(57)【要約】【課題】ライン位置の検出精度を向上させ、高速な画像形成装置においても、サンプリング周波数を上げることなく色ずれを補正することを可能にする画像形成装置を提供する。【解決手段】Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ色の副走査方向Ａに対して斜交する斜線状の第１のパターン３（Ｋ３、Ｃ３、Ｍ３、Ｙ３）と、この第１パターン３と線対称的な第２のパターン４（Ｋ４、Ｃ４、Ｍ４、Ｙ４）と、前記第１のパターン３と平行な第３のパターン（Ｋ５、Ｃ５、Ｍ５、Ｙ５）とから基本的に構成されている。これらのパターン３、４、５は、副走査方向（転写ベルトの移送方向）Ａに沿って、色ずれ検出センサ４０に向かって順に配列されている。【選択図】図２
2008309919.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画像担持体と該各画像担持体上に互いに異なる色の画像を形成する書き込み手段とを有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各画像担持体上に形成された画像をそれぞれ転写位置にて転写するよう移動する移動体と、
複数色により形成された前記移動体の移動方向と所定の角度をなす第１のパターンと、前記移動体の移動方向に対し前記第１のパターンと線対称な前記複数色により形成された第２のパターンと、前記第１のパターンと平行な前記複数色により形成された第３のパターンを、前記移動体の移動方向に所定間隔で形成するために前記複数の画像形成手段を制御するパターン形成手段と、
前記移動体上に転写された前記パターン画像を検知するパターン検知手段と、
前記パターン検知手段の出力に基づいて前記複数色のうちの１色を基準色として、基準色画像に対する他色の画像の位置ずれ量を検出する位置ずれ検出手段と、
前記位置ずれ検知手段により検出された位置ずれ量に基づいて前記他の色の位置ずれを補正する補正手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像形成装置において、
前記第１乃至第３のパターンは、前記移動体の移動方向に所定間隔で配置された複数色からなる直線により構成されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の画像形成装置において、
前記位置ずれ検出手段は、基準色パターンの検知タイミングと位置ずれを検出する検出色パターンの検知タイミングとの差に基づいて、前記位置ずれを検出することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか１項記載の画像形成装置において、
前記位置ずれ検出手段は、基準色のパターンの検知タイミングと位置ずれを検出する検出色のパターンの検知タイミングとの差および移動方向に対する当該基準色と当該検出色との設計上の検知タイミングの差に基づいて、前記位置ずれを検出することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項４記載の画像形成装置において、
前記位置ずれ検出手段において、主走査方向の位置ずれは、前記基準色のパターンの検知タイミングと前記位置ずれを検出する検出色のパターンの検知タイミングとの差に基づき検出し、
副走査方向の位置ずれは、前記基準色のパターンの検知タイミングと前記位置ずれを検出する検出色のパターンの検知タイミングとの差および移動方向に対する前記基準色と前記検出色との設計上の検知タイミングの差に基づいて検出することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか１項記載の画像形成装置において、
前記パターン形成手段は、前記移動方向に前記第１のパターンと第３のパターンが一致するように前記第１乃至第３のパターンを前記移動体の移動方向に繰返し形成するように前記複数の画像形成手段を制御し、かつ移動方向に連続した３つのパターンに対するパターン検知結果に基づき位置ずれを複数回検出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、画像形成装置に関し、特には、画像の位置ずれを補正する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、カラー画像形成装置の高速化および高機能化の流れにより、複数の像担持体および現像装置を含む画像形成ユニットを転写ベルトの搬送面に沿って転写ベルトの移動方向に列設し、像担持体上のトナー像を転写ベルト上に順次重ね合わせ、これを記録媒体上に転写することによりカラー画像を形成するタンデム方式のカラー画像形成装置が主流を占めるようになってきた。
