JP2015222380A - 画像形成装置、画像の位置ずれ補正方法、コンピュータプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 色ずれ検出パターンを用いて色ずれ（位置ずれ）補正を行う際の現像剤の無駄な消費を抑えつつ位置ずれの補正に要する時間を最小限にする。
【解決手段】通常は、現像剤の消費量が少ない微調整用色ずれ検出パターンを用いて補正を行う（Ｓ１０２）。その段階で位置ずれが無くなれば補正処理を終える（Ｓ１０３：ＹＥＳ）。微調整用色ずれ検出パターンにて所定回数補正処理に失敗した場合は粗調整用色ずれ検出パターンを用いて補正処理を行う（Ｓ１０７）。
【選択図】図７

Description

本発明は、像担持体上に形成された画像の相対的な位置を補正する補正処理に関する。

複数の色の画像を形成する画像形成部を備え、各画像形成部により形成された色成分毎の画像を重畳して多色画像を形成する画像形成装置が知られている。このような画像形成装置では、各画像形成部により形成される画像の相対的な位置がずれてしまうと、多色画像の色味が所望の色味とならない可能性がある。画像形成装置は、各画像形成部により形成される画像の相対的な位置のずれを補正するため、各画像形成部を用いてパターン画像を形成させ、パターン画像の測定結果に基づいて各画像形成部により形成される画像の相対的な位置を補正する補正処理が実施される。例えば、特許文献１には、電源投入時などに、大サイズのパターン画像を用いて画像の形成位置を大まかに調整した後、小サイズのパターン画像を用いて画像の形成位置を微調整する技術が開示されている。

特開平１１−１０２０９８号公報

電源投入時であっても、画像の形成位置の調整を毎回行う必要がない場合がある。そのため、大サイズのパターン画像を用いて画像の形成位置を調整する場合、現像剤の消費量が増大したり、補正処理を実施することによるダウンタイムが増大してしまい、ユーザビリティーが低下するという問題があった。一方で、小サイズのパターン画像を用いて画像の形成位置を調整する場合、パターン画像を構成する測定用画像が互いに重なってしまい、パターン画像を高精度に測定できない可能性がある。
本発明の目的は、現像剤の消費量を抑制しつつ、各画像形成部により形成される画像の相対的な位置を高精度に補正することにある。

本発明の画像形成装置は、画像を担持して搬送する像担持体と前記像担持体に第１色の画像を形成する第１画像形成部と、前記像担持体に前記第１色と異なる第２色の画像を形成する第２画像形成部とを、有し、前記像担持体に前記第１色の画像と前記第２色の画像を重畳させた重畳画像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段により前記像担持体に形成された前記重畳画像をシートに転写する転写手段と、前記第１画像形成部と前記第２画像形成部とを制御し、前記像担持体に前記第１色の測定用画像と前記第２色の測定用画像とを含むパターン画像を形成させる制御手段と、前記像担持体に形成された前記パターン画像を測定する測定手段と、前記測定手段による前記パターン画像の測定が成功したか否かを判定する判定手段と、前記判定手段により前記測定手段による前記パターン画像の測定が成功したと判定された場合、前記測定手段の測定結果に基づいて、前記像担持体に形成される前記第１色の画像と前記第２色の画像の相対的な位置を補正する補正手段と、を有し、前記制御手段は、前記判定手段により前記測定手段による第１パターン画像の測定が成功したと判定されなかった場合、前記第１画像形成部と前記第２画像形成部とに、前記像担持体が画像を搬送する搬送方向において前記第１パターン画像よりも長い第２パターン画像を形成させることを特徴とする。

本発明によれば、現像剤の消費量を抑制しつつ、各画像形成部により形成される画像の相対的な位置を高精度に補正できる。

本実施形態に係る画像形成装置の概略断面図。 色ずれ検知センサの模式図。 色ずれ検知センサの出力信号の説明図。 色ずれ検出パターンの説明図。 画像形成装置の制御ブロック図。 色ずれ検出パターンを二値化した図。 色ずれ補正制御全体の手順説明図。 微調整用色ずれ検出パターンでの補正制御の手順説明図。 粗調整用の色ずれ検出パターンでの補正制御の手順説明図。 微調整用色ずれパターンの配置イメージ図。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態例を説明する。本実施形態では、画像の位置ずれ補正機能を有する画像形成装置の例を説明する。この画像形成装置は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等に搭載されるもので、複数色の画像が並ぶパターン像を用い、このパターン像の隣り合う画像同士の間隔を光学的に検知する。パターン像は、有彩色画像同士、および、有彩色画像と無彩色画像とが隣り合う複合画像を含むものであれば、どのような画像であっても良い。本実施形態では、便宜上、上述した色ずれ検出パターンを用いる。つまり、無彩色画像については、その中間に有彩色画像が挟まれた複合画像であるものとする。なお、本実施形態に記載される構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

