JP2007086225A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【解決課題】 検知手段の取付けスペースを拡大することなく、各色毎の主走査方向及び副走査方向のずれ量の算出精度の低下を抑制する。
【解決手段】 主走査方向に平行なパターン画像７０及び主走査方向に対して傾斜（４５°）されたパターン画像７２を受光して、副走査方向の時系列変化を示す時系列変化信号を出力する検知部２７に一対の受光素子２８Ａ、２８Ｂを形成し、当該受光素子２８Ａ、２８Ｂの形状として、それぞれ少なくとも一辺をパターン画像７０と平行とし、少なくとも一辺をパターン画像７２と平行とすると共に、分離部２７によって、一方のパターン画像７０（又は７２）が受光素子２８Ａ、２８Ｂで検出されているときに、他方のパターン画像７２（又は７０）が受光素子２８Ａ、２８Ｂに干渉することがないため、検出出力に変動が起こらず、時系列変化信号２９Ａ、２９Ｂを安定させることができ、精度よくクロス点を得ることができる。
【選択図】 図５

Description

本発明は、画像形成装置に係り、カラー画像を形成する画像形成装置に関する。

従来より、画像形成装置として、複数の画像形成部を備え、各画像形成部においてそれぞれ異なる色（黄色（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、及び黒色（Ｋ））のトナー像を感光体ドラム等の像担持体に形成し、各感光体ドラムに形成されたトナー像を、一定速度で搬送される中間転写体や記録用紙に重ねて転写することでカラー画像を形成するタンデム型の画像形成装置が知られている。

なお、本願明細書において、感光体ドラム等、各色が単独で形成される部材を「像担持体」、中間転写体や記録用紙等、最終的に各色の画像が重ねられて形成される部材を「記録媒体」と定義する。

このような画像形成装置では、記録媒体の移動速度及び各画像形成部間の距離などにより決定される所定の時間だけ間隔を置いて、各画像形成部の感光体ドラムへの露光が行われている。各画像形成部において記録する画像データが同一の場合、理想的な状態の場合には、記録媒体上における各色画像の形成位置は全て同一となるが、画像形成部を構成する各種光学部品の位置ずれ、画像形成部間の機械的な取付部のずれ、及び画像形成装置全体の歪みなどによって各色の画像形成位置にずれが生じる場合がある。

このような画像形成位置のずれを補正するために、各画像形成部によって所定の位置に所定の画像（以下、パターン画像という）を形成し、記録媒体上に形成されたパターン画像の形成位置を検知することによって各色画像のずれ量を算出しずれを補正する技術が知られている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。

特許文献１の技術では、主走査方向に平行なライン状のパターン画像と、主走査方向に+４５°傾いたライン状のパターン画像を各色毎に記録媒体上に形成する。そして、このパターン画像を構成する２本の各直線と略同一の角度となるような菱形（又は平行四辺形）形状の受光素子を持つフォトセンサを主走査方向に配設し、光源から射出された光のパターン画像による反射光をフォトセンサによって検出し、検出結果に基づいて、各色画像の主走査方向及び副走査方向の位置ずれを検出している。

走査位置ずれの検出は、具体的には、主走査方向に平行なライン状のパターン画像をフォトセンサによって検知することによりフォトセンサから出力された検知信号のパルス幅の差を副走査方向のずれ量として算出し、主走査方向に+４５°傾いたライン状のパターン画像をフォトセンサによって検知することによりフォトセンサから出力された検知信号のパルス幅の差を主走査方向のずれ量として算出している。

一方、特許文献２の技術では、一端が接続されるとともに、他端方向に向けて主走査方向間隔が副走査方向に沿って除々に開くように２本の直線が配置された形状（副走査方向を水平方向とした場合、略「く」の字状）のパターン画像を記録媒体上に形成する。そして、このパターン画像を構成する２本の各直線と略同一の角度となるように受光素子が２つに分割された２つのフォトセンサを主走査方向に配設し、光源から射出された光のパターン画像による反射光を各フォトセンサによって検出し、検出結果に基づいて、各色画像の主走査方向及び副走査方向の位置ずれを検出している。

走査位置ずれの検出は、具体的には、１つのパターン画像を２つのフォトセンサ各々によって検知することにより各フォトセンサから出力された検知信号のパルス幅の差を副走査方向のずれ量として算出し、各検知信号の検知タイミングのずれを主走査方向のずれ量として算出している。

また、主走査方向に平行なライン状のパターン画像を各色毎に形成し、このパターン画像を受光素子が２つに分割された１つのフォトセンサによって検出し、検出結果に基づいて副走査方向の走査位置ずれを検出する技術も知られている。
特開２００２−０５５５０４公報 特開２００４−１０９６８２公報

しかしながら、特許文献１の技術では、光源から出射される光量の低下や、フォトセンサの感度の劣化が発生すると、光源から出射される光量が所定値以上であり且つフォトセンサの感度の劣化がみられない時とは異なるパルス幅や強度の検知信号が出力される場合があり、各色毎のずれ量の算出精度が低下するという問題があった。

また、近年、画像形成装置は小型化の傾向にあるが、特許文献２の技術では、略「く」の字状のパターン画像を構成する２本の各直線を検出するように２つのフォトセンサを主走査方向に配設しているので２つのフォトセンサの取付けスペースの確保及び２つのフォトセンサを其々制御するための制御機構を必要とするという問題があった。

