JP2008089883A - 画像形成装置用位置ずれ判別装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トナー像間に位置ずれが生じているか否かを判別することとトナー像濃度が正常であるか否かを判別することとを１つのセンサで同時に行う。
【解決手段】転写ベルト上に複数の位置ずれ判別マークを形成する。そして、各々の位置ずれ判別マークの濃淡を反射型フォトセンサ６４で読み取り、アナログ電気信号を二値化信号生成部７８に出力する。二値化信号生成部７８は、アナログ電気信号から予め定められたしきい値に基づいて二値化信号を生成する。不安定信号発生期間測定部８０は、不安定信号の発生期間を測定する。位置ずれ判別用二値化信号生成部８４は、位置ずれ判別用二値化信号を生成する。位置ずれ判別部８６は、位置ずれ判別用二値化信号に基づいてトナー像間で位置ずれが生じているか否かを判別する。濃度判別部９２は、不安定信号の発生期間に基づいて位置ずれ判別マークの濃度が正常であるか否かを判別する。
【選択図】図４

Description

本発明は、トナー像を重ねて記録用紙に転写する工程を備えた画像形成装置において、記録用紙上でのトナー像間の位置ずれを複数の位置ずれ判別マークを利用して検出する画像形成装置用位置ずれ判別装置に関するものである。

複数本の光ビームにより走査する光走査装置を備えて、多色画像を形成する画像形成装置が広く知られている。このような画像形成装置としては、例えば、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色毎に設けられた感光体ドラム等を直列的に配置し、各感光体ドラムで形成された各色のトナー像を転写ベルト上に順次重ねて転写し、その後用紙上に一括転写することでカラー画像を得る所謂タンデム方式のものがある。

ところで、この種の画像形成装置では、各色のトナー像の位置合わせ等に高い精度が要求される。

そこで、各色のテストパターンを形成し、当該テストパターンの位置をＣＣＤセンサ等で読み取ってトナー像間の位置ずれを補正する発明（例えば、特許文献１参照）や各色のテストパターンの濃度を濃度センサで読み取ってトナー像濃度を補正する発明（例えば、特許文献２参照）が提案されている。
特開平６−２５３１５１号公報 特開平８−９５３７１号公報

しかしながら、特許文献１の技術と特許文献２の技術とでは、検出の目的が違うことからテストパターンを検出したときに出力される検出信号の取り扱いが異なる。つまり、一方は、テストパターンの位置を検出することを目的としているため、エッジを精度良く得るために検出信号を二値化することが要求される。他方は、テストパターンの濃度を検出することを目的としているため、高い解像度のアナログ信号を得ることが要求される。そのため、上述した従来の画像形成装置では、トナー像間に位置ずれが生じているか否かを判別することとトナー像濃度が正常であるか否かを判別することとを１つのセンサで同時に行うことができなかった。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、トナー像間に位置ずれが生じているか否かを判別することとトナー像濃度が正常であるか否かを判別することとを１つのセンサで同時に行うことができる画像形成装置用位置ずれ判別装置を提供することを目的とする。

本発明は、トナー像を重ねて記録用紙上に転写したときの前記記録用紙上での前記トナー像間で位置ずれが生じているか否かを判別するために利用される複数の位置ずれ判別マークを像保持体に形成する位置ずれ判別マーク形成手段と、前記位置ずれ判別マーク形成手段によって前記像保持体に形成された前記位置ずれ判別マークの濃淡を光学的に読み取り、前記濃淡に応じたレベルのアナログ電気信号を出力する光電変換素子と、前記光電変換素子から出力されるアナログ電気信号から予め定められたしきい値に基づいて二値化信号を生成する二値化信号生成手段と、前記二値化信号生成手段で生成された二値化信号に基づいて前記トナー像間で位置ずれが生じているか否かを判別する位置ずれ判別手段と、前記アナログ電気信号が前記しきい値をよぎるときの傾きに応じて変化する不安定信号の発生期間を測定する不安定信号発生期間測定手段と、前記不安定信号発生期間測定手段で測定された前記発生期間に基づいて前記トナー像の濃度が正常であるか否かを判別する濃度判別手段と、を備えている。