まず、本実施形態が適用される画像形成装置の概要を説明する。図１は、この画像形成装置１の概略断面図である。画像形成装置１は、それぞれ異なる色の画像を形成する４つの画像形成部ＩＭＧ−Ｙ、ＩＭＧ−Ｍ、ＩＭＧ−Ｃ、ＩＭＧ−Ｋを有する。画像形成部ＩＭＧは、感光ドラム２ａ〜２ｄ、帯電器３ａ〜３ｄ、クリーナ４ａ〜４ｄ、レーザ走査ユニット５ａ〜５ｄ、一次転写部６ａ〜６ｄ、及び、現像器７ａ〜７ｄを有する。感光ドラム２ａ〜２ｄは、その表面に感光体を有する。感光ドラム２ａ〜２ｄは不図示のモータによって矢印方向に回転駆動される。帯電器３ａ〜３ｄが感光ドラム２ａ〜２ｄの表面を一様に帯電し、レーザ走査ユニット５ａ〜５ｄが、画像形成装置１に転送された画像データに基づく光によって感光ドラム２ａ〜２ｄを露光する。これにより、感光ドラム２ａ〜２ｄ上に画像データに基づいた静電潜像が複数形成される。

現像器７ａ〜７ｄは、感光ドラム２ａ〜２ｄ上の静電潜像をトナー（現像剤）を用いて現像する。感光ドラム２ａ〜２ｄ上の静電潜像は顕像化する。感光ドラム２ａ〜２ｄには、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック用の画像が担持される。一次転写部６ａ〜６ｄは感光ドラム２ａ〜２ｄ上の画像を像担持体の一例であるベルト部材、具体的には中間転写ベルト８に重なるように転写する。これによって、中間転写ベルト８はフルカラーの画像（重畳画像）が担持される。なお、クリーナ４ａ〜４ｄは、一次転写部６ａ〜６ｄにより感光ドラム２ａ〜２ｄから中間転写ベルト８に転写されずに、感光ドラム２ａ〜２ｄに残留したトナーを清掃する。

中間転写ベルト８は、ローラ１０、１１、２１に架け回されている。中間転写ベルト８はローラ１０が回転することによって矢印方向に搬送される。中間転写ベルト８を介してローラ２１の反対側には二次転写部２２が設けられている。二次転写部２２は、ニップ部ＳＴＲにおいて、中間転写ベルト８上の画像を、給紙カセット１７や手差しトレイ１３から給紙したシートＳに転写する。クリーナ１２は、二次転写部２２により中間転写ベルト８からシートＳに転写されずに、中間転写ベルト８に残留したトナーを清掃する。なお、感光ドラム２ａ〜２ｄや中間転写ベルト８は、画像を担持する像担持体に相当する。

給紙カセット１７に収容されたシートＳは、ピックアップローラ１８により給紙され、搬送ローラ１９、及び２０によってレジストレーションローラ１６に向けて搬送される。また、手差しトレイ１３に積載されたシートＳは、ピックアップローラ１４により給紙され、搬送ローラ１５によってレジストレーションローラ１６に向けて搬送される。レジストレーションローラ１６は、中間転写ベルト８上の画像がニップ部ＳＴＲに到達するタイミングに合わせるように、シートＳをニップ部ＳＴＲへ向けて搬送する。なお、ピックアップローラ１４、及び１８、搬送ローラ１５、１９、及び２０、レジストレーションローラ１６の各々は不図示のステッピングモータにより回転駆動される。

画像が転写されたシートＳは定着装置２３に搬送される。定着器２３は、熱と圧力によってシートＳ上の画像をシートに定着させる。排紙ローラ２４は定着器２３により画像が定着されたシートＳを排紙トレイ２５に排出する。

画像形成装置１は、原稿の画像や外部のＰＣから転送された画像データに基づく画像を形成する他に、各画像形成部ＩＭＧ−Ｙ〜ＩＭＧ−Ｋによりに形成される色成分毎の画像の相対的な位置を補正するため、色ずれ検出パターンを複数形成する。以下、色ずれ検出パターンを形成する場合について説明する。感光ドラム２ａ〜２ｄに、レーザ走査ユニット５ａ〜５ｄから色ずれ検出パターンに対応する強度のレーザが照射されると、色ずれ検出パターンに対応した静電潜像が形成される。感光ドラム２ａ〜２ｄの色ずれ検出パターンに対応した静電潜像は、現像器７ａ〜７ｄによって現像されて色ずれ検出パターンが形成される。この色ずれ検出パターンは、一次転写部６ａ〜６ｄで中間転写ベルト８に転写される。中間転写ベルト８上の色ずれ検出パターンは、中間転写ベルト８が矢印方向へ搬送されることによって後述する検知領域へ搬送される。

感光ドラム２ｄよりも中間転写ベルト８の搬送方向の下流側には、色ずれ検知センサ４０が設けられている。色ずれ検知センサ４０は、後述する発光制御部５０５（図５）により制御される光学センサであり、図２に示すように、発光部４１と受光部４２とを有する。発光部４１は中間転写ベルト８に向けて光を照射する。以下の説明において、発光部４１から光が照射された領域は検知領域と称す。色ずれ検出パターンが検知領域を通過すると、検知領域で反射された反射光が受光部４２に入射する。受光部４２は、受光量（所定の検出時間における受光強度）が多いほど大きなレベルの検知信号を出力する。