このような方式を用いたカラー画像形成装置にあっては、各色の像担持体上に形成されたトナー像を一括転写できるために、プリント速度の高速化が図れる利点があるものの、各色のトナー像を転写ベルト上の正しい位置に転写するための同期調整のエラーによる、いわゆる色ずれが発生しやすくなってしまう。この色ずれに対し、これまでにいくつもの補正方法が多数提案されている。その１つとして、転写ベルト上に複数の各色ラインを転写ベルトの移動方向に直交する主走査方向と平行な直線のパターンと主走査方向に対して斜交する直線のパターンとを転写ベルトの移動方向に沿って作像し、これらのパターン画像からそれぞれの色の作像位置を光学センサで検出して色ずれを測定し、この色ずれを補正することが提案されている。（例えば、特許文献１参照）
【０００３】
図９は、従来の転写ベルト１８上に形成された位置ずれ検出用のライン配置パターンを示している。この配置パターンは、転写ベルト１８の移動方向（矢印Ａ方向）（以下副走査方向という）に対して垂直方向（矢印Ｂ方向）（以下主走査方向という）に平行に形成された黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の色で形成された直線群からなる水平パターン１と、副走査方向Ａに対して交叉する各色の斜線群からなる斜線パターン２の２種のパターンで構成されている。４０は、位置ずれ検出用の光学センサで、Ｔｋ１、Ｔｃ１、Ｔｍ１、Ｔｙ１、Ｔｋ２、Ｔｃ２、Ｔｍ２、Ｔｙ２は、Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ色の水平パターン１及び斜線パターン２の色ずれ検出センサ４０で検出された検出タイミングを示している。
このパターンにより、基準色Ｋに対するＣ、Ｍ、Ｙ色の主走査方向の色ずれ量δｘｋｃ、δｘｋｍ、δｘｋｙは、
δｘｋｃ＝ｖ・｛（Ｔｃ２−Ｔｃ１）−（Ｔｋ２−Ｔｋ１）｝・・・（１）
δｘｋｍ＝ｖ・｛（Ｔｍ２−Ｔｍ１）−（Ｔｋ２−Ｔｋ１）｝・・・（２）
δｘｋｙ＝ｖ・｛（Ｔｙ２−Ｔｙ１）−（Ｔｋ２−Ｔｋ１）｝・・・（３）
（但し、ｖは転写ベルトの移動速度（ｍｍ／ｓｅｃ）である。）
であり、副走査方向の色ずれ量δｙｋｃ、δｙｋｍ、δｙｋｙは、基準色ＫとＣ、Ｍ、Ｙ色との副走査方向の設計上の距離をそれぞれｗｃ、ｗｍ、ｗｙとすると、
δｙｋｃ＝ｖ・（Ｔｃ１−Ｔｋ１）−ｗｃ・・・（４）
δｙｋｍ＝ｖ・（Ｔｍ１−Ｔｋ１）−ｗｍ・・・（５）
δｙｋｙ＝ｖ・（Ｔｙ１−Ｔｋ１）−ｗｙ・・・（６）
となり、これらの式から主走査奉公の色ずれ量δｘｋｃ、δｘｋｍ、δｘｋｙ及び副走査方向の色ずれ量δｙｋｃ、δｙｋｍ、δｙｋｙを算出することができる。
【０００４】
しかしながら、これらの式を用いてそれぞれの色ずれ量を算出する場合には、転写ベルトの移動速度ｖが変動しない所定値が使用されるため、ベルト駆動ローラの偏心や駆動部の回転むら等により転写ベルトの移送速度が変動したときには、変動分だけ検出誤差となってしまう。
しかしながら、主走査方向と平行な直線のパターンと主走査方向に対して斜交する直線のパターンを組み合わせた方法による従来の位置ずれの補正方法では、ベルト駆動ローラの偏心や駆動部の回転むら等による転写ベルトの移送速度変動が生じた場合に、許容し難い検出誤差が発生し易い問題がある。
このような位置ずれの検出精度を改善するために、所定の基準色の２つのラインの間に色ずれ検出色のラインを介在させたパターンとし、これらのラインを主走査方向に斜交させると共に、当該パターンと転写ベルトの移動方向に対して線対称状に第２パターンを配置して、これらのパターンから位置ずれを検出する方法が提案されている。（例えば特許文献２参照）
【特許文献１】特開昭６３−２８６８６４号公報
【特許文献２】特開２００２−２３４４５公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、基準色や検出色のライン位置の検出精度を向上させるためには、装置の高速化に合わせてサンプリング周波数を高くする必要があり、それに合わせて高い処理速度も必要となるため、色ずれ補正にかかるコストが装置の高速化にほぼ比例して高くなってしまうという問題があった。
また、コストアップを回避するため従来と同等のクロック周波数を使用すると、色ずれの検出精度が低下し、画質の低下を招いてしまうという問題があった。
