(57)【要約】【課題】調整画像の濃度を高精度に検出し、調整対象の色成分の画像の形成位置を高精度に調整できる画像形成装置を提供する。【解決手段】基準となる色成分の画像に調整対象となる他の色成分の画像を重ねて転写して転写ベルト７上に形成した調整画像に、光を照射する照射手段２１ａと、照射手段２１ａが調整画像に照射した一照射光によって生じる正反射光及び乱反射光を夫々検出する正反射光検出手段２１ｂ及び乱反射光検出手段２１ｃとを有し、正反射光及び乱反射光に基づいて前記調整画像の濃度を検出する検出手段２１を用い、検出手段２１が検出した濃度に基づいて、前記他の色成分の画像の形成位置を調整する。【選択図】　　　　図２
2004117385.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の色成分それぞれに基づく画像を形成する各画像形成手段と、該各画像形成手段が形成した画像を、それぞれ重なり合うように転写媒体上に転写する各転写手段と、該転写手段が、基準となる色成分の画像に調整対象となる他の色成分の画像を重ねて転写して転写媒体上に形成した調整画像に、光を照射する照射手段と、該照射手段が調整画像に照射した光によって生じる反射光に基づいて、前記調整画像の濃度を検出する検出手段と、該検出手段が検出した濃度に基づき、前記他の色成分の画像の形成位置を調整する調整手段とを備えた画像形成装置において、
前記検出手段は、照射手段が調整画像に照射した光によって生じる正反射光及び乱反射光に基づいて、前記調整画像の濃度を検出するように構成されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記検出手段は、照射手段が調整画像の略同一箇所に照射した光によって生じる正反射光及び乱反射光に基づいて前記調整画像の濃度を検出するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記検出手段は、
正反射光を検出する正反射光検出手段と、
乱反射光を検出する乱反射光検出手段と
を備えることを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記検出手段は、
正反射光を検出する正反射光検出手段と、
乱反射光を検出する乱反射光検出手段と
を備え、正反射光検出手段及び乱反射光検出手段は一体的に構成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記正反射光検出手段及び乱反射光検出手段は、照射手段が調整画像に照射した一照射光によって生じる正反射光及び乱反射光を夫々検出するように構成されていることを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記正反射光検出手段の正反射光の検出値と前記乱反射光検出手段の乱反射光の検出値との差を求める演算手段を備え、
前記検出手段は、演算手段で求めた検出値の差に基づいて調整画像の濃度を検出するように構成されていることを特徴とする請求項３乃至５記載のいずれかの画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式による画像形成装置に関し、より詳しくは、像担持体又は転写担持体などの転写媒体上に色成分画像を重ね合わせて多色画像を形成する際に生じる色ずれを補正する画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
デジタルカラー複写機等の画像形成装置は、入力されたデータを各色成分に分解して画像処理を施した後、各色成分画像を重ね合わせて多色画像を形成する。多色画像の形成に際して、各色成分画像が正確に重ね合わされない場合、形成される多色画像に色ずれが発生し、画質の低下を招く。特に、多色画像の形成速度を向上するために、色成分毎に画像形成部を設けた画像形成装置においては、各画像形成部によって各色成分画像を形成し、該各色成分画像を順次重ね合わせることによって多色画像が形成されるため、各色成分画像の形成位置にずれが生じやすく、色ずれが大きな問題となる。
【０００３】
そのため、従来の画像形成装置は、各色成分画像を精度よく重ね合わせるために、色ずれを補正する色合わせ調整を行って、色ずれを抑えた多色画像を形成している。色合わせ調整は、通常、基準となる色成分画像（以下、基準画像）の形成位置に対する他の色成分画像（以下、補正画像）の形成位置のずれを、光学式のセンサを用いて検出する。そして、検出した結果に基づいて補正量を決定し、決定した補正量に応じて、各補正画像の形成位置がずれずに一致するように、各補正画像を形成するタイミングを調整する。
【０００４】
補正量を決定する方法として、例えば、各色成分画像を同じタイミングで転写（形成）し、各色成分画像の形成位置間の距離を検出する方法がある。例えば、各色成分画像の形成位置間の距離を検出し、検出された形成位置のずれ量に基づいて補正を行う。つまり、基準画像と補正画像との距離をセンサによって検出し、検出された距離に基づいて各補正画像の形成位置のずれ量を決定し、色ずれを補正する（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
また、補正量を決定する他の方法として、各色成分画像が重ね合わされた多色画像の濃度を測定する方法がある。例えば、基準画像に補正画像が重ね合わされた多色画像の濃度を測定し、測定した濃度が、補正画像が正確に重なった状態の濃度になるように色合わせ調整を行う。この画像形成装置は、補正精度を向上するために、多色画像として、複数の同一画像を繰り返し形成する。例えば、同一画像としてライン状の画像（以下、ライン画像）を複数形成し、多色ライン画像の濃度をセンサによって検出し、各補正画像の重なり状態を求める。そして、センサによって検出される多色ライン画像の濃度が所定の濃度範囲になった状態を、各補正画像が正確に重なり合った状態とみなし、この重なり合った状態で画像形成が行われるように、色合わせ調整を行う（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０−２１３９４０号公報
【特許文献２】
特開２０００−８１７４４号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、各色成分画像の形成位置間の距離に基づいて補正を行う画像形成装置は、画像の形成位置を検出するセンサを用いて各色成分画像の形成位置のずれを求めているため、形成位置の微小なずれを検出するためには検出精度の高いセンサが必要になるという問題を有している。また、色合わせには数ミクロン単位の精度が要求されるため、検出精度の高いセンサを搭載することによりコストが高騰するという問題が生じる。
【０００８】
また、各色成分画像が重ね合わされた多色画像の濃度に基づいて補正を行う画像形成装置は、色合わせ調整領域の全領域について、１ライン毎に調整値を変化させながら、基準画像と補正画像とが完全に重なる時の調整値を求める必要がある。そのため、色合わせ調整可能領域の全領域について色合わせ調整のための濃度を検出しなければならず、色合わせ調整に要する時間が長くなるという問題があり、調整に要する時間を短くしたい場合には色合わせ調整可能領域をあまり広くすることができない等の問題を有している。特に、色ずれは、画像形成装置内の温度・湿度、各部品の摩耗・交換等の様々な理由によって生じるため、工場出荷時の他、納品後においても現場において保守員またはユーザが定期的に補正する必要があるため、簡潔かつ高精度に色ずれを補正することが可能な画像形成装置の開発が望まれている。
【０００９】
また、基準画像と補正画像とが重なった画像の濃度を検出する方法では、基準画像と補正画像とそれらが形成される転写媒体表面とからの反射光をセンサで検出しているが、画像が形成されている部分と画像が形成されていない状態の転写媒体表面とからの反射光の強さの差が小さいために、濃度の検出値の極大又は極小を誤って検出する場合があり、誤った検出結果に基づいて色合わせ調整を行い、逆に画質を低下させたり、色合わせ調整を実施中にエラーが発生し、色合わせ調整が正常に実行できなくなるという問題がある。
【００１０】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、基準画像及び補正画像（調整画像）が形成された転写媒体に光を照射した際に生じる正反射光及び乱反射光を検出することにより、調整画像の濃度を高精度に検出し、補正画像の形成位置を高精度に調整することができる画像形成装置を提供することにある。
