JP5767450B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式のカラー画像形成装置における各色間のレジストレーションずれの補正技術に関する。

従来、例えば複数の画像形成部を備え、次のような流れでカラー画像を形成し得る多色画像形成装置が提案されている。各画像形成部において、像担持体としてのドラム状の電子写真感光体、即ち、感光体ドラム上にレーザビーム光を照射する。そして、電子写真プロセスによって感光体ドラム上に静電潜像を形成し、この静電潜像を現像装置にて現像して可視像（トナー像）とする。各画像形成部にて形成された感光体ドラム上のトナー像を転写部にて、ベルト状の転写材搬送体（転写搬送ベルト）によって搬送される転写材上に多重転写し、又は、ベルト状の中間転写体（中間転写ベルト）上において各画像を多重転写する。その後、転写材に一括転写する。

この種の画像形成装置において、様々な要因により各感光体ドラム上で形成された各カラー画像のずれが生じる。そのずれを解消するために行われる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不完全となってしまう場合がある。ここでの様々な要因とは、例えば、各感光体ドラム間の機械的取り付け誤差、各レーザビーム光の光路長誤差、光路変化などが挙げられる。

ここで、レジストレーションの不完全な状況に対応するための例を図１、図２に示す。従来の各感光体ドラム１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ）から第二の像担持体である中間転写ベルト３１（或いは、転写搬送ベルト）などの無端ベルト上にずれ検出用パターンであるレジストレーション補正用パターン７０を形成する。そして、最下流側の画像形成部の感光体ドラム１１ａに隣接して配置されたパターン検知手段としてのフォトセンサ６０、６１で読み取り、各画像形成部にて形成される各色に相当する感光体ドラム上でのレジストレーションずれを検出する。そして、検出されたずれの値を用いて、記録されるべき画像信号に電気的補正を行っている。

レジストレーション補正用パターン画像としては様々なパターンが提案されている。例えば特許文献１では、無端ベルトの移動方向であるプロセス方向に対して所定角度を有して配された第一線分、及びプロセス方向に直交する仮想線を挟んで前記第一線分と対称に配された第二の線分からなるパターンが提案されている。

このようなレジストレーション補正用パターン画像は、ＬＥＤ、フォトトランジスタ等の発光素子、受光素子にて構成されるパターン検知手段、即ち、パターン読取手段としてのフォトセンサで読み取られる。このフォトセンサは、プロセス方向と直交する方向に所定の距離をおいて２つ配置されており、レジストレーション補正用パターン画像は、このフォトセンサ上を通過するように形成される。

図３は、フォトセンサ６０、６１が中間転写ベルト３１上のレジストレーション補正用パターン７０を検知する様子を示したものである。なお中間転写ベルト３１は、フォトセンサ６０、６１内の発光素子（ＬＥＤ）が照射する光（例えば赤外光）の反射率がレジストレーション補正用パターン７０に比べて大きい材質のものを使用している。照射光に対する反射率の違いにより、パターン検知を可能としている。

図４には、ＬＥＤが照射する光を画像ずれレジストレーション補正用パターン７０若しくは中間転写ベルト３１が反射する反射光を受光素子（フォトトランジスタ）ＰＴが受光する様子を示す。図５には、フォトトランジスタＰＴが反射光を受光し、電気信号に変換する受光回路を示す。

先ず、フォトセンサ６０、６１が中間転写ベルト３１からの反射光を検知すると反射光量が大きいためフォトトランジスタＰＴには光電流が多く流れ、抵抗器Ｒ１で電流−電圧変換され抵抗器Ｒ２〜Ｒ４とオペアンプＯＰ１とにより増幅される。中間転写ベルト３１上に形成されたレジストレーション補正用パターン７０からの反射光を検知すると反射光量が小さいためフォトトランジスタＰＴには中間転写ベルト３１からの反射光を検知した場合に比べて少ない光電流が流れる。光電流は同様に抵抗器Ｒ１で電流−電圧変換され、抵抗器Ｒ２〜Ｒ４とオペアンプＯＰ１とにより増幅される。

図４の（Ａ）に示す波形パターンは、中間転写ベルト３１→レジストレーション補正用パターン７０→中間転写ベルト３１の順で受光回路がそれぞれからの反射光を検知した様子を示す。図５に示すように、中間転写ベルト３１の検知レベルとレジストレーション補正用パターン７０の検知レベルとの約中間に、閾値レベルを固定抵抗器Ｒ５、Ｒ６で設定する。そして、フォトトランジスタＰＴにより検出した電流が電圧に変換された値と、この閾値レベルとがコンパレータＯＰ２で比較される。これにより、図４の（Ｂ）に示す波形パターンのように、レジストレーション補正用パターン検知出力を生成することができる。システムの制御部は、順次送られてくるこのパターン検知出力を読み取り、パターン間隔等からレジストレーションずれ量を検出し、記録されるべき画像信号に電気的補正を行う。

特開２０００−９８８１０号公報

しかしながら上記に説明したレジストレーション補正は、レジストレーション補正用パターンの濃度が適切であることを前提とするものである。そのため、パターンの画像濃度が低下するとレジストレーションの補正精度も低下してしまうという問題がある。この画像に対する濃度低下は、温湿度の変動による環境変化や、トナー材の経時劣化等によって生じる。

この問題に対して、レーザ光量や高圧設定、トナー補給制御の各種プロセス条件を耐久に応じて制御することで、パターンの画像濃度は低下に対して、各種画像形成装置の規格内に収まるようにしている。ただし、画像濃度の低下とともにレジストレーション補正用パターンの濃度も低下してしまうため、即ち、画像濃度は規格内に収めることができても、色ずれに対しては規格を超えてしまうおそれがあるという問題があった。

そこでレジストレーション補正精度を低下させないように、さらにレーザ光量を増加させることが考えられる。しかし、プリント動作時も含めて常時にレーザ光量を増加させると、感光体ドラム形成された潜像が十分に除電されずに、次のプリント画像に悪影響を及ぼす不具合や、感光体ドラムの早期劣化を引き起こしてしまうという課題があった。

本発明は、上記課題を解決するべく、以下の構成を有する。すなわち、それぞれが感光体と前記感光体を露光するためのレーザビームを出射するための露光手段と前記感光体上に形成された静電潜像を異なる色のトナーによって現像する現像手段とを備える複数の画像形成部と、前記複数の画像形成部それぞれの感光体上に形成されたトナー像が転写される像担持体と、を備え、前記像担持体に転写されたトナー像を転写材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、前記複数の画像形成部により形成されるトナー像間のずれを検出するためのずれ検出用トナーパターン、前記転写材に転写すべきトナー像の濃度を制御するための第一の濃度検出用トナーパターン、及び前記ずれ検出用トナーパターンの濃度を制御するための第二の濃度検出用トナーパターンを前記複数の画像形成部に前記像担持体上に形成させるパターン形成手段と、発光素子と受光素子を備え、前記ずれ検出用トナーパターン、前記第一の濃度検出用トナーパターン、及び前記第二の濃度検出用トナーパターンを読み取るパターン読取手段と、前記複数の画像形成部により生成される前記トナー像間のずれを補正する補正手段と、前記レーザビームの光量を制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、前記パターン読取手段による前記第一の濃度検出用トナーパターンの読取結果に基づいて前記転写材に転写すべきトナー像を形成するための前記レーザビームの第一光量の値を設定し、前記パターン読取手段による前記第二の濃度検出用トナーパターンの読取結果に基づいて前記ずれ検出用トナーパターンを形成するための前記レーザビームの第二光量を前記第一光量よりも高い値に設定し、前記第一光量を当該第一光量に対する上限値に制御する場合、前記第二光量を前記上限値より大きい光量に制御することによって前記ずれ検出用トナーパターンを形成し、前記補正手段は、前記パターン読取手段により読み取られた前記ずれ検出用トナーパターンの読み取り結果と、前記制御手段が設定した前記第一光量の値と前記第二光量の値との差分とに基づいて、前記複数の画像形成部により形成される前記トナー像間のずれを補正する。

