JP2009217086A - カラー画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】タンデム方式カラー画像形成装置において、レジスト調整及び線幅調整に使用されるトナー量を削減すること。
【解決手段】各画像形成ユニットの感光体ドラム上に、レーザパワーの異なる複数の１ドットラインからなるパッチ画像を形成し、転写ベルト上に当該各画像形成ユニットで形成されるパッチ画像を所定の間隔で配置されるように転写した後、当該転写ベルト上に形成される複数のラインの線幅を検出し、この検出された線幅に基づきレーザパワーの調整をして線幅の補正を行なう。そして、異なる画像形成ユニットで形成されるライン同士の間隔を算出し、この算出結果を基にして当該異なる画像形成ユニット同士で形成されるパッチ画像の位置ズレ量を検出し、この検出された位置ズレ量に基づき位置ズレを補正する。
【選択図】図５

Description

この発明は、電子写真方式のカラー画像形成装置に関する。

周知のように、感光体ドラムの表面に形成された静電潜像をトナーで現像した後に記録媒体上に転写する電子写真方式の複写機及びレーザプリンタ等の画像形成装置がある。その中に、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）及びＫ（黒）等の複数色のトナーのそれぞれによってトナー像を形成し、これらのトナー像を記録媒体上に直接又は感光体ドラムを介して重ね合わせることによってカラー画像を形成するように構成された、カラー画像形成装置がある。

このようなカラー画像形成装置では、記録媒体上における各色のトナー像の転写位置にズレが生じると、カラー画像の品質が低下する。

かかる問題に対して、例えば、特許文献１では、複数色のトナーのそれぞれを用いて調整用のパターン画像を形成し、この形成された各色のパターン画像の互いの位置関係を確認して各色の画像形成タイミングを調整（レジスト調整）することにより、各色の画像の位置ズレを防止する技術が開示されている。

また、同じレーザ露光量であっても、環境変動、並びにトナー及び感光体ドラムの経時劣化が起こると、細線の太さ及びドットの大きさが変わり、画像の再現性が低下することがある。

かかる問題に対して、例えば、特許文献２では、感光体ドラム上に１ドットで形成されるラインを、１ドット間隔で多数本印字し、グレーのベタ画像を形成し、フォトセンサによって検出するベタ画像濃度を基にレーザ出力の調整を行なうことにより、線幅調整をする技術が開示されている。
特開昭６３−２８６８６４号公報 特開２００１−８０１１３号公報

ところで、カラー画像形成装置において、安定した画像を得るためには、レジスト調整及び線幅調整を定期的に行なう必要がある。

しかしながら、画像品質を向上するために、上記特許文献１に記載のレジスト調整手法、及び上記特許文献２に記載の線幅調整手法を繰返し行なうと、パターン画像の形成のために多量のトナーが消費されるといった問題が生じる。

この発明は、上記技術的課題に鑑みなされたもので、レジスト調整及び線幅調整に使用されるトナー量を削減し得るカラー画像形成装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、この発明に係るカラー画像形成装置は、レーザ露光装置、互いに異なる色のトナー像を形成する複数の画像形成ユニット、転写ベルト、及びレーザ露光装置の駆動を制御するレーザ露光制御手段を備えるカラー画像形成装置であって、各画像形成ユニットは、レーザ露光装置のレーザ照射により静電潜像が形成される感光体ドラムと、感光体ドラム上に形成された静電潜像をトナーで現像する現像装置とを含み、レーザ露光制御手段は、各画像形成ユニットの感光体ドラム上に、レーザパワーの異なる複数の１ドットラインからなるパッチ画像を形成し、転写ベルト上に当該各画像形成ユニットで形成されるパッチ画像を所定の間隔で配置されるように転写した後、当該転写ベルト上に形成される複数のラインの線幅を検出し、この検出された線幅に基づきレーザパワーの調整を行なうための線幅補正手段と、異なる画像形成ユニットで形成されるライン同士の間隔を算出し、この算出結果を基にして当該異なる画像形成ユニット同士で形成されるパッチ画像の位置ズレ量を検出し、この検出された位置ズレ量に基づき位置ズレを補正するための位置ズレ補正手段とを含む。

上記構成によると、線幅補正に利用する補正用パッチ画像として、位置ズレ補正に利用する補正用パッチ画像が利用できる。そのため、トナー消費量を削減できる。さらに、線幅及び位置ズレ量の検出が同時にできる。そのため、線幅補正及び位置ズレ補正の時間を短くすることができる。その結果、画像形成装置が使用できない時間（以下、「ダウンタイム」という。）を短縮することができる。

