JP2022137949A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】鏡面反射成分を検出する検出センサが中間転写ベルトに対して傾いて取り付けられていても、正しいレジスト調整ができる画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置は、複数色の単色画像のそれぞれを、中間転写ベルト上に個別に形成する複数の画像形成部を備える。レジスト調整のために、各画像形成部が中間転写ベルト上に各色のパターン画像７０Ｙ、７０Ｋ、７０Ｍ、７０Ｃを１次転写して、検出センサでこれらのパターン画像を検出し、その検出情報に基づいて、レジスト調整を実行する。ブラック以外のパターン画像７０Ｙ、７０Ｍ、７０Ｃの中間転写ベルトの移動方向の幅の中央に、両側に部分パターン画像７０Ｙ１１、７０Ｍ１１、７０Ｃ１１、７０Ｙ１２、７０Ｍ１２、７０Ｃ１２が露出するように、ブラックのライン画像７０Ｙ２、７０Ｍ２、７０Ｃ２を形成する。【選択図】図９

Description

この発明は画像形成装置に関し、特にたとえば、中間転写ベルトに形成したパターン画像を検出することによって画像形成部での画像の書き込みタイミングを調整する、画像形成装置に関する。

特許文献１には、背景技術の画像形成装置の一例が開示される。この背景技術では、中間転写ベルト上にブラックとカラーのレジ調整用パターン画像を形成し、画像検出センサによって、これらのパターン画像を検知することによって、感光体への画像形成タイミングを調整する。このとき、カラーのパターン画像ではセンサの光を拡散反射するため、センサ出力が立ち上がる方向でこのカラーパターン画像を検出できるが、ブラックでは反射しないので、すなわち拡散反射成分がないため、ブラックのパターン画像を検出できない。

そこで、この背景技術では、ブラックのトナー層の下にカラーのトナー層を設け、センサからの検出信号を反転させることでブラックのパターン画像を検出するようにしている。

特開２０１３－２５１８５号公報［Ｇ０３Ｇ ２１/００］

しかしながら、背景技術では、ブラックのトナー層の下のカラーのトナー層での検出信号を十分大きくする必要があるため、ブラックのトナー層の下のカラーのトナー層の幅を一定以上にする必要がある。たとえば、一般的なセンサの検出光の直径はφ１程度であるので、ブラックのトナーが載っていないカラーのトナー層の幅を１ｍｍ以上にする必要がある。

それゆえに、この発明の主たる目的は、新規な、画像形成装置を提供することである。

この発明の他の目的は、中間転写ベルト上のパターン画像からの鏡面反射成分を検出することによって画像形成部での画像の書き込みタイミングを精度よく調整することができる、画像形成装置を提供することである。

第１の実施形態は、第１方向に走行する中間転写ベルト上に、画像形成部によって、各々が第１方向に交差する第２方向に長手でかつ第１方向に所定の幅を有する、ブラックのパターン画像およびブラック以外の色の複数のパターン画像をそれぞれ形成し、中間転写ベルト上のそれぞれのパターン画像に光を照射し、それぞれのパターン画像からの反射光を検出する検出部、および検出部によるそれぞれのパターン画像による反射光の検出情報に基づいて画像形成部による画像書込みタイミングを調整するタイミング調整部を備え、検出部はパターン画像からの鏡面反射成分を検出し、画像形成部は、ブラック以外の色のパターン画像上に、第１方向の上流側および下流側の少なくとも一方で当該ブラック以外の色の部分パターン画像が露出するように、ブラックのライン画像を形成する、画像形成装置である。

第１の実施形態では、画像形成装置（１０：実施例で相当する部分を例示する参照符号。以下、同様。）は、第１方向（たとえば、副走査方向）に走行する中間転写ベルト（５４）上に、画像形成部（３０）によって、各々が第１方向に交差する第２方向（たとえば、主走査方向）に長手でかつ第１方向に所定の幅を有する、ブラックのパターン画像およびブラック以外の色の複数のパターン画像をそれぞれ形成する。検出部（８８）は、中間転写ベルト上のそれぞれのパターン画像に光を照射し、それぞれのパターン画像からの反射光を検出する。タイミング調整部（８０）は、検出部によるそれぞれのパターン画像による反射光の検出情報（たとえば、検出センサの出力電圧）に基づいて画像形成部による画像書込みタイミングを調整する。検出部はパターン画像からの鏡面反射成分を検出するものとし、画像形成部は、ブラック以外の色のパターン画像上に、第１方向の上流側および下流側の少なくとも一方で当該ブラック以外の色の部分パターン画像が露出するように、ブラックのライン画像を形成する、画像形成装置である。

第１の実施形態によれば、ブラック以外の各色のパターン画像上にブラックのライン画像を形成することによって、各色のパターン画像からの拡散反射成分の影響を抑制することができるので、検出部の光軸が中間転写ベルトに対して傾いていても、適切なレジスト調整が可能である。

第２の実施形態は、第１の実施形態に従属し、部分パターン画像は、ブラックのライン画像の第１方向の上流側および下流側の両側で露出する、画像形成装置である。

第２の実施形態では、各色のパターン画像（７０Ｙ、７０Ｍ、７０Ｃ）の上に、それらの第１方向の幅の中央にブラックのライン画像（７０Ｙ２、７０Ｍ２、７０Ｃ２）を形成し、ライン画像の両側で部分パターン画像（７０Ｙ１１、７０Ｍ１１、７０Ｃ１１、７０Ｙ１２、７０Ｍ１２、７０Ｃ１２）が露出する。

第２の実施形態によれば、ブラックのライン画像の両側で各色の部分パターン画像が露出するので、各色のパターン画像の両方のエッジを確実に検出できる。

第３の実施形態は、第１または第２の実施形態に従属し、画像形成部は所定の基本解像度を有し、ブラックのライン画像から露出する部分パターン画像の第１方向の幅を基本解像度の４倍以上とした、画像形成装置である。

