(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画像形成ステーションを並置して、各画像形成ステーションで形成された画像を順次重ねてカラー画像を形成可能な画像形成装置であって、
前記複数の画像形成ステーションのうち、所定の画像形成ステーションによる基準色の色ずれ検知パターン像と他の画像形成ステーションによる他の色の色ずれ検知パターン像を像担持体上に形成するように各画像形成ステーションの画像形成を制御するパターン形成手段と、
前記形成された前記基準色の色ずれ検知パターン像及び前記他の色の色ずれ検知パターン像を読み取るパターン検知手段と、
前記パターン検知手段から出力される反射光量に基づく出力信号と設定される閾値とを比較してパルス信号を生成するヒステリシス付きコンパレータと、
前記コンパレータから生成される前記パルス信号の信号変化時刻を検出する時刻検出手段と、
前記パターン検知手段の出力信号の振幅と前記時刻検出手段の検出結果とから各色画像間の色ずれ量を演算する演算手段と、
前記演算手段により演算された色ずれ量に基づいて、基準色以外の各画像形成ステーションによる画像の位置を補正制御する制御手段と、
を有し、
前記演算手段は、前記各画像形成ステーションにより形成された前記基準色の色ずれ検知パターン像と前記他の色の色ずれ検知パターン像との夫々についての、前記パターン検知手段の出力信号の振幅と、前記時刻検出手段により検出された前記パルス信号の立上り時刻及び立下り時刻と、から色ずれ量を演算することを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項２】
複数の画像形成ステーションを並置して、各画像形成ステーションで形成された画像を順次重ねてカラー画像を形成可能な画像形成装置であって、
前記複数の画像形成ステーションのうち、所定の画像形成ステーションによる基準色の色ずれ検知パターン像と他の画像形成ステーションによる他の色の色ずれ検知パターン像を像担持体上に形成するように各画像形成ステーションの画像形成を制御するパターン形成手段と、
前記パターン形成手段により形成された前記基準色の色ずれ検知パターン像及び前記他の色の色ずれ検知パターン像を読み取るパターン検知手段と、
前記パターン検知手段から出力される反射光量に基づく出力信号と設定される閾値とを比較してパルス信号を生成するヒステリシス付きコンパレータと、
前記コンパレータから生成される前記パルス信号の信号変化時刻を検出する時刻検出手段と、
前記パターン検知手段の出力信号の振幅と前記時刻検出手段の検出結果とから各色画像間の色ずれ量を演算する演算手段と、
前記演算手段により演算された色ずれ量に基づいて、基準色以外の各画像形成ステーションによる画像の位置を補正制御する制御手段と、
を有し、
前記演算手段は、前記各画像形成ステーションにより形成された前記基準色の色ずれ検知パターン像と前記他の色の色ずれ検知パターン像との夫々についての、前記パターン検知手段の出力信号の振幅と、前記時刻検出手段により検出された前記パルス信号の立上り時刻とから色ずれ量を演算することを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項３】
複数の画像形成ステーションを並置して、各画像形成ステーションで形成された画像を順次重ねてカラー画像を形成可能な画像形成装置であって、
前記複数の画像形成ステーションのうち、所定の画像形成ステーションによる基準色の色ずれ検知パターン像と他の画像形成ステーションによる他の色の色ずれ検知パターン像を像担持体上に形成するように各画像形成ステーションの画像形成を制御するパターン形成手段と、
前記パターン形成手段により形成された前記基準色の色ずれ検知パターン像及び前記他の色の色ずれ検知パターン像を読み取るパターン検知手段と、
前記パターン検知手段から出力される反射光量に基づく出力信号と設定される閾値とを比較してパルス信号を生成するヒステリシス付きコンパレータと、
前記コンパレータから生成される前記パルス信号の信号変化時刻を検出する時刻検出手段と、
前記パターン検知手段の出力信号の振幅と前記時刻検出手段の検出結果とから各色画像間の色ずれ量を演算する演算手段と、
前記演算手段により演算された色ずれ量に基づいて、基準色以外の各画像形成ステーションによる画像の位置を補正制御する制御手段と、
を有し、
前記演算手段は、前記各画像形成ステーションにより形成された前記基準色の色ずれ検知パターン像と前記他の色の色ずれ検知パターン像との夫々についての、前記パターン検知手段の出力信号の振幅と、前記時刻検出手段により検出された前記パルス信号の立下り時刻とから色ずれ量を演算することを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項４】
前記パターン検知手段は、発光部にＬＥＤを、受光部にフォトダイオードを用いて構成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のカラー画像形成装置。
【請求項５】
