(57)【要約】【課題】色ずれ量が誤って補正されてしまうことを抑制する。【解決手段】ＣＰＵ７０は、次のパターン（Ｎ＋１）の検出のために、第１閾値（Ｖａ／２）から第２閾値（Ｖｂ／２）への切り替えを開始し、閾値の切り替え開始から閾値が目標値へ遷移するのに要する第１の所要時間ｔｃを算出する。そしてＣＰＵ７０は、閾値の切り替え開始から、パターン（Ｎ＋１）に対応する２値信号の立上りエッジまでの第２の所要時間ｔｂを算出する。そしてＣＰＵ７０は、第１の所要時間ｔｃが第２の所要時間ｔｂ未満である（ｔｃ＜ｔｂが成立する）か否かを判別する。ｔｃ≧ｔｂである場合は、パターン（Ｎ＋１）に対応する比較結果である２値信号は、色ずれ量の決定に用いる比較結果から除外される。一方、ｔｃ＜ｔｂである場合は、パターン（Ｎ＋１）に対応する比較結果である２値信号は、色ずれ量の決定に用いる比較結果に含められる。【選択図】図７
2019086579.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画像形成手段と、
所定方向に回転し、色ずれを検知するためのパターン画像が転写される中間転写体と、
前記中間転写体上の前記パターン画像からの反射光を測定し、測定結果に基づく出力値を出力する出力手段と、
前記出力手段の出力値と前記パターン画像の色に対応する閾値とを比較し、色ごとに複数の比較結果を取得する比較手段と、
前記画像形成手段を制御して前記異なる色のパターン画像からなる複数のパターン画像を形成させ、前記出力手段を制御して前記複数のパターン画像を測定させ、前記比較手段を制御して前記複数のパターン画像の測定結果に対応する出力値と前記閾値との比較結果を取得させ、前記比較手段により取得された前記複数の比較結果のうち、前記異なる色の中の基準色のパターン画像と前記異なる色の中の前記基準色と異なる他の色のパターン画像との相対的な位置に関する色ずれ量の決定に用いる比較結果を決定し、前記色ずれ量を、前記決定した比較結果に基づいて決定する決定手段と、
前記画像形成手段により形成される前記他の色の画像の画像形成位置を前記決定手段により決定された色ずれ量に基づいて調整する調整手段と、を有し、
前記決定手段は、前記複数のパターン画像に含まれる第１色のパターン画像の出力値と比較するための第１閾値から前記所定方向において前記第１色のパターン画像の後続の第２色のパターン画像の出力値と比較するための第２閾値への切り替えを開始してから前記閾値が前記第２閾値に到達するまでの第１の所要時間と、前記第１閾値から前記第２閾値への切り替えを開始してから前記第２色のパターン画像に対応する前記比較結果が変化するまでの第２の所要時間とに基づいて、前記色ずれ量の決定に用いる比較結果を決定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記決定手段は、前記第１の所要時間が前記第２の所要時間未満である場合は、前記第２色のパターン画像に対応する前記比較結果を、前記色ずれ量の決定に用いる比較結果に含めることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記決定手段は、前記第１の所要時間が前記第２の所要時間未満でない場合は、前記第２色のパターン画像に対応する前記比較結果を、前記色ずれ量の決定に用いる比較結果から除外することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記第１の所要時間は、前記第１閾値と前記第２閾値との差分に基づき決定されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記比較手段は、前記出力値と前記閾値との比較に基づいて、第１の値または第２の値に変化する２値信号を前記比較結果として取得し、
前記第２の所要時間は、前記第１閾値から前記第２閾値への切り替えを開始してから前記第２色のパターン画像に対応する前記２値信号が前記第１の値となるまでの期間であり、
前記出力手段が前記パターン画像の転写されていない前記中間転写体を測定する場合、前記２値信号は前記第２の値であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記決定手段は、前記複数のパターン画像を複数組、形成させることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に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画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数色の画像を形成する電子写真方式の画像形成装置が知られている。例えば、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色について、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画像を形成し、それぞれの色を重ね合わせてカラー画像を得るタンデム方式の装置がある。この種の装置では、色ずれを抑制するために、紙送りと画像形成のタイミングを正確に制御する必要がある。そのため、中間転写体に、色ずれを検知するためのパターン画像を形成し、このパターン画像を光学式のセンサで検知し、その結果に基づき各色間の色ずれ量を算出し、色ずれを補正することが一般に行われている。
【０００３】
