(57)【要約】【課題】マーク検出または光学的パターン検出を誤差が生じないように精度良く行うことができ、カラー画像の色ずれを低減することができるカラー画像形成装置を提供する。【解決手段】中間転写ベルト上のマーク２７の検出を、発光素子３１ａと受光素子３２ａからなる検出器Ｓ１と、発光素子３１ｂと受光素子３２ｂからなる検出器Ｓ２とにより行い、中間転写ベルトの設計位置にあるときには、検出器Ｓ１、Ｓ２は同じ位置Ｘ、同じ時刻Ｔでマークを検出するように設定されており、画像形成する際、中間転写体の面外変位が発生しても、設計上のマーク検出位置を一意的に求めることができ、マーク検出誤差による各色の画像を重ね合わせる際のズレを低減してカラー画像の色ずれを低減することができるカラー画像形成装置。【選択図】　　　　図５
2004109254.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周回移動する感光体と、この感光体に複数の画像形成信号に対応する複数の静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記感光体上の複数の潜像をそれぞれ現像して複数色の顕像とする複数の現像手段と、移動し前記感光体上の複数色の顕像が重ねて転写される中間転写体と、この中間転写体に設けられたマークを検出するマーク検出手段とを有し、このマーク検出手段のマーク検出タイミングにより前記潜像形成手段による静電潜像の形成を開始するカラー画像形成装置において、
前記マーク検出手段は、マークを照明する光照射手段および前記マークからの反射光を検出する検出手段とを有する第１のマーク検出手段と、
前記第１のマーク検出手段と同様に光照射手段と検出手段とを有し、かつ中間転写体に照射する光束の中間転写体移動方向に対する光入射方向が、前記第１のマーク検出手段の光入射方向と相反するように構成された第２のマーク検出手段と、
前記２つのマーク検出手段の検出結果に基づいて前記潜像形成手段による静電潜像の形成開始タイミングを決めるタイミング決定手段と、
を有することを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項２】
前記第１および第２のマーク検出手段における２つの照明手段により照明される中間転写体上の照明位置が、同一点となるように設定されていることを特徴とする請求項１記載のカラー画像形成装置。
【請求項３】
前記第１および第２のマーク検出手段における２つの照明手段により中間転写体へ照射する光束の入射角度は等しいことを特徴とする請求項１または２記載のカラー画像形成装置。
【請求項４】
周回移動する感光体と、この感光体に複数の画像形成信号に対応する複数の静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記感光体上の複数の潜像をそれぞれ現像して複数色の顕像とする複数の現像手段と、移動し前記感光体上の複数色の顕像が重ねて転写される中間転写体と、この中間転写体に設けられたマークを検出するマーク検出手段とを有し、このマーク検出手段のマーク検出タイミングにより前記潜像形成手段による静電潜像の形成を開始するカラー画像形成装置において、
前記マーク検出手段は、マークを照明する光照射手段および前記マークからの反射光を検出する検出手段とを有する第１のマーク検出手段と、
前記第１のマーク検出手段と同様に光照射手段と検出手段とを有し、かつ中間転写体に照射する光束の中間転写体移動方向に対する光入射方向が、前記第１のマーク検出手段の光入射方向と相反するように構成された第２のマーク検出手段と、
前記第１または第２のマーク検出手段と同一構成からなる検出手段であって、マークを照明する照射光の照明角度が第１および第２のマーク検出手段と異なる第３のマーク検出手段と、
前記３つのマーク検出手段の検出結果に基づいて前記潜像形成手段による静電潜像の形成開始タイミングを決めるタイミング決定手段を有することを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項５】
前記第１乃至第３のマーク検出手段における３つの照明手段により照明される中間転写体上の照明位置が、同一点となるように設定されていることを特徴とする請求項４記載のカラー画像形成装置。
【請求項６】
周回移動する感光体に複数の画像形成信号に対応する複数の静電潜像を形成し、前記感光体上の複数の潜像をそれぞれ現像して複数色の顕像を形成し、周回移動し前記感光体上の複数色の顕像が重ねて転写する中間転写体に設けられたマークを検出し、このマークの検出タイミングに基づいて前記静電潜像の形成を開始するタイミングを決定するカラー画像形成方法において、
中間転写体上のマークを照明し前記マークからの反射光を検出する第１のマーク検出ステップと、
中間転写体移動方向に対する、マーク照明光の入射方向が第１の検出ステップの入射方向と逆方向である第２のマーク検出ステップと、
この２つのマーク検出ステップの検出結果に基づいて前記静電潜像の形成開始タイミングを決める演算ステップと、
