JP4992625B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、カラー画像を形成する画像形成装置に関し、特に、各色の主走査方向における色ずれを補正する技術の改良に関する。

各色の画像を形成する複数の作像ユニットを転写ベルトの走行方向に沿って並列配置して、タイミングをずらしながら各色の画像を形成し、これを当該転写ベルト上に多重転写してカラー画像を得る、いわゆるタンデム型の画像形成装置においては、画像形成速度が速いという利点がある一方で、各色の画像をそれぞれ別個の作像ユニットで作像するため、色ずれが生じやすいという問題がある。

このような色ずれの発生を防止するため、従来から各作像ユニットにより、所定形状のレジストパターンを転写ベルト上に形成し、これらを光学センサで検出してレジストパターン間の位置ずれ量を算出し、当該位置ずれ量に基づき画像書込み位置を補正して各色の画像の色ずれを解消する、いわゆる色ずれ補正が行われている。
そのうち、主走査方向の位置ずれ量を検出するためのレジストパターンの例を図７により説明する。

同図では、ブラック（Ｋ）のレジストパターン１１０Ｋとシアン（Ｃ）のレジストパターン１１０Ｃの例が示されている。
各レジストパターン１１０Ｋ、１１０Ｃは、それぞれ転写ベルト１２０の走行方向（副走査方向）と直交する方向（主走査方向）に伸びる直交線分１１１Ｋ、１１１Ｃとこれと４５°の角度をなす傾斜線分１１２Ｋ、１１２Ｃにより形成される。

図においてレジストパターン１１０Ｋと１１０Ｃとの主走査方向における相対的な位置ずれ量は、反射型の光学センサ（以下、「レジストセンサ」という。）１００の検出ラインからレジストパターン１１０Ｋの直交線分１１１Ｋと傾斜線分１１２Ｋとの交点の位置までの距離ａ と、同じく検出ラインからレジストパターン１１０Ｃの直交線分１１１Ｃと傾斜線分１１２Ｃとの交点の位置までの距離ｂとの差（ａ−ｂ）で表せるが、傾斜線分１１２Ｋ、１１２Ｃは直交線分１１１Ｋ，１１１Ｃに対して４５°の角度で形成されているので、各レジストパターンの主走査方向の位置情報としてのａ、ｂは、それぞれ各レジストパターン１１０Ｋ、１１０Ｃの検出ライン上の直交線分と傾斜線分の間隔ａ’、ｂ’と等しい。

したがって、レジストパターン１１０Ｋと１１０Ｃとの主走査方向の相対的な位置ずれ量（ａ−ｂ）は、それぞれの副走査方向における検出量の差（ａ’−ｂ’）で表すことができる。他の、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の主走査方向における相対的な位置ずれ量も同様にして検出される。
特開平１１−８４９７８号公報

しかしながら、上記主走査方向位置ずれ検出用のレジストパターンは、転写ベルト１２０等が正規のシステム速度で動作することを前提として、その画像データが予め作成されているのであって、たとえば転写ベルト１２０に速度変動などがあると、形成される各色のレジストパターンの形状が変形し、そのため上記副走査方向検出量ａ’、ｂ’に誤差が生じて正確な主走査方向の位置ずれ量を求めることができないという問題がある。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、簡易な方法により主走査方向における適正な色ずれ補正が可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る画像形成装置は、画像データに基づき異なる色の画像を作像する作像手段を複数備え、それぞれの作像手段で作像された画像を副走査方向に移動する転写対象に多重転写することにより画像を形成する画像形成装置であって、前記各作像手段を制御して、各色について、第１のマークと、主走査方向における位置ずれ量を検出するためのレジストパターンと、第２のマークとを、前記対象の移動方向に沿って、この順に形成させるパターン形成制御手段と、通過する各色ごとの前記第１のマーク、レジストパターンおよび第２のマークを検出する検出手段と、前記各色のレジストパターンの検出結果から、各色ごとのレジストパターンの主走査方向における相対的な位置ずれ量を取得する位置ずれ量取得手段と、各色について、第１と第２のマークの検出結果からその検出の時間差を求め、当該検出時間差に対する正規の検出時間差を示す基準時間の比率に基づき、対応する色のレジストパターンの相対的な位置ずれ量を補正する位置ずれ量補正手段と、前記補正された各色の相対的な位置ずれ量に基づき、主走査方向における色ずれが画像形成動作において生じないように補正する画像形成補正手段とを備え、前記主走査方向における位置ずれ量を検出するための各色のレジストパターンは、前記転写対象の移動方向と直交する第１の線分と、この第１の線分と非平行な第２の線分とを含むことを特徴とする。