本発明によれば、画像形成装置の環境変動や耐久劣化等に関わらずレジストレーション補正用パターンの濃度を適正に保ち、レジストレーション補正を常に高精度に実施することができる。

本発明に係る電子写真カラー複写機の概略断面図。 パターン読取手段およびレジストレーション補正用パターンを示す図。 パターン読取手段としてのフォトセンサの構成概略図。 レジストレーション補正用パターンの検知を示す図。 フォトトランジスタの光検出を電気信号に変換する受光回路の構成図。 本発明に係る画像形成装置の制御系の概略構成図。 本発明に係るレーザ制御部およびパターン検知部の概略構成図。 レジストレーション補正用パターンの読み取り波形を示す図。 レジストレーション補正用パターンと濃度補正用パターンの形成を示す図。 フォトトランジスタの光検出を電気信号に変換する受光回路の構成図。 レーザ光量設定値の算出における関係を示す図。 第一実施形態に係るフローチャート。 本発明に係るレーザユニットの概略を示す図。 レーザ光量に対する主走査同期信号の遅延時間を示す図。 各色成分におけるレーザ光量に対する主走査同期信号の遅延時間を示す図。 主走査同期信号の遅延時間に対する主走査ずれを説明する図。 第二実施形態に係るフローチャート。

＜第一実施形態＞
［全体構成］
図１は、本発明の画像形成装置の一実施形態に係る電子写真カラー複写機の全体構成を示す概略断面図である。本実施形態の電子写真カラー複写機は、本発明が特に有効に適用されると考えられる、複数の画像形成部を並列に配し、且つ中間転写方式を採用したカラー画像出力装置である。

本実施形態にて、電子写真カラー複写機は、画像読取部１Ｒと、画像出力部１Ｐとを有する。画像読取部１Ｒは、原稿画像を光学的に読み取り、電気信号に変換して画像出力部１Ｐに送信する。画像出力部１Ｐは、複数の、本実施形態では４つ並設された複数の画像形成部１０（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ）と、給紙ユニット２０と、中間転写ユニット３０と、定着ユニット４０と、クリーニングユニット５０とを有する。

更に、個々のユニットについて詳しく説明する。画像形成部１０（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ）それぞれは同じ構成とする。それぞれの画像形成部１０（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ）では、第一の像担持体としてのドラム状の電子写真感光体、即ち、感光体ドラム１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ）それぞれが回転自在に軸支され、矢印方向に回転駆動される。感光体ドラム１１ａ〜１１ｄの外周面に対向して、その回転方向に一次帯電器１２（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ）、光学系１３（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ）、折り返しミラー１６（１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ）、現像部である現像装置１４（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ）、及びクリーニング装置１５（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ）がそれぞれ配置されている。ベルトの回転方向に対応して、感光体ドラム１１ｄが上流側、感光体ドラム１１ａが下流側となる。

一次帯電器１２ａ〜１２ｄにおいて感光体ドラム１１ａ〜１１ｄの表面に均一な帯電量の電荷を与える。次いで、光学系１３ａ〜１３ｄにより、記録画像信号出力部１Ｒからの記録画像信号に応じて変調した、例えばレーザビームなどの光線を、折り返しミラー１６ａ〜１６ｄを介して感光体ドラム１１ａ〜１１ｄ上に露光することにより、そこに静電潜像を形成する。

更に、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックといった４色の現像剤（以下、「トナー」という。）をそれぞれ収納した現像装置１４ａ〜１４ｄによって上記静電潜像を顕像化し、可視像とする。第一の像担持体上において顕像化された可視像を画像転写領域Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄにて中間転写ユニット３０を構成する第二の像担持体としてのベルト状の中間転写体、即ち、中間転写ベルト３１に転写する。以下に述べるずれ検出用パターンであるレジストレーション補正用パターンのパターン形成もこのように行われる。中間転写ユニット３０については、後で詳述する。

画像転写領域Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄの下流側では、クリーニング装置１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄにより中間転写体に転写されずに感光体ドラム１１ａ〜１１ｄ上に残されたトナーを掻き落としてドラム表面の清掃を行う。以上に示したプロセスにより、各トナーによる画像形成が順次行われる。その結果、感光対ドラム１１それぞれに対応するトナーが中間転写ユニット３０上に重畳して転写される。

給紙ユニット２０は、転写材Ｐを収納するためのカセット２１ａ、２１ｂ及び手差しトレイ２７と、カセット２１ａ、２１ｂ若しくは手差しトレイ２７より転写材Ｐを一枚ずつ送り出すためのピックアップローラ２２ａ、２２ｂ、２６とを有する。更に、給紙ユニット２０は、各ピックアップローラ２２ａ、２２ｂ、２６から送り出された転写材Ｐを更に搬送するための給紙ローラ対２３と、給紙ガイド２４と、各画像形成部の画像形成タイミングに合わせて転写材Ｐを二次転写領域Ｔｅへ送り出すためのレジストローラ２５ａ、２５ｂとを有する。

中間転写ユニット３０について詳細に説明する。中間転写ベルト３１は、中間転写ベルト３１に駆動を伝達する駆動ローラ３２と、ばね（不図示）の付勢によって中間転写ベルト３１に適度なテンションを与えるテンションローラとして中間転写ベルト３１の回動に従動する従動ローラ３３と、二次転写対向ローラ３４との間に張設巻回されている。又、駆動ローラ３２と従動ローラ３３の間に一次転写平面Ａが形成される。中間転写ベルト３１としては、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＶｄＦ（ポリフッ化ビニリデン）などが用いられる。駆動ローラ３２は、金属ローラの表面に数ｍｍ厚のゴム（ウレタン又はクロロプレン）をコーティングしてベルトとのスリップを防いでいる。駆動ローラ３２は、パルスモータ（不図示）によって回転駆動される。

各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄと中間転写ベルト３１が対向する一次転写領域Ｔａ〜Ｔｄには、中間転写ベルト３１の裏に一次転写用帯電器３５（３５ａ〜３５ｄ）が配置されている。一方、二次転写対向ローラ３４に対向して二次転写ローラ３６が配置され、中間転写ベルト３１とのニップによって二次転写領域Ｔｅを形成する。二次転写ローラ３６は、中間転写ベルト３１に対して適度な圧力で加圧されている。

また、中間転写ベルト３１の二次転写領域Ｔｅの下流には中間転写ベルト３１の画像形成面をクリーニングするためのクリーニングユニット５０が配置される。クリーニングユニット５０は、中間転写ベルト３１上のトナーを除去するためのクリーニングブレード５１と、回収トナーを収納する回収トナーボックス５２とを備えている。

定着ユニット４０は、内部にハロゲンヒーターなどの熱源を備えた定着ローラ４１ａと、そのローラに加圧される定着ローラ４１ｂ（このローラにも熱源を備える場合もある）とを有する。更に、ローラ対４１ａ、４１ｂのニップ部へ転写材Ｐを導くための搬送ガイド４３、定着ユニットの熱を内部に閉じ込めるための定着断熱カバー４６、４７を有する。更には、ローラ対４１ａ、４１ｂから排出されてきた転写材Ｐをさらに装置外部に導き出すための内排紙ローラ４４、外排紙ローラ４５、及び、転写材Ｐ積載する排紙トレイ４８などを備えている。

なお、本実施形態では、出力する画像を画像読取部１Ｒにて読み取った構成としているが、これに限らず、例えば記憶媒体やネットワークを介して接続された外部装置から画像データを取得し、出力するような構成であっても構わない。

［システム動作］
次に、上記構成の電子写真カラー複写機の動作について説明する。詳しくは図６を参照して後述するが、画像形成装置の動作は全てシステムコントローラ１０１によって制御されている。システムコントローラ１０１により画像形成動作開始信号が発せられると、選択された用紙サイズなどに基づいて、給紙段から給紙動作を開始する。

