JP2006256047A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 トナー像の検出に基づく補正と光ビームの検出による補正とを併用しても、互いの補正が悪影響を及ぼすことがないように適宜組み合わせて補正を行うことができ、生産性を悪化させず、かつ色ずれのない良好な画像を形成する。
【解決手段】 ＳＯＳセンサ４０ＹＭ、４０ＣＫ（及びＥＯＳセンサ４１Ｍ）による光ビームの検出による待機時間の初期設定、並びに補正と、転写ベルト１８Ａに形成したカラーレジずれ検出用パターン２０２の濃度センサ２００による検出に基づくずれ量の初期値登録と補正と、を併用することで、双方のメリットを生かし、かつデメリットを解消して、色ずれを確実に防止することが可能となる。また、ＳＯＳセンサ側の待機時間の初期設定が再度なされた場合に、カラーレジずれ検出用パターン２０２を再度形成して、新たにレジずれを初期化することで、ＳＯＳセンサ等による待機時間との間での相関関係を維持することができる。
【選択図】 図１５

Description

本発明は、複数の光源から出射した光ビームを主走査しながら、それぞれの光源に対応する複数の像担持体を副走査することで、それぞれの像担持体上に画像を形成し、当該複数の像担持体上の画像を重ね合わせて画像を形成する画像形成装置に関するものである。

フルカラー画像形成装置として、代表的な構成のタンデム型画像形成装置において、各感光体ドラムに形成された各色の画像を中間転写体（中間転写ベルト）上で重ね合わせるとき、色ずれが発生する。

この色ずれを防止する手段として、特許文献１には、像面上のトナー像を読み取り、トナー像の位置関係の検出結果から、各色の画像の書き出し位置を補正することが提案されている。

また、特許文献２には、露光装置内の走査ビーム（光ビーム）の位置関係を一定に保つことで、色ずれを防止することが提案されている。

さらに、特許文献３には、所定のパッチを使用して、主走査、副走査の色ずれを読み込み補正することが提案されている。
特開平２−２９１５７３号公報 特開２００２−２６７９７０公報 特開２００１−１３４０３４公報

しかしながら、特許文献１では、色ずれ補正を実行する毎に、プリントジョブを停止して、像担持体上にトナー像を形成する必要があり、画像形成に使用できない準備期間が増加する。また、画像形成に使用されないトナーの消費が増え、生産性が悪化するという問題点がある。

また、特許文献２では、ビーム位置を画像位置の代用特性として検出することで、色ずれ防止を図っているが、輸送による衝撃等で物理的な像面との位置関係が崩れた場合、所望の効果を発揮できないという問題点がある。

さらに、特許文献３では、色ずれ補正を実行する毎にプリントジョブを停止して、像担持体上にトナー像を形成する必要がある。また、画像形成に使用できない準備期間やトナー消費が増加する。さらに、パッチ検出のためのセンサが高価である。

このように、トナー像の検出に基づく補正と光ビームの検出による補正とには、それぞれ一長一短があり、また、これらを併用する技術は確立されていない。

仮に、トナー像の検出に基づく補正と光ビームの検出による補正とを併用する場合、どの時点で、トナー像の検出に基づく補正を行い、光ビームの検出による補正を実行するかにより、補正の結果がまちまちであり、また、補正を継続していくことで、両者の補正が累積し、かえって、それぞれの補正量を増加させてしまう結果にもなりかねない。

本発明は上記事実を考慮し、トナー像の検出に基づく補正と光ビームの検出による補正とを併用しても、互いの補正が悪影響を及ぼすことがないように適宜組み合わせて補正を行うことができ、生産性を悪化させず、かつ色ずれのない良好な画像を形成することができる画像形成装置を得ることが目的である。

第１の発明は、複数の光源から出射した光ビームを主走査しながら、それぞれの光源に対応する複数の像担持体を副走査することで、それぞれの像担持体上に画像を形成し、当該複数の像担持体上の画像を重ね合わせて画像を形成する画像形成装置であって、前記光ビームの主走査の所定位置で当該光ビームを検出する光ビーム検出手段と、前記複数の像担持体上に形成される各テストパターン画像間の相関関係を検出するテストパターン画像検出手段と、前記光ビーム検出手段で検出された時期から所定の待機時間の経過後に光ビームを変調するための画像情報を出力するように制御する制御手段と、前記テストパターン画像検出手段による画像の相関関係の解析結果に基づいて、待機時間を調整する調整手段と、を有している。

第１の発明によれば、制御手段では、光ビーム検出手段で検出された時期から所定の待機時間の経過後に光ビームを変調するための画像情報を出力するように制御する。

また、調整手段では、テストパターン画像検出手段によるテストパターン画像の相関関係の解析結果に基づいて、待機時間を調整する。

すなわち、光ビーム検出手段による検出結果と、テストパターン画像検出手段での検出結果とに基づいて、待機時間を調整することができるため、リアルタイムな色ずれ補正と、待機時間補正が可能となり、良好な画像形成を行うことができる。

第２の発明は、複数の光源から出射した光ビームを主走査しながら、それぞれの光源に対応する複数の像担持体を副走査することで、それぞれの像担持体上に画像を形成し、当該複数の像担持体上の画像を重ね合わせて画像を形成する画像形成装置であって、前記光ビームの主走査の所定位置で当該光ビームを検出する光ビーム検出手段と、前記複数の像担持体上に形成される各テストパターン画像間の相関関係を検出するテストパターン画像検出手段と、前記光ビーム検出手段で検出された時期から光ビームを変調するための画像情報を出力するまでの待機時間を、複数の光ビームに対応する光ビーム検出手段の検出時の相関関係に基づいて決定する待機時間決定手段と、前記待機時間決定手段で決定された待機時間を初期値として記憶する待機時間初期値記憶手段と、前記待機時間が決定したときの、前記画像検出手段で検出した複数の画像の相対位置を初期値として記憶する画像相対位置初期値記憶手段と、画像形成処理の適宜時期に、前記画像検出手段により画像の相対位置を検出し、この検出結果に基づいて得られる誤差分に応じて、前記待機時間を補正する補正手段とを有し、前記待機時間初期値記憶手段に記憶された待機時間初期値が更新された場合に、テストパターン画像を形成し、前記画像検出手段で検出された画像相対位置を、新たな画像相対位置初期値として前記画像相対位置初期値記憶手段に記憶することを特徴としている。