実際に検出手段により検出された各色ごとの第１と第２のマークの検出の時間差と、その正規の検出時間差を示す基準時間との比率は、その間の転写対象等の速度変動要因を反映しているので、これらに基づいて各色のレジストパターンにより検出された主走査方向における相対的な位置ずれ量を補正することにより、より適正な色ずれ補正が行える。

また、前記主走査方向における位置ずれ量を検出するための各色のレジストパターンは、前記転写対象の移動方向と直交する第１の線分と、この第１の線分と非平行な第２の線分とを含むので、第１の線分と第２の線分の検出時間差に基づき、当該レジストパターンの主走査方向の位置に関する情報が取得でき、各色のレジストパターンの主走査方向における相対的な位置ずれ量を得ることができる。
また、本発明に係る画像形成装置は、画像データに基づき異なる色の画像を作像する作像手段を複数備え、それぞれの作像手段で作像された画像を副走査方向に移動する転写対象に多重転写することにより画像を形成する画像形成装置であって、前記各作像手段を制御して、各色について、第１のマークと、主走査方向における位置ずれ量を検出するためのレジストパターンと、第２のマークとを、前記対象の移動方向に沿って、この順に形成させるパターン形成制御手段と、通過する各色ごとの前記第１のマーク、レジストパターンおよび第２のマークを検出する検出手段と、前記各色のレジストパターンの検出結果から、各色ごとのレジストパターンの主走査方向における相対的な位置ずれ量を取得する位置ずれ量取得手段と、各色について、第１と第２のマークの検出結果からその検出の時間差を求め、当該検出時間差に対する正規の検出時間差を示す基準時間の比率に基づき、対応する色のレジストパターンの相対的な位置ずれ量を補正する位置ずれ量補正手段と、前記補正された各色の相対的な位置ずれ量に基づき、主走査方向における色ずれが画像形成動作において生じないように補正する画像形成補正手段とを備え、前記パターン形成制御手段は、主走査方向における位置ずれ量を検出するための各色のレジストパターンを形成する際に、前記主走査方向における色ずれ量の補正以外の画像安定化処理のためのパターンを、前記レジストパターンの形成範囲の、転写対象移動方向上流側と下流側に各色ごとに形成し、それらのうち上流側のいずれかと下流側のいずれかのパターンが、それぞれ前記第１と第２のマークを兼ねていることを特徴とする。

このようにすれば、消費するトナーの量を節約することができる。

ここで、前記第１と第２のマークとして、前記画像安定化処理のためのパターンのうち、前記主走査方向における位置ずれ量を検出するためのレジストパターンを挟んで、その間の距離が一番大きなパターンが各色ごとに選択されることが望ましい。このようにすれば、第１と第２のマーク間の距離が大きくとれ、その間に生じる局所的な速度変動を多く反映した補正量を得ることができるからである。
また、ここで前記各色の第１と第２のマークは、転写対象の移動方向と直交する線分もしくはエッジを含むことが望ましい。
このようにすれば、第１と第２のマークの転写対象への形成位置が、主走査方向に多少ずれても副走査方向の検出時間差に影響がないからである。

また、前記転写対象は、無端状の転写ベルトであって、各色における前記第１と第２のマーク間の、前記主走査方向における位置ずれ量を検出するためのレジストパターンを挟んだ距離の最大値が、前記転写ベルトの周長以内であることが望ましい。
また、本発明は、上記画像形成装置で実行される色ずれ補正方法であってもよい。これによっても、上記画像形成装置と同一の効果が得られる。

