JP2013122504A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数色の現像剤を用いる画像形成装置において、像担持体上に形成される各色の画像間の位置ずれを精度良く補正する。
【解決手段】現像剤像が形成された転写体に光を照射したときの反射光を検出する検出手段による検出結果に基づき現像剤像の位置を検出する。転写体に形成される現像剤像の副走査方向の下流端に生じる画像濃度の増加（掃き寄せ）に起因して生じる、前記検出される位置と実際の位置との間の誤差を補正するための補正量に関する情報を現像剤の色毎に記憶する。位置ずれ補正用パターンの現像剤像を転写体に形成させ、各色の現像剤の位置の検出結果と、前記補正量に関する情報と、に基づき画像形成手段により像担持体に形成される現像剤像の位置を補正する。
【選択図】図１

Description

本発明は、主に電子写真プロセスを用いた画像形成装置に関し、特に像担持体上に形成された各色現像剤像の位置合わせ制御方法に関する。

従来、複数の感光ドラムを備えたカラー画像形成装置は、各色の画像間の位置ずれが発生しないように設計がなされているものの、感光ドラムの機械的取り付け誤差及び各色のレーザビームの光路長誤差、光路変化等により、各色の画像間の位置ずれが発生する。そのため、各色の画像間の位置ずれを補正する方法が提案されている。

特許文献１においては、位置ずれ量を検出するために中間転写ベルト上に位置ずれ補正用パターンを形成し、形成した位置ずれ補正用パターンの位置を検出することで、各色の画像間の位置ずれを補正する方法について開示されている。

特許文献２では、位置ずれ補正用パターンからの鏡面反射光を検出することにより位置ずれ量を検出する方法について開示されている。特許文献２では、位置ずれ補正用パターンを検出するためのセンサは、赤外ＬＥＤ等の発光素子と、位置ずれ補正用パターンからの鏡面反射光を受光するためのフォトトランジスタなどの受光素子と、から構成されている。位置ずれ補正用パターンは、２つの基準色で測定色を挟み込んだパターンであり、測定色を挟み込んだ２つの基準色パターンの中心位置と、測定色のパターンの中心位置と、のずれから基準色の画像と測定色の画像との相対的な位置ずれ量が演算される。演算された位置ずれ量に基づき各色の画像の書き出しタイミング及び画像クロックなどの画像形成条件を補正することで、各色の画像間の位置ずれを補正している。

特許文献３では、中間転写ベルトの表面状態に依存されにくい拡散反射光を、位置ずれ補正用パターンを検出するためのセンサの受光素子により検出する方法について開示されている。拡散反射光を用いて位置ずれ補正用パターンを検出する場合、中間転写ベルト上に形成したブラック現像剤からの拡散反射光は中間転写ベルトからの拡散反射光と同程度に低い。そのため、位置ずれ補正用パターンは、図１４に示すように、カラー現像剤のパターンを下地にし、カラー現像剤にブラック現像剤のパターンを重畳したパターンにしている。図１４の例では、イエロー現像剤パターン１４０１、マゼンタ現像剤パターン１４０２、シアン現像剤パターン１４０３それぞれの上にブラック現像剤パターン１４０４が重畳されている。これにより、拡散反射光が少ないブラック現像剤のパターンを検出することを可能としている。

特許文献４，５では、電子写真プロセスでの画像形成時における画像後端部に発生する「掃き寄せ」と呼ばれる濃度増加について説明がなされている。画像後端部に掃き寄せが生じる仕組みを図１５を用いて説明する。感光ドラム１５０１上の潜像領域１５０３と帯電領域１５０５との境界において、現像ローラ１５０２の帯電領域１５０５に対向する位置及び微小な周辺領域に付着している現像剤１５０４が、電位の低い潜像領域１５０３側に飛翔する。これにより、感光ドラム１５０１の回転方向上流側で現像剤の量が多くなり、図１６のように画像後端部に掃き寄せ１６０１が発生する。この掃き寄せを軽減するために、特許文献４においては、画像情報から輪郭情報を抽出し、抽出された輪郭情報に基づいて、掃き寄せが発生すると予想される領域の画像濃度を元の画像データの濃度に対して減少させた濃度に設定している。

特許文献６では画像形成時の温湿度条件と掃き寄せの発生レベルとの関係について説明
されている。低温低湿環境では現像剤に帯電する摩擦帯電電荷の分布幅が狭いため、掃き寄せの発生は少なく、高温高湿環境になるにつれて現像剤に帯電する摩擦電荷分布の分布幅が広がるため、掃き寄せの発生が多くなる傾向がある。

特開２００３−２４１４７０号公報 特開２００２−０２３４４５号公報 特開２００９−９３１５５号公報 特開２００７−２７２１１１号公報 特開２００５−２３４２３８号公報 特開平７−１３４４７９号公報

画像形成時に画像後端部に掃き寄せが発生する場合、中間転写材上に形成する位置ずれ補正用パターンに対しても掃き寄せが発生する。掃き寄せが発生した位置ずれ補正用パターンをセンサで検出した場合、位置ずれ補正用パターンの後端側エッジを正しく検出することができず、位置ずれ量の検出結果に掃き寄せに起因する誤差が生じてしまう課題がある。

例えば、拡散反射光を用いて位置ずれ量を検出する構成のセンサを用いる場合、図１７（Ａ）に示すように、カラー（基準色）現像剤パターン１７０１を下地にしてブラック（測定色）現像剤パターン１７０２を重畳した位置ずれ補正用パターンを形成する。この場合、図１７（Ｂ）に示すように、パターン後端部に発生する掃き寄せの影響により、パターン後端部の現像剤の載り量が多くなり、濃度が濃い部分が生じる。そのため、センサによって検出した拡散反射光強度を示すアナログ出力信号は、カラー現像剤パターンについては、図１７（Ｃ）実線１７０６で示すように後端部が他の部位より高くなる。ブラック現像剤パターンについては、ブラック現像剤自体が光を吸収するため、ブラック現像剤からの拡散反射光強度が小さい。そのため、ブラック現像剤パターンにおいてもパターン後端部に掃き寄せが発生するものの、センサによって検出した拡散反射高強度を示すアナログ出力信号における掃き寄せの影響は少ない。

