JP5009818B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機・プリンタ・ＦＡＸ等の画像形成装置に関し、より詳しくは画像形成のプロセス制御に関する。

感光体や転写ベルト上の印刷領域外にテストパターンを作成し、その反射率のデータから濃度や位置情報を類推して画像濃度や画像位置等に関する画像プロセス条件を制御する方法は広く知られている。
この種の画像プロセス条件の制御（画像プロセス制御）では、テストパターンの読み取りが終了したら、作成したテストパターンは印刷画像として排出されないため、ベルトクリーナ−等により廃棄するか、リサイクル装置を併用する等で再利用される。
また、既知の画像プロセス制御には、電源ＯＮから印刷可能になるまでの準備期間にテストパターンを作成するものや、印刷中の非画像領域にテストパターンを作成するものがある。

ところで近年、粒状性の向上のため、トナーが小粒径化されたり、重合法トナー等の製造方法を用いる事で粒経が球形でかつ均一化されるようになった。これらの小粒経トナーや球形トナーは、クリーニングし難いことは一般に知られており、正常にクリーニングされないトナーは像担持体に残り、転写材に異常画像として発生することになる。このようなクリーニング不良の発生を防ぎ、１回当たりのクリーニング性を向上させるためにはブレードクリーニング装置であれば当接圧を高くする等の必要があるが、この場合はベルトとクリーニングブレードの負荷増大によるブレードの磨耗促進、位置ずれやジターの発生等が発生してしまう。
またバイアスローラクリーニングであれば複数個のローラを設けたりする必要があり、両方式共に低コスト化や省スペース化に対し影響を与えるようになった。また転写ベルトを複数回回すことにより、クリーニング性を向上させる等の方法も取られているが、この方法では、装置のダウンタイムが長くなってしまう。
また複数の像を重ねてカラー画像を形成するカラー画像形成装置は、複数の感光体の像を転写・搬送ベルト上の転写材に転写する直接転写方式と複数の感光体の像を一旦転写ベルト上に重ね併せてから転写材に転写する中間転写方式があるが、中間転写方式は、一旦カラー画像を転写ベルトに形成するので、画像重ね精度が高い、転写材の厚さや、材質に対する許容度が高い等に利点がある。

しかしながら上記中間転写方式においては、転写工程が像を重ねる１次転写装置（一例として１次転写ベルト）と紙等の転写材に像を転写する２次転写装置（一例として２次転写ローラ）の２つの転写装置を用いる中間転写方式がある。この２つの転写装置を用いる中間転写方式では、２次転写ローラにテストパターンが転写されないように１次転写ベルトと２次転写ローラとが接離可能な装置が必要となり、テストパターンが２次転写ローラに到達する前に離間する必要がある。このため、接離機構が必要となる。このため、装置コストが高くなる、装置が大きくなる、レイアウト制限が増える等の問題がある。また特に印刷動作中のテストパターンを作成する必要がある場合は、印刷動作中に前記接離を行うと、転写ベルトや感光体等の像担持体の負荷変動や、潜像を形成するための露光装置へのショック等による画像ずれやジターが生じるため、印刷のための露光開始から１次転写の終了までは接離できない等の制約が発生し、スループットが低下する。
一方、前記２次転写ローラを接離しない機構とすると、テストパターンは必然的に２次転写ローラに転写されることにより、２次転写ローラのクリーニング装置が必要となる。更には、テストパターンの読み取りは２次転写ローラに転写される前に行う必要があるので、読み取り装置のレイアウトが制限されてしまう（２次転写ローラより上流に読み取り装置を配置する必要がある）。

また、公知の技術として、転写された各感光体から付着量検出用トナー像のトナー付着量を検出する検出手段と、画像形成条件を制御するトナー付着量制御手段を備えた画像形成装置において、転写紙の軸方向の長さをＸ、トナー付着量検出用トナー像の軸方向長さをＹ、印刷可能領域の軸方向の長さをＺとしたときに、Ｘ＜Ｚ−Ｙとなる転写紙サイズで印刷が行われるときに、印刷領域外にトナー付着量検出用トナー像を作成するトナー像作成手段を備える画像形成装置がある（例えば、特許文献１参照）。
例えば、Ａ４縦通紙の場合に中間転写ベルト上の軸方向に余白ができるので、その部位にテストパターンを形成する。しかし、Ａ４横通紙等、軸方向いっぱいに画像領域を使用するモードでは余白がないのでテストパターンの形成が不可能である。
特開２００６−１７８６８公報 特開２００１−３６７４７公報 特開平８−１５９４３号公報 特開平０７−０９６６４５号公報 特許第３０７８４２１号公報 特開２００５−２５０３１１公報 特開２００３−０９８７７１公報 特開２００２−０４０７４２公報 特許第３３９０２８３号公報 特開２００３−２４８３６１公報 特開２００３−２４１４７８公報 特開２００５−２５０３１１公報 特開平１０−１４２８８０号公報

本発明は、上記実情を考慮してなされたものであり、画像重ね精度が高い中間転写方式を採用しながら、かつクリーニング装置の低コスト化、省スペース化を実現すると共に、テストパターンを用いた画像形成のためのプロセス制御による装置のダウンタイムを低減し、かつ安定した画像品質を得ることを目的とする。

前記課題を達成するため請求項１にかかる発明の画像形成装置は、複数の像担持体と、各像担持体を帯電する帯電装置と、各像担持体に潜像を形成する露光装置と、各像担持体に形成された潜像をそれぞれ互いに異なる色のトナーからなる複数色のトナーで現像する現像装置と、各像担持体に形成された像を、各像担持体と対向する転写位置を移動する第２の像担持体上に重ね合わせて転写してカラー像を得る第１の転写装置と、前記第２の像担持体上に転写形成された像を転写材に転写する第２の転写装置と、前記各像担持体に形成されて第２の像担持体上に転写されるテストパターン像を形成可能なテストパターン発生装置と、前記テストパターンの状態を検知することができるテストパターン検出装置と、前記テストパターンの検出結果によって画像形成条件を変えるプロセス制御及びトナー補給量を変えるトナー濃度制御の少なくとも一方を行う画像プロセス条件を決定する画像プロセス制御手段とを備え、前記第２の転写装置が前記第１の転写装置に常時接触しながら前記テストパターンは前記第２の転写装置に転写されない構成とした画像形成装置において、前記テストパターンを複数箇所に作成することが可能であり、第１の転写装置の回転方向に、画像領域を挟んだ両側の画像領域外にテストパターンＡおよびテストパターンＢを作成し、画像領域外に配置されたこれらテストパターンＡおよびテストパターンＢそれぞれの検知結果に基づいてそれぞれに決定した画像プロセス条件Ａおよび画像プロセス条件Ｂの検知結果に基づいて決定した画像プロセス条件補正値を求め、この画像プロセス条件補正値を元に、画像領域内で画像形成する際に用いるための実行用の画像プロセス条件Ｃを算出し、前記画像形成領域内にテストパターンＤを作成及び検知してこの検知結果に基づいて参照用の画像プロセス条件Ｄを算出し、この画像プロセス条件Ｄに基づいて前記画像形成プロセス条件Ｃが適切であるか否かを判定することを特徴とする。
このような構成とすることで、画像重ね精度が高い中間転写方式を採用しながら、かつクリーニング装置の低コスト化、省スペース化を実現すると共に、テストパターンを用いた画像形成のためのプロセス制御による装置のダウンタイムを低減し、かつ安定した画像品質を維持することが可能となる。

また、請求項２にかかる発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記判定のための判定基準は、前記実行用の画像プロセス条件Ｃと、前記参照用の画像プロセス条件Ｄの対応する項目の値の差が所定値以下である場合に適切とすることを特徴とする。判定基準を、〔画像プロセス条件Ａと画像プロセス条件Ｂより決定された画像プロセス条件Ｃ〕と〔パターンＤの検知結果より決定した画像プロセス条件Ｄ〕との差が所定値以下としているので、画像プロセス条件Ｃの算出精度が高い場合には、クリーニング処理が必要でダウンタイムが発生してしまう不具合を伴うテストパターンＤに頼ることなく、精度良く画像形成条件を決定することができる。また、万一画像プロセス条件Ｃの算出制度が低下した場合には、画像領域内におけるテストパターンＤの作像・検知によって、画像形成に必要な画像プロセス条件を高い精度で決定することができる。つまり、本来検知すべき画像領域内における画像プロセス条件Ｄとの差異比較をすることによって、より目標に近いトナー付着量を得ることが可能となる。

また、請求項３にかかる発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記判定の結果に応じ、プロセス条件Ｃが適切と判定された場合には、前記画像プロセス条件Ｃを画像形成条件とし画像形成を行い、プロセス条件Ｃが不適切と判定された場合には、前記テストパターンＡおよびテストパターンＢを新たに作成し、これに基づき画像プロセス条件補正値を更新する、ことを特徴とする。
請求項３の発明によれば、請求項１の画像形成装置における判定結果に応じて、＜ＯＫの場合＞には、画像プロセス条件Ａと画像プロセス条件Ｂより決定された画像プロセス条件Ｃを画像形成条件とし、一方、＜ＮＧの場合＞には、画像プロセス条件補正値を更新して、より精度の高い画像プロセス条件を算出するように、判定結果に則し適切に画像形成条件を切り換えるので、常に適切な画像形成条件を設定し、安定した画像品質を維持することが可能である。

請求項４にかかる発明は、請求項３に記載の画像形成装置において、テストパターンＡの検知結果に基づいて決定した画像プロセス条件ＡとテストパターンＢの検知結果に基づいて決定した画像プロセス条件Ｂに対して、テストパターンＤの検知結果によって決定した画像プロセス条件Ｄとの差分より、テストパターンＡまたはＢ各々を用いた場合の画像プロセス条件補正値を、画像プロセス条件補正値Ａ＝［画像プロセス条件Ａ］−［画像プロセス条件Ｄ］、そして、画像プロセス条件補正値Ｂ＝［画像プロセス条件Ｂ］−［画像プロセス条件Ｄ］、とすることを特徴としている。このように、画像領域内にて作像・検知したテストパターンＤによって、テストパターンＡ及びＢの画像プロセス条件補正値を導いているので、請求項４の発明においては、精度の高い画像プロセス条件Ａおよび画像プロセス条件Ｂを算出することができ、安定した画像品質を維持することができる。

請求項５にかかる発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、〔画像プロセス条件Ａ〕＜〔画像プロセス条件Ｄ〕且つ〔画像プロセス条件Ｂ〕＜〔画像プロセス条件Ｄ〕、または、〔画像プロセス条件Ａ〕＞〔画像プロセス条件Ｄ〕且つ〔画像プロセス条件Ｂ〕＞〔画像プロセス条件Ｄ〕、のいずれかの場合には、画像形成条件として画像プロセス条件Ａおよび画像プロセス条件Ｂの平均値として求められた画像プロセス条件Ｃを用いないように制御することを特徴とする。
この請求項５の発明では、請求項１の画像形成装置において、〔画像プロセス条件Ａ〕＜〔画像プロセス条件Ｄ〕且つ〔画像プロセス条件Ｂ〕＜〔画像プロセス条件Ｄ〕、または、〔画像プロセス条件Ａ〕＞〔画像プロセス条件Ｄ〕且つ〔画像プロセス条件Ｂ〕＞〔画像プロセス条件Ｄ〕、という、両端部の画像領域外の画像プロセス条件に対して、画像領域内である中央部の画像プロセス条件の方が高いか、または低いと検知した場合には、テストパターンのトナー付着量が前中後の順に増減する偏差を持っていないと判断し、画像プロセス条件Ａおよび画像プロセス条件Ｂの平均値として求められた画像プロセス条件Ｃを用いないことにしている。つまり、画像領域外における画像プロセス条件より画像領域内の画像プロセス条件を正しく算出できない状況においては、それを行わなくするようにしており、これにより、画像プロセス条件として不適切な値に設定されることを回避している。

