JP2012159605A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】色ずれ検出用パターンの検出をより正確に行うことができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】互いに異なる色で画像を形成する複数の画像形成部でそれぞれ形成される画像を重ね合わせたときの色ずれを補正するために各画像形成部で色ずれ検出用パターンを形成して中間転写ベルト５へ転写し、正反射光受光部２０１と乱反射光受光部２０２を有する検出センサ７で色ずれ検出用パターンを読み取る。正反射光受光部２０１からの出力電圧が全ての色の色ずれ検出用パターンを検出可能か否か判定し、検出可能な場合には、正反射光受光部２０１のみを用いて色ずれ補正を行い、検出不可能な場合には、正反射光受光部２０１と乱反射光受光部２０２の両方を用いて色ずれ補正を行うように、正反射光受光部２０１と乱反射光受光部２０２の使用を切り換える。
【選択図】図２

Description

本発明は、カラー画像形成を行う複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関し、特に、像担持体の表面状態に応じて色ずれ検出用パターンを正確に検出する技術に関する。

従来から、タンデム方式を採用した複写機やプリンタ、ファクシミリ等のカラー画像形成装置では、複数の感光体に形成されたトナー像の相対的な形成位置のずれである色ずれを補正するために以下の処理を実行する。まず、各色の画像形成部を制御する制御部は各色の色ずれ補正用のパターンを中間転写体（中間転写ベルト）や記録媒体を搬送する搬送体（搬送ベルト）などの像担持体上に形成する。

こうして形成された色ずれ検出用パターンを光学センサによって検出し、制御部は検出した結果に基づいて像担持体上における色ずれ検出用パターンの相対的なずれ量を算出する。制御部は、算出結果に基づいて各色の画像形成部の画像形成タイミング等を制御する。

色ずれ検出用パターンを検出する方法としては、中間転写体の近傍に光学センサを配置し、中間転写体上に形成された色ずれ検出用パターンを光学センサで検出する方法が知られている。具体的には、光学センサが備える発光素子から中間転写体上に光を照射し、中間転写体の表面と中間転写体上に転写された色ずれ検出用パターンの反射光量の違いを光学センサが備えるフォトセンサによって検出することで、色ずれ検出用パターンを認識している。反射光を検出する方式としては、正反射光検出方式と乱反射光検出方式とがある。

色ずれ検出用パターンを正確に検出するためには、単一の検出手段（フォトセンサ）を用いて色ずれ検出用パターンの検出を行うことが望ましい。これは、単一の検出手段（フォトセンサ）を使用することで、複数の色の色ずれ補正用パターンの位置（相対的な位置）を正確且つ同時に検出することができるからである。

しかしながら、トナーの色によっては、正反射光検出方式と乱反射光検出方式のいずれかによる色ずれ検出用パターンの検出が不可能な場合が考えられる。例えば、中間転写体がクリーニング装置や転写装置等と摺擦して磨耗することによって中間転写体のグロス（表面光沢度）の低下が生じた場合が挙げられる。この場合、正反射光検出方式ではブラック（Ｋ）以外の色（イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、）の色ずれ検出用パターンを検出することができなくなる。これは、以下の理由による。

すなわち、色ずれ検出用パターンが形成されている領域からの正反射光量は、中間転写体そのものからの正反射光量よりも小さくなる。ここで、Ｙ，Ｍ，Ｃの検出用パターンが形成されている領域での正反射光量の低下量は、Ｋの検出用パターンが形成されている領域での正反射光量の低下量よりも小さい。一方、中間転写体の表面光沢度が低下すると、中間転写体そのものからの正反射光量が小さくなる。そのため、Ｙ、Ｍ、Ｃの検出用パターンが形成されている領域での正反射光量の低下量が、中間転写体そのものからの正反射光量の低下量と同等になると、Ｙ、Ｍ、Ｃの検出用パターンを検出することができなくなる。

そこで、正反射光検出方式をブラックの色ずれ検出用パターン検出に用い、乱反射光検出方式をブラック以外の色の色ずれ検出用パターン検出に用いるという、正反射光検出方式と乱反射光検出方式を併用する技術が提案されている（特許文献１参照）。

特開２００７−１５６１５９号公報

特許文献１に記載の技術では、正反射光検出方式と乱反射光検出方式を併用しているため、表面光沢度の低下時においても各色の色ずれ検出用パターンを検出することができる。しかし、特許文献１に記載の技術は正反射光検出方式のみによってパターン検出が可能な中間転写体の表面状態であっても正反射光検出方式と乱反射光検出方式を併用している。そのため、色ずれ検出用パターンを正確に検出するためには単一の検出手段を用いて色ずれ検出用パターン検出を行うことが望ましいという要望を満たすことができない。

