JP2007156159A - 色ずれ検出センサ及び色ずれ検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 どのような種類のトナーで形成されたパターンでも正確に検出し、精度の良いレジコンを行うことを課題とする。
【解決手段】反射率の高い色のトナーで形成されたレジコンパターン３８の場合、レジコンパターン３８の拡散反射光を拡散反射光検出用フォトセンサ４６で検出する。また、反射率の低いトナーで形成されたレジコンパターン３８の場合、レジコンパターン３８が形成された部分の中間転写ベルト３４の表面の鏡面反射光を鏡面反射光検出用フォトセンサ４４で検出する。このように、拡散反射光と鏡面反射光を検出することで、どのような種類のトナーで形成されたレジコンパターン３８でも検出可能となる。
【選択図】図６

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ、インクジェット記録装置等のカラー画像を形成する画像形成装置に用いられる色ずれ検出センサ及び、色ずれ検出装置に関する。

カラー画像を出力するタンデム型のカラー画像形成装置（フルカラープリンタでは、）としては、例えば、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の各色毎にそれぞれ画像形成部が設けられ、これらの画像形成部によってそれぞれＹ、Ｍ、Ｃ及びＫの各色トナー像を感光体ドラム等の感光体上に形成し、これらのトナー像を中間転写ベルト等の中間転写体に順次転写し、各トナー像を重畳することによりカラー画像（出力画像）を形成するものがある。この中間転写体上に形成された出力画像は、記録紙等の記録媒体上に転写及び定着されて装置外部へ出力される。

ところで、上記のようなタンデム型のカラー画像形成装置では、各色トナー像を中間転写体上で重ね合わせたとき、画像形成部のアライメントやメカ的な誤差によって、色ずれが発生する。そこで、この色ずれをなくす、所謂レジストレーションコントロール（以下「レジコン」とする）を行う必要がある。

レジコンの方法としては、一般的に、電源投入直後や画像形成開始前等の所定のタイミングで、色ずれ検知用のパターン画像（以下、「レジコンパターン」とする）を中間転写体に順次形成し、これらのレジコンパターンをそれぞれ光学センサ等により検知する。そして、その検知値に基づいて画像形成部による感光体ドラムに対する画像の書き出しタイミング（露光開始タイミング）をフィードバック制御することで、各色トナー像間の色ずれを無くすという方式が採用されている（特許文献１参照）。

ところで、今後のフルカラープリンターの動向として、従来のＹＭＣＫの４色では表現が困難、または不可能であった、例えば、特定ユーザ専用のコーポレートカラー（例えば、コカコーラレッドや富士写真フイルムグリーン等）、蛍光トナー、点字用の発泡トナー、金銀などのメタリックトナー、グロスコントロールのためのクリアトナーなどの特殊トナーの付加が要求される。この要求を満足するために、この特殊トナー専用の画像形成部を、ＹＭＣＫに並べて追加した構成のフルカラープリンターが検討されている。

このように、特殊トナーが用いられる場合でも、各画像形成部間のレジコンが必要なのは言うまでもない。しかし、従来の光学センサ等による検知方法では、特殊トナーの場合、色の種類や色材の反射率によってレジコンパターンが検知できない場合がある。

例えば、拡散反射光検知方式は、トナー像に光を照射して、トナー像で反射した反射光を検知する方式で、反射率の高いイエロー等のトナー像の検知に適する反面、反射率の低いブラック等のトナー像の検知には不向きである。このため、ブラック等の反射率の低いトナー像を検知する際には、図１０に示すように、例えば、中間転写体（中間転写ベルト）１００上に、反射率の高いイエローのトナー像で下地１０２（パターン）を形成し、この下地１０２上にブラックのトナー像でスリット１０４Ａの入ったレジコンパターン１０４を形成する。そして、スリット１０４Ａから覗く下地１０２を検知することで、間接的にブラックのレジコンパターン１０４を読み取る方法が採られている。

しかし、下地１０２にスリット１０４Ａの入ったレジコンパターン１０４を形成すると、イエローとブラックの２色のトナー像が重なったパターンとなる。このため、レジコンパターン１０４を読み取った後に、中間転写ベルト１００からこのレジコンパターン１０４のトナー像をクリーニングする際、トナー量が多いためクリーナーにかかる負担が大きい。