請求項６にかかる発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記テストパターンは、トナーの付着量を検出するためのパターンと、画像位置を検出するためのパターンで構成するようにしたものである。また、請求項７にかかる発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記第１の転写装置における前記像担持体はベルト状のものであり、前記第２の転写装置はベルト状またはローラ状のものとしたものである。
請求項８にかかる発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記テストパターンＤの作像・検知タイミングを、所定枚数間隔にしたことを特徴とする。これにより、テストパターンＤの作像に伴うクリーニング等のダウンタイムの発生頻度を極力低減させることができ、ユーザーの操作を妨げる不具合を抑制している。
また、請求項９にかかる発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記テストパターンＤの作像・検知タイミングを、電源投入直後としたことを特徴とする。これにより、定着立上げのために発生するダウンタイムと、テストパターンＤの作像に伴うクリーニング等で発生するダウンタイムを重複させることで、ダウンタイムの発生頻度を極力低減させることができ、ユーザーの操作を妨げる不具合を抑制している。

また、請求項１０にかかる発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記テストパターンＤの作像・検知タイミングを、所定時間以上印刷指令を受けなかった場合とすることを特徴とする。このように、請求項１の画像形成装置におけるテストパターンＤの作像・検知タイミングを、所定時間以上印刷指令を受けなかった場合に限定しているので、テストパターンＤの作像に伴うクリーニング等で発生するダウンタイムが、ユーザーの使用していないタイミングに発生するようになる。これによって、ユーザーの操作を妨げる不具合を抑制することができる。
そして、請求項１１にかかる発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、 前記テストパターンＤの作像・検知後に、前記第２の像担持体をクリーニングすることを特徴とするものである。これにより、テストパターンＤが転写材の裏面に転写し汚損することを抑制している。

本発明によれば、画像重ね精度が高い中間転写方式を採用しながら、かつクリーニング装置の低コスト化、省スペース化を実現すると共に、テストパターンを用いた画像形成のためのプロセス制御による装置のダウンタイムを低減し、かつ安定した画像品質を得ることが可能となる。

以下、図面を参照して、本発明の一実施の形態を、本発明の実施形態を詳細に説明する。本実施の形態は、画像形成装置として、タンデム型のフルカラーの電子写真プリンタ（以下、単に「プリンタ」という。）への適用例である。
まず、初めに本実施形態のプリンタの構成についてその概略を説明する。図１は、本実施形態のプリンタのうち、露光、帯電、現像、転写、定着を行う画像形成工程部分を示す概略構成図（以下プロセスエンジン部）である。プリンタには、図１の他に、ＰＣ等から送られた画像データを処理し露光データに変換するプリントコントローラ（図５の４１０）、高圧を発生させる高圧発生装置（図５の４１６）、画像形成動作を制御する本体制御部（図５の４０６）、記録材である転写紙１１３の供給を行う図示しない給紙装置、転写紙１１３を手差し給紙させるための図示しない手差しトレイ、及び、画像形成済みの転写紙１１３が排紙される図示しない排紙トレイが設けられている。

図１において、本体には、第１の転写装置として、第２の像担持体である無端ベルト状の中間転写ベルト１０５が設けられている。この中間転写ベルト１０５は、ベース層、弾性層及びコート層の３層構造となっている。ベース層は、例えば伸びの少ないフッ素系樹脂や、伸びの大きなゴム材料に帆布などの伸びにくい材料を組み合わせた構成とされる。また、弾性層は、例えばフッ素系ゴムやアクリロニトリルーブタジエン共重合ゴムなどで構成され、ベース層の上に形成される。また、コート層は、弾性層の表面に、例えばフッ素系樹脂がコーティングされることで形成される。そして、この中間転写ベルト１０５は、４つの支持ローラに張架された状態で、図２中反時計回り方向に駆動ローラ１１２によって回転駆動される。
転写ベルト張架部分には、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４つの画像形成ユニットがあり、画像形成ユニットはそれぞれ感光体ユニット１０３Ｙ、１０３Ｃ、１０３Ｍ、１０３Ｋと現像ユニット１０２Ｙ、１０２Ｃ、１０２Ｍ、１０２Ｋが並んで配置されている。これらの画像形成ユニットの下方には、露光装置１０９が設けられており、画像情報に基づいて、露光装置１０９の内部に設けられている図示しないレーザー露光ユニットから半導体レーザーを駆動して書込光を出射し、各感光体ユニットに設けられる像担持体としての感光体ドラム１０１Ｙ、１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｋ上に静電潜像を形成するためのものである。ここで、書込光の出射は、レーザーに限るものではなく、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）であってもよい。

画像形成ユニットの構成について説明する。以下の説明では、黒色のトナー像を形成する画像形成ユニットを例に挙げて説明するが、他の画像形成ユニットも同様の構成を有する。
［画像形成ユニット］
画像形成ユニットには、感光体ドラム１０１の周囲に、帯電装置３０１、現像装置１０２、感光体クリーニング装置３０２が設けられている。また、感光体ドラム１０１に対して中間転写ベルト１０５を介して対向する位置には、１次転写装置１０６が設けられている。
帯電装置３０１は、帯電ローラを採用した接触帯電方式のものであり、感光体ドラム１０１に接触して電圧を印加することにより感光体ドラム１０１の表面を一様に帯電する。この帯電装置３０１には、非接触のスコロトロンチャージャなどを採用した非接触帯電方式のものも採用できる。

また、現像装置１０２では、磁性キャリアと非磁性トナーからなる二成分現像剤を使用している。なお、現像剤としては一成分現像剤を使用してもよい。この現像装置１０２は、現像ケース内に設けられた攪拌部３０３と現像部３０４とに大別できる。攪拌部３０３では、二成分現像剤（以下、単に「現像剤」という）が攪拌されながら搬送されて現像剤担持体としての現像スリーブ３０５上に供給される。この攪拌部３０３は、平行な２本のスクリューが設けられており、２本のスクリュー３０６の間には、両端部で互いが連通するように仕切るための仕切り板が設けられている。また、現像ケースには現像装置１０２内の現像剤のトナー濃度を検出するためのトナー濃度センサ１０３が取り付けられている。一方、現像部３０４では、現像スリーブ３０５に付着した現像剤のうちのトナーが感光体ドラム１０１に転移される。この現像部３０４には、現像ケースの開口を通して感光体ドラム１０１と対向する現像スリーブ３０５が設けられており、その現像スリーブ３０５内には図示しないマグネットが固定配置されている。また、現像スリーブ３０５に先端が接近するようにドクタブレード３０７が設けられている。本実施の形態では、このドクタブレード３０７と現像スリーブ３０５との間の最接近部における間隔が０．９ｍｍとなるように設定されている。

この現像装置１０２では、現像剤を２本のスクリュー３０６で攪拌しながら搬送循環し、現像スリーブ３０５に供給する。現像スリーブ３０５に供給された現像剤は、マグネットにより汲み上げて保持される。現像スリーブ３０５に汲み上げられた現像剤は、現像スリーブ３０５の回転に伴って搬送され、ドクタブレード３０７により適正な量に規制される。なお、規制された現像剤は攪拌部３０３に戻される。このようにして感光体ドラム１０１と対向する現像領域まで搬送された現像剤は、マグネットにより穂立ち状態となり、磁気ブラシを形成する。現像領域では、現像スリーブ３０５に印加されている現像バイアスにより、現像剤中のトナーを感光体ドラム１０１上の静電潜像部分に移動させる現像電界が形成される。これにより、現像剤中のトナーは、感光体ドラム１０１上の静電潜像部分に転移し、感光体ドラム１０１上の静電潜像は可視像化され、トナー像が形成される。現像領域を通過した現像剤は、マグネットの磁力が弱い部分まで搬送されることで現像スリーブ３０５から離れ、攪拌部３０３に戻される。このような動作の繰り返しにより、攪拌部３０３内のトナー濃度が薄くなると、それをトナー濃度センサ１０３が検出し、その検出結果に基づいて攪拌部３０３にトナーが補給される。

１次転写装置１０６として１次転写ローラを採用しており、中間転写ベルト１０５を挟んで感光体ドラム１０１に押し当てるようにして設置されている。また１次転写ローラの両端部は図２における軸方向の範囲２０３の部分と接触している。１次転写装置１０６は、ローラ形状のものでなくても、導電性のブラシ形状のものや、非接触のコロナチャージャなどを採用してもよい。また軸方向の範囲２０３は、転写紙１１５のうち、転写ベルト回転方向と垂直方向において最長の長さの転写紙が１次転写装置１０６と中間転写ベルト１０５の間にはさまれるように設定されている。
感光体クリーニング装置３０８は、先端を感光体ドラム１０１に押し当てられるように配置される、例えばポリウレタンゴム製のクリーニングブレード３０９を備えている。また、本実施の形態では、クリーニング性能を高めるために感光体ドラム１０１に接触する導電性のファーブラシ３１０を併用している。このファーブラシ３１０には、図示しない金属製の電界ローラからバイアスが印加されており、その電界ローラには図示しないスクレーパの先端が押し当てられている。そして、クリーニングブレード３０９や図示しないファーブラシにより感光体ドラム１０１から除去されたトナーは、感光体クリーニング装置３０８の内部に収容され、図示しない廃トナー回収装置にて回収される。

画像形成ユニットの具体的な設定について説明する。感光体ドラム１０１の直径は４０ｍｍであり、感光体ドラム１０１を２００ｍｍ／ｓの線速で駆動している。また、現像スリーブ３０５の直径は２５ｍｍであり、現像スリーブ３０５を５６４ｍｍ／ｓの線速で駆動している。また、現像領域に供給される現像剤中のトナーの帯電量は、およそ−（マイナス）１０〜−３０μＣ／ｇの範囲となるのが好適である。また、感光体ドラム１０１と現像スリーブ３０５との間隙である現像ギャップは、０．５〜０．３ｍｍの範囲で設定でき、値を小さくすることで現像効率の向上を図ることが可能である。また、感光体ドラム１０１の感光層の厚みは３０μｍであり、露光装置１０９の光学系のビームスポット径は５０×６０μｍであり、その光量は約０．４７ｍＷである。一例として帯電装置３０１により、感光体ドラム１０１の表面は−７００Ｖに一様帯電され、露光装置１０９によりレーザーが照射された静電潜像部分の電位は、−１２０Ｖとなる。これに対して、現像バイアスの電圧を−４７０Ｖとし、３５０Ｖの現像ポテンシャルを確保する。このようなプロセス条件は電位ポテンシャル制御の結果によって適時変更される。

以上の構成をもつ図３の画像形成ユニットでは、感光体ドラム１０１の回転とともに、まず帯電装置３０１で感光体ドラム１０１の表面を一様に帯電する。次いでプリントコントローラからの画像情報に基づいて露光装置１０９からレーザーによる書込光を照射し、感光体ドラム１０１上に静電潜像を形成する。その後、現像装置１０２により静電潜像が可視像化されてトナー像が形成される。このトナー像は、１次転写装置１０６により中間転写ベルト１０５上に１次転写される。１次転写後に感光体ドラム１０１の表面に残留した転写残トナーは、感光体クリーニング装置により除去され、次の画像形成に供される。

