(57)【要約】【課題】正反射光を用いて中間転写体等に転写された各色のトナー像の位置ずれを検出する場合において各色の検出精度の差を低減することを目的とする。【解決手段】本発明に係る光学装置は、中間転写ベルト２５に形成されたトナー像に対してＬＥＤ６２０から光を照射し、中間転写ベルト２５に照射された光の正反射光の入射方向と光軸とが一致するように設けられた受光レンズ６４１において中間転写ベルト２５から反射された拡散反射光及び正反射光を集光する。受光レンズ６４１によって集光された反射光のうち拡散反射を減光部６４２において減光し、減光部６４２において拡散反射光が減光された反射光を受光素子６４３において受光する。【選択図】図５
2011107524.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一定の間隔で複数の各色のトナー像が形成された中間転写体または媒体に光を照射する照射手段と、
前記照射手段によって光が照射された前記中間転写体または媒体からの正反射光の光路に設けられ、前記中間転写体または媒体から反射された拡散反射光及び正反射光を含む反射光を集光するレンズと、
前記レンズによって集光された反射光のうち拡散反射光を減じる減光手段と、
前記減光手段によって拡散反射光が減じられた反射光を受光する受光手段と
を備えることを特徴とする光学装置。
【請求項２】
前記受光手段は、複数の受光素子を備え、前記減光手段によって拡散反射光が減じられた反射光を各受光素子が受光する光路が同じ長さになるように構成されていることを特徴とする請求項１記載の光学装置。
【請求項３】
一定の間隔で複数の各色のトナー像が形成された中間転写体又は媒体に光を照射する照射手段と、
前記照射手段によって光が照射された前記中間転写体又は媒体からの正反射光の光路に設けられ、前記中間転写体から反射された拡散反射光及び正反射光を含む反射光を集光するレンズと、
前記レンズによって集光された反射光のうち拡散反射光を減じる減光手段と、
前記減光手段によって拡散反射光が減じられた反射光を受光する受光手段と、
前記受光手段によって受光された受光量に応じた信号を出力する出力手段と、
前記出力手段によって出力された前記受光量に応じた信号に基づいて、前記中間転写体又は媒体上における前記各色のトナー像の位置ずれ量を検出して出力する検出手段と
を備えることを特徴とする位置ずれ検出センサ。
【請求項４】
複数の色毎に、供給される画像データに応じた露光を行って像保持体に静電潜像を形成し、当該静電潜像を現像して一定間隔で各色のトナー像を形成する複数のトナー像形成手段と、
前記トナー像が転写される中間転写体と、
前記中間転写体に前記トナー像形成手段によって形成された前記トナー像を転写する転写手段と、
一定の間隔で前記各色のトナー像が転写された前記中間転写体に光を照射する照射手段と、
前記照射手段によって光が照射された前記中間転写体からの正反射光の光路に設けられ、前記中間転写体から反射された拡散反射光及び正反射光を含む反射光を集光するレンズと、前記レンズによって集光された反射光のうち拡散反射光を減じる減光手段と、前記減光手段によって拡散反射光が減じられた光を受光し、受光量に応じた信号を出力する受光手段とを有する光学装置と、
前記光学装置の前記受光手段によって出力された信号に基づいて前記中間転写体に転写された前記各色のトナー像の位置ずれ量を検出する位置ずれ検出手段と、
前記位置ずれ検出手段により検出された前記位置ずれ量に基づいて、記録媒体に形成する画像を表す画像データを補正し、補正した画像データを前記トナー像形成手段に供給する補正手段と、
前記転写手段において前記中間転写体に転写された、前記補正手段から供給された前記画像データに応じたトナー像を前記記録媒体に形成する画像形成手段と
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学装置、位置ずれ検出センサ及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の各色のトナー像を中間転写ベルトに形成し、各色のトナー像を重ねて用紙にカラー画像を形成する画像形成装置において、温度や湿度が変化した場合等に中間転写ベルトの張力が変化することによりトナー像を転写する位置がずれ、用紙に転写されたカラー画像に色ずれが生じることがある。このような画像の色ずれを防止するために、下記特許文献１には、位置ずれを検出するためのＹ(イエロー)、Ｍ(マゼンタ)、Ｃ(シアン)、Ｋ(黒)の各色のパターン画像を中間転写ベルトに形成する際、Ｋ色の反射特性からＫ色のパターン画像は補色を使用して形成して位置ずれを検出する技術が開示されている。また、下記特許文献２には、正反射光を受光するセンサと拡散反射光を受光するセンサを設け、各センサからの出力に基づいて画像の色ずれを検出する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２７１３７２号公報