を有することを特徴とするカラー画像形成方法。
【請求項７】
周回移動する感光体に複数の画像形成信号に対応する複数の静電潜像を形成し、前記感光体上の複数の潜像をそれぞれ現像して複数色の顕像を形成し、周回移動し前記感光体上の複数色の顕像が重ねて転写する中間転写体に設けられたマークを検出し、このマークの検出タイミングに基づいて前記静電潜像の形成を開始するタイミングを決定するカラー画像形成方法において、
中間転写体上のマークを照明し前記マークからの反射光を検出する第１のマーク検出ステップと、
中間転写体移動方向に対する、マーク照明光の入射方向が前記第１の検出ステップの入射方向と逆方向である第２のマーク検出ステップと、
マークを照明する照射光の照射角度が第１および第２のマーク検出ステップでの照射角度と異なる第３のマーク検出ステップと、
前記３つのマーク検出ステップの検出結果に基づいて前記静電潜像の形成開始タイミングを決める演算ステップと、
を有することを特徴とするカラー画像形成方法。
【請求項８】
周回移動する感光体に複数の画像形成信号に対応する複数の静電潜像を形成し、前記感光体上の複数の潜像をそれぞれ現像して複数色の顕像を形成し、周回移動し前記感光体上の複数色の顕像が重ねて転写する中間転写体に設けられたマークを検出し、このマークの検出タイミングに基づいて前記静電潜像の形成を開始するタイミングを決定するカラー画像形成装置に、
中間転写体上のマークを照明し前記マークからの反射光を検出する第１のマーク検出ステップと、
中間転写体移動方向に対する、マーク照明光の入射方向が前記第１の検出ステップの入射方向と逆方向である第２のマーク検出ステップと、
この２つのマーク検出ステップの検出結果に基づいて前記静電潜像の形成開始タイミングを決める演算ステップと、
を実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項９】
周回移動する感光体に複数の画像形成信号に対応する複数の静電潜像を形成し、前記感光体上の複数の潜像をそれぞれ現像して複数色の顕像を形成し、周回移動し前記感光体上の複数色の顕像が重ねて転写する中間転写体に設けられたマークを検出し、このマークの検出タイミングに基づいて前記静電潜像の形成を開始するタイミングを決定するカラー画像形成装置に、
中間転写体上のマークを照明し前記マークからの反射光を検出する第１のマーク検出ステップと、
中間転写体移動方向に対する、マーク照明光の入射方向が前記第１の検出ステップの入射方向と逆方向である第２のマーク検出ステップと、
マークを照明する照射光の照射角度が第１および第２のマーク検出ステップでの照射角度と異なる第３のマーク検出ステップと、
前記３つのマーク検出ステップの検出結果に基づいて前記静電潜像の形成開始タイミングを決める演算ステップと、
を実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の像担持体を備える画像形成装置において画像形成する際、中間転写体の面外変位が発生しても、設計上のマーク検出位置を一意的に求めることができ、マーク検出誤差による各色の画像を重ね合わせる際のズレを低減してカラー画像の色ずれを低減することができるカラー画像形成装置、形成方法および記録媒体に関する。カラー画像形成装置としては、具体的には、カラーコピー、カラープリンタ、カラーファクシミリ等を挙げることができる。
【０００２】
【従来の技術】
従来、カラー画像形成装置は、カラー複写機、カラープリンタ、カラーファクシミリ等があり、図１はその構成についての一例を示すものである。このカラー画像形成装置において、ベルト状像担持体であるベルト状感光体１は、回転ローラ２、３の間に架設されており、回転駆動モータにより回転駆動されて時計方向に回転する。回転ローラ２の近傍には感光体クリーニング装置４、除電ランプ５、帯電手段を構成する帯電ローラ６が配置されており、感光体１は除電ランプ５により予め除電された後に帯電ローラ６により一様に帯電される。
【０００３】
次に、感光体１はレーザ書き込み系からなる露光手段７による画像露光で静電潜像が形成され、帯電ローラ４およびレーザ書き込み系７は潜像形成手段を構成している。レーザ書き込み系７では、半導体レーザは半導体レーザ駆動回路にて画像書き込み信号により駆動されて画像書き込み信号により強度変調されたレーザ光を発生し、このレーザ光は駆動モータ８により回転駆動されているポリゴンミラー９により偏向走査されてｆθレンズ１０、ミラー１１を介して感光体１に照射されることにより感光体１の画像露光が行われて感光体１上に静電潜像が形成される。
【０００４】
ここで、レーザ書き込み系７は、複数の画像形成信号としての画像書き込み信号が入力されてこれらの画像書き込み信号に対応する静電潜像を形成する。つまり、レーザ書き込み系７により感光体１に露光する画像パターンはフルカラー画像をイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック（黒）の４色に分解した単色の画像パターンであり、これらのイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各画像パターンがレーザ書き込み系７により感光体１に順に露光されてイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各静電潜像が順に形成される。
