JP2018063355A - 画像形成装置、位置検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】画像の形成位置を高精度に検出する画象形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置は、中間転写体ベルトに形成された測定用画像を検出するフォトセンサ１００及び制御ユニット８０を備える。制御ユニット８０は、フォトセンサ１００による測定用画像の検出結果を表すアナログの検出波形を第１閾値により二値化して第１二値化信号を生成する第１コンパレータ２１０と、検出波形を第２閾値により二値化して第２二値化信号を生成する第２コンパレータ２２０と、第１二値化信号と第２二値化信号とによるＸＯＲ演算を行い、ＸＯＲ信号を生成するＸＯＲ部２３０と、ＣＰＵ２００とを備える。ＣＰＵ２００は、第２二値化信号から検出される検出波形の重心位置とＸＯＲ信号に応じた測定用画像の形成位置の修正量とから、測定用画像の実際の形成位置を決定し、これにより色ずれ補正を行う。【選択図】図５

Description

本発明は、複写機、プリンタ等の画像形成装置等に関する。

カラー印刷を行う画像形成装置は、例えば４つの独立した像担持体のそれぞれに異なる色の画像を形成し、各色の画像を重ねることでカラー画像を形成する。このような画像形成装置は、各色の画像を位置がずれることなく重ねることが重要である。しかしながら、部品及び組み立て時のばらつき等の原因により、各色の画像の位置にずれが生じることがある。色毎の画像のずれを「色ずれ」という。通常、画像形成装置は、この色ずれを補正するための構成を有している。

色ずれ補正は、例えば色毎に色ずれ検出用の測定用画像を形成し、各色の測定用画像の形成位置に基づいて測定される色ずれ量により行われる。測定用画像は、光学式センサにより形成位置が検出される。光学式センサは、測定用画像に光を照射し、その反射光を受光することで測定用画像の形成位置を検出する。特許文献１、２は、色ずれ補正のための構成を備える画像形成装置を開示する。いずれの画像形成装置も、色ずれ量を正確に検出するための構成を有している。

特開平１０−２６０５６７号公報 特開２０１０−０４８９０４号公報

画像形成のための構成の耐久劣化や画像形成条件によっては、測定用画像の端部の画像濃度が変動する現象が発生する。画像濃度の変動は、例えば、ドラム式の像担持体を用いて画像形成を行う場合に、ドラムの回転方向に対して測定用画像の後端に発生する。このような現象は、従来の画像形成装置では、実際の測定用画像の形成位置と、測定用画像の光学センサによる検出結果に基づく形成位置との誤差の原因となる。形成位置の誤差は、高精度な色ずれ補正を妨げる。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、測定用画像の画像濃度が変動した場合であっても、高精度な色ずれ補正のために画像の形成位置を高精度に検出する画象形成装置を提供することを目的とする。

本発明の画像形成装置は、像担持体に画像を形成する画像形成手段と、前記像担持体に形成された測定用画像を検出する検出手段と、前記検出手段による前記測定用画像の検出結果を表すアナログの検出波形を第１閾値により二値化して第１二値化信号を生成する第１コンパレータと、前記検出波形を前記第１閾値とは異なる第２閾値により二値化して第２二値化信号を生成する第２コンパレータと、前記第１二値化信号と前記第２二値化信号とによる排他的論理和演算を行い、排他的論理和信号を生成する演算手段と、前記第２二値化信号から検出される前記検出波形の重心位置と前記排他的論理和信号に応じた前記測定用画像の形成位置の修正量とから、前記測定用画像の実際の形成位置を決定する決定手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、検出波形の重心位置と排他的論理和信号に応じた修正量とにより測定用画像の形成位置を決定するために、画像の形成位置を高精度に検出することができる。そのために高精度な色ずれ補正が可能になる。

画像形成装置の構成図。 中間転写ユニットを給紙ユニット側から見た図。 （ａ）〜（ｄ）はフォトセンサの説明図。 （ａ）〜（ｃ）は測定用画像の形成位置検出の説明図。 制御ユニットの構成図。 （ａ）、（ｂ）は測定用画像の位置検出処理の説明図。 テーブルの例示図。 色ずれ量の算出処理を表すフローチャート。

