JP2008287183A - 画像形成装置及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】一度に大量の記録媒体に画像を形成する大量印刷ジョブの実行中においてもトナーパターンの位置を精度良く検出できるようにする。
【解決手段】。画像形成装置は、像担持体上に形成された現像剤像により反射された反射光の光量から記録媒体に対する現像剤像の形成位置を調整する機能を備える。画像形成装置は、例えば、発光手段、検出手段、判定手段及び光量制御手段を備える。発光手段は、像担持体に照射される光を発光する。検出手段は、像担持体の下地により反射された反射光の光量である下地光量を検出する。判定手段は、第１時点で検出された下地光量と第１時点よりも後の時点である第２時点で検出された下地光量との差が予め定められたしきい値を超えているか否かを判定する。光量制御手段は、差が予め定められたしきい値を超えると、発光手段における光量を増加させる。
【選択図】図８

Description

本発明は、画像形成位置の調整機能を備えた画像形成装置及びその制御方法に関する。

一般に、画像形成装置では、記録シートの所望の位置に画像が形成されることが望まれる。また、複数色の画像を形成可能なカラー画像形成装置では、色ずれを低減するために、色間の画像形成位置が一致することが望まれる。

従来の画像形成装置では、転写ベルト上にトナーを用いて形成されたトナーパターンを検出することで、画像形成位置や色ずれを補正していた。特許文献１によれば、トナーパターンをＣＣＤラインセンサで検出する方法が提案されている。また、特許文献２によれば、２色以上のトナーパターンを光センサで検出して各色の色ずれを検出する方法が提案されている。
特開平６−１８７９６号公報 特開平６−１１８７３５号公報

上述した従来技術では、正反射型の光学センサを使用して、転写ベルトなどの中間転写体の下地からの反射光量と、トナーパターンからの反射光量とを検出し、これらの光量の差によりパターンの位置を検出している。よって、下地からの反射光量とトナーパターンからの反射光量との差は、十分大きくなければならない。

図１７は、大量印刷ジョブにおける下地からの反射光量とトナーパターンからの反射光量との差の変遷を示す図である。図１７（ａ）は、大量印刷ジョブの初期時における反射光量の出力波形と、トナーパターンを検出するためのしきい値とが示されている。中間転写体のグロスが高ければ、少なくとも大量印刷ジョブの初期時においては、下地からの反射光量としきい値との差が十分に確保されているため、トナーパターンの位置を正確に検知できる。図１７によれば、反射光量がしきい値以下となった区間にトナーパターンが存在することになる。

しかし、大量印刷ジョブにおいて形成された画像の数が増加するにしたがって、中間転写体上にはトナーなどの汚れが付着してゆくため、下地からの反射光量が低下してゆく（図１７（ｂ））。そして、さらに汚れが進むと、下地からの反射光量としきい値とが同等となり、トナーパターンの誤検知が発生してしまう（図１７（ｃ））。

なお、この問題は、画像形成枚数が比較的少量の印刷ジョブを繰り返す場合には生じにくい。なぜならば、通常、印刷ジョブの開始時や終了時には中間転写体がクリーニングされるからである。それゆえ、新品に近い中間転写体を用いて１つ印刷ジョブで数千枚の画像を形成する際に、途中で、クリーニングを実行しなければ、上述した問題が顕著となる。なお、クリーニングを実行することは、スループットを低下させる、いわゆるダウンタイムを生じさせるため、印刷ジョブ中ではできる限り実行されないことが望ましい。

そこで、本発明は、このような課題および他の課題のうち、少なくとも１つを解決することを目的とする。例えば、一度に大量の記録媒体に画像を形成する大量印刷ジョブの実行中においてもトナーパターンの位置を精度良く検出できるようにすることを目的とする。なお、他の課題については明細書の全体を通して理解できよう。

本発明は、例えば、画像形成装置に適用することができる。画像形成装置は、像担持体上に形成された現像剤像により反射された反射光の光量から記録媒体に対する現像剤像の形成位置を調整する機能を備える。画像形成装置は、例えば、発光手段、検出手段、判定手段及び光量制御手段を備える。発光手段は、像担持体に照射される光を発光する。検出手段は、像担持体の下地により反射された反射光の光量である下地光量を検出する。判定手段は、第１時点で検出された下地光量と第１時点よりも後の時点である第２時点で検出された下地光量との差が予め定められたしきい値を超えているか否かを判定する。光量制御手段は、差が予め定められたしきい値を超えると、発光手段における光量を増加させる。

本発明によれば、一度に大量の記録媒体に画像を形成する大量印刷ジョブの実行中においてもトナーパターンの位置を精度良く検出できるようになる。

以下に本発明の一実施形態を示す。以下で説明される個別の実施形態は、本発明の上位概念、中位概念および下位概念など種々の概念を理解するために役立つであろう。また、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって確定されるのであって、以下の個別の実施形態によって限定されるわけではない。

［実施形態１］
図１は、実施形態に係る画像形成装置の全体構成を示す断面図である。ここでは、画像形成装置の一例として、電子写真方式のカラープリンタを採用して説明するが、本発明は、プリンタにのみ限定されるわけではない。すなわち、画像形成装置は、印刷装置、複写機、複合機、ファクシミリなどとして実現されてもよい。

