明によれば、トナー吐き出しで消費されるトナーを例えば色ずれ検出に係るトナー画像として有効利用することができる。

実施例１〜３の画像形成装置の概略図、画像形成装置システム構成のブロック図実施例１〜３の色ずれ検出センサの概略図及び配置図、色ずれ検出センサでトナーパターンを読み取った際の出力を示すグラフ実施例１の吐き出し制御のフローチャート実施例１の吐き出し制御のタイミングチャート実施例１の吐き出しトナーパターンと速度周期むらの関係図実施例１の中間転写ベルト上に転写された吐き出しトナーパターンを示す図実施例１〜３の吐き出し制御による副走査方向色ずれ制御の検出結果のグラフ実施例２の吐き出しトナーパターンと感光ドラム及び中間転写ベルトの駆動ローラの速度周期むらの関係図実施例２の中間転写ベルト上に転写された吐き出しトナーパターンを示す図実施例３の吐き出しトナーパターンと感光ドラム及び中間転写ベルトの駆動ローラの速度周期むらの関係図実施例３の中間転写ベルト上に転写された吐き出しトナーパターンを示す図

以下に、本発明に係わる実施の形態を、図面を参照して詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

［全体構成］
本実施例は、カラー電子写真画像形成装置を例として説明する。カラー電子写真画像形成装置の全体構成について、図１（ａ）を参照して概略を説明する。本実施例に示す画像形成装置は電子写真画像形成プロセス利用のレーザプリンタである。図１（ａ）に示すカラーの画像形成装置（以下、「装置本体」と称す）は、装置本体に対して着脱可能なプロセスステーション（プロセスカートリッジ）（画像形成部）５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋを備える。４個のプロセスステーション５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋは、同一構造であるが、異なる色、即ち、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（Ｋ）のトナー（現像剤）による画像を形成する点で相違する。尚、特定のプロセスステーションの説明を行う場合を除き、以下、ＹＭＣＫの符号を省略する。各プロセスステーション５は、それぞれ、トナー容器２３、感光体である感光ドラム１、帯電ローラ２、現像ローラ３、クリーニングブレード４（感光体クリーニング手段）、廃トナー容器２４を有する。プロセスステーション５の下方には露光装置７が配置され、画像信号に基づく露光を感光ドラム１に対して行う。

各感光ドラム１は、本実施例では、直径２５ｍｍの負帯電特性のＯＰＣ（有機光半導体）感光ドラムが使用され、それぞれの画像形成時には、１８０ｍｍ／ｓｅｃ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１は、回転過程で、帯電ローラ２により所定の極性・電位に一様に帯電処理される。そして感光ドラム１上には、露光装置７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（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック成分像）に対応した静電潜像が形成される。帯電ローラ２は、感光ドラム１の回転に伴って従動回転する。本実施例で用いた露光装置７は、レーザダイオードを用いたポリゴンスキャナであり、画像情報に応じて変調されたレーザビームを感光ドラム１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、主走査方向（転写材の搬送方向に垂直な方向）では走査ライン毎にポリゴンスキャナ内の位置信号（ＢＤ信号）から、所定の時間だけ遅延させて行われる。また、転写材への画像形成時、副走査方向（転写材の搬送方向）では、プロセスステーション間で、所定の間隔を開けて書き出しが行われる。これによって、第１〜第４のプロセスステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋにおいて、常に感光ドラム１上の同じ位置に露光を行い、色ずれを抑える構成となっている。感光ドラム１上に形成された静電潜像は、第１〜第４のプロセスステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの現像ローラ３により現像される。この現像ローラ３を介して感光ドラム１上の静電潜像にそれぞれの色のトナーを付着させてトナー像として現像する。各現像器内のトナーは、負帯電の非磁性一成分トナーであり、静電潜像の現像は、非磁性一成分接触現像方式によって行われる。各現像ローラ３は、感光ドラム１に対して順方向に、１００％のプロセススピードで回転し、直径１２ｍｍである。現像ローラ３には不図示の現像バイアス電源により現像バイアスが印加され、これにより現像を行う。

中間転写ベルトユニットは、中間転写ベルト８、駆動ローラ９、二次転写対向ローラ１０から構成される。また、各感光ドラム１に対向して、中間転写ベルト８の内側に一次転写ローラ６が配設され、不図示の一次転写バイアス電源により正極性の一次転写バイアスを印加する構成である。尚、一次転写後のトナー像をベルト上に形成するという意味で、この一次転写ローラ６と上に説明したプロセスステーションとをまとめて画像形成部と呼ぶ。不図示のモータにより駆動ローラ９が回転することにより、中間転写ベルト８は回動され、それに従い、二次転写対向ローラ１０も従動回転する。本実施例では、駆動ローラ９は直径３０ｍｍである。中間転写ベルト８の回転速度は、１８０ｍｍ／ｓｅｃである。各感光ドラム１は矢印方向に回転し、中間転写ベルト８が矢印Ａ方向に回転し、一次転写ローラ６に正極性の一次転写バイアスが印加される。これにより、感光ドラム１上のトナー像は、感光ドラム１Ｙ上のトナー像から順次、中間転写ベルト８上（ベルト上）に一次転写される。その後、４色のトナー像が重なった状態で二次転写ローラ１１まで搬送される。感光ドラム１のクリーニングブレード４は、感光ドラム１に圧接し、中間転写ベルト８に転写されないで感光ドラム１表面に残った残留トナー及びその他の感光ドラム上（感光体上）の残留物を除去する。

給搬送装置１２は、転写材Ｐを収納する給紙カセット１３内から転写材Ｐを給紙する給紙ローラ１４と、給紙された転写材Ｐを搬送する搬送ローラ対１５とを有する。そして、給搬送装置１２から搬送された転写材Ｐはレジストローラ対１６によって二次転写ローラ１１に搬送される。中間転写ベルト８から転写材Ｐへの転写においては、二次転写ローラ１１に正極性のバイアスを印加することにより、搬送された転写材Ｐに、中間転写ベルト８上の４色のトナー像を転写する（以下、二次転写という）。トナー像転写後の転写材Ｐは、定着装置１７に搬送され、定着フィルム１８と加圧ローラ１９とによって加熱、加圧されて表面にトナー像が定着される。定着された転写材Ｐは排紙ローラ対２０によって排出される。

このような中間転写ベルト８を有する画像形成装置では、中間転写ベルト８表面にトナーが残留付着した場合、転写材Ｐの裏汚れや画像汚れの原因になる。残留トナーとしては、具体的には、転写材Ｐへの二次転写後に中間転写ベルト８上に残ったトナー、紙詰まりや非画像部へのかぶりトナーの付着がある。また残留トナーとしては、色ずれ制御のための色ずれ検出用に感光ドラム１から転写された色ずれ検出用トナー像（テストパターン像ともいう）等がある。これらの中間転写ベルト８に残留、付着したトナーは、転写ベルトクリーニングブレード２１により除去され、回収用容器２２に蓄積される。尚、本実施例の画像形成装置は、レジストローラ対１６と二次転写ローラ１１の間に色ずれ検出センサ４１を備える。

