JP7370774B2

JP7370774B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP7370774B2
Application number: JP2019164779A
Authority: JP
Inventors: 和嵩矢口; 卓也向原
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2019-09-10
Filing date: 2019-09-10
Publication date: 2023-10-30
Anticipated expiration: 2039-09-10
Also published as: JP2021043309A

Description

本発明は画像形成装置に関する。

複数の色を重ね合わせてフルカラー画像を形成する画像形成装置では色ずれが発生しうる。色ずれとは、ある色のトナー画像の画像形成位置と他の色のトナー画像の画像形成位置とが一致せずにずれてしまう現象である。特許文献１は、基準色のトナー画像と対象色のトナー画像とを副走査方向で同一でかつ主走査方向でずれた位置（同位相）に形成することを提案している。基準色のトナー画像と対象色のトナー画像とを中間転写ベルトの回転位相に関して同位相に形成することで、中間転写ベルトを駆動する駆動ローラの速度むらの影響が低減される。

特開２０１７－０９０５９７号公報

特許文献１で提案されている光学センサの検知領域は光学センサの製造公差などに依存したばらつきを有する。製造公差を小さくすれば、検知領域のばらつきが小さくなる。しかし、製造公差を小さくするには、大幅なコストアップを招く。そこで、本発明は、コストアップを抑制しつつ、色ずれを精度よく低減することを目的とする。

本発明は、たとえば、
無端ベルトと、
前記無端ベルトの回転方向において異なる位置に配置された複数の画像形成手段であって、それぞれ異なる色のトナーを用いてトナー画像を前記無端ベルトの表面に形成する複数の画像形成手段と、
前記無端ベルトの表面に形成されるそれぞれ色の異なる複数のテスト画像を検知する検知手段と、
前記検知手段による検知結果に基づき色ずれを補正する補正手段と、を有し、
前記検知手段は、
前記無端ベルトの表面に光を照射する照射手段と、
前記無端ベルトの表面における第一検知領域からの反射光であって正反射光である第一反射光を受光する第一受光手段と、
前記第一検知領域とは異なる前記無端ベルトの表面における第二検知領域からの反射光であって乱反射光である第二反射光を受光する第二受光手段と、を有し、
前記第一検知領域と前記第二検知領域が、前記無端ベルトの回転方向と直交した前記無端ベルトの幅方向において異なる位置となるように、前記検知手段が配置されており、
前記複数のテスト画像はそれぞれ、前記無端ベルトの幅方向に対して傾いた帯状の線分を有し、かつ、前記複数のテスト画像は前記無端ベルトの表面においてそれぞれ重畳しないように形成され、
前記複数のテスト画像における各帯状の線分は前記第一検知領域と前記第二検知領域との両方を跨ぐように形成されることを特徴とする画像形成装置を提供する。

本発明によれば、コストアップを抑制しつつ、色ずれを精度よく低減することが可能となる。

画像形成装置を説明する断面図光学センサを説明する断面図駆動ローラの速度むらと検知タイミングとの関係を説明する図比較例のテスト画像を説明する図実施例１のテスト画像を説明する図ＣＰＵの機能を説明する図色ずれ補正方法を示すフローチャート実施例２のテスト画像を説明する図色ずれ補正方法を示すフローチャート

以下、添付図面を参照して実施形態が詳しく説明される。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明に必須のものとは限らない。実施形態で説明されている複数の特徴のうち二つ以上の特徴が任意に組み合わされてもよい。また、同一または同様の構成には同一の参照番号が付され、重複した説明は省略される。

＜画像形成装置の概要＞
図１が示すように画像形成装置１００はマルチカラー画像を形成するカラーレーザプリンタである。画像形成装置１００は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の現像剤（トナー）を使用するため四つの画像形成部７を有している。画像形成装置１００は、例えば、印刷装置、プリンタ、複写機、複合機（ＭＦＰ）及びファクシミリ装置のいずれであってもよい。以下では、色を区別する必要がない場合には、末尾のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋを省略された参照符号が使用される。画像形成部７は、感光ドラム１、帯電ローラ２、現像ローラ４、現像剤塗布ローラ５、及びトナー容器を有している。

感光ドラム１は矢印Ｂの方向に回転する像担持体である。電源装置３０は帯電電圧（帯電バイアス）、転写電圧（転写バイアス）、および現像電圧（現像バイアス、塗布バイアス）などの高電圧を生成する電源回路を有する。帯電ローラ２は負極性の帯電バイアスを印加され、感光ドラム１の表面を帯電させる。露光部３は、画像情報（画像信号）に基づいて、感光ドラム１にレーザビームを照射して感光ドラム１を露光することで、感光ドラム１上に静電潜像を形成する。現像剤塗布ローラ５は、電源装置３０により塗布バイアスを印加され、トナーを現像ローラ４に塗布する。現像ローラ４は現像バイアスを印加され、トナーを静電潜像に付着させてトナー画像を形成する。中間転写ベルト１２は矢印Ｆの方向に移動（回転）する像担持体である。一次転写ローラ６は、一次転写バイアスを印加され、トナー画像を感光ドラム１から中間転写ベルト１２へ転写する。中間転写ベルト１２は駆動ローラ１０により駆動されて回転し、トナー画像を二次転写ニップ１５へ搬送する。

給送カセット１１はシートＳを収納する収納庫である。給送ローラ９は、給送カセット１１からシートＳを搬送路へ給送する。シートＳは、矢印Ｄにより示される搬送方向に沿って二次転写ニップ１５に搬送される。二次転写ローラ１６は中間転写ベルト１２と協働して二次転写ニップ１５を形成している。電源装置３０は二次転写ローラ１６のローラ軸に二次転写バイアスを印加する。二次転写ローラ１６とは中間転写ベルト１２とがシートＳを挟持しながら搬送することで、トナー画像がシートＳに転写される。

