JP5919922B2 - 光書き込み制御装置、画像形成装置及び光書き込み装置の位置ずれ補正方法 - Google Patents

Description

本発明は、光書き込み制御装置、画像形成装置及び光書き込み装置の位置ずれ補正方法に関し、特に、光書き込み装置の位置ずれ補正におけるパターンの検知処理に関する。

近年、情報の電子化が推進される傾向にあり、電子化された情報の出力に用いられるプリンタやファクシミリ及び書類の電子化に用いるスキャナ等の画像処理装置は欠かせない機器となっている。このような画像処理装置は、撮像機能、画像形成機能及び通信機能等を備えることにより、プリンタ、ファクシミリ、スキャナ、複写機として利用可能な複合機として構成されることが多い。

このような画像処理装置のうち、電子化された書類の出力に用いられる画像形成装置においては、電子写真方式の画像形成装置が広く用いられている。電子写真方式の画像形成装置においては、感光体を露光することにより静電潜像を形成し、トナー等の顕色剤を用いてその静電潜像を現像してトナー画像を形成し、そのトナー画像を用紙に転写することによって紙出力を行う。

このような電子写真方式の画像形成装置においては、感光体を露光して静電潜像を形成するタイミングと用紙の搬送タイミングとを合わせることにより、用紙の正しい範囲に画像が形成されるように調整が行われる。また、複数の感光体を用いてカラー画像を形成するタンデム式の画像形成装置においては、各色の感光体において現像された画像が正確に重ね合わされるように、各色の感光体における露光タイミングの調整が行われる（例えば、特許文献１参照）。以降、これらの調整処理を総じて位置ずれ補正とする。

特許文献１に開示されているような位置ずれ補正においては、感光体の露光及び静電潜像の現像といった通常の動作と同様の動作によりタイミング検知用のパターンを形成して光反射型の光センサで読み取り、感光体の露光を開始してからタイミング検知用の画像パターンが読み取られるまでの期間をカウントする。そして、このようにしてカウントされた期間と予め定められた基準値とを比較することにより、カウントされた期間と基準値との差に基づいて調整処理が行われる。

また、上述したような光センサでパターンを読み取る際に、正反射光成分と拡散反射光成分とがあることに着目し、１つの受光素子で正確にパターンを読み取るための方法が提案されている（特許文献２参照）。特許文献２に開示されている方法においては、正反射光成分と拡散反射光成分との混合成分によって生じる複数のピーク位置を弁別し、この複数のピーク位置の差に応じて検出結果を調整することが開示されている。

また、感光体ドラム、帯電器、光書込み装置等の作像機構の状態変化により、形成されるパターン画像に濃度変動が起こった場合であっても、ノイズの誤検知を排除して上述したようなパターンの正確な検知を可能とするため、パターンの検知を判断するための基準値を変更する方法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。

特許文献３に開示されているような、パターン検知のための基準値を変更する方法は、パターンを読み取った場合の光センサの出力信号とノイズによる光センサの出力信号とのピーク値の差が小さい場合、誤検知を好適に排除することが難しい。

本発明は、上記実情を考慮してなされたものであり、画像形成装置において、画像の位置を調整する調整処理において生成されるパターンの検知精度を向上することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一態様は、感光体に対して光ビームを照射して静電潜像を形成する光書込み制御装置であって、前記光ビームを照射する光源を制御して光ビームを照射させる光源制御部と、前記静電潜像を現像することによって形成され、前記感光体に対して相対的に移動する搬送体上に転写されて搬送された画像を、所定の位置において検知する画像検知部と、前記光源制御部が前記光源に光ビームを照射させるタイミングを調整するための位置ずれ補正パターンが前記搬送体上に形成され、前記所定の位置において検知されたタイミングを取得するタイミング取得部と、前記取得されたタイミングと予め定められた基準値との比較結果に基づき、前記光源に光ビームを照射させるタイミングを補正するための補正値を算出する補正値算出部とを含み、前記画像検知部は、前記搬送体に照射された光の正反射光及び拡散反射光夫々の検知信号に基づいて前記搬送体上の画像を検知し、前記搬送体の地肌が照射された場合の前記正反射光の検知信号強度と前記搬送体上に形成された画像が照射された場合の前記正反射光の検知信号強度との差が第一の閾値以上である場合、前記正反射光の検知信号に基づいて前記位置ずれ補正パターンを検知し、前記搬送体の地肌が照射された場合の前記正反射光の検知信号強度と前記搬送体上に形成された画像が照射された場合の前記正反射光の検知信号強度との差が第一の閾値未満であり、且つ前記搬送体の地肌が照射された場合の前記拡散反射光の検知信号強度と前記搬送体上に形成された画像が照射された場合の前記拡散反射光の検知信号強度との差が第二の閾値以上ある場合、前記拡散反射光の検知信号に基づいて前記パターンを検知し、前記搬送体の地肌が照射された場合の前記正反射光の検知信号強度と前記搬送体上に形成された画像が照射された場合の前記正反射光の検知信号強度との差が第一の閾値未満であり、且つ前記搬送体の地肌が照射された場合の前記拡散反射光の検知信号強度と前記搬送体上に形成された画像が照射された場合の前記拡散反射光の検知信号強度との差が第二の閾値未満であり、更に前記搬送体の地肌が照射された場合の前記正反射光の検知信号強度と前記搬送体上に形成された画像が照射された場合の前記正反射光の検知信号強度との差が第一の閾値よりも低い第三の閾値以上ある場合、高周波成分をカットするフィルタを適用した前記正反射光の検知信号に基づいて前記パターンを検知することを特徴とする。

本発明の他の態様は、画像形成装置であって、上記光書き込み制御装置を含むことを特徴とする。

また、本発明の更に他の態様は、感光体に対して光ビームを照射して静電潜像を形成する光書込み制御装置の位置ずれ補正方法であって、
前記光ビームを照射する光源を制御して光ビームを照射させ、
前記静電潜像を現像することによって形成され、前記感光体に対して相対的に移動する搬送体上に転写されて搬送された画像を、所定の位置において検知し、
前記光源に光ビームを照射させるタイミングを調整するための位置ずれ補正パターンが前記搬送体上に形成され、前記所定の位置において検知されたタイミングを取得し、
前記取得されたタイミングと予め定められた基準値との比較結果に基づき、前記光源に光ビームを照射させるタイミングを補正するための補正値を算出し、
前記画像を前記所定の位置において検知する際、前記搬送体に照射された光の正反射光及び拡散反射光夫々の検知信号に基づいて前記搬送体上の画像を検知し、
前記搬送体の地肌が照射された場合の前記正反射光の検知信号強度と前記搬送体上に形成された画像が照射された場合の前記正反射光の検知信号強度との差が第一の閾値以上である場合、前記正反射光の検知信号に基づいて前記位置ずれ補正パターンを検知し、
前記搬送体の地肌が照射された場合の前記正反射光の検知信号強度と前記搬送体上に形成された画像が照射された場合の前記正反射光の検知信号強度との差が第一の閾値未満であり、且つ前記搬送体の地肌が照射された場合の前記拡散反射光の検知信号強度と前記搬送体上に形成された画像が照射された場合の前記拡散反射光の検知信号強度との差が第二の閾値以上ある場合、前記拡散反射光の検知信号に基づいて前記パターンを検知し、
前記搬送体の地肌が照射された場合の前記正反射光の検知信号強度と前記搬送体上に形成された画像が照射された場合の前記正反射光の検知信号強度との差が第一の閾値未満であり、且つ前記搬送体の地肌が照射された場合の前記拡散反射光の検知信号強度と前記搬送体上に形成された画像が照射された場合の前記拡散反射光の検知信号強度との差が第二の閾値未満であり、更に前記搬送体の地肌が照射された場合の前記正反射光の検知信号強度と前記搬送体上に形成された画像が照射された場合の前記正反射光の検知信号強度との差が第一の閾値よりも低い第三の閾値以上ある場合、高周波成分をカットするフィルタを適用した前記正反射光の検知信号に基づいて前記パターンを検知することを特徴とする。