第３の実施形態では、部分パターン画像の幅を画像形成部の基本解像度に応じた幅に設定した。

第３の実施形態によれば、一般的な分解能を有する検出部で部分パターン画像を十分検出することができる。

第４の実施形態は、第１ないし第３の実施態様のいずれかに従属し、ブラックのライン画像から露出する部分パターン画像の第１方向の幅を０．２ｍｍ以上とした、画像形成装置である。

第４の実施形態によれば、一般的な分解能を有する検出部で部分パターン画像を確実に検出することができる。

この発明によれば、各色のパターン画像からの拡散反射成分の影響を抑制することができるので、鏡面反射成分を検出する検出部の光軸が中間転写ベルトに対して傾いても、適切なレジスト調整が可能である。

この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。

図１はこの発明の一実施例の画像形成装置を正面から見た場合の概略構成を示す図解図である。 図２は画像形成部を正面から見た場合の概略構成を示す図解図である。 図３は図１の画像形成装置の電気的な構成を示すブロック図である。 図４は転写ユニットおよび検出センサを下から見た場合の概略構成を示す図解図である。 図５は検出センサおよびその周辺構造の概略を示す図解図である。 図６は検出センサおよびパターン画像の関係を示す図解図である。 図７は画像位置および画像幅の検出方法を示す図解図である。 図８はパターン画像と検出センサの関係を示す図解図である。 図９は本実施例のパターン画像を示す図解図である。 図１０は図９実施例のマゼンタのパターン画像を拡大した図解図である。 図１１は従来のパターン画像の一例を示す図解図である。 図１２は検出センサが中間転写ベルトに対して垂直になるように設置されていて、図１１に示すパターン画像を利用した場合のパターン画像の検出ピッチを示す波形図である。 図１３は検出センサが中間転写ベルトに対して垂直になるように設置されている場合に図１１に示すブラックのパターン画像の検出状態を示す図解図であり、図１３（ａ）がブラックのパターン画像の検出始期を示し、図１３（ｂ）が検出終期を示す。 図１４は検出センサが中間転写ベルトに対して垂直になるように設置されている場合に図１１に示すマゼンタのパターン画像の検出状態を示す図解図であり、図１４（ａ）がマゼンタのパターン画像の検出始期を示し、図１４（ｂ）が検出終期を示す。 図１５は検出センサが中間転写ベルトに対して下流側に傾斜して設置されていて、図１１に示すパターン画像を利用した場合のパターン画像の検出ピッチを示す波形図である。 図１６は検出センサが中間転写ベルトに対して下流側に傾斜して設置されている場合に図１１に示すブラックのパターン画像の検出状態を示す図解図であり、図１６（ａ）がブラックのパターン画像の検出始期を示し、図１６（ｂ）が検出終期を示す。 図１６は検出センサが中間転写ベルトに対して下流側に傾斜して設置されている場合に図１１に示すマゼンタのパターン画像の検出状態を示す図解図であり、図１７（ａ）がマゼンタのパターン画像を検出する直前の状態を示し、図１７（ｂ）が検出始期を示し、図１７（ｃ）が検出終期を示す。 図１８は検出センサが中間転写ベルトに対して下流側に傾斜して設置されていて、図９に示すパターン画像を利用した場合のパターン画像の検出ピッチを示す波形図である。 図１９は検出センサが中間転写ベルトに対して下流側に傾斜して設置されている場合に図９および図１０に示すマゼンタのパターン画像の検出状態を示す図解図であり、図１９（ａ）がマゼンタのパターン画像の検出始期を示し、図１９（ｂ）が検出終期を示す。

［第１実施例］
図１を参照して、この発明の一実施例である画像形成装置１０は、両面印刷機能を有する電子写真方式の画像形成装置であって、帯電、露光、現像、転写および熱定着というプロセスを経ることによって、用紙（記録媒体）の表面上および裏面上に多色の画像（カラー画像）または単色の画像を形成（印刷）する。この第１実施例では、画像形成装置１０は、複写機能、プリンタ機能、スキャナ機能およびファクシミリ機能などを有する複合機（ＭＦＰ：Multifunction Peripheral）である。ただし、画像形成装置１０は、複合機に限定される必要はなく、カラー画像の印刷機能を備えていればよい。たとえば、画像形成装置１０は、複写機、プリンタおよびファクシミリなどでもよい。

先ず、画像形成装置１０の基本構成について概略的に説明する。図１に示すように、画像形成装置１０は、画像形成部３０等を備える装置本体１２、およびその上方に配置される画像読取部１４を含む。

画像読取部１４は、透明材によって形成される原稿載置台１６を備える。原稿載置台１６の上方には、ヒンジ等を介して原稿押えカバー１８が開閉自在に取り付けられる。この原稿押えカバー１８には、原稿載置トレイ２０に載置された原稿を画像読取位置２２に対して１枚ずつ自動的に給紙する自動原稿送り装置（ＡＤＦ：Auto Document Feeder）２４が設けられる。また、原稿載置台１６の前面側には、ユーザによる入力操作を受け付けるタッチパネルおよび操作ボタン等を含む操作部（図示せず）が設けられる。

また、画像読取部１４には、光源、複数のミラー、結像レンズおよびラインセンサ等を備える画像読取部２６が内蔵される。画像読取部２６は、原稿表面を光源によって露光し、原稿表面から反射した反射光を複数のミラーによって結像レンズに導く。そして、結像レンズによって反射光をラインセンサの受光素子に結像させる。ラインセンサでは、受光素子に結像した反射光の輝度や色度が検出され、原稿表面の画像に基づく画像データが生成される。ラインセンサとしては、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＩＳ（Contact Image Sensor）等が用いられる。