以下、実施の形態を図面を参照しつつ詳細に説明する。

（全体構成）
図１は、本実施形態の画像形成装置の構成図である。この画像形成装置は、例えば、電子写真方式により複数の異なる色の画像を形成する。

画像形成装置は、リーダ部１Ｒ及びプリンタ部１Ｐを備える。リーダ部１Ｒは、原稿から画像を読み取り、読み取った画像を表す電気信号である画像信号を生成する。リーダ部１Ｒは、生成した画像信号をプリンタ部１Ｐに送信する。リーダ部１Ｐは、シート等の記録材Ｐに画像信号に基づく画像を形成する。プリンタ部１Ｐは、画像信号を、リーダ部１Ｒから取得する他に、パーソナルコンピュータ等の外部装置からネットワークを介して取得してもよい。

プリンタ部１Ｐは、４つの並設された画像形成部１０ａ〜１０ｄを含む画像形成ユニット１０と、給紙ユニット２０と、中間転写ユニット３０と、定着器４０と、クリーニングユニット５０と、フォトセンサ１００と、制御ユニット８０とを備える。画像形成部１０ａ〜１０ｄは、形成する画像の色が異なるのみで、同じ構成である。本実施形態では、画像形成部１０ａがイエロー（Ｙ）の画像を形成し、画像形成部１０ｂがマゼンタ（Ｍ）の画像を形成し、画像形成部１０ｃがシアン（Ｃ）の画像を形成し、画像形成部１０ｄがブラック（Ｋ）の画像を形成する構成について説明する。各画像形成部１０ａ〜１０ｄが形成する画像の色は一例であり、これに限られるものではない。ここでは画像形成部１０ａの構成について説明し、他の画像形成部１０ｂ〜１０ｄの構成の説明を省略する。

画像形成部１０ａは、像担持体であるドラム型の感光体（感光ドラム１１ａ）を備える。感光ドラム１１ａは、ドラムの軸を中心に、図中反時計回りに回転駆動される。感光ドラム１１ａの周囲には、回転方向に帯電器１２ａ、レーザスキャナ１３ａ、現像器１４ａ、及びクリーナ１５ａが設けられる。

帯電器１２ａは、感光ドラム１１ａの表面を均一に帯電させる。レーザスキャナ１３ａは、制御ユニット８０の制御により、画像信号に応じて変調されたレーザビーム等の光線を、反射ミラー１６ａで反射させて感光ドラム１１ａに照射する。感光ドラム１１ａは、表面が帯電された後に光線を照射されることで、表面に画像信号に応じて静電潜像が形成される。現像器１４ａは、感光ドラム１１ａに形成された静電潜像にイエローの現像剤を付着させて顕像化し、感光ドラム１１ａに可視像を形成する。なお、現像器１４ｂは、感光ドラム１１ｂに形成された静電潜像にマゼンタの現像剤を付着させて顕像化する。現像器１４ｃは、感光ドラム１１ｃに形成された静電潜像にシアンの現像剤を付着させて顕像化する。現像器１４ｄは、感光ドラム１１ｄに形成された静電潜像にブラックの現像剤を付着させて顕像化する。

中間転写ユニット３０は、中間転写ベルト３１と、駆動ローラ３２と、ローラ３３と、二次転写内ローラ３４と、一次転写部３５ａ〜３５ｄとを備える。中間転写ベルト３１は、駆動ローラ３２、ローラ３３、及び二次転写内ローラ３４に懸架されて、駆動ローラ３２により図中矢印Ｂ方向に回転駆動される像担持体である。一次転写部３５ａ〜３５ｄは、感光ドラム１１ａ〜１１ｄに一対一で対応する。一次転写部３５ａ〜３５ｄは、対応する感光ドラム１１ａ〜１１ｄとの間に中間転写ベルト３１を挟む位置に設けられる。一次転写部３５ａ〜３５ｄは、対応する感光ドラム１１ａ〜１１ｄに形成された可視像を中間転写ベルト３１に転写する。これにより中間転写ベルト３１に各色の可視像が形成される。なお、転写後に感光ドラム１１ａ〜１１ｄに残留する現像剤は、クリーナ１５ａ〜１５ｄにより除去される。

