(57)【要約】【課題】  像担持体の表面に形成されたマーク像を誤検知した場合でも精度を損なうことなく位置ずれ及び濃度誤差の補正が可能なカラー画像形成装置を提供する。【解決手段】  画像データ信号に応じ各色のトナー像が回転体の表面に形成される複数の作像手段と、前記回転体から各色のトナー像が多重転写される像担持体と、前記像担持体に各色のマーク像を順次転写させる補正モード制御部と、各色のマーク像を読み込む検出手段と、この検出手段の検出信号から各色トナー像の検出情報を抽出する検出情報抽出部と、検出情報に応じ作像条件を補正する条件補正部とから構成され、所定のタイミングで補正モードを行う画像形成装置において、位置ずれ情報の適否を判断する判断部を備え、該判断部は位置ずれ情報を不適であるマーク像を不良マークとみなし、前記条件補正部は当該不良マークの濃度誤差情報を使用することなく破棄することを特徴とするものである。【選択図】          図１０
2005352291.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像データ信号に応じ各色のトナー像が回転体の表面に形成される複数の作像手段と、前記回転体から各色のトナー像が多重転写される像担持体と、各作像手段へ信号を送り、前記像担持体の表面に画像の位置ずれ及び濃度誤差を補正するための各色のマーク像を順次転写させる補正モード制御部と、各色のマーク像を光学的に読み込む検出手段と、この検出手段の検出信号から各色トナー像の位置ずれ情報及び濃度誤差情報の双方を抽出する検出情報抽出部と、前記位置ずれ情報及び濃度誤差情報に応じ各作像手段におけるトナー像の作像条件を補正する条件補正部とから構成され、所定のタイミングで前記位置ずれ情報及び濃度誤差情報を抽出する補正モードを行う画像形成装置において、
前記検出情報抽出部によって抽出された位置ずれ情報の適否を判断する判断部を備え、かかる判断部は位置ずれ情報を不適であると判断した場合に、当該マーク像を不良マークとみなし、前記条件補正部は当該不良マークから抽出した濃度誤差情報を使用することなく破棄することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
画像データ信号に応じ各色のトナー像が回転体の表面に形成される複数の作像手段と、前記回転体から各色のトナー像が多重転写される像担持体と、各作像手段へ信号を送り、前記像担持体の表面に画像の位置ずれ及び濃度誤差を補正するための各色のマーク像を順次転写させる補正モード制御部と、各色のマーク像を光学的に読み込む検出手段と、この検出手段の検出信号から各色トナー像の位置ずれ情報及び濃度誤差情報の双方を抽出する検出情報抽出部と、前記位置ずれ情報及び濃度誤差情報に応じ各作像手段におけるトナー像の作像条件を補正する条件補正部とから構成され、所定のタイミングで前記位置ずれ情報及び濃度誤差情報を抽出する補正モードを行う画像形成装置において、
前記補正モードでは前記像担持体表面に同濃度の各色の前記マーク像からなるパターンブロックが複数の濃度について形成され、
前記検出情報抽出部によって抽出された濃度誤差情報の適否を判断する判断部を備え、かかる判断部は濃度誤差情報を不適であると判断した場合に、当該濃度誤差情報の作成に関与したマーク像を不良マークとみなし、前記条件補正部は当該不良マークのみの位置ずれ情報を使用することなく破棄することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
前記条件補正部は当該不良マークを含む前記パターンブロックから抽出した位置ずれ情報、または当該補正モードで抽出された全ての位置ずれ情報を使用することなく破棄することを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記条件補正部が当該不良マークから抽出した濃度誤差情報を使用することなく破棄した場合に、前記補正モード制御部は前記不良マークと同色且つ同濃度のマーク像を同一補正モードまたはその後、別の補正モードにおいて作像手段に再形成させ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５】
前記条件補正部が当該不良マークから抽出した濃度誤差情報または位置ずれ情報を使用することなく破棄した場合に、前記補正モード制御部は不良マークよりも高濃度の各色の位置ずれ検出専用マーク像を作像手段に再形成させることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記条件補正部が当該不良マークから抽出した濃度誤差情報または位置ずれ情報を使用することなく破棄した場合に、前記補正モード制御部は前記像担持体表面に各色の濃度誤差検出専用マーク像を作像手段に再形成されることを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記条件補正部が当該不良マークから抽出した位置ずれ情報及び／または濃度誤差情報を使用することなく破棄した場合に、前記補正モード制御部は作像手段に次の補正モードにおいて前記マーク像または前記パターンブロックの数を増やして再形成させることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項８】
画像データ信号に応じ各色のトナー像が回転体の表面に形成される複数の作像手段と、前記回転体から各色のトナー像が多重転写される像担持体と、各作像手段へ信号を送り、前記像担持体の表面に画像の位置ずれ及び濃度誤差を補正するための各色のマーク像を順次転写させる補正モード制御部と、各色のマーク像を光学的に読み込む検出手段と、この検出手段の検出信号から各色トナー像の位置ずれ情報及び濃度誤差情報の双方を抽出する検出情報抽出部と、前記位置ずれ情報及び濃度誤差情報に応じ各作像手段におけるトナー像の作像条件を補正する条件補正部とから構成され、所定のタイミングで前記位置ずれ情報及び濃度誤差情報を抽出する補正モードを行う画像形成装置において、
前記検出情報抽出部によって抽出された位置ずれ情報の適否を判断する判断部を備え、かかる判断部は位置ずれ情報を不適であると判断した場合に、当該位置ずれ情報の作成に関与したマーク像を不良マークとみなし、この不良マークの形成位置と主な周期的位置変動の逆位相に位置する当該不良マークと同色のマーク像から抽出した位置ずれ情報を使用することなく破棄することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は像担持体の表面に形成される画像の位置ずれ及び濃度誤差を補正するための各色のマーク像の検出結果に基づき位置ずれ及び濃度誤差の補正を行うカラー画像形成装置におけるマーク像の検出結果の処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特開平８−２４８７２１号公報
【０００３】
近年、電子写真方式のカラー画像形成装置では高い生産性を達成するため、タンデム方式が採用されているものが主流となっている。このタンデム方式では、各色の感光体に形成されたトナー像が像担持体上へ多重転写され、この多重転写された記録画像が像担持体から記録シートへ転写されるものと、転写搬送体による記録シートの搬送経路の対向位置に各色の感光体が配設され、記録シートが搬送されると共に順次各色のトナー像が記録シートへ多重転写され、記録画像が形成されるものとがある。何れのものであっても、露光装置、感光体、像担持体、そして転写搬送体のアライメントのずれ等により、各色のトナー像が相対的にずれた位置に記録シートへ転写され、記録画像に位置ずれが発生することがあるため、このような位置ずれの補正を行うことが不可欠である。
【０００４】
この位置ずれ補正を行う方法としては、一般的に像担持体や転写搬送体等の表面にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック各色のマーク像を連続して複数個形成し、これらマーク像の位置をセンサにより検出し、位置ずれを補正する方法がある(特開平８−２４８７２１号公報)。この方法においては、センサでの検出結果から各色の成分ごとの平均値が求められることにより、各色の位置ずれ量が算出され、この位置ずれ量に基づきＲＯＳ、ＬＥＤアレイやレーザアレイ等の作像手段へ画像の描きこみタイミングがフィードバックされている。
【０００５】
