JP2002091116A - 光量制御方法及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 発光手段の発光光量を最適化することが簡易
な構成で実現できる光量制御方法を提供する。また、発
光手段の発光光量を最適化するためだけの部品やソフト
ウエア、及び、専用サイクルが不要で、部品点数が少な
く、良好に発光手段の発光光量を最適化でき、生産性の
高い画像形成装置を提供する。 【解決手段】 ＬＥＤの光量変動量と画像位置検出タイ
ミングの変動量（±ΔＴ分）との関係に基き、画像位置
検出タイミングの変動量（±ΔＴ分）からＬＥＤの光量
変動量を求め、光量制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光量制御方法、画像
形成装置に係り、特に、予め定めた所定の間隔で複数形
成された画像形成位置検出用パターンに光を照射して反
射された光に基いて画像形成位置の検出を行う際に光量
制御を行う光量制御方法、及び、画像形成部によって転
写体上に各々画像を形成する画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、感光体ドラム、感光体ドラム
を帯電させる帯電器、感光体ドラム上で光ビームを走査
させて静電潜像を形成する光学走査装置、静電潜像を現
像してトナー像を形成させる現像器を備えた画像形成部
を、無端の転写ベルトの移動方向に沿って複数配設し、
各画像形成部によって各感光体ドラム上に形成された互
いに異なる色のトナー像を転写ベルト上に順次転写し、
転写ベルト上に形成されたカラートナー像を記録材料に
一括転写することで記録材料上にカラー画像を形成す
る、所謂タンデム方式のカラー画像形成装置が知られて
いる。

【０００３】タンデム方式のカラー画像形成装置は画像
形成部が各色毎に設けられているのでカラー画像を効率
良く形成できるが、転写べルト上への各色のトナー像の
転写位置を正確に一致させることが困難であり、微妙な
色ずれが生じて良好な画質が得られないことが多いとい
う問題がある。

【０００４】色ずれの原因としては、各感光体ドラムの
回転速度の誤差、転写ベルトの移動速度の誤差や蛇行、
各画像形成部の画像書き出しタイミング誤差等の装置固
有の誤差が挙げられる。また、経時変化や環境変化に起
因する各画像形成部の相対位置の微小な変化や画像形成
部自体の変形、各制御タイミングの変動等も色ずれの原
因となっている。

【０００５】装置固有の誤差に起因する色ずれについて
は、装置の出荷時等に各種の調整を行うことで許容範囲
内に抑制することが可能であるが、調整に時間及び手間
がかかるので装置コストの大幅な上昇に繋がる。また、
経時変化や環境変化に起因する色ずれは、装置出荷後に
日々発生し得るものであるので、安定的に色ずれのない
良好な画質を得ることは困難である。

【０００６】このため、各画像形成部によって転写ベル
ト上に各々形成された画像位置検出用のパターン像の位
置を画像位置検出部によって各々検出して各色のパター
ン像の形成位置のずれ量を演算し、各画像形成部による
転写ベルト上への画像形成位置が演算したずれ量分だけ
移動するように制御する色ずれ補正を定期的に行うこと
が従来より提案されている。

【０００７】しかし、上記の色ずれ補正によって良好な
画質の画像を得るためには、画像位置検出部によるパタ
ーン像の検出精度が極めて重要となってくる。一般に、
高品質なカラー画像における色ずれの許容量は最大でも
０．１５ｍｍ程度である。これに対し、各種部品の寸法
誤差や補正量演算の誤差も色ずれ補正の精度に影響を与
えることを考慮すると、色ずれ量を許容値以下に抑制す
るためには、画像位置検出部が数μｍ〜数十μｍ以下の
検出精度でパターン像の位置を検出することが求められ
る。

【０００８】これに対して画像位置検出部は、発光手段
（光源）と、該発光手段から射出され転写ベルトで反射
された光を検出する検出部を備え、検出部における検出
光量の変化からパターン像を検出する構成（反射型）が
採用されることが多いが、発光手段の発光光量のばらつ
きや転写ベルトの振動によるベルトとの距離の変動等に
よって検出精度が低下するので、パターン像の位置検出
を安定かつ正確に行うことは困難である。また、画像位
置検出部の出力は、装置を設置してからの使用期間が長
期化するに伴って転写ベルト上に付着した汚れや発光手
段に付着したトナーや塵埃等によっても変化する。

【０００９】また、上述した問題を解決するために特開
昭６４−８６１７５号公報及び特開平６−３８８５号公
報には、各画像形成部によって形成された画像位置検出
用のパターン像を画像位置検出部で検出する際に、発光
手段の光量を最適化することで常に安定かつ正確なパタ
ーン検出を可能とする方法が提案されている。すなわ
ち、特開昭６４−８６１７５号公報には、転写ベルトの
画像形成領域外を検出したときの受光部の出力信号のレ
ベルに基づいて光量を調整する技術が開示されており、
特開平６−３８８５号公報には、画像位置補正用の画像
パターンを記録媒体に形成し、画像パターンを読み取る
ことで得られた補正量に基づいて照明手段の照明光量を
調整する技術が開示されている。

【００１０】なお、参考までに特開平６−１０６７７９
号公報、特開平６−１２７０３９号公報及び特開平８−
４４１３４号公報には、透過型の画像位置検出部（光透
過性を有する転写ベルトを挟んで対向配置された光源と
受光素子によって画像位置検出用のパターンを検出する
構成）が設けられた画像形成装置における光量制御につ
いて記載されている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】これらの技術は、いず
れも発光手段（光源）の発光光量を最適化するために、
発光手段（光源）からの光を検出して光量をモニタする
専用サイクル（光量最適化サイクル）を用意する必要が
ある。

【００１２】光量最適化サイクルは、例えば、図１９の
フローチャートに示すように、発光手段（光源）から光
を照射させ（ステップ３００）、光量検出用パターンに
より反射された反射光を光量制御用信号として検出し
（ステップ３０２）、サンプルホールド回路（以下もＳ
／Ｈ回路と記載する）によりピークを検出（ステップ３
０４）した後、該ピークをＡ／Ｄ変換回路によりデジタ
ルＤに変換し（ステップ３０６）、得られた値と予め定
めた基準値とが一致するかを判断する（ステップ３０
８）。

【００１３】得られた値と予め定めた基準値とが一致し
ない場合は、得られた値と予め定めた基準値との差の値
から光量補正データを算出して（ステップ３１４）、該
光量補正データに基いて光量制御データを補正し（ステ
ップ３１６）、ステップ３１０に移行する。得られた値
と予め定めた基準値とが一致する場合は、初期のＬＥＤ
駆動電流を印加するように光量制御データを設定して、
ステップ３１０に移行する。

【００１４】ステップ３１０では、設定された光量制御
データに基いてＬＥＤ駆動電流を印加する。次のステッ
プ３１２では、次の光量制御用パターンからの反射光に
基いた光量制御用信号の入力があるかを判断し、有る場
合はステップ３０４に戻り上述した処理を繰返し、光量
制御用信号の入力がない場合は本ルーチンを終了する。

【００１５】このように光量最適化サイクルでは、発光
手段（光源）からの光を受光するための受光素子等の検
出部、検出部にて検出された光量をデジタル変換するた
めのＡ／Ｄ回路及びＡ／Ｄ回路から出力されるデジタル
データに基いて発光手段の発光光量を演算するソフトウ
エアなどの発光手段の発光光量を最適化するためだけの
部品や上述したフローに対応するソフトウエアが必要と
なる。

【００１６】しかしながら、これらの部品やソフトウエ
アを装置に組み込むことによって装置価格が高額となる
だけでなく、部品点数が増えることから装置の大型化の
原因になっている。

【００１７】例えば、細線から成るパターン等のように
転写ベルトの移動方向に沿った寸法が小さいパターンを
光量制御用パターンとして用いた場合、検出周期を非常
に短くする必要があるので、高速なサンプルホールド機
能を有する回路を設けたり、ソフトウェアによる高速な
制御を行う必要がある。また、ノイズ等による影響を極
力抑え込む回路構成にするか、サンプルホールド機能を
有する回路とは別にノイズ判定回路等を設ける必要もあ
る。

