JP2012242754A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】位置ずれ補正の精度を確保する。
【解決手段】担持体上に複数のマーク７０を互いに間隔を空けて形成する画像形成部と、前記担持体に光を照射する投光部、及び、前記投光部から前記担持体に照射された光の拡散反射光を受光し、受光量に応じた受光信号を出力する第１受光部を有するマークセンサと、前記担持体を前記マークセンサに対して移動させる移動部と、前記担持体上の前記マーク７０の形成された部分が前記投光部から照射される前記光の光路を横切るときに前記投光部を点灯させ、前記担持体の前記マーク７０間の部分が前記光路を横切るときに前記投光部を一時的に消灯させる点灯制御部と、前記受光信号に基づいて前記マークの位置を測定し、その測定結果に基づいて画像形成位置のずれを補正する補正部と、を備える画像形成装置。
【選択図】図９

Description

本発明は、画像形成装置において、画像形成位置のずれを測定し、そのずれを補正する技術に関する。

従来より画像形成装置において、画像の品質を確保するために、画像形成位置のずれを測定し、そのずれを補正する技術が知られている。この技術によれば、例えば、用紙搬送用のベルト上に複数の色を用いて複数のマークを形成し、センサの投光部からベルト上に光を照射して、正反射した光をセンサの受光部にて受光する。そして、センサの受光量に応じて出力される受光信号によってマークの位置を測定し、その測定結果に基づいて画像形成位置のずれを補正する。

特開２００８−２２５１９２号公報

しかしながら、上記の技術では、測定結果が、ベルト表面の傷または汚れや、センサの取付位置の誤差などの影響を受け易いため、位置ずれ補正の精度を確保できないおそれがあった。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、位置ずれ補正の精度を確保することを目的とする。

本明細書によって開示される画像形成装置は、担持体上に複数のマークを互いに間隔を空けて形成する画像形成部と、前記担持体に光を照射する投光部、及び、前記投光部から前記担持体に照射された光の拡散反射光を受光し、受光量に応じた受光信号を出力する第１受光部を有するマークセンサと、前記担持体を前記マークセンサに対して移動させる移動部と、前記担持体上の前記マークの形成された部分が前記投光部から照射される前記光の光路を横切るときに前記投光部を点灯させ、前記担持体の前記マーク間の部分が前記光路を横切るときに前記投光部を一時的に消灯させる点灯制御部と、前記受光信号に基づいて前記マークの位置を測定し、その測定結果に基づいて画像形成位置のずれを補正する補正部と、を備える。

また、上記画像形成装置は、前記マークセンサが、前記投光部から前記担持体に照射された光の正反射光を受光し、受光量に応じた受光信号を出力する第２受光部を有し、前記画像形成部は、前記担持体上に濃度パッチを形成し、前記補正部は、前記投光部から前記濃度パッチに光を照射したときに、前記第１受光部から出力される受光信号と前記第２受光部から出力される受光信号とに基づいて、画像形成濃度を補正し、前記点灯制御部は、前記投光部から前記マークに対して光を照射する場合には、前記濃度パッチに対して照射する場合よりも光量を大きくする、構成としても良い。

また、上記画像形成装置は、前記点灯制御部が、前記担持体上の前記複数のマークのうち前記担持体の移動方向前側にある一部のマークの想定位置が前記光路に至るよりも第１時間前に前記投光部を点灯させ、前記測定結果に基づいて前記一部のマークよりも前記移動方向後側にあるマークの想定位置を修正し、前記修正されたマークの想定位置が前記光路に至るよりも、前記第１時間より短い第２時間前に前記投光部を点灯させる、構成としてもよい。

また、上記画像形成装置は、前記マークセンサの周囲の温度を検出する温度センサを備え、前記画像形成部は、前記温度センサにより検出される温度が高いほど、前記マークの間隔を大きくし、前記点灯制御部は、前記マークの間隔が大きいほど、前記マーク間において前記投光部を消灯させる時間を長くする、構成としてもよい。

また、上記画像形成装置は、前記画像形成部が、ブラック以外の色の第１マークと、前記ブラック以外の色のマークの上に前記担持体の移動方向に間隔を空けて２つのブラックのマークを重ねることで前記２つのブラックのマーク間に構成される第２マークとを形成し、前記補正部は、前記第１マークの位置の測定結果と前記第２マークの位置の測定結果とに基づいて、前記ブラック以外の色とブラックとの相対的な画像形成装置のずれを求め、当該ずれを補正する、構成としてもよい。

また、上記画像形成装置は、前記点灯制御部が、前記２つのブラックのマークのうち前記担持体の移動方向前側のマークが前記光路に到ってから前記第２マークが前記光路に至る前に前記投光部を点灯させる、構成としてもよい。

また、上記画像形成装置は、前記点灯制御部が、前記２つのブラックのマークのうち前記担持体の移動方向後側のマークが前記光路に至ってから前記光路を通過する前に前記投光部を消灯させる、構成としてもよい。

本発明によれば、マークセンサで担持体に照射した光の拡散反射光を受光し、その受光量に基づいてマークの位置を測定することによって、測定結果が担持体表面の傷や汚れ等の影響を受けにくくなる。これにより、位置ずれ補正の精度を確保することができる。

一実施形態におけるプリンタの概略構成を示す側断面図 プリンタの電気的構成を概略的に示すブロック図 マークセンサの回路構成を示す図 点灯制御信号のＰＷＭ信号の例を示す波形図 濃度測定用のパターンを示す平面図 位置ずれ補正処理のフローチャート ＬＥＤをパルス点灯させる際のパルス順電流（ＩＦＰ）とデューティ比との関係を例示するグラフ 点灯制御信号のＰＷＭ値と投光素子に流れる電流値との関係を示すグラフ 位置ずれ補正用のパターンと、点灯制御信号、拡散反射光を受光する受光素子の受光信号、コンパレータの出力信号の時間変化との関係を説明する図 周囲温度が２５℃の場合と５０℃の場合における、マークの距離間隔及び投光素子の点灯間隔の相違を説明する図

