JP3695115B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数個の画像出力部を用いて複数の色の画像を一つのカラー画像として多重形成する画像形成装置に係り、特に、複数個の画像出力部間の位置ずれに起因した色ずれ（カラーレジストレーションのずれ）を補正する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複数個の画像出力部を用いて複数の色の画像を一つのカラー画像を多重形成する画像形成装置として、例えば２つの感光体ドラムを用いた色重ね方式（以下、２タンデム方式）のカラー複写機が知られている。
図１９は２タンデム方式を採用したカラー複写機の概略構成図である。
図１９においては、２つの感光体ドラム５０，５１に対して、それぞれ個別に現像器５２，５３が設けられている。各々の現像器５２，５３は、それぞれ１８０°回転することで現像色の切り替えを行うもので、一方の現像器５２は、イエロー（Ｙ）とマゼンタ（Ｍ）の現像色を備え、他方の現像器５３は、ブラック（Ｋ）とシアン（Ｃ）の現像色を備えている。
【０００３】
また、２つの感光体ドラム５０，５１の上方には、それぞれレーザ書込み部（ＲＯＳ）５４，５５が配設されている。各々のレーザ書込み部５４，５５は、画像書込み制御部（ＲＯＳ−Ｉ／Ｆ）５６，５７からの書込み制御信号にしたがってそれぞれ感光体ドラム５０，５１上に静電潜像を書き込むもので、その元になる画像データとしては、画像読取部（ＩＩＴ）５８によって読み取られた画像信号を画像処理部（ＩＰＳ）５９で画像処理したデータが採用される。
【０００４】
一方、２つの感光体ドラム５０，５１の下方には、各々の感光体ドラム５０，５１の表面に接する状態で中間転写ベルト６０が架け渡されている。この中間転写ベルト６０は、駆動ロール６１と２つの従動ロール６２，６３によってループ状に張設され、駆動ロール６１の回転駆動にしたがって一方向に回転するようになっている。さらに、各々の感光体ドラム５０，５１の周囲には、上述した現像器５２，５３の他にも、図示せぬ帯電器、転写器、クリーナ、除電器等が個別に配設されている。
【０００５】
また、上記２つの従動ロール６２，６３のうち、一方の従動ロール６３の近傍には転写ロール６４が配設されている。この転写ロール６４は、従動ロール６３に対して接離移動可能に支持されている。これに対して、被転写材となる用紙は給紙トレイ６５に収容されており、この給紙トレイ６５から繰り出された用紙Ｐが搬送ロール６６によって従動ロール６３と転写ロール６４との間（２次転写位置）に送り込まれるようになっている。
【０００６】
上記構成からなるカラー複写機においては、画像読取部５８により読み取られ且つ画像処理部５９によって画像処理された画像データが、それぞれ画像書込み制御部５６，５７に与えられ、その画像データに基づく書込み制御信号が各々の画像書込み部５４，５５に出力される。
【０００７】
これにより、ベルト１周目においては、第１色目、例えばイエロー（Ｙ）に対応した静電潜像が画像書込み部５４によって感光体ドラム５０の表面に書き込まれるとともに、第２色目、例えばシアン（Ｃ）に対応した静電潜像が画像書込み部５４によって感光体ドラム５１の表面に書き込まれる。
また、こうして２つの感光体ドラム５０，５１に書き込まれた静電潜像は、それぞれ現像器５２，５３にてイエローとシアンのトナー像に現像されたのち、中間転写ベルト６０の上に順次重ね転写される。
【０００８】
続いて、ベルト２周目においては、第３色目、例えばマゼンタ（Ｍ）に対応した静電潜像が画像書込み部５４によって感光体ドラム５０の表面に書き込まれるとともに、第４色目、例えばブラック（Ｋ）に対応した静電潜像が画像書込み部５４によって感光体ドラム５１の表面に書き込まれる。
また、こうして２つの感光体ドラム５０，５１に書き込まれた静電潜像は、それぞれ現像器５２，５３にてマゼンタとブラックのトナー像に現像されたのち、中間転写ベルト６０の上に順次重ね転写される。
【０００９】
この時点で、中間転写ベルト６０上には計４色のトナー像が重ね転写され、これによって一つのカラー画像が多重形成される。その間、転写ロール６４は従動ロール６３から離間した状態に保持されており、４色分のトナー像の重ね転写が終了した段階で従動ロール６３に圧接した状態となる。
【００１０】
この状態で、中間転写ベルト６０上に形成されたカラー画像は、ベルトの回転にしたがって従動ロール６３と転写ロール６４との間（ロール圧接位置）に移送される。これに対して、給紙トレイ６５からは用紙Ｐが繰り出され、この繰り出された用紙Ｐがカラー画像の移送タイミングに合わせて搬送ローラ６６により送り出される。これにより、中間転写ベルト６０上のカラー画像は、従動ロール６３と転写ロール６４との間で用紙Ｐに一括転写される。その後、用紙Ｐは定着器６７に送られ、そこで画像の定着処理（加熱、加圧処理）がなされたのち、機外に排出される。
【００１１】
ここで、上述した２タンデム方式のカラー複写機の場合は、画像形成に関与する各々のメカ部品（画像書込み部、感光体ドラム、中間転写ベルト等）の寸法や取付位置の誤差、駆動精度等に起因して、中間転写ベルト６０上における各色のトナー像の位置関係が相対的にずれ、この位置ずれに起因して色ずれが発生する。
【００１２】
そこで一般的には、以下のような手段によって色ずれ発生の防止措置が採られている。
即ち、予め決められたパターン信号にしたがって各々の画像書込み部５６，５７により２つの感光体ドラム５０，５１上に潜像パターンを形成する。このとき、各々の潜像パターンを現像機５２，５３にて各色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のトナーパターンに順に現像しつつ、各々のトナーパターンを中間転写ベルト６０に転写し、これを検出センサで検出する。さらに、検出センサの検出結果に基づいて各色間のずれ量を求め、そのずれ量に応じて、例えば各画像書込み部５４，５５の書込みタイミングを制御することにより、色ずれを補正する。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した色ずれ補正のシステムとして、検出センサに安価なフォトセンサを採用し、そのセンサ出力を閾値を用いて２値で取り出すことにより、パターンエッジを検出することが行われている。具体的には、センサ出力が閾値以上になったタイミングに応じて各色の像位置を検出する。この場合、本来の像位置（重心）に対して、センサ出力を基に検出されたパターンエッジの位置にはずれを生じることになるが、そのずれ量が各色毎に同じであれば、原理的に検出誤差は発生しない。
【００１４】
ところが、ＹＭＣＫの各色材はそれぞれ固有の光透過特性や反射特性をもっているため、それらの色材で出力された各色のパターンをフォトセンサで検出した場合、図２０（ａ）に示すようにＳ／Ｎが良好なものと、図２０（ｂ）に示すようにＳ／Ｎが良好でないものが存在する。例えば、褪色系の中間転写ベルト６０にＹＭＣＫのパターンを形成してフォトセンサで読み取った場合、各色のパターンに対応したセンサ出力を比較すると、Ｓ／Ｎが最も良好になるのはＹパターンで、次に良好なものがＣパターンとなる。そして、ＭパターンになるとＳ／Ｎが良好でなくなり、Ｋパターンでは最もＳ／Ｎが悪くなる。これは、下地となる中間転写ベルト６０の色に対して、各色材のコントラストに大きな差が出るためで、例えばＳ／Ｎが最も良好なＹパターンのセンサ出力と、Ｓ／Ｎが最も悪いＫパターンのセンサ出力とで、それぞれ色ずれを検出する場合、前者は本来の像位置とパターンエッジの検出位置とのずれ量がＡとなるのに対し、後者はそれよりも小さいずれ量Ｂとなり、これらＡとＢの差分が検出誤差となって現れる。
【００１５】
さらに、Ｓ／Ｎが良好でない場合は、ノイズ成分が閾値に対して大きな影響を及ぼすことからＢのバラツキが大きくなり、そのバラツキ分が検出精度を根本的に悪化させる要因にもなる。この対策としては、フォトセンサによるパターンのサンプリング回数を増やして、それらのサンプリングデータを平均化することにより、ノイズ成分の影響を軽減することも行われているが、その場合は、パターンのサンプリング時間が長くなるため、画質調整のための顧客待ち時間が増大するという別の不具合を招くことになる。
【００１６】
そこで、中間転写ベルト６０上に転写された各色のトナーパターンを全て高精度に検出するために、検出センサにＣＣＤセンサを採用する考えもある。これは、ＣＣＤセンサを採用した場合に、そのセンサ出力に基づいて各色のトナーパターンの形状プロファイルを容易に把握できるとともに、各色成分のデータを適切に強調して抽出できることから、各色毎に本来の像位置（重心）を正確に検出できるためである。
【００１７】
しかしながら、ＣＣＤセンサはそれ自体が高価であるうえに、センサ出力信号を処理するための回路構成が複雑且つ大掛かりになるため、システム全体が非常に高価なものとなってしまう。
【００１８】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、その主たる目的は、各色の基準画像（パターン）を検出するにあたって基準画像の色による検出誤差を低減することにより画像出力部間の位置ずれに起因する色ずれを精度良く補正すること、さらには高価なＣＣＤセンサや複雑且つ大掛かりな回路構成を採用しなくても、簡単な構成で画像出力部間の色ずれを精度良く検出できるようにすることにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、少なくとも一つに複数の色を割り当ててなるＮ個の画像出力部を有し、前記Ｎ個の画像出力部によって像担持体上にＮ＋１色以上の画像を一つのカラー画像として多重形成する画像形成装置において、前記Ｎ個の画像出力部のそれぞれに対して、色ずれ検出用の基準画像を形成するための各１色を設定する設定手段と、前記設定手段で設定された色で前記Ｎ個の画像出力部により前記像担持体上に順次形成された基準画像を検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果に基づいて前記像担持体に対する前記Ｎ個の画像出力部によるＮ＋１色以上を重ね合わせた画像を形成するための書き込みを制御する制御手段とを備えたものである。
【００２０】
この画像形成装置においては、Ｎ個の画像出力部のそれぞれに対して、色ずれ検出用の基準画像を形成するための各１色、好ましくは検出手段での検出出力条件が良い各１色を設定手段で設定すると、その設定された色にしたがいＮ個の画像出力部によって転写ベルト又は感光体等の像担持体上に基準画像が形成される。この形成された基準画像は検出手段で検出され、その検出結果に基づいて像担持体に対するＮ個の画像出力部によるＮ＋１色以上を重ね合わせた画像を形成するための書き込みが制御手段で制御される。これにより、像担持体上に形成された基準画像を検出手段で検出した際に、基準画像の色による検出誤差が小さくなる。従って、画像出力部間の位置ずれに起因する色ずれを精度よく補正することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
先ず、本発明の実施の形態を説明するのに先立って、本発明の適用対象となる２タンデム方式の画像形成装置における色ずれ補正技術について説明する。
【００３２】
図１は本発明が適用される２タンデム方式の画像形成装置の概略構成図である。
先ず、２タンデム方式の基本的なメカ構成として、符号７１は第１の画像形成部、７２は第２の画像形成部、７３は第１のレーザ書込み部（ＲＯＳ＃１）、７４は第１の感光体ドラム、７５は第２のレーザ書込み部（ＲＯＳ＃２）、７６は第２の感光体ドラム、７７は中間転写ベルト、７８はベルト回転用の駆動ロール、１００ａは第１の現像器、１００ｂは第２の現像器である。
【００３３】
このうち、第１，第２のレーザ書込み部７３，７４は、それぞれ第１，第２の感光体ドラム７４，７５の表面にレーザビームを照射して静電潜像を書き込むもので、その内部には図示はしないが各色の画像信号に対応したレーザビームを走査するためのポリゴンミラーと、このポリゴンミラーを回転させるためのポリゴンモータ、さらにはポリゴンミラーによるレーザビームの走査開始タイミングを検出するためのＳＯＳセンサ等が組み込まれている。
第１，第２の現像器１００ａ，１００ｂは、上記第１，第２のレーザ書込み部７３，７４によってそれぞれ第１，第２の感光体ドラム７４，７５に書き込まれた静電潜像をトナー像に現像するものである。これら第１，第２の現像器１００ａ，１００ｂには、それぞれ２つの現像色（例えば、第１の現像器１００ａにはイエローとマゼンタ、第２の現像器１００ｂにはシアンとブラック）が割り当てられており、それらの現像色を回転動作（ロータリ方式）によって切り換えられる構成となっている。
また、中間転写ベルト７７の回転経路途中にはホームセンサ７９が対向状態に配設されている。このホームセンサ７９は、中間転写ベルト７７が回転した際に、そのベルト上に形成された基準マークを検知してベルト基準信号Belt Home を出力するもので、このベルト基準信号Belt Home がベルト１回転毎に出力されるようになっている。
【００３４】
一方、制御系の構成として、メインコントローラ８０は、２タンデム方式の画像形成装置の各部を制御する各種制御信号を出力するものである。
第１，第２の画像書込み制御部８１，８２は、画像入力部８３で入力されたＲ，Ｇ，Ｂ信号を基に画像処理部８４で生成されたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ信号に従って第１，第２のレーザ書込み部（ＲＯＳ＃１，ＲＯＳ＃２）７３，７５での画像書込みタイミングを制御するものである。
【００３５】
コントロール部８５は、第１，第２の画像書込み制御部８１，８２を介して第１，第２のレーザ書込み部７３，７４の画像書込み動作を制御するもので、その内部に複数のカウンタＡ〜Ｄを有している。コントロール部８５には、ベルトホームセンサ７９から出力されるベルト基準信号Belt Home と、第１，第２のレーザ書込み部７３，７５に内蔵された各Ｓ０Ｓセンサから出力される走査開始(SOS) 信号に同期した走査信号ＬＳ＃１，ＬＳ＃２が入力される。これに対してコントロール部８５は、それらの入力信号から各々のポリゴンミラーの走査周期と中間転写ベルト７７の回転周期の位相差を検出し、その検出結果に基づいてポリゴンミラーの回転速度を増減するための補正信号を第１，第２のポリゴンモータ制御部８６，８７に出力する。
【００３６】
また、第２の画像形成部７２のベルト回転方向下流側には検出センサ８８が配設されている。この検出センサ８８は、第１，第２の画像形成部７１，７２によって中間転写ベルト７７上に形成された色ずれ検出用のパターンを読み取るもので、その読み取りデータはコントロール部８５に入力される。これに対応してコントロール部８５では、検出センサ８８からの読み取りデータに基づいて第１，第２の画像形成部７１，７２の色ずれ量を求め、この求めた色ずれ量に応じて第２の画像形成部７２の画像書込みタイミングを制御する構成となっている。
