JP2006349907A - カラー画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 周期ムラによる色ずれ検出誤差をなくすることが可能なカラー画像形成装置の提供。
【解決手段】 副走査、主走査方向の位置ずれ検出パターンにおいて、各色のドラムの表面速度と搬送ベルトなどの転写体の搬送速度との速度差に応じたパターン間隔で配置することを特徴とするカラー画像形成装置。
【選択図】 図１

Description

本発明は、画像情報に基づいて記録材上にカラー画像を形成するカラー画像形成装置に関するものである。

電子写真方式のカラー画像形成装置においては、高速化のために複数の画像形成部を有し、搬送ベルト上に保持された記録材上に順次異なる色の像を転写する方式が各種提案されている。

ところで、複数の画像形成部を有する装置の問題点としては、機械精度等の原因により、複数の感光ドラムや搬送ベルトの移動ムラや、各画像形成部の転写位置での感光ドラム外周面と搬送ベルトの移動量の関係等が各色毎にバラバラに発生し、画像を重ね合わせたときに一致せず、色ずれを生じることが挙げられる。特に、レーザスキャナと感光ドラムを有する複数の画像形成部を有する装置では、各画像形成部でレーザスキャナと感光ドラム間の距離に誤差があり、この誤差が各画像形成部間で異なると、感光ドラム上でのレーザの走査幅に違いが発生し、色ずれが発生する。

色ずれの例を図２に示す。

７は本来の画像位置を、８は色ずれが発生している場合の画像位置を示す。又、（ｂ）（ｃ）は主走査方向に色ずれがある場合であるが、説明の為、２つの線を搬送方向に離して描いてある。

（ａ）は主走査線の傾きずれを示し、光学部と感光ドラム間に傾きがある場合等に発生する。例えば、光学部や感光ドラムの位置や、レンズの位置を調整することによって矢印方向に修正する。

（ｂ）は主走査線幅のバラツキによる色ずれを示し、光学部と感光ドラム間の距離の違い等によって発生する。光学部がレーザスキャナの場合に発生し易い。例えば、画像周波数を微調整（走査幅が長い場合は、周波数を高くする）して、走査線の長さ変えることよって矢印方向に修正する。

（ｃ）は主走査方向の書き出し位置誤差を示す。例えば、光学部がレーザススキャナであれば、ビーム検出位置からの書き出しタイミングを調整することによって矢印方向に修正する。

（ｄ）は用紙搬送方向の書き出し位置誤差を示す。例えば、用紙先端検出からの各色の書き出しタイミングを調整することによって矢印方向に修正する。

これら色ずれを修正するために、搬送ベルト３（図１参照）上に、各色毎に位置ずれ検出用のパターンを形成し、搬送ベルト下流部の両サイドに設けられた１対の光センサで検出し、検出したずれ値に応じて、前記の様な各種調整を実施している。

図３に位置ずれ検出パターン例を示す。

９と１０は用紙搬送方向の色ずれ値を検出するためのパターン、１１と１２は用紙搬送方向と直交する主走査方向の色ずれ値を検出するためのパターンで、この例では４５度の傾きで、ａ〜ｄは各々ブラック（以下Ｋ）、イエロー（以下Ｙ）、マゼンタ（以下Ｍ）、シアン（以下Ｃ）を示す。ｔＬａ〜ｄ、ｔＲａ〜ｄ、ｓ１Ｌａ〜ｄ、ｓ２Ｌａ〜ｄ、ｓ１Ｒａ〜ｄ、ｓ２Ｒａ〜ｄ、は各パターンの検出タイミングを、矢印は搬送ベルト３の移動方向を示す。

搬送ベルト３の移動速度をｖｍｍ／ｓ、Ｋを基準色とし、用紙搬送方向用パターンの各色とＫパターン間の理論距離をｄＹ、ｄＭ、ｄＣとする。Ｋを基準色とし、搬送方向に関して、各色の色ずれ値Δｙは、
ΔｙＹ＝ｖ＊｛（ｔＬｂ−ｔＬａ）＋（ｔＲｂ−ｔＲａ）｝／２−ｄＹ ［式１］
ΔｙＭ＝ｖ＊｛（ｔＬｃ−ｔＬａ）＋（ｔＲｃ−ｔＲａ）｝／２−ｄＭ ［式２］
ΔｙＹ＝ｖ＊｛（ｔＬｄ−ｔＬａ）＋（ｔＲｄ−ｔＲａ）｝／２−ｄＣ ［式３］
となる。

