JP2010049031A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成によって中間転写ベルトの経年劣化などによるＰ−Ｓ波の重心位置の変化を考慮して色ズレ量を正確に検出することのできる画像形成装置を提供すること。
【解決手段】正反射光検出手段及び散乱反射光検出手段の光学的位置関係とＰ波又はＳ波の最大変化量の割合と差分出力手段から出力される差分信号であるＰ−Ｓ波の重心位置のＰ波又はＳ波の重心位置に対するズレ量との関係を示すズレ量対応情報を記憶するズレ量対応情報記憶手段を備えており，正反射光検出手段により検出されるＰ波の最大変化量及び散乱反射光検出手段により検出されるＳ波の最大変化量の合計値におけるＰ波又はＳ波の最大変化量の割合を該パッチトナー像ごとに算出し（Ｓ３），該算出された割合と前記ズレ量対応情報記憶手段に記憶されたズレ量対応情報とに基づいてＰ波及びＳ波の差分信号であるＰ−Ｓ波の重心位置を補正する（Ｓ４〜Ｓ６）。
【選択図】図４

Description

本発明は，カラー対応の複写機やプリンタ装置，ファクシミリ装置，これらの複合機などの電子写真方式の画像形成装置に関し，特に，各色のトナー像の転写位置のズレを補正する色ズレ補正機能を有する画像形成装置に関するものである。

いわゆるタンデム方式の画像形成装置は，それぞれ異なる色（一般に，ブラック，マゼンタ，シアン，イエロー）のトナー像を感光体から走行中の中間転写ベルトへ転写する複数の画像形成部を備えている。そして，それら複数の画像形成部が各色のトナー像を中間転写ベルト上に重ねて転写することにより，該中間転写ベルト表面にカラーのトナー像が形成される。その後，そのカラーのトナー像が中間転写ベルトから記録紙へ転写されることにより，記録紙上にカラー画像が形成される。
このようなタンデム方式の画像形成装置において，複数の画像形成部から中間転写ベルトへのトナー像の転写タイミングが，予め想定したタイミングからずれると，中間転写ベルト上に形成されるカラートナー像にいわゆる色ズレが生じ，画質が悪化する。そのため，タンデム方式の画像形成装置は，その色ズレを補正する色ズレ補正機能を備えるものが多い。
具体的に，色ズレ補正機能では，まず複数の画像形成部から中間転写ベルトへ各色のパッチトナー像（パッチパターンのトナー像）を並べて転写する。そして，その複数のパッチトナー像が所定位置（以下，パッチ通過部という）を通過するタイミングを，反射型濃度センサ（以下，ＩＤセンサという）などを用いて検出する。その後，その検知タイミングに基づいて中間転写ベルトへの各色のトナー像の転写位置のずれを修正（補正）する。なお，中間転写ベルトへの各色のトナー像の転写位置のずれを修正する方法としては，複数の画像形成部における感光体ドラムに対する露光タイミングの補正や，中間転写ベルトの移動速度（回転速度）の補正等が考えられる。

例えば，特許文献１には，パッチトナー像（トナーパターン）に照射した光の反射光に含まれた正反射光（Ｐ波）の強度（光量）及び散乱反射光（Ｓ波）の強度（光量）の差分信号（Ｐ−Ｓ波）を算出し，該差分信号を所定の閾値でカットした波形の重心位置（時間軸上の位置）を検出することにより，パッチトナー像が所定位置（光の照射位置）を通過するタイミングを検出することについて示されている。
但し，ＩＤセンサでは，受光素子の取付位置のバラツキや，受光素子のチップ位置のバラツキなどの光学的位置関係のズレによってＰ波とＳ波の検出タイミングにズレが生じることがある。そのため，例えば前記特許文献１では，Ｐ波及びＳ波の検出タイミングの時間的ずれを遅延回路により修正し，その時間的ずれを修正した両検出信号の差分信号を用いて色ズレ量の検出が行われている。このとき，遅延回路により修正される時間的ずれは，ＩＤセンサにおける二つの受光素子の位置的関係及び中間転写ベルトの速度によって定められる。
特開２００５−１３４７７８号公報

