(57)【要約】【課題】カラー画像を形成する機構を備えた画像形成装置において、各色の位置ずれ量を精度よく検出して位置ずれ量を正確に補正し得るようにする。【解決手段】一定方向に移動する位置ずれ量検出パターンをセンサで検出して画像形成の位置ずれ量を検出する場合において、ユニットパターンを複数配置したユニットパターン群を一定の配置間隔で配置し、各ユニットパターンは、基準色パターン及びカラーパターンを互いに平行かつユニットパターン群毎に異なる大きさでずらして重ね、そのユニットパターンの配列ラインがセンサと位置ずれ量検出パターンの相対移動によるトレースラインと一定の交差角度をなすように位置ずれ量検出パターンを形成する。【選択図】　　　図６
2004038013.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザビームを走査して静電潜像を形成する手段と、該手段により形成された静電潜像を現像してトナー画像を形成する手段と、一定方向に移動する像担持体に形成された位置ずれ量検出パターンをセンサで検出して画像形成の位置ずれ量を検出する手段を備えた画像形成装置であって、
前記位置ずれ量検出パターンの配列ラインが、前記センサと前記位置ずれ量検出パターンとの相対移動によるトレースラインと一定の交差角度をなすことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
レーザビームを走査して静電潜像を形成する手段と、該手段により形成された静電潜像を現像してトナー画像を形成する手段と、一定方向に移動する像担持体に形成された位置ずれ量検出パターンをセンサで検出して画像形成の位置ずれ量を検出する手段を備えた画像形成装置であって、
前記位置ずれ量検出パターンは、ユニットパターンを複数配置して構成され、該ユニットパターンが、基準色の画像形成位置を規定する基準色パターン及び該基準色と異なる色の画像形成位置を規定するカラーパターンが互いに平行でかつずれて重なり、前記ユニットパターンの配列ラインが、前記センサと前記位置ずれ量検出パターンとの相対移動によるトレースラインと一定の交差角度をなすことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
前記位置ずれ量検出パターンは、その移動方向と異なる方向に前記ユニットパターンを複数配置したユニットパターン群をその移動方向に沿って一定の配置間隔で配置して構成され、かつ、該ユニットパターン群毎に前記基準色パターンに対する前記カラーパターンのずれが異な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】
レーザビームを走査して静電潜像を形成する手段と、該手段により形成された静電潜像を現像してトナー画像を形成する手段と、一定方向に移動する像担持体に形成された位置ずれ量検出パターンをセンサで検出して画像形成の位置ずれ量を検出する手段を備えた画像形成装置であって、
前記位置ずれ量検出パターンは、その移動方向と異なる方向にユニットパターンを複数配置して構成され、
該ユニットパターンは、基準色の画像形成位置を規定する基準色パターンと該基準色と異なる色の画像形成位置を規定するカラーパターンとが互いに平行でなくずれて重なり、かつ前記基準色パターンの配列ラインが、前記センサと前記位置ずれ量検出パターンとの相対移動によるトレースラインと一定の交差角度をなすことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
前記基準色パターン及び前記カラーパターンが幅Ｗで形成され、かつ前記各ユニットパターンの配置間隔がＷであることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか一項記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記位置ずれ量検出パターンは前記ユニットパターンの配列ラインが前記トレースラインと第１の交差角度をなす第１の検出パターン群と、該配列ラインが第２の交差角度をなす第２の検出パターン群とからなることを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記第１の検出パターン群と、前記第２の検出パターン群とが前記トレースラインに沿って連続して配置されていることを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記第１の検出パターン群と、前記第２の検出パターン群とが前記トレースラインに対して並列に配置されていることを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記画像形成の位置ずれ量のうち、主走査方向の位置ずれ量が、前記第１の検出パターン群の検出結果と前記第２の検出パターン群の検出結果の差から求まり、副走査方向の位置ずれ量が、前記第１の検出パターン群の検出結果と前記第２の検出パターン群の検出結果の和から求まるように構成されていることを特徴とする請求項６乃至８のいずれか一項記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記センサが、前記第１の検出パターン群を検出する第１のセンサと、前記第２の検出パターン群を検出する第２のセンサとからなることを特徴とする請求項８記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記位置ずれ量検出パターンが、
前記基準色パターン及び前記カラーパターンの幅がそれぞれ前記センサの位置ずれ量検出可能範囲以上の大きさを有し、該基準色パターンに対するカラーパターンのずれの大きさが前記位置ずれ量検出可能範囲の半分であり、かつ該基準色パターンに対するカラーパターンのずれの方向が互いに相違する第１及び第２の前記ユニットパターンと、
前記基準色パターン及び前記カラーパターンの幅が前記センサの位置ずれ量検出可能範囲以上の大きさを有し、該基準色パターンに対するカラーパターンのずれの大きさが前記位置ずれ量検出可能範囲の半分であり、かつ前記第１及び第２の前記ユニットパターンと異なる方向に配置された第３の前記ユニットパターンとから構成されてい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１２】
レーザビームを走査して静電潜像を形成する手段と、該手段により形成された静電潜像を現像してトナー画像を形成する手段と、一定方向に移動する像担持体に形成された位置ずれ量検出パターンをセンサで検出して画像形成の位置ずれ量を検出する手段を備えた画像形成装置であって、
前記センサを前記位置ずれ量検出パターンの移動する方向と異なる方向に移動させるセンサ移動手段を設け、
前記位置ずれ量検出パターンの配列ラインが、前記センサ移動手段により移動する前記センサと前記位置ずれ量検出パターンとの相対移動によるトレースラインと一定の交差角度をなすことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
前記センサの前記位置ずれ量検出パターンを検出するサンプリング周期を前記位置ずれ量検出パターンの搬送周期と異ならせたことを特徴とする請求項１乃至９、１１及び１２のいずれか一項記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記センサのサンプリング周期が前記位置ずれ量検出パターンの搬送周期よりも短いことを特徴とする請求項１３記載の画像形成装置。
【請求項１５】
前記交差角度が４５度に設定されていることを特徴とする請求項１乃至５及び１１乃至１４のいずれか一項記載の画像形成装置。
【請求項１６】
前記基準色パターンがブラックの画像形成位置を規定し、前記カラーパターンがシアン、マゼンタ、イエローのうちのいずれかの色の画像形成位置を規定することを特徴とする請求項２乃至１５のいずれか一項記載の画像形成装置。
【請求項１７】
請求項１乃至１６のいずれか一項記載の画像形成装置において、
前記位置ずれ量検出パターンが、前記センサが検出するビームスポットの大きさよりも広い範囲に形成されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１８】
レーザビームの走査により静電潜像を形成してその形成された静電潜像を現像してトナー画像を形成し、一定方向に移動する像担持体に形成された位置ずれ量検出パターンをセンサで検出して画像形成の位置ずれ量を検出する画像形成の位置ずれ量検出方法であって、
