JP5955162B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式により記録媒体に画像を形成する画像形成装置に関するものである。

従来のカラー電子写真プリンタ等のカラー画像形成装置においては、像担持体たる感光体、感光体表面を一様均一に帯電させる帯電手段、帯電した感光体表面に光を照射して静電潜像を形成させる露光手段、感光体表面に形成された静電潜像にトナーを供給することで現像し、トナー像を形成させる現像手段等を備えたプロセスユニットが複数使用される。例えば、タンデム方式の４色刷りカラー画像形成装置では、ブラック、イエロー、マゼンタ、及びシアンの４色に対応したトナー像を形成するプロセスユニットを記録媒体の搬送方向に沿ってタンデムに並べ、各プロセスユニットで形成されたトナー像を記録媒体に順次転写することでカラー電子写真を得ることができる。

例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の発光素子を露光手段たる記録素子ヘッドに用いたカラー画像形成装置においては、装置に機械的に固定された記録素子ヘッドによりライン単位で照射された光が感光体表面で露光することにより画像形成が行われる。この場合、記録素子ヘッドと感光体との間における加工精度、装置への取り付け精度等の関係から、得られるカラー電子写真に色ずれが発生する場合がある。

すなわち、ブラック、イエロー、マゼンタ、及びシアンの各トナー色に対応する各画像をライン単位で順次重ね合わせていく際に、記録素子の配列方向（主走査方向）、記録媒体を搬送する搬送ベルトの駆動方向（副走査方向）、及び各ラインが主走査方向から傾くことによる斜め方向での色の重ね合わせのずれが発生する。

このような色すれを検出する方法として、例えば、特許文献１には、ブラックのトナーを用いた検出パターンを搬送ベルト上に下地として形成し、その上にその他カラー（イエロー、マゼンタ、又はシアンの何れか）を用いた検出パターンを所定のピッチずらして印刷し、搬送ベルト、ブラックの検出パターン、及びカラーの検出パターンの反射率の値の違いを利用して色ずれ量を検出する方法が記載されている。

特開２００１−１３４０４１号公報

しかしながら、ブラックの検出パターンの上にカラーの検出パターンを所定のピッチずらして印刷し、色ズレ量を検出する従来技術では、例えば、トナーをブラックからホワイトに置き換えて使用する場合に、検出パターンの位置検出が困難であったり又は検出自体が不可能となることがある。ブラックの検出パターンの上にカラーの検出パターンを所定のピッチずらして印刷することで、搬送ベルトとブラックのトナーとの露出は変化する。すなわち、搬送ベルトの反射率の値とブラックのトナーの反射率の値との差が大きいが故に（ブラックのトナーの反射率の値は小さい）、検出パターンの位置検出が可能となり、従来技術ではこれを検出原理としている。したがって、反射率の値が大きいホワイトのトナーを用いた場合、搬送ベルトの反射率の値とホワイトのトナーの反射率の値との差が小さくなるため、検出パターンの位置検出が困難になるといった問題が生じる。

また、これに限らず、例えば、カラーの検出パターンの上にホワイトの検出パターンを所定のピッチずらして印刷する場合、カラーの検出パターンの上にカラーの検出パターンを所定のピッチずらして印刷する場合においても同様な問題が生じる。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、ブラックのトナーをホワイトのトナーに置き換え、ホワイトの検出パターンの上にカラーの検出パターンを所定のピッチずらして印刷し、色ずれ量を検出する場合においても、検出パターンの位置検出を容易に、且つ、確実に行うことが可能な画像形成装置を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明に係る画像形成装置は、媒体を搬送する媒体搬送部と、
媒体搬送部により搬送された媒体上にトナー画像を順次重ねることにより多色画像を形成する複数の画像形成部と、前記媒体上において、一の前記画像形成部により第１トナーを用いて形成された複数の第１トナー画像と、他の前記画像形成部により前記第１トナーとは異なる第２トナーを用いて形成された複数の第２トナー画像とを有する検出パターン画像からの反射光を受光する受光部を有する検出手段とを備え、前記第１トナー画像及び前記第２トナー画像のそれぞれは、前記媒体が搬送される第１方向において第１長さを有すると共に、前記第１方向に略直交する第２方向において第２長さを有し、前記第１長さ及び前記第２長さは、前記受光部の拡散反射光を検出するスポット径未満、かつ、前記受光部の鏡面反射光を検出するスポット径以上であり、前記第１トナーはホワイトトナーであり、前記第２トナーはイエロートナー、マゼンタトナー、又はシアントナーの何れかであり、前記複数の第１トナー画像と前記複数の第２トナー画像との一部分は互いに重なりあっていることを特徴としている。

また、本発明に係る画像形成装置は、媒体を搬送する媒体搬送部と、媒体搬送部により搬送された媒体上にトナー画像を順次重ねることにより多色画像を形成する複数の画像形成部と、前記媒体上において、一の前記画像形成部により第１トナーを用いて形成された第１トナー画像と、他の前記画像形成部により前記第１トナーとは異なる第２トナーを用いて形成された第２トナー画像とを有する検出パターン画像からの反射光を受光する受光部を有する検出手段とを備え、前記検出手段と前記検出パターン画像との間に前記媒体の搬送方向に対して平行方向に延在するスリット部材を備え、前記スリット部材のスリット幅は、前記受光部の受光口径よりも狭いことを特徴としている。

本発明によれば、ブラックのトナーをホワイトのトナーに置き換え、ホワイトの検出パターンの上にカラーの検出パターンを所定のピッチずらして印刷し、色ずれ量を検出する場合においても、検出パターンの位置検出を容易に、且つ、確実に行うことが可能な画像形成装置を提供することができる。

プリンタの概略構成図である。 色ずれ補正センサの構成を説明する図である。 プリンタの制御回路の構成を説明する図である。 色ずれ補正用の検出パターンを説明する図である。 色ずれ補正用の検出パターンを説明する図である。 色ずれ補正用の検出パターンを説明する図である。 キャリブレーション用の検出パターンを説明する図である。 キャリブレーション動作を説明するフローチャートである。 検出パターンと反射率の値との関係を説明する図である。 検出パターンと反射率の値との関係を説明する図である。 検出パターンと反射率の値との関係を説明する図である。 スリットの構成を説明する図である。 検出パターンと反射率の値との関係を説明する図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、本発明は以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

