JP2014238460A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】静電潜像を用い、かつ、精度の高い色ずれ補正制御を行う画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置は、回転駆動される感光体と、感光体を光で走査することで感光体に静電潜像を形成する走査手段と、画像形成のために感光体に作用するプロセス手段と、を含む画像形成手段と、色ずれ補正のための複数の静電潜像を含む補正用静電潜像を感光体に形成する形成手段と、プロセス手段に対応する電源手段と、感光体に形成した補正用静電潜像がプロセス手段と対向する位置を通過するときの電源手段の出力を検出して検出信号を出力する検出手段と、検出信号の波形成形を行う波形成形手段と、波形成形手段による波形成形後の検出信号に基づき感光体に形成した補正用静電潜像を検出して色ずれ補正制御を行う制御手段と、を備えており、制御手段は、色ずれ補正制御の際に、感光体に形成した補正用静電潜像の複数の静電潜像の内、少なくとも最初に形成した静電潜像の検出結果については色ずれ量の算出のための使用を禁止する。【選択図】図４

Description

本発明は、電子写真方式を用いた画像形成装置に関し、特に静電潜像を形成可能な画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置では、高速に印刷するために、各色の画像形成部を独立して設けた所謂タンデム方式が知られている。このタンデム方式の画像形成装置では、各色の画像形成部から順次中間転写ベルトに画像を転写し、更に中間転写ベルトから記録媒体に一括して画像を転写する構成がとられている。この様な画像形成装置では、各色の画像形成部における機械的要因により、画像を重ね合わせたときに色ずれ（位置ずれ）が生じ得る。

この位置ずれの発生原因の１つとして、連続して画像形成動作を行うことによる画像形成装置内部の温度上昇がある。具体的には、温度上昇により感光体の露光に係る部材にゆがみが発生し、感光体の露光位置が変化することにより位置ずれが生じる。このため、画像形成装置では、位置ずれ補正制御を行う。特許文献１は、像担持体に各色の検出用トナー像を形成して位置ずれを補正する構成を開示している。

しかしながら、特許文献１に記載の構成では、検出用のトナー像を感光体及び中間転写ベルトに形成し、さらに、形成したトナー像のクリーニングを行わなければならず、これは、画像形成装置のユーザビリティーを低下させることになる。このため、特許文献２は、感光体に形成した静電潜像により色ずれの補正を行う構成を開示している。

特開平７−２３４６１２号公報 特開２０１２−３２７７７号公報

画像形成装置が印刷する画像には所定の品質が要求される。したがって、静電潜像による色ずれ補正制御についても色ずれ量の検出精度を高めることが必要である。

本発明は、静電潜像を用い、かつ、精度の高い色ずれ補正制御を行う画像形成装置を提供するものである。

本発明の一態様によると、画像形成装置は、回転駆動される感光体と、前記感光体を光で走査することで前記感光体に静電潜像を形成する走査手段と、画像形成のために前記感光体に作用するプロセス手段と、を含む画像形成手段と、色ずれ補正のための複数の静電潜像を含む補正用静電潜像を前記感光体に形成する形成手段と、前記プロセス手段に対応する電源手段と、前記感光体に形成した補正用静電潜像が前記プロセス手段と対向する位置を通過するときの前記電源手段の出力を検出して検出信号を出力する検出手段と、前記検出信号の波形成形を行う波形成形手段と、前記波形成形手段による波形成形後の検出信号に基づき前記感光体に形成した補正用静電潜像を検出して色ずれ補正制御を行う制御手段と、を備えており、前記制御手段は、色ずれ補正制御の際に、前記感光体に形成した補正用静電潜像の複数の静電潜像の内、少なくとも最初に形成した静電潜像の検出結果については色ずれ量の算出のための使用を禁止することを特徴とする。

静電潜像を用い、かつ、精度の高い色ずれ補正制御を行うことができる。

一実施形態による画像形成装置の概略的な構成図。 一実施形態による画像形成装置の電源供給系統の構成図。 感光体の摩耗による検出電圧変動の説明図。 ハイパス・フィルタによる検出電圧変動の説明図。 一実施形態による基準値取得処理のフローチャート。 一実施形態による現像像によるマーク及び潜像マークを示す図。 潜像マークの検出の説明図。 一実施形態による位置ずれ補正制御のフローチャート。 一実施形態による位置ずれ補正制御のフローチャート。 一実施形態による帯電電源回路の構成図。 一実施形態による潜像マーク検出に係る処理のタイミングチャート。 一実施形態による潜像マーク検出に係る処理のタイミングチャート。 一実施形態による基準値取得処理のフローチャート。 一実施形態による位置ずれ補正制御のフローチャート。

以下、本発明の例示的な実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態は例示であり、本発明は以下の実施形態に限定されない。また、以下の各図においては、実施形態の説明に必要ではない構成要素については図から省略する。

＜第一実施形態＞
図１は、本実施形態における画像形成装置の構成図である。なお、参照符号の末尾の英文字ａ、ｂ、ｃ及びｄは、それぞれ、当該部材がイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の現像剤像を形成するためのものであることを示している。また、以下の説明において、色を区別する必要が無い場合には、末尾の英文字ａ、ｂ、ｃ及びｄを除いた参照符号を使用する。感光体２２は、像担持体であり回転駆動される。帯電ローラ２３は、対応する色の感光体２２の表面を一様な電位に帯電させる。一例として、帯電ローラ２３が出力する帯電バイアスは−１２００Ｖであり、これにより、感光体２２の表面は−７００Ｖ（暗電位）の電位に帯電される。スキャナユニット２０は、形成する画像の画像データに応じたレーザ光で感光体２２の表面を露光することで、感光体２２に静電潜像を形成する。一例として、レーザ光での露光により、静電潜像が形成されている箇所の電位は−１００Ｖ（明電位）となる。現像器２５は、それぞれ、対応する色の現像剤を有し、現像スリーブ２４により、感光体２２の静電潜像に現像剤を供給することで、感光体２２の静電潜像を現像する。一例として、現像スリーブ２４が出力する現像バイアスは−３５０Ｖであり、この電位により現像器２５は現像剤を静電潜像に付着させる。１次転写ローラ２６は、感光体２２に形成された現像剤像を、像担持体であり、ローラ３１、３２及び３３により周回駆動される中間転写ベルト３０に転写する。一例として、１次転写ローラ２６が出力する１次転写バイアスは＋１０００Ｖであり、この電位により１次転写ローラ２６は現像剤像を中間転写ベルト３０に転写する。なお、このとき、各感光体２２の現像剤像を重ね合わせて中間転写ベルト３０に転写することでカラー画像が形成される。

