JP4695899B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、主に電子写真プロセスを採用したカラーレーザプリンタ、カラー複写機、カラーファクシミリ等の画像形成装置に関するものである。

本発明は、電子写真装置、レーザビームプリンター、印刷装置等のように画像情報を転写材のような像支持体上に形成する画像形成装置に関し、特にカラー電子写真装置あるいはカラーレーザビームプリンタ等のように、画像形成手段を複数個、配置して多重画像を形成する多重画像形成装置に関する。以下、本発明の多重画像形成装置に関連して、本明細書では複数の異なる色の画像形成手段を直列に配置し、転写ベルトにより搬送された転写材に現像像を転写するインライン方式を例に取り述べる。

従来、複数個の画像形成部を備え、各画像形成部に於いてそれぞれ色の異なった画像を形成し、該画像を同一転写材に重ねて転写する画像形成装置、いわゆるカラー画像形成装置のような多重画像形成装置が種々提案されているが、このような多重画像形成装置では、画像形成部の画像を転写材に転写する際に、該転写材を画像形成部に搬送する搬送手段として、ベルトが用いられることが多い。上記したような多重画像を形成する場合に、転写材に重ねて転写される、例えばシアン、マゼンタ、イエロー、ブラック等の各４色のトナー像のレジストレーションが悪い場合、色ズレ、色相の変化として現われ転写画像の品位を著しく劣化させ、レジストレーション精度は、画像品位にとって大きなウェイトを占める。また、各画像部ごとに転写材に転写される各色の画像の濃度及び階調性は、環境、耐久等による感光ドラム特性の変化、現像剤のトナーとキャリア量の比の変化、現像剤の耐久による劣化等に伴い変化し、高品位で、かつ安定した濃度の画像を常に出力させるためにも画像濃度の制御が必要である。

ところが、従来の多重画像形成装置においては、上記ベルトの速度変動や、ベルト、画像形成部などのメンテナンスや交換後の位置再現性が完全でないこと等によって、各画像形成部から１枚の転写材へ転写される際に各画像部から形成される画像相互間の転写ズレ（色ずれ）が発生する。これは特にカラー画像における色のにじみや色相の変化等といった重大な問題点となる。それ故、従来の多重画像形成装置では、各画像形成部から１枚の転写材に転写され重ねられる各色の転写位置のズレを補正するために、特定の色ずれ検出パターンを転写ベルトに転写した後に、そのパターンを、パターン読み取り装置としての色ずれ検出センサで、電気的信号として読み取り、その信号を処理して各色の転写位置のズレを補正していた（以下、色ずれ補正と呼ぶ）。

さらに、転写材上に転写される画像の濃度を制御するために、前記と同様に、転写ベルトに各色毎に階調をもった濃度検出パターンを転写した後に、そのパターンの各濃度検出パターンを、パターン読み取り装置としての濃度検出センサで、光学的に読み取り、転写材上に転写される画像の濃度を制御することも行なわれていた（以下、濃度補正と呼ぶ）。

しかしながら、上記従来例では、色ずれ検出パターンと濃度検出パターンとのそれぞれに対して別個のパターン読み取り装置で読み取るために、多重画像形成装置内の空間の有効利用の面からも、また、コストの面からも最適なものとは言えなかった。したがって、転写材に転写される色ずれ検出パターン及び濃度検出パターンを、同一のパターン読み取り装置で読み取ることができ、パターン読み取り装置の占める空間を最小にすると共に製造コストを低減させることができる多重画像形成装置が提供されている（例えば、特許文献１参照。）。

更に色ずれ補正と画像濃度調整を同一シーケンスにて行い、ユーザーの待ち時間を短縮する方式も提案されている。

また、使用度合いによって下地の表面状態が変動した場合、反射光量も変動してしまう為、解決方法として下地の反射光量によって色ずれ検出及び濃度検出時の光量を変化させる方式が考案されている。但し特許文献２では、色ずれ検出時と濃度検出時の光量設定値は同様の光量設定値を用いている（例えば、特許文献２参照。）。

