JP2004109682A - 画像形成装置及びこれに用いる画像位置検出装置 - Google Patents

Abstract

【解決課題】簡単な回路構成で、画像位置検出用パターンの検出精度を実用上満足の行く程度にまで高めることが可能な画像形成装置の提供を課題とする。
【解決手段】複数の画像形成手段によって形成された画像を多重に転写する中間転写体と、前記複数の画像形成手段によって形成された画像を中間転写体上に順次多重に転写する一次転写手段と、前記中間転写体上に転写された画像を記録媒体に一括して転写する二次転写手段と、前記中間転写体上に形成された画像位置検出用パターンを赤外領域にて検出する検出手段と、前記検出手段によって検出された検出データに基づき各画像形成部によって形成される画像の位置を補正する補正手段を有する画像形成装置において、前記検出手段によって検出される各色の画像位置検出用パターンの形成条件を任意に変更可能としたパターン変更手段を設けるように構成して課題を解決した。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
この発明は、電子写真方式を適用した複写機、プリンタ、ファクシミリあるいはこれらの複合機等の画像形成装置及びこれに用いる画像位置検出装置に関し、特に、多色画像形成装置のレジストレーションコントロールシステム（レジコンシステム）における画像位置検出技術に関するものである。
【０００２】
【特許文献１】特開平８−２６２８３４号公報
【特許文献２】特開平８−２４４２７８公報
【特許文献３】特開平１０−２６０５６７公報
【特許文献４】特開平１１−２４９３７４号公報
【０００３】
【従来の技術】
従来、この種の電子写真方式を適用した複写機、プリンタ、ファクシミリあるいはこれらの複合機等の画像形成装置のうち、特に、カラー画像を形成するため、複数色のトナー像を重ね合わせる多重画像形成装置としては、種々の方式のものが知られているが、その一つとして所謂”タンデム方式”と呼ばれる方式がある。
【０００４】
このタンデム方式の多重画像形成装置は、例えば、無端状の像担持体ベルトに沿って、イエロー、マゼンタ、シアン、黒等のトナー像を形成する複数の感光体ドラムを配設するとともに、各感光体ドラムの周囲に帯電器、走査光学系、現像装置等をそれぞれ配設し、これらの各感光体ドラム上に形成されたイエロー、マゼンタ、シアン、黒等の複数色のトナー像を、順次、像担持体ベルト上に多重に転写していき、像担持体ベルト上に多重に転写されたイエロー、マゼンタ、シアン、黒等の複数色のトナー像を、最終的に、記録用紙上に一括して転写することにより、カラー画像を形成するように構成したものである。
【０００５】
しかし、このようなタンデム方式を採用した多重画像形成装置は、各感光体ドラム上にイエロー、マゼンタ、シアン、黒等の複数色のトナー像を、順次形成することによって、カラー画像を効率よく生産することができる代わりに、各色毎に独自の感光体ドラム等からなる画像形成ユニットを持つため、各色の画像形成ユニットで形成されたトナー像を、像担持体ベルト上に多重に転写する際に、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、結果的に、作成されるカラー画像には、微妙な色ずれが生じて、良好な画質が得がたいという大きな問題点を有している。
【０００６】
かかる問題点が生じる原因としては、各感光体ドラムの速度誤差、像担持体ベルトの速度誤差、像担持体ベルトの蛇行、画像書き出しタイミングの誤差等が挙げられる。また、画像形成装置のカバー開閉や給紙トレイの出入などによって作用する外力や、温度や湿度等の環境変化による各画像形成ユニット間距離の微小変化や、各画像形成ユニット自体の変形、あるいは各画像形成ユニットの制御タイミングの変動等によっても、上記の問題点を発生させてしまう。
【０００７】
これらの問題点を発生させる種々の原因のうち、前者の主に画像形成装置の製造時における装置固有の誤差は、画像形成装置の出荷時等に、各種の調整手段を適用することで、色ずれを許容できるレベルまで、ある程度押さえ込むことは可能であるが、この場合には、大幅な時間の浪費及び調整費用の高騰という新たな問題点が発生することになる。
【０００８】
また、後者の経時変化や環境変化に起因する変動は、例えば、画像形成装置がユーザーの元に届けられて使用された後においても、日々発生し得ることであり、そのままでは補正することができないため、結果的に、安定して良好な画質を維持することができなくなる。
【０００９】
そこで、上記問題点を解決する方法として、従来は、画質の調整モードにおいて、各画像形成ユニットで画像位置検出用の特定パターン像を形成し、これらの各画像形成ユニットで形成された画像位置検出用の特定パターン像を、画像位置検出用センサにより検出して、各色の特定パターン像のずれ量を計算した後、そのずれ量分を各画像形成ユニットにて補正することで、常に安定した良好な画像を得るという方法が提案されており、実際に採用されている。
【００１０】
上記の如き色ずれ補正を実現するには、各色の画像位置検出用の特定パターン像を検出する精度が低いと、色ずれ補正を精度良く行うことができないため、各色の画像位置検出用の特定パターン像を検出する精度が極めて重要となる。一般的に、高品質なカラー画像の色ずれの許容量は、最大でも１２５μｍ程度である。そして、上述した方法を用いて補正する画像形成装置に関しても、各部品や回路上の演算処理能力に、誤差を持つわけであるから、前記許容量を各部分に振り分けると、例えば、画像位置検出用の特定パターン像の検出部に関して言えば、数μｍ〜数十μｍ以下の精度が要求されることになる。さらに述べると、上記数値はカラー全色に対するずれ量であり、いずれか一色でも上記目標精度を達成することができないと、高精度な画像出力が不可能となるという事態を招くことになる。
【００１１】
そこで、上記画像位置検出用の特定パターン像を検出する際の精度を向上させ得る技術としては、例えば、特開平８−２６２８３４号公報、特開平８−２４４２７８公報、特開平１０−２６０５６７公報、特開平１１−２４９３７４号公報等に開示されているものが、既に提案されている。
【００１２】
上記特開平８−２６２８３４号公報に係るカラー画像形成装置は、移動する感光体と、この感光体に複数の画像形成信号に対応する複数の静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記感光体上の複数の潜像をそれぞれ現像して複数色の顕像とする複数の現像手段と、移動し前記感光体上の複数色の顕像が重ねて転写される中間転写体と、この中間転写体に設けられたマークを検出するマーク検出手段とを有し、このマーク検出手段のマーク検出タイミングにより前記潜像形成手段による静電潜像の形成を開始するカラー画像形成装置において、前記マーク検出手段は、前記中間転写体に設けられたマークに光を照射する光源と、前記マークからの反射光を検出する２つの受光素子とを備え、この２つの受光素子の検出結果に基づいて前記潜像形成手段による静電潜像の形成開始タイミングを決めるように構成したものである。
【００１３】
また、上記特開平８−２４４２７８公報に係る画像形成装置は、記録媒体上の特定部分の光学的特性を選択的に変化させる制御手段と、前記特定部分とは異なる光学的特性を有する第１の画像を前記記録媒体の特定部分上に形成する形成手段と、前記特定部分上の第１の画像の反射光の強度を測定する測定手段と、を備えるように構成したものである。
【００１４】
さらに、上記特開平１０−２６０５６７号公報は、搬送ベルトに沿って複数個配置された電子写真プロセス部によって形成された画像を前記搬送ベルトに搬送される単一の記録媒体上に順次重ね合わせて転写することにより前記記録媒体上にカラー画像を得るカラー画像形成装置において、少なくとも二つの前記電子写真プロセス部を駆動して二色以上の濃度制御用マークを順に前記搬送ベルトに形成する手段と、前記濃度制御用マークの濃度を予測する手段と、前記濃度制御用マークの予測濃度に応じて画像形成諸条件を変更する手段と、変更後の画像形成諸条件に伴い、前記濃度制御用マークと同一色用の前記電子写真プロセス部を駆動して位置検出用マークを前記搬送ベルトに形成する手段と、前記位置検出用マークの位置を検出する位置検出用センサーの出力信号に基づいて各色間の色ズレ補正を行う手段と、を備えるように構成したものである。
【００１５】
また更に、上記特開平１１−２４９３７４号公報は、複数の色ごとに設けられる画像書込み手段を用いて像担持体に形成した各色の画像を多重転写することによりカラー画像を形成する画像形成装置であって、前記画像書込み手段を制御して転写対象に各色ごとのレジストパタンを形成させる制御手段と、前記各レジストパタンを光学センサを用いて検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果に基づき前記画像書込み手段の画像書込み位置を補正する補正手段とを備え、前記検出手段による出力値が所望のレベルとなるように、前記検出手段の出力値に影響を与える設定パラメータが少なくとも一の色において他の色と異なるように設定したものである。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来技術の場合には、次のような問題点を有している。すなわち、上記特開平８−２６２８３４号公報に係るカラー画像形成装置は、マークからの反射光を検出する２つの受光素子を備え、この２つの受光素子の検出結果に基づいて、潜像形成手段による静電潜像の形成開始タイミングを決めるように構成したものであり、具体的には、受光素子の出力の和と差を使用したゼロクロスポイント検出の実施例が提案されているが、受光素子の出力の和を求める回路と、受光素子の出力の差を求める回路と、ゼロクロスポイントを検出する回路が必要となり、回路の構成が複雑になるという問題点を有している。
【００１７】
かかる問題点に対して、本出願人は、特願２００２−９１１１６号に開示されているように、図３１に示す如く、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を上乗せするだけで、直ちに、２つの受光素子の出力がクロスするポイントを求めることにより、簡単な回路構成で、画像位置検出用パターンの検出精度を向上させる技術について既に提案している。
【００１８】
しかし、この特願２００２−９１１１６号に係る技術の場合には、図３２に示すように、光源の光量変動や各色パターン間での濃度差などにより、２つの受光素子の出力がクロスするポイントが移動してしまい、実用上の精度を実現するのは困難であるという問題点を有していた。
【００１９】
そのため、より簡易な回路で、光源の光量変動や各色パターン間での濃度差などの外乱に対しても、精度を保つことのできるロバスト性の高い画像位置検出用パターンの検出装置が、強く望まれていた。
