光量調整装置、色ずれ量検出装置及び画像形成装置
【課題】パターン形成、出力読み取りの処理１回で調整できるようにする。
【解決手段】光量調整パターン印刷部１０３が書き込みユニット１６に光量調整パターン印刷を指示し、書き込みユニット１６によって光量調整パターンを転写ベルト１８上に印刷し（ステップＳ１０１）、センサ４０Ｆ，４０Ｃ，４０Ｒがパターンからの反射光量を検出し、光量設定値算出部１０２がセンサ４０Ｆ，４０Ｃ，４０Ｒの出力を読み取って（ステップＳ１０２）、光量調整値を算出し（ステップＳ１０３）、これに基づいて光量設定部１０１が印字の際の光量を設定する。これにより１回の処理で光量調整値の算出が可能となり、光量調整が行える。
【解決手段】光量調整パターン印刷部１０３が書き込みユニット１６に光量調整パターン印刷を指示し、書き込みユニット１６によって光量調整パターンを転写ベルト１８上に印刷し（ステップＳ１０１）、センサ４０Ｆ，４０Ｃ，４０Ｒがパターンからの反射光量を検出し、光量設定値算出部１０２がセンサ４０Ｆ，４０Ｃ，４０Ｒの出力を読み取って（ステップＳ１０２）、光量調整値を算出し（ステップＳ１０３）、これに基づいて光量設定部１０１が印字の際の光量を設定する。これにより１回の処理で光量調整値の算出が可能となり、光量調整が行える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力される画像信号に応じて半導体レーザを点灯制御して光書き込みを行う複写機、プリンタ、ＦＡＸ、印刷機（全てカラーも含む）等の画像形成装置に係り、特に、画像形成装置のカラー画像を形成する際の位置ずれ量検出技術及び光量調整技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
カラー画像形成装置では、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラック各色の出力画像における色ずれをなくすことは画像品質向上のために重要であり、特に、書き込み光学系と画像担持体を各色毎に１セット持つ４連タンデム方式の場合、各色の画像がそれぞれ異なる光学系、画像担持体で形成されるため、色ずれは重要な課題となる。これを補正する手法として、転写ベルトなどに位置ずれ検出用のパターンを書き込み、前記パターンをセンサで読んでずれ量を検出し、書き込みタイミングや光学系補正手段で補正することが一般に行われている。
【０００３】
このような従来技術として、例えば特許文献１に開示された発明が公知である。この発明は、 搬送体の表面状態に左右されることなく、かつ、搬送体の転写面色に左右されることなく、僅かな光量で搬送体に転写される各色ずれパターンと搬送体自体との反射率の差異を検知して色ずれを補正することを目的とし、正反射光学系となる光センサにより検知される搬送ベルトの下地反射状態に基づき一連の色ずれ検知パターン像を正反射光学系を介して読み取るための基準電圧を可変設定し、該基準電圧と光センサから出力される出力信号とを比較してコントロールユニットがパルス信号を生成し、該生成されるパルス信号に基づき各色画像間の色ずれ量を演算し、該演算された色ずれ量に基づいて、基準色以外の各画像形成ステーションによる画像の位置を補正制御するように構成されている。
【０００４】
なお、関連する技術として、特許文献２ないし４に開示された発明も公知である。
【特許文献１】特開２００１−３１８５０１公報
【特許文献２】特開２００３−２２８２１６公報
【特許文献３】特開２００３−０９８７９５公報
【特許文献４】特開２００３−２８０３１７公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、前記特許文献１に開示された発明では、色ずれ検知パターンの出力を光量検知手段で必ず読む工程があるため、色ずれ検知を行う前にパターン照射する発光光量を所望のレベルに調整しておく必要がある。
【０００６】
すなわち前記従来技術では、光量調整においては光量の設定値を変更してはパターンの出力を読むことを複数回繰り返し、所望の目標値の出力を得られる光量設定値を求めていた。このために調整に時間がかかることは否めなかった。
【０００７】
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、パターン形成、出力読み取りの処理を最小限の回数で実施し、光量調整及び色ずれ量の検出ができるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するため、第１の手段は、画像担持体にパターンを形成する手段と、発光素子と受光素子を含み、前記形成されたパターンからの反射光の光量を検出する手段と、前記発光素子の現在の設定光量で前記パターンからの反射光の光量を一度検出し、その検出結果から目標出力電圧を算出する手段と、前記算出する手段によって算出された目標出力電圧から印字する際の光量を設定する手段とを備えた光量調整装置を特徴とする。
【０００９】
第２の手段は、第１の手段において、前記パターンが光量調整用パターンであることを特徴とする。
【００１０】
第３の手段は、第１または第２の手段において、前記算出する手段は、前記光量を設定する手段によって設定された光量と前記検出する手段の出力との関係を示す直線のＸ切片（直線上で検知手段の出力の値が０となる点の発光手段への光量設定値、０の場合を含む）を予め求めておき、一度検出した前記パターンの出力値を通る直線から目標の出力電圧となる光量設定値を得ることを特徴とする。
【００１１】
第４の手段は、第１ないし第３のいずれかの手段において、前記パターンは前記検出する手段のスポット径より主走査方向の幅寸法が大きいことを特徴とする。
【００１２】
第５の手段は、第１ないし第４のいずれかの手段において、前記パターンはハーフトーンのパターンから形成されていることを特徴とする。
【００１３】
第６の手段は、第１、第３、第４及び第５のいずれかの手段において、前記パターンが色ずれ検知に使用するトリガーパッチからなり、当該トリガーパッチが予め設定された１つの色で形成され、前記光量を設定する手段は、前記１つの色の出力レベルを目標値に設定することを特徴とする。
【００１４】
第７の手段は、第１ないし第５のいずれかの手段において、前記パターンがマゼンタ、シアン、イエローの３色について形成され、前記光量を設定する手段は、その内の検出レベルの最も高い色の出力が目標値となるように調整することを特徴とする。
【００１５】
第８の手段は、第１ないし第７のいずれかの手段に係る光量調整装置によって光量を調整した後、色ずれ量を検出する色ずれ量検出手段を備えた色ずれ量検出装置を特徴とする。
【００１６】
第９の手段は、第８の手段において、前記色ずれ量検出手段が、色ずれ検知用パターンを前記光量を検出する手段によって検出された光量に基づいて色ずれ量を検出することを特徴とする。
【００１７】
第１０の手段は、第９の手段において、前記色ずれ検知用パターンが、主走査方向に３個以上形成された前記光量を検出する手段の検知幅より大寸のトリガパターンと、これらのトリガパターンに対して副走査方向に列状に形成されたマゼンタ、シアン、イエローの３色のパターン群、及びこれらの３色のパターン群のそれぞれに対して主走査方向に所定間隔で隣接して形成されたブラックのパターンとからなることを特徴とする。
【００１８】
第１１の手段は、第１０の手段において、前記光量を検出する手段が主走査方向に３個以上設けられ、前記光量を検出する手段により前記色ずれ検知用パターンを検出する場合、中央の列のパターンでトリガをかけることを特徴とする。
【００１９】
第１２の手段は、第１１の手段において、前記光量を設定する手段は、光量を設定する際、前記トリガをかけないパターンの列について前記トリガをかけるパターンの列と同一または異なる目標値を設定することを特徴とする。
【００２０】
第１３の手段は、第１ないし第７のいずれかの手段に係る光量調整装置を画像形成装置が備えていることを特徴とする。
【００２１】
第１４の手段は、第８ないし第１２のいずれかの手段に係る色ずれ量検出装置を画像形成装置が備えていることを特徴とする。
【００２２】
なお、後述の実施形態において、画像担持体は感光体ドラム１４Ｋ、１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙに、画像担持体にパターンを形成する手段は書き込みユニット１６、作像ユニット１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ、現像ユニット１３Ｋ、１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙ及び転写ベルト１８に、光量を検出する手段はセンサ４０に、目標出力電圧を算出する手段は光量設定値算出部１０２に、光量を設定する手段は光量設定部１０１に、光量調整用パターンは符号４５に、トリガーパッチは符号４８に、色ずれ検知用パターンが主走査色ずれ検知用パターン４６及び副走査色ずれ検知用パターン４７に、色ずれ量検出手段が位置ずれ量算出部１１２にそれぞれ対応する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、パターン形成、出力読み取りの処理１回で調整できるようにすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