上記カラー画像形成装置は、発光素子及び受光素子を有し、転写ベルト上に形成される複数のラインのトナー像濃度値を検出するための検出装置をさらに含み、発光素子により転写ベルト上に照射される光のスポット径は、検出装置によりトナー像濃度値が検出される各ラインの線幅の０．５倍以上で且つ３倍以内である。

上記構成によると、転写ベルト上に形成される複数のラインのトナー像濃度値を高精度に検出できる。そのため、線幅及び線の中心をより正確に求めることができる。その結果、線幅補正及び位置ズレ補正の精度を高めることができる。

ここに、発光素子は、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）又はレーザを含み、受光素子は、フォトトランジスタ又はフォトダイオードを含む。

上記カラー画像形成装置において、パッチ画像は、感光体ドラムの移動方向に直交する方向に平行な複数のパッチ画像であることが好ましい。

この場合、転写ベルト上に形成される複数のラインのトナー像濃度値の検出に際しては、画像形成時の転写ベルトの移動だけで検出装置を移動させることなく、線幅及び位置ズレ量を検出することができるので、より正確な線幅補正及び位置ズレ補正ができる。

また、上記カラー画像形成装置において、線幅補正手段は、転写ベルト上に形成されるラインのトナー像濃度値を検出し、この検出されるトナー像濃度値が所定の値以上となる線幅を算出し、それによって所定の線幅を形成するレーザパワーに補正するための手段を含む。

上記構成によると、パッチ画像のライン幅が、発光素子により転写ベルト上に照射されるスポット径より小さい場合であっても、線幅を正確に検出することができる。

さらに、上記カラー画像形成装置において、位置ズレ補正手段は、転写ベルト上に形成されるラインのトナー像濃度値を検出し、この検出されるトナー像濃度値が所定の値以上となる線の中心線を求めることによって、異なる画像形成ユニットにおいて形成されるライン同士の中心線の間隔を算出し、この算出結果に基づき位置ズレを検出するための手段を含む。

上記構成によると、パッチ画像におけるライン幅が、発光素子により転写ベルト上に照射されるスポット径より小さい場合であっても、正確にラインの中心線を検出することができる。そのため、位置ズレ量を高精度に補正できる。

この発明によると、線幅補正に利用する補正用パッチ画像として、位置ズレ補正に利用する補正用パッチ画像が利用できるため、トナー消費量を削減できる。

以下、この発明の実施の形態について、添付図面に基づき詳細に説明する。

＜全体構成＞
図１はこの発明の実施の形態に係るカラー画像形成装置２０の全体構成を示す図である。

図１を参照して、本実施の形態に係るカラー画像形成装置２０は、４つの画像形成ユニット２２Ｋ，２２Ｃ，２２Ｍ，２２Ｙを備える、タンデム方式のカラー画像形成装置である。

第１の画像形成ユニット２２Ｋは、黒トナー像を形成するための画像形成ユニットであり、第２の画像形成ユニット２２Ｃは、シアントナー像を形成するための画像形成ユニットであり、第３の画像形成ユニット２２Ｍは、マゼンタトナー像を形成するための画像形成ユニットであり、第４の画像形成ユニット２２Ｙは、イエロートナー像を形成するための画像形成ユニットである。なお、これら画像形成ユニット２２Ｋ，２２Ｃ，２２Ｍ，２２Ｙの詳細な構成については後述する。

４つの画像形成ユニット２２Ｋ，２２Ｃ，２２Ｍ，２２Ｙの下方には、レーザスキャナユニット（以下、「ＬＳＵ」という。）２４が配設されている。このＬＳＵ２４は、半導体レーザを含むレーザ発振部２６と、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｒｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）を含み、レーザ発振部２６を制御するＬＳＵ制御装置２８とを備え、各画像形成ユニット２２Ｋ，２２Ｃ，２２Ｍ，２２Ｙに対して、出力画像データ信号（本実施の形態においては１２００ｄｐｉ）に応じたレーザ走査による露光を行なう。

