(57)【要約】【目的】  形成する画像における主走査方向と副走査方向の両方向の位置ずれの有無を、容易に検出できるようにする。【構成】  画像形成装置において、搬送ベルト１５上に、主走査方向と副走査方向のどちらに位置ずれが発生した場合でも間に隙間が形成されるよう、基準色画像要素３５（基準色画像）と非基準色画像要素３６（非基準色画像）とを副走査方向に沿って１列に配置させて位置ずれ検出画像３４を形成する。このとき、非基準色画像の形成位置が基準色画像の形成位置に対してずれていた場合には、非基準色画像要素３６と隣接する基準色画像要素３５との間に隙間が形成される。そして、位置ずれ検出センサ２５の検出信号にローレベルのオフパルスＰｏｆｆを発生させるので、このオフパルスの有無によって位置ずれの発生の有無を検出することができる。【選択図】        図９
2005266351.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像担持体に形成された基準色画像と非基準色画像との間の位置ずれの有無を検出する手段を有する画像形成装置であって、
画像形成時に主走査方向と副走査方向のどちらに位置ずれが発生した場合でも間に隙間が形成されるよう基準色画像と非基準色画像を配置した位置ずれ検出画像を画像担持体に形成する検出画像形成手段と、
前記隙間を検知することで位置ずれの有無を検出する位置ずれ検出手段とを設けた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であって、
前記検出画像形成手段は、基準色画像と非基準色画像とを主走査方向と副走査方向のどちらにも平行でない境界線で接するよう配置して前記位置ずれ検出画像を形成する手段であ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であって、
前記位置ずれ検出手段が検出した隙間の大きさが所定のしきい値以上である場合に位置ずれの補正処理を行う手段を設けた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のいずれか１項に記載の画像形成装置であって、
前記位置ずれ検出画像として、前記主走査方向の位置が異なる複数の画像を形成するようにした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】
この発明は、複数色の画像を形成する画像形成装置に関し、特に基準色画像と非基準色画像との間の位置ずれの有無を検出する機能を有する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複数の感光体を用いてカラー画像を形成する画像形成装置は、各感光体に異なる色の画像を独立して形成し、これらの画像を同一の転写紙上に重ね合わせる方式が多く採用されている。しかしこの方式による構成は、各感光体の機械的な位置精度、各感光体に対する書込み位置精度、書込みレンズのばらつきに起因する走査線の曲がり、傾き、倍率誤差、各感光体の速度誤差、装置全体の温度上昇による書込み位置や倍率の変動等により、各色による画像間に位置ずれが発生しやすく、最終的な画像に色むら、色ずれとなって現れ、画質を劣化させる要因となる。そこで、１つの基準色により形成された基準色画像に対し、他の非基準色による非基準色画像が位置ずれしているか否かを検出する技術として、従来より以下のような種々の技術が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、転写紙を搬送する転写ベルト上で転写紙の間の位置に簡易位置ずれ検知パターン画像を形成し、スリット板に形成された所定幅のスリットを介して簡易位置ずれ検知パターン画像の通過の様子を検知することにより、画像形成の位置ずれの有無を検出する技術が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、中間転写ベルトの同じ位置に楔形状のレジストパターンを複数色重ね合わせて形成し、その形状の変化を検知することにより、画像形成の位置ずれの有無を検出する技術が開示されている。
【０００５】
またさらに、特許文献３には、基準色と補正対象色でそれぞれ同じピッチの格子状のパターンを重ね合わせてひとつのパッチとし、各色のパターンをピッチ方向に任意量シフトさせて重ね合わせた複数個のパッチと、完全に重ねた基準パッチとを転写ベルトに副走査方向で併置させてパッチ群を形成し、反射型フォトセンサでトレースして拡散光出力の変化の差を検知することにより位置ずれを検出する技術が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−７３９７９号公報
【特許文献２】特開２００３−９８７９４号公報
