JP5083266B2 - 判定装置、画像形成装置及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、判定装置、画像形成装置及びプログラムに関するものである。

従来、感光体の表面を帯電させた後に露光することで静電潜像を形成し、形成された静電潜像にトナーを付着させて画像を形成する画像形成装置が広く利用されている。こうした画像形成装置において、感光体の表面を露光する手段としては、レーザ光を走査するタイプのものの他に、複数のＬＥＤを備えたタイプのもの（以下「ＬＥＤヘッド」という。）が知られている。

例えば特許文献１には、画像形成装置の備えるＬＥＤヘッド（ＬＰＨ）の発光むらを抑制するために、テストパターンを用紙に印刷し、その用紙からテストパターンの濃度を読み取り、読み取った濃度分布に基づきＬＥＤの光量補正を行う構成が示されている。具体的には、光量補正を行う際に、テストパターンの中に形成された２つのマーカのずれに基づきそのテストパターンの傾きを検出して補正することにより、濃度データとＬＥＤとの位置関係を正確にした上で光量補正を行うようにしている。

特開２００４−１８８６６５号公報

ところで、ＬＥＤヘッドを備える画像形成装置においては、ＬＥＤヘッドの組み付け時の位置ずれや組み付け後に生じる位置ずれ、部材精度のばらつきや部材劣化など、種々の要因により、ＬＥＤヘッドと感光体との位置関係にずれが生じることが考えられる。こうした位置関係のずれによりＬＥＤから感光体の表面までの光路長が変化すると、ＬＥＤの焦点の位置が感光体の表面からずれてしまい、ＬＥＤからの光が感光体の表面で収束しなくなる。この結果、静電潜像が適切に形成されなくなり、画像の再現性が低下してしまうという問題があった。

なお、前述した特許文献１には、ＬＥＤヘッドが傾いて配設されていることが原因でテストパターンが傾いた状態で用紙に印刷されるという問題にかんがみて、テストパターンの副走査方向の両端にマーカを形成し、これらの主走査方向におけるずれに基づきそのテストパターンの傾きを検出して補正する構成が記載されている。しかしながら、特許文献１に記載の構成は、あくまでもテストパターンの傾きを検出するためのものであり、例えばＬＥＤヘッドが傾いて配設されている場合とテストパターンの印刷された用紙がスキューした状態で載置された場合とを区別することができず、ＬＥＤヘッドが傾いているか否かを正確に判定することはできない。そもそも、ＬＥＤヘッドは感光体の回転により相対的に副走査方向へ移動するのであるから、ＬＥＤヘッドが傾いていても各ＬＥＤの主走査方向における位置は変化せず、副走査方向の両端に形成されたマーカが主走査方向にずれることはないため、この方法では傾きを検出することすらできない。また、テストパターンの主走査方向の両端にマーカを形成し、これらの副走査方向におけるずれに基づき傾きを検出するとしても、ＬＥＤヘッドが副走査方向に傾いていない場合（例えば、感光体の回転軸を含む平面上において傾いている場合）には検出することができない。

本発明は、こうした問題にかんがみてなされたものであり、感光体の表面に対する露光
手段の焦点の位置ずれを簡易的に判定することのできる判定装置、画像形成装置及びプログラムを提供することを目的としている。

上記目的を達成するためになされた本発明の請求項１に記載の判定装置は、画像形成装置における露光手段の焦点の位置が正常であるか否かを判定するものである。具体的には、複数の発光素子で感光体の表面を露光する露光手段により感光体の表面に形成された静電潜像に現像剤を付着させて画像を形成する画像形成装置が対象となる。

そして、この判定装置は、画像形成装置により形成された複数段階の濃度を表す濃度パッチの濃度の測定結果が、低濃度の濃度パッチが正常時の濃度よりも薄くかつ高濃度の濃度パッチが正常時の濃度よりも濃い濃度特性を有することを条件として、露光手段の焦点の位置が正常でないと判定する判定手段を備える。

このような判定装置によれば、感光体の表面に対する露光手段の焦点の位置ずれを簡易的に判定することができる。
すなわち、濃度パッチの濃度は、種々の要因によりずれることがあるが、全体的に一定の方向（例えば濃くなる方向）にシフトすることが通常である。これに対し、露光手段の焦点の位置が正常でない（ずれている）状態においては、低濃度と高濃度とで異なる方向にずれるという濃度特性を本発明の発明者は見出した。

具体的には、低濃度の画像は孤立ドットにより表現されるが、露光手段の焦点の位置がずれている状態においては孤立ドットが正しく形成されずにぼけた状態となるため、正常時に比べて濃度が低くなる。逆に、高濃度の画像はドットなし部分が孤立することにより表現されるが、現像剤の飛び散り等の要因によりドットなし部分につぶれが生じるため、正常時に比べて濃度が高くなる。

つまり、低濃度の濃度パッチが正常時の濃度よりも薄くかつ高濃度の濃度パッチが正常時の濃度よりも濃い濃度特性を有することになる。したがって、このような濃度特性を検出するだけで、露光手段の焦点の位置ずれを簡易的に判定することができる。

ところで、濃度パッチとしては、専用のものを形成することも可能であるが、他の目的で形成される濃度パッチを流用することも可能である。例えば、画像形成装置が、複数段階の濃度を表す濃度パッチを形成してその濃度を測定することにより画像形成特性を補正するキャリブレーション処理を行うものであれば、請求項２に記載のように、キャリブレーション処理のために形成された濃度パッチの測定結果を用いるとよい。