ところで，中間転写ベルトは，新品であるうちは表面の光沢度が高いが，使用回数や使用時間の増大に応じて劣化し，表面の光沢度が経時的に低下する。
ここに，図６（ａ）は，初期状態（新品）の中間転写ベルトを用いた場合にＩＤセンサで検出されるＰ波，Ｓ波，Ｐ−Ｓ波の各強度信号（電圧信号）Ｒｐ，Ｒｓ，Ｒｐ−ｓの変化を表しており，図６（ｂ）は，経時劣化した中間転写ベルトを用いた場合にＩＤセンサで検出されるＰ波，Ｓ波，Ｐ−Ｓ波の各強度信号（電圧信号）Ｒｐ’，Ｒｐ’，Ｒｐ−ｓ’の変化を表している。
図６に示すように，中間転写ベルトが劣化した場合（図６（ｂ）参照）には，中間転写ベルトが初期状態である場合（図６（ａ）参照）に比べて，Ｐ波の強度は低くなり，Ｓ波の強度は高くなる。そのため，Ｐ波及びＳ波の差分信号であるＰ−Ｓ波の重心位置は，中間転写ベルトの劣化の程度によって変化することになる。
具体的に，図６（ａ）では，Ｐ波の強度信号Ｒｐの最大変化量ＰｚがＳ波の強度信号Ｒｓの最大変化量Ｓｚに比べて大きい。そのため，Ｐ−Ｓ波の重心位置ｔ３は，Ｓ波の重心位置ｔ２よりもＰ波の重心位置ｔ１側に偏っている。
これに対し，図６（ｂ）では，中間転写ベルトの劣化により，Ｓ波の強度信号Ｒｓの最大変化量ＳｚがＰ波の強度信号Ｒｐの最大変化量Ｐｚに比べて大きくなっている。そのため，Ｐ−Ｓ波の重心位置ｔ３は，Ｐ波の重心位置ｔ１よりもＳ波の重心位置ｔ２側に偏っている。

従って，仮にＩＤセンサにおける二つの受光素子の光学的位置関係が一定であるとしても，Ｐ波及びＳ波の差分信号であるＰ−Ｓ波の重心位置ｔ３は，中間転写ベルトの劣化に伴って変動することになる。
そのため，Ｐ−Ｓ波の重心位置ｔ３に基づいて色ズレ量を正確に検出するためには，ＩＤセンサに含まれた二つの受光素子の光学的位置関係だけではなく，中間転写ベルトの劣化の程度をも考慮する必要がある。
ここで，例えばＰ波及びＳ波各々を所定の閾値で２値化したときの立ち上がり又は立ち下がりの時間差を修正してＰ−Ｓ波を得ることが考えられる。これにより，中間転写ベルトの劣化によってＰ波及びＳ波の強度が変化した場合であっても，正確に色ズレ量を検出することができる。
しかしながら，このような構成では，Ｐ波及びＳ波各々を所定の閾値で２値化するために二つの２値化回路が必要となる（例えば特許文献１の図２参照）。また，Ｐ波及びＳ波の立ち上がり又は立ち下がりの時間差を修正してからその差分信号であるＰ−Ｓ波を得るため，一時的にＰ波及びＳ波の両方のデータを記憶する大容量の記憶メモリが必要となる。
従って，本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり，その目的とするところは，簡易な構成によって中間転写ベルトの経年劣化などによるＰ−Ｓ波の重心位置の変化を考慮して色ズレ量を正確に検出することのできる画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明は，複数色のトナー像を移動中の中間転写体に順に重ね合わせて転写することによりカラー画像を形成する複数の画像形成手段と，予め定められた所定位置において前記中間転写体に光を照射する光照射手段と，前記光照射手段から照射されて前記中間転写体で反射した反射光に含まれた正反射光（Ｐ波）の強度を検出する正反射光検出手段と，前記反射光に含まれた散乱反射光（Ｓ波）の強度を検出する散乱反射光検出手段と，前記正反射光検出手段及び前記散乱反射光検出手段により検出された正反射光及び散乱反射光の差分信号を出力する差分信号出力手段と，前記複数の画像形成手段により前記中間転写体に並べて形成された複数のパッチトナー像各々が前記所定位置を通過するときに前記差分信号出力手段から出力される差分信号の重心位置の間隔に基づいて前記パッチトナー像各々の位置ズレ量を検出する位置ズレ量検出手段と，前記位置ズレ量検出手段による検出結果に基づいて前記画像形成手段各々による前記中間転写体へのトナー像の転写位置のズレを補正する色ズレ補正手段とを備えてなる画像形成装置に適用されるものであって，以下の（１）〜（３）を具備してなることを特徴とする画像形成装置として構成される。
（１）複数のパッチトナー像各々が前記所定位置を通過するときに前記正反射光検出手段により検出される正反射光の最大変化量及び前記散乱反射光検出手段により検出される散乱反射光の最大変化量の合計値における前記正反射光又は前記散乱反射光の最大変化量の割合を該パッチトナー像ごとに算出する変化割合算出手段。
（２）前記正反射光検出手段及び前記散乱反射光検出手段の光学的位置関係と前記正反射光又は前記散乱反射光の最大変化量の割合と前記差分信号出力手段から出力される差分信号の重心位置の前記正反射光又は前記散乱反射光の重心位置に対するズレ量との関係を示すズレ量対応情報が予め記憶されたズレ量対応情報記憶手段。
（３）前記変化量割合算出手段により算出された前記正反射光又は前記散乱反射光の最大変化量の割合と前記ズレ量対応情報記憶手段に記憶されたズレ量対応情報とに基づいて，前記差分信号出力手段から出力される差分信号の重心位置を補正する差分信号補正手段。