前記位置ずれ量検出パターンを、その配列ラインが前記センサと前記位置ずれ量検出パターンの相対移動によるトレースラインと一定の交差角度をなすように形成して、前記センサで検出することを特徴とする画像形成の位置ずれ量検出方法。
【請求項１９】
レーザビームの走査により静電潜像を形成してその形成された静電潜像を現像してトナー画像を形成し、一定方向に移動する像担持体に形成された位置ずれ量検出パターンをセンサで検出して画像形成の位置ずれ量を検出する画像形成の位置ずれ量検出方法であって、
前記位置ずれ量検出パターンを、ユニットパターンを複数配置したユニットパターン群を一定の配置間隔で配置し、前記各ユニットパターンは、基準色の画像形成位置を規定する基準色パターン及び該基準色と異なる色の画像形成位置を規定するカラーパターンを互いに平行かつ前記ユニットパターン群毎に異なる大きさでずらして重ね、該ユニットパターンの配列ラインが前記センサと前記位置ずれ量検出パターンの相対移動によるトレースラインと一定の交差角度をなすように形成して、前記センサで検出することを特徴とする画像形成の位置ずれ量検出方法。
【請求項２０】
レーザビームの走査により静電潜像を形成してその形成された静電潜像を現像してトナー画像を形成し、一定方向に移動する像担持体に形成された位置ずれ量検出パターンをセンサで検出して画像形成の位置ずれ量を検出する画像形成の位置ずれ量検出方法であって、
前記位置ずれ量検出パターンを、その配列ラインが、前記センサと前記位置ずれ量検出パターンの相対移動によるトレースラインと一定の交差角度をなすように形成し、前記センサを前記位置ずれ量検出パターンと異なる方向に移動させてその位置ずれ量検出パターンを検出することを特徴とする画像形成の位置ずれ量検出方法。
【請求項２１】
前記センサの前記位置ずれ量検出パターンを検出するサンプリング周期と、前記位置ずれ量検出パターンの搬送周期とを異ならせることを特徴とする請求項１８乃至２０のいずれか一項記載の画像形成の位置ずれ量検出方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電子写真方式を用いてカラー画像を形成する複写機、プリンタ等の画像形成装置の、各色の位置ずれ量を精度よく検出する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等の電子写真方式を用いて画像を形成する画像形成装置には、カラー画像（多色画像ともいう）を形成できるものがある。カラー画像形成装置では、シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ），ブラック（Ｂ）の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、画像の書込光学系と像担持体とを各色毎に１セットづつ備えた（４連）タンデム型の画像形成装置の場合は、各色の画像がそれぞれ別の書込光学系と像担持体で形成されるため、特に重要な課題である。
カラー画像形成装置の画像位置ずれを補正する技術に関して、従来、例えば特開平１１−２３１５８６号公報や、特開平１１−８４９７８号公報に開示されている技術がある。特開平１１−２３１５８６号公報に記載されている技術は、転写ベルト上に形成されたレジストマークを検出して求めた相対的な位置ずれ量に基づき書込み位置を補正する場合において、レジストマーク転写面の走行速度の変動量を検出して得た真の位置ずれ量を求めて書込位置を補正するというものである。また、特開平１１−８４９７８号公報に開示されている技術は、レジストパターンの横線及び斜め線を検出してパターンの位置を確定し、パターンの位置を比較し各パターンのずれ量を検出することによって、画像形成位置を補正するというものである。
【０００３】
カラー画像形成装置の画像位置ずれを補正する従来技術として、転写ベルト等の像担持体に位置ずれ量の検出を目的とするパターン（位置ずれ量検出パターン）を書込み形成して、そこから反射される光をセンサで読取ることにより、各色のパターンを形成する際に生じた位置ずれ量を検出し、その検出値により書込みタイミングを補正するという技術がある。この従来技術の一例として、次のような技術がある。図２４は、従来の位置ずれ量検出パターンの要部を模式的に示す平面図である。図に示すように、従来の位置ずれ量検出パターン５００は幅Ｗ１、間隔Ｗ１で配置したブラックの画像形成位置を規定するブラックパターン５０１の下に、その他の色（シアン、マゼンタ又はイエロー）の画像形成位置を規定する同じく幅Ｗ１のカラーパターン５０２，５０３，５０４を間隔Ｗ１で配置するとともに、各カラーパターン５０２，５０３，５０４のブラックパターン５０１に対するずれ部Ｄを大きさが０，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，・・・と直線的に変化するようにして形成したものである（ずれ部Ｄが０の場合はブラックパターン５０１の下にいずれかのカラーパターン５０２，５０３，５０４がずれなく重なった状態である）。なお、図示の都合上、図２４では、各パターンは長さの短い短冊状に形成されているが、実際は長さの長い帯状に形成されている。
この位置ずれ量検出パターン５００をセンサの読取り方向に色毎に順に並べて配列し、各検出パターンの出力より位置ずれ量を求める。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来、位置ずれ量検出パターン５００をセンサで読取って位置ずれ量を検出する場合には次のような問題があった。
位置ずれ量検出パターン５００をセンサで読取る場合、位置ずれ量検出パターン５００が転写ベルトとともに副走査方向に移動するため、センサは位置ずれ量検出パターン５００に対して相対的にみて副走査方向に移動する。その場合、センサには、位置ずれ量検出パターン５００から反射された光が入力するが、このセンサが光を入力する光の取り込み口側（受光側）から光の入力側（発光側）をみたときの光ビームスポットを考える。この光ビームスポットの形状は、主にセンサのアパーチャに左右されるため、以下ではこの光ビームスポット形状を実効的にセンサのアパーチャの形状と考え、「実効アパーチャ」とする。
【０００５】
従来の画像形成装置の場合、副走査方向に移動する位置ずれ量検出パターン５００に対してセンサ（実効アパーチャ）は相対的に移動するから、図２５に示すように位置ずれ量検出パターン５００上に破線で示す実効アパーチャ５５０の軌跡を考えることができる（実際には、位置ずれ量検出パターン５００が高速で図面の上方向に移動しているため、実効アパーチャ５５０の軌跡は高速で図面の下方向に移動している）。この実効アパーチャ５５０が相対的に移動する際に実効アパーチャ５５０の内側を位置ずれ量検出パターン５００が通過する恰好になり、それによりセンサが位置ずれ量検出パターン５００を検出することになる。
【０００６】
センサの検出値により位置ずれ量を検出する場合は、図２７に示すグラフにおいて、各センサ出力からその値に応じたずらし量をプロットしていき、そのプロットした点を結ぶ直線ｔを得てその直線ｔがＸ軸上で交差する点Ｇを求め、その点Ｇと原点との距離Ｌにより位置ずれ量Ｕを求める。しかし、上述のように実効アパーチャ５５０が位置ずれ量検出パターン５００上を相対的に移動する場合、実効アパーチャ５５０の形状が円形であるため、位置ずれ量検出パターン５００が実効アパーチャ５５０の端部にかかるとき（実効アパーチャ５５０の端部を位置ずれ量検出パターン５００が通過する）は、図２６に示すように、カラーパターン５０２のずれ部Ｄにおいて、その一部に実効アパーチャ５５０にキャッチされない欠落部Ｘが形成されてしまい、ずれ部Ｄが直線的に増加しないことになってしまう。そうすると、センサ出力の変化により得られる直線の傾きが直線ｔ´のように変わってしまい、Ｘ軸上で交差する点Ｈが点Ｇと異なる位置になり、その結果、位置ずれ量が上述の位置ずれ量Ｕと異なる値になってしまう。こうなると、画像形成位置の位置ずれ量が正確に検出されなくなり、カラー画像の色ずれを起こすおそれがある。
【０００７】
また、位置ずれ量検出パターン５００は、転写ベルト等の像担持体とともに高速で移動しているため、像担持体の運動中の機械的な要因、例えば転写ベルトの搬送中の揺動などにより、像担持体が決められた位置からわずかながら移動するおそれがあり、そうなると、実効アパーチャ５５０の位置ずれ量検出パターン５００に対する相対位置が実効アパーチャ５５０Ａ，５５０Ｂのように変動してしまう（図２４参照）。このことも、位置ずれ量の正確な検出に支障を来たすものであるため、画像形成の位置ずれ量が正確に検出されなくなる一因になるおそれがあった。
【０００８】