【００１１】
また、本発明の他の目的は、調整画像の略同一箇所から生じた正反射光及び乱反射光の検出を行うことにより、画像を移動させる搬送手段のムラなどの影響を受けることなく、正反射光及び乱反射光の検出を行うことができる画像形成装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る画像形成装置は、複数の色成分それぞれに基づく画像を形成する各画像形成手段と、該各画像形成手段が形成した画像を、それぞれ重なり合うように転写媒体上に転写する各転写手段と、該転写手段が、基準となる色成分の画像に調整対象となる他の色成分の画像を重ねて転写して転写媒体上に形成した調整画像に、光を照射する照射手段と、該照射手段が調整画像に照射した光によって生じる反射光に基づいて、前記調整画像の濃度を検出する検出手段と、該検出手段が検出した濃度に基づき、前記他の色成分の画像の形成位置を調整する調整手段とを備えた画像形成装置において、前記検出手段は、照射手段が調整画像に照射した光によって生じる正反射光及び乱反射光に基づいて、前記調整画像の濃度を検出するように構成されていることを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る画像形成装置において、前記検出手段は、照射手段が調整画像の略同一箇所に照射した光によって生じる正反射光及び乱反射光に基づいて前記調整画像の濃度を検出するように構成されていることを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る画像形成装置において、前記検出手段は、正反射光を検出する正反射光検出手段と、乱反射光を検出する乱反射光検出手段とを備えることを特徴とする。
【００１５】
本発明に係る画像形成装置において、前記検出手段は、正反射光を検出する正反射光検出手段と、乱反射光を検出する乱反射光検出手段とを備え、正反射光検出手段及び乱反射光検出手段は一体的に構成されていることを特徴とする。
【００１６】
本発明に係る画像形成装置において、前記正反射光検出手段及び乱反射光検出手段は、照射手段が調整画像に照射した一照射光によって生じる正反射光及び乱反射光を夫々検出するように構成されていることを特徴とする。
【００１７】
本発明に係る画像形成装置においては、前記正反射光検出手段の正反射光の検出値と前記乱反射光検出手段の乱反射光の検出値との差を求める演算手段を備え、前記検出手段は、演算手段で求めた検出値の差に基づいて調整画像の濃度を検出するように構成されていることを特徴とする。
【００１８】
本発明にあっては、検出手段は、照射手段から転写媒体上に形成された調整画像に照射した光によって生じる正反射光及び乱反射光に基づいて、前記調整画像の濃度を検出する。前記正反射光と乱反射光とは特性が逆であり、例えば正反射光の検出値が極大の場合、乱反射光の検出値は極小になる。従来の正反射光のみを使用していた場合に比べて、正反射光及び乱反射光の両方を使用して、極大又は極小などを高精度に検出することが可能になり、濃度の極大又は極小を高精度に検出できる。
【００１９】
また、本発明にあっては、検出手段は、照射手段が調整画像の略同一箇所に照射した光によって生じる正反射光及び乱反射光に基づいて前記調整画像の濃度を検出する。調整画像の略同一箇所に光を照射して正反射光及び乱反射光を検出することにより、画像を移動させる搬送手段のムラなどの影響を受けることなく、前記調整画像の濃度を検出することができる。
【００２０】
また、本発明にあっては、検出手段は、正反射光を検出する正反射光検出手段と、乱反射光を検出する乱反射光検出手段とを備える。例えば、第１照射手段及び正反射光検出手段と第２照射手段及び乱反射光検出手段とを、調整画像の移動方向に沿って別々に配置し、移動している調整画像の略同一箇所に第１及び第２照射手段から順に光を照射し、照射した光によって生じた正反射光及び乱反射光を夫々正反射光検出手段及び乱反射光検出手段で検出する。
【００２１】
また、本発明にあっては、検出手段は、正反射光を検出する正反射光検出手段と、乱反射光を検出する乱反射光検出手段とを備え、正反射光検出手段及び乱反射光検出手段は一体的に構成されている。正反射光検出手段及び乱反射光検出手段を一体的に構成することにより、調整画像の同一箇所に照射した光によって生じた正反射光及び乱反射光を同時的に夫々正反射光検出手段及び乱反射光検出手段で検出することが可能になり、時間差及び画像を移動させる搬送手段のムラなどの影響を受けることなく、前記調整画像の濃度を検出することができる。
【００２２】
また、本発明にあっては、正反射光検出手段及び乱反射光検出手段は、照射手段が調整画像に照射した一照射光によって生じる正反射光及び乱反射光を夫々検出する。調整画像に照射した一照射光によって生じた正反射光及び乱反射光を検出するため、照射する光の特性変動の影響を受けることなく、前記調整画像の濃度を検出することができる。
【００２３】
また、本発明にあっては、演算手段により、正反射光の検出値と乱反射の検出値との差を求め、検出手段は、前記求めた検出値の差に基づいて、調整画像の濃度を検出する。正反射光と乱反射光とは特性が逆であり、正反射光の検出値が極大の場合、乱反射光の検出値は極小になる。正反射光の検出値と乱反射の検出値との差を求めることにより、検出値の振幅を増すことができ、極大又は極小の検出精度が向上する。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
図１は本発明に係る画像形成装置の概要を示す模式的断面図である。以下、本発明に係る画像形成装置１００をコピー機であるものとして説明するが、これに限らず、プリンタであったり、コピー機能に加えてファクシミリ機能またはプリンタ機能を備える複合機であっても良い。
【００２５】
画像形成装置１００は、色ずれ補正に係る構成として、図１に示すように、画像形成ステーション１０１と、転写搬送ベルトユニット８と、レジストレーション検出器２１と、温湿度センサ２２とを備えている。画像形成装置１００の画像形成ステーション１０１は、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色を用いて多色画像を形成するために、各色に応じた４種類の潜像を形成するように、露光ユニット１ａ・１ｂ・１ｃ・１ｄ、現像器２ａ・２ｂ・２ｃ・２ｄ、感光体ドラム３ａ・３ｂ・３ｃ・３ｄ、クリーナユニット４ａ・４ｂ・４ｃ・４ｄ、帯電器５ａ・５ｂ・５ｃ・５ｄを備え、これらは、各々４つずつ設けられている。なお、上記ａ、ｂ、ｃ、ｄは、それぞれブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）に対応するように記載している。以下、各色に応じて設けられている４つの部材のうち、特定の色に対応する部材を指定する場合を除いて、各色に対して設けられている部材をまとめて、露光ユニット１、現像器２、感光体ドラム３、クリーナユニット４、帯電器５と記載する。
【００２６】
露光ユニット１は、発光素子をアレイ状に並べたＥＬやＬＥＤ等の書込みヘッド、または、レーザ照射部もしくは反射ミラーを有するレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）を備える。なお、本実施の形態においてはＬＳＵを適用した場合について説明する。露光ユニット１は、入力される画像データに応じて、調整値に基づいたタイミングで露光することにより、感光体ドラム３上に画像データに応じた静電潜像を形成する。前記調整値は、色毎に後述する調整値テーブルに記憶されており、色分解された各色成分の画像データが、露光ユニット１ａ・１ｂ・１ｃ・１ｄそれぞれから調整値に基づくタイミングで露光されて、各色成分の静電潜像が形成される。
【００２７】
現像器２は、感光体ドラム３上に形成された静電潜像を上記各色成分のトナーによって顕像化する。感光体ドラム３は、画像形成装置１００の略中心部に配置され、表面に、入力される画像データに応じた静電潜像やトナー像が形成される。クリーナユニット４は、感光体ドラム３上に形成された静電潜像の現像・転写後に、感光体ドラム３上に残留したトナーを除去・回収する。帯電器５は、感光体ドラム３の表面を所定の電位に均一に帯電させる。帯電器５は、感光体ドラム３に接触するローラ型やブラシ型の他に、感光体ドラム３に接触しないチャージャー型等が用いられる。本実施の形態においては、チャージャー型の帯電器５を適用した場合について説明する。