本発明によれば、画像形成装置において、画像の位置を調整する調整処理において生成されるパターンの検知精度を向上することが可能となる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置のハードウェア構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置の機能構成を示す図である。 本発明の実施形態に係るプリントエンジンの構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る光書き込み装置の構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る光書き込み装置の構成を示す側断面図である。 本発明の実施形態に係る光書き込み装置の制御部を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る位置ずれ補正動作において描画されるパターンの例を示す図である。 本発明の実施形態に係る濃度補正動作において描画されるパターンの例を示す図である。 本発明の実施形態に係るパターン検知センサの構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る位置ずれ補正動作において描画されるパターンと、パターン検知センサによる検知信号とを示す図である。 本発明の実施形態に係るトナー付着量と検知信号強度の例を示す図である。 本発明の実施形態に係る検知信号強度の例を示す図である。 本発明の実施形態に係る検知信号強度の例を示す図である。 本発明の実施形態に係る検知信号強度の例を示す図である。 本発明の実施形態に係る検知信号強度の例を示す図である。 本発明の実施形態に係る濃度補正動作及び位置ずれ補正動作を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係るパターン検知方法の決定動作を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。本実施形態においては、複合機（ＭＦＰ：Ｍｕｌｔｉ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ）としての画像形成装置を例として説明する。本実施形態に係る画像形成装置は、電子写真方式による画像形成装置であり、感光体に静電潜像を形成するための光書き込み装置における副走査方向の画像の書込み位置の補正において生成される画像パターンの検知精度の向上がその要旨である。

図１は、本実施形態に係る画像形成装置１のハードウェア構成を示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態に係る画像形成装置１は、一般的なサーバやＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等の情報処理端末と同様の構成に加えて、画像形成を実行するエンジンを有する。即ち、本実施形態に係る画像形成装置１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１０、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１２、エンジン１３、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）１４及びＩ／Ｆ１５がバス１８を介して接続されている。また、Ｉ／Ｆ１５にはＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）１６及び操作部１７が接続されている。

ＣＰＵ１０は演算手段であり、画像形成装置１全体の動作を制御する。ＲＡＭ１１は、情報の高速な読み書きが可能な揮発性の記憶媒体であり、ＣＰＵ１０が情報を処理する際の作業領域として用いられる。ＲＯＭ１２は、読み出し専用の不揮発性記憶媒体であり、ファームウェア等のプログラムが格納されている。エンジン１３は、画像形成装置１において実際に画像形成を実行する機構である。

ＨＤＤ１４は、情報の読み書きが可能な不揮発性の記憶媒体であり、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）や各種の制御プログラム、アプリケーション・プログラム等が格納されている。Ｉ／Ｆ１５は、バス１８と各種のハードウェアやネットワーク等を接続し制御する。ＬＣＤ１６は、ユーザが画像形成装置１の状態を確認するための視覚的ユーザインタフェースである。操作部１７は、キーボードやマウス等、ユーザが画像形成装置１に情報を入力するためのユーザインタフェースである。

このようなハードウェア構成において、ＲＯＭ１２やＨＤＤ１４若しくは図示しない光学ディスク等の記録媒体に格納されたプログラムがＲＡＭ１１に読み出され、ＣＰＵ１０がそれらのプログラムに従って演算を行うことにより、ソフトウェア制御部が構成される。このようにして構成されたソフトウェア制御部と、ハードウェアとの組み合わせによって、本実施形態に係る画像形成装置１の機能を実現する機能ブロックが構成される。

次に、図２を参照して、本実施形態に係る画像形成装置１の機能構成について説明する。図２は、本実施形態に係る画像形成装置１の機能構成を示すブロック図である。図２に示すように、本実施形態に係る画像形成装置１は、コントローラ２０、ＡＤＦ（Ａｕｔｏ Ｄｏｃｕｍｅｎｎｔ Ｆｅｅｄｅｒ：原稿自動搬送装置）１１０、スキャナユニット２２、排紙トレイ２３、ディスプレイパネル２４、給紙テーブル２５、プリントエンジン２６、排紙トレイ２７及びネットワークＩ／Ｆ２８を有する。

また、コントローラ２０は、主制御部３０、エンジン制御部３１、入出力制御部３２、画像処理部３３及び操作表示制御部３４を有する。図２に示すように、本実施形態に係る画像形成装置１は、スキャナユニット２２、プリントエンジン２６を有する複合機として構成されている。尚、図２においては、電気的接続を実線の矢印で示しており、用紙の流れを破線の矢印で示している。

ディスプレイパネル２４は、画像形成装置１の状態を視覚的に表示する出力インタフェースであると共に、タッチパネルとしてユーザが画像形成装置１を直接操作し若しくは画像形成装置１に対して情報を入力する際の入力インタフェース（操作部）でもある。ネットワークＩ／Ｆ２８は、画像形成装置１がネットワークを介して他の機器と通信するためのインタフェースであり、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）やＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）インタフェースが用いられる。

コントローラ２０は、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせによって構成される。具体的には、ＲＯＭ１２や不揮発性メモリ並びにＨＤＤ１４や光学ディスク等の不揮発性記録媒体に格納されたファームウェア等の制御プログラムが、ＲＡＭ１１等の揮発性メモリ（以下、メモリ）にロードされ、それらのプログラムに従ったＣＰＵ１０の演算によって構成されるソフトウェア制御部と集積回路などのハードウェアとによってコントローラ２０が構成される。コントローラ２０は、画像形成装置１全体を制御する制御部として機能する。

主制御部３０は、コントローラ２０に含まれる各部を制御する役割を担い、コントローラ２０の各部に命令を与える。エンジン制御部３１は、プリントエンジン２６やスキャナユニット２２等を制御若しくは駆動する駆動手段としての役割を担う。入出力制御部３２は、ネットワークＩ／Ｆ２８を介して入力される信号や命令を主制御部３０に入力する。また、主制御部３０は、入出力制御部３２を制御し、ネットワークＩ／Ｆ２８を介して他の機器にアクセスする。

画像処理部３３は、主制御部３０の制御に従い、入力された印刷ジョブに含まれる印刷情報に基づいて描画情報を生成する。この描画情報とは、画像形成部であるプリントエンジン２６が画像形成動作において形成すべき画像を描画するための情報である。また、印刷ジョブに含まれる印刷情報とは、ＰＣ等の情報処理装置にインストールされたプリンタドライバによって画像形成装置１が認識可能な形式に変換された画像情報である。操作表示制御部３４は、ディスプレイパネル２４に情報表示を行い若しくはディスプレイパネル２４を介して入力された情報を主制御部３０に通知する。

画像形成装置１がプリンタとして動作する場合は、まず、入出力制御部３２がネットワークＩ／Ｆ２８を介して印刷ジョブを受信する。入出力制御部３２は、受信した印刷ジョブを主制御部３０に転送する。主制御部３０は、印刷ジョブを受信すると、画像処理部３３を制御して、印刷ジョブに含まれる印刷情報に基づいて描画情報を生成させる。

画像処理部３３によって描画情報が生成されると、エンジン制御部３１は、生成された描画情報に基づき、給紙テーブル２５から搬送される用紙に対して画像形成を実行する。即ち、プリントエンジン２６が画像形成部として機能する。プリントエンジン２６によって画像形成が施された文書は排紙トレイ２７に排紙される。

画像形成装置１がスキャナとして動作する場合は、ユーザによるディスプレイパネル２４の操作若しくはネットワークＩ／Ｆ２８を介して外部のＰＣ等から入力されるスキャン実行指示に応じて、操作表示制御部３４若しくは入出力制御部３２が主制御部３０にスキャン実行信号を転送する。主制御部３０は、受信したスキャン実行信号に基づき、エンジン制御部３１を制御する。

エンジン制御部３１は、ＡＤＦ２１を駆動し、ＡＤＦ２１にセットされた撮像対象原稿をスキャナユニット２２に搬送する。また、エンジン制御部３１は、スキャナユニット２２を駆動し、ＡＤＦ２１から搬送される原稿を撮像する。また、ＡＤＦ２１に原稿がセットされておらず、スキャナユニット２２に直接原稿がセットされた場合、スキャナユニット２２は、エンジン制御部３１の制御に従い、セットされた原稿を撮像する。即ち、スキャナユニット２２が撮像部として動作する。

撮像動作においては、スキャナユニット２２に含まれるＣＣＤ等の撮像素子が原稿を光学的に走査し、光学情報に基づいて生成された撮像情報が生成される。エンジン制御部３１は、スキャナユニット２２が生成した撮像情報を画像処理部３３に転送する。画像処理部３３は、主制御部３０の制御に従い、エンジン制御部３１から受信した撮像情報に基づき画像情報を生成する。画像処理部３３が生成した画像情報はＨＤＤ４０等の画像形成装置１に装着された記憶媒体に保存される。即ち、スキャナユニット２２、エンジン制御部３１及び画像処理部３３が連動して、原稿読み取り部として機能する。

