JP2017090785A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】色ずれの検知に必要となるトナーの消費量を低減することができる技術を提供する。
【解決手段】現像剤像が中間転写ベルトに転写される転写位置の基準位置からのずれ量を検出するための制御部であって、露光により感光ドラムに形成された検知用静電像が帯電ローラとの対向位置を通過する際の、帯電ローラに流れる電流を検知する電流検知部が検知する電流値の変化に基づくずれ量と、基準値とに基づいて、転写位置の基準位置からのずれ量を検出する制御部を備え、制御部でが転写位置のずれ量を検出する際に、感光ドラム表面のうち露光された露光部の電位の絶対値が、現像ローラに印加される電圧の値の絶対値よりも大きいことを特徴とする。
【選択図】図９

Description

本発明は、電子写真記録方式を利用する画像形成装置に関する。

複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置において、電子写真感光体や静電記録誘電体などの像坦持体上（以下「感光ドラム」という）に形成した静電潜像を、粉体である現像剤（以下「トナー」という）を用いて可視化することが行われている。この画像形成装置において、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応する複数の画像形成装置を独立して有するタンデム方式が知られている。タンデム方式の画像形成装置は、各色の画像形成装置の感光ドラム上に形成された現像剤像（以下「トナー像」という）を中間転写体に重畳転写し、さらに中間転写体から記録材に一括してトナー像を転写する構成がとられている。

この画像形成装置は、画像形成装置の機械的要因によって、各色の感光ドラム上のトナー像を中間転写体に重畳転写したときに位置ずれ（以下「色ずれ」という）を生じることがあった。この色ずれを改善するために、例えば、各色の感光ドラムから中間転写体に検出用のトナー像を転写し、その検出用のトナー像の走査方向及び搬送方向の相対位置を光学センサによって検出し、色ずれの補正を行う手法が知られている（特許文献１）。

特開平７−２３４６１２号公報

色ずれ補正制御は、色ずれの発生が想定される状況が発生した都度実施するのが好ましい。色ずれの発生が想定される状況としては、例えば、連続印刷などで装置内温度が変化した場合が挙げられ、温度センサを用いて所定の温度変化を検知したときに色ずれ補正制御を実施するように構成されることがある。従来の色ずれ補正制御は、その実施の度にトナー像を形成する必要がある。すなわち、従来例では、色ずれ補正のために各色に対応した検出用のトナー像（１００％濃度）を常に中間転写体に転写する必要が有る。このため、色ずれ補正制御後に画像形成動作を行うには、中間転写体上に残った検出用のトナー像をクリーニングする必要が有り、そのクリーニングに所定の時間を要するため、プリントスピードが低下することがある。また、色ずれ補正制御の実施の度に、検出用のトナー像（１００％濃度）を消費してしまうため、効率的にトナーを使用できないことがある。

本発明の目的は、色ずれの検知に必要となるトナーの消費量を低減することができる技術を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、
記録材に画像を形成する画像形成装置であって、
像担持体と、
前記像担持体を帯電する帯電部材と、
前記像担持体を露光して前記像担持体に静電像を形成する露光部材と、
前記静電像を現像剤で現像して現像剤像を前記像担持体に形成する現像剤担持体と、
前記現像剤像を前記像担持体から前記記録材または中間転写体に転写する転写部材と、
を備える画像形成装置において、
前記現像剤像が前記記録材または前記中間転写体に転写される転写位置の基準位置からのずれ量を検出するための制御部であって、露光により前記像担持体に形成された検知用静電像が前記帯電部材または前記転写部材との対向位置を通過する際の、前記帯電部材または前記転写部材に流れる電流を検知する電流検知部が検知する電流値の変化に基づくずれ量と、基準値とに基づいて、転写位置の前記基準位置からのずれ量を検出する制御部と、を備え、
前記制御部で転写位置のずれ量を検出する際に、前記像担持体の表面のうち露光された露光部の電位の絶対値が、前記現像剤担持体に印加される電圧の値の絶対値よりも大きいことを特徴とする。

本発明によれば、色ずれの検知に必要となるトナーの消費量を低減することができる。

本発明の実施例に係る画像形成装置の構成図 高圧電源装置の構成図 高圧電源装置における帯電高圧電源回路の回路図 エンジン制御部の機能ブロック図 基準値取得処理のフローチャート 基準値取得処理のフローチャート 基準値取得処理のフローチャート 色ずれ検出用マーク、色ずれ検出用静電潜像の説明図 感光ドラムの表面電位情報検出結果の一例を示す図 色ずれ補正制御のフローチャート 色ずれ補正制御のフローチャート 色ずれ補正制御のフローチャート 別の基準値取得処理のフローチャート、色ずれ補正制御のフローチャート 共通の電流計を備えた帯電高圧電源回路図 感光ドラムの表面電位の一例を示す図 一次転写高圧電源回路の構成図 Ｖｂａｃｋと感光ドラム暗部電位の関係図 Ｖｂａｃｋと感光ドラム上のトナー量の関係図 現像ローラ上のトナーの帯電量分布を示す図 感光ドラムと現像ローラの周速比と感光ドラム上のトナー量の関係図 感光ドラムと現像ローラの周速比と感光ドラム上のトナー量の関係図 感光ドラムの表面電位情報検出結果の一例を示す図 感光ドラムの表面電位の一例を示す図 実施例４の比較例における感光ドラムの表面電位を示す図 実施例５における感光ドラムの表面電位と現像電位の一例を示す図

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。すなわち、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。

（実施例１）
従来の色ずれ補正制御においては制御毎に検出用のトナー像を形成していたため、プリ
ントプリントスピードが低下し、効率的にトナーを使用できていなかった。本発明は、常に検出用のトナー像を形成するのではなく、一部の補正制御においては、現像ローラ２４と感光ドラム２２を当接した状態において帯電電流を測定することによって行う。これにより、その測定時に、検知用トナー像をクリーニングする必要がないためクリーニング時間に相当するダウンタイムを低減できる。また、検知用トナー像を形成しないためトナー消費量も低減できる。

図１は、本発明の実施例１に係る画像形成装置の概略構成を示す模式的断面図である。この画像形成装置は、電子写真プロセスを用いたタンデム方式（４ドラム系）の４色フルカラー画像形成装置（多色画像形成装置）である。ここで、画像形成装置（電子写真画像形成装置）とは、電子写真画像形成プロセスを用いて現像剤（トナー）により記録材（記録媒体）に画像を形成するものである。例えば、電子写真複写機、電子写真プリンタ（ＬＥＤプリンタ、レーザビームプリンタなど）、電子写真ファクシミリ装置、及び、電子写真ワードプロセッサ、及び、それら複合機（マルチファンクションプリンタ）などが含まれる。

また、本実施例の画像形成装置は、画像形成プロセスを担う主要構成のいくつかをカートリッジとして一体化し、画像形成装置の装置本体に対して着脱可能に構成されている。カートリッジとしては、電子写真感光ドラム（像担持体）と、この電子写真感光体ドラムに作用するプロセス手段としての帯電装置、現像手段、クリーニング手段の少なくとも一つを一体的にカートリッジ化したプロセスカートリッジがある。また、このプロセスカートリッジの構成のいくつかを１つの枠体に一体化した複数のユニットに分ける構成もある。例えば、現像手段を備える現像ユニット（現像装置）や、感光ドラムとクリーニング部材を有するクリーニング装置とを備えるドラムユニットが、それぞれ独立して画像形成装置の装置本体に対して着脱可能な構成である。ここで、画像形成装置の装置本体とは、画像形成装置の構成からプロセスカートリッジやユニットを除いた装置構成部分のことを指す。

１０は、画像形成装置本体である。Ｙ・Ｍ・Ｃ・Ｋは、画像形成装置１０本体内に右から左に順に並列配置（横型タンデム構成）され、イエロー・マゼンタ・シアン・ブラックの各色のトナー像（現像剤像）を形成する第１〜第４の４つの画像形成部である。上記の各画像形成部Ｙ・Ｍ・Ｃ・Ｋは、互いに形成するトナー像の色が上記のように異なる（収容する現像剤の色が異なる）以外は、それぞれ同じ構成を有する電子写真プロセス機構である。各画像形成部Ｙ・Ｍ・Ｃ・Ｋの現像装置２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄには、それぞれ現像剤としてイエロートナー・マゼンタトナー・シアントナー・ブラックトナーが収容されている。これらのトナーは、現像装置２５ａ〜２５ｄ内において負極性に摩擦帯電され、現像剤担持体である現像ローラ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ表面に保持される。