【００１８】また、上記光量を最適化するためには、画
像データに基づいて画像形成を行う画像形成サイクルと
は別に発光手段の発光光量を最適化するためだけの専用
サイクル（光量最適化サイクル）との２つの補正サイク
ルが必要であるので、装置の生産性が低下する原因にな
っている。

【００１９】以上のことから本発明は、発光手段の発光
光量を最適化することが簡易な構成で実現できる光量制
御方法を提供することを目的とする。

【００２０】また、発光手段の発光光量を最適化するた
めだけの部品やソフトウエア、及び、専用サイクルが不
要で、部品点数が少なく、良好に発光手段の発光光量を
最適化でき、生産性の高い画像形成装置を提供すること
を目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の光量制御方法は、予め定めた所定の間隔で複
数の画像形成位置検出用パターンが形成され、かつ、予
め定めた所定方向に移動される媒体に、前記画像形成位
置検出用パターンを含むように光を照射し、該媒体から
の光を検出して前記画像形成位置検出用パターンの形成
位置の検出を行う際に、前記画像形成位置検出用パター
ンの検出タイミングと予め定めた基準の検出タイミング
とのずれ量に基いて前記画像形成位置検出用パターンに
照射される光の光量変動量を求め、該光量変動量に応じ
て前記媒体に照射する光の光量を制御することを特徴と
する。

【００２２】また、本発明の画像形成装置は、予め定め
た所定方向に移動される転写体に画像を形成する画像形
成手段と、前記画像形成手段により予め定めた所定の間
隔で前記転写体に複数形成された画像形成位置検出用パ
ターンを通過するように前記転写体に光を照射する発光
手段と、前記位置検出用パターンを反射又は透過した前
記転写体からの光を検出して画像形成位置を検出する画
像形成位置検出手段と、前記画像形成位置検出用パター
ンの検出タイミングのずれ量に応じて求められる光量変
動量に基いて、前記発光手段の発光光量を制御する光量
制御手段と、を備えている。

【００２３】本発明の画像形成装置は、前記画像形成手
段が形成した画像形成位置検出用パターンに対し、前記
発光手段が光を照射して、前記画像形成位置検出用パタ
ーンにより反射された光又は前記画像形成位置検出用パ
ターンを透過した光を前記画像形成位置検出手段が検出
して前記画像形成手段が形成した画像の位置を検出す
る。

【００２４】この画像形成装置では、前記光量制御手段
は、画像形成位置検出手段が検出した前記画像形成位置
検出用パターンの検出タイミングのずれ量に応じて光量
変動量を求め、該光量変動量に基いて前記発光手段の発
光光量を制御する。なお、前記発光手段の発光光量の制
御は、例えば、前記発光手段がＬＥＤであればＬＥＤに
印加する駆動電流の大きさを変える等により行うことが
できる。

【００２５】また、本発明の前記検出タイミングは、上
下に山が形成される波形形状、上側又は下側のみに山が
形成される波形形状と、前記波形形状の上限値と下限値
の間に設定した閾値又は予め定めた所定の波形とのクロ
スポイントタイミングである。

【００２６】好ましくは、前記媒体からの光を電気信号
に変換して得られる信号波形と予め定めた閾値とのクロ
スポイントタイミングとするとよい。

【００２７】例えば、本発明では、予め定めた所定の間
隔で複数形成された画像形成位置検出用パターンからの
光を検出して電気信号に変換して得られる「パターン検
出波形信号」と、予め定めた閾値等の所定の信号とを比
較したときに、クロスポイントタイミングとすることが
できる。

【００２８】例えば、「パターン検出波形信号」が所定
の信号レベルを超えたときをハイレベル（便宜的に「Ｏ
Ｎ」という）、「パターン検出波形信号」が所定の信号
レベルを下回ったときをローレベル（便宜的に「ＯＦ
Ｆ」という）とした場合、「ＯＮ」から「ＯＦＦ」に切
り替わるタイミング、「ＯＦＦ」から「ＯＮ」に切り替
わるタイミングとすることができる。

【００２９】なお、この閾値は、例えば、図１２に示す
ように、「パターン検出波形信号」の上限値と下限値の
間の予め定めた一定のレベルとしてもよいし、検出した
「パターン検出波形信号」に対してオフセット分上乗せ
した「パターン検出波形信号」としたり、また、例え
ば、図１６に示すように、進行方向にずらして設けた第
２の光量検出部からの「パターン検出波形信号Ｂ」とし
たり、さらに、図１８に示すように、進行方向にずらし
て設けた別の光量検出部からの「パターン検出波形信
号」にオフセット分上乗せした「パターン検出波形信
号」とすることができる。

【００３０】また、前記予め定めた基準の検出タイミン
グは、画像形成位置検出用パターンに対して最適な光量
値の光を照射したときの検出タイミングである。

【００３１】ここで、前記画像形成位置検出用パターン
の検出タイミングと予め定めた基準の検出タイミングと
のずれ量に基いて前記画像形成位置検出用パターンに照
射される光の光量変動量が求められる理由を以下に示
す。

【００３２】まず、画像形成位置検出用パターンに照射
する光の光量が最適値（例えば４[Ｖ]）に制御されてい
る場合、図６に示すように、「パターン検出波形信号」
は振幅が大きくかつ変化の傾きが鋭角に立ちあがった波
形となる。

【００３３】これに対して、画像形成位置検出用パター
ンに照射する光の光量が最適値よりも低く（例えば２
[Ｖ]）制御されていると、図１１に示すように「パター
ン検出波形信号」は、図６に示した光量が最適値に制御
されている場合に比べて振幅が小さくかつ変化の傾きが
滑らかに立ちあがった波形となる。この様子を図１２に
拡大して示す。

【００３４】図１２の実線で示すように、振幅が大きく
かつ変化の傾きが大きいパターン検出波形（以下、基準
パターン検出波形と称す。）が閾値を超える又は閾値以
下になるタイミングＴ（Ｎｏｒｍａｌ；以下、基準検出
タイミングと称す。）に対して、図１２の破線で示すよ
うに、振幅が小さくかつ変化の傾きが滑らかに立ちあが
るパターン検出波形は、閾値を超えるタイミングが遅
れ、閾値以下になるタイミングが早まる。

【００３５】この様子を、中間転写体の一周期を示す基
準信号、パターン検出波形、及び、パターン検出波形と
閾値との比較により生成される最終出力信号と共に図１
に詳細に示す。

【００３６】図１に示すように、画像形成位置検出用パ
ターンに照射する光の光量が最適値よりも小さい場合
は、Ｅｒｒ２の二点鎖線及びＥｒｒ３の一点鎖線として
示すように、閾値を超えるタイミングは、基準検出タイ
ミングＴに対してΔＴ時間遅れ、閾値以下になるタイミ
ングはΔＴ時間早まることになる。

【００３７】これらのことから、検出タイミングのずれ
量（±ΔＴ時間）は、「パターン検出波形信号」の変化
の傾きの変化量に対応しており、画像形成位置検出用パ
ターンに照射する光の光量に応じたものであるため、検
出タイミングのずれ量から実際の画像形成位置検出用パ
ターンに照射された光の光量を検出することができる。

【００３８】本発明では、画像形成位置検出用パターン
の検出タイミングのずれ量から実際の画像形成位置検出
用パターンに照射された光の光量を検出するため、従来
必要としていた光量制御用の処理サイクルが不要にな
る。

【００３９】また、画像形成位置検出用パターンの検出
タイミングを利用して光量の変動量を検出するため、光
量制御のためだけに光量を測定してＡ/Ｄ変換し、光量
を算出する処理が不要となるので、光量制御用の回路及
びソフトウエアが不要となり、その分、簡易な構成で光
量制御を実現でき、画像形成装置のコストを低くするこ
とができる。

【００４０】ところで、一般に、複数の画像形成部によ
って形成された互いに異なる複数色の画像を転写体上で
重ね合わせてカラー画像を形成する場合、前記複数色と
しては例えばＹ（イエロー），Ｍ（マゼンダ），Ｃ（シ
アン），Ｂｋ（ブラック）の４色が用いられることが多
く、転写体上に形成される画像形成位置検出用パターン
も前記複数色のうちの各色の部分を含んで構成されてい
る。これら４色は、可視光領域では、図８に示すよう
に、ばらばらの反射特性を有しているので、４色とも同
じ感度で検出出来るようにするために、それぞれ演算処
理を行う必要がある。