一方、主走査方向に平行なライン状のパターン画像を１つのフォトセンサによって検出する方法では、主走査方向及び副走査方向双方のずれ量を算出することは困難であった。

本発明は上記事実を考慮し、検知手段の取付けスペースを拡大することなく、各色毎の主走査方向及び副走査方向のずれ量の算出精度の低下を抑制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、表面が一様に帯電された像担持体と、画像データに応じて点灯制御される光ビームとを、相対的に主走査方向及び主走査方向と交差する副走査方向へ移動させながら走査露光することで像担持体上に異なる色毎の画像を形成する複数の画像形成ユニットを備え、各画像形成ユニットに対応しながら前記副走査方向に搬送される記録媒体に対して、前記互いに異なる色の画像をそれぞれ転写して画像を形成する画像形成装置であって、所定幅で且つ前記主走査方向に延びた第１のパターン画像、及び所定幅で且つ前記主走査方向に対して傾いた方向に延びた第２のパターン画像が前記記録媒体に形成されるように前記画像形成ユニット各々を制御する制御手段と、前記記録媒体の前記第１のパターン画像及び第２のパターン画像が形成された部位によって反射された反射光を受光し、前記副走査方向の受光量の時系列変化を示す時系列変化信号を出力する副走査方向に配列され、受光領域が第１のパターン画像と所定の許容範囲を持って同一の角度となる少なくとも１辺、並びに第２のパターン画像と所定の許容範囲を持って同一の角度となる少なくとも１辺をもつような形状に２つに分割された一対の検知手段と、前記一対の検知手段の各々から出力された時系列変化信号が交差する位置を各色毎の前記第１のパターン画像及び第２のパターン画像の基準位置として、各色毎の前記第１のパターン画像の前記基準位置の間隔に基づいて各色毎の副走査方向のずれ量を算出すると共に、各色毎の前記第２のパターン画像の前記基準位置の間隔及び対応する色の前記副走査方向のずれ量に基づいて各色毎の主走査方向のずれ量を算出するずれ量算出手段と、を有している。

第１の発明によれば、主走査方向及び主走査方向と交差する副走査方向に像担持体を走査露光して副走査方向に搬送される記録媒体に互いに異なる色の画像を形成する。

制御手段は、所定幅で且つ主走査方向に延びた第１のパターン画像及び所定幅で且つ主走査方向に対して傾いた方向に延びた第２のパターン画像が記録媒体に記録されるように画像形成ユニット各々を制御する。

一対の検知手段各々は、画像形成ユニット各々によって記録媒体に記録された第１のパターン画像及び第２のパターン画像が形成された部位によって反射された反射光を受光し、各々走査方向の受光量の時系列変化を示す時系列変化信号を出力する。

この一対の検知手段は、各々の受光領域が第１のパターン画像と第２のパターン画像とが略同一の角度（所定の範囲内であれば同一と認識できる角度）となる辺をもつような形状に２つに分割され、検知手段各々は、副走査方向に配列されている。

記録媒体に記録された第１のパターン画像及び第２のパターン画像が形成された部位によって反射された反射光を受光すると、一対の検知手段から互いに交差するような時系列変化信号が出力される。

ここで、第１のパターン画像は主走査方向に延びたパターン画像であるので、ずれ量算出手段は、一対の検知手段各々によって出力された時系列変化信号が交差する位置を第１のパターン画像の基準位置として、各色毎の第１のパターン画像の基準位置の間隔に基づいて各色毎の副走査方向のずれ量を算出する。

また、第２のパターン画像は、主走査方向に対して傾いた方向に延びたパターン画像であることから、ずれ量算出手段は、各色毎の第２のパターン画像の基準位置の間隔と対応する色の副走査方向のずれ量とに基づいて、各色毎の主走査方向のずれ量を算出する。

このように、本発明の画像形成装置によれば、主走査方向に延びた第１のパターン画像及び主走査方向に対して傾いた方向に延びた第２のパターン画像が形成された記録媒体の、第１のパターン画像及び第２のパターン画像が形成された部位によって反射された反射光を受光し、副走査方向の受光量の時系列変化を示す時系列変化信号を出力する一対の検知手段を備え、一対の検知手段によって出力された時系列変化信号が交差する位置を第１のパターン画像及び第２のパターン画像の基準位置として、この基準位置の間隔に基づいて各色毎の主走査方向及び副走査方向のずれ量を算出することができるので、検知手段で
受光する反射光量の低下や検知手段の感度低下に依存せずに第１のパターン画像及び第２のパターン画像の基準位置を精度良く得ることができるので、各色毎のずれ量の算出精度の低下を抑制することができる。

また、前記一対の検知手段は、各々の受光知領域が第一のパターン画像と第２のパターン画像と略同一の角度となる辺をもつような形状に２つに分割され、副走査方向に配列されている。そのため、主走査方向に延びた第１のパターン画像及び主走査方向に対して傾いた方向に延びた第２のパターン画像のいずれの画像パターンによって反射された反射光を受光しても、一対の検知手段から互いに交差するような時系列変化信号は、第１の検知手段の時系列変化信号が最大に達した後戻る部分（立上がり部）と、第2の検知手段の時系列変化信号が最大に達する前の部分（立下がり部）とが交差するように出力される。

第２の発明は、表面が一様に帯電された像担持体と、画像データに応じて点灯制御される光ビームとを、相対的に主走査方向及び主走査方向と交差する副走査方向へ移動させながら走査露光することで像担持体上に異なる色毎の画像を形成する複数の画像形成ユニットを備え、各画像形成ユニットに対応しながら前記副走査方向に搬送される記録媒体に対して、前記互いに異なる色の画像をそれぞれ転写して画像を形成する画像形成装置であって、所定幅で且つ前記主走査方向に延びた第１のパターン画像、及び所定幅で且つ前記主走査方向に対して傾いた方向に延びた第２のパターン画像が前記記録媒体に形成されるように前記画像形成ユニット各々を制御する制御手段と、前記記録媒体の前記第１のパターン画像及び第２のパターン画像が形成された部位によって反射された反射光を受光し、前記副走査方向の受光量の時系列変化を示す時系列変化信号を出力する副走査方向に配列され、受光領域を分割する分離部が前記第２のパターン画像と所定の許容範囲を持って同一の角度となる辺を持つように２つに分割された一対の検知手段と、前記一対の検知手段の各々から出力された時系列変化信号が交差する位置を各色毎の前記第１のパターン画像及び第２のパターン画像の基準位置として、各色毎の前記第１のパターン画像の前記基準位置の間隔に基づいて各色毎の副走査方向のずれ量を算出すると共に、各色毎の前記第２のパターン画像の前記基準位置の間隔及び対応する色の前記副走査方向のずれ量に基づいて各色毎の主走査方向のずれ量を算出するずれ量算出手段と、を有している。