プリンタ本体１には、画像形成部を構成する各種のユニットやデバイスが搭載されている。感光ドラム２ａ〜２ｄは、それぞれ異なる色の現像剤（以下、トナーと称す。）を担持する像担持体の一例である。帯電器３ａ〜３ｄは、それぞれ対応する感光ドラムの表面を一様に帯電させる。ドラムクリーナ４ａ〜４ｄは、それぞれ対応する感光ドラムの表面に残ったトナーを除去する。レーザー走査ユニット５ａ〜５ｄは、それぞれ一様に帯電した感光ドラム上をレーザー光により走査し、静電潜像を形成する。転写ブレード６ａ〜６ｄは、それぞれ対応する感光ドラム上に形成されたトナー像を転写ベルト８へ転写する（一次転写）ためのブレードである。現像ユニット７ａ〜７ｄは、トナーにより静電潜像を現像する。転写ベルト８は、中間転写体及び像担持体の一例である。転写ベルト８には、各感光ドラムからそれぞれ色の異なるトナー像が重畳するように転写される。ローラ１０、１１は、転写ベルト８を支持するとともに回転させるローラである。ベルトクリーナ１２は、転写ベルト８に残存したトナーを除去する。

手差しトレイ１３は記録紙Ｓを収納する収納装置である。記録紙は、記録材、記録媒体、用紙、シート、転写材、転写紙と呼ばれることもある。また、記録紙の素材としては、紙だけでなく、繊維、樹脂など、他の素材が採用されてもよい。ピックアップローラ１４、１５は、手差しトレイ１３から記録紙Ｓをピックアップして搬送するローラである。レジストレーションローラ（レジローラとも言う）１６は、搬送されてきた記録紙Ｓの転写位置への搬送タイミングを調整するためのローラである。給紙カセット１７は、記録紙Ｓを収納する収納装置である。ピックアップローラ１８、１９は、給紙カセット１７から記録紙Ｓをピックアップして搬送するローラである。縦パスローラ２０は、給紙カセット１７から記録紙Ｓを搬送するローラの１つである。回転ローラ２１は、転写ベルト８を回転させるためのローラである。二次転写ローラ２２は、転写ベルト８上のトナー像を記録紙Ｓに対して転写する（二次転写）ためのローラである。定着器２３は、トナー像を加熱及び加圧して記録紙Ｓに対して定着させる装置である。排紙ローラ２４は、記録紙Ｓを排紙トレイ２５へ排出するローラである。

両面印刷時には、記録紙Ｓは両面反転パス２７に導かれ、さらに両面パス２８へ搬送される。両面パス２８を通った記録紙Ｓは再び縦パスローラ２０を通り、１面目と同様に２面目の画像を作像、転写、定着されて排出される。

図２は、画像形成時における画像と画像先端検出用パターンとの位置関係及び光学センサの配置位置を示す図である。パターン検知センサ４０、４４は、転写ベルト８上に形成されたトナーパターンを検出するための反射型の光学センサである。パターン検知センサ４０は、例えば、色ずれ補正用のトナーパターンを検出する。パターン検知センサ４４は、例えば、記録紙に対する画像形成位置（先端位置）のずれを補正するためのトナーパターンを検出する。なお、パターン検知センサ４０、４４の各役割は反対であってもよい。

トナーパターン４２は、画像形成位置や色ずれを補正するために利用される現像剤像の一例である。トナーパターン４２は、トナーパッチ、レジマーク、パッチパターン、パッチ画像などと呼ばれることもある。トナーパターン４２は、本来記録紙に転写される画像４３から一定距離だけ手前に形成される。このトナーパターン４２は、転写ベルト８における画像領域外（いわゆる非画像領域）に形成される。よって、非画像領域に形成されたトナーパターン４２が記録紙Ｓに転写されることはない。

トナーパターン４２がパターン検知センサ４４により検出されたタイミングと、用紙先端検知センサ４５により記録紙の先端が検知されたタイミングに応じて、レジローラ１６が記録紙の搬送速度を調整する。これにより、ちょうど画像先端と用紙先端の位置が二次転写位置において一致すようになる。

図３は、実施形態に係るパターン検知センサの一例を示す図である。パターン検知センサ４０は、発光部５２と受光部５３を有し、発光部から発せられる光が転写ベルト８やトナーパターン４２により反射され、その反射光が受光部５３に入射する。受光部５３は、反射光を光電変換し、反射光量に応じた電圧を出力する。発光部５２は、像担持体に照射される光を発光する発光手段の一例である。また、受光部５３は、像担持体の下地により反射された反射光の光量である下地光量と像担持体上に形成された現像剤像により反射された反射光の光量である像光量とを検出する検出手段の一例である。なお、受光部５３と転写ベルト８などの被検出物との間にはレンズ５４が設けられる。なお、発光部５２と被検出物との間にもレンズが設けられてもよい。これらのレンズは光を収束させ、反射光を効率よく受光するために設置される。

図３によれば、パターンを読み取ったアナログの出力波形、それに対応するデジタルの出力波形、及びしきい値（破線）が示されている。出力波形は、センサから出力された電圧の波形である。アナログの出力波形のうち、しきい値を超える部分がデジタルの出力波形では１となり、しきい値以下の部分がデジタルの出力波形では０となる。なお、デジタル波形の論理は逆でもよくしきい値より上に超えた時に０、超えない場合を１としてもよい。以後は前述の論理（しきい値を超える部分がデジタルの出力波形では１となり、しきい値以下の部分がデジタルの出力波形では０）の場合において説明する。

図４は、実施形態に係る画像位置補正制御ユニットの概略ブロック図である。ＣＰＵ４００は、画像位置補正制御ユニットの中心的な役割を果たす制御装置である。パターン検知センサ４０、４４から出力された信号は、コンパレータ１０２やＡ／Ｄコンバータ１０３に入力される。出力された信号は、転写ベルト８の下地又はトナーパターンからの反射光の光量を光電変換することで得られた信号である。