【００３７】
続いて、コントロール部８５によって実行される色ずれ補正処理について説明する。
なお、コントロール部８５による色ずれ補正処理は、図２のフローチャートに基づく第１の処理ステップと、図３のフローチャートに基づく第２の処理ステップとの組み合わせによって実行されるもので、以下にそれぞれの処理手順を図４のタイミングチャートを参照しながら説明する。
【００３８】
先ず、駆動ロール７８の回転駆動に従って中間転写ベルト７７が回転した状態で、ベルトホームセンサ７９からベルト基準信号Belt Home が出力されると、その出力タイミングに同期したかたちで、第１のレーザ書込み部（ＲＯＳ＃１）７３での画像書き込みのトリガである基準信号ＴＲ０＃１が立ち上がる。このとき、第１の画像書込み制御部８１においては、第１のレーザ書き込み部７３の走査開始(SOS) 信号に同期した走査信号ＬＳ＃１が、上記基準信号ＴＲ０＃１の立ち上がりタイミングから任意の時間Ｔａ後に立ち上がる。この時間Ｔａは、第１のレーザ書き込み部７３におけるポリゴンミラーの走査周期と中間転写ベルト７７の回転周期の位相差に相当するもので、中間転写ベルト７７が１回転するごとに変化する。
【００３９】
そこで「第１の処理ステップ」では、先ず、上記時間Ｔａ（ＴＲ０＃１−ＬＳ＃１）をカウンタ基準クロック(Counter REF Clock) でカウントする（ステップＳ１１）。このとき、基準信号ＴＲ０＃１の立ち上がりタイミングと同時に仮想走査信号Virtual ＬＳ＃１を立ち上げる。この仮想走査信号Virtual ＬＳ＃１は、第１のレーザ書込み部７３で基準としている走査周期と同一の周期でアクティブとなるもので、そのアクティブ回数をカウンタＡでカウント開始する。
【００４０】
次に、第１のポリゴンモータ制御部８６を介して第１のレーザ書込み部７３におけるポリゴンミラーの回転速度を増減し、これによってポリゴンミラーの面位相を補正する（ステップＳ１２）。この面位相補正では、その前にカウンタ基準クロック(Counter REF Clock) でカウントした時間（位相差）Ｔａを基に、仮想走査信号Virtual ＬＳ＃１の立ち上がりタイミングから、例えば走査信号ＬＳ＃１の１／２周期のタイミングで真(True)の走査信号ＬＳ＃１が立ち上がるように、ポリゴンミラーの回転速度を増減して面位相を補正する。
【００４１】
その際、ポリゴンミラーの回転速度を増減するには、第１のポリゴンモータ制御部８６を介してポリゴンモータの駆動条件を一時的に変更することになるが、これによって例えばオーバーシュートやアンダーシュート等が生じる場合などでは走査信号ＬＳ＃１のアクティブ回数がランダムに変化し、ポリゴンミラーの面位相補正に伴う走査信号ＬＳ＃１数の増減を把握できない場合がある。そこで、ポリゴンミラーの面位相を補正した後にポリゴンモータの回転速度が安定するまでの所要時間を見込んで、その補正期間をカウンタＡのカウント値がｍになるまでの時間と規定する。
【００４２】
これにより、カウンタＡのカウント値がｍになった時点では、上述したポリゴンミラーの面位相補正によって仮想走査信号Virtual ＬＳ＃１と真の走査信号ＬＳ＃１の位相関係が一定（１／２周期のずれ）となるようにポリゴンミラーの面位相が補正されるため、この時点で新たな基準信号ＴＲ０＃１′を立ち上げる（ステップＳ１３）。その後、走査信号ＬＳ＃１のアクティブ回数をカウンタＢ及びカウンタＣでカウント開始し（ステップＳ１４）、一方のカウンタＢのカウント値が所定の値ｎになった時点で書込み開始信号ＰＳ＃１を立ち上げる（ステップＳ１５）。これにより、第１の画像書込み制御部１１では、上記書込み開始信号ＰＳ＃１の立ち上がりタイミングと同時に、第１のレーザ書込み部７３から第２の感光体ドラム７４への静電潜像の書込みを開始することになる。
このように、ポリゴンミラーの面位相補正に伴う走査信号ＬＳ＃１数の増減を把握できない場合でも、その補正期間をカウンタＡのカウント値で時間管理することにより、最初の基準信号ＴＲ０＃１の立ち上がりタイミングから一定時間後に書込み開始信号ＰＳ＃１を立ち上げて画像の書込み動作を開始することができる。
【００４３】
その後、カウンタＣのカウント値が所定の値ｘになった時点で、第２のレーザ書込み部（ＲＯＳ＃２）７５での画像書込みのトリガである基準信号ＴＲ０＃２が立ち上がる。
このとき、第２の画像書込み制御部８２においては、第２のレーザ書き込み部７５の走査開始(SOS) 信号に同期した走査信号ＬＳ＃２が、基準信号ＴＲ０＃２の立ち上がりタイミングから任意の時間Ｔｂ、即ち第２のレーザ書き込み部７５におけるポリゴンミラーの走査周期と中間転写ベルト７７の回転周期の位相差に対応した時間Ｔｂ後に立ち上がる。
そこで、先程のステップＳ１１と同様に上記時間Ｔｂをカウンタ基準クロック(Counter REF Clock) でカウントするとともに、基準信号ＴＲ０＃２の出力タイミングと同時に仮想走査信号Virtual ＬＳ＃２を立ち上げ、そのアクティブ回数をカウンタＡでカウント開始する。
【００４４】
以降は、上記ステップＳ１２，Ｓ１３と同様にカウンタＡのカウント値がｍになるまでの間に、上記時間Ｔｂに基づいて第２のポリゴンモータ制御部８７に所定のモータ制御信号を送出することにより、第２のレーザ書込み部７５でのポリゴンミラーの面位相を補正し、これによって仮想走査信号Virtual ＬＳ＃２と真の走査信号ＬＳ＃２の位相関係が一定（１／２周期のずれ）になるように制御する。そして、カウンタＡのカウント値がｍになった時点で新たな基準信号ＴＲ０＃２′を立ち上げる。
次いで、上記ステップＳ１４，Ｓ１５と同様に走査信号ＬＳ＃２のアクティブ回数をカウンタＢでカウント開始し、カウンタＢでのカウント値がｎになった時点で書込み開始信号ＰＳ＃１を立ち上げる。これにより、第２の画像書込み制御部８２では、上記書込み開始信号ＰＳ＃１の立ち上がりタイミングと同時に、第２のレーザ書込み部７５から第２の感光体ドラム７６への静電潜像の書込みを開始することになる。
【００４５】
このように第１，第２のレーザ書込み部７３，７５における各々のポリゴンミラーの回転周期と中間転写ベルト７７の回転周期との位相差を基にポリゴンミラーの面位相を補正することにより、第１，第２の画像形成部７１，７２でベルト回転毎の画像書込み位置が一致するようになる。その結果、第１の画像形成部７１によって中間転写ベルト７７に転写される第１色目と第３色目のトナー像の位置ずれ、及び第２の画像形成部７２によって中間転写ベルト７７に転写される第２色目と第４色目のトナー像の位置ずれを低減することができる。
【００４６】
これを踏まえて「第２の処理ステップ」では、先ず、ベルトホームセンサ７９からのベルト基準信号Belt Home を検知すると（ステップＳ２１）、先に説明した「第１の処理ステップ」に従ってポリゴンミラーの面位相を補正しつつ、第１の画像形成部７１によって中間転写ベルト７７に色ずれ検出用のパターンを形成する（ステップＳ２２、Ｓ２３）。
次に、カウンタＣ／Ｄのカウント値を初期値（デフォルト）に設定した状態で、上記同様に「第１の処理ステップ」に従ってポリゴンミラーの面位相を補正しつつ、第２の画像形成部７２によって中間転写ベルト７７に色ずれ検出パターンを形成する（ステップＳ２４〜Ｓ２６）。
【００４７】
続いて、中間転写ベルト７７に形成されたパターンを検出センサ８８で読み取る（ステップＳ２７）。これにより、検出センサ８８からパターンの読み取りデータが取り込まれるため、その読み取りデータに基づいて第１，第２の画像形成部７１，７２の色ずれ量を求め、さらに求めた色ずれ量から、これを解消するための補正データを算出する（ステップＳ２８）。具体的には、第１の画像形成部７１による画像書込み位置に対して、第２の画像形成部７２の画像書込み位置が一致するように、先に初期設定したカウンタＣ／Ｄのカウント値を、上記補正データに基づいて設定変更する（ステップＳ２９）。
【００４８】
ここで、上述の如く求めた第１，第２の画像形成部７１，７２の色ずれ量が走査信号ＬＳ＃１，ＬＳ＃２の１周期分（画像１ライン分）を超える場合には、基準信号ＴＲ０＃２の立ち上がりタイミングを規定するカウンタＣのカウント値ｘを増減することで補正する。また、走査信号ＬＳ＃１，ＬＳ＃２の１周期分（画像１ライン分）以下の色ずれ量については、例えばカウンタＤのカウント値の選択肢として、走査信号ＬＳ＃１の１／１６周期ずつディレイされた値を１６個（ｙ＝０〜１５）用意しておき、１ライン以下の色ずれ分に応じてカウンタＤのカウント値を適宜選択することで補正する。
【００４９】
これにより、それぞれの基準信号ＴＲ０＃１，ＴＲ０＃２の立ち上がりタイミングから書込み開始信号ＰＳ＃１，ＰＳ＃２の立ち上がりタイミングまでの時間を常に一定としたうえで、第１，第２のレーザ書込み部７３，７４のメカ精度等に起因した第１，第２の画像形成部７１，７２の色ずれを補正することができる。その結果、第１色目から第４色目までの画像を中間転写ベルト７７上に精度良く重ね合わせて転写することができるため、２タンデム方式における色ずれを低減することが可能となる。
【００５０】
こうした色ずれ補正技術において、第１，第２のレーザ書込み部７３，７５を用いてそれぞれ出力された色ずれ検出用のパターンを、例えばフォトセンサからなる検出センサ８８で検出した場合、先の従来技術で述べたようにＳ／Ｎが良好なものと、そうでないものとで検出誤差が生じるため、正確な色ずれ量を求めることができなくなる。
【００５１】
図５は本発明に係る画像形成装置の第１実施形態で採用した２タンデム方式のカラー複写機の概略構成図である。
図５において、符号５０，５１は感光体ドラム、５２，５３は現像器、５４，５５はレーザ書込み部（ＲＯＳ）、５６，５７は画像書込み制御部（ＲＯＳ−Ｉ／Ｆ）、５９は画像処理部（ＩＰＳ）、５８は画像読取部（ＩＩＴ）、６０は中間転写ベルト、６１は駆動ロール、６２，６３は従動ロール、６４は転写ロール、６５は給紙トレイ、６６は搬送ロール、６７は定着器であり、これらの基本的な構成については従来技術で述べたとおりである。また、感光体ドラム５０，５１は図１の第１，第２の感光体ドラム７４，７６、現像器５２，５３は図１の第１，第２の現像器１００ａ，１００ｂ、レーザ書込み部５４，５５は図１の第１，第２のレーザ書込み部７３，７５、中間転写ベルト６０は図１の中間転写ベルト７７、駆動ロール６１は図１の駆動ロール７８に、それぞれ対応している。
【００５２】
こうした構成に加えて、中間転写ベルト１１の走行経路上には、フォトセンサからなる検出センサ（検出手段）１９が配設されている。
この検出センサは、中間転写ベルト１１上に転写された色ずれ検出用のパターン（基準画像）を光学的に読み取るもので、そのセンサ出力は色ずれ演算部２０に入力される。
【００５３】
色ずれ演算部２０は、検出センサ１９から入力されたセンサ出力に基づいて色ずれ量を演算するとともに、その色ずれ量に対応した補正データを算出するものである。この色ずれ演算部２０で算出された補正データはシステム制御部２１に与えられる。
【００５４】
システム制御部２１は、色ずれ検出に際して、レーザ書込み部５４，５５や画像書込み制御部５６，５７にパターン出力指令を与えるとともに、その色ずれ検出処理によって色ずれ演算部２０から与えられた補正データを基に画像の書き込みを制御するするものである。またシステム制御部２１は、通常のコピー動作時において予め決められた刷り順にしたがって各々の現像器５２，５３に現像色の切り替え信号を与えるが、それとは別に、色ずれ検出に際しても現像色の切り替え信号を与える。
【００５５】
ちなみに本実施形態においては、画像の書き込みを制御する際の対象として、レーザ書込み部５４，５５での書込みタイミング、即ち主走査および副走査の書込みタイミングを制御するようにしているため、そのタイミング補正のための補正指令がシステム制御部２１からレーザ書込み部５４，５５に与えられる構成となっている。この他に、ポリゴンミラーの走査周期の制御も行われる。このような直接的に書き込みの制御を行う他に、間接的な画像の書き込み制御対象としては、レーザ書込み部５４，５５における走査ミラーの角度調整によるスキューの補正、ＶＣＯ(Voltage Controlled Oscillator) によるレーザ書込み部５４，５５のレーザ駆動周波数（主走査の周期：倍率）の変更、感光体ドラム５０，５１の回転速度調整による副走査方向の位置制御なども行われ得る。
【００５６】
なお、図中の符号２２は、パーソナルコンピュータ等の端末装置で作成されたテキストや画像等をプリント出力する際のインタフェースとなるコントローラ・プリンタ・インタフェースであり、これを介して入力された画像信号もコピー時と同様に取り扱われる。
【００５７】
ここで本第１実施形態においては、２タンデム方式の基本となる２つの感光体ドラム５０，５１のうち、一方の感光体ドラム５０に対応して設けられた現像器５２およびレーザ書込み部５４によって一つの画像出力部が構成され、同様に他方の感光体ドラム５１に対応して設けられた現像器５３およびレーザ書込み部５５によってもう一つの画像出力部が構成されている。そして、現像器５２およびレーザ書込み部５４からなる画像出力部に対しては、Ｙ（イエロー）とＭ（マゼンタ）の２色が割り当てられ、現像器５３およびレーザ書込み部５５からなる画像出力部に対しては、Ｃ（シアン）とＫ（ブラック）の２色が割り当てられている。
【００５８】
これに対して、システム制御部２１には、色ずれ検出用のパターンを出力するにあたって、現像器５２およびレーザ書込み部５４により感光体ドラム５０上に出力すべきパターンの色と、現像器５３およびレーザ書込み部５５により感光体ドラム５１上に出力すべきパターンの色とが、それぞれ１色ずつ設定されている。
【００５９】
具体的には、例えば中間転写ベルト６０が赤色系（茶系を含む）であるとすると、感光体ドラム５０上に出力すべきパターンの色として「Ｙ」１色を設定し、他の感光体ドラム５１上に出力すべきパターンの色として「Ｃ」１色を設定する。
ここでのパターン出力色の選定理由は、以下の内容に基づくものである。
【００６０】
即ち、ＹＭＣＫの各色で出力したパターンを検出センサ（フォトセンサ）１９で検出したときに、中間転写ベルト６０が赤色系であると、Ｙ，Ｃのパターンではコントラストが高くなり、Ｍ，Ｋのパターンではコントラストが低くなる。
このことから、フォトセンサの検出感度としても、Ｙ，Ｃのパターンでは図６（ａ），（ｂ）に示すようにＳ／Ｎが良好になるのに対し、Ｍ，Ｋのパターンでは図６（ｃ），（ｄ）に示すようにＳ／Ｎが良好にならない。
【００６１】
こうした観点から、前段の画像出力部（５２，５４）に対しては、センサ検出感度（コントラスト）が最も高い「Ｙ」１色をパターンの出力色に設定し、後段の画像出力部（５３，５５）に対しては、「Ｙ」に次いでセンサ検出感度（コントラスト）が高い「Ｃ」１色をパターンの出力色に設定している。
