JP4681993B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関し、特に、中間転写ベルト等の中間転写体に所定のトナー像を転写し、印字位置調整及び画像濃度調整を行う画像形成装置に関する。

従来、複数の画像形成手段を備え、カラー画像を形成する画像形成装置が提案されている。各画像形成手段は、像担持体である感光体ドラム上に記録情報に応じて光変調されたレーザービーム光やＬＥＤ（発光ダイオード）等の発光素子により光を照射し、電子写真方式によって該感光体ドラム上に形成された静電潜像を現像して、転写紙または中間転写ベルトに各色のトナー画像を転写する。そして、転写材搬送ベルトによって転写紙を各画像形成手段に順次搬送しながら各色のトナー画像を該転写紙上に多重転写したり、中間転写ベルト上において各色のトナー画像を多重転写した後、該中間転写ベルトに一次転写された多色トナー画像を転写紙に一括転写する。

このような画像形成装置では、各色のトナー画像が中間転写ベルト等に多重転写されることから、以下に示す調整が実施されている。

（１）印字位置の調整（レジスト調整、レジ検）
各感光体ドラム間の機械的取り付け誤差や各レーザービーム光の光路長誤差、光路変化、ＬＥＤの環境温度による反り等の理由により、各感光体ドラム上で形成された各カラー画像のレジストレーションが最終的に多重転写される転写材上で合わなくなる場合がある。このレジストレーションのずれを補正するために、図１１に示す方法により中間転写ベルト上の画像ずれを検知している。

図１１は、光学式センサにより中間転写ベルト上の画像ずれ検知用パターンを検知する様子を示す図である。

図１１において、複数の光学式センサ９ａ，９ｂは、中間転写ベルト８上の画像ずれ検知用パターン（濃度検知用パッチ）６０を検知するものであり、矢印のプロセス方向と直交する方向に所定の距離をおいて配置されている。画像ずれ検知用パターン６０は、光学式センサ９ａ，９ｂ下を通過するように、中間転写ベルト８上の所定の位置に形成されている。

光学式センサ９ａ（９ｂ）は、ＬＥＤから成る発光素子６１ａと、フォトトランジスタから成る受光素子６１ｂとで構成される。光学式センサ９ａ，９ｂでは、発光素子６１ａから照射された光が防塵スクリーン７５を透過して中間転写ベルト８の下地部又は画像ずれ検知用パターン６０で反射し、受光素子６１ｂに入光するように設置されている。

中間転写ベルト８の材質として、発光素子６１ａから照射された光（例えば、赤外光）の反射率が画像ずれ検知用パターン６０の反射率に比べて大きいものが使用されている。この反射率の違いにより、中間転写ベルト８上の画像ずれ検知用パターン６０の検知を可能としている。

受光素子６１ｂは、図１２に示す受光回路７０に接続されている。

図１２において、受光回路７０は、発光素子６１ａから照射された光が画像ずれ検知用パターン６０又は中間転写ベルト８の下地部で反射し、その反射光を受光素子６１ｂが受光した際の出力信号を電気信号に変換する。

受光回路７０は、光学式センサ９ａ，９ｂにて中間転写ベルト８の下地部が検知されると反射光量が大きくなるため、受光素子６１ｂには光電流が多く流れ、該光電流が抵抗器６２で電流／電圧変換され、抵抗器６３，６４，６５とオペアンプ６６で増幅される。

一方、光学式センサ９ａ，９ｂにて中間転写ベルト８上の画像ずれ検知用パターン６０が検知されると反射光量が小さくなるため、受光素子６１ｂには中間転写ベルト８の下地部に比べて少ない光電流が流れ、該光電流が抵抗器６２で電流／電圧変換され、抵抗器６３，６４，６５とオペアンプ６６で増幅される。

光学式センサ９ａ，９ｂが、中間転写ベルト８の下地部→画像ずれ検知用パターン６０（トナー像検知部）→中間転写ベルト８の下地部の順番で反射光を検知したときのセンサ出力を図１３に示す。

図１３において、光学式センサ９ａ，９ｂにより中間転写ベルト８の下地部を検知したときのセンサ出力を中間転写ベルト検知レベルＶａとする。一方、光学式センサ９ａ，９ｂにより画像ずれ検知用パターン６０を検知したときのセンサ出力をパターン検知レベルＶｂとする。そして、中間転写ベルト検知レベルＶａとパターン検知レベルＶｂとの中間に閾値レベルＶｔを設定する。

この閾値レベルＶｔは、図１２に示した可変抵抗器６７により設定され、受光素子６１ｂを流れる光電流が電流／電圧変換されオペアンプ６６から出力された電圧値と可変抵抗器６７により設定された閾値レベルＶｔの電圧値とをコンパレータ６８により比較することで、図１３に示すパターン検知出力２８を作り出すことができる。