前記パターン検知手段から出力される反射光量に基づく出力信号の振幅を取得する取得手段を有し、前記取得手段は、Ａ／Ｄコンバータを介して前記パターン検知手段からの出力信号の振幅を取得することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のカラー画像形成装置。
【請求項６】
前記時刻検出手段は、前記ヒステリシス付きコンパレータから生成される前記パルス信号の信号変化時刻を検出するタイマを備えることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のカラー画像形成装置。
【請求項７】
前記パターン検知手段から出力される反射光量に基づく出力信号の振幅を取得する取得手段を有し、前記取得手段は、Ａ／Ｄコンバータを介して前記パターン検知手段からの出力信号の振幅を、前記色ずれ検知パターン像読み取り中、または色ずれ検知パターン像読み取り前に、取得することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のカラー画像形成装置。
【請求項８】
前記演算手段は、前記パターン検知手段の出力信号の振幅と、前記ヒステリシス付きコンパレータより生成される前記パルス信号の立下り時刻とから色ずれ量を演算することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のカラー画像形成装置。
【請求項９】
前記パターン検知手段は、前記パターン形成手段により形成された前記色ずれ検知パターン像を正反射光学系を介して読み取ることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のカラー画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の画像形成ステーションを並置して、各画像形成ステーションで形成された画像を順次重ねてカラー画像を形成可能なカラー画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式のカラー画像形成装置においては、高速化のために複数の画像形成部を有し、搬送ベルト上に保持された記録材上に順次異なる色の像を転写する方式が各種提案されている。
【０００３】
ところで、複数の画像形成部を有する装置の問題点としては、機械精度等の原因により、複数の感光ドラムや搬送ベルトの移動むらや、各画像形成部の転写位置での感光ドラム外周面と搬送ベルトの移動量の関係等が各色毎にバラバラに発生し、画像を重ね合わせたときに一致せず、色ずれを生じることが挙げられる。
【０００４】
特に、レーザスキャナと感光ドラムを有する複数の画像形成部（画像形成ステーション）を有するカラー画像形成装置では、各画像形成部でレーザスキャナと感光ドラム間の距離に誤差があり、この誤差が各画像形成部でそれぞれ異なると、感光ドラム上でのレーザの走査幅に違いが発生し色ずれが発生する。
【０００５】
図１１は、この種のカラー画像形成装置における色ずれ状態を説明する図である。
【０００６】
図１１において、７は本来の画像位置を、８ａは色ずれが発生している場合の画像位置を示す。なお、図１１中において、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は主走査方向に色ずれがある場合であるが、説明の為、２つの線を搬送方向に離して描いてある。
【０００７】
特に、（ａ）は主走査線の傾きずれを示し、光学部と感光ドラム間に傾きがある場合等に発生する。例えば、光学部や感光ドラムの位置や、レンズの位置を調整することによって矢印方向に修正する。
【０００８】
また、（ｂ）は主走査線幅のバラツキによる色ずれを示し、光学部と感光ドラム間の距離の違い等によって発生する。光学部がレーザスキャナの場合に発生し易い。例えば、画像周波数を微調整（走査幅が長い場合は、周波数を速くする。）して、走査線の長さ変えることよって矢印方向に修正する。
【０００９】
（ｃ）は主走査方向の書出し位置誤差を示す。例えば、光学部がレーザススキャナであれば、ビーム検出位置からの書出しタイミングを調整することによって矢印方向に修正する。
【００１０】
（ｄ）は用紙搬送方向の書出し位置誤差を示す。例えば、用紙先端検出からの各色の書出しタイミングを調整することによって矢印方向に修正する。
【００１１】
これら色ずれを修正する為に、搬送ベルト上に、各色毎に色ずれ検出用のパターンを形成し、搬送ベルト下流部の両サイドに設けられた１対の光センサで検出し、検出したずれ量に応じて、図示しないコントローラが前記の様な各種調整を電気的あるいは機械的に色ずれ補正制御を実施している。
【００１２】
図１２は、この種のカラー画像形成装置の搬送ベルトに形成される色ずれパターンの検出機構を説明する図である。なお、図１２は、発光素子５１と受光素子５２が搬送ベルト３を反射面として、正反射光学系で構成されている場合を示す。
【００１３】