二次転写内ローラ３４は、二次転写外ローラ３６とともに二次転写部Ｔａを形成する。二次転写部Ｔａは、給紙ユニット２０により搬送される記録材Ｐと中間転写ベルト３１とを、二次転写内ローラ３４と二次転写外ローラ３６との間に挟んで搬送する。これにより二次転写部Ｔａは、中間転写ベルト３１に形成された各色の可視像を、一度に記録材Ｐに転写する。クリーニングユニット５０は、転写後に中間転写ベルト３１に残留する現像剤を除去する。

給紙ユニット２０は、記録材Ｐが収容される給紙カセット２１ａ、２１ｂ、ピックアップローラ２２ａ、２２ｂ、搬送ローラ２３ａ〜２３ｅ、搬送経路２４、及びレジストローラ２５を備える。記録材Ｐは、給紙カセット２１ａ、２１ｂからピックアップローラ２２ａ、２２ｂにより１枚ずつ給紙される。給紙された記録材Ｐは、搬送経路２４を搬送ローラ２３ａ〜２３ｅによりレジストローラ２５まで搬送される。レジストローラ２５は、記録材Ｐの斜行等の補正を行い、中間転写ベルト３１に形成された可視像が二次転写部Ｔａに搬送されるタイミングに合わせて、記録材Ｐを二次転写部Ｔａに搬送する。

二次転写部Ｔａで可視像が転写された記録材Ｐは、搬送経路２６を定着器４０まで搬送される。定着器４０は、記録材Ｐを加熱及び加圧することで、可視像を記録材Ｐに定着させる。可視像の定着により、記録材Ｐへの画像形成処理が終了する。画像形成された記録材Ｐは、定着器４０から排紙トレイ２９に排出される。

以上のような構成の画像形成装置は、中間転写ベルト３１の近傍にフォトセンサ１００を備える。フォトセンサ１００は、中間転写ベルト３１上の可視像の、位置検出及び画像濃度検出に用いられる。中間転写ベルト３１は、可視像の位置検出の際には位置検出用の測定用画像が形成され、画像濃度検出の際には画像濃度検出用の測定用画像が形成される。そのためにフォトセンサ１００は、中間転写ベルト３１の回転方向で、画像形成ユニット１０と二次転写部Ｔａとの間に設けられる。

（測定用画像の測定）
図２は、中間転写ユニット３０を給紙ユニット２０側から見た図である。フォトセンサ１００は、中間転写ベルト３１に光を照射し、その反射光に基づいて測定用画像１０１を検出する。検出結果が位置ずれや画像濃度に関する情報を含む。本実施形態では、測定用画像１０１は、中間転写ベルト３１の搬送方向の直交する方向の両端に設けられる。そのためにフォトセンサ１００は、２つの測定用画像に対応して、中間転写ベルト３１の搬送方向の直交する方向の両端の２カ所に設けられる。Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各々の測定用画像１０１は、重ならないように中間転写ベルト３１に形成される。本実施形態では、中間転写ベルト３１の搬送方向の先頭からＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの順に測定用画像１０１が形成される。

図３は、フォトセンサ１００の説明図である。図３（ａ）に示すように、フォトセンサ１００は、光学式センサであり、発光部１１０及び受光部１１１を備える。発光部１１０は、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）により構成される。受光部１１１は、例えばフォトダイオードにより構成される。発光部１１０は、中間転写ベルト３１を照射する。受光部１１１は、中間転写ベルト３１による発光部１１０からの光の反射光を受光する。発光部１１０が照射する照射エリア１１２は、受光部１１１が反射光を受光する受光エリア１１３を含む。受光部１１１は、受光した反射光を光電変換して、反射光量に応じた電気信号を出力する。受光部１１１から出力される電気信号は、受光する反射光量に応じて値が変化するアナログ信号である。

本実施形態のフォトセンサ１００の受光部１１１は、拡散光を受光する位置に配置される。発光部１１０から照射される光は、照射対象物で反射される際に正反射光と拡散反射光とに分かれる。正反射光と拡散反射光との比率は、照射対象物に応じて異なる。本実施形態では、中間転写ベルト３１は、正反射光の比率が高く、拡散反射光の比率が低い素材で形成される。測定用画像１０１は、正反射光の比率が低く、拡散反射光の比率が高い現像剤で形成される。そのために受光部１１１から出力されるアナログ信号は、中間転写ベルト３１による反射光を受光する場合に値が低く、測定用画像１０１による反射光を受光する場合に値が高くなる。