また、本発明は、請求項１の構成において、前記不安定信号は、二値の信号間を往復動するように交互に反転する信号であることを特徴としている。

本発明によれば、像保持体に複数の位置ずれ判別マークを形成し、各々の位置ずれ判別マークの濃淡を光学的に読み取り、濃淡に応じたレベルのアナログ電気信号を出力する。そして、アナログ電気信号から予め定められたしきい値に基づいて二値化信号を生成し、その二値化信号に基づいてトナー像間で位置ずれが生じているか否かを判別する。また、アナログ電気信号がしきい値をよぎるときの傾きに応じて期間が変化する不安定信号の発生期間を測定し、その発生期間に基づいてトナー像の濃度が正常であるか否かを判別する。

つまり、各々の位置ずれ判別マークによる二値化信号が均等な間隔で出力されていればトナー象間で位置ずれが生じていないと判別することができ、各々の位置ずれ判別マークによる二値化信号が不均等な間隔で出力されていればトナー象間で位置ずれが生じていると判別することができる。また、例えば、位置ずれ判別マークの濃度と不安定信号の発生期間との対応関係を示すデータを予め用意しておき、そのデータと不安定信号発生期間測定手段で測定された不安定信号の発生期間とを比較することによって位置ずれ判別マークの濃度が正常であるか否かを判別することができる。即ち、この判別結果に基づいてトナー像の濃度が正常であるか否かを判別することができる。

本発明によれば、トナー像間に位置ずれが生じているか否かを判別することとトナー像の濃度が正常であるか否かを判別することとを１つの光電変換素子で同時に行うことができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。

図１に示すように、画像形成装置１０は、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）毎に、ポリゴンミラー２８、レーザー光源１４、シリンダーミラー３４等を備えた光走査装置１２と、感光体ドラム３６とを備えている。

図２に示すように、光走査装置１２はレーザー光源１４を備えており、このレーザー光源１４のレーザービームの出射側には順にコリメータレンズ１６、スリット１８、エキスパンダレンズ２０が配置されている。レーザー光源１４から出射されたレーザービームは、コリメータレンズ１６で平行光にされた後、スリット１８によってビーム幅を整形されて、エキスパンダレンズ２０を透過し、折り返しミラー２２により所定方向へ折り返される。そして、シリンダーレンズ２４を透過して折り返しミラー２６で所定方向に折り返され、ｆθレンズ３０、３２を透過してポリゴンミラー２８の反射面に入射される。

ポリゴンミラー２８はポリゴンモータ（図示省略）により高速回転されている。ポリゴンミラー２８の反射面で反射されたレーザービームはｆθレンズ３０、３２を再び透過してシリンダーミラー３４に入射し、所定方向へ折り返されて感光体ドラム３６へ到達する。

感光体ドラム３６に照射されるレーザービームは、形成すべき画像の各色成分に応じて変調され、ポリゴンミラー２８の回転に伴って感光体ドラム３６の軸線に平行な方向に沿って感光体ドラム３６の周面上を主走査し、感光体ドラム３６上に静電潜像を形成する。なお、副走査は感光体ドラム３６が回転することによって成される。

また、レーザービームの全走査範囲のうち、走査開始側の端部に相当する位置にミラー３８が配置されている。このミラー３８で反射されたレーザービームはＳＯＳセンサ４０に入射する。ＳＯＳセンサ４０から出力されるＳＯＳ信号は各回の主走査における画像の書き込み開始のタイミングの決定に利用される。

図１に示すように、各感光体ドラム３６の周囲には、感光体ドラム３６を帯電させるための帯電器４２と、この帯電器４２によって帯電された感光体ドラム３６上に光ビームを照射して静電潜像が形成された部位にトナーを供給して静電潜像を現像し、感光体ドラム３６上にトナー像を形成させる現像器４４と、感光体ドラム３６に残されたトナーを清掃する清掃器４６とが配置されている。

各感光体ドラム３６の下方には、搬送ローラ４８に巻き掛けられた無端の転写ベルト５０が設けられている。各感光体ドラム３６と転写ベルト５０を挟んで対向する位置に感光体ドラム３６から転写ベルト５０へ転写するための転写用帯電ロール５２が配置されている。感光体ドラム３６は、その側周面が転写ベルト５０の表面に対面し、且つ、軸線が転写ベルト５０の進行方向（図１の矢印Ａ方向）と直交するように配置されている。

各感光体ドラム３６で現像されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの単色画像は、転写ベルト５０上に１回の通過で全て重ね合わせて転写され、多色のトナー像を形成する。また、転写ベルト５０の下方には記録用紙５４に転写するための帯電ロール５６が配置されており、この帯電ロール５６により記録用紙５４に一括転写され、多色画像を記録用紙５４上に形成する。