以下、本発明に係る画像形成装置の実施の形態を、タンデム型カラーデジタル複写機（以下、単に「複写機」という。）を例にして説明する。
［複写機の全体構成］
図１は、複写機１の全体の構成を示す図である。
同図に示すように、複写機１は、スキャナ部２とプリンタ部３とから構成され、原稿画像を読み取ってその画像データに基づいて記録シートに画像を形成するコピージョブ、外部端末からネットワークを介して送られて来た画像データに基づいて記録シートに画像を形成するプリントジョブ、画像データを外部に送信する送信ジョブ等を実行可能な、いわゆる多機能複合機（ＭＦＰ：Multiple Function Peripheral）と呼ばれるものである。

スキャナ部２は、セットされた原稿の画像を読み取って画像データを得る公知の装置である。プリンタ部３は、電子写真方式等により画像を形成するものであり、画像プロセス部４と、給紙部５と、定着部６および制御部７を備えている。
画像プロセス部４は、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）の各再現色のそれぞれに対応する作像ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋと、光学ユニット１１と、中間転写ベルト１２などを備える。

中間転写ベルト１２は、駆動ローラ３１と、従動ローラ３２と、テンションローラ３３に張架されており、矢印Ｂ方向に循環駆動される。
作像ユニット１０Ｙ〜１０Ｋは、中間転写ベルト１２に対向してベルト走行方向上流側から下流側に沿って所定間隔で直列に配置されている。
作像ユニット１０Ｙは、像担持体としての感光体ドラム２１と、その周囲に配設された帯電部２２と、現像部２３と、中間転写ベルト１２を挟んで感光体ドラム２１と対向する一次転写ローラ２４と、クリーナ２５などを備えている。この構成は、他の作像ユニット１０Ｍ〜１０Ｋについて同様であり、そられについては符号を省略している。

光学ユニット１１は、プリントヘッド２６、４つの反射ミラー２７などを備える。プリントヘッド２６は、ここでは図示していないが、再現色用として４個のレーザダイオードと、各レーザダイオードから出射されるレーザビームを偏向して感光体ドラム２１Ｙ〜２１Ｋの表面を主走査方向に露光走査させるためのポリゴンミラーや走査レンズ等を備える。

プリントヘッド２６から出力される４本のレーザビームは、それぞれ対応する反射ミラー２７により反射される。これにより感光体ドラム２１Ｙ〜２１Ｋ表面が露光走査される。
給紙部５は、記録シートＳを収容する給紙カセット４１，４２、給紙カセット４１，４２内の記録シートＳを１枚ずつ繰り出す繰り出しローラ４３，４４、繰り出された記録シートＳを搬送する搬送ローラ対４５、二次転写位置４８に記録シートＳを送り出すタイミングをとるためのタイミングローラ対４６と、二次転写位置４８において中間転写ベルト１２を挟んで駆動ローラ３１に圧接される二次転写ローラ４７などを備えている。

定着部６は、ヒータ（不図示）を備え、所定の定着温度に維持される。
このような構成において、コピー等のジョブの実行指示を受け付けると、スキャナ部２により原稿画像の読み取りが開始され、読み取られた画像データが順次、制御部７に送られる。
制御部７は、受信した画像データを各再現色の画像データに変換し、位置ずれ補正のための必要な画像補正を施した後、各色毎にレーザダイオードの駆動信号を生成する。生成された駆動信号により光学ユニット１１の各レーザダイオードが駆動され、レーザビームが出射される。

作像ユニット１０Ｙ〜１０Ｋでは、矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム２１Ｙ〜２１Ｋがクリーナ２５Ｙ〜２５Ｋにより清掃された後、帯電部２２Ｙ〜２２Ｋにより一様に帯電され、帯電された感光体ドラム２１Ｙ〜２１Ｋの表面が光学ユニット１１からのレーザビームにより露光されて潜像が形成される。形成された潜像は、現像部２３Ｙ〜２３Ｋによってトナーにより現像される。

