JP2007121414A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】耐久や環境によって画像濃度が変動した場合においても色ずれを抑え、高画質を維持することができる画像形成装置を提供すること。
【解決手段】光学式センサの光量補正をする際には、中間転写ベルト下地部からの反射出力を検知して出力レベルを調整し、二値化の閾値を決定する際は、濃度補正シーケンスの結果から閾値を調整することで色ずれ補正用パターンを安定して読み取る。
【選択図】図９

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ＦＡＸ等のオンデマンドヒーターを用いた画像形成装置に関する。

従来より、像担持体である感光体ドラム上に記録情報に応じて光変調されたレーザービーム光やＬＥＤ（発光ダイオード）等の発光素子により光を照射し、電子写真プロセスによって感光体ドラム上に形成された静電潜像を現像して転写紙又は中間転写ベルトに各色のトナー画像を転写する画像形成手段を複数配置し、転写材搬送ベルトによって転写紙を各画像形成手段に順次搬送しながら各色のトナー画像を転写紙上において多重転写したり、中間転写ベルト上において各色のトナー画像を多重転写した後、該中間転写ベルトに１次転写された多色トナー画像を転写紙に一括転写する等の方法によってカラー画像を形成し得る画像形成装置が提案されている。

この種の画像形成装置において、各感光体ドラム間の機械的取り付け誤差及び各レーザービーム光の光路長誤差、光路変化、ＬＥＤの環境温度による反り等の理由により各感光体ドラム上で形成された各カラー画像のレジストレーションが最終的に多重転写される転写材上で合わなくなる場合があり、このレジストレーションのずれを補正するために光センサ９ａ，９ｂを用いている。

図７（ａ）は光センサ９ａ，９ｂが中間転写ベルト８上の画像ずれ検知用パターン６０を検知する様子を示したものであり、画像ずれ検知用パターン６０をＬＥＤ６１ａとフォトトランジスタ６１ｂ等の発光素子、受光素子から成る光センサ９ａ，９ｂで読み取る。この光センサ９ａ，９ｂは、プロセス方向と直交する方向に所定の距離をおいて２組み配置されており、画像ずれ検知用パターン６０もこの光センサ９ａ，９ｂ上を通過するように形成される。

尚、中間転写ベルト８には光センサ９ａ，９ｂ内の発光素子となるＬＥＤ６１ａが照射する光（例えば赤外光）の反射率が画像ずれ検知用パターン６０の反射率に比べて大きい材質のものを使用しており、この反射率の違いにより画像ずれ検知用パターン６０のパターン検知を可能としている。

図８はＬＥＤ４ａから照射された光が画像ずれ検知用パターン６０若しくは中間転写ベルト８に反射し、その反射光を受光素子となるフォトトランジスタ６１ｂが受光した際の出力信号を電気信号に変換する受光回路７０を示す。

図８において、光センサ９ａ，９ｂにより中間転写ベルト８の部位を検知すると反射光量が大きいためフォトトランジスタ６１ｂには光電流が多く流れて、抵抗器６２で電流／電圧変換され、抵抗器６３，６４，６５とオペアンプ６６で増幅される。

一方、光センサ９ａ，９ｂにより画像ずれ検知用パターン６０を検知すると反射光量が小さいためフォトトランジスタ６１ｂには中間転写ベルト８の部位に比べて少ない光電流が流れ、同様に抵抗器６２で電流／電圧変換され、抵抗器６３，６４，６５とオペアンプ６６で増幅される。

中間転写ベルト８の部位→画像ずれ検知用パターン又は濃度検知用パッチ６０→中間転写ベルト８の部位の順番で光センサ９ａ，９ｂが反射光を検知した様子を図９に示す。図９において、光センサ９ａ，９ｂにより中間転写ベルト８を検知した転写ベルト検知レベルＶａと、画像ずれ検知用パターン６０を検知したパターン検知レベルＶｂとの中間に閾値レベルＶｔを設定する。

