JP2008225171A - 画像形成装置、位置ずれ調整方法、および位置ずれ調整プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】位置ずれ調整に要する時間を短縮するとともに、パターン画像を形成するためのトナーの消費量を軽減し、かつ誤った各色の位置ずれ調整を軽減する。
【解決手段】複数色の画像を中間転写ベルトまたは用紙に重ね合わせて形成するとともに、中間転写ベルトに各色の位置ずれの調整用のパターン画像を形成する作像部１０２と、中間転写ベルトの搬送方向に直交する方向である主走査方向に複数配置され、少なくとも中間転写ベルトに形成されたパターン画像を検出する複数のセンサ５と、複数のセンサ５による検出結果から、異なるセンサによる出力間隔であるタイミング幅を算出し、算出したタイミング幅が所定範囲内であった場合に、パターン画像の検出結果であるパターン信号と判定する判定部１０４と、各色のパターン信号に基づいて、位置ずれを調整する調整部１０５とを備える。
【選択図】 図３

Description

本発明は、複数色の画像を像担持体または記録媒体に重ね合わせることで画像を形成する画像形成技術に関し、特に、各色の位置ずれを調整する画像形成装置、位置ずれ調整方法、および位置ずれ調整プログラムに関するものである。

従来から、複数の感光体に、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）の各色のトナー画像を形成し、これらのトナー画像を中間転写ベルト（像坦持体）または紙媒体（記録媒体）に重ね合わせてカラー画像を形成するタンデム方式の画像形成装置が知られている。このようなタンデム方式の画像形成装置では、感光体と中間転写ベルトが一体型ではなく別個のモジュールになっているため、異なる色のトナー画像を正確に重ね合わせるのは困難であった。

そのため、各色の画像の位置ずれ調整用のパターン画像を中間転写ベルトに形成し、この各色のパターン画像をセンサで検出した検出結果に基づいて、パターン画像の本来の位置からのずれ量を算出して、中間転写ベルト上の各色の位置ずれを調整して色ずれ補正をする技術が公開されている（例えば、特許文献１）。

特開２００５−３１１６８号公報

しかしながら、パターン画像を検出するセンサが、クリーニングブレード等の清掃機構で除去できなかった中間転写ベルト上の汚れや、中間転写ベルトの回転中などに発生した中間転写ベルトの傷等に反応してしまうと、その汚れや傷をパターン画像と誤って検出する場合がある。そうすると、パターン画像を検出することによる中間転写ベルト上の各色の位置ずれを調整しても、誤った検出結果に基づいて調整を行ってしまう。

また、そのような誤った検出を回避するため、従来から、パターン画像の数よりセンサによる検出の数が多くなった場合には、その検出はエラーであると判断して、検出したデータを消去したり再実行（再検出）を行う技術がある。しかし、この従来技術では、位置ずれ調整を再度行う時間を要するとともに、再度パターン画像を形成するためのトナーを消費することになる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、位置ずれ調整の再実行数を低減して位置ずれ調整に要する時間を短縮するとともに、パターン画像を形成するためのトナーの消費量を軽減し、かつ誤った各色の位置ずれ調整を軽減することができる画像形成装置、位置ずれ調整方法、および位置ずれ調整プログラムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１にかかる発明は、複数色の画像を像担持体または記録媒体に重ね合わせて形成するとともに、前記像担持体上に各色の位置ずれの調整用のパターン画像を形成する画像形成手段と、前記像坦持体の搬送方向に直交する方向である主走査方向に複数配置され、少なくとも前記像坦持体に形成された前記パターン画像を検出する複数の検出手段と、前記複数の検出手段による検出結果から、異なる前記検出手段による出力間隔であるタイミング幅を算出し、算出した前記タイミング幅が所定範囲内であった場合に前記パターン画像の検出結果であるパターン信号と判定する判定手段と、各色の前記パターン信号に基づいて、前記位置ずれを調整する調整手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置である。

また、請求項２にかかる発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記判定手段は、前記検出手段による検出結果である出力信号が所定の閾値を超えた場合に、当該出力信号をパターン候補信号として取得し、取得した前記パターン候補信号から前記タイミング幅を算出すること、を特徴とする。

また、請求項３にかかる発明は、請求項２に記載の画像形成装置において、前記判定手段は、前記タイミング幅が前記像担持体の搬送方向である副走査方向の前記パターン信号の幅の半分以内であった場合に、前記出力信号を前記パターン信号と判定すること、を特徴とする。

また、請求項４にかかる発明は、請求項２または３に記載の画像形成装置において、前記判定手段は、前記パターン候補信号の立ち下がり信号部と前記閾値との交点の値を基準として前記タイミング幅を算出すること、を特徴とする。

また、請求項５にかかる発明は、請求項２または３に記載の画像形成装置において、前記判定手段は、前記パターン候補信号の立ち上がり信号部と前記閾値との交点の値を基準として前記タイミング幅を算出すること、を特徴とする。

また、請求項６にかかる発明は、請求項２または３に記載の画像形成装置において、前記判定手段は、前記パターン候補信号の立ち下がり信号部と前記閾値との交点である第１の交点の値と、前記パターン候補信号の立ち上がり信号部と前記閾値との交点である第２の交点の値との中央値を基準として前記タイミング幅を算出すること、を特徴とする。