画像形成装置では、順次送られてくるパターン検知出力２８を読み取り、画像ずれ検知用パターン６０の幅や間隔等からレジストレーションのずれを検知し、記録されるべき画像信号に電気的補正を行う。また、レーザービーム光路中に設けられている折り返しミラーを駆動して光路長変化或いは光路変化の補正を行うようになっている。

（２）画像濃度（色味）調整（パッチ検）
上述した電子写真方式を用いた画像形成装置では、使用環境やプリント枚数などの諸条件によって画像濃度の変動が起こりやすい。特に、複数色のトナー画像を重ね合わせてカラープリントを行うカラー画像形成装置では、各色の画像濃度が変動すると、カラーバランス（いわゆる色味）の変動が生じてしまうので、濃度変動を抑制することが重要課題となる。

そこで、近年のカラー画像形成装置の多くは、感光体や中間転写体などの像担持体上若しくは転写ベルトなどの転写材担持体上に、検知用トナー画像（トナーパッチ）を試験的に作像する。そして、トナーパッチのトナー量を光学式センサで検知し、検知結果から露光量、現像バイアス等にフィードバックをかけて画像濃度制御を行い、安定した画像を得るようにしている。

上述した（１）レジスト調整では、中間転写ベルトの下地部と画像ずれ検知用パターン（トナーパッチ）との正反射光量の差分を検出していたが、（２）画像濃度調整では、トナーパッチからの正反射光量と拡散反射光量との差分を検出している。

図１４は、トナー像濃度に応じて光学式センサの出力が変化する様子を示す図であり、（ａ）は拡散反射光のセンサ出力（拡散反射出力）であり、（ｂ）は正反射光のセンサ出力（正反射出力）である。

図１４（ａ）において、拡散反射光のセンサ出力（ＳＮＳ＿ｄｉｆ）では、中間転写ベルトの下地部からの拡散反射光が最小出力になっており、トナーパッチ（トナー像）の濃度が濃く（高く）なるに従ってＳＮＳ＿ｄｉｆ＿Ｓ→ＳＮＳ＿ｄｉｆ＿Ｌとセンサ出力が大きくなる。

一方、図１４（ｂ）において、正反射光のセンサ出力（ＳＮＳ）では、中間転写ベルトの下地部からの正反射光が最大出力になっており、トナー像の濃度が濃くなるに従ってＳＮＳ＿Ｓ→ＳＮＳ＿Ｌとセンサ出力が小さくなる。実際には、トナー像の濃度は次式により求められる。

トナー像濃度＝ＳＮＳ−（ｋ×ＳＮＳ＿ｄｉｆ）
（ｋ：係数（トナーの色により拡散光の反射率が異なるので係数を変えている））
ところで、上記（１）レジスト調整及び（２）画像濃度調整の両者を一つのセンサにより行うためには、１つの発光部と、正反射光受光部及び拡散反射光受光部という２つの受光部とを備える図３に示す光学式センサが用いられる。

図３に示す光学式センサでは、中間転写ベルトの下地部から反射した光の正反射成分が多いために正反射光量が増加する。一方、中間転写ベルト上にトナー像が転写されている部分では、トナー像により反射した光の拡散反射成分が増加するので正反射光量が減少する。また、拡散反射成分はトナー像の濃度が濃いほど大きくなる。

ここで、中間転写ベルトが装置内部の飛散トナー等により汚れたり、その表面が傷ついたりして劣化が進むと、中間転写ベルトの下地部での正反射光量が低下するという問題がある。中間転写ベルト劣化時の拡散反射光のセンサ出力を図１５に示す。

図１５において、中間転写ベルトの下地部のセンサ出力は、該中間転写ベルトの劣化等により、初期検出レベル：ＳＮＳ＿ｉｎｉからＳＮＳ＿ｎｏｗに低下している。この場合、中間転写ベルトの下地部とトナー像検知部との正反射光量の差（ダイナミックレンジ）が低下してしまうので、レジスト調整の精度が低下してしまう恐れがある。

このような問題に対する対策として、上述した光学式センサの発光部の発光強度を強く（大きく）することにより、反射光量のダイナミックレンジを確保する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−１１７８０７号公報

しかしながら、上記従来の画像形成装置では、発光部の発光強度を大きくすると、正反射光量のみならず、所定の濃度のトナー像における拡散反射光量も大きくなってしまい、画像濃度調整が精度よくできなくなってしまうという問題がある。そのため、拡散反射光量を補正する手段が必要となる。

