画像形成装置
【課題】 複合トナーパターンを形成する画像形成装置において、イエロー、シアン、マゼンタのトナーパターンの形成位置を、それぞれを検出することによって得られるアナログ信号の１つの出力波形から特定していた。一方、ブラックのトナーパターンの形成位置は複合トナーパターンを検出することによって得られるアナログ信号に含まれる２つの波形に基づいて特定していた。そのため、トナーパターンに濃度変動等が生じるとブラックの検出精度が他の色の検出精度よりも低下するおそれがあった。
【解決手段】 複合トナーパターンとして、第２のトナー像８０２を中間転写ベルト１０９の搬送方向下流側において、第３のトナー像８０３を中間転写ベルト１０９の搬送方向上流側において、それぞれが第１のトナー像８０１に少なくともその一部が重なるように形成される。
【解決手段】 複合トナーパターンとして、第２のトナー像８０２を中間転写ベルト１０９の搬送方向下流側において、第３のトナー像８０３を中間転写ベルト１０９の搬送方向上流側において、それぞれが第１のトナー像８０１に少なくともその一部が重なるように形成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等のカラー画像を形成する画像形成装置において、各色のトナー像の色ずれを抑制するために検出用トナーパターンを形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やレーザビームプリンタなどの電子写真方式の画像形成装置では、次のようなプロセスで画像が形成される。まず、帯電装置によって感光体表面を帯電する。帯電された感光体を光ビームによって露光し、感光体表面の電位を帯電電位から変化させることによって感光体上に静電潜像を形成する。形成された静電潜像は、所定の電荷に帯電されたトナーによって現像される。現像されたトナー像は紙などの記録媒体に転写され、記録媒体に転写されたトナー像は定着装置によって記録媒体に定着される。
【０００３】
このような電子写真方式の画像形成装置のうち複数色のトナー剤によってカラー画像を形成する装置として、タンデム方式のカラー画像形成装置が知られている。タンデム方式とは、トナー像を形成するための感光体を複数色のトナー剤それぞれに対応して設け、各々の感光体に形成される各色のトナー像を記録媒体に転写することでカラー画像を形成する方式である。一般的に、中間転写ベルトなどの中間転写体に各感光体上に形成されたトナー像を一旦転写することによって各色のトナー像を中間転写体上で重ね合わせ、その後中間転写体上に担持されたトナー像を記録媒体に転写する方式が用いられている。
【０００４】
このようなカラー画像形成装置では、記録媒体上において各感光体上から中間転写体上に転写された各色のトナー像間に位置ずれがあると色ずれが生じ、画質劣化の原因となる。
【０００５】
このような色ずれを抑制するために、色ずれ検出用トナーパターンを用いた色ずれ補正制御が行われている。色ずれ補正制御では、各色の色ずれ検出用トナーパターンをそれぞれ中間転写体上に形成し、各色のトナーパターンの検出タイミング差から相対的なずれ量を算出し、ずれが低減されるように露光タイミングの制御や光学系の位置決め制御がなされる。
【０００６】
色ずれ検出用トナーパターンの検出は、中間転写体近傍に配置された光学式センサにより行われる。色ずれ補正制御は、光学式センサからの出力に基づいて色ずれを補正する。
【０００７】
光学式センサには乱反射光（拡散反射光）を検出するセンサがある。乱反射光を検出するセンサによって色ずれ検出用トナーパターンを検出する場合、イエロー、マゼンタ、シアンなどの有彩色のトナーパターンからの乱反射光を検出することによって得られる出力と、中間転写体からの乱反射光を検出することによって得られる出力とは、出力レベルが大きく異なる。そのため、乱反射光を受光することによって有彩色のトナーパターンそれぞれの相対的位置関係を特定することが可能である。
【０００８】
それに対して、ブラック等の無彩色のトナーは光を吸収するため、有彩色のトナーパターンに比べて反射光量が少ない。そのため、照射光量を上げる等の処理を行わなければ、中間転写体からの乱反射光を検出することによって得られる出力の出力レベルとブラック等の無彩色のトナーパターンの検出することによって得られる出力の出力レベルとの出力レベル差は検出可能な差にならない。
【０００９】
それに対して、特許文献１は、ブラック等の乱反射光量の少ないトナーパターンの形成位置を検出するために、有彩色のトナーパターン及び無彩色のトナーパターンによって複合トナーパターンを形成する方法を開示している。特許文献１に記載の画像形成装置は、複合トナーパターンによって得られる出力波形から無彩色のトナーパターンの形成位置を特定する。
【００１０】
図１３（ａ）は特許文献１に記載の色ずれ検出用トナーパターンをモデル化した図である。検出用トナーパターンとして、中間転写体１３０１上には、イエローのトナーパターン１３０２ａ、マゼンタのトナーパターン１３０３ａ、シアンのトナーパターン１３０４ａ、マゼンタのトナー像の一部にブラックのトナー像を重ねた複合トナーパターン１３０５ａが形成される。これらの色ずれ検出用トナーパターンからの反射光を受光する受光部からはそれぞれのトナーパターンに対応した出力１３０２ｂ、１３０３ｂ、１３０４ｂ、１３０５ｂ１、１３０５ｂ２を含むアナログ信号が出力される（図１３（ｂ）参照）。それぞれの出力は所定の閾値（図１３（ｂ）中の点線）基づいて２値のデジタル信号に変換される。デジタル信号には、出力１３０２ｂ、１３０３ｂ、１３０４ｂ、１３０５ｂ１、１３０５ｂ２それぞれに対応する出力１３０２ｃ、１３０３ｃ、１３０４ｃ、１３０５ｃ１、１３０５ｃ２が含まれる（図１３（ｃ）参照）。
【００１１】
画像形成装置に備えられるＣＰＵは、例えば、有彩色のトナーパターンから得られるデジタル信号に含まれる出力１３０２ｃ、１３０３ｃ、１３０４ｃそれぞれの重心位置から有彩色のトナーパターンそれぞれの形成位置を特定する。また、ＣＰＵは、複合トナーパターンに関して、デジタル信号に含まれる出力１３０５ｃ１の重心位置と出力１３０５ｃ２の重心位置を求め、さらにこれらの２つの重心位置の中点をブラックのトナーパターンの形成位置とみなす。
【００１２】
また、ブラックのトナーパターンの形成位置を特定する別の方法として、アナログ信号の出力１３０５ｂ１の立ち下がりと閾値の交点及び出力１３０５ｂ２の立ち上がりと閾値との交点との中点をブラックのトナーパターンとする方法が考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００７−１５６１５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、に記載されているような複合トナーパターンを用いた場合、次のような課題が生じる。有彩色のトナーパターンの形成位置はデジタル信号に含まれる出力１３０２ｂ、１３０３ｂ、１３０４ｂから特定されるのに対して、無彩色のトナーパターンの形成位置はデジタル信号に含まれる２つの出力１３０５Ｃ１と１３０５Ｃ２の重心位置を求め、さらに２つの重心位置の中点をブラックのトナーパターンの形成位置とする。そのため、有彩色のトナーパターンの形成位置を特定する処理とは別に、無彩色のトナーパターンの形成位置を特定する処理を装置に組み込まなければならず、装置の設計が複雑化する。
【００１５】
また、ブラックのトナーパターンの形成位置を特定する別の方法では、アナログ信号の出力１３０５ｂ１の立ち上がりと閾値との交点、及び出力１３０５ｂ２の立ち下がりと閾値との交点を検出結果として採用しない構成を組む必要があり、装置の設計が複雑化する。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するために、本発明の画像形成装置は、回転駆動される像担持体と、前記像担持体上に有彩色のトナー像を形成する第１の画像形成手段と、前記像担持体上の無彩色のトナー像を形成する第２の画像形成手段と、前記有彩色のトナー像に所定の間隔を空けて形成された前記無彩色のトナー像が重畳し、前記所定の間隔から前記有彩色のトナー像が露出するように、前記第１及び第２の画像形成手段に第１の検出用トナーパターンを形成させ、前記第１の画像形成手段に有彩色のトナー像の第２の検出用トナーパターンを形成させる制御手段と、前記第１の検出用トナーパターン、第２の検出用トナーパターンまたは前記像担持体に光を照射する照射手段と、前記第１の検出用トナーパターン、第２の検出用トナーパターンまたは前記像担持体からの反射光を受光する受光手段と、前記受光手段からの出力に基づいて前記第１、第２の検出用トナーパターンそれぞれに含まれる有彩色のトナー像の相対位置関係を検出することにより前記像担持体上における前記有彩色のトナー像と前記無彩色のトナー像との相対位置関係を特定する検出手段とを備えることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の画像形成装置によれば、回転駆動される像担持体と、前記像担持体上に有彩色のトナー像を形成する第１の画像形成手段と、前記像担持体上の無彩色のトナー像を形成する第２の画像形成手段と、前記有彩色のトナー像に所定の間隔を空けて形成された前記無彩色のトナー像が重畳し、前記所定の間隔から前記有彩色のトナー像が露出するように、前記第１及び第２の画像形成手段に検出用トナーパターンを形成させる制御手段と、前記検出用トナーパターンに光を照射する照射手段と、前記検出用トナーパターンからの反射光を受光する受光手段と、前記受光手段からの出力に基づいて前記検出用トナーパターンに含まれる有彩色のトナー像を検出することにより前記像担持体上における前記無彩色のトナー像の位置を特定する検出手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１記載の発明によれば、有彩色のトナー像に無彩色のトナー像を重畳させた検出用トナーパターンの有彩色のトナー像を検出することにより像担持体上での無彩色のトナー像を精度よく検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施例に係る画像形成装置の断面図。
【図２】本実施例に係る光走査装置及び感光ドラムを示す模式図。
【図３】中間転写ベルト上に形成される色ずれ検出用トナーパターンの概略図。
【図４】本実施例に係る画像形成装置における制御ブロック図。
【図５】本実施例に係る画像形成装置において実行される色ずれ補正制御の制御フローチャート。
【図６】本実施例に係る画像形成装置に用いられる光学式センサの概略図。
【図７】光学式センサから出力されるアナログ信号及びアナログ信号から生成されるデジタル信号の波形を示す図。
【図８】複合トナーパターンをモデル化した図。
【図９】複合トナーパターンを検出することによって得られるアナログ信号及びアナログ信号から生成されるデジタル信号の波形を示す図。
【図１０】色ずれ検出用トナーパターンを形成するためにＣＰＵが各色の画像形成ステーションに出力する画像信号の出力タイミングチャート。
【図１１】濃度低下領域を説明するための現像スリーブ及び感光ドラムの概略断面図。
【図１２】複合トナーパターンの断面図。
【図１３】従来の複合トナーパターン及び複合トナーパターンを検出することによって得られるアナログ信号及びアナログ信号から生成されるデジタル信号の波形を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
この実施の形態に記載される構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などに関して、特定的な記載がない限りはこの発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【実施例１】
【００２１】
図１は本実施例に係るカラー画像形成装置１００（以下、画像形成装置１００）の全体構成を示す断面図であり、電子写真方式のフルカラープリンタの概略構成を示している。図１に示す画像形成装置１００は原稿読取部１０１と画像形成部１０２を有する。原稿読取部１０１で原稿画像を読み取り、読み取られた画像データに基づいて画像形成部１０２は記録媒体に画像を形成する。
【００２２】
