JP2008281864A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】プロセスコントロールパターンを形成中に位置ズレ検出パターンを形成することにより、補正時間の短縮化を実現する画像形成装置を提供することを目的とする。
【解決手段】感光体上に２次元走査方式で形成された位置ずれ検出用パターン画像及び色補正用パターン画像を用いて、当該画像形成装置の補正を行う画像形成装置であって、前記位置ずれ検出用補正パターン画像に対応する静電潜像を形成する際の照射光の光量を変更する光量制御手段を有し、前記感光体上の同一の副走査位置に前記位置ずれ検出用パターン画像及び色補正用パターン画像が形成されることを特徴とする画像形成装置１。
【選択図】図６

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

従来、画像形成装置では、一時的に画像形成動作を停止して、画像形成における各種の補正、例えば色ずれ量の補正を行っていた。この方式では一時的に画像形成動作を中断することになるため、各種の補正動作を行ってから画像形成動作を再開するまでに余分な時間がかかることになる。そこで、各種の補正動作を行うための停止時間をできるだけ削減して画像形成を高速化しようとする要求が高まっている。

特許文献１には、画像形成動作を停止することなく、各種の補正動作のための複数の補正パターンを中間転写体に連続的に形成し、センサで複数の補正パターンを連続的に検出することによって、停止時間を削減する技術が提案されている。特許文献１の技術によれば、中間転写体上に、プロセスコントロールパターン、ブレード捲れ防止パターン、位置合わせ検出パターンなど検出すべき複数の濃度の異なる補正パターンが互いに近接して形成される。形成された複数の補正パターンを正確に区別して読み出す必要がある。

なお、このような複数の濃度の異なる補正パターンは、中間転写体へ該補正パターンを形成する時の現像バイアス条件を変更することにより実現される。
特開２００５―９１９０１号公報

ところで、補正パターンの一つである位置合わせ検出パターンは検出精度の点から通常印刷時の現像条件で形成される必要がある。一方、位置合わせ検出パターンと異なる補正パターンの一つであるプロセスコントロールパターンは現像バイアス等の作像条件を変更し、濃度の異なるパッチを複数生成する必要がある。つまり、位置合わせ検出パターンとプロセスコントロールパターンの形成条件は異なっている。

しかしながら、特許文献１に開示された発明ではこの点については考慮されておらず、例えばプロセスコントロールパターンを形成中に位置ズレ検出パターンを形成することができなかった。そのため、補正動作のための補正時間を全体として短縮できないという問題があった。

本発明は、上記の点に鑑みて、この問題を解決するために発明されたものであり、プロセスコントロールパターンを形成中に位置ズレ検出パターンを形成することにより、補正時間の短縮化を実現する画像形成装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、感光体上に２次元走査方式で形成された位置ずれ検出用パターン画像及び色補正用パターン画像を用いて、当該画像形成装置の補正を行う画像形成装置であって、前記位置ずれ検出用補正パターン画像に対応する静電潜像を形成する際の照射光の光量を変更する光量制御手段を有し、前記感光体上の同一の副走査位置に前記位置ずれ検出用パターン画像及び色補正用パターン画像が形成されるように構成することができる。

また、上記の目的を達成するために、本発明の前記光量制御手段は、前記位置ずれ検出用パターン画像に対応する静電潜像を形成する際の照射光の光量を、前記色補正用パターン画像に対応する静電潜像を形成する照射光の光量よりも増大させるように構成することができる。

また、上記の目的を達成するために、本発明の前記光量制御手段は、前記位置ずれ検出用パターン画像に対応する静電潜像を形成する際の照射光の光量を、該静電潜像の現像に係る現像バイアス電圧値に応じて変更するように構成することができる。

また、上記の目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、前記照射光の光量を決定する光量調整用基準電圧値と前記現像バイアス電圧値とを関連づけて保持する保持手段を有し、前記光量制御手段は、前記保持手段により保持された前記光量調整用基準電圧値と前記現像バイアス電圧値との関係を用いて照射光の光量を制御するように構成することができる。

また、上記の目的を達成するために、本発明の前記光量制御手段は、前記位置ずれ検出用パターン画像に対応する静電潜像を形成する際の照射光の光量を、前記感光体上の主走査位置毎に変更するように構成することができる。

また、上記の目的を達成するために、本発明の前記光量制御手段は、前記位置ずれ検出用パターン画像に対応する静電潜像を形成する際の照射光の光量を、前記感光体において副走査に移るタイミングで変更するように構成することができる。

また、上記の目的を達成するために本発明の画像形成装置は、前記感光体上の同一の主走査ライン上の異なる主走査位置に前記色補正用パターン画像及び前記位置ずれ検出用パターン画像が形成されるように構成することができる。

また、上記の目的を達成するために本発明の画像形成装置は、前記感光体上の異なる主走査ライン上の同一の主走査位置に前記色補正用パターン画像及び前記位置ずれ検出用パターン画像が形成されるように構成することができる。

本発明によれば、プロセスコントロールパターンを形成中に位置ズレ検出パターンを形成することにより、補正時間の短縮化を実現する画像形成装置を提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について実施の形態において図面を参照して説明する。