次いで、図２に示すように、支持ローラのうちの第３支持ローラ１１２に対向する位置には、２次転写装置である２次転写ローラ１０８が設けられている。そして、中間転写ベルト１０５上のトナー像を転写紙１１５上に２次転写する際には、２次転写ローラ１０８を第３支持ローラ１１２に巻回された中間転写ベルト１０５部分に押し当てて２次転写を行う。この２次転写ローラ１０８には、２次転写ローラ１０８に付着したトナーをクリーニングするローラクリーニング部１１６が当接している。なお、２次転写装置（２次転写部材）としては２次転写ローラ１０８を用いた構成でなくても、例えば転写ベルトや非接触の転写チャージャを用いた構成としてもよい。第１の転写装置における中間転写ベルト１０５の軸方向幅（像担持体幅）が第２の転写装置としての２次転写ローラ１０８（または転写ベルト等）の軸方向幅（第２の転写装置幅）よりも大きく、転写材の最大幅が第２の転写装置幅以下の大きさになっていて、像担持体幅と第２の転写装置幅との寸法差の領域（画像領域外）にテストパターンが形成される。

また、２次転写ローラ１０８の転写紙１１５搬送方向下流側には、転写紙１１５上に転写されたトナー像を定着させるための定着装置１１１が設けられている。この定着装置１１１は、加熱ローラ１１７に加圧ローラ１１８を押し当てた構成となっている。また、中間転写ベルト１０５の支持ローラのうちの第３支持ローラ１１２に対向する位置には、テストパターンの濃度や相対位置を推定するためのフォトセンサー１０９Ｆ、１０９Ｒ（以後Ｐ／ＴＭセンサー１０９）が軸方向手前側と奥側の２箇所に設けられている。また、中間転写ベルト１０５の支持ローラのうちの第２支持ローラ１１３に対向する位置には、ベルトクリーニング装置１１０が設けられている。このベルトクリーニング装置１１０は、転写紙１１５に中間転写ベルト１０５上のトナー像を転写した後に中間転写ベルト１０５上に残留する残留トナーを除去するためのものである。

図４は、Ｐ／ＴＭセンサ１０９の概要図である。Ｐ／ＴＭセンサ１０９は一つの赤外光ＬＥＤと中間転写ベルト１０５上を鏡面反射した光を受光できる位置と正反射光を受光しない位置の２箇所にそれぞれ正反射受光素子６０３、拡散反射受光素子６０４が設けられている。発光素子はレーザー発光素子等を用いてもよい。また受光素子６０３、６０４にはフォトトランジスタを用いているが、フォトダイオードを増幅して用いてもよい。また光路の途中には集光レンズ６０５が設けられている。なお、本構成では、受光素子６０３、６０４として拡散受光部と正反射受光部とを設けているが、検知する対象や必要な情報によってはどちらか一方を用いる場合もある。

図５は本実施の形態のプリンタが備える各部の電気的な接続を示すブロック図である。図５に示すように、本実施の形態のプリンタには、コンピュータ構成の本体制御部４０６が備えられており、この本体制御部４０６が各部を駆動制御する。本体制御部４０６は、各種演算や各部の駆動制御を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）４０２にバスライン４０９を介して、コンピュータプログラム等の固定的データを予め記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）４０５と各種データを書き換え自在に記憶するワークエリア等として機能するＲＡＭ（Random Access Memory）４０３とが接続されて構成されている。
ＲＯＭ４０５には、テストパターンを発生させるために必要なテストパターンの形成位置や濃度情報、テストパターンの階調を形成するためのバイアス条件、テストパターンの付着量を推定するためのＴＭ／Ｐセンサ出力の付着量変換ＬＵＴが格納されている。
本体制御部４０６には、プリントコントローラ４１０が接続されており、プリントコントローラ４１０では、ＰＣやＦＡＸ、スキャナ等からの画像情報を本体制御部４０６に一元化した画像データとして送信する。また各種センサ情報をデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換回路４０１、モータやクラッチを駆動する駆動回路、画像形成に必要な電圧を発生する高圧発生装置等も接続されている。

次に、本実施形態のプリンタにおける既知の画像形成動作について説明する。上記構成をもつプリンタを用いてＰＣからプリントを行う場合、まず、ＰＣ上のプリンタドライバを用いて画像情報を送信する。プリントコントローラ４１０では、プリンタドライバからのプリント情報を受けて、レーザー露光装置１０９に露光信号を送る。
プリント指令を受けた本体制御部４０６は、図示しない駆動モータを駆動させ、支持ローラ１１２が回転駆動して中間転写ベルト１０５が回転駆動する。また、これと同時に、各画像形成ユニットの感光体ドラム１０１Ｙ、１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｋも回転駆動する。その後、プリントコントローラからの情報に基づいて、露光装置１０９から、各画像形成ユニットの感光体ドラム１０１Ｙ、１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｋ上に書込光がそれぞれ照射される。これにより、各感光体ドラム１０１Ｙ、１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｋには、それぞれ静電潜像が形成され、現像装置１０２Ｙ、１０２Ｃ、１０２Ｍ、１０２Ｋにより可視像化される。そして、各感光体ドラム１０１Ｙ、１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｋ上には、それぞれ、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックのトナー像が形成される。

このようにして形成された各色トナー像は、各１次転写装置１０６Ｙ、１０６Ｃ、１０６Ｍ、１０６Ｋにより、順次中間転写ベルト１０５上に重なり合うようにそれぞれ１次転写される。これにより、中間転写ベルト１０５上には、各色トナー像が重なり合った合成トナー像が形成される。なお、２次転写後の中間転写ベルト１０５上に残留した転写残トナーは、ベルトクリーニング装置１７により除去される。
また、画像情報を受けて、ユーザーが選択した転写紙１０５に応じた図示しない給紙装置の給紙ローラが回転し、図示しない給紙カセットの１つから転写紙１０５が送り出される。送り出された転写紙１０５は、図示しない分離ローラで１枚に分離して図示しない給紙路に入り込み、搬送ローラ４７によりプリンタ本体１００内の搬送路４８まで搬送される。このようにして搬送された転写紙１０５は、レジストローラ１０７に突き当たったところで止められる。なお、図示しない給紙カセットにセットされていない転写紙１０５を使用する場合、図示しない手差しトレイにセットされた転写紙１０５を図示しない給紙ローラにより送り出し、図示しない分離ローラで１枚に分離した後、図示しない手差し給紙路を通って搬送される。そして、同じくレジストローラ１０７に突き当たったところで止められる。

レジストローラ１０７は、上述のようにして中間転写ベルト１０５上に形成された合成トナー画像が２次転写ローラ１０８に対向する２次転写部に搬送されるタイミングに合わせて回転を開始する。ここで、レジストローラ１０７は、一般的には接地されて使用されることが多いが、転写紙１０５の紙粉除去のためにバイアスを印加するようにしてもよい。レジストローラ１０７により送り出された転写紙１０５は、中間転写ベルト１０５と２次転写ローラ１０８との間に送り込まれ、２次転写ローラ１０８により、中間転写ベルト１０５上の合成トナー像が転写紙１０５上に２次転写される。その後、転写紙１０５は、２次転写ローラ１０８に吸着した状態で定着装置１１１まで搬送され、定着装置１１１で熱と圧力が加えられてトナー像の定着処理が行われる。定着装置１１１を通過した転写紙１０５は、図示しない排出ローラにより図示しない排紙トレイに排出されスタックされる。なお、トナー像が定着された面の裏面にも画像形成を行う場合には、定着装置１１１を通過した転写紙１０５の搬送方向を図示しない切替爪により切り換え、図示しない用紙反転装置に送り込む。転写紙１０５は、そこで反転し再び２次転写ローラ１０８に案内される。

続いて、本願発明に関連する、本実施の形態のＣＰＵ４０２がコンピュータプログラムに基づいて行う画像プロセス制御について図６に基づいて説明する。図６は画像プロセス制御の実行の流れを示すフローチャートである。
画像プロセス制御は本体の電源スイッチがパワーオンされた時や印刷が開始された時に必要かどうかを判断し、必要であれば実行される（Ｓ５０２、Ｓ５０３）。パワーオン直後は、定着ヒーターの加温時間やプリントコントローラの準備時間が必要であり、かつそれまでに放置されたり、使用環境が変化している可能性があるために画像プロセス制御を実施することがある。またプリント動作中はトナーの補給や消費、感光体や転写ベルトの特性の変化が生じる可能性があり、画像プロセス制御を実施することがある。パワーオン直後は、感光体の停止時間が６時間以上であるかまたは、機内の温度が１０℃以上変化したか、または機内の相対湿度が５０％以上変化した場合に、画像プロセス制御を実行する。上記のうち、感光体の停止時間は次のように求める。感光体が停止したら、プリントコントローラ４１０の保持しているリアルタイムクロックから時刻情報を取得しＲＡＭ４０３に保存する。パワーオン時に同様にリアルタイムクロックから時刻情報を取得し、その差分から感光体停止時間を求める。また温度や湿度の変化の求め方は、感光体停止時に機内温湿度センサ４１４から温度情報、相対湿度情報を取得し、パワーオン時に同様に温湿度センサ４１４から温度情報、相対湿度情報を取得し、その差分から温度変化量、相対湿度変化量を求める。印刷時は、プリント枚数が所定の間隔に達したらテストパターンの作成を行う。この場合の間隔は、予め実験等により求められるプロセス変動量によって決められる。またプリント枚数の他に現像スリーブ３０５や中間転写ベルト１０５の走行距離等をしきい値にしてもよい。

次に画像プロセス制御が必要と判断されたら、テストパターンを形成する（Ｓ５０４）。テストパターンが転写ベルト上に形成された状態図を図７Ａ〜図７Ｃの各図に示す。
各図は、図１の画像形成装置におけるテストパターン作成動作中のテストパターンを作像した中間転写ベルト１０５の上面図を示し、図７Ａ、図７Ｂは画像領域外にテストパターンを作像した場合を示し、図７Ｂは、プリント中の非画像形成領域７１０へのテストパターンを作像（形成）するタイミングを説明する図、図７Ｃは、画像領域内の中央部にもテストパターンを作像した場合を示している。
各図中の２０１はトナー付着量を検出するためのテストパターン（Ｐパターン）を示す。また図７の２０２は画像位置を検出するためのテストパターン（ＴＭパターン）を示す。またＰパターン、ＴＭパターンは軸方向の手前側と奥側に形成され、それぞれ手前側Ｐパターンを２０１Ｆ、奥側Ｐパターンを２０１Ｒ、手前側ＴＭパターンを２０２Ｆ、奥側ＴＭパターンを２０２Ｒで示す。画像プロセス制御には電位ポテンシャル制御、トナー濃度目標値補正制御、位置合わせ補正制御があり、どの制御を行うかによってテストパターンの形成条件は異なる。

［電位ポテンシャル制御］
最初に電位ポテンシャル制御のテストパターンの形成条件について説明する。電位ポテンシャル制御ではテストパターン２０１を用いる。テストパターンの２０１のうち、２０１Ｆのみ形成するが、必要に応じて２０１Ｒのみ、２０１Ｆと２０１Ｒの両方を形成してもよい。２０１Ｆ、２０１Ｒは軸方向（主走査）が１０ｍｍ、中間転写ベルト１０５の進行方向（副走査）が１５ｍｍの大きさに形成される。主走査方向の大きさはＰ／ＴＭセンサ１０９の中間転写ベルト１０５上での照射範囲（スポット径）とテストパターンがプロセス上安定的に形成される条件（エッジ効果等が発生しない領域）と主走査最大位置ずれ量から決定される。副走査方向の大きさも主走査同様の大きさが必要であるが、更にＡ／Ｄ変換回路のサンプリング周波数や階調パターンを現像バイアスを可変にして形成する場合等は高圧発生装置４１６の立ち上がり時間等も考慮する必要がある。露光量はプリントと同様の値を用い、本実施例の場合０．４７ｍＷである。現像バイアスはテストパターン露光部が感光体１０１上と現像スリーブ３０５の対向位置にくる直前約５０ｍｓｅｃに切り替えられる。この切り替えタイミングは高圧発生回路の応答を考慮して設定する。テストパターンは、５種類型成され、現像バイアスの値はそれぞれ一番目から、−１００Ｖ、−１５０Ｖ、−２００Ｖ、−２５０Ｖ、−３００Ｖに切り替える。帯電バイアスは現像バイアスに対し、常に２００Ｖのポテンシャルを維持するように設定され、この場合−３００Ｖ、−３５０Ｖ、−４００Ｖ、−４５０Ｖ、−５００Ｖに設定する。この場合の電位ポテンシャル制御用のテストパターンは現像バイアスを可変にして形成されるため、プリント動作と同時には実行できないため、図７Ｂに示すプリント中の非画像形成領域７１０のタイミングで形成する。但し、テストパターンの現像ポテンシャルによる階調（現像γ）を得るために露光エネルギーを可変にして形成する場合は、プリントと同時にテストパターンを形成してもよい。トナー濃度目標値補正制御もこの電位ポテンシャル制御と同じテストパターンを用いて制御を行う。