【特許文献３】特開２００３−２８０３１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、主走査方向の位置ずれしか検出できず、副走査方向の位置ずれの検出には対応できないという問題があった。また、特許文献２に記載の技術では、主走査方向と副走査方向の両方向の位置ずれの検出ができるが、位置ずれの有無にかかわらず、２つの線の幅の検知と、２つの線間の間隔の検知という異なる２種類の時間測定による検知を行う必要があり、そのため計算処理が複雑になってしまう問題があった。またさらに、特許文献３に記載の技術では、パターン数を多く必要とするパターン群が副走査方向に長く形成されてしまうため、多数枚の転写紙の紙間に形成すると画像形成の効率が著しく低減してしまうという問題があった。
【０００８】
この発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、画像形成装置が形成する画像における主走査方向と副走査方向の両方向の位置ずれを、容易に検出できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明は、上記の目的を達成するため、画像担持体に形成された基準色画像と非基準色画像との間の位置ずれの有無を検出する手段を有する画像形成装置において、画像形成時に主走査方向と副走査方向のどちらに位置ずれが発生した場合でも間に隙間が形成されるように基準色画像と非基準色画像を配置した位置ずれ検出画像を画像担持体に形成する検出画像形成手段と、上記隙間を検知することで位置ずれの有無を検出する位置ずれ検出手段とを設けたことを特徴とするようにしたものである。
【００１０】
また、上記の画像形成装置において、上記検出画像形成手段を、基準色画像と非基準色画像とを主走査方向と副走査方向のどちらにも平行でない境界線で接するよう配置して上記位置ずれ検出画像を形成する手段とするとよい。
さらに、上記の画像形成装置において、上記位置ずれ検出手段が検出した隙間の大きさが所定のしきい値以上である場合に位置ずれの補正処理を行う手段を設けるとよい。
またさらに、上記の画像形成装置において、上記位置ずれ検出画像として、上記主走査方向の位置が異なる複数の画像を形成するようにするとよい。
【発明の効果】
【００１１】
以上のような画像形成装置によれば、形成する画像における主走査方向と副走査方向の両方向の位置ずれを、容易に検出できるようにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、この発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて具体的に説明する。
図１は、この発明の画像形成装置の実施形態であるカラー画像形成装置の構成例を示すブロック図である。図１において、このカラー画像形成装置１は、コントローラ２と、画像形成エンジン３、オペレーションパネル４とを備えている。
【００１３】
コントローラ２は、その時設定されている制御モード及びホスト装置５からの制御コードに従って、ホスト装置５などから入力される印字データをビデオデータに変換して画像形成エンジン３へ出力する制御機構の総称で、以下のようなモジュールを備えている。
すなわち、ホストインタフェース（以下「インタフェース」を「Ｉ／Ｆ」と略称する）６、エンジンＩ／Ｆ７、パネルＩ／Ｆ８と、ＣＰＵ９、プログラムＲＯＭ１０、フォントＲＯＭ１１、ＲＡＭ１２、ＮＶ−ＲＡＭ１３とを備えている。
【００１４】
ホストＩ／Ｆ６は、ホスト装置５から送られてくる各種のコマンド（制御信号）及びデータを受信したり、カラー画像形成装置１の状態を示すステータス信号をホスト装置５へ送信するためのインタフェースであり、接続するホスト装置に合わせて各種のシリアルＩ／ＦあるいはパラレルＩ／Ｆを選択する。エンジンＩ／Ｆ７は、コマンド及びビデオ信号を画像形成エンジン３へ送信したり、画像形成エンジン３からのステータス信号を受信したりするためのインタフェースである。
【００１５】
パネルＩ／Ｆ８は、オペレーションパネル４との間で表示制御データの送信と各キー情報の受信を行うためのインタフェースである。ＣＰＵ９は、汎用の１６又は３２ビットの中央処理装置であり、プログラムＲＯＭ１０に記憶されている制御プログラムに従ってホスト装置５からの印刷データ（印字データ、制御データ）を処理するなど、このコントローラ２全体の統括制御を司る。
【００１６】
