JP2006139132A - 画像形成装置、及び画像形成装置の調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 各色画像の色合わせ調整を精度良く行うことができる画像形成装置、及び画像形成装置の調整方法を提供する。
【解決手段】 画像形成装置１は、色合わせ調整のために形成したテスト画像に含まれる各色画像を検出センサ２１で光学的に検出する際に、シアンの色画像に対して赤色光を照射し、イエローの色画像に対して青色光を照射する等のように、各色画像の光反射特性に応じた分光特性を有する光を照射する。各色画像に対応する反射光の検出出力を適正な値に定めることが可能となるので、反射光の検出出力に基づいて各色画像の位置を高精度に検出することが可能となる。従って、精度良く検出した色テスト画像の位置に基づいて、精度の良い色合わせ調整を行うことができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、各色の色画像を重ね合わせた多色画像を形成可能であり、多色画像の色ずれを補正する色合わせ調整を行う画像形成装置、及び画像形成装置の調整方法に関する。

多色画像を形成する画像形成装置は、入力されたデータをブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）等の各色成分に分解して画像処理を施した後、各色成分毎の画像データを作成し、夫々の画像データに基づいた各色の色画像を重ね合わせて多色画像を形成する。多色画像の形成に際して、各色画像が重ね合わされる位置がずれている場合は、形成される多色画像に色ずれが発生することによって画質が低下する。特に、多色画像の形成速度を向上させるために各色成分毎に画像形成部を設けたタンデム型と呼ばれる画像形成装置では、各画像形成部にて各色画像が別々に形成され、記録媒体上又は記録媒体へ多色画像を転写するための転写媒体上に各色画像が順次重ね合わせられることによって多色画像が形成されるので、各色画像が形成される位置にずれが生じやすく、色ずれによる画質の低下が大きな問題となる。

そこで、多色画像を形成する画像形成装置は、色ずれが発生しないように各色画像を精度良く重ね合わせるべく各色画像が形成される位置を調整する色合わせ調整を行っている。従来の色合わせ調整では、基準となる色画像の形成位置に対する他の色画像の形成位置のずれを光学式の検出器を用いて検出し、各色画像の形成位置が一致するように、各色画像の形成位置の補正量を検出器の検出結果に基づいて決定し、決定した補正量に応じて各色画像を形成するタイミングを調整する。このような従来の技術では、各色画像の形成位置のずれを検出するために、各色画像を所定のタイミングで形成して形成された各色画像の間の距離を検出するか、又は各色画像が重ね合わされた多色画像の重なり状態若しくは濃度等を測定している。

例えば、特許文献１には、各色画像が形成される位置の夫々の間の距離を測定することによって各色画像の位置のずれを検出し、検出された位置のずれに基づいて各色画像が形成される位置の補正を行う技術が開示されている。この技術では、基準となる色画像と他の色画像との距離を検出器によって検出し、検出された距離に基づいて各色画像の位置のずれ量を決定し、各色画像が形成される位置のずれを補正している。

また特許文献２には、各色画像が重ね合わされた多色画像の濃度を測定し、多色画像の濃度が各色画像が正確に重なった状態の濃度になるように各色画像が形成される位置のずれを補正する技術が開示されている。この技術では、補正精度を向上させるために、同一形状の複数のライン状画像を複数形成し、多色で形成されたライン状画像の濃度を検出器によって検出することにより、各色画像の重なり状態を求めている。そして、検出されたラインの濃度が所定の濃度範囲になる状態を、各色画像が正確に重なり合う状態であるとし、各色画像が正確に重なり合う状態になるように各色画像が形成される位置を制御する。
特開平１０−２１３９４０号公報 特開２０００−８１７４４号公報 特開２００１−３１２１１６号公報 特開平４−１１０８６６号公報

各色画像の位置のずれを検出する従来の技術では、搬送ベルト、中間転写ベルト又は記録用紙等の媒体上に色合わせ調整用の各色画像を形成し、媒体上に形成した画像に対して光を照射し、各色画像からの反射光と画像が形成されていない媒体上の下地の部分からの反射光との強度差に基づいて各色画像の位置を検出している。通常、画像に対して照射される光は、全ての色画像に対して同一の光が用いられており、一般的には赤外光が用いられる。ところが、各色画像を形成する各現像剤は、各色に応じた互いに異なる光反射特性を有している。例えば、Ｋの現像剤は全ての光の波長に対して反射率が低く、一方Ｃの現像剤は、紫から緑色に渡る波長の光に対する反射率が高く、その他の波長の光に対しては反射率が低い。このため、各色画像からの反射光の強度が色に応じて異なることによって、反射光を検出する検出器の検出出力が変動するので、各色画像の位置を検出する精度が低下する。従って、各色画像の色合わせ調整を精度良く行うことができないという問題がある。