図３（ｂ）〜図３（ｄ）は、受光エリア１１３を通過する測定用画像１０１と、受光部１１１が出力するアナログ信号の検出波形とを示す。状態Ａは、測定用画像１０１が受光エリア１１３に搬送される前の状態である。この場合、受光部１１１は、中間転写ベルト３１による反射光のみを受光する。状態Ｂは、測定用画像１０１が受光エリア１１３に侵入する途中の状態である。この場合、受光部１１１は、中間転写ベルト３１及び測定用画像１０１による反射光を受光する。状態Ｃは、測定用画像１０１が受光エリア１１３にすべて侵入した状態である。この場合、受光部１１１は、測定用画像１０１による反射光のみを受光する。

受光部１１１が受光する拡散反射光量は、測定用画像１０１が受光エリア１１３に占める割合が多くなるに従って多くなる。そのために、受光エリア１１３に対する測定用画像の割合に応じて、受光部１１１が出力するアナログ信号の値が大きくなる。図３（ｃ）に例示するように、状態Ａのときのアナログ信号の値が最も低く、状態Ｃのときのアナログ信号の値が最も高い。状態Ａから状態Ｃの間には、測定用画像１０１が受光エリア１１３に占める割合に応じて、アナログ信号の値がリニアに変化する。測定用画像１０１は、中間転写ベルト３１により搬送されることで、受光エリア１１３を通過する。そのために状態Ａ→状態Ｂ→状態Ｃ→状態Ｂ→状態Ａの順に、測定用画像１０１と受光エリア１１３との関係が変化する。これによりアナログ信号の検出波形は、値の変化に応じて図３（ｄ）に示すように山形になる。測定用画像１０１が中間転写ベルト３１の回転に応じて等速で搬送されるために、受光部１１１から出力されるアナログ信号の検出波形は、測定用画像１０１の中心に対して左右対称になる。

図４は、測定用画像１０１の形成位置検出の説明図である。測定用画像１０１の形成位置は、受光部１１１の測定結果である検出波形１２０により求められる。図４（ａ）に示すように、検出波形１２０は、所定の閾値１２１により二値化されて二値化信号１２４に変換される。二値化信号１２４の立ち上がりエッジ１２２と立ち下がりエッジ１２３との中間（重心位置１２５）が測定用画像１０１の形成位置として検出される。この場合、測定用画像１０１の実際の形成位置１２６（測定用画像１０１の搬送方向の長さの中心）と、重心位置１２５とが一致する。検出波形１２０の重心位置１２５により測定用画像１０１の形成位置を検出するために、測定用画像１０１の色間の画像濃度の変動によらずに、各色の測定用画像の形成位置が検出することができる。そのために、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色の測定用画像１０１の色間濃度差を保証しなくても、誤差を生じずに色ずれ量を検出することができる。

画像濃度が均等な測定用画像１０１の場合、検出波形１２０が左右対称になるために、測定用画像１０１の形成位置が二値化信号１２４により正確に検出される。しかしながら、測定用画像１０１の画像濃度が均等ではない場合、検出波形１２０から検出する重心位置１２５と、測定用画像１０１の実際の形成位置１２６とに誤差が生じる。

画像形成ユニット１０の耐久劣化や画像形成条件により、測定用画像１０１の端部の画像濃度が変動する。例えば、感光ドラム１１ａの回転方向の後端側（中間転写ベルト３１の搬送方向の後端側）の測定用画像１０１の画像濃度が変動する場合がある。この場合、図４（ｂ）、図４（ｃ）に示すように、検出波形１２０から検出する重心位置１２５と、測定用画像１０１の実際の形成位置１２６とに誤差が生じる。

図４（ｂ）は、測定用画像１０１の後端側の画像濃度が高くなった場合を表す。この場合、検出波形１２０は、測定用画像１０１の後端側の測定値が高くなる。そのために検出波形１２０は、左右非対象になる。この検出波形１２０を二値化信号１２４に変換してその重心位置１２５を測定用画像１０１の形成位置として検出すると、実際の測定用画像１０１の形成位置１２６とは誤差が生じる。図４（ｃ）は、測定用画像１０１の後端側の画像濃度が低くなった場合を表す。この場合、図４（ｂ）とは逆の方向に誤差が生じる。このように端部の画像濃度が変動した測定用画像１０１は、正確な形成位置の検出が行われない。そのために色ずれ補正を精度よく行うことができない。