本発明は、単一の検出手段を用いるか複数の検出手段を用いるかを切り替えることによって色ずれ検出用パターンをより正確に検出することができる画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明に係る画像形成装置は、像担持体と、前記像担持体上に互いに異なる色のトナーを用いて複数色のトナー像を形成する複数の画像形成部と、を備える画像形成装置であって、複数の前記画像形成部はそれぞれ、前記像担持体上に前記互いに異なる色のトナーを用いて前記複数色のトナー像の形成位置を補正するための複数色の色ずれ検出用パターンを形成し、前記像担持体及び複数色の前記色ずれ検出用パターンに光を照射する発光手段と、前記像担持体及び複数色の前記色ずれ検出用パターンからの正反射光を受光し、受光した前記正反射光の強さに応じた信号を出力する正反射光受光手段と、前記像担持体及び複数色の前記色ずれ検出用パターンからの乱反射光を受光し、受光した前記乱反射光の強さに応じた信号を出力する乱反射光受光手段と、を備え、前記正反射光受光手段又は前記乱反射光受光手段から出力される信号に基づいて前記像担持体上における複数色の前記色ずれ検出用パターンの相対位置関係を検出する検出手段と、前記像担持体上における複数色の前記トナー像どうしのずれが低減されるように、前記検出手段によって検出される前記相対位置関係に基づいて、前記像担持体上における複数色の前記トナー像の形成位置を補正する補正手段と、を有し、前記補正手段は、前記像担持体からの正反射光を受光したことに応じて前記正反射光受光手段から出力される信号の出力レベルが所定のレベル以上である場合、前記正反射光受光手段からの信号のみに基づいて検出される前記相対位置関係に基づいて複数色の前記トナー像の形成位置を補正し、前記出力レベルが前記所定のレベル未満である場合、前記正反射光受光手段からの信号と前記乱反射光受光手段からの信号とに基づいて検出される前記相対位置関係に応じて複数色の前記トナー像の形成位置を補正することを特徴とする。

本発明によれば、正反射光受光手段の出力から全ての色の色ずれ検出用パターンを検出することができる場合には、正反射光受光手段のみを使用する。これにより、精度の高い色ずれ補正を行うことができる。一方、正反射光受光手段の出力から全ての色の色ずれ検出用パターンを検出することができない場合には、正反射光受光手段と乱反射光受光手段を使用して全ての色の色ずれ検出用パターンを検出する。これにより、像担持体の表面光沢度が低下したときの色ずれ補正にも適切に対処することができる。こうして、ひいては、高画質な画像形成を継続して行うことが可能になる。

本実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。 画像形成装置が備える検出センサの概略構成を示す図である。 画像形成装置の制御系の概略を示すブロック図である。 検出センサが中間転写ベルト上に形成された色ずれ検出用パターンを検出したときの出力電圧信号を示す図であり、（ａ）は中間転写ベルトの表面光沢度が高い場合の図、（ｂ）は中間転写ベルトの表面光沢度が低くなった場合の図である。 パターン検出センサからの出力電圧信号を２値化した信号を示す図であり、（ａ）は正反射光受光部からの出力電圧信号の場合の図、（ｂ）は乱反射光受光部からの出力電圧信号の場合の図である。 パターン検出センサからの出力電圧信号を２値化した信号における検出タイミングのずれを示す図である。 画像形成装置が備える切り換え部の動作態様を模式的に示す図である。 画像形成装置の制御フローを示すフローチャートである。 図８中のオートレジ（ステップＳ４）の処理フローを示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。本実施形態では、本発明に係る画像形成装置として、電子写真方式を用いたデジタルカラー複合機（ＭＦＰ：Multi-Function Peripheral）を取り上げることとする。なお、本実施形態に記載される画像形成装置の構成部品の寸法、材質、形状、相対配置等は、特に特定的な記載がない限りは、以下に示される形態に限定されるものではない。

＜画像形成装置の概略構成＞
図１は本実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。画像形成装置は、４連タンデム方式によりカラー画像を形成するための複数の画像形成部を備える。すなわち、画像形成装置は、図１の左側から順に、互いに異なる複数色、すなわち、イエロー（Ｙ），シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），ブラック（Ｋ）のトナー像を形成するための同等構造を有する画像形成部が一列に配置された構造を有している。各画像形成部では、レーザ書き込み手段１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄにより感光体ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄに静電潜像が形成され、形成された静電潜像は現像器１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄによりトナー現像され、トナー像が形成される。

感光体ドラム１ａ〜１ｄにそれぞれ形成されたＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋのトナー像は、像担持体上に順次、重ね合わせて転写される。本実施形態では、像担持体は中間転写ベルト５であるとする。よって、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋのトナー像は、中間転写ベルト５上に、順次、重ね合わせて転写され、これによりカラートナー画像６が形成される。カラートナー画像６は、ベルト支持ローラ３と転写ローラ４との当接部（転写位置）で、用紙搬送路を搬送されてきた用紙Ｐ上に転写される。こうしてカラートナー画像６が転写された用紙Ｐは、搬送ベルト１２によって定着部（不図示）に送られ、そこで用紙Ｐ上にトナー像を定着する処理がなされた後、画像形成装置の外部に排出（排紙）される。

本実施形態に係る画像形成装置では、所定のタイミングで、各画像形成部にて各色のトナー像の形成位置を補正するための色ずれ補正用のパターン画像（以下「色ずれ検出用パターン」と記する）が形成され、中間転写ベルト５上に転写される。所定のタイミングは、例えば、印刷枚数が既定の一定枚数に達した時である。

