JP2015222355A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ブラックの濃度が変動にかかわらず、高精度に色ずれ量を検知する。
【解決手段】 像担持体に向けて光を照射し、光を受光し、検知信号を出力するセンサと、前記センサからの検知信号からオフセットレベルを減算する減算手段と、しきい値を用いて、前記オフセット補正手段からの出力信号に対して２値化を行う２値化手段と、前記２値化結果に基づき色ずれ量を算出する算出手段と、前記オフセットレベルを設定するオフセット設定手段とを有し、前記オフセット設定手段は、前記像担持体を前記センサが検知した際に前記センサから出力される第１検知信号と、前記前記第１の色のトナー画像と前記第２の色のトナー画像が重ねられたパターンを前記センサが検知した際に前記センサから出力される第２検知信号とに基づき、前記オフセットレベルを設定する。
【選択図】 図１６

Description

本発明は画像を形成する画像形成装置に関する。

イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像を、帯電、露光、現像、転写という電子写真プロセスを用いて形成し、それぞれの色の画像を重ね合わせてカラー画像を得るタンデム方式の画像形成装置が知られている。タンデム方式の画像形成装置は印刷速度が高速であるという利点がある反面、画像形成のタイミングを正確に制御しないとカラー画像に色ずれが生じてしまうという欠点がある。

カラー画像の色ずれは各色の画像の形成位置がずれることにより生じる。この色ずれを補正するために、中間転写ベルト等に色ずれ検出用パターンを形成し、この色ずれ検出用パターンを光学センサ等で検出し、各色間のずれ量を算出する方法が知られている。そして、ブラックのような無彩色を光学センサで検出するための色ずれ検出用パターンとして有彩色との複合パターンが提案されている（特許文献１）。

色ずれ検出方法について詳しく説明する。光学センサで中間転写ベルト等に形成された色ずれ検出用パターンの反射光を検出した場合、図１に示すようにセンサから検知波形がセンサから出力される。ここで用いているセンサとは発光部と受光部とを備える反射型の光学センサで受光部への入射光量が多いほどセンサ出力レベルは大きくなる。
パターン１−（３）は、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラック（マゼンダとの複合パターン）の色ずれ検出パターンを示す。信号１−（２）は、パターン１−（３）を検出した際のセンサから出力された信号である。中間転写ベルトの反射率よりパターンの反射率の方が大きいため、パターン領域において信号値が上がる。ここで、ブランクのパターンの反射率は中間転写ベルトの反射率より小さいため、ブラック画像領域の信号値は、中間転写ベルトの信号値より低くなる。信号１−（１）は、信号１−（２）を閾値１−（４）を用いて２値化した結果である。この信号１−（１）から、各パターンの位置を求め、色ずれ量を示す位置ずれ量を求める。

ブラックのパターンは図２に示すようにマゼンダとブラックのパターンと重ねることで形成される。マゼンダパターン２−（３）とブラックパターン２−（２）を組み合わせることによりパターン２−（１）に示されるブラックを検出するための複合パターンを形成することができる。図２−（４）に断面図を示す。パターン２−（１）において、ブラックのパターンの位置がマゼンダのパターンの位置に対しずれた場合、信号１−（１）が変化するので、位置ずれを検知することができる。

トナーとトナーを帯電させるキャリアとを含む現像剤を用いてトナー像を形成する２成分現像方式の画像形成装置では、現像性を高めるために、現像スリーブと感光体と間に周速差を設けている。感光体の回転方向におけるトナー像の後端部の濃度が、トナー像の先端部および中央部の濃度より低下するという現象が発生する。

図３を用いて、この現象を詳しく説明する。図３（Ａ）に示すように、現像スリーブ３３上にはキャリア３１（白抜きの円）が穂状につらなった磁気穂が形成される。磁気穂にはキャリア３１と逆極性のトナー３２（黒の円）が付着している。感光体３４の回転速度と現像スリーブ３３の回転速度が等速の場合、磁気穂に付着しているトナー量が、感光体３４における静電潜像３５を現像するために必要なトナー量に対して少なくなることがある。そこで、現像スリーブ３３の回転速度を感光体３４の回転速度よりも速くすることにより、現像スリーブ２３から感光体３４に供給するトナー量を増加させる。これにより、トナー量が不足することを解消することができ、画像の濃度が低下することを防止することができる。図３において、キャリア３１は正電荷であり、トナー３２は負電荷であり、感光体３４上の静電潜像は正に帯電されている。