本発明は、上記問題に鑑みて成されたものであり、中間転写ベルトの汚れや劣化等により発光部の発光強度を大きくした場合であっても、レジスト調整の精度を維持すると共に、画像濃度調整の精度を維持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。

上記目的を達成するために、請求項１記載の画像形成装置は、複数色のトナーによって像担持体上に形成されるトナー像を記録媒体に転写することによってカラー画像を形成する画像形成装置において、入力画像データに基づくトナー像、前記像担持体上における前記トナー像の形成位置を補正するための色ずれ補正用トナー像、および前記トナー像の濃度を調整するための濃度調整用トナー像を前記像担持体に形成する画像形成手段と、前記像担持体、前記色ずれ補正用トナー像、及び前記濃度調整用トナー像に光を照射するための発光部と、前記発光部から照射された光の正反射光を受光し、受光光量に基づく光量データを生成する正反射光受光部と、前記発光部から照射された光の拡散反射光を受光し、受光光量に基づく光量データを生成する拡散反射光受光部と、前記色ずれ補正用トナー像からの正反射光に基づく光量データと所定の閾値とに基づいて前記像担持体上に形成された各色の前記色ずれ補正用トナー像の形成位置を求め、当該形成位置の相対的な位置関係に基づいて前記像担持体上における各色の前記トナー像の形成位置を補正する色ずれ補正手段と、前記像担持体からの正反射光に基づく光量データと前記色ずれ補正用トナー像からの正反射光に基づく光量データとの差分が所定値以上になるように前記発光部の発光強度を調整する調整手段と、前記発光強度の調整量に基づいて前記拡散反射光受光部によって生成される光量データを補正する光量データ補正手段と、前記トナー像が所定の濃度で形成されるように、前記光量データ補正手段によって補正された光量データに基づいて前記画像形成手段を制御する濃度補正手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、中間転写ベルトの汚れや劣化等により発光部の発光強度を大きくした場合であっても、レジスト調整の精度を維持すると共に、画像濃度調整の精度を維持することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置が適用されたカラープリンタの概略構成を示す縦断面図である。

図１において、本発明の実施の形態に係る画像形成装置は、電子写真方式（電子写真プロセス）による画像形成手段と、タンデム型の中間転写ベルト（中間転写体）とを有し、中間転写ベルトに所定のトナー像を形成して画像形成を行うカラープリンタ１である。

カラープリンタ１は、イエロー色の画像を形成する画像形成部１Ｙと、マゼンタ色の画像を形成する画像形成部１Ｍと、シアン色の画像を形成する画像形成部１Ｃと、ブラック色の画像を形成する画像形成部１Ｂｋという４つの画像形成手段を備える。これら画像形成部１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋは一定の間隔で一列に配置されている。

給紙カセット１７は、複数の記録媒体（転写材）Ｐを収納する。手差しトレイ２０は記録媒体Ｐを手差し印刷するときに利用される。ピックアップローラ３０は、給紙カセット１７若しくは手差しトレイ２０から記録媒体Ｐを一枚ずつ送り出すものである。給紙ガイド１８は、各ピックアップローラ３０から送り出された記録媒体Ｐをレジストローラ１９まで導くためのものである。レジストローラ１９は、各画像形成部の画像形成タイミングに合わせて記録媒体Ｐを二次転写領域へ送り出すものである。二次転写領域は、二次転写対向ローラ１０及び二次転写ローラ１２で構成される。

各画像形成部１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋには、それぞれ像担持体としてのドラム型の電子写真感光体（以下、「感光ドラム」という）２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄが設置されている。各感光ドラム２ａ〜２ｄの周囲には、それぞれ一次帯電手段としての一次帯電器３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ、現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ、一次転写手段としての転写ローラ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ、及びドラムクリーナ装置６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄが配置されている。一次帯電器３ａ〜３ｄと現像装置４ａ〜４ｄとの間の下方には、レーザ露光装置（レーザユニット）７が設置されている。

各感光ドラム２ａ〜２ｄは、それぞれ負帯電のＯＰＣ感光体でアルミニウム製のドラム基体上に光導電層が積層されたもので構成され、駆動装置（不図示）によって矢印方向（時計回り方向）に所定のプロセススピードで回転駆動される。一次帯電器３ａ〜３ｄは、帯電バイアス電源（不図示）から印加される帯電バイアスによって各感光ドラム２ａ〜２ｄの表面を負極性の所定電位に均一に帯電する。

