(57)【要約】【課題】  色ずれ検出用パターン（パッチ）を用いて色ずれ補正を行う画像形成装置において、色ずれ補正回数及び補正時間、トナー消費量及び装置コストの少ない画像形成装置を提供する。【解決手段】  色ずれ検出動作時に画像形成ユニットにより画像搬送手段上に各色毎の色ずれ検出用パターン（パッチ）を形成する制御を行う色ずれ検出用パターン（パッチ）発生手段と、色ずれ検出用パターン（パッチ）を検出する検出センサより構成される色ずれ検出ユニットを備え、色ずれ検出ユニットにより検出された色ずれ検出信号に基づいて色ずれを補正する画像形成装置において、色ずれ検出用パターン（パッチ）及び検出センサのサイズを、色ずれ検出用パターン（パッチ）を構成するキャリア粒子、トナー粒子のサイズと装置ずれ量、環境変化等による変動量などに応じて適切に決定する。【選択図】  図２
2005091537.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに異なる複数の画像色の画像を形成する複数の画像形成ユニットと、前記画像形成ユニットにより形成された画像を表面に担持し、搬送する画像搬送手段と、色ずれ検出動作時に前記画像形成ユニットにより前記画像搬送手段上に各色毎の色ずれ検出用パターンを形成する制御を行う色ずれ検出用パターン発生手段と、前記色ずれ検出用パターンを検出するセンサより構成される色ずれ検出ユニットと、前記色ずれ検出ユニットにより検出された色ずれ検出信号に基づいて色ずれを補正する色ずれ補正手段とを備えた画像形成装置において、
前記色ずれ検出用パターン及び前記センサのサイズを、前記色ずれ検出用パターンを構成するキャリア粒子またはトナー粒子のサイズ、装置ずれ量、環境による変動量の少なくとも一つに応じて決定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において、２成分現像剤を用いる場合に、前記色ずれ検出用パターンを構成するキャリア粒子の粒径をＤ１、検出センサの長さをＬ１とした場合に、前記検出センサの長さＬ１を10Ｄ１≦Ｌ１≦30Ｄ１になるように構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１に記載の画像形成装置において、１成分現像剤を用いる場合に、前記色ずれ検出用パターン（パッチ）を構成するトナー粒子の粒径をＤ２、検出センサの長さをＬ１とした場合に、前記検出センサの長さＬ１を10Ｄ２≦Ｌ１≦30Ｄ２になるように構成し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において、前記色ずれ検出用パターン（パッチ）の長さＬ２を前記検出センサの長さをＬ１、前記色ずれ検出用パターン（パッチ）を構成する機構全体の装置ずれ量をＤ３、環境による変動量をＤ４とした場合、Ｌ１min＋Ｄ３＋Ｄ４≦Ｌ２≦Ｌ１max＋２(Ｄ３＋Ｄ４)になるように構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記色ずれ検出用パターン（パッチ）が、主走査方向と平行なラインとそのラインに対してある所定の角度で傾斜したもう1本のラインより構成される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】
本発明は、複数の画像形成ユニットを用いてカラー像を形成し、個々のカラー像を合わせて多色のカラー像を形成する画像形成装置に関するもので、特に複数の画像形成ユニット間の位置ずれに起因した色ずれ（カラーレジストレーションのずれ）を補正する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
タンデム方式の画像形成装置においては、像書き込み露光装置により感光体上に形成されたトナー像を転写シート上に転写する際に、感光体の偏心や像書き込み露光装置の取り付け位置ずれやピッチ間ずれ、複数の感光体間の速度のばらつきや転写ベルトの歪みや速度ずれ等の様々な要因に起因する機構系の誤差による転写位置ずれや、像書き込み露光装置におけるポリゴンミラーの面精度のばらつき等による静電潜像書き込み位置のずれ等の様々な画像位置ずれ要因が考えられる。