【００４１】しかしながら、これら４色のうちＢｋを除
く３色は、図９に示すように、赤外域の波長の光に対す
る反射率が非常に高くかつ略同一の反射率値を示す。

【００４２】例えば、Ｙ色トナーの光反射率特性似つい
て説明する。図８（Ａ）には可視域におけるＹ色トナー
の光反射率特性（分光反射率特性）が、図９（Ａ）には
赤外域におけるＹ色トナーの光反射率特性が各々示され
ている。これらの図より明らかなように、Ｙ色トナー
は、可視域では光反射率が波長によって大きく異なって
いるものの、赤外域（例えば９００ｎｍ〜１２００ｎｍ
の波長域）では９５％以上もの高い光反射率を示すこと
が理解できる。

【００４３】また、各波長域におけるＭ色トナーの光反
射率特性を示す図８（Ｂ）及び図９（Ｂ）、各波長域に
おけるＣ色トナーの光反射率特性を示す図８（Ｃ）及び
図９（Ｃ）より明らかなように、Ｍ色トナー及びＣ色ト
ナーについても、Ｙ色トナーと同様に赤外域では９５％
以上もの高い光反射率を示している。

【００４４】従って、パターン検出手段が画像形成位置
検出用パターンを検出する際の発光手段の発光光量は、
発光手段から射出され転写体上の特定の単一色（例えば
Ｃ，Ｍ，Ｙの何れか１色）のパターンが形成されている
部位で反射されて検出された赤外域の波長の光の光量に
基づいて最適化することが可能である。

【００４５】そのため、本発明の光量制御方法では、前
記媒体からの光として、赤外域の波長の光を検出するこ
とを特徴とする。また、本発明の画像形成装置では、前
記画像形成位置検出手段は、赤外域の波長の光を検出す
ることを特徴としている。

【００４６】これにより、光量制御用パターンの色（例
えばＣ，Ｍ，Ｙの何れか１色）に拘わらず、パターン検
出手段が画像形成位置検出用パターンを検出する際の発
光手段の発光光量を高精度に最適化することができる。

【００４７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態の一例を詳細に説明する。なお、以下では本発明
に支障のない数値を用いて説明するが、本発明は以下に
記載した数値に限定されるものではない。

【００４８】図２には本実施形態に係るカラー画像形成
装置１０が示されている。カラー画像形成装置１０は請
求項４から請求項６に記載の画像形成装置に対応してお
り、プラテンガラス１４上の所定位置に載置された原稿
１６を露光走査しＣＣＤセンサ１３により読み取って画
像信号に変換する原稿読取装置１２と、原稿読取装置１
２による読み取りによって得られた画像信号に基づい
て、用紙５０上にカラー画像を形成する画像形成装置１
８と、を備えている。

【００４９】画像形成装置１８は、ＣＣＤセンサ１３に
よる読み取りによって得られた画像信号をＹ，Ｍ，Ｃ，
Ｂｋ各色のデジタル画像データに変換して蓄積する画像
蓄積部８２と、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を含んで構成
されカラー画像形成装置１０における処理全般を制御す
る制御部８０を備えている。カラー画像形成装置１０の
上面には、メッセージ等を表示するディスプレイ８４Ａ
と、オペレータが各種コマンド等を入力するためのキー
ボード８４Ｂとを含んで構成された操作部８４が設けら
れている。操作部８４は制御部８０と接続されている
（図示省略）。

【００５０】また画像形成装置１８は、駆動ローラ３
２、３４、３６、３８に巻き掛けられた無端の中間転写
ベルト３０を備えている。中間転写ベルト３０は、トナ
ー像を静電転写するためにカーボンにより体積抵抗を調
整された誘電体であり、駆動ローラ３２、３４、３６、
３８によって所定方向（駆動ローラ３２、３８間では矢
印Ｂ方向）に周回搬送される。中間転写ベルト３０は、
一例として周長が２１１１ｍｍ、搬送速度（プロセスス
ピード）が２６４ｍｍ／秒とすることができる。この場
合、中間転写ベルト３０は一周８秒で周回する。中間転
写ベルト３０は請求項１に記載の媒体、および請求項４
に記載の転写体に対応している。

【００５１】中間転写ベルト３０の上側には、矢印Ｂ方
向に沿って、中間転写ベルト３０上にＹ色のトナー像を
形成する画像形成部２０、中間転写ベルト３０上にＭ色
のトナー像を形成する画像形成部２２、中間転写ベルト
３０上にＣ色のトナー像を形成する画像形成部２４、中
間転写ベルト３０上にＢｋ色のトナー像を形成する画像
形成部２６、及び画像検出部２８（詳細は後述）が順に
設けられている。

【００５２】画像形成部２０は、略円筒状で軸線を中心
に矢印Ａ方向に回転可能とされ中間転写ベルト３０に外
周面が接するように配置された感光体２０Ｃを備えてお
り、感光体２０Ｃの外周には、感光体２０Ｃの外周面を
所定の電位に帯電させる帯電器２０Ｄが設けられてい
る。帯電器２０Ｄの近傍には走査露光部２０Ａが設けら
れている。走査露光部２０Ａは、Ｙの画像データに従っ
てレーザ光を変調すると共に、変調したレーザ光をミラ
ー２０Ｈを介して感光体２０Ｃの外周面上で走査させる
ことで、感光体２０Ｃの外周面上の帯電された部分に画
像のＹ色成分に対応した静電潜像を形成する。

【００５３】感光体２０Ｃの外周面へのレーザ光照射位
置よりも矢印Ａ方向に沿って下流側には、現像装置２０
Ｂ、転写装置２０Ｆ及びクリーニング装置２０Ｅが順に
設けられている。現像装置２０Ｂは、トナー供給部２０
ＧよりＹ色のトナーが供給され、走査露光部２０Ａによ
り形成された静電潜像をＹ色のトナーによって現像しＹ
色のトナー像を形成させる。また、転写装置２０Ｆは中
間転写ベルト３０を挟んで感光体２０Ｃの外周面と対向
するように配置されており、感光体２０Ｃの外周面に形
成されたＹ色のトナー像を中間転写ベルト３０の外周面
に転写する。また、トナー像転写後に感光体２０Ｃの外
周面に残存しているトナーはクリーニング装置２０Ｅに
よって除去される。

【００５４】なお、図２より明らかなように、画像形成
部２２、２４、２６の構成は画像形成部２０の構成と同
一である（但し、形成するトナー像の色は互いに異な
る）ので説明を省略する。画像形成部２０、２２、２
４、２６は、各々が形成した各色のトナー像が中間転写
ベルト３０の外周面上で互いに重なり合うようにトナー
像を転写させる。これにより、中間転写ベルト３０の外
周面上にフルカラーのトナー像が形成される。画像形成
部２０、２２、２４、２６は本発明に係る複数の画像形
成手段に対応している。

【００５５】また、中間転写ベルト３０の周回路に沿っ
て、画像形成部２０よりも中間転写ベルト３０の周回方
向上流側には、中間転写ベルト３０のトナーの吸着性を
良好にするために中間転写ベルト３０の表面電位を所定
電位に維持する吸着ローラ４０、中間転写ベルト３０か
らトナーを除去するクリーニング装置４２、中間転写ベ
ルト３０上の予め定められた基準位置（例えば光反射率
の高いシール等から成るマークが付されている）を検出
する基準位置検出センサ４４が順に設けられている。

【００５６】一方、中間転写ベルト３０配設位置の下方
には、多数枚の用紙５０を積層状態で収容するトレイ５
４が設けられている。トレイ５４に収容されている用紙
５０は、引出しローラ５２の回転に伴ってトレイ５４か
ら引出され、搬送ローラ対５５、５６、５８によって転
写位置（駆動ローラ３６及び転写ローラ６０が配設され
ている位置）へ搬送される。転写ローラ６０は中間転写
ベルト３０を挟んで駆動ローラ３６と対向するように配
置されており、転写位置へ搬送された用紙５０は、転写
ローラ６０と中間転写ベルト３０とに挟持されることに
より、中間転写ベルト３０の外周面上に形成されたフル
カラーのトナー像が転写される。トナー像が転写された
用紙５０は、搬送ローラ対６２により定着装置４６へ搬
送され、定着装置４６によって定着処理が施された後、
用紙トレイ６４へ排出される。