磁気穂３１が感光体３４に近づくと磁気穂３１に付着しているトナー３２が感光体３４の静電潜像３５に引き寄せられる。これにより、静電潜像３５がトナー３２（Ａで示す磁気穂のトナー）によって現像される。一方、感光体３４の回転方向において静電潜像の後端側は正に帯電した露光電位領域と負に帯電した帯電電位領域との境界部が存在する。帯電領域は負に帯電しているため、露光電位領域に後続する帯電電位領域が磁気穂に近づくことによって磁気穂に付着したトナー（磁気穂Ｂのトナー）が感光体から離れる方向（すなわちスリーブ３３に近づく方向）に移動する。それによって後端部に近い位置にある磁気穂の先端部ではキャリアが露出する。現像スリーブ３３の回転速度は像担持体３４の回転速度よりも速いため、先端においてキャリア２１が露出した磁気穂が次々に静電潜像３５の後端部に近づく。そのため、図３（Ｂ）に示すように、静電潜像３５の後端に付着したトナーが磁気穂のキャリア２１に引き戻されてしまう。よって、画像後端部の濃度が所定の濃度よりも低下する。

この現象によりパターンの後端の濃度が低下した場合の波形について図４（Ａ）を用いて説明する。センサ出力レベルの半分程度のレベルを有するしきい値を用いてパターンを検出した結果を波形４２に示す。パターンの後端部の濃度が低下していない場合のパターンの検出結果を波形４１に示す。図４（Ａ）から波形４２と波形４１とがずれていることがみてとれる。

一方、しきい値のレベルをセンサ出力レベルの１０分の１程度にした場合のパターンの検出結果４４を図４（Ｂ）に示す。図４（Ｂ）から波形４３と波形４４とがほぼずれていないことがみてとれる。

特開２０１２−３２３４号公報

複合パターンであるブラックのパターンの検出において、ブラックの濃度が環境変動や耐久などに伴い低下した場合、図５のセンサ出力５２に示すように示すように検知波形に歪みが生じてしまう。

ブラックの濃度が低下した場合、マゼンダのパターンの上にブラックのパターンが重ねれた領域において、ブラックが透けてしまったことによりマゼンダが露出してしまう。その結果、その領域の反射率が上がり、センサ出力５６に示されるようにセンサ出力が上がってしまう。その結果、センサ出力５５のレベルが、しきい値５４を超えてしまい、波形５２の２値化結果が結果７１に示されるように、本来の結果と異なる結果になってしまう。

本発明は、ブラックの濃度が変動したとしても、高精度に色ずれ量を検知できるようにすることを目的とする。

本発明の画像形成装置は、第１の色のトナー画像を形成する第１の画像形成手段と、第２の色のトナー画像を形成する第２画像形成手段と、前記第１の画像形成手段によって形成された第１の色のトナー画像と前記第２の画像形成手段によって形成された前記第２の色のトナー画像とが転写される像担持体と、前記像担持体に向けて光を照射し、光を受光し、検知信号を出力するセンサと、前記センサからの検知信号からオフセットレベルを減算する減算手段と、しきい値を用いて、前記オフセット補正手段からの出力信号に対して２値化を行う２値化手段と、前記２値化結果に基づき色ずれ量を算出する算出手段と、前記オフセットレベルを設定するオフセット設定手段と、前記算出手段は、前記第１の色のトナー画像と、該第１の色のトナー画像と一部が重なるように形成された前記第２の色のトナー画像とにより、前記像担持体に形成されたパターンを前記センサが検知することにより得られた検知信号に基づき、前記第２の色のトナー画像の色ずれ量を算出し、前記オフセット設定手段は、前記像担持体を前記センサが検知した際に前記センサから出力される第１検知信号と、前記前記第１の色のトナー画像と前記第２の色のトナー画像が重ねられたパターンを前記センサが検知した際に前記センサから出力される第２検知信号とに基づき、前記オフセットレベルを設定することを特徴とする。