さらに、各画像形成部Ｙ・Ｍ・Ｃ・Ｋは、それぞれ回転体である像担持体としてのドラム型の感光体２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ（以下、感光ドラムと記す）を備える。さらに、感光ドラム２２ａ〜２２ｄ表面に接触して、感光ドラム２２ａ〜２２ｄの表面を一様に帯電する帯電装置（帯電部材）としての帯電ローラ２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄを備える。スキャナユニット２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ（露光部材）は、反射ミラーやレーザダイオード（発光素子）を含み、回転駆動される感光ドラム２２ａ〜２２ｄに対し、レーザ光２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄを照射する。このとき、感光ドラム２２ａ〜２２ｄは、帯電ローラ２３ａ〜２３ｄによって予め負極性に帯電されている。この感光ドラム２２ａ〜２２ｄに対して、レーザ光２１ａ〜２１ｄの照射によって静電潜像（静電像）が形成される。これら像担持体上への静電像の形成にかかわる構成が、本発明における静電像形成部に対応する。

現像部としての現像器２５ａ〜２５ｄは、現像剤担持体であり回転体である現像ローラ２４ａ〜２４ｄによって、感光ドラム２２ａ〜２２ｄの静電潜像にトナーを供給し、感光ドラム上にトナー像を形成する。その後、転写部材である１次転写ローラ２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄは、正電圧を出力し、感光ドラム２２ａ〜２２ｄのトナー像を、中間転写体としての中間転写ベルト３０（無端状ベルト）に転写する。中間転写ベルト３０は、ローラ３１、３２、３３によって周回駆動され、トナー像を転写部材である２次転写ローラ２７の位置へ搬送する。このとき、記録材１２は、ピックアップローラ１３によって繰り出され、レジストセンサ１１１によって先端位置が検出された後、搬送ローラ対１４、１５に先端が少し通過した位置で搬送を一旦停止される。そして、２次転写ローラ２７の２次転写位置において、中間転写ベルト３０により搬送されたトナー像とタイミングが合うよう搬送が再開される。そして、２次転写ローラ２７によって中間転写ベルト３０から記録材１２上にトナー像が転写される。その後、定着ローラ対１６、１７によって記録材１２のトナー像を記録材１２に対して加熱定着した後、記録材１２を機外へ出力する。ここで、２次転写ローラ２７によって、中間転写ベルト３０から記録材１２へ転写されなかったトナーは、クリーニングブレード３５によって中間転写ベルト３０から除去され廃トナー容器３６に回収される。なお、トナー像検出を行う色ずれ検出センサ４０の動作については後述する。ここで、各符号の英文字ａはイエロー、ｂはマゼンタ、ｃはシアン、ｄはブラックの構成およびユニットを示す。

なお、スキャナユニット、感光ドラム、帯電ローラ、現像器などのトナー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。また、場合によっては、１次転写ローラを含めて画像形成部と称してもよいし、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。また、感光ドラムの周囲に近接して配置され、感光ドラムに作用する各部材（帯電ローラ、現像器及び１次転写ローラ）のことを、プロセス手段と称する。このようにプロセス手段には、複数種類の部材を相当させることができる。

また、図１においては、スキャナユニットにより光照射を行う系を説明した。しかし、それに限定されることはなく、色ずれ（位置ずれ）が生じてしまうという意味では、例えば、光照射手段としてＬＥＤアレイを備えた画像形成装置を以下の各実施例に適用することもできる。以下の説明においては、一例として、光照射手段としてスキャナユニットを備えた場合を説明していくこととする。また、上の説明においては、中間転写ベルト３０を有する画像形成装置について述べたが、その他の方式の画像形成装置にも転用できる。例えば、記録材搬送ベルトを備え、複数備える画像形成部における各感光ドラム２２に現像されたトナー像を記録材搬送ベルト（無端状ベルト）により搬送されてくる転写材（記録材）に直接転写する方式を採用した画像形成装置にも転用できる。

［高圧電源装置の構成図］
図２（ａ）を用いて、図１の画像形成装置における高圧電源装置の構成を説明する。図２（ａ）に示す高圧電源回路装置は、帯電高圧電源回路４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄ、現像高圧電源回路４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄ、１次転写高圧電源回路４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、４６ｄ、２次転写高圧電源回路４８を備えている。

帯電高圧電源回路４３ａ〜４３ｄは、帯電ローラ２３ａ〜２３ｄに電圧を印加することで、感光ドラム２２ａ〜２２ｄの表面にバックグラウンド電位を形成し、レーザ光の照射によって静電潜像を形成可能な状態にする。ここで、帯電高圧電源回路４３ａ〜４３ｄの夫々は、電流検知部としての電流検出回路５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄを備えている。現像高圧電源回路４４ａ〜４４ｄは、電圧印加部として、現像ローラ２４ａ〜２４ｄに電圧を印加することで、感光ドラム２２ａ〜２２ｄの静電潜像にトナーを載せ、トナー像を形成する。１次転写高圧電源回路４６ａ〜４６ｄは、１次転写ローラ２６ａ〜２６ｄに
電圧を印加することで、感光ドラム２２ａ〜２２ｄのトナー像を中間転写ベルト３０に転写する。ここで、１次転写高圧電源回路４６ａ〜４６ｄの夫々は、電流検知部としての電流検出回路４７ａ、４７ｂ、４７ｃ、４７ｄを備えている。２次転写高圧電源回路４８は、２次転写ローラ２７に電圧を印加することで、中間転写ベルト３０のトナー像を記録材１２へ転写する。

［高圧電源の回路図］
図２（ｂ）を用いて、図２（ａ）の高圧電源装置における帯電高圧電源回路４３ａ〜４３ｄの回路構成を説明する。帯電高圧電源回路４３ａ〜４３ｄはそれぞれ同じ回路構成を有しており、ここでは、帯電高圧電源回路４３ａの回路構成についてのみ説明し、帯電高圧電源回路４３ｂ〜４３ｄについては説明を省略する。

図２（ｂ）に示すように、帯電高圧電源回路４３ａは、比較器６０ａ、駆動回路６１ａ、変圧器６２ａ、整流回路５１ａ、検出抵抗６７ａ、６８ａを備える。変圧器６２ａは、駆動回路６１ａ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６５ａ、６４ａ及びコンデンサ６３ａ、６６ａによって構成される整流回路５１ａは、昇圧された交流信号を整流・平滑する。そして整流・平滑化された電圧信号は、出力端子５３ａに直流電圧として出力される。比較器６０ａは、検出抵抗６７ａ、６８ａによって分圧された出力端子５３ａの電圧と、制御部５４によって設定された電圧設定値５５ａとが等しくなるよう、駆動回路６１ａの出力電圧を制御する。そして、出力端子５３ａの電圧に従い、感光ドラム２２ａ、帯電ローラ２３ａ、グランドなどを経由して電流が流れる。

電流検出回路５０ａは、変圧器６２ａの２次側回路５００ａと接地点５７との間に挿入されている。さらにオペアンプ７０ａの入力端子はインピーダンスが高く、電流が殆ど流れないので、接地点５７から変圧器６２ａの２次側回路５００ａを経て出力端子５３ａへ流れる直流電流は、ほぼ全て抵抗７１ａに流れるよう構成されている。また、オペアンプ７０ａの反転入力端子は、抵抗７１ａを介して出力端子と接続されている（負帰還されている）ので、非反転入力端子に接続されている基準電圧７３ａに仮想接地される。従って、オペアンプ７０ａの出力端子には、出力端子５３ａに流れる電流量に比例した検出電圧５６ａが現れる。言い換えれば、出力端子５３ａに流れる電流が変化すると、オペアンプ７０ａの反転入力端子ではなく、オペアンプ７０ａの出力端子の検出電圧５６ａが変化する形で、抵抗７１ａを介して流れる電流が変化することとなる。尚、コンデンサ７２ａは、オペアンプ７０ａの反転入力端子を安定させるためのものである。

検出電流量を示す検出電圧５６ａは、コンパレータ７４ａの負極の入力端子（反転入力端子）に入力されている。コンパレータ７４ａの正極入力端子には閾値であるＶｒｅｆ７５ａが入力されており、反転入力端子の入力電圧が閾値を下回った場合に出力がＨｉ（正）になり、二値化電圧値５６１ａ（Ｈｉになった電圧）が制御部５４に入力される。閾値Ｖｒｅｆ７５ａは、色ずれ補正用の静電潜像がプロセス手段に対向する位置を通過するときの検出電圧５６１ａの極小値と、通過する前の検出電圧５６１ａの値との間の値に設定される。一度の静電潜像の検出で検出電圧５６１ａの立上がりと立下がりとが検出される。制御部５４は例えば検出電圧５６１ａの立上がりと立下がりの中点を検出位置とする。また制御部５４が検出電圧５６１ａの立上がり及び立下がりの何れか一方のみを検出しても良い。