（制御ユニット）
図５は、制御ユニット８０の構成図である。制御ユニット８０は画像形成装置の動作制御を行う。ここでは、制御ユニット８０の色ずれ補正を行う構成についてのみ説明し、他の構成についての説明は省略する。制御ユニット８０は、例えばＳＯＣ（System on a Chip）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等により実現される。

制御ユニット８０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２００を備えるコンピュータである。ＣＰＵ２００は、不図示のメモリからコンピュータプログラムを読み込んで実行することで、画像形成装置の動作を制御する。この他に制御ユニット８０は、第１コンパレータ２１０、第２コンパレータ２２０、ＸＯＲ部２３０、第１ＲＯＭ２４０、第２ＲＯＭ２５０、及びレーザ走査部２６０を備える。

第１コンパレータ２１０及び第２コンパレータ２２０は、フォトセンサ１００からアナログ信号を取得して、それぞれで二値化信号に変換する。第１コンパレータ２１０と第２コンパレータ２２０とは、二値化信号に変換するための閾値が異なる。本実施形態では、第１コンパレータ２１０に設定される第１閾値は、第２コンパレータ２２０に設定される第２閾値よりも高い値として説明するが、この関係は逆であってもよい。第１コンパレータ２１０は第１二値化信号を出力し、第２コンパレータ２２０は第２二値化信号を出力する。第１コンパレータ２１０が出力する第１二値化信号は、ＸＯＲ部２３０に入力される。第２コンパレータ２２０が出力する第２二値化信号は、ＸＯＲ部２３０及びＣＰＵ２００に入力される。

ＸＯＲ部２３０は、第１二値化信号及び第２二値化信号を入力として排他的論理和演算を行う。ＸＯＲ部２３０は、排他的論理和演算の結果得られる排他的論理和信号（ＸＯＲ信号）をＣＰＵ２００に入力する。

本実施形態では、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色の測定用画像が、予め定められた時間間隔Ｔで、順次、中間転写ベルト３１に形成される。各色の測定用画像の形成位置は、Ｙの測定用画像が検出されたタイミングを基準にして、Ｍ、Ｃ、Ｋの測定用画像が検出された時間で表される。例えばＭの測定用画像の形成位置がＴ＋γで表される場合、γが色ずれ量として検出される。

ＣＰＵ２００は、色ずれ量を検出するために、重心位置算出部２０１、非対称性算出部２０２、修正量取得部２０３、及び色ずれ量決定部２０４として機能する。第１ＲＯＭ２４０は、予め算出される測定用画像の形成位置の修正量を格納する不揮発性メモリである。第２ＲＯＭ２５０は、色ずれ量決定部２０４で算出される各色の測定用画像の色ずれ量を格納する不揮発性メモリである。第１ＲＯＭ２４０及び第２ＲＯＭ２５０は、異なる不揮発性メモリにより構成される他に、一つの不揮発性メモリの異なる記憶領域に構成されてもよい。レーザ走査部２６０は、レーザスキャナ１３ａ〜１３ｄの動作を制御し、静電潜像の形成位置、形成する画像の濃度等を補正する。なお、重心位置算出部２０１は、例えばＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）や、ＣＰＵ２００とは異なる他のプロセッサにより実現されてもよい。同様に、非対称性算出部２０２、修正量取得部２０３、及び色ずれ量決定部２０４も、例えばＡＳＩＣや、ＣＰＵ２００とは異なる他のプロセッサにより実現されてもよい。

（位置検出処理）
図６は、このような制御ユニット８０による測定用画像の位置検出処理の説明図である。図６（ａ）は、測定用画像１０１の画像濃度が均一の場合の位置検出処理の説明図である。図６（ｂ）は、測定用画像１０１の後端の画像濃度の変動に応じた位置検出処理の説明図である。