次に、位置合わせ補正制御のテストパターンの形成条件について説明する。位置合わせ補正制御ではテストパターン２０２Ｆ、２０２Ｒを用いる。２０２Ｆ、２０２Ｒは主走査方向に１０ｍｍ、副走査方向に１ｍｍの大きさのものと同様のものを４５°傾けたものを形成する。副走査方向の大きさは、Ｐ／ＴＭセンサ１０９のＰ／ＴＭセンサ１０９の中間転写ベルト１０５上での照射範囲（スポット径）で決定する。また各色をＫ、Ｍ、Ｃ、Ｙにように順番に形成する。露光量はプリントと同様の値（本実施例の場合０．４７ｍＷ）を用いるが、検知パターン専用のものを用いてもよい。現像バイアス、帯電バイアスはプリントと同じ値を用いるが、プリントと同時でない場合はテストパターン部のトナー付着量が中間転写ベルト１０５の表面が被覆されている条件であれば、個別に設定してもよい。なお位置ずれ補正制御についての詳細は後述する。

次に電位ポテンシャル制御のテストパターン検知方法と演算方法について説明する。最初に形成されたテストパターンがＰ／ＴＭセンサ１０９を通過するより以前にＰ／ＴＭセンサ１０９Ｆ、Ｐ／ＴＭセンサ１０９Ｒの発光素子６０３の発光光量調整（Ｖｓｇ調整）を行う。Ｖｓｇ調整はテストパターンがＰ／ＴＭセンサ１０９を通過するより以前に終了していればよい。Ｖｓｇ調整について説明する。Ｖｓｇ調整が開始したらＬＥＤをＯＮする。この時の電流ＰＷＭ値はＲＡＭ４０３に保存されている前回調整値（ＩＦ）を用いる。次に正反射出力素子６０３の出力データを読み取る。この時のサンプリング時間の間隔は２ｍｓｅｃで中間転写ベルト１０５の反射ムラの影響を受けないようにするため１０ポイントサンプリングし平均値を求める。この平均値をＶｓｇ＿ＲＥＧと呼ぶ。Ｖｓｇ＿ＲＥＧが４．０Ｖ±０．５Ｖ以内であれば、ＩＦは更新せずに前回値のままとする。Ｖｓｇ＿ＲＥＧが４．０Ｖ±０．５Ｖ以内でなければ、調整動作を行う。調整動作として２分割探索法を用いてＶｓｇ＿ＲＥＧが４．０Ｖに最も近くなるようなＩＦを検出する。ＩＦが見つかったら、ＲＡＭ４０３上のＩＦデータを更新する。ＩＦが見つからなかったら、調整異常とし、異常であることをプリントコントローラ４１０に通知し、異常である旨をプリンタドライバや本体の操作部などに表示させる。また最終的なＩＦを用いてＶｓｇ＿ＲＥＧを検出する時に同時に拡散反射受光素子６０４の出力電圧も検出する。この値をＶｓｇ＿ＤＩＦと呼ぶ。次にＶｓｇ＿ＲＥＧとＶｓｇ＿ＤＩＦはＲＡＭ４０３に保存する。引き続きＰ／ＴＭセンサＬＥＤをＯＮしていると、テストパターンがＰ／ＴＭセンサ１０９の中間転写ベルト１０５の光照射部位置に到達する。テストパターンがＰ／ＴＭセンサ１０９に到達するタイミングで出力を２ｍｓｅｃ毎にサンプリングし、Ａ／Ｄ変換回路４０１によりデジタルデータに変換する。デジタル変換されたデータは、ＲＯＭ４０５に予め設定されている変換式により、アナログ出力データに戻される。ＣＰＵ４０２では、テストパターンの副走査の大きさは１５ｍｍ、線速は２００ｍｍ／ｓｅｃであるので、サンプリングは（１５／２００×１０００）／２≒３８個のデータをサンプリングする。サンプリングされたデータはノイズを除去するために値の大きいものから１０個と小さいものから１０個を取り除き、残りのデータの平均値を求め、１個目のテストパターン正反射出力データ（Ｖｓｐ［１］＿ＲＥＧ）としてＲＡＭに保存する。同様にして拡散受光素子の出力データもＶｓｐ［１］＿ＤＩＦとして求める。２個目以降のテストパターンについても同様に（Ｖｓｐ［２〜５］＿ＲＥＧ、Ｖｓｐ［２〜５］＿ＤＩＦ）求める。

次に（Ｖｓｐ［ｎ］）のデータをトナー付着量データに変換する方法について説明する。図８（ａ）にカラートナー付着量と正反射受光素子６０３の出力電圧の関係を示す。また図８（ｂ）にカラートナー付着量と拡散反射受光素子６０４の出力電圧の関係を示す。また図８（ｃ）にブラックトナー付着量と正反射受光素子６０３の出力電圧の関係を示す。なおブラックトナーは拡散反射成分を持たないため、拡散反射受光素子６０４はブラックトナーの検出には用いない。本実施例では、カラートナー付着量の変換に正反射受光素子６０３のみを使用した場合について説明する。最初に得られたデータＶｓｐ［１〜５］＿ＲＥＧ、Ｖｓｐ［１〜５］＿ＤＩＦの関係から以下の正反射受光素子６０３の感度補正係数（Ｋ２）を求める。Ｋ２は以下の式（１）から求める。
Ｋ２＝ＭＩＮ（Ｖｓｐ［ｎ］＿ＲＥＧ／Ｖｓｐ［ｎ］＿ＤＩＦ）・・・式（１）

次に正反射受光素子６０３の出力電圧からトナー拡散反射成分を除去した値（Ｋ［ｎ］）を求める式（２）。この値はテストパターン部の中間転写ベルト１０５からの正反射光成分を表す。
Ｋ［ｎ］＝（Ｖｓｐ［ｎ］＿ＲＥＧ−Ｖｓｐ［ｎ］＿ＤＩＦ×Ｋ２）／（Ｖｓｇ［ｎ］＿ＲＥＧ−Ｖｓｇ［ｎ］＿ＤＩＦ×Ｋ２）・・・式（２）
次に拡散反射受光素子６０４の出力電圧を中間転写ベルト１０５からの拡散反射成分を除去し、カラートナーからの拡散反射成分のみに分離する。この分離方法は以下の式（３）のように求める。
Ｖｓｐ［ｎ］＿ＤＩＦ＿ｄｕｓｈ＝Ｖｓｐ［ｎ］＿ＤＩＦ−Ｖｓｇ［ｎ］＿ＤＩＦ×Ｋ［ｎ］＿・・・式（３）

次に拡散反射受光素子６０４のトナー出力のばらつきを補正するためのゲイン調整を行う。このゲイン調整はゲイン調整係数Ｋ５を求めることによる行う。式（４）にＫ５の求め方を示す。
Ｋ５＝１．６３／（α×０．１５＾２＋β×０．１５×γ）・・・式（４）
式（４）においてα、β、γは、Ｘ軸に各テストパターンのＫ［ｎ］、Ｙ軸に各テストパターンのＶｓｐ［ｎ］＿ＤＩＦ＿ｄｕｓｈとした時の２次近似により求めた２乗項の係数、１乗項の係数、ｙ切片を表す。なお近似直線は最小二乗法により求める。また式（４）中の定数は予め実験等により求める値である。
次に正規化計算を行う。正規化値（Ｒ［ｎ］）を求める式を式（５）に示す。
Ｒ［ｎ］＝Ｋ５×Ｖｓｐ［ｎ］＿ＤＩＦ＿ｄｕｓｈ・・・式（５）
この時点で検知系の持つセンサの取り付けや個体ばらつき、中間転写ベルト１０５の反射特性変化はほぼキャンセルされ、一意的に決定される。次に予め実験等により求められたＲ［ｎ］とトナー付着量の関係をテーブルにした図９に示すＬＵＴとＲ［ｎ］からトナー付着量ＭＡ［ｎ］を求める。

次にブラックトナーの付着量の求め方について説明する。ブラックトナーの場合はほぼ中間転写ベルト１０５からの正反射光反射率とトナーの光吸収特性のみで決定されるので以下の式（６）の関係を求めればよい。
Ｒ［ｎ］［Ｂｋ］＝Ｖｓｐ＿ＲＥＧ／Ｖｓｇ＿ＲＥＧ・・・式（６）
Ｒ［ｎ］［Ｂｋ］が求まったら、カラートナーと同様に予め実験等により求められたＲ［ｎ］［Ｂｋ］とトナー付着量の関係をテーブルにした図９に示すＬＵＴとＲ［ｎ］［Ｂｋ］からトナー付着量ＭＡ［ｎ］［Ｂｋ］を求める。
付着量ＭＡ［ｎ］が求まったら、テストパターンの現像バイアスＶｂ［ｎ］と付着量ＭＡ［ｎ］の関係を直線近似する。直線近似は最小二乗法により求める。次に予め求められた付着量の目標値（ＭＡ＿ＲＥＦ）と近似直線式から最適現像バイアスＶｂを求めて、ＲＡＭに保存する。帯電バイアスＶｃはＶｃ＝Ｖｂ＋２００（Ｖ）の関係で決定し同様にＲＡＭに保存する。決定したＶｃ、Ｖｂは次回プリント動作時に使用する。トナー濃度目標値補正制御は近似直線式の傾きのデータを用いて制御を行う。近似直線式の傾きは現像γ（Ｙ軸が感光体上のトナー付着量、Ｘ軸が現像ポテンシャルとしたときの傾き）の代替特性になるので、近似直線傾き目標値に対して、トナー補給制御の目標値を制御する。

［位置ずれ補正制御］
続いて、位置ずれ補正制御について、特許文献１０の特開２００２−２０７３３８公報を参考にしてその過程を示す。（図１０〜図１８に、「色合わせ」（ＣＰＡ）の内容を示す。この「色合わせ」（ＣＰＡ）に進むとＣＰＵ４０２は、先ず、「テストパターンの形成と計測」（ＰＦＭ）にて、中間転写ベルト１０５上に、図１０に示すように、リアｒ、フロントｆのそれぞれに、スタートマークＭｓｒ、Ｍｓｆならびに８セットのテストパターンを形成して、Ｐ／ＴＭセンサ１０９Ｆ、１０９Ｒでマークを検出して、マーク検出信号Ｓｄｒ、ＳｄｆをＡ／Ｄ変換回路４０１でデジタルデータすなわちマーク検出データＤｄｒ、Ｄｄｆに変換して読みこむ。そして、各マークの中心点の、中間転写ベルト１０５上の位置（分布）を算出する。更に、リア側８セットの平均パターン（マーク位置の平均値群）と、同様なフロント側８セットの平均パターンを算出する。この「テストパターンの形成と計測」（ＰＦＭ）の内容は、図１３以下を参照して後述する。
平均パターンを算出すると、平均パターンにもとづいてＢｋ、Ｙ、ＣおよびＭ作像ユニットのそれぞれによる作像のずれ量を算出し（ＤＡＣ）、算出したずれ量に基づいてずれをなくするための調整を行う（ＤＡＤ）。

