JP5317008B2 - 画像形成装置およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置およびプログラムに関する。

紙等の記録媒体への画像の形成において、画像の形成位置がずれることを防ぐ技術が知られている（例えば特許文献１や２を参照）。

特許第３９７８８３７号公報（特許請求の範囲） 特許第３６３２７３８号公報（特許請求の範囲）

上記の技術では、画像の形成位置を正確に知ることが重要となる。画像の形成位置を知る方法として、光学的な検出による方法がある。しかしながら、光学的な画像の検出では、光学系の汚れに起因する誤検出や検出精度の低下が問題となる。一方、画像の形成位置を演算により求める方法もあるが、予想されない不確定要因の影響を排除しきれず、精度の追及には限界がある。

そこで本発明は、記録媒体への画像の形成位置精度の低下を抑える技術を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、像保持体上に画像を形成する画像形成手段と、前記像保持体上に形成された画像を記録媒体に転写する転写手段と、前記転写が行われる位置に向けて前記記録媒体を搬送する搬送手段と、前記画像形成手段における画像の形成タイミングに基づいて前記転写が行われる時刻を演算する演算手段と、前記像保持体上における前記画像を検出する画像検出手段と、前記演算手段が演算により求めた時刻に基づく信号と前記画像検出手段による前記画像の検出が行われた時刻に基づく信号とが所定の関係を満たす場合には、前記画像検出手段の出力に基づく前記搬送手段の制御、或いは以後の前記画像形成手段における画像の形成タイミングの制御、或いは以後の画像形成処理の制御を行い、前記所定の関係が満たされない場合には、前記演算手段の出力に基づく前記搬送手段の制御、或いは以後の前記画像形成手段における画像の形成タイミングの制御、或いは以後の画像形成処理の制御を行う制御手段とを備え、前記画像形成処理の制御は、前記画像の基となる画像データにおける当該画像の時間軸上の位置の制御であり、前記所定の関係を満たす場合は、前記演算により求めた時刻に基づく信号のタイミングと前記画像の検出が行われた時刻に基づく信号のタイミングとの差が所定の範囲に収まる場合であり、前記所定の関係を満たさない場合は、前記演算により求めた時刻に基づく信号のタイミングと前記画像の検出が行われた時刻に基づく信号のタイミングとの差が所定の範囲に収まらない場合であることを特徴とする画像形成装置である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、画像検出手段の感度を調整する感度調整手段を備え、所定の関係が満たされない場合に、感度調整手段による感度の調整が行われることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、像保持体に保持された画像の画質を検出する画質検出手段と、この画質検出手段の感度を調整する画質検出手段用感度調整手段とを備え、画質検出手段用感度調整手段で用いられる調整値に基づいて画像検出手段の感度の調整が行われることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項２または３に記載の発明において、画像検出手段は、正反射光学系を備え、感度の調整は、像保持体の表面における光線の反射を利用して行われることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項２または３に記載の発明において、画像検出手段および画質検出手段は、拡散光学系を備えていることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、像保持体上に画像を形成する画像形成ステップと、前記画像形成ステップにおける画像の形成タイミングに基づいて前記画像の前記像保持体から記録媒体への転写が行われる時刻を演算する演算ステップと、前記像保持体上における前記画像を検出する検出ステップと、前記演算により求めた時刻に基づく信号と前記画像検出手段による前記画像の検出が行われた時刻に基づく信号とが所定の関係を満たす場合には、前記画像検出手段の出力に基づく前記搬送手段の制御、或いは以後の前記画像形成手段における画像の形成タイミングの制御、或いは以後の画像形成処理の制御を行い、前記所定の関係が満たされない場合には、前記演算手段の出力に基づく前記搬送手段の制御、或いは以後の前記画像形成手段における画像の形成タイミングの制御、或いは以後の画像形成処理の制御を行う制御ステップとを実行させるためのプログラムであって、前記画像形成処理の制御は、前記画像の基となる画像データにおける当該画像の時間軸上の位置の制御であり、前記所定の関係を満たす場合は、前記演算により求めた時刻に基づく信号のタイミングと前記画像の検出が行われた時刻に基づく信号のタイミングとの差が所定の範囲に収まる場合であり、前記所定の関係を満たさない場合は、前記演算により求めた時刻に基づく信号のタイミングと前記画像の検出が行われた時刻に基づく信号のタイミングとの差が所定の範囲に収まらない場合であることを特徴とするプログラムである。

請求項１に記載の発明によれば、画像検出手段による画像の検出時刻を用いることで、記録媒体上への画像の形成位置の精度を保つことができる。また、汚れにより画像検出手段の未検出や検出精度の低下が発生しても、演算による結果を用いることで、記録媒体上への画像の形成位置の精度を保つことができる。これにより、記録媒体への画像の形成位置精度の低下を抑えることができる。更に、請求項１に記載の発明によれば、演算により求めた転写タイミングを基準とした所定の範囲の中に、画像の検出により求めた転写予定時刻が含まれていれば、相対的に高い精度を得る能力の高い、画像の検出により求めた転写予定時刻が採用される。これにより、より高い精度で記録媒体の搬送を行える。また、演算により求めた時刻を基準とした所定の範囲から、画像の検出により求めた転写予定時刻が外れていれば、次善の策として演算による時刻が採用される。これにより、汚れによる画像検出手段の検出不良や検出精度の低下の影響を受けずに、記録媒体の搬送を行える。

請求項２に記載の発明によれば、画像検出手段の検出精度の低下が、画像検出手段の出力と演算結果との相関関係に基づいて判定され、画像検出手段の検出精度の低下が判定された際には、画像検出手段の感度調整処理が行われ、画像検出手段の検出精度の回復が図られる。これにより、画像検出手段の検出精度の低下による記録媒体上における画像の形成位置精度の低下が抑えられる。