この発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、カラー画像を形成する機構を備えた画像形成装置において、各色の位置ずれ量を精度よく検出して位置ずれ量を正確に補正し得るようにすることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記の目的を達成するため、レーザビームを走査して静電潜像を形成する手段と、該手段により形成された静電潜像を現像してトナー画像を形成する手段と、一定方向に移動する像担持体に形成された位置ずれ量検出パターンをセンサで検出して画像形成の位置ずれ量を検出する手段を備えた画像形成装置であって、上記位置ずれ量検出パターンの配列ラインが、上記センサと上記位置ずれ量検出パターンとの相対移動によるトレースラインと一定の交差角度をなす画像形成装置を特徴とする。
この画像形成装置は、ずれ部の大きさが連続するユニットパターンが実効アパーチャの内側を留まることなく次々に通過し、実効アパーチャの周縁部分を固定的に通過するユニットパターンが発生するようなことはない。
【００１０】
また、画像形成装置は、レーザビームを走査して静電潜像を形成する手段と、該手段により形成された静電潜像を現像してトナー画像を形成する手段と、一定方向に移動する像担持体に形成された位置ずれ量検出パターンをセンサで検出して画像形成の位置ずれ量を検出する手段を備えた画像形成装置であって、上記位置ずれ量検出パターンは、ユニットパターンを複数配置して構成され、そのユニットパターンが、基準色の画像形成位置を規定する基準色パターン及びその基準色と異なる色の画像形成位置を規定するカラーパターンが互いに平行でかつずれて重なり、上記ユニットパターンの配列ラインが、上記センサと上記位置ずれ量検出パターンとの相対移動によるトレースラインと一定の交差角度をなす画像形成装置としてもよい。
【００１１】
この画像形成装置も、実効アパーチャの内側をずれ部の大きさが連続するユニットパターンが留まることなく次々に通過し、実効アパーチャの周縁部分を固定的に通過するユニットパターンが発生するようなことはない。
この画像形成装置は、上記位置ずれ量検出パターンがその移動方向と異なる方向にユニットパターンを複数配置したユニットパターン群をその移動方向に沿って一定の配置間隔で配置して構成され、かつ、そのユニットパターン群毎に上記基準色パターンに対する上記カラーパターンのずれが異なるとよい。
また、レーザビームを走査して静電潜像を形成する手段と、その手段により形成された静電潜像を現像してトナー画像を形成する手段と、一定方向に移動する像担持体に形成された位置ずれ量検出パターンをセンサで検出して画像形成の位置ずれ量を検出する手段を備えた画像形成装置であって、上記位置ずれ量検出パターンは、その移動方向と異なる方向にユニットパターンを複数配置して構成され、そのユニットパターンは、基準色の画像形成位置を規定する基準色パターンとその基準色と異なる色の画像形成位置を規定するカラーパターンとが互いに平行でなくずれて重なりかつ上記基準色パターンの配列ラインが、上記センサと上記位置ずれ量検出パターンとの相対移動によるトレースラインと一定の交差角度をなす画像形成装置でもよい。
【００１２】
この画像形成装置では、実効アパーチャの内側をずれ部の大きさが連続するユニットパターンが留まることなく次々に通過し、実効アパーチャの周縁部分を固定的に通過するユニットパターンが発生するようなことはないが、１つのブラックパターンに対するカラーパターンのずれ部の量が漸次変化するように形成しているから、ずれ部の連続的変化検出にユニットパターン群を複数設けることを要しない。
上記画像形成装置では、上記基準色パターン及びカラーパターンが幅Ｗで形成されかつ上記各ユニットパターンの配置間隔がＷであるとよい。この場合は、基準色パターン及びカラーパターンその両者をずれがなく重ねて形成すれば容易にかつ確実にずれ部Ｄを０にでき、カラーパターンの幅を最大限利用してずれ部を０から直線的に変化させることができる。
【００１３】
また、上記位置ずれ量検出パターンは上記ユニットパターンの配列ラインが上記トレースラインと第１の交差角度をなす第１の検出パターン群と、その配列ラインが第２の交差角度をなす第２の検出パターン群とからなるとよい。
上記第１の検出パターン群と、上記第２の検出パターン群とが上記トレースラインに沿って連続して配置されているとよく、トレースラインに対して並列に配置されていてもよい。
また、上記画像形成の位置ずれ量のうち、主走査方向の位置ずれ量が、上記第１の検出パターン群の検出結果と上記第２の検出パターン群の検出結果の差から求まり、副走査方向の位置ずれ量が、上記第１の検出パターン群の検出結果と上記第２の検出パターン群の検出結果の和から求まるように構成されているようにすることができる。
【００１４】
上記センサが、上記第１の検出パターン群を検出する第１のセンサと、上記第２の検出パターン群を検出する第２のセンサとからなるとよい。
そして、上記位置ずれ量検出パターンが、上記基準色パターン及び上記カラーパターンの幅がそれぞれ上記センサの位置ずれ量検出可能範囲以上の大きさを有し、その基準色パターンに対するカラーパターンのずれの大きさが上記位置ずれ量検出可能範囲の半分であり、かつその基準色パターンに対するカラーパターンのずれの方向が互いに相違する第１及び第２の前記ユニットパターンと、上記基準色パターン及び上記カラーパターンの幅が上記センサの位置ずれ量検出可能範囲以上の大きさを有し、その基準色パターンに対するカラーパターンのずれの大きさが上記位置ずれ量検出可能範囲の半分であり、かつ上記第１及び第２の上記ユニットパターンと異なる方向に配置された第３の上記ユニットパターンとから構成されていてもよい。
【００１５】
この位置ずれ量検出パターンによれば、位置ずれがずれ部の最大値以下に収まり、しかも、ユニットパターンの配置間隔を上回ることもないから、位置ずれ量をその大きさ如何を問わず正確に検出できる。また、ずれ部の大きさの概略値を求めることができる。
そしてこの発明は、レーザビームを走査して静電潜像を形成する手段と、該手段により形成された静電潜像を現像してトナー画像を形成する手段と、一定方向に移動する像担持体に形成された位置ずれ量検出パターンをセンサで検出して画像形成の位置ずれ量を検出する手段を備えた画像形成装置であって、上記センサを上記位置ずれ量検出パターンの移動する方向と異なる方向に移動させるセンサ移動手段を設け、上記位置ずれ量検出パターンの配列ラインが、上記センサ移動手段により移動する上記センサと上記位置ずれ量検出パターンとの相対移動によるトレースラインと一定の交差角度をなす画像形成装置を提供する。
【００１６】
この画像形成装置は、位置ずれ量検出センサを移動させてこれと位置ずれ量検出パターンを相対移動させることによりトレースラインを形成し、位置ずれ量検出パターンの配列ラインと一定の交差角度をなすようにする。
上記画像形成装置では、上記センサの上記位置ずれ量検出パターンを検出するサンプリング周期を上記位置ずれ量検出パターンの搬送周期と異ならせることがよい。また、そのサンプリング周期が上記位置ずれ量検出パターンの搬送周期よりも短いとよい。こうすると、ずれが異なるユニットパターンを確実に検出できて、サンプリング周期を搬送周期よりも短いと、細かく検出できるようになり、位置ずれ量検出の精度を高めることができる。
また、上記交差角度が４５度に設定されているとよい。主走査、副走査方向それぞれにおいて、検出範囲及び検出感度を均等に設定することができる。
上記基準色パターンがブラックの画像形成位置を規定し、上記カラーパターンがシアン、マゼンタ、イエローのうちのいずれかの色の画像形成位置を規定するように構成されているとよい。パターンの形成が容易になる。
また、位置ずれ量検出パターンが、上記センサが検出するビームスポットの大きさよりも広い範囲に形成されているとよい。こうすると、位置ずれ量検出が確実に行える。
【００１７】
そして、この発明は、レーザビームの走査により静電潜像を形成してその形成された静電潜像を現像してトナー画像を形成し、一定方向に移動する像担持体に形成された位置ずれ量検出パターンをセンサで検出して画像形成の位置ずれ量を検出する画像形成の位置ずれ量検出方法であって、上記位置ずれ量検出パターンを、その配列ラインが上記センサと上記位置ずれ量検出パターンの相対移動によるトレースラインと一定の交差角度をなすように形成して、前記センサで検出する画像形成の位置ずれ量検出方法を提供する。
この画像形成の位置ずれ量検出方法によれば、実効アパーチャの内側をずれ部の大きさが連続するユニットパターンが留まることなく次々に通過し、実効アパーチャの周縁部分を固定的に通過するユニットパターンが発生することはない。
【００１８】