【００５７】次に画像検出部２８の構成について説明す
る。図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示すように、画像検出
部２８は３個の画像検出ユニット９０Ａ，９０Ｂ，９０
Ｃを備えている。この画像検出ユニット９０Ａ〜９０Ｃ
は、中間転写ベルト３０の幅方向に沿って中央及び両側
（中間転写ベルト３０の幅方向に沿って画像領域の中央
及び両端に対応する位置）の３カ所の上方に各々配置さ
れている。なお、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は中間転写
ベルト３０の外周面上に画像形成位置検出用パターン
（詳細は後述）が形成されている状態が示されている。
画像検出ユニット９０Ａ〜９０Ｃは互いに同一の構成で
あるので、以下では画像検出ユニット９０Ａを例に、図
４及び図５を参照して構成を説明する。

【００５８】図４に示すように、画像検出ユニット９０
Ａは一対の反射光量検出部９２Ａ，９２Ｂを備えてい
る。なお、図４では反射光量検出部９２Ａに「Ｄ１」、
反射光量検出部９２Ｂに「Ｄ２」の符号を付して各々を
区別している。反射光量検出部９２Ａは、本発明の発光
手段に相当する単一のＬＥＤ９４と、本発明の発光手段
に相当する２個のフォトダイオード９６Ａ，９６Ｂを備
えており、同様に、本発明の画像形成位置検出手段に相
当する反射光量検出部９２Ｂも単一のＬＥＤ９８と２個
のフォトダイオード１００Ａ，１００Ｂを備えている。
本実施形態では、ＬＥＤ９４，９８として赤外域（例え
ば、９００ｎｍ〜１２００ｎｍの波長域）の光を射出す
るＬＥＤを用いている。画像検出部２８の発光手段（Ｌ
ＥＤ９４，９８）として赤外域の波長の光を射出するＬ
ＥＤを用いることにより、各色トナー像の濃度を精度良
く検出することが可能となる。

【００５９】図５（Ａ）に示すように、反射光量検出部
９２Ａ，９２ＢのＬＥＤ９４，９８は、中間転写ベルト
３０の幅方向に沿って中間転写ベルト３０の外周面上の
若干ずれた位置に光を照射するように向きが調整されて
いる。

【００６０】一方、図５（Ｂ）に示すように、反射光量
検出部９２Ａ，９２Ｂの計４個のフォトダイオード９６
Ａ，９６Ｂ，１００Ａ，１００Ｂは、受光面が各々扁平
な平行四辺形状とされている。フォトダイオード９６
Ａ，９６Ｂの受光面は互いの長辺同士が接することで単
一の平行四辺形状の受光面領域を形成しており、同様に
フォトダイオード１００Ａ，１００Ｂの受光面も互いの
長辺同士が接することで単一の平行四辺形状の受光面領
域を形成しており、フォトダイオード９６Ａ，９６Ｂの
受光面領域とフォトダイオード１００Ａ，１００Ｂの受
光面領域は、単一の略Ｌ字状（略山型）の受光面領域を
形成するように互いの短辺同士が接している。

【００６１】フォトダイオード９６Ａ，９６Ｂ，１００
Ａ，１００Ｂによる中間転写ベルト３０の外周面上での
検出範囲は、上記の受光面領域の形状に対応して略山型
（略Ｌ字状）になるが、フォトダイオード９６Ａ，９６
Ｂ，１００Ａ，１００Ｂは、後述する画像形成位置検出
用パターンの形状に合わせて、中間転写ベルト３０の外
周面上での検出範囲の略山型の頂部に相当する位置が、
中間転写ベルト３０の移動方向に沿った最上流側に位置
するように各々配置されている。

【００６２】これにより、中間転写ベルト３０の外周面
上での反射光量検出部９２Ａのフォトダイオード９６
Ａ，９６Ｂの検出範囲は、反射光量検出部９２ＡのＬＥ
Ｄ９４の照射位置の軌跡を各々跨ぎ、かつ中間転写ベル
ト３０の移動方向に沿って互いにずれた位置に位置する
ことになり、ＬＥＤ９４から射出され中間転写ベルト３
０の外周面（又は外周面上に形成された画像）によって
反射された赤外域の波長の光はフォトダイオード９６
Ａ，９６Ｂで各々受光される。

【００６３】同様に、中間転写ベルト３０の外周面上で
の反射光量検出部９２Ｂのフォトダイオード１００Ａ，
１００Ｂの検出範囲は、反射光量検出部９２ＢのＬＥＤ
９８の照射位置の軌跡を各々跨ぎ、かつ中間転写ベルト
３０の移動方向に沿って互いにずれた位置に位置するこ
とになり、ＬＥＤ９８から射出され中間転写ベルト３０
の外周面（又は外周面上に形成された画像）によって反
射された赤外域の波長の光はフォトダイオード１００
Ａ，１００Ｂで各々受光（光量検出）される。

【００６４】なお、発光手段としてのＬＥＤから赤外域
の波長の光を射出し、検出部としてのフォトダイオード
でその反射光量を検出することに代えて、発光手段から
は赤外域の波長を含む所定波長域（可視域を含んでいて
もよい）の光を射出し、検出部において、その反射光の
うち赤外域の波長の光の光量のみを検出するようにして
もよい。

【００６５】図４に示すように、フォトダイオード９６
Ａの出力端は電流−電圧変換器１０２を介して差動入力
増幅器１１４の２個の入力端の一方に接続されており、
差動入力増幅器１１４の他方の入力端には電流−電圧変
換器１１２を介してフォトダイオード９６Ｂの出力端が
接続されている。

【００６６】差動入力増幅器１１４は、電流−電圧変換
器１１２，１０２から入力された信号の差分（フォトダ
イオード９６Ａ，９６Ｂの受光量差に相当）を増幅して
出力する。なお、一例として図６に、中間転写ベルト３
０を一定速度で搬送したときの中間転写ベルト３０の外
周面上でのＬＥＤ９４，９８の照射位置の軌跡を個々の
画像検出ユニット毎に２本の想像線で各々示す。図６に
は、画像検出部２８が画像形成位置検出用パターンを検
出した際の差動入力増幅器１１４の出力電圧のおおよそ
の変化を、画像形成位置検出用パターン１３２と対応さ
せて最終出力として示されている。

【００６７】差動入力増幅器１１４の出力端はコンパレ
ータ１１６、バッファ１１８、カウンタ１２０を介して
マイクロコンピュータ１０８に接続されている。コンパ
レータ１１６は、差動入力増幅器１１４から入力された
信号のレベルを予め設定された閾値と比較し、信号のレ
ベルが閾値以上のときには出力信号をハイレベル（便宜
的に「ＯＮ」という）、信号のレベルが閾値未満のとき
には出力信号をローレベル（便宜的に「ＯＦＦ」とい
う）に切替える。この出力信号は図６において最終出力
として示す。コンパレータ１１６からの出力信号は、バ
ッファ１１８を介してカウンタ１２０へ入力される。

【００６８】カウンタ１２０は、入力された信号のレベ
ルが「ＯＦＦ」から「ＯＮ」に切り替わるとカウントを
開始し、信号のレベルが「ＯＮ」から「ＯＦＦ」に切り
替わった後に再度「ＯＦＦ」から「ＯＮ」に切り替わる
と、それまでのカウント値をマイクロコンピュータ１０
８へ出力すると共にカウント値をリセットし、次に信号
のレベルが「ＯＦＦ」から「ＯＮ」に切り替わる迄の時
間をカウントすることを繰り返す。

【００６９】マイクロコンピュータ１０８は、画像検出
部２８が画像形成位置検出用パターンを検出した時に、
カウンタ１２０から入力されたカウント結果に基づいて
画像（画像形成位置検出用パターン）の位置を検出し、
画像形成部２０、２２、２４、２６による画像の形成位
置を補正する。