画像形成部１０２には、イエロー（Ｙ）のトナー像を形成するための画像形成ステーションＹ、マゼンタ（Ｍ）のトナー像を形成するための画像形成ステーションＭ、シアンのトナー像を形成するための画像形成ステーションＣ、ブラック（Ｂｋ）のトナー像を形成するための画像形成ステーションＢｋが備えられている。画像形成ステーションＹには感光体であるところの感光ドラム１０３ａ、感光ドラム１０３ａを帯電するための帯電装置１０４ａ、帯電された感光ドラム１０３ａに静電潜像を形成するための光ビーム（レーザ光）を出射する光走査装置１０５ａが備えられている。また、静電潜像をトナーによって現像する現像装置１０６ａ、感光ドラム１０３ａ上の残留トナーを清掃するためのクリーニング装置１０７ａが設けられている。同様に、その他の画像形成ステーションＭも画像形成ステーションＹと同様の構成を備えており、マゼンタのトナー像を形成するための画像形成ステーションＭは、感光体であるところの感光ドラム１０３ｂ、帯電装置１０４ｂ、光走査装置１０５ｂ、現像装置１０６ｂ、クリーニング装置１０７ｂが備えられている。また、シアンのトナー像を形成するための画像形成ステーションＣは、感光体であるところの感光ドラム１０３ｃ、帯電装置１０４ｃ、光走査装置１０５ｃ、現像装置１０６ｃ、クリーニング装置１０７ｃが備えられている。さらに、ブラックのトナー像を形成するための画像形成ステーションＢｋは、感光体であるところの感光ドラム１０３ｄ、帯電装置１０４ｄ、光走査装置１０５ｄ、現像装置１０６ｄ、クリーニング装置１０７ｄが備えられている。
【００２３】
各画像形成ステーションで行われる画像形成プロセスについて説明する。各画像形成ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋで行われる画像形成プロセスは同様のプロセスであるので、イエローの画像形成ステーションＹを例に説明する。感光ドラム１０３ａは帯電装置１０４ａによって帯電される。帯電された感光ドラム１０３ａ上には光源であるレーザ発光部を有する光走査装置１０５ａから出射されるレーザ光（光ビーム）により静電潜像が形成され、この静電潜像は現像装置１０６ａによりイエローのトナーを用いて現像される。
【００２４】
そして、この感光ドラム１０３ａ上に現像されたイエローのトナー像は、転写ブレード１０８ａに印加される転写バイアスによって中間転写体（像担持体）であるところの中間転写ベルト１０９に転写される。
【００２５】
同様に、感光ドラム１０３ｂ上のマゼンタのトナー像は転写ブレード１０８ｂによって、感光ドラム１０３ｃ上のシアンのトナー像は転写ブレード１０８ｃによって、感光ドラム１０３ｄ上のブラックのトナー像は転写ブレード１０８ｄによって、中間転写ベルト１０９上（像担持体上）に転写される。中間転写ベルト１０９に転写された各色のトナー像は、二次転写部Ｔにおいて二次転写ローラ１１０で記録紙に４色が一括転写される。その後、トナー像を担持した記録媒体Ｓは定着装置１１１を通過して定着処理が施された後、排紙ローラ１１２等によって装置外に排出される。
【００２６】
なお、ブラックの画像形成ステーションＢｋは、中間転写ベルト１０９の回転方向においてその他の有彩色の画像形成ステーションＹ、Ｍ、Ｃよりも二次転写部側に設けられている。このように配置することによってモノクロ画像を形成する場合にユーザによって画像形成の指示がなされてから画像が出力されるまでの時間を抑えることができる。
【００２７】
中間転写ベルト１０９の近傍には後述する色ずれ検出用トナーパターンを検出するための光学式センサ１１３が設けられている。光学式センサ１１３は、図１に示すようにブラックとのトナー像を形成するための画像形成ステーションＢｋと二次転写ローラ１１０との間に設けられている。
【００２８】
図２は、光走査装置１０５ａの内部構成の概略図及び感光ドラム１０３ａを模式的に示す概略図である。光走査装置１０５ａ〜ｄの構成はそれぞれ同一のものであるので、光走査装置１０５ａを例に説明する。光走査装置１０５ａは、光源であるところの半導体レーザ２０１、コリメータレンズ２０２、開口絞り２０３、シリンドリカルレンズ２０４、ポリゴンミラー２０５、ポリゴンミラー駆動部２０６、トーリックレンズ２０７、回折光学素子２０８を備える。
【００２９】
コリメータレンズ２０２は、半導体レーザ２０１から出射された光ビームを平行光束に変換している。開口絞り２０３は、通過するレーザ光の光束を制限している。シリンドリカルレンズ２０４は、副走査方向にのみ所定の屈折力を有しており、開口絞り２０３を通過した光束をポリゴンミラー２０５の反射面に主走査方向に長い楕円像として結像させている。回転多面鏡であるところのポリゴンミラー２０５は、ポリゴンミラー駆動部２０６により図中矢印Ｃ方向に一定速度で回転しており、反射面上に結像したレーザ光を偏向走査する。トーリックレンズ２０７は、ｆθ特性を有する光学素子であり主走査方向と副走査方向とで互いに異なる屈折率を有する。トーリックレンズ２０７の主走査方向の表裏の両レンズ面は非球面形状より成っている。回折光学素子２０８は、ｆθ特性を有する光学素子であり主走査方向と副走査方向とで互いに異なる倍率を有する。レーザ光検出手段であるところのＢｅａｍ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ２０９（以下ＢＤ２０９とする。）は、画像形成装置１００が備える感光ドラム１０３ａの画像形成領域外に相当する位置に設置され、反射ミラー２１０によって反射されたレーザ光を検出することで、走査タイミング信号（ＢＤ信号）を生成する。
【００３０】
感光ドラム１０３ａには、回転駆動されるポリゴンミラー２０５に偏向された半導体レーザ２０１から放射されるレーザ光のスポットが感光ドラム軸に平行に直線状に移動（走査）する。本実施例における光走査装置１０５ａは、半導体レーザ２０１として複数ビームを発するマルチビームレーザーを使用しており、１回の走査により複数本のライン状の静電潜像を形成することができる。感光ドラム１０３ａはドラム駆動部２１１によって回転駆動され、これによって前記主走査を折り返すことで、副走査方向（感光ドラムの回転方向）に画像書き込みが行われる。
【００３１】
回折光学素子２０８はその光軸と平行な軸を中心に回動可能な構成となっている。この軸を中心に回折光学素子２０８を回動させることによって、感光ドラム１０３ａ上における走査線の向き（感光ドラム１０３ａの回転軸に対する走査線の傾き）を補正することができる。また、回折光学素子２０８は、回折光学素子２０８の長手方向と平行な軸を中心に回動可能な構成となっている。この軸を中心に回折光学素子２０８を回動させることによって感光ドラム１０３ａ上における走査線の湾曲を補正することができる。回折光学素子２０８は回折光学素子駆動部２１２によって回動される。
【００３２】
半導体レーザ２０１、ポリゴンミラー駆動部２０６、ドラム駆動部２１１、及び回折光学素子駆動部２１２は、後述するＣＰＵによって制御されているものとする。
【００３３】
感光ドラム１０３ａは帯電装置１０４ａにより表面が帯電された後、レーザ光は帯電された感光ドラム１０３ａ表面を露光査する。感光ドラム１０３ａ表面の電位は照射されたレーザ光の強度に応じて電位が変位する。
【００３４】
ここで、各画像形成ステーションによって中間転写ベルト１０９に転写される各色のトナー像間に生じる相対的なずれ（色ずれ）について説明する。上述したように、感光ドラム１０３ａ〜ｄ上には、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像がそれぞれ形成される。各感光ドラム上に形成されたトナー像を記録媒体に転写することによって記録媒体上にカラー画像が形成される。このとき、各感光ドラム上に形成されるトナー像の重なり方にずれが生じると、原稿画像と出力画像との色味が異なるようになるため画質が低下する。
【００３５】
そこで、画像形成装置１００では、電源がＯＮされた場合、待機状態から復帰する場合、所定枚数（累積枚数）の記録媒体に画像形成した場合等の所定のタイミングで各色のトナーによって色ずれ検出用トナーパターンを中間転写ベルト１０９上に形成し、色ずれ検出用トナーパターンの検出結果に基づいて各色のトナー像の相対的なずれを補正するための制御が行われる。
【００３６】
図３は、中間転写ベルト１０９が形成する色ずれ検出用トナーパターンの概略図である。図３は、各色に対応する感光ドラムから中間転写ベルト１０９上に転写された第２の検出用トナーパターンである、イエローのトナーパターン３０１、マゼンタのトナーパターン３０２、シアンのトナーパターン３０３を示している。また、本実施例の画像形成装置１００では上記の有彩色の単独トナーパターンの他にブラックのトナー像の形成位置を特定するための複合トナーパターン３０４（第１の検出用トナーパターン）が形成される。複合トナーパターン３０４は、マゼンタのトナー像の上にブラックのトナーの少なくとも一部が重畳されるように形成される。複合トナーパターン３０４についての詳細は後述する。
【００３７】
なお、以下では、イエローのトナーパターン３０１、マゼンタのトナーパターン３０２、シアンのトナーパターン３０３、及び複合トナーパターン３０４の集合体を指すときには、その集合体を色ずれ検出用トナーパターンと称する。
【００３８】
図３中のＸ軸方向は感光ドラムの回転軸方向（以下、主走査方向とする。）である。中間転写ベルト１０９はＸ軸方向に垂直なＹ軸方向（副走査方向）の矢印方向に搬送される。例えば、色ずれ検出用トナーパターンは主走査方向において２箇所に形成される。光学式センサ１１３は、図３に示す主走査方向において異なる位置に形成される色ずれ検出用トナーパターンをそれぞれ検出できるような位置（光学式センサ１１３ａ、１１３ｂ）に複数個設けられている。
【００３９】
本実施例の画像形成装置１００では、基準色としてのマゼンタのトナーパターン３０２に対するブラックを含む他の色のトナーパターンの形成位置の相対位置関係を求め、その相対位置関係から相対的なずれ量を算出し、入力画像データに基づく画像形成を行う際に各色のトナー像間にずれが生じないように補正制御を行う。
【００４０】
図４は本実施例の画像形成装置における色ずれ補正制御を実行するための構成を示す制御ブロック図である。色ずれ補正制御はＣＰＵ４０１が実行する。メモリ４０２には色ずれ補正制御を実行するための制御フローが記憶されている。光学式センサ１１３ａから出力されるアナログ信号はコンパレータ４０３ａに入力されてデジタル信号に変換される（詳しくは後述する）。光学式センサ１１３ｂから出力されるアナログ信号はコンパレータ４０３ｂに入力されてデジタル信号に変換される。以下、説明を簡易にするために、光学式センサ１１３ａ、１１３ｂに関しては光学式センサ１１３として説明を進め、コンパレータ４０３ａ、４０３ｂについてもコンパレータ４０３として説明を進める。
【００４１】
コンパレータ４０３から出力されるデジタル信号はＣＰＵ４０１に入力される。ＣＰＵ４０１は入力されたデジタル信号に基づいて、それぞれの色のトナーパターンの相対位置関係を検出し、その検出結果から各色のトナーパターンの相対的なずれ量を算出し、そのずれ量に基づいて色ずれ補正制御を行う。ＣＰＵ４０１から画像形成ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋには色ずれを補正するための信号が送信される。
【００４２】
図５は、ＣＰＵ４０１が実行する色ずれ補正制御の制御フローを示す図である。色ずれ検出用トナーパターンは、画像形成装置の電源がＯＮにされた場合、待機状態のときに読取部や外部情報装置から画像データが入力された場合、連続画像形成中に記録媒体への画像形成累積枚数が所定枚数に到達した場合などに実行される。図５では、待機状態のときに画像データが入力されてから画像形成が終了するまでにＣＰＵ４０１が実行する制御フローを例に説明する。
【００４３】
まず、ＣＰＵ４０１は、読取部または外部情報装置から画像データが入力されると各画像形成ステーションに色ずれ検出用トナーパターンを形成させる（ステップＳ５０１）。次に、色ずれ検出用トナーパターンを検出した光学式センサ１１３からの出力に基づいて補正量を算出する（ステップＳ５０２）。そして、ＣＰＵ４０１は、光走査装置に備えられるレンズや反射ミラーなどの光学系（本実施例では回折光学素子２０８）の位置を制御（変更）する必要があるか否かを判定し（ステップＳ５０３）、ステップＳ５０３において光学系の位置の変更が必要であると判定された場合、ステップＳ５０４において光学系の位置制御を実行する。位置制御が終了すると、ＣＰＵ４０１は、ステップＳ５０２において算出した補正量に基づいて各画像形成ステーションに画像を形成させる（ステップＳ５０５）。ステップＳ５０３において光学系の位置の変更が必要でないと判定された場合、ＣＰＵ４０１は制御をステップＳ５０５に進める。 続いて、ＣＰＵ４０１は、１枚の記録媒体に画像形成される毎にすべての画像データに基づく画像形成が行われたか否かを判定し（ステップＳ５０６）、すべての画像データに基づく画像形成が終了していれば制御を終了させる。ステップＳ５０６においてすべての画像データに基づく画像形成が済まされていないと判定された場合、ＣＰＵ４０１は画像形成累積枚数が所定枚数に到達したか否かを判定する（ステップＳ５０７）。ステップＳ５０７において画像形成累積枚数が所定枚数に到達したと判定された場合、ＣＰＵ４０１は制御をステップＳ５０１に戻す。一方、ステップＳ５０７において画像形成累積枚数が所定枚数に到達していないと判定された場合、ＣＰＵ４０１は制御をステップＳ５０５に戻す。