２次転写ローラ２７は、搬送路１８を搬送される記録媒体１２に、中間転写ベルト３０の現像剤像を転写する。定着ローラ対１６及び１７は、記録媒体１２に転写された現像剤像を加熱定着する。ここで、２次転写ローラ２７によって、中間転写ベルト３０から記録媒体１２に転写されなかった現像剤は、クリーニングブレード３５によって容器３６に回収される。また、現像剤像を形成しての色ずれ（位置ずれ）の補正制御を行うため、検出センサ４０が中間転写ベルト３０に対向して設けられている。

なお、スキャナユニット２０は、レーザではなく、ＬＥＤアレイ等により感光体２２を露光する形態とすることができる。また、中間転写ベルト３０を設けるのではなく、各感光体２２の現像剤像を記録媒体１２に直接転写する画像形成装置であっても良い。なお、スキャナユニット２０、感光体２２、帯電ローラ２３、現像器２５及び１次転写ローラ２６を含む、現像剤像を形成するのに直接的に係る部材群のことを画像形成部と称する。場合によってはスキャナユニット２０を含めずに画像形成部と称しても良い。さらに、感光体２２の周囲に近接して配置され、感光体２２に作用する各部材（帯電ローラ２３、現像器２５及び１次転写ローラ２６）のことを、プロセス部と称する。

図２（Ａ）は、画像形成装置の各プロセス部への電源の供給系統を示す図である。帯電電源回路４３は、対応する帯電ローラ２３に電圧を印加する。また、現像電源回路４４は、対応する現像器２５の現像スリーブ２４に電圧を印加する。さらに、１次転写電源回路４６は、対応する１次転写ローラ２６に電圧を印加する。この様に、帯電電源回路４３、現像電源回路４４、１次転写電源回路４６は、プロセス部に対する電圧印加部として機能する。

続いて、図２（Ｂ）を用いて本実施形態における帯電電源回路４３について説明する。変圧器６２は、駆動回路６１によって生成される交流信号の電圧を数十倍の振幅に昇圧する。ダイオード１６０１及び１６０２とコンデンサ６３及び６６によって構成される整流回路５１は、昇圧された交流信号を整流・平滑する。そして整流・平滑化された信号は、出力端子５３から、帯電ローラ２３に直流電圧として出力される。オペアンプ６０は、出力端子５３の電圧を検出抵抗６７、６８によって分圧した電圧と、制御部５４によって設定された電圧設定値５５とが等しくなるよう、駆動回路６１の出力電圧を制御する。そして、出力端子５３の電圧に従い、帯電ローラ２３、感光体２２及びグランドを経由して電流が流れる。以下、この電流を帯電電流と呼ぶものとする。

電流検出回路５０は、帯電電流の電流量に応じた検出電圧５６２を出力するために設けられる。検出電圧５６２は、コンパレータ７４の負極入力端子に入力される。コンパレータ７４の正極入力端子には、所定の電圧を抵抗８６及び８７で分圧して生成した、基準電圧７５が入力されている。コンパレータ７４は、検出電圧５６２と基準電圧７５の大小に応じた二値化電圧５６１を制御部５４に出力する。具体的には、二値化電圧５６１は、検出電圧５６２が基準電圧７５を下回ると"ハイ"になり、それ以外の場合には"ロー"となる。

後述する様に、本実施形態では、感光体２２に形成する位置ずれ補正のための補正用静電潜像である潜像マークにより位置ずれの補正制御を行う。これも後述する様に、潜像マークが、帯電ローラ２３の対向位置を通過すると帯電電流が変動し検出電圧５６２も変動する。閾値である基準電圧７５は、潜像マークが帯電ローラ２３の対向位置を通過する際の検出電圧５６２の最小値と最大値との間の値に設定される。この構成により、潜像マークが、帯電ローラ２３の対向位置を通過すると、コンパレータ７４は、立ち上がり及び立下りエッジを１つずつ含む二値化電圧５６１を制御部５４に出力する。制御部５４は、例えば、二値化電圧５６１の立ち上がり及び立下がりの中点を、潜像マークの検出位置とする。なお、二値化電圧５６１の立ち上がり及び立下がりの何れか一方を検出位置とすることもできる。

続いて、図２（Ｂ）の電流検出回路５０について説明する。電流検出回路５０は、変圧器６２の２次側回路５００と接地点５７との間に挿入されている。出力端子５３に所望の電圧を出力することで電流検出回路５０に帯電電流が流れる。オペアンプ７０の反転入力端子のインピーダンスは非常に高いため、帯電電流は、ほぼ総てオペアンプ７０の反転入力端子と出力端子を接続する抵抗７１に流れる。また、オペアンプ７０の反転入力端子と非反転入力端子とは仮想的に短絡されており、反転入力端子の電位は、非反転入力端子の電位７３に略等しい。したがって、オペアンプ７０の出力端子には、帯電電流に応じた検出電圧５６が現れる。具体的には、帯電電流が増加すると検出電圧５６は減少し、帯電電流が減少すると検出電圧５６は増加する。なお、コンデンサ７２は、オペアンプ７０の反転入力端子を安定させるためのものである。