【特許文献２】特開２００６−８６６４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、正反射光を用いて中間転写体等に転写された各色のトナー像の位置ずれを検出する場合において各色の検出精度の差を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため請求項１に記載の光学装置は、一定の間隔で複数の各色のトナー像が形成された中間転写体または媒体に光を照射する照射手段と、前記照射手段によって光が照射された前記中間転写体または媒体からの正反射光の光路に設けられ、前記中間転写体または媒体から反射された拡散反射光及び正反射光を含む反射光を集光するレンズと、前記レンズによって集光された反射光のうち拡散反射光を減じる減光手段と、前記減光手段によって拡散反射光が減じられた反射光を受光する受光手段とを備えることを特徴とする。
【０００６】
また、請求項２に記載の光学装置は、請求項１に記載の構成において、前記受光手段は、複数の受光素子を備え、前記減光手段によって拡散反射光が減じられた反射光を各受光素子が受光する光路が同じ長さになるように構成されていることを特徴とする。
【０００７】
また、請求項３に記載の位置ずれ検出センサは、一定の間隔で複数の各色のトナー像が形成された中間転写体又は媒体に光を照射する照射手段と、前記照射手段によって光が照射された前記中間転写体又は媒体からの正反射光の光路に設けられ、前記中間転写体から反射された拡散反射光及び正反射光を含む反射光を集光するレンズと、前記レンズによって集光された反射光のうち拡散反射光を減じる減光手段と、前記減光手段によって拡散反射光が減じられた反射光を受光する受光手段と、前記受光手段によって受光された受光量に応じた信号を出力する出力手段と、前記出力手段によって出力された前記受光量に応じた信号に基づいて、前記中間転写体又は媒体上における前記各色のトナー像の位置ずれ量を検出して出力する検出手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項４に記載の画像形成装置は、複数の色毎に、供給される画像データに応じた露光を行って像保持体に静電潜像を形成し、当該静電潜像を現像して一定間隔で各色のトナー像を形成する複数のトナー像形成手段と、前記トナー像が転写される中間転写体と、前記中間転写体に前記トナー像形成手段によって形成された前記トナー像を転写する転写手段と、一定の間隔で前記各色のトナー像が転写された前記中間転写体に光を照射する照射手段と、前記照射手段によって光が照射された前記中間転写体からの正反射光の光路に設けられ、前記中間転写体から反射された拡散反射光及び正反射光を含む反射光を集光するレンズと、前記レンズによって集光された反射光のうち拡散反射光を減じる減光手段と、前記減光手段によって拡散反射光が減じられた光を受光し、受光量に応じた信号を出力する受光手段とを有する光学装置と、前記光学装置の前記受光手段によって出力された信号に基づいて前記中間転写体に転写された前記各色のトナー像の位置ずれ量を検出する位置ずれ検出手段と、前記位置ずれ検出手段により検出された前記位置ずれ量に基づいて、記録媒体に形成する画像を表す画像データを補正し、補正した画像データを前記トナー像形成手段に供給する補正手段と、前記転写手段において前記中間転写体に転写された、前記補正手段から供給された前記画像データに応じたトナー像を前記記録媒体に形成する画像形成手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、中間転写体又は媒体に形成された各色のトナー像から反射された反射光のうち拡散反射光が減光された正反射光を含む反射光により各色のトナー像を検出することができるから、拡散反射光も含めて各色のトナー像を検出する場合と比べて各色の検出精度の差を低減することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、複数の受光素子の配置に応じた一定のタイミングで各受光素子においてトナー像を検出することができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明によれば、中間転写体又は媒体に形成された各色のトナー像から反射された反射光のうち拡散反射光が減光された正反射光を含む反射光により各色のトナー像を検出することができるから、拡散反射光も含めて各色のトナー像を検出する場合と比べて各色の検出精度の差を低減することができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明によれば、中間転写体に形成されたトナー像の反射光のうち拡散反射光が減光された正反射光を含む反射光により各色のトナー像を検出することができるから、拡散反射光も含めて各色のトナー像の位置ずれを検出する場合と比べて、各色の位置ずれ検出の精度の差を低減させることができ、また、位置ずれ量が補正された画像を記録媒体に形成することができるので画像の色ずれが低減される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態に係る画像形成装置の模式図である。
