JP2004069805A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】レジ検（色ずれ）ユニットの無調整化をはかるため、ＣＩＳ（コンタクトイメージセンサ）を流用し装置の簡素化、及び低コスト化をはかる。さらに、濃度制御、トナー残検、クリーニング検知などの機能も併用可能な装置を提供する。
【解決手段】透過方式もしくは反射方式のＣＩＳ検出センサをもちい発光側の光量制御及び受光側の閾値制御を施す。この検出センサにてトナー像形成位置の位置ずれを検出し、また、トナー濃度検出機能によりトナー残検、クリーニング検知も併用できる機能を付加する。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録媒体上に画像を形成する例えば電子写真プリンタ、電子写真複写機、およびＦＡＸなどの電子写真画像形成装置に関するものである。特にカラー画像形成装置において、各色の画像形成位置であるカラーレジストレーション（色ずれ）を検出しこの色ズレ量に応じたトナー画像の形成位置を補正することが可能な技術分野の画像形成装置である。
【０００２】
【従来の技術】
近年、カラー画像を高速に形成する画像形成装置として、搬送ベルトまたは中間転写体に沿ってイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の各色毎に感光ドラムを配置し、搬送ベルト等によって転写紙を順次搬送して各色の像を順次転写する。もしくは中間転写体上に順次各色のトナー像を重ね合うように転写して最後に一括して用紙にトナー像を転写するインライン方式と呼ばれる画像形成装置が提案されプリント印刷速度の大幅な高速化が図られている。
【０００３】
このようなカラー画像を形成する装置は、種々提案されており、また実際に製品化（商品化）も活発に展開されている。
【０００４】
しかしながらこのようなカラー画像形成装置における主な問題点の一つに、カラー形成ユニットがそれぞれ独立している為に、カラー画像の画像形成位置の位置ずれ、すなわちカラーレジストレーション（色ずれ）による画質の低下が不具合として上げられている。
【０００５】
この色ずれの主な成分としては、
１）レーザによるスキャン方向（主走査方向）のずれ及びベルト搬送方向（副走査方向）のずれ
２）主走査方向の像の伸縮
３）主走査方向の水平角度ずれ
等に起因することが上げられる。
【０００６】
よって各色の画像の形成位置ずれは、装置の出荷時において、所定の許容値以下となるように調整されている。
【０００７】
しかしながら、調整時と使用時では周囲の環境温度や装置温度の変化、床面の違いによる装置の歪み、トナーカートリッジの交換等による感光ドラムの物理的な位置ずれ等により、経時変化をもってしまい許容値以上の画像形成位置ずれ、つまりカラーレジストレーション（以下、色ずれと省略する）が生じてしまうこととなる。そこで、適時この色ずれ量を補正する手段として搬送ベルト上、または中間転写ベルト上に所定の間隔で画像形成位置ずれ検出パターン画像を形成し、この検出パターン画像をトナー像位置ずれ検出器によって検出し、その検出結果に基づいて色ずれ量を演算し、この演算結果に基づいて画像の形成位置を補正する制御が設けられている。
【０００８】
トナー像位置ずれ検出器は一般的にＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ）等のエリアセンサが用いられることが主流となっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記ＣＣＤ等のエリアセンサを用いる場合は、発光素子のばらつき及び受光感度のばらつき等によって、発光及び受光センサの取り付け調整が必要となる。これらの調整方法はＣＣＤが取り付けられているセンサ基板等の被調整部材に対して、調整用セットビス（スクリュ）偏心カム、スプリング等の部材を使用し部品点数が増えるばかりでなく構成も複雑となる。また発光側の位置調整においても同様な調整機構が必要となる。さらに発光側のＬＥＤ光源からの発光の素子影の影響が生じない特殊（高価）な発光素子を用いる必要がある。その結果コストメリットも低減してしまうこととなる。よって無調整で且つ構成も簡単なトナー画像検出器を提供し、さらに各種検出機能も併用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。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的は本発明に係る画像形成装置およびトナー像検出手段にて達成される。