また、色合わせ調整用の各色画像を搬送ベルト又は中間転写ベルトのベルト上に形成する場合、画像の位置を精度良く検出するためには、ベルト上の画像が形成されていない下地の部分からの反射光の強度が安定していることが望ましい。しかし、一般にベルトの表面は滑らかな状態ではなく、汚れ、凹凸又は傷などが不規則に生じており、ベルトの表面からの反射光の強度は表面状態に応じて変動する。またベルトの表面状態は画像形成装置の使用に伴って変化する。従って、従来の技術では、ベルト上に形成した画像の位置をある程度以上の精度で検出することができないので、色合わせ調整を精度良く行うことができないという問題がある。

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、各色画像の光反射特性に応じた検出を行うことによって、色合わせ調整を精度良く行うことができる画像形成装置、及び画像形成装置の調整方法を提供することにある。

また本発明の他の目的とするところは、色合わせ調整の際に、色画像からの反射光の強度と媒体上の画像が形成されていない下地の部分からの反射光の強度との差を明確にすることによって精度良く色画像を検出することができる画像形成装置を提供することにある。

また本発明の他の目的とするところは、ベルト上の画像が形成されていない下地の部分からの反射光の強度を安定させることにより、安定した精度で色合わせ調整を行うことができる画像形成装置を提供することにある。

本発明に係る画像形成装置は、移動する媒体上に互いに異なる色の色画像を夫々形成する複数の画像形成手段と、各色画像に光を照射する照射手段と、該照射手段が各色画像に照射した光の反射光を検出する検出手段と、該検出手段による検出結果に基づいて、前記複数の画像形成手段が形成する色画像の位置を調整する手段とを備える画像形成装置において、前記照射手段は、各色画像に応じた分光特性を有する光を照射する手段を有することを特徴とする。

本発明に係る画像形成装置は、前記照射手段は、夫々に分光特性が異なる光を照射する複数の発光部を有することを特徴とする。

本発明に係る画像形成装置は、前記検出手段は、前記複数の発光部の夫々が色画像に照射した光の反射光を受光する一の受光部を有することを特徴とする。

本発明に係る画像形成装置は、前記各色画像に応じた分光特性を有する光は、照射対象の色画像からの反射光が含む波長成分の強度に比べて他の波長成分の強度が大であることを特徴とする。

本発明に係る画像形成装置は、前記各色画像に応じた分光特性を有する光は、照射対象の色画像からの反射光が含む波長成分の強度が、他の波長成分の強度に比べて大であることを特徴とする。

本発明に係る画像形成装置は、一の画像形成手段に、媒体上の所定領域を一色で着色した下地画像を形成させる手段と、他の画像形成手段に、前記下地画像に重ねて色画像を形成させる手段とを更に備え、前記照射手段が前記色画像に照射する光は、前記色画像からの反射光が含む波長成分の強度に比べて前記下地画像からの反射光が含む波長成分の強度が大であることを特徴とする。

本発明に係る画像形成装置の調整方法は、移動する媒体上に互いに異なる色の色画像を夫々形成する複数の画像形成手段と、各色画像に光を照射する照射手段と、該照射手段が各色画像に照射した光の反射光を検出する検出手段とを備える画像形成装置を、前記検出手段の検出結果に基づいて調整する方法において、前記照射手段は、各色画像に応じた分光特性を有する光を照射し、前記検出手段は、各色画像に応じた光の反射光を検出し、前記検出手段の検出結果に基づいて、前記複数の画像形成手段が形成する色画像の位置を調整することを特徴とする。

本発明においては、記録用紙又はベルト等の移動する媒体上に互いに異なった色からなる色画像を形成する複数の画像形成手段を備える画像形成装置は、媒体上に各色の色画像からなるテスト画像を形成し、光学的に各色画像の位置を検出し、検出結果に基づいて色画像を形成する位置を調整するに際して、各色画像の色に応じた分光特性を有する光を色画像に照射し、照射された光の反射光を検出することによって各色画像の検出を行う。

また本発明においては、画像形成装置は、夫々に異なった分光特性を有する光を媒体上の色画像に対して照射する複数の発光部を備える。

また本発明においては、複数の発光部の夫々から色画像に対して照射された光の反射光を単一の受光部で受光して検出する。

また本発明においては、色画像に照射される光は、照射対象の色画像からの反射光が含む波長成分の強度に比べて他の波長成分の強度が大であり、色画像を形成していない下地からの反射光に比べて色画像の反射光の検出強度が減少することによって色画像が検出される。

また本発明においては、色画像に照射される光は、照射対象の色画像からの反射光が含む波長成分の強度が他の波長成分の強度に比べて大であり、色画像を形成していない下地からの反射光に比べて色画像の反射光の検出強度が増加することによって色画像が検出される。

また本発明においては、色画像とは別の色の下地画像に重ねて色画像を形成し、色画像に照射される光は、下地画像からの反射光が含む波長成分の強度が前記色画像からの反射光が含む波長成分の強度に比べて大であり、下地画像からの反射光に比べて色画像の反射光の検出強度が減少することによって色画像が検出される。