【００４４】
色ずれ検出用トナーパターンを検出するための光学式センサ１１３には、反射光を検出する方式として正反射光を検出する方式と乱反射光（拡散反射光）を検出する方式がある。本実施例の画像形成装置では、乱反射光を検出する方式を採用している。
【００４５】
中間転写ベルト１０９の表面は、画像形成装置の使用が進むにつれてトナーやクリーニング装置の影響により光沢が低下する。光学式センサ１１３として正反射光を検出する方式を用いると、検出結果は中間転写ベルト１０９の表面状態の変化を受け易い。そのため、表面状態の変化によって検出精度を確保するために照射光量の制御やトナーパターンの濃度の調整といった補正制御が必要となる。乱反射光を検出する方式を用いるとこの補正制御の頻度を抑えることができる。
【００４６】
図６に光学式センサ１１３の概略図を示す。光学式センサ１１３には、中間転写ベルト１０９または色ずれ検出用トナーパターンに対して光を照射（投射）する発光部６０１と中間転写ベルト１０９または色ずれ検出用トナーパターンからの反射光を受光する受光部６０２を備える。受光部６０２は、発光部６０１から中間転写ベルト１０９へ照射した光の乱反射光が受光できるように入射角と反射角が等しくならない位置に配置されている。受光部６０２は受光光量に応じたレベルの信号を出力する。
【００４７】
図７は、色ずれ検出用トナーパターンを光学式センサ１１３によって検出することによって得られるアナログ信号７０１（検出信号）及びアナログ信号７０１から生成されるデジタル信号７０２を示している。中間転写ベルト１０９の表面は光沢があるため、中間転写ベルト１０９表面によって反射される正反射光の光量は有彩色のトナーパターンによって反射される正反射光の光量よりも多い。発光部６０１から出射される光量は一定であるため、中間転写ベルト１０９表面によって反射される乱反射光の光量は有彩色のトナーパターンによって反射される乱反射光の光量よりも少ない。そのため、有彩色のトナーパターンを検出することによって得られるアナログ信号７０１の波形は図７に示すように上に凸の形状になる。なお、図７上ではアナログ信号７０１は三角波のように示しているが、必ずしも三角波になるわけではない。波形は中間転写ベルト１０９の回転方向（駆動方向）におけるトナーパターンの幅と光学式センサ１１３の受光部６０２の幅と依存するため、これらの幅の関係によっては、台形に近い波形が検出される。
【００４８】
デジタル信号７０２は、受光部６０２から出力されるアナログ信号７０１を２値化した信号である。コンパレータ４０３は、閾値７０３以上の出力レベルのアナログ信号が入力されるとＨｉレベルのデジタル信号を出力し、閾値７０３未満の出力レベルのアナログ信号が入力されるとＬｏｗレベルのデジタル信号を出力する。
【００４９】
乱反射検知方式で色ずれ検出用トナーパターンを検出する構成とした場合、ブラックのトナーは光を吸収するため乱反射光量が少ない。そのため、光学式センサ１１３によってブラックのトナーパターンを検出しようとした場合、ブラックのトナーパターンからの乱反射光による出力信号レベルと中間転写ベルト１０９からの乱反射光による出力信号レベルとの間の差が小さくなる。そのため、乱反射光検知方式はブラックのトナーパターンを検出し難いという課題がある。
【００５０】
そこで、本実施例の画像形成装置は、ブラックとトナーパターンと有彩色のトナーパターンとによって図３に示すような複合トナーパターン３０４を形成する。ＣＰＵ４０１は、その複合トナーパターンから得られる出力信号の波形を以ってブラックのトナー像の形成位置の検出結果とする。
【００５１】
図８を用いて複合トナーパターン３０４について詳しく説明する。図８は複合トナーパターン３０４の説明を簡略化するために、図３に示す複合トナーパターン３０４をモデル化した図である。複合トナーパターン３０４は、マゼンタのトナー像を形成する画像形成ステーションＭ（第１の画像形成手段）及びブラックのトナー像を形成する画像形成ステーションＢｋ（第２の画像形成手段）によって形成される。図８に示すように、複合トナーパターン３０４は、中間転写ベルト１０９の駆動方向（回転方向、または固定された感光ドラムに対する移動方向）において、ブラックのトナー像である第２のトナー像と第３のトナー像とが所定の間隔を空けて形成され、その間隔からマゼンタのトナー像（第１のトナー像）が露出する。さらに具体的に説明すると、ブラックの第２のトナー像８０２は中間転写ベルト１０９搬送方向に関してその一部がマゼンタの第１のトナー像８０１の一部（先端部）の上に重なるように形成される。ブラックの第３のトナー像８０３は中間転写ベルト１０９搬送方向に関してその一部が第１のトナー像８０１の一部（後端部）の上に重なるように形成される。第２のトナー像８０２と第３のトナー像８０３とが中間転写ベルト１０９の搬送方向において少なくとも第１のトナー像８０１上ではそれぞれが繋がらないように、第２のトナー像８０２及び第３のトナー像８０３は所定距離離されて形成される。第１のトナー像８０１の中間転写ベルト１０９の搬送方向前後（像担持体移動方向前後）に第２のトナー像８０２及び第３のトナー像８０３が形成される。
【００５２】
図９（ａ）は、色ずれ検出用トナーパターンから得られる出力信号（アナログ信号）の波形である。光学式センサ１１３の受光部６０２が中間転写ベルト１０９からの乱反射光を受光すると、受光部６０２からはＡレベルの信号が出力される。また、受光部６０２にイエローのトナーパターン、マゼンタのトナーパターン、シアンのトナーパターンからの乱反射光を受光すると、受光部６０２から出力される信号レベルはＢまで上昇する（図９（ａ）中においてそれぞれ出力９０１ａ、９０２ａ、９０３ａ）。なお、各色のトナーパターンを検出することによって受光部６０２から出力される信号レベルがＢまで上昇するように各色のトナーパターンの濃度が調整される。ＣＰＵ４０１は、この濃度調整を行う際に、各色の濃度調整用トナーパターンを形成し、その各色の濃度調整用トナーパターンの濃度検出結果に基づいて検出用トナーパターンに含まれる各色のトナーパターンの濃度が所定の濃度になるように各画像形成ステーションする制御する。
【００５３】
複合トナーパターン３０４によって得られるアナログ信号の出力９０４ａについてさらに詳しく説明する。まず、受光部６０２は中間転写ベルト１０９からの乱反射光を受光するため、Ａレベルの信号が出力される。次に、検知位置に第２のトナー像８０２が搬送されてくる。それに伴ない、受光部６０２に入射する乱反射光の光量が変化するため出力信号のレベルが変化する。ここでは、第２のトナー像８０２からの乱反射光の光量が中間転写ベルト１０９からの乱反射光の光量よりも少なくなる状態を例に説明する。即ち、ブラックの第２のトナー像８０２が検知されることによって出力信号のレベルが徐々に低下し、マゼンタの第１のトナー像８０１が検知位置に差しかかる直前にＣレベルまで低下する。
【００５４】
次に、マゼンタの第１のトナー像８０１が検知位置に入り、ブラックの第２のトナー像８０２が搬送方向下流側から検知位置を抜けていくので、受光部６０２に入射する乱反射光の光量が徐々に増加していき、最終的に反射光Ｂレベルまで上昇する。その後、ブラックの第３のトナー像８０３が検知位置に入り、マゼンタの第１のトナー像８０１が搬送方向下流側から検知位置を抜けていくので、受光部６０２に入射する乱反射光の光量が徐々に減少していき、反射光Ｃレベルまで減少する。そして、第３のトナー像８０３が搬送方向下流側から検知位置を抜けていくので、受光部６０２に入射する乱反射光の光量が徐々に増加していき、中間転写ベルト１０９のみからの乱反射光が受光部６０２に入射する状態になると、出力レベルはＡレベルに戻る。
【００５５】
このように、マゼンタのトナー像である第１のトナー像によって生成される出力波形によってブラックのトナー像の形成位置を特定するために、ブラックのトナー像である第２のトナー像と第３のトナー像とが所定間隔離されて形成される。そして、その間隔からマゼンタのトナー像である第１のトナー像が露出するように複合トナーパターン３０４が形成される。この複合トナーパターン３０４に含まれるマゼンタのトナー像（第１のトナー像）からの反射光によって生成される出力波形からブラックの形成位置を間接的に特定することができる。
【００５６】
上記のような信号レベルの変動によって図９（ａ）に示すようなアナログ信号の出力波形が得られる。受光部６０２から出力されるアナログ信号はコンパレータ４０３に入力され、Ｂレベルよりも低くＡレベルよりも高いレベルＤ（Ｃ＞Ａの場合、Ｃよりも高いレベルＤ）に設定された閾値に基づいてデジタル信号に変換される（図９（ｂ）参照）。デジタル信号には、アナログ信号に含まれる出力９０１ａ、９０２ａ、９０３ａ、９０４ａに対応する出力９０１ｂ、９０２ｂ、９０３ｂ、９０４ｂが含まれる。ＣＰＵ４０１は、このデジタル信号の重心位置と基準色（本実施例ではマゼンタ）のトナーパターンを検出することによって得られるデジタル信号の重心位置との差分とメモリ４０２に記憶された参照値とを比較する。この参照値は色ずれが生じていない場合において、基準色のトナーパターンを検出することによって生成される出力と非基準色のトナーパターンを検出することによって生成される出力との出力タイミング差である。ＣＰＵ４０１は比較結果から基準色のマゼンタのみで形成された単独トナーパターンから得られるデジタル信号と複合トナーパターン３０４から得られるデジタル信号との出力タイミングの差分を算出し、その差分と所定の値との比較結果に基づいてずれ量がなくなるように画像形成前に光学レンズの位置を制御する、あるいは画像形成時のレーザ光の出射タイミングを制御するといった色ずれ補正制御を実行する。
【００５７】
図１０は各色のパターンを形成する時の画像信号を各画像形成ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、及びＢｋに送るタイミングを示すタイミングチャートである。本実施例の画像形成装置は、各色のパターンは図１に示すように中間転写ベルト１０９の搬送方向下流側から、イエロー、マゼンタ、シアン、マゼンタ及びブラックトナーパターンによって構成される複合トナーパターンの順に各トナーパターンを形成する。
【００５８】
ＣＰＵ４０１から各画像形成ステーションには中間転写ベルト１０９の搬送速度を考慮して設定されるタイミングで各トナーパターンを形成するための画像信号が送信される。まず、ＣＰＵ４０１は、イエローのトナーパターンを形成するための画像信号Ｙをイエローの画像形成ステーションＹに送信する。その後、ＣＰＵ４０１は、マゼンタのトナーパターンがイエローのトナーパターンの中間転写ベルト１０９搬送方向上流側に形成されるように、画像信号Ｙに対して時間αだけ遅延させたタイミングでマゼンタの画像形成ステーションに画像信号Ｍ１を送信する。同様に、ＣＰＵ４０１は、シアンのトナーパターンがマゼンタのトナーパターンの中間転写ベルト１０９搬送方向上流側に形成されるように、画像信号Ｍに対して時間αだけ遅延させたタイミングでシアンの画像形成ステーションＣに画像信号Ｃを送信する。画像信号Ｙ、画像信号Ｍ１、及び画像信号Ｃによって形成されるトナーパターンの幅が所定の幅（例えば、β´）になるように、画像信号Ｙ、画像信号Ｍ１、画像信号Ｃの出力期間がβになるように設定されているため、それぞれの信号によって形成されるトナーパターンの中間転写ベルト１０９搬送方向の幅は同一となる。また、各画像形成ステーションの半導体レーザは、有彩色のトナーパターンを検出することによって得られるアナログ信号の出力レベルが等しくなるように、単位面積辺りの露光面積、あるいは光量（光の強度）が制御される。これによって、有彩色のトナーパターンの形成位置の検出精度を一致させることができる。
【００５９】
その後、ＣＰＵ４０１は、複合トナーパターン３０４がシアンのトナーパターンの中間転写ベルト１０９搬送方向上流側に形成されるようなタイミングでマゼンタの画像形成ステーションＭに画像信号Ｍ２を送信し、ブラックの画像形成ステーションＢｋに画像信号Ｂｋ１及びＢｋ２を送信する。なお、画像信号Ｂｋ２は、画像信号Ｂｋ１の立ち下がりタイミングと画像信号Ｂｋ２の立ち上がりタイミングとの差分がβ（第２のトナー像８０２と第３のトナー像との間隔がβ´）となるように、画像信号Ｂｋ１から所定タイミング遅延してＣＰＵ４０１からブラックの画像形成ステーションＢｋに送信される。画像信号Ｍ２の出力期間については後述する。
【００６０】
画像信号Ｍ２によって形成されるマゼンタのトナーパターンの上に画像信号Ｂｋ１によって形成されるブラックのトナーパターンが中間転写ベルト１０９の回転方向上流側に、画像信号Ｂｋ２によって形成されるブラックのトナーパターンが下流側に重なるように、画像信号Ｍ２の出力タイミングに対する画像信号Ｂｋ１及び画像信号Ｂｋ２の出力タイミングが設定されている。つまり、画像信号Ｂｋ１の出力タイミングは画像信号Ｍ２の出力タイミングに対して所定時間遅延させて出力されるように設定されている。また、画像信号Ｂｋ１の立ち下がりタイミングと画像信号Ｂｋ２の立ち上がりタイミングとの差分βが画像信号Ｍ２の出力期間γよりも小さくなるように、画像信号Ｂｋ１に対する画像信号Ｂｋ２の出力タイミングが設定されている。これによって、マゼンタの第１のトナー像８０１の上流側及び下流側においてブラックの第２のトナー像８０２、第３のトナー像８０３それぞれが重なった複合トナーパターン３０４を形成することができる。