本発明によれば、ブラックの濃度が変動したとしても、高精度に色ずれ量を検知ることができる。

色ずれパターンの検知信号を説明する図である。 ブラックの色ずれ検知パターンを説明する図である。 画像の後端部の濃度が低下する原因を説明する図である。 画像の後端部の濃度が低下した色ずれパターンの検知信号を説明する図である。 ブラックの濃度が低下した場合における複合パターンの検知信号を説明する図である。 画像形成装置の断面図である。 色ずれ検知センサの模式図である。 色ずれパターンの検知信号を説明する図である。 ピークホールド回路で行われる処理を説明する図である。 制御に関する構成について説明する。 色ずれ検出パターンの概略図である。 色ずれ量の算出方法を説明する図である。 中間転写ベルト８の耐久劣化前後の検知信号を示す図である。 オフセット補正前後のセンサ出力を示す図である。 レベル検知用複合パターンを説明する図である。 オフセット補正シーケンスを説明するフローチャートである。 オフセット補正前後のセンサ出力を示す図である。 オフセット補正前後のセンサ出力を示す図である。 しきい値の設定シーケンスを説明するフローチャートである。 色ずれ量取得シーケンスを説明するフローチャートである。

図６は、本実施形態にかかる画像形成装置１の構成を説明するための概略断面図である。画像形成装置１は、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの各色のための像担持体２ａ〜２ｄを有する。レーザ走査ユニット５ａ〜５ｄは像担持体２ａ〜２ｄの表面に対してレーザを照射し、ドラム表面に静電潜像を形成する。像担持体２ａ〜２ｄに形成された静電潜像は現像器７ａ〜７ｄにより現像され、トナー画像となる。像担持体２ａ〜２ｄに形成されたトナー画像は、一次転写部６ａ〜６ｄで中間転写ベルト（中間転写体）８に順次重ね合わせられる。中間転写ベルト８は、ローラ１０，１１，２１を介して支持搬送される。中間転写ベルト８上で重ね合わせられたトナー画像は、二次転写部２２にて、搬送されてくるシートに転写される。像担持体２ａ〜２ｄの周辺には、像担持体２ａ〜２ｄの表面に残留するトナーを除去するクリーナ４ａ〜４ｄ、中間転写ベルト８に残留するトナーを除去するクリーナ１２も設けられている。

シートに転写されたトナー画像は、定着器２６によってシートに定着される。そして、トナー画像が定着せれたシートは、排紙ローラ２４を介して排紙トレイ２５に排出される。

シートは給紙カセット１７もしくは手差しトレイ１３から給紙され、静電搬送部３０によって幅方向の位置を調整されレジストローラ１６の位置まで搬送される。そして、シートはレジストローラ１６によりトナー画像とタイミングが一致するように二次転写部２２へ搬送される。

給紙カセット１７からシートを搬送路に給紙するためのピックアップローラ１８，１９、縦パスローラ２０、レジストローラ１６等の用紙搬送部は、各々独立したステッピングモーターにより駆動される。手差しトレイ１３からシートを搬送路の給紙するためのピックアップローラ１４，１５等の用紙搬送部についても、同様に、各々独立したステッピングモーターにより駆動される。

また、両面印刷時には、定着器２６を通過したシートは、排紙ローラ２４から両面反転パス２７に導かれた後、逆方向に反転搬送されて両面パス２８へ搬送される。両面パス２８を通過したシートは再び縦パスローラ２０を通って上記同様にして二次転写部２２に搬送される。二次転写部２２に搬送されたシートの裏面には、中間転写ベルト８から各色のトナー画像が一括転写され、転写後のシートは定着器２６および排紙ローラ２４を介して排紙トレイ２５に排出される。

本実施形態の画像形成装置１では、最も下流に位置する像担持体２ｄと支持ローラ１０との間に、色ずれ検出センサ４０を配置している。色ずれ検出センサ４０は、像担持体２ａ〜２ｄから中間転写ベルト８に転写された色ずれ補正用の色ずれ検出用パターンを検出する。各色の色ずれ検出用パターンは、像担持体２ａ〜２ｄ等の画像形成部でトナー像として形成され、中間転写ベルト８に転写される。