【０００３】
従来、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）の各色毎に、ポリゴンミラー、レーザ光源、シリンダミラー等から構成された光ビーム走査装置と像担持体としての感光体とを備えたタンデム方式の多色画像形成装置が知られている。この多色画像形成装置では、各感光体の下方に、搬送ローラに巻きかけられた無端の転写ベルトが設けられている。転写ベルト上には各色の特定パターン（検出用パターン）が形成される。検出用パターンは転写ベルトの進行方向下流側に配置された画像位置検出センサによって読み取られる。画像位置検出センサはフォトディテクタ等で構成される。この多色画像形成装置では、読み取った検出用パターンから各色毎の画像位置を算出し、算出された画像位置に基づいて各色の補正の目標値を算出し、各色の画像が目標値に一致するように、レーザ点灯のタイミングや倍率補正のための画像クロック周波数設定、ポリゴンミラーを回転駆動するポリゴンモータの制御クロックの位相設定、シリンダミラーを移動させるスキューモータのステップ数設定を行い、画像の色ずれを防止している（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２５４７５７号公報（第３頁乃至第４頁、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来技術の場合には、転写体上に形成した各色の色ずれ検出用パターンや、検出用パターンを検出するセンサや、トナー粒径や、装置ずれなどの検討が十分ではなかった。色ずれ量検出において必要以上に大きい検出用パターン（パッチ）および検出センサを用いると検出のためのトナー量が多くなり、また検出センサが必要以上に大きくなって、コスト高を招く等の課題が生じる。
【０００６】
本発明の目的は、各色の色ずれ検出用パターン、検出用パターンを検出するセンサ等に関して、キャリア、トナー粒径、装置ずれなどに関連する適切な大きさを決定するための方法及びそれを用いた画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、互いに異なる複数の画像色の画像を形成する複数の画像形成ユニットと、前記画像形成ユニットにより形成された画像を該表面に担持し、搬送する画像搬送手段と色ずれ検出動作時に前記画像形成ユニットにより前記画像搬送手段上に各色毎の色ずれ検出用パターン（パッチ）を形成する制御を行う色ずれ検出用パターン（パッチ）発生手段と、前記色ずれ検出用パターン（パッチ）を検出するセンサ等より構成される色ずれ検出ユニットと、前記色ずれ検出ユニットにより検出された色ずれ検出信号に基づいて色ずれを補正する色ずれ補正手段とを備えた画像形成装置において、前記色ずれ検出用パターン（パッチ）及び前記検出センサのサイズを、前記色ずれ検出用パターン（パッチ）を構成するキャリア粒子またはトナー粒子のサイズ、装置ずれ量、環境による変動量の少なくとも一つに応じて決定する。
【０００８】
具体的には、キャリア粒子の粒径をＤ１、トナー粒子の粒径をＤ２、露光器、感光体、転写ベルト等による装置の構成誤差等によるずれ量をＤ３、環境変化やその他の外乱による変動量をＤ４、検出センサの長さをＬ１、色ずれ検出用パターン（パッチ）の長さをＬ２とした場合、10Ｄ１（＝Ｌ１min）≦Ｌ１≦30Ｄ１（＝Ｌ１max）、Ｌ１min+Ｄ３＋Ｄ４≦Ｌ２≦Ｌ１max＋２(Ｄ３＋Ｄ４)  と決定する。
【０００９】
以上述べたように、色ずれ補正動作持の色ずれ検出用パターン（パッチ）及びセンサの大きさを上式より適切に設定することが可能となったことにより、色ずれ補正時のトナー消費量を少なくすることができ、かつ、色ずれ検出用センサのコストも低減することができ、また、色ずれ検出用パターン（パッチ）を検出用センサにより効率良く検出させることができるため、色ずれ補正を最短の時間で適切に処理することができ、画像形成装置の操作性を向上させる効果が期待できる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、センサの大きさや色ずれ検出用パターン（パッチ）の大きさをキャリア粒子やトナー粒子の粒径や装置ずれ量、環境による変動量等を基準として決定することにより、装置コストの削減効果や検出信号Ｓ／Ｎ比の向上、色ずれ補正回数及び補正時間、トナー消費量の低減などの様々な効果を得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明に係る一実施例を図に基づいて説明する。