プログラムＲＯＭ１０はＣＰＵ９によりコントローラ２内でのデータの処理及び管理や周辺のモジュールを制御するための制御プログラムを、フォントＲＯＭ１１は印刷（印字）に使用される種々のフォントをそれぞれ格納している。ＲＡＭ１２はランダムアクセスメモリであり、ＣＰＵ９がデータ処理を行なう際に使用するワークメモリと、ホスト装置５からの印刷データをページ単位に管理して一時格納する受信バッファと、その受信バッファに一時格納した印刷データ中の印字データを実際の印字パターンに変換し、ビデオデータ（ビデオ信号）として記憶するためのビットマップメモリ等に使用される。ＮＶ−ＲＡＭ１３は、電源が切れても内部のデータを記憶保持する不揮発性メモリであり、オペレーションパネル４からのモード指示の内容などを記憶する。
【００１７】
画像形成エンジン３は、転写紙に直接画像を形成する各種機構部とそれを制御するエンジンドライバとからなり、コントローラ２からのコマンド及びビデオ信号によって、画像形成部及び用紙搬送部などのシーケンス動作とレーザ書込ユニットへのビデオ変調信号を制御して印刷処理を行なう（画像形成エンジン３の詳細については後述する）。
【００１８】
オペレーションパネル４は、画像形成装置の状態等の各種情報を表示する表示部と、印刷ジョブのクリアを指示したり、画像形成装置の動作モードやフォント等を設定するための操作部とを備えている。
【００１９】
ホスト装置５は、オフィスコンピュータ、パーソナルコンピュータ、データ処理装置、あるいは画像処理装置等の上位装置であり、ここで作成された文書情報等の印刷データを印刷処理するために、カラー画像形成装置１へその印刷データ（印字データ及び制御データ）等を送信する装置である。
なお、このカラー画像形成装置は、原稿の印刷データを光学的手段などにより直接読み取ることのできるスキャナ部を備えることで、カラー複写機として機能させることもできる。
【００２０】
次に、図２を用いて、カラー画像形成装置１に備える画像形成エンジン３の構成について説明する。図２は、その画像形成エンジンの断面を模式的に示す図である。図２に示す画像形成エンジン３は、タンデム方式のものであり、エンジンドライバ１４、搬送ベルト１５、搬送ローラ１６、給紙トレイ１７、レジストセンサ１８、第１〜４画像形成部１９，２０，２１，２２、露光器２３、定着器２４、位置ずれ検出センサ２５を備えている。
【００２１】
そして、環状に形成されている搬送ベルト１５（画像担時体）が、その内側で駆動ローラと従動ローラの２つの搬送ローラ１６ａ，１６ｂにより架設されており、これら搬送ローラ１６ａ，１６ｂの回転によって矢印方向に回転駆動されるようになっている。また、各々異なる色（イエロー：Ｙ、マゼンタ：Ｍ、シアン：Ｃ、ブラック：Ｋ）の画像を形成する第１〜４画像形成部１９，２０，２１，２２が搬送ベルト１５の上面に沿って一列に配置されており、これらと反対側の搬送ベルト１５の下部には、転写紙が収納された給紙トレイ１７が備えられている。
【００２２】
画像形成時には、この給紙トレイ１７内の最上位置にある転写紙が搬送ベルト１５上に静電吸着されて給紙され、その後の搬送途中でレジストセンサ１８の位置検出により各画像形成部１９，２０，２１，２２とのタイミングが取られる。そして、吸着搬送されている転写紙Ｐは、まず第１画像形成部（イエロー）１９に搬送されてイエローの画像形成が行われる。
【００２３】
この第１画像形成部１９は、感光体ドラム１９ａとその周囲に配置された帯電器１９ｂ、現像器１９ｃ、転写器１９ｄ、感光体クリーナ１９ｅを備えており、その上方には第１〜４画像形成部１９，２０，２１，２２が共通に用いる露光器２３が設けられている。そして、感光体ドラム１９ａの表面は、帯電器１９ｂで一様に帯電された後、露光器２３からのレーザー光Ｌｙによりイエローの画像に対応する露光が行われ、静電潜像が形成される。
【００２４】
形成された静電潜像は現像器１９ｃで現像され、感光体ドラム１９ａ上にトナー像が形成される。このトナー像は感光体ドラム１９ａと搬送ベルト１５上の転写紙Ｐと接する位置（転写位置）で転写器１９ｄによって転写され、転写紙Ｐ上にイエローの単色画像を形成する。転写が終わった感光体ドラム１９ａは、ドラム表面に残った不要なトナーを感光体クリーナ１９ｅによってクリーニングされ、次の画像形成に備えることとなる。
【００２５】
このようにして第１画像形成部１９によりイエローの単色画像を転写された転写紙Ｐは、搬送ベルト１５によって第２画像形成部２０（マゼンタ）に搬送される。ここでも、同様にして感光体ドラム２０ａ上に形成されたマゼンタのトナー像が、転写紙Ｐ上に重ねて転写される。転写紙Ｐは、さらに第３画像形成部２１（シアン）及び第４画像形成部２２（ブラック）に搬送され、同様にしてそれぞれが形成したトナー像を転写されてカラー画像が形成されてゆく。第４画像形成部２２を通過してカラー画像が形成された転写紙は、搬送ベルト１５から剥離され、定着器２４により定着された後に排紙される。
【００２６】
