JP2006133707A - 画像形成方法及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 位置ずれ補正の際に検知される位置ずれ量が大きくなるのを抑えて検知される位置の誤差量による画像同士の位置ずれによる色ずれ量が大きくなるのを防止することができる画像形成方法を提供する。
【解決手段】 主走査方向に平行する横線とこれに対して傾斜させて斜め線との組を有する位置検知用マークを用いて画像同士の位置ずれを検知する際に、同一色での横線と斜め線との中央部での間隔を、駆動ローラ５の周長（λ）に対してλ／８以下の関係に設定して横線、斜め線を構成するマークの書き込みスペースを確保しながら速度変動位相を一致させて位置検知用マークを形成することを特徴とする。
【選択図】 図９

Description

本発明は、画像形成方法及び画像成形装置に関し、さらに詳しくは、複数の色画像を重畳転写する際の画像同士の位置ずれ検知に関する。

周知のように、画像形成装置として、電子写真方式・静電記録方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ等があり、これら画像形成装置には、単一色画像のみを対象とするだけでなく、色毎の画像を重畳してフルカラー画像などの複数色の画像を形成できる構成がある。
フルカラー画像を形成できる画像形成装置の一つとして、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の画像を作像する作像部をこれら各作像部からの画像を転写される際に用いられる転写体あるいは転写搬送部材の展張方向に沿って並置したタンデム方式と称される構成がある（例えば、特許文献１）。

ところで、タンデム方式を用いる画像形成装置では、充畳みされる画像同士の位置ずれが発生すると、色ずれなどの不具合が発生する。
従来、色ずれに関しての規定はないものの、目視により顕著な色ずれが確認されるのを防止するための位置ずれ量として、２００μｍを上限値として設定される場合がある（例えば、特許文献２）。

画像同士の位置ずれが発生する原因としては、主に次の要因が挙げられる。
（１）スキュー
（２）副走査方向のレジストずれ
（３）副走査方向のピッチむら
（４）主走査方向の倍率誤差
（５）主走査方向のレジストずれ

従来、各色の位置ずれを抑制するための構成として、転写体として用いられるベルトに対して主走査方向及び副走査方向での各色の位置ずれ検知用マークを形成し、各色の位置ずれ検知用マークの検知タイミングを所定のタイミングと比較することによりずれ量を割り出し、そのずれ量に応じた画像書き込みタイミングの制御を行うことが知られている（例えば、特許文献３）。
ベルトに形成される位置ずれ検知用マークとしてのトナー像は、一例として、図７、８に示すように、主走査方向に平行なライントナー像（以下、横線という）とこの横線に対して傾斜したライントナー像（以下、斜め線という）とが用いられる場合がある（特許文献４）。
位置ずれ検知手段はその構成が図６に示されており、同図において位置ずれ検知手段１００は、搬送ベルト３の移動方向と直角な方向に相当する主走査方向両端に配置されて発光部１０１と受光部１０２とを備え、搬送ベルト３上に形成された位置ずれ検知用マークＰを検知する。なお、図７において符号４および５は、搬送ベルト３が掛け回されているローラであり、そのうちの符号５で示すローラは、搬送ベルト３を駆動する駆動ローラである。

図８は、位置ずれ検知用マークの拡大図である。位置ずれ検知用マークは、Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙのそれぞれの横線、斜め線によって構成されており、各々のラインの幅は検知手段での光導入用開口部の幅と同一であり、長さは開口部よりも長くされている。位置ずれ検知用マークは、この例では、Ｋ−Ｃ−Ｍ−Ｙの順に並んでおり、横線４つと斜め線４つで１つの対と見做している。

そして、感光体半周分の距離だけ離れた位置に同色同形状の位置ずれ検知用マークが複数対存在し、かつ、互いのマーク対は感光体半周周長の整数倍とは異なる距離だけ離れた位置に存在し、かつ、感光体半周分の距離だけ離れた位置に同色同形状の位置ずれ検知用マーク対が複数存在し、かつ、位置ずれ検知用マーク対の間隔内に位置ずれ検知用マークが１個以上存在するパターンを形成する。この例では、感光体１周の周長間に４対のマークが形成されている。

また、各々のラインの間隔は、所定の長さｄを目標として形成される。この長さｄとは、位置ずれがあっても各ライン列の順序の逆転が起こらないように設定された値である。このようにすることによって、ラインが検知手段における仮導入用開口部に到達した際の検知信号は綺麗な山形もしくは谷形の波形となり、ライン中央を正確に求めることができる。

これらの横線、斜め線を用いて、各々の対においてＫの横線を基準にして各ラインの検知時間差及び左右の検知結果を比較し、さらに４対の演算結果の平均をとることによって、感光体の回転むらに起因する検知誤差を除去でき、正確なスキュー、副走査レジストずれ、主走査レジストずれ、主走査倍率誤差の補正を行っている。

特許第６４２３５１号（第１図、第４図） 特開２００２−２２１８４０号公報（段落「０００２」欄） 特開２００２−２４４３８７号公報（段落「００３８」欄） 特開２０００−１１２２０５号公報（段落「０００３」〜「０００７」欄）