また、レーザビームの走査により静電潜像を形成してその形成された静電潜像を現像してトナー画像を形成し、一定方向に移動する像担持体に形成された位置ずれ量検出パターンをセンサで検出して画像形成の位置ずれ量を検出する画像形成の位置ずれ量検出方法であって、上記位置ずれ量検出パターンを、ユニットパターンを複数配置したユニットパターン群を一定の配置間隔で配置し、上記各ユニットパターンは、基準色の画像形成位置を規定する基準色パターン及びその基準色と異なる色の画像形成位置を規定するカラーパターンを互いに平行かつ上記ユニットパターン群毎に異なる大きさでずらして重ね、そのユニットパターンの配列ラインが上記センサと上記位置ずれ量検出パターンの相対移動によるトレースラインと一定の交差角度をなすように形成して、前記センサで検出する画像形成の位置ずれ量検出方法としてもよい。
【００１９】
さらに、レーザビームの走査により静電潜像を形成してその形成された静電潜像を現像してトナー画像を形成し、一定方向に移動する像担持体に形成された位置ずれ量検出パターンをセンサで検出して画像形成の位置ずれ量を検出する画像形成の位置ずれ量検出方法であって、上記位置ずれ量検出パターンを、その配列ラインが、上記センサと上記位置ずれ量検出パターンの相対移動によるトレースラインと一定の交差角度をなすように形成し、上記センサを上記位置ずれ量検出パターンと異なる方向に移動させて、その位置ずれ量検出パターンを検出する画像形成の位置ずれ量検出方法としてもよい。
いずれの場合も、上記センサの上記位置ずれ量検出パターンを検出するサンプリング周期と、上記位置ずれ量検出パターンの搬送周期とを異ならせるとよい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
（１）カラープリンタ１の構成
図１はこの発明による画像形成装置であるカラープリンタ１の概略の構成を示す図である。
カラープリンタ１は、本体内に現像装置１０と、光走査ユニット１６と、中間転写ベルト１８と、定着ユニット２４と、搬送ユニット３３と、給紙トレイ３４とを備え、その周囲にレジストローラ対２３、繰出ローラ３５、位置ずれ量検出センサ４０及びコントロールユニット６０を配置して構成されている。
現像装置１０は、Ｂｌａｃｋ（Ｂ），Ｃｙａｎ（Ｃ），Ｍａｇｅｎｔａ（Ｍ），Ｙｅｌｌｏｗ（Ｙ）の各色ごとに個別の現像ユニットを有し、各現像ユニットが除電及び帯電ユニット１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙと、現像ユニット１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｍ，１３Ｙと、感光体ドラム１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｙを有している。
【００２１】
光走査ユニット１６は、図２及び図３に示すように、半導体レーザ５１と、コリメートレンズ５２と、アパーチャ５３と、シリンドリカルレンズ５４とを各色毎に設け、第１，第２のミラー５ａ，５ｂからなるポリゴンミラー５を中心に、Ｆθレンズ６と、補正用レンズ７と、色毎の反射ミラー９Ｂ，９Ｃ，９Ｍ，９Ｙと、受光センサ１０ａ，１０ｂと、受光レンズ１４ａ，１４ｂと、反射ミラー７３と、ミラー８１，８２，８３とを有している。
中間転写ベルト１８は、ローラ１９に掛け渡されていて、そのローラ１９の回転運動に伴い周回運動をして移動する。また、この中間転写ベルト１８には、後述する位置ずれ量検出パターンが形成されている。さらに、中間転写ベルト１８の周囲には転写ローラ２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｍ，２１Ｙが設けられている。
【００２２】
続いて、カラープリンタ１のプリント動作について説明すると、以下のようになる。カラープリンタ１は、プリント動作を開始すると、感光体ドラム１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｙを矢印方向に周動させながらその表面を除電及び帯電ユニット１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙによって一様に帯電させる。そして、図示しないホストコンピュータ等から送られてくる画像形成信号が光走査ユニット１６に入力されると、その画像形成信号のカラー画像に対応する複数色の画像データを画像処理して各色の半導体レーザ５１がレーザビームＬＢ，ＬＣ，ＬＭ，ＬＹを出力する。レーザビームＬＢ，ＬＣ，ＬＭ，ＬＹは、コリメートレンズ５２と、アパーチャ５３と、シリンドリカルレンズ５４とを通過して所定の回転速度で回転しているポリゴンミラー５にその左右両側から入射する。
【００２３】
ポリゴンミラー５は第１，第２のミラー５ａ，５ｂによって、それぞれレーザビームＬＣ及びＬＹ、ＬＢ及びＬＭを周期的に偏向させてＦθレンズ６に入力する。すると、偏向されたレーザビームＬＣ及びＬＹと、ＬＢ及びＬＭがそれぞれ等角運動から等速運動へと変換されるとともに、補正用レンズ７による面倒補正が行われ、さらに、ミラー８１，８２，８３により角度を変えられて副走査方向に回転運動をする感光体ドラム１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｙの表面に所定径のビームスポットを形成して各色の画像が書込みされ、Ｂ，Ｃ，Ｍ，Ｙの色ごとの静電潜像が形成される。
【００２４】
そして、現像装置１０の各現像ユニット１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｍ，１３Ｙが各色の静電潜像をそれぞれの色のトナーで現像して、Ｂ，Ｃ，Ｍ，Ｙのトナー画像が感光体ドラム１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｙの表面に形成される。これと並行して中間転写ベルト１８がローラ１９の回転に伴い周回運動をしていて、さらに、用紙３９が繰出ローラ３５により繰り出され、給紙トレイ３４から給紙されてレジストローラ対２３において一旦停止し、各色の画像の先端部が所定の転写位置に到達するようにタイミングをとって再給紙される（レジスト再給紙）。この再給紙された用紙に、各色のトナー画像が転写ローラ２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｍ，２１Ｙの静電力によって順次転写され、これによりカラー画像が得られる。この各色のトナー画像を多重転写された用紙は、定着ユニット２４に送り込まれ、そこで定着ローラ２５によりカラー画像が定着された後、排紙トレイ３０に排紙される。
【００２５】
（２）画像形成の位置ずれ量検出手順の第１の実施の形態
カラープリンタ１では、以下に説明する位置ずれ量検出パターンを中間転写ベルト１８に書込み形成して、位置ずれ量検出センサ４０がこの位置ずれ量検出パターンから反射される光を読取って出力する信号から、画像形成（パターンの形成）に内在する位置ずれ量を算出し、その算出結果から位置ずれを補正する。
ａ）中間転写ベルトと位置ずれ量検出センサとの配置関係
図４は、中間転写ベルト１８と位置ずれ量検出センサ４０との配置関係を示す平面図である。位置ずれ量検出センサ４０は、３つのユニットセンサ４０ａ，４０ｂ，４０ｃを有している。各ユニットセンサ４０ａ，４０ｂ，４０ｃは、それぞれ検出を管轄するエリアが異なっていて、ユニットセンサ４０ａ，４０ｃは中間転写ベルト１８の周回運動による進行方向ａからみて左右両側（両端部）を検出するように配置され、ユニットセンサ４０ｂはその中間のエリアを検出するように配置されている。図５は、ユニットセンサ４０ｂと、それにより検出される位置ずれ量検出パターン１００の要部とを図示した平面図である。
【００２６】
ｂ）位置ずれ量検出パターンの構成
図６は、第１の位置ずれ量検出パターンである位置ずれ量検出パターン１００を構成する第１の検出パターン群１００Ａの要部を模式的に示す平面図である。
第１の検出パターン群１００Ａは、中間転写ベルト１８が回転しながら周回運動をして移動するその進行方向（副走査方向）ａと異なる方向（主走査方向）ｂに沿ってユニットパターン１０１を一定の幅Ｗ１の配置間隔で複数（図面では４つ）配置したユニットパターン群９０，９１，９２・・・が一定の配置間隔Ｗ３で配置された構成を有している。
ユニットパターン１０１は、基準色（以下の説明では、ブラックを基準色とするが基準色はブラックには限定されるものではなく、その他の色を基準色に設定してもよい）で作成され、その基準色の画像形成位置を規定するためのブラックパターン１０２と、シアン、マゼンタ又はイエローのいずれかの色で作成され、その色の画像形成位置を規定するカラーパターン１０３とからなっている。
