(57)【要約】【課題】測定用画像の位置を精度よく検出することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置は、中間転写ベルト８に形成された色ずれ補正量検出用の複数の色の測定用画像を検出して検出信号を出力する色ずれ検出センサ４０、検出信号を色毎に設定される閾値に応じて二値化した二値化信号を生成するコンパレータ７２、及び二値化信号から色ずれ量を算出するコントローラ７００を備える。画像形成装置は、複数の画像形成部により各色の測定用画像を形成する。コントローラ７００は、各画像形成部に測定用画像を形成させるタイミングに基づいて、閾値コンパレータに設定される閾値を切り替える閾値切替タイミングを生成する。【選択図】図７
2019144506.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる色の画像を形成する複数の画像形成手段と、
前記複数の画像形成手段により形成された前記画像を担持し、前記画像を所定方向へ搬送する像担持体と、
前記像担持体の検出領域からの反射光を検出し、前記検出された反射光に応じた検出値を出力する検出手段と、
前記検出値と閾値を比較して当該比較結果に応じた二値化信号を生成する比較手段と、
前記比較手段の前記閾値を制御する閾値調整手段と、
前記閾値調整手段に前記閾値を設定させるための閾値切替タイミングを生成するタイミング生成手段と、
前記複数の画像形成手段に各色の色ずれ量を検出するための各色の測定用画像を形成させ、転写させることで前記像担持体に各色の前記測定用画像を形成し、各色の前記測定用画像を検出した前記検出手段から出力される各色の検出信号の前記閾値による二値化信号に応じて、各色の色ずれ量を取得する制御手段と、を備え、
前記タイミング生成手段は、前記制御手段が前記複数の画像形成手段に各色の前記測定用画像を形成させるタイミングに基づいて、前記閾値切替タイミングを生成することを特徴とする、
画像形成装置。
【請求項２】
前記タイミング生成手段は、前記制御手段が前記複数の画像形成手段のうち前記検出手段に最も近い位置に配置される画像形成手段に前記測定用画像を形成させるタイミングに基づいて、前記閾値切替タイミングを生成することを特徴とする、
請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記複数の画像形成手段は、第１色の画像を形成する第１画像形成手段と、前記第１色とは異なる第２色の画像を形成する第２画像形成手段とを有し、
前記タイミング生成手段は、前記制御手段が前記第１画像形成手段に第１測定用画像を形成させるタイミングと、前記第２画像形成手段に第２測定用画像を形成させるタイミングとに基づいて、前記閾値切替タイミングを生成することを特徴とする、
請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記タイミング生成手段は、前記像担持体に形成された前記第１測定用画像を前記検出手段が検出するタイミングと、前記像担持体に形成された前記第２測定用画像を前記検出手段が検出するタイミングとの間を前記閾値切替タイミングとすることを特徴とする、
請求項３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記タイミング生成手段は、前記複数の画像形成手段が画像を形成する形成位置と、前記検出手段の検出範囲と、前記形成位置から前記検出範囲までの前記測定用画像の搬送速度と、に基づいて、前記閾値切替タイミングを生成することを特徴とする、
請求項１〜４のいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記タイミング生成手段は、前記搬送速度を、前記画像形成手段が前記測定用画像を形成するタイミングと、前記検出手段が該測定用画像を検出したタイミングとにより決定することを特徴とする、
請求項５記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記タイミング生成手段は、前記搬送速度を、前記複数の画像形成手段のうち前記検出手段から最も遠い位置に配置される画像形成手段が前記測定用画像を形成するタイミングと、前記検出手段が該測定用画像を検出したタイミングとにより決定することを特徴とする、
請求項６記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記閾値調整手段は、検出信号の振幅に応じた閾値を前記比較手段に設定することを特徴とする、
請求項１〜７のいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記制御手段は、前記画像形成手段に各色の閾値設定用のパターン画像を形成させ、転写させることで前記像担持体に前記閾値設定用のパターン画像を形成し、前記閾値設定用のパターン画像を検出した前記検出手段から出力される検出信号と、前記像担持体の前記画像が転写される面を検出した前記検出手段から出力される検出信号と、に応じて、各色の前記閾値を決定し、前記閾値調整手段に、決定した前記閾値を前記比較手段に設定させるための制御信号を送信することを特徴とする、
請求項８記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記制御手段は、所定の記憶手段に、前記色ずれ量を保存することを特徴とする、
請求項１〜９のいずれか１項記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数色の画像を形成する複写機、プリンタ、印刷機等の画像形成装置に関し、特に、各色の色ずれ補正機能を有する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像を、それぞれ、帯電、露光、現像、転写という電子写真プロセスを経て形成する。この種の画像形成装置は、各色の画像を重ね合わせてカラー画像を得るタンデム方式のものがある。タンデム方式の画像形成装置は、一度に印刷を行うために高速な印刷が可能であるという利点がある反面、紙送りと画像形成のタイミングとを正確に制御しなければ色ずれが生じる。これに対し、画像形成装置は、各色間の画像形成位置のずれ量（色ずれ量）を算出して、色ずれ量に応じた色ずれ補正を行う。色ずれ量は、中間転写ベルト等に色ずれ検出用の画像（測定用画像）を色毎に形成し、この測定用画像の光学センサによる検出結果に応じて算出される。
【０００３】
光学センサは、中間転写ベルトと測定用画像との光の反射率の相違により、測定用画像を検出する。測定用画像は、中間転写ベルトの回転により光学センサの検出範囲を通過することで検出される。検出信号は、中間転写ベルト及び測定用画像の反射光量に応じて値が変化する。測定用画像の位置は、光学センサの検出結果を表すアナログ信号である検出信号を所定の閾値と比較して二値化し、二値化した結果に応じて決定される。二値化した結果である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が、測定用画像の位置となる。
【０００４】