主走査方向に関して、左右各々の各色の色ずれ値ΔｘＬ、ΔｘＲは、
ΔｘＬＹ＝ｖ＊｛（ｓ１Ｌｂ−ｓ２Ｌｂ）−（ｓ１Ｌａ−ｓ２Ｌａ）｝／２ ［式４］
ΔｘＬＭ＝ｖ＊｛（ｓ１Ｌｃ−ｓ２Ｌｃ）−（ｓ１Ｌａ−ｓ２Ｌａ）｝／２ ［式５］
ΔｘＬＣ＝ｖ＊｛（ｓ１Ｌｄ−ｓ２Ｌｄ）−（ｓ１Ｌａ−ｓ２Ｌａ）｝／２ ［式６］
と、
ΔｘＲＹ＝ｖ＊｛（ｓ１Ｒｂ−ｓ２Ｒｂ）−（ｓ１Ｒａ−ｓ２Ｒａ）｝／２ ［式７］
ΔｘＲＭ＝ｖ＊｛（ｓ１Ｒｃ−ｓ２Ｒｃ）−（ｓ１Ｒａ−ｓ２Ｒａ）｝／２ ［式８］
ΔｘＲＣ＝ｖ＊｛（ｓ１Ｒｄ−ｓ２Ｒｄ）−（ｓ１Ｒａ−ｓ２Ｒａ）｝／２ ［式９］
となり、計算結果の正負からずれ方向が判断出来、ΔｘＬから書き出し位置をΔｘＲ−ΔｘＬ、から主走査幅を補正する。

感光ドラムの回転速度には、駆動モータ、ギア、カップリング偏心などの要因によって周期的な速度ムラ等の影響が重畳され、図１２に示したような例えばドラム周期ムラ１００の１周期Ｄの副走査方向の位置ずれが発生する。また、ドラム軸偏心などによっても、ドラム周期Ｄの主走査方向の位置ずれが発生する。従来より各色の感光ドラムを同一の駆動系を用いてその回転速度変動の周波数を同一とし、さらにその位相を各色の画像を重ね合わせる転写材上で一致するような構成とすることにより、位置ずれは各色ステーションで発生するものの、どのステーションでも同様に起こるので、結果として各色ステーションの周期的な位置ずれによる色ずれが解決される。

以上の解決方法によって、同一場所に重ね合わせる画像位置の色間は色ずれが発生しないものの、位置ずれ検出パターンから色ずれを検出する場合は、誤検出の問題が発生する。これは、位置ずれ検出パターンは色間で同一場所の画像位置にないために、パターン位置を検知する際にこの周期的なムラの位置ずれを含んだ検出結果が色間で異なることにより、色間での差をとった色ずれ算出結果に周期的なムラの誤差が含まれる。

そこで、従来では位置ずれ検出パターンの色間のパターン間隔２１〜２３、３１〜３３、４１〜４３、５１〜５３を、位置ずれ周期的ムラの整数倍周期で配置して、各色の位置ずれが同位相となることで、色ずれの検出誤差を除去していた（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−３１２１１６号公報

しかしながら、上記従来例では以下のような問題点があった。

各色の感光ドラムの表面速度と搬送ベルト、または中間転写ベルトの搬送速度との間で、速度差がある場合、同じパターン画像であってもドラム表面上に形成される画像のパターン間隔とベルト上に形成される画像のパターン間隔とが速度差分だけ異なる。これは、速度差がある場合は、ドラムとベルトとの間での転写で搬送方向のスケール伸縮が起こるためである。通常はベルトの搬送速度を基準にして画像形成するため、ドラム上の画像が速度差分だけ副走査方向に伸縮している。

図３のような位置ずれ検出パターンの場合、例えば図１３のような副走査方向の色ずれ値を検出するためのパターン９で、ドラム周期Ｄの位置ずれ周期ムラによる検出誤差を除去するために、パターン間隔２１〜２３をドラム周期Ｄとすると、ドラム表面上に形成されるパターン画像は、図１４のように速度差分だけ伸縮したパターン間隔１２１〜１２３となる。例えばドラム速度＝搬送速度の１０３％とした、速度差が３％で、ドラム周期Ｄ＝１００［ｍｍ］の場合は、１２１〜１２３は１０３［ｍｍ］となる。よって、パターン間隔の最大の伸び１１０は９ｄと９ａ間で、大きさは９［ｍｍ］となる。