本発明は、上記実情を考慮してなされたものであり、ライン位置の検出精度を向上させ、高速な画像形成装置においても、サンプリング周波数を上げることなく色ずれを補正することを可能にす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】
【０００６】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、複数の画像担持体と該各画像担持体上に互いに異なる色の画像を形成する書き込み手段とを有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各画像担持体上に形成された画像をそれぞれ転写位置にて転写するよう移動する移動体と、複数色により形成された前記移動体の移動方向と所定の角度をなす第１のパターンと、前記移動体の移動方向に対し前記第１のパターンと線対称な前記複数色により形成された第２のパターンと、前記第１のパターンと平行な前記複数色により形成された第３のパターンを、前記移動体の移動方向に所定間隔で形成するために前記複数の画像形成手段を制御するパターン形成手段と、前記移動体上に転写された前記パターン画像を検知するパターン検知手段と、前記パターン検知手段の出力に基づいて前記複数色のうちの１色を基準色として、基準色画像に対する他色の画像の位置ずれ量を検出する位置ずれ検出手段と、前記位置ずれ検知手段により検出された位置ずれ量に基づいて前記他の色の位置ずれを補正する補正手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置としたものである。
また、請求項２の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、前記第１乃至第３のパターンは、前記移動体の移動方向に所定間隔で配置された複数色からなる直線により構成されていることを特徴とする。
【０００７】
また、請求項３の発明は、請求項１又は２記載の画像形成装置において、前記位置ずれ検出手段は、基準色パターンの検知タイミングと位置ずれを検出する検出色パターンの検知タイミングとの差に基づいて、前記位置ずれを検出することを特徴とする。
また、請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れか１項記載の画像形成装置において、前記位置ずれ検出手段は、基準色パターンの検知タイミングと位置ずれを検出する検出色パターンの検知タイミングとの差に基づいて、前記位置ずれを検出することを特徴とする。
また、請求項５の発明は、請求項４記載の画像形成装置において、前記位置ずれ検出手段において、主走査方向の位置ずれは、前記基準色のパターンの検知タイミングと前記位置ずれを検出する検出色のパターンの検知タイミングとの差に基づき検出し、副走査方向の位置ずれは、前記基準色のパターンの検知タイミングと前記位置ずれを検出する検出色のパターンの検知タイミングとの差および移動方向に対する前記基準色と前記検出色との設計上の検知タイミングの差に基づいて検出することを特徴とする。
また、請求項６の発明は、請求項１乃至５の何れか１項記載の画像形成装置において、前記パターン形成手段は、前記移動方向に前記第１のパターンと第３のパターンが一致するように前記第１乃至第３のパターンを前記移動体の移動方向に繰返し形成するように前記複数の画像形成手段を制御し、かつ移動方向に連続した３つのパターンに対するパターン検知結果に基づき位置ずれを複数回検出することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、上記構成を採用することによって、ライン位置の検出精度を向上させ、高速な画像形成装置においても、サンプリング周波数を上げることなく色ずれを補正することを可能にする画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
図１は、本発明による一実施形態のカラー画像形成装置の概略構成を示す図である。本実施例のカラー画像形成装置は、１つの手差しトレイ３６、２つの給紙カセット３４（第１給紙トレイ）、３４（第２給紙トレイ）の３つの給紙トレイを有している。手差しトレイ３６から給紙された転写紙は、給紙コロ３７により直接レジストローラ２３へ、また第１及び第２給紙トレイ３４から給紙された転写紙は、給紙コロ３５により中間ローラ３９を経て、レジストローラ２３に搬送され、感光体上に作像された画像が転写紙の先端にほぼ一致するタイミングでレジストクラッチ（不図示）がＯＮされ、転写ベルト１８へと搬送される。このようにして搬送された転写紙は、この転写ベルト１８とこれに当接した紙吸着ローラ４１とによって構成される紙吸着ニップ通過する際、吸着ローラ４１に印加されたバイアスにより転写ベルト１８に吸着される。無端状のベルトからなる転写ベルト１８は、駆動ローラ１９と従動ローラ１７に張架され、駆動ローラ１９の回転駆動によってＡ方向に回転し、転写ベルト１８上に保持された転写紙は、転写ベルト１８の回転駆動によって、プロセス線速１２５ｍｍ／ｓｅｃで搬送される。
