(57)【要約】【課題】コストや手間を掛けることなくトナー像の位置ずれ量を正確に算出すること。【解決手段】偏光ミラー２９３は、第１受光素子２９１及び第２受光素子２９２に同時に光が入射されない角度で配置され、中間転写ベルト２７１の基準位置において第１受光素子２９１及び第２受光素子２９２から出力された検出信号Ｓ１及びＳ２の位相差ΔＴ０を基準位相差として記憶部が記憶する。その後、基準位置以外の位置に形成されたトナーパッチ６１に光が照射されたときに出力された現在の検出信号Ｓ１及びＳ２の位相差ΔＴ１を測定する。そして位置ずれ算出部は基準位相差ΔＴ０と現在の位相差ΔＴ１の差分を中間転写ベルト２７１と偏光ミラー２９３の間の距離変動分として算出された位置ずれ量を補正することにより、距離変動分による測定誤差をキャンセルする。【選択図】図５
2010128228.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上に形成された補正用画像に対して光を照射する発光手段と、
前記照射された光で前記補正用画像を反射した光のうち、所定方向に振動する光を透過し、前記所定方向とは異なる方向に振動する光を反射する偏光ミラーと、
前記偏光ミラーを透過した光を受光して第１検出信号を出力する第１受光手段と、
前記偏光ミラーを反射した光を受光して第２検出信号を出力する第２受光手段と、
を備え、前記偏光ミラーと前記第１受光手段及び前記第２受光手段は、前記第１受光手段及び前記第２受光手段に同時に前記光が入射されない角度関係又は位置関係で配置され、
前記像担持体上の予め定められた位置に形成された前記補正用画像に前記光が照射されたときに出力された前記第１検出信号及び前記第２検出信号の位相差を基準位相差として記憶する記憶手段と、
前記第１検出信号及び前記第２検出信号の発生タイミングを用いて前記補正用画像の位置ずれ量を算出する位置ずれ量算出手段と、
前記像担持体上の前記予め定められた位置以外に形成された前記補正用画像に前記光が照射されたときに出力された前記第１検出信号及び前記第２検出信号の位相差を測定し、その位相差と前記基準位相差との差分を用いて前記検出された位置ずれ量を補正する位置ずれ量補正手段と、
を更に備えた画像形成装置。
【請求項２】
前記像担持体上に画像データに基づいてトナー像を形成するトナー像形成手段と、
前記位置ずれ検出手段によって検出された位置ずれに基づいて、前記トナー像の形成タイミングを補正する補正手段と、
を更に備えた請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
像担持体上の予め定められた位置に形成された補正用画像に光を照射する第１発光ステップと、
前記第１発光ステップにおいて照射された光で前記補正用画像を反射した光のうち、第１受光手段が偏光ミラーを透過した所定方向に振動する光を受光して第１検出信号を出力する第１受光ステップと、
前記第１発光ステップにおいて照射された光で前記補正用画像を反射した光のうち、第２受光手段が前記偏光ミラーを反射した前記所定方向以外の方向に振動する光を受光して第２検出信号を出力する第２受光ステップと、
を有し、前記偏光ミラーと前記第１受光手段及び前記第２受光手段は、前記第１受光手段及び前記第２受光手段に同時に前記光が入射されない角度関係又は位置関係で配置され、
前記第１受光ステップ及び前記第２受光ステップにおいて出力された前記第１検出信号及び前記第２検出信号の位相差を測定し、その位相差を基準位相差として記憶手段に記憶する記憶ステップと、
前記像担持体の前記予め定められた位置以外に形成された補正用画像に光を照射する第２発光ステップと、
前記第２発光ステップにおいて照射された光で前記補正用画像を反射した光のうち、前記第１受光手段が前記偏光ミラーを透過した所定方向に振動する光を受光して第１検出信号を出力する第３受光ステップと、
前記第２発光ステップにおいて照射された光で前記補正用画像を反射した光のうち、前記第２受光手段が前記偏光ミラーを反射した前記所定方向以外の方向に振動する光を受光して第２検出信号を出力する第４受光ステップと、
前記第３受光ステップ及び前記第４受光ステップにおいて出力された前記第１検出信号及び前記第２検出信号の発生タイミングを用いて前記補正用画像の位置ずれ量を算出する位置ずれ量算出ステップと、
前記第３受光ステップ及び前記第４受光ステップにおいて出力された前記第１検出信号及び前記第２検出信号の位相差を測定し、その位相差と前記基準位相差との差分を用いて前記検出された位置ずれ量を補正する位置ずれ量補正ステップと、
を更に有する位置ずれ検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関し、特に像担持体上に形成されるトナー像の位置ずれを検出する画像形成装置及び位置ずれ検出方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の電子写真方式の複写機やプリンタ等の画像形成装置では、帯電装置を使用して感光体の表面を均一に帯電させ、その上に画像の基づいた光を露光して静電潜像を形成する。そして形成された静電潜像をトナーで現像してトナー像を形成し、これを記録媒体に転写、又は中間転写ベルトに転写した上で更に記録媒体に転写し、転写されたトナー像を定着装置により加熱定着処理して印刷が行われる。