【００１１】
要約すれば、本発明は、画像形成装置本体に本提案のトナー像検出センサユニットを備えて、この検出センサユニットを搬送ベルトもしくは中間転写体と直交する方向に設置する。トナー像検出センサユニットによって搬送ベルトもしくは中間転写体に形成された所定のトナー像を検出する手段と、この検出結果に基づいて前記トナー像の形成位置のズレ量を算出する算出手段と、この算出手段により算出された前記トナー像の形成位置のズレ量に基づいて印字される画像の書き出し位置を可変する手段を有したものとする。
【００１２】
さらに前記検出手段は、濃度検出手段も兼ねる機能によって、トナー残量検知、クリーニング検知等の機能も併せて兼ねる事が可能となった。
【００１３】
上記発明において、検出手段は、搬送ベルトもしくは中間転写体に対してトナー像の形成位置ズレを検出可能な設置場所に配置し、例えば搬送ベルトもしくは中間転写体に対し直交した場所に設置する。さらに検出手段は、発光素子及び受光素子を具備し、トナー像によって光を遮光するか否かもしくは反射光量によってトナー像の形成位置を検出できる。この検出手段は、均一に照射される光量を複数の素子が連なったアレイ等の光受光センサにて受光する手段が代表的な検出手段である。前記検出手段からのトナー像の形成位置ズレ量を算出する手段は、演算装置（ＣＰＵ）であり、演算装置内のカウンタ処理によってトナー像の形成位置ズレ量を算出する。
【００１４】
つぎに前記算出結果から画像の書き出し印字位置を可変させる手段を有している。
【００１５】
またセンサ受光面の汚れ、断線、故障等の自己診断機能を有している。
さらに、受光センサからの出力結果に従って、トナー濃度制御も併用することが可能となり、さらにトナー残量検知、クリーニング制御等の検出機能も兼ね備えることが可能となった。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る画像形成装置および装置ユニットを図面に則して更に詳しく説明する。
【００１７】
（実施例１）
本発明に係る第１実施例の全体の回路ブロック図を図１に示すと共に図２に示す電子写真画像形成装置全体の概要ブロック図を用いて説明する。
【００１８】
まず図２において、画像形成装置はホストコンピュータ３０１から送られて来る所定の記述言語の画像情報を受信して展開し、これを各色成分が８ビット（ＤＯ〜Ｄ７）の情報で構成されるＹ（イエロー），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン），Ｋ（ブラック）の画像信号として出力するプリンタコントローラ３０２と主にメカニカル制御を行なうエンジンコントローラ３０３とで構成される。
【００１９】
プリンタコントローラ３０２とエンジンコントローラ３０３との間には、前記画像信号以外にも種々の制御信号がシリアル通信の形で授受される。これらの信号には、エンジンコントローラ３０３からプリンタコントローラ３０２に送出するページの副走査方向を示す同期信号（ＴＯＰＳＹＮＣ）、主走査方向を示す同期信号（ＬＳＹＮＣ）等がある。プリンタコントローラ３０２は、入力されたＲ、Ｇ、Ｂの画像信号を公知であるマスキング（下色除去法）処理が施され、それぞれＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの画像信号に変換された後、画像信号を各色成分の８ビットの信号として、ＦｉＦｏ（ＦａｓｔＩｎＦａｓｔＯｕｔ）にてプリンタコントローラ３０２とエンジンコントローラ３０３の時間軸変換を行いデータ転送用クロック（ＶＣＬＫ）に同期して画像信号を順次出力する。
【００２０】