コンパレータ１０２では、パターン検知センサからの出力信号と、ＣＰＵ４００から出力されたしきい値とを比較し、出力信号がしきい値を超えているか否かを判定する。超えていれば、コンパレータ１０２は１を出力し、超えていなければ、０を出力する。Ａ／Ｄコンバータ１０３は、パターン検知センサらの出力信号（アナログ出力電圧）をデジタル信号に変換して、ＣＰＵ４００に出力する。

特定用途向け集積回路であるＡＳＩＣ１０４は、例えば、パターン生成部１０５、パターン読み取り制御部１０６、レジストずれ算出部１０７、レジタイミング調整部１０８などを備える。これらの各部の機能は、ＣＰＵ４００と、ＲＯＭ１１１に格納されたコンピュータプログラムにより一部又はすべてが実現されてもよい。パターン生成部１０５は、トナーパターン４２の画像データを生成する。画像データがＲＯＭ１１１などに記憶されている場合は、パターン生成部１０５が省略されてもよい。パターン読み取り制御部１０６は、パターン検知センサからの出力信号を読み取り、読み取ったデータを一時的に格納する。レジストずれ算出部１０７は、読み取ったパターンデータに基づいて記録紙と画像のタイミングずれ量を算出する。レジタイミング調整部１０８は、算出されたタイミングずれに基づいて記録紙搬送のタイミングを制御する。

ＣＰＵ４００は、ＲＯＭ１１１に格納されているコンピュータプログラム（例：光量調整プログラム）を読み出して実行することで、本発明に係る各種の処理を実行する。ＳＲＡＭ１１２は、光量調整プログラムに応じてＣＰＵ４００が決定した発光部５２の駆動電流の値やしきい値など、各種のデータを記憶する記憶装置である。発光部５２から発光される光の光量がこの駆動電流によって制御されることはいうまでもない。

ＣＰＵ４００は、起動時などに、転写ベルト８の下地からの反射光の光量（下地光量）が適切な反射光量となるように、発光部５２の駆動電流の値を調整する。反射光量は、受光部５３から出力される出力信号の電圧に対応している。このような光量調整を行うのは、下地のグロス又は反射率が経年変化によって低下するからである。この光量調整は、転写ベルト８にトナーパターンが形成されていない状態で実行されることが望ましい。これは、トナーパターンの影響を排除するためである。

図３が示すように、この光量調整後における下地光量に対応するアナログの出力波形の電圧（出力電圧）は規定値（例：５Ｖ）となる。また、図３が示すように、トナーパターンが検出され時のアナログの出力電圧がしきい値以下となるよう、しきい値を設定する。すなわち、ＣＰＵ４００は、トナーパターンを精度良く検出できるよう、しきい値を設定する。なお、ＣＰＵ４００は、デジタル化された出力波形の立ち上がり、立ち下りの重心位置を算出し、重心位置をトナーパターンの位置を示す位置データとしてＳＲＡＭ１１２へ格納する。

＜初期における光量調整＞
図５は、実施形態に係る初期光量調整シーケンスの一例を示すフローチャートである。図６は、発光部５２の発光光量（駆動電流）と、受光部５３からの出力電圧との関係を示すグラフである。第１直線Ａｒｅｆは、下地光量に関する発光光量と出力電圧との関係を示している。第２直線Ｂｒｅｆは、トナーパターンからの反射光量（像光量）に関する発光光量と出力電圧との関係を示している。図５に示すフローチャートでは、第１直線Ａｒｅｆと第２直線Ｂｒｅｆとを決定し、両者の差Ｃｒｅｆが所定値Ｃとなるときの発光光量Ｘを決定する。

ステップＳ５０１で、ＣＰＵ４００は、転写ベルト８の回転を開始するための命令信号を不図示の駆動回路に送出する。これにより、回転ローラ２１に接続した駆動モータが回転し、転写ベルト８が回転し始める。ステップＳ５０２で、ＣＰＵ４００は、発光部５２の発光光量を最大に設定する。発光光量の最大値をＸｍａｘとする。この最大値は発光部５２素子の定格電流からある程度のマージンを持たせた値である。例えば定格電流が１００ｍＡの場合最大値は８０ｍＡとなる。

なお、この光量は必ずしも定格電流値でなくてもよく、使用が想定される光量の範囲の最大値或いは予め決めた規定値でもよい。ステップＳ５０３で、ＣＰＵ４００は、このときの下地光量を測定する。測定された下地光量は、最大下地光量Ａｍａｘとして、ＳＲＡＭ１１２に格納される。ステップＳ５０４で、ＣＰＵ４００は、発光部５２の発光光量を最小に設定する。この最小値は０であってもよく、もしくはセンサの使用電流範囲が分かっている場合にはその範囲内の最小値としてもよい。発光光量の最小値をＸｍｉｎとする。この光量も使用が想定される光量の範囲の最小値或いは予め決めた規定値でも良い。ステップＳ５０５で、ＣＰＵ４００は、このときの下地光量を測定する。測定された下地光量は、最小下地光量Ａｍｉｎとして、ＳＲＡＭ１１２に格納される。

ステップＳ５０６で、ＣＰＵ４００は、光量Ｘｍｉｎを維持したまま光量調整用のトナーパターン（光量調整パターン）を形成するようパターン生成部１０５に命令を送出する。パターン生成部１０５は、光量調整パターンの画像データを生成し、レーザー走査ユニット５ａ〜５ｄに送出する。これにより、転写ベルト８上に光量調整パターンが形成される。

なお、一つの光量調整パターンに対して光量Ｘｍｉｎ、Ｘｍａｘでそれぞれ測定しているが、光量Ｘｍｉｎ用の光量調整パターンと光量Ｘｍａｘ用の光量調整パターンとに分けてもよい。

