(57)【要約】【課題】フォトダイオード等の受光装置の個体差や取り付け精度に拘わらず、高精度な色ずれ補正を行うことが可能なタンデム方式のカラー画像形成装置の提供を目的とする。【解決手段】ＬＥＤ１４ａから照射された光ＩをＰ波成分の光ＩｐとＳ波成分の光Ｉｓとに分離し、Ｐ波成分の光Ｉｐのみをレジストパターンへ照射するための入射側ビームスプリッタ１４ｃと、レジストパターンにより反射された光ＲをＰ波成分の光ＲｐとＳ波成分光Ｒｓとに分離し、入射側のビームスプリッタ１４ｃが透過したＰ波成分の光Ｉｐの正反射光のみをフォトダイオード１４ｂに受光させるための反射側ビームスプリッタ１４ｄとを備える。【選択図】図２
2007333760.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体に形成されたレジストパターンに対して発光装置により光を照射し、この反射光を受光装置によって受光することにより前記レジストパターンを検出し、色ずれ補正を行うタンデム方式のカラー画像形成装置であって、
前記発光装置から照射された光をＰ波成分とＳ波成分とに分離し、いずれか一方の成分の光を前記レジストパターンへ照射するための入射側ビームスプリッタと、
前記レジストパターンにより反射された光をＰ波成分とＳ波成分とに分離し、前記入射側ビームスプリッタにより前記レジストパターンへ照射した成分と同じ方の成分の光を前記受光装置に受光させるための反射側ビームスプリッタとを備えたことを特徴とするタンデム方式のカラー画像形成装置。
【請求項２】
前記発光装置は、赤外線光を照射する発光ダイオードにより構成されたものであり、
前記入射側ビームスプリッタおよび反射側ビームスプリッタは、偏光板により構成されたものであり、
前記受光装置は、フォトダイオードにより構成されたものであることを特徴とする請求項１記載のタンデム方式のカラー画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の画像形成ステーションにより各色像を重ねて転写することによりフルカラー画像を形成するタンデム方式のカラー画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式を採用した画像形成装置においては、像担持体としての感光体を帯電器により帯電し、帯電された感光体に画像情報に応じた光照射を行って潜像を形成し、この潜像を現像手段によって現像し、現像されたトナー像をシート材等に転写して画像を形成することが行われている。
【０００３】
一方、画像のカラー化に伴って、上記各画像形成プロセスがなされる画像形成ステーションを複数備えて、シアン像、マゼンタ像、イエロー像、好ましくはブラック像の各色像をそれぞれの像担持体に形成し、各像担持体の転写位置にてシート材に各色像を重ねて転写することによりフルカラー画像を形成するタンデム方式のカラー画像形成装置も提案されている。かかるタンデム方式のカラー画像形成装置は色ごとにそれぞれの画像形成部を有するため、高速化に有利である。
【０００４】
しかしながら、異なる画像形成部で形成された各画像の位置合わせ（レジストレーション）をいかに良好に行うかの点で問題点を有している。なぜなら、シート材等に転写された４色の画像形成位置のずれは、最終的には位置ずれとしてまたは色調の変化として現れてくるからである。
【０００５】
ところで、上記転写画像の位置ずれの種類としては、図１４の位置ずれの種類を表す図に示すものが挙げられる。例えば図１４（ａ）に示すシート材の移動方向（図中矢印Ａ方向）の位置ずれ（以下、「副走査方向位置ずれ」と称す。）、同図（ｂ）に示す走査方向（図中矢印Ａ方向に直交する方向）の位置ずれ（以下、「主走査方向位置ずれ」と称す。）、同図（ｃ）に示す斜め方向の位置ずれ（以下、「スキュー誤差」と称す。）、同図（ｄ）に示す倍率誤差のずれ、同図（ｅ）に示す湾曲誤差のずれなどが有り、実際には上記５種類のずれが重畳したものが現れる。
【０００６】
そして、上記位置ずれの主要因は、副走査方向位置ずれの場合は各画像形成ステーション、走査光学系の取り付けずれ、および走査光学系内のレンズやミラー取り付けずれであり、主走査方向位置ずれの場合も同様である。また、スキュー誤差の場合は画像形成ステーションにおける感光体の回転軸の角度ずれ、および走査光学系の取り付け角度ずれであり、倍率誤差によるずれの場合は各走査光学系から画像形成ステーションの感光体までの光路長の誤差による走査線長さのずれによるものであり、湾曲誤差によるずれの場合は各走査光学系内のレンズ等の組み立てずれによるものである。