【０００５】
このイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各静電潜像は回転型現像装置におけるイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各現像剤を各々収容した現像手段としての現像器１２〜１５によりそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各現像剤で順に顕像化されてイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各単色顕像に顕像化される。また、回転ローラ１６、１７およびベルトバイアスローラ１８に張架されている中間転写ベルトからなる中間転写体１９は、感光体１と同一のモータで回転駆動されて感光体１と接触しながら反時計方向に等速で回転し、感光体１上のイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各トナー像が転写手段としてのバイアスローラ１８により現像順に重ねて転写（１次転写）されることで、底からイエロートナー像、マゼンタトナー像、シアントナー像、ブラックトナー像の順に積み上げられてカラー画像が形成される。
【０００６】
また、転写紙からなる被転写材が給紙台２０から給紙ローラ２１によりレジストローラ２２へ給紙され、レジストローラ２２は転写紙を紙転写部へ中間転写ベルト１９上のカラー画像に合わせて送出する。この転写紙は、転写手段としての紙転写ローラ２３と中間転写ベルト１９との間を通過する際に中間転写ベルト１９上のカラー画像が紙転写ローラ２３により転写（２次転写）され、定着装置２４によりカラー画像が混合定着され、トレイ２５へ排出される。
【０００７】
感光体１上に残った未転写トナーは各色毎に感光体クリーニング装置４により清掃回収され、さらに、感光体１の潜像による電位ムラが除電器５により除去される。転写紙へのカラー画像転写終了後には中間転写ベルト１９上に残った未転写トナーが中間転写ベルトクリーニング装置２６により清掃回収される。中間転写ベルトクリーニング装置２６は、転写紙へのカラー画像転写が終了するまでの画像形成中には中間転写ベルト１９から離れているが、転写紙へのカラー画像転写終了後には中間転写ベルト１９に圧接する。
【０００８】
図２はこのカラー画像形成装置の一部を拡大して示したものである。中間転写ベルト１９の端部表面には６個のマーク２７Ａ〜２７Ｆが中間転写ベルト１９の回転方向へ所定の間隔で設けられる。反射型のマーク検知センサ２８は、中間転写ベルト１９のマーク２７Ａ〜２７Ｆが設けられている端部表面に光を照射し、その反射光を検知することにより中間転写ベルト１９上のマーク２７Ａ〜２７Ｆのいずれかを検知する。マーク検知センサ２８のマーク検知結果に基づいて、制御器１００がレーザ書き込み系７による書き込みのタイミングを算出し、これを制御する。レーザ書き込み系７はイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各画像パターンの露光を行ってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各静電潜像の形成を開始する。
【０００９】
すなわち、マーク検知センサ２８が中間転写ベルト１９上のマーク２７Ａ〜２７Ｆのいずれかを検知すると、レーザ書き込み系７が１色目の画像パターンの露光による１色目の画像の書き込みを開始する。それから中間転写ベルト１９が１周してマーク検知センサ２８が中間転写ベルト１９上の同じマークを検知すると、レーザ書き込み系７が２色目の画像パターンの露光による２色目の画像の書き込みを開始する。このように、マーク検知センサ２８が中間転写ベルト１９上のマークを検知することによって中間転写ベルト１９上の同じ位置で各色の画像の書き込みが開始され、中間転写ベルト１９上に４色の単色画像が重ね合わせて転写される。
【００１０】
また、ベルト状感光体上に画像露光による光書き込みを行って潜像を形成し、この潜像を現像して顕像とし、この顕像を感光体上に重ねて形成してカラー画像を得るようにしたカラー画像形成装置において、ベルト状感光体の移動速度の変動による副走査方向の光書き込み位置を制御するために、感光体上に光学的なパターンを設け、このパターンを発光ダイオードからなる発光素子と受光素子とにより構成された光センサによって読み取り、この光センサのパターン検出信号のタイミングと光書き込みタイミングを調整することにより光書き込み位置のずれと露光むらを防止するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【００１１】