ステップＳ５０７で、ＣＰＵ４００は、光量調整パターンからの反射光である像光量を測定する。測定された像光量は、最小像光量Ｂｍｉｎとして、ＳＲＡＭ１１２に格納される。ステップＳ５０８で、ＣＰＵ４００は、発光部５２の発光光量を再び最大値Ｘｍａｘに設定する。ステップＳ５０９で、ＣＰＵ４００は、ステップＳ５０６と同様に、光量調整パターンを形成するようパターン生成部１０５に命令を送出する。再度、光量調整パターンを形成するのは、最小像光量Ｂｍｉｎの取得に使用された光量調整パターンがベルトクリーナ１２により清掃されてしまっているからである。ステップＳ５１０で、ＣＰＵ４００は、最大像光量Ｂｍａｘを測定し、ＳＲＡＭ１１２に格納する。

ステップＳ５１１で、ＣＰＵ４００は、最大下地光量Ａｍａｘと最小下地光量ＡｍｉｎをＳＲＡＭ１１２から読み出し、第１直線Ａｒｅｆを表す方程式を算出する。ステップＳ５１２で、ＣＰＵ４００は、最大像光量Ｂｍａｘと最小像光量ＢｍｉｎをＳＲＡＭ１１２から読み出し、第２直線Ｂｒｅｆを表す方程式を算出する。第１直線Ａｒｅｆと第２直線Ｂｒｅｆとの差をＣｒｅｆと表す。

ステップＳ５１３で、ＣＰＵ４００は、差Ｃｒｅｆが所定値Ｃとなる時の光量Ｘを算出する。ステップＳ５１４で、ＣＰＵ４００は、トナーパターンを検出するために使用されるしきい値Ｔｈを決定し、コンパレータ１０２へ設定する。なお、しきい値Ｔｈは、下地とトナーパターンとを十分に識別きる程度の値に設定される。例えば、ステップＳ５１３で決定された光量Ｘにおける像光量に所定値を加算して得られる和の値をしきい値Ｔｈとしてもよい。あるいは、ステップＳ５１３で決定された光量ＸでのＡｒｅｆとＢｒｅｆとの中間値としてもよい。

以上、初期光量調整シーケンスについて説明したが、本発明は他の初期光量調整シーケンスも採用できる。なぜなら、本発明は、初期光量調整シーケンスの内容自体によって制限されることはないからである。少なくとも起動時においてトナーパターンを検知できるような発光光量としきい値とを設定できれば十分である。

＜大量印刷ジョブにおける光量増加シーケンス＞
図７は、光量増加シーケンスにおいて下地光量を検出するタイミングを示した図である。本実施形態では、印刷ジョブがスタートすると、トナーパターン４２や転写対象の画像４３が形成されていない下地部分に光を照射し、反射光量を検出する。図８は、実施形態に係る印刷ジョブの実行中に実施される光量増加シーケンスの一例を示すフローチャートである。印刷ジョブが実行されると、並行して、光量増加シーケンスも実行される。

ステップＳ８０１で、ＣＰＵ４００は、転写ベルト８上の非画像領域（すなわち、下地）に対して発光部５２から光を照射し、受光部５３に反射光量を受光させることで、いわゆる下地光量を測定する。例えば、下地光量の測定は、１つの画像の形成ごとに１度実行される。両面画像形成が実行されるときは、記録紙の１面目と２面目とでそれぞれ測定が実行される。測定された下地光量のデータは、随時、ＳＲＡＭ１１２に格納される。

ステップＳ８０２で、ＣＰＵ４００は、画像形成枚数のカウント値が２０面に達したら、ＳＲＡＭ１１２から２０個の下地光量データを読み出し、これらの平均値を算出する。この平均値を初期平均値Ａ１とする。なお、ＣＰＵ４００は、１つの印刷ジョブにおける画像形成枚数を計数する計数手段の一例である。

初期平均値Ａ１は、１つの印刷ジョブが終了するごとに、「０」へリセットされてもよい。本実施形態では、画像形成装置に投入された印刷ジョブの開始時点（例：０面から２０面まで）が、第１時点となっている。画像形成装置の起動時点に検出された下地光量を第１時点の下地光量としてもよいことはいうまでもない。なお、本明細書で、「時点」は、時間軸上における１点という意味だけでなく、時間軸上におけるある１点から他の１点まで（すなわち期間）を表す用語としても用いられている。

ステップＳ８０３で、ＣＰＵ４００は、画像の形成枚数が所定枚数（例：５００面）に達するまで、下地光量を毎画像ごとに検出する。そして、画像の形成枚数が所定枚数（例：５００面）に達すると、ステップＳ８０４で、ＣＰＵ４００は、ＳＲＡＭ１１２から４８１面から５００面までの下地光量のデータを読み出し、これらの平均値Ａ２を算出する。よって、ＣＰＵ４００は、計数された画像形成枚数と予め規定された規定枚数とを比較する比較手段の一例である。また、画像形成枚数が規定枚数（例：４８０面）を超えた時点が、第２時点の一例である。

このように、平均値Ａ２は、第１時点よりも後の時点である第２時点で検出された下地光量の一例である。なお、２１面目から４８０面目までの下地光量データは利用されないため、測定が省略されてもよい。

ステップＳ８０５で、ＣＰＵ４００は、初期平均値Ａ１と平均値Ａ２との差を算出し、得られた差が所定のしきい値Ｔｖ（例：０．１Ｖ）を超えているか否かを判定する。すなわち、ＣＰＵ４００は、第１時点で検出された下地光量と、第２時点で検出された下地光量との差が予め定められたしきい値を超えているか否かを判定する判定手段の一例である。