一次転写ローラ２４Ｙ〜２４Ｋには、一次転写電圧が印加されており、現像された各色トナー像は、一次転写ローラ２４Ｙ〜２４Ｋの電界の作用により感光体ドラム２１Ｙ〜２１Ｋから中間転写ベルト１２上に一次転写される。この際、各色の作像動作は、そのトナー像が中間転写ベルト１２上の同位置に重ね合わせて転写されるようにタイミングをずらして実行される。中間転写ベルト１２上の各色トナー像は、中間転写ベルト１２の走行により二次転写位置４８に移動する。

中間転写ベルト１２上への各色トナー像の移動タイミングに合わせて、給紙部５からは、制御部７により選択された給紙カセットから記録シートＳがタイミングローラ対４６を介して給送されて来ており、その記録シートＳは、循環駆動される中間転写ベルト１２と二次転写ローラ４７の間に挟まれて搬送される。二次転写位置４８において二次転写ローラ４７による電界の作用により静電的に中間転写ベルト１２上の各色トナー像が一括して記録シートＳに二次転写される。なお、二次転写ローラ４７は不図示の駆動機構により、二次転写時以外は中間転写ベルト１２に当接しないようになっている。多重転写時に中間転写ベルト１２への負荷をなくして、その速度変動できるだけ低減するためである。

二次転写位置４８を通過した記録シートＳは、定着部６に搬送され、ここでトナー像が加熱、加圧されて記録シートＳに定着された後、排出ローラ対５１により機外に排出され、排紙トレイ５２に収容される。
なお、例えばブラックだけの画像形成をするモノクロモードの場合には、ブラックの作像ユニット１０Ｋだけが駆動されてブラックのトナー像が中間転写ベルト１２に一次転写され、そのトナー像が記録シートＳに二次転写される動作が実行される。

スキャナ部２の前面の操作しやすい位置には、操作パネル８が設けられている。操作パネル８には、コピー枚数を入力するためのテンキー、コピー開始を指示するためのコピースタートキー、画像形成モードを選択するためのキーに加えて、複写機１の状態などを示すメッセージ画面が表示されるタッチパネル式の液晶表示部が備えられている。
また、作像ユニット１０Ｋよりも中間転写ベルト１２のベルト走行方向において下流側かつ二次転写位置４８よりも上流側の位置には、中間転写ベルト１２の表面と対向するようにしてレジストセンサ３４が配設されている。

このレジストセンサ３４は、発光ダイオードなどの発光素子とフォトダイオードなどの受光素子を内蔵した反射型の光学センサである。これにより中間転写ベルト１２表面に形成されたレジストパターン等（後述の図３、図６参照）が検出される。
（２）制御部７の構成
次に、図２を参照して上記制御部７の構成を説明する。

同図２に示すように、制御部７は、ＣＰＵ７１、画像処理部７２、画像メモリ７３、位置ずれ補正部７４、レーザダイオード駆動部７５、ＲＡＭ７６、ＲＯＭ７７、ＥＥＰＲＯＭ７８などから構成される。
画像処理部７２は、原稿をスキャンして得られたＲ，Ｇ，Ｂの電気信号をそれぞれ変換して多値デジタル信号からなる画像データを生成し、さらにシェーディング補正やエッジ強調処理などの補正を施した後、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの再現色の画像データを生成する。そして、各再現色の画像データは、画像メモリ７３に出力され、各色ごとに格納される。

位置ずれ補正部７４は、ＣＰＵ７１からの指示に従って、画像データの画素ごとのメモリアドレスを、後述の色ずれ補正量に応じて変更し、補正画像を生成する。
レーザダイオード駆動部７５は、上記補正画像の画像データに基づき各レーザダイオードを駆動する。
ＲＡＭ７６は、各種の制御変数および操作パネル８から設定されたコピー枚数やコピーモードなどを一時記憶する。

ＲＯＭ７７には、スキャナ部２におけるスキャン動作やプリンタ部３における画像形成動作に関する制御プログラムおよび後述する位置ずれ検出動作に関する制御プログラムのほか、各再現色のレジストパターンの印字用データや上記の基準色を特定するためのプログラムおよび画像の位置ずれ補正のためのプログラムなどが格納されている。
ＥＥＰＲＯＭ７８は、後述する位置ずれ検出動作に基づき、ＣＰＵ７１によって検出された位置ずれ量が格納される。なお、このＥＥＰＲＯＭ７８は、その他の不揮発性メモリ、例えば、電池でバックアップされたＳＲＡＭなどでもよい。