本発明によれば，前記中間転写体の経年劣化などによりＰ波及びＳ波の強度関係に変化が生じた場合でも，その変化に起因するＰ波及びＳ波の差分信号の重心位置のズレが補正されるため，前記パッチトナー像各々の位置ズレ量を正確に検出することができ，精度の高い色ズレ補正を行うことができる。そして，本発明は，Ｐ波及びＳ波各々を２値化する必要が無く，また，Ｐ波及びＳ波を一時的に記憶してその時間的ズレを修正するものではないため，２値化回路や大容量の記憶メモリなどの構成を必須とせず，簡易な構成によって具現可能である。
ここに，前記ズレ量対応情報は，前記正反射光検出手段及び前記散乱反射光検出手段の光学的位置のズレ量をＡ，前記正反射光の最大変化量をＰｚ，前記散乱反射光の最大変化量をＳｚ，前記差分信号の前記正反射光に対するズレ量をＰｄ，前記差分信号の前記散乱反射光に対するズレ量をＳｄとしたとき，Ｐｄ＝Ａ×Ｓｚ／（Ｐｚ＋Ｓｚ）又はＳｄ＝Ａ×Ｐｚ／（Ｐｚ＋Ｓｚ）の関係を示すものであることが考えられる。

本発明によれば，前記中間転写体の経年劣化などによりＰ波及びＳ波の強度関係に変化が生じた場合でも，その変化に起因するＰ波及びＳ波の差分信号の重心位置のズレが補正されるため，前記パッチトナー像各々の位置ズレ量を正確に検出することができ，精度の高い色ズレ補正を行うことができる。そして，本発明は，Ｐ波及びＳ波各々を２値化する必要が無く，また，Ｐ波及びＳ波を一時的に記憶してその時間的ズレを修正するものではないため，２値化回路や大容量の記憶メモリなどの構成を必須とせず，簡易な構成によって具現可能である。

以下添付図面を参照しながら，本発明の実施の形態について説明し，本発明の理解に供する。尚，以下の実施の形態は，本発明を具体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
ここに，図１は本発明の実施形態に係る画像形成装置Ｘの主要部の構成を表す図，図２は画像形成装置Ｘが備えるＩＤセンサ６の構成を表す図，図３は画像形成装置Ｘが備えるタイミング検出回路９の構成例を示す回路図，図４はＰ−Ｓ波の重心位置のズレ量を導出するために用いられるズレ量対応情報の一例を示す図，図５は画像形成装置Ｘで実行される色ズレ補正処理の手順の一例を説明するためのフローチャート，図６は中間転写ベルト５の初期状態及び劣化状態の中間転写ベルトそれぞれに対するＰ波，Ｓ波，Ｐ−Ｓ波の各強度信号の変化を表す図である。
なお，本発明の実施形態に係る画像形成装置Ｘは，カラー対応の複写機やプリンタ装置，ファクシミリ装置，これらの複合機などの電子写真方式の画像形成装置である。

まず，図１を参照しつつ，本発明の実施形態に係る画像形成装置Ｘの構成について説明する。
画像形成装置Ｘは，いわゆるタンデム方式のカラー画像形成装置であり，図１に示すように，複数の画像形成部１〜４と，中間転写ベルト５（中間転写体の一例）と，反射型濃度センサ６（以下「ＩＤセンサ６」という）と，ベルト支持ローラ７と，制御部８と，タイミング検出回路９とを備えている。
前記画像形成部１〜４は，各色に対応したトナー像を移動中の中間転写ベルト５に順に重ね合わせて転写することによりカラー画像を形成する電子写真方式の画像形成部（画像形成手段の一例）である。図１に示す例では，前記中間転写ベルト５の移動方向下流側から順に，ブラック用の画像形成部１，イエロー用の画像形成部２，シアン用の画像形成部３及びマゼンタ用の画像形成部４が一列に配列されている。
前記画像形成部１〜４は，トナー像を担持する感光体ドラム１１〜１４，その感光体ドラム１１〜１４の表面を帯電させる帯電装置２１〜２４，帯電された感光体ドラム１１〜１４の表面を露光して静電潜像を書き込む露光装置３１〜３４，感光体ドラム１１〜１４上の静電潜像をトナーにより現像する現像装置４１〜４４，回転する感光体ドラム１１〜１４上のトナー像を移動する中間転写ベルト５に転写する一次転写装置５１〜５４等を備えている。なお，図１には示されていないが，前記画像形成部１〜４は，前記感光体ドラム１１〜１４上の残存トナー像を除去するクリーニング装置等も備えている。