ところで、従来の画像形成装置、特に複数の色画像を重畳する方式の画像形成装置においては、搬送ベルト３上に形成された位置ずれ検知用マークの検知結果を基にして画像の書き込み開始タイミングを制御することが主眼とされているが、前述したように、画像同士の位置ずれを上限値である２００μｍよりも小さくなるように抑制するには、位置検知用マークの検知精度にも着目する必要がある。
つまり、位置検知用マークは、搬送ベルト３に対して形成される場合、搬送ベルト３における機械的な誤差が原因して発生する速度ムラの影響を受けて各マーク同士の位置がずれた状態で形成されることがあり、この位置ずれ誤差を曖昧にしておくと、上述した画像同士の位置ずれ量の上限値に近くなってしまう虞がある。

位置ずれ誤差に影響する速度ムラの原因としては、駆動ローラ５の偏心がある。
偏心量を有する駆動ローラ５が回転すると、本実施例の特徴を説明するために用いる図９に示すように搬送ベルト３は正弦的な速度変化を来す。
位置検知用マークは、図８に示したように、感光体の１周期分の移動量に対して複数個形成され、この場合には、感光体の半周毎に同一色の横線を形成するようにして感光体感での位置ずれ量が同じとなるようにしているが、形成される色毎の横線、斜め線の位置が上述した駆動ローラ５の速度変化によって異なっていることがある。
つまり、正弦的な速度変化において変化率の大きい部分で形成されたマークと変化率の小さい部分で形成されたマークとでは、所定の形成タイミングの位置からずれることになる。

このような位置検知用マーク同士の位置がずれることを考慮しないで位置検知用マークの検知を行うと、ずれに対応する誤差量も大きくなり、この誤差量が前述した位置ずれ量の上限値に近づける原因となる。
そこで、色同士での位置検知用マークの形成スパンを大きく採ることで速度変化の位相を整合させた位置に位置決め用マークを形成することも考えられるが、この場合にはマークの検知時間が長くなるという新たな問題が発生する。

一方、位置検知用マークは、横線と斜め線とが対となる組み合わせをベルト上に複数形成して、例えば、感光体側での軸の傾きや偏心を割り出して主走査方向での倍率変化の補正などが行えるようになっている。
位置検知用マークの形成領域長さは、ベルトが倦装されているローラからの繰り出し量に相当するローラの周長によって決まる。このため、繰り出し量に対して位置ずれ検知用マークの数がうまく適合しない場合には、横線と斜め線との組を速度変動位相を整合させて構成することができない場合がある。これにより、速度変動位相を整合させて横線と斜め線との組を位置決めすることにより可能となる各組での位置ずれ検知が適正に行えなくなる虞がある。

本発明の目的は、上記従来に画像形成方法における問題、特に、画像同士の位置ずれ補正に関する問題に鑑み、位置ずれ補正の際に検知される位置ずれ量が大きくなるのを抑えて検知される位置の誤差量による画像同士の位置ずれによる色ずれ量が大きくなるのを防止することができる画像形成方法および画像形成装置を提供することにある。

また本発明の目的は、位置ずれの検知に用いられる位置ずれ検知用マークが、これを形成される領域の長さに対してマークの数に関係なく速度変動位相が一致する位置に横線、斜め線を形成できるようにすることで横線と斜め線との組が常に設定されて位置ずれの検知が適正に行える画像形成方法および画像形成装置を提供することにある。

請求項１記載の発明は、複数の色の画像作像位置を、転写体若しくは転写搬送体上に形成される主走査方向およびこの方向に対して傾斜させてそれぞれ形成された横線および斜め線を有する位置検知用マークの検知タイミングに基づき位置ずれ量を割り出し、その位置ずれ量に応じて作像位置を調整する画像形成方法において、主走査方向および副走査方向での色毎の位置検知用マークのうちで、同一色の位置検知用マークを構成する、前記横線と斜め線との中央部同士の間隔を、前記転写体若しくは転写搬送体の駆動源として用いられるローラで発生する速度変化の変化率が小さくなる位相に合わせたことを特徴としている。

請求項２記載の発明は、複数の色の画像作像位置を、転写体若しくは転写搬送体上に形成される主走査方向およびこの方向に対して傾斜させてそれぞれ形成された横線および斜め線を有する位置検知用マークの検知タイミングに基づき位置ずれ量を割り出し、その位置ずれ量に応じて作像位置を調整する画像形成方法において、主走査方向および副走査方向での色毎の位置検知用マークのうちで、同一色の位置検知用マークを構成する、前記横線と斜め線との中央部同士の間隔を、前記転写体若しくは転写搬送体の駆動源として用いられるローラの径から得られる周長（λ）に対して、λ／８以下に設定したことを特徴としている。

請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の画像形成方法において、同色の横線と斜め線との間隔を前記駆動源として用いられるローラの１周長とほぼ一致する位相に合わせたことを特徴としている。

請求項４記載の発明は、請求項３記載の画像形成方法において、前記ローラの１周長とほぼ一致する位相に相当するタイミングで前記横線と斜め線とを対象として検知することを特徴としている。

請求項５記載の発明は、請求項１または２記載の画像形成方法において、前記転写体若しくは転写搬送体に形成される位置検知用マークのうちのいずれかの横線と斜め線との間隔を、前記駆動源として用いられるローラの周長に一致させたことを特徴としている。

