【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の作像ステーションを略直線上に配置したタンデム型カラー画像形成装置において、画像形成位置ずれ検出および画像濃度制御を、最低限のコストアップにより実現することを図ったカラー画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来におけるカラー画像形成装置としては、例えば水平方向に沿う記録媒体（電子写真の場合は通常普通紙又は再生紙で、ＯＨＰの場合もある）搬送路に対して複数の画像形成ユニットを配設し、記録媒体搬送路に沿って移動する記録媒体に各画像形成ユニットから順次画像形成物質、つまり電子写真方式の場合はトナーを転写させ、記録媒体上にカラー画像を形成するようにしたタンデム型と称されるものが知られている。
【０００３】
図１３に、従来の画像形成位置ずれ検出システムのみを搭載するタンデム型カラー画像形成装置の構成図を示す。このカラー画像形成装置の内部は主に、画像形成ユニット１１ｋ、１１ｃ、１１ｍ、１１ｙ、ＬＳＵ１３、中間転写ユニット１４、記録媒体格納部１５、転写ローラ１７、定着部１８、排出部１９から構成される。
【０００４】
なお、画像形成ユニット１１ｋ、１１ｃ、１１ｍ、１１ｙは、それぞれブラック、シアン、マゼンタ、イエローという異なる色材を有するトナーを格納しており、これら複数の画像形成ユニットから記録媒体上への画像形成を一度に行うことができる構成になっている。これがタンデム型と称される所以となっている。
【０００５】
本カラー画像形成装置においては、まずブラック画像形成ユニット１１ｋ、シアン画像形成ユニット１１ｃ、マゼンタ画像形成ユニット１１ｍ、イエロー画像形成ユニット１１ｙの各内部にあるそれぞれの感光体１２ｋ、１２ｃ、１２ｍ、１２ｙに対して、ＬＳＵ１３から発せられるレーザビームによりブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各潜像がそれぞれ形成され、その後各画像形成ユニット１１ｋ、１１ｃ、１１ｍ、１１ｙ内部に格納されているブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各色トナーが、それぞれの感光体１２ｋ、１２ｃ、１２ｍ、１２ｙ上の潜像部分に付着し、トナー像が形成される。
【０００６】
各潜像部分にそれぞれ形成されたブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各色トナー像は、いったん中間転写ユニット１４に転写されたのち、記録媒体格納部１５より供給される記録媒体が排出部１９へ排出される途中にある、中間転写ユニット１４と転写ローラ１７との接点において記録媒体に再転写される。ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各色トナー像が転写された記録媒体は、定着部１８によりトナー像を定着処理され、排出部１９より排出される。
【０００７】
タンデム型カラー画像形成装置においては画像形成ユニットが複数存在するため、それらの本体への取り付け状態や、画像形成ユニットそのものを構成する部品の物理的なバラツキ等に起因する、各画像形成ユニットからの画像形成位置ズレが発生し、それが記録媒体上の画像品質の劣化となって現れてしまう。従って、各画像形成ユニットの画像形成位置ズレを検出し、それを補正するしくみが必要となる。
【０００８】
このような画像形成位置ズレを検出する方法としては、例えば特開２０００−８９５４１号公報や特開２００１−５２４９号公報、特開２００１−２８２８３５号公報において「従来の技術」に記載されているようなものが上げられる。
【０００９】
これは、あらかじめ決められた直線や図形等のレジストパターンを、中間転写ベルトの搬送方向と直角に交わる線上に、あらかじめ決められた間隔で各色毎にトナー像として転写させ、光学的なセンサユニットにて各色トナー像を検出することにより、検出時刻等を元に各色画像の形成位置ズレを算出する方法である。以下に各色画像の形成位置ズレを算出するための各色トナー像を検出する方法例について説明する。
【００１０】
図１４は図１３のタンデム型カラー画像形成装置を上面から見た場合のレジストパターン（各色の画像形成位置ズレを算出するためのトナー像）検出センサユニット１０の構成例および中間転写ユニット１４のベルト（中間転写体）２０上に形成されたレジストパターン列を示す説明図である。図１５は、図１４における２つのセンサユニットの構成図である。レジストパターン検出手段の両端付近には、センサユニット２Ａ０および２Ｂ０が搭載されている。
【００１１】
点線２３と２４は、それぞれセンサユニット２Ａ０、２Ｂ０によるレジストパターン列２１、２２の観測ポイントである。すなわち、各色のトナー像からなるレジストパターン列２１および２２は、それぞれの中点がセンサユニット２Ａ０、２Ｂ０の中間転写ベルト搬送方向と直角な方向に対してほぼ中央付近を通るように、すなわちそれぞれ点線２３、２４を通るように形成される。
【００１２】
この図１４における２つのセンサユニット２Ａ０および２Ｂ０の構成は、例えば図１５のようになっている。２つのセンサ構成は全く同じであり、それぞれ発光素子３Ａ４、３Ｂ４と受光素子３Ａ５、３Ｂ５からなる。レジストパターン検出時には発光素子３Ａ４および３Ｂ４を発光させ、それぞれ受光素子３Ａ５および３Ｂ５により中間転写ユニット１４のベルト２０又はその上に形成されたトナー像３０１からの反射光を検出するしくみとなっている。
【００１３】
図１３〜図１５に示すタンデム型カラー画像形成装置において、図１４のレジストパターンを検出するための回路構成図を図１６に示す。図１７は、図１４のレジストパターンを検出するために、発光素子制御手段が発光素子に対して行う制御の一例を示す説明図である。ＣＰＵ４０１は、プログラムＲＯＭ４０２内に格納されているプログラムに従い、画像形成装置の制御全般を行う。ＲＡＭ４０３は、ＣＰＵ４０３が画像形成装置の制御を行う上で必要なワーキングメモリを確保したり、センサなどからの入力情報を一時的に記憶させたりするのに用いられる。
【００１４】
図１３〜図１５に示すタンデム型カラー画像形成装置の場合、プログラムＲＯＭ４０２には、センサユニット２Ａ０、２Ｂ０を制御してレジストパターンを検出するためのプログラムも含まれている。より具体的には、例えばセンサユニット２Ａ０、２Ｂ０内にあるそれぞれの発光素子３Ａ４、３Ｂ４を駆動するためのセンサ発光素子制御手段４０４、４０５を制御し、それぞれの受光素子および増幅手段３Ａ５、３Ｂ５から得られたアナログ電圧信号をそれぞれＡ／Ｄコンバータ４１１、４１２にてデジタル信号へ変換することにより、センサユニット２Ａ０、２Ｂ０からの検出結果を得る。図１４のレジストパターン列２１、２２を検出するために、各センサ発光素子制御手段４０４、４０５がセンサユニット２Ａ０、２Ｂ０内にあるそれぞれの発光素子３Ａ４、３Ｂ４に対して行う制御方法としては、例えば図１７のような、レジストパターンの前後を含む、同一期間連続点灯が挙げられる。
【００１５】
一方、タンデム型に限らず、記録媒体上の画像濃度を一定範囲に保つよう制御するためには、その基となりうる、トナーが持っている何らかの特性値を入手しなければならない。
【００１６】
第一に、磁気誘導による検出センサ（以下、「ＴＣセンサ」と呼ぶ）を画像形成ユニットに搭載することにより検出される、トナーとキャリアの混合比があり、第二に、光学式センサを搭載することにより検出される、画像形成ユニット内の感光体上または中間転写ユニット上に形成されたトナー濃度測定用の基準パッチからの反射光量がある。この反射光量は、トナー付着量と比例又は逆比例関係にある。
【００１７】
例えば、特開昭６１−２０９４７０号公報には、感光体上のトナー付着量を光学式センサ（以下、「光学式トナー付着量検出センサユニット」と呼ぶ）で検出し、その検出結果に基づいてトナー補給量を制御する方式のカラー画像形成装置が開示されている。一般に、黒トナー像とカラートナー像とでは光学的特性が異なるため、これらを同じ条件で測定したのでは、黒トナー像測定時とカラートナー測定時とでトナー付着量の検出精度が異なってしまい、黒トナー像・カラートナー像の各画像濃度を同一精度で一定に保つことが出来なくなる。そこで特開昭６１−２０９４７０号公報のカラー画像形成装置では、黒トナーによるパッチの測定時には正反射受光素子で受光し、カラートナーによるパッチの測定時には拡散反射光受光素子で受光するように２つの受光素子の取付角度を機械的に切り替えて、トナー付着量の測定を行っている。
【００１８】
また、特開２００１−１００４８１号公報に開示されている画像形成装置に記載された光学式トナー付着量検出センサユニット（特開２００１−１００４８１号公報においては「パッチ濃度センサ」と呼ばれている）のような方式も存在する。これは、中間転写ベルト上に形成されたトナー付着量検出用パッチからの反射光を受光する受光素子に対し、パッチで正反射した光が受光素子に入射するように配置した正反射用発光素子と、パッチで拡散反射した光が受光素子に入射するように配置した拡散反射用発光素子とを有している。つまり、１つの受光素子と２つの発光素子からなる。
【００１９】
【特許文献１】
特開２０００−８９５４１号公報
【特許文献２】
特開２００１−５２４９号公報
【特許文献３】
特開２００１−２８２８３５号公報
【特許文献４】
特開昭６１−２０９４７０号公報
【特許文献５】
特開２００１−１００４８１号公報
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
以上、従来の技術に示したように、画像形成位置ずれ量の検出および制御を必要とするタンデム型カラー画像形成装置において、画像濃度制御を実現しようとした場合、その基となりうるトナーが持っている何らかの特性値を入手しなければならない。
【００２１】
しかしながら上記従来の技術では以下のような課題を有していた。
【００２２】