位置ずれ量の算出は、センサからのアナログ出力信号を所定の閾値で２値化して得られるデジタル出力信号の立ち上がりタイミング及び立ち下りエッジのタイミングに基づいて行われる。具体的には図１７（Ｄ）に示すように、カラー現像剤パターン１７０１の中心位置を、デジタル出力信号の立ち上がりエッジ検出タイミングｔｙ１１及び立ち下りエッジ検出タイミングｔｙ１２の中心タイミングから算出して求める。同様にしてブラック現像剤パターン１７０２の中央位置を立ち下がりエッジ検出タイミングｔｋ１１及び立ち上がりエッジ検出タイミングｔｋ１２の中央位置から算出する。そして、カラー現像剤パターンの中央位置とブラック現像剤パターンの中央位置との差分Δｄｙをカラー現像剤パターンとブラック現像剤パターンとの相対的な位置ずれ量として算出する。

掃き寄せが発生していない場合には、センサからのアナログ出力信号及びそれを閾値で２値化したデジタル出力信号は、図１７（Ｂ）の破線１７０５のようになる。そのため、例えばカラー現像剤パターンとブラック現像剤パターンとで位置ずれが無い状態であれば、図１７（Ｅ）に示すように、位置ずれ量Δｄｙ＝０となる。しかしながら掃き寄せが発生している場合、パターン後端部において掃き寄せによる濃度が濃い部分が生じるため、センサからのアナログ出力信号及びそれを閾値で２値化したデジタル出力信号は、図１７（Ｂ）の実線１７０６のようになる。そのため、例えばカラー現像剤パターンとブラック
現像剤パターンとで位置ずれが無い状態であっても、図１７（Ｆ）に示すように、位置ずれ量Δｄｙ’≠０となり、位置ずれが誤検出される。

このように、掃き寄せが発生している状態では、センサによる、中間転写ベルト上に形成される位置ずれ補正用パターンの各色の画像間に位置ずれ量の検出結果に、誤差が生じる。そのため、センサによる検出結果に基づいて各色の画像間の位置ずれを精度良く補正できない。

本発明は、以上のような状況に鑑みなされたものであり、複数色の現像剤を用いる画像形成装置において、像担持体上に形成される各色の画像間の位置ずれを精度良く補正する技術を提供することを目的とする。

本発明は、複数の像担持体の各々に異なる色の現像剤像を形成する複数の画像形成手段と、
前記像担持体の各々に形成される現像剤像を記録材又は中間転写体へ多重転写する転写手段と、
を備え、記録材又は中間転写体に複数色の現像剤像が重畳された現像剤像を形成する画像形成装置であって、
現像剤像が形成された記録材又は中間転写体に光を照射したときの反射光を検出する検出手段と、
前記検出手段による検出結果に基づき記録材又は中間転写体に形成された現像剤像の位置を検出する位置検出手段と、
記録材又は中間転写体に形成される現像剤像の、記録材又は中間転写体の進行方向の下流端に生じる画像濃度の増加に起因して生じる、前記位置検出手段により取得される位置と実際の位置との間の誤差を補正するための補正量に関する情報を予め現像剤の色毎に記憶する記憶手段と、
複数色の現像剤像が重畳された所定のパターンを記録材又は中間転写体に形成し、前記位置検出手段により検出される各色の現像剤像の位置と、前記記憶手段に記憶された補正量に関する情報と、に基づき、前記画像形成手段により前記像担持体に形成される現像剤像の位置を補正する補正手段と、
を備える画像形成装置である。

本発明によれば、複数色の現像剤を用いる画像形成装置において、像担持体上に形成される各色の画像間の位置ずれを精度良く補正する技術を提供することができる。

実施例１に係る掃き寄せ補正量の設定例を示した表 実施例１及び２に係る画像形成装置の配置構成概略図 実施例１及び２に係るセンサユニットの構成を示す図 実施例１及び２に係る反射光量検出回路を示す図 実施例１及び２に係る位置ずれ補正用パターンを示す図 実施例１及び２に係る位置ずれ補正用パターンの全体構成を示す図 実施例１及び２に係る位置ずれ補正用パターン及び検出信号を示す図 実施例１及び２に係る位置ずれ補正用パターン及び検出信号を示す図 実施例１に係る環境補正区分を示す図 実施例１及び２に係る位置ずれ補正制御のシーケンスを示す図 実施例２に係る環境補正区分を示す図 実施例２に係る掃き寄せ補正量の設定例を示した表 実施例２に係る環境補正区分を示す図 背景技術における位置ずれ補正用パターンを示す図 背景技術における掃き寄せの発生原理を示す図 背景技術における掃き寄せを示す図 位置ずれ補正用パターン及びパターン検出波形を示す図

以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明する。なお、以下に示す実施形態は一例であって、この発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
（実施例１）
本発明の第１の実施形態について説明する。

［画像形成装置の説明］
図２は本発明に関わる画像形成装置であるカラーレーザビームプリンタ２０１の構成を示す断面概略図である。本発明で用いた画像形成装置は、４色（Ｙ：イエロー，Ｍ：マゼンタ，Ｃ：シアン，Ｂｋ：ブラック）の画像を重ね合わせてカラー画像を形成するために、４色の画像形成部を備えている。

カラーレーザビームプリンタ２０１は、ホストコンピュータ２０２から画像データ２０３を受け取ると、印字画像生成部２０４で画像データをビデオ信号形式データに展開し、像形成用のビデオ信号２０５を生成する。制御部２０６はＣＰＵ２０９等の演算処理手段を有しており、印字画像生成部２０４にて生成されたビデオ信号２０５を受信し、スキャナユニット２１０内にあるレーザ発光素子である複数のレーザダイオード２１１をビデオ信号に応じて駆動する。