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。
図１は、本発明の実施形態に係るカラー画像形成装置の概略構成図である。このカラー画像形成装置は、１つの手差しトレイ３６、２つの給紙カセット３４（第１給紙トレイ）、３４（第２給紙トレイ）の３つの給紙トレイを持ち、手差しトレイ３６より給紙された転写紙は給紙コロ３７により直接レジストローラ２３へ、また第１及び第２給紙トレイ３４から給紙された転写紙は、給紙コロ３５により中間ローラ３９を経て、レジストローラ２３に搬送され、感光体上に作像された画像が転写紙の先端にほぼ一致するタイミングでレジストクラッチ（不図示）がＯＮされ、転写ベルト１８へと搬送され、この転写ベルト１８とこれに当接した紙吸着ローラ４１とで構成される紙吸着ニップ通過する際、吸着ローラ４１に印加されたバイアスにより転写ベルト１８に吸着され、所定のプロセス線速で搬送される。
【００２５】
次に、転写ベルト１８に吸着された転写紙には、転写ベルト１８をはさんで各色の感光体ドラム１４Ｋ、１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙと対向した位置に配置された転写ブラシ２１Ｋ、２１Ｃ、２１Ｍ、２１Ｙにトナーの帯電極性（マイナス）と逆極性の転写バイアス（プラス）が印加されることにより、各感光体ドラム１４Ｋ、１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙに作像された各色のトナー像がＹｅｌｌｏｗ→Ｍａｇｅｎｔａ→Ｃｙａｎ→Ｂｋの順で転写される。
【００２６】
この各色の転写工程を経た転写紙は、転写ベルトユニットの駆動ローラ１９で転写ベルト１８から曲率分離され、定着部２４に搬送され、定着ベルト２５と加圧ローラ２６により構成される定着ニップ通過により、トナー像が転写紙に定着され、その後、片面プリントの場合には、ＦＤトレイ３０へと排出される。
【００２７】
また、予め両面印刷モードを選択した場合には、定着部２４を通過した転写紙は、両面反転ユニット（不図示）に送られ、同ユニット部にて転写紙の表裏を反転されてから、転写ユニット下部に位置する両面搬送ユニット３３に搬送され、搬送ローラ３８によって搬送路３２から再び中間ローラ３９を経て、レジストローラ２３に搬送され、以降は、片面プリント時に行われるプロセス動作と同様の動作を経て、定着部２４を通過し、ＦＤトレイ３０へと排出される。
【００２８】
以下、このカラー画像形成装置の作像部における動作を詳述する。
本画像形成部は、各色ともに感光体ドラム１４Ｋ、１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙ、帯電ローラ、クリーニング部を持つ作像ユニット１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙと、現像ユニット１３Ｋ、１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙにより構成されている。画像形成時、感光体ドラム１４Ｋ、１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙはメインモータ（不図示）により回転駆動され、帯電ローラに印加されたＡＣバイアス（ＤＣ成分はゼロ）により除電され、その表面電位が例えば略−５０ｖの基準電位となる。
【００２９】
次に感光体ドラム１４Ｋ、１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙは、帯電ローラにＡＣバイアスを重畳したＤＣバイアスを印加することによりほぼＤＣ成分に等しい電位に均一に帯電されて、その表面電位が例えば略−５００ｖ〜−７００ｖ（目標帯電電位はプロセス制御部により決定される）に帯電される。プリンタ画像としてコントローラ部より送られてきたデジタル画像情報は、各色毎の２値化されたＬＤ発光信号に変換されシリンダレンズ、ポリゴンモータ、ｆθレンズ、第１〜第３ミラー、及びＷＴＬレンズを介して（書き込みユニット１６）、各色の感光体ドラム１４Ｋ、１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙ上に照射されることにより、照射された部分の感光体上表面電位が例えば略−５０ｖとなり、画像情報に対応した静電潜像が作像される。
【００３０】
感光体上の各色画像情報に対応した静電潜像は現像ユニット１３Ｋ、１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙによる現像工程では、現像スリーブにＡＣバイアスを重畳した例えばＤＣ：−３００〜−５００ｖが印加されることにより、ＬＤ書き込みにより電位が低下した画像部分にのみトナー（Ｑ／Ｍ：−２０〜−３０μＣ／ｇ）が現像され、トナー像が形成される。
【００３１】
このように作像された各色の感光体上のトナー画像は、レジストローラ２３より搬送され、紙吸着ローラ４１のニップ通過により転写ベルト１８上に吸着された転写紙上に、この転写ベルトをはさんで感光体と対向した位置に配置されている転写ブラシ２１Ｋ、２１Ｃ、２１Ｍ、２１Ｙに印加されるトナーの帯電極性とは逆極性のバイアス（転写バイアス）により転写紙上に転写される。なお、符号４０は後述の光量調整パターンを検出するセンサである。符号２０は転写ベルト１８と感光体１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙとの接触を確保するためのローラで有り、図では２０Ｍ，２０Ｙのみ示している。なお、前記電位などの各値は一例である。
【００３２】
図２は光量を調整する制御構成を示す機能ブロック図、図３は光量調整手順を示すフローチャートである。光量調整制御部１００は、光量設定部１０１、光量設定値算出部１０２、光量調整パターン印刷部１０３、書き込みユニット１６及びセンサ（光量検知手段）４０からなる。
【００３３】
この実施形態では、光量調整を行う場合、図３のフローチャートに示すように光量調整パターン印刷部１０３が書き込みユニット１６に光量調整パターン印刷を指示し、書き込みユニット１６によって図６に示すように光量調整パターンを転写ベルト１８上に印刷し（ステップＳ１０１）、センサ４０Ｆ，４０Ｃ，４０Ｒがパターンからの反射光量を検出し、光量設定値算出部１０２がセンサ４０Ｆ，４０Ｃ，４０Ｒの出力を読み取って（ステップＳ１０２）、光量調整値を算出し（ステップＳ１０３）、これに基づいて光量設定部１０１が印字の際の光量を設定する。
【００３４】
図４は光量設定値と光量調整パターン出力値との関係を示す図、図５はセンサ４０の構成を示す概念図である。光量の調整を行う場合には、予め光量設定値に対するセンサ４０の光量調整パターン読み取り時の出力の関係を示す直線ＬからＸ切片（直線上で検知手段の出力の値が０となる点の発光手段への光量設定値、０の場合を含む）を求めておく。このＸ切片の値は機械間で固定としても良いし、機械毎に設定しても良い。実際に色合わせを実行する際には、まず現在の光量Ａをセンサ４０の発光部４０ａに設定し、光量調整用パターン（後述の４５）からの反射光量のセンサ４０の受光部４０ｂからの検知出力値Ｂを読み取る。次に、この出力値Ｂが目標出力値Ｃとなる光量設定値を、前記Ｘ切片と座標（Ｘ，Ｙ）＝（現在の光量設定値、読み取り結果値）を通る直線Ｌより求める。すなわち、調整後の設定値Ｄは、
調整後の設定値＝（調整前の設定値−Ｘ切片）×目標出力値／読み取り結果値＋Ｘ切片
で求められる。
【００３５】
図６は転写ベルト１８上に光量調整パターンを形成した状態を示す図である。センサは前側、中央、後側の３個所に設けられた３つのセンサ４０Ｆ，４０Ｃ，４０Ｒからなり、転写ベルト１８の画像形成領域にＣ，Ｍ，Ｙの各色について設けられた光量調整パターン４５ＣＦ，４５ＭＦ，４５ＹＦ、４５ＣＣ，４５ＭＣ，４５ＹＣ、４５ＣＲ，４５ＭＲ，４５ＹＲを読み取る（以下、符号４５で光量調整パターンを代表する）。光量調整パターン４５は、副走査方向に２ドット幅で、１０ドット間隔で設けられ、主走査方向についてはセンサ４０のスポット径より大寸に設定されている。また、副走査方向の本数は任意であるが、この場合も、形成した光量調整パターン４５の副走査方向の外形形状が少なくともセンサ４０のスポット径より大寸に形成されるように設定されている。
【００３６】