また、ベルト上のマークを検出する検出器を、傾きによる誤差と基準位置からの距離による誤差が相殺する位置に設置するようにしたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。上記設置位置は、ベルトが基本振動していて高次の振動が無視できる仮定が成立する場合に限定され、実質上は高次振動による誤差が生じている。
【００１２】
【特許文献１】
特開平６−１２７０３７号公報
【特許文献２】
特開平９−９６９４３号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
図３は中間転写ベルト１９が上下動することによる問題点を説明するための図である。中間転写ベルト１９が張架されている回転ローラ１６、１７のうち一方の回転ローラ１６の回転軸が偏心している場合、中間転写ベルト１９はその偏心している回転ローラ１６の回転に同期して図３の矢印のように上下に位置が変動する。当然、マーク２７も中間転写ベルト１９と同様に上下に位置が変動する。
【００１４】
図４は回転ローラ１６の回転軸の偏心によって中間転写ベルト１９およびマーク２７が上側の位置ＵＰに移動した場合と下側の位置ＤＰに移動した場合の光源３１による光４０の照射の様子を示している。これらの場合、マーク２７の進行方向位置が同じであるのに対し、マーク２７において光源３１から光４０が照射される部分の面積が異なっているのが分かる。
【００１５】
さらに、これらの場合、光源３１からマーク２７までの距離や、マーク２７から受光素子３２までの距離が異なり、受光素子３２で検出される光量が異なる。このような中間転写ベルト１９およびマーク２７の上下動により、マーク２７の光照射位置や受光素子３２で検出される光量が変動してマーク２７の検出タイミングに誤差が生じ、各色の画像の重ね合わせがずれてカラー画像の色ずれが生ずる原因となっていた。
【００１６】
本発明は、上記問題点を改善し、マーク検出または光学的パターン検出を誤差が生じないように精度良く行うことができ、カラー画像の色ずれを低減することができるカラー画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載のカラー画像形成装置は、周回移動する感光体と、この感光体に複数の画像形成信号に対応する複数の静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記感光体上の複数の潜像をそれぞれ現像して複数色の顕像とする複数の現像手段と、移動し前記感光体上の複数色の顕像が重ねて転写される中間転写体と、この中間転写体に設けられたマークを検出するマーク検出手段とを有し、このマーク検出手段のマーク検出タイミングにより前記潜像形成手段による静電潜像の形成を開始するカラー画像形成装置において、マーク検出手段は、マークを照明する光照射手段およびマークからの反射光を検出する検出手段とを有する第１のマーク検出手段と、第１のマーク検出手段と同様に光照射手段と検出手段とを有し、かつ中間転写体に照射する光束の中間転写体移動方向に対する光入射方向が、第１のマーク検出手段の光入射方向と相反するように構成された第２のマーク検出手段と、２つのマーク検出手段の検出結果に基づいて潜像形成手段による静電潜像の形成開始タイミングを決めるタイミング決定手段と、を有することを特徴とするものである。
【００１８】
請求項２記載のカラー画像形成装置は、第１および第２のマーク検出手段における２つの照明手段により照明される中間転写体上の照明位置が、同一点となるように設定されていることを特徴とするものである。
【００１９】
請求項３記載のカラー画像形成装置は、第１および第２のマーク検出手段における２つの照明手段により中間転写体へ照射する光束の入射角度は等しいことを特徴とするものである。
【００２０】
請求項４記載のカラー画像形成装置は、周回移動する感光体と、この感光体に複数の画像形成信号に対応する複数の静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記感光体上の複数の潜像をそれぞれ現像して複数色の顕像とする複数の現像手段と、移動し前記感光体上の複数色の顕像が重ねて転写される中間転写体と、この中間転写体に設けられたマークを検出するマーク検出手段とを有し、このマーク検出手段のマーク検出タイミングにより潜像形成手段による静電潜像の形成を開始するカラー画像形成装置において、マーク検出手段は、マークを照明する光照射手段およびマークからの反射光を検出する検出手段とを有する第１のマーク検出手段と、第１のマーク検出手段と同様に光照射手段と検出手段とを有し、かつ中間転写体に照射する光束の中間転写体移動方向に対する光入射方向が、第１のマーク検出手段の光入射方向と相反するように構成された第２のマーク検出手段と、第１または第２のマーク検出手段と同一構成からなる検出手段であって、マークを照明する照射光の照明角度が第１および第２のマーク検出手段と異なる第３のマーク検出手段と、３つのマーク検出手段の検出結果に基づいて潜像形成手段による静電潜像の形成開始タイミングを決めるタイミング決定手段を有することを特徴とするものである。
