JP4265907B2 - 画像形成装置及び画像形成の位置ずれ量検出方法 - Google Patents
画像形成装置及び画像形成の位置ずれ量検出方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電子写真方式を用いてカラー画像を形成する複写機、プリンタ等の画像形成装置において、各色の位置ずれ量を効率的かつ正確に検出する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等の電子写真方式を用いて画像を形成する画像形成装置には、カラー画像（多色画像ともいう）を形成できるものがある。カラー画像形成装置では、シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ），ブラック（Ｂ）の各色の出力画像における色ずれをなくすことが画像品質を向上させるために重要であり、特に、画像の書込光学系と像担持体とを各色毎に１セットづつ備えた（４連）タンデム型の画像形成装置の場合は、各色の画像がそれぞれ別の書込光学系と像担持体で形成されるため、色ずれをなくすための各色の位置合わせが重要な課題となっている。
カラー画像形成装置の画像位置ずれを補正する技術に関して、従来、ブラックの印字パターンに例えばマゼンタの印字パターンを合成して作成する際に、マゼンタの印字パターンをブラックの印字パターンの非印字領域に作成し、マゼンタの印字パターンに位置ずれがあれば印字濃度が濃くなるようにして、相対的な位置ずれを検出するという技術があった（例えば、特許文献１参照。）。また、濃度最大のレジストずれ位置と、濃度最小のレジストずれ位置のパッチを生成し、検出される濃度値からレジストずれ量を計算して、少ないパッチ数でレジスト補正を行うという技術もあった（例えば、特許文献２参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−４０７４６号公報（第１頁）
【特許文献２】
特開２００２−９１１１９号公報（第１−３頁）
【０００４】
また、カラー画像形成装置の画像位置ずれを補正する従来技術として、転写ベルト等の像担持体に位置ずれ量の検出を目的とするパターン（位置ずれ量検出パターン）を書込み形成して、そこから反射される光をセンサで読取り、各色のパターンを形成する際に生じた位置ずれ量を検出し、その検出値により書込みタイミングを補正するという技術があった。この従来技術の一例として、図２１に示す位置ずれ量検出パターン５００を用いるものがある。図２１は、従来の位置ずれ量検出パターン５００の要部を模式的に示す平面図である。図に示すように、位置ずれ量検出パターン５００は、幅Ｗ１、間隔Ｗ１で配置した基準色（黒、すなわちブラック）の画像形成位置を規定する基準色パッチ５０１と、その他の色（シアン、マゼンタ又はイエローのいずれか）の画像形成位置を規定する同じく幅Ｗ１の非基準色パッチ５０２とをシフトさせて重ねたカラーパターン５０３を複数有している。
【０００５】
各カラーパターン５０３は、各基準色パッチ５０１に対して非基準色パッチ５０２を右側にシフトさせたパターン群５０４と、左側にシフトさせたパターン群５０５とを有するが、このパターン群５０４とパターン群５０５との間にシフト量が０（基準色パッチ５０１と非基準色パッチ５０２とがずれなく重なっている）のパターン（基準色パターン）５０６が形成されている。パターン群５０４とパターン群５０５とは、基準色パッチ５０１に対する非基準色パッチ５０２のシフト方向が異なるが、ともに各カラーパターン５０３のシフト量の大きさがＳ１，Ｓ２，Ｓ３の３ステップで一定量づつ直線的に変化している。
そして、この位置ずれ量検出パターン５００により位置ずれ量を検出する場合は、次のようにしていた。まず、基準色パターン５０６とともに、パターン群５０４と、パターン群５０５をセンサで検出する。次いで、それぞれのパターン群５０４，５０５のセンサ出力から、シフト量とセンサ出力との関係を示す直線を各パターン群について求めた上で、その２本の直線の交点を割り出し、その交点のセンサ出力に対応するシフト量から位置ずれ量を求めるというものである。なお、図示の都合上、図２１では、各パターンは長さの短い短冊状に形成されているが、実際はセンサの光を取込む取込口に対して長さの長い帯状に形成されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そして、このような位置ずれ量検出パターン５００は、次のように数回にわたって形成している。すなわち、主走査、副走査それぞれの方向の検出のために形成し、シアン、マゼンタ、イエローの画像ごとに形成し（すなわち、位置ずれ量検出パターン５００を３組形成する）、さらに、ブラック、シアン、マゼンタ又はイエローの各画像の傾斜を等しく揃える工程と、その傾斜を揃えた各画像の書出し位置を統一して、各画像の倍率を調整する工程のそれぞれの工程（すなわち、位置ずれ量検出パターン５００をさらに２組形成する）でも形成する。また、各工程での検出精度を高めるため、位置ずれ量検出パターン５００を形成する回数を増やしたり、シフト量の変化を細かくするため、各パターン群５０４，５０５を構成するカラーパターン５０３の個数を増やすこともあった。したがって、位置ずれ量検出パターン５００を形成して位置ずれ量を検出するときは、形成されるパターンの全長が非常に長いものとなるため、パターンの全体を検出する検出時間が非常に長くなるという問題があった。また、以上のようにして、位置ずれ量を検出するためには、パターン群５０４とパターン群５０５のいずれについても、数多くのカラーパターン５０３を形成しなければならないから、形成されるパターン全体の個数が膨大なものとなる。そのため、それを形成するトナーの消費量も多大になるという問題もあった。
【０００７】
一方、上述した特許文献２に開示されている従来技術は、少ないパッチ数でレジスト補正を行うというもので、次のような内容である。すなわち、細かい格子を並べた濃度最大を示すパッチと濃度最小を示す特殊なパッチを形成して単位シフト量あたりの検出濃度の変化（濃度変化率）を求める。その上で、位置ずれ量を測定するための別パッチを形成してその濃度を検出し、その検出値と、濃度変化率とから位置ずれを求めるというものである。
しかし、この従来技術は、濃度変化率を求めるためのパッチと、位置ずれ量を測定するためのパッチとが異なる手順で形成されるため、両者の濃度変化率が一致しないことも想定され、その場合は位置ずれを正確に検出できないおそれがあるという問題があった。また、いずれのパッチも細かい格子状の印字領域及び非印字領域を並べたものであるから、格子の太さにムラを生じて異常な値を生じるおそれがあり、そうなるとそれがそのまま検出される濃度に影響を及ぼし、濃度が不正確になるという問題もある。
この発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、カラー画像を形成する機構を備えた画像形成装置において、位置ずれ量を検出するために形成するパターンの個数を減らして、検出時間を短縮するとともに、トナー消費量を低減し、さらには、位置ずれ量のより正確な検出を可能にすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明による画像形成装置は、上記の目的を達成するため、レーザビームを走査して静電潜像を形成する手段と、該手段により形成された静電潜像を現像してトナー画像を形成する手段と、一定方向に移動する像担持体に形成された位置ずれ量検出パターンをセンサで検出して画像形成の位置ずれ量を検出する手段を備えた画像形成装置であって、上記位置ずれ量検出パターンが、基準色の画像形成位置を規定する基準色パターンと、複数個のカラーパターンとからなり、上記各カラーパターンは基準色の画像形成位置を規定する基準色パッチと、基準色と異なる色の画像形成位置を規定する非基準色パッチとがシフトして重なり、その基準色パッチに対する非基準色パッチのシフト方向がすべて同一で、かつ基準色パッチに対する非基準色パッチのシフト量がすべて相違して形成される。
そして、上記センサが上記各カラーパターンを検出したときのセンサ出力と各カラーパターンのシフト量とに基づいてセンサ出力とシフト量との関係を表す直線の近似式を求め、その近似式による単位シフト量あたりの出力変化率およびシフト量をゼロと仮定した場合のセンサ出力と、上記センサが上記基準色パターンを検出したときのセンサ出力とに基づいて、位置ずれ量を算出する位置ずれ量算出手段を設けたことを特徴とする。
【０００９】
また、この発明は、レーザビームを走査して静電潜像を形成する手段と、該手段により形成された静電潜像を現像してトナー画像を形成する手段と、一定方向に移動する像担持体に形成された位置ずれ量検出パターンをセンサで検出して画像形成の位置ずれ量を検出する手段を備えた画像形成装置であって、上記位置ずれ量検出パターンが、基準色の画像形成位置を規定する基準色パターンと、２つのカラーパターンとからなり、上記各カラーパターンは、基準色の画像形成位置を規定する基準色パッチと、基準色と異なる色の画像形成位置を規定する非基準色パッチとがシフトして重なり、その基準色パッチに対するその非基準色パッチのシフト方向が互いに同一で、かつその基準色パッチに対するその非基準色パッチのシフト量が互いに相違して形成され、上記センサが上記各カラーパターンを検出したときのセンサ出力の変化と各カラーパターンのシフト量の変化から得られる単位シフト量あたりの出力変化率と、上記センサが上記基準色パターンを検出したとのセンサ出力と上記いずれか１つのカラーパターンを検出したときのセンサ出力との差である基準出力差と、上記いずれか１つのカラーパターンのシフト量とに基づいて、位置ずれ量を算出する位置ずれ量算出手段を設けたものも提供する。
【００１１】
さらにこの発明は、レーザビームを走査して静電潜像を形成する手段と、該手段により形成された静電潜像を現像してトナー画像を形成する手段と、一定方向に移動する像担持体に形成された位置ずれ量検出パターンをセンサで検出して画像形成の位置ずれ量を検出する手段を備えた画像形成装置であって、上記位置ずれ量検出パターンが２つのカラーパターンからなり、上記各カラーパターンは、基準色の画像形成位置を規定する基準色パッチと、基準色と異なる色の画像形成位置を規定する非基準色パッチとがシフトして重なり、その基準色パッチに対するその非基準色パッチのシフト方向が互いに同一で、かつその基準色パッチに対するその非基準色パッチのシフト量が互いに相違して形成され、上記センサが上記各カラーパターンを検出したときのセンサ出力の変化と各カラーパターンのシフト量の変化から得られる単位シフト量あたりの出力変化率と、上記センサの既定出力と上記センサが上記いずれか１つのカラーパターンを検出したときのセンサ出力との差である基準出力差と、上記いずれか１つのカラーパターンのシフト量とに基づいて、位置ずれ量を算出する位置ずれ量算出手段を設けたものも提供する。
【００１４】
上記画像形成装置は、上記センサの既定出力が、０に設定されているとよい。
また、いずれの画像形成装置も、上記各カラーパターンは、上記シフト量が上記非基準色パッチの幅以下に設定されているとよく、上記非基準色パッチの幅が上記基準色パッチの幅以下に形成されているとよい。
さらに、基準色パターン及び基準色パッチの基準色がブラックに設定され、上記非基準色パッチの非基準色がシアン、マゼンタ、イエローのうちのいずれかの色に設定されているとよい。
【００１５】
この発明による画像形成の位置ずれ量検出方法は、レーザビームの走査により静電潜像を形成してその形成された静電潜像を現像してトナー画像を形成し、一定方向に移動する像担持体に形成された位置ずれ量検出パターンをセンサで検出して画像形成の位置ずれ量を検出する方法であって、上記位置ずれ量検出パターンを基準色の画像形成位置を規定する基準色パターンと複数個のカラーパターンで形成し、上記各カラーパターンは、基準色の画像形成位置を規定する基準色パッチと、基準色と異なる色の画像形成位置を規定する非基準色パッチとをシフトして重ね合わせ、その基準色パッチに対するその非基準色パッチのシフト方向をすべて同一にし、かつ基準色パッチに対する非基準色パッチのシフト量をすべて異ならせて形成する。
そして、上記センサが上記各カラーパターンを検出したときのセンサ出力と各カラーパターンのシフト量とに基づいてセンサ出力とシフト量との関係を表す直線の近似式を求め、その近似式による単位シフト量あたりの出力変化率およびシフト量をゼロと仮定した場合のセンサ出力と、上記センサが上記基準色パターンを検出したときのセンサ出力とに基づいて、位置ずれ量を算出して画像形成の位置ずれ量を検出することを特徴とする。
【００１６】
また、この発明は、レーザビームの走査により静電潜像を形成してその形成された静電潜像を現像してトナー画像を形成し、一定方向に移動する像担持体に形成された位置ずれ量検出パターンをセンサで検出して画像形成の位置ずれ量を検出する方法であって、上記位置ずれ量検出パターンを基準色の画像形成位置を規定する基準色パターンと２つのカラーパターンで形成し、上記各カラーパターンは、基準色の画像形成位置を規定する基準色パッチと、基準色と異なる色の画像形成位置を規定する非基準色パッチとをシフトして重ね合わせ、その基準色パッチに対するその非基準色パッチのシフト方向をすべて同一にし、かつ基準色パッチに対する非基準色パッチのシフト量をすべて異ならせて形成し、上記センサが上記各カラーパターンを検出したときのセンサ出力の変化と各カラーパターンのシフト量の変化から得られる単位シフト量あたりの出力変化率と、上記センサが上記基準色パターンを検出したときのセンサ出力と上記いずれか１つのカラーパターンを検出したときのセンサ出力との差である基準出力差と、上記いずれか１つのカラーパターンのシフト量とを求め、その出力変化率と基準出力差とシフト量とに基づいて位置ずれ量を算出して画像形成の位置ずれ量を検出する画像形成の位置ずれ量検出方法も提供する。