例えば上段の給紙段から給紙された場合について説明すると、図１にて、先ず、ピックアップローラ２２ａにより、カセット２１ａから転写材Ｐが一枚ずつ送出される。そして、給紙ローラ対２３によって転写材Ｐが給紙ガイド２４の間を案内されてレジストローラ２５ａ、２５ｂまで搬送される。その時、レジストローラ２５ａ、２５ｂは停止されており、転写材Ｐの先端はレジストローラ２５ａと２５ｂとのニップ部に突き当たる。その後、画像形成部が画像の形成を開始するタイミングに合わせてレジストローラ２５ａ、２５ｂは回転を始める。この回転時期は、転写材Ｐと画像形成部より中間転写ベルト３１上に一次転写されたトナー画像とが二次転写領域Ｔｅにおいて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１０では、画像形成動作開始信号が発せられると、前述したプロセスにより中間転写ベルト３１の回転方向において一番上流の感光体ドラム１１ｄ上に形成されたトナー画像が、中間転写ベルト３１に一次転写される。このとき、トナー画像は、高電圧が印加された一次転写用帯電器３５ｄにより、一次転写領域Ｔｄにおいて一次転写される。一次転写されたトナー像は次の一次転写領域Ｔｃまで搬送される。そこでは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ており、前画像の上にレジストを合わせて、その次のトナー像が転写される。以下も同様の工程が繰り返され、結局４色のトナー像が中間転写ベルト３１上において一次転写される。

その後、転写材Ｐが二次転写領域Ｔｅに進入し、中間転写ベルト３１に接触すると、転写材Ｐの通過タイミングに合わせて二次転写ローラ３６に高電圧を印加する。これにより、前述したプロセスにより中間転写ベルト３１上に形成された４色のトナー画像が転写材Ｐの表面に転写される。その後、転写材Ｐは搬送ガイド４３によって定着ローラニップ部まで正確に案内される。そして、ローラ対４１ａ、４１ｂの熱及びニップの圧力によってトナー画像が転写材Ｐ表面に定着される。その後、内排紙ローラ４４、外排紙ローラ４５により搬送され、転写材Ｐは機外に排出され、排紙トレイ４８に積載される。

ここで画像形成部１０を構成しているレーザユニットについて、図１３を用いてさらに詳細に説明する。レーザ発光部３１０から、感光体ドラム１１に潜像を形成するための光ビームを出力する。光ビームはコリメータレンズ３１１を通り平行光に変換される。さらにシリンドリカルレンズ３１２によって、平行光となった光ビームがポリゴンミラー３１３上で結像されるようになる。ポリゴンミラー３１３は、回転多面鏡の一例であり、入射してくる光ビームを偏向走査する回転偏向素子である。ポリゴンミラー３１３は駆動モータ３２１と一体化されて構成されており、駆動モータ３２１を駆動することによって図にて示した時計回りの矢印方向へと回転する。

ポリゴンミラー３１３から反射した光ビームは、画像形成のために感光体ドラム１１ａへ向かうとともに、主走査の書き出しタイミングを制御するための走査同期信号を生成する受光素子であるビームディテクトセンサ（以下、ＢＤセンサ）３１４へと向かう。アナモフィックレンズ３１５は、ポリゴンミラー３１３からの反射光をＢＤセンサ３１４に結像させるレンズである。一方、ｆθレンズ３１６は、レンズの周辺部と中心部とで走査速度が一定になるように調整するためのレンズである。ｆθレンズ３１６を通った光ビームは折り返しミラー１６ａにて偏向され、感光体ドラム１１ａ上にて走査されることになる。

次に、図６を用いて本装置の制御系について説明する。本装置は全て、システムコントローラ１０１が備えるＣＰＵ１０１ａによって統括的にコントロールされている。ＣＰＵ１０１ａは、主に本装置内の各負荷の駆動、センサ類の情報収集解析、そして操作部１０２即ちユーザインタフェースとのデータの交換の役割を担っている。上述した役割を担うために、システムコントローラ１０１は、ＣＰＵ１０１ａと接続されたＲＯＭ１０１ｂ、ＲＡＭ１０１ｃ、タイマー部１０１ｄを有する。

ＲＯＭ１０１ｂにはＣＰＵ１０１ａにて実行可能なプログラムが格納されており、予め決められた画像形成シーケンスに纏わる様々なシーケンスを実行できるようにしている。ＲＡＭ１０１ｃは、一次的または恒久的に保存することが必要な書換可能なデータを格納されており、ＣＰＵ１０１ａによるプログラムの実行に伴ってそれらのデータが利用できる。なお、ＲＡＭ１０１ｃには、例えば後述する高圧制御部１０５への高圧設定値、後述する各種データ、操作部１０２からの画像形成指令情報などを保存する。タイマー部１０１ｄは、後述するレジストレーション補正用パターンの間隔の計測や、画像書き出しタイミングのカウント等を行うために複数のタイマーから構成されている。

本装置は、装置内部の各所にモータ、クラッチ／ソレノイド等のＤＣ負荷及び、フォトインタラプタやマイクロ電源スイッチ等のセンサを配置している。つまり、モータの駆動や各ＤＣ負荷を適宜駆動させることで、転写材の搬送や各ユニットの駆動を行っており、その動作を監視しているものが各種センサである。

そこでシステムコントローラ１０１は、各種センサ類１０９からの信号に基づいて、モータ制御部１０７により各モータをコントロールさせると同時に、ＤＣ負荷制御部１０８により、クラッチ／ソレノイドを動作させて画像形成動作を円滑に進めている。また、高圧制御部１０５に各種高圧制御信号を送出することで、高圧ユニット１０６を構成する各種帯電器に適切な高圧を印可させている。定着ユニットには、それぞれローラを加熱するためのヒータ１１１が内蔵されており、そのヒータはＡＣドライバ１１０によってＯＮ／ＯＦＦ制御されている。またこの際、各定着ローラにはその温度を測定するためのサーミスタ１０４が設けられ、Ａ／Ｄ１０３によって、各定着ローラの温度変化に応じたサーミスタ１０４の抵抗値変化を電圧値に変換した後、ディジタル値としてシステムコントローラ１０１に入力される。この温度データをもとに前述のＡＣドライバ１１０を制御することになる。

またシステムコントローラ１０１には、ハードディスク１１２が接続されている。このハードディスク１１２には、画像読取部１Ｒから送信された画像データを保存することができ、また操作部１０２からの操作により、ハードディスク１１２に保存されたデータを読み出してプリントする等を行う。

また操作部１０２は、ユーザにより設定された複写倍率、濃度設定値などの情報を受け付け、更に、画像形成装置の状態、例えば画像形成枚数や画像形成中か否かの情報、ジャムの発生やその箇所等をユーザに示す。

さらにシステムコントローラ１０１は、レーザによる画像書き込みに関わるレーザ制御部１１３や、レジストレーション補正用パターンの検出に関わるパターン検知部１１４に接続される。レーザ制御部１１３およびパターン検知部１１４については、図７（Ａ）（Ｂ）を用いて以下に詳述する。図７（Ａ）は、システムコントローラ１０１とレーザ制御部１１３との制御の概略図である。システムコントローラ１０１は、駆動モータ３２１の回転に同期して周波数が変化する検知信号Ｓ１４をもとに加減速信号Ｓ１３を変化させて、駆動モータ３２１を目標の回転数に制御する。

駆動モータ３２１の回転速度があらかじめ設定された回転数に対応する回転速度の範囲内に制御されると、システムコントローラ１０１はレーザを点灯させて、ＢＤセンサ３１４から主走査開始信号Ｓ１２を受信する。そしてシステムコントローラ１０１は、主走査開始信号Ｓ１２のタイミングに同期して、画像読取部１Ｒから送信されたデータに基づいて生成された画像信号Ｓ１０を、レーザ駆動回路３２０へと送信する。またシステムコントローラ１０１はレーザ駆動回路３２０へ、レーザの光量を設定する光量信号Ｓ１１を送信する。レーザ駆動回路３２０は光量信号Ｓ１１に基づいて設定される光量にて、画像信号Ｓ１０に同期してレーザ発光部３１０を点灯させる。

