JP6200138B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、記録媒体上に転写される複数のトナー像の間のずれを補正する画像形成装置に関する。

従来、複数の感光体上に形成されたトナー像を記録媒体上に転写することによって、記録媒体上にカラー画像を形成する電子写真方式のカラー画像形成装置が知られている。上記カラー画像形成装置は、部品のばらつき及び組立誤差を無くすことは非常に困難であるため、記録媒体上に形成される画像に色ずれ（レジストレーションのずれ）が発生することがある。そのため、画像形成装置には色ずれを補正する構成が備えられている。

色ずれ補正方法の一つとして、以下の色ずれ補正制御が知られている。色ずれを検出するための位置検出用トナーパターン（トナーパッチ）を複数の感光体上に形成する。複数の感光体上に形成された位置検出用トナーパターンを中間転写体や記録媒体搬送体などの像担持体上に転写する。像担持体上に転写された位置検出用トナーパターンの位置を検出して、検出結果に基づいて色ずれ量を取得する。取得された色ずれ量に基づいて各色のトナー像の形成位置を補正する色ずれ補正制御を行う。位置検出用トナーパターンの位置を検出するために光学式センサが用いられる（特許文献１）。光学式センサは、像担持体及び位置検出用トナーパターンに光を照射し、反射する光を検出して、位置検出用トナーパターンの位置を検出する。
中間転写体や記録媒体搬送体などの像担持体の製造過程や経時劣化によって発生する傷や汚れによる局所的に反射率の低い部分に、位置検出用トナーパターンが重ねて形成された場合、位置検出用トナーパターンの正確な形成位置を誤って検出することがある。特許文献１に記載の画像形成装置は、傷や汚れを位置検出用トナーパターンとして認識しないように傷や汚れからの反射光量を補正するマスク処理を行うことで、色ずれ補正に対する傷や汚れの影響を防ぐことができる。

さらに、中間転写体や記録媒体搬送体などの像担持体の劣化によって像担持体表面の反射率が落ちてしまった場合に、位置検出用トナーパターンを確実に検出するために、発光部の光量を大きくする制御を行う（特許文献２）。

特開２００８−９６７４４号公報 特開２００７−７８８７４号公報

しかしながら、位置検出用トナーパターンが形成される位置近傍の検出結果には特許文献１に記載のマスク処理を行うことができないため、次のような課題が生じる。即ち、像担持体の搬送方向において、像担持体上の傷や汚れの一部に位置検出用トナーパターンが重ねて形成されると、像担持体の搬送方向における位置検出用トナーパターンの幅が実際の幅よりも太く検出される。位置検出用トナーパターンの幅が実際の幅よりも太く検出されると、位置検出用トナーパターンの形成位置の検出精度が低下してしまう。

そこで、本発明は、位置検出用トナーパターンを担持する像担持体に局所的に反射率の低い部分があっても、色ずれ補正の精度の低下を防ぐことができる画像形成装置を提供する。

本発明は、上記課題を解決するために、画像形成装置に、記録媒体に転写するためのトナー像を複数の感光体のそれぞれの上に形成する画像形成手段であって、前記複数の感光体の上にそれぞれ異なる色のトナーを用いて前記トナー像を形成する画像形成手段と、前記複数の感光体の上に形成された前記トナー像が転写される像担持体であって、前記画像形成手段により前記複数の感光体の上に形成される前記トナー像としての位置検出用トナーパターンが転写される像担持体と、前記像担持体および前記像担持体の上に転写された複数の前記位置検出用トナーパターンに光を照射し、前記像担持体または前記複数の位置検出用トナーパターンからの正反射光を受光し、受光した前記正反射光の光量に基づくアナログ信号を出力する検出手段と、前記アナログ信号を所定の閾値に基づいてデジタル信号に変換する変換手段と、前記デジタル信号に基づき、前記記録媒体上に転写される前記トナー像の間のずれを補正する補正手段と、前記像担持体からの前記正反射光の光量に基づく前記アナログ信号の値に前記閾値よりも低い値が含まれる場合に、前記像担持体からの前記正反射光の光量に基づく前記アナログ信号の値が前記閾値よりも高い値になるように前記検出手段が前記像担持体および前記複数の位置検出用トナーパターンに照射する前記光の光量を制御する制御手段と、を設けた。

本発明によれば、像担持体に局所的に反射率の低い部分があっても、色ずれ補正の精度の低下を抑制することができる。

画像形成装置の断面図。 フォトセンサと位置検出用トナーパターンを示す図。 フォトセンサの説明図。 位置検出用トナーパターンとセンサ出力値の関係を示す図。 異なる反射部材の反射率を示す図。 異なる反射部材についての発光部の光量に対するセンサ出力値を示す図。 発光部の光量を変えたときの傷または汚れのセンサ出力値の違いを示す図。 発光部の光量を調整するための構造を示すブロック図。 色ずれ補正量の計算のシーケンスを示す流れ図。