【００１８】
さらに、この発明は、レーザビームの走査により静電潜像を形成してその形成された静電潜像を現像してトナー画像を形成し、一定方向に移動する像担持体に形成された位置ずれ量検出パターンをセンサで検出して画像形成の位置ずれ量を検出する方法であって、上記位置ずれ量検出パターンを２つのカラーパターンで形成し、上記各カラーパターンは、基準色の画像形成位置を規定する基準色パッチと、基準色と異なる色の画像形成位置を規定する非基準色パッチとをシフトして重ね合わせ、その基準色パッチに対するその非基準色パッチのシフト方向をすべて同一にし、かつ基準色パッチに対する非基準色パッチのシフト量をすべて異ならせて形成し、上記センサが上記各カラーパターンを検出したときのセンサ出力の変化と該各カラーパターンのシフト量の変化から得られる単位シフト量あたりの出力変化率と、上記センサの既定出力と上記センサが上記いずれか１つのカラーパターンを検出したときのセンサ出力の差である基準出力差と、上記いずれか１つのカラーパターンのシフト量とを求め、その出力変化率と基準出力差とシフト量とに基づいて位置ずれ量を算出して画像形成の位置ずれ量を検出する画像形成の位置ずれ量検出方法も提供する。
【００２２】
上記位置ずれ量検出方法は、上記センサの既定出力を０に設定するとよい。
そして、上記画像形成の位置ずれ量検出方法は、上記各カラーパターンを、上記シフト量を上記非基準色パッチの幅以下にして形成するとよく、非基準色パッチの幅を上記基準色パッチの幅以下にして形成するとよい。
また、いずれの場合も、基準色パターン及び基準色パッチの基準色をブラックに設定し、上記非基準色パッチの非基準色をシアン、マゼンタ、イエローのうちのいずれかの色に設定するとよい。
さらに、上記画像形成の位置ずれ量検出方法は、各色の画像の傾斜を揃える工程と、その傾斜を揃えた各画像の書出し位置を統一し、各画像の倍率を調整する工程と、非基準色画像の画像形成位置を規定するための各工程で前記位置ずれ量検出パターンを形成するときに、上記基準色パターンを上記各工程で共通にして形成するとよい。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
（１）カラープリンタ１の構成
図１はこの発明による画像形成装置であるカラープリンタ１の概略の構成を示す図である。
カラープリンタ１は、本体内に現像装置１０と、光走査ユニット１６と、中間転写ベルト１８と、定着ユニット２４と、搬送ユニット３３と、給紙トレイ３４とを備え、その周囲にレジストローラ対２３、繰出ローラ３５、位置ずれ量検出センサ４０及びコントロールユニット６０を配置して構成されている。
現像装置１０は、Ｂｌａｃｋ（Ｂ），Ｃｙａｎ（Ｃ），Ｍａｇｅｎｔａ（Ｍ），Ｙｅｌｌｏｗ（Ｙ）の各色ごとに個別の現像ユニットを有し、各現像ユニットが除電及び帯電ユニット１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙと、現像ユニット１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｍ，１３Ｙと、感光体ドラム１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｙを有している。
【００２４】
光走査ユニット１６は、図２及び図３に示すように、半導体レーザ５１と、コリメートレンズ５２と、アパーチャ５３と、シリンドリカルレンズ５４とを各色毎に設け、第１，第２のミラー５ａ，５ｂからなるポリゴンミラー５を中心に、Ｆθレンズ６と、補正用レンズ７と、色毎の反射ミラー９Ｂ，９Ｃ，９Ｍ，９Ｙと、受光センサ１０ａ，１０ｂと、受光レンズ１４ａ，１４ｂと、反射ミラー７３と、ミラー８１，８２，８３とを有している。
中間転写ベルト１８は、ローラ１９に掛け渡されていて、そのローラ１９の回転運動に伴い周回運動をして移動する。また、この中間転写ベルト１８には、後述する位置ずれ量検出パターンが形成されている。さらに、中間転写ベルト１８の周囲には転写ローラ２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｍ，２１Ｙが設けられている。
【００２５】
続いて、カラープリンタ１のプリント動作について説明すると、以下のようになる。カラープリンタ１は、プリント動作を開始すると、感光体ドラム１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｙを矢印方向に周動させながらその表面を除電及び帯電ユニット１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙによって一様に帯電させる。そして、図示しないホストコンピュータ等から送られてくる画像形成信号が光走査ユニット１６に入力されると、その画像形成信号のカラー画像に対応する複数色の画像データを画像処理して各色の半導体レーザ５１がレーザビームＬＢ，ＬＣ，ＬＭ，ＬＹを出力する。レーザビームＬＢ，ＬＣ，ＬＭ，ＬＹは、コリメートレンズ５２と、アパーチャ５３と、シリンドリカルレンズ５４とを通過して所定の回転速度で回転しているポリゴンミラー５にその左右両側から入射する。
【００２６】
ポリゴンミラー５は第１，第２のミラー５ａ，５ｂによって、それぞれレーザビームＬＣ及びＬＹ、ＬＢ及びＬＭを周期的に偏向させてＦθレンズ６に入力する。すると、偏向されたレーザビームＬＣ及びＬＹと、ＬＢ及びＬＭがそれぞれ等角運動から等速運動へと変換されるとともに、補正用レンズ７による面倒補正が行われ、さらに、ミラー８１，８２，８３により角度を変えられて副走査方向に回転運動をする感光体ドラム１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｙの表面に所定径のビームスポットを形成して各色の画像が書込みされ、Ｂ，Ｃ，Ｍ，Ｙの色ごとの静電潜像が形成される。
【００２７】
そして、現像装置１０の各現像ユニット１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｍ，１３Ｙが各色の静電潜像をそれぞれの色のトナーで現像して、Ｂ，Ｃ，Ｍ，Ｙのトナー画像が感光体ドラム１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｙの表面に形成される。これと並行して中間転写ベルト１８がローラ１９の回転に伴い周回運動をしていて、さらに、用紙３９が繰出ローラ３５により繰り出され、給紙トレイ３４から給紙されてレジストローラ対２３において一旦停止し、各色の画像の先端部が所定の転写位置に到達するようにタイミングをとって再給紙される（レジスト再給紙）。この再給紙された用紙に各色のトナー画像が転写ローラ２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｍ，２１Ｙの静電力によって順次転写され、これにより、４色重ねのカラー画像が得られる。この各色のトナー画像を多重転写された用紙は、定着ユニット２４に送り込まれ、そこで定着ローラ２５によりカラー画像が定着された後、排紙トレイ３０に排紙される。
【００２８】
（２）画像形成の位置ずれ量検出手順の第１の実施の形態
カラープリンタ１では、以下に説明する位置ずれ量検出パターンを中間転写ベルト１８に書込み形成して、位置ずれ量検出センサ４０がこの位置ずれ量検出パターンから反射される光を読取って出力する信号から、画像形成（パターンの形成）に内在する位置ずれ量を算出し、その算出結果から位置ずれを補正する。
ａ）中間転写ベルトと位置ずれ量検出センサとの配置関係
図４は、中間転写ベルト１８と位置ずれ量検出センサ４０との配置関係を示す平面図である。位置ずれ量検出センサ４０は、３つのユニットセンサ４０ａ，４０ｂ，４０ｃを有している。各ユニットセンサ４０ａ，４０ｂ，４０ｃは、それぞれ検出を管轄するエリアが異なっていて、ユニットセンサ４０ａ，４０ｃは中間転写ベルト１８の周回運動による進行方向ｍからみて左右両側（両端部）を検出するように配置され、ユニットセンサ４０ｂはその中間のエリアを検出するように配置されている。図５は、ユニットセンサ４０ｂと、それにより検出される位置ずれ量検出パターン１００の要部とを図示した平面図である。
【００２９】
ｂ）位置ずれ量検出パターンの構成
図６は、第１の位置ずれ量検出パターンである位置ずれ量検出パターン１００の要部を模式的に示す平面図である。
位置ずれ量検出パターン１００は、中間転写ベルト１８が回転しながら周回運動をして移動するその進行方向（副走査方向）ｍに沿って、パターン群１０４と基準色パターン１０５とが配置間隔Ｗ３で配置されて形成されている。パターン群１０４は、幅Ｗ１で長さＷ２で形成されたカラーパターン１０３（１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ）を複数個有している（図では３個）。各カラーパターン１０３は、基準色（以下の説明では、ブラックを基準色とするが基準色はブラックに限定されるものではなく、その他の色を基準色に設定してもよい）で作成され、その基準色の画像形成位置を規定する基準色パッチ１０１と、その他の色（シアン、マゼンタ又はイエローのいずれか）の画像形成位置を規定する同じく幅Ｗ１で長さＷ２の非基準色パッチ１０２とをシフトさせて重ねたものである。各カラーパターン１０３は、基準色パッチ１０１に対する非基準色パッチ１０２のシフト方向（図の矢印方向）がすべて同じ右側に統一されており、かつ基準色パッチ１０１に対する非基準色パッチ１０２のシフト量がすべて相違して形成されている（シフト量の大きさは、図面の上から順にＳ１，Ｓ２，Ｓ３の３ステップで一定量づつ直線的に変化（増加）している）。つまり、シフト量がＳ１，Ｓ２，Ｓ３の順に変化したとき、このＳ１，Ｓ２，Ｓ３の差が一定になっている。
基準色パターン１０５は、基準色パッチ１０１から構成されている。なお、図示の都合上、図６では、各パターンは長さの短い短冊状に形成されているが、実際はセンサが反射光を取込むための取込口に対して長さの長い帯状に形成されている。また、図面では、カラーパターン１０３が３個形成されているが、シフト量の変化を細かくしてカラーパターンの個数を増やしても良い。
【００３０】
ｃ）画像形成の位置ずれ量検出手順
次に、カラープリンタ１において、上述した位置ずれ量検出パターン１００を用いて位置ずれ量を検出し、画像形成を行う手順について説明する。なお、以下の説明では、ユニットセンサ４０ｂにより位置ずれ量を検出する場合を例にとって説明する。
位置ずれ量検出パターン１００を形成して位置ずれ量を検出し、画像形成を行う場合、カラープリンタ１は図１９のフローチャートに示す手順で作動する。この位置ずれ量の検出は、コントロールユニット６０に設けられたＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ：中央処理装置）が制御していて、そのＣＰＵは、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）に記憶されているプログラムにしたがい制御処理を実行している。この場合、ＣＰＵは図２０に示すように、この発明の特徴とする位置ずれ量算出手段６１として作動するとともに、位置ずれ量補正手段６２として作動し、さらに、光走査ユニット１６を位置ずれ量検出パターン印刷手段６３、書込み手段６４として作動させる。なお、図１９は、位置ずれ量検出パターン１００を形成して位置ずれ量を検出し、画像形成を行う場合の動作手順を示すフローチャートであり、図２０は画像形成の位置ずれ量検出処理に対応したカラープリンタ１の機能ブロック図である。なお、図１９ではステップをＳと略記している。
【００３１】
ＣＰＵは、処理を開始するとステップ１に進み、光走査ユニット１６を位置ずれ量検出パターン印刷手段６３として作動させ、上述の位置ずれ量検出パターン１００を中間転写ベルト１８上に書込みして形成させる。続くステップ２では、ユニットセンサ４０ｂが位置ずれ量検出パターン１００から反射される光を読取って出力する信号をＣＰＵに入力し、ステップ３では、ＣＰＵが位置ずれ量算出手段６１として作動して、ユニットセンサ４０ｂがステップ２で読取った結果から画像形成（パターンの形成）に内在する位置ずれ量を算出する。この位置ずれ量の算出は、次のようにして行われる。
図７に示すように、縦軸にユニットセンサ４０ｂのセンサ出力、横軸にシフト量（単位は例えばｄｏｔ数）をとったグラフ（以下このグラフを「位置ずれ量算出グラフ」という）に、基準色パターン１０５と、各カラーパターン１０３（１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ）を読取ってそれぞれのセンサ出力を求め、各センサ出力の値と対応するシフト量とが交差する位置の座標をプロットしていく。例えば、基準色パターン１０５、カラーパターン１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃのセンサ出力がそれぞれＶ０，Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃであったとする。この場合、位置ずれ量検出パターン１００を形成するにあたり、基準色パターン１０５は、シフト量が０であり、各カラーパターンは非基準色パッチ１０２をシフトさせて形成していて、それぞれのシフト量が既知の値を有するから（例えば、Ｓ１：１０ｄｏｔ，Ｓ２：２０ｄｏｔ，Ｓ３：３０ｄｏｔ）、そのシフト量とセンサ出力とが交差する箇所の座標として、点Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３をプロットすることができる。