定着器１４はシートＳおよびトナー画像に対して熱と圧力を加えることでトナー画像をシートＳに定着させる。排出ローラ対２０はシートＳを排出トレイ２１に排出する。

制御部２９はＣＰＵ２８や記憶装置３１を有している。ＣＰＵは中央演算処理装置の略称である。ＣＰＵ２８は記憶装置３１のＲＯＭ領域に記憶された制御プログラムを実行することで、画像形成装置１００を制御する。ＣＰＵ２８はメッセージなどを操作部３２の表示装置に表示する。ＣＰＵ２８は操作部３２を通じて入力されるユーザからの指示を受け付ける。

光学センサ８は、中間転写ベルト１２に対向する位置に設けられており、中間転写ベルト１２の表面に形成されたテスト画像を検知する。この検知結果には、テスト画像が光学センサ８の検知領域を通過するタイミングが含まれる。検知結果には、テスト画像の光学濃度などが含まれてもよい。ＣＰＵ２８は、通過タイミングを用いて色ずれ補正を実行したり、濃度情報を用いてトナー画像の濃度を補正したりする。中間転写ベルト１２の表面が移動する方向（回転方向）は、矢印Ｆで示されているが、これは副走査方向と呼ばれてもよい。中間転写ベルト１２の幅方向（奥行方向）は副走査方向と直交しており、主走査方向と呼ばれてもよい。

＜実施例１＞
実施例１では色ずれ補正などのための複数のテスト画像がそれぞれ第一受光素子の検知領域と第二受光素子の検知領域を跨ぐように略同位相で形成される。これにより、中間転写ベルト１２と光学センサ８との間の相対的な位置に関与する製造精度を向上させることなく、色ずれを精度よく低減するこが可能となる。

（キャリブレーション）
キャリブレーションとは、画像形成装置１００の制御パラメータを調整する処理のことである。中間転写ベルト１２の表面にテスト画像を形成するキャリブレーションとしては、たとえば、色ずれ補正と濃度補正とがある。キャリブレーションは画像形成装置１００がシートに画像を形成していないスタンバイ状態で実行される。光学センサ８は中間転写ベルト１２の表面に形成されたテスト画像を検知し、ＣＰＵ２８が検知結果に基づき制御パラメータを調整する。実施例１では、少なくとも二つのテスト画像が主走査方向でずれた位置に形成される。そのため、光学センサ８を構成する第一受光素子と第二受光素子とは、主走査方向でずれた位置に配置される。

（色ずれ補正）
ＣＰＵ２８は露光部３の走査速度が所定の値となり、かつ、露光部３の露光光量が所定の値になるよう露光部３を制御する。ＣＰＵ２８は、露光部３の画像書き出しタイミングを調整することで色ずれを補正する。露光部３が多面鏡タイプの場合、露光部３は画像先端信号を生成してＣＰＵ２８に出力する。ＣＰＵ２８は画像先端信号に同期して一ライン（多面鏡の１面）ごとに露光データ（画像信号）を露光部３に出力する。画像先端信号を出力するタイミングを画像形成部７ごとに数ドット程度の時間分変化させると、それぞれのラインの書き出しタイミングが数ドット程度の時間分変化する。これにより、色ごとの主走査方向での書き出し位置が調整される。さらに、一ライン分だけ書き出しタイミングを遅らせることで、副走査方向において画像全体を一ラインだけシフトすることが可能となる。つまり、ＣＰＵ２８は、一ライン単位で副走査方向での書き出し位置を調整できる。画像形成部７Ｙ－７Ｋ間で露光部３の多面鏡の回転位相差を制御することで副走査方向に一ライン未満の位置合わせも可能となる。露光データのオンオフの基準となるクロック周波数を変えることで、ＣＰＵ２８は主走査倍率を補正できる。このように画像形成部７Ｙ－７Ｋ間の色ずれは、画像形成タイミングや基準クロックを調整することで、補正される。書き出しタイミングの補正量または基準クロックの補正量を決定するために、複数の色間での相対的な色ずれ量を計測することが必要となる。ＣＰＵ２８は、中間転写ベルト１２上に色ごとにテスト画像を形成し、光学センサ８によりテスト画像を検知することで各色間の主走査方向と副走査方向の相対的な色ずれ量を検知する。なお、ＣＰＵ２８は、各色間の相対的な色ずれ量が小さくなるように画像の書き出しタイミングなどを補正する。

（光学センサ）
図２は主走査方向に沿って光学センサ８を切断した断面図である。ＬＥＤ４３は測定対象物であるトナー画像が形成された中間転写ベルト１２に光を照射するための発光素子である。第一受光素子４１は中間転写ベルト１２またはトナー画像からの正反射光を受光するセンサである。第二受光素子４２は中間転写ベルト１２またはトナー画像からの乱反射光を受光するセンサである。第一受光素子４１と第二受光素子４２は主走査方向において隣り合って配置されている。第一受光素子４１はＬＥＤ４３から離れた位置に配置されているが、第二受光素子４２はＬＥＤ４３に対して近い位置に配置されている。ＬＥＤ４３、第一受光素子４１および第二受光素子４２は同一の回路基板４５の表面に実装されている。遮光壁４０は、ＬＥＤ４３と第二受光素子４２との間に設けられている。遮光壁４０はＬＥＤ４３からの第二受光素子４２へ直接的に向かう光を遮光する。第一受光素子４１および第二受光素子４２はそれぞれＬＥＤ４３から発光される光（例：赤外線）の波長に対して感度が高いフォトトランジスタまたはフォトダイオードである。

光学センサ８は中間転写ベルト１２の表面に第一検知領域５１と第二検知領域５２とを有している。図２が示すように、ＬＥＤ４３から出射された光の一部はアパーチャ３５の導光路６０に沿って進み、中間転写ベルト１２の外周面に入射する。中間転写ベルト１２の外周面（第一検知領域５１）で生じた正反射光はアパーチャ３５の導光路６１に沿って進み、第一受光素子４１に入射する。ＬＥＤ４３から出射された光の他の一部は、アパーチャ３５の導光路６２に沿って進み、中間転写ベルト１２の外周面に入射する。中間転写ベルト１２の外周面（第二検知領域５２）で生じた乱反射光はアパーチャ３５の導光路６３に沿って進み、第二受光素子４２に入射する。アパーチャ３５は、正反射光が通過する第一開口と、乱反射光が通過する第二開口と、ＬＥＤ４３から出射された光が通過する第三開口を有している。図２においては、第二開口と第三開口とが一つになっている。