一方、プリンタコントローラ３０２からプリント開始命令が送出されると、エンジンコントローラ３０３はスキャナーモータ３１１の駆動が開始される。ここで図示しない露光装置に内臓されている基準発振器から基準クロックが発生し分周器によって分周され、分周クロックとスキャナモータ３１１からのフィードバック信号との位相差を所定の位相差となるように、スキャナモータ３１１が位相制御回路３１３（ＰＬＬ制御）により等速度回転される。
【００２１】
等速度回転には公知である位相制御回路が内蔵されている。そしてスキャナモータ３１１の回転がポリゴンミラー３０７に伝達され、ポリゴンミラー３０７を等速回転させる。
【００２２】
その後、定常回転に達すると、先ほど述べたプリンタコントローラ３０２から画像信号が転送され画像信号に基づいて増幅器３０５にて電気信号をレーザ信号に変換し半導体レーザ３０６は定常回転しているポリゴンミラー３０７に向って点灯して、ボリゴンミラー３０７、結像レンズ３０８、折り返しミラー３０９を介して、レーザ光が感光体ドラム３１０に照射される。
【００２３】
また、レーザ光が射出されると、主走査軸上に配置された検出器３１２によりレーザ光が検出され、水平同期信号となるＢＤ信号が出力される。その結果、レーザ光によりＢＤ信号に同期して感光体ドラム３１０が走査露光され、静電潜像が形成される。
【００２４】
その静電潜像を現像器（不図示）によって現像する。
【００２５】
一方、搬送ベルトが駆動モータ（不図示）により回転して、所定の位置にくると、検出器から垂直同期信号（ＴＯＰＳＹＮＣ）が発生される。その垂直同期信号（ＴＯＰＳＹＮＣ）が出力された後、露光装置内の検出器によって生成されるＢＤ信号を水平同期信号（ＬＳＹＮＣ）として、水平同期信号（ＬＳＹＮＣ）に同期した画像信号（ＶＤＯ）が順次、半導体レーザ３０６に送出される。
【００２６】
また、エンジンコントローラ３０３内のＣＰＵ３１４とプリンタコントローラ３０２内の信号処理部３０４に内蔵されるＣＰＵ３１５はエンジンコントローラ３０３とＣＭＤ／ＳＴＳ通信ラインを介してシリアル通信を行なって、各種制御信号を交換し、プリンタコントローラ３０２とエンジンコントローラ３０３の動作を同期させている。
【００２７】
つぎに図３では、所定の搬送路において、トナー像の形成位置ズレを検出するためのトナー像形成位置ズレ検出センサ５０２をレジ前検出センサ５０３の後方に配置することにより搬送ベルトもしくは中間転写体に形成されたトナー像のズレ量を検出する場合を一例として示している。
【００２８】
図４はトナー像の形成位置ズレを説明する概略斜視図であり、搬送ベルトもしくは中間転写体の端部に取り付けられている。この図４に示すように搬送ベルトもしくは中間転写体の端部に相当する部分の上部には発光部となる発光素子６０１と下部には受光部となる受光素子６０２がそれぞれ配置されている。この発光素子６０１と受光素子６０２との間に搬送ベルトもしくは中間転写体が存在することとなる。
【００２９】
ここでは、搬送ベルトもしくは中間転写体の左右の端部に前記センサを配置しているけれども、例えば搬送ベルトもしくは中間転写体の中央部に配置しても同様である。
【００３０】
また、発光素子６０１と受光素子６０２を上下逆に配置されても同様とみなされる。
【００３１】
さらに搬送ベルトもしくは中間転写体を透明と見なし透過型のセンサにて説明しているけれども、搬送ベルトもしくは中間転写体が有色（黒色等）の場合には反射型のセンサを用い同機能を実現することも容易に考えられる。
つぎに図５に示すように、発光素子６０１は、ＬＥＤ７０１からの光を均一に照射する導光体（ライトガイド）７０２にて構成されている。また受光素子６０２は一般的にＣＩＳ（ＣｏｎｔａｃｔＩｍｅｇｅＳｅｎｓｏｒ）もしくはフォトダイオードにて構成されている。
【００３２】
この受光素子には個々に独立したセルフォックレンズ等によって被検出対象であるトナー像の検出面に多少の距離変動が生じても、ピントずれの影響が少なく検出精度を高め、中にはシェーディング機能を有したものも見受けられる。
【００３３】
前述のような検出センサの構成において、電気的なファームウェアの制御ルーチンを図６（ａ）に示し、トナー像形成位置ズレの制御ルーチンを（ｂ）に示しさらにＬＥＤ７０１の光量制御について図７を用いて順次説明する。
【００３４】