図９（ａ）〜（ｆ）で、パターン画像、パターン検知用のセンサの出力、及び２値信号の関係を説明する。図９（ａ）、（ｄ）は、中間転写体に形成された色ずれ検知用のパターン画像を水平方向から見た図であり、パターン画像を構成するトナー画像が中間転写体上に積載されている。図９（ｂ）、（ｅ）は、色ずれ検知用のセンサの出力信号（センサ出力）を示す。図９（ｃ）、（ｆ）は、センサ出力を閾値ａ、ｂ、ｃで２値化した２値信号ａ、ｂ、ｃを示している。センサ出力の波形から各色の測定用画像（パターンと称する）の位置情報（パターン位置）を取得する場合、センサ出力を２値化し、その２値信号波形の立上り（前端）エッジと立下り（後端）エッジとの中間点をパターン位置として取得するのが一般的である。図９（ａ）のように濃度（トナー載り量）が均一な画像を読み取った場合のセンサ出力は、図９（ｂ）に示すように左右対称の波形となる。この波形を２値化するための閾値を、センサ出力の信号振幅に対して７５％（閾値ａ）、５０％（閾値ｂ）、２５％（閾値ｃ）のように異ならせると、２値化波形はそれぞれ、２値信号ａ、ｂ、ｃとなる（図９（ｃ））。これら２値信号ａ、ｂ、ｃからパターンの位置として、ｒｅｇ＿ａ、ｒｅｇ＿ｂ、ｒｅｇ＿ｃが求められる（図９（ｃ））。ｒｅｇ＿ａ、ｒｅｇ＿ｂ、ｒｅｇ＿ｃは互いにほぼ同じ値となる。このように、センサ出力の波形が理想的な対称である場合は、閾値が変更されても算出されるパターン位置は変わらない。
【０００４】
一方、図９（ｄ）のように、パターン画像の濃度（トナー載り量）が不均一だった場合、図９（ｅ）に示すように、センサ出力は非対称な波形となる。すると、閾値ａ、ｂ、ｃで２値化した２値信号ａ、ｂ、ｃから、パターン位置として、ｒｅｇ＿ａ、ｒｅｇ＿ｂ、ｒｅｇ＿ｃが求められる（図９（ｆ））。ｒｅｇ＿ａ、ｒｅｇ＿ｂ、ｒｅｇ＿ｃは互いに異なる値となり得る。このように、センサ出力の波形が非対称である場合は、閾値が変更されると算出されるパターンの位置が変動する。つまり、センサ出力波形に対して２値化に用いる閾値の値によって、パターン位置の検知結果に差異が生じる。
【０００５】
このような課題に対して特許文献１では、センサ出力の振幅が変動して波形が非対称となったとしても、閾値の変更等によってパターンの検知幅を一致させ、検知誤差を抑える技術が提案されている。すなわち特許文献１は、隣接するパターンに対応するセンサ出力の信号振幅が大きく変動したとしても、振幅に対する閾値レベルの割合が一律の割合（例えば５０％）となるように制御する。これにより波形非対称による検知誤差を抑えることができる。
【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】
特許文献１のように、信号振幅に応じて閾値レベルを変える方法を用いる場合、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック、それぞれのカラーのパターンの間で、２値化用の閾値レベルを各色用の閾値に切り替える必要がある。
【０００８】
しかしながら、閾値レベルが目標レベルに変化し終わる前にパターンがセンサの検知領域に到達してしまう可能性がある。閾値レベルが目標レベルに変化し終わる前にパターンがセンサの検知領域に到達した場合、センサの出力信号を閾値レベルに基づき変換した２値化信号のエッジが精度よく検知できない。そのため、閾値レベルが目標レベルに変化し終わる前にパターンがセンサの検知領域に到達した場合、色ずれ量が誤って補正されてしまう可能性があった。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、色ずれ量が誤って補正されてしまうことを抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために本発明は、異なる色の画像を形成する画像形成手段と、所定方向に回転し、色ずれを検知するためのパターン画像が転写される中間転写体と、前記中間転写体上の前記パターン画像からの反射光を測定し、測定結果に基づく出力値を出力する出力手段と、前記出力手段の出力値と前記パターン画像の色に対応する閾値とを比較し、色ごとに複数の比較結果を取得する比較手段と、前記画像形成手段を制御して前記異なる色のパターン画像からなる複数のパターン画像を形成させ、前記出力手段を制御して前記複数のパターン画像を測定させ、前記比較手段を制御して前記複数のパターン画像の測定結果に対応する出力値と前記閾値との比較結果を取得させ、前記比較手段により取得された前記複数の比較結果のうち、前記異なる色の中の基準色のパターン画像と前記異なる色の中の前記基準色と異なる他の色のパターン画像との相対的な位置に関する色ずれ量の決定に用いる比較結果を決定し、前記色ずれ量を、前記決定した比較結果に基づいて決定する決定手段と、前記画像形成手段により形成される前記他の色の画像の画像形成位置を前記決定手段により決定された色ずれ量に基づいて調整する調整手段と、を有し、前記決定手段は、前記複数のパターン画像に含まれる第１色のパターン画像の出力値と比較するための第１閾値から前記所定方向において前記第１色のパターン画像の後続の第２色のパターン画像の出力値と比較するための第２閾値への切り替えを開始してから前記閾値が前記第２閾値に到達するまでの第１の所要時間と、前記第１閾値から前記第２閾値への切り替えを開始してから前記第２色のパターン画像に対応する前記比較結果が変化するまでの第２の所要時間とに基づいて、前記色ずれ量の決定に用いる比較結果を決定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、色ずれ量が誤って補正されてしまうことを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】画像形成装置の概略断面図である。