【００２０】
また、上記特開平１０−２６０５６７公報や特開平１１−２４９３７４号公報に開示された技術の場合は、いずれも、濃度制御用マークと位置検出用マークを、同一の検出手段によって検出するように構成し、低コスト化と省スペース化を実現させるようにしている。しかし、高品質なカラー画像を得るために色ずれを制御するには、検出手段の検出精度として、数μｍ〜十数μｍもの精度が要求され、検出パターンの細部（端部）を検知するために、レンズ等を用いて縮小光学系を形成し、受光素子上に結像させる必要がある。一方、濃度制御用マークを検出する検出手段は、像担持体上に転写された未定着トナー像のトナー濃度（エリアカバレッジ又はトナー重量）を検知するものであるが、一般的に定着像には、面内色むら等のディフェクトが存在するため、濃度制御のような安定性を重視する非線型制御には、比較的広いエリアを結像させずに平均的に検出して、出力値も平均化させた方が安定した制御が達成できる。なぜなら、濃度制御用マークの検出結果に基づいて、急激にパラメータを制御した場合には、システム自体の安定性を損ねることになるからである。
【００２１】
このように、上記濃度制御用マークを検出する検出手段と、位置検出用マークを検出する検出手段に要求される光学的特性は、相反するものであり、高品質なカラー画像を得ようとすればするほど、上記２種類の検出手段を一体化して各々の特性値を検出することには、限界が生じてしまい、専用の検出手段を個別に設けることが必要となってくる。
【００２２】
また、上記特開平１１−２４９３７４号公報に開示された技術の場合には、濃度制御用マークを読み取り、出力値が所望のレベルとなるように、諸パラメータのうち少なくとも一つを他の色と異なるように設定したものである。しかし、この場合に、イエロー、マゼンタ、シアン色のカラートナーと、黒色トナーとでは光学的特性が異なり、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の各色のトナーで、検出手段の出力を一定の基準値にするには、イエロー、マゼンタ、シアンは濃く、黒は薄くするか、黒とイエロー、マゼンタ、シアンとで検出手段側の各パラメータを色毎に変更する必要があるが、カラートナーと黒トナーとの間では、光学的特性の差が大きい（カラートナーは反射、黒トナーは吸光）ため、実用には困難であるという問題点を有している。
【００２３】
さらに、特開平１０−２６０５６７号公報に開示された技術の場合には、濃度制御用マークあるいは位置検出マークの濃度に応じて変更した画像形成諸条件で搬送ベルト上に位置検出マークを形成して各色間の色ずれ補正を行うようにしたものである。しかし、この場合には、濃度に応じて画像形成条件を変更するため、必ずしも検出手段の出力が一定になるとは限らない。また、画像出力装置の性能あるいは画質設計上のパラメーター設計等により、故意に搬送ベルト上の濃度を不均一にする場合もある。さらに、出力をある所望レベルに一定にするには、イエロー、マゼンタ、シアン（カラー）トナーと黒トナーによって、各々の独立の光学系で検知した出力に基づいて、カラーレジストレーション用の独自の画像形成条件を設定する必要がある。
【００２４】
そこで、この発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、簡単な回路構成で、画像位置検出用パターンの検出精度を実用上満足の行く程度にまで高めることが可能な画像形成装置を提供することにある。
【００２５】
また、この発明の他の目的とするところは、簡易な回路構成で、光源の光量変動や各色パターン間での濃度差などの外乱に対しても、検出精度を保つことのできるロバスト性の高い画像位置検出用パターンの検出装置を提供することにある。
【００２６】
さらに、この発明の他の目的とするところは、簡易な回路構成で、濃度制御用パターンとは別に、独自の画像位置検出用パターンの検出手段によって、画像位置検出用パターンの検出精度を実用上満足の行く程度にまで高めることが可能な画像形成装置を提供することにある。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載された発明は、画像情報に対応した互いに色の異なる画像を形成する複数の画像形成手段と、前記複数の画像形成手段によって形成された画像を多重に転写する中間転写体と、前記複数の画像形成手段によって形成された画像を中間転写体上に順次多重に転写する一次転写手段と、前記中間転写体上に転写された画像を記録媒体に一括して転写する二次転写手段と、前記中間転写体上に形成された画像位置検出用パターンを赤外領域にて検出する検出手段と、前記検出手段によって検出された検出データに基づき各画像形成部によって形成される画像の位置を補正する補正手段を有する画像形成装置において、前記検出手段によって検出される各色の画像位置検出用パターンの形成条件を任意に変更可能としたパターン変更手段を設けたことを特徴とする画像形成装置である。
【００２８】
この請求項１に記載の発明においては、画像位置検出用パターンを検出する検出手段が、赤外領域において画像位置検出用パターンを検出するように構成されているので、黒以外のカラー（黒色のみ下地にカラー色（Ｙ／Ｍ／Ｃ）を敷く）の画像位置検出用パターンは、各色ともに同一の出力を得られる。しかし、画像位置検出用パターンのエッジの影響や濃度設定の影響など外乱による影響があり、また、受発光素子の感度の影響など検出器自身の影響により、各色の画像位置検出用パターンに対して略同一の出力が得られない現象が発生する。すると、高精度な画像位置検出が不可能となり、結果的に、画像形成位置を正確に補正することが不可能となる。
【００２９】
そこで、この請求項１に記載の発明においては、通常、画像位置検出用パターンのサイズ等の形成条件が固定があったが、外乱による影響や検出手段自身の影響により、各色の画像位置検出用パターンに対して、検出手段の出力が同一とならない場合に、検出すべき画像位置検出用パターン自身のサイズなど、当該画像位置検出用パターンの形成条件を変更し、結果的に、各色の画像位置検出用パターンに対する検出手段の出力が略同一となるようにすることで、画像位置を高精度に検出可能としたものである。尚、外乱による影響や検出手段自身の影響は、必ずしも、経時により発生するものではないため、ある時点にて画像位置検出用パターンの形成条件を変更するなどという作業は不要な場合がある。
【００３０】
また、請求項２に記載された発明は、前記パターン変更手段が、前記各色の画像位置検出用パターンの幅を任意に変更可能としたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置である。
【００３１】
さらに、請求項３に記載された発明は、前記パターン変更手段が、前記各色の画像位置検出用パターンの濃度を任意に変更可能としたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置である。
【００３２】
又、請求項４に記載された発明は、前記中間転写体が、ドラム状に形成されており、当該中間転写体上に形成された画像位置検出用パターンを検出する検出手段が、画像濃度を検出するための検出手段と別個に設けられていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置である。
【００３３】
更に、請求項５に記載された発明は、像担持体上に形成された画像位置検出用パターンを検出する画像位置検出装置において、前記画像位置検出用パターンを照明する発光素子と、前記画像位置検出用パターンから反射光を受光する２つの受光素子と、前記２つの受光素子の出力の一方にオフセット電圧を印加するオフセット電圧印加手段と、前記２つの受光素子の出力のうち、前記オフセット電圧印加手段によってオフセット電圧が印加された出力と、他方の受光素子の出力とを比較する比較手段と、前記比較手段によって検出されたクロスポイントを、少なくとも一方の前記受光素子の出力のモニター値に基づいて補正する補正手段とを備えたことを特徴とする画像位置検出装置である。
【００３４】
また、請求項６に記載された発明は、前記補正手段が、前記画像位置検出用パターンの色に基づいた補正テーブルを有することを特徴とする請求項５記載の画像位置検出装置である。
【００３５】
さらに、請求項７に記載された発明は、前記オフセット電圧印加手段の印加電圧が、０．５Ｖ以下に設定されていることを特徴とする請求項５記載の画像位置検出装置である。
【００３６】
又、請求項８に記載された発明は、前記発光素子の光量が、前記受光素子の出力が飽和するように初期光量が設定されていることを特徴とする請求項５記載の画像位置検出装置である。
【００３７】
更に、請求項９に記載された発明は、前記２つの受光素子が同じ大きさに設定されていることを特徴とする請求項５記載の画像位置検出装置である。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００３９】
実施の形態１
図１はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのタンデム型のデジタルカラー複写機を示す構成図である。また、このタンデム型のデジタルカラー複写機は、画像読取装置を備えているが、当該画像読取装置を備えずに、図示しないパーソナルコンピュータ等から出力される画像データに基づいて画像を形成するプリンタ等の画像形成装置であっても勿論よい。
【００４０】
図１において、１はタンデム型のデジタルカラー複写機の本体を示すものであり、このデジタルカラー複写機本体１は、その一端側の上部に、原稿２の画像を読み取る画像読取装置（ＩＩＴ：Ｉｍａｇｅ　Ｉｎｐｕｔ　Ｔｅｒｍｉｎａｌ）３を備えているとともに、当該デジタルカラー複写機本体１の内部には、画像読取装置３や図示しないパーソナルコンピュータ等から出力される画像データ、あるいは電話回線やＬＡＮ等を介して送られてくる画像データを必要に応じて一時的に蓄積し、当該画像データに所定の画像処理を施す画像処理装置（ＩＰＳ：Ｉｍａｇｅ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ）４と、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を含んで構成されカラー複写機における処理全般を制御する制御部５と、前記画像処理装置４で所定の画像処理が施された画像データに基づいて画像を出力する画像出力装置（ＩＯＴ：Ｉｍａｇｅ　Ｏｕｔｐｕｔ　Ｔｅｒｍｉｎａｌ）６とが配設されている。
【００４１】