【０００７】
そこで、従来、上記５種類のずれを予め基準となるパターン（以下、「レジストパターン」と称す。）を描画し、複数のセンサによってレジストパターンを検出（位置ずれ検出）し、その結果からずれ量を算出し、そのずれ量に応じて、各画像の位置合わせ（位置ずれ補正）を行うことが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００８】
図１５は従来のレジストパターン検出手段の構成図である。図１６はレジストパターンの検出信号波形の例を示す図、図１７はオーバーシュートがある場合のレジストパターンの検出信号波形の例を示す図、図１８はレジストパターン検出手段に位置ずれがある場合の光の進路を示した図である。
【０００９】
図１５に示すように、従来のレジストパターン検出手段１００は、像担持体としての中間転写体１２に形成されたレジストパターン３３に対して発光ダイオード（以下、「ＬＥＤ」と称す。）１０１により光を照射し、この反射光をフォトダイオード１０２によって受光することによりレジストパターン３３を検出するものである。このようなレジストパターン検出手段１００では、ＬＥＤ１０１およびフォトダイオード１０２が正規な位置にある場合には、フォトダイオード１０２により得られる信号は、図１６に示すように、各色のレジストパターン３３ｋ−１，３３ｙ−１，３３ｍ−１，３３ｃ−１が通過するときに電圧が落ち込むだけの波形として検出される。
【特許文献１】特開平８−２７８６８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところが、図１６に示すような波形の信号は、正反射光しか受光しないように高精度に調整されたレーザやレンズを用いた光学システムで構成された検出手段でしか実現できず、図１５に示す汎用のフォトダイオード１０２のような無調整のセンサを検出手段として使用した場合には、ブラックトナー以外のトナーにおいて、図１７に示すようにレジストパターンが通過するときに電圧が落ち込む前後に電圧レベルＶ０より電圧が上がるオーバーシュートが発生する場合がある。
【００１１】
このようなオーバーシュートは、ブラックトナー以外のトナーにより反射された光には、正反射光だけでなく拡散反射光が含まれるので、図１８に示すようにレジストパターン検出手段１００の位置がずれて取り付けられたり、フォトダイオード１０２の個体差が含まれたりして無調整の場合に、この拡散反射光までもが受光されてしまうことに起因する。
【００１２】
このようなオーバーシュートが発生した場合、レジストパターン３３の中心位置がフォトダイオード１０２により検出される波形の中心位置とがずれてしまい、オーバーシュートがある場合とない場合とで中心位置の検出にΔｔ−ｙ１、Δｔ−ｍ１、Δｔ−ｃ１の時間差が発生する。つまり、レジストパターンの位置に関係なく検出手段自身の問題により中心位置の測定に測定誤差が発生することになり、正確な位置ずれ補正を行うことができなくなる。
【００１３】
そこで、本発明においては、フォトダイオード等の受光装置の個体差や取り付け精度に拘わらず、高精度な色ずれ補正を行うことが可能なタンデム方式のカラー画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するため、本発明のタンデム方式のカラー画像形成装置は、発光装置から照射された光をＰ波成分とＳ波成分とに分離し、いずれか一方の成分の光をレジストパターンへ照射するための入射側ビームスプリッタと、レジストパターンにより反射された光をＰ波成分とＳ波成分とに分離し、入射側ビームスプリッタによりレジストパターンへ照射した成分と同じ方の成分の光を受光装置に受光させるための反射側ビームスプリッタとを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、発光装置から照射された光をＰ波成分とＳ波成分とに分離し、いずれか一方の成分の光をレジストパターンへ照射し、レジストパターンにより反射された光をＰ波成分とＳ波成分とに分離することで、正反射光のみを受光装置に受光させることができるので、フォトダイオード等の受光装置の個体差や取り付け精度に拘わらず、高精度な色ずれ補正を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本願の第１の発明は、像担持体に形成されたレジストパターンに対して発光装置により光を照射し、この反射光を受光装置によって受光することによりレジストパターンを検出し、色ずれ補正を行うタンデム方式のカラー画像形成装置であって、発光装置から照射された光をＰ波成分とＳ波成分とに分離し、いずれか一方の成分の光をレジストパターンへ照射するための入射側ビームスプリッタと、レジストパターンにより反射された光をＰ波成分とＳ波成分とに分離し、入射側ビームスプリッタによりレジストパターンへ照射した成分と同じ方の成分の光を受光装置に受光させるための反射側ビームスプリッタとを備えたタンデム方式のカラー画像形成装置である。