（１）ＴＣセンサによるトナーとキャリアの混合比の検出で実現しようとした場合、以下のような課題を有する。
【００２３】
図１８は、図１３のタンデム型カラー画像形成装置に磁気誘導による検出センサ（以下、「ＴＣセンサ」と呼ぶ）を各色画像形成ユニットに搭載したタンデム型カラー画像形成装置の構成図、図１９は、図１８の構成を持つタンデム型カラー画像形成装置における各色画像形成ユニットのＴＣセンサ出力を検出するための回路構成図である。
【００２４】
この場合、図１８および図１９に示すように、各色の画像形成ユニット１１ｋ、１１ｃ、１１ｍ、１１ｙ毎に、ＴＣセンサ（以下、略す場合はＴＣＳとする）ＴＣｋ、ＴＣｃ、ＴＣｍ、ＴＣｙ、およびそれぞれに付随するＴＣＳ増幅手段７ｋ１、７ｃ１、７ｍ１、７ｙ１、Ａ／Ｄコンバータ７ｋ２、７ｃ２、７ｍ２、７ｙ２を配置することが必要となる。すなわち画像形成ユニット分のＴＣセンサおよび周辺回路が必要となり、画像形成位置ずれ検出システムのみを搭載する場合と比較して、大幅なコストアップへとつながってしまう。
【００２５】
（２）感光体近傍に配置した光学センサによる感光体上に形成したトナー濃度測定用の基準パッチの検出で実現しようとした場合、以下のような課題を有する。
【００２６】
図２０は、従来の感光体上トナー付着量を検出する光学式センサ（感光体上センサ）の構成例である。基本的な構成としては図１５と同じであるが、図１５と異なる点は、中間転写体上のトナー像ではなく、感光体上のトナー像を検出するところにある。
【００２７】
ところが本方法についても、タンデム型カラー画像形成装置へ適用しようとすると、やはり前述した課題（１）と同様、図２１は図２０に示す感光体センサを各色画像形成ユニットに搭載したタンデム型カラー画像形成装置の構成図、および図２２は図２０、図２１に示すタンデム型カラー画像形成装置において、各色画像形成ユニットの感光体上トナー付着量を検出するための回路構成図に示すように、感光体上トナー付着量を検出する光学式センサ（感光体上センサユニット）８ｋ０、８ｃ０、８ｍ０、８ｙ０およびそれぞれに付随する受光素子及び増幅手段１００２ｋ、１００２ｃ、１００２ｍ、１００２ｙ、感光体上センサ発光素子制御手段１００３ｋ、１００３ｃ、１００３ｍ、１００３ｙ、Ａ／Ｄコンバータ１００４ｋ、１００４ｃ、１００４ｍ、１００４ｙを配置することが必要となる。すなわち画像形成ユニット分の光学式センサおよび周辺回路が必要となり、画像形成位置ずれ検出システムのみを搭載する場合と比較して、大幅なコストアップへとつながってしまう。
【００２８】
（３）中間転写体（以下「中転」と略す）上に形成したトナー濃度測定用の基準パッチを検出する光学センサを追加することにより実現しようとした場合、以下のような課題を有する。
【００２９】
図２３は、図１３のレジストパターン検出センサユニットに中転上トナー付着量検出センサを追加したレジストパターン／トナー付着量検出パッチ検出センサユニットを持つタンデム型カラー画像形成装置の構成図である。図２４は図２３のタンデム型カラー画像形成装置を上面から見た場合のレジストパターン／トナー付着量検出パッチ検出センサユニットの構成例および中間転写体上に形成されたレジストパターン列の一例を示す説明図である。図２５は図２３のタンデム型カラー画像形成装置を上面から見た場合のレジストパターン／トナー付着量検出パッチ検出センサユニットの構成例および中間転写体２０上に形成されたトナー付着量検出パッチ列の例を示す説明図である。レジスト検出パターン／付着量検出パッチ検出センサユニット１１００を当該画像形成装置の上面から見ると、図２４に示すように、図１４のセンサユニット上にあったセンサユニット２Ａ０および２Ｂ０の他に、中転上トナー付着量センサ１２００が追加されている。当該センサ１２００の観測ポイントは中間転写体２０表面の点線１２０１上にあり、図２５に示すトナー付着量検出用パッチ列１３０１は、その主走査方向中央付近が点線１２０１上を通るように形成される。なお、図２４に示すレジストパターン列の検出については、図１４〜図１７を用いて説明したものと同じであるので、ここでは省略する。
【００３０】
図２６は、図２３〜図２５に示すタンデム型カラー画像形成装置において、レジストパターン／トナー付着量検出パッチ検出センサユニット１１００上に搭載されている中転上トナー付着量センサ１２００の内部構成図（２発光１受光の場合）である。中間転写体２４上に形成したトナー付着量検出用パッチ列１３０１のうち、Ｋトナーについては、発光素子１４０２より発光された光の正反射光を受光素子１４０１で受光し、ＣＭＹのカラートナーについては、発光素子１４０３より発光された光の拡散反射光を受光素子１４０１で受光する。
【００３１】
図２７は、図２４のレジストパターンおよび図２５のトナー付着量検出パッチを検出するための回路構成図、図２８は図２６のセンサ構成および図２７に示す回路構成において、トナー付着量検出パッチ検出時に発光素子制御手段が発光素子に対して行う制御の一例を示す説明図、図２９は、図２６のセンサ構成および図２７に示す回路構成において、トナー付着量検出パッチ検出時に発光素子制御手段が発光素子に対して行う制御の他の例を示す説明図である。ここで図２８と図２９との違いは、Ｋの検出時に拡散反射光用発光素子を点灯させるか否かであり、どちらでも選択可能である。
【００３２】
なお、図３０は図２３〜図２５に示すタンデム型カラー画像形成装置において、レジストパターン／トナー付着量検出パッチ検出センサユニット上に搭載されている中転上トナー付着量センサ１２００の内部構成図、図３１は図２４のレジストパターンおよび図２５のトナー付着量検出パッチを検出するための回路構成図、図３２は図３０のセンサ構成および図３１の回路構成において、トナー付着量検出パッチ検出時に発光素子制御手段が発光素子に対して行う制御の一例を示す説明図を示す。
【００３３】
いずれのセンサ構成においても、図２３〜図３２に示す通り、図１３〜図１７に示す色ズレ検出システムのみの場合に比べて中転上トナー付着量センサ１２００およびその周辺回路（図２６のセンサ構成の場合は受光素子１４０１、中転上トナー付着量センサ１２００、発光素子制御手段１５０１およびＡ／Ｄコンバータ１５０２、図３０のセンサ構成の場合は受光素子増幅手段（正反射用）１８０２、受光素子増幅手段（拡散反射用）１８０３、中転上トナー付着量センサ１２００、発光素子制御手段１９０１およびＡ／Ｄコンバータ１９０２）が必要となり、その結果、画像形成位置ずれ検出システムのみを搭載する場合と比較して、やはり大幅なコストアップへとつながってしまう。
【００３４】
そこで、本発明は、複数の作像ステーションを略直線上に配置したタンデム型カラー画像形成装置において、画像形成位置ずれ検出および画像濃度制御を、最低限のコストにより両立することのできるカラー画像形成装置を提供することを目的とする。
【００３５】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために、本発明のカラー画像形成装置は、所定の色に対応した複数の作像ステーションと、各作像ステーションで形成された画像を担持する像担持体と、像担持体上に形成された位置ずれ量検出パターンを読み取る第１の検出手段と、像担持体上に形成された位置ずれ量検出パターンとトナー付着量検出パターンの両方を読み取る第２の検出手段とを有する構成としたものである。
【００３６】
また、この課題を解決するために、本発明のカラー画像形成装置は、第１の検出手段および第２の検出手段は、それぞれ１つ以上の発光素子と１つ以上の受光素子とで形成され、かつその両者が同一の筐体を有する構成とするものである。
【００３７】
さらに、この課題を解決するために、本発明のカラー画像形成装置は、第１の検出手段および第２の検出手段は、互いに異なる発光素子数および／または受光素子数を有する構成とするものである。
【００３８】
また、この課題を解決するために、本発明のカラー画像形成装置は、第１の検出手段および第２の検出手段は、各色の画像形成位置の位置ずれを検出する場合には正反射光のみを用い、かつ第２の検出手段は、中間転写体上のブラック以外の色トナー付着量を検出する場合には拡散反射光を用い、中間転写体上のブラックトナー付着量を検出する場合には正反射光のみかまたは正反射光と拡散反射光の両方を用いる構成とするものである。
【００３９】
これらにより、複数の作像ステーションを略直線上に配置したタンデム型カラー画像形成装置において、画像形成位置ずれ検出および画像濃度制御を、最低限のコストにより両立することができる。
【００４０】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、所定の色に対応した複数の作像ステーションと、各作像ステーションで形成された画像を担持する像担持体と、像担持体上に形成された位置ずれ量検出パターンを読み取る第１の検出手段と、像担持体上に形成された位置ずれ量検出パターンとトナー付着量検出パターンの両方を読み取る第２の検出手段とを有するカラー画像形成装置であり、画像形成位置ずれ検出および画像濃度制御を、最低限のコストにより両立することができるという作用を有する。
【００４１】
本発明の請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において、第１の検出手段および第２の検出手段は、それぞれ１つ以上の発光素子と１つ以上の受光素子とで形成され、かつその両者が同一の筐体を有するカラー画像形成装置であり、画像形成位置ずれ検出および画像濃度制御を、最低限のコストにより両立することができるという作用を有する。
【００４２】
本発明の請求項３に記載の発明は、請求項２記載の発明において、第１の検出手段および第２の検出手段は、互いに異なる発光素子数および／または受光素子数を有するカラー画像形成装置であり、画像形成位置ずれ検出および画像濃度制御を、最低限のコストにより両立することができるという作用を有する。
【００４３】