中間転写ベルト５近傍には、色ずれ検出用パターンを検出する検出センサ７が配置されている。検出センサ７が中間転写ベルト５上に転写された色ずれ検出用パターンを検出し（読み取り）、色ずれ検出用パターンどうしの相対位置関係を求める。その結果に基づいて、後述するように、トナー像どうしのずれが低減されるように各画像形成部にて各色のトナー像の形成位置を補正するための色ずれ補正（オートレジ）が行われる。

＜検出センサ７の概略構成＞
図２は、検出センサ７の概略構成を示す図である。検出センサ７は、照射対象に対して光を照射する発光部としての発光素子２００と、照射対象からの正反射光を受光する正反射光受光部２０１と、照射対象からの乱反射光を受光する乱反射光受光部２０２と、を備えている。なお、照射対象は、本実施形態では、中間転写ベルト５及び中間転写ベルト５上に転写された色ずれ検出用パターンである。

検出センサ７では、発光素子２００から中間転写ベルト５へ一定角度で光を照射したときの正反射光を正反射光受光部２０１で受光することができるように、入射角と反射角とが等しくなる位置に発光素子２００と正反射光受光部２０１とが配置されている。また、乱反射光受光部２０２は、中間転写ベルト５からの乱反射光を受光することができるように、入射角と反射角とが等しくならない位置に配置されている。

検出センサ７からは、出力信号として、中間転写ベルト５そのものの表面及び中間転写ベルト５の表面に形成された色ずれ検出用パターンからの反射受光量に応じたアナログの電圧信号が、光電変換によって出力される。図２に示される第１の信号発生部である第１信号発生コンパレータ２０３及び第２の信号発生部である第２信号発生コンパレータ２０４については、図３を参照して、後に説明する。

なお、検出センサ７の組み立て時に、発光素子２００、正反射光受光部２０１及び乱反射光受光部２０２のそれぞれの光軸が調整されている。但し、検出センサ７の組み立てときの光軸調整は設計値での調整となり、実際には機差によるばらつき（光軸ずれ）が生じてしまい、色ずれ補正時に正反射光受光部２０１と乱反射光受光部２０２との間で検出タイミングにずれが生じるおそれがある。本実施形態では、後述する通り、光軸ずれによる検出タイミングのずれ（光軸のずれ量）をオフセットとして保持し、色ずれ補正の際の信号補正に用いる。

＜画像形成装置の制御系＞
図３は、画像形成装置の制御系の概略を示すブロック図である。ＣＰＵ１０９は、制御系の中枢であり、各種命令を制御している。ＣＰＵ１０９の制御は、ＲＯＭ１１０に格納されているプログラムデータに基づいて行われる。

検出センサ７は、上述した通り、中間転写ベルト５上に各色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のトナーにより形成される色ずれ検出用パターンを検出するための反射型光学センサであり、正反射光受光部２０１及び乱反射光受光部２０２を有している。図２にも示されるように、正反射光受光部２０１からの出力電圧信号は第１信号発生コンパレータ２０３に入力され、乱反射光受光部２０２からの出力電圧信号は第２信号発生コンパレータ２０４に入力される。

第１信号発生コンパレータ２０３は、正反射光受光部２０１から入力された出力電圧信号の大きさ（出力レベル）と予め定められた閾値（第１閾値）とを対比して、２値化した第１のデジタル信号を出力する。同様に、第２信号発生コンパレータ２０４は、乱反射光受光部２０２から入力された出力電圧信号の大きさ（出力レベル）と予め定められた閾値（第２閾値）とを対比して、２値化した第２のデジタル信号を出力する。これらの処理の詳細については、後に図４を参照して説明する。

図３に示されるように、正反射光受光部２０１からの出力電圧信号と乱反射光受光部２０２からの出力電圧信号は共に、Ａ／Ｄコンバータ２０５に入力される。Ａ／Ｄコンバータ２０５では、正反射光受光部２０１及び乱反射光受光部２０２から入力されたアナログの出力電圧信号をデジタル信号に変換する。

ＡＳＩＣ１０１は、検出センサ７の検出結果に基づいて色ずれ補正を行うための各種の演算部を備えたデジタル集積回路である。ＡＳＩＣ１０１は、パターン生成部１０２、パターン読み取り制御部１０３、色ずれ量算出部１０４、色ずれ補正部１０５、表面状態算出部１０６、オフセット検出部１０７及び切り換え部１０８を有する。

パターン生成部１０２は、オートレジを実行する際に生成する色ずれ検出用パターンの画像データを生成する。パターン読み取り制御部１０３は、第１信号発生コンパレータ２０３及び第２信号発生コンパレータ２０４からそれぞれ出力される２値化された出力信号（第１のデジタル信号と第２のデジタル信号）を読み取り、一時的にデータを格納する。第１信号発生コンパレータ２０３及び第２信号発生コンパレータ２０４での第１のデジタル信号と第２のデジタル信号の生成方法については、図４，５を参照して後述する。