［エンジン制御部５４のハードウェアブロック図］
制御部５４の説明を行う。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。本実施例の制御部は、図２（ｂ）に示すように、ＣＰＵ３２１、ＡＳＩC３
２２，ＲＡＭ３２３、ＥＥＰＲＯＭ３２４を有する。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、上に説明したエンジン機構部を制御する。また、ＡＳＩＣ３２２は、ＣＰＵ３２１の指示のもと、各種プリント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全てをＡＳＩＣ３２２に行わせても良く、また、逆にＡＳＩＣ３２２の機能の一部或いは全てをＣＰＵ３２１に代わりに行わせても良い。また制御部５４の機能の一部を他の制御部５４相当のハードウェアに担わせて実行させても良い。

［機能ブロック図］
図２（ｃ）に示す、エンジン制御部５４に係る機能ブロック図について説明する。アクチュエータ３２６、センサ３２５はハードウェアを示している。またパッチ形成部３２７、プロセス手段制御部３２８及び色ずれ補正制御部３２９の夫々は機能ブロックを示す。以下、夫々について具体的に説明する。

アクチュエータ３２６は、感光ドラムの駆動モータや、感光ドラムと現像器の離間モータ、感光ドラムと中間転写ベルトの離間モータなどのアクチュエータ類を総称して表すものである。センサ３２５は、レジストセンサ１１１や電流検知回路５０などのセンサ類を総称して表すものである。制御部５４は各種センサ３２５から取得した情報に基づいて、各種処理を行う。アクチュエータ３２６は、例えば、後述する現像ローラ２４ａ〜２４ｄを離隔させる為のカムを駆動する駆動源として機能する。パッチ形成部３２７は、スキャナユニット２０ａ〜２０ｄを制御することで、後述する潜像マークを各感光ドラム２２ａ〜２２ｄに形成する。プロセス手段制御部３２８は、後述の図３等のタイミングチャートで説明するように、静電潜像検出時における各プロセス手段の動作・設定を制御する。色ずれ補正制御部３２９は、検出電圧５６１で検知されるタイミングから、後述される計算方法で色ずれ補正量の算出および色ずれ補正量の反映を行う。なお、ここで説明した機能を実現するうえで、ハードウェアがどのような形態かは限定されるものではなく、ＣＰＵ３２１やＡＳＩＣ３２２やその他のハードウェアなど、どれを動作させても良く、また任意の分配で各ハードウェアに処理を分担させても良い。

［色ずれ補正制御の説明］
以下、本実施例における色ずれ補正制御について詳述する。まず、上述した画像形成装置により、中間転写ベルト３０上にトナー像による色ずれ検出用のトナーマークを形成し、色ずれ量を小さくする。そして、色ずれ状態を小さくしたうえで、静電潜像が帯電ローラ２３ａ〜２３ｄの位置（対向位置）に到達する時間を、帯電電流の電流値の変化を検出することで測定し、該特定結果に基づき色ずれ補正制御の基準値を設定する。

そして、連続印刷などで装置内温度が変化した際に行う色ずれ補正制御においては、帯電電流の変化のみを検出し、検知用静電潜像８０が帯電ローラ２３ａ〜２３ｄの位置（帯電ローラとの対向位置）に到達する時間を測定する。ここで測定された到達時間の変化は、そのまま色ずれ量を反映したものである。到達時間の変化は、検知用静電像の対向位置到達により電流値が変化したタイミングが、基準タイミングに対してずれることで生じる。基準タイミングとは、実際の画像形成時において各トナー像の転写位置が互いに一致する位置で静電像が形成されたときに、検知される電流値が変化する、目標とすべきタイミングである。また、色ずれ量とは、検知用静電像が形成された位置が、実際の画像形成時において各トナー像の転写位置が互いに一致する像形成位置である目標とすべき基準位置に対して、どの程度ずれているのかを示す量である。従って、印刷時にはこれを打ち消すようスキャナユニット２０ａがレーザ光２１ａを照射するタイミングを調整し、色ずれを補正する。尚、色ずれの補正に関する画像形成条件の制御については、光照射タイミングの制御に限定されるものではない。例えば感光ドラムの速度制御や、或いはスキャナユニット２０ａ〜２０ｄの各々に含まれる反射ミラーのメカ的な位置調整でも良い。以下、詳
細に説明を行う。

［基準値取得処理のフローチャート］
図３（ａ）乃至（ｃ）を参照し、本実施例における色ずれ補正制御における基準値取得処理のフローチャートを説明する。図３（ａ）は、色ずれ補正のための基準値を取得するための第１の処理（すなわち、第１基準値取得処理）である潜像形成について説明するフローチャートである。図３（ｂ）は、基準値取得のための第２の処理（すなわち、第２基準値取得処理）である潜像検出について説明するフローチャートである。図３（ｃ）は、基準値取得のための第３の処理（すなわち、第３基準値取得処理）であるずれ量演算について説明するフローチャートである。なお、図３（ａ）は、イエローについての処理を示すものであるが、ステップＳ３０１を除いては、他の色についても同様の処理が行われているものとする。図３（ｃ）では、イエローで処理されたデータの他に、他の色で処理されたデータとをあわせて用い、基準値を算出している。
まず、ステップＳ３０１にて、制御部５４は、画像形成部により中間転写ベルト３０上に色ずれ検出用のトナーマークを形成させる。この色ずれ検出用のトナーマークは、色ずれ補正に用いられるトナー像なので、色ずれ補正用トナー像と称する。ここで、色ずれ検出用のトナーマークの形成様子を図４に示す。

図４（ａ）において、４００と４０１は、用紙搬送方向（副走査方向）の色ずれ量を検出する為のトナーマーク（パターンとも称する）を示す。また、４０２と４０３は、用紙搬送方向と直交する主走査方向の色ずれ量を検出する為のトナーマークを示し、この例では用紙搬送方向に対して４５度傾いている。また、ｔｓｆ１〜ｔｓｆ４、ｔｍｆ１〜ｔｍｆ４、ｔｓｒ１〜ｔｓｒ４、ｔｍｒ１〜ｔｍｒ４は、各パターンの検出タイミングを、矢印は、中間転写ベルト３０の移動方向（記録材搬送方向）を示す。なお、色ずれ補正用のトナー像の検出においては、既に周知である、トナー像に光を照射したときの反射光を受光し該受光光量に応じた電圧を検出する光学センサを適用することができる。

まず、副走査方向に関して、中間転写ベルト３０の移動速度をｖｍｍ／ｓ、Ｙを基準色とし、用紙搬送方向用パターン（４００、４０１）の各色とＹパターン間の理論距離をδｅｓＭ、δｅｓＣ、δｅｓＢｋとする。例えば、Ｙを基準色としたときのＭの色の色ずれ量δｅｓＭは、次の式１のようになる。また、δｅｓＣ、δｅｓＢｋも同様でありその詳しい説明を省略する。なお、ここでｄｓＭは、ＹパターンとＭパターンとの理想的な間隔距離を示すものである。
δｅｓＭ＝ｖ×｛（ｔｓｆ２−ｔｓｆ１）＋（ｔｓｒ２−ｔｓｒ１）｝／２−ｄｓＭ…式１

また、主走査方向に関して、左右各々の各色の位置ずれ量をδｅｍｆ、δｅｍｒとし、例えば、δｅｍｆに関しての、Ｙを基準色としたときのＭの色の色ずれ量δｅｍｆＭは、以下の式２で表される。また、δｅｍｆＣ、δｅｍｆＢｋ、δｅｍｒＭ、δｅｍｒＣ、δｅｍｒＢｋも同様でありその詳しい説明を省略する。
δｅｍｆＭ＝ｖ×（ｔｍｆ２−ｔｓｆ２）−ｖ×（ｔｍｆ１−ｔｓｆ１）…式２

そして、計算結果の正負からずれ方向が判断でき、δｅｍｆから書き出し位置を、δｅｍｒ−δｅｍｆから主走査幅（主走査倍率）を補正する。なお、主走査幅（主走査倍率）に誤差がある場合は、書き出し位置はδｅｍｆのみでなく、主走査幅補正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。

そして、演算された色ずれ量を解消するように、制御部５４は、画像形成条件としてのスキャナユニット２０ａによるレーザ光の出射タイミングを変更する。例えば、副走査方向の色ずれ量が−４ライン分の量であれば、制御部５４は、ビデオコントローラ２００に
、レーザ光の出射タイミングを＋４ライン分早めるよう指示する。
このように、ステップＳ３０１の処理により、後続の色ずれ補正用の静電潜像による制御において、色ずれ量を少なくとも小さくした状態を基本にできる。

図３のフローチャートの説明に戻る。ステップＳ３０２で、制御部５４は、感光ドラム２２ａ〜２２ｄ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、感光ドラム２２ａ〜２２ｄ間の回転位相関係（回転位置関係）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、基準色の感光ドラムの位相に対して、他の色の感光ドラムの位相を調整する。また、感光ドラムの回転軸に感光ドラム駆動ギアが設けられているような場合は、実質的には各感光ドラムの駆動ギアの位相関係を調整する。また、ステップＳ３０５の処理を開始するにあたり、感光ドラムの回転位相を所定の回転位相になるまで待機する。この所定の回転位相は、夫々の回転位相関係が所定の状態になっているため、各々の感光ドラムにおける所定の回転位相は、他の感光ドラムとは一定の位相差（零の場合も含む）をもった持つ関係になっている。