画像形成装置１０の制御系は、ＣＰＵ５８と、ＲＯＭ６０と、ＲＡＭ６２と、Ｉ／Ｏインターフェース６３と、反射型フォトセンサ６４と、ＵＩパネル６６と、位置ずれ判別マーク信号発生器６８と、レーザードライバ７０とを備えている。

ＣＰＵ５８には所定のプログラムが格納されたＲＯＭ６０と各種データを一時的に格納するＲＡＭ６２とが接続されている。また、ＣＰＵ５８にはＩ／Ｏインターフェース６３を介して反射型フォトセンサ６４とＵＩパネル６６とが接続されている。

ＵＩパネル６６は、例えばディスプレイ上にタッチパネルが重ねられたタッチパネルディスプレイ等から構成され、各種情報が画面に表示される。また、ユーザが操作することにより所望の情報や指示を入力することができる。

ＣＰＵ５８は、Ｉ／Ｏインターフェース６３を介してＵＩパネル６６や反射型フォトセンサ６４等から入力された信号に応答して、ＲＯＭ６０から所定のプログラムを読み出し、そのプログラムに基づいて画像形成装置１０の全体を制御する。

ＣＰＵ５８にはＩ／Ｏインターフェース６３を介して位置ずれ判別マーク信号発生器６８が接続され、この位置ずれ判別マーク信号発生器６８にはレーザードライバ７０が接続されている。また、このレーザードライバは各色毎の光走査装置１２に接続されている。

位置ずれ判別マーク信号発生器６８は、ＣＰＵ５８からＩ／Ｏインターフェース６３を介して位置ずれ判別マーク形成指示信号が入力されると、転写ベルト５０上に位置ずれ判別マークを形成するための画像信号を発生させ、レーザードライバ７０に出力する。位置ずれ判別マークとは、記録用紙５４上でのトナー像間で位置ずれが生じているか否かを判別するために利用される画像である。

レーザードライバ７０は、位置ずれ判別マーク信号発生器６８から入力された画像信号に基づいて各色毎の光走査装置１２に駆動電流を与えて光走査装置１２を駆動させる。そして、感光体ドラム３６や現像器４４等によって、図３に示すように、転写ベルト５０上において、転写ベルト５０の進行方向（図１の矢印Ａ方向）に沿って複数の位置ずれ判別マーク（図３ではブラック、シアン、マゼンタ、イエローの位置ずれ判別マーク）が形成される。

反射型フォトセンサ６４は、転写ベルト５０の進行方向下流側に配置されている。そして、転写ベルト５０上に光を発する発光部７２と、この発光部７２から発せられた光を受光し、光電変換してアナログ電気信号をＣＰＵ５８に出力する受光部７４とを備えている。

転写ベルト５０上に形成された各位置ずれ判別マークは反射型フォトセンサ６４によってそれぞれ読み取られる。つまり、反射型フォトセンサ６４は位置ずれ判別マークの濃淡を光学的に読み取り、その濃淡に応じたレベルのアナログ電気信号をＣＰＵ５８に出力する。

ＣＰＵ５８は、反射型フォトセンサ６４から入力されたアナログ電気信号に応答して、ＲＯＭ６０に予め記憶されている所定のプログラムを読み出す。そして、そのプログラムを実行することによって、図４に示すように、受信部７６、二値化信号生成部７８、不安定信号発生期間測定部８０、不安定信号発生期間判別部８２、位置ずれ判別用二値化信号生成部８４、位置ずれ判別部８６、位置ずれ量算出部８８、位置ずれ補正部９０、濃度判別部９２、濃度ずれ量算出部９４、濃度補正部９６、センサ制御部９８、カウント部１００、しきい値格納用メモリ１０２、及び基準データ格納用メモリ１０４として機能する。

反射型フォトセンサ６４の受光部７４から出力されたアナログ電気信号は受信部７６で受信される。受信部７６は、反射型フォトセンサ６４の受光部７４から受信したアナログ電気信号を二値化信号生成部７８に転送する。

二値化信号生成部７８は、受信部７６から入力されたアナログ電気信号に応答して、しきい値格納用メモリ１０２から予め定められた一定の電圧値であるしきい値を読み出す。そして、そのしきい値とアナログ電気信号とから、図５〜７に示すように、二値化信号を生成する。