レーザユニット７は、与えられる画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応した発光を行うレーザ発光手段と、ポリゴンレンズと、反射ミラー等とで構成される。レーザユニット７は、各感光ドラム２ａ〜２ｄを露光することによって、一次帯電器３ａ〜３ｄで帯電された感光ドラム２ａ〜２ｄの表面にそれぞれ画像情報に応じた各色の静電潜像を形成する。

現像装置４ａにはイエロートナーが、現像装置４ｂにはシアントナーが、現像装置４ｃにはマゼンタトナーが、現像装置４ｄにはブラックトナーがそれぞれ収納されている。各現像装置４ａ〜４ｄは、それぞれ感光ドラム２ａ〜２ｄ上に形成された各静電潜像に各色のトナーを付着させてトナー像として現像（可視像化）する。

各転写ローラ５ａ〜５ｄは、それぞれ一次転写部３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄにて中間転写ベルト８を介して各感光ドラム２ａ〜２ｄに当接可能に配置されている。各転写ローラ５ａ〜５ｄは、それぞれ感光ドラム２ａ〜２ｄ上のトナー像を順次中間転写ベルト８上に転写して重ね合わせていく。

ドラムクリーナ装置６ａ〜６ｄは、クリーニングブレード等で構成され、各感光ドラム２ａ〜２ｄ上の一次転写時の残留した転写残トナーを各感光ドラム２ａ〜２ｄから掻き落として、各感光ドラムの表面を清掃する。

中間転写ベルト８は、各感光ドラム２ａ〜２ｄの上面側に配置されて、二次転写対向ローラ１０とテンションローラ１１間に張架されている。中間転写ベルト８は、例えば、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルム、及びポリフッ化ビニリデン樹脂フィルム等の誘電体樹脂によって構成される。

二次転写対向ローラ１０は、中間転写ベルト８を介して二次転写ローラ１２と当接可能に配置されている。

中間転写ベルト８に転写された画像は、給紙カセット１７から搬送された記録媒体Ｐ上に転写される。中間転写ベルト８の外側であってテンションローラ１１の近傍には、中間転写ベルト８の表面に残った転写残トナーを除去して回収するベルトクリーニング装置（不図示）が設置されている。

定着ユニット１６は、内部にセラミックヒータ基板などの熱源を備えた定着フィルム１６ａとセラミックヒータ基板にフィルムをはさんで加圧される加圧ローラ１６ｂ（このローラに熱源を備える場合もある）とから成る。

搬送ガイド３４は、二次転写領域から排出された記録媒体Ｐを定着ユニット１６のニップ部３１へ導くものである。外排紙ローラ２１は、定着ユニット１６から排出された記録媒体Ｐを排紙トレイ２２に導き出すためのものである。

カラープリンタ１は、上述したレジスト調整及び画像濃度調整を行うための複数の光学式センサ（画像情報検知手段）９０ａ，９０ｂを備える。光学式センサ９０ａ，９０ｂは、中間転写ベルト８の表面上に設置されている。

コントローラ部（不図示）は、上記ユニット内の機構の動作を制御するための制御基板やモータドライバ基板（不図示）などから成る。詳細については後述する。

次に、図１のカラープリンタ１における画像形成動作について説明する。

カラープリンタ１では、該カラープリンタ１に接続されたパソコン若しくは操作部（不図示）などから画像形成動作開始信号を受信すると、選択された給紙カセット１７若しくは手差しトレイ２０から給紙動作を開始する。例えば、給紙カセット１７から給紙された場合について説明すると、まず、ピックアップローラ３０により給紙カセット１７から記録媒体Ｐが一枚ずつ送り出される。

そして、記録媒体Ｐが給紙ガイド１８を経由してレジストローラ１９まで搬送される。そのとき、レジストローラ１９は停止しており、記録媒体Ｐの先端部はニップ部に突き当たる。その後、画像形成部１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋが画像形成を開始するタイミング信号に基づいてレジストローラ１９が回転を始める。この回転時期は、画像形成部１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋにより中間転写ベルト８上に一次転写されたトナー画像と記録媒体Ｐとが二次転写領域においてちょうど一致するように、そのタイミングが設定されている。

一方、画像形成部１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋでは、画像形成動作開始信号を受信すると、各感光ドラム２ａ〜２ｄ上に各色の静電潜像を形成する。

各感光ドラムの副走査方向の画像形成タイミングは、中間転写ベルト８の駆動方向において一番上流にある感光ドラム２ａ（本実施の形態では画像形成部１Ｙ）から順に各画像形成部間の距離に応じて決定され、制御される。

また、各感光ドラムの主走査方向の書き出しタイミングは、不図示の回路により、１つのＢＤセンサ信号（本実施の形態では画像形成部１Ｂｋに配置されている）を用いて、擬似ＢＤセンサ信号を生成して制御する。