【図２】センサの構成を示す図である。
【図３】画像形成装置の制御機構のブロック図である。
【図４】色ずれ検知用のパターン画像、２値化後の信号の一例を示す図である。
【図５】閾値設定用のパターン画像、センサの出力例を示す図である。
【図６】閾値設定処理のフローチャートである。
【図７】色ずれ量取得処理のフローチャートである。
【図８】センサ出力、閾値、２値信号及び切替タイミング信号の関係を示す図である。
【図９】パターン画像、センサの出力、２値信号を示す図である。
【図１０】振幅が異なるセンサ出力と閾値との関係を示す図である。
【図１１】振幅が異なるセンサ出力と閾値との関係を示す図である。
【図１２】センサ出力、２値信号を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１４】
図１は、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の概略断面図である。この画像形成装置１は、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の複数色（４色）の画像を形成するための画像形成手段として４つのステーションＩＭＧ（ＩＭＧ−Ｙ、ＩＭＧ−Ｍ、ＩＭＧ−Ｃ、ＩＭＧ−Ｋ）を有する。各ステーションＩＭＧの構成要素は共通であるので、以降、ステーションＩＭＧごとに各構成要素を区別しないときは同じ符号を用い、区別するときは符号の後にａ、ｂ、ｃ、ｄを付す。画像形成装置１は、感光ドラム２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）を有する。感光ドラム２の周りに帯電器３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）、レーザ走査ユニット５（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）、一次転写部６（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）、現像器７（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ）、クリーナ４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）が配置される。
【００１５】
各色の画像形成動作は共通であるので、代表してイエローについて説明する。帯電器３ａは、感光ドラム２ａに所定の電圧を印加して帯電させる。レーザ走査ユニット５ａは半導体レーザを光源として有し、画像信号に従ってレーザ光を感光ドラム２ａの表面に照射して静電潜像を形成する。ここで、レーザ走査ユニット５ａの光が感光ドラム２ａを走査する方向は主走査方向と呼ばれ、主走査方向に直交する方向は副走査方向と呼ばれる。感光ドラム２ａの静電潜像は現像器７ａにより現像されてトナー画像となる。クリーナ４ａは、感光ドラム２ａの表面に残留するトナーを除去する。各色の感光ドラム２上のトナー画像は、一次転写部６ａ〜６ｄで中間転写体である中間転写ベルト８に順次重ね合わせられる。
【００１６】
中間転写ベルト８は、ローラ１０、１１、２１にかけ回されており、図１の時計方向（所定方向）に回転する。中間転写ベルト８に重ね合わせられた各色のトナー画像は、二次転写部２２まで搬送され、二次転写部２２に搬送されてくるシートＳに一括転写される。クリーナ１２は、中間転写ベルト８に残留するトナーを除去する。二次転写部２２で４色のトナー画像が一括転写されたシートＳは、定着器２３に搬送されて未定着のトナー画像を熱定着され、その後、排紙ローラ２４を介して排紙トレイ２５に排出される。
【００１７】
シートＳは、給紙カセット１７または手差しトレイ１３から搬送路に給紙され、静電搬送部３０で横位置を補正されて、レジストローラ１６でタイミングをとりつつ二次転写部２２へ搬送される。その際、給紙カセット１７からシートＳを搬送路へ給紙するためのピックアップローラ１８、１９、縦パスローラ２０、レジストローラ１６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。また、手差しトレイ１３からシートを搬送路へ給紙するためのピックアップローラ１４、１５も同様に、各々独立したステッピングモータにより駆動される。
【００１８】
また、両面印刷時には、定着器２３を通過したシートＳは、排紙ローラ２４から両面反転パス２７に導かれた後、逆方向に反転搬送されて両面パス２８へ搬送される。両面パス２８を通過したシートＳは再び縦パスローラ２０を通って上記と同様にして二次転写部２２に搬送される。二次転写部２２に搬送されたシートＳの裏面には、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、転写後のシートＳは定着器２３及び排紙ローラ２４を介して排紙トレイ２５に排出される。
【００１９】
画像形成装置１は、色ずれ検知用のセンサ４０（出力手段）を有する。センサ４０は、中間転写ベルト８の画像が形成される面である外周面に対向し、感光ドラム２ｄとローラ１０との間の位置に配置される。センサ４０は、各感光ドラム２から中間転写ベルト８に転写された（中間転写体上の）色ずれ検知用のパターン画像ＰＴ１（図４（ａ））や、閾値設定用のパターン画像ＰＴ２（図５（ａ））を検出（検知）するためのものである。センサ４０は、不図示の同期部により駆動タイミングが制御される。各パターン画像ＰＴは、各色のトナー像のパターン（測定用画像）を含み、中間転写ベルト８に転写される。