図において、５１は発光素子で、例えばＬＥＤで構成される。５２は受光素子で、例えばフォトセンサである。３は搬送ベルトで、９（９ａ〜９ｄ），１０（１０ａ〜１０ｄ）、１１（１１ａ〜１１ｄ），１２（１２ａ〜１２ｄ）は色ずれ検出用のパターンである。なお、パターン９、ｌ０、１１、１２を１つのものとして図示してあるが、受光素子５２の直下を通過する状態に対応するもので、本来は、所定の間隔を以て搬送ベルトに形成されているものとする。
【００１４】
５３は前記発光素子５１からの発光光で、５４は搬送ベルト又は、色ずれ検出用のパターン９、１０、１１、１２からの反射光の内、受光素子５２にて受光される受光光である。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
図１３は、この種の画像形成装置における色ずれ検出回路の一例を示す図であり、受光素子が正反射光学系を採用した場合に対応する。
【００１６】
図１３において、２００１は受光素子で、搬送ベルト上に形成された色ずれパターンを検出する。２００２はＩ／Ｖ変換回路で、受光素子２００１で受光された反射光量に応じた電流を電圧値に変換する。２００４は比較部で、設定される基準電圧２００３とＩ／Ｖ変換された電圧値とを比較して、該基準電圧２００３をＩ／Ｖ変換された電圧値を越えた場合に、色ずれ検知状態を示すパルス信号を出力する。すなわち、受光素子２００１で検出した色ずれ検出パターンは電流から電圧に変換（Ｉ／Ｖ変換）され、比較部２００４で基準電圧２００３と比較され、信号レベルが基準電圧２００３より低い期間、正のパルスが出力される。
【００１７】
図１４は、図１３に示した検出機構で色ずれ検出パターンを検出した場合の検出波形を示す図であり、横軸は時間ｔを示す。
【００１８】
図１４において、（ａ）は図１２に示した受光素子５２の搬送ベルト３の搬送方向の幅を時間ｔで示し、搬送ベルト３はグロスが高く、発光光５３の大部分が正反射光５４ｂとなり、受光素子５２にて受光される。トナー像である色ずれ検出パターンはグロスが低く、発光光５３の大部分が散乱され、受光素子５２にて受光される正反射光５４は僅かである。出力波形（ｂ）は、搬送ベルト３を検出している時高く、色ずれ検出パターンを検出している時低くなる。
【００１９】
なお、搬送ベルト３に色ずれ検出パターンとしてブラック９、イエロー１０、マゼンタ１１、シアン１２を形成し、色ずれ検出センサを構成する発光素子５１と受光素子５２とにて検出する。受光素子５２からは、図１４に示すように４つの谷を持つ特有の出力波形（ｂ）が得られる。このうち、図中の左側から第１番目がイエローの色ずれ検出パターンで、第２番目がマゼンタ、第３番目がシアン、第４番目がブラックの色ずれ検出パターンに相当する。
【００２０】
このとき、トナー色の違いにより測定波形の振幅が変化する。具体的には、ＹＭＣ３色の測定波形の振幅よりも、Ｋの測定波形の振幅が大きくなる。理由として、色ずれ検出センサの受光部に僅かながら乱反射光が混入されるためである。ＹＭＣ３色のトナーは赤外光領域で乱反射光を反射する特性を有するため、乱反射光成分を吸収する特性を有するＫトナーと比較して、乱反射光成分の分だけ多く光を反射することになる。結果、上記の現象が発生する。
【００２１】
そして、第１〜４番目の谷は、図１４に示した閾値（ｃ）より低くなり、図５に示すパルス信号（ｄ）が比較部２００４から出力される。
【００２２】
そして、ＣＰＵ２００５で、図１４に示すパルス信号（ｄ）の第１〜４番目のパルス中心位置を求め、さらに、各中心位置の時間差を求める。求めた時間差と予め設定してある時間差の値の差から、色ずれ量を算出する。
【００２３】
しかしながら、図１３に示す比較部２００４により定められた基準電圧２００３と出力波形（ｂ）とを比較してパルス波形を生成し、レジマーク位置情報とする方式には、以下に述べるような問題点が存在する。
【００２４】
すなわち、図１３に示す比較部２００４には、ノイズ等の外乱要因に強いためヒステリシス付のコンパレータが用いられることが多い。このため、生成されるパルス波形は、図１５のようにヒステリシス無しのコンパレータと比較して若干遅れて出力される。
【００２５】
図１５は、図１３に示した比較部２００４におけるヒステリシスの有無に起因する測定誤差を説明する図である。
【００２６】
図１５において、遅れ時間をΔＸ、レジマーク測定波形の振幅をＡｗとすると以下の式が成立する。
【００２７】
Δｘ＝ｔｈ／Ａｗ        ……（５０）
【００２８】
このとき、レジマーク測定波形の振幅が各色において同一の場合には遅れ量が等しくなるので、相対的に誤差はキャンセルされてレジマーク検知に与える影響は無い。
【００２９】
しかし、実際には各色間での赤外光領域における反射率の差から、レジマーク測定波形の振幅は異なってくる。
【００３０】
ここで、図１５に示すように大きい振幅をＡｗ、小さい振幅をａＡｗ（０＜ａ＜１）として、それぞれのパルス遅れ量△Ｘ間の相対誤差△Ｙは、下記第（５１）式より算定される。
【００３１】
ΔＹ＝（（１−ａ）／ａ）・（ｔｈ／Ａｗ）        ……（５１）
【００３２】