このような判定装置によれば、キャリブレーション処理用の濃度パッチを露光手段の焦点の位置ずれの判定に流用するため、キャリブレーション処理用の濃度パッチとは別に焦点の位置ずれ判定専用の濃度パッチを形成する場合に比べ、処理時間を短縮することができる。また、濃度パッチの形成に必要な現像剤の量を節約することができる。

また、例えば請求項３に記載の判定装置では、判定手段は、測定結果が前述した濃度特性（低濃度の濃度パッチが正常時の濃度よりも薄くかつ高濃度の濃度パッチが正常時の濃度よりも濃い濃度特性）を有する場合には、その濃度特性をユーザに視認させるための画像を形成し、この画像に基づきユーザから入力される指示に従い、露光手段の焦点の位置が正常であるか否かを判定する。

このような判定装置によれば、露光手段の焦点の位置がずれている状態の濃度特性が、
他の要因により偶然生じたような場合にも、誤判定を防止することが可能となる。
また、例えば請求項４に記載の判定装置では、判定手段は、測定結果に基づく測定濃度ラインと、正常時の濃度に基づく正常濃度ラインとの差の積分値に基づき、濃度特性を有するか否かを判定する。

このような判定装置によれば、測定結果に多少のばらつきがある場合にも、全体的な傾向に基づき濃度特性を検出することができる。
なお、本発明の判定装置は、例えば請求項５に記載のように、画像形成装置の構成要素とすることができる。すなわち、請求項５に記載の画像形成装置は、複数の発光素子で感光体の表面を露光する露光手段により感光体の表面に形成された静電潜像に現像剤を付着させて画像を形成する画像形成装置であって、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の判定装置を備える。

また、請求項６に記載のプログラムによれば、請求項１に記載の判定装置としてコンピュータを機能させることができ、これにより前述した効果を得ることができる。

実施形態の画像形成装置の概略構成を示す側断面図である。 実施形態の画像形成装置のトップカバーの開放状態を示す側断面図である。 内部センサの構成についての説明図である。 実施形態の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。 ＬＥＤヘッドと感光ドラムとの位置関係のずれについての説明図である。 ＬＥＤヘッドと感光ドラムとの位置関係のずれが画像に与える影響についての説明図である。 入力濃度と出力濃度との関係を示すグラフである。 濃度パッチの説明図である。 第１実施形態の位置ずれ判定処理のフローチャートである。 目視確認用画像の説明図である。 低濃度部確認画像の拡大図である。 高濃度部確認画像の拡大図である。 第２実施形態の位置ずれ判定処理のフローチャートである。 第３実施形態の処理の説明図であり、（Ａ）はパッチ判定処理のフローチャート、（Ｂ）はユーザ判定処理のフローチャートである。

以下、本発明が適用された実施形態について、図面を用いて説明する。
［１．第１実施形態］
まず、第１実施形態について説明する。

［１−１．全体構成］
図１は、第１実施形態の画像形成装置１の概略構成を示す側断面図である。なお、以下の説明においては、図１における左側を前方とし、図１における手前側を右とする。

この画像形成装置１は、直接転写タンデム方式のカラープリンタであって、図１に示すように、略箱型の筐体２を備えている。筐体２の前面には、前面カバー３が設けられている。また、筐体２の上面には、画像形成後の被記録媒体としての用紙４が積載される排紙トレイ５Ａが形成され、その排紙トレイ５Ａが一体に設けられて画像形成装置１を上方か
ら覆うトップカバー５は、画像形成装置１の後方上端を中心に開閉可能に設けられている（図２参照）。このトップカバー５を開放することにより、後述の画像形成ユニット３０及びベルトユニット２０を筐体２の内部から上方へ引き出すことが可能となる。

筐体２の下部には、画像を形成するための用紙４が収容される給紙トレイ７が前方へ引き出し可能に装着されている。給紙トレイ７内には、用紙４を積載して支持し、その用紙４の前端側を持ち上げるように傾動可能な図示省略した圧板が設けられている。また、給紙トレイ７の前端上方位置には、用紙４を搬送する給紙ローラ１１が設けられ、その給紙ローラ１１による用紙搬送方向下流側には、給紙ローラ１１にて搬送される用紙４を１枚ごとに分離する分離ローラ１２と分離パッド１３とが設けられている。

給紙トレイ７の最上位の用紙４は、分離ローラ１２によって１枚ごとに分離された後、さらに、紙粉取りローラ１４と対向ローラ１５とに挟まれて搬送され、一対のレジストローラ１６，１７の間へ送られる。レジストローラ１６，１７は、その用紙４を所定のタイミングで、後方のベルトユニット２０上へ送り出す。

ベルトユニット２０は、筐体２に対して着脱可能とされており、前後に離間して配置されたベルト駆動ローラ２１、テンションローラ２２の間に水平に架設される搬送ベルト２３（いわゆる転写搬送ベルト）を備えている。搬送ベルト２３は、ポリカーボネート等の樹脂材からなる無端状のベルトであり、後側のベルト駆動ローラ２１が回転駆動されることにより図１の時計方向に循環移動して、その上面に載せた用紙４を後方へ搬送する。

搬送ベルト２３の内側には、後述する画像形成ユニット３０が有する各感光ドラム３１と対向配置される４つの転写ローラ２４が前後方向に一定間隔で並んで設けられ、各感光ドラム３１と対応する転写ローラ２４との間に搬送ベルト２３を挟んだ状態となっている。後述のトナー像の転写時には、この転写ローラ２４と感光ドラム３１との間に転写バイアスが印加され、所定量の転写電流が通電される。