色ずれ量算出部１０４は、読み取ったパターンデータに基づいて、色毎の色ずれ検出用パターンの位置ずれ（色ずれ量）を算出する。なお、パターンデータとは、第１信号発生コンパレータ２０３及び第２信号発生コンパレータ２０４から出力される第１のデジタル信号と第２のデジタル信号である。色ずれ補正部１０５は、色ずれ量算出部１０４によって算出された色ずれ量に基づいて、レーザ書き込み手段１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄが感光体ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄに静電潜像を形成するための書き込みタイミング等を補正する。これにより、感光体ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄのそれぞれにおけるトナー像の形成位置が補正される。

表面状態算出部１０６は、Ａ／Ｄコンバータ２０５から取得したデジタル信号に基づいて中間転写ベルト５の表面光沢度を算出する。表面光沢度は、後述するように、パターン検出可能領域かパターン検出不可能領域かを判定するための切り換え基準と比較される値である。オフセット検出部１０７は、後に図５を参照して説明するように、検出センサ７の受光部（正反射光受光部２０１及び乱反射光受光部２０２）で同一の色ずれ検出用パターンを読み取った際の受光部間の検出タイミングのずれを算出して、その値を格納する。

切り換え部１０８は、表面状態算出部１０６の算出値から、正反射光受光部２０１のみで色ずれ検出用パターン検出を行って色ずれ補正を行うか、正反射光受光部２０１と乱反射光受光部２０２で色ずれ検出用パターン検出を行って色ずれ補正を行うか、を切り換える。切り換え部１０８による切り換え制御の詳細は、後に図６及び図７を参照して説明する。

＜検出センサ７からの出力信号＞
図４は、検出センサ７が中間転写ベルト５上に形成された色ずれ検出用パターンを検出したときの出力電圧信号を示す図である。図７（ａ）は中間転写ベルト５の表面光沢度が高い場合を、図７（ｂ）は中間転写ベルト５の表面光沢度が低くなった場合を、それぞれ示している。

図４（ａ）に示されるように、中間転写ベルト５の表面光沢度が高い場合、中間転写ベルト５そのものの表面からの反射光では、正反射光成分が多いために正反射光受光部２０１からの出力電圧（アナログ出力）は大きくなる。一方、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの色ずれ検出用パターンが形成されているところでは正反射光成分が少なくなるため、正反射光受光部２０１からの出力電圧は小さくなり、Ｋの色ずれ検出用パターンが形成されているところで特に出力電圧が小さくなる。

また、中間転写ベルト５の表面光沢度が高い場合、中間転写ベルト５そのものの表面からの反射光では、乱反射光成分は少ないために乱反射光受光部２０２からの出力電圧は小さくなる。ここで、Ｙ，Ｍ，Ｃの色ずれ検出用パターンが形成されているところでは、乱反射光成分が多くなるために乱反射光受光部２０２からの出力電圧は大きくなる。一方、Ｋの色ずれ検出用パターンが形成されているところでは、他の色の色ずれ検出用パターンが形成されているところよりも乱反射光成分が少ない。そのため、Ｋの色ずれ検出用パターンが形成されているところに対応する乱反射光受光部２０２からの出力電圧は、中間転写ベルト５そのものの表面からの乱反射光成分に対応する乱反射光受光部２０２からの出力電圧とほぼ同等となる。

図４（ｂ）に示されるように、中間転写ベルト５の表面光沢度が低くなった場合、中間転写ベルト５そのものの表面からの反射光では、正反射光成分が少なくなるために正反射光受光部２０１からの出力電圧は小さくなる。ここで、中間転写ベルト５上にＹ，Ｍ，Ｃの色ずれ検出用パターンが形成されているところでは、正反射光成分は少なくなる。そのため、Ｙ，Ｍ，Ｃの色ずれ検出用パターンが形成されているところに対応する正反射光受光部２０１からの出力電圧は、中間転写ベルト５そのものの表面からの正反射光成分に対する正反射光受光部２０１からの出力電圧とほぼ同等となる。一方、Ｋの色ずれ検出用パターンが形成されているところに対応する正反射光受光部２０１からの出力電圧は、中間転写ベルト５そのものの表面からの正反射光成分に対する正反射光受光部２０１の出力電圧よりも更に小さくなる。

また、中間転写ベルト５の表面光沢度が低くなった場合、中間転写ベルト５そのものの表面からの反射光では、乱反射光成分は少ないために乱反射光受光部２０２からの出力電圧は小さくなる。ここで、中間転写ベルト５上でＹ，Ｍ，Ｃの色ずれ検出用パターンが形成されているところでは、乱反射光成分が多くなるため、乱反射光受光部２０２からの出力電圧は大きくなる。一方、Ｋの色ずれ検出用パターンが形成されているところでは、他の色の色ずれ検出用パターンが形成されているところよりも乱反射光成分が少ない。そのため、Ｋの色ずれ検出用パターンが形成されているところに対応する乱反射光受光部２０２からの出力電圧は、中間転写ベルト５そのものの表面からの乱反射光成分に対応する乱反射光受光部２０２からの出力電圧とほぼ同等となる。