前記中間転写ベルト５は，例えばゴムやウレタン等の素材からなる無端ベルトであり，前記ベルト支持ローラ７によって支持及び回転駆動される。これにより，前記中間転写ベルト５は，その表面が各感光体ドラム１１〜１４の表面に接しながら移動（走行）する。そして，前記中間転写ベルト５の表面が前記感光体ドラム１１〜１４と前記一次転写装置５１〜５４との間を通過する際に，該感光体ドラム１１〜１４から前記中間転写ベルト５にトナー像が転写される。
なお，図１には図示していないが，画像形成装置Ｘは，中間転写ベルト５に転写されたトナー像を記録紙に転写する二次転写装置，及び記録紙に転写されたトナー像を加熱定着させる定着装置等も備えている。
このように，画像形成装置Ｘは，複数の前記画像形成部１〜４によって各色のトナー像を前記中間転写ベルト５上に重ねて転写することにより，カラーのトナー像を前記中間転写ベルト５の表面に形成させ，さらに，そのカラーのトナー像を前記二次転写装置によって前記中間転写ベルト５から記録紙へ転写することにより，記録紙上にカラー画像を形成させる。

次に，図２に示す構成図を参照しつつ，ＩＤセンサ６の構成について説明する。
図２に示すように，前記ＩＤセンサ６は，ＬＥＤ光源６１，第１偏光フィルタ６２，第２偏光フィルタ６３，Ｐ波受光素子６４（正反射光検出手段の一例）及びＳ波受光素子６５（散乱反射光検出手段の一例）を備えている。
前記ＩＤセンサ６は，予め定められた所定位置Ｑ（以下，パッチ通過部Ｑという）において，前記ＬＥＤ光源６１によって前記中間転写ベルト５上に光を照射するとともに，前記ＬＥＤ光源６１（光照射手段の一例）から照射されて前記中間転写ベルト５で反射した反射光に含まれた正反射光（Ｐ波）及び散乱反射光（Ｓ波）の強度（光量）を前記Ｐ波受光素子６４及び前記Ｓ波受光素子６５によって検出する反射型の光学式センサである。ここで，前記第１偏光フィルタ６２はＰ偏光のみを通過させる光学フィルタであって，前記第２偏光フィルタ６３はＳ偏光を反射する光学フィルタである。
なお，前記Ｐ波受光素子６４によって検出される反射光の強度の変化量と，前記Ｓ波受光素子６５によって検出される反射光の強度の変化量との差は，中間転写ベルト５に転写されたトナー像の濃度の指標値となる。即ち，前記ＩＤセンサ６は，濃度検出センサとして兼用可能である。もちろん，前記ＩＤセンサ６が濃度検出センサと別に設けられたものであってもかまわない。

前記ＩＤセンサ６では，前記ＬＥＤ光源６１の出射光が前記第１偏光フィルタ６２を通過することにより該出射光からＰ偏光の成分が抽出され，そのＰ偏光が前記パッチ通過部Ｑに照射される。
前記Ｐ波受光素子６４は，前記ＬＥＤ光源６１から前記パッチ通過部Ｑに照射されたＰ偏光の正反射方向において，前記第２偏光フィルタ６３を通過したＰ偏光を受光して光電変換することにより，受光したＰ偏光の強度を検出する。これにより，前記Ｐ波受光素子６４は，前記ＬＥＤ光源６１から照射されて前記中間転写ベルト５のパッチ通過部Ｑで反射した反射光に含まれたＰ波の強度を検出する正反射光検出手段として機能する。
一方，前記Ｓ波受光素子６５は，前記第２偏光フィルタ６３で反射したＳ偏光を受光して光電変換することにより，受光したＳ偏光の強度を検出する。これにより，前記Ｓ波受光素子６５は，前記ＬＥＤ光源６１から照射されて前記中間転写ベルト５のパッチ通過部Ｑで反射した反射光に含まれたＳ波の強度を検出する散乱反射光検出手段として機能する。
そして，前記Ｐ波受光素子６４で検出された前記パッチ通過部ＱからのＰ波の強度信号（電圧信号）Ｒｐ，及び前記Ｓ波受光素子６５で検出された前記パッチ通過部ＱからのＳ波の強度信号（電圧信号）Ｒｓは，前記制御部８及びタイミング検出回路９に入力される。

