JP6112778B2 - 画像形成装置、濃度検出パターンの検出方法及び形成方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置におけるレジストレーション及び濃度制御に関する。

現在、コンピュータネットワーク技術の進展により、画像出力端末としてのプリンタといった画像形成装置が急速に普及している。また、近年では、出力画像のカラー化の進展に伴い、画像形成装置の画質の安定性向上の要求が高まっている。特に各色間の重ね合わせ精度（カラー・レジストレーション）及び印刷画像の濃度再現性に関しては設置環境変化、経時変化、個々の装置の差によらない高度な安定性が求められている。しかし、画像形成装置は、各駆動部材や作像部材の継続使用による変化や、装置内の温度変化等によりカラー・レジストレーション及び画像濃度が変動するので、初期設定のままでは、そのような高い要求値を満たすことができない。そこで、画像形成装置は、カラー・レジストレーション及び画像濃度を最適に保つためにキャリブレーションを行うことが一般的である。なお、キャリブレーションには、カラー・レジストレーション、つまり、各色の画像の相対的な位置を補正するレジストレーション制御と、画像濃度を補正する濃度制御とがある。

キャリブレーションにおいては、試験用のトナー像（以下、検出パターンと呼ぶ。）を例えば感光体、中間転写体、転写搬送ベルト等の循環移動体上に形成し、その検出パターンの位置及び濃度を計測する。その計測結果と検出パターンを形成したときの条件から、実際の印刷の際のカラー・レジストレーション及び画像濃度が適切となる様に、これらを変動させる各条件、例えば、潜像の書き出し位置、画像形成倍率、帯電電圧、現像電圧、露光量等を制御する。

キャリブレーション中は印刷動作を行うことができないため、キャリブレーションが開始されると、印刷を行いたいユーザは、キャリブレーションの終了まで待たなければならない。よって、キャリブレーションの時間は短い方が良い。特許文献１は、レジストレーション制御及び濃度制御を並行又は連続して行ない、キャリブレーションにかかる時間を短縮することを提案している。また、特許文献２は、３つ以上のセンサを用いてレジストレーション制御の検出パターンと、濃度制御用の検出パターンを検知する構成を開示している。

特開２００１−１６６５５３号公報 特開２００３−１８６２７８号公報

キャリブレーションを行うに当たり、検出パターンを形成する像担持体の位置における影響を避けるために、検出パターンを像担持体に複数回形成する場合がある。この際、各検出パターンの間隔は、その配置位置による影響を相殺する所定の条件を満たす様に設定される。つまり、検出パターンの配置位置には制約条件があり、その制約条件に従うように配置することにより、検出パターンの間隔を広くしなければならない場合がある。これは、検出パターン全体の長さを長くすることにつながり、よって、検出パターンの形成や、その後のクリーニングにかかる時間も長くなってしまう。

本発明は、濃度検出パターンの配置位置の制約を緩和し、短い検出パターンでキャリブレーションを行う画像形成装置と、濃度検出パターンの検出方法及び形成方法を提供するものである。

本発明の一側面によると、画像形成装置は、複数のローラで張架された無端ベルトである像担持体と、複数の色のそれぞれについて、濃度を検出するための濃度検出パターンと、前記濃度検出パターンの位置を特定するための基準パターンを、現像剤により前記像担持体に形成する画像形成手段と、前記像担持体に向けて照射した光の反射光を受光して受光量に対応する信号を出力する受光手段と、前記受光手段が出力する信号をサンプリングするサンプリング手段と、前記サンプリング手段によりサンプリングされたサンプリング値が保存される保存手段と、前記受光量に対応する信号を閾値と比較することで、前記基準パターンを検出する検出手段と、前記複数の色の少なくとも１つの色について、前記保存手段に保存されたサンプリング値のうち、当該色の前記濃度検出パターンからの反射光に対応するサンプリング値を、前記検出手段が検出した当該色の前記基準パターンの検出時刻から決定する決定手段と、を備え、前記画像形成手段は、複数の前記濃度検出パターンを現像剤により前記像担持体に形成し、前記複数の濃度検出パターンの前記像担持体における形成位置は、濃度検出パターンの制約条件に従い決定され、前記基準パターンは、前記複数の濃度検出パターンの決定した形成位置とは異なる前記像担持体の位置に形成され、前記濃度検出パターンの制約条件は、前記複数の濃度検出パターンの間隔を、前記複数のローラのうちの前記無端ベルトにテンションを与えるテンションローラの回転周期の（ｎ／２）倍、ここでｎは奇数、とすることである、ことを特徴とする。