光量調整は前述の図３のフローチャートに示した手順で行われる。光量の調整は光量調整パターンの濃度を図６のようにハーフトーンで調整するため、光量調整時の目標出力値を、図７に示す色ずれ検知用またはトリガー検知用パターン４６，４７，４８の目標出力値と異なる値で設定できる。このため光量調整時の失敗を低減する目標設定と、ダイナミックレンジ有効活用、トリガー信頼性確保のための後の色ずれ検知用４６，４７またはトリガー検知用パターン４８の目標設定を、それぞれ独立に設定して両立させることができる。
【００３７】
図７は色ずれ検知用の印刷パターンの一例を示す図である。同図に示すように主走査色ずれ検知用パターン４６は副走査方向に配置されたマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）の３色のパターン４６Ｍ，４６Ｃ，４６Ｙと、これら３色の配置方向に沿って形成されたブラック（Ｋ）のパターン４６Ｋから構成されている。前記３色のパターン４６Ｍ，４６Ｃ，４６Ｙは副走査方向に沿って延びる直線上に形成されているが、ブラックのパターン４６Ｋは所定幅（所定ドット数）ずつ主走査方向に移動した位置に形成される。これにより、ＭＣＹ３色のパターン４６Ｍ，４６Ｃ，４６ＹとＫのパターン４６Ｋが重なる位置が検出され、その位置が主走査方向の位置ずれない位置となる。図では副走査方向に関して３番目のパターン群４６−３と、Ｎ番目のパターン群４６−Ｎ（Ｎは３以上の整数）との間に１番目のパターン４６−１と２番目のパターン４６−２とのずれ量だけ順にずれた黒と３色のパターン４６Ｋ，４６Ｍ，４６Ｃ，４６Ｙのパターン群が省略されている。なお、色ずれ検知パターン４６でトリガー検知するためのパターン４８は全て例えばシアンで統一しておく。このほかに色ずれ検知用の色はセンサ４０に対する感度で選択しても良い。この色の光量調整用パターン４５を図６のシアンのパターンのように形成し、この出力を目標値に調整すれば、トリガーの信頼性が保証される。光量調整時に一色の出力レベルを目標値に調整するだけでよければ、他の色の光量調整用パターンはなくとも良い。
【００３８】
また副走査色ずれ検知用パターン４７は主走査方向にセンサ４０の検知幅より大寸の所定幅で、かつ副走査方向に所定間隔毎に形成された複数のシアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）のパターン４７Ｃ，４７Ｙ，４７Ｍと、隣接する各色のパターン４７Ｃ，４７Ｙ，４７Ｍ間の間隔より若干狭い予め設定された間隔で形成された複数の黒（Ｋ）のパターン４７Ｋから構成されている。図７では、イエローのパターン４７Ｙに隣接して黒のパターン４７Ｋが形成され、マゼンタのパターン４７Ｍに対して副走査方向に隣接して黒のパターン４７Ｋが形成され、シアンのパターン４７Ｃに副走査方向に隣接して黒のパターン４７Ｋが形成され、というように黒のパターン４７Ｋと他の色のパターン４７Ｃ，４７Ｙ，４７Ｍが順次並んで形成され、黒のパターン４７Ｋが他のパターン４７Ｃ，４７Ｙ，４７Ｍよりも狭い間隔で形成されているので、いずれかの位置で黒のパターン４７Ｋと他のパターン４７Ｃ，４７Ｙ，４７Ｍが重なり、その位置が検出できる。そして、その位置が副走査方向に位置ずれのない位置となる。このときの検知光量の出力を基準として色ずれ（位置ずれ）が検出できる。
【００３９】
また、光量調整時には図６に示すようにマゼンタ、シアン、イエローの３色のパターンの出力を１回読み、その３色の内の最大値が目標値となるように光量調整すれば、後に図７に示すような色ずれ検知パターンの読み取りを行う場合に、３色の濃度に差異があっても色ずれパターンの目標値を超えないことが保証される。
【００４０】
また、図８に示すように副走査方向に形成する一連の位置ずれ検知パターン４６，４７（以下、符号４６で主走査色ずれ検知用パターン、符号４７で副走査色ずれ検知用パターンを代表する）を主走査方向に複数列ならべ、主走査方向で複数のセンサ４０Ｆ，４０Ｃ，４０Ｒによって検知する場合、例えば左端の列のパターンのトリガーパターン４８で読み取りタイミングの基準を取り、順次パッチの出力を読んで行くと、スキューずれが生じていた場合に点線で示すように右端の列の読み取りタイミングがパターンからずれてしまう問題があった（スキューずれとは主走査方向を水平方向、副走査方向を垂直方向に置いた場合、本来主走査方向は水平でなければならないものが、図８に示すように斜めに形成された画像のことである。）。そこで、このような場合には、中央の列のパターンでトリガをかけると、実線で示すようにこのスキューずれによる読み取りタイミングのずれを軽減できる。
【００４１】
また、例えば図７に示すような、副走査方向に形成する一連の位置ずれ検知パターン４７を主走査方向に複数列ならべ、主走査方向に複数のセンサ４０Ｆ，４０Ｃ，４０Ｒで１回走査して検知する方式の場合、光量調整時には図５に示すようにセンサ４０Ｆ，４０Ｃ，４０Ｒに対応する列にパターンを形成した光量調整用パターンを用い、トリガーを検知する列と、トリガーを検知しない列で光量調整時の目標値を異ならせて調整することによって、個々の列に応じて必要最適な光量調整が行える。例えばトリガーをかけるセンター（Ｃ）に対してフロント（Ｆ）、リア（Ｒ）は出力を１．５倍に調整することなどが可能となる。
【００４２】
図９は色ずれ検知部の構成を示すブロック図である。色ずれ検知部１１０は、センサ４０、位置ずれ検出パターン印刷部１１１、位置ずれ量算出部１１２及び書き込みユニット１６から基本的に構成されている。このように構成された色ずれ検知部１１０では、図１０のフローチャートに示すように、まず、位置ずれ検出パターン印刷部１１１によって図７に示す色ずれ検出パターンをベルト上に印刷し（ステップＳ２０１）、センサ４０によって検出パターン４６，４７からの反射光を読み取り（ステップＳ２０２）、その読み取り出力に基づいて位置ずれ量算出部１１２で位置ずれ量を算出する（ステップＳ２０３）。
【００４３】
なお、この位置ずれ量検知は図１１のフローチャートに示すように、光量調整を実施した後に行われる。これは光量が調整されていないと、位置ずれ検知用パターンを検出したときの検出値に基づいて位置ずれ量の算出ができないからである。位置ずれ量の検出は、前記基準値の検出の他に、例えば検出値の最大値と最小値とを用いて、あるいは検出値の変化率に基づいて行うことができる。なお、位置ずれ量の検出自体は公知の技術なので、ここでの詳しい説明は省略する。
【００４４】
以上のように、本実施形態によれば、従来の光量調整では光量の設定値を変更してはパターンの出力を読むことを複数回繰り返し、所望の目標値の出力を得られる光量設定値を求めていたので調整に時間がかかっていたが、パターン形成、出力読み取りの処理を１回で行えるため、調整時間を短縮できる。これによりユーザの待ち時間を短縮できる。
【００４５】
また、光量調整パターンはセンサのスポット径より幅を広くし、相対位置のずれによる出力の変化が起きないため、位置ずれに対して光量調整の信頼性向上、精度向上を図ることができる。
【００４６】
また、ハーフトーンの濃度を調整することにより、光量調整の目標値を後の色ずれ検知用またはトリガー検知用パターンの目標出力値と異なる値で目標設定できるため、光量調整パターン読み取り時の出力レンジオーバーが低減し、調整の計算が行えなくなる場合を低減でき、光量調整の信頼性が向上する。またハーフトーンの濃度調整のため安定した出力を得られ、光量調整の精度向上の効果がある。また色ずれ検知用またはトリガー検知用パターンのダイナミックレンジが確保されるため色ずれ検知の精度向上、信頼性向上を図ることができる。
【００４７】
また、色ずれ検知時のトリガー処理が一度または複数回存在し、このトリガーパッチを全て一色で形成し、光量調整時にこの一色の出力レベルを目標値に調整することで色ずれ検知時のトリガーの信頼性を保証できる。
【００４８】
また、光量調整パターンはマゼンタ、シアン、イエローの３色について出力を読み、その内出力レベルの最も高い色の出力が目標値となるように調整することによって、たとえ３色に濃度の違いが生じていても、後の色ずれ検知の際に全色ともダイナミックレンジを考慮した目標値を超えることがないため、色ずれ検知の精度向上、信頼性向上を図ることができる。
【００４９】
また、中央の列のパターンでトリガをかけることにより、スキューずれによる読み取りタイミングのずれを軽減でき、色ずれ検知の信頼性が向上する。
【００５０】
また、トリガーを検知する列と、トリガーを検知しない列で光量調整時の目標値を異ならせることによって、トリガ検知に最適な光量調整目標値と色ずれ検知に最適な光量調整目標値が異なっていても、個々の列に応じて必要最適な光量調整が行え、色ずれ検知の精度向上、信頼性向上の効果がある。
【００５１】
さらに、色ずれ検知を行う前に必ず光量調整を実施することにより、色ずれ検知の信頼性、精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施形態に係るカラー画像形成装置の概略構成図である。
【図２】光量を調整する制御構成を示す機能ブロック図である。
【図３】光量調整手順を示すフローチャートである。
【図４】光量設定値と光量調整パターン出力値との関係を示す図である。