［実施の形態］
以下、本発明の実施の形態について図１〜１２を用いて説明する。

（機能の構成）
まず、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の機能の構成について図１を用いて説明を行う。図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の機能の構成例を示す図である。画像形成装置とは、例えばＭＦＰ（Ｍｕｌｔｉ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｒｉｎｔｅｒ）などである。

図１において、画像形成装置１は、画像補正部１０及び画像形成部２０により構成される。また、画像補正部１０は、パターン形成部１１、タイミング保持部１２、パターン検出部１３、補正部１４により構成される。以降、画像形成部２０、画像補正部１０の順に説明を行う。

画像形成部２０は、当該画像形成装置１に入力された画像情報に基づいて図示しない感光体上に２次元走査方式で形成されたトナー像に基づき、又はさらに中間転写体に転写されたトナー像に基づき、出力画像を形成する。

画像補正部１０は、画像形成部２０が画像を形成する際の画像形成動作に対し、後述のパターン形成部１１、タイミング保持部１２、パターン検出部１３、補正部１４を用いて各種の補正を行う。各種の補正とは、例えば位置ずれの補正、色補正などである。

パターン形成部１１は、画像形成部２０の画像形成動作に対する各種の補正に対応する、複数の補正用パターンの静電潜像を画像形成部２０の図示しない感光体上に形成し、中間転写体上に転写することにより複数の補正用パターン画像を形成する。複数の補正用パターン画像とは、例えばプロセスコントロールパターン画像（色補正用パターン画像）、ブレード捲れ防止用パターン画像、位置ずれ検出用パターン画像などである。

タイミング保持部１２は、後述のパターン検出部１３がパターン形成部１１により形成された補正用パターン画像を検出する動作を開始するための検出タイミングの設定値を算出し、算出した設定値をメモリなどの記憶部に保持する。例えば、各補正用パターンの静電潜像を感光体上に形成する動作を開始する時点から、中間転写体上に形成された各補正用パターン画像がパターン検出部１３により検出される位置に到達する時点までの時間に基づいて、検出開始タイミングの設定値を算出する。

パターン検出部１３は、パターン形成部１１により中間転写体上に形成された補正用パターン画像を検出する。例えば、後述の図２のパターン検知センサなどである。また、タイミング保持部１２により保持された検出開始タイミングの設定値に従って、複数の補正用パターン画像を検出する動作を開始する。

補正部１４は、パターン検出部１３により検出された複数の補正用パターン画像を用いて、画像形成部２０の画像形成動作に対する各種の補正を行う。また、中間転写体上に形成された複数の補正用パターン画像が移動する移動速度を検出する速度検出部を持っていてもよい。このとき、複数の補正用パターン画像に基づいて各種の補正を行う前に、速度検出部により検出された移動速度と、タイミング保持部１２により保持された設定値とに基づいて補正用パターン画像の検出開始タイミングを決定する。

以上で示される機能の構成により、画像形成装置１では、タイミング保持部１２は感光体上に補正用パターンを静電潜像で形成する時点から実際の中間転写体上での検出開始時点までの時間に基づいて検出開始タイミングを算出し、その設定値を保持する。補正部１４は、速度検出部により検出された補正パターン画像の移動速度と、タイミング保持部１２により保持された設定値とに基づいて、検出開始タイミングを決定する。従って、中間転写体上に連続して形成された複数の補正パターン画像を検出する場合でも、正確に該当する補正パターン画像を検出し、各種の補正動作を誤りなく効率的に行うことができる。従って、本発明の実施の形態に係る画像形成装置１によれば、高画質な画像を形成することができる。各部の例について以降説明を行う。

（画像形成部の概略）
続いて、本発明の実施の形態に係る画像形成部の概略について図２を用いて説明を行う。図２は、本発明の実施の形態に係る画像形成部の概略を示す図である。ここでは、図１における画像形成部２０の装置構成の一例の概略を説明する。

図２において、画像形成部２０は、感光体２００、帯電器２０１、書き込みユニット２０２、現像器２０３、給紙部２０４、定着部２０５、クリーニング部２０７、中間転写ベルト２０８、２次転写部２０９、パターン検出センサ２１０などにより構成される。

感光体２００は、矢印で示す時計方向に駆動し、後述の帯電器２０１，書き込みユニット２０２，現像器２０３により形成すべき画像が転写される。帯電器２０１は、感光体２００の表面を一様に帯電させる装置である。

書き込みユニット（光書き込み装置）２０２は、感光体２００上にレーザ光を照射して静電潜像を形成する装置である。

現像器２０３は、感光体２００上に形成された画像の静電潜像をトナー（Ｋ（黒）色、Ｍ（マゼンタ）色、Ｃ（シアン）色、Ｙ（イエロー）色、以降総称して「ＣＹＭＫ」とする）によって現像（可視像化）する装置である。現像器２０３については図３及び図４を用いてより詳細に後述する。給紙部２０４は、図示しない給紙トレイから印刷用紙を後述の２次転写部２０９に対して送り出すための回転体である。定着部２０５は、給紙部２０４により送り出された印刷用紙に対して後述の２次転写部２０９において転写された転写画像を定着する。

