JP6789702B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の画像形成部により形成される色毎の画像の色ずれ量を補正する色ずれ補正制御に関する。

電子写真方式の画像形成装置は、異なる色の画像を形成する複数の画像形成部を備える。そして、複数の画像形成部によって形成された画像が重ねて転写され、フルカラーの画像が形成される。このような画像形成装置では、異なる色の画像を重ねて転写したときに各色の画像の相対的な位置がずれていると、シートに形成される画像の色味が変化してしまう。そのため、複数の画像形成部により中間転写体にカラーパターンを形成し、センサによりカラーパターンを検知した結果に基づいて前記複数の画像形成部の書き出しタイミングを補正する画像形成装置が知られている（特許文献１）。

特許文献１に記載の画像形成装置は、例えば、ブラックなどの低反射率の画像の色ずれ量を検知するため、基準色のパターン画像と、当該基準色と異なる他の色のパターン画像の上にブラックのパターン画像を重ねた重畳パターン画像とを形成する。

特開２０１２−３２３４号公報

しかしながら、色ずれ量を検知するために重畳パターン画像を用いた場合、基準色のパターン画像の検知結果に対応する出力波形と重畳パターン画像の検知結果に対応する出力波形とが異なってしまい、色ずれ量を高精度に検知できない可能性がある。これは、重畳パターン以外のパターン画像の出力波形の歪み量が重畳パターン画像の出力波形の歪み量より大きいからである。

出力波形の歪み量は中間転写体の凹凸によって生じると考えられる。重畳パターン画像は当該重畳パターンがセンサの測定位置を通過するときに基準色と異なる他の色の画像が中間転写体を覆っているので、センサの出力波形の歪みが抑制されるのである。

そこで、本発明の目的は、色ずれ量を検知するためのカラーパターンの検知結果に対応する出力波形に歪みが生じる場合であっても、色ずれ量を高精度に補正することにある。

上記課題を解決するため、本発明の画像形成装置は、異なる色の画像を形成する複数の画像形成手段と、前記画像が転写され、前記画像を搬送する中間転写体と、基準色のパターン画像と前記基準色と異なる他の色のパターン画像とを含み、前記基準色の画像と前記他の色の画像との相対的な位置のずれに関する色ずれ量を検知するためのカラーパターンを前記中間転写体において検知する検知手段と、前記複数の画像形成手段に前記中間転写体に第１カラーパターンを形成させ、前記検知手段に前記第１カラーパターンを検知させ、前記第１カラーパターンの検知結果と補正データとに基づいて前記色ずれ量を決定し、前記色ずれ量に基づいて前記複数の画像形成手段により形成される前記異なる色の画像の書き出しタイミングを補正する補正手段と、前記複数の画像形成手段に第２カラーパターンを形成させ、前記検知手段に前記第２カラーパターンを検知させ、前記複数の画像形成手段に第３カラーパターンを形成させ、前記検知手段に前記第３カラーパターンを検知させ、前記第２カラーパターンの検知結果と前記第３カラーパターンの検知結果とに基づいて、前記補正データを生成する生成手段と、を有し、前記第１カラーパターンは、第１色の第１パターン画像と第１重畳パターン画像とを含み、前記第２カラーパターンは、所定の色の画像の上に形成された、前記第１色の第２パターン画像と第２重畳パターン画像とを含み、前記第３カラーパターンは、前記第１色の第３パターン画像と第３重畳パターン画像とを含み、前記第１重畳パターン画像は、前記第１色の他の第１パターン画像の上に前記第１色と異なる第２色の第１パターン画像が重なっており、前記第２重畳パターン画像は、前記第１色の他の第２パターン画像の上に前記第２色の第２パターン画像が重なっており、前記第３重畳パターン画像は、前記第１色の他の第３パターン画像の上に前記第２色の第３パターン画像が重なっており、前記所定の色は前記第１色と異なり、且つ、前記第２色と異なることを特徴とする。

本発明によれば、色ずれ量を検知するためのカラーパターンの検知結果に対応する出力波形に歪みが生じる場合であっても、色ずれ量を高精度に補正できる。

画像形成装置の概略断面図 センサの構成を説明する模式図 中間転写ベルトに形成されたカラーパターンＡの模式図 カラーパターンに含まれるパターン画像の検知結果の模式図 マゼンタのパターン画像と重畳パターン画像との検知結果の模式図 出力波形の歪みが原因の色ずれ量を測定した実験結果 補正データを検知するために形成されるカラーパターンＢ及びＣの模式図 画像形成装置の制御ブロック図 画像形成装置の画像形成動作を含むフローチャート図 色ずれ補正のフローチャート図 補正データを生成するための補正量決定処理のフローチャート図 センサのスポット径の寸法とカラーパターンＢの寸法とを示す模式図