請求項６記載の発明は、請求項５記載の画像形成方法において、前記ローラの周長に一致するタイミングで横線と斜め線とを対象として検知することを特徴としている。

請求項７記載の発明は、複数の色の画像作像位置を、転写体若しくは転写搬送体上に形成される主走査方向およびこの方向に対して傾斜させてそれぞれ形成された横線および斜め線を有する位置検知用マークの検知タイミングに基づき位置ずれ量を割り出し、その位置ずれ量に応じて作像位置を調整する画像形成方法において、位置検知用マークとして用いられる横線、斜め線の組が奇数個である場合、横線と斜め線との組が、前記転写体若しくは転写搬送体の駆動に用いられるローラ周長の２倍（前記ローラの２回転分）にほぼ等しい領域で前記転写体若しくは転写搬送体に形成されていることを特徴としている。

請求項８記載の発明は、請求項７記載の画像形成方法において、前記横線、斜め線は、異なる色毎に設けられていることを特徴としている。

請求項９記載の発明は、複数の色の画像作像位置を、転写体若しくは転写搬送体上に形成される主走査方向およびこの方向に対して傾斜させてそれぞれ形成された横線および斜め線を有する位置検知用マークの検知タイミングに基づき位置ずれ量を割り出し、その位置ずれ量に応じて作像位置を調整する画像形成方法において、Ｎ個の横線と斜め線との組を対象として、前記転写体若しくは転写搬送体の駆動に用いられるローラの周長の２倍（ローラの２回転分）とほぼ等しい領域で前記転写体若しくは転写搬送体に形成され、かつ、Ｎ個の横線、斜め線毎に前記ローラ周長の１／２Ｎ分に相当する位相だけずらして間隔を設定した状態で横線、斜め線の組を形成することを特徴としている。

請求項１０記載の発明は、複数の色の画像作像位置を、転写体若しくは転写搬送体上に形成される主走査方向およびこの方向に対して傾斜させてそれぞれ形成された横線および斜め線を有する位置検知用マークの検知タイミングに基づき位置ずれ量を割り出し、その位置ずれ量に応じて作像位置を調整する画像形成方法において、位置検知用マークとして用いられる横線、斜め線が偶数個である場合、横線と斜め線との組が前記転写体若しくは転写搬送体の駆動に用いられるローラ周長ほぼ等しい領域で前記転写体若しくは転写搬送体に形成され、Ｎ個の横線、斜め線の組毎に横線と斜め線との作像順序を変更することを特徴としている。

請求項１１記載の発明は、請求項１乃至１０のうちの一つに記載の画像形成方法を画像形成装置に用いることを特徴としている。

請求項１２記載の発明は、請求項１１記載の画像形成装置において、複数の作像部が前記転写体若しくは転写搬送体の延長方向に並置されている構成を備えていることを特徴とを特徴とする画像形成装置。

請求項１３記載の発明は、請求項１１記載の画像形成装置において、前記転写体若しくは転写搬送体は、前記作像部からの画像が直接転写あるいは表面に担持した記録媒体に作像部からの画像が順次転写される構成であることを特徴としている。

請求項１および２記載の発明によれば、転写邸若しくは転写搬送体の駆動源として用いられるローラの偏心などによる速度ムラが生じた場合でもその速度変化が小さい領域で横線、斜め線の間隔を設定し、特に請求項２記載の発明においては、ローラの周長（λ）の１／８に設定することで最も速度変化の影響が少ない状態で位置検知用マークが形成されるので、位置検知用マークの形成位置ずれを少なくして位置ずれ検知の誤差量が大きくなるのを防止できる。これにより、画像の位置あわせのみでなく検知マーク形成時での位置ずれを抑えることにより、目視において色ずれとして確認できる位置ずれ量である２００μｍよりも小さくして色ずれが大きくなるのを防止することが可能となる。

請求項３および４記載の発明によれば、同色の位置検知用マークに用いられる横線と七面線との間隔をローラの１周長とほぼ一致する位相に合わせているので、ローラの速度変動位相を一致させ、特に請求項４記載の発明においては、その位相を合わせる位置で検知するようにしているので、速度変動が解消されたと同じことになる。これにより、同色での主走査および副走査方向でのマークの位置ずれを解消することが可能となる。

請求項５および６記載の発明によれば、位置検知用マークのうちのいずれかの横線と斜め線との間隔をローラの周長に一致させ、この間隔に合わせた検知タイミングにより横線、斜め線の形成ピッチを検知しているので、１組の横線、斜め線をローラの１周長に対応する領域に形成する場合と違って、周長方向で同じ位置に複数のマークが形成されることにより周長方向で占めるマークの数が増えることによりマークの長さ（転写体若しくは転写搬送体の領域で占める長さ）を短くすることができ、これによって、検知時間が長くなるのを防止することができる。特に、位置ずれの誤差検知は、各組の横線、斜め線の位置ずれ量を検知した平均値を利用する場合があるので、検知に要する時間を短くする分、位置ずれの割り出しまでの時間を短縮することができる。

請求項７および８記載の発明によれば、位置検知用マークとして用いられる横線、斜め線が奇数個配列される場合には、ローラの周長の２倍（ローラの２回転分）にほぼ等しい領域で転写体若しくは転写搬送体に形成されるので、速度変化の変化率が同じ位相の位置にそれぞれ横線および斜め線を形成し、横線、斜め線の形成位置が速度変動位相を一致させた位置に形成されることになる。これにより、横線、斜め線の形成位置が速度変化の影響によってずれてしまうのが防止でき、位置ずれ誤差を小さくして画像の色ずれを抑制することができる。しかも、横線と斜め線あるいは次の横線との間隔を同じとし、１組目の横線とこの組よりも数組先に形成される斜め線とがローラ外周の同じ位置に形成されることで周長方向で占めるマークの数が多くなる分、マークの長さが短くされることになるので、マークの検知に要する時間を短縮することができる。この点に関しては、請求項５および６記載の発明と同様に、位置ずれの平均値を求める際の時間短縮が可能となる。

