(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定方向に回転駆動される像担持体と、
前記像担持体上に画像を形成する画像出力部と、
前記像担持体上の画像として、前記像担持体表面の移動方向であるプロセス方向と所定角度を有して配される第一線分および前記プロセス方向に直交する仮想線を挟んで前記第一線分と対称に配される第二線分からなるレジずれ検出用パターンを、前記画像出力部に形成させるパターン形成手段と、
前記像担持体の回転時に、この像担持体上に形成されたレジずれ検出用パターンの前記第一線分および前記第二線分を、所定位置にて順に読み取るパターン読取手段と、
前記パターン読取手段による前記第一線分および前記第二線分の読み取り結果に基づいて前記画像出力部のレジずれ量を検出するレジずれ検出手段とを備え、
前記パターン形成手段は、前記プロセス方向と直交する方向であるラテラル方向に複数のレジずれ検出用パターンを形成させるものであり、
前記パターン読取手段は、前記複数のレジずれ検出用パターンに対応して複数箇所に設けられており、
さらには、前記複数箇所における前記パターン読取手段での読み取り結果を基に、前記ラテラル方向におけるレジずれ検出用パターンの倍率ずれを検出する倍率ずれ検出手段が設けられ、
前記倍率ずれ検出手段による検出結果に基づいて前記レジずれ検出手段がレジずれ量の検出結果を補正する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記パターン形成手段は、前記プロセス方向と直交する方向であるラテラル方向に複数のレジずれ検出用パターンを形成させるものであり、
前記パターン読取手段は、前記複数のレジずれ検出用パターンに対応して複数箇所に設けられており、
さらには、前記複数箇所における前記パターン読取手段での読み取り結果を基に、前記複数のレジずれ検出用パターンの前記ラテラル方向に対するスキュー量を検出するスキュー量検出手段が設けられ、
前記スキュー量検出手段による検出結果に基づいて前記レジずれ検出手段がレジずれ量の検出結果を補正する
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】
所定方向に回転駆動される像担持体と、
前記像担持体上に画像を形成する画像出力部と、
前記像担持体上の画像として、前記像担持体表面の移動方向であるプロセス方向と所定角度を有して配される第一線分および前記プロセス方向に直交する仮想線を挟んで前記第一線分と対称に配される第二線分からなるレジずれ検出用パターンを、前記画像出力部に形成させるパターン形成手段と、
前記像担持体の回転時に、この像担持体上に形成されたレジずれ検出用パターンの前記第一線分および前記第二線分を、所定位置にて順に読み取るパターン読取手段と、
前記パターン読取手段による前記第一線分および前記第二線分の読み取り結果に基づいて前記画像出力部のレジずれ量を検出するレジずれ検出手段とを備え、
前記パターン形成手段は、前記プロセス方向と直交する方向であるラテラル方向に複数のレジずれ検出用パターンを形成させるものであり、
前記パターン読取手段は、前記複数のレジずれ検出用パターンに対応して複数箇所に設けられており、
さらには、前記複数箇所における前記パターン読取手段での読み取り結果を基に、前記複数のレジずれ検出用パターンの前記ラテラル方向に対するスキュー量を検出するスキュー量検出手段が設けられ、
前記スキュー量検出手段による検出結果に基づいて前記レジずれ検出手段がレジずれ量の検出結果を補正する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
前記パターン読取手段は、前記プロセス方向と所定角度を有して設置された第一検出器と、前記第一検出器とは前記プロセス方向に対し違う角度で設置された第二検出器と、からなるものであることを特徴とする請求項１，２または３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記パターン形成手段は、前記画像出力部が複数設けられている場合に、各画像出力部が形成するレジずれ検出用パターンが前記像担持体上で前記プロセス方向に並ぶように配置させることを特徴とする請求項１，２，３または４記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記パターン形成手段は、複数のレジずれ検出用パターンが前記プロセス方向に並ぶ場合に、互いに隣り合うレジずれ検出用パターン同士が逆向きとなるように各レジずれ検出用パターンを配置するとともに、
当該配置を、前記レジずれ検出用パターン同士の間で間隔をあけ、かつ、当該レジずれ検出用パターン同士のうちの一方の前記プロセス方向における先端が、当該レジずれ検出用パターン同士のうちの他方の前記プロセス方向における後端よりも、当該他方の前記プロセス方向における先端に近い側に位置するように行う