（画像形成装置）
図１は本実施例に係るカラー画像形成装置１００（以下、画像形成装置１００）の全体構成を示す断面図であり、電子写真方式のフルカラープリンタの概略構成を示している。図１に示す画像形成装置１００は原稿読取部１０１と画像形成部１０２を有する。原稿読取部１０１で原稿画像を読み取り、読み取られた画像データに基づいて画像形成部１０２はシートに画像を形成する。

画像形成部１０２には、イエローの画像を形成するための画像形成部Ｙ、マゼンタの画像を形成するための画像形成部Ｍ、シアンの画像を形成するための画像形成部Ｃ、ブラックの画像を形成するための画像形成部Ｂｋが備えられている。画像形成部Ｙには感光ドラム１０３ａ、感光ドラム１０３ａを帯電するための帯電装置１０４ａ、帯電された感光ドラム１０３ａに静電潜像を形成するための光ビーム（レーザ光）を出射する光走査装置１０５ａが備えられている。感光ドラム１０３ａの表面には感光体として機能する感光層が形成されている。画像形成部Ｙは、静電潜像を現像剤によって現像する現像装置１０６ａ、感光ドラム１０３ａ上の残留トナーを清掃するためのクリーニング装置１０７ａが設けられている。画像形成部Ｍ、Ｃ、及びＢｋは画像形成部Ｙと同様の構成であるので、ここでの説明は省略する。

画像形成部１０２で行われる画像形成プロセスについて説明する。画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ、及びＢｋの画像形成プロセスは同様のプロセスであるので、イエローの画像形成部Ｙを例に説明する。画像形成プロセスが開始されると、不図示のモータにより感光ドラム１０３ａが矢印Ａ方向へ回転する。そして、感光ドラム１０３ａは帯電装置１０４ａによって帯電される。帯電された感光ドラム１０３ａ上には光走査装置１０５ａから出射されるレーザ光（光ビーム）により静電潜像が形成され、この静電潜像は現像装置１０６ａによりイエローのトナーを用いて現像される。

そして、この感光ドラム１０３ａ上に現像されたイエローの画像は、一次転写ローラ１０８ａに印加される転写バイアスによって中間転写ベルト１０９に転写される。中間転写ベルト１０９は、画像が転写される中間転写体として機能する。

画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ、及びＢｋにより形成された画像が中間転写ベルト１０９において重なるように転写される。これによって、中間転写ベルト１０９にはフルカラーの画像が形成される。矢印Ｂ方向は中間転写ベルト１０９が画像を搬送する搬送方向を表わしている。中間転写ベルト１０９に担持された画像は、中間転写ベルト１０９の画像をシートへ転写するための転写部Ｔへ搬送される。二次転写部Ｔは、中間転写ベルト１０９と二次転写ローラ１１１とのニップ部である。二次転写ローラ１１１が中間転写ベルト１０９をローラ１１０へ押圧してニップ部が形成される。画像が二次転写部Ｔに到達するタイミングとシートが二次転写部Ｔに到達するタイミングとは制御されている。シートが二次転写部Ｔを通過するときに二次転写ローラ１１１には転写バイアスが印加される。これによって、中間転写ベルト１０９上の画像がシートに転写される。その後、画像を転写されたシートは定着器１１２へ搬送される。定着器１１２はヒータと、２本のローラとを有し、ヒータの熱とローラの圧力とによって画像がシートに定着される。そして、定着器１１２を通過したシートは排紙ローラによって装置外に排出される。

なお、ブラックの画像形成部Ｂｋは、中間転写ベルト１０９の回転方向においてその他の有彩色の画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃよりも二次転写部側に設けられている。このように配置することによってモノクロ画像を形成する場合にユーザによって画像形成の指示がなされてから画像が出力されるまでの時間を抑えることができる。

中間転写ベルト１０９の近傍には後述するパターン画像を検知するためセンサ１１３が設けられている。光学式センサ１１３は、図１に示すように、中間転写ベルト１０９の搬送方向において画像形成部Ｂｋと二次転写ローラ１１１との間に設けられている。

また、画像形成装置１００は操作部１１４を備える。ユーザは操作部１１４を操作することで画像形成装置１００へ画像形成開始を指示したり、後述の色ずれ補正の実行を画像形成装置１００へ指示できる。

図２はパターン画像を検知するセンサ１１３の要部断面図と中間転写ベルト１０９の上面視である。センサ１１３は、中間転写ベルト１０９に形成されたパターン画像からの反射光を検出する光学式センサである。センサ１１３は、例えば、パターン画像からの乱反射光を検出する。センサ１１３は、中間転写ベルト１０９に向けて光を照射（投射）する発光部６０１と、中間転写ベルト１０９又はパターン画像からの反射光を受光する受光部６０２を備える。受光部６０２は、発光部６０１から中間転写ベルト１０９へ照射した光の乱反射光が受光できるように、入射角と反射角が等しくならない位置に配置されている。受光部６０２は、パターン画像から鏡面反射された光が受光されない位置に配置される。