【０００３】
カラー印刷が可能な画像形成装置の場合、例えばシアン、マゼンタ、イエロー、ブラック等の４色のトナー像を中間転写ベルトに重ねて形成して、又は記録媒体に重ねて形成することによってカラー画像を形成している。このようにカラー画像を形成する場合、各色のトナー像の形成位置がずれると、色ずれが発生して画像品質を悪化させてしまう。従って、トナー像を形成する位置調整は画像品質にとって重要であり、特許文献１には補正用のトナーパッチに対して光を照射し、正反射光と乱反射光の２つの反射光を用いて基準位置に対する位置ずれを測定する方法が記載されている。
【特許文献１】特許第３８４６０８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、正反射光と乱反射光を用いて位置ずれを測定する場合、２つの光を受光する受光素子の取り付け位置の誤差や偏光フィルタの個々の特性の差によって測定結果が異なる場合がある。この他に、受光素子と中間転写ベルトとの間の距離の変動によっても測定結果が異なる場合がある。受光素子と中間転写ベルトの間の距離の変動は、受光素子の取り付け位置のばらつきや、中間転写ベルトの振動、駆動ローラの偏心、中間転写ベルトが無端ベルトである場合はベルトの厚みムラ等によって生じる。
【０００５】
このような様々な要因によって測定結果にばらつきが生じると、トナー像の位置ずれを精度良く検出することができず、画像品質を向上させることができない。そこで、受光素子とトナーパッチの間の距離を測距センサによって測定して、この測定結果を位置ずれ検出に用いる方法や、トナーパッチに光を照射する発光素子のビーム径を絞る方法、受光素子等の取り付け位置精度を上げる方法等を用いることによって、トナーパッチの位置ずれ検出の精度を上げていた。しかし、測距センサを用いる場合はその分のコストがかかり、発光素子のビーム径を絞ると十分な光量を得ることができず測定性能が低下していた。そして、受光素子等の取り付け位置精度を上げると、取り付け工程において手間と労力がかかっていた。
【０００６】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、コストや手間を掛けることなくトナー像の位置ずれを正確に検出することができる画像形成装置及び位置ずれ検出方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明の画像形成装置は、像担持体上に形成された補正用画像に対して光を照射する発光手段と、前記照射された光で前記補正用画像を反射した光のうち、所定方向に振動する光を透過し、前記所定方向とは異なる方向に振動する光を反射する偏光ミラーと、前記偏光ミラーを透過した光を受光して第１検出信号を出力する第１受光手段と、前記偏光ミラーを反射した光を受光して第２検出信号を出力する第２受光手段と、を備え、前記偏光ミラーと前記第１受光手段及び前記第２受光手段は、前記第１受光手段及び前記第２受光手段に同時に前記光が入射されない角度関係又は位置関係で配置され、前記像担持体上の予め定められた位置に形成された前記補正用画像に前記光が照射されたときに出力された前記第１検出信号及び前記第２検出信号の位相差を基準位相差として記憶する記憶手段と前記第１検出信号及び前記第２検出信号の発生タイミングを用いて前記補正用画像の位置ずれ量を算出する位置ずれ量算出手段と、前記像担持体上の前記予め定められた位置以外に形成された前記補正用画像に前記光が照射されたときに出力された前記第１検出信号及び前記第２検出信号の位相差を測定し、その位相差と前記基準位相差との差分を用いて前記検出された位置ずれ量を補正する位置ずれ量補正手段と、を更に備えたものである。
【０００８】
また、請求項３に記載の発明の位置ずれ検出方法は、像担持体上の予め定められた位置に形成された補正用画像に光を照射する第１発光ステップと、前記第１発光ステップにおいて照射された光で前記補正用画像を反射した光のうち、第１受光手段が偏光ミラーを透過した所定方向に振動する光を受光して第１検出信号を出力する第１受光ステップと、前記第１発光ステップにおいて照射された光で前記補正用画像を反射した光のうち、第２受光手段が前記偏光ミラーを反射した前記所定方向以外の方向に振動する光を受光して第２検出信号を出力する第２受光ステップと、を有し、前記偏光ミラーと前記第１受光手段及び前記第２受光手段は、前記第１受光手段及び前記第２受光手段に同時に前記光が入射されない角度関係又は位置関係で配置され、前記第１受光ステップ及び前記第２受光ステップにおいて出力された前記第１検出信号及び前記第２検出信号の位相差を測定し、その位相差を基準位相差として記憶手段に記憶する