JP2010107586A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】感光体ドラムの軸長方向における画像濃度差の発生を抑制することができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】感光体ドラムにＬＳＵにより光を照射して静電潜像を形成し、形成された静電潜像を現像して得られたトナー画像を中間転写ベルトに転写し、該中間転写ベルトに担持され搬送されたトナー画像を転写してシートに画像を形成する画像形成装置１０において、感光体ドラムの軸長方向の両端部夫々にパッチ画像形成部２２１により形成され、中間転写ベルトに転写されたパッチ画像の画像濃度差を画像濃度差検出部２２２により検出して、該画像濃度差に基づいてＬＳＵが発するレーザ光の感光体ドラムの軸長方向における光量分布を光量補正部２２３により補正しているから、中間転写ベルトに対する感光体ドラムの位置、感光体ドラムへの光の照射位置がずれるような場合においても、感光体ドラムの軸長方向における画像濃度差を抑制することができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、感光体ドラムに光を照射して該感光体ドラムに静電潜像を形成し、形成された静電潜像を現像してシートに画像を形成する画像形成装置に関する。

複写機、レーザプリンタ等の画像形成装置として、感光体ドラムの表面に形成された静電潜像をトナーにより現像した後に、現像されたトナー画像を記録媒体上に転写する電子写真方式の画像形成装置が広く用いられている。この画像形成装置として、複数の感光体ドラムを用い、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及び黒（Ｋ）等の複数色のトナー夫々により対応する複数の感光体ドラム上にトナー画像を各形成し、これらのトナー画像を中間転写ベルト上で重ね合わせた後、シートなどの記録媒体上に転写して定着させることにより、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においては、中間転写ベルト上で重ね合せるときに各色のトナー画像の位置がずれてしまうと、カラー画像の品質が低下するという問題があった。このため、複数色のトナー夫々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のタイミングを調整することにより、各色のトナー画像の位置ズレを防止する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に開示された画像形成装置は、調整用のパターン画像として、記録媒体である紙を搬送する無端状搬送手段上に、該無端状搬送手段の搬送方向に対して斜めに延びる斜線を形成しており、斜線の感光体ドラムの軸長方向のずれに基づいて書き出しタイミングクロック及び書き込みクロックの少なくとも一方を補正するように構成してある。この構成により、例えば、温度変化により熱膨張が生じて、静電潜像の倍率が本来の倍率より大となる場合に生じる感光体ドラムの軸長方向のずれを、正確に検出して、きめ細かな補正を行うことができる。
特開昭６３−２８６８６４号公報

しかしながら、このような画像形成装置においては、長時間使用したときに、熱膨張、偏磨耗、又はモータ駆動トルクにより生じるフレームのゆがみなどにより、中間転写ベルトと感光体ドラムとの位置関係がずれてしまい、感光体ドラムの軸長方向における画像濃度差が変化することがある。特に、感光体ドラムの軸心が、該感光体ドラムに形成された静電潜像に現像剤を供給する現像ローラの軸心と平行でなくなると、感光体ドラムと現像ローラとの隙間が感光体ドラムの軸長方向の一側と他側とで異なることとなり、感光体ドラムの軸長方向に画像濃度差が生じる原因となる。また、露光手段のレーザ、ポリゴンミラー等の各構成部品間の位置関係、露光手段と感光体ドラムとの位置関係がずれると、感光体ドラムに照射されるレーザ光の照射位置がずれてしまい、感光体ドラムの軸長方向の画像濃度差がさらに大きくなる原因となる。

特許文献１に記載の画像形成装置は、前述した如く、各色のトナー画像の位置ズレを補正することは可能であるが、各色のトナー画像に感光体ドラムの軸長方向に画像濃度差が生じないようにすることは困難であった。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、感光体ドラムの軸長方向における画像濃度差の発生を抑制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。

本発明に係る画像形成装置は、軸心周りに回転する感光体ドラムと、該感光体ドラムに光を照射して静電潜像を形成する露光手段と、形成された静電潜像を現像して得られたトナー画像が転写され、該トナー画像を担持して搬送する担持ベルトと、前記トナー画像の画像濃度を補正する画像補正手段とを備え、前記担持ベルトに担持されたトナー画像を転写してシートに画像を形成する画像形成装置において、前記画像補正手段は、前記感光体ドラムの軸長方向の両端部夫々にパッチ画像を形成するパッチ画像形成部と、形成されたパッチ画像又は前記担持ベルトに転写されたパッチ画像の画像濃度差を検出する画像濃度差検出部と、検出された画像濃度差に基づいて、前記露光手段の感光体ドラムの軸長方向における光量分布を補正する光量補正部とを備えることを特徴とする。