＜制御ブロック図＞
図１（ｂ）は、本実施例の制御ブロック図である。プリンタ制御部１０１は、不図示のＣＰＵ、メモリ等からなり、画像形成装置としてのプリンタ１００内の各装置を制御するプログラムを実行する。プリンタ制御部１０１は、各種制御プログラムに基づいてメモリを作業領域に用いて画像形成装置の各部を制御する。ホストコンピュータ１０４は、プリンタ１００に印刷するデータを転送する。コントローラ１０３は、プリンタ１００とホストコンピュータ１０４との通信を行う。コントローラ１０３は、ホストコンピュータ１０４から画像情報と印字命令を受け取り、受け取った画像情報を解析してビットマップデータに変換し、プリント中は、ＴＯＰ信号に同期して、ビットマップデータをプリンタ制御部１０１に送信する。モータ駆動制御部１１０は、プリンタ制御部１０１の指示により、感光ドラム１や駆動ローラ９を駆動する不図示のモータを回転させる。一次転写バイアス制御部１１１は、プリンタ制御部１０１の指示により、一次転写ローラ６と感光ドラム１間に印加する一次転写バイアスの電源を制御する。露光制御部１１２は、プリンタ制御部１０１の指示により露光装置７を制御する。色ずれセンサＬＥＤ発光部１１３は、プリンタ制御部１０１の指示により色ずれ検出センサ４１の発光素子５１を制御する。色ずれセンサ受光部１１４は、色ずれ検出センサ４１の受光素子５２からの信号を電気信号に変換する。コンパレータ１１５は、後述する図２（ｃ）に示すように、色ずれセンサ受光部１１４から出力された色ずれ検出センサ４１の出力値（図２（ｃ）（ｃ−１））を２値化し（図２（ｃ）（ｃ−２））、２値化した信号をプリンタ制御部１０１に入力する。また、以降、プリンタ制御部１０１は、例えばカウンタを用いて後述する制御シーケンスを管理しているものとする。尚、カウンタに代えて例えばタイマを用いる構成としてもよい。

尚、プリンタ制御部１０１の各機能は、ＣＰＵが各種制御プログラムを実行することで実現しても良いし、その機能の一部或いは全てを特定用途向けの専用回路（ＡＳＩＣ）に行わせても良い。

＜色ずれ検出センサと色ずれ補正＞
図２（ａ）は色ずれ検出センサ４１の構成説明図である。色ずれ検出センサ４１は、ＬＥＤなどの発光素子５１と、フォトダイオードなどの受光素子５２、受光データを処理する不図示のＩＣなどとこれらを収容する不図示のホルダーで構成される。発光素子５１は中間転写ベルト８に対して光を照射し（５３）、受光素子５２は中間転写ベルト８又は中間転写ベルト８上のトナーパッチからの反射光（５４）を受光することにより反射光強度を検出する。本実施例の色ずれ検出センサ４１は正反射光を検出する構成である。色ずれ検出センサ４１は、中間転写ベルト８の表面が露出している状態（トナー量が０）のときには、受光素子５２が反射光を検出する。これは、中間転写ベルト８の表面が光沢性を有するからである。一方、中間転写ベルト８にトナー像が形成された場合、トナーパッチの濃度（トナー量）が増加するに従って、受光素子５２により検出される反射光が減少し受光素子５２の正反射出力は次第に減少する。これは、トナーが中間転写ベルト８の表面を覆い隠すことにより、中間転写ベルト表面からの正反射光が減少するからである。図２（ｃ）（ｃ−１）に、中間転写ベルト８→中間転写ベルト８上のトナー像が形成された部分（以下、トナーベルトという）→中間転写ベルト８の順番で、受光素子５２が反射光を検出した様子を示す。この受光素子５２からの信号は、コンパレータ１１５に入力され、信号レベルが所定の閾値レベルより大きい場合は１（ＯＮ）に、所定の閾値レベルより小さい場合は０（ＯＦＦ）に変換され、プリンタ制御部１０１に入力される（図２（ｃ）（ｃ−２））。また、プリンタ制御部１０１は、色ずれセンサ割り込み制御部１２２のプログラムを起動することで、コンパレータ１１５により２値化された色ずれセンサ受光部１１４からの信号の論理が変化したタイミングを正確に測定することができる。

このような構成の色ずれ検出センサ４１は、図２（ｂ）に示すように、中間転写ベルト８の回動方向（図中白抜き矢印）の下流部の両サイド（回動方向に垂直な方向の両端部）に、１箇所ずつ（４１Ｒ，４１Ｌ）、即ち複数配置される。尚、図２（ｂ）は、図１（ａ）の中間転写ベルト８をプロセスステーション側から俯瞰した図である。

色ずれ検出センサ４１を有する画像形成装置では、公知の技術により、画像形成装置がスタンバイ中に、中間転写ベルト８上に、色ずれ検出のためのパッチパターン（テストパターン像）を作像する。そして、作像したパッチパターンを色ずれ検出センサ４１により検出し、基準色に対する各プロセスステーションの副走査方向（中間転写ベルト８の回動方向）の色ずれ、主走査方向（副走査方向に垂直な方向）の色ずれを検出する。そして、プリンタ制御部１０１は、色ずれセンサ受光部１１４から入力された色ずれ情報をコントローラ１０３に通知する色ずれ補正制御を行う。コントローラ１０３は、通知された色ずれ情報に基づき、ビットマップデータに電気的補正をかけ、転写材Ｐへの色ずれを抑える制御を行う。プリンタ制御部１０１がコントローラ１０３に通知する情報には、副走査方向に係る情報として、基準色（Ｙ）のレーザビーム発光タイミング（ＴＯＰ信号出力タイミング）を基準に、他の色のレーザビーム発光タイミングを何走査ライン分遅らせるかの情報がある。通知を受けたコントローラ１０３は、通知された情報に従い、ビットマップデータをプリンタ制御部１０１に送信するタイミングを遅延させる。また主走査方向に係る情報には、基準色（Ｋ）の主走査方向に係るレーザビーム発光タイミングに対して他の色のレーザビームの発光タイミングをどれだけ早めるか或いは遅らせるかの情報がある。通知を受けたコントローラ１０３は、通知された情報に従い、ビットマップデータをプリンタ制御部１０１に送信するタイミングを調整する。

＜吐き出し制御＞
本実施例のプリンタ１００では、プリンタ制御部１０１は、吐き出しタイミング判断部１２０により、感光ドラム１の回転数を例えば不図示のカウンタを用いてカウントする。吐き出しタイミング判断部１２０がカウントしたカウント値が一定回転数を超えると、強制的にトナー吐出を行う吐き出し制御に入るように制御される。吐き出しタイミング判断部１２０は、プリンタ制御部１０１が、モータ駆動制御部１１０に感光ドラム１の駆動を担う不図示のモータに対する駆動指示をしている間、感光ドラム１の回転数をカウントする。フルカラープリント中は、Ｙ、Ｍ、Ｃの感光ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃはほぼ同回転数であり、モノカラープリント中はＫの感光ドラム１Ｋのみ回転している。これを踏まえ、吐き出しタイミング判断部１２０は、感光ドラム１Ｙを含むＹステーションと感光ドラム１Ｋを含むＫステーションの二つのステーションの回転数をカウントする。