フォトセンサ１００から出力されるアナログ信号の検出波形１２０は、第１コンパレータ２１０により第１二値化信号に変換される。また、検出波形１２０は、第２コンパレータ２２０により第２二値化信号に変換される。ＸＯＲ部２３０は、第１二値化信号及び第２二値化信号により排他的論理和演算を行い、ＸＯＲ信号を生成する。ＸＯＲ信号は、２つのハイ（High）区間を有する。２つのハイ区間は、第１コンパレータ２１０と第２コンパレータ２２０とで異なる値である第１閾値及び第２閾値（ここでは、第１閾値＞第２閾値）により検出波形１２０を二値化するために発生する。検出波形１２０の立ち上がり区間に出現するＸＯＲ信号のハイ区間を区間ａ、立ち下がり区間に出現するＸＯＲ信号のハイ区間を区間ｂとする。

区間ａは、検出波形１２０が第２閾値から第１閾値に到達する時間を表し、区間ｂは、検出波形１２０が第１閾値から第２閾値に到達する時間を表す。区間ａ及び区間ｂは、検出波形１２０の対称性を表す。図６（ａ）のように濃度変動がない測定用画像１０１を検出した場合、検出波形１２０が左右対象になるために、区間ａと区間ｂとは長さ（時間）が等しくなる。検出波形１２０の左右対称性が崩れた場合、その非対称性は、区間ａを基準として（ｂ−ａ）で表される。つまり非対称性は差Δｄ＝ｂ−ａとなる。検出波形１２０から検出される測定用画像１０１の形成位置（重心位置Ｄ）は、第１二値化信号又は第２二値化信号の、立ち上がりエッジと立ち下がりエッジとの中間となる。図６（ａ）では、第２二値化信号に基づいて、重心位置Ｄが検出される。

図６（ｂ）のように後端の画像濃度が変動（低下）した測定用画像１０１の場合、検出波形１２０の立ち下がり区間の波形が変動する。検出波形（ｂ−１）は、図６（ａ）と同じ測定用画像１０１の測定結果を表す。検出波形（ｂ−２）は、後端の画像濃度が３０％減衰した測定用画像１０１の測定結果を表す。検出波形（ｂ−３）は、後端の画像濃度が５０％減衰した測定用画像１０１の測定結果を表す。検出波形（ｂ−４）は、後端の画像濃度が８０％減衰した測定用画像１０１の測定結果を表す。ＸＯＲ信号（ｂ−１’）は、検出波形（ｂ−１）に基づいたＸＯＲ部２３０の出力信号を表す。ＸＯＲ信号（ｂ−２’）は、検出波形（ｂ−２）に基づいたＸＯＲ部２３０の出力信号を表す。ＸＯＲ信号（ｂ−３’）は、検出波形（ｂ−３）に基づいたＸＯＲ部２３０の出力信号を表す。ＸＯＲ信号（ｂ−４’）は、検出波形（ｂ−４）に基づいたＸＯＲ部２３０の出力信号を表す。

後端側の画像濃度が変動する場合であっても、測定用画像１０１の大きさに変化はない。そのために、後端側の画像濃度の変動が検出波形１２０の立ち上がりの開始ポイントと立ち下がりの開始ポイントとに影響することはない。従って、検出波形（ｂ−１）〜（ｂ−４）は、立ち下がりの開始ポイントは変化せず、立ち下がり開始からの落ち込み量に差が生じる。

ＸＯＲ信号（ｂ−１’）〜（ｂ−４’）を比較すると、区間ａには変化がない。区間ｂは、後端側の画像濃度の変動に応じて変化する。測定用画像１０１の後端側の画像濃度の変動量の増大に伴い、ＸＯＲ信号（ｂ−２’）からＸＯＲ信号（ｂ−４’）の順に区間ｂが長くなる。図６（ｂ）を参照すると、ｂ＜ｂ２＜ｂ３＜ｂ４となる。従って、測定用画像１０１の後端側の画像濃度の変動に影響されない区間ａを基準として、区間ｂとの差Δｄを検出することで、測定用画像１０１の後端側の画像濃度の変動による検出波形への影響を検出することができる。なお、図６（ｂ）は測定用画像１０１の後端側の画像濃度が低くなる場合を説明するが、画像濃度が高くなる場合には、区間ｂが短くなる。この場合も、画像濃度が低くなる場合と同様に、差Δｄを検出することで、測定用画像１０１の後端側の濃度変動の検出波形への影響を検出することができる。