ことを特徴とする請求項１，２，３，４または５記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記パターン形成手段は、複数のレジずれ検出用パターンが前記プロセス方向に並ぶ場合に、各レジずれ検出用パターンを所定周期で配置させることを特徴とする請求項１，２，３，４，５または６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、複写機、プリンタ装置、ファクシミリ装置等のように、画像を形成して記録用紙等の媒体上に出力する画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、画像形成装置としては、カラー画像の高速出力のために、例えば図１１に示すように、無端ベルト状の像担持体である中間転写ベルト１に沿って、ブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色に対応する４つの画像出力部２ａ〜２ｄが配設された、いわゆるタンデム型のものが広く知られている。ただし、タンデム型の画像形成装置では、中間転写ベルト１上に各色の画像を重ねて一つのカラー画像を形成することから、各々の画像出力部２ａ〜２ｄにおける画像転写位置が相対的にずれた場合に、各色のレジストレーションずれ（以下、単に「レジずれ」と称す）が発生して出力画質の低下を招いてしまう。そのため、このような画像形成装置では、通常、レジずれを検出するための機能と、その検出結果に基づいて画像の形成位置等を補正するレジ補正機能と、を有している。
【０００３】
レジずれの検出機能を実現するための技術としては、従来より様々なものが提案されているが、例えば図１２に示すように、中間転写ベルト１上における露光の走査開始（Start of Scan;以下、ＳＯＳと称す）側と走査終了（End of Scan;以下、ＥＯＳと称す）側とに、各々の画像出力部２ａ〜２ｄのレジずれを検出するためのレジずれ検出パターン３を形成し、このレジずれ検出パターン３を中間転写ベルト１に沿って設けられた検出器４で読み取ることによって、レジずれ量を検出するのが一般的である。
【０００４】
また、このときに中間転写ベルト１上に形成されるレジずれ検出パターンとしては、例えば特開平６−１１８７３５号公報に開示されたものがある。このレジずれ検出パターンは、図１３に示すように、基準色で形成された第一の山形マークKK1,KK2 と、この基準色とは異なる測定対象色で形成された第二の山形マークMM1,MM2 と、これら両色で形成された第三の山形マークKM1,KM2 と、からなるものである。
【０００５】
このようなレジずれ検出パターンが中間転写ベルト１上に形成された場合には、そのレジずれ検出パターンを、各検出器４に設けられ、かつ、各マークの山形に沿って略八の字状に配置された一対のフォトセルＤ１，Ｄ２で順に読み取るとともに、それぞれにおける読み取り時間を基に、後述する式（１），（２）に示す関数を用いて演算することにより、基準色と測定対象色との間のレジずれ量を検出する。
【０００６】
ここでいうレジずれ量には、プロセス方向ずれ量Ｐerr とラテラル方向ずれ量Ｌerr とがある。プロセス方向ずれ量Ｐerr とは、中間転写ベルト１表面の進行方向（以下、プロセス方向と称す）に生じたレジずれ量のことをいう。ラテラル方向ずれ量Ｌerr とは、中間転写ベルト１表面の進行方向と直交する方向（以下、ラテラル方向と称す）に生じたレジずれ量のことをいう。
【０００７】
プロセス方向ずれ量Ｐerr は、フォトセルＤ１による第一の山形マークKK1 、第二の山形マークMM1 および第三の山形マークKM1 の検出間隔をそれぞれT1A,T1B 、フォトセルD2による第一の山形マークKK2 、第二の山形マークMM2 および第三の山形マークKM2 の検出間隔をそれぞれT2A,T2B とし、中間転写ベルト１表面の移動速度をＶとすると、以下の式によって求められる。
【０００８】
Ｐerr ＝｛(T2A+T2B)-(T1A+T1B)-0.5 ×(T2A-T1A）｝×Ｖ……（１）
【０００９】
また、ラテラル方向ずれ量Ｌerr についても、これと同様に、以下の式によって求められる。
【００１０】
Ｌerr ＝0.5 ×(T2A−T1A ) ×Ｖ……（２）
【００１１】
ただし、ラテラル方向ずれ量Ｌerr については、検出可能なずれ量の大きさがフォトセルＤ１，Ｄ２の配置間隔に依存しており、その配置間隔をＳＷとするとラテラル方向ずれ量Ｌerr の検出範囲は±ＳＷ／２となる。つまり、フォトセルＤ１，Ｄ２の配置間隔を越えて生じたラテラル方向ずれ量Ｌerr については、検出することができない。したがって、フォトセルＤ１，Ｄ２は、検出すべきラテラル方向ずれ量Ｌerr 、すなわち発生が予想されるラテラル方向ずれ量Ｌerr の大きさに合わせて配置されている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、画像形成装置において発生し得るレジずれ量（プロセス方向ずれ量Ｐerr およびラテラル方向ずれ量Ｌerr ）には、大別すると、僅かなレジ補正（微調整）にて対応可能なレジずれ量と、大幅なレジ補正（粗調整）が必要となるレジずれ量とがある。微調整にて対応可能なレジずれ量は、例えば一旦レジ補正を行った後に、露光装置、感光体、像担持体ベルト等の各モジュールにおける経時変化、温度変化、外乱による変動等によって生じ得るずれ量であり、最大で±数百μｍ程度のものである。一方、粗調整が必要となるレジずれ量は、画像形成装置の組み立て時や設置時、モジュールの保守交換時等に生じ得るずれ量であり、各部品の寸法公差やその取り付け精度等を考慮すると±数ｍｍ程度となるのものである。