この閾値レベルＶｔは図８に示す可変抵抗器６７により設定され、フォトトランジスタ６１ｂを流れる光電流が、電流／電圧変換されてオペアンプ６６から出力された電圧値と、可変抵抗器６７により設定された閾値レベルＶｔの電圧値とをコンパレータ６８により比較することで、図９に示すパターン検知出力２８を作り出すことができる。

そして、順次送られてくるパターン検知出力２８を読み取り、画像ずれ検知用パターン６０の幅や間隔等からレジストレーションのずれを検知し、記録されるべき画像信号に電気的補正を行い、更にはレーザービーム光路中に設けられている折り返しミラーを駆動して光路長変化或は光路変化の補正を行うようになっている。
特開平１１−０４８５３７号公報

しかしながら、このレジストレーションのずれを正確に補正するためには、パターン検知出力２８を正確に得、光センサ９ａ，９ｂの出力を安定して得る必要があり、そのためにＡＰＣ（Auto Power Control）を搭載したり、閾値レベルを決定するために特殊なＩＣを搭載する等、コストアップを伴う方法が採られている。

本発明は、上述の点に着目してなされたもので、コストアップを伴うことなく、光センサの光量調整及び閾値レベルを調整することができる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、表面に静電潜像が形成される像担持体と、前記像担持体上に画像信号若しくはコントロール信号に応じて露光する露光手段と、前記像担持体上の静電潜像を複数色のトナーで現像して前記像担持体上にトナー像を形成する作像手段と、前記作像部で形成された画像が転写される中間転写ベルトと、前記トナー像及び前記中間転写ベルト上に光を照射するための発光部と、前記発光部から照射され、前記トナー像及び前記中間転写ベルトからの反射光を受光することにより画像情報及び中間転写ベルト表面の情報の取得を行う受光部を有する画像情報検知手段と、前記画像検知手段の出力を調整する手段と、前記画像検知手段の出力を二値化するための基準電圧を切り替える手段を有し、前記画像情報検知手段を用いて画像濃度の補正及び色ずれの補正を行う画像形成装置において、前記中間転写ベルト表面からの反射光量に応じて前記画像情報検知手段の出力を調整し、前記画像濃度補正時の結果に応じて前記基準電圧を切り替えることを特徴とする。

本発明によれば、耐久や環境によって画像濃度が変動した場合においても色ずれを抑え、高画質を維持することができる。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

＜実施の形態１＞
図１は本発明の電子写真方式でタンデム型の中間転写ベルト（中間転写手段）を有するカラー画像形成装置（カラープリンタ）の一例を示す概略構成図である。

この画像形成装置は、イエロー色の画像を形成する画像形成部１Ｙと、マゼンタ色の画像を形成する画像形成部１Ｍと、シアン色の画像を形成する画像形成部１Ｃと、ブラック色の画像を形成する画像形成部１Ｂｋの４つの画像形成部（画像形成ユニット）を備えており、これら４つの画像形成部１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋは一定の間隔において一列に配置される。更にその下方に給紙ユニット１７，２０を配置し、記録媒体の搬送パス１８，１９を縦に配置し、その上方に定着ユニット１６を備えている。

次に、個々のユニットについて詳しく説明する。

各画像形成部１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋには、それぞれ像担持体としてのドラム型の電子写真感光体（以下、感光ドラムと言う）２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄが設置されている。各感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの周囲には、一次帯電器３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ、現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ、転写手段としての転写ローラ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ、ドラムクリーナ装置６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄがそれぞれ配置されており、一次帯電器３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄと現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄとの間の下方には、レーザ露光装置７が設置されている。

前記各感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄは、負帯電のＯＰＣ感光体でアルミニウム製のドラム基体上に光導電層を有しており、駆動装置（不図示）によって矢印方向（時計回り方向）に所定のプロセススピードで回転駆動される。一次帯電手段としての一次帯電器３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄは、帯電バイアス電源（不図示）から印加される帯電バイアスによって各感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの表面を負極性の所定電位に均一に帯電する。

感光ドラム下方に配置されるレーザ露光装置７は、与えられる画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応した発光を行うレーザ発光手段、ポリゴンレンズ、反射ミラー等で構成され、各感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄに露光をすることによって、各一次帯電器３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄで帯電された各感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの表面に画像情報に応じた各色の静電潜像を形成する。レーザ露光装置７の詳細構成に関しては後述する。