【００７０】マイクロコンピュータ１０８は、ＲＯＭな
どの内部メモリを含んで構成され、この内部メモリに
は、ＬＥＤ９４の規定の照射光量値に対して光量変動が
起こったときの光量変動量と検出タイミングのずれ量と
の関係が、所定の関係式又はＬＵＴ（ルックアップテー
ブル）等の対応関係を表わすデータとして予め記録され
ている。

【００７１】したがって、マイクロコンピュータ１０８
は、入力された検出タイミングに対するずれ量から内部
メモリに記憶された光量変動量と検出タイミングのずれ
量との対応関係を表わすデータに基づいて光量の変動量
を算出し、ＬＥＤドライバ１１０に出力することによ
り、ＬＥＤドライバ１１０を介してＬＥＤ９４に供給す
る駆動電流を制御する。

【００７２】なお、反射光量検出部９２Ｂのフォトダイ
オード１００Ａ，１００Ｂにも反射光量検出部９２Ａと
同一構成の回路が接続されているので、接続されている
回路の各部に同一の符号を付し（図４）、説明を省略す
る。

【００７３】図１に示すように、本実施の形態の画像形
成装置では、中間転写ベルト３０の一周期ごとに、中間
転写ベルト３０の周期を表わす基準信号が図示しないセ
ンサにより出力されていることと、検出を赤外領域（赤
外領域でＹＭＣＫはそれぞれ同感度で検出されるため；
図９参照）にて実施しているため、画像位置検出センサ
の出力タイミングは、光量が最適値に設定されていれば
いつも決まった時間にて出力される。

【００７４】本実施の形態では、基準信号位置と同じ位
置にある最上流の画像形成部２０（Ｙ色の画像を形成す
る画像形成部２０）から最下流の画像形成部２６（Ｂｋ
色の画像を形成する画像形成部２６）までの距離を、例
えば、７９２ｍｍ、中間転写ベルト３０の周長が、例え
ば、２１１１ｍｍ、中間転写ベルト３０の搬送速度（プ
ロセススピード）が２６４ｍｍ／ｓｅｃとしている。

【００７５】そのため、基準信号を検出してから画像位
置検出されるまでの時間は３ｓｅｃ（≒７９２(ｍｍ)／
２６４(ｍｍ／ｓｅｃ）)＝Ｔ１であり、画像形成位置間
については、距離を２．６４ｍｍの間隔にて形成してい
るため、光量が最適値に設定されていれば１０ｍｓｅｃ
（２．６４ｍｍ／２６４(ｍｍ／ｓｅｃ））＝Ｔ２の時
間間隔にて検出されることとなる。

【００７６】しかしながら、光量画最適値に設定されて
いないと、図１にて示すように画像位置検出の時間が±
ΔＴ分変動するため、所定の時間で画像位置を検出する
ことができなくなる。

【００７７】つまり、所定の時間からずれた分が光量の
変動分というこてになる。図１に示すように、ずれ分Δ
Ｔは±に変動するため、所定よりも速い時間での変動に
対しては光量が高いことを意味し、所定よりも遅い時間
の変動に対しては光量が低いことを意味する。したがっ
て、光量を直接検出せずとも、画像位置検出の時間をモ
ニタすれば、光量レベルを検出することができる。

【００７８】次に本実施形態の作用として、制御部８０
のマイクロコンピュータ１０８で実行されるＬＥＤ光量
制御処理について、図７のフローチャートを参照して説
明する。なお、このＬＥＤ光量制御処理は、例えば、画
像形成装置の電源がオンされたときや、操作者により位
置ずれ補正処理指示が出されたとき画像形成位置の検出
と同時に行う。

【００７９】まず、ステップ２００では中間転写ベルト
３０の駆動を開始し、中間転写ベルト３０を一定速度で
移動させる。ステップ２０２では、画像形成位置検出回
数ｎ（ｎは自然数）を０にセットする（ｎ＝０）と共
に、光量補正回数ｍ（ｍは自然数）を０にセットする
（ｍ＝０）。

【００８０】次のステップ２０４では、基準位置検出セ
ンサ４４によって中間転写ベルト３０上の基準位置が検
出されたか否か判定し、判定が肯定される迄待機する。
中間転写ベルト３０上の基準位置が検出されるとステッ
プ２０６へ移行し、Ｙ色の画像を形成する画像形成部２
０、Ｍ色の画像を形成する画像形成部２２、Ｃ色の画像
を形成する画像形成部２４、及び、Ｂｋ色の画像を形成
する画像形成部２６の夫々に対して、図３に示すような
画像形成位置検出用パターン１３２の形成、及び中間転
写ベルト３０への転写の実行を指示する。

【００８１】画像形成位置検出用パターン１３２は、検
出部の受光面の形状（図３（Ｂ）参照）と略同様に略山
型（略Ｌ字状）で、山型の頂部に相当する位置が副走査
方向に沿った最上流側に位置するように形成されるパタ
ーン（以下、便宜的に「山型パターン」と称する）を基
本パターンとし、３個の山型パターンが一定間隔毎に形
成されて成るパターン群が、副走査方向に沿って多数形
成されて構成されている。

【００８２】各山型パターンは、Ｙ，Ｍ，Ｃ各色のトナ
ーのうちの少なくとも１色のトナーにより形成されるこ
とでＹ，Ｍ，Ｃ３色のうちの少なくとも１色を含んでい
ると共に、同一のパターン群に含まれる３個の山型パタ
ーンは、互いに他の山型パターンと少なくとも部分的に
異なる色で形成されている。

【００８３】なお、Ｂｋ色トナーについては、山型パタ
ーンの下地として部分的に使用される。すなわち、Ｂｋ
色トナーの光反射率特性は、図８（Ｄ）及び図９（Ｄ）
より明らかなように３５０ｎｍ〜１２００ｎｍの波長域
（可視域及び赤外域）で光反射率が１０％以下であり、
中間転写ベルト３０とＢｋ色トナーの光反射率の差異は
小さいので、中間転写ベルト３０を下地としてＢｋトナ
ーにより形成されたパターンを精度良く検出することは
困難である。

【００８４】このため本実施形態では、特に図示しない
が一部のパターン群について、該パターン群を構成する
３個の山型パターンの間隙に、Ｂｋ色トナーによって下
地領域を形成している。これにより、下地領域と、下地
領域と隣り合いＹ，Ｍ，Ｃ何れかの色のトナーで形成さ
れる山型パターンとの光反射率の差異が大きくなるの
で、画像形成部２６によって形成される下地領域の位
置、すなわち画像形成部２６によるＢｋ色トナー像の形
成位置を精度良く検出することが可能となる。

【００８５】このような構成の画像形成位置検出用パタ
ーン１３２が画像形成部２４により中間転写ベルト３０
上に形成されると、ステップ２０８以降の処理を行う。
なお、以下では単一のＬＥＤ９４を制御対象として処理
を説明するが、画像検出部２８には単一の画像検出ユニ
ット９０当たり２個、合計６個のＬＥＤが設けられてお
り、以下で説明する処理は、実際には６個のＬＥＤに対
して並列に実行される。

【００８６】次のステップ２０８では画像形成位置検出
回数ｎが０であるか（ｎ＝０？）を判断する。画像形成
位置検出回数ｎが０である場合は、初回の光量制御処理
であるので、ステップ２１０に移行して、ＬＥＤドライ
バ１１０からＬＥＤ９４に供給されるＬＥＤ駆動電流
を、例えば、１０ｍＡとして、ＬＥＤ９４を点灯させ、
ステップ２１２に移行する。また、画像形成位置検出回
数ｎが０でないと判断されると、ステップ２１２に移行
する。

【００８７】ステップ２１２では、中間転写ベルト３０
上に形成された画像形成位置検出用パターン１３２の検
出を行う。

【００８８】ここで、中間転写ベルト３０の外周面上で
のフォトダイオード９６Ａ，９６Ｂによる検出範囲は副
走査方向にずれているため、画像形成位置検出用パター
ン１３２の検出時には、差動入力増幅器１１４からは、
電流−電圧変換器１１２，１０２から入力された信号の
差分（フォトダイオード９６Ａ，９６Ｂの受光量差）に
相当する波形、すなわち図６に「パターン検出波形信
号」として示すように、中間転写ベルト３０の外周面上
でのフォトダイオード９６Ａ，９６Ｂによる検出範囲を
単一の山型パターンが横切る毎に、出力信号のレベルが
負方向及び正方向にパルス状に変化する波形の信号が出
力される。