記憶ステップと、前記像担持体の前記予め定められた位置以外に形成された補正用画像に光を照射する第２発光ステップと、前記第２発光ステップにおいて照射された光で前記補正用画像を反射した光のうち、前記第１受光手段が前記偏光ミラーを透過した所定方向に振動する光を受光して第１検出信号を出力する第３受光ステップと、前記第２発光ステップにおいて照射された光で前記補正用画像を反射した光のうち、前記第２受光手段が前記偏光ミラーを反射した前記所定方向以外の方向に振動する光を受光して第２検出信号を出力する第４受光ステップと、前記第１検出信号及び前記第２検出信号の発生タイミングを用いて前記補正用画像の位置ずれ量を算出する位置ずれ量算出手段と、前記像担持体上の前記予め定められた位置以外に形成された前記補正用画像に前記光が照射されたときに出力された前記第１検出信号及び前記第２検出信号の位相差を測定し、その位相差と前記基準位相差との差分を用いて前記検出された位置ずれ量を補正する位置ずれ量補正手段と、を有するものである。
【０００９】
偏光ミラーと第１受光手段及び第２受光手段は同時に光が入射されない角度関係又は位置関係で配置することにより、第１検出信号及び第２検出信号の位相差は、感光体からトナー像が転写される中間転写ベルト等の像担持体と偏光ミラーの間の距離に比例して変化する。この現象を利用して、予め定められた位置に形成された補正用画像に光を照射したときに出力された第１検出信号及び第２検出信号の位相差を基準位相差として記憶する。次に、予め定められた位置以外に形成されている補正用画像に光を照射したときに出力された現在の第１検出信号及び第２検出信号の位相差と基準位相差の差分を算出し、この差分を像担持体と偏光ミラーの間の距離変動による測定誤差分として現在の第１検出信号及び第２検出信号のピーク値発生タイミングに加算する。これにより、像担持体と偏光ミラーの間の距離変動による補正用画像の読み取りタイミングのずれや位相差のずれを測定結果からキャンセルすることができ、補正用画像の位置ずれを正確に検出することができる。
【００１０】
更に、偏光ミラーと第１受光手段及び第２受光手段は同時に光が入射されない角度関係又は位置関係で配置することにより、補正用画像の位置ずれを正確に検出するために偏光ミラーや第１及び第２受光素子の取り付け位置精度を上げる必要がなく、偏光ミラーの取り付けに関する手間と労力を削減することができる。
【００１１】
請求項２に記載の画像形成装置は、請求項１に記載の画像形成装置であって、前記像担持体上に画像データに基づいてトナー像を形成するトナー像形成手段と、前記位置ずれ検出手段によって検出された位置ずれに基づいて、前記トナー像の形成タイミングを補正する補正手段と、を更に備えたものである。
【００１２】
この構成によれば、位置ずれ検出手段によって検出された位置ずれをトナー像の形成タイミングに反映させることにより、トナーの位置ずれを低減させ、画像品質を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、像担持体と偏光ミラーの間の距離変動による補正用画像の読み取りタイミングのずれや位相差のずれを測定結果からキャンセルすることができ、補正用画像の位置ずれを正確に検出することができる。更に、偏光ミラーと第１受光手段及び第２受光手段は同時に光が入射されない角度関係又は位置関係で配置することにより、補正用画像の位置ずれを正確に検出するために偏光ミラーや第１及び第２受光素子の取り付け位置精度を上げる必要がなく、偏光ミラーの取り付けに関する手間と労力を削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態に係る画像形成装置及び位置ずれ検出方法について図面を参照して説明する。本実施の形態においては、電子写真方式のカラープリンタを例に説明するが、この他に複写機、ファクシミリ装置やこれらの昨日を兼ね備えた複合機であってもよい。更に、電子写真方式の他に、インクジェット方式等のカラープリンタであってもよい。
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態に係るカラープリンタの概略構成を示す図である。図１において、カラープリンタ１（以下、単にプリンタ１という）は、給紙カセット１３、画像形成部２０、定着部３０、排紙部４０、用紙搬送路５０を備える。給紙カセット１３、画像形成部２０、定着部３０及び用紙搬送路５０は、略箱形の装置本体２に内装され、排紙部４０は、装置本体２の頂部に設けられている。
【００１６】
給紙カセット１３は、印刷処理に供する転写材の一例としての用紙Ｐを貯留し、用紙搬送路５０へ用紙Ｐを給紙するものである。給紙カセット１３は、所定数（本実施の形態では１つ）が装置本体２に対して挿脱自在に設けられている。給紙カセット１３の上流端（図１に示す例では給紙カセット１３の左上方）には、用紙束から用紙Ｐを１枚ずつ繰り出させるピックアップローラ１２が設けられている。このピックアップローラ１２の駆動によって給紙カセット１３から繰り出された用紙Ｐは、用紙搬送路５０に給紙されるようになっている。