請求項９記載の発明によれば、Ｎ個の横線と斜め線との組を対象としてローラの周長の２倍（ローラの２回転分）とほぼ等しい領域で転写体または転写搬送体に形成すると共に、Ｎ個の横線、斜め線毎にローラ周長の１／２Ｎ分に相当する位相だけずらして間隔を設定して形成、換言すれば、本来形成される位置からスキップさせて形成しているので、速度変化位相が同じ位置に横線同士が形成されて主走査方向および副走査方向の位置ずれ量を検知するための横線と斜め線との組が形成できないような場合でも、横線に対して斜め線を配置できるように形成位置をずらすことができる。これにより、位置検知用マークを構成する横線と斜め線との組を速度変動位相が一致する位置にそれぞれ形成することが可能となる。

請求項１０記載の発明によれば、位置検知用マークとして用いられる横線と斜め線との組が偶数個である場合に、横線と斜め線との組が前記転写体若しくは転写搬送体の駆動に用いられるローラ周長ほぼ等しい領域で前記転写体若しくは転写搬送体に形成され、Ｎ個の横線、斜め線の組毎に横線と斜め線との作像順序を変更するようになっているので、ローラ周長と等しい領域で速度変動位相が一致する位置に組をなす横線と斜め線ではなく、横線同士が形成されるような場合に斜め線が位置するように作像順序を変えて主走査方向および副走査方向の位置ずれ検知が可能な横線と斜め線との組で構成されるようにすることができる。これにより、位置検知を構成する横線と斜め線との組を速度変動位相が一致する位置にそれぞれ形成して、位置ずれ量を検知することが可能となる。

請求項１１乃至１３記載の発明によれば、画像形成位置を規定するための位置ずれ量を検知する際に転写体若しくは転写搬送体の速度変動による位置検知用マークの形成位置ずれを小さくして位置検知によって得られる位置ずれ量を小さくすることができる。これにより、画像の色ずれに影響する位置誤差量が小さくされて色ずれ量が顕著となるのを防止することが可能となる。

以下、図示実施例により本発明を実施するための最良の形態について説明する。

図１は、本発明実施例による位置ずれ検知方法が用いられる画像形成装置を示す模式図であり、同図に示されている画像形成装置は、上述したように、搬送ベルトに沿って画像形成部が並んだタンデムタイプと言われるカラー画像形成装置である。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）の画像を形成する画像形成部１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、転写紙２を搬送する搬送ベルト３に沿って一列に配置されている。なお、本発明は、これに限らず、複写機やファクシミリ装置あるいは印刷機を対象とすることも可能である。
また、転写体は、ベルトに対して各作像部において形成された各色の画像を重畳転写する１次転写工程と重畳された画像を記録シートに対して一括転写する２次転写工程とを実行される中間転写方式あるいは上記ベルトに担持された記録シートに対して各作像部で形成された画像を順次重畳転写する方式に適用される。
また、図１に示した画像形成装置の説明においては、主走査方向での倍率変化を考慮して画像書き込み位置のずれが生じるのを防止する構成が備えられており、以下、この構成を含めて説明する。

搬送ベルト３は、その一方が駆動回転する駆動ローラと、他方が従動回転する従動ローラである搬送ローラ４，５によって架設されており、搬送ローラ４，５の回転により矢印方向に回転駆動される。搬送ベルト３の下部には、転写紙２が収納された給紙トレイ６が備えられている。

収納された転写紙２のうち最上位置にある転写紙は、画像形成時には給紙され、静電吸着によって搬送ベルト３上に吸着される。吸着された転写紙２は、第１の画像形成部（イエロー）１Ｙに搬送され、ここでイエローの画像形成が行われる。

第１の画像形成部１Ｙは、感光体ドラム７Ｙと、感光体ドラム７Ｙの周囲に配置された帯電器８Ｙ、露光器９Ｙ、現像器１０Ｙ、感光体クリーナ１１Ｙから構成されている。感光体ドラム７Ｙの表面は、帯電器８Ｙで一様に帯電された後、露光器９Ｙによりイエローの画像に対応したレーザ光１２Ｙで露光され、静電潜像が形成される。

形成された静電潜像は、現像器１０Ｙで現像され、感光体ドラム７Ｙ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７Ｙと搬送ベルト３上の転写紙２と接する位置（転写位置）で転写器１３Ｙによって転写され、転写紙２上に単色（イエロー）の画像を形成する。転写が終わった感光体ドラム７Ｙは、ドラム表面に残った不要なトナーを感光体クリーナ１１Ｙ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。

このように、第１の画像形成部１Ｙで単色（イエロー）を転写された転写紙２は、搬送ベルト３によって第２の画像形成部（マゼンタ）１Ｍに搬送される。ここでも同様に、感光体ドラム７Ｍ上に形成されたトナー像（マゼンタ）は、転写紙２上に重ねて転写される。転写紙２は、さらに第３の画像形成部（シアン）１Ｃ、第４の画像形成部（ブラック）１Ｋに搬送され、同様に形成されたトナー像を転写されてカラー画像を形成していく。第４の画像形成部１Ｋを通過してカラー画像が形成された転写紙２は、搬送ベルト３から剥離され、定着器１４にて定着された後、排紙される。