第２の発明によれば、前記光ビーム検出手段で検出された時期から光ビームを変調するための画像情報を出力するまでの待機時間を、複数の光ビームに対応する光ビーム検出手段の検出時の相関関係に基づいて決定する（待機時間決定手段）。

この決定された待機時間を初期値として待機時間初期値記憶手段に記憶する。また、待機時間が決定したときの、前記画像検出手段で検出した複数の画像の相対位置を初期値として画像相対位置初期値記憶手段に記憶する。

補正手段では、画像形成処理の適宜時期に、前記画像検出手段により画像の相対位置を検出し、この検出結果に基づいて得られる誤差分に応じて、前記待機時間を補正する。

上記補正を適宜繰り返すことで、適正な待機時間を維持することができる。

ここで、待機時間初期値記憶手段に記憶された待機時間初期値が更新された場合に、テストパターン画像を形成し、前記画像検出手段で検出された画像相対位置を、新たな画像相対位置初期値として前記画像相対位置初期値記憶手段に記憶する。

すなわち、テストパターン画像を再度形成し、その相対位置関係を新たな相対位置初期値として記憶するため、待機時間初期値との関連付けができ、良好な画像を得ることができる。

第３の発明は、複数の光源から出射した光ビームを主走査しながら、それぞれの光源に対応する複数の像担持体を副走査することで、それぞれの像担持体上に画像を形成し、当該複数の像担持体上の画像を重ね合わせて画像を形成する画像形成装置であって、前記光ビームの主走査の所定位置で当該光ビームを検出する光ビーム検出手段と、前記複数の像担持体上に形成される各テストパターン画像間の相関関係を検出するテストパターン画像検出手段と、前記光ビーム検出手段で検出された時期から光ビームを変調するための画像情報を出力するまでの待機時間を、複数の光ビームに対応する光ビーム検出手段の検出時の相関関係に基づいて決定する待機時間決定手段と、前記待機時間決定手段で決定された待機時間を初期値として記憶する待機時間初期値記憶手段と、前記待機時間が決定したときの、前記画像検出手段で検出した複数の画像の相対位置を初期値として記憶する画像相対位置初期値記憶手段と、画像形成処理の適宜時期に、前記画像検出手段により画像の相対位置を検出し、この検出結果に基づいて得られる誤差分に応じて、前記待機時間を補正する補正手段とを有し、前記待機時間初期値記憶手段に記憶された待機時間初期値が更新された場合に、前記補正手段によって補正された待機時間を、前記待機時間初期値記憶手段に記憶された待機時間にリセットすることを特徴としている。

第３の発明によれば、前記光ビーム検出手段で検出された時期から光ビームを変調するための画像情報を出力するまでの待機時間を、複数の光ビームに対応する光ビーム検出手段の検出時の相関関係に基づいて決定する（待機時間決定手段）。

この決定された待機時間を初期値として待機時間初期値記憶手段に記憶する。また、待機時間が決定したときの、前記画像検出手段で検出した複数の画像の相対位置を初期値として画像相対位置初期値記憶手段に記憶する。

補正手段では、画像形成処理の適宜時期に、前記画像検出手段により画像の相対位置を検出し、この検出結果に基づいて得られる誤差分に応じて、前記待機時間を補正する。

上記補正を適宜繰り返すことで、適正な待機時間を維持することができる。

ここで、待機時間初期値記憶手段に記憶された待機時間初期値が更新された場合に、補正手段によって繰り返し補正された待機時間を、前記待機時間初期値記憶手段に記憶された待機時間にリセットする。

すなわち、テストパターン画像を再度形成することなく、相対位置関係をリセット（元に戻す）することで、光ビーム検出手段に基づく待機時間の設定と、実際の画像との誤差を維持することができ、良好な画像を得ることができる。

上記第１の発明乃至第３の発明の何れかの発明において、前記待機時間初期値は、設計上の待機時間を基準とした複数の待機時間により像担持体上に形成された画像を目視することで、最適な待機時間を選択することで決定することを特徴としている。

待機時間初期値の決定を、実際の画像の目視による判定（最適な待機時間の選択）を行うことで、より精度の高い待機時間を得ることができる。

また、上記第１の発明乃至第３の発明の何れかの発明において、前記テストパターン画像検出手段が、副走査方向に平行な分割線を備えた一対の受光面で構成され、当該一対の受光面でのそれぞれの受光量のクロス点を検出エッジとして出力することを特徴としている。

テストパターン画像の検出時期、すなわち検出エッジを、一対の受光面でのそれぞれの受光量のクロス点とすることで、位置ずれを精度よく検出することができる。また、像担持体の周回分のテストパターン画像を形成することで、像担持体の回転周期変動も精度よく検出し、必要に応じて回転速度制御による補正が可能となる。

以上説明した如く本発明では、トナー像の検出に基づく補正と光ビームの検出による補正とを併用しても、互いの補正が悪影響を及ぼすことがないように適宜組み合わせて補正を行うことができ、生産性を悪化させず、かつ色ずれのない良好な画像を形成することができるという優れた効果を有する。

（画像形成装置の概略）
図１には、本発明が適用された画像形成装置のエンジン部１０の概略が示されている。このエンジン部１０は、走査露光装置１１、カラー画像信号を構成する各色信号に対応した４つの現像ユニット（イエロー現像ユニットＹ、マゼンタ現像ユニットＭ、シアン現像ユニットＣ、ブラック現像ユニットＫ）を備え、各現像ユニットは同一の構成とされており、画像担持体としての感光体ドラム１２を各々含んでいる。