光学センサが照射する光は、検出範囲内において、光強度が照射位置（検出範囲）の中心から均等に減衰することが望ましい。光強度に偏りのない光で測定用画像を検出する場合、光学センサから出力される検出信号は三角波形である。この場合、測定用画像の位置から色ずれ量が正確に検出できる。しかし、実際には、光強度が均等に減衰せず、偏りが生じることがある。偏った光強度の光で測定用画像を検出する場合、検出信号が歪んだ三角波形となる。この場合、二値化信号から測定用画像の位置を正確に検出できず、正確な色ずれ量が検出できなくなる。
【０００５】
また、検出信号の振幅が測定用画像により変化することがある。これは、測定用画像のトナー積載量（濃度）のばらつきや、色による反射特性の違いに起因する。この場合、一定値の閾値では、閾値の検出信号の振幅に対する比率が変化する。検出信号の振幅に対する閾値の比率が変化することで、検出信号に歪みが生じる場合に二値化信号から測定用画像の位置を正確に検出できず、正確な色ずれ量が検出できなくなる。
これに対して特許文献１は、光学センサの検出結果を二値化するための閾値を検出結果の振幅に応じて一律の割合で変動させることで、検出結果に歪みが生じた場合であっても色ずれ量を正確に検出する技術を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−２５１８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
検出信号の振幅に応じて閾値を切り替える場合、その切替タイミングが重要である。閾値を切り替えるタイミングは、例えば光学センサが測定用画像を検出したタイミングに応じて決定される。例えば二値化信号の立ち下がりのタイミングを基準にして、基準から所定時間後に閾値が切り替えられる。ところで測定用画像間に傷等がある場合、光学センサは、この傷等を検出する。この場合、傷等による二値化信号の立ち下がりタイミングを基準として閾値が切り替えられる。そのために、後続の測定用画像の検出信号が適正な閾値で二値化されなくなる。そのために該測定用画像の位置に検出誤差が生じる。
【０００８】
また、閾値を切り替える場合、閾値の切替が完了する前に光学センサが後続の測定用画像を検出することがある。この場合、閾値の設定が完了していないために後続の測定用画像の検出信号が適正な閾値で二値化されない。そのために、正確な二値化信号が得られず、検出される後続の測定用画像の位置に検出誤差が生じる。閾値の切替完了前に二値化が行われる場合、歪みのない検出信号であっても測定用画像の位置に検出誤差が生じる。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、測定用画像の位置を精度よく検出して高精度の色ずれ補正を行うことができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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、前記複数の画像形成手段により形成された前記画像を担持し、前記画像を所定方向へ搬送する像担持体と、前記像担持体の検出領域からの反射光を検出し、前記検出された反射光に応じた検出値を出力する検出手段と、前記検出値と閾値を比較して当該比較結果に応じた二値化信号を生成する比較手段と、前記比較手段の前記閾値を制御する閾値調整手段と、前記閾値調整手段に前記閾値を設定させるための閾値切替タイミングを生成するタイミング生成手段と、前記複数の画像形成手段に各色の色ずれ量を検出するための各色の測定用画像を形成させ、転写させることで前記像担持体に各色の前記測定用画像を形成し、各色の前記測定用画像を検出した前記検出手段から出力される各色の検出信号の前記閾値による二値化信号に応じて、各色の色ずれ量を取得する制御手段と、を備え、前記タイミング生成手段は、前記制御手段が前記複数の画像形成手段に各色の前記測定用画像を形成させるタイミングに基づいて、前記閾値切替タイミングを生成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、測定用画像の位置を精度よく検出して高精度の色ずれ補正を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】画像形成装置の構成図。
【図２】色ずれ検出センサの説明図。
【図３】（ａ）、（ｂ）は、光強度が偏る場合の検出信号の説明図。
【図４】（ａ）、（ｂ）は、閾値を可変にする場合の説明図。
【図５】（ａ）、（ｂ）は、従来の閾値の切替タイミングの説明図。
【図６】閾値を切り替える場合の説明図。
【図７】（ａ）、（ｂ）は、コントローラの説明図。
【図８】色ずれ量の説明図。
【図９】（ａ）、（ｂ）は、閾値設定用パターン画像の説明図。
【図１０】閾値設定処理を表すフローチャート。
【図１１】閾値の切替タイミングの説明図。
【図１２】（ａ）、（ｂ）は、検出信号と閾値切替タイミング信号との関係の説明図。
【図１３】色ずれ量検出処理を表すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して実施の形態を詳細に説明する。
【００１４】
（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。画像形成装置１は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像を形成するための複数の画像形成部ＩＭＧ−Ｙ、ＩＭＧ−Ｍ、ＩＭＧ−Ｃ、ＩＭＧ−Ｋを備える。各画像形成部ＩＭＧ−Ｙ、ＩＭＧ−Ｍ、ＩＭＧ−Ｃ、ＩＭＧ−Ｋは、同様の構成を備えており、形成するトナー像の色が異なるのみである。
【００１５】
画像形成部ＩＭＧ−Ｙは、ドラム状の感光体である感光ドラム２ａを備える。感光ドラム２ａは、イエローのトナー像が形成される像担持体であり、図中反時計回りに回転する。感光ドラム２ａの周囲には、帯電器３ａ、露光器５ａ、現像器７ａ、及びクリーナ４ａが設けられる。帯電器３ａは、感光ドラム２ａの表面を帯電させる。露光器５ａは、半導体レーザを光源とするレーザ走査ユニットである。露光器５ａは、帯電された感光ドラム２ａの表面をイエローの画像データに基づいて変調されたレーザ光により露光することで、感光ドラム２ａに静電潜像を形成する。レーザ光は、感光ドラム２ａの回転方向に直交する方向（感光ドラム２ａの軸方向）を主走査方向として感光ドラム２ａを走査する。現像器７ａは、静電潜像をイエローのトナーにより現像して、感光ドラム２ａ上にイエローのトナー像を形成する。クリーナ４ａは、後述の中間転写ベルト８へのトナー像の転写後に感光ドラム２ａ上に残留するトナーを清掃する。
【００１６】
画像形成部ＩＭＧ−Ｍは、感光ドラム２ｂ、帯電器３ｂ、露光器５ｂ、現像器７ｂ、及びクリーナ４ｂを備える。画像形成部ＩＭＧ−Ｍは、感光ドラム２ｂ上にマゼンタのトナー像を形成する。画像形成部ＩＭＧ−Ｃは、感光ドラム２ｃ、帯電器３ｃ、露光器５ｃ、現像器７ｃ、及びクリーナ４ｃを備える。画像形成部ＩＭＧ−Ｃは、感光ドラム２ｃ上にシアンのトナー像を形成する。画像形成部ＩＭＧ−Ｋは、感光ドラム２ｄ、帯電器３ｄ、露光器５ｄ、現像器７ｄ、及びクリーナ４ｄを備える。画像形成部ＩＭＧ−Ｋは、感光ドラム２ｄ上にブラックのトナー像を形成する。
【００１７】