図７（Ｂ）は、システムコントローラ１０１とパターン検知部１１４との制御の概略図である。フォトセンサは画像形成装置の主走査方向における手前側および奥側との２箇所に設けられているため、これら各々のフォトセンサ６０、６１を制御するための信号も２系統備えられている。本実施形態では濃度検知において、フォトセンサ６０を用いて、所定位置においてイエローとマゼンタの濃度パターンを検出し、フォトセンサ６１を用いてシアンとブラックの濃度パターンを検出するようにしている。またレジストレーション補正用パターンは、主走査ラインの傾きも検出するために、各色ともフォトセンサ６０と６１の両方を用いている。

濃度検知信号Ｓ１ａとＳ１ｂ、パターン検知信号Ｓ２ａとＳ２ｂ、ＬＥＤオン信号Ｓ３ａとＳ３ｂの各制御信号の働きはそれぞれ同義であるので、フォトセンサ６０に対してのみ以下に説明をすることにする。システムコントローラ１０１は、濃度調整時およびレジストレーション補正時において、発光回路３３１ａへＬＥＤオン信号Ｓ３ａを送信する。発光回路３３１ａはＬＥＤオン信号Ｓ３ａに基づいてフォトセンサ６０を点灯さ7せる。

濃度調整用パターンもしくはレジストレーション補正用パターンをフォトセンサ６０にて読み取った光信号は、受光回路３３０ａへと送られる。そして受光回路３３０ａにて、システムコントローラ１０１へと送信する２つの信号が生成される。ひとつは読み取ったパターンの濃度に応じて変化するアナログ信号である濃度検知信号Ｓ１ａである。濃度検知信号は濃度補正制御にて用いられる。もうひとつは、あらかじめ受光回路３３０ａ内に保持されている閾値と入力された光信号とが比較され、その結果出力されるＨｉｇｈまたはＬｏｗのディジタル信号であるパターン検知信号Ｓ２ａである。パターン検知信号はレジストレーション補正制御にて用いられる。

［レジストレーション補正］
次に、レジストレーション補正について説明する。パターン読取手段であるフォトセンサ６０、６１は、複数の感光体ドラムのうち、ベルト進行方向において最下流に位置する感光体ドラム１１ａと駆動ローラ３２の間に位置する。そして、フォトセンサ６０、６１は、中間転写ベルト３１上に形成されたレジストレーション補正用パターン７０を読み取る。レジストレーション補正用パターン７０は、中間転写ベルト３１上に転写される各色のトナー像の相対的なずれ量を検出するために、中間転写ベルト３１上に形成される位置検出用パターンである。レジストレーション補正用パターン７０は、画像形成装置が出力する色毎に形成される。システムコントローラ１０１は、フォトセンサ６０、６１からの出力に基づいて、基準色の位置に対する非基準色のずれ量を算出し、ずれが低減されるように画像形成位置を補正する。即ち、ブラックのトナー像が基準色の場合、システムコントローラ１０１は、フォトセンサ６０、６１の出力に基づいてブラックのレジストレーション補正用パターンに対するその他の色のレジストレーション補正用パターンのずれ量を算出する。システムコントローラ１０１は、算出したずれ量が低減されるように画像形成部１０を制御する。

なお、上記では、中間転写ベルト３１上に静電潜像が転写される例を示している。しかし、レジストレーション補正用パターンを、転写材の搬送体である転写搬送ベルト上に形成する構成としてもよい。この場合、フォトセンサ６０,６１は、転写搬送ベルト上に形成されたレジストレーション補正用ベルト３１を読み取ることとなる。

ここで、レジストレーション補正用パターンに対する、フォトセンサ６０，６１の読み取り波形の関係を図８に示す。図８において、（１）がトナーの濃度が高い場合、（２）がトナーの濃度が中程度、（３）がトナーの濃度が低い場合、をそれぞれ示している。ここでの、具体的な値として本実施形態における濃度は（１）にて１．４、（２）にて１．２、（３）にて１．０としてそれぞれ定義している。

図８（１）〜（３）においてそれぞれ、（Ａ）は受光回路３３０が反射光を検知した様子を示し、（Ｂ）は受光回路３３０によって生成されるレジストレーション補正用パターン検知出力を示す。ここで中間転写ベルト３１は、フォトセンサ６０、６１内の発光素子（ＬＥＤ）が照射する光（例えば赤外光）の反射率がトナーに比べて大きい材質のものを使用している。そのため図８（１）〜（３）におけるそれぞれの（Ａ）で示すように、フォトセンサ６０，６１がトナーにより形成したレジストレーション補正用パターン７０に対向した際に出力が低くなるので、パターンの位置を求めることができる。

フォトセンサ６０、６１によって生成された光電流は受光回路３３０おいて、まず電圧に変換され、さらに予め定められた閾値と比較された結果、レジストレーション補正用パターン検知出力（Ｂ）として生成される。レジストレーション補正用パターン検知出力（Ｂ）は、システムコントローラ１０１に入力され、システムコントローラ１０１内のタイマー部１０１ｄにて、各色の信号がＬＯＷである期間の中間点が求められる。そして、各々の中間点の位置情報に基づいて、基準色（本実施形態ではＹ）に対する各色のレジストレーション補正量が求められる。

この求められた補正量に応じて、前述のレーザ発光部３１０から出射されるレーザの発光タイミングを変更することによって、主走査および副走査における書き込み位置を変更する。主走査方向における補正は、感光体ドラム１１ａを走査する１ライン上における書き出しタイミングを変更するものである。レーザの発光タイミングを変えることにより、ポリゴンミラー３１３によって反射され、感光体ドラム１１ａ走査タイミングが変更される。このとき、ＢＤセンサ３１４に対する反射されたレーザによる走査タイミングも変更されるため、ＢＤセンサ３１４によって生成される主走査開始信号の出力も変更される。その結果、変更された走査同期信号に同期することで、主走査方向にずれが生じている画像形成のタイミングを変更する。例えば、レーザの発光タイミングを遅らせることにより、感光体ドラムへの書き出しタイミングを遅らせれば、書き出し位置を主走査方向に進んだ位置へずらすことができる。

また副走査方向における補正は、複数の反射面を有するポリゴンミラー３１３におけるレーザの反射面を変更するものである。例えば、回転しているポリゴンミラー３１３において、レーザの発光タイミングを遅らせることにより、ある一つの反射面から一つ次のポリゴンミラー面に変更すれば、副走査方向における後端側に１ラインずらすことができる。このようにレーザの発光タイミングを適宜変更することで色ズレのない多重画像が得られる。

［本発明が考慮すべき課題］
しかしながら上記に説明したレジストレーション補正は、センサ出力が理想的である場合において、応答ばらつきの影響を受けずに高精度に実施できるというものである。ここでの理想的な場合とは、中間転写ベルト３１とレジストレーション補正用パターン７０との境界点における信号変化の遅延時間がゼロ、もしくは、センサ出力の立ち上がり時間と立ち下がり時間の遅延時間が同じであるという条件下を指す。これに対して実際のフォトセンサの応答時間には遅延があり、さらにその遅延時間は立ち上がりと立ち下がりとで異なる。その要因は、フォトセンサ自身が有する立ち上がり時と立ち下り時との応答速度の違いや、フォトセンサの配置と光学的な特性との関係によるものがある。ここでの立ち下がり時とは、パターン検知において、ベルト部分からパターン部分に代わる時点を示し、立ち上がり時とは、パターン検知においてパターン部分からベルト部分に代わる時点を示すものとする。

図８を用いて説明する。図８において、検出されるトナーの中点をＭとし、検出されたトナーの検知結果であるパターンの中点をＭ’とする。また、Ｙ１、Ｙ２はそれぞれ中点のずれを表わしている。この場合に、例えば図８（１）に示すように、フォトセンサ６０の発光−受光の光軸が中間転写ベルト３１に対して完全に直角となるように配置する。その条件下において、センサ出力はフォトセンサ６０の直下に当たる位置にレジストレーション補正用パターン７０が存在する時に最も高く、レジストレーション補正用パターン７０がセンサ直下から離れるにつれて低下していく。この時のセンサ出力は、フォトセンサ６０の直下をピークとして、フォトセンサ６０とレジストレーション補正用パターン７０の距離に応じて低下していくため、立ち上がり速度と立ち下がり速度は図８（１）に示すようにほぼ等しくなる。