【００６１】
ところで、複合トナーパターン３０４を用いて色ずれを補正するような画像形成装置の場合、次のような課題が生じる。トナーとトナーを帯電させるキャリアを含む現像剤によってトナー像を形成する２成分現像の画像形成装置では、感光ドラム上に形成される静電潜像を現像するときのトナーの現像性を高めるため、トナーを担持する現像スリーブと感光体と間に周速差を設けている。その際、感光ドラムの回転方向後端部において感光ドラム上において現像されるトナー像の濃度が上流側、中央部の濃度より低下するという現象が発生する。
【００６２】
この現象についてさらに詳しく説明する。現像スリーブ上では図１１に示すように、キャリアが穂状になった磁気穂が形成される。磁気穂にはキャリアと逆極性のトナーが付着している。感光ドラムの回転速度と現像スリーブの回転速度が等速の場合、磁気穂に付着しているトナー量が、静電潜像を現像するために必要なトナー量に対して少なくなることがある。感光ドラムの回転速度と現像スリーブの回転速度とが等速である場合に対して、現像スリーブの回転速度が感光ドラムの回転速度よりも速い場合、感光ドラムと現像スリーブとのギャップに供給されるトナー量が増加する。このように、感光ドラムの回転速度より現像スリーブの回転速度を速くすることによってトナーが不足することがないので、高濃度の画像を形成する場合であっても画像濃度が低下しない。
【００６３】
図１１（ａ）（ｂ）を用いて濃度低下領域について説明する。ここでは、説明を簡易にするために、キャリアは静電電荷に、トナーは負電荷に、静電潜像は光ビームによって露光されることによって正に帯電された領域であるとする。磁気穂が感光ドラムに近づくと磁気穂に付着しているトナーが感光ドラムの静電潜像に引き寄せられ、静電潜像がトナーによって現像される（図１１（ａ））。
【００６４】
感光ドラムと現像スリーブとのギャップを感光体上の正に帯電した領域が継続して通過する場合、負電荷のトナーは静電潜像に引き寄せられるためトナーは磁気穂の先端部側に付着する（図１１（ａ）参照）。そのため、磁気穂の先端部側のキャリアが露出することはない。
【００６５】
一方、感光体の移動方向において静電潜像の後端側は正に帯電した露光電位領域と負に帯電した帯電電位領域との境界部が存在する。帯電領域は負に帯電しているため、露光電位領域に後続する帯電電位領域が磁気穂に近づくことによって磁気穂に付着したトナーが感光ドラムから離れる方向に移動する（図１１（ｂ）参照）。それによって画像後端部に近い位置にある磁気穂の先端部のキャリアが露出する。現像スリーブの回転速度は感光ドラムの回転速度よりも速いため、先端のキャリアが露出した磁気穂が次々に静電潜像の後端部に近づく。そのため、感光ドラム上の画像後端部のトナーが露出したキャリアに引き戻され、画像後端部の濃度が所定の濃度よりも低下する（図１１（ｂ））。
【００６６】
この現象は色ずれ検出用トナーパターンを形成する際にも同様に発生する。この濃度低下領域（所定の濃度以下の濃度領域）は視認できない程度の幅であり、低下量も小さいものであるので、記録媒体上に形成される画像に対して画質を劣化させるものではない。なお、上記の所定の濃度とは色ずれ検出用トナーパターンの検出精度を低下させる濃度を指す。例えば、画像形成装置が形成可能な最大濃度を１００％で、色ずれ検出用トナーパターンを９０％で形成する装置の場合、上記所定の濃度は例えば８０％に設定される。８０％以下の色ずれ検出用トナーパターンの濃度が８０％になると、検出波形に色ずれ検出精度を低下させる程度の乱れを生じさせるためである。
【００６７】
しかしながら、色ずれ検出用トナーパターンの後端部においてこのような濃度低下領域が生じると、出力波形の立ち下がりが早まるため出力波形の重心位置の検出精度が低下する。図１２（ａ）は第３のトナー像８０３が第１のトナー像８０１（下地のトナー像）の濃度低下領域１２０１に重なっていない場合を示す図である。矢印方向が中間転写ベルトの搬送方向である。パターンの濃度が低下すると乱反射光量は減少するため、乱反射光受光部６０２でのセンサ出力が低下する。よって、第１のトナー像８０１の検出の際に第１のトナー像８０１の濃度低下領域１２０１において乱反射光量が低下することにより、図１２に示すようにパターン検出の立ち下がりの波形が第１のトナー像８０１の濃度が一定の場合の所望の波形（点線で表示）と異なった波形となる。この出力波形から前記のように閾値による２値化出力を行った際、ブラックのトナーパターンの形成位置を正確に検出できなくなる。その結果、検出精度が低下するため、色ずれ補正を精度良く行うことができなくなる。
【００６８】
有彩色のトナーパターンは単色でパターンが形成されているため、トナーパターンの濃度を上げることによって上記濃度低下領域１２０１の発生を抑制することができる。一方、複合トナーパターン３０４の場合、濃度低下領域１２０１の発生を抑制するために色ずれ検出用トナーパターンの濃度を上げると、有彩色と無彩色のトナーパターンを重ねた箇所のトナー量が増大するため、クリーニング装置に負荷をかけることになる。クリーニング装置の負荷を上げることによってクリーニング性能の低下を早めると、画質の低下を招く。
【００６９】
そこで、本実施例の画像形成装置では、複合トナーパターン３０４を形成するにあたってマゼンタの第１のトナー像８０１の濃度低下領域１２０１にブラックの第３のトナーパターントナー像８０３が重なるような期間、画像信号Ｍ２が供給される。中間転写ベルト１０９の搬送方向における濃度低下領域１２０１の幅は画像形成装置を組み立てる際に測定されている。第１のトナー像８０１の濃度低下領域１２０１が第３のトナー像８０３によって覆われた複合トナーパターンが形成されるように、測定結果に基づいてＣＰＵ４０１からマゼンタの画像形成ステーションＭに送信される画像信号Ｍ２の出力期間が設定される。
【００７０】
図１２（ｂ）は第３のトナー像８０３が第１のトナー像８０１の濃度低下領域に重なっている場合を示す図である。この場合、第１のトナー像８０１が検出される際にパターンの乱反射光量は一定のため、図示するように第１のトナー像８０１の濃度低下領域１２０１の影響を受けることなく、所望の通りのセンサ出力波形となる。この出力波形から前記のように閾値による２値化出力を行った際、ブラックのトナーパターンの正確な位置を検出することが可能となる。結果、色ずれ補正制御を精度良く行うことができる。
【００７１】
以上で説明したような複合トナーパターンを形成することによって、ブラックのトナーパターンの形成位置をアナログ信号の１つの出力波形から特定することができる。
【実施例２】
【００７２】
クリーニング装置にはクリーニング性能の限界（クリーニングできるトナー載り量の限界）がある。そのため、そのクリーニング限界よりも低いトナーの載り量でトナーパターンを形成する必要がある。実施例１において、マゼンタの第１のトナー像８０１の上にブラックの第２のトナー像及び第３のトナー像を重ねる複合トナーパターン３０４について述べた。複合トナーパターン３０４ａにはマゼンタのトナーとブラックのトナーとが重なる領域がある。そのため、複合トナーパターン３０４のトナー量はできる限りトナー載り量少なくなるように設定されている。
【００７３】
マゼンタの第１のトナー像８０１の後端は第３のトナー像８０３の下に形成されるため、濃度低下領域が生じない。そのため、第１のトナー像の検出結果が閾値レベルＤを超える程度のトナー量であれば良い。それに対して、ブラックの第２のトナー像８０２及び第３のトナー像８０３は第１のトナー像８０１の上に形成されるため、濃度低下領域が生じないような濃度で形成する必要がある。
【００７４】
そこで、本実施例の画像形成装置では、第１のトナー像８０１（マゼンタ）が第２のトナー像８０２及び第３のトナー像８０３のトナー量（ブラック）よりも少なくなるように設定されている。また、第１のトナー像の載り量は、第１のトナー像を検出した際の出力レベルが図９（ａ）に示される閾値Ｄを上回る程度に設定される。また、第１のトナー像８０１、第２のトナー像８０２、及び第３のトナー像８０３のトナー量（濃度）は上記を考量した上で、されにクリーニング装置のクリーニング限界を考量して設定される。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等のカラー画像を形成する画像形成装置において、各色のトナー像の色ずれを抑制するために検出用トナーパターンを形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やレーザビームプリンタなどの電子写真方式の画像形成装置では、次のようなプロセスで画像が形成される。まず、帯電装置によって感光体表面を帯電する。帯電された感光体を光ビームによって露光し、感光体表面の電位を帯電電位から変化させることによって感光体上に静電潜像を形成する。形成された静電潜像は、所定の電荷に帯電されたトナーによって現像される。現像されたトナー像は紙などの記録媒体に転写され、記録媒体に転写されたトナー像は定着装置によって記録媒体に定着される。
【０００３】
このような電子写真方式の画像形成装置のうち複数色のトナー剤によってカラー画像を形成する装置として、タンデム方式のカラー画像形成装置が知られている。タンデム方式とは、トナー像を形成するための感光体を複数色のトナー剤それぞれに対応して設け、各々の感光体に形成される各色のトナー像を記録媒体に転写することでカラー画像を形成する方式である。一般的に、中間転写ベルトなどの中間転写体に各感光体上に形成されたトナー像を一旦転写することによって各色のトナー像を中間転写体上で重ね合わせ、その後中間転写体上に担持されたトナー像を記録媒体に転写する方式が用いられている。
【０００４】
このようなカラー画像形成装置では、記録媒体上において各感光体上から中間転写体上に転写された各色のトナー像間に位置ずれがあると色ずれが生じ、画質劣化の原因となる。
【０００５】
このような色ずれを抑制するために、色ずれ検出用トナーパターンを用いた色ずれ補正制御が行われている。色ずれ補正制御では、各色の色ずれ検出用トナーパターンをそれぞれ中間転写体上に形成し、各色のトナーパターンの検出タイミング差から相対的なずれ量を算出し、ずれが低減されるように露光タイミングの制御や光学系の位置決め制御がなされる。
【０００６】
色ずれ検出用トナーパターンの検出は、中間転写体近傍に配置された光学式センサにより行われる。色ずれ補正制御は、光学式センサからの出力に基づいて色ずれを補正する。
【０００７】
光学式センサには乱反射光（拡散反射光）を検出するセンサがある。乱反射光を検出するセンサによって色ずれ検出用トナーパターンを検出する場合、イエロー、マゼンタ、シアンなどの有彩色のトナーパターンからの乱反射光を検出することによって得られる出力と、中間転写体からの乱反射光を検出することによって得られる出力とは、出力レベルが大きく異なる。そのため、乱反射光を受光することによって有彩色のトナーパターンそれぞれの相対的位置関係を特定することが可能である。
【０００８】
それに対して、ブラック等の無彩色のトナーは光を吸収するため、有彩色のトナーパターンに比べて反射光量が少ない。そのため、照射光量を上げる等の処理を行わなければ、中間転写体からの乱反射光を検出することによって得られる出力の出力レベルとブラック等の無彩色のトナーパターンの検出することによって得られる出力の出力レベルとの出力レベル差は検出可能な差にならない。
【０００９】
それに対して、特許文献１は、ブラック等の乱反射光量の少ないトナーパターンの形成位置を検出するために、有彩色のトナーパターン及び無彩色のトナーパターンによって複合トナーパターンを形成する方法を開示している。特許文献１に記載の画像形成装置は、複合トナーパターンによって得られる出力波形から無彩色のトナーパターンの形成位置を特定する。
【００１０】
図１３（ａ）は特許文献１に記載の色ずれ検出用トナーパターンをモデル化した図である。検出用トナーパターンとして、中間転写体１３０１上には、イエローのトナーパターン１３０２ａ、マゼンタのトナーパターン１３０３ａ、シアンのトナーパターン１３０４ａ、マゼンタのトナー像の一部にブラックのトナー像を重ねた複合トナーパターン１３０５ａが形成される。これらの色ずれ検出用トナーパターンからの反射光を受光する受光部からはそれぞれのトナーパターンに対応した出力１３０２ｂ、１３０３ｂ、１３０４ｂ、１３０５ｂ１、１３０５ｂ２を含むアナログ信号が出力される（図１３（ｂ）参照）。それぞれの出力は所定の閾値（図１３（ｂ）中の点線）基づいて２値のデジタル信号に変換される。デジタル信号には、出力１３０２ｂ、１３０３ｂ、１３０４ｂ、１３０５ｂ１、１３０５ｂ２それぞれに対応する出力１３０２ｃ、１３０３ｃ、１３０４ｃ、１３０５ｃ１、１３０５ｃ２が含まれる（図１３（ｃ）参照）。
