(57)【要約】【課題】検出される位置ずれ量に対して、振動、ばらつきなどの変動要因により生じる影響を測定することができるようにする。【解決手段】位置ずれ検出用のパターンとして、基準色により形成されたパターン（ＰＢｋ）と、基準色と非基準色を重ねて形成し、基準色に対する非基準色のずれ量を変更したパターンを少なくとも１つ以上配置し（ＰＡ１〜ＰＡｎ）、またずれ量の変動を測定する区間に基準色に対する非基準色のずれ量を一定量としたパターンを多数配置（ＰＢ１〜ＰＢｎ）、または連続して長く配置する（ＰＢ）。これらのパターンをセンサが検出した出力値を、位置ずれ量算出手段が測定して位置ずれ量を算出することによって、位置ずれ量の振動、濃度ばらつき、ノイズの影響を測定する。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画像担持体により無端状移動手段に形成されたパターンを光学検出手段で読み、該複数の画像担持体による書込みの位置ずれ量を検出する位置ずれ量検出方法であって、
基準色によるパターン（ＰＢｋ  ）と、基準色と非基準色とを重ねて該基準色に対する該非基準色のずれ量を変更した少なくとも１つ以上のパターン（ＰＡ１  〜ＰＡｎ  ）とを配置し、
またずれ量の変動を測定する区間に基準色に対する非基準色のずれ量を予め定められた一定量としたパターンを多数配置（ＰＢ１  〜ＰＢｎ  ）または、連続して長く配置し（ＰＢ）、
これらのパターンからの前記光学検出手段による出力値を測定し、これら測定された出力値より位置ずれ量を算出することによって、位置ずれ量の振動、濃度ばらつき、ノイズの影響を測定できることを特徴とする位置ずれ量検出方法。
【請求項２】
前記ＰＢ１  〜ＰＢｎ  または前記ＰＢのパターンに対する光学検出手段からの出力値の平均値と、前記ＰＢｋ、前記ＰＡ１  〜ＰＡｎ  のパターンに対する光学検出手段による出力値とから、位置ズレ量の振動、濃度ばらつき、ノイズの影響による変動の平均値としてのズレ量を測定できることを特徴とする請求項１記載の位置ずれ量検出方法。
【請求項３】
基準色により形成されたパターン（ＰＢｋ  ）を複数個置くか、または長くして、そのパターンの光学検出手段による出力値の平均値を前記ＰＢｋ  の値とし、前記ＰＢｋ  の測定精度を向上させることを特徴とする請求項１または２記載の位置ずれ量検出方法。
【請求項４】
複数の画像担持体により無端状移動手段に形成されたパターンを光学検出手段で読み、該複数の画像担持体による書込みの位置ずれ量を検出する位置ずれ量検出方法であって、
基準色と非基準色とを重ねて形成し、基準色に対する非基準色のずれ量を変更したパターンを少なくとも１つ以上配置し（ＰＡ１  〜ＰＡｎ  ）、
出力の変動を測定する区間に非基準色ベタの上に基準色ラインを配置したパターンを副走査方向に長く配置するか（ＰＢ）、または非基準色ベタの上に基準色ラインを配置したパターンを副走査方向に複数個配置し（ＰＢ１  〜ＰＢｎ  ）、
これらのパターンからの前記光学検出手段による出力値を測定し、これら測定された出力値より位置ずれ量を算出することによって、振動の影響を除外した変動要因の位置ずれ量への影響を測定できることを特徴とする位置ずれ量検出方法。
【請求項５】
光学検出手段のズレ量に対する感度を測定するためのパターンＰＡ１  〜ＰＡｎ  、もしくはＰＢ１  を互いに近傍に配置し、変動の影響を受けにくくしたことを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の位置ずれ量検出方法。
【請求項６】
前記光学検出手段のズレ量に対する感度を測定するためのパターンＰＡ１  〜ＰＡｎ  をそれぞれ同一シフト量で複数または連続して配置し、その平均値を取ることにより、感度測定が変動の影響を受けにくくなるようにしたことを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の位置ずれ量検出方法。
【請求項７】
複数の画像担持体により無端状移動手段に形成されたパターンを光学検出手段で読み、該複数の画像担持体による書込みの位置ずれ量を検出する位置ずれ量検出方法であって、
基準色と非基準色とを重ねて形成し、基準色に対する非基準色のずれ量を変更したパターンもしくは一定量のパターンを少なくとも２つ以上配置し（Ｐ１〜Ｐｎ）、これらのパターンより光学検出手段による出力値を測定し、これら測定された出力値よりズレ量を算出することによって、位置ズレ量を測定する方法で、
非基準色の各色のパターンセットにおける各色のパッチを交互に配置することにより、画像担持体上の同一距離の振動や変動の影響を測定するに当たって、非基準色の各色のパターンセットをそれぞれ同一距離配置するよりもパターンの配置距離を短くできることを特徴とする位置ずれ量検出方法。
【請求項８】
前記パターンのライン幅は、前記光学検出手段の検出のスポット径より十分に細いことを特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載の位置ずれ量検出方法。
【請求項９】
複数の画像担持体と、該複数の画像担持体により形成された画像を移動させる無端状移動手段と、該無端状移動手段に形成されたパターンを読み取る光学検出手段とを備え、前記複数の画像担持体により形成される画像の位置ずれ量を検出する位置ずれ量検出装置であって、
前記画像担持体は、
基準色によるパターン（ＰＢｋ  ）と、基準色と非基準色とを重ねて該基準色に対する該非基準色のずれ量を変更した少なくとも１つ以上のパターン（ＰＡ１  〜ＰＡｎ  ）とを配置し、
またずれ量の変動を測定する区間に基準色に対する非基準色のずれ量を予め定められた一定量としたパターンを多数配置（ＰＢ１  〜ＰＢｎ  ）または、連続して長く配置し（ＰＢ）、