しかし実際には、センサ部品の指向特性のばらつきや組み付けのばらつきによって、完全に光軸をベルトに対して直角にすることは困難であり、図８（２）に示すようにある程度の傾きを持ってしまう。この光軸の傾きの影響により、センサ出力のピークがセンサ直下の位置からずれてしまうため、図８（ｂ）に示すように立ち上がり速度と立ち下がり速度の間に差が生じてしまう。つまり、図８においては、立ち下がり速度の方が立ち上がり速度に比べて緩やかな傾斜を示している。またこのことにより、トナーとして認識するための閾値レベルを越えるために時間を要するため、出力される値にも誤差が生じる。

さらに図８（１）〜（３）に示すように、トナーの濃度が低くなっていくほど、中間転写ベルト３１からレジストレーション補正用パターン７０に切り替わる部分の信号の立ち下がりが緩やかになる。また、逆にレジストレーション補正用パターン７０から中間転写ベルト３１に切り替える部分の信号の立ち上がりが急峻になる。従って、この条件下においては、上記の影響を顕著に受けてしまうことなる。すなわち本来のパターンの中点Ｍに対して、フォトセンサ６０、６１をもとに求めた中点Ｍ’のズレ量Ｙが大きくなり、これによりレジストレーション補正後にもずれが発生してしまう。

例えば画像の濃度規格が１．２±０．２の画像形成装置であった場合には、濃度が１．４であっても１．０であっても濃度に対する基準はクリアできる。しかし、上記に説明したような理由によって、濃度が低下した時には、その濃度が基準範囲であっても転写時における各トナーの色ずれの規格を逸脱するおそれが生ずる。

図８（１）は濃度が１．４で、レジストレーション補正用パターンの中点が正確に検出できている状態（Ｍ＝Ｍ’）であるが、図８（２）に示すように濃度が１．２まで低下した場合にはＭ≠Ｍ’となり、そのずれはＹ１となる。さらに図８（３）に示すように濃度が１．０まで低下した場合にはＭ≠Ｍ’となり、そのずれがＹ２となる。このように実際のレジストレーション補正用パターンの中点Ｍからずれた位置Ｍ’を中点として誤認識してしまう。すなわち図８に示すＹ１およびＹ２の分だけ、各色のレジストレーション補正位置にずれが生じる。従って画像形成装置の初期設置状態では色ずれが高精度に補正されていたとしても、耐久劣化が進むにつれてその精度が低下して色ズレが顕著化し、画像品位を損なってしまうおそれがあった。

よって、このような耐久劣化が進んだ状態においても、レジストレーション補正を高精度に実施する為にレジストレーション補正用パターンを高濃度で形成する必要があり、その方法としてレーザ光量を上げることが考えられる。しかしながら、プリント時を含めて常時に過度なレーザ光が照射されると、画感光体ドラム形成された潜像が除電されきれずに、次のプリント画像に悪影響を及ぼす不具合や、感光体ドラムの早期劣化を引き起こしてしまう。そのため、プリント時は予め定められた範囲に光量を収める必要がある。

そこで本発明においては、レジストレーション補正用パターンを形成する際（すなわち、ずれ検出時）のレーザビームの光量（第一光量）と、プリント時におけるレーザビームの光量（第二光量）とを、各画像形成部に対応する各色にて、異なる光量に設定するようにしている。またレジストレーション補正用パターンを形成する際のレーザビーム光量の設定範囲における上限値を、プリント時におけるレーザビームの光量の設定範囲における上限値よりも高く設定できるようにしている。

図９を用いてさらに詳述する。図９に示すように、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの各色ともレジストレーション補正用パターンを形成する前に、濃度補正用パターンを形成する。本実施形態では、濃度補正用パターンは、上記に述べたレジストレーション補正用パターンと同じ部位により生成される。そのため、濃度パターン形成手段とパターン形成手段は同一である。ここで、レジストレーション補正用パターン及び濃度補正用パターンの形状や配置は、それぞれの検出精度等を向上させるために、定義されてよい。また、本実施形態において、レジストレーション補正用パターンと濃度補正用パターンとはともに同一のフォトセンサ６０および６１によって検出している。したがって、濃度パターン読取手段とパターン読取手段は同一である。しかし、これらを別の手段として画像形成装置が備えてもよい。例えば、それぞれの手段のために異なる検出用のセンサを設置する構成としても構わない。このとき、検出用のセンサを設置する位置に合わせて、濃度パターン形成手段及びパターン形成手段による各パターンの形成位置を変更することとなる。また、レジストレーション補正用パターンおよび濃度補正用パターンが形成される個所（中間転写ベルト、あるいは、転写材搬送ベルト）に応じて、フォトセンサ６０、６１が配置される位置も変更可能である。フォトセンサ６０、６１から検出される光電流は、図１０に示すように受光回路３３０において、抵抗器Ｒ１で電流−電圧変換され抵抗器Ｒ２〜Ｒ４とオペアンプＯＰ１で増幅される。このようにして濃度検知信号Ｓ１が生成され、システムコントローラ１０１へと出力される。

なおコンパレータであるＯＰ２で光電流から変換された電圧が所定電圧と比較された結果、ＬＯＷまたはＨＩＧＨの信号として生成されたパターン検知信号Ｓ２も同様にシステムコントローラ１０１へと出力される。図９に示すように本実施形態では、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの各色ともに、レーザ光量を予め定められた５段階に変化させて濃度の階調パターンを生成する。レーザ光量のレンジは００〜ＦＦまでの２５６段階を有している。しかし、レジストレーション補正用パターンを生成する際の光量設定値は、各色とも４０，６０，８０、Ａ０，ＣＯと順次高く設定しており、最大設定値（レジストレーション補正用パターンに対応する光量の上限値）をＣ０までとしている。なお光量設定値とは、外部装置または読取装置から入力される画像データに基づくトナー像、又はレジストレーション補正用パターンであるトナー像、それぞれを形成する際のレーザの光量であり、それぞれの光量に対する制御範囲が異なる。それぞれのトナー像に対応するレーザ光量は、画像形成装置の状態や画像形成装置が置かれた環境変動に対応すべく所定範囲の光量設定値の中で制御される。ここでの最大設定値とは、それぞれのトナー像に対応するレーザ光量の設定値の中での最大光量である。例えば、本実施形態の画像形成装置では、レジストレーション補正用パターンは４０、６０、８０、Ａ０、Ｃ０のいずれかの光量でかつ該点灯デューティを１００％として形成される。

点灯デューティについて説明する。レーザ発光部３１０にはレーザを発光させるための駆動信号（ＰＷＭ信号）が供給される。ＰＷＭ信号は外部装置または読取装置から入力される画像データに基づいて生成されるパルス信号である。このＰＷＭ信号に含まれるパルスの幅（点灯デューティ）は、画像データによって決まる。例えば、１画素に対応する転写材上の領域をすべてトナー像で覆うような画像データに対しては点灯デューティ１００％のパルスが生成される。また、１画素に対応する転写材上の領域を８０％覆うような画像データに対しては点灯デューティ８０％のパルスが生成される。レーザ発光部３１０はＰＷＭ信号に含まれるパルスの点灯デューティに応じた時間点灯する。

［レーザ光量算出］
図１１（Ａ）は、レジストレーション補正時におけるレーザ光量の算出方法について説明する図である。横軸には、レジストレーション補正用パターン生成時におけるレーザ光量の設定値Ｌを示している。また縦軸には、各レーザ光量の設定値にて生成された濃度パターンを読み取った際のパターン濃度を示している。ここでフォトセンサからの濃度検知出力と濃度との関係は、予めシステムコントローラ上のＲＯＭ１０１ｂにテーブルとして備えており、該テーブルを参照してフォトセンサからの濃度検知出力を濃度に変換している。