本発明の請求項４に記載の発明は、請求項３記載の発明において、第１の検出手段および第２の検出手段は、各色の画像形成位置の位置ずれを検出する場合には正反射光のみを用い、かつ第２の検出手段は、中間転写体上のブラック以外の色トナー付着量を検出する場合には拡散反射光を用い、中間転写体上のブラックトナー付着量を検出する場合には正反射光のみかまたは正反射光と拡散反射光の両方を用いるカラー画像形成装置であり、画像形成位置ずれ検出および画像濃度制御を、最低限のコストにより両立することができるという作用を有する。
【００４４】
以下、本発明の実施の形態について、図１から図１２、図２６および図３０を用いて説明する。なお、これらの図面において同一の機能を有する部材には同一の符号を付しており、また、重複した説明は省略されている。
【００４５】
図１は、本発明の一実施の形態によるカラー画像形成装置を示す構成図、図２は、図１のタンデム型カラー画像形成装置を上面から見た場合のレジストパターン／トナー付着量検出パッチ共用検出センサユニットの構成例、および中間転写ユニットのベルト上に形成されたレジストパターンの例を示す説明図、図３は、図１のタンデム型カラー画像形成装置を上面から見た場合のレジストパターン／トナー付着量検出パッチ共用検出センサユニットの構成例および中間転写体上に形成されたトナー付着量検出パッチ列の例を示す説明図、図４は、図１〜図３のレジストパターン／トナー付着量検出パッチ共用検出センサユニットに搭載されるセンサの一例を示す構成図、図５は、図２のレジストパターンおよび図３のトナー付着量検出パッチを検出する回路構成図、図６は、図４および図２６のセンサ構成および図５の回路構成において、レジストパターン検出時に発光素子制御手段が発光素子に対して行う制御の一例を示す説明図、図７は、図４および図２６のセンサ構成および図５の回路構成において、トナー付着量検出パッチ検出時に発光素子制御手段が発光素子に対して行う制御の一例を示す説明図、図８は、図４および図２６のセンサ構成および図５の回路構成において、トナー付着量検出パッチ検出時に発光素子制御手段が発光素子に対して行う制御の他の例を示す説明図、図９は、図１〜図３のレジストパターン／トナー付着量検出パッチ共用検出センサユニット上に搭載されるセンサ一例を示す構成図、図１０は、図１〜図３、図９および図３０のタンデム型カラー画像形成装置において、図２のレジストパターン、図３のトナー付着量検出パッチを検出する回路構成図、図１１は、図９および図３０のセンサ構成および図１０の回路構成において、レジストパターン検出時に発光素子制御手段が発光素子に対して行う制御の一例を示す説明図、図１２は、図９および図３０のセンサ構成および図１０の回路構成において、トナー付着量検出パッチ検出時に発光素子制御手段が発光素子に対して行う制御の他の例を示す説明図である。
【００４６】
本実施の形態において、図１は、カラー画像形成装置の構成例である。このカラー画像形成装置において、図１３に示した画像形成位置ずれ検出システムのみを搭載するタンデム型カラー画像形成装置の構成例との相違点は、レジストパターン（各色の画像形成位置ズレを算出するためのトナー像）検出センサユニット１０がレジストパターン／トナー付着量検出パッチ共用検出センサユニット２１００に置き換わっていることにある。その他に相違点は無い。
【００４７】
また、このレジストパターン／トナー付着量検出パッチ共用検出センサユニット２１００は、図２３（図１３のレジストパターン検出センサユニット１０に中転上トナー付着量検出センサを追加したレジストパターン／トナー付着量検出パッチ検出センサユニット１１００を持つタンデム型カラー画像形成装置の構成例）に示したレジストパターン検出センサユニット１０に中転上トナー付着量検出センサを追加したレジストパターン／トナー付着量検出パッチ検出センサユニット１１００とも構成が異なるものである。
【００４８】
図２は、図１のタンデム型カラー画像形成装置を上面から見た場合のレジストパターン／トナー付着量検出パッチ共用検出センサユニット２１００の構成例、および中間転写ユニット１４のベルト２０（中間転写体）上に形成されたレジストパターンの例であり、図３は、図１のタンデム型カラー画像形成装置を上面から見た場合のレジストパターン／トナー付着量検出パッチ共用検出センサユニット２１００の構成例および中間転写体２０上に形成されたトナー付着量検出パッチ列の例である。
【００４９】
図１〜図３のセンサユニット２１００上に搭載されるセンサ数は２個であり、図１４および図１５に示した画像形成位置ずれ検出システムのみを搭載するタンデム型カラー画像形成装置におけるセンサ数と同じである。
【００５０】
また、図２４および図２５に示したセンサユニット１０に中転上トナー付着量検出センサを追加したレジストパターン／トナー付着量検出パッチ検出センサユニット１１００を持つタンデム型カラー画像形成装置におけるセンサ数（３個）より少なくなっている。
【００５１】
図２に示すレジストパターン列２１および２２の形状および形成位置は、図１４および図２４のものと同じで、図３に示すトナー付着量検出パッチ列１３０１の形状および副走査方向の形成位置は図２５のときと同じであるが、主走査方向の形成位置は図２５のときと異なる。
【００５２】
すなわち、図２５におけるトナー付着量検出パッチ列１３０１の主走査方向形成位置は、中間転写体上の主走査方向中央部であったが、図３におけるトナー付着量検出パッチ列１３０１の主走査方向形成位置は、センサユニット２１００上の主走査方向両端部に搭載された２つのセンサのうち、どちらかで検出されるような位置で形成される。
【００５３】
本実施の形態においては、図２および図３のセンサユニット２１００において、図１４および図１５に示したセンサユニット１０上に搭載されたセンサユニット２Ａ０と同じ位置に搭載されたセンサ１２００で検出されるよう、観測ポイント２３上を中心とする位置に形成される。
【００５４】
但しトナー付着量検出パッチ列１３０１は、図１４および図１５に示したセンサユニット１０上に搭載されたセンサユニット２Ｂ０と同じ位置で検出されるよう、観測ポイント２４上に形成してもよい。
【００５５】
この場合センサ１２００は、図１４および図１５に示したセンサユニット１０上に搭載されたセンサユニット２Ｂ０と同じ位置に搭載する。本発明においては、トナー付着量検出パッチ列１３０１を上記のいずれに形成するかについては限定しない。いずれの場合もセンサ１２００は、図２６に示した構成（２発光１受光方式）を有する。
【００５６】
また、図１〜図３のセンサユニット２１００上に搭載されるセンサ１２００が図２６に示した構成を有する場合、同じくセンサユニット２１００上に搭載されるセンサ２２００は、センサ１２００と同じ図２６の構成を有してもよいが、図４に示すような構成、すなわち図２６に示した構成と筐体が同一で、かつ拡散反射光用の発光素子を持たない構成を有するほうが望ましい。
【００５７】
これは、センサ２２００側で検出するものがレジストパターンのみであり、トナー付着量検出パッチ列の検出は行わないので、拡散反射用の発光素子を必要としないためである。
【００５８】
これにより、本実施の形態におけるセンサユニット２１００は、図１３〜図１６に示した画像形成位置ずれ検出システムのみを搭載するタンデム型カラー画像形成装置の場合と比較して、発光素子１個分のコストアップで済む。
【００５９】
さらに、図５に示す回路構成を見ると、前段に示すようにセンサ１２００とセンサ２２００とが同じ筐体を有し、センサ１２００側が２つの発光素子を有するのに対して、センサ２２００側がセンサ１２００の拡散反射用の発光素子を必要としないので、センサ１２００の発光素子制御手段２５０４は２つの発光素子を駆動する回路規模が必要となるが、センサ２２００の発光素子制御手段２５０５は１つの発光素子を駆動する回路規模、すなわち図１６に示した画像形成位置ずれ検出システムのみを搭載するタンデム型カラー画像形成装置の場合と同じ規模で済む。
【００６０】
従って本実施の形態の回路構成は、図１３〜図１６に示した画像形成位置ずれ検出システムのみを搭載するタンデム型カラー画像形成装置の場合と比較して、発光素子１個分の回路規模のコストアップで済む。
【００６１】
図６〜図８は、図１〜図４に示す本実施の形態の構成において、図５の回路構成を用いて図２のレジストパターン２３、２４および図３のトナー付着量検出パッチ列１３０１を検出する場合の、発光素子１４０２、１４０３および２４０２の駆動制御例である。
【００６２】
レジストパターン２３、２４を検出する場合は、発光素子１４０３は駆動する必要は無い。また、トナー付着量検出パッチ列１３０１を検出する場合は、センサ１２００の発光素子のみを駆動させ、センサ２２００の発光素子は駆動する必要は無い。センサ１２００においては、Ｙ、Ｍ、Ｃのトナー付着量検出パッチを検出する場合は、発光素子１４０３のみを駆動し、発光素子１４０２は駆動する必要は無い。逆にＫのトナー付着量検出を検出する場合、発光素子１４０２は必ず駆動しなければならないが、発光素子１４０３は駆動してもよいし、駆動しなくてもよい。この点については、本発明では特に規定しない。
【００６３】
以上ここまで、センサユニット２１００上のセンサ１２００が図２６に示した２発光１受光の構成を有する場合について述べたが、本中転上トナー付着量センサンサ１２００は図３０に示した１発光２受光の構成を有していてもよい。
【００６４】
この場合、センサ２２００の構成は図９に示したように、図３０に示したセンサ構成と筐体が同一で、拡散反射用の受光素子を持たない構成が望ましい。これは、センサ２２００側で検出するものがレジストパターンのみであり、トナー付着量検出パッチ列の検出は行わないので、拡散反射用の受光素子を必要としないためである。
【００６５】
これにより、本実施の形態におけるセンサユニット２１００は、図１３〜図１６に示した画像形成位置ずれ検出システムのみを搭載するタンデム型カラー画像形成装置の場合と比較して、受光素子１個分のコストアップで済む。
【００６６】
また、前段に示すセンサユニット２１００上のセンサ１２００が１発光２受光の場合の回路構成は図１０に示すものとなる。