センサにより位置ずれ検出を行う画像形成装置では、そのセンサとしてＣＣＤセンサ、Ｂｉ−Ｃｅｌｌ型やＳｉｎｇｌｅ−Ｃｅｌｌ型のフォトダイオード等が適用されている。これら３種類のセンサのうちＣＣＤとＢｉ−Ｃｅｌｌ型は検出精度が高い反面、やや高価であり、コストアップの要因となるため、一般的にＳｉｎｇｌｅ−Ｃｅｌｌ型が濃度誤差検出のセンサと共用され、適用されていることが多い。しかし、このような位置ずれ検出及び濃度誤差検出を共用しているセンサでは、位置ずれ検出用マーク像と濃度誤差検出用マーク像とが別々に形成され、それぞれのマーク像を順次検出する必要があり、ユーザの画像形成が開始されるまでの補正モードに要する待ち時間が長くなってしまうといった問題があった。
【０００６】
また、位置ずれ検出用マーク像と濃度誤差検出用マーク像とを形成した場合、画像形成とは別の目的でトナーを消費してしまう。更に、これらマーク像の検出終了後、これらマーク像は転写搬送体や像担持体の表面のトナー像を除去するクリーナにより廃トナーとして回収する必要があるため、画像形成装置への負荷が増す。そして、廃トナーの回収量の増加に伴い、回収容器の大型化が強いられ、画像形成装置の大型化を招いてしまうという問題があった。
【０００７】
そこで、これら問題を解決するため、位置ずれ検出用マーク像及び濃度誤差検出用マーク像を１つのマーク像で兼用させる画像形成装置が提案されている。この画像形成装置であれば、画像形成開始までの待ち時間を短縮させると共に、トナーの消費量及び廃トナーの排出量を低減させることが可能である。
【０００８】
この画像形成装置における補正モードでは、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの各色に対応したそれぞれの感光体上に所定濃度の画像データ信号に基づいたマーク像が形成され、これらマーク像は像担持体又は転写搬送体上に一列に転写されて、これらマーク像がグループ化したパターンブロックが形成される。各色トナー像の濃度を低濃度領域から高濃度領域まで正確に補正するため、前記パターンブロックは異なる数種類の濃度の画像データ信号に関して繰返し形成される。そして、各色トナー像の位置ずれに関しては、例えばシアンを基準色とし、これ以外の色のシアンに対する相対的な位置ずれ量を算出することで行われ、グループ化されたパターンブロックの各色の位置ずれ量を複数のブロックで平均化することで、より高精度に位置ずれ量が把握されるようになっている。また、各色トナー像の濃度誤差は書き込み濃度の異なる各パターンブロック毎に把握され、例えば５段階の濃度に関してパターンブロックを形成したのであれば、各色に関して低濃度領域から高濃度領域までの５つの濃度に関して濃度補正データが作成されることになる。
【０００９】
ここで、像担持体又は転写搬送体に転写された一つのマーク像からトナー像の位置ずれ情報及び濃度誤差情報を抽出する場合、センサでマーク像の反射光量に対応した信号を出力させ、かかる出力信号から直接的にマーク像の濃度を把握する一方、出力信号の波形からマーク像のエッジ或いは重心位置を特定し、それによってマーク像の位置を把握している。このため、転写搬送体や像担持体の表面に傷又は汚れが存在し、これら傷などに重ねてマーク像が転写されてしまった結果として、センサの出力信号にノイズが含まれてしまう場合には、かかる出力信号から把握されるマーク像の濃度や位置が誤ったものとなり、作成される濃度補正データや位置ずれ補正データの双方が不適切なものとなってしまう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、像担持体の表面に形成されたマーク像を誤検知した場合でも精度を損なうことなく位置ずれ及び濃度誤差の補正が可能なカラー画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
カラー画像形成装置において記録画像の位置ずれの補正を行うためには、基準となる色に対する他の色の相対的な位置ずれを検出する必要がある。従って、全色の位置ずれ補正を行う場合、基準色とこの基準色に対する相対的な位置ずれを比較する比較色、つまりシアン、イエロー、マゼンタ、ブラック全色のマーク像を形成しなければならない。そのため、本発明では補正モード時において４色の前記マーク像を１つのまとまりのパターンブロックとし、数種類の濃度を有するパターンブロックが連続的に形成されるものとなっている。前記マーク像の位置ずれは基準色に対する比較色の相対的な位置ずれ量を算出することにより検出されている。また、濃度誤差は、基準となる反射光と、各色の前記マーク像が前記検出手段の検出視野を通過する際に該検出手段の受光素子へ入射される反射光との相対値より検出されている。そして、位置ずれ及び濃度誤差の補正においては、前記マーク像からの反射光量に応じた出力信号で所定の閾値を超えた出力値が適用されている。
【００１２】
ここで、像担持体の表面に形成された前記マーク像に汚れや傷等がある場合、検出手段により検出された当該マーク像の出力信号が所定の閾値を超えても、位置ずれ情報として適用できないことがある。そこで、第１手段として本発明では、マーク像の検出信号で位置ずれ情報として不適であるものが抽出された場合、当該マーク像の濃度誤差情報が使用されない構成としている。
【００１３】
従って、第１手段による本発明の画像形成装置は、画像データ信号に応じ各色のトナー像が回転体の表面に形成される複数の作像手段と、前記回転体から各色のトナー像が多重転写される像担持体と、各作像手段へ信号を送り、前記像担持体の表面に画像の位置ずれ及び濃度誤差を補正するための各色のマーク像を順次転写させる補正モード制御部と、各色のマーク像を光学的に読み込む検出手段と、この検出手段の検出信号から各色トナー像の位置ずれ情報及び濃度誤差情報の双方を抽出する検出情報抽出部と、前記位置ずれ情報及び濃度誤差情報に応じ各作像手段におけるトナー像の作像条件を補正する条件補正部とから構成され、所定のタイミングで前記位置ずれ情報及び濃度誤差情報を抽出する補正モードを行う画像形成装置において、前記検出情報抽出部によって抽出された位置ずれ情報の適否を判断する判断部を備え、かかる判断部は位置ずれ情報を不適であると判断した場合に、当該マーク像を不良マークとみなし、前記条件補正部は当該不良マークから抽出した濃度誤差情報を使用することなく破棄することを特徴とするものである。
【００１４】
また、前述のように、像担持体の表面に形成されたマーク像に汚れや傷等がある場合、検出手段により検出された当該マーク像の出力信号が所定の閾値を超えず、濃度誤差情報として適用できないことがある。そして、当該マーク像の出力信号が所定の閾値を超えていない場合、補正モード開始から当該マーク像が検出手段の検出視野を通過する時間の平均値を求めることができず、位置ずれ情報も適用できないことがある。このような場合においては、当該マーク像のみの位置ずれ情報を適用せず、当該マーク像の色に関しては当該マーク像と濃度の異なるパターンブロックに属する当該マーク像と同色のマーク像の位置ずれ情報を適用することにより、位置ずれ情報の精度を向上させることができる。そこで、第２手段として本発明では、マーク像の検出信号で濃度誤差情報として不適であるものが検出された場合、当該マーク像のみの位置ずれ情報が適用されない構成としている。
【００１５】
従って、第２手段による本発明の画像形成装置は、画像データ信号に応じ各色のトナー像が回転体の表面に形成される複数の作像手段と、前記回転体から各色のトナー像が多重転写される像担持体と、各作像手段へ信号を送り、前記像担持体の表面に画像の位置ずれ及び濃度誤差を補正するための各色のマーク像を順次転写させる補正モード制御部と、各色のマーク像を光学的に読み込む検出手段と、この検出手段の検出信号から各色トナー像の位置ずれ情報及び濃度誤差情報の双方を抽出する検出情報抽出部と、前記位置ずれ情報及び濃度誤差情報に応じ各作像手段におけるトナー像の作像条件を補正する条件補正部とから構成され、所定のタイミングで前記位置ずれ情報及び濃度誤差情報を抽出する補正モードを行う画像形成装置において、前記補正モードでは前記像担持体表面に同濃度の各色の前記マーク像からなるパターンブロックが複数の濃度について形成され、前記検出情報抽出部によって抽出された濃度誤差情報の適否を判断する判断部を備え、かかる判断部は濃度誤差情報を不適であると判断した場合に、当該濃度誤差情報の作成に関与したマーク像を不良マークとみなし、前記条件補正部は当該不良マークのみの位置ずれ情報を使用することなく破棄することを特徴とするものである。
【００１６】