【００１３】
これらに対して、上述した従来技術においては、検出可能なラテラル方向ずれ量Ｌerr の大きさがフォトセルＤ１，Ｄ２の配置間隔に依存している。したがって、フォトセルＤ１，Ｄ２の配置間隔が微調整にて対応可能なラテラル方向ずれ量Ｌerr のみの検出に対応している場合、具体的には±数百μｍ程度のずれ量を検出するためにフォトセルＤ１，Ｄ２が１〜２ｍｍ程度の間隔で設置された場合には、粗調整が必要となるラテラル方向ずれ量Ｌerr を検出することができない。
【００１４】
また、フォトセルＤ１，Ｄ２の配置間隔を広くして、微調整にて対応可能なラテラル方向ずれ量Ｌerr と粗調整が必要となるラテラル方向ずれ量Ｌerr との双方を検出可能にした場合には、例えば±５ｍｍ程度のラテラル方向ずれ量Ｌerr を検出するために１０ｍｍ程度の配置間隔が必要になってしまい、結果としてこれらのフォトセルＤ１，Ｄ２を有した検出器４の大型化を招いてしまう。
【００１５】
そこで、本発明は、レジずれ量を検出するためのレジずれ検出パターンに特徴を持たせることで、そのレジずれ検出パターンを読み取る検出器の大型化を招くことなく、微調整と粗調整との双方に対応することが可能となる画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために案出された画像形成装置で、所定方向に回転駆動される像担持体と、前記像担持体上に画像を形成する画像出力部と、前記像担持体上の画像として、前記像担持体表面の移動方向であるプロセス方向と所定角度を有して配される第一線分および前記プロセス方向に直交する仮想線を挟んで前記第一線分と対称に配される第二線分からなるレジずれ検出用パターンを、前記画像出力部に形成させるパターン形成手段と、前記像担持体の回転時に、この像担持体上に形成されたレジずれ検出用パターンの前記第一線分および前記第二線分を、所定位置にて順に読み取るパターン読取手段と、前記パターン読取手段による前記第一線分および前記第二線分の読み取り結果に基づいて前記画像出力部のレジずれ量を検出するレジずれ検出手段とを備え、前記パターン形成手段が、前記プロセス方向と直交する方向であるラテラル方向に複数のレジずれ検出用パターンを形成させるものであり、前記パターン読取手段が、前記複数のレジずれ検出用パターンに対応して複数箇所に設けられており、さらには、前記複数箇所における前記パターン読取手段での読み取り結果を基に、前記ラテラル方向におけるレジずれ検出用パターンの倍率ずれを検出する倍率ずれ検出手段が設けられ、前記倍率ずれ検出手段による検出結果に基づいて前記レジずれ検出手段がレジずれ量の検出結果を補正することを特徴とするものである。または、前記パターン形成手段が、前記プロセス方向と直交する方向であるラテラル方向に複数のレジずれ検出用パターンを形成させるものであり、前記パターン読取手段が、前記複数のレジずれ検出用パターンに対応して複数箇所に設けられており、さらには、前記複数箇所における前記パターン読取手段での読み取り結果を基に、前記複数のレジずれ検出用パターンの前記ラテラル方向に対するスキュー量を検出するスキュー量検出手段が設けられ、前記スキュー量検出手段による検出結果に基づいて前記レジずれ検出手段がレジずれ量の検出結果を補正することを特徴とするものであってもよい。
【００１７】
上記構成の画像形成装置によれば、パターン形成手段は第一線分および第二線分からなるレジずれ検出用パターンを像担持体上に形成させるとともに、パターン読取手段はその第一線分と第二線分とを所定位置にて順に読み取る。これにより、レジずれ検出手段では、例えばパターン読取手段による第一線分と第二線分との読み取り間隔を所定値等と比較することで、そのレジずれ検出用パターンにおけるずれ量が分かるようになる。このとき、パターン読取手段は、所定位置のみで読み取りを行えばよい。しかも、第一線分と第二線分とがその所定位置を通過する範囲内であれば、レジずれ検出手段では、ずれ量の大小にかかわらず検出が可能となる。その上、ラテラル方向におけるレジずれ検出用パターンの倍率ずれの検出結果またはラテラル方向に対するスキュー量の検出結果に基づいて、レジずれ量の検出結果を補正するので、レジずれ検出用パターンにラテラル方向の倍率ずれまたはスキューずれが発生した場合であっても、真のレジずれ量を検出することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明に係わる画像形成装置について説明する。
【００１９】
〔概要説明〕