【００１２】
タンデム方式の画像形成装置100においては、図１に示すように各色の感光体1及び像書き込み露光装置2はＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）の各色個別に設けられており、感光体1の周囲に各々帯電装置等（図示せず）が設けられている。また、各感光体1にはトナー像を形成するためのＣＭＹＫ各色の現像装置3が設けられている。各々の帯電装置（図示せず）により各色の感光体1を一様に帯電した後、各色の像書き込み露光装置2により各色の感光体1上に、順次、静電潜像を形成し、このＣＭＹＫの各色の静電潜像を、各色の現像装置3によりトナー像に現像した後、転写ベルト4上に給紙装置から搬送されてくる転写シート11に4色のトナー像を順次重ね合わせるように転写する。その後、転写シート11上に重ね合わされたトナー像を定着器5により定着し、画像形成を行っている。
【００１３】
画像形成装置100においては、像書き込み露光装置2により感光体1上に形成されたトナー像を転写シート11上に転写する際に、感光体1の偏心や像書き込み露光装置2の取り付け位置ずれやピッチ間ずれ、複数の感光体1間の速度のばらつきや転写ベルト4の歪みや速度ずれ等の様々な要因に起因する機構系の誤差による転写位置ずれや、像書き込み露光装置2におけるポリゴンミラー（図示せず）の面精度のばらつき等による静電潜像書き込み位置のずれ等の様々な画像位置ずれ要因が考えられる。
【００１４】
このような様々な要因に起因するトナー像の色ずれを補正するため、従来はエンコーダ等により感光体と駆動モータの速度及び駆動情報を比較して色ずれを制御する方法や、また、例えば転写ベルト上に各色の成分毎に種々の色ずれ検出用パターン（パッチ）を形成し、パターン（パッチ）の位置をフォトセンサ等を用いた色ずれ検出ユニットにより各色の画像書き込み位置を検出し、この検出結果に基づいて、各色の書き込み位置の正規の位置からのずれ量をCPU等により演算して、画像の色ずれ、倍率ずれやスキューずれ等を像書き込み露光装置の書き込み開始タイミングやポリゴンモーターやスキューモーターの速度や角度等を制御することにより補正して、画像の色ずれを防止しようとする方法などがあった。また、上記二つの方法を組み合わせて色ずれ制御を行う方法などもある。
【００１５】
図３に色ずれ検出ユニット21の構成の一例を示す。色ずれ検出ユニット21は、例えばＬＥＤ等の発光素子22、及び、例えばフォトセンサ等による受光素子23により構成される。20は色ずれ検出用パターン（パッチ）であり、転写ベルト4上に形成される。24は前記発光素子22からの発光光であり、25は色ずれ検出用パターン（パッチ）20からの反射光で受光素子23により受光される。受光素子23により検出されたパターン検出信号は図示しないＣＰＵ等に信号線により送られ、色ずれ位置検出信号として入力される。
【００１６】
ここでさらに詳しく色ずれ検出用パターン（パッチ）20の検出方法及び補正方法について説明する。ここでは、簡単のため、図４に示した色ずれ検出用パターン（パッチ）20の2本の線分の交差角が45°の場合の色ずれ検出用パターン（パッチ）について説明を行う。しかしながら、本発明はこの色ずれ検出用パターン（パッチ）やこの交差角の角度に限定するものではない。
【００１７】