画像形成装置に電源が投入されると、受光素子６０２には所定のＣＬＫ信号及びＲＳＴ信号が受光素子６０２に入力される。次に印刷用紙が搬送される前のイニシャライズ期間において、まずＬＥＤ７０１を一旦最大点灯にて駆動させて受光素子６０２からのアナログ出力をＣＰＵ８０７（演算処理装置）内部のＡ／Ｄコンバータにてディジタルデータに変換し、同内部のレジスタに格納する。このディジタルデータは例えば８ｂｉｔ（すなわち００〜ＦＦ（ＨＥＸ））で表現されており図７に出力特性のグラフを示す。ここでＬＥＤ７０１は最大点灯しているので受光素子６０２からのアナログ出力は飽和電圧レベルの出力が得られることとなる。
【００３５】
よってＣＰＵ８０７（演算処理装置）のレジスタに格納した電圧値はＦＦ（ＨＥＸ）を示すこととなる。
【００３６】
ここでレジスタに取り込まれた電圧レベルが、発光素子６０１を最大点灯しているにもかかわらず、内部のレジスタに設定された電圧レベル（仮に４０（ＨＥＸ））よりも低い場合は、発光素子６０１もしくは受光素子６０２の断線もしくは故障によって出力電圧が得られないと判断する。この判断したＦｌａｇ信号をコントローラを介して、オペレーションパネルにてユーザに故障を報知する。
【００３７】
一方、設定された所定の電圧レベル（仮に４０（ＨＥＸ））よりも高い場合は、発光素子６０１からの光量を受光素子６０２にて受光していると判断し、図６（ａ）に示す光量調整ルーチンに移行する。
【００３８】
ここでトランジスタ８０２のスイッチング時間を制御するために図８を用いてスイッチング時間について説明する。受光素子６０２の１ライン分の処理時間（ｔ）を例えば８ｂｉｔの分解能にて制御する。つまりＦＦ（ＨＥＸ）から００（ＨＥＸ）までの可変スイッチングステップ幅をもっている。ＣＰＵ８０７（演算処理装置）は、ＦＦ（ＨＥＸ）から順次デクリメントすることにより、トランジスタ８０２のスイッチングＯＮ時間を徐々に短くして発光光量を減衰させると、受光素子６０２からのアナログ出力も低下する。その結果ＣＰＵ８０７（演算処理装置）のＡ／Ｄコンバータにて変換しレジスタに格納される値も徐々に低下することとなる。ここでは仮に飽和レベル−Ｎｖになるようにトランジスタ８０２のスイッチングＯＮ時間をフィードバック制御によって最適化する。このような制御によって、光量レベルを所定の電圧レベルに設定することが可能となった。
【００３９】
図６に示すＬＥＤ光量調整の演算式は
ＬＥＤ光量補正値＝目標光量でのステップ数＊Ｎｖ値／（最大光量時のＡＤ値−消灯時のＡＤ値）
となる。
【００４０】
一方、設定した所定の電圧レベルに達成するように、スイッチングＯＮ時間の制御を００（ＨＥＸ）からＦＦ（ＨＥＸ）までインクリメント動作させる事により徐々に発光光量を増加させて設定した光量電圧に達成させるアルゴリズムも容易に考案できる。
【００４１】
また、光量制御を行なうタイミングは、画像形成装置に電源投入後のイニシャライズ期間にて前記キャリブレーション動作を実行すると共に所定の印字枚数（周期）単位毎に光量制御を行なうこととする。またリアルタイムに前記アナログ出力電圧をＣＰＵ８０７（演算処理装置）にて監視することにより、その設定電圧以下になった場合に光量制御を行なうことも容易に考案できる。
【００４２】
つぎに比較器（コンパレータ）８０３の閾値調整について説明する
ここで所定の閾値を設定するために前述の光量調整の後に、閾値調整のルーチンが動作する。具体的な閾値の設定は、受光素子６０２からのアナログ出力を比較器（コンパレータ）８０３に入力する。比較器（コンパレータ）８０３は所定の閾値と比較することによりニ値化された情報が出力される。ここでニ値化された情報「Ｈｉ」を後段のカウンタにてカウントした数と予め内部のレジスタに格納されたカウント数を比較し所定以上の差異が生じた場合は、一旦設定した閾値レベルを下げて再度カウンタにてカウントして設定されたカウント数になるまで上記の動作を繰り返す。
【００４３】
下記にその閾値電圧調整の算出式を示す。
【００４４】
閾値調整レベル＝（設定光量電圧レベル−遮光電圧レベル）＊閾値係数＋遮光電圧レベル
