JPH113019A - 画像検出装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像濃度と色ずれの検出を安価で且つ高精度
に実現する。 【解決手段】 図７（Ａ）に示すように、正反射光量Ｌ
１と拡散光量Ｌ２とが等しくなる時点が、照射領域の中
心が画像の境界線分上に到達した時点に対応するよう
に、即ち、光量差Δ１＝光量差Δ２となるように、予め
第１受光部及び第２受光部による光量検出レベルを調整
しておく。これにより、正反射光量Ｌ１と拡散光量Ｌ２
とが等しくなった時点を検出することで、照射領域の中
心が境界線分上に到達した時間を検出できる。この到達
時間のずれに基づいて、画像の色ずれを検出することが
できる。また、画像の濃度が高くなるにつれて、正反射
光量Ｌ１は減少し拡散光量Ｌ２は増加するという特性に
基づいて、該画像の濃度に対応する値として、上記正反
射光量Ｌ１と拡散光量Ｌ２との比率を算出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像検出装置及び
画像形成装置に係り、より詳しくは、画像の位置や濃度
を検出する画像検出装置、及び画像担持体上に画像を形
成し、形成した画像の位置や濃度を検出する画像形成装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年では、フルカラー複写機の普及に伴
い、「装置の小型化／低価格化」と「画像の高品位化／
高安定化」との両立が要求されてきた。フルカラー複写
機の画像形成部には、複写された画像の品質を検出する
ための各種センサが設置されており、その中でも画像の
トナー濃度を検出するセンサ及び画像における色ずれ
（各色成分のトナー像の位置ずれ）を検出するセンサは
それぞれ複数個設けられるのが一般的であった。

【０００３】このようにセンサを複数個設けることは装
置の小型化のネックになりうるので、従来より装置の小
型化を図るべく、現像像の特性検知や用紙のジャム検知
等を１つのセンサで実現する技術が提案されている（特
開平５−４５９８１号公報、特許公報２５７３８５５号
参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特許公
報２５７３８５５号に記載された技術ではセンサとして
ＣＣＤ或いはフォトトランジスタアレイを用いるためセ
ンサ自体が非常に高価になってしまう、という問題があ
った。また、特開平５−４５９８１号公報に記載された
技術では、トナー像の移動速度に応じて検出しきい値を
調整する必要があるが、検出毎に調整することができな
いので、用紙のジャム検知のような大まかな検知しかで
きず、前述した色ずれを検出するような高精度な検出が
困難である、という問題があった。

【０００５】本発明は、上記問題点を解消するために成
されたものであり、トナー像やインク像等の画像におけ
る色ずれや濃度の検出を安価で且つ高精度に実現できる
画像検出装置及び画像形成装置を提供することを目的と
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の画像検出装置は、光源によって光が
照射される照射領域からの正反射光量を検出する第１検
出部と前記照射領域からの拡散光量を検出する第２検出
部とを有する光量検出手段と、前記光量検出手段に対し
所定方向に相対的に移動し且つ前記所定方向に直交する
境界線分を有し且つ前記照射領域を包含しうるサイズの
画像に、前記光源によって光が照射された場合に、前記
第１検出部により検出された正反射光量と前記第２検出
部により検出された拡散光量とに基づいて、前記画像の
位置を検出する検出手段と、を有することを特徴とす
る。

【０００７】また、請求項２記載の画像検出装置では、
請求項１記載の画像検出装置において、前記検出手段
は、前記第１検出部により検出された正反射光量と前記
第２検出部により検出された拡散光量とに基づいて、前
記画像の濃度も検出することを特徴とする。

【０００８】また、請求項３記載の画像検出装置では、
請求項１又は請求項２に記載の画像検出装置において、
前記光量検出手段は、前記第１検出部及び前記第２検出
部による光量検出レベルを調整することにより、前記第
１検出部により検出された正反射光量と前記第２検出部
により検出された拡散光量とが等しくなった時点を、前
記照射領域の中心が境界線分上に到達した時点に対応付
けることが可能であることを特徴とする。

【０００９】また、請求項４記載の画像形成装置は、光
源によって光が照射される照射領域からの正反射光量を
検出する第１検出部と前記照射領域からの拡散光量を検
出する第２検出部とを有する光量検出手段と、前記光量
検出手段に対し所定方向に相対的に移動する画像担持体
と、前記所定方向と直交する境界線分を有し且つ前記照
射領域を包含しうるサイズの画像を、前記画像担持体上
に形成する画像形成手段と、前記第１検出部により検出
された正反射光量と前記第２検出部により検出された拡
散光量とに基づいて、前記画像担持体上の画像の位置を
検出する検出手段と、を有することを特徴とする。

【００１０】また、請求項５記載の画像形成装置では、
請求項４記載の画像形成装置において、前記検出手段
は、前記第１検出部により検出された正反射光量と前記
第２検出部により検出された拡散光量とに基づいて、前
記画像担持体上の画像の濃度も検出することを特徴とす
る。

【００１１】また、請求項６記載の画像形成装置では、
請求項４又は請求項５に記載の画像形成装置において、
前記画像形成手段は、前記第１検出部により検出された
正反射光量と前記第２検出部により検出された拡散光量
とが等しくなった時点を基準として、次の画像の形成タ
イミングを制御することを特徴とする。