レーザダイオード２１１から出射されたレーザビーム２１２ｙ，２１２ｍ，２１２ｃ，２１２ｋ（以下、レーザビーム２１２）は、それぞれポリゴンミラー２０７、レンズ２１３ｙ，２１３ｍ，２１３ｃ，２１３ｋ（以下、レンズ２１３）、折り返しミラー２１４ｙ，２１４ｍ，２１４ｃ，２１４ｋ（以下、折り返しミラー２１４）を介して感光ドラム２１５ｙ，２１５ｍ，２１５ｃ，２１５ｋ（以下、感光ドラム２１５）上に照射される。複数の像担持体である感光ドラム２１５ｙ，２１５ｍ，２１５ｃ，２１５ｋは、それぞれ帯電手段２１６ｙ、２１６ｍ、２１６ｃ、２１６ｋ（以下、帯電手段２１６）により帯電される。

感光ドラム２１５にレーザビーム２１２が照射されて表面電位が部分的に下がることにより、感光ドラム２１５の表面に静電潜像が形成される。レーザビーム２１２の照射により感光ドラム２１５上に形成された静電潜像には、現像手段２１７ｙ，２１７ｍ，２１７ｃ，２１７ｋ（以下、現像手段２１７）により静電潜像に応じたトナー画像（現像剤像）が形成される。以上のように、画像形成装置２０１は、感光ドラム２１５の各々に異なる色のトナー像を形成する画像形成手段が備わる。感光ドラム２１５上に形成されたトナー画像は、一次転写部材２１８ｙ，２１８ｍ，２１８ｃ，２１８ｋ（以下、一次転写部材２１８）に適当なバイアス電圧を印加することにより、中間転写ベルト２１９上に一次転写される。中間転写ベルト２１９は、回転する無端状ベルトにより構成される中間転写体である。

一次転写は、最初にイエローの画像が中間転写ベルト２１９に転写され、その上にマゼンタの画像、シアンの画像、ブラックの画像の順に多重転写され、複数色のトナー像が重畳されたカラー画像が形成される。以上のように、画像形成装置２０１には、感光ドラム２１５の各々に形成されるトナー像を中間転写体へ順次転写する転写手段が備わる。

なお、中間転写ベルト２１９は中間転写ベルト駆動ローラ２２６により搬送制御される。カセット２２０内の記録紙２２１は給紙ローラ２２２によってピックアップされた後、中間転写ベルト２１９上に一次転写された画像に同期するように二次転写ローラ２２３へ搬送される。そして、二次転写ローラ２２３にて二次転写が行われることで記録紙２２１上に画像が転写される。このとき、二次転写ローラ２２３に適当なバイアス電圧を印加して転写効率を高めている。

トナー画像が二次転写された記録紙２２１は定着器２２４にて熱と圧力によりトナー画像の熱定着が行なわれた後、装置上部の排紙部に排出される。また、センサユニット２２５は中間転写ベルト２１９上に転写される各色の画像間の位置ずれ量の検出を行うための位置ずれ補正用パターンを検出するセンサである。センサユニット２２５は、中間転写ベルト２１９上に形成される各色の位置ずれ補正用パターンに光を照射したときの反射光を検出し、検出結果を制御部２０６に送信する。制御部２０６は、センサユニット２２５による検出結果に基づき、中間転写ベルト２１９に形成されたパターンの現像剤像の位置検出を行い、検出した位置に基づき各色の画像間の位置ずれ補正を行う。

環境検出センサ２２７は、サーミスタ等の温度検出素子及び湿度検出素子を有し、画像形成装置２０１を設置している環境（動作環境）の温度及び湿度（以下、温湿度という）を検出し、検出結果を制御部２０６へ送信する環境検出手段である。環境検出センサ２２７は、画像形成装置２０１内において、画像形成装置２０１内で発生する熱の影響を受けにくく、かつ画像形成装置２０１を設置している環境の温湿度を良好に検出可能な箇所に配置される。

制御部２０６は、環境検出センサ２２７で検出した温湿度に基づいて、高圧制御、定着制御、位置ずれ補正制御などの制御パラメータを調整する。本実施例において、環境検出センサ２２７は画像形成装置２０１を設置した環境の温湿度を良好に検出可能な箇所に配置しているが、環境検出センサ２２７の設置位置は、画像形成装置２０１内の特定の箇所の温湿度を積極的に検出できるような配置としてもよい。

［センサユニットの構成］
図３にセンサユニット２２５の構成を示す。センサユニット２２５は光センサ３０１，３０２を有している。複数の光センサ３０１，３０２を中間転写ベルト２１９の搬送方向Ａに直交する方向に配置することで、画像の主走査方向倍率検知や、副走査方向傾き検知を行う。光センサ３０１，３０２は中間転写ベルト２１９及び位置ずれ補正用パターン３０５からの拡散反射光を検出する。光センサ３０１，３０２は、それぞれ発光素子３０３及び受光素子３０４を有する。発光素子３０３は、中間転写ベルト２１９の垂線方向に対して１５°の角度で赤外光を照射するように配置される。

受光素子３０４は、中間転写ベルト２１９及び位置ずれ補正用パターン３０５からの拡散反射光を検出するために中間転写ベルト２１９の垂線方向に対して４５°の受光角度になるように配置される。発光素子３０３から出射された赤外光は、中間転写ベルト２１９及び中間転写ベルト２１９上の各色の位置ずれ補正用パターン３０５に照射される。受光素子３０４は、中間転写ベルト２１９及び中間転写ベルト２１９上の位置ずれ補正用パターンからの前記赤外光の拡散反射光を受光する。

センサユニット２２５の駆動回路を図４に示す。発光素子３０３は、制御部２０６からの発光素子駆動信号Ｖｌｅｄｏｎにより点灯制御される。発光素子駆動信号Ｖｌｅｄｏｎにより、ベース抵抗４０３を介してトランジスタなどのスイッチング素子４０４が駆動され、電流制限抵抗４０５で発光素子３０３に流れる電流が制御されることにより、発光素子３０３の発光制御が行われる。受光素子３０４が中間転写ベルト２１９及び位置ずれ補
正用パターンからの拡散反射光を受光し、受光した拡散反射光量に応じた光電流が抵抗４０１に流れることにより、拡散反射光量の検出値がアナログ出力信号として出力される。

分圧抵抗４０６，４０７により決められる所定の閾値電圧と、拡散反射光量の検出値を示す前記アナログ出力信号電圧と、をコンパレータ４０２を用いて比較することにより、アナログ出力信号はデジタル出力信号Ｖｄｏｕｔに変換される。制御部２０６は、デジタル出力信号Ｖｏｕｔを時系列に取り込み、デジタル出力信号Ｖｏｕｔの立ち上がり及び立ち下りエッジのタイミングを検出し、各エッジの取り込みタイミングを不図示の記憶装置に順次格納していく。