本発明によれば、発光装置から照射された光をＰ波成分とＳ波成分とに分離し、いずれか一方の成分の光をレジストパターンへ照射し、レジストパターンにより反射された光をＰ波成分とＳ波成分とに分離することで、正反射光のみを受光装置に受光させることができるので、フォトダイオード等の受光装置の個体差や取り付け精度に拘わらず、高精度な色ずれ補正を行うことが可能となる。
【００１７】
本願の第２の発明は、発光装置は、赤外線光を照射する発光ダイオードにより構成されたものであり、入射側ビームスプリッタおよび反射側ビームスプリッタは、偏光板により構成されたものであり、受光装置は、フォトダイオードにより構成されたものであるタンデム方式のカラー画像形成装置である。本発明によれば、汎用の発光ダイオードおよびフォトダイオードを用いて高精度な色ずれ補正を行うことが可能となり、安価な画像形成装置を提供できる。
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１９】
図１は本発明の実施の形態におけるカラー画像形成装置の構成図である。
【００２０】
図１において、本発明の実施の形態におけるカラー画像形成装置は、４つの画像形成ステーション１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを有する。各画像形成ステーション１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄは、第１の像担持体としての感光体２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄをそれぞれに有し、その周りには専用の帯電手段３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ、現像手段４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ、クリーニング手段５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ、画像情報に応じた光をそれぞれの感光体２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄに照射するための走査光学系の露光手段６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ、転写手段７内の転写器８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄがそれぞれ配置されている。
【００２１】
ここで、画像形成ステーション１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄは、それぞれブラック画像、シアン画像、マゼンタ画像、イエロー画像を形成するところであり、露光手段６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄからはブラック画像、シアン画像、マゼンタ画像、イエロー画像に対応した光９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄが出力される。感光体２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの下方には、各画像形成ステーション１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを通過する態様でローラ１０，１１により支持された第２の像担持体としての無端ベルト状の中間転写体１２が配置されている。中間転写体１２は、図中の矢印Ａ方向へ回転する。
【００２２】
また、本実施の形態におけるカラー画像形成装置は、画像形成ステーション１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄにより中間転写体１２上へそれぞれレジストパターンを形成させるレジストパターン生成手段１３を備える。また、中間転写体１２に対面してこの中間転写体１２上に形成されたレジストパターンを検出するパターン検出手段としてのフォトセンサ１４が配置されている。
