(57)【要約】【課題】測定しようとしている位置ずれ方向とは異なる方向の位置ずれがある場合でも、その影響を受けることなく、測定しようとしている位置ずれ方向の位置ずれ量を測定できるようにする。【解決手段】本発明の位置ずれ量測定パターンである（ｃ）では、基準色パターンの副走査長さを延長したため、検出センサからの出力は、副走査位置ずれがない場合と同様となる。すなわち、基準色パターンの副走査長さを延長しているので、副走査位置ずれがある場合でも、副走査位置ずれがない場合と同様のセンサ出力で、正しく主走査位置ずれ量を算出することができる。ここで、基準色パターンの副走査長さ延長量は、システムとして見込まれる２色間の副走査位置ずれの最大値とした。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
各色に対応する複数の感光体を備え、各感光体上に光により潜像を形成し、該潜像を当該感光体が形成する色で可視化し、これらの可視像を記録紙に定着して画像形成を行う画像形成装置であって、
各感光体からの転写像の位置ずれを補正するために、位置ずれ量を測定するための位置ずれ量測定パターンが感光体により無端状移動手段に出力された場合に、該位置ずれ量測定パターンを検出する検出手段と、
該検出結果に基づいて位置ずれ量の補正を行う処理手段とを備え、
前記位置ずれ量測定パターンは、測定しようとする測定対象色のパターンと、基準とする基準色のパターンとの複数の組み合わせからなり、
前記基準色のパターンは、測定しようとしている位置ずれ方向と垂直な方向の長さを、該垂直な方向で見込まれるずれ量の最大値分だけ長く形成されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記検出手段は、測定しようとする色のパターンと、基準とする色のパターンとの重なり合わない領域からの拡散光強度を読み取り、
前記処理部は、該拡散光強度とパターン出力位置との関係から２色間の位置ずれ量を測定することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
主走査方向の位置ずれ量を測定するための前記位置ずれ量測定パターンは、基準色のパターンの副走査方向長さを、測定すべき色のパターンの副走査方向長さよりも、見込まれる副走査方向のずれ量の最大値分だけ長くなるよう形成されることを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
【請求項４】
副走査方向の位置ずれ量を測定するための前記位置ずれ量測定パターンは、基準色のパターンの主走査方向長さを、測定すべき色のパターンの主走査方向長さよりも、見込まれる主走査方向のずれ量の最大値分だけ長くなるよう形成されることを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記無端状移動手段は感光体から記録紙への中間転写体であり、前記位置ずれ量測定パターンは該中間転写体に形成され、前記検出手段は、該中間転写体に形成された前記位置ずれ量測定パターンを形成するよう配設され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、例えばデジタル複写機やプリンタなど、２色以上の色を用いたカラーでの画像形成を行う画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、複数の感光体上に形成した画像を重ね合せてカラー画像を形成する画像形成装置では、各色間の位置ずれを補正するために、位置ずれ量測定パターンにより測定し、その測定結果に基づいて位置ずれ補正を行うものがある。
【０００３】
こうした位置ずれ補正を行うものとして、本出願人による特許第３２５４２４４号（特許文献１）の画像形成装置は、重ね合せた２色のトナー像に光を照射し、その乱反射光（拡散反射光）を検知して、２色間のずれ量と方向を判断するものである。
【０００４】
【特許文献１】
特許第３２５４２４４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した特許文献１のものは、光学センサの出力信号により、ＣＣＤを用いずにコンパクトで安価に位置ずれを補正することができる好適なものであるが、例えば位置ずれ量を測定するためのパターンとして、矩形のパターンを位置ずれ測定対象色と基準色との２つの異なる色で出力して重ね合せ、この重ね合わされたパターンに光を照射し、乱反射光を検知する方式を用いる場合、測定しようとしている位置ずれ方向とは異なる方向の位置ずれの影響を受ける場合があるということまで考慮されたものではなかった。
