(57)【要約】【課題】本発明の課題は、記録媒体上に形成されるパッチパターンを、下地のトナーを形成することなく、高いＳＮ比で検出することが可能なカラー画像形成装置を提供することにある。【解決手段】パッチパターンに光を照射する発光部と反射光を検出する発光部を備え、発光部の光の波長をｎ、波長ｎにおける相対的放射強度をＬ（ｎ）、前記受光部の波長ｎにおける感度をＫ（ｎ）としたとき、Ｔ（ｙ、ｍ、ｃ、ｋ、ｐ）（ｎ）×Ｌ（ｎ）×Ｋ（ｎ）の積分値より各色のパッチパターン及び記録媒体からの反射光に対応する出力電圧Ｖｙ、Ｖｍ、Ｖｃ、Ｖｋ、Ｖｐを計算し、Ｖｙ、Ｖｍ、Ｖｃ、Ｖｋ≦０．８Ｖｐの関係が成り立つようにパッチパターンのトナー、発光部及び受光部を選択した。【選択図】図４
2005250073.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体にカラー画像を形成するための複数個の画像形成ユニットと、前記記録媒体に各色トナー像のパッチパターンを形成し、該パッチパターンの位置ずれを検出する画像位置検出装置と、前記パッチパターンの位置ずれに基づきカラー画像の位置ずれを補正する位置ずれ補正制御部を有するカラー画像形成装置において、前記画像位置検出装置は記録媒体及びパッチパターンに照射する光を発生する発光部と、記録媒体及びパッチパターンからの反射光を受光して電気信号に変換する受光部とを備え、前記発光部から出射する光の波長をｎ、波長ｎにおけるイエローｙ、マゼンタｍ、シアンｃ、黒ｋ及び記録媒体ｐの反射率をＴ（ｙ、ｍ、ｃ、ｋ、ｐ）（ｎ）とし、前記発光部の波長ｎにおける相対的放射強度をＬ（ｎ）、前記受光部の波長ｎにおける感度をＫ（ｎ）としたとき、Ｔ（ｙ、ｍ、ｃ、ｋ、ｐ）（ｎ）×Ｌ（ｎ）×Ｋ（ｎ）の積分値より各色のパッチパターン及び記録媒体からの反射光に対応する出力電圧Ｖｙ、Ｖｍ、Ｖｃ、Ｖｋ、Ｖｐを計算し、Ｖｙ、Ｖｍ、Ｖｃ、Ｖｋ≦０．８Ｖｐの関係が成り立つようにパッチパターンのトナー、発光部及び受光部を選択したことを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項２】
記録媒体にカラー画像を形成するための複数個の画像形成ユニットと、前記記録媒体に各色トナー像のパッチパターンを形成し、該パッチパターンの位置ずれを検出する画像位置検出装置と、前記パッチパターンの位置ずれに基づきカラー画像の位置ずれを補正する位置ずれ補正制御部を有するカラー画像形成装置において、前記画像位置検出装置は記録媒体及びパッチパターンに照射する光を発生する発光部と、記録媒体及びパッチパターンからの反射光を受光して電気信号に変換する受光部とを備え、前記発光部はピーク波長の異なる光を発光する複数個の光源よりなり、前記画像位置検出装置を通過するパッチパターンのトナー色に応じて複数個の光源の発光を制御することを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項３】
請求項２において前記発光部は青色を発光する第１の光源と、赤色を発光する第２の光源とよりなり、シアントナーのパッチパターンが通過するときは第２の光源のみを発光し、イエロートナーのパッチパターンが通過するときは第１の光源のみを発光させることを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項４】
請求項２において前記発光部は青色を発光する第１の光源と、赤色を発光する第２の光源と、青緑色を発光する第３の光源とよりなり、通過するパッチパターンのトナー色に応じて発光する光源を切換えることを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項５】
請求項１において前記発光部は白色ＬＥＤよりなることを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項６】
請求項１において前記発光部は青色光を発光するＬＥＤ又はレーザよりなることを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項７】