請求項３に記載の発明によれば、色彩の濃淡等の画質を検出する画質検出手段の感度を調整する仕組みを利用して、画像検出手段の感度の調整が行われるので、構成を簡素化することができる。

請求項４に記載の発明によれば、正反射光学系を用いた画像検出手段とすることで、専用の検出対象の試験画像を必要とせず、像保持体を対象とした感度調整が行われる。このため、稼動時であれば感度調整の時期が制限されず、また試験画像の形成を必要としないので、トナーの消費を抑えることができる。

請求項５に記載の発明によれば、構成が簡素化され、且つ、変動に強く、信頼性の高い構成とできる。

請求項６に記載の発明によれば、記録媒体への画像の形成位置精度の低下を抑えることができるプログラムが提供される。

（画像形成装置の構成）
図１は、本発明を利用した画像形成装置の一例を示す概念図である。図１には、画像形成装置１が示されている。画像形成装置１は、記録媒体である印刷を行うための用紙を収納する用紙収納装置５０Ａと５０Ｂを備えている。用紙収納装置５０Ａと５０Ｂには、異なるサイズの用紙が収められている。用紙収納装置５０Ａと５０Ｂは、用紙送り出しロール５１を備えている。用紙送り出しロール５１の働きによって引き出された用紙は、用紙を搬送する搬送装置を構成する搬送ロール５２の働きによって、下流側に搬送される。搬送ロール５２は、用紙を挟む形の一対のロールを備え、その一方が、図１では図示省略されている搬送ローラ駆動モータによって駆動されて回転する。このロールの回転により、用紙は、搬送経路を下流側へと搬送される。この搬送経路の途中には、光電センサを利用した用紙センサ５６および５７が配置され、搬送されつつある用紙の位置が検出される。

用紙センサ５７の下流側には、転写装置２０が配置されている。転写装置２０は、２次転写ロール２２と２５を備えており、転写ベルト１５上に形成されたトナー像を用紙に転写する。転写装置２０の下流側には、搬送ベルト５５が配置され、さらにその下流側には、転写されたトナー像を用紙に加熱および加圧により定着させる定着装置６０が配置されている。

転写ベルト１５は、像保持体の一例であり、閉じたベルト形状を有している。転写ベルト１５は、図１の反時計回り方向に巡回する。転写ベルト１５の巡回経路の途中には、クリーニング装置３５が配置されている。クリーニング装置３５は、ブレードによって転写ベルト１５の表面に残存したトナーを掻き落とす機能を備えている。

クリーニング装置３５の下流側には、転写ベルト１５に張力を与えると共に転写ベルト１５を駆動する駆動ロール３１が配置されている。駆動ロール３１の下流側には、転写ベルト１５にトナー像を形成するタイミングを取得するための書き込み基準検出センサ４２が配置されている。書き込み基準検出センサ４２は、転写ベルト１５上に設けられた基準マーカーを検出する光学センサである。

書き込み基準検出センサ４２の下流側には、ＹＭＣＫの各基本色のトナー像を順じ転写ベルト１５上に形成する画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃおよび１０Ｋが上流から下流方向に向かって順に配置されている。画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃおよび１０Ｋは、用いるトナーの色が異なるだけであり、基本構成は同じである。以下、代表して画像形成ユニット１０Ｙの概略の構成および機能を説明する。

画像形成ユニット１０Ｙは、感光ドラム１１を備えている。感光ドラム１１は、図示する矢印の方向（図の時計回り方向）に回転する。この際、露光走査装置１３からレーザ光が走査されつつ照射され、感光ドラム１１の表面には、静電潜像が形成される。この静電潜像の電荷分布に応じて現像装置１４からＹ色のトナーが供給され、感光ドラム１１の表面にＹ色のトナー像が形成される。このトナー像は、１次転写ロール１６の働きによって、転写ベルト１５に転写される。画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃおよび１０Ｋからのトナー像が転写ベルト１５上で重ねられることで、カラーのトナー像が転写ベルト１５上に形成される。

画像形成ユニット１０Ｋの下流側には、レジコン用センサ４３が配置されている。レジコン用センサ４３は、試験画像の色ずれを検出する光学センサである。レジコン用センサの出力は、画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃおよび１０Ｋにおける各基本色画像の色ずれの調整に利用される。

レジコン用センサ４３の近くには、転写ベルト１５を支持するガイドロール３２が配置され、さらにその下流側には、ガイドロール３３が配置されている。ガイドロール３３の下流側、且つ、転写装置２０の上流側には、画像位置検出センサ４４が配置されている。画像位置検出センサ４４は、転写ベルト１５上に形成されたトナー像を検出するための光学センサである。

符号４０は、画像形成装置１の動作を制御する制御部である。制御装置４０の詳細および制御の内容については後述する。

（制御系の構成）
図２は、図１に示す画像形成装置１の制御系の概要を示すブロック図である。図２には、図１に示す制御装置４０が示されている。制御装置４０は、入出力インターフェース回路、ＣＰＵ、記憶回路、その他附属回路を備えたコンピュータ機能を有し、機能的に見ると、図２に示す各機能部を備えている。以下、機能的な観点から見た制御装置４０の構成およびその周辺の構成を説明する。

制御装置４０は、レジコン用センサ４３の出力に基づいて画質に関する情報を検出する画質検出部２０１を備えている。画質検出部２０１は、ＹＭＣＫの各基本色に関する色ずれの情報を検出し、その結果を画像形成ユニット制御部２０２に送る。画像形成ユニット制御部２０２は、書き込み基準検出センサ３１の出力に基づいて画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃおよび１０Ｋによる転写ベルト１５上への画像形成のタイミングを制御し、且つ、画質検出部２０１の出力に基づいて画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃおよび１０Ｋにおいて形成される画像(トナー像)の色ずれの調整を行う機能を有する。この例において、画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃおよび１０Ｋによる転写ベルト１５上への画像形成のタイミングの制御は、各画像形成ユニットにおける露光走査装置から感光ドラムへの露光光による潜像の形成タイミングが制御されることで行われる。