上記デジタルカラー複写機本体１の内部には、画像出力装置６を構成する複数の画像形成手段として、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色に対応した画像形成部７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋが、水平方向に沿って一定の間隔をおいて配列されている。さらに、上記４つの画像形成部７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋの下方には、これらの画像形成部で順次形成される各色のトナー像を、互いに重ね合わせた状態で転写する無端状の像担持体ベルトとしての中間転写ベルト（中間転写体）８が、矢印Ｂ方向に沿って循環移動可能に配設されている。そして、上記中間転写ベルト８上に多重に転写された各色のトナー像は、給紙トレイ９等から給紙される記録媒体としての記録用紙１０上に一括して転写された後、定着器１１によって記録用紙１０上に定着され、カラー画像が形成された記録用紙１０が外部に排出されるようになっている。
【００４２】
更に、図１に基づいて、上記タンデム型のデジタルカラー複写機の構成について詳細に説明する。
【００４３】
なお、ここではタンデム型のデジタルカラー複写機を用いて、本発明の構成を説明するが、本発明は、カラープリンタやファクシミリ等においても有効であることは勿論である。以下の実施の形態においても同様である。
【００４４】
図１において、１は上述したようにタンデム型のデジタルカラー複写機の本体を示すものであり、このデジタルカラー複写機本体１の一端側の上部には、原稿２を載置するプラテンガラス１２と、当該プラテンガラス１２上に載置された原稿２の画像を読み取る画像読取装置３が配設されている。この画像読取装置３は、プラテンガラス１２上に載置された原稿２を２本の光源１３によって照明し、原稿２からの反射光像を、フルレートミラー１４及びハーフレートミラー１５、１６及び結像レンズ１７からなる走査光学系を介してＣＣＤセンサ等からなる画像読取素子１８上に走査露光して、この画像読取素子１８によって原稿２の色材反射光像を所定のドット密度（例えば、１６ドット／ｍｍ）で読み取るように構成されている。
【００４５】
上記画像読取装置３によって読み取られた原稿２の色材反射光像は、例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）（各８ｂｉｔ）の３色の原稿反射率データとして画像処理装置４（Ｉｍａｇｅ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ）に送られ、この画像処理装置４では、原稿２の反射率データに対して、シェーディング補正、位置ズレ補正、明度／色空間変換、ガンマ補正、枠消し、色／移動編集等の所定の画像処理が施される。
【００４６】
そして、上記の如く画像処理装置４で所定の画像処理が施された画像データは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）（各８ｂｉｔ）の４色の階調データ（ラスタデータ）に変換され、次に述べるように、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の画像形成部７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７ＫのＲＯＳ１９Ｙ、１９Ｍ、１９Ｃ、１９Ｋ（Ｒａｓｔｅｒ　Ｏｕｔｐｕｔ　Ｓｃａｎｎｅｒ）に送られ、これらのＲＯＳ１９Ｙ、１９Ｍ、１９Ｃ、１９Ｋでは、所定の色の階調データに応じてレーザー光による画像露光が行われる。
【００４７】
ところで、上記タンデム型のデジタルカラー複写機本体１の内部には、上述したように、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の４つの画像形成部７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋが、水平方向に一定の間隔をおいて並列的に配置されている。
【００４８】
これらの４つの画像形成部７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋは、形成する画像の色が異なる以外は、すべて同様に構成されており、大別して、矢印Ａ方向に沿って所定の回転速度で回転する感光体ドラム２０と、この感光体ドラム２０の表面を一様に帯電する一次帯電用のスコロトロン２１と、当該感光体ドラム２０の表面に各色に対応した画像を露光して静電潜像を形成する画像露光装置としてのＲＯＳ１９と、感光体ドラム２０上に形成された静電潜像を現像する現像装置２２と、この現像装置２２に所定の色のトナーを供給するトナー供給装置２３と、クリーニング装置２４とから構成されている。
【００４９】
上記画像処理装置４からは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各画像形成部７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７ＫのＲＯＳ１９Ｙ、１９Ｍ、１９Ｃ、１９Ｋに各色の画像データ（ラスタデータ）が順次出力され、これらのＲＯＳ１９Ｙ、１９Ｍ、１９Ｃ、１９Ｋから画像データに応じて出射されるレーザービームＬＢが、それぞれの感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋの表面に走査露光されて静電潜像が形成される。上記各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋに形成された静電潜像は、現像装置２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋによって、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像として現像される。
【００５０】
上記各画像形成部７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋの感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋ上に、順次形成されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像は、各画像形成部７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋの下方に配置された中間転写体としての中間転写ベルト８上に、一次転写手段としての一次転写コロトロン２５Ｙ、２５Ｍ、２５Ｃ、２５Ｋによって多重に転写される。この中間転写ベルト８は、ドライブロール２６と、テンションロール２７と、ステアリングロール２８と、バックアップロール２９との間に一定のテンションで掛け回されており、図示しない定速性に優れた専用の駆動モーターによって回転駆動されるドライブロール２６により、矢印Ｂ方向に所定の速度で循環駆動されるようになっている。上記中間転写ベルト８としては、例えば、可撓性を有するポリイミド等の合成樹脂フィルムを帯状に形成し、この帯状に形成された合成樹脂フィルムの両端を溶着等の手段によって接続することにより、無端ベルト状に形成したものが用いられる。
【００５１】
上記中間転写ベルト８上に多重に転写されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像は、バックアップロール２９に圧接する二次転写手段としての二次転写ロール３０によって、圧接力及び静電気力で記録用紙１０上に二次転写され、これら各色のトナー像が転写された記録用紙１０は、搬送ローラ対３１によって定着器１１へと搬送される。そして、上記各色のトナー像が転写された記録用紙１０は、定着器１１によって熱及び圧力で定着処理を受け、複写機本体１の外部に設けられた排出トレイ３２上に排出される。
【００５２】
上記記録用紙１０は、図１に示すように、給紙トレイ９から所定のサイズのものが、給紙ローラ３３及び用紙搬送用のローラ対３４、３５を備えた用紙搬送経路３６を介して、１枚ずつ分離されてレジストロール３７まで一旦搬送され、停止される。上記給紙トレイ９から供給された記録用紙１０は、所定のタイミングで回転駆動されるレジストロール３７によって中間転写ベルト８上へ送出される。
【００５３】
それに先だって、上記イエロー、マゼンタ、シアン、黒の４つの画像形成部７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋでは、上述したように、それぞれイエロー色、マゼンタ色、シアン色、黒色のトナー像が所定のタイミングで順次形成されるようになっている。
【００５４】
また、上記の如く構成されるタンデム型のデジタルカラー複写機本体１の上面には、メッセージ等を表示するディスプレイ３９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４０とを含んで構成された操作部４１が設けられている。
【００５５】
図１中、４２はイエロー色の画像形成部７Ｙの上流側に配設された吸着ロールを示すものであり、この吸着ロール４２は、中間転写ベルト８のトナーの吸着性を良好にするために、当該中間転写ベルト８の表面電位を所定電位に維持するためのものである。また、４３は中間転写ベルト８における基準位置を検出する基準位置検出センサを示すものである。
【００５６】
なお、上記感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋは、トナー像の転写工程が終了した後、クリーニング装置２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋによって残留トナーや紙粉等が除去されて、次の画像形成プロセスに備える。また、中間転写ベルト８は、ベルト用クリーナー３８によって残留トナー等が除去される。
【００５７】
ところで、上記の如く構成されるタンデム型のデジタルカラー複写機では、次に示すように、運搬・設置時の振動や、給紙トレイの開け閉め、あるいは温度変化や経年変化等、種々の要因によって、各画像形成部そのものの位置や、各画像形成部の感光体ドラム等に位置的な変動が生じ、画像の位置ずれが発生する。
【００５８】
そこで、この実施の形態では、図２に示すように、中間転写ベルト８上に所定のタイミングで、画像位置検出用のパターン５０を形成し、この画像位置検出パターン５０を画像位置検出器（検出手段）６０によって検出して、各画像形成部７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋの画像形成位置のずれを求めて補正した後、所望のカラー画像を形成するように構成されている。なお、上記画像位置検出器６０は、図２に示すように、中間転写ベルト８の幅方向に沿ってその両端部にそれぞれ配置されているが、必要に応じて、中間転写ベルト８の幅方向に沿ってその両端部及び中央部、あるいは中間転写ベルト８の幅方向に沿って等間隔に複数個（３個以上）設けてもよく、検知する画像位置ずれの種類に応じて適宜配置される。