本来ドラム周期の位置ずれ周期ムラを除去するために色間で同位相となるようパターン配置していたものの、速度差によるパターン間隔の伸びによって同位相でなくなる。これによって、ドラム周期のムラを除去できずに色ずれ検出誤差が発生してしまう。今回の例では、パターン間隔の最大の伸びが９［ｍｍ］で、結果として９ａと９ｄ間のドラム周期の位相ずれは９％（１００［ｍｍ］中の９［ｍｍ］）で角度換算では３２．４度のずれとなる。

従って、本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、感光ドラム等の回転ムラに起因した色ずれ検出誤差を抑制して、高精度な色ずれ検出を可能とし、良好な色ずれ補正により色ずれの少ない高品位なカラー画像を形成することができるカラー画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するために本発明のカラー画像形成装置は、
各々、光学部と潜像形成する感光ドラムを有する複数の画像形成手段と、形成された画像を駆動ローラにより駆動され前記複数の画像形成手段を順次通過する無端状ベルト上、又は、前記無端状ベルト上に保持されつつ搬送される記録材上に転写する複数の転写手段と、前記無端状ベルト上に検出用の位置ずれパターンを形成する手段と、前記無端状ベルト上に形成された位置ずれパターンを検出する手段と、前記位置ずれパターンの検出結果から基準色に対する検出色の色ずれ値を算出する手段と、前記算出された色ずれ値から画像形成条件を補正する手段を備えたカラー画像形成装置であって、
前記位置ずれ検出パターンは、各々の色の前記感光ドラムの表面速度と前記無端状ベルトの搬送速度との速度差に応じたパターン間隔で配置することを特徴とする。

本出願に係る第２の発明は、請求項１記載のカラー画像形成装置において、前記速度差の変更に応じて前記位置ずれ検出パターンのパターン間隔を変更することを特徴とする。

本出願に係る第３の発明は、請求項２記載のカラー画像形成装置において、前記速度差の変更は、前記記録材上の種類の変更に応じた変更であることを特徴とする。

本発明の第１と第２の実施例の構成によれば、簡単な構成で高精度な色ずれ検出を行うことができ、また、本発明の第３の実施例の構成によれば、状況に応じた最適な色ずれ検出を行うことができる。

以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。

図１に本発明を適用した画像形成装置の概略構成図を示す。

図１は本発明の実施例に係る画像形成装置の全体を説明する図である。

本発明の実施例は、４色すなわち、イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＫの画像形成手段を備えたカラー画像形成装置を示すもので、同図において、１は静電潜像を形成する感光ドラム（ａ、ｂ、ｃ、ｄは各々Ｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃ用を示す）、２は画像信号に応じて露光を行い感光ドラム１上に静電潜像を形成するレーザスキャナ、３は用紙を各色の画像形成部に順次搬送する、転写ベルトを兼ねた無端状の搬送ベルト、４は図示しないモータとギア等でなる駆動手段と接続され、搬送ベルト３を駆動する駆動ローラ、５は搬送ベルト３の移動に従って回転し、かつ搬送ベルト３に一定の張力を付与する従動ローラ、６（６Ｌ、６Ｒ）は搬送ベルト３上に形成された位置ずれ検知用パターンを検出する、搬送ベルトの両サイドに設けられた１対の光センサである。

ＰＣからプリントすべきデータがプリンタに送られ、プリンタエンジンの方式に応じた画像形成が終了しプリンタ可能状態となると、用紙カセットから用紙が供給され搬送ベルト３に到達し、搬送ベルト３により用紙が各色の画像形成部に順次搬送される。搬送ベルト３による用紙搬送とタイミングを合せて、各色の画像信号が各レーザスキャナ２に送られ、感光ドラム３上に静電潜像が形成され、図示しない現像器でトナーが現像され、図示しない転写部で用紙上に転写される。図１では、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋの順に順次画像形成される。その後用紙は搬送ベルトから分離され、図示しない定着器で熱によってトナー像が用紙上に定着され、外部へ排出される。

以下、本発明の実施例の動作について説明する。

搬送ベルト３上に後述する図３に示すような位置ずれ検出用パターンを形成し、搬送ベルトの両サイドに設けられた１対の位置ずれ検出センサ６で読取り、予め定められた基準色との差を取った各色間の色ずれ値を検出する。検出された色ずれ値の結果に応じて色ずれ補正を行う。なお、この一連の色ずれ補正処理は通常の画像形成処理とは独立したタイミングで行われ、例えば、電源投入時に行われるものである。