次に本発明の一実施形態について図１から図１０を参照して説明する。

（プリンタの全体構成）
図１は、プリンタ１０の概略構成を示す側断面図である。本プリンタ１０（画像形成装置の一例）は４色（ブラックＫ、イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ）のトナーを用いてカラー画像を形成する直接転写タンデム式のカラープリンタである。以下の説明においては、図１における左側を本プリンタ１０の前方とし、紙面奥側を本プリンタ１０の左側とする。また、図１において、各色間で同一の構成部品については適宜符号を省略する。

プリンタ１０は、本体ケーシング１１を備えており、その上面には開閉可能なカバー１１Ａが設けられている。本体ケーシング１１の底部には、複数のシート１２を積載可能な供給トレイ１３が設けられている。供給トレイ１３に積載されたシート１２は、供給ローラ１４によって１枚ずつ送り出され、レジストレーションローラ１５によって画像形成部１８のベルトユニット１９上に搬送される。

画像形成部１８は、ベルトユニット１９と、４つの露光部２７と、４つのプロセスユニット２８と、定着器３３とを備えている。

ベルトユニット１９は、前後一対のベルト支持ローラ２０Ａ，２０Ｂ間に環状のベルト２１（担持体の一例）を張架した構成となっている。ベルト２１は、ポリカーボネート等の樹脂材からなり、その表面は鏡面状に加工されているため、拡散反射率に比して大きい正反射率を有している。後側のベルト支持ローラ２０Ｂ（移動部の一例）は、図示しない駆動モータの動力によって回転駆動され、それに伴ってベルト２１が図示時計回り方向に循環移動し、その上面に静電吸着されたシート１２を後方へ搬送する。ベルト２１の内側には、後述する各プロセスユニット２８の感光ドラム３０とベルト２１を挟んで対向する位置にそれぞれ転写ローラ２３が設けられている。

ベルト２１の下方には、後述するようにベルト２１上に形成されるパターンＰ１，Ｐ２の検出等に用いられるマークセンサ５０が設けられている。さらに、ベルトユニット１９の下側には、ベルト２１表面に付着したトナーや紙粉等を回収するクリーナ２５が設けられている。

４つの露光部２７は、それぞれ、左右方向に一列に並んだ複数のＬＥＤ（図示せず）を有しており、供給される印刷データに基づいてＬＥＤを発光させ、感光ドラム３０上に光を照射する。

４つのプロセスユニット２８は、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に対応して設けられており（順に２８Ｙ，２８Ｍ，２８Ｃ，２８Ｋで示す）、それぞれの色のトナー（現像剤の一例）を収容する現像器２９と、感光ドラム３０と、帯電器３１とを有している。感光ドラム３０の外周面は、帯電器３１からの放電によって一様に正帯電された後、露光部２７によって露光されることで、そこに静電潜像が形成される。そして、現像器２９から感光ドラム３０上にトナーが供給されることにより、静電潜像がトナー像として可視化される。

各感光ドラム３０上のトナー像は、ベルト２１上のシート１２が感光ドラム３０と転写ローラ２３との間を通過する間に、転写ローラ２３に印加される転写バイアス電圧によってシート１２に順次重ねて転写される。トナー像が転写されたシート１２は、ベルトユニット１９によって定着器３３に送り込まれ、そこでトナー像の熱定着が行われた後、カバー１１Ａの上面に排出される。

（プリンタの電気的構成）
次にプリンタ１０の電気的構成について説明する。図２は、プリンタ１０の電気的構成を概略的に示すブロック図である。

同図に示すように、プリンタ１０は、制御部４１、ＲＯＭ４２、ＲＡＭ４３、ＮＶＲＡＭ４４、ネットワークインターフェース４５、画像形成部１８、温度センサ４６、マークセンサ５０を備えている。制御部４１（点灯制御部、補正部の一例）は、ＣＰＵおよび特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）などにより構成されている。ＲＯＭ４２は、後述する濃度補正処理や位置ずれ補正処理など、プリンタ１０の各種動作を実行するための制御プログラムを記憶しており、制御部４１は、ＲＯＭ４２から読み出したプログラムに従って各部の制御を行う。

ＲＡＭ４３は、制御部４１の作業領域として用いられる揮発性のメモリであり、ＮＶＲＡＭ４４は、各種設定値等を記憶する不揮発性のメモリである。ネットワークインターフェース４５は、例えばＬＡＮなどのネットワーク回線に接続され、そのネットワーク回線上に接続された端末装置（図示せず）等との間で通信を行う。温度センサ４６は、マークセンサ５０の周囲の温度を検出する。

（マークセンサの構成）
図３は、マークセンサ５０の回路構成を示す図である。マークセンサ５０は、２つの投光回路５１Ａ，５１Ｂと、３つの受光回路５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃとを備えている。投光回路５１Ａ，５１Ｂは、それぞれＬＥＤからなる投光素子５３Ａ，５３Ｂを備えている。一方の投光素子５３Ａはベルト２１の左端寄りに配置され、他方の投光素子５３Ｂはベルト２１の右端寄りに配置され、それぞれベルト２１に対して斜めに光を照射する。