【００１１】
画像形成装置に備えられるＣＰＵは、例えば、有彩色のトナーパターンから得られるデジタル信号に含まれる出力１３０２ｃ、１３０３ｃ、１３０４ｃそれぞれの重心位置から有彩色のトナーパターンそれぞれの形成位置を特定する。また、ＣＰＵは、複合トナーパターンに関して、デジタル信号に含まれる出力１３０５ｃ１の重心位置と出力１３０５ｃ２の重心位置を求め、さらにこれらの２つの重心位置の中点をブラックのトナーパターンの形成位置とみなす。
【００１２】
また、ブラックのトナーパターンの形成位置を特定する別の方法として、アナログ信号の出力１３０５ｂ１の立ち下がりと閾値の交点及び出力１３０５ｂ２の立ち上がりと閾値との交点との中点をブラックのトナーパターンとする方法が考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００７−１５６１５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、に記載されているような複合トナーパターンを用いた場合、次のような課題が生じる。有彩色のトナーパターンの形成位置はデジタル信号に含まれる出力１３０２ｂ、１３０３ｂ、１３０４ｂから特定されるのに対して、無彩色のトナーパターンの形成位置はデジタル信号に含まれる２つの出力１３０５Ｃ１と１３０５Ｃ２の重心位置を求め、さらに２つの重心位置の中点をブラックのトナーパターンの形成位置とする。そのため、有彩色のトナーパターンの形成位置を特定する処理とは別に、無彩色のトナーパターンの形成位置を特定する処理を装置に組み込まなければならず、装置の設計が複雑化する。
【００１５】
また、ブラックのトナーパターンの形成位置を特定する別の方法では、アナログ信号の出力１３０５ｂ１の立ち上がりと閾値との交点、及び出力１３０５ｂ２の立ち下がりと閾値との交点を検出結果として採用しない構成を組む必要があり、装置の設計が複雑化する。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するために、本発明の画像形成装置は、回転駆動される像担持体と、前記像担持体上に有彩色のトナー像を形成する第１の画像形成手段と、前記像担持体上の無彩色のトナー像を形成する第２の画像形成手段と、前記有彩色のトナー像に所定の間隔を空けて形成された前記無彩色のトナー像が重畳し、前記所定の間隔から前記有彩色のトナー像が露出するように、前記第１及び第２の画像形成手段に第１の検出用トナーパターンを形成させ、前記第１の画像形成手段に有彩色のトナー像の第２の検出用トナーパターンを形成させる制御手段と、前記第１の検出用トナーパターン、第２の検出用トナーパターンまたは前記像担持体に光を照射する照射手段と、前記第１の検出用トナーパターン、第２の検出用トナーパターンまたは前記像担持体からの反射光を受光する受光手段と、前記受光手段からの出力に基づいて前記第１、第２の検出用トナーパターンそれぞれに含まれる有彩色のトナー像の相対位置関係を検出することにより前記像担持体上における前記有彩色のトナー像と前記無彩色のトナー像との相対位置関係を特定する検出手段とを備えることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の画像形成装置によれば、回転駆動される像担持体と、前記像担持体上に有彩色のトナー像を形成する第１の画像形成手段と、前記像担持体上の無彩色のトナー像を形成する第２の画像形成手段と、前記有彩色のトナー像に所定の間隔を空けて形成された前記無彩色のトナー像が重畳し、前記所定の間隔から前記有彩色のトナー像が露出するように、前記第１及び第２の画像形成手段に検出用トナーパターンを形成させる制御手段と、前記検出用トナーパターンに光を照射する照射手段と、前記検出用トナーパターンからの反射光を受光する受光手段と、前記受光手段からの出力に基づいて前記検出用トナーパターンに含まれる有彩色のトナー像を検出することにより前記像担持体上における前記無彩色のトナー像の位置を特定する検出手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１記載の発明によれば、有彩色のトナー像に無彩色のトナー像を重畳させた検出用トナーパターンの有彩色のトナー像を検出することにより像担持体上での無彩色のトナー像を精度よく検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施例に係る画像形成装置の断面図。
【図２】本実施例に係る光走査装置及び感光ドラムを示す模式図。
【図３】中間転写ベルト上に形成される色ずれ検出用トナーパターンの概略図。
【図４】本実施例に係る画像形成装置における制御ブロック図。
【図５】本実施例に係る画像形成装置において実行される色ずれ補正制御の制御フローチャート。
【図６】本実施例に係る画像形成装置に用いられる光学式センサの概略図。
【図７】光学式センサから出力されるアナログ信号及びアナログ信号から生成されるデジタル信号の波形を示す図。
【図８】複合トナーパターンをモデル化した図。
【図９】複合トナーパターンを検出することによって得られるアナログ信号及びアナログ信号から生成されるデジタル信号の波形を示す図。
【図１０】色ずれ検出用トナーパターンを形成するためにＣＰＵが各色の画像形成ステーションに出力する画像信号の出力タイミングチャート。
【図１１】濃度低下領域を説明するための現像スリーブ及び感光ドラムの概略断面図。
【図１２】複合トナーパターンの断面図。
【図１３】従来の複合トナーパターン及び複合トナーパターンを検出することによって得られるアナログ信号及びアナログ信号から生成されるデジタル信号の波形を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
この実施の形態に記載される構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などに関して、特定的な記載がない限りはこの発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【実施例１】
【００２１】
図１は本実施例に係るカラー画像形成装置１００（以下、画像形成装置１００）の全体構成を示す断面図であり、電子写真方式のフルカラープリンタの概略構成を示している。図１に示す画像形成装置１００は原稿読取部１０１と画像形成部１０２を有する。原稿読取部１０１で原稿画像を読み取り、読み取られた画像データに基づいて画像形成部１０２は記録媒体に画像を形成する。
【００２２】
画像形成部１０２には、イエロー（Ｙ）のトナー像を形成するための画像形成ステーションＹ、マゼンタ（Ｍ）のトナー像を形成するための画像形成ステーションＭ、シアンのトナー像を形成するための画像形成ステーションＣ、ブラック（Ｂｋ）のトナー像を形成するための画像形成ステーションＢｋが備えられている。画像形成ステーションＹには感光体であるところの感光ドラム１０３ａ、感光ドラム１０３ａを帯電するための帯電装置１０４ａ、帯電された感光ドラム１０３ａに静電潜像を形成するための光ビーム（レーザ光）を出射する光走査装置１０５ａが備えられている。また、静電潜像をトナーによって現像する現像装置１０６ａ、感光ドラム１０３ａ上の残留トナーを清掃するためのクリーニング装置１０７ａが設けられている。同様に、その他の画像形成ステーションＭも画像形成ステーションＹと同様の構成を備えており、マゼンタのトナー像を形成するための画像形成ステーションＭは、感光体であるところの感光ドラム１０３ｂ、帯電装置１０４ｂ、光走査装置１０５ｂ、現像装置１０６ｂ、クリーニング装置１０７ｂが備えられている。また、シアンのトナー像を形成するための画像形成ステーションＣは、感光体であるところの感光ドラム１０３ｃ、帯電装置１０４ｃ、光走査装置１０５ｃ、現像装置１０６ｃ、クリーニング装置１０７ｃが備えられている。さらに、ブラックのトナー像を形成するための画像形成ステーションＢｋは、感光体であるところの感光ドラム１０３ｄ、帯電装置１０４ｄ、光走査装置１０５ｄ、現像装置１０６ｄ、クリーニング装置１０７ｄが備えられている。
【００２３】
各画像形成ステーションで行われる画像形成プロセスについて説明する。各画像形成ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋで行われる画像形成プロセスは同様のプロセスであるので、イエローの画像形成ステーションＹを例に説明する。感光ドラム１０３ａは帯電装置１０４ａによって帯電される。帯電された感光ドラム１０３ａ上には光源であるレーザ発光部を有する光走査装置１０５ａから出射されるレーザ光（光ビーム）により静電潜像が形成され、この静電潜像は現像装置１０６ａによりイエローのトナーを用いて現像される。
【００２４】
そして、この感光ドラム１０３ａ上に現像されたイエローのトナー像は、転写ブレード１０８ａに印加される転写バイアスによって中間転写体（像担持体）であるところの中間転写ベルト１０９に転写される。
【００２５】
同様に、感光ドラム１０３ｂ上のマゼンタのトナー像は転写ブレード１０８ｂによって、感光ドラム１０３ｃ上のシアンのトナー像は転写ブレード１０８ｃによって、感光ドラム１０３ｄ上のブラックのトナー像は転写ブレード１０８ｄによって、中間転写ベルト１０９上（像担持体上）に転写される。中間転写ベルト１０９に転写された各色のトナー像は、二次転写部Ｔにおいて二次転写ローラ１１０で記録紙に４色が一括転写される。その後、トナー像を担持した記録媒体Ｓは定着装置１１１を通過して定着処理が施された後、排紙ローラ１１２等によって装置外に排出される。
【００２６】
なお、ブラックの画像形成ステーションＢｋは、中間転写ベルト１０９の回転方向においてその他の有彩色の画像形成ステーションＹ、Ｍ、Ｃよりも二次転写部側に設けられている。このように配置することによってモノクロ画像を形成する場合にユーザによって画像形成の指示がなされてから画像が出力されるまでの時間を抑えることができる。
【００２７】
中間転写ベルト１０９の近傍には後述する色ずれ検出用トナーパターンを検出するための光学式センサ１１３が設けられている。光学式センサ１１３は、図１に示すようにブラックとのトナー像を形成するための画像形成ステーションＢｋと二次転写ローラ１１０との間に設けられている。
【００２８】
図２は、光走査装置１０５ａの内部構成の概略図及び感光ドラム１０３ａを模式的に示す概略図である。光走査装置１０５ａ〜ｄの構成はそれぞれ同一のものであるので、光走査装置１０５ａを例に説明する。光走査装置１０５ａは、光源であるところの半導体レーザ２０１、コリメータレンズ２０２、開口絞り２０３、シリンドリカルレンズ２０４、ポリゴンミラー２０５、ポリゴンミラー駆動部２０６、トーリックレンズ２０７、回折光学素子２０８を備える。
【００２９】
コリメータレンズ２０２は、半導体レーザ２０１から出射された光ビームを平行光束に変換している。開口絞り２０３は、通過するレーザ光の光束を制限している。シリンドリカルレンズ２０４は、副走査方向にのみ所定の屈折力を有しており、開口絞り２０３を通過した光束をポリゴンミラー２０５の反射面に主走査方向に長い楕円像として結像させている。回転多面鏡であるところのポリゴンミラー２０５は、ポリゴンミラー駆動部２０６により図中矢印Ｃ方向に一定速度で回転しており、反射面上に結像したレーザ光を偏向走査する。トーリックレンズ２０７は、ｆθ特性を有する光学素子であり主走査方向と副走査方向とで互いに異なる屈折率を有する。トーリックレンズ２０７の主走査方向の表裏の両レンズ面は非球面形状より成っている。回折光学素子２０８は、ｆθ特性を有する光学素子であり主走査方向と副走査方向とで互いに異なる倍率を有する。レーザ光検出手段であるところのＢｅａｍ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ２０９（以下ＢＤ２０９とする。）は、画像形成装置１００が備える感光ドラム１０３ａの画像形成領域外に相当する位置に設置され、反射ミラー２１０によって反射されたレーザ光を検出することで、走査タイミング信号（ＢＤ信号）を生成する。
【００３０】
感光ドラム１０３ａには、回転駆動されるポリゴンミラー２０５に偏向された半導体レーザ２０１から放射されるレーザ光のスポットが感光ドラム軸に平行に直線状に移動（走査）する。本実施例における光走査装置１０５ａは、半導体レーザ２０１として複数ビームを発するマルチビームレーザーを使用しており、１回の走査により複数本のライン状の静電潜像を形成することができる。感光ドラム１０３ａはドラム駆動部２１１によって回転駆動され、これによって前記主走査を折り返すことで、副走査方向（感光ドラムの回転方向）に画像書き込みが行われる。