画像形成ユニット３０は、感光ドラム３１の表面を露光する４つのＬＥＤヘッド４０と対をなして前からブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色に対応して４つ設けられ、それら画像形成ユニット３０、ＬＥＤヘッド４０は、用紙４の搬送方向に沿って直列に配設されている。ＬＥＤヘッド４０は、主走査方向（左右方向）に沿って一列に配設された複数のＬＥＤと、ＬＥＤからの照射光を感光ドラム３１の表面に集光させるレンズ（光学系）とを備える。

各画像形成ユニット３０は、感光ドラム３１、トナー収容室３３、現像ローラ３５等を備えて構成されている。感光ドラム３１は、接地された金属製のドラム本体を備え、その表層を正帯電性の感光層で被覆することにより構成されている。この感光ドラム３１の表面は、その回転時、図示省略した帯電ワイヤにより一様に正帯電された後、ＬＥＤヘッド４０の下端に一列に配設された複数のＬＥＤにより露光されて、用紙４に形成すべき画像に対応した静電潜像が形成される。

ここで、用紙４に形成すべき画像（印刷用の画像）を表す印刷データは、例えば外部のパーソナルコンピュータなどから送信されてくる。そして、本実施形態の画像形成装置１は、外部から送信されてきた印刷データ（本実施形態ではＲＧＢ表色系で表現された２５６階調の画像データ）を、トナーの色に対応したＣＭＹＫ表色系の画像データに変換する色変換処理を行う。さらに、色変換処理後の画像データ（２５６階調のＣＭＹＫデータ）を２値化し、ＣＭＹＫ各色の２値画像データを生成する２値化処理を行う。この２値化処理においては、画像データの表す画像の画素ごとに、その画素値である入力レベル（０〜２５５）とあらかじめ用意されたディザマトリクスのしきい値（１〜２５５の範囲で設定
される値）とを比較し、入力レベルがしきい値以上の場合にその箇所のドットをオンにし、入力レベルがしきい値未満の場合にその箇所のドットをオフにする。こうして生成した各色の２値画像データに基づき、各色に対応するＬＥＤヘッド４０により感光ドラム３１の表面に２値画像データの表す画像を静電潜像として形成する。

トナー収容室３３には、ＣＭＹＫ各色の正帯電性非磁性１成分トナーが現像剤として収容されている。トナー収容室３３に収容されたトナーは、現像ローラ３５の回転等によって正に摩擦帯電され、一定厚さの薄層として現像ローラ３５上に担持される。次いで、現像ローラ３５の回転により、現像ローラ３５上に担持され正帯電されているトナーが、感光ドラム３１に対向して接触するときに、感光ドラム３１の表面上に形成されている静電潜像に供給される。これにより、感光ドラム３１の静電潜像は、可視像化され、感光ドラム３１の表面には、露光部分にのみトナーが付着したトナー像（トナーにより形成される可視像）が担持される。

その後、各感光ドラム３１の表面上に担持されたトナー像は、搬送ベルト２３によって搬送される用紙４が感光ドラム３１と転写ローラ２４との間を通る際に、転写電流によって、用紙４に順次転写される。こうして各色のトナー像が重ね合わせて転写されることによりカラー画像が形成された用紙４は、次いで定着器５０に搬送される。

定着器５０は、筐体２内における搬送ベルト２３の後方に配置されている。この定着器５０は、ハロゲンランプ等の熱源を備えて回転駆動される加熱ローラ５１と、加熱ローラ５１の下方において、加熱ローラ５１を押圧するように対向配置され従動回転される加圧ローラ５２とを備えている。この定着器５０では、各色のトナー像が転写された用紙４を、加熱ローラ５１と加圧ローラ５２とによって狭持搬送しながら加熱することにより、トナー像（カラー画像）を用紙４に定着させる。そして、トナー像が定着された用紙４は、定着器５０の斜め後上方に配置された搬送ローラ５３により更に搬送され、筐体２の上部に設けられた排紙ローラ５４により、前述の排紙トレイ５Ａ上に排出される。

また、ベルト駆動ローラ２１の斜め下方における搬送ベルト２３の表面との対向位置には、内部センサ６０が設けられている。この内部センサ６０は、画像形成ユニット３０によって濃度パッチＰ（図３参照）等が搬送ベルト２３に形成されたときに、その濃度パッチＰ等を検出するものである。すなわち、画像形成装置１は、ＣＭＹＫ各色の複数段階の濃度を表す濃度パッチＰを搬送ベルト２３に形成し、その濃度パッチＰの濃度を内部センサ６０で測定した測定結果に基づき画像形成特性を補正する周知のキャリブレーション処理を実行するようになっている。さらに、ベルト駆動ローラ２１とテンションローラ２２との間に架設された搬送ベルト２３の下面には、その搬送ベルト２３の表面に形成された濃度パッチＰ等を消去する周知のベルトクリーナ９９が当接している。

また、図２に示すように、トップカバー５はその後端に左右方向（すなわち搬送ベルト２３の移動方向とは直交する方向）に配設された軸５Ｂを中心に回動し、そのトップカバー５の下面には、４つのＬＥＤヘッド４０が図示省略した接続リンクを介して揺動可能に接続されている。このため、トップカバー５を開放することにより、図２に示すように各ＬＥＤヘッド４０を感光ドラム３１から離間することができ、トップカバー５を閉じることにより、図１に示すように各ＬＥＤヘッド４０を感光ドラム３１との対向位置に配設することができる。