図２は位置ずれ補正制御のフローチャートである。本発明では基準色に対しても倍率補正を行うものであるが、基準色の倍率を補正する際には、各色の倍率補正に先立って補正して置かなければならない。また、倍率調整後には主走査方向のレジスト位置も変化してしまうため、レジスト補正にも先立って倍率を補正しなければ二度手間となってしまい、その分余計に時間が掛かるため、ユーザに不満を与えてしまう。

そこで、各種補正を行う際、図２に示すフローチャートの手順で行うものとする。まず、基準色の倍率補正用マークを形成し（Ｓ１）、基準色の倍率補正を行う（Ｓ２）。次いで図Ｂに示す各種ずれ量検知用マークを形成し（Ｓ３）、スキューを補正し（Ｓ４）、副走査レジスト補正を行い（Ｓ５）、他色の倍率補正を行い（Ｓ６）、主走査レジストの補正を行う（Ｓ７）。

図３は基準色の倍率補正を行うための倍率誤差検知用パターンの一例を示す図である。この場合、図８に示すように、他色のパターンは必要なく、さらに複数対形成する必要も無いので、基準色による横線と斜め線を１つずつ各センサに対応して形成する。本実施例では、センサが主走査方向両端にあるため、このような形状であるが、センサの数は２つに限ったものでなく、さらに多くのセンサを搭載している場合でも、それぞれのセンサに対応させてマークを形成すればよい。

図３において、ＬＤスキャン方向の上流に設置してあるマーク検知センサによるマークスキャンをスキャン１、他方のマーク検知センサによるマークスキャンをスキャン２とする。スキャン１によるマークＫ１とＫ２の時間間隔、及びスキャン２によるマークＫ３とマークＫ４の時間間隔がそれぞれｔ１，ｔ２であったとき、転写ベルト３の移動速度をＶとすると、マーク間隔はそれぞれｔ１Ｖ及びｔ２Ｖである。ここで、倍率誤差が生じていると、ｔ１とｔ２には差が生じることとなり、これを、Δｔ＝ｔ２−ｔ１とする。

図４は図３におけるスキャン１とスキャン２の軸を模式的に重ねて拡大した図である。この図において、スキャン１によるマークＫ２のスキャン位置をＰ１、スキャン２によるマークＫ４のスキャン位置をＰ２、及びマークＫ４におけるＰ１と主走査方向の同一位置をＰ２′とする。

本実施例では、Ｋ２及びＫ４は主走査方向（横ライン）に対して４５°の角度を以て形成されているので、前述のΔｔＶ、即ちＰ１−Ｐ２間隔がマークＫ２とＫ４との間の画像の伸び量（縮み量）、即ちＰ１−Ｐ２′間隔と等しい。もし、倍率の誤差が無いならば、マークＫ４はＫ２の位置に形成される筈である。よってこの場合、倍率誤差を画周波数の変更によって補正する場合、マークを形成したときの画周波数をｆ０、補正後の画周波数をｆ′、マーク検知センサの取り付け幅をｌとすると、
ｆ′＝｛１＋（ΔｔＶ／ｔａｎ４５°）／ｌ｝×ｆ０
＝（１＋ΔｔＶ／ｌ）×ｆ０ ・・・（１）
の式に基づいて画周波数を変更すれば、倍率誤差を補正できる。

（１）式において、補正精度はマーク検知センサの取り付け幅ｌの精度に大きく依存するが、取り付け精度は寸法公差の範囲内で精度よく取り付けられているので、問題とはならない。

なお、図４（Ｂ）は、主走査方向での位置ずれ検知に関する斜め線を用いた場合の原理を今少し簡単に示す図であり、同図において、主走査方向に平行する横線に対して４５°の傾斜角で形成される斜め線は、マークＸ１Ｖの位置が検知されると、傾斜角によりマークＸ１Ｈの位置を検知したと同じことになる。このため、基準色の斜め線に含まれるマークＸ１Ｖに対して他の色の斜め線に含まれるマークＸ２Ｖの位置が適正な間隔であるのに対して、ずれている場合（ΔＴで示す量）には、このずれ量（ΔＴ）に相当する主走査方向でのマークＸ２Ｈ’を検知したと同じ結果が得られ、主走査方向での位置ずれが検知できることになる。

図５は位置ずれ補正制御部の構成を説明するためのブロック図である。位置ずれ補正制御ブロックには、図７に示す検知手段が用いられる。
位置ずれ補正制御部の構成を説明する前に位置ずれ補正制御部に用いられる検知手段１００について図６により説明すると次の通りである。
検知手段１００は、発光部１０１と受光部１０２と発光部１０１および受光部１０２が収容され、位置検知用マークを構成する横線と斜め線とからの反射光が導入される形状のスリットが形成された遮光部１０３がベルト３側に配置されている。
図５において、位置ずれ補正制御部では、受光部１０２から得られた信号がＡＭＰ１８によって増幅され、フィルタ１９によってライン検知の信号成分のみを通過させ、Ａ／Ｄ変換器２０によってアナログデータからデジタルデータへと変換される。データのサンプリングは、サンプリング制御部２２によって制御され、サンプリングされたデータは、ＦＩＦＯメモリ２１に格納される。ここでは１組の検知センサにおける構成のみを示したが、もう１組においても同様の構成をとる。