請求項１において前記発光部は青緑色の光を発光するＬＥＤ又はレーザよりなることを特徴とするカラー画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像データに応じ画像を印刷するカラー画像形成装置に係り、特に少ないトナー消費量で画像の位置ずれを高精度で検出することができるカラー画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
感光体の周囲に、帯電、露光、現像の各手段を有するユニットを記録媒体の近傍に複数個配置し、各感光体に形成された異なる色のトナー像を記録媒体に順次転写し、記録媒体に保持されたカラートナー像を定着するタンデム式のカラー画像形成装置が知られている。
【０００３】
このタンデム式カラー画像形成装置は、各色ごとにユニットを設けるので高速化が容易である反面、各色を記録紙に位置ずれなく形成することが難しく、このため画質が低下するという問題がある。この位置ずれの要因の一つは、経時的な変化や温度変化によって、各ユニット間に相対的な位置ずれが発生することが挙げられる。
【０００４】
また、感光体や記録媒体の僅かな速度誤差や変動によっても各色の画像間の位置ずれを生じる。このような位置ずれによる画質低下を防ぐために、記録媒体や中間転写体上に、各色間の位置ずれを検出するための各色トナー像、即ちパッチパターンを形成し、このパッチパターンを光検出器で検出して位置ずれを補正する方式が知られている。
【０００５】
上述の位置ずれを極力小さく抑えるためには、位置ずれの検出精度を高めることが必要である。通常各色間の位置ずれは、最大でも１００μｍ以下、平均では５０μｍ以下にすることが望ましい。そのためには、画像位置検出器は、１０μｍ以下の精度で位置ずれを検出する必要がある。
【０００６】
この画像位置検出器として、従来、発光部と、その発光部から出射した光を記録媒体又は中間転写体で反射し、その反射光を受光する検出部からなり、検出部における検出光量の変化からパターン像を検出する構成が知られている。
【０００７】
このような画像位置検出器を用いて各色の画像間の位置ずれを検出する場合、反射光を受光する検出部は、イエロートナー（Ｙトナー）、シアントナー（Ｃトナー）、マゼンダトナー（Ｍトナー）及び黒トナー（Ｋトナー）によって形成された各パッチパターンに対して十分な検出信号が得られるものでなければならない。
【０００８】
しかしながら反射光量の大きさは各トナーの色によって異なるため、全ての色のパッチパターンに対して十分な検出光量の変化を得ることが難しいという問題がある。
【０００９】
このような問題を解決するため特許文献１（特開２００１−９２１９５号）にはパッチパターンを検出するための発光部の発光光量を最適化する方式が提案されている。即ちこの方式は、画像位置を検出するパッチパターンとは別に副走査方向に沿った単一色の光量制御用パターンを形成し、この光量制御用パターンの反射光量の検出値に基づいて、パッチパターンを検出する際のＬＥＤの発光光量を制御するものである。しかしながら上記方式では各色の画像位置検出用のパッチパターンとは別に、光量制御用のパターンを形成する必要があり、制御が煩雑になることを避け難い。
【００１０】
一方、特許文献２（特開平６−１５５８１７号）には画像位置検出用のパターンを安定したＳＮ比で検出するために下地パターンを用いる方式が提案されている。即ち複数の画像形成手段のうち、記録シートの搬送方向の上流側に位置する画像形成手段が下地パターンをマーキングし、下流側に位置する画像形成手段は下地パターン上に位置検出用のパターンをマーキングするものである。通常、パッチパターンを形成して位置ずれを検出する場合、数十個から数百個のパターンを形成し、平均処理を行い検出精度の向上を図っている。
【００１１】
しかし、紙シート上に下地パターンを形成し、その上にカラートナーのパッチパターンを設けることは、下地に用いるトナーの消費が多くなり、ページ当りのコストが高くなる要因となる。更に、位置ずれ補正後の確認パッチパターンを形成したり、温度上昇による位置ずれが発生したときにパッチパターンを形成したりすると、トナー消費量は更に増大して、ページ当りのコストが更に高くなるという問題がある。
【００１２】
【特許文献１】特開２００１−９２１９５号公報
【００１３】