（照射領域と検知領域）
ＬＥＤ４３から照射される光の照射領域５３は破線で示された範囲である。第一検知領域５１は第一受光素子４１が受光できる受光可能領域であり、一点鎖線により示されている。第二検知領域５２は第二受光素子４２が受光できる受光可能領域であり、二点鎖線により示されている。

（テスト画像）
図１が示すように、一次転写ローラ６により中間転写ベルト１２にテスト画像が転写される一次転写位置と、テスト画像を光学センサ８が検知する位置とは異なっている。よって、中間転写ベルト１２に各色のテスト画像が転写される一次転写タイミングと光学センサ８が各色のテスト画像を検知する検知タイミングとの間には時間差が生じる。そのため、各色のテスト画像が中間転写ベルト１２上の理想位置に形成されても、駆動ローラ１０の回転速度むらの影響で各色の検知タイミングＴｓがばらつく。その結果として色ずれ量に誤差が生じる。

図３は駆動ローラ１０の速度むらの周期（回転周期）と各色の検知タイミングＴｓの関係を示している。図３においてＴｓＹ、ＴｓＭ、ＴｓＣ、ＴｓＫはそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの検知タイミングＴｓを示している。各色の検知タイミングＴｓが駆動ローラ１０の回転周期のどこに位置するかに応じて、検知結果に与えるずれ量（誤差）が変化する。したがって、テスト画像が中間転写ベルト１２上の理想位置にあっても、検知タイミングＴｓが速度むらの影響を受け、色ずれ量の検知結果に誤差が生じる。

速度むらに起因した色ずれ量の誤差を低減するためには、基準色のトナー画像と対象色のトナー画像とを中間転写ベルト１２の搬送方向において略同位相に形成することである。略同位相に形成された基準色のトナー画像と対象色のトナー画像とを光学センサ８が検知することで、速度むらの影響が軽減される。

図４（Ａ）は比較例におけるテスト画像の検知タイミングを示す。基準色のテスト画像Ｍ１～Ｍ４と対象色のテスト画像Ｂ、Ｃ、Ｙ、Ｍはそれぞれ略同位相で検知される。そのため、駆動ローラ１０の速度むらにより生じる動的な色ずれ成分が低減される。図４（Ａ）では対象色のテスト画像は、ブラック、シアン、イエロー、マゼンタの順に形成される。対象色のテスト画像に対して基準色のテスト画像は、主走査方向において異なる位置でかつ副走査方向で同じ位置に、形成される。

図４（Ａ）が示すように、基準色のテスト画像Ｍ１～Ｍ４は第二検知領域５２を通過する。対象色のテスト画像Ｂ、Ｃ、Ｙ、Ｍは第一検知領域５１を通過する。第一検知領域５１の中央に引かれた破線と、第二検知領域５２の中央に引かれた破線とはそれぞれＬＥＤ４３から照射された光の中心を示している。この破線とテスト画像とが交わる点が検知タイミングＴｓを示している。グラフ７２は、基準色のテスト画像の検知タイミングを示している。グラフ７２は、基準色のテスト画像Ｍ１～Ｍ４の検知タイミングＴｓＭ１～ＴｓＭ４を示している。グラフ７１は、対象色のテスト画像Ｂ、Ｃ、Ｙ、Ｍの検知タイミングＴｓＢ、ＴｓＣ、ＴｓＹ、ＴｓＭを示している。

第一受光素子４１がブラックのテスト画像Ｋを検知するタイミングで第二受光素子４２がマゼンタのテスト画像Ｍ１を検知する。第一受光素子４１がブラックのテスト画像を検知するタイミングＴｓＫと第二受光素子４２がマゼンタのテスト画像Ｍ１を検知するタイミングＴｓＭ１は一致する。基準色のテスト画像を検知するタイミングと対象色のテスト画像を検知するタイミングが同一であるため、駆動ローラ１０の速度むらにより生じる動的な色ずれ成分が低減される。同様に、第一受光素子４１がシアンのテスト画像Ｃを検知するタイミングで第二受光素子がマゼンタのテスト画像Ｍ２を検知する。第一受光素子４１がイエローのテスト画像Ｙを検知するタイミングで第二受光素子４２がマゼンタのテスト画像Ｍ３を検知する。

図４（Ｂ）は、中間転写ベルト１２に対し、光学センサ８の取付位置が主走査方向にずれたケースを示している。このケースでは、テスト画像に対して、第一検知領域５１と第二検知領域５２とが主走査方向にずれる。その結果、対象色のテスト画像が第二検知領域５２に入り込んでしまう。第二受光素子４２が対象色のテスト画像を検知すると、グラフ７２が示すように、領域ＴｓＬに検知結果が発生してしまう。これは、色ずれ量の検知結果にさらなる誤差をもたらす。

図５（Ａ）は実施例１のテスト画像に関する検知タイミングを示している。第一受光素子４１の第一検知領域５１と第二受光素子４２の第二検知領域５２を跨ぐように複数のテスト画像Ｂ、Ｃ、Ｙ、Ｍが形成される。テスト画像Ｂ、Ｃ、Ｙ、Ｍはそれぞれ略同位相となるように形成される。さらに、テスト画像Ｂ、Ｃ、Ｙ、Ｍは、帯状の線分を有しており、各線分は主走査方向および副走査方向に対して傾いている。テスト画像の角度は光学構成に応じて決定される。ＴｓＣ１ｓは第一受光素子４１がシアンのテスト画像を検知し始めるタイミングである。ＴｓＣ１ｅは第一受光素子４１がシアンのテスト画像を検知し終えるタイミングである。ＴｓＣ２ｓは第二受光素子４２がシアンのテスト画像を検知し始めるタイミングである。ＴｓＣ２ｅは第二受光素子４２がシアンのテスト画像を検知し終えるタイミングである。このように検知タイミングＴｓに付与されているＹＭＣＫは色を示し、１と２は受光素子を示し、ｓとｅは検知開始と検知終了を示している。