基準パターンを検出パターンより後に形成することができ、よって、検出パターンの配置に関する制約が緩和される。よって、検出パターン間の間隔が広がることを抑え、検出パターン全体の長さを短くすることができる。

一実施形態による画像形成装置の画像形成部の構成図。 一実施形態による画像形成装置のブロック図。 一実施形態によるセンサ部と中間転写ベルトとの関係を示す図。 一実施形態によるセンサの構成図。 一実施形態によるセンサとＤＣコントローラの関係を示すブロック図。 一実施形態による検出パターンを示す図。 一実施形態によるキャリブレーション制御のフローチャート。 一実施形態によるセンサの出力信号波形を示す図。 一実施形態による濃度測定パッチの位置の特定の説明図。

以下、本発明の例示的な実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては、実施形態の説明に必要ではない構成要素については図から省略する。

＜第一実施形態＞
図１は、本実施形態の画像形成装置の画像形成部の構成図である。図１において、参照符号にａ、ｂ、ｃ、ｄの文字を付与している構成要素は、それぞれ、第１ステーション、第２ステーション、第３ステーション、第４ステーションの構成要素に対応する。なお、本実施形態において、第１ステーションから第４ステーションは、それぞれ、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の現像剤像であるトナー像を、像担持体である中間転写ベルト８０に形成するものである。第１ステーションから第４ステーションの構成は、現像剤であるトナーの色以外は同じであり、色を区別する必要がない場合には、文字ａ、ｂ、ｃ、ｄを除いた参照符号を使用する。

帯電ローラ２は、矢印で示す方向に回転する感光体１に当接され、感光体１の表面を負極性に帯電する。露光部１１は、画像信号に基づいて変調された走査ビーム１２で感光体１を走査し、感光体１上に静電潜像を形成する。現像部８は対応する現像剤であるトナーを有し、現像ローラ４に印加された現像バイアスにより、感光体１の静電潜像をトナーで現像してトナー像を形成する。１次転写ローラ８１は、トナーと逆極性（すなわち正極性）のＤＣバイアスを印加して、各感光体１のトナー像を中間転写ベルト８０に転写する。さらに、クリーニング部３は、中間転写ベルト８０に転写されず、感光体１上に残ったトナーをクリーニングする。本実施形態において、感光体１、現像部８、帯電ローラ２、クリーニング部３は、画像形成装置から着脱自在な一体型のプロセスカートリッジ９となっている。

中間転写ベルト８０は、その張架部材として二次転写対向ローラ８６、テンションローラ１４、補助ローラ１５の３本のローラにより支持される無端ベルトであり、テンションローラ１４により適当なテンションが維持されるようになっている。駆動ローラである二次転写対向ローラ８６を駆動させることにより、中間転写ベルト８０は感光体１に対して順方向に、図中の矢印の方向に略同速度で移動する。第１ステーションから第４ステーションが、各色のトナー像を重ね合わせて中間転写ベルト８０に転写することで、中間転写ベルト８０にはカラー画像が形成される。中間転写ベルト８０に転写されたトナー像は、二次転写ローラ８２により搬送経路８７を搬送される記録材に転写される。記録材に転写されたトナー像は、その後、図示しない定着部により記録材に定着される。本実施形態においては、第４ステーションの中間転写ベルト８０の移動方向の下流側に、キャリブレーション制御のためのセンサ部６０を設けている。なお、本実施形態においては、中間転写ベルト８０に検出パターンを形成してキャリブレーション制御を行うが、他の像担持体に形成する形態であっても良い。

図２は、本実施形態における画像形成装置のブロック図である。ホストコンピュータであるＰＣ２７１は、画像形成装置の内部にあるフォーマッタ２７３に対して印刷指令を出力し、印刷画像の画像データをフォーマッタ２７３に転送する。フォーマッタ２７３は、ＰＣ２７１からの画像データを露光データに変換し、ＤＣコントローラ２７４の露光制御部２７７に転送する。露光制御部２７７はＣＰＵ２７６により制御され、露光データのオン／オフ、露光部１１の制御を行なう。ＣＰＵ２７６は、フォーマッタ２７３から印刷指令を受け取ると、画像形成のための制御を開始する。メモリ２７５は、ＣＰＵ２７６の作業用エリアである。

また、ＣＰＵ２７６は、センサ部６０が検出する信号を受け取る。図２に示すように、センサ部６０は、センサ６１とセンサ６２を備えている。センサ６１は、中間転写ベルト８０の表面の移動方向とは直交する方向の一方の端部付近に形成された検出パターンを検出するものであり、センサ６２は、他方の端部付近に形成された検出パターンを検出するものである。