【００１２】また、請求項７記載の画像形成装置は、請
求項４乃至請求項６の何れか一項に記載の画像形成装置
において、前記第１検出部により検出された正反射光量
と前記第２検出部により検出された拡散光量とが等しく
なった時点から所定時間経過後の正反射光量と拡散光量
との差に基づいて、前記画像担持体の相対的な移動速度
の変動を検出する速度変動検出手段をさらに有すること
を特徴とする。

【００１３】上記請求項１記載の画像検出装置は光量検
出手段を有しており、この光量検出手段は以下のような
第１検出部と第２検出部とを備えている。光源によって
光が照射される照射領域からの正反射光量は第１検出部
により検出され、該照射領域からの拡散光量は第２検出
部により検出される。

【００１４】このような光量検出手段に対して所定方向
に相対的に移動し且つ前記所定方向に直交する境界線分
を有し且つ光源による照射領域を包含しうるサイズの画
像に、光源によって光が照射された場合、光量検出手段
に対する上記画像の相対的な移動によって、照射領域は
画像と相対的に移動する。ここで、照射領域が、移動方
向に直交する境界線分を通過するときには、第１検出部
により検出される正反射光量及び第２検出部により検出
される拡散光量は変化する。

【００１５】その一例として、トナー像の位置を検出す
るケースにおける正反射光量及び拡散光量の変化を図４
に示す。この図４には、例えば、表面が光を鏡面反射す
るフィルムや感光層等で構成されたトナー像担持体に、
光を拡散反射するトナー像を形成し、該トナー像に光を
照射した場合の正反射光量及び拡散光量の変化が示され
ている。

【００１６】図４に特性Ｌ１で示すように正反射光量
は、照射領域９７がトナー像９９に差しかかる前は所定
値Ｂで一定であるが、図５（Ａ）に示すように照射領域
９７がトナー像９９に差しかかった時点ａから徐々に低
下する。そして、照射領域９７がトナー像９９に内包さ
れた後（図５（Ｂ）の状態よりも後）は、正反射光量は
所定値Ｃで一定となる。

【００１７】一方、図４に特性Ｌ２で示すように拡散光
量は、照射領域９７がトナー像９９に差しかかる前は所
定値Ａで一定であるが、図５（Ａ）に示すように照射領
域９７がトナー像９９に差しかかった時点ａから徐々に
上昇する。そして、照射領域９７がトナー像９９に内包
された後（図５（Ｂ）の状態よりも後）は、拡散光量は
所定値Ｄで一定となる。

【００１８】しかも、照射領域９７がトナー像９９に差
しかかった時点ａから照射領域９７がトナー像９９に内
包される時点ｂまでの間に、正反射光量と拡散光量とが
等しくなる時点（図４の交点Ｉに相当）がある。

【００１９】なお、図４の特性での立ち上がり時間Ｔ
（＝時間ｂ−時間ａ）は、照射領域９７の径ｄ（図５
（Ａ）参照）をプロセススピード（例えば、光量検出手
段に対するトナー像担持体の相対的な移動速度）ｖで除
算した値に等しい。

【００２０】また、正反射光量を示す特性Ｌ１は以下の
式（１）で、拡散光量を示す特性Ｌ２は以下の式（２）
で、それぞれ表すことができる（なお、ｙ：光量、ｘ：
時間）。 ｙ＝（Ｃ−Ｂ）ｘ／（ｂ−ａ）＋（Ｂｂ−Ｃａ）／（ｂ−ａ） ・・・（１） ｙ＝（Ｄ−Ａ）ｘ／（ｂ−ａ）＋（Ａｂ−Ｄａ）／（ｂ−ａ） ・・・（２） ここで、正反射光量と拡散光量とが等しくなる交点Ｉの
座標（Ｘ，Ｙ）は以下の式（３）、式（４）で表すこと
ができる。 Ｘ＝（（Ａ−Ｂ）ｂ＋（Ｃ−Ｄ）ａ）／（Ａ−Ｂ＋Ｃ−Ｄ） ・・・（３） Ｙ＝（ＡＣ−ＢＤ）／（Ａ−Ｂ＋Ｃ−Ｄ） ・・・（４） ここで、式（３）より、（Ａ−Ｂ）＝（Ｃ−Ｄ）となる
ように、第１検出部及び第２検出部による検出出力値を
調整することで、交点Ｉを、立ち上がり時間Ｔの中心、
即ち照射領域の中心が境界線分上に到達した時点に対応
付けることができる。

【００２１】即ち、請求項３に記載したように、光量検
出手段において、第１検出部及び第２検出部による光量
検出レベルを静的に調整して、第１検出部により検出さ
れた正反射光量と第２検出部により検出された拡散光量
とが等しくなった時点を、照射領域の中心が境界線分上
に到達した時点に対応付けることができる。

【００２２】これにより、画像の相対速度で変化する立
ち上がり時間Ｔ（＝時間ｂ−時間ａ）や照射領域９７の
径ｄなどにかかわらず、正反射光量と拡散光量とが等し
くなったことを検出することで、或いは正反射光量及び
拡散光量が変化し始める時点ａと変化が終了する時点ｂ
とのちょうど中間の時間（＝（ａ＋ｂ）／２）を求める
ことで、照射領域の中心が境界線分上に到達した時間を
精度良く検出することができる。

