JP2008233386A - 画像形成装置、色ずれ補正方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 作像条件の変更作業を不要とし、簡単に色ずれ補正を行うことができる画像形成装置、色ずれ補正を行う方法およびプログラムを提供する。
【解決手段】 本発明の画像形成装置は、書き込み位置のずれ量を検出するために画像担持体に形成されるずれ検出用パターンと、ずれ検出用パターンの濃度を検知するために画像担持体に形成される濃度検知用パターンとを読み取るセンサ１５を備え、センサ１５は、ずれ検出用パターンおよび濃度検知用パターンに向けて光を照射する発光素子と、ずれ検出用パターンおよび濃度検知用パターンからの反射光を受光する受光素子とを含む。受光素子から出力される出力値が減少した場合に、発光素子の発光量を増加させることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、非画像領域に特定のカラーパターン（パッチ）を形成し、そのパターンを読み取り、カラー印刷時の色ずれを検出して補正を行う画像形成装置、色ずれを補正する方法およびその方法を実現するための装置可読なプログラムに関する。

カラープリンタやカラー複合機といったカラー画像形成装置は、色ずれを検出して補正を行うことができるように、色ずれ検出用のカラーパターン（パッチ）を形成することができ、また、形成したそのパッチを検出するための検出手段として専用センサを備えている。このカラー画像形成装置は、色ずれ補正を正確に行うことができるように、色ずれ検出用パッチを読み取るセンサの出力値がある一定値以上になるように制御している。

カラー画像形成装置は、使用されるにつれて、画像濃度が変動し、センサが飛散トナーによって汚れ、また、センサに使用されているＬＥＤ（発行ダイオード）が劣化し、色ずれ検出用パッチの読み取り値が初期設定時の値から徐々に外れていく。このため、色ずれを正確に検出し、正確に補正を行うことができなくなってしまう。

そこで、色ずれ検出用パッチを形成する前に、トナー濃度を調整するための濃度調整用パッチを形成し、センサで読み取り、その読み取り値からセンサの出力値が初期値に一致する画像形成プロセスの設定値を算出し、色ずれ検出用パッチを形成する際に、先に算出された設定値を使用して、色ずれ補正を行うことが提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。このように、先に算出された設定値を使用することで、色ずれ検出用パッチのセンサ出力値が初期値と同一となり、その結果、カラー画像形成装置が長期的に使用されても正確な色ずれ補正を行うことができる。

また、上記の濃度調整用パッチを形成し、センサで読み取り、その読み取り値からセンサの出力値が初期値に一致する画像形成プロセスの設定値を算出する処理を、紙間等の非画像形成時に予め行っておくことで、良好な色ずれ検出用パッチを形成しつつ、色ずれ補正を行うことができる方法が提案されている（特許文献４参照）。このように、紙間等の非画像形成時に予め行っておくことで、色ずれ補正処理時間を短縮することができる。
特開２００２−１４５０５号公報 特開平１０−２６０５６７号公報 特開平７−１８１７９５号公報 特開２００５−９１９０１号公報

上記の従来技術では、色ずれ検出用パッチの濃度調整を、作像条件を変更することによって行っている。この変更作業は、時間を要するにもかかわらず、検出用パッチを形成するためだけに行われることから、非効率的な作業であった。

そこで、上記の作像条件の変更作業を不要とし、簡単に色ずれ補正を行うことができる画像形成装置および色ずれ補正を行う方法の提供が望まれている。

本発明は、上記課題を解決するために、濃度調整用パッチのセンサ出力値から作像条件を変更し、その変更によって色ずれ検出用パッチのセンサ出力値をある一定値以上に保つのではなく、濃度調整用パッチのセンサ出力値からセンサ内のＬＥＤの発光量を調整し、この発光量の調整により検出用パッチのセンサ出力値をある一定値以上に保つようにする。これにより、上記の作像条件の変更作業を不要としつつも、簡単に色ずれ補正を行うことが可能となる。すなわち、上記課題は、本発明の画像形成装置、色ずれ補正方法およびプログラムを提供することにより解決される。

すなわち、本発明によれば、書き込み位置のずれ量を検出するために画像担持体に形成されるずれ検出用パターンと、ずれ検出用パターンの濃度を検知するために画像担持体に形成される濃度検知用パターンとを読み取る検出手段を備え、その検出手段が、ずれ検出用パターンおよび濃度検知用パターンに向けて光を照射する発光素子と、ずれ検出用パターンおよび濃度検知用パターンからの反射光を受光する受光素子とを含む画像形成装置であり、受光素子から出力される出力値が減少した場合に、発光素子の発光量を増加させることを特徴とする。

画像形成装置は、予め設定される受光素子の規定出力値を保持し、受光素子から出力される出力値が規定出力値より減少した場合に、発光素子の前記発光量を増加させることができる。

また、画像形成装置は、画像担持体の移動方向に対して垂直に配列する複数の検出手段を備えることで、複数の検出手段の各々に、画像担持体の移動方向に対して垂直に異なる色で形成された各色の１つの濃度検知用パターンのみを読み取らせることができる。この場合において、複数の検出手段の各々が備える受光素子から出力される出力値が互いに異なるとき、各検出手段が備える発光素子の発光量を同じ比率で増加させることができる。