各画像形成部ＩＭＧ−Ｙ、ＩＭＧ−Ｍ、ＩＭＧ−Ｃ、ＩＭＧ−Ｋの下方には、中間転写体である中間転写ベルト８が設けられる。中間転写ベルト８は、各感光ドラム２ａ〜２ｄに形成された各色のトナー像が順次転写されて、フルカラーのトナー像を担持する像担持体である。中間転写ベルト８はトナー像を所定方向（図に示す矢印方向）へ搬送する。中間転写ベルト８は、ローラ１０、１１、２１により図中時計回り方向に回転駆動される。中間転写ベルト８を挟んで各感光ドラム２ａ〜２ｄに対向する位置に、転写ブレード（一次転写部）６ａ〜６ｄが設けられる。
【００１８】
感光ドラム２ａ上に形成されたイエローのトナー像は、転写ブレード６ａに印加される転写バイアスによって中間転写ベルト８に転写される。感光ドラム２ｂ上に形成されたマゼンタのトナー像は、転写ブレード６ｂに印加される転写バイアスによって中間転写ベルト８に転写される。感光ドラム２ｃ上に形成されたシアンのトナー像は、転写ブレード６ｃに印加される転写バイアスによって中間転写ベルト８に転写される。感光ドラム２ｄ上に形成されたブラックのトナー像は、転写ブレード６ｄに印加される転写バイアスによって中間転写ベルト８に転写される。各感光ドラム２ａ〜２ｄから中間転写ベルト８へのトナー像の転写は、中間転写ベルト８の回転に応じたタイミングで行われる。これにより各色のトナー像が中間転写ベルト８上に重畳して形成される。
【００１９】
中間転写ベルト８は、二次転写ローラ２２との間に二次転写部Ｔを形成する。中間転写ベルト８は、各感光ドラム２ａ〜２ｄから転写されたトナー像を、回転することで二次転写部Ｔに搬送する。二次転写部Ｔには、トナー像が搬送されるタイミングに合わせて、シート等の記録媒体Ｓが搬送される。記録媒体Ｓは、中間転写ベルト８と二次転写ローラ２２との間を搬送されることで、中間転写ベルト８から各色のトナー像が一括転写される。
【００２０】
トナー像が転写された記録媒体Ｓは、定着器２３へ搬送される。定着器２３は、記録媒体Ｓに、転写されたトナー像を定着させる。定着器２３は、例えば記録媒体Ｓを加熱及び加圧することで記録媒体Ｓにトナー像を定着させる。トナー像が定着された記録媒体Ｓは、排紙ローラ２４により定着器２３から排紙トレイ２５へ排出される。
【００２１】
なお、ブラックのトナー像を形成する画像形成部ＩＭＧ−Ｋは、中間転写ベルト８の回転方向において、他の有彩色の画像形成部ＩＭＧ−Ｙ、ＩＭＧ−Ｍ、ＩＭＧ−Ｃよりも下流側に設けられる。このような配置により、モノクロ画像を形成する場合に、画像形成の指示から画像が形成された記録媒体Ｓの排出までの時間が抑制される。
【００２２】
記録媒体Ｓは、給紙カセット１７或いは手差しトレイ１３から用紙搬送部へ給紙される。用紙搬送部は、搬送経路にピックアップローラ１４、１５、１８、１９、縦パスローラ２０、レジストローラ１６等の搬送ローラを備える。給紙カセット１７に収容される記録媒体Ｓは、ピックアップローラ１８、１９により１枚ずつ給紙され、縦パスローラ２０を介してレジストローラ１６へ搬送される。手差しトレイ１３に載置される記録媒体Ｓは、ピックアップローラ１４、１５により１枚ずつ給紙され、レジストローラ１６へ搬送される。給紙された記録媒体Ｓは、静電搬送部３０により搬送方向に対する斜行を補正され、レジストローラ１６によりタイミングを調整して二次転写部Ｔへ搬送される。用紙搬送部の各搬送ローラは、高速で安定した搬送動作を実現するため、各々独立したステッピングモータにより駆動される。
【００２３】
両面印刷時には、定着器２３を通過した記録媒体Ｓが、排紙ローラ２４から両面反転パス２７へ搬送された後、反転して両面パス２８へ搬送される。両面パス２８を通過した記録媒体Ｓは、縦パスローラ２０を通って、再度、二次転写部Ｔへ搬送される。二次転写部Ｔに搬送された記録媒体Ｓは、裏面に中間転写ベルト８から各色のトナー画像が一括転写される。その後、記録媒体Ｓは定着器２３によりトナー像が定着され、排紙ローラ２４を介して排紙トレイ２５へ排出される。
【００２４】
画像形成装置１は、４つの感光ドラム２ａ〜２ｄの内、中間転写ベルト８の回転方向に対して最も下流に位置する感光ドラム２ｄと、中間転写ベルト８を支持するローラ１０との間に、色ずれ検出センサ４０を備える。色ずれ検出センサ４０は、感光ドラム２ａ〜２ｄから中間転写ベルト８に転写された各色の色ずれ量検出用の測定用画像を検出する。色ずれ検出センサ４０は、不図示の同期手段により、その駆動タイミングが制御される。色ずれ量を測定するため測定用画像は、色毎に画像形成部ＩＭＧ−Ｙ〜ＩＭＧ−Ｋによりトナー像として形成され、中間転写ベルト８に転写される。
【００２５】
（色ずれ検出センサ）
図２は、色ずれ検出センサ４０の説明図である。本実施形態の色ずれ検出センサ４０は、光学センサであり、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）等の発光素子を有する発光部５１と、フォトトランジスタ等を有する受光部５２と、レンズ５３とを備える。発光部５１は、中間転写ベルト８に向けて光を照射する。受光部５２は、中間転写ベルト８で反射されてレンズ５３で集光された反射光を受光する。受光部５２は、検出結果として、受光した光量に応じて値が変化するアナログ信号である検出信号を出力する。検出信号の値（検出値）は、例えば、０［Ｖ］〜５．０［Ｖ］の電圧である。測定用画像に比べて、中間転写ベルト８は反射率が高い。本実施形態の色ずれ検出センサ４０は、正反射光学系における検知方式を用いる。そのために、色ずれ検出センサ４０が出力する検出信号は、中間転写ベルト８のトナー像（測定用画像）が転写される面を検出するときの値が、トナー像（測定用画像）を検出するときの値よりも高くなる。検出信号は、後述のとおり二値化される。二値化された検出信号に基づいて、測定用画像の位置が検出される。
【００２６】
図３は、色ずれ検出センサ４０の検出範囲内で光強度が偏る場合の検出信号の説明図である。図３（ａ）は発光部５１から照射される光の強度分布に偏りがない場合の色ずれ検出用の測定用画像の検出結果の説明図である。図３（ｂ）は、発光部５１から照射される光の強度分布に偏りがある場合の測定用画像の検出結果の説明図である。測定用画像は、長辺が主走査方向に対して所定の角度傾いた四辺形の画像である。光強度分布は、地図の等高線のように同じ光強度の点を線で繋いだものであり、中心に向うにつれて光強度が強くなっている。色ずれ検出センサ４０は、図示する光強度分布領域を検出範囲として、測定用画像を検出する。図３（ａ）は、光強度分布に偏りがなく、最も光強度の強い部分が光強度分布領域の中心に位置している。図３（ｂ）は、光強度分布に偏りがあり、最も光強度の強い部分が光強度分布領域の中心から副走査方向（中間転写ベルト８の搬送方向）にずれている。
【００２７】
光強度分布に偏りがない場合、測定用画像の検出信号は、整った三角波形として出力される（図３（ａ））。光強度分布が偏っている場合、測定用画像の検出信号は、歪んだ三角波形として出力される（図３（ｂ））。これは、測定用画像が色ずれ検出センサ４０の検出範囲に進入を開始する時点で光強度の変化が小さいために検出信号の変化がなだらかで、検出範囲を進むことで光強度の変化が大きいために検出信号の変化が急峻になるためである。