図１１に、「テストパターンの形成と計測」（ＰＦＭ）のフローチャートを示す。この過程に進むとＣＰＵ４０２は、図１０に示すように、２００ｍｍ／ｓｅｃで定速駆動している中間転写ベルト１０５のリア側Ｒおよびフロント側ｆの表面のそれぞれに同時に、例えばマークのｙ方向の幅ｗが１ｍｍ、ｘ方向の長さＡが例えば１０ｍｍ、ピッチｄが例えば６ｍｍ、セット間の間隔ｃが例えば９ｍｍの、スタートマークＭｓｒ、Ｍｓｆならびに８セットのテストパターンの形成を開始し、スタートマークＭｓＲ、ＭｓｆがＰ／ＴＭセンサ１０９Ｆ、１０９Ｒの直下に到来する直前のタイミングを図るための、時限値がＴｗ１のタイマＴｗ１をスタートして（１）、該タイミングになるのを待つ。すなわちタイマＴｗ１がタイムオーバするのを待つ（２）。タイマＴｗ１がタイムオーバすると、今度は、リアおよびフロントそれぞれで８セットのテストパターンの最後のものが、Ｐ／ＴＭセンサ１０９Ｆ、１０９Ｒを通過し終わるタイミングを図るための、時限値がＴｗ２のタイマＴｗ２をスタートする（３）。

Ｐ／ＴＭセンサ１０９Ｆ、１０９Ｒの視野にＢｋ、Ｙ、Ｃ又はＭのマークが存在しないときには、Ｐ／ＴＭセンサ１０９Ｆ、１０９Ｒの検出信号Ｓｄｒ、Ｓｄｆは高レベルＨ（約４Ｖ）、マークが存在すると低レベルＬ（約１Ｖ）であり、中間転写ベルト１０５の定速移動により、マーク検出信号Ｓｄｒが図１４に示すようなレベル変動を生ずる。変動の一部分を拡大して図１５の（ａ）に示す。これにおいて、マーク検出信号のレベルが低下している下降域は、マークの先端エッジ領域に対応し、上昇している上昇域は、マークの後端エッジ領域に対応し、下降域と上昇域との間が、マーク幅ｗの領域である。
図１１のステップ４では、Ｐ／ＴＭセンサ１０９Ｆ、１０９Ｒの視野にスタートマークＭｓｒ、Ｍｓｆが到来して検出信号Ｓｄｒ、ＳｄｆがＨからＬに変化する過程で、図１９のウィンドゥコンパレータ３９ｒ又は３９ｆが、検出信号Ｓｄｒ又はＳｄｆが、２〜３Ｖにあることを表す検出信号Ｓｗｒ＝Ｌ又はＳｗｆ＝Ｌになるのを待つ。すなわち、Ｐ／ＴＭセンサ１０９Ｆ、１０９Ｒの視野にスタートマークＭｓｒ、Ｍｓｆのすくなくとも一方のエッジ領域が到来したかを監視する。

到来すると、時限値がＴｓｐ（たとえば５０μｓｅｃ）のタイマＴｓｐをスタートしてそれがタイムオーバすると図１０に示す「タイマＴｓｐの割込み」（ＴＩＰ）を実行する、タイマ割り込みを許可する（５）。そして、サンプリング回数レジスタＮｏｓのサンプリング回数値Ｎｏｓを０に初期化し、ＣＰＵ４０２内のＦＩＦＯメモリに割り当てたｒメモリ（リア側マーク読取りデータ記憶領域）およびｆメモリ（フロント側マーク読取りデータ記憶領域）の書込みアドレスＮｏａｒおよびＮｏａｆをスタートアドレスに初期化する（６）。そして、タイマＴｗ２がタイムオーバするのを待つ。すなわち、８セットのテストパターンのすべてが、Ｐ／ＴＭセンサ１０９Ｆ、１０９Ｒの視野を通過し終わるのを待つ（７）。

ここで、図１０を参照して、上記の、「タイマＴｓｐの割込み」（ＴＩＰ）の内容を説明する。この処理は、時限値がＴｓｐのタイマＴｓｐがタイムオーバする度に実行する点に注目されたい。ＣＰＵ４０２は、この処理の最初には、タイマＴｓｐを再スタートして（１１）、Ａ／Ｄ変換回路４０１にＡ／Ｄ変換を指示する（１２）。すなわち、指示信号Ｓｃｒ、Ｓｃｆを、一時的に、Ａ／Ｄ変換指示レベルＬとする。そして、指示回数である、サンプリング回数レジスタＮｏｓのサンプリング回数値Ｎｏｓを、１インクレメントする（１３）。
これにより、Ｎｏｓ×Ｔｓｐが、スタートマークＭｓｒ又はＭｓｆの先端エッジを検出してからの経過時間（＝スタートマークＭｓｒ又はＭｓｆを基点とする、中間転写ベルト１０５の表面に沿うベルト移動方向ｙの、Ｐ／ＴＭセンサ１０９Ｆ、１０９Ｒによる現在の中間転写ベルト１０５上の検出位置）を表す。

そして、ウィンドウコンパレータ３９Ｒの検出信号ＳｗｒがＬ（Ｐ／ＴＭセンサ２０Ｒがマークのエッジ部を検出中で、２Ｖ≦Ｓｄｒ≦３Ｖ）であるかをチェックして（１４）、そうであると、ｒメモリのアドレスＮｏａｒに、書込みデータとして、サンプリング回数レジスタＮｏｓのサンプリング回数値ＮｏｓおよびＡ／Ｄ変換データＤｄｒ（Ｐ／ＴＭセンサ１０９Ｒのマーク検出信号Ｓｄｒの値）を書込む（１５）。そして、ｆメモリの書込みアドレスＮｏａｒを１インクレメントする（１６）。ウィンドウコンパレータ３９Ｒ、３９ｆの検出信号ＳｗｒがＨ（Ｓｄｒ＜２Ｖ又は３Ｖ＜Ｓｄｒ）であるときには、ｒメモリへのデータの書込みはしない。これは、メモリへの書込みデータ量を低減し、しかも、後のデータ処理を簡易にするためである。

次に同様に、ウィンドウコンパレータ３９ｆの検出信号ＳｗｆがＬ（Ｐ／ＴＭセンサ１０９ｆがマークのエッジ部を検出中で、２Ｖ≦Ｓｄｆ≦３Ｖ）であるかをチェックして（１７）、そうであると、ｆメモリのアドレスＮｏａｆに、書込みデータとして、サンプリング回数レジスタＮｏｓのサンプリング回数値ＮｏｓおよびＡ／Ｄ変換データＤｄｆ（Ｐ／ＴＭセンサ１０９ｆのマーク検出信号Ｓｄｆの値）を書込む（１５）。そして、ｆメモリの書込みアドレスＮｏａｆを１インクレメントする（１９）。

このような割込み処理がＴｓｐ周期で繰返し実行されるので、Ｐ／ＴＭセンサ１０９Ｆ、１０９Ｒのマーク検出信号Ｓｄｒ、Ｓｄｆが図１５の（ａ）に示すように高、低に変化するとき、ＣＰＵ４０２内のＦＩＦＯメモリに割り当てたｒメモリおよびｆメモリには、図１５の（ｂ）に示す、２Ｖ以上３Ｖ以下の範囲内の、検出信号Ｓｄｒ、ＳｄｆのデジタルデータＤｄｒ、Ｄｄｆのみが、サンプリング回数値Ｎｏｓと共に、格納される。Ｔｓｐ周期でサンプリング回数レジスタＮｏｓのサンプリング回数値Ｎｏｓが１インクレメントされるので、また、中間転写ベルト１０５が定速移動するので、回数値Ｎｏｓは、検出したスタートマークを基点とする中間転写ベルト１０５上の表面に沿う、ｙ位置を示すものである。
なお、図１５の（ｂ）に示す、２Ｖ以上３Ｖ以下の範囲内の、マーク検出信号のレベルが低下している下降域の中心位置ａと、その次の上昇している上昇域の中心位置ｂの中間点Ａｋｒｐが、１つのマークＡｋｒのｙ方向の中心位置であり、同様に、それらの次に現われるマーク検出信号のレベルが低下している下降域の中心位置ｃと、その次の上昇している上昇域の中心位置ｄの中間点Ａｙｒｐが、もう１つのマークＡｙｒのｙ方向の中心位置である。後述のマーク中心点位置の算出ＣＰＡ（図１１、図１３）で、これらの、マーク中心位置Ａｋｒｐ、Ａｙｒｐ、・・・を算出する。

図１１を、再度参照する。テストパターン中の最後の第８セットの最後のマークがＰ／ＴＭセンサ１０９Ｆ、１０９Ｒを通過した後に、タイマＴｗ２がタイムオーバする。するとＣＰＵ４０２は、タイマＴｓｐの割り込みを禁止する（７、８）。これにより、図１２に示すＴｓｐ周期の、検出信号Ｓｄｒ、ＳｄｆのＡ／Ｄ変換が停止する。ＣＰＵ４０２は、その内部のＦＩＦＯメモリのＲメモリおよびｆメモリの、検出データＤｄｒ、Ｄｄｆに基づいて、マークの中心位置を算出し（ＣＰＡ）、リアＲおよびフロントｆそれぞれの、８セットのパターンのそれぞれの検出したマーク中心点位置の分布の適否を検証して、不適な検出パターン（セット）は削除して（ＳＰＣ）、適正な検出パターンの、平均パターンを求める（ＭＰＡ）。

図１１および図１３に、「マーク中心点位置の算出」（ＣＰＡ）の内容を示す。ここでは「リアｒのマーク中心点位置の算出」（ＣＰＡｒ）および「フロントｆのマーク中心点位置の算出」（ＣＰＡｆ）を実行する。
「リアｒのマーク中心点位置の算出」（ＣＰＡｒ）ではＣＰＵ４０２は先ず、その内部のＦＩＦＯメモリに割り当てたｒメモリの読出しアドレスＲＮｏａｒを初期化して、中心点番号レジスタＮｏｃのデータを、第１エッジを意味する１に初期化する（２１）。そして１エッジ領域内サンプル数レジスタＣｔのデータＣｔを１に初期化し、下降回数レジスタＣｄおよび上昇回数レジスタＣｕのデータＣｄおよびＣｕを０に初期化する（２２）。そして、エッジ域データ群先頭アドレスレジスタＳａｄに、読出しアドレスＲＮｏａｒを書込む（２３）。以上が、第１エッジ領域のデータ処理のための準備処理である。

ＣＰＵ４０２は次に、ｒメモリのアドレスＲＮｏａｒから、データ（ｙ位置Ｎｏｓ：Ｎ・ＲＮｏａｒ、検出レベルＤｄｒ：Ｄ・ＲＮｏａｒ）を、またその次のアドレスＲＮｏａｒ＋１からもデータ（ｙ位置Ｎｏｓ：Ｎ・（ＲＮｏａｒ＋１）、検出レベルＤｄｒ：Ｄ・（ＲＮｏａｒ＋１））を読出して、先ず、両データのｙ位置差がＥ（例えばＥ＝ｗ／２＝例えば１／２ｍｍ相当値）以下（同一エッジ領域上）かをチェックし（２４）、そうであると、マーク検出データＤｄｒが下降傾向か、上昇傾向かをチェックして（２５）、下降傾向であると下降回数レジスタＣｄのデータＣｄを１インクレメントし（２７）、上昇傾向であると上昇回数レジスタＣｕのデータＣｕを１インクレメントする（２６）。そして１エッジ内サンプル数レジスタＣｔのデータＣｔを１インクレメントする（２８）。そしてｒメモリ読出しアドレスＲＮｏａｒがｒメモリのエンドアドレスかをチェックして（２９）、エンドアドレスになっていないと、メモリ読出しアドレスＲＮｏａｒを１インクレメントして（３０）、上述の処理（２４〜３０）を繰り返す。

