JP4950799B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、静電写真方式の画像形成装置に関するものである。

カラー複写機やカラーレーザプリンタに代表される画像形成装置のうち、特にタンデム方式の画像形成装置においては、イエロー、シアン、マゼンタ、黒の４色の現像剤たるトナーによるトナー画像を転写体（転写ベルト又は転写紙）に順次重ねて転写するため、各色のトナー画像の位置が相対的にずれる虞があり、このような各色のトナー画像の位置ずれが色ずれを引き起こすことになる。かかる色ずれは各色のトナー画像を転写紙に定着して形成されるカラー画像の品質に大きく影響するものであるから、この種の画像形成装置では色ずれ（位置ずれ）を抑制することが重要な技術課題となっている。

そこで従来は、転写紙を搬送する搬送ベルト上に各色（イエロー、シアン、マゼンタ、黒）の補正用トナー画像を形成し、これらの補正用トナー画像を光学的な検出手段で検出するとともに、検出手段による検出結果から各色のトナー画像間に生じている位置ずれ量を求め、露光器における露光開始時間の設定を変更するなどの方法で位置ずれ（色ずれ）を補正している（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−６５２０８号公報

ところで、上述のように補正用トナー画像を形成して位置ずれ（色ずれ）を補正する場合、補正用トナー画像を形成する際にトナーを消費してしまうから実際に印刷可能な枚数が減少してしまうという欠点がある。

本発明は上記事情に鑑みて為されたものであり、その目的は、色ずれを確実に補正しながら現像剤の消費量を抑制することができる画像形成装置を提供することにある。

請求項１の発明は、上記目的を達成するために、転写体の搬送方向に沿って一列に配置された複数の像担持体と、帯電された各像担持体を露光することで静電潜像を形成する露光手段と、各像担持体毎に互いに異なる色の現像剤で静電潜像を現像する複数の現像手段と、転写体を搬送する搬送手段と、像担持体上で静電潜像を現像した各色の現像剤を転写体に転写して現像剤像を形成する転写手段と、露光手段、現像手段、転写手段を制御して各色毎の補正用現像剤像を転写体に形成する補正用現像剤像形成手段と、各色毎の補正用現像剤像を光学的に検出する検出手段と、検出手段によって検出される各色の補正用現像剤像の相対的な位置関係に基づいて露光手段を制御することにより転写体に転写される各色の現像剤像同士の位置ずれに起因した色ずれを補正する色ずれ補正手段とを備えた画像形成装置であって、補正用現像剤像形成手段は、補正用現像剤像の濃度初期値を決める際、上限値から順次薄くした複数種類の濃度で補正用現像剤像を形成し、これら複数の補正用現像剤像を検出手段で検出した結果に応じて補正用現像剤像の濃度初期値を決定し、決定した補正用現像剤像の濃度初期値が、検出手段が検出可能な最小濃度よりも薄いために少なくとも何れかの色の補正用現像剤像を検出手段により検出できなかった場合に色ずれ補正手段による色ずれ補正が失敗したと判断し、色ずれ補正手段による色ずれ補正が所定回数連続して失敗した場合に次回の色ずれ補正時に形成する補正用現像剤像の濃度を失敗した回の濃度よりも所定量だけ濃くすることを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、補正用現像剤像形成手段は、何れかの色の補正用現像剤が原因で色ずれ補正が前記所定回数連続して成功しなかった場合に次回の色ずれ補正時に失敗の原因となった特定の色の補正用現像剤像の濃度を前記成功しなかった回の濃度よりも所定量だけ濃くすることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１または２の発明において、補正用現像剤像形成手段は、色ずれ補正が失敗した回数をカウントし、当該カウント数が所定数に達した場合に失敗した回における補正用現像剤像の濃度を下限値に設定し、次回以降は補正用現像剤像の濃度を当該下限値以下としないことを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１〜３の何れか１項の発明において、補正用現像剤像形成手段は、色ずれ補正が失敗した頻度を求め、当該頻度が所定値に達した場合に失敗した回における補正用現像剤像の濃度を下限値に設定し、次回以降は補正用現像剤像の濃度を当該下限値以下としないことを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１〜４の何れか１項の発明において、補正用現像剤像形成手段は、補正用現像剤像の濃度に上限値を設定し、補正用現像剤像の濃度を当該上限値よりも濃くしないことを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項１〜５の何れか１項の発明において、補正用現像剤像の濃度を前記上限値としたときにカウントした色ずれ補正の失敗回数が所定数に達した場合、次回以降の色ずれ補正を中止する処理又は画像形成装置を故障と判定する処理のうちで予め設定されている方の処理を実行することを特徴とする。

請求項７の発明は、請求項１から６の発明において、補正用現像剤像形成手段は、画像形成装置を最初に使用するとき、転写体を交換したとき、像担持体を交換したときのそれぞれにおいて補正用現像剤像の濃度初期値を決定することを特徴とする。