【０００６】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、測定しようとしている位置ずれ方向とは異なる方向の位置ずれがある場合でも、その影響を受けることなく、測定しようとしている位置ずれ方向の位置ずれ量を測定することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【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、各色に対応する複数の感光体を備え、各感光体上に光により潜像を形成し、該潜像を当該感光体が形成する色で可視化し、これらの可視像を記録紙に定着して画像形成を行う画像形成装置であって、各感光体からの転写像の位置ずれを補正するために、位置ずれ量を測定するための位置ずれ量測定パターンが感光体により無端状移動手段に出力された場合に、該位置ずれ量測定パターンを検出する検出手段と、該検出結果に基づいて位置ずれ量の補正を行う処理手段とを備え、位置ずれ量測定パターンは、測定しようとする測定対象色のパターンと、基準とする基準色のパターンとの複数の組み合わせからなり、基準色のパターンは、測定しようとしている位置ずれ方向と垂直な方向の長さを、該垂直な方向で見込まれるずれ量の最大値分だけ長く形成されることを特徴とする。
なお、上記した垂直な方向とは、例えば、測定しようとしている位置ずれ方向が主走査方向である場合の副走査方向や、測定しようとしている位置ずれ方向が副走査方向である場合の主走査方向などである。
【０００８】
請求項２記載の発明は、上記した検出手段が、測定しようとする色のパターンと、基準とする色のパターンとの重なり合わない領域からの拡散光強度を読み取り、上記した処理部が、該拡散光強度とパターン出力位置との関係から２色間の位置ずれ量を測定することを特徴とする。
【０００９】
請求項３記載の発明は、主走査方向の位置ずれ量を測定するための上記した位置ずれ量測定パターンが、基準色のパターンの副走査方向長さを、測定すべき色のパターンの副走査方向長さよりも、見込まれる副走査方向のずれ量の最大値分だけ長くなるよう形成されることを特徴とする。
【００１０】
請求項４記載の発明は、副走査方向の位置ずれ量を測定するための上記した位置ずれ量測定パターンが、基準色のパターンの主走査方向長さを、測定すべき色のパターンの主走査方向長さよりも、見込まれる主走査方向のずれ量の最大値分だけ長くなるよう形成されることを特徴とする。
【００１１】
請求項５記載の発明は、上記した無端状移動手段が感光体から記録紙への中間転写体であり、上記した位置ずれ量測定パターンは該中間転写体に形成され、上記した検出手段は、該中間転写体に形成された位置ずれ量測定パターンを形成するよう配設されたことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る画像形成装置を図面を用いて詳細に説明する。
まず、各実施形態としての画像形成装置に共通する構成について説明する。
【００１３】
本発明の各実施形態としての画像形成装置は、図１に示すように、中間転写体としての中間転写ベルト３８を設け、この中間転写ベルト３８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、中間転写ベルト３８における搬送方向の上流側から順に、複数の画像形成部６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６ＢＫが配列されて構成されている。
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。
【００１４】
中間転写ベルト３８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中間転写ベルト３８を移動させる駆動手段として機能する。
【００１５】
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、露光器１１、現像器、感光体クリーナ（不図示）、除電器等から構成されている。他の画像形成部６Ｍ，６Ｃ，６ＢＫについても、同様の構成である。
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。
【００１６】
画像形成に際し、感光体ドラム９Ｙの外周面は、暗中にて帯電器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。
【００１７】
本発明の各実施形態としての画像形成装置は、こうして画像形成部６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６ＢＫにより形成された画像を一旦中間転写ベルト３８の上に転写した後に、中間転写ベルト３８上の画像を転写ベルト３９により記録紙に転写するように構成されている。この転写ベルト３９は、記録紙を定着器１６に搬送する機能も備えている。
また、中間転写ベルト３８のクリーニング手段２１を、検出センサ（検出手段）１７、１８、１９の下流側である従動ローラ８の外側に備える。
【００１８】
検出センサ１７、１８、１９は、各感光体ドラム９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９ＢＫにより形成された位置ずれ量測定パターンを検出するものであり、中間転写ベルト３８の主走査方向における両端と中央との合計３箇所に配設される。