これにより、上記検出処理回路の比較部２００４の構成から、レジマーク検出処理により搬送ベルト３上のレジマークを検出するとき、測定誤差として相対誤差ΔＹが発生することになり、誤差成分を含むこととなり、精度良く色ずれを検出処理できない等の問題点があった。
【００３３】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、本発明の目的は、色ずれ検知パルスを生成する際に、ヒステリシス付きコンパレータ等を利用する場合でも、色ずれ検知パターン測定誤差である相対誤差成分による影響を排除して、基準となる画像形成ステーションと他の画像形成ステーションとの色ずれ量を安定して、かつ精度よく算出して、色ずれのないカラー画像を安定して形成することができる仕組みを提供することである。
【００３４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、複数の画像形成ステーションを並置して、各画像形成ステーションで形成された画像を順次重ねてカラー画像を形成可能な画像形成装置であって、前記複数の画像形成ステーションのうち、所定の画像形成ステーションによる基準色の色ずれ検知パターン像と他の画像形成ステーションによる他の色の色ずれ検知パターン像を像担持体上に形成するように各画像形成ステーションの画像形成を制御するパターン形成手段と、前記形成された前記基準色の色ずれ検知パターン像及び前記他の色の色ずれ検知パターン像を読み取るパターン検知手段と、前記パターン検知手段から出力される反射光量に基づく出力信号と設定される閾値とを比較してパルス信号を生成するヒステリシス付きコンパレータと、前記コンパレータから生成される前記パルス信号の信号変化時刻を検出する時刻検出手段と、前記パターン検知手段の出力信号の振幅と前記時刻検出手段の検出結果とから各色画像間の色ずれ量を演算する演算手段と、前記演算手段により演算された色ずれ量に基づいて、基準色以外の各画像形成ステーションによる画像の位置を補正制御する制御手段と、を有し、前記演算手段は、前記各画像形成ステーションにより形成された前記基準色の色ずれ検知パターン像と前記他の色の色ずれ検知パターン像との夫々についての、前記パターン検知手段の出力信号の振幅と、前記時刻検出手段により検出された前記パルス信号の立上り時刻及び立下り時刻と、から色ずれ量を演算することを特徴とする。
【００４９】
【発明の実施の形態】
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態を示すカラー画像形成装置の一例を説明する概略斜視図であり、例えば４色すなわち、イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＫの画像形成手段（画像形成ステーション）を並置したカラー画像形成装置に対応する。なお、本実施形態における色ずれ検出機構は、図１２に示した正反射光学系を採用しているものとする。
【００５０】
図において、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄは静電潜像を形成する感光ドラム（ａ、ｂ、ｃ、ｄは各々Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ用を示す）、２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）は画像信号に応じて露光を行い感光ドラム１（１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ）上に静電潜像を形成するレーザスキャナ、３は用紙を各色の画像形成部に順次搬送する転写ベルトを兼ねた無端状の搬送ベルトで、図示しないベルトモータにより駆動される駆動ローラ４により回転駆動する。
【００５１】
なお、駆動ローラ４は、図示しないモータとギア等でなる駆動手段と接続され、搬送ベルト３を所定速度で駆動する。５は従動ローラで、搬送ベルト３の移動に従って回転し、かつ搬送ベルト３に―定の張力を付与する。６（６ａ，６ｂ）は１対の光センサで、搬送ベルト３上に形成された色ずれ検知パターンを検出するもので、搬送ベルト３の搬送方向に対して直交するようにベルト端側に設けられている。ＣＯＮＴはコントロールユニットで、図示しないＣＰＵ，ＲＡＭ，ＲＯＭを備え、該ＲＯＭに記憶される制御プログラムを実行することにより、図示しない入力ポートを介して入力されるセンサ信号，画像データ等を処理して、エンジン部駆動制御，レーザスキャナ２の駆動制御等を行う。
【００５２】
図示しないホストコンピュータで構成されるパーソナルコンピュータ（ＰＣ）からプリントすべきデータがプリンタに送られ、プリンタエンジンの方式に応じた画像形成が終了しプリンタ可能状態となると、図示しない用紙カセットから用紙が供給され搬送ベルト３に到達し、搬送ベルト３により用紙が各色の画像形成部に順次搬送される。
【００５３】
そして、搬送ベルト３による用紙搬送とタイミングを合せて、各色の画像信号がレーザスキャナ２のそれぞれに送られ、感光ドラム３上に静電潜像が形成され、図示しない現像器でトナーが現像され、図示しない転写部で用紙上に転写される。