【００１０】
次に、転写ベルト１８に吸着された転写紙には、転写ベルト１８を挟んで各色の感光体ドラム１４Ｋ、１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙと対向した位置に配置された転写ブラシ２１Ｋ、２１Ｃ、２１Ｍ、２１Ｙにトナーの帯電極性（マイナス）と逆極性の転写バイアス（プラス）が印加されることにより、各感光体ドラム１４Ｋ、１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙに作像された各色のトナー像がイエロー→マゼンタ→シアン→黒の順で転写される。２０（図２ではＹ及びＭのみ図示）は転写ベルト１８を感光体ドラム１４Ｋ、１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙに対して所定圧で保持する加圧ローラである。
この各色の転写工程を経た転写紙は、転写ベルトユニットのローラ１７で転写ベルト１８から曲率分離され、定着部２４に搬送され、加熱された定着ベルト２５と加圧ローラ２６により構成される定着ニップ通過により、トナー像が転写紙に定着され、その後、片面プリントの場合には、排紙ローラ３１からＦＤトレイ３０へと排出される。
また、予め両面印刷モードを選択した場合には、定着部２４を通過した転写紙は、両面反転ユニット（不図示）に送られ、同ユニット部にて転写紙の表裏を反転されてから、転写ユニット下部に位置する両面搬送ユニット３３に搬送され、搬送路３３ａから再び中間ローラ３９を経て、レジストローラ２３に搬送され、以降は、片面プリント時に行なわれるプロセス動作と同様の動作を経て、定着部２４を通過し、ＦＤトレイ３０へと排出される。
【００１１】
次に、このカラー画像形成装置の作像部における作像動作について説明する。この画像形成装置の画像形成手段である作像部は、各色ともに画像担持体の一例である感光体ドラム１４Ｋ、１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙ、帯電ローラ、クリーニング部を持つ作像ユニット１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙと、現像ユニット１３Ｋ、１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙと後述する書込みユニット１６から放射される各色に対応するレーザー書込み光とにより構成されている。画像形成時、感光体ドラム１４Ｋ、１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙはメインモータ（不図示）により回転駆動され、帯電ローラに印加されたＡＣバイアス（ＤＣ成分はゼロ）により除電され、その表面電位が略−５０ｖの基準電位となる。次に、感光体ドラム１４Ｋ、１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙは、帯電ローラにＡＣバイアスを重畳したＤＣバイアスを印加することによりほぼＤＣ成分に等しい電位に均一に帯電されて、その表面電位がほぼ−５００ｖ〜−７００ｖ（目標帯電電位はプロセス制御部により決定される）に帯電される。プリンタ画像としてコントローラ部図示せず）より送られてきたデジタル画像情報は、各色毎の２値化されたＬＤ発光信号に変換されシリンダレンズ、ポリゴンモータ、ｆθレンズ、第１〜第３ミラー、及びＷＴＬレンズを介して（書き込みユニット１６）、各色の感光体ドラム１４Ｋ、１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙ上に照射されることにより、照射された部分の感光体上の表面電位が略−５０ｖとなり、画像情報に対応した静電潜像が作像される。
【００１２】