続いて、キャリブレーションについて説明する。キャリブレーション制御には、レジストレーション制御と濃度制御とがある。レジストレーション制御は各画像形成ステーションの相対的なトナー像の形成位置を調整するために行われ、いわゆる"色ずれ"を無くして良好な印刷結果を得ることを目的としている。本実施形態において、レジストレーション制御は、レジストレーション検出パターンを中間転写ベルト８０の両端に形成し、センサ６１及び６２により基準色に対するその他の色の位置ずれ量を計測することにより行う。

濃度制御は、画像濃度を調整するために行われ、画像形成装置周囲の温湿度条件や、各画像形成ステーションの使用度合いにより変化する画像濃度を補正することを目的としている。濃度制御においては、濃度検出パターンを中間転写ベルト８０に形成して濃度検出パターンのトナー量と相関がある物理量を計測し、所望の濃度が得られるよう、露光データ、帯電電圧、現像電圧等の作像に係る制御対象の補正を行う。本実施形態においては、中間転写ベルト８０の一方の端部にのみ濃度検出パターンを形成して、センサ６１が形成した濃度検出パターンを読み取る。

図３は、センサ６１及び６２と、中間転写ベルト８０の例示的な関係を示す図である。本実施形態におけるキャリブレーションにおいては、図中の矢印の方向に進行する中間転写ベルト８０の、進行方向とは直交する方向の端部のそれぞれに検出パターンを形成し、センサ６１及び６２が対応する端部の検出パターンを検出する。具体的には、センサ６１及び６２は、中間転写ベルト８０に向けて光を照射し、その反射光から検出パターンの位置を検出し、反射光の強度から濃度を検出する。

中間転写ベルト８０に適度なテンションを懸けているテンションローラ１４は、中間転写ベルト８０の移動に伴って、図中の矢印方向に従動回転している。テンションローラ１４には中間転写ベルト８０が巻きついており、本実施形態においては、円筒曲面にセンサ６１および６２が対向して設けられている。テンションローラ１４が移動してもテンションローラ１４とセンサ６１及び６２の距離が変化しない様に、センサ６１及び６２は、テンションローラ軸受に対して位置決めされている。図３は、濃度検出パターン２３５と、レジストレーション検出パターン２３６が中間転写ベルト８０上に形成されている様子を示している。

センサ６１は、出射孔２３３から光を中間転写ベルト８０に向けて照射する。中間転写ベルト８０に照射された光のスポット、つまり、照射スポットは、例えば直径３ｍｍの略円形である。中間転写ベルト８０又はその上に形成された検出パターンで反射した光は、受光孔２３１や２３２を通り、センサ６２内部の受光素子に到達する。中間転写ベルト８０の移動により、中間転写ベルト８０上に形成された検出パターンが、センサ６２の検出領域である照射スポットの反射位置に順に入り、受光素子の受光量の時間変化が電圧信号に変換される。なお、センサ６２についてもセンサ６１と同様であり説明を省略する。

図４は、センサ６１の断面図である。センサ６１には、ＬＥＤといった発光素子２４２と、フォトトランジスタといった受光素子２４１及び２４３が、センサハウジング２４０に取りつけられている。発光素子２４２から出射された光は出射側の導光路２４５を通り、測定対象である検出パターン２４７や中間転写ベルト８０の表面のスポット２４８に照射される。スポット２４８で拡散反射した光は受光側の導光路２４６を通り、受光素子２４３に到達し、電気信号に変換される。スポット２４８で正反射した光は、受光側の導光路２４４を通り受光素子２４１に到達し電気信号に変換される。

出射側の導光路２４５の中心線と受光側の導光路２４４の中心線は、正反射光を受光する様に、中間転写ベルト８０の法線２５０に対して同じ角度で設けられている。一方、受光側の導光路２４６は、中間転写ベルト８０からの正反射光が入らない様な角度で、さらに、正反射光が反射する方向とは逆側の位置に設けられている。

センサ６２の構成もセンサ６１と同様である。しかしながら、本実施形態においては図３に示す様に、センサ６２はレジストレーション検出パターン２３６のみを検出するので、受光素子２４１又は２４３を設けない構成とすることができる。これは、レジストレーション制御においては、検出パターンの有無が分かれば良いため、正反射光又は拡散反射光のどちらか一方を利用すれば良いからである。なお、レジストレーション制御を正反射光で行う場合、電気的なノイズに強いというメリットがある。一方、拡散反射光でレジストレーション制御を行う場合は中間転写ベルト８０の傷に強いというメリットがある。