また、請求項７にかかる発明は、請求項１〜６のいずれか一つに記載の画像形成装置において、前記検出手段は、正反射する光を前記像担持体に対して照射すること、を特徴とする。

また、請求項８にかかる発明は、請求項１〜６のいずれか一つに記載の画像形成装置において、前記検出手段は、拡散反射する光を前記像担持体に対して照射すること、を特徴とする。

また、請求項９にかかる発明は、複数色の画像を像担持体または記録媒体に重ね合わせて形成するとともに、前記像担持体上に各色の位置ずれの調整用のパターン画像を形成する画像形成ステップと、少なくとも前記像坦持体に形成された前記パターン画像を複数の検出部によって検出する検出ステップと、前記検出ステップによる検出結果から、異なる前記検出部による出力間隔であるタイミング幅を算出し、算出した前記タイミング幅が所定範囲内であった場合に、前記パターン画像からの検出結果であるパターン信号と判定する判定ステップと、各色の前記パターン信号に基づいて、前記位置ずれを調整する調整ステップと、を含むことを特徴とする位置ずれ調整方法である。

また、請求項１０にかかる発明は、複数色の画像を像担持体または記録媒体に重ね合わせて形成するとともに、前記像担持体上に各色の位置ずれの調整用のパターン画像を形成する画像形成ステップと、少なくとも前記像坦持体に複数形成された前記パターン画像を検出する検出部による検出結果から、異なる前記検出部による出力間隔であるタイミング幅を算出し、算出した前記タイミング幅が所定範囲内であった場合に、前記パターン画像からの検出結果であるパターン信号と判定する判定ステップと、各色の前記パターン信号に基づいて、前記位置ずれを調整する調整ステップと、をコンピュータに実行させる位置ずれ調整プログラムである。

本発明によれば、検出手段による検出結果から、パターン画像のパターン信号であると判定した場合に各色の位置ずれを調整することで、位置ずれ調整の再実行数を低減して位置ずれ調整に要する時間を短縮するとともに、パターン画像を形成するためのトナーの消費量を軽減し、かつ誤ったパターン画像の位置ずれ調整を軽減することができるという効果を奏する。

以下に添付図面を参照して、この発明にかかる画像形成装置、位置ずれ調整方法、および位置ずれ調整プログラムの最良な実施の形態を詳細に説明する。以下の実施の形態では、本発明の画像形成装置を、カラー画像を形成するカラープリンタに適用した例を示す。但し、カラープリンタに限られず、複写機、ファクシミリ、スキャナ機能やコピー、ファックス、プリンタなどの複数の機能を一つの筐体に収納した複合機等、タンデム方式での画像処理を行うものであれば、本発明を適用することができる。

図１は、本実施の形態にかかるカラープリンタの構成図である。カラープリンタは、各色の印刷画像を重ね合わせてカラー印刷を行なうものであり、本実施の形態においては、印刷を行なう際の各色の位置ずれ調整を行う際に、センサによる検出結果が位置ずれ調整用のパターン画像（後述）を検出した検出結果であるか否かを判定した後に、当該位置ずれ調整を行うものである。

図１に示すように、中間転写ベルト１３に沿って４つの現像ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄが一列に配置されている。現像ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄは、中間転写ベルト１３にトナー像を転写するものであり、ユニット内には、各色の感光体ドラム４ａ（イエロー：Ｙ）、４ｂ（ブラック：Ｋ）、４ｃ（シアン：Ｃ）、４ｄ（マゼンタ：Ｍ）が備えられている。

感光体ドラム４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄの周回には、不図示の帯電装置と、現像装置と、クリーニング装置がそれぞれ配設されている。感光体ドラム４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄは、矢印Ｒ１方向に回転駆動され、帯電装置によって表面が所定の極性に帯電される。次いで、感光体ドラム４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄは、その帯電面にレーザ光が照射され静電潜像が形成されると、その静電潜像が現像装置によって各色のトナー像として可視像化される。そして、可視像化されたトナー像が中間転写ベルト１３に転写される。このようにして、イエロー、ブラック、シアン、マゼンタのトナー像が、中間転写ベルト１３に順次重ね合わせた状態で転写されていき、フルカラーのカラー画像が形成される。この中間転写ベルト１３に転写される画像は、用紙にカラー画像を印刷するための印刷画像と、各色の位置ずれ調整を行うためのパターン画像とが含まれる。

中間転写ベルト１３は、駆動回転する駆動ローラ７と、駆動ローラ７の回転に従動することで回転して中間転写ベルト１３のたるみを防ぐテンションローラ６とに掛架されており、駆動ローラ７の回転により矢印α方向に搬送される。図１において、中間転写ベルト１３の左上側には、中間転写ベルト１３に形成されたパターン画像を検出するためのセンサ５が配設されており、中間転写ベルト１３の右上側には、用紙に転写されずに残留した中間転写ベルト１３上のトナーを取り除くクリーニング装置８が配設されている。