図４に示した色ずれ検出用パターン（パッチ）20検出及び処理方法の一例を図５に示す。色ずれ検出用パターン（パッチ）の色ずれ検出ユニット21では、図３に示すように一対のフォトダイオード等により構成されるセンサが左右対称にＶ字状に配置された構成となっている。例えば、転写ベルト4上に形成された色ずれ検出用パターン（パッチ）が色ずれ検出ユニット21下部を通過するときにそのパッチを検出し、図５の(ア)に示すようにa、bの各々の色ずれ検出ユニット21で検出パルスを出力する。検出パルスは、図５（イ）に示すようにa-bの重畳波形に演算されて、出力がゼロになる時間を色ずれ検出用パターン（パッチ）20の通過時間とし、転写ベルト4上の左右の端に各々形成された色ずれ検出用パターン（パッチ）20の検出時間の差から副走査方向のずれを検出する。また、主走査方向については同様に、図５の(1)及び(2)のセンサ対の検出パルス間隔を外部カウンタにより計測し、(1)(2)の時間差により主走査方向のずれを算出する。このような検出センサを用いることにより、主副両方向の色ずれを同一の色ずれ検出ユニット21で検出でき、高速かつ高精度に色ずれ検出をすることができる。以下にさらに詳しく色ずれ量演算方法について説明する。
【００１８】
図６は色ずれ検出用パターン（パッチ）20のＸ方向（主走査方向）及びＹ方向（副走査方向）の位置ずれ量を説明する説明図である。図６において、本来(a)の位置にあるべき色ずれ検出用パターン（パッチ）20がＸ方向にｄｘ、Ｙ方向にｄｙずれて、(b)で示す位置に移動したと仮定する。検出センサはそれぞれのＸ＝−１、Ｘ＝＋１の各々の線上に位置しているものとする。位置ずれが生じていない本来の(a)の位置では、センサ検出位置の座標は（-1,0）、(1,0)である。しかしながら、Ｘ方向にｄｘ、Ｙ方向にｄｙ位置ずれをした状態ではセンサ検出位置の座標は各々(-1,ｄｙ-ｄｘ)、(1,ｄｘ+ｄｙ)となる。従って、転写ベルト４の速度をＶとすると、出力タイミングのずれ時間を各々ｔ１、ｔ２すると以下の式で与えられる。
【００１９】
ｔ１＝（ｄｘ―ｄｙ）/Ｖ                  …（１）
ｔ２＝（ｄｘ＋ｄｙ）/Ｖ                  …（２）
上記連立方程式によりｄｘ,ｄｙは、
ｄｘ＝Ｖ（ｔ２―ｔ１）/2                 …（３）
ｄｙ＝Ｖ（ｔ２＋ｔ１）/2                 …（４）
となり、Ｘ方向（主走査方向）及びＹ方向（副走査方向）の位置ずれ量を検出することができる。
【００２０】
また、ここで他の実施例として、色ずれ検出用パターン（パッチ）30を図７に示す。図７に示すように、本パターン（パッチ）30は、主走査方向と平行なラインとそのラインに対して45°で傾斜したもう1本のラインより構成される色ずれ検出用パターン（パッチ）30である。なお、ここでも簡単のため、角度を45°としたが、この検出用パターン（パッチ）も図４に示した前記検出用パターン（パッチ）20と同様にこの角度に限定されるものではない。
【００２１】
図７の色ずれ検出用パターン（パッチ）30に関しては。Ｘ方向（主走査方向）とＹ方向（副走査方向）の位置ずれ量は、図８に示すように、各々各ライン進行方向上にある別々の色ずれ検出ユニット21で検出されるようになっている。従って、図８において、Ｙ方向（副走査方向）の位置ずれ量ｄｙは、主走査方向に平行なラインの検出時間遅れをｔ３、転写ベルトの速度をＶ、位置ずれ量をｄｙとすると以下の式により与えられる。
【００２２】
ｄｙ＝Ｖ×ｔ３                         …（５）
また、Ｘ方向（主走査方向）の位置ずれ量は、以下の方法により計算する。図9において、座標(-1,2)、(1,0)を通る傾き45°の傾斜ラインがＸ方向にｄｘ、Ｙ方向にｄｙずれたと仮定する。Ｙ方向のずれ量ｄｙは上記の式より算出する。一方、Ｘ方向のずれ量ｄｘを求めるには、座標(-1,2)、(1,0)を通る本来、(a)の位置にあるべき傾斜ラインが(b)の位置にずれたとすると、Ｘ＝１のライン上の位置にある検出センサは、（1,0）の点を(1,ｄｙ-ｄｘ)の点として検出する。従って、検出時間の遅れをｔ４とすると、転写ベルトの速度をＶとして以下の式で与えられる。
【００２３】
ｔ４＝（ｄｙ−ｄｘ）/Ｖ                …（６）
以上述べたように図７、図９に示した色ずれ検出用パターン（パッチ）30を用いれば、図４に示した色ずれ検出用パターン（パッチ）20よりも容易にずれ量ｄｘ、ｄｙを検出することが可能となる。
【００２４】
なお、色ずれ検出用パターン（パッチ）は上記2つのパッチに限定するものでなく、種々の色ずれ検出用パターン（パッチ）形状を用いることができる。