次に、露光器２３の内部構成について説明する。図３は露光器２３の内部主要部を上方から見た図であり、露光器２３はその内部に、ＬＤ（レーザーダイオード）ユニット２６、シリンダレンズ２７、反射ミラー２８、ポリンゴンミラー２９、ｆθレンズ３０、第１露光ミラー３１、シリンダミラー３２、同期検知センサ３３を備えている。なお、図ではＹＭＣＫの各色と対応するユニットにはその色を示す添え字を付しているが、総称する場合には添え字のない符号を用いる。
【００２７】
そして、露光器２３においては、ＬＤユニット２６ＫおよびＬＤユニット２６Ｙからの光ビームは、シリンダレンズ２７Ｋ，２７Ｙを通り、反射ミラー２８Ｋおよび反射ミラー２８Ｙによってポリゴンミラー２９の軸方向の下方側反射面に入射する。そして、ポリゴンミラー２９が回転することによりその光ビームを偏向し、その光ビームはｆθレンズ３０ＫＣおよびｆθレンズ３０ＹＭを通り、第１露光ミラー３１Ｋおよび第１露光ミラー３１Ｙにより折り返されて露光器２３の外部へ出射し、それぞれ画像形成部２２，１９の感光体ドラム２２ａ，１９ａを露光する。
【００２８】
一方、ＬＤユニット２６ＣおよびＬＤユニット２６Ｍからの光ビームは、シリンダレンズ２７Ｃおよびシリンダレンズ２７Ｍを通り、ポリゴンミラー２９の軸方向の上方側反射面に入射する。そして、ポリゴンミラー２９が回転することによりその光ビームを偏向し、その光ビームはｆθレンズ３０ＫＣおよびｆθレンズ３０ＹＭを通り、第１露光ミラー３１Ｃおよび第１露光ミラー３１Ｍにより折り返されて露光器２３の外部へ出射し、画像形成部２０，２１の感光体ドラム２０ａ，２１ａを露光する。
【００２９】
また、主走査方向の書き出し位置より上流側には、シリンダミラー３２ＫＣおよびシリンダミラー３２ＹＭ、さらには同期検知センサ３３ＫＣおよび同期検知センサ３３ＹＭが設置されており、ｆθレンズ３０ＫＣおよびｆθレンズ３０ＹＭを通った光ビームがシリンダミラー３２ＫＣおよびシリンダミラー３２ＹＭによって反射集光されて、同期検知センサ３３ＫＣおよび同期検知センサ３３ＹＭに入射するような構成となっている。これらの同期検知センサ３３は、主走査方向の同期を取るためのセンサである。
【００３０】
また、ＬＤユニット２６ＫおよびＬＤユニット２６Ｃからの光ビームについては、共通のシリンダミラー３２ＫＣならびに同期検知センサ３３ＫＣを使用している。ＬＤユニット２６ＹおよびＬＤユニット２６Ｍについても同様に、共通のシリンダミラー３２ＹＭならびに同期検知センサ３３ＹＭを使用している。同じセンサに２色の光ビームが入射することとなるので、各色の光ビームのポリゴンミラー２９への入射角を異なるようにすることで、それぞれの光ビームがセンサに入射するタイミングを変え、時系列的にパルス列として出力されるようになっている。また、図からも分かるように、ＬＤユニット２６ＫおよびＬＤユニット２６Ｃからの光ビームと、ＬＤユニット２６ＹおよびＬＤユニット２６Ｍからの光ビームとは逆方向に走査されるようにしている。
【００３１】
ところで、このカラー画像形成装置１では、図２に示した第４画像形成部２２よりも搬送方向の後方側の位置に、位置ずれ検出センサ２５を設けており、各画像形成部１９，２０，２１，２２によって搬送ベルト１５の表面上に後述する位置ずれ検出画像を形成した後、この位置ずれ検出センサ２５によってその位置ずれ検出画像の形成状態を検知することで、１つの基準色画像の形成位置に対する他の色の相対的な画像形成の位置ずれの有無を検出できるようになっている。
【００３２】
そして、エンジンドライバ１４は、コントローラ２からのコマンドやビデオ信号により画像形成エンジン３の各駆動部を統括制御して画像形成処理を行ったり、位置ずれ検出センサ２５のセンサ信号をコントローラ２へ送信するようになっている。この場合において、上記の第１〜４画像形成部１９，２０，２１，２２がそれぞれ検出画像形成手段として機能し、位置ずれ検出センサ２５とコントローラ２が位置ずれ検出手段として機能する。
【００３３】
以下に、このような位置ずれ検出に関連する構成及び機能について図を用いて詳細に説明する。まず図４は、搬送ベルト１５と位置ずれ検出センサ２５との配置関係を模式的に示した図である。この図中において、転写紙の搬送方向は下方から上方に向かう方向であり、また図中の左右方向が主走査方向となり、上下方向が副走査方向となる。
【００３４】
そして、カラー画像形成装置１には、位置ずれ検出センサ２５が搬送ベルト１５の上面に対向する位置で図中の左側に１つだけ設けられている。そして、位置ずれ検出処理を行う際には、搬送ベルト１５の表面上の位置ずれ検出センサ２５と同じ主走査方向位置に図５に示すようなパターンの位置ずれ検出画像３４が形成され、これが副走査方向に搬送されることにより位置ずれ検出センサ２５がその副走査方向全体に渡ってトレースして位置ずれ検出画像３４の形成状態を検知できるようになっている。
【００３５】