更に、補正モードにおいて検出手段により検出されたマーク像の出力信号が所定の閾値を超えず、濃度誤差情報として適用できない場合、当該マーク像を含むパターンブロックまたは、当該補正モードにおいて抽出された全ての位置ずれ情報が適用されない構成としてもよい。
【００１７】
次に、補正モードにおいてマーク像の検出信号で位置ずれ情報として不適であるものが抽出され、当該マーク像の濃度誤差情報が適用されなかった場合、同じ補正モードまたはその後、別の補正モードにおいて当該マーク像と同色で同濃度のマーク像を形成させる構成としてもよい。これにより、マーク像の位置ずれ情報で不適であるものが抽出された場合であっても、当該不良マーク情報の影響を受けることなく同じ補正モードまたはその後の別の補正モードにてリカバリーすることが可能である。
【００１８】
また、補正モードにおいてマーク像の検出信号で位置ずれ情報または濃度誤差情報として不適であるものが抽出され、当該マーク像の濃度誤差情報または位置ずれ情報が適用されなかった場合、同じ補正モードにおいて濃度誤差情報を抽出するため、当該マーク像と同色で同濃度の濃度誤差検出専用(位置情報は読み取らない)のマーク像を形成させる構成としてもよい。これにより、マーク像の位置ずれ情報または濃度誤差情報で不適であるものが抽出され、当該マーク像の濃度誤差情報、または位置ずれ情報が適用されなかった場合であっても、同じ補正モードまたはその後の別の補正モードにて濃度誤差情報を抽出することができる。
【００１９】
更に、補正モードにおいてマーク像の検出信号で位置ずれ情報または濃度誤差情報として不適であるものが抽出され、当該補正モードで抽出された位置ずれ情報が適用されなかった場合、当該マーク像よりも高い濃度の位置ずれ検出専用マーク像を形成させる構成としてもよい。これにより、不適である濃度誤差情報が抽出された当該マーク像よりも正確に位置ずれ情報を抽出することが可能となり、精度の高い位置ずれ補正を行うことができる。
【００２０】
更にまた、補正モードにおいてマーク像の位置ずれ情報及び／または濃度誤差情報が適用されなかった場合、次の補正モードにおいて形成されるマーク像またはパターンブロックの数を増やす構成としてもよい。これにより、当該補正モードにおいて適用されなかった位置ずれ及び／または濃度誤差情報を次の補正モードにおいてサンプリング数を増やすことにより補うことができ、位置ずれ及び濃度誤差補正の精度を保つことが可能である。
【００２１】
回転体の表面に形成されるトナー像は、回転しながら像担持体へ転写されるため、前記回転体のアライメントの状態によっては前記像担持体へ転写されたトナー像に周期的な位置ずれが発生する。
【００２２】
ここで、周期的な位置ずれが発生している同色の前記マーク像を連続的に前記像担持体へ形成し、補正モードを実行させ、何れかの前記マーク像の検出信号で位置ずれ情報として不適であるものが検出された場合、当該マーク像の位置ずれ情報だけが適用されない構成とすると不具合が生じることがある。例えば、特定色の周期的な位置ずれがサイン曲線の如く発生しており、補正モードにおいて何れかのマーク像の検出信号で位置ずれ情報として不適であるものが検出された場合、当該マーク像以外の位置ずれ情報を適用して算出された位置ずれ量の平均値と、当該補正モードにおいて検出された全てのマーク像の位置ずれ情報から算出された位置ずれ量の平均値との間に差が生じ、位置ずれ補正の精度が下がってしまう。このような場合、当該マーク像の位置ずれ情報だけではなく、当該マーク像と逆位相、つまり前記回転体における半回転の位置関係にあるマーク像の位置ずれ情報も適用しない構成とすれば平均値の差を小さくすることができる。そして、これは、補正モードにおいて各色のマーク像から構成されるパターンブロックを連続して形成し、位置ずれ補正を行う場合であっても同様に当てはまる。そこで、第３手段として本発明では、マーク像の検出信号で位置ずれ情報として不適であるものが検出された場合であって、当該マーク像の形成位置から前記回転体の半回転に相当する位置に当該マーク像と同色のマーク像が存在する時には、当該マーク像と、当該マーク像の形成位置から該回転体の半回転に相当する位置の同色のマーク像の位置ずれ情報が適用されない構成としている。
【００２３】
従って、第３手段による本発明の画像形成装置は、画像データ信号に応じ各色のトナー像が回転体の表面に形成される複数の作像手段と、前記回転体から各色のトナー像が多重転写される像担持体と、各作像手段へ信号を送り、前記像担持体の表面に画像の位置ずれ及び濃度誤差を補正するための各色のマーク像を順次転写させる補正モード制御部と、各色のマーク像を光学的に読み込む検出手段と、この検出手段の検出信号から各色トナー像の位置ずれ情報及び濃度誤差情報の双方を抽出する検出情報抽出部と、前記位置ずれ情報及び濃度誤差情報に応じ各作像手段におけるトナー像の作像条件を補正する条件補正部とから構成され、所定のタイミングで前記位置ずれ情報及び濃度誤差情報を抽出する補正モードを行う画像形成装置において、前記検出情報抽出部によって抽出された位置ずれ情報の適否を判断する判断部を備え、かかる判断部は位置ずれ情報を不適であると判断した場合に、当該位置ずれ情報の作成に関与したマーク像を不良マークとみなし、この不良マークの形成位置と主な周期的位置変動の逆位相に位置する当該不良マークと同色のマーク像から抽出した位置ずれ情報を使用することなく破棄することを特徴とするものである。
【００２４】
前記作像手段は、前記像担持体に各色の画像を多重転写させることができるものであればよく、電子写真方式用いた画像形成装置に用いられている作像手段を適用することが好ましいが、各色の画像を重ね合わせてフルカラー画像を形成する装置ならば、電子写真方式に限らない。また、シアン、イエロー、マゼンタ、ブラックの４色以外にもコーポレートカラーなどの特色を加えた構成とすることもできる。
【００２５】
前記像担持体としては、タンデム方式のカラー画像形成装置において各色の感光体表面に形成される記録画像が多重転写される中間転写体ベルトを適用することができる。または、記録シートを静電吸着し搬送する搬送ベルトの対向位置に各色の感光体を配設し、記録シートの搬送と共に順次各色の記録画像が記録シートへ静電転写される搬送ベルトを適用することも可能である。
【００２６】
前記像担持体に形成された前記マーク像を検出する前記検出手段は、発光素子と受光素子とを組み合わせ、該マーク像を発光素子により照射した際に、受光素子へマーク像からの反射光またはマーク像を透過した透過光を入射できる位置に配置されているものであれば差し支えない。
【００２７】
前記検出情報抽出部は、前記検出手段により検出された出力信号の間隔や出力値より演算処理を行い、前記像担持体表面に形成された前記マーク像を検出できるものであり、その検出結果を条件補正部へ送るものであればよい。
【００２８】
前記条件補正部は、前記検出情報抽出部から送られた検出結果に基づき、前記作像手段により前記像担持体表面に形成される記録画像の作像位置を補正し、この補正された作像位置を記録画像へ反映させるため、前記作像手段へ作像位置を調整するために補正された信号を出力できるものであれば差し支えない。
【発明の効果】
【００２９】
以上のように構成される本発明の画像形成装置によれば、像担持体の表面に形成されたマーク像を誤検知した場合でも精度を損なうことなく位置ずれ及び濃度誤差の補正が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下添付図面に基づいて本発明の画像形成装置を詳細に説明する。
【００３１】
図１は、本発明が適用される電子写真方式を用いたカラー画像形成装置の概略構成図である。本構成図は、接触帯電器で感光体表面を帯電した後、レーザ光線の照射により静電潜像を形成し、この静電潜像をトナーにより現像するゼログラフィエンジンをイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色について備えたタンデム型のカラー電子写真方式の画像形成装置のＩＯＴ（イメージアウトプットターミナル：画像出力部）の概要が示されている。尚、図中では画像形成装置の画像読取部や画像処理部などは省略している。
【００３２】