先ず、ここでは、本発明における特徴点であるレジずれ検出パターンの概要について簡単に説明する。なお、本実施の形態においても、従来のものと同様に、画像出力部が中間転写ベルト上にレジずれ検出パターンを形成するものとする。
図１は、本発明に係わる画像形成装置において形成されるレジずれ検出パターンの一例を示す概念図である。
【００２０】
図例のように、このレジずれ検出パターンＭは、中間転写ベルトのプロセス方向と所定角度θを有して配される第一線分Ｍ１と、中間転写ベルトのプロセス方向に直交する仮想線を挟んで第一線分Ｍ１と対称に配される第二線分Ｍ２と、からなるものである。これら第一線分Ｍ１および第二線分Ｍ２は、同一の画像出力部（同色）によって形成されているものとする。
【００２１】
また、このレジずれ検出パターンＭは、所定のパターン検出位置、詳しくは理想状態のレジずれ検出パターン（破線にて図示）と所定関係にある位置に設置された検出器（ただし不図示）によって読み取られるようになっている。したがって、中間転写ベルトがプロセス方向に移動していくと、その中間転写ベルト上に形成されたレジずれ検出パターンＭは、第一線分Ｍ１がタイミングＡで、第二線分Ｍ２をタイミングＢで、それぞれ読み取られることになる。なお、パターン検出位置としては、理想状態のレジずれ検出パターンのラテラル方向における中間位置が考えられる。
【００２２】
ここで、中間転写ベルト上に予め設定されている基準点からタイミングＡまでの距離をＤＡ、基準点からタイミングＢまでの距離をＤＢとすると、レジずれ検出パターンＭのラテラル方向ずれ量Ｌerr は、第一線分Ｍ１と第二線分Ｍ２とが対称に配されていることから、ＤＡとＤＢとの差に対応する。すなわち、理想状態のレジずれ検出パターンを読み取った場合のＤＡとＤＢとの差をＤＷとすると、ラテラル方向ずれ量Ｌerr は、以下の式（３）によって求められる。
【００２３】
Ｌerr ＝｛（ＤＢ−ＤＡ−ＤＷ）×0.5 ｝× tanθ  ……（３）
【００２４】
このときのＤＷは、理想状態のレジずれ検出パターンのラテラル方向中間位置に検出器が設置されていれば、第一線分Ｍ１または第二線分Ｍ２の長さに cosθを乗じることで特定される。
【００２５】
一方、検出器に対するレジずれ検出パターンＭのプロセス方向ずれ量Ｐerr についても、ＤＡとＤＢとを基に求めることができる。すなわち、理想状態のレジずれ検出パターンを読み取った場合のタイミングＡとタイミングＢとの中間タイミングをＰnom 、前述の基準点からタイミングＰnom までの距離をＤＰnom とすると、プロセス方向ずれ量Ｐerr は、第一線分Ｍ１と第二線分Ｍ２とが対称に配されていることから、以下の式（４）によって求められる。
【００２６】
Ｐerr ＝0.5 ×（ＤＢ＋ＤＢ）−ＤＰnom   ……（４）
【００２７】
つまり、第一線分Ｍ１とこれに対称な第二線分Ｍ２とからなるレジずれ検出パターンＭを形成するとともに、これを所定位置の検出器で読み取ることで、式（３），（４）によってプロセス方向ずれ量Ｐerr およびラテラル方向ずれ量Ｌerr を求めることができるようになる。
【００２８】
〔具体例の説明〕
次に、本発明を、複写機等の画像形成装置に適用した場合について、具体的に説明する。
図２は、本実施形態の画像形成装置において形成されるレジずれ検出パターンを示す概念図である。なお、図中において、実線で示したのは実際に形成されたレジずれ検出パターン、破線で示したのは理想状態におけるレジずれ検出パターンであるものとする。
【００２９】
本実施の形態の画像形成装置は、従来のものと同様に、無端ベルト状の像担持体である中間転写ベルト１に沿って４つの画像出力部２ａ〜２ｄが配設された、いわゆるタンデム型のものである（図１１参照）。ただし、この画像形成装置では、装置全体の制御のためにＣＰＵ（Central Processing Unit)等からなる制御部（ただし不図示）を備えており、その制御部が、各画像出力部２ａ〜２ｄに対してレジずれ検出用パターンＭの形成指示を与えるとともに、そのレジずれ検出用パターンＭに対する読み取り結果を基にレジずれ量の検出を行うようになっている。
【００３０】
制御部が形成させるレジずれ検出用パターンＭは、既に説明したように、第一線分Ｍ１とこれに対称な第二線分Ｍ２とからなるものである。ただし、図２に示すように、第一線分Ｍ１および第二線分Ｍ２は、それぞれが中間転写ベルト１のプロセス方向に対して略４５度の角度を有しており、さらには微調整にて対応可能な数百μｍ程度のレジずれ量と粗調整が必要となる例えば５ｍｍ程度のレジずれ量との双方への対応を可能にするために、第一線分Ｍ１および第二線分Ｍ２のラテラル方向の大きさが例えば１５ｍｍ程度に形成されているものとする。
【００３１】
なお、制御部は、従来と同様に、レジずれ検出用パターンＭを中間転写ベルト１上のＳＯＳ側とＥＯＳ側とに形成させるようになっているものとする（図１２参照）。すなわち、中間転写ベルト１上では、ラテラル方向に２つのレジずれ検出用パターンＭが形成される。
【００３２】