なお、図４に示される第１閾値及び第２閾値については、図５を参照して以下に説明する。

＜検出センサ７からの出力電圧信号の２値化＞
図５は、検出センサ７からの出力電圧信号を２値化した信号を示す図であり、（ａ）は正反射光受光部２０１からの出力電圧信号の場合、（ｂ）は乱反射光受光部２０２からの出力電圧信号の場合をそれぞれ示している。上述の通り、検出センサ７からの出力電圧信号を２値化する処理は、第１信号発生コンパレータ２０３及び第２信号発生コンパレータ２０４により実行される。

先に図４に示した通り、中間転写ベルト５そのものの表面からの反射光のうちの正反射光成分の大きさは中間転写ベルト５の表面光沢度の影響を受けて変化するため、正反射光受光部２０１からの出力電圧の大きさ（出力電圧値）はこの変化を反映した値を示す。そこで、図５（ａ）に示されるように、中間転写ベルト５そのものの表面からの反射光のうちの正反射光成分の検出に伴う正反射光受光部２０１からの出力電圧値を第１の閾値設定基準として、これよりも小さい値の第１閾値を設定する。

中間転写ベルト５そのものの表面からの正反射光成分量の変化に応じて第１の閾値設定基準となる正反射光受光部２０１からの出力電圧値が変化するため、第１閾値の絶対値は、第１の閾値設定基準の絶対値の変化に合わせて、その差が一定となるように変化する。すなわち、第１閾値の絶対値は、常に一定ではなく、図４（ａ），（ｂ）に示されるように第１の閾値設定基準と第１閾値との差が常に一定となるように、設定される。

第１信号発生コンパレータ２０３は、正反射光受光部２０１からの出力電圧値のピーク値が第１閾値以下となるか否かを判定し、以下となる場合には「１」に、以下とならない場合には「０」に２値化した第１のデジタル信号を出力する。

同様に、図５（ｂ）に示されるように、中間転写ベルト５そのものの表面からの反射光のうちの乱反射光成分の検出に伴う乱反射光受光部２０２からの出力電圧値を第２の閾値設定基準として、これよりも大きい値に第２閾値を設定する。第１閾値と同様に、第２閾値の絶対値も常に一定であるものではなく、第２の閾値設定基準と第２閾値との差が常に一定となるように設定されるが、図４（ａ），（ｂ）に示されるように、第２閾値の絶対値の変化は第１閾値の絶対値の変化に比べると極めて小さい。第２信号発生コンパレータ２０４は、乱反射光受光部２０２からの出力電圧値のピーク値が第２閾値以上となるか否かを判定し、以上となる場合には「１」に、以上とならない場合には「０」に２値化した第２のデジタル信号を出力する。

＜検出センサ７における検出タイミングのずれの補正＞
図６は、検出センサ７が色ずれ検出用パターンを検出したときの正反射光受光部２０１と乱反射光受光部２０２の検出タイミングのずれに基づく、２値化された信号（第１及び第２のデジタル信号）における検出タイミングのずれを示す図である。

色ずれ補正は、正反射光受光部２０１で色ずれ検出用パターン読み取ったときの検出タイミングと乱反射光受光部２０２で色ずれ検出用パターンを読み取ったときの検出タイミングとに基づいて行われる。ここで、上述した通り、検出センサ７における光軸ずれ等により、１つの色ずれ検出用パターンを正反射光受光部２０１と乱反射光受光部２０２とでそれぞれ読み取ったときの検出タイミングがずれてしまうことがある。この場合、検出タイミングを補正しなければ、正反射光受光部２０１と乱反射光受光部２０２が同一の色ずれ検出用パターンを検出しているにもかかわらず、位置のずれた色ずれ検出用パターンをそれぞれ検出したことになってしまい、正確な色ずれ補正が行えなくなる。そこで、光軸ずれ等に起因する検出タイミングのずれをオフセットとして保持し、色ずれ補正に用いる。

具体的には、図６に示されるように、第１のデジタル信号におけるパルス（「１」の信号）の重心と、第２のデジタル信号におけるパルス（「１」の信号）の重心とのずれを算出してオフセット値とし、その値を保持する。

＜検出センサ７における受光部の切り換え＞
図７は、切り換え部１０８の動作、すなわち、検出センサ７の正反射光受光部２０１と乱反射光受光部２０２との間で色ずれ補正に用いる受光部を切り換える動作態様を模式的に示す図である。

中間転写ベルト５の表面光沢度を表す正反射光受光部２０１からの出力電圧の大きさは、耐久時間の経過に伴い（つまり、画像形成装置が使用されることで経時的に）、低下していく。そのため、正反射光受光部２０１からの出力電圧の大きさが、全ての色の色ずれ検出用パターンを検出可能な大きさであるパターン検出可能領域では、正反射光受光部２０１からの出力電圧信号のみを用いてオートレジを行う。一方、正反射光受光部２０１からの出力電圧信号の大きさが、全ての色の色ずれ検出用パターンを検出可能な大きさではないパターン検出不可能領域では、正反射光受光部２０１と乱反射光受光部２０２からそれぞれ出力される電圧信号を用いてオートレジを行う。