（第１基準値取得処理（潜像形成））
次に、ステップＳ３０３でタイマーをスタートさせる。次に、制御部５４は、ステップＳ３０４乃至３０７で、ｉ＝１〜２０のループ処理を行う。そして、ループ処理におけるステップＳ３０５において、制御部５４は、レーザ信号を順次出力する。スキャナユニット２０ａは、出力された静電潜像の信号に応じた光照射を行う。ステップＳ３０６で、制御部５４は、一定時間の待機処理を行う。これは、各色で形成する静電潜像の検出結果が重ならない様にするためであり、画像形成装置で想定される最大の色ずれが発生したとしても、静電潜像同士が重ならないように待機時間が設定されている。また、待機処理の時間は、感光ドラムが１回転する時間未満であることが望ましい。

［潜像マークの形成様子］
図４（ｂ）は、イエローの感光ドラム２２ａを用いて、静電潜像８０（位置ずれ補正用静電潜像とも称することができる）が感光ドラム上に形成された様子を示す図である。本来、静電潜像とは、明部電位ＶＬ（露光部電位）が形成される領域（被露光部）と、暗部電位ＶＤ（非露光部電位）が形成される領域（未露光部あるいは非露光部）と、によって形成されるものである。しかしながら、実施例１〜３では、明部電位ＶＬが形成される領域（被露光部）のみで形成される潜像領域を指して、静電潜像８０と定義する。静電潜像８０は、走査方向の画像領域幅において最大限幅広く描かれ、搬送方向に３０ライン(１
．２ｍｍ程度)の幅を持つものである。尚、主走査方向の幅については、良好な検出結果
を得る意味で、最大幅の半分以上の幅で形成するようにすることが望ましい。また、画像領域（紙への印刷画像領域）の外側の用紙領域を更に超えた幅の領域で、且つ静電潜像を形成可能な領域にまで静電潜像８０の幅を広げるとなお好適である。

（第２基準値取得処理（潜像検出））
図３（ｂ）のフローチャートの説明を行う。尚、図３（ｂ）においてもイエローについての処理を示すものであるが、他の色についても同様の処理が行われているものとする。制御部５４は、ステップＳ３１１〜Ｓ３１４で、ｉ＝１〜４０のループ処理を行う。制御部５４は、ステップＳ３１２において、図３（ａ）のフローチャートにて形成された２０個の静電潜像について、基準タイミングからのエッジの検出タイミングｔｙ（ｉ）（ｉ＝１〜４０）を検出する。尚、制御部５４は、二値化電圧値５６１の出力が変化したことをもってエッジ検出とする。ステップＳ３１３においては、検出されたタイマー値ｔｙ（ｉ）をＲＡＭ３２３に一時記憶する。このステップＳ３１３の処理で、複数個の検出結果が記憶され、その複数の検出結果が感光ドラムの回転周期の成分を少なくとも軽減した実測結果（第１の実測結果）となる。

［ドラム表面電位変化（潜像検出）の説明］
図５は、感光ドラム２２が回転し、静電潜像８０が、プロセス手段としての帯電ローラ２３ａに到達した時の、電流検出回路５０ａからの、感光体（感光ドラム２２ａ）の表面電位に係るオペアンプ７０の出力値を示したものである。図５において縦軸は検出した電流変化を示す電圧を、横軸は時間を示したものである。図５の波形は、静電潜像８０である明部電位部が帯電ローラ２３ａに到達したことで、時刻９２において極小となり、その後復帰してゆく特性を示している。Ｖｒｅｆは単位時間当たりの平均値である。

ここで、検出される電圧値が静電潜像８０が形成された領域で減少する理由について説明する。静電潜像８０が形成された領域（明部電位部）は、帯電ローラ２３ａと感光ドラム２２ａとの電位差が、それ以外の領域、すなわち非露光領域（暗部電位部）における電位差より大きくなる。このため、静電潜像８０が形成された領域が帯電ローラ２３ａに到達すると、帯電ローラ２３ａに流れる電流値は増加する。そして、この電流増加に伴い、オペアンプ７０の出力端子の電圧値が下がる。以上が、検出される電圧値が減少する理由である。このように検出される電流値は感光ドラム２２ａの表面電位を反映したものとなっている。また、図５では、感光ドラム表面電位と帯電ローラ２３ａの出力電圧と、の差分を例に説明を行ったが、電流量変化については、同様のことが、感光ドラム表面電位と転写電圧との間でもいえる。さらに電流値の変化をオペアンプ７０の電圧値の変化で代用したが、直接電流値を検出しても良いことは言うまでもない。

（第３基準値取得処理（ズレ量演算））
引き続き、図３（ｃ）の説明を行う。その後、制御部５４は、ステップＳ３２１において、以下の論理演算を行う。以下の演算は、２色間の静電潜像のエッジ中点の差分をとるというものである。なお、演算手法については、ＣＰＵ３２１がプログラムコード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く、特に限定されない。
δｅｓＹＭ＝Σ｛ｋ＝１〜２０｝｛（ｔｍ（２ｋ−１）＋ｔｍ（２ｋ））／２｝−Σ｛ｋ＝１〜２０｝｛（ｔｙ（２ｋ−１）＋ｔｙ（２ｋ））／２｝…式３
δｅｓＹＣ＝Σ｛ｋ＝１〜２０｝｛（ｔｃ（２ｋ−１）＋ｔｃ（２ｋ））／２｝−Σ｛ｋ＝１〜２０｝｛（ｔｙ（２ｋ−１）＋ｔｙ（２ｋ））／２｝…式４
δｅｓＹＢｋ＝Σ｛ｋ＝１〜２０｝｛（ｔｂｋ（２ｋ−１）＋ｔｂｋ（２ｋ））／２｝−Σ｛ｋ＝１〜２０｝｛（ｔｙ（２ｋ−１）＋ｔｙ（２ｋ））／２｝…式５

更に具体的に説明すると、制御部５４は、ステップＳ３２１において、上記式３〜式５に基づき、ｔｙ（１）〜ｔｙ（６）、及びｔｍ（１）〜ｔｍ（６）の測定値からイエローを基準にしたときの各色の副走査色ずれ量δｅｓＹＭを演算する。また、δｅｓＹＣ、δｅｓＹＢｋについても同様に演算する。

そして制御部５４は、ステップＳ３２１で演算されたδｅｓＹＭ、δｅｓＹＣ、δｅｓＹＢｋを、感光ドラムの回転周期の成分をキャンセルした色ずれ量を示すデータとしてＥＥＰＲＯＭ３２４に記憶する（Ｓ３２２）。
ここでの記憶情報が、色ずれ補正制御を行う場合に目標となる基準状態を示すものとなる。制御部５４は、色ずれ補正制御の際には、この基準状態からのずれを解消するように、言い換えれば基準状態に戻すように制御を行う。

［色ずれ補正制御のフローチャート］
図６を参照して、本実施例における連続印刷などで装置内温度が変化した際に行う色ずれ補正制御について説明する。図６（ａ）〜（ｃ）に色ずれ補正制御のフローチャートを示す。なお、図６（ａ）の各ステップの処理は、図３のステップＳ３０２乃至Ｓ３０７と同様であり、また図６（ｂ）のステップＳ６１１乃至Ｓ６１４は、図３（ｂ）のステップ
Ｓ３１１乃至Ｓ３１４と同様なので詳しい説明を省略する。図６の色ずれ制御のフローチャートは、機内昇温等による機械的変化に伴った色ずれを、基準とした色ずれ状態（基準状態）に戻すための制御フローである。以下では、図３との差異を中心に説明を行う。

制御部５４は、ステップＳ６２１で、図６（ｂ）のステップＳ６１３で記憶された実測結果に基づき、（ｄδｅｓＹＭ）、（ｄδｅｓＹＣ）及び（ｄδｅｓＹＢｋ）を演算する。頭文字の「ｄ」は、実際に検出された値という意味で添えてある。具体的な演算の詳細については、実質的に上記の式３乃至５にて説明した通りである。そして、制御部５４は、その演算結果（第２の実測結果）をステップＳ６２２でＲＡＭ３２３に一旦記憶しておく。

そして、ステップＳ６２３で、制御部５４は、ステップＳ６２１で演算したｄδｅｓＹＭと、図３のステップＳ３２２で記憶したδｅｓＹＭとの差分をとる。そして、差分が０以上、即ち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基準よりも遅れている場合に、制御部５４は、マゼンタ色のレーザビーム発光タイミングを、差分値に応じた分だけ早める。他方、差分が０未満、即ち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基準よりも早い場合に、制御部５４は、マゼンタ色のレーザビーム発光タイミングを、差分値に応じた分だけ遅くする。これによりイエローとマゼンタとの色ずれ量を抑制することができる。