本発明にあっては、感光体ドラムの軸長方向の両端部夫々に形成したパッチ画像、又は担持ベルトに転写されたパッチ画像の画像濃度差を検出して、該画像濃度差に基づいて露光手段の感光体ドラムの軸長方向における光量分布を補正しており、例えば、担持ベルトと感光体ドラムとの位置関係、又は感光体ドラムに照射されるレーザ光の照射位置にずれが生じて、感光体ドラムの軸長方向に画像濃度差が生じたときに、この画像濃度差分だけ露光手段の感光体ドラムの軸長方向における光量分布を補正するように構成することにより、感光体ドラムの軸長方向における画像濃度差を抑制することができる。

本発明に係る画像形成装置は、前記画像補正手段は、更に前記パッチ画像の位置ズレ量を検出する画像位置ズレ量検出部と、検出されたパッチ画像の位置ズレ量に基づいて、前記露光手段の光路を補正する光路補正部とを備えることを特徴とする。

本発明にあっては、感光体ドラムの軸長方向における画像濃度差の補正に用いるパッチ画像の位置ズレ量を検出して、該パッチ画像の位置ズレ量に基づいて露光手段の光路を補正しており、画像濃度差及び位置ズレの補正に同じパッチ画像を用いているから、パッチ画像を形成するためのトナー消費量及び形成時間を節約することができる。

本発明に係る画像形成装置は、前記パッチ画像形成部は、前記パッチ画像が、前記担持ベルトの搬送方向に交叉するように配列されるように構成してあることを特徴とする。

本発明にあっては、感光体ドラムの軸長方向の両端部に形成される２つパッチ画像が担持ベルトの搬送方向に交叉するように配列されるようにパッチ画像形成部を構成してあり、これらのパッチ画像を用いて画像濃度差の補正をしている。例えば、感光体ドラムが偏心している場合、感光体ドラム上に形成された画像は周方向位置によって画像濃度が異なってしまい、担持ベルト上の画像も担持ベルトの移動方向の位置によって画像濃度が異なることになるが、補正に用いるパッチ画像は担持ベルトの搬送方向に交叉するように配してあるから、この感光体ドラムの偏心に起因する画像濃度差が打ち消されて、より正確に感光体ドラムの軸長方向における画像濃度差を求めることができ、該画像濃度差を抑制することができる。

本発明に係る画像形成装置は、前記露光手段は、前記感光体ドラムの表面に向けて光を反射するポリゴンミラーを備えており、前記光路補正部は、検出されたパッチ画像の位置ズレ量に基づいて前記ポリゴンミラーの回転軸を偏倚させるように構成してあることを特徴とする。

本発明にあっては、検出されたパッチ画像の位置ズレ量に基づいて露光手段のポリゴンミラーの回転軸を偏倚させて、該ポリゴンミラーにて反射されて感光体ドラムに入射する光の位置を補正しているから、感光体ドラムの軸心の位置を移動することなく、感光体ドラム表面へのレーザ光の照射位置を補正することができる。

本発明に係る画像形成装置は、前記パッチ画像は、前記担持ベルトの搬送方向に沿って配列された複数のパッチ画像であることを特徴とする。

本発明にあっては、前記パッチ画像として、担持ベルトの搬送方向に沿って配列された複数のパッチ画像を形成しているから、検出装置を適切に設置することにより、画像形成時の担持ベルトの移動のみによりパッチ画像が検出可能な位置に順次移動するから、検出装置を移動させることなく、画像濃度を検出することができる。

本発明によれば、担持ベルトに対する感光体ドラムの位置、感光体ドラムへの光の照射位置がずれるような場合においても、感光体ドラムの軸長方向における画像濃度差の発生を抑制することができる。

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて、以下詳述する。図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置１０の全体構成を示す模式図である。本発明に係る画像形成装置１０は、４つの画像形成ユニット１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ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１ａは、黒（Ｋ）トナー画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１ｂは、シアン（Ｃ）トナー画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１ｃは、マゼンタ（Ｍ）トナー画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１ｄは、イエロー（Ｙ）トナー画像を形成するための画像形成ユニットである。

図２は、第１の画像形成ユニット１ａの構成を示す模式図である。第１の画像形成ユニット１ａは、回転駆動される感光体ドラム１１ａと、感光体ドラム１１ａの表面を帯電する帯電器１２ａと、感光体ドラム１１ａ上に形成された静電潜像を現像する現像装置１３ａと、１次転写後に感光体ドラム１１ａ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１４ａとを備えている。これら帯電器１２ａ、現像装置１３ａ及び感光体ドラムクリーナ１４ａは、感光体ドラム１１ａの近傍に、感光体ドラム１１ａの回転方向Ｒｄに沿って順次配置してある。