このように中間転写ベルト１上に形成されたレジずれ検出用パターンＭは、中間転写ベルト１のＳＯＳ側とＥＯＳ側とに対応して設けられた検出器４で読み取られる（図１２参照）。
【００３３】
各検出器４は、読み取り精度向上のため、従来のもの（特開平６−１１８７３５号公報に開示されたもの）と同様に、それぞれが一対のフォトセルＤ１，Ｄ２を有した、いわゆるスプリット（バイセル）型の検出器からなるものである。ただし、これらのフォトセルＤ１，Ｄ２は、それぞれが略八の字状に配置されており、一方が第一線分Ｍ１に沿ってプロセス方向と略４５度の角度を有して設置され、他方が第二線分Ｍ２に沿って前記一方と対称に設置されているものとする。なお、検出器４は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device)をある角度をもって左右対称に配置したものであってもよい。
【００３４】
また、各検出器４は、既に説明したように、理想状態のレジずれ検出パターンと所定関係にある位置に設置されている。詳しくは、各検出器４において、フォトセルＤ１，Ｄ２の間の中間位置が、読み取るべきレジずれ検出パターンが理想状態にある場合におけるラテラル方向の中間位置に合致するようになっている。
【００３５】
このような検出器４においては、中間転写ベルト１がベルト速度Ｖでプロセス方向に移動していくと、図２に示すように、フォトセルＤ１がタイミングＡで第一線分Ｍ１を、フォトセルＤ２がタイミングＢで第二線分Ｍ２を、それぞれ読み取ることとなる。
【００３６】
ここで、中間転写ベルト１上の基準点がフォトセルＤ１，Ｄ２を通過するタイミング（基準タイミング）から、タイミングＡまでの時間をＴＡ、タイミングＢまでの時間をＴＢとし、またプロセス方向のパターン基準タイミング（理想的な状態でのレジずれ検出パターンの中心タイミング）をＰnom とし、さらにはレジずれ検出パターンＭのラテラル方向の大きさをＷ、フォトセルＤ１，Ｄ２の間の距離をＳＷとすると、レジずれ検出パターンＭのラテラル方向ずれ量Ｌerr およびプロセス方向ずれ量Ｐerr は、第一線分Ｍ１と第二線分Ｍ２とが対称で、かつ、共にプロセス方向に対して略４５度の角度を有して配されていることから、以下の式（５），（６）に示す関数を用いた演算によって求められる。
【００３７】
Ｌerr ＝｛Ｖ×（ＴＢ−ＴＡ）−Ｗ｝×0.5   ……（５）
【００３８】
Ｐerr ＝｛0.5 ×（ＴＢ＋ＴＢ）−ＳＷ／２−Ｐnom ｝×Ｖ  ……（６）
【００３９】
そして、制御部は、プロセス方向ずれ量Ｐerr およびラテラル方向ずれ量Ｌerr を求めると、その結果を基に画像の形成位置等を補正するように各画像出力部２ａ〜２ｄに指示を与えることで、出力画質の低下を防ぐようにする。
【００４０】
このように、本実施の形態の画像形成装置では、第一線分Ｍ１および第二線分Ｍ２からなるレジずれ検出用パターンＭを中間転写ベルト１上に形成するとともに、その第一線分Ｍ１および第二線分Ｍ２を所定位置に設けられたフォトセルＤ１，Ｄ２で順に読み取ることによって、そのレジずれ検出用パターンＭにおけるプロセス方向ずれ量Ｐerr およびラテラル方向ずれ量Ｌerr を検出するようになっている。このとき、特にラテラル方向ずれ量Ｌerrについては、式（５）からも分かるように、検出可能な範囲がフォトセルＤ１，Ｄ２の配置間隔ＳＷに全く依存していない。
【００４１】
したがって、この画像形成装置では、フォトセルＤ１，Ｄ２の配置間隔ＳＷの大きさに拘わらず、微調整にて対応可能なレジずれ量と粗調整が必要となるレジずれ量との双方を検出することが可能となる。つまり、検出器４の大型化を招くことなく、レジずれ量の検出領域を拡大することができるようになる。
【００４２】
しかも、この画像形成装置では、レジずれ検出用パターンＭにおける第一線分Ｍ１および第二線分Ｍ２が同一の画像出力部（同色）によって形成されるので、そのレジずれ検出用パターンＭに基づいてレジずれ量を検出することによって、各画像出力部２ａ〜２ｄが形成する画像の間の相対的なレジずれではなく、各画像出力部２ａ〜２ｄが形成する画像における絶対的な位置ずれが分かるようになる。そのために、レジずれ量の検出結果に応じてレジ補正を行う際の制御が容易化できるとともに、一つの画像出力部についてのみの検出を単独で行うといったことも可能となる。
【００４３】
また、本実施の形態の画像形成装置では、フォトセルＤ１が第一線分Ｍ１に沿って設置され、かつ、フォトセルＤ２がこれと対称に第二線分Ｍ２に沿って設置されている。この画像形成装置では、検出可能なレジずれ量の範囲がフォトセルＤ１，Ｄ２の配置間隔ＳＷに依存しないため、例えばフォトダイオードとフォトトランジスタとを組み合わせたセンサ等により、同一箇所で第一線分Ｍ１および第二線分Ｍ２を読み取ることも考えられる。ところが、本実施の形態のように、検出器４に一対のフォトセルＤ１，Ｄ２を設け、フォトセルＤ１で第一線分Ｍ１を、フォトセルＤ２で第二線分Ｍ２を読み取るようにすれば、同一箇所による場合よりも読み取り精度を向上させることが可能になるとともに、従来よりレジずれ検出用として用いられている検出器４をそのまま利用することができるようになる。