［位置ずれ補正用パターン］
次に、本実施例における位置ずれ補正用パターン１セットの構成、位置ずれ補正制御を行う際に中間転写ベルト上に形成される位置ずれ補正用パターンの概略、位置ずれ補正方法について説明する。

図５に位置ずれ補正用パターンの１セットの構成例を示す。ここでは掃き寄せは図示していない。位置ずれ補正用パターンは、イエロー現像剤パターン５０１ｙ，５０２ｙ，マゼンタ現像剤パターン５０１ｍ，５０２ｍ，シアン現像剤パターン５０１ｃ，５０２ｃ，ブラック現像剤パターン５０１ｋ，５０２ｋから構成される。図５に示すように、位置ずれ補正用パターンは、前半部分のパターン５０１ｙ，５０１ｍ，５０１ｃ，５０１ｋに対して、後半部分のパターン５０２ｙ，５０２ｍ，５０２ｃ，５０２ｋを反転させたパターンで形成されている。

この位置ずれ補正用パターンが本来あるべき位置からの位置ずれ量をセンサユニット２２５で検出することにより、主走査方向、副走査方向の各色パターンの位置ずれ量を検出することができる。なお、位置ずれ補正用パターンはブラック現像剤パターンのみ、イエロー現像剤パターンに重畳するように配置している。これは、本実施例では、拡散反射光を受光する受光素子を有するセンサユニットを用いていることによる。

中間転写ベルト上に形成したブラック現像剤からの拡散反射光強度は中間転写ベルト自体からの拡散反射光強度と同程度に低い。そのため、中間転写ベルト上にブラック現像剤パターンを形成しても、中間転写ベルトとの差異が小さくセンサユニットでブラック現像剤パターンを検出できない。そのため、拡散反射光が少ないブラック現像剤パターンを拡散反射光が多いカラー現像剤パターンの上に重畳して形成することにより、ブラック現像剤パターンのエッジを検出している。なお、ブラック現像剤を重畳するのはイエロー現像剤に限定されるものではなく、シアン現像剤やマゼンタ現像剤の上にブラック現像剤を重畳するパターンであっても良い。

図６は、中間転写ベルト２１９上に形成される位置ずれ補正用パターンの配置例を、無端状の中間転写ベルト２１９を展開した場合の展開図上に示した図である。図６において、位置ずれ補正用パターンＰＬ１〜ＰＬ６及びＰＲ１〜ＰＲ６は、それぞれ図５に示す１セットの位置ずれ補正用パターンに対応する。図６の例では、位置ずれ補正用パターンは、中間転写ベルト２１９一周に、光センサ３０１で検出するための６セット（ＰＬ１〜ＰＬ６）及び光センサ３０２で検出するための６セット（ＰＲ１〜ＰＲ６）の全部で１２セットが形成されている。これにより、感光ドラムの周期ムラ、中間転写ベルトの周期ムラなどがキャンセルされる。中間転写ベルト２１９上に形成され、矢印方向に搬送される位置ずれ補正用パターンは、光センサ３０１，３０２により順次検出される。

図７（Ｃ）は位置ずれ補正用パターンをセンサユニット２２５で検出した際のアナログ出力信号波形の一例を示している。センサユニット２２５がカラー現像剤パターンを検出
した際のアナログ出力信号は、カラー現像剤からの拡散反射光が多いため、閾値電圧以上の信号として検出される。これに対し、センサユニット２２５がブラック現像剤パターン及び中間転写ベルトを検出した際のアナログ出力信号は、ブラック現像剤及び中間転写ベルトからの拡散反射出力が少ないため、閾値電圧以下の信号となる。

図７（Ｄ）は、検出されたアナログ出力信号をコンパレータ等を用いて閾値電圧との大小関係に応じて２値化することにより得られるデジタル出力信号波形の一例を示している。このデジタル出力信号に基づいて、カラー現像剤パターンのエッジ及びブラック現像剤パターンのエッジをそれぞれ検出することができる。

［位置ずれ検出方法の説明］
次に、位置ずれ補正用パターンの検出結果に基づき、各色の画像間の位置ずれ量を算出する方法について説明する。なお、以下に説明する演算は制御部２０６によって行われる。

本実施例では、基準色パターンと測定色パターンとの間の位置ずれ量を演算することにより、各色の画像間の位置ずれ量を算出する。本実施例においては、位置ずれ補正用パターンに含まれるイエロー現像剤パターンに対する、その他の色の現像剤パターンの相対的な位置ずれ量を算出する。図８（Ｃ）は、図８（Ａ）、（Ｂ）に示す位置ずれ補正用パターンをセンサユニット２２５で検出して出力されるデジタル出力信号に基づいて制御部２０６が検出した各色パターンの前端、後端、及び中心位置に対応する時間を示している。図８（Ｃ）における符号は次の通りである。

第１のイエロー現像剤パターンの前端位置ｔｙ_１１，後端位置ｔｙ_１２，中心位置ｔｙ_１
第１のブラック現像剤パターンの前端位置ｔｋ_１１，後端位置ｔｋ_１２，中心位置ｔｋ_１
第１のマゼンタ現像剤パターンの前端位置ｔｍ_１１，後端位置ｔｍ_１２，中心位置ｔｍ_１
第１のシアン 現像剤パターンの前端位置ｔｃ_１１，後端位置ｔｃ_１２、中心位置ｔｃ_１
第２のイエロー現像剤パターンの前端位置ｔｙ_２１，後端位置ｔｙ_２２，中心位置ｔｙ_２
第２のブラック現像剤パターンの前端位置ｔｋ_２１，後端位置ｔｋ_２２，中心位置ｔｋ_２
第２のマゼンタ現像剤パターンの前端位置ｔｍ_２１，後端位置ｔｍ_２２，中心位置ｔｍ_２
第２のシアン 現像剤パターンの前端位置ｔｃ_２１，後端位置ｔｃ_２２、中心位置ｔｃ_２