画像処理部３３によって生成された画像情報は、ユーザの指示に応じてそのままＨＤＤ４０等に格納され若しくは入出力制御部３２及びネットワークＩ／Ｆ２８を介して外部の装置に送信される。即ち、ＡＤＦ２１及びエンジン制御部３１が画像入力部として機能する。

また、画像形成装置１が複写機として動作する場合は、エンジン制御部３１がスキャナユニット２２から受信した撮像情報若しくは画像処理部３３が生成した画像情報に基づき、画像処理部３３が描画情報を生成する。その描画情報に基づいてプリンタ動作の場合と同様に、エンジン制御部３１がプリントエンジン２６を駆動する。

次に、本実施形態に係るプリントエンジン２６の構成について、図３を参照して説明する。図３に示すように、本実施形態に係るプリントエンジン２６は、無端状移動手段である搬送ベルト１０５に沿って各色の画像形成部１０６が並べられた構成を備えるものであり、所謂タンデムタイプといわれるものである。すなわち、給紙トレイ１０１から給紙ローラ１０２と分離ローラ１０３とにより分離給紙される用紙（記録紙）１０４を搬送する搬送ベルト１０５に沿って、この搬送ベルト１０５の搬送方向の上流側から順に、複数の画像形成部（電子写真プロセス部）１０６ＢＫ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｙが配列されている。

これら複数の画像形成部１０６ＢＫ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｙは、形成するトナー画像の色が異なるだけで内部構成は共通である。画像形成部１０６ＢＫはブラックの画像を、画像形成部１０６Ｍはマゼンタの画像を、画像形成部１０６Ｃはシアンの画像を、画像形成部１０６Ｙはイエローの画像をそれぞれ形成する。尚、以下の説明においては、画像形成部１０６ＢＫについて具体的に説明するが、他の画像形成部１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｙは画像形成部１０６ＢＫと同様であるので、その画像形成部１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｙの各構成要素については、画像形成部１０６ＢＫの各構成要素に付したＢＫに替えて、Ｍ、Ｃ、Ｙによって区別した符号を図に表示するにとどめ、説明を省略する。

搬送ベルト１０５は、回転駆動される駆動ローラ１０７と従動ローラ１０８とに架け渡されたエンドレスのベルト、即ち無端状ベルトである。この駆動ローラ１０７は、不図示の駆動モータにより回転駆動させられ、この駆動モータと、駆動ローラ１０７と、従動ローラ１０８とが、無端状移動手段である搬送ベルト１０５を移動させる駆動手段として機能する。

画像形成に際して、給紙トレイ１０１に収納された用紙１０４は最も上のものから順に送り出され、静電吸着作用により搬送ベルト１０５に吸着されて回転駆動される搬送ベルト１０５により最初の画像形成部１０６ＢＫに搬送され、ここで、ブラックのトナー画像を転写される。即ち、搬送ベルト１０５が、画像の転写対象である用紙を搬送する搬送体として機能する。

画像形成部１０６ＢＫは、感光体としての感光体ドラム１０９ＢＫ、この感光体ドラム１０９ＢＫの周囲に配置された帯電器１１０ＢＫ、光書き込み装置１１１、現像器１１２ＢＫ、感光体クリーナ（図示せず）、除電器１１３ＢＫ等から構成されている。光書き込み装置１１１は、夫々の感光体ドラム１０９ＢＫ、１０９Ｍ、１０９Ｃ、１０９Ｙに対してレーザビームを照射するように構成されている。

画像形成に際し、感光体ドラム１０９ＢＫの外周面は、暗中にて帯電器１１０ＢＫにより一様に帯電された後、光書き込み装置１１１からのブラック画像に対応したレーザビームにより書き込みが行われ、静電潜像を形成される。現像器１１２ＢＫは、この静電潜像をブラックトナーにより可視像化し、このことにより感光体ドラム１０９ＢＫ上にブラックのトナー画像が形成される。

このトナー画像は、感光体ドラム１０９ＢＫと搬送ベルト１０５上の用紙１０４とが当接する位置（転写位置）で、転写器１１５ＢＫの働きにより用紙１０４上に転写される。この転写により、用紙１０４上にブラックのトナーによる画像が形成される。トナー画像の転写が終了した感光体ドラム１０９ＢＫは、外周面に残留した不要なトナーを感光体クリーナにより払拭された後、除電器１１３ＢＫにより除電され、次の画像形成のために待機する。

以上のようにして、画像形成部１０６ＢＫでブラックのトナー画像を転写された用紙１０４は、搬送ベルト１０５によって次の画像形成部１０６Ｍに搬送される。画像形成部１０６Ｍでは、画像形成部１０６ＢＫでの画像形成プロセスと同様のプロセスにより感光体ドラム１０９Ｍ上にマゼンタのトナー画像が形成され、そのトナー画像が用紙１０４上に形成されたブラックの画像に重畳されて転写される。

用紙１０４は、さらに次の画像形成部１０６Ｃ、１０６Ｙに搬送され、同様の動作により、感光体ドラム１０９Ｃ上に形成されたシアンのトナー画像と、感光体ドラム１０９Ｙ上に形成されたイエローのトナー画像とが、用紙１０４上に重畳されて転写される。こうして、用紙１０４上にフルカラーの画像が形成される。このフルカラーの重ね画像が形成された用紙１０４は、搬送ベルト１０５から剥離されて定着器１１６にて画像を定着された後、画像形成装置の外部に排紙される。

このような画像形成装置１においては、感光体ドラム１０９ＢＫ、１０９Ｍ、１０９Ｃ及び１０９Ｙの軸間距離の誤差、感光体ドラム１０９ＢＫ、１０９Ｍ、１０９Ｃ及び１０９Ｙの平行度誤差、光書込み装置１１１内での偏向ミラーの設置誤差、感光体ドラム１０９ＢＫ、１０９Ｍ、１０９Ｃ及び１０９Ｙへの静電潜像の書込みタイミング誤差等により、本来重ならなければならない位置に各色のトナー画像が重ならず、各色間で位置ずれが生ずることがある。

また、同様の原因により、転写対象である用紙において本来画像が転写される範囲から外れた範囲に画像が転写されることがある。このような位置ずれの成分としては、主にスキュー、副走査方向のレジストずれ、主走査方向の倍率誤差、主走査方向のレジストずれ等が知られている。また、装置内温度変化や経時劣化による搬送ベルトの伸縮が知られている。

このような位置ずれを補正するため、パターン検知センサ１１７が設けられている。パターン検知センサ１１７は、感光体ドラム１０９ＢＫ、１０９Ｍ、１０９Ｃ及び１０９Ｙによって搬送ベルト１０５上に転写された位置ずれ補正用パターンを読み取るための光学センサであり、搬送ベルト１０５の表面に描画された補正用パターンを照射するための発光素子及び補正用パターンからの反射光を受光するための受光素子を含む。図３に示すように、パターン検知センサ１１７は、感光体ドラム１０９ＢＫ、１０９Ｍ、１０９Ｃ及び１０９Ｙの下流側において、搬送ベルト１０５の搬送方向と直行する方向に沿って同一の基板上に支持されている。

また、画像形成装置１においては、画像形成部１０６ＢＫ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｙの状態変化や、光書込み装置１１１の状態変化により、用紙１０４上に転写される画像の濃度が変動する可能性がある。このような濃度変動を補正するため、所定のルールに従って形成された濃度補正用パターンを検知し、その検知結果に基づいて画像形成部１０６ＢＫ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｙの駆動パラメータや光書込み装置１１１の駆動パラメータを補正する濃度補正が実行される。

パターン検知センサ１１７は、上述した位置ずれ補正用パターンを検知することによる位置ずれ補正動作の他、濃度補正用パターンの検知にも用いられる。パターン検知センサ１１７の詳細及び位置ずれ補正、濃度補正の態様については、後に詳述する。

次に、本実施形態に係る光書込み装置１１１について説明する。図４は、本実施形態に係る光書込み装置１１１と感光体ドラム１０９との配置関係を示す図である。図４に示すように、各色の感光体ドラム１０９ＢＫ、１０９Ｍ、１０９Ｃ、１０９Ｙ夫々に照射される照射光は、光源であるＬＥＤＡ（ＬＥＤ Ａｒｒａｙ）１３０ＢＫ、１３０Ｍ、１３０Ｃ、１３０Ｙ（以降、総じてＬＥＤＡ１３０とする）から照射される。