［第１の実施形態］
第１の実施形態に係る画像形成装置としてのプリンタ１の要部構成について説明する。本実施形態に係るプリンタ１は、入力された画像データに基づく画像を記録媒体としての用紙に印刷することが可能な画像形成装置である。

図１はプリンタ１の概略構成図である。図１に示すように、プリンタ１は、用紙Ｐの搬送路１２上流側から下流側にかけて順に、第１のトナーとしてのホワイトと、第２のトナーとしてのイエロー、マゼンタ、及びシアンとの４色のトナー画像形成に対応した画像形成部としての印刷機構１０１（ホワイト）、印刷機構１０２（イエロー）、印刷機構１０３（マゼンタ）、及び印刷機構１０４（シアン）を備える。印刷機構１０１〜１０４の各印刷機構は、電子写真方式ＬＥＤプリント機構であり、それぞれ同一の構成を有する。

印刷機構１０１〜１０４は、感光体ドラム２０１、感光体ドラム２０２、感光体ドラム２０３、及び感光体ドラム２０４と、感光体ドラム２０１〜２０４表面を一様均一に帯電させる帯電ローラ３０１、帯電ローラ３０２、帯電ローラ３０３、及び帯電ローラ３０４と、感光体ドラム２０１〜２０４表面に形成された静電潜像に各トナーを供給することで現像し、トナー像を形成させる現像ローラ４０１、現像ローラ４０２、現像ローラ４０３、及び現像ローラ４０４と、現像ローラ４０１〜４０４に各トナーを供給する供給ローラ５０１、供給ローラ５０２、供給ローラ５０３、及び供給ローラ５０４と、現像ローラ４０１〜４０４表面上の各トナーの層厚を規制する現像ブレード６０１、現像ブレード６０２、現像ブレード６０３、及び現像ブレード６０４と、感光体ドラム２０１〜２０４表面の除電を行う除電光源７０１、除電光源７０２、除電光源７０３、及び除電光源７０４と、供給ローラ５０２〜５０４に各トナーを供給するトナーカートリッジ８０１、トナーカートリッジ８０２、トナーカートリッジ８０３、及びトナーカートリッジ８０４とを備える。そして、後述する媒体たるベルト部材としての搬送ベルト１８を介した感光体ドラム２０１〜２０４と対峙する位置には、感光体ドラム２０１〜２０４表面において形成されたトナー像を用紙Ｐに転写させる転写ローラ１００１、転写ローラ１００２、転写ローラ１００３、及び転写ローラ１００４が設けられている。

ここで、ホワイトの印刷機構１０１を代表として、その現像部の機能について説明する。なお、イエロー、マゼンタ、及びシアンの印刷機構１０２、印刷機構１０３、及び印刷機構１０４の現像部の機能は、ホワイトの印刷機構１０１と同様であるため、重複した説明は省略する。

印刷機構１０１のトナーカートリッジ８０１には、ホワイトのトナーが収容されている。トナーカートリッジ８０１から供給されたトナーは、供給ローラ５０１によって適量現像ローラ４０１に搬送され、現像ブレード６０１により現像ローラ４０１表面上で薄層化後、感光体ドラム２０１に供給される。なお、現像ブレード６０１による薄層形成時、トナーは、現像ブレード６０１、現像ローラ４０１、及び供給ローラ５０１によって強く擦られて摩擦帯電する。

入力された画像データに基づき、後述するＬＥＤヘッド９０１から照射された光によって形成された感光体ドラム２０１表面上の静電潜像に対し、摩擦帯電したトナーが付着することによりトナー像が形成される。形成されたトナー像は、転写ローラ１００１に印加された所定の転写電圧により用紙Ｐに転写される。トナー像が転写された後の感光体ドラム２０１表面は、図示せぬクリーニング機構によりクリーニングされるとともに、除電光源７０１から照射された光により除電され、次の画像形成に使用される。

前述したように、帯電した感光体ドラム２０１〜２０４の表面に静電潜像を形成させるＬＥＤヘッド９０１、ＬＥＤヘッド９０２、ＬＥＤヘッド９０３、及びＬＥＤヘッド９０４は、照射した光が各感光体ドラム２０１〜２０４の表面で結像する位置に配置されている。ＬＥＤヘッド９０１〜９０４は、それぞれ、ＬＥＤをアレイ状に配したＬＥＤアレイと、このＬＥＤアレイを駆動させるドライブＩＣ、入力された画像データを保持するレジスタ群を搭載した基板と、ＬＥＤアレイの光を集光するセルフォック（登録商標）レンズアレイとを有し、後述するホストインタフェース部３２から入力された画像データ信号に対応してＬＥＤアレイを発光させる。なお、ＬＥＤヘッド９０１にはホワイトの画像データが、ＬＥＤヘッド９０２にはカラー画像データのうちイエローの画像データが、ＬＥＤヘッド９０３にはカラー画像データのうちマゼンタの画像データが、ＬＥＤヘッド９０４にはカラー画像データのうちシアンの画像データがそれぞれ入力される。なお、本発明の説明においては、ＬＥＤの配列方向を主走査方向と称し、主走査方向に対して垂直方向、すなわち、用紙Ｐの搬送方向（搬送ベルト１８の駆動方向）を副走査方向と称する。

ところで、感光体ドラム２０１〜２０４と転写ローラ１００１〜１００４との間には、媒体搬送部としての駆動ローラ１９及び従動ローラ２０により巻掛けられた搬送ベルト１８が図中矢印ｅ方向に駆動可能に配設されている。搬送ベルト１８は、高抵抗の半導電性プロスチックフィルムからなり、継目なしのエンドレス状に形成されている。このような構成を有する搬送ベルト１８の抵抗値は用紙Ｐが搬送ベルト１８に対して静電吸着でき、かつ、用紙Ｐが搬送ベルト１８から離れたときに、搬送ベルト１８に残存する静電気を自然除電できる範囲であるものとする。