クリーニング部２０７は、感光体２００上の余分なトナー像を除去する。中間転写ベルト２０８は、感光体ドラム２００上に形成されたＣＹＭＫの各色のトナー像を順次印刷用紙に転写する。２次転写部２０９は、中間転写ベルト２０８上に転写されたＣＹＭＫの各色のトナー像を給紙部２０４により送り出された印刷用紙に対して転写するための回転体である。パターン検出センサ２１０は、中間転写ベルト２０８上に転写されたＣＹＭＫの各色のトナー像、特に複数の補正用のパターン画像を検出する。パターン検出センサ２１０については図７，図１１などを用いてより詳細に後述する。

以上に示される装置構成により、画像形成装置１では、書き込みユニット２０２は、感光体２００上に複数の補正用パターンの静電潜像を形成する。感光体２００上に形成された静電潜像は現像器２０３によりトナー像として現像される。さらに、現像されたトナー像は、中間転写ベルト２０８上に補正用パターン画像として転写される。続いて、パターン検出センサ２１０は、中間転写ベルト２０８上に転写された補正用パターン画像を検出する。当該画像形成装置１では、パターン検出センサ２１０により検出された補正用パターン画像を用いて各種の補正が行われる。

なお、図２において補正用パターン画像は、Ｙ→Ｃ→Ｍ→Ｋの順で中間転写ベルト２０８上に転写されているがこの場合に限らない。

（現像の概略）
続いて、本発明の実施の形態に係る現像の概略について図３及び図４を用いて説明を行う。図３は、本発明の実施の形態に係る現像の概略を示す図である。ここでは、図２における感光体２００、現像器２０３による現像の一例の概略を説明する。

感光体２００の表面は、まず、帯電器２０１により帯電電位Ｖｃ、例えばＶｃ＝−900Ｖのマイナス電荷に帯電される。次に、書込みユニット２０２によりレーザ光を照射され、書き込むべき画像データに応じた静電潜像を形成される。ここで、感光体２００の表面上のレーザ光の照射を受けた部分では、マイナスに帯電された電荷は感光体２００内部の図示しないアースへ逃げる。続いて、形成された静電潜像に応じて現像器２０３によりトナーが付着されることにより現像（可視像化）する。

図３を用いて現像についてより詳細に説明する。予め現像器２０３の内部でトナー３０３とキャリア３０４は攪拌され摩擦帯電されている（ここではトナー３０３はマイナス電荷、キャリア３０４はプラス電荷とする。但し、トナー３０３がプラス電荷、キャリア３０４がマイナス電荷であってもよい）。

トナー３０３とキャリア３０４は、マグネット３０１の磁気力により現像スリープ３０５上にのっている。このとき、Ｐ／Ｐ（高圧電源制御部）３０２が現像バイアス電位値Ｖｂを例えばＶｂ＝-３５０Ｖに帯電し、現像器２０３と感光体２００との間に電界を発生させる。現像スリープ３０５上のトナー３０３は、感光体２００の表面上の画像部（レーザ光の照射により電荷がアースへ逃げた部分）に並ぶように付着する。このようにして現像（可視像化）は行われる。

なお、感光体２００の表面上へのトナー３０３の付着量は、Ｐ／Ｐ３０２が現像バイアス電位値Ｖｂを調整することにより制御される。

図４を用いて、係る付着量の制御についてより詳細に説明を行う。図４は、感光体の帯電電位Ｖｃ、現像バイアス電位Ｖｂ、露光された部分の電位Ｖｌの説明図である。

上述したように、トナー３０３は現像器２０３と感光体２００との間に発生する電界の大きさに応じて感光体２００の表面上に付着する。このとき、現像器２０３と感光体２００との間に発生する電界が大きくなると（或いは、小さくなると）、感光体２００の表面上へのトナー３０３の付着量は大きくなる（或いは、小さくなる）。即ち、Ｐ／Ｐ３０２が現像バイアス電位Ｖｂの値を小さくすると（或いは、大きくすると）、現像器２０３と感光体２００との間の電界が大きくなり（或いは、小さくなり）、従ってトナー３０３の付着量が多くなる（或いは、少なくなる）。

このようにして、感光体２００の表面上へのトナー３０３の付着量は、Ｐ／Ｐ３０２が現像バイアス電位値Ｖｂを調整することにより制御される。

（画像補正部の概略）
続いて、本発明の実施の形態に係る画像補正部の概略について図５を用いて説明を行う。図５は、本発明の実施の形態に係る画像補正部の概略を示す図である。ここでは、図１の画像補正部１０の一例である書き込みユニット２０２の構成を説明する。

図５において、書き込みユニット２０２は、書き込み光学系と書き込み制御系とから構成される。書き込み光学系は、半導体レーザ（以下、ＬＤと称する）１０１、ポリゴンミラー１０２、Ｆθレンズ１０３、防塵ガラス１０４、第１及び第２の反射ミラー１０５ａ、１０５ｂ、第１及び第２の同期検知板１０６ａ、１０６ｂ、ポリゴン制御部１０８などにより構成される。書き込み制御系は、ＬＤ制御部１０７、ＬＤ駆動データ生成部１１０、画素クロック生成部１１１、主副ゲート生成部１１２、画像処理部１１３などにより構成される。

まず、書き込み光学系を構成する各構成要素について説明を行う。

ＬＤ１０１は、レーザ光を発生する光源としての半導体レーザでありここでは２つのＬＤにより構成される。ポリゴンミラー１０２は、ＬＤ１０１により発生されたレーザ光の偏向、走査を行う走査手段としての回転体である。Ｆθレンズ１０３は、レーザ光の結像と速度補正を行う走査速度変換手段としてのレンズである。