【００６２】
続いて、システム制御部２１によって実行される色ずれ補正処理につき、図７のフローチャートを用いて説明する。
先ず、ステップＳ３１では、色ずれ検出サイクルになったか否かを繰り返し判定する。この色ずれ検出サイクルは、例えば、前回の色ずれ補正処理の実行時点を基準にして、温湿度等の環境条件が許容レベルを超えて変化したか否か、或いは予め設定された許容時間を経過したか否かによって判定され、色ずれ検出サイクルになった時点でステップＳ３２に進む。
【００６３】
ステップＳ３２では、各々の画像書込み制御部５６，５７に対してパターン出力指令を与え、続くステップＳ３３では、上述の如く設定された色材でパターンを出力するよう、各々の現像器５２，５３に現像色の切り替え信号を与える。
これにより、各々の画像書込み制御部５６，５７からは、色ずれ検出用のパターンに対応したパターン信号がレーザ書込み部５４，５５に与えられるとともに、一方の現像器５２における現像色が「Ｙ」、他方の現像器５３における現像色が「Ｃ」に切り替えられる。
【００６４】
続いて、ステップＳ３４では、一方のレーザ書込み部５４によって感光体ドラム５０上に書き込まれた潜像パターンが現像器５２によって「Ｙ」のトナーパターンに現像されるとともに、他方のレーザ書込み部５５によって感光体ドラム５１上に書き込まれた潜像パターンが現像器５３によって「Ｃ」のトナーパターンに現像される。さらに、各々の感光体ドラム５０，５１上のトナーパターンは、中間転写ベルト６０上に順次転写され、これによって色ずれ検出用パターンの出力がなされる。
【００６５】
次いで、ステップＳ３５，Ｓ３６において、上述の如く中間転写ベルト６０上に転写された「Ｙ」と「Ｃ」のパターンを検出センサ１９で順に検出し、これら２色のパターンを検出し終えた時点でステップＳ３７に進む。
ステップＳ３７では、検出センサ１９からのセンサ出力を基に色ずれ演算部２０にて２つの画像出力部（５２，５４および５３，５５）間の色ずれ量を求め、その色ずれ量に応じた補正値を算出する。
【００６６】
このとき、検出センサ１９から色ずれ演算部２０に与えられるセンサ出力としては、色ずれ検出用のパターンがいずれもコントラスト（センサ検出感度）の高い「Ｙ」と「Ｃ」で出力されていることから、先の図６（ａ），（ｂ）のようにＳ／Ｎが良好なものとなる。
【００６７】
これにより、「Ｙ」のパターンを検出したときのセンサ出力を閾値を用いて２値で取り出した場合、本来の像位置とパターンエッジ検出位置とのずれ量はＡとなる。一方、「Ｃ」のパターンを検出したときのセンサ出力を上記同様に閾値を用いて２値で取り出した場合、本来の像位置とパターンエッジ検出位置とのずれ量はＡ′となる。このとき、双方のずれ量Ａ，Ａ′は互いに近似した値となることから、これらのずれ量Ａ，Ａ′を基に演算された色ずれ量には殆ど検出誤差が含まれないことになる。
【００６８】
したがって、最終のステップＳ３８において、色ずれ演算部２０により算出された補正データを、画像書込みタイミングを補正対象とした色ずれの補正指令として各々の画像書込み制御部５６，５７に与えることにより、通常のコピー動作では、色ずれのない高品位なコピー画像を出力することが可能となる。
【００６９】
このように本第１実施形態においては、２つの画像出力部（５２，５４および５３，５５）に割り当てられた色（ＹＭＣＫ）のうち、一方の画像出力部に対しては「Ｙ」、他方の画像出力部に対しては「Ｃ」といった具合に、それぞれ検出センサ１９での検出感度の高い色（検出出力条件が良い色）を色ずれ検出用のパターン出力色としてシステム制御部２１に設定している。
そして、実際の色ずれ補正処理では、予め設定されたパターン出力色にしたがって各々の画像出力部により色ずれ検出用のパターンを出力し、その出力されたパターンを検出センサ１９で検出した結果を基に色ずれ演算部２０で色ずれ量を演算し、且つシステム制御部２１で画像の書込みタイミングを制御しているため、ＣＣＤセンサ等の高価なセンサ部品や、複雑かつ大掛かりな回路構成を採用しなくても、高い検出精度をもって画像出力部間の色ずれを検出し、これを補正することができる。
【００７０】
なお、上記第１実施形態においては、赤色系の中間転写ベルト６０を採用したシステム構成への適用例について説明したが、赤色系以外のベルトを採用した場合には、以下の表１に示すように、それぞれベルトの色に対応して色ずれ検出用のパターン出力色も異なったものとなる。
【００７１】
【表１】
【００７２】
即ち、中間転写ベルト６０に透明系のベルトを採用した場合は、「Ｋ」と「Ｃ」または「Ｋ」と「Ｍ」の組み合わせで色ずれ検出用パターンの出力色を設定し、黒色系のベルトを採用した場合は、「Ｙ」と「Ｃ」または「Ｍ」と「Ｃ」の組み合わせで色ずれ検出用パターンの出力色を設定する。ただし、中間転写ベルトの色（下地の色）に対する各色のパターンのコントラストは、センサの受光感度特性並びにセンサ光源の色によっても若干異なることから、この受光感度特性と光源色も考慮してセンサ検出感度が高い色から優先的にパターン出力色を設定すれば、より好適なものとなる。
【００７３】
また、色ずれ検出の誤差を低減するという観点では、コントラストの低い色同士、例えば図６において（ｃ），（ｄ）の「Ｋ」と「Ｍ」を色ずれ検出用のパターン出力色に設定することでも、原理的に実現可能である。ただし、「Ｋ」と「Ｍ」については、検出センサ１９の検出感度が揃った色ではあるが、Ｓ／Ｎが悪いためにノイズ成分の影響を受けやすくなる。
したがって、上記実施形態で採用したように、単色で検出感度が高く、しかも検出感度の揃った色をパターン出力色に設定した方が、ノイズ成分の影響を極力回避できるため、きわめて好適である。
【００７４】
ところで、中間転写ベルト６０に黒色系のベルトを採用した場合、色ずれ検出用のパターンをＫで出力すると、双方の色が同色となるためにフォトセンサでＫパターンを検出することが極めて困難になるが、Ｋと他の色を組み合わせて多重形成することにより、センサ検出感度の良いパターンを出力することが可能となる。
【００７５】
具体的には、中間転写ベルト６０が黒色系の場合、図８（ａ）に示すように、ＫとＹを組み合わせた色で色ずれ検出用のパターンを出力する。なお、図８（ｂ）は色ずれ検出用のパターンの他の形状例を示している。
この場合、図８（ａ）の上段に示すように、下地部分がＹで、パターン部分がＫのパターン画像に関しては、前段の画像出力部（５２，５４）でＹのベタパターン（下地パターン）を形成し、その上に後段の画像出力部（５３，５５）を用いてＫのシェブロンパターン（矢印状のパターン）を多重形成することで得られる。
【００７６】
一方、図８（ａ）の下段に示すように下地部分がＫで、パターン部分がＹのパターン画像に関しては、中間転写ベルト６０が黒色系の場合、そのベルトをＫのベタパターンの代用として、前段（５２，５４）の画像出力部によりＹのシェブロンパターンを直接ベルト上に形成することで得られる。
【００７７】
これに対して、中間転写ベルト６０が黒色系以外、例えば透明系で且つ反射型センサ（透過でない）にて検知する場合は、先ずベルト１周目において、後段の画像出力部（５３，５５）を用いてＫのベタパターンを形成し、次いでベルト２周目において、上記Ｋのベタパターンの上に前段の画像出力部（５２，５４）を用いてＹのシェブロンパターンを多重形成することで得られる。
【００７８】
また、ベルト１周で形成する場合は、前段の画像出力部を用いてＹのベタパターンを形成し、その上から後段の画像出力部を用いてＫのシェブロン形状の中抜きパターンを多重形成することで得られる。ただし、この場合は、見かけ上はＹのパターンであるが、実際にはＫのパターンの位置を検出することになる。
【００７９】
このように複数の色の組み合わせによって色ずれ検出用のパターンを出力することにより、センサの検出感度が全く同じパターンを得ることができるため、個々の色材の反射率特性等に起因した検出誤差を解消することができる。
また、複数の色の組み合わせとしては、他の例（例えばＹとＭ）も考えられるが、特に、上述したＫとＹの組み合わせによるパターンはコントラストが非常に高いため、センサ検出感度（Ｓ／Ｎ）が最良のパターンをもって色ずれ検出を行うことが可能となる。
さらに、出力画像の画質を最優先に、例えば中間転写ベルト６０の色や、画像出力部の割り当て色などが決められた場合、色ずれ検出を行うのに必ずしも最適な条件でパターン出力色を設定できないことも想定されるが、そうした場合に複数の色の組み合わせによってパターンを出力することにより、出力画像の高画質化と色ずれ検出の高精度化を両立させることが可能となる。
【００８０】
なお、上記第１実施形態においては、中間転写ベルト６０を用いた２タンデム方式の画像形成装置（カラー複写機）への適用例について説明したが、本発明はこれに限らず、例えば図９に示すように転写ベルト１０１に図中矢印方向から用紙を供給し、その転写ベルト１０１上で２つの感光体ドラム１０２，１０３から直に用紙に画像を転写する、いわゆる直接転写方式を採用した画像形成装置にも同様に適用することができる。
【００８１】
また、２タンデム方式以外にも、例えば図１０に示すように、一つの感光体ドラム１０４に対して、それぞれ２色の現像色を割り当ててなる２つの画像出力部（１０５，１０６および１０７，１０８）を備えたシングル方式の画像形成装置や、図示はしないが３つの感光体ドラムにそれぞれ２色ずつ現像色を割り当ててなる３タンデム方式の画像形成装置、或いは図１１に示すように、４つの感光体ドラム１０９，１１０，１１１，１１２にそれぞれ２色ずつ現像色を割り当ててなる４タンデム方式の画像形成装置にも同様に適用することができる。
【００８２】
ここで、参考までに、３タンデム方式とシングル方式の画像形成装置において、画像出力部に対する色の割り当てと色ずれ検出用のパターン出力色の設定例を以下の表２に示す。なお、３タンデム方式の割り当て色の中で、金と銀は特色の一例であり、これ以外にも蛍光色や標準色材で再現不可能な色、または特定用途向けの低能度色材が特色として採用される場合もある。
【００８３】
【表２】
【００８４】
続いて、上記２タンデム方式の画像形成装置（図５参照）に適用した場合の本発明の第２実施形態について説明する。
この第２実施形態においては、先ず、ＹＭＣＫの各色材の特性上の違いによるセンサ検出誤差を、センサ出力または色ずれ量の演算時に補正すべく、色ずれ演算部２０に図１２の構成を採用している。
【００８５】
図１２において、ＣＰＵ（中央演算処理装置）２０ａはＲＯＭ２０ｂに格納された演算プログラムにしたがって色ずれ検出のための演算処理を行うもので、その演算処理に必要となるデータは随時ＲＡＭ２０ｃに記憶される。また、ＣＰＵ２０ａでの演算処理によって得られた補正データはシステム制御部２１に与えられ、その補正データが補正指令となってシステム制御部２１から各画像書き込み制御部７，８に出力される構成となっている。
【００８６】
ここで、ＲＯＭ２０ｂには、色ずれ検出のための演算処理用データの一つとして、各色ごとのオフセット値が格納されている。このオフセット値は、予め実験的に求めたデータを演算プログラムに組み込んだものである。
具体的には、各色のパターンをフォトセンサで検出したときのセンサ出力をそれぞれ閾値を用いて２値で取り出す。このとき、各色のパターンに対応して検出されたパターンエッジの検出位置と本来の像位置とのずれ量、例えば図２０（ａ），（ｂ）におけるＡとＢとの差分データを求め、その差分データをオフセット値として設定する。この場合のオフセット値は、図２０（ａ），（ｂ）に対応する２つの色のうち、Ｓ／Ｎが良好なパターン色を色ずれ補正の際の基準色とすると、その基準色に対する他方のパターン色のオフセット値として設定される。
【００８７】
さらに、色ずれ検出のための入力データとして、ＣＰＵ２０ａには、２つの検出センサ（フォトセンサ）１９０ａ，１９０ｂからのセンサ出力（アナログ信号／デジタル信号）がそれぞれ与えられる。各々の検出センサ１９０ａ，１９０ｂは、画像のスキューずれを検出するために、中間転写ベルト６０の両サイドにそれぞれ配設されたものである。また、ＣＰＵ２０ａには、外部装置との通信用の送受信ライン（ＴＸ，ＲＸ）が接続されている。
【００８８】
なお、ここでは色ずれ演算部２０で演算された補正データを、システム制御部２１を経由して各画像書き込み制御部５６，５７に出力する構成を採用しているが、これ以外にも、色ずれ演算部２０に入出力ポ−ト（Ｉ／Ｏ）２０ｄを設け、この入出力ポート２０ｄを介して色ずれ演算部２０から直接、画像書き込み制御部５６，５７に補正データを出力させることもできる。
【００８９】
続いて、本第２実施形態において、システム制御部２１により実行される色ずれ補正処理につき、図１３のフローチャートを用いて説明する。
先ず、ステップＳ４１では、色ずれ検出サイクルになったか否かを繰り返し判定し、色ずれ検出サイクルになった時点でステップＳ４２に進む。
ステップＳ４２では、各々の画像書込み制御部５６，５７に対してパターン出力指令を与えることにより、中間転写ベルト６０上に色ずれ検出用パターンの出力を出力し、続くステップＳ４３では、中間転写ベルト６０上の色ずれ検出用パターンを検出センサ１９０ａ，１９０ｂにより検出する。
【００９０】
次いで、ステップＳ４４では、検出センサ１９０ａ，１９０ｂからのセンサ出力を基に色ずれ演算部２０にて２つの画像出力部（５２，５４および５３，５５）間の色ずれ量を求め、その色ずれ量に応じた補正データを算出する。このとき、色ずれ演算部２０においては、検出センサ１９０ａ，１９０ｂからのセンサ出力または演算により求めた２つの画像出力部（５２，５４および５３，５５）間の色ずれ量に対して、上述の如くＲＯＭ２０ｂに格納されたオフセット値をもってオフセットをかける。
【００９１】
例えば、図２０（ａ），（ｂ）のようなセンサ出力が得られた場合、Ｓ／Ｎが良好な図２０（ａ）のセンサ出力に関しては、本来の像位置からＡだけずれた位置をそのままパターンエッジとして検出とし、Ｓ／Ｎが良好でない図２０（ｂ）のセンサ出力に関しては、本来の像位置からＢだけずれたパターンエッジの検出位置に対して、さらに（Ａ−Ｂ）分だけずれた位置をパターンエッジとして検出する。
【００９２】
これにより、各色のパターンに対するセンサ検出誤差を解消できるため、実際の色ずれに適した補正データを取得することが可能となる。したがって、最終のステップＳ４５において、色ずれ演算部２０により算出された補正データを、色ずれの補正指令として各々の画像書き込み制御部５６，５７に与えることにより、通常のコピー動作では、色ずれのない高品位なコピー画像を出力することが可能となる。
【００９３】
図１４は本発明の第２実施形態の応用例として、パターンエッジ検出のための閾値調整機能を備えた色ずれ検出装置の構成図である。