帯電器１２ａは、例えば、スコロトロン帯電器であり、感光体ドラム１１ａに対しコロナ放電を行うことにより感光体ドラム１１ａを所定の電位に一様に帯電する。この帯電器１２ａにより所定の電位に帯電された感光体ドラム１１ａの表面上には、後述する露光手段によりレーザ光（図中にて一点鎖線にて示す）が照射されて露光が行われ、静電潜像が形成される。なお、帯電器１２ａとして、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用いてもよい。

現像装置１３ａは、感光体ドラム１１ａに臨む位置に開口部１３０ａを有する２成分現像剤を収容する現像槽１３１ａを備えている。現像槽１３１ａの内部には、２成分現像剤を攪拌するアジテータ１３２ａが回転自在に支持してある。

現像槽１３１ａの内部の開口部１３０ａ近傍には、感光体ドラム１１ａの外周面に所定間隙を隔てて対向するように、現像ローラ１３３ａが回転自在に設けてある。該現像ローラ１３３ａは、この軸心が感光体ドラム１１ａの軸心と平行をなすように設けてある。現像ローラ１３３ａは、外周面に２成分現像剤を担持して搬送することにより感光体ドラム１１ａに２成分現像剤を供給し、感光体ドラム１１ａ上に形成された静電潜像を現像する。

現像槽１３１ａの開口部１３０ａには、現像ローラ１３３ａに向けて突設され、突設端が現像ローラ１３３ａの外周面に所定間隙を隔てて対向するように、規制ブレード１３４ａが取付けてある。この規制ブレード１３４ａにより、現像ローラ１３３ａの表面に担持されて搬送される２成分現像剤の層厚が、現像ローラ１３３ａとの所定間隙である一定層厚に規制される。

感光体ドラムクリーナ１４ａは、感光体ドラム１１ａに臨む位置に開口部を有するクリーナハウジング１４１ａと、クリーナハウジング１４１ａの開口部に取り付けられたクリーニングブレード１４２ａ及びシール１４３ａを備えている。クリーニングブレード１４２ａは、図２に示すように、感光体ドラム１１ａの回転方向が下向きとなる位置において感光体ドラム１１ａの外周面にエッジ部１４４ａを圧接させ、該エッジ部１４４ａの側が上側になるようにクリーナハウジング１４１ａ内に配置してある。これにより、感光体ドラム１１ａの回転に伴って、エッジ部１４４ａが感光体ドラム１１ａの回転方向Ｒｄに対して逆方向に圧接しつつ相対摺動することになるから、感光体ドラム１１ａの表面に残留しているトナーを含む残留物を掻き取って除去することができる。

シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）及びイエロー（Ｙ）の各色に対応した第２、第３及び第４の画像形成ユニット１ｂ，１ｃ，１ｄは、第１の画像形成ユニット１ａと同一構成を有するので、説明を省略する。

４つの画像形成ユニット１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの下方には、露光手段としてのレーザスキャナユニット（以下、ＬＳＵという）２が配設してある。ＬＳＵ２は、各画像形成ユニット１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄに対して、画像データ信号に応じたレーザ走査を行うレーザ発振部２１と、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｒｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）を含み、レーザ発振部２１を制御して、トナー画像の画像濃度を補正する画像補正手段としての画像補正装置２２とを備えている。

レーザ発振部２１は、各色に対応する画像形成ユニット１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ夫々に対応して、各色の画像データに応じて変調されたドット光を発する半導体レーザと、該半導体レーザからのレーザ光を主走査方向（感光体ドラム１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの軸長方向）に偏向させるためのポリゴンミラー（図示しない）と、ポリゴンミラーにより偏向されたレーザ光を感光体ドラムの表面に結像させるためのレンズ（図示しない）等を備えている。

ＬＳＵ２は、画像補正装置２２による制御指令に応じて、黒、シアン、マゼンタ及びイエローの各色の画像データによって変調されたレーザ光夫々を、ポリゴンミラー及びレンズを介して、感光体ドラム１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄに照射して、感光体ドラム１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの表面に画像データに応じた潜像を形成する。

また、ＬＳＵ２は、ポリゴンミラーの回転軸を変位させる変位部材を備えている。変位部材は、ポリゴンミラーを内部に収容し、該ポリゴンミラーの回転軸を回転自在に支持するケースを所定の方向に付勢するカムと、該カムを回転させるモータとを有している。このモータは、画像補正装置２２により駆動制御される。

一方、４つの画像形成ユニット１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの上方には、無端状の中間転写ベルト（担持ベルト）３０が配設してある。この中間転写ベルト３０は、左右に間隔を隔てて設けられた２つの支持ローラ３１，３２に張架されており、図１において矢印Ｒにて示す方向に移動するように構成してある。なお、中間転写ベルト３０は、例えば、電子伝導性導電材を適量含有させてあるポリイミド又はポリアミド等の樹脂製である。なお、以下の説明において、中間転写ベルト３０の移動方向（搬送方向）Ｒに沿って上流及び下流を相対的に表現する。