【００２８】
転写搬送ベルトユニット８は、感光体ドラム３の下方に配置され、転写ベルト７、転写ベルト駆動ローラ７１、転写ベルトテンションローラ７３、転写ベルト従動ローラ７２，７４、転写ローラ６ａ・６ｂ・６ｃ・６ｄ、および転写ベルトクリーニングユニット９を備えている。なお、以下では、各色成分に対応した４つの転写ローラ６ａ・６ｂ・６ｃ・６ｄをまとめて転写ローラ６と記載する。転写ベルト駆動ローラ７１、転写ベルトテンションローラ７３、転写ローラ６、転写ベルト従動ローラ７２，７４等は、転写ベルト７を張架し、転写ベルト７を矢印Ｂ方向に回転駆動させる。
【００２９】
転写ローラ６は、転写搬送ベルトユニット８の内側のフレームに回転可能に支持されており、直径８〜１０ｍｍの金属軸をベースとし、ローラ表面はＥＰＤＭや発泡ウレタン等の導電性の弾性材によって覆われている。転写ローラ６は、前記導電性の弾性材により、記録用紙に対して、トナーの帯電極性とは逆極性の高電圧を均一に印加することができ、感光体ドラム３に形成されたトナー像を転写ベルト７あるいは転写ベルト７上に吸着されて搬送される記録用紙などの転写媒体に転写する。
【００３０】
記録用紙は給紙カセット１０に積層されており、感光体ドラム３の回転に先立って給紙ローラ１６の回転によって給紙カセット１０内の記録用紙が一枚ずつ用紙搬送路Ｓ内に給紙される。給紙された記録用紙は、給紙ローラ１６によりレジストローラ１４へ搬送される。記録用紙は前端部をレジストローラ１４に当接した状態で停止しており、所定のタイミングで回転して記録用紙を感光体ドラム３方向へ導く。記録用紙は画像形成ステーション１０１へ搬送され、感光体ドラム３に担持されたトナー像が、所定の転写バイアスが印加された転写ローラ６によって記録用紙に転写される。
【００３１】
転写ベルト７は、厚さ１００μｍ程度のポリカーボネイト、ポリイミド、ポリアミド、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン重合体、またはエチレンテトラルフルオロエチレン重合体等で形成され、感光体ドラム３に接触するように設けられている。この転写ベルト７上あるいは転写ベルト７上に吸着されて搬送される記録用紙上に、感光体ドラム（画像形成手段）３にて形成された各色のトナー像を、転写ローラ（転写手段）６によって順次転写して、多色トナー像を形成している。トナー像が転写された記録用紙は定着ローラ３１，３２を通過する間に加熱及び加圧される。これによりトナー像が溶融して記録用紙に固着する。画像形成された記録用紙は排紙トレイ３３へ排出される。
【００３２】
転写ベルト７は、厚さが１００μｍ程度で、フィルムを用いて無端状に形成されている。転写ベルトクリーニングユニット９は、転写ベルト７に直接転写された、色合わせ調整用のトナーやプロセス制御用のトナー、感光体ドラム３との接触によって付着したトナーなどを除去・回収する。レジストレーション検出器２１は、転写ベルト７上に形成された画像の濃度を検出するため、転写ベルト７が画像形成ステーション１０１を通過し終えた位置であって、かつ、転写ベルトクリーニングユニット９に至る前の位置に設けられている。レジストレーション検出器２１は、画像形成ステーション１０１にて転写ベルト７上に形成された画像の濃度を検出し、検出した濃度に応じた信号を制御部５０へ出力する。
【００３３】
図２（ａ）、（ｂ）はレジストレーション検出器２１及び転写ベルト駆動ローラ７１の要部を示す模式的断面図である。レジストレーション検出器２１は、図２（ａ）に示すように、発光部２１ａと、正反射光を検出する検出部２１ｂと、乱反射光を検出する検出部２１ｃとを一体的に形成したものを用いる。本説明では、発光部２１ａと検出部２１ｂ、２１ｃとは、転写ベルト７の移動方向に沿って配置されている。発光部２１ａから転写ベルト７に光を照射した場合、転送ベルト７への一照射光の照射によって生じた正反射光及び乱反射光は、夫々検出部２１ｂ及び検出部２１ｃによって同時的に検出される。
【００３４】
なお、レジストレーション検出器２１は、図２（ｂ）に示すように、発光部及び正反射光を検出する検出部が一体的に構成された正反射光センサ２１ｂと、発光部及び乱反射光を検出する検出部が一体的に構成された乱反射光センサ２１ｃとを用いることも可能である。図２（ｂ）の例では、各センサ２１ｂ、２１ｃの発光部と検出部とは転写ベルト７の移動方向と垂直な方向に配置されており、正反射光センサ２１ｂで光を照射すると共に正反射光を検出し、乱反射センサ２１ｃで光を照射すると共に逆反射光を検出するため、転送ベルト７の異なる位置に光を夫々照射して正反射光及び乱反射光を夫々検出したり、転送ベルト７の同一箇所に所定の時間差で光を夫々照射して正反射光及び乱反射光を夫々検出する。この構成では、それぞれのセンサの検出箇所が転写ベルト７の移動方向に若干ずれているが、検出時に時間差を考慮すれば問題なく検出が行える。また、正反射光を検出する正反射光センサ２１ｂおよび乱反射光を検出する乱反射光センサ２１ｃは同一の汎用の安価なセンサを用いことができ部品コストが低減できるメリットがある。
【００３５】
レジストレーション検出器２１として最も好ましいものは、図２（ａ）に示すような一体型のものであり、転写ベルト７の同一箇所に照射した一照射光によって生じる正反射光及び乱反射光を同時的に検出可能なため、図２（ｂ）に示したレジストレーション検出器２１のように位置差を考慮する必要がない。また、一体型のレジストレーション検出器には、正反射光用の発光部と乱反射光用の発光部とを有し、１つの検出部で正反射光及び乱反射光を検出するタイプのものもあるが、同位置の同時検出が行えないため、演算時に位置差（タイミング差）を考慮しなければならないが、使用することは可能である。
【００３６】
正反射光を検出する場合、転写ベルト７の表面、黒（Ｋ）トナーの画像、有彩色（Ｃ，Ｍ，Ｙ）トナーの画像のそれぞれにより、正反射光の強さ（光量）が異なる。黒トナーの画像と有彩色トナーの画像とは反射光の強さに大きな差があり、黒トナーの画像の方が弱い。一方、画像が形成されていない状態の転写ベルトの表面からの正反射光の強さは、有彩色トナーの画像とほぼ等しく、黒トナーの画像よりも強い。この性質を利用して濃度の検出を行う。
【００３７】
また、乱反射（拡散反射）光を検出する場合は、有彩色トナーの画像と転写ベルト表面との強度の差を得ることができると共に、乱反射光の特性は、正反射光の特性とは逆の特性になる。例えば、正反射光の検出値が極大の場合、乱反射光の検出値は極小となる。図３（ａ）に、正反射光の検出出力と乱反射光の検出出力の例を示し、図３（ｂ）に、正反射光の検出出力と乱反射光の検出出力の差の例を示す。本発明においては、正反射光の検出出力と乱反射光の検出出力の両方を用いて、極大又は極小の検出制度を向上させる。具体的には、両検出出力の差を演算する。正反射光の検出出力と乱反射光の検出出力との差を演算することにより、図３（ｂ）に示すように、検出出力の振幅（出力差）を増加することができ、極大，極小の検出精度が向上する。
【００３８】
温湿度センサ２２は、画像形成装置１００内の温度や湿度を検出し、急激な温度変化や湿度変化のないプロセス部近傍に設置されている。上記の構成の画像形成装置１００の画像形成ステーション１０１では、露光ユニット１が、入力された画像データに基づいて、制御部５０からの調整値に従ったタイミングにて各色を順次露光することにより、感光体ドラム３上に静電潜像が形成される。次いで、現像部２によって静電潜像が顕像化したトナー像が形成され、このトナー像が転写ベルト７、又は、転写ベルト７上に吸着されて搬送される記録用紙上に転写される。転写ベルト７は、転写ベルト駆動ローラ７１、転写ベルトテンションローラ７３、転写ベルト従動ローラ７２，７４によって張架され回転駆動しているので、各色成分のトナー像は、転写ベルト７上あるいは転写ベルト７上に吸着されて搬送される記録用紙上に、順次重ねて転写され、多色トナー像が形成される。なお、転写ベルト７上に多色トナー像が形成された場合は、さらにこの多色トナー像を記録用紙上に転写する。
【００３９】
本実施の形態の画像形成装置１００にて、色合わせ調整を行う際には、上述した画像形成ステーション１０１にて形成される各色成分のトナー像を転写ベルト７上に転写する。このとき、各色成分のトナー像のうち、いずれかの色成分のうち基準となるトナー像（以下、基準パッチ画像と称する）を転写ベルト７上に転写し、次いで、この基準パッチ画像の上に、色合わせ調整の対象となる他の色成分のトナー像（以下、補正パッチ画像と称する）を転写する。