また、ブラックのレジコンパターン１０４が、下地１０２となるイエローのパターンからはみ出たり、部分的に途切れたりしないように、２色分の最大色ずれ量を見越して下地１０２を大きく形成しなければならない。このため、下地１０２が、シアンのレジコンパターン１０６Ｃに掛からないように、シアンのレジコンパターン１０６Ｃとの間隔を開けて、ブラックのレジコンパターン１０４を形成する必要がある。これにより、レジコンパターンが形成される領域が大きくなってしまい、パターン設計に制約が出てしまう。

また、上記のような拡散反射光検知方式では、反射率が中途半端に低いトナーの場合、例えば、濃紺、こげ茶、深緑、ダークグレー等のトナーで形成されたレジコンパターンでは、スリットから覗く下地以外の部分で光が反射してしまい、誤検知が発生する恐れがある。

一方、鏡面反射光検知方式は、中間転写体の鏡面反射光を検知して、レジコンパターンが形成された部分の減光を検知する方式で、ブラック等の暗いトナーの場合に適する反面、金銀トナー等のように反射率の高いトナーによって形成されたレジコンパターンでは、レジコンパターンからの反射光が強くなる。このため、レジコンパターンからの反射光と中間転写体からの反射光の輝度差が小さくなり、レジコンパターンを検知できなくなる危険性がある。
特許第２７６５６２６号

本発明は上記問題を考慮し、どのような種類のトナーで形成されたパターンでも正確に検出し、精度の良いレジコンを行うことを目的とする。

請求項１に記載の本発明は、各色の画像形成部で転写体に形成された各色のパターンから各色間のずれを検出する色ずれ検出センサにおいて、前記パターンに光を照射する光源と、前記パターンで反射した拡散反射光を検出する拡散反射センサと、前記転写体の表面で反射した鏡面反射光を検出する鏡面反射センサと、を有することを特徴としている。

請求項１に記載の発明では、拡散反射センサによって、光源から照射されてパターンで反射された拡散反射光が検出され、また、鏡面反射センサによって、光源から照射されて転写体の表面で反射された鏡面反射光が検出される。

これにより、反射率の高い色のトナーで形成されたパターンの場合、パターンの拡散反射光を拡散反射センサで検出する。また、反射率の低い色のトナーで形成されたパターンの場合、パターンが形成された部分の転写体の表面での鏡面反射光を鏡面反射センサで検出する。このように、拡散反射光と鏡面反射光を検出することで、どのような種類のトナーで形成されたパターンでも検出可能となる。

これにより、反射率の低いトナーのパターンでも、従来のように２種類のトナーを重ねてパターンを形成する必要がなくなる。このため、レジコンパターンを形成する際に使用されるトナーの量が必要以上に多くならない。したがって、転写体上のトナーをクリーニングするクリーナーにかかる負担が大きくならない。

また、２種類のトナーを重ねた場合に発生する色ずれを考慮して、下地のパターンを大きくしたりすることがなく、各種のトナー間の間隔を最小限にできるので、パターンの形成領域が必要以上に大きくならない。

請求項２に記載の本発明は、前記拡散反射センサ及び前記鏡面反射センサで、前記転写体上にトナーで形成された前記パターンの濃度を検出することを特徴としている。

請求項２に記載の発明では、拡散反射センサで、反射率の高い色のトナーで形成されたパターンの濃度を検出する。また、鏡面反射センサで、反射率の低い色のトナーで形成されたパターンの濃度を検出する。このように、拡散反射センサでは検出されにくい反射率のトナーで形成されたパターンの場合、鏡面反射センサで検出することができるので、どのような種類のトナーで形成されたパターンでも濃度検出が可能となる。また、色ずれを検出するセンサと、濃度を検出するセンサを、同一のセンサで共用できることから、センサの低コスト化、省スペース化が可能となる。

請求項３に記載の本発明は、請求項１又は請求項２に記載の色ずれ検出センサを備えた色ずれ検出装置において、
前記拡散反射センサの出力ピーク位置に応じた信号を発生させる第１信号発生手段と、前記鏡面反射センサの出力ピーク位置に応じた信号を発生させる第２信号発生手段と、前記第１信号発生手段から発生された信号と前記第２信号発生手段から発生された信号とから、色ずれを検出する色ずれ検出手段と、を有することを特徴としている。