図１および図２に示すように、画像形成部３０は、露光装置３２、現像器３４、感光体ドラム３６、クリーナユニット３８、帯電器４０、転写ユニット４２および定着ユニット４６等を備え、給紙トレイ４８または手差し給紙トレイ５０から搬送される用紙上に画像を形成し、画像形成済みの用紙を排紙トレイ５２に排出する。用紙上に画像を形成するための画像（印刷画像）のデータ（印刷画像データ）としては、画像読取部２６で読み取った画像データまたは外部コンピュータから送信された画像データ等が利用される。

感光体ドラム３６は、導電性を有する円筒状の基体の表面に感光層が形成された像担持体であり、帯電器４０は、この感光体ドラム３６の表面を所定の電位に帯電させる部材である。また、露光装置３２は、レーザダイオード（ＬＤ）およびポリゴンミラー等を備えたレーザスキャニングユニットとして構成され、感光体ドラム３６の下方に配置される。露光装置３２は、所定の電位に帯電された感光体ドラム３６の表面を露光することによって、画像データに応じた静電潜像を感光体ドラム３６の表面に形成する。現像器３４は、感光体ドラム３６上に形成された静電潜像を４色（ＹＭＣＫ）のトナーによって顕像化するものである。また、クリーナユニット３８は、現像および画像転写後における感光体ドラム３６の表面に残留したトナーを除去する。

なお、画像形成装置１０において扱われる画像データは、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）およびイエロー（Ｙ）の４色のカラー画像に応じたものである。このため、現像器３４、感光体ドラム３６、クリーナユニット３８および帯電器４０のそれぞれは、各色に応じた４種類のトナー像（単色画像）を個別に形成するように４個ずつ設けられ、これらによって４つの画像形成部（単色画像形成部）が構成される。

図２に示すように、４つの画像形成部は、それぞれ独立して設けられ、この第１実施例では、中間転写ベルト５４の周回移動方向の上流側から順に、イエロー（Ｙ）用の画像形成部、マゼンタ（Ｍ）用の画像形成部、シアン（Ｃ）用の画像形成部およびブラック（Ｋ）用の画像形成部が設けられる。

転写ユニット４２は、中間転写ベルト５４、駆動ローラ５６、従動ローラ５８、４つの中間転写ローラ６０および２次転写ローラ４４などを備え、各画像形成部の感光体ドラム３６の上方に配置される。

中間転写ベルト５４は、可撓性を有する無端状のベルトであって、カーボンブラック等の導電性材料を適宜配合した合成樹脂またはゴム等によって形成される。中間転写ベルト５４は、駆動ローラ５６および従動ローラ５８によって懸架され、その外周面が感光体ドラム３６の外周面に当接するように配置される。そして、中間転写ベルト５４は、駆動ローラ５６の回転駆動に伴い、所定方向（図２では反時計回り）に周回移動する。以下、説明の簡単のため、中間転写ベルト５４の周回移動方向の上流側を、単に「上流側」といい、中間転写ベルト５４の周回移動方向の下流側を、単に「下流側」ということがある。

駆動ローラ５６は、図示しない駆動部によってその軸線回りに回転可能に設けられる。従動ローラ５８は、中間転写ベルト５４の周回移動に伴って回転すると共に、中間転写ベルト５４に一定の張力を与えて中間転写ベルト５４の弛みを防止する。

中間転写ローラ６０は、中間転写ベルト５４を挟んで各感光体ドラム３６と対向する位置のそれぞれに配置される。画像形成時には、中間転写ローラ６０に所定の電圧（１次転写電圧）が印加されることによって、感光体ドラム３６と中間転写ベルト５４との間に転写電界が形成される。そして、この転写電界の作用によって、各画像形成部の感光体ドラム３６の外周面に形成されたトナー像が中間転写ベルト５４の外周面に転写（１次転写）される。

２次転写ローラ４４は、中間転写ベルト５４を挟んで駆動ローラ５６と対向する位置に配置され、駆動ローラ５６との間で中間転写ベルト５４を押圧するように設けられる。画像形成時には、２次転写ローラ４４に所定の電圧（２次転写電圧）が印加されることによって、中間転写ベルト５４と２次転写ローラ４４との間に転写電界が形成される。そして、この転写電界の作用によって、中間転写ベルト５４と２次転写ローラ４４との間の転写ニップ域（２次転写ニップ部）を用紙が通過する間に、中間転写ベルト５４の外周面に形成されたトナー像が用紙に転写（２次転写）される。

図１に戻って、定着ユニット４６は、ヒートローラ６２および加圧ローラ６４を備え、２次転写ローラ４４の上方に配置される。ヒートローラ６２は、所定の定着温度となるように設定されており、ヒートローラ６２と加圧ローラ６４との間のニップ域を用紙が通過することによって、用紙に転写されたトナー像が加熱および圧接されて、用紙に対してトナー像が熱定着される。

このような装置本体１２内には、給紙トレイ４８または手差し給紙トレイ５０からの用紙をレジストローラ６８、２次転写ローラ４４および定着ユニット４６を経由させて排紙トレイ５２に送るための第１用紙搬送路Ｌ１が形成される。また、用紙に対して両面印刷を行う際に、表面側の印刷が終了して定着ユニット４６を通過した後の用紙を、２次転写ローラ４４の用紙搬送方向の上流側において第１用紙搬送路Ｌ１に戻すための第２用紙搬送路Ｌ２が形成される。この第１用紙搬送路Ｌ１および第２用紙搬送路Ｌ２には、用紙に対して補助的に推進力を与えるための複数の搬送ローラ６６が適宜設けられる。

レジストローラ６８は、搬送ローラ６６によって搬送された用紙を挟持した状態で待機（一旦停止）し、転写ユニット４２と同期させて用紙の搬送を開始する。このとき、レジストローラ６８は、中間転写ベルト５４の周速度と等しい周速度で回転される。