図３（Ａ）に示すように、内部センサ６０は、ベルト駆動ローラ２１によって折り返された搬送ベルト２３の下面に対向して、その搬送ベルト２３の左右方向における一方の端部近傍に設けられている。なお、内部センサ６０は、図３（Ｂ）に示すように、ベルト駆動ローラ２１の表面に沿って湾曲した搬送ベルト２３に対向配置されてもよい。

［１−２．電気的構成］
次に、画像形成装置１の電気的構成について、図４のブロック図を用いて説明する。なお、本発明の特徴部分との関連性の薄い構成については図示及び説明を省略する。

同図に示すように、画像形成装置１は、前述したＬＥＤヘッド４０及び内部センサ６０の他、制御部７０、操作部７１、表示部７２、通信部７３及び記憶部７４を備える。
制御部７０は、画像形成装置１の各部を統括制御するコンピュータであり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備える。ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶されたプログラムに従い、後述する位置ずれ判定処理（図９）などを実行する。

操作部７１は、ユーザからの外部操作による指令を入力するための入力装置であり、各種操作ボタンを備える。
表示部７２は、各種情報をユーザが視認可能な画像として表示するための出力装置であり、小型の液晶ディスプレイが用いられる。

通信部７３は、外部装置（本実施形態ではパーソナルコンピュータ８０）との間でデータ通信を行うためのインタフェースである。
記憶部７４は、記憶データを書き換え可能な不揮発性の記憶装置であり、本実施形態ではフラッシュメモリが用いられている。

［１−３．処理の概要］
次に、第１実施形態の画像形成装置１で実行される処理の概要について説明する。
画像形成装置１においては、ＬＥＤヘッド４０の組み付け時の位置ずれや、トップカバー５の開閉などにより生じる位置ずれ、部材精度のばらつき、部材劣化など、種々の要因により、ＬＥＤヘッド４０と感光ドラム３１との位置関係にずれが生じることが考えられる。

図５（Ａ），（Ｂ）は、ＬＥＤヘッド４０と感光ドラム３１との位置関係にずれが生じていない正常な状態（以下「位置ずれなしの状態」という。）を前方及び上方から見た模式図である。一方、図５（Ｃ），（Ｄ）は、ＬＥＤヘッド４０と感光ドラム３１との位置関係にずれが生じている状態（以下「位置ずれありの状態」という。）を前方及び上方から見た模式図である。

位置ずれありの状態では、ＬＥＤヘッド４０の下端に配設されたＬＥＤから感光ドラム３１の表面までの光路長Ｌ１，Ｌ２（図５（Ｃ））が、位置ずれなしの状態での正常な光路長Ｌ０（図５（Ａ））と異なり得る。このように光路長が変化すると、ＬＥＤの焦点が感光ドラム３１の表面からずれてしまい、ＬＥＤからの光が感光ドラム３１の表面で収束しないため、静電潜像が適切に形成されなくなってしまう。具体的には、感光ドラム３１の表面における電圧の変化が鈍くなり、トナーが正しく付着しなかったり、目標外の箇所に付着してしまったりする。

図６（Ａ）〜（Ｄ）は、ブラックのトナーのみで印刷された画像の拡大図である。このうち、図６（Ａ）は位置ずれなしの状態での画像の淡部（低濃度の画像）の拡大画像であり、図６（Ｂ）は位置ずれありの状態での画像の淡部の拡大画像である。一方、図６（Ｃ）は位置ずれなしの状態での画像の暗部（高濃度の画像）の拡大画像であり、図６（Ｄ）
は位置ずれありの状態での暗部の拡大画像である。

これらに示すように、画像の淡部においては、位置ずれなしの状態（図６（Ａ））では明確に形成される孤立ドットが、位置ずれありの状態（図６（Ｂ））では正しく形成されずにぼけた状態となる。反対に、画像の暗部においては、位置ずれなしの状態（図６（Ｃ））では明確に形成されるドットなし（空白）部分が、位置ずれありの状態（図６（Ｄ））ではトナーの飛び散り等の要因によりつぶれが発生する。

したがって、図７に示すように、入力濃度（２値画像データに基づく濃度）に対する出力濃度（実際に形成したトナー画像の測定濃度）は、位置ずれありの状態（点線のライン）では位置ずれなしの状態（実線のライン）に比べ、淡部の濃度は下がり暗部の濃度は逆に上がるという濃度特性（以下「位置ずれ特性」という。）となる。

そこで、本実施形態の画像形成装置１は、ＬＥＤヘッド４０の焦点の位置が正常であるか否か（位置ずれなしの状態及び位置ずれありの状態のうちいずれであるか）を、４組のＬＥＤヘッド４０及び感光ドラム３１のそれぞれについて（ＣＭＹＫの色ごとに）判定する。

ここで、位置ずれなしの状態及び位置ずれありの状態のうちいずれであるかの判定は、キャリブレーション処理における濃度パッチＰの測定結果が位置ずれ特性を有するか否かにより行う。すなわち、キャリブレーション処理は、画像形成装置１の電源がオンされたタイミングで実行され、このキャリブレーション処理においては、図３（Ａ）に示すように、搬送ベルト２３の左右方向における一方の端部に、ＣＭＹＫ各色の複数段階（この例では５段階）の濃度を表すトナー像が濃度パッチＰとして形成される。そして、形成された濃度パッチＰの濃度が内部センサ６０で測定され、その測定結果に基づき画像形成特性が補正される。本実施形態では、この測定結果が位置ずれ特性を有するか否かを判定することで（換言すれば、キャリブレーション処理のために形成された濃度パッチＰを流用して）、位置ずれあり／なしの状態を判定する。したがって、位置ずれあり／なしの状態の判定は、キャリブレーション処理の実行タイミング（電源がオンされたタイミング）に合わせて実行されることになる。