【００２３】また、図４において、正反射光量Ｂ、Ｃ及
び拡散光量Ａ、Ｄを検出し、（Ａ−Ｂ）＝δ（Ｃ−Ｄ）
となるようなセンサ出力比δを算出する。そして、上記
式（３）に代入すると、以下の式（５）のように変形で
きる。 Ｘ＝（ｂ＋ａ／δ）／（１＋１／δ）＝（ａ＋δｂ）／（１＋δ）・・（５） 従って、特性Ｌ１と特性Ｌ２との交点Ｉ、即ち正反射光
量と拡散光量とが等しくなる点は、立ち上がり時間Ｔを
（δ／（１＋δ））だけ分割する時間、或いは時間ａ、
ｂ間をδ：１に内分する時間と言える。

【００２４】ここで、センサ出力比δと照射領域９７と
の相関を図６（Ａ）〜（Ｃ）及び図７（Ａ）〜（Ｃ）に
基づいて説明する。

【００２５】検出した正反射光量及び拡散光量から算出
したセンサ出力比δが１に等しい場合、図６（Ａ）に示
すように照射領域９７の中心がトナー像９９の境界線分
９９Ａに差しかかった時点で、特性Ｌ１と特性Ｌ２とが
交わる、即ち正反射光量と拡散光量とが等しくなる。ま
た、図７（Ａ）からも明らかなように、正反射光量と拡
散光量との差ΔにおいてΔ１＝Δ２＝Δ３＝Δ４でセン
サ出力比δが１に等しい場合、特性Ｌ１と特性Ｌ２との
交点は常に時間ａ、ｂの中点となる。

【００２６】また、上記センサ出力比δが１より大きい
場合、図６（Ｂ）に示すように照射領域９７の中心がト
ナー像９９の境界線分９９Ａを通過した後で、特性Ｌ１
と特性Ｌ２とが交わる、即ち正反射光量と拡散光量とが
等しくなる。よって、照射領域９７の中心が境界線分９
９Ａを通過した時点で、正反射光量と拡散光量とが等し
くなるよう予め設定していたとしたら、該設定時よりも
トナー像担持体の相対移動が早くなっている（トナー像
がプロセス方向に沿って＋方向にずれている）とみなす
ことができる。また、図７（Ｂ）からも明らかなよう
に、Δ１＞Δ２でセンサ出力比δが１より大きい場合、
特性Ｌ１と特性Ｌ２との交点は常に時間ａ、ｂの中点よ
り右側となる。

【００２７】さらに、上記センサ出力比δが１より小さ
い場合、図６（Ｃ）に示すように照射領域９７の中心が
トナー像９９の境界線分９９Ａを通過する前で、特性Ｌ
１と特性Ｌ２とが交わる、即ち正反射光量と拡散光量と
が等しくなる。よって、照射領域９７の中心が境界線分
９９Ａを通過した時点で、正反射光量と拡散光量とが等
しくなるよう予め設定していたとしたら、該設定時より
もトナー像担持体の相対移動が遅くなっている（トナー
像がプロセス方向に沿って−方向にずれている）とみな
すことができる。また、図７（Ｃ）からも明らかなよう
に、Δ１＜Δ２でセンサ出力比δが１より小さい場合、
特性Ｌ１と特性Ｌ２との交点は常に時間ａ、ｂの中点よ
り左側となる。

【００２８】このように検出手段は、移動方向に直交す
る境界線分を照射領域が通過するときに変化する正反射
光量及び拡散光量に基づいて、前記立ち上がり時間Ｔ
（＝時間ｂ−時間ａ）や照射領域の径などにかかわら
ず、照射領域の所定の位置（例えば、照射領域の中心）
が境界線分上に到達した時間を精度良く検出し、画像の
位置を精度良く検出することができる。

【００２９】なお、本発明では、上記のように正反射光
量と拡散光量との増減が逆特性となるという事象に基づ
いて画像の位置を検出するため、本発明は、光を鏡面反
射する面に形成された、光を拡散反射するトナー像の位
置を検出するケース（即ち、図４に示すように照射領域
がトナー像に差しかかった時点ａから照射領域がトナー
像に内包される時点ｂまでの間に、正反射光量と拡散光
量とが等しくなる時点（図４の交点Ｉに相当）があるケ
ース）や、拡散反射する表面に形成された鏡面反射する
画像の位置を検出するケースに適用されるものである。

【００３０】また、ここでの画像の位置とは、画像のあ
るべき位置に対する相対的な位置を意味している。例え
ば、照射領域の中心が境界線分を通過した時点で、正反
射光量と拡散光量とが等しくなるよう予め設定した場
合、前述したセンサ出力比δが１に等しいとき、画像は
あるべき位置からずれていないと検出することができ
る。一方、センサ出力比δが１より大きいとき、画像が
あるべき位置からプロセス方向に沿って＋方向にずれて
いると検出することができ、センサ出力比δが１より小
さいとき、画像があるべき位置からプロセス方向に沿っ
て−方向にずれていると検出することができる。

【００３１】また、請求項１記載の発明は、対象の画像
がカラートナー像であるケースにも、単色トナー像であ
るケースにも、インク像であるケースにも適用すること
ができる。このうち、例えば、カラートナー像に適用す
る場合は、形成すべき各色成分のトナー像を順次トナー
像担持体上に形成していく際に、各色成分のトナー像毎
に上記のように位置を検出して、カラートナー像におけ
る色ずれを検出することができる。