前記各現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄは、それぞれイエロートナー、シアントナー、マゼンタトナー、ブラックトナーが収納されていて、各感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ上に形成される各静電潜像に各色のトナーを付着させてトナー像として現像（可視像化）する。

一次転写手段としての転写ローラ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄは、各一次転写部３２ａ〜３２ｄにて中間転写ベルト８を介して各感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄに当接可能に配置されており、前記各感光ドラム上のトナー像を順次中間転写ベルト８上に転写し重ね合わせていく。ドラムクリーナ装置６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄは、クリーニングブレード等で構成され、感光ドラム２上の一次転写時の残留した転写残トナーを、前記感光ドラム２から掻き落としてドラムの表面を清掃する。

前記中間転写ベルト８は、各感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの上面側に配置されて、二次転写対向ローラ１０とテンションローラ１１間に張架されていて、前記二次転写対向ローラ１０は、二次転写部３４において、中間転写ベルト８を介して二次転写ローラ１２と当接可能に配置されている。

又、中間転写ベルト８は、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルム、ポリフッ化ビニリデン樹脂フィルム等のような誘電体樹脂によって構成されている。中間転写ベルトに転写された画像は二次転写部３４において、給紙ユニット１７から搬送され記録媒体上に転写される。中間転写ベルト８の外側で、テンションローラ１１の近傍には、前記中間転写ベルト８の表面に残った転写残トナーを除去して回収するベルトクリーニング装置（不図示）が設置されている。

以上に示したプロセスにより各トナーによる画像形成が行われる給紙ユニットは、記録媒体Ｐを収納するためのカセット１７、手差しトレイ２０、カセット内若しくは手差しトレイから記録媒体Ｐを１枚ずつ送り出すためのピックアップローラ（不図示）、各ピックアップローラから送り出された記録媒体Ｐをレジストローラまで搬送するための給紙ローラ、給紙ガイド１８、そして、前記画像形成部の画像形成タイミングに合わせて記録媒体Ｐを二次転写領域へ送り出す為のレジストローラ１９から成る。

定着ユニット１６は、内部にセラミックヒータ基板等の熱源を備えた定着フィルム１６ａと前記セラミックヒータ基板に前記フィルムを挟んで加圧される加圧ローラ１６ｂ（このローラに熱源を備える場合もある）から成る。

又、定着ユニット１６搬送前後には、上記ローラ対のニップ部３１へ記録媒体Ｐを導くためのガイド３４、前記定着ユニット１６から排出された記録媒体Ｐを装置の外部に導き出すための外排紙ローラ２１が配設される。

制御ユニットは、上記ユニット内の機構の動作を制御するための制御基板やモータドライバ基板（不図示）等から成る。

図２は従来の画像形成装置におけるコントローラ部１５０及び画像処理部３００のブロック図である。

２０１は画像処理装置全体の制御を行うＣＰＵであり、装置本体の制御手順（制御プログラム）を記憶した読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）２０３からプログラムを順次読み取り、実行する。ＣＰＵ２０１のアドレスバス及びデータバスは、バスドライバー回路２０２、アドレスデコーダ回路を経て各負荷に接続されている。又、２０４は入力データの記憶や作業用記憶領域等として用いる主記憶装置であるところのランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）である。

２０６はＩ／Ｏインターフェースであり、操作者がキー入力を行い、装置の状態等を液晶、ＬＥＤを用いて表示する１５１の操作パネルや給紙系、搬送系、光学系の駆動を行うモーター類２０７、クラッチ類２０８、ソレノイド類２０９、又、搬送される記録媒体を検知するための検知センサ類２１０等、装置の各負荷に接続される。現像器１１８には現像器内のトナー量を検知するトナー残検センサ２１１が配置されており、その出力信号がＩ／Ｏポート２０６に入力される。

更に、各負荷のホームポジション、ドアの開閉状態等を検知するためのスイッチ類２１２の信号もＩ／Ｏポート２０６に入力される。２１３は高圧ユニットであり、ＣＰＵの指示に従って、前述の１次帯電器１１３、現像器１１８、転写前帯電器１２１、転写帯電器１３３、分離帯電器１３４へ高圧を出力する。