【００５９】
画像位置検出用のパターン５０としては、種々の形状のものを用いることができるが、例えば、図２に示すように、主走査方向（中間転写ベルト８の幅方向）に沿って直線状に形成されたものが用いられ、この画像位置検出用のパターン５０は、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の各色のものが、副走査方向（中間転写ベルト８の移動方向）に沿って所定の間隔で順次形成される。
【００６０】
図３は上記画像位置検出器６０を示す斜視構成図である。
【００６１】
図３において、６１は画像位置検出器６０の筐体であり、６２ａ、６２ｂは中間転写ベルト８上に形成された画像位置検出用のパターン５０をそれぞれ赤外領域の光で照明する２つの発光素子であり、６３ａ、６３ｂは中間転写ベルト８上に形成された画像位置検出用のパターン５０からの反射光をそれぞれ受光するフォトダイオード等からなる２つの受光素子を示すものである。これら２つの受光素子６３ａ、６３ｂは、図３（ｂ）に示すように、それぞれ平面形状が主走査方向に沿って長方形状に形成されており、所定の微小な間隔（例えば、５０μｍ）を隔てて互いに平行に配列されている。また、上記２つの受光素子６３ａ、６３ｂは、一方の受光素子６３ａが相対的に小さく（例えば、幅０．４ｍｍ）、他方の受光素子６３ｂが大きく（例えば、幅０．７ｍｍ）形成されているが、これら２つの受光素子６３ａ、６３ｂは、同じ大きさに形成しても良い。
【００６２】
上記２つの受光素子６３ａ、６３ｂからの出力は、図４に示すように、それぞれオペアンプを用いた増幅器６５ａ、６５ｂによって増幅された後、一方の受光素子６３ｂの出力には、オフセット電圧印加手段としてのオフセット電源６６によってオフセット電圧が印加されて、比較器６７によって比較される。その結果、上記比較器６７からは、図５に示すように、当該比較器６７に入力する２つの受光素子６３ａ、６３ｂの出力がクロスするポイントで立ち下がり、再度、２つの受光素子６３ａ、６３ｂの出力がクロスするポイントで立ち上がるパスルが出力される。
【００６３】
そして、上記画像位置検出用のパターン５０が画像位置検出器６０によって検出されると、当該画像位置検出器６０からは、図６に示すような波形が、画像位置検出用のパターン５０を検出した時にのみ出力される。詳細には、上記２つの受光素子６３ａ、６３ｂの出力がクロスした個所より最終出力信号を”ＯＮ”と判断し（本実施の形態では０ｖ出力）、再度クロスした個所（初期波形に戻った個所）より”ＯＦＦ”（本実施の形態では５ｖ出力）と判断するようになっている。以上の動作を上記パターン数分繰り返すことにより、図６に示すようなＯＦＦ→ＯＮ→ＯＦＦ→ＯＮ→ＯＦＦ・・・という結果となる。
【００６４】
ここで、本結果の”ＯＮ”のみ着目すると、上記にて述べた通り”ＯＮ”の期間はパターンを検出している期間であり、”ＯＦＦ”の期間はパターンを検出していない期間である。故に、”ＯＮ”→”ＯＮ”の時間間隔を測定すれば、上記パターン間の間隔を測定したことになり、その結果より各色のずれ量を計算し、そのずれ量分を各画像形成部にて補正することで常に安定／良好な画像を得ることが可能となる。
【００６５】
ところで、この画像位置検出器６０における検出精度であるが、上記にて述べた通り良好な画像を得るためには、検出器６０の検出精度を数μｍ〜数十μｍ以下の精度にする必要がある。そのためには、検出器６０の出力値が常に所望の範囲内に収まるように、各画像形成部を制御する必要がある。以下、その理由を述べる。
【００６６】
上記と同様に、まず始めに図２にて示すような画像位置検出用のパターン５０が、イエロー色の画像形成部７Ｙ、マゼンタ色の画像形成部７Ｍ、シアン色の画像形成部７Ｃ、黒色の画像形成部７Ｋにより、順次中間転写ベルト８上に形成される。次に、中間転写ベルト８が矢印Ｂ方向へ移動するととも、画像位置検出器６０にて順次、カラーの画像位置検出用のパターン５０が検出される。その際、何の問題（画像転写による各種ディフェクトや画像位置検出器のディフェクト等）もなければ、図６にて示された各種波形を出力し、これに基づいて画像形成位置のずれが補正されるが、何かしらの問題が発生していた場合は、図７に示すように、振幅が小さいパターン検出波形などを含む各種の波形が出力される。
【００６７】
更に詳細に述べると、問題ない場合は、図６に示すように、最終出力のＯＮ時間の間隔が一定にて検出されるのだが、問題がある場合は、ＯＮ時間の間隔Ｔ１’、Ｔ２’・・・が一定とはならないことであり、その原因は画像位置検出器６０の出力波形の傾きにある。図８に拡大して示すように、各色の画像位置検出用パターン５０を検出した画像位置検出器６０の最終出力は、２つの受光素子６３ａ、６３ｂの出力がクロスした個所であるため、クロス個所までの到達時刻のバラツキが、そのまま画像位置検出器６０の検出バラツキとなる。従って、画像位置ずれを補正する場合には、現象が発生していると、画像位置ずれが発生していないにもかかわらず画像位置ずれと判断してしまい、画像位置を変更（ずらす）する補正がなされるという現象が発生する。
【００６８】
つまり、上記画像位置検出用パターン５０は、正規の位置に形成されているにもかかわず、２つの受光素子６３ａ、６３ｂの出力波形（振幅の変動）がばらついていると、図８に示すように、２つの受光素子６３ａ、６３ｂの出力波形がクロスする位置が変動してしまい、画像位置検出用パターン５０の間隔が、正規な時間間隔Ｔ１、Ｔ２ではなく、誤差を含むＴ１＋ΔＴ、Ｔ２＋ΔＴ、あるいはＴ１−ΔＴ、Ｔ２−ΔＴとして検出されてしまうことになる。
【００６９】
そこで、この実施の形態では、画像情報に対応した互いに色の異なる画像を形成する複数の画像形成手段と、前記複数の画像形成手段によって形成された画像を多重に転写する中間転写体と、前記複数の画像形成手段によって形成された画像を中間転写体上に順次多重に転写する一次転写手段と、前記中間転写体上に転写された画像を記録媒体に一括して転写する二次転写手段と、前記中間転写体上に形成された画像位置検出用パターンを赤外領域にて検出する検出手段と、前記検出手段によって検出された検出データに基づき各画像形成部によって形成される画像の位置を補正する補正手段を有する画像形成装置において、前記検出手段によって検出される各色の画像位置検出用パターンの形成条件を任意に変更可能としたパターン変更手段を設けるように構成されている。
【００７０】
また、この実施の形態では、前記パターン変更手段が、前記各色の画像位置検出用パターンの幅を任意に変更可能とするように構成されている。
【００７１】
更に具体的には、この実施の形態では、画像位置検出器６０の出力を略一定にするため、画像位置検出用パターン５０の幅を任意に変更可能となるように構成されている。尚、上記画像位置検出用パターン５０の幅を変更する際には、当該画像位置検出用パターン５０の幅方向の中心位置を固定して、パターン５０の幅を変更するのが望ましい。
【００７２】
上記画像位置検出用パターン５０の検出は、赤外領域にて実施され、詳細には、画像位置検出器６０の発光素子６３ａ、６３ｂの最高感度波長が９４０ｎｍであるため、上記数値の近辺にて画像位置検出用パターン５０を検出することができるようになっている。具体的には、図９に示すように、カラー色のイエロー、マゼンタ、シアンの各色のトナーは、その反射率が９４０ｎｍ付近の波長において略１００％で等しいため、受光素子６３ａ、６３ｂからの出力は、図１０に示すように、急激に立ち上がる波形を示し、画像位置がずれていなければ、図６に示すように、一定の間隔にて最終出力（パルス）が得られ、検出精度は高いものとなる。
【００７３】
これに対して、黒色のトナーは、図９に示すように、その反射率がすべての波長にわたって略１０％と低く、反射しない（吸収する）方向であるため、受光素子６３ａ、６３ｂからの出力は、図１０に示すように、ピークが低く、なだらかな波形を示すことになる。
【００７４】
そこで、この実施の形態では、図１１に示すように、黒色の画像位置検出用パターン５０は、下地にカラー色（実施例ではイエロー色であるが、他の色でも良い）のトナー像５０Ｙを幅の広い帯状に一様に形成し、その上に黒色の画像位置検出用パターン５０Ｋを所定の開口幅を有するように作成したものである。従って、黒色の画像位置検出用パターン５０Ｋにおいては、イエロー色の下地５０Ｙをも検出することになる。なお、上記イエロー、マゼンタ、シアンの各色の画像位置検出用パターン５０と、黒色の画像位置検出用パターン５０Ｋの開口幅は、通常、等しく設定されている。
【００７５】
以上のことより、画像位置検出用パターン５０に画像ズレや濃度変動等が発生していなければ、図６に示すように、アナログ出力は一定であり、その後の最終出力は一定の間隔にて出力される。また、図１２に示すように、画像の位置ズレが発生した場合は、画像の位置ずれが発生した個所のみ画像位置検出器６０の出力が変化し、その後、上記画像位置検出器６０の出力の変位量を基に制御部５によって画像位置補正を実施する。
【００７６】
以上にて述べたように、画像位置検出器６０は赤外領域にて検出するため、カラーの意識はあまりせず、タイミングのみを正確に検出すれば良いはずであった。しかし、画像形成装置の変動（ＲＯＳパワーの変動／転写電位の変動／画像位置検出パターン幅の変動等）、画像位置検出器６０自身の変動（受／発光素子の変動）により、図７にて示すようにアナログ出力が変動するという現象が発生する。すると同図にて示すように画像位置がずれていないにもかかわらず、最終出力が変動することとなり、結果、画像位置を補正できないという現象が発生する。
【００７７】
ＲＯＳパワーや転写電位などについては各サブシステム内で一定出力となるよう制御されているがそれでも一定幅の変動は生じてしまうため、これまでは画像位置検出器の光量を調整することで対応してきたが、前述したように、光量の調整では各色毎あるいは各パターン毎の画像濃度変動には対応できない。
そこで、この実施の形態では、上記の問題点を解決するために、予め、検出した画像位置検出用パターン５０の出力結果を基に、画像位置検出用パターン５０の幅が制御部５によって各色別に変更可能となるように構成されている。
【００７８】
つまり、イエロー、マゼンタ、シアンの各色の出力が同レベルであるのに対し、黒（下地はイエロー）色の出力のみが低い場合は、パターン変更手段としての制御部５によって、黒色の画像位置検出用パターン５０の幅を広げるか、又はイエロー、マゼンタ、シアン色のパターン幅を狭くするという制御を導入している。
【００７９】
尚、上記制御は当然、上記方法のみに限定されることはなく、例えばマゼンタ色のみ低い／高い出力のときも他色又は自色のパターン幅を変更することにより対応可能である。
【００８０】