二値化信号では、アナログ電気信号がしきい値をよぎることによって二値の信号間を往復動するように交互に反転する信号（以下、「不安定信号」と称する）が発生する。この不安定信号はアナログ電気信号がしきい値をよぎるときの傾きに応じて発生期間の長さが変化するという特性を有している。

アナログ電気信号がしきい値をよぎるときの傾きは、反射型フォトセンサ６４によって読み取られる位置ずれ判別マークの濃度の大きさに依存している。例えば、転写ベルト５０において転写ベルトの進行方向（図１の矢印Ａ方向）に沿って先頭からブラック、シアン、ブラック、マゼンタ、ブラックの順で全て同一濃度で形成された第１の位置ずれ判別マークのそれぞれを反射型フォトセンサ６４で読み取ると、図５に示すようなアナログ電気信号が得られる。上記の全ての第１の位置ずれ判別マークの濃度を均一に薄くした第２の位置ずれ判別マークのそれぞれを反射型フォトセンサ６４で読み取ると、図６に示すようなアナログ電気信号が得られる。

ここで、図５に示すアナログ電気信号の振幅と図６に示すアナログ電気信号の振幅とを比較すると、図５に示すアナログ電気信号の振幅は、図６に示すアナログ電気信号の振幅よりも大きく表れる。また、図５に示すアナログ電気信号がしきい値をよぎるときの傾きと図６に示すアナログ電気信号がしきい値をよぎるときの傾きとを比較すると、図５に示すアナログ電気信号がしきい値をよぎるときの傾きは、図６に示すアナログ電気信号がしきい値をよぎるときの傾きよりも大きく表れる。つまり、図６に示すアナログ電気信号よりも図５に示すアナログ電気信号の方がしきい値との交わりが短期間で終了する。そのため、不安定信号の発生期間は、図６に示す不安定信号の発生期間よりも図５に示す不安定信号の発生期間の方が短くなる。このように、アナログ電気信号がしきい値をよぎるときの傾きに応じて不安定信号の発生期間の長さは変化する。本発明は、この不安定信号の発生期間の長さに基づいてトナー像の濃度が正常であるか否かを判断することを特徴の１つとしている。

二値化信号生成部７８で生成された二値化信号は不安定信号発生期間測定部８０に出力される。不安定信号発生期間測定部８０は、二値化信号生成部７８から二値化信号が入力されると、不安定信号の発生開始時と不安定信号が消えた時とを検出し、その間の時間、即ち、不安定信号の発生期間を測定する。そして、その測定結果を示す発生期間信号を不安定信号発生期間判別部８２に出力する。また、測定結果から不安定信号の発生期間の中心点を示すデータを抽出し、その中心点を示すデータを位置ずれ判別用二値化信号生成部８４に出力するとともに、二値化信号生成部７８から入力された二値化信号を位置ずれ判別用二値化信号生成部８４に転送する。

位置ずれ判別用二値化信号生成部８４は、不安定信号発生期間測定部８０から入力された不安定信号の発生期間の中心点を示すデータと二値化信号とに基づいて、図７に示すように、不安定信号の発生期間の中心点をエッジとする二値化信号（以下、「位置ずれ判別用二値化信号」と称する）を生成する。そして、その位置ずれ判別用二値化信号を位置ずれ判別部８６に出力する。

不安定信号発生期間判別部８２は、不安定信号発生期間測定部８０から入力された発生期間信号に応答して、その発生期間信号が示す不安定信号の発生期間が予め定められた期間よりも長いか否かを判別する。「予め定められた期間」とは、濃度０％のときの不安定信号の発生期間の上限値を示し、本実施形態では図８に示すように１３０μｓｅｃとなる。

不安定信号発生期間判別部８２において、不安定信号の発生期間が予め定められた期間よりも長いと判別された場合には、不安定信号発生期間判別部８２は、反射型フォトセンサ６４の発光部７２の光量を上げるとともに受光部７４の感度を上げるように反射型フォトセンサ６４を制御することを指示する指示信号をセンサ制御部９８に出力する。

センサ制御部９８は、不安定信号発生期間判別部８２から入力された指示信号に応答して、反射型フォトセンサ６４に制御信号を出力する。反射型フォトセンサ６４は、センサ制御部９８から入力された制御信号に応答して、発光部７２の光量を上げるとともに受光部７４の感度を上げる。