なお、キャリブレーション処理の実行タイミングはあくまでも一例であり、これ以外のタイミングであってもよい。特に、本実施形態の画像形成装置１では、前述したようにＬＥＤヘッド４０がトップカバー５の下面に揺動可能に接続されており、トップカバー５を開閉することによりＬＥＤヘッド４０の位置がずれる可能性があるため、電源がオンされたタイミングに代えて（又はこのタイミングとともに）、トップカバー５が閉じられたタイミングとすることも有効である。また、ユーザによって指示されたタイミングとしてもよい。

濃度パッチＰは、図８（Ａ）に示すように、ＣＭＹＫ各色のベタ画像を、２０％、４０％、６０％、８０％及び１００％の５段階の濃度で表したものであり、図８（Ｂ）に示す濃度パッチ用のディザマトリクスで２値化されたものである。各濃度についての２値化後のドット配置パターンは図８（Ｃ）〜（Ｇ）に示すとおりであり、例えば２０％濃度の濃度パッチＰであれば、図８（Ｃ）の「１」の箇所にトナーが付着したパターンを濃度パッチＰのサイズ分並べたパターンで構成される。

そして、濃度パッチＰの測定結果が位置ずれ特性を有する場合に、位置ずれありの状態であると判定する。具体的には、ＣＭＹＫの色ごとに、５段階の濃度の各測定結果を線形補間して、測定結果に基づく測定濃度ライン（図７に示す点線のライン）を求める。そして、この測定濃度ラインと、位置ずれなしの（正常時の）濃度に基づく正常濃度ライン（
図７に示す実線のラインであり、判定基準値としてあらかじめ記憶されている。）との差の積分値に基づき、位置ずれ特性を有するか否かを判定する。

例えば、入力濃度５０％を境として、入力濃度５０％未満の範囲における「正常濃度ライン上の値」から「測定濃度ライン上の値」を差し引いた値の積分値（換言すれば、正常濃度ラインと測定濃度ラインとの間に形成される領域の面積）が第１の判定基準値以上であり、かつ、入力濃度５０％以上の範囲における「測定濃度ライン上の値」から「正常濃度ライン上の値」を差し引いた値の積分値（換言すれば、測定濃度ラインと正常濃度ラインとの間に形成される領域の面積）が第２の判定基準値以上であるという条件を満たす場合に、位置ずれ特性を有すると判定する。このように積分値で判定することにより、測定結果に多少のばらつきがある場合にも、全体的な傾向に基づき位置ずれ特性を検出することができる。

なお、入力濃度に対する出力濃度の値は、経年変化（時間的な変化や稼働量に伴う変化など）によりずれることがあるが、出力濃度が全体的に上昇する方向に変化することが通常である。したがって、経年変化による出力濃度の変化と、ＬＥＤヘッド４０の位置ずれによる出力濃度の変化とは、出力濃度のずれ方の特性に基づき区別することができる。

［１−４．具体的処理手順］
次に、前述した処理を実現するために制御部７０が実行する具体的な処理手順について説明する。

まず、画像形成装置１の電源がオンされたことを契機に制御部７０が実行する位置ずれ判定処理について、図９のフローチャートを用いて説明する。
制御部７０は、この位置ずれ判定処理を開始すると、まずＳ１０１で、濃度パッチＰ（図８（Ａ））を搬送ベルト２３上に形成するための処理を行う。

続いて、Ｓ１０２では、Ｓ１０１で搬送ベルト２３上に形成した濃度パッチＰの濃度を内部センサ６０で測定するための処理を行う。なお、Ｓ１０１，Ｓ１０２の処理は、キャリブレーション処理として実行される処理である。

続いて、Ｓ１０３では、ＣＭＹＫ４色のうち未処理の色（後述するＳ１０５又はＳ１０６の判定を行っていない色であり、２回目以降は後述するＳ１０８で指定される。）を１つ選択し、その色についての測定結果を分析する。具体的には、前述したように測定結果を線形補間して積分値を求めるといった演算処理を行う。

続いて、Ｓ１０４では、濃度パッチＰの測定結果が位置ずれ特性を有するか否かを判定する。
そして、Ｓ１０４で、位置ずれ特性を有しないと判定した場合には、Ｓ１０５へ移行し、位置ずれなしの状態であると判定する。その後、Ｓ１０７へ移行する。

一方、Ｓ１０４で、位置ずれ特性を有すると判定した場合には、Ｓ１０６へ移行し、位置ずれありの状態であると判定する。その後、Ｓ１０７へ移行する。
Ｓ１０７では、ＣＭＹＫ４色すべてについて判定を終了したか否かを判定する。

そして、Ｓ１０７で、４色すべてについて判定を終了していない（未判定の色が存在する）と判定した場合には、Ｓ１０８へ移行し、判定対象の色を次の色（未判定の色のうち
の１つ）に変更する。その後、Ｓ１０３へ戻る。

一方、Ｓ１０７で、４色すべてについて判定を終了したと判定した場合には、本位置ずれ判定処理を終了する。
［１−５．効果］
以上説明したように、第１実施形態の画像形成装置１では、濃度パッチＰの濃度を測定し、その測定結果が位置ずれ特性を有する場合に（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、ＬＥＤヘッド４０の焦点の位置が正常でない（位置ずれありの状態である）と判定する（Ｓ１０６）。このため、感光ドラム３１の表面に対するＬＥＤヘッド４０の焦点の位置ずれ（位置ずれありの状態）を簡易的に判定することができる。