【００２８】
検出信号は、閾値に応じて二値化されて二値化信号となる。ここでは、検出信号の振幅に対して７５％、５０％、２５％の値を閾値とした場合の二値化信号が例示される。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点が測定用画像の位置として検出される。図３（ａ）の場合、どの閾値でも検出される測定用画像の位置ｒｅｇ＿１、ｒｅｇ＿２、ｒｅｇ＿３が同じになる。図３（ｂ）の場合、光強度分布の偏りの影響で、閾値に応じて、検出される測定用画像の位置ｒｅｇ−１、ｒｅｇ−２、ｒｅｇ−３が変動する。つまり、閾値に応じて検出誤差が発生する。
【００２９】
このような検出誤差に対して、閾値を検出信号の振幅に応じて可変とすることで、検出誤差を抑制することができる。図４は、閾値を可変にする場合の説明図である。複数の測定用画像を検出した場合、各測定用画像の検出信号の振幅が異なることがある。これは、各測定用画像のトナー積載量のばらつきや、色の反射特性の相違により生じる。図４（ａ）、４（ｂ）では、振幅Ｖａの検出信号ａと、振幅Ｖｂの検出信号ｂの場合について説明する。振幅Ｖｂは、振幅Ｖａの１．３倍である。
【００３０】
図４（ａ）は、測定用画像用の閾値Ｖｔｈが一定値に設定される例を示す。閾値Ｖｔｈは、検出信号ａの振幅Ｖａに対して５０％であり、検出信号ｂの振幅Ｖｂに対して３８％のレベルとなる。このように閾値Ｖｔｈの振幅Ｖａ、Ｖｂに対する割合が変動する場合、検出信号ａ、ｂが歪んだ三角波形であるために、検出される測定用画像の位置に誤差が生じる。図４（ｂ）は、測定用画像用の閾値Ｖｔｈが検出信号ａ、ｂの振幅Ｖａ、Ｖｂのそれぞれに対して一律の割合５０％（Ｖａ／２、Ｖｂ／２）に設定される例を示す。このように閾値Ｖｔｈの振幅Ｖａ、Ｖｂに対する割合が一定である場合、検出信号ａ、ｂが歪んだ三角波形であっても、測定用画像の位置の検出誤差が抑制される。閾値Ｖｔｈは、検出信号ａに対する二値化が終了した後に、検出信号ｂに対する二値化が行われる前に切り替えられる必要がある。
【００３１】
図５は、従来の閾値の切替タイミングの説明図である。図５では、測定用画像であるパターン画像ａ及びパターン画像ｂの検出信号を二値化する場合に、閾値を切り替えるタイミングを説明する。閾値は、パターン画像ａ、ｂの各々の検出信号の振幅の５０％であり、パターン画像ａの閾値がＶａ／２、パターン画像ｂの閾値がＶｂ／２である。
【００３２】
図５（ａ）は、パターン画像ａとパターン画像ｂとの間に異常が生じていない場合を例示する。先行するパターン画像ａの検出信号が閾値（Ｖａ／２）により二値化されて二値化信号が生成される。パターン画像ａによる二値化信号の立ち下がりエッジのタイミングを基準として、所定時間ｔ後に閾値がＶａ／２からＶｂ／２に切り替えられる。閾値の切替後に、後続のパターン画像ｂの検出信号が二値化される。
【００３３】
図５（ｂ）は、パターン画像ａとパターン画像ｂとの間に異常が生じている場合を例示する。ここでは、パターン画像ａとパターン画像ｂとの間の中間転写ベルト８上に傷５０１が生じている。この場合、図５（ａ）と同様に、パターン画像ａによる二値化信号の立ち下がりエッジのタイミングを基準として、所定時間ｔ後に閾値がＶａ／２からＶｂ／２に切り替えられる。
色ずれ検出センサ４０は、傷５０１の部分の反射光量が中間転写ベルト８の反射光量とは異なるために、傷５０１を検出する。傷５０１の検出信号は、Ｖｂ／２の閾値で二値化される。傷５０１による二値化信号の立ち下がりエッジのタイミングを基準として、所定時間ｔ後に閾値がＶｂ／２から次のパターン画像用の閾値（Ｖｃ／２）に切り替えられる。そのために、パターン画像ｂの検出信号は、Ｖｂ／２ではなくＶｃ／２を閾値として二値化されることになる。この場合、パターン画像ｂの位置が、二値化信号から正確に検出されなくなり、正しい色ずれ量が算出できなくなる。このように、二値化信号の立ち下がりエッジを基準としたタイミングで閾値の切替を行う場合、正確な色ずれ量の算出ができない場合がある。
【００３４】
閾値の切り替えによる検出誤差は、検出信号が図３（ａ）に示すような整った三角波の場合にも生じる。図６は、閾値を切り替える場合の説明図である。整った三角波を一定の閾値で二値化する場合、図３（ａ）に示すように、閾値が２５％〜７５％の間で変動しても測定用画像の位置に検出誤差は生じ無い。例えば検出信号の振幅の５０％の閾値で二値化する場合、測定用画像の位置ｒｅｇ＿１が検出される。しかし、整った三角波を閾値の切り替え途中で二値化する場合、検出信号の立ち上がりと立ち下がりとで異なる値の閾値で二値化が行われる。例えば、二値化信号は、検出信号の振幅の７５％の閾値で立ち上がりエッジが検出され、検出信号の振幅の５０％の閾値で立ち下がりエッジが検出される。この場合、測定用画像の位置ｒｅｇ＿２が検出される。位置ｒｅｇ＿１と位置ｒｅｇ＿２との差が検出誤差である。
【００３５】
（コントローラ）
図７は、以上のような構成の画像形成装置１の動作を制御するコントローラの説明図である。図７（ａ）は、コントローラ７００の全体構成を説明する。コントローラ７００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）７０、ＲＯＭ（Read Only Memory）７３、及びＲＡＭ（Random Access Memory）７８を備えるコンピュータである。コントローラ７００には、コンパレータ７２、閾値調整部７７、ボトムホールド部７６、画像処理制御部７４、及び露光制御部７５も設けられる。
本実施形態のコントローラ７００は、画像形成装置１による画像形成処理の制御の他に、色ずれ補正を行う。ＣＰＵ７０は、ＲＯＭ７３に格納されたコンピュータプログラムを、ＲＡＭ７８を作業領域に用いて実行することで、画像形成装置１の動作を制御する。また、ＣＰＵ７０は、コンピュータプログラムの実行により、閾値調整制御部７１１、位置検出部７１２、色ずれ量算出部７１３、発光制御部７１４、Ａ／Ｄコンバータ７１５、測定用画像形成部７１６、及び閾値切替タイミング生成部７１７として機能する。このようなコントローラ７００は、画像形成装置１に内蔵される。
【００３６】
色ずれ検出センサ４０は、測定用画像の検出結果である検出信号をコントローラ７００に送信する。色ずれ検出センサ４０から出力された検出信号は、ＣＰＵ７０、コンパレータ７２、及びボトムホールド部７６に入力される。コンパレータ７２に入力された検出信号は、予め設定された閾値に応じて二値化される。閾値は、閾値調整部７７から入力される閾値信号により設定される。閾値調整部７７は、閾値制御を行う。閾値信号は、例えば、ＣＰＵ７０から出力されるパルス信号であるＰＷＭ信号が、抵抗及びコンデンサで構成される閾値調整部７７により平滑されて生成される。ＰＷＭ信号は、閾値調整部７７に所定の値の閾値を出力させるための制御信号の一例である。コンパレータ７２は、閾値に応じて検出信号から生成した二値化信号をＣＰＵ７０へ送信する。二値化信号は検出値と閾値との比較結果に相当する。検出値が閾値以上ならば二値化信号はＬｏｗレベルを示し、検出値が閾値未満ならば二値化信号はＨｉｇｈレベルを示す。
【００３７】