画像形成装置１０において片面印刷を行う際には、用紙は、給紙トレイ４８または手差し給紙トレイ５０から１枚ずつ第１用紙搬送路Ｌ１に導かれ、搬送ローラ６６によってレジストローラ６８まで搬送される。そして、レジストローラ６８によって、用紙の先端と中間転写ベルト５４上の画像情報の先端とが整合するタイミングで用紙が２次転写ローラ４４（２次転写ニップ部）に搬送され、用紙上にトナー像が転写される。その後、定着ユニット４６（定着ニップ部）を通過することによって用紙上の未定着トナーが熱定着されて、排紙トレイ５２上に用紙が排出される。

一方、両面印刷を行う際には、表面側の印刷が終了して定着ユニット４６を通過した用紙の後端部が排紙トレイ５２近傍の搬送ローラ６６まで到達したとき、この搬送ローラ６６を逆回転させることによって、用紙が逆走して第２用紙搬送路Ｌ２に導かれる。第２用紙搬送路Ｌ２に導かれた用紙は、搬送ローラ６６によって第２用紙搬送路Ｌ２を搬送されて、レジストローラ６８の用紙搬送方向の上流側において第１用紙搬送路Ｌ１に導かれる。この時点で用紙の表裏は反転されており、レジストローラ６８、２次転写ローラ４４および定着ユニット４６を用紙が通過することによって、用紙の裏面側に印刷が行われる。

図３は図１に示す画像形成装置１０の電気的な構成の一例を示すブロック図である。図３に示すように、画像形成装置１０はＣＰＵ８０を含み、ＣＰＵ８０には、バス８２を介して、ＲＡＭ８４、記憶部８６、画像読取部２６、画像形成部３０および検出センサ８８などが接続される。また、図示は省略するが、操作部等の各コンポーネントもバス８２を介してＣＰＵ８０に接続される。

ＣＰＵ８０は、画像形成装置１０の全体的な制御を司り、上述した画像形成装置１０の各コンポーネントの動作を統括的に制御する。

ＲＡＭ８４は、ＣＰＵ８０のワーク領域およびバッファ領域として使用される。記憶部８６は、たとえばＨＤＤであり、ＣＰＵ８０が画像形成装置１０の各コンポーネントの動作を制御するための制御プログラムおよび後述する調整値データ３０４ｃ（図１２参照）などを記憶する画像形成装置１０の主記憶装置である。ただし、ＨＤＤに代えて、またはＨＤＤとともに、ＳＳＤ、フラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭなどの他の不揮発性メモリが用いられてもよい。

検出センサ８８は、中間転写ベルト５４の外周面に近接して配置され、中間転写ベルト５４上の画像（トナー像）の位置（画像位置）および画像の周回移動方向（副走査方向）の幅寸法（副走査方向の画像幅）を検出するためのセンサである。図１、図２および図４に示すように、検出センサ８８は、４つの画像形成部のうち、最も下流側の画像形成部（本実施例ではブラック用の画像形成部）と、２次転写ニップ部との間に配置される。

また、図４および図５に示すように、第１実施例の画像形成装置１０では、２つの検出センサ８８が設けられる。２つの検出センサ８８は、中間転写ベルト５４の幅方向（主走査方向）において互いに異なる位置に配置される。一方の検出センサ８８は、主走査方向における一方端部（画像形成装置１０の前面側）に配置され、他方の検出センサ８８は、主走査方向における他方端部（画像形成装置１０の背面側）に配置される。

図５に示すように、検出センサ８８は、筐体９０、発光部９２および受光部９４を含む。発光部９２は、発光ダイオードなどの発光素子を含み、中間転写ベルト５４の表面に向かって光を照射する。受光部９４は、フォトダイオードなどの受光素子を含み、発光部９２から照射された光が中間転写ベルト５４で反射した反射光、この実施例では特に鏡面反射光を受光して、その受光量に応じた電気信号または受光量を電圧値に変換した電気信号を出力する。

図６に示すように、この反射型検出センサ８８は、センサ取付板９６に取り付けられ、発光部９２から中間転写ベルト５４に照射される光は、中間転写ベルト５４の上に仮想光源点９８を形成する。したがって、受光部９４は、この仮想光源点９８からの光を受光することになる。

ただし、図７に示すように、受光部９４において反射光を受光可能な検出領域およびその領域に対応する中間転写ベルト５４上の領域（中間転写ベルト５４上の検出領域）は、略円状または略楕円状に形成される。

また、受光部９４の受光量は、中間転写ベルト５４上の画像の有無によって変化する。すなわち、中間転写ベルト５４上の画像の有無によって、受光部９４から出力される電気信号に応じた電圧値が変化する。したがって、中間転写ベルト５４上の検出領域を画像が通過する場合には、中間転写ベルト５４上の検出領域に画像が入ると電圧値が低下し、中間転写ベルト５４上の検出領域から画像が出ると電圧値が上昇する。

ここで、電圧値が所定のしきい値を下回ったとき（ａ１）に、中間転写ベルト５４上の検出領域の中央を画像の先端が通過したと判定され、その後、電圧値が所定のしきい値を上回ったとき（ａ２）に、中間転写ベルト５４上の検出領域の中央を画像の後端が通過したと判定される。なお、しきい値は、通常時（中間転写ベルト５４上に画像が無い状態）の電圧値の略半分の値に設定される。

そして、画像の先端が通過した時間（ａ１）と、画像の後端が通過した時間（ａ２）との差（時間差）から、周回移動方向の幅寸法（副走査方向の画像幅）が算出される。また、画像の先端が通過した時間（ａ１）と、画像の後端が通過した時間（ａ２）から、中間転写ベルト５４上の検出領域の中央を画像の中央位置が通過した時間、すなわち中間転写ベルト５４上の画像の位置（中央位置）が算出される。