【特許文献２】特開平６−１５５８１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明の課題は上記のような問題を解決したカラー画像形成装置を提供することにある。即ち本発明は、多量のトナーを消費することなく且つ各色のパッチパターンを所望のＳＮ比で安定して検出することが可能な位置検出装置を備えたカラー画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記の目的を達成するために本発明は、記録媒体にカラー画像を形成するための複数個の画像形成ユニットと、前記記録媒体に各色トナー像のパッチパターンを形成し、該パッチパターンの位置ずれを検出する画像位置検出装置と、前記パッチパターンの位置ずれに基づきカラー画像の位置ずれを補正する位置ずれ補正制御部を有するカラー画像形成装置において、前記画像位置検出装置は記録媒体及びパッチパターンに照射する光を発生する発光部と、記録媒体及びパッチパターンからの反射光を受光して電気信号に変換する受光部とを備え、前記発光部から出射する光の波長をｎ、波長ｎにおけるイエローｙ、マゼンタｍ、シアンｃ、黒ｋ及び記録媒体ｐの反射率をＴ（ｙ、ｍ、ｃ、ｋ、ｐ）（ｎ）とし、前記発光部の波長ｎにおける相対的放射強度をＬ（ｎ）、前記受光部の波長ｎにおける感度をＫ（ｎ）としたとき、Ｔ（ｙ、ｍ、ｃ、ｋ、ｐ）（ｎ）×Ｌ（ｎ）×Ｋ（ｎ）の積分値より各色のパッチパターン及び記録媒体からの反射光に対応する出力電圧Ｖｙ、Ｖｍ、Ｖｃ、Ｖｋ、Ｖｐを計算し、Ｖｙ、Ｖｍ、Ｖｃ、Ｖｋ≦０．８Ｖｐの関係が成り立つようにパッチパターンのトナー、発光部及び受光部を選択したことに一つの特徴がある。
【００１６】
上記の関係を成立させるために本発明は、前記発光部としてピーク波長の異なる光を発光する複数個の光源より構成し、前記画像位置検出装置を通過するパッチパターンのトナー色に応じて複数個の光源の発光を制御するようにしたことに他の特徴がある。
本発明の他の特徴は、前記発光部を青色を発光する第１の光源と、赤色を発光する第２の光源とより構成し、シアントナーのパッチパターンが通過するときは第２の光源のみを発光し、イエロートナーのパッチパターンが通過するときは第１の光源のみを発光させるようにしたことにある。
【００１７】
本発明の他の特徴は、前記発光部を、青色を発光する第１の光源と、赤色を発光する第２の光源と、青緑色を発光する第３の光源とより構成し、通過するパッチパターンのトナー色に応じて発光する光源を切換えるようにしたことにある。
【００１８】
本発明はまた、前記の関係を成立させるために、前記発光部として白色ＬＥＤ、青色ＬＥＤ又はレーザ及び青緑色ＬＥＤ又はレーザの一つを用いたことに他の特徴がある。
本発明の他の特徴は以下の説明により、一層明確に理解される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、記録媒体上に形成された位置ずれ検出のためのパッチパターン像を下地のトナーを形成することなく、精度良く検出することができるため、トナーの消費量の少ないカラー画像形成装置を得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明を実施するための最良の形態を以下実施例により説明する。
【実施例】
【００２１】
本発明の実施例を図１〜４を参照して説明する。図１は本発明にかかる画像形成装置の概略構成を示すもので、一定速度で走行する記録媒体１０１と、この記録媒体１０１の走行経路に沿って縦積みに配置された複数のカラー画像形成ユニット１００Ｙ、１００Ｍ、１００Ｃ、１００Ｋと、位置ずれ補正制御部１０４を備えている。画像形成ユニット１００Ｙはイエロー（以下Ｙという）のカラートナー像を形成し、１００Ｍはマゼンタ（以下Ｍという）、１００Ｃはシアン（以下Ｃという）、１００Ｋは黒の画像をそれぞれ形成する。
【００２２】
各画像形成ユニット１００は、図２に示すように感光体２００、帯電手段２０１、露光手段(マルチビーム走査装置)２０２、現像手段２０３を備えており、一連の電子写真プロセスを経て、感光体２００にカラートナー像を形成する。
【００２３】