図１１（Ａ）に示すようにシステムコントローラ１０１は、レーザ光量の設定値を切り替えた際の濃度の近似直線式を作成する。本実施形態ではレーザの光量設定値Ｌを５段階（４０、６０、８０、Ａ０、Ｃ０）に切り替えて近似直線式を作成しているがこれに限定されるものではなく、レーザの特性によって光量設定の切り替えステップ数およびステップの間隔を適宜設定しても良い。この作成された近似直線式に基づいて、目標濃度となるレーザ光量を導き出す。本実施形態における目標濃度は１．４であり、それを実現するためのレーザ光量の設定値はＢ０となる。以上のようにして各色とも個別に、レジストレーション補正時におけるレーザ光量の設定値Ｌ１Ｙ、Ｌ１Ｍ、Ｌ１Ｃ、Ｌ１Ｂｋを決定しており、その設定値はレジストレーション補正時のみに適用される。一方、本実施形態の画像形成装置では、プリント時における光量設定範囲の上限値を前述したような画像形成装置における弊害を引き起こさないように８０としている。

図１１（Ｂ）は、図１１（Ａ）と同様に縦軸にプリント時におけるレーザ光量の設定値Ｌを、縦軸には各レーザ光量の設定値にて生成された濃度パターンを読み取った際の濃度を示している。本実施形態における画像形成装置では濃度規格が１．２±０．２であり、高濃度域においては、その濃度規格内で可能な限り１．４に近い濃度を出せるように制御を行う。しかしながら、前述のようにプリント時におけるレーザ光量の上限値を８０に制限しているため、８０を超える設定値とすることができない。従って図１１（Ｂ）に示した例においては、プリント時のレーザ光量の設定値Ｌは、８０に設定され、その際の最大濃度は約１．２となる。すなわちプリント時における階調性については、最大濃度においては１画素あたりのレーザの点灯デューティを１００％として濃度を１．２まで出力することが可能であり、以下低濃度部ではレーザの点灯デューティを下げて階調性を表現することになる。以上のようにして各色とも個別に、プリント時におけるレーザ光量の設定値Ｌ２Ｙ、Ｌ２Ｍ、Ｌ２Ｃ、Ｌ２Ｂｋを決定しており、その設定値はプリント時に適用される。

［制御フロー］
以上に述べた制御に関して、図１２のフローチャートを用いて詳述する。なお以下に述べるフローチャートは、システムコントローラ１０１上のＣＰＵ１０１ａによって統括的に実行されるものである。また、以下に述べるフローを実現するために、本実施形態においては、ＣＰＵ１０１ａがＲＯＭ１０１ｂ等の記憶部に格納されたプログラムを読み出して実行する。

スリープまたはスタンバイ状態からプリントジョブが投入されると、プリント動作に先立って、ＣＰＵ１０１ａは、プリント時における濃度の調整を実施すべきタイミングか否かを判断する（Ｓ１０００）。ここでプリント時における濃度は、前回に濃度調整を実施してからの累積のプリントジョブ枚数や、画像形成装置の設置されている環境の変動等によって変動する。本実施形態においては、前回の濃度調整からの累積プリント枚数および、前回のプリント動作からの経過時間をもとに、ＣＰＵ１０１ａはプリント時における濃度の調整を実施すべきタイミングを判断している。実施すべきタイミングでなければ（Ｓ１０００にてＮＯ）、Ｓ１０４０へと進む。また、濃度調整を実施すべきタイミングであった場合には（Ｓ１０００にてＹＥＳ）、ＣＰＵ１０１ａは、Ｙ、Ｍ，Ｃ，Ｂｋのレーザ光量をそれぞれ４０，５０，６０，７０，８０の５段階に切り替えながら濃度補正用のパターンを形成する（Ｓ１０１０）。それら濃度補正用パターンを読み取った結果を用いて、ＣＰＵ１０１ａは、各色のプリント時における目標濃度を達成する為のレーザ光量Ｌ１（Ｌ１Ｙ、Ｌ１Ｍ、Ｌ１Ｃ、Ｌ１Ｂｋ）をそれぞれ決定する（Ｓ１０２０）。

ＣＰＵ１０１ａは、決定された各色のレーザ光量Ｌ１を、システムコントローラ１０１上のＲＡＭ１０１ｃに格納するとともに、プリント時に用いる光量として設定する（Ｓ１０３０）。即ち、図１１（Ｂ）に示すような近似直線式に対応するプロファイルが得られた場合、レーザ光量の設定値は８０に設定される。

ＣＰＵ１０１ａは、次にレジストレーション補正を実施すべきタイミングであるか否かを判定する（Ｓ１０４０）。レジストレーション補正を実施すべきタイミングであるか否かに関しても、累積のプリントジョブ枚数や環境変動等によって判断されるものである。実施すべきタイミングでなければ（Ｓ１０４０にてＮＯ）、Ｓ１３００へと進む。また、レジストレーション補正を実施すべきタイミングであった場合には（Ｓ１０４０にてＹＥＳ）、ＣＰＵ１０１ａは、レジストレーション補正用パターンの形成に先立って、該レジストレーション補正用パターンを生成する際のレーザ光量を導き出す制御を行う。

まず、ＣＰＵ１０１ａは、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋのレーザ光量をそれぞれ４０，６０，８０，Ａ０，Ｃ０の５段階に切り替えながら濃度補正用のパターンを形成する（Ｓ１０５０）。それらの濃度補正用パターンを読み取った結果に基づいて、ＣＰＵ１０１ａは、各色のレジストレーション補正時における目標濃度を達成する為のレーザ光量Ｌ２（Ｌ２Ｙ、Ｌ２Ｍ、Ｌ２Ｃ、Ｌ２Ｂｋ）を決定する（Ｓ１０６０）。即ち、図１１（Ａ）に示すような近似直線式に対応するプロファイルが得られた場合、レジストレーション補正用パターンを形成する際のレーザ光量の設定値はＢ０に設定される。ＣＰＵ１０１ａは、決定された各色のレーザ光量Ｌ２を、システムコントローラ１０１上のＲＡＭ１０１ｃに格納するとともに、レジストレーション補正時に用いる光量の値として設定する（Ｓ１０７０）。

ＣＰＵ１０１ａは、上記のようにして決定されたレーザ光量Ｌ２（Ｌ２Ｙ、Ｌ２Ｍ、Ｌ２Ｃ、Ｌ２Ｂｋ）にて、各色のレジストレーション補正用パターンを形成する（Ｓ１０８０）。それらレジストレーション補正用パターンを読み取った結果に基づいて、ＣＰＵ１０１ａは、各色のレジストレーション補正値を決定する（Ｓ１０９０）。ＣＰＵ１０１ａは、決定した各色のレジストレーション補正値を、システムコントローラ１０１上のＲＡＭ１０１ｃに格納するとともに、プリント時には該補正値を用いて主走査及び副走査の画像の書き出しタイミングを補正する（Ｓ１１００）。レジストレーション補正動作が終了すると、ＣＰＵ１０１ａは、各色のレーザ光量をレジストレーション補正時の設定値Ｌ２（Ｌ２Ｙ、Ｌ２Ｍ、Ｌ２Ｃ、Ｌ２Ｂｋ）からプリント時の設定値Ｌ１（Ｌ１Ｙ、Ｌ１Ｍ、Ｌ１Ｃ、Ｌ１Ｂｋ）へと切り替える（Ｓ１２００）。そして、ＣＰＵ１０１ａは、レーザ光量Ｌ１（Ｌ２Ｙ、Ｌ２Ｍ、Ｌ２Ｃ、Ｌ２Ｂｋ）にてプリント画像を生成し、全てのプリント動作が終了すると再びスタンバイまたはスリープ状態へと移行する（Ｓ１３００）。

以上に説明したように、レジストレーション補正時のレーザ光量を、プリント時のレーザ光量よりも高く設定する。これにより、レジストレーション補正用パターンの濃度を適正に保ち、常にレジストレーション補正を高精度に実施することが可能となる。