感光体上の各色画像情報に対応した静電潜像は、現像ユニット１３Ｋ、１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙによる現像工程では、現像スリーブにＡＣバイアスを重畳したＤＣ：−３００〜−５００ｖが印加されることにより、ＬＤ書き込みにより電位が低下した画像部分にのみトナー（Ｑ／Ｍ：−２０〜−３０μＣ／ｇ）が現像され、トナー像が形成される。このように作像された各色の感光体上のトナー画像は、レジストローラ２３より搬送され、紙吸着ローラ４１のニップ通過により転写ベルト１８上に吸着された転写紙上に、この転写ベルト１８を挟んで感光体と対向した位置に配置されている転写ブラシ２１Ｋ、２１Ｃ、２１Ｍ、２１Ｙに印加されるトナーの帯電極性とは逆極性のバイアス（転写バイアス）により転写紙上に転写される。なお、本発明の画像形成装置では、このような画像形成動作に先立ち、色ずれ調整動作が行われる。
【００１３】
ここで、色ずれを検出する色ずれ検出センサ４０は、転写ベルト１８上に作像された色ずれパターン群（図２参照）を、このセンサ４０により読み取り、その読み取った出力値より、演算処理を行い、色ずれ補正を実施する。その実施タイミングは、具体的には、電源ＯＮ時、また光学系の温度上昇がある所定以上となった場合に実施される。図２は色ずれ検出用パターンを示す図である。本実施例における色ずれ検出用パターンは、図２に示すように、Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ色の副走査方向Ａに対して斜交する斜線状の第１のパターン３（Ｋ３、Ｃ３、Ｍ３、Ｙ３）と、この第１パターン３と線対称的な第２のパターン４（Ｋ４、Ｃ４、Ｍ４、Ｙ４）と、前記第１のパターン３と平行な第３のパターン（Ｋ５、Ｃ５、Ｍ５、Ｙ５）とから基本的に構成されている。これらのパターン３、４、５は、副走査方向（転写ベルトの移送方向）Ａに沿って、色ずれ検出センサ４０に向かって順に配列されている。図２中、ｔｋ１、ｔｃ１、ｔｍ１、ｔｙ２、ｔｋ２、ｔｃ２、ｔｍ２、ｔｙ２、ｔｋ３、ｔｃ３、ｔｍ３、ｔｙ３は、それぞれＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙ色の各パターンの色ずれ検出センサ４０で検出される検出タイミングを示している。また、ｗｃ、ｗｍ、ｗｙは、基準色Ｋに対するＣ、Ｍ、Ｙの斜線間のライン間隔である。
【００１４】
このように、転写ベルト１８上に作像されたパターン群３、４、５によって色ずれを検出する方法について説明する。先ず、主走査方向の色ずれ検出方法の基本部分の説明を図３を用いて説明する。図３は、図２の色ずれパターン群から特定の１色のみを抽出したものである。図３のパターンは、転写ベルト１８上に形成されており、転写ベルト１８はＡ方向に移動する。そして、色ずれ検出センサ４０により転写ベルト１８上のパターンの検出を行う。点線で描かれた１００は、主走査方向Ｂ（転写ベルト移動方向と垂直方向）への変位がない状態のパターンを示しており、１０１は、主走査方向にδｘ変位した状態を示している。１００及び１０１は、前述のように、３つの直線パターン３、４、５により構成されており、第１の直線３は、主走査方向に対して所定角度θで傾いて構成され、第２の直線４は、第１の直線３と主走査方向を軸線Ｘ１とした線対称となるように構成され、同様に第３の直線５は、第２の直線４と主走査方向を軸線Ｘ２とした線対称となるように構成されている。また、図３中のｓ０、ｓ１、ｓ２及びｔ０、ｔ１、ｔ２は、色ずれ検出センサ４０がパターン１００及び１０１を検出したときのタイミングを示している。
このとき、主走査方向への変位量δｘと各検出タイミングとの間には、以下のような関係が成り立つ。
−２・δｘ・ｔａｎθ＝ｖ・｛（ｔ１−ｔ０）−（ｓ１−ｓ０）｝・・・（７）
２・δｘ・ｔａｎθ＝ｖ・｛（ｔ２−ｔ１）−（ｓ２−ｓ１）｝・・・（８）
ここで、ｖは転写ベルトの移動速度（ｍｍ／ｓｅｃ）である。
さらに、色ずれ検出センサ４０が、変位なしの状態である１００に対して、
（ｓ２−ｓ１）＝（ｓ１−ｓ０）・・・（９）
となるように設置されていたとすると、
δｘ＝ｖ・｛（ｔ２−ｔ１）−（ｓ２−ｓ１）｝−｛（ｔ１−ｔ０）−（ｓ１−ｓ０）｝＝ｖ・｛（ｔ２−ｔ１）−（ｔ１−ｔ０）｝／（４・ｔａｎθ）・・・（１０）
となる。
【００１５】
式（１０）から、θ＝４５°のとき、δｘの検出感度は水平線と斜線を用いた従来の色ずれ検出パターン１及び２（図９参照）を使用した場合に比べ４倍の感度を有することが明らかである。