【００１７】
画像形成部２０は、パーソナルコンピュータ等から送信された画像データに基づき、給紙カセット１３に貯留された用紙束から繰り出された用紙Ｐに画像の転写処理を施すものである。画像形成部２０は、トナー像を形成する各色ユニット２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋと、この画像形成ユニット２１で形成されたトナー像を用紙Ｐに転写する転写装置２７とを備えて構成されている。
【００１８】
画像形成ユニット２１は、上流側（図１の紙面の右側）から下流側へ向けて順次に略水平方向に配設されたマゼンダ用ユニット２１Ｍ、シアン用ユニット２１Ｃ、イエロー用ユニット２１Ｙ及びブラック用ユニット２１Ｋと、これら各ユニットの下部位置に配設された露光ユニット２４とを備える。これら各ユニット２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｙ、２１Ｋは、同様の構成であり、装置本体２内における各機器に対して所定の相対的な位置関係で位置決めされて装着されている。
【００１９】
これら各ユニット２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｙ、２１Ｋは、それぞれ、感光体ドラム２２と、帯電装置２３と、現像装置２５と、クリーニング装置２６とを備え、感光体ドラム２２は、前後方向（図１の紙面と直交する方向）に延びるドラム軸回りに回転可能に設けられ、感光体ドラム２２の周面に沿うように感光体ドラム２２の直下位置から、感光体ドラム２２の回転方向である反時計回り方向に向けて、帯電装置２３、現像装置２５及びクリーニング装置２６が配設されている。
【００２０】
感光体ドラム２２は、周面に静電潜像及びこの静電潜像に従ったトナー像を形成させるためのものである。帯電装置２３は、ドラム軸回り反時計回り方向に回転している感光体ドラム２２の周面に一様な電荷を形成させるものであり、例えば、周面が感光体ドラム２２の周面と当接しながら従動回転しつつ感光体ドラム２２へ電荷を付与する帯電ローラを備えて構成されている。
【００２１】
現像装置２５は、感光体ドラム２２の周面にトナーを供給することによって周面の静電潜像が形成された部分にトナーを付着させ、これによって感光体ドラム２２の周面にトナー像を形成するものである。本実施の形態では、カラーに対応するために、イエロー用ユニット２１Ｙの現像装置２５Ｙには、イエロー（Ｙ）のトナーが収容され、マゼンダ用ユニット２１Ｍの現像装置２５Ｍには、マゼンダ（Ｍ）のトナーが収容され、シアン用ユニット２１Ｃの現像装置２５Ｃには、シアン（Ｃ）のトナーが収容され、そして、ブラック用ユニット２１Ｋブラックの現像装置２５Ｋには、ブラック（Ｋ）のトナーが収容されている。
【００２２】
クリーニング装置２６は、転写処理後の感光体ドラム２２の周面に残留しているトナーを取り除いてクリーニングするためのものである。このクリーニング装置２６によってクリーニングされた感光体ドラム２２の周面は、次の画像形成処理のために再び帯電装置２３へ向かうことになる。
【００２３】
露光ユニット２４は、画像データに応じて強弱の付与されたレーザ光を回転している感光体ドラム２２の周面に帯電装置２３と現像装置２５との間において照射し、感光体ドラム２２の周面に静電潜像を形成するものである。露光ユニット２４は、カラーに対応するために、イエロー、マゼンダ、シアン及びブラックの各色にそれぞれ対応した各レーザ光を各ユニット２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｙ、２１Ｋにおける各感光体ドラム２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｙ、２２Ｋに照射するように構成されている。帯電した感光体ドラム２２の周面にレーザ光を照射すると、その照射された部分の電荷がレーザ光の強度に応じて消去し、これによって感光体ドラム２２の周面に静電潜像が形成される。
【００２４】
転写装置２７は、各ユニット２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｙ、２１Ｋのそれぞれの感光体ドラム２２の周面に形成されたトナー像を用紙Ｐに転写するための装置であって、中間転写ベルト２７１、一次転写ローラ２７２、駆動ローラ２７３、従動ローラ２７４及び二次転写ローラ２７５を備えている。中間転写ベルト２７１は、無端回転可能とされ、一次転写ローラ２７２、駆動ローラ２７３及び従動ローラ２７４によって各ユニット２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｙ、２１Ｋの直上位置に張架されており、駆動ローラ２７３の回転駆動力によって時計回り方向に回転可能となっている。一次転写ローラ２７２は、各ユニット２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｙ、２１Ｋの各感光ドラム２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｙ、２２Ｋに対応するようにそれぞれ設けられ、中間転写ベルト２７１を押さえ感光体ドラム２２から中間転写ベルト２７１が浮き上がるのを防止するように配置されている。二次転写ローラ２７５は、中間転写ベルト２７１の外周面において駆動ローラ２７３に対向する位置に配置されている。