【００８９】差動入力増幅器１１４の出力信号はコンパ
レータ１１６に入力され、コンパレータ１１６によって
上記出力信号のレベルが予め設定された閾値（例えば
２．６７[Ｖ]）と比較される。コンパレータ１１６は、
入力された信号のレベルが閾値以上のときには出力信号
のレベルを「ＯＮ」とし、入力された信号のレベルが閾
値未満のときには出力信号のレベルを「ＯＦＦ」とする
（図６に示す「最終出力」参照）。コンパレータ１１６
から出力された信号はバッファ１１８を介してカウンタ
１２０に入力され、信号のレベルが「ＯＦＦ」から「Ｏ
Ｎ」に切り替わる時間間隔が順次カウントされる。カウ
ンタ１２０によるカウント値はマイクロコンピュータ１
０８に入力される。

【００９０】次のステップ２１４では、カウント値に応
じて画像形成位置検出用パターンが、例えば、５００個
等のように予め規定された個数、検出されたかを判断
し、検出されたと判断した場合は、ステップ２１６に移
行して、画像位置補正データを算出する。

【００９１】すなわち、マイクロコンピュータ１０８
は、各カウンタ１２０から入力されるカウント値に基づ
いて、画像形成位置検出用パターン１３２内の各部位に
おける山型パターンの形成間隔を検出する。

【００９２】マイクロコンピュータ１０８は、単一の画
像検出ユニット９０から入力される２個のカウント値を
比較することで、画像形成位置検出用パターン１３２の
うち前記画像検出ユニット９０に対応する位置に形成さ
れた各色のパターンの形成間隔のずれ量（主走査方向及
び副走査方向）を、画像検出ユニット９０Ａ，９０Ｂ，
９０Ｃについて各々検出する。

【００９３】これにより、主走査方向に沿った各位置
（ＳＯＳ(Start Of Scan)付近、ＣＯＳ(Center Of Sca
n)付近、及びＥＯＳ(End Of Scan)付近）における主走
査方向に沿った色ずれ量、及び副走査方向に沿った色ず
れ量が各々検出されることになる。そして、例えば主走
査方向に沿った色ずれ量に応じて、画像形成部２０，２
２，２４，２６の各々の走査露光部によるレーザ光の１
走査内における変調期間を相対的に変化させたり、副走
査方向に沿った色ずれ量に応じて、画像形成部２０，２
２，２４，２６の各々による画像形成開始タイミングを
相対的に変化させることで色ずれを解消することができ
る。

【００９４】つぎのステップ２１８では、光量補正デー
タを算出する。本実施の形態では、光量制御のための検
出信号として各カウンタ１２０から入力されるカウント
値の検出タイミングを利用する。

【００９５】カウント値の検出タイミングとは、コンパ
レータ１１６による比較結果が切り替わるタイミング、
すなわち、クロスポイントタイミング（「ＯＦＦ」→
「ＯＮ」又は「ＯＮ」→「ＯＦＦ」に切り替わるタイミ
ング）であり、この検出タイミングは、パターン検出波
形の形状に応じて変動する。

【００９６】したがって、ステップ２１８では、マイク
ロコンピュータ１０８が、各カウンタ１２０から入力さ
れる検出タイミングと、基準検出タイミングとの差を演
算し、該差に応じた光量変動量を表わす光量補正データ
を算出する。

【００９７】なお、図１０に示すように、光量値が一定
でも、中間転写ベルト３０の速度変動などの外乱によ
り、画像形成位置検出用パターンの検出タイミングがず
れる場合がある。例えば、図１０では、中間転写ベルト
３０の周期の始まりを示す基準信号が検出されてからΔ
Ｔ１時間経過後に、パターン検出波形に基く最終出力波
形の立ち上がり信号が検出され、最終出力波形の立ち上
がり信号間隔がΔＴ２間隔となっているが、外乱によ
り、次の周期では、中間転写ベルト３０の周期の始まり
を示す基準信号が検出されてからパターン検出波形に基
く最終出力波形の立ち上がり信号が検出されるまでの時
間がΔＴ１＋α（αは任意の数）時間経過後となった
り、更に次の周期では、最終出力波形の立ち上がり信号
間隔がΔＴ２＋β（βは任意の数）間隔となってしまう
場合がある。

【００９８】本実施の形態では、画像形成位置検出用パ
ターンを検出した予め規定された個数の検出データを用
い、例えば、最小値（Ｍｉｎ．）と最大値（Ｍａｘ．）
とを削除して平均値（Ａｖｅ．）を出すなどの加工修正
を行い、得られた加工修正データを光量補正用のデータ
として使用している。これにより、外乱に強い信頼性の
高い光量制御が実施可能となる。

【００９９】次のステップ２２０では、光量補正データ
に基いて、ＬＥＤの発光光量値が最適かを判断する。こ
の判断は、各カウンタ１２０から入力される検出タイミ
ングと、基準検出タイミングとの差がゼロ、或いは、予
め設定した許容範囲内であれば最適としてステップ２２
２に移行し、前記差がゼロでなく、或いは、予め設定し
た許容範囲外であれば最適でないと判断して、ステップ
２２４に移行する。

【０１００】ステップ２２４では、光量補正回数ｍが予
め定めた規定回数Ｐ（例えば、５回；但し、Ｐは自然
数）であるかを判断する。ステップ２２４において、光
量補正回数ｍが規定回数Ｐでないと判断された場合は、
ステップ２２６に移行して、光量補正データに基いて電
流値を算出し、ＬＥＤに算出した電流値の電流を印加
し、ステップ２２７にてｍをインクリメント（ｍ←ｍ＋
１）した後、ステップ２２２に移行する。

【０１０１】ステップ２２２では、画像形成位置検出回
数ｎ（ｎは自然数）が、例えば、５回等のように、予め
決定した所定回数Ｑであるかを判断する。所定回数Ｑで
ないと判断されると、画像形成位置検出補正及び光量補
正のための処理サイクルが終了していないので、ステッ
プ２３０にてｎをインクリメントして（ｎ←ｎ＋１）ス
テップ２０４に戻り、上述した処理を繰返す。

【０１０２】また、ステップ２２２において、予め決定
した所定回数Ｑであると判断されると、画像形成位置検
出補正及び光量補正のための処理サイクルの終了である
ので、本ルーチンを終了する。

【０１０３】一方、ステップ２２４において、光量補正
回数ｍが規定回数Ｐで有ると判断された場合は、規定し
た回数光量補正を行ったにもかかわらず、正常な値にな
らないということであるので、ＬＥＤ９４に何らかの異
常が発生している可能性が高い。そのため、ステップ２
２８では、ディスプレイ８４Ｂにエラーメッセージを表
示して異常の発生を報知し、本ルーチンを終了する。

【０１０４】なお、ステップ２１８以降の処理は本発明
の光量制御方法に対応している。また、本実施の形態で
は、ステップ２１８以降の処理は、画像形成位置を検出
するための画像形成位置検出用パターン１３２の検出時
に得られた電圧波形を用いて光量制御処理を行う構成で
あるので、光量制御処理を画像形成位置検出処理と並列
して行っている。

【０１０５】なお、本実施の形態では、ディスプレイに
警告を発して自動的にＬＥＤ光量制御処理を終了する構
成としたが、本発明はこの構成に限らず、例えば、ディ
スプレイに警告を発するだけの構成としたり、ブザーな
どの警告音を発して操作者に注意を促すように構成して
もよい。

【０１０６】このように本実施の形態では、画像形成位
置検出の検出時に、以下で説明するＬＥＤ光量制御処理
を実行するので、例えば、ＬＥＤ光量制御処理を頻繁に
実行することで、カラー画像形成装置１０の画像形成に
要する平均時間が長くなったり、ＬＥＤ光量制御時に利
用者が待たされることで利用者に不快感を与えたりする
ことを回避できる。