【００３２】
そして、各点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の座標から、これらを結ぶ直線Ｌの近似式を求める。この直線Ｌの近似式は、センサ出力をＹ、シフト量をＳ、単位シフト量あたりのセンサ出力の変化率（出力変化率）をａ、直線Ｌ上でシフト量が０であったと仮定した場合の出力（仮センサ出力）をＢとすると、
Ｙ＝ａＳ＋Ｂ
のようにして求まる。こうして求めた直線Ｌは、仮にカラープリンタ１に位置ずれがないとすれば、縦軸上、センサ出力Ｖ０の点を通過するが（センサ出力Ｖ０は、シフト量０、すなわち、基準色パターン１０５のセンサ出力なので）、位置ずれがある場合は、図に示すように、Ｂ−Ｖ０＝ｂで求まる大きさｂだけずれて縦軸を通過する。この大きさｂのセンサ出力に対応するシフト量を求めれば、それが位置ずれ量Ｄとなる（Ｄ＝ｂ／ａ）。このように、位置ずれ量検出パターン１００によれば直線Ｌの近似式の出力変化率ａと、シフト量が０であったと仮定した場合のセンサ出力をＢと、基準色パターン１０５のセンサ出力Ｖ０とに基づいて位置ずれ量Ｄを、Ｄ＝（Ｂ−Ｖ０）／ａによって求めることができる。
【００３３】
次に、ステップ４に進み、ＣＰＵが位置ずれ量補正手段６２として作動してステップ３で得た位置ずれ量Ｄに基づき位置ずれを補正し、続くステップ５では、光走査ユニット１６が書込み手段６４として作動して画像の出力が行われ、これをもって一連の処理が終了する。
以上のようにして、カラープリンタ１では、位置ずれ量検出パターン１００を形成して位置ずれ量を検出し、その上で画像形成を行っている。この位置ずれ量検出パターン１００は、パターン群１０４を有するが、パターン群１０４を構成するカラーパターン１０３は、基準色パッチ１０１に対する非基準色パッチ１０２のシフト方向がすべて同じ右側に統一されていてシフト方向が異なるものを有してないが、カラーパターン１０３からでも上述のようにして、位置ずれ量を求めることができる。これに対し、上述した従来の位置ずれ量検出パターン５００は、シフト方向が左右それぞれのカラーパターン５０３からなるパターン群５０４と、パターン群５０５とを有していて、この位置ずれ量検出パターン１００と比べてカラーパターン５０３の個数が略２倍になっている。したがって、位置ずれ量検出パターン１００を形成することにより、従来に比べて形成すべきパターン全体の個数をほぼ半減することができる。そのため、位置ずれ量検出パターン１００を検出するのに要する時間も大幅に短縮でき、トナー消費量も大幅に低減することができる。
【００３４】
特に、位置ずれ量検出パターン１００を用いて画像形成を行う場合も、従来同様、位置ずれ量検出パターン１００をシアン、マゼンタ又はイエローの画像ごとに形成し（すなわち、位置ずれ量検出パターン１００を３組形成する）、さらに、各画像の傾斜を等しく揃える工程（傾斜統一工程）と、その傾斜を揃えた各画像の書出し位置を統一して、各画像の倍率を調整する工程（書出し倍率調整工程）のそれぞれの工程でも形成するから、この発明によると、形成されるパターン個数の削減効果は著しいものとなる。例えば、従来の位置ずれ量検出パターン５００の場合は、縦１列だけでも１回に７個のカラーパターン５０３を必要とするから、全体では、少なくとも、７×２×３×３で１２６個形成する必要がある。これに対し、位置ずれ量検出パターン１００の場合は、全体でも、４×２×３×３で７２個形成すればよいから、１２６−７２＝５４個の削減効果がある。
そして、位置ずれ量検出パターン１００は、出力変化率を求める場合とシフト量を設定する場合のいずれにも利用され、双方の場合に同じパッチ（基準色パッチ１０１、非基準色パッチ１０２）を使用するようにし、特殊な形状のパッチを有しないから、正確な位置ずれの検出が可能である。さらに、カラーパターン１０３は、重ね合わせる基準色パッチ１０１と非基準色パッチ１０２を同じ条件で形成しているから、形成する際の都合でこれらの太さにムラを生じても、一方（例えば、基準色パッチ１０１）が太く又は細くなれば、他方（例えば、非基準色パッチ１０２の露出部分）もそれに対応して細く又は太くなるから、そのムラの影響が相殺され、センサ出力のシフト量に対する感度へは影響が及ばない。この点でも、位置ずれ量検出パターン１００によれば正確な位置ずれの検出が可能になるといえる。
【００３５】
（３）画像形成の位置ずれ量検出手順の第２の実施の形態
図９は、第２の位置ずれ量検出パターンである位置ずれ量検出パターン１５０を示す平面図である。この位置ずれ量検出パターン１５０は、位置ずれ量検出パターン１００と比較して、パターン群１４０がカラーパターン１０３ａと１０３ｂの２つからなっている点で異なり、その他は同じ構成を有しているから、以下の説明はその相違点を中心に行い、共通点は省略ないし簡略化する。
この位置ずれ量検出パターン１５０を用いて位置ずれ量を検出し、画像形成を行う手順は、上記同様、図１９に示すフローチャートにしたがって行われる。この場合、位置ずれ量検出パターン１００を用いる場合と比較して、ステップ３が相違している。
すなわち、ＣＰＵは位置ずれ量算出手段６１として作動すると、図８に示すように、位置ずれ量算出グラフ上に、基準色パターン１０５と、カラーパターン１０３（１０３ａ，１０３ｂ）それぞれのシフト量と、センサ出力とが交差する箇所の座標をプロットする。例えば、基準色パターン１０５、カラーパターン１０３ａ，１０３ｂのセンサ出力がそれぞれ上記同様にＶ０，Ｖａ，Ｖｂであったとする。すると、各センサ出力に応じた点として、点Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２をプロットすることができる。
【００３６】
そして、点Ｐ１，Ｐ２の座標について、センサ出力差ΔＶ＝Ｖｂ−Ｖａと、シフト量差ΔＳ＝Ｓ２−Ｓ１を求め、両者から、次の式１により、単位シフト量あたりのセンサ出力の変化率（出力変化率）ａを求める。
式１ ａ＝ΔＶ／ΔＳ
次に、基準色パターン１０５のセンサ出力Ｖ０と、カラーパターン１０３ａ，１０３ｂの一方のセンサ出力であるＶａとの差（基準出力差：ＶＸ）を求め、その基準出力差ＶＸに対応するシフト量ＳＸを次の式２で求める。
式２ ＶＸ＝Ｖａ−Ｖ０
ＳＸ＝ＶＸ／ａ
こうして、出力変化率ａと基準出力差ＶＸとに基づいてシフト量ＳＸを求め、そのシフト量ＳＸから画像データ上のシフト量の値Ｓ１（図８および図９参照）を引くと、位置ずれ量Ｄを求めることができる。すなわち、位置ずれ量Ｄは、
式３ Ｄ＝ＳＸ−Ｓ１
そして、ステップ４以降は、上述と同様にして処理が実行され、一連の処理が終了する。以上のようにして、位置ずれ量検出パターン１５０による場合も、位置ずれ量検出パターン１００による場合と同様に、従来に比べて形成すべきパターン全体の個数をほぼ半減することができるから、位置ずれ量検出パターン１５０を検出するのに要する時間を大幅に短縮でき、トナー消費量を低減することができる。しかも、位置ずれ量検出パターン１５０は、カラーパターン１０３の個数が２個に絞られ、位置ずれ量検出パターン１００よりも少なくなっているから検出時間、トナー消費量いずれも一層低減することができる。
【００３７】
（４）画像形成の位置ずれ量検出手順の第３の実施の形態
図１０、図１１は、第３の位置ずれ量検出パターンである位置ずれ量検出パターン２００と、２５０を示す平面図である。この位置ずれ量検出パターン２００と位置ずれ量検出パターン２５０は、それぞれ位置ずれ量検出パターン１００、位置ずれ量検出パターン１５０と比較して、基準色パターン１０５を有しない点で異なり、その他は同じ構成を有しているから、以下の説明は相違点を中心に行い、共通点は省略ないし簡略化する。
この位置ずれ量検出パターン２００，２５０を用いて位置ずれ量を検出し、画像形成を行う手順は、上記同様、図１９に示すフローチャートにしたがって行われる。この場合、位置ずれ量検出パターン１００，１５０を用いる場合と比較して、ステップ３が相違している。
位置ずれ量検出パターン１００，１５０により位置ずれ量を検出する場合は基準色パターン１０５をユニットセンサ４０ｂで検出して、その実測による出力値を位置ずれ量算出グラフ上にプロットしているが、位置ずれ量検出パターン２００，２５０による場合は、基準色パターン１０５のセンサ出力を予め実測値ではない既定の基準値（既定出力Ｖｔ）に設定して、この既定出力Ｖｔを用いて位置ずれ量を算出する。したがって、位置ずれ量を算出するには、上記計算式のＶ０を既定出力Ｖｔにすればよい。
【００３８】
そして、ステップ４、ステップ５を上記同様に順次実行すると、光走査ユニット１６が書込み手段６４として作動して画像の出力が行われ、これをもって一連の処理が終了する。
以上のようにして、位置ずれ量検出パターン２００，２５０による場合も、位置ずれ量検出パターン１００による場合と同様に、従来に比べて形成すべきパターン全体の個数をほぼ半減することができるから、位置ずれ量検出パターン２００，２５０を検出するのに要する時間を大幅に短縮でき、トナー消費量を低減することができる。しかも、位置ずれ量検出パターン２００，２５０は、基準色パターン１０５を有していないから、その分のパターン数が位置ずれ量検出パターン１００よりも少なくなっている。そのため、検出時間やトナー消費量を一層低減することができる。
既定出力Ｖｔは、一定の数値に設定すればよいが、センサ出力を調整してこれを０に設定するとよい。そうすると、計算が簡略化され、ＣＰＵの処理負担を軽減することができる。
【００３９】
（５）画像形成の位置ずれ量検出手順の参考例
図１２、図１３は、第４の位置ずれ量検出パターンである位置ずれ量検出パターン３００と、３５０を示す平面図である。位置ずれ量検出パターン３００は、基準色パターン１０５と、基準色パッチ１０１に対する非基準色パッチ１０２のシフト方向が第１の方向（図面の左側）に設定され、かつシフト量がＳ２に設定されたカラーパターン１０３ｄと、シフト方向が第２の方向（図面の右側）に設定され、かつシフト量がＳ２に設定されたカラーパターン１０３ｅとからなっている。位置ずれ量検出パターン３５０は、基準色パターン１０５を有してなく、カラーパターン１０３ｄと、カラーパターン１０３ｅとからなっている。
この位置ずれ量検出パターン３００、３５０を用いて位置ずれ量を検出し、画像形成を行う手順は、上記同様、図１９に示すフローチャートにしたがって行われる。いずれも、位置ずれ量検出パターン１００を用いる場合と比較して、ステップ３が相違しているが、位置ずれ量検出パターン３５０により位置ずれ量を検出する場合は、上述の既定出力Ｖｔを用いている。
【００４０】
そして、ＣＰＵは位置ずれ量算出手段６１として作動すると、図１４に示すように、位置ずれ量算出グラフ上に、基準色パターン１０５のセンサ出力Ｖ０（又は既定出力Ｖｔ）に対応する点Ｐ０とともに、カラーパターン１０３（１０３ｄ，１０３ｅ）のシフト量（−Ｓ２、Ｓ２）と、センサ出力とが交差する箇所の座標をプロットする。例えばカラーパターン１０３ｄ，１０３ｅのセンサ出力がそれぞれＶｄ，Ｖｅであったとすると、各センサ出力に応じた点として、点Ｐ４，Ｐ５をプロットすることができる。なお、非基準色パッチ１０２を基準色パッチ１０１に対して右側にシフトした場合のシフト量を正とし、左側にシフトした場合のシフト量を負にしている。
【００４１】
続いて、点Ｐ４，Ｐ５の座標について、次の式４により、単位シフト量あたりのセンサ出力の変化率（出力変化率）ａを求める（ＳＳ＝Ｓ２×２）。
式４ ａ＝（Ｖｄ＋Ｖｅ―２Ｖ０）／ＳＳ
次に、基準色パターン１０５のセンサ出力Ｖ０（又は既定出力Ｖｔ）と、カラーパターン１０３ｄ，１０３ｅのセンサ出力Ｖｄ，Ｖｅとの差である基準出力差ＶＸｄ，ＶＸｅを求め、その基準出力差ＶＸｄ，ＶＸｅに対応するシフト量ＳＸｄ，ＳＸｅを次の式５で求める。
式５：ＳＸｄ＝ＶＸｄ／ａ （ＶＸｄ＝Ｖｄ−Ｖ０）
ＳＸｅ＝ＶＸｅ／ａ （ＶＸｅ＝Ｖｅ−Ｖ０）
こうして求められるシフト量ＳＸｄ，ＳＸｅと、画像データ上のシフト量Ｓ２との差を求め、両者の平均をとって位置ずれ量Ｄを求める。すなわち、位置ずれ量Ｄは、
式６ Ｄ＝（Ｄ１＋Ｄ２）／２
Ｄ１＝Ｓ２−ＳＸｄ
Ｄ２＝ＳＸｅ−Ｓ２
【００４２】
そして、ステップ４以降は、上述と同様にして処理が実行され、一連の処理が終了する。以上のようにして、位置ずれ量検出パターン３００，３５０による場合も、位置ずれ量検出パターン１００による場合と同様に、従来に比べて形成すべきパターン全体の個数をほぼ半減することができるから、位置ずれ量検出パターン１５０を検出するのに要する時間を大幅に短縮でき、トナー消費量を低減することもできる。しかも、位置ずれ量検出パターン３００，３５０は、それぞれカラーパターン１０３の個数が３個、２個に絞られ、位置ずれ量検出パターン１００よりも少なくなっているから、検出時間、トナー消費量いずれも一層低減することができる。なお、既定出力Ｖｔは、一定の数値に設定すればよいが、センサ出力を調整して０に設定するようにするとよい。そうすると、計算が簡略化され、ＣＰＵの処理負担を軽減することができる。