ＣＰＵ７１は、レジストセンサ３４や各種センサの入力を受ける一方、ＲＯＭ７７から必要なプログラムを読み出して、画像処理部７２でのデータ処理や、画像メモリ７３における画像データの書込み／読出し、並びに後述する色ずれ補正量取得処理において得られた、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ各色の相対的な色ずれ補正量を算出し、これらのデータをＥＥＰＲＯＭ７８に格納する。

また、色ずれ補正を実行する際に、上記色ずれ補正量のデータをＥＥＰＲＯＭ７８から読み出し、これにより位置ずれ補正部７４に対し、基準色（ブラック）以外の色の画像データのメモリアドレスを変更させる。
さらに、スキャナ部２、プリンタ部３をタイミングを取りながら統一的に制御して円滑な複写動作を実行させる。

なお、ＣＰＵ７１は、不図示のＬＡＮカードを介してＬＡＮに接続されており、外部の端末から発行されたプリントジョブを受信してプリンタ部３に実行させるようになっており、複写機１がネットワークプリンタとしても機能するように構成されている。
（３）レジストパターンの形成と色ずれ量の演算
図３は、色ずれ補正量取得処理の際に中間転写ベルト１２上に形成されるレジストパターン群の例を、図１のＤ方向から見たときの図である。

レジストパターン群５６１〜５６３および５６６〜５６８は、副走査方向における色ずれ量を検出するためのものであり、ぞれぞれ、副走査方向（中間転写ベルト１２の走行方向）に直交する線分がＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙの順に形成されてなる。レジストパターン群５６４、５６５は、それぞれ副走査方向に直交する線分（直交線分）と画像データ上これに４５°の角度をなすように形成された傾斜線分からなる「逆Ｖ」状のレジストパターンが、Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの順に形成されてなる。

これらのレジストパターンの印字用データは、中間転写ベルト１２の速度変動などの外部要因がなく転写画像に色ずれが発生しない理想的な状態において、直交線分同士が副走査方向に所定の等しい間隔で形成され、かつ、直交線分と傾斜線分が４５°の角度をなすように、予めＲＯＭ７７（図２参照）に格納されている。
中間転写ベルト１２上に形成されたレジストパターン群５６１〜５６８は、中間転写ベルト１２の回動と共に、レジストセンサ３４により図の一点鎖線の検出ラインＬ上でそれぞれ検出され、その検出信号がＣＰＵ７１に送出される。

ＣＰＵ７１は、内部にクロック発生回路を備えており、各レジストパターン検出時におけるクロック数をＲＡＭ７６に格納し、これらの値の差分（以下、「検出時間差」という。）により主走査方向および副走査方向における各色の色ずれ量がそれぞれ演算により求められる。
（主走査方向における色ずれ量演算）
例えば、レジストセンサ３４によるブラックのレジストパターン５６４Ｋの直交線分と傾斜線分の検出時間差をΔＴｋ１とすると、この値は、上記ＲＡＭ７６に格納された当該線分の検出時刻を示すクロック数の差分により求めることができる。

従来技術でも説明したようにこの検出時間差ΔＴｋ１は、当該レジストパターン５６４Ｋの主走査方向における位置を示す情報となるが、中間転写ベルト１２や感光体ドラムなどの駆動系の諸要因（以下では、単に「機械的変動要因」という。」）に起因して、中間転写ベルト１２上に規定通りの形状に形成されていなければ、上記ΔＴｋ１はレジストパターン５６４Ｋの主走査方向における正しい位置情報を示していないことになる。

そこで、本実施の形態においては、当該主走査方向色ずれ検出用のレジストパターン群５６４、５６５よりも副走査方向上流に形成された副走査方向色ずれ検出用レジストパターン群５６１〜５６３のうち最初に形成されたブラックのレジストパターン５６１Ｋと、レジストパターン群５６４、５６５よりも副走査方向下流側に形成された副走査方向色ずれ検出用レジストパターン群５６６〜５６８のうち、最後に形成されたレジストパターン群５６８におけるブラックのレジストパターン５６８Ｋとの検出時間差ΔＴwkを算出し、上記機械的変動要因がない理想的な状態で中間転写ベルトにパターン５６１Ｋとパターン５６８Ｋが形成された場合の正規の検出時間差（以下、「基準時間」ともいう。）ΔＴskとの比Ｒsk（=ΔＴsk／ΔＴwk）を求める。