第２の発明によれば、検知手段の構成、機能以外は、前記第１の発明と同様である。

第２の発明の画像形成装置に使用する一対の検知手段は、受光領域を分割する分離部が第２のパターン画像と略同一の角度（所定の範囲内であれば同一と認識できる角度）となる辺をもつように２つに分割され、副走査方向に配列されている。

そのため、主走査方向に延びた第１のパターン画像及び主走査方向に対して傾いた方向に延びた第２のパターン画像のいずれの画像パターンによって反射された反射光を受光しても、一対の検知手段から互いに交差するような時系列変化信号は、第１の検知手段の時系列変化信号が最大に達した後戻る部分（立上がり部）と、第2の検知手段の時系列変化信号が最大に達する前の部分（立下がり部）とが交差するように出力される。

ここで、上記第１の発明又は第２の発明において、前記制御手段は、前記ずれ量算出手段によって算出された各色毎の副走査方向及び主走査方向各々のずれ量を補正するように前記画像形成ユニット各々を制御することで、各色毎の画像の主走査方向及び副走査方向双方のずれを補正することができる。

また、前記記録媒体の前記第１のパターン画像及び第２のパターン画像が形成された部位を照明する光源を設けることによって、各色毎のずれ量の算出精度の低下を抑制することができる。

さらに、前記記録媒体の前記第１のパターン画像及び第２のパターン画像が形成された部位によって反射された反射光を集光するレンズを設けることによって、各色毎のずれ量の算出精度の低下を抑制することができる。

以上説明した如く本発明では、検知手段の取付けスペースを拡大することなく、各色毎の主走査方向及び副走査方向のずれ量の算出精度の低下を抑制することができるという優れた効果を有する。

（第１の実施の形態）
「画像形成装置の概略構成」
図１に示すように、画像形成装置１０は、カラー画像を用紙に形成するための画像形成部１８及び、画像処理を行うための画像処理部８０を含んで構成されている。画像形成部１８は、用紙５０を静電的に吸着して搬送方向Ｂに搬送するための記録媒体としての中間転写体３０、中間転写体３０の搬送方向Ｂに沿って上流側から下流側に向かってタンデム状に配設されるＹ（イエロー）色の画像を形成するためのＹ画像形成ユニット２０、Ｍ（マゼンタ）色の画像を形成するためのＭ画像形成ユニット２２、Ｃ（シアン）色の画像を形成するためのＣ画像形成ユニット２４、及びＫ（黒）色の画像を形成するためのＫ画像形成ユニット２６を含んで構成されている。Ｋ画像形成ユニット２６の搬送方向Ｂの下流側には、詳細を後述する検知部２７が設設されている。

Ｙ画像形成ユニット２０は、感光体ドラム等の像担持体２０Ｃ、像担持体２０Ｃを所定の電位に帯電させるための帯電装置２０Ｄ、画像データに基づいて変調したレーザ光をミラー２０Ｈを介して帯電した像担持体２０Ｃへ照射することによって画像の黄色成分に対応した潜像を形成するための光ビーム走査装置２０Ａ、光ビーム走査装置２０Ａにより形成された潜像を現像する現像器２０Ｂ、現像器２０Ｂに黄色のトナーを供給するトナー供給部２０Ｇ、像担持体２０Ｃ上の黄色のトナー画像を中間転写体３０に転写する転写器２０Ｆ、及び像担持体２０Ｃの外周面からトナーを除去するクリーニング装置２０Ｅを含んで構成されている。

また、上記Ｙ画像形成ユニット２０と同様に、Ｍ画像形成ユニット２２は、像担持体２２Ｃ、帯電装置２２Ｄ、光ビーム走査装置２２Ａ、現像器２２Ｂ、トナー供給部２２Ｇ、転写器２２Ｆ、及びクリーニング装置２２Ｅを含んで構成されている。Ｃ画像形成ユニット２４は、像担持体２４Ｃ、帯電装置２４Ｄ、光ビーム走査装置２４Ａ、現像器２４Ｂ、トナー供給部２４Ｇ、転写器２４Ｆ、及びクリーニング装置２４Ｅを含んで構成されている。Ｋ画像形成ユニット２６は、像担持体２６Ｃ、帯電装置２６Ｄ、光ビーム走査装置２６Ａ、現像器２６Ｂ、トナー供給部２６Ｇ、転写器２６Ｆ、及びクリーニング装置２６Ｅを含んで構成されている。

中間転写体３０の下方には用紙５０を収容した用紙収容部５４が設けられており、用紙収容部５４の最上層の用紙５０は送り出しロール５２により所定の用紙搬送路へ送り出される。送り出された用紙５０は、搬送ロール５５、搬送ロール５６、及び搬送ロール５８により用紙搬送路を搬送され、中間転写体３０の近傍に至る。

用紙搬送路上には、中間転写体３０を挟んで搬送ロール３６と対向する転写ロール６０が設けられており、搬送ロール３６と転写ロール６０との挟持部を用紙５０が搬送されるときに、中間転写体３０上に形成されたカラー画像が用紙５０に転写される。カラー画像が転写された用紙５０は、搬送ロール６２により定着装置４６へ搬送され、定着装置４６により定着処理が施された後、用紙トレイ６４へ排出される。

各光ビーム走査装置２０Ａ、光ビーム走査装置２２Ａ、光ビーム走査装置２４Ａ、及び光ビーム走査装置２６Ａ各々から各像担持体２０Ｃ、像担持体２２Ｃ、像担持体２４Ｃ、及び像担持体２６Ｃへの光ビームの走査露光は、中間転写体３０の搬送速度や各像担持体２０Ｃ、像担持体２２Ｃ、像担持体２４Ｃ、及び像担持体２４Ｋ間の距離等に応じて決定される所定の時間だけ間隔を置いて行われる。