また、近年の色ずれ検出センサ及び濃度検出センサは、主に反射光の正反射成分又は乱反射成分を検知する方式を採用している。図２は、照射光と正反射光の関係を示す概念図である。図３は、照射光と乱反射光の関係を示す概念図である。正反射光を検知するタイプのセンサでは、図２に示すように下地面（静電吸着ベルト面、以下ＥＴＢ面と呼ぶ）の法線に対して照射角αと対称となる方向に反射される光を検知する。乱反射光を検知するタイプのセンサでは、図３に示すように下地面（ＥＴＢ面）の法線に対して照射角αとは異なる方向（受光角β）に反射される光を検知する。正反射光量は、下地（ＥＴＢ）の材質固有の屈折率と表面状態により決まる反射率に依存し、光沢として感じる。図４は、ＥＴＢ上にトナーが存在する場合の照射光と正反射光の関係を示す概念図であり、図５は、トナー量と正反射光量の関係を示すグラフである。この正反射光量は、下地上にトナーが存在しない場合に最大となる。下地の上のトナーパターンが形成された場合、図４に示すようにトナーのある部分では下地が隠され正反射光が無くなる。したがって、トナーパターンのトナー量と反射光量の関係は図５に示すように、トナー量の増加につれて正反射光量は小さくなる。またここでのトナーパターンとは、搬送ベルト上にトナーを敷いて作成されたパターンであり、色ずれ検出パターンと濃度検出パターンを含むものとする。

しかしながら、正反射光を検知するタイプの濃度検出センサで有彩色のトナーを検知した場合には問題が生じる。図６は、有彩色トナーを検知した場合の照射光と反射光の概念図である。有彩色トナーの濃度検出パターンに光を照射した場合、トナー量の増加に応じて乱反射光が増加し、その反射光は全方向にまんべんなく拡散される。したがって、濃度検出センサで検知される光は、図６に示すように正反射成分と乱反射成分の和になる。このときのトナー量と反射光量の関係は、図７に示す通り、正反射の特性である細実線と乱反射の特性である破線の和になり、太実線のような負性特性を示す。このため、濃度検知に必要なリニアリティが得られず、濃度検知精度が十分ではなかった。そのため正反射光成分と乱反射光成分の和から、乱反射光成分を差し引くことによって、より簡素な濃度検知手段で、視覚特性に対して敏感かつ反射光強度が強く検知精度の高い正反射光成分のみを取り出すことが可能な方式が考案されている（例えば、特許文献３参照。）。
特許第２５７３８５５号公報 特開２００１−１６５５３号公報 特開２００３−２１５８８３号公報

１発光２受光センサの系において、上記従来例のように色ずれ検出時と濃度検出時に同様の光量設定値用いた場合、色ずれ検出と濃度検出のパターン濃度の違いや検出条件の違いにより、色ずれ検出時或いは濃度検出時のどちらか一方が適切な光量設定値に決定されないという課題があった。例えば下地の反射光量を予め検出し、その結果を元に色ずれ検出及び濃度検出時の光量を求めた時、トナーパターンからの乱反射出力がベルトからの正反射出力よりも高い場合には乱反射出力が飽和し、トナーパターンからの乱反射出力がベルトからの正反射出力よりも低い場合には、乱反射出力のダイナミックレンジが減ることによって波形のなまりやランダムノイズによる影響を受け、正確な濃度検出と色ずれ検出が行えない。更にトナーパターンの反射光量を予め検出し、その結果を元に色ずれ検出及び濃度検出時の光量を求めたとすると、同様に正反射出力が飽和するか、或いはダイナミックレンジが足りない為に正確な濃度検出と色ずれ検出が行えない場合が存在する。