なお、発光素子２４２の発光波長は、ブラックの検出パターンには吸収され、カラーの検出パターンには拡散反射される波長であれば、紫外から赤外まで任意の波長を用いることができる。例えば、波長９５０ｎｍの赤外ＬＥＤを発光素子２４２として使用することができる。なお、下地である中間転写ベルト８０の表面からの拡散反射が多いと検出パターンの検出が困難になる。拡散反射を抑えるため、中間転写ベルト８０の表面の色は、拡散反射が少ない黒色とすることができる。

図５はセンサ６１及び６２の信号処理に関するブロック図である。なお、図５においては、センサ６２は、拡散反射光を受光する受光素子２４３のみとしている。ＤＣコントローラ２７４のＣＰＵ２７６は、センサ６１及び６２の発光素子２４２の発光光量を制御する。センサ６１及び６２の拡散反射光用の受光素子２４３は、受光量に応じた電気信号を出力し、増幅器４１３は、受光素子２４３が出力する電気信号を適度な振幅に増幅する。受光素子２４３が検出する拡散反射光に対応する電気信号は２通りの経路でＣＰＵ２７６に取り込まれる。１つ目の経路は、増幅器４１３から、直接、ＣＰＵ２７６のＡＤ変換ポートに入力される経路である。ＣＰＵ２７６は、ＡＤ変換ポートに入力される電気信号の電圧値を一定周期ごとにサンプリングし、拡散反射光量に対応するサンプリング値をメモリ２７５に保存する。２つ目の経路は、比較器４０５を経由する経路である。比較器４０５は、増幅器４１３が出力する電気信号の電圧を基準電圧と比較し、基準電圧以上であるか否かに応じて、"ハイ"又は"ロー"レベルの信号をＣＰＵ２７６の割り込みポートに出力する。ＣＰＵ２７６は割り込みポートの状態を常時監視しており、割り込みがあると、つまり、入力信号の状態が変化すると、その時刻を記録する。この様に割り込みポートによる時間分解能が高い時刻計測と、ＡＤ変換ポートによる比較的粗い時刻計測の両方を並列に行うことができる構成をＤＣコントローラ２７４は有している。また、本実施形態において、センサ６１の正反射光用の受光素子２４１が出力する電気信号は、増幅器４１０で増幅されてＣＰＵ２７６のＡＤ変換ポートに入力される。ＣＰＵ２７６は、ＡＤ変換ポートに入力される電気信号の電圧値を一定周期ごとにサンプリングし、正反射光量に対応するサンプリング値をメモリ２７５に保存する。

続いて、本実施形態によるキャリブレーション制御について説明する。図６は、本実施形態において、中間転写ベルト８０のセンサ６１を設けた側に形成する検出パターンの例である。図６（Ａ）において、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各文字は、対応するトナー像の色が、それぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックであることを示している。図６（Ａ）の符号３０１は、濃度検出パターンであり、符号３００は、濃度検出パターン３０１の位置を特定するための各色の基準パターンである。なお、本例において、図６（Ａ）に示す様に、各色の濃度検出パターン３０１は、それぞれ、異なる３つの濃度のパッチ画像を含むものであるが、これは例示であり使用する濃度の数は任意である。また、各色の基準パターン３００は、対応する色の濃度検出パターン３０１の位置を特定するために使用するパッチ画像であり、センサ６１で確実に検出する程度に十分濃い濃度、例えば、濃度１００％のベタ画像で形成する。

なお、本例においては、各濃度検出パターン３０１を２セット形成しているが、同じ色の濃度検出パターン３０１の距離は、テンションローラ１４の回転周期の（ｎ／２）倍、ここでｎは奇数、となる様に配置する。つまり、同じ色の濃度検出パターン３０１をテンションローラ１４の回転周期の逆位相となる位置に互いに配置する。この構成により、テンションローラ１４の偏芯によって、テンションローラ１４の回転周期の変動が中間転写ベルト８０の表面に生じた場合においても、回転周期の変動が濃度検出に与える影響を相殺することができる。

図６（Ｂ）にその詳細を示すレジストレーション検出パターン２３６も、本例においては図６（Ａ）に示す様に、中間転写ベルト８０に２セット形成する。なお、検出パターン２３６の同じ向きで同じ色のパッチは、本実施形態においては二次転写対向ローラ８６である中間転写ベルト８０を駆動するローラの回転周期の（ｍ／２）倍、ここでｍは奇数、となる様に配置する。これは、中間転写ベルト８０を駆動するローラの偏芯によって中間転写ベルト８０の移動速度に、当該ローラの回転周期の速度変動が生じたとしても、レジストレーション制御に与える影響を相殺するためである。