このとき、各像担持体２０Ｃ、像担持体２２Ｃ、像担持体２４Ｃ、及び像担持体２６Ｃに対応する画像データが同一の場合、理想的な状態においては、中間転写体３０上に形成される画像の形成位置、及び画像の傾きは同一となる。

しかしながら、実際には、光ビーム走査装置各々を構成する光学部品の取付位置ずれ、該光学部品の特性の誤差、光ビーム走査装置各々の設置位置ずれ、各像担持体各々の取付位置ずれ、及び画像形成装置１０全体の歪み等に起因して、中間転写体３０に形成される各色画像の副走査方向及び主走査方向の形成位置にずれが生じる場合がある。

そこで、画像処理部８０は、複数の像担持体各々に形成されたパターン画像の、主走査方向のずれ量及び副走査方向のずれ量を求めて各色毎の主走査方向及び副走査方向のずれを補正するために、対応する像担持体２０Ｃ、像担持体２２Ｃ、像担持体２４Ｃ、及び像担持体２６Ｃ各々に２種類のパターン画像を形成するように、光ビーム走査装置２０Ａ、光ビーム走査装置２２Ａ、光ビーム走査装置２４Ａ、及び光ビーム走査装置２６Ａ各々を制御する。

「パターン画像の詳細」
２種類のパターン画像は、図２示すように、主走査方向に長いすなわち主走査方向と長手方向が平行となるような線画像のパターン画像７０と、主走査方向に対して傾いた方向に長いすなわち長手方向が主走査方向に対して傾くような線画像のパターン画像７２であって、画像処理部８０の制御によって、各像担持体２０Ｃ、像担持体２２Ｃ、像担持体２４Ｃ、及び像担持体２６Ｃ各々毎にこれらの２種類のパターン画像が形成されることによって、図３に示すように、中間転写体３０上に黒色のパターン画像７０Ｋ及びパターン画像７２Ｋと、Ｍ色のパターン画像７０Ｍ及びパターン画像７２Ｍと、Ｃ色のパターン画像７０Ｃ及びパターン画像７２Ｃと、Ｙ色のパターン画像７０Ｙ及びパターン画像７２Ｙ各々が、所定の時間だけ間隔を置いて各々転写される。

なお、第１の実施の形態では、画像処理部８０は、主走査方向に長い各色パターン画像７０Ｙ、パターン画像７０Ｍ、及びパターン画像７０Ｃ各々が所定間隔で中間転写体３０に転写された後に、中間転写体３０に転写されたパターン画像７０Ｙ、パターン画像７０Ｍ、及びパターン画像７０Ｃ各々の副走査方向の両側に同一の間隔でパターン画像７０Ｋ（１〜４）が形成されるように、各光ビーム走査装置２０Ａ、光ビーム走査装置２２Ａ、光ビーム走査装置２４Ａ、及び光ビーム走査装置２６Ａ各々を制御している。

また、画像処理部８０は、主走査方向に対して傾いた方向に長い各色パターン画像７２Ｙ、パターン画像７２Ｍ、及びパターン画像７２Ｃ各々が所定間隔で中間転写体３０に転写された後に、中間転写体３０に転写されたパターン画像７２Ｙ、パターン画像７２Ｍ、及びパターン画像７２Ｃ各々の副走査方向の両側に同一の間隔でパターン画像７２Ｋ（１〜４）が形成されるように、各光ビーム走査装置２０Ａ、光ビーム走査装置２２Ａ、光ビーム走査装置２４Ａ、及び光ビーム走査装置２６Ａ各々を制御している。

なお、第１の実施の形態では、主走査方向に傾斜するように長い各色パターン画像７２Ｋ、パターン画像７２Ｍ、パターン画像７２Ｃ、及びパターン画像７２Ｋ各々は、６００ｄｐｉの解像度で画像を形成する場合に、パターン画像７０及びパターン画像７２の幅９０は２４ｄｏｔであり、主走査方向に対する傾斜角は４５度であり、各パターン画像７０間及びパターン画像７２間の間隔９２は、２４０ｄｏｔとなるように形成されるものとして説明する。

中間転写体３０に転写された、主走査方向に長い各色パターン画像７０Ｙ、パターン画像７０Ｍ、パターン画像７０Ｃ、及びパターン画像７０Ｋ各々と、主走査方向に対して傾いた方向に長い各色パターン画像７２Ｙ、パターン画像７２Ｍ、パターン画像７２Ｃ、及びパターン画像７２Ｋ各々は、濃度情報として検知部２７によって検知される。

「検知部の構成」
検知部２７は、図４に示すように、筐体２９内に、発光素子７４Ａ、発光素子７４Ｂ、集光レンズ７６、及び受光部２８を含んで構成されている。なお、第１の実施の形態では、検知部２７は発光素子を２つ含むものとして説明するが、１つのみ含むようにしてもよい。

発光素子７４Ａ及び発光素子７４Ｂは、中間転写体３０上の一つの検出位置を、互いに所定の角度だけ傾斜した方向から照明するように配置されている。発光素子７４Ａ及び発光素子７４Ｂの一例には、特定波長の光あるいは所定の波長分布を持った光を出射するＬＥＤがある。発光素子７４Ａ及び発光素子７４Ｂから照射された光は、中間転写体３０の各色パターン画像７０または各色パターン画像７２が転写されている部位によって反射されて、その反射光が集光レンズ７６によって１／２．５倍に集光されて受光部２８に受光される。

受光部２８は、図５に示すように、副走査方向に配列された一対の受光素子２８Ａ及び受光素子２８Ｂを含んで構成されている。詳細には、受光部２８は、１つの受光素子をスリットで分割することによって、一対の受光素子に分離した構成となっている。

また、この一対の受光素子を分離している分離部２８Ｃは、中間転写体３０の幅方向に沿って平行な辺と、中間転写体３０の軸方向に沿って斜めの辺をもつように配置されている。

受光素子２８Ａ及び受光素子２８Ｂ各々を分離している分離部２８Ｃと、副走査方向に所定速度で搬送される中間転写体３０の各色パターン画像７０及び各色パターン画像７２各々は、略同一の角度（±３°は同一角度として許容する）となるようなパターン画像を使用する。