ここで、搬送ベルト１５は表面に光沢があって光反射率の高いものを用いている。また、図示の便宜上、搬送ベルト１５の表面を白色で示しているが、表面の光反射率が高ければ黒色やその他の色であってもよい。
また、詳細には図示しないが、位置ずれ検出センサ２５は照射指向性の高い射光部と受光指向性の低い受光部とを備えた拡散光検知型のものを用いている。この場合、射光部は例えば赤外線などの光を光ビームとして収束し、ある入射角をもって搬送ベルト１５の表面上に照射するものを用いることができ、受光部は、搬送ベルト１５の表面付近で反射した光ビーム（正反射光）の光路上から外れる位置に設置し、正反射光を直接受光することはなく、それ以外の周囲に拡散した反射光だけを広く受光するようにすればよい。
【００３６】
ところで、図５に示した位置ずれ検出画像３４は、各画像形成部同士で位置ずれがなく正常な配置関係で形成された状態を示している。図示するように、この位置ずれ検出画像３４は７つの単色の画像要素を副走査方向に沿って１列に配置させて形成したものである。それぞれの画像要素は、副走査方向に平行な２つの対向辺と、副走査方向に対して同じ角度（図中では左斜め上に向かう角度）で傾斜する２つの対向辺とによる同じ大きさの平行四辺形の形状に形成されている。
【００３７】
特に副走査方向の奇数番目（１，３，５，７番目）に位置している画像要素は、基準色画像要素３５１，３５３，３５５，３５７（基準色画像）として第４画像形成部により基準色である黒色で形成したものである。そして、それら基準色画像要素３５１，３５３，３５５，３５７の間に位置している画像要素、つまり副走査方向の偶数番目に位置している画像要素が、それぞれ昇順にイエロー（２番目）、マゼンタ（４番目）、シアン（６番目）の非基準色画像要素３６Ｙ，３６Ｍ，３６Ｃ（非基準色画像）として第１〜３画像形成部により個別に形成された画像要素である。
【００３８】
そして、それら各色の画像要素３５，３６同士は、それぞれの副走査方向の端に位置する傾斜辺同士でできるだけ隙間なくかつ重なり合うことのないよう密接する配置で形成されている。また、各色の画像形成に使用するトナーには、照射光に対して広く拡散反射させる性質の顔料を使用している。これは、たとえ黒色であっても照射光を吸収することなく、他の色と同様に照射光のほとんどを周囲に拡散反射するものである。
また、この位置ずれ検出画像３４は、搬送される転写紙の間の紙間位置に形成し、多数枚の転写紙に対して連続的に画像形成処理を行っている最中でも、それと並行して位置ずれ検出処理を行うことができるようにしている。
【００３９】
次に、以上の位置ずれ検出センサ２５及び位置ずれ検出画像３４を用いて行う位置ずれ検出処理について説明する。図６は位置ずれ検出センサによる位置ずれ検出画像の形成状態の検知例を示す図である。この図において、位置ずれ検出画像３４は図５の場合と同様に位置ずれのない状態で形成されており、また図中の右側には位置ずれ検出センサ２５が位置ずれ検出画像３４を副走査方向にトレースした際の対応するセンサ信号の様子を示している。
【００４０】
この場合において、まず、トナー画像が形成されていない搬送ベルト１５の表面を検知している間には、射光部からの入射光が搬送ベルト１５の表面上ですべて正反射し、受光部はその正反射光を受光しないことからセンサ信号はローレベルとなっている。そして、トナー画像の表面を検知している間（図中のＴ１〜Ｔ２）は、入射光のほとんどが画像表面で拡散反射し、受光部はその拡散光を受光することで画像検知状態を示すハイレベルのセンサ信号を出力する。このようにして、位置ずれ検出センサ２５は搬送ベルト１５の表面上の光照射点におけるトナー画像の有無をリアルタイムに検知できるようになっている。
【００４１】
そして図６においては、位置ずれ検出画像３４は各画像要素３５，３６の間に何ら位置ずれのない正常状態で形成されており、各画像要素３５，３６同士の境界線はどこも隙間がなく、つまり位置ずれ検出画像３４全体が副走査方向に完全に一体となっている。この場合、位置ずれ検出センサ２５のセンサ信号は、位置ずれ検出画像３４の全長のトレースに必要な規定時間の間ずっと高レベル出力を維持していることになり、各画像要素３５，３６間のどこにも隙間が検知されないことになる。
【００４２】
これに対して、例えば図７に示すようにイエローの非基準色画像要素３６Ｙが主走査方向（ここでは図中の左方向）に位置ずれした場合には、そのイエローの非基準色画像要素３６Ｙと副走査方向の１番目に位置する基準色画像要素３５１との間に隙間が形成される。また、図８に示すようにイエローの非基準色画像要素３６Ｙが図中の右方向に位置ずれした場合には、イエローの非基準色画像要素３６Ｙと副走査方向の３番目に位置する基準色画像要素３５３との間に隙間が形成される。
【００４３】