【００２１】
請求項５記載のカラー画像形成装置は、第１乃至第３のマーク検出手段における３つの照明手段により照明される中間転写体上の照明位置が、同一点となるように設定されていることを特徴とするものである。
【００２２】
請求項６記載のカラー画像形成方法は、周回移動する感光体に複数の画像形成信号に対応する複数の静電潜像を形成し、前記感光体上の複数の潜像をそれぞれ現像して複数色の顕像を形成し、周回移動し前記感光体上の複数色の顕像が重ねて転写する中間転写体に設けられたマークを検出し、このマークの検出タイミングに基づいて前記静電潜像の形成を開始するタイミングを決定するカラー画像形成方法において、中間転写体上のマークを照明しマークからの反射光を検出する第１のマーク検出ステップと、中間転写体移動方向に対する、マーク照明光の入射方向が第１の検出ステップの入射方向と逆方向である第２のマーク検出ステップと、この２つのマーク検出ステップの検出結果に基づいて前記静電潜像の形成開始タイミングを決める演算ステップと、を有することを特徴とするものである。
【００２３】
請求項７記載のカラー画像形成方法は、周回移動する感光体に複数の画像形成信号に対応する複数の静電潜像を形成し、前記感光体上の複数の潜像をそれぞれ現像して複数色の顕像を形成し、周回移動し前記感光体上の複数色の顕像が重ねて転写する中間転写体に設けられたマークを検出し、このマークの検出タイミングに基づいて前記静電潜像の形成を開始するタイミングを決定するカラー画像形成方法において、中間転写体上のマークを照明しマークからの反射光を検出する第１のマーク検出ステップと、中間転写体移動方向に対する、マーク照明光の入射方向が第１の検出ステップの入射方向と逆方向である第２のマーク検出ステップと、マークを照明する照射光の照射角度が第１および第２のマーク検出ステップでの照射角度と異なる第３のマーク検出ステップと、３つのマーク検出ステップの検出結果に基づいて静電潜像の形成開始タイミングを決める演算ステップと、を有することを特徴とするものである。
【００２４】
請求項８記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、周回移動する感光体に複数の画像形成信号に対応する複数の静電潜像を形成し、前記感光体上の複数の潜像をそれぞれ現像して複数色の顕像を形成し、周回移動し前記感光体上の複数色の顕像が重ねて転写する中間転写体に設けられたマークを検出し、このマークの検出タイミングに基づいて前記静電潜像の形成を開始するタイミングを決定するカラー画像形成装置に、中間転写体上のマークを照明しマークからの反射光を検出する第１のマーク検出ステップと、中間転写体移動方向に対する、マーク照明光の入射方向が第１の検出ステップの入射方向と逆方向である第２のマーク検出ステップと、この２つのマーク検出ステップの検出結果に基づいて静電潜像の形成開始タイミングを決める演算ステップと、を実行させるためのプログラムを記録したものである。
【００２５】
請求項９記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、周回移動する感光体に複数の画像形成信号に対応する複数の静電潜像を形成し、前記感光体上の複数の潜像をそれぞれ現像して複数色の顕像を形成し、周回移動し前記感光体上の複数色の顕像が重ねて転写する中間転写体に設けられたマークを検出し、このマークの検出タイミングに基づいて前記静電潜像の形成を開始するタイミングを決定するカラー画像形成装置に、中間転写体上のマークを照明しマークからの反射光を検出する第１のマーク検出ステップと、中間転写体移動方向に対する、マーク照明光の入射方向が第１の検出ステップの入射方向と逆方向である第２のマーク検出ステップと、マークを照明する照射光の照射角度が第１および第２のマーク検出ステップでの照射角度と異なる第３のマーク検出ステップと、３つのマーク検出ステップの検出結果に基づいて静電潜像の形成開始タイミングを決める演算ステップと、を実行させるためのプログラムを記録したものである。
【００２６】
【発明の実施の形態】
図５は、中間転写ベルト１９がローラの偏心等により点線で示した設計位置よりも下方向に変位している様子を表している。ここで、中間転写ベルトの移動方向をＹ、それと直交したレーザ書き込み方向をＸとする。
【００２７】
中間転写ベルト上のマーク２７の検出は、発光素子３１ａと図示しない受光素子３２ａからなる検出器Ｓ１と、発光素子３１ｂと図示しない受光素子３２ｂからなる検出器Ｓ２により行われる。
Ｓ１とＳ２の発光素子３１ａ、３１ｂによる中間転写ベルト１９の移動方向Ｙに対する照射方向は逆方向となるように構成されており、中間転写ベルトの設計位置にあるときには、検出器Ｓ１、Ｓ２は同じ位置Ｘ、同じ時刻Ｔでマークを検出するように設定されている。
【００２８】
図中の２７ａ、２７ｂは検出器Ｓ１、Ｓ２によりマークが検出された位置を示している。Ｓ１、Ｓ２で検出された位置と時刻を、それぞれＸ１、Ｘ２およびＴ１、Ｔ２とする。