防塵ガラス１０４は、作像部である感光体２００との間の境界に設けられ、感光体２００側への塵埃類の侵入を防止するためのガラスである。第１及び第２の反射ミラー１０５ａ、１０５ｂは、感光体への書き込み走査範囲外に設けられた鏡面体である。第１及び第２の同期検知板１０６ａ、１０６ｂは、それぞれ第１及び第２の反射ミラー１０５ａ、１０５ｂにより反射されたレーザ光（走査レーザ光）を検出する検出手段である。ポリゴン制御部１０８は、ポリゴンミラー１０２を回転駆動する図示しないポリゴンモータの駆動を制御する。

続いて、書き込み制御系を構成する各構成要素について符号と順不同で説明を行う。

画素位置ずれ制御部１１２は、第１及び第２の同期検知板１０６ａ、１０６ｂからレーザ光（走査レーザ光）の有効書込開始位置及び終了位置を示す位置検出信号を入力し、入力された両者からの信号に基づいて画素の位置ずれを検出する。さらに、検出した画素の位置ずれに基づいて後述の画素クロック生成部１１１の動作を制御する。

画素クロック生成部１１１は、画素位置ずれ制御部１１２から制御され、レーザ光の露光の基準となる画素クロックを生成する。生成された画素クロックは、後述のＬＤ駆動データ生成部１１０及び画像処理部１１３に出力される。

画像処理部１１３は、画素クロック生成部１１１により入力された画素クロックに基づき各種の画像処理を行う。画像処理とは、例えば当該光書き込み装置１において画像書き込みのために用いられる画像データに対する所定の画像処理である。

ＬＤ駆動データ生成部１１０は、ＬＤ１０１を駆動するためのＬＤ駆動データを生成する。例えば、画素クロック生成部１１１により生成された画素クロック、第１の同期検知板１０６ａからの同期検知信号、画像処理部１１３により所定の画像処理を施された画像データを入力し、これらのデータに基づいてＬＤ駆動データを生成する。

ＬＤ制御部１０７は、ＬＤ駆動データ生成部１１０で生成されたＬＤ駆動データを入力して該ＬＤ駆動データに基づきＬＤ１０１の点灯制御を行う。ＬＤ制御部１０７については図６を用いて詳細に後述する。

以上、本発明による光書き込み装置１を構成する書き込み光学系と書き込み制御系について説明を行ってきたが、エンジン制御部１２０、ドラムモータ１２１、Ｐ／Ｐ（高圧電源制御部）３０２についても説明を行う。

エンジン制御部１２０は、作像タイミングを決定するタイミング信号を含む各種の信号を生成するタイミング制御手段としての機能を有する。タイミング信号とは、例えば副走査方向の画像領域を表すＦＧＡＴＥ信号、主走査方向の画像領域を表すＲＧＡＴＥ信号等である。ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などを有する。エンジン制御部１２０は、感光体２００を回転駆動するドラムモータ１２１、現像バイアス電位値などを制御するＰ／Ｐ３０２を制御する。

以上に示される装置構成により、本発明の実施の形態に係る画像補正部１０では、ＬＤ１０１からのレーザ光は、ポリゴンミラー１０２により感光体２００上の主走査方向にスキャンされ、Ｆθレンズ１０３で等角速度偏向から等速度偏向に変換され、防塵ガラス１０４から図示しない感光体２００側に出射される。ここでポリゴンミラー１０２の回転制御は、ポリゴン制御部１０８により行われる。Ｆθレンズ１０３を介して出射された走査レーザ光の有効書込開始位置及び終了位置は、それぞれ第１及び第２の同期検知板１０６ａ、１０６ｂにより検出される。検出された位置検出信号は画素位置ずれ制御部１１２に入力される。画素位置ずれ制御部１１２では、入力された位置検出信号に基づき第１及び第２の同期検知板１０６ａ，１０６ｂ間をレーザ光が走査する時間を測定し、理想的な走査が行われた場合における走査時間と比較するなどして走査時間のずれ量を求め、そのずれ量を補正する位相データを生成して画素クロック生成部１１１へ出力する。画素クロック生成部１１１では、位相同期回路であるＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ）回路を用いて画素位置ずれ制御部１１２から入力した位相データに基づき該ＰＬＬにより生成したクロックの位相を変更する位相シフトを行う。ＰＬＬの詳細な説明は既知のため省略するが、以下の式（１）（ＣＬＫｒｅｆ：ＰＬＬの基準周波数）によりクロックは設定される。

式（１）Ｆ＝ＣＬＫｒｅｆ×［Ｎ設定値］／［Ｍ設定値］
なお、ＰＬＬの基準周波数ＣＬＫｒｅｆは水晶発振器により入力されるものとする。

ここで、画素クロック生成部１１１が位相データ記憶回路を備えていない場合には、画素位置ずれ制御部１１２では１ラインを走査する（主走査方向の走査）毎に位相データを画素クロック生成部１１１へ出力してもよい。また、画素クロック生成部１１１が位相データ記憶回路を備えている場合には、予め位相データを求め、求められた位相データが画素クロック生成部１１１へ出力されるようにしてもよい。