【００２５】
従動ローラ２７４の図１における右側には、中間転写ベルト用クリーニング装置２７６が設けられており、用紙Ｐへトナー像を転写処理した後における中間転写ベルト２７１の表面に残留しているトナーがこの中間転写ベルト用クリーニング装置２７６によって取り除かれ、これによって清浄化した中間転写ベルト２７１が感光体ドラム２２へ向かうようになっている。
【００２６】
トナーパッチ検出センサ２００は、発光素子、偏光フィルタ、偏光ミラー及び２つの受光素子等によって構成され、画像形成ユニット２１の下流側の中間転写ベルト２７１近傍に配置される。発光素子は、中間転写ベルト２７１に形成された補正用のトナーパッチに対して偏光フィルタを介して光を照射する。そして、発光素子から出射してトナーパッチで反射した光は偏光ミラーに入射する。偏光ミラーは入射した光のうちＰ波を透過して、Ｓ波を反射する。偏光ミラーを透過したＰ波は一方の受光素子に、Ｓ波は他方の受光素子に入射する。各受光素子は受光した光の光量に応じた検知信号を出力する。Ｐ波とＳ波はそれぞれ光の振動方向が異なる光である。トナーパッチ検出センサ２００については後ほど詳しく説明する。
【００２７】
定着部３０は、画像形成部２０によって転写処理の施された用紙Ｐのトナー像に、加熱による定着処理を施すものであり、内部に通電発熱体が装着された熱ローラ３１と、この熱ローラ３１と対向して周面同士が対向配置された加圧ローラ３２とを備えている。そして、転写処理後の用紙Ｐは、ローラ軸回りに時計回り方向に向けて駆動回転している熱ローラ３１と、ローラ軸回りに反時計回り方向に向けて従動回転している加圧ローラ３２との間のニップ部を通過することによって、熱ローラ３１からの熱を得て定着処理が施される。定着処理後の用紙Ｐは、用紙搬送路５０によって排紙部４０へ排出される。
【００２８】
排紙部４０は、定着部３０で定着処理の施された用紙Ｐが排紙され、この排紙された用紙Ｐを貯留するものである。排紙部４０は、装置本体２の頂部が凹没されることによって形成され、この凹没した凹部の底部に排紙された用紙Ｐを受ける排紙トレイ４１が形成されている。用紙搬送路５０は、給紙カセット１３から給紙された用紙Ｐを装置本体２及び定着部３０を介して排紙部４０まで搬送するものである。
【００２９】
図２は、本実施の形態におけるプリンタ１の電気的構成を示す機能ブロック図である。プリンタ１は、制御部１００、記憶部１１０、画像メモリ１１１、画像処理部１１２、給紙部１１３、画像形成部２０、位置ずれ算出部１１４、入力操作部１１５及びネットワークＩ／Ｆ部１１６を備えて構成されている。
【００３０】
制御部１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央処理装置）等によって構成され、入力された指示信号等に応じて記憶部１１０に記憶されたプログラムを読み出して処理を実行し、各機能部への指示信号の出力、データ転送等を行ってプリンタ１を統括的に制御するものである。
【００３１】
記憶部１１０は、プリンタ１の備える種々の機能を実現するためのプログラムやデータ等を記憶する。本実施の形態では記憶部１１０は基準位相差データ１２０を記憶する。この基準位相差データ１２０については後述する。
【００３２】
画像メモリ１１１は、ネットワークＩ／Ｆ部１１６を介して外部装置から送信された画像データを一時的に記憶する。画像処理部１１２は、画像メモリ１１１に記憶されている画像データに対して画像補正や拡大・縮小等の画像処理を施す。給紙部１１３は、給紙カセット及び用紙搬送路５０を有し、給紙カセット１３から用紙を１枚ずつ繰り出して画像形成部２０に搬送する。
【００３３】
画像形成部２０は、画像メモリ１１１から出力された画像データに基づいた画像を用紙に形成するものである。入力操作部１１５は操作キーやボタンを有し、ユーザによって操作キーやボタンが操作されると、操作信号を制御部１００へ出力する。ネットワークＩ／Ｆ部１１６は、ＬＡＮボード等の通信モジュールから構成され、ネットワーク部Ｉ／Ｆ部１１６と接続されたネットワーク（不図示）を介して外部装置と種々のデータの送受信を行う。
【００３４】