検出手段が備える発光素子の発光量を補正するために、検出手段が備える受光素子から出力される出力値に乗じられる補正比率を、予め設定される受光素子の規定出力値と出力値との比から算出する比率計算手段をさらに含むことができる。算出された補正比率は、発光素子に現在設定されている出力設定値に乗じられ、その結果の値が、発光素子の新たな出力設定値として設定される。これにより、発光素子は、その新たな出力設定値に基づき発光する。

予め設定される余裕率を使用して、受光素子の受光限界値から受光上限値および受光下限値を算出する上下限値計算手段と、受光素子から出力された受光量が受光上限値を超えるか、受光下限値より小さいかを検知する検知手段とをさらに含むことができる。余裕率は、限界値に対するマージンである。この検知手段により受光上限値または受光下限値に達したことを検知することで、検出手段が機能不能となる前に検出手段の修理や交換を行うことができる。

また、画像形成装置は、画像担持体の移動方向に対して垂直な主走査方向に配列する複数の検出手段を備え、少なくとも２つの検出手段の各々が読み取った、画像担持体に形成された基準色のずれ検出用パターンの読み取り値と該基準色とは異なる非基準色のずれ検出用パターンの読み取り値とから、主走査方向への書き込み幅のずれ量を算出する主走査ずれ量計算手段を含むことができる。数個の検出手段が機能不能になった場合であっても、残りの検出手段によって読み取った値からずれ量を算出し、このずれ量を使用して書き込み幅（倍率）の調整を行うことができる。

さらに、画像形成装置は、少なくとも２つの検出手段の各々が読み取った、画像担持体に形成された基準色のずれ検出用パターンの読み取り値と該基準色とは異なる非基準色のずれ検出用パターンの読み取り値とから、移動方向と同じ副走査方向へのずれ量を算出する副走査ずれ量計算手段を含むことができる。数個の検出手段が機能不能になった場合であっても、残りの検出手段によって読み取った値からずれ量を算出し、このずれ量を使用して傾き（スキュー）の補正を行うことができる。

また、基準色および非基準色のずれ検出用パターンの読み取り値から、基準色および非基準色の主走査方向への書き込み開始位置を算出する主走査書き込み開始位置計算手段を含むことができる。さらに、それら読み取り値から、基準色および非基準色の副走査方向への書き込み開始位置を算出する副走査書き込み開始位置計算手段を含むことができる。数個の検出手段が機能不能になった場合であっても、残りの検出手段によって読み取った値から書き込み開始位置を計算し、この書き込み開始位置の補正を行うことができる。

本発明では、上記の画像形成装置に加え、色ずれを補正するための方法およびその方法を実現するための装置読み取り可能なプログラムを提供することができる。

上記方法は、受光素子から出力される出力値が減少したことを検出して、発光素子の発光量を増加させるステップを含む。このステップでは、受光素子から出力される出力値が上記の規定出力値より減少した場合に、発光素子の発光量を増加させることができる。

また、複数の検出手段の各々に、画像担持体の移動方向に対して垂直に異なる色で形成された各色の１つの濃度検知用パターンを読み取らせるステップを含むことができる。この場合、複数の検出手段の各々が備える受光素子から出力される出力値が互いに異なる場合に、各検出手段が備える発光素子の発光量を同じ比率で増加させるステップをさらに含むことができる。

また、検出手段が備える発光素子の発光量を補正するために、検出手段が備える受光素子から出力される出力値に乗じられる補正比率を、予め設定される受光素子の規定出力値と出力値との比から算出するステップ、予め設定される余裕率を使用して、受光素子の受光限界値から受光上限値および受光下限値を算出するステップをさらに含むことができる。受光素子の受光限界値から受光上限値および受光下限値を算出するステップを含む場合、受光素子から出力された受光量が受光上限値を超えるか、受光下限値より小さいかを検知するステップを含むことができる。

それに加え、少なくとも２つの検出手段の各々が読み取った、画像担持体に形成された基準色のずれ検出用パターンの読み取り値と該基準色とは異なる非基準色のずれ検出用パターンの読み取り値とから、主走査方向への書き込み幅のずれ量を算出するステップ、上記読み取り値から、副走査方向へのずれ量を算出するステップ、上記読み取り値から、基準色および非基準色の主走査方向への書き込み開始位置を算出するステップ、上記読み取り値から、基準色および非基準色の副走査方向への書き込み位置を算出するステップをさらに含むことができる。

本発明の画像形成装置を提供することで、使用されるにつれて画像濃度が変化したり、検出手段であるセンサが劣化しても、センサ系統に発生する不具合に対応した色ずれ補正を行うことができるため、センサ系統に不具合が発生するたびに、画像形成装置全体を停止する必要がなくなる。