以下、本発明の実施例の詳細な色ずれ補正動作を説明する。

図７、８は本発明の実施例に係る副走査方向の傾きの補正に関する動作を説明する図である。

１は感光ドラム、２はレーザスキャナ、１３はポリゴンミラー、１４は傾き補正レンズ、１６はモータ、１５はカムである。傾き補正レンズ１４は、モータ１６軸に取り付けられたカム１５にて一方を保持されている。モータ１６が動作してカム１５が回転すると、傾き補正レンズ１４の一方端が、ドラム１の回転方向に移動し、ポリゴンミラー１３にて偏向されたレーザ光のドラム１への入射位置が変化する。検出された色ずれ値に応じてモータ１６を動作させて、副走査方向の傾きを補正する。この時、傾き補正レンズ１４は、一方端を基準にして他方端のみ移動するので、画像上では、例えば左端側を固定して、右端側のみ上下するので、同時に副走査方向の書き出し位置も変化する。よって、傾き補正動作による傾き補正レンズ１４の動作量に応じて、副走査方向の書き出し位置も補正される。

図４、５、６は本発明の実施例に係る副走査方向の書き出し位置の補正に関する動作を説明する図である。

検出した色ずれ値が、例えば、基準色に対し検出色が２と１／４ラインの誤差がある場合は以下の様に補正する。但し、この時に、前述した、傾き補正が行われている場合は、傾き補正による書き出し位置の変動も加味した補正値を算出し補正動作を行う。

レーザスキャナを用いた系では、ライン毎の書き出し位置を揃えるため、ポリゴンモータ駆動部によって駆動されるポリゴンミラーの回転に同期して、ポリゴンミラーの面毎に水平同期信号生成部で生成される、水平同期信号を用いる。コントローラは、画像形成領域内でライン毎にエンジンから送信される水平同期信号に同期して画像データを送信する。１ライン単位の色ずれ量は、コントローラに送信する水平同期信号のタイミングをライン単位で早く又は遅くすることにより行う。２ライン遅くする場合は、図６に示す副走査方向の基準位置を示す垂直同期信号から、コントローラへの水平同期信号の送信を開始するまでのエンジン内部の水平同期信号のカウント数を＋２にする。１ライン以内の補正は、ポリゴンの面位相を制御することにより行う。

基準水平同期信号は、エンジンの内部タイマによって、１ライン周期の間に等間隔で４つ生成される信号である。各色の水平同期信号が、基準水平同期信号の４位相の中の所望の位相に同期する様に、ポリゴンの面位相は制御される。そこで、１／４ライン遅くする場合は、１／４位相から２／４位相に基準位相を切り換える。

図９は本発明の実施例に係る主走査幅（全体倍率）の補正に関する動作を説明する図である。

いわゆるＰＬＬ回路で構成されている。Ｘ’ｔａｌと、Ｘ’ｔａｌの出力を分周する１／ＮＲ分周器と、ビデオクロック出力を分周する１／ＮＦ分周器と、１／ＮＲ分周器１／ＮＦ分周器の出力の位相差に応じて、極性と幅の異なるパルスを出力する位相比較器と、位相比較器の出力を平滑化するローパスフィルタと、入力電圧に応じて出力周波数が異なるＶＣＯ（電圧制御発振器）からなる。ビデオクロック周波数ｆＶは、Ｘ’ｔａｌの周波数をｆＸとすると、
ｆＶ＝（ＮＲ／ＮＦ）＊ｆＸ
となり、ＮＲ（整数）とＮＦ（整数）を微調整することにより、ｆＶが微調整出来る。

検出された色ずれ値に応じてＮＲとＮＦの設定値を変更し、主走査幅を補正する。例えば、幅が狭い方向に色ずれ値が検出された場合は、ＮＲとＮＦの比を小さくしてｆＶを低く（周期を長く）する。この時、ビデオ周波数が変わるので、主走査方向の書き出し位置も変化する（主走査方向の書き出し位置の詳細は後述する）。よって、主走査幅の補正によるビデオクロックの変化量に応じて、主走査方向の書き出し位置も補正される。又、ＮＲとＮＦの設定値は、同じ色ずれ値に対しても、コントローラの回路構成により異なる。さらに、コントローラの回路構成とＮＲとＮＦの設定値の関係によって、ビデオクロック周波数のジッタが悪化する場合があり、この様な場合には、他の色も含めた全色の補正値に対し微少（目視で画像の全体サイズに対しては影響の無い範囲）な量を加算又は減算させて、ジッタが悪化する設定を避ける方法がある。