また、エンジン部１０は、上記の各現像ユニットに含まれる感光体ドラム１２に対して光ビームを照射するための走査露光装置１１を備えている。

図２には、図１の上方からからみた走査露光装置１１の概略が示されている。この走査露光装置１１には、図２の矢印Ａ方向に等速回転する回転多面鏡（ポリゴンミラー）２２を中心として、平凸レンズ及び平凹レンズで構成されたｆθレンズ３６が、図２の上下方向各々に配置されている。また、走査露光装置１１には、画像データ信号を構成する各色信号に基づいて変調された、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色に対応する光ビームを出射する４つのレーザダイオード３０が設けられている。各レーザダイオード３０から出射される光ビームは、それぞれ対応するコリメータレンズ３４で平行光に変換されて反射ミラー２９でその光路を屈折された後、上記ｆθレンズ３６を透過して、ポリゴンミラー２２にそれぞれ入射するようになっている。

ポリゴンミラー２２に入射した各光ビームは、ポリゴンミラー２２の反射面で反射され再びｆθレンズ３６を透過し、入射時とは異なる光路上に配置されているミラー２７で屈折されてシリンドリカルミラー２８にそれぞれ導光される（図１参照）。シリンドリカルミラー２８に導光された光ビームは、シリンドリカルミラー２８で屈折されて、各現像ユニットの感光体ドラム１２の表面（以下、ドラム表面と称する。）における露光走査位置１３に照射されるようになっている。従って、この光ビームは、上記ｆθレンズ３６の作用によって、ドラム表面を等速度で走査されることになる。なお、各色の光ビームの光路は、それぞれ矢印１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋで示している。

また、各現像ユニットでは、感光体ドラム１２が図示しないモータによって、図１の矢印Ｂ方向に所定速度で回転するようになっている。これによって、上記走査露光装置１１から出射される各光ビームが、ドラム表面を感光体ドラム１２の軸方向（主走査方向）に沿って繰り返し走査される。

各現像ユニットでは、図１の矢印Ｂで示すドラム回転方向に沿って露光走査位置１３のわずか上流側には帯電器１４が設けられており、ドラム表面を一様に帯電させるようになっている。これにより、帯電器１４によって一様に帯電されたドラム表面に対して、光ビームの露光走査がなされることにより、画像部分以外の帯電電荷を除去して、画像部分に電荷を残した静電潜像を形成するようになっている。

また、図１の矢印Ｂで示すドラム回転方向に沿って露光走査位置１３のわずか下流側には現像器１６が設けられている。この現像器１６は、静電潜像と逆極性に帯電したトナーが充填されており、ドラム表面に形成された静電潜像に、それぞれの色（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）に着色した帯電微粒子であるトナーを静電的に付着させて可視像（トナー像）を形成するようになっている。

また、感光体ドラム１２の図１の下方には転写器１８が設けられており、この転写器１８と感光体ドラム１２とによって上記トナー像を転写する転写ベルト１８Ａが挟持されている。この転写ベルト１８Ａは、駆動ローラによって、図１の矢印Ｃ方向へ、各現像ユニットＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを順に搬送されるようになっている。また、各現像ユニットにおける転写器１８では、電荷を転写ベルト１８Ａに与え、その静電力によって各色毎のトナー像を転写ベルト１８Ａに順次転写するようになっている。

さらに、各色毎のトナー像が転写された転写ベルト１８Ａの図１の矢印Ｃ方向下流側には、定着器２４が配設されている。この定着器２４では、画像を記録する記録媒体２６を挟持して図１の矢印Ｄ方向へ搬送しつつ、熱又は圧力を加えることによって転写ベルト１８Ａに転写されたトナー像を記録媒体２６に融着するようになっている。

なお、各現像ユニットの感光体ドラム１２の回転方向（図１の矢印Ａ方向）最後端には、転写後感光体ドラム１２上に残留するトナー等を除去するためのクリーナ２０が設けられている。

また、図２に示すように、走査露光装置１１において、Ｃ色及びＫ色に対応する光ビームの主走査方向（図２の矢印Ｃ、Ｋ）における走査開始位置近傍には、それぞれ、光ビームによる主走査開始（Ｓｔａｒｔ Ｏｆ Ｓｃａｎ；ＳＯＳ）のタイミングの同期をとるために光ビームを検出するＳＯＳセンサ４０ＣＫが配置されている。また、Ｙ色及びＭ色に対応する光ビームの主走査方向（図２の矢印Ｙ、Ｍ）において、その走査開始位置近傍には上記のＳＯＳセンサ４０ＹＭがそれぞれ配置され、その走査終了位置近傍には光ビームによる主走査終了（Ｅｎｄ Ｏｆ Ｓｃａｎ；ＥＯＳ）のタイミングの同期をとるために光ビームを検出するＥＯＳセンサ４１Ｍが配置されている。

この場合、Ｍ色用にＥＯＳセンサを割り当てるレイアウトとなる。これらの割り当ては、被基準色であって、基準色と走査方向を異にする色に割り当てる必要がある。本実施の形態では、Ｃ色を基準色とするため、Ｃ色の走査方向と異なる走査方向であるＭ色に対して、ＥＯＳセンサを設けることになる。

（制御系全体）
図３は、エンジン部１０における画像形成のための制御系のブロック図である。

メイン電源管理部１５０には、図示しない商用電源が接続されており、ＬＶＰＳ（低電圧電源）及びＨＶＰＳ（高電圧電源）を生成し、電源供給ラインを介して各部へ電源を供給する。

メインコントローラ１５２には、ユーザインターフェイス１５４が接続され、ユーザの操作によって画像形成等に関する指示がなされると共に、画像形成時等の情報をユーザへ報知するようになっている。