各検出センサからの出力信号は、所要の電子回路を備える処理部（不図示）により処理される。このことにより、処理部は、各画像形成部６により形成された各色の画像の位置ずれ量を算出する。
【００１９】
次に、本発明の第１の実施形態としての画像形成装置における位置ずれ量を測定するための位置ずれ量測定パターンの形成動作と、その位置ずれ量測定パターンを用いた位置ずれ量測定動作について説明する。
この位置ずれ量測定パターンは、各感光体ドラム９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９ＢＫのうち測定対象色の感光体ドラムにより中間転写ベルト３８の主走査方向における両端と中央との合計３箇所に形成され、主走査方向におけるそれぞれのパターンに対応する位置に配設された検出センサ１７、１８、１９により検出されるものである。
【００２０】
まず、画像形成装置は、中間転写ベルト上に測定対象色パターンを、副走査位置に応じて主走査位置をずらしてその測定対象色の感光体ドラムにより出力し、その上から基準色パターン（Ｂｋ）を感光体ドラム９ＢＫにより重ねて出力する。
検出センサ（１７、１８、１９）は、位置ずれ検出パターンに光を照射し、パターンからの拡散反射光を受光する。この検出センサは、白色ＬＥＤにより光を照射し、フォトダイオードにより拡散反射光を受光するものであってよい。
【００２１】
受光した拡散反射光の強度は、基準色パターンに覆われていない測定対象色パターンの領域の大小に応じて、強弱となる。中間転写ベルトを移動しながら拡散反射光強度を測定した結果を図２（ａ）〜（ｃ）に示す。それぞれ、左側は中間転写ベルト上の位置ずれ検出パターンを、右側は検出センサ出力を示し、縦軸が副走査位置を、横軸がセンサ出力強度を、それぞれ示す。また、網掛け部分が測定対象色パターンを、黒ベタ部分が基準色パターンを、それぞれ示す。
【００２２】
図２（ａ）と（ｂ）は、測定対象色パターンと基準色パターンの副走査長さが同じである従来のパターン例を示すものである。
図２（ａ）のように副走査方向のずれがない場合には、測定対象色の主走査位置ずらし量に応じた検出センサ出力が得られる。これに対して、図２（ｂ）のように、副走査方向にずれている場合には、つねに基準色パターンに覆われない領域があるために、検出センサ出力が乱れる。
本発明の位置ずれ量測定パターンである図２（ｃ）では、基準色パターンの副走査長さを延長したため、検出センサからの出力は、副走査位置ずれがない場合と同様となる。基準色パターンの副走査長さ延長量は、システムとして見込まれる２色間の副走査位置ずれの最大値とした。
【００２３】
図２（ａ）の検出センサ出力からサンプリングした、副走査位置と検出センサ出力との関係を図３に示す。
処理部は、検出センサ１７、１８、１９からの信号を受け、データにフィットする右下がり直線と右上がり直線の交点（検出センサ出力が極小となる）から、主走査位置ずらし量（＝主走査位置ずれ量）を算出する。
ここで従来のパターンである図２（ｂ）の検出センサ出力は乱れているため、サンプリングのタイミングによっては、得られる主走査位置ずれ量は、実際とは異なったものとなる。
本発明の図２（ｃ）では、基準色パターンの副走査長さを延長しているので、本実施形態によれば、副走査位置ずれがある場合でも、検出センサによる出力が図３に示す副走査位置ずれがない場合と同様のものとなり、正しく主走査位置ずれ量を算出することができる。
【００２４】
このように、本発明の第１の実施形態としての画像形成装置によれば、副走査方向の位置ずれがあっても、その影響を受けることなく、主走査方向の位置ずれ量を測定することができる。
【００２５】
次に、本発明の第２の実施形態としての画像形成装置における位置ずれ量を測定するための位置ずれ量測定パターンの形成動作と、その位置ずれ量測定パターンを用いた位置ずれ量測定動作について説明する。
この位置ずれ量測定パターンは、各感光体ドラム９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９ＢＫのうち測定対象色の感光体ドラムにより中間転写ベルト３８の主走査方向における両端と中央との合計３箇所に形成され、主走査方向におけるそれぞれのパターンに対応する位置に配設された検出センサ１７、１８、１９により検出されるものである。
【００２６】
まず、画像形成装置は、中間転写ベルト３８上に測定対象色パターンを、副走査位置に応じて副走査位置をずらしてそのその測定対象色の感光体ドラムにより出力し、その上から基準色パターン（Ｂｋ）を感光体ドラム９ＢＫにより重ねて出力する。
検出センサ（１７、１８、１９）は、位置ずれ検出パターンに光を照射し、パターンからの拡散反射光を受光する。この検出センサは、白色ＬＥＤにより光を照射し、フォトダイオードにより拡散反射光を受光するものであってよい。
【００２７】
受光した拡散反射光の強度は、基準色パターンに覆われていない測定対象色パターンの領域の大小に応じて、強弱となる。