上記４つの画像形成ユニット２２Ｋ，２２Ｃ，２２Ｍ，２２Ｙの上方には、無端状の転写ベルト３０が配設されている。この転写ベルト３０は、左右に間隔を隔てて設けられた２つの支持ローラ３２に巻き掛けられ、図１において矢印Ｒにて示すように反時計方向に回転するようになっている。この転写ベルト３０の材料としては、ポリイミド又はポリアミド等の樹脂に電子伝導性導電材を適当量含有させたものが使用可能である。以下の説明において、転写ベルト３０の回転方向に対し、一方の支持ローラ３２（図１において右側）を挟んで対をなす２次転写ローラ３４が配置されている、２次転写位置を基準として、上流及び下流を表現する。

転写ベルト３０の回転方向Ｒの上流側から下流側に向かって、黒トナー像形成用の第１の画像形成ユニット２２Ｋ、シアントナー像形成用の第２の画像形成ユニット２２Ｃ、マゼンダトナー像形成用の第３の画像形成ユニット２２Ｍ、及びイエロートナー像形成用の第４の画像形成ユニット２２Ｙがこの順に配置されている。

上記第４の画像形成ユニット２２Ｙの下流側には、転写ベルト３０上に形成されるパッチ画像のトナー像濃度値を検出するための検出装置Ｄが設けられている。この検出装置Ｄは、転写ベルト３０に近接して配置されている。

転写ベルト３０の上方には、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）及びＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）等を含むコンピュータから構成されるシーケンス制御装置３６が設けられている。本カラー画像形成装置２０全体の動作は、このシーケンス制御装置３６によりシーケンス制御される。

転写ベルト３０の内側には、各画像形成ユニット２２Ｋ，２２Ｃ，２２Ｍ，２２Ｙで形成された単色トナー像を転写ベルト３０上に転写する１次転写ローラ４０が、各画像形成ユニット２２Ｋ，２２Ｃ，２２Ｍ，２２Ｙに対向するように各々設けられている。各画像形成ユニット２２Ｋ，２２Ｃ，２２Ｍ，２２Ｙで形成された単色トナー像は、転写ベルト３０上に重ね合うように転写され、１つのカラー画像を形成する。

イエロートナー像を形成する第４の画像形成ユニット２２Ｙよりも転写ベルト３０の回転方向Ｒの下流側には、転写ベルト３０上に形成されたカラー画像を用紙に転写する上記の２次転写ローラ３４が配設されている。この２次転写ローラ３４よりも転写ベルト３０の回転方向Ｒの下流側には、転写ベルト３０の表面をクリーニングするためのベルトクリーニングユニット４２が設けられている。

ベルトクリーニングユニット４２は、転写ベルト３０に接触する、ベルトクリーニングブラシ４４及びベルトクリーニングブレード４６を有している。このベルトクリーニングブレード４６は、ベルトクリーニングブラシ４４より転写ベルト３０の回転方向Ｒの下流側に配置される。

ＬＳＵ２４の下方には、用紙を収容するトレー４８が配設されている。このトレー４８内の用紙は、複数組（本実施の形態においては４組）の給紙ローラ対５４にて２次転写ローラ３４が転写ベルト３０と対向する２次転写位置まで搬送される。なお、図１においては、用紙の搬送方向を矢印Ｐで示す。

２次転写ローラ３４の用紙搬送方向Ｐの下流側には、用紙に転写されたカラー画像を用紙上に定着するための定着ユニット５０が設けられている。この定着ユニット５０の更に用紙搬送方向Ｐの下流側には、カラー画像が定着された用紙をカラー画像形成装置２０から排出する排紙ローラ５２が設けられている。

上記のような構成のカラー画像形成装置２０において、各画像形成ユニット２２Ｋ，２２Ｃ，２２Ｍ，２２Ｙで形成された各単色トナー像は、転写ベルト３０上へ順次転写されて、転写ベルト３０上にカラー画像が形成される。転写ベルト３０上のカラー画像は、２次転写位置において、複数組の給紙ローラ対５４にて搬送される用紙へと２次転写され、その後、定着ユニット５０にて用紙に定着される。カラー画像が定着された用紙は、排紙ローラ５２にてカラー画像形成装置２０から排出される。一方、２次転写後、用紙に転写されないまま転写ベルト３０上に残ったトナーは、ベルトクリーニングユニット４２にて取り除かれる。