検出手段が備える発光素子の発光量を調整することで、受光素子の出力値を回復させることができるため、低価格で画像形成装置を実現することが可能となる。また、受光素子の出力値が予め設定される規定出力値より減少した場合に発光素子の発光量を増加させることで、常時、受光素子の出力値を規定出力値以上に保持することができる。

複数の検出手段の各々に、画像担持体の移動方向に対して垂直に異なる色で形成された各色の１つの濃度検知用パターンのみを読み取らせる、すなわち、色が基準色であるブラックと非基準色であるイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックである場合、１つの検出手段に対して非基準色の３色をパターンとして形成するのではなく、１つの検出手段に対して１色のパターンのみを形成してそれを読み取らせるようにすることで、濃度検知用パターンの移動方向への長さを１／３にしても出力値を補正することができるため、短い画像担持体領域で全ての非基準色の濃度チェックを行うことができ、紙間の短い画像形成装置に適用することができる。

上記の異なる色のパターンを各検知手段で読み取り、各検知手段の出力値に差が存在しても、各検出手段が備える発光素子の発光量を同じ比率で増加させることで、また、算出した補正比率で増加させることで、画像形成領域内の濃度変動を考慮した発光量の補正を行うことができるため、各検出手段で検出されるパターン濃度にばらつきがあっても正確な色ずれ補正を行うことができる。

受光上限値および受光下限値を算出し、受光素子からの出力値が受光上限値を超えるか、受光下限値より小さいかを判定することで、受光素子の受光量が限界値を超える前にサービスマンコールを操作部に表示し、検出手段が機能不能になる前に修理や交換を行えるようにして、色ずれを起こした画像が出力されるのを防止することができる。

また、上記受光上限値および受光下限値は、サービスマンが到着するまでは、検出手段が機能し得るようにマージンを持たせているため、サービスマンが到着するまでの時間を設けることができる。

少なくとも２つの検出手段の各々による基準色のパターンの読み取り値と非基準色のパターンの読み取り値とから、主走査方向への書き込み幅のずれ量を算出することで、複数の検出手段のうち、数個が機能しなくなっても残りの少なくとも２つの検出手段の読み取り値から色ずれ補正を行うことができ、１つの検出手段が故障するたびに画像形成装置全体を停止することをなくすことができる。

また、主走査方向への書き込み幅のずれ量を算出する主走査ずれ量計算手段を備えることで、残りの検出手段の読み取り値から倍率調整値を推測することができるため、その倍率調整値を使用して色ずれ補正を行うことができる。さらに、副走査方向へのずれ量を算出する副走査ずれ量計算手段を備えることで、残りの検出手段の読み取り値から傾き（スキュー）調整値を推測することができるため、その傾き調整値を使用して色ずれ補正を行うことができる。

また、上記読み取り値から、基準色および非基準色の主走査方向への書き込み開始位置を算出し、その位置から書き込みを開始させることで、故障した検出手段は使用せず、倍率調整を行うことができるため、検出手段が故障するたびに画像形成装置全体を停止することをなくすことができる。

さらに、上記読み取り値から、基準色および非基準色の副走査方向への書き込み位置を算出し、その位置から書き込みを開始させることで、故障した検出手段は使用せず、倍率調整を行うことができるため、検出手段が故障するたびに画像形成装置全体を停止することをなくすことができる。

また、主走査方向への書き込み開始位置（主レジスト）を算出する主走査書き込み開始位置計算手段を備えることで、また、副走査方向への書き込み開始位置（副レジスト）を算出する副走査書き込み開始位置計算手段を備えることで、残りの検出手段の読み取り値から主レジスト、また、副レジストを推測することができるため、これらのレジスト値を使用して色ずれ補正を行うことができる。

以下、図面を参照して詳細に説明するが、本発明は図面に示された実施形態に限定されるものではない。まず、図１を参照して、カラー画像形成装置の構成について説明する。図１は、本発明の画像形成装置の一実施形態である、搬送ベルトに沿って画像形成部が配列したタンデムタイプと呼ばれるカラー画像形成装置の構成を示した図である。

このカラー画像形成装置は、転写紙１を搬送する搬送ベルト２と、搬送ベルト２を架設するための、一方が駆動回転する駆動ローラで、他方が従動回転する従動ローラである搬送ローラ３、４と、転写紙１が収納された給紙トレイ５と、搬送ベルト２に沿って配列した４つの画像形成部と、搬送ベルト２上の転写紙１にトナー像を転写させる転写器１２と、搬送ベルト２から剥離された転写紙１にトナーを定着させる定着器１３と、転写紙１の給紙タイミングをとるレジスタセンサ１４と、ずれ検知用および濃度検知用のカラーパターン（パッチ）を検出する検出手段として用いられるセンサ１５とを含んで構成されている。

転写紙１は、搬送ベルト２の下部に備えられる給紙トレイ５から、レジストセンサ１４によってタイミングが取られ、静電吸着によって搬送ベルト２に吸着される。吸着された転写紙１は、４つの画像形成部に順に搬送され、画像形成が行われる。