そして、例えば図７の位置ずれの場合には、位置ずれ検出センサ２５の検出信号は、図９に示すように、形成された隙間に対応するタイミングと長さ（時間幅）でローレベルのオフパルスＰｏｆｆを発生させることになる。これを利用して、位置ずれ検出センサ２５のセンサ信号にオフパルスＰｏｆｆが発生したかどうかを検知するだけで、基準色の画像に対する他の非基準色の画像の相対的な位置ずれが発生したかどうかを容易に検出することができる。
【００４４】
またイエローの非基準色画像要素３６Ｙが副走査方向に位置ずれした場合でも、図１０、図１１に示すように副走査方向の１番目又は３番目に位置する基準色画像要素３５１，３５３のいずれかとの間に隙間が形成される。そして、例えば図１０のような位置ずれの場合には、図１２に示すように、その隙間に対応するタイミングと長さ（時間幅）でセンサ信号にオフパルスＰｏｆｆが発生し、画像の位置ずれが発生したことが検出される。
【００４５】
以上より、イエローの非基準色画像要素３６Ｙが、主走査方向と副走査方向のどちらに位置ずれした場合でも（図７、図８、図１０、図１１）、１番目と３番目に位置する基準色画像要素３５１，３５３同士の間に隙間が形成されることがわかる。従って、位置ずれ検出センサ２５の出力において、１番目と３番目の基準色画像要素３５１，３５３のそれぞれに対応する範囲のハイレベル出力の間にオフパルスが発生すれば、そのことをもってイエローの非基準色画像要素３６Ｙが位置ずれしていると認識することができる。
【００４６】
ほかにも、マゼンタの場合は３番目と５番目の基準色画像要素３５３，３５５の間で、シアンの場合は５番目と７番目の基準色画像要素３５５，３５７の間で位置ずれによる隙間（オフパルス）を形成することになる。このように、４つの基準色画像要素３５のそれぞれに対応するハイレベル出力のタイミングと、オフパルスが発生するタイミングとの関係を把握することで、どの色（どの画像形成部）の画像が位置ずれしたかを判別することができる。
【００４７】
以上により、この実施形態によれば、主走査方向と副走査方向の両方向の位置ずれの有無を、特別な計算を行うことなく１つのセンサで容易に検出することができる。また、搬送ベルトに形成する位置ずれ検出画像は、７つの小さな画像要素を副走査方向に密接に配置して形成すればよいため、その副走査方向における全体の長さを比較的短くすることができ、そのため位置ずれ検出画像の形成に必要な転写紙の紙間距離は短くて済み、連続画像形成中に用紙を密に配置できるため、頻繁に位置ずれ検出を行う場合であっても画像形成処理の効率を高く保つことができる。また、位置ずれ検出センサの設置個数も１つでよいため、簡素な構成とすることができる。
【００４８】
なお、各画像要素の形状については、図５〜図１２中に示したような副走査方向に対する傾斜が逆向き（図中で右斜め上に形成する向き）であってもよく、さらには形状についてもそれぞれ同じ平行四辺形で形成することに限られるものではない。つまり、主走査方向と副走査方向のどちらに位置ずれが発生した場合でも、隣接する基準色画像要素３５と非基準色画像要素３６との間に隙間が形成されるようになっていればよく、少なくとも隣接する基準色画像要素３５と非基準色画像要素３６とが、主走査方向と副走査方向のどちらにも平行でない境界線で接するように形成されていればよい。例として、図示は省略するが、境界線が屈曲線や曲線で形成されていてもよいし、また、各境界線同士が平行な関係になくそれぞれ異なる角度で傾斜していてもよい。また、各色の画像要素が同一な形状である必要もない。
【００４９】
また、各画像要素の形状から、各色の画像形成位置が主走査方向及び／又は副走査方向にずれた場合の、ずれ量と画像要素間の隙間との関係を導くことができる。また、この隙間の幅を搬送ベルト１５の搬送速度で割れば、その隙間に対応して位置ずれ検出センサ２５に検出されるオフパルスの時間幅を得ることができる。従って、位置ずれ補正が必要な最低程度のずれと対応するオフパルスの時間幅を求めておき、これをしきい値として、位置ずれ検出センサ２５がこれ以上の時間幅のオフパルスを検出した場合、すなわち所定の大きさ以上の隙間を検出した場合に位置ずれ補正処理を行うといった対応も考えられる。
ただし、位置ずれ検出センサ２５と位置ずれ検出画像３４とでは、主走査方向と副走査方向のどちらにどれだけずれたかは検出できないので、位置ずれ補正を行う際には、別途これを検出する必要がある。
【００５０】
以下にこのようなしきい値を用いた位置ずれの有無の判断処理例を、図１３のフローチャートにより説明する。このフローチャートでは、各処理のステップをＳと記している。また、このフローチャートに示す処理は、位置ずれ検出処理を行う際にＣＰＵ９がプログラムＲＯＭ１０に格納されたプログラムやしきい値データに基づいて実行する処理である。
【００５１】