なお、以下の説明において、画像形成ユニット２２Ｋ，２２Ｃ，２２Ｍ，２２Ｙを総称するときは「画像形成ユニット２２」と称する。

＜画像形成ユニット２２の構成＞
図２は画像形成ユニット２２の構成を簡略化して示す図である。

図２を参照して、画像形成ユニット２２は、感光体ドラム６０を含む。この感光体ドラム６０の周囲には、感光体ドラム６０を帯電する帯電器６２、感光体ドラム６０上の静電潜像を可視化する現像装置６４、１次転写後に感光体ドラム６０上に残留するトナーを含む残留物を除去する感光体ドラムクリーナ６６が感光体ドラム６０の回転方向Ｒｄに沿ってこの順で配置されている。

帯電器６２は、例えば、スコロトロン帯電器からなり、感光体ドラム６０に対しコロナ放電を行なって感光体ドラム６０を所定の電位に帯電させる。なお、帯電器６２としては、コロトロン帯電器、又は帯電ローラ若しくは帯電ブラシを用いた接触型帯電器を適用することもできる。この帯電器６２にて所定の電位に帯電された感光体ドラム６０の外周面上には、ＬＳＵ２４からのレーザ走査による露光が行われ静電潜像が形成される。

現像装置６４は、２成分現像剤が収容される現像槽６８を備えており、この現像槽６８には、感光体ドラム６０の外周面に臨む位置に開口部７０が設けられている。現像槽６８内部であってその開口部７０に臨む位置には、現像ローラ７２及び規制ブレード７４が設けられている。

現像ローラ７２は、その外周面に現像剤を担持して搬送することで感光体ドラム６０に２成分現像剤を供給し、上記の静電潜像を現像する。この現像ローラ７２は、感光体ドラム６０の外周面に対し所定間隙を隔てて配置されている。

規制ブレード７４は、現像ローラ７２の表面に担持して搬送される２成分現像剤の層厚を規制するための部材であって、現像ローラ７２の表面に対して所定間隙を隔てて配置されている。

なお、現像槽６８内に収容された２成分現像剤はアジテータ７６により攪拌される。このアジテータ７６は、現像槽６８内において回転自在に支持されている。

感光体ドラムクリーナ６６は、クリーニングブレード７８、クリーナハウジング８０及びシール８２を備えている。クリーニングブレード７８は、そのエッジ部８４を感光体ドラム６０の表面（外周面）に感光体ドラム６０の回転方向Ｒｄに対して逆向きに圧接させて配置することにより、当該エッジ部８４にて感光体ドラム６０表面の残留物を掻き取るための部材である。このクリーニングブレード７８は、そのエッジ部８４が感光体ドラム６０の回転運動の方向が下向きとなる位置において感光体ドラム６０の回転方向Ｒｄに対しての逆方向に圧接するように、クリーナハウジング８０内に配置されている。

＜検出装置Ｄの構成＞
図３は検出装置Ｄの構成を簡略化して示す図である。

図３を参照して、検出装置Ｄは、その筐体９０内に、発光素子としての半導体レーザ９２、集光用レンズ９４、及び受光素子としてのフォトセンサ９６を備えている。

半導体レーザ９２は、転写ベルト３０のトナー像を読取るためのレーザ光を発生する。

集光用レンズ９４は、上記半導体レーザ９２からの光を転写ベルト３０上に絞り込む。

フォトセンサ９６は、フォトトランジスタ又はフォトダイオードからなり、転写ベルト３０からの反射光を受光してその光量に応じた電気信号を上記のシーケンス制御装置３６へと出力する。

検出装置Ｄでは、シーケンス制御装置３６の制御の下、半導体レーザ９２のレーザ光を集光用レンズ９４にて絞り込んで（本実施形態においてはスポット径が０．１ｍｍ）、転写ベルト５の表面に照射し、その反射光をフォトセンサ９６にて受光することによって、転写ベルト３０の表面に形成されたトナー像の濃度値（即ち、線幅及び位置）をミクロンオーダで計測できる。

＜ハードウェア構成＞
図４はカラー画像形成装置２０のハードウェア構成を機能別に示すブロック図である。

図４を参照して、シーケンス制御装置３６は、上述したように実質的にはコンピュータであって、本カラー画像形成装置２０全体をシーケンス制御する。それゆえ、このシーケンス制御装置３６からは、共通ＢＵＳライン１００が延びている。このＢＵＳライン１００には、上述した各画像形成ユニット２２Ｋ，２２Ｃ，２２Ｍ，２２Ｙ、ＬＳＵ制御装置２８、検出装置Ｄの他に、画像データ処理装置１０２及び入力画像データ生成装置１０４が接続されている。