【００２７】
ユニットパターン１０１は、ブラックパターン１０２とカラーパターン１０３とが互いに平行であり、かつユニットパターン群９０，９１，９２・・・毎に異なる大きさでずれて重なって、各ユニットパターンの配列にそって形成される配列ライン１０８が、進行方向ａと一定の交差角度α（図面ではプラス４５度に設定しているがプラス４５度には限定されない。３０度、６０度でもよい。プラスは時計回りを意味する）をなすように配置して形成する。なお、図示の都合上、ユニットパターン１０１は長さの短い短冊状に形成されているが、実際は長さの長い帯状に形成する。
【００２８】
ユニットパターン１０１を構成するブラックパターン１０２と、カラーパターン１０３とは、ともに短手辺の長さ（幅）が配置間隔と同じＷ１で、長手辺の長さがＷ２である同じ形状に形成し、このブラックパターン１０２とカラーパターン１０３とのずれ部Ｄを、ユニットパターン群毎にその大きさが直線的（増加又は減少量が一定）に変化するようにして形成する。つまり、ユニットパターン１０１は、ずれ部Ｄが、ユニットパターン群９０，９１，９２・・・の順にＤ０，Ｄ１，Ｄ２・・・の順に変化したとき、このＤ０，Ｄ１，Ｄ２・・・の差が一定になるようにする。なお、ずれ部Ｄは、ずれの方向をブラックパターン１０２に対してカラーパターン１０３を右側又は左側にずらすことにより、その符号をプラス又はマイナスに変化させている。
そして、ユニットパターン群９０，９２の延長上には、ずれ部Ｄを上述の要領で変化させながらユニットパターン１０１を配置して、別のユニットパターン群を形成し、ユニットパターン群９０，９１，９２を含むこれらのユニットパターン群により、第１の検出パターン群１００Ａを形成している。
【００２９】
位置ずれ量検出パターン１００は、図８に示すように、この第１の検出パターン群１００Ａと後述する第２の検出パターン群１００Ｂとを進行方向ａに沿って連続して配置している。位置ずれ量検出パターン１００は、シアン、マゼンタ又はイエローの色毎に設けてあり（つまり、３つ設けられている）、それぞれがカラーパターン１０３を構成する各色の画像形成位置を規定する専用のパターンになっている。また、各位置ずれ量検出パターン１００は、ユニットセンサ４０ｂによって精度良く検出し得るように、ユニットセンサ４０ｂからみた実効アパーチャ４５よりも十分広い範囲に形成する。
【００３０】
第１の検出パターン群１００Ａは、上述の各ユニットパターン群９０，９１，９２・・・から構成されているが、第２の検出パターン群１００Ｂは、図７に示すように、ユニットパターンの配列ラインが、進行方向ａと交差角度β（図面ではマイナス４５度に設定しているが−４５度には限定されない。マイナスは半時計回りを意味する）をなしているほかは同様の構成を有している。この第２の検出パターン群１００Ｂを構成するユニットパターン１０１は、ブラックパターン１０２及びカラーパターン１０３が、第１の検出パターン群１００Ａのブラックパターン１０２及びカラーパターン１０３と直交している。
【００３１】
この発明による画像形成装置では、上述の位置ずれ量検出パターン１００の代わりには、図９に示す位置ずれ量検出パターン１１０を形成してもよい。位置ずれ量検出パターン１１０は、第１の検出パターン群１００Ａと第２の検出パターン群１００Ｂとを進行方向ａに対して並列に配置して形成されている。この位置ずれ量検出パターン１１０を形成するときは、両者をそれぞれ個別に検出する第１のセンサと第２のセンサを設けるのが好ましい。第１の検出パターン群１００Ａと第２の検出パターン群１００Ｂとを同じ１つのセンサで検出するよりも、それぞれにセンサを設けた方が個々のセンサの検出動作が無理なく行われ、検出精度を高めることができて好適である。
【００３２】
上述のブラックパターン１０２と、カラーパターン１０３とは同じ大きさの幅Ｗ１で形成するため、その両者をずれがなく重ねて形成すれば容易にかつ確実にずれ部Ｄの量を絶対値が最も小さい０にすることができる。また、図１０に示すように、ずれのない重なり状態を中心に順次ずれ部Ｄを変化させるとその量（幅）に応じてずれ部Ｄの量を直線的に変化させることが容易かつ確実に行える。
しかし、ブラックパターン１０２とカラーパターン１０３は、両者のずれ部Ｄの量がユニットパターン群毎に直線的に変化するように重なっていればよく、図１１に示すように、必ずしも両者の幅が一致していなくてもよい。ここで、図１１（１）はブラックパターン１０２の幅Ｗ１２がカラーパターン１０３の幅Ｗ１３よりも大きい場合、同図（２）はブラックパターン１０２の幅Ｗ１２がカラーパターン１０３の幅Ｗ１３よりも小さい場合である。なお、図１１（１）の場合はずれ部Ｄを変化させてもセンサ出力が変動せず０のままになるケースが発生するおそれがあるが、同図（２）の場合はセンサ出力が０にならずに一定になるケースが発生するおそれがある（図１２参照）。
【００３３】
ブラックパターン１０２及びカラーパターン１０３の幅Ｗ１はユニットパターン１０１の配置間隔と一致している。したがって、図１３に示すように、例えばカラーパターン１０３ａがブラックパターン１０２ａに重なった状態からずれ部Ｄを増やすと、カラーパターン１０３ａは互いに隣接するブラックパターン１０２ａと１０２ｂの両者に重なることなくその間に配置される恰好になり、さらにずれ部Ｄを増やせば、ブラックパターン１０２ａには重ならずにブラックパターン１０２ｂだけに重なるようになる。よって、カラーパターン１０３の幅Ｗ１を最大限利用してずれ部Ｄを０から直線的に変化させることができ、ずれ部Ｄの量を直線的に変化させるためのブラックパターン１０２とカラーパターン１０３の配置を容易に決めることができる。
もちろん、ブラックパターン１０２及びカラーパターン１０３の幅Ｗ１はユニットパターン１０１の配置間隔と一致していなくてもよく、例えば、図１４（１）に示すように、幅Ｗ１よりも狭いＷ１４としてもよく、同図（２）に示すように幅Ｗ１よりも広いＷ１５としてもよい。前者の場合はカラーパターン１０３ａがずらし方によっては互いに隣接するブラックパターン１０２ａと１０２ｂの両者に重なることがあるが、後者は逆にそのいずれにも重ならない場合が存在し得る。
【００３４】
ｃ）画像形成の位置ずれ量検出手順
次に、カラープリンタ１において、上述した位置ずれ量検出パターン１００を形成して画像形成の位置ずれ量を検出する手順について説明する。なお、以下の説明では、ユニットセンサ４０ｂにより位置ずれ量を検出する場合を例にとって説明する。
画像形成の位置ずれ量の検出は、図１５のフローチャートに示す手順で行われる。この位置ずれ量の検出は、コントロールユニット６０に設けられたＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ：中央処理装置）が制御していて、そのＣＰＵは、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）に記憶されているプログラムにしたがい制御処理を実行している。この場合、ＣＰＵは図１６に示すように位置ずれ量算出手段６１、位置ずれ量補正手段６２として作動するとともに、光走査ユニット１６を位置ずれ量検出パターン印刷手段６３、書込み手段６４として作動させる。なお、図１５は画像形成の位置ずれ量検出の手順を示すフローチャートであり、図１６は画像形成の位置ずれ量検出処理に対応した画像形成装置の機能ブロック図である。図１５ではステップをＳと略記している。
【００３５】
ＣＰＵは位置ずれ量検出処理を開始するとステップ１に進み、光走査ユニット１６を位置ずれ量検出パターン印刷手段６３として作動させ、位置ずれ量検出パターン１００を上述のようにして中間転写ベルト１８上に書込みして形成する。
続くステップ２では、ユニットセンサ４０ｂが位置ずれ量検出パターン１００から反射される光を読取って出力する信号をＣＰＵに入力し、ステップ３では、ＣＰＵが位置ずれ量算出手段６１として作動して、ステップ２でユニットセンサ４０ｂが読取った結果から画像形成（パターンの形成）に内在する位置ずれ量を算出する。この位置ずれ量の算出は、従来と同様、図２７に示すように、各センサ出力からその値に応じたずらし量をプロットしていき、そのプロットした点を結ぶ直線ｔを得てその直線ｔがＸ軸上で交差する点Ｇを求め、その点Ｇと原点との距離Ｌに対応する位置ずれ量Ｚ１，Ｚ２を求めることによって行われる（Ｚ１は第１の検出パターン群１００Ａの検出結果、Ｚ２は第２の検出パターン群１００Ｂの検出結果から求める）。
そして、Ｚ１（第１の検出パターン群１００Ａの検出結果）の場合は図６において右側のずれを正とし、Ｚ２（第２の検出パターン群１００Ｂの検出結果）の場合は左側のずれを正とすると、主走査方向のずれ部ＤはＺ１−Ｚ２、副走査方向のずれ部Ｄは、Ｚ１＋Ｚ２に比例して求まる。