ＣＰＵ９は、画像形成処理を終えた転写紙が位置ずれ検出センサの位置を通過すると、図１３のフローチャートに示す処理を開始する。そして、ステップ１０１で、位置ずれ検出センサ２５の検出信号に立ち上がり変化が検知されるまで待機する。処理の開始時点ではまだ位置ずれ検出画像３４は位置ずれ検出センサ２５の位置に到達していないが、到達すると、位置ずれ検出センサ２５の検出信号がハイレベルになり、ステップ１０２に進む。
【００５２】
ステップ１０２では、センサ信号に立下り変化が検知されたかどうかを判断する。このステップ１０２においては、検出信号にオフパルスが発生したかどうか、すなわち画像要素間の隙間を検知したか否かを判断することになる。
ここで、ステップ１０２で立下り変化が検知されなかった場合には、ステップ１０３へ進み、位置ずれ検出画像３４の全長のトレースが完了したかどうかを判断する。この判断は例えば、ステップ１０１のループを脱してトレースを開始した時点から、位置ずれ検出画像３４の全長のトレースに必要な規定時間が経過したかどうかで判断することができる。
そして、ステップ１０３でまだトレースの最中にあると判断した場合には、ステップ１０２に戻って処理を繰り返す。
【００５３】
そして、ステップ１０２でオフパルスが検出された場合には、ステップ１０４へ進み、ステップ１０４及び１０５で次にセンサ信号に立ち上がり変化があるまで待機しつつオフパルスの時間幅を計測する。立ちあがり変化があると、ステップ１０５からステップ１０６に進み、ステップ１０４において計測したオフパルスの時間幅がしきい値より大きいか、すなわち検出された位置ずれ量が許容量を超えているかどうかを判断する。
【００５４】
そして、オフパルスの時間幅がしきい値より大きいと判断した場合には、許容量を超える位置ずれが発生したとの検出結果を出して処理を終了する。その後、位置ずれ補正処理を行うが、この処理に際しては、適宜公知技術による他の位置ずれ検出処理によって、主走査方向と副走査方向のそれぞれについてのより精度の高い位置ずれ量の検出を行い、それらに基づいて精度の高い位置ずれの補正処理を行えばよい。この処理は、通常はさほど頻繁に行うものではないと考えられるので、多少負荷の大きな処理でも大きな問題はない。
【００５５】
一方、ステップ１０６でオフパルスの時間幅がしきい値以下であると判断した場合には、問題となる位置ずれではないとみなしてそのままステップ１０２に戻り、次のオフパルスの検知を試みる。
そして、ステップ１０２とステップ１０３の処理を繰り返し、ステップ１０３でトレースが終了したと判断した場合には、許容量を超えるオフパルス（隙間）が検知されずに問題となる位置ずれが発生しなかったとして処理を終了する。
【００５６】
以上のようなしきい値を用いた位置ずれの有無の判断を行った場合には、許容量内にあるわずかな位置ずれを無視して不要な位置ずれ補正処理の実行頻度を抑えることができ、転写紙への画像形成処理を安定して継続させることができる。
【００５７】
ところで、位置ずれ検出画像の形成パターンについては、上記実施形態のように１つの基準色と３つの非基準色のそれぞれの画像要素を全て副走査方向に一列に並べる形成パターンに限定するものではない。例えば、図１４に示すように３つの非基準色画像要素３６Ｙ，３６Ｍ，３６Ｃを個別に基準色画像要素３５と組み合わせ、それぞれ独立した位置ずれ検出画像３４Ｙ，３４Ｍ，３４Ｃに分割して形成するようにしてもよい。ただし、この場合においても、それぞれの非基準色画像要素３６Ｙ，３６Ｍ，３６Ｃの４方向の位置ずれを隙間の有無によって検出できるよう、各非基準色画像要素３６Ｙ，３６Ｍ，３６Ｃにおいて副走査方向の前後両位置に基準色画像要素３５を配置して形成する必要がある。
【００５８】
そして、図１４に示すように、これら非基準色毎の位置ずれ検出画像３４Ｙ，３４Ｍ，３４Ｃを主走査方向の位置が異なるように形成し、それぞれの位置ずれ検出画像と主走査方向の位置が重なるように位置ずれ検出センサ２５Ｙ，２５Ｍ，２５Ｃを設置し、複数の位置ずれ検出画像を同時に検知できるようにするとよい。
このようにすれば、位置ずれ検出画像の副走査方向の長さを短縮でき、そのため位置ずれ検出処理に要する処理時間の短縮や転写紙の紙間距離を短縮することが可能となり、画像形成処理の効率向上を図ることができる。また非基準色毎の位置ずれ検出画像３４Ｙ，３４Ｍ，３４Ｃの配置は、この他にも２列配置や斜め配置など様々なバリエーションが考えられる。
【００５９】
