JP2008209659A - 画像形成装置及び制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】色ずれ検出パターンを検出する際に検出誤差による影響を低減させる画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置は、色の異なる複数のトナーの形成位置のずれを補正するための色ずれ補正に使用される複数の色ずれ検出パターンを像担持体に形成し、対応する色のトナーの形成位置のずれを補正する。また、画像形成装置は、形成した色ずれ検出パターンから検出された光量が色ずれ検出パターンから検出された光量か色ずれ検出パターン以外のものから検出された光量かを判別するための閾値を、導出した各色ずれ検出パターンの副走査方向の長さに応じて設定する。
【選択図】図７

Description

本発明は、主に電子写真プロセスを採用したカラーレーザプリンタ、カラー複写機、カラーファクシミリ等の画像形成装置に関するものである。

画像形成装置では、感光ドラムの機械的取り付け誤差、レーザビームの光路長誤差及び光路変化によって、搬送ベルト上を搬送される記録材又は転写ベルトに転写する際の画像に位置ずれが起こる可能性がある。このため、通常、画像形成装置は、感光ドラムから転写ベルト上に転写された色ずれ検出用パターン画像（以下、色ずれ検出パターンと称す。）からフォトセンサ等を用いて検出した光量により、色ずれを検出している。また、検出された色ずれを補正するため、画像形成装置は、画像信号に電気的な補正を行うか、或いはレーザビームの光路中に設けられている反射ミラー等を駆動して機械的な補正を行う。

特許文献１は、色ずれ検出パターンを検出するときの傷や汚れによる誤検知を防止するための方法が示されている。具体的には、フォトセンサにより検出される幅が、予め定めた範囲の長さである場合に、色ずれ検出パターンから検出された幅であると判別している。一方、予め定めた範囲の長さではない場合には、傷や汚れから検出された幅であると判断している。また、近年では色ずれ検出パターンからの光量を検出するフォトセンサを安価に構成するため、集光用レンズを廃し、より大きなスポット径でパターン位置を検出するという構成が多くなってきている。
特開２００２−２１４８６４号公報 特開平０６−００３９１５号公報

しかしながら、従来技術には、以下のような問題がある。より大きなスポット径でパターンを検出する場合、色、濃度及びベルトによる反射率の差がフォトセンサの検出波形のピーク値や傾きの差となり、パターン幅の検出値に大きなばらつきが含まれることとなる。このため、傷や汚れを判断するための予め定められた範囲を狭くせざるを得なくなり、誤検知除去の精度が低下していた。また、検出した色ずれ検出パターンの幅が予め定められた範囲の長さであるか否かを判別する方法では、固定の閾値を用いているため、画像形成装置の個体差、使用環境、使用状況によっては、誤検知除去の精度が低下してしまうことがある。

本発明は、上述の問題に鑑みて成されたものであり、色ずれ検出パターンを検出する際に検出誤差による影響を低減させる画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明は、例えば、画像形成装置として実現できる。画像形成装置は、色の異なる複数のトナーの形成位置のずれを補正するための色ずれ補正に使用される複数の色ずれ検出パターンを像担持体に形成するパターン形成部と、画像形成装置に配置されたセンサから光を照射することにより、形成された複数の色ずれ検出パターンを介して受光される各光量を検出する検出部と、検出された各光量から各色ずれ検出パターンの副走査方向の長さを導出する導出部と、検出された光量が色ずれ検出パターンから検出された光量か色ずれ検出パターン以外のものから検出された光量かを判別するための閾値を、導出された各色ずれ検出パターンの副走査方向の長さに応じて設定する設定部と、設定された閾値を用いて、検出された光量が色ずれ検出パターンから検出された光量であるか否かを判別する判別部と、色ずれ検出パターンから検出された光量であると判別された光量から、対応する色のトナーの形成位置のずれを補正する補正部とを含む。

本発明は、色ずれ検出パターンを検出する際に検出誤差による影響を低減させる画像形成装置を提供できる。

以下、本発明に係る実施形態について図面を用いて説明する。なお、以下の実施の形態は特許請求の範囲に記載された発明を限定するものでなく、また本実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の解決手段に必須のものとは限らない。また、本発明は、一適用例として、電子写真方式の画像形成装置によって実現される。しかしながら、本発明は、インクジェットプリンタ等、他の画像形成方式を採用した画像形成装置によって実現されてもよい。

［第１の実施形態］
以下では、図１乃至図９を参照して第１の実施形態について説明する。図１は、第１の実施形態に係る画像形成装置の一例を示す断面図である。ここでは、本発明に関する主要な要素についてのみ説明を記載する。

本実施形態に係る画像形成装置１００は、４色（イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＢｋ）に対応する複数の画像形成部を備えている。なお、図１に示す添え字記号ａ、ｂ、ｃ、ｄは、それぞれイエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＢｋを示す。画像形成部は、像担持体として機能する感光ドラム１０１（ａ〜ｄ）、レーザスキャナ１０２（ａ〜ｄ）、帯電ローラ１１７（ａ〜ｄ）、現像器１１８（ａ〜ｄ）及び転写ローラ１２０（ａ〜ｄ）を備える。また、画像形成装置１００は、搬送体又は転写体として機能する搬送ベルト１０３、駆動ローラ１０４、従動ローラ１０５及びセンサ１０６Ｒ、１０６Ｌを備える。以下では、画像形成部の各構成要素について、それぞれ同一の構成であるため、添え字記号ａ、ｂ、ｃ、ｄを省略して説明する。