帯電電流に対応する検出電圧５６は、抵抗７６、コンデンサ７７によって構成されるローパスフィルタを介してオペアンプ７８の非反転入力端子に入力される。このローパスフィルタは変圧器６２のスイッチング周期で発生する高周波ノイズを除去するためのものである。オペアンプ７８は、オペアンプ７８の非反転入力端子に入力された電圧と反転入力端子との電圧が等しくなるように出力電圧を制御する。オペアンプ７８の出力電圧はコンデンサ７９、抵抗８１及び８２並びにオペアンプ８５で構成されるハイパス・フィルタ（波形成形部）に入力されて波形成形される。このハイパス・フィルタによって、オペアンプ７８の出力電圧の低周波の電圧変動が減衰するように、コンデンサ７９、抵抗８１の定数を決定する。ここで低周波の電圧変動とは、感光体２２が１回転する時間を１周期として発生する電圧変動である。

なお、図２（Ｂ）の構成において、オペアンプ７８から流れ出る電流は、ほぼ総て抵抗８２に流れるため、検出電圧５６が増加すると検出電圧５６２は減少し、検出電圧５６が減少すると検出電圧５６２は増加することになる。つまり、図２（Ｂ）の回路構成では、帯電電流が増加すると検出電圧５６２は増加し、帯電電流が減少すると検出電圧５６２は減少することになる。

ここで、ハイパス・フィルタを設ける理由について説明する。図３（Ａ）は、感光体２２に潜像マークを形成するときのレーザ光の状態と、検出電圧５６及び二値化電圧５６１の波形を示している。なお、図３（Ａ）の二値化電圧５６１は、ハイパス・フィルタを設けず、検出電圧５６をコンパレータ７４の負極入力端子に直接入力したときのものである。また、図３（Ａ）は、感光体２２の摩耗量が小さい場合の波形である。図３（Ａ）に示す様に、検出電圧５６には、潜像マークが帯電ローラ２３の対向位置を通過することによる電圧変動が現れる。ここでは、潜像マークによる電圧変動の周期をＴｐとしている。なお、図３（Ａ）の周期Ｔｄは、感光体２２の回転周期に相当する。図３（Ａ）に示す様に、検出電圧５６を図３（Ａ）においてはＶｒｅｆで表す基準電圧７５と比較することで、二値化電圧５６１が出力される。

図３（Ｂ）は、図３（Ａ）と同様にハイパス・フィルタを設けない場合において、感光体２２の摩耗量が大きい場合の検出電圧５６及び二値化電圧５６１の波形を示している。感光体２２は回転するにつれて、表層の感光層が徐々に削られていき、その感光層の摩耗量に応じて帯電電流が増大する。さらに感光体２２は、軸の偏心のために、その周方向において感光層の摩耗量が異なってしまう。そのため、印刷枚数が増え、感光体２２の累積回転時間が長くなるにつれ、帯電電流は増大すると共に、感光体２２の１回転周期に応じた変動が発生するようになる。この帯電電流の変動が大きくなると、図３（Ｂ）に示すように、検出電圧５６には、感光体２２の回転周期での電圧変動が生じる。図３（Ｂ）においては、この変動幅はＶｄ'である。このとき、ハイパス・フィルタが無いと、図３（Ｂ）に示す様に、コンパレータ７４が出力する二値化電圧５６１では、潜像マークを正しく検出できなくなる。その結果、位置ずれ検出の精度が劣化する。位置ずれ検出の精度の劣化を防ぐために、感光体２２の１回転周期の電圧変動を減衰させる必要があり、ハイパス・フィルタを使用する。

ここで、後述するように、位置ずれの補正のために、感光体２２には、潜像マークを所定の周期で複数形成する。位置ずれ補正制御においては、この複数の潜像マークを、帯電電流の変動により検出する必要がある。潜像マークが形成されていないときの、感光体２２の１回転周期Ｔｄにおける検出電圧５６の電圧変動幅をＶｄ'とし、潜像マークを形成する周期Ｔｐにおける検出電圧５６の電圧変動幅をＶｐ'とする。Ｖｄ'がＶｐ'よりも大きいと、図３（Ｂ）に示す様に正しく潜像マークを検出できなくなる。そのため、ハイパス・フィルタの出力信号である検出電圧５６２の感光体２２の１回転周期Ｔｄにおける電圧変動幅Ｖｄと、潜像マークの形成周期Ｔｐの電圧変動幅Ｖｐは、以下の式（１）を満足するようにハイパス・フィルタを構成する必要がある。
Ｖｄ ＜ Ｖｐ （１）

例えば、Ｔｄ＝５００ミリ秒、Ｔｐ＝１３ミリ秒、Ｖｄ＝０．８Ｖ、Ｖｐ＝０．６Ｖの場合、コンデンサ７９を０．４７ｕＦ、抵抗８１を１０ｋΩとすることで、十分に式（１）を満足することができる。この様に、帯電電流に対応する検出信号を波形成形して図３（Ｃ）に示す様な、波形成形後の検出電圧５６２とすることにより、コンパレータ７４が出力する二値化電圧５６１により潜像マークを正しく検出可能となる。以上がハイパス・フィルタを設ける理由である。なお、オペアンプ８５によって電圧を増幅するのは、Ｓ／Ｎ比を大きくしてノイズによる誤検知を防ぐためである。

図４は、形成した潜像マークの最初の４つを検出したときの検出電圧５６２と二値化電圧５６１を拡大して示したものである。最初の潜像マークが帯電ローラ２３の対向位置を通過する際の帯電電流の変化により、容量性素子であるコンデンサ７９が充電されるため、図４に示す様に、最初の潜像マークに対応する検出電圧５６２の振幅は大きくなる。