【００５４】
図１では、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの順に順次画像形成される。その後用紙は搬送ベルト３から分離され、図示しない定着器で熱によってトナー像が用紙上に定着され、外部へ排出される。以下、本実施形態の動作について説明する。
【００５５】
なお、色ずれを低減させる為、上述したように搬送ベルト３上には、図２に示すような色ずれ検出パターンを各画像形成ステーションにて形成し、搬送ベルト３の両サイド側に設けられた１対の光センサ６ａ，６ｂで読み取り、各色間の色ずれ量を検出する。以下、本発明の実施形態の動作について説明する。
【００５６】
図２は、本発明に係る画像形成装置のおける色ずれ量算出回路の一例を示すブロック図である。
【００５７】
図において、２１はＣＰＵで、タイマ割込み入力ポートとＡ／Ｄ入力ポートとを備え、図示しないＲＯＭに記憶される制御プログラムをＲＡＭ等にロードして実行することにより、カラー画像形成シーケンスおよび色ずれ補正制御シーケンスを実行する。そして、発光素子と受光素子からなる光センサ６と、光センサ６からのデータを演算処理して色ずれ量及び補正値を算出し、演算結果に従って画像形成を行う画像出力部２５からなる。
【００５８】
なお、光センサ６は、例えばＬＥＤで構成される発光素子５１と、例えばフォトセンサで構成される受光素子５２から構成されており、上述したように発光素子５１と受光素子５２とは搬送ベルト３を反射面として、正反射光学系で構成されていて、搬送ベルト３と色ずれ検出パターンの正反射光の反射率の差、即ち、グロスの差によって、色ずれ検出パターンの位置を検出する。
【００５９】
図３は、本発明に係る画像形成装置における受光部の回路構成を示すブロック図である。
【００６０】
図３において、受光素子１００で検出した色ずれ検出パターンはＩ／Ｖ変換回路１０１で電流から電圧に変換され、比較部１０２で基準電圧１０３と比較され、信号レベルが基準電圧より低い期間、正のパルスが出力される。また、Ｉ／Ｖ変換回路１０１の出力もバッファ回路１０５を通じてＣＰＵ１０４に出力される。
【００６１】
図４は、図１に示した搬送ベルト３に形成される色ずれ検出パターン例を示す図である。以下、図３に示したＣＰＵ１０４による色ずれ補正処理等について詳述する。
【００６２】
図４において、９ａ〜９ｄ，１０ａ〜１０ｄは用紙搬送方向の色ずれ量を検出する為のパターンであり、１１ａ〜１１ｄ，１２ａ〜１２ｄは用紙搬送方向と直交する主走査方向の色ずれ量を検出する為のパターンで、この例では４５度の傾きである。なお、ａ〜ｄは各々ブラック（以下Ｕｋ）、イエロー（以下Ｙ）、マゼンタ（以下Ｍ）、シアン（以下Ｃ）を示す。
【００６３】
ｔｓｆｌ〜ｔｓｆ４、ｔｍｆｌ〜ｔｍｆ４、ｔｓｒｌ〜ｔｓｒ４、ｔｍｒｌ〜ｔｍｒ４、は各パターンの検出タイミングを、矢印は搬送ベルト３の移動方向を示す。搬送ベルト３の移動速度をＶｍｍ／ｓ、Ｕｋを基準色とし、用紙搬送方向用パターンの各色とＵｋパターン間の理論距離をｄｓＹｍｍ、ｄｓＭｍｍ、ｄｓＣｍｍ、各色の用紙搬送方向用パターンと主走査方向用パターン間の実測距離を、左右各々、ｄｍｆＵｋｍｍ、ｄｍｆＹｍｍ、ｄｍｆＭｍｍ、ｄｍｆＣｍｍ、ｄｍｒＵｋｍｍ、ｄｍｒＹｍｍ、ｄｍｒＭｍｍ、ｄｍｒＣｍｍとし、さらに、Ｕｋを基準色とし、搬送方向に関して、各色の色ずれ量δｅｓは下記第（１）〜（１７）式の通り、
δｅｓＹ＝ｖ＊｛（ｔｓｆ２−ｔｓｆｌ）＋（ｔｓｒ２−ｔｓｒｌ）｝／２−ｄｓＹ……（１）
δｅｓＭ＝ｖ＊ｔ（ｔｓｆ３−ｔｓｆｌ）＋（ｔｓｒ３−ｔｓｒｌ）｝／２−ｄｓＭ……（２）
δｅｓＣ＝ｖ＊｛（ｔｓｆ４−ｔｓｆｌ）＋（ｔｓｒ４−ｔｓｒｌ）｝／２−ｄｓＣ……（３）となる。
【００６４】
一方、主走査方向に関して、左右各々の各色の色ずれ量δｅｍｆ、δｅｍｒは、
ｄｍｆＢｋ＝ｖ＊（ｔｍｆｌ−ｔｓｆｌ）……（４）
ｄｍｆＹ  ＝ｖ＊（ｔｍｆ２−ｔｓｆ２）……（５）
ｄｍｆＭ  ＝ｖ＊（ｔｍｆ３−ｔｓｆ３）……（６）
ｄｍｆＣ  ＝ｖ＊（ｔｍｆ４−ｔｓｆ４）……（７）
ｄｍｒＢｋ＝ｖ＊（ｔｍｒｌ−ｔｓｒｌ）……（８）
ｄｍｒＹ  ＝ｖ＊（ｔｍｒ２−ｔｓｒ２）……（９）
ｄｍｒＭ  ＝ｖ＊（ｔｍｒ３−ｔｓｒ３）……（１０）
ｄｍｒＣ  ＝ｖ＊（ｔｍｒ４−ｔｓｒ４）……（１１）から、
δｅｍｆＹ＝ｄｍｆＹ−ｄｍｆＢｋ      ……（１２）
δｅｍｆＭ＝ｄｍｆＭ−ｄｍｆＢｋ      ……（１３）
δｅｍｆＣ＝ｄｍｆＣ−ｄｍｆＢｋ      ……（１４）と、
δｅｍｒＹ＝ｄｍｒＹ−ｄｍｒＢｋ      ……（１５）
δｅｍｒＭ＝ｄｍｒＭ−ｄｍｒＢｋ      ……（１６）
δｅｍｒＣ＝ｄｍｒＣ−ｄｍｒＢｋ      ……（１７）となり、計算結果の正負からずれ方向が判断出来、上記δｅｍｆから書出し位置を、δｅｍｒ−δｅｍｆから主走査幅を補正する。
【００６５】
なお、主走査幅に誤差がある場合は、書出し位置はδｅｍｆのみでなく、主走査幅補正に伴い変化した画像周波数の変化量を加味して算出する。なお、色ずれは位置ずれと称する場合もある。
【００６６】