また、ステップＳ６２６乃至６３１においても、制御部５４は、マゼンタの場合と同様に、シアン及びブラックについて、画像形成条件としてのレーザビーム発光タイミングを補正する。このようにして、図６のフローチャートにより、現在の色ずれ状態を、基準とした色ずれ状態（基準状態）に戻すことができる。

尚、本実施例の説明では、まず、複数の感光ドラム位相にて静電潜像８０を形成し、その検出結果により予め感光ドラム回転周期の成分をキャンセルした基準値をステップＳ３２２で記憶していた。そして、その後に、図６において、複数の感光ドラム位相にて再度静電潜像８０を形成し、その検出結果から取得される感光ドラム回転周期成分をキャンセルした実測結果を取得し、予め演算し記憶させた基準値と比較を行うよう説明した。しかし、例えば平均値として予め求められたような基準値との比較を行わない他の演算方法も想定される。例えば、図３（ａ）のステップＳ３１３と図６（ａ）のステップＳ６１３とで取得されたデータを夫々記憶しておき、制御部５４が、記憶しておいた複数のデータを用いて最後に感光ドラムの回転周期成分をキャンセルした色ずれ量相当のデータを演算しても良い。

なお、図３、図６のフローチャートにおいては、２色間、すなわち基準色と測定色との相対的色ずれを補正する方法を説明したが、図７に示されるような色ずれ検出手法も考えられる。

図７（ａ）は、図３の変形例である。図３と同様の処理については同じ符号を付してあり、その説明を省略する。なお、図７（ａ）では、イエローに対する処理のみが示されているが、他の色についても同様の処理が実行されるものとする。後述の図７（ｂ）も同様とする。制御部５４は、ステップＳ７０１にてステップＳ３１３で記憶したｔｙ（１）〜ｔｙ（６）の総和ｔｙを演算する。即ち、実質的に感光ドラムの回転周期成分をキャンセルした平均値を演算している。そして、引き続きステップＳ７０２にてその演算結果を基準値ｔｙとして記憶する。

一方、図７（ｂ）は、図６の変形例である。図６と同様の処理については同じ符号を付してあり、その説明を省略する。制御部５４は、ステップＳ７１２では、ｔｙ（１）〜ｔ
ｙ（６）の総和ｄｔｙを演算する。そして、引き続きステップＳ７１３にて（ｄｔｙ−ｔｙ）を演算する。該演算により基準状態からの変化を検知できる。そして、（ｄｔｙ−ｔｙ）≧０であれば、制御部５４は、（ｄｔｙ−ｔｙ）の値に応じてレーザ出射タイミングを早める（Ｓ７１４）。他方、（ｄｔｙ−ｔｙ）＜０であれば、制御部５４は、（ｄｔｙ−ｔｙ）の値に応じてレーザ出射タイミングを遅らせる（Ｓ７１５）。これにより、色ずれ量を基準状態に戻すようにすることができる。

また、上述の帯電高圧電源回路では、帯電ローラの夫々に対して、個々に電流検出回路５０が設けられていた。しかし、この形態には限定されない。各色の帯電ローラ２３ａ〜２３ｄに対して共通した電流検出回路を用いて実施しても良い。以下、それについて詳しく説明する。

［共通の電流計を備えた帯電高圧電源の回路図］
図８に、帯電高圧電源回路１４３ａ〜１４３ｄ及び電流検出回路１５０の回路構成を示す。尚、図２（ｂ）と同じ構成には同じ符号を付し、その説明を省略する。図８においては、比較器６０ａ〜６０ｄに対して設定する設定値５５ａ〜５５ｄに基づいて、制御部５４が駆動回路６１ａ〜６１ｄを制御し、出力５３ａ〜５３ｄに所望の電圧を出力する。また、帯電高圧電源回路１４３ａ〜１４３ｄから出力される電流が、感光ドラム２２ａ〜２２ｄ、帯電ローラ２３ａ〜２３ｄ及び接地点５７を経由し、電流検出回路１５０を流れる点も図２（ｂ）と同様である。そして、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。

また図８においても、図２（ｂ）と同様に、オペアンプ７０の反転入力端子は、基準電圧７３に仮想接地され一定電圧となっている。従って、他の色の帯電高圧電源回路の動作によって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高圧電源回路の動作に影響することは略ない。言い換えれば、複数の帯電高圧電源回路１４３ａ〜１４３ｄは互いに影響されず、図２の帯電高圧電源回路４３ａ〜４３ｄと同様の動作をする。

［感光ドラム表面電位の説明］
図９は感光ドラム２２ａと帯電ローラ２３ａ、現像ローラ２４ａの電位差を示した静電潜像８０の模式図である。横軸は感光ドラム２２ａの搬送方向の表面位置を示している。縦軸は搬送方向の表面位置に対応した電位を示しており、現像ローラ２４ａの現像バイアス電位ＶＤＣは−３００Ｖである。このとき、トナーは負極性に帯電しているため、静電潜像８０の領域９３において静電潜像８０にトナーが載らないように、感光ドラム２２ａの明部電位ＶＬの絶対値を現像バイアス電位ＶＤＣ（−３００Ｖ）の絶対値より大きくする必要がある。そのために、本実施例では帯電バイアス電位ＶＣを−１５００Ｖとした。これによって、感光ドラム２２ａの暗部電位ＶＤは−１０００Ｖとなり、さらに感光ドラム２２ａの明部電位ＶＬは−４００Ｖとなる。

本実施例の構成にすることにより、現像ローラ２４ａと感光ドラム２２ａの離間機構を設けることなく、つまり当接させた状態においても、検知用のトナー像を形成することなく色ずれ補正制御を実施することが可能である。その結果として、色ずれ検出後に感光ドラム２２や中間転写ベルト３０上のトナーをクリーニングする必要がなく、クリーニング時間の短縮が可能となり、プリントスピードを向上させることができる。また、静電潜像８０にトナーを載せることがないため、不必要なトナーを消費せず、トナーを効率的に使うことが可能になる。

［変形例］
また、本実施例において感光ドラム２２ａの暗部電位ＶＤは−１０００Ｖとしたが、色ずれ検出後の感光ドラム２２ａ上をＬＥＤなどの露光装置によって光照射し、感光ドラム
２２ａの暗部電位ＶＤを−７００Ｖにすることができる。これによって、色ずれ検出直後に画像形成動作を実施することが可能である。本実施例では、現像ローラ２４ａの現像バイアス電位ＶＤＣ−３００Ｖに対して、新たな帯電バイアス電位ＶＣを−１５００Ｖとしているがこの限りではない。現像ローラ２４ａの現像バイアス電位ＶＤＣに対して、帯電バイアス電位ＶＣを制御し、感光ドラム２２ａの明部電位ＶＬを現像バイアス電位ＶＤＣより小さくすることができる構成であればよい。

上記各実施例においては、色ずれ状態の判断基準となる基準値取得処理をその都度行うよう説明した。しかしながら、機内昇温から通常機内温度に戻る場合に、概ね固定的な機械的状態に戻るのであれば、必ずしも基準値取得処理を行う必要はない。設計段階又は製造段階でわかっている予め定められた基準値（基準状態）をかわりに用いても良い。色ずれ状態を補正する際の目標となるこの予め定められた基準状態は、例えば図３のＥＥＰＲＯＭ３２４に記憶されており、制御部５４により適宜参照される。そして、その参照により上に説明した各フローチャートが実行される。

［転写高圧電源回路］
図１０は、電流検出を行う構成として、１次転写ローラを用いた場合の一次転写高圧電源回路の構成を示す図である。上記実施例の説明では、電流検出を行うプロセス手段として帯電ローラ２３ａ〜２３ｄを用いた場合を例に説明を行ったが、電流検出を行うプロセス手段として１次転写ローラを適用することもできる。ここで、図１０に示される電流検出回路４７は、図２（ａ）で説明したように、各色で独立して設けても良いし、或いは図８で説明したように、複数色で共通して設けるようにしても良い。
図１０に示す回路構成における図２（ｂ）に示す回路構成との差異は、ダイオード１６０１ａ、１６０２ａのアノード、カソードの向きがダイオード６５ａ、６４ａと逆であるが、その他は同様であり、共通する回路構成要素は同じ符号を付して説明を省略する。また出力端子５３ａからは、例えば＋１０００Ｖの転写バイアス（転写電圧）が出力されている。この図１０に示される一次転写高圧電源回路を上述の帯電高圧電源回路に替えて、図３、図６及び図７の各フローチャートや、それらに関連した処理を実行すれば良い。当然のことであるが、このとき、１次転写ローラ２６ａは感光ドラム２２ａに当接させる必要がある。