吐き出しタイミング判断部１２０が、プリント動作中に、Ｙステーション回転数が予め定めた閾値を超えたと判断した場合、プリンタ制御部１０１はそのタイミングでプリント動作を中断する。そして、プリンタ制御部１０１は、吐き出し実行部１２１により全色を対象にしたフルカラー吐き出し動作を実行する。吐き出しタイミング判断部１２０は、フルカラー吐き出し動作が完了したら、Ｙステーション回転数とＫステーション回転数をカウントしていたカウンタの値をいずれもクリアする。また、吐き出しタイミング判断部１２０が、プリント動作中に、Ｋステーション回転数が予め定めた閾値を超えたと判断した場合、プリンタ制御部１０１はそのタイミングでプリント動作を中断する。そして、プリンタ制御部１０１は、吐き出し実行部１２１によりＫステーションを対象にしたモノカラー吐き出し動作を実行する。吐き出しタイミング判断部１２０は、モノカラー吐き出し動作が完了したら、Ｋステーション回転数をカウントしていたカウンタの値をクリアする。

＜吐き出し制御詳細＞
本実施例では、フルカラー吐き出し動作において、全色のトナー像を作成していることを利用し、各ステーション間の副走査方向の色ずれを検出し、色ずれ補正制御の実行タイミングを判断する。これにより、トナー吐き出しで消費されるトナーを例えば色ずれ検出に係るトナー画像として有効利用することができる。これは、色ずれ補正制御の実行頻度の削減等にも結び付く。図３から図６を参照し、本実施例の吐き出し制御について説明する。図３は、本実施例の吐き出し制御のフローチャートである。図４は、本実施例の吐き出し制御のタイミングチャートである。尚、図４には記載していないが、帯電バイアスは画像形成（転写材への画像形成）から後回転（吐き出しトナー形成）を含む区間にわたって印加される（即ちＯＮ状態）。また、現像バイアスも図４には記載していないが、帯電バイアス同様、画像形成から吐き出しトナー形成を含む区間にわたって印加される（即ちＯＮ状態）。また、画像形成でのレーザ露光（斜線網掛け）は、コントローラ１０３からのビットマップデータに従って露光しており、後回転でのレーザ露光は、プリンタ制御部１０１からの指示により露光動作を実施している。図４において、横軸は時間であり、図中のタイミングの基準は、全て、プリント開始時点とする。また、色ずれ検出センサ４１の反射光としては、２つ配置された色ずれ検出センサ４１Ｒ，４１Ｌの片側の出力値のみを示しているが（反射光値）、もう片側の出力値もほぼ同様の変化を示す。

図３のフローチャートに従い説明する。ステップ（以下、Ｓ）１０１でプリンタ制御部１０１は、フルカラープリント動作中において、露光装置７Ｙにより感光ドラム１Ｙへの静電潜像の形成を終了させる（Ｙステーション潜像終了）（タイミング（以下、Ｔ）１００）。Ｓ１０２で吐き出しタイミング判断部１２０は、Ｙステーションの感光ドラム１Ｙの回転数（Ｙステーションドラム回転数）が予め定められた吐き出し実施条件の閾値以上であるかどうかを判断する。Ｓ１０２で吐き出しタイミング判断部１２０は、Ｙステーションドラム回転数が閾値未満であると判断すると、吐き出し制御を実行せず、プリント動作を継続する。Ｓ１０２で吐き出しタイミング判断部１２０は、Ｙステーションドラム回転数が閾値以上であると判断すると、プリンタ制御部１０１は吐き出し動作を開始する。

Ｓ１０３でプリンタ制御部１０１は、吐き出しのトナーの中間転写ベルト８からの反射光を検出する準備として、色ずれセンサＬＥＤ発光部１１３に指示し、色ずれ検出センサ４１の発光素子５１を点灯させる（Ｔ１００）。Ｓ１０４でプリンタ制御部１０１は、露光装置７ＫによるＫステーションの転写材Ｐに対する静電潜像の形成動作が終了するタイミングＴ１０１まで待つ。Ｓ１０５でプリンタ制御部１０１は、吐き出し実行部１２１を起動させる。Ｓ１０５で吐き出し実行部１２１は、露光制御部１１２に指示し、露光装置７に全色ステーション同時に全画像領域の強制発光を開始する指示を出す（全色レーザ露光オン（ＯＮ））。この発光開始タイミングは、ポリゴンスキャナ内のＢＤ信号に同期させる。各ステーションの強制発光開始のタイミングが、主走査ラインの任意のタイミングであると、ステーション間で１ライン分の色ずれが発生し、正しくステーション間の色ずれを検出できない可能性があるため、ＢＤ信号に同期して強制発光を開始する。Ｓ１０６で吐き出し実行部１２１は、予め定められた周回方向の吐き出しトナー幅だけ露光したタイミング（Ｔ１０２）（発光終了タイミング）になったと判断すると、次の処理を行う。即ち、吐き出し実行部１２１は、露光制御部１１２に指示し、露光装置７に全色ステーション同時に全画像領域の強制発光を終了する指示を出す（全色レーザ露光オフ（ＯＦＦ））。この終了タイミングも、ポリゴンスキャナ内のＢＤ信号に同期させる。尚、吐き出し動作は、幅方向は全域で感光ドラム１の回転方向（周回方向、周方向）に横帯状の画像の露光を行い、現像ローラ３により顕像化させることで、トナー像を作成する。現像される画像はベタ画像（最大画像濃度の画像）が形成される。

〜吐き出しトナー像の両端の長さ〜
本実施例では、吐き出しトナーの中間転写ベルト８の回転方向における長さを次のように定める。既に知られているように、トナー像の搬送に関わるローラの速度の周期むらが色ずれ検出精度に影響を与えてしまう。本実施例の構成では、感光ドラム１の速度の周期むらが色ずれに影響を与える。そこで、本実施例では、図５に示すように、吐き出しトナーの先端から後端までの長さを、着目する回転体（感光ドラム１）の回転周期むらの半周期の長さとすることで、先端と後端で、いずれかの周期むらをキャンセルできるようにする。

まず、現像ローラ３は直径１２ｍｍ、周期は約３７．６８ｍｍである。また、周期むらに影響を与える感光ドラム１は、直径２５ｍｍ、半周期は約３９．２５ｍｍである。トナー融着防止のために現像ローラ３の１周分（回転１周期）は吐き出しを行う必要がある。このため、ここでは、吐き出しトナーの長さを、現像ローラ３の周期（回転１周期）より大きく、吐き出しトナーの長さを、感光ドラム１の半周期に相当する３９．２５ｍｍ（感光体の回転半周期）と決定する。従って、露光開始タイミング（Ｔ１０１）から露光終了タイミング（Ｔ１０２）までの時間は、約２１８（＝３９．２５／１８０×１０００）ｍｓｅｃとなる。本実施例では、実施例の構成上、周期むらの１／２周期としたが、周期むらをキャンセル可能な１／２周期の奇数倍（感光体の回転半周期の奇数倍）としてもよい。色ずれ検出値における周期むらをキャンセルするには、逆位相の関係で色ずれ検出を行い、それらを平均化すればよい。ある色ずれ検出点に対し、周期むらが逆位相になる位置は、半周期進んだ位置と、更に１周期の整数倍進んだ位置である。つまり、半周期の奇数倍の距離だけ離れた２点の位置は、周期むらについて逆位相の関係にあり、これらの位置で検出した色ずれ検出結果を平均化することで、周期むらをキャンセルできる。