また、画像形成ユニット制御部２０２は、画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃおよび１０Ｋにおいて行われる転写ベルト１５に対する画像(トナー像)形成に関する時間情報（タイミング情報）を転写時刻演算部２０３に出力する。この時間情報に基づいて、転写時刻演算部２０３は、用紙が転写装置２０に到達する時刻を予想する信号であるイメージリード初期信号を生成し、さらに必要に応じてこのイメージリード初期信号に基づいてイメージリードゲート信号を生成する。そして、イメージリード初期信号（およびイメージリードゲート信号）は、判定部２０４に出力される。なお、イメージリード初期信号の算出には、転写ベルト１５の伸び等の予想転写時刻に影響を与えるパラメータも利用される。

判定部２０４には、画像位置検出部２０５から出力されるイメージリードセンサ信号も入力される。画像位置検出部２０５は、画像位置検出センサ４４が画像（トナー像）を検出した時刻に補正値を加え、それに基づいてイメージリードセンサ信号を生成する。すなわちこの例では、画像位置検出センサ４４と転写装置２０とは、少し離れているので、この離れた距離の時間差を補正するために、画像位置検出部２０５は、画像位置検出センサ４４による画像の検出時刻に上記の距離に対応させて補正値を加え、イメージリードセンサ信号を生成する。このイメージリードセンサ信号は、画像位置検出センサ４４が転写ベルト１５上の画像を検出した時刻に補正値を加えたもので、画像位置検出センサ４４の出力に基づく、転写ベルト１５上の画像が転写装置２０に到達する時刻を示す信号である。

判定部２０４は、転写時刻演算部２０３から出力されるイメージリード初期信号（およびイメージリードゲート信号）と、画像位置検出部２０５から出力されるイメージリードセンサ信号とを比較する。すなわち、転写時刻演算部２０３が画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃおよび１０Ｋにおいて行われる転写ベルト１５上への画像の形成タイミングその他から算出した転写ベルト１５上の画像の転写装置（符号２０の部分）への到達時刻に関する信号（イメージリード初期信号（およびイメージリードゲート信号））と、画像位置検出センサ４４による転写ベルト１５上における画像位置の検出情報に基づく転写ベルト１５上の画像の転写装置２０への到達時刻に関する信号（イメージリードセンサ信号）とを比較する。

ここで両信号が所定の関係を満たしていれば、画像位置検出センサ４４の出力に基づく信号（イメージリードセンサ信号）が選択され、それがイメージリード信号として転写タイミング調整部２０６に送られる。また、両信号が所定の関係を満たしていなければ、転写時刻演算部２０３が算出した転写ベルト１５上の画像が転写装置２０に到達する時刻に関する信号（イメージリード初期信号）がイメージリード信号として選択され、それが転写タイミング調整部２０６に送られる。なお、判定を行うための両信号間における所定の関係の具体的な内容については後述する。

転写ベルト１５上の画像（トナー像）が転写装置２０に到達する時刻に関する情報（イメージリード信号）を取得した転写タイミング調整部２０６は、転写装置２０において、転写ベルト１５上の画像が用紙収納装置５０Ａまたは５０Ｂから搬送されてくる用紙上の所定の位置に転写されるように、搬送ロール５２を制御するための制御信号を生成する。

この制御信号は、搬送装置制御部２０７に送られる。搬送装置制御部２０７は、転写タイミング調整部２０６からの制御信号と用紙センサ５６および５７からの出力とに基づき、搬送ロール駆動モータ２０８を制御する。搬送ロール駆動モータ２０８は、搬送ロール５２を駆動するモータである。この制御により、転写ベルト１５上の画像が、用紙収納装置５０Ａまたは５０Ｂから搬送されてくる用紙上の所定の位置に転写されるように用紙の搬送状態が調整される。

（動作例）
以下、図１に示す画像形成装置１における用紙への画像の形成動作の一例を説明する。この画像の形成動作では、画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃおよび１０Ｋにおける転写ベルト１５に対するトナー像の形成タイミングおよびその他の諸パラメータに基づき算出された当該トナー像の転写装置２０への予定到達時刻と、転写ベルト１５上に形成されたトナー像を光学的に検出する画像位置検出センサ４４の出力に基づいた当該トナー像の転写装置２０への予定到達時刻とを比較し、両者の間に所定の関係がある場合は、後者の予定到達時刻を用いて、用紙の搬送を制御し、転写装置２０における用紙への画像の転写が行われる。また、両者の間に所定の関係がない場合、前者の予定到達時刻を用いて、用紙の搬送を制御し、転写装置２０における用紙への画像の転写が行われる。以下、具体的な動作の詳細な例を説明する。

（動作例１）
図３は、動作例１における信号のタイミングチャートである。図４は、動作例１における動作手順を示すフローチャートである。図４に示すフローチャートは図１および図２に示す制御装置４０が備える記憶回路に記憶されている動作プログラムに従って、図２に示す制御系において実行される。この点は、他の動作例においても同じである。なお、動作プログラムは、適当な記憶媒体や回線から供給さるのであってもよい。

図１に示す画像形成装置１において、図示省略した操作手段が利用者により操作されると、画像形成の動作が開始される（ステップＳ３０１）。動作が開始されると、転写ベルト１５の巡回動作が開始される。そして書き込み基準検出センサ３１が転写ベルト１５上の基準マーカーを検出すると、書き込み基準検出センサ３１からスタート信号が出力される。この信号が検知されると（ステップＳ３０２）、転写ベルト１５に対する画像の書き込みが開始される（ステップＳ３０３）。この際、画像形成ユニット制御部２０２は、画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃおよび１０Ｋの動作タイミングを制御する制御信号を生成し、この制御信号により、転写ベルト１５上における各基本色画像の書き込み位置が調整される。また、所定の画像形成回数が経過する毎に、画質調整用の試験画像が転写ベルト１５上に形成され、それがレジコン用センサ４３により検出されて、各基本色の画質の調整が行われる。