以下、実施例を、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、画像形成装置１の断面図である。
画像形成装置１は、複数（本実施例では４つ）の画像形成部（画像形成手段）１０（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ）を並列に配した電子写真方式のカラー画像形成装置である。本実施例において、画像形成装置１は、画像読取部１Ｒと画像出力部１Ｐで構成される。画像読取部１Ｒは、原稿の画像を光学的に読み取り、読取った画像情報を記録画像信号出力部３により記録画像信号（電気信号）に変換する。画像読取部１Ｒの記録画像信号出力部３は、記録画像信号を画像出力部１Ｐの制御ユニット８０へ送信する。
画像出力部１Ｐは、画像形成部１０、給紙ユニット２０、中間転写ユニット３０、定着ユニット４０、クリーニングユニット５０、フォトセンサ６０、および制御ユニット８０を有する。

感光体であるところの感光ドラム１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ）は、画像形成部１０のそれぞれにおいて、矢印Ａで示す回転方向（反時計回り方向）に回転可能に軸支されている。感光ドラム１１の外周面に対向して、回転方向Ａに順番に、一次帯電器１２、レーザスキャナユニット（露光装置）１３、現像装置１４、およびクリーニング装置１５が配置されている。レーザスキャナユニット１３（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ）と感光ドラム１１との間にミラー１６（１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ）が設けられている。
画像形成部１０は、記録媒体Ｐに転写するためのトナー像を複数の感光ドラム１１のそれぞれの上に形成する。

給紙ユニット２０は、記録媒体Ｐを収納した給紙カセット２１ａおよび２１ｂを有する。ピックアップローラ２２は、給紙ユニット２０から記録媒体Ｐを一枚ずつ給紙する。記録媒体Ｐは、搬送ローラ２３により搬送路２４を通してレジストローラ２５へ搬送される。
中間転写ユニット３０は、駆動ローラ３２と、従動ローラ３３と、駆動ローラ３２および従動ローラ３３に巻き掛けられた像担持体である中間転写ベルト（中間転写体）３１を有する。中間転写ベルト３１は、矢印Ｂで示す回転方向（時計回り方向）に回転させられる。中間転写ベルト３１の内側には、一次転写部材３５（３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄ）と二次転写ローラ３４が配置されている。

一次転写部材３５は、感光ドラム１１に対向して配置されて、一次転写部材３５と感光ドラム１１の間に一次転写部Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、およびＴｄを形成している。二次転写ローラ３４は、対向ローラ３６に対向して配置されて、二次転写ローラ３４と対向ローラ３６との間に二次転写部Ｔｅを形成している。
定着ユニット４０は、記録媒体Ｐの搬送方向において二次転写部Ｔｅの下流に配置されている。定着ユニット４０は、加熱回転体４１ａ、加圧回転体４１ｂ、および定着出口ローラ２７を有する。

クリーニングユニット５０は、中間転写ベルト３１に接触離間可能に設けられている。クリーニングユニット５０は、中間転写ベルト３１上に残留したトナーを掻き取るクリーニングブレード５１と、クリーニングブレード５１により掻き取られたトナーを回収する廃トナー容器５２を有する。
フォトセンサ（検出手段）６０は、後述するように、中間転写ベルト３１および中間転写ベルト３１上に転写された位置検出用トナーパターン２０１に光を照射し、中間転写ベルト３１または位置検出用トナーパターン２０１からの正反射光を受光する。フォトセンサ６０は、受光した正反射光の光量に基づくアナログ信号を出力する。
後述する受光回路（変換手段）９０３（図８）は、フォトセンサ６０からのアナログ信号を所定の閾値に基づいてデジタル信号に変換する。
制御ユニット（色ずれ補正手段）８０は、後述するように、受光回路９０３からのデジタル信号に基づき、記録媒体Ｐの上に転写される複数のトナー像の間のずれ（色ずれ）を補正する。すなわち、制御ユニット８０は、位置検出用トナーパターン２０１をフォトセンサ６０により検出した検出結果に基づき、形成する画像の色ずれ補正を行う。

一次帯電器１２（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ）は、感光ドラム１１の表面を均一に帯電する。レーザスキャナユニット１３は、画像読取部１Ｒの記録画像信号出力部３からの記録画像信号に応じて変調されたレーザ光（以下、光ビームという。）を、ミラー１６を介して、感光ドラム１１の均一に帯電された表面へ射出し、静電潜像を形成する。
現像装置１４（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ）は、静電潜像に現像剤（以下、トナーという。）を付着させて現像剤像（以下、トナー像という。）を形成する。

感光ドラム１１ｄ上のイエロー（Ｙ）のトナー像は、一次転写部Ｔｄにおいて、一次転写部材３５ｄにより中間転写ベルト３１上に転写される。感光ドラム１１ｃ上のマゼンタ（Ｍ）のトナー像は、一次転写部Ｔｃにおいて、一次転写部材３５ｃにより中間転写ベルト３１上のイエロートナー像の上に転写される。感光ドラム１１ｂ上のシアン（Ｃ）のトナー像は、一次転写部Ｔｂにおいて、一次転写部材３５ｂにより中間転写ベルト３１上のマゼンタトナー像の上に転写される。感光ドラム１１ａ上のブラック（Ｂｋ）のトナー像は、一次転写部Ｔａにおいて、一次転写部材３５ａにより中間転写ベルト３１上のシアントナー像の上に転写される。このようにして、イエロートナー像、マゼンタトナー像、シアントナー像、およびブラックトナー像は、一次転写部材３５により中間転写ベルト３１上に順次転写されて重ね合わされる。