【００３２】また、上記請求項１記載の画像検出装置で
は、位置検出用のしきい値を設定する必要が無く、光量
検出手段による正反射光量及び拡散光量の検出出力値を
調整するだけで、画像の位置検出を行えるので、使い勝
手が良いという利点も有する。

【００３３】ところで、カラートナー像の場合は、画像
の濃度が高くなるにつれて、正反射光量は減少し、拡散
光量は増加する。

【００３４】そこで、請求項２記載の画像検出装置で
は、上記検出手段は、第１検出部により検出された正反
射光量と第２検出部により検出された拡散光量とに基づ
いて、画像の濃度を検出する。

【００３５】例えば、検出手段は、正反射光量（図４に
示す出力Ｃ）又は拡散反射光量（図４に示す出力Ｄ、以
下、拡散光量と略称する）の検出値をそのまま、ルック
アップテーブル（ＬＵＴ）等のキー出力として利用し、
画像の濃度を検出しても良いし、あるいは正反射光量
（Ｃ）又は拡散光量（Ｄ）を、該正反射光量（Ｃ）と拡
散光量（Ｄ）との和で除した値に基づいて、画像の濃度
を検出しても良い。ここでは、この除算の結果をそのま
ま画像の濃度としても良いし、除算の結果をキーとし
て、予め実験結果から求めた濃度決定用のルックアップ
テーブル（ＬＵＴ）から画像の濃度を求めても良い。

【００３６】また、検出手段は、正反射光量（Ｃ）及び
拡散光量（Ｄ）のうち一方の値を他方の値で除した値に
基づいて、画像の濃度を検出しても良い。ここでは、こ
の除算の結果をそのまま画像の濃度としても良いし、除
算の結果をキーとして、予め実験結果から求めた濃度決
定用のルックアップテーブル（ＬＵＴ）から画像の濃度
を求めても良い。

【００３７】このように同じ画像からの正反射光量と拡
散光量とに基づいて画像の濃度を検出するので、例え
ば、上記のように比を求めることで、画像を担持した画
像担持体の光反射率変動や照射領域への照射光量の変動
等の影響を軽減した上で、画像の濃度を精度良く検出す
ることができる。また、１つの検出手段により、画像の
濃度と位置の両方を検出することができる。さらに、画
像の濃度の検出と位置の検出とで、同じ光量検出手段に
より検出された正反射光量及び拡散光量を共用すること
ができるので、センサの構成を簡素化でき、装置コスト
の低減を図ることができる。

【００３８】次に、請求項４記載の画像形成装置では、
画像形成手段が、光量検出手段に対して所定方向に相対
的に移動する画像担持体上に、該移動方向と直交する境
界線分を有し且つ光源による光の照射領域を包含しうる
サイズの画像を形成する。そして、画像が形成された画
像担持体上に光源からの光が照射され、第１検出部が照
射領域からの正反射光量を検出し、第２検出部が照射領
域からの拡散光量を検出する。

【００３９】そして、検出手段は、前述した請求項１記
載の画像検出装置における検出手段と同様にして、前記
検出された正反射光量と拡散光量とに基づいて、画像の
位置を精度良く検出することができる。画像の位置検出
の原理は、請求項１記載の画像検出装置と同様であるの
で、説明を省略する。

【００４０】また、請求項５記載の画像形成装置では、
画像の濃度が高くなるにつれて、正反射光量は減少し拡
散光量は増加するという特性に基づいて、上記請求項２
記載の画像検出装置と同様に、検出手段は、正反射光量
と拡散光量とに基づいて、画像担持体の光反射率変動や
照射領域への照射光量の変動等の影響を軽減した上で、
画像担持体上の画像の濃度を精度良く検出することがで
きる。

【００４１】ところで、前述したように、光量検出手段
において、第１検出部及び第２検出部による光量検出レ
ベルを調整することにより、第１検出部により検出され
た正反射光量と第２検出部により検出された拡散光量と
が等しくなった時点を、所定の時点（例えば、照射領域
の中心が境界線分上に到達した時点）に対応付けること
ができる。

【００４２】このように正反射光量と拡散光量とが等し
くなった時点を所定の時点に対応付けることにより、当
該時点は、画像形成手段による画像形成処理での次の画
像形成の開始基準となりうる。即ち、請求項６に記載し
たように、画像形成手段は、正反射光量と拡散光量とが
等しくなった時点を基準として、次の画像の形成タイミ
ングを制御することができる。具体的には、正反射光量
と拡散光量とが等しくなった時点を、例えば、ＴＲ０の
書き出しタイミング信号の出力タイミングに設定しても
良い。これにより、画像形成手段による画像形成処理を
適正なタイミングで開始することができる。

【００４３】ところで、画像形成装置では、経時劣化等
に起因して、光量検出手段に対する画像担持体の相対的
な移動速度が変動することがある。このように画像担持
体の相対的な移動速度が変動すると、図８（Ａ）、
（Ｂ）に示すように特性Ｌ１が特性Ｌ１’に、特性Ｌ２
が特性Ｌ２’に、それぞれ変化し、各特性の傾きが変動
する。

【００４４】画像担持体の相対的な移動速度が基準の速
度よりも遅くなると、図８（Ａ）に示すように特性Ｌ
１、Ｌ２の傾きが小さくなり、正反射光量と拡散光量と
が等しくなった時点から所定時間ｔ経過後の正反射光量
と拡散光量との差が小さくなる（即ち、Δ１＞Δ２とな
る）。