副走査方向に配列された一対の受光素子２８Ａ及び受光素子２８Ｂは、各色パターン画像７０の転写されている部位によって反射された反射光を受光し、副走査方向の受光量の時系列変化を示す時系列変化信号を出力し、各色パターン画像７２の転写されている部位によって反射された反射光を受光し、主走査方向の受光量の時系列変化を示す時系列変化信号を出力する。

なお、パターン画像７０及びパターン画像７２の幅は、受光素子２８Ａ及び受光素子２８Ｂの受光領域の副走査方向の幅と、スリットの副走査方向の幅、及び集光レンズの集光倍率により最適な幅となるように定められている。従って、中間転写体３０上の各色パターン画像７０及び各色パターン画像７２各々の転写された部位が受光素子２８Ａ及び受光素子２８各々の受光領域を副走査方向に通過することによって、受光素子２８Ａ及び受光素子２８Ｂ各々から、互いに交差するような時系列変化信号が出力される。

上記受光素子２８Ａ及び受光素子２８Ｂの形状は、結果としてそれぞれ平行四辺形となる。

図５において、横方向の分離部２８Ｃ（図５の水平ライン）は、下側の受光素子２８Ａの上辺よりも上に受光素子２８Ｂが存在させるためのものである。これにより、主走査方向に対して傾斜（４５°）されたパターン画像７２を検出する場合に、主走査方向に平行なパターン画像７０が干渉することを防止している。

一方、図５において、右上がり方向の分離部２８Ｃ（図５の右上がりライン）は、下側の受光素子２８Ａの左辺と、上側の受光素子２８Ｂの右辺との間に常に所定の間隔を持たせるためのものである。これにより、主走査方向と平行なパターン画像７０を検出する場合に、主走査方向に対して傾斜（４５°）されたパターン画像７２が干渉することを防止している。

以下に第１の実施の形態の作用を説明する。

「画像形成処理の流れ」
画像処理部８０は、入力された画像データを各色（Ｋ（黒）、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンダ）、Ｙ (イエロー））ごとにレーザ変調信号として各Ｙ画像形成ユニット２０の光ビーム走査装置２０Ａ、Ｍ画像形成ユニット２２の光ビーム走査装置２２Ａ、Ｃ画像形成ユニット２４の光ビーム走査装置２４Ａ、及びＫ画像形成ユニット２６の光ビーム走査装置２６Ａ各々へそれぞれ出力する。

光ビーム走査装置２０Ａは、図示を省略するレーザダイオードドライバ（以下、ＬＤＤという）を備えており、画像処理部８０から出力されたレーザ変調信号によりＬＤＤから射出される光ビームを変調し、像担持体２０Ｃを主走査方向に走査する。

回転方向Ｂに所定の速度で回転される像担持体２０Ｃは、帯電装置２０Ｄにより一様に帯電された後に光ビーム走査装置２０Ａによって走査露光される。

詳細には、光ビーム走査装置２０Ａによって主走査方向に走査露光されるとともに、副走査方向に走査露光されるように所定の速度で回転することにより、像担持体２０Ｃは主走査方向及び副走査方向に走査露光される。これによって、像担持体２０Ｃに、画像処理部８０に入力された画像データの黄色成分の画像に応じた静電潜像が形成される。この静電潜像が形成された像担持体２０Ｃが現像器２０Ｂにより現像されることによって静電潜像に応じたＹ色のトナー像が、転写器２０Ｆによって中間転写体３０に転写される。

Ｍ画像形成ユニット２２、Ｃ画像形成ユニット２４、及びＫ画像形成ユニット２６各々に含まれる各構成は、各々Ｙ画像形成ユニット２０に含まれる各構成と同様の機能を有するため、詳細な説明を省略する。

すなわち、Ｍ画像形成ユニット２２、Ｃ画像形成ユニット２４、及びＫ画像形成ユニット２６においても、Ｙ画像形成ユニット２０と同様に、光ビーム走査装置２２Ａ、光ビーム走査装置２４Ａ、及び光ビーム走査装置２６Ａ各々により像担持体２２Ｃ、像担持体２４Ｃ、及び像担持体２６Ｃが主走査方向に走査露光されるとともに、副走査方向に走査露光されるように所定の速度で像担持体の回転方向Ｂに回転することで、主走査方向及び副走査方向に走査露光されて静電潜像が形成される。更に、各像担持体２２Ｃ、像担持体２４Ｃ、及び像担持体２６Ｃ各々の上に形成された静電潜像は、現像器２２Ｆ、現像器２４Ｆ、及び現像器２６Ｆ各々により現像され、各像担持体２２Ｃ、像担持体２４Ｃ、及び像担持体２６Ｃ上のマゼンダ、シアン、及び黒の各色のトナー像が、対応する転写器２２Ｆ、転写器２４Ｆ、及び転写器２６Ｆによって中間転写体３０に順次転写される。このようにして、中間転写体３０上にカラー画像が形成される。

「レジずれ検出」
ところで、画像形成処理の際、中間転写体３０に形成される各色画像の副走査方向及び主走査方向の形成位置にずれが生じる場合がある（原因は既述）。

そこで、画像処理部８０は、複数の像担持体各々に形成されたパターン画像の、主走査方向のずれ量及び副走査方向のずれ量を求めて各色毎の主走査方向及び副走査方向のずれを補正するために、各色２種類のパターン画像を形成した。

すなわち、画像処理部８０は、まず、主走査方向に長い各色パターン画像７０Ｙ、パターン画像７０Ｍ、及びパターン画像７０Ｃ各々を所定間隔で中間転写体３０に転写した後に、中間転写体３０に転写されたパターン画像７０Ｙ、パターン画像７０Ｍ、及びパターン画像７０Ｃ各々の副走査方向の両側に同一の間隔でパターン画像７０Ｋ（１〜４）を形成する。