図５（Ａ）ではブラック、シアン、イエロー、マゼンタの順にテスト画像が形成され、色ずれのない理想的なケースが示されている。色ずれがないため、第一受光素子４１がブラックのテスト画像を検知するタイミングＴｓＫ１と第二受光素子４２がシアンを検知するタイミングＴｓＣ２は一致する。ＴｓＫ１とＴｓＣ２が同一であるため、駆動ローラ１０の速度むらによりブラックとシアンとの間に生じる動的な色ずれ成分が低減されている。第一受光素子４１がシアンのテスト画像を検知するタイミングＴｓＣ１と第二受光素子４２がイエローを検知するタイミングＴｓＹ２も一致する。第一受光素子４１がイエローのテスト画像を検知するタイミングＴｓＹ１と第二受光素子４２がマゼンタを検知するタイミングＴｓＭ２も一致する。

図５（Ｂ）は中間転写ベルト１２に対して光学センサ８の位置が主走査方向にずれたケースを示している。光学センサ８の位置がずれると、第一検知領域５１を通過するテスト画像の線分の位置と、第二検知領域５２を通過するテスト画像の線分の位置もずれてくる。

しかし、第一検知領域５１と第二検知領域５２を跨ぐようにテスト画像が形成されるため、第一検知領域５１に第二受光素子４２用のテスト画像が入り込まない。そのため、色ずれ量を精度よく検知することが可能となる。

ここでは光学センサ８の位置が主走査方向にずれたケースが紹介された。しかし、テスト画像が主走査方向にずれたケースでも同様の効果が得られる。

（ＣＰＵの機能）
図６はＣＰＵ２８が記憶装置３１に記憶されている制御プログラムを実行することで実現される機能を示している。これらの機能のすべてまたは一部がＡＳＩＣやＦＰＧＡなどのハードウエア回路により実現されてもよい。ＡＳＩＣは特定用途集積回路の略称である。ＦＰＧＡはフィールドプログラマブルゲートアレイの略称である。

画像生成部６０１はテスト画像を生成するための画像信号を生成し、露光部３に供給する。テスト画像の画像データは記憶装置３１に予め記憶されていてもよい。点灯制御部６０２はＬＥＤ４３の点灯と消灯とを制御する。ＡＤ変換部６０３ａは第一受光素子４１が出力するアナログの検知結果をデジタル値に変換する。ＡＤ変換部６０３ｂは第二受光素子４２が出力するアナログの検知結果をデジタル値に変換する。タイミング演算部６０４は、第一受光素子４１の検知結果（デジタル値）に基づき検知タイミングＴｓを演算する。タイミング演算部６０４は、第二受光素子４２の検知結果（デジタル値）に基づき検知タイミングＴｓを演算する。色ずれ量取得部６０５は、基準色の検知タイミングＴｓと対象色の検知タイミングＴｓとに基づき基準色と対象色との間の色ずれ量を取得する。色ずれ補正部６０６は、基準色と対象色との間の色ずれ量に基づき対象色の画像書き出しタイミングを調整することで色ずれを補正する。判定部６０７は光学センサ８がテスト画像を検知したかどうか、および、すべてのテスト画像が検知されたかどうかを判定する。差分部６１１と修正部６１２はオプションであり、実施例２で説明される。

（フローチャート）
図７はＣＰＵ２８が制御プログラムにしたがって実行する色ずれ補正方法を示すフローチャートである。ＣＰＵ２８は、色ずれ補正の開始条件が満たされると、色ずれ補正方法を開始する。開始条件は、たとえば、累積の画像形成枚数が所定枚数に到達したこと、または、ユーザにより色ずれ補正を指示されたことなどであってもよい。

Ｓ７０１でＣＰＵ２８（画像生成部６０１）はテスト画像の画像信号を露光部３に出力し、画像形成部７Ｙ～７Ｋにテスト画像Ｂ、Ｃ、Ｙ、Ｍを中間転写ベルト１２の表面に形成させる。点灯制御部６０２はＬＥＤ４３を点灯する。

Ｓ７０２でＣＰＵ２８（判定部６０７）はＡＤ変換部６０３ａ、６０３ｂから出力される光学センサ８の検知結果に基づきいずれかのテスト画像が検知されたかどうかを判定する。たとえば、グラフ７１、７２が示すように、テスト画像が検知されると検知電圧が上昇すると仮定する。ＣＰＵ２８は検知電圧が閾値を超えると、光学センサ８がテスト画像を検知したと判定する。これは、テスト画像が第一検知領域５１に進入したか、または、テスト画像が第二検知領域５２に進入したことを示唆している。図５（Ａ）に示されたテスト画像が採用されている場合、第一受光素子４１が最初にテスト画像を検知することになる。いずれかのテスト画像が検知されると、ＣＰＵ２８はＳ７０３に進む。テスト画像が検知されていなければ、ＣＰＵ２８はＳ７０２に戻る。

Ｓ７０３でＣＰＵ２８（タイミング演算部６０４）は、ＡＤ変換部６０３ａから出力される第一受光素子４１の検知結果に基づき対象色のテスト画像の検知タイミングを求める。ＣＰＵ２８は、ＡＤ変換部６０３ｂから出力される第二受光素子４２の検知結果に基づき基準色のテスト画像の検知タイミングを求める。たとえば、テスト画像が検知され始めたタイミングからテスト画像が検知されなくなったタイミングまでの中心となるタイミングが検知タイミングＴｓとして演算されてもよい。このように、基準色と対象色とのペアについて検知タイミングＴｓが求められ、一旦、記憶装置３１に記憶される。