以上、上記にて述べたように、画像位置を検出する際の画像位置検出用パターンの幅を固定値としないで任意に変更可能とすれば、画像位置検出ミスを防止できるため、高精度に画像出力可能で信頼性の高い画像出力装置を提供可能となる。
【００８１】
以上の構成において、この実施の形成に係る画像形成装置としてのタンデム型のデジタルカラー複写機では、次のようにして、簡単な回路構成で、画像位置検出用パターンの検出精度を実用上満足の行く程度にまで高めることが可能となっている。
【００８２】
すなわち、上記タンデム型のデジタルカラー複写機では、図１及び図２に示すように、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各画像形成部７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋにおいて、中間転写ベルト８上に画像位置検出用パターン５０を所定のタイミングで順次形成し、この中間転写ベルト８上に形成されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各画像位置検出用パターン５０が、画像位置検出器６０によって検出される。
【００８３】
その際、上記イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各画像形成部７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋでは、図２に示すように、各色の画像位置検出用パターン５０が形成されるが、当該各色の画像位置検出用パターン５０の形成条件は、制御部５によって適宜変更することが可能となっている。
【００８４】
いま、図２に示すように、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の順で、画像位置検出用パターン５０が順次形成され、中間転写ベルト８上に転写される。
【００８５】
その際、上記画像位置検出用パターン５０のうち、例えば、イエロー色の画像位置検出用パターン５０を画像位置検出器６０によって検出した際、図７に示すように、当該画像位置検出器６０の出力が小さい場合、制御部５は、イエロー色の画像位置検出用パターン５０の幅を所定量だけ広く設定する。なお、この広く設定する幅は、適宜、制御部５によって決定される。
【００８６】
その結果、上記各色の画像位置検出用パターン５０を画像位置検出器６０によって検出した際の出力が略等しくなり、当該画像位置検出用パターン５０を精度良く検出することが可能となる。
【００８７】
このように、上記実施の形態では、簡単な回路構成で、画像位置検出用パターンの検出精度を実用上満足の行く程度にまで高めることが可能となっている。
【００８８】
実施の形態２
この実施の形態２では、パターン変更手段が、前記各色の画像位置検出用パターンの濃度を任意に変更可能となるように構成されている。
【００８９】
すなわち、この実施の形態２では、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の画像位置検出用パターン５０は、基本的に、全色とも１００％の画像密度にて作成されているため、上記と同様、アナログ出力値が変動した場合における色の画像位置検出用パターン５０の画像密度を変更するように構成されている。例えば、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色の出力が同レベルであるのに対し、黒（下地はイエロー）色の出力のみが低い場合は、黒色（下地のイエロー色も含む）のパターン密度をそのままに（１００％）にして、制御部５によって他の色の密度を下げる（実施例では９０％）ことにより対応するようになっている。この結果、上記問題を回避することが可能となり、高精度の画像出力可能で信頼性の高い画像形成装置を提供することが可能となる。
【００９０】
その他の構成及び作用は、前記実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。
【００９１】
実施の形態３
図１３はこの発明の実施の形態３を示すものであり、前記実施の形態１と同一の部分には同一の符号を付して説明すると、この実施の形態３では、画像位置検出用パターンの形状及び画像位置検出器の構成が、前記実施の形態と異なるように構成されている。
【００９２】
すなわち、この実施の形態３では、画像位置検出用のパターン５０として、図１３に示すように、山形マーク５１を副走査方向（中間転写ベルト８の移動方向）に沿って所定の間隔で形成したものが用いられる。
【００９３】
更に説明すると、上記画像位置検出用のパターン５０としては、図１４に示すように、第１の基準色（図示例では、シアン色）からなる第１番目の山形マーク５１ＣＣと、第２の被測定色（図示例では、イエロー色）からなる第２番目の山形マーク５１ＹＹと、第１の色と第２の色からなる第３番目の山形マーク５１ＣＹマークを、１つの単位として被測定色のすべてを組み合わせたパターンが用いられる。図１４に示すパターン５０の組み合わせが基準色と対象色における１ブロックとする。このパターンを実際に用いる場合には、数ブロック分繰り返して形成してサンプルする。なお、黒色の山形マーク５１は、検出精度を上げるため、下地を反射率の高いイエロー色とし、その上に黒色のトナーで所定の山形マーク５１の部分が開口したマクスを施すことによって、黒色の山形マーク５１を形成するようになっている。ここでは、中間転写ベルト８の１周分のサンプルを仮定して、本発明の実施の形態を説明する。なお、上記画像位置検出用のパターン５０を出力する信号は、例えば、画像形成装置の制御部５のＲＯＭ等に予め記憶されている。
【００９４】
図１５は上記画像位置検出用パターンを検出する画像位置検出器６０を示す斜視構成図である。
【００９５】
図１５において、６１はパターン検出器６０の筐体であり、６２ａ、６２ｂは中間転写ベルト８上に形成された画像位置検出用パターン５０をそれぞれ照明する２つの発光素子であり、６３、６４は２つの受光素子をそれぞれ一組とした”バイセル”と呼ばれる受光素子対を示すものである。この”バイセル”と呼ばれる受光素子対としては、例えば、特開平６−１１８７３５号公報に開示されているように、２つのフォトダイオード等からなる受光素子６３ａ、６３ｂ及び６４ａ、６４ｂを組み合わせた検出器を左右対称に配置したものである。そして、６３ａ、６３ｂ及び６４ａ、６４ｂは中間転写ベルト８上に形成された画像位置検出用パターン５０の異なった山型マーク５１からからの反射光をそれぞれ受光するフォトダイオード等からなる２組の各受光素子を示している。上記２つの発光素子６２ａ、６２ｂとしては、例えば、特定波長（赤外領域）の光、あるいは所定の波長分布を持った光を出射するＬＥＤなどが用いられ、これらの発光素子６２ａ、６２ｂは、中間転写ベルト８上の１つの検出位置を、互いに所定の角度だけ傾斜した反対側の斜め方向から照明するように配置されている。また、上記２組の受光素子対６３及び６４は、中央部が互いに接触し、両端部が水平方向に対して所定の角度だけ下方に傾斜した状態で配置された、２つの受光素子６３ａ、６３ｂと６４ａ、６４ｂとを備えており、各受光素子６３ａ、６３ｂと６４ａ、６４ｂは、図１５（ｂ）に示すように、反射光の検知タイミング及び検知角度が互いに異なるように設定されている。
【００９６】
上記画像位置検出器６０は、中間転写ベルト８上に形成された画像位置検出用パターン５０を検出すると、当該画像位置検出用パターン５０の直線状のマーク５１によって、一方の受光素子６３ｂからは、山型の波形が出力され、幾らか遅れて、他方の受光素子６３ａからも、山型の波形が出力される。そして、これら２つの受光素子６３ｂ、６３ａから出力される波形を増幅してから差分をとるか、差分をとってから増幅することにより、図１３に示すように、一旦大きく山型に立ち下がってから、今度は大きく山型に立ち上がる出力波形が得られる。そこで、上記２つの受光素子６３ａ、６３ｂから出力される波形の差分をとることにより、ＣＣＤ等の高精度のセンサーを使用しなくとも、画像位置検出用パターン５０の直線状のマーク５１を、高解像度で精度良く検出することが可能となる。尚、図１６は上記画像位置検出器６０の信号処理回路を示すブロック図である。
【００９７】
その他の構成及び作用は、前記実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。
【００９８】
実施の形態４
図１７はこの発明の実施の形態４を示すものであり、前記実施の形態１と同一の部分には同一の符号を付して説明すると、この実施の形態４では、像担持体上に形成された画像位置検出用パターンを検出する画像位置検出装置において、前記画像位置検出用パターンを照明する発光素子と、前記画像位置検出用パターンから反射光を受光する２つの受光素子と、前記２つの受光素子の出力の一方にオフセット電圧を印加するオフセット電圧印加手段と、前記２つの受光素子の出力のうち、前記オフセット電圧印加手段によってオフセット電圧が印加された出力と、他方の受光素子の出力とを比較する比較手段と、前記比較手段によって検出されたクロスポイントを、少なくとも一方の前記受光素子の出力のモニター値に基づいて補正する補正手段とを備えるように構成されている。
【００９９】
また、この実施の形態４では、前記補正手段が、前記画像位置検出用パターンの色に基づいた補正テーブルを有するように構成されている。
【０１００】
さらに、この実施の形態４では、前記オフセット電圧印加手段の印加電圧が、０．５Ｖ以下に設定されている。
【０１０１】
又、この実施の形態４では、前記発光素子の光量が、前記受光素子の出力が飽和するように初期光量が設定されている。
【０１０２】
更に、この実施の形態４では、前記２つの受光素子が同じ大きさに設定されている。
図１７は実施の形態４に係る画像位置検出器６０の信号処理回路を示すブロック図である。
【０１０３】
すなわち、この実施の形態４では、図１８に示すように、フォトダイオード等からなる２つの受光素子６３ａ、６３ｂの大きさが同じ大きさに設定されている。上記２つの受光素子６３ａ、６３ｂからの出力は、図１９に示すように、それぞれオペアンプを用いた増幅器６５ａ、６５ｂによって増幅された後、一方の受光素子６３ｂの出力には、オフセット電圧印加手段としてのオフセット電源６６によってオフセット電圧が印加されて、比較器７７によって比較される。その結果、上記比較器７７からは、図２０に示すように、当該比較器７７に入力する２つの受光素子６３ａ、６３ｂの出力がクロスするポイントで立ち下がり、再度、２つの受光素子６３ａ、６３ｂの出力がクロスするポイントで立ち上がるパスルが出力される。
【０１０４】
その際、上記２つの受光素子６３ａ、６３ｂからの出力は、図２０に示すように、振幅が変化すると、ゼロクロスポイントが移動し、画像位置検出用パターン５０の検出位置に誤差が生じることになる。