また画像形成ユニット制御部２０２は、画像形成ユニット１０Ｙ〜１０Ｋの動作タイミングに関する情報を転写時刻演算部２０３に送る。この情報に基づき、転写時刻演算部２０３は、転写ベルト１５上に形成されたトナー像の転写装置２０への到達時刻（到達タイミング）を算出し、この算出結果に基づき、前記到達時刻を表すイメージリード初期信号を生成する（ステップＳ３０４）。図３には、スタート信号の生成から期間Ｘ１を経過して、転写ベルト１５上のトナー像が転写装置２０の位置に到達するであろう時刻が算出された場合の一例が示されている。イメージリード初期信号は、演算により求められた仮想的な（あるいは予想される）トナー像の転写装置２０への到達時刻を示すタイミング信号である。この例では、イメージリード初期信号のＯＮ期間は、転写ベルト１５の基準速度で距離に換算した値で表した場合に２０μｍとなる期間とされている。

また転写時刻演算部２０３は、イメージリード初期信号に基づき、イメージリードゲート信号を生成する（ステップＳ３０５）。この例では、イメージリードゲート信号を、イメージリード信号と中心の時間的な位置が同一で、ＯＮ期間が３倍（転写ベルト１５の基準速度で換算した距離で６０μｍ）となる設定とする。図３には、期間Ｘ３のイメージリードゲート信号の波形が示されている。

転写時刻演算部２０３が生成したイメージリード初期信号とイメージリードゲート信号は、判定部２０４に送られる。

一方、転写ベルト１５の巡回に伴って、転写ベルト１５上のトナー像が画像位置検出センサ４４の部分に到達すると、このトナー像が画像位置検出センサ４４により検出され、画像位置検出部２０５においてイメージリードセンサ信号が生成される。生成されたイメージリードセンサ信号は、画像位置検出部２０５から判定部２０４に送られる。

図３（Ａ）には、転写ベルト１５上へのトナー像の形成タイミングに基づいて算出された当該トナー像の転写装置２０への到達時刻を示す「イメージリード初期信号」から少し遅れたタイミングの「イメージリードセンサ信号」が出力された場合の例が示されている。また、図３（Ｂ）には、「イメージリードゲート信号」のＯＮ期間から外れたタイミングの「イメージリードセンサ信号」が出力された場合の例が示されている。

ステップＳ３０５の処理が行われたら、ステップＳ３０６に進み、画像位置検出センサ４４が転写ベルト１５上のトナー像を検出したか否か、すなわちイメージリードセンサ信号が出力されたか否か、の判定が行われる。イメージリードセンサ信号が検出された場合、ステップＳ３０６からステップＳ３０７に進む。

ステップＳ３０７では、イメージリードセンサ信号がイメージリードゲート信号のＯＮ範囲内の信号か否か、の判定が判定部２０４において行われる。この例では、ステップＳ３０７において、イメージリードセンサ信号の立ち上がりのタイミングが、イメージリードゲート信号のＯＮ範囲に含まれているか否か、が判定される。

イメージリードセンサ信号がイメージリードゲート信号のＯＮ範囲内の信号であれば、ステップＳ３０８に進み、そうでなければステップＳ３０９に進む。ステップＳ３０８では、画像位置検出センサ４４の出力結果に基づいたイメージリードセンサ信号をイメージリード信号とする処理が行われる。また、ステップＳ３０９では、画像位置検出センサ４４の出力結果に基づいたイメージリードセンサ信号は利用されず、転写ベルト１５上へのトナー像の形成タイミングに基づいて算出された（予想された）イメージリード初期信号がイメージリード信号とする処理が行われる。

イメージリード信号の選択は、判定部２０４において行われ、選択されたイメージリード信号は、判定部２０４から搬送装置制御部２０７に送られる。搬送装置制御部２０７は、用紙が転写装置２０に到達するタイミングをイメージリード信号に基づいて把握する。そして、搬送装置制御部２０７は、イメージリード信号と、用紙センサ５６および５７の出力とに基づいて搬送ロール駆動モータを制御し、用紙の転写装置２０への到達タイミングを調整する。

上記の動作例によれば、予期しない変動誤差として、例えば転写ベルトの伸びによる誤差や環境変動による各部品の変動誤差が発生したとしても、その影響により記録媒体上への画像の形成位置の精度が低下する現象を抑えることができる。

（動作例２）
図５は、動作例２における信号のタイミングチャートである。図６は、動作例２における動作手順を示すフローチャートである。図１の画像形成装置において、図示省略した操作手段が利用者により操作されると、画像形成の動作が開始される（ステップＳ４０１）。動作が開始されると、転写ベルト１５の巡回動作が開始される。そして書き込み基準検出センサ３１が転写ベルト１５上の基準マーカーを検出すると、基準検出センサ３１からスタート信号が出力され、それが検知されると（ステップＳ４０２）、転写ベルト１５に対する画像の書き込み処理が開始される（ステップＳ４０３）。この際、画像形成ユニット制御部２０２は、画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃおよび１０Ｋの動作タイミングを制御する制御信号を生成し、この制御信号により、転写ベルト１５上における各基本色画像の書き込み位置が調整される。また、所定の画像形成回数が経過する毎に、レジコン用センサ４３を用いた各基本色の画質の調整が行われる。