なお、図３に示す画像形成装置１０の電気的な構成は単なる一例であり、これに限定される必要はない。

このような構成の画像形成装置では、複数色の画像形成部の感光体ドラム３６上にそれぞれの色の画像を形成してから、各感光体ドラム３６上の各色の画像を中間転写ベルト５４上に順次重ねて転写するため、中間転写ベルト５４上の各色の画像の転写位置がずれてしまう（色ずれが発生する）ことがある。

このような問題を解決するために、従来の画像形成装置では、所定のプリント枚数毎や、所定の時間毎（所定の累積時間到達時）に定期的に自動的にレジスト調整が実施され、一定の画像品質を維持している。具体的には、レジスト調整が開始されると、図７に示すように、中間転写ベルト５４上の検出センサ８８に対応する位置（前面側の検出センサ８８および背面側の検出センサ８８のそれぞれに対応する位置）に、各色のパターン画像が所定の間隔で形成され、検出センサ８８の出力に応じて、各色のパターン画像の位置が算出される。そして、各色のパターン画像のそれぞれの位置（中央）を検出して、各色のパターン画像の位置の相互のずれ量、すなわち各画像形成部で転写される各色の画像の転写位置のずれ量が算出（検出）される。

たとえば、基準色（ブラック）のパターン画像の転写位置に対する基準色以外の各色のパターン画像の転写位置のずれ量が算出される。この各色のパターン画像の転写位置のずれ量に応じて、各色の画像形成部毎にレジスト調整値が設定される。レジスト調整値とは、露光装置３２による各感光体ドラム３６への静電潜像の書き込みタイミング、すなわち各画像形成部における画像形成のタイミングの初期値を調整するための値である。このレジスト調整値が時間に換算されて、露光装置３２による各感光体ドラム３６への静電潜像の書き込みタイミングが調整され、中間転写ベルト５４上の各色の画像の位置ずれが補正される。このように、レジスト調整が実施されることによって、用紙に転写されるカラー画像の品質を確保することができる。

図９はこの実施例のパターン画像７０を示す図解図である。図９に示すように、パターン画像７０は、基準色であるブラックの画像の転写位置（画像位置）に対する非基準色であるシアン、マゼンタおよびイエローの画像の転写位置の差（画像位置のずれ量）を検出するための画像であり、ブラックのパターン画像７０Ｋと色毎のパターン画像７０Ｙ、７０Ｍおよび７０Ｃを含む。そして、これらパターン画像は、図８に示すように、中間転写ベルト５４の周回移動方向すなわち副走査方向（第１方向）の上流側から、パターン画像７０Ｙ、７０Ｍ、７０Ｋおよび７０Ｃの順に、中間転写ベルト５４上においてそれぞれの検出センサ８８に対応する位置に形成される。

実施例の各色のパターン画像７０Ｙ、７０Ｍおよび７０Ｃは、各色パターン画像上の幅方向中央にブラックのライン画像を形成したトナー画像であり、これらは、ブラックの画像形成部および対応する各色の画像形成部によって形成される。また、パターン画像７０Ｙ、７０Ｍ、７０Ｃは、中間転写ベルト５４の周回移動方向（副走査方向）に所定の間隔で並ぶように形成される。図９に示す実施例では、副走査方向（第１方向）における上流側から、イエロー（Ｙ）のパターン画像７０Ｙ、マゼンタ（Ｍ）のパターン画像７０Ｍおよびシアン（Ｃ）のパターン画像７０Ｃの順に中間転写ベルト５４上に形成される。

なお、パターン画像７０Ｙ、７０Ｍおよび７０Ｃのそれぞれを特に区別しない場合には単に「パターン画像７０」と言うことがある。

図１０には、マゼンタのパターン画像７０Ｍが、各色のパターン画像を代表して、示される。したがって、他の色のパターン画像７０Ｙおよび７０Ｃも同様であるので、他の色のパターン画像７０Ｙおよび７０Ｃの詳細な説明は繰り返さない。

マゼンタのパターン画像７０Ｍは、全体として、副走査方向すなわち第１方向に幅Ｗ１で形成される。このパターン画像７０Ｍは、第１方向の中央に幅Ｗ２の、ブラックのトナーで形成されるライン画像７０Ｍ２を有し、さらにそのライン画像７０Ｍ２の上流側にマゼンタのトナーで形成される幅Ｗ３の部分パターン画像７０Ｍ１１とライン画像７０Ｍ２の下流側にマゼンタのトナーで形成される幅Ｗ３の部分パターン画像７０Ｍ１２を有する。

ここで、各色のパターン画像７０Ｙ、７０Ｍおよび７０Ｃにおいて、副走査方向すなわち、第１方向においてブラックのライン画像７０Ｙ２、７０Ｍ２および７０Ｃ２から露出する部分パターン画像７０Ｙ１１、７０Ｍ１１および７０Ｃ１１ならびに７０Ｙ１２、７０Ｍ１２および７０Ｃ１２の第１方向の幅Ｗ３は、画像形成部３０の基本解像度の４倍以上であればよい。

一般的な検出センサ８８の分解能を考慮したとき、基本解像度が６００ｄｐｉの場合、幅Ｗ３は、０．１７ｍｍ以上であれば、各色のパターン画像７０Ｙ、７０Ｍおよび７０Ｃのエッジ部を検出することができる。

そこで、この実施例では、部分パターン画像７０Ｙ１１、７０Ｍ１１および７０Ｃ１１ならびに７０Ｙ１２、７０Ｍ１２および７０Ｃ１２の第１方向の幅Ｗ３を０．２ｍｍ以上に設定した。一般的な検出センサ８８の分解能から、幅Ｗ３が０．２ｍｍ以上あれば各色のパターン画像７０Ｙ、７０Ｍおよび７０Ｃのエッジ部を確実に検出できる。