【０１０５】
そこで、この実施の形態４では、比較手段によって検出されたクロスポイントを、少なくとも一方の受光素子の出力のモニター値に基づいて補正する補正手段とを備えるように構成されている。
【０１０６】
具体的には、図２１に示すように、オフセット電圧が大きくなると、それに伴って受光素子６３ａ、６３ｂからの出力の振幅変動に伴う、ゼロクロスポイントの移動量ΔＤが大きくなる。
【０１０７】
そのため、この実施の形態では、図２２に示すように、トナーの色に応じた反射率のデータと、受光素子６３ａ、６３ｂからの出力の振幅変動（最悪値）に伴う、ゼロクロスポイントの移動量ΔＤを、テーブルとして予め制御部５のＲＯＭ等に記憶しておくように構成されており、テーブルを参照して補正値が決定される。その際、上記比較器７７の出力によって求められたゼロクロスポイントに対して、｛ΔＤ／（Ｈ−Ｌ）｝×５％の値だけ、画像位置検出用パターン５０の検出位置を補正回路によって補正するように構成してもよい。尚、この補正回路は、例えば、制御部５のＣＰＵ等によって構成され、上記演算処理を含むソフトウエアによって実現される。
【０１０８】
また、この実施の形態では、図２３に示すように、発光素子の光量が、受光素子６３ａ、６３ｂの出力が飽和するように初期光量が設定されており、その後、受光素子６３ａ、６３ｂの出力が低下した場合でも、当該受光素子６３ａ、６３ｂの出力が所定値以上になるように構成されている。
【０１０９】
さらに、この実施の形態では、図２１に示すように、オフセット電圧印加手段の印加電圧が大きくなると、ゼロクロスポイントの移動量ΔＤが大きくなるため、当該オフセット電圧印加手段の印加電圧が、０．５Ｖ以下に設定されており、ゼロクロスポイントの移動量ΔＤを所定の範囲内に収まるように構成されている。
【０１１０】
そのため、この実施の形態では、簡単な検出回路で、パターン濃度変動や、ＬＥＤ光量低下、ＹＭＣＫトナーの反射率バラツキなどの外乱要素に対して高いロバスト性を持った検出装置が実現できるようになっている。
【０１１１】
その他の構成及び作用は、前記実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。
【０１１２】
実施の形態５
図２４及び２５はこの発明の実施の形態５を示すものであり、前記実施の形態１と同一の部分には同一の符号を付して説明すると、この実施の形態５では、中間転写体がドラム状に形成されており、当該中間転写体上に形成された画像位置検出用パターンを検出する検出手段が、画像濃度を検出するための検出手段と別個に設けられるように構成されている。
【０１１３】
図２４及び２５はこの発明の実施の形態５に係る画像形成装置としてのタンデム型のフルカラープリンタを示すものである。
【０１１４】
図２４において、０１はタンデム型のフルカラープリンタの本体を示すものであり、このプリンタ本体０１の内部には、大別して、フルカラーの画像形成を行うプリントヘッドデバイス（Ｐｒｉｎｔ　Ｈｅａｄ　Ｄｅｖｉｃｅ　）０２と、このプリントヘッドデバイス０２の静電潜像担持体としての４つの感光体ドラム１１１，　１１２，　１１３，　１１４に画像露光を施す露光装置としてのＲＯＳ（Ｒａｓｔｅｒ　Ｏｕｔｐｕｔ　Ｓｃａｎｎｅｒ　）０３と、上記プリントヘッドデバイス０２の各色の現像装置１４１，　１４２，　１４３，　１４４に対応する色のトナーを供給する４つのトナーカートリッジ０４Ｙ，０４Ｍ，０４Ｋ，０４Ｃと、上記プリントヘッドデバイス０２に記録媒体としての記録用紙Ｐを供給する給紙カセット０５と、上記プリントヘッドデバイス０２からトナー像が転写された記録用紙Ｐに対して、定着処理を施す定着装置１７０と、この定着装置１７０によって片面に画像が定着された記録用紙Ｐを、表裏を反転した状態で、再度プリントヘッドデバイス０２の転写部へと搬送する両面用搬送経路０７と、プリンタ本体０１の外部から所望の記録用紙Ｐを給紙する手差し給紙手段０８と、プリンタの動作を制御する制御回路や、画像信号に対して画像処理を施す画像処理回路等からなるコントローラ０９と、高圧電源回路等からなる電気回路１１０とが設けられている。なお、図２４中、Ｔは画像が形成された記録用紙Ｐを排出する排出トイレを示すものであり、この排出トイレＴは、プリンタ本体０１の上部に一体的に配置されている。
【０１１５】
上記プリンタ本体０１の内部に配設される種々の部材のうち、露光装置としてのＲＯＳ０３は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）の各色に対応した画像データに基づいて点灯駆動される４つの半導体レーザや、これら４つの半導体レーザから出射される４本のレーザ光を、偏向走査するためのｆ−θレンズやポリゴンミラー、あるいは複数枚の反射ミラーなどから構成されている。
【０１１６】
図２５はこの発明の実施の形態５に係る画像形成装置としてのタンデム型フルカラープリンタのプリントヘッドデバイスを示すものである。尚、図２５中の矢印は、各回転部材の回転方向を示している。
【０１１７】
このプリントヘッドデバイス０２は、図２５に示すように、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）用の各感光体ドラム（像担持体）１１１，　１１２，　１１３，　１１４を有する画像形成部１０１，　１０２，　１０３，　１０４と、これら感光体ドラム１１１，　１１２，　１１３，　１１４に接触する一次帯電用の帯電ロール（接触型帯電装置）１２１，　１２２，　１２３，　１２４と、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）の各色のレーザ光１３１，　１３２，　１３３，　１３４を照射するＲＯＳ（露光装置）０３（図２４参照）と、上記感光体ドラム１１１，　１１２，　１１３，　１１４上に形成された静電潜像を、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）の各色のトナーで現像する現像装置１４１，　１４２，　１４３，　１４４と、上記４つの感光体ドラム１１１，　１１２，　１１３，　１１４のうちの２つの感光体ドラム１１１，　１１２に接触する第１の一次中間転写ドラム（中間転写体）１５１及び他の２つの感光体ドラム１１３，　１１４に接触する第２の一次中間転写ドラム（中間転写体）１５２と、上記第１、第２の一次中間転写ドラム１５１，　１５２に接触する二次中間転写ドラム（中間転写体）１５３と、この二次中間転写ドラム１５３に接触する最終転写ロール（転写部材）１６０とで、その主要部が構成されている。
【０１１８】
感光体ドラム１１１，　１１２，　１１３，　１１４は、共通の接平面Ｍを有するように一定の間隔をおいて配置されている。また、第１の一次中間転写ドラム１５１及び第２の一次中間転写ドラム１５２は、各回転軸が該感光体ドラム１１１，　１１２，　１１３，　１１４軸に対し平行かつ所定の対称面を境界とした面対称の関係にあるように配置されている。さらに、二次中間転写ドラム１５３は、該感光体ドラム１１１，　１１２，　１１３，　１１４と回転軸が平行であるように配置されている。
【０１１９】
各色毎の画像情報に応じた信号は、電気回路１１０（図２４参照）に配設された画像処理回路によりラスタライジングされてＲＯＳ０３に入力される。このＲＯＳ０３では、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）の各色のレーザ光１３１，　１３２，　１３３，　１３４が変調され、対応する色の感光体ドラム１１１，　１１２，　１１３，　１１４に照射される。
【０１２０】
上記各感光体ドラム１１１，　１１２，　１１３，　１１４の周囲では、周知の電子写真方式による各色毎の画像形成プロセスが行なわれる。まず、上記感光体ドラム１１１，　１１２，　１１３，　１１４としては、例えば、直径３０ｍｍのＯＰＣ感光体を用いた感光体ドラムが用いられ、これらの感光体ドラム１１１，　１１２，　１１３，　１１４は、例えば、１０４ｍｍ／ｓｅｃの回転速度で回転駆動される。上記感光体ドラム１１１，　１１２，　１１３，　１１４の表面は、図２５に示すように、接触型帯電装置としての帯電ロール１２１，　１２２，　１２３，　１２４に、約−８４０ＶのＤＣ電圧を印加することによって、例えば約−３００Ｖ程度に帯電される。なお、上記接触型の帯電装置としては、ロールタイプのもの、フィルムタイプのもの、ブラシタイプのもの等が挙げられるが、どのタイプのものを用いても良い。この実施の形態では、近年、電子写真装置で一般に使用されている帯電ロールを採用している。また、感光体ドラム１１１，　１１２，　１１３，　１１４の表面を帯電させるために、この実施の形態では、ＤＣのみ印加の帯電方式をとっているが、ＡＣ＋ＤＣ印加の帯電方式を用いても良い。
【０１２１】
その後、感光体ドラム１１１，　１１２，　１１３，　１１４の表面には、露光装置としてのＲＯＳ０３によってイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）の各色に対応したレーザ光１３１，　１３２，　１３３，　１３４が照射され、各色毎の入力画像情報に応じた静電潜像が形成される。感光体ドラム１１１，１１２，　１１３，　１１４は、ＲＯＳ０３で静電潜像が書き込まれた際に、その画像露光部の表面電位は−６０Ｖ以下程度にまで除電される。
【０１２２】
また、上記感光体ドラム１１１，　１１２，　１１３，　１１４の表面に形成されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）の各色に対応した静電潜像は、対応する色の現像装置１４１，　１４２，　１４３，　１４４によって現像され、感光体ドラム１１１，１１２，　１１３，　１１４上にイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）の各色のトナー像として可視化される。
【０１２３】
この実施の形態では、現像装置１４１，　１４２，　１４３，　１４４として、磁気ブラシ接触型の二成分現像方式を採用しているが、この発明の適用範囲はこの現像方式に限定されるものではなく、非接触型の現像方式においてもこの発明を充分に適用することができることは勿論である。
【０１２４】
現像装置１４１，　１４２，　１４３，　１４４には、それぞれ色の異なったイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）色のトナーと、キャリアからなる現像剤が充填されている。これらの現像装置１４１，　１４２，　１４３，１４４には、図２４に示すように、対応する色のトナーカートリッジ０４Ｙ、０４Ｍ，０４Ｋ，０４Ｃからトナーが補給されると、この補給されたトナーは、オーガー４０１，４０２で充分にキャリアと攪拌されて摩擦帯電される。現像ロール４０３の内部には、複数の磁極を所定の角度に配置したマグネットロール（不図示）が固定した状態で配置されている。この現像ロール４０３に現像剤を搬送するオーガー４０２によって、当該現像ロール４０３の表面近傍に搬送された現像剤は、現像剤量規制部材４０４によって現像部に搬送される量が規制される。この実施の形態では、上記現像剤の量は、３０〜５０ｇ／ｍ^２であり、また、このとき現像ロール４０３上に存在するトナーの帯電量は、概ね−２０〜３５μＣ／ｇ　程度である。