【図５】センサの構成を示す概念図である。
【図６】転写ベルト１８に光量調整パターンを形成した状態を示す図である。
【図７】色ずれ検知用の印刷パターンの一例を示す図である。
【図８】色ずれ検知用の印刷パターンの他の例を示す図である。
【図９】色ずれ検知部の構成を示すブロック図である。
【図１０】色ずれ検知手順を示すフローチャートである。
【図１１】光量調整と色ずれ検知の処理手順の順番を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５３】
１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ 作像ユニット
１３Ｋ、１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙ 現像ユニット
１４Ｋ、１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙ 感光体ドラム
１６ 書き込みユニット
１８ 転写ベルト
４０ センサ
４５ 光量調整用パターン
４６ 主走査位置ずれ検知用パターン
４７ 副走査位置ずれ検知用パターン
４８ トリガーパッチ
１０１ 光量設定部
１０２ 光量設定値算出部
１１２ 位置ずれ量算出部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力される画像信号に応じて半導体レーザを点灯制御して光書き込みを行う複写機、プリンタ、ＦＡＸ、印刷機（全てカラーも含む）等の画像形成装置に係り、特に、画像形成装置のカラー画像を形成する際の位置ずれ量検出技術及び光量調整技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
カラー画像形成装置では、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラック各色の出力画像における色ずれをなくすことは画像品質向上のために重要であり、特に、書き込み光学系と画像担持体を各色毎に１セット持つ４連タンデム方式の場合、各色の画像がそれぞれ異なる光学系、画像担持体で形成されるため、色ずれは重要な課題となる。これを補正する手法として、転写ベルトなどに位置ずれ検出用のパターンを書き込み、前記パターンをセンサで読んでずれ量を検出し、書き込みタイミングや光学系補正手段で補正することが一般に行われている。
【０００３】
このような従来技術として、例えば特許文献１に開示された発明が公知である。この発明は、 搬送体の表面状態に左右されることなく、かつ、搬送体の転写面色に左右されることなく、僅かな光量で搬送体に転写される各色ずれパターンと搬送体自体との反射率の差異を検知して色ずれを補正することを目的とし、正反射光学系となる光センサにより検知される搬送ベルトの下地反射状態に基づき一連の色ずれ検知パターン像を正反射光学系を介して読み取るための基準電圧を可変設定し、該基準電圧と光センサから出力される出力信号とを比較してコントロールユニットがパルス信号を生成し、該生成されるパルス信号に基づき各色画像間の色ずれ量を演算し、該演算された色ずれ量に基づいて、基準色以外の各画像形成ステーションによる画像の位置を補正制御するように構成されている。
【０００４】
なお、関連する技術として、特許文献２ないし４に開示された発明も公知である。
【特許文献１】特開２００１−３１８５０１公報
【特許文献２】特開２００３−２２８２１６公報
【特許文献３】特開２００３−０９８７９５公報
【特許文献４】特開２００３−２８０３１７公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、前記特許文献１に開示された発明では、色ずれ検知パターンの出力を光量検知手段で必ず読む工程があるため、色ずれ検知を行う前にパターン照射する発光光量を所望のレベルに調整しておく必要がある。
【０００６】
すなわち前記従来技術では、光量調整においては光量の設定値を変更してはパターンの出力を読むことを複数回繰り返し、所望の目標値の出力を得られる光量設定値を求めていた。このために調整に時間がかかることは否めなかった。
【０００７】
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、パターン形成、出力読み取りの処理を最小限の回数で実施し、光量調整及び色ずれ量の検出ができるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するため、第１の手段は、画像担持体にパターンを形成する手段と、発光素子と受光素子を含み、前記形成されたパターンからの反射光の光量を検出する手段と、前記発光素子の現在の設定光量で前記パターンからの反射光の光量を一度検出し、その検出結果から目標出力電圧を算出する手段と、前記算出する手段によって算出された目標出力電圧から印字する際の光量を設定する手段とを備えた光量調整装置を特徴とする。
【０００９】
第２の手段は、第１の手段において、前記パターンが光量調整用パターンであることを特徴とする。
【００１０】
第３の手段は、第１または第２の手段において、前記算出する手段は、前記光量を設定する手段によって設定された光量と前記検出する手段の出力との関係を示す直線のＸ切片（直線上で検知手段の出力の値が０となる点の発光手段への光量設定値、０の場合を含む）を予め求めておき、一度検出した前記パターンの出力値を通る直線から目標の出力電圧となる光量設定値を得ることを特徴とする。
【００１１】
第４の手段は、第１ないし第３のいずれかの手段において、前記パターンは前記検出する手段のスポット径より主走査方向の幅寸法が大きいことを特徴とする。
【００１２】
第５の手段は、第１ないし第４のいずれかの手段において、前記パターンはハーフトーンのパターンから形成されていることを特徴とする。
【００１３】
第６の手段は、第１、第３、第４及び第５のいずれかの手段において、前記パターンが色ずれ検知に使用するトリガーパッチからなり、当該トリガーパッチが予め設定された１つの色で形成され、前記光量を設定する手段は、前記１つの色の出力レベルを目標値に設定することを特徴とする。
【００１４】
第７の手段は、第１ないし第５のいずれかの手段において、前記パターンがマゼンタ、シアン、イエローの３色について形成され、前記光量を設定する手段は、その内の検出レベルの最も高い色の出力が目標値となるように調整することを特徴とする。
【００１５】
第８の手段は、第１ないし第７のいずれかの手段に係る光量調整装置によって光量を調整した後、色ずれ量を検出する色ずれ量検出手段を備えた色ずれ量検出装置を特徴とする。
【００１６】
第９の手段は、第８の手段において、前記色ずれ量検出手段が、色ずれ検知用パターンを前記光量を検出する手段によって検出された光量に基づいて色ずれ量を検出することを特徴とする。
【００１７】
第１０の手段は、第９の手段において、前記色ずれ検知用パターンが、主走査方向に３個以上形成された前記光量を検出する手段の検知幅より大寸のトリガパターンと、これらのトリガパターンに対して副走査方向に列状に形成されたマゼンタ、シアン、イエローの３色のパターン群、及びこれらの３色のパターン群のそれぞれに対して主走査方向に所定間隔で隣接して形成されたブラックのパターンとからなることを特徴とする。
【００１８】
第１１の手段は、第１０の手段において、前記光量を検出する手段が主走査方向に３個以上設けられ、前記光量を検出する手段により前記色ずれ検知用パターンを検出する場合、中央の列のパターンでトリガをかけることを特徴とする。
【００１９】
第１２の手段は、第１１の手段において、前記光量を設定する手段は、光量を設定する際、前記トリガをかけないパターンの列について前記トリガをかけるパターンの列と同一または異なる目標値を設定することを特徴とする。
【００２０】
第１３の手段は、第１ないし第７のいずれかの手段に係る光量調整装置を画像形成装置が備えていることを特徴とする。
【００２１】
第１４の手段は、第８ないし第１２のいずれかの手段に係る色ずれ量検出装置を画像形成装置が備えていることを特徴とする。
【００２２】
なお、後述の実施形態において、画像担持体は感光体ドラム１４Ｋ、１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙに、画像担持体にパターンを形成する手段は書き込みユニット１６、作像ユニット１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ、現像ユニット１３Ｋ、１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙ及び転写ベルト１８に、光量を検出する手段はセンサ４０に、目標出力電圧を算出する手段は光量設定値算出部１０２に、光量を設定する手段は光量設定部１０１に、光量調整用パターンは符号４５に、トリガーパッチは符号４８に、色ずれ検知用パターンが主走査色ずれ検知用パターン４６及び副走査色ずれ検知用パターン４７に、色ずれ量検出手段が位置ずれ量算出部１１２にそれぞれ対応する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、パターン形成、出力読み取りの処理１回で調整できるようにすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