超えていなければ、ＣＰＵ４００は、カウント値を「０」にリセットし、ステップＳ８０３に戻る。一方で、差が所定のしきい値Ｔｖを超えていれば、ステップＳ８０６に進み、ＣＰＵ４００は、発光光量（発光部５２の駆動電流）を所定の増加量（例：１．５ｍＡ）増加させる。所定の増加量は、１．５ｍＡに限られることはない。すなわち、所定の増加量は、画像形成枚数が５００面に達したときの下地光量が初期における下地光量と同等になるように決定されればよい。例えば、上述した差（Ａ１−Ａ２）と増加量との関係が経験的又は理論的に数式化されていれば、ＣＰＵ４００が動的に増加量を算出できる。このように、ＣＰＵ４００は、差が予め定められたしきい値を超えた場合に発光手段における光量を増加させる光量制御手段の一例である。また、ＣＰＵ４００は、差に応じて発光手段における光量の増加量を決定する決定手段の一例でもある。

本実施形態によれば、一度に大量の記録媒体に画像を形成する大量印刷ジョブの実行中においても、必要に応じて、発光部５２の発光光量が調整される。そのため、大量印刷ジョブの実行中においても、トナーパターンの位置を精度良く検出できるようになる。

なお、光量増加をするか否かの基準は、印刷ジョブの開始時点又は前記画像形成装置の起動時点であることが望ましい。これらの時点では、転写ベルト８が大量印刷ジョブに起因するトナー汚れ等の影響が及んでいないと考えられるからである。

本実施形態では、連続して画像を形成する印刷ジョブにおける画像形成枚数が予め規定された規定枚数を超えることを前提条件として、発光部５２の発光光量を増加させる。すなわち、大量印刷ジョブであることが、光量増加の条件となっている。一方で、画像形成枚数が規定枚数以下となる少量印刷ジョブについては、光量の増加制御が禁止されている。これは、少量印刷ジョブでは、問題となるような反射光量の低下は発生しにくいと考えられるからである。

［実施形態２］
実施形態１では、光量を増加するか否かの判断基準として、第１時点の下地光量と第２時点の下地光量との差を採用していた。実施形態２では、光量を増加するか否かの判断基準として、第１時点における下地光量と像光量との差分と、第２時点における下地光量と像光量との差分との差を採用する。すなわち、実施形態１では、下地光量の差だけを考量したが、本実施形態では、像光量についても考量する。

図９は、実施形態に係る印刷ジョブの実行中に実施される光量増加シーケンスの一例を示すフローチャートである。印刷ジョブが実行されると、並行して、光量増加シーケンスも実行される。ステップＳ９０１で、ＣＰＵ４００は、転写ベルト８の下地に対して発光部５２から光を照射し、受光部５３に反射光量を受光させることで、下地光量を測定する。測定された下地光量のデータは、随時、ＳＲＡＭ１１２に格納される。また、ＣＰＵ４００は、転写ベルト８上に形成されたトナーパターン４２に対して発光部５２から光を照射し、受光部５３に反射光量を受光させることで、像光量を測定する。測定された像光量のデータは、随時、ＳＲＡＭ１１２に格納される。このように、受光部５３は、下地光量と像光量とを検出する検出手段の一例である。

ステップＳ９０２で、ＣＰＵ４００は、画像形成枚数のカウント値が２０面に達したら、ＳＲＡＭ１１２から２０個の下地光量データを読み出し、これらの平均値を算出する。この平均値を初期平均値Ａ１とする。また、ＣＰＵ４００は、ＳＲＡＭ１１２から２０個の像光量データを読み出し、これらの平均値を算出する。この平均値を初期平均値Ｂ１とする。これらの初期平均値は、１つの印刷ジョブが終了するごとに、「０」へリセットされてもよい。

ステップＳ９０３で、ＣＰＵ４００は、画像形成枚数が所定枚数（例：５００面）に達するまで、下地光量と像光量を毎画像ごとに測定する。そして、画像形成枚数が所定枚数（例：５００面）に達すると、ステップＳ９０４で、ＣＰＵ４００は、ＳＲＡＭ１１２から４８１面から５００面までの下地光量のデータを読み出し、これらの平均値Ａ２を算出する。同様に、ＣＰＵ４００は、ＳＲＡＭ１１２から４８１面から５００面までの像光量のデータを読み出し、これらの平均値Ｂ２を算出する。

ステップＳ９０５で、ＣＰＵ４００は、初期平均値Ａ１とＢ１との差分と、規定枚数経過時の平均値Ａ２とＢ２との差分との差を算出し、この差が所定のしきい値Ｔｖ（例：０．１Ｖ）を超えているか否かを判定する。すなわち、ＣＰＵ４００は、第１時点で検出された下地光量と像光量との差分と、第２時点で検出された下地光量と像光量との差分との差が予め定められたしきい値を超えているか否かを判定する判定手段の一例である。

超えていなければ、ＣＰＵ４００は、カウント値を「０」にリセットし、ステップＳ９０３に戻る。一方で、差が所定のしきい値Ｔｖを超えていれば、ステップＳ９０６に進み、ＣＰＵ４００は、発光光量（発光部５２の駆動電流）を所定の増加量（例：１．５ｍＡ）増加させる。増加量に関しては、実施形態１について説明したとおりである。

本実施形態によれば、一度に大量の記録媒体に画像を形成する大量印刷ジョブの実行中においても、必要に応じて、発光部５２の発光光量が調整される。そのため、大量印刷ジョブの実行中においても、トナーパターンの位置を精度良く検出できるようになる。