これらのパターンからの前記光学検出手段による出力値を測定し、これら測定された出力値より位置ずれ量を算出する位置ずれ量算出手段を備え、
位置ずれ量の振動、濃度ばらつき、ノイズの影響を測定できることを特徴とする位置ずれ量検出装置。
【請求項１０】
前記位置ずれ量算出手段は、前記ＰＢ１  〜ＰＢｎ  または前記ＰＢのパターンに対する光学検出手段からの出力値の平均値と、前記ＰＢｋ  、前記ＰＡ１  〜ＰＡｎ  のパターンに対する光学検出手段による出力値とから、位置ズレ量の振動、濃度ばらつき、ノイズの影響による変動の平均値としてのズレ量を測定することを特徴とする請求項９記載の位置ずれ量検出装置。
【請求項１１】
前記画像担持体は、基準色により形成されたパターン（ＰＢｋ  ）を複数個置くか、または長くして、
前記位置ずれ量算出手段は、そのパターンの光学検出手段による出力値の平均値を前記ＰＢｋ  の値とし、前記ＰＢｋ  の測定精度を向上させることを特徴とする請求項９または１０記載の位置ずれ量検出装置。
【請求項１２】
複数の画像担持体と、該複数の画像担持体により形成された画像を移動させる無端状移動手段と、該無端状移動手段に形成されたパターンを読み取る光学検出手段とを備え、前記複数の画像担持体により形成される画像の位置ずれ量を検出する位置ずれ量検出装置であって、
前記画像担持体は、
基準色と非基準色とを重ねて形成し、基準色に対する非基準色のずれ量を変更したパターンを少なくとも１つ以上配置（ＰＡ１  〜ＰＡｎ  ）すると共に、
出力の変動を測定する区間に非基準色ベタの上に基準色ラインを配置したパターンを副走査方向に長く配置するか（ＰＢ）、または非基準色ベタの上に基準色ラインを配置したパターンを副走査方向に複数個配置し（ＰＢ１  〜ＰＢｎ  ）、
これらのパターンからの前記光学検出手段による出力値を測定して該測定された出力値より位置ずれ量を算出する位置ずれ量算出手段を備え、
振動の影響を除外した変動要因の位置ずれ量への影響を測定できることを特徴とする位置ずれ量検出装置。
【請求項１３】
光学検出手段のズレ量に対する感度を測定するためのパターンＰＡ１  〜ＰＡｎ  、もしくはＰＢ１  を互いに近傍に配置し、変動の影響を受けにくくしたことを特徴とする請求項９から１２の何れか１項に記載の位置ずれ量検出装置。
【請求項１４】
前記光学検出手段のズレ量に対する感度を測定するためのパターンＰＡ１  〜ＰＡｎ  をそれぞれ同一シフト量で複数または連続して配置し、その平均値を取ることにより、感度測定が変動の影響を受けにくくなるようにしたことを特徴とする請求項９から１２の何れか１項に記載の位置ずれ量検出装置。
【請求項１５】
複数の画像担持体と、該複数の画像担持体により形成された画像を移動させる無端状移動手段と、該無端状移動手段に形成されたパターンを読み取る光学検出手段とを備え、前記複数の画像担持体により形成される画像の位置ずれ量を検出する位置ずれ量検出装置であって、
前記画像担持体は、
基準色と非基準色とを重ねて形成すると共に、基準色に対する非基準色のずれ量を変更したパターンもしくは一定量のパターンを少なくとも２つ以上配置し（Ｐ１〜Ｐｎ）、
これらのパターンより光学検出手段による出力値を測定して該測定された出力値よりズレ量を算出する位置ずれ量算出手段を備え、
前記画像担持体が、
非基準色の各色のパターンセットにおける各色のパッチを交互に配置することにより、前記位置ずれ量算出手段が画像担持体上の同一距離の振動や変動の影響を測定するに当たって、非基準色の各色のパターンセットをそれぞれ同一距離配置するよりもパターンの配置距離を短くできることを特徴とする位置ずれ量検出装置。
【請求項１６】
前記パターンのライン幅は、前記光学検出手段の検出のスポット径より十分に細いことを特徴とする請求項９から１５の何れか１項に記載の位置ずれ量検出装置。
【請求項１７】
請求項９から１６の何れか１項に記載の位置ずれ量検出装置と、
該位置ずれ量検出装置により検出された位置ずれ量を記録紙への画像形成時に補正させる位置ずれ量補正手段と、を備え、
記録紙への画像形成時に、前記位置ずれ量補正手段による補正を行って画像形成を行うことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばＦＡＸ、複写機、プリンタ、複合機などの画像形成装置における、各色により形成される画像間の位置ずれ量を検出する位置ずれ量検出方法、位置ずれ量検出装置および画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、カラー画像形成装置では、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラック各色の出力画像における色ずれをなくすことは画像品質向上のために重要であり、特に、書込み光学系と画像担持体を各色毎に１セット持つ４連タンデム方式の場合、各色の画像がそれぞれ異なる光学系、画像担持体で形成されるため、色ずれは重要な課題となっていた。この色ずれ（各色の画像間の位置ずれ）を補正する方法として、搬送ベルトや中間転写ベルトなどに位置ずれ検出用のパターンを書き込み、このパターンをセンサで読んで、位置ずれ量を検出し、書き込みタイミングや光学系補正手段で補正することが行われている。
【０００３】
こうした位置ずれ量検出方法の一つに、図８に示すように、幅Ｗ１、間隔Ｗ１で配置したブラックのラインのパターンの下に、同じく幅Ｗ１のシアンまたは、マジェンタ、イエローのラインを間隔Ｗ１で配置し、この際ブラックのパターンに対するカラーのパターンのずらし量をＤとした検出パターンで、ＤをステップＳで順に変更した複数の検出パターンを用意し、これらをセンサの読取り方向に配列し、図９に示すように、各検出パターンの出力より近似直線の交点より位置ずれ量を求める手法がある。