読出しデータのｙ位置（Ｎｏｓ）が、次のエッジ領域のものに変わると、ステップ２４でチェックする、前後メモリアドレスの各位置データの位置差がＥより大きく、ＣＰＵ４０２は、ステップ２４から、図１２のステップ３１に進む。ここでは、１つのマークエッジ（先端エッジ又は後端エッジ）領域のサンプリングデータのすべての、下降、上昇傾向のチェックを終えたことになる。そこで、このときの１エッジ内サンプル数レジスタＣｔのサンプル数データＣｔが、１エッジ領域内（２Ｖ以上３Ｖ以下の範囲内）の相当値であるかをチェックする。すなわち、Ｆ≦Ｃｔ≦Ｇであるかをチェックする（３１）。Ｆは、正常に形成されたマークの先端エッジ又は後端エッジを検出した場合の、検出信号Ｓｄｒが２Ｖ以上３Ｖ以下にある間の、ｒメモリへのサンプル値Ｄｄｒの書込み回数の下限値（設定値）、Ｇは上限値（設定値）である。

ＣｔがＦ≦Ｃｔ≦Ｇであると、読み取りとデータ格納が正常に行われた１つのマークエッジのデータの正誤チェックを完了し、その結果が「適正」ということになるので、このマークエッジに関して得た検出データ群が、エッジ領域（２Ｖ以上３Ｖ以下）の全体として、下降傾向か上昇傾向かをチェックする（３２、３４）。この実施例では、下降回数レジスタＣｄのデータＣｄが、それと上昇回数レジスタＣｕのデータＣｕの和Ｃｄ＋Ｃｕの７０％以上であると、メモリのエッジＮｏ．Ｎｏｃ宛てのアドレスに、下降を意味する情報Ｄｏｗｎを書込み（３３）、上昇回数レジスタＣｕのデータＣｕが、Ｃｄ＋Ｃｕの７０％以上であると、メモリのエッジＮｏ．Ｎｏｃ宛てのアドレスに、上昇を意味する情報Ｕｐを書込む（３５）。更に、当該エッジ領域のｙ位置データの平均値すなわちエッジ領域の中心点位置（図１５の（ｂ）のａ、ｂ、ｃ、ｄ、・・・）を算出して、メモリのエッジＮｏ．Ｎｏｃ宛てのアドレスに書込む（３６）。

次にエッジＮｏ．Ｎｏｓが１３０以上になったか、すなわち、スタートマークＭｓｒおよび８セットのマークパターンのすべての、先端エッジ領域および後端エッジ領域の、中心位置算出を完了したかをチェックする。これを完了していると、或いは、ｒメモリから格納データの読出しをすべて完了していると、エッジ中心点位置データ（ステップ３６で算出したｙ位置）に基づいて、マーク中心点位置を算出する（３９）。すなわち、メモリのエッジＮｏ．アドレスのデータ（下降／上昇データ＆エッジ中心点位置データ）を読出して、先行の下降エッジ領域の中心点位置とその直後の上昇エッジ領域の中心点位置との位置差が、マークのｙ方向幅ｗ相当の範囲内であるかをチェックして、外れているとこれらのデータを削除する。範囲内であると、これらのデータの平均値を、１つのマークの中心点位置として、先頭からのマークＮｏ．宛てに、メモリに書込む。マーク形成、マーク検出および検出データ処理のすべてが適正であると、リアｒに関して、スタートマークＭｓｒおよび８セットのマーク（１セット８マーク×８セット＝６４マーク）、合わせて６５個のマーク中心点位置データが得られ、メモリに格納される。
次にＣＰＵ４０２は、「フロントｆのマーク中心点位置の算出」ＣＰＡｆを実行して、上述の「リアｒのマーク中心点位置の算出」ＣＰＡｒのデータ処理を、ｆメモリ上の測定データに同様に実施する。フロントｆに関して、マーク形成、測定および測定データ処理のすべてが適正であると、スタートマークＭｓｆおよび８セットのマーク（６４マーク）、合わせて６５個のマーク中心点位置データが得られ、メモリに格納される。

図１１を再度参照する。上述のようにマーク中心点位置を算出すると（ＣＰＡ）、ＣＰＵ４０２は、つぎの「各セットのパターンの検証」（ＳＰＣ）で、メモリに書きこんだマーク中心点位置データ群が、図１０に示すマーク分布相当の中心点分布であるかを検証する。ここで、図１０に示すマーク分布相当から外れるデータは、セット単位で削除して、図１０に示すマーク分布相当の、分布パターンとなるデータセット（１セットは８個の位置データ群）のみを残す。すべて適正な場合は、リアｒ側に８セット、フロントｆ側にも８セットのデータが残る。
次にＣＰＵ４０２は、リアｒ側のデータセットの、先頭のセット（第１セット）の第１中心点位置に、第２セット以降の各セットの中の第１マークの中心点位置データを変更し、第２〜８マークの中心点位置データも、変更した差分値分変更する。すなわち、第２セット以降の各セットの中心点位置データ群を、各セットの先頭を第１セットの先頭に合わせるようにｙ方向にシフトした値に変更する。フロントｆ側の第２セット以降の各セットの中の中心点位置データも同様に変更する。

次にＣＰＵ４０２は、「平均パターンの算出」（ＭＰＡ）で、リアｒ側の全セットの、各マークの中心点位置データの平均値Ｍａｒ〜Ｍｈｒ（図１６）を算出し、また、フロントｆ側の全セットの、各マークの中心点位置データの平均値Ｍａｆ〜Ｍｈｆ（図１６）を算出する。これらの平均値は、図１６に示すように分布する仮想の、平均位置マークＭＡｋｒ（Ｂｋのリア直交マークの代表）、ＭＡｙｒ（Ｙのリア直交マークの代表）、ＭＡｃｒ（Ｃのリア直交マークの代表）、ＭＡｍｒ（Ｍのリア直交マークの代表）、ＭＢｋｒ（Ｂｋのリア斜交マークの代表）、ＭＢｙｒ（Ｙのリア斜交マークの代表）、ＭＢｃｒ（Ｃのリア斜交マークの代表）、および、ＭＢｍｒ（Ｍのリア斜交マークの代表）、ならびに、ＭＡｋｆ（Ｂｋのフロント直交マークの代表）、ＭＡｙｆ（Ｙのフロント直交マークの代表）、ＭＡｃｆ（Ｃのフロント直交マークの代表）、ＭＡｍｆ（Ｍのフロント直交マークの代表）、ＭＢｋｆ（Ｂｋのフロント斜交マークの代表）、ＭＢｙｆ（Ｙのフロント斜交マークの代表）、ＭＢｃｆ（Ｃのフロント斜交マークの代表）、および、ＭＢｍｒ（Ｍのフロント斜交マークの代表）の中心点位置を示す。
以上が、図１１以降に示す「テストパターンの形成と計測」（ＰＦＭ）の内容である。

図１８のフローチャートを、再度参照する。図１７のグラフも参照されたい。図１８に示されているずれ量算出（ＤＡＣ）では、ＣＰＵ４０２は、次のように、作像ずれ量を算出する。Ｙの作像ずれ量の算出（Ａｃｙ）を、具体的に次に示す。
副走査ずれ量ｄｙｙ：リアｒ側のＢｋ直交マークＭＡｋｒとＹ直交マークＭＡｙｒの中心点位置の差（Ｍｂｒ−Ｍａｒ）の、基準値ｄ（図１０）に対するずれ量、
ｄｙｙ＝（Ｍｂｒ−Ｍａｒ）−ｄ
主走査ずれ量ｄｘｙ：リアｒ側の直交マークＭＡｙｒと斜交マークＭＢｙｒの中心点位置の差（Ｍｆｒ−Ｍｂｒ）の、基準値４ｄ（図１０）に対するずれ量、
ｄｘｙｒ＝（Ｍｆｒ−Ｍｂｒ）−４ｄ
と、フロントｆ側の直交マークＭＡｙｆと斜交マークＭＢｙｆの中心点位置の差（Ｍｆｆ−Ｍｂｆ）の、基準値４ｄ（図１０）に対するずれ量、
ｄｘｙｆ＝（Ｍｆｆ−Ｍｂｆ）−４ｄ、
との平均値、
ｄｘｙ＝（ｄｘｙｒ＋ｄｘｙｆ）／２＝（Ｍｆｒ−Ｍｂｒ＋Ｍｆｆ−Ｍｂｆ−８ｄ）／２
スキューｄＳｑｙ：リアＲ側の直交マークＭＡｙｒとフロントｆ側の直交マークＭＡｙｆの中心点位置の差、
ｄＳｑｙ＝（Ｍｂｆ−Ｍｂｒ）
主走査線長のずれ量ｄＬｘｙ：リアｒ側の斜交マークＭＢｙｒとフロントｆ側の斜交マークＭＢｙｆの中心点位置の差（Ｍｆｆ−Ｍｆｒ）から、スキューｄＳｑｙ＝（Ｍｆｆ−Ｍｆｒ）を減算した値、
ｄＬｘｙ＝（Ｍｆｆ−Ｍｆｒ）−ｄＳｑｙ＝（Ｍｆｆ−Ｍｆｒ）−（Ｍｂｆ−Ｍｂｒ）
他の、ＣおよびＭの作像ずれ量は、上記Ｙに関する算出と同様にして算出する（Ａｃｃ、Ａｃｍ）。Ｂｋも大略では同様であるが、この実施例では、副走査方向ｙの色あわせはＢｋを基準にしているので、Ｂｋに関しては、副走査方向の位置ずれ量ｄｙｋの算出は行わない（Ａｃｋ）。

図１８に示したずれの調整（ＤＡＤ）では、ＣＰＵ４０２は、次のように、各色の作像ずれ量を調整する。Ｙのずれ量調整（Ａｄｙ）を、具体的に次に示す。
副走査ずれ量ｄｙｙの調整：Ｙトナー像形成のための画像露光（潜像形成）の開始タイミングを、基準のタイミング（ｙ方向）から、算出したずれ量ｄｙｙずらして設定する。
主走査ずれ量ｄｘｙの調整：Ｙトナー像形成のための画像露光（潜像形成）の、ライン先頭をあらわすライン同期信号に対する、露光装置１０９の露光レーザー変調器への、ライン先頭の画像データの送出タイミング（ｘ方向）を、基準のタイミングから、算出したずれ量ｄｘｙ分ずらして設定する。

スキューｄＳｑｙの調整：露光装置１０９の、感光体ドラム１０１に対向してＹ画像データで変調したレーザビームを反射して感光体ドラム１０１に投射する、軸方向に延びるミラーのリアｒ側は支点支持され、フロントｆ側が、ｙ方向に摺動可のブロックで支持されている。このブロックをパルスモータとスクリューを主体とするｙ駆動機構で、ｙ方向に往、復駆動してスキューｄＳｑｙを調整できる。「スキューｄＳｑｙの調整」では、このｙ駆動機構のパルスモータを駆動して、ブロックを基準のｙ位置から、算出したスキューｄＳｑｙに相当する分駆動する。
主走査線長のずれ量ｄＬｘｙの調整：ライン上に画素単位で画像データを割りつける画素同期クロックの周波数を、基準周波数×Ｌｓ／（Ｌｓ＋ｄＬｘｙ）に設定する。Ｌｓは基準ライン長である。