請求項８の発明は、請求項１〜７の何れか１項の発明において、像担持体及び現像手段が黒、イエロー、マゼンタ、シアンの各色毎に設けられ、補正用現像剤像形成手段は、これら４色の現像剤毎に補正用現像剤像の濃度を調整することを特徴とする。

請求項９の発明は、請求項１〜８の何れか１項の発明において、補正用現像剤像形成手段は、転写体の搬送方向と交差する方向に沿って複数の補正用現像剤像を形成するとともに、これら複数の補正用現像剤像毎に独立して濃度を調整することを特徴とする。

請求項１０の発明は、請求項１〜９の何れか１項の発明において、補正用現像剤像形成手段は、各色毎の補正用現像剤像の間隔を濃度に関わらずに一定とすることを特徴とする。

請求項１１の発明は、請求項１〜１０の何れか１項の発明において、補正用現像剤像形成手段は、検出手段によって補正用現像剤像が検出されれば色ずれ補正が成功したと判断することを特徴とする。

請求項１の発明によれば、色ずれ補正が前記所定回数連続して成功しなかった場合に次回の色ずれ補正時に形成する補正用現像剤像の濃度を前記成功しなかった回の濃度よりも所定量だけ濃くするので、色ずれを確実に補正するという条件を満たしつつ補正用現像剤像の濃度を初期値よりも薄くすることでトナーの消費量を抑制することができる。

請求項２の発明によれば、何れかの色の補正用現像剤が原因で色ずれ補正が前記所定回数連続して成功しなかった場合に次回の色ずれ補正時に失敗の原因となった特定の色の補正用現像剤像の濃度を前記成功しなかった回の濃度よりも所定量だけ濃くするので、現像剤全体の消費量を抑制しつつ色ずれを確実に補正することができる。

請求項３の発明によれば、色ずれ補正が失敗した回数をカウントし、当該カウント数が所定数に達した場合に失敗した回における補正用現像剤像の濃度を下限値に設定し、次回以降は補正用現像剤像の濃度を当該下限値以下としないので、色ずれを確実に補正することができる。

請求項４の発明によれば、色ずれ補正が失敗した頻度を求め、当該頻度が所定値に達した場合に失敗した回における補正用現像剤像の濃度を下限値に設定し、次回以降は補正用現像剤像の濃度を当該下限値以下としないので、色ずれを確実に補正することができる。

請求項５の発明によれば、補正用現像剤像の濃度に上限値を設定し、補正用現像剤像の濃度を当該上限値よりも濃くしないので、補正用現像剤像の濃度が無制限に濃くなることを防ぐことができる。

請求項６の発明によれば、補正用現像剤像の濃度を前記上限値としたときにカウントした色ずれ補正の失敗回数が所定数に達した場合、次回以降の色ずれ補正を中止する処理又は画像形成装置を故障と判定する処理のうちで予め設定されている方の処理を実行するので、画像形成装置の故障等によって色ずれ補正が成功しない場合でも現像剤像の消費量を抑えることができる。

請求項８の発明によれば、像担持体及び現像手段が黒、イエロー、マゼンタ、シアンの各色毎に設けられ、これら４色の現像剤毎に補正用現像剤像の濃度を調整するので、各色の現像剤毎に消費量を抑制することができる。

請求項９の発明によれば、転写体の搬送方向と交差する方向に沿って複数の補正用現像剤像を形成するとともに、これら複数の補正用現像剤像毎に独立して濃度を調整するので、現像剤の消費量を抑制することができる。

以下、本発明の技術思想をタンデム方式のカラーレーザビームプリンタからなる画像形成装置に適用した実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。但し、本発明の技術思想が適用可能な画像形成装置はカラーレーザビームプリンタに限定されるものではなく、カラー複写機やファクシミリなどの静電写真方式を採用する画像形成装置全般に適用可能である。

図２は本実施形態の画像形成装置における要部の概略構成図、図３は要部のブロック図である。

各々異なる色（イエロー：Ｙ、シアン：Ｃ、マゼンタ：Ｍ、黒：Ｋ）の画像（トナー画像）を形成する第１〜第４の画像プロセス部６Ｙ，６Ｃ，６Ｍ，６Ｋが、転写体としての転写紙４を搬送する転写ベルト５に沿って一列に配置されている。転写ベルト５は、図示しないモータに駆動されて回転する駆動ローラ８と従動回転する従動ローラ７との間に架設されており、駆動ローラ８の回転によって図２中の矢印方向に回転駆動される。転写ベルト５の下部には、転写紙４が収納された給紙トレイ１が設けられている。給紙トレイ１に収納された転写紙４のうちで最上位置にある転写紙４が画像形成時に転写ベルト５に向けて給紙ローラ２によって給紙され、静電吸着によって転写ベルト５上に吸着される。吸着された転写紙４は、第１の画像プロセス部６Ｙに搬送されてイエローのトナーによる画像形成が行われる。第１〜第４の画像プロセス部６Ｙ，６Ｃ，６Ｍ，６Ｋは、円筒状に形成された像担持体たる感光体９Ｙ，９Ｃ，９Ｍ，９Ｋと、感光体９Ｙ，９Ｃ，９Ｍ，９Ｋの周囲に配置された帯電器１０Ｙ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｋ、露光器１１、現像器１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｋ及び感光体クリーナ１３Ｙ，１３Ｃ，１３Ｍ，１３Ｋで構成されている。