ところで、前述した各実施の形態において、カラーパターン１０３は幅Ｗ１で長さＷ２の基準色パッチ１０１と非基準色パッチ１０２をシフトさせて重ねたものとなっている。この非基準色パッチ１０２を基準色パッチ１０１に対してシフトさせるときにそのシフト量を大きくとりすぎると、例えば図１６（ａ）に示すように、シフト量Ｓを幅Ｗ１よりも大きくすると、非基準色パッチ１０２が基準色パッチ１０１から離れて、両者の重なり合いが形成されなくなってしまう。これを避けるためには、シフト量Ｓを非基準色パッチ１０２の幅以下に設定すればよい。
【００４３】
また、図１６（ｂ）に示すように、基準色パッチ１０１と非基準色パッチ１０２とを重ね合わせ、両者の右手辺１０１ａ，１０２ａを互いに接近させながらシフト量を縮小していくと、仮に非基準色パッチ１０２の幅Ｗ１２が基準色パッチ１０１の幅Ｗ１１よりも大きいと、両者の右手辺１０１ａ，１０２ａが一致しても、非基準色パッチ１０２の左手辺１０２ｂが基準色パッチ１０１の左手辺１０１ｂを越えてしまい、シフト量が０にならなくなってしまう。これを避けるためには、非基準色パッチ１０２の幅Ｗ１２を基準色パッチ１０１の幅Ｗ１１以下に設定すればよい。
次に、図１２、図１３に示した位置ずれ量検出パターン３００と３５０のように、シフト方向が異なるカラーパターン１０３を含む場合は、カラーパターン１０３を第１のパターン群と第２のパターン群とから形成してもよい。いずれも、複数個（３個以上）のカラーパターン１０３を有するが、第１のパターン群は、非基準色パッチ１０２を基準色パッチ１０１に対して左側にシフトさせて形成し、第２のパターン群は、非基準色パッチ１０２を基準色パッチ１０１に対して右側にシフトさせて形成する。
【００４４】
そして、この位置ずれ量検出パターンを用いて位置ずれ量を検出する場合、ＣＰＵは位置ずれ量算出手段６１として作動すると、位置ずれ量算出グラフ上には図１５に示すように、基準色パターン１０５のセンサ出力Ｖ０に対応する点Ｐ０とともに、第１、第２のパターン群それぞれについて、カラーパターン１０３のシフト量と、センサ出力とが交差する箇所の座標をプロットする。この場合、第１のパターン群については、シフト方向が左なので縦軸の左側にプロットされ、第２のパターン群については、シフト方向が右なので縦軸の右側にプロットされる。ここで、第１、第２のパターン群それぞれにつき、位置ずれ量算出グラフ上の点をＰＬｍ（ｍ：１−４）、ＰＲｍ（ｍ：１−４）としている。そして、縦軸の左側のＰＬｍ（ｍ：１−４）の各点のセンサ出力（縦軸の値）について、式６にしたがって変換を行い、白丸で示される各点のセンサ出力を求める。
式６：ＰＬｎ＝ＰＬｍ−２（ＰＬｍ−Ｖ０）＝２×Ｖ０−ＰＬｍ
そして、こうして変換したＰＬｎと、ＰＲｍとから
Ｙ＝ａＸ＋Ｂ
で表される１本の近似直線ＬＬを求める。この直線ＬＬは、仮にカラープリンタ１に位置ずれがないとすればセンサ出力Ｖ０の点を通過するが、位置ずれがあるため、Ｂ−Ｖ０＝ｂで求まる大きさｂだけずれて縦軸を通過する。この大きさｂのセンサ出力に対応するシフト量を求めれば、それが位置ずれ量Ｄとなる（Ｄ＝ｂ／ａ）。このようにして位置ずれ量Ｄを求める場合、位置ずれ量Ｄはセンサ出力を得る際の誤差による各測定値のばらつきや、中間転写ベルト１８の振動、ノイズなどの影響を受け難くなるため、精度良く求められる。
【００４５】
上述のとおり、位置ずれ量を検出する場合は、位置ずれ量検出パターンを書込み形成しているが、その場合は同じ構成のパターンを、例えば次のように数回繰返して形成する。すなわち、位置ずれ量検出パターンは、主走査方向と、副走査方向のそれぞれの位置ずれ量を検出する場合に形成し、シアン、マゼンタ又はイエローの画像ごとに形成し、さらに傾斜統一工程と、第１、第２の書出し倍率調整工程でも形成する。そのほか、検出精度を高めるため、さらに繰返し形成する場合もある。よって、位置ずれ量検出パターンの形成は、合計で主走査方向について少なくても３×３＝９回は繰返され、副走査方向についても同様に９回は繰返される。この場合、主走査方向、副走査方向について同数のパターンを形成している。そこで、形成されるパターン（基準色パターン及びカラーパターン）の総数を求めるため、位置ずれ量検出パターン１５０を用いた図１７に示す模式的な図を考えると、形成されるパターン（基準色パターン及びカラーパターン）の総数は、少なくても６×９＝５４個となる。
【００４６】
ところが、その９回で形成される全体のパターンのうち、基準色パターン１０５は、いずれのときでも基準となるものであって、一旦形成したものを後で使い回すことが可能である。その場合、図１８に示すように、基準色パターン１０５を主走査方向の分と、副走査方向の分とで１回だけ形成して後の９回で共通に使用し、カラーパターン１０３だけをその都度９回繰返して形成するとよい。そうすると、基準色パターンが２個形成され、カラーパターンが４×９＝３６個形成されるから、形成されるパターン（基準色パターン及びカラーパターン）の総数は、最も少ない場合で、２＋３６＝３８個となる。このように、基準色パターン１０５を１回だけ形成して共通に使用するようにすると、形成されるパターンの総数を一層削減することができる。したがって位置ずれ量検出パターンの検出に要する時間を一層大幅に短縮でき、トナー消費量を一層低減することができる。
この図１８に示す場合に関連して、精度向上のため、基準色パターン１０５を主走査方向と、副走査方向で３個づつ配置して平均をとるようにした場合は、形成されるパターンの総数は、６＋３６＝４２個となる。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明してきたように、この発明によれば、形成すべきパターン全体の個数をほぼ半減することができるから、位置ずれ量検出パターンの検出に要する時間も大幅に短縮でき、トナー消費量を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による画像形成装置であるカラープリンタの概略の構成を示す図である。
【図２】図１に示したカラープリンタ内部の光走査ユニットの概略構成の片側を示す側面図である。
【図３】図１に示したカラープリンタ内部の光走査ユニットの概略構成を示す平面図である。
【図４】中間転写ベルトと位置ずれ量検出センサとの配置関係を示す平面図である。
【図５】ユニットセンサと、それにより検出される位置ずれ量検出パターン１００の要部とを図示した平面図である。
【図６】第１の位置ずれ量検出パターンの要部を模式的に示す平面図である。
【図７】位置ずれ量算出グラフの一例を示す図である。
【図８】別の位置ずれ量算出グラフを示す図である。
【図９】別の位置ずれ量検出パターンを模式的に示す平面図である。
【図１０】基準色パターンを有しない位置ずれ量検出パターンを模式的に示す平面図である。
【図１１】基準色パターンを有しない別の位置ずれ量検出パターンを模式的に示す平面図である。
【図１２】シフト方向の異なるカラーパターンを有する位置ずれ量検出パターンを模式的に示す平面図である。
【図１３】シフト方向の異なるカラーパターンを有する別の位置ずれ量検出パターンを模式的に示す平面図である。
【図１４】図１２又は図１３に示す位置ずれ量検出パターンに対する位置ずれ量算出グラフの一例を示す図である。
【図１５】別の位置ずれ量検出パターンに対する位置ずれ量算出グラフの一例を示す図である。
【図１６】（ａ）はシフト量が非基準色パッチの幅よりも大きい場合の説明図、（ｂ）は非基準色パッチの幅が基準色パッチの幅よりも大きい場合の説明図である。
【図１７】基準色パターンを共通にして位置ずれ量検出パターンを形成する場合の説明図である。
【図１８】基準色パターンを共通にして位置ずれ量検出パターンを形成する場合の別の説明図である。
【図１９】画像形成の位置ずれ量検出の手順を示すフローチャートである。
【図２０】位置ずれ量検出パターンを形成して画像形成の位置ずれ量を検出する画像形成装置の機能ブロック図である。
【図２１】従来の位置ずれ量検出パターンの要部を模式的に示す平面図である。
【符号の説明】
１：カラープリンタ １０：現像装置
１６：光走査ユニット １８：中間転写ベルト
２４：定着ユニット ２３：レジストローラ対
４０：位置ずれ量検出センサ ４５：実効アパーチャ
４０ｂ：ユニットセンサ ４６：トレースライン
６０：コントロールユニット ６４：書込み手段
６１：位置ずれ量算出手段
６２：位置ずれ量補正手段
６３：位置ずれ量検出パターン印刷手段
９０，９１，９２：ユニットパターン群
１００，１５０：位置ずれ量検出パターン
１０１：基準色パッチ １０２：非基準色パッチ
１０３：カラーパターン
２００，２５０：位置ずれ量検出パターン
３００，３５０：位置ずれ量検出パターン
【発明の属する技術分野】
この発明は、電子写真方式を用いてカラー画像を形成する複写機、プリンタ等の画像形成装置において、各色の位置ずれ量を効率的かつ正確に検出する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等の電子写真方式を用いて画像を形成する画像形成装置には、カラー画像（多色画像ともいう）を形成できるものがある。カラー画像形成装置では、シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ），ブラック（Ｂ）の各色の出力画像における色ずれをなくすことが画像品質を向上させるために重要であり、特に、画像の書込光学系と像担持体とを各色毎に１セットづつ備えた（４連）タンデム型の画像形成装置の場合は、各色の画像がそれぞれ別の書込光学系と像担持体で形成されるため、色ずれをなくすための各色の位置合わせが重要な課題となっている。
カラー画像形成装置の画像位置ずれを補正する技術に関して、従来、ブラックの印字パターンに例えばマゼンタの印字パターンを合成して作成する際に、マゼンタの印字パターンをブラックの印字パターンの非印字領域に作成し、マゼンタの印字パターンに位置ずれがあれば印字濃度が濃くなるようにして、相対的な位置ずれを検出するという技術があった（例えば、特許文献１参照。）。また、濃度最大のレジストずれ位置と、濃度最小のレジストずれ位置のパッチを生成し、検出される濃度値からレジストずれ量を計算して、少ないパッチ数でレジスト補正を行うという技術もあった（例えば、特許文献２参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−４０７４６号公報（第１頁）
【特許文献２】
特開２００２−９１１１９号公報（第１−３頁）
【０００４】
また、カラー画像形成装置の画像位置ずれを補正する従来技術として、転写ベルト等の像担持体に位置ずれ量の検出を目的とするパターン（位置ずれ量検出パターン）を書込み形成して、そこから反射される光をセンサで読取り、各色のパターンを形成する際に生じた位置ずれ量を検出し、その検出値により書込みタイミングを補正するという技術があった。この従来技術の一例として、図２１に示す位置ずれ量検出パターン５００を用いるものがある。図２１は、従来の位置ずれ量検出パターン５００の要部を模式的に示す平面図である。図に示すように、位置ずれ量検出パターン５００は、幅Ｗ１、間隔Ｗ１で配置した基準色（黒、すなわちブラック）の画像形成位置を規定する基準色パッチ５０１と、その他の色（シアン、マゼンタ又はイエローのいずれか）の画像形成位置を規定する同じく幅Ｗ１の非基準色パッチ５０２とをシフトさせて重ねたカラーパターン５０３を複数有している。
【０００５】
各カラーパターン５０３は、各基準色パッチ５０１に対して非基準色パッチ５０２を右側にシフトさせたパターン群５０４と、左側にシフトさせたパターン群５０５とを有するが、このパターン群５０４とパターン群５０５との間にシフト量が０（基準色パッチ５０１と非基準色パッチ５０２とがずれなく重なっている）のパターン（基準色パターン）５０６が形成されている。パターン群５０４とパターン群５０５とは、基準色パッチ５０１に対する非基準色パッチ５０２のシフト方向が異なるが、ともに各カラーパターン５０３のシフト量の大きさがＳ１，Ｓ２，Ｓ３の３ステップで一定量づつ直線的に変化している。
そして、この位置ずれ量検出パターン５００により位置ずれ量を検出する場合は、次のようにしていた。まず、基準色パターン５０６とともに、パターン群５０４と、パターン群５０５をセンサで検出する。次いで、それぞれのパターン群５０４，５０５のセンサ出力から、シフト量とセンサ出力との関係を示す直線を各パターン群について求めた上で、その２本の直線の交点を割り出し、その交点のセンサ出力に対応するシフト量から位置ずれ量を求めるというものである。なお、図示の都合上、図２１では、各パターンは長さの短い短冊状に形成されているが、実際はセンサの光を取込む取込口に対して長さの長い帯状に形成されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そして、このような位置ずれ量検出パターン５００は、次のように数回にわたって形成している。すなわち、主走査、副走査それぞれの方向の検出のために形成し、シアン、マゼンタ、イエローの画像ごとに形成し（すなわち、位置ずれ量検出パターン５００を３組形成する）、さらに、ブラック、シアン、マゼンタ又はイエローの各画像の傾斜を等しく揃える工程と、その傾斜を揃えた各画像の書出し位置を統一して、各画像の倍率を調整する工程のそれぞれの工程（すなわち、位置ずれ量検出パターン５００をさらに２組形成する）でも形成する。また、各工程での検出精度を高めるため、位置ずれ量検出パターン５００を形成する回数を増やしたり、シフト量の変化を細かくするため、各パターン群５０４，５０５を構成するカラーパターン５０３の個数を増やすこともあった。したがって、位置ずれ量検出パターン５００を形成して位置ずれ量を検出するときは、形成されるパターンの全長が非常に長いものとなるため、パターンの全体を検出する検出時間が非常に長くなるという問題があった。また、以上のようにして、位置ずれ量を検出するためには、パターン群５０４とパターン群５０５のいずれについても、数多くのカラーパターン５０３を形成しなければならないから、形成されるパターン全体の個数が膨大なものとなる。そのため、それを形成するトナーの消費量も多大になるという問題もあった。