請求項３に記載の発明では、第１信号発生手段によって、拡散反射センサの出力ピーク位置が検出されると信号が発生される。また、第２信号発生手段によって、鏡面反射センサの出力ピーク位置が検出されると信号を発生される。そして色ずれ検出手段によって、第１信号発生手段で発生された信号と、第２信号発生手段で発生された信号とから、パターンの色ずれが検出される。

つまり、パターンの反射率に関わらず、第１信号発生手段又は第２信号発生手段のいずれか一方の信号によって、パターンが検出されるので、各色の色ずれが検出できる。

請求項４に記載の本発明は、請求項１又は請求項２に記載の色ずれ検出センサを備えた色ずれ検出装置において、前記拡散反射センサの出力と所定の閾値との比較に応じて信号を発生させる第３信号発生手段と、前記鏡面反射センサの出力と所定の閾値との比較に応じて信号を発生させる第４信号発生手段と、前記第３信号発生手段から発生された信号と前記第４信号発生手段から発生された信号とから、色ずれを検出する色ずれ検出手段と、を有することを特徴としている。

請求項４に記載の発明では、第３信号発生手段によって、拡散反射センサの出力と所定の閾値との比較に応じて、信号が発生される。また、第４信号発生手段によって、鏡面反射センサの出力と所定の閾値との比較に応じて、信号が発生される。そして色ずれ検出手段によって、第３信号発生手段で発生された信号と、第４信号発生手段で発生された信号から、各色の色ずれが検出される。

請求項５に記載の本発明は、同一パターンを検出したときの前記拡散反射センサと前記鏡面反射センサの検出タイミングのずれから、前記拡散反射センサ及び前記鏡面反射センサの光軸ずれに起因する信号のオフセット量を記憶し、前記拡散反射センサで発生された信号と、前記鏡面反射センサで発生された信号の検知タイミングを前記オフセット量に基づいて補正することを特徴としている。

請求項５に記載の発明では、拡散反射センサ及び鏡面反射センサの光軸ずれは、拡散反射センサと鏡面反射センサで同一パターンを検出したときの、拡散反射センサと鏡面反射センサの出力ピーク位置のずれから検出される。そして、拡散反射センサ及び鏡面反射センサの光軸ずれに起因する信号のオフセット量を記憶して、拡散反射センサで発生された信号と、鏡面反射センサで発生された信号を、オフセット量に基づいて補正する。

これにより、拡散反射センサと鏡面反射センサの光軸がずれていても、各色毎の色ずれが正確に検出される。

本発明は上記構成としたので、どのような種類のトナーで形成されたパターンでも正確に検出でき、これにより精度の良いレジコンが可能となる。

図１には、本実施形態の色ずれ検出センサ４０を有する色ずれ検出システムが搭載されたタンデム型の画像形成装置が示されている。

図１に示すように、画像形成装置には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色に対応する画像形成ユニット１０が配設されている。なお、以下の説明において、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを区別する必要がない場合は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの符号を省略する。

図２に示すように、画像形成ユニット１０は、感光体ドラム１２を有しており、感光体ドラム１２の外周には、感光体ドラム１２または後述する中間転写ベルト３４の回転方向に沿って、帯電器１４、光源装置としてのＬＥＤプリンタヘッド（ＬＰＨ）１６、現像装置１８、転写ローラ２０、クリーナー２２、イレーズランプ２４が順に配設されている。

なお、本実施形態では、光源装置としてＬＰＨを用いる構成としているが、ＬＰＨに限定する必要はなく、レーザーＲＯＳやＬＤアレイなどを用いてもよい。また、本実施形態では、中間転写体として中間転写ベルト３４を用いたが、用紙を搬送する用紙搬送ベルトを用いてもよい。

感光体ドラム１２は、帯電器１４によって表面が一様に帯電された後、ＬＰＨ１６によって光ビームが照射され、感光体ドラム１２の回転により副走査がなされて、感光体ドラム１２上に潜像が形成される。なお、ＬＰＨ１６は制御部２６（図１参照）と接続されており、制御部２６によって書き出しタイミング（点灯タイミング）が制御されて、画像データに基づいて光ビームを出射するようになっている。