【図２】実施形態に係る画像形成装置の構成を示すブロック図である。
【図３】実施形態におけるテストパターンの検出を説明する図である。
【図４】(ａ)は、Ｋ色の場合の反射光を説明する図である。(ｂ)は、Ｙ色の場合の反射光を説明する図である。
【図５】実施形態におけるパターン検出器の構成を示す模式図である。
【図６】(ａ)は、実施形態における受光素子の受光面を説明する図である。(ｂ)は、実施形態における受光素子が反射光を受光する光路を説明する図である。
【図７】(ａ)は、実施形態における受光部において受光される正反射光を説明する図である。(ｂ)は、実施形態における受光部において受光される拡散反射光を説明する図である。
【図８】実施形態に係る画像形成装置の全体動作を示す動作フロー図である。
【図９】(ａ)は、変形例１におけるＬＥＤと受光素子の位置関係を説明する平面図である。(ｂ)と(ｃ)は、変形例１における受光素子が反射光を受光する光路差を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置１の構成を模式的に示した図である。画像形成装置１の上部には、原稿２をプラテンガラス５上に押しつけるカバーと、プラテンガラス５上に載せられた原稿２の画像を読み取る画像読取装置４が配設されている。この画像読取装置４は、プラテンガラス５上に載せられた原稿２に対して光源６から光を照射する。そして、原稿２で反射した光を鏡であるフルレートミラー７及びハーフレートミラー８、９で反射した後、レンズ１０を介してＣＣＤ（Charge Coupled Devices）を用いた画像読取素子１１へ案内し、原稿２の画像を画像読取素子１１によって赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の電気信号に変換して画像処理装置１２へ出力する。
【００１５】
画像処理装置１２は、画像読取装置４から出力された電気信号が表す画像に対してシェーデイング補正、位置ずれ補正、明度／色空間変換、ガンマ補正、枠消し、色／移動編集、色ずれ補正等の画像処理を施す装置である。画像処理装置１２は、画像処理が施された画像を、Ｙ(イエロー)、Ｍ(マゼンタ)、Ｃ(シアン)、Ｋ(黒)の４色の画像データ（ラスタデータ）に変換し、各色の画像データを各色に対応した画像形成ユニット１３Ｋ、１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃの露光装置１４Ｋ、１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃに送る。なお、図面及び以下の説明においては、Ｙ色の画像に係わるものは符号の末尾にＹを付し、Ｍ色の画像に係わるものは符号の末尾にＭを付し、Ｃ色の画像に係わるものは符号の末尾にＣを付し、Ｋ色の画像に係わるものは符号の末尾にＫを付して説明する。
【００１６】
画像形成ユニット１３Ｋ、１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃは、ＹＭＣＫの各色のトナー像を形成するユニットである。画像形成装置１は、各画像形成ユニットが装着される装着部を備えており、各画像形成ユニットは、画像形成装置１への装着および画像形成装置１からの取り外しが可能であって、画像形成装置１内において水平方向に一定の間隔をおいて並列的に配置されている。本実施形態においては、４つの画像形成ユニット１３Ｋ、１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃは、すべて同様に構成されているため、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの符号を付すのを省略して画像形成ユニットの構成を説明する。画像形成ユニット１３は、像保持体の一例として、矢印方向に沿って一定の回転速度で回転する感光体ドラム１５と、この感光体ドラム１５の表面を一様に帯電する一次帯電用のスコロトロン１６と、感光体ドラム１５の表面に各色に対応した画像を露光して静電潜像を形成する露光装置１４と、感光体ドラム１５上に形成された静電潜像をトナーにより現像する現像器１７、感光体ドラム１５上のトナーを除去するクリーニング装置１８とから構成されている。
【００１７】