図２（Ｂ）に戻り、制御部５４は、図１で説明した画像形成装置の動作を統括的に制御する。ＣＰＵ３２１は、ＲＡＭ３２３を主メモリ、ワークエリアとして利用し、ＥＥＰＲＯＭ３２４に格納される各種制御プログラムに従い画像形成装置の各部を制御する。また、ＡＳＩＣ３２２は、ＣＰＵ３２１の指示のもと、各印刷シーケンスにおいて、例えば各モータの制御、現像バイアスの高圧電源制御等を行う。尚、ＣＰＵ３２１の機能の一部、或いは、総てをＡＳＩＣ３２２が実行しても良く、また、逆にＡＳＩＣ３２２の機能の一部、或いは、総てをＣＰＵ３２１が実行する構成であっても良い。また制御部５４の機能の一部を他のハードウェアに担わせて実行させても良い。

以下、本実施形態における位置ずれ補正制御の概略について説明する。まず、制御部５４は、中間転写ベルト３０に現像剤像による位置ずれ検出用のマークを形成し、検出センサ４０により基準色に対する、他の色の相対位置を測定して位置ずれ量を判定する。そして、制御部５４は、判定した位置ずれ量を小さくするように画像形成条件、例えば、スキャナユニット２０が感光体２２にレーザ光を照射するタイミングを調整する。

位置ずれ検出用のマークによる位置ずれ補正後の位置ずれが少ない状態において、感光体２２は、潜像マークによる位置ずれ補正のための基準値を取得する。具体的には、複数の潜像マークを各感光体２２に形成し、形成した潜像マークが帯電ローラ２３の対向位置に到達する時刻を検出電圧５６２により判定して基準値を求める。その後、連続印刷などで装置内温度が変化した際等に行う位置ずれ補正制御においては、形成する潜像マークと上記基準値に基づき位置ずれ量を判断して位置ずれの補正を行う。なお、以下では、レーザ光の照射タイミングを制御することで位置ずれを補正するものとするが、例えば、感光体２２の速度を制御しても、スキャナユニット２０に含まれる反射ミラーのメカ的な位置を制御しても良い。以下、位置ずれ補正制御の詳細について図５に基づき説明する。

図５のＳ１において、制御部５４は、画像形成部により中間転写ベルト３０に位置ずれ検出用の現像剤像のマークを形成する。図６（Ａ）は、位置ずれ検出用の現像剤像によるマークの例である。図６（Ａ）において、マーク４００及び４０１は、記録媒体１２の搬送方向（副走査方向）の位置ずれ量を検出するためのパターンである。また、マーク４０２及び４０３は、記録媒体１２の搬送方向と直交する主走査方向の位置ずれ量を検出するためのパターンである。なお、図６（Ａ）の矢印は、中間転写ベルト３０の移動方向であり、副走査方向に対応する。図６（Ａ）の例において、マーク４０２及び４０３は、主走査方向に対して４５度だけ傾いている。なお、マーク４００から４０３の参照符号の末尾の文字、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋは、それぞれ、対応するマークがイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの現像剤で形成されていることを示している。また、各マークのｔｓｆ１〜４、ｔｍｆ１〜４、ｔｓｒ１〜４、ｔｍｒ１〜４は、検出センサ４０が検出した対応するマークの検出タイミングを示している。なお、検出センサ４０によるこれらマークの検出は、例えば、マークに光を照射したときの反射光により行う等、周知の技術を使用することができる。

以下、イエローを基準色とし、代表してマゼンタの位置の補正について説明する。しかしながら、他のシアン及びブラックの位置の補正についても同様である。中間転写ベルト３０の移動速度をｖ（ｍｍ／ｓ）とし、イエローのマーク４００及び４０１と、マゼンタのマーク４００及び４０１との理論距離をｄｓＭとする。この場合、マゼンタの副走査方向の位置ずれ量δｅｓＭは、
δｅｓＭ＝ｖ×｛（ｔｓｆ２−ｔｓｆ１）＋（ｔｓｒ２−ｔｓｒ１）｝／２−ｄｓＭ
で表される。

また、主走査方向に関して、例えば、左側のマゼンタの位置ずれ量δｅｍｆＭは、
δｅｍｆＭ＝ｖ×（ｔｍｆ２−ｔｓｆ２）−ｖ×（ｔｍｆ１−ｔｓｆ１）
で表される。右側のマゼンタの位置ずれ量δｅｍｒＭについても同様である。なお、δｅｍｆＭ及びδｅｍｒＭの正負は、主走査方向におけるずれの方向を表している。制御部５４は、δｅｍｆＭからマゼンタの色の書き出し位置を補正し、δｅｍｒＭ−δｅｍｆＭから主走査方向の幅、つまり、主走査倍率を補正する。なお、主走査倍率に誤差がある場合、書き出し位置はδｅｍｆＭのみでなく、主走査倍率を補正することに伴い変化した画像周波数（画像クロック）の変化量を加味して算出する。制御部５４は、演算した位置ずれ量を解消するように、例えば、スキャナユニット２０ｂによるレーザ光の出射タイミングを変更する。例えば、副走査方向に４ライン分の位置ずれが発生している場合、制御部５４は、マゼンタの静電潜像を形成するレーザ光の出射タイミングを４ライン分だけ変更する。この様に、ステップＳ１の処理により、後続する基準値の取得処理を、位置ずれ量を小さくした状態で行うことができる。