【００６７】
センサ１２００側のＡ／Ｄコンバータ３０１１は２つの受光素子出力をＡ／Ｄ処理する回路規模が必要となるが、センサ２２００側のＡ／Ｄコンバータ３０１２は１つの発光素子を駆動する回路規模、すなわち図１６に示した画像形成位置ずれ検出システムのみを搭載するタンデム型カラー画像形成装置の場合と同じ規模で済む。したがって、本実施の形態の回路構成は、図１３〜図１６に示した構成を有する画像形成位置ずれ検出のみのタンデム型カラー画像形成装置の場合と比較して、受光素子１個分の回路規模のコストアップで済む。
【００６８】
以上、前段および前々段に示すように、センサユニット２１００上のセンサ１２００が１発光２受光の構成において、図２のレジストパターン２３、２４および図３のトナー付着量検出パッチ列１３０１を検出する場合の、発光素子１８０１および２９０１の駆動制御例をそれぞれ、図１１、図１２に示す。このうち図１１に示すレジストパターン検出を行う場合の発光素子１８０１および２９０１の駆動制御例は、図１７に示した画像形成位置ずれ検出システムのみを搭載するタンデム型カラー画像形成装置の場合と同じであるが、Ａ／Ｄコンバータ３０１１を介して入力されるセンサ１２００側の受光素子出力は、受光素子１８０２からのものを採用する様に、プログラムＲＯＭ４０２でプログラムされる。
【００６９】
また、トナー付着量検出パッチの検出を行う場合は、センサ１２００側の発光素子１８０１のみを駆動し、センサ２２００側の発光素子２９０１は駆動する必要は無い。
【００７０】
以上のように、本実施の形態によれば、複数の作像ステーションを略直線上に配置したタンデム型カラー画像形成装置において、画像形成位置ずれ検出および画像濃度制御を、最低限のコストにより両立することが可能となる。
【００７１】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、複数の作像ステーションを略直線上に配置したタンデム型カラー画像形成装置において、画像形成位置ずれ検出および画像濃度制御を、最低限のコストにより両立することができるという有効な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態によるカラー画像形成装置を示す構成図
【図２】図１のタンデム型カラー画像形成装置を上面から見た場合のレジストパターン／トナー付着量検出パッチ共用検出センサユニットの構成例、および中間転写ユニットのベルト上に形成されたレジストパターンの例を示す説明図
【図３】図１のタンデム型カラー画像形成装置を上面から見た場合のレジストパターン／トナー付着量検出パッチ共用検出センサユニットの構成例および中間転写体上に形成されたトナー付着量検出パッチ列の例を示す説明図
【図４】図１〜図３のレジストパターン／トナー付着量検出パッチ共用検出センサユニットに搭載されるセンサの一例を示す構成図
【図５】図２のレジストパターンおよび図３のトナー付着量検出パッチを検出する回路構成図
【図６】図４および図２６のセンサ構成および図５の回路構成において、レジストパターン検出時に発光素子制御手段が発光素子に対して行う制御の一例を示す説明図
【図７】図４および図２６のセンサ構成および図５の回路構成において、トナー付着量検出パッチ検出時に発光素子制御手段が発光素子に対して行う制御の一例を示す説明図
【図８】図４および図２６のセンサ構成および図５の回路構成において、トナー付着量検出パッチ検出時に発光素子制御手段が発光素子に対して行う制御の他の例を示す説明図
【図９】図１〜図３のレジストパターン／トナー付着量検出パッチ共用検出センサユニット上に搭載されるセンサ一例を示す構成図
【図１０】図１〜図３、図９および図３０のタンデム型カラー画像形成装置において、図２のレジストパターン、図３のトナー付着量検出パッチを検出する回路構成図
【図１１】図９および図３０のセンサ構成および図１０の回路構成において、レジストパターン検出時に発光素子制御手段が発光素子に対して行う制御の一例を示す説明図
【図１２】図９および図３０のセンサ構成および図１０の回路構成において、トナー付着量検出パッチ検出時に発光素子制御手段が発光素子に対して行う制御の他の例を示す説明図
【図１３】従来の画像形成位置ずれ検出システムのみを搭載するタンデム型カラー画像形成装置の構成図
【図１４】図１３のタンデム型カラー画像形成装置を上面から見た場合のレジストパターン検出センサユニットの構成例および中間転写ユニットのベルト上に形成されたレジストパターン例を示す説明図
【図１５】図１４における２つのセンサユニットの構成図
【図１６】図１４のレジストパターンを検出するための回路構成図
【図１７】図１４のレジストパターンを検出するために、発光素子制御手段が発光素子に対して行う制御の一例を示す説明図
【図１８】図１３のタンデム型カラー画像形成装置に磁気誘導による検出センサを各色画像形成ユニットに搭載したタンデム型カラー画像形成装置の構成図
【図１９】図１８の構成を持つタンデム型カラー画像形成装置における各色画像形成ユニットのＴＣセンサ出力を検出するための回路構成図
【図２０】従来の感光体上トナー付着量を検出する光学式センサの構成例を示す図
【図２１】図２０に示す感光体センサを各色画像形成ユニットに搭載したタンデム型カラー画像形成装置の構成図
【図２２】図２０、図２１に示すタンデム型カラー画像形成装置において、各色画像形成ユニットの感光体上トナー付着量を検出するための回路構成図
【図２３】図１３のレジストパターン検出センサユニットに中転上トナー付着量検出センサを追加したレジストパターン／トナー付着量検出パッチ検出センサユニットを持つタンデム型カラー画像形成装置の構成図
【図２４】図２３のタンデム型カラー画像形成装置を上面から見た場合のレジストパターン／トナー付着量検出パッチ検出センサユニットの構成例および中間転写体上に形成されたレジストパターン列の一例を示す説明図
【図２５】図２３のタンデム型カラー画像形成装置を上面から見た場合のレジストパターン／トナー付着量検出パッチ検出センサユニットの構成例および中間転写体２０上に形成されたトナー付着量検出パッチ列の例を示す説明図
【図２６】図２３〜図２５に示すタンデム型カラー画像形成装置において、レジストパターン／トナー付着量検出パッチ検出センサユニット上に搭載されている中転上トナー付着量センサの内部構成図
【図２７】図２４のレジストパターンおよび図２５のトナー付着量検出パッチを検出するための回路構成図
【図２８】図２６のセンサ構成および図２７に示す回路構成において、トナー付着量検出パッチ検出時に発光素子制御手段が発光素子に対して行う制御の一例を示す説明図
【図２９】図２６のセンサ構成および図２７に示す回路構成において、トナー付着量検出パッチ検出時に発光素子制御手段が発光素子に対して行う制御の他の例を示す説明図
【図３０】図２３〜図２５に示すタンデム型カラー画像形成装置において、レジストパターン／トナー付着量検出パッチ検出センサユニット上に搭載されている中転上トナー付着量センサ１２００の内部構成図
【図３１】図２４のレジストパターンおよび図２５のトナー付着量検出パッチを検出するための回路構成図
【図３２】図３０のセンサ構成および図３１の回路構成において、トナー付着量検出パッチ検出時に発光素子制御手段が発光素子に対して行う制御の一例を示す説明図
【符号の説明】
１０ レジストパターン検出センサユニット
１１ｋ 画像形成ユニット
１１ｃ 画像形成ユニット
１１ｍ 画像形成ユニット
１１ｙ 画像形成ユニット
１４０１ 受光素子
１４０２ 発光素子
１４０３ 発光素子
１５０１ 発光素子制御手段
１８０１ 発光素子
１８０２ 受光素子
１８０３ 受光素子
１９０１ 発光素子制御手段
２１００ レジストパターン／トナー付着量検出パッチ共用検出センサユニット
２２００ 中転上レジストパターン検出センサ
２４０１ 受光素子
２４０２ 発光素子
２５０４ 発光素子制御手段
２５０５ 発光素子制御手段
２９０１ 発光素子
２９０２ 受光光素子（正反射光用）
３００４ 発光素子制御手段
３００５ 発光素子制御手段[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention provides a tandem type color image forming apparatus in which a plurality of image forming stations are arranged on a substantially straight line. Equipment related.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In a conventional color image forming apparatus, for example, a plurality of image forming units are arranged on a recording medium (e.g., plain paper or recycled paper in the case of an electrophotograph, and sometimes an OHP) conveying path along a horizontal direction. A tandem type in which an image forming substance is sequentially transferred from each image forming unit to a recording medium moving along a recording medium transport path, that is, a toner in the case of an electrophotographic method, and a color image is formed on the recording medium. The so-called are known.