続いて，図３を用いて，前記タイミング検出回路９について説明する。
前記タイミング検出回路９は，前記ＩＤセンサ６による検出結果に基づいて，前記中間転写ベルト５上に形成されたパッチトナー像Ｐ１〜Ｐ４各々が前記パッチ通過部Ｑを通過するタイミング（以下「パッチ通過タイミング」という）を検出する。
具体的に，前記タイミング検出回路９は，図３に示すように，前記Ｐ波受光素子６４及び前記Ｓ波受光素子６５により検出されたＰ波の強度信号Ｒｐ及びＳ波の強度信号Ｒｓの差分信号であるＰ−Ｓ波の強度信号Ｒｐ−ｓを出力するコンパレータ９１（差分信号出力手段の一例）と，前記コンパレータ９１から出力されたＰ−Ｓ波の強度信号Ｒｐ−ｓを予め設定された所定の受光強度に対応する基準電圧Ｒｂでカットして二値化するコンパレータ９２とを備えている。
前記コンパレータ９２は，Ｐ−Ｓ波の強度信号Ｒｐ−ｓを二値化した後の信号を前記制御部８に入力する。これにより，前記制御部８は，前記コンパレータ９２からの入力信号に基づいて，Ｐ波及びＳ波の差分信号であるＰ−Ｓ波の前記パッチトナー像Ｐ１〜Ｐ４ごとに対応する重心位置（又は中心位置）を算出する。

前記制御部８は，ＭＰＵ及びその周辺装置等からなる回路であり，ＭＰＵが所定の制御プログラムを実行することにより，当該画像形成装置Ｘが備える各種の構成部品を制御するものである。
例えば，前記制御部８は，前記ＩＤセンサ６による検出結果及び前記タイミング検出回路９による検出結果に基づいて前記画像形成部１〜４によって形成されるカラートナー像の色ズレを補正する後述の色ズレ補正処理（図５のフローチャート参照）を実行する。ここに，係る色ズレ補正処理を実行するときの前記制御部８が色ズレ補正手段に相当する。
前記色ズレ補正処理については後段で詳述するが，ここではその概略を説明する。前記色ズレ補正処理では，前記制御部８は，４つの画像形成部１〜４を制御することにより，それらの感光体ドラム１１〜１４から中間転写ベルト５へ各色（ブラック，イエロー，シアン，マゼンタ）のパッチトナー像Ｐ１〜Ｐ４を並べて転写させる。なお，以下において前記パッチトナー像Ｐ１〜Ｐ４を総称するときはパッチトナー像Ｐと称する。そして，前記制御部８は，その４色のパッチトナー像Ｐ１〜Ｐ４各々が前記パッチ通過部Ｑを通過するときに前記タイミング検出回路９によって検出されたパッチ通過タイミングに基づいて，前記中間転写ベルト５への各色のトナー像の転写位置のずれを修正する。

ところで，前述したように，前記中間転写ベルト５は，初期状態（新品の状態）においてはその表面の光沢度が高い。そのため，図６（ａ）に示したように，パッチトナー像Ｐが前記パッチ通過部Ｑを通過するに際し，前記Ｐ波受光素子６４から出力される強度信号Ｒｐの変化幅は大きく（振幅が大きい），前記Ｓ波受光素子６５から出力される強度信号Ｒｓ（散乱反射光の強度）の変化幅は前記強度信号Ｒｐに比べて小さい。
一方，図６（ｂ）に示したように，前記中間転写ベルト５の経年劣化などにより該中間転写ベルト５の表面の光沢度が経時的に低下すると，パッチトナー像Ｐが前記パッチ通過部Ｑを通過するに際し，前記Ｐ波受光素子６４から出力される強度信号Ｒｐ’の変化幅は小さくなり（振幅が小さい），前記Ｓ波受光素子６５から出力される強度信号Ｒｓ’の変化幅は，前記強度信号Ｒｐに比べて大きくなる。
そのため，仮に前記ＩＤセンサ６における前記Ｐ波受光素子６４，前記Ｓ波受光素子６５の光学的位置関係が一定であっても，前記制御部８で算出されるＰ波及びＳ波の差分信号であるＰ−Ｓ波の重心位置は，前記中間転写ベルト５の経年劣化に伴って変化することになる。具体的には，図６に示すように，前記Ｐ−Ｓ波の重心位置ｔ３は，Ｐ波及びＳ波のうち強度が大きい方の重心位置ｔ１又はｔ２側に偏ることになる。従って，前記中間転写ベルト５の経年劣化に起因するＰ−Ｓ波の重心位置ｔ３の変化を考慮しなければ，正確な位置ズレ量を検出することはできない。
そこで，前記画像形成装置Ｘでは，前記制御部８が，前記色ズレ補正処理を行う際に，前記中間転写ベルト５の経年劣化に起因するＰ−Ｓ波の重心位置ｔ３の変化を考慮して色ズレの補正を行う。