本発明にあっては、色合わせ調整のために形成した各色画像を検出する際に、各色画像の光反射特性に応じた分光特性を有する光を照射することにより、各色画像に対応する反射光の検出出力を適正な値に定めることが可能となるので、反射光の検出出力に基づいて各色画像の位置を高精度に検出することが可能となる。従って、精度良く検出した色テスト画像の位置に基づいて、精度の良い色合わせ調整を行うことができる。

また本発明にあっては、光を照射する発光部を複数備え、赤色光と青色光とのように夫々に異なる分光特性を有する光を夫々の発光部が照射する構成としたので、互いに異なる分光特性を有する複数種類の光を容易に発生させることができる。

また本発明にあっては、複数の発光部の夫々が照射する光の反射光を同一の受光部で受光することにより、反射光を検出する検出器が異なることによる検出誤差の発生を防止することができるので、複数種類の光の夫々に対応した色画像を精度良く検出することができる。

また本発明にあっては、シアンの色画像に対して赤色光を照射し、イエローの色画像に対して青色光を照射する等のように、照射対象の色画像からの反射光が含む波長成分の強度に比べて他の波長成分の強度が大である光を各色画像に照射することにより、色画像の部分と色画像を形成していない下地の部分とからの反射光の検出強度の差が明確となるので、複数種類の光の夫々に対応した色画像を精度良く検出することができる。

また本発明にあっては、照射対象の色画像からの反射光が含む波長成分の強度が他の波長成分の強度に比べて大である光を各色画像に照射することにより、色画像と色画像を形成していない下地の部分とからの反射光の検出強度の差が明確となるので、複数種類の光の夫々に対応した色画像を精度良く検出することができる。

更に本発明にあっては、色画像とは別の色の下地画像に重ねて色画像を形成することにより、色画像の下地からの光の反射が安定するので、安定した精度で色画像を検出することができる。また下地画像、色画像及び照射光の組み合わせは、下地画像からの反射光が含む波長成分の強度が色画像からの反射光が含む波長成分の強度に比べて大である照射光を用いる組み合わせとすることにより、下地画像と色画像との反射光の検出強度差が大きくなるので、各色画像を精度良く検出することが可能となる等、本発明は優れた効果を奏する。

以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。
図１は、本発明の画像形成装置の内部構成例を示す断面図である。画像形成装置１は、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色のトナーを用いて多色画像を形成するように構成されている。画像形成装置１は、感光体ドラム１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ、現像ユニット１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ、帯電器１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ、クリーナユニット１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄを備えている。各符号に付したａ，ｂ，ｃ，ｄの記号は、夫々Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙに対応する。感光体ドラム、現像ユニット、帯電器及びクリーナユニットは、各色について一組に構成されており、Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙに対応する４個の組が直線状に並んでいる。また各色の感光体ドラム、現像ユニット、帯電器及びクリーナユニットの組は本発明に係る画像形成手段に対応する。以下、特定の色に対応する部材を指定する場合を除き、各色に対して設けられている部材をまとめて感光体ドラム１１、現像ユニット１２、帯電器１３及びクリーナユニット１４と記載する。

画像形成装置１は、感光体ドラム１１の下方に、レーザ光を発して感光体ドラム１１上に静電潜像を生成させる露光ユニット３を備えている。露光ユニット３は、ポリゴンミラー３１を備え、図示しないレーザ照射部から発せられてポリゴンミラー３１の回転により走査されたレーザ光を反射させて感光体ドラム１１ａ上に照射させる反射ミラー３２ａを備えている。また露光ユニット３は、同様に感光体ドラム１１ｂ，１１ｃ，１１ｄに対応する反射ミラー３２ｂ及び３３ｂ，３２ｃ及び３３ｃ，３２ｄ及び３３ｄを備えている。

帯電器１３は、感光体ドラム１１の表面を所定の電位に均一に帯電させるように構成されている。帯電器１３は、感光体ドラム１１に接触するローラ型又はブラシ型の他に、感光体ドラム１１に接触しないチャージャ型等が用いられる。現像ユニット１２は、各色のトナーを収納しており、露光ユニット３により感光体ドラム１１の表面に形成された静電潜像に各色のトナーを供給してトナー像に顕像化する。クリーナユニット１４は、画像を転写した後に感光体ドラム１１の表面に残留しているトナーを回収及び除去する。