【００３６】
ここで、ステップ２のユニットセンサ４０ｂによる位置ずれ量検出パターン１００の読取について説明する。
位置ずれ量検出パターン１００は中間転写ベルト１８とともに、ユニットセンサ４０ｂに対して相対的に移動しているから、ユニットセンサ４０ｂは位置ずれ量検出パターン１００に対して、その逆方向に移動していると考えることができる。したがって、ユニットセンサ４０ｂからみた実効アパーチャ４５を考えると図１８に示すように、その実効アパーチャ４５が位置ずれ量検出パターン１００を４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃ，４５Ｄ，４５Ｅ・・・の順に追跡しながら連続して移動することによって、帯状のトレースライン４６を想定することができる。トレースライン４６はユニットセンサ４０ｂ（実効アパーチャ４５）と、位置ずれ量検出パターン１００との相対的な移動（相対移動）によって形成されるものであるが、ユニットセンサ４０ｂは静止し、そのユニットセンサ４０ｂに対して位置ずれ量検出パターン１００が移動しているから、トレースライン４６は進行方向ａと平行に形成される。したがって、ユニットパターン１０１の配列ライン１０８がトレースライン４６と一定の交差角度αをなすことになる。
【００３７】
この場合、実効アパーチャ４５は、その内側をずれ部Ｄの大きさが連続する各ユニットパターン１０１が留まることなく次々に通過し、従来のように、実効アパーチャ４５の周縁部分を固定的に通過するユニットパターン１０１が発生するようなことはない。また、図１９に示すように、ユニットパターン１０１が実効アパーチャ４５を通過する際にキャッチされない欠落部Ｘがその外側に形成されても、実効アパーチャ４５にキャッチされる幅はユニットパターン群ごとに等しいと考えられ、したがって、実効アパーチャ４５内ではずれ部Ｄの大きさが略連続して変化するようになる。
よって、ステップ３において、ＣＰＵが位置ずれ量算出手段６１として作動して位置ずれ量を算出する場合、ずれ部Ｄが連続的に変化するようになるから、ユニットセンサ４０ｂの出力をプロットした際に得られる直線が正しい傾きをもった直線となり、位置ずれ量を精度良く求めることができる。
【００３８】
そして、続くステップ４では、ＣＰＵが位置ずれ量補正手段６２として作動してステップ３で得た位置ずれ量に基づいて位置ずれを補正し、続くステップ５では、書込ユニット７が書込み手段６４として作動して画像の出力が行われ、これをもって一連の処理が終了する。
ところで、以上の説明では、ユニットセンサ４０ｂが位置ずれ量検出パターン１００を検出する際のサンプリング周期については言及していない。しかし、仮にこのサンプリング周期と、位置ずれ量検出パターン１００の移動により得られる搬送周期Ｔ（搬送周期Ｔ＝搬送間隔Ｗ４／位置ずれ量検出パターン１００の進行速度Ｖ）とが一致していると仮定すると（搬送間隔Ｗ４：あるユニットパターン群からそれとずれ部Ｄが同じユニットパターン群までの間隔）、ユニットセンサ４０ｂが、同じずれ部Ｄを有するユニットパターン１０１を検出するようになってしまい、ずれ部Ｄの直線的な変化を検出できないおそれがあるから不都合である。
【００３９】
したがって、サンプリング周期と搬送周期Ｔとを異ならせて、ずれ部Ｄが異なるユニットパターン１０１を確実に検出できるようにするのが好ましい。また、その際には、サンプリング周期を搬送周期Ｔよりも短く（小さく）して各ユニットパターン群を細かく検出できるようにするのがよい。そうすると、ユニットセンサ４０ｂのサンプリングポイントが増えて位置ずれ量算出時の直線を求めるためにプロットする点を増やすことができ、位置ずれ量検出の精度を高めることができる。また、ずれ部Ｄが同じユニットパターン１０１を対象として検出を複数回行うことも可能になり、その場合は各ユニットパターン１０１の検出により得た値から平均値を求めることにより、中間転写ベルト１８の機械的な要因により実効アパーチャ４５の位置ずれ量検出パターン１００に対する相対位置の変動等があっても、その影響を希釈化して、位置ずれ量の検出精度を一層高めることができる。
【００４０】
また、上述の位置ずれ量検出パターン１００では、配列ライン１０８と進行方向ａとの交差角度α，βをプラス４５度、マイナス４５度に設定している。交差角度α、βをこの４５度に設定することによって、進行方向ａ（副走査方向）とその交差方向（主走査方向）の検出範囲及び検出感度を均等に設定することができる。ただし、副走査方向と主走査方向のいずれかを優先させるようにしてもよく、その場合は、交差角度αを４５度以外の角度に設定すればよい。
【００４１】
（３）画像形成の位置ずれ量検出手順の第２の実施の形態
図２０は、第２の位置ずれ量検出パターンである位置ずれ量検出パターン２００の要部を模式的に示す平面図である。
位置ずれ量検出パターン２００は、進行方向ａの交差方向ｂに沿ってユニットパターン２０１を一定の幅Ｗ１の配置間隔で複数（図面では５つ）配置して構成され、位置ずれ量検出パターン１００のように、ユニットパターン群を複数設けることなく形成されている。
ユニットパターン２０１は、基準色で作成され、その基準色の画像形成位置を規定するためのブラックパターン２０２と、シアン、マゼンタ又はイエローのいずれかの色で作成され、その色の画像形成位置を規定するカラーパターン２０３とからなっている。
【００４２】
このユニットパターン２０１は、ブラックパターン２０２とカラーパターン２０３とが互いに平行でなくずれた状態で重なり、かつブラックパターン２０２による配列ライン２０８が進行方向ａと一定の交差角度αをなすように配置されていて、１つのブラックパターン２０２に対するカラーパターン２０３のずれ部Ｄの量がＤ１，Ｄ２，Ｄ３に示すように漸次変化するように形成する。
また、中間転写ベルト１８上には、位置ずれ量検出パターン２００をシアン、マゼンタ又はイエローのそれぞれの色毎に形成し、ユニットセンサ４０ｂからみた実効アパーチャ４５よりも十分に広い範囲に形成する。なお、位置ずれ量検出パターン２００も、位置ずれ量検出パターン１００と同様に、交差角度αはプラス４５度に設定しているがプラス４５度には限定されない。図示の都合上、ユニットパターン２０１は長さの短い短冊状に形成されているが、実際は長さの長い帯状に形成する。また、ブラックパターン２０２と、カラーパターン２０３とは、ともに短手辺の長さ（幅）が配置間隔と同じＷ１で、長手辺の長さがＷ２である同じ形状に形成する（図示の都合上、長手辺の長さがＷ２はユニットパターン１０１の長手辺の長さがＷ２よりも長く形成されている）。
【００４３】
このような位置ずれ量検出パターン２００を形成して画像形成の位置ずれ量を検出するときは、パターンが相違するだけで、位置ずれ量検出パターン１００を形成する場合と同様に図１５に示す手順にしたがう。そして、位置ずれ量検出パターン１００の場合と同様に、ユニットセンサ４０ｂが位置ずれ量検出パターン２００に対し、相対的に逆方向に移動すると考えられるから、両者の相対移動によるトレースラインを想定でき、静止しているユニットセンサ４０ｂに対して位置ずれ量検出パターン１００が移動しているから、そのトレースラインは進行方向ａと平行に形成される。
よって、ユニットパターン２０１の配列ライン２０８がトレースラインと一定の交差角度αをなすことになるから、実効アパーチャ４５の周縁部分を固定的に通過するユニットパターン２０１が発生することはなく、実効アパーチャ４５内ではずれ部Ｄの大きさが略連続して変化するようになり、ずれ部Ｄの連続的な変化によって、位置ずれ量を精度良く求めることができる。
【００４４】
さらに、位置ずれ量検出パターン２００によれば、次のような作用効果を奏する。位置ずれ量検出パターン１００では、位置ずれ量の検出を１回行うためには複数のユニットパターン群を対象に検出を行わねばならないから、検出に用いるパターン全体の長さが長くなる。しかし、位置ずれ量検出パターン２００は、１つのブラックパターン２０２に対するカラーパターン２０３のずれ部Ｄの量が漸次変化するように形成しているから、ずれ部Ｄの連続的変化を検出するためにユニットパターン群を複数設けることを要しない。したがって、位置ずれ量検出パターン２００の全体の長さを短くでき、より長さの短いパターンで位置ずれ量を検出できるから、パターンの読取り時間を短縮でき、パターンの形成に必要なトナーを節約でき、位置ずれ量検出に要する処理時間を短縮することができる。また、ブラックパターン２０２とカラーパターン２０３とが互いに平行でなくずれた状態で重なっているから、１つのブラックパターン２０２を基準にしてずれ部Ｄをプラス、マイナスの双方を設定できる。したがって、位置ずれ量検出パターン１００のように、交差角度が異なるパターンをそれぞれ形成する必要はなく、位置ずれ量検出パターン２００の全体の長さが短くなる。