制御ユニット８０は、フォトセンサ６０の検出結果に基づき、レーザスキャナユニット１３からの光ビームの射出タイミングを調整することにより、レジストレーション合わせをして複数のトナー像の位置を調整し、色ずれ補正をする。
クリーニング装置１５（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ）は、一次転写後に感光ドラム１１上に残ったトナーを除去する。
レジストローラ２５は、中間転写ベルト３１上に重ね合わされたトナー像とタイミングを合わせて、記録媒体Ｐを二次転写部Ｔｅへ搬送する。

中間転写ベルト３１上のトナー像は、二次転写部Ｔｅにおいて、二次転写ローラ３４により一括して記録媒体Ｐに転写される。その後、記録媒体Ｐは、定着ユニット４０へ搬送される。記録媒体Ｐは、加熱回転体４１ａおよび加圧回転体４１ｂにより加熱及び加圧され、トナー像は、カラー画像として記録媒体Ｐに定着される。カラー画像が定着された記録媒体Ｐは、定着出口ローラ２７および排出ローラ２８により、画像形成装置１の外部の排出トレイ２９上へ排出される。
記録媒体Ｐに転写されずに中間転写ベルト３１上に残ったトナーは、クリーニングユニット５０のクリーニングブレード５１により掻き取られる。クリーニングブレード５１により掻き取られたトナーは、廃トナー容器５２に回収される。

図２は、フォトセンサ６０と位置検出用トナーパターン（トナーパッチ）２０１を示す図である。画像形成部１０は、位置検出用トナーパターン２０１を中間転写ベルト３１の幅方向両端部のそれぞれに形成する。位置検出用トナーパターン２０１は、各感光ドラム１１から中間転写ベルト３１へ重ね合わせて転写されるトナー像の色ずれ（レジストレーションのずれ）を検出するために所定のパターンで形成されたトナー画像である。図２には、図１の画像形成装置１の下方から中間転写ベルト３１をみた場合のフォトセンサ６０と位置検出用トナーパターン２０１が示されている。

フォトセンサ６０は、中間転写ベルト３１上に形成される位置検出用トナーパターン２０１の位置を検出するために、中間転写ベルト３１の上方に配置されている。フォトセンサ６０は、中間転写ベルト３１に光を照射し、中間転写ベルト３１上の位置検出用トナーパターン２０１からの反射光を検出することで、色ずれの情報を得る。中間転写ベルト３１の幅方向両端部に形成されたそれぞれの位置検出用トナーパターン２０１を検出するために、フォトセンサ６０は、中間転写ベルト３１の幅方向中心Ｏからそれぞれ距離Ｌだけ離れた２ヶ所に配置されている。２ヶ所にフォトセンサ６０を配置することで、中間転写ベルト３１の幅方向における画像の傾き及び画像の幅（画像の倍率）を検出することができる。。

次に、図３を用いて、フォトセンサ６０により位置検出用トナーパターン２０１を検出する原理を説明する。
図３は、フォトセンサ６０の説明図である。図３（ａ）は、フォトセンサ６０の構造を示す図である。図３（ｂ）は、フォトセンサ６０の回路を示すブロック図である。

フォトセンサ６０は、発光部３０１、正反射受光部３０２、および拡散反射受光部３０３を有する。発光部３０１として、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）が用いられる。正反射受光部３０２および拡散反射受光部３０３として、例えば、フォトダイオード（受光素子）が用いられる。発光部３０１から出力された光は、中間転写ベルト３１を照明する。図３（ａ）に示すように、中間転写ベルト３１上の位置検出用トナーパターン２０１に当たった光は、四方八方に拡散する。これらの拡散光のうち、拡散反射受光部３０３に到達した光を拡散反射光ＤＲ、正反射受光部３０２に到達した光を正反射光ＳＲとする。
正反射受光部３０２および拡散反射受光部３０３は、それぞれのフォトダイオードにより受光された正反射光ＳＲおよび拡散反射光ＤＲの光量を電気信号に変換する。

図３（ｂ）において、フォトセンサ６０は、センサ駆動回路（光量調整手段）９０２に電気的に接続されている。センサ駆動回路９０２は、パルス幅変調信号（以下、ＰＷＭ信号という。）生成部３０４と発光部駆動素子３０５を有する。ＰＷＭ信号生成部３０４は、フォトセンサ６０の発光部３０１を駆動するためのＰＷＭ信号（発光部駆動信号）を生成する。ＰＷＭ信号生成部３０４は、ＰＷＭ信号をフィルターでＤＣ平滑化して発光部駆動素子３０５を介して発光部３０１を駆動する。ＰＷＭ信号生成部３０４により生成されるＰＷＭ信号のデューティー比（発光部３０１の駆動デューティー比）が高いほどＤＣ平滑化後の電圧が高くなり、発光部３０１の光量は大きく（明るく）なる。