シーケンス制御装置３６のＣＰＵは、本実施の形態の画像形成処理を実現するためのプログラムに従って各種の制御を行なう。このＣＰＵが実行するプログラムは、シーケンス制御装置３６内のＲＯＭ又はＨＤＤに記憶されている。

シーケンス制御装置３６のＲＯＭ又はＨＤＤに記憶されたプログラムは、実行時には当該ＲＯＭ又はＨＤＤから読出されてシーケンス制御装置３６内のＲＡＭに格納され、プログラムカウンタと称される、ＣＰＵ内のレジスタにより示されるＲＡＭ内でのアドレスから読出され、ＣＰＵにより解釈・実行される。実行に必要なデータは、ＣＰＵ内の上記のレジスタ、ＲＡＭ又はＨＤＤの命令によって指定されるアドレスから読出される。実行の結果も、これと同様に、ＣＰＵ内の上記のレジスタ、ＲＡＭ又はＨＤＤの命令により指定されるアドレスに記憶される。

また、共通ＢＵＳライン１００には、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、ワードプロセッサ及び図形描画ツール等のアプリケーションプログラムを使用する他の機器と接続される、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）回線等のネットワーク回線１０６とインターフェースをとるＮＩＣ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｉｎｔｅｆａｃｅ Ｃａｒｄ）１０８も接続されている。それゆえ、シーケンス制御装置３６のＣＰＵは、入力画像データ生成装置１０４、画像データ処理装置１０２、検出装置Ｄ、ＬＳＵ制御装置２８及び各画像形成ユニット２２Ｋ，２２Ｃ，２２Ｍ，２２Ｙ並びにＮＩＣ１０８を制御して、画像入力、画像出力及び他の機器との通信等の所望の動作を実行させ、シーケンス制御装置３６のＲＡＭ又はＨＤＤ、入力画像データ生成装置１０４、画像データ処理装置１０２及びＬＳＵ制御装置２８等にデータを格納したり、そこから読出したりする。

本実施の形態に係る画像形成プログラムは、ネットワーク回線１０６及びＮＩＣ１０８を介して外部の装置からシーケンス制御装置３６に送信され、その内部のＲＡＭ又はＨＤＤに記憶される。

ＬＳＵ制御装置２８は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等を備えたコンピュータで構成され、本実施の形態特有のレーザ露光制御機能を有している。そのため、ＬＳＵ制御装置２８には、パッチ画像形成部１１０、線幅検出部１１２、位置ズレ量検出部１１４、位置ズレ判定部１１６、位置ズレ補正部１１８及び線幅補正部１２０が備えられている。これらパッチ画像形成部１１０、線幅検出部１１２、位置ズレ量検出部１１４、位置ズレ判定部１１６、位置ズレ補正部１１８及び線幅補正部１２０の各機能については、後述する。

＜ソフトウェア構成＞
本実施の形態では、（１）４つの画像形成ユニット２２Ｋ，２２Ｃ，２２Ｍ，２２Ｙの感光体ドラム６０上に、１ドット（レーザ露光のスポット径が約４２ミクロン）のレーザ露光で形成されるライン（長さ１０ｍｍ）からなる１ドットラインを、レーザパワーを変えて副走査方向に沿って平行に複数本のパッチ画像を形成し、転写ベルト３０上に各画像形成ユニット２２Ｋ，２２Ｃ，２２Ｍ，２２Ｙで形成されるパッチ画像を所定の間隔で配置されるように転写した後、転写ベルト３０上に形成される複数のラインの線幅を検出し、この検出された線幅に基づきレーザパワーの調整を行なう線幅補正処理と、（２）異なる画像形成ユニット２２Ｋ，２２Ｃ，２２Ｍ，２２Ｙで形成されるライン同士の間隔を検出し、当該異なる画像形成ユニット２２Ｋ，２２Ｃ，２２Ｍ，２２Ｙ同士で形成されるパッチ画像の位置ズレ量を検出し、この検出された位置ズレ量に基づき位置ズレを補正する位置ズレ補正処理とが行なわれるようにプログラミングされている。

このプログラムは、ＬＳＵ制御装置２８のＲＯＭに記憶されており、次に説明するＬＳＵ制御装置２８の各部の機能を実現する。これらの機能の実現は、上記の実質的にコンピュータであるＬＳＵ制御装置２８のＣＰＵが上記プログラムに従って制御を実行することにより達成される。