なお、閾値レベルを設定下限値まで下げても、内部のレジスタに設けてあるカウント数以上の差異が生じた場合には、センサ受光面がトナーもしくは紙粉等で汚れていると判断して汚れＦｌａｇ信号をコントローラを介して、オペレーションパネルにてユーザに警告を報知する。ユーザはこの報知された警告信号に従ってブラシ等でセンサ受光面を清掃する。
【００４５】
以上のようなシーケンスにて閾値レベルの設定が完了する。
【００４６】
つぎに受光素子６０２からの出力はトナー像形成位置によって発光側からの光が遮光された場合には「ＯＦＦ」されるためにトナー像形成の位置により「Ｈｉ」「Ｌｏ」の切り替わる位置が可変することとなる。この受光素子６０２からの出力を比較器（コンパレータ）８０３を介してカウンタに入力しカウントすることでトナー像形成位置を検出することが可能である。
【００４７】
トナー像形成位置の算出ロジック波形を図９に示すと共に、回路ブロック図１に示すカウンタ８０６の動作について説明する。エンジンコントローラ３０３内の信号処理部８０１に示すカウンタ８０５は基準発振器の周波数を分周して所定のＣＬＫ信号及びリセット信号を生成する。カウンタ８０５からのＣＬＫ信号及びリセット信号を受光素子６０２に送出すると光がトナー像によって遮光されるか否かによって出力レベルが変動する所定のアナログ出力信号を得ることができる。このアナログ出力信号は、後段の比較器（コンパレータ）８０３に入力され前記アナログ出力と設定された所定の閾値レベルが比較器（コンパレータ）８０３にて比較されることによりニ値化が施される。
【００４８】
次にカウンタ８０６のイネーブル端子には、比較器（コンパレータ）８０３からの信号論理「Ｌｏ」が反転器８０４を介して入力されているので反転して「Ｈｉ」になり基準ＣＬＫに同期してカウントアップの動作をする。一方、比較器（コンパレータ）８０３からの信号論理が「Ｈｉ」になるとカウンタ８０６のイネーブル端子は反転されて「Ｌｏ」になり基準ＣＬＫに同期してそのカウント値（ｎ）でカウンタ値が保持される。ここでは、便宜上（０）から（ｎ）までカウントアップ動作をする。
【００４９】
カウンタ８０６にて算出されたカウント値（ｎ）は、ＣＰＵ８０７（演算処理装置）にて演算処理が施されトナー像形成位置のズレ量を算出する。
以上の動作をそれぞれ（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のトナー像において検出する。
【００５０】
それぞれのトナー像の形成位置によって、前記カウンタのカウント値が異なり、このカウントの差分が画像形成位置の補正量となる。仮にＢｋトナー像の検出位置のカウント値を１００カウント
Ｙトナー像の検出位置のカウント値が１０１カウント、Ｍトナー像の検出位置のカウント値が１０２カウント、Ｃトナー像の検出位置のカウント値が１０３カウントとすると、Ｂｋトナー像の形成位置に対してそれぞれ１もしくは２もしくは．３カウントずれていることとなる。
【００５１】
その結果をＣＭＤ／ＳＴＳ信号によってプリンタコントローラ３０２側のＣＰＵ８０８（演算処理装置）に送信する。プリンタコントローラ３０２では、算出値を受け取って画像の書き出し位置制御８０９にて、画像を展開するＦｉＦｏ（ＦａｓｔＩｎＦａｓｔＯｕｔ）８１０を制御する。
【００５２】
前述のＢｋトナーの書き出し位置に対してＹトナー書き出し位置は１カウント早めに書き出す。またＭトナーは２カウント、Ｃトナーは３カウント早めに書き出す。以上の制御を施すことによって、Ｂｋトナー像の書き出し位置と他（Ｙ，Ｍ，Ｃ）のトナー像の書き出し位置が等しくなり、結果的に色ずれ量を補正したことになる。
【００５３】
なおここでは黒トナー（Ｂｋ）を基準にその他の色を補正し黒トナー（Ｂｋ）に合わせる説明をしたけれども、基準色を黒トナーと限定したものではなく他の色でも構わないし、また絶対取り付け寸法位置に対して補正する方法でも構わない。
【００５４】
ここではこの補正値をプリンタコントローラ３０２側のＦｉＦｏ（ＦａｓｔＩｎＦａｓｔＯｕｔ）８１０の書き込みもしくは読み出し制御に位置ズレ量による加算もしくは減算制御することにより画像の書き出し位置を制御してエンジンコントローラ３０３に画像信号を送出する。
【００５５】
ここで補正された画像書き出し位置から各色印字することとなるので、各色間の色ずれは発生しないこととなる。