他の、ＣおよびＭの作像ずれ量の調整は、上記Ｙに関する調整と同様にして調整する（Ａｄｃ、Ａｄｍ）。Ｂｋも大略では同様であるが、この実施例では、副走査方向ｙの色あわせはＢｋを基準にしているので、Ｂｋに関しては、副走査方向の位置ずれ量ｄｙｋの調整は行わない（Ａｄｋ）。次回の「色合わせ」まで、このように調整した条件でカラー画像形成を行う。
この他、図７Ａに示すように、中間転写ベルト１０５の画像領域外に形成したテストパターン２０１Ｆおよび２０１Ｒの各々の検知結果に基づいて、決定した画像プロセス条件（帯電印加電圧、現像バイアス電圧もしくは露光パワー）をそのままフィードバックするのではなく、次のような演算処理をした結果をフィードバックする方法もある。以下、これらの方法について詳述しておく。

〔平均値を求める方法〕
テストパターン２０１Ｆの検知によって決定された画像プロセス条件をそれぞれ帯電印加電圧：Ｖｃ（Ｆ）、現像バイアス電圧：Ｖｂ（Ｆ）、テストパターン２０１Ｒの検知によって決定された画像プロセス条件をそれぞれ帯電印加電圧：Ｖｃ（Ｒ）、現像バイアス電圧：Ｖｂ（Ｒ）とすると、中間転写ベルトの駆動ローラの軸方向にテストパターンの濃度偏差が発生した場合、上記の各Ｖｃ（Ｆ）とＶｃ（Ｒ）、Ｖｂ（Ｆ）とＶｂ（Ｒ）は値が異なってくる。
例えばテストパターン２０１Ｆのトナー付着量が、同じテストパターン作像条件で作成したテストパターン２０１Ｒのトナー付着量よりも多かった場合、本来制御したい画像領域は前記両者の中間に位置しているので、両者のテストパターン検知結果から決定した画像プロセス条件の平均値をフィードバックする。
つまり、画像プロセス条件として、Ｖｃ＝｛Ｖｃ（Ｆ）＋Ｖｃ（Ｒ）｝／２、Ｖｂ＝｛Ｖｂ（Ｆ）＋Ｖｂ（Ｒ）｝／２とする。
これによって、通常の作像動作を阻害することなく画像領域外に作像したテストパターンが画像領域内よりもトナー付着量が多め、或いは少なめになる場合でも、画像領域内で想定される適切な画像プロセス条件を決定している。ちなみに、上記の濃度偏差は現像能力偏差、中間転写能力偏差などの各ユニット回転軸方向の偏差が起因して発生する場合が多い。

〔補正値を求め、適宜利用する方法〕
テストパターン２０１Ｆの検知によって決定された画像プロセス条件をそれぞれ帯電印加電圧：Ｖｃ（Ｆ）、現像バイアス電圧：Ｖｂ（Ｆ）、テストパターン２０１Ｒの検知によって決定された画像プロセス条件をそれぞれ帯電印加電圧：Ｖｃ（Ｒ）、現像バイアス電圧：Ｖｂ（Ｒ）とすると、中間転写ベルトの駆動ローラの軸方向にテストパターンの濃度偏差が発生した場合、上記の各Ｖｃ（Ｆ）とＶｃ（Ｒ）、Ｖｂ（Ｆ）とＶｂ（Ｒ）は値が異なってくる。
例えばテストパターン２０１Ｆのトナー付着量が、同じテストパターン作像条件で作成したテストパターン２０１Ｒのトナー付着量よりも多かった場合、本来制御したい画像領域は前記両者の中間に位置しているので、両者のテストパターン検知結果から決定した画像プロセス条件の平均値を画像領域内の画像プロセス条件Ｖｃ＝｛Ｖｃ（Ｆ）＋Ｖｃ（Ｒ）｝／２、Ｖｂ＝｛Ｖｂ（Ｆ）＋Ｖｂ（Ｒ）｝／２とする。
このとき、上記の画像領域内の画像プロセス条件とテストパターン２０１Ｆおよびテストパターン２０１Ｒとの各々の差分を各テストパターン検知結果によって求められる画像プロセス条件の補正値とする。
すなわち、
Ｖｃ補正値（Ｆ）＝Ｖｃ−Ｖｃ（Ｆ）、Ｖｂ補正値（Ｆ）＝Ｖｂ−Ｖｂ（Ｆ）とし、
Ｖｃ補正値（Ｒ）＝Ｖｃ−Ｖｃ（Ｒ）、Ｖｂ補正値（Ｒ）＝Ｖｂ−Ｖｂ（Ｒ）とする。

そして、上記の各補正値であるＶｃ補正値（Ｆ）、Ｖｂ補正値（Ｆ）、Ｖｃ補正値（Ｒ）、Ｖｂ補正値（Ｒ）を本体の記憶装置ＲＡＭ（図５−４０３）に記憶する。
ここで記憶された各補正値は、例えばテストパターン２０１Ｆの検知結果によって求められた画像プロセス条件に対してＶｃ補正値（Ｆ）およびＶｂ補正値（Ｆ）を補正することによって、フィードバックする画像プロセス条件として決定する。同様にテストパターン２０１Ｒの場合も、Ｖｃ補正値（Ｒ）およびＶｂ補正値（Ｒ）を補正する。この各補正値を使用することで、常にテストパターン２０１Ｆとテストパターン２０１Ｒの両方でテストパターン作像および検知する必要がなくなり、どちらか一方のテストパターン検知結果だけで、画像領域内の画像プロセス条件を適切な値に決定している。

画像プロセス条件補正値を求める場合には、上記の通り画像領域外にテストパターン２０１Ｆおよびテストパターン２０１Ｒの２箇所でパターン作像および検知が必要となるが、これを毎回実行した場合には、片方だけのテストパターンを作像する場合に比べて、テストパターン作像に伴うトナー消費量が２倍となってしまい、無駄なトナー消費、廃トナー量の増大、中間転写ベルトクリーニングおよび感光体クリーニングへの負荷増大などの不具合発生が懸念される。
そこで本実施形態においては、上記の観点から画像プロセス条件補正値を決定する場合以外はテストパターン２０１Ｆまたはテストパターン２０１Ｒのどちらか一方を作像し、検知している。また、テストパターン２０１Ｆまたはテストパターン２０１Ｒの作像・検知動作は、どちらか一方のテストパターン作像および検知動作の積算回数が１０の整数倍となるタイミングで切り換えている。

上記画像プロセス条件補正値を決定するタイミングは、中間転写ベルト回転軸方向の画像濃度偏差が変わる可能性が高い場合として、現像ユニット交換時、中間転写ベルトもしくは中間転写装置交換時としている。また、Ｐ／ＴＭセンサ交換時にも実施している。
現像交換時には、現像ユニット内に搭載している現像ユニット交換検知手段（非接触型のＩＤチップやメカ的な突起形状を本体に設置されたセンサにて検知する方法など）によって、自動的に現像ユニット交換されたことを判定し、ＲＡＭ４０３にユニット交換フラグを立てることで、次回のテストパターン作像時にはテストパターン２０１Ｆおよびテストパターン２０１Ｒの複数箇所にて作像・検知している。

また、中間転写ベルトまたは中間転写装置の交換、およびＰ／ＴＭセンサの交換時には、本体操作部よりマニュアルで設定することでＲＡＭ４０３にユニット交換フラグを立てるようにしている。この結果、次回のテストパターン作像時にはテストパターン２０１Ｆおよびテストパターン２０１Ｒの複数箇所にて作像・検知する。
テストパターン２０１Ｆとテストパターン２０１Ｒの濃度偏差は、使用する画像面積率、プリントボリュームや設置環境などの画像形成装置本体の使用状態によっても変化する可能性があり、これらの変化に対応するために、上記のユニット交換時以外にもテストパターン作像および検知動作の積算回数が２０の整数倍となるタイミングで、画像プロセス条件補正値の決定を実行している。

以上説明した実施形態の画像形成装置、および、同装置で実行可能なプロセス制御を踏まえて、本願発明による新規な、画像プロセス条件の制御について、具体例を挙げて以下に詳細に説明する。
本願発明によるプロセス制御においては、既に説明したプロセス条件を求めるとともに、更に、別なテストパターンＤを画像形成領域内に作成して、同様にこれを検知（評価）して参照用画像プロセス条件を得るようにし、この参照用画像プロセス条件に基づいて、他の（実行予定）画像形成プロセス条件が適切なものであるか否かを判定する。そして、適切であると判定結果が得られた場合に初めて、規定の実行予定画像形成プロセス条件に則って実際のプロセス制御が行われるようになっている。実行予定画像形成プロセス条件が適切なものではないと判定された場合には、実行予定画像形成プロセス条件を破棄して新たに実行予定画像形成プロセス条件と、参照用画像プロセス条件を再度求めて、上記判定過程を新たに繰り返す。
すなわち、既に説明した方法と同様に、上記した画像領域内の画像プロセス条件とテストパターン２０１Ｆおよびテストパターン２０１Ｒとの各々の差分を各テストパターン検知結果によって求められる画像プロセス条件の補正値を用いて、
Ｖｃ＝Ｖｃ（Ｆ）＋Ｖｃ補正値（Ｆ）、Ｖｂ＝Ｖｂ（Ｆ）＋Ｖｂ補正値（Ｆ）とし、
Ｖｃ＝Ｖｃ（Ｒ）＋Ｖｃ補正値（Ｒ）、Ｖｂ＝Ｖｂ（Ｒ）＋Ｖｂ補正値（Ｒ）
とした場合の各Ｖｃ、Ｖｂに対して、

図２Ｂおよび図７Ｃのように、画像領域内にて作像・検知したテストパターンＤの検知結果に基づいて決定されたＶｃ（Ｄ）およびＶｂ（Ｄ）と比較し、比較結果が、Ｖｃ−Ｖｃ（Ｄ）≦２０ｖかつＶｂ−Ｖｂ（Ｄ）≦２０ｖであった場合には、補正後の画像プロセス条件設定値「正常」と判定して、上記補正値を用いた画像プロセス条件を画像形成条件として用いる。
一方、比較結果が、Ｖｃ−Ｖｃ（Ｄ）＞２０ｖまたはＶｂ−Ｖｂ（Ｄ）＞２０ｖであった場合には、補正後の画像プロセス条件設定値「異常」と判定して、上記補正値の再設定（更新）を行う。
このときの画像プロセス条件補正値を以下のように求めて、各補正値であるＶｃ補正値（Ｆ）、Ｖｂ補正値（Ｆ）、Ｖｃ補正値（Ｒ）、Ｖｂ補正値（Ｒ）を本体の記憶装置ＲＡＭ（図５−４０３）に記憶し、更新する。
Ｖｃ補正値（Ｆ）＝Ｖｃ（Ｄ）−Ｖｃ（Ｆ）、Ｖｂ補正値（Ｆ）＝Ｖｂ（Ｄ）−Ｖｂ（Ｆ）、
Ｖｃ補正値（Ｒ）＝Ｖｃ（Ｄ）−Ｖｃ（Ｒ）、Ｖｂ補正値（Ｒ）＝Ｖｂ（Ｄ）−Ｖｂ（Ｒ）