（実施例２）
本発明の実施例２に係る画像形成装置について説明する。ここでは、実施例２において、主として、上記実施例１と異なる点について説明し、上記実施例１と共通する点については、同じ符号を付して説明を省略する。実施例２においてここで説明しない事項は、上記実施例１と同様である。

本実施例では、現像ローラ２４ａ〜２４ｄをそれぞれ独立に駆動させることができ、各画像形成部ごとに、感光ドラム表面に対する現像ローラ表面の速度を変えることができる。以降、感光ドラム２２ａと現像ローラ２４ａの周方向の表面速度比を現像周速比と称する。

本実施例では、静電潜像８０の領域９３において静電潜像８０にトナーが載らないように、感光ドラム２２ａの明部電位ＶＬの絶対値を現像バイアス電位ＶＤＣの絶対値より大きくなるように設定する点は実施例１と共通している。加えて、本実施例では、現像バイアス電位ＶＤＣと感光ドラム２２ａの暗部電位ＶＤの電位差が放電開始電圧よりも小さくなるように設定している。これは現像ローラ２４ａと感光ドラム２２ａの間で放電を起こすことで静電潜像８０を乱す恐れがあるためである。本実施例では、現像ローラ２４ａの現像バイアス電位ＶＤＣを−２００Ｖ、帯電バイアス電位ＶＣを−１１００Ｖとした。これによって、感光ドラム２２ａの暗部電位ＶＤは−６００Ｖ、明部電位ＶＬは−３００Ｖ
となる。

通常の印刷時においては、現像バイアス電位ＶＤＣは、明部電位ＶＬと暗部電位ＶＤの間に設定されている。この設定は、明部電位にトナーを現像し、暗部電位にはトナーを現像しないための設定である。その際の電位設定は、現像ローラ２４ａの現像バイアス電位ＶＤＣを−３００Ｖ、帯電バイアス電位ＶＣを−９００Ｖ、感光ドラム２２ａの暗部電位ＶＤは−４００Ｖ、明部電位ＶＬは−１００Ｖとなっている。

本実施例における現像ローラ２４ａと感光ドラム２２ａの間の放電開始電圧は５００Ｖ程度となっていた。放電開始電圧に関しては、感光ドラム２２ａの暗部電位ＶＤを一定にした状態で、現像バイアス電位ＶＤＣを変化させて、現像ローラ２４ａと感光ドラム２２ａの当接部通過後の感光ドラム２２ａの暗部電位ＶＤの表面電位を測定することで確認した。
図１１は、感光ドラム２２ａの暗部電位ＶＤを一定にした状態で現像バイアス電位ＶＤＣを変化させた際のＶｂａｃｋと現像ローラ２４ａと感光ドラム２２ａの当接部通過後の暗部電位ＶＤのグラフである。なお、Ｖｂａｃｋとは、現像バイアス電位ＶＤＣ（現像ローラに印加する直流電圧の大きさ）と感光ドラムの表面電位との間の電位差のことである。現像ローラ２４ａと感光ドラム２２ａの当接部通過後の暗部電位ＶＤがＶｂａｃｋ５００Ｖ付近から上昇を開始していることから、放電が開始していることがわかる。

［感光体ドラムトナー付着の説明］
図１２は、本実施例における現像バイアス電位ＶＤＣと感光ドラム２２ａ上の電位差に対する感光ドラム２２ａ上のトナー付着量のグラフである。横軸に現像バイアス電位ＶＤＣと感光ドラム２２ａの表面電位との電位差（Ｖｂａｃｋ）、縦軸に感光ドラム２２ａ上のトナー付着量（以降、ドラム上カブリと称する）を示している。測定は通常印刷時（画像形成時）の現像周速比である１２０％で行った。通常印刷時の現像周速比は、システムとして成り立つための現像ローラ２４ａ上のトナー量に対して、画像濃度が適正になるように設定している。感光ドラム２２ａ上のトナー付着量は、感光ドラム２２ａ上を透明のテープでテーピングした後で、そのテープを反射濃度計（東京電色製 ＴＣ−６ＤＳ）で測定した。グラフを見るとわかるようにＶｂａｃｋが１００Ｖ付近でドラム上カブリが最小値になっている。そこからＶｂａｃｋを小さくしても大きくしてもドラム上カブリは大きくなっていく。このメカニズムを説明する。

まず、現像ブレード（不図示）通過後の現像ローラ２４ａ上のトナーは、平均的にみると負極性に帯電しているが、単位面積当たりの帯電量の分布は−５０ｕｃ／ｇ〜＋１０ｕｃ／ｇ程度の範囲を持つ。
図１３は、本実施例、変形例におけるトナーの帯電量分布の概略の一例を示している。測定はＥ−ＳＰＡＲＴアナライザ（ホソカワミクロン製）を用いて行った。帯電量に分布の広がりが生まれる理由は、トナーの粒径分布があることや、トナーと現像ブレードの間での摩擦帯電のばらつき、トナーとトナーの間での摩擦帯電等がある。その中でも特にゼロ付近（ここでは−５ｕｃ／ｇ〜＋５ｕｃ／ｇ）の帯電量分布は、トナーとトナーの間の摺擦による摩擦帯電によって生まれている。

摩擦帯電に関しては、摺擦する物質と物質の材料の帯電系列によって決まることが知られている。トナーとトナーの間の摩擦帯電では、同じ帯電系列による摺擦のため、帯電量分布はゼロを中心としてマイナス側とプラス側に広がる。帯電量ゼロのトナーは、電界による力を受けないため、Ｖｂａｃｋに関わらず、感光ドラム２２ａに対する非静電的付着力によって感光ドラム２２ａに付着する。Ｖｂａｃｋが１００Ｖ付近におけるドラム上カブリはこの付着量が支配的である。これよりもＶｂａｃｋが小さい範囲においては、トナー自身が作る電界による正規かぶりによってドラム上かぶりが大きくなる。またこれより
もＶｂａｃｋが大きい範囲においては、正極性のトナーが電界による力が大きくなることで感光ドラム２２ａに付着していくためにドラム上カブリが大きくなる。

以上のメカニズムから、明部電位ＶＬの絶対値を現像バイアス電位ＶＤＣの絶対値より大きくなるよう設定することで、Ｖｂａｃｋが大きい値になる暗部電位ＶＤにおいては、トナー消費量が大きくなってしまうことがわかる。図１２に示したドラム上かぶりのグラフはあくまで本実施例の一例である。使用環境や条件によって変わりうるものであるが、トナーとトナー摩擦帯電によって正極性に帯電するトナーがあるために、Ｖｂａｃｋが大きくなるとドラム上かぶりが大きくなっていく傾向は共通している。

［実施例２の特徴］
そこで本実施例においては、さらにこの暗部電位ＶＤに対するドラム上かぶりによるトナー消費を低減するために、位置ずれ補正用静電潜像が当接部を通過する間の現像周速比を１００％に設定する。すなわち、感光ドラム２２と現像ローラ２４の周方向における表面の移動速度の差がゼロとなるように、感光ドラム２２と現像ローラ２４を回転駆動する。本実施例では、記録材が２００ｍｍ／ｓｅｃで搬送され、感光ドラム２２の周速は２００ｍｍ／ｓｅｃに設定されている。したがって、現像周速比を１００％とするために、現像ローラ２４の周速も２００ｍｍ／ｓｅｃに設定される。

図１４は、現像周速比を変化させた際の暗部電位ＶＤ（Ｖｂａｃｋ４００Ｖ）のドラム上かぶりのグラフである。現像周速比１００％で最小値をとり、周速が１００％よりも速くなっても遅くなってもドラム上かぶりの値は大きくなっている。これは、トナーが周速差のついたドラムに摩擦帯電されることで低帯電量化もしくは正極性に帯電することでドラム上かぶりが悪化したためである。周速差が小さいほど、摩擦帯電量が減るためにドラム上かぶりは小さくなる。

本実施例における帯電系列は、トナーに対してドラムの帯電系列が負の帯電系列（トナーの帯電極性と同極性側）なっている。つまり、感光ドラム２２がトナーに対して正極性の帯電付与性である。本実施例における感光ドラム２２の材料はアリレート樹脂、トナーはスチレンアクリル樹脂を用いている。帯電系列の順列の確認は、帯電系列と関係性の高い材料の仕事関数を測定することによって行った。測定には表面分析装置（ＡＣ−２型、理研計器（株）製）を用い、照射光量２５０ｎＷにて測定した。もちろん、帯電系列の確認に直接二つの材料を擦り合わせ、材料の表面電位を確認しても構わない。