図１０、１１は本発明の実施例に係る主走査方向の書き出し位置の補正に関する動作を説明する図である。

検出した色ずれ値が、例えば、基準色に対し検出色が２と１／４ドットの誤差がある場合は以下の様に補正する。但し、この時に、前述した、主走査幅の補正が行われている場合は、主走査幅補正による書き出し位置の変動量も加味した補正値を算出し補正動作を行う。レーザスキャナを用いた系では、ライン毎の書き出し位置を揃えるため、前述した様に、コントローラは、エンジンの水平同期信号生成部で生成され、画像形成領域内でライン毎に送信される水平同期信号に同期して、ビデオクロック生成部でビデオクロックを生成し、生成されたビデオクロックに同期して、ビデオデータ生成部で生成されたビデオデータ（画像データ）を直接エンジンのレーザ駆動部に送信する。

１ドット単位の色ずれ量は、水平同期信号からビデオデータの送信を開始する位置（画像形成を開始する位置）までの、ビデオクロックのカウント数を変更して行う。２ドット遅くする場合は、カウント数を＋２にする。１ドット以内の補正は、水平同期信号の同期位相を制御することにより行う。サンプリングクロックは、水平同期信号の同期位相を制御するために、ビデオクロックの４倍の周波数を有する。水平同期信号の立ち上がりエッジからの４クロックの中の所望の立ち上がりエッジに同期してビデオクロック（サンプリングクロックの４個分）の出力を開始して、水平同期信号に対するビデオクロックの位相を制御する。そこで、１／４ドット遅くする場合は、１／４位相から２／４位相にサンプリング位相を切り換える。

以下、本発明の実施例の詳細な色ずれ検出動作を説明する。

図３において９ａ〜ｄ、１０ａ〜ｄはそれぞれ副走査方向の位置ずれ量を検出するためのパターンで、１１ａ〜ｄ、１２ａ〜ｄはそれぞれ主走査方向の位置ずれ量を検出するためのパターンで本実施例ではベルト方向に対して４５度の傾きを持つパターンとしている。なお、この角度は特に４５度に限ることはなく、他の角度でも良い。

また、各パターンにおいて、添え字ａで示したパターンは基準色Ｋのパターンであり、添え字ｂは検出色Ｙ、添え字ｃは検出色Ｍ、添え字ｄは検出色Ｃのパターンである。

また、ｔＬａ〜ｄ、ｔＲａ〜ｄ、ｓ１Ｌａ〜ｄ、ｓ２Ｌａ〜ｄ、ｓ１Ｒａ〜ｄ、ｓ２Ｒａ〜ｄは各パターンの検出タイミングを、矢印は搬送ベルト３の搬送方向を示す。また、搬送ベルト３の搬送速度をｖｍｍ／ｓとする。

次に各色ずれの算出方法の詳細を主走査方向、副走査方向、別々に説明する。

まず、副走査方向の色ずれについて以下に説明する。

副走査方向検出用パターンの検出結果から、各検出色と基準色Ｋパターン間の理論距離をｄＹ、ｄＭ、ｄＣとし、搬送ベルト３の両サイドの各色の色ずれ値をΔｙＬ、ΔｙＲとすると、
ΔｙＬＹ＝ｖ＊（ｔＬｂ−ｔＬａ）−ｄＹ ［式１０］
ΔｙＲＹ＝ｖ＊（ｔＲｂ−ｔＲａ）−ｄＹ ［式１１］
ΔｙＬＭ＝ｖ＊（ｔＬｃ−ｔＬａ）−ｄＭ ［式１２］
ΔｙＲＭ＝ｖ＊（ｔＲｃ−ｔＲａ）−ｄＭ ［式１３］
ΔｙＬＣ＝ｖ＊（ｔＬｄ−ｔＬａ）−ｄＣ ［式１４］
ΔｙＲＣ＝ｖ＊（ｔＲｄ−ｔＲａ）−ｄＣ ［式１５］
と算出することができる。

よって、副走査方向の書き出し位置の色ずれはこれら左右の平均（ΔｙＬ＋ΔｙＲ）／２、傾きは左右の差（ΔｙＲ−ΔｙＬ）から各色算出することができ、この結果に応じて前述した補正方法で補正処理を行う。