【００２９】
中間転写ベルトの設定位置からの面外変位により発生する検出位置および検出時間の変化は、検出器Ｓ１、Ｓ２において逆方向に生じる。つまり、図５において、点線で示した設計位置に対して、下方向への変位が大きくなるほどＳ１によるマーク検出時刻は遅れ、Ｓ２による検出時間は早くなる。
【００３０】
したがって、Ｓ１、Ｓ２による照明光の入射角度がそれぞれθ１、θ２のとき、ｍ＝ｔａｎθ１、ｎ＝ｔａｎθ２とすると、
Ｔ＝（ｎ・Ｔ１＋ｍ・Ｔ２）／（ｍ＋ｎ）　　　　　　　・・・（１）
により、面外変位が無いときのマーク検出時間Ｔを求めることができる。
【００３１】
同様に、マーク検出位Ｘは、
Ｘ＝（ｎ・Ｘ１＋ｍ・Ｘ２）／（ｍ＋ｎ）　　　　　　　　・・・（１’）
で求めることが出来る。
【００３２】
また、前記入射角度が等しいとき、マーク検出時刻Ｔは
Ｔ＝０．５×（Ｔ１＋Ｔ２）　　　　　　　　　　　　　　・・・（２）
マーク検出位Ｘは、
Ｘ＝０．５×（Ｘ１＋Ｘ２）　　　　　　　　　　　　　　・・・（２’）
により算出でき、演算を簡略化することができる。
【００３３】
したがって、式（１）、（１’）または（２）、（２’）により算出された時刻Ｔまたは位置Ｘを基に画像書き込みのタイミングを決めるならば、中間転写ベルトの面外変位によるマーク検出誤差を受けないので、高精度に各色を重ね合わせることが可能となる。
【００３４】
図５は、中間転写ベルトが設計位置よりも下方向に変位した例を示したものであるが、上方向に変位した場合も全く同様である。
【００３５】
また図６は、検出器Ｓ１とＳ２の相対的な配置関係を示した斜視図である。また、図７は配置関係を分かり易く表示するために、図６をＸ−Ｙ平面（中間転写ベルト平面）に投影したものである。
【００３６】
図８は、請求項２記載の発明を説明するための図であり、図７同様にＸ−Ｙ平面（中間転写ベルト平面）にマーク検出手段Ｓ１とＳ２の配置を示している。マーク検出器Ｓ１とＳ２の発光素子から発せられる光束が照明する中間転写ベルト上の照明位置が一致するように構成されている。
【００３７】
図９は、図１の感光体１へレーザ書き込みを行うための制御器１００の構成を示すブロック図である。制御器１００は、マーク検出器Ｓ１、Ｓ２からパルス信号Ｓ１Ａ、Ｓ２Ａが到来した時刻のデータを格納する検出データ格納部１１０Ａ、１１０Ｂと、検出データ格納部１１０Ａ、１１０Ｂにクロック信号ＣＫを送出するクロック回路１０１と、検出データ格納部１１０Ａ、１１０Ｂから時刻データを読み出し、その読み出した時刻データを基に設計上のマーク位置またはマーク検出時刻を演算し、その演算結果を基にＫ、Ｙ、Ｍ、Ｃの各色の露光装置に対する書き込み開始時刻を算出するプロセッサ１２０と、プロセッサ１２０からの書き込み開始時刻とクロック信号ＣＫに基づいて露光装置での出力タイミングや画素クロックを制御する画像信号出力制御回路１３０とを備えている。
【００３８】
各検出データ格納部１１０Ａ、１１０Ｂは、光センサ３２ａ、３２ｂの出力先に対応して設けられ、クロック回路１０１からのクロック信号ＣＫの数をカウントするカウンタ回路１１１と、マーク検出器２からパルス信号Ｓ１Ａ、Ｓ２Ａが到来する度にメモリ１１２にカウント値読取制御信号を出力するメモリ制御回路１１３と、メモリ制御回路１１３からのカウント値読取制御信号によりカウンタ回路１１１のカウント値を読み取り、そのカウント値を時刻データとして順次格納するメモリ１１２とを備えている。
【００３９】
画像信号出力制御回路１３０は、図示しない画像メモリが記憶するプリントすべき画像データ、およびプロセッサ１２０からの書き込み開始時刻データとクロック信号ＣＫに基づいて、Ｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃの各色の露光装置での出力タイミングや画素クロックを制御するものである。また、画像信号出力制御回路１３０は、潜像形成動作が終了したとき、制御信号Ｈ１をプロセッサ１２０に出力するようになっている。
【００４０】
プロセッサ１２０は、画像信号出力制御回路１３０からの制御信号Ｈ３により、各検出データ格納部１１０Ａ、１１０Ｂ内のメモリ制御回路１１３に時刻データ要求制御信号Ｈ１、Ｈ２を出力し、メモリ制御回路１１３からメモリ１１２に時刻データ読出制御信号を出力させてメモリ１１２に格納されている時刻データを読み出すものであり、この読み出した時刻データに基づいて設計上のマーク検出位置または検出時刻を演算するようになっている。
【００４１】
以下は、請求項５の発明に関する説明である。