図４は、位置検出用トナーパターン２０１とセンサ出力値（検出値、アナログ信号の値）の関係を示す図である。
図４（ａ）を用いて、正反射方式で位置検出用トナーパターン２０１を検出して色ずれ量を検出する原理を説明する。色ずれは、レーザスキャナユニット１３のゆがみに起因するＹ、Ｍ、Ｃ、およびＢｋの静電潜像の書き出し位置のずれにより生じる。

正反射受光部３０２は、図４（ａ）の５０１で示す位置検出用トナーパターン２０１からの正反射光ＳＲを検出する。正反射受光部３０２は、受光した正反射光ＳＲの光量を電気信号に変換し、センサ出力値として５０２で示すようなアナログ波形の電気信号（アナログ信号）を出力する。後述する受光回路９０３（図８）は、閾値電圧（閾値、設定基準値）Ｖｔｈを使用してアナログ波形の電気信号５０２を、５０３で示す矩形波（デジタル信号）に変換するＡ／Ｄ変換器として機能する。矩形波５０３において、位置検出用トナーパターン２０１の線の幅は、Ｗで示されている。

矩形波５０３の波の間隔Ｇをクロックカウンター９０４（図８）でカウントし、それぞれの色（Ｙ、Ｍ、およびＣ）とブラック（Ｂｋ）との間の間隔Ｇの測定を行う。間隔Ｇの測定の結果から、それぞれの色（Ｙ、Ｍ、およびＣ）とブラック（Ｂｋ）との間の色ずれ量（相対位置関係）を計算し、色ずれ量を補正値として制御ユニット８０へフィードバックする。色ずれは、Ｙ、Ｍ、Ｃ、およびＢｋの静電潜像の書き出し位置のずれにより生じる。制御ユニット８０は、レーザスキャナユニット１３の書き出しタイミング（光ビームの射出タイミング）を調整することにより色ずれを補正する。なお、図４に示す各矩形波の中点を各色の位置検出用トナーパターンの形成位置として検出し、各矩形波の中点間の間隔をクロックカウンターによってカウントすることによって各色の位置検出用トナーパターンの相対位置関係（色ずれ）を検出しても良い。

図４（ｂ）は、製造過程中に又は経時劣化により傷や汚れが付いた中間転写ベルト３１をフォトセンサ６０で検出したときの出力波形の例を示す。
図４（ｂ）の５０４で示す位置検出用トナーパターン２０１において、イエロー（Ｙ）の位置検出用トナーパターンは、中間転写ベルト３１の傷Ｆ１の上に形成されている。また、イエロー（Ｙ）の位置検出用トナーパターンとブラック（Ｂｋ）の位置検出用トナーパターンとの間に汚れＦ２がある。中間転写ベルト３１上に傷Ｆ１や汚れＦ２などの反射率の低い部分がある場合、５０４で示す位置検出用トナーパターン２０１を検出した正反射受光部３０２は、センサ出力値として５０５で示すようなアナログ波形の電気信号を出力する。閾値電圧Ｖｔｈを使用してアナログ波形の電気信号５０５をＡ／Ｄ変換して、５０６で示す矩形波を得る。

イエロー（Ｙ）の位置検出用トナーパターン２０１が傷Ｆ１の上に形成されることによって、図４（ｂ）に示すようにイエロー（Ｙ）の位置検出用トナーパターン２０１が傷Ｆ１に隣接して形成される場合がある。この場合に、矩形波５０６で示すように、イエロー（Ｙ）の位置検出用トナーパターン２０１の線の幅Ｗ+αが他の位置検出用トナーパターン２０１の線の幅Ｗよりも大きく検出される。このため、ブラック（Ｂｋ）の位置検出用トナーパターン２０１とイエロー（Ｙ）の位置検出用トナーパターン２０１との間の間隔は、実際の間隔Ｇより小さい間隔Ｇ１として検出される。このように誤った間隔Ｇ１が検出されることにより、色ずれ補正の精度の低下につながる。

また、イエロー（Ｙ）の位置検出用トナーパターン２０１とブラック（Ｂｋ）の位置検出用トナーパターン２０１との間にある汚れＦ２のマスキング処理がなされなかった場合、矩形波５０６に波５１０が検出される。このため、イエロー（Ｙ）の位置検出用トナーパターン２０１とブラック（Ｂｋ）の位置検出用トナーパターン２０１との間の間隔は、実際の間隔Ｇとは異なる間隔Ｇ２として検出される。このように誤った間隔Ｇ２が検出されることにより、色ずれ補正の精度の低下につながる。

仮に、誤検出であるか否かを判断する手段を設け、誤検出である場合には、誤検出の位置検出用トナーパターン２０１を使わないとすることも可能である。しかし、駆動ローラ３２の偏心成分を吸収するために中間転写ベルト３１の１周に複数セットを打ち偏心成分を吸収する思想において位置検出用トナーパターン２０１の１セットが利用できないことは、色ずれ補正の精度の低下につながる。

次に、図５および図６を用いて、発光部３０１の光量に対する中間転写ベルト３１の正反射光ＳＲのセンサ出力値について説明する。
図５は、異なる反射部材の反射率を示す図である。図６は、異なる反射部材についての発光部３０１の光量に対するセンサ出力値を示す図である。