図１の上記各画像形成ユニット１００Ｙ、１００Ｍ、１００Ｃ、１００Ｋに対応して転写手段１０３Ｙ、１０３Ｍ、１０３Ｃ、１０３Ｋがそれぞれ配置されており、各ユニットが形成したＹ、Ｍ、Ｃ、黒のカラートナー像は、記録媒体１０１に順次転写される。記録媒体１０１に転写されたカラートナー像は定着手段１０２で定着される。
【００２４】
このカラー画像形成装置は、装置の立ち上がり時や、装置内の温度がある一定以上変化した時などに、各色間の位置ずれを補正する動作を行う。つまり、図３に示すように各画像形成ユニット１００Ｙ、１００Ｍ、１００Ｃ、１００Ｋで形成された位置ずれ検出用トナー像、即ちパッチパターン４０４が、記録媒体１０１に転写され、画像位置検出装置４００によって検出されて、位置ずれ補正制御部１０４に入る。この位置ずれ補正制御部１０４においてある特定色、例えば黒色のトナー像パターンの検出信号と、他の色Ｙ、Ｍ、Ｃのトナー像パターン検出信号とのそれぞれの時間間隔が測定される。そして、その相対的時間差に応じて、各画像形成ユニットで１００Ｙ、１００Ｍ、１００Ｃ、１００Ｋにおける感光体２００の回転速度を変更したり、各画像形成ユニットの半導体レーザアレイ２０２から発光するレーザビームの発光タイミングが制御され、相対的時間差を小さく抑えるように制御される。このような制御により各色の画像の相対的位置ずれを小さく抑えることが可能となる。
【００２５】
図４は、画像位置検出装置４００の概略構成を示す。ＬＥＤや半導体レーザ等の光源からなる発光部４０１から出射した光は、記録媒体１０１に照射される。記録媒体１０１で反射した正反射光は、受光部４０２で受光され、反射光量に応じた検出信号が得られる。
【００２６】
受光部４０２は、記録媒体１０１からの正反射光を受光するが、各色のトナーを含めた反射特性は、発光部４０１から出射する光の波長によって大きく異なる。例えば、発光部４０１から出射する光が８００ｎｍ以上の波長を有する場合の発光部の光量と、受光部の出力の関係は図５のようになる。また発光部４０１が５００ｎｍ近傍の波長の光を発光する場合は図６に示すような特性を示す。例えば図５の特性の場合、記録媒体１０１の紙反射率は、Ｙ、Ｍ、Ｃトナーの反射率とほぼ同じ値であるが、黒トナーの反射率は記録媒体や他色のトナーに対して極端に低い。
【００２７】
このために、記録媒体１０１上に、例えば黒トナー、Ｙトナー、Ｍトナー、Ｃトナーの順に等間隔で横線のトナー像のパッチパターン４０４が形成された場合、受光部４０２から得られる出力信号は図１２に示すような波形になる。つまり、記録媒体の反射率とＹ、Ｍ、Ｃトナーの反射率の差が小さいために、記録媒体に光が照射したときの出力電圧とＹ、Ｍ、Ｃトナーに光が照射したときの出力電圧の変化量もまた少なくなる。このために出力電圧が所定の閾値電圧をクロスすることができず、検出信号を得ることができない。
【００２８】
一方、記録媒体上に形成された黒トナーの場合は、反射率が最も低いため、黒トナーに光が照射したときの電圧は相当小さくなり、所定の閾値電圧をクロスすることができ、検出信号が得られる。つまり８００ｎｍ以上の波長を有する光源を用いた場合は、黒トナー像のパターン検出信号は得られるものの、Ｙ、Ｍ、Ｃトナー像のパターンはＳＮ比が悪く、所望の検出信号が得られない。
【００２９】
即ち、各色トナー像の検出パターンの位置情報であるＴ１、Ｔ２、Ｔ３を算出できないために各色画像の位置ずれを補正することができない。なお、上記の説明では記録媒体及び各色トナー像検出パターンで光が正反射する場合について述べたが拡散反射をする場合も同様の結果を有する。
【００３０】
次に、発光部４０１として図１０に示すような波長分布の短波長光源を用いた場合について述べる。青色ＬＥＤの場合、ピーク波長は４７０ｎｍ近傍にある。青緑色ＬＥＤの場合、ピーク波長は５００ｎｍ近傍にある。また、黄色ＬＥＤから出射する光のピーク波長は５７０ｎｍ近傍にある。赤色ＬＥＤの場合は、ピーク波長が６３０ｎｍ近傍にある。白色ＬＥＤから出射する光は、ピーク波長が４７０ｎｍ近傍にあるが、４５０ｎｍ〜７００ｎｍの範囲に亘って波長が広く分布している。
【００３１】