次に、画像処理部８０は、主走査方向に対して傾いた方向に長い各色パターン画像７２Ｙ、パターン画像７２Ｍ、及びパターン画像７２Ｃ各々を所定間隔で中間転写体３０に転写した後に、中間転写体３０に転写されたパターン画像７２Ｙ、パターン画像７２Ｍ、及びパターン画像７２Ｃ各々の副走査方向の両側に同一の間隔でパターン画像７２Ｋ（１〜４）を形成する。

この主走査方向に長い各色パターン画像と、主走査方向に対して傾いた方向に長い各色パターン画像を検知部２７によって検知する。

検知部２７は、一対の受光素子２８Ａ及び受光素子２８Ｂを含んで構成され、これらの分離部２８Ｃ（図５の鎖線参照）が、中間転写体３０の幅方向に沿って平行な辺と、中間転写体３０の軸方向に沿って斜めの辺をもつように配置されている。

この結果、図６（Ａ）に示すように、中間転写体３０上のパターン画像７０Ｋの転写されている部位が受光素子２８Ａの受光領域を副走査方向に通過することによって、時系列変化信号２９Ａが出力され、中間転写体３０上のパターン画像７０Ｋの転写されている部位が受光素子２８Ｂの受光領域を副走査方向に通過することによって、時系列変化信号２９Ｂが出力される。

一対の受光素子２８Ａ及び受光素子２８Bから出力された時系列変化信号２９Ａ及び２９Ｂは、時系列変化信号２９Ａが最大に達した後に戻る部分（立上がり部）と、時系列変化信号が最大に達する前の部分（立下がり部）とが交差するように出力され、時系列信号が交差した位置を基点として、図６（Ｃ）に示すような検知信号８３が出力される。

また、図６（Ｂ）に示すように、中間転写体３０上のパターン画像７２Ｋの転写されている部位が受光素子２８Ａの受光領域を副走査方向に通過することによって、時系列変化信号２９Ａが出力され、中間転写体３０上のパターン画像７２Ｋの転写されている部位が受光素子２８Ｂの受光領域を副走査方向に通過することによって、時系列変化信号２９Ｂが出力され、同様に時系列信号２９A及び２９Bが交差した位置を基点として、図６（Ｃ）に示すような検知信号８３が出力される。

すなわち、一方のパターン画像（例えば、図５に示すパターン画像７０Ｋ）の受光素子２８Ｂによる検出時に、他方のパターン画像（例えば、図５に示すパターン画像７２）が受光素子２８Ｂにより検出されることがなく、それぞれの画像パターンによる時系列変化信号２９Ａ、２９Ｂの振幅が変化せず、検出信号８３を確実に得ることができる。

（第２の実施の形態）
以下に本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第２の実施の形態において、上記第１の実施の形態と同一構成部分については、同一の符号を付してその構成の説明を省略する。

第２の実施の形態の特徴は、検知部２７の受光素子の分離した形状にある。

第２の実施の形態では、画像形成装置の一対の検知手段の受光部を一対の受光素子２８Ａ、２８Ｂに分離する分離部２８Ｃを一本の直線としたものである。

図７(Ａ)に示される如く、第２の実施の形態の受光素子は、副走査方向が長辺の長方形とされ、当該長辺間を所謂袈裟懸け状に分離することで一対の受光素子２８Ａ及び受光素子２８Ｂを含んで構成している。

これにより、図７（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）に示される如く、一方のパターン画像が他方のパターン画像の時系列変化信号２９Ａ、２９Ｂの振幅に影響を及ぼすことがなく、確実に互いのクロス点を得ることができる。

（第３の実施の形態）
以下に本発明の第３の実施の形態について説明する。なお、第３の実施の形態において、上記第１の実施の形態と同一構成部分については、同一の符号を付してその構成の説明を省略する。

第３の実施の形態の特徴は、検知部２７の受光素子の分離した形状にある。

第３の実施の形態では、画像形成装置の一対の検知手段の受光部を一対の受光素子２８Ａ、２８Ｂに分離する分離部２８Ｃを一本の直線としたものである。

図８(Ａ)に示される如く、第２の実施の形態の受光素子は、正方形とされ、パターン画像７２に平行な対角線に沿って分離することで、一対の受光素子２８Ａ及び受光素子２８Ｂを構成している。

これにより、図８（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）に示される如く、一方のパターン画像が他方のパターン画像の時系列変化信号２９Ａ、２９Ｂの振幅に影響を及ぼすことがなく、確実に互いのクロス点を得ることができる。

（第４の実施の形態）
以下に本発明の第４の実施の形態について説明する。なお、第４の実施の形態において、上記第１の実施の形態と同一構成部分については、同一の符号を付してその構成の説明を省略する。

第４の実施の形態の特徴は、検知部２７の受光素子の分離した形状にある。

第４の実施の形態では、画像形成装置の一対の検知手段の受光部を一対の受光素子２８Ａ、２８Ｂに分離する分離部２８Ｃを一本の直線としたものである。

図９(Ａ)に示される如く、第４の実施の形態の受光素子は、副走査方向に沿って二辺、主走査方向に対して傾斜された二辺で構成される平行四辺形とされ、当該傾斜された二辺に平行に分離することで、一対の受光素子２８Ａ及び受光素子２８Ｂを構成している。

これにより、図７（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）に示される如く、一方のパターン画像が他方のパターン画像の時系列変化信号２９Ａ、２９Ｂの振幅に影響を及ぼすことがなく、確実に互いのクロス点を得ることができる。

以上説明したように、第１の実施の形態乃至第４の実施の形態によれば、中間転写体３０の各色の主走査方向に延びたパターン画像７０及び主走査方向に対して傾く方向に延びたパターン画像７２の転写されている部位によって反射された反射光を受光して、副走査方向の時系列変化を示す時系列変化信号を出力する一対の受光素子を備え、これらの一対の受光素子から出力された時系列変化信号が交差する位置を、各色のパターン画像７０及びパターン画像７２各々の基準位置として、各色のパターン画像７０及びパターン画像７２各々の基準位置の間隔に基づいて主走査方向及び副走査方向のずれ量を求めることができるので、発光素子７４Ａ及び発光素子７４Ｂから出射される光量の変動や受光素子２８Ａ及び受光素子２８Ｂの劣化等によるパターン画像の検知精度の変動に依存せずに、中間転写体３０に形成された各色パターン画像７０及び各色パターン画像７２各々の中間転写体３０上の位置を精度良く検知することができる。従って、各色のパターン画像の検出精度の低下を抑制するともに、各色毎のずれ量の算出精度の低下を抑制することができる。