以下，図５のフローチャートに従って，前記制御部８によって実行される色ズレ補正処理について説明する。なお，図中のＳ１，Ｓ２，…は処理手順（ステップ）の番号を表している。
当該色ズレ補正処理は，前記画像形成装置Ｘにおいて定期的に或いはユーザによる要求操作などに応じて前記制御部８によって実行される。
まず，前記制御部８は，前記中間転写ベルト５を所定速度で走行させつつ，前記画像形成部１〜４を制御することにより，前記中間転写ベルト５上にパッチトナー像Ｐ１〜Ｐ４を所定間隔で並べて形成させる（Ｓ１）。なお，前記パッチトナー像Ｐ１〜Ｐ４は，例えば所定サイズの矩形状の塗りつぶし画像である。

そして，前記制御部８は，前記中間転写ベルト５に並べて形成されたパッチトナー像Ｐ１〜Ｐ４各々が前記パッチ通過部Ｑを通過するときに前記ＩＤセンサ６のＰ波受光素子６４及びＳ波受光素子６５によって検出される強度信号Ｒｐ，Ｒｓの最大変化量Ｐｚ，Ｓｚを，該パッチトナー像Ｐ１〜Ｐ４ごとに検出する（Ｓ２）。
ここに，前記最大変化量Ｐｚ，Ｓｚは，前記ＬＥＤ光源６１からの光が前記中間転写ベルト５の表面で反射した場合の強度信号Ｒｐ，Ｒｓと，前記ＬＥＤ光源６１からの光が前記中間転写ベルト５上のパッチトナー像Ｐ１〜Ｐ４で反射した場合の強度信号Ｒｐ，Ｒｓとの差分の絶対値である。
一方，前記中間転写ベルト５に並べて形成されたパッチトナー像Ｐ１〜Ｐ４各々が前記パッチ通過部Ｑを通過するとき，前記タイミング検出回路９では，前記パッチトナー像Ｐ１〜Ｐ４各々が前記パッチ通過部Ｑを通過するときに前記ＩＤセンサ６のＰ波受光素子６４及びＳ波受光素子６５によって検出されるＰ波，Ｓ波の強度信号Ｒｐ，Ｒｓの差分信号であるＰ−Ｓ波の強度信号Ｒｐ−ｓが前記コンパレータ９１から前記コンパレータ９２に入力される。そして，前記コンパレータ９２は，前記強度信号Ｒｐ−ｓを２値化して前記制御部８に入力する。
その後，前記制御部８は，前記ステップＳ２で検出した前記最大変化量Ｐｚ及び前記最大変化量Ｓｚの合計値における該最大変化量Ｓｚの割合Ｓｒを，前記パッチトナー像Ｐ１〜Ｐ４ごとに算出する（Ｓ３）。ここに，係る算出処理を実行するときの前記制御部８が変化割合算出手段に相当する。

次に，前記制御部８は，前記ステップＳ３で算出された前記最大変化量Ｓｚの割合Ｓｒと，前記前記制御部８に設けられたＲＡＭやＲＯＭなどの内部メモリ（ズレ量対応情報記憶手段の一例）に記憶されたズレ量対応情報とに基づいて，前記コンパレータ９１から出力されるＰ−Ｓ波の重心位置のＰ波の重心位置に対するズレ量Ｐｄ［μｍ］を導出する（Ｓ４）。なお，前記ズレ量Ｐｄは時間的概念であってもよい。
ここで，前記ズレ量対応情報は，前記ＩＤセンサ６における前記Ｐ波受光素子６４及び前記Ｓ波受光素子６５の光学的位置のズレ量Ａ（光学的位置関係の一例）と，前記Ｓ波の最大変化量Ｓｚの割合Ｓｒと，前記コンパレータ９１から出力されるＰ−Ｓ波の重心位置の前記Ｐ波の重心位置に対するズレ量Ｐｄ［μｍ］との関係を示すものであって，下記の（１）式で表される（図４のグラフ参照）。具体的に，前記ズレ量対応情報では，前記Ｓ波の最大変化量Ｓｚの割合Ｓｒに対応する前記ズレ量Ｐｄが，前記ＩＤセンサ６における前記Ｐ波受光素子６４及び前記Ｓ波受光素子６５の光学的配置のズレ量Ａ［μｍ］の０〜１倍として定義される。なお，前記ズレ量Ａは，前記ＩＤセンサ６ごとについて予め行われる実験やシミュレーションなどによって測定されたものである。
Ｐｄ＝Ａ×（Ｓｚ／（Ｐｚ＋Ｓｚ）） …（１）