図３に、中間転写ベルト８上の色ずれ検出パターンを色ずれ検知センサ４０が読み取った際の出力波形例を示す。色ずれ検知センサ４０が中間転写ベルト８の反射光を受光した際の出力信号はレベルＢである。色ずれ検出パターンの反射率は中間転写ベルト８の反射率よりも高い。つまり、色ずれ検知センサ４０が色ずれ検出パターンからの反射光を受光した際の出力信号（レベルＡ）は、色ずれ検知センサ４０が中間転写ベルト８の反射光を受光した際の出力信号（レベルＢ）より高い。色ずれ検知センサ４０から出力された出力信号は、コンパレータ５２（図５）によって、ハイレベルの信号とローレベルの信号に２値化される。コンパレータ５２（図５）は出力信号が閾値よりも高ければローレベルの信号を出力し、出力信号が閾値よりも高くなければハイレベルの信号を出力する。なお、２値化信号がハイレベルからローレベルに変化したタイミング３１２ａから、ローレベルからハイレベルに変化したタイミング３１２ｂまでの中間のタイミング３１２ｃが、色ずれ検知パターンの１つの画像が検出領域に到達したタイミングとして検出される。

図４は、２種類の色ずれ検出パターンの説明図である。本実施形態の色ずれ検出パターンは、微調整用色ずれ検出パターン１１０ａと粗調整用色ずれ検出パターン１１０ｂの２種類がある。これらは相似形であり、画像サイズが異なる。詳細については後述する。粗調整用色ずれ検出パターン１１０ｂは、微調整色ずれ検出パターン１１０ａよりも画像サイズが大きい。従って、画像形成に必要な現像剤の消費量は粗調整用色ずれ検出パターン１１０ｂの方が多い。粗調整用色ずれ検出パターン１１０ｂは、例えば、中間転写ベルト８が搬送される搬送方向に直交する方向において所定位置に形成されなかった場合でも、個々の画像が検知領域から外れることを防ぐことができる。また、搬送方向において所定位置に形成されなかった場合でも、各色の画像が重なったり、あるいは各パターン画像の位置が搬送方向において前後することを防ぐことができる。粗調整用色ずれ検出パターン１１０ｂは、中間転写ベルト８の搬送方向における長さが２５０［ｍｍ］である。他方、微調整用色ずれ検出パターン１１０ａは、中間転写ベルト８の搬送方向における長さが１００［ｍｍ］である。中間転写ベルト８の１周長に形成される微調整用色ずれ検出パターン１１０ａの数は、中間転写ベルト８の１周長に形成される粗調整用色ずれ検出パターン１１０ｂの数よりも多くなる。そのため、中間転写ベルト８の１周分の微調整用色ずれ検出パターン１１０ａの検出結果は、中間転写ベルト８の１周分の粗調整用色ずれ検出パターン１１０ｂの検出結果よりも高精度に位置ずれを検出できる。

なお、以後の説明では、微調整用色ずれ検出パターン１１０ａと粗調整用色ずれ検出パターン１１０ｂとを区別する必要がない場合は、色ずれ検出パターン１１０と称する。これらの色ずれ検出パターン１１０は、図４に示したものを１セットとし、中間転写ベルト８の１周にわたって複数セット形成する。そして、検出結果を平均化する。これにより、感光ドラムや中間転写ベルトの駆動ムラ、あるいは、中間転写ベルトの厚みムラなどをキャンセルすることができる。

次に、図５の機能構成図を参照して、画像形成装置１における位置ずれ補正機能について説明する。位置ずれ検知装置は、画像形成装置１に実装されたＣＰＵ（Central Processing Unit）５０がＲＯＭ（Read Only Memory）５３などに記録されたコンピュータプログラムを実行することにより実現される。ＲＡＭ（Random Access Memory ）５１は、ＣＰＵ５０のワークエリアである。閾値調整部５０１、エッジカウント部５０２、パターン読取部５０３、位置ずれ管理部５０４、発光制御部５０５、Ａ／Ｄコンバータ５０６、パターン形成部５０７は、ＣＰＵ５０の機能を示している。なお、これら機能をＣＰＵ５０を用いずに、例えば電気回路によって実現してもよい。上述した通り、色ずれ検知センサ４０は、中間転写ベルト８、又は、色ずれ検出パターンからの反射光量に応じた検知信号を出力する。この検知信号は、アナログ信号として直接ＣＰＵ５０に伝達されると共に、コンパレータ５２に入力され、予め設定された閾値を用いて２値の検知信号に変換される。アナログ信号は、色ずれ検知センサ４０の光量調整に用いられる。ＣＰＵ５０には、画像処理制御部５４、レーザ走査ユニット制御部５５も接続される。