上述したように、中間転写ベルト１３に各色のパターン画像が形成されると、このパターン画像をセンサ５によって検出し、その検出結果を元にして各色の位置ずれを調整する。そして、各色の位置ずれ調整がなされた後に印刷を行なうと、各色の位置ずれのないフルカラーの印刷が行なえることになる。まず、中間転写ベルトに形成されたパターン画像について説明をする。図２は、中間転写ベルトに形成されたパターン画像とセンサとを例示した説明図である。図２に示すように、パターン画像Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４は、各カラーＹ、Ｋ、Ｃ、Ｍそれぞれからなる４本の線状画像であって、中間転写ベルト１３の搬送方向（矢印α方向）に対して直交する方向（主走査方向）に平行な線状をなして、搬送方向（副走査方向）に並列に形成されている。これらの４本（４色）のパターン画像Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４を１組のパターン画像とすると、図２では、パターン画像Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４が主走査方向に２組形成されていることになる。センサ５Ａ、５Ｂは、パターン画像Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４を検出するものであって、主走査方向に並列して２個配設されている。

図１に戻り、中間転写ベルト１３の下方には、印刷がなされる前の用紙が収納された給紙カセット２が備えられている。給紙カセット２に収納された用紙のうち最上位置にある用紙は、画像形成時に給紙ローラ１２によって搬送路９を搬送される。

給紙カセット２から搬送された用紙は、２次転写ローラ１１によって圧力を加えられることによって、中間転写ベルト１３上の印刷画像が転写され、定着ユニット１０において熱によりトナーが定着された後、カラープリンタ１から排紙される。このようにして、用紙にカラー画像が形成されることにより、カラー印刷が行われる。

次に、本実施の形態のカラープリンタの内部構成について説明する。図３は、本実施の形態のカラーププリンタの機能を示すブロック図である。図３に示すように、カラープリンタ１は、センサ５と、照射対象面１３ａと、発光部１０１と、作像部１０２と、記録部１０３と、メモリ１２０と、判定部１０４と、調整部１０５とを主に備えている。

センサ５は、主走査方向に並列して２個（５Ａ、５Ｂ：図２参照）設けられた反射型のセンサであり、センサ５Ａ、５Ｂは、中間転写ベルト１３のセンサ５側の面である照射対称面１３ａに転写されて形成された２組のパターン画像をそれぞれ検出するものであり、発光素子５ａと受光素子５ｂとを備えている。

発光素子５ａは、発光部１０１によって発光制御されることで、中間転写ベルト１３の照射対称面１３ａに赤外線などの光を照射する素子であり、例えば赤外線を発光する赤外発光ダイオードなどが該当する。受光素子５ｂは、中間転写ベルト１３からの反射光を受光して、受光した光信号の光強度によってパターン画像を検知し、光信号を光強度に応じた電気信号（電圧値）に変換して出力信号として出力する素子であり、例えば、フォトトランジスタ／フォトダイオードなどが該当する。受光素子５ｂの種類としては、例えば、中間転写ベルト１３からの正反射光を受光するものと、拡散反射光を受光するものがある。

発光部１０１は、センサ５の発光素子５ａの発光を制御するものであり、具体的には、発光素子５ａに発光指示としての入力信号を送信することにより発光素子５ａから赤外線等の光を照射するように制御する。また、発光部１０１は、受光素子５ｂが出力した出力信号が所望の出力信号（値）になるように、発光素子５ａに送信する入力信号の値を調整している。

作像部１０２は、各感光体ドラム４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄに印刷画像の潜像を形成し、形成した各色の印刷画像の潜像を重ね合わせて中間転写ベルト１３に転写することにより、中間転写ベルト１３上に各色の印刷画像を作像するものである。また、作像部１０２は、各感光体ドラム４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄにパターン画像の潜像を形成し、形成した各色のパターン画像の潜像を中間転写ベルト１３の主走査方向に複数転写することにより、中間転写ベルト１３上に複数組のパターン画像を作像するものである。本実施の形態では、作像部１０２は、中間転写ベルト１３の主走査方向に２組のパターン画像を作像している（図２参照）。

記録部１０３は、センサ５Ａ、５Ｂによって出力された出力信号をメモリ１２０に記憶する処理を行うものである。

メモリ１２０は、センサ５Ａ、５Ｂによって出力された出力信号を一時的に記憶するメモリ等の記憶媒体である。

判定部１０４は、センサ５Ａ、５Ｂによって出力された出力信号が、パターン画像をセンサ５Ａ、５Ｂによって検知して出力された出力信号（以下、「パターン信号」という）であるか否かの判定をするものである。これは、センサ５Ａ、５Ｂによって中間転写ベルト１３上の汚れや搬送時などに発生した傷等のパターン画像以外のものを検知して出力信号を出力してしまった場合も考えられるため、位置ずれ調整を行う前に、センサ５Ａ、５Ｂによる出力された出力信号がパターン信号であるか否かの判定をする。

具体的には、まず、判定部１０４は、センサ５Ａ、５Ｂにより出力された出力信号が所定の閾値を超えているか否かを判断して、出力信号が当該閾値を超えていた場合、パターン画像を検知した場合に出力されたパターン信号である可能性を有するパターン候補信号であると判定する。また、判定部１０４は、センサ５Ａ、５Ｂそれぞれで出力したパターン候補信号の出力間隔としてのタイミング幅を算出する。例えば、センサ５Ａ、５Ｂそれぞれで出力したパターン候補信号の立ち下がり信号部と先に述べた閾値との交点のうち、検出順の早い２つの交点の値を出力信号として出力間隔をタイミング幅として算出する。なお、タイミング幅は、センサ５Ａ、５Ｂそれぞれで出力したパターン候補信号の出力タイミングの間において、中間転写ベルト１３の走行に伴って出力されるパルスを、カウンタ（図示せず）でカウントしたカウンタ値を求めることにより算出する。