【０１０７】なお、温度センサや湿度センサを配設し、
カラー画像形成装置１０の設置環境が変化したことが検
出された場合（例えばＬＥＤ光量制御処理を前回実行し
てから温度が３度以上変化した、或いは湿度が２０％以
上変化したことが検出された等の場合）に画像形成位置
検出と共にＬＥＤ光量制御処理を行うようにしてもよ
い。

【０１０８】なお、以上説明した実施の形態では、「パ
ターン検出波形信号」が上下に山が形成される波形形状
の場合の実施の形態であるが、本発明は、この波形形状
に限らず、上側又は下側のみに山が形成される波形形状
にも適用出来る。

【０１０９】例えば、図１３に示す構成の画像位置検出
ユニットや、図１５に示す構成の画像位置検出ユニッ
ト、及び図１７に示す構成の画像位置検出ユニットから
の出力信号などのように、２つの検出信号の比較により
画像形成位置を検出する構成であれば適用出来る。な
お、上述した図４と同じ部位は同一の符号を付して説明
は省略する。

【０１１０】図１３に示す画像位置検出ユニットは、画
像形成位置検出パターンに光を照射する１つのＬＥＤ９
４、画像形成位置検出パターンにより反射された光をそ
れぞれ検出する受光素子としての２つのフォトダイオー
ド９６Ａ、９６Ｂ、各々のフォトダイオード９６Ａ、９
６Ｂにより検出された光電流を電圧値に変換する電流−
電圧変換器１０２、１１２、加算アンプ１１３、減算ア
ンプ１１５、コンパレータ１１６、ゼロクロスコンパレ
ータ１１７、及び、タイミング判断回路１１９から構成
されている。

【０１１１】図１３に示す画像位置検出ユニットでは、
中間転写ベルト３０の進行方向に沿って所定距離離れて
２つのフォトダイオード９６Ａ、９６Ｂが形成されてお
り、ＬＥＤ９４からの光が照射され、中間転写ベルト３
０に形成された画像形成位置検出用パターンに反射され
た反射光をそれぞれ検出する。

【０１１２】各々のフォトダイオード９６Ａ、９６Ｂ
は、それぞれ検出した光電流を電流−電圧変換器１０
２、１１２に出力する。電流−電圧変換器１０２、１１
２では、入力された光電流を電圧値に変換し（図１４
（Ａ）参照）、各々のフォトダイオード９６Ａ、９６Ｂ
の検出信号Ｖ１、Ｖ２として加算アンプ（加算ＡＭＰ）
１１３、減算アンプ（減算ＡＭＰ）１１５にそれぞれ出
力する。

【０１１３】加算ＡＭＰ１１３は、２つのフォトダイオ
ード９６Ａ、９６Ｂからの検出信号Ｖ１、Ｖ２を加算し
て図１４（Ｂ）に示すように、検出信号Ｖ１、Ｖ２の和
に比例した加算信号Ｖ３をコンパレータ１１６に出力す
る。

【０１１４】また、減算ＡＭＰ１１５は、２つのフォト
ダイオード９６Ａ、９６Ｂからの検出信号Ｖ１、Ｖ２を
減算して図１４（Ｃ）に示すように、検出信号Ｖ１、Ｖ
２の差に比例した減算信号Ｖ４を、ゼロクロスコンパレ
ータ１１７に出力する。

【０１１５】コンパレータ１１６は、入力された加算信
号Ｖ３と予め定めた閾値電圧ＶＴとを比較し、その比較
結果をタイミング判断回路１１９に出力する。また、ゼ
ロクロスコンパレータ１１７は、入力された減算信号Ｖ
４が０になる（ゼロクロスする）タイミングＴ１を検出
してタイミング判断回路１１９に出力する。

【０１１６】タイミング判断回路１１９は、コンパレー
タ及びゼロクロスコンパレータの出力信号に基づいて、
加算信号Ｖ３閾値電圧ＶＴよりも大きく、かつ、減算信
号Ｖ４がゼロクロスしたときのタイミングで、パターン
検出信号を出力する。

【０１１７】この構成においても上述した実施の形態と
同様に光量変動によりゼロクロスするタイミング（ゼロ
クロスタイミング）がずれる。このゼロクロスタイミン
グのずれ量は、光量変動量に対応する。そのため、光量
変動が起こったときの光量変動量とゼロクロスタイミン
グのずれ量との関係を、所定の関係式又はＬＵＴ（ルッ
クアップテーブル）等の対応関係を表わすデータとして
予め記録しておき、該データに基づいてゼロクロスタイ
ミングのずれ量に応じて光量変動量を検出することが出
来る。

【０１１８】また、図１５に示す構成の画像位置検出ユ
ニットは、画像形成位置検出パターンに光を照射する１
つのＬＥＤ９４、画像形成位置検出パターンにより反射
された光をそれぞれ検出する受光素子としての２つのフ
ォトダイオード９６Ａ、９６Ｂ、各々のフォトダイオー
ド９６Ａ、９６Ｂにより検出された光電流を電圧値に変
換する電流−電圧変換器１０２、１１２、アンプ（ＡＭ
Ｐ）１１１、コンパレータ１１６、及び、タイミング判
断回路１１９から構成されている。

【０１１９】図１５に示す画像位置検出ユニットでは、
各々のフォトダイオード９６Ａ、９６Ｂは、それぞれ検
出した光電流を電流−電圧変換器１０２、１１２に出力
する。電流−電圧変換器１０２、１１２では、入力され
た光電流を電圧値に変換し（図１６（Ａ）及び図１６
（Ｂ）参照）、各々のフォトダイオード９６Ａ、９６Ｂ
の検出信号Ｖ１、Ｖ２としてＡＭＰ１１１を介してコン
パレータ１１６に出力する。

【０１２０】コンパレータ１１６は、入力された検出信
号Ｖ１、Ｖ２とを比較し、その比較結果（図１６（Ｃ）
参照）をタイミング判断回路１１９に出力する。タイミ
ング判断回路１１９は、２つのフォトダイオード９６
Ａ、９６Ｂからの出力のうち、遅れて検出信号を出力す
るフォトダイオード９６Ｂからの出力が、先に検出信号
を出力するフォトダイオード９６Ａからの出力を超える
タイミングで、パターン検出信号（図１６（Ｄ）参照）
を出力する。

【０１２１】また、図１７は、図１５に示す構成の画像
位置検出ユニットに、遅れて検出信号を出力するフォト
ダイオード９６Ｂからの出力に対してオフセット分を上
乗せして出力するオフセット電圧印加回路が設けられて
いる点が上述した図１５の構成と異なるだけであるの
で、詳細な説明は省略する。

【０１２２】図１８（Ａ）及び図１８（Ｂ）は、図１７
に示す構成の画像位置検出ユニットの電流−電圧変換器
１０２、１１２からの出力波形を示し、図１８（Ｃ）は
コンパレータ１１６の比較結果を示し、図１８（Ｄ）は
タイミング判断回路１１９から出力されるパターン検出
信号を示している。

【０１２３】これら図１５及び図１７の構成においても
上述した実施の形態と同様に光量変動により２つの信号
が交差するタイミングがずれる。この交差タイミングの
ずれ量は、光量変動量に対応する。そのため、光量変動
が起こったときの光量変動量と交差タイミングのずれ量
との関係を、所定の関係式又はＬＵＴ（ルックアップテ
ーブル）等の対応関係を表わすデータとして予め記録し
ておき、該データに基づいて交差タイミングのずれ量に
応じて光量変動量を検出することが出来る。

【０１２４】このように、本実施の形態では、ＬＥＤの
発光光量が最適な場合のカウント値の検出タイミングを
基準タイミングとして、該基準タイミングに対するずれ
量と発光光量との対応関係を予め調べておき、該対応関
係に基いてＬＥＤの駆動電流を制御する構成であるた
め、実際のＬＥＤの発光光量を検出せずに、ＬＥＤの発
光光量を制御することが出来る。

【０１２５】なお、本実施の形態では中間転写ベルト３
０により反射された光を検出する構成を例に挙げて説明
したが、本発明は、この構成に限らず、中間転写ベルト
３０を透過した光を検出する構成とすることもできる。
この場合、検出する信号のオンオフレベルは、反射光を
検出する場合とは逆に、画像形成位置検出用パターンを
検出していないときはオン、画像形成位置検出用パター
ンを検出しているときはオフとなる。したがって、オン
オフレベルに対応した画像形成位置検出用パターン検出
状態に合わせてその後の処理を行う。