まず、発光部３０１からの光が当たる反射部材の違いに対する正反射光ＳＲの違いを説明する。
図５（ａ）〜（ｃ）において、正反射光ＳＲの矢印の長さがそれぞれ異なるが、矢印の長さの差は正反射光ＳＲの光量を示している。即ち、図５（ａ）のＳＲの長さ＞図５（ｃ）のＳＲの長さ＞図５（ｂ）のＳＲの長さは、図５（ａ）における正反射光ＳＲの光量＞図５（ｃ）における正反射光ＳＲの光量＞図５（ｂ）における正反射光ＳＲの光量を示している。図５（ａ）は、中間転写ベルト３１の反射を説明する図である。中間転写ベルト３１の反射率ＲＡは、高いので、図５（ａ）に示すように、反射光における正反射光ＳＲの光量が図５（ｂ）及び図５（ｃ）における正反射光ＳＲよりも大きい。図６の線ＲＡＸで示すように、発光部３０１の光量を上げていくと、正反射受光部３０２のセンサ出力値は、線形的に上昇し、光量Ｑｂで電気信号変換後の波形レンジ最大値に制限される。

図５（ｂ）は、中間転写ベルト３１上に形成された位置検出用トナーパターン２０１の反射を説明する図である。中間転写ベルト３１上に形成された位置検出用トナーパターン２０１の反射率ＲＢは、低い。また、位置検出用トナーパターン２０１のトナーの表面は、中間転写ベルト３１のようなきれいな平面ではないので、拡散反射ＤＲの割合が多い。このため、図５（ｂ）に示すように、正反射光ＳＲの割合が少なくなり、正反射受光部３０２のセンサ出力値は、低い。図６の線ＲＢＸで示すように、発光部３０１の光量を上げていくと、正反射受光部３０２のセンサ出力値は、線形的に上昇するが、線ＲＡＸに比べて上昇率が低い。なお、図６において、中間転写ベルト３１上に形成された位置検出用トナーパターン２０１のトナー濃度は、想定される最も薄い濃度である。

図５（ｃ）は、中間転写ベルト３１上の傷Ｆ１または汚れＦ２の反射を説明する図である。製造過程や経時劣化などの外因により発生する傷Ｆ１や汚れＦ２の反射率ＲＣは、中間転写ベルト３１の反射率ＲＡよりも低いが、位置検出用トナーパターン２０１の反射率ＲＢよりも高い。このため、図５（ｃ）に示すように、正反射光ＳＲの割合は、中間転写ベルト３１よりも少なく、位置検出用トナーパターン２０１よりも多い。図６の線ＲＣＸで示すように、発光部３０１の光量を上げていくと、正反射受光部３０２のセンサ出力値は、線形的に上昇し、光量Ｑｃで電気信号変換後の波形レンジ最大値に制限される。つまり、照射光量がＱｃまで上がると、ＣＰＵ９０１は、正反射受光部３０２からのセンサ出力が中間転写ベルト３１からの反射光による出力であるのか傷Ｆ１や汚れＦ２からの反射光による出力であるのかの区別ができなくなる。なお、図６において、製造過程や経時劣化などの外因により発生する傷Ｆ１や汚れＦ２の反射率ＲＣは、想定される最も低い反射率である。

以上から、発光部３０１の光量Ｑｃにおける傷Ｆ１または汚れＦ２を検出しないダイナミックレンジＲ２は、光量Ｑａにおける傷Ｆ１または汚れＦ２を検出しないダイナミックレンジＲ１より大きいことが分かる。発光部３０１の光量が同じである場合に、位置検出用トナーパターン２０１のセンサ出力値と傷Ｆ１または汚れＦ２のセンサ出力値とは、異なる。つまり、発光部３０１の光量が同じである場合に、傷Ｆ１または汚れＦ２のセンサ出力値は、位置検出用トナーパターン２０１のセンサ出力値よりも大きい。発光部３０１の光量を上げると、位置検出用トナーパターン２０１と傷Ｆ１または汚れＦ２との間のセンサ出力値の差は、拡大する。このため、発光部３０１の光量を上げることにより、傷Ｆ１または汚れＦ２を検出しないダイナミックレンジが拡大する。

次に、図６の光量Ｑａおよび光量Ｑｃのときのセンサ出力値を、図７を用いて説明する。図７は、発光部３０１の光量を変えたときの傷Ｆ１または汚れＦ２のセンサ出力値の違いを示す図である。図７（ａ）は、発光部３０１の光量Ｑａにおける正反射受光部３０２のセンサ出力値を示す図である。図７（ｂ）は、発光部３０１の光量Ｑｃにおける正反射受光部３０２のセンサ出力値を示す図である。
発光部３０１の光量Ｑａにおいては、傷Ｆ１または汚れＦ２がある場合に、傷Ｆ１または汚れＦ２のセンサ出力値は、閾値電圧Ｖｔｈよりも小さい。このため、図４（ｂ）において説明したように、傷Ｆ１または汚れＦ２を位置検出用トナーパターン２０１であると誤って検出することがある。従って、色ずれ補正の精度が低下することがある。