閾値調整制御部７１１は、コンパレータ７２に設定される閾値を生成するためのＰＷＭ信号を閾値調整部７７に入力する。図７（ｂ）は、閾値調整部７７を例示する。この閾値調整部７７は、抵抗７７１及びコンデンサ７７２を有するＲＣ回路で構成される。ＰＷＭ信号発生部７１１１は、閾値調整制御部７１１に設けられ、ＰＷＭ信号を生成して閾値調整部７７に入力する。閾値調整部７７は、ＰＷＭ信号をＲＣ回路により平滑化して閾値を生成する。閾値は、ＰＷＭ信号のデューティー（duty）比に応じて値が変化する。例えば、ＰＷＭ信号のオン状態を長くすることで、閾値が高くなる。閾値調整部７７は、ＰＷＭ信号に応じて生成した閾値をコンパレータ７２に設定する。
位置検出部７１２は、コンパレータ７２で生成された二値化信号に応じて測定用画像の位置を検出する。位置検出部７１２は、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位置である重心位置を、測定用画像の位置として検出する。色ずれ量算出部７１３は、位置検出部７１２で検出した各色の測定用画像の位置に応じて、各色の画像の色ずれ量を算出する。
【００３８】
発光制御部７１４は、色ずれ検出センサ４０の発光部５１の発光制御を行う。Ａ/Ｄコンバータ７１５は、アナログ信号である色ずれ検出センサ４０の検出信号をデジタル信号に変換する。測定用画像形成部７１６は、測定用画像を形成するための画像データを保持しており、測定用画像を形成する際に、露光制御部７５にこの画像データを送信する。露光制御部７５は、画像データに応じて変調されたレーザ光を露光器５ａ〜５ｄに発光させることで、測定用画像を形成する。閾値切替タイミング生成部７１７は、閾値を切り替える際の閾値切替タイミングを生成する。
【００３９】
ＲＡＭ７８は、コンパレータ７２に設定される閾値、色ずれ量算出部７１３で算出した色ずれ量等を格納する。ＣＰＵ７０は、画像形成装置１の起動時等にこれらのデータを参照して、画像処理制御部７４等の設定を行う。画像処理制御部７４は、画像形成時に設定内容に応じた画像処理を行って露光制御部７５の動作を制御する。ボトムホールド部７６は、後述する閾値設定処理において、検出信号の値をサンプリングする。
【００４０】
（色ずれ量算出）
位置検出部７１２及び色ずれ量算出部７１３により色ずれ量が算出される。図８は、色ずれ量の説明図である。図８は、色ずれ量を測定するための測定用画像と、その検出信号から生成される二値化信号を例示する。二値化信号中の破線は、立ち上がりエッジと立ち下がりエッジとの中間位置である測定用画像の位置を示す。測定用画像は、イエローのパターン画像８０１、８１１、マゼンタのパターン画像８０２、８１２、シアンのパターン画像８０３、８１３、及びブラックのパターン画像８０４、８１４を含む。測定用画像は、主走査方向に対して４５度傾いて形成される。パターン画像８０１、８０２、８０３、８０４と、パターン画像８１１、８１２、８１３、８１４とは、主走査方向に対して逆方向に４５度傾いて形成される。
【００４１】
測定用画像は、パターン画像８０１、パターン画像８０２、パターン画像８０３、パターン画像８０４、パターン画像８１１、パターン画像８１２、パターン画像８１３、パターン画像８１４の順に、色ずれ検出センサ４０の検出範囲に搬送される。そのために色ずれ検出センサ４０は、パターン画像８０１、パターン画像８０２、パターン画像８０３、パターン画像８０４、パターン画像８１１、パターン画像８１２、パターン画像８１３、パターン画像８１４の順に検出信号を出力する。
【００４２】
位置検出部７１２は、各色のパターン画像８０１〜８０４、８１１〜８１４の位置を、二値化信号の立ち上がりエッジの検出タイミングと立ち下がりエッジの検出タイミングとから検出する。そのために、測定用画像の位置は、検出タイミングにより表される。色ずれ量は、基準となる色の検出タイミングに対する測定対象の色の検出タイミング（時間間隔）で表される。図８では、イエローのパターン画像８０１、８１１の検出タイミングを基準として色ずれ量が表される。マゼンタのパターン画像８０２の色ずれ量は、時間間隔ｙｍ＿ｈ１で表される。マゼンタのパターン画像８１２の色ずれ量は、時間間隔ｙｍ＿ｈ２で表される。シアンのパターン画像８０３の色ずれ量は、時間間隔ｙｃ＿ｈ１で表される。シアンのパターン画像８１３の色ずれ量は、時間間隔ｙｃ＿ｈ２で表される。ブラックのパターン画像８０４の色ずれ量は、時間間隔ｙｋ＿ｈ１で表される。ブラックのパターン画像８１４の色ずれ量は、時間間隔ｙｋ＿ｈ２で表される。
【００４３】
イエローのパターン画像８０１、８１１を基準としたマゼンタのパターン画像８０２、８１２の色ずれ量について説明する。マゼンタのパターン画像８０２、８１２が副走査方向の正方向に色ずれする場合、時間間隔ｙｍ＿１、ｙｍ＿２は、色ずれ量に比例して同じ量だけ大きくなる。マゼンタのパターン画像８０２、８１２が副走査方向の負方向に色ずれする場合、時間間隔ｙｍ＿１、ｙｍ＿２は、色ずれ量に比例して同じ量だけ小さくなる。マゼンタのパターン画像８０２、８１２が主走査方向の正方向に色ずれする場合、時間間隔ｙｍ＿１は色ずれ量に比例して大きくなり、時間間隔ｙｍ＿２は色ずれ量に比例して同じ量だけ小さくなる。マゼンタのパターン画像８０２、８１２が主走査方向の負方向に色ずれする場合、時間間隔ｙｍ＿１は色ずれ量に比例して小さくなり、時間間隔ｙｍ＿２は色ずれ量に比例して同じ量だけ大きくなる。マゼンタのパターン画像８０２、８１２の色ずれ量は、以下の式により表される。
（副走査方向の色ずれ量）＝Ｘ−（ｙｍ＿１＋ｙｍ＿２）／２＊（搬送速度）    …（式１）
（主走査方向の色ずれ量）＝（ｙｍ＿１−ｙｍ＿２）／２＊（搬送速度）    …（式２）
【００４４】
Ｘは、色ずれが発生していない場合の、基準色であるイエローのパターン画像８０１、８１１と、色ずれの測定対象であるマゼンタのパターン画像８０２、８１２との位置間隔である。時間間隔ｙｍ＿１、ｙｍ＿２は、時間情報であるために、中間転写ベルト８の回転速度（測定用画像の搬送速度）と乗算することで距離情報に変換される。他の色の色ずれ量も同様の式により導出可能である。色ずれ量算出部７１３は、式１、式２により各色の副走査方向及び主走査方向の色ずれ量を算出することができる。
【００４５】
（閾値設定処理）
本実施形態では、コンパレータ７２が二値化信号を生成する際に用いる閾値を、中間転写ベルト８に形成される画像を用いて生成する。図９は、閾値設定に用いられる閾値設定用パターン画像の説明図である。
【００４６】
図９（ａ）は、閾値設定用パターン画像を例示する。閾値設定用パターン画像は、イエローの閾値設定用パターン画像９０１、マゼンタの閾値設定用パターン画像９０２、シアンの閾値設定用パターン画像９０３、及びブラックの閾値設定用パターン画像９０４を含む。各色の閾値設定用パターン画像９０１、９０２、９０３、９０４は、主走査方向に対して４５度傾いて形成される。閾値設定用パターン画像９０１、９０２、９０３、９０４は、副走査方向の間隔が図８のパターン画像８０１、８０２、８０３、８０４よりも広くなっている。これは、閾値設定用パターン画像９０１、９０２、９０３、９０４の検出信号を、後述するようにサンプルホールドする必要があるためである。パターン画像８０１、８０２、８０３、及び８０４は、中間転写ベルト８の搬送方向（所定方向）において所定間隔離れて形成されるように書き出しタイミングが予め決まっている。同様に、パターン画像８１１、８１２、８１３、及び８１４は、中間転写ベルト８の搬送方向（所定方向）において所定間隔離れて形成されるように書き出しタイミングが予め決まっている。また、パターン画像８０４、及び８１１は、中間転写ベルト８の搬送方向（所定方向）において所定間隔離れて形成されるように書き出しタイミングが予め決まっている。