図１０は、請求項５の発明の説明図である。点線で示された中間転写ベルト１９の設計位置に対して、マーク検出手段Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３がそれぞれ入射角度θ１、θ２、θ３で光を照射している。また、中間転写ベルトに面外変位が無い場合には、各照明光は副走査方向の同一ライン上を照明する。中間転写ベルト１９が設計位置に対して平行な面外変位を生じていると見なせる場合には、前記式（１）もしくは（２）により、変位量によらず設計上のマーク検出位置Ｘまたは検出時刻Ｔを算出することができた。しかしながら、中間転写ベルト１９が傾きを持って面外変位した場合には、設計上のマーク検出位置Ｘもしくは検出時刻Ｔは、ベルトの傾き角度θに依存するため、マーク検出手段Ｓ１とＳ２による検出結果のみでは設計上のマーク検出位置Ｘもしくは検出時刻Ｔを求めることはできない。
【００４２】
図１０では、マーク検出手段Ｓ３が最初にマークを検出し、ついでＳ１、Ｓ２の順にマークを検出する。このときの検出位置をそれぞれ、Ｘ３、Ｘ１’、Ｘ２’、検出時刻をＴ３、Ｔ１’、Ｔ２’とする。また、傾きがなかったときの検出位置と検出時刻をそれぞれＸ１、Ｘ２、Ｔ１、Ｔ２とする。
ｍ＝｜Ｔ１−Ｔ３｜、ｎ＝｜Ｔ２−Ｔ１｜とすると、傾きによらず、Ｐ＝ｎ／ｍ＝一定となる。この値は、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３の光学配置により一意的に決定される値である。
【００４３】
これに対し、傾きを持った場合は
ｍ’＝｜Ｔ１’−Ｔ３｜、ｎ’＝｜Ｔ２’−Ｔ１’｜とすると、
Ｐ’＝ｎ’／ｍ’
は傾きにより変化し、一定値とはならない。
【００４４】
そこで、（Ｐ’／Ｐ）を計算すると、傾き０の時、値は１となり、図１０に示したような傾き方向では１以下の値となり、傾き方向が図１０のそれと逆の場合には１以上の値をとる。
また、ｌ＝｜Ｔ−Ｔ１’｜、ｋ＝｜Ｔ２’−Ｔ｜　とすると、（ｋ／ｌ）は、
（Ｐ’／Ｐ）＝１のとき　ｋ／ｌ＝１
（Ｐ’／Ｐ）＞１のとき　ｋ／ｌ＞１
（Ｐ’／Ｐ）＜１のとき　ｋ／ｌ＜１
となる。
【００４５】
したがって、（Ｐ’／Ｐ）に対する（ｋ／ｌ）の関係は少なくとも、実用の範囲においては単調関数として表すことができ、（ｋ／ｌ）を（Ｐ’／Ｐ）のＮ次多項式の形で表すことができる。
たとえば、
（ｋ／ｌ）＝α・（Ｐ’／Ｐ）＋β・（Ｐ’／Ｐ）２＋γ　・・・（３）
のような形で求めることができる。
【００４６】
つまり、（３）式を用いてマーク検出手段Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３からの検出結果から算出されるＰ’と既知の値であるＰの値から、（ｋ／ｌ）の値を求めることができる。
（ｋ／ｌ）＝ｒのときｌ＝１とすると、ｋ＝ｒであるから、
Ｔ＝（ｒ・Ｔ１’＋Ｔ２’）／（１＋ｒ）　　　　　　　　・・・（４）
により、設計上のマーク検出時刻Ｔを、中間転写ベルトの傾きも伴った面外変位が生じても一意的に決定することができる。
【００４７】
【発明の効果】
請求項１記載のカラー画像形成装置は、中間転写体への入射方向が互いに相反する光束により、中間転写体上に設けられたマークを照明し、各光束ごとに設置された受光器によりマークからの反射光を検出し、前記２つの光束によるマークの検出タイミングから設計上のマーク位置を算出するようにしたので、中間転写体の面外変位が発生しても、設計上のマーク検出位置を一意的に求めることができ、マーク検出誤差による各色の画像の重ね合わせのズレを低減してカラー画像の色ずれを低減することができる。
【００４８】
請求項２記載のカラー画像形成装置は、請求項１記載のカラー画像形成装置において、中間転写体上に設けられたマークを検出する２つのマーク検出手段により検出を行う中間転写体上の検出点を同一点としたので、マークが主走査方向に対して傾いて設置されても、影響を受けることなく設計上のマーク検出位置またはマーク検出時刻を、面外変位によらず一意的に求めることができるので、中間転写体の面外変位が発生しても、設計上のマーク検出位置を一意的に求めることができ、マーク検出誤差による各色の画像の重ね合わせのズレを低減してカラー画像の色ずれを低減することができる。
【００４９】
請求項３記載の発明は、請求項１記載のカラー画像形成装置において、中間転写体上に設けられたマークを検出する２つのマーク検出手段における、マークを照明する照明光の照射角度を等しくしたので、前記２つのマーク検出手段による検出結果から、前記マークの設計上の検出位置を求める演算を容易となり、設計上のマーク検出位置を算出するための演算回路の構成を簡略化し、カラー画像形成装置のコストを低減することができる。
【００５０】
請求項４記載の発明は、中間転写体への入射方向が互いに相反する光束により、中間転写体上に設けられたマークを照明し、各光束ごとに設置された受光器によりマークからの反射光を検出するマーク検出手段と、前記２つのマーク検出手段とは異なる光の照射角度を持つマーク検出手段により中間転写体上のマークを検出した結果から設計上のマーク位置を算出するようにしたので、中間転写体の傾きを伴った面外変位が発生しても、傾きによる設計上のマーク検出位置を一意的に求めることができ、マーク検出誤差による各色の画像の重ね合わせのズレを低減してカラー画像の色ずれを低減することができる。
【００５１】