【００２０】
図２は、センサ４０の構成を示す図である。センサ４０は、発光部５１及び受光部５２を有する。発光部５１からの光を受けた対象物の正反射光を受光部５２が検出する。発光部５１からの照射光は、中間転写ベルト８の表面（パターン画像ＰＴが形成されている場合はパターン画像ＰＴ）で反射し、反射光はレンズ５３で集光されて受光部５２に入射する。受光部５２は、受光結果に基づいて出力信号を出力し、具体的には受光光量に応じた振幅の電気信号（出力信号）を出力する。受光部５２の出力電圧は、反射光の光量が少なければ低く、光量が多ければ高い。つまり、センサ４０はパターン画像からの反射光を測定し、測定結果に基づいて出力値を出力する。また、一般に、トナー画像に比べ中間転写ベルト８の表面の方が反射率は高いため、パターン画像を読み取った際の検出結果である出力電圧は中間転写ベルト８の読み取り時より低くなる。図９で説明したように、センサ４０の出力波形を２値化することでパターン画像ＰＴの各色のパターン位置を導出できる。
【００２１】
図３は、画像形成装置１の制御機構のブロック図である。画像形成装置１は、画像形成装置１全体の制御を司るＣＰＵ７０を有し、ＣＰＵ７０には、ＲＡＭ７８、ＲＯＭ７３、レーザ制御部７５、画像制御部７４が接続されている。ＲＯＭ７３には、ＣＰＵ７０により実行される制御プログラムが格納され、ＲＡＭ７８は一時的なデータ保存領域として用いられる。センサ４０の出力信号（センサ出力値）はコンパレータ７２に入力され、ＣＰＵ７０によって予め設定された閾値ｔｈで２値化される。閾値ｔｈは色ごとに設定される（図６で後述）。
【００２２】
ここで、画像形成装置１は、閾値レベルを制御するためにＤ／Ａ変換が必要となるが、そのためにＤ／ＡコンバータＩＣを用いるとコストアップになる。そこで安価な方式としてＰＷＭ信号をＲＣ回路７７を用いて平滑化する。しかしＲＣ回路７７を用いる場合、図１０〜図１２で説明する問題が生じる。
【００２３】
図１０、図１１（ａ）、（ｂ）は、振幅が異なるセンサ出力が連続した場合のセンサ出力と閾値との関係を示す図である。図１０、図１１（ａ）、（ｂ）の例では、信号振幅Ｖａの波形Ｈ１と信号振幅Ｖｂの波形Ｈ２とが連続している。ここで、振幅に対する閾値レベルの割合を、例えば５０％となるように制御するとし、波形Ｈ１に対して閾値Ｖａ／２、波形Ｈ２に対して閾値Ｖｂ／２を設定するとする。図１０に示す例では、閾値Ｖａ／２から閾値Ｖｂ／２への切り替えが遅延なく行われるため、波形Ｈ２は、適切な閾値レベル（閾値Ｖｂ／２）で２値化される。
【００２４】
一方、図１１（ａ）、（ｂ）の例では、閾値レベルは、ＰＷＭを平滑化したアナログ信号として生成されるとする。そのため閾値レベルが目標の信号レベルに安定するまでに時間を要する。図１１（ａ）の例では、閾値Ｖａ／２から閾値Ｖｂ／２への切り替えを開始した後、閾値レベルが閾値Ｖｂ／２に到達して安定してから波形Ｈ２の立下りが生じる。従って、波形Ｈ２は、適切な閾値レベル（閾値Ｖｂ／２）で２値化される。しかし、図１１（ｂ）に示すように、各色間の色ずれが大きくなって、隣接するパターン同士が接近すると、閾値が閾値Ｖｂ／２に到達して安定するより前に波形Ｈ２の立下りが生じる。すると、波形Ｈ２を適切な閾値レベル（閾値Ｖｂ／２）で２値化することができず、２値信号に誤差が生じる。
【００２５】
さらに、波形が対称であっても検知誤差が生じることがある。図１２（ａ）、（ｂ）は、センサ出力、２値信号を示す図である。センサ出力の波形Ｈの立下りと立上りとで異なる閾値レベルが適用される場合は、図９（ｂ）で示したような左右対称の波形の場合でも検知誤差が生じ得る。例えば、図１２（ｂ）の上段の例では、切り替え後の閾値レベルが閾値ｂに安定してから波形Ｈが生じたため、センサ出力の波形Ｈの立下り、立上りで共通の閾値ｂが２値化に用いられ、パターンの位置としてｒｅｇ＿ｘが求められる。この場合、検知誤差は生じていない。しかし図１２（ｂ）の下段の例では、波形Ｈの立下りと立上りとの間の期間内で閾値ｂへの移行が安定したために、センサ出力の波形Ｈの立下りでは閾値ａ、波形Ｈの立上りでは閾値ｂが、それぞれ２値化に用いられることになる。すると、本来のパターンの位置であるｒｅｇ＿ｘに対して、パターンの位置がｒｅｇ＿ｙとなり、検知誤差が生じている。つまり閾値レベルが切り替え後の値に安定する前にセンサ出力信号が到達した場合、波形が対称であっても検知誤差が生じてしまう。
【００２６】
図３の説明に戻る。閾値を示す信号は、ＣＰＵ７０から出力されるＰＷＭ信号がＲＣ回路７７で平滑されることで生成される。コンパレータ７２で２値化された信号（以下、２値信号と呼ぶ）は、ＣＰＵ７０に入力される。コンパレータ７２は、センサ出力値と閾値ｔｈとを比較し、その比較結果として２値信号を取得する比較手段である。
【００２７】
ＣＰＵ７０は、閾値調整部７１１、読取部７１２、算出部７１３、発光制御部７１４、Ａ／Ｄコンバータ７１５、パターン形成部７１６及びタイミング生成部７１７を備える。閾値調整部７１１は、コンパレータ７２で用いられる閾値を生成するＰＷＭ信号のＤＵＴＹ比を調整する。読取部７１２は、２値信号の立上りエッジと立下りエッジとを検出し、それらのタイミングを算出する。算出部７１３は、読取部７１２が算出した立上り・立下りタイミングから色ずれ量を算出する。ボトムホールド回路７６は、後述する閾値設定処理（図６）でセンサ出力の値をＣＰＵ７０がサンプリングする際に用いられる。