また画像形成ユニット制御部２０２は、画像形成ユニット１０Ｙ〜１０Ｋの動作タイミングに関する情報を転写時刻演算部２０３に送る。この情報に基づき、転写時刻演算部２０３は、転写ベルト１５上に形成されたトナー像の転写装置２０への到達時刻（到達タイミング）を算出し、この算出結果に基づき、前記到達時刻を表すイメージリード初期信号を生成する（ステップＳ４０４）。このイメージリード初期信号は、転写時刻演算部２０３から判定部２０４に送られる。図５には、スタート信号の生成から期間Ｘ１を経過して、転写ベルト１５上のトナー像が転写装置２０の位置に到達するであろう時刻が算出された場合の一例が示されている。

一方、転写ベルト１５の巡回に伴って、転写ベルト１５上のトナー像が画像位置検出センサ４４の部分に到達すると、このトナー像が画像位置検出センサ４４により検出され、画像位置検出部２０５においてイメージリードセンサ信号が生成される。生成されたイメージリードセンサ信号は、画像位置検出部２０５から判定部２０４に送られる。

図５（Ａ）には、転写ベルト１５上へのトナー像の形成タイミングに基づいて算出された当該トナー像の転写装置２０への到達時刻を示す「イメージリード初期信号」から少し遅れ、且つ、一部重なるタイミングの「イメージリードセンサ信号」が出力された場合の例が示されている。また、図５（Ｂ）には、「イメージリード初期信号」のＯＮ期間から外れたタイミングの「イメージリードセンサ信号」が出力された場合の例が示されている。図５では、「イメージリード初期信号」に対する「イメージリードセンサ信号」の遅れ時間間隔がＸ４で示されている。

ステップＳ４０４の後、ステップＳ４０５に進み、画像位置検出センサ４４が転写ベルト１５上のトナー像を検出したか否か、すなわちイメージリードセンサ信号が出力された否か、が判定され（ステップＳ４０５）。イメージリードセンサ信号が出力されていればステップＳ４０６に進む。

ステップＳ４０６では、イメージリードセンサ信号のイメージリード初期信号に対する立ち上がり時刻の違いが、転写ベルト１５の基準速度に基づく移動距離への換算値で、±３０μｍ以下であるか否か、が判定される。イメージリードセンサ信号のイメージリード初期信号に対する立ち上がり時刻の違いが、転写ベルト１５の平均速度で考えた移動距離に換算して±３０μｍ以下であれば、ステップＳ４０７に進み、そうでなければステップＳ４０８に進む。

ステップＳ４０７では、画像位置検出センサ４４の出力に基づくイメージリードセンサ信号がイメージリード信号として選択される。またステップＳ４０８では、転写ベルト１５上へのトナー像の形成タイミングに基づいて算出された（予想された）イメージリード初期信号がイメージリード信号として選択される。

イメージリード信号の選択は、判定部２０４において行われ、選択されたイメージリード信号は、搬送装置制御部２０７に送られる。そして、動作例１の場合と同様な処理が、搬送装置制御部２０７において行われる。

またこの動作例では、ステップＳ４０８の後にステップＳ４０９に進み、画像位置検出センサ４４の受発光感度調整を実施する。受発光感度の調整の詳細は、後述する。受発光感度の調整を行ったら、この調整の回数の積算数が１０回を超えたか否か、が判定される（ステップＳ４１０）。ここで、調整回数の積算数が１０回を超えていなければ、ステップＳ４０２の前段階に戻り、次の画像形成動作に備える。また、受発光感度の調整回数の積算数が１０回を超えていれば、ステップＳ４１１に進み、図示省略した操作パネル上の表示ディスプレイに画像位置検出センサ４４の清掃が必要な旨を使用者に視覚的に報知する処理を行う。

（受発光感度調整を行う構成の一例）
図７は、センサ系の構成の一例を示すブロック図である。図７には、図２に示すレジコン用センサ４３と画像位置検出センサ４４の受発光感度調整機構の一例が示されている。図７に示す構成では、レジコン用センサ４３における受発光感度調整を利用して、画像位置検出センサ４４の受発光感度の調整が行われる。この例における受発光感度調整では、発光素子の発光光量が調整される（以下、光量補正という）。

図７には、レジコン用センサ４３と画像位置検出センサ４４、およびそれらの光量補正を行う光量補正回路４００が示されている。光量補正回路４００は、ＬＥＤドライバ４０１、４０２を備えている。ＬＥＤドライバ４０１は、レジコン用センサ４３が備えたＬＥＤ４３１に発光用の駆動電流を供給する。この駆動電流を受けて、ＬＥＤ４３１は発光し、その光は、画質調整用の試験画像に照射され、その反射光がフォトダイオード４３２および４３３によって検出される。これらフォトダイオードの出力は、それぞれ電流-電圧変換回路４３４と４３５において電圧信号に変換され、その出力は、差動入力アンプ４４６で増幅される。

差動入力アンプ４４６の出力は、分岐され、その一つは、図２の画質検出部２０１に出力され、他の一つは、光量補正回路４００内のＡ／Ｄコンバータ４０３に送られる。Ａ／Ｄコンバータ４０３の出力は、光量補正算出回路４０４に送られる。光量補正算出回路４０４は、Ａ／Ｄコンバータ４０３の出力に基づいてＬＥＤ４３１の適切な発光量を算出し、その算出結果をＬＥＤドライバ４０１に送る。そして、この算出結果に基づいた駆動電流がＬＥＤ４３１に送られ、ＬＥＤ４３１が発光する。

レジコン用センサ４３と同じであるので、説明は省略するが、画像位置検出センサ４４もレジコン用センサ４３と同様なブロック構造を有している。

（受発光感度調整の第１の例）
図８は、図７に示す構成を利用した受発光感度調整の手順の一例を示すフローチャートである。図８には、例えば、図６に示すステップＳ４０９の詳細な手順の一例が示されている。