感光ドラム１０１には、形成する画像の画像信号に従って静電潜像が形成される。静電潜像が形成される場合、感光ドラム１０１は、まず、矢印ｄ１の方向に所定の周速で回転駆動されながら帯電ローラ１１７によって一様に帯電される。レーザスキャナ１０２は、形成する画像の画像信号に応じて感光ドラム１０１へ露光し、静電潜像を形成する。具体的に、感光ドラム１０１では、レーザスキャナ１０２から走査されるデジタル画像信号に対応して変調されたレーザビームを、結像露光光学系を介して受けることにより静電潜像が形成される。なお、各色の画像信号は、搬送ベルト１０３上を搬送される記録材の搬送タイミングに応じて、レーザスキャナ１０２に送信される。形成された静電潜像は、現像器１１８によって各色のトナーで現像される。転写ローラ１２０は、感光ドラム１０１に搬送ベルト１０３を挟んで当接又は離間するように構成されている。感光ドラム１０１に形成されたトナー像は、記録材の搬送タイミングに合わせて感光ドラム１０１と転写ローラ１２０とが搬送される記録材を狭持搬送することにより、記録材上に転写される。

搬送ベルト１０３は、記録材を各色の画像形成部に順次搬送する無端状の搬送ベルトである。また、本実施形態に係る搬送ベルト１０３は、転写ベルトの機能も兼ね備える。駆動ローラ１０４は、搬送ベルト１０３を回転駆動するため、不図示のモータとギア等からなる駆動部に接続される。従動ローラ１０５は、搬送ベルト１０３の移動に従って従動回転し、かつ、搬送ベルト１０３に一定の張力を付与する。なお、搬送ベルト１０３は、矢印ｄ２の方向に、感光ドラム１０１と同じ周速で駆動される。センサ１０６は搬送ベルト１０３上に形成された色ずれ検出パターンに光を照射し、反射される光量を検出する。具体的に、図１に示すように、センサ１０６Ｒ、１０６Ｌは１対の光センサであり、搬送ベルト１０３の両サイドに配置される。また、センサ１０６は、色ずれ検出パターンからの透過光量を受光してもよい。

画像形成装置１００は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順で感光ドラム１０１上に形成された各色のトナー像を搬送ベルト１０３又は記録材に転写することによって、フルカラーのトナー像を形成する。トナー像が転写された記録材は、搬送ベルト１０３から分離されて不図示の定着装置へ搬送される。定着装置へ搬送された記録材は、定着ローラと加圧ローラの定着ニップ部において熱と圧力によってトナー像が定着される。

次に、図２を参照して、色ずれ検出パターンについて説明する。図２は、第１の実施形態に係る色ずれ検出パターンを示す図である。ここでは、搬送ベルト１０３に形成された色ずれ検出パターンを一例として説明する。しかしながら、本発明における画像形成装置１００は、感光ドラム１０１、搬送ベルト１０３及び記録材の何れか１つに色ずれ検出パターンを形成する。また、色ずれ検出パターンは、各色のトナーが形成される位置のずれを補正するために使用される。

画像形成装置１００は、各センサ１０６Ｌ、１０６Ｒの検出ラインとなる搬送ベルト１０３上に、それぞれ色ずれ検出パターン２０１（ａ〜ｄ）、２０２（ａ〜ｄ）、２０３（ａ〜ｄ）、２０４（ａ〜ｄ）を形成する。ここで、要素番号に付与されたアルファベットａ、ｂ、ｃ、ｄは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーで形成された色ずれ検出パターンを示す。色ずれ検出パターン２０１、２０２は、副走査方向の色ずれ量を検出するためのパターンである。また、色ずれ検出パターン２０３、２０４は、主走査方向の色ずれ量を検出するためのパターンである。これらのパターンは、搬送ベルト１０３の速度ムラ等の影響を除去するために、複数回繰り返して形成されることが望ましい。画像形成装置１００は、搬送ベルト１０３の主走査方向に並んで設けられた１対のセンサ１０６Ｌ、１０６Ｒで形成したパターンからの反射光量を読み取り、各色間の色ずれ量を検出する。

次に、図３乃至図６を参照して、色ずれ検出パターンの検出方法について説明する。図３は、第１の実施形態に係る色ずれ検出パターンからの反射光量を検出するためのセンサを示す図である。

センサ１０６は、発光素子であるＬＥＤ３０１及び受光素子である反射型のフォトセンサ３０２を含む。図３に示す矢印３０３はＬＥＤ３０１から照射された光を示し、矢印３０４は色ずれ検出パターン２０１から反射される光であって、フォトセンサ３０２に受光される光を示す。