【０００４】
また、本出願人により先に出願されている特開平６−１００２号公報（特許文献１）の書き込み位置の自動調整方法は、像担持体により２色のトナー像を形成し、光学センサで検出することで、その形成領域の大きさおよび形状を概略一致させるものである。
また、特開２００２−９１１１９号公報（特許文献２）のものは、最大値、最小値、ずらしパッチより３点で補正量を算出するものである。
また、特開２００２−４０７４６号公報（特許文献３）のものは、左右近似直線交点で位置ずれ量を測定するものである。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−１００２号公報
【特許文献２】
特開２００２−９１１１９号公報
【特許文献３】
特開２００２−４０７４６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図８、図９を用いて上述した従来の位置ずれ量検出方法でパターンを配置し位置ずれ量を測定すると、各測定点に振動、ばらつきなどの変動要因が乗ると、算出された位置ずれ量も変動の影響を受けてしまう課題があった。
また、上述した特許文献１から３のものも、振動、ばらつきなどの変動要因により生じる位置ずれ量への影響の測定まで考慮されたものではない。
【０００７】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、検出される位置ずれ量に対して、振動、ばらつきなどの変動要因により生じる影響を測定することができる位置ずれ量検出方法、位置ずれ量検出装置および画像形成装置を提供することを目的とする。
また、他に目的とすることは、上記の変動要因により生じる位置ずれ量の変動の平均値を精度良く求めることができる位置ずれ量検出方法、位置ずれ量検出装置および画像形成装置を提供することである。
さらに、他に目的とすることは、上述した位置ずれ量への影響や変動の平均値を用いて補正し、高画質化を達成することができる画像形成装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、本発明は以下の特徴を有する。
請求項１記載の発明は、複数の画像担持体により無端状移動手段に形成されたパターンを光学検出手段で読み、該複数の画像担持体による書込みの位置ずれ量を検出する位置ずれ量検出方法であって、基準色によるパターン（ＰＢｋ  ）と、基準色と非基準色とを重ねて該基準色に対する該非基準色のずれ量を変更した少なくとも１つ以上のパターン（ＰＡ１  〜ＰＡｎ  ）とを配置し、またずれ量の変動を測定する区間に基準色に対する非基準色のずれ量を予め定められた一定量としたパターンを多数配置（ＰＢ１  〜ＰＢｎ  ）または、連続して長く配置し（ＰＢ）、これらのパターンからの光学検出手段による出力値を測定し、これら測定された出力値より位置ずれ量を算出することによって、位置ずれ量の振動、濃度ばらつき、ノイズの影響を測定できることを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の発明は、上記したＰＢ１  〜ＰＢｎ  またはＰＢのパターンに対する光学検出手段からの出力値の平均値と、ＰＢｋ  、ＰＡ１  〜ＰＡｎ  のパターンに対する光学検出手段による出力値とから、位置ズレ量の振動、濃度ばらつき、ノイズの影響による変動の平均値としてのズレ量を測定できることを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の発明は、基準色により形成されたパターン（ＰＢｋ  ）を複数個置くか、または長くして、そのパターンの光学検出手段による出力値の平均値をＰＢｋ  の値とし、ＰＢｋ  の測定精度を向上させることを特徴とする。
【００１１】
請求項４記載の発明は、複数の画像担持体により無端状移動手段に形成されたパターンを光学検出手段で読み、該複数の画像担持体による書込みの位置ずれ量を検出する位置ずれ量検出方法であって、基準色と非基準色とを重ねて形成し、基準色に対する非基準色のずれ量を変更したパターンを少なくとも１つ以上配置し（ＰＡ１  〜ＰＡｎ  ）、出力の変動を測定する区間に非基準色ベタの上に基準色ラインを配置したパターンを副走査方向に長く配置するか（ＰＢ）、または非基準色ベタの上に基準色ラインを配置したパターンを副走査方向に複数個配置し（ＰＢ１  〜ＰＢｎ  ）、これらのパターンからの光学検出手段による出力値を測定し、これら測定された出力値より位置ずれ量を算出することによって、振動の影響を除外した変動要因の位置ずれ量への影響を測定できることを特徴とする。
【００１２】
請求項５記載の発明は、光学検出手段のズレ量に対する感度を測定するための上記したパターンＰＡ１  〜ＰＡｎ  、もしくはＰＢ１  を互いに近傍に配置し、変動の影響を受けにくくしたことを特徴とする。
【００１３】
請求項６記載の発明は、光学検出手段のズレ量に対する感度を測定するための上記したパターンＰＡ１  〜ＰＡｎ  をそれぞれ同一シフト量で複数または連続して配置し、その平均値を取ることにより、感度測定が変動の影響を受けにくくなるようにしたことを特徴とする。
【００１４】
請求項７記載の発明は、複数の画像担持体により無端状移動手段に形成されたパターンを光学検出手段で読み、該複数の画像担持体による書込みの位置ずれ量を検出する位置ずれ量検出方法であって、基準色と非基準色とを重ねて形成し、基準色に対する非基準色のずれ量を変更したパターンもしくは一定量のパターンを少なくとも２つ以上配置し（Ｐ１〜Ｐｎ）、これらのパターンより光学検出手段による出力値を測定し、これら測定された出力値よりズレ量を算出することによって、位置ズレ量を測定する方法で、非基準色の各色のパターンセットにおける各色のパッチを交互に配置することにより、画像担持体上の同一距離の振動や変動の影響を測定するに当たって、非基準色の各色のパターンセットをそれぞれ同一距離配置するよりもパターンの配置距離を短くできることを特徴とする。