この画像形成装置のＩＯＴは、図中矢印Ａの方向にて回転する４つの感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋと、この各感光体の表面を帯電する接触帯電器２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋと、帯電された各感光体表面を各色の画像情報に基づいて変調された露光光により露光し、各感光体上に静電潜像を形成するＲＯＳ（レーザ出力部）３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋと、各感光体上の静電潜像を各色現像剤で現像して感光体上にトナー像を形成する現像器４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋと、感光体上の各色トナー像を中間転写体ベルト６に転写する一次転写器５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋと、中間転写体ベルト６上のトナー像を用紙Ｐに転写する二次転写器７と、用紙Ｐに転写されたトナー像を定着する定着器９と、用紙Ｐを収納する用紙トレイＴと、各感光体の表面をクリーニングするクリーナ(図示せず)と、各感光体表面の残留電荷を除去する除電器(図示せず)と、中間転写体ベルト６表面に転写されたマーク像を検出するフォトセンサ１０と、中間転写体ベルト６表面をクリーニングするベルトクリーナ８とから構成されている。
【００３３】
本構成図に示されている画像形成装置における画像形成動作としては、先ず、画像読取部（図示せず）で原稿から読み取られた原画像信号、或いは外部のコンピュータ（図示せず）などで作成された原画像信号は画像処理部（図示せず）に入力される。この入力画像信号は、各色の画像情報に分解された後、ＲＯＳ（レーザ出力部）３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋに入力され、レーザ光線Ｌが変調される。そして、この変調されたレーザ光線Ｌは、接触帯電器２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋにより一様帯電された感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの表面に照射される。この各感光体表面にレーザ光線Ｌがラスタ照射されると、各感光体上にはそれぞれ入力画像信号に対応した静電潜像が形成される。続いて、各色現像器４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋにより各感光体上の静電潜像がトナーにより現像され、各感光体上にトナー像が形成される。各感光体上に形成されたトナー像は、各一次転写器５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋにより中間転写体ベルト６に転写される。この中間転写体ベルト６へトナー像の転写が終了した各感光体は、クリーナにより表面に付着した残留トナーなどの付着物がクリーニングされ、除電器により残留電荷が除去される。
【００３４】
次に、中間転写体ベルト６上のトナー像は、二次転写器７により、用紙トレイから送られてくる用紙Ｐ上に転写された後、定着器９により用紙Ｐ上に転写されたトナー像が定着され所望の画像が得られる。用紙Ｐ上へのトナー像の転写が終了した中間転写体ベルト６は、ベルトクリーナ８により表面に付着した残留トナーなどの付着物がクリーニングされ、一回の画像形成動作が終了する。
【００３５】
電子写真方式のカラー画像形成装置においては、温度・湿度などの環境条件や経時劣化などの影響により、画像濃度、各色トナー像の位置ずれ、色再現及び階調性やカブリといった画像変動が起こる。そのため、用紙Ｐへの画像出力前、或いは出力待機中に位置ずれや濃度誤差の補正を行う必要がある。その方法としては、まず、中間転写体ベルト６上に、マーク像を形成する。そして、マーク像をフォトセンサ１０により検出し、制御部へ出力信号を送る。更に、この出力信号から得られた位置ずれ量や濃度誤差の結果より、必要に応じ、位置ずれ及び濃度誤差の補正を行っている。
【００３６】
図２は、図１に示されているカラー画像形成装置における、位置ずれ及び濃度誤差の補正の流れを示しているブロック図である。感光体１を接触帯電器２で帯電し、補正モード制御部１１から出力されるマーク像の信号に応じてＲＯＳ３で感光体１を露光することで静電潜像を形成し、現像器４により現像した後、中間転写体ベルト６にマーク像を転写する。そして、中間転写体ベルト６上に転写されたマーク像をフォトセンサ１０で読み込む。
【００３７】
検出情報抽出部１２は、フォトセンサ１０から出力される信号より、位置ずれ及び濃度誤差を検出し、判断部１３は、検出情報抽出部１２から送られる位置ずれ情報及び濃度誤差情報が補正に適しているか判断し、不適である情報に関わるマーク像を不良マークとする。そして、条件補正部１４は、不良マークから抽出された情報を破棄し、補正に適している情報を適用し、ＲＯＳ３のレーザパワーを制御して画像濃度を補正する。また、条件補正部１４は、フォトセンサ１０から出力される出力信号に応じて、ＲＯＳ３の書き込みタイミングを制御し、画像形成位置を補正する。
【００３８】
本発明に適用されているマーク像の配列を示しているのが図３である。本実施例においては、シアンを基準色としており、基準色シアンの基準マーク象(Ｍｃ)とその他の比較色とが組合わされ、シアン(Ｍｃ)とイエロー(Ｍｙ)の組合せ、シアン(Ｍｃ)とマゼンタ(Ｍｍ)の組合せ、シアン(Ｍｃ)とブラック(Ｍｂ)の組合せが順に配列されている。そして、これらマーク像は図中矢印の方向に移動し、マーク像Ｍｃからマーク像Ｍｂまで順次フォトセンサ１０の検出視野Ｒを通過することにより、位置ずれ及び濃度誤差が検出される構成となっている。尚、マーク像の説明に当たり、全ての組合せをまとめてパターンブロックＭとする。
【００３９】
本発明が適用されているカラー画像形成装置におけるフォトセンサ１０の概略構成図を示しているのが図４である。このフォトセンサ１０は、照明手段と、受光光学系と、受光素子とから構成されている。この照明手段は、２つのＬＥＤ１０ａ、１０ｂから成る。そして、受光光学系は、レンズ１０ｃと、マスク１０ｅとから構成されている。本図において、左右方向が主走査方向である。また、図５は、フォトダイオード１０ｄからの出力信号が検出情報抽出部１２で処理される流れを示すブロック図であり、ＡＭＰと、ピーク検出回路と、アンダーピーク検出回路と、２つのサンプル＆ホールド回路とから構成され、各回路からの出力信号は、図２における判断部１３へ送られる。
【００４０】
フォトセンサ１０で位置ずれ及び濃度誤差を検知するためには、図３に示されているパターンブロックを照明手段により照射する必要がある。従って、シアン、イエロー、シアン、マゼンタ、シアン、ブラックの順に並ぶマーク像から成るパターンブロックＭを照明手段により照射する。しかし、シアン、イエロー、マゼンタのマーク像からの反射光と、ブラックのマーク像からの反射光とは、反射光の種類が異なる。そのため、これら２種類の反射光をひとつの受光素子(フォトダイオード１０ｄ)で検知するには、この受光素子へそれぞれの反射光が入射し得る位置から前記パターンブロックを照射しなければならず、照射するパターンブロックに応じ、２つの照明手段を使い分けている。
【００４１】
受光光学系のレンズ１０ｃは、２種類の反射光のうち、１つの反射光については、フォトダイオード１０ｄの受光面上に、反射光を結像させられるような配置となっている。しかし、反射光をフォトダイオード１０ｄへ入射させる際には、その受光面上に反射光を結像させるか結像させないかに限らず、位置ずれ検出や濃度誤差検出に不要な反射光も入射してしまう。そのため、この不要な反射光を遮り、それぞれの検出に有効な反射光の成分だけをフォトダイオード１０ｄ受光面上へ導く必要がある。そこで、フォトダイオード１０ｄの直前には、フォトダイオード１０ｄ受光面の検出視野を規制するマスク１０ｅが設けられている。そして、このマスク１０ｅは、迷光防止のため、黒色としている。この受光光学系を構成するレンズ１０ｃとマスク１０ｅにより、何れの反射光を入射させる場合であっても、フォトダイオード１０ｄ受光面の検出視野をほぼ等しくすることが可能となっている。
【００４２】
マーク像からの反射光がフォトダイオード１０ｄの受光面上に投影されると、フォトダイオード１０ｄはこの反射光量、すなわちマーク像の濃淡に応じた電流を出力する。図５に示すように、フォトダイオード１０ｄから出力された電流は、ＡＭＰ２０で電流電圧変換／増幅された後、センサ出力信号として判断部(図示せず)、ピーク検出回路２１、アンダーピーク検出回路２３、及び、２つのサンプル＆ホールド回路２２、２４に供給される。