一方、図９は各色トナー及び紙シートの分光特性を示し、横軸に光の波長、縦軸に反射率をとってある。図から明らかなようにＣトナーは５００ｎｍ付近の波長の光に対して高い反射率を示すが５５０ｎｍ以上の波長の光に対する反射率は極めて小さい。またＭトナーは６６０ｎｍ以上の波長の光に対する反射率が大きく、Ｙトナーは５５０ｎｍ以上の波長の光に対する反射率が大きい。一方、黒トナーは全ての波長に対し反射率が小さく、紙シートは全ての波長に対し反射率が大きい。従って紙シートの反射率に対し、大きな反射率の差を生ぜしめるためには、Ｃトナーに対しては５５０ｎｍ以上の波長の光源を使用し、Ｙトナーに対しては逆に５５０ｎｍ以下の波長の光源を用い、Ｍトナーに対しては６５０ｎｍ以下の光源が望ましいことが分かる。
【００３２】
本発明は、上述の考察に基づき、Ｙトナー、Ｍトナー、Ｃトナー、黒トナーのパターンから得られる検出信号Ｖｙ、Ｖｍ、Ｖｃ、Ｖｋと、紙シートからの光の反射により得られる信号Ｖｐとの間に、
【００３３】
【数１】
2005250073.tif 000003
【００３４】
の関係が成り立つように各色トナー、発光部及び受光部の特性を選択したことに一つの特徴があり、以下その内容を詳細に説明する。
【００３５】
今、光源４０１から出射する光の波長をｎとしたときに、各色トナーの反射率を次のように定義する。
Ｔｙ（ｎ）：波長ｎにおけるイエロートナー（Ｙトナー）の反射率
Ｔｍ（ｎ）：波長ｎにおけるマゼンタトナー（Ｍトナー）の反射率
Ｔｃ（ｎ）：波長ｎにおけるシアントナー（Ｃトナー）の反射率
Ｔｋ（ｎ）：波長ｎにおける黒トナー（Ｋトナー）の反射率
一方、光源４０１から出射する光の波長ｎにおける光源の相対的放射強度をＬ（ｎ）とする。また受光部４０２は一般に図１３に示すような波長対感度特性を有するので、波長ｎにおける感度をＫ（ｎ）とする。
【００３６】
以上のようにトナーの分光特性（波長と反射率）、光源スペクトラム（波長と相対的放射強度）及び受光部の分光感度特性（波長と感度）から、各トナーの検出信号Ｖｙ、Ｖｍ、Ｖｃ、Ｖｋは次式で表される。
【００３７】
【数２】
2005250073.tif 000004
【００３８】
【数３】
2005250073.tif 000005
【００３９】
【数４】
2005250073.tif 000006
【００４０】
【数５】
2005250073.tif 000007
【００４１】
また波長ｎにおける紙シートの反射率をＴｐ（ｎ）とすると光が紙シートを照射しているときに受光部４０２から得られる信号Ｖｐは次式で表される。
【００４２】
【数６】
2005250073.tif 000008
【００４３】
上記の計算式に基づき、光源４０１として青色ＬＥＤ、青緑色ＬＥＤ、赤色ＬＥＤ、白色ＬＥＤを用いたときの受光部４０２の出力信号を図１４に示す。同図において横軸のＣ、Ｍ、Ｙ紙はそれぞれＣトナー、Ｍトナー、Ｙトナー及び紙シートを示し、縦軸は出力信号の大きさを示す。図には黒トナーの出力信号を示していないが、黒トナーの場合は全ての波長に対し反射率がゼロに近いので受光部４０２からの検出信号もゼロに近い値となる。
この図から光源４０１として黄色のＬＥＤ又は赤色ＬＥＤを用いた場合にはＹトナーと紙シートの出力差がほとんど無いため、紙シート上にＹトナーで位置検出用パターン、つまりパッチパターンを形成してもパッチパターンの位置検出ができない。それに対して、青色ＬＥＤ、青緑色ＬＥＤ又は白色ＬＥＤを用いた場合は、各Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋトナーと紙シートとの出力差が大きいため、紙シート上にパッチパターンを形成しても各パッチパターンの位置検出が可能である。
【００４４】
即ち、発光部４０１として青色ＬＥＤ、青緑色ＬＥＤ又は白色ＬＥＤを用い、記録媒体１０１上に黒トナー、Ｙトナー、Ｍトナー、Ｃトナーの順に等間隔で横線のトナー像パッチパターン４０４を形成した場合、受光部４０２からは図７に示すような波形の出力信号が得られる。紙シートである記録媒体１０１の反射率に対して全てのトナーの反射率の差が大きいため、記録媒体１０１の出力電圧に対してＹ、Ｍ、Ｃ、黒トナーの出力電圧の変化量が大きくなる。従って、全てのトナーのパッチパターン部で所定の閾値電圧をクロスすることが可能となり、パッチパターンの検出信号を得ることができる。
【００４５】
記録媒体１０１として例えば紙シートを用いた場合、コート紙や普通紙等の紙の種類により反射率は一般的に１０％程度変動する。従って、バラツキの変動要因も含め、記録媒体の出力電圧に対してＹ、Ｍ、Ｃ、黒トナーの出力電圧の変化を大きくし、各トナーにおける出力信号が所定の閾値をクロスするためには前述の（１）式を満足すれば検出可能であることが確認できた。