【００１５】
請求項８記載の発明は、上記したパターンのライン幅は、光学検出手段の検出のスポット径より十分に細いことを特徴とする。
【００１６】
請求項９記載の発明は、複数の画像担持体と、該複数の画像担持体により形成された画像を移動させる無端状移動手段と、該無端状移動手段に形成されたパターンを読み取る光学検出手段とを備え、複数の画像担持体により形成される画像の位置ずれ量を検出する位置ずれ量検出装置であって、画像担持体が、基準色によるパターン（ＰＢｋ  ）と、基準色と非基準色とを重ねて該基準色に対する該非基準色のずれ量を変更した少なくとも１つ以上のパターン（ＰＡ１  〜ＰＡｎ  ）とを配置し、またずれ量の変動を測定する区間に基準色に対する非基準色のずれ量を予め定められた一定量としたパターンを多数配置（ＰＢ１  〜ＰＢｎ  ）または、連続して長く配置し（ＰＢ）、これらのパターンからの光学検出手段による出力値を測定し、これら測定された出力値より位置ずれ量を算出する位置ずれ量算出手段を備え、位置ずれ量の振動、濃度ばらつき、ノイズの影響を測定できることを特徴とする。
【００１７】
請求項１０記載の発明は、上記した位置ずれ量算出手段が、ＰＢ１  〜ＰＢｎ  またはＰＢのパターンに対する光学検出手段からの出力値の平均値と、ＰＢｋ  、ＰＡ１  〜ＰＡｎ  のパターンに対する光学検出手段による出力値とから、位置ズレ量の振動、濃度ばらつき、ノイズの影響による変動の平均値としてのズレ量を測定することを特徴とする。
【００１８】
請求項１１記載の発明は、上記した画像担持体が、基準色により形成されたパターン（ＰＢｋ  ）を複数個置くか、または長くして、上記した位置ずれ量算出手段が、そのパターンの光学検出手段による出力値の平均値をＰＢｋ  の値とし、ＰＢｋ  の測定精度を向上させることを特徴とする。
【００１９】
請求項１２記載の発明は、複数の画像担持体と、該複数の画像担持体により形成された画像を移動させる無端状移動手段と、該無端状移動手段に形成されたパターンを読み取る光学検出手段とを備え、複数の画像担持体により形成される画像の位置ずれ量を検出する位置ずれ量検出装置であって、画像担持体が、基準色と非基準色とを重ねて形成し、基準色に対する非基準色のずれ量を変更したパターンを少なくとも１つ以上配置（ＰＡ１  〜ＰＡｎ  ）すると共に、出力の変動を測定する区間に非基準色ベタの上に基準色ラインを配置したパターンを副走査方向に長く配置するか（ＰＢ）、または非基準色ベタの上に基準色ラインを配置したパターンを副走査方向に複数個配置し（ＰＢ１  〜ＰＢｎ  ）、これらのパターンからの光学検出手段による出力値を測定して該測定された出力値より位置ずれ量を算出する位置ずれ量算出手段を備え、振動の影響を除外した変動要因の位置ずれ量への影響を測定できることを特徴とする。
【００２０】
請求項１３記載の発明は、光学検出手段のズレ量に対する感度を測定するための上記したパターンＰＡ１  〜ＰＡｎ  、もしくはＰＢ１  を互いに近傍に配置し、変動の影響を受けにくくしたことを特徴とする。
【００２１】
請求項１４記載の発明は、光学検出手段のズレ量に対する感度を測定するための上記したパターンＰＡ１  〜ＰＡｎ  をそれぞれ同一シフト量で複数または連続して配置し、その平均値を取ることにより、感度測定が変動の影響を受けにくくなるようにしたことを特徴とする。
【００２２】
請求項１５記載の発明は、複数の画像担持体と、該複数の画像担持体により形成された画像を移動させる無端状移動手段と、該無端状移動手段に形成されたパターンを読み取る光学検出手段とを備え、複数の画像担持体により形成される画像の位置ずれ量を検出する位置ずれ量検出装置であって、画像担持体が、基準色と非基準色とを重ねて形成すると共に、基準色に対する非基準色のずれ量を変更したパターンもしくは一定量のパターンを少なくとも２つ以上配置し（Ｐ１〜Ｐｎ）、これらのパターンより光学検出手段による出力値を測定して該測定された出力値よりズレ量を算出する位置ずれ量算出手段を備え、上記画像担持体が、非基準色の各色のパターンセットにおける各色のパッチを交互に配置することにより、位置ずれ量算出手段が画像担持体上の同一距離の振動や変動の影響を測定するに当たって、非基準色の各色のパターンセットをそれぞれ同一距離配置するよりもパターンの配置距離を短くできることを特徴とする。
【００２３】
請求項１６記載の発明は、上記したパターンのライン幅が、光学検出手段の検出のスポット径より十分に細いことを特徴とする。
【００２４】
請求項１７記載の発明は、請求項９から１６の何れか１項に記載の位置ずれ量検出装置と、該位置ずれ量検出装置により検出された位置ずれ量を記録紙への画像形成時に補正させる位置ずれ量補正手段と、を備え、記録紙への画像形成時に、位置ずれ量補正手段による補正を行って画像形成を行うことを特徴とする。
【００２５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る位置ずれ量検出方法、位置ずれ量検出装置および画像形成装置の実施形態を、図面を用いて詳細に説明する。
まず、各実施形態に共通した画像形成に関する構成について説明する。
【００２６】
本発明の実施形態としての画像形成装置は、図１に示すように、搬送ベルト（無端状移動手段）に沿って各色の画像形成部が並べられた構成を備えるものであり、所謂、タンデムタイプといわれるものである。