センサ１１３は受光部６０２に受光された光の強度（受光光量）に応じたレベルの信号を出力する。センサ１１３は、発光部６０１から光が照射された領域６０５のうちの検出エリア６０４からの反射光を集光するレンズ６０３を有する。つまり、受光部６０２は検出エリア６０４からの拡散反射光を選択的に受光する。

続いて、色ずれ補正制御について説明する。色ずれ補正制御は、画像形成装置の製造ばらつきによる画像の書き出し位置のずれ、及び、内部温度の変化による書き出し位置のずれを補正するためのキャリブレーションである。

画像形成装置１００は、画像形成枚数が所定枚数に達した場合、或いは、画像形成装置１００の内部温度が所定温度以上変化した場合、色ずれ補正制御が実行される。さらに、画像形成装置１００は、例えば、画像形成装置１００の主電源がオンされた場合、色ずれ補正制御が実行される。さらに、画像形成装置１００は、例えば、画像形成装置１００の内部温度が所定温度以上変化した場合に色ずれ補正制御が実行される。さらに、画像形成装置１００は、例えば、操作部１１４からユーザが色ずれ補正制御の実行を指示した場合、色ずれ補正が実行される。

図３は中間転写ベルト１０９に形成されたカラーパターンＡの模式図である。カラーパターンＡは、マゼンタのパターン画像３０２、イエローのパターン画像３０１、シアンのパターン画像３０３、及びブラックのパターン画像の隙間からマゼンタのパターン画像が露出した重畳パターン画像３０４を含む。ブラックのパターン画像からの反射光は小さいので、ブラックのパターン画像の位置を検出するために重畳パターン画像３０４が形成される。ここで、マゼンタのパターン画像３０２は第１色のパターン画像に対応し、ブラックのパターン画像は第２色のパターン画像に対応する。

基準色のパターン画像はマゼンタのパターン画像とする。なお、基準色のパターン画像は、ブラック以外の、例えば、イエローなどの他の色のパターン画像であってもよい。センサ１１３により各パターン画像を検知した時間に基づいて、各色の画像の書き出し位置を補正する方法は公知の方法を用いるので、ここでの説明は省略する。

（波形歪み）
図４は、パターン画像を検知した場合に、センサ１１３から出力されたアナログ信号と、当該アナログ信号がコンパレータ４０３（図８）により２値化されたデジタル信号とを示す。図４において、実線のアナログ信号は、複数ページ分の画像を形成した後に中間転写ベルト１０９に形成されたパターン画像をセンサ１１３により検知した場合のセンサ１１３のアナログ信号である。図４において、破線のアナログ信号は、中間転写ベルト１０９の表面状態が理想的な状態でパターン画像をセンサ１１３により検知した場合のセンサ１１３のアナログ信号である。

図４に示すように、センサ１１３のアナログ信号の出力波形（実線）は歪んでいる。図４において、センサ１１３のアナログ信号の出力波形（破線）の重心位置は、センサ出力値が閾値以上の期間ａにおいて期間ａ／２が経過したタイミングに対応する。一方、図４において、センサ１１３のアナログ信号の出力値（実線）の重心位置は、センサ出力値が閾値以上の期間ｂにおいて期間ｂ／２が経過したタイミングに対応する。つまり、出力波形が歪んでいるときの重心位置と出力波形が歪んでいないときの重心位置とは、図４に示すように、タイミングδずれてしまう。

図５は、センサ１１３がカラーパターンＡのパターン画像３０２、３０４、３０２を検知したときにセンサ１１３から出力されるアナログ信号とデジタル信号とを示した図である。

複数ページ分の画像が形成された後の中間転写ベルト１０９の表面が荒れた状態においては、パターン画像３０２の出力波形は歪んでいるが、重畳パターン画像３０４の出力波形は歪んでいない。重畳パターン画像３０４の出力波形が歪んでいない理由は、ブラックのパターン画像が中間転写ベルト１０９の表面を覆い隠しているからである。なお、イエローのパターン画像３０１の出力波形やシアンのパターン画像３０３の出力波形は、マゼンタのパターン画像３０２の出力波形と同じように歪んでしまう。つまり、パターン画像３０１、３０２、及び３０３の出力波形にはタイミングδのずれが生じており、重畳パターン画像３０４の出力波形にはタイミングδのずれが生じない。