【００４０】
転写ベルト７は、転写搬送ベルトユニット８に備えられた転写ベルト駆動ローラ７１によって回転駆動している。そのため、図２に示すように、転写ベルト７上に形成された基準パッチ画像Ｋ（黒）及び補正パッチ画像Ｃ（シアン）（または、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー））が、レジストレーション検出器２１位置に達すると、レジストレーション検出器２１によって、転写ベルト７上の基準パッチ画像及び補正パッチ画像（調整画像）の濃度が検出される。レジストレーション検出器２１は、基準パッチ画像及び補正パッチ画像が形成された転写ベルト７に光を照射した際に生じる正反射光及び乱反射光を検出して、基準パッチ画像及び補正パッチ画像の濃度を検出する。
【００４１】
検出された濃度は制御部５０へ出力され、制御部５０はこの検出結果に基づいて、露光ユニット１が露光するタイミングを調整する手段として動作し、感光体ドラム３上への書込みのタイミングを補正する。この調整を他のＭ（マゼンタ）やＹ（イエロー）等の調整対象の色成分についても同様に行う。また、本実施の形態では基準パッチ画像をＫ（黒）としているが、別の色（Ｃ，Ｙ，Ｍ）の何れにしてもよく、その場合、Ｋは調整対象の色成分となる。
【００４２】
なお、レジストレーション検出器２１は、図２に示すように、照射光の照射位置及び正反射光及び乱反射光の受光位置が、転写ベルト７の搬送方向に対して、平行となるように配置しているが、これに限定されるものではない。つまり、照射光の照射位置と正反射光及び乱反射光の受光位置が、転写ベルト７の搬送方向に対して垂直となるように配置してもよいほか、転写ベルト７を光透過性の性質を持つ物質により構成し、照射部と受光部とを、転写ベルトを介して対向配置するようにしてもよい。
【００４３】
また、本実施の形態においてはレジストレーション検出器２１を上記構成としたが、これに限らず、パッチ画像（調整画像）が形成された画像の状態を調べることができるものであれば、これに限らず、明度または輝度信号を出力するＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ　Ｃｏｕｐｌｅ　Ｄｅｖｉｃｅ）素子等を用いるようにしても良い。なお、本実施の形態では、画像形成を行うプロセス速度が１００ｍｍ／ｓｅｃであるため、レジストレーション検出器２１による検出は、２ｍｓｅｃのサンプリング周期にて行っている。
【００４４】
本実施の形態においては転写ベルト７上に基準パッチ画像及び補正パッチ画像（調整画像）を形成することとしたが、この形態に限らず記録用紙上に調整画像を形成し、画像形成ステーション１０１と記録用紙の排出トレイ３３との間に設けられるレジストレーション検出器２１により濃度を検出して色合わせ調整を行うようにしてもよい。
【００４５】
図４は制御部５０のハードウェア構成を示すブロック図である。図４に示すようにＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）５１にはバス５７を介してＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）５２，ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）５５、液晶ディスプレイ等の表示部５４、日時情報を出力する時計部５８、Ａ／Ｄ変換器５６、露光ユニット１、およびテンキー、スタートキー等の各種入力キーを備える操作部５３等が接続される。
【００４６】
ＣＰＵ５１は、バス５７を介して制御部５０の上述したようなハードウェア各部と接続されていて、それらを制御すると共に、ＲＡＭ５２に記憶された制御プログラム５２Ｐに従って、種々のソフトウェア的機能を実行する。表示部５４は、液晶表示装置等の表示装置であり、本発明に係る画像形成装置１００の動作状態の表示等を行う。操作部５３は、本発明の画像形成装置１００を操作するために必要な文字キー，テンキー，短縮ダイヤルキー，ワンタッチダイヤルキー，各種のファンクションキーなどを備えている。なお、表示部５４をタッチパネル方式とすることにより、操作部５３の各種キーの内の一部または全部を代用することも可能である。
【００４７】
レジストレーション検出器２１から出力された濃度を示す検出信号は、Ａ／Ｄ変換器５６にて、例えば８ビット２５６階調のデジタル信号へ変換されＣＰＵ５１へ出力される。ＣＰＵ５１は、正反射光の検出値と乱反射光の検出値との差を演算する手段として動作し、求めた差に基づいて濃度を補正し、補正した濃度に基づいて補正パッチ画像の形成位置を調整する。ＲＡＭ５２は、ＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ　Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）またはフラッシュメモリ等で構成され、ソフトウェアの実行時に発生する一時的なデータを記憶する。さらにＲＡＭ５２には調整値テーブル５２Ｔが記憶されている。
【００４８】
図５は調整値テーブル５２Ｔのレコードレイアウトを示す説明図である。各色の露光ユニット１ａ〜１ｄのそれぞれについて調整値が記憶されている。調整値はドットで表され、露光タイミング（ｍｓｅｃ）に対応する。露光タイミングの調整値は０ドット〜９９ドットまで用意されており、図の例では黒の露光ユニット１ａの調整値は０、シアンの露光ユニット１ｂの調整値は１１と記憶されている。なお、同様にマゼンタの露光ユニット１ｃ及びイエローの露光ユニット１ｄの調整値も予め記憶されている。
【００４９】
調整値０に対応する露光タイミングを時刻Ｔ０とした場合、調整値１１に対応する露光タイミングはΔＴ１１（ｍｓｅｃ）後のＴ０＋ΔＴ１１（ｍｓｅｃ）となる。つまり、ＣＰＵ５１は露光ユニット１ａ〜１ｄを、調整値テーブル５２Ｔを参照して制御し、黒色の露光ユニット１ａを駆動した後のΔＴ１１（ｍｓｅｃ）後に露光ユニット１ｂを駆動する。この調整値の設定は色毎に記憶されており、本発明により最適な調整値に補正される。例えば調整値が１１から１０に補正された場合、ＣＰＵ５１は露光ユニット１ａをＴ０（ｍｓｅｃ）で駆動した後、Ｔ０＋ΔＴ１０（ｍｓｅｃ）で露光ユニット１ｂを駆動するので、上述の場合と比較して１ドット（−１ドット）ずれた位置にシアンの色成分画像が形成される。
【００５０】
なお、この調整値テーブル５２Ｔは転写ベルト７の搬送方向の調整値のみならず、前記搬送方向と垂直な方向の調整値も記憶されている。ただし、実際の露光タイミングは、基準の画像形成ステーションから調整の対象となる画像ステーションまでの距離分の時間を考慮した値となるが、前記時間は、調整の対象となる画像形成ステーション毎に予め決まっており変化しないため、本説明では前記時間を省略して説明している。
【００５１】
次に、上記構成の画像形成装置１００による色合わせ調整方法について、詳細に説明する。本実施の形態の色合わせ調整方法は、第１の色合わせ調整と第２，第３の色合わせ調整とからなる。本実施の形態では、基準パッチ画像としてＫ（黒）のトナー像を用い、補正パッチ画像としてＣ（シアン）のトナー像を用い、色合わせ調整範囲が、転写ベルト７の搬送方向に９９ドット（９９ライン）分である場合について説明する。ただし、開始位置を０ドットとし、終了位置を９９ドットとする。
【００５２】
なお、基準パッチ画像及び補正パッチ画像として用いるトナーの色は、特に限定されるものではなく、いずれの色を用いてもよい。また、色合わせ調整範囲は、レジストレーション検出器２１の検出範囲内であれば、特に限定されるものではなく、より狭い範囲あるいはより広い範囲に設定してもよい。また、状況に応じて調整範囲を変更できるようにしてもよい。調整範囲が広い場合には色合わせ調整に要する時間が長くなり、調整範囲が狭い場合は色合わせ調整に要する時間が短くなる。
【００５３】
本実施の形態の画像形成装置１００による色合わせ調整は、転写ベルト７の搬送方向（以下、副走査方向と称する）に対して垂直な方向（以下、主走査方向と称する）と平行な複数のライン状の基準パッチ画像（以下、基準ラインと称する）及び補正パッチ画像（以下、補正ラインと称する）を、転写ベルト７上の搬送方向に形成することによって行う。図６は基準ライン及び補正ラインを示す説明図である。第１の色合わせ調整では、図６に示すように、例えば、画像形成パターンのピッチ（第１の間隔ｄ＝ｍ＋ｎ）を、ライン幅ｎが４ドット、各ラインのライン間隔ｍが７ドットである１１ドットとなるように設定し、転写ベルト７上に基準ラインを形成する（図６中、基準パッチ画像）。そして、基準ラインが形成された後に、この基準ライン上に、基準ラインと同じライン幅ｎ及びライン間隔ｍを有する補正ラインをさらに形成する。なお、本実施の形態においては６００ｄｐｉにより画像形成を行っている。