【００５６】
つぎに、トナー濃度制御に関して図１０（ａ）透過方式（ｂ）反射方式を用いて説明する。
【００５７】
透過方式の検出センサにおいて得られる検出出力レベルは、搬送ベルトもしくは中間転写体上に形成されたトナー像濃度と検出センサからの出力レベルは反比例の関係となる。
【００５８】
一方、反射方式の検出センサの場合は、搬送ベルトもしくは中間転写体上に形成されたトナー像が正反射光として受光センサ面に受光されるので検出センサ出力レベルと濃度レベルは比例することとなる。
【００５９】
透過方式の検出センサを用いた場合は、最大濃度データでトナー像が形成されると発光側からの光が遮光され検出センサの出力レベルは００（もしくはその近傍）のＡ／Ｄ値を示すこととなる。また最小濃度データでトナー像が形成されると発光側からの光が透過して検出センサの出力レベルはＦＦ（もしくはその近傍）のＡ／Ｄ値を示すこととなりトナー像による遮光光量に従った出力レベルを得ることが可能となる。ここで最大濃度、最低濃度等の代表的な所望の濃度データに対して検出された濃度レベルによって線形補間、もしくは近似補間等による最適な中間調（グラデェーション）を得ることが出来る。また最大濃度データによってトナー像を形成したにも係わらず、所望の検出レベルもしくはその近傍にならない場合は、トナーカートリッジにトナーが残っていないと判断する機能を設けトナー残量検知機能を設けることが可能となった。
【００６０】
さらに、耐久等によって感光ドラムに残ったトナーが搬送ベルトもしくは中間転写体に飛散し印刷用紙を汚してしまう不具合が生じる場合が見られる。よって所定周期毎に搬送ベルトもしくは中間転写体を強制的にクリーニングする機能を設けている。しかしながら所定周期毎のみクリーニング動作をするだけでは、搬送ベルトもしくは中間転写体が汚れているか判断ができない。よって本検出センサを流用することによって、搬送ベルトもしくは中間転写帯のトナー汚れ具合を検知し、汚れが検知された場合は搬送ベルトもしくは中間転写帯のクリーニング制御を行なう機能を付加することが可能となった。
【００６１】
（実施例２）
第２以降の実施例においては、トナー像の位置ズレ検出センサ自体の動作は、第１実施例と同様なので説明は省略する。また符号も同一である。
【００６２】
図１に示す回路ブロック図において、実施例１に記述した発光素子であるＬＥＤ７０１の発光光量を制御すると共に比較器（コンパレータ）８０３の閾値設定も所定の値に制御出来る構成を用いたけれども、発光もしくは受光のどちらか片方を可変制御することも用意に考案できる。つまり発光光量を固定値に設定すると受光した光量によって変換されたアナログ出力レベルは、個々のばらつき、機内汚れ等の影響によって、劣化もしくは低下する事が考えられる。ここでアナログ出力電圧レベルに応じて比較器（コンパレータ）８０３の閾値電圧を制御するだけで、実施例１と同様な機能を設けることは容易に可能である。また、逆にこの閾値電圧を固定値にしてＬＥＤ７０１の発光光量を実施例１で述べた光量制御と同様な制御を行なう事により、所定のアナログ出力を得ることも容易に考案できる。
【００６３】
（実施例３）
第３の実施例においては、実施例１にて述べたトナー像の位置ズレに関しては比較器（コンパレータ）８０３を介し２値化された信号に基づきトナー像の位置ズレを算出する方式であり、さらにアナログ出力のＡＤ値に基づき濃度制御する手段について記述したけれどもトナー像の位置ズレ検出手段も前記ＡＤ値に従い、内部のレジスタに格納された値と、比較することによって比較器（コンパレータ）８０３を兼ねることも可能であり、実施例１にて記述したトナー像の位置ズレ検出用の比較器（コンパレータ）８０３を削減することも容易に考案できる。
【００６４】
（実施例４）
第４の実施例において、実施例１に記述した、トナー像の位置ズレを検出した値をＣＰＵ８０７（演算処理装置）にて演算処理が施されトナー像の位置ズレ量を算出する。その結果をＣＭＤ／ＳＴＳ信号を介すことによってプリンタコントローラ３０２側のＣＰＵ８０８（演算処理装置）に送信し算出値を受け取って画像の書き出し位置制御８０９にて、画像を展開するＦｉＦｏ（ＦａｓｔＩｎＦａｓｔＯｕｔ）８１０を制御することを記述したけれども、エンジンコントローラ内部でＢＤ信号から生成されたＬＳＹＮＣ信号を前記トナー像の位置ズレ量の算出値に従い可変する。この可変されたＬＳＹＮＣ信号をコントーラに送付し、コントローラでは受取ったＬＳＹＮＣ信号に従い順次画像を送出する構成も容易に考案できる。