【００４７】
閾値設定用パターン画像は、閾値設定用パターン画像９０１、閾値設定用パターン画像９０２、閾値設定用パターン画像９０３、閾値設定用パターン画像９０４の順に、色ずれ検出センサ４０の検出範囲に搬送される。そのために色ずれ検出センサ４０は、閾値設定用パターン画像９０１、閾値設定用パターン画像９０２、閾値設定用パターン画像９０３、閾値設定用パターン画像９０４の順に検出信号を出力する。図９（ｂ）は、閾値設定用パターン画像９０１、９０２、９０３、９０４の検出信号を例示する。閾値は、閾値設定用パターン画像９０１、９０２、９０３、９０４の検出信号に応じて生成される。例えば、閾値は、閾値設定用パターン画像９０１、９０２、９０３、９０４の検出信号の振幅の５０％とされる。
【００４８】
図１０は、このような閾値設定用パターン画像９０１、９０２、９０３、９０４を用いて行われる閾値設定処理を表すフローチャートである。ＣＰＵ７０は、主電源がオンされた際、或いは前回閾値設定処理を行ってから規定枚数以上の画像を形成した後に、この処理を行う。
【００４９】
ＣＰＵ７０は、中間転写ベルト８の回転を開始し、且つ色ずれ検出センサ４０の発光部５１を点灯させる（Ｓ１００１、Ｓ１００２）。ＣＰＵ７０は、色ずれ検出センサ４０による中間転写ベルト８の１周分の検出結果である検出信号を１００ミリ秒間隔でサンプリングする（Ｓ１００３）。ＣＰＵ７０は、サンプリングした検出信号の平均値Ｂａｓｅ＿ａｖｅを算出して、ＲＡＭ７８に記憶する（Ｓ１００４）。平均値Ｂａｓｅ＿ａｖｅは、中間転写ベルト８の画像が形成される面の検出結果から得られる値である。この時点で、中間転写ベルト８にはどのような画像も形成されていない。
【００５０】
ＣＰＵ７０は、中間転写ベルト８に閾値設定用パターン画像９０１、９０２、９０３、９０４を形成する（Ｓ１００５）。ＣＰＵ７０は、色ずれ検出センサ４０による閾値設定用パターン画像９０１、９０２、９０３、９０４の検出結果である検出信号を、サンプリングする（Ｓ１００６）。サンプリングは、ボトムホールド部７６によってボトムホールドされた検出信号を図９（ｂ）で示される期間Ｖｈｏｌｄ以内に、５ミリ秒間隔で３回ずつ色毎に行われる。ＣＰＵ７０は、サンプリングした検出信号の平均値を各色の検出信号のボトム電圧としてＲＡＭ７８に記憶する。ＲＡＭ７８には、イエローのボトム電圧Ｖｈ＿ｙ、マゼンダのボトム電圧Ｖｈ＿ｍ、シアンのボトム電圧Ｖｈ＿ｃ、及びブラックボトム電圧Ｖｈ＿ｋが記憶される。ボトムホールド部７６にホールドされる検出信号は、時刻Ｔｒｓｔのタイミングでホールドリセットされる。
【００５１】
ＣＰＵ７０は、サンプリングしたボトム電圧Ｖｈ＿ｙ、Ｖｈ＿ｍ、Ｖｈ＿ｃ、Ｖｈ＿ｋと平均値Ｂａｓｅ_ａｖｅとの差分値と、所定値と、を比較する（Ｓ１００７）。所定値は、予めＲＯＭ７３に保存されている。この処理は、閾値設定用パターン画像の形成の有無、或いは中間転写ベルト８の閾値設定用パターン画像の形成位置におけるキズなどで、正確なボトム電圧が検出できないことを防止するために行われる。差分値が所定値未満である場合（Ｓ１００７：N）、ＣＰＵ７０は、ボトム電圧が正確に検出できていないと判断する。この場合、ＣＰＵ７０は、既にリトライ済みであるかを判断する（Ｓ１０１０）。リトライ済みではない場合（Ｓ１０１０：N）、ＣＰＵ７０は、Ｓ１００５の処理に戻り、ボトム電圧の取得を再度行う。リトライ済みである場合（Ｓ１０１０：Y）、ＣＰＵ７０は、リトライを行わずに、ディスプレイやスピーカによりボトム電圧が検出できないことを表すエラー通知を行う（Ｓ１０１１）。
【００５２】
差分値が所定値より大きい場合（Ｓ１００７：Y）、ＣＰＵ７０は、閾値を算出する（Ｓ１００９）。ＣＰＵ７０は、各色のボトム電圧Ｖｈ＿ｙ、Ｖｈ＿ｍ、Ｖｈ＿ｃ、Ｖｈ＿ｋと平均値Ｂａｓｅ_ａｖｅとに基づいて、例えば以下の式により色毎に閾値を算出する。
（イエローの閾値）＝（Ｂａｓｅ＿ａｖｅ−Ｖｈ＿ｙ）＊０．５＋Ｖｈ＿ｙ    …（式３）
【００５３】
式３は、イエローの閾値設定用パターン画像９０１の検知信号のボトム電圧Ｖｈ＿ｙと、中間転写ベルト８の検出信号の平均値Ｂａｓｅ_ａｖｅ との中間値（５０％）を、イエローの閾値として算出する式である。式３は、イエロー用の閾値を算出する例を示すが、他の色用の閾値についても、同様に各色のボトム電圧を用いて導出することが可能である。
【００５４】
ＣＰＵ７０は、算出した各色の閾値をＲＡＭ７８に保管する。閾値の算出後、或いはエラー通知後に、ＣＰＵ７０は、色ずれ検出センサ４０の発光部５１を消灯させ、且つ中間転写ベルト８の回転を停止する（Ｓ１０１２、Ｓ１０１３）。以上により、色ずれ補正時に検出信号の二値化に用いられる各色用の閾値が算出され、閾値設定処理が終了する。
【００５５】
（閾値切替処理）
以上のようにして取得される閾値の切替処理について説明する。閾値調整部７７は、閾値を変更するのに要する時間が、例えば、イエローのパターン画像８０１の二値化信号が生成されてからマゼンタのパターン画像８０２が色ずれ検出センサ４０の検出領域に到達するまでの時間よりも短くなるように設計される。或いは、閾値調整部７７は、閾値を変更するのに要する時間が、例えば、イエローのパターン画像８０１が色ずれ検出センサ４０の検出領域を通過し終えてからマゼンタのパターン画像８０２が前記検出領域に到達するまでの時間よりも短くなるように設計される。図１１は、閾値の切替タイミングの説明図である。本実施形態では、閾値の切り替えを、測定用画像の形成を指示する書出信号を基準として決定する。図１１は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のパターン画像の書出信号、各パターン画像の検出信号、閾値、閾値切替タイミング信号、及び二値化信号の時間関係を示す。閾値切替タイミング信号に応じて、閾値の切替が行われる。各色のパターン画像の書出信号は、発光制御部７１４により、対応する露光器５ａ〜５ｄに入力される。露光器５ａ〜５ｄは、書出信号に応じて発光することで、感光ドラム２ａ〜２ｄを照射する。閾値切替タイミング信号は、閾値切替タイミング生成部７１７により閾値調整部７７に入力される。閾値調整部７７は、閾値切替タイミング信号に応じて閾値の切替を行う。
【００５６】
イエローの書出信号に応じてイエローのパターン画像の形成を開始したタイミングから、色ずれ検出センサ４０の検出範囲にイエローのパターン画像が到達するまでの時間をｔ＿ｙとする。時間ｔ＿ｙは、イエローのパターン画像の形成位置から色ずれ検出センサ４０の検出範囲までの距離ｄ＿ｙと、その間のイエローのパターン画像の搬送速度とで表される。距離ｄ＿ｙは、露光器５ａが感光ドラム２ａを照射する位置から、感光ドラム２ａの回転方向及び中間転写ベルト８の回転方向に沿って到達する色ずれ検出センサ４０の検出範囲までの距離である。イエローのパターン画像の搬送速度は、感光ドラム２ａ及び中間転写ベルト８の回転による表面速度ｐｓである。表面速度ｐｓは、画像形成装置１の設計時に予め決められるパターン画像の搬送速度である。時間ｔ＿ｙは、以下の式で表される。