露光器１１は、図４に示すように各感光体９Ｙ，９Ｃ，９Ｍ，９Ｋと一対一に対応する合計４つのレーザ光源ＬＤ１〜ＬＤ４と、レーザ光源ＬＤ１〜ＬＤ４から出射されたレーザ光を反射させる複数の反射面を有したポリゴンミラー２０と、ポリゴンミラー２０で反射された反射光を感光体９Ｙ，９Ｃ，９Ｍ，９Ｋの表面に集光するｆθレンズ２１等の光学系とを具備しており、ポリゴンミラー２０を回転させることで円筒形状の各感光体９Ｙ，９Ｃ，９Ｍ，９Ｋの表面を軸方向に沿って露光するとともに、感光体９Ｙ，９Ｃ，９Ｍ，９Ｋが軸回りに回転することで周方向（転写紙４の搬送方向）に沿って露光する。図４に示す露光器１１においては、イエロー用の感光体９Ｙとシアン用の感光体９Ｃをそれぞれ露光するためにレーザ光源ＬＤ１，ＬＤ２から出射されるレーザ光がポリゴンミラー２０の一の反射面で同時に反射され、同じくマゼンタ用の感光体９Ｍと黒用の感光体９Ｋをそれぞれ露光するためにレーザ光源ＬＤ３，ＬＤ４から出射されるレーザ光がポリゴンミラー２０の他の反射面（前記一の反射面の正反対の反射面）で同時に反射されるようになっている。

カラー画像の形成に際しては、あらかじめ、カラー画像読み取り装置やパーソナルコンピュータのプリンタドライバなどから与えられた色分解画像信号が、その強度レベルをもとにしてＣＰＵ４０で色変換処理を受け、黒（Ｋ），マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ），シアン（Ｃ）のカラー画像データに変換され、露光器１１の書込制御部２２に出力される。

画像形成が開始されると、まず、各感光体９Ｙ，９Ｃ，９Ｍ，９Ｋの表面が暗中にて帯電器１０Ｙ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｋにより一様に帯電された後、書込制御部２２がＣＰＵ４０から受け取った各色のカラー画像データに基づいてレーザダイオード制御部２３を介してレーザ光源ＬＤ１〜ＬＤ４から変調されたレーザビームを出射させるとともに、ポリゴンミラー制御部２４を介してポリゴンミラー２０を回転させることで各感光体９Ｙ，９Ｃ，９Ｍ，９Ｋの表面にカラー画像データに対応したパターンが露光されて静電潜像が形成される。なお、ポリゴンミラー２０によるレーザビームの主走査と転写紙４の搬送方向に対するレーザビームの副走査とは、ｆθレンズ２１を通過したレーザビームを折り返しミラー２５ａ，２５ｂで反射した反射光をフォトダイオードのような受光素子２６ａ，２６ｂで検出し、受光素子２６ａ，２６ｂの出力に基づいて同期検知制御部２７から書込制御部２２に同期信号を出力することで同期が取られる。この他、露光器１１には基準クロック信号を発生する発振器２８、発振器２８から出力される基準クロックを１／Ｍに分周する分周器２９、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）回路３０、ＰＬＬ回路３０の出力信号を１／Ｎに分周する分周器３１で構成される従来周知のクロックジェネレータが設けられている。このクロックジェネレータは、書込制御部２２によって２つの分周器２９，３１の分周数Ｍ，Ｎが任意に設定され、基準クロックの周波数をＮ÷Ｍの分周数で分周してレーザダイオード制御部２３に出力する。従って、書込制御部２２が設定する分周数Ｍ，Ｎに応じてレーザダイオード制御部２３によるレーザ光源ＬＤの発光タイミングを調整することが可能となっている。

各感光体９Ｙ，９Ｃ，９Ｍ，９Ｋ上に形成された静電潜像が、各現像器１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｋにより現像されることによって各色のトナー画像が形成され、これらのトナー画像が、各色用の感光体９Ｙ，９Ｃ，９Ｍ，９Ｋと転写器１４Ｙ，１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｋの対向部である各色の転写位置において、転写ベルト５によって順次搬送される転写紙４上に重ねる形で転写されてカラー画像が得られる。そして、転写後の転写紙４は転写ベルト５から分離されて定着器１５に送り出され、定着器１５でカラー画像が定着された後、図示しない排紙部に排紙される。また、転写紙４にトナー画像を転写した後、各感光体９Ｙ，９Ｃ，９Ｍ，９Ｋ上に残ったトナーは各感光体９Ｙ，９Ｃ，９Ｍ，９Ｋに対応して設けられた感光体クリーナ１３Ｙ，１３Ｃ，１３Ｍ，１３Ｋにより除去されて次の画像形成を行う準備が整えられる。