２１５は画像処理部であり、接続されたパソコン１０６等から出力された画像信号が入力され画像処理を行い、画像データに従ってレーザーユニット１１７の制御信号を出力する。レーザーユニット１１７から出力されるレーザー光は、感光ドラム１１０を照射し、露光するとともに非画像領域において受光センサであるところのビーム検知センサ２１４によって発光状態が検知され、その出力信号がＩ／Ｏポート２０６に入力される。

次に、図３〜図６を用いてレーザ露光装置の構成について説明する。

走査光学式装置と感光ドラム等の画像形成部を示す。感光ドラムの下部に走査式光学装置を配置しており、１枚のポリゴンミラーに対して両側にそれぞれ２本のレーザ光が入射し、各々の感光ドラムを照射光Ｅ１〜Ｅ４で露光する方式である。

図において、２は感光ドラム、３は帯電手段、４現像手段、５０はレーザ発光したビームを偏向走査するポリゴンミラー、５３はレーザ光を等速走査及びドラム上でスポット結像させるｆθレンズである。５２ａ〜５２ｃはビームを所定の方向へ反射する折り返しミラー、６はクリーニング装置、５９は走査式光学装置の各光学部品を格納する光学ケースである。

光学的な配置は中央にポリゴンミラー５０を配置しており、各感光ドラムへの光学パスは左右対称形状であるため、照射光Ｅ１，Ｅ２のグループに対して説明する。図３の光学装置は、走査式光学装置の小型化を達成するために薄型ポリゴンミラーを使用した斜入射光学系である。斜入射光学系のレーザ光はポリゴンミラーを出射した後方で上下の各光路を分離するために、図４（ａ）に示すように、ポリゴンミラー面の法線とポリゴンの回転方向で定義される平面を基本平面（図５のＸ−Ｙ平面）とすると、図中の基本平面に対して互いに反対の角度で入射する光学系である。

一般的に、前記基本平面と偏向走査光との相対角度は画像性能上３°以下が良いとされている。本実施の形態では、光学的な特性を揃えるため、斜入射角を互いに反対且つ同一の角度としている。ここで、ポリゴンミラーでの反射位置は図４（ａ），（ｂ）に示すように、同一でもミラー面高さ方向にズレていても良く、ポリゴンでの反射位置を図４（ｂ）のようにズラスことで、分離用折り返しミラー５２ｂの位置をより手前に配置することが可能である。

ポリゴンミラーから出射した２本のレーザ光は、第１の結像レンズ５３を透過し、感光ドラム側を通過するレーザ光は、分離用折り返しミラーで下方向に反射される。ここで、第１の結像レンズは、レーザ光が互いに異なる角度で入射するためシリンダーレンズで構成しており、副走査方向へはそれぞれの光路に対して配置した第２の結像レンズ５４で結像させる。分離されたレーザ光は、他方のレーザ光と交差して下方に向かい、途中に設けられた第２の結像レンズと透過した後に光学箱下面に配置された折り返しミラー５２ｃによって再反射され、第１の結像レンズ横を通過して感光ドラム上に照射される。

ここで、両端部の感光ドラムを照射するレーザ光は、分離用折り返しミラーの直下を通過し、第２の結像レンズを透過した後に折り返しミラー５２ａで感光ドラムへ照射され、分離用折り返しミラーは２本のレーザ光が各部品公差やポリゴンモータの面倒れ等によって光束のケラレが発生しない位置に配置されている。

又、光路長が本実施の形態より長い光学系の場合、両端部の感光ドラムを照射する光路に対しても中央側の感光ドラムを露光する場合と同様に２枚の折り返しミラーを配置して、照射光E1がポリゴンミラーで偏向走査された自身のレーザ光と交差する構成であっても良く、その場合、ポリゴンミラーから第１のミラーまでの光路ではなく第１のミラーから第２のミラーまでの光路に第２の結像レンズを配置しても良い。