カウント部１００は、不安定信号発生期間判別部８２から指示信号がセンサ制御部９８に入力された回数をカウントする。このカウント値が予め定められた回数を超えると、センサ制御部９８は制御信号を反射型フォトセンサ６４に出力せずに、ＵＩパネル６６にエラー信号を出力する。ＵＩパネル６６はカウント部１００から入力されたエラー信号に応答して画面上にエラーメッセージを表示する。なお、本実施形態では、上記の「予め定められた回数」を「３」とする。

不安定信号発生期間判別部８２において、不安定信号の発生期間が予め定められた期間よりも短いと判別された場合には、不安定信号発生期間判別部８２は、不安定信号発生期間測定部８０から入力された発生期間信号を濃度判別部９２に転送するとともに、トナー像間において位置ずれが生じているか否かの判別を開始することを指示する位置ずれ判別開始信号を位置ずれ判別部８６に出力する。

位置ずれ判別部８６は、不安定信号発生期間判別部８２から入力された位置ずれ判別開始信号に応答して、位置ずれ判別用二値化信号生成部８４から入力された各位置ずれ判別マークに対応した位置ずれ判別用二値化信号の間隔が一定であるか否かを判別する。ここで、位置ずれ判別用二値化信号間の間隔が一定であれば、トナー像間で位置ずれが生じていないと判別する。各位置ずれ判別マークに対応した位置ずれ判別用二値化信号の間隔が一定でなければ、トナー像間で位置ずれが生じていると判別する。これらの判別結果を示すデータはＵＩパネル６６に出力され、ＵＩパネル６６の画面にはその判別結果を示すメッセージが表示される。また、位置ずれ判別部８６にて、トナー像間で位置ずれが生じていると判別されると、位置ずれ判別用二値化信号生成部８４から入力された位置ずれ判別用二値化信号が位置ずれ量算出部８８に転送される。

位置ずれ量算出部８８は、位置ずれ判別部８６から入力された各位置ずれ判別マークに対応した位置ずれ判別用二値化信号に基づいて、基準となる位置ずれ判別マークに対し、それ以外の位置ずれ判別マークの位置のずれ量を相対的に演算して位置ずれ量を算出し、その位置ずれ量を示すデータを位置ずれ補正部９０に出力する。

位置ずれ補正部９０は、位置ずれ量算出部８８から入力された位置ずれ量を示すデータに基づいて光走査装置１２等に対して位置ずれの補正を実施することを示す位置ずれ補正指示信号を出力する。例えば、光走査装置１２は、位置ずれ補正部９０から入力された補正指示信号に応答して、ＳＯＳ信号のカウント数を位置ずれ量によって変化させ、１走査単位の補正を実施させたり、あるいは各色のポリゴンミラー２８の相対的な位相を制御することで１走査以下の単位の補正を実施させたりする。

濃度判別部９２は、不安定信号発生期間判別部８２から入力された発生期間信号に応答して、その発生期間信号が示す不安定信号の発生期間が予め定められた範囲内にあるか否かを判別することで転写ベルト５０に形成された位置ずれ判別マークの濃度が正常であるか否かを判別する。

濃度判別部９２には基準データ格納用メモリ１０４が接続されており、この基準データ格納用メモリ１０４には、不安定信号の発生期間とトナー像の濃度との対応関係を示す基準データが予め格納されている。即ち、基準データ格納用メモリ１０４には、図８に示すように、基準データとして、不安定信号の発生期間とトナー像の濃度との対応関係を示す第１及び第２のグラフを表すデータが予め格納されている。図８において、上下２つの直線グラフのうち、上の直線グラフが第１のグラフで、下の直線グラフが第２のグラフに相当する。第１のグラフは、トナー像の濃度とその濃度についての不安定信号の発生期間で正常とされる発生期間の上限値との対応関係を示すグラフであり、第２のグラフは、トナー像の濃度とその濃度についての不安定信号の発生期間で正常とされる発生期間の下限値との対応関係を示すグラフである。

濃度判別部９２は、上記の基準データに基づいて転写ベルト５０に形成された位置ずれ判別マークの濃度が正常であるか否かを判別する。濃度判別部９２では、例えば５０％の濃度を想定して位置ずれ判別マークを転写ベルト５０に形成した場合、その位置ずれ判別マークに対応した二値化信号における不安定信号の発生期間が第１のグラフと第２のグラフとの間の領域内（第１及び第２のグラフも含む）にあれば、位置ずれ判別マークの濃度が正常であると判別される。一方、位置ずれ判別マークに対応した二値化信号における不安定信号の発生期間が第１のグラフよりも上の領域、あるいは第２のグラフよりも下の領域にある場合には位置ずれ判別マークの濃度が異常であると判別される。その判別結果はＵＩパネル６６に表示される。