色ずれ検出センサ４０は図７に示すように発光部４１と受光部４２を有する。発光部４１からの光を受けた対象物の乱反射光を受光部４２が検出する。発光部４１によって発光された光は発光部４２の対向位置にある中間転写ベルト８あるいは中間転写ベルト上の色ずれ検出用のパターンに当たり、反射された光はレンズ４３で集光されて受光部４２に入射する。また受光部４１に入射する光量に応じて受光部４２の出力電位が変化する。図８に中間転写ベルト８上の色ずれ検出用パターンを色ずれ検出センサ４０が読み取った際の出力波形を示す。中間転写ベルト８の反射光を受光した際の出力信号はレベルＢである。色ずれ検出用パターンの反射光を受光した際は、色ずれ検出用パターンの反射率は中間転写ベルト８の反射率より高いため、レベルＢより高いレベルＡの信号が出力される。このレベルＡとレベルＢとの間のレベルにしきい値を設けることにより色ずれ検出用パターンの検知信号を２値化することができる。

図１０を用いて本実施形態の制御に関する構成について説明する。

色ずれ検知センサ４０から出力された色ずれ検出パターンの検知信号は、オフセット補正を行う引き算回路７７に入力される。引き算回路７７においてオフセット補正された検知信号はコンパレータ７２に入力される。コンパレータ７２は、あらかじめＣＰＵ７０によって設定されたしきい値を用いて検知信号を２値化する。２値化された検知信号はＣＰＵ７０に入力される。

ＣＰＵ７０は、コンパレータ７２のしきい値を調整するしきい値調整部７１１、色ずれ検出パターンの検知タイミングを算出するパターン読取部７１２、色ずれ量を算出する色ずれ量算出部７１３として機能する。

パターン読取部７１２は、コンパレータ７２によって２値化された検知信号の立ち上がりエッジ位置８１と立ち下がりエッジ位置８２とを検出する。そして、パターンの位置を示す検知タイミングとして、立ち上がりエッジ８１の位置と立下りエッジ８２とから検知信号の中央位置８３を算出する。色ずれ量算出部７１３は、検知タイミングから色ずれ量を算出する。

色ずれ量算出部７１３が行う色ずれ算出方法を説明する。

図１１は色ずれ検出パターンの概略図である。中間転写ベルト８上には、マゼンダのパターン１３０１、イエローのパターン１３０２、シアンのパターン１３０３、ブラックのパターン１３０４が形成される。ここでブラックのパターン１３０４は、マゼンダのパターンと一部が重なり、図２を用いて説明した複合パターンを形成する。それぞれのパターンは主走査方向に対し４５度傾けて形成されている。また、複合パターンは、マゼンダのパターン１３０１がブラックのパターン１３０４で挟まれているパターンである。これらのパターンは主走査方向上の同一位置に、中間転写ベルト８の搬送方向（副走査方向）の異なる位置に配置されている。主走査方向は中間転写ベルト８の搬送方向に直交する方向で有る。

本実施形態ではマゼンダを基準色とする。イエロー、シアン、ブラックはマゼンダに対するずれ量を求める。中間転写ベルト８上に形成されるマゼンダ画像の形成位置に対するイエロー画像の形成位置の色ずれ量の算出方法を、図１２を用いて説明する。なお、他色（イエロー、シアン、ブラック）の色ずれ量の算出方法についても同様の方法であるので、その詳細な説明を省略する。図１２には、中間転写ベルト８上に形成されたイエローのパターン１３０２と、このイエローパターン１３０２と隣り合う位置に形成されたマゼンダのパターン１３０１が示されている。そして、図１２には、コンパレータ７２から出力される色ずれ検知センサ４０からの検知信号の２値化結果も示されている。さらに、図１２には、パターン検知センサ４０の発光部が照射する光の軌跡１３−（４）も示されている。

図１２（Ａ）は、イエローのパターン１３０２の形成位置とマゼンダのパターンの形成位置との関係が目標とする位置関係となっている場合を示した。この場合、時間間隔１３−ａ１、１３−ｂ１、１３−ａ２、１３−ｂ２は等しくなる。ここで時間間隔は、隣接するパターンの間隔を示す。

マゼンダのパターン１３０１の形成位置に対してイエローのパターン１３０２の形成位置が副走査方向においてずれた場合について説明する。図１２（Ｂ）に示すように、マゼンダのパターン１３０１の形成位置に対してイエローのパターン１３０２の形成位置が副走査方向において下流側にずれた場合、２値化結果１３−（２）から求められる時間間隔１３−ａ１、１３−ａ２が時間間隔１３−ｂ１、１３−ｂ２よりも短くなる。時間間隔１３−ａ１の変動量と、時間間隔１３−ａ２の変化量とは同量である。一方、マゼンダのパターン１３０１の形成位置に対してイエローパターン１３０２の形成位置が副走査方向において上流側にずれた場合（不図示）、時間間隔１３−ａ１，１３−ａ２が時間間隔１３−ｂ１、１３−ｂ２よりも長くなる。時間間隔１３−ａ１の変動量と、時間間隔１３−ａ２の変化量とは同量である。