ＬＥＤＡ１３０は、発光素子であるＬＥＤが、感光体ドラム１０９の主走査方向に並べられて構成されている。光書込み装置１１１に含まれる制御部は、主走査方向に並べられている夫々のＬＥＤの点灯／消灯状態を、コントローラ２０から入力された描画情報に基づいて主走査ライン毎に制御することにより、感光体ドラム１０９の表面を選択的に露光し、静電潜像を形成する。

次に、本実施形態に係る光書き込み装置１１１の制御ブロックについて、図５を参照して説明する。図５は、本実施形態に係る光書き込み装置１１１を制御する光書き込み装置制御部１２０の機能構成と、ＬＥＤＡ１３０及びパターン検知センサ１１７との接続関係を示す図である。

図５に示すように、本実施形態に係る光書き込み装置制御部１２０は、書込み制御部１２１、カウント部１２２、センサ制御部１２３、補正値算出部１２４、基準値記憶部１２５及び補正値記憶部１２６を含み、光源であるＬＥＤＡ１３０を制御する光書き込み制御装置として機能する。

尚、本実施形態に係る光書き込み装置１１１は、図１において説明したようなＣＰＵ１０、ＲＡＭ１１、ＲＯＭ１２及びＨＤＤ１４等の情報処理機構を含み、図５に示すような光書込み装置制御部１２０は、画像形成装置１のコントローラ２０と同様に、ＲＯＭ１２若しくはＨＤＤ１４に記憶されている制御プログラムがＲＡＭ１１にロードされ、そのプログラムに従ってＣＰＵ１０が演算を行うことにより構成される。

書込み制御部１２１は、コントローラ２０のエンジン制御部３１から入力される画像情報に基づき、ＬＥＤＡ１３０を制御する光源制御部である。また、書込み制御部１２１は、エンジン制御部３１から入力される画像情報に基づいてＬＥＤＡ１３０を駆動する他、上述した位置ずれ補正処理において位置ずれ補正用のパターンを描画するために、ＬＥＤＡ１３０を駆動する。この位置ずれ補正処理の結果生成される補正値は、図５に示す補正値記憶部１２６に記憶され、書込み制御部１２１は、この補正値記憶部１２６に記憶されている補正値に基づき、ＬＥＤＡ１３０を駆動するタイミングを補正する。

カウント部１２２は、上記位置ずれ補正処理において、書込み制御部１２１がＬＥＤＡ１３０を制御して感光体ドラム１０９ＢＫの露光を開始すると同時にカウントを開始する。カウント部１２２は、センサ制御部１２３が、パターン検知センサ１１７の出力信号に基づいてパターンを検知することによりカウントを停止する。

これにより、カウント部１２２は、上記位置ずれ補正処理において、書込み制御部１２１がＬＥＤＡ１３０を制御して感光体ドラム１０９ＢＫの露光を開始してから、パターン検知センサ１１７が、位置ずれ補正用のパターンを検知するまでの検知期間をカウントする検知期間カウント部として機能する。以降、このカウント値を書込み開始カウント値とする。また、カウント部１２２は、各色のトナー画像のずれを補正するための位置ずれ補正処理においては、連続して描画されたパターンの検知タイミングを夫々カウントする。以降、このカウント値をドラム間隔カウント値とする。

センサ制御部１２３は、パターン検知センサ１１７を制御する制御部であり、上述したように、パターン検知センサ１１７の出力信号に基づき、搬送ベルト１０５上に形成された位置ずれ補正用パターンが、パターン検知センサ１１７の位置にまで到達したことを判断する。センサ制御部１２３は、上述したように位置ずれ補正用パターンが、パターン検知センサ１１７の検知位置にまで到達したことを判断すると、検知信号をカウント部１２２に入力する。即ち、センサ制御部１２３が、画像検知部として機能すると共に、カウント部１２２が、パターンの検知タイミングを取得するタイミング取得部として機能する。

更に、センサ制御部１２３は、上記濃度補正において、パターン検知センサ１１７の出力信号に応じて、搬送ベルト１０５上に形成された濃度補正用パターンの濃度を検知し、調整値算出部１２４に入力する。

補正値算出部１２４は、カウント部１２２によるカウント結果や、センサ制御部１２３から入力された濃度の検知結果に基づき、基準値記憶部１２５に記憶された基準値に基づいて補正値を算出する。即ち、補正値算出部１２４が、基準値取得部及び補正値算出部として機能する。図６に、基準値記憶部１２５に記憶されている基準値の例を示す。図６に示すように、基準値記憶部１２５には、書込み開始タイミング基準値、ドラム間隔基準値及びパターン濃度基準値が記憶されている。

書込み開始タイミング基準値とは、書込み制御部１２１が光源装置２８１を制御して感光体ドラム１０９ＢＫの露光を開始してから、パターン検知センサ１１７が、位置ずれ補正用のパターンを検知するまでの期間の基準値である。即ち、補正値算出部１２４は、カウント部１２２によるカウント値のうち、書込み開始カウント値と書込み開始タイミング基準値とを比較し、両者のずれに基づいて補正値を算出する。

ドラム間隔基準値とは、上述したように連続して描画されたパターン夫々についての検出タイミングの基準値である。即ち、補正値算出部１２４は、カウント部１２２によるカウント値のうち、ドラム間隔カウント値とドラム間隔基準値とを比較し、両者のずれに基づいて補正値を算出する。

パターン濃度基準値とは、上述した濃度補正用パターンの濃度の基準値である。即ち、補正値算出部１２４は、センサ制御１２３から入力された濃度補正用パターンの濃度の検知結果とパターン濃度基準値とを比較し、両者のずれに基づいて補正値を算出する。

このようにして算出された夫々の補正値は、上述したように補正値記憶部１２６に記憶される。このように、補正値記憶部１２６に補正値が記憶されることにより、書込み制御部１２１は、その補正値を参照してＬＥＤＡ１３０を駆動することが可能となる。

尚、上述した濃度補正用パターンの検知結果に基づいて生成された補正値は、感光体ドラム１０９上に現像されるトナー像の濃度を補正するための値として用いられる。そして、トナー像の濃度を補正するための制御としては、ＬＥＤＡ１３０による露光量の調整の他、帯電器１１０による帯電電圧の調整、現像器１１２による現像バイアスの調整等があり得る。従って、濃度補正用に算出された補正値は、書込み制御部１２１によるＬＥＤＡ１３０の制御の他、帯電器１１０、現像器１１２の制御においても用いられ、現像されるトナー像の濃度が調整される。

次に、本実施形態に係る位置ずれ補正動作について、図７を参照して説明する。図７は、本実施形態に係る位置ずれ補正動作において、書込み制御部１２１によって制御された光源装置２８１によって搬送ベルト１０５上に描画される位置ずれ補正用のマーク（以降、位置ずれ補正用マークとする）を示す図である。図７に示すように、本実施形態に係る位置ずれ補正用マーク４００は、副走査方向に様々なパターンが並べられている位置ずれ補正用パターン列４０１が、主走査方向に複数（本実施形態においては３つ）並べられて構成されている。尚、図７において、実線が感光体ドラム１０９ＢＫ、点線は感光体ドラム１０９Ｙ、破線は感光体ドラム１０９Ｃ、一点鎖線は感光体ドラム１０９Ｍによって夫々描画されたパターンを示す。

図７に示すように、パターン検知センサ１１７は、主走査方向に複数（本実施形態においては３つ）のセンサ素子１７０を有し、夫々の位置ずれ補正用パターン列４０１は、夫々のセンサ素子１７０に対応した位置に描画されている。これにより、光書き込み制御装置１２０は、主走査方向の複数の位置でパターンの検出を行うことが可能となり、夫々の平均値を算出することによって位置ずれ補正動作の精度を向上することができる。

図７に示すように、位置ずれ補正用パターン列４０１は、開始位置補正用パターン４１１とドラム間隔補正用パターン４１２を含む。また、図７に示すように、ドラム間隔補正用パターン４１２は、繰り返し描画されている。開始位置補正用パターン４１１は、上述した書込み開始カウント値をカウントするために描画されるパターンである。また、開始位置補正用パターン４１１は、センサ制御部１２３が、ドラム間隔補正用パターン４１２を検知する際の検知タイミングを補正するためにも用いられる。