[0003]
FIG. 13 shows a configuration diagram of a tandem type color image forming apparatus in which only a conventional image forming position shift detecting system is mounted. The interior of the color image forming apparatus mainly includes image forming units 11k, 11c, 11m, 11y, LSU 13, intermediate transfer unit 14, recording medium storage 15, transfer roller 17, fixing unit 18, and discharge unit 19. .
[0004]
The image forming units 11k, 11c, 11m, and 11y store toners having different color materials of black, cyan, magenta, and yellow, respectively, and perform image formation on a recording medium from the plurality of image forming units. It has a configuration that can be performed at once. This is why it is called a tandem type.
[0005]
In the present color image forming apparatus, first, the respective photoconductors 12k, 12c, 12m, and 12y inside the black image forming unit 11k, the cyan image forming unit 11c, the magenta image forming unit 11m, and the yellow image forming unit 11y are respectively controlled. Accordingly, black, cyan, magenta, and yellow latent images are respectively formed by the laser beams emitted from the LSU 13, and then black, cyan, magenta, and yellow stored in the image forming units 11k, 11c, 11m, and 11y. Adhere to the latent image portions on the respective photoconductors 12k, 12c, 12m, and 12y to form toner images.
[0006]
The black, cyan, magenta, and yellow toner images formed on the respective latent image portions are once transferred to the intermediate transfer unit 14 and then the recording medium supplied from the recording medium storage unit 15 is discharged to the discharge unit 19. At the contact point between the intermediate transfer unit 14 and the transfer roller 17 in the middle of the transfer, the image is retransferred to the recording medium. The recording medium to which the black, cyan, magenta, and yellow toner images have been transferred is subjected to fixing processing of the toner images by the fixing unit 18 and is discharged from the discharge unit 19.
[0007]
In a tandem-type color image forming apparatus, since there are a plurality of image forming units, the number of image forming units from each image forming unit due to the state of their attachment to the main body and the physical variation of the parts constituting the image forming units themselves, etc. An image forming position shift occurs, which appears as deterioration of image quality on a recording medium. Accordingly, it is necessary to detect a deviation of the image forming position of each image forming unit and to correct the deviation.
[0008]
As a method for detecting such an image forming position shift, for example, as described in “Prior Art” in JP-A-2000-89541, JP-A-2001-5249, and JP-A-2001-282835. Can be raised.
[0009]
This involves transferring a resist pattern, such as a predetermined straight line or figure, as a toner image for each color at predetermined intervals on a line that intersects at right angles to the conveyance direction of the intermediate transfer belt, and sends it to an optical sensor unit. This is a method of calculating the formation position deviation of each color image based on the detection time or the like by detecting each color toner image. Hereinafter, an example of a method of detecting each color toner image for calculating the formation position shift of each color image will be described.
[0010]
FIG. 14 shows a configuration example of a registration pattern (toner image for calculating image forming position deviation of each color) detection sensor unit 10 and a belt of the intermediate transfer unit 14 when the tandem type color image forming apparatus of FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram showing a resist pattern row formed on an (intermediate transfer member) 20. FIG. 15 is a configuration diagram of the two sensor units in FIG. Sensor units 2A0 and 2B0 are mounted near both ends of the resist pattern detecting means.
[0011]
Dotted lines 23 and 24 are observation points of the resist pattern rows 21 and 22 by the sensor units 2A0 and 2B0, respectively. That is, the resist pattern rows 21 and 22 composed of the toner images of the respective colors are arranged such that their respective middle points pass substantially near the center in a direction perpendicular to the direction of conveyance of the intermediate transfer belt of the sensor units 2A0 and 2B0, that is, each of the dotted lines. 23 and 24 are formed.
[0012]
The configuration of the two sensor units 2A0 and 2B0 in FIG. 14 is, for example, as shown in FIG. The two sensor configurations are exactly the same, each comprising a light emitting element 3A4, 3B4 and a light receiving element 3A5, 3B5. When the resist pattern is detected, the light emitting elements 3A4 and 3B4 emit light, and the light receiving elements 3A5 and 3B5 detect reflected light from the belt 20 of the intermediate transfer unit 14 or the toner image 301 formed thereon, respectively.
[0013]
FIG. 16 shows a circuit configuration diagram for detecting the resist pattern of FIG. 14 in the tandem type color image forming apparatus shown in FIGS. FIG. 17 is an explanatory diagram showing an example of control performed by the light emitting element control means on the light emitting elements to detect the resist pattern of FIG. The CPU 401 performs overall control of the image forming apparatus according to a program stored in the program ROM 402. The RAM 403 is used to secure a working memory necessary for the CPU 403 to control the image forming apparatus and to temporarily store input information from a sensor or the like.
[0014]
In the case of the tandem-type color image forming apparatus shown in FIGS. 13 to 15, the program ROM 402 also includes a program for controlling the sensor units 2A0 and 2B0 to detect a resist pattern. More specifically, for example, it controls the sensor light emitting element control means 404, 405 for driving the respective light emitting elements 3A4, 3B4 in the sensor units 2A0, 2B0, and outputs the light from the respective light receiving elements and the amplifying means 3A5, 3B5. By converting the obtained analog voltage signals into digital signals by A / D converters 411 and 412, detection results from sensor units 2A0 and 2B0 are obtained. As a control method performed by each sensor light emitting element control means 404, 405 on each light emitting element 3A4, 3B4 in the sensor unit 2A0, 2B0 in order to detect the resist pattern rows 21, 22 in FIG. Continuous lighting for the same period including before and after the resist pattern as shown in FIG.
[0015]
On the other hand, in order to control not only the tandem type but also the image density on the recording medium within a certain range, it is necessary to obtain some characteristic value of the toner, which can be the basis of the control.
[0016]
First, there is a mixing ratio of toner and carrier, which is detected by mounting a detection sensor by magnetic induction (hereinafter, referred to as a “TC sensor”) in the image forming unit. Second, an optical sensor is mounted. Then, there is a reflected light amount from a toner density measurement reference patch formed on the photoreceptor in the image forming unit or on the intermediate transfer unit. The amount of reflected light is proportional or inversely proportional to the amount of adhered toner.
[0017]
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-209470 discloses an optical sensor (hereinafter, referred to as an “optical toner adhering amount detecting sensor unit”) that detects the amount of adhering toner on a photoconductor, and based on the detection result. A color image forming apparatus of a type that controls the toner supply amount is disclosed. In general, the optical characteristics of a black toner image and a color toner image are different. Therefore, if these are measured under the same conditions, the detection accuracy of the toner adhesion amount differs between the measurement of the black toner image and the measurement of the color toner. In addition, the image densities of the black toner image and the color toner image cannot be kept constant with the same accuracy. Therefore, in the color image forming apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-209470, two patches are provided so that the light is received by the regular reflection light receiving element when measuring a patch with black toner, and the light is received by the diffuse reflection light receiving element when measuring a patch with color toner. The amount of toner adhered is measured by mechanically switching the mounting angle of the light receiving element.
[0018]
Further, an optical toner adhesion amount detection sensor unit described in an image forming apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-100481 (referred to as a “patch density sensor” in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-100481). There are also methods such as This is a regular-reflection light-emitting element that is arranged so that the light that is regularly reflected by the patch is incident on the light-receiving element, while the light-receiving element that receives reflected light from the toner-adhesion-amount detection patch formed on the intermediate transfer belt. And a diffuse reflection light emitting element arranged so that light diffusely reflected by the patch is incident on the light receiving element. That is, it is composed of one light receiving element and two light emitting elements.
[0019]
[Patent Document 1]
JP 2000-89541 A
[Patent Document 2]
JP 2001-5249 A
[Patent Document 3]
JP 2001-282835 A
[Patent Document 4]
JP-A-61-209470
[Patent Document 5]
JP 2001-100481 A
[0020]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in the tandem-type color image forming apparatus that requires detection and control of the image forming position shift amount as described in the related art, when the image density control is to be realized, the toner that can be the basis of the control is not possessed. Some characteristic values must be obtained.