次に、マゼンダのパターン１３０１の形成位置に対してイエローのパターン１３０２の形成位置が主走査方向においてずれた場合について説明する。図１２（Ｃ）に、マゼンダのパターン１３０１の形成位置に対してイエローのパターン１３０２の形成位置が主走査方向において−側にずれた場合を示す。この場合、パターンが４５度傾いている為、パターンの検知タイミングに変化が生じる。図１４の主走査方向色ずれの２値化信号１３−（３）のように１３−ａ１、１３−ｂ２が小さく、１３−ａ２，１３−ｂ１が大きくなっている。このように主走査色ずれが生じた場合は、時間間隔１３−ａ１と１３−ｂ２の変動量が同一であり、時間間隔１３−ａ２と１３−ｂ１の変動量が同一である。

以上のことから下記の式で色ずれを求めることができる。
副走査色ずれ量＝（（（１３−ｂ２）−（１３−ａ２））／２）＋（（１３−ｂ１）−（１３−ａ１））／２））×搬送速度・・・・（１）
主走査色ずれ量＝（（（１３−ｂ２）−（１３−ａ２））／２）＋（（１３−ａ１）−（１３−ｂ１））／２）） ×搬送速度・・・・（２）
式（１）について説明する。

「（（１３−ｂ２）−（１３−ａ２））／２」と「（１３−ｂ１）−（１３−ａ１））／２」はそれぞれ２つのマゼンダパターン１３０１からのイエローパターン１３０２の色ずれ量（時間間隔の変動）を求めている。

また、「（（１３−ｂ２）−（１３−ａ２））／２」と「（１３−ｂ１）−（１３−ａ１））／２」を足し合わせているのは時間間隔の変動が副走査方向の色ずれなのか主走査方向の色ずれなのかを切り分ける為である。

副走査方向の色ずれを求める式（１）に主走査色ずれが起きたとき時間変動の値として１３−ａ１＝１３−ｂ２、１３−ａ２＝１３−ｂ１を代入すると、副走査色ずれが０となる。一方、式（２）に副走査方向の色ずれが生じた際の時間変動値として１３−ａ１＝１３−ａ２、１３−ｂ１＝１３−ｂ２を代入すると主走査色ずれが０となる。このように切り分けが可能である。最後に、前項までの式で求めた値は単位が時間なので画像形成装置の搬送速度をかけることで副走査色ずれ量が求められる。

ずれ量算出部７１３は、式（１）および（２）を用いて、主走査、副走査の色ずれ量を算出する。

ＣＰＵ７０の説明に戻る。ＣＰＵ７０は、色ずれ検知センサ４０の発光部４１の発光量を制御する発光制御部７１４、色ずれ検知センサ４０の出力レベルを記録するために用いられるＡ／Ｄコンバータ７１５として機能する。さらに、ＣＰＵ７０は、色ずれ検知パターンを形成するためのパターンデータを保持し、色ずれパターンを形成する際にレーザ発光制御部７５にパターンデータを送信する色ずれパターン形成部７１７として機能する。ささらに、ＣＰＵ７０は、オフセット補正部として機能する。オフセット補正部（オフセット設定部）７１８は色ずれ検知センサ４０が中間転写ベルト８そのものを検知したときの出力レベル（オフセット）がＧＮＤレベルになるように、引算回路７７にオフセットレベルを設定する。

オフセット補正に関して詳細を説明する。オフセット補正を行う理由は、中間転写ベルト８の検知レベルが一定ではなく、中間転写ベルト８の経時変化によって変化するからである。中間転写ベルト８のグロスが耐久によって低下すると、色ずれ検知センサへ入射される乱反射光が増加し、中間転写ベルト８の検知レベルが上昇する。

中間転写ベルトの検知レベルの変化は、図４を用いて説明した画像後端部の濃度低下の対策としてしきい値のレベルを低くした場合に影響を与える。つまり、中間転写ベルト８の検知レベルがしきい値を越えてしまうことが生じる。