一方、発光部３０１の光量Ｑｃにおいては、傷Ｆ１または汚れＦ２があったとしても、傷Ｆ１または汚れＦ２のセンサ出力値は、閾値電圧Ｖｔｈよりも大きい。よって、傷Ｆ１または汚れＦ２を位置検出用トナーパターン２０１であると誤って検出することはない。すなわち、発光部３０１の光量を上げて、傷Ｆ１または汚れＦ２の正反射受光部３０２のセンサ出力値を電気信号変換後の波形レンジ最大値に制限する。それによって、傷Ｆ１または汚れＦ２にかかわらず安定して位置検出用トナーパターン２０１のみを検知することができる。これにより、色ずれ補正の精度の低下を防ぐことができる。閾値電圧Ｖｔｈは、位置検出用トナーパターン２０１を確実に検出する為に中間転写ベルト３１のセンサ出力値と位置検出用トナーパターン２０１のセンサ出力値との間の中央あたりに設定するとよい。

なお、傷Ｆ１または汚れＦ２のセンサ出力値が閾値電圧Ｖｔｈ以上になるように発光部３０１の光量を上げれば、傷Ｆ１または汚れＦ２を検出せずに位置検出用トナーパターン２０１を検知することができる。

図８は、発光部３０１の光量を調整するための構造を示すブロック図である。図８を用いて、発光部３０１の光量を調整するための構造を説明する。
制御基板９００は、画像形成装置１の制御ユニット８０に取付けられている。制御基板９００には、ＣＰＵ（制御手段）９０１、センサ駆動回路（光量調整手段）９０２、および受光回路９０３が取付けられている。ＣＰＵ９０１は、センサ駆動回路９０２および受光回路９０３に電気的に接続されている。センサ駆動回路９０２および受光回路９０３は、フォトセンサ６０に電気的に接続されている。

ＣＰＵ９０１は、センサ駆動回路９０２を駆動する。センサ駆動回路９０２は、図３において説明したように、フォトセンサ６０の発光部３０１を駆動する。中間転写ベルト３１、位置検出用トナーパターン２０１、傷Ｆ１、または汚れＦ２で反射した発光部３０１からの光は、フォトセンサ６０の正反射受光部３０２および拡散反射受光部３０３により受光される。受光回路９０３は、正反射受光部３０２および拡散反射受光部３０３からのセンサ出力値としてのアナログ波形の電気信号５０２（図４（ａ））を、閾値電圧Ｖｔｈを使用してＡ／Ｄ変換して、矩形波５０３（図４（ａ））にする。ＣＰＵ９０１は、Ａ／Ｄ変換後の矩形波５０３を取り込む。ＣＰＵ９０１の内部のクロックカウンター９０４は、矩形波５０３のエッジ間をカウントして間隔Ｇを測定する。

次に、図９の流れ図を用いて、色ずれ補正量の計算における発光部３０１の光量調整を説明する。図９は、色ずれ補正量の計算のシーケンスを示す流れ図である。色ずれ補正量の計算のプログラムは、ＲＯＭ（記憶媒体）９０５に格納されている。ＣＰＵ９０１は、ＲＯＭ９０５からこのプログラムを読み出す。色ずれ補正量の計算は、所定の期間の経過ごとに、および／または所定枚数の画像形成ごとに、および／または画像形成装置１の電源投入時に、および／または画像形成装置１がスリープ状態から通常待機状態へ復帰するスリープ復帰動作時に行われる。

画像形成装置１が色ずれ補正量の計算を開始すると、ＣＰＵ９０１は、フォトセンサ６０により、位置検出用トナーパターン２０１が形成される前の中間転写ベルト３１のセンサ出力値（アナログ信号の値）を検出する。具体的には、まず、ＣＰＵ９０１は、前回のＰＷＭ信号のデューティー比（電流設定値）で発光部３０１を点灯させる（Ｓ１００１）。前回のＰＷＭ信号のデューティー比は、ＲＡＭ９０６に保存されている。もし、中間転写ベルト３１を交換した場合には、初期設定（デフォルト）のデューティー比で発光部３０１を点灯させる。次に、ＣＰＵ９０１は、中間転写ベルト３１を１周させながら、中間転写ベルト３１からの正反射光ＳＲを正反射受光部３０２により受光し、アナログ波形の電気信号としてのセンサ出力値（アナログ信号の値）を測定する（Ｓ１００２）。ＣＰＵ９０１は、取得した１周分のセンサ出力値（検出値、出力プロファイル）から、最小値を求める（Ｓ１００３）。なお、中間転写ベルト３１を複数回回転させて、中間転写ベルト３１の複数周分のセンサ出力値を測定し、測定値を平均し、測定値の平均値を中間転写ベルト３１の１周分のセンサ出力値（出力プロファイル）としてもよい。出力プロファイルの最小値が閾値電圧Ｖｔｈ以上になるように中間転写ベルト３１および位置検出用トナーパターンに照射する光の光量を制御することにより、発光部３０１のより最適な光量を求めることができるからである。