【００６５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、画像形成装置本体にトナー像の位置ズレ検出手段を設け、その検出手段にはＣＩＳ（ＣｏｎｔａｃｔＩｍａｇｅＳｅｎｓｏｒ）などの光受光フォトセンサを用いる。この検出手段の発光素子側に光量制御手段をもうけ、受光側には受光レベルに応じた閾値設定制御手段を設ける。
【００６６】
実施例の如く発光及び受光素子のばらつきを吸収し、かつ耐久による汚れ劣化、機内ノイズ等の影響を受ける事無く確実にトナー像の位置ズレ及びトナー濃度を検出することが可能となった。仮に故障もしくは汚れ等により誤検出した場合でもそれらを検出し報知する機能を有し、実用的にも適用でき、さらに検出手段の設置スペースの簡素化及び検出手段の調整の簡略化等により大幅にコストの削減に貢献することが出来た。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明である画像形成装置の主たる制御構成を説明する回路ブロック図である。
【図２】ホストコンピュータおよびプリンタを示すブロック図である。
【図３】用紙搬送路及びトナー像検出センサ配置について示す断面図である。
【図４】本発明に係るトナー像検出センサを説明する概略斜視図である。
【図５】トナー像検出センサによる検出方式を説明する概要図である。
【図６】（ａ）電源投入後のファーム制御ルーチンを示す。（ｂ）トナー像検出センサのファーム制御ルーチンを示す。
【図７】ｌｅｄ点灯時間（ＨＥＸ入力）とアナログ出力レベルの相関図である。
【図８】ｌｅｄ点灯時間軸制御による光量制御を説明する図である。
【図９】トナー像形成位置ズレ量をカウントするタイミング図である。
【図１０】透過方式及び反射方式検出方式の出力レベルをイメージする図である。
【符号の説明】
５０３　レジ前センサ
５０１　紙ピックアップローラ
５１１　給紙トレイ
５１０　マルチトレイ
８０７、８０８　ＣＰＵ
５０２、６０１、６０２　トナー像形成位置ズレ検出センサ
７０１　ＬＥＤ
７０２　ライトガイド
７０３　受光素子
３０１　ホストコンピュタ
３０２　プリンタコントローラ
３０４　信号処理部内
８０９　書き出し位置制御
８１０　ＦｉＦｏ
３０３　エンジンコントローラ
８０１　信号処理部内
８０５、８０６　カウンタ
８０２　トランジスタ
８０３　コンパレータ
８０４　反転回路
３０５　変調増幅器
３０６　半導体レーザ
３０７　ポリゴンミラー
３０８　結像レンズ
３０９　反射ミラー
３１０　感光ドラム
３１１　スキャナモータ
３１２　ＢＤ検出センサ
３１３　位相制御回路
５０６　定着ローラ
５０９　排紙工程
５０７　排紙センサ
５０８　排紙ローラ
５０４　レジストローラ
５０５　搬送路
５０９　両面搬送路
８０４　反転（インバータ）回路

Claims (14)

1. 画像信号に応じて記録媒体上に画像を形成する画像形成装置において、トナー像の形成位置ずれを検出するためのセンサをｎ個（ｎ≧１）配置する。この検出用センサは印刷用紙の搬送方向に対して直交する方向に設置される。トナー像の形成位置ずれを検出するための検出用トナーパターン画像は前記被検出対象の表面に所定の周期で繰り返し形成された複数の検出用トナーパターン画像から画像を形成する位置ずれを検出する。この検出センサからの検出結果に基づいて、画像の書き出し位置を補正する手段を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記トナーパターン画像の形成位置ずれを検出するセンサは、発光手段及び受光手段を具備した透過方式もしくは反射方式の光検出方式であり、透過方式の場合は発光側からの光をトナーパターン画像によって遮光するか否かによってトナー形成位置を検出する。一方反射方式の場合はトナーパターンの反射光量によって検出する。この受光センサはアレイタイプの非接触光センサであり受光光量によって出力レベルが可変することを有したことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記請求項２記載の発光手段は、例えばＬＥＤからの点発光を、導光体によって線光源に変換する手段を有し受光手段である受光センサの受光面に均一に光を配光することを特徴とした請求項２記載の検出センサ。