感光体ドラム１２上に形成された潜像は、現像装置１８からトナーが供給されて現像化される。これにより、感光体ドラム１２上にトナー像が形成される。

一方、図１に示すように、４個の画像形成ユニット１０の下方には、ローラ２８、３０、３２に巻き掛けられた無端状のベルトからなる中間転写ベルト３４が設けられており、感光体ドラム１２上のトナー像はこの中間転写ベルト３４に転写される。このとき、各色のトナー像は、それぞれ中間転写ベルト３４上に互いに重なり合うようにして転写される。これにより、中間転写ベルト３４上には、フルカラーのトナー像が形成される。

中間転写ベルト３４が張架されたローラ３２には、転写ローラ３６が対向して配設されている。そして、中間転写ベルト３４上に形成されたトナー像は、ローラ３２と転写ローラ３６の間に送り込まれ、図示しない用紙トレイから取り出されて、ローラ３２と転写ローラ３６の間に搬送されてきた用紙に転写される。

最終トナー像が転写された用紙は、その後、加圧ローラと加熱ローラからなる定着器（図示省略）に搬送されて定着処理が施される。これにより、最終トナー像が定着されて、用紙に所望の画像（カラー画像）が形成される。画像が形成された用紙は装置外へ排出される。

トナー像を用紙に転写した後、図２に示すように、感光体ドラム１２に残留しているトナーはクリーナー２２によって除去される。そして、感光体ドラム１２の表面は、イレーズランプ２４によって除電され、再び帯電器１４によって帯電されて、同様の処理を繰り返す。

このような、いわゆるタンデム型のカラープリンタ等では、４色の感光体ドラム１２及び各ＬＰＨ１６の取り付け誤差、各ＬＰＨ１６の製造誤差、各ＬＰＨ１６の温度変動によるＬＰＨ１６倍率差、感光体ドラム１２等の回転むらなどによって色ずれが発生する。

このため、用紙への画像出力前や画像出力待機中に、画像位置調整（トナー像の色ずれ補正）を行う必要がある。その方法として、まず中間転写ベルト３４上に、画像位置調整用のレジコンパターン３８を形成する。そして、このレジコンパターン３８を、後述する色ずれ検出センサ４０で検出し、検出結果が制御部２６に送られる。制御部２６では、色ずれ検出センサ４０の検出結果に基づいて、必要に応じて、ＬＰＨ１６（図１参照）の書き出しのタイミングなどを制御し、各色の画像形成位置の調整を行う。

図１及び図３に示すように、レジコンパターン３８は、中間転写ベルト３４の移動方向に沿って中間転写ベルト３４の両側に、レジコンパターン３８が所定の間隔（ピッチ）で形成される。また、各色のレジコンパターン３８は、中間転写ベルト３４の移動方向に対して異なる方向へ略４５度に傾斜した２辺を有する「＜」の字状とされている。

なお、本実施形態では、レジコンパターン３８を、中間転写ベルト３４の両側の２箇所に形成する構成としたが、中間転写ベルト３４の両側と中央の３箇所にレジコンパターン３８を形成してもよい。

色ずれ検出センサ４０は、中間転写ベルト３４のプロセス方向への移動時に、この中間転写ベルト３４上に形成されたレジコンパターン３８を順次検出し、これらのレジコンパターン３８に対応する位置検出信号（後述するパルス信号）を制御部２６へ出力する。

制御部２６は、色ずれ検出センサ４０からの位置検出信号に基づいて、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像間における相対的な色ずれ量を演算する。具体的には、制御部２６は、ブラックのトナー像の形成位置を基準とするイエロー、マゼンタ、シアンのトナー像の主走査方向に沿った色ずれ量、副走査方向に沿った色ずれ量及び左右の傾き量をそれぞれ演算する。

例えば、ブラックのトナー像に対するイエロー、マゼンタ、シアンの各トナー像の色ずれ量は、ブラックのレジコンパターン３８Ｋからイエロー、マゼンタ、シアンの各レジコンパターン３８Ｙ、３８Ｍ、３８Ｃまでの測定値を色ずれがないとした場合の基準値と比較することにより演算される。