画像形成装置１は、また、感光体ドラム１１の上方に、感光体ドラム１１上のトナー像を転写させる中間転写ベルト４を備えている。中間転写ベルト４は、厚さ１００μｍ〜１５０μｍ程度のフィルムを用いて無端状に構成されている。中間転写ベルト４は、ベルト駆動ローラ４１と従動ローラ４２との間に張架され、ベルト駆動ローラ４１の駆動力により図中に示した矢印方向へ回転するように構成されている。中間転写ベルト４はその表面に感光体ドラム１１が接触するように配置されており、中間転写ベルト４を挟んで感光体ドラム１１に対向する一次転写ローラ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄが備えられている。なお、以下では、各色に対応した一次転写ローラ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄをまとめて一次転写ローラ１５と記載する。一次転写ローラ１５は、中間転写ベルト４の裏側に接触しており、感光体ドラム１１上のトナー像を中間転写ベルト４へ転写させるための電圧、即ちトナーの帯電極性とは逆極性の高電圧が印加されている。一次転写ローラ１５は中間転写ベルト４に均一に高電圧を印加することにより、感光体ドラム１１上のトナー像を中間転写ローラ１１へ転写させる。中間転写ベルト４は図１中の矢印の方向へ移動し、感光体ドラム１１ｄ，１１ｃ，１１ｂ，１１ａが順に中間転写ベルト４に接することによって、各色のトナー像は、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの順に形成される。

また画像形成装置１は、記録用紙を収納する給紙トレイ７を備えている。また画像形成装置１は、中間転写ベルト４を挟んでベルト駆動ローラ４１に対向する二次転写ローラ４３を備えている。給紙トレイ７に収納されている記録用紙は、図中に一点鎖線で示される搬送路を通って、中間転写ベルト４と二次転写ローラ４３との間へ搬送される。前述のように、感光体ドラム１１上で形成された各色のトナー像は中間転写ベルト４上に順次転写され、多色のトナーにより表現された多色画像が中間転写ベルト４上に形成されている。中間転写ベルト４上の多色トナー像は、中間転写ベルト４の回転に従って移動し、中間転写ベルト４と二次転写ローラ４３との間へ搬送されてきた記録用紙に転写される。このとき、中間転写ベルト４及び二次転写ローラ４３は記録用紙を挟んで圧接され、また二次転写ローラ４３には中間転写ベルト４上の多色画像を記録用紙上に転写させるための電圧、即ちトナーの帯電極性とは逆極性の高電圧が印加される。こうして中間転写ベルト４上の画像が記録用紙に転写される。また画像形成装置１は、記録用紙に転写されずに中間転写ベルト４上に残存したトナーを除去するクリーニングユニット４４を備えている。

前述の如き記録用紙に多色画像を形成する過程においては、中間転写ベルト４上に感光体ドラム１１から各色のトナー像が転写されるタイミングにより、各色画像が中間転写ベルト４上に形成される位置が決定される。中間転写ベルト４上に転写される各色画像の位置が互いにずれていた場合は、色ずれが発生した多色画像が記録用紙上に形成されることとなる。画像形成装置１は、各色のトナー画像が中間転写ベルト４上に転写されるタイミングを制御する制御部５を備えている。制御部５は、各色画像が中間転写ベルト４上で重なるように転写のタイミングを制御すべく構成されている。しかし、感光体ドラム１１の取り付け誤差、偏芯、回転ムラ、又は中間転写ベルト４の温度・湿度変化による伸縮、移動ムラ等の種々の原因により、中間転写ベルト４上に形成される各色画像の位置が互いにずれ、色ずれが発生する。

本発明の画像形成装置１は、互いに各色の画像が所定の距離だけ離れるような各色の色画像からなるテスト画像を本発明に係る媒体である中間転写ベルト４上に形成し、テスト画像に含まれる各色画像間の実際の距離を計測し、各色画像が記録用紙に転写されるタイミングを調整する色合わせ調整の処理を行う。画像形成装置１は、中間転写ベルト４上に形成されたテスト画像を検出するための検出センサ２１、及び画像形成装置１内の温度・湿度を検出する温湿度センサ２２を備えている。

検出センサ２１は、中間転写ベルト４上に形成されたテスト画像を検出することを目的として、中間転写ベルト４が感光体ドラム１１ａを通過し終えた位置であって、かつ、二次転写ローラ４３に至る前の位置に設けられている。温湿度センサ２２は、急激な温度又は湿度の変化が発生しない部分に設置されており、画像形成装置内の温度・湿度を検出する。

図２は、検出センサ２１の構成例を示す模式図である。図２（ａ）は検出センサ２１の模式的斜視図であり、図２（ｂ）は検出センサ２１の模式的断面図である。検出センサ２１は、中間転写ベルト４上に形成されたテスト画像に対して光を照射する第１照射部２３及び第２照射部２４を備え、第１照射部２３又は第２照射部２４からテスト画像に光が照射されることによって生じる正反射光を検出できる位置に、反射光を検出する検出部（検出手段）２５を備えている。検出部２５は本発明に係る受光部として機能する。第１照射部２３及び第２照射部２４は本発明に係る照射手段であり、互いに分光特性の異なる光を照射する構成となっている。第１照射部２３と第２照射部２４とが発生する光は、スペクトルに含まれる波長成分の強度の割合が互いに異なっており、例えば、第１照射部２３は、赤色ＬＥＤを用いて、赤色の波長成分の強度が他の波長成分よりも大きい赤色光を照射し、第２照射部２４は、青色ＬＥＤ又は青緑色ＬＥＤを用いて、青色の波長成分の強度が他の波長成分よりも大きい青色光を照射する構成とする。検出部２５が検出する反射光の強度変化により、テスト画像を検出することができる。なお、検出センサ２１は、テスト画像からの正反射光ではなく乱反射光を検出する検出部を備えた形態であってもよく、また正反射光を検出する検出部と乱反射光を検出する検出部とを共に備えた形態であってもよい。