ここで、各色のトナー画像を転写紙４上で重ね合わせる際の位置合わせは、給紙トレイ１から給紙されて転写ベルト５で搬送される転写紙４が各色の転写位置に搬送されるタイミングと、各感光体９Ｙ，９Ｃ，９Ｍ，９Ｋ上のトナー画像が転写位置に移動させられるタイミングとが各色のトナー画像について全て一致するように、露光器１１による各色の露光開始時間を設定することで行われる。

しかしながら、４つの感光体９Ｙ，９Ｃ，９Ｍ，９Ｋ同士の軸間距離の誤差、感光体９Ｙ，９Ｃ，９Ｍ，９Ｋの平行度誤差、折り返しミラーなどの光学系の設置誤差、書き込みタイミング誤差等に起因して、本来重ならなければならない位置で各色のトナー画像が重ならず、各色のトナー画像間で位置がずれた画像が形成される虞がある。これらの誤差は初期的に調整を行っても、感光体９や現像器１２を含む作像ユニットの交換、メンテナンス、製品の運搬等によって誤差が生じるばかりか、複数枚の画像形成後の機構の温度膨張によっても経時的に誤差が変動するため、より短いレンジで調整を行う必要が出てくる。

上述のような誤差が原因で各色のトナー画像間に生じる位置ずれに起因した色ずれには、以下の５種類があることが従来より知られている（例えば、特開平１１−６５２０８号公報、特開２００２−２４４３９３号公報等参照）。

・スキュー
・副走査方向のレジストずれ
・副走査方向のピッチムラ
・主走査方向のレジストずれ
・主走査方向の倍率誤差
そこで、本実施形態の画像形成装置では、上記公報に記載されている従来例と同様に、転写紙４に対して実際のカラー画像形成を行うに先立ち、各色の色ずれ補正を行っている。すなわち、転写ベルト５上に図６に示すような各色の補正用トナー画像ＴＭｎ_Y，ＴＭｎ_C，ＴＭｎ_M，ＴＭｎ_K（ｎ＝１，２）からなる位置ずれ補正用パターンを形成し、当該位置ずれ補正用パターンにおける補正用トナー画像ＴＭｎ_Y，ＴＭｎ_C，ＴＭｎ_M，ＴＭｎ_Kを検出手段で検出し、ＣＰＵ４０にて検出手段による検出結果から各色のトナー画像間に生じている位置ずれ量を求め、露光器１１における露光開始時間の設定を変更する等の方法で位置ずれ（色ずれ）を補正している。ここで、補正用トナー画像のパターンは、主走査方向に平行な直線部を有した短冊状のもの（以下、第１の補正用トナー画像ＴＭ１_Y，ＴＭ１_C，ＴＭ１_M，ＴＭ１_Kと呼ぶ。）と、主走査方向及び副走査方向と各々４５度の角度で交差する直線部を有した短冊状のもの（以下、第２の補正用トナー画像ＴＭ２_Y，ＴＭ２_C，ＴＭ２_M，ＴＭ２_Kと呼ぶ。）とが所定の間隔を開けて副走査方向に一列に並べて形成されている（図６参照）。

検出手段は、転写ベルト５に対して主走査方向の両端並びに中央に対向して設置された３つ（図３では２つのみ図示）の検出器１６と、これら３つの検出器１６を制御する検出器制御部１７とで構成される（図３参照）。図５に示すように、検出器１６は転写ベルト５に対向配置された発光素子１６ａ並びに受光素子１６ｂで構成され、検出器制御部１７で発光制御された発光素子１６ａの出射する光が、各色のトナーよりも反射率の高い転写ベルト５の表面で反射して受光素子１６ｂで受光されるようになっており、受光素子１６ｂにおける受光光量に対応したレベルを有する検出信号がＡ／Ｄ変換器５４でＡ／Ｄ変換されてＣＰＵ４０に入力されている。つまり、転写ベルト５上に形成された補正用トナー画像ＴＭｎ_Y，ＴＭｎ_C，ＴＭｎ_M，ＴＭｎ_Kによって反射光の光量が減少する分だけ受光素子１６ｂの受光光量が減少するため、補正用トナー画像ＴＭｎ_Y，ＴＭｎ_C，ＴＭｎ_M，ＴＭｎ_Kが検出器１６を通過するタイミングを検出することができる。

ＣＰＵ４０では、検出器１６で検出された黒の補正用トナー画像ＴＭｎ_Kの検出位置と、他の補正用トナー画像（本実施形態ではイエロー，シアン，マゼンタの補正用トナー画像ＴＭｎ_Y，ＴＭｎ_C，ＴＭｎ_M）の検出位置との相対的な差（時間差）と転写ベルト５の搬送速度の設計値とから、上述した５種類の位置ずれの位置ずれ量をそれぞれ求めるとともに、求めた位置ずれ量をなくすように、以下のような補正を行う（特開２００２−２４４３９３号公報等参照）。但し、各位置ずれ量の算出方法については、特開平１１−６５２０８号公報等に記載されているように従来周知であるから詳細な説明は省略する。