【００３１】
回折光学素子２０８はその光軸と平行な軸を中心に回動可能な構成となっている。この軸を中心に回折光学素子２０８を回動させることによって、感光ドラム１０３ａ上における走査線の向き（感光ドラム１０３ａの回転軸に対する走査線の傾き）を補正することができる。また、回折光学素子２０８は、回折光学素子２０８の長手方向と平行な軸を中心に回動可能な構成となっている。この軸を中心に回折光学素子２０８を回動させることによって感光ドラム１０３ａ上における走査線の湾曲を補正することができる。回折光学素子２０８は回折光学素子駆動部２１２によって回動される。
【００３２】
半導体レーザ２０１、ポリゴンミラー駆動部２０６、ドラム駆動部２１１、及び回折光学素子駆動部２１２は、後述するＣＰＵによって制御されているものとする。
【００３３】
感光ドラム１０３ａは帯電装置１０４ａにより表面が帯電された後、レーザ光は帯電された感光ドラム１０３ａ表面を露光査する。感光ドラム１０３ａ表面の電位は照射されたレーザ光の強度に応じて電位が変位する。
【００３４】
ここで、各画像形成ステーションによって中間転写ベルト１０９に転写される各色のトナー像間に生じる相対的なずれ（色ずれ）について説明する。上述したように、感光ドラム１０３ａ〜ｄ上には、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像がそれぞれ形成される。各感光ドラム上に形成されたトナー像を記録媒体に転写することによって記録媒体上にカラー画像が形成される。このとき、各感光ドラム上に形成されるトナー像の重なり方にずれが生じると、原稿画像と出力画像との色味が異なるようになるため画質が低下する。
【００３５】
そこで、画像形成装置１００では、電源がＯＮされた場合、待機状態から復帰する場合、所定枚数（累積枚数）の記録媒体に画像形成した場合等の所定のタイミングで各色のトナーによって色ずれ検出用トナーパターンを中間転写ベルト１０９上に形成し、色ずれ検出用トナーパターンの検出結果に基づいて各色のトナー像の相対的なずれを補正するための制御が行われる。
【００３６】
図３は、中間転写ベルト１０９が形成する色ずれ検出用トナーパターンの概略図である。図３は、各色に対応する感光ドラムから中間転写ベルト１０９上に転写された第２の検出用トナーパターンである、イエローのトナーパターン３０１、マゼンタのトナーパターン３０２、シアンのトナーパターン３０３を示している。また、本実施例の画像形成装置１００では上記の有彩色の単独トナーパターンの他にブラックのトナー像の形成位置を特定するための複合トナーパターン３０４（第１の検出用トナーパターン）が形成される。複合トナーパターン３０４は、マゼンタのトナー像の上にブラックのトナーの少なくとも一部が重畳されるように形成される。複合トナーパターン３０４についての詳細は後述する。
【００３７】
なお、以下では、イエローのトナーパターン３０１、マゼンタのトナーパターン３０２、シアンのトナーパターン３０３、及び複合トナーパターン３０４の集合体を指すときには、その集合体を色ずれ検出用トナーパターンと称する。
【００３８】
図３中のＸ軸方向は感光ドラムの回転軸方向（以下、主走査方向とする。）である。中間転写ベルト１０９はＸ軸方向に垂直なＹ軸方向（副走査方向）の矢印方向に搬送される。例えば、色ずれ検出用トナーパターンは主走査方向において２箇所に形成される。光学式センサ１１３は、図３に示す主走査方向において異なる位置に形成される色ずれ検出用トナーパターンをそれぞれ検出できるような位置（光学式センサ１１３ａ、１１３ｂ）に複数個設けられている。
【００３９】
本実施例の画像形成装置１００では、基準色としてのマゼンタのトナーパターン３０２に対するブラックを含む他の色のトナーパターンの形成位置の相対位置関係を求め、その相対位置関係から相対的なずれ量を算出し、入力画像データに基づく画像形成を行う際に各色のトナー像間にずれが生じないように補正制御を行う。
【００４０】
図４は本実施例の画像形成装置における色ずれ補正制御を実行するための構成を示す制御ブロック図である。色ずれ補正制御はＣＰＵ４０１が実行する。メモリ４０２には色ずれ補正制御を実行するための制御フローが記憶されている。光学式センサ１１３ａから出力されるアナログ信号はコンパレータ４０３ａに入力されてデジタル信号に変換される（詳しくは後述する）。光学式センサ１１３ｂから出力されるアナログ信号はコンパレータ４０３ｂに入力されてデジタル信号に変換される。以下、説明を簡易にするために、光学式センサ１１３ａ、１１３ｂに関しては光学式センサ１１３として説明を進め、コンパレータ４０３ａ、４０３ｂについてもコンパレータ４０３として説明を進める。
【００４１】
コンパレータ４０３から出力されるデジタル信号はＣＰＵ４０１に入力される。ＣＰＵ４０１は入力されたデジタル信号に基づいて、それぞれの色のトナーパターンの相対位置関係を検出し、その検出結果から各色のトナーパターンの相対的なずれ量を算出し、そのずれ量に基づいて色ずれ補正制御を行う。ＣＰＵ４０１から画像形成ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋには色ずれを補正するための信号が送信される。
【００４２】
図５は、ＣＰＵ４０１が実行する色ずれ補正制御の制御フローを示す図である。色ずれ検出用トナーパターンは、画像形成装置の電源がＯＮにされた場合、待機状態のときに読取部や外部情報装置から画像データが入力された場合、連続画像形成中に記録媒体への画像形成累積枚数が所定枚数に到達した場合などに実行される。図５では、待機状態のときに画像データが入力されてから画像形成が終了するまでにＣＰＵ４０１が実行する制御フローを例に説明する。
【００４３】
まず、ＣＰＵ４０１は、読取部または外部情報装置から画像データが入力されると各画像形成ステーションに色ずれ検出用トナーパターンを形成させる（ステップＳ５０１）。次に、色ずれ検出用トナーパターンを検出した光学式センサ１１３からの出力に基づいて補正量を算出する（ステップＳ５０２）。そして、ＣＰＵ４０１は、光走査装置に備えられるレンズや反射ミラーなどの光学系（本実施例では回折光学素子２０８）の位置を制御（変更）する必要があるか否かを判定し（ステップＳ５０３）、ステップＳ５０３において光学系の位置の変更が必要であると判定された場合、ステップＳ５０４において光学系の位置制御を実行する。位置制御が終了すると、ＣＰＵ４０１は、ステップＳ５０２において算出した補正量に基づいて各画像形成ステーションに画像を形成させる（ステップＳ５０５）。ステップＳ５０３において光学系の位置の変更が必要でないと判定された場合、ＣＰＵ４０１は制御をステップＳ５０５に進める。 続いて、ＣＰＵ４０１は、１枚の記録媒体に画像形成される毎にすべての画像データに基づく画像形成が行われたか否かを判定し（ステップＳ５０６）、すべての画像データに基づく画像形成が終了していれば制御を終了させる。ステップＳ５０６においてすべての画像データに基づく画像形成が済まされていないと判定された場合、ＣＰＵ４０１は画像形成累積枚数が所定枚数に到達したか否かを判定する（ステップＳ５０７）。ステップＳ５０７において画像形成累積枚数が所定枚数に到達したと判定された場合、ＣＰＵ４０１は制御をステップＳ５０１に戻す。一方、ステップＳ５０７において画像形成累積枚数が所定枚数に到達していないと判定された場合、ＣＰＵ４０１は制御をステップＳ５０５に戻す。
【００４４】
色ずれ検出用トナーパターンを検出するための光学式センサ１１３には、反射光を検出する方式として正反射光を検出する方式と乱反射光（拡散反射光）を検出する方式がある。本実施例の画像形成装置では、乱反射光を検出する方式を採用している。
【００４５】
中間転写ベルト１０９の表面は、画像形成装置の使用が進むにつれてトナーやクリーニング装置の影響により光沢が低下する。光学式センサ１１３として正反射光を検出する方式を用いると、検出結果は中間転写ベルト１０９の表面状態の変化を受け易い。そのため、表面状態の変化によって検出精度を確保するために照射光量の制御やトナーパターンの濃度の調整といった補正制御が必要となる。乱反射光を検出する方式を用いるとこの補正制御の頻度を抑えることができる。
【００４６】
図６に光学式センサ１１３の概略図を示す。光学式センサ１１３には、中間転写ベルト１０９または色ずれ検出用トナーパターンに対して光を照射（投射）する発光部６０１と中間転写ベルト１０９または色ずれ検出用トナーパターンからの反射光を受光する受光部６０２を備える。受光部６０２は、発光部６０１から中間転写ベルト１０９へ照射した光の乱反射光が受光できるように入射角と反射角が等しくならない位置に配置されている。受光部６０２は受光光量に応じたレベルの信号を出力する。
【００４７】
図７は、色ずれ検出用トナーパターンを光学式センサ１１３によって検出することによって得られるアナログ信号７０１（検出信号）及びアナログ信号７０１から生成されるデジタル信号７０２を示している。中間転写ベルト１０９の表面は光沢があるため、中間転写ベルト１０９表面によって反射される正反射光の光量は有彩色のトナーパターンによって反射される正反射光の光量よりも多い。発光部６０１から出射される光量は一定であるため、中間転写ベルト１０９表面によって反射される乱反射光の光量は有彩色のトナーパターンによって反射される乱反射光の光量よりも少ない。そのため、有彩色のトナーパターンを検出することによって得られるアナログ信号７０１の波形は図７に示すように上に凸の形状になる。なお、図７上ではアナログ信号７０１は三角波のように示しているが、必ずしも三角波になるわけではない。波形は中間転写ベルト１０９の回転方向（駆動方向）におけるトナーパターンの幅と光学式センサ１１３の受光部６０２の幅と依存するため、これらの幅の関係によっては、台形に近い波形が検出される。
【００４８】
デジタル信号７０２は、受光部６０２から出力されるアナログ信号７０１を２値化した信号である。コンパレータ４０３は、閾値７０３以上の出力レベルのアナログ信号が入力されるとＨｉレベルのデジタル信号を出力し、閾値７０３未満の出力レベルのアナログ信号が入力されるとＬｏｗレベルのデジタル信号を出力する。
【００４９】
乱反射検知方式で色ずれ検出用トナーパターンを検出する構成とした場合、ブラックのトナーは光を吸収するため乱反射光量が少ない。そのため、光学式センサ１１３によってブラックのトナーパターンを検出しようとした場合、ブラックのトナーパターンからの乱反射光による出力信号レベルと中間転写ベルト１０９からの乱反射光による出力信号レベルとの間の差が小さくなる。そのため、乱反射光検知方式はブラックのトナーパターンを検出し難いという課題がある。
【００５０】
そこで、本実施例の画像形成装置は、ブラックとトナーパターンと有彩色のトナーパターンとによって図３に示すような複合トナーパターン３０４を形成する。ＣＰＵ４０１は、その複合トナーパターンから得られる出力信号の波形を以ってブラックのトナー像の形成位置の検出結果とする。
【００５１】
図８を用いて複合トナーパターン３０４について詳しく説明する。図８は複合トナーパターン３０４の説明を簡略化するために、図３に示す複合トナーパターン３０４をモデル化した図である。複合トナーパターン３０４は、マゼンタのトナー像を形成する画像形成ステーションＭ（第１の画像形成手段）及びブラックのトナー像を形成する画像形成ステーションＢｋ（第２の画像形成手段）によって形成される。図８に示すように、複合トナーパターン３０４は、中間転写ベルト１０９の駆動方向（回転方向、または固定された感光ドラムに対する移動方向）において、ブラックのトナー像である第２のトナー像と第３のトナー像とが所定の間隔を空けて形成され、その間隔からマゼンタのトナー像（第１のトナー像）が露出する。さらに具体的に説明すると、ブラックの第２のトナー像８０２は中間転写ベルト１０９搬送方向に関してその一部がマゼンタの第１のトナー像８０１の一部（先端部）の上に重なるように形成される。ブラックの第３のトナー像８０３は中間転写ベルト１０９搬送方向に関してその一部が第１のトナー像８０１の一部（後端部）の上に重なるように形成される。第２のトナー像８０２と第３のトナー像８０３とが中間転写ベルト１０９の搬送方向において少なくとも第１のトナー像８０１上ではそれぞれが繋がらないように、第２のトナー像８０２及び第３のトナー像８０３は所定距離離されて形成される。第１のトナー像８０１の中間転写ベルト１０９の搬送方向前後（像担持体移動方向前後）に第２のトナー像８０２及び第３のトナー像８０３が形成される。
【００５２】