図３は、制御部５の内部構成例を示すブロック図である。制御部５は、演算を行うＣＰＵ５１を備え、ＣＰＵ５１には、演算に伴った一時的な情報を記憶するＲＡＭ５２と、画像形成装置を制御するための制御プログラムを記憶するＲＯＭ５３とが接続されている。ＣＰＵ５１は、ＲＯＭ５３が記憶している制御プログラムに従って画像形成装置に必要な処理を行う。またＣＰＵ５１には、計時を行う時計部５５が接続されており、ＣＰＵ５１は、時計部５５が計測する時間に基づいて各種の処理を行う。またＣＰＵ５１には、タッチパネル又はテンキー等により構成された、使用者からの操作による指示を受け付ける操作部５６が接続されている。

またＣＰＵ５１には、検出センサ２１及び温湿度センサ２２が接続されている。ＣＰＵ５１は、検出センサ２１及び温湿度センサ２２から検出結果を入力され、入力された検出結果に基づいた処理を行う。またＣＰＵ５１には、ベルト駆動ローラ４１を駆動させるモータ等の駆動部５０が接続されている。ＣＰＵ５１は、駆動部５０の動作を制御することにより、中間転写ベルト４を移動させる。またＣＰＵ５１には、露光ユニット３が接続されている。ＣＰＵ５１は、露光ユニット３が感光体ドラム１１上に静電潜像を形成するタイミングを制御することにより、各色画像が中間転写ベルト４上に形成されるタイミングを制御する。更にＣＰＵ５１には、各色画像が形成されるタイミングの調整量を記憶する調整量記憶部５４が接続されている。

以上の如き構成による本発明の画像形成装置１は、電源投入時、電源投入から所定時間経過後、又は所定枚数の画像を形成したとき等、予め定められた状態となったときに色合わせ調整の処理を行う。また温湿度センサ２２が所定の温度・湿度を検出した場合、又は温湿度センサ２２により所定以上の温度・湿度の変化が検出された場合にも、画像形成装置は色合わせ調整の処理を行う。また顕著な色ずれが使用者によって確認された場合又はメンテナンス時に、使用者又はサービスマンによる色合わせ調整の指示を操作部５６にて受け付けることにより、画像形成装置１は色合わせ調整の処理を行う。画像形成装置１は、多食画像を中間転写ベルト４上に形成する際には順にＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの順に各色画像を形成していくところを、色合わせ調整を行う際には、各色画像を同時に形成することによって、各色画像を形成する相対的な位置から感光体ドラム１１間の距離等により定められる各色に応じた距離だけ離れた中間転写ベルト４上の位置に各色画像が形成される。

図４は、本発明の画像形成装置１が中間転写ベルト４上に形成するテスト画像の例を示す模式図である。図中の矢印は中間転写ベルト４の移動方向を示す。色合わせ調整を行うためのテスト画像は互いに離隔したＫＣＭＹの各色画像からなり、各色画像は、複数の線画像が中間転写ベルト４の移動方向に所定間隔で並んで構成される。ここで、各色の線画像の数をＮとする。ブラックの線画像ＬＫ１，ＬＫ２，…，ＬＫＮ、シアンの線画像ＬＣ１，ＬＣ２，…，ＬＣＮ、マゼンタの線画像ＬＭ１，ＬＭ２，…，ＬＭＮ、イエローの線画像ＬＹ１，ＬＹ２，…，ＬＹＮが順に中間転写ベルト４上に形成されている。

本発明においては、色合わせ調整を行うために検出センサ２１を用いてテスト画像の位置を検出する際に、各色テスト画像に応じた分光特性を有する光を照射することによって各色テスト画像の位置を検出する。具体的には、Ｋ及びＣの色画像に対して、赤色ＬＥＤ等で構成される第１照射部２３から赤色光を照射し、赤色光の反射光を検出部２５で検出することによってＫ及びＣの色画像に含まれる各線画像の位置を検出する。またＭ及びＹの色画像に対しては、青色ＬＥＤ等で構成される第２照射部２４から青色光を照射し、青色光の反射光を検出部２５で検出することによってＭ及びＹの色画像に含まれる各線画像の位置を検出する。