駆動ローラ１９はベルトモータ３８に接続され、このベルトモータ３８の駆動により回転する。また、従動ローラ２０は、図中矢印ｆ方向に搬送ベルト１８を引っ張ることにより搬送ベルト１８に所定のテンションを付与している。そして、従動ローラ２０側には、可撓性のゴムやプラスチック材から構成されたクリーニングブレード２９が搬送ベルト１８下面部を圧接しており、この圧接箇所において、クリーニングブレード２９は搬送ベルト１８表面上に残留している残留トナーを廃トナータンク３０に掻き落とすことができる。

そして、プリンタ１は、用紙Ｐの搬送路１２の最上流側に、用紙Ｐを搬送路１２に供給するための給紙機構を備える。給紙機構は、ホッピングローラ１１と、レジストローラ１４と、用紙収容カセット１０とを備える。

用紙収容カセット１０に収容された用紙Ｐは、ピックアップローラ等の図示せぬ分離手段により１枚ずつ選択され、ホッピングローラ１１によりガイド１３に案内される。ガイド１３に沿って案内された用紙Ｐは、レジストローラ１４に達する。レジストローラ１４はピンチローラ１５と対を成し、用紙Ｐがスキュー（用紙Ｐが斜め送りされた状態）された場合に、このスキューを矯正する。そして、用紙Ｐは、レジストローラ１４から吸着ローラ２１と搬送ベルト１８との間に導かれる。なお、吸着ローラ２１は、用紙Ｐを従動ローラ２０との間で圧接させ、その用紙Ｐを搬送ベルト１８上面に静電吸着させるものである。

搬送路１２上のレジストローラ１４前後には、センサ１６、センサ１７が設けられている。センサ１６，１７は用紙Ｐの位置を検出する。また、センサ２５は駆動ローラ１９よりも搬送路１２下流側に設けられ、搬送ベルト１８からの分離に失敗した用紙Ｐをチェックし、或いは、用紙Ｐの後端位置を検出する。

そして、印刷機構１０１〜１０４を通過することでトナー像が形成された用紙Ｐは、搬送ベルト１８から分離され、ヒートローラ２２と、加圧ローラ２３とを備えた定着機構に導かれる。ヒートローラ２２は、熱源として機能するハロゲンランプからなるヒータ２２１を内蔵し、ヒータモータ３９の駆動により回転する。加圧ローラ２３は、ヒートローラ２２に対して所定の圧接力をもって当接しており、ヒートローラ２２につれまわり回転する。定着機構は、センサ２５の配設位置よりもさらに搬送路１２下流側に設けられており、用紙Ｐ上に形成されたトナー像を構成するトナーか加熱、溶融させ、用紙Ｐ上のトナー像を定着させる。なお、ヒートローラ２２の表面近傍には、サーミスタ２４が設けられ、ヒートローラ２２の温度を監視している。

排出センサ２６は、定着機構の配設位置よりもさらに搬送路１２下流側に設けられており、定着機構におけるジャムや用紙Ｐのヒートローラ２２への巻き付けを監視している。排出線ｓな２６の配設位置よりもさらに搬送路１２下流側には、用紙Ｐをプリンタ１外筐を利用して形成されたスタッカ２８に搬送するガイド２７が設けられており、印刷済みの用紙Ｐはスタッカ２８に排出される。

ところで、本実施形態に係る検出手段としての色ずれ補正センサ３１１、色ずれ補正センサ３１２は、駆動ローラ１９近傍の搬送ベルト１８下面に対向する位置に設けられている。色ずれ補正センサ３１１，３１２は、発光１系統、受光１系統の反射型センサである。図２に、色ずれ補正センサ３１１，３１２の概略構成図を示す。図２に示すように、色ずれ補正センサ３１１，３１２は、赤外ＬＥＤ３１１１及び赤外ＬＥＤ３１２１、赤外ＬＥＤ３１１１，３１２１からの発光による反射光を受光する受光部としての反射光受光用フォトトランジスタ３１１２及び反射光受光用フォトトランジスタ３１２２を備える。また、色ずれ補正センサ３１１，３１２は、搬送ベルト１８の短手方向（副走査方向）両端部において、赤外ＬＥＤ３１１１，３１２１からの発光による反射光を反射光受光用フォトトランジスタ３１１２，３１２２で受光可能となるように設けられている。

次に、図３を参照して、本実施形態に係るプリンタ１の制御回路の構成について説明する。なお、図３において、ホストインタエース部３２は、図示せぬホストコンピュータとの物理的階層のインタフェースを担う部分であり、コネクタ、通信用チップ等を有する。

コマンド／画像処理部３３は、ホストコンピュータ側から送信されたコマンドを解釈するとともに、受信した画像データをビットマップに展開し処理を施す部分である。コマンド／画像処理部３３は、図示せぬマイクロプロセッサ、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ビットマップへの展開のための特別なハードウェア等を備え、プリンタ１全体を統括的に制御する。

ＬＥＤヘッドインタフェース部３４は、図示せぬセミカスタムＬＳＩ（Large Scale Integration）やＲＡＭ等を備え、コマンド／画像処理部３３によりビットマップに展開された画像データを各色毎のＬＥＤヘッド９０１〜９０４のインタフェ０スに合わせたデータに加工する。

機構制御部３５は、プリンタ１において、特に画像形成に関わる機構部の制御を行う。機構制御部３５はコマンド／画像処理部３３からの指示に従い、各センサからの入力を監視しながら、ホッピングモータ３６、レジストモータ３７、ベルトモータ３８、ヒータモータ３９、その他ドラムモータ４０の駆動、ヒータ２２１の制御、及び高圧制御部４１を制御することで、画像形成に関わる機構部の制御と高圧電源の制御を行う。なお、モータ３６〜４０は各印刷機構部１０１〜１０４、ヒートローラ２２等を駆動させるための各種モータ及びこれを駆動させるドライバ等を備える。ヒータ２２１は、前述したように、ヒートローラ２２に内蔵されるハロゲンランプであり、ヒートローラ２２表面近傍には、サーミスタ２４が配設され、これによりヒートローラ２２の温度制御が行われる。