また、上記において画素位置ずれ制御部１１２では、走査レンズの特性等により生ずる位置ずれを補正するような主走査方向の走査毎に補正をするための位相データ（第１位相データとする）を生成した。さらに、ポリゴンミラー１０２の回転により生じる位置ずれのような主走査方向の走査毎に変化する補正にも対応するための位相データ（第１位相データと区別するため、第２位相データとする）を生成してもよい。なお、生成された第２位相データは、前述の第１位相データと同様に画素クロック生成部１１１に出力されてよい。

画素クロック生成部１１１では、画素位置ずれ制御部１１２から出力された位相データに基づいて画素クロックを生成し、ＬＤ駆動データ生成部１１０及び画像処理部１１３に出力する。画像処理部１１３は、入力した画素クロックを基準にして画像データを生成し、生成した画像データをＬＤ駆動データ生成部１１０に出力する。一方、ＬＤ駆動データ生成部１１０は、入力した画素クロックを基準にしてＬＤ駆動データ（変調データ）を生成し、ＬＤ制御部１０７を介してＬＤ１０１を駆動する。ＬＤ制御部１０７では、主走査方向におけるあるエリア毎の光量を変化させる機能（以下、シェーディングと称す）を持つ。

（ＬＤ制御部）
続いて、本発明の実施の形態に係るＬＤ制御部１０７の詳細例について図６を用いて説明を行う。図６は、本発明の実施の形態に係るＬＤ制御部の詳細例を示す図である。ここでは、図５におけるＬＤ制御部１０７の一例をより詳細に説明する。

図６において、ＬＤ制御部１０７は、ＤＡＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｎａｌｏｇ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）１３０、ＬＤドライバ１３１などにより構成される。

ＤＡＣ１３０は、ＣＰＵにより設定された光量基準電圧値（１３０ａとする）のデジタル電圧値に基づいて、対応するアナログ電圧を出力し、ＬＤ１０１点灯時の光量を調整する回路である。例えば８ビットのＤ／Ａコンバータである。ここでは、光量基準電圧１３０ａをＬＤドライバ１３１に供給している。なお、光量基準電圧値を変化させるシェーディング機能を有する。

ＬＤドライバ１３１は、レーザ駆動データ生成部１１０から入力した画像データに基づいてＬＤ１０１を点灯させる。また、ＬＤ１０１点灯時の光量はＤＡＣ１３０により出力された光量基準電圧値を参照して調整される。

以上に示されるように、ＬＤ制御部１０７は、入力された画像データ及びＣＰＵにより設定された光量基準電圧値に基づき、ＬＤ１０１の点灯を制御する光量制御手段である。また、特に本発明の実施の形態では、感光体２００上の同一の主走査ラインに形成条件の異なるプロセスコントロールパターン画像と位置ずれ検出用パターン画像が形成されるように、光量制御手段はＬＤ１０１点灯時の光量を制御する。具体的には、以降説明する。

（プロセスコントロールパターン及び位置ずれ検出パターンの第１の例）
続いて、本発明の実施の形態に係るプロセスコントロールパターン及び位置ずれ検出パターンの第１の例について図７を用いて説明を行う。図７は、プロセスコントロールパターン及び位置ずれ検出パターンの第１の例を説明するための図である。

図７では、プロセスコントロールパターン画像（ＫＰ１〜７、ＭＰ１〜７、ＣＰ１〜７、ＹＰ１〜７）と位置ずれ検出パターン画像（ＹＭ１１〜３２、ＫＭ１１〜３２、ＣＭ１１〜３２、ＭＭ１１〜３２）が中間転写ベルト２０８（図２参照）上に転写された様子と、各々の補正用パターン画像を形成する際の現像バイアス電位値Ｖｂ、シェーディングＯＮ／ＯＦＦフラグのタイミング図を示している。

現像バイアス電位値Ｖｂ（図７の左端参照）は、プロセスコントロールパターン画像（例えばＫＰ１〜７）の形成において所定数（ここでは７）段階にその値が変更される。ここでは、プロセスコントロールパターン画像毎に変更される。そのため、プロセスコンパターン画像は所定数（ここでは７）段階に濃度を変更される。このように現像バイアス電位値Ｖｂ等の作像条件を変更することにより、濃度の異なるプロセスコントロールパターン画像を複数形成することができる。

シェーディングＯＮ／ＯＦＦフラグとは、前述したＬＤ制御部１０７が出力する光量基準電圧値を変化させるか否かを示している。シェーディングＯＮ時は、ＬＤ制御部１０７はＬＤ１０１点灯時の光量が通常プリント時の光量になるように制御する。通常プリント時の光量とは、画像形成装置１の種類などに応じて適宜その取り得る値は変更するものとする。これにより、通常プリント時の現像条件で形成される必要がある位置ずれ検出パターン画像を形成することができる。

このようにして、プロセスコントロールパターン画像（ＫＰ１〜７、ＭＰ１〜７、ＣＰ１〜７、ＹＰ１〜７）と位置ずれ検出パターン画像は中間転写ベルト２０８（若しくは感光体２００）上の同一の主走査ラインに形成される。