まず、従来の方法でテスト画像を検出した検出結果を示す。図５は、中間転写ベルト４の表面に形成した各色画像を同一の光を用いて検出した検出結果を示す特性図である。図５（ａ）は、従来の画像形成装置と同様にテスト画像に赤外光を照射することによって得られた検出結果を示し、図５（ｂ）は、赤色ＬＥＤ等を用いた赤色光を照射することによって得られた検出結果を示し、図５（ｃ）は青色ＬＥＤ等を用いた青色光を照射することによって得られた検出結果を示す。図中の縦軸は検出部２５での反射光の検出強度を示し、横軸は時間を示す。また図中のＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙは、夫々Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙの色画像に含まれる線画像に対応する検出結果であることを示している。また図５中には、中間転写ベルト４表面からの反射光の検出強度を波線で示している。

図５（ａ）に示す如く、ＫＣＭＹの夫々のトナーは、中間転写ベルト４の表面よりも光の反射率が低いので、各色画像からの反射光の検出強度は中間転写ベルト４表面からの検出強度よりも減少した値で得られる。例えば中間転写ベルト４表面からの検出強度のレベルから色画像に対応する検出強度が立ち下がった時刻を計測することによって、各色画像の位置を検出する。赤外光に含まれる波長成分の内、各色画像が反射する波長成分の強度が異なるので、色画像の色に応じて各色画像に対応する検出強度が異なる。

また図５（ｂ）に示す如く、照射光として赤色光を用いた場合は、赤色光はＭ及びＹの色画像で反射される波長成分の強度が大であるので、Ｍ及びＹの色画像に対応する検出強度は、中間転写ベルト４表面に対応する検出強度よりも増加した値で得られる。図５（ｂ）には、Ｙの色画像に赤色光を照射した場合の検出強度を一点鎖線で示している。赤色光には、Ｃの色画像で反射される波長成分がほとんど含まれていないので、Ｃの色画像に対応する検出強度は中間転写ベルト４表面に対応する検出強度のレベルから大きく減少した量となる。

また図５（ｃ）に示す如く、照射光として青色光を用いた場合は、青色光はＣの色画像で反射される波長成分の強度が大であるので、Ｃの色画像に対応する検出強度は、中間転写ベルト４表面に対応する検出強度よりも増加した値で得られる。図５（ｃ）には、Ｃの色画像に青色光を照射した場合の検出強度を一点鎖線で示している。青色光に含まれる波長成分の内、Ｍ及びＹの色画像から反射される波長成分の強度は他の波長成分の強度よりも小であるので、Ｍ及びＹの色画像に対応する検出強度は中間転写ベルト４表面に対応する検出強度のレベルから大きく減少した量となる。

このように、各色画像を形成する各色のトナーの光反射特性が異なっているので、同一の光を用いた場合は各色画像に対応する検出センサ２１の検出強度が色に応じて変動する。このため、同一の光を用いる従来の方法では、検出センサ２１の検出強度に基づいて各色画像を構成する各線画像の位置を検出する精度が低下する。

次に、本発明を用いてテスト画像を検出した検出結果を示す。図６は、中間転写ベルト４の表面に形成した各色画像を本発明を用いて検出した検出結果を示す特性図である。Ｋ及びＣの色画像に対応する検出強度は、赤色光の反射光を検出部２５で検出することにより、中間転写ベルト４表面に対応する検出強度のレベルから大きく減少した量で得られる。またＭ及びＹの色画像に対応する検出強度は、青色光の反射光を検出部２５で検出することにより、同様に中間転写ベルト４表面に対応する検出強度のレベルから大きく減少した量で得られる。このように、各色画像の光反射特性に応じた分光特性を有する光を照射して各色画像の位置を検出することにより、高精度で各色画像の位置を検出することが可能となる。

ＣＰＵ５１は、色合わせ調整の際に、検出センサ２１の動作を制御し、検出センサ２１の検出結果、各色画像に含まれる線画像の数、及び時計部５５が計時する時間に基づいて、検出センサ２１により光を照射される色画像がＣからＭへと変わるタイミングで、テスト画像へ光を照射する照射部を赤色光を照射する第１照射部２３から青色光を照射する第２照射部２４へ切り替えることによって、本発明を実現させる。ＣＰＵ５１は、検出センサ２１の検出結果に基づいて、各色の対応する線画像間の距離を計測し、複数の線画像間距離を平均することによって、テスト画像内での各色画像間の距離を計測する。各色画像間の距離が、感光体ドラム１１間の設計上の距離等によって定められている所定の距離と異なっている場合は、予め定められているタイミングで各色画像を形成した際に各色画像の位置がずれて色ずれが発生する。ＣＰＵ５１は、テスト画像内での各色画像間の距離に基づいて、多色画像を中間転写ベルト４上に形成する際に各色画像の位置が重なるように、各色画像を形成するタイミングを調整する。ＣＰＵ５１は、次に、タイミングの調整量を調整量記憶部５４に記憶させる。以上で色合わせ調整が終了する。色合わせ調整を行った以降は、調整量記憶部５４が記憶するタイミングの調整量に基づいたタイミングで各色画像を中間転写ベルト４上に形成することにより、色ずれのない多色画像が形成可能となる。