また、機構制御部３５は、色ずれ補正センサ３１１，３１２が検出して得られたデータから記憶手段４６に記憶されている各画像データのデータ取り出しアドレスを参照して、ＬＥＤヘッド９０１〜９０４の印刷位置を検出する。そして、ＬＥＤヘッドインタフェース部３４は、機構制御部３５による検出結果に基づき、ＬＥＤヘッド９０１〜９０４の駆動タイミングを変更する。

高圧制御部４１は、図示せぬマイクロプロセッサ或いはカスタムＬＳＩを有し、各印刷機構１０１〜１０４に対する帯電電圧（帯電ローラ３０１〜３０４への印加電圧）、供給電圧（供給ローラ５０１〜５０４）への印加電圧、現像電圧（現像ローラ４０１〜４０４への印加電圧）、及び転写電圧（転写ローラ１００１〜１００４）の供給、停止を制御する。すなわち、高圧制御部４１は、帯電電圧を発生する帯電電圧発生部４２、供給電圧を発生する供給電圧発生部４３、現像電圧を発生する現像電圧発生部４４及び転写電圧を発生する転写電圧発生部４５を制御することにより、帯電ローラ３０１〜３０４、供給ローラ５０１〜５０４、現像ローラ４０１〜４０４、転写ローラ１００１〜１００４への電圧の供給、停止を制御する。

次に、色ずれ量の検出に使用される検出パターンについて説明する。本実施形態においては、以下に説明する検出パターンを印刷機構１０１〜１０４で搬送ベルト１８上に印刷し、これを色ずれ補正センサ３１１，３１２にて検出することで色ずれ量を検出する。本実施形態で使用する検出パターンは、従来技術で用いられている検出パターンに比べて主走査方向の幅が狭い。図４（Ａ）は、従来技術で使用される検出パターンの一例を示し、図４（Ｂ）は、本実施形態に係る検出パターンの一例を示したものである。用紙Ｐの搬送方向最上流側に位置する印刷機構がホワイトの印刷機構１０１であるプリンタ１の場合、図４（Ａ）に示す従来技術で使用される検出パターンでは、この検出パターンの位置検出が困難であったり又は検出自体が不可能となることがある。したがって、本実施形態では、従来技術で使用される検出パターンに比べて主走査方向の幅が狭い検出パターンを使用する。

図５は、副走査方向における検出パターンの一例を示しており、そのうちの１周期分を表している。実際の色ずれ補正においては、この検出パターンが３周期印刷され、色ずれ補正センサ３１１，３１２は３回の検出を行っている。

ここで、第１トナーとしてのホワイトのトナーで印刷された第１トナー画像であるホワイトＷの検出パターンは、主走査方向と平行な縞状の検出パターンとして、図５（Ａ）に示した縞の幅と縞の間隔とで印刷される。一方、第２トナーとしてのカラーのトナーで印刷された第２トナー画像であるカラーＣの検出パターンは、主走査方向と平行な縞状の検出パターンとして、図５（Ｂ）に示した縞の幅とホワイトＷの検出パターンとは異なる縞の間隔とで印刷される。

なお、本実施形態で使用される検出パターンの縞の幅は、色ずれ補正センサ３１１，３１２が拡散反射光を検出するスポット（受光口径）よりも狭い必要がある。本実施形態においては、鏡面反射光スポット径６２が１ｍｍ、拡散反射光スポット径６１が３ｍｍである色ずれ補正センサ３１１，３１２を使用しているため、検出パターンの縞の幅は１ｍｍとした。

上述した配列のホワイトＷとカラーＣの検出パターンは、搬送ベルト１８上に、まずホワイトＷの検出パターンが印刷され、次に、カラーＣの検出パターンが重ねて印刷される。ことのき、搬送ベルト１８上に先に印刷されたホワイトＷの検出パターンが、後から印刷されるカラーＣの検出パターンで覆われ、図５（Ｃ）に示すような検出パターンとなる。すなわち、ホワイトＷの検出パターンに対応するカラーＣの検出パターンが印刷位置ずれに対応して、検出パターンの重なり合う割合が印刷位置のずれ毎に異なる。なお、ホワイトトナーとカラートナーとは、搬送ベルト１８上で定着されないため、重なり合った検出パターンの透過による影響はない。

図６は、主走査方向における検出パターンの一例を示している。本実施形態に係る検出パターンは、従来技術で使用される検出パターンより主走査方向において幅が狭い検出パターンであり、主走査方向における幅は、検出手段が拡散反射光を検出するスポットよりも狭い必要がある。そのため、本実施形態においては、鏡面反射光スポット径６２が１ｍｍ、拡散反射光スポット径６１が３ｍｍである色ずれ補正センサ３１１，３１２を使用し、検出パターンの主走査方向に対する幅１ｍｍ以内に縞状の検出パターンを５本印刷するものとする。

なお、ここで説明したこれらの検出パターンは一例であり、検出したい色ずれの範囲や精度を変えたい場合は、縞の間隔や本数、繰り返し回数を調節すればよい。また、検出手段としての補正センサの性能の応じて縞の幅を調整すればよい。

また、本実施形態の説明においては、ホワイトＷ、イエロー、マゼンタ、又はシアン（カラーＣ）の印刷機構１０１〜１０４が、用紙Ｐの搬送方向上流側から順に並べられた例について説明したが、これに限定されず、ホワイトＷの印刷機構１０１が用紙Ｐの搬送方向最下流側に配設される場合など、４つの印刷機構の並び順は順不同であってもかわまない。また、例えば、ブラックＫの印刷機構が追加されたり、このブラックＫの印刷機構が印刷機構１０１〜１０４の何れかと入れ替わったとしてもかまわない。

次に、本実施形態に係るプリンタ１の印刷動作について説明する。

まず、プリンタ１の図示せぬ電源がオンにされると、コマンド／画像処理部３３は所定の初期設定を実行した後、機構制御部３５に指示を与え、ヒータ２２１を制御してヒートローラ２２が所定温度になるまでウォーミングアップ動作を継続させる。機構制御部３５は、ヒートローラ２２が常に一定温度に保たれるように制御している。

ヒートローラ２２の温度が所定温度に到達すると、機構制御部３５は、ベルトモータ３８を駆動させ、駆動ローラ１９を回転させる。駆動ローラ１９の回転に伴い搬送ベルト１８は駆動を開始する。