さらにまた、上記実施形態では位置ずれ検出センサに拡散光検知型のものを用いる例について説明したが、これに限られるものではなく、例えば、受光指向性の高い受光部を備え、搬送ベルト表面上からの正反射光だけを受光する配置で設けた正反射光検知型の位置ずれ検出センサを用いてもよい。図１５に示すように、この正反射光検知型の位置ずれ検出センサ３７は、光照射点にトナー画像がない場合に正反射光を受光して高レベルのセンサ信号を出力し、トナー画像がある場合には強い正反射光を受光せずに０またはそれに近いローレベルのセンサ信号を出力することになる。これにより、位置ずれ検出画像３４に形成された隙間に対応するタイミングと長さ（時間幅）で高レベルのオンパルスＰｏｎを発生することになる。従って、このような位置ずれ検出センサ３７を用いた場合には、オンパルスの有無により、画像の位置ずれ発生有無を検出できる。
【００６０】
また、この発明の画像形成装置の全体構成も、上述したものに限られることはなく、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置、デジタル複合機等の種々の画像形成装置に適用可能であることはもちろんである。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
以上説明してきたように、この発明の画像形成装置によれば、形成する画像における主走査方向と副走査方向の両方向の位置ずれを、容易に検出できるようにすることができる。
そして、この発明を適用することにより、通常動作時の画像の位置ずれ検出を低負荷で行い、そのため高速な画像形成を実現可能な画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】この発明の画像形成装置の実施形態であるカラー画像形成装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示したカラー画像形成装置における画像形成エンジンの構成を模式的に示した断面図である。
【図３】同じく露光器の内部主要部を上方から見た状態を示す図である。
【図４】同じく搬送ベルトと位置ずれ検出センサとの配置関係を模式的に示した図である。
【図５】図１に示したカラー画像形成装置において画像形成位置ずれの検出に使用する位置ずれ検出画像を、各画像要素に位置ずれのない正常な配置関係で形成された状態で示す図である。
【００６３】
【図６】拡散光検知型の位置ずれ検出センサによる図５に示した位置ずれ検出画像の形成状態の検知例を示す図である。
【図７】イエローの非基準色画像要素が主走査方向の図で左側に位置ずれした状態の位置ずれ検出画像の例を示す図である。
【図８】イエローの非基準色画像要素が主走査方向の図で右側に位置ずれした状態の位置ずれ検出画像の例を示す図である。
【図９】拡散光検知型の位置ずれ検出センサによる図７に示した位置ずれ検出画像の形成状態の検知例を示す図である。
【図１０】イエローの非基準色画像要素が副走査方向図で下側に位置ずれした状態の位置ずれ検出画像を示す図である。
【００６４】
【図１１】イエローの非基準色画像要素が副走査方向の図で上側に位置ずれした状態の位置ずれ検出画像を示す図である。
【図１２】拡散光検知型の位置ずれ検出センサによる図１０に示した位置ずれ検出画像の形成状態の検知例を示す図である。
【図１３】しきい値を用いた位置ずれ補正要否の判断処理を示すフローチャートである。
【図１４】位置ずれ検出画像の別の形成例を示す図である。
【図１５】正反射光型の位置ずれ検出センサによる、図７に示した位置ずれ検出画像の形成状態の検知例を示す図である。
【符号の説明】
【００６５】
１：カラー画像形成装置    ２：コントローラ
３：画像形成エンジン      ４：オペレーションパネル
５：ホスト装置            ６：ホストＩ／Ｆ
７：エンジンＩ／Ｆ        ８：パネルＩ／Ｆ
９：ＣＰＵ                １０：プログラムＲＯＭ
１１：フォントＲＯＭ      １２：ＲＡＭ
１３：ＮＶ−ＲＡＭ        １４：エンジンドライバ
１５：搬送ベルト          １６ａ，１６ｂ：搬送ローラ
１７：給紙トレイ          １８：レジストセンサ
１９：第１画像形成部      ２０：第２画像形成部
２１：第３画像形成部      ２２：第４画像形成部
２３：露光器              ２４：定着器
２５，２５Ｙ，２５Ｍ，２５Ｃ，３７：位置ずれ検出センサ
２６：ＬＤユニット        ２７：シリンダレンズ
２８：反射ミラー          ２９：ポリゴンミラー
３０：ｆθレンズ          ３１：第１露光ミラー
３２：シリンダミラー      ３３：同期検知センサ
３４，３４Ｙ，３４Ｍ，３４Ｃ：位置ずれ検出画像
３５，３５１，３５３，３５５，３５７：基準色画像要素
３６，３６Ｙ，３６Ｍ，３６Ｃ：非基準色画像要素
Ｐ：転写紙
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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