[0021]
However, the above conventional technique has the following problems.
[0022]
(1) When the detection is to be performed by detecting the mixture ratio of the toner and the carrier by the TC sensor, there are the following problems.
[0023]
FIG. 18 is a configuration diagram of a tandem type color image forming apparatus in which a detection sensor by magnetic induction (hereinafter, referred to as a “TC sensor”) is mounted on each color image forming unit in the tandem type color image forming apparatus of FIG. 13, and FIG. 19 is a circuit configuration diagram for detecting a TC sensor output of each color image forming unit in the tandem type color image forming apparatus having the configuration of FIG.
[0024]
In this case, as shown in FIGS. 18 and 19, TC sensors (hereinafter, abbreviated to TCS) TCk, TCc, TCm, TCy, and TC respectively for the image forming units 11k, 11c, 11m, and 11y of the respective colors. It is necessary to arrange the TCS amplifying means 7k1, 7c1, 7m1, 7y1 and A / D converters 7k2, 7c2, 7m2, 7y2 accompanying the above. That is, a TC sensor and a peripheral circuit for the image forming unit are required, which leads to a significant increase in cost as compared with the case where only the image forming position deviation detecting system is mounted.
[0025]
(2) The following problems are encountered when an attempt is made to detect a toner density measurement reference patch formed on a photoconductor using an optical sensor disposed near the photoconductor.
[0026]
FIG. 20 shows a configuration example of a conventional optical sensor (sensor on the photoconductor) for detecting the amount of toner attached on the photoconductor. Although the basic configuration is the same as that of FIG. 15, the point different from FIG. 15 is that a toner image on a photosensitive member is detected instead of a toner image on an intermediate transfer member.
[0027]
However, when the present method is also applied to a tandem type color image forming apparatus, FIG. 21 shows a tandem type color image in which the photoconductor sensor shown in FIG. FIG. 22 is a circuit diagram of the tandem-type color image forming apparatus shown in FIGS. 20 and 21, and FIG. 22 is a circuit diagram for detecting the amount of toner adhering to the photoreceptor of each color image forming unit. Optical sensors (sensor unit on photoreceptor) 8k0, 8c0, 8m0, 8y0 for detecting the amount of toner adhering on the body, light-receiving elements and amplifying means 1002k, 1002c, 1002m, 1002y associated therewith, and light-emitting element control on photoreceptor Means 1003k, 1003c, 1003m, 1003y, A / D converters 1004k, 100 c, 1004m, it is necessary to place the 1004Y. That is, an optical sensor and a peripheral circuit for the image forming unit are required, which leads to a significant increase in cost as compared with a case where only the image forming position shift detecting system is mounted.
[0028]
(3) There is the following problem when an attempt is made to add an optical sensor for detecting a reference patch for toner concentration measurement formed on an intermediate transfer member (hereinafter abbreviated as “medium transfer”).
[0029]
FIG. 23 is a configuration diagram of a tandem-type color image forming apparatus having a resist pattern / toner adhesion amount detection patch detection sensor unit in which a medium transfer toner adhesion amount detection sensor is added to the resist pattern detection sensor unit of FIG. FIG. 24 is a view showing an example of a configuration of a resist pattern / toner adhesion amount detection patch detection sensor unit when the tandem type color image forming apparatus of FIG. 23 is viewed from above, and an example of a resist pattern row formed on the intermediate transfer member. FIG. FIG. 25 shows an example of a configuration of a resist pattern / toner adhesion amount detection patch detection sensor unit when the tandem type color image forming apparatus of FIG. 23 is viewed from above, and a toner adhesion amount detection patch array formed on the intermediate transfer body 20. It is explanatory drawing which shows an example. When the resist detection pattern / adhesion amount detection patch detection sensor unit 1100 is viewed from the top of the image forming apparatus, as shown in FIG. 24, in addition to the sensor units 2A0 and 2B0 on the sensor unit of FIG. An upper toner adhesion amount sensor 1200 is added. The observation point of the sensor 1200 is located on a dotted line 1201 on the surface of the intermediate transfer body 20, and the toner adhering amount detection patch row 1301 shown in FIG. 25 is formed so that the center near the main scanning direction passes on the dotted line 1201. . The detection of the resist pattern row shown in FIG. 24 is the same as that described with reference to FIGS.
[0030]
FIG. 26 is an internal configuration diagram of a medium transfer toner attachment amount sensor 1200 mounted on the resist pattern / toner attachment amount detection patch detection sensor unit 1100 in the tandem type color image forming apparatus shown in FIGS. 2 light emission and 1 light reception). Of the toner adhering amount detection patch array 1301 formed on the intermediate transfer member 24, the K toner receives specularly reflected light of the light emitted from the light emitting element 1402 by the light receiving element 1401, and the CMY color toner The light receiving element 1401 receives diffusely reflected light of light emitted from the light emitting element 1403.
[0031]
27 is a circuit configuration diagram for detecting the resist pattern of FIG. 24 and the toner adhesion amount detection patch of FIG. 25. FIG. 28 is a circuit diagram of the sensor configuration of FIG. 26 and the circuit configuration of FIG. FIG. 29 is an explanatory diagram showing an example of control performed by the light emitting element control means on the light emitting element when the light emitting element control means detects a toner adhesion amount detection patch in the sensor configuration of FIG. 26 and the circuit configuration of FIG. FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating another example of control performed on a light emitting element. Here, the difference between FIG. 28 and FIG. 29 is whether to turn on the light emitting element for diffuse reflection light when K is detected, and either can be selected.
[0032]
FIG. 30 is an internal configuration diagram of the intermediate transfer toner adhesion amount sensor 1200 mounted on the resist pattern / toner adhesion amount detection patch detection sensor unit in the tandem type color image forming apparatus shown in FIGS. 31 is a circuit configuration diagram for detecting the resist pattern of FIG. 24 and the toner adhesion amount detection patch of FIG. 25, and FIG. 32 emits light when the toner adhesion amount detection patch is detected in the sensor configuration of FIG. 30 and the circuit configuration of FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating an example of control performed on a light emitting element by an element control unit.
[0033]
In any of the sensor configurations, as shown in FIG. 23 to FIG. 32, compared with the case of only the color misregistration detection system shown in FIG. 13 to FIG. In the case of the configuration, the light receiving element 1401, the intermediate transfer toner adhesion amount sensor 1200, the light emitting element control unit 1501 and the A / D converter 1502, and in the case of the sensor configuration of FIG. 30, the light receiving element amplifying unit (for regular reflection) 1802, An amplifying unit (for diffuse reflection) 1803, a medium transfer toner adhesion amount sensor 1200, a light emitting element control unit 1901, and an A / D converter 1902) are required, and as a result, compared with a case where only the image forming position shift detection system is mounted. Then, it leads to a significant cost increase.
[0034]
Accordingly, the present invention provides a tandem-type color image forming apparatus in which a plurality of image forming stations are arranged on a substantially straight line. It is intended to provide a device.
[0035]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve this problem, a color image forming apparatus according to the present invention includes a plurality of image forming stations corresponding to predetermined colors, an image carrier for carrying an image formed by each image forming station, and an image carrier. A first detecting unit that reads a positional deviation amount detection pattern formed thereon; and a second detecting unit that reads both the positional deviation amount detection pattern and the toner adhesion amount detection pattern formed on the image carrier. It is configured.
[0036]
According to another aspect of the present invention, there is provided a color image forming apparatus, wherein the first detection unit and the second detection unit are each formed by at least one light emitting element and at least one light receiving element. And both have the same housing.
[0037]
Further, in order to solve this problem, the color image forming apparatus according to the present invention is configured such that the first detecting means and the second detecting means have different numbers of light emitting elements and / or light receiving elements from each other. is there.
[0038]
In order to solve this problem, in the color image forming apparatus according to the present invention, the first detecting means and the second detecting means may detect only the regular reflection light when detecting the displacement of the image forming position of each color. And the second detecting means uses diffuse reflected light when detecting the amount of non-black color toner adhering on the intermediate transfer member, and uses the diffused reflected light when detecting the amount of black toner adhering on the intermediate transfer member. The configuration uses only regular reflection light or both regular reflection light and diffuse reflection light.
[0039]
Thus, in a tandem-type color image forming apparatus in which a plurality of image forming stations are arranged on a substantially straight line, it is possible to achieve both detection of image forming position deviation and control of image density at a minimum cost.
[0040]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
According to the first aspect of the present invention, there are provided a plurality of image forming stations corresponding to predetermined colors, an image carrier for carrying an image formed by each image forming station, and an image carrier formed on the image carrier. A color image forming apparatus having first detection means for reading a displacement detection pattern and second detection means for reading both a displacement detection pattern and a toner adhesion detection pattern formed on an image carrier. There is an effect that the detection of the image formation position shift and the image density control can be achieved at the minimum cost.
[0041]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the first detecting means and the second detecting means are each formed by at least one light emitting element and at least one light receiving element. In addition, both of them are color image forming apparatuses having the same casing, and have an effect that detection of image forming position shift and image density control can be achieved at a minimum cost.