図５に戻り、Ｓ２で、制御部５４は、感光体２２の回転速度（周面速度）に変動がある場合の影響を抑制すべく、各感光体２２間の回転位相を所定の状態に合わせる。具体的には、制御部５４の制御のもと、基準色の感光体２２の位相に対して、他の色の感光体２２の位相が所定の関係になるように調整する。また、感光体２２の回転軸に感光体２２の駆動ギアが設けられているような場合は、実質的には各感光体２２の駆動ギアの位相関係が所定の関係になるように調整する。

制御部５４は、Ｓ２において各感光体２２の位相を調整後、Ｓ３において、各感光体２２に所定の数の潜像マークをそれぞれ形成する。以下の説明においては形成する潜像マーク８０の数を２０個とするが、これは例示であり、任意の他の数の潜像マーク８０を形成することができる。なお、複数の潜像マークの形成時、現像スリーブ２４は感光体２２から離隔させ、現像剤により現像されない様にし、１次転写ローラ２６も感光体２２から離隔させる。なお、１次転写ローラ２６については、印加電圧をオフ（ゼロ）に設定し、通常の画像形成時よりも感光体２２への作用が小さくなるようしても良い。また、現像スリーブ２４については、通常とは逆極性のバイアス電圧を印加することで、現像剤を付着させないようにしても良い。さらに、感光体２２と現像スリーブ２４とを非接触状態にし、直流バイアスに交流バイアスを重畳させて電圧印加を行うジャンピング現像方式を使用している場合には、現像スリーブ２４への電圧印加をオフにするのみで良い。

図６（Ｂ）は、感光体２２に潜像マーク８０を形成した状態を示している。潜像マーク８０は、例えば、主走査方向の画像領域幅において最大限の幅に形成され、副走査方向においては、３０本の走査線程度の幅を持つ様に形成することができる。尚、主走査方向については、潜像マーク８０による検出電圧５６の変動幅を大きくするために、画像領域の最大幅の半分以上の幅で形成することができる。また、画像領域（記録媒体への印刷領域）の外側の領域を更に超えた幅の領域まで潜像マーク８０の幅を広げることもできる。

次に、制御部５４は、Ｓ４において、各感光体２２に形成した各潜像マーク８０の各エッジを、検出電圧５６２に基づき検出する。図７（Ａ）は、潜像マーク８０が帯電ローラ２３の対向位置を通過する際の、検出電圧５６の時間変動を示している。図７（Ａ）に示す様に、潜像マーク８０が帯電ローラ２３に対向する位置を通過すると、検出電圧５６はそれに応じて、一旦下がり、その後、復帰する様に変化する。ここで、検出電圧５６が図７（Ａ）に示す様に変動する理由について説明する。図７（Ｂ）及び（Ｃ）は、それぞれ、潜像マーク８０に現像剤が付着していない場合と、付着している場合における、感光体２２の表面電位を示している。なお、これら図において横軸は感光体２２の搬送方向の表面位置を示し、領域１０３は潜像マーク８０が形成されている位置を示している。また縦軸は電位を示し、感光体２２の暗電位をＶＤ（例えば−７００Ｖ）、明電位をＶＬ（例えば−１００Ｖ）、帯電ローラ２３の帯電バイアス電位をＶＣ（例えば−１０００Ｖ）としている。

潜像マーク８０の領域１０３では、帯電ローラ２３と感光体２２との電位差１０６、１０７が、それ以外の領域における電位差１０５と比べ大きくなる。このため、潜像マーク８０が帯電ローラ２３の対向位置に到達すると、感光体２２と帯電ローラ２３との間で流れる電流が増加する。そして、この電流の増加に伴い、オペアンプ７０の出力端子の電圧値が下がる。以上が、検出電圧５６が減少する理由である。この様に、検出電圧５６は、感光体２２の表面電位を反映したものとなっている。なお、帯電ローラ２３と感光体２２との間での電流の経路は、帯電ローラ２３と感光体２２とのニップ部を経由するものと、当該ニップ部近傍における放電によるものと、それらの両方によるものが考えられるが、どの形態かは問わない。

検出電圧５６は、潜像マーク８０の通過により、一旦減少して元の値に戻るため、検出電圧５６２は、潜像マーク８０の通過により、一旦増加して元の値に戻ることになる。したがって、図２（Ｂ）のコンパレータ７４は、１つの潜像マーク８０の通過により、立ち下がりエッジと、その後に続く１つの立ち上がりエッジを出力する。よって、例えば、各色について２０個の潜像マーク８０を形成すると、制御部５４は、各色について、それぞれ、４０個のエッジを検出する。

なお、図４を用いて説明した様に、最初の潜像マーク８０に対する検出電圧５６２は、後続する潜像マーク８０に対する検出電圧５６２よりその振幅が大きくなる。したがって、最初の潜像マーク８０に対応する二値化電圧５６１の立下りから立ち上がりまでのパルス幅は、後続の潜像マーク８０のパルス幅より広がってしまう。このため、本実施形態では、最初の潜像マーク８０の検出結果については後の処理での使用を禁止する。したがって、制御部５４は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックそれぞれのエッジの検出時刻ｔｙ（ｋ）、ｔｍ（ｋ）、ｔｃ（ｋ）、ｔｂｋ（ｋ）（ｋ＝１〜４０）のうち、ｋ＝３〜４０の時刻をＲＡＭ３２３に保存する。

その後、制御部５４は、Ｓ５においてイエローを基準とする、マゼンタ、シアン、ブラックそれぞれの基準値ｅｓＹＭ、ｅｓＹＣ、ｅｓＹＢｋをそれぞれ以下の式で計算する。

各基準値は、対応する色の各潜像マーク８０で検出する２つのエッジの中心の平均値と、基準色であるイエローの各潜像マーク８０で検出する２つのエッジの中心の平均値との差分である。なお、基準値は、ＣＰＵ３２１がプログラムに基づき演算を行っても良いし、ハードウェア回路やテーブルを用いて行っても良い。制御部５４は、計算した各基準値を、感光体２２の回転周期の成分をキャンセルした位置ずれ量を示すデータとしてＥＥＰＲＯＭ３２４に保存する。