エッジカウンタ部５０２は、色ずれ検出パターン１１０の１セット毎に、図３で示した２値化後の検知信号の立ち上がりエッジ３１２ａおよび立ち下がりエッジ３１２ｂのエッジ数を計数する。その際、ＣＰＵ５０が備えるタイマー機能を用いて１セットを読み込むのに必要な予め決められた所定時間を計測するためにタイマーカウントも行う。つまり、エッジカウンタ部５０２は、所定時間内における２値の検知信号の立ち上がりエッジ３１２ａおよび立ち下がりエッジ３１２ｂの数をセット毎に計数する。パターン読取部５０３は、検知信号の立ち上がりエッジ３１２ａと立ち下がりエッジ３１２ｂから検知信号の中央値３１２ｃを算出する。これにより、色ずれ検知センサ４０の出力信号のレベルが色ずれ検出パターンの色毎に異なっていても、高精度に色ずれ検出パターンの位置を決定できる。ＣＰＵ５０は、パターン読取部５０３により算出された中央値３１２ｃを色ずれ検出パターンの検知タイミングとして決定する。

位置ずれ管理部５０４は、パターン読取部５０３が算出した検知タイミング（中央値３１２ｃ）に基づいて、基準画像に対する基準画像以外の画像の位置ずれ量を検出する。この位置ずれ量は、画像の形成位置を補正する際の補正値となる。位置ずれ管理部５０４は、位置ずれ量が予め定めた規定値未満であれば位置ずれが生じていないと判定する。他方、位置ずれ量が規定値以上であれば、異常のパターン画像と判定する。位置ずれ管理部５０４は、パターン画像の形成位置が目標位置からずれているか否かを判定する判定手段として機能する。位置ずれ量の算出が後述する補正処理の後の場合、位置ずれ量が規定値未満であれば成功、そうでなければ失敗、つまり、異常が生じていると判定する。失敗した場合、色ずれ量算出部５０４は、失敗（異常）回数をＲＡＭ５１に累積する。

発光制御部５０５は、色ずれ検知センサ４０の発光部４１の発光または消灯を制御する。Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）コンバータ５０６は、色ずれ検知センサ４０から出力されるアナログ信号をサンプリングし、デジタル信号に変換する。発光制御部５０５は、中間転写ベルト８上のトナーが付着していない領域から反射光が受光された際のデジタル信号の値が所定値となるように色ずれ検知センサ４０の発光量を調整する。

パターン形成部５０７は、色ずれ検出パターンを形成するためのデータをＲＡＭ５１等に保持し、このデータをレーザ走査ユニット制御部５５へ伝達する。このデータには、色ずれ検出パターンを構成する各画像の画像データ、サイズデータ、位置データなどである。サイズデータ、及び、位置データは、上述した微調整用色ずれ検出パターン１１０ａと粗調整用色ずれ検出パターン１１０ｂとを切り分けるためのデータである。レーザ走査ユニット制御部５５は、画像処理制御部５４またはＣＰＵ５０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の動作を制御する。レーザ走査ユニット制御部５５は、ＣＰＵ５０から転送された測定用画像データに基づいてレーザ走査ユニット５ａ〜５ｄを制御する。これにより、各画像形成部ＩＭＧ−Ｙ、ＩＭＧ−Ｍ、ＩＭＧ−Ｃ、ＩＭＧ−Ｋに、上述のように色ずれ検出パターン１１０を中間転写ベルト８に形成させる。画像処理制御部５４およびレーザ走査ユニット制御部５５は、ＣＰＵ５０との協働により、画像の位置ずれ量を低減させる補正手段として機能する。ＣＰＵ５０が行う補正処理により、位置ずれが検知されたパターン像における各画像の形成位置を補正するのが画像処理制御部５４およびレーザ走査ユニット制御部５５である。

ＲＯＭ５３には、上記のコンピュータプログラムのほか、コンパレータ５２等に設定する閾値、位置ずれ量の規定値、補正処理の失敗回数の閾値などが格納される。また、起動時などに、ＣＰＵ５０が参照し、画像処理制御部５４などに設定する設定値などが格納される。

次に、画像形成装置１の動作について詳しく説明する。まず、図６を参照して、色ずれ量算出部５０４が行う位置ずれ（色ずれ）量算出の概要を説明する。図６は、色ずれ検出パターン１１０とその検出結果を示す。デジタル信号１１１は、コンパレータ５２から出力された２値の出力信号である。色ずれ検出パターン１１０の各パターン画像は、中間転写ベルト８の搬送方向（第１方向）を基準として長手方向が約４５度傾けられた第１グループと、搬送方向を基準として長手方向が−４５度傾けられた第２グループとを有する。第１グループと第２グループとは、中間転写ベルト８の搬送方向に直交する方向において線対象に形成される。