濃度判別部９２は、位置ずれ判別マークの濃度が異常であると判別した場合、不安定信号発生期間判別部８２から入力された発生期間信号を濃度ずれ量算出部９４に転送する。

濃度ずれ量算出部９４は、濃度判別部９２から入力された発生期間信号に応答して、基準データ格納用メモリ１０４から基準データを読み出す。ここで読み出される基準データとしては、例えば、５０％の濃度を想定して位置ずれ判別マークを転写ベルト５０に形成した場合であって、その位置ずれ判別マークに対応した二値化信号における不安定信号の発生期間が第１のグラフの上の領域にある場合には、基準データ格納用メモリ１０４から第１のグラフを表すデータを読み出し、位置ずれ判別マークに対応した二値化信号における不安定信号の発生期間が第２のグラフよりも下の領域にある場合には、基準データ格納用メモリ１０４から第２のグラフを表すデータを読み出す。

濃度ずれ量算出部９４は、基準データ格納用メモリから読み出した基準データに基づいて発生期間信号が示す不安定信号の発生期間に対応した濃度を求め、その濃度と実際に転写ベルト５０に形成されるべきであった位置ずれ判別マークの濃度とのずれ量を算出する。そして、その算出結果を示すデータを濃度補正部９６に出力する。

濃度補正部９６は、濃度ずれ量算出部９４から入力されたデータに基づいて、濃度を補正することを指示する濃度補正指示信号を現像器４４や光走査装置１２などに出力し、所定の画像濃度が得られるようにトナー濃度、レーザービームの光量、現像バイアス電圧、感光体ドラム３６の帯電電位などを調整する。

以下に、本発明の実施の形態における作用について説明する。

先ず、転写ベルト５０上において、転写ベルト５０の進行方向（図１及び図３の矢印Ａ方向）に沿って複数の位置ずれ判別マークを形成する。そして、各々の位置ずれ判別マークの濃淡を反射型フォトセンサ６４で読み取る。

反射型フォトセンサ６４は、位置ずれ判別マーク毎に濃淡に応じたレベルのアナログ電気信号を受信部７６を介して二値化信号生成部７８に出力する。

二値化信号生成部７８は、受信部７６から入力されたアナログ電気信号から予め定められたしきい値に基づいて二値化信号を生成する。そして、その二値化信号を不安定信号発生期間測定部８０に出力する。

不安定信号発生期間測定部８０は、二値化信号生成部７８から入力された二値化信号において不安定信号が発生した時と消えた時とを検出し、その不安定信号の発生期間を測定する。そして、その測定結果を示す発生期間信号を不安定信号発生期間判別部８２に出力する。また、測定結果から不安定信号の発生期間の中心点を示すデータを抽出し、その中心点を示すデータを位置ずれ判別用二値化信号生成部８４に出力するとともに、二値化信号生成部７８から入力された二値化信号を位置ずれ判別用二値化信号生成部８４に転送する。

位置ずれ判別用二値化信号生成部８４は、不安定信号発生期間測定部８０から入力された不安定信号の発生期間の中心点を示すデータと二値化信号とに基づいて位置ずれ判別用二値化信号を生成する。そして、その位置ずれ判別用二値化信号を位置ずれ判別部８６に出力する。

位置ずれ判別部８６は、位置ずれ判別用二値化信号生成部８４から入力された位置ずれ判別用二値化信号に基づいてトナー像間で位置ずれが生じているか否かを判別する。つまり、各々の位置ずれ判別マークによる位置ずれ判別用二値化信号が均等な間隔で出力されていればトナー象間で位置ずれが生じていないと判別することができ、各々の位置ずれ判別マークによる位置ずれ判別用二値化信号が不均等な間隔で出力されていればトナー象間で位置ずれが生じていると判別することができる。

濃度判別部９２は、不安定信号の発生期間に基づいて位置ずれ判別マークの濃度が正常であるか否かを判別する。つまり、位置ずれ判別マークの濃度と不安定信号の発生期間との対応関係を示す基準データ（例えば図８に示す第１のグラフや第２のグラフ）と不安定信号発生期間測定部８０で測定された不安定信号の発生期間とを比較することによって位置ずれ判別マークの濃度が正常であるか否かを判別する。これにより、この判別結果に基づいてトナー像の濃度が正常であるか否かを判別することができる。