画像形成装置１００は、ＬＥＤ３０１から光を照射し、色ずれ検出パターン２０１から反射された光をフォトセンサ３０２によって受光することで、各色ずれ検出パターンからの反射光量を検出する。なお、ＬＥＤ３０１から照射した光は、搬送ベルト１０３上の色ずれ検出パターン２０１によって吸収や拡散がなされ、反射してくる光の量が変化する。

ＬＥＤ３０１及びフォトセンサ３０２は、搬送ベルト１０３を反射面として、正反射光学系により構成されている。したがって、画像形成装置１００は、搬送ベルト１０３による光反射率と色ずれ検出パターン２０１による光反射率との差によって、色ずれ検出パターンの位置（エッジ又は重心）を検出する。この検出データは色ごとにＲＡＭ等に記録される。画像形成装置１００は、画像形成の際に、記録された各色の検出データを用いて、各色のずれ量を算出する。さらに、画像形成装置１００は、算出した色ずれ量を打ち消すように各色の露光を調整する。ここでは、正反射光学系のセンサ１０６を一例に説明したが、本発明によるセンサ１０６は、正反射光学系に限定されず、測定対象物からの反射光を受光できる系であればよい。

図４は、第１の実施形態に係るセンサの回路構成を示す図である。ＬＥＤ３０１から照射された光は、搬送ベルト１０３上に形成された色ずれ検出パターン２０１に反射してフォトセンサ３０２に受光される。フォトセンサ３０２からの検出電流は、ＩＶ変換回路によって電圧Ｖ１に変換され、図示しないエンジン制御部に入力される。

図５は、第１の実施形態に係るフォトセンサから出力される信号の一例を示す図である。図５において、横軸は時間を示し、縦軸はフォトセンサ３０２の検出電圧を示す。また、Ｌｔｈはフォトセンサ３０２の出力電圧に対する閾値である。この波形は、搬送ベルト１０３を回転動作させ、フォトセンサ３０２により色ずれ検出パターンを検出することにより得られる。画像形成装置１００は、閾値Ｌｔｈと検出電圧が交差したタイミングを基に波形の重心（中心）位置を算出し、色ずれ検出パターンの副走査方向の長さＷを導出する。

図６は、第１の実施形態に係るフォトセンサから出力される各色の信号の一例を示す図である。以下では、本実施形態に係る画像形成装置１００において、検出された反射光量が色ずれ検出パターンから検出された反射光量か否かを判別するための閾値を設定する方法について説明する。なお、ここでは、各色の色ずれ検出パターン２０１ａ、ｂ、ｃ、ｄの副走査方向の長さが５０ｄｏｔで形成されたと想定する。

図６に示すように、センサ１０６によって検出される波形は、色や濃度によりピーク値や傾きが異なる。そのため、導出されるパターンの副走査方向の長さも、Ｗｙ、Ｗｍ、Ｗｃ、Ｗｂｋに示すようにそれぞれ異なる。ここでは、導出された各色ずれ検出パターン２０１の長さをＷｙ＝４８ｄｏｔ、Ｗｍ＝５２ｄｏｔ、Ｗｃ＝５０ｄｏｔ、Ｗｂｋ＝５４ｄｏｔとする。

ここで、４色の色ずれ検出パターンから検出された副走査方向の長さの中で、最小長の長さをＷｍｉｎ１（ここでは、Ｗｙ＝４８ｄｏｔとなる。）とし、最大長の長さをＷｍａｘ１（ここでは、Ｗｂｋ＝５４ｄｏｔとなる。）とする。また、本実施形態に係る画像形成装置１００において、除去しきれない検出誤差、例えば、搬送ベルト１０３の速度ムラ等の誤差マージンをＷｄ１（Ｗｄ１≧０、ここでは２ｄｏｔとする。）とする。

画像形成装置１００は、次式を用いて色ずれ検出パターンから検出された反射光量か否かを判別するための閾値Ｗ１（最小閾値）、Ｗ２（最大閾値）を設定する。
Ｗ１＝Ｗｍｉｎ１−Ｗｄ１
Ｗ２＝Ｗｍａｘ１＋Ｗｄ１
即ち、ここでは、各閾値がＷ１＝４８−２＝４６ｄｏｔ、Ｗ２＝５４＋２＝５６ｄｏｔと設定される。画像形成装置１００は、検出された色ずれ検出パターンの副走査方向の長さが、最小閾値Ｗ１以上であって、最大閾値Ｗ２以下である場合に、検出された反射光量が色ずれ検出パターンから検出された反射光量であると判別する。一方、それ以外の値である場合、画像形成装置１００は、検出された反射光量が傷や汚れから検出された反射光量であると判別する。

次に、図７を参照して、本実施形態における画像形成装置１００の制御に関して説明する。図７は、第１の実施形態に係る画像形成装置の制御ブロックの一例を示す図である。ここでは、主に本発明に関する制御ブロックについてのみ説明を記載する。したがって、本発明の画像形成装置は、他の制御ブロックを含んでもよい。