搬送ベルト１８の駆動により、該搬送ベルト１８の表面上に付着している残留トナーやゴミは、クリーニングブレード２９によって廃トナータンク３０に掻き落とされる。以上の動作によりプリンタ１の初期動作が終了する。そして、プリンタ１は、ホストコンピュータから送信された画像データをホストインタフェース部３２を介して受信するまで待機する。

そして、ホストコンピュータから送信された画像データをホストインタフェース部３２を介して受信すると、コマンド／画像処理部３３は、受信した１ページ分の画像データをビットマップに展開し、生成した色毎の画像データを記憶手段４６に記憶させる。

コマンド／画像処理部３３により各色の画像データが生成された後、機構制御部３５は、ホッピングモータ３６駆動させ、ホッピングローラ１１を回転させる。ホッピングローラ１１の回転により、用紙収容カセット１０に収納された用紙Ｐが１枚だけ繰り出され、ガイド１３に送られる。機構制御部３５は、用紙Ｐの先端がレジストローラ１４、ピンチローラ１５に到達する距離よりも若干長く用紙Ｐを搬送させるべくホッピングモータ３６を制御する。

これにより、用紙Ｐは、その先端がレジストローラ１４、ピンチローラ１５の間に押し当てられ、若干撓んだ状態となる。この撓みにより、用紙Ｐのスキューが修正される。

次に、機構制御部３５は、レジストモータ３７を駆動させることでレジストローラ１４を、印刷機構１０１〜１０４の各印刷機構の感光体ドラム２０１〜２０４、帯電ローラ３０１〜３０４、現像ローラ４０１〜４０４、供給ローラ５０１〜５０４、転写ローラ１００１〜１００４、駆動ローラ１９、及びヒートローラ２２をそれぞれ回転させる。

これと同時に、機構制御部３５は、印刷機構１０１から１０４の各印刷機構の帯電ローラ３０１〜３０４、現像ローラ４０１〜４０４、供給ローラ５０１〜５０４に電圧を供給するために、それぞれの帯電電圧発生部４２、供給電圧発生部４３、現像電圧発生部４４をオンにする。

以上により、印刷機構１０１から０４の各印刷機構の感光体ドラム２０１〜０４の表面は帯電ローラ３０１から３０４を介して均一に帯電され、同じく印刷機構１０１〜１０４の各印刷機構の供給ローラ５０１〜５０４、及び現像ローラ４０１〜４０４は所定の高電圧に帯電される。

次に、機構制御部３５は、１ライン分のホワイトの画像データを記憶手段４６から読み出し、ＬＥＤヘッドインタフェース部３４へ出力する。ＬＥＤヘッドインタフェース部３４は、出力されたホワイトの画像データを印刷機構１０１のＬＥＤヘッド９０１に出力可能な形式に変換し、該ＬＥＤヘッド９０１に出力する。

ＬＥＤヘッド９０１は、出力されたホワイトの画像データに対応するＬＥＤを点灯させ、帯電した感光体ドラム２０１の表面に画像データに対応した１ライン分の静電潜像を形成させる。このようにして、１ライン分毎に記憶手段４６から出力されるホワイトの画像データは、次々に感光体ドラム２０１の表面で静電潜像化され、副走査方向の長さ分のホワイトの画像データが静電潜像化されて露光が終了する。

静電潜像が形成された感光体ドラム２０１の表面には、現像ローラ４０１円周上で薄層化したイエローのトナーが供給される。感光体ドラム２０１の回転により、次々にホワイトのトナーが静電潜像に供給され、トナー画像が形成される。

用紙Ｐの先端が感光体ドラム２０１と転写ローラ１００１との間に到達した時点で、機構制御部３５は転写電圧発生部４５をオンにする。これにより、感光体ドラム２０１の表面上のトナー画像は転写ローラ１００１により電気的に用紙Ｐに転写される。感光体ドラム２０１の回転により、次々にホワイトのトナー画像が用紙Ｐに転写され、最終的に、１ページ分のホワイトのトナー画像が用紙Ｐに転写される。

以上により、印刷機構１０１による用紙Ｐへのホワイトの画像の転写が終了する。搬送ベルト１８は引き続き駆動しており、用紙Ｐは、印刷機構１０１から印刷機構１０２、印刷機構１０２から印刷機構１０３、印刷機構１０３から印刷機構１０４と順に移動する。そして印刷機構１０２によりイエローのトナー画像が、印刷機構１０３によりマゼンタのトナー画像が、印刷機構１０４によりシアンのトナー画像が順次、用紙Ｐに重ねて転写される。

その後、用紙Ｐは定着機構に導かれる。定着機構において、既に定着可能温度に達しているヒートローラ２２と、これに圧接する加圧ローラ２３とは用紙Ｐに熱及び圧力を付与してトナー画像を定着させる。

トナー画像が定着されると、用紙Ｐはスタッカ２８に排出される。排出センサ２６が用紙Ｐの後端を検知することにより、機構制御部３５は、用紙Ｐの排出を把握することができる。用紙Ｐの排出が終了すると、機構制御部３５は、各モータ３６〜４０を停止させる。なお、各印刷機構において、トナー画像の転写が終了した時点で、機構制御部３５は、各印刷機構の帯電ローラ３０１〜３０４、現像ローラ４０１〜４０４、供給ローラ５０１〜５０４に電圧を供給する帯電電圧発生部４２、供給電圧発生部４３、現像電圧発生部４４をオフにする。以上のようにして、プリンタ１による印刷動作が実行される。

次に、本実施形態に係る色ずれ補正動作について説明する。本実施形態に係る色ずれ補正動作は、色ずれ補正センサ３１１，３１２のキャリブレーション、副走査方向調整、主走査方向調整からなる。

まず、色ずれ補正センサ３１１，３１２のキャリブレーションについて説明する。図７は、色ずれ補正センサ３１１，３１２のキャリブレーションに使用されるキャリブレーションパターンを示した図である。キャリブレーションパターンは、印刷機構１０４により搬送ベルト１８上に印刷される。搬送ベルト１８は駆動しているため、キャリブレーションパターンは、色ずれ補正センサ３１１，３１２による検出位置に到達する。色ずれ補正センサ３１１，３１２による検出結果は、機構制御部３５に出力される。