また、このメインコントローラ１５２には、図示しない外部ホストコンピュータとのネットワークラインが接続されており、画像データが入力されるようになっている。

画像データが入力されると、メインコントローラ１５２では、例えば、画像データに含まれるプリント指示情報と、イメージデータとを解析し、エンジン部１０に適合する形式（例えば、ビットマップデータ）に変換し、ＭＣＵの一部を構成する画像形成処理制御部１５６へ画像データを送出する。

画像形成処理制御部１５６では、入力されたイメージデータに基づいて、画像形成処理制御部１５６と共に、それぞれＭＣＵを構成する駆動系コントロール部１５８、帯電コントロール部１６０、露光コントロール部１６２、転写コントロール部１６６、定着コントロール部１６８、除電コントロール部１７０、クリーナコントロール部１７２、現像コントロール部１６４のそれぞれを同期制御し、画像形成を実行する。

画像形成処理制御部１５６には、状態管理部１７６が接続されており、エンジン部１０の稼動状態（例えば、処理モード中、スリープモード中、スリープモードからの立ち上げ中、処理中等）を判別するようになっている。状態管理部１７６で判別した前記稼動状態は、メインコントローラ１５２へ送出されるようになっている。

また、前記メイン電源管理部１５０には、電源投入監視センサ１７８が接続され、この電源投入監視センサ１７８によって電源の投入時を検出し、その電源投入時情報を状態管理部１７６を介してメインコントローラ１５２へ送出するようになっている。

さらに、メインコントローラ１５２には、温度センサ１８０、湿度センサ１８２等が接続されている。この温度センサ１８０、湿度センサ１８２では、エンジン部１０内の環境温度・湿度を検出する。

ここで、Ｙ色に対応する光ビームと、Ｍ色に対応する光ビームとは、所定間隔でＳＯＳセンサ４０ＹＭに入射される。また、Ｍ色に対応する光ビームは、ＥＯＳ４１Ｍにも入射することになる。

前記ＳＯＳセンサ４０ＹＭでは、光ビームを検出する毎にパルス出力をメインコントローラ１５２（図３参照）へ送出する。このメインコントローラ１５２では、ＳＯＳセンサ４０ＹＭからのパルス出力に基づいて、画像形成処理制御部１５６に対して、所定の待機時間後，画像情報出力を開始するための信号を送出する。

画像形成処理制御部１５６では、メインコントロールラ１５２からの信号に応じて、画像情報を、露光コントロール部１６２へ送出する。なお、Ｃ色及びＫ色のそれぞれに対応する光ビームも同様に処理される。

また、メインコントローラ１５２では、位置ずれのない状態での、各色の画像情報出力の相関関係（待機時間初期値）が決定される。

（レジコン）
図４には、メインコントローラ１５２を主体として構成されたレジストレーションコントロール部（以下、レジコン部と称する。）の概略が示されている。このレジコン部は、走査方向が同方向である光ビーム（Ｙ色とＭ色、及びＣ色とＫ色）、及び走査方向が異方向である光ビーム（Ｃ色とＭ色）について、それぞれ位置ズレの補正を行い、さらに全体として位置ズレの補正を行うものである。ここでは、ＳＯＳセンサ４０ＹＭ、４０ＣＫ及びＥＯＳセンサ４１Ｍの出力信号間の時間差を計測する。

ここで、Ｃ色及びＫ色の走査方向を正走査と、Ｙ色とＭ色の走査方向を逆走査と呼んで説明する。先ずは正走査について説明する。基準色はＣ色であるので、被基準色であるＫ色とのＳＯＳ信号の時間差を計測するため、セレクタ１００で、この２つの信号が選択され、レジコンカウンタ１０２で計測を行う。カウントされたカウント値はデータレジスタ１０４に蓄えられる。

同様にして、逆走査のＹ色とＭ色がセレクタで選択され、カウント値がデータレジスタ１０４に蓄えられる。この逆走査においては、Ｍ色を基準とした値を保持する。両者のペアは、互いに同方向に走査しているため、信号時間差が変動した場合には、その変動分に相応したラインシンク信号の出力タイミングを変動させる。

その後、正走査のＣ色と逆走査のＭ色との時間差をレジコンカウンタ１０２にて計測し、カウント値がデータレジスタ１０４に蓄えられる。このようにして、蓄えられた各データをもとに最終的な補正値を演算器１０４で算出して各ラインシンクカウンタ１０６に入力され、所望のラインシンク信号を得る。

画像データを画像処理制御部１５２で画像処理して生成された印字データをこのラインシンク信号のタイミングで露光コントロール部１６２のレーザ駆動回路１１０に送り、レーザダイオード３０を変調して実際の印字を行う。

ラインシンク信号へのカウンタ値は直接外部のコマンダ１１２で設定可能であると同時にメインコントロール回路１１４内に格納される。この値はレジコントロール回路のデータレジスタ１０４と関係を持つことで、初期出荷時の調整や、出荷後の再調整用に利用される。また、メインコントロール回路１１４には、温度センサ１８０が接続されている。

また、図２及び図５に示される如く、前記転写ベルト１８Ａの周面に対向して、画像検出手段としての濃度センサ２００が配設されている。図５に示される如く、この濃度センサ２００は、転写ベルト１８Ａの幅方向端部に対向して配置されている。濃度センサ２００では、各感光体ドラム１２において形成され転写ベルト１８Ａに転写されたテストパターン画像としてのカラーレジずれ検出用パターン２０２（トナー像）の濃度を検出するようになっている。

（濃度センサ）
図６（Ａ）に示される如く、濃度センサ２００は、一対の受光面ＰＤ１、ＰＤ２を備えており、転写ベルト１８Ａのカラーレジずれ検出用パターン２０２が図示しない照明によって照明されると、その反射光が結像レンズにより、受光面ＰＤ１、ＰＤ２に入射するようになっている。

この受光面ＰＤ１、ＰＤ２への入射は、転写ベルト１８Ａの移動に伴い入射強度が変化する。

図６（Ｂ）に示される如く、ＰＤ１の受光により発生する電流は増幅された後、電圧変換され電圧出力ＲＯ１となる。また、同様にＰＤ２の受光による発生する電流は増幅された後、電圧変換されて電圧出力ＲＯ２となる。