[0042]
A third aspect of the present invention is the color image forming apparatus according to the second aspect, wherein the first detecting means and the second detecting means have different numbers of light emitting elements and / or light receiving elements. This has the effect that the detection of the image forming position shift and the image density control can be achieved at the minimum cost.
[0043]
According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect of the present invention, the first detecting means and the second detecting means are configured to detect specularly reflected light when detecting the positional deviation of the image forming position of each color. And the second detecting means uses diffuse reflection light when detecting the amount of non-black color toner adhered on the intermediate transfer member, and detects the amount of black toner adhered on the intermediate transfer member when detecting the amount of black toner adhered on the intermediate transfer member. Is a color image forming apparatus that uses only specularly reflected light or both specularly reflected light and diffusely reflected light, and has an effect that it is possible to achieve both image formation position shift detection and image density control at a minimum cost. .
[0044]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 12, FIG. 26, and FIG. In the drawings, members having the same functions are denoted by the same reference numerals, and duplicate description is omitted.
[0045]
FIG. 1 is a block diagram showing a color image forming apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing a common use of a resist pattern / toner adhesion amount detection patch when the tandem type color image forming apparatus of FIG. 1 is viewed from above. FIG. 3 is an explanatory view showing an example of the configuration of a detection sensor unit and an example of a resist pattern formed on a belt of an intermediate transfer unit. FIG. 3 is a view showing a resist pattern when the tandem-type color image forming apparatus of FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of the configuration of a toner adhesion amount detection patch shared detection sensor unit and an example of a toner adhesion amount detection patch array formed on an intermediate transfer member. FIG. 4 shows the resist pattern / toner adhesion amount shown in FIGS. FIG. 5 is a configuration diagram showing an example of a sensor mounted on a detection patch shared detection sensor unit. FIG. 5 is a diagram showing a resist pattern shown in FIG. 2 and a toner adhesion amount detection patch shown in FIG. FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of control performed by the light emitting element control means on the light emitting element when detecting the resist pattern in the sensor configuration of FIGS. 4 and 26 and the circuit configuration of FIG. FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of control performed by the light emitting element control means on the light emitting element when the toner adhesion amount detection patch is detected in the sensor configuration of FIGS. 4 and 26 and the circuit configuration of FIG. 5, and FIG. FIGS. 4 and 26 are explanatory diagrams showing another example of the control performed by the light emitting element control means on the light emitting element when the toner adhering amount detection patch is detected in the sensor configuration of FIG. 5 and FIG. FIG. 10 is a block diagram showing an example of a sensor mounted on the sensor unit for detecting a resist pattern / toner attached amount detection patch in FIG. 3, and FIG. 10 is a tandem type color sensor shown in FIGS. In the image forming apparatus, a circuit configuration diagram for detecting the resist pattern in FIG. 2 and a toner adhesion amount detection patch in FIG. 3 is shown. FIG. 11 is a circuit diagram of the sensor configuration in FIGS. 9 and 30 and the circuit configuration in FIG. FIG. 12 is an explanatory diagram showing an example of control performed on the light emitting element by the light emitting element control means. FIG. 12 shows the light emitting element control means at the time of detecting the toner adhesion amount detection patch in the sensor configuration of FIGS. 9 and 30 and the circuit configuration of FIG. FIG. 9 is an explanatory diagram showing another example of control performed on the light emitting element by the device.
[0046]
FIG. 1 is a configuration example of a color image forming apparatus in the present embodiment. The difference between this color image forming apparatus and the configuration example of the tandem type color image forming apparatus equipped with only the image forming position shift detecting system shown in FIG. 13 is that a resist pattern (for calculating the image forming position shift of each color) is used. The toner image) detection sensor unit 10 is replaced with a detection sensor unit 2100 shared with a resist pattern / toner adhesion amount detection patch. There are no other differences.
[0047]
The resist pattern / toner adhesion amount detection patch shared detection sensor unit 2100 is a resist pattern / toner adhesion amount detection patch obtained by adding a medium transfer toner adhesion amount detection sensor to the resist pattern detection sensor unit 10 of FIG. A resist pattern / toner adhesion amount detection patch detection sensor unit 1100 in which a medium transfer toner adhesion amount detection sensor is added to the resist pattern detection sensor unit 10 shown in the configuration example of the tandem type color image forming apparatus having the detection sensor unit 1100) The configuration is different.
[0048]
FIG. 2 is a configuration example of a detection sensor unit 2100 for sharing a resist pattern / toner attached amount detection patch when the tandem type color image forming apparatus of FIG. 1 is viewed from above, and a belt 20 (intermediate transfer body) of the intermediate transfer unit 14. FIG. 3 is an example of a resist pattern / toner attached amount detection patch shared detection sensor unit 2100 when the tandem-type color image forming apparatus of FIG. 1 is viewed from above, and FIG. 5 is an example of a toner adhesion amount detection patch array formed on the transfer body 20.
[0049]
The number of sensors mounted on the sensor unit 2100 in FIGS. 1 to 3 is two, and the number of sensors in the tandem type color image forming apparatus mounting only the image forming position shift detection system shown in FIGS. Is the same.
[0050]
Also, the number of sensors in a tandem type color image forming apparatus having a resist pattern / toner adhesion amount detection patch detection sensor unit 1100 in which a medium transfer toner adhesion amount detection sensor is added to the sensor unit 10 shown in FIGS. ).
[0051]
The shapes and formation positions of the resist pattern rows 21 and 22 shown in FIG. 2 are the same as those in FIGS. 14 and 24, and the shape and the formation position in the sub-scanning direction of the toner adhesion amount detection patch row 1301 shown in FIG. 25, but the formation position in the main scanning direction is different from that in FIG.
[0052]
That is, the formation position of the toner adhesion amount detection patch array 1301 in the main scanning direction in FIG. 25 is at the center in the main scanning direction on the intermediate transfer member, but the toner adhesion amount detection patch array 1301 in FIG. The position is formed such that one of the two sensors mounted on both ends of the sensor unit 2100 in the main scanning direction detects the position.
[0053]
In the present embodiment, in sensor unit 2100 of FIGS. 2 and 3, detection is performed by sensor 1200 mounted at the same position as sensor unit 2A0 mounted on sensor unit 10 shown in FIGS. 14 and 15. Thus, it is formed at a position centered on the observation point 23.
[0054]
However, the toner adhesion amount detection patch array 1301 may be formed on the observation point 24 so as to be detected at the same position as the sensor unit 2B0 mounted on the sensor unit 10 shown in FIGS.
[0055]
In this case, the sensor 1200 is mounted at the same position as the sensor unit 2B0 mounted on the sensor unit 10 shown in FIGS. In the present invention, there is no limitation on which of the above-described toner adhesion amount detection patch arrays 1301 is formed. In any case, the sensor 1200 has the configuration shown in FIG.
[0056]
When the sensor 1200 mounted on the sensor unit 2100 shown in FIGS. 1 to 3 has the configuration shown in FIG. 26, the sensor 2200 also mounted on the sensor unit 2100 is the same as the sensor 1200 shown in FIG. However, it is desirable to have a configuration as shown in FIG. 4, that is, a configuration having the same housing as the configuration shown in FIG. 26 and having no light emitting element for diffuse reflection light.
[0057]
This is because the sensor 2200 detects only the resist pattern and does not detect the toner adhering amount detection patch row, so that a light emitting element for diffuse reflection is not required.
[0058]
As a result, the sensor unit 2100 according to the present embodiment is equivalent to a tandem-type color image forming apparatus equipped with only the image forming position shift detection system shown in FIGS. Cost increases.
[0059]
Further, looking at the circuit configuration shown in FIG. 5, as shown in the preceding paragraph, the sensor 1200 and the sensor 2200 have the same housing, and the sensor 1200 has two light emitting elements, whereas the sensor 2200 has the sensor 1200. Since the light emitting element for diffuse reflection is not required, the light emitting element control means 2504 of the sensor 1200 needs a circuit scale for driving two light emitting elements, but the light emitting element control means 2505 of the sensor 2200 is one light emitting element. , That is, the same scale as that of the tandem-type color image forming apparatus equipped with only the image forming position shift detecting system shown in FIG.
[0060]
Therefore, the circuit configuration of the present embodiment has a circuit size equivalent to one light emitting element as compared with the case of the tandem type color image forming apparatus equipped only with the image forming position shift detection system shown in FIGS. Cost increases.
[0061]
FIGS. 6 to 8 show the configuration of the present embodiment shown in FIGS. 1 to 4 using the circuit configuration of FIG. 5 to form the resist patterns 23 and 24 of FIG. This is an example of drive control of the light emitting elements 1402, 1403, and 2402 when detecting.
[0062]
When detecting the resist patterns 23 and 24, the light emitting element 1403 does not need to be driven. When detecting the toner adhering amount detection patch row 1301, only the light emitting element of the sensor 1200 is driven, and it is not necessary to drive the light emitting element of the sensor 2200. In the sensor 1200, when detecting the Y, M, and C toner adhesion amount detection patches, only the light emitting element 1403 is driven, and the light emitting element 1402 does not need to be driven. Conversely, when detecting the K toner adhesion amount detection, the light emitting element 1402 must be driven, but the light emitting element 1403 may or may not be driven. This point is not particularly defined in the present invention.