【０１２５】
上記現像ロール４０３上に供給されたトナーは、マグネットロールの磁力によって、キャリアとトナーで構成された磁気ブラシ状となっており、この磁気ブラシが感光体ドラム１１１，　１１２，　１１３，　１１４と接触している。この現像ロール４０３にＡＣ＋ＤＣの現像バイアス電圧を印加して、現像ロール４０３上のトナーを感光体ドラム１１１，　１１２，１１３，　１１４上に形成された静電潜像に現像することにより、トナー像が形成される。この実施の形態では、例えば、現像バイアス電圧のＡＣ成分が４ｋＨｚ、１．５ｋＶｐｐで、ＤＣ成分が−２３０Ｖ程度に設定されている。
【０１２６】
この実施の形態では、上記現像装置１４１，　１４２，　１４３，　１４４において、トナーとして略球形状のトナーである所謂”球形トナー”であって、その平均粒径が３〜１０μｍ程度のものが使用され、例えば、ブラック色のトナーの平均粒径は８μｍ、カラートナーの平均粒径は７μｍに設定される。
【０１２７】
次に、上記各感光体ドラム１１１，　１１２，　１１３，　１１４上に形成されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）の各色のトナー像は、第１の一次中間転写ドラム１５１及び第２の一次中間転写ドラム１５２上に、静電的に二次転写される。感光体ドラム１１１，　１１２上に形成されたイエロー（Ｙ）およびマゼンタ（Ｍ）色のトナー像は、第１の一次中間転写ドラム１５１上に、感光体ドラム１１３，　１１４上に形成されたブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）色のトナー像は、第２の一次中間転写ドラム１５２上に、それぞれ転写される。従って、第１の一次中間転写ドラム１５１上には、感光体ドラム１１１または１１２のどちらから転写された単色像と、感光体ドラム１１１及び１１２の両方から転写された２色のトナー像が重ね合わされた二重色像が形成されることになる。また、第２の一次中間転写ドラム１５２上にも、感光体ドラム１１３，　１１４から同様な単色像と二重色像が形成される。
【０１２８】
上記第１及び第２の一次中間転写ドラム１５１，１５２上に感光体ドラム１１１，１１２，１１３，１１４からトナー像を静電的に転写するために必要な表面電位は、＋２５０〜５００Ｖ程度である。この表面電位は、トナーの帯電状態や雰囲気温度、湿度によって最適値に設定されることになる。この雰囲気温度や湿度は、雰囲気温度や湿度によって抵抗値が変化する特性を持った部材の抵抗値を検知することで簡易的に知ることが可能である。上述のように，トナーの帯電量が−２０〜３５μＣ／ｇ　の範囲内にあり、常温常湿環境下にある場合には、第１及び第２の一次中間転写ドラム１５１，１５２の表面電位は、＋３８０Ｖ程度が望ましい。
【０１２９】
この実施の形態で用いる第１、第２の一次中間転写ドラム１５１，１５２は、例えば、外径が６０ｍｍに形成され、抵抗値は１０^８Ω程度に設定される。第１、第２の一次中間転写ドラム１５１，１５２は、単層、あるいは複数層からなる表面が可撓性、もしくは弾性を有する円筒状の回転体であり、一般的にはＦｅやＡｌ等からなる金属製コアとしての金属パイプの上に、導電性シリコーンゴム等で代表される低抵抗弾性ゴム層（Ｒ＝１０^２〜１０^３Ω）が、厚さ０．１〜１０ｍｍ程度に設けられている。更に、第１、第２の中間転写ドラム１５１，１５２の最表面は、代表的にはフッ素樹脂微粒子を分散させたフッ素ゴムを厚さ３〜１００μｍの高離型層（Ｒ＝１０^５〜１０^９Ω）として形成し、シランカップリング剤系の接着剤（プライマ）で接着されている。ここで重要なのは、抵抗値と表面の離型性であり、高離型層の抵抗値がＲ＝１０^５〜１０^９Ω程度であり、高離型性を有する材料であれば、特に材料は限定されない。
【０１３０】
このように第１、第２の一次中間転写ドラム１５１，１５２上に形成された単色又は二重色のトナー像は、二次中間転写ドラム１５３上に静電的に３次転写される。従って、二次中間転写ドラム１５３上には、単色像からイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）色の四重色像までの最終的なトナー像が形成されることになる。
【０１３１】
この二次中間転写ドラム１５３上へ第１及び第２の一次中間転写ドラム１５１，１５２からトナー像を静電的に転写するために必要な表面電位は、＋６００〜１２００Ｖ程度である。この表面電位は、感光体ドラム１１１，　１１２，　１１３，　１１４から第１の一次中間転写ドラム１５１及び第２の一次中間転写ドラム１５２へ転写するときと同様に、トナーの帯電状態や雰囲気温度、湿度によって最適値に設定されることになる。また、転写に必要なのは、第１及び第２の一次中間転写ドラム１５１，１５２と二次中間転写ドラム１５３との間の電位差であるので、第１及び第２の一次中間転写ドラム１５１，１５２の表面電位に応じた値に設定することが必要である。上述のように、トナーの帯電量が−２０〜３５μＣ／ｇの範囲内にあり、常温常湿環境下であって、第１及び第２の一次中間転写ドラム１５１，１５２の表面電位が＋３８０Ｖ程度の場合には、二次中間転写ドラム１５３の表面電位は、＋８８０Ｖ程度、つまり第１及び第２の一次中間転写ドラム１５１，１５２と二次中間転写ドラム１５３との間の電位差は、＋５００Ｖ程度に設定することが望ましい。
【０１３２】
この実施の形態で用いる二次中間転写ドラム１５３は、例えば、外径が第１及び第２の一次中間転写ドラム１５１，１５２と同じ６０ｍｍに形成され、抵抗値は１０^１１Ω程度に設定される。また、上記二次中間転写ドラム１５３も第１、第２の一次中間転写ドラム１５１，　１５２と同様、単層、あるいは複数層からなる表面が可撓性、もしくは弾性を有する円筒状の回転体であり、一般的にはＦｅやＡｌ等からなる金属製コアとしての金属パイプの上に、導電性シリコーンゴム等で代表される低抵抗弾性ゴム層（Ｒ＝１０^２〜１０^３Ω）が、厚さ０．１　〜１０ｍｍ程度に設けられている。更に、二次中間転写ドラム１５３の最表面は、代表的にはフッ素樹脂微粒子を分散させたフッ素ゴムを厚さ３〜１００μｍの高離型層として形成し、シランカップリング剤系の接着剤（プライマ）で接着されている。ここで、二次中間転写ドラム５３の抵抗値は、第１及び第２の一次中間転写ドラム１５１，１５２よりも高く設定する必要がある。そうしないと、二次中間転写ドラム１５３が第１及び第２の一次中間転写ドラム１５１，１５２を帯電してしまい、第１及び第２の一次中間転写ドラム１５１，１５２の表面電位の制御が難しくなる。このような条件を満たす材料であれば、特に材料は限定されない。
【０１３３】
次に、上記二次中間転写ドラム１５３上に形成された単色像から四重色像までの最終的なトナー像は、最終転写ロール１６０によって、用紙搬送路を通る用紙Ｐに３次転写される。この用紙Ｐは、不図示の紙送り工程を経て用紙搬送ロール１９０を通過し、二次中間転写ドラム１５３と最終転写ロール１６０のニップ部に送り込まれる。この最終転写工程の後、用紙上に形成された最終的なトナー像は、定着装置１７０によって定着され、一連の画像形成プロセスが完了する。
【０１３４】
上記の如く構成されるタンデム型フルカラープリンタにおいては、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）の各画像形成部１０１，　１０２，　１０３，　１０４で、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）の各色の画像位置検出用パターン５０と濃度検知用パターン７０とが形成され、これらの各色の画像位置検出用パターン５０と濃度検知用パターン７０は、図２６に示すように、二次中間転写ドラム１５３上に転写される。
【０１３５】
図２６はこの発明の実施の形態５に係る画像形成装置の画質制御センサユニットを示す構成図である。
【０１３６】
この画質制御センサユニット８０は、その両側に画像位置検出器６０Ａ、６０Ｂをそれぞれ設け、その中央部に濃度検出器９０を配置しており、各々の検出器６０、９０が略同一直線上に配置されたユニットとなっている。これは前述した先行技術の問題点を回避するためのものであり、「高品質なカラー画像を得ようとすればするほど、上記２種のセンサ（カラーレジセンサとカラー濃度センサ）を一体化して各々の特性値を検出することには限界が生じてしまい、専用のセンサを個別に取り付けることが必要となってくる」といったことを考慮したものである。
【０１３７】
さらに詳しく各検出器６０、９０に関して述べると、濃度検出器９０は、図２７に示すように、黒色トナーを正反射光学系で、イエロー、マゼンタ、シアンの各トナーを拡散光学系で検出する２系統の光学要素を持った検出器である。また、画像位置検出器５０は、前記実施の形態１と同様、図３に示すように、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）間の色ずれを検知するため拡散光学系を採用したものであり、黒色トナーを検出する場合には、下地にカラートナー（例えば、イエロートナー）を転写した後、その上に黒色トナーを転写し、両者の出力比で間接的に黒色トナーを検出するように構成されている。この画像位置検出器６０は、センサ内の二分割フォトダイオードにて検知され、１番目のフォトダイオードと２番目のフォトダイオードにて検知されたパターンはその時間差をもって後段の処理回路にて色ずれ量が演算される。
【０１３８】
しかし、ここで画像形成位置の時間差を検知する際に、前述したように、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）トナーのアナログ出力は、３者間で同等の出力となっていなければ、検知誤差を生じてしまう。また、黒色の画像位置検出用パターン５０を検出する際には、黒色トナーの濃度が低すぎると、下地となるカラートナーが検知されてしまい、この場合も検出誤差を生じてしまうため、誤差なく各色の画像位置検出用パターン５０を検出するためには、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）色トナーのアナログ出力が３者間で同じ出力（濃度間差ではない、また濃度の高低は任意である）であり、黒色トナーの濃度が非常に高い（黒色濃度が飽和濃度以上になる位の出力）ということが理想的な条件となる。
【０１３９】