ここで、電圧出力ＲＯ１とＲＯ２とはコンパレータによって比較され、位置検出パルスＶ０が発生する構成となっている。

ところで、転写ベルト１８Ａの搬送に伴うカラーレジずれ検出用パターン２０２のずれ量は、主走査方向成分（図７参照）、副走査方向成分（図８参照）に分類することができる。

この図７及び図８に示される如く、主走査方向の位置ずれ量は、転写ベルトの搬送に伴う変動量が小さいが、副走査方向の位置ずれは、転写ベルト１８Ａの移動に伴う変動量が大きい。この転写ベルト１８Ａの搬送に伴う副走査方向の位置変動を精度良く検出し、平均化処理によって除去することで、主走査方向の位置ずれ量を精度良く検出することが可能となる。

従って、上記ＰＤ１とＰＤ２を有した濃度センサ２００は、副走査方向の位置ずれに対するＰＤ１、ＰＤ２の検出感度が高くなるため、振幅が大きく、周期的に変動する副走査方向の成分を精度良く検出するのに有利である。

濃度センサ２００は、出力（前述の位置検出パルスＶ０）が２値信号であり、転写ベルト１８Ａ面ではローレベル信号であり、テストパターン画像面を検出するとハイレベルの信号となる。この結果，検出領域にカラーレジずれ検出用パターン２０２が到達すると、出力信号として、テストパターン画像の搬送方向長に応じたハイレベル信号が出力されることになる。

このカラーレジずれ検出用パターン２０２をを濃度センサ２００によって検出して、基準となる色のパターンに対して対象となる感光体ドラム１２で形成されるカラーレジずれ検出用パターン２０２がどの程度ずれているかを検出して、このカラーレジずれを校正する制御を行なうように構成されている。

（カラーレジずれ検出用パターン）
カラーレジずれ検出用パターン２０２としては、図９に示すように、上から順に、副走査検出用マーク２０２ＫＰ、副走査検出用マーク２０２ＹＰ、副走査検出用マーク２０２ＭＰ、副走査検出用マーク２０２ＣＰ、副走査検出用マーク２０２ＫＰ、主走査検出用マーク２０２ＫＬ、主走査検出用マーク２０２ＹＬ、主走査検出用マーク２０２ＭＬ、主走査検出用マーク２０２ＣＬ、主走査検出用マーク２０２ＫＬ・・・のように繰り返されて構成されている。

このカラーレジずれ検出用パターン２０２の発生時間間隔（例えば、立ち上がり時期間隔）から、カラーレジずれ検出用パターン２０２の各マークの位置関係を演算することができるようになっている。

（ＳＯＳ（ＥＯＳ）による色合わせ）
ここで、図１０には、Ｙ色とＭ色との間の画像情報出力時間の補正に関してのタイミングチャートが示されている。

図１０に示される如く、Ｙ色とＭ色との位置合わせに関しては、図１０（Ａ）に示す初期状態の待機時間（前記待機時間初期値）ＣＮＴ「ＹＭ０」と、図１０（Ｂ）に示す現時点でのＳＯＳセンサ４０Ｙと４０Ｍとの出力差ＣＮＴ「ＹＭ１」の相関関係から補正値決定する。

すなわち、Ｙ色の待機時間の補正値をΔＹとすると、ΔＹ＝ＣＮＴ「ＹＭ１」−ＣＮＴ「ＹＭ０」となり、この差分ΔＹだけ待機時間を補正することになる。なお、Ｃ色とＫ色側においても同様の処理（補正）を行えばよい。

ところで、上記構成のエンジン部１０では、走査方向がＹ色、Ｍ色と、Ｃ色、Ｋ色との間で相反しているため、温度変化等による光ビームの色ずれは、２倍となる。そこで、相反する光ビーム間の補正が必要となる。

図１１及び図１２に示される如く、相反する走査間の光ビームの位置変動を関連付けるため、ＥＯＳセンサ４１ＭとＳＯＳセンサ４０ＣＫへの入射光ビームは、共通のミラー、或いは共通の部材に固定されたミラーによりそれぞれ入射する。

基準色をＣ色とすると、Ｍ色の基準色Ｃに対する位置変動を補正するためには、初期状態のＳＯＳセンサ４０ＹＭとＥＯＳセンサ４１Ｍとの出力時間差ＣＮＴ「ＭＭ０」を得る（初期値）。

一方、現時点でのＳＯＳセンサ４０ＹＭとＥＯＳセンサ４１Ｍとの出力時間差をＣＮＴ「ＭＭ１」とすると、現象としては、図１１に示される如く、基準色Ｃに対して、Ｍ色がＳＯＳセンサ４０ＹＭ側に変位する場合と、図１２に示される如く、基準色Ｃに対して、Ｍ色がＥＯＳセンサ４１Ｍ側に変位する場合とが考えられる。

いずれの場合においても、基準色Ｃに対するＭ色の待機時間の補正値をΔＭとすると、ΔＭ＝ＣＮＴ「ＭＭ１」−ＣＮＴ「ＭＭ０」となり、この差分ΔＭだけ待機時間を補正することになる。

（カラーレジずれ検出用パターンによる色合わせ）
一方、転写ベルト１８Ａ上に形成したカラーレジずれ検出用パターン２０２を用いたレジずれ補正では、前記濃度センサ２００からの出力がメインコントローラ１５２へ入力されるようになっている。

メインコントローラ１５２では、出力信号の立ち上がり間隔をカウントし、当該パルス間隔に基づいて、カラーレジずれ検出用パターン２０２の位置情報を得るようになっている。

ここで、副走査方向のカラーレジずれ検出用パターン２０２の位置情報を得るには、像移動方向（転写ベルト１８Ａの搬送方向）に垂直な方向とされたカラーレジずれ検出用パターンを検出し、基準色（例えばＣ色）の出力時間から換算された位置と、対象色（Ｋ、Ｙ、Ｍの各色）の検出位置との差から位置ずれ量の比較を行う。