先ず、検出センサ１９には、実際に色ずれ検出用のパターンを光電変換して検出するフォトセンサ部１９ａと、このフォトセンサ部１９ａからのアナログ信号を一方の入力としたコンパレータ１９ｂと、色ずれ演算部２０からのデジタル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器１９ｃとが設けられている。
【００９４】
一方、色ずれ演算部２０には、フォトセンサ部１９ａからのアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器２０１と、このＡ／Ｄ変換器２０１から生成されたデジタル信号を入力としたＣＰＵ２０２とが設けられている。このＣＰＵ２０２は、Ａ／Ｄ変換器２０１からのデジタル信号に対応して、閾値設定のためのデジタル信号を検出センサ１９側に送出するもので、この送出されたデジタル信号は上記Ｄ／Ａ変換器１９ｃでアナログ信号に変換されてコンパレータ１９ｂの他方の入力となる。また、コンパレータ１９ｂの出力はパターンエッジ検出のためのセンサ出力としてＣＰＵ２０２に取り込まれる。
【００９５】
図１５は一連の色ずれ補正処理の中でも、特に閾値調整を主体とした処理手順を示すフローチャートである。
先ず、ステップＳ５１において、色ずれ検出サイクルになったか否かを繰り返し判定し、検出サイクルになった時点で、パターン検出の背景部となる中間転写ベルト６０の表面を検出センサ１９で検出する（ステップＳ５２）。
次に、ステップＳ５３にてＮに１を代入したのち、ステップＳ５４において、Ｎ色目（この時点では１色目）のベタパッチ（１色の色材で塗り潰した矩形パターン）を中間転写ベルト６０上に出力し、そのベタパッチを検出センサ１９により検出する（ステップＳ５５）。このとき、検出センサ１９からは、上述の如く出力されたベタパッチに対応するアナログ信号がフォトセンサ部１９ａから出力される。この場合のアナログ信号は、ベタパッチの形状に対応して矩形波的なプロファイルを示すことから、その最大レベルを容易に検出することができる。このとき、ベタパッチの濃度を色ずれ検出パターンの濃度を同じにすることで、濃度差の影響を回避できる。
【００９６】
続いて、ステップＳ５６では、色ずれ演算部２０にて上記アナログ信号に対応する閾値を決定する。
具体的には、上記ベタパッチに対応するアナログ信号の最大レベルをパッチ検出値とし、このパッチ検出値と先に取得した背景部のセンサ検出値とを用いて、例えば次の（１）式にしたがって閾値を決定する。
（背景検出部）＋｛（パッチ検出値）−（背景検出値）｝×係数・・・（１）
【００９７】
上記（１）式において、「係数」は、その前のステップＳ５５の検出結果から得られるパッチ検出値に対応して選択されるもので、そのための対応関係を示すテーブルデータが例えば色ずれ演算部２０のＲＯＭ等に格納されている。
そこで、色ずれ演算部２０のＣＰＵ２０２では、例えば図１６（ａ）に示すようにパッチ検出値が高い場合は、そのパッチ検出値に対応する係数として「０．５」を選択し、図１６（ｂ）に示すようにパッチ検出値が低い場合は、そのパッチ検出値に対応する係数として「０．３」を選択する。
【００９８】
これにより、図１６（ａ）においては、パッチ検出値と背景検出値との間で、その１／２（中間）のレベルに閾値が決定され、図１６（ｂ）においては、パッチ検出値と背景検出値との間で、背景検出値寄りの１／３のレベルに閾値が決定される。なお、閾値決定のための係数は、検出センサ１９のＭＴＦ特性や検出感度特性等により適宜設定されるべきもので、これは固定値でも合わせこみによるＮＶＭ値であってもよい。
【００９９】
その後、ステップＳ５７では、Ｎの値をインクリメント（＋１）したのち、続くステップＳ５８で、Ｎの値が予め設定された所定値になったか否かを判定する。ちなみに、本第２実施形態で採用している２タンデム方式のカラー複写機の場合は、ＹＭＣＫの４色のうち、２色の画像を多重形成することで一つの色ずれ検出パターン画像を得ることから、その色数に対応したかたちで所定値に「２」が設定されている。
ここで、Ｎの値が所定値に達していない場合は、先のステップＳ５４に戻って同様の処理を繰り返し、Ｎの値が所定値に達したら、ステップＳ５９に進む。
【０１００】
ステップＳ５９では、Ｎに再び「１」を代入したのち、ステップＳ６０でＮ色目（この時点では１色目）の色ずれ検出用のパターンを出力するとともに、続くステップＳ６１でＮ色目の閾値を設定する。ここで設定される閾値は、先のステップＳ５６において各色毎に決定された閾値のうち、Ｎ色目に対応する閾値である。このとき、ＣＰＵ２０２からは、設定された閾値レベルに対応するデジタル信号が出力され、これがＤ／Ａ変換器１９ｃでアナログ信号に変換されてコンパレータ１９ｂに入力される。
【０１０１】
次いで、Ｎ色目に対応する色ずれ検出用パターンのサンプリングを検出センサ１９で開始し（ステップＳ６２）、サンプリングが終了した時点（ステップＳ６３でイエス）でステップＳ６４に進む。このとき、フォトセンサ部１９ａからのアナログ信号がコンパレータ１９ｂに入力され、そこでセンサからのアナログ信号と閾値レベルに対応したアナログ信号とが比較される。そして、閾値レベルに対応したアナログ信号よりも、センサからのアナログ信号の方が大きくなると、パターンエッジ検出のための検出信号がコンパレータ１９ｃからＣＰＵ２０２に出力される。
【０１０２】
その後、ステップＳ６４では、Ｎの値をインクリメント（＋１）したのち、続くステップＳ６５で、Ｎの値が予め設定された所定値（２）になったか否かを判定する。そして、Ｎの値が所定値に達していない場合は、先のステップＳ６０に戻って同様の処理を繰り返し、Ｎの値が所定値に達した時点で、閾値調整に関する一連の処理を終了する。ここで、検知精度向上の為に、上記パターンを複数ブロックサンプルする際には、ブロック数分だけ繰り返しサンプルする。
【０１０３】
このように検出するパターンの色に対応して閾値を切り替え調整することにより、例えば、図１６（ａ）に示すようにＳ／Ｎが良好な場合は、それに応じて設定された閾値レベルをセンサ出力が越えた位置をパターンエッジとして検出し、図１６（ｂ）に示すようにＳ／Ｎが良好でない場合は、それに応じて設定された閾値レベルをセンサ出力が超えた位置をパターンエッジとして検出する。このとき、図１６（ａ），（ｂ）の双方において、それぞれ本来の像位置とパターンエッジの検出位置とのずれ量Ａ，Ａ′が等しくなる。したがって、色ずれ検出用のパターンの色によってＳ／Ｎが良好な場合と良好でない場合とがあっても、これに伴う検出誤差を解消することができる。
【０１０４】
なお、上記応用例では、検出するパターンの色に応じてエッジ検出のための閾値を切り替えるようにしたが、これ以外にも、以下のような構成を採用することで同様の効果を得ることができる。
【０１０５】
図１７はゲイン調整機能を備えた色ずれ検出装置の構成図である。
図示した構成では、検出センサ１９のフォトセンサ部１９１で光電変換されたアナログ信号がオペアンプ１９２の非反転（＋）入力に接続されている。オペアンプ１９２は、フォトセンサ部１９１で光電変換された結果を増幅するものである。アナログスイッチ（ＳＷ）１９３は、ＣＰＵ１９４からの切り替え信号にしたがってスイッチング動作するものである。
【０１０６】
帰還抵抗群１９５は、互いに並列接続された複数（図例では８つ）の帰還抵抗を有し、上記アナログスイッチ１９３のスイッチング動作によって帰還抵抗値が切り替わるようになっている。この帰還抵抗群１９５は、オペアンプ１９２の反転（−）入力と出力との間に接続されている。また、オペアンプ１９２の反転入力と基準電位（アース）との間には抵抗１９１ａが接続されている。一方、コンパレータ１９６は、検出センサ１９の出力を一方の入力としている。また、ＣＰＵ１９４からは、閾値設定のためのデジタル信号が送出され、このデジタル信号がＤ／Ａ変換器１９７でアナログ信号に変換されてコンパレータ１９６の他方の入力となる。
【０１０７】
ちなみに、図１７の例では、ＣＰＵ１９４から３ビットのデジタル信号が入力され、その入力信号に応じたアナログスイッチ１９３のスイッチング動作により、帰還抵抗群１９５を構成する８つの帰還抵抗の中で、いずれか一つが選択されるようになっている。
【０１０８】
実際の色ずれ補正処理においては、検出センサ１９で検出する色ずれ検出用のパターン色に応じてＣＰＵ１９４から切り替え信号が出力され、その切り替え信号にしたがってアナログスイッチ１９３がスイッチング動作する。これにより、帰還抵抗群１９５の帰還抵抗が、パターンの色に対応した値に設定される。
【０１０９】
この状態で検出センサ１９がパターンを検出すると、そのパターンに対応したアナログ信号がフォトセンサ部１９１から出力される。このアナログ信号は入力抵抗１９１ａを介してオペアンプ１９２の一方の入力となる。
このとき、オペアンプ１９２の増幅度は、入力抵抗１９１ａの抵抗値と上記パターンの色に対応した帰還抵抗値の比によって決まり、その増幅度に応じたアナログ信号がオペアンプ１９２から出力される。このとき、オペアンプ１９２から出力されたアナログ信号はコンパレータ１９６に入力される。
一方、ＣＰＵ１９４からは、各色に対応した閾値設定用のデジタル信号が送出され、このデジタル信号がＤ／Ａ変換器１９７を介してコンパレータ１９６に入力される。そこで、コンパレータ１９６では、オペアンプ１９２から出力されたアナログ信号と閾値レベルに対応したアナログ信号とが比較される。そして、オペアンプ１９２からのアナログ信号が、閾値レベルに対応したアナログ信号よりも大きくなると、色ずれ検出のためのデータがコンパレータ１９６から出力される。
【０１１０】
このようにゲイン調整機能を備えた色ずれ検出装置を採用することにより、例えば、図１８（ａ）に示すようにＳ／Ｎが良好なパターンのセンサ出力に対してはゲインを印加せずに、ＣＰＵ１９４にて設定される閾値を用いて検出センサ１９の出力を２値で取り出し、図１８（ｂ）に示すようにＳ／Ｎが良好でないパターンのセンサ出力に対しては、それに応じた適量のゲインを印加するとともに、そのゲインに対応した閾値をＣＰＵ１９４により設定して検出センサ１９の出力を２値で取り出すことにより、本来の像位置とパターンエッジの検出位置とのずれ量が双方で等しくなる（Ａ＝Ａ′）。これにより、色ずれ検出用のパターンの色によってＳ／Ｎが良好な場合と良好でない場合とがあっても、これに伴う検出誤差を解消することができる。
【０１１１】
なお、この第２実施形態においても、先述の第１実施形態と同様に中間転写による２タンデム方式の画像形成装置に限らず、直接転写を採用した２タンデム方式の画像形成装置（図９参照）、シングル方式を採用した画像形成装置（図１０参照）、さらには３タンデム方式を採用した画像形成装置や、４タンデム方式を採用した画像形成装置（図１１参照）にも適用可能である。また、本第２実施形態の色ずれ検出機能を第１実施形態の色ずれ検出機能として用いることにより、画像出力部間の位置ずれによる色ずれをより一層精度よく補正することが可能となる。
【０１１２】
また、先述の第１実施形態の場合は、少なくとも一つに複数の色を割り当ててなるＮ個（例：２個）の画像出力部を有し、そのＮ個の画像出力部を用いてＮ＋１色（例：ＹＭＣＫ）以上の画像を多重形成する画像形成装置を前提としているが、第２実施形態の場合は、いずれか一つの画像出力部に複数の色が割り当てられたものでなくても良いことから、複数個の画像出力部を有して複数色の画像を多重形成する画像形成装置（例えば、４タンデム方式でＹＭＣＫの４色の画像を多重形成するもの）に広く適用可能である。
【０１１３】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、請求項１記載の発明によれば、Ｎ個の画像出力部のそれぞれに対して、色ずれ検出用の基準画像を形成するための各１色、好ましくは検出手段での検出出力条件が良い各１色を設定して基準画像を形成し、それらの基準画像を検出手段で検出するようにしたので、基準画像の色による検出誤差を低減することができる。したがって、検出手段の検出結果に基づいて像担持体に対するＮ個の画像出力部によるＮ＋１色以上を重ね合わせた画像を形成するための書き込みを制御することで、画像出力部間の位置ずれに起因する色ずれを精度良く補正することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明が適用される２タンデム方式の画像形成装置の概略構成図である。
【図２】 ２タンデム方式で採用される色ずれ補正処理のフローチャート（その１）である。
【図３】 ２タンデム方式で採用される色ずれ補正処理のフローチャート（その２）である。
【図４】 ２タンデム方式で採用される色ずれ補正処理に対応したタイミングチャートである。
【図５】 本発明に係る画像形成装置の第１実施形態で採用した２タンデム方式のカラー複写機の概略構成図である。
【図６】 各色パターンに対応したセンサ出力の一例を示す図である。
【図７】 第１実施形態における色ずれ補正処理のフローチャートである。
【図８】 複数の色の組み合わせによるパターン形状例を示す図である。
【図９】 本発明の適用対象として、直接転写による２タンデム方式の画像形成装置を示す図である。
【図１０】 本発明の適用対象として、シングル方式の画像形成装置の構成を示す図である。
【図１１】 本発明の適用対象として、４タンデム方式の画像形成装置の構成を示す図である。
【図１２】 本発明の第２実施形態において、色ずれ演算部の構成を示す図である。
【図１３】 本発明の第２実施形態における色ずれ演算処理のフローチャートである。
【図１４】 閾値調整機能を備えた色ずれ検出装置の構成図である。
【図１５】 本発明の第２実施形態において、閾値調整を主体とした色ずれ補正処理のフローチャートである。
【図１６】 閾値調整による効果を説明する図である。
【図１７】 ゲイン調整機能を備えた色ずれ検出装置の構成図である。
【図１８】 ゲイン調整による効果を説明する図である。
【図１９】 ２タンデム方式のカラー複写機の概略構成図である。
【図２０】 従来技術の課題を説明する図である。
【符号の説明】
５１，５１…感光体ドラム、５２，５３…現像器、５４，５５…レーザ書込み部、５６，５７…画像書込み制御部、６０…中間転写ベルト、１９…検出センサ、２０…色ずれ演算部、２１…システム制御部
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数個の画像出力部を用いて複数の色の画像を一つのカラー画像として多重形成する画像形成装置に係り、特に、複数個の画像出力部間の位置ずれに起因した色ずれ（カラーレジストレーションのずれ）を補正する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複数個の画像出力部を用いて複数の色の画像を一つのカラー画像を多重形成する画像形成装置として、例えば２つの感光体ドラムを用いた色重ね方式（以下、２タンデム方式）のカラー複写機が知られている。