パターン検出可能領域であるかパターン検出不可能領域であるかを判定するための切り換え基準（所定のレベル）は、画像形成装置において予め定められている。前述したように、正反射光受光部２０１からの出力電圧信号はＡ／Ｄコンバータ２０５に入力され、Ａ／Ｄコンバータ２０５は、入力された出力電圧信号をデジタル信号に変換してＣＰＵ１０９及びＡＳＩＣ１０１へ出力する。ＡＳＩＣ１０１の表面状態算出部１０６が表面光沢度を算出し、ＣＰＵ１０９は、表面光沢度が切り換え基準以上であるか否かを判定する。

切り換え部１０８は、ＣＰＵ１０９による判定結果に基づいて、オートレジを正反射光受光部２０１からの出力電圧信号のみを用いて行うか、正反射光受光部２０１と乱反射光受光部２０２からそれぞれ出力される電圧信号を用いて行うかを切り換える。なお、切り換え部１０８が、正反射光受光部２０１からの出力電圧信号の大きさが切り換え基準以上であるか否かを判定するようにしてもよい。

＜画像形成装置の制御＞
図８は、画像形成装置の制御フローを示すフローチャートである。画像形成装置の制御は、ＣＰＵ１０９がＲＯＭ１１０に格納されているプログラムをＲＡＭに展開して実行することにより、画像形成装置を構成する各種の被制御部がＣＰＵ１０９からの指令に従って動作することにより実現される。

最初にＣＰＵ１０９は、プリントジョブの開始を検出するために、プリントジョブが入力されたか否かを判定する（ステップＳ１）。プリントジョブが入力されていない場合（Ｓ１で“ＹＥＳ”）、ステップＳ１でプリントジョブの入力を待ち、プリントジョブが入力された場合（Ｓ１で“ＹＥＳ”）、プリント動作を開始する（ステップＳ２）。

プリント動作の開始後、ＣＰＵ１０９は、プリント総数（本プリントジョブ以前のプリントジョブのプリント枚数を含む積算枚数）が予め定められた一定枚数に達したか否かを判定する（ステップＳ３）。一定枚数に達した場合（Ｓ３で“ＹＥＳ”）、ＣＰＵ１０９は、オートレジを行う（ステップＳ４）。なお、オートレジが行われると、プリント総数のカウントはゼロにリセットされる。一定枚数に達していない場合（Ｓ３で“ＮＯ”）及びオートレジの終了後には、ＣＰＵ１０９は、プリントジョブが終了か否かを判定する（ステップＳ５）。プリントジョブが終了していれば（Ｓ５で“ＹＥＳ”）、処理は終了となり、プリントジョブが終了していない場合（Ｓ５で“ＮＯ”）、処理はステップＳ３に戻されて、プリントジョブの残りについてプリント動作が実行される。

＜オートレジの処理フロー＞
図９は、図８中のオートレジ（ステップＳ４）の処理フローを示すフローチャートである。オートレジが開始されると、最初に、中間転写ベルト５の表面状態が検出され、表面状態算出部１０６が中間転写ベルト５の表面光沢度を求める（ステップＳ１１）。具体的には、先ず、発光素子２００から中間転写ベルト５に光を照射したときの中間転写ベルト５そのものの表面からの正反射光が正反射光受光部２０１で検出され、正反射光受光部２０１からの出力電圧がＡ／Ｄコンバータ２０５でデジタル信号に変換される。表面状態算出部１０６は、このデジタル信号から表面光沢度を求める。

次に、ＣＰＵ１０９は、ステップＳ１１で求めた表面光沢度が切り換え基準以上か否かを判定する（ステップＳ１２）。表面光沢度が切り換え基準以上の場合（Ｓ１２で“ＹＥＳ”）、正反射光受光部２０１のみを使用して色ずれ検出用パターンを検出してオートレジを行う「第１のオートレジ制御」の制御に入る。一方、表面光沢度が切り換え基準未満の場合（Ｓ１２で“ＮＯ”）、正反射光受光部２０１と乱反射光受光部２０２の両方を使用して色ずれ検出用パターンを検出してオートレジを行う「第２のオートレジ制御」の制御に入る。正反射光受光部２０１のみを使用するか又は正反射光受光部２０１と乱反射光受光部２０２の両方を使用するかの切り換えは、ＣＰＵ１０９からの指令を受けた切り換え部１０８により行われる。

［第１のオートレジ制御］
正反射光受光部２０１と乱反射光受光部２０２のそれぞれの検出タイミングにずれが在るか否かを確認するために、オフセット検出部１０７がこれらの受光部間のオフセット値を保持しているか否かが確認される（ステップＳ１３）。

オフセット値が保持されている場合（Ｓ１３で“ＹＥＳ”）、正反射光受光部２０１のみで全ての色の色ずれ検出用パターンを検出することが可能なため、正反射光受光部２０１のみを用いてオートレジを行う。その手順として、先ず、中間転写ベルト５上に各色の色ずれ検出用パターンが形成され（ステップＳ１４）、正反射光受光部２０１を用いて色ずれ検出用パターンが検出される（ステップＳ１５）。