このようなパターン画像７０Ｍは、一例として、次のようにして形成可能である。すなわち、ブラックの画像形成部の感光体ドラム３６Ｋは、図２に示すように、副走査方向すなわち第１方向の最下流位置にあるので、その感光体ドラム３６Ｋより第１方向丈量側にある各色の感光体ドラム３６Ｙ、３６Ｍおよび３６Ｃから１次転写した中間転写ベルト５４上のトナー画像の上層に感光体ドラム３６Ｋからライン画像に相当するブラックのトナー画像を１次転写（画像形成）すればよい。

従来のパターン画像は、図１１に示すように、副走査方向すなわち第１方向の上流側から、イエローのパターン画像７０Ｙ、マゼンタのパターン画像７０Ｍ、ブラックのパターン画像７０Ｋおよびシアンのパターン画像７０Ｃの順に、形成され、これらのパターン画像は、第１方向の幅Ｗ１（図１０）の全域で単色トナーで形成される。

なお、図９に示すブラックのパターン画像７０Ｋは、図１１に示す従来のパターン画像と同様に、第１方向の全幅Ｗ１（図１０）がブラックトナーだけで形成される。

このような従来のパターン画像を用いる場合には、基本的に、拡散反射成分を検出センサで検出することによって、レジスト調整を行っていた。

拡散反射成分で画像検出（エッジ部）を行う場合には、レジスト調整する前に、オートレジスト補正用のパターン画像の濃度調整作業という余分な作業が必要になる。この濃度調整作業とは、複数の濃度条件での各検出センサの出力レベルを確認し、ＹＭＣで同じ値になるようにパターン画像濃度を決定するという事前処理である。

そこで発明者等は、このような事前作業が要らないという理由で、鏡面反射成分を用いる。このように検出センサ８８で鏡面反射成分を検出する場合には事前のパターン画像の濃度調整が不要なので、簡単だが、検出センサ８８の取り付けが比較的厳密で、検知センサが中間転写ベルト５４に対して垂直になるように取り付けられていなければ、各色のパターン画像の検出誤差が大きくなるという問題がある。その点も含めて以下、この発明の実施例を説明する。

図１１に示す従来のパターン画像を用いて、中間転写ベルト５４からの鏡面反射成分を検出センサ８８で検出してレジスト調整する場合について、図１２－図１４を参照して、説明する。

図１２－図１４は、図５および図６に示す検出センサ８８の中間転写ベルト５４に対して正対している、つまり中間転写ベルト５４に対して垂直に取り付けられている場合の各部の状態を示している。これに対して、図１５－図１７は、後述するが、検出センサ８８副差走査方向すなわち第１方向において下流側に設置角βで傾斜して取り付けられている場合の各部の状態を示している。

図１３－図１４において、検出センサ８８の発光部９４からの光が中間転写ベルト５４へ向けて射出される。検出センサ８８が中間転写ベルト５４に対して垂直に取り付けられているので、仮想的に、仮想光源Ｐからは照射角αの範囲で光が射出される。したがって、中間転写ベルト５４の表面は鏡面状態で光を反射できるので、受光部９２には領域９８で示すように、中間転写ベルト５４から全反射した光が届く。

図１３は検出センサが中間転写ベルトに対して垂直になるように設置されている場合に図１１に示すブラックのパターン画像の検出状態を示す図解図であり、これに対して、図１４は検出センサが中間転写ベルトに対して垂直になるように設置されている場合に図１１に示すマゼンタのパターン画像の検出状態を示す図解図である。

図１３に示すように、ブラックのパターン画像７０Ｋの場合、検出センサ８８からの光は吸収されるので、拡散反射成分は生じない。したがって、検出センサ８８の検出情報すなわち受光部９２の出力電圧が半値となるタイミングは、図１３（ａ）に対応するタイミングａ１および図１３（ｂ）に対応するタイミングａ２となる。そのため、ブラックのパターン画像７０Ｋのパターン幅Ｗｋは、タイミングａ１－ａ２の幅となる。

これに対して、図１４に示すマゼンタのパターン画像７０Ｍの場合、図１４で示す領域１００において、パターン画像７０Ｍの表面に当たった光が拡散する。そのため、パターン画像７０Ｍからの全反射成分９８に加えて、拡散反射成分１０２（ただし、推定）の一部が受光部９２に届く。したがって、図１２の右側の波形に示すように、その一部の拡散反射成分のために、検出センサ８８による検出情報（実施例では受光部９２の出力電圧が部分的に大きくなる。このため、受光部９２の出力電圧は遅めに立下り、早めに立ち上がる。つまり、半値となるタイミングもこの影響を受けて、図１４（ａ）に対応するタイミングより遅いタイミングａ３となり、図１４（ｂ）に対応するタイミングより早いタイミングａ４となる。しかしながら、この場合には、検出センサ８８が中間転写ベルト５４に対して垂直になるように取り付けられているため、立下りの半値となるタイミングａ３と立ち上がりの半値となるタイミングａ４の時間のずれが均等になり、マゼンタのパターン画像７０Ｍのパターン幅Ｗｍは、タイミングａ３－ａ４の幅となる。

したがって、ブラックのパターン幅Ｗｋの中央とマゼンタのパターン幅Ｗｍの中央との間の画像ピッチ時間ｔ１は、数１で与えられる。ただし、画像ピッチはパターン画像間の距離を指しており、画像ピッチは、中間転写ベルト５４の移動速度をＶｐｓと仮定したとき、数２で与えられる。
［数１］
ｔ１＝｛（ａ３＋ａ４）／２｝－｛（ａ１＋ａ２）／２｝
［数２］
画像ピッチ＝ｔ１×Ｖｐｓ
なお、図１２の右側の波形（マゼンタのパターン画像７０Ｍの検出情報を示す）に付随して示されている破線は、パターン画像がマゼンタのものではなく、ブラックのものであった場合の波形を例示している。この破線に比べて、実線で示すマゼンタのパターン画像７０Ｍの検出情報では、上述した拡散反射成分の影響を受けて、盛り上がっていることがわかる。