４つの画像形成部は、各々異なる色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）の画像を形成する。転写紙１が給紙される側から順に、イエロー（Ｙ）の画像を形成する第１画像形成部、マゼンタ（Ｍ）の画像を形成する第２画像形成部、シアン（Ｃ）の画像を形成する第３画像形成部、ブラック（Ｋ）の画像を形成する第４画像形成部とされる。

各画像形成部は、感光体ドラム６と、感光体ドラム６の周囲に配置された帯電器７と、露光器８と、現像器９と、感光体クリーナ１０とから構成される。図１の数字に付加されるＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、上記の色を表し、６Ｙであれば、イエロー用の感光体ドラムであることを示している。画像形成は、感光体ドラム６の表面を帯電器７によって一様に帯電させた後、露光器８によって各色の画像に対応したレーザー光１１で露光し、感光体ドラム６の表面に静電潜像を形成する。その後、現像器９で現像し、感光体ドラム６上にトナー像を形成する。感光体ドラム６は回転し、感光体ドラム６上に形成されたトナー像は搬送ベルト２上の転写紙１と接し、転写器１２によって転写紙１に転写される。

転写が終了した感光体ドラム６は、ドラム表面に残留する不要なトナーを感光体クリーナ１０によってクリーニングされ、次の画像形成に備える。このようにして、第１画像形成部から順に転写紙１上にトナー像を形成し、各色のトナー像が重ね合わされてカラー画像が形成される。第４画像形成部を通過した転写紙１は、上記のように、搬送ベルト２から剥離され、定着器１３によって定着された後、排紙される。

搬送ベルト２と、センサ１５ａ〜１５ｃとの位置関係は、図２に示すように、カラー画像形成装置の上方から見て、搬送ベルト２の移動方向に対して垂直に３つのセンサ１５ａ〜１５ｃが等間隔で配設されている。ずれ検知用パッチおよび濃度検知用パッチは、搬送ベルト２上の各センサ１５ａ〜１５ｃにより検出可能な領域１６に形成される。以下、実施例をもって、色ずれ補正について詳細に説明する。

（実施例１）
カラー画像形成装置がブラック、シアン、マゼンタ、イエローの画像を形成し、基準色をブラックとし、非基準色をシアン、マゼンタ、イエローとする。例えば、１つの濃度検知用パッチとして、図３に示すような各センサ１５ａ〜１５ｃに対し、非基準色のパッチを互いに等間隔で形成することができる。図３では、搬送ベルト２上に、イエローのパッチ１７ａ、マゼンタのパッチ１７ｂ、シアン１７ｃのパッチからなる濃度検知用パッチ１７が３列に形成され、この順にセンサ１５ａ〜１５ｃへと搬送されている。

センサ１５ａを例にとり、このセンサに非基準色のパッチ１７が通過したときのセンサ出力値（出力電圧）を図４に示す。図４は、縦軸にセンサ出力電圧を示し、横軸に時間を示す。センサ１５ａは、図３に示すように、まず、イエローのパッチ１７ａを検出する。次に、マゼンタのパッチ１７ｂを検出する。最後に、シアンのパッチ１７ｃを検出する。この図４は、各パッチのパッチ濃度が初期状態に近く、色ずれ補正を行うことができる十分な濃度のときのセンサ出力を示している。

仮に、イエローのパッチ１７ａの濃度が他の非基準色（マゼンタ、シアン）よりも低い場合、センサ出力電圧は、図５に示すように、イエローのパッチ１７ａについてのみ低くなる。予め設定される規定出力値（規定電圧）がＶ１に設定されていれば、イエローのパッチ１７ａを読み取るセンサ１５ａのセンサ出力がＶ１に達するようにセンサ１５ａ内の発光素子の発光量を増加させることで、検出されるパッチの濃度調整を行うことができる。

センサ１５ａの構成を、図６を参照して説明する。センサ１５ａは、搬送ベルト２上に形成されるパッチに向けて光を照射する発光素子、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）１８と、パッチからの反射光を受光する受光素子、例えばフォトダイオード（ＰＤ）２０と、ＬＥＤ１８の発光量を制御するとともに、ＰＤ電流電圧変換回路を有する電子基板１９とからなる。発光量は、この電子基板１９が出力設定値を増加させることにより増加させることができる。なお、この設定値の増加量は、画像形成装置が備えるＣＰＵ等の計算手段によって算出することができる。

ＬＥＤ１８の発光量を増加させる場合の増加量は、次のようにして算出することができる。図４に示すような時間に対するセンサ出力値において、イエローのパッチに対するセンサ出力値が規定出力値であるＶ１を超えていなかった場合、まず、イエローのパッチに対するセンサ出力値のピーク値Ｖ２を検出する。通常、センサのＬＥＤ発光量とセンサ出力値は比例関係にあり、ＬＥＤ発光量を２倍にすれば、センサ出力は２倍になる。このことから、規定出力値とセンサ出力値のピーク値との比率を算出し、ＬＥＤ１８の発光量の現在の設定値に、その比率を乗じて得られた値をＬＥＤ１８の新たな設定値として設定する。これにより、図７に示すように、イエローのパッチに対するセンサ出力値を規定出力値Ｖ１まで上昇させることができる。なお、このパッチを形成し、パッチをセンサ１５ａ〜１５ｃで読み取り、比率を算出する処理を、紙間等の非画像形成時に行うことで、その後に色ずれ補正を行う場合に、色ずれ検出用パッチの読み取りを失敗することなく、正確に検知することができる。