第２の結像レンズの光学配置位置としては、第２の結像レンズを前記折り返しミラー５２ｃの後に配置することも可能であるが、折り返しミラー５２ｃにて感光ドラム上での照射位置調整を行うことを考えると、第２の結像レンズに入射するレーザ光の位置が変わり、光学性能も変化してしまう可能性がある。

そこで、本構成では第２の結像レンズを前記分離用折り返しミラー５２ｂと前記折り返しミラー５２ｃの間に配置することで、光学的な変化なく且つ光路の隙間に配置することでコンパクト化を達成している。

感光ドラム側のレーザ光を下側、つまり感光ドラムから遠ざかる方向に反射させ、且つ、第２折り返しミラーでポリゴンミラー反射後の全てのビームを横切る形態とすることで、光学系をコンパクト化できる。

一方、反射ミラー間に第２の結像レンズを配置することで、ミラーの長手方向の長さを短くすることができるとともに、レンズを配置する上で空間を有効に利用でき、スキャナユニットを薄型化することができる。尚、本構成は、１つのレーザダイオードチップから複数のレーザ光が発光する場合においても上記実施例における構成は変わらず、やはり同様の効果が得られることは明らかである。

図６はレーザ露光装置９の上視図を示す。

図６においてＢＤセンサは、レーザドライバ基板上に実装されており、Ｋ用感光ドラム２ｄの走査開始側に取り付けられている。

Ｋ用感光ドラム以外へのレーザ露光走査もＢＤセンサ２１４でのビーム検知信号をもとに行われる。図６のようにレーザ光を同じ方向から照射した場合は、Ｙ用、Ｍ用感光体へのレーザ露光走査は、主走査の後端側から露光することになり、Ｃ用、Ｋ用感光体への露光とは逆方向となる。この場合はＹ用、Ｍ用ビデオデータの１ライン分をＬＩＦＯ（Last In First Out ）メモリ等に入れ画像の順番を入れ替えるのが普通である。

レーザ光が同じ方向から照射されるのでなく、Ｙ用、Ｍ用感光体にするポリゴンモータの回転方向の上流側にレーザ発光部がある場合はＬＩＦＯを用いる必要はない。

次に、上記したカラー画像形成装置の画像形成動作について説明を行う。

画像系装置に接続されたパソコン若しくは複写動作を行うべき操作部（不図示）等から画像形成開始信号が発せられると、選択されたカセット若しくは手差しトレイから給紙動作を開始する。例えば、カセットから給紙された場合について説明すると、先ず、ピックアップローラにより、カセットから転写材Ｐが１枚ずつ送り出される。

そして、記録媒体Ｐが給紙ガイド１８の間を案内されてレジストローラ１９まで搬送される。そのとき、レジストローラは停止されており、紙先端はニップ部に突き当たる。その後、画像形成部が画像の形成を開始するタイミング信号に基づいてレジストローラは回転を始める。この回転時期は、記録媒体Ｐと画像形成部より中間転写ベルト８上に一次転写されたトナー画像とが二次転写領域において丁度一致するようにそのタイミングが設定されている。

一方、画像形成部では画像形成動作開始信号が発せられると、各色のドラム上に静電潜像が形成される。副走査方向の画像形成タイミングは中間転写ベルト８の回転方向において一番上流にある感光ドラム（本特許の場合はＹ）から順に各画像形成部間の距離に応じて決定され、制御される。

又、各ドラムの主走査方向の書き出しタイミングについては図示しない回路動作により１つのＢＤセンサ信号（本実施の形態ではＢＫに配置されている）を用いて、擬似ＢＤセンサ信号を生成し制御する。形成された静電潜像は、前述したプロセスにより現像される。そして、前記一番上流にある感光ドラム２ａ上に形成されたトナー画像が、高電圧が印加された一次転写用帯電器５ａによって一次転写領域において中間転写ベルト８に一次転写される。

一次転写されたトナー像は、次の一次転写領域５ｂまで搬送される。そこでは前記したタイミング信号により、各画像形成部間をトナー像が搬送される時間だけ遅延して画像形成が行われており、前画像の上にレジストを合わせて次のトナー像が転写されることになる。以下も同様の工程が繰り返され、結局４色のトナー像が中間転写ベルト８上において一次転写される。