基準画像は、例えば、マゼンタのパターン画像Ｍｐ１１、Ｍｐ１２、Ｍｐ１３、Ｍｐ１５、Ｍｐ２１、Ｍｐ２２、Ｍｐ２３、及びＭｐ２５とする。パターン画像Ｙｐ１1，Ｙｐ２１は画像形成部ＩＭＧ−Ｙにより形成され、パターン画像Ｃｐ１1、Ｃｐ２１は画像形成部ＩＭＧ−Ｃにより形成され、パターン画像Ｋｐ１1、Ｋｐ２１は画像形成部ＩＭＧ−Ｋにより形成される。

色ずれ検知センサ４０がブラックのパターン画像Ｋｐ１１、Ｋｐ２１からの反射光を受光したときの出力信号のレベルと、色ずれ検知センサ４０が中間転写ベルト８からの反射光を受光したときの出力信号のレベルとの差は非常に小さい。そこで、ブラックのパターン画像が形成された位置を決定するため、マゼンタのパターン画像Ｍｐ１４、Ｍｐ２４の上にブラックのパターン画像Ｋｐ１１、Ｋｐ２１が重なった複合画像が形成される。複合画像は、ブラックのパターン画像を所定間隔だけ離して形成し、隙間からマゼンタのパターン画像が露出している。位置ずれは色毎に生じる。すなわち、マゼンタのパターン画像Ｍｐ１１、Ｍｐ１２、Ｍｐ１３、Ｍｐ１４、Ｍｐ１５、Ｍｐ２１、Ｍｐ２２、Ｍｐ２３、Ｍｐ２４、及びＭｐ２５は、すべて同量、同方向にずれる。他の色の画像についても同様である。以下の説明において、マゼンタのパターン画像Ｍｐ１１，Ｍｐ１２，Ｍｐ１３，Ｍｐ１４，Ｍｐ１５，Ｍｐ２１，Ｍｐ２２，Ｍｐ２３，Ｍｐ２４，Ｍｐ２５を区別する必要がない場合は、マゼンタ画像（Ｍ）という。また、イエローのパターン画像Ｙｐ１１，Ｙｐ２１をイエロー画像（Ｙ）という。また、シアンのパターン画像Ｃｐ１１，Ｃｐ２１をシアン画像（Ｃ）という。また、ブラックのパターン画像Ｋｐ１１，Ｋｐ２１をブラック画像（Ｂ）という。位置ずれ量は、マゼンタ画像（Ｍ）を基準画像として検出される。

ＣＰＵ５０は、色ずれ検知センサ４０からの出力された検知信号を２値化し、デジタル信号１１１として入力されると、各色のデジタル信号の間隔（時間間隔）Ｙ1，Ｙ２，Ｃ1，Ｃ２，Ｋ１，Ｋ２，Ｙ３，Ｙ４・・・を検出し、これらを順次ＲＡＭ５１に格納する。ＣＰＵ５０は、格納したデータを基に、各色画像の基準画像に対する位置ずれ量を算出する。例えば、マゼンタ画像（Ｍ）に対するイエロー画像（Ｙ）の色ずれは、以下の式で算出される。
主走査方向ずれ量ΔＶｙ
＝｛（Ｙ４−Ｙ３）／２−（Ｙ２−Ｙ１）／２｝／２
副走査方向ずれ量ΔＨｙ
＝｛（Ｙ４−Ｙ３）／２＋（Ｙ２−Ｙ１）／２｝／２

ＣＰＵ５０は、画像処理制御部５４、レーザ走査ユニット制御部５５およびレーザ走査ユニット５ａ〜５ｄを制御して、ΔVｙ、ΔHｙが目標値となるようにイエロー画像（Ｙ）の画像書き出しタイミングを補正する。ずれ量に基づいて、画像の書き出しタイミングを補正する方法については公知の技術であるので、ここでの説明を省略する。

図７は、ＣＰＵ５０による位置ずれの補正処理の全体手順説明図である。ＣＰＵ５０は、補正処理の開始後、色ずれ検出パターンの検知が失敗した回数を０に設定する。そして、ＣＰＵ５０は失敗の連続回数が１０回以下のうちは（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、微調整用色ずれ検出パターン１１０ａによる補正処理を行い（Ｓ１０２）、微調色ずれ検出パターン１１０ａの検知が成功したかどうかを判定する（Ｓ１０３）。ステップＳ１０２において、ＣＰＵ５０は、微調整用色ずれ検出パターン１１０ａの形成を開始してから、所定時間Ｔ１が経過してもコンパレータ５２の出力信号のエッジの数が所定数未満ならば微調整用色ずれ検出パターン１１０ａの検知が失敗したと判定する。ステップＳ１０２において、ＣＰＵ５０は、微調整用色ずれ検出パターン１１０ａの形成を開始してから、所定時間Ｔ１が経過する間にコンパレータ５２の出力信号のエッジの数が所定数に達していれば、前述の補正処理を実施した後、ステップＳ１０３へ移行する。微調整用色ずれ検出パターン１１０ａの検知が成功していれば（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、連続失敗回数をクリアし（Ｓ１０４）、補正処理を終える。一方、Ｓ１０３において微調整用色ずれ検出パターン１１０ａの検知が所定回数成功しなければ（Ｓ１０３：Ｎｏ）、連続失敗回数をインクリメントし（Ｓ１０５）、Ｓ１０１の処理に戻る。