4. 前記請求項２記載の受光手段は、本画像形成装置の印字解像度と同等もしくはそれ以上の解像度を有した検出センサであることを特徴とした請求項２記載の検出センサ。
5. 請求項１記載の検出用センサの受光手段から得られたアナログ出力値によって、発光側の発光時間を制御することにより、受光出力レベルを制御できることを特徴とした請求項１記載の画像形成装置。
6. 請求項１記載の検出用トナーパターン画像は、所定の周期で繰り返し形成され、前記検出センサにてトナー像の形成位置を検出し、その検出結果に基づき演算処理を施す機能を有したことを特徴とした請求項１記載の画像形成装置。
7. 請求項１記載の検出用センサの受光手段から得られたアナログ出力値と所定の閾値を比較器（コンパレータ）によって比較してニ値化を施し、比較器（コンパレータ）からの出力に従い、所定のカウンタにてカウントすることによりトナー像の形成位置を検出する手段を有していることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
8. 前記、比較器（コンパレータ）からの出力に従い、所定のカウンタにてカウントすることによりトナー像の形成位置を検出する手段において、複数回検出動作を繰り返し所定のカウント数以上もしくは以下であれば、なんらかの異常と判断する機能を有したことを特徴とした請求項１記載の画像形成装置。
9. 前記、比較器（コンパレータ）の閾値は、比較器（コンパレータ）から得られた出力値と予め格納されている所定カウント数を比較することによって閾値を自動設定できる機能を有し、さらに格納されている所定のカウント数との差異によってセンサ受光面の汚れ判断をする機能を有したことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
10. 前記、比較器（コンパレータ）からの検出結果に基づき、演算処理を行い、その結果をコントローラ側に送信し、コントローラ側では、その値に基づき主走査書き出し位置を制御することを特徴とした請求項１記載の画像形成装置。
11. 請求項１記載の検出用センサにて、トナー画像の濃度レベルを検出することによってトナー濃度制御もしくはトナー残量検知機能、もしくは被検出対象の表面である搬送ベルトもしくは中間転写体上に飛散したトナーのクリーニング検知等の各種機能を兼ね備ることも可能であることを特徴とした請求項１記載の画像形成装置。
12. 請求項１記載の検出用センサにて検出用トナーパターン像の遮光光量もしくは反射光量のアナログ出力値を検出することで所定の濃度レベルで像形成されているか否かを判断し、濃度レベルに応じて濃度補正を施すトナー濃度制御機能も兼ね備えたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
13. 請求項１記載の検出用センサの受光手段から得られたアナログ出力値を検出することで濃度レベルを検出し、濃度レベルに所定範囲以上の差異が生じたらトナーカートリッジ内にトナーが残っていないことを検出できる機能を有したことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
14. 請求項１記載の検出用トナーパターン画像が形成される搬送ベルトもしくは中間転写体上の表面に付着している残像トナーを前記検出用センサにて検出することにより、前記搬送ベルトもしくは中間転写体上に残ったトナー像を清掃するか否かの判断を行いクリーニング清掃する機能を有したことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。

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