ｔ＿ｙ＝ｄ＿ｙ／ｐｓ    …（式４）
【００５７】
マゼンタの書出信号に応じてマゼンタのパターン画像の形成を開始したタイミングから、色ずれ検出センサ４０の検出範囲にマゼンタのパターン画像が到達するまでの時間をｔ＿ｍとする。時間ｔ＿ｍは、マゼンタのパターン画像の形成位置から色ずれ検出センサ４０の検出範囲までの距離ｄ＿ｍと、その間のマゼンタのパターン画像の搬送速度とで表される。距離ｄ＿ｍは、露光器５ｂが感光ドラム２ｂを照射する位置から、感光ドラム２ｂの回転方向及び中間転写ベルト８の回転方向に沿って到達する色ずれ検出センサ４０の検出範囲までの距離である。マゼンタのパターン画像の搬送速度は、感光ドラム２ｂ及び中間転写ベルト８の回転による表面速度ｐｓである。時間ｔ＿ｍは、以下の式で表される。
ｔ＿ｍ＝ｄ＿ｍ／ｐｓ    …（式５）
【００５８】
シアンの書出信号に応じてシアンのパターン画像の形成を開始したタイミングから、色ずれ検出センサ４０の検出範囲にシアンのパターン画像が到達するまでの時間をｔ＿ｃとする。時間ｔ＿ｃは、シアンのパターン画像の形成位置から色ずれ検出センサ４０の検出範囲までの距離ｄ＿ｃと、その間のシアンのパターン画像の搬送速度とで表される。距離ｄ＿ｃは、露光器５ｃが感光ドラム２ｃを照射する位置から、感光ドラム２ｃの回転方向及び中間転写ベルト８の回転方向に沿って到達する色ずれ検出センサ４０の検出範囲までの距離である。シアンのパターン画像の搬送速度は、感光ドラム２ｃ及び中間転写ベルト８の回転による表面速度ｐｓである。時間ｔ＿ｃは、以下の式で表される。
ｔ＿ｃ＝ｄ＿ｃ／ｐｓ    …（式６）
【００５９】
ブラックの書出信号に応じてブラックのパターン画像の形成を開始したタイミングから、色ずれ検出センサ４０の検出範囲にブラックのパターン画像が到達するまでの時間をｔ＿ｋとする。時間ｔ＿ｋは、ブラックのパターン画像の形成位置から色ずれ検出センサ４０の検出範囲までの距離ｄ＿ｋと、その間のブラックのパターン画像の搬送速度とで表される。距離ｄ＿ｋは、露光器５ｄが感光ドラム２ｄを照射する位置から、感光ドラム２ｄの回転方向及び中間転写ベルト８の回転方向に沿って到達する色ずれ検出センサ４０の検出範囲までの距離である。ブラックのパターン画像の搬送速度は、感光ドラム２ｄ及び中間転写ベルト８の回転による表面速度ｐｓである。時間ｔ＿ｋは、以下の式で表される。
ｔ＿ｋ＝ｄ＿ｋ／ｐｓ    …（式７）
【００６０】
イエローの書出信号を基準にすると、マゼンタの書出信号は、イエローの書出信号に対して時間ｗ＿ｍだけ遅延して出力される。シアンの書出信号は、イエローの書出信号に対して時間ｗ＿ｃだけ遅延して出力される。ブラックの書出信号は、イエローの書出信号に対して時間ｗ＿ｋだけ遅延して出力される。イエローのパターン画像とマゼンタのパターン画像とは、時間ｗ＿ｍに応じた間隔で形成される。イエローのパターン画像とシアンのパターン画像とは、時間ｗ＿ｃに応じた間隔で形成される。イエローのパターン画像とブラックのパターン画像とは、時間ｗ＿ｋに応じた間隔で形成される。各色のパターン画像は、色ずれ検出センサ４０に連続して検出される。
【００６１】
閾値の切替は、各色のパターン画像間で行われる。そのために閾値切替タイミングが以下のように決定される。ここでは、閾値が、各色のパターン画像間の中点で切り替わる例を説明する。閾値切替タイミング生成部７１７は、画像形成部ＩＭＧ−Ｋへブラックの書出信号が送信されるタイミングを基準にして閾値切替タイミングを生成する。画像形成部ＩＭＧ−Ｋは、画像形成部ＩＭＧ−Ｙ、ＩＭＧ−Ｍ、ＩＭＧ−Ｃ、ＩＭＧ−Ｋのうち、色ずれ検出センサ４０に最も近い位置に配置される。
閾値をマゼンタ用の閾値に切り替える閾値切替タイミングｔｈ＿ｍは、以下の式８で表される。閾値をシアン用の閾値に切り替える閾値切替タイミングｔｈ＿ｃは、以下の式９で表される。閾値をブラック用の閾値に切り替える閾値切替タイミングｔｈ＿ｋは、以下の式１０で表される。閾値をイエロー用の閾値に切り替える閾値切替タイミングｔｈ＿ｙは、以下の式１１で表される。
ｔｈ＿ｍ＝−ｗ＿ｋ＋（ｔ＿ｙ＋ｗ＿ｍ＋ｔ＿ｍ）／２    …（式８）
ｔｈ＿ｃ＝−ｗ＿ｋ＋（ｗ＿ｍ＋ｔ＿ｍ＋ｗ＿ｃ＋ｔ＿ｃ）／２    …（式９）
ｔｈ＿ｋ＝（−ｗ＿ｋ＋ｗ＿ｃ＋ｔ＿ｃ＋ｔ＿ｋ）／２    …（式１０）
ｔｈ＿ｙ＝−ｗ＿ｋ＋ｔ＿ｙ−α    …（式１１）
【００６２】
αは、色ずれ検出センサ４０がイエローのパターン画像を検出しているときに、閾値が切り替えられないようにマージンを持たせるための所定値である。
【００６３】
上記のとおり、表面速度ｐｓは、画像形成装置１の設計時に予め決められるが、実運用時には部品の耐久変化により変化することがある。そのために、閾値の切替タイミングは、式８〜式１１を表面速度ｐｓの変化を考慮した式に変形して決定される必要がある。
【００６４】
図１２は、検出信号と閾値切替タイミング信号との関係の説明図である。図１２（ａ）は、２つのパターン画像による検出信号間で閾値が切り替えられる状態を示す。表面速度ｐｓが所定速度よりも速くなると、パターン画像が色ずれ検出センサ４０の検出範囲に到達するまでの時間が早くなる。その場合、検出信号が早く出力されるために、図１２（ｂ）に示すように、閾値の切替が検出信号間で行われなくなる。
【００６５】
閾値の切替タイミングは、検出信号間であることが望ましい。マゼンタ用の閾値への閾値切替タイミングｔｈ＿ｍは、式８に示すように、ｔ＿ｙ、ｔ＿ｍを含む関数で表される。ｔ＿ｙ、ｔ＿ｍは、式４、式５に示すように、表面速度ｐｓを含む関数で表される。式４、式５、及び式８により、以下の式が得られる。
ｔｈ＿ｍ＝−ｗ＿ｋ＋（ｄ＿ｙ／ｐｓ＋ｗ＿ｍ＋ｄ＿ｍ／ｐｓ）／２    …（式１２）
【００６６】
式（１２）の時間ｗ＿ｋ、ｗ＿ｍ、及び距離ｄ＿ｙ、ｄ＿ｍは固定値である。つまり、表面速度ｐｓを適切な値に設定したうえで閾値切替タイミングを設定すれば、表面速度ｐｓが所定速度から変化した場合でも、適切に検出信号間で閾値の切替が行われる。表面速度ｐｓは、以下のように算出される。
表面速度ｐｓは、例えば色ずれ検出センサ４０の検出範囲から最も遠い位置に配置される画像形成部ＩＭＧ−Ｙがイエローのパターン画像を形成するタイミングと、色ずれ検出センサ４０がイエローのパターン画像を検出するタイミングとに基づいて算出される。イエローの書出信号によるイエローのパターン画像の書出タイミングから色ずれ検出センサ４０によるイエローのパターン画像の検出までの時間をｔｒ＿ｙ（図１１参照）とする。時間ｔｒ＿ｙは、距離ｄ＿ｙと、感光ドラム２ａ及び中間転写ベルト８の回転の表面速度の実速度ｐｓｒにより、以下の式で表される。
ｔｒ＿ｙ＝ｄ＿ｙ／ｐｓｒ    …（式１３）
【００６７】
実速度ｐｓｒは、式４及び式１３により以下の式で表される。
ｐｓｒ＝（ｔ＿ｙ／ｔｒ＿ｙ）×ｐｓ    …（式１４）
【００６８】
式１２及び式１４より、表面速度ｐｓの変化を考慮したマゼンタの閾値切替タイミングｔｈｒ＿ｍは、以下の式で表される。