形成された静電潜像は、上述したプロセスにより現像される。そして、一次転写領域において、一番上流にある感光ドラム２ａ上に形成されたトナー画像が高電圧が印加された転写ローラ５ａにより中間転写ベルト８に一次転写される。

一次転写されたトナー像は、転写ローラ５ｂの位置まで搬送される。そこで発せられたタイミング信号により、各画像形成部間をトナー像が搬送される時間だけ遅延して画像形成が行われる。これにより、前画像の上にレジストを合わせて次のトナー像が転写されることになる。以下、同様に処理を繰り返し、結局４色のトナー像が中間転写ベルト８上に一次転写される。

その後、記録媒体Ｐが二次転写領域に搬送され、中間転写ベルト８に接触すると、記録媒体Ｐの通過タイミングに合わせて二次転写ローラ１２に高電圧を印加する。そして、上述したプロセスにより中間転写ベルト８上に転写された４色のトナー画像が記録媒体Ｐの表面に転写される。

トナー画像が転写された後、記録媒体Ｐは搬送ガイド３４によって定着ローラニップ部まで案内される。そして、定着フィルム１６ａ，加圧ローラ１６ｂの熱及びニップの圧力によってトナー画像が記録媒体表面に定着される。その後、記録媒体Ｐは外排紙ローラ２１により装置外に排出され、一連の画像形成動作が終了する。

なお、本実施の形態では、上流側からイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順に画像形成部が配置されているが、これは装置の特性で決定されるものであり、これに限定されるものではない。

図２は、図１のカラープリンタ１におけるコントローラ部の内部構成を示すブロック図である。

図２において、コントローラ部１５０は、外部のパーソナルコンピュータ（以下、「パソコン」という）１０６に直接（又は不図示のネットワークを介して）接続することができる。

コントローラ部１５０は、ＣＰＵ２２０１と、バスドライバ回路／アドレスデコーダ回路２２０２と、ＲＯＭ２２０３と、ＲＡＭ２２０４と、Ｉ／Ｏインターフェース２０６と、画像形成用レーザ駆動信号生成部（ＰＷＭ：Pulse Width Modulation）２２１５とを備える。

ＣＰＵ２２０１は、装置本体の制御を行うものであり、装置本体の制御手順（制御プログラム）を記憶したＲＯＭ２２０３からプログラムを順次読み出して実行する。ＣＰＵ２２０１のアドレスバス及びデータバスは、バスドライバ回路／アドレスデコーダ回路２２０２を介して各負荷に接続されている。ＲＡＭ２２０４は、入力データの記憶や作業用記憶領域等として用いる主記憶装置であるところのランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）である。

ＣＰＵ２２０１は、光学式センサ９０ａ，９０ｂに接続され、当該光学式センサ９０ａ，９０ｂから出力された出力信号を受信する。

Ｉ／Ｏインターフェース２０６は、操作者がキー入力を行い、装置の状態等を液晶、ＬＥＤを用いて表示する操作パネル１５１、給紙系、搬送系、光学系の駆動を行うモータ類２０７、クラッチ類２０８、ソレノイド類２０９、搬送される記録媒体Ｐを検知するための検知センサ類２１０等のカラープリンタ１内の各負荷に接続される。

トナー残検センサ２１１は、上述した現像装置４ａ〜４ｄにそれぞれ配置され、現像装置内のトナー量を検知して、その出力信号をＩ／Ｏインターフェース２０６に入力する。スイッチ類２１２は、各負荷のホームポジション、ドアの開閉状態等を検知するものであり、その出力信号をＩ／Ｏインターフェース２０６に入力する。高圧ユニット２１３は、ＣＰＵ２２０１の指示に従って、一次帯電器３ａ〜３ｄ、現像装置４ａ〜４ｄ、転写前帯電器（不図示）、転写帯電器（不図示）、分離帯電器（不図示）へ高圧を出力する。

画像処理部３００は、パソコン１０６などから入力された画像信号に対して画像処理を行い、ＰＷＭ２２１５を介してレーザユニット７にレーザ駆動信号を出力する。レーザユニット７から出力されるレーザ光は、感光ドラム２ａ〜２ｄを照射して露光すると共に、受光センサであるビーム検知センサ２１４によって発光状態が検知され、その出力信号がＩ／Ｏインターフェース２０６に出力される。

次に、図１のカラープリンタ１におけるレジスト調整及び画像濃度調整について説明する。

本実施の形態では、上述した（１）レジスト調整及び（２）パッチ調整の両者を一つのセンサにより行うために、１つの発光部と、正反射光受光部及び拡散反射光受光部という２つの受光部とを備える光学式センサ９０ａ，９０ｂが用いられる。