次に、ＣＰＵ５８での処理の流れを図９のフローチャートを参照しながら説明する。

ステップ２００では、ＣＰＵ５８が位置ずれ判別マーク形成指示信号を位置ずれ判別マーク信号発生器６８に出力すると、位置ずれ判別マーク信号発生器６８、レーザードライバ７０、及び光走査装置１２によって、図３に示すように、転写ベルト５０上において、転写ベルト５０の進行方向（矢印Ａ方向）に沿って複数の位置ずれ判別マークが形成される。

ステップ２０２では、反射型フォトセンサ６４が各々の位置ずれ判別マークの濃淡を読み取り、その読み取った結果であるアナログ電気信号を受信部７６に出力する。

ステップ２０４では、二値化信号生成部７８が、反射型フォトセンサ６４から受信部７６を介して入力されたアナログ電気信号と予め定められたしきい値と基づいて二値化信号を生成する。

ステップ２０６では、二値化信号において不安定信号が発生したか否かが判断され、否定されるとステップ２０６に戻る。ここでステップ２０６において肯定されると、ステップ２０６からステップ２０８に移行する。

ステップ２０８では、不安定信号発生期間測定部８０が不安定信号の発生期間の測定を開始する。

ステップ２１０では、二値化信号において不安定信号が消えたか否かが判断され、否定されるとステップ２１０に戻る。ここでステップ２１０において肯定されると、ステップ２１０からステップ２１２に移行する。

ステップ２１２では、不安定信号発生期間測定部８０による不安定信号の発生期間の測定が終了する。

ステップ２１４では、全ての位置ずれ判別マークについての不安定信号の発生期間の測定が終了したか否かが判断され、否定されるとステップ２０６に戻る。ここでステップ２１４において肯定されると、ステップ２１４からステップ２１６に移行する。

ステップ２１６では、不安定信号の発生期間が１３０μｓｅｃよりも長いか否かが判断され、否定されるとステップ２１６からステップ２１８に移行する。ここでステップ２１６において肯定されると、ステップ２１６からステップ２２０に移行する。

ステップ２１８では、位置ずれ判別マークの濃度が正常か否かの判別とトナー像間で位置ずれが生じているか否かの判別が濃度判別部９２及び位置ずれ判別部８６によって行われる。その後、ステップ２１８からステップ２２２に移行する。

ステップ２２２では、位置ずれ判別マークの濃度及びトナー像間の位置関係が正常か否かの判断がされ、否定されるとステップ２２２からステップ２２４に移行する。ここでステップ２２２において肯定されると全ての処理が終了する。

ステップ２２４では、ステップ２２２において濃度が異常であると判断された場合には、濃度のずれ量が算出され、ステップ２２２においてトナー像間の位置関係が異常であると判断された場合には、位置ずれ量が算出される。

ステップ２２６では、ステップ２２２において濃度が異常であると判断された場合には、ステップ２２４で算出された濃度のずれ量に基づいて濃度の補正が実施される。ステップ２２２においてトナー像間の位置関係が異常であると判断された場合には、ステップ２２４で算出された位置ずれ量に基づいて位置ずれの補正が実施される。

ステップ２２０では、カウント部１００でカウントされた値が「３」以内か否かが判断され、ここで否定されるとステップ２２０からステップ２２８に移行する。ステップ２２０において肯定されるとステップ２２０からステップ２３０に移行する。

ステップ２３０では、センサ制御部９８によって反射型フォトセンサ６４の発光部７２の光量を上げる調整と受光部７４の感度を上げる調整とが行われる。この調整が終了するとステップ２００に戻る。