【０００７】
一方、上述した特許文献２に開示されている従来技術は、少ないパッチ数でレジスト補正を行うというもので、次のような内容である。すなわち、細かい格子を並べた濃度最大を示すパッチと濃度最小を示す特殊なパッチを形成して単位シフト量あたりの検出濃度の変化（濃度変化率）を求める。その上で、位置ずれ量を測定するための別パッチを形成してその濃度を検出し、その検出値と、濃度変化率とから位置ずれを求めるというものである。
しかし、この従来技術は、濃度変化率を求めるためのパッチと、位置ずれ量を測定するためのパッチとが異なる手順で形成されるため、両者の濃度変化率が一致しないことも想定され、その場合は位置ずれを正確に検出できないおそれがあるという問題があった。また、いずれのパッチも細かい格子状の印字領域及び非印字領域を並べたものであるから、格子の太さにムラを生じて異常な値を生じるおそれがあり、そうなるとそれがそのまま検出される濃度に影響を及ぼし、濃度が不正確になるという問題もある。
この発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、カラー画像を形成する機構を備えた画像形成装置において、位置ずれ量を検出するために形成するパターンの個数を減らして、検出時間を短縮するとともに、トナー消費量を低減し、さらには、位置ずれ量のより正確な検出を可能にすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明による画像形成装置は、上記の目的を達成するため、レーザビームを走査して静電潜像を形成する手段と、該手段により形成された静電潜像を現像してトナー画像を形成する手段と、一定方向に移動する像担持体に形成された位置ずれ量検出パターンをセンサで検出して画像形成の位置ずれ量を検出する手段を備えた画像形成装置であって、上記位置ずれ量検出パターンが、基準色の画像形成位置を規定する基準色パターンと、複数個のカラーパターンとからなり、上記各カラーパターンは基準色の画像形成位置を規定する基準色パッチと、基準色と異なる色の画像形成位置を規定する非基準色パッチとがシフトして重なり、その基準色パッチに対する非基準色パッチのシフト方向がすべて同一で、かつ基準色パッチに対する非基準色パッチのシフト量がすべて相違して形成される。
そして、上記センサが上記各カラーパターンを検出したときのセンサ出力と各カラーパターンのシフト量とに基づいてセンサ出力とシフト量との関係を表す直線の近似式を求め、その近似式による単位シフト量あたりの出力変化率およびシフト量をゼロと仮定した場合のセンサ出力と、上記センサが上記基準色パターンを検出したときのセンサ出力とに基づいて、位置ずれ量を算出する位置ずれ量算出手段を設けたことを特徴とする。
【０００９】
また、この発明は、レーザビームを走査して静電潜像を形成する手段と、該手段により形成された静電潜像を現像してトナー画像を形成する手段と、一定方向に移動する像担持体に形成された位置ずれ量検出パターンをセンサで検出して画像形成の位置ずれ量を検出する手段を備えた画像形成装置であって、上記位置ずれ量検出パターンが、基準色の画像形成位置を規定する基準色パターンと、２つのカラーパターンとからなり、上記各カラーパターンは、基準色の画像形成位置を規定する基準色パッチと、基準色と異なる色の画像形成位置を規定する非基準色パッチとがシフトして重なり、その基準色パッチに対するその非基準色パッチのシフト方向が互いに同一で、かつその基準色パッチに対するその非基準色パッチのシフト量が互いに相違して形成され、上記センサが上記各カラーパターンを検出したときのセンサ出力の変化と各カラーパターンのシフト量の変化から得られる単位シフト量あたりの出力変化率と、上記センサが上記基準色パターンを検出したとのセンサ出力と上記いずれか１つのカラーパターンを検出したときのセンサ出力との差である基準出力差と、上記いずれか１つのカラーパターンのシフト量とに基づいて、位置ずれ量を算出する位置ずれ量算出手段を設けたものも提供する。
【００１１】
さらにこの発明は、レーザビームを走査して静電潜像を形成する手段と、該手段により形成された静電潜像を現像してトナー画像を形成する手段と、一定方向に移動する像担持体に形成された位置ずれ量検出パターンをセンサで検出して画像形成の位置ずれ量を検出する手段を備えた画像形成装置であって、上記位置ずれ量検出パターンが２つのカラーパターンからなり、上記各カラーパターンは、基準色の画像形成位置を規定する基準色パッチと、基準色と異なる色の画像形成位置を規定する非基準色パッチとがシフトして重なり、その基準色パッチに対するその非基準色パッチのシフト方向が互いに同一で、かつその基準色パッチに対するその非基準色パッチのシフト量が互いに相違して形成され、上記センサが上記各カラーパターンを検出したときのセンサ出力の変化と各カラーパターンのシフト量の変化から得られる単位シフト量あたりの出力変化率と、上記センサの既定出力と上記センサが上記いずれか１つのカラーパターンを検出したときのセンサ出力との差である基準出力差と、上記いずれか１つのカラーパターンのシフト量とに基づいて、位置ずれ量を算出する位置ずれ量算出手段を設けたものも提供する。
【００１４】
上記画像形成装置は、上記センサの既定出力が、０に設定されているとよい。
また、いずれの画像形成装置も、上記各カラーパターンは、上記シフト量が上記非基準色パッチの幅以下に設定されているとよく、上記非基準色パッチの幅が上記基準色パッチの幅以下に形成されているとよい。
さらに、基準色パターン及び基準色パッチの基準色がブラックに設定され、上記非基準色パッチの非基準色がシアン、マゼンタ、イエローのうちのいずれかの色に設定されているとよい。
【００１５】
この発明による画像形成の位置ずれ量検出方法は、レーザビームの走査により静電潜像を形成してその形成された静電潜像を現像してトナー画像を形成し、一定方向に移動する像担持体に形成された位置ずれ量検出パターンをセンサで検出して画像形成の位置ずれ量を検出する方法であって、上記位置ずれ量検出パターンを基準色の画像形成位置を規定する基準色パターンと複数個のカラーパターンで形成し、上記各カラーパターンは、基準色の画像形成位置を規定する基準色パッチと、基準色と異なる色の画像形成位置を規定する非基準色パッチとをシフトして重ね合わせ、その基準色パッチに対するその非基準色パッチのシフト方向をすべて同一にし、かつ基準色パッチに対する非基準色パッチのシフト量をすべて異ならせて形成する。
そして、上記センサが上記各カラーパターンを検出したときのセンサ出力と各カラーパターンのシフト量とに基づいてセンサ出力とシフト量との関係を表す直線の近似式を求め、その近似式による単位シフト量あたりの出力変化率およびシフト量をゼロと仮定した場合のセンサ出力と、上記センサが上記基準色パターンを検出したときのセンサ出力とに基づいて、位置ずれ量を算出して画像形成の位置ずれ量を検出することを特徴とする。
【００１６】
また、この発明は、レーザビームの走査により静電潜像を形成してその形成された静電潜像を現像してトナー画像を形成し、一定方向に移動する像担持体に形成された位置ずれ量検出パターンをセンサで検出して画像形成の位置ずれ量を検出する方法であって、上記位置ずれ量検出パターンを基準色の画像形成位置を規定する基準色パターンと２つのカラーパターンで形成し、上記各カラーパターンは、基準色の画像形成位置を規定する基準色パッチと、基準色と異なる色の画像形成位置を規定する非基準色パッチとをシフトして重ね合わせ、その基準色パッチに対するその非基準色パッチのシフト方向をすべて同一にし、かつ基準色パッチに対する非基準色パッチのシフト量をすべて異ならせて形成し、上記センサが上記各カラーパターンを検出したときのセンサ出力の変化と各カラーパターンのシフト量の変化から得られる単位シフト量あたりの出力変化率と、上記センサが上記基準色パターンを検出したときのセンサ出力と上記いずれか１つのカラーパターンを検出したときのセンサ出力との差である基準出力差と、上記いずれか１つのカラーパターンのシフト量とを求め、その出力変化率と基準出力差とシフト量とに基づいて位置ずれ量を算出して画像形成の位置ずれ量を検出する画像形成の位置ずれ量検出方法も提供する。
【００１８】
さらに、この発明は、レーザビームの走査により静電潜像を形成してその形成された静電潜像を現像してトナー画像を形成し、一定方向に移動する像担持体に形成された位置ずれ量検出パターンをセンサで検出して画像形成の位置ずれ量を検出する方法であって、上記位置ずれ量検出パターンを２つのカラーパターンで形成し、上記各カラーパターンは、基準色の画像形成位置を規定する基準色パッチと、基準色と異なる色の画像形成位置を規定する非基準色パッチとをシフトして重ね合わせ、その基準色パッチに対するその非基準色パッチのシフト方向をすべて同一にし、かつ基準色パッチに対する非基準色パッチのシフト量をすべて異ならせて形成し、上記センサが上記各カラーパターンを検出したときのセンサ出力の変化と該各カラーパターンのシフト量の変化から得られる単位シフト量あたりの出力変化率と、上記センサの既定出力と上記センサが上記いずれか１つのカラーパターンを検出したときのセンサ出力の差である基準出力差と、上記いずれか１つのカラーパターンのシフト量とを求め、その出力変化率と基準出力差とシフト量とに基づいて位置ずれ量を算出して画像形成の位置ずれ量を検出する画像形成の位置ずれ量検出方法も提供する。
【００２２】
上記位置ずれ量検出方法は、上記センサの既定出力を０に設定するとよい。
そして、上記画像形成の位置ずれ量検出方法は、上記各カラーパターンを、上記シフト量を上記非基準色パッチの幅以下にして形成するとよく、非基準色パッチの幅を上記基準色パッチの幅以下にして形成するとよい。
また、いずれの場合も、基準色パターン及び基準色パッチの基準色をブラックに設定し、上記非基準色パッチの非基準色をシアン、マゼンタ、イエローのうちのいずれかの色に設定するとよい。
さらに、上記画像形成の位置ずれ量検出方法は、各色の画像の傾斜を揃える工程と、その傾斜を揃えた各画像の書出し位置を統一し、各画像の倍率を調整する工程と、非基準色画像の画像形成位置を規定するための各工程で前記位置ずれ量検出パターンを形成するときに、上記基準色パターンを上記各工程で共通にして形成するとよい。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
（１）カラープリンタ１の構成
図１はこの発明による画像形成装置であるカラープリンタ１の概略の構成を示す図である。
カラープリンタ１は、本体内に現像装置１０と、光走査ユニット１６と、中間転写ベルト１８と、定着ユニット２４と、搬送ユニット３３と、給紙トレイ３４とを備え、その周囲にレジストローラ対２３、繰出ローラ３５、位置ずれ量検出センサ４０及びコントロールユニット６０を配置して構成されている。
現像装置１０は、Ｂｌａｃｋ（Ｂ），Ｃｙａｎ（Ｃ），Ｍａｇｅｎｔａ（Ｍ），Ｙｅｌｌｏｗ（Ｙ）の各色ごとに個別の現像ユニットを有し、各現像ユニットが除電及び帯電ユニット１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙと、現像ユニット１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｍ，１３Ｙと、感光体ドラム１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｙを有している。
【００２４】
光走査ユニット１６は、図２及び図３に示すように、半導体レーザ５１と、コリメートレンズ５２と、アパーチャ５３と、シリンドリカルレンズ５４とを各色毎に設け、第１，第２のミラー５ａ，５ｂからなるポリゴンミラー５を中心に、Ｆθレンズ６と、補正用レンズ７と、色毎の反射ミラー９Ｂ，９Ｃ，９Ｍ，９Ｙと、受光センサ１０ａ，１０ｂと、受光レンズ１４ａ，１４ｂと、反射ミラー７３と、ミラー８１，８２，８３とを有している。
中間転写ベルト１８は、ローラ１９に掛け渡されていて、そのローラ１９の回転運動に伴い周回運動をして移動する。また、この中間転写ベルト１８には、後述する位置ずれ量検出パターンが形成されている。さらに、中間転写ベルト１８の周囲には転写ローラ２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｍ，２１Ｙが設けられている。
【００２５】