Ｓ７０４でＣＰＵ２８（判定部６０７）は、光学センサ８の検知結果またはタイミング演算部６０４の演算結果に基づきすべてのテスト画像が検知されたかを判定する。たとえば、第一受光素子４１が五つのテスト画像を検知し、かつ、第二受光素子４２も五つのテスト画像を検知していれば、判定部６０７は、すべてのテスト画像が検知されたと判定する。タイミング演算部６０４が色ずれ補正に必要となるすべての検知タイミングＴｓを取得した場合、ＣＰＵ２８は、すべてのテスト画像が検知されたと判定してもよい。すべてのテスト画像が検知されていなければ、ＣＰＵ２８はＳ７０２に戻る。すべてのテスト画像が検知されていれば、ＣＰＵ２８はＳ７０５に進む。なお、図５（Ａ）が示すように、第一受光素子４１によるテスト画像Ｍの検知結果と、第二受光素子４２によるテスト画像Ｂの検知結果は色ずれ補正に使用されない。よって、これらは検知されないか、または、これらの検知結果は破棄される。

Ｓ７０５でＣＰＵ２８（色ずれ量取得部６０５）は、基準色と対象色とのペアについてそれぞれの検知タイミングＴｓを記憶装置３１から読み出して色ずれ量を演算する。たとえば、色ずれ量は、基準色の検知タイミングＴｓと対象色の検知タイミングＴｓとの差分として求められてもよい。色ずれ量は、色ずれの補正量として記憶装置３１に記憶される。

Ｓ７０６でＣＰＵ２８（色ずれ補正部６０６）は色ずれ量に基づき対象色の書き出しタイミングを補正する。これにより、色ずれが低減される。

実施例１によれば、各テスト画像が第一検知領域５１と第二検知領域５２を跨ぐように中間転写ベルト１２の表面に形成される。そのため、基準色のテスト画像と、対象色のテスト画像とが同時に第一検知領域５１と第二検知領域５２に進入しないようになる。これにより、コストアップを抑制しつつ、色ずれ補正の精度が向上するようになろう。

［実施例２］
第一受光素子４１の検知タイミングＴｓと第二受光素子４２の検知タイミングＴｓを一致させるために、各受光素子は副走査方向において同位相に配置される。しかし、第一受光素子４１の副走査方向における位置と第二受光素子４２の副走査方向における位置とがそれぞれ理想位置からずれることがある。これは、回路基板４５上における受光素子の実装ばらつき、光学センサ８の配置の公差が原因である。同様に第一検知領域５１の副走査方向における位置と第二検知領域５２の副走査方向における位置とがそれぞれ理想位置からずれることがある。実施例１では、これらの位置が理想位置にあることを前提としているため、検知タイミングＴｓが誤差を含んでしまう。そこで、実施例２では、受光素子または検知領域についての副走査方向における配置位置のずれに応じて、検知タイミングＴｓを修正する。

図８（Ａ）は実施例２におけるテスト画像とその検知タイミングを示している。図５（Ａ）と比較して図８（Ａ）では第一検知領域５１と第二検知領域５２を跨ぐように配置されたマゼンタのテスト画像Ｍ２が追加されている。マゼンタのテスト画像Ｍ１を第一受光素子４１が検知するタイミングＴｓＭ１１とマゼンタのテスト画像Ｍ２を第二受光素子４２が検知するタイミングＴｓＭ２２は一致するよう形成される。ここでは、第一受光素子４１と第二受光素子４２とがそれぞれ理想的な位置に配置され、第一検知領域５１と第二検知領域５２もそれぞれ理想的な位置に配置されていることが前提とされている。

追加されるテスト画像の色と位置は一例に過ぎない。第一受光素子４１と第二受光素子４２とが同一のタイミングで同色の二つのテスト画像を検知できればよい。たとえば、テスト画像Ｂ、テスト画像Ｃ１、テスト画像Ｃ２、テスト画像Ｙ、テスト画像Ｍというように、シアンの二つのテスト画像が隣接して形成されてもよい。

図８（Ｂ）は第一受光素子４１の副走査方向における位置と第二受光素子４２の副走査方向における位置とがそれぞれ理想位置からずれているケースを示している。Δｔは、このずれに起因したタイミング差を示している。グラフ７１、７２が示すように、テスト画像Ｍ１の検知タイミングＴｓＭ１１とテスト画像Ｍ２の検知タイミングＴｓＭ２２が一致しない。検知タイミングＴｓＭ１１と検知タイミングＴｓＭ２２と間の差Δｔが誤差となる。

図９はＣＰＵ２８が制御プログラムにしたがって実行する色ずれ補正方法を示すフローチャートである。図７と比較して図９で異なる点は、Ｓ７０４とＳ７０５との間にＳ９０１とＳ９０２が追加されている点である。また、Ｓ７０１ではタイミング差を求めるためのテスト画像Ｍ２も中間転写ベルト１２の表面に形成される。Ｓ７０３ではテスト画像Ｍ１の検知タイミングＴｓＭ１１に加え、テスト画像Ｍ２の検知タイミングＴｓＭ２２が取得される。

Ｓ９０１でＣＰＵ２８（差分部６１１）は、テスト画像Ｍ１の検知タイミングＴｓＭ１１とテスト画像Ｍ２の検知タイミングＴｓＭ２２との差分を、タイミング差Δｔとして求める。

Ｓ９０２でＣＰＵ２８（修正部６１２）は、第一受光素子４１の検知タイミングまたは第二受光素子４２の検知タイミングを、タイミング差Δｔに基づき修正する。たとえば、第一受光素子４１の検知タイミングＴｓＹ１～ＴｓＫ１にタイミング差Δｔが加算されるか、または、第二受光素子４２の検知タイミングＴｓＭ２１～ＴｓＣ２からタイミング差Δｔが減算される。その後、Ｓ７０５で修正された検知タイミングを用いて色ずれ量が演算される。Ｓ７０６で色ずれ補正が実行される。