図５はＬＳＵ制御装置２８のレーザ露光制御機能を実現するためのプログラム構造をフローチャート形式で示す図である。

図５に示すように、レーザ露光制御プログラムは、パッチ画像を形成するためのステップＳ１００と、線幅を検出するためのステップＳ２００と、位置ズレ量を検出するためのステップＳ３００と、位置ズレを判定するためのステップＳ４００と、位置ズレを補正するためのステップＳ５００と、線幅を補正するためのステップＳ６００とを含む。

＜動作＞
図５に示すフローチャートを用いて、ＬＳＵ制御装置２８のレーザ露光制御動作を説明する。

図５を参照して、ステップＳ１００において、パッチ画像形成部１１０は、線幅検出用及び位置ズレ量検出用のパッチ画像を形成する。具体的には、図６に示すような、レーザパワー（０〜２５５の階調数）として、「２１０」、「２２５」、「２４０」及び「２５５」の４つの階調の１ドットの黒ラインＢ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４を、所定の間隔（４ドット分の間隙）で副走査方向に沿って平行に、黒トナー像形成用の第１の画像形成ユニット２２Ｋにおいて形成させる。

同様に、シアントナー像形成用の第２の画像形成ユニット２２Ｃで形成されるシアンラインＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４、マゼンダトナー像形成用の第３の画像形成ユニット２２Ｍで形成されるマゼンタラインＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４、イエロートナー像形成用の第４の画像形成ユニット２２Ｙで形成されるイエローラインＹ１，Ｙ２，Ｙ３，Ｙ４を形成させ、転写ベルト３０上で、それぞれの各色の１番目のラインＢ１，Ｃ１，Ｍ１，Ｙ１が４０ドットの間隔で並ぶパッチ画像を形成させる。なお、レーザパワー並びに１ドットラインの間隔及び長さは任意に設定できる。

ステップＳ２００において、線幅検出部１１２は、転写ベルト３０上に形成される各色のラインＢ１〜Ｂ４，Ｃ１〜Ｃ４，Ｍ１〜Ｍ４，Ｙ１〜Ｙ４のトナー像濃度値を検出装置Ｄで主走査方向に読取り、線幅を算出する。

図７は検出装置Ｄで主走査方向にパッチ画像を読取った際のトナー像濃度値の変化を示す概念図、図８は黒ラインＢ１のトナー像濃度値の変化、図９は黒ラインＢ２のトナー像濃度値の変化、図１０は黒ラインＢ３のトナー像濃度値の変化をそれぞれ示している。

本実施の形態においては、１２００ｄｐｉのレーザ露光における線幅（約４２μｍ）に対して、検出装置Ｄにおける半導体レーザ９２のレーザ光スポット径（０．１ｍｍ）よりも小さいため、トナー像濃度値は、図８〜図１０に示すような曲線になるので、線幅として、所定のしきい値濃度Ｖｍ以上となる線幅Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３が求められる。

黒トナー像形成用の第１の画像形成ユニット２２Ｋで形成される黒ラインＢ１〜Ｂ４の線幅が求まると、続いて、シアントナー像形成用の第２の画像形成ユニット２２Ｃで形成されるシアンラインＣ１〜Ｃ４、マゼンダトナー像形成用の第３の画像形成ユニット２２Ｍで形成されるマゼンタラインＭ１〜Ｍ４、イエロートナー像形成用の第４の画像形成ユニット２２Ｙで形成されるイエローラインＹ１〜Ｙ４の各線幅を同様にして求める。

ステップＳ３００において、位置ズレ量検出部１１４は、図７に示すように、転写ベルト３０上に形成される黒の１番目のラインＢ１、シアンの１番目のラインＣ１、マゼンタの１番目のラインＭ１、及びイエローの１番目のラインＹ１各々の中心線を求め、それぞれの間隔ΔＴ１を算出する。なお、中心線は、線幅を求める際に利用したしきい値濃度Ｖｍ以上となる線の中心としている。

同様に、各色の２番目のラインＢ２，Ｃ２，Ｍ２，Ｙ２、各色の３番目のラインＢ３，Ｃ３，Ｍ３，Ｙ３、及び各色の４番目のラインＢ４，Ｃ４，Ｍ４，Ｙ４についても、各中心線を求め、それぞれの間隔ΔＴ２，ΔＴ３，ΔＴ４を算出し、各色の１〜４番目のラインの間隙の平均を算出する。