図１３に示される如く、Ｋ_U−Ｋ_L間にＹＭＣの各色が等間隔に並んでおり、色ずれがない場合には、Ｋ−Ｋ間の計測時間ｔに対して、Ｋ_U−Ｙ間、Ｙ−Ｍ間、Ｍ−Ｃ間、Ｃ−Ｋ_L間の継続時間は、それぞれｔ／４となる。なお、上記「Ｕ」は図１３の上側のＫ色、「Ｌ」は図１３の下側のＫ色を示す。

また、色ずれがある場合には、上記均等間隔がくずれるため、そのずれ量は、基準色（Ｃ色）に対するずれ量とする。

次に、主走査方向のカラーレジずれ検出用パターン２０２の位置情報を得るには、像移動報告に０°＜θ＜９０°の角度θを有するパターンを適用する。図１３では、θ＝４５°のカラーレジずれ検出用パターン２０２が採用されている。

θ＝４５°とした場合、主走査方向の変位が副走査方向に同量変位することになる。濃度センサ２００は、カラーレジずれ検出用パターン２０２の副走査方向の位置に応じた出力となるため、θ＝４５°のカラーレジずれ検出用パターン２０２を濃度センサ２００で検出した場合には、主走査方向の変位、及び副走査方向の変位の和が出力信号の時間差となる。

ここで、副走査方向の変位分を除去するためには、主走査方向の変位を検出する前に、副走査方向の変位を測定して除去することになる。

図９では、副走査方向の変位を検出するためのカラーレジずれ検出用パターン２０２と、主走査方向の変位を検出するためのカラーレジずれ検出用パターン２０２とが連続しているが、副走査方向の回転周期むらを除去するために、副走査方向の変位を検出するためのカラーレジずれ検出用パターン２０２を所定長繰り返し、副走査方向の位置変動（周期変動に起因する）を求め、これに基づいて副走査方向の変位を補正した後に、主走査方向の変位を検出するためのカラーレジずれ検出用パターンを形成するようにしてもよい。

ここで、前述したＳＯＳセンサ４０ＹＭ、４０ＣＫやＥＯＳセンサ４１Ｍによる光ビームの相対位置関係に基づいて、光ビームの走査位置ずれによる色ずれ補正においては、走査露光装置１１（図２参照）と感光体ドラム１２との相対位置のずれが発生した場合には、ＳＯＳセンサ４０ＹＭ、４０ＣＫやＥＯＳセンサ４１Ｍによる光ビームの相対位置関係に基づく色ずれ補正では、色ずれを完全に防止することができない。

そこで、この色ずれをさらに補正するために、濃度センサ２００によるカラーレジずれ検出用パターン２０２の検出に基づく色ずれ補正を適宜実行するようにしている。

以下、Ｋ色−Ｙ色間のカラーレジずれ検出用パターン２０２の検出、並びに補正について、説明する。なお、他の２色に関しても同様の手順となるため、説明は省略する。

主走査方向にずれによるＫ色−Ｙ色間の実測時間差をΔＹＰＬ、副走査方向の位置ずれによるＫ色−Ｙ色間の時間差をΔＹＰとすると、主走査成分のみの時間差ΔＹＬは、ΔＹＬ＝ΔＹＰＬ−ΔＹＰとなる。なお、感光体ドラム１２の周期変動は無視するものとする（例えば、平均化処理等で対応可能）。

主走査方向のカラーレジずれ検出用パターン２０２の位置ずれがない場合の濃度センサ２００の出力を初期状態として設定する。

すなわち、図１３に示される如く、Ｋ色−Ｋ色間の時間に対して、Ｋ色−Ｙ色間の時間は、１／４となる。この結果、濃度センサ２００からは、均等にハイレベルの信号が出力されることになる。

ここで、図１４に示される如く、現時点でＹ色が主走査方向にずれると、この位置ずれ量に応じて濃度センサ２００の出力時期が変化する（ΔＹＬ）。すなわち、ΔＹＬ分だけ待機時間を補正すればよい。

（相関関係）
ここで、ＳＯＳセンサ４０ＹＭ、４０ＣＫ及びＥＯＳセンサ４１Ｍによって検出される光ビームに基づいて、基準色に対する待機時間を決定した場合、その初期値を記憶しておく（図１５の第１のメモリ）。

また、この待機時間の初期値の下で、カラーレジずれ検出用パターン２０２を転写ベルト１８Ａ上ん畏敬性し、これを濃度せんさ２００で読み取ることで、各色のずれ量を検出する。

すなわち、光走査装置１１と、感光体ドラム１２との相対位置関係に組み付け等に起因して誤差が生じることがある。この誤差分を相殺するための初期値として、前記ずれ量を初期値として記憶しておく（図１５の第２のメモリ）。

このような状態で、部品交換等があったとき、ＳＯＳセンサ４０ＹＭ、４０ＣＫ及びＥＯＳセンサ４１Ｍによる待機時間の初期値が更新される。このとき、本実施の形態では、再度カラーレジずれ検出用パターン２０２を転写ベルト１８Ａに形成し、ずれ量の初期値を再設定するようにしている。

以下に本実施の形態の作用を図１５に従い説明する。

画像形成装置のエンジン部１０により形成された画像が位置ずれなく形成された状態、所謂初期状態の走査露光装置１１のＳＯＳセンサ４０ＹＭ、ＣＫ、ＥＯＳセンサ４１Ｍの出力の相関関係は、カウンタ２５０により、それぞれ、Ｙ色−Ｍ色間の待機時間としてのＣＮＴ「Ｙ０」、Ｍ色のＳＯＳセンサ４０ＹＭ−ＥＯＳセンサ４１Ｍ間の時間としてのＣＮＴ「ＭＭ０」、Ｃ色−Ｋ色間の待機時間としてのＣＮＴ「ＣＫ０」がカウントされ、その結果が第１のメモリ２５２に記憶される。