このように、第一受光素子４１と第二受光素子４２の副走査方向における配置位置のずれ、または、第一検知領域５１と第二検知領域５２の副走査方向における配置位置のずれに起因した誤差の影響が低減される。よって、実施例２では、実施例１よりもさらにより精度良く色ずれ補正が可能となる。なお、トナー消費量を削減するために、検知タイミングの修正の頻度は、色ずれ補正の頻度と比較して少なくてもよい。

＜まとめ＞
［観点１］
中間転写ベルト１２は無端ベルトの一例である。画像形成部７Ｙ～７Ｋは無端ベルトの回転方向において異なる位置に配置された複数の画像形成手段の一例である。画像形成部７Ｙ～７Ｋは、それぞれ異なる色のトナーを用いてトナー画像を無端ベルトの表面に形成する。光学センサ８は、無端ベルトの表面に形成されるそれぞれ色の異なる複数のテスト画像を検知する検知手段として機能する。ＣＰＵ２８は検知手段による検知結果に基づき色ずれを補正する補正手段として機能する。ＬＥＤ４３は、無端ベルトの表面およびトナー画像に光を照射する照射手段として機能する。第一受光素子４１は無端ベルトの表面における第一検知領域５１からの第一反射光を受光する第一受光手段として機能する。第二受光素子４２は第一検知領域とは異なる無端ベルトの表面における第二検知領域からの第二反射光を受光する第二受光手段として機能する。光学センサ８は、第一検知領域５１と第二検知領域５２が、無端ベルトの回転方向と直交した無端ベルトの幅方向において異なる位置となるように、配置されている。図５（Ａ）などが示すように、複数のテスト画像はそれぞれ、無端ベルトの幅方向に対して傾いた帯状の線分を有している。複数のテスト画像は無端ベルトの表面においてそれぞれ重畳しないように形成される。図５（Ａ）によれば、テスト画像Ｂの線分の一部と、テスト画像Ｃの線分の一部とが同位相（同じ副走査位置）に形成される。同様に、テスト画像Ｃの線分の一部と、テスト画像Ｙの線分の一部とが同位相（同じ副走査位置）に形成される。テスト画像Ｙの線分の一部と、テスト画像Ｍの線分の一部とが同位相（同じ副走査位置）に形成される。複数のテスト画像における各帯状の線分は第一検知領域５１と第二検知領域５２との両方を跨ぐように形成される。これにより、コストアップを抑制しつつ、色ずれを精度よく低減することが可能となる。

［観点２］
図５（Ａ）および図８（Ａ）などが示すように、複数のテスト画像における各帯状の線分は平行に形成されていてもよい。

［観点３］
図５（Ａ）および図８（Ａ）などが示すように、複数のテスト画像は次のように形成されてもよい。第一の色のトナーで形成された第一テスト画像に含まれる帯状の線分と、第二の色のトナーで形成された第二テスト画像に含まれる帯状の線分とは、無端ベルトの回転位相において同位相となるように、無端ベルトの表面に形成されうる。第二の色のトナーで形成された第二テスト画像に含まれる帯状の線分と、第三の色のトナーで形成された第三テスト画像に含まれる帯状の線分とは、無端ベルトの回転位相において同位相となるように、無端ベルトの表面に形成されうる。第三の色のトナーで形成された第三テスト画像に含まれる帯状の線分と、第四の色のトナーで形成された第四テスト画像に含まれる帯状の線分とは、無端ベルトの回転位相において同位相となるように、無端ベルトの表面に形成されうる。

［観点４］
実施例２で説明されたように、第四テスト画像と第五テスト画像はそれぞれ第四の色のトナーで形成される。第四テスト画像に含まれる帯状の線分と第五テスト画像に含まれる帯状の線分とは、無端ベルトの回転位相において同位相となるように、無端ベルトの表面に形成される。差分部６１１は、第四テスト画像に含まれる帯状の線分が第一検知領域を通過するタイミングと、第五テスト画像に含まれる帯状の線分が第二検知領域を通過するタイミングとの差分を取得する。修正部６１２は差分手段により取得された差分を用いて第一受光手段または第二受光手段による検知結果を修正してもよい。これにより、二つの受光素子または二つの検知領域が副走査方向においてずれて配置されても、精度よく検知タイミングが得られるようになる。

［観点５］
図８（Ａ）が示すように、差分（例：Δｔ）は、無端ベルトの回転方向における第一受光手段が配置された位置と第二受光手段が配置された位置とのずれ量に相当する時間である。

［観点６～９］
図２が示すように、照射手段、第一受光手段および第二受光手段はそれぞれ同一の基板上に配置されていてもよい。検知手段は、照射手段、第一受光手段および第二受光手段を収容するハウジング（例：アパーチャ３５）を有していてもよい。図２が示すように、ハウジングは、第一検知領域から第一受光手段へ向かう第一反射光が通過する第一開口と、第二検知領域から第二受光手段へ向かう第二反射光が通過する第二開口と、照射手段から無端ベルトに向かう光が通過する第三開口を有しうる。図２が示すように、第二開口と第三開口とは一つの開口を形成していてもよい。図２が示すように、照射手段と、第二受光手段との間には遮光部材（例：遮光壁４０）が設けられていてもよい。これにより、精度よく反射光が受光されるようになろう。

［観点１０、１１］
第一反射光は正反射光であり、第二反射光は乱反射光であってもよい。第一反射光は乱反射光であり、第二反射光は正反射光であってもよい。これにより、単一の発光素子を用いて光学センサ８を実現できるようになろう。