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。
図１は、本発明の実施形態に係るカラー画像形成装置の概略構成図である。このカラー画像形成装置は、１つの手差しトレイ３６、２つの給紙カセット３４（第１給紙トレイ）、３４（第２給紙トレイ）の３つの給紙トレイを持ち、手差しトレイ３６より給紙された転写紙は給紙コロ３７により直接レジストローラ２３へ、また第１及び第２給紙トレイ３４から給紙された転写紙は、給紙コロ３５により中間ローラ３９を経て、レジストローラ２３に搬送され、感光体上に作像された画像が転写紙の先端にほぼ一致するタイミングでレジストクラッチ（不図示）がＯＮされ、転写ベルト１８へと搬送され、この転写ベルト１８とこれに当接した紙吸着ローラ４１とで構成される紙吸着ニップ通過する際、吸着ローラ４１に印加されたバイアスにより転写ベルト１８に吸着され、所定のプロセス線速で搬送される。
【００２５】
次に、転写ベルト１８に吸着された転写紙には、転写ベルト１８をはさんで各色の感光体ドラム１４Ｋ、１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙと対向した位置に配置された転写ブラシ２１Ｋ、２１Ｃ、２１Ｍ、２１Ｙにトナーの帯電極性（マイナス）と逆極性の転写バイアス（プラス）が印加されることにより、各感光体ドラム１４Ｋ、１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙに作像された各色のトナー像がＹｅｌｌｏｗ→Ｍａｇｅｎｔａ→Ｃｙａｎ→Ｂｋの順で転写される。
【００２６】
この各色の転写工程を経た転写紙は、転写ベルトユニットの駆動ローラ１９で転写ベルト１８から曲率分離され、定着部２４に搬送され、定着ベルト２５と加圧ローラ２６により構成される定着ニップ通過により、トナー像が転写紙に定着され、その後、片面プリントの場合には、ＦＤトレイ３０へと排出される。
【００２７】
また、予め両面印刷モードを選択した場合には、定着部２４を通過した転写紙は、両面反転ユニット（不図示）に送られ、同ユニット部にて転写紙の表裏を反転されてから、転写ユニット下部に位置する両面搬送ユニット３３に搬送され、搬送ローラ３８によって搬送路３２から再び中間ローラ３９を経て、レジストローラ２３に搬送され、以降は、片面プリント時に行われるプロセス動作と同様の動作を経て、定着部２４を通過し、ＦＤトレイ３０へと排出される。
【００２８】
以下、このカラー画像形成装置の作像部における動作を詳述する。
本画像形成部は、各色ともに感光体ドラム１４Ｋ、１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙ、帯電ローラ、クリーニング部を持つ作像ユニット１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙと、現像ユニット１３Ｋ、１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙにより構成されている。画像形成時、感光体ドラム１４Ｋ、１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙはメインモータ（不図示）により回転駆動され、帯電ローラに印加されたＡＣバイアス（ＤＣ成分はゼロ）により除電され、その表面電位が例えば略−５０ｖの基準電位となる。
【００２９】
次に感光体ドラム１４Ｋ、１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙは、帯電ローラにＡＣバイアスを重畳したＤＣバイアスを印加することによりほぼＤＣ成分に等しい電位に均一に帯電されて、その表面電位が例えば略−５００ｖ〜−７００ｖ（目標帯電電位はプロセス制御部により決定される）に帯電される。プリンタ画像としてコントローラ部より送られてきたデジタル画像情報は、各色毎の２値化されたＬＤ発光信号に変換されシリンダレンズ、ポリゴンモータ、ｆθレンズ、第１〜第３ミラー、及びＷＴＬレンズを介して（書き込みユニット１６）、各色の感光体ドラム１４Ｋ、１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙ上に照射されることにより、照射された部分の感光体上表面電位が例えば略−５０ｖとなり、画像情報に対応した静電潜像が作像される。
【００３０】
感光体上の各色画像情報に対応した静電潜像は現像ユニット１３Ｋ、１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙによる現像工程では、現像スリーブにＡＣバイアスを重畳した例えばＤＣ：−３００〜−５００ｖが印加されることにより、ＬＤ書き込みにより電位が低下した画像部分にのみトナー（Ｑ／Ｍ：−２０〜−３０μＣ／ｇ）が現像され、トナー像が形成される。
【００３１】
このように作像された各色の感光体上のトナー画像は、レジストローラ２３より搬送され、紙吸着ローラ４１のニップ通過により転写ベルト１８上に吸着された転写紙上に、この転写ベルトをはさんで感光体と対向した位置に配置されている転写ブラシ２１Ｋ、２１Ｃ、２１Ｍ、２１Ｙに印加されるトナーの帯電極性とは逆極性のバイアス（転写バイアス）により転写紙上に転写される。なお、符号４０は後述の光量調整パターンを検出するセンサである。符号２０は転写ベルト１８と感光体１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙとの接触を確保するためのローラで有り、図では２０Ｍ，２０Ｙのみ示している。なお、前記電位などの各値は一例である。
【００３２】
図２は光量を調整する制御構成を示す機能ブロック図、図３は光量調整手順を示すフローチャートである。光量調整制御部１００は、光量設定部１０１、光量設定値算出部１０２、光量調整パターン印刷部１０３、書き込みユニット１６及びセンサ（光量検知手段）４０からなる。
【００３３】
この実施形態では、光量調整を行う場合、図３のフローチャートに示すように光量調整パターン印刷部１０３が書き込みユニット１６に光量調整パターン印刷を指示し、書き込みユニット１６によって図６に示すように光量調整パターンを転写ベルト１８上に印刷し（ステップＳ１０１）、センサ４０Ｆ，４０Ｃ，４０Ｒがパターンからの反射光量を検出し、光量設定値算出部１０２がセンサ４０Ｆ，４０Ｃ，４０Ｒの出力を読み取って（ステップＳ１０２）、光量調整値を算出し（ステップＳ１０３）、これに基づいて光量設定部１０１が印字の際の光量を設定する。
【００３４】
図４は光量設定値と光量調整パターン出力値との関係を示す図、図５はセンサ４０の構成を示す概念図である。光量の調整を行う場合には、予め光量設定値に対するセンサ４０の光量調整パターン読み取り時の出力の関係を示す直線ＬからＸ切片（直線上で検知手段の出力の値が０となる点の発光手段への光量設定値、０の場合を含む）を求めておく。このＸ切片の値は機械間で固定としても良いし、機械毎に設定しても良い。実際に色合わせを実行する際には、まず現在の光量Ａをセンサ４０の発光部４０ａに設定し、光量調整用パターン（後述の４５）からの反射光量のセンサ４０の受光部４０ｂからの検知出力値Ｂを読み取る。次に、この出力値Ｂが目標出力値Ｃとなる光量設定値を、前記Ｘ切片と座標（Ｘ，Ｙ）＝（現在の光量設定値、読み取り結果値）を通る直線Ｌより求める。すなわち、調整後の設定値Ｄは、
調整後の設定値＝（調整前の設定値−Ｘ切片）×目標出力値／読み取り結果値＋Ｘ切片
で求められる。
【００３５】
図６は転写ベルト１８上に光量調整パターンを形成した状態を示す図である。センサは前側、中央、後側の３個所に設けられた３つのセンサ４０Ｆ，４０Ｃ，４０Ｒからなり、転写ベルト１８の画像形成領域にＣ，Ｍ，Ｙの各色について設けられた光量調整パターン４５ＣＦ，４５ＭＦ，４５ＹＦ、４５ＣＣ，４５ＭＣ，４５ＹＣ、４５ＣＲ，４５ＭＲ，４５ＹＲを読み取る（以下、符号４５で光量調整パターンを代表する）。光量調整パターン４５は、副走査方向に２ドット幅で、１０ドット間隔で設けられ、主走査方向についてはセンサ４０のスポット径より大寸に設定されている。また、副走査方向の本数は任意であるが、この場合も、形成した光量調整パターン４５の副走査方向の外形形状が少なくともセンサ４０のスポット径より大寸に形成されるように設定されている。
【００３６】