まず、スキューずれの補正について説明する。スキューずれの補正は、露光器１１の折り返しミラー２５ａ，２５ｂの傾きを変更することによってなされる。折り返しミラー２５ａ，２５ｂの傾き変更は、図示しないステッピングモータで折り返しミラー２５ａ，２５ｂの傾き角を調整可能な機構部を駆動することで実現できる。

また、副走査方向並びに主走査方向のレジストずれ、副走査方向のピッチムラの補正は、それぞれの位置ずれ量に応じて、同期検知制御部２７から出力される同期信号に対し、レーザダイオード制御部２３がレーザ光源ＬＤからレーザ光を出射させるタイミング（書き出しタイミング）を早める若しくは遅らせるように、ＣＰＵ４０から書込制御部２２に指示することで実現できる。

さらに、主走査方向の倍率誤差の補正は、倍率誤差のずれ量に応じて露光器１１におけるクロックジェネレータから出力するクロック信号を調整させるように、ＣＰＵ４０から書込制御部２２に指示することで実現できる。

次に、本発明の要旨である画像形成方法、すなわち、補正用トナー画像ＴＭｎ_Y，ＴＭｎ_C，ＴＭｎ_M，ＴＭｎ_Kの濃度Ｄを調整する方法について、図１のフローチャートを参照しながら説明する。なお、図１のフローチャートに示した処理は、色ずれ補正手段並びに補正用現像剤像形成手段であるＣＰＵ４０が予め与えられている色ずれ補正用並びに補正用現像剤像（補正用トナー画像）形成用のプログラムを実行することで行われるものである。但し、色ずれ補正処理は印刷時に毎回行うのではなく、画像形成装置（カラーレーザビームプリンタ）の電源投入時や数百回の印刷毎に１回というような割合で行うのが一般的である。

色ずれ補正処理が開始されると、ＣＰＵ４０は不揮発性メモリ（以下、単にメモリと略す。）に記憶している濃度Ｄと色ずれ補正処理の回数（成功回数）Ｎを読み込むとともに（Ｓ１）、読み込んだ回数Ｎをインクリメントする（Ｓ２）。そして、ＣＰＵ４０は読み込んだ濃度Ｄで補正用トナー画像ＴＭｎ_Y，ＴＭｎ_C，ＴＭｎ_M，ＴＭｎ_Kを形成して色ずれ補正処理を行う（Ｓ３）。ここで、濃度Ｄが適切であって検出器１６により各色の補正用トナー画像ＴＭｎ_Y，ＴＭｎ_C，ＴＭｎ_M，ＴＭｎ_Kを検出することができれば、ＣＰＵ４０は色ずれ補正が成功したとみなし、反対に濃度Ｄが薄いために検出器１６により少なくとも何れかの色の補正用トナー画像ＴＭｎ_Y，ＴＭｎ_C，ＴＭｎ_M，ＴＭｎ_Kを検出することができなければ、ＣＰＵ４０は色ずれ補正が失敗したとみなす（Ｓ４）。なお、１回の色ずれ補正処理においては、各色の補正用トナー画像ＴＭｎ_Y，ＴＭｎ_C，ＴＭｎ_M，ＴＭｎ_Kを１組とし、それの複数組を等間隔で形成しており、全ての組の全ての色の補正用トナー画像ＴＭｎ_Y，ＴＭｎ_C，ＴＭｎ_M，ＴＭｎ_Kが検出器１６で検出された場合にだけ、ＣＰＵ４０は色ずれ補正が成功したと判断する。

色ずれ補正が成功したと判断した場合、ＣＰＵ４０は回数Ｎが所定のしきい値Ｍに達しているか否かを判定し（Ｓ５）、しきい値Ｍに達していなければメモリに記憶している回数Ｎを更新した後に色ずれ補正処理を終了する。一方、しきい値Ｍに達していれば、ＣＰＵ４０は濃度Ｄを１段階だけ薄くし（Ｓ６）、１段階薄くした濃度Ｄを予め設定されている最小濃度Ｄ_minと比較する（Ｓ７）とともに、当該濃度Ｄが最小濃度Ｄ_min以上であればメモリに記憶した回数Ｎと後述する失敗回数Ｘをゼロに初期化して色ずれ補正処理を終了し（Ｓ８）、また、当該濃度Ｄが最小濃度Ｄ_min未満であれば濃度Ｄを最小濃度Ｄ_minに設定して（Ｓ９）、色ずれ補正処理を終了する。