Ｓ１０１において連続失敗回数が１０回を超えている場合（Ｓ１０１：ＮＯ）、ＣＰＵ５０は、粗調整用色ずれ検出パターン１１０ｂによる補正処理を行い（Ｓ１０６）、成功したかどうかを判定する（Ｓ１０７）。ステップＳ１０６において、粗調整用色ずれ検出パターン１１０ｂの形成を開始してから、所定時間Ｔ２が経過してもコンパレータ５２の出力信号のエッジの数が所定数未満ならば粗調整用色ずれ検出パターン１１０ｂの検知が失敗したと判定する。ステップＳ１０６において、ＣＰＵ５０は、粗調整用色ずれ検出パターン１１０ｂの形成を開始してから、所定時間Ｔ２が経過する間にコンパレータ５２の出力信号のエッジの数が所定数に達していれば、前述の補正処理を実施した後、ステップＳ１０７へ移行する。なお、所定時間Ｔ２は所定時間Ｔ１よりも長い。粗調整用色ずれ検出パターン１１０ｂの検知が成功していれば（Ｓ１０７：ＹＥＳ）、ステップＳ１０２に移行する。一方、Ｓ１０７において粗調整用色ずれ検出パターン１１０ｂの検知が成功していなければ（Ｓ１０７：Ｎｏ）、出力装置１００（図１）へ警告情報を報知し（Ｓ１０８）、補正処理を終える。出力装置は、例えばディスプレイなどである。

前述したように色ずれ検出パターン１１０は複数セット形成される。本実施形態では微調整用色ずれ検出パターン１１０ａは８セット、粗調整用色ずれ検出パターン１１０ｂは４セット形成されるものとする。１セットのエッジ数は、図６に例示した色ずれ検出パターン１１０の場合、いずれも「２８」である。「２７」以下、または「２９」以上の場合は色ずれ検出パターンの検知が成功していないことを示す。

図８は、微調整用色ずれ検出パターン１１０ａを用いた（微調）補正処理の詳細手順説明図である。ＣＰＵ５０は、画像処理制御部５４、レーザ走査ユニット制御部５５およびレーザ走査ユニット５ａ〜５ｄを制御して、中間転写ベルト８に、微調整用色ずれ検出パターン１１０ａを８セット形成させる（Ｓ２０１）。その後、タイマーカウントを開始し（Ｓ２０２）、各セットの色ずれ検出パターン１１０ａの検知を開始する（Ｓ２０３）。次に検知信号のエッジ数のカウントを開始する（Ｓ２０４）。その後、色ずれ検出パターンを１セット読み込むのに必要な予め決められた時間Ｔ１の経過を待ち、その時間Ｔ１の経過後にタイマーカウントを終了させる（Ｓ２０５）。また、エッジカウントも終了させる（Ｓ２０６）。

次に、色ずれ検出パターンの取り込みが８セット終了したかどうかを判定する（Ｓ２０７）。８セットの取り込みが終了していない場合（Ｓ２０７：ＮＯ）、色ずれ検出パターンの取り込みセット数をインクリメントし（Ｓ２１１）、タイマーをリセットして（Ｓ２１２）Ｓ２０２に戻る。Ｓ２０７で８セットの取り込みが終了していると判定した場合（Ｓ２０７：ＹＥＳ）、ＣＰＵ５０は、１セット内のエッジカウント数が「２８」でないセットの数が２セット以下かどうかを判定する（Ｓ２０８）。２セット以下の場合はエッジカウント数が「２８」ではない色ずれ検出パターンのセットを異常セット（以下、「ＮＧセット」という）とする。そしてＮＧセットのほか、このＮＧセットと対向するセットを除いて位置ずれ量の平均値を算出する（Ｓ２０９）。つまり、ＮＧセットおよびそれに対向するセットは平均値を算出対象セットから除外する。その後、算出した位置ずれ量に基づき補正値を更新し（Ｓ２１０）、微調整用色ずれ検出パターン１１０ａによる補正制御を終了する。Ｓ２０８で１セット内のエッジカウント数が「２８」でないセットの数が２セットより多い場合（Ｓ２０８：ＮＯ）、ＣＰＵ５０は、処理を図７に示したＳ１０８へ移行する。