式（１０）で表される変位量δｘは、式（９）を満たす仮想の読み取り位置からの変位と考えることができる。図２は、図３で示したパターンを異なる色（具体的にはＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）を所定間隔だけ副走査方向Ｂ（転写ベルト移動方向）にずらして配置したものとなっているので、図２に示すように構成されたパターンでは、式（９）を満たす仮想位置は色間で一致している。従って、基準色に対する色ずれ検出色との主走査方向の色ずれ量は、各色毎に式（１０）を用いて算出されるδｘの偏差として求められる。よって、各色Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ毎に式（１０）を用いて算出される変位量をδｘｋ，δｘｃ，δｘｍ，δｘｙ、基準色Ｋに対するＣ、Ｍ、Ｙの主走査方向色ずれ量δｘｋｃ、δｘｋｍ、δｘｋｙは、色ずれ検出センサ４０がＫ色ラインパターンを検出するタイミングを、ｔｋ１、ｔｋ２、ｔｋ３、Ｃ色ラインパターンを検出するタイミングを、ｔｃ１、ｔｃ２、ｔｃ３、Ｍ色ラインパターンを検出するタイミングをｔｍ１、ｔｍ２、ｔｍ３、Ｙ色ラインパターンを検出するタイミングをｔｙ１、ｔｙ２、ｔｙ３とすると、
δｘｋｃ＝δｘｃ−δｘｋ
＝ｖ・［｛（ｔｃ２−ｔｃ１）−（ｔｃ３−ｔｃ２）｝−｛（ｔｋ２−ｔｋ１）−（ｔｋ３−ｔｋ２）｝］／（４・ｔａｎθ）・・・（１１）
δｘｋｍ＝δｘｍ−δｘｋ
＝ｖ・［｛（ｔｍ２−ｔｍ１）−（ｔｍ３−ｔｍ２）｝−｛（ｔｋ２−ｔｋ１）−（ｔｋ３−ｔｋ２）｝］／（４・ｔａｎθ）・・・（１２）
δｘｋｙ＝δｘｙ−δｘｋ
＝ｖ・［｛（ｔｙ２−ｔｙ１）−（ｔｙ３−ｔｙ２）｝−｛（ｔｋ２−ｔｋ１）−（ｔｋ３−ｔｋ２）｝］／（４・ｔａｎθ）・・・（１３）
と表すことができる。
【００１６】
また、図２に示すように、第１の直線３と第３の直線５の転写ベルト１８の移動方向Ａに対する設計上の距離Ｌを記憶しておけば、
ｖ＝Ｌ／（ｔｋ３−ｔｋ１）・・・（１４）
となるので、式（１１）〜（１３）および式（１４）を用いることによって、転写ベルト１８の移動速度ｖを、色ずれ検出時に逐次算出し、その算出値を使用することによって精度良く色ずれ量を検出することができる。つまり、転写ベルト１８の移動速度ｖは、現実的には一定ではなく、１周期する間に変動するため、移動速度を一定値として色ずれを検出すると誤差が生じる場合があるが、式（１１）〜（１４）を用いることにより、移動速度ｖの変動を補正して色ずれ検出が行えるので、より高精度な検出が可能となる。
当然のことながら、前記ベルト移動速度ｖは、各色毎に式（１４）を用いて算出したものを用いても良いし、それらの平均値を用いても、勿論構わない。
また、図４は図２のパターン３、４、５の斜線の向きを反対にしたパターンである。この場合、図４のパターンに対して式（１１）〜（１３）を用いて算出される色ずれ量は、図２を用いて算出される値の符号を反転したものとなる。
【００１７】
次に、副走査方向の色ずれ検出方法について説明する。図２に示すように、基準色Ｋに対する他色との移動方向のライン間隔をｗｃ、ｗｍ、ｗｙとする。主走査方向の色ずれ量δｘｋｃ、δｘｋｍ、δｘｋｙがなく、かつ前記基準色とのライン間隔がｗｃ＝ｗｍ＝ｗｙ＝０のとき、検出されるｔｃ２、ｔｍ２、ｔｙ２におけるタイミングをｔｃ２’、ｔｍ２’、ｔｙ２’とすると、
ｔｃ２’＝ｔｃ２＋（δｘｋｃ−ｗｃ）／ｖ・・・（１５）
ｔｍ２’＝ｔｍ２＋（δｘｋｍ−ｗｍ）／ｖ・・・（１６）
ｔｙ２’＝ｔｙ２＋（δｘｋｙ−ｗｙ）／ｖ・・・（１７）
としてあらわすことができる。従って、副走査方向の色ずれ量δｙｋｃ、δｙｋｍ、δｙｋｙは、
δｙｋｃ＝ｖ・［｛（ｔｋ２−ｔｋ１）−（ｔｋ３−ｔｋ２）｝−｛（ｔｃ２’−ｔｋ１）−（ｔｋ３−ｔｃ２’）｝］／（２・ｔａｎθ）・・・（１８）
δｙｋｍ＝ｖ・［｛（ｔｋ２−ｔｋ１）−（ｔｋ３−ｔｋ２）｝−｛（ｔｍ２’−ｔｋ１）−（ｔｋ３−ｔｍ２’）｝］／（２・ｔａｎθ）・・・（１９）
δｙｋｙ＝ｖ・［｛（ｔｋ２−ｔｋ１）−（ｔｋ３−ｔｋ２）｝−｛（ｔｙ２’−ｔｋ１）−（ｔｋ３−ｔｙ２’）｝］／（２・ｔａｎθ）・・・（２０）
として表される。従って、副走査方向の色ずれに対して、従来の水平線と斜線を組み合わせた方式に比べ２倍の感度で検出することができる。
以上のようにして、式（１１）〜式（２０）を使用して、高精度で主走査方向及び副走査方向における色ずれ量を算出することが可能となる。
【００１８】
次に、以上のようにして算出された色ずれ量に基づいた位置ずれ補正の制御について図５に基づいて説明する。図５は画像形成装置の制御回路の全体構成の概略を示すブロック図である。本実施例による制御回路は、中央処理装置２００、センサ出力処理装置２１０、ドライバ２２０、操作部２３０及びメモリ２４０から構成されて、センサ出力処理装置２１０、操作部２３０、メモリ２４０は、中央処理装置２００と相互に通信し、ドライバ２２０は中央処理装置２００からの指示により各部を駆動する。