【００４３】
ピーク検出回路２１では、センサ出力信号の最大位置を検出し、ピーク検出信号としてサンプル＆ホールド回路２２に供給するとともに、判断部に出力される。このピーク検出回路２１を用い、センサ出力信号の最大位置を検出することで、マーク像の太さ方向における中心位置の検出が可能となる。そして、判断部では、このピーク検出信号が各色マーク像の位置ずれ情報として位置ずれ補正に適しているか判断されている。
【００４４】
サンプル＆ホールド回路２２では、ピーク検出回路２１から出力されるピーク検出信号をトリガとして、ＡＭＰ２０から出力されるセンサ出力信号をホールドする。これにより、センサ出力信号の最大値がホールドされ、ピークホールド信号として、判断部に出力される。判断部では、出力信号の最大値のホールド信号がシアン、イエロー、マゼンタ各色マーク像の濃度誤差情報として濃度誤差補正に適しているか判断されている。
【００４５】
アンダーピーク検出回路２３では、センサ出力信号の最小位置を検出し、アンダーピーク検出信号としてサンプル＆ホールド回路２４に供給する。サンプル＆ホールド回路２４では、アンダーピーク検出回路２３から出力されるアンダーピーク検出信号をトリガとして、ＡＭＰ２０から出力されるセンサ出力信号をホールドする。これにより、センサ出力信号の最小値がホールドされ、アンダーピークホールド信号として、判断部に出力される。そして、判断部では、この最小値のホールド信号がブラックのマーク像の濃度誤差情報として濃度誤差に適しているか判断されている。尚、ＡＭＰ２０、ピーク検出回路２１、アンダーピーク検出回路２３、サンプル＆ホールド回路２２、２４は、一般的な電気回路を適用すればよく、それらの説明は省略する。
【００４６】
フォトダイオード１０ｄからの出力信号によりパターンブロックの濃度を検出するには、基準となる出力信号とパターンブロックより検出される出力信号とを比較しなければならない。そのため、基準光をフォトダイオード１０ｄへ入射させる場合とパターンブロックからの反射光を入射させる場合とで切換えが可能な手段が必要となる。そこで、フォトセンサ１０には、図６に示されているようなシャッター１０ｆが、中間転写体ベルト６に対面するフォトセンサ１０の筐体に摺動可能な状態で取り付けられている(図４)。本図は、シャッター１０ｆをＬＥＤ側から見た平面図である。このシャッター１０ｆには、測定用窓１０ｇと、センサの出力電圧の基準を得るための基準板１０ｈが設けられている。そして、フォトダイオード１０ｄへ入射させる反射光に応じ、図中の矢印方向に駆動装置(図示せず)により移動する機構を備えている。シャッター１０ｆは、通常閉じた状態において基準板１０ｈが受光系光軸上に配置されるような位置にあり、パターンブロック測定時のみシャッター１０ｆが開き測定用窓１０ｇが受光系光軸上に配置されるように移動する。
【００４７】
図７は、中間転写体ベルト６上に形成されたマーク像ｍとフォトセンサ１０の中間転写体ベルト６上における検出視野Ｒとの位置関係を時経過に沿って示しているものであり、下方のグラフ（ａ）はフォトセンサ１０の検出視野Ｒの位置に応じたセンサ出力信号の波形を示すものである。また、最下段のグラフ（ｂ）は前記ピーク検知回路から出力されるマーク像ｍのピーク検知信号を時経過と対応させて示したものである。ここで、マーク像はその各辺ｍ1、ｍ2の太さｔが検出視野Ｒの直径ｄ（１ｍｍ）と同一より僅かに小さく形成されている。
【００４８】
中間転写体ベルト６上に一次転写されたマーク像ｍは、かかる中間転写体ベルト６の回転に伴ってフォトセンサ１０の前面を通過し、フォトセンサ１０の検出視野Ｒを横切ることになる。マーク像ｍが中間転写体ベルト６と共に移動し、フォトセンサ１０の検出視野Ｒが図７に示される中間転写体ベルト上のＡ点に差し掛かると、かかる検出視野Ｒ内にマーク像ｍの一辺ｍ1が進入してくることになるので、センサ出力信号が変化を開始する。更にマーク像ｍが移動すると、検出視野Ｒに含まれるマーク像ｍの面積、すなわち検出視野Ｒとマーク像ｍの一辺ｍ1との重複面積が拡大するので、センサ出力信号は徐々に上昇し、検出視野Ｒがマーク像ｍによって略覆われるＢ点においてセンサ出力信号は最大となる。
【００４９】
前述の如く、マーク像ｍの各辺ｍ1、ｍ2の太さｔはフォトセンサ１０の検出視野Ｒの直径ｄよりも僅かに小さく形成されていることから、マーク像ｍがＢ点を過ぎると、今度は検出視野Ｒに含まれるマーク像ｍの面積、すなわち検出視野Ｒとマーク像ｍとの重複面積が減少していくので、センサ出力信号は徐々に下降し、マーク像ｍがフォトセンサ１０の検出視野Ｒから完全に脱した時点でセンサ出力信号は最小となる（Ｃ点）。
【００５０】
このように図７に示した例では、マーク像ｍの一辺ｍ1がフォトセンサ１０の検出視野Ｒを通過する際に（Ａ点からＢ点の間）、かかる検出視野Ｒとマーク像ｍとの重複面積が中間転写体ベルト６の進行に伴って連続的に変化しており、同じ強度のセンサ出力信号が継続してフォトセンサ１０から出力されることがないように構成されている。すなわち、センサ出力信号には瞬間的に最大値が発生することになる。このようなセンサ出力信号の波形は、フォトセンサ１０の検出視野Ｒを円形状に形成すると共に、マーク像ｍの太さを検出視野Ｒの直径と同一にするか、それよりも小さくすることで容易に得ることができる。
【００５１】
多色刷印刷機、カラー複写機、カラープリンタ等では、マーク像ｍを中間転写体ベルト等の移動体上に形成する際に、その時の温度湿度等の環境条件によってマーク像ｍの太さが変化してしまうこともあり、フォトセンサ１０の検出視野Ｒの直径と完全に同一の太さのマーク像ｍを形成することは困難である。従って、前述の如く、マーク像ｍの太さが検出視野Ｒの直径よりも小さい場合であっても、センサ出力信号の波形に瞬間的な最大値が発生することは、実際にカラープリンタ等を構成する際に有利である。
【００５２】
図７に示すようにセンサ出力信号の波形に瞬間的な最大値が発生する場合、その最大値はマーク像ｍの一辺ｍ1の太さ方向の中心位置（重心位置）がフォトセンサ１０の検出視野Ｒの中心位置に合致した場合に発生する。従って、前記ピーク検知回路でセンサ出力信号の最大値（ピーク）を検知し、図７（ｂ）に示すように、この最大値に合わせてパルス状のピーク検知信号を出力するように構成すれば、かかるピーク検知信号の立ち上がりエッジ部分がマーク像ｍの一辺ｍ1の中心位置（重心位置）を示していることになり、かかるｍ1の位置を正確に検出することができる。
【００５３】
また、図７に示したマーク像ｍは、中間転写体ベルト６の移動方向に対して異なる方向へ略４５度に傾斜した２辺ｍ1、ｍ2を有してＶ字状に形成されていることから、このマーク像ｍの一つを本実施例のフォトセンサ１０で検出することにより、主走査方向と副走査方向の位置ずれ量を一度に把握することができるようになっている。すなわち、センサ出力信号は検出視野ＲがＣ点に達することで一旦は最小となるが、かかる検出視野ＲがＤ点を過ぎると、再びマーク像ｍの辺ｍ2と検出視野Ｒが重なり始めることから、再度立ち上がり始め、かかる辺ｍ2の太さ方向の中心位置が検出視野Ｒの中心位置と重なったＥ点で最大値を示す。そして、ｍ2と検出視野Ｒの重複面積が減少するにつれて、センサ出力信号も小さくなり、マーク像ｍが検出視野Ｒから脱したＦ点で最小出力に戻るのである。
【００５４】
このため、Ｖ字状のマーク像ｍをフォトセンサ１０で読み込むと、図７（ｂ）に示すように、マーク像ｍの各辺ｍ1、ｍ2太さ方向の中心位置（重心位置）が検出視野Ｒの中心位置と重なったＢ点及びＥ点に対応して、一対のパルス状ピーク検知信号がピーク検知回路から出力される結果となる。
【００５５】
続いて、本発明の補正モードにおける位置ずれ補正及び濃度誤差補正の動作について図８のフローチャートを用いて説明する。先ず、ステップＳ１において、図３に示したパターンブロックＭを中間転写体ベルト上に形成する。そして、ステップＳ２において、フォトセンサ１０によりパターンブロックを測定し、その後、ステップＳ３において、フォトダイオード１０ｄの出力信号を基に判断部１３で各色マーク像からの出力信号が位置ずれ情報及び濃度誤差情報として補正に適しているか判断される。ここで、位置ずれ情報或いは濃度誤差情報が補正に不適であると判断された場合、ステップＳ４において、条件補正部１４により補正に不適である情報が検出された当該マーク像の各情報が破棄される。尚、条件補正部１４による補正モードにおいて得られた位置ずれ情報及び濃度誤差情報の処理方法については後程詳細に説明する。