出力波形が歪むことが原因でパターン画像３０１、及び３０２の重心位置がずれ量δだけ理論値と異なる場合、中間転写ベルト１０９の搬送方向においてマゼンタの画像とイエローの画像との相対的な位置のずれに関する色ずれ量Ｄｙは式（１）で算出される。なお、マゼンタのパターン画像３０２の重心位置Ｐｍ、イエローのパターン画像３０１の重心位置Ｐｙ、真の色ずれ量Δｙとする。
Ｄｙ＝（Ｐｍ＋δ）−（Ｐｙ＋δ）
＝ Ｐｍ−Ｐｙ
＝ Δｙ ・・・式（１）
つまり、出力波形が同じように歪んでいる場合には、ずれ量δが相殺されて実際の補正量は変わらない。

一方、重畳パターン画像３０４の出力波形はパターン画像３０１、３０２、及び３０３の出力波形のように歪んでいないので、ブラックの色ずれ量には誤差が生じてしまう。中間転写ベルト１０９の搬送方向においてマゼンタの画像とブラックの画像との相対的な位置のずれに関する色ずれ量Ｄｋは式（２）で算出される。なお、マゼンタのパターン画像３０２の重心位置Ｐｍ、ブラックのパターン画像３０４の重心位置Ｐｋ、真の色ずれ量Δｋとする。
Ｄｋ＝Ｐｋ−（Ｐｍ＋δ）
＝Ｐｋ−Ｐｍ−δ
＝Δｋ−δ ・・・式（２）
つまり、色ずれ量にずれ量δ分の誤差が残ってしまう。

そこで、本発明の画像形成装置１００は、色ずれ量のずれ量δを２つのカラーパターンＢ、及びＣの検知結果から生成し、カラーパターンＡの検知結果から算出された色ずれ量Ｄｋにずれ量δを加算して理想的な色ずれ量Δｋを算出する。図７（ａ）はカラーパターンＢの模式図であり、図７（ｂ）はカラーパターンＣの模式図である。

カラーパターンＢは、イエローの帯画像３０５をマゼンタのパターン画像３０２及び重畳パターン画像３０４の下に敷いて、帯画像３０５が中間転写ベルト１０９の表面を覆っている。これによって、マゼンタのパターン画像３０２の出力波形は歪まないので、カラーパターンＢの検知結果に基づいてブラックのパターン画像３０４の真の色ずれ量Δｋが算出される。なお、帯画像３０５のトナー付着量は、マゼンタのパターン画像のトナー付着量より少ない。これは、カラーパターンＢに付着するトナーの量が許容範囲を越えてしまうと、帯画像３０５からの反射光の強度とパターン画像３０２からの反射光の強度との差が低下してしまい、色ずれ量を高精度に検知できないからである。さらに、中間転写ベルト１０９のクリーニングに費やす時間が増加してしまう可能性もある。

一方、カラーパターンＣは、カラーパターンＡと同様のカラーパターンである。カラーパターンＢと異なり、イエローの帯画像３０５は形成されていない。なお、カラーパターンＣは、マゼンタのパターン画像３０２、及び重畳パターン画像３０４だけであってもよい。カラーパターンＣにおいては、カラーパターンＢの検知結果に基づいてブラックのパターン画像３０４の色ずれ量Ｄｋが算出される。

そして、カラーパターンＢの検知結果から算出された真の色ずれ量ΔｋからカラーパターンＣの検知結果から算出された色ずれ量Ｄｋを引いて、ずれ量δが算出できる。色ずれ補正を実行する度にイエローの帯画像３０５が形成されてしまうと、イエローの現像剤の消費量が多くなってしまう。そのため、高頻度に実行される色ずれ補正制御においては、カラーパターンＡが形成される。そして、イエローやシアンの色ずれ量は、センサ１１３によるカラーパターンＡの検知結果から算出され、ブラックの色ずれ量は、センサ１１３によるカラーパターンＡの検知結果とずれ量δとに基づいて算出される。これによって、イエロー、マゼンタ、及びシアンのパターン画像の出力波形の歪みとブラックのパターン画像の出力波形の歪みが異なる場合であっても、色毎に色ずれ量を高精度に補正できる。

（波形歪みの推移）
次に、中間転写ベルト１０９の表面状態が変化した場合の波形歪みの推移について説明する。図６は、画像形成枚数と出力波形の歪みが原因のブラックの色ずれ量との関係を調べた実験結果である。横軸は画像形成枚数の累積数で、縦軸は出力波形の歪みが原因の色ずれ量を示している。図６の実験結果から、画像形成枚数が増加すると歪み量も増加していると考えられる。

色ずれ補正が、例えば、画像形成枚数の累積数が１０００枚に達する度に実行される場合、出力波形の歪みが原因の色ずれ量のずれ量δはあまり変化しない。つまり、色ずれ補正が実行される度にカラーパターンＢを形成する必要はない。従って、画像形成装置１００は、例えば、５００００頁分の画像が形成された場合にずれ量δを更新し、画像形成枚数の累積数が１０００枚に達する度に実行される色ずれ補正においては、カラーパターンＡを検知する。