［実施形態３］
実施形態３では、トナーパターンを検出したときに生じる出力波形の立ち下りから立ち上がりまでの時間幅に基づいて、発光光量を増加させるか否かを判定する。

図１０は、トナーパターンを検出したときに生じる出力波形の立ち下りから立ち上がりまでの時間幅の一例を示す図である。図からわかるように、トナーパターンを検出したときに生じるアナログの出力電圧は、しきい値にしたがって２値化（デジタル化）される。すなわち、時間幅は、反射光量のうち特定のしきい値を下回る最初の反射光量が検出された時間ｔ１（ｔ３）と、しきい値を下回る最後の反射光量が検出された時間ｔ２（ｔ４）との時間間隔となる。ここでは、印刷ジョブの初期（第１時点）における時間幅をＷ１とする。また、印刷ジョブの中期や終期（第２時点）における時間幅をＷ２とする。このように、Ｗ１は、第１時点で、現像剤像を検出したときに検出手段から出力される出力波形の第１時間幅の一例である。また、Ｗ２は、第２時点で、現像剤像を検出したときに検出手段から出力される出力波形の第２時間幅の一例である。

図１０からわかるように、大量印刷ジョブ（例：画像形成枚数が数百枚に及び印刷ジョブなど）を実行すると、初期と中期とでは時間幅が変化する。これは、転写ベルト８の下地に付着したトナー汚れが累積することが原因の一つである。よって、第１時点の第１時間幅と、第２時点の第２時間幅とを測定し、これらの差が予め定められたしきい値を超えているか否かを、発光光量を増加するか否かの基準として採用できる。

図１１は、実施形態に係る印刷ジョブの実行中に実施される光量増加シーケンスの一例を示すフローチャートである。印刷ジョブが実行されると、並行して、光量増加シーケンスも実行される。ステップＳ１１０１で、ＣＰＵ４００は、第１時点（例：印刷ジョブの開始時点である０面から２０面まで）における時間幅を測定する。例えば、ＣＰＵ４００は、転写ベルト８上に形成された下地及びトナーパターンに対して発光部５２から光を照射し、受光部５３に反射光量を受光させることで、反射光量を測定する。そして、ＣＰＵ４００は、反射光量が所定のしきい値以下となると計時を開始し、反射光量が所定のしきい値を超えると計時を停止する。計時された時間間隔が、第１時点の時間幅として、ＳＲＡＭ１１２に格納される。例えば、０面から２０面に対応した２０個の時間幅が格納される。

ステップＳ１１０２で、ＣＰＵ４００は、画像形成枚数のカウント値が２０面に達したら、ＳＲＡＭ１１２から２０個の時間幅を読み出し、これらの平均値を算出する。この平均値を初期平均値Ｗ１とする。初期平均値は、１つの印刷ジョブが終了するごとに、「０」へリセットされてもよい。このように、ＣＰＵ４００は、第１時点の時間幅である第１時間幅（初期平均値Ｗ１）を測定する測定手段の一例である。

ステップＳ１１０３で、ＣＰＵ４００は、画像形成枚数が所定枚数（例：５００面）に達するまで、毎画像ごとに時間幅を測定する。そして、画像形成枚数が所定枚数（例：５００面）に達すると、ステップＳ１１０４で、ＣＰＵ４００は、ＳＲＡＭ１１２から４８１面から５００面までの時間幅のデータを読み出し、これらの平均値を算出する。この平均値を、中期平均値Ｗ２とする。このように、ＣＰＵ４００は、第２時点の時間幅である第２時間幅（中期平均値Ｗ２）を測定する測定手段の一例である。

ステップＳ１１０５で、ＣＰＵ４００は、初期平均値Ｗ１と中期平均値Ｗ２との差を算出し、この差が所定のしきい値Ｔｗ（例：０．１Ｖ）を超えているか否かを判定する。すなわち、ＣＰＵ４００は、第１時間幅である初期平均値Ｗ１と第２時間幅である中期平均値Ｗ２との差が予め定められたしきい値を超えているか否かを判定する判定手段の一例である。

超えていなければ、ＣＰＵ４００は、カウント値を「０」にリセットし、ステップＳ１１０３に戻る。一方で、差が所定のしきい値Ｔｗを超えていれば、ステップＳ１１０６に進み、ＣＰＵ４００は、発光光量（発光部５２の駆動電流）を所定の増加量（例：１．５ｍＡ）増加させる。増加量に関しては、実施形態１について説明したとおりである。

図１２は、しきい値Ｔｗの一例を説明するための図である。しきい値Ｔｗは、反射光量がしきい値Ｔｚと同等になったときに測定される時間幅によりも短い幅とすることが望ましい。これは、マージンを確保するためである。例えばＷ１が５．０ｍｓで、反射光量がしきい値Ｔｚと同等になったときに測定される時間幅が１０．０ｍｓであれば、Ｔｗを８．０ｍｓとする。一方で、より頻繁に光量増加が必要であれば、Ｔｗを５．５ｍｓ程度にすればよい。これらの具体的な数値は例示に過ぎない。

本実施形態によれば、一度に大量の記録媒体に画像を形成する大量印刷ジョブの実行中においても、必要に応じて、発光部５２の発光光量が調整される。そのため、大量印刷ジョブの実行中においても、トナーパターンの位置を精度良く検出できるようになる。

［実施形態４］
実施形態１乃至３では、第１時点を印刷ジョブの初期として説明した。しかし、本発明はこれに限定されることはない。すなわち、第１時点は、画像形成装置の起動時であってもよい。