制御部４１は、投光回路５１Ａ，５１Ｂに対しそれぞれ投光素子５３Ａ，５３Ｂの点灯状態を制御するための点灯制御信号Ｓ１，Ｓ２を入力する。この点灯制御信号Ｓ１，Ｓ２は、ＰＷＭ（パルス幅変調）信号を所定の間隔で繰り返す信号である。点灯制御信号Ｓ１，Ｓ２のＰＷＭ信号は、それぞれ投光回路５１Ａ，５１Ｂが有するＲＣ回路５５Ａ，５５Ｂによって平滑化され、平滑化された電圧が投光回路５１Ａ，５１Ｂが有する駆動トランジスタ５４Ａ，５４Ｂに与えられ、上記電圧に応じた電流が投光素子５３Ａ，５３Ｂに流される。

図４は、点灯制御信号Ｓ１，Ｓ２のＰＷＭ信号の例を示す波形図である。この例では、１０μｓ周期、デューティ比５０％のＰＷＭ信号が２０ｍｓの間出力されており、この点灯制御信号Ｓ１，Ｓ２が投光回路５１Ａ，５１Ｂに入力されると上記２０ｍｓの間投光素子５３Ａ，５３Ｂが所定の光量で点灯される。制御部４１は、点灯制御信号Ｓ１，Ｓ２のＰＷＭ信号のデューティ比を変化させることによって投光素子５３Ａ，５３Ｂに流れる電流を調整し、その光量を調整する。

受光回路５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃは、それぞれフォトトランジスタからなる受光素子５６Ａ，５６Ｂ，５６Ｃを備えている。受光素子５６Ａは、投光素子５３Ａからベルト２１に照射される光の正反射光を受光するように、その正反射光の光軸上に配置されている。受光素子５６Ｂ，５６Ｃは、それぞれ投光素子５３Ａ，５３Ｂからベルト２１に照射される光の拡散反射光を受光するように、ベルト２１に照射される光の正反射光の光軸から外れた位置に配されている。

受光素子５６Ａ，５６Ｂは、それぞれ受光量に応じた受光信号を出力し、その受光信号は、受光回路５２Ａ，５２Ｂがそれぞれ有する増幅回路５７Ａ，５７Ｂによって増幅され、アナログの受光信号Ｓ３，Ｓ４として制御部４１に入力される。制御部４１は、入力された受光信号Ｓ３，Ｓ４をＡＤ変換してそのデジタル値を取得する。また、受光回路５２Ｂにおいて受光素子５６Ｂからの増幅された受光信号は、コンパレータ５８Ａにも入力される。また、受光素子５６Ｃは、受光量に応じた受光信号を出力し、この受光信号は、受光回路５２Ｃが有する増幅回路５７Ｃによって増幅され、コンパレータ５８Ｂに入力される。

制御部４１は、ＰＷＭ信号である基準レベル信号Ｓ５をＲＣ回路５９に出力する。この基準レベル信号Ｓ５は、ＲＣ回路５９によって平滑化され、コンパレータ５８Ａ，５８Ｂにそれぞれ入力される。コンパレータ５８Ａ，５８Ｂは、それぞれ受光素子５６Ｂ，５６Ｃからの受光信号を基準レベル信号Ｓ５によって与えられる基準レベルと比較して、その結果を２値化した検知信号Ｓ６，Ｓ７を制御部４１に出力する。

（濃度補正）
次に濃度補正の動作について説明する。図５は、濃度測定用のパターンＰ１を示す平面図である。

制御部４１は、印刷時の画像品質を確保するための補正処理として、濃度補正と位置ずれ補正との２種類を実行する。濃度補正及び位置ずれ補正処理は、それぞれ、例えば、電源投入直後や、プロセスユニット２８の着脱が検知された場合、若しくは前回の補正処理から所定の時間が経過するか、あるいは所定枚数の印刷が行われた場合など、所定の条件が満たされた場合に実行される。

制御部４１は、濃度補正を開始すると、まず画像形成部１８によって図５に示すような濃度測定用のパターンＰ１をベルト２１上の左端寄り位置、即ちベルト２１移動時に投光素子５３Ａの光路を横切るような位置に形成する。この濃度パターンＰ１は、複数の濃度パッチ６５をベルト２１の移動方向（矢線Ａ方向）に沿って並べたものであって、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色について濃度が段階的に異なる複数のパッチ（イエローのパッチ６５Ｙ、マゼンタのパッチ６５Ｍ、シアンのパッチ６５Ｃ、ブラックのパッチ６５Ｋで示す）を有している。

そして、制御部４１は、パターンＰ１がベルト２１の移動に伴って投光素子５３Ａから照射される光の光路を横切る間、点灯制御信号Ｓ１によって投光素子５３Ａを一定の光量で連続的に点灯させる。このとき、各濃度パッチ６５が光路上を通過する間に、受光信号Ｓ３またはＳ４の値を複数回サンプリングして、それらの平均値に基づいて各濃度パッチ６５の濃度を求める。

ここで、イエロー、マゼンタ、シアンのトナーで形成された濃度パッチ６５Ｙ，６５Ｍ，６５Ｃは、トナーの濃度が大きくなるにつれ、その拡散反射光が増加する性質を有している。このため、正反射光を受光するように配置された受光素子５６Ａでは、正反射光に加えて拡散反射光が受光される量が大きくなる。

そこで、制御部４１は、これら３色の濃度パッチ６５Ｙ，６５Ｍ，６５Ｃについては、拡散反射光を受光する受光素子５６Ｂからの受光信号Ｓ４に基づいて濃度を測定する。また、ブラックの濃度パッチ６５Ｋについては、拡散反射光が比較的少ない性質を有することから、正反射光を受光する受光素子５６Ａからの受光信号Ｓ３に基づいて濃度を測定する。