画像形成装置１００は、プリンタ制御部７０１及びエンジン制御部７０２を含む。プリンタ制御部７０１は、外部のＰＣから印刷ジョブを受信し、エンジン制御部７０２へ印刷する画像データを出力する。もちろん、画像形成装置１００は、当該画像形成装置１００に含まれるスキャナーから読み込まれた画像データを用いて記録材に画像を形成してもよい。また、プリンタ制御部７０１は、画像形成装置１００に含まれる操作部又は外部ＰＣを介して、操作者から入力された設定の取得及び画像形成装置１００の内部情報の通知を行う。エンジン制御部７０２は、図１に示す各コンポーネントを制御することにより、プリンタ制御部７０１からシリアル通信によって伝達された情報に従って記録材に画像を形成する。

エンジン制御部７０２は、画像形成制御部７０３、検出部７０４、導出部７０５、設定部７０６、判別部７０７及び補正部７０８を含む。画像形成制御部７０３は、画像形成部７１０を制御することにより、記録材に画像を形成する。画像形成部７１０は、図１に示す感光ドラム１０１、レーザスキャナ１０２、帯電ローラ１１７、現像器１１８及び転写ローラを備える。また、本実施形態に係る画像形成制御部７０３は、パターン形成部として機能し、色の異なる複数のトナーの形成位置のずれを補正するための色ずれ補正に使用される複数の色ずれ検出パターンを搬送ベルト１０３に形成する。また、画像形成制御部７０３は、搬送ベルト１０３の代わりに、感光ドラム１０１、転写ベルト（不図示）及び記録材の何れかに色ずれ検出パターンを形成してもよい。

検出部７０４は、センサ１０６を用いて、形成された複数の色ずれ検出パターンの各反射光量を検出する。また、検出部７０４は、色ずれ検出パターンを形成する感光ドラム１０１、搬送ベルト１０３、転写ベルトの何れかにおいて汚れ及び傷のない範囲を特定する特定部７１１を含む。具体的に、特定部７１１は、色ずれ検出パターンを形成していない状態の感光ドラム１０１における各位置からの反射光量を検出する。ここで、特定部７１１は、汚れ及び傷がないことを示す反射光量が連続して、かつ、予め定められた範囲で検出されると、その範囲を汚れ及び傷がない範囲として特定する。ここで、予め定められた範囲とは、色ずれ検出パターンを形成することが可能なサイズを示す。導出部７０５は、検出された各反射光量から各色ずれ検出パターンの副走査方向の長さを導出する。検出部７０４及び導出部７０５の処理は、図３乃至５を参照して上述した内容となる。

設定部７０６は、検出された反射光量が色ずれ検出パターンから検出された反射光量か色ずれ検出パターン以外のものから検出された反射光量かを判別するための閾値を、導出された各色ずれ検出パターンの副走査方向の長さに応じて設定する。この閾値は、検出された反射光量が、形成した色ずれ検出パターンから検出された反射光量であるか、又は、感光ドラム１０１に形成された傷や汚れから検出された反射光量であるかを判別するために設定される。具体的に、この閾値は、形成した色ずれ検出パターンの副走査方向の長さに、検出誤差を加えた範囲となる。例えば、設定部７０６は、導出された色ずれ検出パターンの長さのうちで最大長となる長さに検出部７０４の検出誤差を加算して得られる最大閾値と、最小長となる長さに検出誤差を減算して得られる最小閾値とを算出する。この場合、設定部７０６は、算出した最大閾値から最小閾値までの範囲を、色ずれ検出パターンから検出された反射光量であると判別するための閾値として設定する。これにより、本実施形態に係る画像形成装置１００は、従来の固定された閾値ではなく、検出結果から検出誤差を考慮した可変の閾値を設定することにより、色ずれ検出パターンの誤検知を低減させる効果を得ることができる。

判別部７０７は、設定された閾値を用いて、検出された反射光量が色ずれ検出パターンから検出された反射光量であるか否かを判別する。例えば、閾値が最大閾値及び最小閾値が設定されている場合、判別部７０７は、導出された色ずれ検出パターンの副走査方向の長さが最小閾値以上及び最大閾値以下である場合に、検出された反射光量が色ずれ検出パターンから検出された反射光量であると判別する。さらに、判別部７０７は、導出された色ずれ検出パターンの副走査方向の長さが最小閾値より小さいか又は最大閾値より大きい場合に、検出された反射光量が汚れ又は傷から検出された反射光量であると判別する。

補正部７０８は、色ずれ検出パターンから検出された反射光量であると判別された反射光量から、対応する色のトナーの形成位置のずれを補正する。また、補正部７０８は、汚れ又は傷から検出された反射光量であると判別された反射光量について、位置ずれの補正を除外する除外部７０９を含む。

次に、図８を参照して、本実施形態に係る色ずれ補正の制御フローについて説明する。図８は、第１の実施形態に係る画像形成装置の色ずれ補正の処理手順を示すフローチャートである。なお、以下に記載する処理は、エンジン制御部７０２によって統括的に制御される。なお、ここでは、複数の色ずれ検出パターンが搬送ベルト１０３に形成される一例について説明する。