図１３は、実施形態に係る印刷ジョブの実行中に実施される光量増加シーケンスの一例を示すフローチャートである。ここでは、光量増加シーケンスが画像形成装置の起動時から開始されるものとする。ステップＳ１３０１で、ＣＰＵ４００は、上述した初期における光量調整を実行する。これにより、初期の発光光量Ｘが決定される。さらに、ＣＰＵ４００は、発光光量Ｘにおける下地光量の初期値Ａ０を上述した第１直線Ａｒｅｆから算出する。下地光量の初期値Ａ０は、上述した下地光量の初期平均値Ａ１の代わりにＳＲＡＭ１１２に格納される。

ステップＳ１３０３で、ＣＰＵ４００は、印刷ジョブが投入されたか否かを判定する。印刷ジョブが投入されると、上述したステップＳ８０３乃至Ｓ８０６が実行される。なお、下地光量の初期値Ａ０が、下地光量の初期平均値Ａ１の代わりに使用されることはいうまでもない。

本実施形態によれば、一度に大量の記録媒体に画像を形成する大量印刷ジョブの実行中においても、必要に応じて、発光部５２の発光光量が調整される。そのため、大量印刷ジョブの実行中においても、トナーパターンの位置を精度良く検出できるようになる。

なお、実施形態４における技術思想は、上述した実施形態２及び３にも適用可能である。実施形態２に適用すれば、ステップＳ９０１及びＳ９０２が、ステップＳ１３０１〜Ｓ１３０３に置換される。もちろん、ステップＳ１３０１で像光量も測定され、Ｓ１３０２で像光量の初期値Ｂ０が算出されることはいうまでもない。そして、像光量の初期値Ｂ０が、像光量の初期平均値Ｂ１に代えて使用される。実施形態３に適用すれば、ステップＳ１１０１及びＳ１１０２が、ステップＳ１３０１〜Ｓ１３０３に置換される。もちろん、ステップＳ１３０２で時間幅の初期値Ｗ０が算出されることはいうまでもない。そして、時間幅の初期値Ｗ０が、時間幅の初期平均値Ｗ１に代えて使用される。

［実施形態５］
実施形態１〜４では、一例として、しきい値を超えているか否かに応じて、光量を増加させるか否かを決定した（Ｓ８０５、Ｓ９０５、Ｓ１１０５）。本実施形態では、複数のしきい値を用いることを提案する。すなわち、差に応じて発光部５２における光量の増加量が決定される。

図１４は、実施形態に係る印刷ジョブの実行中に実施される光量増加シーケンスの一例を示すフローチャートである。すでに説明した個所には、同一の参照符号が付与されている。図８と比較するとわかるように、ステップＳ８０５及びＳ８０６が、ステップＳ１４０１乃至Ｓ１４０３に置換されている。

ステップＳ８０５において、上述した差（Ａ１−Ａ２）が第１のしきい値Ｔｈ１（例：０．１Ｖ）を超えていると、ステップＳ１４０１に進む。ステップＳ１４０１で、ＣＰＵ４００は、差が第２のしきい値Ｔｈ２（例：０．２Ｖ）を超えているか否かを判定する。第２のしきい値Ｔｈ２が第１のしきい値Ｔｈ１を超える値であることはいうまでもない。

差が第２のしきい値Ｔｈ２を超えていなければ、ステップＳ１４０２に進み、ＣＰＵ４００は、第１の増加量（例：１．５ｍＡ）だけ、発光光量を増加させる。一方で、差が第２のしきい値Ｔｈ２を超えていれば、ステップＳ１４０３に進み、ＣＰＵ４００は、第１の増加量よりも多い第２の増加量（例：３．０ｍＡ）だけ、発光光量を増加させる。

このように、実施形態５によれば、差に応じて増加量がＣＰＵ４００によって決定される。よって、上述した実施形態よりも細かく制御できるといったさらなる効果が奏される。

ここでは、実施形態１をベースとして実施形態５を説明したが、実施形態５に係る技術思想が実施形態２乃至４にも適用できることはいうまでもない。すなわち、実施形態２に関しては、ステップＳ９０６がステップＳ１４０１乃至Ｓ１４０３に置換されることになる。実施形態３に関しては、ステップＳ１１０６がステップＳ１４０１乃至Ｓ１４０３に置換されることになる。実施形態４に関しては、ステップＳ８０６がステップＳ１４０１乃至Ｓ１４０３に置換されることになる。但し、ステップＳ１４０１における比較対象は、各実施形態と詳述したものに置換されることはいうまでもない。

実施形態５では、２つのしきい値を用いたが、当然、３以上のしきい値を用いて、より細かく増加量を変化させてもよい。究極的には、差と増加量との関係を表す数式などから、ＣＰＵ４００が動的に増加量を決定してもよい。このように、ＣＰＵ４００は、差に応じて発光手段における光量の増加量を決定する決定手段の一例である。

［他の実施形態］
上述した実施形態において、１つの画像ごとに、１つの下地光量、像光量及び時間幅を検出又は測定するものとして説明した。しかし、１つの画像ごとに、複数の下地光量、像光量及び時間幅を検出又は測定し、測定された複数の値を平均化してもよい。転写ベルト８の下地は、部分的に汚れていることがある。よって、平均化を採用すれば、ノイズ除去や測定誤差の影響を緩和できるだろう。