一方、色ずれ補正が失敗したと判断した場合、ＣＰＵ４０は色ずれ補正の失敗回数Ｘをインクリメントし（Ｓ１０）、当該失敗回数Ｘが所定回数Ｘ_maxに達しているか否かを判定する（Ｓ１１）。そして、失敗回数Ｘが所定回数Ｘ_maxに達していなければＣＰＵ４０は濃度Ｄを１段階だけ濃くし（Ｓ１２）、失敗回数Ｘが所定回数Ｘ_maxに達していればＣＰＵ４０は現在の濃度Ｄを最小濃度Ｄ_minに設定し（Ｓ１３）、その後に濃度Ｄを１段階だけ濃くする（Ｓ１２）。さらにＣＰＵ４０は、１段階濃くした濃度Ｄと最大濃度Ｄ_maxを比較し（Ｓ１４）、当該濃度Ｄが最大濃度Ｄ_max以下であれば、回数Ｎを１に設定した後（Ｓ１５）、Ｓ３に戻って当該濃度Ｄで補正用トナー画像ＴＭｎ_Y，ＴＭｎ_C，ＴＭｎ_M，ＴＭｎ_Kを形成して色ずれ補正処理を再度行う。また、当該濃度Ｄが最大濃度Ｄ_maxを超えていれば、ＣＰＵ４０は濃度Ｄを最大濃度Ｄ_maxに設定した後（Ｓ１６）、Ｓ３に戻って当該濃度Ｄ（＝Ｄ_max）で補正用トナー画像ＴＭｎ_Y，ＴＭｎ_C，ＴＭｎ_M，ＴＭｎ_Kを形成して色ずれ補正処理を再度行う。

例えば、濃度Ｄの初期値を１．０、成功回数Ｎのしきい値Ｍを５回、濃度Ｄを調整する段階を０．１、失敗回数Ｘの所定回数Ｘ_maxを４回としたとき、色ずれ補正を繰り返す間に濃度Ｄが変化する様子を図７に示す。なお、図７においては色ずれ補正処理が成功した回を○印で示し、色ずれ補正処理が失敗した回を▲で示している。

図７に示すように、濃度Ｄが初期値（＝１．０）である場合に色ずれ補正処理がしきい値Ｍ（＝５回）だけ連続して成功したら濃度Ｄを１段階薄くし（濃度Ｄ＝０．９）、濃度Ｄを０．９に設定した場合に色ずれ補正処理がしきい値Ｍだけ連続して成功したら濃度Ｄをさらに１段階薄くし（濃度Ｄ＝０．８）、濃度Ｄを０．８に設定した場合に色ずれ補正処理がしきい値Ｍだけ連続して成功したら濃度Ｄをさらにもう１段階薄くし（濃度Ｄ＝０．７）、濃度Ｄを０．７に設定した場合に色ずれ補正処理がしきい値Ｍだけ連続して成功したら濃度Ｄをさらにまた１段階薄くする（濃度Ｄ＝０．６）。そして、濃度Ｄを０．６に設定した場合に色ずれ補正処理が失敗したら、濃度Ｄを１段階濃くする（濃度Ｄ＝０．７）。濃度Ｄの設定を０．７に戻して色ずれ補正処理がしきい値Ｍだけ連続して成功したら、濃度Ｄを１段階薄くして０．６に設定するが、色ずれ補正処理が失敗したら再度濃度Ｄを１段階濃くして０．７に設定する。そして、濃度Ｄを０．６に設定して色ずれ補正処理が失敗した回数Ｘが所定回数Ｘ_max（＝４）に達すれば０．７を最小濃度Ｄ_minに設定し、これ以降は、濃度Ｄを最小濃度Ｄ_minよりも薄くすることはしない。

而して、上述のように色ずれ補正処理が連続して複数回成功する毎にＣＰＵ４０が補正用トナー画像ＴＭｎ_Y，ＴＭｎ_C，ＴＭｎ_M，ＴＭｎ_Kの濃度Ｄを１段階ずつ薄くしていくことにより、補正用トナー画像ＴＭｎ_Y，ＴＭｎ_C，ＴＭｎ_M，ＴＭｎ_Kの形成に要するトナー量を削減することができる。つまり、従来は補正用トナー画像ＴＭｎ_Y，ＴＭｎ_C，ＴＭｎ_M，ＴＭｎ_Kを常に初期値（＝１．０）の濃度Ｄで形成していたのに対し、本発明の画像形成方法（画像形成装置）によれば、色ずれ補正処理を確実に成功させるという条件を満たしつつ補正用トナー画像ＴＭｎ_Y，ＴＭｎ_C，ＴＭｎ_M，ＴＭｎ_Kの濃度を初期値よりも薄く（例えば、０．７）することでトナーの消費量を抑制することができる。