＜第二実施形態＞
上記の第一実施形態において、プリント時におけるレーザ光量と、レジストレーション補正時におけるレーザ光量とを個別に設定することにより、レーザビームの主走査の同期に対するＢＤセンサ３１４の検知信号の遅延時間が異なる場合がある。この遅延時間とは、レーザ光がＢＤセンサ３１４に入射されてから、ＢＤセンサ３１４が主走査開始信号Ｓ１２を出力するまでの遅延時間である。そして、この遅延時間に違いによって、プリント時における主走査方向の書き出しタイミングのずれが生じてしまう場合がある。

図１４（Ａ）は、レジストレーション補正時におけるレーザ光量をＬ１、プリント時におけるレーザ光量をＬ２として、それぞれ異なる光量に設定した場合でも、ＢＤセンサ３１４の遅延時間Ｔが変わらない場合を示している。このような場合には、上述のような主走査方向の書き出しタイミングのずれは発生しない。

しかしながら、以下に説明するような理由によって、図１４（Ｂ）に示すように、主走査方向の書き出しタイミングのずれが生じてしまう。図１４（Ｂ）において、レジストレーション補正時のレーザ光量がＬ１であった場合、ＢＤセンサ３１４から主走査開始信号Ｓ１２が出力されるまでの遅延時間はＴ１となる。また、プリント時のレーザ光量がＬ２であった場合には、遅延時間はＴ２となる。ここでレーザの走査速度をＶとすると、レジストレーション補正時においてＢＤセンサ３１４に光が入射されてから主走査開始信号Ｓ１２が出力されるまでの間に、レーザが主走査方向へ進んでいる距離Ｘ１は下記のようになる。

［式１］
Ｘ１＝Ｖ×Ｔ１
同様に、プリント時においてＢＤセンサ３１４に光が入射されてから主走査開始信号が出力されるまでの間に、レーザが主走査方向へ進んでいる距離Ｘ２は下記のようになる。

［式２］
Ｘ２＝Ｖ×Ｔ２
すなわち、Ｘ１とＸ２の距離の差分ΔＸ（｜Ｘ１−Ｘ２｜）だけ、主走査の書き出しタイミングがずれることになる。

例えば、遅延時間Ｔ１＝１０ｎｓ、遅延時間Ｔ２＝３０ｎｓ、レーザの走査速度Ｖ＝１，５００，０００ｍｍ／ｓｅｃであった場合には、
Ｘ１＝１０（ｎｓ）×１，５００，０００（ｍｍ／ｓｅｃ）＝１５（μｍ）
Ｘ２＝３０（ｎｓ）×１，５００，０００（ｍｍ／ｓｅｃ）＝４５（μｍ）
ΔＸ＝４５−１５＝３０（μｍ）
となり、レジストレーション調整において設定された書き出し位置に対して、プリント時の書き出し位置が３０μｍ進んだ場所へずれてしまうことになる。またここで、レジストレーション補正時におけるレーザ光量Ｌ１および、プリント時におけるレーザ光量Ｌ２は、調整動作を実施する都度変化するものであり、また各色とも個別に設定されるものである。従って、以下に示すように、色ずれが顕著化してしまうことがある。

例えば、図１５（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、各色のレジストレーション補正時のレーザ光量Ｌ１および、プリント時のレーザ光量Ｌ２が設定されていたとする。図１５（Ａ）に示すように、イエローはレーザ光量がＬ１＝Ｌ２の関係であったとすると、ＢＤセンサ３１４の遅延時間はＴ１＝Ｔ２である。そのため、プリント時における書き出し位置は、レジストレーション補正によって設定された位置と一致する（ΔＶ＝０）。

一方、図１５（Ｂ）に示すように、マゼンタはレーザ光量がＬ１≠Ｌ２であり、ＢＤセンサ３１４の遅延時間がそれぞれＴ１＝１０ｎｓ、Ｔ２＝２０ｎｓ、そしてレーザの走査速度Ｖ＝１，５００，０００ｍｍ／ｓｅｃとする。この場合には、プリント時における書き出し位置は以下のように主走査方向へずれる。

ΔＸ＝（２０（ｎｓ）−１０（ｎｓ））×１，５００，０００（ｍｍ／ｓｅｃ）＝１５（μｍ）
同様にして図１５（Ｃ）に示すように、シアンは、Ｔ１＝１０ｎｓ、Ｔ２＝３０ｎｓ、Ｖ＝１，５００，０００ｍｍ／ｓｅｃとするとプリント時における書き出し位置は以下のように主走査方向へずれる。

ΔＸ＝（３０（ｎｓ）−１０（ｎｓ））×１，５００，０００（ｍｍ／ｓｅｃ）＝３０（μｍ）
同様にして図１５（Ｄ）に示すように、ブラックは、Ｔ１＝１０ｎｓ、Ｔ２＝３０ｎｓ、Ｖ＝１，５００，０００ｍｍ／ｓｅｃとするとプリント時における書き出し位置は以下のように主走査方向へずれる。

ΔＸ＝（３０（ｎｓ）−２０（ｎｓ））×１，５００，０００（ｍｍ／ｓｅｃ）＝１５（μｍ）
ここで、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックがいずれも主走査方向が同一である場合には、プリント時における各色間の主走査方向の位置ずれの関係は図１６（Ａ）のようになる。すなわち、各色間の主走査位置ずれの最大値は、イエローＹとシアンＣの関係において３０μｍとなる。

また例えば、イエローとマゼンタの主走査方向が同一であり、シアンとブラックがこれらと交差する光学的な位置関係であった場合には、各色間の主走査方向における位置ずれの関係は図１６（Ｂ）のようになる。すなわち、各色間の主走査方向における位置ずれの最大値は、シアンＣとマゼンタＭの関係において４５μｍとなる。

レーザユニット部を小型設計する際には、配置の都合によりレーザの走査方向が交差する関係に設計される場合があり、その際には図１６（Ｂ）を用いて説明したように各色間の主走査の位置ずれがさらに顕著になってしまう。

そこで本実施形態においては、図１４（Ａ）（Ｂ）に示したようなレーザ光量Ｌの変化に対するＢＤセンサ３１４の遅延時間Ｔの関係式を、予め画像形成装置のシステムコントローラ１０１上に記憶させておく。これにより、レーザ光量Ｌ１およびＬ２の差分によるＢＤセンサ３１４の遅延時間ΔＴを該関係式より算出する。

このようにして算出した遅延時間ΔＴに相当するオフセット量を、主走査方向におけるレジストレーション補正値に加算している。その結果、レジストレーション補正時とプリント時のレーザ光量の差分によってＢＤセンサ３１４の遅延時間ΔＴが変化しても、プリント時において主走査方向におけるずれが生ずることを防いで、正確なレジストレーション補正を可能としている。

なお上記の説明はＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各レーザ全てに対応したＢＤセンサ３１４を備え、各々のＢＤセンサ３１４の信号に基づいて書き出しタイミングを制御している装置について説明した。しかし、ＢＤセンサ３１４をある特定色のレーザのみに有する装置においては、その色のレーザに対してのみ、上記のようなオフセット値を加算すれば良い。そのため、１以上のＢＤセンサ３１４を備えることにより、本発明を適用することが可能である。

以上に述べた制御に関して、図１７のフローチャートを用いて詳述する。なお以下に述べるフローチャートは、システムコントローラ１０１上のＣＰＵ１０１ａによって統括的に制御されるものである。また、以下に述べるフローを実現するために、本実施形態においては、ＣＰＵ１０１ａがＲＯＭ１０１ｂ等の記憶部に格納されたプログラムを読み出して実行する。

スリープまたはスタンバイ状態からプリントジョブが投入されると、プリント動作に先立って、ＣＰＵ１０１ａは、プリント時における濃度調整を実施すべきタイミングであるかどうかを判断する（Ｓ２０００）。ここでプリント時における濃度は、例えば、前回に濃度調整を実施してからの累積のプリントジョブ枚数や、画像形成装置の設置されている環境の変動等によって変動する。本実施形態においては、前回の濃度調整からの累積プリント枚数および、前回のプリント動作からの経過時間をもとに、プリント時における濃度の調整を実施すべきタイミングが否かを判断している。