本実施形態に係る開始位置補正用パターン４１１は、図７に示すように、感光体ドラム１０９ＢＫによって描画された線であって主走査方向に平行な線である。開始位置補正用パターン４１１を用いた開始位置補正においては、光書き込み装置制御部１２０が、パターン検知センサ１１７による開始位置補正用パターン４１１の読取信号に基づき、書込み開始タイミングの補正動作を行う。即ち、基準値記憶部１２５に記憶される書込み開始タイミング基準値は、ＬＥＤＡ１３0が開始位置補正用パターン４１１のうち感光体ドラム１０９ＢＫによる黒のパターンの描画を開始してから描画された黒のパターンがパターン検知センサ１１７によって読み取られ、センサ制御部１２３によって検知されるまでの期間の基準となる値である。

ドラム間隔補正用パターン４１２は、その名の通り、上述したドラム間隔カウント値をカウントするために描画されるパターンである。図７に示すように、ドラム間隔補正用パターン４１２は、副走査方向補正用パターン４１３及び主走査方向補正用パターン４１４を含む。光書き込み装置制御部１２０は、パターン検知センサ１１７による、副走査方向補正用パターン４１３の読取信号に基づき、感光体ドラム１０９ＢＫ、１０９Ｍ、１０９Ｃ、１０９Ｙ夫々の副走査方向の位置ずれ補正を行い、主走査方向補正用パターン４１４の読取信号に基づき、上記各感光体ドラムの主走査方向の位置ずれ補正を行う。

即ち、基準値記憶部１２５に記憶されているドラム間隔基準値は、ＬＥＤＡ１３０が書込み制御部１２１の制御に従って、ドラム間隔補正用パターン４１２の描画を開始してから、描画されたドラム間隔補正用パターン４１２に含まれる各線がパターン検知センサ１１７によって読み取られ、センサ制御部１２３によって検知されるまでの期間の基準となる値である。

次に、本実施形態に係る濃度補正動作について、図８を参照して説明する。図８は、本実施形態に係る濃度補正動作において、書込み制御部１２１によって制御された光源装置２８１によって搬送ベルト１０５上に描画されるマーク（以降、濃度補正用マークとする）を示す図である。図８に示すように、本実施形態に係る濃度補正用マーク５００は、ブラック階調パターン５０１、イエロー階調パターン５０２、マゼンタ階調パターン５０３及びシアン階調パターン５０４を含む。

濃度補正用マーク５００に含まれる各色の階調パターンは、本実施形態においては濃度の異なる４つの方形状のパターンによって構成されており、この方形状のパターンが、濃度の順に副走査方向に並べられて構成されている。そして、各色の階調パターンは、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの順に、副走査方向に並べられて配置されている。尚、図８に示すように、本実施形態に係る濃度補正用マーク５００は、パターン検知センサ１１７に含まれるセンサ素子１７０のうち中央のセンサ素子１７０に対応した位置に描画されている。また、図８においては、各方形状のパターンに施されているハッチングの数によって、各パターンの濃度が示されている。

図８に示す濃度補正用マーク５００を用いた濃度補正においては、調整値算出部１２４が、パターン検知センサ１１７による各色の階調パターンの読み取り信号に基づいた濃度を示す情報をセンサ制御部１２３から取得し、現像バイアスの補正動作を行う。即ち、基準値記憶部１２５に記憶される濃度階調基準値は、各色の階調パターンに含まれる濃度の異なる４つのパターン夫々の濃度の基準となる値である。

図７に示す位置ずれ補正用マーク４００及び図８に示す濃度補正用マーク５００は、本実施形態においては連続して描画される。その際、先に図８に示す濃度補正用マーク５００が描画されて搬送ベルト１０５上に転写され、続いて位置ずれ補正用マーク４００が描画されて搬送ベルト１０５上に転写される。そのため、位置ずれ補正用マーク４００の描画時点においては、濃度補正動作の補正結果は反映されておらず、位置ずれ補正用マーク４００のパターン濃度が適切ではなく、薄かったり濃かったりする可能性がある。

そのように、位置ずれ補正用マーク４００のパターン濃度が適切ではない場合、位置ずれ補正用マーク４００に含まれるパターンの検知時において、描画されたパターンの濃度によりパターン検知が正確に行えず、その結果位置ずれ補正が正確に行えない場合がある。そのような課題を解決することが本実施形態に係る要旨である。

次に、本実施形態に係るパターン検知センサ１１７に含まれる発光素子の光量確認の詳細について説明する。図９は、本実施形態に係るセンサ素子１７０の構成及びセンサ素子１７０がパターンを検知する際の状態を模式的に示す側断面図である。図９は、主走査方向に垂直な面であって且つセンサ素子１７０を含む面における断面図である。

図９に示すように、本実施形態に係るセンサ素子１７０は、発光素子１７１、正反射光受光素子１７２及び拡散反射光受光素子１７３を含む。発光素子１７１は、本実施形態における照射光量の確認対象の光源である。本実施形態に係る発光素子１７１は、光ビームを照射するＬＥＤ光源によって構成されている。

正反射光受光素子１７２は、発光素子１７１から照射されて搬送ベルト１０５によって反射された光を受光する受光部の１つであり、図９に破線で示すように、発光素子１７１から照射されて搬送ベルト１０５において反射された光のうち、正反射光が入射する位置及び角度において設けられている。

尚、図９の破線においては、正反射光受光素子１７２に正反射光のみが入射しているように示されているが、拡散反射光の影響をキャンセルすることは難しい。従って、実際には、正反射光成分及び拡散反射光成分を含む光が正反射光受光素子１７２に入射する。これにより、正反射光受光素子１７２は、正反射光成分及び拡散反射光成分を含む光の光量に応じた信号を出力する。

拡散反射光受光素子１７３は、発光素子１７１から照射された搬送ベルト１０５によって反射された光を受光する受光素子の１つであり、図９において複数の弧で示すように、発光素子１７１から照射されて搬送ベルト１０５において反射された光のうち、拡散反射光を検出可能な位置に設けられている。拡散反射光受光素子１７３は、受光した拡散反射光の光量に応じた信号を出力する。

このような構成により、本実施形態に係るパターン検知センサ１１７は、正反射光成分及び拡散反射光成分を含む光の検知信号と、拡散反射光成分のみからなる光の検知信号とを出力することが可能である。次に、本実施形態に係る位置ずれ補正用パターンと、パターン検知センサ１１７が出力する検知信号との関係及び光量確認の態様について、図１０（ａ）〜（ｄ）を参照して説明する。

図１０（ａ）は、搬送ベルト１０５の上面図であり、感光体ドラム１０９ＢＫによる黒のパターン４１５及び感光体ドラム１０９Ｙ、１０９Ｃ、１０９Ｍのいずれかによる有彩色のパターン４１６が描画された状態を示している。更に、図１０（ａ）においては、発光素子１７１によって照射されるレーザビームのスポットＱと、正反射光受光素子１７２が反射光を受光する位置に対応したスポットＲとが破線の円で示されている。

図１０（ｂ）には、拡散反射光受光素子１７３の出力信号、即ち、拡散反射光成分の光量に応じた信号が示されている。図１０（ｂ）に示すように、黒のパターン４１５の場合、白地と同様に拡散反射が起こらないため、信号はフラットのままである。有彩色のパターン４１６の場合、パターンが搬送されてスポットＱに差し掛かった時点で拡散反射が起こり、図１０（ｂ）に示すように、信号強度が上がり始める。そして、パターンの中心がスポットＱの中心に到達したタイミングにおいてパターンの被照射範囲が最大となり、信号強度がピーク、即ち極大値となる。

図１０（ｃ）には、仮に正反射光成分のみを検出した場合の信号強度が示されている。図１０（ｃ）に示すように、白地が照射されている間は、正反射光が検出されるため、信号拒度はフラットである。パターンがスポットＲに到達した時点で正反射光成分が減少し始めるため、信号強度が落ち込み始める。そして、パターンの中心がスポットＲの中心に到達したタイミングにおいて、正反射光成分が最低となり、パターンの落ち込みがピーク、即ち極小値となる。

図１０（ｄ）には、正反射光受光素子１７２の出力信号、即ち、正反射光成分と拡散反射光成分とを含む光の光量に応じた信号が示されている。図１０（ｄ）に示すように、正反射光受光素子１７２の出力信号は、図１０（ｂ）と図１０（ｃ）とを合成した信号となる。

図１０（ｄ）に示すように、正反射光受光素子１７２の出力信号には、閾値Ｓが設けられている。この閾値Ｓは、センサ制御部１２３が、パターン検知時のパラメータによって適宜設定する。そして、センサ制御部１２３は、位置ずれ補正においてパターンを検知する際、正反射光受光素子１７２の出力信号が閾値Ｓとなるタイミングを２つ検知し、そのタイミングの平均値に基づいてパターンの到達タイミングを検知する。尚、