そして、判定部１０４は、算出したタイミング幅が所定範囲内（例えば、副走査方向のパターン信号の幅ａの半分であるａ/２に相当するカウンタ値以内）であるか否かを判断して、タイミング幅が当該所定範囲内であった場合に、パターン画像を検知した検出結果であるパターン信号であると判定する。一方、算出したタイミング幅が所定範囲内ではなかった場合は、中間転写ベルト１３上の汚れや傷などを検出した出力信号であると考えられるため、タイミング幅の算出に使用した２つの出力信号（交点）のうち、検出順の早い出力信号をカウントせず、残った出力信号と次に検出順が早い出力信号とによりタイミング幅を算出して、再度、上記と同様にパターン信号であるか否かを判定する。

上記では、パターン候補信号の立ち下がり信号部と先に述べた閾値との交点の値を基準の出力信号としてタイミング幅を算出しているが、パターン候補信号の立ち上がり信号部と閾値との交点の値を基準の出力信号としてタイミング幅を算出してもよい。また、パターン候補信号の立ち下がり信号部と閾値との交点の値と、パターン候補信号の立ち上がり信号部と閾値との交点の値とを加算して２で除した値である中央値を基準としてタイミング幅を算出してもよい。

調整部１０５は、判定部１０４によりパターン信号と判定された各色のパターン信号に基づいて、印刷画像を中間転写ベルト１３上に作像する場合における作像部１０２によるレーザ光照射による書き込みタイミングの調整等を行って、各色の位置ずれを調整するものである。

次に、本実施の形態のカラープリンタ１における位置ずれ調整処理の流れについて説明する。図４は、本実施の形態のカラープリンタにおける位置ずれ調整処理の流れを示すフローチャートである。

まず、発光部１０１により発光素子５ａが発光を行うように制御された後、作像部１０２は、中間転写ベルト１３上の主走査方向に複数組の各色のパターン画像を作像する（ステップＳ１０）。中間転写ベルト１３がセンサ５の位置に搬送されると、センサ５は、中間転写ベルト１３上に作像された複数組の各色のパターン画像を検知して出力信号を出力する（ステップＳ１１）。なお、この場合、中間転写ベルト１３に付着した汚れや傷等を検知した出力信号を出力してしまう可能性もある。

ここで、センサ５がパターン画像を検知して出力するパターン信号について説明する。図５は、センサにより検出されたパターン信号の一例を示す図である。図５に示すように、横軸は時間［ｔ］を、縦軸は出力信号［Ｖ］（電圧）を表している。そして、各色（Ｙ、Ｋ、Ｃ、Ｍ）のパターン画像を検知すると電圧値が下がり、図５に示すような波形のパターン信号が形成される。また、中間転写ベルト１３の搬送方向に従ってセンサ５による処理が行われていることより、図５における幅ａは、一つの色のパターン信号の副走査方向の幅に相当するカウンタ値となっている。また、図５におけるＳは予め定めた閾値（所定の電圧値）であり、この閾値Ｓを超えた出力信号をパターン候補信号とする。また、上述したパターン候補信号の立ち下がり信号と閾値Ｓとの交点が図５における値Ｓ１となる。そして、この値Ｓ１を基準として、後述するパターン信号の判定が行われる。

本実施の形態では、パターン候補信号の立ち下がり信号と閾値Ｓとの交点である値Ｓ１を基準にパターン信号の判定を行うが、パターン候補信号の立ち上がり信号と閾値Ｓとの交点である値Ｓ２（図５参照）を基準にパターン信号の判定を行ってもよい。また、値Ｓ１と値Ｓ２とを加算して２で除した値である中央値である値Ｓ３（図５参照）を基準にパターン信号の判定を行ってもよい。

図４に戻って、次に、記録部１０３は、センサ５によって出力された出力信号をメモリ１２０に記憶する（ステップＳ１２）。そして、判定部１０４は、メモリ１２０に記憶された出力信号がパターン画像からのパターン信号であるか否かの判定をする（ステップＳ１３）。この判定についての詳細は後述する（図６参照）。調整部１０５は、判定部１０４によりパターン信号と判定された各色のパターン信号に基づいて、作像部１０２の調整を行って各色の位置ずれ調整をする（ステップＳ１４）。このような流れでカラープリンタ１における各色の位置ずれ調整が行われる。

次に、センサ５により出力された出力信号がパターン信号か否かを判定する判定処理の詳細について説明する（図４のステップＳ１３）。図６は、本実施の形態のカラープリンタにおける判定処理の流れを示すフローチャートである。

まず、判定部１０４は、メモリ１２０に記憶されている出力信号であって、予め定めた閾値を超えたパターン候補信号である各センサ５の出力信号数ｎが、パターン信号数ｍ、すなわち、パターン画像を形成する色数ｍと同じであるか否かの判断をする（ステップＳ２０）。各センサ５の出力信号数ｎとパターン信号数ｍが同じである場合（ステップＳ２０：Ｙｅｓ）、判定部１０４は、各センサ５が中間転写ベルト１３上の汚れや傷などを検知せず、各色のパターン画像のみを検知して出力した出力信号であると判断し、そのまま調整部１０５による各色の位置ずれ調整が行われる（図４のステップＳ１４）。