（実施例２）
実施例１では、３つのセンサ１５ａ〜１５ｃに同じ３つの非基準色の濃度検知用パッチを紙間等の非画像形成時に形成することができるが、紙間には他の目的のためのパッチが存在し、３つの非基準色のパッチを形成するだけのスペースが存在しない場合がある。このような場合、非基準色の濃度検知用パッチを、図８に示すように、３つのセンサ１５ａ〜１５ｃに１色ずつ振り分ける。図８では、センサ１５ａがイエローのパッチ１７ａを、センサ１５ｂがマゼンタのパッチ１７ｂを、センサ１５ｃがシアンのパッチ１７ｃを読み取るように搬送ベルト２上に形成されている。この実施形態では、各センサ１５ａ〜１５ｃは、１つの決まった色のパッチのみを読み取り、その濃度を出力値から確認する。例えば、センサ１５ａのセンサ出力値が小さい、すなわちイエローの濃度が低いことが確認されたら、規定出力値に達するように比率を算出し、センサ１５ａ〜１５ｃのＬＥＤ１８の発光量を同じ比率で増加させる。このようにすることで、イエローのパッチを正確に読み取ることができるとともに、搬送ベルト２の移動方向へのパッチ形成スペースを減少させ、スペースの少ない紙間においても濃度補正を行うことができる。

（実施例３）
実施例２で説明した方法は、センサ１５ａ〜１５ｃの位置で画像濃度が同じと仮定した場合の方法である。しかしながら、一般的には、センサ１５ａ〜１５ｃの位置で形成される画像濃度は、感光体の傾き等によって異なり、また、センサ１５ａ〜１５ｃのレンズカバー２１の汚れ方も違ってくるため、１つのセンサ１５ａの読み取り値を基に、３つのセンサ１５ａ〜１５ｃの発光量を調整すると、その後の色ずれを正確に検出することができなくなる可能性がある。そこで、この実施例では、濃度検知用パッチのセンサ１５ａ〜１５ｃへの振り分けを、図９に示すように、３つの紙間に形成し、すべての非基準色のパッチが３回の紙間通過によりセンサ１５ａ〜１５ｃを通過するようにする。３回に分けて読み取った非基準色のパッチに対するセンサ出力値は、時間軸は延びるものの、その波形自体は、図４と同様の結果を示すため、ＬＥＤ１８の発光量の調整を実施例１と同様の方法で行うことができる。このようにすることで、センサ１５ａ〜１５ｃで検出されるパッチ濃度に差が生じても、各センサ１５ａ〜１５ｃで各濃度に合った発光量の調整を行うことができる。

ただし、この方法では、紙間に形成する濃度検知用パッチの搬送ベルト２の移動方向への長さが１／３のままであるが、３回の紙間がくるのを待たなければ、ＬＥＤ１８の発光量の調整を行うことができない。しかしながら、色ずれ補正動作が入る紙間の回数は、通常、３回よりはるかに長いため、次の色ずれ補正動作が入るまでの間で十分に行うことができる。

（実施例４）
実施例１、２、３では、センサ１５ａ〜１５ｃ内のＬＥＤ１８の発光量の補正は、規定出力値Ｖ１に満たない色の出力値のみを対象に行っている。したがって、規定出力値Ｖ１に満たない色のセンサ出力値が極端に低い場合は、ＬＥＤ１８の発光量の限界値を超えてしまったり、あるいは、発光量を増加させたことにより、その他の元々Ｖ１を超えていた色のセンサ出力値がＰＤ２０の受光量の限界値を超え、信号が飽和してしまい、正確な色ずれを検知することができない可能性がある。そこで、この実施例では、それらの限界値を超える前に、サービスマンコール操作部に表示し、センサが完全に機能不能になる前に、センサの修理や交換を行うことができるようにする。具体的には、比率補正をしてＬＥＤ１８の発光量の限界値に達する場合のセンサ出力値を、図１０に示すようにＶ３とすると、ある色のセンサ出力値が１．２×Ｖ３を下回った場合にサービスマンコールを出力するようにする。これは、余裕率２０％を見込むことにより、サービスマンが現場に到着するまでセンサが機能しなくなるのを防止することができる。ここでは、余裕率２０％としたが、この余裕率は１５％、２５％や３０％であってもよい。また、ＰＤ２０の受光上限を超える場合も同様で、ＰＤ２０の出力限界値の８０％をセンサ１５ａ〜１５ｃに付属している電子基板１９において検知したところで、同じくサービスマンコールを表示し、センサが完全に機能不能になる前に、センサの修理・交換を行うことができるようにする。この限界出力値の８０％という値は、余裕率２０％を見込んだ値である。