以上詳述した如く、本発明においては、色合わせ調整のために形成したテスト画像に含まれる各色画像を検出する際に、各色画像の光反射特性に応じた分光特性を有する光を照射することにより、各色画像に対応する反射光の検出出力を適正な値に定めることが可能となるので、反射光の検出出力に基づいて各色画像の位置を高精度に検出することが可能となる。従って、精度良く検出した色テスト画像の位置に基づいて、精度の良い色合わせ調整を行うことができる。

また本発明においては、光をテスト画像に照射する発光部を複数備え、夫々の発光部である第１照射部２３と第２照射部２４とが、赤色光と青色光とのように夫々に異なる分光特性を有する光を照射する構成としたので、互いに異なる分光特性を有する複数種類の光を容易に発生させることができる。

また本発明においては、複数の発光部である第１照射部２３及び第２照射部２４が照射する光の反射光を同一の検出部２５で検出することにより、検出器が異なることによる検出誤差の発生を防止することができるので、複数種類の光の夫々に対応した色画像を精度良く検出することができる。

また本発明においては、Ｋ及びＣの色画像に対して赤色光を照射し、Ｍ及びＹの色画像に対して青色光を照射する等のように、照射対象の色画像からの反射光が含む波長成分の強度に比べて他の波長成分の強度が大である光を各色画像に照射することにより、色画像の部分と色画像を形成していない下地の部分とからの反射光の検出強度の差が明確となるので、複数種類の光の夫々に対応した色画像を精度良く検出することができる。

なお、本実施の形態においては、Ｋ及びＣの色画像に対して赤色光を照射し、Ｍ及びＹの色画像に対して青色光を照射する例を示したが、検出センサ２１をより多くの種類の光を発光可能な構成とし、Ｋの色画像に対して赤外光を照射し、Ｃの色画像に対して赤色光を照射し、Ｍの色画像に対して緑色光を照射し、Ｙの色画像に対して紫外光を照射する等、より色画像と下地との反射光の検出強度の差が明確となる照射光と色画像との組み合わせで色合わせ調整を行う形態であってもよい。また中間転写ベルト４の表面の光反射率が低い場合は、以上の例とは逆に、Ｃの色画像に対して青色光を照射し、Ｍ及びＹの色画像に対して赤色光を照射する等のように、照射対象の色画像からの反射光が含む波長成分の強度が他の波長成分の強度に比べて大である光を各色画像に照射することにより、色画像と下地との反射光の検出強度の差が明確となる構成としてもよい。この構成においても、複数種類の光の夫々に対応した色画像を精度良く検出することが可能となる。

ところで、テスト画像が形成される中間転写ベルト４の表面状態は汚れ等により不安定であるので、図５に示す如く、中間転写ベルト４表面からの検出強度は不規則に変動している。従って、色画像を形成していない下地の部分である中間転写ベルト４表面からの反射光の検出強度は不安定であるので、各色画像に対応する検出強度の減少量も不安定となる。そこで、この問題を解決するために、本発明の画像形成装置１は、本発明の画像形成装置１は、反射光の検出強度を安定させるための下地画像を中間転写ベルト４上に一旦形成し、下地画像に重ねて形成した各色画像を検出する形態であってもよい。

図７は、下地画像に重ねて色画像を形成することによって画像形成装置１が中間転写ベルト４上に形成するテスト画像の例を示す模式図である。イエローの下地画像に重なって、ブラックの線画像ＬＫ１，ＬＫ２，…，ＬＫＮからなるＫの色画像、及びシアンの線画像ＬＣ１，ＬＣ２，…，ＬＣＮからなるＣの色画像が形成されている。更にシアンの下地画像に重なって、マゼンタの線画像ＬＭ１，ＬＭ２，…，ＬＭＮからなるＭの色画像、及びイエローの線画像ＬＹ１，ＬＹ２，…，ＬＹＮからなるＹの色画像が中間転写ベルト４上に形成されている。このように形成されたテスト画像に対し、画像形成装置１は、Ｋ及びＣの色画像に対して赤色光を照射し、Ｍ及びＹの色画像に対して青色光を照射することによって各色画像の検出を行う。

図８は、下地画像に重ねて形成した各色画像を本発明を用いて検出した検出結果を示す特性図である。図中には、中間転写ベルト４表面からの反射光の検出強度を波線で示している。図５（ｂ）に示した如く、イエローのトナーで構成されたＹの色画像は中間転写ベルト４の表面よりも赤色光の反射率が高いので、図８に示す如く、イエローの下地画像に赤色光を照射した反射光の検出強度は、中間転写ベルト４表面からの検出強度よりも増加した値で得られる。イエローのトナーで形成された下地画像の表面状態は中間転写ベルト４とは異なって安定しているので、イエローの下地画像に対応する検出強度は略一定で安定している。