光量調整は前述の図３のフローチャートに示した手順で行われる。光量の調整は光量調整パターンの濃度を図６のようにハーフトーンで調整するため、光量調整時の目標出力値を、図７に示す色ずれ検知用またはトリガー検知用パターン４６，４７，４８の目標出力値と異なる値で設定できる。このため光量調整時の失敗を低減する目標設定と、ダイナミックレンジ有効活用、トリガー信頼性確保のための後の色ずれ検知用４６，４７またはトリガー検知用パターン４８の目標設定を、それぞれ独立に設定して両立させることができる。
【００３７】
図７は色ずれ検知用の印刷パターンの一例を示す図である。同図に示すように主走査色ずれ検知用パターン４６は副走査方向に配置されたマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）の３色のパターン４６Ｍ，４６Ｃ，４６Ｙと、これら３色の配置方向に沿って形成されたブラック（Ｋ）のパターン４６Ｋから構成されている。前記３色のパターン４６Ｍ，４６Ｃ，４６Ｙは副走査方向に沿って延びる直線上に形成されているが、ブラックのパターン４６Ｋは所定幅（所定ドット数）ずつ主走査方向に移動した位置に形成される。これにより、ＭＣＹ３色のパターン４６Ｍ，４６Ｃ，４６ＹとＫのパターン４６Ｋが重なる位置が検出され、その位置が主走査方向の位置ずれない位置となる。図では副走査方向に関して３番目のパターン群４６−３と、Ｎ番目のパターン群４６−Ｎ（Ｎは３以上の整数）との間に１番目のパターン４６−１と２番目のパターン４６−２とのずれ量だけ順にずれた黒と３色のパターン４６Ｋ，４６Ｍ，４６Ｃ，４６Ｙのパターン群が省略されている。なお、色ずれ検知パターン４６でトリガー検知するためのパターン４８は全て例えばシアンで統一しておく。このほかに色ずれ検知用の色はセンサ４０に対する感度で選択しても良い。この色の光量調整用パターン４５を図６のシアンのパターンのように形成し、この出力を目標値に調整すれば、トリガーの信頼性が保証される。光量調整時に一色の出力レベルを目標値に調整するだけでよければ、他の色の光量調整用パターンはなくとも良い。
【００３８】
また副走査色ずれ検知用パターン４７は主走査方向にセンサ４０の検知幅より大寸の所定幅で、かつ副走査方向に所定間隔毎に形成された複数のシアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）のパターン４７Ｃ，４７Ｙ，４７Ｍと、隣接する各色のパターン４７Ｃ，４７Ｙ，４７Ｍ間の間隔より若干狭い予め設定された間隔で形成された複数の黒（Ｋ）のパターン４７Ｋから構成されている。図７では、イエローのパターン４７Ｙに隣接して黒のパターン４７Ｋが形成され、マゼンタのパターン４７Ｍに対して副走査方向に隣接して黒のパターン４７Ｋが形成され、シアンのパターン４７Ｃに副走査方向に隣接して黒のパターン４７Ｋが形成され、というように黒のパターン４７Ｋと他の色のパターン４７Ｃ，４７Ｙ，４７Ｍが順次並んで形成され、黒のパターン４７Ｋが他のパターン４７Ｃ，４７Ｙ，４７Ｍよりも狭い間隔で形成されているので、いずれかの位置で黒のパターン４７Ｋと他のパターン４７Ｃ，４７Ｙ，４７Ｍが重なり、その位置が検出できる。そして、その位置が副走査方向に位置ずれのない位置となる。このときの検知光量の出力を基準として色ずれ（位置ずれ）が検出できる。
【００３９】
また、光量調整時には図６に示すようにマゼンタ、シアン、イエローの３色のパターンの出力を１回読み、その３色の内の最大値が目標値となるように光量調整すれば、後に図７に示すような色ずれ検知パターンの読み取りを行う場合に、３色の濃度に差異があっても色ずれパターンの目標値を超えないことが保証される。
【００４０】
また、図８に示すように副走査方向に形成する一連の位置ずれ検知パターン４６，４７（以下、符号４６で主走査色ずれ検知用パターン、符号４７で副走査色ずれ検知用パターンを代表する）を主走査方向に複数列ならべ、主走査方向で複数のセンサ４０Ｆ，４０Ｃ，４０Ｒによって検知する場合、例えば左端の列のパターンのトリガーパターン４８で読み取りタイミングの基準を取り、順次パッチの出力を読んで行くと、スキューずれが生じていた場合に点線で示すように右端の列の読み取りタイミングがパターンからずれてしまう問題があった（スキューずれとは主走査方向を水平方向、副走査方向を垂直方向に置いた場合、本来主走査方向は水平でなければならないものが、図８に示すように斜めに形成された画像のことである。）。そこで、このような場合には、中央の列のパターンでトリガをかけると、実線で示すようにこのスキューずれによる読み取りタイミングのずれを軽減できる。
【００４１】
また、例えば図７に示すような、副走査方向に形成する一連の位置ずれ検知パターン４７を主走査方向に複数列ならべ、主走査方向に複数のセンサ４０Ｆ，４０Ｃ，４０Ｒで１回走査して検知する方式の場合、光量調整時には図５に示すようにセンサ４０Ｆ，４０Ｃ，４０Ｒに対応する列にパターンを形成した光量調整用パターンを用い、トリガーを検知する列と、トリガーを検知しない列で光量調整時の目標値を異ならせて調整することによって、個々の列に応じて必要最適な光量調整が行える。例えばトリガーをかけるセンター（Ｃ）に対してフロント（Ｆ）、リア（Ｒ）は出力を１．５倍に調整することなどが可能となる。
【００４２】
図９は色ずれ検知部の構成を示すブロック図である。色ずれ検知部１１０は、センサ４０、位置ずれ検出パターン印刷部１１１、位置ずれ量算出部１１２及び書き込みユニット１６から基本的に構成されている。このように構成された色ずれ検知部１１０では、図１０のフローチャートに示すように、まず、位置ずれ検出パターン印刷部１１１によって図７に示す色ずれ検出パターンをベルト上に印刷し（ステップＳ２０１）、センサ４０によって検出パターン４６，４７からの反射光を読み取り（ステップＳ２０２）、その読み取り出力に基づいて位置ずれ量算出部１１２で位置ずれ量を算出する（ステップＳ２０３）。
【００４３】
なお、この位置ずれ量検知は図１１のフローチャートに示すように、光量調整を実施した後に行われる。これは光量が調整されていないと、位置ずれ検知用パターンを検出したときの検出値に基づいて位置ずれ量の算出ができないからである。位置ずれ量の検出は、前記基準値の検出の他に、例えば検出値の最大値と最小値とを用いて、あるいは検出値の変化率に基づいて行うことができる。なお、位置ずれ量の検出自体は公知の技術なので、ここでの詳しい説明は省略する。
【００４４】
以上のように、本実施形態によれば、従来の光量調整では光量の設定値を変更してはパターンの出力を読むことを複数回繰り返し、所望の目標値の出力を得られる光量設定値を求めていたので調整に時間がかかっていたが、パターン形成、出力読み取りの処理を１回で行えるため、調整時間を短縮できる。これによりユーザの待ち時間を短縮できる。
【００４５】
また、光量調整パターンはセンサのスポット径より幅を広くし、相対位置のずれによる出力の変化が起きないため、位置ずれに対して光量調整の信頼性向上、精度向上を図ることができる。
【００４６】
また、ハーフトーンの濃度を調整することにより、光量調整の目標値を後の色ずれ検知用またはトリガー検知用パターンの目標出力値と異なる値で目標設定できるため、光量調整パターン読み取り時の出力レンジオーバーが低減し、調整の計算が行えなくなる場合を低減でき、光量調整の信頼性が向上する。またハーフトーンの濃度調整のため安定した出力を得られ、光量調整の精度向上の効果がある。また色ずれ検知用またはトリガー検知用パターンのダイナミックレンジが確保されるため色ずれ検知の精度向上、信頼性向上を図ることができる。
【００４７】
また、色ずれ検知時のトリガー処理が一度または複数回存在し、このトリガーパッチを全て一色で形成し、光量調整時にこの一色の出力レベルを目標値に調整することで色ずれ検知時のトリガーの信頼性を保証できる。
【００４８】
また、光量調整パターンはマゼンタ、シアン、イエローの３色について出力を読み、その内出力レベルの最も高い色の出力が目標値となるように調整することによって、たとえ３色に濃度の違いが生じていても、後の色ずれ検知の際に全色ともダイナミックレンジを考慮した目標値を超えることがないため、色ずれ検知の精度向上、信頼性向上を図ることができる。
【００４９】
また、中央の列のパターンでトリガをかけることにより、スキューずれによる読み取りタイミングのずれを軽減でき、色ずれ検知の信頼性が向上する。
【００５０】
また、トリガーを検知する列と、トリガーを検知しない列で光量調整時の目標値を異ならせることによって、トリガ検知に最適な光量調整目標値と色ずれ検知に最適な光量調整目標値が異なっていても、個々の列に応じて必要最適な光量調整が行え、色ずれ検知の精度向上、信頼性向上の効果がある。
【００５１】
さらに、色ずれ検知を行う前に必ず光量調整を実施することにより、色ずれ検知の信頼性、精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施形態に係るカラー画像形成装置の概略構成図である。
【図２】光量を調整する制御構成を示す機能ブロック図である。
【図３】光量調整手順を示すフローチャートである。
【図４】光量設定値と光量調整パターン出力値との関係を示す図である。