（画像形成装置の制御フロー）
次に、画像形成装置１００の制御ブロック図を図８に基づいて説明する。ＣＰＵ４００は画像形成装置１００の各部を制御する制御回路である。ＲＯＭ４０１は、ＣＰＵ４００により実行される、後述のフローチャートの各種処理等を実行するために必要な制御プログラムが記憶されている。ＲＡＭ４０２はＣＰＵ４００が動作するためのシステムワークメモリである。画像形成部１０２、操作部１１４、センサ１１３の説明は省略する。

温度センサ１００５は、画像形成装置１００の内部温度を検知する。ＣＰＵ４００は、色ずれ補正が前回実施されたときに温度センサ１００５により検知された内部温度をＲＡＭ４０２に記憶させ、記憶された温度と現在の温度とが所定温度以上異なっている場合、色ずれ補正を実行して色ずれ量を更新する。

コンパレータ４０３は、ＣＰＵ４００によって設定された閾値に基づいて、センサ１１３のアナログ信号を２値のデジタル信号へ変換する。変換されたデジタル信号は色ずれ量補正部２００へ出力される。

色ずれ量補正部２００は、コンパレータ４０３を介して入力されたセンサ１１３の出力信号に基づいて、各パターン画像の重心位置を決定し、マゼンタのパターン画像の重心位置と他の色のパターン画像の重心位置との差に基づいて色ずれ量を決定する。なお、色ずれ量補正部２００は、イエロー、及びシアンの色ずれ量をセンサ１１３によるカラーパターンの検知結果に基づいて算出し、ブラックの色ずれ量をセンサ１１３によるカラーパターンの検知結果とＲＡＭ４０２に記憶されたずれ量δとに基づいて算出する。

そして、色ずれ量補正部２００は、中間転写ベルト１０９の搬送方向に直交する方向における画像の書き出し位置を、光走査装置１０５から照射されたレーザ光が走査される方向における基準位置を基準として色ずれ量に相当する画素分の距離だけシフトする。これによって、光走査装置１０５のレーザ光が感光ドラム１０３を走査する主走査方向の書き出しタイミングが補正される。さらに、色ずれ量補正部２００は、中間転写ベルト１０９の搬送方向における画像の書き出し位置を、感光ドラム１０３の表面が移動する方向における基準位置を基準としたときに色ずれ量に相当する距離だけシフトする。これによって、中間転写ベルト１０９の搬送方向と平行な副走査方向の書き出しタイミングが補正される。

次に、画像形成装置１００が画像データに基づいて画像を形成する画像形成動作について図９のフローチャートに基づき説明する。なお、ＣＰＵ４００は、画像形成装置１００の主電源がオンされると、ＲＯＭ４０１に格納されたプログラムを読み出し、図９のフローチャートの各処理を実行する。

ＣＰＵ４００は、画像形成装置１００の主電源がオンされた後、色ずれ補正を実行する（Ｓ１）。ステップＳ１の色ずれ補正は図１０のフローチャートを用いて後述する。ＣＰＵ４００は、色ずれ量の検知結果と、温度センサ１００５によって検知された温度をＲＡＭ４０２に記憶する。そして、ＣＰＵ４００は、原稿読取部１０１や不図示のＰＣから画像データが転送されたか否かを判定する（Ｓ２）。

ステップＳ２において画像データが転送された場合、ＣＰＵ４００は、色ずれ補正の実行条件を満たしているか否かを判定する（Ｓ３）。ステップＳ３において、色ずれ補正の実行条件は、例えば、前回の色ずれ補正が実行されてから画像形成装置１００が画像を形成したシートの枚数である。前述の画像形成枚数の累積値が所定数に達した場合、ＣＰＵ４００は実行条件を満たしていると判定する。ステップＳ３において色ずれ補正の実行条件が満たされている場合、ＣＰＵ４００は色ずれ補正を実行する（Ｓ４）。ステップＳ４の色ずれ補正はステップＳ１の色ずれ補正と同じであり、図１０のフローチャートを用いて後述する。そして、ステップＳ４において色ずれ補正が実行された後、ＣＰＵ４００はステップＳ５へ処理を移行する。

一方、ステップＳ３において色ずれ補正の実行条件が満たされていない場合、ＣＰＵ４００は、画像形成部１０２に画像データに基づく画像を形成させる（Ｓ５）。ステップＳ５において、画像形成部１０２の画像の書き出し位置は、色ずれ量補正部２００により決定された色ずれ量に基づいてシフトされている。つまり、色ずれ量補正部２００は色ずれ量に基づいて色ずれ量を補正する補正手段として機能する。

ステップＳ５において１ページ分の画像が形成されると、ＣＰＵ４００は、画像データに含まれる全ての画像が形成されたか否かを判定する（Ｓ６）。ステップＳ６において、画像データに含まれる全ての画像が形成されていなければ、ＣＰＵ４００は処理をステップＳ３へ移行する。一方、ステップＳ６において画像データに含まれる全ての画像が形成されていれば、ＣＰＵ４００は、ずれ量δを生成する補正量決定処理の実行条件を満たしているか否かを判定する（Ｓ７）。