【００２５】
このように色ずれ検出用パターン（パッチ）を感光体や転写ベルト上に形成して、位置ずれ補正を行う方法は、現在、画像の位置ずれ補正方法として主流になってきており、各社で様々な方法が検討されている。しかし、これらの色ずれ検出用パターン（パッチ）20、30やそれを検出するフォトセンサ等の大きさについては、これまでにほとんど検討がされていないため、補正に適切な大きさであるか否かは明確になっていない。従って、色ずれ検出用パターン（パッチ）の大きさが、それを構成するトナー粒子に対して小さすぎる場合には、色抜けが生じたり、逆に大きすぎる場合には色ずれ補正回数に比例してトナー消費量が多くなる、センサ等のサイズも大きくなるため、コストが増大する等の問題点があった。本発明は、このような無駄なコストや色抜けが生じた場合の色ずれ量の検出誤差等を低減し、トナー粒径や装置ずれ量などに応じた適切な色ずれ検出用パターン（パッチ）の大きさ、及び、それを検出するセンサ等の大きさを規定するものであり、今後のプリンタにおいて、色ずれ検出用パターン（パッチ）による補正方法を用いる際に必要な技術を提供するものである。
【００２６】
以下に本発明の詳細について述べる。
【００２７】
まず、色ずれ検出用パターン（パッチ）30を形成する現像剤中のキャリア粒子31、トナー粒子32と色ずれ検出ユニット21のセンサ部である受光素子23のセンサ長さとの関係を説明する。
【００２８】
第１の実施例として、現像剤がキャリアとトナーにより構成される２成分現像剤の場合について述べる。図10(a)は本発明に用いられている色ずれ検出用パターン（パッチ）30の上視図である。転写ベルト４上の色ずれ検出用パターン（パッチ）30は受光素子23に向かって移動する。色ずれ検出用パターン（パッチ）30は、トナー粒子32により構成されており、キャリア粒子31に付着したトナー粒子32が静電潜像の静電気力により転写ベルト上に移動する際にキャリア粒子31から掻き落とされて現像される。そのため転写シート11上に形成される色ずれ検出用パターン（パッチ）30はキャリア粒子31の形状により強く影響を受ける。色ずれ検出用パターン（パッチ）30のエッジ部は、拡大すると図10(b)のようになっている。一般的には、キャリア粒子31はトナー粒子32の約10倍程度の大きさである。
【００２９】
図11に図10(b)で示した色ずれ検出用パターン（パッチ）30のエッジ部の検出信号を周波数分析した結果を示す。例えば、キャリア粒子31の平均粒径を5um、トナー粒子32の平均粒径を50umと仮定した場合、検出信号の周波数に対する強度はトナー粒子32に対する空間周波数50〜100(Cycle/mm) 部分とキャリア粒子31に対する空間周波数5〜10(Cycle/mm)の部分にピークが現れる。キャリア粒子31に対する空間周波数5〜10(Cycle/mm)の部分にピークは現像時のキャリア粒子31による掻き取りの影響によるものである。
【００３０】
ここで、キャリア粒子31の粒径をＤ１、トナー粒子32の粒径をＤ２、露光器、感光体、転写ベルト等による装置の構成誤差等によるずれ量をＤ３（図示せず）、環境変化やその他の外乱による変動量をＤ４（図示せず）、検出センサの長さをＬ１、色ずれ検出用パターン（パッチ）の長さをＬ２とする。
【００３１】
例えば、キャリア粒子31やトナー粒子32の大きさに比してセンサ部である受光素子23の検出センサ長さＬ１が小さい場合は、色ずれ検出用パターン（パッチ）30のエッジの部分が図12（ア）のように検出され、検出信号がトナー粒子32の有無により変動するため、例えば検出の閾値が点線で示した値とすると、色ずれ検出用パターン（パッチ）30の検出位置（時間）もばらつく。一方、検出センサ長さＬ１がキャリア、トナー粒子に比して十分大きい場合には、検出信号は図12（イ）のようになり、色ずれ検出用パターン（パッチ）30の検出信号タイミングのばらつきが小さくなる。以上述べた図12(ア)のように、色ずれ検出用パターン（パッチ）30の信号が精度良く検出できないと、図５に示したパターンの中心位置（出力ゼロになる位置）も正確に検出することが出来ないため、色ずれ補正も正確に行うことができなくなる。従って、センサ長さＬ１はトナー粒子やキャリア粒子に比して十分大きいことが必要である。