【００４４】
〔具体例における倍率ずれ補正の説明〕
ところで、制御部が各画像出力部２ａ〜２ｄに形成させるレジずれ検出用パターンには、ラテラル方向の倍率ずれが発生してしまうことがある。ラテラル方向の倍率ずれとは、中間転写ベルト１上に形成された画像において、ラテラル方向の倍率にずれ（歪み）が生じ、結果としてその画像が変形してしまうことをいう。
【００４５】
ここで、このラテラル方向の倍率ずれの概要を図３を参照しながら説明する。図３には、ラテラル方向の倍率ずれが発生した場合におけるレジずれ検出パターンを示す。図中において、一点鎖線で示したのは理想状態におけるレジずれ検出パターンＭＡ、破線で示したのは理想状態にラテラル方向の倍率ずれが発生した場合のレジずれ検出パターンＭＢ、実線で示したのはラテラル方向の位置ずれおよび倍率ずれが発生した場合のレジずれ検出パターンＭＣであるものとする。
【００４６】
この画像形成装置では、式（５）からも分かるように、ラテラル方向のレジずれ量の算出にあたって、理想状態のレジずれ検出パターンＭＡの中央間隔Ｗがそのレジずれ検出パターンＭＡのラテラル方向の大きさＷに一致することを利用している。ところが、倍率ずれが発生したレジずれ検出パターンＭＢでは、中央間隔Ｗがラテラル方向の大きさＷ′に一致しなくなるため、結果として式（５）を用いて算出したレジずれ量に誤差が含まれてしまう。すなわち、位置ずれと倍率ずれとの両方が発生しているレジずれ検出パターンＭＣでは、式（５）を用いてレジずれ量を算出しても、実際のラテラル方向ずれ量Ｌerr と、算出結果であるラテラル方向ずれ量Ｌerr 2 との間に、差が生じてしまう。これらの間の関係は、ずれの倍率をαとすると、Ｌerr ＝α×Ｌerr 2 となる。
【００４７】
そこで、この画像形成装置では、この誤差を補正するために、制御部が、先ず倍率ずれを考慮せずにラテラル方向ずれ量を算出した後に、その算出結果より仮の倍率ずれ量を算出し、この仮の倍率ずれ量により既に算出したラテラル方向ずれ量を補正することで、真のラテラル方向ずれ量Ｌerr を求めるようになっている。
【００４８】
制御部による補正は、以下のようにして行われる。
この画像形成装置では、図４に示すように、中間転写ベルト１上のＳＯＳ側とＥＯＳ側とに２つのレジずれ検出用パターンを形成するようになっている。このとき、ＳＯＳ側／ＥＯＳ側における真のラテラル方向ずれ量をそれぞれＬＳerr ／ＬＥerr 、倍率ずれを含んだ仮のラテラル方向ずれ量をそれぞれＬＳerr 2 ／ＬＥerr 2 とし、ＳＯＳ側の検出器４とＥＯＳ側の検出器４との間の距離をSE Widthとすると、ＳＯＳ側とＥＯＳ側とでの仮の倍率ずれ量 MagＴは、以下の式（７）によって求められる。
【００４９】
MagＴ＝（ＬＥerr 2 −ＬＳerr 2)÷SE Width＋１  ……（７）
【００５０】
そして、この仮の倍率ずれ量 MagＴと、仮のラテラル方向ずれ量ＬＳerr 2 ／ＬＥerr 2 とから、真のラテラル方向ずれ量ＬＳerr ／ＬＥerr は、以下の式（８），（９）に示す関数を用いた演算によって求められる。
【００５１】
ＬＳerr ＝ＬＳerr 2 × MagＴ  ……（８）
【００５２】
ＬＥerr ＝ＬＥerr 2 × MagＴ  ……（９）
【００５３】
また、真の倍率 Magは、以下の式（１０）によって求められる。
【００５４】
Mag＝（ＬＥerr −ＬＳerr ）÷SE Width＋１  ……（１０）
【００５５】
したがって、制御部では、ラテラル方向ずれ量Ｌerr を求めるのにあたって、図５のフローチャートに示すように、先ず、ＳＯＳ側とＥＯＳ側とのそれぞれにおいて、フォトセルＤ１，Ｄ２によりＴＡおよびＴＢを検出し（ステップ１０１、以下ステップをＳと略す）、その検出結果からＳＯＳ側／ＥＯＳ側における倍率影響がある仮のラテラル方向ずれ量ＬＳerr 2 ／ＬＥerr 2 を算出する（Ｓ１０２）。
【００５６】
ＬＳerr 2 ／ＬＥerr 2 を算出すると、次いで、制御部は、これらを基に上述の式（７）を用いて、仮の倍率ずれ量 MagＴを算出する（Ｓ１０３）。そして、制御部は、上述の式（８），（９）を用いて仮の倍率ずれ量 MagＴによる補正を行うことにより、真のラテラル方向ずれ量ＬＳerr ／ＬＥerr を算出する（Ｓ１０４）。
【００５７】
このように、本実施の形態の画像形成装置では、ＳＯＳ側とＥＯＳ側とにおけるレジずれ検出パターンの読み取り結果から、レジずれ検出パターンの倍率ずれMagＴを算出するとともに、倍率ずれMagＴによる補正を行って真のラテラル方向ずれ量ＬＳerr／ＬＥerrを算出するようになっている。したがって、この画像形成装置では、レジずれ検出用パターンにラテラル方向の倍率ずれが発生した場合であっても、真のレジずれ量を検出することができる。つまり、レジずれ量の検出精度を、特にラテラル方向において、向上させることができる。
【００５８】
〔具体例におけるスキューずれ補正の説明〕