図５は、図３に示した検出機構で色ずれ検出パターンを検出した場合の検出波形を示す図であり、横軸は時間Ｔを示す。
【００６７】
図５において、（ａ）は受光素子５２の搬送ベルト３の搬送方向の幅を時間ｔを示し、（ｂ）はＩ／Ｖ変換回路１０１からの出力波形を示し、搬送ベルト３はグロスが高く、発光光５３の大部分が正反射光５４となり、受光素子５２にて受光される。トナー像である色ずれ検出パターンはグロスが低く、発光光５３の大部分が散乱され、受光素子５２にて受光される正反射光５４は僅かである。従って、出力波形（ｂ）は、搬送ベルト３を検出している時高く、色ずれ検出パターンを検出している時低くなる。（ｃ）は基準電圧１０３に対応する閾値で、その値は一定であるものとする。ここで、ブラック検出パルスの立上り時刻をＫｌｈ、立下り時刻をＫｈｌ、振幅値をＫａｍと規定する。他色も同様に、Ｋの代わりにＹＭＣそれぞれの色を表すアルファベットを当てはめることで表現する。
【００６８】
上記のように構成された画像形成装置において、搬送ベルト３に色ずれ検出パターンとしてブラック９、イエロー１０、マゼンタ１１、シアン１２を各画像形成ステーションで形成し、光センサ６にて検出すると、受光素子５２からは、図５に示す４つの谷を有する出力波形（ｂ）が比較部１０２に出力される。なお、４つの谷を有する出力波形（ｂ）で、図中左側より第１番目がブラックの色ずれ検出パターンで、第２番目がイエロー、第３番目がマゼンタ、第４番目がシアンの色ずれ検出パターンに相当する。このとき、トナー色の違いにより測定波形の振幅が変化する。
【００６９】
具体的には、ＹＭＣ３色の測定波形の振幅よりも（Ｋの測定波形の振幅が大きくなる。理由としては、色ずれ検知センサの受光部に僅かながら乱反射光が混入されるためである。ＹＭＣ３色のトナーは赤外光領域で乱反射光を反射する特性を有するため、乱反射光成分を吸収する特性を有するＫトナーと比較して、乱反射光成分だけ多く光を反射することになる。結果、上記の現象が発生する。
そして、トナーを検知したことにより出力波形（ｂ）が閾値（ｃ）より低くなると、図５に示すパルス信号（ｄ）が比較部１０２よりＣＰＵ１０４に対して出力される。
【００７０】
なお、図２に示した光センサ６のパルス出力端子は、ＣＰＵ２１（図３のＣＰＵ１０４に相当）のタイマ割り込み入力端子（タイマ割り込み入力ポート）に、アナログ出力端子はＡ／Ｄコンバータ入力端子（Ａ／Ｄ入力ポート）にそれぞれ接続されている。また、ＣＰＵ２１内には図示しないタイマ回路が内蔵されており、常に動作している状態になっている。以下、図６に示すフローチャートを参照して、本発明に係る画像形成装置における色ずれ補正処理について説明する。図６は、本発明に係る画像形成装置における第１の色ずれ補正処理手順の一例を示すフローチャートであり、レジマーク位置検出シーケンスを含む色ずれ補正処理手順に対応する。なお、Ｓ１０１〜Ｓ１０６は各ステップを示す。
【００７１】
また、ＣＰＵ２１は内蔵タイマに対して、図５に示したパルス信号（ｄ）が入力されるタイマ割り込み入力端子の状態が変化する毎に、そのタイマの値を取得する処理を行う。これにより、図５に示すパルス信号（ｄ）の立上り，立下りに応じてその時刻を取得できることになる。
【００７２】
そこで、先ず、レジパターン検知パルスとなる図５に示したパルス信号（ｄ）の立上がり時刻を取得し（Ｓ１０１）、図２に示したＣＰＵ２１のアナログ出力よりレジパターンの振幅を取得する（Ｓ１０２）。具体的には、ＣＰＵ２１に内蔵のＡ／Ｄコンバータより、パルス信号（ｄ）の振幅値（レジマーク測定波形の振幅値）をバッファ回路１０５を介して取得する。
【００７３】
次いで、レジパターンの測定が終了したかどうか、すなわち、未測定のレジマークが残っているかどうかを判定して（Ｓ１０４）、残っていると判定した場合には、ステップＳ１０１へ戻る。
【００７４】
一方、ステップＳ１０４で、未測定のレジマークが残っていないと判定した場合は、ＣＰＵ２１はレジマークの位置の算出を行う（Ｓ１０５）。
【００７５】
具体的には、図３に示した色ずれ検出パターン９を例にすれば、本実施形態における各パターン検出タイミングを第（１９）式から第（２２）式に基づいてＣＰＵ２１が算定処理する。
ｔｓｆ１＝（（Ｋｈｌ−Ｋｌｈ）／２）−（ｔｈ／Ｋａｍ）…（１９）
ｔｓｆ２＝（（Ｙｈｌ−Ｙｌｈ）／２）−（ｔｈ／Ｙａｍ）…（２０）
ｔｓｆ３＝（（Ｍｈｌ−Ｍｌｈ）／２）−（ｔｈ／Ｍａｍ）…（２１）
ｔｓｆ４＝（（Ｃｈｌ−Ｃｌｈ）／２）−（ｔｈ／Ｃａｍ）…（２２）
そして、ＣＰＵ２１は上記第（１９）式〜第（２２）式に従い算定されたパターン検出タイミングｔｓｆｌ〜ｔｓｆ４を算定するとともに、上述したｔｍｆｌ〜ｔｍｆ４、ｔｍｒｌ〜ｔｍｒ４を算出する。
【００７６】
その後、ステップ（Ｓ１０５）で算出したレジマークの位置に対応して色ずれの補正を行い（Ｓ１０６）、処理を終了する。
【００７７】
これにより、比較部１０２として、ヒステリシス付のコンパレータを用いる場合の弱点であった測定精度の低下を防ぐことが出来る。
【００７８】
〔第２実施形態〕
本実施形態は、レジマーク検出センサの構成は第１実施形態と同一だが、レジマークの位置を検出するシーケンスが異なっている。