第１ＲＯＭ２４０は、区間ｂと区間ａとの差Δｄと、第２二値化信号による重心位置Ｄと実際の測定用画像１０１の形成位置との誤差量から予め決定される測定用画像の形成位置の誤差の修正量αと、の関係を表す情報であるテーブルを予め格納する。図７は、第１ＲＯＭ２４０に格納されるテーブルの例示図である。

ＣＰＵ２００は、第１ＲＯＭ２４０を参照し、測定用画像１０１の検出波形１２０から得られるＸＯＲ信号の区間ａと区間ｂとの差Δｄに応じた修正量αを取得する。ＣＰＵ２００は、第２二値化信号から検出した重心位置Ｄに修正量αを加算することで、測定用画像１０１の端部に濃度変動が生じた場合であっても、該測定用画像１０１の検出波形１２０から実際の形成位置Ｘを決定することができる。つまり、ＣＰＵ２００は、以下の式により測定用画像１０１の実際の形成位置Ｘを算出する。

Ｘ ＝ Ｄ ＋ α …（式１）

そのために重心位置算出部２０１は、第２二値化信号の重心位置Ｄを算出する。非対称性算出部２０２は、ＸＯＲ信号の区間ｂと区間ａとの差Δｄを算出する。修正量取得部２０３は、第１ＲＯＭ２４０を参照し、差Δｄに応じた修正量αを取得する。色ずれ量決定部２０４は、上記の式２により実際の形成位置Ｘを決定する。ＣＰＵ２００は、各色の実際の形成位置Ｘに応じて、各色の測定用画像の色ずれ量γを算出する。ＣＰＵ２００は、算出した各色の色ずれ量γに応じてレーザ走査部２６０を制御し、レーザスキャナ１３ａ〜１３ｄの書き出し位置を調整して、色ずれ補正を行う。例えば、ＣＰＵ２００は、イエローの画像と他の色の画像との相対的な位置を、色ずれ量γに基づいて補正する。なお、測定用画像１０１は、矩形の画像としたが、例えばＶ字状であってもよい。さらに、測定用画像１０１は、その長辺が搬送方向に直交しているが、例えば、その長辺が搬送方向に対して所定の角度を有してもよい。測定用画像１０１は公知の構成であればどのような形状であってもよい。

図８は、以上のような構成の画像形成装置による色ずれ量の算出処理を表すフローチャートである。

制御ユニット８０は、画像形成ユニット１０によりＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色の測定用画像を中間転写ベルト３１に形成する（Ｓ１００５）。Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色の測定用画像は、例えば図２で説明した順に中間転写ベルト３１に形成される。制御ユニット８０は、中間転写ベルト３１の回転に応じて、フォトセンサ１００から各色の測定用画像の検出波形を順次取得する（Ｓ１００６）。本実施形態では、制御ユニット８０は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの順に検出波形を取得する。以下の処理は、各色の測定用画像の検出波形を取得するたびに行われる。

制御ユニット８０は、第１コンパレータ２１０及び第２コンパレータ２２０により、検出波形を第１二値化信号及び第２二値化信号に変換する。第１二値化信号はＸＯＲ部２３０に入力される。第２二値化信号はＸＯＲ部２３０及びＣＰＵ２００に入力される。ＸＯＲ部２３０は、第１二値化信号及び第２二値化信号によりＸＯＲ信号を生成する（Ｓ１００７）。ＸＯＲ信号はＣＰＵ２００に入力される。

ＣＰＵ２００は、重心位置算出部２０１により第２二値化信号から重心位置Ｄを算出する（Ｓ１００８）。ＣＰＵ２００は、非対称性算出部２０２により、ＸＯＲ信号から区間ａと区間ｂとの差Δｄを算出する（Ｓ１００９）。ＣＰＵ２００は、修正量取得部２０３により、第１ＲＯＭ２４０を参照して差Δｄに応じた修正量αを取得する（Ｓ１０１０）。ＣＰＵ２００は、色ずれ量決定部２０４により、取得した修正量α及び重心位置Ｄから、上記の式１により測定用画像の実際の形成位置Ｘを決定する（Ｓ１０１１）。ＣＰＵ２００は、決定した測定用画像の実際の形成位置Ｘを第２ＲＯＭ２５０に格納する（Ｓ１０１２）。