そこで本発明は、１発光２受光センサの系において色ずれ検出時と濃度検出時の光量設定値を各々別々に決定し、それぞれの検出時に適切な光量値を設定することで、高精度な色ずれ補正及び濃度補正を可能とする画像形成装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し目的を達成するために、本発明は以下の構成を備える。
（１）トナー像を担持する像担持体をそれぞれ有する複数の画像形成手段と、前記複数の画像形成手段のそれぞれの像担持体に担持されたトナー像を、前記複数の画像形成手段に対して記録媒体を搬送させる搬送手段に転写する転写手段と、前記転写手段により、前記搬送手段に、色ずれ検出用パターン及び濃度検出用パターンを形成するパターン形成手段と、前記搬送手段、及び前記色ずれ検出用パターンと前記濃度検出用パターンを照明する照明手段と、前記照明手段によって光が照射される照射領域からの正反射光量を検出する第１検出部と前記照射領域からの乱反射光量を検出する第２検出部とを有する光量検出手段と、を具備し、前記搬送手段からの正反射光量と、トナー領域からの正反射光量或いは乱反射光量から、色ずれ検出時及び濃度検出時の発光光量を別々に決定し、色ずれ検出時に、次回色ずれ検出時及び濃度検出時の発光光量を別々に決定することを特徴とする画像形成装置。
（２）トナー像を担持する像担持体をそれぞれ有する複数の画像形成手段と、前記複数の画像形成手段のそれぞれの像担持体に担持されたトナー像を、前記複数の画像形成手段に対して記録媒体を搬送させる搬送手段に転写する転写手段と、前記転写手段により、前記搬送手段に、色ずれ検出用パターン及び濃度検出用パターンを形成するパターン形成手段と、前記搬送手段、及び前記色ずれ検出用パターンと前記濃度検出用パターンを照明する照明手段と、前記照明手段によって光が照射される照射領域からの正反射光量を検出する第１検出部と前記照射領域からの乱反射光量を検出する第２検出部とを有する光量検出手段と、を具備し、前記搬送手段からの正反射光量と、トナー領域からの正反射光量或いは乱反射光量から、色ずれ検出時及び濃度検出時の発光光量を別々に決定し、濃度検出時に、次回色ずれ検出時及び濃度検出時の発光光量を別々に決定することを特徴とする画像形成装置。

本発明によれば、１発光２受光センサの系において色ずれ検出時と濃度検出時の光量設定値を各々別々に決定し、それぞれの検出時に適切な光量値を設定することで、高精度な色ずれ補正及び濃度補正を行うことが可能である。また、１発光２受光センサの系において色ずれ検出時に、色ずれ検出時と濃度検出時の光量設定値を各々別々に決定し、それぞれの検出時に適切な光量値を設定することが可能である。また、１発光２受光センサの系において濃度検出時に、色ずれ検出時と濃度検出時の光量設定値を各々別々に決定し、それぞれの検出時に適切な光量値を設定することが可能である。また、１発光２受光センサで濃度補正はベルトからの正反射光量と乱反射光量を検出して行い、色ずれ補正はベルトとトナーパターンからの乱反射光量を検出する系において、色ずれ検出時と濃度検出時の光量設定値を各々別々に決定し、それぞれの検出時に適切な光量値を設定することが可能である。

以下本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。

本実施例では、１発光２受光センサで濃度補正は正反射出力と乱反射出力を用いて行い、色ずれ補正は乱反射出力を用いて行う系において、色ずれ検出時に搬送ベルトを検出した際の正反射出力と発光光量決定用パターンを検出した際の乱反射出力から、色ずれ検出時及び濃度検出時に必要なセンサ出力のダイナミックレンジが大きくなるように光量算出を行い、次回色ずれ検出時及び濃度検出時の最適な光量を別々に決定する。

以下、本発明の第１の実施形態を図面を参照して説明する。

始めに、図８を参照して本発明の画像形成装置の概略構成を説明する。本実施形態のカラー画像形成装置は、４色（イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＢｋ）の画像形成部を各々備えている。図８中の添え字記号ａ，ｂ，ｃ，ｄは各々Ｃ，Ｙ，Ｍ，Ｂｋ用を示す。１は静電潜像を形成する感光体ドラムである。２は画像信号に応じてレーザ露光を行い、感光体ドラム１上に静電潜像を形成するレーザスキャナである。３は用紙を各色の画像形成部に順次搬送する無端状の搬送ベルトであり、転写ベルトの機能も兼ね備える。４は搬送ベルト３を回転駆動する駆動ローラであり、不図示のモータとギア等からなる駆動手段に接続される。５は搬送ベルト３の移動に伴い従動回転し、かつ搬送ベルト３に一定の張力を付与する従動ローラである。２０は転写ローラである。６は搬送ベルト３上に形成された色ずれ検出パターンと濃度検出パターンを検出する１対の光センサであり、搬送ベルトの両サイドに設けられる。

図８中の第１の感光体ドラム１ａは矢印ｄ１の方向に所定の周速で回転駆動されながら帯電ローラ１７ａにて一様に帯電され、レーザスキャナ２ａから走査されるデジタル画像信号に対応して変調されたレーザビームを結像露光光学系を介して受けることにより第１色（ここではシアン）成分の静電潜像を形成する。尚、各色の画像信号は搬送転写ベルト３による用紙搬送のタイミングから所定時間経過後に各レーザスキャナに送信される。