【００５６】
次に、ステップ３において、判断部１３により位置ずれ情報及び濃度誤差情報が補正に適していると判断された後の位置ずれ補正について説明する。位置ずれ補正では、ステップＳ１１において、フォトダイオード１０ｄの出力信号をもとに検出情報抽出部１２にてピーク検出回路２１から出力されたピーク検出信号より、基準色シアンの主走査方向の目標値に対する絶対値位置ずれ量、基準色シアンに対する、イエロー、マゼンタの相対位置ずれ量の測定および計算を条件補正部１４で行うものとなっている。
【００５７】
本実施例において、マーク像の位置ずれ量は、図９に示されているマーク像測定時のタイミングチャートから計算して求められている。図９において、上からフォトセンサ１０のシャッター１０ｆの動作信号、フォトセンサ１０のＬＥＤ１０ａ、１０ｂの点灯信号、センサ出力信号、ピーク検知信号、ピークホールド信号、アンダーピーク検知信号、アンダーピークホールド信号の波形が示されている。
【００５８】
図９中に示されているように、補正モードでは、先ず、シャッター１０ｆを閉じた状態でＬＥＤ１０ｂを点灯させ、濃度誤差補正のため基準板１０ｈの反射光を測定する。その後、中間転写体ベルト６の移動方向に対し先頭に配列されているマーク像がフォトセンサ１０の検出視野を通過する前にシャッター１０ｆを開き、フォトダイオード１０ｄへマーク像からの反射光を入射できる状態にする。この時、センサ出力信号は、０Ｖとなっている。これは、本実施例で使用されている中間転写体ベルト６は、表面が黒色で鏡面または光沢を持ったものであり、中間転写体ベルト６表面の非画像部では、ＬＥＤ照明光をほとんど拡散しないため、センサ出力信号は０Ｖとなるのである。
【００５９】
センサの出力信号は、シャッター１０ｆが開いた状態のまま、シアンのマーク像の１辺が通過することにより、シアンのトナー量に対応したパルス状の波形となる。この際、図５に示されているように、ピーク検出回路２１で、センサ出力信号の最大値を検出し、ピーク検出信号が出力される。ここで、位置ずれ測定開始からピーク検出信号が出力されるまでの時刻をｔＡ１とする。そして、マーク像の残り１辺の通過に伴い、ピーク検出回路２１で検出されるピーク検出信号が出力されるまでの時刻をｔＡ２とする。以後、同様にして、イエロー、シアン、マゼンタ、シアン、ブラックのマーク像の通過に伴い、ピーク検出信号が出力されるまでの時刻ｔＴ１、ｔＴ２、ｔＢ１、ｔＢ２を順次測定する。
【００６０】
前述の通り、ブラックのマーク像の反射光は、シアン、イエロー、マゼンタのマーク像の反射光と種類が異なるため、ブラックのマーク像の通過に合わせＬＥＤ１０ｂを消灯すると同時にＬＥＤ１０ａを点灯させる。この時、センサ出力信号は中間転写体ベルト６からの反射光に応じた電圧値にて出力される。そして、ブラックのマーク像の通過により、センサの出力電圧は、ブラックのトナー量に対応して減少するパルス状の波形となる。ここで、図５に示されているように、アンダーピーク検出回路２３により、センサ出力信号の最小値が検出され、このアンダーピーク検出信号が出力されるまでの時刻ｔＵ１、ｔＵ２を測定する。尚、図９においては、シアン、イエロー、シアン、そして一部省略し、ブラックのマーク像、つまり１つのパターンブロックＭがフォトセンサ１０の検出視野を通過するまでの状態が示されており、通常の補正モードにおいては、濃度の異なる複数のパターンブロックＭが連続して中間転写体ベルト６上に形成される。
【００６１】
位置ずれ量の計算は、基準色シアンの主走査方向の目標値に対する絶対値位置ずれ量、基準色シアンに対する、イエロー、マゼンタの相対位置ずれ量を求めることにより行っている。先ず、基準色シアンの主走査方向絶対値位置ずれ量は、
主走査方向絶対値位置ずれ量 ＝｛(ｔＡ２−ｔＡ１)−目標値｝/２
で求められ、基準色シアンに対する、イエローの相対位置ずれは、
副走査方向位置ずれ=[(ｔＴ２＋ｔＴ１)/２−((ｔＡ２＋ｔＡ１)/2＋(ｔＢ２＋ｔＢ１)/２)/２]×ＰＳ
= [(ｔＴ２＋ｔＴ１)/２−(ｔＡ２＋ｔＡ１)/4−(ｔＢ２＋ｔＢ１)/４]×ＰＳ
主走査方向位置ずれ = [((ｔＢ１＋ｔＡ１)/２−ｔＴ１＋副走査方向誤差
＋ｔＴ２−(ｔＢ２＋ｔＡ２)/２−副走査方向誤差)/２]×ＰＳ
= [((ｔＢ１＋ｔＡ１)/２−ｔＴ１＋ｔＴ２−(ｔＢ２＋ｔＡ２)/２)/２]×ＰＳ
で求めることができる。ここで、ｔＡ１、ｔＡ２、ｔＴ１、ｔＴ２、ｔＢ１、ｔＢ２は、位置ずれ測定開始からピーク検出信号が出力されるまでの時刻(μｓ)、ＰＳは、プロセス速度（ｍｍ/ｓ)である。基準色シアンに対する、マゼンタ、ブラックの相対位置ずれ量も同様に計算する。
【００６２】
この計算は、図８のステップＳ１１に該当し、条件補正部１４で、位置ずれ量の測定および計算終了後、ステップＳ１２で出力画像形成時の画像形成位置、すなわちＲＯＳによる主走査方向、および副走査方向の露光タイミングを設定する。これら一連の動作により補正モードにおける１回の位置ずれ補正が行われている。
【００６３】
次に、ステップ３において、判断部１３により位置ずれ情報及び濃度誤差情報が補正に適していると判断された後の濃度誤差補正について説明する。濃度誤差補正では、図８のステップＳ２１において、フォトダイオード１０ｄの検出信号をもとに検出情報抽出部１２にてサンプル＆ホールド回路から出力されたホールド信号から、マーク像の濃度誤差を条件補正部１４で計算する。
【００６４】
本実施例において、マーク像の濃度誤差は、図９に示されているマーク像測定時のタイミングチャートから計算して求められている。前述の通り、補正モードでは、先ず、シャッター１０ｆを閉じた状態でＬＥＤ１０ｂを点灯させる。これにより、センサ出力信号は、シャッター１０ｆの基準板１０ｈからの反射光に対応した電圧値が出力され、これをセンサの基準板出力電圧（Ｖｒｅｆ）として測定する。そして、中間転写体ベルト６の移動方向に対し先頭に配列されているマーク像がセンサの測定位置を通過する前にシャッター１０ｆを開き、フォトダイオード１０ｄへマーク像からの反射光を入射できる状態にする。
【００６５】
センサの出力信号は、シャッター１０ｆを開いた後、シアンのマーク像の通過により、シアンのトナー量に対応したパルス状の波形となる。この際、ピーク検出回路２１により、センサ出力信号の最大値が検出され、ピーク検出信号が出力される。サンプル＆ホールド回路２２では、ピーク検出回路２１から出力されるピーク検出信号の立上がりパルスをトリガとして、シアンのトナー量に対応したセンサ出力信号の最大値をホールドすることにより、シアンの濃度電圧（Ｖｃ）が測定される。以後、同様にして、イエロー、シアン、マゼンタ(図中省略)、シアン(図中省略)のマーク像の通過により、イエローの濃度電圧（Ｖｙ）、マゼンタの濃度電圧（Ｖｍ）を測定する。
【００６６】
次に、ブラックのマーク像の通過に合わせＬＥＤ１０ｂを消灯すると同時にＬＥＤ１０ａを点灯させる。この時、センサ出力信号は中間転写体ベルト６からの反射光に応じた電圧値にて出力される。そして、ブラックのマーク像の通過により、センサの出力電圧は、ブラックのトナー量に対応して減少するパルス状の波形となる。ここで、図５に示されているように、アンダーピーク検出回路２３により、センサ出力信号の最小値が検出され、アンダーピーク検出信号が出力される。サンプル＆ホールド回路２４では、アンダーピーク検出回路２３から出力されるアンダーピーク検出信号の立上がりパルスをトリガとして、ブラックのトナー量に対応したセンサ出力信号の最小値をホールドすることにより、ブラックの濃度電圧（Ｖｋ）が測定される。次に、ブラックのマーク像通過後、センサ出力信号は、再び、中間転写体ベルト６からの正反射光に応じた電圧値を示すこととなり、この値をベルト面電圧（Ｖｂｅｌｔ）として測定する。そして、このベルト面電圧測定後、ＬＥＤ１０ａを消灯すると共に、ＬＥＤ１０ｂを点灯することにより、センサ出力信号は０Ｖとなる。
【００６７】
画像濃度の計算は、ブラックと、カラー(ＣＹＭ)でその計算方法が異なる。ブラックの画像濃度は、中間転写体ベルト６の非画像面に対する相対値を
画像濃度：Ｄｋ＝ Ｖｋ ／ Ｖｂｅｌｔ
と定義し、計算する。それに対し、カラー（ＣＹＭ）の画像濃度は、基準板１０ｈの出力に対する相対値を
画像濃度：Ｄｎ＝(( Ｖｎ平均値 ) /  Ｖｒｅｆ )
ただし、ｎ＝トナー色（ｃ、ｙ、ｍ）
定義し、計算する。
【００６８】