中間転写ベルト３０の下方には、該中間転写ベルト３０の移動方向Ｒに沿って上流側から下流側に向かって、黒トナー画像形成用の第１の画像形成ユニット１ａ、シアントナー画像形成用の第２の画像形成ユニット１ｂ、マゼンタトナー画像形成用の第３の画像形成ユニット１ｃ、及びイエロートナー画像形成用の第４の画像形成ユニット１ｄが順に配置してある。

中間転写ベルト３０の内側には、各画像形成ユニット１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄに対向するように１次転写ローラ３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄが夫々設けてある。１次転写ローラ３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄには、トナーの帯電極性と逆極性の転写バイアスが印加される。これにより、各画像形成ユニット１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの各感光体ドラム１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの表面に形成された単色トナー画像は、中間転写ベルト３０の外周面に順次重ねて転写され、中間転写ベルト３０の外周面に１つのカラーのトナー画像が形成される。中間転写ベルト３０は、転写されたトナー画像を担持して、下流側の２次転写位置まで搬送する。

一方の支持ローラ３２（図１において右側）に中間転写ベルト３０を挟んで対向する位置には、２次転写ローラ３４が配設してある。２次転写ローラ３４は、中間転写ベルト３０上に形成されたトナー画像を、中間転写ベルト３０及び２次転写ローラ３４間に供給される用紙に転写する。

他方の支持ローラ３１（図１において左側）に中間転写ベルト３０を挟んで対向する位置には、ベルトクリーニングユニット３５が設けてある。ベルトクリーニングユニット３５は、中間転写ベルト３０に接触するように設けられたベルトクリーニングブラシ３６と、該ベルトクリーニングブラシ３６よりも下流側に、同じく中間転写ベルト３０に接触するように設けられたベルトクリーニングブレード３７とを備えている。ベルトクリーニングユニット３５は、感光体ドラム１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄから中間転写ベルト３０に転写されたトナーのうち、用紙に転写されずに中間転写ベルト３０上に残存したトナーを、ベルトクリーニングブラシ３６及びベルトクリーニングブレード３７により掻き取って回収して、中間転写ベルト３０の表面をクリーニングするように構成してある。

ＬＳＵ２の下方には、用紙を収容するトレー５が配設されている。このトレー５内に収容されている用紙は、１枚ずつ分離して取出され、複数組（本実施の形態においては４組）の給紙ローラ対５１，５１…にて、２次転写ローラ３４が中間転写ベルト３０と対向する２次転写位置まで搬送される。搬送された用紙には、前述したように、中間転写ベルト３０上に形成されたトナー画像が転写される。なお、図１において、用紙の搬送経路を二点鎖線にて、用紙の搬送方向を矢印Ｐにて夫々示している。

２次転写位置においてトナー画像が転写された用紙は、２次転写ローラ３４の用紙搬送方向Ｐの下流側に設けられた定着ユニット５２に導かれる。定着ユニット５２は、２つのローラを有しており、これら２つのローラの間を用紙が通過するときに、用紙を加熱及び加圧することにより、転写されたトナー画像を用紙上に定着させる。定着ユニット５２によりトナー画像が定着された用紙は、定着ユニット５２の下流側に設けられた排紙ローラ対５３により、排紙トレー上に排出される。

中間転写ベルト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６が設けてある。本発明に係る画像形成装置１０全体の動作は、このシーケンス制御装置６によりシーケンス制御される。

以上のような構成の画像形成装置１０において、各画像形成ユニット１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄにて形成された各単色トナー画像は、中間転写ベルト３０上に順次転写されて、中間転写ベルト３０上にカラーのトナー画像が形成される。中間転写ベルト３０上のトナー画像は、前述した２次転写位置において、複数組の給紙ローラ対５１，５１…により搬送される用紙に２次転写され、その後、定着ユニット５２により用紙に定着されることになる。トナー画像が定着された用紙は、排紙ローラ対５３にて画像形成装置１０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中間転写ベルト３０上に残ったトナーは、ベルトクリーニングユニット３５により取り除かれる。

本発明に係る画像形成装置１０には、感光体ドラム１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの軸長方向における画像濃度差の発生を抑制すべく、中間転写ベルト３０上に形成されたパッチ画像の画像濃度を検出する検出装置７が第４の画像形成ユニット１ｄの下流側に中間転写ベルト３０に近接させて設けてある。