図８に示す例では、レジコン用センサ４３と画像位置検出センサ４４とは、共に正反射光学系を備えている。図９は、正反射光学系の一例を示す概念図である。図９に示す正反射光学系は、転写ベルト１５への垂線に対する角度が等角な光軸上に、ＬＥＤ４３１とフォトダイオード４３２、４３３が配置されている。正反射光学系では、対象に入射した光線の反射光の最大強度が得られる光軸上に受光素子が配置されるので、対象として特別なターゲット（反射用の試験画像）を必要としない。

図１０は、正反射光学系を採用した画像位置検出センサ４４のセンサ出力(縦軸)と経過時間(横軸)との関係を概念的に示すグラフである。図１０には、転写ベルト１５の表面（ベルト面）において、相対的に高い電圧が出力され、検知用の試験画像のパターン面において、相対的に低い電圧が出力される例が示されている。

また図１０には、発光面や受光面へのトナーの付着による汚れによって、センサ出力が変化した状態が示されている。図１０に示すように、正反射光学系では、検出される光線の強度が強いので、汚れに起因する検出出力の変化は、パターン面では現れ難く、主にベルト面での反射光に現れる。図１０には、この様子が概念的に示されている。

以下、図８に示す処理の手順を、図７を参照しつつ説明する。また、以下に示す処理の実行は、光量補正値算出回路４０４が備える制御機能により実行される。まず、処理が開始されると（ステップＳ５０１）、レジコン用センサ４３のＬＥＤ４３１を最小値で発光させ（ステップＳ５０２）、この発光のベルトクリーン面（転写ベルト１５のトナー像が形成されていない部分の面）での反射光を検出する（ステップＳ５０３）。検出結果は、光量補正値算出回路４０４に記憶される。次にレジコン用センサ４３のＬＥＤを最大値で発光させ（ステップＳ５０４）、この発光のベルトクリーン面での反射光を検出する（ステップＳ５０５）。この検出結果も光量補正値算出回路４０４に記憶される。

次にステップＳ５０３とＳ５０５で得られたデータ、および予め求めておいた基準となるデータに基づいて、ＬＥＤ４３１の光量の補正値を算出する（ステップＳ５０６）。例えば、トナーによる汚れ等により、図１０に例示するようなベルト面での反射光の初期状態からの変化が観察された場合、初期状態の検出レベルが得られるように、ＬＥＤ４３１の発光光量の調整値(補正値)の算出がステップＳ５０６において実行される。

ついで補正された光量での発光をＬＥＤ４３１で行い、そのベルトクリーン面での反射光を検出する（ステップＳ５０７）。そして初期状態と同様な出力が得られているか否か、を判定し（ステップＳ５０８）、光量値が最適であれば、ステップＳ５１０に進み、そうでなければステップＳ５０９に進む。

ステップＳ５１０では、補正したＬＥＤ４３１の発光光量で画像位置検出センサ４４のＬＥＤ４４１を発光させる設定とし、ステップＳ５０９では、目標値に対する光量誤差分を再補正し、再度ステップＳ５０７以下の処理が実行される。

ステップＳ５１０の後、補正したＬＥＤ４３１の発光光量で画像位置検出センサ４４のＬＥＤ４４１を発光させ（ステップＳ５１１）、ベルトクリーン面におけるその反射光を検出する（ステップＳ５１２）。そして検出された反射光の光量値が最適か否か、すなわち初期状態の反射光量が得られているか否か、が判定される（ステップＳ５１３）。

検出された光量の値が最適な値であればステップＳ５１１で発光させた光量での発光を、転写ベルト１５上の画像の検出時においてＬＥＤ４４１に行わせる設定を行う（ステップＳ５１４）。また、検出された光量の値が最適な値でなければ、目標値に対する光量誤差分を再補正し（ステップＳ５１５）、再度ステップＳ５１３以下の処理が実行される。

（受発光感度調整の第２の例）
図１１は、図７に示す構成を利用した受発光感度調整手順の他の一例を示すフローチャートである。図１１に示す例では、レジコン用センサ４３と画像位置検出センサ４４とは、共に拡散反射光学系を備えている。図１２は、拡散反射光学系の一例を示す概念図である。図１２に示す拡散反射光学系は、転写ベルト１５への垂線上にフォトダイオード４３２、４３３が配置され、この垂線に対する角度が等角な光軸上にＬＥＤ４３１、４４１が配置されている。拡散反射光学系では、対象面に入射した光線が対象面で散乱された際の反射光を利用するので、検出位置による反射光強度の偏差は小さいが、その強度が弱い。そのため、変動に強く、安定した検出光が得られるが、専用の検出パターンを必要とする。

図１３は、正反射光学系を採用した画像位置検出センサ４４のセンサ出力(縦軸)と経過時間(横軸)との関係を示すグラフである。図１３には、転写ベルト１５の表面（ベルト面）において、相対的に低い電圧が出力され、テスト用の検出パターン（受発光感度調整用パターン）の面において、相対的に高い電圧が出力される例が示されている。

また図１３には、発光面や受光面へのトナーの付着による汚れによって、センサ出力が変化した状態が示されている。図１３に示すように、拡散反射光学系では、専用の検出パターンからの反射光が汚れの影響を受け易い。それに対して、特に光の反射を考慮した面ではないベルト面（図１の転写ベルト１５）からの反射光は弱く、汚れの影響は現れ難い。図１３には、この様子が概念的に示されている。

以下、図１１に示す処理の手順を、図７を参照しつつ説明する。処理が開始されると（ステップＳ６０１）、レジコン用センサ４３のＬＥＤを最小値で発光させ（ステップＳ６０２）、この発光の受発光感度調整用パターン面での反射光を検出する（ステップＳ６０３）。検出結果は、光量補正値算出回路４０４に記憶される。