【００４５】一方、画像担持体の相対的な移動速度が基
準の速度よりも早くなると、図８（Ｂ）に示すように特
性Ｌ１、Ｌ２の傾きが大きくなり、正反射光量と拡散光
量とが等しくなった時点から所定時間ｔ経過後の正反射
光量と拡散光量との差が大きくなる（即ち、Δ１＜Δ３
となる）。

【００４６】そこで、請求項７記載の画像形成装置で
は、速度変動検出手段は、第１検出部により検出された
正反射光量と第２検出部により検出された拡散光量とが
等しくなった時点から所定時間経過後の正反射光量と拡
散光量との差が大きくなった場合、画像担持体の相対的
な移動速度が早くなったと検出し、所定時間経過後の正
反射光量と拡散光量との差が小さくなった場合、画像担
持体の相対的な移動速度が遅くなったと検出する。

【００４７】このようにして、画像担持体の相対的な移
動速度の変動を精度良く検出することができる。

【００４８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、発明の実
施形態を説明する。

【００４９】［カラー複写機の全体構成］図１には本発
明を適用したカラー複写機１０の全体構成図を示す。こ
の図１に示すようにカラー複写機１０は、原稿を読み取
るスキャナー部２０、読み取った画像データに対して各
種画像処理を行う画像処理部３０、画像処理された画像
データに従ってレーザーを駆動して感光体に光ビームを
照射するＲＯＳ光学部４０、及び画像を形成する画像形
成部６０から構成されている。

【００５０】スキャナー部２０では、載置台１２の所定
位置に載置された原稿に光を照射しその反射光を図示し
ないＣＣＤイメージセンサにより読み取る。このＣＣＤ
イメージセンサで読み取られた画像信号に対し、増幅・
Ａ／Ｄ変換・シェーディング補正・ギャップ補正が順に
行われる。これらの補正が行われたデジタル画像データ
は画像処理部３０へ送られる。

【００５１】画像処理部３０ではカラー複写機として基
本的な画像処理、すなわち、色信号変換、墨再生（ＵＣ
Ｒ）、ＭＴＦ処理等が行われ、イエロー、マゼンタ、シ
アン、黒の４色の画像データに変換される。変換された
各色の画像データはスキャナー部２０と画像形成部６０
との階調性にあわせて階調変換が行われる。

【００５２】ＲＯＳ光学部４０には、図示しないレーザ
ーと、階調変換済の各色の画像データに基づいてレーザ
ーをオン／オフ制御するレーザー駆動回路と、レーザー
光量を可変制御するレーザー光量可変装置と、が設けら
れている。レーザー光はポリゴンミラー４２により偏向
されｆθレンズ４４、シリンドリカルミラー４６、反射
ミラー４８等を介して画像形成部６０の感光体６２へ導
かれる。

【００５３】画像形成部６０には、感光体６２が設置さ
れており、この感光体６２の周囲には、帯電装置６４、
ロータリー現像装置６６、ＩＢＴベルトにより構成され
た中間転写体６８、クリーナー装置７０及び除電ランプ
７２が設置されている。また、画像形成部６０には、ロ
ータリー現像装置６６の各色の現像器にトナーを供給す
るトナーディスペンス装置７４、定着装置７６、用紙搬
送装置７８及び用紙トレイ７９も設けられている。

【００５４】感光体６２は矢印Ａ方向に定速回転し、中
間転写体６８は複数のローラ６７に巻きかけられてお
り、該ローラ６７の駆動力で図１における上面では矢印
Ｂ方向に一定速度で移動する。感光体６２と中間転写体
６８との接点Ｐに対し中間転写体６８の移動方向下流側
には、中間転写体６８に形成されたトナー像の濃度及び
色ずれを検出する画像検出部８０が設置されており、こ
の画像検出部８０による検出結果はカラー複写機１０で
の各種処理の制御を行う制御部９８へ出力される。な
お、画像検出部８０の構成は後述する。

【００５５】［画像形成処理の概要］次に、画像形成部
６０で実行される画像形成処理の概要を説明する。画像
形成部６０では、周知のゼログラフィープロセスに従っ
て、以下のような画像形成処理が実行される。即ち、図
１において矢印Ａ方向に回転する感光体６２は帯電装置
６４により一様にマイナス帯電され、ＲＯＳ光学部４０
からのレーザー光によりまず第１色目の黒色の潜像が感
光体６２上に形成される。この潜像は、ロータリー現像
装置６６の黒色の現像装置によって黒色トナーで現像さ
れる。現像された黒色トナー像は中間転写体６８に転写
される。感光体６２上に転写されずに残ったトナー像は
クリーナー装置７０により除去され、感光体６２は除電
ランプ７２により除電される。

【００５６】そして、感光体６２は再び帯電装置６４に
より一様にマイナス帯電され第２色目イエローの画像形
成が続いて行われる。このようにして第３色目マゼン
タ、第４色目シアンまで計４色のトナー像が、中間転写
体６８に順次転写される。４色のトナー像の中間転写体
６８への転写が完了した時点で、中間転写体６８の表面
に最終トナー像が形成される。

【００５７】中間転写体６８の表面に形成された最終ト
ナー像は、用紙トレイ７９から用紙搬送装置７８によっ
て搬送された用紙に転写される。最終トナー像が転写さ
れた用紙は定着装置７６により定着処理が行われ、目的
とする画像が用紙上に形成される。