制御部４１は、上述のように各濃度パッチ６５の濃度を測定した後、その測定結果に基づいて、例えば濃度０％から１００％までを２５６等分した各階調において、画像形成部１８によりシート１２上に画像を印刷した時の濃度が理想濃度となるような濃度補正データを各色毎に算出してＮＶＲＡＭ４４上に記憶し、この補正処理を終える。制御部４１は、印刷時には、ＮＶＲＡＭ４４に記憶された濃度補正データを読み込み、そのデータに基づいて露光部２７のＬＥＤの発光強度や現像バイアス電圧等を設定することによって印刷される画像の濃度を調整する。

（位置ずれ補正処理）
次に位置ずれ補正処理の動作について説明する。図６は、位置ずれ補正処理のフローチャートである。
制御部４０は、図６に示す位置ずれ補正処理を開始すると、まず温度センサ４６によって、マークセンサ５０の周囲の温度を取得する（Ｓ１０１）。

ここで、投光素子５３Ａ，５３Ｂとして使用されるＬＥＤは、一般に、絶対最大定格として順電流（ＩＦ）とパルス順電流（ＩＦＰ）とが定められている。順電流は、ＬＥＤを連続的に点灯させる場合に許容される電流であり、パルス順電流は、ＬＥＤをパルス点灯させる場合に許容される電流である。ＬＥＤに流される電流がこれらの定格値を超えると、ＬＥＤが故障したり、寿命が極端に短くなったりする可能性が高くなる。

図７は、ＬＥＤをパルス幅２０ｍｓでパルス点灯させる場合のパルス順電流（ＩＦＰ）とデューティ比との関係を例示するグラフである。同図に示すように、パルス順電流及び順方向電流の値は、周囲の温度が高くなるほど小さくなる。例えば、ＬＥＤをデューティ比０．１、即ち１００ｍｓ周期で２０ｍｓ点灯させる場合には、周囲温度が２５℃では１６０ｍＡ、４０℃では１３６ｍＡ、５０℃では１１８．４ｍＡの電流を流すことができる。また、デューティ比１、即ちＬＥＤが連続点灯される場合には、２５℃では５０ｍＡ、４０℃では４３ｍＡ、５０℃では３７ｍＡの順電流を流すことができる。

同図に示すように、ＬＥＤは、パルス点灯時には連続点灯時よりも大きな電流を流すことができ、また、パルス点灯のデューティ比が小さいほどより大きな電流を流すことができる。そして、ＬＥＤに流される電流が大きくなるのに伴って、その光量が増加する。

制御部４１は、図６のＳ１０１にて、マークセンサ５０の周囲の温度を取得した後、適度な感度で測定を行うために、投光素子５３Ａ，５３Ｂの点灯時の光量を決定する（Ｓ１０２）。言い換えれば、ここでは、投光素子５３Ａ，５３Ｂの点灯時の電流値、若しくは点灯制御信号Ｓ１，Ｓ２によって投光回路５１Ａ，５１Ｂに与えるＰＷＭ値（デューティ）を決定する。

投光素子５３Ａ，５３Ｂの点灯時の電流値は、少なくとも現在の周囲温度におけるパルス順電流の定格値よりも小さい値とする。また、光量を確保するために、少なくとも濃度補正の際における連続点灯時に流す電流よりも大きい値とするか、あるいは、現在の周囲温度における連続点灯時の順電流の定格値よりも大きい値とする。

より具体的には、制御部４１は、投光素子５３Ａ，５３Ｂからの受光信号の最大出力が４ＶになるようなＰＷＭ値を求める。ここで、図８は、点灯制御信号Ｓ１，Ｓ２のＰＷＭ値と投光素子５３Ａ，５３Ｂに流れる電流値との関係を示すグラフである。このグラフに示されるＰＷＭ値と電流値との関係は、駆動トランジスタ５４Ａ，５４Ｂの特性とＰＷＭ信号によって与えられる電圧との関係等に基づいて概算することができ、概算されたデータ若しくは概算するため数式のデータがＮＶＲＡＭ４４等に記憶されている。

制御部４１は、イエロー、マゼンタ、シアンのいずれかのトナーでベルト２１上に十分な大きさのパッチを形成し、コンパレータ５８Ａ，５８Ｂに与える基準レベルを例えば０．５Ｖ及び２．０Ｖに設定し、それぞれの場合において、点灯制御信号Ｓ１，Ｓ２のＰＷＭ値を段階的に変更して受光信号が基準レベルに到達したときのＰＷＭ値と、そのとき投光素子５３Ａ，５３Ｂに流れる電流値とを求める。

例えば、受光信号の出力が０．５Ｖの場合に、ＰＷＭ値が２９％だと、そのとき投光素子５３Ａ，５３Ｂに流れる電流は上記データに基づいて概算で１２．9ｍＡと推定でき、出力が２．０Ｖの場合に、ＰＷＭ値が５０％だと、電流は概算で４７．５ｍＡの推定ができる。それらの結果から線形近似計算によって、受光信号の出力が４ＶになるＰＷＭ値は７８％で、そのとき投光素子５３Ａ，５３Ｂに流れる電流が９３．７ｍＡと算出することができる。

続いて、制御部４１は、Ｓ１０１にて取得した周囲温度に基づいてパルス点灯時のデューティ比を決定し、そのデューティ比に対応する位置ずれ補正用のパターンＰ２を選択する（Ｓ１０３）。例えば、ＲＯＭ４２がパルス点灯時のデューティ比が５％、１０％、２０％、３０％…のときのそれぞれに対応するパターンＰ２のデータを記憶しており、制御部４１は、それらのうちから現在の周囲温度において許容される範囲内の一つのデューティ比に対応するパターンＰ２を選択する。