【０１２６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、発
光手段の発光光量を直接検出せずとも最適化することが
実現できる、という効果がある。発光手段の発光光量を
容易な構成で最適化できる、という効果がある。

【０１２７】また、別の本発明によれば、発光手段の発
光光量を最適化するためだけの部品やソフトウエア、及
び、専用サイクルが不要で、部品点数が少なく、良好に
発光手段の発光光量を最適化でき、生産性の高い画像形
成装置を提供できる、という効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 中間転写ベルト３０の一周期を検出する基準
信号、パターン検出波形、及び最終出力を対応して説明
する線図である。

【図２】 本実施形態に係るカラー画像形成装置の概略
構成図である。

【図３】 図３（Ａ）は画像検出部の各画像検出ユニッ
トの配置を示す斜視図であり、図３（Ｂ）は画像検出部
の各画像検出ユニットの配置とを示す上面図である。

【図４】 画像検出ユニットの概略構成を示すブロック
図である。

【図５】 図５（Ａ）は画像検出ユニットのＬＥＤ及び
フォトダイオードの配置を示す斜視図、図５（Ｂ）はフ
ォトダイオードの受光部の形状を示す平面図である。

【図６】 光量が適切に制御されているときの中間転写
ベルトの外周面上に形成された光量制御用パターン及び
画像形成位置検出用パターンの一例を示す平面図であ
る。

【図７】 ＬＥＤ光量制御処理の内容を示すフローチャ
ートである。

【図８】 図８（Ａ）はＹ、図８（Ｂ）はＭ、図８
（Ｃ）はＣ、図８（Ｄ）はＢｋの各色のトナーの可視域
における光反射率特性の一例を示す線図である。

【図９】 図９（Ａ）はＹ、図９（Ｂ）はＭ、図９
（Ｃ）はＣ、図９（Ｄ）はＢｋの各色のトナーの赤外域
における光反射率特性の一例を示す線図である。

【図１０】 外乱により画像形成位置検出用パターンの
検出タイミングがずれる場合の一例を示す説明図であ
る。

【図１１】 光量が低くなっているときの中間転写ベル
トの外周面上に形成された光量制御用パターン及び画像
形成位置検出用パターンの一例を示す平面図である。

【図１２】 ＬＥＤの発光光量が変化したときの差動入
力増幅器及びコンパレータの出力の変化を示す線図であ
る。

【図１３】 別の構成の画像検出ユニットの概略構成を
示すブロック図である。

【図１４】 図１４（Ａ）は図１３に示したフォトダイ
オード９６Ａ、９６Ｂの出力に基く電圧波形を示す線図
であり、図１４（Ｂ）は図１４（Ａ）の電圧波形を加算
した電圧波形を示す線図であり、図１４（Ｃ）は図１４
（Ａ）の電圧波形を減算した電圧波形を示す線図であ
る。

【図１５】 さらに別の構成の画像検出ユニットの概略
構成を示すブロック図である。

【図１６】 図１６（Ａ）は、図１５に示したフォトダ
イオード９６Ａの出力に基く電圧波形Ｖ１を示す線図で
あり、図１６（Ｂ）は、図１５に示したフォトダイオー
ド９６Ｂの出力に基く電圧波形Ｖ２を示す線図であり、
図１６（Ｃ）は図１６（Ａ）及び図１６（Ｂ）の電圧波
形を重ね合わせた場合の線図であり、図１６（Ｄ）は最
終的に得られる電圧波形を示す線図である。

【図１７】 図１５に示した画像検出ユニットにおい
て、オフセット処理を施した場合の画像検出ユニットの
概略構成を示すブロック図である。

【図１８】 図１８（Ａ）は、図１７に示したフォトダ
イオード９６Ａの出力に基く電圧波形Ｖ１を示す線図で
あり、図１８（Ｂ）は、図１７に示したフォトダイオー
ド９６Ｂの出力に基く電圧波形Ｖ２を示す線図であり、
図１８（Ｃ）は図１８（Ａ）及び図１８（Ｂ）の電圧波
形を重ね合わせた場合の線図であり、図１８（Ｄ）は最
終的に得られる電圧波形を示す線図である。

【図１９】 従来の光量最適化サイクルを示すフローチ
ャートである。

【符号の説明】

１０ カラー画像形成装置 １２ 原稿読取装置 １３ センサ １４ プラテンガラス １６ 原稿 １８ 画像形成装置 ２０，２２，２４，２６ 画像形成部 ２０Ａ 走査露光部 ２０Ｂ 現像装置 ２０Ｃ 感光体 ２０Ｄ 帯電器 ２０Ｅ クリーニング装置 ２０Ｆ 転写装置 ２０Ｇ トナー供給部 ２０Ｈ ミラー ２８ 画像検出部 ３０ 中間転写ベルト ３２，３６ 駆動ローラ ４０ 吸着ローラ ４２ クリーニング装置 ４４ 基準位置検出センサ ４６ 定着装置 ５０ 用紙 ５２ ローラ ５４ トレイ ５５，６２ 搬送ローラ対 ６０ 転写ローラ ６４ 用紙トレイ ８０ 制御部 ８２ 画像蓄積部 ８４Ｂ キーボード ８４Ａ, ８４Ｂ ディスプレイ ８４ 操作部 ９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃ 画像検出ユニット ９２Ａ，９２Ｂ 反射光量検出部 ９６Ａ，９６Ｂ, １００Ａ，１００Ｂ フォトダイオー
ド １０２，１１２ 電圧変換器 １０８ マイクロコンピュータ １１０ ドライバ １１３ 加算アンプ（ＡＭＰ） １１４ 差動入力増幅器 １１５ 減算アンプ（ＡＭＰ） １１６ コンパレータ １１７ ゼロクロスコンパレータ １１８ バッファ １１９ タイミング判断回路 １２０ カウンタ １３２ 画像形成位置検出用パターン

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 予め定めた所定の間隔で複数の画像形成
   位置検出用パターンが形成され、かつ、予め定めた所定
   方向に移動される媒体に、前記画像形成位置検出用パタ
   ーンを含むように光を照射し、該媒体からの光を検出し
   て前記画像形成位置検出用パターンの形成位置の検出を
   行う際に、 前記画像形成位置検出用パターンの検出タイミングと予
   め定めた基準の検出タイミングとのずれ量に基いて前記
   画像形成位置検出用パターンに照射される光の光量変動
   量を求め、該光量変動量に応じて前記媒体に照射する光
   の光量を制御することを特徴とする光量制御方法。
2. 【請求項２】 前記検出タイミングは、前記媒体からの
   光を電気信号に変換して得られる信号波形と予め定めた
   閾値とのクロスポイントタイミングである請求項１に記
   載の光量制御方法。
3. 【請求項３】 前記媒体からの光として、赤外域の波長
   の光を検出することを特徴とする請求項１又は請求項２
   に記載の光量制御方法。
4. 【請求項４】 予め定めた所定方向に移動される転写体
   に画像を形成する画像形成手段と、 前記画像形成手段により予め定めた所定の間隔で前記転
   写体に複数形成された画像形成位置検出用パターンを通
   過するように前記転写体に光を照射する発光手段と、 前記転写体からの光を検出して画像形成位置を検出する
   画像形成位置検出手段と、 前記画像形成位置検出用パターンの検出タイミングのず
   れ量に応じて求められる光量変動量に基いて、前記発光
   手段の発光光量を制御する光量制御手段と、 を備えた画像形成装置。
5. 【請求項５】 前記画像形成位置検出手段は、前記転写
   体からの光を電気信号に変換して得られる信号波形と予
   め定めた閾値レベルとを比較する比較手段を含み、 前記検出タイミングは、前記比較手段による信号波形と
   予め定めた閾値レベルとのクロスポイントタイミングで
   あることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 【請求項６】 前記画像形成位置検出手段は、赤外域の
   波長の光を検出することを特徴とする請求項４又は請求
   項５に記載の画像形成装置。