（実施例５）
この実施例では、複数のセンサのうち、数個のセンサが完全に機能しなくなってしまった場合に、残りのセンサで色ずれ補正を行う方法を示す。ここでもまた、センサが３つ搭載されている場合について説明する。まずはじめに、図２に示すセンサ１５ｃが機能しなくなった場合の色ずれを算出する方法について説明する。センサ１５ｃの配置は、搬送ベルト２の移動方向に対して垂直の主走査方向への書き込み終了位置に近く、通常、このセンサ１５ｃの色ずれ量の読み取り値および主走査方向への書き込み開始位置にあたるセンサ１５ａの色ずれ量の読み取り値から、基準色（ブラック）と非基準色の主走査方向の幅（倍率）のずれと、搬送ベルト２の移動方向と同じ方向である副走査方向へのずれを算出している。したがって、センサ１５ｃが故障した場合は、この２つの色ずれ成分の補正を行うことができなくなってしまう。

そこで、主走査方向の中心に配置されているセンサ１５ｂの色ずれの読み取り値を使用して、センサ１５ａとセンサ１５ｂの読み取り値より、上記の２つの色ずれ成分を算出する。まず、主走査方向への書き込み幅のずれ（倍率）をセンサ１５ａとセンサ１５ｂで検出する。通常、センサ１５ａとセンサ１５ｃで読み取った基準色（ブラック）と非基準色との色ずれ量ｘ_ａ、ｘ_ｃより、センサ１５ａとセンサ１５ｃとの間の基準色と非基準色のそれぞれの主走査幅の差（ｘ_ｃ−ｘ_ａ）を算出し、その値を基に、レーザ書き込みを行い、（ｘ_ｃ−ｘ_ａ）＝０になるように調整を行う。

センサ１５ｃが故障した場合、図１１に示すように、センサ１５ａとセンサ１５ｂとの間の基準色と非基準色との主走査幅の差（ｘ_ｂ−ｘ_ａ）を算出し、相似の関係により、次式から（ｘ_ｃ−ｘ_ａ）を算出し、その値を基に、レーザ書き込みを行い、（ｘ_ｃ−ｘ_ａ）＝０になるように調整を行う。

次に、もう１つの色ずれ成分である主走査方向に対する傾き（スキュー）をセンサ１５ａとセンサ１５ｂで検出する。スキューも、通常、図１１に示すように、センサ１５ａとセンサ１５ｃで読み取った基準色（ブラック）と非基準色との副走査方向へのずれ量ｙ_ａ、ｙ_ｃから、差（ｙ_ｃ−ｙ_ａ）により基準色と非基準色の主走査方向に対する傾きのずれ量Ｙを算出し、そのずれ量Ｙを基に、レーザ書き込みを行い、（ｙ_ｃ−ｙ_ａ）＝０になるようにする。

センサ１５ｃが故障した場合は、センサ１５ｂで読み取った基準色と非基準色の副走査方向へのずれ量ｙ_ｂを使用して、基準色と非基準色の主走査方向に対する傾きのずれを算出する。まず、（ｙ_ｂ−ｙ_ａ）よりセンサ１５ａとセンサ１５ｂとの間の主走査方向に対する傾きのずれ量を算出する。次に、センサ１５ａとセンサ１５ｂとの間の距離は、センサ１５ａとセンサ１５ｃとの間の距離の半分であるので、相似の関係により、次式から（ｙ_ｃ−ｙ_ａ）を算出し、差（ｙ_ｃ−ｙ_ａ）により基準色と非基準色の主走査方向に対する傾きのずれ量Ｙを算出し、そのずれ量を基に、レーザ書き込みを行い、（ｙ_ｃ−ｙ_ａ）＝０になるようにする。

センサ１５ａが故障した場合の色ずれを算出する方法について説明する。センサ１５ａの配置は、主走査方向のレーザ書き込み開始位置に近く、通常、このセンサ１５ａの色ずれ量の読み取り値より、基準値（ブラック）と非基準値の主、副走査方向への書き込み位置のずれを算出し、すべての色の画像書き込み位置が一致するように書き込み開始タイミングを調整している。したがって、この位置の色ずれ量が検出できないと、各色書き込み位置がずれた画像を印刷してしまう。さらに、上で述べたセンサ１５ｃが故障した場合に倍率とスキューのずれ量が検出できなかったことが、センサ１５ａが故障した場合も同様に行えなくなる。したがって、センサ１５ａが故障した場合は、この４つの色ずれ成分の補正を行うことができなくなってしまう。そこでこのときも、センサ１５ｂの色ずれの読み取り値を使用し、センサ１５ｂの色ずれの読み取り値と合わせて４つの色ずれ成分を算出する。

まず、副走査方向への書き込み位置のずれを検出する。図１１に示すように、センサ１５ｂおよびセンサ１５ｃでの副走査方向へのずれ量の読み取り値がそれぞれｙ_ｂ、ｙ_ｃであった場合、推測されるセンサ１５ａでの色ずれの読み取り値は、式３で表される相似の関係から、式４によって算出する。