中間転写ベルト２０８上に形成された各色のプロセスコントロールパターン画像は、パターン検出センサ２１０（検出センサ３２２，３２３，３２４，３２５）により読み取られる。同様に、中間転写ベルト２０８上に形成された各色の位置ずれ検出パターン画像は、パターン検出センサ２１０（検出センサ３１６，３１７，３１８）により読み取られる。パターン検出センサ２１０により読み取られた各色の補正用パターン画像に基づき、画像形成装置１の各種の補正は行われる。

ここで、本発明の実施の形態に係る画像形成装置１では、ＬＤ制御部１０７がＬＤ１０１点灯時の光量を制御することにより、図８のように感光体２００上の同一の主走査ライン上の異なる主走査位置に形成条件の異なるプロセスコントロールパターン画像と位置ずれ検出用パターン画像が形成されるようにしている。ＬＤ制御部１０７の行う光量制御について図８及び図９を用いて具体的に説明する。

（光量制御の例）
続いて、本発明の実施の形態に係る光量制御動作の例について図８及び図９を用いて説明を行う。図８は、シェーディングＯＮ時の光量制御動作を説明するためのタイミングチャートである。図９は、光量調整用基準電圧と現像バイアス電圧値の設定テーブルの例である。

前述のプロセスコントロールパターン及び位置ずれ検出パターンの第１の例において、ＬＤ制御部１０７はＬＤ１０１点灯時の光量が通常プリント時の光量になるように制御することにより、感光体２００上に位置ずれ検出パターン画像が形成されると述べた。ここでは、係る制御について図８のタイミングチャート及び図９のテーブルを用いて説明する。

図８のタイミングチャートは、ＣＰＵがＤＡＣ１３０（図６参照）の出力する光量基準電圧値１３０ａを変更させるタイミングを示している。図８に示されるように、位置ずれ検出用パターン画像を形成する際の光量基準電圧値は、通常光量基準電圧値Ｖcontから変更される。このときの変更量は、例えば、予め図９(ａ)（ｂ）のようなテーブルとして現像バイアス電位値Ｖｂに対応した値としてメモリなどの記憶部に保持される。ＣＰＵは記憶部に保持されたテーブルを参照してＤＡＣ１３０の出力する光量電圧値１３０ａを変更する。

本発明の実施の形態では、位置ずれ検出用パターン画像を形成する際の光量電圧値１３０ａを、プロセスコントロールパターン画像を形成する際の通常光量基準電圧値Ｖｃｏｎｔよりも大きくする。これにより、感光体２００上の同一の主走査ラインに形成条件の異なるプロセスコントロールパターン画像と位置ずれ検出用パターン画像を形成することができる。

なお、図９（ｂ）のテーブルでは、光量電圧値（光量基準電圧値）及び各現像バイアス電圧値Ｖｂには、「×Ａ」「×Ｂ」などで示される調整値が付与されている。これは、例えば工場出荷時に画像形成装置１においてトナーパターン画像を形成し、さらに形成されたトナーパターン画像をチェックして得られた装置固有の調整値を付与している。また、付与する調整値は、工場出荷後に当該画像形成装置１のサービスパーソンなどにより調整されるようにしてもよい。これにより、画像形成装置１の特性に応じた照射光の光量の制御を行うことができる。

（補正用パターン画像の形成動作）
続いて、本発明の実施の形態に係る補正用パターン画像の形成動作の例について図１０を用いて説明を行う。図１０は、補正用パターン画像の形成動作を説明するためのタイミングチャートである。

ここでは、本発明の実施の形態に係る画像形成装置１が所定の文書のＮページ目とＮ＋１ページ目の印刷の間で補正用パターン画像を形成する動作について説明を行う。

まず、ＣＰＵからのＸＳＴＡＲＴ信号により通常のプリント動作を開始する。所定の文書のＮページ目の画像領域を示すＦＧＡＴＥ＿Ｙ信号のネゲート（立ち上がり）を基準としてトナーパターン遅延量（Ｔ１）後に各色のプロセスコントロールパターン画像及び位置ずれ検出用パターン画像を形成する。なお、トナーパターン遅延量（Ｔ１）のタイミングは副走査カウンタなどのタイミング保持部１２（図１参照）により管理される。

さらに、ここではプロセスコントロールパターン画像及び位置ずれ検出用パターン画像の形成後にブレードめくれ防止パターン画像が形成されている。続いて、所定の文書のＮページ目の画像領域を示すＦＧＡＴＥ＿Ｙ信号のネゲートを基準としてＴ２後に、形成された位置ずれ検出用パターン画像の検出は開始される。位置ずれ検出用パターン画像の検出開始時間（Ｔ２）のタイミングは、Ｔ１と同様にタイミング保持部１２（図１参照）により管理される。

以上に示される動作により、本発明の実施の形態に係る画像形成装置１では、所定の文書のＮページ目とＮ＋１ページ目の印刷の間で補正用パターン画像を形成し、さらに形成した補正用パターン画像はパターン検出部１３（図１参照）により検出される。補正用パターン画像の検出後の当該画像形成装置１の各種の補正動作については、図１２を用いて後述する。

（プロセスコントロールパターン及び位置ずれ検出パターンの第２の例）
続いて、本発明の実施の形態に係るプロセスコントロールパターン及び位置ずれ検出パターンの第２の例について図１１を用いて説明を行う。図１１は、プロセスコントロールパターン及び位置ずれ検出パターンの第２の例を説明するための図である。