各色に対応した露光装置１４は、画像処理装置１２から送られた画像データに応じてレーザ装置１９からレーザ光を出力する。レーザ装置１９から出力されたレーザ光は、側面に複数の反射面が設けられて回転する正多角形状のポリゴン鏡２２へ反射鏡２０、２１によって案内され、ポリゴン鏡２２によって反射される。また、回転するポリゴン鏡２２によって反射した光は、再び反射鏡２１及び複数枚の反射鏡２３、２４を介して像保持体である感光体ドラム１５上に走査され、これにより感光体ドラム１５の表面に静電潜像が形成される。このようにして、各感光体ドラム１５Ｋ、１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃに形成された静電潜像は、現像器１７Ｋ、１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃによって、それぞれＹＭＣＫの各色のトナー像として現像される。
【００１８】
各感光体ドラム１５Ｋ、１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ上に形成された上記各色のトナー像は、各画像形成ユニット１３Ｋ、１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃの下方に配置された中間転写体としての中間転写ベルト２５上に、図示しない一次転写バイアス電源によって一次転写バイアスが印加された一次転写ロール３０Ｋ、３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃにより多重に転写される。
【００１９】
中間転写ベルト２５は、ロール４０〜４５の間に一定の張力を掛けられて掛け回されており、図示しないモーターによって回転駆動されるロール４０により、矢印方向に一定の速度で循環駆動される。なお中間転写ベルト２５としては、本実施形態では、例えば可撓性を有するポリイミド等の合成樹脂フィルムを帯状に形成し、この帯状に形成された合成樹脂フィルムの両端を溶着等の手段によって接続することにより、無端ベルト状に形成したものが用いられる。
【００２０】
中間転写ベルト２５上に多重に転写された各色のトナー像は、ロール４４側に押し付けられている二次転写ロール５０によって、搬送された記録媒体としての記録用紙６０に転写される。以下、記録用紙６０へのトナー像の転写を二次転写と呼ぶ。なお、二次転写ロール５０は、記録用紙６０が二次転写ロール５０と中間転写ベルト２５の内側に設けられたロール４４との間に搬送される際、中間転写ベルト２５に一次転写されたトナーの極性とは逆の極性である二次転写バイアスが印加される。これにより、中間転写ベルト２５から記録用紙６０に向かう静電気力が中間転写ベルト２５上のトナーに作用して、記録用紙６０の表面にトナーが二次転写される。
【００２１】
各色のトナー像が二次転写された記録用紙６０は、２連の搬送ベルト５１、５２によって定着器７０へと搬送される。そして、トナー像が転写された記録用紙６０は、定着器７０によって熱及び圧力で定着処理を受けた後、排紙トレイ６４に排出される。
【００２２】
なお、記録用紙６０は、記録用紙６０を格納する複数の格納部６１〜６３の何れかから、ロール８０からなる破線で示す用紙搬送経路を介して搬送されて中間転写ベルト２５上に送出される。また、感光体ドラム１５は、トナー像の転写工程が終了した後、クリーニング装置１８によって残留トナーや紙粉等が除去されて、次の画像形成プロセスに備える。中間転写ベルト２５は、ベルト用クリーナー９０によって残留トナーが除去される。
【００２３】
本実施形態に係る画像形成装置１は、温度や湿度の変化によって生じる画像の色ずれを防止すべく、画像形成装置１の電源投入時やユーザ操作に応じて、中間転写ベルト２５に一次転写されたトナー像の位置ずれを検出し、位置ずれ量に応じて記録用紙６０に転写すべき各色の画像データの画像形成位置を補正する機能が設けられている。以下、画像形成装置１におけるこれらの機能に関する構成について説明する。
【００２４】
図２は、画像形成装置１における位置ずれ検出及び画像データ補正に係る構成のブロック図である。図２に示すように、画像形成装置１は、制御部１０１、記憶部１０２、操作部１０３、位置ずれ検出部１０４、画像処理部１０５、画像形成ユニット１３Ｋ、１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃを含んで構成されている。
【００２５】
制御部１０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１Ａ、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０１Ｂ、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０１Ｃを含んで構成されている。ＲＯＭ１０１Ｂには制御プログラムが記憶されており、ＲＡＭ１０１Ｃをワーキングエリアとして、ＣＰＵ１０１Ａが制御プログラムを実行することで画像形成装置１の各部が制御され、画像形成装置１が動作する。具体的には、制御部１０１は、位置ずれ検出時において、位置ずれ検出用の各色のトナー像(以下、テストパターンと言う)を中間転写ベルト２５に一次転写してテストパターンの位置ずれ量を検出し、位置ずれ量に応じて記録用紙６０に転写すべき画像データの画像形成位置を補正する。