図１３には、中間転写ベルト８の耐久劣化前後の検知信号を示す。

中間転写ベルト８が経時変化すると中間転写ベルト８の検知レベルが上昇するので、中間転写ベルト８の検知信号のレベルがしきい値を超えてしまう。検知信号のレベルがしきい値を超えてしまうと、パターン読取部７１２がコンパレータ７２から出力された２値化された検知信号に基づきパターンの位置を検知することができない。また、中間転写ベルト８の検知レベルがしきい値を越えるまでいかなくとも、中間転写ベルト８の検知レベルによって、しきい値と検知信号との相対的な関係がに対して相対的に変動してしまうことは色ずれ検知精度を低下させる可能性がある。

本実施形態では、中間転写ベルト８の検知レベルに応じてオフセット補正を行うことにより、しきい値と検知信号との相対的な関係の変化を抑制する。オフセット補正をすることで中間転写ベルトの検知レベル分のオフセットを、検知信号から除去することができる。図１４にオフセット補正前のセンサ出力（検知信号）とオフセット補正後のセンサ出力（検知信号）とを示す。引き算演算回路７７が行うオフセット補正は、センサ出力からオフセット値を減算する補正である。したがって、センサ出力のレベルを下げることになる。

よって、中間転写ベルト８の検知信号のレベルがしきい値を超えてしまったとしても、オフセット補正を行うことにより、しきい値と検知信号との相対的な関係を適正な関係に維持することができる。

ＲＯＭ７３にはコンパレータ７２に設定するしきい値、色ずれ算出部７１３で算出した色ずれ量、オフセット補正値ＣＰＵを動作させるためのプログラムが格納されている。

画像処理制御部７４は色ずれ算出部７１３が算出した色ずれ量に基づき画像の色ずれ補正処理を行う。レーザ走査ユニット制御部７５は画像処理制御部７４またはＣＰＵ７０から送られてきた画像データをもとにレーザ走査ユニット５ａ〜５ｄを制御する。ピークホールド回路７６は色ずれ検知センサ４０の出力信号のピーク値をホールドし、ＣＰＵ７０に出力する。

ＣＰＵ７０が行う色ずれ量検知に関する制御について説明する。

（オフセット補正シーケンス）
オフセット補正シーケンスを説明する前にオフセットレベルシーケンスにて使用されるレベル検知用複合パターンについて説明する。図１５に示されるように、レベル検知用複合パターンはマゼンダパターンの上にブラックのパターンが重ねられている。このレベル検知用複合パターンを用いることにより、ブラックパターンとマゼンダパターンとが重なった領域の検知レベルを色ずれ検知パターンを流すことなく把握することが可能となる。このオフセット補正シーケンスは１日において１回目の画像形成装置起動時または規定された枚数以上の画像を出力した時に行われれる。

図１６を用いて、オフセット補正のオフセット値を設定するためのシーケンスについて説明していく。

まず、ＣＰＵ７０は、中間転写ベルト８を回転させる（Ｓ１０１）。そして、ＣＰＵ７０は、色ずれ検知センサ４０の発光部４１を点灯させる（Ｓ１０２）。色ずれ検知センサ４０は、中間転写ベルト８からの反射光の検知レベルサンプリングする。本実施形態では、中間転写ベルト８の下地の検知（サンプリング）を、所定時間間隔で中間転写ベルト１周分に対して行う。（Ｓ１０３）。
ＣＰＵ７０は、ステップＳ１０３において取得された検知信号の平均値Ａｖｅ１を算出し、ＲＯＭ７３に記憶する（Ｓ１０４）。

次に、ＣＰＵ７０は、レーザ走査ユニット制御部７５を制御し、中間転写ベルト８上に図１５に示すレベル検知用複合パターンを形成させる（Ｓ１０５）。色ずれ検知センサ４０は、レヴェル検知用複合パターンを検知（サンプリング）する（Ｓ１０６）。そして、ＣＰＵ７０は、ステップＳ１０６において取得された検知信号の平均値Ａｖｅ２を算出し、ＲＯＭ７３に記憶する（Ｓ１０７）。次に、ＣＰＵ７０は、発光部４２を消灯させ（Ｓ１０８）、中間転写ベルト８の回転を停止させる（Ｓ１０９）。