ＣＰＵ９０１は、最小値が閾値電圧Ｖｔｈより小さいか否かを判断する（Ｓ１００４）。すなわち、ＣＰＵ９０１は、中間転写ベルト３１の１周分のセンサ出力値（アナログ信号の値）に閾値電圧Ｖｔｈより低い値が含まれているか否かを判断する。閾値電圧Ｖｔｈは、中間転写ベルト３１のセンサ出力値（アナログ信号の値）と位置検出用トナーパターン２０１のセンサ出力値（アナログ信号の値）とから予め決定され、ＲＡＭ９０６に格納されている。

最小値が閾値電圧Ｖｔｈより小さい場合（Ｓ１００４のＹＥＳ）、ＣＰＵ９０１は、センサ駆動回路９０２により発光部３０１の光量を増大する。発光部３０１の光量を増大することにより、センサ出力値の最小値が閾値電圧Ｖｔｈ以上になるようにする。すなわち、ＣＰＵ９０１およびセンサ駆動回路９０２は、フォトセンサ６０が中間転写ベルト３１および中間転写ベルト３１の上に転写された位置検出用トナーパターン２０１に照射する光の光量を制御する。それによって、中間転写ベルト３１からの正反射光の光量に基づくアナログ信号の値が閾値電圧Ｖｔｈよりも高い値になるようにする。このようにして、中間転写ベルト３１上の傷Ｆ１または汚れＦ２を位置検出用トナーパターン２０１であると誤認することを防止する。発光部３０１の光量を増大するために、ＣＰＵ９０１は、予め定めた補間テーブル又は光量に対するセンサ出力値の線形性を利用した線形演算を用いて、ＰＷＭ信号のデューティー比を計算する（Ｓ１００６）。そして、ＣＰＵ９０１は、ＰＷＭ信号のデューティー比を、計算したデューティー比（電流設定値）に更新する（Ｓ１００７）。ＣＰＵ９０１は、中間転写ベルト３１上に位置検出用トナーパターン２０１を形成する（Ｓ１００５）。ＣＰＵ９０１は、更新したデューティー比で発光部３０１を駆動して、増大した光量でセンサ出力値を求め、色ずれ補正量の計算を行う（Ｓ１００８）。

最小値が閾値電圧Ｖｔｈ以上の場合（Ｓ１００４のＮＯ）、ＣＰＵ９０１は、中間転写ベルト３１上に位置検出用トナーパターン２０１を形成する（Ｓ１００５）。ＣＰＵ９０１は、前回のデューティー比で発光部３０１を駆動して、前回の光量でセンサ出力値を求め、色ずれ補正量の計算を行う（Ｓ１００８）。
ＣＰＵ９０１は、色ずれ補正量の計算が完了したか否かを判断する（Ｓ１００９）。
色ずれ補正量の計算が完了した場合（Ｓ１００９のＹＥＳ）、色ずれ補正量の計算を終了する。画像形成時に、制御ユニット８０は、計算された色ずれ補正量に従って色ずれ補正を行う。

もし、位置検出用トナーパターン２０１が認識できないことにより、または、検出した位置検出用トナーパターン２０１の数が少ないことにより、色ずれ補正量の計算が完了しない場合（Ｓ１００９のＮＯ）、Ｓ１０１０へ進む。Ｓ１０１０において、ＣＰＵ９０１は、色ずれ補正量の計算が完了しないのが２回目であるか否かを判断する。２回目である場合（Ｓ１０１０のＹＥＳ）、Ｓ１０１２へ進む。２回目でない場合（Ｓ１０１０のＮＯ）、Ｓ１０１１へ進む。
Ｓ１０１１において、ＣＰＵ９０１は、デューティー比が、想定される最大値（以下、想定最大値という。）より大きいか否かを判断する。

デューティー比が想定最大値（制限値）以下である場合（Ｓ１０１１のＮＯ）、Ｓ１００２へ戻り、デューティー比の算出をやり直す。ここで、想定最大値とは、位置検出用トナーパターン２０１のセンサ出力値が閾値電圧Ｖｔｈを超えてしまうような光量を発光部３０１に発生させるデューティー比である。位置検出用トナーパターン２０１のセンサ出力値が閾値電圧Ｖｔｈを超えてしまうと、位置検出用トナーパターン２０１を認識できないため、色ずれ補正量を計算することができない。

デューティー比が想定最大値より大きい場合（Ｓ１０１１のＹＥＳ）、ＣＰＵ９０１は、画像形成装置１の表示部（不図示）に警告を表示する（Ｓ１０１２）。ＣＰＵ９０１は、色ずれ補正量の計算を行わずに、処理を終了する。画像形成時に、制御ユニット８０は、前回の色ずれ補正量に従って色ずれ補正を行う。

〔その他の実施形態〕
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介して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）がプログラムを読み出して実行する処理である。

１０ 画像形成部（画像形成手段）
１１ 感光ドラム（感光体）
３１ 中間転写ベルト（像担持体）
６０ フォトセンサ（検出手段）
８０ 制御ユニット（補正手段）
２０１ 位置検出用トナーパターン
９０１ ＣＰＵ（制御手段）
９０２ センサ駆動回路（制御手段）
９０３ 受光回路（変換手段）

Claims (10)