図１１では、プロセスコントロールパターン画像（ＭＰ１〜７、ＫＰ１〜７、ＣＰ１〜７、ＹＰ１〜７）と位置ずれ検出パターン画像（ＹＭ１１〜３２、ＫＭ１１〜３２、ＣＭ１１〜３２、ＭＭ１１〜３２）が中間転写ベルト２０８（図２参照）上に転写された様子と、各々の補正用パターン画像を形成する際の現像バイアス電位値Ｖｂ、シェーディングＯＮ／ＯＦＦフラグのタイミング図を示している。

前述の第１の例とは、例えばＫ色のプロセスコントロールパターン画像と位置ずれ検出用パターン画像が同じ主走査位置に形成される点が異なる。ここでは、位置ずれ検出用パターン画像を形成する際にのみシェーディングをＯＮすることで、同じ像高位置のＫ色のプロセスコントロールパターン画像は通常画像光量のままで、位置ズレ検出用パターン画像のみシェーディング補正を行うことができる。

中間転写ベルト２０８上に形成された各色のプロセスコントロールパターン画像は、パターン検出センサ２１０（特にセンサ３２２，３２３，３２４，３２５）により読み取られる。同様に、中間転写ベルト２０８上に形成された各色の位置ずれ検出パターン画像は、パターン検出センサ２１０（特にセンサ３１６，３２３，３１８）により読み取られる。パターン検出センサ２１０により読み取られた各色の補正用パターン画像に基づき、画像形成装置１の各種の補正は行われる。

ここで、本発明の実施の形態に係る画像形成装置１では、ＬＤ制御部１０７がＬＤ１０１点灯時の光量を制御することにより、図１１のように感光体２００上の異なる主走査ライン上の同一の主走査位置に形成条件の異なるプロセスコントロールパターン画像と位置ずれ検出用パターン画像が形成されるようにしている。

（補正部の詳細）
続いて、本発明の実施の形態に係る補正部の構成例について図１２を用いて説明を行う。図１２は、本発明の実施の形態に係る補正部の構成例を示す図である。ここでは、図１における補正部１２の詳細構成の一例を説明する。

図１を用いて上述したように、補正部１４は、パターン検出部１３により検出された複数の補正用パターン画像を用いて、画像形成部２０の画像形成動作に対する各種の補正を行う。このような各種の補正を行うための補正部１４の構成について以下説明を行う。

図１２において、補正部１４は、入出力インタフェース４３０、ＭＵＸ（以降、マルチプレクサとする）４３１、４３５、Ａ／Ｄコンバータ４３２、４３６、制御回路４３３、４３７、レジスタ４３４、ＤＭＵＸ（以降、デマルチプレクサとする）４３８、ＬＰＦ（以降、ローパスフィルタとする）４３９〜４４１、エッジ検出回路４４２〜４４４、ＣＰＵ４４５、ＲＯＭ４４６、ＲＡＭ４４７、アドレスバス４４８、データバス４４９などにより構成される。

検出センサ３２２〜３２５（プロセスコントロールパターン画像の検出センサ）の検出電圧は、入出力インタフェース（Ｉ／Ｏ＿Ｉ／Ｆ）４３０を介してマルチプレクサ４３１に入力される。マルチプレクサ４３１、Ａ／Ｄコンバータ４３２は制御回路４３３により、補正用パターン画像の形成中にのみセンサチャネルの選択及びＡ／Ｄ変換動作を行うように制御され、Ａ／Ｄ変換後のデジタルデータはレジスタ４３４に格納される。ＣＰＵ４４５は得られたデータにより、帯電、現像、転写等のプロセス条件を変更する。

検出センサ３１６〜３１８（位置ずれ検出用パターン画像の検出センサ）の検出電圧は、入出力インタフェース４３０を介してマルチプレクサ４３５に入力される。

マルチプレクサ４３５、Ａ／Ｄコンバータ４３６は制御回路４３７により、パターン形成中にのみセンサチャネルの選択及びＡ／Ｄ変換動作を行うように制御され、得られたデジタルデータはデマルチプレクサ４３８に入力される。

デマルチプレクサ４３８は、センサチャネル各々に用意されたローパスフィルタ４３９、４４０、４４１などのセンサチャネルに変換されたデジタルデータを出力するかを選択する。

ローパスフィルタ４３９、４４０、４４１は、高周波成分をカットし、より正確に後段回路によりパターン位置を認識できるようにする。ローパスフィルタ４３９、４４０、４４１の後段のエッジ検出回路４４２、４４３、４４４では、検出電圧波形を所定のスレッシュ電圧と比較し、立下り／立上りのポイントを抽出し、その中央をパターン中央位置と認識し、レジスタ４３４に格納する。

レジスタ４３４に格納されたデータをもとに、ＣＰＵ４４５はＲＯＭ４４６に格納されているプログラムに従って、ＲＡＭ４４７にデータ格納を行いながら、プロセス条件の変更演算、設定及び位置合わせ演算、設定を行う。設定は入出力インタフェース４３０を介し、書き込み制御部及びプロセス装置へと行われる。入出力インタフェース４３０、ＲＯＭ４４６、ＲＡＭ４４７はそれぞれアドレスバス４４８及びデータバス４４９により接続されている。