位置ずれ算出部１１４は、トナーパッチ検出センサ２００を有し、２つの受光素子から出力された検出信号を用いてトナーパッチの位置ずれ量を算出する。図３は、トナーパッチを用いた位置ずれ量算出の従来の方法を示した図である。図３（ａ）の６１は、中間転写ベルト２７１上に形成されたトナーパッチであり、本実施の形態におけるトナーパッチ６１は、主走査方向に対して斜めに形成されたパッチである。図３（ａ）の下側の図は、従来のトナーパッチ検出センサ３００の配置構成を示した図である。トナーパッチ検出センサ３００は、発光素子２８、偏光フィルタ２８１、偏光ミラー２９３、第１受光素子２９１及び第２受光素子２９２によって構成されており、同図は中間転写ベルト２７１に形成されたトナーパッチ６１とトナーパッチ検出センサ３００を側面からみた図である。
【００３５】
発光素子２８は、中間転写ベルト２７１上の検知位置に対して光Ｌ１１を照射する。光Ｌ１２は、光Ｌ１１のうちトナーパッチ６１で反射した光である。偏光ミラー２９３は、光Ｌ１２のうちＰ波を透過し、Ｓ波を反射する。偏光ミラー２９３を透過したＰ波は第１受光素子２９１へ入射し、反射したＳ波は第２受光素子２９２へ入射する。第１受光素子及び第２受光素子は、受光した光の光量に応じたレベルの信号を出力する。尚、Ｐ波は、ブラックのトナーパッチに対して大きな出力を得ることができ、Ｓ波は、イエロー、マゼンタ、シアンのトナーパッチに対して大きな出力を得ることができる。
【００３６】
従来の方法では、Ｐ波とＳ波が第１受光素子２９１及び第２受光素子２９２に同時に入射されるように偏向ミラー２９３、第１受光素子２９１及び第２受光素子２９２が配置されていた。図３（ｂ）は第１受光素子２９１及び第２受光素子２９２から出力される検出信号の波形である。Ｐ波とＳ波が第１受光素子２９１及び第２受光素子２９２に同時に入射されると、図３（ｂ）に示すように２つの検出信号が同じ位相（ピーク値発生タイミングが同じ）となる。
【００３７】
図４は、中間転写ベルト２７１に連続して形成されるトナーパッチと、これらのトナーパッチに光を照射したときに、従来の方法で配置された第１受光素子２９１及び第２受光素子２９２から出力されるＰ波及びＳ波の信号レベルの波形の一例を示した図である。尚、図４では、各色のトナーパッチを区別するために、トナーパッチＫ１（ブラック）、Ｙ２（イエロー）、Ｃ２（シアン）、Ｍ１（マゼンタ）、・・と表記している。そして発光素子２８は、副走査方向の所定位置に対して光を照射し、第１受光素子２９１及び第２受光素子２９２は各トナーパッチの副走査方向の所定位置から反射された光を受光する。
【００３８】
副走査方向の位置ずれ量は、主走査方向に平行に形成されたトナーパッチＫ２、Ｙ２、Ｃ２及びＭ２の副走査方向の間隔を検出することによって求めることができる。具体的には、有彩色のトナーパッチＹ２、Ｃ２及びＭ２のブラックのトナーパッチＫ２に対する間隔によりトナーパッチＹ２、Ｃ２及びＭ２の副走査方向の位置ずれ量を求めることができる。即ち、有彩色のトナーパッチＹ２についていえば、トナーパッチＹ２の位置とブラックのトナーパッチＫ２の位置とから求めた間隔の基準値（予め設定された初期設定値）との差により位置ずれ量を求めることができる。他の有彩色のトナーパッチについて同様のことがいえる。
【００３９】
また、主走査方向の位置ずれ量は、例えば主走査方向に対して斜めに形成されたトナーパッチＫ１、Ｙ１、Ｃ１及びＭ１と主走査方向に平行に形成されたトナーパッチＫ２、Ｙ２、Ｃ２及びＭ２の同色のパターンの間隔の基準値（予め設定された初期設定値）との差により求めることができる。つまり、トナーパッチＫ１とＫ２、トナーパッチＹ１とＹ２、トナーパッチＣ１とＣ２、トナーパッチＭ１とＭ２の間隔の基準値との差により主走査方向の位置ずれ量を求めることができる。尚、本実施の形態で用いる位置ずれ量の算出方法は、各トナーパッチの距離（時間）間隔を用いて算出する方法であればよく、上記に限らない。
【００４０】
このように反射光のＰ波とＳ波を使用する場合、第１受光素子２９１及び第２受光素子２９２の検出信号は偏光ミラー２９３と中間転写ベルト２７１の間の距離に依存した出力となる。このため、偏光ミラー２９３の取り付け精度が低いとトナーパッチ６１を反射した光Ｌ１２のＰ波とＳ波が第１受光素子２９１及び第２受光素子２９２に入射するタイミングがずれてしまい、トナーパッチ６１の位置ずれ量を正確に算出できなかった。この他、第１受光素子２９１及び第２受光素子２９２の取り付け誤差や偏光ミラー２９３の屈折率の特性差によって、第１受光素子２９１及び第２受光素子２９２に光が入射するタイミングがずれてしまい、２つの検出信号に位相差が生じてしまう。このような測定誤差も、位置ずれ検出の正確さを欠く原因となってしまう。
【００４１】
上記のような理由で発生した位相差は、中間転写ベルト２７１と偏光ミラー２９３の間の距離が一定であれば、２つの検出信号の出力に位相差が生じていても、トナーパッチ６１の位置を相対的に検知することで問題を解決することができる。しかし、中間転写ベルト２７１の振動、厚みムラ、中間転写ベルト２７１の駆動ローラの偏心等によって中間転写ベルト２７１と偏光ミラー２９３の間の距離が、中間転写ベルト２７１が回転駆動される毎に変動する場合もある。この場合、中間転写ベルト２７１と偏光ミラー２９３の間の距離が中間転写ベルト２７１の個々の特性によって異なってくるため、プリンタ１毎に中間転写ベルト２７１と偏光ミラー２９３の間の距離を把握する必要があった。