また、キャリブレーション処理用の濃度パッチＰをＬＥＤヘッド４０の焦点の位置ずれの判定に流用しているため、キャリブレーション処理用の濃度パッチＰとは別に焦点の位置ずれ判定専用の濃度パッチを形成する場合に比べ、処理時間を短縮することができる。加えて、濃度パッチの形成に必要なトナーの量を節約することができる。

なお、位置ずれありの状態では画像の再現性が低下するため、位置ずれありの状態であると判定された場合には、再現性の低下を防止するための措置をとることが好ましいが、その方法は特に限定されない。例えば、ＬＥＤヘッド４０の位置を微調整してもよく、また、２値画像データを調整してもよい。

［１−６．特許請求の範囲との対応］
なお、第１実施形態では、感光ドラム３１が感光体に相当し、ＬＥＤヘッド４０が露光手段（ＬＥＤが発光素子）に相当する。また、Ｓ１０３〜Ｓ１０８の処理を実行する制御部７０が判定手段に相当する。

［２．第２実施形態］
次に、第２実施形態について説明する。
［２−１．全体構成］
第２実施形態の画像形成装置１は、制御部７０の実行する位置ずれ判定処理の内容が第１実施形態の画像形成装置１と相違する。その他、基本的な構成は第１実施形態と共通しているため、共通部分については同一の符号を流用するとともに説明を省略し、相違点を中心に説明する。

［２−２．処理の概要］
第２実施形態の画像形成装置１で実行される処理の概要について説明する。
第２実施形態の画像形成装置１は、位置ずれなしの状態及び位置ずれありの状態のうちいずれであるかを判定する判定方法が第１実施形態の画像形成装置１と相違する。すなわち、第１実施形態の画像形成装置１では、位置ずれなしの状態及び位置ずれありの状態のうちいずれであるかの判定を、濃度パッチＰの測定結果が位置ずれ特性を有するか否かにより行うようにしている。

これに対し、第２実施形態の画像形成装置１では、濃度パッチＰの測定結果が位置ずれ特性を有する場合に、位置ずれ特性をユーザに視認させるための目視確認用画像１００（図１０）を用紙４に印刷し、この目視確認用画像１００をユーザに視認させた上で判定結果を入力させる。つまり、ユーザに確認を行わせるようにしている。

目視確認用画像１００は、図１０に示すように、低濃度画像の印刷状態を目視で確認するためのＣＭＹＫ各色の低濃度部確認画像１１０Ｃ，１１０Ｍ，１１０Ｙ，１１０Ｋと、高濃度画像の印刷状態を目視で確認するためのＣＭＹＫ各色の高濃度部確認画像１２０Ｃ，１２０Ｍ，１２０Ｙ，１２０Ｋとからなる。なお、４つの低濃度部確認画像１１０Ｃ，１１０Ｍ，１１０Ｙ，１１０Ｋは、すべて同一の画像であり、色のみが異なる。高濃度部確認画像１２０Ｃ，１２０Ｍ，１２０Ｙ，１２０Ｋも同様である。

図１１は、低濃度部確認画像１１０Ｋの拡大図である。なお、ここではブラックの低濃度部確認画像１１０Ｋを例示するが、他の色も同様である。
低濃度部確認画像１１０Ｋには、正方形の枠１１３の中に４個の目視用ドット１１２が配置された確認マーク１１１が、縦横にそれぞれ４個ずつ（計１６個）配置されており、各確認マーク１１１における目視用ドット１１２の大きさは、その確認マーク１１１の配置位置に応じて異なっている。

具体的には、最も左の列（「×１」の列）に配置されている確認マーク１１１における目視用ドット１１２の横幅はドット１個分であり、列が右にずれるごとにその横幅がドット１個分ずつ増加し、最も右の列（「×４」の列）ではその横幅がドット４個分となる。また同様に、最も上の列（「×１」の列）に配置されている確認マーク１１１における目視用ドット１１２の縦幅はドット１個分であり、列が下にずれるごとにその縦幅がドット１個分ずつ増加し、最も下の列（「×４」の列）ではその縦幅がドット４個分となる。つまり、目視用ドット１１２の大きさが縦横それぞれドット１個分のものから縦横それぞれドット４個分のものまで１６パターンの確認マーク１１１が配置されている。

なお、各確認マーク１１１における正方形の枠１１３には、その４辺の各中央位置にスリット１１４が形成されており、このスリット１１４の幅（縦幅又は横幅）は目視用ドット１１２の縦幅又は横幅に対応している。

一方、図１２は、高濃度部確認画像１２０Ｋの拡大図である。高濃度部確認画像１２０Ｋは、低濃度部確認画像１１０Ｋを単に反転させたものであるため、具体的な説明は省略する。

このような１６パターンの確認マーク１１１に基づき、低濃度画像における孤立ドットの形成状態及び高濃度画像におけるドットなし（空白）部分の形成状態を目視によって比較的正確に判定することが可能となる。例えば、孤立ドット及びドットなし部分がどの大きさまで目視できるかをユーザに判定させ、孤立ドット及びドットなし部分が共に２ドット×２ドットの大きさで確認できなければ位置ずれ状態であると判定させるといったことが可能となる。

［２−３．具体的処理手順］
次に、第１実施形態の位置ずれ判定処理（図９）に代えて制御部７０が実行する位置ずれ判定処理について、図１３のフローチャートを用いて説明する。この位置ずれ判定処理は、第１実施形態と同様、画像形成装置１の電源がオンされたことを契機に実行される。