【００５４】
続いて、転写ベルト７上に形成された基準ライン及び補正ラインの濃度を、レジストレーション検出器２１によって検出する。図７は、転写ベルト７上に形成された副走査方向調整用の基準ライン及び補正ラインのイメージを示す説明図である。レジストレーション検出器２１は、図７に示すように、読み取り範囲Ｄ内にて、基準ライン及び補正ラインの濃度を検出する。本実施の形態の読み取り範囲Ｄは、直径が約１０ｍｍであり、細かい（微小な）振動等による色ずれによる検出誤差を平均化できるようになっている。基準ラインと補正ラインとは、同一条件で数十個ずつ搬送方向に形成されたラインの組（図７で示す破線で囲まれた部分）を形成し、ドットずれなどの条件を変えた複数のラインの組が搬送方向に形成される。
【００５５】
転写ベルト７上の基準ライン及び補正ラインの濃度は、転写ベルト７上での基準ラインと補正ラインとの重なり合いの状態によって異なる。つまり、基準ラインと補正ラインとの重なり合った状態の程度に応じて、レジストレーション検出器２１が検出する正反射光及び乱反射光に基づく濃度が変化する。レジストレーション検出器２１の検出濃度は、転写ベルト７の表面に形成される基準ラインと補正ラインとを合わせた面積によって変化し、面積が最小の場合、つまり基準ラインと補正ラインが完全に重なっている場合には、レジストレーション検出器２１から照射される光が基準ラインによって吸収される量が最も少なくなると共に、転写ベルト７からの反射光が最も多くなり、検出出力が最大になる。ただし、転写ベルト７が透明の場合を除く。転写ベルト７が透明な場合は、反射型ではなく透過型のレジストレーション検出器２１を用いることにより、同様な検出が可能である。
【００５６】
色調整プログラム（制御プログラム５２Ｐ）が実行された場合、ＣＰＵ５１は調整値テーブル５２Ｔを参照し、基準ラインの画像を予め設定された調整値（０）に基づき形成すると共に、補正ラインの画像を予め設定された調整値（１１）に基づき形成する。図７に示すように基準ライン及び補正ラインは複数（例えば１００本）形成する。その後、ＣＰＵ５１は２ｍｓｅｃのサンプリング周期にて濃度を計測し、ＲＡＭ５２に記憶する。そして所定時間が経過した場合、記憶した濃度の平均値を求めＲＡＭ５２に記憶する。なお、本実施の形態においては計測精度を向上すべくレジストレーション検出器２１から出力される濃度データを複数サンプリングして平均をとることにしているが、一度だけサンプリングして得られた濃度をＲＡＭ５２に記憶するようにしてもよい。
【００５７】
その後、以下のように調整値を変更する処理を行う。ＣＰＵ５１は調整値をインクリメントして補正ラインを形成する（図６及び図７のＱ２）。調整値を変更（インクリメント）した場合も同じく、濃度データを計測し、平均濃度を前記調整値の情報と対応付けてＲＡＭ５２に記憶する。以上の処理を予め定めたピッチ分のドット数ｄ（＝ｍ＋ｎドット：１１ドット）だけ行う。
【００５８】
以上の処理を、図７を用いてさらに詳細に説明する。基準ラインと補正ラインとが完全に重なった場合にはＲＡＭ５２に記憶された濃度の平均値が極値をとることになる。つまり、平均値が極大（転写ベルトに透明のものを用いた場合などは極小）になった条件で画像形成を行えば、基準ラインと補正ラインとが完全に重なりあった状態を得ることができる。本実施の形態における第１の色合わせ調整では、基準ラインと補正ラインとが完全に重なった場合に極値をもつことに着目し、濃度の平均値の極値を求めることによって色合わせ調整を行う。
【００５９】
本実施の形態では、転写ベルト７表面からの正反射光の強度は、補正ライン表面からの正反射光の強度と同等で、基準ライン表面からの正反射光の強度よりも強いため、基準ラインと補正ラインとが完全に重なった場合に、レジストレーション検出器２１から出力される濃度の平均値が極大となる。従って、基準ライン上に形成する補正ラインを任意の割合でずらして形成し、基準ラインと補正ラインとの重なり状態を変化させて、各状態についてレジストレーション検出器２１の平均値を得て、極大を求める。
【００６０】
具体的には、上述したように、ライン幅ｎが４ドット、各ラインのライン間隔ｍが７ドットである複数のラインを形成する場合、基準ラインと補正ラインとが完全に重なると、図７に示すＱ１のように、基準ラインが補正ラインで完全に覆われた状態となる。すなわち、レジストレーション検出器２１は、基準ラインの４ドット分と補正ラインの４ドット分が重なったライン幅と、７ドット分のライン間隔との繰り返しの画像の濃度を検出する。
【００６１】
次に、補正ラインが、基準ラインの形成位置から、副走査方向に１ドットずらす（＋１ドットずらす）と、図７に示すＱ２のように、基準ラインは、補正ラインによって完全に覆われていない、重なりのずれた状態となる。つまり、レジストレーション検出器２１は、基準ラインの４ドット分のライン幅及び１ドット分ずれた補正ラインの４ドット分が重なった５ドット分のライン幅と、６ドット分のライン間隔とを検出する。言い換えれば、レジストレーション検出器２１は、基準ラインと補正ラインとからなる５ドット分のライン幅と、６ドット分のライン間隔との繰り返しの画像の濃度を検出する。
【００６２】
このように、補正ラインを、Ｑ１の状態から、副走査方向に１ドットずつずらしていくと、図６及び図７のＱ１からＱ１１に示すように、基準ラインと補正ラインとの重なり具合が変化していく。そして、図７に示すＱ１の状態から＋１１ドットずれた場合に、図６のＱ１２に示すように、補正ラインの４ドット分のライン幅と７ドット分のライン間隔との繰り返しとなり、再び、基準ラインと補正ラインとが完全に重なった状態となる。つまり、補正ラインが１１ドットずれた状態は、補正ラインをずらす前の状態と同じ状態であり、補正ラインが１１ドットずれる毎に、再び同じ状態が繰り返されるので、予め決められた状態（色合わせ調整可能範囲内の例えば中央値“５０”）より−５ドットずらしたところから＋５ドットずらした範囲で基準ラインと補正ラインの作成及び検出を終了する。
【００６３】
本説明では、基準ラインに対して“４５”〜“５５”の調整値で補正ラインを形成し、濃度検出を行う。なお、それ以上、つまり１２ドット（“５６”），１３ドット（“５７”）・・・と濃度を検出した場合でも同じ平均値が周期的に出力されるため、一周期のみ計測を行って処理を終了する。つまり、１１種類の条件に対して（色合わせ調整可能範囲内の１１ドットの調整範囲内で）第１の色合わせ調整を行ない、基準ラインと補正ラインとが完全に一致する露光タイミングの調整値の候補値を求める。
【００６４】
図８（ａ）〜（ｃ）は濃度平均値の推移を示す特性図であり、レジストレーション検出器２１の読み取り範囲Ｄにて検出された濃度（検出出力）の平均値をプロットした一例を示している。図８（ａ）〜（ｃ）において、縦軸はレジストレーション検出器２１から出力される正反射光及び乱反射光の検出出力の差（電圧Ｖ）の平均値を示している。一方横軸は調整値を示し単位はドットである。図８（ａ）はデフォルトの調整値“５０”を基点として“４５”〜“５５”の濃度平均値の特性変化をプロットしたものである。基準ラインと補正ラインとが完全に重なり合った状態にて、濃度平均値が極大（例えば“５４”）になり、電圧Ｖ１にて検出される。
【００６５】
図８（ａ）に示す特性は、調整値をさらに変更した場合、周期的に変化し、他に＋１１ドット（調整値“６５”），＋２２ドット（調整値“７６”），＋３３ドット（調整値“８７”），＋４４ドット（調整値“９８”）または−１１ドット（調整値“４３”），−２２ドット（調整値“３２”），−３３ドット（調整値“２１”），−４４ドット（調整値“１０”）ずれた状態で極値をとる。つまり、これら９点のうち何れか１つが重なりが真に一致する条件であり、この段階で真の一致点の候補値を求めることができる。特に工場出荷時においては、色のずれが顕著であるため、最初に検出された調整値（上述の例では５４）が真の調整値であることは少ない。
【００６６】