続いて、第１の現像器１８ａを用いて第１色（シアン）トナーによって静電潜像は現像され、第１色成分に対する可視像を得る。以上に記した手順を第２色（イエロー）、第３色（マゼンタ）、第４色（ブラック）に対して行う。尚、搬送転写ベルト３は矢印ｄ２の方向に感光体ドラム１ａと同じ周速で回転駆動される。感光体ドラム１ａから搬送転写ベルト３上に吸着担持されたシートＰへのシアン可視像の転写は、不図示の高圧電源から供給される転写バイアスを印加することにより行う。

以後、イエロー、マゼンタ、ブラックについても同様の手順を用いて順次搬送転写ベルト上に吸着担持されたシートＰ上に重ね合わせて転写を行うことによって、フルカラーのトナー画像を得る。

トナー画像を転写されたシートＰは、搬送転写ベルトから分離されて不図示の定着装置へ搬送される。定着装置へ搬送されたシートＰは、定着ローラと加圧ローラの定着ニップ部において熱と圧力によってトナー画像が定着される。またクリーニング時は、転写時に印加したバイアスとは逆極性のバイアスを印加することにより、トナーをカートリッジに回収させる。

図８の６にあたる検出手段（光センサ）を図９に示す。５１は発光素子であり、例えばＬＥＤである。５２、５９は受光素子であり、例えばフォトセンサである。３は搬送ベルトであり、９はトナーパターンである。５３は発光素子５１からの発光光である。５４は受光素子５２にて受光される受光光であり、５８は受光素子５９にて受光される受光光である。発光部５１と受光部５２は、搬送ベルト３を反射面として、正反射光学系により構成されており、発光部５１と受光部５９は、搬送ベルト３を反射面として、乱反射光学系により構成されている。また搬送ベルト３による光反射率とトナーパターンによる光反射率の差によって、色ずれ検出パターンの位置或いは濃度検出パターンの濃度を検出する。

図９における検出手段の回路構成を図１０に示す。ＬＥＤ発光部（ＬＥＤ）とフォトセンサ受光部等（ＰＤ）からなるパターン検出部から構成される。ＬＥＤを搬送ベルトに対して発光し、搬送ベルトからの反射光を受光素子ＰＤで受け取る。受光素子ＰＤからの検出電流は、ＩＶ変換回路によって電圧Ｖ１に変換され、図示しないＣＰＵに入力される。ＣＰＵは、「ＩＶ変換回路の出力電圧値」と「目標出力電圧値」との大小関係を比較演算し、次回色ずれ検出時及び濃度検出時の光量を各々決定する。また発光素子のオン／オフ及び光量調整は、図示しないＣＰＵのＰＷＭ制御（図１０のＩｎｐｕｔ）によって、ＬＥＤ駆動電流を可変させることにより行う。

図１２は、図８の搬送ベルト３上に形成する色ずれ検出パターンの構成を示す。本色ずれ検出装置は、次回色ずれ検出時と濃度検出時の最適な光量設定値を算出する為に、搬送ベルト３上に図１２に示す様な発光光量決定用パターン９３（９３ａ，９３ｂ）を形成する。発光光量決定用パターンは、Ｂｋ以外のベタの色パターンであれば、何色であっても良い。また色ずれ補正を行う為に搬送ベルト３上に図１２に示す様な色ずれ検出用パターン９、１０、１１、１２（ａ：Ｃ、ｂ：Ｙ、ｃ：Ｍ、ｄ：Ｂｋ）を形成する。色ずれ検出パターンもベタのパターンとする。また９及び１０は、副走査方向の色ずれ量を検出するためのパターンであり、１１及び１２は、主走査方向の色ずれ量を検出するためのパターンである。またパターンは、搬送ベルトの主走査方向に並んで設けられた１対のセンサ６で読み取り、次回検出時の最適光量設定値を決定し、各色間の色ずれ量を検出する。また本実施形態の色ずれ検出装置では乱反射検知を行う為、Ｂｋトナーの検出を行う場合Ｂｋトナーパターンの下層に光反射率の異なる色トナーパターン１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄを敷くことで色ずれ検出を行う。