【００２８】
タイミング生成部７１７は、後述する色ずれ取得処理（図７）において、閾値の切り替え制御で用いられる。発光制御部７１４は、センサ４０の発光部５１の発光を制御する。Ａ／Ｄコンバータ７１５は、センサ４０の出力レベルを変換して記録する。パターン形成部７１６はパターン画像ＰＴ（ＰＴ１、ＰＴ２）を形成する。パターン形成部７１６は、色ずれ検知用のパターン画像ＰＴ１、閾値設定用のパターン画像ＰＴ２のそれぞれを形成するためのパターン画像データを記憶している。パターン形成部７１６は、パターン画像データをレーザ制御部７５に送る。ＲＯＭ７３には、コンパレータ７２に設定する閾値ｔｈ、算出部７１３で算出した色ずれ量等が記憶される。
【００２９】
次に、算出部７１３による色ずれ算出方法を説明する。図４（ａ）、（ｂ）に、色ずれ検知用のパターン画像ＰＴ１の一例と、それを読み取ったセンサ４０の検知信号（２値化後）とを示す。パターン画像ＰＴ１はイエローのパターン８０１、８１１、マゼンダのパターン８０２、８１２、シアンのパターン８０３、８１３、ブラックのパターン８０４、８１４から構成される。パターン画像ＰＴ１の移動方向は副走査方向に対応する。パターン画像ＰＴ１が中間転写ベルト８に形成される場合、中間転写ベルト８の移動方向が副走査方向に対応する。各色のパターンは、主走査方向に対して４５°傾いて形成されており、パターン８０１〜８０４とパターン８１１〜８１４とで傾き方向が逆になっている。
【００３０】
図４（ｂ）に示す破線は、２値信号の立上りエッジと立下りエッジとの中央位置を示している。時間情報ｙｍ＿１、ｙｃ＿１、ｙｋ＿１は、基準色であるイエローのパターン８０１の中央位置から他色のパターン８０２、８０３、８０４の中央位置までの距離を時間に換算した値である。同様に、時間情報ｙｍ＿２、ｙｃ＿２、ｙｋ＿２は、イエローのパターン８１１の中央位置から他色のパターン８１２、８１３、８１４の中央位置までの距離を時間に換算した値である。これらの時間情報から色ずれ量が算出される。
【００３１】
例えばマゼンダの色ずれ量算出に関して説明する。マゼンダのパターン８０２、８１２が副走査方向の（＋）方向に色ずれした場合、ｙｍ＿１値とｙｍ＿２値は色ずれ量に比例して同じ量だけ大きくなる。パターン８０２、８１２が副走査方向の（−）側にずれた場合もｙｍ＿１値とｙｍ＿２値は同じ量だけ変化する（小さくなる）。一方、パターン８０２、８１２が主走査方向の（＋）方向に色ずれした場合、ｙｍ＿１値は色ずれ量に比例して大きくなるがｙｍ＿２値はそれと同じ量だけ小さくなる。パターン８０２、８１２が主走査方向の（−）側にずれた場合、ｙｍ＿１値は小さくなり、それと同じ量だけｙｍ＿２値は大きくなる。よって色ずれ量（副走査色ずれ、主走査色ずれ）は下記の式１、２から算出される。
副走査色ずれ＝Ｘ−（ｙｍ＿１＋ｙｍ＿２）／２×搬送速度・・・・（１）
主走査色ずれ＝（ｙｍ＿１−ｙｍ＿２）／２×搬送速度・・・・（２）
【００３２】
式１で、Ｘは色ずれが生じていない場合のイエローパターンとマゼンダパターンの副走査方向の距離間隔情報（距離を時間に換算した値）である。ｙｍ＿１値、ｙｍ＿２値は時間情報（ｓｅｃ）であるので、ずれ量を算出する際、パターン画像ＰＴ２が形成される中間転写ベルト８の搬送速度（ｍｍ／ｓｅｃ）を用いて距離情報に変換される。式１、２はマゼンダの色ずれを例にした式であるが、他の色の色ずれ量に関しても同様に、イエローのパターン８０１、８１１を基準とした時間情報を用いることで導出できる。なお、基準色をイエロー以外の色としてもよい。
【００３３】
図５（ａ）は、閾値設定用のパターン画像ＰＴ２の例を示す図である。図５（ｂ）は、パターン画像ＰＴ２を読み取ったセンサ４０の出力例を示す図である。パターン画像ＰＴ２は、パターン画像ＰＴ１と同様に、イエローのパターン９０１、マゼンダのパターン９０２、シアンのパターン９０３、ブラックのパターン９０４から構成される。各色のパターンは、主走査方向に対して４５°傾いて形成されている。パターン画像ＰＴ２における各色のパターン間の間隔（副走査方向長さ）は、パターン画像ＰＴ１における各色のパターン間の間隔よりも長くなっている。これは、センサ出力（図５（ｂ））のサンプル値をボトムホールド回路７６によりサンプルホールドする必要があるからである。
【００３４】
次に、パターン画像ＰＴ２を用いて色ごとの閾値ｔｈを決定する処理について図６を用いて説明する。図６は、閾値設定処理のフローチャートである。このフローチャートの処理は、ＲＯＭ７３に格納されたプログラムをＣＰＵ７０が読み出して実行することにより実現される。
【００３５】
まず、ＣＰＵ７０は、中間転写ベルト８の回転を開始させ（ステップＳ１０１）、センサ４０の発光部５１を発光（点灯）させる（ステップＳ１０２）。そしてＣＰＵ７０は、トナー画像を形成していない状態の中間転写ベルト８からの（中間転写体上の）反射光を受光したセンサ４０の出力信号を、中間転写ベルト８の１周分、サンプリングする（ステップＳ１０３）。このときのサンプリング間隔は例えば１００ｍｓｅｃ間隔とする。次にＣＰＵ７０は、取得した１周分のサンプリングデータの平均レベルＢａｓｅ＿ａｖｅを算出し、その値をＲＯＭ７３に記憶させておく（ステップＳ１０４）。次にＣＰＵ７０は、ステーションＩＭＧを制御して、中間転写ベルト８上にパターン画像ＰＴ２を形成する（ステップＳ１０５）。
【００３６】