例えば、図１０（ｄ）において黒のパターン４１５を検知する場合、センサ制御部１２３は、タイミングｔ_Ｓ１及びｔ_Ｓ２の平均値に基づき、黒のパターン４１５の到達タイミングを検知する。尚、閾値Ｓを用いる場合の他、図１０（ｄ）に示すｔ_Ｐ１、ｔ_Ｐ２のように、信号の落ち込みがピークとなるタイミングを、パターンの到達タイミングとしても良い。

尚、有彩色のパターン４１６は、上述したように、正反射光成分と拡散反射光成分との合成であるため、ｔ_Ｓ３とｔ_Ｓ４との平均値からは、パターンの到達タイミングが正確に求められない可能性もある。有彩色パターンの到着タイミングをできるだけ正確に検出するために、パターンの副走査方向の幅Ｌ_１は、スポットＲの直径と同一若しくはそれ以下に設定されている。

これは、パターンを可能な限り細く描画することにより、到着タイミングの幅を狭くし、検知誤差を低減するためである。また、隣接するパターンの間隔Ｌ_２は、スポットＱの直径よりも大きく設定されている。これにより、２つの異なるパターンが同時に照射され、２つのパターンから同時に拡散反射光が反射され、検知信号の信号強度が予期しない値となることを防ぐことができる。

本実施形態に係るセンサ素子１７０は、正反射光受光素子１７２の検知信号と、拡散反射光受光素子１７３の検知信号とを夫々別々に出力する機能を有する。上述したように正反射光受光素子１７２の検知信号は図１０（ｄ）に示すグラフであり、拡散反射光受光素子１７３の検知信号は図１０（ｂ）に示すグラフである。そして、センサ制御部１２３は、正反射光受光素子１７２の検知信号及び拡散反射光受光素子１７３の検知信号に基づいて前記搬送体上の画像を検知する。

図１０（ａ）〜（ｄ）は、黒のパターン４１５及び有彩色のパターン４１６が所定の濃度のトナー像である場合の例であるが、センサ素子１７０が出力する検知信号の信号強度は、トナー像の濃度によって変化する。トナー像の濃度と検知信号の信号強度の関係について、図１１（ａ）、（ｂ）に示す。

図１１（ａ）は、黒のトナー像、即ち、黒のパターン４１５の検知信号の信号強度とトナー濃度との関係を示すグラフであり、破線が拡散反射光、実線が正反射光の検知信号強度である。黒トナーの場合、トナー付着量が増えるにつれて正反射光受光素子１７２の検知信号強度が小さくなり、拡散反射光受光素子１７３の検知信号強度はあまり変化しない。これは、トナー付着量が増えるとトナーに光が吸収され、反射光が少なくなるため正反射電圧、拡散反射電圧共に小さくなるためである。但し、トナー付着量が増えてトナー像の濃度が一様化することにより表面反射量が増えるため、拡散反射電圧はトナー付着量に応じてわずかに上昇する。

図１１（ｂ）は、カラーのトナー像、即ち、有彩色のパターン４１６の検知信号の信号強度とトナー像との関係を示すグラフであり、破線が拡散反射光、実線が正反射光の検知信号強度である。カラートナーの場合、トナー付着量が増えるにつれて正反射光受光素子１７２の検知信号強度が下がるが、あるところから増加に転じる。拡散反射光受光素子１７３の検知信号強度は、トナー付着量が増えるにつれて大きくなる。これは、カラートナーではトナー付着量が増えるにつれ、トナーに吸収されない光が拡散することで、拡散反射光が増え、その反射光の一部が受光部２４に入るため、正反射電圧と拡散反射電圧がプラスされて正反射光受光素子１７２に入る光が増えるからである。

黒トナー、カラートナーのいずれにおいても、トナー付着量が少なければ、その分、検知信号強度の搬送ベルト１０５の地肌との違いが小さく、正反射光、拡散反射光のいずれであってもパターンの検知が困難である。また、カラートナーの場合、トナー付着量が多くなるにつれて、正反射光の検知による信号強度がベルト地肌照射時の信号強度に近づくため、同様にパターンを検知し難くなる。本実施形態に係る要旨は、このようなトナー濃度に応じたパターンの検知方法を最適化することにある。

図１２（ａ）は、図１０（ａ）に示すように配置されたパターンの検知信号であって、パターンの濃度が薄い場合の検知信号を示す図である。また、図１２（ａ）においては、検知信号の濃度が低いことに応じて閾値Ｓが設定されており、ベルト地肌照射時の信号強度とパターン検知によるピーク値との中間値に設定されている。更に、図１２（ａ）においては、ノイズＮに応じた信号がある場合を示している。

図１２（ａ）の場合、閾値Ｓによってパターンを検知することは可能であるが、パターン検知によるピーク値とノイズのピークとの差が小さいため、閾値Ｓによってノイズを排除してパターンのみを検知することが難しい。このように、パターン検知によるピーク値とノイズのピーク値との差が小さくなる程度にパターン検知によるピーク値とベルト地肌照射時の信号強度との差が小さい場合、センサ制御部１２３は、ノイズフィルタを強くすることにより図１２（ｂ）に示すように、パターンのみを検知するように信号を補正する。

図１２（ａ）の状態から図１２（ｂ）に示す状態への信号処理に用いられたノイズフィルタは高周波数成分のカットする帯域を大きくするフィルタである。ノイズフィルタを強くすることは、位置ずれ補正パターンをノイズと検知する可能性もあるため、センサ制御部１２３は、パターンの検知信号のピーク値とベルト地肌照射時の信号強度との差が所定の閾値Ｓ_１未満となる場合にのみ、図１２（ａ）から図１２（ｂ）へ信号を補正するためのフィルタを適応する。

図１３は、図１２（ａ）よりも更にパターンの濃度が薄い場合の検知信号を示す図である。図１３の場合、パターンの検知信号のピーク値とベルト地肌照射時の信号強度との差がほとんどなく、パターンの検知がほとんど不可能である。従って、センサ制御部１２３は、パターンの検知信号のピーク値とベルト地肌照射時の信号強度との差が所定の閾値Ｓ_２未満となる場合には、位置ずれ補正動作をエラー終了してユーザに通知する。これにより、誤った位置ずれ補正が実行されてしまうことを防ぐことができる。

図１４は、パターンの濃度が理想的な場合の検知信号を示す図である。図１４の場合、パターンの検知信号のピーク値とベルト地肌照射時の信号強度との差が充分にある。そのため、パターン検知によるピーク値とベルト地肌照射時の信号強度との中間点に閾値Ｓを設定することによって黒パターン及びカラーパターンを検知することが可能であると共に、それによってノイズＮを検知することもなく、適正に位置ずれ補正を実行することができる。

図１５は、パターン濃度が図１４の場合よりも濃い場合の検知信号を示す図である。図１５に示すように、黒トナーの場合、濃度が濃くなるにつれ、パターンの検知信号のピーク値とベルト地肌照射時の検知信号との差が大きくなるため、パターンの検知信号のピーク値とベルト地肌照射時の検知信号との中間に閾値Ｓを設定することにより、容易にパターンを検知可能である。

他方、カラートナーの場合、位置ずれ補正パターンが濃くなると、図１１において説明したように、拡散反射光が強くなり、その結果正反射光受光素子１７２の検知信号強度が大きくなり、その結果、パターンの検知信号のピーク値とベルト地肌照射時の検知信号との差が小さくなり、パターンの検知が困難となる。

これに対して、カラートナーの場合、パターン濃度が濃くなると拡散反射光が強くなることを利用し、拡散反射光受光素子１７３の検知信号強度のピーク値に対して閾値Ｓ´を設定することによって、パターンを検知することが可能である。従って、センサ制御部１２３は、例えば拡散反射光受光素子１７３の検知信号強度のピーク値とベルト地肌照射時の検知信号との差が所定の閾値Ｓ_３以上であれば、拡散反射光受光素子１７３の出力信号に基づいてパターンを検知する。尚、上記閾値Ｓ´も、閾値Ｓと同様に、パターン検知によるピーク値とベルト地肌照射時の信号強度との中間点とすることができる。