なお、本実施形態において、中間転写ベルト８０のセンサ６２を設けた側には、図６（Ｂ)に示す検出パターン２３６を２セット形成するが、それらの配置制約条件は、センサ６１の側に設けた検出パターン２３６と同じである。なお、中間転写ベルト８０の各側に形成する各検出パターンのセット数は２に限定されない。

以上の様に、各ローラの回転周期による影響を相殺するために検出パターンを複数形成する場合、その形成位置には制約条件がある。本実施形態は、濃度制御とレジストレーション制御を連続して同時に行うため、複数の検出パターンを、上記制約条件を満たしつつ、中間転写ベルト８０の１周以内に配置することを可能にするものである。つまり、本実施形態においては、濃度制御で使用する各色の基準パターン３００を、同じ色の濃度検出パターン３０１の複数のセットに対して１つとし、さらに、基準パターン３００を任意の位置に配置することを可能にする。より具体的には、まず、制約条件を満たす様に、各濃度検出パターン３０１と、レジストレーション用の検出パターン２３６の配置位置を決定し、その後の空き領域に各基準パターン３００を配置することが可能である。これにより、検出パターン全体の長さを短くすることができる。

続いて、図７を用いて本実施形態のキャリブレーション制御について説明する。ＤＣコントローラ２７４は、キャリブレーション制御の開始により、中間転写ベルト８０表面からの反射光の（下地）の計測を行う。具体的には、中間転写ベルト８０の凡そ１周に渡り、所定のサンプリング間隔で、センサの受光素子２４１及び２４３が出力する信号レベルを記録する。これは、検出パターンを形成する位置での中間転写ベルト８０の表面からの反射光のレベルを記録するものである。

次のＳ１１で、ＤＣコントローラ２７４は、既に説明した検出パターンを中間転写ベルト８０に形成する。続いて、ＤＣコントローラ２７４は、Ｓ１２において、センサ６１、６２の各受光素子が出力する信号を、ＣＰＵ２７６のＡＤ変換ポートにおいて所定のサンプリング周期でサンプリングして取得し、メモリ２７５に保存する。なお、サンプリングは、検出パターンがセンサ６１、６２の検出領域に到達する前から開始し、総ての検出パターンが検出領域を通過するまで行う。なお、ＣＰＵ２７６の割り込みポートに入力が合った場合にはその時刻もメモリ２７５に保存する。

続いて、ＤＣコントローラ２７４は、Ｓ１３において各色の基準位置を判定する。ここで基準位置とは、各色の基準パターン３００の検出時刻に対応する位置である。以下、図８を用いて詳細に説明する。

図８は、図６（Ａ）の検出パターンのうち、イエローの基準パターン３００からマゼンダの基準パターン３００までがセンサ６１の検出領域を通過したときに取得されるサンプリング値の例を示している。なお、図８の縦軸は、サンプリング値であるセンサ６１の出力電圧であり、横軸は時間である。また、実線が正反射の受光素子２４１の受光量に対応し、点線が拡散反射の受光素子２４３の受光量に対応する。

図８のＶｔｈで示す線は１．４Ｖであり、比較器４０５の基準電圧を示す。拡散反射の信号レベルが閾値であるＶｔｈと交差するとＣＰＵ２７６に割り込みの信号が入ることになる。サンプリング点２１８、２１９は、イエローの基準パターン３００の、中間転写ベルト８０表面の移動方向の先端と後端のエッジ位置に相当し、ＣＰＵ２７６に割り込みが発生する。ＤＣコントローラ２７４は、サンプリング点２１８、２１９の割り込みが発生した時刻の平均値を計算し、イエローの基準パターン３００の位置としてメモリ２７５に保存する。同様に、サンプリング点２１０、２１１は、マゼンタの基準パターン３００の先端と後端のエッジ位置に相当し、ＣＰＵ２７６は、このエッジ位置に対応する割り込みが生じた時刻の平均値を計算して、マゼンタの基準パターン３００の位置とする。シアンについても同様に基準パターン３００の位置を計算する。なお、ブラックについては正反射のサンプリング値を閾値と比較する方法を用いて基準位置を計算する。なお、基準位置は、比較器４０５からの割り込みではなく、メモリ２７５に保存したサンプリング値を閾値と比較する形態であっても良い。