一方、各センサ５の出力信号数ｎとパターン信号数ｍが異なる場合（ステップＳ２０：Ｎｏ）、判定部１０４は、各センサ５の出力信号数ｎが共にパターン信号数ｍより多いか否かの判断をする（ステップＳ２１）。各センサ５の出力信号数ｎが共にパターン信号数ｍより多くない場合、すなわち信号数ｍ以下である場合（ステップＳ２１：Ｎｏ）、判定部１０４は、センサ５がいずれかの色のパターン画像を検知しなかったことになり、エラーと判断する（ステップＳ２９）。

一方、各センサ５の出力信号数ｎが共にパターン信号数ｍより多い場合（ステップＳ２１：Ｙｅｓ）、判定部１０４は、センサ５は、パターン画像だけでなく中間転写ベルト１３上の汚れや傷なども検知して出力信号を出力していると考えられる。この場合に、判定部１０４は、いずれの出力信号がパターン画像を検知したものであるかの判定をする。

判定部１０４は、センサ５により出力されたパターン候補信号である出力信号を検出順にメモリ１２０上に並べる（ステップＳ２２）。次に、判定部１０４は、メモリ１２０に並べられた出力信号のうち、各センサにおける検出順の早い出力信号を含む組を作成する（ステップＳ２３）。判定部１０４は、組を作成した出力信号から、各センサの出力間隔であるタイミング幅を算出し、算出したタイミング幅が所定範囲内か否かの判断をする（ステップＳ２４）。算出したタイミング幅が所定範囲内でなかった場合（ステップＳ２４：Ｎｏ）、判定部１０４は、中間転写ベルト１３上の汚れや傷などを検出した出力信号であると判断し、タイミング幅の算出に使用した出力信号のうち、検出順の早い方の出力信号をパターン信号とカウントしないで（ステップＳ２５）、再度ステップ２３に戻って、出力信号を含む組を作成する。

一方、算出したタイミング幅が所定範囲内であった場合（ステップＳ２４：Ｙｅｓ）、判定部１０４は、組を作成した出力信号がパターン信号であると判定し、作成したパターン信号の組をメモリ１２０に記憶する（ステップＳ２６）。そして、判定部１０４は、各センサから出力された残りの出力信号があるか否かの判断をする（ステップＳ２７）。各センサから出力された残りの出力信号があった場合（ステップＳ２７：Ｙｅｓ）、判定部１０４は、再度ステップ２３に戻って出力信号を含む組を作成する。

一方、各センサから出力された残りの出力信号がない場合（ステップＳ２７：Ｎｏ）、判定部１０４は、メモリ１２０に記憶したパターン信号の組が、パターン画像を形成する色数であるｍ組であるか否かの判断をする（ステップＳ２８）。メモリ１２０に記憶したパターン信号の組がｍ組であった場合（ステップＳ２８：Ｙｅｓ）、各センサ５から出力された出力信号のうちパターン信号と判定された出力信号について、調整部１０５による各色の位置ずれ調整が行われる（図４のステップＳ１４）。一方、メモリ１２０に記憶したパターン信号の組がｍ組でなかった場合（ステップＳ２８：Ｎｏ）、判定部１０４は、エラーと判断する（ステップＳ２９）。

次に、図６で説明した判定処理の具体例を図６および図７〜図９―５を参照して説明する。図７〜図９―５による具体例では、センサを２つ（５Ａ、５Ｂ）配置し、パターン画像はＹ，Ｋ，Ｃ，Ｍの４色（ｍ＝４）とする。図７、図８は、センサにより検出された検出結果の一例を示す図である。図７ではセンサ５Ａにより検出された検出結果を、図８ではセンサ５Ｂにより検出された検出結果を示している。以下の具体例では、各センサ５Ａ、５Ｂで出力したパターン候補信号の立ち下がり信号部と閾値Ｓとの交点の値を出力信号の基準とする。従って、図７では、センサ５Ａによる検出結果として、出力信号Ａ１〜Ａ４の４つを利用してパターン信号の判定を行う。そして、図８では、センサ５Ｂによる検出結果として、出力信号Ｂ１〜Ｂ５の５つを利用してパターン信号の判定を行う。また、図８に示すように、センサ５Ｂによる検出結果では、ノイズＸを検知した出力信号Ｂ２を含んでいる。図９−１〜図９−５は、メモリ１２０に並べた出力信号の一例を示す図である。

各センサ５Ａ、５Ｂの出力信号数ｎが共にパターン信号数４より多い場合（ステップＳ２１：Ｙｅｓ）、判定部１０４は、センサ５Ｂがパターン画像だけでなく中間転写ベルト１３上の汚れや傷なども検知して出力信号を出力していると考えられる。つまり、図７におけるセンサ５Ａによって検出された出力信号Ａ１〜Ａ４は４つであり、パターン信号数４と同じであるが、図８におけるセンサ５Ｂによって検出された出力信号Ｂ１〜Ｂ５は５つであり、パターン信号数４より１つ出力信号が多くなっている。