図１９は２タンデム方式を採用したカラー複写機の概略構成図である。
図１９においては、２つの感光体ドラム５０，５１に対して、それぞれ個別に現像器５２，５３が設けられている。各々の現像器５２，５３は、それぞれ１８０°回転することで現像色の切り替えを行うもので、一方の現像器５２は、イエロー（Ｙ）とマゼンタ（Ｍ）の現像色を備え、他方の現像器５３は、ブラック（Ｋ）とシアン（Ｃ）の現像色を備えている。
【０００３】
また、２つの感光体ドラム５０，５１の上方には、それぞれレーザ書込み部（ＲＯＳ）５４，５５が配設されている。各々のレーザ書込み部５４，５５は、画像書込み制御部（ＲＯＳ−Ｉ／Ｆ）５６，５７からの書込み制御信号にしたがってそれぞれ感光体ドラム５０，５１上に静電潜像を書き込むもので、その元になる画像データとしては、画像読取部（ＩＩＴ）５８によって読み取られた画像信号を画像処理部（ＩＰＳ）５９で画像処理したデータが採用される。
【０００４】
一方、２つの感光体ドラム５０，５１の下方には、各々の感光体ドラム５０，５１の表面に接する状態で中間転写ベルト６０が架け渡されている。この中間転写ベルト６０は、駆動ロール６１と２つの従動ロール６２，６３によってループ状に張設され、駆動ロール６１の回転駆動にしたがって一方向に回転するようになっている。さらに、各々の感光体ドラム５０，５１の周囲には、上述した現像器５２，５３の他にも、図示せぬ帯電器、転写器、クリーナ、除電器等が個別に配設されている。
【０００５】
また、上記２つの従動ロール６２，６３のうち、一方の従動ロール６３の近傍には転写ロール６４が配設されている。この転写ロール６４は、従動ロール６３に対して接離移動可能に支持されている。これに対して、被転写材となる用紙は給紙トレイ６５に収容されており、この給紙トレイ６５から繰り出された用紙Ｐが搬送ロール６６によって従動ロール６３と転写ロール６４との間（２次転写位置）に送り込まれるようになっている。
【０００６】
上記構成からなるカラー複写機においては、画像読取部５８により読み取られ且つ画像処理部５９によって画像処理された画像データが、それぞれ画像書込み制御部５６，５７に与えられ、その画像データに基づく書込み制御信号が各々の画像書込み部５４，５５に出力される。
【０００７】
これにより、ベルト１周目においては、第１色目、例えばイエロー（Ｙ）に対応した静電潜像が画像書込み部５４によって感光体ドラム５０の表面に書き込まれるとともに、第２色目、例えばシアン（Ｃ）に対応した静電潜像が画像書込み部５４によって感光体ドラム５１の表面に書き込まれる。
また、こうして２つの感光体ドラム５０，５１に書き込まれた静電潜像は、それぞれ現像器５２，５３にてイエローとシアンのトナー像に現像されたのち、中間転写ベルト６０の上に順次重ね転写される。
【０００８】
続いて、ベルト２周目においては、第３色目、例えばマゼンタ（Ｍ）に対応した静電潜像が画像書込み部５４によって感光体ドラム５０の表面に書き込まれるとともに、第４色目、例えばブラック（Ｋ）に対応した静電潜像が画像書込み部５４によって感光体ドラム５１の表面に書き込まれる。
また、こうして２つの感光体ドラム５０，５１に書き込まれた静電潜像は、それぞれ現像器５２，５３にてマゼンタとブラックのトナー像に現像されたのち、中間転写ベルト６０の上に順次重ね転写される。
【０００９】
この時点で、中間転写ベルト６０上には計４色のトナー像が重ね転写され、これによって一つのカラー画像が多重形成される。その間、転写ロール６４は従動ロール６３から離間した状態に保持されており、４色分のトナー像の重ね転写が終了した段階で従動ロール６３に圧接した状態となる。
【００１０】
この状態で、中間転写ベルト６０上に形成されたカラー画像は、ベルトの回転にしたがって従動ロール６３と転写ロール６４との間（ロール圧接位置）に移送される。これに対して、給紙トレイ６５からは用紙Ｐが繰り出され、この繰り出された用紙Ｐがカラー画像の移送タイミングに合わせて搬送ローラ６６により送り出される。これにより、中間転写ベルト６０上のカラー画像は、従動ロール６３と転写ロール６４との間で用紙Ｐに一括転写される。その後、用紙Ｐは定着器６７に送られ、そこで画像の定着処理（加熱、加圧処理）がなされたのち、機外に排出される。
【００１１】
ここで、上述した２タンデム方式のカラー複写機の場合は、画像形成に関与する各々のメカ部品（画像書込み部、感光体ドラム、中間転写ベルト等）の寸法や取付位置の誤差、駆動精度等に起因して、中間転写ベルト６０上における各色のトナー像の位置関係が相対的にずれ、この位置ずれに起因して色ずれが発生する。
【００１２】
そこで一般的には、以下のような手段によって色ずれ発生の防止措置が採られている。
即ち、予め決められたパターン信号にしたがって各々の画像書込み部５６，５７により２つの感光体ドラム５０，５１上に潜像パターンを形成する。このとき、各々の潜像パターンを現像機５２，５３にて各色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のトナーパターンに順に現像しつつ、各々のトナーパターンを中間転写ベルト６０に転写し、これを検出センサで検出する。さらに、検出センサの検出結果に基づいて各色間のずれ量を求め、そのずれ量に応じて、例えば各画像書込み部５４，５５の書込みタイミングを制御することにより、色ずれを補正する。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した色ずれ補正のシステムとして、検出センサに安価なフォトセンサを採用し、そのセンサ出力を閾値を用いて２値で取り出すことにより、パターンエッジを検出することが行われている。具体的には、センサ出力が閾値以上になったタイミングに応じて各色の像位置を検出する。この場合、本来の像位置（重心）に対して、センサ出力を基に検出されたパターンエッジの位置にはずれを生じることになるが、そのずれ量が各色毎に同じであれば、原理的に検出誤差は発生しない。
【００１４】
ところが、ＹＭＣＫの各色材はそれぞれ固有の光透過特性や反射特性をもっているため、それらの色材で出力された各色のパターンをフォトセンサで検出した場合、図２０（ａ）に示すようにＳ／Ｎが良好なものと、図２０（ｂ）に示すようにＳ／Ｎが良好でないものが存在する。例えば、褪色系の中間転写ベルト６０にＹＭＣＫのパターンを形成してフォトセンサで読み取った場合、各色のパターンに対応したセンサ出力を比較すると、Ｓ／Ｎが最も良好になるのはＹパターンで、次に良好なものがＣパターンとなる。そして、ＭパターンになるとＳ／Ｎが良好でなくなり、Ｋパターンでは最もＳ／Ｎが悪くなる。これは、下地となる中間転写ベルト６０の色に対して、各色材のコントラストに大きな差が出るためで、例えばＳ／Ｎが最も良好なＹパターンのセンサ出力と、Ｓ／Ｎが最も悪いＫパターンのセンサ出力とで、それぞれ色ずれを検出する場合、前者は本来の像位置とパターンエッジの検出位置とのずれ量がＡとなるのに対し、後者はそれよりも小さいずれ量Ｂとなり、これらＡとＢの差分が検出誤差となって現れる。
【００１５】
さらに、Ｓ／Ｎが良好でない場合は、ノイズ成分が閾値に対して大きな影響を及ぼすことからＢのバラツキが大きくなり、そのバラツキ分が検出精度を根本的に悪化させる要因にもなる。この対策としては、フォトセンサによるパターンのサンプリング回数を増やして、それらのサンプリングデータを平均化することにより、ノイズ成分の影響を軽減することも行われているが、その場合は、パターンのサンプリング時間が長くなるため、画質調整のための顧客待ち時間が増大するという別の不具合を招くことになる。
【００１６】
そこで、中間転写ベルト６０上に転写された各色のトナーパターンを全て高精度に検出するために、検出センサにＣＣＤセンサを採用する考えもある。これは、ＣＣＤセンサを採用した場合に、そのセンサ出力に基づいて各色のトナーパターンの形状プロファイルを容易に把握できるとともに、各色成分のデータを適切に強調して抽出できることから、各色毎に本来の像位置（重心）を正確に検出できるためである。
【００１７】
しかしながら、ＣＣＤセンサはそれ自体が高価であるうえに、センサ出力信号を処理するための回路構成が複雑且つ大掛かりになるため、システム全体が非常に高価なものとなってしまう。
【００１８】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、その主たる目的は、各色の基準画像（パターン）を検出するにあたって基準画像の色による検出誤差を低減することにより画像出力部間の位置ずれに起因する色ずれを精度良く補正すること、さらには高価なＣＣＤセンサや複雑且つ大掛かりな回路構成を採用しなくても、簡単な構成で画像出力部間の色ずれを精度良く検出できるようにすることにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、少なくとも一つに複数の色を割り当ててなるＮ個の画像出力部を有し、前記Ｎ個の画像出力部によって像担持体上にＮ＋１色以上の画像を一つのカラー画像として多重形成する画像形成装置において、前記Ｎ個の画像出力部のそれぞれに対して、色ずれ検出用の基準画像を形成するための各１色を設定する設定手段と、前記設定手段で設定された色で前記Ｎ個の画像出力部により前記像担持体上に順次形成された基準画像を検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果に基づいて前記像担持体に対する前記Ｎ個の画像出力部によるＮ＋１色以上を重ね合わせた画像を形成するための書き込みを制御する制御手段とを備えたものである。
【００２０】
この画像形成装置においては、Ｎ個の画像出力部のそれぞれに対して、色ずれ検出用の基準画像を形成するための各１色、好ましくは検出手段での検出出力条件が良い各１色を設定手段で設定すると、その設定された色にしたがいＮ個の画像出力部によって転写ベルト又は感光体等の像担持体上に基準画像が形成される。この形成された基準画像は検出手段で検出され、その検出結果に基づいて像担持体に対するＮ個の画像出力部によるＮ＋１色以上を重ね合わせた画像を形成するための書き込みが制御手段で制御される。これにより、像担持体上に形成された基準画像を検出手段で検出した際に、基準画像の色による検出誤差が小さくなる。従って、画像出力部間の位置ずれに起因する色ずれを精度よく補正することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
先ず、本発明の実施の形態を説明するのに先立って、本発明の適用対象となる２タンデム方式の画像形成装置における色ずれ補正技術について説明する。
【００３２】
図１は本発明が適用される２タンデム方式の画像形成装置の概略構成図である。
先ず、２タンデム方式の基本的なメカ構成として、符号７１は第１の画像形成部、７２は第２の画像形成部、７３は第１のレーザ書込み部（ＲＯＳ＃１）、７４は第１の感光体ドラム、７５は第２のレーザ書込み部（ＲＯＳ＃２）、７６は第２の感光体ドラム、７７は中間転写ベルト、７８はベルト回転用の駆動ロール、１００ａは第１の現像器、１００ｂは第２の現像器である。
【００３３】
このうち、第１，第２のレーザ書込み部７３，７４は、それぞれ第１，第２の感光体ドラム７４，７５の表面にレーザビームを照射して静電潜像を書き込むもので、その内部には図示はしないが各色の画像信号に対応したレーザビームを走査するためのポリゴンミラーと、このポリゴンミラーを回転させるためのポリゴンモータ、さらにはポリゴンミラーによるレーザビームの走査開始タイミングを検出するためのＳＯＳセンサ等が組み込まれている。
第１，第２の現像器１００ａ，１００ｂは、上記第１，第２のレーザ書込み部７３，７４によってそれぞれ第１，第２の感光体ドラム７４，７５に書き込まれた静電潜像をトナー像に現像するものである。これら第１，第２の現像器１００ａ，１００ｂには、それぞれ２つの現像色（例えば、第１の現像器１００ａにはイエローとマゼンタ、第２の現像器１００ｂにはシアンとブラック）が割り当てられており、それらの現像色を回転動作（ロータリ方式）によって切り換えられる構成となっている。
また、中間転写ベルト７７の回転経路途中にはホームセンサ７９が対向状態に配設されている。このホームセンサ７９は、中間転写ベルト７７が回転した際に、そのベルト上に形成された基準マークを検知してベルト基準信号Belt Home を出力するもので、このベルト基準信号Belt Home がベルト１回転毎に出力されるようになっている。
【００３４】
一方、制御系の構成として、メインコントローラ８０は、２タンデム方式の画像形成装置の各部を制御する各種制御信号を出力するものである。
第１，第２の画像書込み制御部８１，８２は、画像入力部８３で入力されたＲ，Ｇ，Ｂ信号を基に画像処理部８４で生成されたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ信号に従って第１，第２のレーザ書込み部（ＲＯＳ＃１，ＲＯＳ＃２）７３，７５での画像書込みタイミングを制御するものである。
【００３５】
コントロール部８５は、第１，第２の画像書込み制御部８１，８２を介して第１，第２のレーザ書込み部７３，７４の画像書込み動作を制御するもので、その内部に複数のカウンタＡ〜Ｄを有している。コントロール部８５には、ベルトホームセンサ７９から出力されるベルト基準信号Belt Home と、第１，第２のレーザ書込み部７３，７５に内蔵された各Ｓ０Ｓセンサから出力される走査開始(SOS) 信号に同期した走査信号ＬＳ＃１，ＬＳ＃２が入力される。これに対してコントロール部８５は、それらの入力信号から各々のポリゴンミラーの走査周期と中間転写ベルト７７の回転周期の位相差を検出し、その検出結果に基づいてポリゴンミラーの回転速度を増減するための補正信号を第１，第２のポリゴンモータ制御部８６，８７に出力する。
【００３６】
また、第２の画像形成部７２のベルト回転方向下流側には検出センサ８８が配設されている。この検出センサ８８は、第１，第２の画像形成部７１，７２によって中間転写ベルト７７上に形成された色ずれ検出用のパターンを読み取るもので、その読み取りデータはコントロール部８５に入力される。これに対応してコントロール部８５では、検出センサ８８からの読み取りデータに基づいて第１，第２の画像形成部７１，７２の色ずれ量を求め、この求めた色ずれ量に応じて第２の画像形成部７２の画像書込みタイミングを制御する構成となっている。
【００３７】
続いて、コントロール部８５によって実行される色ずれ補正処理について説明する。
なお、コントロール部８５による色ずれ補正処理は、図２のフローチャートに基づく第１の処理ステップと、図３のフローチャートに基づく第２の処理ステップとの組み合わせによって実行されるもので、以下にそれぞれの処理手順を図４のタイミングチャートを参照しながら説明する。
【００３８】