例えば、点灯時の電流値を１００ｍＡと定めた場合、図７より、周囲温度が２５℃であれば、約４０％のデューティ比まで許容され、周囲温度が５０℃であれば、約２０％のデューティ比まで許容される。本実施形態では、余裕をみて、２５℃であれば３０％デューティ、５０℃であれば１０％デューティというようにデューティ比を定め、それに対応するパターンＰ２を選択する。

図９は、位置ずれ補正用のパターンＰ２と、点灯制御信号Ｓ１（またはＳ２）、拡散反射光を受光する受光素子５６Ｂ（５６Ｃ）からの受光信号Ｓ４、及びコンパレータ５８Ａ（５８Ｂ）の出力信号Ｓ６（Ｓ７）の時間変化との関係を説明する図である。図９には、パターンＰ２の一部分が示されており、このパターンＰ２は、ベルト２１上における左端寄り位置と右端寄り位置とに形成され、それぞれベルト２１移動時に投光素子５３Ａ，５３Ｂの光路を横切るように配置される。

パターンＰ２は、シアン、マゼンタ、イエローの左右方向に細長い第１マーク７０Ｃ，７０Ｍ，７０Ｙと、以下に述べる第２マーク７１Ｙとを一組として、複数組のマーク７０Ｃ，７０Ｍ，７０Ｙ，７１Ｙをベルト２１の移動方向（矢線Ａ方向）に間隔を空けて並べたものである。なお、以下の説明では、これらのマーク７０Ｃ，７０Ｍ，７０Ｙ，７１Ｙを総称する場合にはマーク７０という。

第２マーク７１Ｙは、第１マーク７０Ｃ〜７０Ｙよりも幅広のイエローのマーク７２Ｙの上面に２つのブラックのマーク７２Ｋをベルト２１の移動方向に間隔を空けて重ねて形成することによって、両ブラックのマーク７２Ｋ間に構成されるイエローのマークである。第２マーク７１Ｙの幅、即ち２つのブラックのマーク７２Ｋの間隔は、第１マーク７０Ｃ〜７０Ｙの幅とほぼ同じにされている。

また、パターンＰ２は、マーク７０同士の間隔が大きい第１グループＧ１と、間隔が第１グループＧ１よりも小さい第２グループＧ２とを有している。第１グループＧ１は、ベルト２１の移動方向前側に位置する１組または複数組のマーク７０からなり、第２グループＧ２は、ベルト２１の移動方向後側に位置する複数組のマーク７０からなる。なお、各グループＧ１，Ｇ２内においては、隣り合うマーク７０Ｃ，７０Ｍ，７０Ｙ，７１Ｙ間の間隔が等しくされている。

制御部４１は、移動されるベルト２１上に画像形成部１８によってパターンＰ２を形成し（Ｓ１０４）、続いて、パターンＰ２がマークセンサ５０の位置に至ったときにまず第１グループＧ１の各マーク７０の測定を行う（Ｓ１０５）。ここで、制御部４１は、ベルト２１上の各マーク７０の形成された部分がマークセンサ５０の投光素子５３Ａ，５３Ｂの光路を横切るタイミングで、点灯制御信号Ｓ１（Ｓ２）によって投光素子５３Ａ、５３Ｂを点灯させ、ベルト２１上のマーク７０間の部分が光路を横切る間は、投光素子５３Ａ，５３Ｂを一時的に消灯する。

なお、図９及び後述の図１０では、便宜上、投光素子５３Ａ，５３Ｂを点灯させる点灯時間ｔ１またはｔ３の間、点灯制御信号Ｓ１（Ｓ２）が常にオンの値を有するように示したが、実際には既述のように、上記点灯時間ｔ１，ｔ３の間オンとオフの値を周期的に繰り返すＰＷＭ信号（図４参照）が制御部４１から出力される。

制御部４１は、各マーク７０の想定位置（位置ずれ量が０と仮定した場合にマーク７０が形成される位置）が、投光素子５３Ａ，５３Ｂの光路上に到達する時間よりも所定時間前に投光素子５３Ａ，５３Ｂを点灯させ、想定位置が光路上を通過した後、所定時間後に投光素子５３Ａ，５３Ｂを消灯する。ここでは、第２グループＧ２の各マーク７０の時間間隔ｔ２に対する、マーク７０毎の点灯時間ｔ１の割合「ｔ１／ｔ２」をＳ１０３において定めたデューティ比とする。

図１０は、周囲温度が２５℃の場合と５０℃の場合における、マーク７０の距離間隔と、投光素子５３Ａ，５３Ｂの点灯間隔の相違を説明する図である。例えば、周囲温度が２５℃でパルス点灯のデューティ比を３０％に定めた場合、１回の点灯時間ｔ１を２０ｍｓとすると、マーク７０間の時間間隔ｔ２は６６．７ｍｓになる。このとき、第２グループＧ２のマーク７０間の距離間隔は、ベルト２１移動速度を２００ｍｍ／ｓとした場合、１３．３ｍｍを狙いとしたパターンP2を使用する。

また、周囲温度が５０℃でパルス点灯のデューティ比を１０％に定めた場合、１回の点灯時間ｔ１を２０ｍｓとすると、マーク７０間の時間間隔ｔ２は２００ｍｓになる。このとき、第２グループＧ２のマーク７０間の距離間隔は、ベルト２１移動速度を２００ｍｍ／ｓとすると４０ｍｍを狙いとしたパターンP2を使用する。

このように、制御部４１は、マークセンサ５０の周囲温度が高いほど、マーク７０間の距離間隔が大きいパターンを選択し、それに応じてマーク７０間において投光素子５３Ａ、５３Ｂを消灯させる時間を長くする。これにより、投光素子５３Ａ、５３Ｂに流す電流を周囲温度に応じて許容範囲内に抑えつつ、マーク７０間の距離間隔もしくは時間間隔を抑えることができる。