[0063]
Up to this point, the case where the sensor 1200 on the sensor unit 2100 has the configuration of two light emission and one light reception shown in FIG. 26 has been described. May be provided.
[0064]
In this case, as shown in FIG. 9, the configuration of the sensor 2200 is desirably the same as that of the sensor configuration shown in FIG. 30, and has no housing having a light receiving element for diffuse reflection. This is because the sensor 2200 detects only the resist pattern and does not detect the toner adhering amount detection patch array, so that a light receiving element for diffuse reflection is not required.
[0065]
As a result, the sensor unit 2100 in the present embodiment is equivalent to one tandem-type color image forming apparatus equipped with only the image forming position deviation detection system shown in FIGS. Cost increases.
[0066]
FIG. 10 shows a circuit configuration in the case where the sensor 1200 on the sensor unit 2100 shown in the preceding stage receives one light emission and two light receptions.
[0067]
The A / D converter 3011 on the sensor 1200 side needs a circuit scale for performing A / D processing of two light receiving element outputs, but the A / D converter 3012 on the sensor 2200 side requires a circuit scale for driving one light emitting element, that is, The same scale as that of the tandem type color image forming apparatus equipped with only the image forming position shift detecting system shown in FIG. Therefore, the circuit configuration of the present embodiment has a circuit size equivalent to one light receiving element as compared with the case of the tandem type color image forming apparatus having only the image forming position shift detection having the configuration shown in FIGS. Cost increase.
[0068]
As described above, when the sensor 1200 on the sensor unit 2100 has one light emission and two light receptions as shown in the first and second stages, the resist patterns 23 and 24 in FIG. 2 and the toner adhering amount detection patch row 1301 in FIG. 3 are detected. FIGS. 11 and 12 show examples of driving control of the light emitting elements 1801 and 2901 in this case, respectively. Among them, the drive control example of the light emitting elements 1801 and 2901 when performing the resist pattern detection shown in FIG. 11 is the same as that of the tandem type color image forming apparatus equipped with only the image forming position shift detection system shown in FIG. However, the output of the light receiving element on the sensor 1200 input via the A / D converter 3011 is programmed in the program ROM 402 so as to adopt the output from the light receiving element 1802.
[0069]
When detecting the toner adhesion amount detection patch, only the light emitting element 1801 on the sensor 1200 side is driven, and the light emitting element 2901 on the sensor 2200 side does not need to be driven.
[0070]
As described above, according to the present embodiment, in a tandem type color image forming apparatus in which a plurality of image forming stations are arranged on a substantially straight line, detection of image forming position shift and image density control can be achieved at a minimum cost. It is possible to do.
[0071]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in a tandem-type color image forming apparatus in which a plurality of image forming stations are arranged on a substantially straight line, it is possible to achieve both image formation position shift detection and image density control with minimum cost. An effective effect is obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a color image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of a resist pattern / toner adhesion amount detection patch shared detection sensor unit when the tandem type color image forming apparatus of FIG. 1 is viewed from above, and a resist pattern formed on a belt of an intermediate transfer unit. Explanatory diagram showing an example
FIG. 3 is a configuration example of a detection sensor unit that is used to detect both a resist pattern and a toner adhesion amount when the tandem type color image forming apparatus of FIG. 1 is viewed from above, and a toner adhesion amount detection patch array formed on an intermediate transfer member Explanatory diagram showing an example of
FIG. 4 is a configuration diagram showing an example of a sensor mounted on the sensor unit for detecting a resist pattern / toner attached amount detection patch in FIGS. 1 to 3;
FIG. 5 is a circuit configuration diagram for detecting the resist pattern of FIG. 2 and the toner adhesion amount detection patch of FIG. 3;
FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of control performed by a light emitting element control unit on a light emitting element when detecting a resist pattern in the sensor configuration of FIGS. 4 and 26 and the circuit configuration of FIG. 5;
FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of control performed by the light emitting element control means on the light emitting element when detecting the toner adhesion amount detection patch in the sensor configuration of FIGS. 4 and 26 and the circuit configuration of FIG. 5;
FIG. 8 is an explanatory diagram showing another example of control performed by the light emitting element control means on the light emitting element when the toner adhesion amount detection patch is detected in the sensor configuration of FIGS. 4 and 26 and the circuit configuration of FIG.
FIG. 9 is a configuration diagram showing an example of a sensor mounted on the sensor unit for detecting a resist pattern / toner attached amount detection patch in FIGS. 1 to 3;
FIG. 10 is a circuit configuration diagram for detecting the resist pattern of FIG. 2 and the toner adhesion amount detection patch of FIG. 3 in the tandem type color image forming apparatus of FIGS.
FIG. 11 is an explanatory diagram showing an example of control performed by a light emitting element control unit on a light emitting element when a resist pattern is detected in the sensor configuration of FIGS. 9 and 30 and the circuit configuration of FIG. 10;
FIG. 12 is an explanatory diagram showing another example of control performed by the light emitting element control means on the light emitting element when the toner adhesion amount detection patch is detected in the sensor configuration of FIGS. 9 and 30 and the circuit configuration of FIG.
FIG. 13 is a configuration diagram of a tandem type color image forming apparatus equipped with only a conventional image forming position shift detection system.
14 is an explanatory diagram showing a configuration example of a resist pattern detection sensor unit and a resist pattern example formed on a belt of an intermediate transfer unit when the tandem type color image forming apparatus of FIG. 13 is viewed from above.
FIG. 15 is a configuration diagram of two sensor units in FIG.
FIG. 16 is a circuit configuration diagram for detecting the resist pattern of FIG.
17 is an explanatory diagram showing an example of control performed on a light emitting element by a light emitting element control unit in order to detect the resist pattern of FIG.
18 is a configuration diagram of a tandem type color image forming apparatus in which a detection sensor by magnetic induction is mounted on each color image forming unit in the tandem type color image forming apparatus of FIG.
19 is a circuit configuration diagram for detecting a TC sensor output of each color image forming unit in the tandem type color image forming apparatus having the configuration of FIG.
FIG. 20 is a diagram illustrating a configuration example of a conventional optical sensor that detects the amount of toner adhered on a photoconductor;
21 is a configuration diagram of a tandem-type color image forming apparatus in which the photoconductor sensor shown in FIG. 20 is mounted on each color image forming unit.
FIG. 22 is a circuit configuration diagram for detecting the amount of toner adhering to the photoconductor of each color image forming unit in the tandem type color image forming apparatus shown in FIGS. 20 and 21;
FIG. 23 is a configuration diagram of a tandem type color image forming apparatus having a resist pattern / toner adhesion amount detection patch detection sensor unit in which a medium transfer toner adhesion amount detection sensor is added to the resist pattern detection sensor unit of FIG. 13;
24 shows an example of a configuration of a resist pattern / toner adhesion amount detection patch detection sensor unit when the tandem type color image forming apparatus of FIG. 23 is viewed from above, and an example of a resist pattern row formed on an intermediate transfer member. Illustration
25 is a configuration example of a resist pattern / toner adhesion amount detection patch detection sensor unit when the tandem type color image forming apparatus of FIG. 23 is viewed from above, and a toner adhesion amount detection patch array formed on the intermediate transfer body 20; Explanatory diagram showing an example of
FIG. 26 is an internal configuration diagram of a medium transfer toner adhering amount sensor mounted on a resist pattern / toner adhering amount detection patch detection sensor unit in the tandem type color image forming apparatus shown in FIGS. 23 to 25;
27 is a circuit configuration diagram for detecting the resist pattern of FIG. 24 and the toner adhesion amount detection patch of FIG. 25;
FIG. 28 is an explanatory diagram showing an example of control performed by the light emitting element control means on the light emitting element when detecting the toner adhesion amount detection patch in the sensor configuration of FIG. 26 and the circuit configuration of FIG. 27;
FIG. 29 is an explanatory diagram showing another example of control performed by the light emitting element control means on the light emitting element when detecting the toner adhesion amount detection patch in the sensor configuration of FIG. 26 and the circuit configuration of FIG. 27;
FIG. 30 is an internal configuration diagram of a medium transfer toner attachment amount sensor 1200 mounted on a resist pattern / toner attachment amount detection patch detection sensor unit in the tandem type color image forming apparatus shown in FIGS. 23 to 25;
31 is a circuit configuration diagram for detecting the resist pattern of FIG. 24 and the toner adhesion amount detection patch of FIG. 25;
FIG. 32 is an explanatory diagram showing an example of control performed by the light emitting element control means on the light emitting element when detecting the toner adhesion amount detection patch in the sensor configuration of FIG. 30 and the circuit configuration of FIG. 31;
[Explanation of symbols]
10 Resist pattern detection sensor unit
11k image forming unit
11c Image forming unit
11m image forming unit
11y image forming unit
1401 light receiving element
1402 Light emitting element
1403 light emitting element
1501 Light emitting element control means
1801 Light emitting element
1802 light receiving element
1803 Light receiving element
1901 Light emitting element control means
2100 Sensor unit for common use of resist pattern / toner adhesion amount detection patch
2200 Medium transfer resist pattern detection sensor
2401 light receiving element
2402 Light emitting device
2504 Light emitting element control means
2505 Light emitting element control means
2901 light emitting element
2902 light receiving element (for regular reflection light)
3004 Light emitting element control means
3005 Light emitting element control means