ステップ２２８では、ＵＩパネル６６にエラーメッセージが表示される。その後、全ての処理が終了する。

以上のように、本発明の画像形成装置用位置ずれ判別装置によれば、トナー像を重ねて記録用紙５４上に転写したときの記録用紙５４上でのトナー像間で位置ずれが生じているか否かを判別するために利用される複数の位置ずれ判別マークを像保持体としての転写ベルト５０に形成する位置ずれ判別マーク形成手段としての光走査装置１２と、光走査装置１２によって転写ベルト５０に形成された位置ずれ判別マークの濃淡を光学的に読み取り、濃淡に応じたレベルのアナログ電気信号を出力する光電変換素子としての反射型フォトセンサ６４と、反射型フォトセンサ６４から出力されるアナログ電気信号から予め定められたしきい値に基づいて二値化信号を生成する二値化信号生成手段としての二値化信号生成部７８と、二値化信号生成部７８で生成された二値化信号に基づいてトナー像間で位置ずれが生じているか否かを判別する位置ずれ判別手段としての位置ずれ判別部８６と、アナログ電気信号がしきい値をよぎるときの傾きに応じて変化する不安定信号の発生期間を測定する不安定信号発生期間測定手段としての不安定信号発生期間測定部８０と、不安定信号発生期間測定部８０で測定された発生期間に基づいてトナー像の濃度が正常であるか否かを判別する濃度判別手段としての濃度判別部９２とを備えたので、トナー像間に位置ずれが生じているか否かを判別することとトナー像の濃度が正常であるか否かを判別することとを１つの反射型フォトセンサ６４で同時に行うことができる。したがって、例えば、画像形成装置１０での印字準備期間の短縮、画像形成装置１０のコストダウン、制御の簡略化を図ることが可能となる。

なお、本発明は、上記の実施の形態に限るものではなく、種々の形態が可能である。例えば上記実施の形態では、不安定信号の発生期間の中心点をエッジとする二値化信号を位置ずれ判別用二値化信号とする例を挙げたが、それに限るものではない。例えば、不安定信号が発生した点あるいは不安定信号が消えた点をエッジとした二値化信号を位置ずれ判別用二値化信号としても良い。

本発明の画像形成装置用位置ずれ判別装置を適用した画像形成装置の概略構成図である。 光走査装置の構成を示す斜視図である。 転写ベルトに位置ずれ判別マークが形成されたときの態様を示すイメージ図である。 ＣＰＵ及びその周辺の電気的構成を示す機能ブロック図である。 第１の位置ずれ判別マークのそれぞれを反射型フォトセンサで読み取って出力されたアナログ電気信号としきい値との関係、並びにアナログ電気信号からしきい値に基づいて生成された二値化信号の態様を説明するための説明図である。 第２の位置ずれ判別マークのそれぞれを反射型フォトセンサで読み取って出力されたアナログ電気信号としきい値との関係、並びにアナログ電気信号からしきい値に基づいて生成された二値化信号の態様を説明するための説明図である。 位置ずれ検出用二値化信号の生成方法を説明するための説明図である。 不安定信号の発生期間とトナー像の濃度との対応関係を示すグラフである。 ＣＰＵでの処理の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１０ 画像形成装置
１２ 光走査装置（位置ずれ判別マーク形成手段）
５０ 転写ベルト（像保持体）
５４ 記録用紙
６４ 反射型フォトセンサ（光電変換素子）
７８ 二値化信号生成部（二値化信号生成手段）
８０ 不安定信号発生期間測定部（不安定信号発生期間測定手段）
８６ 位置ずれ判別部（位置ずれ判別手段）
９２ 濃度判別部（濃度判別手段）

Claims (2)

1. トナー像を重ねて記録用紙上に転写したときの前記記録用紙上での前記トナー像間で位置ずれが生じているか否かを判別するために利用される複数の位置ずれ判別マークを像保持体に形成する位置ずれ判別マーク形成手段と、
   前記位置ずれ判別マーク形成手段によって前記像保持体に形成された前記位置ずれ判別マークの濃淡を光学的に読み取り、前記濃淡に応じたレベルのアナログ電気信号を出力する光電変換素子と、
   前記光電変換素子から出力されるアナログ電気信号から予め定められたしきい値に基づいて二値化信号を生成する二値化信号生成手段と、
   前記二値化信号生成手段で生成された二値化信号に基づいて前記トナー像間で位置ずれが生じているか否かを判別する位置ずれ判別手段と、
   前記アナログ電気信号が前記しきい値をよぎるときの傾きに応じて変化する不安定信号の発生期間を測定する不安定信号発生期間測定手段と、
   前記不安定信号発生期間測定手段で測定された前記発生期間に基づいて前記トナー像の濃度が正常であるか否かを判別する濃度判別手段と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置用位置ずれ判別装置。
2. 前記不安定信号は、二値の信号間を往復動するように交互に反転する信号であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置用位置ずれ判別装置。