【００２３】
図２は図１のフォトセンサ１４の構成図である。
【００２４】
図２に示すように、フォトセンサ１４は、主に、中間転写体１２に形成されたレジストパターンに対して光を照射する発光装置としての赤外線光Ｉを照射するＬＥＤ１４ａと、この反射光を受光する受光装置としてのフォトダイオード１４ｂと、ＬＥＤ１４ａから照射された赤外線光ＩをＰ波成分の光ＩｐとＳ波成分の光Ｉｓとに分離し、Ｐ波成分の光Ｉｐのみを中間転写体１２上へ照射させるための入射側のビームスプリッタ１４ｃと、中間転写体１２上のレジストパターンを構成する各色トナーＴによって反射された反射光ＲをＰ波成分の光ＲｐとＳ波成分の光Ｒｓとに分離し、Ｐ波成分の光Ｒｐのみをフォトダイオード１４ｂに受光させるための反射側のビームスプリッタ１４ｄとから構成される。ＬＥＤ１４ａとフォトダイオード１４ｂは、中間転写体１２に対して垂直方向あるいはθの角度をもって対向配置されている。ビームスプリッタ１４ｃ，１４ｄは偏光板により構成することができる。
【００２５】
また、本実施の形態におけるカラー画像形成装置は、このフォトセンサ１４により検出したレジストパターンから位置ずれ情報を算出し、位置ずれ補正を行う位置ずれ補正手段１５と、シート材１６を供給する給紙カセット１７と、給紙カセット１７からシート材１６を給紙する給紙ローラ１８と、中間転写体１２上に形成されたトナー像をシート材１６へ転写するシート材転写ローラ１９と、シート材１６上に転写されたトナー像を定着させる定着手段２０とを有する。
【００２６】
上記構成のカラー画像形成装置では、まず画像形成ステーション１ｄの帯電手段３ｄおよび露光手段６ｄ等の公知の電子写真プロセス手段により感光体２ｄ上に画像情報のイエロー成分色の潜像を形成した後、現像手段４ｄでイエロートナーを有する現像材によりイエロートナー像として可視像化され、転写器８ｄで中間転写体１２に転写される。一方、イエロートナー像が中間転写体１２に転写されている間に画像形成ステーション１ｃではマゼンタ成分色の潜像が形成され、現像手段４ｃでマゼンタトナーによるマゼンタトナー像が形成され、転写器８ｃにて中間転写体１２上に転写され、先に中間転写体１２上に転写されたイエロートナー像と重ね合わされる。
【００２７】
以下、シアントナー像、ブラックトナー像についても同様な方法で画像形成が行われ、中間転写体１２上に４色のトナー像の重ね合わせが終了すると、給紙ローラ１８により給紙カセット１７から給紙された紙等のシート材１６上にシート材転写ローラ１９によって４色のトナー像が一括転写および搬送され、定着手段２０で加熱定着され、シート材１６上にフルカラー画像が得られる。なお、転写が終了したそれぞれの感光体２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄはクリーニング手段５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄで残留トナーが除去され、引き続き行われる次の像形成に備えられ、印字動作は完了する。
【００２８】
次に位置ずれ検出動作について説明する。
【００２９】
図３は位置ずれ補正手段１５のブロック図である。図４はＬＥＤの発光量を調整している様子を示す図、図５は中間転写体とフォトセンサおよび中間転写体上のレジストパターンの位置関係を示す図である。
【００３０】
図３に示すように、位置ずれ補正手段１５は、発光電流制御手段２４、発光電流検出手段２５、電流−電圧変換手段２６、信号増幅器２７、比較器２８、比較器２８の基準電圧供給手段２９、中央処理装置（ＣＰＵ）３０、カウント手段３１および記憶手段３２により構成される。
【００３１】
ＣＰＵ３０は中間転写体１２が走行し始めると発光電流検出手段２５を監視しながら発光電流制御手段２４を制御してＬＥＤ１４ａに一定電流が流れるように調整する。フォトダイオード１４ｂには受光量に応じて光電変換された電流が流れ、電流−電圧変換手段２６により電圧に変換される。この電圧は微小なため信号増幅器２７により増幅され、ＣＰＵ３０のアナログポートに入力される。ＣＰＵ３０は入力される電圧が図４に示す電圧Ｖ０になるように調整する。具体的には、ＣＰＵ３０に入力される電圧がＶ０より小さいときは発光電流制御手段２４を制御してＬＥＤ１４ａに流れる電流を増やし、逆に電圧が大きいときは電流を減らして最終的にＶ０近辺に調整する。
【００３２】