【００３２】
図13に実際に実験により求めた色ずれ検出用パターン（パッチ）30の長さＬ２を変えて検出位置（時間）を測定した測定結果を示す。縦軸に色ずれ検出用パターン（パッチ）30の長さＬ２を、横軸にある基準位置からパターンの検出位置（時間）をとったグラフを示す。色ずれ検出用パターン（パッチ）30の長さＬ２がキャリア粒子31（平均粒径100um）やトナー粒子32（平均粒径10um）と同程度のレベルである場合、図12(ア)に示すように検出信号はトナー、またはキャリア粒子31により大きく影響されるため、検出位置(時間)も図13のようにばらつく。しかし、色ずれ検出用パターン（パッチ）30の長さＬ２がキャリア粒子31やトナー粒子32に比して十分大きい（平均1mm以上）の場合、検出信号は図12(イ)に示すようになるため、検出位置（時間）のばらつきも図13に示すようにある一定の値に収束する。ここでは、実験のため色ずれ検出用パターン（パッチ）30の長さＬ２を変化させてデータを測定したが、この結果はセンサ長さＬ１においても同等の結果となる。
【００３３】
一般的に、ある一定波長（周波数）のノイズ成分がある場合、そのノイズ成分を除去するのに十分なセンサ長さＬ１はその波長の10倍程度が必要である。従って、キャリア粒子31の粒径をＤ１、トナー粒子32の粒径をＤ２とすると、トナー粒子＜キャリア粒子のため、センサ長さL1を10×Ｄ１とすれば、色ずれ検出用パターン（パッチ）30の構成粒子によるノイズ成分は約1/10となり、検出精度が上昇する。しかしながら、キャリア粒子31やトナー粒子32の粒径には分布があり、平均粒径Ｄ１のトナーとしても、2〜3倍の粒径の粒子も存在している。そのため、下限値を10Ｄ１とした場合の上限値はその粒径のばらつきによる最大値となる10Ｄ１maxまで考慮する必要がある。これを示すと次式となる。
【００３４】
10Ｄ１≦Ｌ１≦10Ｄ１max                 …（７）
Ｄ１の最大値であるＤ１maxは、上で述べたようにほぼＤ１の3倍程度と考えれば良いと思われる。従って、式（７）で示した粒径のばらつきを考慮したセンサ長さのサイズＬ１は以下の範囲で規定される。
【００３５】
10Ｄ１≦Ｌ１≦３×10Ｄ１（=30Ｄ１）     …（８）
また、他の実施例としては、現像剤がトナー粒子32のみにより構成される1成分現像剤の場合には、上式（８）において、キャリア粒径Ｄ１の部分がトナー粒径Ｄ２に置き換わるため、以下のようになる。
【００３６】
10Ｄ２≦Ｌ１≦３×10Ｄ２（=30Ｄ２）     …（９）
上式（８）、（９）のように受光素子23のセンサ長さＬ１を決定することにより、色ずれ検出用パターン（パッチ）30の中心位置を精度良く検出することが可能となる。
【００３７】
さらに、構成誤差などの他の要因に起因した装置ずれ量をＤ３、各モジュールにおける経時変化、温度等による環境変化やその他の外乱による変動量をＤ４とすると、色ずれ検出用パターン（パッチ）30がその装置ずれ量Ｄ３と変動量Ｄ４の分、受光素子23が位置しているセンサ位置に対して相対的にずれる可能性が考えられる。従って、色ずれ検出用パターン（パッチ）がセンサによって検出されるためには、最低、以下の幅が必要となる。すなわち、色ずれ検出用パターン（パッチ）の長さをＬ２とすると、
Ｌ２≧Ｌ１+Ｄ３＋Ｄ４                   …（１０）
となる。すなわち、色ずれ検出用パターン（パッチ）の長さをＬ２は上記Ｌ１+Ｄ３＋Ｄ４以上の長さで構成される必要がある。
【００３８】
次に、色ずれ検出用パターン（パッチ）の長さの上限を規定する。
【００３９】
Ｌ１は上記の式（８）、（９）で与えられる。また、装置ずれ量Ｄ３に対するマージンであるが、装置ずれ量は取り付け誤差等のいろいろな要因がからみあって生じているため、予測は困難であるが、これまでの検出結果により、最大で２倍程度のマージンを考慮すれば十分であると思われる。さらに、各モジュールにおける経時変化、温度等による環境変化やその他の外乱による変動量Ｄ４に関しても同様に２倍程度のマージンが必要であるという結果を実機試験により確認している。以上述べた結果により、色ずれ検出用パターン（パッチ）の長さＬ２の上限値は、以下の式で与えられる。