その後，前記制御部８は，前記コンパレータ９２からの入力信号に基づいて，Ｐ−Ｓ波の重心位置を算出する（Ｓ５）。なお，係る処理は従来と同様である。
次に，前記制御部８は，前記ステップＳ５で算出されたＰ−Ｓ波の重心位置を，前記ステップＳ４で算出されたズレ量Ｐｄに基づいて補正する（Ｓ６）。即ち，Ｐ−Ｓ波の重心位置は，前記割合Ｓｒと前記ズレ量対応情報とに基づいて算出されるズレ量Ｐｄによって補正される。具体的には，前記Ｐ−Ｓ波の重心位置を前記ズレ量ＰｄだけＰ波の重心位置側に修正することが考えられる。これにより，前記Ｐ−Ｓ波における前記パッチトナー像Ｐ１〜Ｐ４ごとに対応する波形の重心位置は，Ｐ波の重心位置が基準となるように修正される。
このように前記ステップＳ４〜Ｓ６の処理を実行することによってＰ−Ｓ波の重心位置を補正するときの前記制御部８が差分信号補正手段に相当する。

そして，前記制御部８は，前記中間転写ベルト５に並べて形成されたパッチトナー像Ｐ１〜Ｐ４各々が前記パッチ通過部Ｑを通過するときに，前記ステップＳ５で算出され，前記ステップＳ６で補正された後の前記パッチトナー像Ｐ１〜Ｐ４各々に対応するＰ−Ｓ波の重心位置の間隔に基づいて，前記パッチトナー像Ｐ１〜Ｐ４各々の位置ズレ量を検出する（Ｓ７）。ここに，係る処理を実行するときの前記制御部８が位置ズレ量検出手段に相当する。このとき，前記パッチトナー像Ｐ１〜Ｐ４各々に対応するＰ−Ｓ波の重心位置は，前述したようにＰ波の重心位置を基準に位置合わせされているため，前記中間転写ベルト５の劣化の程度にかかわらず該パッチトナー像Ｐ１〜Ｐ４の位置ズレ量を正確に検出することができる。
さらに，前記制御部８は，前記ステップＳ７で検出された位置ズレ量に基づいて前記画像形成部１〜４各々による前記中間転写ベルト５へのトナー像の転写位置のズレを補正する（Ｓ８）。なお，前記中間転写ベルト５への各色のトナー像の転写位置のずれは，前記画像形成部１〜４における感光体ドラム１１〜１４に対する露光タイミングの補正や，前記中間転写ベルト５の移動速度（回転速度）の補正によって修正される。

以上，説明したように，本発明の実施の形態に係る前記画像形成装置Ｘでは，前記中間転写ベルト５の経年劣化などによるＰ波及びＳ波の強度の割合変化に起因するＰ−Ｓ波の重心位置の変化を考慮し，その変化に起因するＰ−Ｓ波の重心位置のズレが補正されるため，前記パッチトナー像Ｐ１〜Ｐ４各々の位置ズレ量を正確に検出することができ，精度の高い色ズレ補正を行うことができる。
しかも，例えばＰ波及びＳ波各々を所定の閾値で２値化したときの立ち上がり又は立ち下がりの時間差を修正してＰ−Ｓ波を得る場合のように，Ｐ波及びＳ波各々を所定の閾値で２値化する二つの２値化回路や，一時的にＰ波及びＳ波の両方のデータを記憶する大容量の記憶メモリなどが必要ないため，本発明は簡単な構成によって具現可能である。

なお，本実施の形態では，前記Ｐ−Ｓ波の重心位置を前記Ｐ波の重心位置を基準に補正する場合を例に挙げて説明したが，前記Ｐ−Ｓ波の重心位置を前記Ｓ波の重心位置を基準に補正することも他の実施例として考えられる。
この場合，前記制御部８は，前記ステップＳ３において，前記最大変化量Ｐｚ及び前記最大変化量Ｓｚの合計値における該最大変化量Ｐｚの割合Ｐｒを，前記パッチトナー像Ｐ１〜Ｐ４ごとに算出する。
そして，ステップＳ４では，前記制御部８は，前記割合Ｐｒと前記内部メモリに記憶されたズレ量対応情報とに基づいて前記Ｐ−Ｓ波の重心位置のＳ波の重心位置に対するズレ量Ｓｄを導出する。このとき，前記ズレ量対応情報は，前記ＩＤセンサ６における前記Ｐ波受光素子６４及び前記Ｓ波受光素子６５の光学的位置のズレ量Ａ（光学的位置関係の一例）と，前記Ｐ波の最大変化量Ｐｚの割合Ｐｒと，前記コンパレータ９１から出力されるＰ−Ｓ波の重心位置の前記Ｓ波の重心位置に対するズレ量Ｓｄとの関係を示すものであって，下記の（２）式で表される。
Ｓｄ＝Ａ×（Ｐｚ／（Ｐｚ＋Ｓｚ）） …（２）
そして，前記制御部８は，前記ステップＳ６において，前記ステップＳ５で算出されたＰ−Ｓ波の重心位置を，前記ステップＳ４で算出されたズレ量Ｓｄに基づいて補正する。具体的には，前記Ｐ−Ｓ波の重心位置を前記ズレ量ＳｄだけＳ波の重心位置側に修正することが考えられる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の主要部の構成を表す図。 本発明の実施形態に係る画像形成装置が備えるＩＤセンサの構成を表す図。 本発明の実施形態に係る画像形成装置が備えるタイミング検出回路の構成例を示す回路図。 Ｐ−Ｓ波の重心位置のズレ量を導出するために用いられるズレ量対応情報の一例を示す図。 本発明の実施形態に係る画像形成装置で実行される色ズレ補正処理の手順の一例を説明するためのフローチャート。 中間転写ベルトの初期状態及び劣化状態の中間転写ベルトそれぞれに対するＰ波，Ｓ波，Ｐ−Ｓ波の各強度信号の変化を表す図。