判定部１０４は、各センサ５Ａ、５Ｂにより出力された出力信号Ａ１〜Ａ４およびＢ１〜Ｂ５を検出順にメモリ１２０に並べると、図９−１のように配列される（ステップＳ２２）。次に、判定部１０４は、メモリ１２０に並べられた出力信号Ａ１〜Ａ４およびＢ１〜Ｂ５のうち、各センサ５Ａ、５Ｂにおける検出順の早い出力信号を含む組を作成すると、図９−２のようにＡ１とＢ１の組が作成される（ステップＳ２３）。

判定部１０４は、組を作成した出力信号Ａ１とＢ１とから、各センサ５Ａ、５Ｂの出力間隔であるタイミング幅を算出し、算出したタイミング幅が所定範囲内か否かの判断をする（ステップＳ２４）。例えば、副走査方向のパターン信号の幅ａの半分であるａ/２を所定範囲とする（図５参照）。

図７と図８とを比較して、算出した出力信号Ａ１とＢ１の出力間隔のタイミング幅がａ/２以内である場合（ステップＳ２４：Ｙｅｓ）、判定部１０４は、組を作成した出力信号Ａ１とＢ１とがパターン信号であると判定し、作成したパターン信号の組（Ａ１、Ｂ１）をメモリ１２０に記憶する（ステップＳ２６）。そして、判定部１０４は、各センサ５Ａ、５Ｂから出力された残りの出力信号があるか否かの判断し（ステップＳ２７）、残りの出力信号があった場合（ステップＳ２７：Ｙｅｓ）、判定部１０４は、再度ステップ２３に戻って出力信号を含む組を作成する。

次に、判定部１０４は、メモリ１２０に並べられた残りの出力信号Ａ２〜Ａ４およびＢ２〜Ｂ５のうち、各センサ５Ａ、５Ｂにおける検出順の早い出力信号を含む組を作成すると、図９−３のようにＢ２とＡ２の組が作成される（ステップＳ２３）。判定部１０４は、組を作成した出力信号Ｂ２とＡ２とから、各センサ５Ａ、５Ｂの出力間隔であるタイミング幅を算出し、算出したタイミング幅がａ/２以内であるか否かの判断をする（ステップＳ２４）。

図７と図８とを比較して、算出した出力信号Ｂ２とＡ２の出力間隔のタイミング幅がａ/２以内でない場合（ステップＳ２４：Ｎｏ）、判定部１０４は、中間転写ベルト１３上の汚れや傷などを検出した出力信号であると判断し、タイミング幅の算出に使用した出力信号Ｂ２とＡ２のうち、検出順の早い方の出力信号Ｂ２をパターン信号とカウントしないで（ステップＳ２５）、再度ステップ２３に戻って、出力信号を含む組を作成する。つまり、判定部１０４は、出力信号Ｂ２をカウントせずに、メモリ１２０に並べられた残りの出力信号Ａ２〜Ａ４およびＢ３〜Ｂ５のうち、各センサ５Ａ、５Ｂにおける検出順の早い出力信号を含む組を作成すると、図９−４のようにＡ２とＢ３との組が作成される（ステップＳ２３）。

図７と図８とを比較して、算出した出力信号Ａ２とＢ３の出力間隔のタイミング幅がａ/２以内である場合（ステップＳ２４：Ｙｅｓ）、判定部１０４は、組を作成した出力信号Ａ２とＢ３とがパターン信号であると判定し、作成したパターン信号の組（Ａ２、Ｂ３）をメモリ１２０に記憶する（ステップＳ２６）。同様の処理を行って、図９−５のようにＡ３とＢ４との組、およびＡ４とＢ５との組を作成し、タイミング幅を判定して作成したパターン信号の組（Ａ３、Ｂ４）、組（Ａ４、Ｂ５）をメモリ１２０に記憶する（ステップＳ２６）。

そして、各センサ５Ａ、５Ｂから検出された残りの出力信号がなくなり（ステップＳ２７：Ｎｏ）、図９−５に示すように、メモリ１２０に記憶したパターン信号の組（４組）が、パターン画像を形成する色数である４組である場合（ステップＳ２８：Ｙｅｓ）、この４組のパターン信号を利用して、調整部１０５による各色の位置ずれ調整が行われる。

このように、本実施の形態にかかるカラープリンタ１は、各センサ５により出力された出力信号がパターン候補信号であるか否かの判断をして、さらにパターン候補信号がパターン画像を検知した場合のパターン信号であるかを判定して、予めパターン信号であると判定したパターン信号に対して各色の位置ずれを調整する。これによって、誤った調整をやり直すための位置ずれ調整の再実行数を低減して位置ずれ調整に要する時間を短縮するとともに、再実行する度に使用されるパターン画像を形成するためのトナーの消費量を軽減し、かつ誤ったパターン画像の位置ずれ調整を軽減することができる。

本実施の形態では、感光体に可視像化されたトナー像を中間転写ベルトに転写して、転写ベルトからトナー画像を重ね合わせて用紙に転写することで、カラー画像の形成を行っているが、感光体のトナー像を直接用紙に転写してカラー画像の形成を行うように構成してもよい。