［観点１２］
光学センサ８は、無端ベルトの表面に形成されるそれぞれ色の異なる複数のテスト画像の通過タイミングを検知する検知手段として機能してもよい。ＣＰＵ２８は検知手段による検知結果に基づき複数の画像形成手段のそれぞれのトナー画像の書き出しタイミングを調整することで色ずれを補正する補正手段として機能してもよい。さらに、複数のテスト画像のうちそれぞれペアをなす二つのテスト画像は無端ベルトの回転位相において同位相となるように形成されてもよい。複数の画像形成手段のうち一方のテスト画像と他方のテスト画像とが色ずれ補正のペアとなる。ＣＰＵ２８は、ずれ量に基づき、一方のテスト画像を形成した画像形成手段のトナー画像の書き出しタイミングに対する、他方のテスト画像を形成した画像形成手段のトナー画像の書き出しタイミングを調整する。ここで、ずれ量とは、複数のテスト画像のうちそれぞれペアをなす二つのテスト画像のうち一方のテスト画像の検知結果と他方のテスト画像の検知結果との時間的なずれ量である。

［観点１３］
画像形成部７Ｋ、７Ｃ、７Ｙは第一の色のトナーを用いてトナー画像を無端ベルトの表面に形成する第一画像形成手段として機能する。画像形成部７Ｃ、７Ｙ、７Ｍは無端ベルトの回転方向において第一画像形成手段とは異なる位置に配置され、第二の色のトナーを用いてトナー画像を無端ベルトの表面に形成する第二画像形成手段として機能する。光学センサ８は第一画像形成手段により形成された第一テスト画像の通過タイミングと、第二画像形成手段により形成された第二テスト画像の通過タイミングとを検知する。ＣＰＵ２８は検知結果に基づき第一画像形成手段のトナー画像の書き出しタイミングに対する第二画像形成手段のトナー画像の書き出しタイミングを調整する。これにより、ＣＰＵ２８は、第一画像形成手段のトナー画像と第二画像形成手段のトナー画像との間の画像形成位置のずれである色ずれを補正する。第一テスト画像と第二テスト画像はそれぞれ、無端ベルトの幅方向に対して傾いた帯状の線分を有している。第一テスト画像と第二テスト画像は無端ベルトの表面においてそれぞれ重畳しないように形成される。第一テスト画像のうち第一検知領域を通過する線分と第二テスト画像のうち第二検知領域を通過する線分は無端ベルトの回転位相において同位相となるように形成される。第一テスト画像における帯状の線分と、第二テスト画像における帯状の線分はそれぞれ第一検知領域と第二検知領域との両方を跨ぐように形成される。