次に主走査方向の色ずれについて以下に説明する。

主走査方向検出用パターンの検出結果から、従来の背景技術と同様の［式４］〜［式９］の算出方法によって、搬送ベルト３の両サイドの各色の主走査方向の色ずれ値ΔｘＬＹ、ΔｘＬＭ、ΔｘＬＣ、ΔｘＲＹ、ΔｘＲＭ、ΔｘＲＣを算出することことができる。よって、主走査方向の書き出し位置の色ずれはこれら左パターンのΔｘＬから、主走査幅は左右の差（ΔｘＲ−ΔｘＬ）から各色算出することができ、この結果に応じて前述した補正方法で補正処理を行う。

次に位置ずれ検出パターンのパターン配置の方法について説明する。

感光ドラムの回転速度には、ギアやカップリングの偏心などの要因によって周期的な速度ムラ等の影響が重畳され、図１２に示したような例えばドラム周期Ｄの副走査方向の位置ずれが発生する。従来より各色の感光ドラムを同一の駆動系を用いてその回転速度変動の周波数を同一とし、さらにその位相を各色の画像を重ね合わせる転写体上で一致するような構成とすることにより、位置ずれは各色ステーションで発生するものの、どのステーションでも同様に起こるので、結果として各色ステーションの周期的な位置ずれによる色ずれが解決される。

この解決方法によって、同一場所に重ね合わせる画像位置の色間は色ずれが発生しないものの、位置ずれ検出パターンから色ずれを検出する場合は、色間で同一場所の画像位置にないために、パターン位置を検知する際に周期的なムラの位置ずれを含んだ検出結果が色間で異なることにより、誤検出の問題が発生する。

以上のようなドラム表面上での画像形成（潜像、転写）時に発生する周期的な位置ずれ、例えばドラム周期Ｄ、による色ずれ検出誤差をなくするために（小さくするために）、各色間のパターン間隔２１〜２３、３１〜３３、４１〜４３、５１〜５３を、位置ずれ周期Ｄの整数倍周期で配置して、各色の位置ずれが同位相となることで、色ずれの検出誤差を除去する。

しかしながら、位置ずれ検出パターンなどの画像パターンは搬送ベルト、または中間転写ベルトなどの転写体を基準としているため、ドラムの表面速度とベルトの搬送速度との間で速度差がある場合、同じパターン画像であってもドラム表面上に形成される画像のパターン間隔とベルト上に形成される画像のパターン間隔とが速度差分だけ異なる。よって、各色間でドラム周期Ｄの位置ずれ位相を揃えるためには、この速度差分だけパターン間隔を伸縮してやる必要がある。

ドラム表面上の速度を１０３［ｍｍ／ｓｅｃ］、ベルトの搬送速度を１００［ｍｍ／ｓｅｃ］とした速度差３％の画像形成装置の場合、ドラム周期Ｄ＝１００［ｍｍ］ではパターン間隔２１〜２３、３１〜３３、４１〜４３、５１〜５３を９７［ｍｍ］（≒Ｄ／１．０３）の整数倍で配置する。このパターン配置により各色の位置ずれ検出誤差が同位相の関係から常に同値となり、色間の差をとった色ずれ算出において、ドラム周期の位置ずれ検出誤差を除去することができる。

よって、本実施例における色ずれ検出方法を行えば、簡単な構成で高精度な色ずれ検出を可能とする。

なお、転写材上に形成する色ずれ検出用パターンは本実施例で用いたパターンには限らない。

また、本実施例では副走査、主走査方向の検出パターンで他色間のパターン間隔を左右と全色間で同じ速度差で同じ周期ムラの周期の整数倍とした。しかし、左右と全色間で同じ間隔と限らず、左右、色間毎に色ずれ検出誤差を除去したい周期ムラの速度差を加味した周期の整数倍であれば異なる間隔であってもよい。