同様に、図５（ｃ）に示した如く、シアンのトナーで構成されたＣの色画像は中間転写ベルト４の表面よりも青色光の反射率が高いので、図８に示す如く、シアンの下地画像に青色光を照射した反射光の検出強度は、中間転写ベルト４表面からの検出強度よりも増加した値で得られ、シアンの下地画像に対応する検出強度は略一定で安定している。

イエローの下地画像に重ねてＫ及びＣの色画像が形成されているので、赤色光を照射することによるイエローの安定した検出強度からＫ及びＣの各色画像に対応する検出強度が減少することにより、Ｋ及びＣの色画像が検出される。またシアンの下地画像に重ねてＭ及びＹの色画像が形成されているので、青色光を照射することによるシアンの安定した検出強度からＭ及びＹの各色画像に対応する検出強度が減少することにより、Ｍ及びＹの色画像が検出される。このように色画像の下地からの光の反射が安定するので、安定した精度で色画像を検出することができる。また下地画像、色画像及び照射光の組み合わせは、下地画像からの反射光が含む波長成分の強度が色画像からの反射光が含む波長成分の強度に比べて大である照射光を用いる組み合わせとすることにより、下地画像と色画像との反射光の検出強度差が大きくなるので、各色画像を精度良く検出することが可能となる。

なお本実施の形態においては、本発明の画像形成装置１は、中間転写ベルト４上に画像を形成し、中間転写ベルト４上の画像を記録用紙に転写することによって画像を形成する中間転写方式であるとしたが、これに限るものではなく、記録用紙に対して直接に画像を転写する直接転写方式の画像形成装置であってもよい。

本発明の画像形成装置の内部構成例を示す断面図である。 検出センサの構成例を示す模式図である。 制御部の内部構成例を示すブロック図である。 本発明の画像形成装置が中間転写ベルト上に形成するテスト画像の例を示す模式図である。 中間転写ベルトの表面に形成した各色画像を同一の光を用いて検出した検出結果を示す特性図である。 中間転写ベルトの表面に形成した各色画像を本発明を用いて検出した検出結果を示す特性図である。 下地画像に重ねて色画像を形成することによって画像形成装置が中間転写ベルト上に形成するテスト画像の例を示す模式図である。 下地画像に重ねて形成した各色画像を本発明を用いて検出した検出結果を示す特性図である。

符号の説明

１ 画像形成装置
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ 感光体ドラム（画像形成手段）
２１ 検出センサ
２２ 温湿度センサ
２３ 第１照射部（照射手段、発光部）
２４ 第２照射部（照射手段、発光部）
２５ 検出部（検出手段、受光部）
３ 露光ユニット
４ 中間転写ベルト（媒体）
５ 制御部
５１ ＣＰＵ（テスト画像形成手段）
５３ ＲＯＭ

Claims (7)

1. 移動する媒体上に互いに異なる色の色画像を夫々形成する複数の画像形成手段と、各色画像に光を照射する照射手段と、該照射手段が各色画像に照射した光の反射光を検出する検出手段と、該検出手段による検出結果に基づいて、前記複数の画像形成手段が形成する色画像の位置を調整する手段とを備える画像形成装置において、
   前記照射手段は、各色画像に応じた分光特性を有する光を照射する手段を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記照射手段は、夫々に分光特性が異なる光を照射する複数の発光部を有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記検出手段は、前記複数の発光部の夫々が色画像に照射した光の反射光を受光する一の受光部を有することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記各色画像に応じた分光特性を有する光は、照射対象の色画像からの反射光が含む波長成分の強度に比べて他の波長成分の強度が大であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載の画像形成装置。
5. 前記各色画像に応じた分光特性を有する光は、照射対象の色画像からの反射光が含む波長成分の強度が、他の波長成分の強度に比べて大であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載の画像形成装置。
6. 一の画像形成手段に、媒体上の所定領域を一色で着色した下地画像を形成させる手段と、
   他の画像形成手段に、前記下地画像に重ねて色画像を形成させる手段とを更に備え、
   前記照射手段が前記色画像に照射する光は、前記色画像からの反射光が含む波長成分の強度に比べて前記下地画像からの反射光が含む波長成分の強度が大であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載の画像形成装置。
7. 移動する媒体上に互いに異なる色の色画像を夫々形成する複数の画像形成手段と、各色画像に光を照射する照射手段と、該照射手段が各色画像に照射した光の反射光を検出する検出手段とを備える画像形成装置を、前記検出手段の検出結果に基づいて調整する方法において、
   前記照射手段は、各色画像に応じた分光特性を有する光を照射し、
   前記検出手段は、各色画像に応じた光の反射光を検出し、
   前記検出手段の検出結果に基づいて、前記複数の画像形成手段が形成する色画像の位置を調整すること
   を特徴とする画像形成装置の調整方法。

Images