このように、検出センサ８８が中間転写ベルト５４に対して垂直になるように取り付けられている場合には、マゼンタのパターン画像７０Ｍからの拡散反射成分の一部が受光部９２で受光されても、正しい画像ピッチ時間ｔ１を示すことができる。したがって、レジスト調整値としては、この画像ピッチ時間ｔ１に基づく数値を設定すればよい。

なお、ここでマゼンタのパターン画像７０Ｍについて説明したことは、ここまでの説明でも、以下の説明でも、イエローのパターン画像７０Ｙおよびシアンのパターン画像７０Ｃについても同じように適用できることを理解されたい。

次に、図１５－図１７を参照して、検出センサ８８が中間転写ベルト５４に対して垂直ではなく、副走査方向（第１方向）の下流側に設置角β（図１６、図１７）だけ傾いて取り付けられている場合について、説明する。

発光部９４および受光部９２が１つの筐体９０に設けられているので、発光部９４の位置は、中間転写ベルト５４を介して受光部９２と線対称となり、仮想光源は、検出センサ８８が中間転写ベルト５４に対して垂直になるように設置されている場合の仮想光源Ｐに比べて、上流側へ移動してＰ´となる。したがって、この場合は、仮想光源Ｐ´から光が射出されるとみなされる。

このように、光の射出方向が傾くため、検出センサ８８による検出位置１０２（照射各αの中心線が中間転写ベルト５４と交差する位置）が、検出センサ８８が中間転写ベルト５４に対して垂直になるように設置されている場合に比べて、下流側に移動する。しかしながら、図１６に示すブラックのパターン画像７０Ｋを検出する場合には、ブラックのパターン画像７０Ｋからの拡散反射成分はないので、図１２に示す場合と特に変わらない。つまり、図１５の左側に示す波形は、図１２の左側に示す波形と同じであり、ブラックのパターン画像７０Ｋのパターン幅Ｗｋは図１２の場合と同じである。

一方、マゼンタのパターン画像７０Ｍの場合、図１７（ａ）に示す検出直前の状態では、検出センサ８８は照射角αの範囲外なので、拡散反射光は発生しない。

中間転写ベルト５４がさらに移送されて図１７（ｂ）に示す検出始期に至ると、参照豪１００で示す領域で、拡散反射光が発生し、その一部が受光部９２にも届く。その受光部９２に届く拡散反射光の影響で、検出センサ８８の検出情報（検出センサ８８の出力電圧）は、実際より早く立ちあがり半値になるタイミングが、図１５の右側の波形に示すａ４´になる。ただし、図１５の右側の波形に付随している破線で示す波形は、図１２の右側の波形と同じ、検出センサ８８が中間転写ベルト５４に対して垂直になるように取り付けられているときの、マゼンタのパターン画像７０Ｍの検出情報を示す。破線の場合、立ち上がり時の半値になるタイミングはａ４であり、タイミングａ４´は、それより早いタイミングとなっている。

さらに中間転写ベルト５４が移送されたとき、図１７（ｃ）に示す検出終期となるが、この場合にも領域１００で発生する拡散反射光の影響によって、立下り時の半値になるタイミングが、破線の場合（検出センサ８８が中間転写ベルト５４に対して垂直になるように取り付けられている場合）のａ３からａ３´になり、少し遅れる。

したがって、検出センサ８８が設置角βだけ傾いて取り付けられている場合のマゼンタのパターン画像７０Ｍのパターン幅Ｗｍ´は、図１２の場合に比べて狭くなる。そのため、ブラックのパターン幅Ｗｋの中央とマゼンタのパターン幅Ｗｍの中央との間の画像ピッチ時間時間ｔ１´は数３となり、中間転写ベルト５４の移動速度をＶｐｓとしたとき、画像ピッチは数４となる。
［数３］
ｔ１´＝｛（ａ３´＋ａ４´）／２｝－｛（ａ１＋ａ２）／２｝
［数４］
画像ピッチ＝ｔ１´×Ｖｐｓ
この画像ピッチ時間ｔ１´は、当然、数１の画像ピッチ時間ｔ１より短くなる。検出情報の立ち上がりが早くなるので、パターン幅Ｗｍの中央のタイミングが早くなるからである。

次に、図１８－図１９を参照して、図９および図１０に示す実施例のパターン画像７０Ｙ、７０Ｍ、７０Ｋおよび７０Ｃを用いた場合の各部の状態を説明する。

図１９（ａ）は、マゼンタのパターン画像７０Ｍを検出する始期の状態を示し、図１９（ｂ）は、その終期の状態を示している。ここでは、検出センサ８８が図１７の場合と同様に、中間転写ベルト５４に対して設置角βで傾斜するように取り付けられているものとする。

この場合も、仮想光源は、図１７の場合と同様に、Ｐ´へ移動するが、検出センサ８８での検出始期（図１９（ａ））から中間転写ベルト５４が移送されると、ブラックのライン画像７０Ｍ２から露出する部分パターン画像７０Ｍ１１がまず検出され、その後直ちにライン画像７０Ｍ２が検出センサ８８による検出領域に進む。ブラックのライン画像７０Ｍ２では、検出センサ８８からの光が吸収され、このライン画像７０Ｍ２からは反射光が出ない。

したがって、部分パターン画像７０Ｍ１１のごくわずかの領域（時間）で拡散反射成分が出るだけで、受光部９２に届く拡散反射成分はごくわずかである。図１７の場合には拡散反射成分の影響によって図１５のように検出センサ８８の検出情報（出力電圧）が早く立ち上がった。それに比べて、この実施例の場合には、受光部９２に届く拡散反射成分が小さいので、図１８の右側の波形が示すように、検出センサ８８の検出情報（出力電圧）の立ち上がりが早くなることはない。