図１５及び図１６は、平均化の概念を説明するための図である。図１５によれば、下地光量について１回の検出処理で複数回（ｎ回）サンプリングされることが示されている。また、図１６によれば、下地光量及び像光量について１回の検出処理で複数回（ｎ回）サンプリングされることが示されている。ｎ個のサンプルをすべて用いて平均値を算出してもよいし、一部のサンプルを用いて平均値を算出してもよい。例えば、ＣＰＵ４００は、ｎ個のサンプルのうち、最大値と最小値を除いたｎ−２個のサンプルを平均化して１回の検出値としてもよい。このような平均化処理は、大量印刷ジョブにおける光量増加シーケンスだけでなく、初期における光量調整にも採用できることはいうまでもない。

実施形態に係る画像形成装置の全体構成を示す断面図である。 画像形成時における画像と画像先端検出用パターンとの位置関係及び光学センサの配置位置を示す図である。 実施形態に係るパターン検知センサの一例を示す図である。 実施形態に係る画像位置補正制御ユニットの概略ブロック図である。 実施形態に係る初期光量調整シーケンスの一例を示すフローチャートである。 発光部の発光光量（駆動電流）と、受光部５３からの出力電圧との関係を示すグラフである。 光量増加シーケンスにおいて下地光量を検出するタイミングを示した図である。 実施形態に係る印刷ジョブの実行中に実施される光量増加シーケンスの一例を示すフローチャートである。 実施形態に係る印刷ジョブの実行中に実施される光量増加シーケンスの一例を示すフローチャートである。 トナーパターンを検出したときに生じる出力波形の立ち下りから立ち上がりまでの時間幅の一例を示す図である。 実施形態に係る印刷ジョブの実行中に実施される光量増加シーケンスの一例を示すフローチャートである。 しきい値Ｔｗの一例を説明するための図である。 実施形態に係る印刷ジョブの実行中に実施される光量増加シーケンスの一例を示すフローチャートである。 実施形態に係る印刷ジョブの実行中に実施される光量増加シーケンスの一例を示すフローチャートである。 平均化の概念を説明するための図である。 平均化の概念を説明するための図である。 大量印刷ジョブにおける下地からの反射光量とトナーパターンからの反射光量との差の変遷を示す図である。

Claims (8)

1. 像担持体上に形成された現像剤像により反射された反射光に基づいて記録媒体に対する現像剤像の形成位置を調整する画像形成装置であって、
   前記像担持体に照射される光を発光する発光手段と、
   前記像担持体の下地により反射された反射光の光量である下地光量を検出する検出手段と、
   第１時点で検出された下地光量と該第１時点よりも後の時点である第２時点で検出された下地光量との差が予め定められたしきい値を超えているか否かを判定する判定手段と、
   前記差が予め定められたしきい値を超えると、前記発光手段における光量を増加させる光量制御手段と
   を含むことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記画像形成装置に投入された印刷ジョブの開始時点又は前記画像形成装置の起動時点に検出された下地光量を前記第１時点の下地光量として記憶する記憶手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記光量制御手段は、
   連続して画像を形成する印刷ジョブにおける画像形成枚数が予め規定された規定枚数を超える場合、前記発光手段における光量を増加させ、一方で、画像形成枚数が前記規定枚数以下の印刷ジョブについては前記発光手段における光量の増加制御を禁止することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. １つの印刷ジョブにおける画像形成枚数を計数する計数手段と、
   計数された前記画像形成枚数と予め規定された規定枚数とを比較する比較手段と
   を備え、
   前記第２時点は、前記画像形成枚数が前記規定枚数を超えた時点であることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
5. 像担持体上に形成された現像剤像により反射された反射光に基づいて記録媒体に対する現像剤像の形成位置を調整する画像形成装置であって、
   前記像担持体に照射される光を発光する発光手段と、
   前記像担持体の下地により反射された反射光の光量である下地光量と該像担持体上に形成された現像剤像により反射された反射光の光量である像光量とを検出する検出手段と、
   前記第１時点で検出された下地光量と像光量との差分と、前記第２時点で検出された下地光量と像光量との差分と、の差が予め定められたしきい値を超えているか否かを判定する判定手段と、
   前記差が予め定められたしきい値を超えると、前記発光手段における光量を増加させる光量制御手段と
   を含むことを特徴とする画像形成装置。
6. 像担持体上に形成された現像剤像により反射された反射光に基づいて記録媒体に対する現像剤像の形成位置を調整する画像形成装置であって、
   前記像担持体に照射される光を発光する発光手段と、
   前記像担持体の下地により反射された反射光の光量である下地光量を検出する検出手段と、
   前記第１時点で、現像剤像を検出したときに前記検出手段から出力される出力波形の第１時間幅と、前記第２時点で、現像剤像を検出したときに前記検出手段から出力される出力波形の第２時間幅とを測定する測定手段と、
   前記第１時間幅と前記第２時間幅との差が予め定められたしきい値を超えているか否かを判定する判定手段と、
   前記差が予め定められたしきい値を超えると、前記発光手段における光量を増加させる光量制御手段と
   を含むことを特徴とする画像形成装置。
7. 前記光量制御手段は、
   前記差に応じて前記発光手段における光量の増加量を決定する決定手段を含むことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 像担持体に照射される光を発光する発光手段と、前記像担持体の下地により反射された反射光の光量である下地光量を検出する検出手段とを備え、前記像担持体上に形成された現像剤像により反射された反射光の光量から記録媒体に対する現像剤像の形成位置を調整する画像形成装置の制御方法であって、
   第１時点で検出された下地光量と該第１時点よりも後の時点である第２時点で検出された下地光量との差が予め定められたしきい値を超えているか否かを判定する判定工程と、
   前記差が予め定められたしきい値を超えると、前記発光手段における光量を増加させる光量制御工程と
   を含むことを特徴とする画像形成装置の制御方法。

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