ついで、吐き出しトナーを中間転写ベルト８に転写する。従来は、一次転写ローラ６への印加バイアスを０Ｖ（第２の転写バイアス）としていた。これは、感光ドラム１に対するクリーニングブレード４と、中間転写ベルト８に対するクリーニングブレード２１に吐き出しトナーを分配供給するためである。即ち、一次転写バイアスを０Ｖとすると、感光ドラム１にトナー量の半分が残り、中間転写ベルト８にトナー量の半分が転写される。尚、転写ベルトクリーニングブレード２１に向かうトナーが、二次転写ローラ１１を汚してしまうことを防ぐために、吐き出し動作中は、二次転写ローラ１１と二次転写対向ローラ１０間に負極性の二次転写バイアスを印加する。しかし、従来のように転写バイアスを０Ｖとすると、中間転写ベルト８上の吐き出しトナーの濃度が下がり、色ずれ検出センサ４１でトナー像の正確な位置を検出することができない。そこで、本実施例では、吐き出しトナーの先端と後端の両端部（所定領域部分）でのみ、中間転写ベルト８への転写効率が所定の転写効率であるプリント中の一次転写バイアス（第１の転写バイアス）を印加する。これにより、吐き出しトナー位置を色ずれ検出センサ４１で検出可能にする。Ｓ１０５，Ｓ１０６で露光装置７により感光ドラム１上に形成された吐き出しトナーの静電潜像は現像ローラ３によりトナーで現像され、そのトナー像の先端が感光ドラム１と一次転写ローラ６のニップ部である一次転写部に到達する。Ｓ１０７でプリンタ制御部１０１がその先端（パッチ先端）到達タイミングの１００ｍｓｅｃ前（Ｔ１０３）になったと判断すると、次の処理を行う。即ちプリンタ制御部１０１は、一次転写バイアス制御部１１１によりトナー像を中間転写ベルト８に転写するための一次転写バイアスを全ステーションに印加（ＯＮ）する（全色一次転写バイアスオン）。尚、本実施例の一次転写バイアス電源の立ち上げ時間は、５０ｍｓｅｃであり、これよりも大きい時間前に一次転写バイアスを立ち上げればよい。即ち、吐き出しトナーのエッジが一次転写バイアスの立ち上がり時間に左右されないように、一次転写バイアスを予め立ち上げておく。

Ｓ１０８でプリンタ制御部１０１が、吐き出しトナー像先端を中間転写ベルト８に回転方向の長さ５ｍｍ分だけ転写したタイミング（Ｔ１０４）になったと判断すると、次の処理を行う。即ちプリンタ制御部１０１は、一次転写バイアス制御部１１１により一次転写バイアスを０Ｖ（ＯＦＦ）にする（全色一次転写バイアスオフ）。尚、一次転写バイアス制御部１１１が一次転写バイアスを０Ｖにするタイミングを、吐き出しトナー像先端を中間転写ベルト８に５ｍｍ分だけ転写したタイミング（Ｔ１０４）としたのは、色ずれ検出センサ４１の測定スポットが５ｍｍであるからである。尚、Ｔ１０４では、吐き出しトナーの先端と後端の両端部（所定領域部分）以外は、一次転写バイアスを０Ｖとしているがこれに限定されることはない。中間転写ベルト８に対するクリーニングブレード２１のびびり防止のためのトナー供給を行う必要がない状況では、０Ｖとしていた一次転写バイアスを負極のバイアスとしてもよい。この場合には、両端部以外のトナー像が略全て感光ドラム側に戻ることとなる。また、逆に、中間転写ベルト８に対するクリーニングブレード２１へのトナー供給量を増やしたい状況では、一次転写バイアスとして弱い正極バイアスを印加し、必要に応じて感光ドラム１と中間転写ベルト８へのトナーの分配比率を変えても良い。一次転写バイアス制御部１１１により一次転写バイアスを０Ｖ（ＯＦＦ）にする場合を説明しているがそれに限定されず、少なくとも印字中の第１の転写バイアスに比べて転写効率が小さい転写バイアス（第２の転写バイアス）を印加する点に特徴がある。

Ｓ１０９でプリンタ制御部１０１が、吐き出しトナー像の後端（パッチ後端）が一次転写ローラ６に到達するタイミングより約２８ｍｓ前のタイミング（Ｔ１０５）になったと判断すると、次の処理を行う。即ち、プリンタ制御部１０１は、再度、一次転写バイアス制御部１１１により、プリント中の一次転写バイアスを印加（ＯＮ）する（全色一次転写バイアスオン）。尚、Ｔ１０５のタイミングは、色ずれ検出センサ４１の測定スポット５ｍｍ分と一次転写バイアス立ち上げ時間分前、つまり、約２８ｍｓ（＝５／１８０×１０００＋５０）前のタイミングである。Ｓ１１０でプリンタ制御部１０１は、吐き出しトナーの転写が終了した時点（Ｔ１０６）で、一次転写バイアス制御部１１１により一次転写バイアスをオフする（全色一次転写バイアスオフ）。

このように、プリンタ制御部１０１が一次転写バイアスを制御することにより、吐き出しトナーを色ずれ検出センサ４１で検出可能になる。また、感光ドラム１に対するクリーニングブレード４と、中間転写ベルト８に対する転写ベルトクリーニングブレード２１に対して潤滑材としてのトナーを供給できる。尚、従来に比べ、感光ドラム１に対するクリーニングブレード４に供給されるトナー量は少なくなるが、ブレードめくれといった問題への効果を達成していることが確認できている。本実施例の各色の吐き出しトナーは、中間転写ベルト８上では、図６に示すようなパターンとなる。各色の吐き出しトナーパッチＰｋ１、Ｐｃ１、Ｐｍ１、Ｐｙ１は、両端部（所定領域部分）のみ中間転写ベルト８に濃く転写され、中央部（所定領域部分を除く部分）は濃度が低いパターンとなる。

尚、図６のパターンに関して、プリント中の一次転写バイアス（第１の転写バイアス）が印加される領域に対応する感光ドラムのトナー像に対して、少なくとも感光ドラム１上においても、トナー像が形成されていない空白部分が隣接して設けられている。これは上に説明したＳ１０７やＳ１０９の一次転写バイアスの立ち上がりが終了し、安定して一次転写バイアスが印加されている状態を作り、その上でトナー像をベルトに一次転写する為である。このことは後述の各実施例においても同様である。

プリンタ制御部１０１は、吐き出し実行部１２１により各色の吐き出しトナーパッチを形成すると、色ずれ検出センサ４１により、吐き出しトナーの通過タイミングを検出する。Ｓ１１１で吐き出し実行部１２１は、色ずれセンサ割り込み制御部１２２を利用し、色ずれ検出センサ４１の受光素子５２の反射光値を２値化したデジタル信号の変化から、各色の吐き出しトナーの先端と後端（エッジ）の通過タイミングを検出する。それぞれのタイミングは、図４に記載の通りであり、これらのタイミングは、図６にも記載されている。つまり、図６に記載のＴで始まる符号は、色ずれ検出センサ４１で検出した吐き出しトナーの検出タイミングであり、末尾のＲ，Ｌはいずれの色ずれ検出センサ４１Ｒ，４１Ｌで検出されたかを意味する。尚、図４のタイミングチャートでは、吐き出しトナーの両端でのみ、デジタル信号の論理が変化している。しかし、一次転写バイアス０Ｖで転写した吐き出しトナーの中央部の濃度が薄いことから、反射光が安定しておらず、中央部においてデジタル信号が変化してしまう場合がある。その場合は、吐き出しトナーの先端と後端が色ずれ検出センサ４１に到達する理論タイミングの近傍以外は、デジタル信号の変化をマスクすればよい。即ち、色ずれセンサ割り込み制御部１２２を起動しなければ、先端と後端のタイミングのみ抽出することができる。