【００４５】
（４）画像形成の位置ずれ量検出手順の第３の実施の形態
上述の実施の形態では、位置ずれ量検出パターン１００，位置ずれ量検出パターン２００を形成して画像形成の位置ずれ量を検出する手順について説明した。
位置ずれ量検出パターン１００，位置ずれ量検出パターン２００では、ブラックパターンとカラーパターンのずれ部Ｄを大きくしても、ユニットパターンの配置間隔を狭めてずれ部Ｄが隣接するユニットパターンに被る恰好にすると、ずれ部Ｄをそれ以上大きくできなくなる。すると、位置ずれ量の検出可能範囲が頭打ちになり、もしも位置ずれがユニットパターンの配置間隔よりも大きい場合はその位置ずれ量を正しく検出できないおそれがある。その一方で、位置ずれが大きくなることを見込んで配置間隔を広げるという考えもあるが、配置間隔を広げると、ユニットセンサ４０ｂからみた実効アパーチャ４５にキャッチされるユニットパターンの数が少なくなって、今度はユニットセンサ４０ｂの出力が十分に得られなくなるおそれがある。
【００４６】
そこで、第３の実施の形態では、予め想定し得る位置ずれ量の検出可能範囲の最大値（位置ずれ量検出可能範囲Ｗｍａｘ）を考慮して、以下に説明する位置ずれ量検出パターン３００を形成し、位置ずれが広範囲になる場合や、位置合わせ補正可能領域全体の範囲のずれ量を簡略して検出する。
図２２は、第３の位置ずれ量検出パターンである位置ずれ量検出パターン３００の要部を模式的に示す平面図である。
位置ずれ量検出パターン３００は、第１のユニットパターン３０１と、第２のユニットパターン３１０と、第３のユニットパターン３２０とから構成されている。
第１、第２、第３のユニットパターン３０１，３１０，３２０はいずれも基準色で作成され、その基準色の画像形成位置を規定するためのブラックパターン３０２と、シアン、マゼンタ又はイエローのいずれかの色で作成され、その色の画像形成位置を規定するカラーパターン３０３とからなっている。
【００４７】
この第１、第２のユニットパターン３０１，３１０は、ブラックパターン３０２及びカラーパターン３０３の幅Ｗ５がユニットセンサ４０ｂの位置ずれ量検出可能範囲Ｗｍａｘ以上の大きさを有するとともに、ブラックパターン３０２及びカラーパターン３０３のずれ部Ｄの大きさが位置ずれ量検出可能範囲Ｗｍａｘの半分であり、かつブラックパターン３０２に対するカラーパターン３０３のずれの方向が互いに相違するようにし、ブラックパターン３０２の配列ライン３０８が進行方向ａと一定の交差角度α（図示ではプラス４５度）をなすように形成する。第１のユニットパターン３０１では、ブラックパターン３０２に対してカラーパターン３０３を右側にずらし、第２のユニットパターン３１０では、ブラックパターン３０２に対してカラーパターン３０３を左側にずらして形成する。
【００４８】
また、第３のユニットパターン３２０は、ブラックパターン３０２及びカラーパターン３０３の幅がユニットセンサ４０ｂの位置ずれ量検出可能範囲Ｗｍａｘ以上の大きさを有して、ブラックパターン３０２及びカラーパターン３０３のずれ部Ｄの大きさが位置ずれ量検出可能範囲Ｗｍａｘの半分であり、かつ第１、第２のユニットパターン３０１、３１０と異なる方向に配置して形成する。また、ブラックパターン３０２の配列ライン３０８が進行方向ａと一定の交差角度β（図示ではマイナス４５度）をなすように形成する。
そして、この第１、第２、第３のユニットパターン３０１，３１０，３２０を一組にして、それぞれのカラーパターンを構成するシアン、マゼンタ又はイエローのいずれかの色の画像形成位置を規定するパターンとする。その他、位置ずれ量検出パターン３００は、中間転写ベルト１８上にシアン、マゼンタ又はイエローの色毎に形成する点、実効アパーチャ４５より十分広い範囲に形成する点、交差角度αの絶対値が４５度には限定されない点及び第１，第２，第３のユニットパターン３０１，３１０，３２０は帯状に形成する点は、位置ずれ量検出パターン１００，２００と同様である。また、ブラックパターン３０２とカラーパターン３０３は、短手辺及び長手辺の長さ（幅）が同じであり、各ユニットパターンの配置間隔は、その短手辺の長さと同じである（長手辺の長さは図示の都合上、ユニットパターン１０１の長手辺の長さＷ２よりも短くなっている）。
【００４９】
位置ずれ量検出パターン３００を形成して画像形成の位置ずれ量を検出するときは、パターンが相違するだけで、位置ずれ量検出パターン１００，２００を形成する場合と同様に図１５に示す手順にしたがう。そして、位置ずれ量検出パターン１００の場合と同様に、ユニットセンサ４０ｂが位置ずれ量検出パターン３００に対し、相対的に逆方向に移動すると考えられるから、両者の相対移動によるトレースラインを想定でき、また、そのトレースラインは進行方向ａと平行に形成される。
よって、ユニットパターン３０１，３１０，３２０の配列ライン３０８がトレースラインと一定の交差角度αをなすことになるから、実効アパーチャ４５の周縁部分を固定的に通過するユニットパターンが発生することはなく、実効アパーチャ４５内ではずれ部Ｄの大きさが略連続して変化するようになり、ずれ部Ｄの連続的な変化によって、位置ずれ量を精度良く求めることができる。
さらに、位置ずれ量検出パターン３００によると次のような作用効果を奏することになる。
【００５０】
位置ずれ量検出パターン３００は、ブラックパターン３０２及びカラーパターン３０３の幅がユニットセンサ４０ｂの位置ずれ量検出可能範囲Ｗｍａｘ以上の大きさを有しているから、位置ずれはずれ部Ｄの最大値以下に収まり、しかも、ユニットパターンの配置間隔をブラックパターン３０２及びカラーパターン３０３の幅と同じ大きさに設定しているから、位置ずれがユニットパターンの配置間隔を上回ることもない。したがって、位置ずれ量をその大きさ如何を問わず正確に検出できるようになる。
また、ユニットパターンはずれ部Ｄの大きさが位置ずれ量検出可能範囲Ｗｍａｘの半分に設定されている。位置ずれ量検出パターン１００，位置ずれ量検出パターン２００では、ずれ部Ｄの大きさが変化しているので、ずれの大きさを広い範囲に渡って精度良く求められるが、位置ずれ量検出パターン３００の場合はずれ部Ｄの大きさをその平均的な値、すなわち、Ｗｍａｘの半分に設定してその大きさのずれ部Ｄを固定的に検出するようにしてずれ部Ｄの大きさの概略値を求める。こうすると、位置合わせ補正可能領域全体に渡ってずれ部Ｄの概略値を求めることができる。さらに、位置ずれ量検出パターン３００は、第１、第２、第３のユニットパターン３０１，３１０，３２０からなるので、パターンの全長が短く、よって、パターンの読取り時間を短縮でき、パターンの形成に必要なトナーを節約でき、位置ずれ量検出に要する処理時間を短縮することもできる。
【００５１】
一方、第１、第２、第３のユニットパターン３０１，３１０，３２０の出力を順にＡ１，Ａ２，Ａ３とすると、第１、第２のユニットパターン３０１，３１０の平均値（Ａ１＋Ａ２）／２を用いて、Ｚ１１＝Ａ１−（Ａ１＋Ａ２）／２，
Ｚ１２＝Ｂ１−（Ａ１＋Ａ２）／２とすると、このＺ１１，Ｚ１２により概略値が求まる。主走査方向のずれ量はＺ１−Ｚ２，副走査方向のずれ量はＺ１＋Ｚ２に比例して求まる。
また、位置ずれ量を検出する際には第１、第２、第３のユニットパターン３０１，３１０，３２０を検出したユニットセンサ４０ｂの出力はそのまま用いればよいが、基準となるブラックパターン３０２のみの出力との差をとって以下のＡ１’，Ａ２’，Ｂ１’を求め、それらを用いても良い。
Ａ１’＝Ａ１−ブラックパターン３０２のみの出力
Ａ２’＝Ａ２−ブラックパターン３０２のみの出力
Ｂ１’＝Ａ１−ブラックパターン３０２のみの出力
【００５２】
第１、第２、第３のユニットパターン３０１，３１０，３２０に加えて、第３のユニットパターン３２０の進行方向ａに対する交差角度を変えた（４５度）にした別のユニットパターンを形成して、ずれ量の平均値を求めてからずれ量を求めてもよい。
さらに、位置ずれ量検出パターン３００と、位置ずれ量検出パターン１００又は位置ずれ量検出パターン２００を併用してもよい。そうすると、位置ずれ量検出パターン３００により、上述の要領で位置ずれ量の概略値を求め、さらに、精度の高い値を位置ずれ量検出パターン１００又は位置ずれ量検出パターン２００により求めることができる。この際、位置ずれ量検出パターン１００又は位置ずれ量検出パターン２００では、補正可能範囲全体に対して、ユニットパターンのこれよりも小さい間隔の範囲のずれ量が周期的に求まることになるが、位置ずれ量検出パターン３００による概略値と併用すれば、補正可能範囲全体に対するずれ量を高い精度で求めることができる。