ステップＳ４００において、位置ズレ判定部１１６は、転写ベルト３０上に第１〜第４の画像形成ユニット２２Ｋ，２２Ｃ，２２Ｍ，２２Ｙで形成される各色のラインが予定した間隔（４０ドット）で並設されているか否かを、上記ステップＳ３００で算出したそれらの相互間の距離と比較し、位置ズレ量が１ドット以上であれば位置ズレがあると判定し、そうでなければ位置ズレがないと判定する。

ステップＳ５００において、位置ズレ補正部１１８は、上記ステップＳ４００で位置ズレがあると判定された場合に限って、レーザ露光のタイミングを変更する。

ステップＳ６００において、線幅補正部１２０は、黒トナー像形成用の第１の画像形成ユニット２２Ｋで形成される黒ラインＢ１〜Ｂ４の線幅の中から、予定した線幅（４２μｍ）に最も近い黒ラインを抽出し、当該第１の画像形成ユニット２２Ｋにおいては、抽出した黒ラインを形成するレーザパワーにレーザ露光量を変更する。

続いて、第２の画像形成ユニット２２Ｃ、第３の画像形成ユニット２２Ｍ及び第４の画像形成ユニット２２Ｙについても、上記の第１の画像形成ユニット２２Ｋの際と同様にレーザ露光量を変更する。

＜作用・効果＞
本実施の形態によると、以下の作用・効果を奏する。

（１）レーザ露光制御に当たって、各画像形成ユニット２２Ｋ，２２Ｃ，２２Ｍ，２２Ｙの感光体ドラム６０上に、レーザパワーの異なる複数の１ドットラインからなるパッチ画像が形成され、転写ベルト３０上に当該各画像形成ユニット２２Ｋ，２２Ｃ，２２Ｍ，２２Ｙで形成されるパッチ画像が所定の間隔で配置されるように転写された後、当該転写ベルト３０上に形成される複数のラインの線幅が検出され、この検出された線幅に基づきレーザパワーの調整をして線幅の補正が行なわれる。他方、異なる画像形成ユニット２２Ｋ，２２Ｃ，２２Ｍ，２２Ｙで形成されるライン同士の間隔が算出され、この算出結果を基にして当該異なる画像形成ユニット２２Ｋ，２２Ｃ，２２Ｍ，２２Ｙ同士で形成されるパッチ画像の位置ズレ量が検出され、この検出された位置ズレ量に基づき位置ズレが補正される。このように線幅補正に利用する補正用パッチ画像として、位置ズレ補正に利用する補正用パッチ画像が利用できるので、トナー消費量を削減できる。さらに、線幅及び位置ズレ量の検出が同時にできるため、線幅補正及び位置ズレ補正の時間を短くすることができ、その結果として、ダウンタイムが短縮する。

（２）半導体レーザ９２により転写ベルト３０上に照射されるレーザ光のスポット径を、検出装置Ｄによりトナー像濃度値が検出される各ラインの線幅の０．５倍以上で且つ３倍以内になるように、０．１ｍｍに設定しているので、上記トナー像濃度値を高精度に検出できる。そのため、線幅及び線の中心をより正確に求めることができる結果、線幅補正及び位置ズレ補正の精度を高めることができる。

（３）パッチ画像は、感光体ドラム６０の移動方向に直交する方向に平行（換言すると、副走査方向（感光体ドラム６０の軸方向）に沿って平行）な複数のパッチ画像であるので、転写ベルト３０上に形成される複数のラインのトナー像濃度値の検出に際しては、画像形成時の転写ベルト３０の移動だけで上記検出装置Ｄを移動させることなく、線幅及び位置ズレ量を検出することができるので、より正確な線幅補正及び位置ズレ補正ができる。

（４）線幅補正に当たっては、転写ベルト３０上に形成されるラインのトナー像濃度値が検出され、この検出されるトナー像濃度値が所定の値以上となる線幅が算出され、それによって所定の線幅を形成するレーザパワーに補正されるので、パッチ画像のライン幅が、半導体レーザ９２により転写ベルト３０上に照射されるスポット径より小さい場合であっても、線幅を正確に検出することができる。

（５）位置ズレ補正に当たっては、転写ベルト３０上に形成されるラインのトナー像濃度値が検出され、この検出されるトナー像濃度値が所定の値以上となる線の中心線が求められることによって、異なる画像形成ユニット２２Ｋ，２２Ｃ，２２Ｍ，２２Ｙにおいて形成されるライン同士の中心線の間隔が算出され、この算出結果に基づき位置ズレが検出されるので、パッチ画像におけるライン幅が、半導体レーザ９２により転写ベルト３０上に照射されるスポット径より小さい場合であっても、正確にラインの中心線を検出することができる。そのため、位置ズレ量を高精度に補正できる。