続いて、第１の色合わせにて決定された調整値（第１調整値）の候補から真の調整値を決定すべく第２の色合わせ調整を行う。第２の色合わせ調整は、基準ラインと補正ラインとが完全に重なる真の一致点、つまり第１の色合わせ調整で求めた第１調整値（“５４”）とその調整値より求まる候補値の中から真の一致点となる調整値を求める。例えば、第１調整値“５４”と“２１”，“３２”，“４３”等との４つの候補値の中から、真の一致点となる調整値を求める。第２の色合わせ調整では、第１の色合わせ調整にて求めた極大となる調整値でのタイミングを基にして、露光ユニット１を露光して感光体ドラム３上への書込みを行ない、基準ライン及び補正ラインを転写ベルト７上に形成する。
【００６７】
このとき形成する基準ライン及び補正ラインは、第１の色合わせ調整の基準ライン及び補正ラインの１ピッチ分のドット数ｄ（第１の間隔：１１ドット）を基準にして形成される。具体的には、基準ラインのライン幅をｄの３倍のドット数、基準ラインのライン間隔をｄとし、補正ラインのライン幅をｄ、補正ラインのライン間隔をｄの３倍のドット数に設定する。また、基準ラインと補正ラインそれぞれのパターン形成ピッチは４ｄドットに設定する。第２の色合わせ調整の上記基準ラインのライン幅（３ｄ）及び補正ラインのライン間隔（３ｄ）は、色合わせ調整範囲に応じて設定すればよい。
【００６８】
第２の色合わせ調整を行う場合、ＣＰＵ５１は第１の色合わせで用いたピッチ（第１の間隔：ｄ＝１１）に基づき、基準ラインのライン幅及びライン間隔、並びに補正ラインのライン幅及びライン間隔を決定する。そして、基準ラインについては、調整値テーブル５２Ｔの露光ユニット１ａフィールドに記憶されている調整値（０）を露光タイミングとして画像形成を開始する。一方、補正ラインについては、第１調整値（“５４”）及び第１の間隔（ｄ＝１１）に基づき決定される複数の候補値（２１，３２，４３）をまず決定してＲＡＭ５２に記憶する。そして、この複数（本説明では４つ）の調整値に従った露光タイミングにて補正ラインの画像形成を行う。つまり補正ラインをｄドットずつずらして形成し、レジストレーション検出器２１から出力される濃度を計測する。
【００６９】
図９は転写ベルト７上に形成された副走査方向調整用の基準ライン及び補正ラインのイメージを示す説明図である。本実施の形態にて用いている転写ベルト７表面からの正反射光の強度は、補正ライン表面からの正反射光の強度と同等で、基準ライン表面からの正反射光の強度よりも強いため、基準ラインにて覆われた領域が広いほど、レジストレーション検出器２１の検出濃度が小さくなる。従って、図９のｒ１に示すように、基準ライン間に補正ラインが重ならずに形成された状態の検出濃度は、図９のｒ２〜ｒ４に示すように、補正ラインが基準ライン上に重なって形成された状態の検出濃度よりも小さくなる。言い換えれば、基準ラインと補正ラインとの形成位置が全く重ならない場合、レジストレーション検出器２１から出力される検出は極小値となる。
【００７０】
この第２の色合わせ調整では、図９のｒ１に示すように、基準ライン間に補正ラインが重ならずに形成された状態、すなわち、レジストレーション検出器２１は、基準ラインと補正ラインとが連続的につながった状態（転写ベルト７上の搬送方向に隙間が無い状態）で、図８（ｂ）に示すように、極小値（例えば電圧Ｖ２、調整値“２１”）が重なりの一致点の候補値となる。
【００７１】
一方、基準ラインと補正ラインとがｒ１の状態からずれた状態にある場合には、図９に示すように、補正ラインが基準ライン上に重なって形成された状態となる。この場合は、基準ラインと補正ラインとの位置がずれた状態となる調整値であり真の一致点となる調整値でないことを意味する。そして、得られた調整値“２１”に対して４ｄドット（４４ドット）ずれた場合にも同一の状態となるため、“６５”も重なりの一致点の候補値となり、“２１”と“６５”との何れかが真の一致点である。
【００７２】
この２つの候補値から真の一致点を求めるために、さらに第３の色合わせ調整を行う。第３の色合わせ調整では、第２の色合わせ調整と同様に、求めた調整値（“２１”）を基準に“２１”を含む２個の候補値（“２１”，“６５”）から真の一致点を求める。第３の色合わせ調整では、第２の色合わせ調整にて求めた極小となる調整値でのタイミングを基にして、露光ユニット１を露光して感光体ドラム３上への書込みを行ない、基準ライン及び補正ラインを転写ベルト７上に形成する。
【００７３】
このとき形成する基準ライン及び補正ラインは、第１の色合わせ調整の基準ライン及び補正ラインの１ピッチ分のドット数ｄ（１１ドット）を基準に用い、基準ラインのライン幅をｄの２倍のドット数（２ｄ）、基準ラインのライン間隔をｄとし、補正ラインのライン幅をｄ、補正ラインのライン間隔をｄの２倍のドット数（２ｄ）に設定する。基準ラインと補正ラインそれぞれのパターン形成ピッチは３ｄドットに設定する。
【００７４】
第３の色合わせ調整は、第２の色合わせ調整の場合と同様に、基準ラインに対して補正ラインを第２の色合わせ調整時のラインのピッチに関連するドット数ずつずらして形成し、レジストレーション検出器２１の検出出力の差に基づいて濃度を求める。具体的には、補正ラインを第２の色合わせ調整時のラインピッチである４ｄドット（４４ドット）ずつずらして形成する。
【００７５】
図１０は転写ベルト７上に形成された副走査方向調整用の基準ライン及び補正ラインのイメージを示す説明図である。第３の色合わせ調整では、図１０のｔ１に示すように、基準ライン間に、補正ラインが重ならずに形成された状態、すなわち、レジストレーション検出器２１は、基準ラインと補正ラインとが連続的につながった状態（転写ベルト７上の搬送方向に隙間が無い状態）で、図８（ｃ）に示すように、極小値（例えば電圧Ｖ３，調整値“６５”）を検出し、真の一致点が求まる。
【００７６】
一方、図１０のｔ２又はｔ３に示すように、補正ラインが基準ライン上に重なって形成された状態となる場合は検出濃度がｔ１の場合よりも大きくなる。この場合は、基準ラインと補正ラインとの形成位置がずれた状態となる調整値であり真の一致点となる調整値でないことを意味する。
【００７７】
以上のように、色合わせ調整を３回に分けて行うことにより、広い色合わせ調整範囲内において、基準ラインと補正ラインとの形成位置を効率的かつ容易に完全に一致させ、補正ラインを形成する露光ユニット１の露光タイミングを調整することができる。
【００７８】
なお、これらの色合わせ調整は、調整の対象となる色成分の画像ステーションごとに行う。上述した説明は一色分のみ説明しているが、Ｋに対してＣ，Ｍ，Ｙごとに色合わせ調整を行う。また、上述の説明では転写ベルト７上に形成する基準ライン及び補正ラインを搬送方向（副走査方向）に形成して色合わせ調整を行った場合について説明したが、主走査方向の色ずれも生じるので、副走査方向の色合わせ調整と同様に基準ライン及び補正ラインを主走査方向に形成して色合わせ調整を行う。
【００７９】
図１１は第１の色合わせ調整において転写ベルト７上に形成される主走査方向調整用の基準ライン及び補正ラインのイメージを示す説明図である。この場合、図１１に示すように、同一条件で数十個ずつ主走査方向に基準ライン及び補正ラインを形成した組（図１１で示す破線で囲まれた部分）を形成し、ドットずれなどの条件を変えた複数の組が搬送方向に形成される。第１の色合わせ調整として、ピッチ（１１ドット）の範囲内で補正ラインを順次ずらして調整画像を形成し、基準ラインと補正ラインとが完全に重なり合う状態を探す。この場合、Ｐ１〜Ｐ１１のうちＰ１で一致している。
【００８０】
図１２及び図１３は第２及び第３の色合わせ調整において、転写ベルト７上に形成される主走査方向調整用の基準ライン及び補正ラインのイメージを示す説明図である。図１２に示すように、第２の色合わせ調整として、第１の色合わせ調整時のピッチ分（ｄ＝１１ドット）ずつ補正ラインをずらし、基準ラインと補正ラインとの形成位置が重ならない状態を探す。また、図１３に示すように、第３の色合わせ調整として、第２の色合わせ調整時のパターンピッチ分（４ｄ）ずつ補正ラインをずらして色合わせ調整を行うことにより、基準ラインと補正ラインとの形成位置が重ならない露光タイミングを求め、調整を行う。
【００８１】
なお、色合わせ調整は必ずしも、主走査方向及び副走査方向の双方について実行する必要はなく、いずれか一方のみを実行するようにしても良い。この場合、主走査方向及び副走査方向の双方の色ずれを必要に応じて補正することが可能になり、良好な画質を得ることができる。さらに、使用するパッチ画像は、実施の形態に記載されたライン形の画像に限ることなく、副走査方向に平行なラインと主走査方向に平行なラインとを形成して、十字形状等の基準パッチ画像及び補正パッチ画像を用いて色合わせ調整を行ってもよい。
【００８２】