この場合において、検知部２７の受光素子２８Ａ、２８Ｂの形状として、それぞれ少なくとも一辺をパターン画像７０と平行とし、少なくとも一辺をパターン画像７２と平行とすると共に、分離部２８Ｃによって、一方のパターン画像７０（又は７２）が受光素子２８Ａ、２８Ｂで検出されているときに、他方のパターン画像７２（又は７０）が受光素子２８Ａ、２８Ｂに干渉することがないため、検出出力に変動が起こらず、時系列変化信号２９Ａ、２９Ｂを安定させることができ、精度よくクロス点を得ることができる。

また、主走査方向に延びたパターン画像と主走査方向に対して傾斜するように延びたパターン画像を各色毎に形成して、これらの各色毎の２種類のパターン画像に応じた検知信号に基づいて、主走査方向及び副走査方向のずれを補正することができるので、主走査方向及び副走査方向の双方のずれを補正することができる。

なお、上記第１の実施の形態乃至第４の実施の形態では、パターン画像７０及びパターン画像７２の幅は、２４ｄｏｔである場合を説明したが、パターン画像７０及びパターン画像７２の幅は、受光素子２８Ａ及び受光素子２８Ｂ各々の各受光領域と受光素子２８Ａ及び受光素子２８Ｂとを分離するスリットの副走査方向の幅及び集光レンズの集光倍率により最適な幅が決定されるため、このような値に限られるものではない。

また、上記第１の実施の形態乃至第４の実施の形態では、パターン画像７２の主走査方向に対する傾斜角は、４５度である場合を説明したが、このような値に限られるものではない。但し、傾斜角が小さくなる程、主走査方向のずれに応じた検知信号の差が小さくなり、パターン画像７２の検出精度が低下するおそれがあり、逆に傾斜角度が大きくなるほど検知信号のパルス幅が長くなることによって検出精度が低下するおそれがあるため、４５度であることが望ましい。

また、上記第１の実施の形態乃至第４の実施の形態では、パターン画像７０間及びパターン画像７２間の間隔９２は、２４０ｄｏｔである場合を説明したが、このような値に限られるものではない。但し、パターン画像７０間の間隔及びパターン画像７２間の間隔が小さくなるほど、受光部２８によって受光される信号が前後のパターン画像による反射光の影響を受けやすくなり、逆にこの間隔が長くなるほど中間転写体３０の回転の一周期の間に形成されるパターン画像の数が少なくなり検出精度が低下するおそれがあるため、受光部２８の特性及び中間転写ベルトの長さ等に応じて定めるようにすればよい。

さらに、上記第１の実施の形態乃至第４の実施の形態では、パターン画像７０及びパターン画像７２は、中間転写体３０の主走査方向の一端に、中間転写体３０の搬送方向に向かって形成される場合を説明したが、中間転写体３０の主走査方向の両端部または中央部にも形成されるようにしてもよい。この場合、各パターン画像を検知するための検知部を、各位置に形成されたパターン画像を検知可能な位置に複数配置するようにすればよい。

このようにするとによって、主走査方向の傾きを検出することができるとともに、中央部にも形成することによって、主走査方向の両端部から中央部に向かって弓状発生した一ずれについても検出することができる。

図１０は、検知部２７における受光素子２８Ａ、２８Ｂの分離に際し、様々な形状でのパターンの検出状況のＯＫ／ＮＧを判定した。なお、ＯＫには○印、ＮＧには×印を付した。

また、パターン検出状況の他、時系列変化信号２９Ａ、２９Ｂのクロス点の傾き、クロス点の形状についても併せて良否判定を行った。図１０において、形状Ｎｏ．１〜４までと、形状Ｎｏ．９は、パターン検出の何れか（平行又は４５°傾斜）にＮＧが発生し、当該それぞれの形状は本願発明から除外される。

一方、形状Ｎｏ．５は、全てにおいて「ＯＫ（○）」判定であるが、従来技術の項において説明したように、形状が大型化するため、本願発明から除外される。

この結果、形状Ｎｏ．１０（図５）、形状Ｎｏ．６（図７）、形状Ｎｏ．７（図８）、形状Ｎｏ．８（図９）が、本願発明における受光素子として適用可能となる。

第１の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成図である。 第１の実施の形態に係る画像形成装置の検知部と、中間転写体に形成されたパターン画像との配置を示す概略構成図である。 第１の実施の形態に係るパターン画像を示す模式図である。 第１の実施の形態に係る受光部の概略構成図である。 第１の実施の形態に係る検知部の概略構成図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は図５の形状の受光素子におけるは、受光部の一対の受光素子各々から出力されるパターン画像が受光部の下部を通過したときの副走査方向の受光量の時系列変化を示す波形特性図、（Ｃ）は二つの波形の交差する点を基準位置とする検知信号を示す波形特性図である。 （Ａ）は第２の実施の形態に係る検知部の概略構成図、（Ｂ）及び（Ｃ）は図５の形状の受光素子におけるは、受光部の一対の受光素子各々から出力されるパターン画像が受光部の下部を通過したときの副走査方向の受光量の時系列変化を示す波形特性図、（Ｄ）は二つの波形の交差する点を基準位置とする検知信号を示す波形特性図である。 （Ａ）は第３の実施の形態に係る検知部の概略構成図、（Ｂ）及び（Ｃ）は図５の形状の受光素子におけるは、受光部の一対の受光素子各々から出力されるパターン画像が受光部の下部を通過したときの副走査方向の受光量の時系列変化を示す波形特性図、（Ｄ）は二つの波形の交差する点を基準位置とする検知信号を示す波形特性図である。 （Ａ）は第４の実施の形態に係る検知部の概略構成図、（Ｂ）及び（Ｃ）は図５の形状の受光素子におけるは、受光部の一対の受光素子各々から出力されるパターン画像が受光部の下部を通過したときの副走査方向の受光量の時系列変化を示す波形特性図、（Ｄ）は二つの波形の交差する点を基準位置とする検知信号を示す波形特性図である。 受光素子の形状、並びに当該受光素子のそれぞれを実施した場合の検出状況良否判定を対応付けした図表である。