なお、本明細書で開示した実施の形態は単に例示であって、本明細書が上述した実施の形態に限定されるものではない。この発明の範囲は、本明細書の記載内容を参酌した上で、別紙の特許請求の範囲における請求項によって示され、そこに記載された文言と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含む。

図１はこの発明の実施の形態に係るカラー画像形成装置の全体構成を示す図である。 画像形成ユニットの構成を簡略化して示す図である。 検出装置の構成を簡略化して示す図である。 同カラー画像形成装置のハードウェア構成を機能別に示すブロック図である。 ＬＳＵ制御装置のレーザ露光制御機能を実現するためのプログラム構造をフローチャート形式で示す図である。 レーザ露光制御において用いられるパッチ画像を説明するための図である。 検出装置で主走査方向にパッチ画像を読取った際のトナー像濃度値の変化を概念的に示す図である。 検出装置で検出されたトナー像濃度値から黒ラインＢ１の線幅を求めるメカニズムを説明するための図である。 検出装置で検出されたトナー像濃度値から黒ラインＢ２の線幅を求めるメカニズムを説明するための図である。 検出装置で検出されたトナー像濃度値から黒ラインＢ３の線幅を求めるメカニズムを説明するための図である。

符号の説明

２２Ｋ，２２Ｃ，２２Ｍ，２２Ｙ（２２） 画像形成ユニット
２４ ＬＳＵ
２８ ＬＳＵ制御装置
３０ 転写ベルト
９２ 半導体レーザ
９６ フォトセンサ
１１０ パッチ画像形成部
１１２ 線幅検出部
１１４ 位置ズレ量検出部
１１６ 位置ズレ判定部
１１８ 位置ズレ補正部
１２０ 線幅補正部
Ｄ 検出装置

Claims (5)

1. レーザ露光装置、互いに異なる色のトナー像を形成する複数の画像形成ユニット、転写ベルト、及びレーザ露光装置の駆動を制御するレーザ露光制御手段を備えるカラー画像形成装置であって、
   前記各画像形成ユニットは、
   前記レーザ露光装置のレーザ照射により静電潜像が形成される感光体ドラムと、
   前記感光体ドラム上に形成された静電潜像をトナーで現像する現像装置とを含み、
   前記レーザ露光制御手段は、
   前記各画像形成ユニットの感光体ドラム上に、レーザパワーの異なる複数の１ドットラインからなるパッチ画像を形成し、前記転写ベルト上に当該各画像形成ユニットで形成されるパッチ画像を所定の間隔で配置されるように転写した後、当該転写ベルト上に形成される複数のラインの線幅を検出し、この検出された線幅に基づきレーザパワーの調整を行なうための線幅補正手段と、
   前記異なる画像形成ユニットで形成されるライン同士の間隔を算出し、この算出結果を基にして当該異なる画像形成ユニット同士で形成されるパッチ画像の位置ズレ量を検出し、この検出された位置ズレ量に基づき位置ズレを補正するための位置ズレ補正手段とを含むことを特徴とするカラー画像形成装置。
2. 発光素子及び受光素子を有し、前記転写ベルト上に形成される複数のラインのトナー像濃度値を検出するための検出装置をさらに含み、
   前記発光素子により転写ベルト上に照射される光のスポット径は、前記検出装置によりトナー像濃度値が検出される各ラインの線幅の０．５倍以上で且つ３倍以内であることを特徴とする請求項１に記載のカラー画像形成装置。
3. 前記パッチ画像は、前記感光体ドラムの移動方向に直交する方向に平行な複数のパッチ画像であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のカラー画像形成装置。
4. 前記線幅補正手段は、前記転写ベルト上に形成されるラインのトナー像濃度値を検出し、この検出されるトナー像濃度値が所定の値以上となる線幅を算出し、それによって所定の線幅を形成するレーザパワーに補正するための手段を含むことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のカラー画像形成装置。
5. 前記位置ズレ補正手段は、前記転写ベルト上に形成されるラインのトナー像濃度値を検出し、この検出されるトナー像濃度値が所定の値以上となる線の中心線を求めることによって、前記異なる画像形成ユニットにおいて形成されるライン同士の中心線の間隔を算出し、この算出結果に基づき位置ズレを検出するための手段を含むことを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１項に記載のカラー画像形成装置。
   

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