なお、レジコンパターン３８は、中間転写ベルト３４の移動方向に対して異なる方向へ略４５度に傾斜した２辺を有して「＜」の字状に形成されていることから、このレジコンパターン３８の一つを色ずれ検出センサ４０で検出することにより、主走査方向と副走査方向の色ずれ量を一度に把握することができるようになっている。つまり、２辺間の間隔から主走査方向の色ずれを検出することができ、中間転写ベルト３４の移動方向のレジコンパターン３８の間隔から、副走査方向の色ずれを検出することができる。

また、ブラックのトナー像に対するイエロー、マゼンタ、シアンの各トナー像の傾き量は、中間転写ベルト３４の幅方向の一方の端部に形成されたレジコンパターン３８と、他方の端部に形成されたレジコンパターン３８との副走査方向に沿ったパターンのずれ量を求めることにより演算される。

一方、図１及び図６に示すように、画像形成ユニット１０Ｋの下流側には、色ずれ検出センサ４０が配設されている。色ずれ検出センサ４０は、中間転写ベルト３４上に検出光を照射する発光ダイオードからなる光源４２を有している。

光源４２から照射された検出光の正反射方向には、中間転写ベルト３４からの鏡面反射光（正反射光）を検出するフォトセンサからなる鏡面反射光検出用フォトセンサ４４が配置されている。鏡面反射光検出用フォトセンサ４４と中間転写ベルト３４の間にはレンズ４８が配設されており、中間転写ベルト３４で鏡面反射した鏡面反射光は、レンズ４８によって集光されて、鏡面反射光検出用フォトセンサ４４に入射する。

中間転写ベルト３４で鏡面反射した鏡面反射光が鏡面反射光検出用フォトセンサ４４に入射すると、入射光量に応じた電流（センサ出力信号）を出力する。このセンサ出力信号は、鏡面反射光検出用フォトセンサ４４に接続された信号処理部５０に送られるようになっており、信号処理部５０でセンサ出力信号のピーク値を検知して、このピーク値に合わせてパルス信号を発生させるように構成されている。

また、中間転写ベルト３４の搬送方向側から見たときに、光源４２と鏡面反射光検出用フォトセンサ４４の間となる位置には、中間転写ベルト３４からの拡散反射光（乱反射光）を検出する拡散反射光検出用フォトセンサ４６が配置されている。つまり、拡散反射光検出用フォトセンサ４６は、中間転写ベルト３４の略垂直方向で、且つ、中間転写ベルト３４の移動方向と直交する方向から見たときに、鏡面反射光検出用フォトセンサ４４と光軸がレジコンパターン３８が形成された位置で交差するように配置されている。拡散反射光検出用フォトセンサ４６と中間転写ベルト３４の間にはレンズ５２が配設されており、中間転写ベルト３４（レジコンパターン３８）で拡散反射した拡散反射光は、レンズ５２によって集光されて、拡散反射光検出用フォトセンサ４６に入射する。

中間転写ベルト３４で拡散反射した拡散反射光が拡散反射光検出用フォトセンサ４６に入射すると、拡散反射光検出用フォトセンサ４６はこの入射光量に応じた電流（センサ出力信号）を出力する。このセンサ出力信号は、拡散反射光検出用フォトセンサ４６に接続された信号処理部５４に送られるようになっており、信号処理部５４でセンサ出力信号のピーク値を検知して、このピーク値に合わせてパルス信号を発生させるように構成されている。

ところで、光源４２から照射された検出光の反射率は、イエロー、マゼンタ、シアンのトナーと、ブラックのトナーとで異なる。イエロー、マゼンタ、シアンのトナーにおいては反射率が高いため、拡散反射光で検知する方が、鏡面反射光で検出するのに比べ適している。一方、ブラックのトナーは反射率が低いため、ブラックのレジコンパターン３８Ｋで拡散反射する拡散反射光の光量が少ない。このため、ブラックに関しては、中間転写ベルト３４の表面で鏡面反射した反射光量に対する、ブラックのレジコンパターン３８Ｋが形成された部分での、反射光量の減少分を測定することにより位置検出を行う。

図４（Ａ）には、光源４２と拡散反射光検出用フォトセンサ４６の光学的な関係が示されている。図４（Ｂ）には、レジコンパターン３８の位置、拡散反射光検出用フォトセンサ４６のセンサ出力信号の波形、及び信号処理部５４から出力されるパルス信号が示されている。