また、制御部４１は、図９に示すように、第２グループＧ２の各マーク７０に対しては、１回の点灯時間ｔ１を２０ｍｓとするのに対し、第１グループＧ１の各マーク７０に対しては、第２グループＧ２に対する点灯時間よりも長い時間、ここでは３０ｍｓを点灯時間ｔ３とする。

１回の点灯時間ｔ３を３０ｍｓとし、例えば、周囲温度が２５℃でパルス点灯のデューティ比を３０％に定めた場合には、マーク７０間の時間間隔ｔ４を１００ｍｓ（距離間隔２０ｍｍ相当）かそれ以上とする。また、周囲温度が５０℃でデューティ比を１０％に定めた場合には、マーク７０間の時間間隔ｔ４を３００ｍｓ（距離間隔６０ｍｍ相当）か、それ以上とする。

制御部４１は、第１グループＧ１の測定を開始すると、各マーク７０の想定位置が投光素子５３Ａ，５３Ｂの光路上に至る１０ｍｓ（第１時間の例）前に投光素子５３Ａ，５３Ｂを点灯させる。そして、マーク７０の想定位置が光路上を通過する時間（ここでは１０ｍｓ）が経過した後、さらに１０ｍｓ経過後に投光素子５３Ａ，５３Ｂを消灯する。

シアン、マゼンタ、イエローの第１マーク７０Ｃ〜７０Ｙを測定する際の受光信号の出力は、投光素子５３Ａ、５３Ｂの点灯直後は、ベルト２１の表面の拡散反射率が低いことから比較的小さく、各第１マーク７０Ｃ〜７０Ｙが光路上を横切るときに拡散反射光を受光することによって大きくなり、各第１マーク７０Ｃ〜７０Ｙの通過後に再び小さくなる。この出力をコンパレータ５８Ａ，５８Ｂで基準レベルＴｈと比較することによって出力される検知信号Ｓ６（Ｓ７）の値が、第１マーク７０の位置でＨからＬに変化するタイミングに基づいて、制御部４１は、各第１マーク７０Ｃ〜７０Ｙの位置を測定することができる。

また、第２マーク７１Ｙを測定する際には、ベルト２１の移動方向前側のブラックのマーク７２Ｋが光路上にある間に投光素子５３Ａ，５３Ｂが点灯され、第２マーク７１Ｙが光路を通過した後、移動方向後側のブラックのマーク７２Ｋが光路上にあるときに投光素子５３Ａ，５３Ｂが消灯される。

両ブラックのマーク７２Ｋは、拡散反射率が低いことから、第２マーク７１Ｙを測定する際の受光信号は、イエローの第１マーク７０Ｙを測定するときと同様に変化するため、同様に制御部４１はコンパレータ５８Ａ，５８Ｂの出力に基づいて第２マーク７１Ｙの位置を測定することができる。但し、第２マーク７１Ｙの移動方向前側及び後側の端縁の位置は、それぞれブラックのマーク７２Ｋの位置によって定まることから、第２マーク７１Ｙの位置はブラックの画像形成位置を反映する。

制御部４１は、第１グループＧ１の測定結果から、各マーク７０の想定位置からのずれ量を求める。第１グループＧ１が複数組のマーク７０を有する場合には、各組のマーク７０について想定位置からのずれ量を求め、それらの平均値をとる。そして、制御部４１は、第２グループＧ２の各マーク７０の想定位置に上記ずれ量を加えて想定位置を修正する（Ｓ１０６）。

続いて制御部４１は、第２グループＧ２の各マーク７０の位置の測定を行う（Ｓ１０７）。このとき、第２グループＧ２の各マーク７０の修正された想定位置が光路に至る、例えば５ｍｓ（第２時間の例）前に投光素子５３Ａ，５３Ｂを点灯する。そして、マーク７０の想定位置が光路上を通過する時間（ここでは１０ｍｓ）が経過した後、さらに５ｍｓ経過後に投光素子５３Ａ，５３Ｂを消灯する。

即ち、現実のマーク７０の位置と想定位置とのずれが比較的大きい可能性が高い第１グループＧ１のマーク７０については、投光素子５３Ａ，５３Ｂを想定位置が光路に至るタイミングよりも早めに点灯し、想定位置が光路を通過するタイミングよりも遅めに消灯することによって、点灯タイミングのずれによるマーク７０の測定エラーを回避することができる。

これに対し、第２グループＧ２のマーク７０については、第１グループＧ１の測定結果に基づいて想定位置を修正するため、現実のマーク７０の位置と想定位置とのずれは相対的に小さくなる。このため、第２グループＧ２の各マーク７０の想定位置が光路に至る前には、第１グループＧ１よりも遅いタイミングで点灯し、想定位置が通過し後は第１グループＧ１よりも早いタイミングで消灯することができる。これにより、マーク７０間の距離間隔を小さくし、短時間で多数のマーク７０の測定を行うことができる。

こうして、制御部４１は、第１グループＧ１及び第２グループＧ２の各マーク７０の位置を測定した後、各組のマーク７０において、第２マーク７１Ｙを基準とする各第１マーク７０Ｃ〜７０Ｙの位置ずれ量を求め、それらを全ての組のマーク７０について平均することにより、ブラックに対するシアン、マゼンタ、イエローの画像形成位置のずれ量を求める。そしてこれらの位置ずれを打ち消すための補正値を算出し、それらの補正値をＮＶＲＡＭ４４に位置ずれ補正データとして記憶し（Ｓ１０８）、この位置ずれ補正処理を終了する。