次にレジコン用センサ４３のＬＥＤを最大値で発光させ（ステップＳ６０４）、この発光の受発光感度調整用パターン面での反射光を検出する（ステップＳ６０５）。この検出結果も光量補正値算出回路４０４に記憶される。

次にステップＳ６０３とＳ６０５で得られたデータ、および予め求めておいた基準となるデータに基づいて、レジコン用センサ４３におけるＬＥＤ４３１の光量の補正値を算出する（ステップＳ６０６）。例えば、トナーによる汚れ等により、図１３に例示するような受発光感度調整用パターン面での反射光の初期状態からの変化が観察された場合、初期状態の検出レベルが得られるように、ＬＥＤ４３１の発光光量を調整する処理がステップＳ６０６において実行される。

ついで補正された光量での発光をＬＥＤ４３１で行い、その受発光感度調整用パターン面での反射光を検出する（ステップＳ６０７）。そして初期状態と同様な出力が得られているか否か、を判定することで、光量値が最適か否か、の判定を行い（ステップＳ６０８）、光量値が最適であれば、ステップＳ６０９に進み、そうでなければステップＳ６１０に進む。

ステップＳ６０９では、レジコン用センサ４３のＬＥＤ４３１の補正された発光光量で画像位置検出センサ４４のＬＥＤ４４１を発光させる設定とする。一方、ステップＳ６１０では、目標値に対する光量誤差分を再補正し、再度ステップＳ６０７以下の処理が実行される。

ステップＳ６０９の後、ＬＥＤ４３１の補正された発光光量で画像位置検出センサ４４のＬＥＤ４４１を発光させる（ステップＳ６１１）。次いで、画像位置検出センサ４４において、受発光感度調整用パターン面での反射光の検出を行い（ステップＳ６１２）、検出された反射光の光量値が最適か否か、すなわち初期状態の反射光量が得られているか否か、が判定される（ステップＳ６１３）。

検出された光量の値が最適な値であれば、ステップＳ６１１で発光させた光量での発光を、転写ベルト１５上の画像の検出時におけるＬＥＤ４４１に行わせる設定を行う（ステップＳ６１４）。また、検出された光量の値が最適な値でなければ、目標値に対する光量誤差分を再補正し（ステップＳ６１５）、再度ステップＳ６１３以下の処理が実行される。

（受発光感度調整の他の例）
上記の例では、受発光感度調整を発光素子（ＬＥＤ）の発光光量(輝度)を調整することで行う例であるが、受発光感度調整を受光素子（フォトダイオード）の感度製調整により行うこともできる。また、発光素子（ＬＥＤ）の発光光量の調整と、受光素子の（フォトダイオード）の感度調整とを同時に行うことで受発光感度調整を行っても良い。

（他の実施形態１）
演算手段が演算により求めた時刻に基づく信号と画像検出手段による画像の検出が行われた時刻に基づく信号とが所定の関係を満たす場合には、以後において画像検出手段の出力に基づく画像形成ユニットによる画像形成タイミングの制御を行い、前記所定の関係が満たされない場合には、以後において演算手段の出力に基づく画像形成ユニットによる画像形成タイミングの制御を行う構成としてもよい。

以下、この態様の一例を説明する。図１４は、実施形態の画像形成装置における制御系の構成の他の一例を示すブロック図である。なお、図２と同じ符号の部分で、特に説明しない点は、図２に示す構成と同じである。また、イメージリード信号の選択に係る処理の手順は、図２に示す制御系において行われる処理の手順と同じである。

この例では、イメージリード信号が、判定部２０４から画像形成ユニット制御部２０２に送られる。このイメージリード信号に基づき、画像形成ユニット制御部２０２は、画像形成ユニット１０Ｙ〜１０Ｋによる転写ベルト１５上への次の画像形成の形成タイミングを制御する。なお、次の画像形成というのは、上記イメージリード信号の選択において利用された画像が転写される用紙（１枚目の用紙）の次ぎの用紙（２枚目の用紙）に転写される画像の形成のことである。

（他の実施形態２）
演算手段が演算により求めた時刻に基づく信号と画像検出手段による画像の検出が行われた時刻に基づく信号とが所定の関係を満たす場合には、以後において画像検出手段の出力に基づく画像形成処理の制御を行い、前記所定の関係が満たされない場合には、以後において演算手段の出力に基づく画像形成処理の制御を行う構成としてもよい。

以下、この態様の一例を説明する。図１５は、実施形態の画像形成装置における制御系の構成の他の一例を示すブロック図である。なお、図２と同じ符号の部分で、特に説明しない点は、図２に示す構成と同じである。また、イメージリード信号の選択に係る処理の手順は、図２に示す制御系において行われる処理の手順と同じである。

この例では、イメージリード信号が、判定部２０４から画像データ処理部２０９に送られる。画像データ処理部２０９は、次ぎに形成する画像の基となる画像データに対してデジタル処理を施す。この画像データは、例えば、図示省略した端末（例えばパーソナル・コンピュータ）から画像形成装置１に送られてきた画像データである。

画像データ処理部２０９は、デジタル画像処理により、ＹＭＣＫの各画像データ中の時間軸上における位置を調整する。このデジタル画像処理が行われることで、同じ画像形成条件であっても、記録媒体上に形成される画像の位置を変更することができる。この処理によれば、記録媒体上に形成される画像の位置を、記録媒体の搬送方向における前方向または後方向にずらすことができる。このように本実施形態では、イメージリード信号に基づいて、データ中における画像の時間的な位置を調整することで、記録媒体上に形成される画像の位置の調整を行う。

画像データ処理部２０９において、上述した処理が施された画像データは、画像データ処理部２０９から画像形成ユニット制御部２０２に送られる。そして次回のトナー像の形成処理において、画像形成ユニット制御部２０２は、画像データ処理部２０９から送られてきた画像データに基づいて、画像形成ユニット１０Ｙ〜１０Ｋを制御し、転写ベルト１５（図１参照）上にトナー像の形成を行う。この際、上述したデジタル画像処理により調整された位置に画像（トナー象）が形成される。