例えば、反射率が高いイエロー、マゼンタ、シアンのレジコンパターン３８Ｙ、３８Ｃ、３８Ｍを、拡散反射光検出用フォトセンサ４６で検出する際に、レジコンパターン３８Ｙ、３８Ｃ、３８Ｍの重心が、拡散反射光検出用フォトセンサ４６の視野中心と重なったとき入射光量が最大となり、センサのアナログ出力が最大となる。そこで、このセンサのアナログ出力の最大値を検知し、最大値に合わせてパルス信号を発生させることで、レジコンパターン３８Ｙ、３８Ｃ、３８Ｍの位置を正確に検出することができる。

図５（Ａ）には、光源４２と鏡面反射光検出用フォトセンサ４４との光学的な関係が示されている。図５（Ｂ）には、レジコンパターン３８の位置、鏡面反射光検出用フォトセンサ４４のセンサ出力信号の波形、及び信号処理部５０から出力されるパルス信号が示されている。

反射率が低いブラックのレジコンパターン３８Ｋを、鏡面反射光検出用フォトセンサ４４で検出する際に、レジコンパターン３８Ｋの重心が、鏡面反射光検出用フォトセンサ４４の視野中心と重なったとき入射光量が最小となり、センサのアナログ出力が最小となる。そこで、このセンサのアナログ出力の最小値を検知し、最小値に合わせてパルス信号を発生させることで、レジコンパターン３８Ｋの位置を正確に検出することができる。

そこで、図６に示すように、拡散反射光検出用フォトセンサ４６と鏡面反射光検出用フォトセンサ４４の両方で、レジコンパターン３８の拡散反射光又は中間転写ベルト３４の鏡面反射光を同時に検出すれば、信号処理部５０又は信号処理部５４のいずれかでパルス信号が出力される。

例えば、ブラックのレジコンパターン３８Ｋを色ずれ検出センサ４０が通過したとき、信号処理部５０でパルス信号が出力され、シアンのレジコンパターンＣを色ずれ検出センサ４０が通過したとき、信号処理部５４でパルス信号が出力される。そして、これらのパルス信号の間隔から、レジコンパターン３８Ｋに対するレジコンパターン３８Ｃの色ずれが検出される。

次に、拡散反射光検出用フォトセンサ４６と鏡面反射光検出用フォトセンサ４４との光軸がずれた場合における、ずれ量の補正方法について説明する。

図７には、色ずれ検出センサ４０を、中間転写ベルト３４の移動方向と直交する方向から見た状態が示されている。図７（Ａ）には、拡散反射光検出用フォトセンサ４６と鏡面反射光検出用フォトセンサ４４の光軸が反射光に対して一致している状態が示されており、図７（Ｂ）には、拡散反射光検出用フォトセンサ４６と鏡面反射光検出用フォトセンサ４４の光軸が同一ポイントで合致していない状態が示されている。

図７（Ｂ）に示すように、拡散反射光検出用フォトセンサ４６と鏡面反射光検出用フォトセンサ４４の光軸が同一ポイントで合致していない場合、図７（Ａ）に示すように、拡散反射光検出用フォトセンサ４６と鏡面反射光検出用フォトセンサ４４の光軸が反射光に対して一致している場合と比較して、異なるタイミングでレジコンパターン３８が検出される。つまり、レジコンパターンの検出タイミングのずれが発生する。

そこで、図７（Ｂ）に示すように、拡散反射光検出用フォトセンサ４６と鏡面反射光検出用フォトセンサ４４の光軸が一致していない場合には、光軸のずれを算出し、このずれ量をオフセット量として記憶しておく。

例えば、図７（Ａ）に示すように、拡散反射光検出用フォトセンサ４６と鏡面反射光検出用フォトセンサ４４で、同一のパターンを検出したときのタイミングのずれをオフセット量として、制御部２６に記憶させる。そして、拡散反射光検出用フォトセンサ４６及び鏡面反射光検出用フォトセンサ４４で検出されたレジコンパターン３８の検出タイミングを補正する。このようにして、拡散反射光検出用フォトセンサ４６及び鏡面反射光検出用フォトセンサ４４の光軸のずれによる誤差が吸収される。