ステップＳ８０１において、画像形成制御部７０３は、画像形成部７１０を制御して、色の異なる複数の色ずれ検出パターンを搬送ベルト１０３に形成する。続いて、ステップＳ８０２において、検出部７０４は、センサ１０６Ｌ、１０６Ｒを用いて、搬送ベルト１０３上に形成された複数の色ずれ検出パターンの各反射光量を検出する。具体的に、検出部７０４は、色ずれ検出パターンが形成されると、センサ１０６Ｌ、１０６Ｒの位置に形成された色ずれ検出パターンが到達するのに合わせて、ＬＥＤ３０１を駆動する。ＬＥＤ３０１の駆動は、形成した全ての色ずれ検出パターンがセンサ１０６Ｌ、１０６Ｒを通過するまで行われる。また、検出部７０４は、ＬＥＤ３０１の駆動に合わせて、フォトセンサ３０２を駆動し、色ずれ検出パターンによって反射された反射光を受光する。

反射光量が検出されると、ステップＳ８０３において、導出部７０５は、検出した反射光量から、閾値Ｌｔｈを用いて色ずれ検出パターンの副走査方向の長さを導出する。ここで、閾値Ｌｔｈは、画像形成装置１００に含まれるメモリに予め格納されている。したがって、導出部７０５は、メモリから閾値Ｌｔｈを読み出して色ずれ検出パターンの副走査方向の長さを導出する。

次に、ステップＳ８０４において、設定部７０６は、導出された副走査方向の長さから、検出された反射光量が色ずれ検出パターンから検出された反射光量であるか、汚れ又は傷から検出された反射光量であるかを判別するための閾値を設定する。続いて、ステップＳ８０５において、判別部７０７は、設定された閾値を用いて、検出された反射光量が色ずれ検出パターンから検出された反射光量であるか否かを判別する。ここで、エンジン制御部７０２は、判別部７０７によって、検出された反射光量が色ずれ検出パターンから検出された反射光量であると処理をステップＳ８０６に遷移させる。一方、検出された反射光量が汚れ又は傷から検出された反射光量であると判別されると、エンジン制御部７０２は、色ずれ補正の処理を終了させる。

ステップＳ８０６において、補正部７０８は、色ずれ検出パターンから検出された反射光量であると判別された反射光量から、色ずれを補正を行う。具体的に、補正部７０８は、検出された反射光量からずれ量を算出し、算出したずれ量をメモリに格納する。格納されたずれ量は、実際に画像形成が行われる場合に、画像形成制御部７０３に読み出されて、画像形成部７１０内の各構成要素の動作を調整するために用いられる。また、補正部７０８は、検出された反射光量から各構成要素の調整値を算出して、メモリに格納してもよい。この場合、画像形成制御部７０３は、画像形成する際に、格納された調整値を読み出して画像形成を行う。したがって、後者の方法は、前者の方法と比較して画像形成のスループットを向上することが可能である。また、画像形成装置１００では、正反射検知を用いた反射光量の検出を例に挙げたが、乱反射検知を用いた反射光量の検出においても同様の効果を得ることができる。

以上説明したように、本実施形態に係る画像形成装置１００は、検出された反射光量が形成された色ずれ検出パターンから検出された反射光量であるか、汚れや傷から検出された反射光量であるかを判別するための閾値を設定する。また、画像形成装置１００は、この閾値を設定するために、形成した色ずれ検出パターンからの反射光量を検出して、副走査方向の長さを導出する。これにより、画像形成装置１００は、色ずれ検出パターンから検出された反射光量であるか否かを検出するための閾値を固定ではなく、画像形成装置１００の状況や検出部の検出精度に応じて可変に閾値を設定することができる。なお、ここで、画像形成装置１００の状況とは、例えば、当該画像形成装置１００の環境状況（温度、湿度など）や使用状況（感光ドラム１０１や搬送ベルト１０３の使用期間など）を示す。したがって、画像形成装置１００は、検出誤差に影響を受けることなく、感光ドラム１０１の機械的取り付け誤差、レーザビームの光路長誤差及び光路変化等による色ずれを補正することができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限らず様々な変形が可能となる。画像形成装置１００は、例えば、検出された色ずれ検出パターンから導出された色ずれ検出パターンの副走査方向の長さの中で、最大長の長さに検出誤差を加算した最大閾値と、最小長の長さから検出誤差を減算した最小閾値とを設定してもよい。これにより、画像形成装置１００は、色ずれ検出パターンを検出する検出部の現在の精度と、搬送ベルトの周速ムラなどの検出誤差を考慮した閾値を設定することができ、色ずれの補正精度をより向上しうる。

また、画像形成装置１００は、色ずれ検出パターンを形成する位置に汚れ及び傷があるか否かを確認した上で、汚れ及び傷がない位置に色ずれ検出パターンを形成してもよい。これにより、画像形成装置１００は、汚れ及び傷による影響をさらに低減することができ、色ずれの補正精度を向上しうる。