【００７９】
図７は、本発明に係る画像形成装置における第２の色ずれ補正処理手順の一例を示すフローチャートであり、レジマーク位置検出シーケンスを含む色ずれ補正処理手順に対応する。なお、Ｓ２０１〜Ｓ２０５は各ステップを示す。
【００８０】
まず始めに、ダミーパターンの振幅の測定を行う（Ｓ２０１）。ダミーパターンは、レジパターンと同じ太さを有しており、ＹＭＣＫ各色存在する。本実施形態では、ダミーパターンの振幅を同色レジパターンの振幅の代用として扱う。
【００８１】
その後に、レジパターンの測定を行う。ここでは、第１実施形態と同様にパルス波形の立上り時刻，立下り時刻を取得する（Ｓ２０２）。全てのレジマークを測定したかどうかを判定し（Ｓ２０３）、すなわち、未測定のレジマークが残っているかどうかを判定して、残っていると判定した場合には、ステップＳ２０１へ戻る。
【００８２】
一方、ステップＳ２０３で、未測定のレジマークが残っていないと判定した場合は、ＣＰＵ２１はレジマークの位置の算出を行う（Ｓ２０４）。
【００８３】
具体的には、ＣＰＵ２１が上記第（１９）式〜第（２２）式に従いパターン検出タイミングｔｓｆｌ〜ｔｓｆ４を算定するとともに、上述したｔｍｆｌ〜ｔｍｆ４、ｔｍｒｌ〜ｔｍｒ４を算出する。
【００８４】
その後に、ステップ（Ｓ２０４）で、算出したレジマークの位置に対応して色ずれの補正を行い（Ｓ２０５）、処理を終了する。
【００８５】
これりより、第１実施形態と比較して振幅の取得を始めに行い、その後は行わないので、ＣＰＵ２１の負担が軽くなる利点があり、安価なＣＰＵを用いる場合には特に有効である。
【００８６】
〔第３実施形態〕
本実施形態では、レジマーク検出センサの構成は第１実施形態と同一だが、レジマークの位置を検出するシーケンスが異なっている。
【００８７】
図８は、本発明の第３実施形態を示す画像形成装置におけるレジマークの位置算出処理状態を説明する図であり、本実施形態では、基準となる時刻を取得するポイントは、波形の立上り位置となる。なお、測定波形の相似関係より、以下の式を導くことが可能になる。
【００８８】
図２に示したＣＰＵ２１は、下記第（２３）式〜第（２６）式に従い、パターン検出タイミングｔｓｆｌ〜ｔｓｆ４を算出する。
【００８９】
ｔｓｆ１＝Ｋｌｈ−（ｔｈ／Ｋａｍ）…… （２３）
ｔｓｆ２＝Ｙｌｈ−（ｔｈ／Ｙａｍ）…… （２４）
ｔｓｆ３＝Ｍｌｈ−（ｔｈ／Ｍａｍ）…… （２５）
ｔｓｆ４＝Ｃｌｈ−（ｔｈ／Ｃａｍ）…… （２６）
【００９０】
まず、レジマーク検知時にセンサの出力するレジマーク検知パルスの立ち上がり時刻を取得する（Ｓ３０１）。次に、センサ６のアナログ出力端子より、レジパターンの振幅を検知する（Ｓ３０２）。ここで、第１実施形態との違いは、レジマーク検知パルスの立下がり時刻を取得しないことである。
【００９１】
そして、全てのレジマークを測定したかどうかを判定し（Ｓ３０３）、すなわち、未測定のレジマークが残っているかどうかを判定して、残っていると判定した場合には、ステップＳ３０１へ戻る。
【００９２】
一方、ステップＳ３０３で、未測定のレジマークが残っていないと判定した場合は、すなわち、全てのレジマークを検知したら、レジマーク位置を算出する（Ｓ３０４）。
【００９３】
具体的には、ＣＰＵ２１は上記第（２３）式〜第（２６）式に従い、検出タイミングｔｓｆｌ〜４を算出する。以下、同様にタイミングｔｓｒｌ〜４、ｔｍｆｌ〜４、ｔＨｌｒｌ〜４を算出して色ずれ検出を行う。その後に、算出したレジマークの位置に対応して色ずれの補正を行い（Ｓ３０５）、処理を終了する。
【００９４】
なお、本実施形態では、レジマーク検知パルスの立上り時刻とレジパターン測定波形の振幅よりレジマークの位置情報を算出しているが、レジマーク検知パルスの立下り時刻とレジパターン測定波形の振幅よりレジマークの位置情報を算出しても構わない。
【００９５】
この方式を用いることで、ＣＰＵ２１の負担が軽くなる利点があり、安価なＣＰＵを用いる場合には特に有効である。
【００９６】
以下、図１０に示すメモリマップを参照して本発明に係る画像形成装置を適用可能な画像処理システムで読み出し可能なデータ処理プログラムの構成について説明する。
【００９７】
図１０は、本発明に係る画像形成装置を適用可能な画像処理システムで読み出し可能な各種データ処理プログラムを格納する記憶媒体のメモリマップを説明する図である。
【００９８】
なお、特に図示しないが、記憶媒体に記憶されるプログラム群を管理する情報、例えばバージョン情報，作成者等も記憶され、かつ、プログラム読み出し側のＯＳ等に依存する情報、例えばプログラムを識別表示するアイコン等も記憶される場合もある。
【００９９】
さらに、各種プログラムに従属するデータも上記ディレクトリに管理されている。また、各種プログラムをコンピュータにインストールするためのプログラムや、インストールするプログラムが圧縮されている場合に、解凍するプログラム等も記憶される場合もある。
【０１００】