このようにＶ０に調整後、ＣＰＵ３０はレジストパターン生成手段１３に指示し、図５に示すようなレジストパターン３３（３３ｋ−１，３３ｙ−１，３３ｍ−１，３３ｃ−１，３３ｋ−２，３３ｙ−２，３３ｍ−２，３３ｃ−２）を中間転写体１２上の主走査方向の両端部に対称に２対形成させる。レジストパターン３３ｋ−１，３３ｙ−１，３３ｍ−１，３３ｃ−１およびレジストパターン３３ｋ−２，３３ｙ−２，３３ｍ−２，３３ｃ−２は、ブラック（ｋ），イエロー（ｙ），マゼンタ（ｍ），シアン（ｃ）の４色のレジストパターンセット対を示している。
【００３３】
フォトセンサ１４は、中間転写体１２の主走査方向の両端部に２対形成されるレジストパターン３３ｋ−１，３３ｙ−１，３３ｍ−１，３３ｃ−１，３３ｋ−２，３３ｙ−２，３３ｍ−２，３３ｃ−２に対面する位置にそれぞれ設置されている。ＬＥＤ１４ａから照射された赤外線光Ｉは直進し、ビームスプリッタ１４ｃによってＰ波成分の光Ｉｐのみが透過されて中間転写体１２によって反射される。このとき、中間転写体１２は平滑度が高いためほとんどの光ＩPは中間転写体１２に対してθの角度で反射し、フォトダイオード１４ｂへ向かって直進するが、途中でビームスプリッタ１４ｄによりＰ波成分の光Ｒｐのみが透過されてフォトダイオード１４ｂへ入射される。
【００３４】
図６はレジストパターン検出中にＬＥＤから発せられた光の進路を示した図である。ＬＥＤ１４ａから照射された赤外線光Ｉはビームスプリッタ１４ｃによってＰ波成分の光Ｉｐのみとされ、この光Ｉｐのほとんどは中間転写体１２上で正反射されるが、レジストパターン３３ｋ−１，３３ｙ−１，３３ｍ−１，３３ｃ−１，３３ｋ−２，３３ｙ−２，３３ｍ−２，３３ｃ−２は粉体により形成されたトナー像であり、平滑度が低いため、パターン検出中は図６に示すように拡散反射され、ほとんどの光はフォトダイオード１４ｂの方向へ進行しない。
【００３５】
図７はレジストパターンを検出したときの位置ずれ補正手段の動作を示した図を示したものである。信号増幅手段２７で増幅された信号は図７のａで示すように、レジストパターン３３ｋ−１を検出する直前までは図４で調整したＶ０の電圧を保っているが、レジストパターン３３ｋ−１を検出し始めると前述のようにＬＥＤ１４ａから発せられた光はレジストパターン３３ｋ−１で拡散反射し、フォトダイオード１４ｂ側へは向かわなくなるため、次第に電圧は低下していきレジストパターン３３ｋ−１が通過すると再びＶ０に戻る。以下、レジストパターン３３ｙ−１，３３ｍ−１，３３ｃ−１が通過するたびに同様の波形を繰り返す。
【００３６】
また、比較器２８に入力された信号ａは比較器の基準電圧供給手段２９により供給される基準電圧（図７中の信号ｂ）によりＶ１の電圧レベルで比較２値化され、信号ｃのようなパルス波形となる。この信号ｃはカウント手段３１に入力され、図示しない内部のカウンタによりクロック信号ｄに同期してパルスのオン時間（信号ｃ−１のｔｗ０）とパルスのオフ時間（信号ｃ−１のｔｗ１）さらにパルスのオン時間（信号ｃ−１のｔｗ２）が順次ロック信号ｄの個数としてカウントされ、記憶手段３２に格納される。
【００３７】
以上の動作を繰り返すことで全てのレジストパターン３３はフォトセンサ１４により検出され、記憶手段３２に格納される。
【００３８】
次に、位置ずれの算出方法について説明する。前述のように位置ずれは主に５種類あるが、ここでは副走査方向位置ずれと主走査方向位置ずれの算出方法について説明する。
【００３９】
まず、位置ずれの算出にはレジストパターン１３側の距離の計測が必要となるが、これは、レジストパターンの中心間の距離により求める。例えば、図８は記憶手段に格納されたパルスのオン、オフ時間を示した図であるが、図においてレジストパターン３３ｋ−１と３３ｙ−１に対応するパルス波形ｃ−１中のオン時間ｔｗ０とｔｗ２の中心はそれぞれのオン時間の両端から１／２の位置が中心となる。したがって、レジストパターン３３ｋ−１と３３ｙ−１の中心間の時間Ｔｘは以下の式により求めることができる。
【００４０】
Ｔｘ＝１／２×ｔｗ０＋ｔｗ１＋１／２×ｔｗ２  ・・・（１）
また、このときの中間転写体１２の進行方向（副走査方向）Ａ方向の速度をＶとするとレジストパターン３３ｋ−１と３３ｙ−１の中心間の距離Ｌは以下のようになる。
【００４１】
Ｌ＝Ｖ×Ｔｘ  ・・・（２）