その後、記録媒体Ｐが二次転写領域（二次転写ローラ１２）に進入し中間転写ベルト８に接触すると、記録媒体Ｐの通過タイミングに合わせて二次転写ローラ１２に、高電圧を印加させる。そして、前述したプロセスにより中間転写ベルト上に形成された４色のトナー画像が記録媒体Ｐの表面に転写される。

二次転写後、記録媒体Ｐは、搬送ガイド３４によって定着ローラニップ部まで正確に案内される。そして、定着フィルム１６ａ、加圧ローラ１６ｂの熱及びニップの圧力によってトナー画像が記録媒体表面に定着される。その後、外排紙ローラ２１により搬送され、記録媒体Ｐは、機外に排出されて一連の画像形成動作を終了する。

尚、本実施の形態では、上流側からイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順に配置したが、これは装置の特性で決定されるものでこの限りではない。

次に、本発明の特徴とも言うべき光センサ９ａ，９ｂの出力調整及び閾値レベルの調整方法について図１０を用いて説明する。

二値化された信号２８を正確に得るためには、ベルト下地部のセンサ出力レベルＶａとトナーパッチ部のセンサ出力レベルＶｂの差（ダイナミックレンジ）を大きく取り、波形の立上り及び立下りを急峻にする必要がある。

そこで、本実施の形態では、受光側の回路にゲイン切り替え機能を持たせて複数段階に切り替えている。具体的には、図８の抵抗器６４を並列に複数個配列し、それぞれの抵抗器とＧＮＤとの間をトランジスタでスイッチングして合成抵抗の値を変化させて、受光部の感度を調整している。このような手段で感度を段階的に切り替えた出力（オペアンプ６６の出力）をＣＰＵ２０１でＡ／Ｄ変換して取り込み、予めＲＯＭ２０３に格納されている設定値と比較し、その設定値と最も近い出力が得られる抵抗値に決定する。このような抵抗値を切り替える手段は光センサ９ａ，９ｂが持ち、ユニットとして構成されているが、プリンタエンジンの制御基板上に構成しても同様の効果が得られる。尚、この設定値は検討で得られた最適値である。

例えば、未調整のときに得られる光センサ９ａ，９ｂの出力が図１０（ａ）のような波形になった場合、中間転写ベルト８のばたつきや、駆動ローラの回転ムラ等により出力が変動し、ベルト下地部レベルが、閾値レベルＶｔを下回ってしまう可能性がある。このような場合を考慮して、前述のように抵抗値を切り替えて出力を調整し、図１０（ｂ）のような波形を得るようにしている。

図１０（ａ），（ｂ）を比較しても分かる通り、受光回路の感度を上げるということは、トナーパッチを読み取ったレベルＶｂにも影響してしまう。通常は元々Ｖｂのレベルが低いために余り影響を受けないレベルになるが、センサの特性のばらつきや、大きな濃度変動があった場合等は影響を受け、逆にＶｂが閾値レベルＶｔを上回ってしまうことも考えられえる。

そこで、本発明では、閾値レベルＶｔを切り替えることで上記問題を解決している。閾値レベルを決定している抵抗器６７についても抵抗器６４と同様に複数個並列に配列して、スイッチングして抵抗値を切り替え、閾値レベルを調整している。このような切り替え手段を用いて調整し、図１０（ｃ）のような波形を得ることができる。

ここで、本実施の形態のポイントとなる閾値レベルの決定の仕方について図１１を用いて説明する。

これまで述べてきたことから、閾値レベルＶｔはＶａとＶｂの中間にあることが望ましいことは言うまでもない。Ｖａは或る設定値に最も近い値を選択するため、ほぼ決まっているがＶｂはトナーパッチの濃度によって変化してしまうため、読み取る必要がある。

そこで、本実施の形態では濃度補正シーケンスの際に読み取った値を利用することで、新たにＶｂ検出のためのシーケンスを追加することなくＶｂ及びＶｔを決定している。ここで、濃度補正について簡単に説明する。