【図５】センサの構成を示す概念図である。
【図６】転写ベルト１８に光量調整パターンを形成した状態を示す図である。
【図７】色ずれ検知用の印刷パターンの一例を示す図である。
【図８】色ずれ検知用の印刷パターンの他の例を示す図である。
【図９】色ずれ検知部の構成を示すブロック図である。
【図１０】色ずれ検知手順を示すフローチャートである。
【図１１】光量調整と色ずれ検知の処理手順の順番を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５３】
１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ 作像ユニット
１３Ｋ、１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙ 現像ユニット
１４Ｋ、１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙ 感光体ドラム
１６ 書き込みユニット
１８ 転写ベルト
４０ センサ
４５ 光量調整用パターン
４６ 主走査位置ずれ検知用パターン
４７ 副走査位置ずれ検知用パターン
４８ トリガーパッチ
１０１ 光量設定部
１０２ 光量設定値算出部
１１２ 位置ずれ量算出部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像担持体にパターンを形成する手段と、
発光素子と受光素子を含み、前記形成されたパターンからの反射光の光量を検出する手段と、
前記発光素子の現在の設定光量で前記パターンからの反射光の光量を一度検出し、その検出結果から目標出力電圧を算出する手段と、
前記算出する手段によって算出された目標出力電圧から印字する際の光量を設定する手段と、
を備えていることを特徴とする光量調整装置。
【請求項２】
前記パターンが光量調整用パターンであることを特徴とする請求項１記載の光量調整装置。
【請求項３】
前記算出する手段は、
前記光量を設定する手段によって設定された光量と前記検出する手段の出力との関係を示す直線のＸ切片を予め求めておき、一度検出した前記パターンの出力値を通る直線から目標の出力電圧となる光量設定値を得ることを特徴とする請求項１または２記載の光量調整装置。
【請求項４】
前記パターンは前記検出する手段のスポット径より主走査方向の幅寸法が大きいことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の光量調整装置。
【請求項５】
前記パターンはハーフトーンのパターンから形成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の光量調整装置。
【請求項６】
前記パターンが色ずれ検知に使用するトリガーパッチからなり、当該トリガーパッチが予め設定された１つの色で形成され、前記光量を設定する手段は、前記１つの色の出力レベルを目標値に設定することを特徴とする請求項１、３、４及び５のいずれか１項に記載の光量調整装置。
【請求項７】
前記パターンがマゼンタ、シアン、イエローの３色について形成され、前記光量を設定する手段は、その内の検出レベルの最も高い色の出力が目標値となるように調整することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の光量調整装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の光量調整装置によって光量を調整した後、色ずれ量を検出する色ずれ量検出手段を備えていることを特徴とする色ずれ量検出装置。
【請求項９】
前記色ずれ量検出手段が、色ずれ検知用パターンを前記光量を検出する手段によって検出された光量に基づいて色ずれ量を検出することを特徴とする請求項８記載の色ずれ量検出装置。
【請求項１０】
前記色ずれ検知用パターンが、主走査方向に３個以上形成された前記光量を検出する手段の検知幅より大寸のトリガパターンと、これらのトリガパターンに対して副走査方向に列状に形成されたマゼンタ、シアン、イエローの３色のパターン群、及びこれらの３色のパターン群のそれぞれに対して主走査方向に所定間隔で隣接して形成されたブラックのパターンとからなることを特徴とする請求項９記載の色ずれ量検出装置。
【請求項１１】
前記光量を検出する手段が主走査方向に３個以上設けられ、前記光量を検出する手段により前記色ずれ検知用パターンを検出する場合、中央の列のパターンでトリガをかけることを特徴とする請求項１０記載の色ずれ量検出装置。
【請求項１２】
前記光量を設定する手段は、光量を設定する際、前記トリガをかけないパターンの列について前記トリガをかけるパターンの列と同一または異なる目標値を設定することを特徴とする請求項１１記載の色ずれ量検出装置。
【請求項１３】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の光量調整装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】
請求項８ないし１２のいずれか１項に記載の色ずれ量検出装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像担持体にパターンを形成する手段と、
発光素子と受光素子を含み、前記形成されたパターンからの反射光の光量を検出する手
段と、
前記発光素子の現在の設定光量で前記パターンからの反射光の光量を一度検出し、その
検出結果から目標出力電圧となる光量設定値を算出する手段と、
前記算出する手段によって算出された光量設定値から印字する際の光量を設定する手段と、
を備えていることを特徴とする光量調整装置。
【請求項２】
前記パターンが光量調整用パターンであることを特徴とする請求項１記載の光量調整装
置。
【請求項３】
前記算出する手段は、
前記光量を設定する手段によって設定された光量と前記検出する手段の出力との関係を
示す直線のＸ切片を予め求めておき、前記予め求められた直線のＸ切片と一度検出した前記パターンの出力値を通る直線から目標の出力電圧となる光量設定値を得ることを特徴とする請求項１または２記載の光量調整装置。
【請求項４】
前記パターンは前記検出する手段のスポット径より主走査方向の幅寸法が大きいことを
特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の光量調整装置。
【請求項５】
前記パターンはハーフトーンのパターンから形成されていることを特徴とする請求項１
ないし４のいずれか１項に記載の光量調整装置。
【請求項６】
前記画像担持体に形成するパターンのうち、色ずれ検知用パターンの副走査方向の先頭部分にトリガーパッチを配置し、当該トリガーパッチが予め設定された１つの色で形成され、前記光量を設定する手段は、前記１つの色の出力レベルを目標値に設定することを特徴とする請求項１、３、４及び５のいずれか１項に記載の光量調整装置。
【請求項７】
前記パターンがマゼンタ、シアン、イエローの３色について形成され、前記光量を設定
する手段は、その内の検出レベルの最も高い色の出力が目標値となるように調整すること
を特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の光量調整装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の光量調整装置によって光量を調整した後、色
ずれ量を検出する色ずれ量検出手段を備えていることを特徴とする色ずれ量検出装置。
【請求項９】
前記色ずれ量検出手段が、前記色ずれ検知用パターンを前記光量を検出する手段によって検出された光量に基づいて色ずれ量を検出することを特徴とする請求項８記載の色ずれ量検出装置。
【請求項１０】
前記色ずれ検知用パターンが、主走査方向に３個以上形成された前記光量を検出する手
段の検知幅より大寸のトリガパターンと、これらのトリガパターンに対して副走査方向に
列状に形成されたマゼンタ、シアン、イエローの３色のパターン群、及びこれらの３色の
パターン群のそれぞれに対して主走査方向あるいは副走査方向に所定の変化量で順次位置をずらして形成されたブラックのパターンとからなることを特徴とする請求項９記載の色ずれ量検出装置。
【請求項１１】
前記色ずれ検知用パターンが主走査方向に３個以上設けられ、前記色ずれ検知用パターンを検出する際のトリガを中央部に設けられるパターンのトリガパッチよってかけることを特徴とする請求項６、８、９及び１０のいずれか１項に記載の色ずれ量検出装置。
【請求項１２】
前記光量を設定する手段は、光量を設定する際、前記色ずれ検知用パターンのトリガをかけないパターンの列の光量を設定する手段に設定する光量設定値の目標値を、前記トリガをかけるパターン列の光量設定値と異なる値に設定することを特徴とする請求項８又は１１記載の色ずれ量検出装置。
【請求項１３】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の光量調整装置を備えていることを特徴とする