Ｓ１１２で吐き出し実行部１２１は、全ての色の通過タイミングを確実に検出したタイミング（Ｔ１１０）で、色ずれセンサＬＥＤ発光部１１３により色ずれ検出センサ４１のＬＥＤ５１を消灯する。Ｓ１１３で吐き出し実行部１２１は、中間転写ベルト８上のトナーをクリーニングするために、吐き出しトナーが転写ベルトクリーニングブレード２１を２回通過するだけの時間、中間転写ベルト８を空回転させる。中間転写ベルト８を空回転させるのは、吐き出しトナー形成後、中間転写ベルト８上の残トナーを確実にクリーニングするためである。Ｓ１１３の中間転写ベルトクリーニング終了後、Ｓ１１４で吐き出し色ずれ計算部１２５は、以下の手順で副走査方向の色ずれ量を算出する。

〜副走査方向の色ずれ量の算出〜
本実施例では、全ステーション同時に露光開始と終了を実施しているため、各色の吐き出しトナーパッチが、色ずれ検出センサ４１を通過するタイミングは、おおよそステーション間距離分だけずれている。理論のステーション間距離からの差分は、理論の書き出し位置からの色ずれとみなすことができ、それを色ずれ補正制御の結果と比較すれば、吐き出し制御実施時点の色ずれを算出することができる。

色ずれ算出の方法を説明する。まず、各色の吐き出しトナーの中点を算出する。
Ｔｋ１Ｒ＝（Ｔｋ１＿１Ｒ＋Ｔｋ１＿２Ｒ）／２［式１］
Ｔｃ１Ｒ＝（Ｔｃ１＿１Ｒ＋Ｔｃ１＿２Ｒ）／２［式２］
Ｔｍ１Ｒ＝（Ｔｍ１＿１Ｒ＋Ｔｍ１＿２Ｒ）／２［式３］
Ｔｙ１Ｒ＝（Ｔｙ１＿１Ｒ＋Ｔｙ１＿２Ｒ）／２［式４］
ついで、副走査方向の色ずれの基準色であるＹ基準に直す。
Ｔｋ＿ｙＲ＝Ｔｙ１Ｒ−Ｔｋ１Ｒ［式５］
Ｔｃ＿ｙＲ＝Ｔｙ１Ｒ−Ｔｃ１Ｒ［式６］
Ｔｍ＿ｙＲ＝Ｔｙ１Ｒ−Ｔｍ１Ｒ［式７］
本実施例の画像形成装置は、６００ｄｐｉであるから、
１ｌｉｎｅあたりの時間［ｍｓ］＝１（ｉｎｃｈ）／６００／１８０×１０００≒０．２３５１８５
であり、この時間を元に、ライン数に変換する。
ＹｋＲ［ｌｉｎｅ］＝Ｔｋ＿ｙＲ／（１ｌｉｎｅあたりの時間）［式８］
ＹｃＲ［ｌｉｎｅ］＝Ｔｃ＿ｙＲ／（１ｌｉｎｅあたりの時間）［式９］
ＹｍＲ［ｌｉｎｅ］＝Ｔｍ＿ｙＲ／（１ｌｉｎｅあたりの時間）［式１０］

ここまでは、片側の色ずれ検出センサ４１Ｒによる算出値であるため、両側の算出結果を平均化する。
Ｙｋ［ｌｉｎｅ］＝（ＹｋＲ［ｌｉｎｅ］＋ＹｋＬ［ｌｉｎｅ］）／２［式１１］
Ｙｃ［ｌｉｎｅ］＝（ＹｃＲ［ｌｉｎｅ］＋ＹｃＬ［ｌｉｎｅ］）／２［式１２］
Ｙｍ［ｌｉｎｅ］＝（ＹｍＲ［ｌｉｎｅ］＋ＹｍＬ［ｌｉｎｅ］）／２［式１３］
そして、色ずれ補正制御でプリンタ制御部１０１がコントローラ１０３に通知するＹ基準の副走査方向の書き出しライン数をそれぞれＬｋ［ｌｉｎｅ］，Ｌｃ［ｌｉｎｅ］，Ｌｍ［ｌｉｎｅ］とすると、色ずれ補正制御時に比べた各色の色ずれ量は、
Ｒｋ［ｌｉｎｅ］＝Ｙｋ［ｌｉｎｅ］−Ｌｋ［ｌｉｎｅ］［式１４］
Ｒｃ［ｌｉｎｅ］＝Ｙｃ［ｌｉｎｅ］−Ｌｃ［ｌｉｎｅ］［式１５］
Ｒｍ［ｌｉｎｅ］＝Ｙｍ［ｌｉｎｅ］−Ｌｍ［ｌｉｎｅ］［式１６］
となる。

そして、吐き出し色ずれ計算部１２５は、計算結果を色ずれ補正実行判断部１２４に通知する。Ｓ１１５で色ずれ補正実行判断部１２４は、各色の副走査方向色ずれ量が、予め定められた閾値以上であるかどうかを判断する。Ｓ１１５で色ずれ補正実行判断部１２４が予め定められた閾値以上である、即ち色ずれ補正制御の実行が必要であると判断すれば、Ｓ１１６でコントローラ１０３に色ずれ補正制御の実行を要求し、色ずれ補正制御実行部１２３が色ずれ補正制御を行う。色ずれ補正制御実行部１２３は、トナー吐き出しとは異なるテストパターン像を中間転写ベルト８上に形成し、テストパターン像を検出した結果に基づき公知の色ずれ補正制御を行う。尚、Ｓ１１６で形成されるテストパターン像について詳細は説明しないが、少なくとも図６、９、１１で示されるトナーパターンとは別途作成されるパターンであり、トナーパッチ数が図６、９、１１のそれよりも多いテストパターン像である。また、ここで実行される色ずれ補正制御については、公知の技術として上述した色ずれ補正制御と同様であり、ここでの詳しい説明は省略する。

一方、Ｓ１１５で色ずれ補正実行判断部１２４が予め定められた閾値未満である、即ち色ずれ補正制御の実行が必要ないと判断すれば吐き出し制御を終了し、プリンタ動作を継続する。本実施例では、副走査方向色ずれ量の閾値を、一例として３［ｌｉｎｅ］とする。尚、Ｓ１１５で、色ずれ補正実行判断部１２４により、色ずれ補正制御の実行が必要ないと判断した場合に、Ｓ１１４で演算した色ずれ量に従い画像形成条件であるところのレーザビーム発光タイミングを補正設定するようにしてもよい。

本実施例の吐き出しトナーによる副走査方向の色ずれの検出精度の安定性を確認するために、色ずれ補正制御→吐き出しトナーによる色ずれ検出を１０回繰り返して実行し、その副走査方向の色ずれ検出結果を図７の黒い丸印の点のデータに示す。図中１〜１０の数値は試行回数を表す。本実施例で検出した色ずれ情報に基づき、プリンタ制御部１０１がコントローラ１０３に通知するＹ基準の副走査方向の書き出しライン数を変更してもよい。しかし、本実施例での検討結果では、色ずれ補正制御に比べ、トナーパッチ数が少ないことから、色ずれ検出精度が低い。その結果に鑑み、色ずれ検出結果を書き出し位置に反映するのでなく、色ずれ補正制御の実行タイミングに反映させるようにしている。