また、制御部が各画像出力部２ａ〜２ｄに形成させるレジずれ検出用パターンには、ラテラル方向の倍率ずれの他に、スキューずれが発生してしまうことがある。スキューずれとは、中間転写ベルト１上に形成された画像が、ある傾きを持ってしまうことをいう。
【００５９】
ここで、このスキューずれの概要を図６を参照しながら説明する。図６には、スキューずれが発生した場合におけるレジずれ検出パターンを示す。図中において、一点鎖線で示したのは理想状態におけるレジずれ検出パターンＭＡ′、破線で示したのはスキューずれに伴うプロセス方向の位置ずれが発生した場合のレジずれ検出パターンＭＢ′、実線で示したのはラテラル方向の位置ずれおよびスキューずれに伴うプロセス方向の位置ずれが発生した場合のレジずれ検出パターンＭＣ′であるものとする。
【００６０】
この画像形成装置では、プロセス方向のレジずれ量の算出にあたって、レジずれ検出パターンにおける第一線分と第二線分とが対称に配されており、タイミングＡとタイミングＢとの中間タイミングＰnom が第一線分と第二線分との交点に相当することを利用している。よって、スキューずれと位置ずれとの両方が発生しているレジずれ検出パターンＭＣ′では、上述した式（６）を用いてレジずれ量を算出しても、実際のプロセス方向ずれ量Ｐerr と、算出結果であるプロセス方向ずれ量Ｐerr ２との間に、誤差が生じてしまう。この誤差は、ラテラル方向の位置ずれの大きさに比例して大きくなり、ラテラル方向ずれ量Ｌerr が「０」の場合には誤差が生じない。すなわち、これらの間の関係は、スキューの傾きをβとすると、Ｐerr ＝Ｐerr ２−β×Ｌerr となる。
【００６１】
そこで、この画像形成装置では、この誤差を補正するために、制御部が、先ずスキューずれを考慮せずにプロセス方向ずれ量を算出した後に、その算出結果より仮のスキューずれ量を算出し、この仮のスキューずれ量により既に算出したプロセス方向ずれ量を補正することで、真のプロセス方向ずれ量Ｐerr を求めるようになっている。
【００６２】
制御部による補正は、以下のようにして行われる。
図７に示すように、ＳＯＳ側／ＥＯＳ側における真のプロセス方向ずれ量をそれぞれＰＳerr ／ＰＥerr 、ラテラル方向ずれ量をそれぞれＬＳerr ／ＬＥerr 、スキューずれによる誤差を含んだ仮のプロセス方向ずれ量をそれぞれＰＳerr 2 ／ＰＥerr 2 とすると、ＳＯＳ側とＥＯＳ側とでの仮のスキュー傾きSkewＴは、以下の式（１１）によって求められる。
【００６３】
SkewＴ＝（ＰＥerr 2 −ＰＳerr 2)÷SE Width  ……（１１）
【００６４】
そして、この仮のスキュー傾きSkewＴと、仮のプロセス方向ずれ量ＰＳerr 2 ／ＰＥerr 2 とラテラル方向ずれ量ＬＳerr ／ＬＥerr とから、真のプロセス方向ずれ量ＰＳerr ／ＰＥerr は、以下の式（１２），（１３）に示す関数を用いた演算によって求められる。
【００６５】
ＰＳerr ＝ＰＳerr 2 −ＬＳerr ×SkewＴ  ……（１２）
【００６６】
ＰＥerr ＝ＰＥerr 2 −ＬＥerr ×SkewＴ  ……（１３）
【００６７】
また、真のスキュー傾きSkewは、以下の式（１４）によって求められる。
【００６８】
Skew＝（ＰＥerr −ＰＳerr ）÷SE Width  ……（１４）
【００６９】
したがって、制御部では、プロセス方向ずれ量Ｐerr を求めるのにあたって、図８のフローチャートに示すように、先ず、ＳＯＳ側とＥＯＳ側とのそれぞれにおいて、フォトセルＤ１，Ｄ２によりＴＡおよびＴＢを検出し（Ｓ２０１）、その検出結果からＳＯＳ側／ＥＯＳ側におけるスキュー影響がある仮のプロセス方向ずれ量ＰＳerr 2 ／ＰＥerr 2 を算出する（Ｓ２０２）。
【００７０】
ＰＳerr 2 ／ＰＥerr 2 を算出すると、次いで、制御部は、これらを基に上述の式（１１）を用いて、仮のスキューずれ量SkewＴを算出する（Ｓ２０３）。そして、制御部は、上述の式（１２），（１３）を用いて仮のスキューずれ量SkewＴによる補正を行うことにより、真のプロセス方向ずれ量ＰＳerr ／ＰＥerr を算出する（Ｓ２０４）。
【００７１】
このように、本実施の形態の画像形成装置では、ＳＯＳ側とＥＯＳ側とにおけるレジずれ検出パターンの読み取り結果から、レジずれ検出パターンのスキューずれ量SkewＴを算出するとともに、スキューずれ量SkewＴによる補正を行って真のプロセス方向ずれ量ＰＳerr／ＰＥerrを算出するようになっている。したがって、この画像形成装置では、レジずれ検出用パターンにスキューずれが発生した場合であっても、真のレジずれ量を検出することができる。つまり、レジずれ量の検出精度を、特にプロセス方向において、向上させることができる。
【００７２】
〔複数の画像出力部が形成するレジずれ検出用パターンの説明〕
次に、制御部が、４つの画像出力部２ａ〜２ｄに形成させるレジずれ検出用パターンの配置について説明する。この画像形成装置では、中間転写ベルト１に沿って４つの画像出力部２ａ〜２ｄが配設されている。そのため、制御部は、各画像出力部２ａ〜２ｄにレジずれ検出用パターンを形成させるのにあたって、例えば図９（ａ）に示すように、複数のレジずれ検出用パターン（パターンＡ〜Ｄ）が、中間転写ベルト１上にてプロセス方向に順に並ぶように配置させる。このとき、制御部は、中間転写ベルト１上において、同一色のレジずれ検出用パターンが連なるようにしても、あるいは各色のレジずれ検出用パターンを交互に配置してもよい。