図８は、色ずれ補正センサ３１１，３１２のキャリブレーション動作を説明するフローチャートである。キャリブレーション動作が開始されると、機構制御部３５は、色ずれ補正センサ３１１，３１２の発光電流値を０にする（ステップＳ１）。

ステップＳ２において、機構制御部３５は、色ずれ補正センサ３１１，３１２の発光電流値を０．１Ｖ刻みで増加させる。機構制御部３５は、発光電流値を０．１Ｖ刻みで増加させる度に、色ずれ補正センサ３１１，３１２の出力値をチェックする。ここで、出力値が４．５Ｖを超えたところで（ステップＳ３ Ｙｅｓ）、機構制御部３５は、発光電流値を０．０１Ｖ刻みで減少させる（ステップＳ４）。

色ずれ補正センサ３１１，３１２の出力値が４．５Ｖを下回ったところで（ステップＳ５ Ｙｅｓ）、機構制御部３５は発光電流値を保存し（ステップＳ６）、キャリブレーション動作を終了する。機構制御部３５は、このとき保存した発光電流値を色ずれ補正のときの色ずれ補正センサ３１１，３１２の発光電流値とする。

続いて、副走査方向調整について説明する。まず、印刷機構１０１はホワイトＷの検出パターンを搬送ベルト１８上に印刷する。次いで、これに重なるように、印刷機構１０２、印刷機構１０３、印刷機構１０４の何れかは、カラーＣ（イエロー、マゼンタ、シアンの何れかの色）の検出パターンを印刷する。搬送ベルト１８は駆動しているため、重なり合った検出パターンは、色ずれ補正センサ３１１，３１２による検出位置に到達する。色ずれ補正センサ３１１，３１２による検出結果は、機構制御部３５に出力される。機構制御部３５は、色ずれ補正センサ３１１，３１２が最も高い出力を検出した印刷位置を特定することで、ホワイトＷに対するカラーＣの色ずれ量を記憶する。

副走査方向に対する色ずれ補正は、データ転送クロックに対してデータを送出するタイミングを変更して行われる。例えば、カラーＣがホワイトＷに対して副走査後方に１ドットずれている場合、機構制御部３５は、カラーＣを１ドット副走査前方に出力するようＬＥＤヘッドインタフェース部３４に通知する。

通知を受けたＬＥＤヘッドインタフェース部３４は、記憶手段４６中の画像データ取り出しアドレスを１ドット副走査前方に変更して補正を行う。以上のようにして、機構制御部３５は、副走査方向の色ずれを補正し、副走査方向に色ずれの無い印刷を行う。

次に、主走査方向調整について説明する。主走査方向調整は、色ずれ補正センサ３１１，３１２がカラーＣのずれ量を検出するところまでは、主走査方向における検出パターンを使用すること以外、副走査方向調整と同様に行うことができる。主走査方向の色ずれ補正は、カラーＣがホワイトＷに対して主走査右方向に１ドットずれている場合、カラーＣの出力タイミングを１ドット分早めるようＬＥＤヘッドインタフェース部３４に通知することで行われる。

通知を受けたＬＥＤヘッドインタフェース部３４は、カラーＣの出力タイミングを１ドット分早め、カラーＣの画像の出力を１ドット分早めることで補正を行う。以上のようにして、機構制御部３５は、主走査方向の色ずれを補正し、主走査方向に色ずれの無い印刷を行う。

このようにして、ホワイトＷのＬＥＤヘッド９０１を基準にし、他のＬＥＤヘッド９０２〜９０４の傾きを、搬送ベルト１８の下面に対向する位置に設けられた色ずれ補正センサ３１１，３１２で検出し、補正を施すことで、色間のＬＥＤヘッドの傾斜による色ずれを補正することができ、良好な画像を得ることができる。

前述したように、反射率の値がブラックＫよりも大きいホワイトＷの上にカラーＣを重ねて印刷した場合、搬送ベルト１８とホワイトＷとの反射率の値の差が小さくなり、検出精度が低下したり、反射率の差を検出することができない。ここで、トナーの色による反射率の値の違いについて説明する。図９は、搬送ベルト１８上に印刷された検出パターンの一例を示す図である。そして、図９（Ａ）は、ブラックＫとカラーＣとが最も重なり合った検出パターンの例を示し、図９（Ｂ）は、ブラックＫとカラーＣとが最も露出し、反射率の値が最も小さくなる印刷位置の例を示し、図９（Ｃ）は、ブラックＫとカラーＣとが最も重なり合い、反射率の値が最も大きくなる印刷位置を示す。また、図９（Ｄ）は、色ずれ補正センサ３１１，３１２により検出される反射率の値を示している。ここで、図９（Ｄ）の横軸は色ずれ補正センナ３１１，３１２による検出位置に対応しており、縦軸は反射率の値を示している。

搬送ベルト１８の反射率の値をＲｂ、カラーＣの反射率の値をＲｃ、ブラックＫの反射率の値をＲｋとすると、これらには、Ｒｂ＞Ｒｃ＞Ｒｋの関係が成立する。このことから、検出パターンと搬送ベルト１８との位置関係について、ブラックＫに対してカラーＣが重なり合っている検出パターンにおいては、ブラックＫがカラーＣの下敷きとなっているため露出せず、代わりに搬送ベルト１８が露出するため、反射率の値は大きく検出される。一方、カラーＣとブラックＫとが互いにずれるほど、ブラックＫが露出が多くなり、搬送ベルト１８の露出が少なくなるため、反射率の値は小さく検出される。

すなわち、ブラックＫにカラーＣを重ね合わせているため、搬送ベルト１８とブラックＫの露出が変化し、搬送ベルト１８の反射率の値とブラックＫの反射率の値との間に差があるほど、検出パターンの反射率の値は変化する。通常、ブラックＫの反射率の値Ｒｋは極めて小さいため、搬送ベルト１８の反射率の値との差が大きくなり、反射率の値の変化は大きく検出される。このとき、色ずれ量を検出するために、検出パターンにおいて、カラーＣの検出パターンとブラックＫの検出パターンとが最も露出した印刷位置、すなわち、反射率の値が最も小さく検出される印刷位置を検出すればよい。