図３は、図１のセンサ９０ａ，９０ｂの構成を示す図である。

図３において、センサ９０ａ，９０ｂは、ＬＥＤ等の発光素子から成る発光部２０１と、フォトダイオード等の受光素子から成る正反射光受光部２０２と、フォトダイオード等の受光素子から成る拡散反射光受光部２０３とで構成される。また、受光データを処理するＩＣ等（不図示）とこれらを収容するホルダー（不図示）を備える。

図４は、図３のセンサ９０ａ（９０ｂ）の回路構成を示すブロック図である。

図４において、ＰＷＭ２１５は、センサ発光部駆動信号生成部であり、センサの発光部２０１を駆動するためのＰＷＭ信号を生成し、発光部駆動素子２０９を介して発光部２０１を駆動している。ＰＷＭ２１５で生成されるＰＷＭ信号のデューティー比（発光部２０１の駆動デューティー比）が高いほど発光部２０１の発光強度は大きく（明るく）なる。

本実施の形態では、カラープリンタ１本体の電源投入時等の調整モード時に、所定の濃度の基準トナー像を中間転写ベルト８上に転写し、発光部２０１の発光強度を変化させながら拡散反射光量を測定して、後述する発光強度対拡散反射光量テーブルを作成する。ここで、調整モードとは、電源投入時や所定枚数のプリント後などに各部の調整を行うためのモードのことである。カラープリンタやカラー複写機等では、画質を良好に保つために、定期的に調整モードと呼ばれる動作を行う。具体的には、所定の濃度の基準トナー像(パッチ)を感光ドラム上に打って、それを光学式センサで反射光を読み取ることにより、所定の濃度での印字ができているかを検出する。所定の濃度で印字できていない場合には、反射光が所定値になるように印字濃度を変化させるような調整を行う。

図５は、発光部２０１の駆動デューティー比と基準トナー像における拡散反射光量とで作成される発光強度対拡散反射光量テーブルの一例を示す図である。

本実施の形態では、発光強度対拡散反射光量テーブルを作成するために、発光部２０１の駆動デューティー比を６通り（Ｄａ，Ｄｂ，Ｄｃ，Ｄｄ，Ｄｅ，Ｄｆ）に変化させて拡散反射光量の測定を行う。なお、各測定点の間は線形に補間される。

次に、図５の発光強度対拡散反射光量テーブルの作成処理について図６を参照して説明する。

図６は、発光強度対拡散反射光量テーブルの作成処理の流れを示すフローチャートである。

図６において、ステップＳ１では、ＣＰＵ２２０１はＰＷＭ２１５を制御して発光部２０１の駆動デューティー比をＤａにセットする。次に、ステップＳ２では、ＣＰＵ２２０１は、拡散反射光受光部２０３により中間転写ベルト８の下地部の拡散反射光量を測定する。次に、ＣＰＵ２２０１は、発光部２０１の駆動デューティー比をＤｂにセットし（ステップＳ３）、拡散反射光受光部２０３により中間転写ベルト８の下地部の拡散反射光量を測定する（ステップＳ４）。

同様にして、ステップＳ５〜Ｓ１２の処理を行って、発光部２０１の駆動デューティー比がＤｆになるまで順にセットし、そのときの中間転写ベルト８の下地部の拡散反射光量を測定する。

ステップＳ１３では、各測定点の間を線形に補完して発光強度対拡散反射光量テーブルを作成し、本処理を終了する。作成された発光強度対拡散反射光量テーブルは、ＣＰＵ２２０１によりＲＡＭ２２０４等に一時格納される。

次に、カラープリンタ１の使用期間の経過に伴って中間転写ベルト８の下地部の正反射光量が低下した場合の動作について説明する。

図７は、中間転写ベルト８の下地部の正反射光量の経時変化の様子を示した図である。ここで、中間転写ベルト８の下地部の正反射光量として、中間転写ベルトの所定の部分のみの測定値若しくは中間転写ベルト一周分（中間転写体全体）の測定を行った平均値のいずれかを採用するものとする。

初期の段階では、発光部２０１の駆動デューティー比がＤｃにセットされ最適化されているが、中間転写ベルト８の使用期間の経過に伴って該中間転写ベルトの下地部の正反射光量が低下していく。そして、使用開始から７ヶ月目で正反射光量が所定の下限値に達したため、発光部２０１の発光強度の調整を行う。この時点では、図４における発光部２０１の駆動デューティー比をＤｃからＤｄに変更して、所定の正反射光量が得られるように発光強度を調整する。発光強度調整時の正反射光量の変化を図８に示す。