【００５８】なお、中間転写体６８の表面は、光を鏡面
反射するように構成されており、このような中間転写体
６８の表面に形成される最終トナー像は、光を拡散反射
するものとする。

【００５９】［画像検出部８０の構成］図２に示すよう
に、画像検出部８０は、光源としてのＬＥＤ８２と、Ｌ
ＥＤ８２による中間転写体６８への光の入射角θ１と等
しい反射角θ２をもって配置された第１受光部８４と、
中間転写体６８の表面に垂直な方向に配置された第２受
光部８６と、第１受光部８４による受光量と第２受光部
８６による受光量とに基づいてトナー像の濃度及び位置
を検出する検出部９０と、これらＬＥＤ８２、第１受光
部８４、第２受光部８６及び検出部９０を収容した筐体
８８と、により構成されている。

【００６０】また、図３に示すように、ＬＥＤ８２によ
る中間転写体６８への光の照射領域９７のサイズは、ト
ナー像９９に内包される程度のサイズに設定されてい
る。即ち、照射領域９７の径ｄは、プロセス方向に沿っ
たトナー像９９の長さａ以下であり且つプロセス方向に
垂直なトナー像９９の幅ｂ以下に設定されている。な
お、上記長さａは幅ｂ以上であることが好ましい。

【００６１】ところで、画像検出部８０では、第１受光
部８４による受光量（正反射光量）と第２受光部８６に
よる受光量（拡散光量）とが等しくなった時点が、照射
領域９７の中心が境界線分９９Ａ上に到達した時点に対
応するように、第１受光部８４、第２受光部８６のそれ
ぞれによる光量検出レベルが予め調整されている。

【００６２】具体的には、図４の正反射光量の特性Ｌ１
及び拡散光量の特性Ｌ２で示す、照射領域９７がトナー
像９９にさしかかる前（時間ａより前）の正反射光量
Ｂ、拡散光量Ａ、及び照射領域９７がトナー像９９に内
包された後（時間ｂより後）の正反射光量Ｃ、拡散光量
Ｄにおいて、（Ａ−Ｂ）＝（Ｃ−Ｄ）となるように（即
ち、前述したセンサ出力比δ＝（Ａ−Ｂ）／（Ｃ−Ｄ）
＝１となるように）、第１受光部８４、第２受光部８６
のそれぞれによる光量検出レベルを予め調整している。

【００６３】これにより、図４に示す立ち上がり時間Ｔ
（＝時間ｂ−時間ａ）や照射領域９７の径ｄなどにかか
わらず、正反射光量と拡散光量とが等しくなったことを
検出することで、或いは正反射光量及び拡散光量が変化
し始める時点ａと変化が終了する時点ｂとのちょうど中
間の時間（＝（ａ＋ｂ）／２）を求めることで、照射領
域９７の中心が境界線分９９Ａ上に到達した時間を検出
できるよう構成されている。

【００６４】［本実施形態の作用］次に、本実施形態の
作用を説明する。

【００６５】上記ゼログラフィープロセスによる画像形
成処理の実行時に、１つの色のトナー像が中間転写体６
８に転写されてから所定時間経過後に、画像検出部８０
内の検出部９０によって、中間転写体６８に転写された
トナー像の位置検出及び濃度検出が行われる。

【００６６】最初に、検出部９０によるトナー像の位置
検出処理を説明する。図２の画像検出部８０において、
ＬＥＤ８２から射出された光Ａは、トナー像が形成され
た中間転写体６８により反射され第１受光部８４に正反
射光として、第２受光部８６に拡散光として入射する。
これにより、第１受光部８４によって正反射光量が、第
２受光部８６によって拡散光量が、それぞれ検出され、
各検出結果は検出部９０へ出力される。

【００６７】検出部９０に入力される正反射光量は図４
の特性Ｌ１のように、同じく拡散光量は図４の特性Ｌ２
のように変化する。ここで、検出部９０は、照射領域９
７がトナー像９９にさしかかる前（時間ａより前）の正
反射光量Ｂ、拡散光量Ａ、及び照射領域９７がトナー像
９９に内包された後（時間ｂより後）の正反射光量Ｃ、
拡散光量Ｄを、以下の式（６）に適用してセンサ出力比
δを算出する。そして、算出したセンサ出力比δを制御
部９８へ出力する。 δ＝（Ａ−Ｂ）／（Ｃ−Ｄ） ・・・（６） 前述したように、予めセンサ出力比δは「１」になるよ
う設定されているので、制御部９８は、入力されたセン
サ出力比δが「１」から予め定めた許容レベル以上ずれ
たことをもって、対象のトナー像９９の位置が適正な位
置からずれていると判断する。

【００６８】具体的には、図６（Ｂ）に示すようにセン
サ出力比δが「１」よりも許容レベル以上大きい場合、
制御部９８は、トナー像があるべき位置からプロセス方
向に沿って＋方向にずれていると判断し、トナー像を形
成するタイミングを遅くするよう制御する。一方、図６
（Ｃ）に示すようにセンサ出力比δが「１」よりも許容
レベル以上小さい場合、制御部９８は、トナー像がある
べき位置からプロセス方向に沿って−方向にずれている
と判断し、トナー像を形成するタイミングを早くするよ
う制御する。