ホワイトＷを用いた場合の色ずれ補正動作においては、上述した従来の補正動作において、ブラックＫがホワイトＷに変わる。ホワイトＷとブラックＫとが変わることにより、図１０に示すように、ホワイトＷの検出パターンとカラーＣの検出パターンとが露出した場合の反射率の値が、ブラックＫを用いた場合よりも大きくなる。ホワイトＷの反射率の値をＲｗとしたとき、Ｒｂ＞Ｒｃ≒Ｒｗの関係が成立する。このとき、色ずれ量を検出するために、カラーＣの検出パターンとホワイトＷの検出パターンとが最も露出した印刷位置を検出するが、ホワイトＷの反射率の値が最も小さく検出される印刷位置と反射率の値が最も大きく検出される印刷位置との反射率の値の差が小さくなるため、色ずれ検出が困難となる。

上述した問題を解決するために、本実施形態では、従来技術で使用される検出パターンに比べ主走査方向の幅が狭い検出パターンを使用する。本実施形態に係る幅の狭い検出パターン（図１１（Ａ））と従来技術で使用される検出パターン（図１１（Ｂ））とを使用し、これを色ずれ補正センサ３１１，３１２で検出したときの反射率の値を図１１（Ｃ）に示した。

本実施形態においては、主走査方向において、色ずれ補正センサ３１１，３１２が拡散反射光を検出するスポットよりも狭い縞の幅の検出パターンが使用されるため、全体の検出強度が弱くなる。そのため、カラーＣの検出パターンとホワイトＷの検出パターンとが最も露出した印刷位置（反射率の値が最も小さい）では、色ずれ補正センサ３１１，３１２の拡散反射は低下し、従来技術で使用される検出パターンよりも反射率の値の差が大きくなる。一方で、カラーＣの検出パターンとホワイトＷの検出パターンとが最も重なり合った印刷位置（反射率の値が最も大きい）での反射率の値も低下するが、トナーが印刷された面積が小さいため、カラーＣの検出パターンとホワイトＷの検出パターンとが最も露出した印刷位置に比べ、反射率の値の低下は少なくなり、反射率の値の変化の差は大きくなる。また、これにより反射率の検出強度が低下するが、色ずれ補正を行う際に、同じ縞の幅を有するキャリブレーションパターンを使用してキャリブレーションが行われるため、カラーＣの検出パターンとホワイトＷの検出パターンとが最も重なり合った反射率の値が最も大きく検出される印刷位置での反射率の強度は、従来技術で使用される検出パターンと、本実施形態に係る検出パターンとで同じとなる。なお、これまでに、ホワイトトナーに対してカラートナーを重ね合わせる例について説明したが、カラートナーとホワイトトナーとの反射率の値は通常同程度であるため、カラートナーに対してホワイトトナーを重ね合わせる場合や、カラートナーに対してカラートナーを重ね合わせる場合も同様である。

以上のように、第１の実施形態によれば、ブラックのトナーをホワイトのトナーに置き換え、ホワイトの検出パターンの上にカラーの検出パターンを所定のピッチずらして印刷し、色ずれ量を検出する場合においても、検出パターンの位置検出を容易に、且つ、確実に行うことが可能な画像形成装置を提供することができる。また、従来技術で使用される検出パターンよりも印刷面積が小さくなるため、色ずれ補正動作におけるトナーの使用量を削減することができる。

［第２の実施形態］
第２の実施形態に係る画像形成装置としてのプリンタの基本的な要部構成は、第１の実施形態に係るプリンタ１と略同一である。したがって、同一な箇所については同一の符号を付してその説明は省略する。また、本実施形態では、色ずれ補正における検出パターンは図４（Ａ）で示した従来技術で使用される検出パターンを使用するものとする。

第２の実施形態が、第１の実施形態と異なる点は、検出手段たる色ずれ補正センサ３１１，３１２と検出パターンが印刷される搬送ベルト１８との間にスリット部材としてのスリット５１が設けられる点である。このスリット５１は、検出パターンからの拡散反射光を遮る役割と、検出パターンへの光の照射を遮る役割とがある。

図１２（Ａ）は、スリット５１の形状を示した図であり、図１２（Ｂ）は色ずれ補正センサ３１１，３１２とスリット５１と検出パターンとの位置関係を示した図である。本実施形態で使用されるスリット５１のスリット幅（主走査方向幅）は、色ずれ補正センサ３１１，３１２の拡散反射光スポット径６１よりも狭い必要がある。本実施形態においては、鏡面反射光スポット径６２が１ｍｍ、拡散反射光スポット６１が３ｍｍである色ずれ補正センサ３１１，３１２を使用し、スリット５１のスリット幅は１ｍｍとした。また、図１２（Ｂ）に示すように、スリット５１は、搬送ベルト１８から２ｍｍ、色ずれ補正センサ３１１，３１２側の真上に位置するように配設されている。

なお、主走査方向や、斜め方向における検出パターンについても、スリット５１を検出パターンに対して垂直に配設し、スリット幅は、副走査方向における検出パターンと同様である。

本実施形態に係るプリンタの制御回路は、第１の実施形態に係るプリンタ１の制御回路と同様に構成することができる。また、本実施形態の説明においては、ホワイトＷ、イエロー、マゼンタ、又はシアン（カラーＣ）の印刷機構１０１〜１０４が、用紙Ｐの搬送方向上流側から順に並べられた例を想定するが、これに限定されず、ホワイトＷの印刷機構１０１が用紙Ｐの搬送方向最下流側に配設される場合など、４つの印刷機構の並び順は順不同であってもかわまない。また、例えば、ブラックＫの印刷機構が追加されたり、このブラックＫの印刷機構が印刷機構１０１〜１０４の何れかと入れ替わったとしてもかまわない。