図８（ａ）は、中間転写ベルト８の下地部の正反射光量が低下している様子を示す図である。図８（ｂ）は、図４における発光部２０１の駆動デューティー比をＤｃからＤｄに調整したときに正反射光量が所定の値に達した様子を示す図である。

図９は、発光部２０１の発光強度の調整処理を示すフローチャートである。

図９において、まずステップＳ２１では、ＣＰＵ２２０１は、光学式センサ９０ａ，９０ｂにより中間転写ベルト８の下地部の正反射光量を測定する。次に、ステップＳ２２では、ＣＰＵ２２０１は、測定した正反射光量が図７に示した正反射光量下限値以下である否かを判別し、下限値以下であるときは、ステップＳ２３へ進む一方、下限値以下でないときは、発光部２０１の発光強度を調整することなく本処理を終了する。

ステップＳ２３では、ＣＰＵ２２０１は、発光部２０１の駆動デューティー比を所定量増加させる。つづいて、ステップＳ２４では、ＣＰＵ２２０１は、再度中間転写ベルト８の下地部の正反射光量を測定する（ステップＳ２４）。なお、駆動デューティー比を増加させる所定量は任意に設定することができる。

次に、ステップＳ２５では、ＣＰＵ２２０１は、ステップＳ２４で測定した正反射光量が所定値に達したか否かを判別する。この判別の結果、所定値に達していないときは、ステップＳ２３に戻って処理を繰り返す一方、所定値に達したときは、本処理を終了する。なお、正反射光量の所定値は予め任意の値に設定することができる。

次に、発光強度を大きくして発光強度の調整を行った場合、正反射光量のみならず、所定の濃度の基準トナー像に対する拡散反射光量も大きくなってしまい、画像濃度調整が精度よく行われなくなる。そのため、本実施の形態では拡散反射光量の補正を行う。

次に、発光部２０１の発光強度（駆動デューティー比）を調整した後の拡散反射光量の補正について説明する。

図１０は、発光部２０１の駆動デューティー比を調整した後の拡散反射光の変化を示す図である。

図１０において、発光部２０１の駆動デューティー比を調整し、例えば、ＤｃからＤｄに変更した場合、拡散反射光のセンサ出力は、発光部２０１の駆動デューティー比を調整する前のＳＮＳ＿ｄｉｆに対して、ＳＮＳ＿ｄｉｆ＿Ｄｄに上昇している。そのため、この差分を以下のように補正する。

すなわち、図５に示す発光強度対拡散反射光量テーブルにおいて、発光部２０１の駆動デューティー比がＤｃのときの拡散反射光量（基準トナー像濃度検知結果）はＶｃであり、駆動デューティー比がＤｄのときの拡散反射光量はＶｄとなっている。そこで、画像濃度調整時の基準トナー像における検知電圧をＶｍｅｓとすると、画像濃度調整の補正値：Ｖａｄｊは次式により求められる。

Ｖａｄｊ＝Ｖｍｅｓ＊（Ｖｃ／Ｖｄ）
上記実施の形態によれば、カラープリンタ１本体の電源投入時等の調整モード時に、所定濃度の基準トナー像を中間転写ベルト８上に転写し、発光部２０１の発光強度を変化させながら拡散反射光量を測定して、図５に示す発光強度対拡散反射光量テーブルを作成する。そして、中間転写ベルト８の使用期間の経過に伴って中間転写ベルト８の下地部の正反射光量が下限値以下に低下したときは、発光部２０１の発光強度を所定量増加させる。さらに、基準トナー像に対する拡散反射光量を発光強度対拡散反射光量テーブルに基づいて補正するので、中間転写ベルト８の汚れや劣化等により発光部２０１の発光強度を大きくした場合であっても、レジスト調整の精度を維持すると共に、画像濃度調整の精度を維持することができる。

また、本発明の目的は、上述した実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記憶した記憶媒体を、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）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても達成される。

この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施の形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード及び該プログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。

また、プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ等の光ディスク、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。または、プログラムコードをネットワークを介してダウンロードしてもよい。

また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施の形態の機能が実現されるだけではなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。

さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、次のプログラムコードの指示に基づき、その拡張機能を拡張ボードや拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。