また、色ずれ補正処理が所定回数Ｍ連続して成功しなかった場合に次回の色ずれ補正処理時に形成する補正用トナー画像ＴＭｎ_Y，ＴＭｎ_C，ＴＭｎ_M，ＴＭｎ_Kの濃度Ｄを成功しなかった回の濃度Ｄよりも所定量だけ濃くするので、補正用トナー画像ＴＭｎ_Y，ＴＭｎ_C，ＴＭｎ_M，ＴＭｎ_Kが検出器１６で検出される確率を高くして色ずれを確実に補正することができる。なお、何れかの色の補正用トナー画像ＴＭｎ_Y，ＴＭｎ_C，ＴＭｎ_M，ＴＭｎ_Kが原因で色ずれ補正処理が所定回数Ｍ連続して成功しなかった場合に次回の色ずれ補正処理時に全ての色の補正用トナー画像ＴＭｎ_Y，ＴＭｎ_C，ＴＭｎ_M，ＴＭｎ_Kの濃度Ｄを１段階濃くするのではなく、失敗の原因となった特定の色の補正用トナー画像の濃度Ｄのみを１段階だけ濃くすれば、各色のトナーを含む全体のトナー消費量を抑制しつつ色ずれを確実に補正することができる。また、黒、イエロー、マゼンタ、シアンの各色毎に補正用トナー画像ＴＭｎ_Y，ＴＭｎ_C，ＴＭｎ_M，ＴＭｎ_Kの濃度Ｄを調整することで各色のトナー毎に消費量を抑制することができる。さらに、本実施形態では主走査方向に沿って３列に補正用トナー画像ＴＭｎ_Y，ＴＭｎ_C，ＴＭｎ_M，ＴＭｎ_Kを形成しているが、上述の濃度Ｄの調整を各列毎に独立して行えば、トナーの消費量をさらに抑制することができる。

また本実施形態では、色ずれ補正処理が失敗した回数Ｘをカウントし、その回数Ｘが所定数Ｘ_maxに達した場合に失敗した回における補正用トナー画像ＴＭｎ_Y，ＴＭｎ_C，ＴＭｎ_M，ＴＭｎ_Kの濃度Ｄを下限値（最小濃度Ｄ_min）に設定し、次回以降は補正用トナー画像の濃度Ｄを最小濃度Ｄ_min以下としないことで色ずれを確実に補正するようにしている。さらに本実施形態では、補正用トナー画像ＴＭｎ_Y，ＴＭｎ_C，ＴＭｎ_M，ＴＭｎ_Kの濃度Ｄに上限値（最大濃度Ｄ_max）を設定し、補正用トナー画像ＴＭｎ_Y，ＴＭｎ_C，ＴＭｎ_M，ＴＭｎ_Kの濃度Ｄを最大濃度Ｄ_maxよりも濃くしないことで補正用トナー画像ＴＭｎ_Y，ＴＭｎ_C，ＴＭｎ_M，ＴＭｎ_Kの濃度Ｄが無制限に濃くなってトナー消費量が大幅に増えることを防いでいる。ここで、補正用トナー画像ＴＭｎ_Y，ＴＭｎ_C，ＴＭｎ_M，ＴＭｎ_Kの濃度Ｄを最大濃度Ｄ_maxとしたときにカウントした色ずれ補正処理の失敗回数Ｘが所定数に達した場合、ＣＰＵ４０では、次回以降の色ずれ補正処理を中止する処理又は画像形成装置を故障と判定する処理のうちで予め設定されている方の処理を実行し、画像形成装置の故障等によって色ずれ補正が成功しない場合のトナー消費量を抑制することが望ましい。なお、色ずれ補正処理を中止する処理と画像形成装置を故障と判定する処理の何れを実行するかは、画像形成装置に設けられるＤＩＰスイッチ等によって選択可能とすればよい。また、色ずれ補正処理が失敗した回数Ｘをカウントする代わりに色ずれ補正処理が失敗した頻度（＝Ｘ／Ｍ）を求め、当該頻度が所定値に達した場合に失敗した回における補正用トナー画像ＴＭｎ_Y，ＴＭｎ_C，ＴＭｎ_M，ＴＭｎ_Kの濃度Ｄを最小濃度Ｄ_minに設定するようにしても構わない。

ところで、補正用トナー画像ＴＭｎ_Y，ＴＭｎ_C，ＴＭｎ_M，ＴＭｎ_Kの濃度Ｄの初期値は、画像形成装置を最初に使用するとき、何れかの感光体９Ｙ，９Ｃ，９Ｍ，９Ｋを交換したとき、若しくは転写ベルト５を交換したときのそれぞれにおいて、以下のような手順で設定される。すなわち、ＣＰＵ４０は最大濃度Ｄ_maxから順次薄くした複数種類の濃度Ｄで補正用トナー画像ＴＭｎ_Y，ＴＭｎ_C，ＴＭｎ_M，ＴＭｎ_Kを形成し、これら複数の補正用トナー画像ＴＭｎ_Y，ＴＭｎ_C，ＴＭｎ_M，ＴＭｎ_Kのうちで検出器１６によって検出可能な最小濃度を求め、当該最小濃度にマージンを加えて濃度を初期値に決定してメモリに記憶する。このようにすれば、画像形成装置毎に補正用トナー画像ＴＭｎ_Y，ＴＭｎ_C，ＴＭｎ_M，ＴＭｎ_Kの濃度Ｄの初期値を適切な値に設定することができる。

なお、本実施形態では画像プロセス部６から転写紙４に直接トナー画像を転写する方式の画像形成装置を例示したが、これに限定する趣旨ではなく、図８に示すように全てのトナー画像を一旦中間転写ベルト５’に転写した後、中間転写ベルト５’から転写紙４に２次転写する方式の画像形成装置及び画像形成方法にも本発明の技術思想が適用可能であることは説明するまでもない。