各色パターンの中心位置は次式により算出する。

ｔｋ_１＝（ｔｋ_１１＋ｔｋ_１２）／２
ｔｙ_１＝（ｔｙ_１１＋ｔｙ_１２）／２
ｔｍ_１＝（ｔｍ_１１＋ｔｍ_１２）／２
ｔｃ_１＝（ｔｃ_１１＋ｔｃ_１２）／２
ｔｋ_２＝（ｔｋ_２１＋ｔｋ_２２）／２
ｔｙ_２＝（ｔｙ_２１＋ｔｙ_２２）／２
ｔｍ_２＝（ｔｍ_２１＋ｔｍ_２２）／２
ｔｃ_２＝（ｔｃ_２１＋ｔｃ_２２）／２

算出したパターン中心位置を元に、基準色であるイエロー現像剤パターンに対する他の各色パターンの副走査方向の位置ずれ時間は、それぞれ次式により算出される。

ブラック現像剤パターンの副走査位置ずれ時間：ＰＤｔ＿ｋｙ＝（（ｔｋ_１−ｔｙ_１）＋（ｔｋ_２−ｔｙ_２））／２
マゼンタ現像剤パターンの副走査位置ずれ時間：ＰＤｔ＿ｍｙ＝（（ｔｍ_１−ｔｙ_１）＋（ｔｍ_２−ｔｙ_２））／２
シアン 現像剤パターンの副走査位置ずれ時間：ＰＤｔ＿ｃｙ＝（（ｔｃ_１−ｔｙ_１）＋（ｔｃ_２−ｔｙ_２））／２

なお、各色パターンの前端位置、後端位置、及び中心位置に対応する時間は、ある基準時刻（例えばタイマー計測開始時刻）からの経過時間を示している。制御部２０６は、算出した位置ずれ時間を、中間転写ベルトの速度ＰＳを用いて位置ずれ量に換算することにより、基準色であるイエロー現像剤パターンに対する他の各色パターンの相対位置ずれ量を、次式により算出する。

ブラック現像剤の副走査位置ずれ量：ＰＤｄ１＿ｋｙ＝ＰＳ×ＰＤｔ＿ｋｙ
マゼンタ現像剤の副走査位置ずれ量：ＰＤｄ１＿ｍｙ＝ＰＳ×ＰＤｔ＿ｍｙ
シアン 現像剤の副走査位置ずれ量：ＰＤｄ１＿ｃｙ＝ＰＳ×ＰＤｔ＿ｃｙ

制御部２０６は、上記演算を位置ずれ補正用パターンセットごとに行い、全セットの平均を求めることによって、基準色であるイエロー現像剤パターンに対する他の各色パターンの副走査の書き出し位置の相対位置ずれ量を算出する。ここで算出した位置ずれ量ＰＤｄ１＿ｋｙ，ＰＤｄ１＿ｍｙ，ＰＤｄ１＿ｃｙを第一の位置ずれ量とする。第一の位置ずれ量が正の値の場合、基準色（イエロー）に対して測定色（ブラック、マゼンタ、又はシアン）の書き出しが遅いことを示す。一方、第一の位置ずれ量が負の値の場合、基準色に対して測定色の書き出し位置が早いことを示している。

［掃き寄せに起因する誤差］
中間転写ベルト２１９に形成されるトナー像の副走査方向の下流端に生じる画像濃度の増加である掃き寄せが発生していない状態においては、アナログ出力信号は、図７（Ｃ）の破線のようになる。これに対し、掃き寄せが発生している状態においては、アナログ出力信号は、図７（Ｄ）の実線で示すように、パターン後端において、掃き寄せが発生していない場合と比較して電圧の立ち下がりが遅れる。これは、位置ずれ補正用パターンに掃き寄せが発生すると、パターン後端の濃度が濃くなり、センサユニットによる拡散反射光量の検出値が増加するためである。

この場合、図７（Ｄ）に示すように、センサユニットからの出力信号に基づき検出されるパターン後端位置が、掃き寄せが発生していない場合のパターン後端の検出位置（すなわち実際のパターン後端位置）と比較して、後端側へずれる。図７（Ｄ）では、この掃き寄せに起因する検出位置の誤差をΔｔｙ、Δｔｍ、Δｔｃで示している。この検出位置の誤差により、センサユニットからの出力信号に基づき検出される各色パターンの中心位置は、掃き寄せによるパターン後端部における濃度増加の程度に応じて、実際のパターンの中心位置よりも後ろ（後端側）へずれる。

このように、センサユニットからの出力信号に基づくパターン後端位置の検出値には、掃き寄せに起因する誤差が生じる。この誤差により、掃き寄せの発生が多いほどパターン後端位置の検出値は大きくなる。パターン後端位置の検出値に基づき算出されるパターン中心位置についても同様である。精度良く位置ずれ補正制御を行うためには、掃き寄せに起因する各色パターンの中心位置の検出値と実際の位置との間のずれを考慮する必要がある。

これに対し、センサユニットからの出力信号に基づくパターン後端位置の検出値から、掃き寄せに起因する誤差分を差し引いた値を、パターン後端位置の検出値とすることが考えられる。このようにして補正したパターン後端位置の検出値を用いて、各色パターンの中心位置を求め、そのようにして求めた各色パターンの中心位置同士を比較して各色パターンの位置ずれ量を求め、これに基づき位置ずれ補正を行う。こうすることで、掃き寄せが発生しても精度良く位置ずれ補正を行うことが可能になる。

［環境、色による掃き寄せ発生レベルの相違］
掃き寄せの発生の程度は、画像形成装置の使用環境の温湿度により変動するため、位置ずれ量検出結果に生じる誤差は、使用環境の温湿度により変動してしまう。低温低湿環境では現像剤に帯電する摩擦帯電電荷の分布幅が狭いため、掃き寄せの発生は少なく、位置ずれ量検出誤差が小さい。これに対して、高温高湿環境になるにつれて現像剤に帯電する摩擦電荷分布の分布幅が広がるため、掃き寄せの発生が多くなり、位置ずれ量検出誤差が大きくなる。