本発明の実施の形態に係る画像形成装置が適用されたカラープリンタの概略構成を示す縦断面図である。 図１のカラープリンタ１におけるコントローラ部の内部構成を示すブロック図である。 図１のセンサ９０ａ，９０ｂの構成を示す図である。 図３のセンサ９０ａ（９０ｂ）の回路構成を示すブロック図である。 発光部２０１の駆動デューティー比と基準トナー像における拡散反射光量とで作成される発光強度対拡散反射光量テーブルの一例を示す図である。 発光強度対拡散反射光量テーブルの作成処理の流れを示すフローチャートである。 中間転写ベルト８の下地部の正反射光量の経時変化の様子を示した図である。 （ａ）は中間転写ベルト８の下地部の正反射光量が低下している様子を示す図、（ｂ）は発光部２０１の駆動デューティー比をＤｃからＤｄに調整したときに正反射光量が所定の値に達した様子を示す図、（ｃ）は閾値レベルＶｔを最適化している様子を示す図である。 発光部２０１の発光強度の調整処理を示すフローチャートである。 発光部２０１の発光強度を調整した後の拡散反射光の変化を示す図である。 光学式センサにより中間転写ベルト上の画像ずれ検知用パターンを検知する様子を示す図である。 光学式センサの出力を受ける受光回路の構成を示す図である。 画像ずれ検知用パターンを読み取ったときの光学式センサの出力及び受光回路のパターン検知出力を示す図である。 トナー像濃度に応じて光学式センサの出力が変化する様子を示す図であり、（ａ）は拡散反射光のセンサ出力（拡散反射出力）であり、（ｂ）は正反射光のセンサ出力（正反射出力）である。 中間転写ベルト劣化時の拡散反射光のセンサ出力を示す図である。

符号の説明

１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋ 画像形成部
２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ 感光ドラム（像担持体）
７ レーザユニット
８ 中間転写ベルト
９０ａ，９０ｂ 光学式センサ
２０１ 発光部
２０２ 正反射光受光部
２０３ 拡散反射光受光部
２１５ センサ発光部駆動信号生成部（ＰＷＭ）
２２１５ 画像形成用レーザ駆動信号生成部（ＰＷＭ）

Claims (6)

1. 複数色のトナーによって像担持体上に形成されるトナー像を記録媒体に転写することによってカラー画像を形成する画像形成装置において、
   入力画像データに基づくトナー像、前記像担持体上における前記トナー像の形成位置を補正するための色ずれ補正用トナー像、および前記トナー像の濃度を調整するための濃度調整用トナー像を前記像担持体に形成する画像形成手段と、
   前記像担持体、前記色ずれ補正用トナー像、及び前記濃度調整用トナー像に光を照射するための発光部と、
   前記発光部から照射された光の正反射光を受光し、受光光量に基づく光量データを生成する正反射光受光部と、
   前記発光部から照射された光の拡散反射光を受光し、受光光量に基づく光量データを生成する拡散反射光受光部と、
   前記色ずれ補正用トナー像からの正反射光に基づく光量データと所定の閾値とに基づいて前記像担持体上に形成された各色の前記色ずれ補正用トナー像の形成位置を求め、当該形成位置の相対的な位置関係に基づいて前記像担持体上における各色の前記トナー像の形成位置を補正する色ずれ補正手段と、
   前記像担持体からの正反射光に基づく光量データと前記色ずれ補正用トナー像からの正反射光に基づく光量データとの差分が所定値以上になるように前記発光部の発光強度を調整する調整手段と、
   前記発光強度の調整量に基づいて前記拡散反射光受光部によって生成される光量データを補正する光量データ補正手段と、
   前記トナー像が所定の濃度で形成されるように、前記光量データ補正手段によって補正された光量データに基づいて前記画像形成手段を制御する濃度補正手段と、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記調整手段は、前記発光部を駆動するためのパルス信号のデューティー比を変調することにより前記発光部の発光強度を調整し、
   前記光量データ補正手段は、前記パルス信号のデューティー比に対して前記拡散反射光受光部によって生成される光量データを補正するための補正値が対応付けられたテーブルを記憶する記憶手段を備え、前記テーブルに基づいて前記拡散反射光受光部が生成する前記光量データを補正することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記調整手段は、前記正反射光受光部が受光する前記像担持体からの正反射光の光量が所定の下限値以下の場合、前記発光部の発光強度を増加させ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. 前記調整手段は、前記発光部が前記像担持体上の所定の部分に対して光を照射したときに前記正反射光受光部が受光する正反射光の光量が前記所定の下限値以下であるか否かを判定することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記調整手段は、前記発光部が前記像担持体上における複数の任意の点に対して光を照射したときに前記正反射光受光部が受光する正反射光量が前記所定の下限値以下であるか否かを判定することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
6. 前記調整手段は異なるデューティー比のパルス信号によって前記発光部を駆動し、
   前記光量補正手段は、前記パルス信号の異なるデューティー比とそれぞれのデューティー比に対して前記拡散反射光受光部が生成する光量データとに基づいて前記テーブルを補正することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。

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