（他の実施形態３）
イメージリード信号に基づく記録媒体上における画像の形成位置の制御を、搬送手段に対する制御、画像形成タイミングの制御、および画像形成処理の制御から選ばれた複数の制御を組み合わせることで行ってもよい。この場合、図２、図１４および図１５に示す構成を備えた画像形成装置において、各制御を適宜組み合わせることで、記録媒体上における画像の形成位置の調整が行われる。

本発明は、画像形成装置に利用することができる。

発明を利用した画像形成装置の一例を示す概念図である。 図１に示す画像形成装置における制御系の構成の一例を示すブロック図である。 実施形態の動作における信号のタイミング関係を示すタイミングチャートである。 実施形態の動作の一例を説明するフローチャートである。 実施形態の動作における信号のタイミング関係を示すタイミングチャートである。 実施形態の動作の一例を説明するフローチャートである。 センサ系の構成の一例を示すブロック図である。 実施形態の動作の一例を説明するフローチャートである。 センサの光学系の概要を示す概念図である。 センサの出力レベルの変化を示すグラフである。 実施形態の動作の一例を説明するフローチャートである。 センサの光学系の概要を示す概念図である。 センサの出力レベルの変化を示すグラフである。 実施形態の画像形成装置における制御系の構成の他の一例を示すブロック図である。 実施形態の画像形成装置における制御系の構成の他の一例を示すブロック図である。

１…画像形成装置、１０Ｙ…画像形成ユニット、１０Ｍ…画像形成ユニット、１０Ｃ…画像形成ユニット、１０Ｋ…画像形成ユニット、１５…転写ベルト、２０…転写装置、２２…転写ロール、２５…転写ロール、３１…駆動ロール、３５…クリーニング装置、４２…書き込み基準検出センサ、４３…レジコン用センサ、４４…画像位置検出センサ、５２…搬送ロール、５５…搬送ベルト、５６…用紙センサ、５７…用紙センサ、６０…定着装置。

Claims (6)

1. 像保持体上に画像を形成する画像形成手段と、
   前記像保持体上に形成された画像を記録媒体に転写する転写手段と、
   前記転写が行われる位置に向けて前記記録媒体を搬送する搬送手段と、
   前記画像形成手段における画像の形成タイミングに基づいて前記転写が行われる時刻を演算する演算手段と、
   前記像保持体上における前記画像を検出する画像検出手段と、
   前記演算手段が演算により求めた時刻に基づく信号と前記画像検出手段による前記画像の検出が行われた時刻に基づく信号とが所定の関係を満たす場合には、前記画像検出手段の出力に基づく前記搬送手段の制御、或いは以後の前記画像形成手段における画像の形成タイミングの制御、或いは以後の画像形成処理の制御を行い、前記所定の関係が満たされない場合には、前記演算手段の出力に基づく前記搬送手段の制御、或いは以後の前記画像形成手段における画像の形成タイミングの制御、或いは以後の画像形成処理の制御を行う制御手段と
   を備え、
   前記画像形成処理の制御は、前記画像の基となる画像データにおける当該画像の時間軸上の位置の制御であり、
   前記所定の関係を満たす場合は、前記演算により求めた時刻に基づく信号のタイミングと前記画像の検出が行われた時刻に基づく信号のタイミングとの差が所定の範囲に収まる場合であり、
   前記所定の関係を満たさない場合は、前記演算により求めた時刻に基づく信号のタイミングと前記画像の検出が行われた時刻に基づく信号のタイミングとの差が所定の範囲に収まらない場合であることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記画像検出手段の感度を調整する感度調整手段を備え、
   前記所定の関係が満たされない場合に、前記感度調整手段による感度の調整が行われることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記像保持体に保持された画像の画質を検出する画質検出手段と、
   前記画質検出手段の感度を調整する画質検出手段用感度調整手段と
   を備え、
   前記画質検出手段用感度調整手段で用いられる調整値に基づいて前記画像検出手段の感度の調整が行われることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記画像検出手段は、正反射光学系を備え、
   前記感度の調整は、前記像保持体の表面における光線の反射を利用して行われ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. 前記画像検出手段および前記画質検出手段は、拡散光学系を備えてい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. 像保持体上に画像を形成する画像形成ステップと、
   前記画像形成ステップにおける画像の形成タイミングに基づいて前記画像の前記像保持体から記録媒体への転写が行われる時刻を演算する演算ステップと、
   前記像保持体上における前記画像を検出する検出ステップと、
   前記演算により求めた時刻に基づく信号と前記画像検出手段による前記画像の検出が行われた時刻に基づく信号とが所定の関係を満たす場合には、前記画像検出手段の出力に基づく前記搬送手段の制御、或いは以後の前記画像形成手段における画像の形成タイミングの制御、或いは以後の画像形成処理の制御を行い、前記所定の関係が満たされない場合には、前記演算手段の出力に基づく前記搬送手段の制御、或いは以後の前記画像形成手段における画像の形成タイミングの制御、或いは以後の画像形成処理の制御を行う制御ステップと
   を実行させるためのプログラムであって、
   前記画像形成処理の制御は、前記画像の基となる画像データにおける当該画像の時間軸上の位置の制御であり、
   前記所定の関係を満たす場合は、前記演算により求めた時刻に基づく信号のタイミングと前記画像の検出が行われた時刻に基づく信号のタイミングとの差が所定の範囲に収まる場合であり、
   前記所定の関係を満たさない場合は、前記演算により求めた時刻に基づく信号のタイミングと前記画像の検出が行われた時刻に基づく信号のタイミングとの差が所定の範囲に収まらない場合であることを特徴とするプログラム。

Images