制御部７０は、この位置ずれ判定処理を開始すると、まずＳ２０１で、濃度パッチＰ（図８（Ａ））を搬送ベルト２３上に形成するための処理を行う。
続いて、Ｓ２０２では、Ｓ２０１で搬送ベルト２３上に形成した濃度パッチＰの濃度を内部センサ６０で測定するための処理を行う。なお、Ｓ２０１，Ｓ２０２の処理は、キャリブレーション処理として実行される処理である。

続いて、Ｓ２０３では、ＣＭＹＫ各色についての測定結果を分析する。具体的には、前述したように測定結果を線形補間して積分値を求めるといった演算処理を行う。
続いて、Ｓ２０４では、ＣＭＹＫ各色の濃度パッチＰの測定結果の中に、位置ずれ特性を有する色が存在するか否かを判定する。

そして、Ｓ２０４で、位置ずれ特性を有する色が１色も存在しないと判定した場合には、そのまま本位置ずれ判定処理を終了する。
一方、Ｓ２０４で、位置ずれ特性を有する色が１色でも存在すると判定した場合には、Ｓ２０５へ移行し、目視確認用画像１００を用紙４に印刷する処理を行う。

続いて、Ｓ２０６では、目視確認用画像１００の判定結果の入力（操作部７１での入力操作）をユーザに促す判定結果入力画面を表示部７２に表示させる。具体的には、ＣＭＹＫの色ごとに目視による判定結果（「ずれあり」又は「ずれなし」）を順に入力させるようになっており、未判定の色（後述するＳ２０８又はＳ２０９の判定を行っていない色であり、２回目以降は後述するＳ２１１で指定される。）を１つ選択し、その色についての判定結果の入力を促す。

続いて、Ｓ２０７では、Ｓ２０６で表示部７２に表示させた判定結果入力画面に対しユーザから入力された判定結果が「ずれあり」であるか否かを判定する。
そして、Ｓ２０７で、判定結果が「ずれあり」でないと判定した場合には、Ｓ２０８へ移行し、位置ずれなしの状態であると判定する。その後、Ｓ２１０へ移行する。

一方、Ｓ２０７で、判定結果が「ずれあり」であると判定した場合には、Ｓ２０９へ移行し、位置ずれありの状態であると判定する。その後、Ｓ２１０へ移行する。
Ｓ２１０では、ＣＭＹＫ４色すべてについて判定結果を入力したか否かを判定する。

そして、Ｓ２１０で、４色すべてについて判定結果を入力していない（未入力の色が存在する）と判定した場合には、Ｓ２１１へ移行し、入力する色を次の色（未入力の色のうちの１つ）に変更する。その後、Ｓ２０６へ戻る。

一方、Ｓ２１０で、４色すべてについて判定結果を入力したと判定した場合には、本位置ずれ判定処理を終了する。
［２−４．効果］
以上説明したように、第２実施形態の画像形成装置１では、濃度パッチＰの濃度を測定し、その測定結果が位置ずれ特性を有することを条件として（Ｓ２０４：ＹＥＳ）、ＬＥＤヘッド４０の焦点の位置が正常でない（位置ずれありの状態である）と判定する（Ｓ２０９）。具体的には、測定結果が位置ずれ特性を有する場合には（Ｓ２０４：ＹＥＳ）、目視確認用画像１００を用紙４に印刷し、この目視確認用画像１００に基づきユーザから入力される指示（判定結果）に従い、位置ずれあり／なしの状態を判定する（Ｓ２０５〜Ｓ２０９）。

このような第２実施形態の画像形成装置１によれば、第１実施形態の画像形成装置１と同様の効果が得られる。特に、第２実施形態の画像形成装置１では、位置ずれあり／なしの状態を確認的にユーザに判定させるようにしているため、位置ずれ特性が他の要因によ
り偶然生じたような場合にも、誤判定を防止することが可能となる。

［２−５．特許請求の範囲との対応］
なお、第２実施形態では、Ｓ２０３〜Ｓ２１１の処理を実行する制御部７０が判定手段に相当する。

［３．第３実施形態］
次に、第３実施形態について説明する。
［３−１．全体構成］
第３実施形態の画像形成装置１は、第２実施形態の位置ずれ判定処理（図１３）に代えて、パッチ判定処理（図１４（Ａ））及びユーザ判定処理（図１４（Ｂ））を実行する点が第２実施形態の画像形成装置１と相違する。その他、基本的な構成は第２実施形態と共通しているため、共通部分については同一の符号を流用するとともに説明を省略し、相違点を中心に説明する。

［３−２．処理の概要］
第３実施形態で実行するパッチ判定処理（Ｓ３０１〜Ｓ３０５）は、第２実施形態の位置ずれ判定処理（Ｓ２０１〜Ｓ２１１）からＳ２０６〜Ｓ２１１の処理を除いたものである。一方、第３実施形態で実行するユーザ判定処理（Ｓ４０１〜Ｓ４０６）は、第２実施形態の位置ずれ判定処理（Ｓ２０１〜Ｓ２１１）のうちＳ２０６〜Ｓ２１１の処理と同一である。つまり、第３実施形態の画像形成装置１は、第２実施形態の位置ずれ判定処理（図１３）を、パッチ判定処理（図１４（Ａ））及びユーザ判定処理（図１４（Ｂ））の２つに分けて実行する。

具体的には、ユーザ判定処理は、ユーザ指定による任意のタイミングで（例えば、表示部７２に表示されたメニューから判定結果の入力を選択する操作が行われたことを契機に）実行される。したがって、パッチ判定処理で目視確認用画像１００が印刷された場合にも、判定結果の入力が強制されない点が第２実施形態と相違する。なお、具体的処理手順の説明は省略する。