符号の説明

１０ 画像形成装置
１８ 画像形成部
２０ Ｙ画像形成ユニット
２０Ａ、２２Ａ、２４Ａ、２６Ａ 光ビーム走査装置
２０Ｂ、２２Ｂ、２４Ｂ、２６Ｂ 現像器
２０Ｃ、２２Ｃ、２４Ｃ、２６Ｃ 像担持体
２０Ｄ、２２Ｄ、２４Ｄ、２６Ｄ 帯電装置
２０Ｅ、２２Ｅ、２４Ｅ、２６Ｅ クリーニング装置
２０Ｆ、２２Ｆ、２４Ｆ、２６Ｆ 転写器
２０Ｇ、２２Ｇ、２４Ｇ、２６Ｇ トナー供給部
２０Ｈ、２２Ｈ、２４Ｈ、２６Ｈ ミラー
２２ Ｍ画像形成ユニット
２４ Ｃ画像形成ユニット
２６ Ｋ画像形成ユニット
２７ 検知部（検知手段）
２８ 受光部
２８Ａ、２８Ｂ 受光素子
２８Ｃ 分離部
３０ 中間転写体
３６ 搬送ロール
４６ 定着装置
５０ 用紙
５２ 送り出しロール
５４ 用紙収容部
５５、５６，５８ 搬送ロール
６０ 転写ロール
６２ 搬送ロール
６４ 用紙トレイ
７０ パターン画像（主走査方向に水平）
７２ パターン画像（主走査方向に対して傾斜）
７４Ａ、７４Ｂ 発光素子
７６ 集光レンズ
８０ 画像処理部（制御手段、ずれ量算出手段）

Claims (5)

1. 表面が一様に帯電された像担持体と、画像データに応じて点灯制御される光ビームとを、相対的に主走査方向及び主走査方向と交差する副走査方向へ移動させながら走査露光することで像担持体上に異なる色毎の画像を形成する複数の画像形成ユニットを備え、各画像形成ユニットに対応しながら前記副走査方向に搬送される記録媒体に対して、前記互いに異なる色の画像をそれぞれ転写して画像を形成する画像形成装置であって、
   所定幅で且つ前記主走査方向に延びた第１のパターン画像、及び所定幅で且つ前記主走査方向に対して傾いた方向に延びた第２のパターン画像が前記記録媒体に形成されるように前記画像形成ユニット各々を制御する制御手段と、
   前記記録媒体の前記第１のパターン画像及び第２のパターン画像が形成された部位によって反射された反射光を受光し、前記副走査方向の受光量の時系列変化を示す時系列変化信号を出力する副走査方向に配列され、受光領域が第１のパターン画像と所定の許容範囲を持って同一の角度となる少なくとも１辺、並びに第２のパターン画像と所定の許容範囲を持って同一の角度となる少なくとも１辺をもつような形状に２つに分割された一対の検知手段と、
   前記一対の検知手段の各々から出力された時系列変化信号が交差する位置を各色毎の前記第１のパターン画像及び第２のパターン画像の基準位置として、各色毎の前記第１のパターン画像の前記基準位置の間隔に基づいて各色毎の副走査方向のずれ量を算出すると共に、各色毎の前記第２のパターン画像の前記基準位置の間隔及び対応する色の前記副走査方向のずれ量に基づいて各色毎の主走査方向のずれ量を算出するずれ量算出手段と、
   を有する画像形成装置。
2. 表面が一様に帯電された像担持体と、画像データに応じて点灯制御される光ビームとを、相対的に主走査方向及び主走査方向と交差する副走査方向へ移動させながら走査露光することで像担持体上に異なる色毎の画像を形成する複数の画像形成ユニットを備え、各画像形成ユニットに対応しながら前記副走査方向に搬送される記録媒体に対して、前記互いに異なる色の画像をそれぞれ転写して画像を形成する画像形成装置であって、
   所定幅で且つ前記主走査方向に延びた第１のパターン画像、及び所定幅で且つ前記主走査方向に対して傾いた方向に延びた第２のパターン画像が前記記録媒体に形成されるように前記画像形成ユニット各々を制御する制御手段と、
   前記記録媒体の前記第１のパターン画像及び第２のパターン画像が形成された部位によって反射された反射光を受光し、前記副走査方向の受光量の時系列変化を示す時系列変化信号を出力する副走査方向に配列され、受光領域を分割する分離部が前記第２のパターン画像と所定の許容範囲を持って同一の角度となる辺を持つように２つに分割された一対の検知手段と、
   前記一対の検知手段の各々から出力された時系列変化信号が交差する位置を各色毎の前記第１のパターン画像及び第２のパターン画像の基準位置として、各色毎の前記第１のパターン画像の前記基準位置の間隔に基づいて各色毎の副走査方向のずれ量を算出すると共に、各色毎の前記第２のパターン画像の前記基準位置の間隔及び対応する色の前記副走査方向のずれ量に基づいて各色毎の主走査方向のずれ量を算出するずれ量算出手段と、
   を有する画像形成装置。
3. 前記制御手段は、前記ずれ量算出手段によって算出された各色毎の副走査方向及び主走査方向各々のずれ量を補正するように前記画像形成ユニット各々を制御することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記記録媒体の前記第１のパターン画像及び第２のパターン画像が形成された部位を照明する光源を設けた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. 前記記録媒体の前記第１のパターン画像及び前記第２のパターン画像が形成された部位によって反射された反射光を集光するレンズを設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項の記載の画像形成装置。

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