図３は検出装置７の構成を示す模式図である。検出装置７は、発光素子としての半導体レーザ７１と、該半導体レーザ７１の出射側に設けられた集光用レンズ７２と、受光素子としてのフォトセンサ７３とを筐体７０の内部に備えてなる。検出装置７は、中間転写ベルト３０の幅方向の両側に、中間転写ベルト３０上に形成されるパッチ画像に対向するように夫々設けてある。

半導体レーザ７１は、中間転写ベルト３０の表面に対してレーザ光の出射方向が所定の角度をなすように設けてあり、中間転写ベルト３０上に形成されたパッチ画像に向けてレーザ光を発する。集光用レンズ７２は、半導体レーザ７１からのレーザ光を中間転写ベルト３０上に絞り込み（本実施の形態においては、スポット径が約０．１ｍｍ）、中間転写ベルト３０の表面に照射する。フォトセンサ７３は、フォトトランジスタ又はフォトダイオードを備えてなり、中間転写ベルト３０からの反射光を受光して、受光した光量に応じた電気信号をシーケンス制御装置６に与える。フォトセンサ７３により与えられた検出値に基づいて、中間転写ベルト３０の表面に形成されたパッチ画像の画像濃度を測定することができる。

図４は、本発明に係る画像形成装置１０のハードウェア構成を機能別に示すブロック図である。シーケンス制御装置６は、前述したように、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びＨＤＤ等を備え、ＲＯＭ又はＨＤＤに記憶された画像形成処理を実現するためのプログラムに従うＣＰＵの動作により、画像形成装置１０全体をシーケンス制御するように構成してある。なお、シーケンス制御装置６のＲＯＭ又はＨＤＤに記憶されたプログラムは、実行時に、当該ＲＯＭ又はＨＤＤから読出されてシーケンス制御装置６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内の前述したレジスタ、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。実行の結果は、同様に、ＣＰＵ内のレジスタ、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。

シーケンス制御装置６には、ＢＵＳライン１００を介して、前述した各色に対応した画像形成ユニット１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ、画像補正手段としての画像補正装置２２及び検出装置７が接続してある。シーケンス制御装置６には、ＢＵＳライン１００を介して、更にＮＩＣ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｉｎｔｅｆａｃｅ Ｃａｒｄ）１０１、画像データ処理装置１０２及び入力画像データ生成装置１０３が接続してある。

ＮＩＣ１０１は、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）回線等のネットワーク回線１０６に接続してあり、ネットワーク回線１０６を介して、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に接続してある。ＮＩＣ１０１は、ネットワーク回線１０６を介して図示しない外部機器により送信される画像データ及び印刷要求を受信する。画像データ処理装置１０２は、ＮＩＣ１０１が受信した画像データ及び印刷要求に基づいて、変換処理等の所定の画像データ処理を行う。入力画像データ生成装置１０３は、画像データ処理装置１０２により処理された画像データに基づいて、ＬＳＵ２の画像補正装置２２に与える制御信号を生成する。

このように接続されたシーケンス制御装置６のＣＰＵは、入力画像データ生成装置１０３、画像データ処理装置１０２、検出装置７、画像補正装置２２及び各画像形成ユニット１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ並びにＮＩＣ１０１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６のＲＡＭ又はＨＤＤ、入力画像データ生成装置１０３、画像データ処理装置１０２及び画像補正装置２２等にデータを格納したり、これらから読出したりする。

本実施の形態に係る画像形成装置１０においては、画像形成処理を実現するためのプログラムが、ネットワーク回線１０６及びＮＩＣ１０１を介して外部の装置からシーケンス制御装置６に送信され、シーケンス制御装置６内部のＲＡＭ又はＨＤＤに記憶されるように構成してある。

画像補正装置２２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等を備えたコンピュータから構成されており、感光体ドラム１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの軸長方向における画像濃度差を補正する本発明に係る画像補正手段として機能する。画像補正装置２２は、中間転写ベルト３０上にパッチ画像を形成するパッチ画像形成部２２１と、中間転写ベルト３０上に形成されたパッチ画像の画像濃度差を検出する画像濃度差検出部２２２と、ＬＳＵ２の感光体ドラム１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの軸長方向における光量分布を補正する光量補正部２２３と、前記パッチ画像の位置ズレ量を検出する画像位置ズレ量検出部２２４と、ＬＳＵ２の光路を補正する光路補正部２２５とを備えてなる。

図５は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置１０の感光体ドラム１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの軸長方向における画像補正動作の処理手順を示すフローチャートである。画像補正装置２２のパッチ画像形成部２２１は、感光体ドラム１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの軸長方向における画像濃度差及び、位置ズレ量を検出するためのパッチ画像を中間転写ベルト３０上に形成する（ステップＳ１）。