【００２６】
記憶部１０２は、不揮発性の記憶媒体で構成されており、位置ずれ検出処理に用いるテストパターンの画像データ(以下、パターン画像データと言う)等の各種データを記憶する。操作部１０３は、画像形成装置１の電源のオンオフを切り換える電源スイッチや、例えばタッチパネル式の表示装置を含んで構成されており、メニュー画面やメッセージを表示してユーザからの指示を受付ける。
【００２７】
位置ずれ検出部１０４は、中間転写ベルト２５に一次転写されたテストパターンの転写位置のずれを検出するものであり、中間転写ベルト２５上に照射した光の反射光を受光してテストパターンを検出するパターン検出器６００Ａ、６００Ｂ、６００Ｃ(以下、パターン検出器を区別しない場合はパターン検出器６００と呼ぶ)を有している。
【００２８】
ここで、本実施形態における位置ずれ検出について説明する。図３は、中間転写ベルト２５に一次転写されたテストパターンのトナー像をパターン検出器６００において検出する概念図である。本実施形態では、図３に示すように、中間転写ベルト２５上にシェブロンパターンと呼ばれる画像位置検出用のテストパターン６１０を形成し、このテストパターン６１０をパターン検出器６００の各々によって検出する。パターン検出器６００は、画像形成ユニット１３Ｃから見て中間転写ベルト２５の移動方向下流側の位置にあり、主走査方向に沿って画像形成装置１のＯＵＴ側（図中、手前側）と、ＣＥＮＴＥＲ部（中央部）と、ＩＮ側（図中、奥側）の予め定められた測定基準位置にそれぞれ配置されているが、必要に応じて、中間転写ベルト２５の幅方向に沿って等間隔に例えば４個以上設けてもよい。
【００２９】
また、テストパターン６１０としては、種々の形状のものを用いることができるが、本実施形態では、中央部を先頭として左右両側に等しい角度で傾斜させた直線状の画像からなる山型マークを、パターン検出器６００Ａ、６００Ｂ、６００Ｃの位置に対応させて形成したものをテストパターン６１０として用いる。また、本実施形態におけるテストパターン６１０は、画像形成ユニット１３のうちの１色を基準色として、各色の山型マークが副走査方向（中間転写ベルト２５の移動方向）に沿って予め定められた間隔で複数形成される。
この各色の山型マークが転写された位置にずれがない場合には、中間転写ベルト２５上の各色の山型マークの間隔は予め設定されている間隔と同じになるはずである。従って、予め定められた基準色の山型マークの間隔と中間転写ベルト２５の搬送速度に基づく一定の時間間隔で、基準色の山型マークがパターン検出器６００に読み取られたか否かにより基準色の位置ずれを検出し、基準色の位置ずれ量に応じて基準色に対する他の色の山型マークの相対位置を求めることで各色の位置ずれ量を検出することができる。
【００３０】
パターン検出器６００は、中間転写ベルト２５上に光を照射して反射した正反射光の光量に応じて各色の山型マークの検出を行うものである。ここで、Ｋ色とＹＭＣ色の反射特性について説明する。本実施形態における中間転写ベルト２５の表面は、中間転写ベルト２５に照射された光を正反射する素材が用いられている。中間転写ベルト２５に形成されるテストパターン６１０のトナー像のうち、Ｋ色のトナー像(斜線部)に入射角度θ１で光が照射された場合には、図４(ａ)に示すように、Ｋ色のトナー像が形成された部分では照射された光の殆どが吸収され、Ｋ色のトナー像が形成されていない中間転写ベルト２５の部分からは入射角度θ１と同じ角度θ２で反射する正反射光が出射される。これに対し、中間転写ベルト２５に形成されるテストパターン６１０の例えばＹ色のトナー像に光が照射された場合には、図４(ｂ)に示すように、トナー像(斜線部)の部分において、入射角度θ１と同じ角度θ２で反射する正反射光だけなく拡散反射光も出射される。このように、ＹＭＣ色の場合は拡散反射光と正反射光が含まれた反射光が反射されるため、正反射光の光量によって各色のトナー像を検出しようとすると、拡散反射光の分だけＫ色とＹＭＣ色の検出精度に差異が生じる。そこで本実施形態では、Ｋ色とＹＭＣ色の検出精度の差異をできるだけ小さくするため、受光レンズ６４１で集光された反射光のうち拡散反射光を減じて正反射光を通過させるようにパターン検出器６００を構成している。
【００３１】
図５は、本実施形態におけるパターン検出器６００の模式図である。図５に示すように、パターン検出器６００は、中間転写ベルト２５の副走査方向の上流側に設置され、中間転写ベルト２５の表面に光を照射する照明手段の一例としてのＬＥＤ(Light Emitting Diode)６２０と、下流側に設置され、中間転写ベルト２５に照射された光の反射光を受光する受光素子を含む受光部６４０とを有している。