ステップＳ７において、補正量決定処理の実行条件は、例えば、前回の補正量決定処理が実行されてから画像形成装置１００が画像を形成したシートの枚数である。前述の画像形成枚数の累積値が、例えば、５００００枚に達していた場合、ＣＰＵ４００は実行条件を満たしていると判定する。ステップＳ７において補正量決定処理の実行条件が満たされている場合、ＣＰＵ４００は補正量決定処理を実行する（Ｓ８）。ステップＳ８の補正量決定処理は図１１のフローチャートを用いて後述する。そして、補正量決定処理が実行された後、ＣＰＵ４００はステップＳ９へ処理を移行する。

一方、ステップＳ７において補正量決定処理の実行条件が満たされていない場合、ＣＰＵ４００は、画像形成装置の主電源がオフされたか否かを判定する（Ｓ９）。ステップＳ９において、主電源がオフされた場合、ＣＰＵ４００は画像形成装置１００の画像形成動作を終了する。

一方、ステップＳ９において、主電源がオフされていなければ、ＣＰＵ４００はステップＳ２へ処理を移行する。なお、ステップＳ２において画像データが転送されていなければ、ＣＰＵ４００はステップＳ９へ処理を移行する。すなわち、ＣＰＵ４００は、画像データが転送されるか、主電源がオフされるまで、ステップＳ２とステップＳ９の処理を繰り返し実行する。

次に、図９のステップＳ１、及びＳ４において実行される色ずれ補正を図１０のフローチャートに基づいて説明する。色ずれ補正においては、画像形成部１０２がカラーパターンＡ（図３）を形成し、センサ１１３によるカラーパターンＡの検知結果とずれ量δとに基づいて色ずれ量補正部２００が各色の色ずれ量を調整する。なお、補正量決定処理が初めて実行されるまで、ずれ量δは例えば０とする。

色ずれ補正が実行された場合、先ず、ＣＰＵ４００はコンパレータ４０３に設定する閾値Ｔｈ１を決定する（Ｓ１０１）。ステップＳ１０１において、ＣＰＵ４００は、センサ１１３に中間転写ベルト１０９を検知させ、中間転写ベルト１０９からの反射光に対応するセンサ出力値を取得する。次いで、ＣＰＵ４００は、画像形成部１０２にカラーパターンＡを形成させ、センサ１１３にカラーパターンＡを検知させ、カラーパターンＡの各パターン画像からの反射光に対応するセンサ出力値を取得する。そして、ＣＰＵ４００は、中間転写ベルト１０９からの反射光に対応するセンサ出力値より大きく、且つ、カラーパターンＡの各パターン画像からの反射光に対応するセンサ出力値より小さい閾値Ｔｈ１を決定する。

次いで、ＣＰＵ４００は、画像形成部１０２にカラーパターンＡ（図１０においてはパターン画像Ａと記載）を形成させ（Ｓ１０２）、センサ１１３にカラーパターンＡを検知させる（Ｓ１０３）。ステップＳ１０３において、ＣＰＵ４００は、ステップＳ１０１において決定された閾値Ｔｈ１をコンパレータ４０３に設定し、センサ１１３の出力値を取得する。色ずれ補正部２００は、センサ１１３のデジタル信号に基づいて、各パターン画像の重心位置を決定し、色毎に色ずれ量を算出する。

次いで、ＣＰＵ４００は、ＲＡＭ４０２に記憶されたずれ量δを読み出し（Ｓ１０４）、色ずれ補正部２００に転送する。色ずれ補正部２００は、各色の色ずれ量を決定する（Ｓ１０５）。ステップＳ１０５において、イエロー及びシアンの色ずれ量は、カラーパターンＡの検知結果から算出される。一方、ブラックの色ずれ量は、カラーパターンＡの検知結果とＣＰＵ４００から入力されたずれ量δとに基づいて算出される。ステップＳ１０５において色ずれ量が決定されると、色ずれ量補正部２００は、画像形成部１０２の書き出し位置を調整する。そして、ＣＰＵ４００は、色ずれ補正の処理を終了する。

次に、図９のステップＳ８において実行される補正量決定処理を図１１のフローチャートに基づいて説明する。補正量決定処理においては、画像形成部１０２がカラーパターンＢ、及びＣ（図７）を形成し、センサ１１３によるカラーパターンＢ、及びＣの検知結果に基づいてＣＰＵ４００がずれ量δを生成する。ずれ量δはＲＡＭ４０２へ格納される。