【００４６】
次に本発明装置における検出信号の処理方式について説明する。図７に示すように、例えば黒トナーのパッチパターンにおける受光部４０２の出力信号と、所定の閾値とのクロス点よりＴ０の値が求められ、このＴ０から黒トナー信号の中央値が求められる。同様にしてＣトナー、Ｙトナー、Ｍトナーのクロス点時間間隔中央値が求められる。この結果各トナーの中央値の時間間隔Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３を設けることができる。各色のパッチパターンの位置が検出できればその位置ずれの量も検出することが可能になりカラー画像の位置ずれを補正することが可能になる。
【００４７】
図８は、上記検出信号の処理回路の一例を示す。まず、トナー像パターン（パッチパターン）４０４を形成しない状態で記録媒体１０１に発光部４０１から出射した光を照射し、その反射した光を受光部４０２で受光し信号を検出する。検出された出力電圧は、増幅器３０１、Ａ／Ｄ変換器３０２を介して、ＣＰＵ３０３に取り込まれる。本実施例では記録媒体１０１の１周分データをＣＰＵ３０３に取り込んだが、勿論これに限定されない。ＣＰＵ３０３内で、記録媒体１０１の反射光量即ち検出電圧の最大値及び最小値を算出し、この信号変化に対してクロスしない値を閾値電圧として設定し、その値をＤ／Ａ変換器３０４を介して比較器３０５の基準電圧として出力する。その後、トナー像のパッチパターン４０４が形成され、比較器３０５にて閾値電圧と比較され、その結果がＣＰＵ３０３に入力される。ＣＰＵ３０３は、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３などの時間間隔を算出し、位置ずれの検出を行う。この動作は、装置の起動時や起動から所定の時間経過後に実行される。
【００４８】
以上本発明の一実施例として、青色、青緑色又は白色の光を発光する単一の光源を用いた装置について説明したが、次に複数個の光源を用いる別の実施例について説明する。
【００４９】
前述のように図１４は異なる色の光を発光するＬＥＤを光源として用いた場合の各色トナー及び紙シートの出力特性を示しているが、図からも明らかなように、ある特定の波長の光を発光するＬＥＤを用いると、あるカラートナーの出力がゼロ近傍になる場合がある。例えば、青色ＬＥＤでは、Ｙトナーの出力がゼロ近傍になり、青緑色ＬＥＤでは、Ｍトナーの出力がゼロ近傍になり、赤色ＬＥＤでは、Ｃトナーの出力がゼロ近傍になる。そこで、この特徴を生かして、２つの光源を用いてカラートナーにより形成されたパッチパターンを検出する実施例を以下に示す。
【００５０】
図１１は本発明の他の実施例を示す画像位置検出器の構成図である。本実施例では画像位置検出器４００の光源として、青色ＬＥＤの発光部４０１Ａと赤色ＬＥＤの発光部４０１Ｂが用いられ、受光部４０２の両側に設置されている。また、記録媒体１０１上に形成されたトナー像のパッチパターン４０４の長手方向に沿って発光部４０１Ａ、４０１Ｂと受光部４０２が配置されている。
【００５１】
上記の構成において、記録媒体１０１である紙シートの部分が画像位置検出器４００を通過する時は、発光部４０１Ａ、４０１Ｂの一方又は両方が発光する。いずれの場合も図１４に示すように紙シートの反射率は大きいので、大きな出力信号が得られる。
【００５２】
次に、各色トナーのパッチパターンを検出する際は、予め各ユニットでパッチパターンを書き込む順序が決まっているので、それに対応して発光する発光部が選択される。例えば、最初に黒トナーのパッチパターンが検出器４００を通過する場合、黒トナーは反射率がどの波長でも低いため、発光部４０１Ａ、４０１Ｂはどちらか一方又は両方が発光される。いずれの場合でも受光部４０２の出力は、ゼロ近傍になる。次に、Ｃトナーのパッチパターンが検出器４００を通過する際には、赤色ＬＥＤである発光部４０１Ｂだけが発光される。この場合は図１４の特性から明らかなように、受光部４０２の出力は、黒トナーと同様にゼロ近傍になる。