一般的に受光センサは、受光光量が少量だと応答速度が落ちる特性を持っている。図１は、搬送ベルト３上に色ずれ検出パターン９、１０、１１、１２（図ではマゼンタ）をのせて搬送ベルト３を回転駆動させ、光センサ６によって搬送ベルトと色ずれ検出パターンの表面を検出した際のセンサ出力の変化を示した図である。横軸が時間、縦軸が光センサ出力を示す。ｄ２は、搬送ベルト３の搬送方向を示す。また波形Ｍは、実際のセンサ出力波形を示す。波形Ｎは、センサ出力が遅延することなく応答した場合の理想波形を示す。波形Ｏは、波形Ｍと比較してセンサ受光量が低下した場合のセンサ出力波形を示す。色ずれ量は、従来例と同様に受光素子の出力が閾値電圧と交差した時の時間の中心値をもとに算出する。実際のセンサ出力波形Ｍは、図１のように理想波形Ｎと比較してなまり波形となっている。その為、実際のセンサ出力波形Ｍは理想波形に対してなまり波形による色ずれ量時間誤差ΔＴａが生まれる。センサ受光量が低下すると、波形Ｏのように更に波形のなまりの影響を受ける。その為、なまり波形による影響が増加し、色ずれ量時間誤差ΔＴｂが生まれる。これはΔＴａよりも大きい。また波形がなまるとランダムノイズからの影響等も受け易い。

このような理由から濃度検出及び色ずれ検出時の目標光量設定値は、センサ出力が飽和しないことを条件にセンサ出力のダイナミックレンジが大きくなるように設定し、ベルトによる光反射率とトナーパターンによる光反射率の差を大きくしなくてはならない。

図１１は本実施形態の動作のアルゴリズムを示す。図１１を用いて光量決定までの動作を説明する。

始めに、発光光量決定用パターン（図１２：９３ａ，９３ｂ）を搬送ベルト上に形成し、色ずれ検出パターン（図１２：９、１０、１１、１２、１３）を形成する。（ステップＳ１）。第１番目の発光光量決定用パターン以前の搬送ベルト面からの反射光読み込みを行えるタイミングになるまで待つ。光センサの読み込みタイミングは、パターン形成タイミングからＣＰＵによって算出し制御する。搬送ベルト面からの反射光読み込みを行えるタイミングが来たら、発光素子（ＬＥＤ）を発光させ、ベルト新品時でもベルトを検出した時の正反射光量が飽和しない光量に設定する。発光素子のオン／オフ及び光量調整は、ＣＰＵからの信号によりＬＥＤ駆動回路をＰＷＭ制御することによって行う（ステップＳ２）。搬送ベルトを回転駆動させ、発光光量決定用パターンの検出を行う（ステップＳ３）。色ずれ検出時の最適光量値と次回濃度検出時の最適光量値を算出し、ＣＰＵによって記憶する。また算出した色ずれ検出時の最適光量値を光量に設定する（ステップＳ４）搬送ベルトを回転駆動させ、色ずれ検出用パターンの検出を行う（ステップＳ５）。画像周波数の微調整や書き出しタイミングの調整といった色ずれ補正を行うための色ずれ補正値を算出する（ステップＳ６）。同時に。ＬＥＤをＯＦＦし、転写時に印加したバイアスとは逆極性のバイアスを印加することにより、トナーをカートリッジに回収し、搬送ベルトのクリーニングを行う（ステップＳ７、Ｓ８）。

図１４（ａ）は、本実施例のトナー量と反射光量の関係であり、光量補正前を示す。本実施例では、乱反射の最大受光量より正反射の最大受光量の方が大きい。図１４（ａ）において、Ｖｘは正反射及び乱反射出力の目標出力電圧、Ｖａは光量補正前の正反射最大出力、Ｖｂは光量補正前の乱反射最大出力を示す。また光量補正前は、正反射出力及び乱反射出力が飽和しない光量Ｌ１での状態を示す。図１４（ｂ）に濃度検出時の光量補正後の反射出力とトナー量との関係を示し、図１４（ｃ）に色ずれ検出時の光量補正後の乱反射出力とトナー量との関係を示す。濃度検出では正反射出力と乱反射出力の両方を用いる為、正反射出力が飽和せず且つダイナミックレンジが大きくなるような光量Ｌｄをセットする。色ずれ検出では正反射出力を用いない為、乱反射出力が飽和せず且つダイナミックレンジが大きくなるような光量Ｌｒをセットする。