画像形成装置。
【請求項１４】
請求項８ないし１２のいずれか１項に記載の色ずれ量検出装置を備えていることを特徴
とする画像形成装置。
【請求項１】
画像担持体にパターンを形成する手段と、
発光素子と受光素子を含み、前記形成されたパターンからの反射光の光量を検出する手段と、
前記発光素子の現在の設定光量で前記パターンからの反射光の光量を一度検出し、その検出結果から目標出力電圧を算出する手段と、
前記算出する手段によって算出された目標出力電圧から印字する際の光量を設定する手段と、
を備えていることを特徴とする光量調整装置。
【請求項２】
前記パターンが光量調整用パターンであることを特徴とする請求項１記載の光量調整装置。
【請求項３】
前記算出する手段は、
前記光量を設定する手段によって設定された光量と前記検出する手段の出力との関係を示す直線のＸ切片を予め求めておき、一度検出した前記パターンの出力値を通る直線から目標の出力電圧となる光量設定値を得ることを特徴とする請求項１または２記載の光量調整装置。
【請求項４】
前記パターンは前記検出する手段のスポット径より主走査方向の幅寸法が大きいことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の光量調整装置。
【請求項５】
前記パターンはハーフトーンのパターンから形成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の光量調整装置。
【請求項６】
前記パターンが色ずれ検知に使用するトリガーパッチからなり、当該トリガーパッチが予め設定された１つの色で形成され、前記光量を設定する手段は、前記１つの色の出力レベルを目標値に設定することを特徴とする請求項１、３、４及び５のいずれか１項に記載の光量調整装置。
【請求項７】
前記パターンがマゼンタ、シアン、イエローの３色について形成され、前記光量を設定する手段は、その内の検出レベルの最も高い色の出力が目標値となるように調整することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の光量調整装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の光量調整装置によって光量を調整した後、色ずれ量を検出する色ずれ量検出手段を備えていることを特徴とする色ずれ量検出装置。
【請求項９】
前記色ずれ量検出手段が、色ずれ検知用パターンを前記光量を検出する手段によって検出された光量に基づいて色ずれ量を検出することを特徴とする請求項８記載の色ずれ量検出装置。
【請求項１０】
前記色ずれ検知用パターンが、主走査方向に３個以上形成された前記光量を検出する手段の検知幅より大寸のトリガパターンと、これらのトリガパターンに対して副走査方向に列状に形成されたマゼンタ、シアン、イエローの３色のパターン群、及びこれらの３色のパターン群のそれぞれに対して主走査方向に所定間隔で隣接して形成されたブラックのパターンとからなることを特徴とする請求項９記載の色ずれ量検出装置。
【請求項１１】
前記光量を検出する手段が主走査方向に３個以上設けられ、前記光量を検出する手段により前記色ずれ検知用パターンを検出する場合、中央の列のパターンでトリガをかけることを特徴とする請求項１０記載の色ずれ量検出装置。
【請求項１２】
前記光量を設定する手段は、光量を設定する際、前記トリガをかけないパターンの列について前記トリガをかけるパターンの列と同一または異なる目標値を設定することを特徴とする請求項１１記載の色ずれ量検出装置。
【請求項１３】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の光量調整装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】
請求項８ないし１２のいずれか１項に記載の色ずれ量検出装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像担持体にパターンを形成する手段と、
発光素子と受光素子を含み、前記形成されたパターンからの反射光の光量を検出する手
段と、
前記発光素子の現在の設定光量で前記パターンからの反射光の光量を一度検出し、その
検出結果から目標出力電圧となる光量設定値を算出する手段と、
前記算出する手段によって算出された光量設定値から印字する際の光量を設定する手段と、
を備えていることを特徴とする光量調整装置。
【請求項２】
前記パターンが光量調整用パターンであることを特徴とする請求項１記載の光量調整装
置。
【請求項３】
前記算出する手段は、
前記光量を設定する手段によって設定された光量と前記検出する手段の出力との関係を
示す直線のＸ切片を予め求めておき、前記予め求められた直線のＸ切片と一度検出した前記パターンの出力値を通る直線から目標の出力電圧となる光量設定値を得ることを特徴とする請求項１または２記載の光量調整装置。
【請求項４】
前記パターンは前記検出する手段のスポット径より主走査方向の幅寸法が大きいことを
特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の光量調整装置。
【請求項５】
前記パターンはハーフトーンのパターンから形成されていることを特徴とする請求項１
ないし４のいずれか１項に記載の光量調整装置。
【請求項６】
前記画像担持体に形成するパターンのうち、色ずれ検知用パターンの副走査方向の先頭部分にトリガーパッチを配置し、当該トリガーパッチが予め設定された１つの色で形成され、前記光量を設定する手段は、前記１つの色の出力レベルを目標値に設定することを特徴とする請求項１、３、４及び５のいずれか１項に記載の光量調整装置。
【請求項７】
前記パターンがマゼンタ、シアン、イエローの３色について形成され、前記光量を設定
する手段は、その内の検出レベルの最も高い色の出力が目標値となるように調整すること
を特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の光量調整装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の光量調整装置によって光量を調整した後、色
ずれ量を検出する色ずれ量検出手段を備えていることを特徴とする色ずれ量検出装置。
【請求項９】
前記色ずれ量検出手段が、前記色ずれ検知用パターンを前記光量を検出する手段によって検出された光量に基づいて色ずれ量を検出することを特徴とする請求項８記載の色ずれ量検出装置。
【請求項１０】
前記色ずれ検知用パターンが、主走査方向に３個以上形成された前記光量を検出する手
段の検知幅より大寸のトリガパターンと、これらのトリガパターンに対して副走査方向に
列状に形成されたマゼンタ、シアン、イエローの３色のパターン群、及びこれらの３色の
パターン群のそれぞれに対して主走査方向あるいは副走査方向に所定の変化量で順次位置をずらして形成されたブラックのパターンとからなることを特徴とする請求項９記載の色ずれ量検出装置。
【請求項１１】
前記色ずれ検知用パターンが主走査方向に３個以上設けられ、前記色ずれ検知用パターンを検出する際のトリガを中央部に設けられるパターンのトリガパッチよってかけることを特徴とする請求項６、８、９及び１０のいずれか１項に記載の色ずれ量検出装置。
【請求項１２】
前記光量を設定する手段は、光量を設定する際、前記色ずれ検知用パターンのトリガをかけないパターンの列の光量を設定する手段に設定する光量設定値の目標値を、前記トリガをかけるパターン列の光量設定値と異なる値に設定することを特徴とする請求項８又は１１記載の色ずれ量検出装置。
【請求項１３】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の光量調整装置を備えていることを特徴とする
画像形成装置。
【請求項１４】
請求項８ないし１２のいずれか１項に記載の色ずれ量検出装置を備えていることを特徴
とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００６−１８７９９３（Ｐ２００６−１８７９９３Ａ）
【公開日】平成１８年７月２０日（２００６．７．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２５３３（Ｐ２００５−２５３３）
【出願日】平成１７年１月７日（２００５．１．７）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年７月２０日（２００６．７．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１月７日（２００５．１．７）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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