本発明に係る画像形成装置の動作を説明するためのフローチャートである。 本発明に係る画像形成装置の要部を示す概略構成図である。 同上の要部ブロック図である。 同上における露光器の概略構成図である。 同上における検出器の概略構成図である。 同上における補正用トナー画像の説明図である。 同上のタイムチャートである。 本発明に係る画像形成装置の他の実施形態の要部概略構成図である。

符号の説明

５ 転写ベルト
１１ 露光器
１６ 検出器
４０ ＣＰＵ

Claims (11)

1. 転写体の搬送方向に沿って一列に配置された複数の像担持体と、帯電された各像担持体を露光することで静電潜像を形成する露光手段と、
   各像担持体毎に互いに異なる色の現像剤で静電潜像を現像する複数の現像手段と、前記転写体を搬送する搬送手段と、
   像担持体上で静電潜像を現像した各色の現像剤を前記転写体に転写して現像剤像を形成する転写手段と、
   前記露光手段、前記現像手段、前記転写手段を制御して各色毎の補正用現像剤像を転写体に形成する補正用現像剤像形成手段と、
   各色毎の補正用現像剤像を光学的に検出する検出手段と、
   前記検出手段によって検出される各色の補正用現像剤像の相対的な位置関係に基づいて前記露光手段を制御することにより転写体に転写される各色の現像剤像同士の位置ずれに起因した色ずれを補正する色ずれ補正手段とを備えた画像形成装置であって、
   前記補正用現像剤像形成手段は、
   補正用現像剤像の濃度初期値を決める際、上限値から順次薄くした複数種類の濃度で補正用現像剤像を形成し、これら複数の補正用現像剤像を検出手段で検出した結果に応じて補正用現像剤像の濃度初期値を決定し、
   前記決定した補正用現像剤像の濃度初期値が、前記検出手段が検出可能な最小濃度よりも薄いために少なくとも何れかの色の補正用現像剤像を前記検出手段により検出できなかった場合に前記色ずれ補正手段による色ずれ補正が失敗したと判断し、
   前記色ずれ補正手段による色ずれ補正が前記所定回数連続して失敗した場合に次回の色ずれ補正時に形成する補正用現像剤像の濃度を前記失敗した回の濃度よりも所定量だけ濃くすることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記補正用現像剤像形成手段は、
   何れかの色の補正用現像剤が原因で色ずれ補正が前記所定回数連続して成功しなかった場合に次回の色ずれ補正時に失敗の原因となった特定の色の補正用現像剤像の濃度を前記成功しなかった回の濃度よりも所定量だけ濃くすることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記補正用現像剤像形成手段は、
   色ずれ補正が失敗した回数をカウントし、当該カウント数が所定数に達した場合に失敗した回における補正用現像剤像の濃度を下限値に設定し、次回以降は補正用現像剤像の濃度を当該下限値以下としないことを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
4. 前記補正用現像剤像形成手段は、
   色ずれ補正が失敗した頻度を求め、当該頻度が所定値に達した場合に失敗した回における補正用現像剤像の濃度を下限値に設定し、次回以降は補正用現像剤像の濃度を当該下限値以下としないことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項記載の画像形成装置。
5. 前記補正用現像剤像形成手段は、
   補正用現像剤像の濃度に上限値を設定し、補正用現像剤像の濃度を当該上限値よりも濃くしないことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項記載の画像形成装置。
6. 前記補正用現像剤像形成手段は、
   補正用現像剤像の濃度を前記上限値としたときにカウントした色ずれ補正の失敗回数が所定数に達した場合、次回以降の色ずれ補正を中止する処理又は画像形成装置を故障と判定する処理のうちで予め設定されている方の処理を実行することを特徴とする請求項１〜５の何れか１項記載の画像形成装置。
7. 前記補正用現像剤像形成手段は、
   画像形成装置を最初に使用するとき、転写体を交換したとき、像担持体を交換したときのそれぞれにおいて補正用現像剤像の濃度初期値を決定することを特徴とする請求項１〜６の何れか１項記載の画像形成装置。
8. 前記像担持体及び前記現像手段が黒、イエロー、マゼンタ、シアンの各色毎に設けられ、
   前記補正用現像剤像形成手段は、
   これら４色の現像剤毎に補正用現像剤像の濃度を調整することを特徴とする請求項１〜７の何れか１項記載の画像形成装置。
9. 前記補正用現像剤像形成手段は、
   転写体の搬送方向と交差する方向に沿って複数の補正用現像剤像を形成するとともに、これら複数の補正用現像剤像毎に独立して濃度を調整することを特徴とする請求項１〜８の何れか１項記載の画像形成装置。
10. 前記補正用現像剤像形成手段は、
    各色毎の補正用現像剤像の間隔を濃度に関わらずに一定とすることを特徴とする請求項１〜９の何れか１項記載の画像形成装置。
11. 前記補正用現像剤像形成手段は、
    前記検出手段によって補正用現像剤像が検出されれば色ずれ補正が成功したと判断することを特徴とする請求項１〜１０の何れか１項記載の画像形成装置。

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