請求項５記載のカラー画像形成装置は、請求項１記載のカラー画像形成装置において、中間転写体上に設けられたマークを検出する３つのマーク検出手段により検出を行う中間転写体上の検出点を同一点としたので、マークが主走査方向に対して傾いて設置されても、影響を受けることなく設計上のマーク検出位置またはマーク検出時刻を、面外変位によらず一意的に求めることができるので、中間転写体の面外変位が発生しても、設計上のマーク検出位置を一意的に求めることができ、マーク検出誤差による各色の画像の重ね合わせのズレを低減してカラー画像の色ずれを低減することができる。
【００５２】
請求項６記載のカラー画像形成方法は、中間転写体への入射方向が互いに相反する光束により、中間転写体上に設けられたマークを照明し、各光束ごとに設置された受光器によりマークからの反射光を検出し、前記２つの光束によるマークの検出タイミングから設計上のマーク位置を算出し、設計上のマーク検出位置もしくはマーク検出時刻から、各色の書き込みを開始するタイミングを決定しているので、中間転写体の面外変位によらず、設計上のマーク検出位置を一意的に求めることができ、マーク検出誤差による各色の画像の重ね合わせのズレを低減してカラー画像の色ずれを低減することができる。
【００５３】
請求項７記載のカラー画像形成方法は、中間転写体への入射方向が互いに相反する光束により、中間転写体上に設けられたマークを照明し、各光束ごとに設置された受光器によりマークからの反射光を検出する一方、前記２つのマーク検出に用いた光の照射角度とは異なる照射角度を持つ照明光束により中間転写体上のマークを検出し、前記３つの光束により検出された結果から設計上のマーク位置を算出するようにしたので、中間転写体が傾きをもって変位した場合にも、設計上のマーク検出位置または検出時刻の検出誤差を低減し、中間転写体が傾きを持って面外変位しても、設計上のマーク検出位置を一意的に求めることができ、マーク検出誤差による各色の画像の重ね合わせのズレを低減してカラー画像の色ずれを低減することができる。
【００５４】
請求項８記載の発明は、請求項６記載のカラー画像形成方法を用いて、設計上のマーク検出位置またはマーク検出時刻を算出し前記算出結果から各色書き込みタイミングを算出することをコンピュータに実行させるためのプログラムを記録した記録媒体であるため、請求項６の発明におけるカラー画像形成方法をコンピュータに実行させることができる。
【００５５】
請求項９記載の発明は、請求項７記載のカラー画像形成方法を用いて、設計上のマーク検出位置またはマーク検出時刻を算出し前記算出結果から各色書き込みタイミングを算出することをコンピュータに実行させるためのプログラムを記録した記録媒体であるため、請求項７の発明におけるカラー画像形成方法をコンピュータに実行させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のカラー画像形成装置の構成の一例を示した図である。
【図２】図１に示したカラー画像形成装置の転写機構を拡大した図である。
【図３】図１に示したカラー画像形成装置の中間転写ベルトが上下動した際の図である。
【図４】図１に示したカラー画像形成装置の回転ローラの回転軸が偏心することによって、中間転写ベルトおよびマークと光源から照射される光との関係を示した図である。
【図５】本発明のカラー画像形成装置の中間転写ベルトが設計位置よりも下方向に変位している場合のマークと光源から照射される光との関係を示した図である。
【図６】検出器Ｓ１とＳ２との相対的な配置関係を示した斜視図である。
【図７】図６の配置関係をＸ−Ｙ平面（中間転写ベルト平面）に投影した図である。
【図８】マーク検出器Ｓ１とＳ２の発光素子から発せられる光束が照明する中間転写ベルト上の照明位置が一致する場合の配置関係を示した図である。
【図９】図１の感光体へレーザー書き込みを行うための制御器の構成を示した図である。
【図１０】本発明のカラー画像形成装置の中間転写ベルトが傾いて面外変位している場合のマークと光源から照射される光との関係を示した図である。
【図１１】検出器Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３の配置関係をＸ−Ｙ平面（中間転写ベルト平面）に投影した図である。
【図１２】マーク検出器Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３の発光素子から発せられる光束が照明する中間転写ベルト上の照明位置が一致する場合の配置関係を示した図である。
【符号の説明】
１９　中間転写ベルト
２７　マーク
２８　マーク検知センサ
３１ａ、３１ｂ、３１ｃ　発光素子
３２ａ、３２ｂ、３２ｃ　光センサ
１００　制御器
１０１　クロック回路
１１０Ａ、１１０Ｂ　検出データ格納部
１１１　カウンタ回路
１１２　メモリ
１１３　メモリ制御回路
１２０　プロセッサ
１３０　画像信号出力制御回路
【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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