位置ずれ測定対象色と、基準色とで出力した位置ずれ検出パターン（副走査位置ずれ検出用パターン）を図４（ａ）〜（ｃ）に示す。パターン右側の数字は、基準色パターンで覆われていない領域の大きさを示している。検出センサ１７、１８、１９の出力は、この数字に対応したものとなる。また、図４では、網掛け部分が測定対象色パターンを、黒ベタ部分が基準色パターンを、それぞれ示す。
【００２８】
本発明の位置ずれ量測定パターンである図４（ｃ）では、基準色パターンの主走査長さを延長したため、検出センサ出力は、主走査位置ずれがない場合と同様となる。基準色パターンの主走査長さ延長量は、システムとして見込まれる２色間の主走査位置ずれの最大値とした。
【００２９】
図４（ａ）の検出センサ出力からサンプリングした、副走査位置と検出センサ出力の関係を図５（ａ）に示す。図４（ｂ）の検出センサ出力からサンプリングした、副走査位置と検出センサ出力の関係を図５（ｂ）に示す。
処理部において、データにフィットする右下がり直線と右上がり直線の交点（検出センサ出力が極小となる）から、副走査位置ずらし量（＝副走査位置ずれ量）を算出する場合には、図５（ａ）の場合も、図５（ｂ）の場合も、同様の結果が得られる。
【００３０】
ただし、検出に要する時間を短縮することを目的として、右下がりまたは右上がり直線の一方と、検出センサ出力下限値との切片より、副走査位置ずれ量を算出する場合には、主走査方向のずれが影響する。すなわち、従来の位置ずれ量測定パターンによる出力である図５（ｂ）で、右下がりまたは右上がり直線を下方へと延長し、検出センサ出力下限との切片を求めると、副走査位置ずれ量は正しく算出されない。
【００３１】
これに対して、本発明の図４（ｃ）に示すパターンからの検出センサ出力からサンプリングした、副走査位置と検出センサ出力との関係は、図５（ａ）と同等であり、主走査方向のずれの影響を受けることがない。
【００３２】
主走査方向のずれの影響を回避するため、上述した特許文献１のものでは、パターンの主走査長さを、検出センサの有効検出領域（アパーチャサイズ）よりも外側に延長している。
本発明では、基準色パターンの主走査長さを測定対象色パターンよりも、システムとして見込まれる２色間の主走査位置ずれの最大値ぶんだけ長くしているので、パターンの主走査長さを、検出センサの有効検出領域よりも外側に延長する方法に比べて、主走査長さを短くすることができ、パターンを生成するためのトナー量を少なくすることができる。
【００３３】
このように、本発明の第２の実施形態としての画像形成装置によれば、主走査方向の位置ずれがあっても、その影響を受けることなく、副走査方向の位置ずれ量を測定することができる。さらに、パターンの主走査方向長さをセンサアパーチャサイズよりも小さくできるので、使用トナー量を少なくすることができる。
【００３４】
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、上述した各実施形態では、画像形成装置が中間転写ベルト（無端状移動手段）を介して画像形成する構成について説明したが、このものに限定されず、搬送ベルト上の記録紙に対して各色の感光体ドラムから各色のトナー画像を形成する構成であってもよい。この構成の場合、無端状移動手段である搬送ベルト上に位置ずれ量測定パターンを形成して検出することとなる。
【００３５】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、測定しようとしている位置ずれ方向とは異なる方向の位置ずれがある場合でも、その影響を受けることなく、測定しようとしている位置ずれ方向の位置ずれ量を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の各実施形態としての画像形成装置における画像形成を行う部分の基本構造を示す図である。
【図２】位置ずれ量測定パターンと、該パターンの検出センサによる検出結果とを、従来技術（ａ，ｂ）と本発明の第１の実施形態（ｃ）とについて示す図である。
【図３】図２（ａ）の検出センサ出力からサンプリングした、副走査位置と検出センサ出力との関係を示す図である。
【図４】位置ずれ量測定パターンと、該パターンでの基準色で覆われていない領域の大きさとを、従来技術（ａ，ｂ）と本発明の第２の実施形態（ｃ）とについて示す図である。
【図５】図４（ａ）、（ｂ）の検出センサ出力からサンプリングした、副走査位置と検出センサ出力の関係を示す図である。
【符号の説明】
６（６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６ＢＫ）  画像形成部
９（９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９ＢＫ）  感光体ドラム
１１  露光器
１６  現像器
１７、１８、１９  検出センサ（検出手段）
２１  クリーニング手段
３８  中間転写ベルト（中間転写体）
【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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