図９は副走査方向の位置ずれを示す概念図、図１０は主走査方向の位置ずれを示す概念図、図１１はレジストパターンの構成図である。このようなレジストパターンの中心間の距離の算出方法を用いて、主走査、副走査方向位置ずれを算出することになるが、副走査方向位置ずれとは、ここでは、中間転写体１２の進行方向Ａ方向の位置ずれを意味しており、基準色（この場合はブラックだが、他の色を基準にすることも可能）に対する多色の位置ずれを算出する。概念的には、図９に示すようにレジストパターン３３ｋ−１を基準として、位置ずれがないときのレジストパターン３３ｙ−１，３３ｍ−１，３３ｃ−１の理論上の位置３３ｙ’−１，３３ｍ’−１，３３ｃ’−１までの距離をそれぞれＬｘ−ｙ，Ｌｘ−ｍ，Ｌｘ−ｃとしたときに、位置ずれがあるときのパターン位置３３ｙ−１，３３ｍ−１，３３ｃ−１までの距離Ｌ−ｖ−ｙ１，Ｌ−ｖ−ｍ１，Ｌ−ｖ−ｃ１との差ΔＬｙ−ｙ１，ΔＬｖ−ｍ１，ΔＬｖ−ｃ１が副走査方向の位置ずれとなる。
【００４２】
また、主走査方向位置ずれとは、ここでは、中間転写体１２の進行方向Ａ方向と垂直方向（図１０のＢ方向）の位置ずれを意味しており、基準色（この場合はブラックだが、他の色を基準にすることも可能）に対する他色の位置ずれを算出する。以下、概念について説明する。
【００４３】
図１０に示すように、ブラックのレジストパターン３３ｋ−１と３３ｋ−２は中間転写体１２の進行方向Ａ方向に対して４５度の角度θ２，θ３で対向して配置されている。レジストパターン３３ｋ−１と３３ｋ−２を延長した線の交点をＰとし、フォトセンサ１４の検出ポイントの延長線ｅとレジストパターン３３ｋ−１と３３ｋ−２との交点をＱ，Ｒとすると、Ｐは直角になることから三角形ＰＱＲはＰを頂点とする直角二等辺三角形となる。また、Ｐから延長線ｅに垂線を降ろした交点をＳとすると、θ１は二等分され三角形ＰＳＱとＰＳＲは合同の二等辺直角三角形となり、辺ＰＳとＳＱ、ＳＲは同じ長さとなる。辺ＰＳは主走査方向（Ｂ方向）の長さでありこれをＬｋとすると、辺ＳＱとＳＲを足した長さがＬ−ｈ−ｋであることから、ＬｋはＬ−ｈ−ｋを使って以下の式で表される。
【００４４】
Ｌｋ＝１／２×Ｌ−ｈ−ｋ  ・・・（３）
同様な方法でイエローのレジストパターン３３ｙ−１と３３ｙ−２について表したものを図１１に示す。ブラックのレジストパターン３３ｋ−１と３３ｋ−２のときのＬｋとＬ−ｈ−ｋに対応するイエローの主走査方向の長さをそれぞれＬｙ、Ｌ−ｈ−ｙとすると以下の関係式が成り立つ。
【００４５】
Ｌｙ＝１／２×Ｌ−ｈ−ｙ  ・・・（４）
図から分かるように、Ｌｋに対してＬｙはΔＬｈ−ｙの差があるが、これがｙのｋに対する主走査方向位置ずれになる。
【００４６】
ΔＬｈ−ｙ＝Ｌｙ−Ｌｋ＝１／２×（Ｌ−ｈ−ｙ−Ｌ−ｈ−ｋ）  ・・・（５）
同様にしてブラックに対するマゼンタ、シアンの主走査方向の位置ずれも算出できる。
【００４７】
次に具体的算出方法について説明する。
【００４８】
図１２は記憶手段に格納されたパルスのオン、オフ時間を示した図である。図１２に示す検出された各時間ｔｗ０〜ｔｗ１４を使ってレジストパターン３３ｋ−１を基準とする３３ｙ−１，３３ｍ−１，３３ｃ−１までの時間Ｔ−ｖ−ｙ１，Ｔ−ｖ−ｍ１，Ｔ−ｖ−ｃ１と、レジストパターン３３ｋ−２を基準とする３３ｙ−２，３３ｍ−２，３３ｃ−２までの時間Ｔ−ｖ−ｙ２，Ｔ−ｖ−ｍ２，Ｔ−ｖ−ｃ２を以下の式により求める。
【００４９】
Ｔ−ｖ−ｙ１＝１／２×ｔｗ０＋ｔｗ１＋１／２×ｔｗ２  ・・・（６）
Ｔ−ｖ−ｍ１＝１／２×ｔｗ０＋ｔｗ１＋ｔｗ２＋ｔｗ３＋１／２×ｔｗ４  ・・・（７）
Ｔ−ｖ−ｃ１＝１／２×ｔｗ０＋ｔｗ１＋ｔｗ２＋ｔｗ３＋ｔｗ４＋ｔｗ５＋１／２×ｔｗ６  ・・・（８）
Ｔ−ｖ−ｙ２＝１／２×ｔｗ８＋ｔｗ９＋１／２×ｔｗ１０  ・・・（９）
Ｔ−ｖ−ｍ２＝１／２×ｔｗ８＋ｔｗ９＋ｔｗ１０＋ｔｗ１１＋１／２×ｔｗ１２  ・・・（１０）
Ｔ−ｖ−ｃ２＝１／２×ｔｗ８＋ｔｗ９＋ｔｗ１０＋ｔｗ１１＋ｔｗ１２＋ｔｗ１３＋１／２×ｔｗ１４  ・・・（１１）
また、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアン各色のレジストパターン対３３ｋ−１と３３ｋ−２、３３ｙ−１と３３ｙ−２、３３ｍ−１と３３ｍ−２、３３ｃ−１と３３ｃ−２の中心間の時間Ｔ−ｈ−ｋ，Ｔ−ｈ−ｙ，Ｔ−ｈ−ｍ，Ｔ−ｈ−ｃを以下の式により求める。
【００５０】
Ｔ−ｈ−ｋ＝１／２×ｔｗ０＋ｔｗ１＋ｔｗ２＋ｔｗ３＋ｔｗ４＋ｔｗ５＋ｔｗ６＋ｔｗ７＋１／２×ｔｗ８  ・・・（１２）
Ｔ−ｈ−ｙ＝１／２×ｔｗ２＋ｔｗ３＋ｔｗ４＋ｔｗ５＋ｔｗ６＋ｔｗ７＋ｔｗ８＋ｔｗ９＋１／２×ｔｗ１０  ・・・（１３）
Ｔ−ｈ−ｍ＝１／２×ｔｗ４＋ｔｗ５＋ｔｗ６＋ｔｗ７＋ｔｗ８＋ｔｗ９＋ｔｗ１０＋ｔｗ１１＋１／２×ｔｗ１２  ・・・（１４）