【００４２】
そこで従来は、中間転写ベルト２７１と偏光ミラー２９３の間の距離を測距センサ等によって実際に測定する方法や、距離変動による影響を抑えるために発光素子２８のビーム径を絞る方法、偏光ミラー２９３の取り付け位置精度を上げる方法が用いられてきた。しかし、測距センサを用いる場合はその分のコストがかかり、発光素子２８のビーム径を絞ると光量が減り測定性能が低下してしまう。そして、各装置の取り付け位置精度を上げるためには、取り付け工程において手間と労力が必要となるため、問題解決が困難であった。
【００４３】
そこで、本実施の形態では、第１受光素子２９１及び第２受光素子２９２に同時に光が入射しない傾きで偏光ミラー２９３を配置することによって、あえて第１受光素子２９１及び第２受光素子２９２から出力される検出信号に位相差をもたせ、初期稼動時の基準位相差と現在の位相差との差分を位置ずれ算出の補正値として用いる方法について説明する。
【００４４】
図５は、本実施の形態におけるトナーパッチ検出センサ２００を用いた場合について示した図である。トナーパッチ検出センサ２００の構成要素は、トナーパッチ検出センサ３００と同一であるため説明を省略する。
【００４５】
偏光ミラー２９３は、第１受光素子２９１及び第２受光素子２９２に同時に光が入射しない傾きで配置される。つまり、発光素子２８から出射した光Ｌ２１はトナーパッチ６１で反射し、反射光Ｌ２２のＰ波は偏光ミラー２９３を透過して第１受光素子２９１に入射する。このとき、偏光ミラー２９３で反射された反射光Ｌ２２のＳ波は第２受光素子２９２に入射しない。従って、各受光素子から出力された検出信号Ｓ１及びＳ２は、図５（ａ）の下側のグラフに示すように、第１受光素子２９１から出力された検出信号Ｓ１は時間ｔ１においてピークとなるが、第２受光素子２９２から出力された検出信号Ｓ２の出力レベルはゼロのままとなる。
【００４６】
図５（ｂ）は、図５（ａ）と比べて中間転写ベルト２７１が矢印Ａ方向（副走査方向）に所定距離駆動した後の図である。第１受光素子２９１から出射される光は所定の照射角を有しており、第１受光素子２９１から出射した光Ｌ３１がトナーパッチ６１に反射する。トナーパッチ６１を反射した反射光Ｌ３２のＳ波は偏光ミラー２９３で反射して第２受光素子２９２に入射する。このとき、偏光ミラー２９３を透過したＰ波は第１受光素子２９１に入射しない。従って、各受光素子から出力された検出信号Ｓ１及びＳ２は、図５（ｂ）の下側のグラフに示すように、第２受光素子２９２から出力された検出信号Ｓ２は時間ｔ２においてピークとなる。
【００４７】
このように、第１受光素子２９１及び第２受光素子２９２に同時に光が入射しないように偏光ミラー２９３を配置し、あえて検出信号Ｓ１及びＳ２に位相差をもたせる。信号Ｓ１とＳ２のピーク値の時間差（位相差）は、
ｔ１−ｔ２＝ΔＴ１
となる。この位相差は、中間転写ベルト２７１とは、偏光ミラー２９３の間の距離によって変化する。図５で示した中間転写ベルト２７１とトナーパッチ検出センサ２００の間の距離をｄ１とすると、図６は中間転写ベルト２７１とトナーパッチ検出センサ２００の間の距離をｄ２とした場合の図であり、ｄ１＞ｄ２である。図５及び図６に示すように、中間転写ベルト２７１とトナーパッチ検出センサ２００の距離が大きくなると、検出信号Ｓ１及びＳ２の位相差も大きくなる。このように、検出信号Ｓ１及びＳ２の位相差は、中間転写ベルト２７１とトナーパッチ検出センサ２００の間の距離に比例する。
【００４８】
つまり、検出信号Ｓ１及びＳ２の位相差を測定することによって、中間転写ベルト２７１と偏光ミラー２９３の間の距離の変動を知ることができる。そして、検出されたトナーパッチ６１の位置ずれから距離変動分をキャンセルすることによって、トナーパッチ６１の位置ずれを正確に検出することができる。
【００４９】
具体的に説明する。図７（ａ）は、中間転写ベルト２７１の予め定められた位置（以下、「基準位置」という）に形成されたトナーパッチ６１をトナーパッチ検出センサ２００が読み取ったときに出力された検出信号Ｓ１及びＳ２の波形の一例である。位置ずれ算出部１１４は、基準位置に形成されたトナーパッチ６１に光が照射されたときに出力された検出信号Ｓ１及びＳ２の位相差を測定する。測定された位相差ΔＴ０は、基準位相差データ１２０として記憶部１１０に記憶される。
【００５０】
図７（ｂ）は基準位置以外の位置（以下「非基準位置」という）に形成されたトナーパッチ６１をトナーパッチ検出センサ２００が読み取ったときに出力された検出信号Ｓ１及びＳ２の波形の一例を示した図である。位置ずれ算出部１１４は、非基準位置に形成されたトナーパッチ６１に光が照射されたときに出力された検出信号Ｓ１及びＳ２の位相差を測定する。このときの位相差をΔＴ１とする。
【００５１】