次に、本実施形態の色ずれ検出センサ４０における色ずれ制御の動作について説明する。図８には、色ずれ制御の動作の流れを示すフローチャートが示されている。

まず、ステップ１５０で、図３に示すように、中間転写ベルト３４にレジコンパターン３８を形成する。そして、次のステップ１５２で、色ずれ検出センサ４０で、レジコンパターン３８を検出する。その後、ステップ１５４で、制御部２６で、色ずれ検出センサ４０の拡散反射光検出用フォトセンサ４６又は鏡面反射光検出用フォトセンサ４４から出力されるピーク検出信号から、基準色ブラックに対するイエロー、マゼンタ、シアンの相対色ずれ量が演算される。制御部２６で色ずれ量の演算が終了すると、次のステップ１５６で、制御部２６で補正量が演算されて、出力画像形成時の画像形成位置、つまり、ＬＰＨ１６の書き出しタイミングが設定される。これら一連の動作により、一回の出力画像の色ずれ制御の動作が終了する。

次に、本発明の実施形態の作用について説明する。

反射率の高い色のトナーで形成されたレジコンパターン３８の場合、レジコンパターン３８の拡散反射光を拡散反射光検出用フォトセンサ４６で検出する。また、反射率の低いトナーで形成されたレジコンパターン３８の場合、レジコンパターン３８が形成された部分の中間転写ベルト３４の表面の鏡面反射光を鏡面反射光検出用フォトセンサ４４で検出する。

このように、拡散反射光と鏡面反射光を検出することで、どのような種類のトナーで形成されたレジコンパターン３８でも検出可能となる。つまり、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーに加えて、反射率が中途半端な濃紺やこげ茶、深緑、ダークグレーのトナーが使用される場合や、反射率が高い金色、銀色のトナーが使用される場合でも、拡散反射光検出用フォトセンサ４６又は鏡面反射光検出用フォトセンサ４４の少なくとも一方で、レジコンパターン３８を検出することができる。

また、反射率の低いトナーの場合でも、図１０に示すように、２種類のトナーを重ねてレジコンパターンを形成する必要がなくなる。このため、レジコンパターンを形成する際に使用されるトナーの量が必要以上に多くならないので、中間転写ベルト３４上のトナーをクリーニングするクリーナーにかかる負担が大きくならない。

さらに、２種類のトナーを重ねた場合に発生する色ずれの恐れがないので、各種のトナー間の間隔を最小限にできるので、レジコンパターンの形成領域が必要以上に大きくならない。

なお、本実施形態では、拡散反射光検出用フォトセンサ４６及び鏡面反射光検出用フォトセンサ４４では、光源４２から照射された検出光の拡散反射光又は鏡面反射光から、レジコンパターン３８を検出する構成としたが、レジコンパターン３８の濃度を検出してもよい。つまり、反射率の高いイエロー、マゼンタ、シアンの場合、レジコンパターン３８Ｙ、３８Ｍ、３８Ｃの拡散反射光の光量を検出し、反射率の低いブラックの場合、レジコンパターン３８Ｋが形成された位置の中間転写ベルト３４の表面で鏡面反射したレジコンパターン３８Ｋによる反射光量の減少量を検出することにより、濃度検出を行う。これにより、色ずれ検出センサと濃度検出センサを同一のセンサで共用できることから、センサの低コスト化、省スペース化が可能となる。

さらに、本実施形態では、中間転写ベルト３４にレジコンパターンを形成する画像形成装置を例にとって説明したが、連続紙にレジコンパターンを形成するタイプの画像形成装置や、用紙搬送ベルトで搬送される用紙にレジコンパターンを転写するタイプの画像形成装置にも、本発明を適用することができる。

なお、本実施形態では、図４及び図５に示すように、拡散反射光検出用フォトセンサ４６及び鏡面反射光検出用フォトセンサ４４でレジコンパターン３８を検出したときのセンサ出力信号の波形のピーク値を検知して、パルス信号を出力する構成としたが、図９に示すように、センサ出力信号がスレッシュホールドレベルを跨いでいる間、パルス信号を出力するような構成として、後処理においてパルス信号の重心位置を算出することで、レジコンパターン３８を検出してもよい。