第１の実施例と異なる点のみ説明する。

図１５、図１６を第２の実施例の位置ずれ検出用パターンとする。

図１５において２０ａ〜ｄ、２１ａ〜ｄはそれぞれ副走査方向の位置ずれ量を検出するためのパターンで、図１６において２２ａ〜ｄ、２３ａ〜ｄはそれぞれ主走査方向の位置ずれ量を検出するためのパターンで、添え字ａで示したパターンは基準色Ｋのパターンであり、添え字ｂは検出色Ｙ、添え字ｃは検出色Ｍ、添え字ｄは検出色Ｃのパターンである。また、ｔＬａ１〜ｔＬａｎ、ｔＲａ１〜ｔＲａｎ、ｔＬｂ１〜ｔＬｂｎ、ｔＲｂ１〜ｔＲｂｎ、ｔＬｃ１〜ｔＬｃｎ、ｔＲｃ１〜ｔＲｃｎ、ｔＬｄ１〜ｔＬｄｎ、ｔＲｄ１〜ｔＲｄｎ、ｓ１Ｌａ１〜ｓ１Ｌａｍ、ｓ２Ｌａ１〜ｓ２Ｌａｍ、ｓ１Ｒａ１〜ｓ１Ｒａｍ、ｓ２Ｒａ１〜ｓ２Ｒａｍ、ｓ１Ｌｂ１〜ｓ１Ｌｂｍ、ｓ２Ｌｂ１〜ｓ２Ｌｂｍ、ｓ１Ｒｂ１〜ｓ１Ｒｂｍ、ｓ２Ｒｂ１〜ｓ２Ｒｂｍ、ｓ１Ｌｃ１〜ｓ１Ｌｃｍ、ｓ２Ｌｃ１〜ｓ２Ｌｃｍ、ｓ１Ｒｃ１〜ｓ１Ｒｃｍ、ｓ２Ｒｃ１〜ｓ２Ｒｃｍ、ｓ１Ｌｄ１〜ｓ１Ｌｄｍ、ｓ２Ｌｄ１〜ｓ２Ｌｄｍ、ｓ１Ｒｄ１〜ｓ１Ｒｄｍ、ｓ２Ｒｄ１〜ｓ２Ｒｄｍは各パターンの検出タイミングを、ｎ、ｍは後述する平均化処理するための各パターンのサンプル数を示す。

第一の実施例と異なる色ずれの算出方法は、各色の複数パターンの検出タイミングから各色のパターン平均位置を算出してから、基準色Ｋと各検出間の差をとり、色ずれ値を算出するものである。

次に各色ずれの算出方法の詳細を主走査方向、副走査方向、別々に説明する。

まず、副走査方向の色ずれについて以下に説明する。

副走査方向検出用パターンの検出結果から、各色のパターンサンプル数ｎより、各色の複数パターンの平均位置
と平均化する。

各検出色と基準色Ｋパターン間の理論距離をｄＹ、ｄＭ、ｄＣとし、搬送ベルト３の両サイドの各色の色ずれ値をΔｙＬ、ΔｙＲとすると、
と算出することができる。

次に主走査方向の色ずれについて以下に説明する。主走査方向検出用パターンの検出結果から、各色のパターンサンプル数ｍより、各色の複数パターンの平均位置
と平均化する。

搬送ベルト３の両サイドの各色の主走査方向の色ずれ値をΔｘＬ、ΔｘＲとすると、
と算出することができる。

次に位置ずれ検出パターンのパターン配置の方法について説明する。

同色間のパターン配置について以下に説明する。

例えばドラム周期Ｄによる色ずれ検出誤差をなくするために（小さくするために）、パターン２０ａ〜ｄ、２１ａ〜ｄ、２２ａ１〜ｄ１、２１ａ２〜ｄ２、２３ａ１〜ｄ１、２３ａ２〜ｄ２の同色間のパターン間隔は、ドラム周期Ｄの整数倍をサンプリング数ｎ、ｍで割った距離とするものである。サンプリング数ｎ、ｍは、大きい数であればあるほどドラム周期Ｄによる色ずれ検出誤差を小さくすることができ、奇数より偶数を選ぶことによって更に検出誤差を小さくすることができる。

例えば、サンプリング数をｎは１０、ｍは８とするものである。これにより、各色のパターン平均位置を算出する過程（［式１６］〜［式２３］、［式３０］〜［式４５］）において、ドラム周期Ｄの周期ムラによる検出誤差を除去することができる。

図１７はドラム周期Ｄの検出誤差を除去する様子を示した図である。

例えば、副走査方向のある色のパターン（ｎ＝１０）において、ドラム周期Ｄの１周期をｎ等分したパターン配置である場合、図中２５０のようにドラム周期の位置ずれの中で１周期の間を満遍なく検出することになるので、これを平均化した結果は検出誤差である位置ずれが０または極めて小さな値となる。