ここで、発光光量決定用トナーパターンの光量設定値をＬ１、ベルト検出時の正反射出力をＶｂ、発光光量決定用パターン検出時の乱反射出力をＶｔとする。色ずれ検出時の目標乱反射出力電圧がＶｒであり、濃度検出時の目標正反射出力電圧がＶｄとした時、色ずれ検出時の最適な光量設定値Ｌｒと濃度検出時の最適な光量設定値Ｌｄは、式（１）、式（２）より、
Ｌｒ＝（Ｖｒ／Ｖｔ）＊Ｌ１・・・（１）
Ｌｄ＝（Ｖｄ／Ｖｂ）＊Ｌ１・・・（２）
と求めることができる。またこの時、前述したように目標正反射出力電圧値及び目標乱反射出力電圧値は、センサ出力が飽和しない且つセンサ出力のダイナミックレンジが大きくなるように設定する。

以上説明したように、１発光２受光センサで濃度補正は正反射出力と乱反射出力を用いて行い、色ずれ補正は乱反射出力を用いて行う系において、色ずれ検出時に搬送ベルトを検出した際の正反射出力と色ずれ検出パターンを検出した際の乱反射出力から、色ずれ検出時及び濃度検出時に必要なセンサ出力のダイナミックレンジが大きくなるように光量算出を行い、次回色ずれ検出時及び濃度検出時の最適な光量を別々に決定することで、色ずれ検出時と濃度検出時の両方において波形のなまりやランダムノイズによる影響を軽減し、高精度な色ずれ補正と濃度補正を行うことが可能である。また本実施例では光量調整をＣＰＵによるＰＷＭ制御によって行っているが、ＣＰＵのＤ／Ａ変換器などを用いて光量調整することが可能であることはいうまでもない。

また本実施例では、色ずれ検出時に次回色ずれ検出時及び濃度検出時の最適な光量を決定しているが、濃度検出時に同様の工程で次回色ずれ検出時及び濃度検出時の最適な光量を決定することが可能であることはいうまでもない。

本実施例では、１発光２受光センサで濃度補正は正反射出力と乱反射出力を用いて行い、色ずれ補正は正反射出力を用いて行う系において、色ずれ検出時に搬送ベルトを検出した際の正反射出力と発光光量決定用パターンを検出した際の乱反射出力から、色ずれ検出時及び濃度検出時に必要なセンサ出力のダイナミックレンジが大きくなるように光量算出を行い、次回色ずれ検出時及び濃度検出時の最適な光量を別々に決定する。

本実施例では、実施例１と同様の検出手段（図９）及び回路構成（図１０）を用いる。

図１３は、図８の搬送ベルト３上に形成する本実施例における色ずれ検出パターンの構成を示す。本実施例における色ずれ検出装置は、実施例１と同様に色ずれ補正を行い更に次回色ずれ検出時と濃度検出時の最適な光量設定値を算出する為に搬送ベルト３上に図１３に示す様な発光光量決定用パターン９４（９４ａ，９４ｂ）、色ずれ検出用パターン９、１０、１１、１２（ａ：Ｃ、ｂ：Ｙ、ｃ：Ｍ、ｄ：Ｂｋ）を形成する。また本実施形態の色ずれ検出装置では正反射検知を行う為、実施例１とは異なりＢｋトナーパターンの下層に光反射率の異なる色トナーパターンを敷く必要はない。

また動作アルゴリズムに関しては、実施例１と同様のアルゴリズムで行うことができる。

図１５（ａ）は、本実施例のトナー量と反射光量の関係を示す。本実施例では、ベルトを検出した際の正反射光量よりもベルトを検出した際の乱反射光量の方が大きい。図１５（ａ）において、Ｖｘ’は正反射及び乱反射出力の目標出力電圧、Ｖａ’は光量補正前の正反射最大出力、Ｖｂ’は光量補正前の乱反射最大出力を示す。また光量補正前は、正反射出力及び乱反射出力が飽和しない光量Ｌ１’での状態を示す。図１５（ｂ）に濃度検出時の光量補正後の反射出力とトナー量との関係を示し、図１５（ｃ）に色ずれ検出時の光量補正後の反射出力とトナー量との関係を示す。濃度検出では、正反射光成分と乱反射光成分の和から乱反射光成分を差し引く制御を行う為、正反射出力が飽和せず且つダイナミックレンジが大きくなるような光量Ｌｄ’をセットする。色ずれ検出では乱反射出力を用いない為、乱反射出力が飽和せず且つダイナミックレンジが大きくなるような光量Ｌｒ’をセットする。また本実施例の色ずれ検出パターンは、ベルトからの正反射出力と色ずれ検出パターンから乱反射出力の差が最も大きくなるようなトナー濃度（図１５（ｃ）のＴｘ）に設定する。