また、本実施形態では、電子写真プロセスを利用して印刷を行う画像形成装置を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばインクジェット式の印刷装置にも適用可能であることは言うまでもない。

さらに、中間転写ベルト３４にレジコンパターンを形成する画像形成装置を例にとって説明したが、連続紙にレジコンパターンを形成するタイプの画像形成装置や、用紙搬送ベルトで搬送される用紙にレジコンパターンを転写するタイプの画像形成装置にも、本発明を適用することができる。

本発明の実施形態に係る色ずれ検出センサを有する色ずれ検出システムが搭載された画像形成装置を示す概略図である。 画像形成装置の画像形成ユニットを示す概略図である。 中間転写ベルトに形成されるレジコンパターンの一例を示す図である。 （Ａ）光源と拡散反射光検出用フォトセンサの光学的な関係を示す図であり、（Ｂ）はレジコンパターンにおける拡散反射センサのセンサ出力信号の波形及び、信号処理部のパルス信号を示すグラフである。 （Ａ）光源と鏡面反射光検出用フォトセンサの光学的な関係を示す図であり、（Ｂ）はレジコンパターンにおける鏡面反射センサのセンサ出力信号の波形及び、信号処理部のパルス信号を示すグラフである。 色ずれ検出センサの概略図及びレジコンパターンにおける拡散反射センサ、鏡面反射センサのセンサ出力信号の波形と、信号処理部のパルス信号を示すグラフである。 色ずれ検出センサを中間転写ベルトの移動方向と直交する方向から見た状態を示す図である。 色ずれ制御の動作の流れを示すフローチャートである。 拡散反射センサ及び鏡面反射センサのセンサ出力信号からパルス信号を出力させる状態を示すグラフである。 従来のレジコンパターンの一例である。

符号の説明

２６ 制御部（色ずれ検出手段）
３４ 中間転写ベルト（転写体）
３８ レジコンパターン（パターン）
４０ 色ずれ検出センサ
４２ 光源
４４ 鏡面反射光検出用フォトセンサ
４６ 拡散反射光検出用フォトセンサ
５０ 信号処理部（第２信号発生手段）
５４ 信号処理部（第１信号発生手段）

Claims (5)

1. 各色の画像形成部で転写体に形成された各色のパターンから各色間のずれを検出する色ずれ検出センサにおいて、
   前記パターンに光を照射する光源と、
   前記パターンで反射した拡散反射光を検出する拡散反射センサと、
   前記転写体の表面で反射した鏡面反射光を検出する鏡面反射センサと、
   を有することを特徴とする色ずれ検出センサ。
2. 前記拡散反射センサ及び前記鏡面反射センサで、前記転写体上にトナーで形成された前記パターンの濃度を検出することを特徴とする請求項１に記載の色ずれ検出センサ。
3. 請求項１又は請求項２に記載の色ずれ検出センサを備えた色ずれ検出装置において、
   前記拡散反射センサの出力ピーク位置に応じた信号を発生させる第１信号発生手段と、
   前記鏡面反射センサの出力ピーク位置に応じた信号を発生させる第２信号発生手段と、
   前記第１信号発生手段から発生された信号と前記第２信号発生手段から発生された信号とから、色ずれを検出する色ずれ検出手段と、
   を有することを特徴とする色ずれ検出装置。
4. 請求項１又は請求項２に記載の色ずれ検出センサを備えた色ずれ検出装置において、
   前記拡散反射センサの出力と所定の閾値との比較に応じて信号を発生させる第３信号発生手段と、
   前記鏡面反射センサの出力と所定の閾値との比較に応じて信号を発生させる第４信号発生手段と、
   前記第３信号発生手段から発生された信号と前記第４信号発生手段から発生された信号とから、色ずれを検出する色ずれ検出手段と、
   を有することを特徴とする色ずれ検出装置。
5. 同一パターンを検出したときの前記拡散反射センサと前記鏡面反射センサの検出タイミングのずれから、前記拡散反射センサ及び前記鏡面反射センサの光軸ずれに起因する信号のオフセット量を記憶し、前記拡散反射センサで発生された信号と、前記鏡面反射センサで発生された信号の検知タイミングを前記オフセット量に基づいて補正することを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の色ずれ検出装置。

Images