そこで本実施例では、環境の温湿度に応じて、掃き寄せに起因して生じる各色パターンの中心位置の検出値の誤差を推定する。そして、この誤差を考慮して、センサユニットからの出力信号に基づき算出される基準色に対する各測定色の副走査方向の位置ずれ量（第一の位置ずれ量）を補正し、これを第二の位置ずれ量とする。そして、この第二の位置ずれ量に基づいて位置ずれ補正制御を行う。こうすることにより、位置ずれ補正用パターンに掃き寄せが発生しても、当該掃き寄せに起因する誤差の影響を小さくすることができるので、精度良く位置ずれ補正を行うことが可能になる。

環境の温湿度から掃き寄せに起因する誤差を推定する方法について説明する。本実施例では、図９に示すように、温度及び湿度を３つの領域に区分する（区分Ａ〜Ｃ）。掃き寄せの発生レベルは現像剤の色によっても異なる。本実施例では、各区分の温湿度条件下で、各測定色の現像剤パターンについて、センサユニットからの出力信号に基づくパターン後端位置の検出値に生じる掃き寄せに起因する誤差を調べておく。そして、この誤差の情報を、図１に示すように、温湿度の区分毎、及び現像剤の色毎に設定したテーブルを記憶手段２３０に保持しておく。この誤差の情報は、環境条件と誤差との対応関係を示す情報であり、第一の位置ずれ量を補正するための補正量（掃き寄せ補正量）として用いられる。

図１は、区分毎に定められたブラック現像剤の補正量ＰＤｅ＿ｋｙ，マゼンタ現像剤の補正量ＰＤｅ＿ｍｙ，シアン現像剤の補正量ＰＤｅ＿ｃｙを示すテーブル（掃き寄せ補正テーブル）の一例である。ここでは温湿度を３区分に分割しているが、より細かい区分に分割してもよい。また、図１のようなテーブルではなく、温湿度に応じて掃き寄せ補正量を算出する演算式を設定し、環境検出センサ２２７で検出した温湿度から掃き寄せ補正量を算出してもよい。また、図１は、イエロー現像剤を基準色として他の色の現像剤の位置を補正する場合の例であるが、基準色とする現像剤の色はイエローに限らない。いずれの色を基準色としても良く、基準色がイエローでない場合、図１のテーブルは、基準色以外の色の、基準色に対する補正量を規定するテーブルとして作成される。

制御部２０６は、センサユニット２２５による出力信号に基づき検出される各色パターンの位置ずれ量と、環境検出センサ２２７により検出される温湿度に応じて決定される掃き寄せ補正量と、に基づいて位置ずれ補正制御を行う。位置ずれ補正制御では、画像形成手段による画像形成タイミングを補正する。

［位置ずれ補正制御］
図１０に位置ずれ補正制御のフローチャートを示す。
ステップ１００１において、印字画像生成部２０４が、位置ずれ補正制御の実行を指示するコマンドであるキャリブレーションコマンドを受信する。このとき、制御部２０６は、環境検出センサ２２７から環境の温湿度の検出値を取得する。

ステップ１００２において、制御部２０６は、環境検出センサ２２７により検出される温湿度に応じて掃き寄せ補正テーブルから掃き寄せ補正量を求める。

ステップ１００３において、制御部２０６は、位置ずれ量の検出を行う。すなわち、制御部２０６は、中間転写ベルト２１９に位置ずれ補正用パターンを形成させ、センサユニット２２５から出力信号を取得し、出力信号に基づき各色パターンの前端位置、後端位置、及び中心位置を算出する。

ステップ１００４において、制御部２０６は、センサユニット２２５からの出力信号に基づき検出した各色パターンの中心位置から、第一の位置ずれ量ＰＤｄ１＿ｋｙ，ＰＤｄ１＿ｍｙ，ＰＤｄ１＿ｃｙを算出する。

ステップ１００５において、制御部２０６は、環境検出センサ２２７より取得した環境の温湿度に応じて、掃き寄せ補正テーブルを参照し、各色の掃き寄せ補正量ＰＤｅ＿ｋｙ、ＰＤｅ＿ｍｙ、ＰＤｅ＿ｃｙを算出する。制御部２０６は、算出した掃き寄せ補正量と、第一の位置ずれ量とから、第二の位置ずれ量ＰＤｄ２＿ｋｙ，ＰＤｄ２＿ｋｙ，ＰＤｄ２＿ｋｙを以下のようにして算出する。

ＰＤｄ２＿ｋｙ＝ＰＤｄ１＋ｋｙ−ＰＤｅ＿ｋｙ
ＰＤｄ２＿ｍｙ＝ＰＤｄ１＋ｍｙ−ＰＤｅ＿ｍｙ
ＰＤｄ２＿ｃｙ＝ＰＤｄ１＋ｃｙ−ＰＤｅ＿ｃｙ

ステップ１００６において、制御部２０６は、第二の位置ずれ量を印字画像生成部２０４へ送信し、第二の位置ずれ量に応じて副走査の書き出し位置を補正させる。制御部２０６は、画像形成時には、第二の位置ずれ量に応じたタイミングで各色の画像の書き出しを開始させる。この補正は、感光ドラム２１５に形成される各色のトナー像のレジストレーションが、最終的に多重転写される中間転写ベルト２１９上で一致するように、第二の位置ずれ量に基づいて行われる画像形成手段が像担持体に形成する現像剤像の位置の補正の一例である。このような補正としては、画像信号に対する電気的補正や、レーザビームの光路中に設けられた折り返しミラーを駆動することにより、感光ドラム間の機械的取り付け誤差等による各色のレーザビームの光路長変化や光路変化を補正すること等を挙げられる。制御部は、第二の位置ずれ量に基づき、制御部２０６内のＲＯＭに格納されたテーブル等を用いて画像信号に対し補正を行うことで、各色に相当する感光ドラム上でのレジストレーションずれ（位置ずれ）を補正する。