ここで、信号Ｓ１によるピーク値発生タイミングに着目すると、非基準位置に形成されたトナーパッチ６１を読み取ったときの信号Ｓ１のピーク位置は、基準位置に形成されたトナーパッチ６１を読み取ったときの信号Ｓ１のピーク位置に比べて時間Ｐほど遅れて発生している。この時間Ｐは、トナーパッチ６１の位置ずれによるものなのか、中間転写ベルト２７１と偏光ミラー２９３の間の距離変動によって発生したものなのか分からない。
【００５２】
しかし、上記で説明したように、中間転写ベルト２７１と偏光ミラー２９３の間の距離と検出信号Ｓ１及びＳ２の位相差は比例関係にあるため、基準位置における位相差ΔＴ０と非基準位置における位相差ΔＴ１の差分が中間転写ベルト２７１と偏光ミラー２９３の間の距離変動に相当する。即ち、
Δｄ＝ΔＴ０−ΔＴ１
ここで、Δｄは、基準位置における中間転写ベルト２７１と偏光ミラー２９３の間の距離と、非基準位置における中間転写ベルト２７１と偏光ミラー２９３の間の距離の差（距離変動分）に相当する。
【００５３】
位置ずれ算出部１１４は、図４を用いて記した方法でトナーパッチ６１の位置ずれ量を算出する際にこのΔｄを補正値として用いる。つまり、図４を用いた方法でトナーパッチ６１の位置ずれ量を算出した場合、中間転写ベルト２７１と偏光ミラー２９３の距離変動による誤差を含んだものとなっている。従って、算出された位置ずれ量に対してΔｄを用いて補正を行うことによって、中間転写ベルト２７１とトナーパッチ検出センサ２００の間の距離変動分がキャンセルすることができ、正確な位置ずれ量を算出することができる。制御部１００は、位置ずれ算出部１１４で算出された補正後の位置ずれ量に基づいて各色の画像形成タイミングを補正し、画像形成部２０に対して指示信号を出力する。
【００５４】
以上、説明したように、第１受光素子２９１及び第２受光素子２９２に同時に光が入射されないように偏光ミラー２９３を傾けて配置することにより、中間転写ベルト２７１とトナーパッチ検出センサ２００の間の距離に比例して第１受光素子２９１及び第２受光素子２９２から出力される検出信号Ｓ１及びＳ２の位相差も変化する。そこで基準位置における検出信号Ｓ１及びＳ２の位相差を基準位相差データ１２０として記憶し、位置ずれ算出部１１４が非基準位置における検出信号Ｓ１及びＳ２の位相差と基準位相差の差分を中間転写ベルト２７１と偏光ミラー２９３の距離変動による測定誤差としてトナーパッチ６１の位置ずれ量を補正することにより、トナーパッチ６１の位置ずれ量を正確に算出することができる。
【００５５】
更に、偏光ミラー２９３を傾けて配置することにより、トナーパッチ６１の位置ずれを正確に検出するために偏光ミラー２９３の取り付け位置精度を上げる必要がなく、偏光ミラー２９３の取り付けに関する手間と労力を削減することができる。
【００５６】
尚、本発明は上記実施の形態の構成に限られず種々の変形が可能である。例えば、本実施の形態では、第１受光素子２９１及び第２受光素子２９２に同時に光が入射されないように偏光ミラー２９３を傾けて配置することとしたが、偏光ミラー２９３の配置角度は変えずに第１受光素子２９１及び第２受光素子２９２の位置を同時に光が入射されない位置に配置するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】カラープリンタの概略構成を示す図。
【図２】カラープリンタの電気的構成を示す機能ブロック図。
【図３】トナーパッチを用いた位置ずれ検出の従来の方法を示した図。
【図４】トナーパッチと、従来の方法で配置された第１受光素子及び第２受光素子から出力されるＰ波及びＳ波の信号レベルの波形の一例を示した図。
【図５】本実施の形態におけるトナーパッチを用いた位置ずれ算出方法を説明するための図。
【図６】本実施の形態におけるトナーパッチを用いた位置ずれ算出方法を説明するための図。
【図７】基準位置における検出信号Ｓ１及びＳ２の波形と、非基準位置における検出信号Ｓ１及びＳ２の波形を示した図。
【符号の説明】
【００５８】
１      カラープリンタ（画像形成装置）
１００  制御部（補正手段）
１１０  記憶部（記憶手段）
１２０  基準位相差データ（基準位相差）
１１１  画像メモリ
１１２  画像処理部
１１３  給紙部
２０    画像形成部
２１    画像形成ユニット（トナー像形成手段）
２７１  中間転写ベルト（像担持体）
１１４  位置ずれ算出部（位置ずれ量算出手段、位置ずれ量補正手段）
２００  トナーパッチ検出センサ
２８    発光素子（発光手段）
２８１  偏光フィルタ
２９１  第１受光素子（第１受光素子）
２９２  第２受光素子（第２受光素子）
２９３  偏光ミラー
１１５  入力操作部
１１６  ネットワークＩ／Ｆ部
【図１】
2010128228.tif 000003
【図２】
2010128228.tif 000004
【図３】
2010128228.tif 000005
【図４】
2010128228.tif 000006
【図５】
2010128228.tif 000007
【図６】
2010128228.tif 000008
【図７】
2010128228.tif 000009