このように、画像濃度として中間転写体ベルト６面、或いは基準板１０ｈの出力に対する相対値を用いる理由は、センサの汚れや、経時変化、温度変化によりＬＥＤ光量やＰＤ感度などの変動が生じても、パターンブロックの濃度を高精度に測定するためである。このようにして、図８のステップＳ２１で、パターンブロックの画像濃度が計算され、ステップＳ２２で予め決められている濃度目標値と、計算された画像濃度との誤差が計算される。
【００６９】
図８のステップＳ２３における、ＲＯＳレーザーパワーの補正量：ΔＬＰは、
レーザーパワーの補正量：ΔＬＰ＝ΔＤｎ ／ Ａｎ
ただし、ｎ＝トナー色（ｋ、ｃ、ｙ、ｍ）
で求められる。ここで、ΔＤｎはステップＳ２２で求めた、パターンブロックの濃度誤差、Ａｎはレーザーパワーとパターンブロックの画像濃度との対応関係を示す係数である。この係数は、予め実験などにより求めておく。
【００７０】
次に、ステップＳ２４で、パターンブロック形成時のレーザーパワーから、ステップＳ２３で求めたレーザーパワーの補正量：ΔＬＰを減じることにより、レーザーパワーの設定値を補正する。この際得られたレーザーパワー設定値は、出力画像形成時のレーザーパワーとしてＲＯＳ３に供給される。以上のように、補正モードにおいて位置ずれ補正及び濃度誤差補正を同時に行い、これら補正を定期的に繰り返すことにより、画像形成位置及び出力画像濃度が一定に保たれている。
【００７１】
補正モードで不良マークが発生した場合における対処方法の第１実施例を示しているのが図１０及び図１１である。補正モードにおいて、中間転写体ベルト６上に形成されたパターンブロックＭとフォトセンサ１０の検出視野Ｒとの位置関係が示されているのが図１０である。パターンブロックＭは、図中矢印の方向に移動しており、マーク像Ｍｃから順次検出視野Ｒを通過するものとなっている。パターンブロックＭの下方のグラフ(ａ)はフォトセンサ１０の検出視野Ｒの位置に応じたセンサ出力信号の波形を示すものである。そして、最下段のグラフ(ｂ)は前記ピーク検知回路から出力される各マーク像のピーク検知信号を時経過と対応させて示しているものである。また、パターンブロックＭは、網点カバレッジ：Ｃｉｎ＝８０％の濃度を有している。尚、グラフ（ａ）において、マーク像Ｍｃ、Ｍｙ、Ｍｍについては、そのセンサ出力信号が閾値を示す線を上回る場合に、そして、マーク像Ｍｂについては、そのセンサ出力信号が閾値を示す線を下回る場合にそれぞれの出力信号が閾値を超えているものとみなし、濃度誤差情報として適用可能であるものとする。
【００７２】
本実施例において各マーク像のセンサ出力信号は閾値を超えているが、マーク像Ｍｍは不具合により、各辺が検出視野Ｒを通過する間隔の異常がピーク検知信号の異常として現れている。この時、判断部１３ではマーク像Ｍｍの位置ずれ情報が不適であると判断され、マーク像Ｍｍが不良マークとみなされる。そして、条件補正部１４では不良マークから抽出された濃度誤差情報が使用されずに破棄される。このような場合、不良マークとみなされたマーク像Ｍｍの位置ずれ情報及び濃度誤差情報は共に補正には適用されないので、補正の精度を確保するためには不良マークとみなされたマーク像を再度検出する必要がある。そこで、本実施例では不良マークとみなされたマーク像と同色で同濃度のマーク像が同一補正モード内またはその後の別の補正モードにおいて再形成される構成としている。従って、本実施例では図１１に示されているように、網点カバレッジ：Ｃｉｎ＝８０％の濃度を有するマーク像Ｍｍが再形成される。これにより、補正モードにおいて不良マークとみなされたマーク像が存在していても、同一補正モード内またはその後の別の補正モードにおいて当該不良マークと同色で同濃度のマーク像を再形成することにより、破棄された位置ずれ情報及び濃度誤差情報を同一補正モード内で補うことができ、精度を損なうことなく位置ずれ及び濃度誤差の補正を行うことが可能となる。
【００７３】
尚、説明の便宜上、図１０ではパターンブロックＭが１つしか示されていないが、補正モードにおいては異なる濃度を有するパターンブロックＭを複数並べ、且つ、同濃度のマーク像を複数形成し、補正を行うことができる。この構成においても、何れかのマーク像が不良マークとみなされた場合、当該不良マークと同色で同濃度のマーク像を再形成し、破棄された位置ずれ情報及び濃度誤差情報を補い、精度を確保しつつ位置ずれ及び濃度誤差の補正を行うことができる。
【００７４】
補正モードで不良マークが発生した場合における対処方法の第２実施例を示しているのが図１２及び図１３である。図１０と同様に、補正モードにおいて、中間転写体ベルト６上に形成された本実施例におけるパターンブロックＭとフォトセンサ１０の検出視野Ｒとの位置関係が示されているのが図１２である。パターンブロックＭは、図中矢印の方向に移動しており、マーク像Ｍｃから順次検出視野Ｒを通過するものとなっている。そして、パターンブロックＭは、網点カバレッジ：Ｃｉｎ＝２０％の濃度を有している。また、パターンブロックＭの下方のグラフは前記ピーク検知回路から出力される各マーク像のピーク検知信号を時経過と対応させて示しているものである。
【００７５】
本実施例において、マーク像Ｍｙは何らかの不具合により、２辺のうち１辺のピーク検知信号が検知されていない。この時、判断部１３ではマーク像Ｍｙの位置ずれ情報が不適であると判断され、マーク像Ｍｙが不良マークとみなされる。そして、条件補正部１４では不良マークから抽出された位置ずれ情報が使用されずに破棄される。このような場合、不良マークとみなされたマーク像Ｍｙの位置ずれ情報は補正には適用されないので、補正の精度を確保するためには不良マークとみなされたマーク像を再度検出する必要がある。そこで、本実施例では不良マークとみなされたマーク像Ｍｙよりも高い濃度の位置ずれ検出専用パターンブロックＭが再形成される構成としている。従って、本実施例では図１３に示されているように、同一補正モード内において網点カバレッジ：Ｃｉｎ＝１００％の濃度を有するパターンブロックＭが再形成される。これにより、補正モードにおいて不良マークとみなされたマーク像が存在していても、当該不良マークよりも高い濃度のパターンブロックを再形成することにより、精度の高い位置ずれ補正を行うことができる。
【００７６】
尚、本実施例の補正モードにおいて異なる濃度のマーク像Ｍを各濃度につき複数形成している場合、当該不良マークの破棄された濃度誤差情報は同濃度の他のパターンブロックＭに属するマーク像Ｍｙから抽出された濃度誤差情報により補えばよい。また、本実施例においては、網点カバレッジ：Ｃｉｎ＝１００％の濃度を有するパターンブロックＭを再形成させているが、当該不良マークよりも精度高く位置ずれ情報を抽出することが保証できる濃度であればよい。これにより、補正モードでのトナー消費量を抑えると共に、位置ずれ情報の精度を確保することが可能である。
【００７７】
補正モードで不良マークが発生した場合における対処方法の第３実施例を示しているのが図１４であり、補正モードにおいて、中間転写体ベルト６上に形成された異なる濃度を有する複数のパターンブロックＭとフォトセンサ１０の検出視野Ｒとの位置関係が示されている。それぞれのパターンブロックＭは、それぞれ網点カバレッジ：Ｃｉｎ＝８０％、５０％、２０％の濃度を有している。そして、これらパターンブロックＭは、図中矢印の方向に移動しており、網点カバレッジ：Ｃｉｎ＝８０％のパターンブロックＭに属しているマーク像Ｍｃから順次検出視野Ｒを通過するものとなっている。
【００７８】
本図において、網点カバレッジ：Ｃｉｎ＝８０％の濃度を有するパターンブロックＭのマーク像Ｍｙは不具合があるため、判断部１３ではマーク像Ｍｙの濃度誤差情報が不適であると判断され、マーク像Ｍｙが不良マークとみなされる。このような場合、条件補正部１４における処理方法としては、図に示されているように処理方法１と処理方法２との２つの方法がある。
【００７９】
まず、処理方法１において条件補正部１４では、不良マークとみなされたマーク像Ｍｙを含む網点カバレッジ：Ｃｉｎ＝８０％の濃度を有するパターンブロックＭから抽出された位置ずれ情報が使用されずに破棄される。従って、この場合、網点カバレッジ：Ｃｉｎ＝８０％の濃度を有するパターンブロックＭに属している不良マークとみなされたマーク像Ｍｙ以外のマーク像の位置ずれ情報は使用されないが、当該パターンブロックＭから抽出された濃度誤差情報は使用されるものとなっている。これにより、当該パターンブロックＭから抽出された濃度誤差情報を無駄にすることなく濃度誤差の補正を行うことができる。
【００８０】