位置ずれのない状態は、待機時間制御部２５４において、各ＳＯＳセンサからの信号から画像情報出力開始までの待機時間増減により調整される。また、第１のメモリ２５２の値が更新された後、エンジン部１０は、画像の位置ずれを検出するために、カラーレジずれ検出用パターン２０２を転写ベルト１８Ａへ形成する。

転写ベルト１８Ａ上のカラーレジずれ検出用パターン２０２は、濃度センサ２００によりそれぞれ検出され、基準色Ｃに対するＭ色の位置ずれ量がカウンタ２５６によりカウントされる。

このカウントされた値が、位置ずれがない場合の濃度センサ２００による検出基準として、第２のメモリ２５８へ記憶される。

このとき、位置ずれ量は、ＣＮＴ「ＭＣ０」であり、初期状態の位置ずれもＣＮＴ「ＭＣ０」であるため、第２の待機時間補正部２６０による演算結果は０となる。また、位置ずれが発生した場合には、そのカウント値ＣＮＴ「ＭＣ１」→ＣＮＴ「ＭＣ２」・・・のように、カウンタ２５６内のカウント値が更新される。

通常の画像形成時においては、走査露光装置１１のＳＯＳセンサ４０ＹＭ、４０ＣＫ及びＥＯＳセンサ４１Ｍの出力と、第１のメモリ２５２に記憶されている初期状態でのカウント値が、第１の待機時間補正部２６２で比較される。この第１の待機時間補正部２６２での比較結果、並びに、前記第２の待機時間補正部２６０での比較結果に基づいて、待機時間制御部２４では、画像情報の出力開始までの待機時間を決定する。

ここで、感光体ドラム１２と走査露光装置１１との間の相対位置ずれが発生すると思われる所定のタイミング（例えば、温度変化、経過時間、ユーザによる指示、部品交換等をトリガとするタイミング）で、エンジン部１１では、カラーレジずれ検出用パターン２０２による位置ずれ補正を行う。

すなわち、初期状態と同様に所定のカラーレジずれ検出用パターン２０２を転写ベルト１８Ａへ形成し、濃度センサ２００により、基準色Ｃに対するＭ色の位置ずれ量を検出する。

検出された位置ずれ量は、第２の待機時間補正部２６０において、第２のメモリ２５８に記憶された初期状態の位置ずれ量と比較され、新たな初期値を決定する。

なお、上記では、所定のタイミングでカラーレジずれ検出用パターン２０２を再度転写ベルト１８Ａに形成し、第２の待機時間、すなわち濃度センサ２００に基づく位置ずれの初期値を再設定するようにしたが、ＳＯＳセンサ４０ＹＭ、４０ＣＫ及びＥＯＳセンサ４１Ｍによる画像情報の出力待機時間の調整において、第１のメモリ２５２に再度初期値が設定された場合、カウンタ２５８に登録されているカウント値を初期値であるＣＮＴ「ＭＣ０」にリセットすることで、カラーレジずれ検出用パターン２０２を形成しなくても、ＳＯＳセンサ４０ＹＭ、４０ＣＫ及びＥＯＳセンサ４１Ｍにより設定される待機時間と、濃度センサ２００によるずれ量との間の相関関係を維持することができる。

また、上記実施の形態では、画像形成装置のエンジン部１０として、４本の光ビームの２本ずつ相反する方向に走査されてタンデム型に配列された感光体ドラム１２のそれぞれへ照射する構成を適用したが、上記構成に限らず、図１６に示される如く、２本の光ビームずつ独立した光走査装置を持つ画像形成装置であってもよい。

また、図１７（Ａ）に示される如く、４個の感光体ドラム１２を２個ずつ一次中間転写ドラム３００、３０２と接触させ、２色を重ね合わせ、さらに一次中間転写ドラム３００、３０２を二次中間転写ドラム３０４と接触させることで、重ねあわせた２色同士を重ね合わせて画像を形成する画像形成装置３０６等において、感光体ドラム１２間の平行度が悪化するような変形（図１７（Ｂ）参照）や、図１８に示すように感光体ドラム１２に対して走査露光装置が回転するような変形が発生した場合、走査露光装置１１内のＳＯＳセンサ等では、位置ずれを検出することができない。

このため、画像形成装置内で変形による影響の大きい２色に介して、カラーレジずれ検出用パターン２０２を形成し、ずれ量を検出し、補正することで、変形による位置すれを軽減することができる。

以上説明したように、ＳＯＳセンサ４０ＹＭ、４０ＣＫ（及びＥＯＳセンサ４１Ｍ）による光ビームの検出による待機時間の初期設定、並びに補正と、転写ベルト１８Ａに形成したカラーレジずれ検出用パターン２０２の濃度センサ２００による検出に基づくずれ量の初期値登録と補正と、を併用することで、双方のメリットを生かし、かつデメリットを解消して、色ずれを確実に防止することが可能となる。

また、ＳＯＳセンサ側の待機時間の初期設定が再度なされた場合に、カラーレジずれ検出用パターン２０２を再度形成して、新たにレジずれを初期化することで、ＳＯＳセンサ等による待機時間との間での相関関係を維持することができる。