また実施例２においても、実施例１と同様の計算方法により次回色ずれ検出時及び濃度検出時の最適な光量を別々に決定する方法で行うことができる。

以上説明したように、１発光２受光センサで濃度補正は正反射出力と乱反射出力を用いて行い、色ずれ補正は正反射出力を用いて行う系において、色ずれ検出時に搬送ベルトを検出した際の正反射出力と発光光量決定用パターンを検出した際の乱反射出力から、色ずれ検出時及び濃度検出時に必要なセンサ出力のダイナミックレンジが大きくなるように光量算出を行い、次回色ずれ検出時及び濃度検出時の最適な光量を別々に決定することで、色ずれ検出時と濃度検出時の両方において波形のなまりやランダムノイズによる影響を軽減し、高精度な色ずれ補正と濃度補正を行うことが可能である。また実施例１と同様に光量調整をＣＰＵによるＰＷＭ制御によって行っているが、ＣＰＵのＤ／Ａ変換器などを用いて光量調整することが可能であることはいうまでもない。また本実施例では、色ずれ検出時に次回色ずれ検出時及び濃度検出時の最適な光量を決定しているが、濃度検出時に同様の工程で次回色ずれ検出時及び濃度検出時の最適な光量を決定することが可能であることはいうまでもない。

本実施例では、１発光２受光センサで濃度補正は正反射出力と乱反射出力を用いて行い、色ずれ補正は乱反射出力を用いて行う系において、一回目の色ずれ検出時に搬送ベルトを検出した際の正反射出力と発光光量決定用パターンを検出した際の乱反射出力から、色ずれ検出時及び濃度検出時に必要なセンサ出力のダイナミックレンジが大きくなるように光量算出を行い、次回色ずれ検出時及び濃度検出時の最適な光量を別々に決定する。次回色ずれ量検出時からは発光光量決定用パターンをなくし、色ずれ検出時に搬送ベルトを検出した際の正反射出力と色ずれ検出パターンを検出した際の乱反射出力から、色ずれ検出時及び濃度検出時に必要なセンサ出力のダイナミックレンジが大きくなるように光量算出を行い、次回色ずれ検出時及び濃度検出時の最適な光量を別々に決定する。

本実施例では、実施例１と同様の検出手段（図９）及び回路構成（図１０）を用いる。

また動作アルゴリズムに関しては、色ずれ検出一回目は実施例１と同様に行うことができる。二回目以降は、発光光量決定用パターンを形成せず、色ずれ検出パターンから実施例１と同様の計算方法により次回色ずれ検出時及び濃度検出時の最適な光量を別々に決定する方法で行うことができる。

以上説明したように、１発光２受光センサで濃度補正は正反射出力と乱反射出力を用いて行い、色ずれ補正は乱反射出力を用いて行う系において、二回目以降の色ずれ検出時から発光光量決定用パターンをなくすことによって、実施例１と比較して、２回目以降の色ずれ検出及び光量決定時間を削減することができる。更に実施例１同様、色ずれ検出時と濃度検出時の両方において波形のなまりやランダムノイズによる影響を軽減し、高精度な色ずれ補正と濃度補正を行うことが可能である。また実施例１と同様に光量調整をＣＰＵによるＰＷＭ制御によって行っているが、ＣＰＵのＤ／Ａ変換器などを用いて光量調整することが可能であることはいうまでもない。また本実施例では、色ずれ検出時に次回色ずれ検出時及び濃度検出時の最適な光量を決定しているが、濃度検出時に同様の工程で次回色ずれ検出時及び濃度検出時の最適な光量を決定することが可能であることはいうまでもない。