受光部６４０とＬＥＤ６２０とは、ＬＥＤ６２０から中間転写ベルト２５に照射された光の正反射光が受光素子６４３へ入射するように配置されている。即ち、受光部６４０とＬＥＤ６２０は、中間転写ベルト２５の表面に垂直な法線Ｓと、ＬＥＤ６２０から中間転写ベルト２５に対して光を照射する照射方向とが成す角度θ１と、法線Ｓと受光素子へ光が入射する入射方向とが成す角度θ２とがθ１＝θ２の関係となるように配置されている。
このように、本実施形態では、ＬＥＤ６２０は、中間転写ベルト２５の移動方向の上流側から角度θ１で中間転写ベルト２５に光を照射し、下流側の受光部６４０は、中間転写ベルト２５に照射された光の反射光を角度θ２で受光する。なお、ＬＥＤ６２０から照射された光を集光して中間転写ベルト２５に投光するための投光レンズをＬＥＤ６２０において設けるように構成してもよい。
【００３２】
受光部６４０は、受光レンズ６４１と、減光部６４２と、受光素子６４３とを含んで構成されている。受光レンズ６４１は両凸レンズであり、受光レンズ６４１の光軸と法線Ｓとが成す角度は中間転写ベルト２５からの正反射光の入射角度θ２となるように取り付けられている。
受光レンズ６４１の上部方向の予め定められた位置には、受光レンズ６４１によって集光された光を減光する減光部６４２が設けられ、減光部６４２の上部方向の予め定められた位置には、減光部６４２を通過した光を受光する受光素子６４３が設けられている。減光部６４２は、光を受光素子６４３の方向へ通過させるスリット部６４２ａと、受光素子６４３の方向へ光を通過させない遮蔽部６４２ｂで構成されており、受光レンズ６４１によって集光された光の拡散反射光をできるだけスリット部６４２ａにおいて通過させないように遮蔽部６４２ｂで遮蔽して拡散反射光を減光し、一定量の正反射光をスリット部６４２ａにおいて通過させる機能を有する。
【００３３】
なお、本実施形態における受光レンズ６４１は、例えば、有効径７ｍｍ、厚さ４ｍｍ、焦点距離１２．６５ｍｍの両凸レンズで構成され、減光部６４２のスリット部６４２ａの径は例えばφ１ｍｍに設定されており、受光レンズ６４１、減光部６４２、及び受光素子６４３の相互の距離は、受光レンズ６４１の曲率半径と焦点距離によって決まる。その一例としては、本実施形態では、受光レンズ６４１の主点から中間転写ベルト２５までの距離が１４．６５ｍｍ、受光レンズ６４１の主点から受光素子６４３までの距離が１２．６５ｍｍ、減光部６４２から受光素子６４３までの距離が５．３ｍｍとなるように構成されている。なお、受光レンズ６４１は、非球面レンズであってもよいし、有効径が異なる凸レンズを組み合わせたレンズであってもよい。
【００３４】
図６(ａ)は、受光素子６４３を模式的に表した図である。本実施形態における受光素子６４３は、図６(ａ)に示すように、フォトダイオードからなる受光素子６４３ａ〜６４３ｄ(以下、各受光素子を区別しない場合は受光素子６４３と呼ぶ)で構成されている。各受光素子６４３は、中間転写ベルト２５の外周面に対して予め定められた角度だけ傾斜しており、また、図中左側の受光素子６４３ａ、６４３ｃ(以下、左側受光素子と呼ぶ)と、図中右側の受光素子６４３ｂ、６４３ｄ(以下、右側受光素子と呼ぶ)は、中間転写ベルト２５の副走査方向に対して、テストパターン６１０の山型マークと同様の角度で左右対称に配置されている。各受光素子６４３は、中間転写ベルト２５上に照射された光の反射光のうち、スリット部６４２ａを通過した光を受光して受光量に応じた検出信号を各々出力する。従って、図６(ａ)を主走査方向から見た場合、図６(ｂ)に示すように、左側受光素子６４３ａ、６４３ｃが受光する反射光の実線で示す光路Ｌ１と右側受光素子６４３ｂ、６４３ｄ(不図示)が受光する反射光の破線で示す光路Ｌ２は左右で同じとなるため、主走査方向においてテストパターン６１０の位置ずれが生じていない場合には、左側受光素子６４３ａ、６４３ｃと、右側受光素子６４３ｂ、６４３ｄは同じタイミングでテストパターン６１０の検出信号を出力する。また、図６(ａ)の上側の受光素子６４３ａ、６４３ｂ(以下、上側受光素子と呼ぶ)は下側の受光素子６４３ｃ、６４３ｄ(以下、下側受光素子と呼ぶ)より受光する光路が長くなるため、上側受光素子６４３ａ、６４３ｂは下側受光素子６４３ｃ、６４３ｄよりも一定時間遅れて検出信号を出力する。
【００３５】
ここで、ＬＥＤ６２０から中間転写ベルト２５に対して照射された光の正反射光と拡散反射光が受光素子６４３に受光される光路を図７に示す。図７(ａ)で示すように、ＬＥＤ６２０から中間転写ベルト２５に対して照射された光の正反射光は、受光レンズ６４１を透過した後、受光素子６４３方向の焦点位置に向けて進み、スリット部６４２ａを通過した正反射光だけが受光素子６４３に受光される。また、図７(ｂ)で示すように、ＬＥＤ６２０から中間転写ベルト２５に対して照射された光の拡散反射光は受光レンズ６４１の屈折率に応じて受光レンズ６４１を透過した後、スリット部６４２ａにおいて一部の拡散反射光だけが通過し、残りの拡散反射光は遮蔽部６４２ｂによって遮蔽されることとなる。