ｔｈｒ＿ｍ＝−ｗ＿ｋ＋（ｄ＿ｙ／（ｔ＿ｙ／ｔｒ＿ｙ×ｐｓ）＋ｗ＿ｍ＋ｄ＿ｍ／（ｔ＿ｙ／ｔｒ＿ｙ×ｐｓ））／２    …（式１５）
【００６９】
式１５に基づいてマゼンタの閾値切替タイミングを設定すると、感光ドラム２ａ及び中間転写ベルト８の表面速度が変化した場合であっても、適切なタイミングで閾値切替が可能となる。マゼンタ以外の色用の閾値の切替タイミングも、同様にして、表面速度の変化に応じて適切に調整される。
【００７０】
（色ずれ量検出処理）
図１３は、色ずれ量検出処理を表すフローチャートである。ＣＰＵ７０は、色ずれ量検出処理を閾値設定処理に引き続いて行う。ここでは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順に、図８に示すパターン画像が色ずれ検出センサ４０の検出範囲に進入する場合について説明する。そのために、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順にパターン画像が検出される。
【００７１】
ＣＰＵ７０は、色ずれ量検出処理を開始すると、閾値設定処理で取得した色毎の閾値をＲＡＭ７８から読み出す（Ｓ１１０１）。ＣＰＵ７０は、中間転写ベルト８の回転を開始し、且つ色ずれ検出センサ４０の発光部５１を点灯させる（Ｓ１１０２、Ｓ１１０３）。
【００７２】
ＣＰＵ７０は、閾値切替タイミング生成部７１７により、イエロー用、マゼンタ用、シアン用、ブラック用のそれぞれの閾値への閾値切替タイミングを算出する（Ｓ１１０４）。閾値切替タイミング生成部７１７は、式１５に応じて各色用の閾値切替タイミングを算出する。ＣＰＵ７０は、測定用画像形成部７１６により、中間転写ベルト８上に色ずれ量を検出するための図８に例示したパターン画像を形成する（Ｓ１１０５）。
【００７３】
本実施形態に記載の画像形成装置１は、最初にイエローのパターン画像８０１が色ずれ検出センサ４０の検出領域に到達する。ＣＰＵ７０は、Ｓ１１０４で算出したイエロー用の閾値への閾値切替タイミングになると（Ｓ１１０６：Y）、閾値調整制御部７１１により、コンパレータ７２に設定されている閾値をイエロー用の閾値に切り替える（Ｓ１１０７）。コンパレータ７２は、色ずれ検出センサ４０から取得したイエローのパターン画像の検出信号を、Ｓ１１０７で設定された閾値により二値化して二値化信号を生成する。ＣＰＵ７０は、コンパレータ７２から二値化信号を取得する（Ｓ１１０８）。
【００７４】
ＣＰＵ７０は、Ｓ１１０４で算出したマゼンタ用の閾値への閾値切替タイミングになると（Ｓ１１０９：Y）、閾値調整制御部７１１により、コンパレータ７２に設定されている閾値をマゼンタ用の閾値に切り替える（Ｓ１１１０）。コンパレータ７２は、色ずれ検出センサ４０から取得したマゼンタのパターン画像の検出信号を、Ｓ１１１０で設定された閾値により二値化して二値化信号を生成する。ＣＰＵ７０は、コンパレータ７２から二値化信号を取得する（Ｓ１１１１）。
【００７５】
ＣＰＵ７０は、Ｓ１１０４で算出したシアン用の閾値への閾値切替タイミングになると（Ｓ１１１２：Y）、閾値調整制御部７１１により、コンパレータ７２に設定されている閾値をシアン用の閾値に切り替える（Ｓ１１１３）。コンパレータ７２は、色ずれ検出センサ４０から取得したシアンのパターン画像の検出信号を、Ｓ１１１３で設定された閾値により二値化して二値化信号を生成する。ＣＰＵ７０は、コンパレータ７２から二値化信号を取得する（Ｓ１１１４）。
【００７６】
ＣＰＵ７０は、Ｓ１１０４で算出したブラック用の閾値への閾値切替タイミングになると（Ｓ１１１５：Y）、閾値調整制御部７１１により、コンパレータ７２に設定されている閾値をブラック用の閾値に切り替える（Ｓ１１１６）。コンパレータ７２は、色ずれ検出センサ４０から取得したブラックのパターン画像の検出信号を、Ｓ１１１６で設定された閾値により二値化して二値化信号を生成する。ＣＰＵ７０は、コンパレータ７２から二値化信号を取得する（Ｓ１１１７）。
【００７７】
ＣＰＵ７０は、位置検出部７１２により、コンパレータ７２から各色のパターン画像の二値化信号を取得するたびに、そのエッジ（立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジ）を検出する。ＣＰＵ７０は、エッジの検出により、色ずれ量の算出に用いるエッジ間の時間情報を取得し、エッジの検出数をカウントする。
ＣＰＵ７０は、ブラックのパターン画像の二値化信号のエッジ（立ち下がりエッジ）を検出すると、エッジの検出数が所定数に到達したか否かを判断する（Ｓ１１１８）。所定数は、パターン画像が正しく検出できた場合のエッジの検出数に応じた数である。本実施形態では、図８で例示する測定用画像が、中間転写ベルト８に１０セット形成される。ＣＰＵ７０が取得する色ずれ量は、各色のパターン画像の検出結果から取得される色ずれ量の平均値である。１０セットの測定用画像が正しく検出できた場合のエッジ数である「１６０」が、所定数となる。
【００７８】
エッジの検出数が所定数に到達していない場合（Ｓ１１１８：N）、ＣＰＵ７０は、引き続きパッチ画像の検出を行う。ＣＰＵ７０は、イエローのパターン画像を検出したタイミングに応じて、表面速度等のプロセススピードを算出する（Ｓ１１１９）。例えばＣＰＵ７０は、式１４に基づいて、表面速度の実速度ｐｓｒを算出する。ＣＰＵ７０は、閾値切替タイミング生成部７１７により、Ｓ１１１９の処理で算出したプロセススピードに応じて、各色の閾値への閾値切替タイミングを算出する（Ｓ１１０４）。例えばＣＰＵ７０は、式１５に基づいて、Ｓ１１１９で算出した実速度ｐｓｒに応じた閾値切替タイミングを算出する。その後、ＣＰＵ７０は、エッジの検出数が所定数になるまで、Ｓ１１０４〜Ｓ１１１９の処理を繰り返し行う。
【００７９】
ＣＰＵ７０は、エッジの検出数が所定数に到達することで、パターン画像の検出を終了する（Ｓ１１１８：Y）。パターン画像の検出終了後にＣＰＵ７０は、色ずれ量算出部７１３により、式１、式２に応じて副走査方向及び主走査方向の色ずれ量を算出する（Ｓ１１２０）。色ずれ量算出部７１３は、Ｓ１１０４〜Ｓ１１１７の処理で取得したエッジ間の時間情報を時間間隔として式１、式２に代入して、副走査方向及び主走査方向の色ずれ量を算出する。色ずれ量算出部７１３は、１０セット分の測定用画像から得られる色ずれ量の平均値を導出する。ＣＰＵ７０は、算出した主走査方向及び副走査方向の色ずれ量をＲＡＭ７８に保管して、画像形成処理を行う際の色ずれ補正に用いる。
【００８０】
色ずれ量の算出後、ＣＰＵ７０は、色ずれ検出センサ４０の発光部５１を消灯させ、且つ中間転写ベルト８の回転を停止する（Ｓ１１２１、Ｓ１１２）。以上により、副走査方向及び主走査方向の色ずれ量検出処理が終了する。
【００８１】
以上のような本実施形態の画像形成装置１は、検出信号の二値化に用いる閾値を適切なタイミングで切り替えることで、正確に主走査方向及び副走査方向の色ずれ量を取得することが可能となる。そのために、高精度な色ずれ補正が可能となる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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