すなわち、給紙トレイ１から給紙ローラ２と分離ローラ３とにより分離給紙される用紙（記録紙）４を搬送する搬送ベルト５に沿って、この搬送ベルト５の搬送方向の上流側から順に、複数の画像形成部６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６ＢＫが配列されている。
これら複数の画像形成部６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６ＢＫは、形成するトナー画像の色が異なるだけで内部構成は共通である。画像形成部６Ｙはイエローの画像を、画像形成部６Ｍはマゼンタの画像を、画像形成部６Ｃはシアンの画像を、画像形成部６ＢＫはブラックの画像をそれぞれ形成する。
【００２７】
よって、以下の説明では、画像形成部６Ｙについて具体的に説明するが、他の画像形成部６Ｍ，６Ｃ，６ＢＫは画像形成部６Ｙと同様であるので、その画像形成部６Ｍ，６Ｃ，６ＢＫの各構成要素については、画像形成装置６Ｙの各構成要素に付したＹに替えて、Ｍ、Ｃ、ＢＫによって区別した符号を図に表示するにとどめ、説明を省略する。
【００２８】
搬送ベルト５は、回転駆動される駆動ローラ７と従動ローラ８とに巻回されたエンドレスのベルトである。この駆動ローラ７は、不図示の駆動モータにより回転駆動させられ、この駆動モータと、駆動ローラ７と、従動ローラ８とが、無端状移動手段である搬送ベルト５を移動させる駆動手段として機能する。
【００２９】
画像形成に際して、給紙トレイ１に収納された用紙４は最も上のものから順に送り出され、静電吸着作用により搬送ベルト５に吸着されて回転駆動される搬送ベルト５により最初の画像形成部６Ｙに搬送され、ここで、イエローのトナー画像を転写される。
【００３０】
画像形成部６Ｙは、感光体としての感光体ドラム９Ｙ、この感光体ドラム９Ｙの周囲に配置された帯電器１０Ｙ、露光器１１、現像器１２Ｙ、感光体クリーナ（図示せず）、除電器１３Ｙ等から構成されている。露光器１１は、各画像形成部６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６ＢＫが形成する画像色に対応する露光光であるレーザ光１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４ＢＫを照射するように構成されている。
【００３１】
画像形成に際し、感光体ドラム（画像担持体）９Ｙの外周面は、暗中にて帯電器１０Ｙにより一様に帯電された後、露光器１１からのイエロー画像に対応したレーザ光１４Ｙにより露光され、静電潜像を形成される。現像器１２Ｙは、この静電潜像をイエロートナーにより可視像化し、このことにより感光体ドラム９Ｙ上にイエローのトナー画像が形成される。
【００３２】
このトナー画像は、感光体ドラム９Ｙと搬送ベルト５上の用紙４とが接する位置（転写位置）で、転写器１５Ｙの働きにより用紙４上に転写される。この転写により、用紙４上にイエローのトナーによる画像が形成される。トナー画像の転写が終了した感光体ドラム９Ｙは、外周面に残留した不要なトナーを感光体クリーナにより払拭された後、除電器１３Ｙにより除電され、次の画像形成のために待機する。
【００３３】
以上のようにして、画像形成部６Ｙでイエローのトナー画像を転写された用紙４は、搬送ベルト５によって次の画像形成部６Ｍに搬送される。画像形成部６Ｍでは、画像形成部６Ｙでの画像形成プロセスと同様のプロセスにより感光体ドラム９Ｍ上にマゼンタのトナー画像が形成され、そのトナー画像が用紙４上に形成されたイエローの画像に重畳されて転写される。
用紙４は、さらに次の画像形成部６Ｃ、６ＢＫに搬送され、同様の動作により、感光体ドラム９Ｃ上に形成されたシアンのトナー画像と、感光体ドラム９ＢＫ上に形成された黒のトナー画像とが、用紙４上に重畳されて転写される。こうして、用紙４上にフルカラーの画像が形成される。このフルカラーの重ね画像が形成された用紙４は、搬送ベルト５から剥離されて定着器１６にて画像を定着された後、画像形成装置の外部に排紙される。
【００３４】
また、上述した構成により、各画像形成部は、本発明に係る位置ずれ量検出を行うための位置ずれ検出用のパターンを搬送ベルト５上に形成し、センサ１７，１８，１９は、その形成されたパターンを検出する。
このセンサ（光学検出手段）１７，１８、１９は、図１に示すように、画像形成部６ＢＫの下流側に、搬送ベルト５に対向するように配設され、搬送ベルト５が駆動ローラ７により移動される方向に対して直交する主走査方向に沿うように、同一の基板上に支持されている。
また、搬送ベルト５上に形成された位置ずれ検出パターンは、センサ１７，１８、１９により光学的に検出された後、そのセンサ１７，１８、１９より下流側に配設されたクリーニング手段２０により除去される。
【００３５】
また、各実施形態としての位置ずれ量検出方式としての制御を行うための構成の概要を図２に示す。
本発明の実施形態としての画像形成装置は、この図２に示すように、位置ずれ検出パターン印刷手段１０１と、印刷された位置ずれ検出パターンを検出する上述したセンサ１７，１８，１９と、その検出結果を用いて、形成された各色の画像間における位置ずれ量を算出する位置ずれ量算出手段１０２と、算出された位置ずれ量に基づいて画像形成時にその位置ずれを起こさないように補正させる位置ずれ量補正手段１０３と、その補正を行って記録紙に画像を形成する書き込み手段１０４と、を備える。
【００３６】
また、各実施形態としての位置ずれ量検出方式としての制御により、上述した位置ずれ検出用のパターンを形成、検出する際の動作の概要を、図３のフローチャートに示す。