図１３（Ａ）は、スリット５１を使用した場合の検出パターンのうち、ホワイトＷとカラーＣとが最も重なりあった印刷位置（反射率の値が最も大きい）の場合と、ホワイトＷとカラーＣとが最も露出した印刷位置（反射率の値が最も小さい）の場合の例を示し、図１３（Ｂ）は、従来技術で使用される検出パターンのうち、ホワイトＷとカラーＣとが最も重なりあった印刷位置（反射率の値が最も大きい）の場合と、ホワイトＷとカラーＣとが最も露出した印刷位置（反射率の値が最も小さい）の場合の例を示す。また、図１３（Ｃ）は、色ずれ補正センサ３１１，３１２により検出される反射率の値を示している。

スリット５１を色ずれ補正センサ３１１，３１２と検出パターンが印刷される搬送ベルト１８との間に配設することにより、色ずれ補正センサ３１１，３１２からの発光の一部が配設されたスリット５１により遮られ、また、色ずれ補正センサ３１１，３１２が受光するホワイトＷ及びカラーＣの検出パターンからの拡散反射光の一部も遮られる。

そのため、カラーＣの検出パターンとホワイトＷの検出パターンとが最も露光した印刷位置（反射率の値が最も小さい）では、反射率の値が低下する。一方で、カラーＣの検出パターンとホワイトＷの検出パターンとが最も重なりあった印刷位置（反射率の値が最も大きい）における反射率の値を低下する。しかし、検出パターンが最も重なり合った場合は、検出パターンが最も露出した場合に比べて、拡散反射をするトナーが印刷された部分が少なく搬送ベルト１８の露出が多いため反射率の値の低下は少なく、反射率の値の変化の差は大きくなる。

また、スリット５１を配設することにより、検出される反射率の検出強度が低下するが、色ずれ補正動作を行う直前にもスリット５１を使用してのキャリブレーションが行われるため、カラーＣの検出パターンとホワイトＷの検出パターンとが最も重なり合った印刷位置における反射率の値の大きさは、スリット５１を配設していない場合と同じになる。

なお、ここでは、ホワイトトナーに対してカラートナーを重ね合わせる例について説明したが、カラートナーとホワイトトナーとの反射率の値は通常同程度であるため、カラートナーに対してホワイトトナーを重ね合わせる場合や、カラートナーに対してカラートナーを重ね合わせる場合も同様である。

以上のように、第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、ブラックのトナーをホワイトのトナーに置き換え、ホワイトの検出パターンの上にカラーの検出パターンを所定のピッチずらして印刷し、色ずれ量を検出する場合においても、検出パターンの位置検出を容易に、且つ、確実に行うことが可能な画像形成装置を提供することができる。

本実施形態の説明においては、直接転写方式の画像形成装置について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、中間転写方式の画像形成装置にも適用可能である。例えば、画像形成部から中間転写媒体であるベルトに画像を形成し、さらに中間転写媒体であるベルトから用紙に画像を転写して画像形成するような中間転写方式の画像形成装置の中間転写媒体に検出パターンを形成する場合にも適用可能である。

１ プリンタ
１０ 用紙収容カセット
１１ ホッピングローラ
１２ 搬送路
１３ ガイド
１４ レジストローラ
１５ ピンチローラ
１６，１７ センサ
１８ 搬送ベルト
１９ 駆動ローラ
２０ 従動ローラ
２１ 吸着ローラ
２２ ヒートローラ
２３ 加圧ローラ
２４ サーミスタ
２５ センサ
２６ 排出センサ
２７ ガイド
２８ スタッカ
２９ クリーニングブレード
３０ 廃トナータンク
３２ ホストインタフェース
３３ コマンド／画像処理部
３４ ＬＥＤヘッドインタフェース部
３５ 機構制御部
３６ ホッピングモータ
３７ レジストモータ
３８ ベルトモータ
３９ ヒータモータ
４０ ドラムモータ
４１ 高圧制御部
４２ 帯電電圧発生部
４３ 供給電圧発生部
４４ 現像電圧発生部
４５ 転写電圧発生部
４６ 記憶手段
１０１，１０２，１０３，１０４ 印刷機構
２０１，２０２，２０３，２０４ 感光体ドラム
２２１ ヒータ
３０１，３０２，３０３，３０４ 帯電ローラ
３１１，３１２ 色ずれ補正センサ
４０１，４０２，４０３，４０４ 現像ローラ
５０１，５０２，５０３，５０４ 供給ローラ
６０１，６０２，６０３，６０４ 現像ブレード
７０１，７０２，７０３，７０４ 除電光源
８０１，８０２，８０３，８０４ トナーカートリッジ
９０１，９０２，９０３，９０４ ＬＥＤヘッド
１００１，１００２，１００３，１００４ 転写ローラ
３１１１，３１２１ 赤外ＬＥＤ
３１１２，３１２２ 反射光受光用フォトトランジスタ

Claims (5)

1. 媒体を搬送する媒体搬送部と、
   媒体搬送部により搬送された媒体上にトナー画像を順次重ねることにより多色画像を形成する複数の画像形成部と、
   前記媒体上において、一の前記画像形成部により第１トナーを用いて形成された複数の第１トナー画像と、他の前記画像形成部により前記第１トナーとは異なる第２トナーを用いて形成された複数の第２トナー画像とを有する検出パターン画像からの反射光を受光する受光部を有する検出手段とを備え、
   前記第１トナー画像及び前記第２トナー画像のそれぞれは、前記媒体が搬送される第１方向において第１長さを有すると共に、前記第１方向に略直交する第２方向において第２長さを有し、
   前記第１長さ及び前記第２長さは、前記受光部の拡散反射光を検出するスポット径未満、かつ、前記受光部の鏡面反射光を検出するスポット径以上であり、
   前記第１トナーはホワイトトナーであり、前記第２トナーはイエロートナー、マゼンタトナー、又はシアントナーの何れかであり、
   前記複数の第１トナー画像と前記複数の第２トナー画像との一部分は互いに重なりあっていることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記第１トナー画像の光の反射率の値は、ブラックのトナー画像の光の反射率よりも大きいことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記媒体上において、前記複数の第１トナー画像は互いに第１間隔を有して配置され、前記複数の第２トナー画像は互いに前記第１間隔とは異なる第２間隔を有して配置されていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 前記媒体はベルト部材であり、
   前記媒体搬送部は、前記ベルト部材を搬送するローラであることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項記載の画像形成装置。
5. 前記ベルト部材は、記録媒体を搬送することを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。