また、画像形成装置１００は、感光ドラム１０１、搬送ベルト１０３、転写ベルト及び記録材の何れか１つに色ずれ検出パターンを形成してもよい。これにより、画像形成装置１００は、各コンポーネントにおける色ずれを補正することができ、画像形成精度をさらに向上しうる。

［第２の実施形態］
次に、図９及び図１０を参照して、第２の実施形態について説明する。本実施形態に係る画像形成装置は、色ずれ補正を実行する前に、色ずれ検出パターンの一部となる閾値算出パターンを形成して閾値を設定することにより、設定した閾値を予め格納しておく。図９は、第２の実施形態に係る画像形成装置の制御ブロックを示す図である。ここでは、第１の実施形態と異なる構成要素についてのみ説明を記載する。また、図１０は、第２の実施形態に係る閾値算出パターンを示す図である。

本実施形態に係る画像形成装置９００は、図７に示す構成要素に加えて、エンジン制御部７０２に格納部９０１を含む。格納部９０１は、設定された閾値を格納するためのＲＯＭ等のメモリから構成される。本実施形態に係る画像形成制御部７０３は、色ずれ補正を行う前に、閾値を設定するための色ずれ検出パターンの一部となる閾値算出パターンを形成する。

また、画像形成装置９００は、色ずれ補正を行う場合に、格納部９０１に格納されている閾値を用いるか、新たに設定する閾値を用いるかを決定する決定部９０２を含んでもよい。決定部９０２は、画像形成装置９００の動作状況及び画像形成ジョブの形成条件に応じて決定する。例えば、決定部９０２は、前回閾値を設定してから、予め定められた回数の色ずれ補正が行われた場合に、新たに閾値を設定するように決定する。

色ずれ検出パターンは、図２に示すように、副走査方向及び主走査方向への色ずれを補正するために、それぞれに対応した色ずれ検出パターンが形成される。しかし、予め閾値を設定しておく場合には、副走査方向の色ずれを補正するための色ずれ検出パターンのみで十分であり、さらに、形成する色ずれ検出パターンの数も制限してよい。そのため、図１０に示すように、閾値算出パターン１００１（ａ〜ｄ）、１００２（ａ〜ｄ）は、色ずれ検出パターンの一部となる。また、本実施形態において、設定部７０６は、導出部７０５によって導出された各閾値算出パターン１００１、１００２の副走査方向の長さに応じて閾値を設定し、かつ、設定した閾値を格納部９０１に格納する。その後、色ずれ補正を行うときに、判別部７０７は、格納部９０１に格納された閾値を用いて、検出された反射光量が色ずれ検出パターンから検出された反射光量か否かを判別する。

なお、閾値算出パターンを検出部７０４によって検出した際に、エンジン制御部７０２は、汚れや傷を閾値算出パターンとして誤検知することを防止するために、閾値算出パターンが所定範囲内に所定本数検出されたか否かを判断してもよい。この場合、設定部７０６は、正しい検出結果が得られたときに閾値を設定することが望ましい。また、特定部７１１によって特定された汚れ及び傷がない位置に、閾値算出パターンを形成してもよい。

以上説明したように、本実施形態に係る画像形成装置９００は、各色の色ずれ補正を行う前に、前もって色ずれ検出パターンから検出された反射光量であるか否かを判別するための閾値を設定して、格納部９０１に格納する。これにより、画像形成装置９００は、各色の色ずれ補正を行う際のスループットを向上しうる。この位置ずれ補正は、画像形成や画像形成中に行われることも考えられるため、画像形成装置９００は、画像形成のスループットについても向上しうる。

［第３の実施形態］
次に、第３の実施形態について説明する。本実施形態に係る画像形成装置は、感光ドラム１０１、搬送ベルト１０３及び転写ベルトの何れかの全周に渡って色ずれ検出パターン（又は、閾値算出パターン）を形成する。ここでは、Ｎ個の閾値算出パターンを搬送ベルト１０３に形成した場合について説明する。

画像形成制御部７０３は、閾値算出パターンを形成する間隔を、駆動ローラ１０４の周期のｍ×（１＋１／Ｎ）倍又はｍ×（１−１／Ｎ）倍（ｍは任意の整数）として形成する。これにより、駆動ローラ１０４の周期を均等に振り分けた位置に閾値算出パターンすることとなり、駆動ローラ１０４の周期ムラをキャンセルすることができる。

以下では、本実施形態に係る画像形成装置の閾値の設定方法について説明する。ここで、形成した複数の閾値算出パターンから検出された反射光量をＷｙｎ、Ｗｍｎ、Ｗｃｎ、Ｗｂｋｎ（ｎ＝１、２、３、…、Ｎ）とする。また、閾値算出パターンから検出した４×Ｎ個のデータの中で、最小値をＷｍｉｎ２とし、最大値をＷｍａｘ２とする。さらに、第１及び第２の実施形態と同様に最低限の検出誤差マージンをＷｄ２（Ｗｄ２≧０）とする。

設定部７０６は、次式を用いて閾値Ｗ１、Ｗ２を算出する。
Ｗ１＝Ｗｍｉｎ２−Ｗｄ２
Ｗ２＝Ｗｍａｘ２＋Ｗｄ２
判別部７０７は、上述の式で設定された閾値Ｗ１、Ｗ２を用いて、色ずれ検出パターンから検出された反射光量であるか否かを判別する。