発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項が添付される。

７：画像形成部、８：光学センサ、１２：中間転写ベルト、２８：ＣＰＵ

Claims

無端ベルトと、
前記無端ベルトの回転方向において異なる位置に配置された複数の画像形成手段であって、それぞれ異なる色のトナーを用いてトナー画像を前記無端ベルトの表面に形成する複数の画像形成手段と、
前記無端ベルトの表面に形成されるそれぞれ色の異なる複数のテスト画像を検知する検知手段と、
前記検知手段による検知結果に基づき色ずれを補正する補正手段と、を有し、
前記検知手段は、
前記無端ベルトの表面に光を照射する照射手段と、
前記無端ベルトの表面における第一検知領域からの反射光であって正反射光である第一反射光を受光する第一受光手段と、
前記第一検知領域とは異なる前記無端ベルトの表面における第二検知領域からの反射光であって乱反射光である第二反射光を受光する第二受光手段と、を有し、
前記第一検知領域と前記第二検知領域が、前記無端ベルトの回転方向と直交した前記無端ベルトの幅方向において異なる位置となるように、前記検知手段が配置されており、
前記複数のテスト画像はそれぞれ、前記無端ベルトの幅方向に対して傾いた帯状の線分を有し、かつ、前記複数のテスト画像は前記無端ベルトの表面においてそれぞれ重畳しないように形成され、
前記複数のテスト画像における各帯状の線分は前記第一検知領域と前記第二検知領域との両方を跨ぐように形成されることを特徴とする画像形成装置。
無端ベルトと、
前記無端ベルトの回転方向において異なる位置に配置された複数の画像形成手段であって、それぞれ異なる色のトナーを用いてトナー画像を前記無端ベルトの表面に形成する複数の画像形成手段と、
前記無端ベルトの表面に形成されるそれぞれ色の異なる複数のテスト画像を検知する検知手段と、
前記検知手段による検知結果に基づき色ずれを補正する補正手段と、を有し、
前記検知手段は、
前記無端ベルトの表面に光を照射する照射手段と、
前記照射手段と同一の基板上に配置され、前記無端ベルトの表面における第一検知領域からの第一反射光を受光する第一受光手段と、
前記照射手段および前記第一受光手段と同一の基板上に配置され、前記第一検知領域とは異なる前記無端ベルトの表面における第二検知領域からの第二反射光を受光する第二受光手段と、を有し、
前記第一検知領域と前記第二検知領域が、前記無端ベルトの回転方向と直交した前記無端ベルトの幅方向において異なる位置となるように、前記検知手段が配置されており、
前記複数のテスト画像はそれぞれ、前記無端ベルトの幅方向に対して傾いた帯状の線分を有し、かつ、前記複数のテスト画像は前記無端ベルトの表面においてそれぞれ重畳しないように形成され、
前記複数のテスト画像における各帯状の線分は前記第一検知領域と前記第二検知領域との両方を跨ぐように形成されることを特徴とする画像形成装置。
前記複数のテスト画像における各帯状の線分は平行に形成され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。
前記複数のテスト画像のうち、第一の色のトナーで形成された第一テスト画像に含まれる帯状の線分と、第二の色のトナーで形成された第二テスト画像に含まれる帯状の線分とは、前記無端ベルトの回転位相において同位相となるように、前記無端ベルトの表面に形成され、
前記複数のテスト画像のうち、前記第二の色のトナーで形成された前記第二テスト画像に含まれる帯状の線分と、第三の色のトナーで形成された第三テスト画像に含まれる帯状の線分とは、前記無端ベルトの回転位相において同位相となるように、前記無端ベルトの表面に形成され、
前記複数のテスト画像のうち、前記第三の色のトナーで形成された前記第三テスト画像に含まれる帯状の線分と、第四の色のトナーで形成された第四テスト画像に含まれる帯状の線分とは、前記無端ベルトの回転位相において同位相となるように、前記無端ベルトの表面に形成されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
前記複数のテスト画像のうち、前記第四の色のトナーで形成された前記第四テスト画像に含まれる帯状の線分と、前記第四の色のトナーで形成された第五テスト画像に含まれる帯状の線分とは、前記無端ベルトの回転位相において同位相となるように、前記無端ベルトの表面に形成され、
前記画像形成装置は、
前記第四テスト画像に含まれる帯状の線分が前記第一検知領域を通過するタイミングと、前記第五テスト画像に含まれる帯状の線分が前記第二検知領域を通過する通過タイミングとの差分を取得する差分手段と、
前記差分手段により取得された差分を用いて前記第二受光手段による検知結果を修正する修正手段と
を有することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
前記差分は、前記無端ベルトの回転方向における前記第一受光手段が配置された位置と前記第二受光手段が配置された位置とのずれ量に相当する時間であることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
前記検知手段は、前記照射手段、前記第一受光手段および前記第二受光手段を収容するハウジングを有し、
前記ハウジングは、
前記第一検知領域から前記第一受光手段へ向かう前記第一反射光が通過する第一開口と、
前記第二検知領域から前記第二受光手段へ向かう前記第二反射光が通過する第二開口と、
前記照射手段から前記無端ベルトに向かう光が通過する第三開口と、を有していることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
前記第二開口と前記第三開口とは一つの開口を形成していることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
前記照射手段と、前記第二受光手段との間には遮光部材が設けられていることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
前記第一反射光は乱反射光であり、
前記第二反射光は正反射光であることを特徴とする請求項２または７に記載の画像形成装置。
前記検知手段は、前記無端ベルトの表面に形成されるそれぞれ色の異なる複数のテスト画像の通過タイミングを検知するように構成されており、前記補正手段は、前記検知手段による検知結果に基づき前記複数の画像形成手段のそれぞれのトナー画像の書き出しタイミングを調整することで色ずれを補正するように構成されており、前記複数のテスト画像のうちそれぞれペアをなす二つのテスト画像は前記無端ベルトの回転位相において同位相となるように形成され、前記補正手段は、前記複数のテスト画像のうちそれぞれペアをなす前記二つのテスト画像のうち一方のテスト画像の検知結果と他方のテスト画像の検知結果との時間的なずれ量に基づき、前記複数の画像形成手段のうち前記一方のテスト画像を形成した画像形成手段のトナー画像の書き出しタイミングに対する、前記複数の画像形成手段のうち前記他方のテスト画像を形成した画像形成手段のトナー画像の書き出しタイミングを調整することを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか一項に記載の画像形成装置。
無端ベルトと、
第一の色のトナーを用いてトナー画像を前記無端ベルトの表面に形成する第一画像形成手段と、
前記無端ベルトの回転方向において前記第一画像形成手段とは異なる位置に配置され、第二の色のトナーを用いてトナー画像を前記無端ベルトの表面に形成する第二画像形成手段と、
前記第一画像形成手段により形成された第一テスト画像と、前記第二画像形成手段により形成された第二テスト画像とを検知する検知手段と、
前記検知手段による検知結果に基づき色ずれを補正する補正手段と、を有し、
前記検知手段は、
前記無端ベルトの表面に光を照射する照射手段と、
前記無端ベルトの表面における第一検知領域からの反射光であって正反射光である第一反射光を受光する第一受光手段と、
前記第一検知領域とは異なる、前記無端ベルトの表面における第二検知領域からの反射光であって乱反射光である第二反射光を受光する第二受光手段と、を有し、
前記第一検知領域と前記第二検知領域が、前記無端ベルトの回転方向と直交した前記無端ベルトの幅方向において異なる位置となるように、前記検知手段が配置されており、
前記第一テスト画像と前記第二テスト画像はそれぞれ、前記無端ベルトの幅方向に対して傾いた帯状の線分を有し、かつ、前記第一テスト画像と前記第二テスト画像は前記無端ベルトの表面においてそれぞれ重畳しないように形成され、
前記第一テスト画像における帯状の線分と、前記第二テスト画像における帯状の線分はそれぞれ前記第一検知領域と前記第二検知領域との両方を跨ぐように形成されることを特徴とする画像形成装置。
無端ベルトと、
第一の色のトナーを用いてトナー画像を前記無端ベルトの表面に形成する第一画像形成手段と、
前記無端ベルトの回転方向において前記第一画像形成手段とは異なる位置に配置され、第二の色のトナーを用いてトナー画像を前記無端ベルトの表面に形成する第二画像形成手段と、
前記第一画像形成手段により形成された第一テスト画像と、前記第二画像形成手段により形成された第二テスト画像とを検知する検知手段と、
前記検知手段による検知結果に基づき色ずれを補正する補正手段と、を有し、
前記検知手段は、
前記無端ベルトの表面に光を照射する照射手段と、
前記照射手段と同一の基板上に配置され、前記無端ベルトの表面における第一検知領域からの第一反射光を受光する第一受光手段と、
前記照射手段および前記第一受光手段と同一の基板上に配置され、前記第一検知領域とは異なる、前記無端ベルトの表面における第二検知領域からの第二反射光を受光する第二受光手段と、を有し、
前記第一検知領域と前記第二検知領域が、前記無端ベルトの回転方向と直交した前記無端ベルトの幅方向において異なる位置となるように、前記検知手段が配置されており、
前記第一テスト画像と前記第二テスト画像はそれぞれ、前記無端ベルトの幅方向に対して傾いた帯状の線分を有し、かつ、前記第一テスト画像と前記第二テスト画像は前記無端ベルトの表面においてそれぞれ重畳しないように形成され、
前記第一テスト画像における帯状の線分と、前記第二テスト画像における帯状の線分はそれぞれ前記第一検知領域と前記第二検知領域との両方を跨ぐように形成されることを特徴とする画像形成装置。