図６は、中間転写ベルト３０上に形成されるパッチ画像の一例を示す説明図である。図７は、図６の部分拡大図である。パッチ画像形成部２２１は、図６に示すように、黒（Ｂ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）及びイエロー（Ｙ）の各色に対応したパッチ画像群８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄを、中間転写ベルト３０の幅方向の両側に、中間転写ベルト３０の移動方向（搬送方向）Ｒに沿って、順次形成するように構成してある。中間転写ベルト３０の移動方向Ｒに沿って形成される各パッチ画像群８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ内のパッチ画像は、矩形状をなし、低、中、高の３段階の濃度の順に等間隔になるように配してある。

黒トナー画像形成用の第１の画像形成ユニット１ａにより形成されるパッチ画像群８ａは、例えば、レーザ発振部２１のレーザ出力が０〜２５５の階調数で表されるとき、レーザ発振部２１により発せられた「７５」、「１７５」及び「２５５」の３つの階調のレーザ出力のレーザ光により形成され、中間転写ベルト３０上に転写された黒ラインＢ１，Ｂ２，Ｂ３からなる。同様に、シアントナー画像形成用の第２の画像形成ユニット１ｂにより形成されるパッチ画像群８ｂは、３つの階調のレーザ出力のレーザ光により形成され、中間転写ベルト３０上に転写されたシアンラインＣ１，Ｃ２，Ｃ３からなり、マゼンタトナー画像形成用の第３の画像形成ユニット１ｃにより形成されるパッチ画像群８ｃは、３つの階調のレーザ出力のレーザ光により形成され、中間転写ベルト３０上に転写されたマゼンタラインＭ１，Ｍ２，Ｍ３からなり、イエロートナー画像形成用の第４の画像形成ユニット１ｄにより形成されるパッチ画像群８ｄは、３つの階調のレーザ出力のレーザ光により形成され、中間転写ベルト３０上に転写されたイエローラインＹ１，Ｙ２，Ｙ３からなる。そして、これら中間転写ベルト３０上に形成されるパッチ画像Ｂ１〜Ｂ３，Ｃ１〜Ｃ３，Ｍ１〜Ｍ３，Ｙ１〜Ｙ３は、中間転写ベルト３０の幅方向の両側に形成される同色及び同じ画像濃度のパッチ画像が中間転写ベルト３０の移動方向Ｒに直交するように配列され、各色の１番目のラインＢ１，Ｃ１，Ｍ１，Ｙ１が中間転写ベルト３０の移動方向に沿って等間隔に並ぶように配列されるようにしてある。なお、レーザ出力並びに、パッチ画像の間隔及び長さは任意に設定できる。

次に、画像位置ズレ量検出部２２４は、ステップＳ１において中間転写ベルト３０上の幅方向の両側に形成された各色のパッチ画像Ｂ１〜Ｂ３，Ｃ１〜Ｃ３，Ｍ１〜Ｍ３，Ｙ１〜Ｙ３の位置を検出装置７により読取り、読取られたパッチ画像の位置から、感光体ドラム１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの軸長方向のパッチ画像の位置ズレ量を算出する（ステップＳ２）。なお、検出装置７は、中間転写ベルト３０の移動により、検出装置７の検出域３０ａ，３０ａ（図６及び図７に破線にて示す領域）が、パッチ画像Ｂ１〜Ｂ３，Ｃ１〜Ｃ３，Ｍ１〜Ｍ３，Ｙ１〜Ｙ３の略中央を通過するように設置してある。なお、検出域３０ａ，３０ａの検出スポット径は約０．１ｍｍである。

図８は、検出装置７による検出結果の一例を示す図であり、中間転写ベルト３０上の幅方向の両側に設けられた検出装置７により夫々得られる。図８の横軸は検出時間を、縦軸はトナー画像濃度値を夫々示している。なお、図８は検出装置７によりパッチ画像を読取った際のトナー画像濃度値の変化を示す概念図であるが、パッチ画像の位置と画像濃度を同時に読取るようにしてもよい。

位置ズレ量検出部１１４は、図８に示すように、中間転写ベルト３０上の幅方向の両側に夫々形成される各色のパッチ画像Ｂ１〜Ｂ３，Ｃ１〜Ｃ３，Ｍ１〜Ｍ３，Ｙ１〜Ｙ３夫々のパッチ画像における画像濃度の立ち上がり時間（ＴＢ１，ＴＢ２，ＴＢ３，ＴＣ１，…，ＴＹ３）を検知し、中間転写ベルト３０の幅方向の両側にあるパッチ画像の検出時間差、換言すると位置ズレ量を算出する。具体的には、例えば、低レーザ出力にて形成された黒のパッチ画像Ｂ１においては、中間転写ベルトの幅方向の一方の側であるフロント側（Ｆ側）のパッチ画像Ｂ１の立ち上がり時間ＴＢ１（Ｌ）と、中間転写ベルトの幅方向の他方の側であるリア側（Ｒ側）のパッチ画像Ｂ１の立ち上がり時間ＴＢ１（Ｒ）との差を求め、求めた差に中間転写ベルト３０の移動速度を乗算したものが位置ズレ量となる。なお、パッチ画像における画像濃度の立ち上がり時間は、予め設定される閾値濃度（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３）以上となる時点としている。これらの閾値濃度Ｌ１，Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３は、「７５」、「１７５」及び「２５５」の３つの階調のレーザ出力のレーザ光により形成されるトナー画像の画像濃度に夫々対応している。