続いて、図８を用いて本実施形態における位置ずれ補正制御を説明する。制御部５４は、Ｓ１１において、図５のＳ２〜Ｓ４の処理を行う。つまり、基準値を取得するときと同じ数の潜像マーク８０を各感光体２２に形成し、最初の潜像マーク８０以外の潜像マーク８０の各エッジの検出時刻をＲＡＭ３２３に保存する。その後、制御部５４は、Ｓ１２において、ΔｅｓＹＭ、ΔｅｓＹＣ及びΔｅｓＹＢｋを、それぞれ、以下の式により計算し、ＲＡＭ３２３に保存する。

制御部５４は、Ｓ１３で、ΔｅｓＹＭと、マゼンタの基準値であるｅｓＹＭとの差分が０以上であるか否かを判定する。差分が０以上である場合、これは、イエローを基準にしたときのマゼンタの検出タイミングが遅れていることを示すので、制御部５４は、Ｓ１４において、マゼンタに対応するレーザ光の照射タイミングを早める。なお、早める量、つまり色ずれ量（位置ずれ量）は、差分値により特定できる。他方、差分が０未満である場合、これは、イエローを基準にしたときのマゼンタの検出タイミングが早いことを示すので、制御部５４は、Ｓ１５において、マゼンタに対応するレーザ光の照射タイミングを遅らせる。これによりイエローとマゼンタとの位置ずれ量を抑制することができる。このとき、レーザの発光は１ライン単位で行われるので、差分を１ライン単位に換算して、最も位置ずれ量が小さくなるようにレーザ光の発光タイミングを制御する。制御部５４はシアンに対し上記と同様の処理をＳ１６からＳ１８において行い、ブラックに対し上記と同様の処理をＳ１９からＳ２１において行う。このようにして、その時の位置ずれ状態を、基準とした位置ずれ状態（基準状態）に戻すことができる。なお、当然ではあるが、Ｓ１３、Ｓ１６、Ｓ１９において、差分が０である場合には、位置ずれが無く、実質的には照射タイミングを変更する必要はない。

なお、上記説明した実施形態では、基準色に対するその他の色の相対位置を補正するものであったが、以下に説明する様に各色を独立して制御する構成とすることもできる。以下、各色を独立して制御する変形例について説明する。なお、制御部５４は、以下に示す手順を各色について、それぞれ独立して実行する。本例においては、図５のＳ４において、各色について、潜像マーク８０の各エッジの検出時刻ｔ（ｋ）（ｋ＝３〜４０）を検出して保存し、Ｓ５において、各色について基準値ｅｓを以下の式で計算する。

基準値ｅｓは、対応する色の潜像マーク８０の中心の検出時刻の平均値である。

続いて、図９を用いて本変形例における位置ずれ補正制御を説明する。制御部５４は、Ｓ３１において、図５のＳ２〜Ｓ４の処理を行う。つまり、基準値を取得するときと同じ数の潜像マーク８０を各感光体２２に形成し、最初の潜像マーク８０以外の潜像マーク８０の各エッジの検出時刻をＲＡＭ３２３に保存する。その後、制御部５４は、Ｓ３２において、各色について、Δｅｓを、それぞれ、以下の式により計算し、ＲＡＭ３２３に保存する。

制御部５４は、Ｓ３３で、それぞれの色についてΔｅｓと、基準値であるｅｓとの差分が０以上であるか否かを判定する。差分が０以上である場合、これは、対応する色の検出タイミングが遅れていることを示すので、制御部５４は、Ｓ３４において、対応する色のレーザ光の照射タイミングを早める。なお、早める量は、差分値により特定できる。他方、差分が０未満である場合、これは、対応する色の潜像マーク８０の検出タイミングが早いことを示すので、制御部５４は、Ｓ３５において、対応するレーザ光の照射タイミングを遅らせる。これにより、位置ずれ量を基準状態に戻すようにすることができる。なお、当然ではあるが、Ｓ３３において、差分が０である場合には、位置ずれが無く、実質的には照射タイミングを変更する必要はない。

また、本実施形態においては、帯電ローラ２３ａ〜２３ｄにそれぞれ対応する帯電電源回路４３ａ〜４３ｄを設け、各帯電電源回路４３ａ〜４３ｄに電流検出回路５０を設けるものであった。しかしながら、以下に説明する様に、帯電ローラ２３ａ〜２３ｄに対して共通した１つの電流検出回路５０を設ける構成とすることもできる。

図１０は、帯電電源回路４３ａ〜４３ｄと、これら帯電電源回路４３ａ〜４３ｄに共通の電流検出回路５０を設ける場合の回路構成を示す。なお、簡略化のため、帯電電源回路４３ａ〜４３ｄの２次側回路５００ａ〜５００ｄ内の個々の構成要素の参照符号を省略している。図１０においては、オペアンプ６０ａ〜６０ｄに対して設定する電圧設定値５５ａ〜５５ｄに基づいて、制御部５４が駆動回路６１ａ〜６１ｄを制御し、出力端子５３ａ〜５３ｄに所望の電圧を出力する。また、帯電電源回路４３ａ〜４３ｄから出力される帯電電流は、それぞれ、電流検出回路５０に流れる。よって、検出電圧５６には、出力端子５３ａ〜５３ｄの電流を重畳した値に応じた電圧が現れる。