先ず、駆動ロール７８の回転駆動に従って中間転写ベルト７７が回転した状態で、ベルトホームセンサ７９からベルト基準信号Belt Home が出力されると、その出力タイミングに同期したかたちで、第１のレーザ書込み部（ＲＯＳ＃１）７３での画像書き込みのトリガである基準信号ＴＲ０＃１が立ち上がる。このとき、第１の画像書込み制御部８１においては、第１のレーザ書き込み部７３の走査開始(SOS) 信号に同期した走査信号ＬＳ＃１が、上記基準信号ＴＲ０＃１の立ち上がりタイミングから任意の時間Ｔａ後に立ち上がる。この時間Ｔａは、第１のレーザ書き込み部７３におけるポリゴンミラーの走査周期と中間転写ベルト７７の回転周期の位相差に相当するもので、中間転写ベルト７７が１回転するごとに変化する。
【００３９】
そこで「第１の処理ステップ」では、先ず、上記時間Ｔａ（ＴＲ０＃１−ＬＳ＃１）をカウンタ基準クロック(Counter REF Clock) でカウントする（ステップＳ１１）。このとき、基準信号ＴＲ０＃１の立ち上がりタイミングと同時に仮想走査信号Virtual ＬＳ＃１を立ち上げる。この仮想走査信号Virtual ＬＳ＃１は、第１のレーザ書込み部７３で基準としている走査周期と同一の周期でアクティブとなるもので、そのアクティブ回数をカウンタＡでカウント開始する。
【００４０】
次に、第１のポリゴンモータ制御部８６を介して第１のレーザ書込み部７３におけるポリゴンミラーの回転速度を増減し、これによってポリゴンミラーの面位相を補正する（ステップＳ１２）。この面位相補正では、その前にカウンタ基準クロック(Counter REF Clock) でカウントした時間（位相差）Ｔａを基に、仮想走査信号Virtual ＬＳ＃１の立ち上がりタイミングから、例えば走査信号ＬＳ＃１の１／２周期のタイミングで真(True)の走査信号ＬＳ＃１が立ち上がるように、ポリゴンミラーの回転速度を増減して面位相を補正する。
【００４１】
その際、ポリゴンミラーの回転速度を増減するには、第１のポリゴンモータ制御部８６を介してポリゴンモータの駆動条件を一時的に変更することになるが、これによって例えばオーバーシュートやアンダーシュート等が生じる場合などでは走査信号ＬＳ＃１のアクティブ回数がランダムに変化し、ポリゴンミラーの面位相補正に伴う走査信号ＬＳ＃１数の増減を把握できない場合がある。そこで、ポリゴンミラーの面位相を補正した後にポリゴンモータの回転速度が安定するまでの所要時間を見込んで、その補正期間をカウンタＡのカウント値がｍになるまでの時間と規定する。
【００４２】
これにより、カウンタＡのカウント値がｍになった時点では、上述したポリゴンミラーの面位相補正によって仮想走査信号Virtual ＬＳ＃１と真の走査信号ＬＳ＃１の位相関係が一定（１／２周期のずれ）となるようにポリゴンミラーの面位相が補正されるため、この時点で新たな基準信号ＴＲ０＃１′を立ち上げる（ステップＳ１３）。その後、走査信号ＬＳ＃１のアクティブ回数をカウンタＢ及びカウンタＣでカウント開始し（ステップＳ１４）、一方のカウンタＢのカウント値が所定の値ｎになった時点で書込み開始信号ＰＳ＃１を立ち上げる（ステップＳ１５）。これにより、第１の画像書込み制御部１１では、上記書込み開始信号ＰＳ＃１の立ち上がりタイミングと同時に、第１のレーザ書込み部７３から第２の感光体ドラム７４への静電潜像の書込みを開始することになる。
このように、ポリゴンミラーの面位相補正に伴う走査信号ＬＳ＃１数の増減を把握できない場合でも、その補正期間をカウンタＡのカウント値で時間管理することにより、最初の基準信号ＴＲ０＃１の立ち上がりタイミングから一定時間後に書込み開始信号ＰＳ＃１を立ち上げて画像の書込み動作を開始することができる。
【００４３】
その後、カウンタＣのカウント値が所定の値ｘになった時点で、第２のレーザ書込み部（ＲＯＳ＃２）７５での画像書込みのトリガである基準信号ＴＲ０＃２が立ち上がる。
このとき、第２の画像書込み制御部８２においては、第２のレーザ書き込み部７５の走査開始(SOS) 信号に同期した走査信号ＬＳ＃２が、基準信号ＴＲ０＃２の立ち上がりタイミングから任意の時間Ｔｂ、即ち第２のレーザ書き込み部７５におけるポリゴンミラーの走査周期と中間転写ベルト７７の回転周期の位相差に対応した時間Ｔｂ後に立ち上がる。
そこで、先程のステップＳ１１と同様に上記時間Ｔｂをカウンタ基準クロック(Counter REF Clock) でカウントするとともに、基準信号ＴＲ０＃２の出力タイミングと同時に仮想走査信号Virtual ＬＳ＃２を立ち上げ、そのアクティブ回数をカウンタＡでカウント開始する。
【００４４】
以降は、上記ステップＳ１２，Ｓ１３と同様にカウンタＡのカウント値がｍになるまでの間に、上記時間Ｔｂに基づいて第２のポリゴンモータ制御部８７に所定のモータ制御信号を送出することにより、第２のレーザ書込み部７５でのポリゴンミラーの面位相を補正し、これによって仮想走査信号Virtual ＬＳ＃２と真の走査信号ＬＳ＃２の位相関係が一定（１／２周期のずれ）になるように制御する。そして、カウンタＡのカウント値がｍになった時点で新たな基準信号ＴＲ０＃２′を立ち上げる。
次いで、上記ステップＳ１４，Ｓ１５と同様に走査信号ＬＳ＃２のアクティブ回数をカウンタＢでカウント開始し、カウンタＢでのカウント値がｎになった時点で書込み開始信号ＰＳ＃１を立ち上げる。これにより、第２の画像書込み制御部８２では、上記書込み開始信号ＰＳ＃１の立ち上がりタイミングと同時に、第２のレーザ書込み部７５から第２の感光体ドラム７６への静電潜像の書込みを開始することになる。
【００４５】
このように第１，第２のレーザ書込み部７３，７５における各々のポリゴンミラーの回転周期と中間転写ベルト７７の回転周期との位相差を基にポリゴンミラーの面位相を補正することにより、第１，第２の画像形成部７１，７２でベルト回転毎の画像書込み位置が一致するようになる。その結果、第１の画像形成部７１によって中間転写ベルト７７に転写される第１色目と第３色目のトナー像の位置ずれ、及び第２の画像形成部７２によって中間転写ベルト７７に転写される第２色目と第４色目のトナー像の位置ずれを低減することができる。
【００４６】
これを踏まえて「第２の処理ステップ」では、先ず、ベルトホームセンサ７９からのベルト基準信号Belt Home を検知すると（ステップＳ２１）、先に説明した「第１の処理ステップ」に従ってポリゴンミラーの面位相を補正しつつ、第１の画像形成部７１によって中間転写ベルト７７に色ずれ検出用のパターンを形成する（ステップＳ２２、Ｓ２３）。
次に、カウンタＣ／Ｄのカウント値を初期値（デフォルト）に設定した状態で、上記同様に「第１の処理ステップ」に従ってポリゴンミラーの面位相を補正しつつ、第２の画像形成部７２によって中間転写ベルト７７に色ずれ検出パターンを形成する（ステップＳ２４〜Ｓ２６）。
【００４７】
続いて、中間転写ベルト７７に形成されたパターンを検出センサ８８で読み取る（ステップＳ２７）。これにより、検出センサ８８からパターンの読み取りデータが取り込まれるため、その読み取りデータに基づいて第１，第２の画像形成部７１，７２の色ずれ量を求め、さらに求めた色ずれ量から、これを解消するための補正データを算出する（ステップＳ２８）。具体的には、第１の画像形成部７１による画像書込み位置に対して、第２の画像形成部７２の画像書込み位置が一致するように、先に初期設定したカウンタＣ／Ｄのカウント値を、上記補正データに基づいて設定変更する（ステップＳ２９）。
【００４８】
ここで、上述の如く求めた第１，第２の画像形成部７１，７２の色ずれ量が走査信号ＬＳ＃１，ＬＳ＃２の１周期分（画像１ライン分）を超える場合には、基準信号ＴＲ０＃２の立ち上がりタイミングを規定するカウンタＣのカウント値ｘを増減することで補正する。また、走査信号ＬＳ＃１，ＬＳ＃２の１周期分（画像１ライン分）以下の色ずれ量については、例えばカウンタＤのカウント値の選択肢として、走査信号ＬＳ＃１の１／１６周期ずつディレイされた値を１６個（ｙ＝０〜１５）用意しておき、１ライン以下の色ずれ分に応じてカウンタＤのカウント値を適宜選択することで補正する。
【００４９】
これにより、それぞれの基準信号ＴＲ０＃１，ＴＲ０＃２の立ち上がりタイミングから書込み開始信号ＰＳ＃１，ＰＳ＃２の立ち上がりタイミングまでの時間を常に一定としたうえで、第１，第２のレーザ書込み部７３，７４のメカ精度等に起因した第１，第２の画像形成部７１，７２の色ずれを補正することができる。その結果、第１色目から第４色目までの画像を中間転写ベルト７７上に精度良く重ね合わせて転写することができるため、２タンデム方式における色ずれを低減することが可能となる。
【００５０】
こうした色ずれ補正技術において、第１，第２のレーザ書込み部７３，７５を用いてそれぞれ出力された色ずれ検出用のパターンを、例えばフォトセンサからなる検出センサ８８で検出した場合、先の従来技術で述べたようにＳ／Ｎが良好なものと、そうでないものとで検出誤差が生じるため、正確な色ずれ量を求めることができなくなる。
【００５１】
図５は本発明に係る画像形成装置の第１実施形態で採用した２タンデム方式のカラー複写機の概略構成図である。
図５において、符号５０，５１は感光体ドラム、５２，５３は現像器、５４，５５はレーザ書込み部（ＲＯＳ）、５６，５７は画像書込み制御部（ＲＯＳ−Ｉ／Ｆ）、５９は画像処理部（ＩＰＳ）、５８は画像読取部（ＩＩＴ）、６０は中間転写ベルト、６１は駆動ロール、６２，６３は従動ロール、６４は転写ロール、６５は給紙トレイ、６６は搬送ロール、６７は定着器であり、これらの基本的な構成については従来技術で述べたとおりである。また、感光体ドラム５０，５１は図１の第１，第２の感光体ドラム７４，７６、現像器５２，５３は図１の第１，第２の現像器１００ａ，１００ｂ、レーザ書込み部５４，５５は図１の第１，第２のレーザ書込み部７３，７５、中間転写ベルト６０は図１の中間転写ベルト７７、駆動ロール６１は図１の駆動ロール７８に、それぞれ対応している。
【００５２】
こうした構成に加えて、中間転写ベルト１１の走行経路上には、フォトセンサからなる検出センサ（検出手段）１９が配設されている。
この検出センサは、中間転写ベルト１１上に転写された色ずれ検出用のパターン（基準画像）を光学的に読み取るもので、そのセンサ出力は色ずれ演算部２０に入力される。
【００５３】
色ずれ演算部２０は、検出センサ１９から入力されたセンサ出力に基づいて色ずれ量を演算するとともに、その色ずれ量に対応した補正データを算出するものである。この色ずれ演算部２０で算出された補正データはシステム制御部２１に与えられる。
【００５４】
システム制御部２１は、色ずれ検出に際して、レーザ書込み部５４，５５や画像書込み制御部５６，５７にパターン出力指令を与えるとともに、その色ずれ検出処理によって色ずれ演算部２０から与えられた補正データを基に画像の書き込みを制御するするものである。またシステム制御部２１は、通常のコピー動作時において予め決められた刷り順にしたがって各々の現像器５２，５３に現像色の切り替え信号を与えるが、それとは別に、色ずれ検出に際しても現像色の切り替え信号を与える。
【００５５】
ちなみに本実施形態においては、画像の書き込みを制御する際の対象として、レーザ書込み部５４，５５での書込みタイミング、即ち主走査および副走査の書込みタイミングを制御するようにしているため、そのタイミング補正のための補正指令がシステム制御部２１からレーザ書込み部５４，５５に与えられる構成となっている。この他に、ポリゴンミラーの走査周期の制御も行われる。このような直接的に書き込みの制御を行う他に、間接的な画像の書き込み制御対象としては、レーザ書込み部５４，５５における走査ミラーの角度調整によるスキューの補正、ＶＣＯ(Voltage Controlled Oscillator) によるレーザ書込み部５４，５５のレーザ駆動周波数（主走査の周期：倍率）の変更、感光体ドラム５０，５１の回転速度調整による副走査方向の位置制御なども行われ得る。
【００５６】
なお、図中の符号２２は、パーソナルコンピュータ等の端末装置で作成されたテキストや画像等をプリント出力する際のインタフェースとなるコントローラ・プリンタ・インタフェースであり、これを介して入力された画像信号もコピー時と同様に取り扱われる。
【００５７】
ここで本第１実施形態においては、２タンデム方式の基本となる２つの感光体ドラム５０，５１のうち、一方の感光体ドラム５０に対応して設けられた現像器５２およびレーザ書込み部５４によって一つの画像出力部が構成され、同様に他方の感光体ドラム５１に対応して設けられた現像器５３およびレーザ書込み部５５によってもう一つの画像出力部が構成されている。そして、現像器５２およびレーザ書込み部５４からなる画像出力部に対しては、Ｙ（イエロー）とＭ（マゼンタ）の２色が割り当てられ、現像器５３およびレーザ書込み部５５からなる画像出力部に対しては、Ｃ（シアン）とＫ（ブラック）の２色が割り当てられている。
【００５８】
これに対して、システム制御部２１には、色ずれ検出用のパターンを出力するにあたって、現像器５２およびレーザ書込み部５４により感光体ドラム５０上に出力すべきパターンの色と、現像器５３およびレーザ書込み部５５により感光体ドラム５１上に出力すべきパターンの色とが、それぞれ１色ずつ設定されている。
【００５９】
具体的には、例えば中間転写ベルト６０が赤色系（茶系を含む）であるとすると、感光体ドラム５０上に出力すべきパターンの色として「Ｙ」１色を設定し、他の感光体ドラム５１上に出力すべきパターンの色として「Ｃ」１色を設定する。
ここでのパターン出力色の選定理由は、以下の内容に基づくものである。
【００６０】
即ち、ＹＭＣＫの各色で出力したパターンを検出センサ（フォトセンサ）１９で検出したときに、中間転写ベルト６０が赤色系であると、Ｙ，Ｃのパターンではコントラストが高くなり、Ｍ，Ｋのパターンではコントラストが低くなる。
このことから、フォトセンサの検出感度としても、Ｙ，Ｃのパターンでは図６（ａ），（ｂ）に示すようにＳ／Ｎが良好になるのに対し、Ｍ，Ｋのパターンでは図６（ｃ），（ｄ）に示すようにＳ／Ｎが良好にならない。
【００６１】
こうした観点から、前段の画像出力部（５２，５４）に対しては、センサ検出感度（コントラスト）が最も高い「Ｙ」１色をパターンの出力色に設定し、後段の画像出力部（５３，５５）に対しては、「Ｙ」に次いでセンサ検出感度（コントラスト）が高い「Ｃ」１色をパターンの出力色に設定している。
【００６２】
続いて、システム制御部２１によって実行される色ずれ補正処理につき、図７のフローチャートを用いて説明する。
先ず、ステップＳ３１では、色ずれ検出サイクルになったか否かを繰り返し判定する。この色ずれ検出サイクルは、例えば、前回の色ずれ補正処理の実行時点を基準にして、温湿度等の環境条件が許容レベルを超えて変化したか否か、或いは予め設定された許容時間を経過したか否かによって判定され、色ずれ検出サイクルになった時点でステップＳ３２に進む。
【００６３】