ここで、Ｓ２０９における対向するセットについて図１０を用いて説明する。位置ずれ量の平均値を算出する際に、ＮＧと判定されたセット（ＮＧセットと称す。）の位置ずれ量と、ＮＧセットと対向するセットの位置ずれ量とを除外する理由について説明する。図１０は、中間転写ベルト８を１周させたときのＡＣ変動成分をキャンセルするための微調整用色ずれパターン１１０ａの配置イメージ図である。第１セットと対向するセットは第５セットであり、第２セットと対向するセットは第６セットであり、第３セットと対向するセットは第７セットであり、第４セットと対向するセットは第８セットである。色ずれ検出パターン１１０ａの検知順序は、中間転写ベルト８の進行方向と逆となる。中間転写ベルト８の回転速度のＡＣ変動成分は、主として中間転写ベルト８を駆動するローラ１０等の偏心により生じる。このＡＣ変動成分をキャンセルするために、本実施形態では、８セットの微調整用色ずれ検出パターン１１０ａを均等間隔で形成している。しかし、ＮＧセットだけを除いて位置ずれ量の平均値を算出してしまうと、ＡＣ変動成分の影響が残る。ＮＧセットとそれに対向するセットとを省いた残りのセットで位置ずれ量の平均値を算出することで、中間転写ベルト８のＡＣ変動成分の影響を効果的にキャンセルすることができる。

図９は、粗調整用色ずれ検出パターン１１０ｂを用いた（粗調）補正処理の詳細手順説明図である。ＣＰＵ５０は、画像処理制御部５４、レーザ走査ユニット制御部５５およびレーザ走査ユニット５ａ〜５ｄを制御して、中間転写ベルト８に、４セットの粗調整用色ずれ検出パターン１１０ｂを形成させる（Ｓ３０１）。その後、タイマーカウントを開始し（Ｓ３０２）、各セットの粗調整用色ずれ検出パターン１１０ｂの検知を開始する（Ｓ３０３）。また、色ずれ検知センサ４０からの検知信号のエッジ数のカウントを開始する（Ｓ３０４）。粗調整用色ずれ検出パターン１１０ｂを１セット分読み込むのに必要な予め決められた時間経過Ｔ２後に、タイマーカウントを終了し（Ｓ３０５）、エッジカウントを終了する（Ｓ３０６）。

次に、粗調整用色ずれ検出パターン１１０ｂの取り込みが４セット分終了したかどうかを判定する（Ｓ３０７）。４セットの取り込みが終了していない場合はセット数をインクリメント後（Ｓ３１１）、タイマーをリセットし（Ｓ３１２）、Ｓ３０２の処理に戻る。Ｓ３０７において４セット分の取り込みが終了したと判定した場合（Ｓ３０７：ＹＥＳ）、ＣＰＵ５０は、１セット内のエッジカウント数が「２８」でないセットの数が２セット以下かどうかを判定する（Ｓ３０８）。ＮＧセットが２セット以下の場合はエッジカウント数が「２８」ではないセットをＮＧセットとし、ＮＧセットだけを除いて位置ずれ量の平均値を算出する（Ｓ３０９）。そして、算出した位置ずれ量に基づき補正値を更新し（Ｓ３１０）、補正処理を終了する。Ｓ３０８で１セット内のエッジカウント数が「２８」でないＮＧセットの数が２セットより多い場合（Ｓ３０８：ＮＯ）、ＣＰＵ５０は、処理を図７に示したＳ１０８へ移行する。

このように、本実施形態では、通常は、ＣＰＵ５０が画像処理制御部５４、レーザ走査ユニット制御部５５およびレーザ走査ユニット５ａ〜５ｄを制御して、微調整用色ずれ検出パターン１１０ａを形成し、これに基づく位置ずれの補正処理を行う。そのため、各画像を形成する際の現像剤の消費が粗調整用色ずれ検出パターン１１０ｂを用いた場合よりも少なくなる。この段階で位置ずれが補正された場合は補正を終了するので、画像形成装置１のダウンタイムを低減させることもできる。他方、補正後の微調整用色ずれ検出パターン１１０ａ１が所定回数連続して予め定めた規定値以上の位置ずれ量となった場合は、粗調整用色ずれ検出パターン１１０ｂを形成する。そのため、微調整用色ずれ検出パターン１１０ａでは検出できない位置ずれの検出が所定回数を超えて繰り返される事態が回避される。また、当該位置ずれに起因する色ずれが進む事態を回避することができる。

なお、本実施形態では、補正処理の連続失敗回数を「１０」としたが、この回数は１よりも大きく９以下であっても良く、または、１１以上であっても良い。本実施形態では、位置ずれ量が規定値以上のときに異常のパターン画像、すなわち補正処理が失敗したと判定する例を説明したが、この例に限定されるものではない。例えば、規定値に関わらず、補正処理の実行回数が所定回数のときに色ずれ検出パターン１１０を切り替えるようにしても良い。すなわち、予め定められた条件を満たしていなければ微調整用色ずれ検出パターン１１０ａを形成し、条件を満たした場合に微調整用色ずれ検出パターン１１０ａに代えて粗調整用色ずれ検出パターン１１０ｂを形成するようにしても良い。また、中間転写ベルト８に形成する色ずれ検出パターン１１０のセット数についても、他のセット数にすることができるものである。