Ｔ−ｈ−ｃ＝１／２×ｔｗ６＋ｔｗ７＋ｔｗ８＋ｔｗ９＋ｔｗ１０＋ｔｗ１１＋ｔｗ１２＋ｔｗ１３＋１／２×ｔｗ１４  ・・・（１５）
図１３は位置ずれがない場合と位置ずれがある場合の測定時間の差を示した図である。図１３において、上式（６）〜（１１）で求めた値は位置ずれがあるときの波形ａにおける各時間に対応している。ここで、位置ずれがないときの波形ａ−０の各時間Ｔｘ−ｖ−ｙ１，Ｔｘ−ｖ−ｍ１，Ｔｘ−ｖ−ｃ１とＴｘ−ｖ−ｙ２，Ｔｘ−ｖ−ｍ２，Ｔｘ−ｖ−ｃ２は予め計算により分かっているため、位置ずれがあるときとないときの時間の差ΔＴ−ｙ１，ΔＴ−ｍ１，ΔＴ−ｃ１とΔＴ−ｙ２，ΔＴ−ｍ２，ΔＴ−ｃ２を以下の式により求める。
【００５１】
ΔＴ−ｙ１＝Ｔ−ｖ−ｙ１−Ｔｘ−ｖ−ｙ１  ・・・（１６）
ΔＴ−ｍ１＝Ｔ−ｖ−ｍ１−Ｔｘ−ｖ−ｍ１  ・・・（１７）
ΔＴ−ｃ１＝Ｔ−ｖ−ｃ１−Ｔｘ−ｖ−ｃ１  ・・・（１８）
ΔＴ−ｙ２＝Ｔ−ｖ−ｙ２−Ｔｘ−ｖ−ｙ２  ・・・（１９）
ΔＴ−ｍ２＝Ｔ−ｖ−ｍ２−Ｔｘ−ｖ−ｍ２  ・・・（２０）
ΔＴ−ｃ２＝Ｔ−ｖ−ｃ２−Ｔｘ−ｖ−ｃ２  ・・・（２１）
これらの時間に中間転写体１２の速度Ｖを掛けた値が基準色レジストパターン３３ｋ−１，３３ｋ−２に対する各色のレジストパターン３３ｙ−１，３３ｍ−１，３３ｃ−１、３３ｙ−２，３３ｍ−２，３３ｃ−２の副走査方向の位置ずれΔＬｖ−ｙ１，ΔＬｖ−ｍ１，ΔＬｖ−ｃ１およびΔＬｖ−ｙ２，ΔＬｖ−ｍ２，ΔＬｖ−ｃ２となる。
【００５２】
ΔＬｖ−ｙ１＝ΔＴ−ｙ１×Ｖ  ・・・（２２）
ΔＬｖ−ｍ１＝ΔＴ−ｍ１×Ｖ  ・・・（２３）
ΔＬｖ−ｃ１＝ΔＴ−ｃ１×Ｖ  ・・・（２４）
ΔＬｖ−ｙ２＝ΔＴ−ｙ２×Ｖ  ・・・（２５）
ΔＬｖ−ｍ２＝ΔＴ−ｍ２×Ｖ  ・・・（２６）
ΔＬｖ−ｃ２＝ΔＴ−ｃ２×Ｖ  ・・・（２７）
理論上は、ΔＬｖ−ｙ１とΔＬｖ−ｙ２、ΔＬｖ−ｍ１とΔＬｖ−ｍ２、ΔＬｖ−ｃ１とΔＬｖ−ｃ２は同じ距離だが、中間転写体１２の速度変動等の影響により同じ距離にならない。したがって、これらを平均化して基準色レジストパターン３３ｋ−１，３３ｋ−２から各色のレジストパターン３３ｙ−１，３３ｍ−１，３３ｃ−１、３３ｙ−２，３３ｍ−２，３３ｃ−２までの副走査方向の位置ずれの平均値ΔＬｖ−ｙ，ΔＬｖ−ｍ，ΔＬｖ−ｃを求め、これを副走査方向の位置ずれとする。
【００５３】
ΔＬｖ−ｙ＝１／２×（ΔＬｖ−ｙ１＋ΔＬｖ−ｙ２）  ・・・（２８）
ΔＬｖ−ｍ＝１／２×（ΔＬｖ−ｍ１＋ΔＬｖ−ｍ２）  ・・・（２９）
ΔＬｖ−ｃ＝１／２×（ΔＬｖ−ｃ１＋ΔＬｖ−ｃ２）  ・・・（３０）
また、式（１２）〜（１５）で算出した図１３の波形ａに対応するブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの各色のレジストパターン対３３ｋ−１と３３ｋ−２、３３ｙ−１と３３ｙ−２、３３ｍ−１と３３ｍ−２、３３ｃ−１と３３ｃ−２の中心間の時間Ｔ−ｈ−ｋ，Ｔ−ｈ−ｙ，Ｔ−ｈ−ｍ，Ｔ−ｈ−ｃを元に、式（５）により主走査方向位置ずれΔＬｈ−ｙ，ΔＬｈ−ｍ，ΔＬｈ−ｃを以下の式により求める。
【００５４】
ΔＬｈ−ｙ＝１／２×（Ｔ−ｈ−ｙ−Ｔ−ｈ−ｋ）×Ｖ  ・・・（３１）
ΔＬｈ−ｍ＝１／２×（Ｔ−ｈ−ｍ−Ｔ−ｈ−ｋ）×Ｖ  ・・・（３２）
ΔＬｈ−ｃ＝１／２×（Ｔ−ｈ−ｃ−Ｔ−ｈ−ｋ）×Ｖ  ・・・（３３）
本実施の形態におけるカラー画像形成装置では、ＬＥＤ１４ａから照射された光をＰ波成分の光ＩｐとＳ波成分の光Ｉｓとに分離し、Ｐ波成分の光Ｉｐのみをレジストパターン３３へ照射し、レジストパターン３３により反射された光をさらにＰ波成分の光ＲｐとＳ波成分の光Ｒｓとに分離することで、正反射光のみをフォトダイオード１４ｂに受光させることができ、図１３の波形ａに示すような電圧が落ち込むだけの波形が得られるので、以上の手順によりフォトダイオード１４ｂの個体差や取り付け精度に拘わらず、高精度な色ずれ補正を行うことが可能である。
【００５５】