補正量決定処理が実行された場合、先ず、ＣＰＵ４００はコンパレータ４０３に設定する閾値Ｔｈ２を決定する（Ｓ２０１）。ステップＳ２０１において、ＣＰＵ４００は、画像形成部１０２にカラーパターンＢを形成させ、センサ１１３にカラーパターンＢを検知させ、カラーパターンＢのイエローの帯画像３０５からの反射光に対応するセンサ出力値を取得する。さらに、ＣＰＵ４００は、カラーパターンＢのマゼンタのパターン画像３０２、及び重畳パターン画像３０４からの反射光に対応するセンサ出力値を取得する。そして、ＣＰＵ４００は、イエローの帯画像３０５からの反射光に対応するセンサ出力値より大きく、且つ、パターン画像３０２、及び重畳パターン画像３０４からの反射光に対応するセンサ出力値より小さい閾値Ｔｈ２を決定する。

次いで、ＣＰＵ４００は、画像形成部１０２にカラーパターンＢ（図１１においてはパターン画像Ｂと記載）を形成させ（Ｓ２０２）、センサ１１３にカラーパターンＢを検知させる（Ｓ２０３）。ステップＳ２０３において、ＣＰＵ４００は、ステップＳ２０１において決定された閾値Ｔｈ２をコンパレータ４０３に設定し、センサ１１３の出力値を取得する。色ずれ補正部２００は、センサ１１３のデジタル信号に基づいて、各パターン画像の重心位置を決定し、マゼンタの画像に対するブラックの画像の真の色ずれ量を算出する。

次いで、ＣＰＵ４００は、画像形成部１０２にカラーパターンＣ（図１１においてはパターン画像Ｃと記載）を形成させ（Ｓ２０４）、センサ１１３にカラーパターンＣを検知させる（Ｓ２０５）。ステップＳ２０５において、ＣＰＵ４００は、ステップＳ１０１において決定された閾値Ｔｈ１をコンパレータ４０３に設定し、センサ１１３の出力値を取得する。色ずれ補正部２００は、センサ１１３のデジタル信号に基づいて、各パターン画像の重心位置を決定し、色毎に色ずれ量を算出する。

そして、ＣＰＵ４００は、カラーパターンＢの検知結果から算出された真の色ずれ量ΔｋからカラーパターンＣの検知結果から算出された色ずれ量Ｄｋを引いて、ずれ量δを算出する（Ｓ２０７）。ステップＳ２０７において算出されたずれ量δは、ブラックの画像の色ずれ量を補正するための補正データに相当する。ずれ量δはＲＡＭ４０２に格納される。

また、色ずれ補正部２００は、ステップＳ２０５において取得されたカラーパターンＣの検知結果に基づいて、各色の色ずれ量を決定する（Ｓ２０７）。ステップＳ２０７において、イエロー及びシアンの色ずれ量は、カラーパターンＣの検知結果から算出される。一方、ブラックの色ずれ量は、カラーパターンＣの検知結果とステップＳ２０６において算出されたずれ量δとに基づいて算出される。ステップＳ２０７において色ずれ量が決定されると、色ずれ量補正部２００は、画像形成部１０２の書き出し位置を調整する。そして、ＣＰＵ４００は、補正量決定処理を終了する。

（カラーパターンＢの寸法）
次に、カラーパターンＢとセンサ１１３の検出エリア６０４との関係について図１２に基づき説明する。長さＬ１は、中間転写ベルト１０９の搬送方向において、センサ１１３の検出エリア６０４の長さに相当する。長さＬ２は、中間転写ベルトの搬送方向において、帯画像３０５の前端からマゼンタのパターン画像３０２の前端までの距離に相当する。長さＬ３は、中間転写ベルトの搬送方向において、マゼンタのパターン画像と重畳パターン画像３０４との間の距離に相当する。

ずれ量δを高精度に検知するため、長さＬ２は長さＬ１以上長くすることが望ましい。仮に長さＬ２が長さＬ１より短い場合、パターン画像３０２のセンサ出力値（アナログ信号）において受光部６０２が中間転写ベルト１０９とパターン画像３０２との反射光を同時に受光してしまう。そのため、センサ１１３の出力波形に歪みが生じてしまう。従って、搬送方向において帯画像３０５の長さは、パターン画像３０２よりもセンサ１１３の検出エリア６０４の長さ分だけ長くなっている。

また、長さＬ３は長さＬ１以上長くすることが望ましい。長さＬ３が長さＬ１より小さい場合、パターン画像３０２のセンサ出力値（アナログ信号）において受光部６０２がパターン画像３０２と帯画像３０５と重畳パターン画像３０４との反射光を同時に受光してしまう。この場合も、同様に、センサ１１３の出力波形に歪みが生じてしまう。従って、搬送方向においてパターン画像３０２と重畳パターン画像３０４との間隔は、検出エリア６０４の長さより長くなっている。