一通りマークの検知が終了した後、格納されていたデータは、Ｉ／Ｏポート２３を介しデータバス２４によりＣＰＵ２５及びＲＡＭ２８にロードされ、（１）式に基づく演算処理を行う。ＲＯＭ２７には、倍率誤差を演算するためのプログラムを始め、各種のプログラムが格納してある。

なお、アドレスバス２６によって、ＲＯＭアドレス、ＲＡＭアドレス、各種入出力機器の指定を行っている。また、ＣＰＵ２５は、受光部１７からの検知信号を適当なタイミングでモニタしており、搬送ベルト３及び発光部１５の劣化等が起こっても確実に検知が出来るように、発光量制御部２９によって発光量を制御しており、受光部１７からの受光信号のレベルが常に一定となるようにしている。

ＣＰＵ２５は、求めた倍率誤差に基づき画周波数を変更するために、書込制御基板３０に対してその設定を行う。書込制御基板３０には、出力周波数を非常に細かく設定できるデバイス、例えばＶＣＯ（ｖｏｌｔａｇｅ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）を利用したクロックジェネレータ等を、基準色を含め各色に対して備えている。この出力を画像クロックとして用いている。このように、画周波数の変更が行われ、各色のＬＤ駆動板に対して供給される画周波数に基づきＬＤを点灯している。ここで、倍率調整手段は、ＣＰＵ２５、ＲＯＭ２７等により構成される。

次に、本実施例の特徴について説明する。
図９は、請求項１，２記載の発明に係る実施例を説明するために、駆動ローラ５の偏心による速度変動を示す図であり、同図において速度変動は正弦的な現象として現れる。
そこで、本実施例では、同一色の位置検知用マークを構成する横線と斜め線との中央部同士の形成間隔として、駆動ローラ５の速度変化率が小さくなる位相に合わせており、具体的には、駆動ローラ５の径から求められる周長（λ）に対してλ／８以下に設定している。
周長に対する形成間隔として、λ／２とした場合には、同一色の位置ずれ検知用マークのスパンが長くなり、λ／４とした場合には速度変化率が高くなること、そして、λ／８よりも小さい場合には、色毎の横線や斜め線を形成できるスペースが確保できないことを考慮して、上述した間隔関係を設定している。

本発明者は、上述した間隔関係の根拠として、次に挙げる実験を行った。
つまり、駆動ローラ５の直径を２０ｍｍとして、位置ずれ量がどの程度となり、その量が色ずれが発現する２００μｍと比較してどの程度の関係となるかを実験した。
駆動ローラ５の周長（λ）は、πＤにより求められるので、６４ｍｍであり、これに基づき、同一色での横線と斜め線との間隔を求めると、
６４／８＝８（ｍｍ）となる。
一方、駆動ローラ５の偏心量が０．１〜０．０５ｍｍであることを考慮して、最大値を用いた場合の周長方向での誤差率は、誤差量／ローラ径で求められるので、
０．１／２０＝０．００５＝０．５（％）となる。
この結果から、ベルト５の位置ずれ量（ΔＸ）を割り出すと、
ΔＸ＝λ×０．００５＝０．０４＝４０μｍということになる。
このずれ量は、位置検知用マークを形成する感光体ドラム側での偏心量が３０〜２０μｍであること、そして、ベルト５の伸びや蛇行によるずれ量が１０〜２０μｍであることを踏まえても、位置ずれ誤差の総和が従来の上限値である２００μｍを大きく下回る結果が得られた。

本実施例によれば、読み取られる横線と斜め線との間隔を、横線、斜め線を構成するマークの形成が可能な最小限度での間隔とすることにより、駆動ローラ５の偏心による速度変化が影響するのを小さくすることができる。
本発明者は、本実施例を用いて、位置ずれ量の補正状態を実験したところ、図１０に示す結果を得た。なお、図１１は、図８に示した位置検知用マークの形成条件による位置ずれ状態を示している。
図１０からも明らかなように、本実施例においては、位置検知用マークの横線と斜め線との形成間隔を設定するだけの構成により位置ずれ量を低減することができ、これにより、位置ずれ量が大きいことによる画像形成時での位置ずれ量の補正を極端に大きなものからではなく小規模な補正ですませることが可能となる。

次に本発明の別実施例について説明する。
本実施例は、請求項２記載の発明の実施例であり、図１２においてその内容を説明すると次の通りである。
本実施例では、同一色の位置検知用マークを構成する横線と斜め線との間隔を駆動ローラ５の１周長にほぼ一致させた位相に合わせたことを特徴としている。
本実施例によれば、駆動ローラ５の１周長毎に横線と斜め線とが形成されるので、横線と斜め線との速度変動位相が一致することになる。これにより、速度変動位相が異なる場合と違って、横線と斜め線との位置ずれを殆どない状態で形成することができる。
本実施例では、検知タイミングを上述した横線と斜め線とが位置ずれ検知手段１００を通過するタイミングに合わせるようになっており、このタイミングの設定は、駆動ローラ５の駆動用として用いられるステッピングモータの初期位置からのステップ数の割り出しで実行される。

次に請求項５，６記載の発明に係る実施例について説明する。
図１３は、本実施例の原理を示す模式図であり、同図において、位置検知用マークとして用いられる横線と斜め線との組のいずれか同士を対象として、横線と斜め線との間隔を駆動ローラ５の１周長に一致させている。
本実施例においては、図１２に示した実施例と同様に、駆動速度位相が一致した位置に横線、斜め線がそれぞれ形成されることになるので、横線と斜め線との位置ずれが殆どない状態で形成される。この実施例においても、検知タイミングが上記横線と斜め線との形成位置に応じて設定される。