なお、印刷時には、制御部４１は、ＮＶＲＡＭ４４に記憶された位置ずれ補正データを読み込み、そのデータに基づいて露光部２７のＬＥＤの露光タイミング等を設定することによって印刷される画像の位置を調整する。

（本実施形態の効果）
以上のように本実施形態によれば、マークセンサ５０でベルト２１に照射した光の拡散反射光を受光し、その受光量に基づいてマーク７０の位置を測定することによって、測定結果がベルト２１表面の傷や汚れ等の影響を受けにくくなる。即ち、従来のように、ベルトに照射する光の正反射光を受光する場合には、ベルト表面の傷や異物の付着などによってできた凹凸部分に光が照射されたときに、正反射光の角度が変わるために受光量が大きく変動して測定結果が悪影響を受ける。これに対し、本実施形態のように、ベルト２１に照射する光の拡散反射光を受光する場合には、ベルト２１表面の凹凸部分に光が照射されたときでも受光量が変動しにくく、そのため測定結果が受ける影響が少ない。従って、位置ずれ補正の精度を確保することができる。

また、一般に、ベルトに照射される光の拡散反射光の受光量は、同じ光の正反射光の受光量に比べて小さくなるため、測定の精度の低下が懸念される。精度の精度を確保するために、発光強度の高い投光素子や受光感度の高い受光素子を用いると、コスト増を招く。

これに対し、本実施形態によれば、ベルト２１上のマーク７０が投光素子５３Ａ，５３Ｂの光路を横切るときに投光素子５３Ａ，５３Ｂを点灯させ、マーク７０間の部分が横切るときには一時的に消灯させることにより、投光素子５３Ａ、５３Ｂに連続点灯時よりも大きな電流を流して光量を上げることができる。これにより測定の精度を確保することができる。また、比較的発光強度が低い投光素子や、受光素子の低い受光素子を用いても精度を保つことができるため、コストを抑えることができる。

また、位置ずれ補正時にマーク７０に対して光を照射する場合には、濃度補正時に濃度パッチ６５に対して照射する場合よりも光量を大きくする。これにより、位置ずれ補正の精度を確保することができる。

また、パターンＰ２が有する複数のマーク７０のうち、ベルト２１の移動方向前側にある第１グループＧ１のマーク７０の想定位置が光路上に至るよりも第１時間前に投光素子５３Ａ，５３Ｂを点灯させ、その測定結果に基づいて残りのマーク７０の想定位置を修正し、修正されたマーク７０の想定位置が光路に至るよりも、第１時間より短い第２時間前に投光素子５３Ａ，５３Ｂを点灯させる。

これにより、移動方向前側のマーク７０（第１グループＧ１）については、マークセンサ５０の光路がマーク７０の想定位置に至る前に余裕をもって点灯させることにより、測定エラーの発生を抑制することができる。また、移動方向後側のマーク７０（第２グループＧ２）については、前側のマーク７０の測定結果に基づいて想定位置を修正した上で、その想定位置が光路に至る直前で点灯させることにより、投光素子５３Ａ，５３Ｂの点灯時間を短縮することができる。

また、温度センサ４６によって検出されるマークセンサ５０の周囲温度が高いほど、マーク７０の距離間隔を大きくし、それに応じて、マーク間において投光素子５３Ａ、５３Ｂを消灯させる時間を長くする。マークセンサ５０の投光素子５３Ａ，５３Ｂとして用いられるＬＥＤは、一般に周囲の温度が高いほど、一定の電流で点灯できる時間の割合（デューティ比）が小さくなる。そこで、検出される温度が高いほど、マーク７０の距離間隔を大きくし、それに応じてマーク７０間で投光素子５３Ａ、５３Ｂを消灯させる時間を長くすることで、投光素子５３Ａ，５３Ｂの特性に応じてパルス点灯の間隔を調整することができる。

また、位置ずれ補正用のマーク７０として、ブラック以外の色の第１マーク７０Ｃ〜７０Ｙと、ブラック以外の色のマーク７２Ｙの上に２つのブラックのマーク７２Ｋを間隔を空けて重ねることで両ブラックのマーク７２Ｋ間に構成した第２マーク７１Ｙとを用いる。一般にブラックのマークは反射率が低いために測定しにくいが、上述の構成によりブラックとブラック以外の色との相対的な画像形成装置のずれを精度良く測定し、補正することができる。

また、第２マーク７１Ｙの前側のブラックのマーク７２Ｋが投光素子５３Ａ，５３Ｂの光路上に至ってから第２マーク７１Ｙが光路に至る前に、投光素子５３Ａ，５３Ｂを点灯させる。これにより、前側のブラックのマーク７２Ｋの手前で投光素子５３Ａ、５３Ｂを点灯させる場合に比べて消灯の時間を長くすることができ、不要な受光信号の出力を回避できる。

また、第２マーク７１Ｙの後側のブラックのマーク７２Ｋが投光素子５３Ａ，５３Ｂの光路上に至ってから光路を通過する前に投光素子５３Ａ，５３Ｂを消灯させる。これにより、後側のブラックのマーク７２Ｋが光路を通過した後で投光素子５３Ａ、５３Ｂを消灯させる場合に比べて消灯の時間を短くすることができ、不要な受光信号の出力を回避できる。

＜関連発明＞
上記発明に関連する技術として、以下の発明を実施することもできる。

１．温度センサ４６によって検出されるマークセンサ５０の周囲温度が高いほど、マーク７０の距離間隔を大きくし、それに応じてマーク７０間において投光素子５３Ａ、５３Ｂを消灯させる時間を長くする発明は、位置ずれ補正時に拡散反射光でなく正反射光の受光量に基づいてマーク７０の位置を測定する場合にも適用することができる。この場合、例えば、マークセンサに、正反射光を受光する受光素子５６Ａを有する受光回路５２Ａをベルト２１の左右２つ設け、それぞれの受光信号をコンパレータで基準レベルと比較した値を制御部４１に入力する構成としてもよい。