なお、電流検出回路５０の構成と、コンパレータ７４に関する構成と、制御部５４の構成は、図２（Ｂ）と同様であり説明を省略する。なお、オペアンプ７０の反転入力端子は、基準電位７３に接続されて一定電圧となっている。従って、他の色の帯電電源回路の動作によってオペアンプ７０の反転入力端子の電圧が変動してしまい、それが別の色の帯電電源回路の動作に影響することはない。言い換えれば、複数の帯電電源回路４３ａ〜４３ｄは互いに影響されず、図２（Ｂ）の帯電電源回路４３と同様の動作をする。

以下、図１０で説明した構成の場合における位置ずれ補正制御について図１１のタイミングチャートを用いて説明する。まず、制御部５４は、時刻Ｔ１で現像スリーブ２４ａ〜２４ｄを離隔させる為のカムを駆動する駆動信号を出力する。そしてタイミングＴ２で現像スリーブ２４ａ〜２４ｄが感光体２２ａ〜２２ｄに当接した状態から離隔した状態になる。また制御部５４は、時刻Ｔ３で１次転写バイアスをオン状態からオフ状態に制御する。

また、図１１の時刻Ｔ４〜Ｔ６の期間で、各色の感光体２２に関して、感光体２２の約３分の１の周期毎に潜像マーク８０を形成する。図中では、レーザ信号９０ａ、９０ｂ、９０ｃ、９０ｄ、９１ａ、９１ｂ、９１ｃ、９１ｄ、９２ａ、９２ｂ、９２ｃ、９２ｄの順で、各潜像マーク８０を形成している。

また、図１１の時刻Ｔ５〜Ｔ７の間で、帯電電流に変化があった様子が示されている。参照符号９５ａ〜９５ｄはレーザ信号９０ａ〜９０ｄで形成した潜像マーク８０による帯電電流の変化を示している。同様に参照符号９６ａ〜９６ｄはレーザ信号９１ａ〜９１ｄによる帯電電流の変化を示している。さらに、参照符号９７ａ〜９７ｄはレーザ信号９２ａ〜９２ｄによる帯電電流の変化を示している。このように、電流検出回路５０における検出タイミングが重複しないように潜像マーク８０を形成する。これにより複数の帯電ローラ２３に対して共通の電流検出回路５０を適用することができる。時刻Ｔ５〜Ｔ７の期間で帯電電流の変化が検出されると、制御部５４は基準値の演算処理又は位置ずれ量の判定処理を行う。

なお、図１０で説明した構成の場合において、制御部５４は、各色に対応する潜像マーク８０を順に検出していく以外の処理は図２（Ｂ）の構成を使用する場合と同様である。つまり、基準値の計算や、位置ずれ補正制御処理は、図５、８及び９を用いて説明したのと同様である。

このように、潜像マーク８０の通過による帯電電流の変化を示す検出電圧５６（検出信号）をハイパス・フィルタで波形成形することで、潜像マークを正しく検出して位置ずれ量を算出することができる。なお、ハイパス・フィルタに使用される容量性素子であるコンデンサの影響により、最初に形成した潜像マーク８０に対応する検出電圧５６２の振幅が変動するため、最初に形成した潜像マーク８０については、位置ずれ量を求めるための使用を禁止する。本実施形態においては、潜像マーク８０により位置ずれ補正制御を行うため、制御時間が短くなり、高頻度で位置ずれ補正制御を行っても、画像形成ができない時間を短縮することができ、かつ、精度良く補正を行うことができる。なお、本実施形態においては、最初に形成した潜像マーク８０については位置ずれ量を求めるために使用しないものとしたが、最初から所定数の潜像マーク８０については使用しない形態とすることもできる。つまり、少なくとも最初に形成した潜像マーク８０については使用しない形態とすることができる。

なお、本実施形態では帯電電源回路４３に電流検出回路５０を設け帯電電流の変化を検出することで潜像マーク８０を検出した。上述した様に、帯電電流が変化するのは、潜像マーク８０の形成により感光体２２の表面の電位が変動し、これが帯電電流の変動となるからである。したがって、同じ原理により現像スリーブ２４と感光体２２との間を流れる現像電流や、１次転写ローラ２６と感光体２２との間を流れる転写電流も、潜像マーク８０の通過により変動する。このため、電流検出回路５０を帯電電源回路４３ではなく、現像電源回路４４や１次転写電源回路４６に設けて潜像マーク８０を検出する構成とすることもできる。

さらに、上述した各実施形態では、感光体２２に形成した静電潜像を、プロセス部と感光体２２との間で流れる電流の変化により検出していた。言い換えると、感光体２２の表面の電位の変化を、プロセス部と感光体２２との間で流れる電流の変化により検出していた。しかしながら、例えば、中間転写ベルト３０への１次転写として定電流制御を使用する場合には、感光体２２の表面の電位の変化は、１次転写電源回路４６が出力する電圧の変化として検出される。つまり、プロセス部に対する電源回路の出力電流のみならず、出力電圧により潜像マーク８０を検出する構成とすることもできる。

＜第二実施形態＞
第一実施形態では、最初の潜像マーク８０については位置ずれ量を求めるために使用しなかった。本実施形態では、最初にダミーの潜像を形成して、これにより電流検出回路５０のコンデンサを充電させる。

図１２に本実施形態のタイミングチャートを示す。なお、電流検出回路５０は、図１０に示す様に、複数の帯電電源回路４３に対して共通して使用する構成とする。図１２において、符号１００ａは、感光体２２ａに形成したダミー潜像であり、符号１０１ａは、ダミー潜像による帯電電流の変化を示している。

図１３は、本実施形態による基準値取得処理のフローチャートである。図１３のＳ４１及びＳ４２の処理は、図５のＳ１及びＳ２の処理と同じでありその説明は省略する。本実施形態において、制御部５４は、Ｓ４３でダミー潜像をいずれかの感光体２２に形成する。続いて、Ｓ４４で制御部５４は、複数の潜像マーク８０を各感光体２２に形成し、Ｓ４５で各潜像マーク８０のエッジを検出して、その検出時刻を保存する。なお、制御部５４は、ダミー潜像も検出するが検出時刻については、後の処理で使用しないため保存する必要はない。その後、Ｓ４６で制御部５４は、基準値を取得する。本実施形態においては、ダミー潜像を形成したことにより、総ての潜像マーク８０の検出時刻により基準値を求める以外は、基準値の計算方法は第一実施形態と同様である。