［３−３．効果］
以上説明した第３実施形態の画像形成装置１によれば、第２実施形態の画像形成装置１と同様の効果が得られる。特に、第３実施形態の画像形成装置１では、目視確認用画像１００が印刷された場合にも、判定結果の入力を行う必要がないため、ユーザが煩雑な操作を強いられないようにすることができる。

［３−４．特許請求の範囲との対応］
なお、第３実施形態では、Ｓ３０３〜Ｓ３０５，Ｓ４０１〜Ｓ４０６の処理を実行する制御部７０が判定手段に相当する。

［４．他の形態］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。

例えば、上記各実施形態では、キャリブレーション処理用の濃度パッチＰを位置ずれあり／なりの状態の判定に流用しているが、これに限定されるものではなく、キャリブレーション処理用の濃度パッチＰとは別に、専用の濃度パッチを形成するようにしてもよい。

また、上記各実施形態では、搬送ベルト２３に濃度パッチＰを形成する構成の画像形成
装置１を例示したが、これに限定されるものではなく、中間転写ベルトに形成する構成であってもよく、また、用紙４等の被記録媒体に形成する構成であってもよい。

さらに、上記各実施形態では、複数のＬＥＤヘッド４０を用いてカラー画像を形成する画像形成装置１を例示したが、これに限定されるものではなく、例えば１つのＬＥＤヘッドのみを用いて画像を形成する画像形成装置であってもよい。

一方、上記各実施形態では、本発明の発光素子としてＬＥＤを例示したが、これに限定されるものではなく、同様の機能を有するものであれば適用することができる。
加えて、上記各実施形態では、本発明の判定装置を画像形成装置１の構成要素とした場合について例示したが、これに限定されるものではなく、画像形成装置とは別体のものとしてもよい。例えば、画像形成装置に対応するプリンタドライバがインストールされたパーソナルコンピュータを、本発明の判定装置として機能させることも可能である。具体的には、画像形成装置１からパーソナルコンピュータへ濃度パッチＰの測定結果を送信し、その測定結果に基づく判定をパーソナルコンピュータ側で行う構成であれば、前述した位置ずれ判定処理と同様の処理をパーソナルコンピュータで実行することが可能となる。

１…画像形成装置、２…筐体、４…用紙、５…トップカバー、２３…搬送ベルト、２４…転写ローラ、３０…画像形成ユニット、３１…感光ドラム、３３…トナー収容室、３５…現像ローラ、４０…ＬＥＤヘッド、５０…定着器、６０…内部センサ、７０…制御部、７１…操作部、７２…表示部、７３…通信部、７４…記憶部、８０…パーソナルコンピュータ、９９…ベルトクリーナ、１００…目視確認用画像、１１０Ｃ，１１０Ｍ，１１０Ｙ，１１０Ｋ…低濃度部確認画像、１１１…確認マーク、１１２…目視用ドット、１１３…枠、１１４…スリット、１２０Ｃ，１２０Ｍ，１２０Ｙ，１２０Ｋ…高濃度部確認画像、Ｐ…濃度パッチ

Claims (6)

1. 複数の発光素子で感光体の表面を露光する露光手段により前記感光体の表面に形成された静電潜像に現像剤を付着させて画像を形成する画像形成装置における前記露光手段の焦点の位置が正常であるか否かを判定する判定装置であって、
   前記画像形成装置により形成された複数段階の濃度を表す濃度パッチの濃度の測定結果が、低濃度の濃度パッチが正常時の濃度よりも薄くかつ高濃度の濃度パッチが正常時の濃度よりも濃い濃度特性を有することを条件として、前記露光手段の焦点の位置が正常でないと判定する判定手段を備えること
   を特徴とする判定装置。
2. 前記画像形成装置は、複数段階の濃度を表す濃度パッチを形成してその濃度を測定することにより画像形成特性を補正するキャリブレーション処理を行うものであり、
   前記測定結果は、前記キャリブレーション処理のために形成された濃度パッチの測定結果であること
   を特徴とする請求項１に記載の判定装置。
3. 前記判定手段は、前記測定結果が前記濃度特性を有する場合には、その濃度特性をユーザに視認させるための画像を形成し、この画像に基づきユーザから入力される指示に従い、前記露光手段の焦点の位置が正常であるか否かを判定すること
   を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の判定装置。
4. 前記判定手段は、前記測定結果に基づく測定濃度ラインと、正常時の濃度に基づく正常濃度ラインとの差の積分値に基づき、前記濃度特性を有するか否かを判定すること
   を特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の判定装置。
5. 複数の発光素子で感光体の表面を露光する露光手段により前記感光体の表面に形成された静電潜像に現像剤を付着させて画像を形成する画像形成装置であって、
   請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の判定装置を備えること
   を特徴とする画像形成装置。
6. 複数の発光素子で感光体の表面を露光する露光手段により前記感光体の表面に形成された静電潜像に現像剤を付着させて画像を形成する画像形成装置における前記露光手段の焦点の位置が正常であるか否かを判定する判定装置としてコンピュータを機能させるためのプログラムであって、
   前記画像形成装置により形成された複数段階の濃度を表す濃度パッチの濃度の測定結果が、低濃度の濃度パッチが正常時の濃度よりも薄くかつ高濃度の濃度パッチが正常時の濃度よりも濃い濃度特性を有することを条件として、前記露光手段の焦点の位置が正常でないと判定する判定手段としてコンピュータを機能させること
   を特徴とするプログラム。