この値を基に、レーザ書き込み開始位置を調整し、基準色と非基準色の副走査方向への書き込み開始位置のずれ量ｙ_ａを０にする。また、スキューのずれ量を補正するための調整量は（ｙ_ｃ−ｙ_ａ）となる。

次に、主走査方向への書き込み開始位置のずれ量を検出する。図１１に示すように、センサ１５ｂおよびセンサ１５ｃでの主走査方向のずれ量の読み取り値がそれぞれｘ_ｂ、ｘ_ｃであった場合、推測されるセンサ１５ａでの色ずれの読み取り値は、式５で表される相似の関係から、式６によって算出する。

この値を基に、レーザ書き込み開始位置を調整し、基準色と非基準色の副走査方向への書き込み開始位置のずれ量ｙ_ａを０にする。また、倍率のずれ量を補正するための調整量は（ｙ_ｃ−ｙ_ａ）となる。なお、（ｙ_ｃ−ｙ_ａ）は次式で表される。

これらの計算は、上述したようにＣＰＵ等の計算手段によって行うことができる。また、センサ１５ａ〜１５ｃにより読み取られ、出力された出力値およびパッチの位置等のデータはメモリに保持することができる。メモリに保持されたデータは、計算手段によって読み出され、計算手段は、上記の各式を使用して計算処理を実行し、各調整量を算出する。この調整量は、画像形成部に与えられ、画像形成部は、色ずれを補正した画像を形成する。

これまで本発明を図面に示した実施の形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、他の実施の形態、追加、変更、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。

本発明の画像形成装置の一実施形態を示した図。 搬送ベルトとセンサの位置関係を示した図。 搬送ベルト上にずれ検出用パッチを形成したところを示した図。 時間とセンサ出力電圧との関係を示した図。 時間とセンサ出力電圧との関係を示した図。 センサの構成を例示した図。 時間とセンサ出力電圧との関係を示した図。 搬送ベルト上にずれ検出用パッチを形成したところを示した図。 搬送ベルト上にずれ検出用パッチを形成したところを示した図。 時間とセンサ出力電圧との関係を示した図。 各センサの位置関係を示した図。

符号の説明

１…転写紙、２…搬送ベルト、３、４…搬送ローラ、５…給紙トレイ、６Ｋ、６Ｃ、６Ｍ、６Ｙ…感光体ドラム、７Ｋ、７Ｃ、７Ｍ、７Ｙ…帯電器、８…露光器、９Ｋ、９Ｃ、９Ｍ、９Ｙ…現像器、１０Ｋ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｙ…感光体クリーナ、１１Ｋ、１１Ｃ、１１Ｍ、１１Ｙ…レーザー光、１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ…転写器、１３…定着器、１４…レジスタセンサ、１５、１５ａ〜１５ｃ…センサ、１６…領域、１７、１７ａ、１７ｂ、１７ｃ…パッチ、１８…ＬＥＤ、１９…基板、２０…ＰＤ、２１…レンズカバー

Claims (21)