1. 記録媒体に転写するためのトナー像を複数の感光体のそれぞれの上に形成する画像形成手段であって、前記複数の感光体の上にそれぞれ異なる色のトナーを用いて前記トナー像を形成する画像形成手段と、
   前記複数の感光体の上に形成された前記トナー像が転写される像担持体であって、前記画像形成手段により前記複数の感光体の上に形成される前記トナー像としての位置検出用トナーパターンが転写される像担持体と、
   前記像担持体および前記像担持体の上に転写された複数の前記位置検出用トナーパターンに光を照射し、前記像担持体または前記複数の位置検出用トナーパターンからの正反射光を受光し、受光した前記正反射光の光量に基づくアナログ信号を出力する検出手段と、
   前記アナログ信号を所定の閾値に基づいてデジタル信号に変換する変換手段と、
   前記デジタル信号に基づき、前記記録媒体の上に転写される前記トナー像の間のずれを補正する補正手段と、
   前記像担持体からの前記正反射光の光量に基づく前記アナログ信号の値に前記閾値よりも低い値が含まれる場合に、前記像担持体からの前記正反射光の光量に基づく前記アナログ信号の値が前記閾値よりも高い値になるように前記検出手段が前記像担持体および前記複数の位置検出用トナーパターンに照射する前記光の光量を制御する制御手段と、
   を備える画像形成装置。
2. 前記制御手段は、前記複数の位置検出用トナーパターンを形成する前の前記像担持体を前記検出手段により検出して、前記像担持体の前記アナログ信号を求める請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御手段は、前記像担持体の前記アナログ信号の値と前記複数の位置検出用トナーパターンの前記アナログ信号の値とから、前記閾値を予め定めている請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記制御手段は、前記光量に対する前記アナログ信号の値の線形性を利用した線形演算または予め定めた補間テーブルを用いて前記光量を決定する請求項１に記載の画像形成装置。
5. 前記制御手段は、回転する前記像担持体を前記検出手段により検出して、前記像担持体の１周分の前記アナログ信号の値のプロファイルを取得する請求項１に記載の画像形成装置。
6. 前記制御手段は、所定の期間の経過ごとに、および／または所定枚数の画像形成ごとに、および／または前記画像形成装置の電源投入時に、および／または前記画像形成装置がスリープ状態から通常待機状態へ復帰するスリープ復帰動作時に、前記検出手段により前記複数の位置検出用トナーパターンを検出する請求項１に記載の画像形成装置。
7. 前記制御手段は、前記光量が、前記検出手段により前記複数の位置検出用トナーパターンを検出することができなくなる制限値より大きい場合に、警告を表示する請求項１に記載の画像形成装置。
8. 前記像担持体は、前記複数の感光体の上の前記トナー像が転写され、前記トナー像を前記記録媒体の上に転写する中間転写体である請求項１に記載の画像形成装置。
9. 前記制御手段は、回転する前記中間転写体を前記検出手段により検出して、前記中間転写体の複数周分の前記アナログ信号の値の平均値を、前記中間転写体の１周分のプロファイルとし、前記プロファイルが前記閾値よりも高い値になるように前記検出手段が前記中間転写体および前記中間転写体の上に転写された前記複数の位置検出用トナーパターンに照射する前記光の前記光量を制御する請求項８に記載の画像形成装置。
10. 画像形成装置の発光部から照射される光の光量を設定する方法であって、前記画像形成装置は、記録媒体に転写するためのトナー像を複数の感光体の上にそれぞれ異なる色のトナーを用いて形成し、形成した複数の前記トナー像を像担持体の上に転写する画像形成手段であって、転写される前記複数のトナー像の相対位置を検出するための複数のトナーパターンを前記像担持体の上に形成する画像形成手段と、前記像担持体および前記複数のトナーパターンへ光を照射する前記発光部と前記発光部から照射され前記像担持体および前記複数のトナーパターンにより反射された反射光を受光する位置に配置され前記反射光の光量に基づいてアナログ信号を出力する受光部とを有する検出手段と、前記アナログ信号を所定の閾値に基づいてデジタル信号へ変換する変換手段と、前記記録媒体の上に転写される前記複数のトナー像の間のずれを、前記デジタル信号に基づいて補正する補正手段と、を備え、前記方法は、
    前記発光部から前記像担持体へ光を照射して前記受光部に前記像担持体からの反射光を受光させる受光ステップと、
    前記受光ステップにおいて前記受光部が受光した前記像担持体からの反射光によって前記受光部が出力した前記アナログ信号が前記所定の閾値以下となるか否かを判定する判定ステップと、
    前記判定ステップにおいて前記受光部が出力した前記アナログ信号が前記所定の閾値より大きい場合、前記複数のトナーパターンを検出するために前記像担持体および前記複数のトナーパターンへ照射される光の光量を第１の光量に設定し、前記判定ステップにおいて前記受光部が出力した前記アナログ信号が前記所定の閾値以下となる場合、前記複数のトナーパターンを検出するために前記像担持体および前記複数のトナーパターンへ照射される光の光量を前記第１の光量より大きい第２の光量に設定し、前記第１の光量および前記第２の光量は、前記像担持体からの前記反射光の光量に基づく前記アナログ信号が前記所定の閾値より大きくなるように設定される設定ステップと、
    を備える方法。

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