【００６９】上記のようなトナー像の位置検出と位置ず
れの補正は、１つの色のトナー像が中間転写体６８に転
写される度に実行される。これにより、カラー複写機１
０における各色成分のトナー像の位置ずれ、即ち色ずれ
を速やかに検出し、補正するので、形成されるカラー画
像の品質を良好に維持することができる。

【００７０】また、正反射光量と拡散光量とが等しくな
った時点が、照射領域９７の中心が境界線分９９Ａ上に
到達した時点に対応するように、第１受光部８４及び第
２受光部８６による光量検出レベルを調整しているの
で、制御部９８は、正反射光量と拡散光量とが等しくな
ったことを検知し、この検知時点を基準として次のトナ
ー像を形成するタイミングを制御する。これにより、カ
ラー画像の形成処理を適正なタイミングで開始すること
ができる。

【００７１】次に、検出部９０によるトナー像の濃度検
出処理を説明する。前述したように、トナー像の濃度が
高くなるにつれて正反射光量が減少し拡散光量が増加す
ることを利用して、検出部９０において、正反射光量
（図４に示す出力Ｃ）又は拡散光量（図４に示す出力
Ｄ）の検出値をそのまま、ルックアップテーブル（ＬＵ
Ｔ）等のキー出力として利用し、その結果をトナー像の
濃度の検出値として制御部９８へ出力する。

【００７２】また、光反射率の変動や照射光量の変動等
の影響を考慮した場合には、以下の式（７）を用いて正
反射光量（Ｃ）と拡散光量（Ｄ）との比を算出し、算出
した比の値を画像濃度に相当する値として制御部９８へ
出力する。

【００７３】 センサ出力＝第１受光部８４の出力値（Ｃ）／第２受光部８６の出力値（Ｄ） ・・・（７） ここでは、中間転写体６８の光反射率変動や照射光量の
変動等の影響により、第１受光部８４での受光量（正反
射光量）と第２受光部８６での受光量（拡散光量）とは
共に増減するが、正反射光量の増減率と拡散光量の増減
率とはほぼ一致するので、上記のように正反射光量と拡
散光量との比を算出し、算出した比の値を画像濃度に相
当する値として制御部９８へ出力することにより、中間
転写体６８の光反射率変動や照射光量の変動等の影響を
軽減した上で、即時にトナー像濃度を精度良く検出する
ことができる。

【００７４】ところで、画像検出部８０内の検出部９０
は、以下に述べるような中間転写体６８の回転速度変動
を検出する機能を有している。

【００７５】画像検出部８０に対する中間転写体６８の
相対的な移動速度が基準の速度よりも遅くなると、図８
（Ａ）に示すように正反射光量の特性Ｌ１及び拡散光量
の特性Ｌ２の各々の傾きが小さくなり、正反射光量と拡
散光量とが等しくなった時点から所定時間経過後の正反
射光量と拡散光量との差Δが小さくなる（即ち、Δ１＞
Δ２となる）。

【００７６】一方、中間転写体６８の相対的な移動速度
が基準の速度よりも早くなると、図８（Ｂ）に示すよう
に正反射光量の特性Ｌ１及び拡散光量の特性Ｌ２の各々
の傾きが大きくなり、正反射光量と拡散光量とが等しく
なった時点から所定時間経過後の正反射光量と拡散光量
との差Δが大きくなる（即ち、Δ１＜Δ３となる）。

【００７７】ここで、検出部９０は、正反射光量と拡散
光量とが等しくなった時点から所定時間経過後の正反射
光量と拡散光量との差Δを毎回算出し記憶していく。

【００７８】そして、正反射光量と拡散光量との差Δが
大きくなった場合、中間転写体６８の相対的な移動速度
が早くなったと検出し、一方、正反射光量と拡散光量と
の差Δが小さくなった場合、中間転写体６８の相対的な
移動速度が遅くなったと検出する。このようにして、カ
ラー複写機１０における中間転写体６８の速度変動を精
度良く検出することができる。

【００７９】そして、このような中間転写体６８の速度
変動に関する検出結果を受けた制御部９８は、中間転写
体６８の速度変動を減らして中間転写体６８が定速で回
転するように中間転写体６８の駆動を制御する。

【００８０】なお、上記実施形態では、中間転写体上に
複数のトナー像を重ねてカラー画像を形成し、形成した
カラー画像を記録用紙に転写するカラー複写機に対し
て、本発明を適用した例を示したが、中間転写体を使用
しないカラー複写機や、単色のトナー像を形成し単色画
像を記録用紙に転写する画像形成装置や、インク像を形
成する画像形成装置に対しても、本発明は適用可能であ
り、同様の効果を得ることができる。

【００８１】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１又は請求
項４に記載の発明によれば、検出された正反射光量と拡
散光量とに基づいて、画像の位置を精度良く検出するこ
とができる。

【００８２】また、請求項２又は請求項５に記載の発明
によれば、画像担持体の光反射率変動や照射領域への照
射光量の変動等の影響を軽減した上で、画像担持体上の
画像の位置に加えて画像の濃度を１つの検出手段により
精度良く検出することができる。

【００８３】また、請求項３記載の発明によれば、第１
検出部及び第２検出部による光量検出レベルを調整し
て、正反射光量と拡散光量とが等しくなった時点を、照
射領域の中心が境界線分上に到達した時点に対応付ける
ことにより、立ち上がり時間や照射領域の径などにかか
わらず、前記照射領域の中心が境界線分上に到達した時
間を精度良く検出することができる。