そしてＣＰＵ７０は、パターン画像ＰＴ２における各色のパターンのセンサ４０によるセンサ出力のボトムレベルを、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックそれぞれにつきサンプリングする（ステップＳ１０６）。ＣＰＵ７０は、このサンプリングにおいては、ボトムホールド回路７６によってボトムホールドされた出力信号を図５（ｂ）に示す期間Ｖｈｏｌｄ内に５ｍｓｅｃ間隔で３回ずつ各色サンプリングしていく。そしてＣＰＵ７０は、３回の平均値を各色のセンサ出力のボトムレベルとしてＲＯＭ７３に記憶させる。図５（ｂ）に示すように、各色のボトムレベルは、イエローがボトムレベルＶｈ＿ｙ、マゼンダがボトムレベルＶｈ＿ｍ、シアンがボトムレベルＶｈ＿ｃ、ブラックがボトムレベルＶｈ＿ｋである。ホールドされている出力信号はタイミングＴｒｓｔの到来時にホールドリセットされる。なお、ボトムホールドされた出力信号のサンプリング回数は３回に限定されず、１回以上であればよい。
【００３７】
次にＣＰＵ７０は、ステップＳ１０７で、サンプリングされたボトムレベルと先に取得された平均レベルＢａｓｅ_ａｖｅとを比較し、サンプリングされたボトムレベルが適切なレベルであるか否かを判別する。具体的には、ＣＰＵ７０は、ボトムレベルと平均レベルＢａｓｅ_ａｖｅとの差分量が所定値を超えたか否かを判別する。この所定値は予め設定されＲＯＭ７３に保存されている。上記差分量が所定値以下だった場合、トナーパターンが形成されていないか、あるいは読み取った中間転写ベルト８の位置にキズがあった等の理由でボトムレベルを正確に検出できなかった可能があると判断できる。この場合、ＣＰＵ７０はボトムレベルが適切なレベルでないと判別し、リトライ済みか否かを判別する（ステップＳ１１０）。そしてＣＰＵ７０は、リトライ済みでない場合は、処理をステップＳ１０５に戻す一方、リトライ済みである場合は、リトライはせずにエラー通知し（ステップＳ１１１）、処理をステップＳ１０９に進める。
【００３８】
ステップＳ１０７で、サンプリングされたボトムレベルが適切なレベルであると判別した場合は、ＣＰＵ７０は、取得した各色パターンのボトムレベルと平均レベルＢａｓｅ＿ａｖｅとに基づいて、各色用の閾値ｔｈを決定する（ステップＳ１０８）。ここでは、ＣＰＵ７０の閾値調整部７１１が、閾値ｔｈを色ごとに決定し、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラック用にそれぞれ、閾値ｔｈＹ、ｔｈＭ、ｔｈＣ、ｔｈＫを算出する。代表してイエロー用の閾値ｔｈＹの算出式を式３に示すが、他の色も同様にして算出される。
閾値ｔｈＹ＝（Ｂａｓｅ＿ａｖｅ−Ｖｈ＿ｙ）×α＋Ｖｈ＿ｙ・・（３）
【００３９】
ここでαの値は例えば０．５とするが０．５に限定されない。α＝０．５だとすると、式３により、ボトムレベルＶｈ＿ｙと平均レベルＢａｓｅ＿ａｖｅとの中間（５０％）位置の値が閾値ｔｈＹとして算出される。その後、ＣＰＵ７０は、ステップＳ１０９で、センサ４０の発光部５１を消灯し、中間転写ベルト８の回転を停止させて（ステップＳ１１２）、図６の処理を終了させる。
【００４０】
ＣＰＵ７０は、このようにして生成された２値信号から、式１、２を用いて色ずれ量を算出する。その後、画像制御部７４は、算出した色ずれ量に基づいて画像形成条件を変更することで色ずれを補正する。例えば、画像制御部７４は、各色の画像の相対的な位置のズレを補正するため、各色の露光タイミングを色ずれ量に基づいて調整する。あるいは、画像制御部７４は、各色の画像の相対的な位置のズレを補正するため、画像データに画像処理を実行する。画像制御部７４は画像データに画像処理を実行するイメージプロセッサであってもよい。画像制御部７４は本発明における調整手段に該当する。色ずれ量は、基準色の画像と他の色の画像との相対的な位置のズレに相当する。そのため、画像制御部７４が色ずれ量に基づいて画像形成条件を調整することによって他の色の画像の位置が基準色の画像の位置に補正される。これによって、色毎の画像の画像形成位置が調整される。なお、色ずれを補正する方法は周知の技術であるので、その詳細な説明は省略する。色ずれ量取得の詳細な処理を図７で説明する。
【００４１】
図７は、色ずれ量取得処理のフローチャートである。このフローチャートの処理は、ＲＯＭ７３に格納されたプログラムをＣＰＵ７０が読み出して実行することにより実現される。この処理は、画像形成装置１の主電源がオンにされたとき、または色ずれ量取得処理が前回実行されてから規定枚数以上の画像を画像形成装置１が形成したとき、開始される。なお、図６に示す閾値設定処理の開始条件もこれと同様である。例えば、ＣＰＵ７０は、主電源がオンにされると図６に示す閾値設定処理を先行して実行し、その後、図７に示す色ずれ量取得処理に移行する。図７の処理において、ＣＰＵ７０は、本発明における決定手段に該当する。
【００４２】
まず、ＣＰＵ７０は、閾値設定処理（図６）で取得した各閾値ｔｈのうち、パターン画像ＰＴ１における最初の検出対象となるイエローパターン用の閾値ｔｈＹを、２値化に用いる閾値として設定する（ステップＳ２０１）。その後、ＣＰＵ７０は、中間転写ベルト８の回転を開始させ（ステップＳ２０２）、センサ４０の発光部５１を発光（点灯）させる（ステップＳ２０３）。次にＣＰＵ７０は、ステーションＩＭＧを制御して、中間転写ベルト８上にパターン画像ＰＴ１を形成し（ステップＳ２０４）、各色のパターン順を把握するためのカウンタＮを初期値である１に設定する（ステップＳ２０５）。
【００４３】