次に請求項７および８記載の発明に係る実施例について説明する。
図１４は、本実施例の特徴を説明するための模式図であり、同図において、位置検知用マークとして用いられる横線と斜め線のが奇数個形成される場合には、線と斜め線との組が駆動ローラ５の周長の２倍（ローラの２回転分）の領域でベルト３上に形成される。特に、奇数個の位置検知用マークを形成する場合としては、複数色の画像形成が行われる際にルト３上で連続して位置検知用マークを検知し、その平均値によって位置ずれ量を割り出す場合が相当している。
つまり、一つの組の横線、斜め線の距離を駆動ローラ５の１周長よりも長くすると、速度変動位相が一致する周期毎にマークを形成でき、これによって、速度変動の影響を受けないで済むが、位置検知用マークの長差が長く必要となる。このため、検知時間が長くなる虞がある。
本実施例では、横線と斜め線との間隔を同じとし、１組目の横線と２組目先の３組目の斜め線とを駆動ローラ５の速度変動位相が一致する位置に形成すると、周長内でのマーク数が多くなることでマーク間での間隔が小さくでき、これにより検知時間を短縮することができる。

次に、請求項９記載の発明に係る実施例について説明する。
図１５は、本実施例の特徴を説明するための模式図であり、同図において、Ｎ個の横線と斜め線との組を駆動ローラの周長の２倍（ローラの２回転分）にほぼ等しい領域でベルト３上に横線、斜め線を形成し、そして、形成領域内で同じ速度変動位相の位置に必ず横線と斜め線との組ができるように、形成位置をずらす（スキップ）させることを特徴としている。
つまり、図１５において周長の２倍にほぼ等しい領域で速度変動位相が一致する位置の間隔でそれぞれ１組目から６組目までの横線、斜め線を形成すると、４番目の横線が速度変動位相において速い位置で位相が一致する１番目の横線と同じ位置に形成されることになる。この場合には、速度変動位相が一致する箇所に設けた横線と斜め線と組み合わせにより主および副走査方向での位置ずれ量の検知ができないので、１番目の横線の形成位置の次の速度変動位相が一致する位置である１番目の斜め線の形成位置までスキップして４番目の横線を形成する。これにより、速度変動位相が一致する位置には、主走査方向お余に副走査方向での位置ずれの検知対象となる横線と斜め線との組が常に位置することになり、速度変動の影響を受けることなく位置ずれ量の検知が行えることになる。

次に請求項１０記載の発明に係る実施例について説明する。
図１６は、本実施例の特徴を説明するための模式図であり、同図において本実施例は、位置検知用マークとして用いられる横線と斜め線とが偶数個である場合に横線と斜め線との組が駆動ローラ５の周長の２倍（ローラの２回転分）とほぼ等しい領域長さでベルト３上に形成する一方、Ｎ個の横線、斜め線のく見事に横線と斜め線との作像順序を変更することを特徴としている。
つまり、図１６において、１番目から４番目の横線、斜め線の組を形成する場合、２番目の斜め線が形成された後、１番目の横線と速度変動位相が一致する位置には３番目の横線が形成されることになるが、この場合、図１６（Ｂ）に示すように、３番目の横線と斜め線との形成順序を反転させるように変更する。
これにより、１番目の横線の形成位置と速度変動位相が行う位置には、３番目の斜め線が形成されることになり、速度変動位相が一致する位置に横線と斜め線とが形成されることになる。

以上のように、図１４乃至１６において示して実施例は、いずれの場合も速度変動位相が一致する位置に横線と斜め線との組が形成されることになり、主走査方向および副走査方向での位置ずれ量を、速度変動の影響が同じ条件下で検知することが可能となる。

本発明実施例による画像形成方法が適用される画像形成装置の一つであるカラー画像形成装置の構成図である。 位置ずれ補正制御のフローチャートである。 基準色の倍率補正を行うための倍率誤差検知用パターンの一例を示す図である。 図３におけるスキャン１とスキャン２の軸を模式的に重ねて拡大した図である。 位置ずれ補正制御部の構成を説明するためのブロック図である。 図１に示したカラー画像形成装置に用いられる位置ずれ検知手段の構成を示す模式図である。 位置ずれ検知手段とその周辺部の一例を示す斜視図である。 図７に示した位置ずれ検知手段が検知対象とする位置ずれ検知用マークの一例を示す図である。 請求項１，２記載の発明に係る実施例の特徴を説明するための図である。 請求項１，２記載の発明の実施例による位置ずれ検知誤差の検出結果を示す線図である。 従来の位置ずれ検知誤差の検出結果を示す図１０相当の線図である。 請求項３，４記載の発明に係る実施例の特徴を説明するための図である。 請求項５，６記載の発明に係る実施例の特徴を説明するための図である。 請求項７，８記載の発明に係る実施例の特徴を説明するための図である。 請求項９記載の発明に係る実施例の特徴を説明するための図である。 請求項１０記載の発明に係る実施例の特徴を説明するための図である。