図９（ａ）は、色ずれ検出用トナーパターンから得られる出力信号（アナログ信号）の波形である。光学式センサ１１３の受光部６０２が中間転写ベルト１０９からの乱反射光を受光すると、受光部６０２からはＡレベルの信号が出力される。また、受光部６０２にイエローのトナーパターン、マゼンタのトナーパターン、シアンのトナーパターンからの乱反射光を受光すると、受光部６０２から出力される信号レベルはＢまで上昇する（図９（ａ）中においてそれぞれ出力９０１ａ、９０２ａ、９０３ａ）。なお、各色のトナーパターンを検出することによって受光部６０２から出力される信号レベルがＢまで上昇するように各色のトナーパターンの濃度が調整される。ＣＰＵ４０１は、この濃度調整を行う際に、各色の濃度調整用トナーパターンを形成し、その各色の濃度調整用トナーパターンの濃度検出結果に基づいて検出用トナーパターンに含まれる各色のトナーパターンの濃度が所定の濃度になるように各画像形成ステーションする制御する。
【００５３】
複合トナーパターン３０４によって得られるアナログ信号の出力９０４ａについてさらに詳しく説明する。まず、受光部６０２は中間転写ベルト１０９からの乱反射光を受光するため、Ａレベルの信号が出力される。次に、検知位置に第２のトナー像８０２が搬送されてくる。それに伴ない、受光部６０２に入射する乱反射光の光量が変化するため出力信号のレベルが変化する。ここでは、第２のトナー像８０２からの乱反射光の光量が中間転写ベルト１０９からの乱反射光の光量よりも少なくなる状態を例に説明する。即ち、ブラックの第２のトナー像８０２が検知されることによって出力信号のレベルが徐々に低下し、マゼンタの第１のトナー像８０１が検知位置に差しかかる直前にＣレベルまで低下する。
【００５４】
次に、マゼンタの第１のトナー像８０１が検知位置に入り、ブラックの第２のトナー像８０２が搬送方向下流側から検知位置を抜けていくので、受光部６０２に入射する乱反射光の光量が徐々に増加していき、最終的に反射光Ｂレベルまで上昇する。その後、ブラックの第３のトナー像８０３が検知位置に入り、マゼンタの第１のトナー像８０１が搬送方向下流側から検知位置を抜けていくので、受光部６０２に入射する乱反射光の光量が徐々に減少していき、反射光Ｃレベルまで減少する。そして、第３のトナー像８０３が搬送方向下流側から検知位置を抜けていくので、受光部６０２に入射する乱反射光の光量が徐々に増加していき、中間転写ベルト１０９のみからの乱反射光が受光部６０２に入射する状態になると、出力レベルはＡレベルに戻る。
【００５５】
このように、マゼンタのトナー像である第１のトナー像によって生成される出力波形によってブラックのトナー像の形成位置を特定するために、ブラックのトナー像である第２のトナー像と第３のトナー像とが所定間隔離されて形成される。そして、その間隔からマゼンタのトナー像である第１のトナー像が露出するように複合トナーパターン３０４が形成される。この複合トナーパターン３０４に含まれるマゼンタのトナー像（第１のトナー像）からの反射光によって生成される出力波形からブラックの形成位置を間接的に特定することができる。
【００５６】
上記のような信号レベルの変動によって図９（ａ）に示すようなアナログ信号の出力波形が得られる。受光部６０２から出力されるアナログ信号はコンパレータ４０３に入力され、Ｂレベルよりも低くＡレベルよりも高いレベルＤ（Ｃ＞Ａの場合、Ｃよりも高いレベルＤ）に設定された閾値に基づいてデジタル信号に変換される（図９（ｂ）参照）。デジタル信号には、アナログ信号に含まれる出力９０１ａ、９０２ａ、９０３ａ、９０４ａに対応する出力９０１ｂ、９０２ｂ、９０３ｂ、９０４ｂが含まれる。ＣＰＵ４０１は、このデジタル信号の重心位置と基準色（本実施例ではマゼンタ）のトナーパターンを検出することによって得られるデジタル信号の重心位置との差分とメモリ４０２に記憶された参照値とを比較する。この参照値は色ずれが生じていない場合において、基準色のトナーパターンを検出することによって生成される出力と非基準色のトナーパターンを検出することによって生成される出力との出力タイミング差である。ＣＰＵ４０１は比較結果から基準色のマゼンタのみで形成された単独トナーパターンから得られるデジタル信号と複合トナーパターン３０４から得られるデジタル信号との出力タイミングの差分を算出し、その差分と所定の値との比較結果に基づいてずれ量がなくなるように画像形成前に光学レンズの位置を制御する、あるいは画像形成時のレーザ光の出射タイミングを制御するといった色ずれ補正制御を実行する。
【００５７】
図１０は各色のパターンを形成する時の画像信号を各画像形成ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、及びＢｋに送るタイミングを示すタイミングチャートである。本実施例の画像形成装置は、各色のパターンは図１に示すように中間転写ベルト１０９の搬送方向下流側から、イエロー、マゼンタ、シアン、マゼンタ及びブラックトナーパターンによって構成される複合トナーパターンの順に各トナーパターンを形成する。
【００５８】
ＣＰＵ４０１から各画像形成ステーションには中間転写ベルト１０９の搬送速度を考慮して設定されるタイミングで各トナーパターンを形成するための画像信号が送信される。まず、ＣＰＵ４０１は、イエローのトナーパターンを形成するための画像信号Ｙをイエローの画像形成ステーションＹに送信する。その後、ＣＰＵ４０１は、マゼンタのトナーパターンがイエローのトナーパターンの中間転写ベルト１０９搬送方向上流側に形成されるように、画像信号Ｙに対して時間αだけ遅延させたタイミングでマゼンタの画像形成ステーションに画像信号Ｍ１を送信する。同様に、ＣＰＵ４０１は、シアンのトナーパターンがマゼンタのトナーパターンの中間転写ベルト１０９搬送方向上流側に形成されるように、画像信号Ｍに対して時間αだけ遅延させたタイミングでシアンの画像形成ステーションＣに画像信号Ｃを送信する。画像信号Ｙ、画像信号Ｍ１、及び画像信号Ｃによって形成されるトナーパターンの幅が所定の幅（例えば、β´）になるように、画像信号Ｙ、画像信号Ｍ１、画像信号Ｃの出力期間がβになるように設定されているため、それぞれの信号によって形成されるトナーパターンの中間転写ベルト１０９搬送方向の幅は同一となる。また、各画像形成ステーションの半導体レーザは、有彩色のトナーパターンを検出することによって得られるアナログ信号の出力レベルが等しくなるように、単位面積辺りの露光面積、あるいは光量（光の強度）が制御される。これによって、有彩色のトナーパターンの形成位置の検出精度を一致させることができる。
【００５９】
その後、ＣＰＵ４０１は、複合トナーパターン３０４がシアンのトナーパターンの中間転写ベルト１０９搬送方向上流側に形成されるようなタイミングでマゼンタの画像形成ステーションＭに画像信号Ｍ２を送信し、ブラックの画像形成ステーションＢｋに画像信号Ｂｋ１及びＢｋ２を送信する。なお、画像信号Ｂｋ２は、画像信号Ｂｋ１の立ち下がりタイミングと画像信号Ｂｋ２の立ち上がりタイミングとの差分がβ（第２のトナー像８０２と第３のトナー像との間隔がβ´）となるように、画像信号Ｂｋ１から所定タイミング遅延してＣＰＵ４０１からブラックの画像形成ステーションＢｋに送信される。画像信号Ｍ２の出力期間については後述する。
【００６０】
画像信号Ｍ２によって形成されるマゼンタのトナーパターンの上に画像信号Ｂｋ１によって形成されるブラックのトナーパターンが中間転写ベルト１０９の回転方向上流側に、画像信号Ｂｋ２によって形成されるブラックのトナーパターンが下流側に重なるように、画像信号Ｍ２の出力タイミングに対する画像信号Ｂｋ１及び画像信号Ｂｋ２の出力タイミングが設定されている。つまり、画像信号Ｂｋ１の出力タイミングは画像信号Ｍ２の出力タイミングに対して所定時間遅延させて出力されるように設定されている。また、画像信号Ｂｋ１の立ち下がりタイミングと画像信号Ｂｋ２の立ち上がりタイミングとの差分βが画像信号Ｍ２の出力期間γよりも小さくなるように、画像信号Ｂｋ１に対する画像信号Ｂｋ２の出力タイミングが設定されている。これによって、マゼンタの第１のトナー像８０１の上流側及び下流側においてブラックの第２のトナー像８０２、第３のトナー像８０３それぞれが重なった複合トナーパターン３０４を形成することができる。
【００６１】
ところで、複合トナーパターン３０４を用いて色ずれを補正するような画像形成装置の場合、次のような課題が生じる。トナーとトナーを帯電させるキャリアを含む現像剤によってトナー像を形成する２成分現像の画像形成装置では、感光ドラム上に形成される静電潜像を現像するときのトナーの現像性を高めるため、トナーを担持する現像スリーブと感光体と間に周速差を設けている。その際、感光ドラムの回転方向後端部において感光ドラム上において現像されるトナー像の濃度が上流側、中央部の濃度より低下するという現象が発生する。
【００６２】
この現象についてさらに詳しく説明する。現像スリーブ上では図１１に示すように、キャリアが穂状になった磁気穂が形成される。磁気穂にはキャリアと逆極性のトナーが付着している。感光ドラムの回転速度と現像スリーブの回転速度が等速の場合、磁気穂に付着しているトナー量が、静電潜像を現像するために必要なトナー量に対して少なくなることがある。感光ドラムの回転速度と現像スリーブの回転速度とが等速である場合に対して、現像スリーブの回転速度が感光ドラムの回転速度よりも速い場合、感光ドラムと現像スリーブとのギャップに供給されるトナー量が増加する。このように、感光ドラムの回転速度より現像スリーブの回転速度を速くすることによってトナーが不足することがないので、高濃度の画像を形成する場合であっても画像濃度が低下しない。
【００６３】
図１１（ａ）（ｂ）を用いて濃度低下領域について説明する。ここでは、説明を簡易にするために、キャリアは静電電荷に、トナーは負電荷に、静電潜像は光ビームによって露光されることによって正に帯電された領域であるとする。磁気穂が感光ドラムに近づくと磁気穂に付着しているトナーが感光ドラムの静電潜像に引き寄せられ、静電潜像がトナーによって現像される（図１１（ａ））。
【００６４】
感光ドラムと現像スリーブとのギャップを感光体上の正に帯電した領域が継続して通過する場合、負電荷のトナーは静電潜像に引き寄せられるためトナーは磁気穂の先端部側に付着する（図１１（ａ）参照）。そのため、磁気穂の先端部側のキャリアが露出することはない。
【００６５】
一方、感光体の移動方向において静電潜像の後端側は正に帯電した露光電位領域と負に帯電した帯電電位領域との境界部が存在する。帯電領域は負に帯電しているため、露光電位領域に後続する帯電電位領域が磁気穂に近づくことによって磁気穂に付着したトナーが感光ドラムから離れる方向に移動する（図１１（ｂ）参照）。それによって画像後端部に近い位置にある磁気穂の先端部のキャリアが露出する。現像スリーブの回転速度は感光ドラムの回転速度よりも速いため、先端のキャリアが露出した磁気穂が次々に静電潜像の後端部に近づく。そのため、感光ドラム上の画像後端部のトナーが露出したキャリアに引き戻され、画像後端部の濃度が所定の濃度よりも低下する（図１１（ｂ））。
【００６６】
この現象は色ずれ検出用トナーパターンを形成する際にも同様に発生する。この濃度低下領域（所定の濃度以下の濃度領域）は視認できない程度の幅であり、低下量も小さいものであるので、記録媒体上に形成される画像に対して画質を劣化させるものではない。なお、上記の所定の濃度とは色ずれ検出用トナーパターンの検出精度を低下させる濃度を指す。例えば、画像形成装置が形成可能な最大濃度を１００％で、色ずれ検出用トナーパターンを９０％で形成する装置の場合、上記所定の濃度は例えば８０％に設定される。８０％以下の色ずれ検出用トナーパターンの濃度が８０％になると、検出波形に色ずれ検出精度を低下させる程度の乱れを生じさせるためである。
【００６７】
しかしながら、色ずれ検出用トナーパターンの後端部においてこのような濃度低下領域が生じると、出力波形の立ち下がりが早まるため出力波形の重心位置の検出精度が低下する。図１２（ａ）は第３のトナー像８０３が第１のトナー像８０１（下地のトナー像）の濃度低下領域１２０１に重なっていない場合を示す図である。矢印方向が中間転写ベルトの搬送方向である。パターンの濃度が低下すると乱反射光量は減少するため、乱反射光受光部６０２でのセンサ出力が低下する。よって、第１のトナー像８０１の検出の際に第１のトナー像８０１の濃度低下領域１２０１において乱反射光量が低下することにより、図１２に示すようにパターン検出の立ち下がりの波形が第１のトナー像８０１の濃度が一定の場合の所望の波形（点線で表示）と異なった波形となる。この出力波形から前記のように閾値による２値化出力を行った際、ブラックのトナーパターンの形成位置を正確に検出できなくなる。その結果、検出精度が低下するため、色ずれ補正を精度良く行うことができなくなる。
【００６８】
有彩色のトナーパターンは単色でパターンが形成されているため、トナーパターンの濃度を上げることによって上記濃度低下領域１２０１の発生を抑制することができる。一方、複合トナーパターン３０４の場合、濃度低下領域１２０１の発生を抑制するために色ずれ検出用トナーパターンの濃度を上げると、有彩色と無彩色のトナーパターンを重ねた箇所のトナー量が増大するため、クリーニング装置に負荷をかけることになる。クリーニング装置の負荷を上げることによってクリーニング性能の低下を早めると、画質の低下を招く。