本実施の形態に係る画像形成装置のエンジン部の概略構成図である。 図１のエンジン部の平面図である。 エンジン部における画像形成のための制御系のブロック図である。 レジストレーションコントロール部の概略図である。 カラーレジずれ検出用パターンが形成された転写ベルトの斜視図である。 （Ａ）濃度センサの受光面の正面図、（Ｂ）は受光面の受光特性図である。 転写ベルトの搬送に伴うカラーレジずれ検出用パターンのずれ量の内の主走査方向成分を示す特性図である。 転写ベルトの搬送に伴うカラーレジずれ検出用パターンのずれ量の内の副走査方向成分を示す特性図である。 カラーレジずれ検出パターンが形成された転写ベルトの平面図である。 ＳＯＳセンサによる画像情報出力時期を示すタイミングチャートである。 ＳＯＳセンサ及びＥＯＳセンサによる画像情報出力時期を示すタイミングチャート（パターン１）である。 ＳＯＳセンサ及びＥＯＳセンサによる画像情報出力時期を示すタイミングチャート（パターン２）である。 位置ずれがないときのカラーレジずれ検出パターンが形成された転写ベルトの平面図である。 位置ずれがあるときのカラーレジずれ検出パターンが形成された転写ベルトの平面図である。 待機時間補正のための流れを示す機能別に示したブロック図である。 変形例に係る走査露光装置の正面図である。 感光体ドラムが傾斜した場合の走査ラインのずれを示す概略図である。 光走査装置が傾斜した場合の走査ラインのずれを示す概略図ある。

符号の説明

１０ エンジン部
１１ 走査露光装置
１２ 感光体ドラム
３０ レーザダイオード
１８Ａ 転写ベルト
４０ＣＫ ＳＯＳセンサ（光ビーム検出手段）
４０ＹＭ ＳＯＳセンサ（光ビーム検出手段）
４１Ｍ ＥＯＳセンサ（光ビーム検出手段）
１５２ メインコントローラ
１５６ 画像形成処理制御部
１６２ 露光コントロール部
２００ 濃度センサ（テストパターン画像検出手段）
２０２ カラーレジずれ検出用パターン（テストパターン画像）
２５０ カウンタ
２５２ 第１のメモリ（待機時間初期値記憶手段）
２５４ 待機時間制御部（制御手段、調整手段、補正手段）
２５６ カウンタ
２５８ 第２のメモリ（画像相対位置初期値記憶手段）
２６０ 第２の待機時間補正部（調整手段、補正手段）
２６２ 第１の待機時間補正部（制御手段、補正手段）

Claims (5)

1. 複数の光源から出射した光ビームを主走査しながら、それぞれの光源に対応する複数の像担持体を副走査することで、それぞれの像担持体上に画像を形成し、当該複数の像担持体上の画像を重ね合わせて画像を形成する画像形成装置であって、
   前記光ビームの主走査の所定位置で当該光ビームを検出する光ビーム検出手段と、
   前記複数の像担持体上に形成される各テストパターン画像間の相関関係を検出するテストパターン画像検出手段と、
   前記光ビーム検出手段で検出された時期から所定の待機時間の経過後に光ビームを変調するための画像情報を出力するように制御する制御手段と、
   前記テストパターン画像検出手段による画像の相関関係の解析結果に基づいて、待機時間を調整する調整手段と、
   を有する画像形成装置。
2. 複数の光源から出射した光ビームを主走査しながら、それぞれの光源に対応する複数の像担持体を副走査することで、それぞれの像担持体上に画像を形成し、当該複数の像担持体上の画像を重ね合わせて画像を形成する画像形成装置であって、
   前記光ビームの主走査の所定位置で当該光ビームを検出する光ビーム検出手段と、
   前記複数の像担持体上に形成される各テストパターン画像間の相関関係を検出するテストパターン画像検出手段と、
   前記光ビーム検出手段で検出された時期から光ビームを変調するための画像情報を出力するまでの待機時間を、複数の光ビームに対応する光ビーム検出手段の検出時の相関関係に基づいて決定する待機時間決定手段と、
   前記待機時間決定手段で決定された待機時間を初期値として記憶する待機時間初期値記憶手段と、
   前記待機時間が決定したときの、前記画像検出手段で検出した複数の画像の相対位置を初期値として記憶する画像相対位置初期値記憶手段と、
   画像形成処理の適宜時期に、前記画像検出手段により画像の相対位置を検出し、この検出結果に基づいて得られる誤差分に応じて、前記待機時間を補正する補正手段とを有し、
   前記待機時間初期値記憶手段に記憶された待機時間初期値が更新された場合に、テストパターン画像を形成し、前記画像検出手段で検出された画像相対位置を、新たな画像相対位置初期値として前記画像相対位置初期値記憶手段に記憶することを特徴とする画像形成装置。
3. 複数の光源から出射した光ビームを主走査しながら、それぞれの光源に対応する複数の像担持体を副走査することで、それぞれの像担持体上に画像を形成し、当該複数の像担持体上の画像を重ね合わせて画像を形成する画像形成装置であって、
   前記光ビームの主走査の所定位置で当該光ビームを検出する光ビーム検出手段と、
   前記複数の像担持体上に形成される各テストパターン画像間の相関関係を検出するテストパターン画像検出手段と、
   前記光ビーム検出手段で検出された時期から光ビームを変調するための画像情報を出力するまでの待機時間を、複数の光ビームに対応する光ビーム検出手段の検出時の相関関係に基づいて決定する待機時間決定手段と、
   前記待機時間決定手段で決定された待機時間を初期値として記憶する待機時間初期値記憶手段と、
   前記待機時間が決定したときの、前記画像検出手段で検出した複数の画像の相対位置を初期値として記憶する画像相対位置初期値記憶手段と、
   画像形成処理の適宜時期に、前記画像検出手段により画像の相対位置を検出し、この検出結果に基づいて得られる誤差分に応じて、前記待機時間を補正する補正手段とを有し、
   前記待機時間初期値記憶手段に記憶された待機時間初期値が更新された場合に、前記補正手段によって補正された待機時間を、前記待機時間初期値記憶手段に記憶された待機時間にリセットすることを特徴とする画像形成装置。
4. 前記待機時間初期値は、設計上の待機時間を基準とした複数の待機時間により像担持体上に形成された画像を目視することで、最適な待機時間を選択することで決定することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項記載の画像形成装置。
5. 前記テストパターン画像検出手段が、副走査方向に平行な分割線を備えた一対の受光面で構成され、当該一対の受光面でのそれぞれの受光量のクロス点を検出エッジとして出力することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項記載の画像形成装置。

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