なお、各レジストパターンは、予め決められた規定のクロック数ごとに感光体ドラムに書き込まれるようにＣＰＵ７１により制御されており、上記基準時間ΔＴskは、レジストパターン５６１Ｋからレジストパターン５６８Ｋまで各規定のクロック数の総和として予め求められてＲＯＭ７７内に格納されている。
このように求められた比Ｒskの値は、上記機械的変動要因の蓄積により生じたレジストパターン５６１Ｋ、５６８Ｋ間距離の、理想的な条件下における同レジストパターン間の正規の距離に対する拡大倍率もしくは縮小倍率（以下、副走査方向倍率」という）の逆数を意味しており、これを補正係数として、上記ΔＴｋ１に乗じることにより、レジストパターン５６４Ｋの主走査方向の位置をより正しく反映した位置情報を得ることができるものである。

以下、本明細書において、一部の検出時間差の補正のため、それを含む広い範囲での副走査方向倍率により補正する補正方法を「全体倍率補正」と呼ぶ。
このような全体倍率補正を、主走査方向色ずれ補正用のレジストパターン群５６４、５６５の他の各レジストパターンの直交線分と傾斜線分の検出時間差についても実行し、補正後の値同士の差分を求めることにより、より正確な主走査方向における相対的色ずれ量を得ることができる。

（副走査方向における色ずれ量演算）
また、レジストパターン群５６２、５６３、５６６〜５６８の検出値により副走査方向における色ずれ量演算処理が行われるが、本実施の形態における副走査方向の色ずれ量の検出は公知の方法による。
例えば、各副走査方向のレジストパターンも所定のクロック間隔で中間転写ベルト１２上に印字するように制御部７により制御されており、当該正規のクロック間隔と、実際の各色のレジストパターン間の検出時間差を比較してその差分を各色の相対的色ずれ量とすればよい。

なお、副走査方向における色ずれ量の演算においては、上述の主走査方向の色ずれ量の検出の場合のような全体倍率補正を特に行う必要性はないと考えられる。仮に、上記機械的変動要因により副走査方向における印字間隔の倍率変化が生じていたとしても、実際に画像を形成する際にもほぼ同じ条件で生じる蓋然性が高いからであり、それにもかかわらず、倍率補正をしてしまうと却って色ずれが拡大してしまうおそれがあるからである。

（４）色ずれ補正量取得処理の制御内容
以下、制御部７で実行される色ずれ補正量取得処理の制御内容を図４、図５のフローチャートに基づき説明する。
図４において、まず、色ずれ補正量を更新すべきタイミングであるか否かを判定する（ステップＳ１）。

この色ずれ補正量の更新のタイミングは、当該色ずれ補正量を新たに求める必要が生じたか否かで判定され、より具体的には、（ａ）複写機の起動時のほか、（ｂ）モノクロモードからカラーモードへの切換え時、（ｃ）前回の色ずれ補正からの経過時間が所定値以上になったとき、（ｄ）作像ユニットなどの交換後、前扉などを閉じたとき、（ｅ）スリープモード（節電モード）からの復帰時、および（ｆ）環境温度、湿度などの極端な変化などのイベントが発生したときに、色ずれ補正量の更新が必要であると判定される。なお、これらの個々のイベントの発生の有無を検出する構成自体は公知であり、また当業者であれば容易に考案できるので、ここでは特に説明しない。

ステップＳ１で色ずれ補正のタイミングであると判断された場合には、ＲＯＭ７７から各レジストパターンの印字用データを読み出して、図３に示すようなレジストパターン群を中間転写ベルト１２の走行方向に沿って形成する（ステップＳ１：ＹＥＳ、ステップＳ２）。
レジストセンサ３４は、その検出位置を通過する各レジストパターンの線分を検出ラインＬに沿って検出して、その検出信号をＣＰＵ７１に送信する（ステップＳ３）。