図１４は、本実施形態による位置ずれ補正制御のフローチャートである。制御部５４は、Ｓ５１で、図１３のＳ４２からＳ４４と同じ処理を行い、Ｓ５２で、ΔｅｓＹＭ、ΔｅｓＹＣ、ΔｅｓＹＢｋを計算する。なお、本実施形態においては、ダミー潜像を形成したことにより、総ての潜像マーク８０の検出時刻によりΔｅｓＹＭ、ΔｅｓＹＣ、ΔｅｓＹＢｋを計算すること以外、その計算方法は、第一実施形態における計算方法と同じである。

第一実施形態では、各感光体に形成した最初の潜像マーク８０を位置ずれ補正制御において使用しない様にしていた。このため、図１１の符号９０ａ〜９０ｄで示すレーザ信号により形成する潜像マーク８０は、検出電圧５６２を安定させるためのものとなっていた。本実施形態では、図１２に示す様に、１つのダミー潜像で検出電圧５６２を安定させるため、電流検出回路５０を複数の帯電電源回路４３で共通して使用する場合、位置ずれ補正制御に関する時間を短くすることができる。なお、ダミー潜像の主走査方向及び副走査方向の幅は、検出電圧５６２を安定させる様に設定すればよく、その大きさは、潜像マーク８０と同じであっても異なるものであっても良い。

［その他の実施形態］
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。

Claims (7)

1. 回転駆動される感光体と、前記感光体を光で走査することで前記感光体に静電潜像を形成する走査手段と、画像形成のために前記感光体に作用するプロセス手段と、を含む画像形成手段と、
   色ずれ補正のための複数の静電潜像を含む補正用静電潜像を前記感光体に形成する形成手段と、
   前記プロセス手段に対応する電源手段と、
   前記感光体に形成した補正用静電潜像が前記プロセス手段と対向する位置を通過するときの前記電源手段の出力を検出して検出信号を出力する検出手段と、
   前記検出信号の波形成形を行う波形成形手段と、
   前記波形成形手段による波形成形後の検出信号に基づき前記感光体に形成した補正用静電潜像を検出して色ずれ補正制御を行う制御手段と、
   を備えており、
   前記制御手段は、色ずれ補正制御の際に、前記感光体に形成した補正用静電潜像の複数の静電潜像の内、少なくとも最初に形成した静電潜像の検出結果については色ずれ量の算出のための使用を禁止することを特徴とする画像形成装置。
2. 回転駆動される感光体と、前記感光体を光で走査することで前記感光体に静電潜像を形成する走査手段と、画像形成のために前記感光体に作用するプロセス手段と、をそれぞれが含む複数の画像形成手段と、
   色ずれ補正のための複数の静電潜像を含む補正用静電潜像を各感光体にそれぞれ形成する形成手段と、
   前記複数の画像形成手段の各プロセス手段に対応する電源手段と、
   画像形成手段の感光体に形成した補正用静電潜像が、当該画像形成手段のプロセス手段と対向する位置を通過するときの、当該プロセス手段に対応する電源手段の出力を検出して検出信号を出力する検出手段と、
   前記検出信号の波形成形を行う波形成形手段と、
   前記波形成形手段による波形成形後の検出信号に基づき各感光体に形成した補正用静電潜像を検出して色ずれ補正制御を行う制御手段と、
   を備えており、
   前記制御手段は、色ずれ補正制御の際に、各感光体に形成した補正用静電潜像の複数の静電潜像の内の、少なくとも最初に形成した静電潜像の検出結果については色ずれ量の算出のための使用を禁止することを特徴とする画像形成装置。
3. 前記プロセス手段は、前記感光体を帯電させる帯電手段、前記感光体に形成された静電潜像を現像剤で現像して前記感光体に現像剤像を形成する現像手段、前記感光体に形成された現像剤像を記録媒体又は像担持体に転写する転写手段のいずれかであ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. 前記波形成形手段は、ハイパス・フィルタであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記波形成形手段は、容量性素子を含むことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 回転駆動される感光体と、
   前記感光体の表面の電位の変化を検出して検出信号を出力する検出手段と、
   前記検出信号の波形成形を行う波形成形手段と、
   前記感光体に複数の静電潜像を含む補正用静電潜像を形成し、前記波形成形手段による波形成形後の検出信号に基づき前記補正用静電潜像を検出して色ずれ補正制御を行う制御手段と、
   を備えており、
   前記制御手段は、色ずれ補正制御の際に、前記感光体に形成した補正用静電潜像の複数の静電潜像の内、少なくとも最初に形成した静電潜像の検出結果については色ずれ量の算出のための使用を禁止することを特徴とする画像形成装置。
7. 回転駆動される複数の感光体と、
   前記複数の感光体それぞれの表面の電位の変化を検出して検出信号を出力する検出手段と、
   前記検出信号の波形成形を行う波形成形手段と、
   各感光体に複数の静電潜像を含む補正用静電潜像を形成し、前記波形成形手段による波形成形後の検出信号に基づき前記補正用静電潜像を検出して色ずれ補正制御を行う制御手段と、
   を備えており、
   前記制御手段は、色ずれ補正制御の際に、各感光体に形成した補正用静電潜像の複数の静電潜像の内、少なくとも最初に形成した静電潜像の検出結果については色ずれ量の算出のための使用を禁止することを特徴とする画像形成装置。