しかし、本実施形態に係る閾値の設定方法を用いる場合、閾値算出パターンの形成及び検出に要する時間が第１及び第２の実施形態と比較して長くなってしまい、ユーザを待たせることとなる。このため、本実施形態に係る画像形成装置は、閾値を設定する場合に、画像形成装置の電源投入後の初期化処理中や、画像形成装置が画像形成以外の動作を実行しているときに実行することが望ましい。

以上説明したように、本実施形態に係る画像形成装置は、例えば、搬送ベルト１０３の全周に渡って閾値算出パターンを形成する。これにより、本画像形成装置は、搬送ベルト１０３の厚みムラや駆動ローラ１０４の駆動ムラの影響を低減することができる。よって、本画像形成装置は、より最適な閾値を設定することが可能となり、より精度良く汚れや傷と色ずれ検出パターンとの判別を行うことができる。

［第４の実施形態］
次に、第４の実施形態について説明する。第１乃至第３の実施形態においては、閾値Ｗ１、Ｗ２をＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの全色共通で設定していたが、本実施形態の画像形成装置は、各色のトナーごとに閾値を設定する。即ち、本実施形態に係る設定部７０６は、Ｙの色ずれ検出パターンに対しては閾値Ｗ１ｙ、Ｗ２ｙを設定する。同様に、設定部７０６は、Ｍの色ずれ検出パターン用に閾値Ｗ１ｍ、Ｗ２ｍ、Ｃの色ずれ検出パターン用に閾値Ｗ１ｃ、Ｗ２ｃ及びＢｋの色ずれ検出パターン用に閾値Ｗ１ｂｋ、Ｗ２ｂｋをそれぞれ設定する。

図１０に示す閾値算出パターンを用いて本実施形態に係る閾値の設定方法について説明する。したがって、Ｗｙ＝４８ｄｏｔ、Ｗｍ＝５２ｄｏｔ、Ｗｃ＝５０ｄｏｔ、Ｗｂｋ＝５４ｄｏｔとなる。また、検出誤差マージンをＷｄ１（Ｗｄ１≧０、ここでは２ｄｏｔとする。）とすると、本実施形態に係る閾値は、以下の式で求まる。
Ｗ１ｙ＝Ｗｙ−Ｗｄ１
Ｗ２ｙ＝Ｗｙ＋Ｗｄ１
Ｗ１ｍ＝Ｗｍ−Ｗｄ１
Ｗ２ｍ＝Ｗｍ＋Ｗｄ１
Ｗ１ｃ＝Ｗｃ−Ｗｄ１
Ｗ２ｃ＝Ｗｃ＋Ｗｄ１
Ｗ１ｂｋ＝Ｗｂｋ−Ｗｄ１
Ｗ２ｂｋ＝Ｗｂｋ＋Ｗｄ１
したがって、各閾値は、Ｗ１ｙ＝４８−２＝４６ｄｏｔ、Ｗ２ｙ＝４８＋２＝５０ｄｏｔ、Ｗ１ｍ＝５２−２＝５０ｄｏｔ、Ｗ２ｍ＝５２＋２＝５４ｄｏｔ、Ｗ１ｃ＝５０−２＝４８ｄｏｔ、Ｗ２ｃ＝５０＋２＝５２ｄｏｔ、Ｗ１ｂｋ＝５４−２＝５２ｄｏｔ、Ｗ２ｂｋ＝５４＋２＝５６ｄｏｔ、と設定される。
また、上述の実施形態と同様に、色ごとに複数の閾値算出パターンを形成して、検出された副走査方向の長さの最大長及び最小長を用いてもよい。さらに、第３の実施形態と同様に、搬送ベルト１０３の全周に渡って閾値算出パターンを形成してもよい。

以上説明したように、本実施形態に係る画像形成装置は、色ごとに閾値を設定する。これにより、本画像形成装置は、色ずれ補正において、色ごとに異なる反射率の差による影響を低減することができる。

第１の実施形態に係る画像形成装置の一例を示す断面図である。 第１の実施形態に係る色ずれ検出パターンを示す図である。 第１の実施形態に係る色ずれ検出パターンからの反射光量を検出するためのセンサを示す図である。 第１の実施形態に係るセンサの回路構成を示す図である。 第１の実施形態に係るフォトセンサから出力される信号の一例を示す図である。 第１の実施形態に係るフォトセンサから出力される各色の信号の一例を示す図である。 第１の実施形態に係る画像形成装置の制御ブロックの一例を示す図である。 第１の実施形態に係る画像形成装置の色ずれ補正の処理手順を示すフローチャートである。 第２の実施形態に係る画像形成装置の制御ブロックを示す図である。 第２の実施形態に係る閾値算出パターンを示す図である。

符号の説明

１００：画像形成装置
１０６：センサ
７０１：プリンタ制御装置
７０２：エンジン制御装置
７０３：画像形成制御部
７０４：検出部
７０５：導出部
７０６：設定部
７０７：判別部
７０８：補正部
７０９：除外部
７１０：画像形成部
７１１：特定部