図１１のようにトナーパッチの濃度を変化させて、光センサ９ａ，９ｂで読み取った場合、出力値と濃度は１対１で対応している。これを利用し、所定の濃度設定でトナーパッチを形成し、それを光センサで読み取ると、設定した濃度と実際に形成された濃度が分かり、その差を補うためにトナー補給量を決定する。この濃度補正シーケンスで読み取った所定濃度の値と、図１１の関係から、色ずれ補正に用いるトナーパッチ濃度の出力値は容易に算出できる。

例えば、図１１の関係を表１のようなテーブルとしてＲＯＭ２０３に格納してあり、濃度補正用のトナーパッチは濃度６で形成し、色ずれ補正用のトナーパッチは濃度８で形成する場合を考える。濃度補正時に光センサ９ａ，９ｂが０. ５８Ｖと読み取ったとき、色ずれ補正時はＶｂ＝０. ３７Ｖと読み取るであろうことは容易に求めることができる。

しかし、濃度補正時に０. ７４Ｖと読み取った場合は、設定値と検出レベルにずれが生じているので、同じようにシフトし、色ずれ補正時はＶｂ＝０. ４５Ｖと読み取ると予想され、その値で閾値レベルＶｔを決定する。

又、濃度補正時に用いる受光回路の抵抗値６４と、色ずれ補正時に用いる受光回路の抵抗値６４は異なる場合が多い。この場合は、図１１の感度１と感度２の違いのように、一律抵抗の比率分だけ乗算されたテーブルとなるため、感度切り替え用の抵抗値の比率と、表１のテーブルからＶａを求めることができる。つまり、感度１／感度２＝２であり、濃度補正時に感度１を用い、色ずれ補正時に感度２を用いる場合に、表１が感度１のテーブルであるときを考えると次のようになる。濃度補正時の検知出力が０. ５８Ｖのとき、色ずれ補正時の出力は、Ｖｂ＝０. ３７／２＝０. １８５Ｖと算出できる。

このようにして求めたＶａとＶｂの中間の値をＣＰＵ２０１で算出してＶｔの目標値とする。この目標値に対して、抵抗器６７を切り替えて閾値レベルＶｔを決定する。

次に、本実施の形態の動作を図１２のフローチャートを用いて説明する。

光センサ９ａ，９ｂの出力調整及び閾値決定のシーケンスが開始されると、先ず光センサ９ａ，９ｂのＬＥＤを点灯させる（Ｓ１）。次に、受光回路の抵抗器６４を切り替えて感度の値ｎをセットしてから出力値Ｖａを検出する（Ｓ２）。その読み取った値がＲＯＭ２０３に格納されている設定値Ａより大きいか否かの判断をする（Ｓ３）。このとき、Ａより小さければ、感度が最大かどうか判断し（Ｓ５）最大でなければ、Ｓ２に戻って感度を１段階上げる。もしＳ５で感度が最大であれば、感度ｎとして決定する（Ｓ８）。

又、Ｓ３でＡより大きければ、感度が１であるかどうか判断し（Ｓ４）、１ならば感度１で決定する（Ｓ７）。Ｓ４で感度が１でなければ、Ｓ６に進む。Ｓ６では感度ｎのときの出力と、感度ｎ−１のときの出力のどちらが設定値Ａに近いかを判断して、設定値に近い方の感度に決定する（Ｓ９，Ｓ１０）。こうして、Ｖａにおける受光回路の感度が決定すると、その感度におけるパターン検知レベルＶｂを、前述したように濃度補正時の結果より算出する（Ｓ１１）。

次に、（Ｖａ＋Ｖｂ）／２の計算でＶｔの目標値を算出し（Ｓ１２）、抵抗器６７を切り替えてＶｔを調整する（Ｓ１３）。このようにして、調整した状態で色ずれ補正を行い（Ｓ１４）、それが終了するとＬＥＤを消灯し（Ｓ１５）シーケンスを終了する。

以上のような動作で、適切な出力レベル、適切な閾値レベルでの色ずれ補正を実現することができる。

＜実施の形態２＞
ベルト検知レベルＶａの出力調整において、ＬＥＤに流れる電流値を切り替えて調整、つまり抵抗器６２を切り替えて調整しても実施の形態１と同様の効果が得られる。この場合、受光回路の抵抗器６４を切り替える必要はない。