続いて、カラープリンタ１のプリント動作について説明すると、以下のようになる。カラープリンタ１は、プリント動作を開始すると、感光体ドラム１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｙを矢印方向に周動させながらその表面を除電及び帯電ユニット１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙによって一様に帯電させる。そして、図示しないホストコンピュータ等から送られてくる画像形成信号が光走査ユニット１６に入力されると、その画像形成信号のカラー画像に対応する複数色の画像データを画像処理して各色の半導体レーザ５１がレーザビームＬＢ，ＬＣ，ＬＭ，ＬＹを出力する。レーザビームＬＢ，ＬＣ，ＬＭ，ＬＹは、コリメートレンズ５２と、アパーチャ５３と、シリンドリカルレンズ５４とを通過して所定の回転速度で回転しているポリゴンミラー５にその左右両側から入射する。
【００２６】
ポリゴンミラー５は第１，第２のミラー５ａ，５ｂによって、それぞれレーザビームＬＣ及びＬＹ、ＬＢ及びＬＭを周期的に偏向させてＦθレンズ６に入力する。すると、偏向されたレーザビームＬＣ及びＬＹと、ＬＢ及びＬＭがそれぞれ等角運動から等速運動へと変換されるとともに、補正用レンズ７による面倒補正が行われ、さらに、ミラー８１，８２，８３により角度を変えられて副走査方向に回転運動をする感光体ドラム１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｙの表面に所定径のビームスポットを形成して各色の画像が書込みされ、Ｂ，Ｃ，Ｍ，Ｙの色ごとの静電潜像が形成される。
【００２７】
そして、現像装置１０の各現像ユニット１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｍ，１３Ｙが各色の静電潜像をそれぞれの色のトナーで現像して、Ｂ，Ｃ，Ｍ，Ｙのトナー画像が感光体ドラム１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｙの表面に形成される。これと並行して中間転写ベルト１８がローラ１９の回転に伴い周回運動をしていて、さらに、用紙３９が繰出ローラ３５により繰り出され、給紙トレイ３４から給紙されてレジストローラ対２３において一旦停止し、各色の画像の先端部が所定の転写位置に到達するようにタイミングをとって再給紙される（レジスト再給紙）。この再給紙された用紙に各色のトナー画像が転写ローラ２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｍ，２１Ｙの静電力によって順次転写され、これにより、４色重ねのカラー画像が得られる。この各色のトナー画像を多重転写された用紙は、定着ユニット２４に送り込まれ、そこで定着ローラ２５によりカラー画像が定着された後、排紙トレイ３０に排紙される。
【００２８】
（２）画像形成の位置ずれ量検出手順の第１の実施の形態
カラープリンタ１では、以下に説明する位置ずれ量検出パターンを中間転写ベルト１８に書込み形成して、位置ずれ量検出センサ４０がこの位置ずれ量検出パターンから反射される光を読取って出力する信号から、画像形成（パターンの形成）に内在する位置ずれ量を算出し、その算出結果から位置ずれを補正する。
ａ）中間転写ベルトと位置ずれ量検出センサとの配置関係
図４は、中間転写ベルト１８と位置ずれ量検出センサ４０との配置関係を示す平面図である。位置ずれ量検出センサ４０は、３つのユニットセンサ４０ａ，４０ｂ，４０ｃを有している。各ユニットセンサ４０ａ，４０ｂ，４０ｃは、それぞれ検出を管轄するエリアが異なっていて、ユニットセンサ４０ａ，４０ｃは中間転写ベルト１８の周回運動による進行方向ｍからみて左右両側（両端部）を検出するように配置され、ユニットセンサ４０ｂはその中間のエリアを検出するように配置されている。図５は、ユニットセンサ４０ｂと、それにより検出される位置ずれ量検出パターン１００の要部とを図示した平面図である。
【００２９】
ｂ）位置ずれ量検出パターンの構成
図６は、第１の位置ずれ量検出パターンである位置ずれ量検出パターン１００の要部を模式的に示す平面図である。
位置ずれ量検出パターン１００は、中間転写ベルト１８が回転しながら周回運動をして移動するその進行方向（副走査方向）ｍに沿って、パターン群１０４と基準色パターン１０５とが配置間隔Ｗ３で配置されて形成されている。パターン群１０４は、幅Ｗ１で長さＷ２で形成されたカラーパターン１０３（１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ）を複数個有している（図では３個）。各カラーパターン１０３は、基準色（以下の説明では、ブラックを基準色とするが基準色はブラックに限定されるものではなく、その他の色を基準色に設定してもよい）で作成され、その基準色の画像形成位置を規定する基準色パッチ１０１と、その他の色（シアン、マゼンタ又はイエローのいずれか）の画像形成位置を規定する同じく幅Ｗ１で長さＷ２の非基準色パッチ１０２とをシフトさせて重ねたものである。各カラーパターン１０３は、基準色パッチ１０１に対する非基準色パッチ１０２のシフト方向（図の矢印方向）がすべて同じ右側に統一されており、かつ基準色パッチ１０１に対する非基準色パッチ１０２のシフト量がすべて相違して形成されている（シフト量の大きさは、図面の上から順にＳ１，Ｓ２，Ｓ３の３ステップで一定量づつ直線的に変化（増加）している）。つまり、シフト量がＳ１，Ｓ２，Ｓ３の順に変化したとき、このＳ１，Ｓ２，Ｓ３の差が一定になっている。
基準色パターン１０５は、基準色パッチ１０１から構成されている。なお、図示の都合上、図６では、各パターンは長さの短い短冊状に形成されているが、実際はセンサが反射光を取込むための取込口に対して長さの長い帯状に形成されている。また、図面では、カラーパターン１０３が３個形成されているが、シフト量の変化を細かくしてカラーパターンの個数を増やしても良い。
【００３０】
ｃ）画像形成の位置ずれ量検出手順
次に、カラープリンタ１において、上述した位置ずれ量検出パターン１００を用いて位置ずれ量を検出し、画像形成を行う手順について説明する。なお、以下の説明では、ユニットセンサ４０ｂにより位置ずれ量を検出する場合を例にとって説明する。
位置ずれ量検出パターン１００を形成して位置ずれ量を検出し、画像形成を行う場合、カラープリンタ１は図１９のフローチャートに示す手順で作動する。この位置ずれ量の検出は、コントロールユニット６０に設けられたＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ：中央処理装置）が制御していて、そのＣＰＵは、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）に記憶されているプログラムにしたがい制御処理を実行している。この場合、ＣＰＵは図２０に示すように、この発明の特徴とする位置ずれ量算出手段６１として作動するとともに、位置ずれ量補正手段６２として作動し、さらに、光走査ユニット１６を位置ずれ量検出パターン印刷手段６３、書込み手段６４として作動させる。なお、図１９は、位置ずれ量検出パターン１００を形成して位置ずれ量を検出し、画像形成を行う場合の動作手順を示すフローチャートであり、図２０は画像形成の位置ずれ量検出処理に対応したカラープリンタ１の機能ブロック図である。なお、図１９ではステップをＳと略記している。
【００３１】
ＣＰＵは、処理を開始するとステップ１に進み、光走査ユニット１６を位置ずれ量検出パターン印刷手段６３として作動させ、上述の位置ずれ量検出パターン１００を中間転写ベルト１８上に書込みして形成させる。続くステップ２では、ユニットセンサ４０ｂが位置ずれ量検出パターン１００から反射される光を読取って出力する信号をＣＰＵに入力し、ステップ３では、ＣＰＵが位置ずれ量算出手段６１として作動して、ユニットセンサ４０ｂがステップ２で読取った結果から画像形成（パターンの形成）に内在する位置ずれ量を算出する。この位置ずれ量の算出は、次のようにして行われる。
図７に示すように、縦軸にユニットセンサ４０ｂのセンサ出力、横軸にシフト量（単位は例えばｄｏｔ数）をとったグラフ（以下このグラフを「位置ずれ量算出グラフ」という）に、基準色パターン１０５と、各カラーパターン１０３（１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ）を読取ってそれぞれのセンサ出力を求め、各センサ出力の値と対応するシフト量とが交差する位置の座標をプロットしていく。例えば、基準色パターン１０５、カラーパターン１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃのセンサ出力がそれぞれＶ０，Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃであったとする。この場合、位置ずれ量検出パターン１００を形成するにあたり、基準色パターン１０５は、シフト量が０であり、各カラーパターンは非基準色パッチ１０２をシフトさせて形成していて、それぞれのシフト量が既知の値を有するから（例えば、Ｓ１：１０ｄｏｔ，Ｓ２：２０ｄｏｔ，Ｓ３：３０ｄｏｔ）、そのシフト量とセンサ出力とが交差する箇所の座標として、点Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３をプロットすることができる。
【００３２】
そして、各点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の座標から、これらを結ぶ直線Ｌの近似式を求める。この直線Ｌの近似式は、センサ出力をＹ、シフト量をＳ、単位シフト量あたりのセンサ出力の変化率（出力変化率）をａ、直線Ｌ上でシフト量が０であったと仮定した場合の出力（仮センサ出力）をＢとすると、
Ｙ＝ａＳ＋Ｂ
のようにして求まる。こうして求めた直線Ｌは、仮にカラープリンタ１に位置ずれがないとすれば、縦軸上、センサ出力Ｖ０の点を通過するが（センサ出力Ｖ０は、シフト量０、すなわち、基準色パターン１０５のセンサ出力なので）、位置ずれがある場合は、図に示すように、Ｂ−Ｖ０＝ｂで求まる大きさｂだけずれて縦軸を通過する。この大きさｂのセンサ出力に対応するシフト量を求めれば、それが位置ずれ量Ｄとなる（Ｄ＝ｂ／ａ）。このように、位置ずれ量検出パターン１００によれば直線Ｌの近似式の出力変化率ａと、シフト量が０であったと仮定した場合のセンサ出力をＢと、基準色パターン１０５のセンサ出力Ｖ０とに基づいて位置ずれ量Ｄを、Ｄ＝（Ｂ−Ｖ０）／ａによって求めることができる。
【００３３】
次に、ステップ４に進み、ＣＰＵが位置ずれ量補正手段６２として作動してステップ３で得た位置ずれ量Ｄに基づき位置ずれを補正し、続くステップ５では、光走査ユニット１６が書込み手段６４として作動して画像の出力が行われ、これをもって一連の処理が終了する。
以上のようにして、カラープリンタ１では、位置ずれ量検出パターン１００を形成して位置ずれ量を検出し、その上で画像形成を行っている。この位置ずれ量検出パターン１００は、パターン群１０４を有するが、パターン群１０４を構成するカラーパターン１０３は、基準色パッチ１０１に対する非基準色パッチ１０２のシフト方向がすべて同じ右側に統一されていてシフト方向が異なるものを有してないが、カラーパターン１０３からでも上述のようにして、位置ずれ量を求めることができる。これに対し、上述した従来の位置ずれ量検出パターン５００は、シフト方向が左右それぞれのカラーパターン５０３からなるパターン群５０４と、パターン群５０５とを有していて、この位置ずれ量検出パターン１００と比べてカラーパターン５０３の個数が略２倍になっている。したがって、位置ずれ量検出パターン１００を形成することにより、従来に比べて形成すべきパターン全体の個数をほぼ半減することができる。そのため、位置ずれ量検出パターン１００を検出するのに要する時間も大幅に短縮でき、トナー消費量も大幅に低減することができる。
【００３４】
特に、位置ずれ量検出パターン１００を用いて画像形成を行う場合も、従来同様、位置ずれ量検出パターン１００をシアン、マゼンタ又はイエローの画像ごとに形成し（すなわち、位置ずれ量検出パターン１００を３組形成する）、さらに、各画像の傾斜を等しく揃える工程（傾斜統一工程）と、その傾斜を揃えた各画像の書出し位置を統一して、各画像の倍率を調整する工程（書出し倍率調整工程）のそれぞれの工程でも形成するから、この発明によると、形成されるパターン個数の削減効果は著しいものとなる。例えば、従来の位置ずれ量検出パターン５００の場合は、縦１列だけでも１回に７個のカラーパターン５０３を必要とするから、全体では、少なくとも、７×２×３×３で１２６個形成する必要がある。これに対し、位置ずれ量検出パターン１００の場合は、全体でも、４×２×３×３で７２個形成すればよいから、１２６−７２＝５４個の削減効果がある。
そして、位置ずれ量検出パターン１００は、出力変化率を求める場合とシフト量を設定する場合のいずれにも利用され、双方の場合に同じパッチ（基準色パッチ１０１、非基準色パッチ１０２）を使用するようにし、特殊な形状のパッチを有しないから、正確な位置ずれの検出が可能である。さらに、カラーパターン１０３は、重ね合わせる基準色パッチ１０１と非基準色パッチ１０２を同じ条件で形成しているから、形成する際の都合でこれらの太さにムラを生じても、一方（例えば、基準色パッチ１０１）が太く又は細くなれば、他方（例えば、非基準色パッチ１０２の露出部分）もそれに対応して細く又は太くなるから、そのムラの影響が相殺され、センサ出力のシフト量に対する感度へは影響が及ばない。この点でも、位置ずれ量検出パターン１００によれば正確な位置ずれの検出が可能になるといえる。
【００３５】
（３）画像形成の位置ずれ量検出手順の第２の実施の形態