また、上記説明においては、画像形成枚数が５００００枚に達した場合に、補正量決定処理を実行する構成としたが、例えば、操作部１１４からの更新指示に基づいて、ＣＰＵ４００が補正量決定処理を実行する構成としてもよい。この場合、操作部１１４は、補正データの更新指示が入力可能な入力手段として機能する。

以上、本発明によれば、重畳パターン画像を用いて色ずれ量を補正する構成において、重畳パターン画像と他のパターン画像とのセンサ出力波形の歪みが異なっている場合であっても、補正データに基づいて色ずれ量を高精度に求めることができる。さらに、センサ１１３の出力波形の歪みが、中間転写ベルト１０９の摩耗に伴って変化する場合においても、補正データを更新するので、色ずれ量を高精度に補正することができる。

１０２ 画像形成部
１０９ 中間転写ベルト
１１３ センサ
２００ 色ずれ補正部
４００ ＣＰＵ

Claims (10)

1. 異なる色の画像を形成する複数の画像形成手段と、
   前記画像が転写され、前記画像を搬送する中間転写体と、
   基準色のパターン画像と前記基準色と異なる他の色のパターン画像とを含み、前記基準色の画像と前記他の色の画像との相対的な位置のずれに関する色ずれ量を検知するためのカラーパターンを前記中間転写体において検知する検知手段と、
   前記複数の画像形成手段に前記中間転写体に第１カラーパターンを形成させ、前記検知手段に前記第１カラーパターンを検知させ、前記第１カラーパターンの検知結果と補正データとに基づいて前記色ずれ量を決定し、前記色ずれ量に基づいて前記複数の画像形成手段により形成される前記異なる色の画像の書き出しタイミングを補正する補正手段と、
   前記複数の画像形成手段に第２カラーパターンを形成させ、前記検知手段に前記第２カラーパターンを検知させ、前記複数の画像形成手段に第３カラーパターンを形成させ、前記検知手段に前記第３カラーパターンを検知させ、前記第２カラーパターンの検知結果と前記第３カラーパターンの検知結果とに基づいて、前記補正データを生成する生成手段と、を有し、
   前記第１カラーパターンは、第１色の第１パターン画像と第１重畳パターン画像とを含み、
   前記第２カラーパターンは、所定の色の画像の上に形成された、前記第１色の第２パターン画像と第２重畳パターン画像とを含み、
   前記第３カラーパターンは、前記第１色の第３パターン画像と第３重畳パターン画像とを含み、
   前記第１重畳パターン画像は、前記第１色の他の第１パターン画像の上に前記第１色と異なる第２色の第１パターン画像が重なっており、
   前記第２重畳パターン画像は、前記第１色の他の第２パターン画像の上に前記第２色の第２パターン画像が重なっており、
   前記第３重畳パターン画像は、前記第１色の他の第３パターン画像の上に前記第２色の第３パターン画像が重なっており、
   前記所定の色は前記第１色と異なり、且つ、前記第２色と異なることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記補正手段は、第１条件が満たされた場合に、前記複数の画像形成手段に前記第１カラーパターンを形成させ、
   前記生成手段は、前記第１条件と異なる第２条件が満たされた場合に、前記複数の画像形成手段に前記第２カラーパターンと前記第３カラーパターンと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. 前記中間転写体上の前記画像をシートに転写する転写手段を更に有し、
   前記複数の画像形成手段の画像形成枚数が第１閾値を越えた場合、前記第１条件が満たされ、
   前記画像形成枚数が前記第１閾値より大きい第２閾値を越えた場合に、前記第２条件が満たさ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. 前記補正データの更新指示が入力可能な入力手段を更に有し、
   前記生成手段は、前記入力手段から前記更新指示が入力された場合に、前記複数の画像形成手段に前記第２パターン画像と前記第３パターン画像とを形成させ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３カラーパターンは、さらに、前記第１色の他のパターン画像を含む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. 前記補正手段は、前記生成手段が前記補正データを生成する場合、前記第３カラーパターンの検知結果と前記補正データとに基づいて前記色ずれ量を決定し、前記色ずれ量に基づいて前記複数の画像形成手段により形成される前記異なる色の画像の書き出しタイミングを補正することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記第２色はブラックであ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. 前記検知手段は、
   前記中間転写体へ光を照射する発光部と、
   前記発光部から照射され、前記パターン画像から鏡面反射された光が受光されない位置において前記パターン画像からの拡散反射光を受光する受光部と
   を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の画像形成装置。
9. 前記中間転写体が前記第２カラーパターンを搬送する搬送方向において前記所定の色の前記画像の前端から前記第１色の第２パターン画像の前端までの長さは、前記搬送方向において前記検知手段の検出エリアの長さより長いことを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
10. 前記搬送方向において前記第１色の第２パターン画像と前記第２重畳パターン画像との間隔は、前記搬送方向において前記検知手段の検出エリアの長さより長いことを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。

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