ここで、第一の実施例と同様の理由で、ドラムの表面速度とベルトの搬送速度間で速度差がある場合、この速度差分だけ同色間のパターン間隔を伸縮してやる必要がある。よって、ドラム表面上の速度を１０３［ｍｍ／ｓｅｃ］、ベルトの搬送速度を１００［ｍｍ／ｓｅｃ］とした速度差３％の画像形成装置の場合、ドラム周期Ｄ＝１００［ｍｍ］では同色間のパターン周期２０１〜２０３、２１１〜２１３、２２１〜２２３、２３１〜２３３を９７［ｍｍ］（≒Ｄ／１．０３）の整数倍で配置する。このパターン配置により各色の位置ずれ検出誤差が平均化処理によってドラム周期の位置ずれ検出誤差を除去することができる。

なお、本実施例では副走査、主走査方向の検出パターンで左右と全色で同じサンプル数ｎ、ｍとした。しかし、左右と全色で同じサンプル数に限らず、左右、色毎にサンプル数が異なってもよい。

本実施例では、ドラムの表面速度とベルトの搬送速度との間の速度差が変更される場合、その変更に応じて位置ずれ検出パターンのパターン間隔を変更することを特徴とする。

これは、転写材の種類（普通紙、ボンド紙、光沢紙、ＯＨＰシート等）によって、転写性の観点から最適な速度差が異なるため、速度差が切り替えられるからである。例えば、普通紙で速度差３％で位置ずれ検出パターン間隔２１〜２３、３１〜３３、４１〜４３、５１〜５３を９７［ｍｍ］（≒Ｄ／１．０３）の整数倍で配置していたものを、光沢紙で速度差１％と変更した場合、パターン間隔を９９［ｍｍ］（≒Ｄ／１．０１）の整数倍の配置へと変更する。

よって、本実施例における位置ずれ検出パターンの変更手段を備えれば、速度差に応じた最適な色ずれ検出を行うことができる。

本発明の実施例に係る画像形成装置の全体を構成図である。 各種色ずれを説明する図である。 本発明の実施例に係る位置ずれ検出用パターンを説明する図である。 本発明の実施例に係る副走査方向の書き出し位置の補正に関する動作を説明する図である。 本発明の実施例に係る副走査方向の書き出し位置の補正に関する動作を説明する図である。 本発明の実施例に係る副走査方向の書き出し位置の補正に関する動作を説明する図である。 本発明の実施例に係る副走査方向の傾きの補正に関する動作を説明する図である。 本発明の実施例に係る副走査方向の傾きの補正に関する動作を説明する図である。 本発明の実施例に係る主走査幅の補正に関する動作を説明する図である。 本発明の実施例に係る主走査方向の書き出し位置の補正に関する動作を説明する図である。 本発明の実施例に係る主走査方向の書き出し位置の補正に関する動作を説明する図である。 周期ムラによる周期的な位置ずれを示す図である。 従来例に係る副走査方向用の位置ずれ検出用パターンを拡大した図である。 従来例に係るドラム上に形成された副走査方向用の位置ずれ検出用パターンを説明した図である。 本発明の第２の実施例における副走査方向用の位置ずれ検出用パターンを説明する図である。 本発明の第２の実施例における副走査方向用の位置ずれ検出用パターンを説明する図である。 本発明の第２の実施例におけるドラム周期の位置ずれを除去するパターン配置を説明する図である。

符号の説明

１ 感光ドラム
２ レーザスキャナ
３ 搬送ベルト
４ 駆動ローラ
５ 従動ローラ
６ 光センサ

Claims (3)

1. 各々、光学部と潜像形成する感光ドラムを有する複数の画像形成手段と、形成された画像を駆動ローラにより駆動され前記複数の画像形成手段を順次通過する無端状ベルト上、又は、前記無端状ベルト上に保持されつつ搬送される記録材上に転写する複数の転写手段と、前記無端状ベルト上に検出用の位置ずれパターンを形成する手段と、前記無端状ベルト上に形成された位置ずれパターンを検出する手段と、前記位置ずれパターンの検出結果から基準色に対する検出色の色ずれ値を算出する手段と、前記算出された色ずれ値から画像形成条件を補正する手段を備えたカラー画像形成装置において、
   前記位置ずれ検出パターンは、各々の色の前記感光ドラムの表面速度と前記無端状ベルトの搬送速度との速度差に応じたパターン間隔で配置することを特徴とするカラー画像形成装置。
2. 前記速度差の変更に応じて前記位置ずれ検出パターンのパターン間隔を変更することを特徴とする請求項１に記載のカラー画像形成装置。
3. 前記速度差の変更は、前記記録材上の種類の変更に応じた変更であることを特徴とする請求項２に記載のカラー画像形成装置。