正反射光受光部２０１から出力された出力電圧信号は、第１信号発生コンパレータ２０３により２値化されて第１のデジタル信号へ変換される。第１のデジタル信号はパターン読み取り制御部１０３に一時的に格納され、オフセット検出部１０７に保持されているオフセット値と読み取られたパターンデータ（第１のデジタル信号）とを用いて色ずれ量が算出される（ステップＳ１６）。こうして算出された色ずれ量に基づいて、書き込みタイミングが補正され（ステップＳ１７）、こうしてオートレジは終了する。

受光部間のオフセット値が保持されていない場合（Ｓ１３で“ＮＯ”）、中間転写ベルト５上に各色の色ずれ検出用パターンが形成される（ステップＳ１８）。続いて、正反射光受光部２０１と乱反射光受光部２０２とを用いて色ずれ検出用パターンが検出される（ステップＳ１９）。正反射光受光部２０１からの出力電圧信号は第１信号発生コンパレータ２０３により２値化されて第１のデジタル信号へ変換され、乱反射光受光部２０２からの出力電圧信号は第２信号発生コンパレータ２０４により２値化されて第２のデジタル信号へ変換される。

第１のデジタル信号はパターン読み取り制御部１０３に一時的に格納され、読み取られたパターンデータ（第１のデジタル信号）に基づいて色ずれ量が算出される（ステップＳ２０）。こうして算出された色ずれ量に基づいて、書き込みタイミングが補正され（ステップＳ２１）。更に、オフセット検出部１０７が、第１のデジタル信号と第２のデジタル信号とを対比して、正反射光受光部２０１と乱反射光受光部２０２との間の検出タイミングのずれ量を求め、オフセット値として保持する（ステップＳ２２）。

［第２のオートレジ制御］
第２のオートレジ制御では、先ず、中間転写ベルト５上に各色の色ずれ検出用パターンが形成される（ステップＳ２３）。続いて、正反射光受光部２０１を用いてＫの色ずれ検出用パターンが検出され、乱反射光受光部２０２を用いてＹ，Ｍ，Ｃの各色ずれ検出用パターンが検出される（ステップＳ２４）。正反射光受光部２０１からの出力電圧信号は第１信号発生コンパレータ２０３によって２値化されて第１のデジタル信号に変換され、乱反射光受光部２０２からの出力電圧信号は第２信号発生コンパレータ２０４より２値化されて第２のデジタル信号に変換される。

第１のデジタル信号と第２のデジタル信号はパターン読み取り制御部１０３に一時的に格納され、読み取られたパターンデータ（第１のデジタル信号と第２のデジタル信号）に基づいて、色ずれ量が算出される（ステップＳ２５）。次いで、第１のオートレジ制御の際に導出しているオフセット値を用いて検出タイミングの補正が行われ（ステップＳ２６）、補正された色ずれ量に基づいて書き込みタイミングが補正される（ステップＳ２７）。

このように、本実施形態に係る画像形成装置では、正反射光受光部２０１が検出した正反射光量が予め定められた値よりも大きいときは、検出した正反射光量のみに基づいてオートレジを行う。これにより、正反射光受光部２０１と乱反射光受光部２０２との間の光軸ずれ等の影響を排除して、精度の高い色ずれ検出用パターンの検出を行うことができ、ひいては、高画質の画像形成を行うことが可能になる。

また、第１のオートレジ制御の際に同一の色ずれ検出用パターンを正反射光受光部２０１及び乱反射光受光部２０２で検出することにより、正反射光受光部２０１と乱反射光受光部２０２との間の検出タイミングのずれを検出してオフセット値としている。これにより、特別に検出タイミングのずれを検出する処理を行う必要が無く、よって、ダウンタイムの増加も起こらない。

＜画像形成装置の変形例＞
上記実施形態では中間転写ベルト５上に色ずれ検出用パターンを形成し、オートレジを行う方法について説明した。しかし、これに限られず、連続紙に色ずれ検出用パターンを作成してオートレジを行う方法や、用紙搬送ベルトで搬送される用紙に色ずれ検出用パターンを作成してオートレジを行う方法にも、本発明は適用可能である。また、上記実施形態では電子写真プロセスを利用して印刷を行う画像形成装置を例に挙げたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、インクジェット方式の画像形成装置にも適用可能である。

更に、上記実施形態では正反射光受光部２０１と乱反射光受光部２０２で色ずれ検出用パターンを検出する構成としたが、色ずれ検出用パターンの濃度を検出するようにしてもよい。つまり、Ｙ，Ｍ，Ｃの各色ずれ検出用パターンの濃度検出を乱反射光受光部２０２に入射される光量によって行い、Ｋの色ずれ検出用パターンの濃度検出を正反射光受光部２０１に入射される光量によって行う方法も採り得る。

上記実施形態では、正反射光受光部２０１と乱反射光受光部２０２からの出力電圧信号から、予め設定された閾値に基づいて２値化されたデジタル信号を発生させ、このデジタル信号におけるパルスの重心位置を算出することでオートレジを行うとした。しかし、これに限られず、正反射光受光部２０１と乱反射光受光部２０２からの出力電圧信号のピーク値を検出して、２値化されたデジタル信号を発生させ、オートレジを行う構成としてもよい。