まず、画像形成装置の感光体ドラム（画像担持体）９は、検出用のパターンを搬送ベルト５上に印刷する（ステップＳ１）。センサ１７，１８，１９が、その印刷されたパターンをそれぞれ読み取って信号として出力し（ステップＳ２）、位置ずれ量算出手段１０２が、読み取られた信号から各色の画像間における位置ずれ量を算出する（ステップＳ３）。算出された位置ずれ量に基づいて、位置ずれ量補正手段１０３が、露光部１１による露光タイミングなどによる補正量を決定し（ステップＳ４）、その補正量に従って露光部１１、感光体ドラム９などの書き込み手段１０４が記録紙に画像を形成する（ステップＳ５）。
【００３７】
次に、本発明の第１の実施形態による位置ずれ量検出方式について説明する。
この第１の実施形態では、位置ずれ検出用のパターンとして、基準色により形成されたパターン（ＰＢｋ  ）と、基準色と非基準色を重ねて形成し、基準色に対する非基準色のずれ量を変更したパターンを少なくとも１つ以上配置し（ＰＡ１  〜ＰＡｎ  ）、またずれ量の変動を測定する区間に基準色に対する非基準色のずれ量を一定量としたパターンを多数配置（ＰＢ１  〜ＰＢｎ  ）、または連続して長く配置する（ＰＢ）。
これらのパターンをセンサ１７，１８，１９が検出した出力値を、位置ずれ量算出手段１０２が測定して位置ずれ量を算出することによって、位置ずれ量の振動、濃度ばらつき、ノイズの影響を測定する。
【００３８】
この第１の実施形態における位置ずれ量検出方式を、ＰＢｋ  １個、ＰＡｎ  は２個（  ＰＡ１：４ｄｏｔ  シフト、  ＰＡ２：８ｄｏｔ  シフト）、ＰＢは６ｄｏｔ  ずらしで一定連続として実現する場合の例を図４、図５に示す。
各パッチは、この図４に示す例のように連続でなく、間隔を空けて配置されても良い。また各パッチは、図４に示す例のように複数本のラインで構成しなくとも、１ラインのパターンを重ねて形成し、間隔を空けて配置しても良い。また、パターンＰＢｋ  、ＰＡｎ  の配置位置は任意であり、ＰＢ１  〜ＰＢｎ  、ＰＢの間に配置しても良い。
【００３９】
ここで、パターンＰＢｋ  のセンサ出力をＶＢｋ、パターンＰＡｎのセンサ出力ＶＡｎ、パターンＰＢの各サンプリング点のセンサ出力をＶＢｎ、パターンＰＢの各サンプリング点のセンサ出力の平均値をＶＢ  、とする。
なお、パターンに対応する出力値を決定する際は、１点で代表させても良いし、前後の複数点の平均としても良い。またフィルター処理後の値を用いても良い。このことは、本願発明に係る全ての出力値を決定する際において同様である。
画像データ上のパターンＰＡｎ  のシフト量をＤＡｎ  とすると、
Ｄ＝ＤＡ２  −ＤＡ１  ＝８−４＝４ｄｏｔ
パターンのずれに対するセンサ感度は、
ΔＶ＝（ＶＡ２−ＶＡ１）／Ｄ
【００４０】
パターンＰＢの各サンプリング点の位置ズレ量は、パターンＰＢの画像データ上のシフト量をＺ１とすると、本実施例では、
Ｚ１＝６ｄｏｔ
ΔＸｉ  ＝（ＶＢｉ−ＶＢｋ）／ΔＶ−Ｚ１    （ｉ＝１〜ｎ）
で得られる。
この測定結果を統計処理すれば、ずれの平均値やばらつきの分布、標準偏差を得ることができる。これにより、本実施形態としての位置ずれ検出方式によれば、位置ずれの変動の状況を把握することができる。
【００４１】
ここで、ＰＢ１  〜ＰＢｎ  またはＰＢのパターンに対するセンサ１７，１８，１９からの出力値の平均値と、ＰＢｋ  、ＰＡ１  〜ＰＡｎ  のパターンに対するセンサ１７，１８，１９による出力値とから、位置ズレ量の振動、濃度ばらつき、ノイズの影響による変動の平均値としてのズレ量を測定する場合、パターンＰＢの各サンプリング点のセンサ出力の平均値ＶＢ  を用いて同様に、
ΔＸ＝（ＶＢ  −ＶＢｋ）／ΔＶ−Ｚ１
で、変動の平均のズレ量を求めることができる。
【００４２】
なお、ＰＡｎ  がＰＡ１  の１個のみである場合には、センサ感度を求める際、ＶＡ２としてＶＢ１またはＶＢを使用すれば良い。
ΔＶ＝（ＶＢ１−ＶＡ１）／Ｄ
この場合、Ｄ＝ＤＢ１  −ＤＡ１  である。
【００４３】
また、上述した第１の実施形態での位置ずれ量検出方式においては、ズレ量の測定精度が基準色のみのパターンＰＢｋ  の測定精度に影響されるため、基準色により形成されたパターン（ＰＢｋ  ）を複数個置くか、または長くして、そのセンサ１７，１８，１９による出力値の平均値をＰＢｋ  の値とし、ＰＢｋ  の測定精度を向上させる。ＰＢｋ  の配置位置は任意で、ＰＡ、ＰＢの途中などに配置しても良い。
【００４４】
以上のように、本発明の第１の実施形態によれば、基準色のラインを間隔Ｗ１で配置し、この基準色のパターンに対する非基準色のパターンのずらし量をＤとした検出パターンで、そのＤを順に変更した複数の検出パターンを用意し、これらを図４に示すように、センサの読取り方向に配列し、各センサからの検出パターンの出力より近似直線の交点より位置ずれ量を求める手法としたから、各測定点に振動、ばらつきなどの変動要因が乗って、算出された位置ずれ量が変動の影響を受けてしまったとしても、その変動要因による位置ずれ量への影響を測定することができる。
また、位置ずれ量をセンサの出力変化の時間間隔で測定するのではなく、センサの出力レベルの大小によって測定するため、パターン読み取りの際の変動は排除して、パターンの位置ズレ量として把握することができる。このことにより、パターン書き込みの際の位置ずれ量の変動を、書き込み手段の配置間隔、時間によるずれを考慮して測定することができる。
【００４５】
また、上述したようにして得られた位置ずれ量の変動の状況より、その変動の平均値を求めることにより、それを一定の副走査レジスト調整により補正する場合、位置ずれ量に変動があっても、補正後のずれ量を最小とできるずれ量を得ることができる。
【００４６】
また、上述した位置ずれ量の測定方式で、位置ずれ量の測定精度が基準色のみのパターンＰＢｋの測定精度に影響されることがあっても、そのパターンＰＢｋの測定精度を向上させることができる。