続いて、Ｓ１４において、ＤＣコントローラ２７４は、メモリ２７５に保存しているサンプリング値のうち、各色の濃度検出パターン３０１に対応するサンプリング値を判定する。図９は、図６（Ａ）の検出パターンのうち、イエロー及びマゼンダの基準パターン３００と、イエロー及びマゼンダの濃度検出パターン３０１を示している。なお、図９の黒点は、サンプリング位置を示している。異なる色間での相対的な位置は、所謂、色ずれにより一定ではない。しかしながら、同じ色の基準パターン３００と、濃度検出パターン３０１との距離は、当該色の位置が基準色に対してずれたとしても、ほぼ一定である。つまり、図９に示すイエローの基準パターン３００と、濃度検出パターン３０１との距離に対応する時刻差Ｔ１と、マゼンダの基準パターン３００と、濃度検出パターン３０１との距離に対応する時刻差Ｔ２は極めて安定している。したがって、Ｓ１３における各色の基準位置に基づき、各色の濃度検出パターン３０１からの反射光に対応するサンプリング値を特定することができる。例えば、図９に示す様に、Ｓ１３で求めたイエローの基準位置から時間Ｔ１だけ後のサンプリング値は、イエローの濃度検出パターン３０１の３つの濃度のトナー像の内の最初の濃度のトナー像の中央付近のサンプリング値となることが分かる。同様に、Ｓ１３で求めたマゼンダの基準位置から時間Ｔ２だけ前のサンプリング値は、マゼンダの濃度検出パターン３０１の３つの濃度のトナー像の内の最初の濃度のトナー像の中央付近のサンプリング値となることが分かる。なお、残りの２つの濃度のトナー像の中央付近のサンプリング値についても同様である。ＤＣコントローラ２７４は、この様に、正反射及び拡散反射の両サンプリング値において、各濃度検出パターン３０１からのサンプリング値を判定する。

図８を用いて説明すると、サンプリング点２１０と２１１の平均値であるマゼンタの基準位置から、時間Ｔ２だけ遡った時刻に最も近いサンプリング点が、マゼンダの濃度検出パターン３０１の最初のトナー像の中央付近のサンプリング値である。図８においては、サンプリング点２１２及び２１３が対応する。同様に、マゼンダの濃度検出パターン３０１の３つの濃度トナー像の内の２番目及び３番目の濃度のトナー像の中央付近のサンプリング値が特定される。図８においては、サンプリング点２１４及び２１５と、サンプリング点２１６及び２１７が対応する。各濃度のパッチ画像のエッジ付近は濃度の変動があるため、この様に、各濃度のパッチの中央部付近の所定数のサンプリング点の平均値を測定値として保存する。

続いて、ＤＣコントローラ２７４は、Ｓ１５においてＳ１４における測定値から濃度を求める。具体的には、検出パターンのトナー量と相関がある物理量を演算する。例えば中間転写ベルト８０からの正味の反射光量の比率を求めてルックアップテーブルにてトナー濃度に換算する方法を好適に用いることができる。

例えば、中間転写ベルト８０の表面からの正反射及び拡散反射光のサンプリング値をＶｓｂ及びＶｒｂとし、濃度検出パターン３０１のある濃度のトナー像からの正反射及び拡散反射光のサンプリング値をＶｓｔ及びＶｒｔとする。また、基準パターン３００からの正反射及び拡散反射光のサンプリング値をＶｓｋ及びＶｒｋとする。なお、何れの値も、暗電圧を引いた後の値とする。この場合、正味の正反射率は以下の式で求めることができる。
(Ｖｓｔ−Ｖｓｋ／Ｖｒｋ・Ｖｒｔ)／（Ｖｓｂ−Ｖｓｋ／Ｖｒｋ・Ｖｒｂ)
この正反射比率と印刷濃度、印刷色度、トナー量などの物理量との相関関係を予めルックアップテーブルとして用意しておき、参照することで所望の物理量に換算することができる。

続いて、ＤＣコントローラ２７４は、Ｓ１６において濃度補正を行う。具体的には、Ｓ１５で求めた濃度から、各濃度の補正データである補正テーブルを作成する。以後の印刷において、画像信号は補正テーブルによって画像データが補正されて露光部１１へ送られる。これにより目標とする濃度と、印刷される濃度の差が小さくなる様に制御する。

なお、レジストレーション制御については、レジストレーション用の検出パターン２３６により発生したＣＰＵ２７６への割り込みから行うことができる。なお、ＤＣコントローラ２７４は、割り込みの発生回数を数えることで、レジストレーション用の検出パターン２３６により発生した割り込みがどれであるかを判定することができる。なお、検出パターン２３６による各色の位置の判定と、相対的な色ずれ量の計算処理は、Ｓ１３以降において、例えば、Ｓ１４からＳ１６の処理と並行して行うことができる。