また、濃度調整を実施すべきタイミングであった場合には（Ｓ２０００にてＹＥＳ）、ＣＰＵ１０１ａは、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋのレーザ光量をそれぞれ４０，５０，６０，７０，８０の５段階に切り替えながら濃度補正用のパターンを形成する（Ｓ２０１０）。それら濃度補正用パターンを読み取った結果を用いて、ＣＰＵ１０１ａは、各色のプリント時における目標濃度を達成する為のレーザ光量Ｌ１（Ｌ１Ｙ、Ｌ１Ｍ、Ｌ１Ｃ、Ｌ１Ｂｋ）を決定する（Ｓ２０２０）。

ＣＰＵ１０１ａは、決定された各色のレーザ光量Ｌ１を、システムコントローラ１０１上のＲＡＭ１０１ｃに格納するとともに、プリント時に用いるレーザ光量として設定する（Ｓ２０３０）。即ち、図１１（Ｂ）に示す近似直線式に対応するプロファイルが得られた場合、レーザ光量の設定値は８０に設定される。

次に、ＣＰＵ１０１ａは、レジストレーション補正を実施すべきタイミングであるか否かを判断する（Ｓ２０４０）。レジストレーションを補正すべきタイミングに関しても、累積のプリントジョブ枚数や環境変動等によって判断されるものである。実施すべきタイミングでなければ、（Ｓ２０４０にてＮＯ）Ｓ２３００へと進む。

また、レジストレーション補正を実施すべきタイミングであった場合には（Ｓ２０４０にてＹＥＳ）、ＣＰＵ１０１ａは、レジストレーション補正用パターンの形成に先立って、レジストレーション補正用パターンを生成する際のレーザ光量を導き出す制御を行う。まず、ＣＰＵ１０１ａは、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋのレーザ光量をそれぞれ４０，６０，８０，Ａ０，Ｃ０の５段階に切り替えながら濃度補正用のパターンを形成する（Ｓ２０５０）。ＣＰＵ１０１ａは、それら濃度補正用パターンを読み取った結果を用いて、各色のレジストレーション補正時における目標濃度を達成する為のレーザ光量Ｌ２（Ｌ２Ｙ、Ｌ２Ｍ、Ｌ２Ｃ、Ｌ２Ｂｋ）を決定する（Ｓ２０６０）。即ち、図１１（Ａ）に示すようなプロファイルが得られた場合、レジストレーション補正用パターンを形成する際のレーザ光量の設定値はＢ０に設定される。

ＣＰＵ１０１ａは、決定された各色のレーザ光量Ｌ２を、システムコントローラ１０１上のＲＡＭ１０１ｃに格納するとともに、レジストレーション補正時に用いるレーザ光量として設定する（Ｓ２０７０）。上記のようにして決定されたレーザ光量Ｌ２（Ｌ２Ｙ、Ｌ２Ｍ、Ｌ２Ｃ、Ｌ２Ｂｋ）にて、ＣＰＵ１０１ａは、各色のレジストレーション補正用パターンを形成する（Ｓ２０８０）。続いて、レジストレーション補正用パターンを読み取った結果に基づいて、ＣＰＵ１０１ａは、各色のレジストレーション補正値を算出する。そして、ＣＰＵ１０１ａは、レーザ光量Ｌ１とＬ２の差分から主走査方向における書き出し位置に対するオフセット値を算出する（Ｓ２０８１）。そして、ＣＰＵ１０１ａは、算出された各値から各色のレジストレーション補正値を決定する（Ｓ２０９０）。

ＣＰＵ１０１ａは、決定した各色のレジストレーション補正値を、システムコントローラ１０１上のＲＡＭ１０１ｃに格納するとともに、プリント時には該補正値を用いて主走査方向及び副走査方向の画像の書き出しタイミングを補正する（Ｓ２１００）。レジストレーション補正動作が終了すると、ＣＰＵ１０１ａは、各色のレーザ光量をレジストレーション補正時のレーザ光量Ｌ１（Ｌ１Ｙ、Ｌ１Ｍ、Ｌ１Ｃ、Ｌ１Ｂｋ）からプリント時のレーザ光量Ｌ２（Ｌ２Ｙ、Ｌ２Ｍ、Ｌ２Ｃ、Ｌ２Ｂｋ）へと切り替える（Ｓ２２００）。そして、ＣＰＵ１０１ａは、レーザ光量Ｌ２（Ｌ２Ｙ、Ｌ２Ｍ、Ｌ２Ｃ、Ｌ２Ｂｋ）にてプリント画像を生成し、全てのプリント動作が終了すれば再びスタンバイまたはスリープ状態へと移行する。（Ｓ１３００）。

以上により、レジストレーション補正時におけるレーザ光量と、プリント時におけるレーザ光量との光強度の違いに起因して、ＢＤセンサの検知信号の遅延量が異なる場合においても正確なレジストレーション補正を可能となる。

Claims (4)

1. それぞれが感光体と前記感光体を露光するためのレーザビームを出射するための露光手段と前記感光体上に形成された静電潜像を異なる色のトナーによって現像する現像手段とを備える複数の画像形成部と、前記複数の画像形成部それぞれの感光体上に形成されたトナー像が転写される像担持体と、を備え、前記像担持体に転写されたトナー像を転写材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、
   前記複数の画像形成部により形成されるトナー像間のずれを検出するためのずれ検出用トナーパターン、前記転写材に転写すべきトナー像の濃度を制御するための第一の濃度検出用トナーパターン、及び前記ずれ検出用トナーパターンの濃度を制御するための第二の濃度検出用トナーパターンを前記複数の画像形成部に前記像担持体上に形成させるパターン形成手段と、
   発光素子と受光素子を備え、前記ずれ検出用トナーパターン、前記第一の濃度検出用トナーパターン、及び前記第二の濃度検出用トナーパターンを読み取るパターン読取手段と、
   前記複数の画像形成部により生成される前記トナー像間のずれを補正する補正手段と、
   前記レーザビームの光量を制御する制御手段と
   を有し、
   前記制御手段は、
   前記パターン読取手段による前記第一の濃度検出用トナーパターンの読取結果に基づいて前記転写材に転写すべきトナー像を形成するための前記レーザビームの第一光量の値を設定し、
   前記パターン読取手段による前記第二の濃度検出用トナーパターンの読取結果に基づいて前記ずれ検出用トナーパターンを形成するための前記レーザビームの第二光量を前記第一光量よりも高い値に設定し、
   前記第一光量を当該第一光量に対する上限値に制御する場合、前記第二光量を前記上限値より大きい光量に制御することによって前記ずれ検出用トナーパターンを形成し、
   前記補正手段は、前記パターン読取手段により読み取られた前記ずれ検出用トナーパターンの読み取り結果と、前記制御手段が設定した前記第一光量の値と前記第二光量の値との差分とに基づいて、前記複数の画像形成部により形成される前記トナー像間のずれを補正することを特徴とする画像形成装置。
2. レーザビームにて走査されることにより主走査方向の同期信号を出力する１以上の同期手段を更に備え、
   ずれ検出時において、前記同期手段と前記感光体とが前記第一光量のレーザビームにて走査され、
   プリント時において、前記同期手段と前記感光体とが前記第二光量のレーザビームにて走査されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記レーザビームが前記感光体を走査するように前記レーザビームを偏向する偏向手段を更に備え、
   前記補正手段は、前記制御手段が設定した前記第一光量の値と前記第二光量の値との差分を用いて、前記レーザビームの走査方向における前記複数の画像形成部により形成されるトナー像間のずれを補正することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記第一の濃度検出用トナーパターン、及び第二の濃度検出用トナーパターンは、異なる濃度のパターン画像を含む階調トナーパターンであり、前記第二の濃度検出用トナーパターンの最大濃度は、前記第二の濃度検出用トナーパターンの最大濃度よりも大きい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。

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