本実施の形態では、２つのセンサ５Ａ，５Ｂを配置して位置ずれ調整を行っているが、３つ以上のセンサを配置して位置ずれ調整を行なってもよい。

図１０は、本実施の形態のカラープリンタ１のハードウェア構成を示すブロック図である。図１０に示すように、このカラープリンタ１は、コントローラ１１０とエンジン部（Engine）６０とをＰＣＩ（Peripheral Component Interconnect）バスで接続した構成となる。コントローラ１１０は、カラープリンタ１全体の制御と描画、通信、図示しない操作部からの入力を制御するコントローラである。エンジン部６０は、ＰＣＩバスに接続可能なプリンタエンジンなどであり、たとえば白黒プロッタ、１ドラムカラープロッタ、４ドラムカラープロッタ、スキャナまたはファックスユニットなどである。なお、このエンジン部６０には、プロッタなどのいわゆるエンジン部分に加えて、誤差拡散やガンマ変換などの画像処理部分が含まれる。

コントローラ１１０は、ＣＰＵ１１１と、ノースブリッジ（ＮＢ）１１３と、システムメモリ（ＭＥＭ−Ｐ）１１２と、サウスブリッジ（ＳＢ）１１４と、ローカルメモリ（ＭＥＭ−Ｃ）１７と、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）１６と、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）１８とを有し、ノースブリッジ（ＮＢ）１１３とＡＳＩＣ１６との間をＡＧＰ（Accelerated Graphics Port）バス１５で接続した構成となる。また、ＭＥＭ−Ｐ１１２は、ＲＯＭ（Read Only Memory）１２ａと、ＲＡＭ(Random Access Memory)１２ｂとをさらに有する。

ＣＰＵ１１１は、カラープリンタ１の全体制御をおこなうものであり、ＮＢ１１３、ＭＥＭ−Ｐ１１２およびＳＢ１１４からなるチップセットを有し、このチップセットを介して他の機器と接続される。

ＮＢ１１３は、ＣＰＵ１１１とＭＥＭ−Ｐ１１２、ＳＢ１１４、ＡＧＰ１５とを接続するためのブリッジであり、ＭＥＭ−Ｐ１１２に対する読み書きなどを制御するメモリコントローラと、ＰＣＩマスタおよびＡＧＰターゲットとを有する。

ＭＥＭ−Ｐ１１２は、プログラムやデータの格納用メモリ、プログラムやデータの展開用メモリ、プリンタの描画用メモリなどとして用いるシステムメモリであり、ＲＯＭ１２ａとＲＡＭ１２ｂとからなる。ＲＯＭ１２ａは、プログラムやデータの格納用メモリとして用いる読み出し専用のメモリであり、ＲＡＭ１２ｂは、プログラムやデータの展開用メモリ、プリンタの描画用メモリなどとして用いる書き込みおよび読み出し可能なメモリである。

ＳＢ１１４は、ＮＢ１１３とＰＣＩデバイス、周辺デバイスとを接続するためのブリッジである。このＳＢ１１４は、ＰＣＩバスを介してＮＢ１１３と接続されており、このＰＣＩバスには、ネットワークインターフェース（Ｉ／Ｆ）部なども接続される。

ＡＳＩＣ１６は、画像処理用のハードウェア要素を有する画像処理用途向けのＩＣ（Integrated Circuit）であり、ＡＧＰ１５、ＰＣＩバス、ＨＤＤ１８およびＭＥＭ−Ｃ１７をそれぞれ接続するブリッジの役割を有する。このＡＳＩＣ１６は、ＰＣＩターゲットおよびＡＧＰマスタと、ＡＳＩＣ１６の中核をなすアービタ（ＡＲＢ）と、ＭＥＭ−Ｃ１７を制御するメモリコントローラと、ハードウェアロジックなどにより画像データの回転などをおこなう複数のＤＭＡＣ（Direct Memory Access Controller）と、エンジン部６０との間でＰＣＩバスを介したデータ転送をおこなうＰＣＩユニットとからなる。このＡＳＩＣ１６には、ＰＣＩバスを介してＦＣＵ（Fax Control Unit）３０、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）４０、ＩＥＥＥ１３９４（the Institute of Electrical and Electronics Engineers 1394）インターフェース５０が接続される。操作表示部２０はＡＳＩＣ１６に直接接続されている。

ＭＥＭ−Ｃ１７は、コピー用画像バッファ、符号バッファとして用いるローカルメモリであり、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）１８は、画像データの蓄積、プログラムの蓄積、フォントデータの蓄積、フォームの蓄積を行うためのストレージである。

ＡＧＰ１５は、グラフィック処理を高速化するために提案されたグラフィックスアクセラレーターカード用のバスインターフェースであり、ＭＥＭ−Ｐ１１２に高スループットで直接アクセスすることにより、グラフィックスアクセラレーターカードを高速にするものである。

なお、本実施の形態のカラープリンタ１で実行される位置ずれ調整プログラムは、ＲＯＭ等に予め組み込まれて提供される。

本実施の形態のカラープリンタ１で実行される位置ずれ調整プログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよい。

さらに、本実施の形態のカラープリンタ１で実行される位置ずれ調整プログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、本実施の形態のカラープリンタ１で実行される位置ずれ調整プログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。

本実施の形態のカラープリンタ１で実行される位置ずれ調整プログラムは、上述した各部（発光部１０１と、作像部１０２と、記録部１０３と、判定部１０４と、調整部１０５）を含むモジュール構成となっており、実際のハードウェアとしてはＣＰＵ（プロセッサ）が上記ＲＯＭから位置ずれ調整プログラムを読み出して実行することにより上記各部が主記憶装置上にロードされ、発光部１０１と、作像部１０２と、記録部１０３と、判定部１０４と、調整部１０５が主記憶装置上に生成されるようになっている。