本実施形態における図６，図７，図９に示す機能が外部からインストールされるプログラムによって、ホストコンピュータにより遂行されていてもよい。そして、その場合、ＣＤ−ＲＯＭやフラッシュメモリやＦＤ等の記憶媒体により、あるいはネットワークを介して外部の記憶媒体から、プログラムを含む情報群を出力装置に供給される場合でも本発明は適用されるものである。
【０１０１】
以上のように、前述した実施形態の機能を実現するソフトウエアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読出し実行することによっても、本発明の目的が達成されることは言うまでもない。
【０１０２】
この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が本発明の新規な機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【０１０３】
プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピーディスク，ハードディスク，光ディスク，光磁気ディスク，ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，磁気テープ，不揮発性のメモリカード，ＲＯＭ，ＥＥＰＲＯＭ等を用いることができる。
【０１０４】
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【０１０５】
さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【０１０６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、色ずれ検知パルス信号を生成する際に、ヒステリシス付きコンパレータ等を利用する場合でも、色ずれ検知パターン測定誤差である相対誤差成分による影響を排除して、基準となる画像形成ステーションと他の画像形成ステーションとの色ずれ量を安定して、かつ精度よく算出して、色ずれのないカラー画像を安定して形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示すカラー画像形成装置の一例を説明する概略斜視図である。
【図２】本発明に係る画像形成装置のおける色ずれ量算出回路の一例を示すブロック図である。
【図３】本発明に係る画像形成装置における受光部の回路構成を示すブロック図である。
【図４】図１に示した搬送ベルトに形成される色ずれ検出パターン例を示す図である。
【図５】図３に示した検出機構で色ずれ検出パターンを検出した場合の検出波形を示す図である。
【図６】本発明に係る画像形成装置における第１の色ずれ補正処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図７】本発明に係る画像形成装置における第２の色ずれ補正処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図８】本発明の第３実施形態を示す画像形成装置におけるレジマークの位置算出処理状態を説明する図である。
【図９】本発明に係る画像形成装置における第３の色ずれ補正処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１０】本発明に係る画像形成装置を適用可能な画像処理システムで読み出し可能な各種データ処理プログラムを格納する記憶媒体のメモリマップを説明する図である。
【図１１】この種のカラー画像形成装置における色ずれ状態を説明する図である。
【図１２】この種のカラー画像形成装置の搬送ベルトに形成される色ずれパターンの検出機構を説明する図である。
【図１３】この種の画像形成装置における色ずれ検出回路の一例を示すブロック図である。
【図１４】図１３に示した検出回路で色ずれ検出パターンを検出した場合の検出波形を示す図である。
【図１５】図１３に示した比較部におけるヒステリシスの有無に起因する測定誤差を説明する図である。
【符号の説明】
１  感光ドラム
２  レーザスキャナ
３  搬送ベルト
６  光センサ
５１  発光素子
５２  受光素子
ＣＯＮＴ  コントロールユニット
【図１】
0004649013.tif 000002
【図２】
0004649013.tif 000003
【図３】
0004649013.tif 000004
【図４】
0004649013.tif 000005
【図５】
0004649013.tif 000006
【図６】
0004649013.tif 000007
【図７】
0004649013.tif 000008
【図８】
0004649013.tif 000009
【図９】
0004649013.tif 000010
【図１０】
0004649013.tif 000011
【図１１】
0004649013.tif 000012
【図１２】
0004649013.tif 000013
【図１３】
0004649013.tif 000014
【図１４】
0004649013.tif 000015
【図１５】
0004649013.tif 000016