符号の説明

Ｘ ：画像形成装置
１〜４：画像形成部（画像形成手段の一例）
５ ：中間転写ベルト
６ ：ＩＤセンサ
７ ：ベルト支持ローラ
８ ：制御部
９ ：タイミング検出回路
１１〜１４：感光体ドラム
２１〜２４：帯電装置
３１〜３４：露光装置
４１〜４４：現像装置
５１〜５４：一次転写装置
６１：ＬＥＤ光源（光照射手段の一例）
６２：第１偏光フィルタ
６３：第２偏光フィルタ
６４：Ｐ波受光素子（正反射光検出手段の一例）
６５：Ｓ波受光素子（散乱反射光検出手段の一例）
Ｐ１〜Ｐ４：パッチトナー像
Ｓ１，Ｓ２，…：処理手順（ステップ）番号
ｔ１〜ｔ３：重心位置
Ｑ ：パッチ通過部

Claims (2)

1. 複数色のトナー像を移動中の中間転写体に順に重ね合わせて転写することによりカラー画像を形成する複数の画像形成手段と，予め定められた所定位置において前記中間転写体に光を照射する光照射手段と，前記光照射手段から照射されて前記中間転写体で反射した反射光に含まれた正反射光（Ｐ波）の強度を検出する正反射光検出手段と，前記反射光に含まれた散乱反射光（Ｓ波）の強度を検出する散乱反射光検出手段と，前記正反射光検出手段及び前記散乱反射光検出手段により検出された正反射光及び散乱反射光の差分信号を出力する差分信号出力手段と，前記複数の画像形成手段により前記中間転写体に並べて形成された複数のパッチトナー像各々が前記所定位置を通過するときに前記差分信号出力手段から出力される差分信号の重心位置の間隔に基づいて前記パッチトナー像各々の位置ズレ量を検出する位置ズレ量検出手段と，前記位置ズレ量検出手段による検出結果に基づいて前記画像形成手段各々による前記中間転写体へのトナー像の転写位置のズレを補正する色ズレ補正手段とを備えてなる画像形成装置であって，
   複数のパッチトナー像各々が前記所定位置を通過するときに前記正反射光検出手段により検出される正反射光の最大変化量及び前記散乱反射光検出手段により検出される散乱反射光の最大変化量の合計値における前記正反射光又は前記散乱反射光の最大変化量の割合を該パッチトナー像ごとに算出する変化割合算出手段と，
   前記正反射光検出手段及び前記散乱反射光検出手段の光学的位置関係と前記正反射光又は前記散乱反射光の最大変化量の割合と前記差分信号出力手段から出力される差分信号の重心位置の前記正反射光又は前記散乱反射光の重心位置に対するズレ量との関係を示すズレ量対応情報が予め記憶されたズレ量対応情報記憶手段と，
   前記変化量割合算出手段により算出された前記正反射光又は前記散乱反射光の最大変化量の割合と前記ズレ量対応情報記憶手段に記憶されたズレ量対応情報とに基づいて，前記差分信号出力手段から出力される差分信号の重心位置を補正する差分信号補正手段とを備えてなることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記ズレ量対応情報が，前記正反射光検出手段及び前記散乱反射光検出手段の光学的位置のズレ量をＡ，前記正反射光の最大変化量をＰｚ，前記散乱反射光の最大変化量をＳｚ，前記差分信号の前記正反射光に対するズレ量をＰｄ，前記差分信号の前記散乱反射光に対するズレ量をＳｄとしたとき，Ｐｄ＝Ａ×（Ｓｚ／（Ｐｚ＋Ｓｚ））又はＳｄ＝Ａ×（Ｐｚ／（Ｐｚ＋Ｓｚ））の関係を示すものである請求項１に記載の画像形成装置。

Images