本実施例によれば、センサユニットからの出力信号に基づくパターンの検出位置を、掃き寄せに起因する誤差を考慮して補正し、補正後のパターンの検出位置に基づいて、各色の画像間の位置ずれ量を低減するように画像形成動作の補正処理が実行される。すなわち
、記録材又は中間転写体に形成される現像剤像の、記録材又は中間転写体の進行方向の下流端に生じる画像濃度の増加に起因して生じる、前記パターンの検出位置と実際の位置との間の誤差を補正するための補正量に関する情報を予め現像剤の色毎に記憶する。そして、パターンを記録材又は中間転写体に形成したときの各色の現像剤像の検出位置と、補正量に関する情報と、に基づき、記録材又は中間転写体に形成される現像剤像の位置の色に応じたずれを低減するように画像形成手段による現像剤像の形成位置を補正する。さらに、画像形成装置の使用環境の温湿度（環境条件）及び現像剤の色に応じた掃き寄せの発生レベルの相違を考慮する。従って、パターン後端部に掃き寄せが発生しても、精度の高い位置ずれ補正制御を実施することができる。
なお、本実施例では、各色現像剤の位置の基準色現像剤の位置に対する副走査位置ずれ量（第一の位置ずれ量）を算出した後、掃き寄せに起因する誤差を補正するための補正量の情報に基づき第一の位置ずれ量を補正するする例を示した。掃き寄せに起因する誤差を補正するための補正量の情報に基づく補正の方法は上記の例に限らない。センサユニットからの出力信号に基づくパターンの検出位置から算出した位置ずれ量を補正量の情報を用いて補正して掃き寄せに起因する誤差を含まない位置ずれ量を算出しても良い。また、センサユニットからの出力信号に基づくパターンの検出位置を補正量の情報を用いて補正し、補正後の位置から位置ずれ量を算出することで掃き寄せに起因する誤差を含まない位置ずれ量を算出しても良い。図１に示すような掃き寄せ補正量の具体的な値は、どのような量を補正対象とするかに応じて適切な値を記憶させておけばよい。

（実施例２）
本発明の第２の実施例を説明する。本実施例においては、センサユニット、位置ずれ補正用パターンの基本的な構成は実施例１と同様であるため、基本的な構成に関する詳細な説明は省略する。

画像形成装置２０１内に設置した環境検出センサ２２７は、サーミスタ等の温度検出素子とする。環境検出センサ２２７は、画像形成装置２０１内で発生する熱の影響を受けにくく、画像形成装置２０１を設置している環境温度を良好に検出可能な箇所に配置される。環境検出センサ２２７は、画像形成装置２０１が設置されている環境の温度を検出する。本実施例において、環境検出センサ２２７は画像形成装置２０１を設置した環境温度を良好に検出可能な箇所に配置しているが、環境検出センサ２２７の設置位置は、画像形成装置２０１内の所望の箇所の温度を積極的に検出できる位置に配置してもよい。

掃き寄せ補正量は、環境検出センサ２２７で検出した温度に応じて決定される。図１１に示すように、環境検出センサ２２７で検出した温度に応じて区分Ａ〜Ｃを定め、区分毎に掃き寄せ補正量を予め設定しておく。さらに、発生する掃き寄せのレベルは、現像剤の色によっても異なるため、現像剤の色毎に掃き寄せ補正量を予め定めておく。図１２は、温度の区分毎、及び現像剤の色毎に定められた掃き寄せ補正量ＰＤｅｔ＿ｋｙ、ＰＤｅｔ＿ｍｙ、ＰＤｅｔ＿ｃｙの一例を示すテーブルである。ここでは温度を区分Ａ〜Ｃの３区分に分割しているが、より細かい区分に分割してもよいし、又は、温度から掃き寄せ補正量を演算する演算式を設定し、当該演算式を用いて検出された温度に応じた掃き寄せ補正量を演算してもよい。すなわち、記憶手段２３０は、掃き寄せに起因する誤差の情報として、図１に示すようなテーブル情報を記憶していても良いし、温度や湿度、現像剤の色に応じて掃き寄せ補正量を算出する演算式の情報を記憶していても良い。制御部２０６は、予め記憶手段２３０に記憶されたテーブルや演算式の情報を参照して、掃き寄せ補正量を取得する。

位置ずれ補正制御の流れは、実施例１同様に、図１０のステップ１００１からステップ１００６により表される。本実施例では、第二の位置ずれ量ＰＤｄ２＿ｋｙ，ＰＤｄ２＿ｋｙ，ＰＤｄ２＿ｋｙは、以下の式により算出される。

ＰＤｄ２＿ｋｙ＝ＰＤｄ１＿ｋｙ＋ＰＤｅｔ＿ｋｙ
ＰＤｄ２＿ｍｙ＝ＰＤｄ１＿ｍｙ＋ＰＤｅｔ＿ｍｙ
ＰＤｄ２＿ｃｙ＝ＰＤｄ１＿ｃｙ＋ＰＤｅｔ＿ｃｙ

なお、本実施例では、環境検出センサ２２７は温度検出素子としているが、湿度検出素子であってもよい。その場合、図１３に示すように湿度に応じて区分Ａ〜Ｃを設定し、図１２と同様に湿度の区分毎、現像剤の色毎に予め定められた掃き寄せ補正量のテーブルを保持し、検出された湿度に応じた掃き寄せ補正量をテーブルを参照して算出する。これにより上述の実施例と同様にして第一の位置ずれ量及び掃き寄せ補正量から第二の位置ずれ量を算出してもよい。

制御部２０６は、画像形成時には、これら算出した第二の位置ずれ量にもとづいたタイミングで各色画像の書き出しを開始する。

本実施例によれば、温度検知センサ又は湿度検知センサのいずれかのみを使用することにより、より簡易な装置構成で画像形成装置の使用環境を検出し、掃き寄せ補正量を算出することができる。また、検出した使用環境に応じて算出される掃き寄せ補正量を用いて各色の画像の書き出し位置を補正することにより、画像後端部で掃き寄せが発生する場合においても、精度の高い位置ずれ補正制御を実施することができる。