本発明によれば、耐久や、環境によって画像濃度が変動した場合においても色ずれを抑え、高画質を維持することができる。

本発明が適用された画像形成装置としてのフルカラープリンタの側断面図である。 本発明の制御を司る電装系の構成図である。 感光ドラムへのレーザ光路を説明する図である。 レーザ露光装置のレンズ配置、レーザ光路の拡大図である。 レーザ露光装置の基本平面図である。 レーザ露光装置の上視図である。 光センサによりベルト部材上の画像ずれ検知用パターンを読み取る様子を示す模式説明図及び防塵手段の開閉を表す図である。 光センサの出力を受ける受光回路の構成を示す図である。 画像ずれ検知用パターンを読み取ったときの光センサの出力及び受光回路のパターン検知出力を示す図である。 光センサの検知出力を示す図である。 トナーパッチ濃度と光センサの出力値を示す図である。 実施形態のシーケンスを説明するフローチャートである。

符号の説明

１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋ 画像形成部
２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ 感光ドラム（像担持体）
３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ 一次帯電器（帯電手段）
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ 現像装置（現像手段）
５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ 転写ローラ（一次転写手段）
６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ ドラムクリーナ装置（クリーナ手段）
７ 露光装置（露光手段）
７ａ 下面
７ｂ 下端部
８ 中間転写ベルト
８ａ 最上面
８ｂ 下部平面（一次転写面）
９ａ，９ｂ 光センサ
１０ 二次転写対向ローラ
１１ テンションローラ
１２ 二次転写ローラ（二次転写手段）
１６ 定着装置（定着手段）
１６ａ 定着ローラ
１６ｂ 加熱ローラ
１７ 給紙カセット
１８ 搬送パス
２１ 排紙ローラ（排出手段）
２２ 排紙トレイ
２８ パターン検知出力
３０ トナー容器
３１ 挟持部（加熱加圧位置）
３２ａ〜３２ｄ 一次転写部
３４ 二次転写部
５３ 第１結像レンズ（ｆθレンズ）
５４ 第２結像レンズ（ｆθレンズ）
５９ 光学箱
５０ ポリゴンミラー
５２ａ〜５２ｃ 折り返しミラー
Ｅ１〜Ｅ４ 照射光
６０ 画像ずれ検知用パターン或いはトナー濃度検知用パッチ
６１ａ ＬＥＤ
６１ｂ フォトトランジスタ
６２〜６５ 抵抗器
６６ オペアンプ
６７ 可変抵抗器
６８ コンパレータ
６９ 出力値格納部
７０ 受光回路
７２ Ａ／Ｄ変換部
７４ 防塵手段駆動部
７５ 防塵手段

Claims (5)

1. 表面に静電潜像が形成される像担持体と、前記像担持体上に画像信号若しくはコントロール信号に応じて露光する露光手段と、前記像担持体上の静電潜像を複数色のトナーで現像して前記像担持体上にトナー像を形成する作像手段と、前記作像部で形成された画像が転写される中間転写ベルトと、前記トナー像及び前記中間転写ベルト上に光を照射するための発光部と、前記発光部から照射され、前記トナー像及び前記中間転写ベルトからの反射光を受光することにより画像情報及び中間転写ベルト表面の情報の取得を行う受光部を有する画像情報検知手段と、前記画像検知手段の出力を調整する手段と、前記画像検知手段の出力を二値化するための基準電圧を切り替える手段を有し、前記画像情報検知手段を用いて画像濃度の補正及び色ずれの補正を行う画像形成装置において、
   前記中間転写ベルト表面からの反射光量に応じて前記画像情報検知手段の出力を調整し、前記画像濃度補正時の結果に応じて前記基準電圧を切り替えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記画像情報検知手段の出力調整は、発光光量を調整することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記画像情報検知手段の出力調整は、受光部の感度を切り替えることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 前記画像情報検知手段は、画像濃度補正と色ずれ補正の両方に用いることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
5. 前記画像情報検知手段は、出力を切り替える回路を備えていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。

Images