しかし、一般的には、濃度検出器９０により決定される画像形成条件は、画像出力装置６のＩＯＴの特性や、画質設計上のパラメータやカラーマッピングなどの諸条件により、目標濃度が異なる場合が多いため、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）間で必ずしも一致するとはかぎらない。
【０１４０】
一例をあげると、図２８に示す表のようになる。
【０１４１】
さらに、最終画質濃度（用紙上濃度）が本来制御したい特性値であるため、極端に言えば、二次中間転写ドラム１５３上の濃度を一定にする必要はなく、図２９に示すように、たとえ同一濃度であったとしても、二次中間転写ドラム１５３上のセンサ出力としては、色毎に異なる場合も十分考えられる。
【０１４２】
そこで、この実施の形態５は、上記課題を解決するためになされたものであり、濃度検出器９０で読み取られたパッチ濃度の検知出力に基づき決定される画像形成条件とは別に、各色の画像位置検出用パターン５０の形成条件を別途作成し、その条件下で作成された各画像位置検出用パターン５０を用いて、画像位置の位置ずれ検知を行うため、誤差の少ない高精度な色ずれ制御が可能となる。
【０１４３】
以下、図３０に示すフローチャートに基づいて動作説明を行う。
【０１４４】
まず、所定のタイミングで、画質制御セットアップ動作を開始する（ステップ１０１）。すると、制御部５は、濃度検知用パターン８０を通常通り作成し（ステップ１０２）、二次中間転写ドラム１５３上に転写された濃度検知用パターン８０の濃度を、濃度検出器９０によって検出し、リアルタイムで濃度特性値（ＲＡＤＣ）を算出する（ステップ１０３）。その際、上記濃度検出器９０は、上述したように、黒色（Ｋ）トナーは鏡面反射光学系、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）トナーは拡散反射光学系にて検知するため、それぞれの特性値は、センサ出力の値を元に特定の補正式（換算式）もしくはＬＵＴ（ＬｏｏｋＵｐ　Ｔａｂｌｅ）に基づき、画像形成条件を変更する（例えば、現像バイアス又はＲＯＳのＬＤ光量、又はＰＷＭのパルス幅、又は現像機へのトナー補充など）（ステップ１０４）。この条件はセットアップ終了後、次の画像形成サイクルから適用される。
【０１４５】
次に、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の特定値そのものの値を比較する（ステップ１０５）。そして、これらイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の特定値が、ステップ１０６に示す条件式を満たすならば、現在の画像形成条件（パターン形成条件）のまま、画像位置検出用パターン５０を作成する（ステップ１０７）。
【０１４６】
一方、制御部５は、ステップ１０６に示す条件式を満たさない場合には、当該条件式を満たすような特定の換算式、もしくは予め対応付けておいたＬＵＴに基づき、画像位置検出用パターン５０の形成条件を算出する（ステップ１０８、１０９）。
【０１４７】
ここで算出された画像位置検出用パターン５０の形成条件は、その同一セットアップ内の作成時（ステップ１１０）に即反映される。このように出力一定になるべく（未定着パターンの濃度）調整済みの画像位置検出用パターン５０を検出するため、高精度な色ずれ量検知が可能となる。
【０１４８】
ここで算出された色ずれ量に基づき、それぞれのフィードバック先の制御補正量が決定され、次の画像形成サイクル開始時から適用される（ステップ１１１〜１１３）。
【０１４９】
その他の構成及び作用は、前記実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。
【０１５０】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、簡単な回路構成で、画像位置検出用パターンの検出精度を実用上満足の行く程度にまで高めることが可能な画像形成装置を提供することができる。
【０１５１】
また、この発明によれば、簡易な回路構成で、光源の光量変動や各色パターン間での濃度差などの外乱に対しても、検出精度を保つことのできるロバスト性の高い画像位置検出装置を提供することができる。
【０１５２】
さらに、この発明によれば、簡易な回路構成で、濃度制御用パターンとは別に、独自の画像位置検出用パターンの検出手段によって、画像位置検出用パターンの検出精度を実用上満足の行く程度にまで高めることが可能な画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はこの発明の実施の形態１に係る画像位置検出装置を適用した画像形成装置としてのタンデム型のデジタルカラー複写機を示す構成図である。
【図２】図２はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのタンデム型のデジタルカラー複写機における画像位置検出用パターンと画像位置検出器を示す構成図である。
【図３】図３は画像位置検出器を示す構成図である。
【図４】図４は画像位置検出器の信号処理回路を示す回路図である。
【図５】図５は画像位置検出用パターンの検出波形を示す説明図である。
【図６】図６は画像位置検出用パターンの検出波形を示す波形図である。
【図７】図７は画像位置検出用パターンの検出波形を示す波形図である。
【図８】図８は画像位置検出用パターンの検出波形を示す波形図である。
【図９】図９は各色のトナーの反射率を示すグラフである。
【図１０】図１０は画像位置検出用パターンの検出波形を示す模式図である。
【図１１】図１１は黒色の画像位置検出用パターンを示す説明図である。
【図１２】図１２は画像位置検出用パターンの検出波形を示す波形図である。
【図１３】図１３はこの発明の実施の形態２に係る画像形成装置としてのタンデム型のデジタルカラー複写機における画像位置検出用パターンと画像位置検出器を示す構成図である。
【図１４】図１４はこの発明の実施の形態２に係る画像形成装置としてのタンデム型のデジタルカラー複写機における画像位置検出用パターンと画像位置検出器を示す構成図である。
【図１５】図１５は画像位置検出器を示す構成図である。
【図１６】図１６は実施の形態３に係る画像位置検出器６０の信号処理回路を示すブロック図である。
【図１７】図１７は実施の形態４に係る画像位置検出器６０の信号処理回路を示すブロック図である。
【図１８】図１８は実施の形態４に係る画像位置検出器６０の受光素子を示す説明図である。
【図１９】図１９は画像位置検出器の信号処理回路を示す回路図である。
【図２０】図２０は画像位置検出用パターンの検出波形を示す説明図である。
【図２１】図２１は画像位置検出器の出力とゼロクロスポイントとの位置関係を示すグラフである。
【図２２】図２２は画像位置検出器の出力とゼロクロスポイントとの位置関係を示すグラフである。
【図２３】図２３は画像位置検出器の発光素子の光量設定値を示すグラフである。
【図２４】図２４はこの発明の実施の形態５に係る画像形成装置としてのタンデム型のデジタルカラー複写機を示す構成図である。
【図２５】図２５はこの発明の実施の形態５に係る画像形成装置としてのタンデム型のデジタルカラー複写機を示す構成図である。
【図２６】図２６は画像位置検出器及び濃度検出器を示す斜視構成図である。
【図２７】図２７は濃度検出器を示す構成図である。
【図２８】図２８は濃度検出用パターンの濃度を示す図表である。
【図２９】図２９は濃度検出用パターンの濃度変化を示すグラフである。
【図３０】図３０は濃度検出用パターン及び画像位置検出用パターンの濃度の設定方法を示すフローチャートである。
【図３１】図３１は従来の画像位置検出器を示す構成図である。
【図３２】図３２は従来例における画像位置検出用パターンの検出波形を示す波形図である。
【符号の説明】
５：制御部（パターン変更手段）、５０：画像位置検出用パターン、６０：画像位置検出器、６２ａ、６２ｂ：発光素子。

Claims (9)

1. 画像情報に対応した互いに色の異なる画像を形成する複数の画像形成手段と、前記複数の画像形成手段によって形成された画像を多重に転写する中間転写体と、前記複数の画像形成手段によって形成された画像を中間転写体上に順次多重に転写する一次転写手段と、前記中間転写体上に転写された画像を記録媒体に一括して転写する二次転写手段と、前記中間転写体上に形成された画像位置検出用パターンを赤外領域にて検出する検出手段と、前記検出手段によって検出された検出データに基づき各画像形成部によって形成される画像の位置を補正する補正手段を有する画像形成装置において、
   前記検出手段によって検出される各色の画像位置検出用パターンの形成条件を任意に変更可能としたパターン変更手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記パターン変更手段は、前記各色の画像位置検出用パターンの幅を任意に変更可能としたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記パターン変更手段は、前記各色の画像位置検出用パターンの濃度を任意に変更可能としたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 前記中間転写体は、ドラム状に形成されており、当該中間転写体上に形成された画像位置検出用パターンを検出する検出手段が、画像濃度を検出するための検出手段と別個に設けられていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
5. 像担持体上に形成された画像位置検出用パターンを検出する画像位置検出装置において、
   前記画像位置検出用パターンを照明する発光素子と、
   前記画像位置検出用パターンから反射光を受光する２つの受光素子と、
   前記２つの受光素子の出力の一方にオフセット電圧を印加するオフセット電圧印加手段と、
   前記２つの受光素子の出力のうち、前記オフセット電圧印加手段によってオフセット電圧が印加された出力と、他方の受光素子の出力とを比較する比較手段と、
   前記比較手段によって検出されたクロスポイントを、少なくとも一方の前記受光素子の出力のモニター値に基づいて補正する補正手段とを備えたことを特徴とする画像位置検出装置。
6. 前記補正手段は、前記画像位置検出用パターンの色に基づいた補正テーブルを有することを特徴とする請求項５記載の画像位置検出装置。
7. 前記オフセット電圧印加手段の印加電圧は、０．５Ｖ以下に設定されていることを特徴とする請求項５記載の画像位置検出装置。
8. 前記発光素子の光量は、前記受光素子の出力が飽和するように初期光量が設定されていることを特徴とする請求項５記載の画像位置検出装置。
9. 前記２つの受光素子が同じ大きさに設定されていることを特徴とする請求項５記載の画像位置検出装置。

Images