次に、処理方法２において条件補正部１４では、補正モードでの全パターンブロックの位置ずれ情報が破棄される。この場合、不良マークとみなされたマーク像Ｍｙ以外のマーク像から抽出された全ての濃度誤差情報は使用されるものとなっている。これにより、補正モードにおいて抽出された濃度誤差情報を無駄にすることなく濃度誤差の補正を行うことができる。
【００８１】
補正モードで不良マークが発生した場合における対処方法の第４実施例を示しているのが図１５及び図１６である。図１２と同様に、補正モードにおいて、中間転写体ベルト６上に形成された本実施例におけるパターンブロックＭとフォトセンサ１０の検出視野Ｒとの位置関係が示されているのが図１５である。パターンブロックＭは、図中矢印の方向に移動しており、マーク像Ｍｃから順次検出視野Ｒを通過するものとなっている。そして、パターンブロックＭは、網点カバレッジ：Ｃｉｎ＝２０％の濃度を有している。また、パターンブロックＭの下方のグラフはフォトセンサ１０の検出視野Ｒの位置に応じたセンサ出力信号の波形を示すものである。更に、図１０と同様にこのグラフにおいて、マーク像Ｍｃ、Ｍｙ、Ｍｍについては、そのセンサ出力信号が閾値を示す線を上回る場合に、そして、マーク像Ｍｂについては、そのセンサ出力信号が閾値を示す線を下回る場合に閾値を超えているものとみなし、濃度誤差情報として適用可能であるものとする。
【００８２】
本実施例において各マーク像のセンサ出力信号は閾値を超えているが、マーク像Ｍｂは何らかの不具合により、２辺のうち１辺の出力信号は閾値を超えていない。この時、判断部１３ではマーク像Ｍｂの濃度誤差情報が不適であると判断され、マーク像Ｍｂが不良マークとみなされる。そして、条件補正部１４では不良マークから抽出された濃度情報が使用されずに破棄される。この際、不良マークとみなされたマーク像Ｍｂの位置ずれ情報及び濃度誤差情報は共に補正には適用されないが、濃度誤差情報を抽出する必要がある場合には、マーク像を再度検出する必要がある。そこで、本実施例では不良マークとみなされたマーク像と同濃度で検出視野Ｒを時間をかけて通過できるような濃度誤差検出用のパターンブロックＤが再形成される構成としている。従って、本実施例では図１６に示されているように、同一補正モード内において網点カバレッジ：Ｃｉｎ＝２０％の濃度を有する矩形の濃度誤差検出用のパターンブロックＤが再形成される。これにより、補正モードにおいて不良マークとみなされたマーク像が存在していても、当該不良マークと同濃度の濃度誤差検出用マーク像を再形成することにより、破棄された濃度誤差情報を補うことができ、精度を損なうことなく濃度誤差の補正を行うことが可能となる。
【００８３】
補正モードで不良マークが発生した場合における対処方法の第５実施例を示しているのが図１７であり、補正モードにおいて、中間転写体ベルト６上に連続的に形成された異なる濃度を有する複数のパターンブロックＭとフォトセンサ１０の検出視野Ｒとの位置関係と、不良マークが発生した際の位置ずれ情報の処理方法とが示されている。そして、これらパターンブロックＭは、図中矢印の方向に移動しており、網点カバレッジ：Ｃｉｎ＝２０％、５０％、８０％、２０％の順に並んでおり、網点カバレッジ：Ｃｉｎ＝２０％のパターンブロックＭに属しているマーク像Ｍｃから順次検出視野Ｒを通過するものとなっている(分図(ａ))。また、イエローの感光体１Ｙ上に形成されるイエローのマーク像Ｍｙが中間転写体ベルト６上へ転写された際の位置変動を示しているのが図１７(ｂ)のグラフであり、その位置変動の周期は、図に示されているように感光体１Ｙの回転周期に合致するものとなっている。
【００８４】
位置ずれ補正は、補正モードにおいて検出されたマーク像の位置ずれ情報から各色について位置ずれ量の平均値を求め、基準色の平均値と、その他の比較色の平均値とから基準色に対する比較色の相対的な位置ずれ量を把握することにより行われている。分図(ｂ)中の点線Ａは、補正モードにおいて何れのマーク像Ｍｙも不良マークとみなされなかった場合の位置ずれ量の平均値を示している。
【００８５】
分図(ａ)において、検出視野Ｒを最初に通過する網点カバレッジ：Ｃｉｎ＝２０％の濃度を有するパターンブロックＭに属するマーク像Ｍｙは何らかの不具合があるため、判断部１３ではマーク像Ｍｙの位置ずれ情報が不適であると判断され、マーク像Ｍｙが不良マークとみなされている。そして、条件補正部１４では不良マークから抽出された位置ずれ情報が使用されずに破棄される。従って、不良マークとみなされたマーク像Ｍｙの位置ずれ情報及び濃度誤差情報は共に補正に適用されないこととなる。
【００８６】
この時、不良マーク以外のマーク像Ｍｙから位置ずれ量の平均値を求めると、その平均値は点線Ａにより示されている平均値(分図(ｂ))を下回ることになる。つまり、位置ずれ補正に有効な位置ずれ情報のみから位置ずれ量の平均値を求めた場合、補正モードにおける不良マークの有無により、その位置ずれ量の平均値に差が生じ、位置ずれ補正に誤差が発生することがある。
【００８７】
そこで、マーク像Ｍｙの中間転写体ベルト６上での形成位置が分図(ｂ)に示されているような曲線の如く変動し、且つ、不良マークとみなされたマーク像Ｍｙ(網点カバレッジ：Ｃｉｎ＝２０％)の形成位置からイエローの感光体１Ｙの略半回転に相当する位置に同色のマーク像Ｍｙ(網点カバレッジ：Ｃｉｎ＝５０％)が形成されている場合には、後者の位置ずれ情報も破棄し、位置ずれ補正を行うとよい(図参照)。これにより、平均値の変動を最小限に抑えることが可能となり、精度を損なわずに位置ずれ補正を行うことができる。また、この構成により、予め中間転写体ベルト６の全周に亘り１色のマーク像を形成し、各マーク像の位置ずれ量を感光体の回転角度に対応させて画像形成装置に記憶させる必要がなくなり、当該画像形成装置のメモリへの負荷を低減させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明が適用される電子写真方式を用いたカラー画像形成装置の概略構成図である。
【図２】カラー画像形成装置における位置ずれ及び濃度誤差の補正の流れを示している図である。
【図３】本発明に適用されているマーク像の配列を示している図である。
【図４】本発明が適用されているカラー画像形成装置におけるフォトセンサの概略構成図を示している図である。
【図５】フォトダイオードからの出力信号が検出情報抽出部で処理される流れを示すブロック図である。
【図６】フォトセンサに取り付けられているシャッターをＬＥＤ側から見た平明図である。
【図７】中間転写体ベルト上に形成されたマーク像とフォトセンサの中間転写体ベルト上における検出視野との位置関係を時経過に沿って示している図である。
【図８】本発明の補正モードにおける位置ずれ補正及び濃度誤差補正の動作を示しているフローチャートである。
【図９】マーク像測定時のシャッターの動作信号、フォトセンサの点灯信号、センサ出力信号、ピーク検知信号、ピークホールド信号、アンダーピーク検知信号、アンダーピークホールド信号の波形を示しているタイミングチャートである。
【図１０】本発明の第１実施例において形成されるマーク像とフォトセンサの検出視野の位置関係を示している図である。
【図１１】本発明の第１実施例において同一補正モード内に形成されるマーク像を示している図である。
【図１２】本発明の第２実施例において形成されるマーク像とフォトセンサの検出視野の位置関係を示している図である。
【図１３】本発明の第２実施例において同一補正モード内に形成されるパターンブロックを示している図である。
【図１４】本発明の第３実施例において形成されるマーク像とフォトセンサの検出視野の位置関係と、不良マークが発生した際の位置ずれ情報の処理方法を示している図である。
【図１５】本発明の第４実施例において形成されるマーク像とフォトセンサの検出視野の位置関係を示している図である。
【図１６】本発明の第４実施例において同一補正モード内に形成される濃度誤差検出用パターンブロックを示している図である
【図１７】本発明の第５実施例において形成されるマーク像とフォトセンサの検出視野の位置関係と、不良マークが発生した際の位置ずれ情報の処理方法を示している図である。
【符号の説明】
【００８９】
Ｍ・・・パターンブロック、Ｍｃ、Ｍｙ、Ｍｍ・・・マーク像、Ｒ・・・検出視野
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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