ステップＳ３２では、各々の画像書込み制御部５６，５７に対してパターン出力指令を与え、続くステップＳ３３では、上述の如く設定された色材でパターンを出力するよう、各々の現像器５２，５３に現像色の切り替え信号を与える。
これにより、各々の画像書込み制御部５６，５７からは、色ずれ検出用のパターンに対応したパターン信号がレーザ書込み部５４，５５に与えられるとともに、一方の現像器５２における現像色が「Ｙ」、他方の現像器５３における現像色が「Ｃ」に切り替えられる。
【００６４】
続いて、ステップＳ３４では、一方のレーザ書込み部５４によって感光体ドラム５０上に書き込まれた潜像パターンが現像器５２によって「Ｙ」のトナーパターンに現像されるとともに、他方のレーザ書込み部５５によって感光体ドラム５１上に書き込まれた潜像パターンが現像器５３によって「Ｃ」のトナーパターンに現像される。さらに、各々の感光体ドラム５０，５１上のトナーパターンは、中間転写ベルト６０上に順次転写され、これによって色ずれ検出用パターンの出力がなされる。
【００６５】
次いで、ステップＳ３５，Ｓ３６において、上述の如く中間転写ベルト６０上に転写された「Ｙ」と「Ｃ」のパターンを検出センサ１９で順に検出し、これら２色のパターンを検出し終えた時点でステップＳ３７に進む。
ステップＳ３７では、検出センサ１９からのセンサ出力を基に色ずれ演算部２０にて２つの画像出力部（５２，５４および５３，５５）間の色ずれ量を求め、その色ずれ量に応じた補正値を算出する。
【００６６】
このとき、検出センサ１９から色ずれ演算部２０に与えられるセンサ出力としては、色ずれ検出用のパターンがいずれもコントラスト（センサ検出感度）の高い「Ｙ」と「Ｃ」で出力されていることから、先の図６（ａ），（ｂ）のようにＳ／Ｎが良好なものとなる。
【００６７】
これにより、「Ｙ」のパターンを検出したときのセンサ出力を閾値を用いて２値で取り出した場合、本来の像位置とパターンエッジ検出位置とのずれ量はＡとなる。一方、「Ｃ」のパターンを検出したときのセンサ出力を上記同様に閾値を用いて２値で取り出した場合、本来の像位置とパターンエッジ検出位置とのずれ量はＡ′となる。このとき、双方のずれ量Ａ，Ａ′は互いに近似した値となることから、これらのずれ量Ａ，Ａ′を基に演算された色ずれ量には殆ど検出誤差が含まれないことになる。
【００６８】
したがって、最終のステップＳ３８において、色ずれ演算部２０により算出された補正データを、画像書込みタイミングを補正対象とした色ずれの補正指令として各々の画像書込み制御部５６，５７に与えることにより、通常のコピー動作では、色ずれのない高品位なコピー画像を出力することが可能となる。
【００６９】
このように本第１実施形態においては、２つの画像出力部（５２，５４および５３，５５）に割り当てられた色（ＹＭＣＫ）のうち、一方の画像出力部に対しては「Ｙ」、他方の画像出力部に対しては「Ｃ」といった具合に、それぞれ検出センサ１９での検出感度の高い色（検出出力条件が良い色）を色ずれ検出用のパターン出力色としてシステム制御部２１に設定している。
そして、実際の色ずれ補正処理では、予め設定されたパターン出力色にしたがって各々の画像出力部により色ずれ検出用のパターンを出力し、その出力されたパターンを検出センサ１９で検出した結果を基に色ずれ演算部２０で色ずれ量を演算し、且つシステム制御部２１で画像の書込みタイミングを制御しているため、ＣＣＤセンサ等の高価なセンサ部品や、複雑かつ大掛かりな回路構成を採用しなくても、高い検出精度をもって画像出力部間の色ずれを検出し、これを補正することができる。
【００７０】
なお、上記第１実施形態においては、赤色系の中間転写ベルト６０を採用したシステム構成への適用例について説明したが、赤色系以外のベルトを採用した場合には、以下の表１に示すように、それぞれベルトの色に対応して色ずれ検出用のパターン出力色も異なったものとなる。
【００７１】
【表１】
即ち、中間転写ベルト６０に透明系のベルトを採用した場合は、「Ｋ」と「Ｃ」または「Ｋ」と「Ｍ」の組み合わせで色ずれ検出用パターンの出力色を設定し、黒色系のベルトを採用した場合は、「Ｙ」と「Ｃ」または「Ｍ」と「Ｃ」の組み合わせで色ずれ検出用パターンの出力色を設定する。ただし、中間転写ベルトの色（下地の色）に対する各色のパターンのコントラストは、センサの受光感度特性並びにセンサ光源の色によっても若干異なることから、この受光感度特性と光源色も考慮してセンサ検出感度が高い色から優先的にパターン出力色を設定すれば、より好適なものとなる。
【００７３】
また、色ずれ検出の誤差を低減するという観点では、コントラストの低い色同士、例えば図６において（ｃ），（ｄ）の「Ｋ」と「Ｍ」を色ずれ検出用のパターン出力色に設定することでも、原理的に実現可能である。ただし、「Ｋ」と「Ｍ」については、検出センサ１９の検出感度が揃った色ではあるが、Ｓ／Ｎが悪いためにノイズ成分の影響を受けやすくなる。
したがって、上記実施形態で採用したように、単色で検出感度が高く、しかも検出感度の揃った色をパターン出力色に設定した方が、ノイズ成分の影響を極力回避できるため、きわめて好適である。
【００７４】
ところで、中間転写ベルト６０に黒色系のベルトを採用した場合、色ずれ検出用のパターンをＫで出力すると、双方の色が同色となるためにフォトセンサでＫパターンを検出することが極めて困難になるが、Ｋと他の色を組み合わせて多重形成することにより、センサ検出感度の良いパターンを出力することが可能となる。
【００７５】
具体的には、中間転写ベルト６０が黒色系の場合、図８（ａ）に示すように、ＫとＹを組み合わせた色で色ずれ検出用のパターンを出力する。なお、図８（ｂ）は色ずれ検出用のパターンの他の形状例を示している。
この場合、図８（ａ）の上段に示すように、下地部分がＹで、パターン部分がＫのパターン画像に関しては、前段の画像出力部（５２，５４）でＹのベタパターン（下地パターン）を形成し、その上に後段の画像出力部（５３，５５）を用いてＫのシェブロンパターン（矢印状のパターン）を多重形成することで得られる。
【００７６】
一方、図８（ａ）の下段に示すように下地部分がＫで、パターン部分がＹのパターン画像に関しては、中間転写ベルト６０が黒色系の場合、そのベルトをＫのベタパターンの代用として、前段（５２，５４）の画像出力部によりＹのシェブロンパターンを直接ベルト上に形成することで得られる。
【００７７】
これに対して、中間転写ベルト６０が黒色系以外、例えば透明系で且つ反射型センサ（透過でない）にて検知する場合は、先ずベルト１周目において、後段の画像出力部（５３，５５）を用いてＫのベタパターンを形成し、次いでベルト２周目において、上記Ｋのベタパターンの上に前段の画像出力部（５２，５４）を用いてＹのシェブロンパターンを多重形成することで得られる。
【００７８】
また、ベルト１周で形成する場合は、前段の画像出力部を用いてＹのベタパターンを形成し、その上から後段の画像出力部を用いてＫのシェブロン形状の中抜きパターンを多重形成することで得られる。ただし、この場合は、見かけ上はＹのパターンであるが、実際にはＫのパターンの位置を検出することになる。
【００７９】
このように複数の色の組み合わせによって色ずれ検出用のパターンを出力することにより、センサの検出感度が全く同じパターンを得ることができるため、個々の色材の反射率特性等に起因した検出誤差を解消することができる。
また、複数の色の組み合わせとしては、他の例（例えばＹとＭ）も考えられるが、特に、上述したＫとＹの組み合わせによるパターンはコントラストが非常に高いため、センサ検出感度（Ｓ／Ｎ）が最良のパターンをもって色ずれ検出を行うことが可能となる。
さらに、出力画像の画質を最優先に、例えば中間転写ベルト６０の色や、画像出力部の割り当て色などが決められた場合、色ずれ検出を行うのに必ずしも最適な条件でパターン出力色を設定できないことも想定されるが、そうした場合に複数の色の組み合わせによってパターンを出力することにより、出力画像の高画質化と色ずれ検出の高精度化を両立させることが可能となる。
【００８０】
なお、上記第１実施形態においては、中間転写ベルト６０を用いた２タンデム方式の画像形成装置（カラー複写機）への適用例について説明したが、本発明はこれに限らず、例えば図９に示すように転写ベルト１０１に図中矢印方向から用紙を供給し、その転写ベルト１０１上で２つの感光体ドラム１０２，１０３から直に用紙に画像を転写する、いわゆる直接転写方式を採用した画像形成装置にも同様に適用することができる。
【００８１】
また、２タンデム方式以外にも、例えば図１０に示すように、一つの感光体ドラム１０４に対して、それぞれ２色の現像色を割り当ててなる２つの画像出力部（１０５，１０６および１０７，１０８）を備えたシングル方式の画像形成装置や、図示はしないが３つの感光体ドラムにそれぞれ２色ずつ現像色を割り当ててなる３タンデム方式の画像形成装置、或いは図１１に示すように、４つの感光体ドラム１０９，１１０，１１１，１１２にそれぞれ２色ずつ現像色を割り当ててなる４タンデム方式の画像形成装置にも同様に適用することができる。
【００８２】
ここで、参考までに、３タンデム方式とシングル方式の画像形成装置において、画像出力部に対する色の割り当てと色ずれ検出用のパターン出力色の設定例を以下の表２に示す。なお、３タンデム方式の割り当て色の中で、金と銀は特色の一例であり、これ以外にも蛍光色や標準色材で再現不可能な色、または特定用途向けの低能度色材が特色として採用される場合もある。
【００８３】
【表２】
続いて、上記２タンデム方式の画像形成装置（図５参照）に適用した場合の本発明の第２実施形態について説明する。
この第２実施形態においては、先ず、ＹＭＣＫの各色材の特性上の違いによるセンサ検出誤差を、センサ出力または色ずれ量の演算時に補正すべく、色ずれ演算部２０に図１２の構成を採用している。
【００８５】
図１２において、ＣＰＵ（中央演算処理装置）２０ａはＲＯＭ２０ｂに格納された演算プログラムにしたがって色ずれ検出のための演算処理を行うもので、その演算処理に必要となるデータは随時ＲＡＭ２０ｃに記憶される。また、ＣＰＵ２０ａでの演算処理によって得られた補正データはシステム制御部２１に与えられ、その補正データが補正指令となってシステム制御部２１から各画像書き込み制御部７，８に出力される構成となっている。
【００８６】
ここで、ＲＯＭ２０ｂには、色ずれ検出のための演算処理用データの一つとして、各色ごとのオフセット値が格納されている。このオフセット値は、予め実験的に求めたデータを演算プログラムに組み込んだものである。
具体的には、各色のパターンをフォトセンサで検出したときのセンサ出力をそれぞれ閾値を用いて２値で取り出す。このとき、各色のパターンに対応して検出されたパターンエッジの検出位置と本来の像位置とのずれ量、例えば図２０（ａ），（ｂ）におけるＡとＢとの差分データを求め、その差分データをオフセット値として設定する。この場合のオフセット値は、図２０（ａ），（ｂ）に対応する２つの色のうち、Ｓ／Ｎが良好なパターン色を色ずれ補正の際の基準色とすると、その基準色に対する他方のパターン色のオフセット値として設定される。
【００８７】
さらに、色ずれ検出のための入力データとして、ＣＰＵ２０ａには、２つの検出センサ（フォトセンサ）１９０ａ，１９０ｂからのセンサ出力（アナログ信号／デジタル信号）がそれぞれ与えられる。各々の検出センサ１９０ａ，１９０ｂは、画像のスキューずれを検出するために、中間転写ベルト６０の両サイドにそれぞれ配設されたものである。また、ＣＰＵ２０ａには、外部装置との通信用の送受信ライン（ＴＸ，ＲＸ）が接続されている。
【００８８】
なお、ここでは色ずれ演算部２０で演算された補正データを、システム制御部２１を経由して各画像書き込み制御部５６，５７に出力する構成を採用しているが、これ以外にも、色ずれ演算部２０に入出力ポ−ト（Ｉ／Ｏ）２０ｄを設け、この入出力ポート２０ｄを介して色ずれ演算部２０から直接、画像書き込み制御部５６，５７に補正データを出力させることもできる。
【００８９】
続いて、本第２実施形態において、システム制御部２１により実行される色ずれ補正処理につき、図１３のフローチャートを用いて説明する。
先ず、ステップＳ４１では、色ずれ検出サイクルになったか否かを繰り返し判定し、色ずれ検出サイクルになった時点でステップＳ４２に進む。
ステップＳ４２では、各々の画像書込み制御部５６，５７に対してパターン出力指令を与えることにより、中間転写ベルト６０上に色ずれ検出用パターンの出力を出力し、続くステップＳ４３では、中間転写ベルト６０上の色ずれ検出用パターンを検出センサ１９０ａ，１９０ｂにより検出する。
【００９０】
次いで、ステップＳ４４では、検出センサ１９０ａ，１９０ｂからのセンサ出力を基に色ずれ演算部２０にて２つの画像出力部（５２，５４および５３，５５）間の色ずれ量を求め、その色ずれ量に応じた補正データを算出する。このとき、色ずれ演算部２０においては、検出センサ１９０ａ，１９０ｂからのセンサ出力または演算により求めた２つの画像出力部（５２，５４および５３，５５）間の色ずれ量に対して、上述の如くＲＯＭ２０ｂに格納されたオフセット値をもってオフセットをかける。
【００９１】
例えば、図２０（ａ），（ｂ）のようなセンサ出力が得られた場合、Ｓ／Ｎが良好な図２０（ａ）のセンサ出力に関しては、本来の像位置からＡだけずれた位置をそのままパターンエッジとして検出とし、Ｓ／Ｎが良好でない図２０（ｂ）のセンサ出力に関しては、本来の像位置からＢだけずれたパターンエッジの検出位置に対して、さらに（Ａ−Ｂ）分だけずれた位置をパターンエッジとして検出する。
【００９２】
これにより、各色のパターンに対するセンサ検出誤差を解消できるため、実際の色ずれに適した補正データを取得することが可能となる。したがって、最終のステップＳ４５において、色ずれ演算部２０により算出された補正データを、色ずれの補正指令として各々の画像書き込み制御部５６，５７に与えることにより、通常のコピー動作では、色ずれのない高品位なコピー画像を出力することが可能となる。
【００９３】
図１４は本発明の第２実施形態の応用例として、パターンエッジ検出のための閾値調整機能を備えた色ずれ検出装置の構成図である。
先ず、検出センサ１９には、実際に色ずれ検出用のパターンを光電変換して検出するフォトセンサ部１９ａと、このフォトセンサ部１９ａからのアナログ信号を一方の入力としたコンパレータ１９ｂと、色ずれ演算部２０からのデジタル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器１９ｃとが設けられている。
【００９４】
一方、色ずれ演算部２０には、フォトセンサ部１９ａからのアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器２０１と、このＡ／Ｄ変換器２０１から生成されたデジタル信号を入力としたＣＰＵ２０２とが設けられている。このＣＰＵ２０２は、Ａ／Ｄ変換器２０１からのデジタル信号に対応して、閾値設定のためのデジタル信号を検出センサ１９側に送出するもので、この送出されたデジタル信号は上記Ｄ／Ａ変換器１９ｃでアナログ信号に変換されてコンパレータ１９ｂの他方の入力となる。また、コンパレータ１９ｂの出力はパターンエッジ検出のためのセンサ出力としてＣＰＵ２０２に取り込まれる。