また、本説明では調整対象となる色成分１色について詳しく説明したが、残りの調整対象となる色成分画像についても同様に調整を行う。その際は、調整の対象となるそれぞれの色成分毎に調整を行ったり、調整の対象となる全ての色成分を並行して調整してもよい。また、本実施の形態では、第１，第２，第３の全ての色合わせ調整において、乱反射光による検出出力と正反射光による検出出力との差を求めて検出出力を補正し極大または極小を求めているが、少なくとも一番精度を必要とする第１の色合わせ調整のみ正反射光及び乱反射光を検出して差を求め、他は正反射光のみ検出してもよい。
【００８３】
本実施の形態は、転写ベルト７上に記録用紙を担持し各感光体ドラムに形成されたトナー像を記録用紙上で重ね合わせる直接転写方式の画像形成装置であるが、本発明は、転写ベルト上に各感光体ドラムに形成されたトナー像を重ねて転写し、その後記録用紙に一括して再度転写して多色画像を形成する中間転写方式の画像形成装置にも適応可能であり同様な効果が得られることは言うまでもない。
【００８４】
以上の構成において、本発明に係る調整処理の手順を、フローチャートを用いて説明する。なお、上述の説明と同様に、色合わせ調整範囲を９９ドット分とし、色合わせ調整範囲を０ドット〜９９ドットとする。また、第１の色合わせ調整に用いるラインのピッチ（第１の間隔）を１１ドットとし、基準ライン及び補正ラインの両方共に、ライン幅４ドット、ライン間隔が７ドットとし、補正ラインのずらし条件を１ドットとする。
【００８５】
また、第２の色合わせ調整に用いるラインのピッチを４４ドットとし、基準ラインのライン幅を３３ドット、ライン間隔を１１ドット、補正ラインのライン幅を１１ドット、ライン間隔を３３ドットとし、補正ラインのずらし条件を１１ドットとする。さらに、第３の色合わせ調整に用いるラインのピッチを３３ドットとし、基準ラインのライン幅を２２ドット、ライン間隔を１１ドット、補正ラインのライン幅を１１ドット、ライン間隔を２２ドットとし、補正ラインのずらし条件を４４ドットとする。
【００８６】
図１４、図１５及び図１６は本発明に係る調整処理の手順を示すフローチャートである。まず、ＣＰＵ５１は、調整対象の色成分について、色合わせ調整範囲の任意の位置をスタート時の調整値Ａとして決定し、ＲＡＭ５２に記憶する（ステップＳ１１）。一般的には色合わせ調整範囲が９９ドットの場合、その中央値であるＡ＝５０をデフォルトの調整値とし、ＲＡＭ５２に記憶する。ここで、調整値とは、補正ラインを形成する画像形成ステーションの、露光ユニット１の露光タイミングの調整値を示すものである。
【００８７】
続いてＣＰＵ５１は、スタート時の調整値Ａから５を減算する処理を行う（ステップＳ１２）。つまりＡの初期値が“５０”の場合は“４５”となる。なお、減算された調整値はＲＡＭ５２に記憶される。次いで、ＣＰＵ５１は調整値テーブル５２Ｔを参照して基準色の調整値を読み出し、この調整値に基づく露光タイミングで露光し、基準色に係る基準ラインを形成する。これと共にＣＰＵ５１は、減算されてＲＡＭ５２に記憶された調整値Ａ＝“４５”を読み出し、調整値Ａに基づく露光タイミングに基づき露光して、調整対象の色成分に係る補正ラインを形成する（ステップＳ１３）。すなわち、デフォルトの調整値Ａ（５０）による補正ラインの形成位置に対して−５ドットの位置となるタイミングで補正ラインが形成される。ただし、初期値は“４５”に限定されることはなく、状態に応じて設定することができ、“８８”（＝９９−１１）以下の何れの値でもよい。
【００８８】
ＣＰＵ５１はレジストレーション検出器２１から出力される正反射光の検出値及び乱反射光の検出値の差を求め、求めた差に基づく濃度をＲＡＭ５２に蓄積し、一定時間が経過した後に濃度平均値を算出し（ステップＳ１４）、調整値Ａに対応付けてＲＡＭ５２に記憶する。その後、ＣＰＵ５１は調整値Ａをインクリメントする（ステップＳ１５）。ＣＰＵ５１はインクリメント後の調整値Ａがスタート時の調整値に５を加算した値よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１６）。本説明では、調整値Ａと（Ａ＋５）つまり“５５”とを比較する。調整値Ａが（Ａ＋５）よりも小さい場合（ステップＳ１６でＮＯ）、Ｓ１３〜Ｓ１６を繰り返す。
【００８９】
一方、調整値Ａが（Ａ＋５）よりも大きい場合（ステップＳ１６でＹＥＳ）、ＲＡＭ５２に記憶した濃度平均値のうち最大濃度平均値をもつ調整値を第１調整値に決定する（ステップＳ１７）。つまり、ここでは調整値“４５”〜“５５”まで１１回、補正ラインの位置が１ドットずつ異なった調整画像を形成し、形成した調整画像の濃度を検出する動作を行っている。この第１の色合わせ調整の結果が図８（ａ）であった場合は、一致点（仮の一致点）がＡｍａｘ　でありそのときの値“５４”がＡｍａｘ　として決定され、ＲＡＭ５２に記憶される。
【００９０】
続いて、第２の色合わせ調整処理について説明する。Ｓ１７にて決定した第１調整値Ａｍａｘ　（“５４”）を基準に、色合わせ調整の範囲において１１の倍数を加減算した値に、１１の倍数を順に加えた連続する４つの値のうち、最小の値を調整値Ｂとして定める。つまり、“１０”（＝“５４”−“４４”）〜“９８”（＝“５４”＋“４４”）のうち、“５４”の前で連続する４つの調整値“２１”，“３２”，“４３”，“５４”のうち、最小値“２１”を調整値Ｂの初期値として設定し（ステップＳ２１）、ＲＡＭ５２に記憶する。本実施の形態ではＡｍａｘ　から（ｄ×３＝３３）を減算して“２１”を求めている。ＣＰＵ５１は調整値テーブル５２Ｔから基準色の調整値を読み出し、１１ドットの整数倍（第１の間隔の整数倍）である３３ドットの矩形状の基準ラインを、前記読み出した調整値に従い露光して画像形成する。なお、基準ラインのピッチ（間隔）はｄの整数倍である４４ドットである。
【００９１】
同様にＣＰＵ５１は、調整値Ｂの露光タイミングにて、１１ドットの倍数である１１ドットの矩形状の補正ラインを形成する（ステップＳ２２）。なお、補正ラインのピッチはｄの整数倍である４４ドットである。ＣＰＵ５１はレジストレーション検出器２１から出力される反射光の検出値及び乱反射光の検出値の差を算出し、算出した差に基づく濃度をＲＡＭ５２に蓄積し、一定時間が経過した後に濃度平均値を算出し（ステップＳ２３）、調整値Ｂに対応付けてＲＡＭ５２に記憶する。そして、ＣＰＵ５１は、調整値Ｂに、第１の色合わせ調整のピッチ数１１を加算し、調整値Ｂを“３２”にインクリメントする（ステップＳ２４）。
【００９２】
ＣＰＵ５１は加算後の調整値ＢとＡｍａｘ　（“５４”）とを比較する（ステップＳ２５）。調整値Ｂの方が小さい場合（ステップＳ２５でＮＯ）、Ｓ２２に進んで、Ｓ２２〜Ｓ２５を繰り返す。一方、調整値ＢがＡｍａｘ　よりも大きい場合（ステップＳ２５でＹＥＳ）、Ｓ２３にて記憶した各調整値Ｂの濃度平均値のうち、最小の濃度平均値を有する調整値Ｂを第２調整値Ｂｍｉｎ　に決定し（ステップＳ２６）、ＲＡＭ５２に記憶する。ここで求められた結果が図８（ｂ）である場合は、１回目（“２１”）が極小値でここが一致点の候補となる。また、このとき、“２１”に４ｄを加算した“６５”も一致点の候補になる。
【００９３】
次に、“２１”と“６５”とから真の一致点を決定するための第３の色合わせ調整を行う。Ｓ２６にて決定した第２調整値Ｂｍｉｎ　（“２１”）を調整値Ｃとして定める（ステップＳ３１）。ＣＰＵ５１は調整値テーブル５２Ｔから基準色の調整値を読み出し、１１ドット（第１の間隔）の整数倍である２２ドットの矩形状の基準ラインを、前記読み出した調整値に従い露光して画像形成する。なお、基準ラインのピッチはｄの整数倍である３３ドットである。
【００９４】
同様にＣＰＵ５１は調整値Ｃの露光タイミングにて、１１ドットの倍数である１１ドットの矩形状の補正ラインを形成する（ステップＳ３２）。なお、補正ラインのピッチはｄの整数倍である３３ドットである。ＣＰＵ５１はレジストレーション検出器２１から出力される反射光の検出値及び乱反射光の検出値の差を求め、求めた差に基づく濃度をＲＡＭ５２に蓄積し、一定時間が経過した後に濃度平均値を算出し（ステップＳ３３）、調整値Ｃに対応付けてＲＡＭ５２に記憶する。そして、ＣＰＵ５１は調整値Ｃに、第２の色合わせ調整のピッチ数４４を加算し、調整値Ｃを“６５”にインクリメントする（ステップＳ３４）。
【００９５】