２．先に測定したマークの測定結果に基づいて後続のマークの想定位置を修正し、点灯時間を短くする発明は、位置ずれ補正時に拡散反射光でなく正反射光の受光量に基づいてマーク７０の位置を測定する場合にも適用することができる。この場合、マークセンサに、例えば、正反射光を受光する受光素子５６Ａを有する受光回路５２Ａをベルト２１の左右２つ設け、それぞれの受光信号をコンパレータで基準レベルと比較した値を制御部４１に入力する構成としてもよい。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

（１）上記実施形態では、温度センサ４６によって検出されるマークセンサ５０の周囲温度が高いほど、マーク７０の距離間隔を大きくし、それに応じてマーク７０間において投光素子５３Ａ、５３Ｂを消灯させる時間を長くするものを示したが、本発明は、温度によってマーク７０の距離間隔及びマーク７０間において投光素子５３Ａ、５３Ｂを消灯させる時間を変更しないものにも適用することができる。

（２）上記実施形態では、先に測定したマークの測定結果に基づいて後続のマークの想定位置を修正し、点灯時間を短くするものを示したが、本発明は、パターンに含まれる各マークに対する点灯時間やマーク７０間の距離間隔を変更しないものにも適用することができる。

（３）上記実施形態では、予め記憶された位置ずれ補正用のパターンＰ２から決められたデューティ比に対応するものを選択するものを示したが、本発明によれば、決められたデューティ比に基づいてマーク７０間の距離間隔を決定し、動的にパターンＰ２を形成してもよい。

（４）上記実施形態では、本発明を直接転写タンデム方式のカラーＬＥＤプリンタに適用した例を示したが、これに限らず、本発明は、例えばレーザプリンタや、中間転写方式や、４サイクル方式など他の方式の画像形成装置に適用することができる。

１０…プリンタ、１８…画像形成部、２０Ｂ…ベルト支持ローラ、２１…ベルト、４１…制御部、４６…温度センサ、５０…マークセンサ、７０Ｃ，７０Ｍ，７０Ｙ…第１マーク、７１Ｙ…第２マーク、７２Ｙ…イエローのマーク、７２Ｋ…ブラックのマーク、Ｇ１…第１グループ、Ｇ２…第２グループ

Claims (7)

1. 担持体上に複数のマークを互いに間隔を空けて形成する画像形成部と、
   前記担持体に光を照射する投光部、及び、前記投光部から前記担持体に照射された光の拡散反射光を受光し、受光量に応じた受光信号を出力する第１受光部を有するマークセンサと、
   前記担持体を前記マークセンサに対して移動させる移動部と、
   前記担持体上の前記マークの形成された部分が前記投光部から照射される前記光の光路を横切るときに前記投光部を点灯させ、前記担持体の前記マーク間の部分が前記光路を横切るときに前記投光部を一時的に消灯させる点灯制御部と、
   前記受光信号に基づいて前記マークの位置を測定し、その測定結果に基づいて画像形成位置のずれを補正する補正部と、
   を備える画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置において、
   前記マークセンサは、前記投光部から前記担持体に照射された光の正反射光を受光し、受光量に応じた受光信号を出力する第２受光部を有し、
   前記画像形成部は、前記担持体上に濃度パッチを形成し、
   前記補正部は、前記投光部から前記濃度パッチに光を照射したときに、前記第１受光部から出力される受光信号と前記第２受光部から出力される受光信号とに基づいて、画像形成濃度を補正し、
   前記点灯制御部は、前記投光部から前記マークに対して光を照射する場合には、前記濃度パッチに対して照射する場合よりも光量を大きくする、画像形成装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の画像形成装置において、
   前記点灯制御部は、前記担持体上の前記複数のマークのうち前記担持体の移動方向前側にある一部のマークの想定位置が前記光路に至るよりも第１時間前に前記投光部を点灯させ、前記測定結果に基づいて前記一部のマークよりも前記移動方向後側にあるマークの想定位置を修正し、前記修正されたマークの想定位置が前記光路に至るよりも、前記第１時間より短い第２時間前に前記投光部を点灯させる、画像形成装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
   前記マークセンサの周囲の温度を検出する温度センサを備え、
   前記画像形成部は、前記温度センサにより検出される温度が高いほど、前記マークの間隔を大きくし、
   前記点灯制御部は、前記マークの間隔が大きいほど、前記マーク間において前記投光部を消灯させる時間を長くする、画像形成装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
   前記画像形成部は、ブラック以外の色の第１マークと、前記ブラック以外の色のマークの上に前記担持体の移動方向に間隔を空けて２つのブラックのマークを重ねることで前記２つのブラックのマーク間に構成される第２マークとを形成し、
   前記補正部は、前記第１マークの位置の測定結果と前記第２マークの位置の測定結果とに基づいて、前記ブラック以外の色とブラックとの相対的な画像形成装置のずれを求め、当該ずれを補正する、画像形成装置。
6. 請求項５に記載の画像形成装置において、
   前記点灯制御部は、前記２つのブラックのマークのうち前記担持体の移動方向前側のマークが前記光路に到ってから前記第２マークが前記光路に至る前に前記投光部を点灯させる、画像形成装置。
7. 請求項５または請求項６に記載の画像形成装置において、
   前記点灯制御部は、前記２つのブラックのマークのうち前記担持体の移動方向後側のマークが前記光路に至ってから前記光路を通過する前に前記投光部を消灯させる、画像形成装置。

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