従って、受光部６４０にスリット部６４２ａが設けられていない場合と比べて、受光素子６４３において受光される正反射光の受光量は減るが、スリット部６４２ａにおいて不要な拡散反射光が減光されることで受光素子６４３において受光される拡散反射光の受光量も減る。その結果、正反射光によるトナー像の検出精度を向上させることができ、Ｋ色とＹＭＣ色のトナー像の検出精度の差異を小さくすることができる。また、例えば、上側と下側の受光素子の取り付け角度がずれている場合等、上側受光素子の受光面だけに反射光が受光されて下側受光素子の受光面に反射光が受光されないことが生じないように、一定の領域からの反射光を受光レンズ６４１で集光して受光素子６４３の受光面に受光させることができるので、受光素子６４３の取付誤差によるロバスト性を向上させることができる。
【００３６】
図２に戻り、構成の説明を続ける。位置ずれ検出部１０４は、受光素子６４３から出力された各検出信号と予め定められた閾値とを比較して、各信号の波形が閾値未満の場合にはローレベル信号を出力し、閾値以上であればハイレベル信号を出力する。
画像処理部１０５は、上述した画像処理装置１２に配置され、ユーザによって指定された原稿の画像データに対して濃度調整等の画像処理を施すと共に、補正部１０５Ａにより、位置ずれ検出部１０４から出力された基準色の検出信号の波形において、ローレベルからハイレベルへ立ち上がったタイミングと次の立ち上がりのタイミングまでの時間間隔を検出する。そして、補正部１０５Ａにおいて時間間隔に基づいて基準色の主走査方向と副走査方向の位置ずれ量を求めると共に、予め設定されているテストパターン６１０の転写位置間隔に基づいて基準色に対する各色の相対的な位置ずれ量を求める。そして、補正部１０５Ａにおいて、各位置ずれ量に応じて画像データの画像形成位置を補正する補正量を求め、求めた補正量に基づいて当該画像データの補正を行い、補正後の画像データを画像形成ユニット１３へ送出する。なお、本実施形態では、画像形成位置の補正量に基づいて画像データを補正する例について説明するが、露光タイミングを調整する等の公知の方法を用いて画像形成位置を補正してもよい。
【００３７】
以上が本実施形態における画像形成装置１の構成である。本実施形態では、画像形成装置１の電源投入時において画像の位置ずれ検出処理を行い、ユーザが指定した原稿の画像データのトナー像を記録用紙６０に転写する前に、位置ずれ検出処理によって検出された位置ずれ量に基づいてその画像データを補正する処理を行う。以下、本実施形態における画像形成装置１の動作について説明する。図８は、画像形成装置１の全体動作を示す動作フローを示している。画像形成装置１の制御部１０１は、操作部１０３を介してユーザにより電源スイッチがオンにされると(ステップＳ１０)、位置ずれ検出部１０４により位置ずれ検出処理を行う(ステップＳ１１)。具体的には、制御部１０１は、記憶部１０２から各色のパターン画像データを読み出し、読み出した画像データを各画像形成ユニット１３に供給する。
【００３８】
そして、各画像形成ユニット１３により形成されたテストパターン６１０のトナー像が中間転写ベルト２５に一次転写される。中間転写ベルト２５上に一次転写されたテストパターン６１０の各色のトナー像は中間転写ベルト２５の移動により、位置ずれ検出部１０４のパターン検出器６００まで搬送される。パターン検出器６００のＬＥＤ６２０によって中間転写ベルト２５上に光が照射され、中間転写ベルト２５に照射された光の反射光のうち拡散反射光が減光された光が受光部６４０において受光され、受光量に応じた信号が出力される。位置ずれ検出部１０４は、各パターン検出器６００からの出力信号の波形から、各色のトナー像の検出時間間隔を検出し、各検出時間間隔と予め定められた各色の転写位置間隔とに基づいて各色の位置ずれ量を求め、求めた位置ずれ量をＲＡＭ１０１Ｃに記憶する。
【００３９】
制御部１０１は、画像読取装置４においてユーザによって指定された原稿が読み取られ、読み取られた画像が４色のカラー画像データに変換されてＲＡＭ１０１Ｃの格納位置に記憶されると(ステップＳ１２：ＹＥＳ)、画像処理部１０５は、ＲＡＭ１０１Ｃに記憶された画像データについて濃度調整等の画像処理を行い、補正部１０５Ａにより、ＲＡＭ１０１Ｃに記憶された位置ずれ量が０となるように画像形成位置の補正量を求め、求めた補正量に基づいて画像処理後の画像データを補正して各画像形成ユニット１３へ供給する(ステップＳ１３)。そして、制御部１０１は、記録用紙６０に画像を形成する処理を行う。即ち、ステップＳ１３において各画像形成ユニット１３へ供給された画像データは、各画像形成ユニット１３により、各感光体ドラム１５に静電潜像として形成されて現像され、感光体ドラム１５に現像されたトナー像が中間転写ベルト２５に一次転写される。そして、二次転写ロール５０により記録用紙６０に中間転写ベルト２５上のトナー像が二次転写された後、記録用紙６０が排紙トレイ６４に排出される(ステップＳ１４)。
【００４０】