前記各部は、ポリゴンモータ２２１、レーザダイオード（ＬＤ）２２２、メインモータ２２３、現像モータ２２４、現像バイアス２２５などからなり、ドライバ２２０の駆動出力により駆動される。センサ出力処理装置２１０は、反射濃度センサ２１１、同期検知センサ２１２、レジストセンサ２１３などのセンサ類を制御し、検出出力をデジタルデータなどに変換するなどして中央処理装置２００に送信する。反射濃度センサ２１１は、前記正反射成分を受光する第１の受光素子１４２、拡散反射成分を受光する第２の受光素子１４３などからなる色ずれ検出センサ４０（図６における反射型フォトセンサ１４０）に対応し、発光素子１４１も含む。同期検知センサ２１２は光書き込み時の光書き込み開始位置を設定するためのもので、レジストセンサ２１３は、記録媒体（転写紙）に画像を転写する際に、転写紙の転写部への搬送タイミングを設定するものである。
【００１９】
また、ドライバ２２０は、書込みユニット１６の光走査するためのポリゴンミラーを回転駆動するポリゴンモータ２２１、光書き込みを行うためのレーザー光を出射するＬＤ２２２、感光体１４Ｋ、１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙ及び転写ベルト１８等を駆動するメインモータ２２３、現像装置を駆動する現像モータ２２４及び現像バイアス２２５を制御する。
メモリ２４０には、画像形成するための画像データが蓄積され、操作部２３０からコピー指示や位置ずれの検知指示、位置ずれの補正指示などが行われる。なお、中央処理装置２００のＣＰＵは、図示しないＲＯＭに記憶されたプログラムにしたがって図示しないＲＡＭをワークエリアとして使用しながらＲＯＭに格納されたプログラムを実行し、所定の制御が行われる。
なお、前記プログラムとしては、転写ベルト１８上に転写ベルト１８の移送方向に沿って前述のＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙの各色の色ずれ検出パターンからなる第１〜第３のパターン３、４、５を形成する第１の手順と、前記第１〜第３のパターンからの出力を図６に示す反射型フォトセンサ１４０で光学的に検出する第２の手順と、前記第２の手順で検出されたタイミングに基づいて、式（１１）〜式（２０）を使用して転写ベルト１８の移送速度ｖ及び各色の色ずれ量（位置ずれ量）を図６に示す中央処理装置（ＣＰＵ）で算出する第３の手順と、前記第３の手順で算出された位置ずれ量を中央処理装置（ＣＰＵ）で補正して光書き込みを行わせる第４の手順とを備えており、図示しない記憶手段にロードされてこれらの手順を中央処理装置で処理して位置ずれの補正が行われる。なお、位置ずれ補正パターン群の形成、パターン検知及び検知したパターンに基づいた位置ずれ補正の制御は、図５に示した制御回路の中央処理装置２００のＣＰＵが実行する。
また、これらのプログラムは、ＦＤやＣＤ−ＲＯＭなどに代表される記録媒体に書き込まれ、コンピュータが前記記憶媒体から読み出すことにより、あるいはサーバから通信手段を介してダウンロードすることにより、実行可能な状態となる。また、これらの手順に基づいて各手順に対応する各工程が実行され、位置ずれ補正パターンに基づいた位置ずれ補正処理が可能になる。
【００２０】
以上のように、本実施例においては、色ずれ検知用のパターンを複数色から構成されかつ転写ベルト１８の移動方向と所定の角度をなす第１のパターン３と、前記転写ベルト１８の移動方向に対し前記第１のパターン３と線対称な第２のパターン４と、前記第１のパターン３と平行な第３のパターン５を、前記転写ベルト１８の移動方向に所定間隔で形成するようにしたので、従来公知となっている色ずれ検出方法よりも高精度な検出が可能となり、しかも、高速な画像出力装置においても、クロック数を上げることなく、色ずれを高精度に補正することが可能となる。
【００２１】
図７は、本発明による他の実施形態の転写ベルトに形成された色ずれ検出パターンを示す図である。図中、前述の実施例１で示した構成と同一構成については、同一符号を付し説明を省略する。