次に、ステップＳ２において算出された位置ズレ量を用いて、位置ズレが有るか否かを判定する（ステップＳ３）。この位置ズレの有無の判定は、中間転写ベルト３０の幅方向の両側にあるパッチ画像の位置ズレ量が規定値以上（例えば１００μｍ以上）であるか否かによりなされる。ステップＳ３において、位置ズレが有ると判定された場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）、光路補正部２２５によりＬＳＵ２の光路を補正し（ステップＳ４）、ステップＳ１に戻って一連の動作を繰り返す。この光路補正は、検出された位置ズレ量に基づいて、レーザ走査方向を感光体ドラム１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの軸心と平行になるようにポリゴンミラーの回転軸を変位させることによりなされる。

一方、ステップＳ３において、位置ズレがないと判定された場合（ステップＳ３：ＮＯ）、ステップＳ１において中間転写ベルト３０上の幅方向の両側に夫々形成される各色のパッチ画像Ｂ１〜Ｂ３，Ｃ１〜Ｃ３，Ｍ１〜Ｍ３，Ｙ１〜Ｙ３におけるパッチ画像夫々の画像濃度を検出装置７により検出し、検出された画像濃度値を用いて、画像濃度差検出部２２２により、感光体ドラム１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの軸長方向のパッチ画像の画像濃度差を算出する（ステップＳ５）。

次に、ステップＳ５において算出された画像濃度差を用いて、画像濃度差が有るか否かを判定する（ステップＳ６）。この画像濃度差の有無の判定は、感光体ドラム１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの軸長方向におけるパッチ画像の画像濃度差が規定値以上（例えばＩＤ０．１以上）であるか否かによりなされる。ステップＳ６において、画像濃度差が有ると判定された場合（ステップＳ６：ＹＥＳ）、光量補正部２２３によりＬＳＵ２の光量を補正し（ステップＳ７）、ステップＳ１に戻って一連の動作を繰り返す。この光量の補正は、検出された画像濃度差に基づいて、ＬＳＵ２が発するレーザ光の感光体ドラム１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの軸長方向における光量の分布を、感光体ドラム１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの軸長方向の画像濃度が等しくなるように、レーザ出力を制御して変更することによりなされる。即ち、感光体ドラム１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの軸長方向において、ＬＳＵ２が発するレーザ光の光量を感光体ドラム１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの軸長方向の位置に応じて変えることにより、同じ画像濃度の画像データにより形成されるトナー画像が同じ画像濃度になるようにしてある。なお、光量を補正する方法として、レーザ出力を制御する方法を採用しているが、これに限定されない。

一方、ステップＳ６において、画像濃度差がないと判定された場合（ステップＳ６：ＮＯ）、補正を行わずに、画像補正動作を終了する。

以上のように、感光体ドラム１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの軸長方向の両端部夫々に形成され、中間転写ベルト３０に転写されたパッチ画像の画像濃度差を検出して、該画像濃度差に基づいてＬＳＵ２が発するレーザ光の感光体ドラム１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの軸長方向における光量分布を補正しているから、中間転写ベルト３０に対する感光体ドラム１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの位置、感光体ドラム１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄへの光の照射位置がずれるような場合においても、感光体ドラム１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの軸長方向における画像濃度差を抑制することができる。そして、感光体ドラム１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの軸長方向の両端部に形成される２つパッチ画像が中間転写ベルト３０の移動方向（搬送方向）に直交するように配列されるように構成してあり、これらのパッチ画像を用いて画像濃度差の補正をしているから、感光体ドラム１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの偏心に起因する画像濃度差が打ち消されて、より正確に感光体ドラム１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの軸長方向における画像濃度差を求めることができ、該画像濃度差を抑制することができる。

また、感光体ドラム１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの軸長方向における画像濃度差の補正に用いるパッチ画像の位置を検出して、該パッチ画像の位置に基づいてＬＳＵ２の光路を補正しており、画像濃度差及び位置ズレの補正に同じパッチ画像を用いているから、パッチ画像を形成するためのトナー消費量及び形成時間を節約することができる。