符号の説明

１ 画像形成部
２ 転写紙
３ 搬送ベルト
４，５ 搬送ローラ
７ 感光体ドラム
８ 帯電器
９ 露光器
１０ 現像器
１３ 転写器
１４ 定着器
１５ 発光部
１８ ＡＭＰ
１９ フィルタ
２０ Ａ／Ｄ変換器
２１ ＦＩＦＯメモリ
２２ サンプリング制御部
２３ Ｉ／Ｏインターフェース
２４ データバス
２５ ＣＰＵ
２６ アドレスバス
２７ ＲＯＭ
２８ ＲＡＭ
２９ 発光量制御部
３０ 書込制御板
１００ 位置ずれ検知手段

Claims (13)

1. 複数の色の画像作像位置を、転写体若しくは転写搬送体上に形成される主走査方向およびこの方向に対して傾斜させてそれぞれ形成された横線および斜め線を有する位置検知用マークの検知タイミングに基づき位置ずれ量を割り出し、その位置ずれ量に応じて作像位置を調整する画像形成方法において、
   主走査方向および副走査方向での色毎の位置検知用マークのうちで、同一色の位置検知用マークを構成する、前記横線と斜め線との中央部同士の間隔を、前記転写体若しくは転写搬送体の駆動源として用いられるローラで発生する速度変化の変化率が小さくなる位相に合わせたことを特徴とする画像形成方法。
2. 複数の色の画像作像位置を、転写体若しくは転写搬送体上に形成される主走査方向およびこの方向に対して傾斜させてそれぞれ形成された横線および斜め線を有する位置検知用マークの検知タイミングに基づき位置ずれ量を割り出し、その位置ずれ量に応じて作像位置を調整する画像形成方法において、
   主走査方向および副走査方向での色毎の位置検知用マークのうちで、同一色の位置検知用マークを構成する、前記横線と斜め線との中央部同士の間隔を、前記転写体若しくは転写搬送体の駆動源として用いられるローラの径から得られる周長（λ）に対して、λ／８以下に設定したことを特徴とする画像形成方法。
3. 請求項１または２記載の画像形成方法において、
   同色の横線と斜め線との間隔を前記駆動源として用いられるローラの１周長とほぼ一致する位相に合わせたことを特徴とする画像形成方法。
4. 請求項３記載の画像形成方法において、
   前記ローラの１周長とほぼ一致する位相に相当するタイミングで前記横線と斜め線とを対象として検知することを特徴とする画像形成方法。
5. 請求項１または２記載の画像形成方法において、
   前記転写体若しくは転写搬送体に形成される位置検知用マークのうちのいずれかの横線と斜め線との間隔を、前記駆動源として用いられるローラの周長に一致させたことを特徴とする画像形成方法。
6. 請求項５記載の画像形成方法において、
   前記ローラの周長に一致するタイミングで横線と斜め線とを対象として検知することを特徴とする画像形成方法。
7. 複数の色の画像作像位置を、転写体若しくは転写搬送体上に形成される主走査方向およびこの方向に対して傾斜させてそれぞれ形成された横線および斜め線を有する位置検知用マークの検知タイミングに基づき位置ずれ量を割り出し、その位置ずれ量に応じて作像位置を調整する画像形成方法において、
   位置検知用マークとして用いられる横線、斜め線の組が奇数個である場合、横線と斜め線との組が、前記転写体若しくは転写搬送体の駆動に用いられるローラ周長の２倍（前記ローラの２回転分）にほぼ等しい領域で前記転写体若しくは転写搬送体に形成されていることを特徴とする画像形成方法。
8. 請求項７記載の画像形成方法において、
   前記横線、斜め線は、異なる色毎に設けられていることを特徴とする画像形成方法。
9. 複数の色の画像作像位置を、転写体若しくは転写搬送体上に形成される主走査方向およびこの方向に対して傾斜させてそれぞれ形成された横線および斜め線を有する位置検知用マークの検知タイミングに基づき位置ずれ量を割り出し、その位置ずれ量に応じて作像位置を調整する画像形成方法において、
   Ｎ個の横線と斜め線との組を対象として、前記転写体若しくは転写搬送体の駆動に用いられるローラの周長の２倍（ローラの２回転分）とほぼ等しい領域で前記転写体若しくは転写搬送体に形成され、かつ、Ｎ個の横線、斜め線毎に前記ローラ周長の１／２Ｎ分に相当する位相だけずらして間隔を設定した状態で横線、斜め線の組を形成することを特徴とする画像形成方法。
10. 複数の色の画像作像位置を、転写体若しくは転写搬送体上に形成される主走査方向およびこの方向に対して傾斜させてそれぞれ形成された横線および斜め線を有する位置検知用マークの検知タイミングに基づき位置ずれ量を割り出し、その位置ずれ量に応じて作像位置を調整する画像形成方法において、
    位置検知用マークとして用いられる横線、斜め線が偶数個である場合、横線と斜め線との組が前記転写体若しくは転写搬送体の駆動に用いられるローラ周長とほぼ等しい領域で前記転写体若しくは転写搬送体に形成され、Ｎ個の横線、斜め線の組毎に横線と斜め線との作像順序を変更することを特徴とする画像形成方法。
11. 請求項１乃至１０のうちの一つに記載の画像形成装置。
12. 請求項１１記載の画像形成装置において、
    複数の作像部が前記転写体若しくは転写搬送体の延長方向に並置されている構成を備えていることを特徴とする画像形成装置。
13. 請求項１１記載の画像形成装置において、
    前記転写体若しくは転写搬送体は、前記作像部からの画像が直接転写あるいは表面に担持した記録媒体に作像部からの画像が順次転写される構成であることを特徴とする画像形成装置。

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