【００７３】
このように、複数のレジずれ検出用パターンをプロセス方向に並ぶように配置すれば、この画像形成装置では、複数の画像出力部２ａ〜２ｄが設けられていても、各画像出力部２ａ〜２ｄが形成する画像における絶対的な位置ずれが、各色ごとに順に分かるようになる。
【００７４】
ただし、制御部は、例えば図９（ｂ）に示すように、それぞれのレジずれ検出用パターンの配置を、互いに隣り合うレジずれ検出用パターン同士が逆向きとなるようにしてもよい。この場合には、例えば各レジずれ検出用パターン（パターンＡ〜Ｄ）が各色ごとに交互に配置（パターンＡがイエロー、パターンＢがマゼンダ、パターンＣがシアン、パターンＤがブラック等）され、それそれの間で許容できるレジずれ量を考慮して一定間隔をあける必要があっても、中間転写ベルト１上におけるプロセス方向のパターン占有領域を小さくすることができる。また、これに伴い、測定の周波数も挙げることができるようになる。
【００７５】
さらに、制御部は、複数のレジずれ検出用パターン（パターンＡ〜Ｄ）がプロセス方向に並ぶように配置する際に、図１０に示すように、各レジずれ検出用パターンを所定周期で配置することも考えられる。このときの所定周期としては、例えば各画像出力部２ａ〜２ｄが有する感光体ドラムの回転に同期する周期がある。すなわち、制御部は、感光体ドラム周期の半分、すなわち感光体ドラムの一周期中に整数個のレジずれ検出用パターンを配置するようにする。
【００７６】
このようにすれば、例えば偏心等の影響による感光体ドラムの回転周波数といった周期的なカラーレジずれの要因となるものが存在していても、この画像形成装置では、その要因による中間転写ベルト１での周期的変動の影響を受けることなく、レジずれ量の検出を行うことができ、結果としてその検出精度を向上させることが可能となる。
【００７７】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の画像形成装置は、第一線分および第二線分からなるレジずれ検出用パターンを像担持体上に形成するとともに、その第一線分Ｍ１および第二線分を所定位置にて順に読み取ることによって、レジずれ量を検出するようになっている。したがって、この画像形成装置では、第一線分と第二線分とが所定位置を通過する範囲内であれば、ずれ量の大小にかかわらず、レジずれ量の検出が可能となる。つまり、レジずれ検出用パターンを読み取るためのパターン読み取り手段の大型化を招くことなく、レジずれ量の検出領域を拡大することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係わる画像形成装置において形成されるレジずれ検出パターンの一例を示す概念図である。
【図２】  本発明に係わる画像形成装置において形成されるレジずれ検出パターンの他の例を示す概念図である。
【図３】  ラテラル方向の倍率ずれが発生した場合におけるレジずれ検出パターンの具体例を示す説明図である。
【図４】  ＳＯＳ側とＥＯＳ側とにおけるラテラル方向の倍率ずれの相違の一例を示す説明図である。
【図５】  レジずれ検出パターンの倍率ずれによるラテラル方向ずれ量の補正の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図６】  スキューずれが発生した場合におけるレジずれ検出パターンの具体例を示す説明図である。
【図７】  ＳＯＳ側とＥＯＳ側とにおけるスキューずれの相違の一例を示す説明図である。
【図８】  レジずれ検出パターンのスキューずれによるプロセス方向ずれ量の補正の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図９】  プロセス方向に並列配置された複数のレジずれ検出用パターンの具体例を示す説明図（その１）であり、（ａ）は同方向配置の場合を示す図、（ｂ）は逆方向配置の場合を示す図である。
【図１０】  プロセス方向に並列配置された複数のレジずれ検出用パターンの具体例を示す説明図（その２）である。
【図１１】  タンデム型の画像形成装置の一例を示す概略構成を図である。
【図１２】  中間転写ベルト（像担持体）上に形成されるレジずれ検出用パターンを検出するための構成の一例を示す説明図である。
【図１３】  従来のレジずれ検出用パターンの一例を示す説明図である。
【符号の説明】
１…中間転写ベルト、２ａ〜２ｄ…画像出力部、４…検出器、Ｄ１，Ｄ２…フォトセル、Ｍ…レジずれ検出パターン、Ｍ１…第一線分、Ｍ２…第二線分
【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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