なお、本実施の形態においては、入射側のビームスプリッタ１４ｃがＰ波成分の光Ｉｐのみを透過させ、中間転写体１２上へ照射させるものであるが、他方のＳ波成分の光Ｉｓのみを透過させるものを使用することも可能である。この場合、反射側のビームスプリッタ１４ｄも同様にＳ波成分の光Ｒｓのみを透過させるものを使用する。これにより、入射側のビームスプリッタ１４ｃが透過したＳ波成分の光Ｉｓの正反射光のみをフォトダイオード１４ｂに受光させることができ、上記と同様、フォトダイオード１４ｂの個体差や取り付け精度に拘わらず、高精度な色ずれ補正を行うことが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は、複数の画像形成ステーションにより各色像を重ねて転写することによりフルカラー画像を形成するタンデム方式のカラー画像形成装置として有用である。特に、本発明は、フォトダイオード等の受光装置の個体差や取り付け精度に拘わらず、高精度な色ずれ補正を行うことが可能なタンデム方式のカラー画像形成装置として好適である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の実施の形態におけるカラー画像形成装置の構成図
【図２】図１のフォトセンサの構成図
【図３】位置ずれ補正手段のブロック図
【図４】ＬＥＤの発光量を調整している様子を示す図
【図５】中間転写体とフォトセンサおよび中間転写体上のレジストパターンの位置関係を示す図
【図６】レジストパターン検出中にＬＥＤから発せられた光の進路を示した図
【図７】レジストパターンを検出したときの位置ずれ補正手段の動作を示した図
【図８】記憶手段に格納されたパルスのオン、オフ時間を示した図
【図９】副走査方向の位置ずれを示す概念図
【図１０】主走査方向の位置ずれを示す概念図
【図１１】レジストパターンの構成図
【図１２】記憶手段に格納されたパルスのオン、オフ時間を示した図
【図１３】位置ずれがない場合と位置ずれがある場合の測定時間の差を示した図
【図１４】位置ずれの種類を表す図
【図１５】従来のレジストパターン検出手段の構成図
【図１６】レジストパターンの検出信号波形の例を示す図
【図１７】オーバーシュートがある場合のレジストパターンの検出信号波形の例を示す図
【図１８】レジストパターン検出手段に位置ずれがある場合の光の進路を示した図
【符号の説明】
【００５８】
１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ    画像形成ステーション
２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ    感光体
３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ    帯電手段
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ    現像手段
５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ    クリーニング手段
６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ    露光手段
７    転写手段
８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ    転写器
９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ    光
１０，１１    ローラ
１２    中間転写体
１３    レジストパターン生成手段
１４    フォトセンサ
１４ａ    ＬＥＤ
１４ｂ    フォトダイオード
１４ｃ，１４ｄ    ビームスプリッタ
１５    位置ずれ補正手段
１６    シート材
１７    給紙カセット
１８    給紙ローラ
１９    シート材転写ローラ
２０    定着手段
２１    定着手段
【図１】
2007333760.tif 000003
【図２】
2007333760.tif 000004
【図３】
2007333760.tif 000005
【図４】
2007333760.tif 000006
【図５】
2007333760.tif 000007
【図６】
2007333760.tif 000008
【図７】
2007333760.tif 000009
【図８】
2007333760.tif 000010
【図９】
2007333760.tif 000011
【図１０】
2007333760.tif 000012
【図１１】
2007333760.tif 000013
【図１２】
2007333760.tif 000014
【図１３】
2007333760.tif 000015
【図１４】
2007333760.tif 000016
【図１５】
2007333760.tif 000017
【図１６】
2007333760.tif 000018
【図１７】
2007333760.tif 000019
【図１８】
2007333760.tif 000020