このように、本実施例によれば、吐き出しトナーを利用し、色ずれ検出を行うことができる。その色ずれ検出結果を色ずれ補正制御の実行タイミングに反映することにより、従来に比べ、適切なタイミングで色ずれ補正制御を実行できるようになり、色ずれ補正制御の頻度を減らすことが可能になる。また、逆に、突発的な色ずれが発生している場合はそれを検出し、色ずれ補正制御を要求することができるため、色ずれを抑制することも可能になる。また、吐き出し制御の本来の目的である現像ローラ３のトナー融着の防止及び感光ドラム１に対するクリーニングブレード４と転写ベルトクリーニングブレード２１へのトナー供給という目的も達成することができる。また、その本来の吐き出しの時間内で色ずれを検出できることから、ユーザの待ち時間を新たに延長せずに色ずれを検出できる。即ち、本実施例によれば、トナー吐き出しで消費されるトナーを例えば色ずれ検出に係るトナー画像として有効利用することができる。これは、色ずれ補正制御の実行頻度の削減等にも結び付く。

実施例２の画像形成装置構成、制御システムの概略構成は実施例１と同様であるため説明を省略し、同じ符号を用いて以下に説明する。実施例１では、感光ドラム１の周期むらに着目した場合を説明した。しかし、実際の画像形成装置においては、色ずれ検出結果に影響する周期むらとして感光ドラム１（第１回転体）に加えて駆動ローラ９（第２回転体）の周期むらの影響を受ける場合もある。本実施例では、駆動ローラ９の周期むらもキャンセルできる構成を提案する。尚、着目する周期むらとしては感光ドラム１と駆動ローラ９とに限定されるものではなく、ある周期をもった周期むらを発する様々な画像形成に係る回転体を実施例の対象とすることができる。

＜微細パッチ＞
本実施例では、図８に示すように実施例１の吐き出しトナー（第１のトナー像）に加え、駆動ローラ９の周期むらをキャンセルできる位置に微細パッチ（第２のトナー像）を現像する。微細パッチは、吐き出しトナーの中点と駆動ローラ９の半周期４７．１ｍｍ（ベルトを駆動する駆動手段の回転半周期）離れた箇所に微細パッチの中点が合うように配置する。そして、微細パッチの搬送方向の長さは、色ずれ検出センサ４１の測定スポット径である５ｍｍとし、長手方向の長さは、主走査方向の色ずれが最も大きくなる場合を考慮し、１０ｍｍとする。

この微細パッチは、吐き出しトナーの先端と後端同様に、プリント中の一次転写バイアスにより中間転写ベルト８上に転写され、色ずれ検出センサ４１で通過タイミングを検出される。本実施例の中間転写ベルト８上での吐き出しパターンは、図９に示すようなパターンである。即ち、本実施例の吐き出しパターンは、吐き出しトナーパッチＰｋ２１，Ｐｃ２１，Ｐｍ２１，Ｐｙ２１と微細パッチＰｋ２２Ｒ，Ｐｋ２２Ｌ，Ｐｃ２２Ｒ，Ｐｃ２２Ｌ，Ｐｍ２２Ｒ，Ｐｍ２２Ｌ，Ｐｙ２１Ｒ，Ｐｙ２１Ｌからなる。このうち、中間転写ベルト８に濃く転写される部分は、ブラック（Ｋ）の場合を例にとると、吐き出しトナーパッチＰｋ２１の先端（第１の所定領域部分）と後端（第２の所定領域部分）、及び微細パッチＰｋ２２Ｒ，Ｐｋ２２Ｌ（第３の所定領域部分）である。図９に記載のＴで始まる符号は、色ずれ検出センサ４１で検出した吐き出しトナーの検出タイミングである。吐き出し時のタイミングチャートは、実施例１と同様であるので省略する。

尚、本実施例では、吐き出しトナーパッチＰｋ２１，Ｐｃ２１，Ｐｍ２１，Ｐｙ２１の中間転写ベルト８に薄く転写される部分を連続的な領域として構成したが、薄く転写される部分を非連続的な領域として構成もよい。即ち、薄く転写される部分に空白部を設ける構成としてもよい。更にこの空白部は、等間隔に設けても良いし、非等間隔に設けても良い。本実施例では、感光ドラム１と駆動ローラ９の周期むらを検出するために、吐き出しトナーパッチの先端から微細パッチまでの回動方向における長さが現像ローラ３の１周期分以上となっている。しかし、吐き出し制御においては、現像ローラ３の１周期分の吐き出しトナーがあれば十分である。そのため、吐き出しトナーパッチの薄く転写される部分を非連続的な領域としてトナー量を減らすことで、色ずれ量の検出をしつつ、最低限必要なトナー量で吐き出し制御を行うことができる。更に、感光ドラム１と駆動ローラ９の周期むらをキャンセルするために、吐き出しトナーの回動方向における間隔を、周期むらの１／２周期としたが、周期むらをキャンセル可能な１／２周期の奇数倍又は略奇数倍としてもよい。

＜副走査方向の色ずれ量の算出＞
吐き出し色ずれ計算部１２５は、吐き出しトナーパターンと微細パッチ検出タイミングから、色ずれを算出する。まず、各色の吐き出しトナーから、中点を算出する。
Ｔｋ２１Ｒ＝（Ｔｋ２１＿１Ｒ＋Ｔｋ２１＿２Ｒ）／２［式１７］
Ｔｃ２１Ｒ＝（Ｔｃ２１＿１Ｒ＋Ｔｃ２１＿２Ｒ）／２［式１８］
Ｔｍ２１Ｒ＝（Ｔｍ２１＿１Ｒ＋Ｔｍ２１＿２Ｒ）／２［式１９］
Ｔｙ２１Ｒ＝（Ｔｙ２１＿１Ｒ＋Ｔｙ２１＿２Ｒ）／２［式２０］
ついで、微細パッチの中点を算出する。
Ｔｋ２２Ｒ＝（Ｔｋ２２＿１Ｒ＋Ｔｋ２２＿２Ｒ）／２［式２１］
Ｔｃ２２Ｒ＝（Ｔｃ２２＿１Ｒ＋Ｔｃ２２＿２Ｒ）／２［式２２］
Ｔｍ２２Ｒ＝（Ｔｍ２２＿１Ｒ＋Ｔｍ２２＿２Ｒ）／２［式２３］
Ｔｙ２２Ｒ＝（Ｔｙ２２＿１Ｒ＋Ｔｙ２２＿２Ｒ）／２［式２４］
吐き出しトナーと微細パッチの結果を平均化する。
Ｔｋ２Ｒ＝（Ｔｋ２１Ｒ＋Ｔｋ２２Ｒ）／２［式２５］
Ｔｃ２Ｒ＝（Ｔｃ２１Ｒ＋Ｔｃ２２Ｒ）／２［式２６］
Ｔｍ２Ｒ＝（Ｔｍ２１Ｒ＋Ｔｍ２２Ｒ）／２［式２７］
Ｔｙ２Ｒ＝（Ｔｙ２１Ｒ＋Ｔｙ２２Ｒ）／２［式２８］
平均化の後は、副走査方向の色ずれの基準色であるＹ基準に直す。
Ｔｋ＿ｙＲ＝Ｔｙ２Ｒ−Ｔｋ２Ｒ［式２９］
Ｔｃ＿ｙＲ＝Ｔｙ２Ｒ−Ｔｃ２Ｒ［式３０］
Ｔｍ＿ｙＲ＝Ｔｙ２Ｒ−Ｔｍ２Ｒ［式３１］