前述の実施例１においては、色ずれ検出パターンとして図２及び図４に示す第１のパターン３、第２のパターン４及び第３のパターン５を使用しているが、本実施例においては、これらの第１〜第３のパターンを１セットとして、このセットを転写ベルト１８の移送方向Ａに沿って所定間隔で複数セット（３セット）配列させている。このように、複数セットの色ずれ検出パターンを配列し、これらの検出パターンから各セット毎の色ずれ量を算出し、これらの各セットで検出された色ずれ量を平均化することによって、より検出精度を高めることが可能となる。なお、図中、ｔｋ１、ｔｋ２・・・ｔｋ９、ｔｃ１、ｔｃ２・・・ｔｃ９、ｔｍ１、ｔｍ２・・・ｔｍ９、ｔｙ１、ｔｙ２・・・ｔｙ９、ｔｋ１−ｒ、ｔｋ２−ｒ・・・ｔｋ９−ｒ、ｔｃ１−ｒ、ｔｃ２−ｒ・・・ｔｃ９−ｒ、ｔｍ１−ｒ、ｔｍ２−ｒ・・・ｔｍ９−ｒ、ｔｙ１−ｒ、ｔｙ２−ｒ・・・ｔｙ９−ｒは、Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ色の検出パターンのタイミング位置を示す。
さらに、本実施例においては、前述の複数セットの色ずれ検出パターンを転写ベルト１８の両端部に形成し、それぞれの検出パターンを色ずれ検出センサ４０１及び４０２で検出するようにしている。従って、両端における各色の色ずれ量を得ることができるので、主走査、副走査方向の色ずれに加え、スキュー量の補正も容易に行うことが可能となる利点を有する。
【００２２】
図８は、本発明による他の実施形態の転写ベルトに形成された色ずれ検出パターンを示す図である。図中、前述の実施例２で示した構成と同一構成については、同一符号を付し説明を省略する。
本実施例においては、前述の実施例１の図２で説明した第１のパターン３と第２のパターン３を、副走査方向に順次繰り返して連続して構成されたパターンとなっている。この場合には、図８に示すように、隣接した傾きが等しい各色のライン（直線）を１組のパターンとして、連続した３組を１セットとみなすことで各セット毎に色ずれ量を算出する事ができるようにしている。但し、図８中の第１セットと第２セットは、前述した通り移動方向を軸とした線対称のパターンであるので、算出される主走査・副走査いずれの色ずれ量も符号を異ならせて色ずれ量を算出する必要がある。このように、色ずれ検出パターンを、図８の構成とすることにより、色ずれ量を前述の実施例２で示す図７の場合に比べ狭い間隔で検出することが可能となるので、色ずれの補正をより細密に実施することが可能となる。
このように、本実施例においては、色ずれ検出パターンを、前記移動方向に前記第１のパターン３と第３のパターン５が一致するように前記第１乃至第３のパターン５を前記転写ベルトの移動方向に繰返し形成するようにしたので、色ずれの検出ピッチを前記第１のパターン３のピッチで得ることができるため、従来の水平線と斜線を組み合わせた方式
とほぼ同等のピッチで色ずれを検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明による実施例１の画像形成装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明による実施例１の色ずれ検出パターンの配列状態を示す図である。
【図３】本発明による実施例１の色ずれ検出パターンの基本構成を示す図である。
【図４】本発明による実施例１の色ずれ検出パターンの他の配列状態を示す図である。
【図５】本発明による実施例１の画像形成装置の色ずれ補正、制御回路のブロック図である。
【図６】本発明による実施例１の画像形成装置で使用される反射濃度センサの概略構成を示す断面図である。
【図７】本発明による実施例２の色ずれ検出パターンの配列状態を示す図である。
【図８】本発明による実施例３の色ずれ検出パターンの配列状態を示す図である。
【図９】従来の色ずれ検出パターンの配列状態を示す図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  水平パターン、２  斜線パターン、３  第１のパターン、４  第２のパターン、５  第３のパターン、１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ  作像ユニット、１３Ｋ、１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙ  現像ユニット、１４Ｋ、１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙ  感光体ドラム、１６  書込みユニット、１８  転写ベルト、２００  中央処理装置、２１０  センサ出力処理装置、２１１  反射濃度センサ、２２０  ドライバ
【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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