次に、Ｙトナーのパッチパターンがくる場合、青色ＬＥＤである発光部４０１Ａだけを発光させると、図１４の特性から明らかなように、受光部４０２の出力は、黒トナーと同様にゼロ近傍になる。次に、Ｍトナーのパッチパターンがくる場合、青色ＬＥＤである発光部４０１Ａだけを発光させると、図１４の特性から明らかなように、Ｙトナーよりは反射率は大きいが、紙に比べて十分低い値を示すため、受光部４０２の出力は、黒、Ｃ、Ｙトナーより高いが、比較的小さな値になる。この結果、１つの波長を持つ光源を１個用いるより、２つの異なった波長を有する２個の光源を用いた場合の方が、紙シートとカラートナーとの受光部４０２の出力差を大きくとることが可能となり、ＳＮ比を高めることが可能となる。
【００５３】
以上本発明の実施例について説明したが、本発明の基本的な概念を変更することなく種々の変形をすることは可能であり、それらの変形も本発明の範囲に含まれる。例えば図１１の実施例では２個の光源を用いたが、青色ＬＥＤ、赤色ＬＥＤ及び青緑色ＬＥＤの３個を使用してもよい。この場合は各色のパッチパターンの通過に同期して発光する光源を切換えることによりＹトナー、Ｃトナー、Ｍトナーの出力信号を略ゼロにすることができ、更にＳＮ比の向上を図ることができる。また各実施例では発光部４０１の光源に、ＬＥＤを用いた場合について述べたが半導体レーザを用いても同様の効果があることは明らかである。更に、各実施例では、正反射にて受光する方式について述べたが、拡散光を受光する方式でも同様の効果が得られる。また、実施例では、光源のスペクトラムに注目して、これまで述べてきたが、前述の式（２）〜（６）からも明らかなようにカラートナーの分光特性を変化したり、受光部の分光感度特性を変化させて、カラートナーの受光部の出力値を、記録媒体に対して最適な出力値にすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明に係るカラー画像形成装置の実施例を示す概略構成図である。
【図２】本発明装置における画像形成の各ユニットの概略構成図である。
【図３】記録媒体と画像位置検出装置の説明図である。
【図４】本発明における画像位置検出装置の一実施例を示す概略構成図である。
【図５】発光部の光量と受光部の出力の関係を示す特性図である。
【図６】発光部の光量と受光部の出力の関係を示す特性図である。
【図７】本発明における受光部の出力信号の波形図である。
【図８】本発明における出力信号の処理回路の構成図である。
【図９】各色トナー及び紙シートの光の波長対反射率の関係を示す説明図である。
【図１０】各色光源のス波長分布を示す説明図である。
【図１１】本発明における画像位置検出装置の他の実施例を示す概略構成図である。
【図１２】受光部の出力電圧の波形の一例を示す説明図である。
【図１３】受光部の入力光の波長と感度の関係を示す特性図である。
【図１４】各色の光源を使用したときのカラートナー及び紙シートの反射光の出力特性を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５５】
１００：画像形成ユニット
１０１：記録媒体
１０２：定着手段
１０３：転写手段
１０４：位置ずれ補正制御部
２００：感光体
２０１：帯電手段
２０２：露光手段
２０３：現像手段
３０１：増幅器
３０２：Ａ／Ｄ変換器
３０３：ＣＰＵ（中央処理装置）
３０４：Ｄ／Ａ変換器
３０５：比較器
４００：画像位置検出装置
４０１：発光部
４０２：受光部
４０４：パッチパターン
【図１】
2005250073.tif 000009
【図２】
2005250073.tif 000010
【図３】
2005250073.tif 000011
【図４】
2005250073.tif 000012
【図５】
2005250073.tif 000013
【図６】
2005250073.tif 000014
【図７】
2005250073.tif 000015
【図８】
2005250073.tif 000016
【図９】
2005250073.tif 000017
【図１０】
2005250073.tif 000018
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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