そして、ＣＰＵ７０は、平均値Ａｖｅ１と平均値Ａｖｅ２を比較し、値が大きい方をオフセット補正値として設定する（Ｓ１１０）。

図１１の色ずれ検出パターンに含まれる複合パターンにおいてブラックの濃度が低下していない場合、中間転写ベルト８の検知レベル（Ａｖｅ１）が複合パターンのマゼンダのパターンとブラックのパターンが重なった部分の検知レベル（Ａｖｅ２）より高くなる。よって、色ずれ検知センサ４０からの検知信号は、図１７のオフセット補正前（濃度正常）に示されるようになる。この場合、オフセット値として中間転写ベルト８の検知レベルを設定する。これにより、引き算回路７７の出力信号は、図１７のオフセット補正後（濃度正常）に示すようになる。つまり、複合パターンのマゼンダのパターンとブラックのパターンが重なった部分の検知レベルは引き算回路によりＧＮＤレベルにクリッピングされる。

一方、ブラックの濃度が低下していた場合、複合パターンのマゼンダのパターンとブラックのパターンが重なった部分の検知レベル（Ａｖｅ２）が中間転写ベルト８の検知レベル（Ａｖｅ１）より高くなる。よって、色ずれ検知センサ４０からの検知信号は、図１８のオフセット補正前（濃度薄）に示されるようになる。この場合、オフセット補正の設定値を中間転写ベルト８の検知レベルとしてしまうと、図５を用いて説明したように、パターンの検知結果がずれてしまう。

そこで、本実施形態では、中間転写ベルト８の検知レベル（Ａｖｅ１）より高い、複合パターンのマゼンダのパターンとブラックのパターンが重なった部分の検知レベル（Ａｖｅ２）をオフセット値として設定する。これにより、引き算回路７７の出力信号は、図１８のオフセット補正後（濃度薄）に示すようになる。つまり、つまり、中間転写ベルトの検知信号および複合パターンのマゼンダのパターンとブラックのパターンが重なった部分の検知信号をＧＮＤレベルにすることができる。

このように、本実施形態によれば、オフセット補正値をＡｖｅ１とＡｖｅ２の大小関係に基づきオフセット値を設定することにより、ブラックの濃度にかかわらず、しきい値と検知信号との相対的な関係を適正な関係に維持することができる。

（しきい値設定シーケンス）
図１９を用いて、色ずれ検出センサ４０のしきい値の設定シーケンスを説明する。

しきい値設定シーケンスはオフセット補正シーケンスの後に実行される。

まず、ＣＰＵ７０は、中間転写ベルト８を回転させる（Ｓ２０１）。ＣＰＵ７０は、色ずれ検知センサ４０の発光部４１を点灯させる（Ｓ２０２）。そして、ＣＰＵ７０は、レーザ走査ユニット制御部７５を制御し、中間転写ベルト８上に図１１に示す色ずれ検知パターンを形成させる（Ｓ２０３）。ピークホールド回路７６は、図９に示すように色ずれ検知パターンに含まれる各パターンのピークレベル９１、９２をサンプリングする（Ｓ２０４）。パターンのピークレベルは図８におけるレベルＡに相当する。そして、イエロー、マゼンダ、シアンのパターンおよび複合パターンそれぞれのピークレベルを取得する。

次に、ＣＰＵ７０のしきい値調整部７１１は下記の式（３）を用いてしきい値を算出する（Ｓ２０５）。

（（色ずれ検知用パターンピークホールドレベル４色の平均）−（オフセット補正値））＊（Ａ／１００）＝しきい値 ・・・・（３）
式（３）は色ずれ検知用パターンの検知レベルのＡ％のレベルのしきい値を算出するための式である。式（３）において、オフセット補正値を引いている理由は、コンパレータ７２が、引算回路７７からの出力信号に対して、しきい値を用いて２値化を行うからである。オフセット補正値は、しきい値設定シーケンス直前のオフセット補正シーケンスで算出された値が用いられる。

ステップＳ２０５でしきい値が算出された後、ＣＰＵ７０は、発光部４１を消灯させ（Ｓ２０６）、中間転写ベルトの回転を停止させ（Ｓ２０７）、しきい値設定シーケンスを終了する。