次に、ＣＰＵ７０は、２値信号のエッジ、すなわちセンサ４０の出力がコンパレータ７２で２値化された信号の立上り（前端エッジ）と立下り（後端エッジ）の検出を開始する（ステップＳ２０６）。ここで、センサ出力が２値化の対象となるパターンをパターンＮと記す。最初のパターンＮはイエローパターンである。ＣＰＵ７０は、パターンＮの前端エッジを検出するまで待ち（ステップＳ２０７）、前端エッジを検出するとパターンＮの後端エッジを検出するまで待つ（ステップＳ２０８）。パターンＮの後端エッジを検出すると、ＣＰＵ７０は、エッジ検出開始からの前端エッジ及び後端エッジの検出回数の総数であるエッジ検出回数が所定数に達したか否かを判別する（ステップＳ２０９）。ここで、所定数は、全てのパターン画像ＰＴ１の各色のパターンを正しく検出できた場合に検出されるエッジの総数である。例えば、１つのパターン画像ＰＴ１で１６個のエッジが生じるから、パターン画像ＰＴ１を１０セット形成するとした場合、所定数は１６０である。
【００４４】
ステップＳ２０９の判別の結果、エッジ検出回数が所定数に達していない場合、ＣＰＵ７０はステップＳ２１０へ処理を移行する。ここで、図８で、ステップＳ２０７〜Ｓ２１５の処理と関連し、閾値を切り替えるタイミングと閾値の変化の遷移について説明する。
【００４５】
図８（ａ）、（ｂ）は、センサ出力、閾値、２値信号及び切替タイミング信号の関係を示す図である。２値化用の閾値として、波形Ｈ１に対して閾値Ｖａ／２、波形Ｈ２に対して閾値Ｖｂ／２が設定されるとする。ここで、２値信号は立上り（前端）エッジで第１の値に変化し、立下り（後端）エッジで第２の値に変化する。パターン画像の転写されていない中間転写ベルト８を測定した場合の２値信号は第２の値である。パターンを検出する際に、ＣＰＵ７０は、パターン間で閾値の切り替えが行われるように、切替タイミング信号を生成（閾値の切り替えを開始）する。ここで切替タイミング信号は、直前のパターンの２値信号の立下りエッジを起点として所定時間ｔａ後に生成される。この切替タイミング信号により、設定する目標閾値が第１閾値（例えば、Ｖａ／２）から第２閾値（例えば、Ｖｂ／２）に変更される。なお、第１閾値、第２閾値の例示として、センサ出力の信号振幅に対して５０％の値であるＶａ／２、Ｖｂ／２としたが、この値に限定されない。設定する閾値は、ＰＷＭを平滑化したアナログ信号として生成されるため、閾値レベルが目標値に到達して安定する（切り替えが終了する）までに時間を要する。閾値レベルが、設定する閾値の切り替え開始から目標値へ（Ｖａ／２からＶｂ／２へ）遷移するのに要する時間を第１の所要時間ｔｃとする。言い換えると、第１の所要時間ｔｃは、パターン画像ＰＴ１中の第１色のパターンの出力値と比較するための第１閾値から後続の第２色のパターンの出力値と比較するための第２閾値への切り替えを開始してから閾値が第２閾値に到達するまでの時間である。第１の所要時間ｔｃは、ＲＣ回路７７の時定数、及び、第１閾値と第２閾値との差分から決まる。なお、厳密には、「第２閾値に到達する」とは、実際の閾値レベルが、目標とする第２閾値に一致することを必ずしも意味せず、第２閾値に十分近い値で且つ第１閾値と第２閾値との差分の所定割合に達することを意味してもよい。ＣＰＵ７０は、切替タイミング信号を生成する際、または生成した後、第１の所要時間ｔｃを算出する。
【００４６】
そしてＣＰＵ７０は、切替タイミング信号の生成（設定する閾値の切り替え開始）から、次のパターンに対応する２値信号の立上り（前端）エッジまでの時間である第２の所要時間ｔｂを算出する。言い換えると、第２の所要時間ｔｂは、第１閾値から第２閾値への切り替えを開始してから第２色のパターン画像に対応する比較結果が変化するまでの時間である。図８（ａ）の例では、第１の所要時間ｔｃ＜第２の所要時間ｔｂである。すなわち、図１１（ａ）の例と同様に、閾値Ｖａ／２から閾値Ｖｂ／２への切り替えを開始した後、閾値レベルが閾値Ｖｂ／２に到達して安定してから波形Ｈ２の立下りが生じる。従って、波形Ｈ２は、適切な閾値レベル（閾値Ｖｂ／２）で２値化され、当該パターンについてはその中央位置を正確に検知できる。
【００４７】
しかし、図８（ｂ）に示すように、各色間の色ずれが大きくなって、隣接するパターン同士が接近する場合がある。この場合、閾値の切り替え開始後、閾値が過渡的に変化している段階で、すなわち、閾値が閾値Ｖｂ／２に到達して安定するより前に、波形Ｈ２の立下りが生じる。すると、図１１（ｂ）の例と同様に、波形Ｈ２を適切な閾値レベル（閾値Ｖｂ／２）で２値化することができず、特に２値信号の前端エッジを正しく取得できない。すなわち、図８（ｂ）の例のように、第１の所要時間ｔｃ≧第２の所要時間ｔｂであると、当該パターンについてはその中央位置を正確に検知できない。
【００４８】
そこでＣＰＵ７０は、中央位置を正確に検知できたパターンに対応する比較結果としての２値信号を色ずれ量の決定に用い、中央位置を正確に検知できなかったパターンに対応する比較結果としての２値信号を色ずれ量の決定に用いないよう制御する。各パターンに対応する２値信号のうち、色ずれ量の決定用から除外されるものが存在し得るため、各パターンに対応する２値信号は複数必要となる。パターン画像ＰＴ１が複数組、形成されることで、２値信号は色ごとに複数取得される。
【００４９】
図７のステップＳ２１０では、ＣＰＵ７０（タイミング生成部７１７）が、切替タイミング信号を生成し、ＣＰＵ７０は、切替タイミング信号を基に、次のパターン（パターンＮ＋１）の検出のために、現在の閾値から次のパターン用の閾値に切り替える。例えば、色ずれ取得のシーケンス開始時には先頭パターンのイエロー用の閾値ｔｈＹが設定されているが、そこから前端エッジと後端エッジが１つずつ検出されると、後端エッジの検出から所定時間ｔａの経過時点が閾値ｔｈＭへの切替タイミングとなる。ＣＰＵ７０は、切替タイミングで、閾値ｔｈＹから、次の対象であるマゼンダパターン用の閾値ｔｈＭへと、目標閾値の切り替えを開始する。