ＣＰＵ７１は、当該検出信号に基づき、内部のクロック発生回路から発生するクロックのカウント値を当該線分の検出時刻としてＲＡＭ７６内に一旦格納する。なお、検出した順番により検出時刻と検出した線分との対応が分かる。例えば、図３においてレジストパターン５６４Ｋ直交線分の検出時刻は、１３番目に検出された時刻が対応する。この際、検出する線分を特定する識別子を順に登録したテーブルをＲＡＭ７６内に予め作成しておいて、当該テーブルに検出時刻を順番に格納するようにしてもよい。

そして、上記検出時刻のデータに基づき、主走査方向の色ずれ量演算処理を実行する（ステップＳ４）。
図５は、当該主走査方向の色ずれ量演算処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
まず、各主走査方向の色ずれ検出用のブラックのレジストパターン５６４の垂直線分と傾斜線分の検出時間差ΔＴｋ１、ΔＴｃ１、ΔＴｍ１、ΔＴｙ１を求める（図３参照）（ステップＳ４１）。

次に、レジストパターン群５６１と５６８の対応する色のレジストパターン５６１Ｋと５６８Ｋ、５６１Ｃと５６８Ｃ、５６１Ｍと５６８Ｍ、５６１Ｙと５６８Ｙの検出時刻を読み出して、その検出時間差ΔＴwk、ΔＴwc、ΔＴwm、ΔＴwyを求める（ステップＳ４２）。
その後、ＲＯＭ７７から、上記レジストパターン群５６１と５６８の対応する色のレジストパターンの予め設定された描画タイミングの正規の検出時間差（基準時間）ΔＴsk、ΔＴsc、ΔＴsm、ΔＴsyを読み出して、各色ごとの補正係数Ｒsk（＝ΔＴsk／ΔＴwk）、Ｒsc（＝ΔＴsc／ΔＴwc）、Ｒsm（＝ΔＴsm／ΔＴwm）、Ｒsy（＝ΔＴsy／ΔＴwy）を求める（ステップＳ４３）。

上述したようにこの各補正係数Ｒsk、Ｒsc、Ｒsm、Ｒsyは、レジストパターン群５６１と５６８の対応する色のレジストパターン間で、正規にレジストパターンが形成された場合の検出時間差に対する倍率の逆数に相当するから、それぞれ対応する色のΔＴｋ１、ΔＴｃ１、ΔＴｍ１、ΔＴｙ１に乗じて全体倍率補正し、ΔＴｋ２、ΔＴｃ２、ΔＴｍ２、ΔＴｙ２を求めることにより、主走査方向の色ずれ検出用のレジストパターンの主走査方向位置をより正確に指標する数値を得ることができる（ステップＳ４４）。

通常、ブラックの画像を基準にして他の色の画像の色ずれが補正されるので、各ΔＴｃ２、ΔＴｍ２、ΔＴｙ２とΔＴｋ２との差分Ｈｃ、Ｈｍ、Ｈｋを求めこれを主走査方向における適正な色ずれ補正量とする（ステップＳ４５）。
なお、上記ではレジストパターン群５６４のみの検出値に基づき主走査方向の色ずれ量を算出したが、同様にして他のレジストパターン群５６５についても主走査方向の色ずれ量を求め、各色ごとの平均値を求めれば、より正確な色ずれ補正量を得ることができる。

また、図５のサブルーチンでは、ΔＴｋ１、ΔＴｃ１、ΔＴｍ１、ΔＴｙ１を全体倍率補正してから、それらの相対的な差分を求めたが、先にΔＴｋ１、ΔＴｃ１、ΔＴｍ１、ΔＴｙ１の相対的差分に対して全体倍率補正しても同じ結果が得られることはいうまでもない（本発明の請求項１の位置ずれ補正手段における「・・・、前記相対的な位置ずれ量を補正する」処理には、このいずれの処理も含まれるものである。）。