なお、図１８に付随する破線の波形は、ブラックのライン画像７０Ｍがない従来のパターン画像（図１２）を用いた場合の検出情報（出力電圧）を参考的に示している。この実施例によれば、従来のパターン画像を用いた場合に比べて、立ち上がりが遅いことがわかる。

中間転写ベルト５４がさらに移動されて図１９（ｂ）に示す検出終期に至るとき、ブラックのライン画像７０Ｍ２から露出する部分パターン画像７０Ｍ１２が検出センサ８８の検出領域に入る。この部分パターン画像７０Ｍ１２も前述したようにごくわずかの幅を持っているだけなので、部分パターン画像７０Ｍ１２から出る拡散反射成分は少なく、受光部９２に届く拡散反射成分はごくわずかである。

図１７の場合には拡散反射成分の影響によって図１５のように検出センサ８８の検出情報（出力電圧）が早く立ち下がった。それに比べて、この実施例の場合には、受光部９２に届く拡散反射成分が小さいので、図１８の右側の波形が示すように、検出センサ８８の検出情報（出力電圧）の立ち下がりが早くなることはない。

したがって、図９に示す実施例のパターン画像７０Ｙ、７０Ｍおよび７０Ｃを用いる場合、鏡面反射成分を検出する検出センサ８８が中間転写ベルト５４に対して傾いて取り付けられていても、図１８に示すように、図１２の画像ピッチ時間ｔ１とほぼ等しい画像ピッチ時間ｔ１を検出することができる。したがって、この実施例のパターン画像を用いれば、鏡面反射成分を検出する検出センサ８８が拡散反射成分の影響を受けるのを最小にできるため、検出センサ８８が中間転写ベルト５４に対して傾いて取り付けられていても、正しい画像ピッチ時間すなわち画像ピッチ距離を設定することができる。その結果、謝ったレジスト調整が実行されることはない。

上述の実施例では、各色のパターン画像７０Ｙ、７０Ｍおよび７０Ｃにおいて、副走査方向すなわち第１方向においてブラックのライン画像７０Ｙ２、７０Ｍ２および７０Ｃ２から露出する部分パターン画像７０Ｙ１１、７０Ｍ１１および７０Ｃ１１の幅と部分パターン画像７０Ｙ１２、７０Ｍ１２および７０Ｃ１２の幅を同じＷ３に設定したが、同じ幅ではなく、一方の部分パターン画像の幅が他方の部分パターン画像の幅より大きくてもよい。

たとえば、図１５の実施例で示すように、部分パターン画像７０Ｙ１２、７０Ｍ１２および７０Ｃ１２からの拡散反射光が検出センサ８８の検出情報の立ち上がりの半値のタイミングにより大きく影響するので、部分パターン画像７０Ｙ１２、７０Ｍ１２および７０Ｃ１２のパターン幅を部分パターン画像７０Ｙ１１、７０Ｍ１１および７０Ｃ１１のパターン幅より小さくすることが考えられる。

また、各色のパターン画像７０Ｙ、７０Ｍおよび７０Ｃにおいて、部分パターン画像７０Ｙ１１、７０Ｍ１１および７０Ｃ１１ならびに部分パターン画像７０Ｙ１２、７０Ｍ１２および７０Ｃ１２の一方をなくして、他方の部分パターン画像だけがブラックのライン画像７０Ｙ２、７０Ｍ２および７０Ｃ２から露出するようにしてもよい。この場合は、ブラックのライン画像の幅は、図１０におけるＷ２＋Ｗ３とすればよい。

部分パターン画像７０Ｙ１２、７０Ｍ１２および７０Ｃ１２からの拡散反射光が検出センサ８８の検出情報の立ち上がりの半値のタイミングにより大きく影響するという上述の考えに基づけば、部分パターン画像７０Ｙ１２、７０Ｍ１２および７０Ｃ１２をなくすることが考えられる。

さらに、上述の実施例で挙げた具体的な数値、構成等は一例であり、実際の製品に応じて適宜変更することが可能である。

１０ …画像形成装置
３０ …画像形成部
３６ …感光体ドラム
４２ …転写ユニット
５４ …中間転写ベルト
８８ …検出センサ
７０、７０Ｙ、７０Ｋ、７０Ｍ、７０Ｃ …パターン画像

Claims (4)

1. 第１方向に走行する中間転写ベルト上に、画像形成部によって、各々が前記第１方向に交差する第２方向に長手でかつ前記第１方向に所定の幅を有する、ブラックのパターン画像およびブラック以外の色の複数のパターン画像をそれぞれ形成し、
   前記中間転写ベルト上のそれぞれのパターン画像に光を照射し、前記それぞれのパターン画像からの反射光を検出する検出部、および
   前記検出部による前記それぞれのパターン画像による反射光の検出情報に基づいて前記画像形成部による画像書込みタイミングを調整するタイミング調整部を備え、
   前記検出部は前記パターン画像からの鏡面反射成分を検出し、
   前記画像形成部は、前記ブラック以外の色のパターン画像上に、前記第１方向の上流側および下流側の少なくとも一方で当該ブラック以外の色の部分パターン画像が露出するように、ブラックのライン画像を形成する、画像形成装置。
2. 前記部分パターン画像は、前記ブラックのライン画像の前記第１方向の前記上流側および前記下流側の両側で露出する、請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記画像形成部は所定の基本解像度を有し、
   前記ブラックのライン画像から露出する前記部分パターン画像の前記第１方向の幅は前記基本解像度の４倍以上とした、請求項１または２記載の画像形成装置。
4. 前記ブラックのライン画像から露出する前記部分パターン画像の前記第１方向の幅は、０．２ｍｍ以上とした、請求項３記載の画像形成装置。

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