（色ずれ量取得シーケンス）
図２０を用いて、色ずれ量取得シーケンスを説明する。ＣＰＵ７０は、主電源がオンされた際、又は、規定枚数以上の画像を形成した後、色ずれ量取得シーケンスを実行する。また、オフセット補正シーケンス、しきい値設定シーケンスと開始条件が重なった場合は、オフセット補正シーケンスおよびしきい値設定シーケンスを実行した後に、色ずれ量取得シーケンスが行われる。

まず、ＣＰＵ７０は、オフセット補正シーケンスにより設定されたオフセット補正値のデータをＲＯＭ７３から取得し、引算回路７７に設定する（Ｓ３０１）。同様に、しきい値設定シーケンスで求めたしきい値データをＲＯＭ７３から取得し、コンパレータ７２に設定する（Ｓ３０２）。

その後、ＣＰＵ７０は、中間転写ベルト８を回転させる（Ｓ３０３）。そして、ＣＰＵ７０は、色ずれ検知センサ４０の発光部４１を点灯させる（Ｓ３０４）。そして、ＣＰＵ７０は、レーザ走査ユニット制御部７５を制御し、中間転写ベルト８上に図１１に示す色ずれ検知パターンを形成させる（Ｓ３０５）。そして、パターン読取部７１２は、コンパレータ７２によって２値化された検知信号の立ち上がりエッジ位置８１と立ち下がりエッジ位置８２とを検出する。そして、パターンの位置を示す検知タイミングとして、立ち上がりエッジ８１の位置と立下りエッジ８２とから検知信号の中央位置８３を算出する。そして、色ずれ量算出部７１３は、パターン読取部７１２が算出した検知タイミングに基づき、マゼンダのパターンの検知タイミングに対する他のパターンの検知タイミングとの間隔である時間間隔を求める。そして、色ずれ量算出部７１３は、上記式（１）および式（２）を用いて副走査色ずれ量および主走査色ずれ量を算出する（Ｓ３０６）。

ＣＰＵ７０は、発光部４１を消灯させ（Ｓ３０７）、中間転写ベルトの回転を停止させ（Ｓ３０８）、色ずれ量取得シーケンスを終了する。

本実施形態によれば、ブラックのパターンの濃度が薄い場合においても、高精度に色ずれ量の検知が可能となる。また本実施例では複合パターンの検知レベルに応じてオフセット値を調節しているが、しきい値を調節することでも同様に高精度の検知が可能である。

Claims (5)

1. 第１の色のトナー画像を形成する第１の画像形成手段と、
   第２の色のトナー画像を形成する第２画像形成手段と、
   前記第１の画像形成手段によって形成された第１の色のトナー画像と前記第２の画像形成手段によって形成された前記第２の色のトナー画像とが転写される像担持体と、
   前記像担持体に向けて光を照射し、光を受光し、検知信号を出力するセンサと、
   前記センサからの検知信号からオフセットレベルを減算する減算手段と、
   しきい値を用いて、前記オフセット補正手段からの出力信号に対して２値化を行う２値化手段と、
   前記２値化結果に基づき色ずれ量を算出する算出手段と、
   前記オフセット値を設定するオフセット設定手段と、
   前記算出手段は、前記第１の色のトナー画像と、該第１の色のトナー画像と一部が重なるように形成された前記第２の色のトナー画像とにより、前記像担持体に形成されたパターンを前記センサが検知することにより得られた検知信号に基づき、前記第２の色のトナー画像の色ずれ量を算出し、
   前記オフセット設定手段は、
   前記像担持体を前記センサが検知した際に前記センサから出力される第１検知信号と、前記前記第１の色のトナー画像と前記第２の色のトナー画像が重ねられたパターンを前記センサが検知した際に前記センサから出力される第２検知信号とに基づき、前記オフセットレベルを設定することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記第２の色はブラックであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記センサは測定対象からの乱反射光を受光し、
   前記オフセット設定手段は、前記第１検知信号と前記第２検知信号のうち値が大きい信号に基づき、前記オフセットレベルを設定する
   ことを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記センサが前記第１の色のトナー画像により形成されたパターンを検知した際に前記センサから出力される検知信号のピークレベルに基づき前記しきい値を設定するしきい値設定手段とを有することを特徴とする請求項２または３記載の画像形成装置。
5. 前記算出手段は、前記２値化結果の立ち上がりエッジ位置と立下りエッジ位置との中央位置を算出することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の画像形成装置。
   

Images