また、ステップＳ１２において、画像読取装置４において原稿が読み取られなければ(ステップＳ１２：ＮＯ)、ユーザ操作により電源がオフにされるまで(ステップＳ１５：ＮＯ)、制御部１０１は、ステップＳ１２〜Ｓ１４の処理を繰り返し行い、電源がオフにされた場合に(ステップＳ１５：ＹＥＳ)、処理を終了する。
【００４１】
上述した実施形態では、パターン検出器６００のＬＥＤ６２０から中間転写ベルト２５上のテストパターン６１０に照射された光のうち拡散反射光が減光され、一定量の正反射光を含む反射光が受光素子６４３において受光されるため、拡散反射光を減光せずにＫ色とＹＭＣ色のテストパターン６１０のトナー像を検出する場合と比べてＫ色とＹＭＣ色の検出精度の差異を小さくすることができる。また、Ｋ色のトナー像を検出するためにＫ色に補色を重ねてテストパターン６１０を中間転写ベルト２５に形成する必要がないため、位置ずれ検出を行う際の処理の高速化を図ることができる。
＜変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、以下のような形態も本発明に含まれる。
（１）上述した実施形態では、ＬＥＤ６２０を中間転写ベルト２５の移動方向上流側から照射し、下流側に配置された受光部６４０において反射光を受光する例を説明したが、図９(ａ)に示すように、ＬＥＤ６２０を主走査方向の一方の側から照射する場合において、左側受光素子Ａと右側受光素子Ｂが正反射光の入射方向に対して左右対称に配置されていないときは、左側受光素子Ａと右側受光素子Ｂとが反射光を受光する光路の差が生じないように、受光素子６４３を光軸に対して傾けるようにする。即ち、図９(ｂ)に示すように、ＬＥＤ６２０から中間転写ベルト６１０上のテストパターン６１０に照射された光が左側受光素子Ａに受光される光路Ｌ１(実線)に対して右側受光素子Ｂに受光される光路Ｌ２(破線)は長くなり、左側受光素子Ａと右側受光素子Ｂとでテストパターン６１０のトナー像を検出するタイミングがずれる。そのため、図９(ｃ)に示すように、左側受光素子Ａと右側受光素子Ｂが受光する反射光の光路差が生じないように、受光素子６４３を受光レンズ６４１の光軸に対して傾けるように構成する。
【００４２】
（２）上述した実施形態では、複数の受光素子を用いる場合の例について説明したが、単一の受光素子を用いてもよい。
【００４３】
（３）また、上述した実施形態では、中間転写ベルト２５にテストパターン６１０を形成する例について説明したが、例えば、記録用紙等の媒体にテストパターン６１０を形成して各色の位置ずれを検出するようにしてもよい。
【００４４】
（４）また、上述した実施形態では、位置ずれ検出処理の実施を電源がオンにされた直後に行う例を用いたが、例えば、予め定めた範囲の温度変化を検出したとき、印刷枚数が予め定めた枚数となったとき、ユーザ操作によって位置ずれ検出処理の要求がなされたとき、画像形成装置１のメンテナンス時など、必要に応じて実施するようにしてもよい。
【００４５】
（５）また、上述した実施形態では、複写機に着目して説明してきたが、画像形成装置１に接続されているＰＣ等から送信された画像データを用紙(単票紙や連続紙等)に印字するプリンターなど、位置ずれ検出を行うテストパターンの画像を正反射光学系で検知可能な複写機以外の装置であれば本発明に係る技術を適用することが可能である。
【００４６】
（６）上述したＣＰＵ１０１Ａが実行するプログラムは、磁気記録媒体（磁気テープ、磁気ディスク（ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＦＤ（Flexible Disk））など）、光記録媒体（光ディスク（ＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk））など）、光磁気記録媒体、半導体メモリなどのコンピュータ読取り可能な記録媒体に記憶した状態で提供し、各装置にインストールしてもよい。また、通信回線を介して各装置にダウンロードしてインストールすることも可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１・・・画像形成装置、４・・・画像読取装置、１３・・・画像形成ユニット、１４・・・露光装置、１５・・・感光体ドラム、２５・・・中間転写ベルト、３０・・・一次転写ロール、５０・・・二次転写ロール、６００・・・パターン検出器、１０１・・・制御部、１０１Ａ・・・ＣＰＵ、１０１Ｂ・・・ＲＯＭ、１０１Ｃ・・・ＲＡＭ、１０２・・・記憶部、１０３・・・操作部、１０４・・・位置ずれ検出部、１０５・・・画像処理部、１０５Ａ・・・補正部、６００・・・パターン検出器、６２０・・・ＬＥＤ、６４０・・・受光部、６４１・・・受光レンズ、６４２・・・減光部、６４２ａ・・・スリット部、６４２ｂ・・・遮蔽部、６４３・・・受光素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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