本実施例の構成によって、位置ずれ補正用静電潜像８０を形成する際のトナー消費を現像周速１２０％と比べて４０％程度低減することができた。トナーの消費した量の測定は、感光ドラム２２ａ上を透明のテープでテーピングした後で、そのテープを反射濃度計（東京電色製 ＴＣ−６ＤＳ）で測定することで算出した。反射濃度と消費量の関係は、いくつかのトナー付着量の違う反射濃度サンプル（テープ）を用意し、テープ上のトナーの単位面積当たりの数を光学顕微鏡で計測することで求めた。また周速比が遅いことでプロセス手段の寿命への影響も小さくすることができている。

（実施例３）
実施例３は実施例２と違って、トナーに対してドラムの帯電系列が正の帯電系列（トナーの帯電極性と逆極性側）なっている。つまり、感光ドラム２２がトナーに対して負極性の帯電付与性である。この違いを除いて、実施例３は実施例２と同様の構成であり、共通する構成の説明は省略する。

［静電潜像通過時の現像周速比］
本実施例では、位置ずれ補正用静電潜像が感光ドラム２２ａと現像ローラ２４ａの当接
部を通過する際の現像周速比を１４０％に制御している。通常の印刷時の現像周速比は実施例２と同様に１２０％となっている。

図１５は、トナーに対してドラムの帯電系列が正の帯電系列なっている際の現像周速比を変化させた際の暗部電位ＶＤ(Ｖｂａｃｋ４００Ｖ)のドラム上かぶりのグラフである。現像周速比１００％で最大値をとり、周速が１００％よりも速くなっても遅くなってもドラム上かぶりの値は小さくなる。トナーに対してドラムの帯電系列が正の帯電系列なっている場合は、トナーが周速差のついたドラムに摩擦帯電されることで、トナーが負極性に帯電し、ドラム上かぶりは低減される。

本実施例における帯電系列は、トナーに対してドラムの帯電系列が正の帯電系列なっている。帯電系列の順列の確認は、帯電系列と関係性の高い材料の仕事関数を測定することによって行った。測定方法は実施例２と同様である。本実施例における感光ドラム２２の材料はアリレート樹脂に既知の負極性の材料を分散させた。トナーはスチレンアクリル樹脂を用いている。

本実施例の構成によって、位置ずれ補正用静電潜像８０を形成する際のトナー消費を現像周速１２０％と比べて４０％程度低減することができた。トナー消費量の測定は、実施例２と同様の方法を用いた。

変形例として、現像周速比を４０％にする構成がある。この構成を取る場合には、周速比が遅いことでプロセス手段の寿命への影響も小さくすることができる。

（実施例４）
本発明の実施例４に係る画像形成装置について説明する。ここでは、実施例４において、主として、上記各実施例と異なる点について説明し、上記各実施例と共通する点については、同じ符号を付して説明を省略する。実施例４においてここで説明しない事項は、上記各実施例と同様である。

ここで、実施例４及び後述する実施例５では、実施例１〜３と静電潜像８０の定義が異なる。すなわち、実施例４、５では、露光領域である明部電位ＶＬが形成される領域（被露光部）と、非露光領域である暗部電位ＶＤが形成される領域（未露光部あるいは非露光部）と、によって形成される潜像領域を指して、静電潜像８０と定義する。
そして、本実施例は、色ずれ補正制御潜像形成時に、補正用のライン潜像部（静電潜像８０）における暗部電位ＶＤの領域面積を極力小さくすることでかぶりによるトナー消費を抑えることを特徴としている。

本実施例では、感光ドラム２２ａに対して走査方向の画像形成領域幅において最大限幅広く明部電位ＶＬ領域を形成し続け、その中でレーザ照射をしない時間を作ることで搬送方向に３０ライン程度（１．２ｍｍ程度）の幅を持った暗部電位ＶＤ領域を形成する。明部電位ＶＬ領域は、暗部電位ＶＤ領域の搬送方向両側にそれぞれ６０ライン程度形成する。したがって、１つの静電潜像８０は、搬送方向において、明部６０ライン＋暗部３０ライン＋明部６０ラインとなるように構成される。尚、主走査方向の幅については、良好な検出結果を得るためには後述するオペアンプ７０の出力値が大きい必要があるため、最大幅の半分以上の幅で形成するようにすることが望ましい。また、画像領域（紙への印刷画像領域）の外側の用紙領域を更に超えた幅の領域で、且つ静電潜像を形成可能な領域にまで静電潜像８０の幅を広げるとなお好適である。静電潜像８０の形成方法について、暗部電位ＶＤ部を弱露光によって制御する方式に関しても同様に考えられる。上記の動作により、第１基準値取得処理の静電潜像が形成される。

［ドラム表面電位変化（潜像検出）の説明］
図１６は、感光ドラム２２が回転し、静電潜像８０が、プロセス手段としての帯電ローラ２３ａに到達した時の、電流検出回路５０ａからの、感光体（感光ドラム２２ａ）の表面電位に係るオペアンプ７０の出力値を示したものである。図１６において縦軸は検出した電流変化を示す電圧を、横軸は時間を示したものである。図１６の波形は、静電潜像８０の暗部電位部が帯電ローラ２３ａに到達したことで、時刻９２において極大となり、その後減衰してゆく特性を示している。Ｖｒｅｆは単位時間当たりの平均値である。

ここで、検出される電圧値が暗部電位部で増加する理由について説明する。静電潜像８０において、暗部電位部は、帯電ローラ２３ａと感光ドラム２２ａとの電位差が、それ以外の領域、すなわち明部電位部における電位差より小さくなる。このため、静電潜像８０において非露光領域が帯電ローラ２３ａに到達すると、帯電ローラ２３ａに流れる電流値は減少する。そして、この電流減少に伴い、オペアンプ７０の出力端子の電圧値が上がる。以上が、検出される電圧値が増加する理由である。このように検出される電流値は感光ドラム２２ａの表面電位を反映したものとなっている。また、図１６では、感光ドラム表面電位と帯電ローラ２３ａの出力電圧と、の差分を例に説明を行ったが、電流量変化については、同様のことが、感光ドラム表面電位と転写電圧との間でもいえる。さらに電流値の変化をオペアンプ７０の電圧値の変化で代用したが、直接電流値を検出しても良いことは言うまでもない。

［感光ドラム表面電位の説明］
次に本実施例における色ずれ補正制御時における感光ドラム上の表面電位について説明する。本実施例においては、色ずれ補正制御潜像形成時に、補正用のライン潜像部（静電潜像８０）における暗部電位部の領域面積を極力小さくすることでかぶりによるトナー消費を抑えることを特徴としている。

図１７は、感光ドラム２２ａと帯電ローラ２３ａ、現像ローラ２４ａの電位差を示した静電潜像８０の模式図である。横軸は感光ドラム２２ａの搬送方向の表面位置を示している。縦軸は搬送方向の表面位置に対応した電位を示している。本実施例はトナーが負極性に帯電しているため、静電潜像８０における明部電位ＶＬ領域である領域９３にトナーが載らないように、感光ドラム２２ａの明部電位ＶＬの絶対値を現像バイアス電位ＶＤＣの絶対値より大きくなるよう設定している。加えて、現像バイアス電位ＶＤＣと感光ドラム２２ａの暗部電位ＶＤの電位差が放電開始電圧よりも小さい必要がある。これは現像ローラ２４ａと感光ドラム２２ａの間で放電を起こすことで静電潜像８０を乱す恐れがあるためである。本実施例では、現像ローラ２４ａの現像バイアス電位ＶＤＣを−２００Ｖ、帯電バイアス電位ＶＣを−１１００Ｖとした。これによって、感光ドラム２２ａの暗電位ＶＤは−６００Ｖ、明電位ＶＬは−３００Ｖとなる。

通常の印刷時においては、現像バイアス電位ＶＤＣは明部電位ＶＬと暗部電位ＶＤの間に設定されている。この設定は明部電位にトナーを現像し、暗部電位にはトナーを現像しないための設定である。その際の電位設定は、現像ローラ２４ａの現像バイアス電位ＶＤＣを−３００Ｖ、帯電バイアス電位ＶＣを−９００Ｖ、感光ドラム２２ａの暗電位ＶＤは−４００Ｖ、明電位ＶＬは−１００Ｖとなっている。

本実施例における現像ローラ２４ａと感光ドラム２２ａの間の放電開始電圧は４５０Ｖ程度となっていた。放電開始電圧に関しては、実施例２と同様、感光ドラム２２ａの暗電位ＶＤを一定にした状態で、現像バイアス電位ＶＤＣを変化させて、現像ローラ２４ａと感光ドラム２２ａの当接部通過後の感光ドラム２２ａの暗電位ＶＤの表面電位を測定することで確認した。