このように、本実施形態に係る光書き込み制御装置１２０においては、センサ制御部１２３が、パターンの濃度に応じて位置ずれ補正用マーク４００に含まれる各パターンを検知するための検知方法を決定する。具体的には、位置ずれ補正用マーク４００の検知時において、既に濃度補正用マーク５００の検知は完了しているため、その検知結果を用いて位置ずれ補正用マーク４００検知時の検知方法を決定する。これにより、パターンの濃度を原因とするパターンの誤検知を回避することができる。

図１６は、本実施形態に係る濃度補正処理及び位置ずれ補正処理の動作を示すフローチャートである。図１６に示すように、まずは書込み制御部１２１が濃度補正用マーク５００及び位置ずれ補正用マーク４００のパターン描画を開始する（Ｓ１６０１）。そして、搬送ベルト１０５上に転写されたパターンがパターン検知センサ１１７の検知位置に到達すると、センサ制御部１２３がパターン検知センサ１１７の検知信号に基づいてパターン検知を開始する（Ｓ１６０２）。

上述したように、方度補正用マーク５００が先に描画されるため、センサ制御部１２３によってパターンが検知されると、調整値算出部１２４が濃度補正処理を実行する（Ｓ１６０３）。調整値算出部１２４は、濃度補正処理を完了すると、補正値記憶部１２６に濃度補正結果を格納する（Ｓ１６０４）。

この際、調整値算出部１２４は、濃度補正用マーク５００の濃度検知結果及び濃度補正の成否をセンサ制御部１２３にも通知する。通知される濃度検知結果は、ＣＭＹＫ各色の濃度検知結果であり、濃度補正用マーク５００に続いて描画された位置ずれ補正用マーク４００の検知信号強度のピーク予測値と、ベルト地肌照射時の信号強度の差である。

濃度補正処理においては、図８に示すような濃度補正用マーク５００の検知結果が取得される。そのため、調整値算出部１２４は、その検知結果及びパターン描画時の帯電バイアスや露光強度に基づいて位置ずれ補正用マーク４００の検知結果信号強度のピーク値を予測することが可能である。

調整値算出部１２４は、そのようにして正反射光受光素子１７２及び拡散反射光受光素子１７３夫々の検知信号に基づき、位置ずれ補正用マーク４００のパターン検知によるピーク値とベルト地肌照射時の信号強度との差を求め、センサ制御部１２３に通知する。また、濃度補正の成否とは、トナー切れ等により濃度補正が実行不可能であった場合等に濃度補正失敗と判断した結果であり、通常は成功と判断される。

尚、調整値算出部１２４がセンサ制御部１２３に入力する濃度検知結果としては、上述したように算出された予測値の他、図８に示すように色毎に段階的な濃度で形成された階調パターンのうち、位置ずれ補正パターンを描画する濃度と同一または最も近い濃度で描画されたパターンの検知結果を用いることも可能である。

調整値算出部１２４から濃度検知結果を取得したセンサ制御部１２３は、図１２（ａ）、（ｂ）〜図１５において説明したように、パターン検知方法を設定する（Ｓ１６０５）。Ｓ１６０５の処理については後に詳述する。センサ制御部１２３は、設定したパターン検知方法に従ってパターンを検知し、検知信号をカウント部１２２に入力する。これにより、調整値算出部１２４が、カウント部１２２によるカウント結果に従って位置ずれ補正処理を実行し（Ｓ１６０６）、その補正結果を補正値記憶部１２６に格納して（Ｓ１６０７）、処理を終了する。

次に、本実施形態のＳ１６０５に係るパターン検知方法の設定動作について図１７のフローチャートを参照して説明する。図１７に示すようにセンサ制御部１２３は、まず濃度補正の成否を判断し（Ｓ１７０１）、濃度補正が失敗であれば（Ｓ１７０１／ＮＯ）、エラーをユーザに通知して補正動作を停止し（Ｓ１７１３）、処理を終了する。

濃度補正が成功であった場合（Ｓ１７０１／ＹＥＳ）、次に、センサ制御部１２３は、濃度補正の結果として通知された各色の濃度検知結果から１つを選択し、図１２（ａ）、（ｂ）において説明したように、正反射光受光素子１７２の検知結果について、パターン検知によるピーク値とベルト地肌照射時の信号強度との差Ｘ_１が、閾値Ｓ_１以上であるか否か確認する（Ｓ１７０２）。この閾値Ｓ_１は、図１２（ａ）、（ｂ）において説明したような高周波成分をカットするフィルタの適用要否を判断するための閾値であると共に、図１４において説明したように、適正にパターン検知が可能であるか否かを判断するための閾値である。

Ｘ_１がＳ_１以上であった場合（Ｓ１７０２／ＹＥＳ）、図１４において説明したように適切なパターン検知が可能であるため、センサ制御部１２３は、正反射光受光素子１７２の出力信号に基づいてパターンを検知することを決定し（Ｓ１７０３）、パターン検知によるピーク値とベルト地肌照射時の信号強度との中間点に閾値Ｓを設定する（Ｓ１７０４）。

他方、Ｘ_１がＳ_１未満であった場合（Ｓ１７０２／ＮＯ）、次に、センサ制御部１２３は、図１５において説明したように、拡散反射光受光素子１７３の検知結果について、パターン検知によるピーク値とベルト地肌照射時の信号強度との差Ｙ_１が、閾値Ｓ_３以上であるか否か確認する（Ｓ１７０６）。この閾値Ｓ_３は、図１４において説明したように、パターンの濃度が濃い場合に拡散反射光の検知結果を用いるか否かを判断するための閾値である。

Ｙ_１が、閾値Ｓ_３以上であった場合（Ｓ１７０６／ＹＥＳ）、図１５において説明したように、拡散反射光による検知が可能であるため、センサ制御部１２３は、拡散反射光受光素子１７３の出力信号に基づいてパターンを検知することを決定し（Ｓ１７０７）、パターン検知によるピーク値とベルト地肌照射時の信号強度との中間点に閾値Ｓ´を設定する（Ｓ１７０８）。

Ｙ_１が、閾値Ｓ_３未満であった場合（Ｓ１７０６／ＮＯ）、次に、センサ制御部１２３は、図１３において説明したように、正反射光受光素子１７２の検知結果について、パターン検知によるピーク値とベルト地肌照射時の信号強度との差Ｘ_２が、閾値Ｓ_２以上であるか否か確認する（Ｓ１７０９）。この閾値Ｓ_２は、図１３において説明したように、パターンの検知が不可能な程度にパターンが薄いことを判定するための閾値である。

Ｘ_２が、閾値Ｓ_２以上であった場合（Ｓ１７０９／ＹＥＳ）、センサ制御部１２３は、図１２（ａ）、（ｂ）において説明したような態様によりパターンの検知が可能であると判断する。従って、センサ制御部１２３は、正反射光受光素子１７２の出力信号に基づいてパターンを検知することを決定し（Ｓ１７１０）、パターン検知によるピーク値とベルト地肌照射時の信号強度との中間点に閾値Ｓを設定し（Ｓ１７１１）、更に、図１２（ａ）、（ｂ）において説明したような高周波成分をカットするフィルタを設定する（Ｓ１７１２）。

Ｘ_２が、閾値Ｓ_２未満であった場合（Ｓ１７０９／ＮＯ）、センサ制御部１２３は、パターン検知が不可能であると判断し、エラーをユーザに通知して（Ｓ１７１３）、処理を終了する。

Ｓ１７０４、Ｓ１７０８、Ｓ１７１２のいずれかを完了すると、センサ制御部１２３は、ＣＭＹＫ全色についての処理が完了したか否か判断し（Ｓ１７０５）、完了してなければ（Ｓ１７０５／ＮＯ）、未選択の色についてＳ１７０２からの処理を繰り返す。他方、ＣＭＹＫ全色について処理が完了していれば（Ｓ１７０５／ＹＥＳ）、処理を終了する。

図１７に示すような動作によれば、パターン検知によるピーク値とベルト地肌照射時の検知強度との差に基づいて判断されるため、黒トナーのパターンであるかカラートナーのパターンであるかに関わらず、パターン検知の可否を判断することが可能となる。そして、夫々のパターン検知結果に応じてパターン検知方法が判断されるため、パターンの誤検知を防ぎ、位置ずれ補正を好適に実行することが可能となる。

以上説明したように、本実施形態に係る光書込み制御装置１２０によれば、画像形成装置において、画像の位置を調整する調整処理において生成されるパターンの検知精度を向上することが可能となる。