また、ＣＰＵ４４５は、レジスタ４３４の設定値を変更することにより、サンプリングスタート／ストップ、Ａ／Ｄ変換を行うセンサチャネルの切り替え等の動作を制御回路４３３、４３７により行っている。

ここで、レジスタ４３４の設定値を変更することにより、エッジ検出回路４４２、４４３、４４４のスレッシュ電圧の設定を行っている。

位置合わせ制御において、ハードウェアで行う演算処理とは、ローパスフィルタ４３９、４４０、４４１が行う積分演算処理をいう。

エッジ検出回路４４２、４４３、４４４によるセンサ出力電圧（Ａ／Ｄ変換及びフィルタ処理後）とスレッシュ電圧との比較を行い、スレッシュ電圧を最初に下回ったポイントを立下りポイント（パターンのエッジ部１）と認識し、次にスレッシュ電圧を最初に上回ったポイントを立ち上がりポイント（パターンのエッジ部２）と認識し、その中央をパターン中央位置として認識する。

以上に示される構成により、本発明の実施の形態に係る補正部１４は、パターン検出部１３により検出された複数の補正用パターン画像を用いて、画像形成部２０の画像形成動作に対する各種の補正を行う。

以上、本発明によれば、位置ずれ検出用トナーパターン画像を作成する際の光量（或いはＰＷＭ）を変化させることにより、プロセスコントロールパターン画像に通常プリント条件と異なる現像バイアス条件でも最適な濃度に保つことでき、プロセスコントロールパターン画像を出力中にも位置ズレ検出用トナーパターン画像を出力することができるので、プロセスコントロールパターン画像及び位置ずれ検出用パターン画像を用いた当該画像形成装置１の各種の補正を行う時間を短縮することができる。

以上、実施形態に基づき本発明の説明を行ってきたが、上記実施形態にあげたその他の要素との組み合わせなど、ここで示した要件に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の主旨をそこなわない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。

本発明の実施の形態に係る画像形成装置の機能の構成例を示す図である。 本発明の実施の形態に係る画像形成部の概略を示す図である。 本発明の実施の形態に係る現像の概略を示す図である。 感光体の帯電電位Ｖｃ、現像バイアス電位Ｖｂ、露光された部分の電位Ｖｌの説明図である。 本発明の実施の形態に係る画像補正部の概略を示す図である。 本発明の実施の形態に係るＬＤ制御部の詳細を示す図である。 プロセスコントロールパターン及び位置ずれ検出用パターンの第１の例を説明するための図である。 シェーディングＯＮ時の光量制御動作を説明するためのタイミングチャートである。 光量調整用基準電圧と現像バイアス電圧値の設定テーブルの例である。 補正用パターン画像の形成動作を説明するためのタイミングチャートである。 プロセスコントロールパターン及び位置ずれ検出用パターンの第２の例を説明するための図である。 本発明の実施の形態に係る補正部の構成例を示す図である。

符号の説明

１ 画像形成部
１０ 画像補正部
１１ パターン形成部
１２ タイミング保持部
１３ パターン検出部
１４ 補正部
１０１ ＬＤ
１０７ ＬＤ制御部（光量制御部）
１３０ ＤＡＣ
２００ 感光体
２０２ 書き込みユニット
２０３ 現像器
２１０ パターン検知センサ

Claims (8)

1. 感光体上に２次元走査方式で形成された位置ずれ検出用パターン画像及び色補正用パターン画像を用いて、当該画像形成装置の位置ずれ又は色補正を行う画像形成装置であって、
   前記位置ずれ検出用補正パターン画像に対応する静電潜像を形成する際の照射光の光量を、前記色補正用パターン画像に対応して変更する光量制御手段を有し、
   前記感光体上の同一の走査ラインに前記位置ずれ検出用パターン画像及び色補正用パターン画像が形成されることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記光量制御手段は、前記位置ずれ検出用パターン画像に対応する静電潜像を形成する際の照射光の光量を、前記色補正用パターン画像に対応する静電潜像を形成する際の照射光の光量よりも増大させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記光量制御手段は、前記位置ずれ検出用パターン画像に対応する静電潜像を形成する際の照射光の光量を、該静電潜像の現像に係る現像バイアス電圧値に応じて変更することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記照射光の光量と前記現像バイアス電圧値とを関連づけたテーブルを保持する保持手段を有し、
   前記光量制御手段は、前記位置ずれ検出用パターン画像に対応する静電潜像を形成する際の照射光の光量を、前記保持手段により保持されたテーブルを用いて制御することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記光量制御手段は、前記位置ずれ検出用パターン画像に対応する静電潜像を形成する際の照射光の光量を、前記感光体上の主走査位置毎に変更することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
6. 前記光量制御手段は、前記位置ずれ検出用パターン画像に対応する静電潜像を形成する際の照射光の光量を、前記感光体において副走査タイミングで変更することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
7. 前記感光体上の同一の主走査ライン上の異なる主走査位置に前記色補正用パターン画像及び前記位置ずれ検出用パターン画像が形成されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
8. 前記感光体上の異なる主走査ライン上の同一の主走査位置に前記色補正用パターン画像及び前記位置ずれ検出用パターン画像が形成されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の画像形成装置。

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