以上、濃度検出パターン３０１のサンプリング値を保存しておき、基準パターン３００の位置を特定した後に濃度検出パターン３０１からの反射光に対応するサンプリング値を特定し、さらに、濃度制御に使用するサンプリング点を選択する。この構成により、基準パターン３００を、同じ色の濃度検出パターン３０１より後に配置することが可能となる。つまり、基準パターン３００を任意の位置に配置することでき、よって、ローラの周期による配置制約条件を満たしつつ、検出パターンをより密に配置できるようになる。つまり、検出パターンの長さを短くすることができる。

なお、上記実施形態においては、総ての色の濃度検出パターン３０１の濃度を記憶したサンプリング値から求めるものであった。しかしながら、基準パターン３００が、濃度検出パターン３０１より先に検出される一部の色については、センサの出力信号から直接濃度を測定する形態であっても良い。つまり、少なくとも１つの色について、基準パターンが濃度検出パターンより後に検出される形態であれば良い。

＜その他の実施形態＞
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。

Claims (14)

1. 複数のローラで張架された無端ベルトである像担持体と、
   複数の色のそれぞれについて、濃度を検出するための濃度検出パターンと、前記濃度検出パターンの位置を特定するための基準パターンを、現像剤により前記像担持体に形成する画像形成手段と、
   前記像担持体に向けて照射した光の反射光を受光して受光量に対応する信号を出力する受光手段と、
   前記受光手段が出力する信号をサンプリングするサンプリング手段と、
   前記サンプリング手段によりサンプリングされたサンプリング値が保存される保存手段と、
   前記受光量に対応する信号を閾値と比較することで、前記基準パターンを検出する検出手段と、
   前記複数の色の少なくとも１つの色について、前記保存手段に保存されたサンプリング値のうち、当該色の前記濃度検出パターンからの反射光に対応するサンプリング値を、前記検出手段が検出した当該色の前記基準パターンの検出時刻から決定する決定手段と、
   を備え、
   前記画像形成手段は、複数の前記濃度検出パターンを現像剤により前記像担持体に形成し、
   前記複数の濃度検出パターンの前記像担持体における形成位置は、濃度検出パターンの制約条件に従い決定され、前記基準パターンは、前記複数の濃度検出パターンの決定した形成位置とは異なる前記像担持体の位置に形成され、
   前記濃度検出パターンの制約条件は、前記複数の濃度検出パターンの間隔を、前記複数のローラのうちの前記無端ベルトにテンションを与えるテンションローラの回転周期の（ｎ／２）倍、ここでｎは奇数、とすることである、ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記検出手段は、前記保存手段が保存したサンプリング値を前記閾値と比較することで前記基準パターンを検出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. 前記検出手段は、前記受光手段が出力する信号を前記閾値と比較することで前記基準パターンを検出することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記複数の色の少なくとも１つの色は、前記受光手段が照射する光の反射位置に、前記基準パターンより前記濃度検出パターンが先に到達する色を含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記画像形成手段は、各色について、１つの前記基準パターンと、複数の前記濃度検出パターンを前記像担持体に形成することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記画像形成手段は、前記濃度検出パターンおよび前記基準パターンと共に、位置ずれを検出するための位置ずれ検出パターンを、現像剤により前記像担持体に形成することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記画像形成手段は、位置ずれを検出するための複数の位置ずれ検出パターンを現像剤により前記像担持体に形成し、
   前記複数の位置ずれ検出パターンの前記像担持体における形成位置は、位置ずれ検出パターンの制約条件に従い決定され、
   前記基準パターンは、前記複数の位置ずれ検出パターンおよび前記複数の濃度検出パターンの決定した形成位置とは異なる前記像担持体の位置に形成される、
   ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記位置ずれ検出パターンの制約条件は、前記複数の位置ずれ検出パターンの間隔を、前記複数のローラのうちの前記無端ベルトを駆動するローラの回転周期の（ｍ／２）倍、ここでｍは奇数、とすることである、ことを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記濃度検出パターン、前記位置ずれ検出パターン及び前記基準パターンは、前記像担持体の１周以内に形成されることを特徴とする請求項６から８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