尚、上記実施形態においては、図３に示すように、搬送ベルト１０５によって搬送される用紙の紙面上に感光体ドラム１０９から直接画像を転写する方式を例として説明した。即ち、搬送体としての搬送ベルト１０５が、用紙を搬送する場合を例として説明した。

この他、感光体ドラム１０９から搬送ベルト１０５上に転写されて形成された画像を更に用紙の紙面上に転写する中間転写方式であっても、上記実施形態を適用することが可能であり、上記と同様の効果を得ることができる。この場合、中間転写ベルトである搬送ベルト１０５は、搬送体として画像を搬送する。

１ 画像形成装置、
１０ ＣＰＵ、
１１ ＲＡＭ、
１２ ＲＯＭ、
１３ エンジン、
１４ ＨＤＤ、
１５ Ｉ／Ｆ、
１６ ＬＣＤ、
１７ 操作部、
１８ バス、
２０ コントローラ、
２１ ＡＤＦ、
２２ スキャナユニット、
２３ 排紙トレイ、
２４ ディスプレイパネル、
２５ 給紙テーブル、
２６ プリントエンジン、
２７ 排紙トレイ、
２８ ネットワークＩ／Ｆ、
３０ 主制御部、
３１ エンジン制御部、
３２ 入出力制御部、
３３ 画像処理部、
３４ 操作表示制御部、
１０１ 給紙トレイ、
１０２ 給紙ローラ、
１０３ 分離ローラ、
１０４ 用紙、
１０５ 搬送ベルト、
１０６ＢＫ、１０６Ｃ、１０６Ｍ、１０６Ｙ 画像形成部、
１０７ 駆動ローラ、
１０８ 従動ローラ、
１０９ＢＫ、１０９Ｃ、１０９Ｍ、１０９Ｙ 感光体ドラム、
１１０ＢＫ 帯電器、
１１１光書き込み装置、
１１２ＢＫ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙ 現像器、
１１３ＢＫ、１１３Ｃ、１１３Ｍ、１１３Ｙ 除電器、
１１５ＢＫ、１１５Ｃ、１１５Ｍ、１１５Ｙ 転写器、
１１６ 定着器、
１１７ パターン検知センサ、
１２０ 光書き込み装置制御部、
１２１ 書込み制御部、
１２２ カウント部、
１２３ センサ制御部、
１２４ 補正値算出部、
１２５ 基準値記憶部、
１２６ 補正値記憶部、
１３０、１３０ＢＫ、１３０Ｃ、１３０Ｍ、１３０Ｙ ＬＥＤＡ
１７０ センサ素子、
１７１ 発光素子、
１７２ 正反射光受光素子、
１７３ 拡散反射光受光素子、
４００ 位置ずれ補正用マーク、
４０１ 位置ずれ補正用パターン列、
４１１ 開始位置補正用パターン、
４１２ ドラム間隔補正用パターン、
４１３ 副走査方向補正用パターン、
４１４ 主走査方向補正用パターン
５００ 濃度補正用マーク
５０１ ブラック階調パターン
５０２ イエロー階調パターン
５０３ マゼンタ階調パターン
５０４ シアン階調パターン

特開２００８−２９９３１１号公報 特開２００８−１８０９４６号公報 特開２００３−２８０３１５号公報

Claims (4)

1. 感光体に対して光ビームを照射して静電潜像を形成する光書込み制御装置であって、
   前記光ビームを照射する光源を制御して光ビームを照射させる光源制御部と、
   前記静電潜像を現像することによって形成され、前記感光体に対して相対的に移動する搬送体上に転写されて搬送された画像を、所定の位置において検知する画像検知部と、
   前記光源制御部が前記光源に光ビームを照射させるタイミングを調整するための位置ずれ補正パターンが前記搬送体上に形成され、前記所定の位置において検知されたタイミングを取得するタイミング取得部と、
   前記取得されたタイミングと予め定められた基準値との比較結果に基づき、前記光源に光ビームを照射させるタイミングを補正するための補正値を算出する補正値算出部とを含み、
   前記画像検知部は、
   前記搬送体に照射された光の正反射光及び拡散反射光夫々の検知信号に基づいて前記搬送体上の画像を検知し、
   前記搬送体の地肌が照射された場合の前記正反射光の検知信号強度と前記搬送体上に形成された画像が照射された場合の前記正反射光の検知信号強度との差が第一の閾値以上である場合、前記正反射光の検知信号に基づいて前記位置ずれ補正パターンを検知し、
   前記搬送体の地肌が照射された場合の前記正反射光の検知信号強度と前記搬送体上に形成された画像が照射された場合の前記正反射光の検知信号強度との差が第一の閾値未満であり、且つ前記搬送体の地肌が照射された場合の前記拡散反射光の検知信号強度と前記搬送体上に形成された画像が照射された場合の前記拡散反射光の検知信号強度との差が第二の閾値以上ある場合、前記拡散反射光の検知信号に基づいて前記パターンを検知し、
   前記搬送体の地肌が照射された場合の前記正反射光の検知信号強度と前記搬送体上に形成された画像が照射された場合の前記正反射光の検知信号強度との差が第一の閾値未満であり、且つ前記搬送体の地肌が照射された場合の前記拡散反射光の検知信号強度と前記搬送体上に形成された画像が照射された場合の前記拡散反射光の検知信号強度との差が第二の閾値未満であり、更に前記搬送体の地肌が照射された場合の前記正反射光の検知信号強度と前記搬送体上に形成された画像が照射された場合の前記正反射光の検知信号強度との差が第一の閾値よりも低い第三の閾値以上ある場合、高周波成分をカットするフィルタを適用した前記正反射光の検知信号に基づいて前記パターンを検知することを特徴とする光書込み制御装置。
2. 前記画像検知部は、前記搬送体の地肌が照射された場合の前記正反射光の検知信号強度と前記搬送体上に形成された画像が照射された場合の前記正反射光の検知信号強度との差が第一の閾値よりも低い第三の閾値未満である場合、位置ずれ補正動作を停止することを特徴とする請求項１に記載の光書込み制御装置。
3. 請求項１又は２に記載の光書き込み制御装置を含むことを特徴とする画像形成装置。
4. 感光体に対して光ビームを照射して静電潜像を形成する光書込み制御装置の位置ずれ補正方法であって、
   前記光ビームを照射する光源を制御して光ビームを照射させ、
   前記静電潜像を現像することによって形成され、前記感光体に対して相対的に移動する搬送体上に転写されて搬送された画像を、所定の位置において検知し、
   前記光源に光ビームを照射させるタイミングを調整するための位置ずれ補正パターンが前記搬送体上に形成され、前記所定の位置において検知されたタイミングを取得し、
   前記取得されたタイミングと予め定められた基準値との比較結果に基づき、前記光源に光ビームを照射させるタイミングを補正するための補正値を算出し、
   前記画像を前記所定の位置において検知する際、前記搬送体に照射された光の正反射光及び拡散反射光夫々の検知信号に基づいて前記搬送体上の画像を検知し、
   前記搬送体の地肌が照射された場合の前記正反射光の検知信号強度と前記搬送体上に形成された画像が照射された場合の前記正反射光の検知信号強度との差が第一の閾値以上である場合、前記正反射光の検知信号に基づいて前記位置ずれ補正パターンを検知し、
   前記搬送体の地肌が照射された場合の前記正反射光の検知信号強度と前記搬送体上に形成された画像が照射された場合の前記正反射光の検知信号強度との差が第一の閾値未満であり、且つ前記搬送体の地肌が照射された場合の前記拡散反射光の検知信号強度と前記搬送体上に形成された画像が照射された場合の前記拡散反射光の検知信号強度との差が第二の閾値以上ある場合、前記拡散反射光の検知信号に基づいて前記パターンを検知し、
   前記搬送体の地肌が照射された場合の前記正反射光の検知信号強度と前記搬送体上に形成された画像が照射された場合の前記正反射光の検知信号強度との差が第一の閾値未満であり、且つ前記搬送体の地肌が照射された場合の前記拡散反射光の検知信号強度と前記搬送体上に形成された画像が照射された場合の前記拡散反射光の検知信号強度との差が第二の閾値未満であり、更に前記搬送体の地肌が照射された場合の前記正反射光の検知信号強度と前記搬送体上に形成された画像が照射された場合の前記正反射光の検知信号強度との差が第一の閾値よりも低い第三の閾値以上ある場合、高周波成分をカットするフィルタを適用した前記正反射光の検知信号に基づいて前記パターンを検知することを特徴とする光書込み制御装置の位置ずれ補正方法。

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