なお本発明においては、実施例１ないし３に示すように、１発光２受光センサに限定されることなく、これとは異なる発光、受光構成とすることもできる。

搬送ベルト上のトナーパターン検出時における搬送ベルトとセンサ出力の変化グラフ 光源よりの照射光と受光素子へ反射する正反射光の関係を示す概念図 照射光と乱反射光の関係を示す概念図 ＥＴＢ上にトナーが存在する場合の照射光と正反射光の関係を示す概念図 トナー量と正反射光量の関係を示すグラフ 有彩色トナーを検知した場合の照射光と反射光の概念図 トナー量と反射光量の関係を示す概念図 本発明の画像形成装置の概略構成を示す斜視説明図 本発明の検出手段の説明図 本発明の検出手段の回路構成図 第１実施形態、第２実施形態の動作のアルゴリズム 第１実施形態の色ずれ検出パターンの構成図 第２実施形態の色ずれ検出パターンの構成図 第１実施形態における光量補正前のトナー量と反射光量の関係図 第１実施形態における濃度検出時の光量補正後のトナー量と反射光量の関係図 第１実施形態における色ずれ検出時の光量補正後のトナー量と乱反射光量の関係図 第２実施形態における光量補正前のトナー量と反射光量の関係図 第２実施形態における濃度検出時の光量補正後のトナー量と反射光量の関係図 第２実施形態における色ずれ検出時の光量補正後のトナー量と反射光量の関係図

符号の説明

１ トナー像を担持する像担持体
２ 複数の画像形成部
３ 複数の画像形成部に対して記録媒体Ｐを搬送させる搬送部
４ 駆動ローラ
５ 従動ローラ
６ 光センサ
９，１０ 副走査方向の色ずれ量を検出するためのパターン
１１，１２ 主走査方向の色ずれ量を検出するためのパターン
１３ Ｂｋトナーパターンの下層に敷く光反射率の異なる色トナーパターン
１７ 帯電ローラ
１８ 現像器
２０ 転写ローラ
５１ 発光素子
５２、５９ 受光素子
５３ 発光光
５４ 正反射
５８ 乱反射

Claims (3)

1. トナー像を担持する像担持体をそれぞれ有する複数の画像形成手段と、
   前記複数の画像形成手段のそれぞれの像担持体に担持されたトナー像を、前記複数の画像形成手段に対して記録媒体を搬送させる搬送手段に転写する転写手段と、
   前記転写手段により、前記搬送手段に、色ずれ検出用パターン及び濃度検出用パターンを形成するパターン形成手段と、
   前記搬送手段、及び前記色ずれ検出用パターンと前記濃度検出用パターンを照明する照明手段と、
   前記照明手段によって光が照射される照射領域からの正反射光量を検出する第１検出部と前記照射領域からの乱反射光量を検出する第２検出部とを有する光量検出手段と、を具備し、
   前記搬送手段からの正反射光量と、トナー領域からの正反射光量或いは乱反射光量から、色ずれ検出時及び濃度検出時の発光光量を別々に決定し、色ずれ検出時に、次回色ずれ検出時及び濃度検出時の発光光量を別々に決定することを特徴とする画像形成装置。
2. トナー像を担持する像担持体をそれぞれ有する複数の画像形成手段と、
   前記複数の画像形成手段のそれぞれの像担持体に担持されたトナー像を、前記複数の画像形成手段に対して記録媒体を搬送させる搬送手段に転写する転写手段と、
   前記転写手段により、前記搬送手段に、色ずれ検出用パターン及び濃度検出用パターンを形成するパターン形成手段と、
   前記搬送手段、及び前記色ずれ検出用パターンと前記濃度検出用パターンを照明する照明手段と、
   前記照明手段によって光が照射される照射領域からの正反射光量を検出する第１検出部と前記照射領域からの乱反射光量を検出する第２検出部とを有する光量検出手段と、を具備し、
   前記搬送手段からの正反射光量と、トナー領域からの正反射光量或いは乱反射光量から、色ずれ検出時及び濃度検出時の発光光量を別々に決定し、濃度検出時に、次回色ずれ検出時及び濃度検出時の発光光量を別々に決定することを特徴とする画像形成装置。
3. 濃度補正は、前記搬送手段、及びトナー領域からの正反射光量と乱反射光量とを検出して行い、色ずれ補正は、前記搬送手段、及びトナー領域からの乱反射光量を検出して行う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。

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