また、検出されたパッチ画像の位置に基づいてＬＳＵ２のポリゴンミラーの回転軸を偏倚させて、該ポリゴンミラーにて反射されて感光体ドラム１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄに入射する光の位置を補正しているから、感光体ドラム１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの軸心の位置を移動することなく、感光体ドラム１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ表面へのレーザ光の照射位置を補正することができる。

パッチ画像として、中間転写ベルト３０の移動方向に沿って配列された複数のパッチ画像を形成して、このパッチ画像に対向する位置に検出装置７を適切に設置しており、画像形成時の中間転写ベルト３０の移動のみによりパッチ画像が検出可能な位置に順次移動するから、検出装置７を移動させることなく、画像濃度を検出することができる。

なお、以上の実施の形態においては、中間転写ベルト３０に転写されたパッチ画像を用いて、画像濃度差及び位置ズレ量を求めるように構成してあるが、これに限定されず、各感光体ドラム１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ上に形成されたパッチ画像を用いて、画像濃度差及び位置ズレ量の一方又は両方を求めるように構成してもよい。

また、以上の実施の形態においては、パッチ画像は、矩形状を有しているが、これに限定されず、円形状、帯状等の形状であってもよい。また、パッチ画像夫々は、等間隔に配列されているが、同色及び同じ画像濃度のパッチ画像が中間転写ベルト３０の移動方向と直交するように形成してあればよい。また、パッチ画像が濃淡順に配置されてなくてもよい。

また、以上の実施の形態においては、感光体ドラム１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの軸長方向の両端部に形成される２つパッチ画像が中間転写ベルト３０の移動方向（搬送方向）に直交するように配列されるようにしてあるが、これに限定されない。中間転写ベルト３０の移動方向（搬送方向）に交叉するように配列されるようにしてあれば、感光体ドラム１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの偏心に起因する画像濃度差を抑制することは可能である。

また、以上の実施の形態において、各色のパッチ画像の濃度は３階調にしてあるが、これに限定されず、２、４、５階調以上であってもよい。

さらに、以上の実施の形態においては、中間転写方式のカラー画像形成装置を例に説明したが、これに限定されるものではなく、直接転写方式の画像形成装置に対しても適用することができ、本発明は、その他、特許請求の範囲に記載した事項の範囲内において種々変更した形態にて実施することが可能であることは言うまでもない。

本発明の実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を示す模式図である。 第１の画像形成ユニットの構成を示す模式図である。 検出装置の構成を示す模式図である。 本発明に係る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。 本発明の実施の形態に係る画像形成装置の感光体ドラムの軸長方向における画像補正動作の処理手順を示すフローチャートである。 中間転写ベルト上に形成されるパッチ画像の一例を示す説明図である。 図６の部分拡大図である。 検出装置による検出結果の一例を示す図である。

符号の説明

１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ 感光体ドラム
２ ＬＳＵ（露光手段）
３０ 中間転写ベルト（担持ベルト）
２２ 画像補正装置（画像補正手段）
２２１ パッチ画像形成部
２２２ 画像濃度差検出部
２２３ 光量補正部
２２４ 画像位置ズレ量検出部
２２５ 光路補正部

Claims (5)

1. 軸心周りに回転する感光体ドラムと、該感光体ドラムに光を照射して静電潜像を形成する露光手段と、形成された静電潜像を現像して得られたトナー画像が転写され、該トナー画像を担持して搬送する担持ベルトと、前記トナー画像の画像濃度を補正する画像補正手段とを備え、前記担持ベルトに担持されたトナー画像を転写してシートに画像を形成する画像形成装置において、
   前記画像補正手段は、前記感光体ドラムの軸長方向の両端部夫々にパッチ画像を形成するパッチ画像形成部と、形成されたパッチ画像又は前記担持ベルトに転写されたパッチ画像の画像濃度差を検出する画像濃度差検出部と、検出された画像濃度差に基づいて、前記露光手段の感光体ドラムの軸長方向における光量分布を補正する光量補正部とを備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記画像補正手段は、更に前記パッチ画像の位置ズレ量を検出する画像位置ズレ量検出部と、検出されたパッチ画像の位置ズレ量に基づいて、前記露光手段の光路を補正する光路補正部とを備えることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記パッチ画像形成部は、前記パッチ画像が、前記担持ベルトの搬送方向に交叉するように配列されるように構成してあることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記露光手段は、前記感光体ドラムの表面に向けて光を反射するポリゴンミラーを備えており、前記光路補正部は、検出されたパッチ画像の位置ズレ量に基づいて前記ポリゴンミラーの回転軸を偏倚させるように構成してあることを特徴とする請求項２または３に記載の画像形成装置。
5. 前記パッチ画像は、前記担持ベルトの搬送方向に沿って配列された複数のパッチ画像であることを特徴とする請求項１から４の何れか一つに記載の画像形成装置。

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