【００４７】
次に、本発明の第２の実施形態による位置ずれ量検出方式について説明する。
この第２の実施形態では、位置ずれ検出用のパターンとして、基準色と非基準色を重ねて形成し、基準色に対する非基準色のずれ量を変更したパターンを少なくとも１つ以上配置し（ＰＡ１  〜ＰＡｎ  ）、出力の変動を測定する区間に非基準色ベタの上に基準色ラインを配置したパターンを副走査方向に長く配置するか（ＰＢ）、または非基準色ベタの上に基準色ラインを配置したパターンを副走査方向に複数個配置する（ＰＢ１  〜ＰＢｎ  ）。
これらのパターンからセンサ１７，１８，１９が出力値を測定し、これら測定された出力値より位置ずれ量算出手段１０２が位置ずれ量を算出することによって、振動の影響を除外した変動要因の位置ずれ量への影響を測定する。
【００４８】
この第２の実施形態を、ＰＡｎ  は２個（  ＰＡ１：４ｄｏｔ  シフト、  ＰＡ２：８ｄｏｔ  シフト）、ＰＢは６ｄｏｔ  ずらしで一定連続として適用した場合の例を図６に示す。各パッチは本実施例のように連続でなく、間隔を空けて配置されても良い。また各パッチは本実施例のように複数本のラインで構成しなくとも、１ラインのパターンを重ねて形成しても良く、間隔を空けて配置しても良い。
またＰＡｎ  の配置位置は任意であり、ＰＢ１  〜ＰＢｎ    、ＰＢの間に配置しても良い。
【００４９】
ここで、パターンＰＡｎ  のセンサ出力をＶＡｎ、パターンＰＢの各サンプリング点のセンサ出力をＶＢｎ、パターンＰＢの各サンプリング点のセンサ出力の平均値をＶＢ  とし、画像データ上のパターンＰＡｎ  のシフト量をＤＡｎ  とすると、
Ｄ＝ＤＡ２  −ＤＡ１  ＝８−４＝４ｄｏｔ
パターンのずれに対するセンサ感度は、
ΔＶ＝（ＶＡ２−ＶＡ１）／Ｄ
【００５０】
パターンＰＢの各サンプリング点の変動を位置ズレ量に換算するには、そのパターンＰＢの画像データ上のシフト量をＺ１とすると、本実施例では、
Ｚ１＝６ｄｏｔ
ΔＸｉ  ＝ＶＢｉ／ΔＶ    （ｉ＝１〜ｎ）
で、ずれの変動要因を除外した、測定方式自体の変動を位置ずれ量に換算して測定できる。
この測定結果を統計処理すれば、変動のばらつきの分布、標準偏差を得ることができる。このことにより、その変動の状況を把握することができる。
【００５１】
以上のように、本発明の第２の実施形態によれば、上述した第１の実施形態で測定される位置ずれ量における変動要因に対して、基準色と非基準色との間に位置ずれが生じても、パターンの画像データ上は基準色に覆われない非基準色の面積が変動測定区間で常に一定となるようにしてあるので、ずれの変動要因を除外することができ、測定方式自体の変動を測定することができる。
また、位置ずれ量をセンサの出力変化の時間間隔で測定するのではなく、センサの出力レベルの大小によって測定するため、パターン読み取りの際の変動を排除して、パターン書き込みの際の測定方式自体の変動を測定することができる。
【００５２】
また、上述した第１または第２の実施形態での位置ずれ量測定方式では、センサ１７，１８，１９の位置ずれ量検出に対する感度をパターンＰＡ１  〜ＰＡｎ  、もしくはＰＢ１  より測定するが、さまざまな変動要因の影響を受けると感度に誤差が生じる虞がある。このため、感度を測定するために使用されるパターンＰＡ１  〜ＰＡｎ  とＰＢ１  とを互いに近傍に置くように形成してもよい。
このことにより、感度測定への変動要因の影響を抑えることができる。
【００５３】
また、上述した第１または第２の実施形態での位置ずれ量測定方式では、センサ１７，１８，１９の位置ずれ量検出に対する感度をパターンＰＡ１  〜ＰＡｎ  、もしくはＰＢ１  より測定するが、さまざまな変動要因の影響を受けると感度に誤差が生じる虞がある。このため、これら感度の測定に使用されるパターンＰＡ１  〜ＰＡｎ  をそれぞれ同一シフト量で複数または連続して（長い距離に渡って）配置し、その平均値を取ることとしてもよい。
このことにより、感度測定への変動要因の影響を抑えることができる。ＰＡ１  〜ＰＡｎ  の配置位置は任意で、ＰＡ、ＰＢの途中などに配置しても良い。
【００５４】
次に、本発明の第３の実施形態による位置ずれ量検出方式について説明する。
この第３の実施形態では、位置ずれ検出用のパターンとして、基準色と非基準色とを重ねて形成し、基準色に対する非基準色のずれ量を変更したパターンもしくは一定量のパターンを少なくとも２つ以上配置し（Ｐ１〜Ｐｎ）、これらのパターンよりセンサ１７，１８，１９による出力値を測定し、これら測定された出力値より各色の画像間の位置ずれ量を算出することによって位置ずれ量を測定する方式において、非基準色の各色のパターンセットの各色のパッチを交互に配置する。
このことにより、感光体ドラム９上の同一距離の振動や変動の影響を測定するために非基準色の各色のパターンセットをそれぞれ同一距離配置する位置ずれ検出方式よりも、パターンの配置距離を短くすることができるものである。
【００５５】
すなわち、副走査の振動など変動要因の影響を考慮するために、パターンをある程度長い距離配置しなければならない場合に、各非基準色の色毎にこの長い距離を配置するとパターンの全長が非常に長くなってしまうことに対し、各色のパッチを交互に配置することにより、この同一の距離内で各色の測定を行うことができ、各色によるパターンの全長を短縮することができる。
【００５６】
この第３の実施形態を、例えば基準色と非基準色１ラインとのパターンを重ねて１つのパッチとし、順に画像データのシフト量を変更して配置するように適用した場合の実施例を図７（Ｂ）に示す。この場合、副走査の振動など変動要因の影響を考慮するために各色毎にパターン図７（Ａ）を一定区間配置するより、図７（Ｂ）のように同じ一定区間内で各色のパターンを交互に配置すれば、パターン全長を短縮できる。