Claims (10)

1. 画像形成装置であって、
   色の異なる複数のトナーの形成位置のずれを補正するための色ずれ補正に使用される複数の色ずれ検出パターンを像担持体に形成するパターン形成部と、
   前記画像形成装置に配置されたセンサから光を照射することにより、前記形成された複数の色ずれ検出パターンを介して受光される各光量を検出する検出部と、
   前記検出された各光量から各色ずれ検出パターンの副走査方向の長さを導出する導出部と、
   前記検出された光量が色ずれ検出パターンから検出された光量か色ずれ検出パターン以外のものから検出された光量かを判別するための閾値を、前記導出された各色ずれ検出パターンの副走査方向の長さに応じて設定する設定部と、
   前記設定された閾値を用いて、前記検出された光量が色ずれ検出パターンから検出された光量であるか否かを判別する判別部と、
   前記色ずれ検出パターンから検出された光量であると判別された光量から、対応する色のトナーの形成位置のずれを補正する補正部と
   を含むことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記設定された閾値を格納する格納部をさらに含み、
   前記パターン形成部は、
   前記色ずれ補正を行う前に、前記閾値を設定するための前記色ずれ検出パターンの一部となる閾値算出パターンを形成し、
   前記導出部は、
   前記検出された各光量から各閾値算出パターンの副走査方向の長さを導出し、
   前記設定部は、
   前記導出部によって導出された各閾値算出パターンの副走査方向の長さに応じて前記閾値を設定し、かつ、該設定した閾値を前記格納部に格納し、
   前記判別部は、
   前記色ずれ補正を行うときに、前記格納部に格納された閾値を用いて、検出された前記光量が色ずれ検出パターンから検出された光量か否かを判別することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記設定部は、
   前記導出された色ずれ検出パターンの長さのうちで最大長となる長さに前記検出部の検出誤差を加算して得られる最大閾値と、前記導出された色ずれ検出パターンの長さのうちで最小長となる長さに前記検出部の検出誤差を減算して得られる最小閾値とを算出し、
   前記判別部は、
   前記導出された色ずれ検出パターンの副走査方向の長さが前記最小閾値以上及び前記最大閾値以下である場合に、前記検出された光量が色ずれ検出パターンから検出された光量であると判別し、
   前記導出された色ずれ検出パターンの副走査方向の長さが前記最小閾値より小さいか又は前記最大閾値より大きい場合に、前記検出された光量が汚れ又は傷から検出された光量であると判別し、
   前記補正部は、汚れ又は傷から検出された光量であると判別された光量について、前記位置ずれの補正を除外する除外部を
   含むことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記検出部は、
   前記色ずれ検出パターンを形成する像担持体上において、該色ずれ検出パターンを形成していない状態の像担持体上における各位置の光量を検出し、汚れ及び傷がないことを示す光量が連続して、かつ、予め定められた範囲で検出されると、該範囲を汚れ及び傷のない範囲として特定する特定部を含み、
   前記パターン形成部は、
   特定された前記汚れ及び傷のない範囲に前記色ずれ検出パターンを形成することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記パターン形成部は、
   前記像担持体の代わりに、記録材にトナー像を転写するために該トナー像が転写される転写体、記録材を搬送する搬送体及び記録材の何れかに前記色ずれ検出パターンを形成することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記パターン形成部は、
   前記像担持体、前記転写体及び前記搬送体の何れかの全周に渡って前記色ずれ検出パターンを形成することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記パターン形成部は、
   前記画像形成装置の電源投入後の初期化処理中、又は、画像形成以外の動作を実行しているときに前記色ずれ検出パターンを形成することを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記格納部に格納されている閾値を用いるか、新たに色ずれ検出パターンを形成して閾値を設定するかを、前記画像形成装置の動作状況及び画像形成ジョブの形成条件に応じて決定する決定部と
   をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
9. 前記設定部は、各色の色ずれ検出パターンごとに閾値を設定することを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の画像形成装置。
10. 画像形成装置の制御方法であって、
    色の異なる複数のトナーの形成位置のずれを補正するための色ずれ補正に使用される複数の色ずれ検出パターンを像担持体に形成するステップと、
    前記画像形成装置に配置されたセンサから光を照射することにより、前記形成された複数の色ずれ検出パターンを介して受光される各光量を検出するステップと、
    前記検出された各光量から各色ずれ検出パターンの副走査方向の長さを導出するステップと、
    前記検出された光量が色ずれ検出パターンから検出された光量か色ずれ検出パターン以外のものから検出された光量かを判別するための閾値を、前記導出された各色ずれ検出パターンの副走査方向の長さに応じて設定するステップと、
    前記設定された閾値を用いて、前記検出された光量が色ずれ検出パターンから検出された光量であるか否かを判別するステップと、
    前記色ずれ検出パターンから検出された光量であると判別された光量から、対応する色のトナーの形成位置のずれを補正するステップと
    を含むことを特徴とする制御方法。

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