【００６９】
そこで、本実施例の画像形成装置では、複合トナーパターン３０４を形成するにあたってマゼンタの第１のトナー像８０１の濃度低下領域１２０１にブラックの第３のトナーパターントナー像８０３が重なるような期間、画像信号Ｍ２が供給される。中間転写ベルト１０９の搬送方向における濃度低下領域１２０１の幅は画像形成装置を組み立てる際に測定されている。第１のトナー像８０１の濃度低下領域１２０１が第３のトナー像８０３によって覆われた複合トナーパターンが形成されるように、測定結果に基づいてＣＰＵ４０１からマゼンタの画像形成ステーションＭに送信される画像信号Ｍ２の出力期間が設定される。
【００７０】
図１２（ｂ）は第３のトナー像８０３が第１のトナー像８０１の濃度低下領域に重なっている場合を示す図である。この場合、第１のトナー像８０１が検出される際にパターンの乱反射光量は一定のため、図示するように第１のトナー像８０１の濃度低下領域１２０１の影響を受けることなく、所望の通りのセンサ出力波形となる。この出力波形から前記のように閾値による２値化出力を行った際、ブラックのトナーパターンの正確な位置を検出することが可能となる。結果、色ずれ補正制御を精度良く行うことができる。
【００７１】
以上で説明したような複合トナーパターンを形成することによって、ブラックのトナーパターンの形成位置をアナログ信号の１つの出力波形から特定することができる。
【実施例２】
【００７２】
クリーニング装置にはクリーニング性能の限界（クリーニングできるトナー載り量の限界）がある。そのため、そのクリーニング限界よりも低いトナーの載り量でトナーパターンを形成する必要がある。実施例１において、マゼンタの第１のトナー像８０１の上にブラックの第２のトナー像及び第３のトナー像を重ねる複合トナーパターン３０４について述べた。複合トナーパターン３０４ａにはマゼンタのトナーとブラックのトナーとが重なる領域がある。そのため、複合トナーパターン３０４のトナー量はできる限りトナー載り量少なくなるように設定されている。
【００７３】
マゼンタの第１のトナー像８０１の後端は第３のトナー像８０３の下に形成されるため、濃度低下領域が生じない。そのため、第１のトナー像の検出結果が閾値レベルＤを超える程度のトナー量であれば良い。それに対して、ブラックの第２のトナー像８０２及び第３のトナー像８０３は第１のトナー像８０１の上に形成されるため、濃度低下領域が生じないような濃度で形成する必要がある。
【００７４】
そこで、本実施例の画像形成装置では、第１のトナー像８０１（マゼンタ）が第２のトナー像８０２及び第３のトナー像８０３のトナー量（ブラック）よりも少なくなるように設定されている。また、第１のトナー像の載り量は、第１のトナー像を検出した際の出力レベルが図９（ａ）に示される閾値Ｄを上回る程度に設定される。また、第１のトナー像８０１、第２のトナー像８０２、及び第３のトナー像８０３のトナー量（濃度）は上記を考量した上で、されにクリーニング装置のクリーニング限界を考量して設定される。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動される像担持体と、
前記像担持体上に有彩色のトナー像を形成する第１の画像形成手段と、
前記像担持体上の無彩色のトナー像を形成する第２の画像形成手段と、
前記有彩色のトナー像に所定の間隔を空けて形成された前記無彩色のトナー像が重畳し、前記所定の間隔から前記有彩色のトナー像が露出するように、前記第１及び第２の画像形成手段に第１の検出用トナーパターンを形成させ、前記第１の画像形成手段に有彩色のトナー像の第２の検出用トナーパターンを形成させる制御手段と、
前記第１の検出用トナーパターン、第２の検出用トナーパターンまたは前記像担持体に光を照射する照射手段と、
前記第１の検出用トナーパターン、第２の検出用トナーパターンまたは前記像担持体からの反射光を受光する受光手段と、
前記受光手段からの出力に基づいて前記第１、第２の検出用トナーパターンそれぞれに含まれる有彩色のトナー像の相対位置関係を検出することにより前記像担持体上における前記有彩色のトナー像と前記無彩色のトナー像との相対位置関係を特定する検出手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記受光手段は、前記第１の検出用トナーパターン、第２の検出用トナーパターンまたは前記像担持体からの乱反射光を受光することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記第２の画像形成手段は、前記第１の検出用トナーパターンに含まれる前記有彩色の第１のトナー像に重畳する前記無彩色の第２のトナー像と前記無彩色の第３のトナー像とを前記像担持体の回転方向において前記所定の間隔空けて形成し、前記第３のトナー像は前記第２のトナー像よりも前記像担持体の回転方向において上流側に形成され、前記第３のトナー像は前記第１のトナー像の前記像担持体の回転方向の上流側に生じる所定の濃度以下の濃度領域を覆うように前記第１のトナー像に重畳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。
【請求項４】
前記第１及び第２の画像形成手段は、トナーと前記トナーを帯電させるキャリアとを含む現像剤によって像担持体上にトナー像を形成する現像手段を備えることを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
回転駆動される像担持体と、
前記像担持体上に有彩色のトナー像を形成する第１の画像形成手段と、
前記像担持体上の無彩色のトナー像を形成する第２の画像形成手段と、
前記有彩色のトナー像に所定の間隔を空けて形成された前記無彩色のトナー像が重畳し、前記所定の間隔から前記有彩色のトナー像が露出するように、前記第１及び第２の画像形成手段に検出用トナーパターンを形成させる制御手段と、
前記検出用トナーパターンに光を照射する照射手段と、
前記検出用トナーパターンからの反射光を受光する受光手段と、
前記受光手段からの出力に基づいて前記検出用トナーパターンに含まれる有彩色のトナー像を検出することにより前記像担持体上における前記無彩色のトナー像の位置を特定する検出手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
前記受光手段は、前記検出用トナーパターン、または前記像担持体からの乱反射光を受光することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記２の画像形成手段は、前記検出用トナーパターンに含まれる前記有彩色の第１のトナー像に重畳する前記無彩色の第２のトナー像と前記無彩色の第３のトナー像とを前記像担持体の回転方向において前記所定の間隔空けて形成し、前記第３のトナー像は前記第２のトナー像よりも前記像担持体の回転方向において上流側に形成され、前記第３のトナー像は前記第１のトナー像の前記像担持体の回転方向の上流側に生じる所定の濃度以下の濃度領域を覆うように前記第１のトナー像に重畳されることを特徴とする請求項５又は６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記第１及び第２の画像形成手段は、トナーと前記トナーを帯電させるキャリアとを含む現像剤によって像担持体上にトナー像を形成する現像手段を備えることを特徴とする請求項５乃至７いずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１】
回転駆動される像担持体と、
前記像担持体上に有彩色のトナー像を形成する第１の画像形成手段と、
前記像担持体上の無彩色のトナー像を形成する第２の画像形成手段と、
前記有彩色のトナー像に所定の間隔を空けて形成された前記無彩色のトナー像が重畳し、前記所定の間隔から前記有彩色のトナー像が露出するように、前記第１及び第２の画像形成手段に第１の検出用トナーパターンを形成させ、前記第１の画像形成手段に有彩色のトナー像の第２の検出用トナーパターンを形成させる制御手段と、
前記第１の検出用トナーパターン、第２の検出用トナーパターンまたは前記像担持体に光を照射する照射手段と、
前記第１の検出用トナーパターン、第２の検出用トナーパターンまたは前記像担持体からの反射光を受光する受光手段と、
前記受光手段からの出力に基づいて前記第１、第２の検出用トナーパターンそれぞれに含まれる有彩色のトナー像の相対位置関係を検出することにより前記像担持体上における前記有彩色のトナー像と前記無彩色のトナー像との相対位置関係を特定する検出手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記受光手段は、前記第１の検出用トナーパターン、第２の検出用トナーパターンまたは前記像担持体からの乱反射光を受光することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記第２の画像形成手段は、前記第１の検出用トナーパターンに含まれる前記有彩色の第１のトナー像に重畳する前記無彩色の第２のトナー像と前記無彩色の第３のトナー像とを前記像担持体の回転方向において前記所定の間隔空けて形成し、前記第３のトナー像は前記第２のトナー像よりも前記像担持体の回転方向において上流側に形成され、前記第３のトナー像は前記第１のトナー像の前記像担持体の回転方向の上流側に生じる所定の濃度以下の濃度領域を覆うように前記第１のトナー像に重畳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。
【請求項４】
前記第１及び第２の画像形成手段は、トナーと前記トナーを帯電させるキャリアとを含む現像剤によって像担持体上にトナー像を形成する現像手段を備えることを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
回転駆動される像担持体と、
前記像担持体上に有彩色のトナー像を形成する第１の画像形成手段と、
前記像担持体上の無彩色のトナー像を形成する第２の画像形成手段と、
前記有彩色のトナー像に所定の間隔を空けて形成された前記無彩色のトナー像が重畳し、前記所定の間隔から前記有彩色のトナー像が露出するように、前記第１及び第２の画像形成手段に検出用トナーパターンを形成させる制御手段と、
前記検出用トナーパターンに光を照射する照射手段と、
前記検出用トナーパターンからの反射光を受光する受光手段と、
前記受光手段からの出力に基づいて前記検出用トナーパターンに含まれる有彩色のトナー像を検出することにより前記像担持体上における前記無彩色のトナー像の位置を特定する検出手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
前記受光手段は、前記検出用トナーパターン、または前記像担持体からの乱反射光を受光することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記２の画像形成手段は、前記検出用トナーパターンに含まれる前記有彩色の第１のトナー像に重畳する前記無彩色の第２のトナー像と前記無彩色の第３のトナー像とを前記像担持体の回転方向において前記所定の間隔空けて形成し、前記第３のトナー像は前記第２のトナー像よりも前記像担持体の回転方向において上流側に形成され、前記第３のトナー像は前記第１のトナー像の前記像担持体の回転方向の上流側に生じる所定の濃度以下の濃度領域を覆うように前記第１のトナー像に重畳されることを特徴とする請求項５又は６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記第１及び第２の画像形成手段は、トナーと前記トナーを帯電させるキャリアとを含む現像剤によって像担持体上にトナー像を形成する現像手段を備えることを特徴とする請求項５乃至７いずれか１項に記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−３２３４（Ｐ２０１２−３２３４Ａ）
【公開日】平成２４年１月５日（２０１２．１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８２９８１（Ｐ２０１１−８２９８１）
【出願日】平成２３年４月４日（２０１１．４．４）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月５日（２０１２．１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月４日（２０１１．４．４）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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