本実施例だけでなく、１つのパッチを複数ラインで構成するパターン、例えば上述した第１または第２の実施形態におけるパターンＰＢｋ  、ＰＡ１  〜ＰＡｎ  、ＰＢ１  〜ＰＢｎ  などと同様のパターンに適用することも可能である。
【００５７】
以上のように、本発明の第３の実施形態によれば、基準色と非基準色とを重ねたパターンを配置し、センサ１７，１８，１９の出力より位置ずれ量を測定する方式で、副走査の振動など変動要因の影響を考慮するために、パターンをある程度長い距離配置しなければならない場合に、各非基準色の色毎にこの長い距離を配置すると、パターンの全長が非常に長くなってしまうことに対し、各非基準色と基準色とのパッチを各色交互に配置することにより、この非基準色１つにおけるパターンの距離内で各色の測定が行えるため、パターン全長を短縮することができる。
【００５８】
また、上述した各実施形態では、位置ずれ量を検出するために使用されるパターンのライン幅が、センサ１７，１８，１９の検出におけるスポット径より十分に細くなっている。
このことにより、スポット径に対してパターン幅が相対的に太いことによる受光素子の出力の変動を抑えることができる。
【００５９】
また、画像形成装置が、上述した各実施形態としての位置ずれ量検出方式により検出された位置ずれ量を、位置ずれ量補正手段１０３により補正してから記録紙への画像形成を行うことにより、記録紙への画像形成における高画質化を達成することができる。
【００６０】
なお、上述した各実施形態は、本発明の好適な実施形態であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において、種々変形して実施することが可能である。
例えば、位置ずれの検出に用いられるパターンが搬送ベルトの３箇所に形成され、３箇所に設けられたセンサがそのパターンを検出することとして説明したが、パターンの形成・検出位置は検出の目的（検出項目）によって最適なものとしてよく、例えば搬送ベルト両端の２箇所や中央の１箇所であってもよい。
【００６１】
また、位置ずれの検出に用いられるパターンが搬送ベルトに形成されて検出される構成について説明したが、画像担持体から転写された画像を移動させる無端状移動手段であればこのものに限定されず、例えば中間転写ベルトを用いた構成であっても、本発明は同様に適用可能である。
【００６２】
【発明の効果】
以上のように、本発明の位置ずれ量検出方法によれば、振動、ばらつきなどの変動要因により生じる位置ずれ量への影響を測定でき、またその変動の平均値を精度良く求めることができる。
このため、この方法により算出された位置ズレ量を用いて補正すれば、位置ずれを一定のレジスト調整で補正する場合の変動による誤差を最小となるように補正することができる。
また、位置ずれ量をセンサの出力変化の時間間隔で測定するのではなく、センサの出力レベルの大小によって測定するため、パターン読み取りの際の変動を排除して、パターンの位置ズレ量として把握することができる。このため、パターン書き込みの際の位置ずれ量の変動を、書き込み手段の配置間隔、時間によるずれを考慮して測定することができる。
【００６３】
また、位置ずれ検出に使用されるパターンを各色交互に配置することにより、１つの非基準色のパターンと略同一の距離内で各色の測定が行えるため、パターン全長を短縮できると共に、位置ずれ量の検知時間を短縮することができる。
【００６４】
また、本発明の各位置ずれ量検出装置によっても、上記の本発明の各位置ずれ量検出方法の効果と同様の効果を得ることができる。
【００６５】
また、本発明の画像形成装置によれば、上記の本発明の各位置ずれ量検出装置により検出された位置ずれを補正することにより、記録紙への画像形成における高画質化を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の各実施形態に共通した画像形成に関する構成の概要を示す図である。
【図２】各実施形態としての位置ずれ量検出方式としての制御を行うための構成の概要を示すブロック図である。
【図３】各実施形態としての位置ずれ量検出方式としての制御により位置ずれ検出用のパターンを形成、検出する際の動作の概要を示すフローチャートである。
【図４】第１の実施形態における位置ずれ検出パターンである副走査変動の影響測定パターンを例示した図である。
【図５】第１の実施形態としての位置ずれ量検出方式における副走査位置ずれ量変動の影響算出方法を例示した図である。
【図６】第２の実施形態における位置ずれ検出パターンである検出の変動の影響測定パターンを例示した図である。
【図７】第３の実施形態における位置ずれ検出パターンを例示した図である。
【図８】従来の位置ずれ量検出パターンを示す図である。
【図９】従来の位置ずれ量算出方法を示す図である。
【符号の説明】
５  搬送ベルト（無端状移動手段）
６（６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６ＢＫ）  画像形成部
９（９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９ＢＫ）  感光体ドラム（画像担持体）
１１  露光器
１７，１８，１９  センサ（光学検出手段）
２０  クリーニング手段
１０２  位置ずれ量算出手段
１０３  位置ずれ量補正手段
【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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