【００５０】
次に、ＣＰＵ７０は、パターン（Ｎ＋１）の前端エッジを検出するまで待ち（ステップＳ２１１）、前端エッジを検出すると、処理をステップＳ２１２に進める。ステップＳ２１２では、ＣＰＵ７０は、第１の所要時間ｔｃを算出すると共に、閾値の切り替え開始から、パターン（Ｎ＋１）に対応する２値信号の立上りエッジまでの第２の所要時間ｔｂを算出する。なおＣＰＵ７０は、第１の所要時間ｔｃを、ステップＳ２１０以降にステップＳ２１２までの期間に算出してもよい。そしてＣＰＵ７０は、第１の所要時間ｔｃが第２の所要時間ｔｂ未満（第２の所要時間未満）であるか否かを判別する。
【００５１】
そして、第１の所要時間ｔｃが第２の所要時間ｔｂ未満でない（ｔｃ≧ｔｂである）場合は、パターン（Ｎ＋１）に対応する２値信号の前端エッジを正しく取得できない。そこでＣＰＵ７０は、当該パターン（Ｎ＋１）がＮＧパターンであることを示す情報をＲＡＭ７８に保存してから（ステップＳ２１３）処理をステップＳ２１４に進める。これにより、当該パターン（Ｎ＋１）に対応する比較結果である２値信号は、色ずれ量の決定（ステップＳ２１５）に用いる比較結果から除外される。一方、第１の所要時間ｔｃが第２の所要時間ｔｂ未満である（ｔｃ＜ｔｂである）場合は、パターン（Ｎ＋１）に対応する２値信号の前端エッジを正しく取得できる。そこでＣＰＵ７０は、当該パターン（Ｎ＋１）がＮＧパターンであることを示す情報を保存することなく処理をステップＳ２１４に進める。これにより、当該パターン（Ｎ＋１）に対応する比較結果である２値信号は、色ずれ量の決定（ステップＳ２１５）に用いる比較結果に含められる。
【００５２】
ステップＳ２１４では、ＣＰＵ７０は、カウンタＮをインクリメントし、処理をステップＳ２０８に戻して、エッジの検出を継続する。一方、ステップＳ２０９での判別の結果、エッジ検出回数が所定数に達した場合は、全てのパターン画像ＰＴ１の全てのパターンを検出したので、ＣＰＵ７０は、式（１）、（２）を用いて色ずれ量を算出する（ステップＳ２１５）。その際、ＣＰＵ７０は、ＲＡＭ７８に保存された、ＮＧパターンであることを示す情報を参照し、複数の比較結果（２値信号）のうち、ＮＧパターンに対応する比較結果を除外して、色ずれ量の決定に用いる比較結果を決定する。そしてＣＰＵ７０は、用いると決定した比較結果を式（１）、（２）に適用して色ずれ量を決定する。なお、パターン画像ＰＴ１を複数形成するとしたので、ＣＰＵ７０は、各パターン画像ＰＴ１から導出される色ずれ量を平均化した値を、最終的な色ずれ量として取得（決定）する。これにより色ずれ量の決定精度が高まる。その後、ＣＰＵ７０は、センサ４０の発光部５１を消灯し（ステップＳ２１６）、中間転写ベルト８の回転を停止させて（ステップＳ２１７）、図７の処理を終了させる。
【００５３】
本実施の形態によれば、ＣＰＵ７０は、第１の所要時間ｔｃと第２の所要時間ｔｂとに基づいて、色ずれ量の決定に用いる比較結果（２値信号）を決定し、決定した比較結果に基づいて色ずれ量を決定する。すなわちＣＰＵ７０は、ｔｃ＜ｔｂである場合は、第２色のパターンに対応する比較結果を、色ずれ量の決定に用いる比較結果に含めるが、ｔｃ≧ｔｂである場合は、第２色のパターンに対応する比較結果を色ずれ量の決定に用いる比較結果から除外する。これにより、色ずれ量の決定精度を高めることができる。これにより、色ずれ量が誤って補正されてしまうことを抑制することができる。特に、閾値を制御するＰＷＭ信号をＲＣ回路等で平滑化する構成が採用された場合においても高い色ずれ量の決定精度を維持することができる。また、センサ出力の波形が対称形、非対称形に拘わらず、高い色ずれ量の決定精度を維持することができる。
【００５４】
なお、不的確な比較結果を色ずれ量の決定に用いる比較結果から確実に除外する観点からは、安全率（所定値β）を用いてもよい。例えばＣＰＵ７０は、第２色のパターンに対応する比較結果を、ｔｃ＋β＜ｔｂである場合は色ずれ量の決定に用いる比較結果に含めるが、ｔｃ＋β≧ｔｂである場合は色ずれ量の決定に用いる比較結果から除外してもよい。
【００５５】
また、閾値の設定には、色ずれ検知に用いるパターン画像ＰＴ１よりもパターン間隔の広いパターン画像ＰＴ２を用いるので、各色のパターン用の閾値を高い精度で設定することができる。なお、閾値の設定（図６）においても、色ずれ検知に用いるパターン画像ＰＴ１を用いてもよい。なお、色ごとに各色のパターン用の閾値を設定する手法は例示した手法に限らない。
【００５６】
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。
【符号の説明】
【００５７】
８  中間転写ベルト
４０  センサ
７０  ＣＰＵ
７２  コンパレータ
ｔｃ  第１の所要時間
ｔｂ  第２の所要時間
【図１】
2019086579.tif 000003
【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】
2019086579.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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