【００４０】
Ｌ２≦Ｌ１＋２(Ｄ３＋Ｄ４)             …（１１）
従って、色ずれ検出用パターン（パッチ）の長さＬ２の最適な幅の範囲は、以下の式で与えられる。（Ｌ１min、Ｌ１maxは各々式（８）、（９）により決定されるセンサ長さＬ１の最小値と最大値である。）
Ｌ１min+Ｄ３＋Ｄ４≦Ｌ２≦Ｌ１max＋２(Ｄ３＋Ｄ４)   …（１２）
ここで、説明のため、以上述べた式を用いた活用方法の一例を示す。
【００４１】
２成分現像剤において、キャリア粒子の粒径Ｄ１＝50um、トナー粒子の粒径Ｄ２＝５um、装置ずれ量をＤ３＝1500um、外乱による変動量をＤ４＝1000umとすると、センサの長さＬ１は、式（８）で与えられる。従って、
500um（0.5mm）≦Ｌ１≦1500um（1.5mm）               …（１３）
次に色ずれ検出用パターン（パッチ）の長さをＬ２は、式（１２）より以下の範囲となる。
【００４２】
3mm≦Ｌ２≦6.5mm                       …（１４）
このように、センサの大きさＬ１、色ずれ検出用パターン（パッチ）の大きさＬ２を適切なサイズに決定することが出来る。
【００４３】
また、他の実施例のトナー粒子にのみにより構成される1成分現像剤の場合は、センサ長さＬ１は、式（９）で与えられるため、次式となる。
【００４４】
50um≦Ｌ１≦150um                      …（１５）
また、色ずれ検出用パターン（パッチ）の長さをＬ２は、式（１２）より以下の範囲となる。
【００４５】
2.55mm≦Ｌ２≦5.15mm                   …（１６）
また、理想的な他の実施例においては、装置ずれ量、及び環境による変動量も限りなくゼロに近づけることが可能であると考えられる。従って、理想的には式（１２）は以下のようになる。
Ｌ１min（＝10Ｄ１、10Ｄ２）≦Ｌ２≦Ｌ１max（＝30Ｄ１、30Ｄ２）   …（１７）
以上述べたように、センサの長さＬ１、色ずれ検出用パターン（パッチ）の長さＬ２をキャリア粒子の粒径Ｄ１、トナー粒子の粒径Ｄ２、装置ずれ量をＤ３、外乱による変動量をＤ４等により、式（８）、（９）、（１２）のように決定することにより、装置コストの削減効果や検出信号Ｓ／Ｎ比の向上、色ずれ補正回数及び補正時間、トナー消費量の低減などの様々な効果を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の一実施例の画像形成装置の構成図。
【図２】本発明の色ずれ検出用パターン（パッチ）と検出ユニットを示す説明図。
【図３】本発明の一実施例の色ずれ検出ユニットの構成図。
【図４】色ずれ検出用パターン（パッチ）を示す説明図。
【図５】色ずれ検出用パターン（パッチ）の検出処理方法を説明する説明図。
【図６】色ずれ量演算方法を説明する説明図。
【図７】本発明の一実施例の色ずれ検出用パターン（パッチ）を示す説明図。
【図８】本発明の一実施例の色ずれ検出用パターン（パッチ）と検出ユニットを示す説明図。
【図９】本発明の一実施例の色ずれ量演算方法を説明する説明図。
【図１０】本発明の一実施例の色ずれ検出用パターン（パッチ）の上視図。
【図１１】本発明の色ずれ検出用パターン（パッチ）のエッジ部の検出信号の周波数分析結果を示す説明図。
【図１２】本発明の検出センサ長さＬ１と検出信号の検出結果を説明する説明図。
【図１３】…検出用パターン（パッチ）長さＬ２と検出位置との関係を説明する説明図。
【符号の説明】
【００４７】
1…感光体、2…像書き込み露光装置、3…現像装置、4…転写ベルト、5…定着器、11…転写シート（記録紙）、20，30…色ずれ検出用パターン（パッチ）、31…キャリア粒子、32…トナー粒子、21…色ずれ検出ユニット、22…発光素子、23…受光素子、24…発光光、25…反射光、100…画像形成装置。
【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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