ＣＰＵ２００は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋのすべての色の測定用画像の測定を終了して、すべての色の測定用画像の実際の形成位置Ｘを第２ＲＯＭ２５０に格納したか否かを判断する（Ｓ１０１３）。すべての色の測定用画像の測定が終了していない場合（Ｓ１０１３：N）、制御ユニット８０は、Ｓ１００６以降の処理を繰り返し行う。すべての色の測定用画像の測定が終了した場合（Ｓ１０１３：Y）、ＣＰＵ２００、すべての色の測定用画像の実際の形成位置Ｘに基づいて、各色の色ずれ量γを算出する（Ｓ１０１４）。制御ユニット８０は、算出した各色の色ずれ量γに基づいて色ずれ補正を行う。

以上のように本実施形態の画像形成装置は、端部の画像濃度が変動した測定用画像であっても、ＸＯＲ信号の非対称性から濃度変動の程度を検出し、それに応じた修正量を加味することで、各色の測定用画像の色ずれを正確に検出することができる。そのために画像形成装置は、高精度に色ずれ補正を行うことができるようになる。なお、本実施形態では第２二値化信号の重心位置Ｄを用いて色ずれ補正量Ｘを算出する構成としているが、第１二値化信号の重心位置を用いても同様の処理により色ずれ補正量Ｘを算出することができる。

Claims (7)

1. 像担持体に画像を形成する画像形成手段と、
   前記像担持体に形成された測定用画像を検出する検出手段と、
   前記検出手段による前記測定用画像の検出結果を表すアナログの検出波形を第１閾値により二値化して第１二値化信号を生成する第１コンパレータと、
   前記検出波形を前記第１閾値とは異なる第２閾値により二値化して第２二値化信号を生成する第２コンパレータと、
   前記第１二値化信号と前記第２二値化信号とによる排他的論理和演算を行い、排他的論理和信号を生成する演算手段と、
   前記第２二値化信号から検出される前記検出波形の重心位置と前記排他的論理和信号に応じた前記測定用画像の形成位置の修正量とから、前記測定用画像の実際の形成位置を決定する決定手段と、を備えることを特徴とする、
   画像形成装置。
2. 前記画像形成手段は、前記像担持体に複数の異なる色の画像を形成し、
   前記検出手段は、各色の前記測定用画像を検出し、
   前記決定手段は、各色の前記測定用画像の形成位置を決定することを特徴とする、
   請求項１記載の画像形成装置。
3. 各色の前記測定用画像の形成位置に応じて各色の前記測定用画像の色ずれ量を検出し、この色ずれ量に応じて、前記画像形成手段により画像を形成する際に、前記像担持体への当該画像の形成位置の補正を行う補正手段をさらに備えることを特徴とする、
   請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記排他的論理和信号に応じた前記測定用画像の形成位置の前記修正量を予め格納する格納手段をさらに備えており、
   前記決定手段は、前記格納手段から前記修正量を取得することを特徴とする、
   請求項１〜３のいずれか１項記載の画像形成装置。
5. 前記格納手段は、前記検出波形が前記第１閾値から前記第２閾値まで変化する第１区間と前記検出波形が前記第２閾値から前記第１閾値まで変化する第２区間との差と、前記重心位置と実際の前記測定用画像の形成位置との誤差量から決定される前記修正量と、の関係を表す情報を予め格納することを特徴とする、
   請求項４記載の画像形成装置。
6. 前記決定手段は、前記重心位置に前記修正量を加算して前記測定用画像の形成位置を決定することを特徴とする、
   請求項１〜５のいずれか１項記載の画像形成装置。
7. 像担持体に画像を形成する画像形成手段と、前記像担持体に形成された測定用画像を検出する検出手段と、制御ユニットとを備えた画像形成装置により実行される方法であって、
   前記制御ユニットが、
   前記検出手段による前記測定用画像の検出結果を表すアナログの検出波形を第１閾値により二値化して第１二値化信号を生成するとともに、前記検出波形を前記第１閾値とは異なる第２閾値により二値化して第２二値化信号を生成し、
   前記第１二値化信号と前記第２二値化信号とによる排他的論理和演算を行って、排他的論理和信号を生成し、
   前記第２二値化信号から検出される前記検出波形の重心位置と前記排他的論理和信号に応じた前記測定用画像の形成位置の修正量とから、前記測定用画像の実際の形成位置を決定することを特徴とする、
   位置検出方法。