【００５３】
（５）画像形成の位置ずれ量検出手順の第４の実施の形態
上述の各実施の形態では、位置ずれ量検出センサは位置を固定にして静止させる一方、位置ずれ量検出パターンを移動させることで両者を相対移動させてトレースラインを形成し、これと位置ずれ量検出パターンの配列ラインとが一定の交差角度をなすようにしている。このほか、位置ずれ量検出センサを位置ずれ量検出パターンと異なる方向に移動させて両者を相対移動させることにより、トレースラインを形成して、位置ずれ量検出パターンの配列ラインと一定の交差角度をなすようにしてもよい。
例えば、図２１に示すように、進行方向ａに平行に配置したユニットパターン４０１からなる従来と同様の位置ずれ量検出パターン４００を形成し、この位置ずれ量検出パターン４００に対してユニットセンサ４０ｂを主走査方向に移動させて、両者の相対移動によりトレースライン４７を形成し、このトレースライン４７と各位置ずれ量検出パターンの配列方向、すなわち、進行方向ａとが一定の交差角度βをなすようにする。こうしても、上述の各実施の形態と同様に、実効アパーチャ４５の周縁部分を固定的に通過するユニットパターンの発生がなくなり、実効アパーチャ４５内ではずれ部Ｄの大きさが略連続して変化する。
【００５４】
このようにユニットセンサ４０ｂを移動させる手段（センサ移動手段）には、種々の手段が考えられる。例えば、図２３に示す駆動機構４５０が考えられる。この駆動機構４５０は、ユニットセンサ４０ｂを搭載したキャリア４５１と、ケーブル４５２と、駆動モータ４５３と、ガイドロッド４５４と、駆動ベルト４５５と、駆動プーリ４５６及び従動プーリ４５７とからなっている。そして、駆動モータに電流が供給されると、直結された駆動プーリ４５６が回転して、この駆動プーリ４５６と従動プーリ４５７とに掛け渡された駆動ベルト４５５が周回移動して、この駆動ベルト４５５の周回移動に伴い、ユニットセンサ４０ｂを搭載したキャリア４５１がガイドロッド４５４に沿って移動（図示では左右）に往復移動する。
この駆動機構４５０により、ユニットセンサ４０ｂを主走査方向に移動させて画像形成の位置ずれ量検出を行う場合は、図１７に示す機能ブロック図による。この機能ブロック図は、駆動機構４５０がセンサ移動手段６５として作動する点を除いて図１６に示す機能ブロック図と一致しているので、詳しい説明を省略する。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明してきたように、この発明によれば、センサからみた実効アパーチャの周縁部分を固定的に通過するパターンが発生することはなく、アパーチャ内ではずれの大きさが略連続して変化するようになるから、位置ずれ量を精度良く求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による画像形成装置であるカラープリンタの概略の構成を示す図である。
【図２】図１に示したカラープリンタ内部の光走査ユニットの概略構成の片側を示す側面図である。
【図３】図１に示したカラープリンタ内部の光走査ユニットの概略構成を示す平面図である。
【図４】中間転写ベルトと位置ずれ量検出センサとの配置関係を示す平面図である。
【図５】ユニットセンサと、それにより検出される位置ずれ量検出パターン１００の要部とを図示した平面図である。
【図６】第１の検出パターン群の要部を模式的に示す平面図である。
【図７】第２の検出パターン群の要部を模式的に示す平面図である。
【図８】位置ずれ量検出パターンを構成する第１の検出パターン群と第２の検出パターン群とを模式的に示す平面図である。
【図９】別の位置ずれ量検出パターンを構成する第１の検出パターン群と第２の検出パターン群とを模式的に示す平面図である。
【図１０】ブラックパターンと、カラーパターンとのずれが、両者の重なりの変化に伴い変化する様子を図示した説明図である。
【図１１】（１）はブラックパターンの幅がカラーパターンの幅Ｗよりも大きい場合、（２）はブラックパターンの幅がカラーパターンの幅よりも小さい場合の一例を模式的に示す説明図である。
【図１２】センサ出力とずれとの関係を示すグラフであり、（１）は図１１（１）に対応し（２）は図１１（２）に対応している。
【図１３】幅と配置間隔が等しいユニットパターンの、ブラックパターンと、カラーパターンとのずれが、両者の重なりの変化に伴い変化する様子を図示した説明図である。
【図１４】（１）はブラックパターン及びカラーパターンの幅よりも配置間隔が狭いユニットパターン、（２）は配置間隔が広いユニットパターンの一例をそれぞれ示す説明図である。
【図１５】画像形成の位置ずれ量検出の手順を示すフローチャートである。
【図１６】位置ずれ量検出パターンを形成して画像形成の位置ずれ量を検出する画像形成装置の機能ブロック図である。
【図１７】位置ずれ量検出パターンとともに、センサを移動させて画像形成の位置ずれ量を検出する画像形成装置の機能ブロック図である。
【図１８】位置ずれ量検出パターンとユニットセンサとの相対移動によりトレースラインを形成する状態を模式的に示す説明図である。
【図１９】トレースラインにそって通過する位置ずれ量検出パターンを模式的に示す説明図である。
【図２０】第２の位置ずれ量検出パターンを示す平面図である。
【図２１】位置ずれ量検出パターンとユニットセンサとの相対移動によりトレースラインを形成する場合を模式的に示す平面図である。
【図２２】第３の位置ずれ量検出パターンを示す平面図である。
【図２３】駆動機構の概略構成を示す平面図である。
【図２４】従来の位置ずれ量検出パターンの要部を模式的に示す平面図である。
【図２５】従来の位置ずれ量検出パターンとセンサとの相対移動によりトレースラインを形成する場合を模式的に示す平面図である。
【図２６】従来の位置ずれ量検出パターンをセンサで読取る際に欠落部が形成される状態を模式的に示す平面図である。
【図２７】センサ出力とずれとの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１：カラープリンタ　　　　　　　　１０：現像装置
１６：光走査ユニット　　　　１８：中間転写ベルト
２４：定着ユニット　　　　２３：レジストローラ対
４０：位置ずれ量検出センサ　４５：実効アパーチャ
４０ｂ：ユニットセンサ　　　４６：トレースライン
６０：コントロールユニット　　　６４：書込み手段
６１：位置ずれ量算出手段
６２：位置ずれ量補正手段
６３：位置ずれ量検出パターン印刷手段
９０，９１，９２：ユニットパターン群
１００，１１０：位置ずれ量検出パターン
２００，３００：位置ずれ量検出パターン
１０１，２０１：ユニットパターン
１０２，２０２：ブラックパターン
１０３，２０３：カラーパターン
１００Ａ：第１の検出パターン群
１００Ｂ：第２の検出パターン群
１０８：配列ライン　　　　　　　４５０：駆動機構
３０１：第１のユニットパターン
３１０：第２のユニットパターン
３２０：第３のユニットパターン
【図１】
2004038013.tif 000003
【図２】
2004038013.tif 000004
【図３】
2004038013.tif 000005
【図４】
2004038013.tif 000006
【図５】
2004038013.tif 000007
【図６】
2004038013.tif 000008
【図７】
2004038013.tif 000009
【図８】
2004038013.tif 000010
【図９】
2004038013.tif 000011
【図１０】
2004038013.tif 000012
【図１１】
2004038013.tif 000013
【図１２】
2004038013.tif 000014
【図１３】
2004038013.tif 000015
【図１４】
2004038013.tif 000016
【図１５】
2004038013.tif 000017
【図１６】
2004038013.tif 000018
【図１７】
2004038013.tif 000019
【図１８】
2004038013.tif 000020
【図１９】
2004038013.tif 000021
【図２０】
2004038013.tif 000022
【図２１】
2004038013.tif 000023
【図２２】
2004038013.tif 000024
【図２３】
2004038013.tif 000025
【図２４】
2004038013.tif 000026
【図２５】
2004038013.tif 000027
【図２６】
2004038013.tif 000028
【図２７】
2004038013.tif 000029