上記各実施例では、掃き寄せに起因する誤差を含む、パターン後端位置の検出値に基づき、算出される位置ずれ量（第一の位置ずれ量）を、掃き寄せに起因する誤差を考慮して補正する（第二の位置ずれ量）。そして、第二の位置ずれ量に基づき画像形成手段（レーザダイオード２１１等）による画像形成のタイミング（レーザによる画像の書き出しタイミング）を補正する位置ずれ補正を行う例を説明した。しかし、本発明では、中間転写ベルトに位置ずれ補正用パターンを形成する際に、パターン後端位置の書き終わりタイミングを、掃き寄せに起因する誤差に相当する分だけ早めてもよい。すなわち、掃き寄せに起因する誤差の分を補正するように画像形成手段に対し予めレジストレーション補正をしておく。これは、画像情報に応じて画像形成手段の動作を決定する制御プログラムやテーブルを補正することにより、画像情報に基づき定まる本来のパターン後端の書き終わりタイミングよりも早める。

このようにすれば、中間転写ベルトに実際に形成されるパターンの後端位置は、本来中間転写ベルトに形成されるべきパターンの後端位置よりも前端側（中間転写ベルトの進行方向の上流側）にずれる。一方、上記のように、掃き寄せに起因する誤差により、センサユニットからの出力信号に基づくパターン後端位置の検出値は、後端側（中間転写ベルトの進行方向の下流側）にずれる。前端側へのずれと後端側へのずれとが相殺されるように書き終わりタイミングを早めれば、センサユニットからの出力信号に基づくパターン後端位置の検出値と、本来中間転写ベルトに形成されるべきパターンの後端位置と、を精度良く一致させることができる。

この場合、センサユニットからの出力信号に基づくパターン後端位置の検出値に基づき算出される位置ずれ量（第一の位置ずれ量）は、掃き寄せに起因する誤差が既に補正されていることになる。従って、第一の位置ずれ量に基づき位置ずれ補正制御を行うことにより、各色の画像間の位置ずれを精度良く補正することができる。

また、上記各実施例では、像担持体である感光ドラムから転写材としての中間転写ベルトに現像剤像を１次転写し、中間転写ベルト上の現像剤像を記録紙に２次転写する構成の
画像形成装置を説明した。しかし、像担持体から記録材である記録紙に直接現像剤像を転写する転写手段を備えた画像形成装置にも本発明は適用できる。その場合、センサユニットは、記録紙上に形成された位置ずれ補正用パターンを検出する。

また、上記各実施例では、感光ドラムの位置が固定され、中間転写ベルトが移動することにより、各色の現像剤像が異なる位置で中間転写ベルトに転写されることにより、中間転写ベルトに複数色の現像剤像が形成された。しかし、中間転写ベルトなどの転写材の位置が固定され、複数の感光ドラムが順次入れ替わりながら転写材に各色の現像剤像を形成する構成でも良い。

２０１：カラーレーザビームプリンタ，２０６：画像形成制御部，２１１：レーザダイオード，２１８：一次転写部材，２１９：中間転写ベルト，２２５：位置ずれ補正センサユニット、２３０：記憶手段

Claims (8)

1. 複数の像担持体の各々に異なる色の現像剤像を形成する複数の画像形成手段と、
   前記像担持体の各々に形成される現像剤像を記録材又は中間転写体へ多重転写する転写手段と、
   を備え、記録材又は中間転写体に複数色の現像剤像が重畳された現像剤像を形成する画像形成装置であって、
   現像剤像が形成された記録材又は中間転写体に光を照射したときの反射光を検出する検出手段と、
   前記検出手段による検出結果に基づき記録材又は中間転写体に形成された現像剤像の位置を検出する位置検出手段と、
   記録材又は中間転写体に形成される現像剤像の、記録材又は中間転写体の進行方向の下流端に生じる画像濃度の増加に起因して生じる、前記位置検出手段により取得される位置と実際の位置との間の誤差を補正するための補正量に関する情報を予め現像剤の色毎に記憶する記憶手段と、
   複数色の現像剤像が重畳された所定のパターンを記録材又は中間転写体に形成し、前記位置検出手段により検出される各色の現像剤像の位置と、前記記憶手段に記憶された補正量に関する情報と、に基づき、前記画像形成手段により前記像担持体に形成される現像剤像の位置を補正する補正手段と、
   を備える画像形成装置。
2. 前記補正手段は、前記位置検出手段により検出される各色の現像剤像の位置に基づき、所定の基準色の現像剤像に対する他の色の現像剤像の位置のずれ量を算出し、算出したずれ量を前記補正量の情報を用いて補正し、補正したずれ量に基づいて前記画像形成手段により前記像担持体に形成される現像剤像の位置を補正する請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記補正手段は、前記位置検出手段により検出される各色の現像剤像の位置を前記補正量の情報を用いて補正し、補正した位置に基づき所定の基準色の現像剤像に対する他の色の現像剤像の位置のずれ量を算出し、算出したずれ量に基づいて前記画像形成手段により前記像担持体に形成される現像剤像の位置を補正する請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記補正手段は、前記位置検出手段により検出される位置と実際の位置とのずれを低減するように前記補正量の情報に基づいて前記画像形成手段が前記像担持体に形成する現像剤像の位置を補正した上で、前記パターンを記録材又は中間転写体に形成した場合に前記位置検出手段により検出される各色の現像剤の位置に基づき所定の基準色の現像剤像に対する他の色の現像剤像の位置のずれ量を算出し、算出したずれ量に基づいて前記画像形成手段により前記像担持体に形成される現像剤像の位置を補正する請求項１に記載の画像形成装置。
5. 画像形成装置の動作環境の温度及び湿度の少なくともいずれかを環境条件として検出する環境検出手段を更に備え、
   前記記憶手段は、環境条件と前記補正量との対応関係の情報を更に記憶しており、
   前記補正手段は、前記パターンを記録材又は中間転写体に形成する際の環境条件を前記環境検出手段により検出し、検出した環境条件に応じた前記補正量の情報に基づき前記画像形成手段により前記像担持体に形成される現像剤像の位置を補正する請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記記憶手段は、現像剤の色及び環境条件の値ごとに前記補正量の値を保持するテーブルとして、環境条件と前記補正量との対応関係の情報を記憶している請求項５に記載の画
   像形成装置。
7. 前記記憶手段は、現像剤の色毎に定められた、環境条件に応じて前記補正量の値を算出するための演算式として、環境条件と前記補正量との対応関係の情報を記憶している請求項５に記載の画像形成装置。
8. 前記補正量は、温度が高くなるほど、又は、湿度が高くなるほど、大きくなる請求項５〜７のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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