本実施の形態にかかるカラープリンタの構成図である。 中間転写ベルトに形成されたパターン画像とセンサとを例示した説明図である。 本実施の形態のカラーププリンタの機能を示すブロック図である。 本実施の形態のカラープリンタにおける位置ずれ調整処理の流れを示すフローチャートである。 センサにより検出されたパターン信号の一例を示す図である。 本実施の形態のカラープリンタにおける判定処理の流れを示すフローチャートである。 センサにより検出された検出結果の一例を示す図である。 センサにより検出された検出結果の一例を示す図である。 メモリ１２０に並べた出力信号の一例を示す図である。 メモリ１２０に並べた出力信号の一例を示す図である。 メモリ１２０に並べた出力信号の一例を示す図である。 メモリ１２０に並べた出力信号の一例を示す図である。 メモリ１２０に並べた出力信号の一例を示す図である。 本実施の形態のカラープリンタ１のハードウェア構成を示すブロック図である。

符号の説明

１ カラープリンタ
２ 給紙カセット
３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ 現像ユニット
４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ 感光体ドラム
５（５Ａ、５Ｂ） センサ
５ｂ 受光素子
５ａ 発光素子
６ テンションローラ
７ 駆動ローラ
８ クリーニング装置
９ 搬送路
１０ 定着ユニット
１１ ２次転写ローラ
１２ 給紙ローラ
１３ 中間転写ベルト
１３ａ 照射対象面
１０１ 発光部
１０２ 作像部
１０３ 記録部
１０４ 判定部
１０５ 調整部
１２０ メモリ

Claims (10)

1. 複数色の画像を像担持体または記録媒体に重ね合わせて形成するとともに、前記像担持体上に各色の位置ずれの調整用のパターン画像を形成する画像形成手段と、
   前記像坦持体の搬送方向に直交する方向である主走査方向に複数配置され、少なくとも前記像坦持体に形成された前記パターン画像を検出する複数の検出手段と、
   前記複数の検出手段による検出結果から、異なる前記検出手段による出力間隔であるタイミング幅を算出し、算出した前記タイミング幅が所定範囲内であった場合に、前記パターン画像の検出結果であるパターン信号と判定する判定手段と、
   各色の前記パターン信号に基づいて、前記位置ずれを調整する調整手段と、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記判定手段は、前記検出手段による検出結果である出力信号が所定の閾値を超えた場合に、当該出力信号をパターン候補信号として取得し、取得した前記パターン候補信号から前記タイミング幅を算出すること、
   を特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記判定手段は、前記タイミング幅が前記像担持体の搬送方向である副走査方向の前記パターン信号の幅の半分以内であった場合に、前記出力信号を前記パターン信号と判定すること、
   を特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記判定手段は、前記パターン候補信号の立ち下がり信号部と前記閾値との交点の値を基準として前記タイミング幅を算出すること、
   を特徴とする請求項２または３に記載の画像形成装置。
5. 前記判定手段は、前記パターン候補信号の立ち上がり信号部と前記閾値との交点の値を基準として前記タイミング幅を算出すること、
   を特徴とする請求項２または３に記載の画像形成装置。
6. 前記判定手段は、前記パターン候補信号の立ち下がり信号部と前記閾値との交点である第１の交点の値と、前記パターン候補信号の立ち上がり信号部と前記閾値との交点である第２の交点の値との中央値を基準として前記タイミング幅を算出すること、
   を特徴とする請求項２または３に記載の画像形成装置。
7. 前記検出手段は、正反射する光を前記像担持体に対して照射すること、
   を特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の画像形成装置。
8. 前記検出手段は、拡散反射する光を前記像担持体に対して照射すること、
   を特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の画像形成装置。
9. 複数色の画像を像担持体または記録媒体に重ね合わせて形成するとともに、前記像担持体上に各色の位置ずれの調整用のパターン画像を形成する画像形成ステップと、
   少なくとも前記像坦持体に形成された前記パターン画像を複数の検出部によって検出する検出ステップと、
   前記検出ステップによる検出結果から、異なる前記検出部による出力間隔であるタイミング幅を算出し、算出した前記タイミング幅が所定範囲内であった場合に、前記パターン画像からの検出結果であるパターン信号と判定する判定ステップと、
   各色の前記パターン信号に基づいて、前記位置ずれを調整する調整ステップと、
   を含むことを特徴とする位置ずれ調整方法。
10. 複数色の画像を像担持体または記録媒体に重ね合わせて形成するとともに、前記像担持体上に各色の位置ずれの調整用のパターン画像を形成する画像形成ステップと、
    少なくとも前記像坦持体に複数形成された前記パターン画像を検出する検出部による検出結果から、異なる前記検出部による出力間隔であるタイミング幅を算出し、算出した前記タイミング幅が所定範囲内であった場合に、前記パターン画像からの検出結果であるパターン信号と判定する判定ステップと、
    各色の前記パターン信号に基づいて、前記位置ずれを調整する調整ステップと、
    をコンピュータに実行させる位置ずれ調整プログラム。

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