また、上記実施形態では中間転写ベルト５の表面光沢度を正反射光受光部２０１で検出するとしたが、表面性の検出対象は光沢度に限るものではなく、表面性の検出手段として乱反射光受光部２０２を用いてもよいし、別途に検出手段を設けてもよい。更に、上記実施形態では、中間転写ベルト５のように表面光沢度が使用に伴って経時的に低下しているものを検出の対象としたが、経時的に表面光沢度が上昇するものや、線形的な変化をしないものを検出対象とすることもできる。更にまた、上記実施形態では正反射光受光部２０１と乱反射光受光部２０２との間の検出タイミングのずれが光軸のずれに起因するとしたが、これらの受光部に用いられている受光素子の特性や回路特性等に起因する検出タイミングのずれであってもよい。

＜他の実施形態＞
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。更に、上述した各実施形態は本発明の一実施形態を示すものにすぎず、各実施形態を適宜組み合わせることも可能である。

本発明は以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）をネットワーク又は各種記憶媒体を介して画像形成装置に供給し、その画像形成装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムコードを読み出して実行する処理である。この場合、そのプログラム、及び該プログラムを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。

１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ 感光体ドラム
５ 中間転写ベルト
７ パターン検出センサ
１０１ ：ＡＳＩＣ
１０２ パターン生成部
１０３ パターン読み取り制御部
１０４ 色ずれ量算出部
１０５ 色ずれ補正部
１０６ 表面状態算出部
１０８ 切り換え部
１０９ ＣＰＵ
２０１ 正反射光受光部
２０２ 乱反射光受光部
２０３ 第１信号発生コンパレータ
２０４ 第２信号発生コンパレータ

Claims (5)

1. 像担持体と、前記像担持体上に互いに異なる色のトナーを用いて複数色のトナー像を形成する複数の画像形成部と、を備える画像形成装置であって、
   複数の前記画像形成部はそれぞれ、前記像担持体上に前記互いに異なる色のトナーを用いて前記複数色のトナー像の形成位置を補正するための複数色の色ずれ検出用パターンを形成し、
   前記像担持体及び複数色の前記色ずれ検出用パターンに光を照射する発光手段と、前記像担持体及び複数色の前記色ずれ検出用パターンからの正反射光を受光し、受光した前記正反射光の強さに応じた信号を出力する正反射光受光手段と、前記像担持体及び複数色の前記色ずれ検出用パターンからの乱反射光を受光し、受光した前記乱反射光の強さに応じた信号を出力する乱反射光受光手段と、を備え、前記正反射光受光手段又は前記乱反射光受光手段から出力される信号に基づいて前記像担持体上における複数色の前記色ずれ検出用パターンの相対位置関係を検出する検出手段と、
   前記像担持体上における複数色の前記トナー像どうしのずれが低減されるように、前記検出手段によって検出される前記相対位置関係に基づいて、前記像担持体上における複数色の前記トナー像の形成位置を補正する補正手段と、を有し、
   前記補正手段は、前記像担持体からの正反射光を受光したことに応じて前記正反射光受光手段から出力される信号の出力レベルが所定のレベル以上である場合、前記正反射光受光手段からの信号のみに基づいて検出される前記相対位置関係に基づいて複数色の前記トナー像の形成位置を補正し、前記出力レベルが前記所定のレベル未満である場合、前記正反射光受光手段からの信号と前記乱反射光受光手段からの信号とに基づいて検出される前記相対位置関係に応じて複数色の前記トナー像の形成位置を補正することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記所定のレベルは、前記正反射光受光手段から出力される信号の出力レベルが前記正反射光受光手段により前記色ずれ検出用パターンを検出することができなくなることを示す大きさであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記補正手段は、前記正反射光受光手段が前記像担持体そのものからの反射光を検出したときの前記正反射光受光手段から出力される信号の出力レベルが前記所定のレベル以上のときに、前記正反射光受光手段と前記乱反射光受光手段の光軸ずれに起因する検出タイミングのずれ量を前記正反射光受光手段と前記乱反射光受光手段とを用いて検出し、オフセット値として保持するオフセット検出手段を更に備えることを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
4. 前記補正手段は、前記正反射光受光手段が前記像担持体そのものからの反射光を検出したときの前記正反射光受光手段から出力される信号の出力レベルが前記所定のレベルよりも小さいときに、前記オフセット検出手段に保持された前記オフセット値を用いて、前記正反射光受光手段と前記乱反射光受光手段との間の検出タイミングのずれを補正することを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
5. 前記複数色は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックであり、
   前記検出手段は、前記正反射光受光手段から出力される信号の出力レベルが前記所定のレベル未満である場合に、ブラックの色ずれ検出用パターンの形成位置を前記正反射光受光手段によって検出し、イエロー、マゼンタ及びシアンのそれぞれの色ずれ検出用パターンの形成位置を乱反射光受光手段によって検出することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。

Images