10. 複数のローラで張架された無端ベルトである像担持体と、
    複数の色のそれぞれについて、濃度を検出するための濃度検出パターンと、前記濃度検出パターンの位置を特定するための基準パターンを、現像剤により前記像担持体に形成する画像形成手段と、
    前記像担持体に向けて照射された光の反射光を受光して受光量に対応する信号を出力する受光手段と、
    を備えている画像形成装置であって、
    前記画像形成手段は、前記複数の色の少なくとも１つの第１の色については、前記像担持体に向けて照射された光が反射する反射位置に、前記第１の色で形成された前記基準パターンより前記第１の色で形成された前記濃度検出パターンが先に到達する様に、前記第１の色の前記濃度検出パターンおよび前記基準パターンを形成し、
    前記画像形成手段は、複数の前記濃度検出パターンを現像剤により前記像担持体に形成し、
    前記複数の濃度検出パターンの前記像担持体における形成位置は、濃度検出パターンの制約条件に従い決定され、前記基準パターンは、前記複数の濃度検出パターンの決定した形成位置とは異なる前記像担持体の位置に形成され、
    前記濃度検出パターンの制約条件は、前記複数の濃度検出パターンの間隔を、前記複数のローラのうちの前記無端ベルトにテンションを与えるテンションローラの回転周期の（ｎ／２）倍、ここでｎは奇数、とすることである、ことを特徴とする画像形成装置。
11. 前記受光量に対応する信号を閾値と比較することで、前記基準パターンを検出する検出手段と、
    前記受光手段が照射する光の反射位置に前記基準パターンより前記濃度検出パターンが先に到達する様に形成されている前記第１の色について、前記検出手段が前記基準パターンを検出した後に、前記濃度検出パターンからの反射光に対応する受光量を特定するために、前記受光手段の受光量に対応する信号の値を保存する保存手段と、
    をさらに備えていることを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
12. 前記濃度検出パターン及び前記基準パターンは、前記像担持体の１周以内に形成されることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の画像形成装置。
13. 複数の色のそれぞれについて、濃度を検出するための濃度検出パターンと、前記濃度検出パターンの位置を特定するための基準パターンを、現像剤により、複数のローラで張架された無端ベルトである像担持体に形成する工程と、
    前記像担持体に向けて照射した光の反射光を受光して受光量に対応する信号を出力する工程と、
    出力された前記信号をサンプリングする工程と、
    サンプリングされたサンプリング値を保存手段に保存する工程と、
    受光量に対応する信号を閾値と比較することで、前記基準パターンを検出する工程と、
    前記複数の色の少なくとも１つの色について、前記保存手段に保存されたサンプリング値のうち、当該色の前記濃度検出パターンからの反射光に対応するサンプリング値を、検出した当該色の前記基準パターンの検出時刻から決定する工程と、
    を含み、
    前記形成する工程においては、複数の前記濃度検出パターンが現像剤により前記像担持体に形成され、
    前記複数の濃度検出パターンの前記像担持体における形成位置は、濃度検出パターンの制約条件に従い決定され、前記基準パターンは、前記複数の濃度検出パターンの決定した形成位置とは異なる前記像担持体の位置に形成され、
    前記濃度検出パターンの制約条件は、前記複数の濃度検出パターンの間隔を、前記複数のローラのうちの前記無端ベルトにテンションを与えるテンションローラの回転周期の（ｎ／２）倍、ここでｎは奇数、とすることである、ことを特徴とする濃度検出パターンの検出方法。
14. 複数の色のそれぞれについて、濃度を検出するための濃度検出パターンと、前記濃度検出パターンの位置を特定するための基準パターンを、現像剤により、複数のローラで張架された無端ベルトである像担持体に形成する形成工程と、
    前記像担持体に向けて照射された光の反射光を受光して受光量に対応する信号を出力する出力工程と、
    を含み、
    前記形成工程において、複数の色の少なくとも１つの第１の色については、前記像担持体に向けて照射された光が反射する反射位置に、前記第１の色で形成された前記基準パターンより前記第１の色で形成された前記濃度検出パターンが先に到達する様に、前記第１の色の前記濃度検出パターンおよび前記基準パターンを形成し、
    前記形成工程においては、複数の前記濃度検出パターンが現像剤により前記像担持体に形成され、
    前記複数の濃度検出パターンの前記像担持体における形成位置は、濃度検出パターンの制約条件に従い決定され、前記基準パターンは、前記複数の濃度検出パターンの決定した形成位置とは異なる前記像担持体の位置に形成され、
    前記濃度検出パターンの制約条件は、前記複数の濃度検出パターンの間隔を、前記複数のローラのうちの前記無端ベルトにテンションを与えるテンションローラの回転周期の（ｎ／２）倍、ここでｎは奇数、とすることである、ことを特徴とする濃度検出パターンの形成方法。

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