本実施例においても、感光ドラムにおけるトナー付着（カブリ）のメカニズムは、実施例２において図１１〜図１３を用いて説明した内容と同様である。そのメカニズムから、明部電位ＶＬの絶対値を現像バイアス電位ＶＤＣの絶対値より大きくなるよう設定することで、Ｖｂａｃｋが大きい値になる暗部電位ＶＤにおいては、トナー消費量が大きくなってしまうことがわかる。図１２に示したドラム上かぶりのグラフはあくまで本実施例の一例である。使用環境や条件によって変わりうるものであるが、トナーとトナー摩擦帯電によって正極性に帯電するトナーがあるために、Ｖｂａｃｋが大きくなるとドラム上かぶりが大きくなっていく傾向は共通している。

つまり、色ずれ補正用の未露光部の領域面積を、色ずれ補正用の被露光部の領域面積よりも小さくすることで、ドラム上かぶりによるトナーの消費量をさらに低減することができる。さらに言えば、色ずれ補正用の未露光部の領域面積は、二値化電圧値５６１の出力の変化によってエッジ検出できる幅以上で、なるべく狭いことが望ましい。ここで、静電潜像８０における明部電位ＶＬの面積を、色ずれ補正用の静電潜像の被露光部の領域面積、暗部電位ＶＤの面積を、色ずれ補正用の静電潜像の未露光部の領域面積とする。

（比較例）
本実施例では、暗部電位ＶＤの搬送方向の幅が３０ライン程度、明部電位ＶＬの搬送方向の幅が６０ライン程度となっている。比較例として、明部電位ＶＬと暗部電位ＶＤの関係が本実施例とは逆の場合を図１８で示す。比較例では明部電位ＶＬ搬送方向の幅が３０ライン程度、暗部電位ＶＤの搬送方向の幅が６０ライン程度となっている。

比較例に対して、本変形例を用いることで補正制御におけるトナーの消費量で５０％程度の低減効果が得られた。トナーの消費した量（かぶり量）の測定は、感光ドラム２２ａ上を透明のテープでテーピングした後で、そのテープを反射濃度計（東京電色製 ＴＣ−６ＤＳ）で測定することで反射濃度と面積を用いて算出した。反射濃度と消費量の関係は、いくつかのトナー付着量の違う反射濃度サンプル（テープ）を用意し、テープ上のトナーの単位面積当たりの数を光学顕微鏡で計測することで求めた。

（実施例５）
実施例５は実施例４の構成に加えて、現像バイアス電位ＶＤＣを静電潜像８０に対応して変動させることにより、さらにかぶりによるトナー消費を低減するものである。その他の構成に関しては実施例４と同様のため説明は割愛する。

［感光ドラム表面電位の説明］
図１９は実施例５における感光ドラム２２ａと帯電ローラ２３ａ、現像ローラ２４ａの電位差を示した模式図である。横軸は感光ドラム２２ａの搬送方向の表面位置を示している。縦軸は搬送方向の表面位置に対応した電位を示している。本実施例はトナーが負極性に帯電しているため、静電潜像８０の領域９３（明部電位領域）においてトナーが載らないように、感光ドラム２２ａの明部電位ＶＬの絶対値を現像バイアス電位ＶＤＣの絶対値より大きくなるよう設定している。そして、その現像バイアス電位ＶＤＣは、静電潜像８０に対して明部電位ＶＬと暗部電位ＶＤに対して一定の電位差になるよう変動させている。本実施例では、帯電バイアス電位ＶＣを−１１００Ｖ、感光ドラム２２ａの暗部電位ＶＤは−６００Ｖ、明部電位ＶＬは−３００Ｖとした。現像バイアス電位ＶＤＣは、暗部電位ＶＤは−６００Ｖに対して−５００Ｖ、明部電位ＶＬは−３００Ｖに対して−２００Ｖとなるよう変動させている。

このように現像バイアス電位ＶＤＣと静電潜像８０との電位差を一定変化させることで、静電潜像８０に対してかぶりを最小化できる。実施例４に対して消費量で７０％減らすことができる。

２０ａ〜２０ｄ…スキャナユニット、２２ａ〜２２ｄ…感光ドラム、２４ａ〜２４ｄ…現像スリーブ、２６ａ〜２６ｄ…１次転写ローラ、３０…中間転写ベルト、４６ａ〜４６ｄ…１次転写高圧電源回路、４７ａ〜４７ｄ…電流検出回路、８０…静電潜像

Claims (11)

1. 記録材に画像を形成する画像形成装置であって、
   像担持体と、
   前記像担持体を帯電する帯電部材と、
   前記像担持体を露光して前記像担持体に静電像を形成する露光部材と、
   前記静電像を現像剤で現像して現像剤像を前記像担持体に形成する現像剤担持体と、
   前記現像剤像を前記像担持体から前記記録材または中間転写体に転写する転写部材と、を備える画像形成装置において、
   前記現像剤像が前記記録材または前記中間転写体に転写される転写位置の基準位置からのずれ量を検出するための制御部であって、露光により前記像担持体に形成された検知用静電像が前記帯電部材または前記転写部材との対向位置を通過する際の、前記帯電部材または前記転写部材に流れる電流を検知する電流検知部が検知する電流値の変化に基づくずれ量と、基準値とに基づいて、転写位置の前記基準位置からのずれ量を検出する制御部と、を備え、
   前記制御部で転写位置のずれ量を検出する際に、前記像担持体の表面のうち露光された露光部の電位の絶対値が、前記現像剤担持体に印加される電圧の値の絶対値よりも大きいことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記検知用静電像は、前記像担持体において前記露光部材により露光されて露光部電位が形成される領域であり、
   前記像担持体において前記検知用静電像が形成されない領域は、前記露光部材により露光されない非露光部電位が形成される領域であり、
   前記電流検知部が検知する電流値の変化に基づくずれ量は、前記像担持体において前記対向位置を通過する領域が、前記検知用静電像が形成された領域から前記検知用静電像が形成されない領域に変わる際に、前記電流検知部が検知する電流値の変化に基づくずれ量、または、前記検知用静電像が形成されない領域から前記検知用静電像が形成された領域に変わる際に、前記電流検知部が検知する電流値の変化に基づくずれ量であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記検知用静電像は、前記像担持体において前記露光部材により露光されて露光部電位が形成される露光領域と、前記露光部材により露光されない非露光部電位が形成される非露光領域と、を有し、
   前記電流検知部が検知する電流値の変化に基づくずれ量は、前記検知用静電像において前記対向位置を通過する領域が、前記露光領域から前記非露光領域に変わる際に、前記電流検知部が検知する電流値の変化に基づくずれ量、または、前記非露光領域から前記露光領域に変わる際に、前記電流検知部が検知する電流値の変化に基づくずれ量であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記検知用静電像は、前記非露光領域の前記記録材の搬送方向における幅が、前記露光領域の前記搬送方向における幅よりも狭いことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記制御部が前記転写位置のずれ量を検出する際において、前記像担持体の非露光部電位と前記現像剤担持体に印加される電圧の値との間の電位差が、前記像担持体と前記現像剤担持体との間の放電開始電圧の値よりも小さいことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 回転体である前記像担持体及び前記現像剤担持体のそれぞれの表面の移動速度の差を制御する制御部をさらに備え、
   前記像担持体の帯電系列が、前記現像剤の帯電系列よりも前記現像剤の帯電極性と同極性側であり、
   前記制御部は、前記制御部が前記転写位置のずれ量を検出する際において、前記移動速度の差の絶対値を、画像形成時における前記移動速度の差の絶対値よりも小さくすることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記制御部は、前記制御部が前記転写位置のずれ量を検出する際において、前記移動速度の差をゼロとすることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 回転体である前記像担持体及び前記現像剤担持体のそれぞれの表面の移動速度を制御する制御部をさらに備え、
   前記像担持体の帯電系列が、前記現像剤の帯電系列よりも前記現像剤の帯電極性と逆極性側であり、
   前記制御部は、前記制御部が前記転写位置のずれ量を検出する際において、前記移動速度の差の絶対値を、画像形成時における前記移動速度の差の絶対値よりも大きくすることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記現像剤担持体に電圧を印加する電圧印加部をさらに備え、
   前記電圧印加部は、前記現像剤担持体に印加する電圧の値を、
   前記露光領域が前記現像剤担持体と対向する位置を通過する間は、前記露光部電位との差が小さくなるように、
   前記非露光領域が前記現像剤担持体と対向する位置を通過する間は、前記非露光部電位との差が小さくなるように、
   変化させることを特徴とする請求項３または４に記載の画像形成装置。
10. 前記現像剤担持体は、前記制御部が前記転写位置のずれ量を検出する際において、前記像担持体と当接していることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
11. 前記像担持体と、前記帯電部材と、前記露光部材と、前記現像剤担持体と、前記転写部材と、を有する画像形成部を複数備え、
    前記基準位置は、複数の前記画像形成部において、それぞれの前記現像剤像の前記転写位置が互いに一致する位置であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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