図９は、第２の位置ずれ量検出パターンである位置ずれ量検出パターン１５０を示す平面図である。この位置ずれ量検出パターン１５０は、位置ずれ量検出パターン１００と比較して、パターン群１４０がカラーパターン１０３ａと１０３ｂの２つからなっている点で異なり、その他は同じ構成を有しているから、以下の説明はその相違点を中心に行い、共通点は省略ないし簡略化する。
この位置ずれ量検出パターン１５０を用いて位置ずれ量を検出し、画像形成を行う手順は、上記同様、図１９に示すフローチャートにしたがって行われる。この場合、位置ずれ量検出パターン１００を用いる場合と比較して、ステップ３が相違している。
すなわち、ＣＰＵは位置ずれ量算出手段６１として作動すると、図８に示すように、位置ずれ量算出グラフ上に、基準色パターン１０５と、カラーパターン１０３（１０３ａ，１０３ｂ）それぞれのシフト量と、センサ出力とが交差する箇所の座標をプロットする。例えば、基準色パターン１０５、カラーパターン１０３ａ，１０３ｂのセンサ出力がそれぞれ上記同様にＶ０，Ｖａ，Ｖｂであったとする。すると、各センサ出力に応じた点として、点Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２をプロットすることができる。
【００３６】
そして、点Ｐ１，Ｐ２の座標について、センサ出力差ΔＶ＝Ｖｂ−Ｖａと、シフト量差ΔＳ＝Ｓ２−Ｓ１を求め、両者から、次の式１により、単位シフト量あたりのセンサ出力の変化率（出力変化率）ａを求める。
式１ ａ＝ΔＶ／ΔＳ
次に、基準色パターン１０５のセンサ出力Ｖ０と、カラーパターン１０３ａ，１０３ｂの一方のセンサ出力であるＶａとの差（基準出力差：ＶＸ）を求め、その基準出力差ＶＸに対応するシフト量ＳＸを次の式２で求める。
式２ ＶＸ＝Ｖａ−Ｖ０
ＳＸ＝ＶＸ／ａ
こうして、出力変化率ａと基準出力差ＶＸとに基づいてシフト量ＳＸを求め、そのシフト量ＳＸから画像データ上のシフト量の値Ｓ１（図８および図９参照）を引くと、位置ずれ量Ｄを求めることができる。すなわち、位置ずれ量Ｄは、
式３ Ｄ＝ＳＸ−Ｓ１
そして、ステップ４以降は、上述と同様にして処理が実行され、一連の処理が終了する。以上のようにして、位置ずれ量検出パターン１５０による場合も、位置ずれ量検出パターン１００による場合と同様に、従来に比べて形成すべきパターン全体の個数をほぼ半減することができるから、位置ずれ量検出パターン１５０を検出するのに要する時間を大幅に短縮でき、トナー消費量を低減することができる。しかも、位置ずれ量検出パターン１５０は、カラーパターン１０３の個数が２個に絞られ、位置ずれ量検出パターン１００よりも少なくなっているから検出時間、トナー消費量いずれも一層低減することができる。
【００３７】
（４）画像形成の位置ずれ量検出手順の第３の実施の形態
図１０、図１１は、第３の位置ずれ量検出パターンである位置ずれ量検出パターン２００と、２５０を示す平面図である。この位置ずれ量検出パターン２００と位置ずれ量検出パターン２５０は、それぞれ位置ずれ量検出パターン１００、位置ずれ量検出パターン１５０と比較して、基準色パターン１０５を有しない点で異なり、その他は同じ構成を有しているから、以下の説明は相違点を中心に行い、共通点は省略ないし簡略化する。
この位置ずれ量検出パターン２００，２５０を用いて位置ずれ量を検出し、画像形成を行う手順は、上記同様、図１９に示すフローチャートにしたがって行われる。この場合、位置ずれ量検出パターン１００，１５０を用いる場合と比較して、ステップ３が相違している。
位置ずれ量検出パターン１００，１５０により位置ずれ量を検出する場合は基準色パターン１０５をユニットセンサ４０ｂで検出して、その実測による出力値を位置ずれ量算出グラフ上にプロットしているが、位置ずれ量検出パターン２００，２５０による場合は、基準色パターン１０５のセンサ出力を予め実測値ではない既定の基準値（既定出力Ｖｔ）に設定して、この既定出力Ｖｔを用いて位置ずれ量を算出する。したがって、位置ずれ量を算出するには、上記計算式のＶ０を既定出力Ｖｔにすればよい。
【００３８】
そして、ステップ４、ステップ５を上記同様に順次実行すると、光走査ユニット１６が書込み手段６４として作動して画像の出力が行われ、これをもって一連の処理が終了する。
以上のようにして、位置ずれ量検出パターン２００，２５０による場合も、位置ずれ量検出パターン１００による場合と同様に、従来に比べて形成すべきパターン全体の個数をほぼ半減することができるから、位置ずれ量検出パターン２００，２５０を検出するのに要する時間を大幅に短縮でき、トナー消費量を低減することができる。しかも、位置ずれ量検出パターン２００，２５０は、基準色パターン１０５を有していないから、その分のパターン数が位置ずれ量検出パターン１００よりも少なくなっている。そのため、検出時間やトナー消費量を一層低減することができる。
既定出力Ｖｔは、一定の数値に設定すればよいが、センサ出力を調整してこれを０に設定するとよい。そうすると、計算が簡略化され、ＣＰＵの処理負担を軽減することができる。
【００３９】
（５）画像形成の位置ずれ量検出手順の参考例
図１２、図１３は、第４の位置ずれ量検出パターンである位置ずれ量検出パターン３００と、３５０を示す平面図である。位置ずれ量検出パターン３００は、基準色パターン１０５と、基準色パッチ１０１に対する非基準色パッチ１０２のシフト方向が第１の方向（図面の左側）に設定され、かつシフト量がＳ２に設定されたカラーパターン１０３ｄと、シフト方向が第２の方向（図面の右側）に設定され、かつシフト量がＳ２に設定されたカラーパターン１０３ｅとからなっている。位置ずれ量検出パターン３５０は、基準色パターン１０５を有してなく、カラーパターン１０３ｄと、カラーパターン１０３ｅとからなっている。
この位置ずれ量検出パターン３００、３５０を用いて位置ずれ量を検出し、画像形成を行う手順は、上記同様、図１９に示すフローチャートにしたがって行われる。いずれも、位置ずれ量検出パターン１００を用いる場合と比較して、ステップ３が相違しているが、位置ずれ量検出パターン３５０により位置ずれ量を検出する場合は、上述の既定出力Ｖｔを用いている。
【００４０】
そして、ＣＰＵは位置ずれ量算出手段６１として作動すると、図１４に示すように、位置ずれ量算出グラフ上に、基準色パターン１０５のセンサ出力Ｖ０（又は既定出力Ｖｔ）に対応する点Ｐ０とともに、カラーパターン１０３（１０３ｄ，１０３ｅ）のシフト量（−Ｓ２、Ｓ２）と、センサ出力とが交差する箇所の座標をプロットする。例えばカラーパターン１０３ｄ，１０３ｅのセンサ出力がそれぞれＶｄ，Ｖｅであったとすると、各センサ出力に応じた点として、点Ｐ４，Ｐ５をプロットすることができる。なお、非基準色パッチ１０２を基準色パッチ１０１に対して右側にシフトした場合のシフト量を正とし、左側にシフトした場合のシフト量を負にしている。
【００４１】
続いて、点Ｐ４，Ｐ５の座標について、次の式４により、単位シフト量あたりのセンサ出力の変化率（出力変化率）ａを求める（ＳＳ＝Ｓ２×２）。
式４ ａ＝（Ｖｄ＋Ｖｅ―２Ｖ０）／ＳＳ
次に、基準色パターン１０５のセンサ出力Ｖ０（又は既定出力Ｖｔ）と、カラーパターン１０３ｄ，１０３ｅのセンサ出力Ｖｄ，Ｖｅとの差である基準出力差ＶＸｄ，ＶＸｅを求め、その基準出力差ＶＸｄ，ＶＸｅに対応するシフト量ＳＸｄ，ＳＸｅを次の式５で求める。
式５：ＳＸｄ＝ＶＸｄ／ａ （ＶＸｄ＝Ｖｄ−Ｖ０）
ＳＸｅ＝ＶＸｅ／ａ （ＶＸｅ＝Ｖｅ−Ｖ０）
こうして求められるシフト量ＳＸｄ，ＳＸｅと、画像データ上のシフト量Ｓ２との差を求め、両者の平均をとって位置ずれ量Ｄを求める。すなわち、位置ずれ量Ｄは、
式６ Ｄ＝（Ｄ１＋Ｄ２）／２
Ｄ１＝Ｓ２−ＳＸｄ
Ｄ２＝ＳＸｅ−Ｓ２
【００４２】
そして、ステップ４以降は、上述と同様にして処理が実行され、一連の処理が終了する。以上のようにして、位置ずれ量検出パターン３００，３５０による場合も、位置ずれ量検出パターン１００による場合と同様に、従来に比べて形成すべきパターン全体の個数をほぼ半減することができるから、位置ずれ量検出パターン１５０を検出するのに要する時間を大幅に短縮でき、トナー消費量を低減することもできる。しかも、位置ずれ量検出パターン３００，３５０は、それぞれカラーパターン１０３の個数が３個、２個に絞られ、位置ずれ量検出パターン１００よりも少なくなっているから、検出時間、トナー消費量いずれも一層低減することができる。なお、既定出力Ｖｔは、一定の数値に設定すればよいが、センサ出力を調整して０に設定するようにするとよい。そうすると、計算が簡略化され、ＣＰＵの処理負担を軽減することができる。
ところで、前述した各実施の形態において、カラーパターン１０３は幅Ｗ１で長さＷ２の基準色パッチ１０１と非基準色パッチ１０２をシフトさせて重ねたものとなっている。この非基準色パッチ１０２を基準色パッチ１０１に対してシフトさせるときにそのシフト量を大きくとりすぎると、例えば図１６（ａ）に示すように、シフト量Ｓを幅Ｗ１よりも大きくすると、非基準色パッチ１０２が基準色パッチ１０１から離れて、両者の重なり合いが形成されなくなってしまう。これを避けるためには、シフト量Ｓを非基準色パッチ１０２の幅以下に設定すればよい。
【００４３】
また、図１６（ｂ）に示すように、基準色パッチ１０１と非基準色パッチ１０２とを重ね合わせ、両者の右手辺１０１ａ，１０２ａを互いに接近させながらシフト量を縮小していくと、仮に非基準色パッチ１０２の幅Ｗ１２が基準色パッチ１０１の幅Ｗ１１よりも大きいと、両者の右手辺１０１ａ，１０２ａが一致しても、非基準色パッチ１０２の左手辺１０２ｂが基準色パッチ１０１の左手辺１０１ｂを越えてしまい、シフト量が０にならなくなってしまう。これを避けるためには、非基準色パッチ１０２の幅Ｗ１２を基準色パッチ１０１の幅Ｗ１１以下に設定すればよい。
次に、図１２、図１３に示した位置ずれ量検出パターン３００と３５０のように、シフト方向が異なるカラーパターン１０３を含む場合は、カラーパターン１０３を第１のパターン群と第２のパターン群とから形成してもよい。いずれも、複数個（３個以上）のカラーパターン１０３を有するが、第１のパターン群は、非基準色パッチ１０２を基準色パッチ１０１に対して左側にシフトさせて形成し、第２のパターン群は、非基準色パッチ１０２を基準色パッチ１０１に対して右側にシフトさせて形成する。
【００４４】
そして、この位置ずれ量検出パターンを用いて位置ずれ量を検出する場合、ＣＰＵは位置ずれ量算出手段６１として作動すると、位置ずれ量算出グラフ上には図１５に示すように、基準色パターン１０５のセンサ出力Ｖ０に対応する点Ｐ０とともに、第１、第２のパターン群それぞれについて、カラーパターン１０３のシフト量と、センサ出力とが交差する箇所の座標をプロットする。この場合、第１のパターン群については、シフト方向が左なので縦軸の左側にプロットされ、第２のパターン群については、シフト方向が右なので縦軸の右側にプロットされる。ここで、第１、第２のパターン群それぞれにつき、位置ずれ量算出グラフ上の点をＰＬｍ（ｍ：１−４）、ＰＲｍ（ｍ：１−４）としている。そして、縦軸の左側のＰＬｍ（ｍ：１−４）の各点のセンサ出力（縦軸の値）について、式６にしたがって変換を行い、白丸で示される各点のセンサ出力を求める。
式６：ＰＬｎ＝ＰＬｍ−２（ＰＬｍ−Ｖ０）＝２×Ｖ０−ＰＬｍ
そして、こうして変換したＰＬｎと、ＰＲｍとから
Ｙ＝ａＸ＋Ｂ
で表される１本の近似直線ＬＬを求める。この直線ＬＬは、仮にカラープリンタ１に位置ずれがないとすればセンサ出力Ｖ０の点を通過するが、位置ずれがあるため、Ｂ−Ｖ０＝ｂで求まる大きさｂだけずれて縦軸を通過する。この大きさｂのセンサ出力に対応するシフト量を求めれば、それが位置ずれ量Ｄとなる（Ｄ＝ｂ／ａ）。このようにして位置ずれ量Ｄを求める場合、位置ずれ量Ｄはセンサ出力を得る際の誤差による各測定値のばらつきや、中間転写ベルト１８の振動、ノイズなどの影響を受け難くなるため、精度良く求められる。
【００４５】
上述のとおり、位置ずれ量を検出する場合は、位置ずれ量検出パターンを書込み形成しているが、その場合は同じ構成のパターンを、例えば次のように数回繰返して形成する。すなわち、位置ずれ量検出パターンは、主走査方向と、副走査方向のそれぞれの位置ずれ量を検出する場合に形成し、シアン、マゼンタ又はイエローの画像ごとに形成し、さらに傾斜統一工程と、第１、第２の書出し倍率調整工程でも形成する。そのほか、検出精度を高めるため、さらに繰返し形成する場合もある。よって、位置ずれ量検出パターンの形成は、合計で主走査方向について少なくても３×３＝９回は繰返され、副走査方向についても同様に９回は繰返される。この場合、主走査方向、副走査方向について同数のパターンを形成している。そこで、形成されるパターン（基準色パターン及びカラーパターン）の総数を求めるため、位置ずれ量検出パターン１５０を用いた図１７に示す模式的な図を考えると、形成されるパターン（基準色パターン及びカラーパターン）の総数は、少なくても６×９＝５４個となる。
【００４６】
ところが、その９回で形成される全体のパターンのうち、基準色パターン１０５は、いずれのときでも基準となるものであって、一旦形成したものを後で使い回すことが可能である。その場合、図１８に示すように、基準色パターン１０５を主走査方向の分と、副走査方向の分とで１回だけ形成して後の９回で共通に使用し、カラーパターン１０３だけをその都度９回繰返して形成するとよい。そうすると、基準色パターンが２個形成され、カラーパターンが４×９＝３６個形成されるから、形成されるパターン（基準色パターン及びカラーパターン）の総数は、最も少ない場合で、２＋３６＝３８個となる。このように、基準色パターン１０５を１回だけ形成して共通に使用するようにすると、形成されるパターンの総数を一層削減することができる。したがって位置ずれ量検出パターンの検出に要する時間を一層大幅に短縮でき、トナー消費量を一層低減することができる。