そして、吐き出し色ずれ計算部１２５は、実施例１の式［８］〜式［１６］を利用し、各色の副走査方向の色ずれＲｋ［ｌｉｎｅ］，Ｒｃ［ｌｉｎｅ］，Ｒｍ［ｌｉｎｅ］を算出する。

本実施例の吐き出しトナーによる副走査方向色ずれの検出精度の安定性を確認するために、色ずれ補正制御→吐き出しトナーによる色ずれ検出を１０回繰り返して実行し、その副走査方向の色ずれ検出結果を図７の黒い四角印の点のデータに示す。実施例１に比べて、検出精度の安定性が向上しており、±０．５ｌｉｎｅ以内に収まっていることが確認できる。そのため、実施例１に比べ、より精度よく色ずれ補正制御の実行タイミングを判断できる。また、追加した微細パッチのトナー量は小さく、ユーザに与える影響も小さい。

以上本実施例によれば、トナー吐き出しで消費されるトナーを例えば色ずれ検出に係るトナー画像として有効利用することができる。これは、色ずれ補正制御の実行頻度の削減等にも結び付く。

実施例３の画像形成装置構成、制御システムの概略構成は実施例１と同様であるため説明を省略し、同じ符号を用いて説明する。実施例２では、吐き出しのトナーと微細パッチを追加する構成で、より精度よく吐き出し制御中に色ずれを検出できる構成について説明した。しかし、そのために微細パッチを追加しており、通常の吐き出し制御に比べ、トナーの消費量が増えている。本実施例では、吐き出し制御に比べ、トナー消費量を増やさないまま、感光ドラム１と駆動ローラ９の周期むらをキャンセルする構成を説明する。

＜吐き出しトナーパッチ＞
本実施例では、吐き出しトナーを横帯一つの構成にするのでなく、図１０に示すように、現像ローラ２周の長さの範囲の中に、横帯の繰り返しを配置する構成とする。また、現像ローラ１周目の長さ内における空白のスペースに現像ローラ２周目の長さ内で横帯を配置する構成とする。

具体的には、本実施例のトナーパッチは、図１０に示す横帯Ｐ１〜Ｐ７の搬送方向の長さが５．３８ｍｍ（回転方向の長さＬ）、幅がこれまでの吐き出しトナー同様に長手方向全域である。これは、現像ローラ３の周期は、約３７．６８ｍｍであり、この周期を整数で割った除数の中で、色ずれ検出センサ４１の測定スポット径５ｍｍより大きく、最も小さくなるケースである現像ローラ３の周期を７で割った値（回転方向の長さＬ）としている。また、パッチに続く空白部（空白）Ｂ１〜Ｂ７の搬送方向の長さは、パッチの長さと同じにする。現像ローラの１周目の長さの中に、パッチＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４、空白部Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３が配置され、パッチと空白部が繰り返し形成される。現像ローラの２周目の長さの中に、現像ローラ１周目で空白部であった領域にパッチＰ５，Ｐ６，Ｐ７が配置され、現像ローラ１周目でパッチが配置されていた領域に空白部Ｂ４，Ｂ５，Ｂ６，Ｂ７は配置される。

吐き出し実行部１２１は、いずれのパッチに対して一次転写バイアス制御部１１１により一次転写バイアスを印加し、中間転写ベルト８上に正常に転写させるかを選択する。まず、先頭のＰ１は転写させるとすると、Ｐ１からの距離が、感光ドラム１の半周期３９．２５ｍｍに最も近いパッチはＰ４、駆動ローラ９の半周期４７．１ｍｍに最も近いパッチはＰ５である。従って、吐き出し実行部１２１は、Ｐ１，Ｐ４，Ｐ５を中間転写ベルト８上に正常に転写させることにする。このように配置することで、現像ローラ周回上にあったトナーは全て吐き出す（吐出する）ことが可能であり、また、色ずれ検出において、感光ドラム１と駆動ローラ９の周期むらはほぼキャンセルすることが可能である。

本実施例の中間転写ベルト８上での吐き出しパターンは図１１に示すようになる。即ち、本実施例の吐き出しパターンは、吐き出しトナーパッチＰｋ３１〜Ｐｋ３７，Ｐｃ３１〜Ｐｃ３７，Ｐｍ３１〜Ｐｍ３７，Ｐｙ３１〜Ｐｙ３７からなる。このうち、中間転写ベルトに濃く転写される部分は、ブラック（Ｋ）の場合を例にとると、吐き出しトナーパッチＰｋ３１（第１の所定領域部分），Ｐｋ３４（第２の所定領域部分），Ｐｋ３５（第３の所定領域部分）である。吐き出し実行部１２１は、各色のパッチの中で、１番目、４番目、５番目の先端と後端の通過タイミングを色ずれ検出センサ４１により検出する。図１１に記載のＴで始まる符号は、色ずれ検出センサ４１で検出した吐き出しトナーの検出タイミングである。

尚、本実施例では、中間転写ベルト８に濃く転写される部分、例えば吐き出しトナーパッチＰ４に着目すると、その両側に空白部Ｂ３，Ｂ４を配置する構成としたが、少なくとも回動方向の前後のどちらか一方に空白部分を設ければよい。これは、濃く転写される部分の少なくともどちらか一方に空白部があれば、トナーパッチのエッジを色ずれ検出センサ４１で検出することができるからである。また、空白部を吐き出しトナーパッチと同じ間隔としたが、同じ間隔でなくてもよい。本実施例では、吐き出しトナーの総長が現像ローラ３の２周分となるように吐き出しトナーを形成しているが、現像ローラ３のために吐き出し制御を行うためには最低限現像ローラ３の１周分の吐き出しトナーがあれば十分である。しかし、感光ドラム１と駆動ローラ９の周期むらを検出するためには、吐き出しトナーＰ１，Ｐ４，Ｐ５（第１〜第３の所定領域部分）を決まった位置に濃く転写する必要がある。このため、中間転写ベルト８に薄く転写される吐き出しトナーパッチＰ２，Ｐ３，Ｐ６，Ｐ７についての配置や間隔を、全体のトナー量が現像ローラ３の１周期分となるように変更することが可能であり、本実施例に限定するものではない。即ち、転写ベルト８に薄く転写される部分のトナー量を減らすことで、トナー量を全体として現像ローラ３の１周分となるようにし、色ずれ量の検出を可能としつつ吐き出し制御に最低限必要なトナー量とすることができる。

＜副走査方向の色ずれ量の算出＞
このタイミングをもとに、吐き出し色ずれ計算部１２５は色ずれを算出する。吐き出し色ずれ計算部１２５は、各色のそれぞれのパッチの中点を算出する。Ｋステーションのパッチを対象に計算を行う場合、
Ｔｋ３１Ｒ＝（Ｔｋ３１＿１Ｒ＋Ｔｋ３１＿２Ｒ）／２［式３２］
Ｔｋ３４Ｒ＝（Ｔｋ３４＿１Ｒ＋Ｔｋ３４＿２Ｒ）／２［式３３］
Ｔｋ３５Ｒ＝（Ｔｋ３５＿１Ｒ＋Ｔｋ３５＿２Ｒ）／２［式３４］
となる。吐き出し色ずれ計算部１２５は同様に全色計算を行い、ＣステーションのパッチＴｃ３１Ｒ，Ｔｃ３４Ｒ，Ｔｃ３５Ｒ，ＭステーションのパッチＴｍ３１Ｒ，Ｔｍ３４Ｒ，Ｔｍ３５Ｒ，ＹステーションのパッチＴｙ３１Ｒ，Ｔｙ３４Ｒ，Ｔｙ３５Ｒを算出する。