【００９５】
図１５は一連の色ずれ補正処理の中でも、特に閾値調整を主体とした処理手順を示すフローチャートである。
先ず、ステップＳ５１において、色ずれ検出サイクルになったか否かを繰り返し判定し、検出サイクルになった時点で、パターン検出の背景部となる中間転写ベルト６０の表面を検出センサ１９で検出する（ステップＳ５２）。
次に、ステップＳ５３にてＮに１を代入したのち、ステップＳ５４において、Ｎ色目（この時点では１色目）のベタパッチ（１色の色材で塗り潰した矩形パターン）を中間転写ベルト６０上に出力し、そのベタパッチを検出センサ１９により検出する（ステップＳ５５）。このとき、検出センサ１９からは、上述の如く出力されたベタパッチに対応するアナログ信号がフォトセンサ部１９ａから出力される。この場合のアナログ信号は、ベタパッチの形状に対応して矩形波的なプロファイルを示すことから、その最大レベルを容易に検出することができる。このとき、ベタパッチの濃度を色ずれ検出パターンの濃度を同じにすることで、濃度差の影響を回避できる。
【００９６】
続いて、ステップＳ５６では、色ずれ演算部２０にて上記アナログ信号に対応する閾値を決定する。
具体的には、上記ベタパッチに対応するアナログ信号の最大レベルをパッチ検出値とし、このパッチ検出値と先に取得した背景部のセンサ検出値とを用いて、例えば次の（１）式にしたがって閾値を決定する。
（背景検出部）＋｛（パッチ検出値）−（背景検出値）｝×係数・・・（１）
【００９７】
上記（１）式において、「係数」は、その前のステップＳ５５の検出結果から得られるパッチ検出値に対応して選択されるもので、そのための対応関係を示すテーブルデータが例えば色ずれ演算部２０のＲＯＭ等に格納されている。
そこで、色ずれ演算部２０のＣＰＵ２０２では、例えば図１６（ａ）に示すようにパッチ検出値が高い場合は、そのパッチ検出値に対応する係数として「０．５」を選択し、図１６（ｂ）に示すようにパッチ検出値が低い場合は、そのパッチ検出値に対応する係数として「０．３」を選択する。
【００９８】
これにより、図１６（ａ）においては、パッチ検出値と背景検出値との間で、その１／２（中間）のレベルに閾値が決定され、図１６（ｂ）においては、パッチ検出値と背景検出値との間で、背景検出値寄りの１／３のレベルに閾値が決定される。なお、閾値決定のための係数は、検出センサ１９のＭＴＦ特性や検出感度特性等により適宜設定されるべきもので、これは固定値でも合わせこみによるＮＶＭ値であってもよい。
【００９９】
その後、ステップＳ５７では、Ｎの値をインクリメント（＋１）したのち、続くステップＳ５８で、Ｎの値が予め設定された所定値になったか否かを判定する。ちなみに、本第２実施形態で採用している２タンデム方式のカラー複写機の場合は、ＹＭＣＫの４色のうち、２色の画像を多重形成することで一つの色ずれ検出パターン画像を得ることから、その色数に対応したかたちで所定値に「２」が設定されている。
ここで、Ｎの値が所定値に達していない場合は、先のステップＳ５４に戻って同様の処理を繰り返し、Ｎの値が所定値に達したら、ステップＳ５９に進む。
【０１００】
ステップＳ５９では、Ｎに再び「１」を代入したのち、ステップＳ６０でＮ色目（この時点では１色目）の色ずれ検出用のパターンを出力するとともに、続くステップＳ６１でＮ色目の閾値を設定する。ここで設定される閾値は、先のステップＳ５６において各色毎に決定された閾値のうち、Ｎ色目に対応する閾値である。このとき、ＣＰＵ２０２からは、設定された閾値レベルに対応するデジタル信号が出力され、これがＤ／Ａ変換器１９ｃでアナログ信号に変換されてコンパレータ１９ｂに入力される。
【０１０１】
次いで、Ｎ色目に対応する色ずれ検出用パターンのサンプリングを検出センサ１９で開始し（ステップＳ６２）、サンプリングが終了した時点（ステップＳ６３でイエス）でステップＳ６４に進む。このとき、フォトセンサ部１９ａからのアナログ信号がコンパレータ１９ｂに入力され、そこでセンサからのアナログ信号と閾値レベルに対応したアナログ信号とが比較される。そして、閾値レベルに対応したアナログ信号よりも、センサからのアナログ信号の方が大きくなると、パターンエッジ検出のための検出信号がコンパレータ１９ｃからＣＰＵ２０２に出力される。
【０１０２】
その後、ステップＳ６４では、Ｎの値をインクリメント（＋１）したのち、続くステップＳ６５で、Ｎの値が予め設定された所定値（２）になったか否かを判定する。そして、Ｎの値が所定値に達していない場合は、先のステップＳ６０に戻って同様の処理を繰り返し、Ｎの値が所定値に達した時点で、閾値調整に関する一連の処理を終了する。ここで、検知精度向上の為に、上記パターンを複数ブロックサンプルする際には、ブロック数分だけ繰り返しサンプルする。
【０１０３】
このように検出するパターンの色に対応して閾値を切り替え調整することにより、例えば、図１６（ａ）に示すようにＳ／Ｎが良好な場合は、それに応じて設定された閾値レベルをセンサ出力が越えた位置をパターンエッジとして検出し、図１６（ｂ）に示すようにＳ／Ｎが良好でない場合は、それに応じて設定された閾値レベルをセンサ出力が超えた位置をパターンエッジとして検出する。このとき、図１６（ａ），（ｂ）の双方において、それぞれ本来の像位置とパターンエッジの検出位置とのずれ量Ａ，Ａ′が等しくなる。したがって、色ずれ検出用のパターンの色によってＳ／Ｎが良好な場合と良好でない場合とがあっても、これに伴う検出誤差を解消することができる。
【０１０４】
なお、上記応用例では、検出するパターンの色に応じてエッジ検出のための閾値を切り替えるようにしたが、これ以外にも、以下のような構成を採用することで同様の効果を得ることができる。
【０１０５】
図１７はゲイン調整機能を備えた色ずれ検出装置の構成図である。
図示した構成では、検出センサ１９のフォトセンサ部１９１で光電変換されたアナログ信号がオペアンプ１９２の非反転（＋）入力に接続されている。オペアンプ１９２は、フォトセンサ部１９１で光電変換された結果を増幅するものである。アナログスイッチ（ＳＷ）１９３は、ＣＰＵ１９４からの切り替え信号にしたがってスイッチング動作するものである。
【０１０６】
帰還抵抗群１９５は、互いに並列接続された複数（図例では８つ）の帰還抵抗を有し、上記アナログスイッチ１９３のスイッチング動作によって帰還抵抗値が切り替わるようになっている。この帰還抵抗群１９５は、オペアンプ１９２の反転（−）入力と出力との間に接続されている。また、オペアンプ１９２の反転入力と基準電位（アース）との間には抵抗１９１ａが接続されている。一方、コンパレータ１９６は、検出センサ１９の出力を一方の入力としている。また、ＣＰＵ１９４からは、閾値設定のためのデジタル信号が送出され、このデジタル信号がＤ／Ａ変換器１９７でアナログ信号に変換されてコンパレータ１９６の他方の入力となる。
【０１０７】
ちなみに、図１７の例では、ＣＰＵ１９４から３ビットのデジタル信号が入力され、その入力信号に応じたアナログスイッチ１９３のスイッチング動作により、帰還抵抗群１９５を構成する８つの帰還抵抗の中で、いずれか一つが選択されるようになっている。
【０１０８】
実際の色ずれ補正処理においては、検出センサ１９で検出する色ずれ検出用のパターン色に応じてＣＰＵ１９４から切り替え信号が出力され、その切り替え信号にしたがってアナログスイッチ１９３がスイッチング動作する。これにより、帰還抵抗群１９５の帰還抵抗が、パターンの色に対応した値に設定される。
【０１０９】
この状態で検出センサ１９がパターンを検出すると、そのパターンに対応したアナログ信号がフォトセンサ部１９１から出力される。このアナログ信号は入力抵抗１９１ａを介してオペアンプ１９２の一方の入力となる。
このとき、オペアンプ１９２の増幅度は、入力抵抗１９１ａの抵抗値と上記パターンの色に対応した帰還抵抗値の比によって決まり、その増幅度に応じたアナログ信号がオペアンプ１９２から出力される。このとき、オペアンプ１９２から出力されたアナログ信号はコンパレータ１９６に入力される。
一方、ＣＰＵ１９４からは、各色に対応した閾値設定用のデジタル信号が送出され、このデジタル信号がＤ／Ａ変換器１９７を介してコンパレータ１９６に入力される。そこで、コンパレータ１９６では、オペアンプ１９２から出力されたアナログ信号と閾値レベルに対応したアナログ信号とが比較される。そして、オペアンプ１９２からのアナログ信号が、閾値レベルに対応したアナログ信号よりも大きくなると、色ずれ検出のためのデータがコンパレータ１９６から出力される。
【０１１０】
このようにゲイン調整機能を備えた色ずれ検出装置を採用することにより、例えば、図１８（ａ）に示すようにＳ／Ｎが良好なパターンのセンサ出力に対してはゲインを印加せずに、ＣＰＵ１９４にて設定される閾値を用いて検出センサ１９の出力を２値で取り出し、図１８（ｂ）に示すようにＳ／Ｎが良好でないパターンのセンサ出力に対しては、それに応じた適量のゲインを印加するとともに、そのゲインに対応した閾値をＣＰＵ１９４により設定して検出センサ１９の出力を２値で取り出すことにより、本来の像位置とパターンエッジの検出位置とのずれ量が双方で等しくなる（Ａ＝Ａ′）。これにより、色ずれ検出用のパターンの色によってＳ／Ｎが良好な場合と良好でない場合とがあっても、これに伴う検出誤差を解消することができる。
【０１１１】
なお、この第２実施形態においても、先述の第１実施形態と同様に中間転写による２タンデム方式の画像形成装置に限らず、直接転写を採用した２タンデム方式の画像形成装置（図９参照）、シングル方式を採用した画像形成装置（図１０参照）、さらには３タンデム方式を採用した画像形成装置や、４タンデム方式を採用した画像形成装置（図１１参照）にも適用可能である。また、本第２実施形態の色ずれ検出機能を第１実施形態の色ずれ検出機能として用いることにより、画像出力部間の位置ずれによる色ずれをより一層精度よく補正することが可能となる。
【０１１２】
また、先述の第１実施形態の場合は、少なくとも一つに複数の色を割り当ててなるＮ個（例：２個）の画像出力部を有し、そのＮ個の画像出力部を用いてＮ＋１色（例：ＹＭＣＫ）以上の画像を多重形成する画像形成装置を前提としているが、第２実施形態の場合は、いずれか一つの画像出力部に複数の色が割り当てられたものでなくても良いことから、複数個の画像出力部を有して複数色の画像を多重形成する画像形成装置（例えば、４タンデム方式でＹＭＣＫの４色の画像を多重形成するもの）に広く適用可能である。
【０１１３】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、請求項１記載の発明によれば、Ｎ個の画像出力部のそれぞれに対して、色ずれ検出用の基準画像を形成するための各１色、好ましくは検出手段での検出出力条件が良い各１色を設定して基準画像を形成し、それらの基準画像を検出手段で検出するようにしたので、基準画像の色による検出誤差を低減することができる。したがって、検出手段の検出結果に基づいて像担持体に対するＮ個の画像出力部によるＮ＋１色以上を重ね合わせた画像を形成するための書き込みを制御することで、画像出力部間の位置ずれに起因する色ずれを精度良く補正することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明が適用される２タンデム方式の画像形成装置の概略構成図である。
【図２】 ２タンデム方式で採用される色ずれ補正処理のフローチャート（その１）である。
【図３】 ２タンデム方式で採用される色ずれ補正処理のフローチャート（その２）である。
【図４】 ２タンデム方式で採用される色ずれ補正処理に対応したタイミングチャートである。
【図５】 本発明に係る画像形成装置の第１実施形態で採用した２タンデム方式のカラー複写機の概略構成図である。
【図６】 各色パターンに対応したセンサ出力の一例を示す図である。
【図７】 第１実施形態における色ずれ補正処理のフローチャートである。
【図８】 複数の色の組み合わせによるパターン形状例を示す図である。
【図９】 本発明の適用対象として、直接転写による２タンデム方式の画像形成装置を示す図である。
【図１０】 本発明の適用対象として、シングル方式の画像形成装置の構成を示す図である。
【図１１】 本発明の適用対象として、４タンデム方式の画像形成装置の構成を示す図である。
【図１２】 本発明の第２実施形態において、色ずれ演算部の構成を示す図である。
【図１３】 本発明の第２実施形態における色ずれ演算処理のフローチャートである。
【図１４】 閾値調整機能を備えた色ずれ検出装置の構成図である。
【図１５】 本発明の第２実施形態において、閾値調整を主体とした色ずれ補正処理のフローチャートである。
【図１６】 閾値調整による効果を説明する図である。
【図１７】 ゲイン調整機能を備えた色ずれ検出装置の構成図である。
【図１８】 ゲイン調整による効果を説明する図である。
【図１９】 ２タンデム方式のカラー複写機の概略構成図である。
【図２０】 従来技術の課題を説明する図である。
【符号の説明】
５１，５１…感光体ドラム、５２，５３…現像器、５４，５５…レーザ書込み部、５６，５７…画像書込み制御部、６０…中間転写ベルト、１９…検出センサ、２０…色ずれ演算部、２１…システム制御部
Claims (3)
- 少なくとも一つに複数の色を割り当ててなるＮ個の画像出力部を有し、前記Ｎ個の画像出力部によって像担持体上にＮ＋１色以上の画像を一つのカラー画像として多重形成する画像形成装置において、
前記Ｎ個の画像出力部のそれぞれに対して、色ずれ検出用の基準画像を形成するための各１色を設定する設定手段と、
前記設定手段で設定された色で前記Ｎ個の画像出力部により前記像担持体上に順次形成された基準画像を検出する検出手段と、
前記検出手段の検出結果に基づいて前記像担持体に対する前記Ｎ個の画像出力部によるＮ＋１色以上を重ね合わせた画像を形成するための書き込みを制御する制御手段と
を備えたことを特徴とする画像形成装置。 - 前記設定手段は、前記検出手段での検出出力条件が良い色を前記基準画像の出力色に設定する
ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。 - 前記設定手段は、前記検出手段での検出出力条件が良い色として、単色で検出感度の高い色、複数の色を組み合わせ多重したときに検出感度の高い色、または検出感度の揃った色のうち、少なくとも一つの条件を満たすものである
ことを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
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