本発明は、画像の位置ずれ補正方法として実施することができる。この方法は、上記のＣＰＵ５０が実行する方法である。すなわち、補正に用いるパターン画像を切り替える条件を予め定めておき、この条件を満たしていなければ微調整用色ずれ検出パターン１１０ａを中間転写ベルト８に形成して前記補正処理を行う。そして、この条件を満たした場合に微調整用色ずれ検出パターン１１０ａに代えて粗調整用色ずれ検出パターン１１０ｂを形成するという工程を含む方法である。

また、本実施形態では、位置ずれ補正機能を実現するためのコンピュータプログラムがＲＯＭ５３などに予め格納されていることを前提として説明したが、この例に限定されない。例えばＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤのような可搬性の記録媒体に記録して流通させることが可能である。また、プログラムをプログラムサーバに記録しておき、適宜、ダウンロードして使用する形態も可能である。このようなコンピュータプログラムを汎用のコンピュータにインストールすることにより、本発明の画像形成装置を実現することができる。

Claims (8)

1. 画像を担持して搬送する像担持体と
   前記像担持体に第１色の画像を形成する第１画像形成部と、前記像担持体に前記第１色と異なる第２色の画像を形成する第２画像形成部とを、有し、前記像担持体に前記第１色の画像と前記第２色の画像を重畳させた重畳画像を形成する画像形成手段と、
   前記画像形成手段により前記像担持体に形成された前記重畳画像をシートに転写する転写手段と、
   前記第１画像形成部と前記第２画像形成部とを制御し、前記像担持体に前記第１色の測定用画像と前記第２色の測定用画像とを含むパターン画像を形成させる制御手段と、
   前記像担持体に形成された前記パターン画像を測定する測定手段と、
   前記測定手段による前記パターン画像の測定が成功したか否かを判定する判定手段と、
   前記判定手段により前記測定手段による前記パターン画像の測定が成功したと判定された場合、前記測定手段の測定結果に基づいて、前記像担持体に形成される前記第１色の画像と前記第２色の画像の相対的な位置を補正する補正手段と、を有し、
   前記制御手段は、前記判定手段により前記測定手段による第１パターン画像の測定が成功したと判定されなかった場合、前記第１画像形成部と前記第２画像形成部とに、前記像担持体が画像を搬送する搬送方向において前記第１パターン画像よりも長い第２パターン画像を形成させることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御手段は、前記第１パターン画像の測定が所定回数成功しなければ、前記第１画像形成部と前記第２画像形成部とに、前記第２パターン画像を形成させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 像担持体はベルト部材であり、
   前記制御手段は、前記ベルト部材の１周に亘って複数の第１パターン画像を形成させ、
   前記補正手段は、前記判定手段により前記測定手段による前記第１パターン画像の測定が成功したと判定された測定結果の内、前記成功したと判定されなかった測定結果と対をなす測定結果を除いて、前記相対的な位置を補正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. 前記第１パターン画像と前記第２パターン画像とは相似形であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
5. 前記第１パターン画像および前記第２パターン画像は、それぞれ前記像担持体に複数形成されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
6. 前記測定手段は、前記パターン画像に光を発する発光部と、前記パターン画像からの反射光を受光する受光部とを備え、前記受光部により受光された光量が閾値よりも多ければ第１の信号を出力し、前記受光部により受光された光量が前記閾値よりも多くなければ前記第１の信号と異なる第２信号を出力し、
   前記判定手段は、前記測定手段から出力された信号が前記第１信号と前記第２信号とに切り替わった回数に基づいて、前記測定手段による前記パターン画像の測定が成功したか否かを判定することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
7. 前記判定手段により前記測定手段による前記第２パターン画像の測定が成功したと判定されなかった場合、警告情報を報知する報知手段を更に有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
8. 画像を担持して搬送する像担持体と、前記像担持体に第１色の画像を形成する第１画像形成部と、前記像担持体に前記第１色と異なる第２色の画像を形成する第２画像形成部とを、有し、前記像担持体に前記第１色の画像と前記第２色の画像を重畳させた重畳画像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段により前記像担持体に形成された前記重畳画像をシートに転写する転写手段と、前記像担持体に形成されたパターン画像を測定する測定手段と、を有する画像形成装置の制御方法であって、
   前記第１画像形成部と前記第２画像形成部とを制御し、前記像担持体に前記第１色の測定用画像と前記第２色の測定用画像とを含む第１パターン画像を形成させる第１の画像形成工程と、
   前記測定手段による前記パターン画像の測定が成功したか否かを判定する判定工程と、
   前記測定手段による前記パターン画像の測定が成功した場合、前記測定手段の測定結果に基づいて、前記像担持体に形成される前記第１色の画像と前記第２色の画像の相対的な位置を補正する補正工程と、
   前記測定手段による前記第１パターン画像の測定が成功したと判定されなかった場合、前記第１画像形成部と前記第２画像形成部とに、前記像担持体が画像を搬送する搬送方向において前記第１パターン画像よりも長い第２パターン画像を形成させる第２の画像形成工程とを有することを特徴とする制御方法。