ついで、吐き出し色ずれ計算部１２５は、感光ドラム１の速度むら（周期むら）をキャンセルするために、１番目のパッチと４番目のパッチを平均化する。
Ｔｋ３１４Ｒ＝（Ｔｋ３１Ｒ＋Ｔｋ３４Ｒ）／２［式３５］
また、吐き出し色ずれ計算部１２５は、駆動ローラ９の速度むら（周期むら）をキャンセルするために、１番目のパッチと５番目のパッチを平均化する。
Ｔｋ３１５Ｒ＝（Ｔｋ３１Ｒ＋Ｔｋ３５Ｒ）／２［式３６］
さらに、その２つのデータを平均化する。
Ｔｋ３Ｒ＝（Ｔｋ３１４Ｒ＋Ｔｋ３１５Ｒ）／２［式３７］

全ての色に対して計算し、ＣステーションのパッチＴｃ３Ｒ，ＭステーションのパッチＴｍ３Ｒ、ＹステーションのパッチＴｙ３Ｒを算出する。平均化の後は、副走査方向の色ずれの基準色であるＹ基準に直す。
Ｔｋ＿ｙＲ＝Ｔｙ３Ｒ−Ｔｋ３Ｒ［式３８］
Ｔｃ＿ｙＲ＝Ｔｙ３Ｒ−Ｔｃ３Ｒ［式３９］
Ｔｍ＿ｙＲ＝Ｔｙ３Ｒ−Ｔｍ３Ｒ［式４０］

吐き出し色ずれ計算部１２５は、実施例１の式［８］〜式［１６］を利用し、各色の副走査方向の色ずれＲｋ［ｌｉｎｅ］，Ｒｃ［ｌｉｎｅ］，Ｒｍ［ｌｉｎｅ］を算出する。

本実施例の吐き出しトナーによる副走査方向色ずれの検出精度の安定性を確認するために、色ずれ補正制御→吐き出しトナーによる色ずれ検出を１０回繰り返して実行し、その副走査方向の色ずれ検出結果を図７の黒い三角印の点のデータに示す。実施例２とは、ほぼ同等の安定性である。実施例１に比べ、より精度よく色ずれ補正制御の実行タイミングを判断できる。また、通常の吐き出しトナー時と同量のトナー消費量であるため、ユーザの利益を損なうこともない。

[他の実施例]
尚、中間転写ベルト８を有する画像形成装置について述べたが、感光ドラム１に現像されたトナー像を転写材に直接転写する方式を採用した画像形成装置にも転用できる。即ち、中間転写ベルト８を転写材搬送ベルト（記録材担持体上）に置き換え、この転写材搬送ベルト上に図６、９、１１で説明したようなトナーパッチを形成するようにしても同様の効果を得ることができる。転写材搬送ベルト上には、パッチのトナー像を担持可能であり、この点で、中間転写ベルト８と同様に像担持体として機能させることができる。また、転写材搬送ベルトは、感光ドラム１上に現像されたトナー像を転写するためのベルトとしても機能する。

１感光ドラム
３現像ローラ
４クリーニングブレード
６一次転写ローラ
８中間転写ベルト
１２１吐き出し実行部

Claims

感光体、前記感光体上にトナー像を現像するための現像手段、転写バイアスを印加し前記感光体上に現像されたトナー像を転写するためのベルト上に前記感光体上に現像されたトナー像を転写する転写手段、及び前記感光体に残留したトナーを除去する感光体クリーニング手段を含む画像形成部を各色に対応して備え、更に前記画像形成部により前記ベルト上に転写されたトナー像を検出する検出手段を備えた画像形成装置であって、
前記現像手段から強制的にトナーを吐出させ前記感光体上にトナー像を形成するトナー吐出手段を備え、
前記転写手段は、前記トナー吐出手段により前記感光体上に形成されたトナー像の転写について、前記トナー像の所定領域部分に対しては前記ベルトへの所定の転写効率である第１の転写バイアスを印加し、前記トナー像の前記所定領域部分を除く部分に対しては少なくとも前記第１の転写バイアスの前記所定の転写効率に比べて転写効率が小さい第２の転写バイアスを印加することを特徴とする画像形成装置。
前記検出手段は、前記第１の転写バイアスの印加に応じて前記ベルト上に転写されたトナー像を検出し、
前記検出手段の検出結果に応じて色ずれ補正制御を行う制御手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記転写手段により転写されたトナー像よりも数の多いトナー像を含むテストパターンを前記ベルト上に形成し、前記テストパターンを前記検出手段により検出し、前記検出手段による検出結果に基づき色ずれ補正制御を行う制御手段を備え、
前記制御手段は、前記検出手段により前記トナー像の前記所定領域部分を検出した結果に基づき色ずれ量を算出し、前記色ずれ量に基づき、前記色ずれ補正制御を実行するか否かを判断することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記トナー像の所定領域部分は複数のトナー像の領域に対応し、前記複数のトナー像について、前記ベルトの回動方向における間隔が、前記感光体又は前記ベルトを駆動するための駆動ローラの回転半周期の奇数倍の長さであることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記トナー像の所定領域部分には、少なくとも第１〜第３の所定領域部分に対応するトナー像の領域が対応し、
前記第１の所定領域部分に対応するトナー像と前記第２の所定領域部分に対応するトナー像の前記ベルトの回動方向における間隔が、前記感光体の回転半周期の奇数倍又は略奇数倍の長さであり、
前記第１及び第２の所定領域部分に対応するトナー像に基づく位置と前記第３の所定領域部分に対応するトナー像の前記ベルトの回動方向における位置との間隔が、前記ベルトを駆動するための駆動ローラの回転半周期の奇数倍或いは略奇数倍の長さであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記トナー像の所定領域部分には、少なくとも第１〜第３の所定領域部分に対応するトナー像の領域が対応し、
前記第１の所定領域部分に対応するトナー像と前記第２の所定領域部分に対応するトナー像の前記ベルトの回動方向における間隔が、前記現像手段の回転１周期より大きく前記感光体の回転半周期の奇数倍或いは略奇数倍の長さであり、
前記第１の所定領域部分に対応するトナー像と前記第３の所定領域部分に対応するトナー像の前記ベルトの回動方向における間隔が、前記ベルトを駆動するための駆動ローラの回転半周期の奇数倍或いは略奇数倍の長さであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記第１〜第３の所定領域部分に対応して前記感光体上に現像されたトナー像について、少なくとも前記ベルトの回動方向の前後の何れかにトナー像が形成されていない空白部が設けられていることを特徴とする請求項５又は６に記載の画像形成装置。
前記所定領域部分を除く部分は非連続的な領域であり、前記所定領域部分を除く部分に対応するトナー像について、少なくとも前記ベルトの回動方向の前後の何れかにトナー像が形成されていない空白部が設けられていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記第１及び第２の転写バイアスが印加されるトナー像の前記ベルトの回動方向における総長は、前記ベルトの回動方向における前記現像手段の回転１周期の長さよりも大きいことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像形成装置。