この図１８に示す場合に関連して、精度向上のため、基準色パターン１０５を主走査方向と、副走査方向で３個づつ配置して平均をとるようにした場合は、形成されるパターンの総数は、６＋３６＝４２個となる。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明してきたように、この発明によれば、形成すべきパターン全体の個数をほぼ半減することができるから、位置ずれ量検出パターンの検出に要する時間も大幅に短縮でき、トナー消費量を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による画像形成装置であるカラープリンタの概略の構成を示す図である。
【図２】図１に示したカラープリンタ内部の光走査ユニットの概略構成の片側を示す側面図である。
【図３】図１に示したカラープリンタ内部の光走査ユニットの概略構成を示す平面図である。
【図４】中間転写ベルトと位置ずれ量検出センサとの配置関係を示す平面図である。
【図５】ユニットセンサと、それにより検出される位置ずれ量検出パターン１００の要部とを図示した平面図である。
【図６】第１の位置ずれ量検出パターンの要部を模式的に示す平面図である。
【図７】位置ずれ量算出グラフの一例を示す図である。
【図８】別の位置ずれ量算出グラフを示す図である。
【図９】別の位置ずれ量検出パターンを模式的に示す平面図である。
【図１０】基準色パターンを有しない位置ずれ量検出パターンを模式的に示す平面図である。
【図１１】基準色パターンを有しない別の位置ずれ量検出パターンを模式的に示す平面図である。
【図１２】シフト方向の異なるカラーパターンを有する位置ずれ量検出パターンを模式的に示す平面図である。
【図１３】シフト方向の異なるカラーパターンを有する別の位置ずれ量検出パターンを模式的に示す平面図である。
【図１４】図１２又は図１３に示す位置ずれ量検出パターンに対する位置ずれ量算出グラフの一例を示す図である。
【図１５】別の位置ずれ量検出パターンに対する位置ずれ量算出グラフの一例を示す図である。
【図１６】（ａ）はシフト量が非基準色パッチの幅よりも大きい場合の説明図、（ｂ）は非基準色パッチの幅が基準色パッチの幅よりも大きい場合の説明図である。
【図１７】基準色パターンを共通にして位置ずれ量検出パターンを形成する場合の説明図である。
【図１８】基準色パターンを共通にして位置ずれ量検出パターンを形成する場合の別の説明図である。
【図１９】画像形成の位置ずれ量検出の手順を示すフローチャートである。
【図２０】位置ずれ量検出パターンを形成して画像形成の位置ずれ量を検出する画像形成装置の機能ブロック図である。
【図２１】従来の位置ずれ量検出パターンの要部を模式的に示す平面図である。
【符号の説明】
１：カラープリンタ １０：現像装置
１６：光走査ユニット １８：中間転写ベルト
２４：定着ユニット ２３：レジストローラ対
４０：位置ずれ量検出センサ ４５：実効アパーチャ
４０ｂ：ユニットセンサ ４６：トレースライン
６０：コントロールユニット ６４：書込み手段
６１：位置ずれ量算出手段
６２：位置ずれ量補正手段
６３：位置ずれ量検出パターン印刷手段
９０，９１，９２：ユニットパターン群
１００，１５０：位置ずれ量検出パターン
１０１：基準色パッチ １０２：非基準色パッチ
１０３：カラーパターン
２００，２５０：位置ずれ量検出パターン
３００，３５０：位置ずれ量検出パターン
Claims (15)
- レーザビームを走査して静電潜像を形成する手段と、該手段により形成された静電潜像を現像してトナー画像を形成する手段と、一定方向に移動する像担持体に形成された位置ずれ量検出パターンをセンサで検出して画像形成の位置ずれ量を検出する手段を備えた画像形成装置であって、
前記位置ずれ量検出パターンが、基準色の画像形成位置を規定する基準色パターンと、複数個のカラーパターンとからなり、
前記各カラーパターンは、基準色の画像形成位置を規定する基準色パッチと、基準色と異なる色の画像形成位置を規定する非基準色パッチとがシフトして重なり、該基準色パッチに対する該非基準色パッチのシフト方向がすべて同一で、かつ該基準色パッチに対する該非基準色パッチのシフト量がすべて相違して形成され、
前記センサが前記各カラーパターンを検出したときのセンサ出力と該各カラーパターンのシフト量とに基づいてセンサ出力とシフト量との関係を表す直線の近似式を求め、その近似式による単位シフト量あたりの出力変化率およびシフト量をゼロと仮定した場合のセンサ出力と、前記センサが前記基準色パターンを検出したときのセンサ出力とに基づいて、位置ずれ量を算出する位置ずれ量算出手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。 - レーザビームを走査して静電潜像を形成する手段と、該手段により形成された静電潜像を現像してトナー画像を形成する手段と、一定方向に移動する像担持体に形成された位置ずれ量検出パターンをセンサで検出して画像形成の位置ずれ量を検出する手段を備えた画像形成装置であって、
前記位置ずれ量検出パターンが、基準色の画像形成位置を規定する基準色パターンと、２つのカラーパターンとからなり、
前記各カラーパターンは、基準色の画像形成位置を規定する基準色パッチと、基準色と異なる色の画像形成位置を規定する非基準色パッチとがシフトして重なり、該基準色パッチに対する該非基準色パッチのシフト方向が互いに同一で、かつ該基準色パッチに対する該非基準色パッチのシフト量が互いに相違して形成され、
前記センサが前記各カラーパターンを検出したときのセンサ出力の変化と該各カラーパターンのシフト量の変化から得られる単位シフト量あたりの出力変化率と、前記センサが前記基準色パターンを検出したときのセンサ出力と前記いずれか１つのカラーパターンを検出したときのセンサ出力との差である基準出力差と、前記いずれか１つのカラーパターンのシフト量とに基づいて、位置ずれ量を算出する位置ずれ量算出手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。 - レーザビームを走査して静電潜像を形成する手段と、該手段により形成された静電潜像を現像してトナー画像を形成する手段と、一定方向に移動する像担持体に形成された位置ずれ量検出パターンをセンサで検出して画像形成の位置ずれ量を検出する手段を備えた画像形成装置であって、
前記位置ずれ量検出パターンが２つのカラーパターンからなり、
前記各カラーパターンは、基準色の画像形成位置を規定する基準色パッチと、基準色と異なる色の画像形成位置を規定する非基準色パッチとがシフトして重なり、該基準色パッチに対する該非基準色パッチのシフト方向が互いに同一で、かつ該基準色パッチに対する該非基準色パッチのシフト量が互いに相違して形成され、
前記センサが前記各カラーパターンを検出したときのセンサ出力の変化と該各カラーパターンのシフト量の変化から得られる単位シフト量あたりの出力変化率と、前記センサの既定出力と前記センサが前記いずれか１つのカラーパターンを検出したときのセンサ出力との差である基準出力差と、前記いずれか１つのカラーパターンのシフト量とに基づいて、位置ずれ量を算出する位置ずれ量算出手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。 - 前記センサの既定出力が、０に設定されていることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
- 前記各カラーパターンは、前記シフト量が前記非基準色パッチの幅以下に設定されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項記載の画像形成装置。
- 前記各カラーパターンは、前記非基準色パッチの幅が前記基準色パッチの幅以下に形成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項記載の画像形成装置。
- 前記基準色パターン及び基準色パッチの基準色がブラックに設定され、前記非基準色パッチの非基準色がシアン、マゼンタ、イエローのうちのいずれかの色に設定されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項記載の画像形成装置。
- レーザビームの走査により静電潜像を形成してその形成された静電潜像を現像してトナー画像を形成し、一定方向に移動する像担持体に形成された位置ずれ量検出パターンをセンサで検出して画像形成の位置ずれ量を検出する方法であって、
前記位置ずれ量検出パターンを基準色の画像形成位置を規定する基準色パターンと複数個のカラーパターンで形成し、
前記各カラーパターンは、基準色の画像形成位置を規定する基準色パッチと、基準色と異なる色の画像形成位置を規定する非基準色パッチとをシフトして重ね合わせ、該基準色パッチに対する該非基準色パッチのシフト方向をすべて同一にし、かつ該基準色パッチに対する該非基準色パッチのシフト量をすべて異ならせて形成し、
前記センサが前記各カラーパターンを検出したときのセンサ出力と該各カラーパターンのシフト量とに基づいてセンサ出力とシフト量との関係を表す直線の近似式を求め、その近似式による単位シフト量あたりの出力変化率およびシフト量をゼロと仮定した場合のセンサ出力と、前記センサが前記基準色パターンを検出したときのセンサ出力とに基づいて、位置ずれ量を算出して画像形成の位置ずれ量を検出することを特徴とする画像形成の位置ずれ量検出方法。 - レーザビームの走査により静電潜像を形成してその形成された静電潜像を現像してトナー画像を形成し、一定方向に移動する像担持体に形成された位置ずれ量検出パターンをセンサで検出して画像形成の位置ずれ量を検出する方法であって、
前記位置ずれ量検出パターンを基準色の画像形成位置を規定する基準色パターンと２つのカラーパターンで形成し、
前記各カラーパターンは、基準色の画像形成位置を規定する基準色パッチと、基準色と異なる色の画像形成位置を規定する非基準色パッチとをシフトして重ね合わせ、該基準色パッチに対する該非基準色パッチのシフト方向をすべて同一にし、かつ該基準色パッチに対する該非基準色パッチのシフト量をすべて異ならせて形成し、
前記センサが前記各カラーパターンを検出したときのセンサ出力の変化と該各カラーパターンのシフト量の変化から得られる単位シフト量あたりの出力変化率と、前記センサが前記基準色パターンを検出したときのセンサ出力と前記いずれか１つのカラーパターンを検出したときのセンサ出力との差である基準出力差と、前記いずれか１つのカラーパターンのシフト量とを求め、その出力変化率と基準出力差とシフト量とに基づいて位置ずれ量を算出して画像形成の位置ずれ量を検出することを特徴とする画像形成の位置ずれ量検出方法。 - レーザビームの走査により静電潜像を形成してその形成された静電潜像を現像してトナー画像を形成し、一定方向に移動する像担持体に形成された位置ずれ量検出パターンをセンサで検出して画像形成の位置ずれ量を検出する方法であって、
前記位置ずれ量検出パターンを２つのカラーパターンで形成し、
前記各カラーパターンは、基準色の画像形成位置を規定する基準色パッチと、基準色と異なる色の画像形成位置を規定する非基準色パッチとをシフトして重ね合わせ、該基準色パッチに対する該非基準色パッチのシフト方向をすべて同一にし、かつ該基準色パッチに対する該非基準色パッチのシフト量をすべて異ならせて形成し、
前記センサが前記各カラーパターンを検出したときのセンサ出力の変化と該各カラーパターンのシフト量の変化から得られる単位シフト量あたりの出力変化率と、前記センサの既定出力と前記センサが前記いずれか１つのカラーパターンを検出したときのセンサ出力の差である基準出力差と、前記いずれか１つのカラーパターンのシフト量とを求め、その出力変化率と基準出力差とシフト量とに基づいて位置ずれ量を算出して画像形成の位置ずれ量を検出することを特徴とする画像形成の位置ずれ量検出方法。 - 前記センサの既定出力を０に設定することを特徴とする請求項１０に記載の画像形成の位置ずれ量検出方法。
- 前記各カラーパターンを、前記シフト量を前記非基準色パッチの幅以下にして形成することを特徴とする請求項８乃至１１のいずれか一項記載の画像形成の位置ずれ量検出方法。
- 前記各カラーパターンを、前記非基準色パッチの幅を前記基準色パッチの幅以下にして形成することを特徴とする請求項８乃至１２のいずれか一項記載の画像形成の位置ずれ量検出方法。
- 前記基準色パターン及び基準色パッチの基準色をブラックに設定し、前記非基準色パッチの非基準色をシアン、マゼンタ、イエローのうちのいずれかの色に設定することを特徴とする請求項８乃至１３のいずれか一項記載の画像形成の位置ずれ量検出方法。
- 各色の画像の傾斜を揃える工程と、その傾斜を揃えた各画像の書出し位置を統一し、各画像の倍率を調整する工程と、非基準色画像の画像形成位置を規定するための各工程で前記位置ずれ量検出パターンを形成するときに、前記基準色パターンを前記各工程で共通にして形成することを特徴とする請求項８又は９に記載の画像形成の位置ずれ量検出方法。
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