また、既に説明した方法と同様に、Ｖｂ（Ｆ）およびＶｂ（Ｒ）より平均値として求めた現像バイアス電圧Ｖｂ、およびＶｃ（Ｆ）およびＶｃ（Ｒ）より平均値として求めた帯電バイアス電圧Ｖｃを画像形成条件として採用している場合において、画像領域内にて作像・検知したテストパターンＤに基づいて決定された画像プロセス条件Ｄ（Ｖｃ（Ｄ）およびＶｂ（Ｄ））に関して、Ｖｃ（Ｆ）、Ｖｃ（Ｄ）、Ｖｃ（Ｒ）およびＶｂ（Ｆ）、Ｖｂ（Ｄ）、Ｖｂ（Ｒ）の大小関係を比較して、
Ｖｃ（Ｆ）＜Ｖｃ（Ｄ）、Ｖｃ（Ｒ）＜Ｖｃ（Ｄ）およびＶｂ（Ｆ）＜Ｖｂ（Ｄ）、Ｖｂ（Ｒ）＜Ｖｂ（Ｄ）、
または、
Ｖｃ（Ｆ）＞Ｖｃ（Ｄ）、Ｖｃ（Ｒ）＞Ｖｃ（Ｄ）およびＶｂ（Ｆ）＞Ｖｂ（Ｄ）、Ｖｂ（Ｒ）＞Ｖｂ（Ｄ）、
の場合には、Ｖｃ（Ｆ）、Ｖｃ（Ｄ）、Ｖｃ（Ｒ）およびＶｂ（Ｆ）、Ｖｂ（Ｄ）、Ｖｂ（Ｒ）の大小関係は図２２Ａ、図２２Ｂのようになっている。
すなわち、
Ｖｃ（Ｆ）＜Ｖｃ（Ｄ）＜Ｖｃ（Ｒ）およびＶｂ（Ｆ）＜Ｖｂ（Ｄ）＜Ｖｂ（Ｒ））
または
Ｖｃ（Ｆ）＞Ｖｃ（Ｄ）＞Ｖｃ（Ｒ）およびＶｂ（Ｆ）＞Ｖｂ（Ｄ）＞Ｖｂ（Ｒ）
という前後方向の直線的なトナー付着量ムラが発生していない状態にあると判定して、画像プロセス条件Ａおよび画像プロセス条件Ｂより平均値として求めた画像プロセス条件Ｃを画像形成条件として採用しない。

なお、上記のように画像領域内にてテストパターンＤを作像・検知することは、転写条件を画像形成時と同一のままでは１次転写ベルトと常接する２次転写ローラにテストパターンのトナーが転写されてしまい、次に進入してきた転写紙の裏面に逆転写してしまうという汚損が発生してしまう。
従って、テストパターンＤを作像・検知した直後には、２次転写ローラのクリーニング動作が必要となる。
ここでは、画像形成時に１次転写ローラより２次転写ローラに印加している斥力バイアス電圧を正負切り換えて印加することで、１次転写ベルト上のテストパターンが２次転写ローラに転写されにくくすると共に、２次転写ローラに転写されたテストパターンを徐々に１次転写ベルト表面に逆転写させて、２次転写ローラ表面のトナー汚損を解消している。この際に２次転写ローラ表面を完全にクリーニングするためには、２次転写ローラを５回転以上回す必要があり、約２秒間のクリーニング動作時間を要する。
テストパターンＤの作像・検知は、画像領域内で実行するため、画像領域外にてテストパターンを作像・検知するのに比べて、検知精度が高く、画像品質の安定化に対して信頼性が高いが、上記のようなダウンタイムの発生を伴ってしまう。従って、テストパターンＤの作像・検知の実行頻度は極力少ないことが望ましい。

本発明においては、テストパターンＤの作像・検知の実行頻度をプリント枚数が１０００枚以上に達した場合の画像プロセス条件チェックの際に、テストパターンＡおよびテストパターンＢと共に実行している。
また、テストパターンＤの作像・検知に伴うダウンタイムによって、ユーザーの操作に影響を与えない、若しくは影響を極力抑制できる実行タイミングとして、定着ユニットの升温に時間を要する画像形成装置の本体電源投入時や、ユーザーが画像形成装置を使用していない時を見計らって、長時間（本発明では３時間以上）プリント出力信号が来ない場合に設定している。
以上、実施形態を挙げて本発明を説明したが、上述実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の一例を示すものであり、本発明はそれに限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々変形実施が可能である。

本発明の実施形態に係る画像形成装置概略図である。 （ａ）は、図１の画像形成装置におけるテストパターン作成動作中の斜視図であり、（ｂ）は、画像領域内の中央部にも光学センサで検知するテストパターンを作像した場合の斜視図である。 画像形成ユニットの正面図である。 Ｐ／ＴＭセンサの構成図である。 画像形成プロセス制御系の全体概要図である。 画像形成プロセス制御のフローチャートである。 図１の画像形成装置におけるテストパターン作成動作中の上面図である。 図１の画像形成装置におけるテストパターン作成動作中の上面図である。 図１の画像形成装置におけるテストパターン作成動作中の上面図で、画像領域内の中央部にもテストパターンを作像した図である。 （ａ）は中間転写ベルト上のテストパターンのカラートナー付着量を正反射受光素子で検出した場合の特性図、（ｂ）は中間転写ベルト上のテストパターンのカラートナー付着量を拡散反射受光素子で検出した場合の特性図。（ｃ）は中間転写ベルト上のテストパターンのブラックトナー付着量を正反射受光素子で検出した場合の特性図である。 正規化値をトナー付着量に変換する際に用いるテーブル（ＬＵＴ）を示した図である。 図１に示す中間転写ベルトと、その表面画像領域外に形成される各色マークを模式的に示した平面図である。 図１８に示す「テストパターンの形成と計測」ＰＦＭの内容を示すフローチャートである。 図１１に示すステップ５で許可する割り込み処理の内容を示すフローチャートである。 図１１に示す「マーク中心点位置の算出」ＣＰＡの内容の一部を示すフローチャートである。 図２に示す中間転写ベルトに形成されるカラーマークの分布、および、光センサのマーク検出信号レベル変化を示すタイムチャートを並べて示した図である。 （ａ）は、図１４に示す検出信号Ｓｄｒのタイムチャートの一部を拡大して示すタイムチャート、（ｂ）は、（ａ）に示す検出信号の内、そのＡ／Ｄ変換データが図１９に示すＣＰＵ４１の内部のＦＩＦＯメモリに書込まれる範囲のみを摘出して示すタイムチャートである。 図１１に示すステップ：「平均パターンの算出」ＭＰＡによって算出される平均値データ（Ｍａｒ、・・・）と、それらが中心点位置となる仮想マーク（ＭＡｋｒ、・・・）、すなわち平均値データ群で表されるマーク列、を示す平面図である。 本発明の実施例で中間転写ベルトの１周長に形成するテストパターンの分布を、感光体ドラムの回転角度対応のマーク形成位置ずれと共に示したグラフ図である。 「色合わせ」ＣＰＡの概要を示すフローチャートである。 図５に示す本体制御部の一部分の構成を示すブロック図である。 図１１に示す「マーク中心点位置の算出」ＣＰＡの内容の残部を示すフローチャートである。 検知したテストパターン部のトナー付着量偏差に対して、現像バイアス電圧の適正値にも偏差が発生することを示す図である。 検知したテストパターン部のトナー付着量偏差が前後方向に直線的に増加または減少傾向にない場合、およびそれに伴って決定される現像バイアス電圧を示す図である。 検知したテストパターン部のトナー付着量偏差が前後方向に直線的に増加または減少傾向にない場合、およびそれに伴って決定される現像バイアス電圧を示す図である。

符号の説明

１０１Ｙ、１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｋ 感光体ドラム（第１の像担持体）、１０２Ｙ、１０２Ｃ、１０２Ｍ、１０２Ｋ 現像装置、１０５ （第１の転写装置を構成する）中間転写ベルト、１０６Ｙ、１０６Ｃ、１０６Ｍ、１０６Ｋ （第１の転写装置を構成する）１次転写装置、１０８ ２次転写ローラ（第２の転写装置）、２００ 露光装置、２０１ テストパターン（Ｐパターン）、２０１Ｆ 手前側Ｐパターン、２０１Ｒ 奥側Ｐパターン、２０２Ｆ 手前側ＴＭパターン、２０２Ｒ 奥側ＴＭパターン、２０２ テストパターン（ＴＭパターン）、３０１ 帯電装置

Claims (11)

1. 複数の像担持体と、各像担持体を帯電する帯電装置と、各像担持体に潜像を形成する露光装置と、各像担持体に形成された潜像をそれぞれ互いに異なる色のトナーからなる複数色のトナーで現像する現像装置と、
   各像担持体に形成された像を、各像担持体と対向する転写位置を移動する第２の像担持体上に重ね合わせて転写してカラー像を得る第１の転写装置と、
   前記第２の像担持体上に転写形成された像を転写材に転写する第２の転写装置と、
   前記各像担持体に形成されて第２の像担持体上に転写されるテストパターン像を形成可能なテストパターン発生装置と、
   前記テストパターンの状態を検知することができるテストパターン検出装置と、
   前記テストパターンの検出結果によって画像形成条件を変えるプロセス制御及びトナー補給量を変えるトナー濃度制御の少なくとも一方を行う画像プロセス条件を決定する画像プロセス制御手段と、
   を備え、
   前記第２の転写装置が前記第１の転写装置に常時接触しながら前記テストパターンは前記第２の転写装置に転写されない構成とした画像形成装置において、
   前記テストパターンを複数箇所に作成することが可能であり、第１の転写装置の回転方向に、画像領域を挟んだ両側の画像領域外にテストパターンＡおよびテストパターンＢを作成し、画像領域外に配置されたこれらテストパターンＡおよびテストパターンＢそれぞれの検知結果に基づいてそれぞれに決定した画像プロセス条件Ａおよび画像プロセス条件Ｂの検知結果に基づいて決定した画像プロセス条件補正値を求め、この画像プロセス条件補正値を元に、画像領域内で画像形成する際に用いるための実行用の画像プロセス条件Ｃを算出し、
   前記画像形成領域内にテストパターンＤを作成及び検知してこの検知結果に基づいて参照用の画像プロセス条件Ｄを算出し、
   この画像プロセス条件Ｄに基づいて前記画像形成プロセス条件Ｃが適切であるか否かを判定することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記判定のための判定基準は、
   前記実行用の画像プロセス条件Ｃと、前記参照用の画像プロセス条件Ｄの対応する項目の値の差が所定値以下である場合に適切と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. 前記判定の結果に応じ、
   プロセス条件Ｃが適切と判定された場合には、前記画像プロセス条件Ｃを画像形成条件とし画像形成を行い、
   プロセス条件Ｃが不適切と判定された場合には、前記テストパターンＡおよびテストパターンＢを新たに作成し、これに基づき画像プロセス条件補正値を更新する、ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. テストパターンＡの検知結果に基づいて決定した画像プロセス条件ＡとテストパターンＢの検知結果に基づいて決定した画像プロセス条件Ｂに対して、テストパターンＤの検知結果によって決定した画像プロセス条件Ｄとの差分より、テストパターンＡまたはＢ各々を用いた場合の画像プロセス条件補正値を、
   画像プロセス条件補正値Ａ＝［画像プロセス条件Ａ］−［画像プロセス条件Ｄ］、
   画像プロセス条件補正値Ｂ＝［画像プロセス条件Ｂ］−［画像プロセス条件Ｄ］、
   とすることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 〔画像プロセス条件Ａ〕＜〔画像プロセス条件Ｄ〕且つ〔画像プロセス条件Ｂ〕＜〔画像プロセス条件Ｄ〕、
   または、
   〔画像プロセス条件Ａ〕＞〔画像プロセス条件Ｄ〕且つ〔画像プロセス条件Ｂ〕＞〔画像プロセス条件Ｄ〕、
   のいずれかの場合には、画像形成条件として画像プロセス条件Ａおよび画像プロセス条件Ｂの平均値として求められた画像プロセス条件Ｃを用いないように制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
6. 前記テストパターンは、トナーの付着量を検出するためのパターンと、画像位置を検出するためのパターンで構成されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
7. 前記第１の転写装置における前記像担持体はベルト状のものであり、前記第２の転写装置はベルト状またはローラ状のもの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。
8. 前記テストパターンＤの作像・検知タイミングを、所定枚数間隔にしたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
9. 前記テストパターンＤの作像・検知タイミングを、電源投入直後としたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
10. 前記テストパターンＤの作像・検知タイミングを、所定時間以上印刷指令を受けなかった場合とすることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
11. 前記テストパターンＤの作像・検知後に、前記第２の像担持体をクリーニングすることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。

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