1. 書き込み位置のずれ量を検出するために画像担持体に形成されるずれ検出用パターンと、前記ずれ検出用パターンの濃度を検知するために前記画像担持体に形成される濃度検知用パターンとを読み取る検出手段を備える画像形成装置であって、
   前記検出手段は、前記ずれ検出用パターンおよび前記濃度検知用パターンに向けて光を照射する発光素子と、前記ずれ検出用パターンおよび前記濃度検知用パターンからの反射光を受光する受光素子とを含み、
   前記受光素子から出力される出力値が減少した場合に、前記発光素子の発光量を増加させることを特徴とする、画像形成装置。
2. 前記画像形成装置は、予め設定される前記受光素子の規定出力値を保持し、前記受光素子から出力される出力値が前記規定出力値より減少した場合に、前記発光素子の前記発光量を増加させる、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記画像形成装置は、前記画像担持体の移動方向に対して垂直に配列する複数の前記検出手段を備え、前記複数の検出手段の各々に、前記画像担持体の移動方向に対して垂直に異なる色で形成された各色の１つの前記濃度検知用パターンを読み取らせる、請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記画像形成装置は、複数の前記検出手段を備え、前記複数の検出手段の各々が備える前記受光素子から出力される出力値が互いに異なる場合に、各前記検出手段が備える前記発光素子の発光量を同じ比率で増加させる、請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記検出手段が備える前記発光素子の発光量を補正するために、前記検出手段が備える前記受光素子から出力される出力値に乗じられる補正比率を、予め設定される前記受光素子の規定出力値と前記出力値との比から算出する比率計算手段を含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 予め設定される余裕率を使用して、前記受光素子の受光限界値から受光上限値および受光下限値を算出する上下限値計算手段と、前記受光素子から出力された受光量が前記受光上限値を超えるか、前記受光下限値より小さいかを検知する検知手段とを含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記画像形成装置は、前記画像担持体の移動方向に対して垂直な主走査方向に配列する複数の前記検出手段を備え、少なくとも２つの前記検出手段の各々が読み取った、前記画像担持体に形成された基準色の前記ずれ検出用パターンの読み取り値と該基準色とは異なる非基準色の前記ずれ検出用パターンの読み取り値とから、前記主走査方向への書き込み幅のずれ量を算出する主走査ずれ量計算手段を含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記画像形成装置は、前記画像担持体の移動方向に対して垂直な主走査方向に配列する複数の前記検出手段を備え、少なくとも２つの前記検出手段の各々が読み取った、前記画像担持体に形成された基準色の前記ずれ検出用パターンの読み取り値と該基準色とは異なる非基準色の前記ずれ検出用パターンの読み取り値とから、前記移動方向と同じ副走査方向へのずれ量を算出する副走査ずれ量計算手段を含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記基準色および前記非基準色のずれ検出用パターンの前記読み取り値から、前記基準色および前記非基準色の前記主走査方向への書き込み開始位置を算出する主走査書き込み開始位置計算手段をさらに含む、請求項７または８に記載の画像形成装置。
10. 前記基準色および前記非基準色のずれ検出用パターンの前記読み取り値から、前記基準色および前記非基準色の副走査方向への前記書き込み開始位置を算出する副走査書き込み開始位置計算手段をさらに含む、請求項７〜９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
11. 書き込み位置のずれ量を検出するために画像担持体に形成されるずれ検出用パターンと、前記ずれ検出用パターンの濃度を検知するために前記画像担持体に形成される濃度検知用パターンとを読み取る検出手段を備え、前記検出手段が、前記ずれ検出用パターンおよび前記濃度検知用パターンに向けて光を照射する発光素子と、前記ずれ検出用パターンおよび前記濃度検知用パターンからの反射光を受光する受光素子とを含む画像形成装置において色ずれを補正する方法であって、
    前記受光素子から出力される出力値が減少したことを検出して、前記発光素子の発光量を増加させるステップを含む、色ずれ補正方法。
12. 前記画像形成装置は、予め設定される前記受光素子の規定出力値を保持しており、前記発光素子の発光量を増加させるステップは、前記受光素子から出力される出力値が前記規定出力値より減少した場合に、前記発光素子の前記発光量を増加させる、請求項１１に記載の方法。
13. 前記画像形成装置は、前記画像担持体の移動方向に対して垂直に配列する複数の前記検出手段を備えており、前記複数の検出手段の各々に、前記画像担持体の移動方向に対して垂直に異なる色で形成された各色の１つの前記濃度検知用パターンを読み取らせるステップを含む、請求項１１または１２に記載の方法。
14. 前記画像形成装置は、複数の前記検出手段を備えており、前記複数の検出手段の各々が備える前記受光素子から出力される出力値が互いに異なる場合に、各前記検出手段が備える前記発光素子の発光量を同じ比率で増加させるステップを含む、請求項１３に記載の方法。
15. 前記検出手段が備える前記発光素子の発光量を補正するために、前記検出手段が備える前記受光素子から出力される出力値に乗じられる補正比率を、予め設定される前記受光素子の規定出力値と前記出力値との比から算出するステップを含む、請求項１１〜１４のいずれか１項に記載の方法。
16. 予め設定される余裕率を使用して、前記受光素子の受光限界値から受光上限値および受光下限値を算出するステップと、前記受光素子から出力された受光量が前記受光上限値を超えるか、前記受光下限値より小さいかを検知するステップとを含む、請求項１１〜１５のいずれか１項に記載の方法。
17. 前記画像形成装置は、前記画像担持体の移動方向に対して垂直な主走査方向に配列する複数の前記検出手段を備えており、少なくとも２つの前記検出手段の各々が読み取った、前記画像担持体に形成された基準色の前記ずれ検出用パターンの読み取り値と該基準色とは異なる非基準色の前記ずれ検出用パターンの読み取り値とから、前記主走査方向への書き込み幅のずれ量を算出するステップを含む、請求項１１〜１６のいずれか１項に記載の方法。
18. 前記画像形成装置は、前記画像担持体の移動方向に対して垂直な主走査方向に配列する複数の前記検出手段を備えており、少なくとも２つの前記検出手段の各々が読み取った、前記画像担持体に形成された基準色の前記ずれ検出用パターンの読み取り値と該基準色とは異なる非基準色の前記ずれ検出用パターンの読み取り値とから、前記移動方向と同じ副走査方向へのずれ量を算出するステップを含む、請求項１１〜１７のいずれか１項に記載の方法。
19. 前記基準色および前記非基準色のずれ検出用パターンの前記読み取り値から、前記基準色および前記非基準色の前記主走査方向への書き込み開始位置を算出するステップをさらに含む、請求項１７または１８に記載の方法。
20. 前記基準色および前記非基準色のずれ検出用パターンの前記読み取り値から、前記基準色および前記非基準色の副走査方向への前記書き込み開始位置を算出するステップをさらに含む、請求項１７〜１９のいずれか１項に記載の方法。
21. 請求項１１〜２０のいずれか１項に記載の色ずれ補正方法を実現するための画像形成装置により読み取り可能なプログラム。

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