【００８４】また、請求項６記載の発明によれば、画像
形成手段による画像形成処理を適正なタイミングで開始
することができる。

【００８５】また、請求項７記載の発明によれば、光量
検出手段に対する画像担持体の相対的な移動速度の変動
を精度良く検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】発明の実施形態におけるカラー複写機の概略構
成図である。

【図２】画像検出部の概略構成図である。

【図３】照射領域とトナー像のサイズを示す図である。

【図４】正反射光量と拡散光量の時間的な変化を示すグ
ラフである。

【図５】（Ａ）は照射領域がトナー像の境界線分にさし
かかった状態を示す図であり、（Ｂ）は照射領域がトナ
ー像に内包された状態を示す図である。

【図６】（Ａ）はセンサ出力比δ＝１の場合の照射領域
とトナー像の境界線分との相関を示す図であり、（Ｂ）
はセンサ出力比δ＞１の場合の照射領域とトナー像の境
界線分との相関を示す図であり、（Ｃ）はセンサ出力比
δ＜１の場合の照射領域とトナー像の境界線分との相関
を示す図である。

【図７】（Ａ）は正反射光量と拡散光量との差Δにおい
て、照射領域がトナー像の境界線分にさしかかる前の差
Δ１とトナー像に内包された後の差Δ２とが等しい場合
の正反射光量特性と拡散光量特性とを示すグラフであ
り、（Ｂ）は差Δ１が差Δ２よりも大きい場合の正反射
光量特性と拡散光量特性とを示すグラフであり、（Ｃ）
は差Δ１が差Δ２よりも小さい場合の正反射光量特性と
拡散光量特性とを示すグラフである。

【図８】（Ａ）は中間転写体の相対移動速度が基準の速
度よりも遅くなった場合の正反射光量特性と拡散光量特
性とを示すグラフであり、（Ｂ）は中間転写体の相対移
動速度が基準の速度よりも速くなった場合の正反射光量
特性と拡散光量特性とを示すグラフである。

【符号の説明】

１０ カラー複写機（画像形成装置） ６０ 画像形成部 ６２ 感光体 ６８ 中間転写体 ８０ 画像検出部（画像検出装置） ８２ ＬＥＤ（光源） ８４ 第１受光部（第１検出部） ８６ 第２受光部（第２検出部） ９０ 検出部 ９８ 制御部

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源によって光が照射される照射領域か
   らの正反射光量を検出する第１検出部と前記照射領域か
   らの拡散光量を検出する第２検出部とを有する光量検出
   手段と、 前記光量検出手段に対し所定方向に相対的に移動し且つ
   前記所定方向に直交する境界線分を有し且つ前記照射領
   域を包含しうるサイズの画像に、前記光源によって光が
   照射された場合に、前記第１検出部により検出された正
   反射光量と前記第２検出部により検出された拡散光量と
   に基づいて、前記画像の位置を検出する検出手段と、 を有する画像検出装置。
2. 【請求項２】 前記検出手段は、前記第１検出部により
   検出された正反射光量と前記第２検出部により検出され
   た拡散光量とに基づいて、前記画像の濃度も検出するこ
   とを特徴とする請求項１記載の画像検出装置。
3. 【請求項３】 前記光量検出手段は、前記第１検出部及
   び前記第２検出部による光量検出レベルを調整すること
   により、前記第１検出部により検出された正反射光量と
   前記第２検出部により検出された拡散光量とが等しくな
   った時点を、前記照射領域の中心が境界線分上に到達し
   た時点に対応付けることが可能であることを特徴とする
   請求項１又は請求項２に記載の画像検出装置。
4. 【請求項４】 光源によって光が照射される照射領域か
   らの正反射光量を検出する第１検出部と前記照射領域か
   らの拡散光量を検出する第２検出部とを有する光量検出
   手段と、 前記光量検出手段に対し所定方向に相対的に移動する画
   像担持体と、 前記所定方向と直交する境界線分を有し且つ前記照射領
   域を包含しうるサイズの画像を、前記画像担持体上に形
   成する画像形成手段と、 前記第１検出部により検出された正反射光量と前記第２
   検出部により検出された拡散光量とに基づいて、前記画
   像担持体上の画像の位置を検出する検出手段と、を有す
   る画像形成装置。
5. 【請求項５】 前記検出手段は、前記第１検出部により
   検出された正反射光量と前記第２検出部により検出され
   た拡散光量とに基づいて、前記画像担持体上の画像の濃
   度も検出することを特徴とする請求項４記載の画像形成
   装置。
6. 【請求項６】 前記画像形成手段は、前記第１検出部に
   より検出された正反射光量と前記第２検出部により検出
   された拡散光量とが等しくなった時点を基準として、次
   の画像の形成タイミングを制御することを特徴とする請
   求項４又は請求項５に記載の画像形成装置。
7. 【請求項７】 前記第１検出部により検出された正反射
   光量と前記第２検出部により検出された拡散光量とが等
   しくなった時点から所定時間経過後の正反射光量と拡散
   光量との差に基づいて、前記画像担持体の相対的な移動
   速度の変動を検出する速度変動検出手段をさらに有する
   請求項４乃至請求項６の何れか一項に記載の画像形成装
   置。