ＣＰＵ５１は加算後の調整値Ｃと最大の調整値（“９９”）とを比較する（ステップＳ３５）。調整値Ｃの方が小さい場合（ステップＳ３５でＮＯ）、Ｓ３２に進んで、Ｓ３２〜Ｓ３５を繰り返す。一方、調整値Ｃが“９９”よりも大きい場合（ステップＳ３５でＹＥＳ）、Ｓ３３にて記憶した各調整値Ｃの濃度平均値のうち、最小の濃度平均値を有する調整値Ｃを第３調整値Ｃｍｉｎ　に決定し（ステップＳ３６）、ＲＡＭ５２に記憶する。ここで求められた結果が図８（ｃ）である場合は、２回目（“６５”）が極小値でここが真の一致点となる。ＣＰＵ５１は、調整値テーブル５２Ｔに、決定した第３調整値を補正後の調整値として設定し（ステップＳ３７）、ＲＡＭ５２に記憶する。以上の処理を各色について行い、さらに主走査方向についても実行することにより、色合わせ処理を完全に行うことができる。
【００９６】
上述した色合わせ調整は、初期段階の色合わせ調整時の調整方法であり、画像形成装置１００を組み立てた後や、実際に使用される所に設置された場合や、部品の交換又はメンテナンスの後に行われ、色合わせ調整後、上記調整値を画像形成装置１００の調整値テーブル５２Ｔに記憶させておき、この調整値に基づいて画像形成を行う。この場合の色合わせ調整は、第１の色合わせ調整及び第２，第３の色合わせ調整を行う。
【００９７】
また、例えば初期の色合わせ調整を実施した後、画像形成装置の電源が投入されて、画像形成を実施する前に調整を行う場合には、大きな色ずれが発生していることはまれであるため、第２，第３の色合わせ調整を省略してもよい。さらに、通常は第１の色合わせのみを行い、電源投入時より所定時間が経過した後や、形成した画像数が所定枚数を超えた後に、第１の色合わせ調整及び第２，第３の色合わせ調整の全てを実行するようにしてもよい。所定時間の経過は時計部５８でカウントし、所定枚数のカウント値はＲＡＭ５２に記憶することが可能である。このように構成することで、通常時は、第２，第３の色合わせ調整を省略し、色合わせ調整の時間を短縮することができる。
【００９８】
また、画像形成装置内に設置された図１に示す温湿度センサ２２により、予め設定された温湿度や急激な温湿度の変化が検出された場合等にも、第１の色合わせに加えて第２，第３の色合わせを行うようにしてもよい。さらに、保守員やユーザによる感光体ドラムや現像ユニット等のプロセスユニット交換等のメンテナンス後や、色ズレが目立つ場合等にユーザ、保守員の指示により第１の色合わせ調整及び第２，第３の色合わせ調整を強制的に実行するようにしてもよい。例えば、表示部５４に案内を表示し、操作部５３を操作して、第１及び第２，第３の色合わせ調整を完全に行うか、第１の色合わせ調整のみを行うかを選択することが可能である。なお、電源投入時や強制的な色合わせ調整を除いて、上記色合わせ調整を行う条件に達した場合に、即座に色合わせ調整を実施するのではなく、通常は、進行中の画像形成ジョブの終了後や、次の画像形成ジョブの開始前に色合わせ調整を実施する。
【００９９】
なお、色合せ調整を行うための調整画像（基準画像及び補正画像）の濃度を検出する場合に、基準画像と補正画像とが重なる時の調整値を求める方法、すなわち最大値から検出する方法と、基準画像と補正画像とが完全にずれる時の調整値を求める方法、すなわち最小値から検出する方法とがあるが、何れを用いるかは、画像形成装置の画像形成の特性等を考慮して決定すればよい。また、調整値のみで補正できる範囲とその調整に必要な時間および、レジストレーション検出器２１による濃度測定時の出力の得られ方を考慮してピッチｄ（＝ｍ＋ｎ）のｎおよびｍを設定すればよく、記載した条件以外でも良いことはいうまでもない。
【０１００】
【発明の効果】
以上詳述した如く、本発明にあっては、転写媒体に形成された調整画像に照射した光によって生じる正反射光及び乱反射光に基づいて、検出手段で前記調整画像の濃度を検出することにより、従来の正反射光のみを使用していた場合に比べて調整画像の濃度を高精度に検出でき、検出した濃度に基づく調整対象の色成分画像の形成位置を高精度に調整することができる。
【０１０１】
また、本発明にあっては、正反射光を検出する正反射光検出手段と乱反射光を検出する乱反射光検出手段とを用いて、調整画像の略同一箇所に照射した光によって生じる正反射光及び乱反射光を夫々検出することにより、画像を移動させる搬送手段のムラなどの影響を受けることなく、正反射光及び乱反射光を検出することができる。
【０１０２】
また、本発明にあっては、正反射光を検出する正反射光検出手段と乱反射光を検出する乱反射光検出手段とを一体的に構成することにより、調整画像の同一箇所に照射した光によって生じる正反射光及び乱反射光の同時的な検出が可能になる。同一箇所に照射した光によって生じる正反射光及び乱反射光を同時的に検出することにより、時間差又は画像を移動させる搬送手段のムラなどの影響を受けることなく、正反射光及び乱反射光を高精度で検出することができる。
【０１０３】
また、本発明にあっては、照射手段が調整画像に照射した一照射光によって生じる正反射光及び乱反射光を、正反射光検出手段及び乱反射光検出手段で夫々検出するため、照射手段が照射する光の特性などの変動の影響を受けずに、正反射光及び乱反射光を検出することができる。
【０１０４】
また、本発明にあっては、正反射光の検出値と乱反射光の検出値との差に基づいて調整画像の濃度を検出することにより、濃度の極大又は極小の判別を高精度に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像形成装置の概要を示す模式的断面図である。
【図２】レジストレーション検出器及び転写ベルト駆動ローラの要部を示す模式的断面図である。
【図３】正反射光の検出出力と乱反射光の検出出力、および、検出出力の差の例を示す図である。
【図４】制御部のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図５】調整値テーブルのレコードレイアウトを示す説明図である。
【図６】第１の色合わせにおいて形成される基準ライン及び補正ラインを示す説明図である。
【図７】第１の色合わせにおいて転写ベルト上に形成される副走査方向調整用の基準ライン及び補正ラインのイメージを示す説明図である。
【図８】濃度平均値の推移を示す特性図である。
【図９】第２の色合わせにおいて転写ベルト上に形成される副走査方向調整用の基準ライン及び補正ラインのイメージを示す説明図である。
【図１０】第３の色合わせにおいて転写ベルト上に形成される副走査方向調整用の基準ライン及び補正ラインのイメージを示す説明図である。
【図１１】第１の色合わせにおいて転写ベルト上に形成される主走査方向調整用の基準ライン及び補正ラインのイメージを示す説明図である。
【図１２】第２の色合わせにおいて転写ベルト上に形成される主走査方向調整用の基準ライン及び補正ラインのイメージを示す説明図である。
【図１３】第３の色合わせにおいて転写ベルト上に形成される主走査方向調整用の基準ライン及び補正ラインのイメージを示す説明図である。
【図１４】本発明に係る調整処理の手順を示すフローチャートである。
【図１５】本発明に係る調整処理の手順を示すフローチャートである。
【図１６】本発明に係る調整処理の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１　　　露光ユニット（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）
２　　　現像器（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）
３　　　感光体ドラム（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）
４　　　クリーナユニット（４ａ，４ｂ、４ｃ、４ｄ）
５　　　帯電器（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）
６　　　転写ローラ（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）
７　　　転写ベルト（転写媒体）
２１　　レジストレーション検出器（検出手段）
２１ａ　発光部（照射手段）
２１ｂ　検出部（正反射光検出手段）
２１ｃ　検出部（乱反射光検出手段）
２２　　湿温度センサ
５０　　制御部
５１　　ＣＰＵ（演算手段）
５２　　ＲＡＭ
５２Ｔ　調整値テーブル
１００　画像形成装置
１０１　画像形成ステーション
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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