また、通常、レジストパターン群５６１と５６８のそれぞれにおいて形成される各色のレジストパターンは、同じ色の順序で、かつ、全て等間隔に描画されるようなタイミングで出力される場合がほとんどであり、この場合には、上記基準時間ΔＴsk、ΔＴsc、ΔＴsm、ΔＴsyは等しい値になる。
その後、図４のフローチャートにリターンする。

図４のステップＳ５では、副走査方向色ずれ量演算処理を行う。
具体的に、例えば、各副走査方向のレジストパターンを所定のクロック間隔ΔＴｈｓで中間転写ベルト１２上に印字するように制御部７により制御し、レジストパターン群５６１においてＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙ間の実際の検出時間差が、それぞれΔＴｈｃ、ΔＴｈｍ、ΔＴｈｙとすれば、ΔＴｈｓ−ΔＴｈｃ、ΔＴｈｓ−ΔＴｈｍ、ΔＴｈｓ−ΔＴｈｙを、それぞれブラックの画像に対する副走査方向色の位置ずれ量として求めればよい。

この各色の相対的位置ずれ量を他のレジストパターン群５６１〜５６３、５６６〜５６８についても求めて、各色ごとの平均値を求めれば、より正確な副走査方向における色ずれ量が得られ、これらの値がそのまま色ずれ補正量となる。
上記主走査方向の色ずれ補正量と副走査方向色ずれ補正量は、それぞれＥＥＰＲＯＭ７８内に格納して更新される。これにより色ずれ補正量取得処理を終了し、複写機１の全体を制御するメインフローチャート（不図示）にリターンする。

ＥＥＰＲＯＭ７８に格納された各色ずれ補正量に基づき、上述したように位置ずれ補正部７４により、画像メモリ７３に格納されている各ページのＣ、Ｍ、Ｙの画像データの主走査方向および副走査方向のメモリアドレスを補正し、これらの画像の書き込み位置をブラックの画像の書き込み位置に合わせることにより色ずれがないカラー画像が再現されることになる。

なお、本実施の形態では、色ずれ補正量として時間（クロック数）が単位になっているので、感光体ドラムへの書き込み時に当該クロック数の間で読み出される画像データの画素分だけ、メモリアドレスが移動される。
もっとも、求められた色ずれ補正量に基づく画像の色ずれ補正の方法は上述のようなメモリアドレス変更の方法に限らず、感光体ドラムへの書き込み時において、副走査方向および主走査方向における感光体ドラムへの書き込み開始のタイミングをそれぞれの補正量だけずらす簡易な方法によって構わないし、あるいは両方を併用するような形でもよく、特に限定されない。

以上説明したように、本実施の形態によれば、主走査方向の色ずれ検出用レジストパターンの副走査方向の上流側と下流側に形成された他のレジストパターン間の検出時間差ΔＴwk、ΔＴwc、ΔＴwm、ΔＴwyと、この間の正規の検出時間差（基準時間）ΔＴsk、ΔＴsc、ΔＴsm、ΔＴsyとの比率を補正係数Ｒsk、Ｒsc、Ｒsm、Ｒsyとして、各主走査方向の色ずれ検出時間差を補正（全体倍率補正）しているので、次のような効果が得られる。

（ａ）補正係数Ｒsk、Ｒsc、Ｒsm、Ｒsyは、中間転写ベルト１２上に実際に形成されたパターンの検出によってなされるので、中間転写ベルト１２の速度変動以外の要因を加味した補正が可能である。また、この各色ごとの補正係数は対応する色のレジストパターンの検出により求められるので、各色の作像ユニット固有もしくは各色の作像ユニットと中間転写ベルトとの個別の機械的変動要因をも反映したより正確な色ずれ量の補正が可能となる。

（ｂ）各色ごとに形成されたわずか２個のレジストパターンの検出時間差を求めることにより補正係数を取得できるので、データ処理が容易である。また、色ずれ補正処理の都度に補正係数取得用のレジストパターンが中間転写ベルト１２に形成されるので、中間転写ベルト１２の使用時間の経過に伴う変形の影響を受けることなく、より正確な補正係数を求めることができる。

（ｃ）他の副走査方向における色ずれ量検出用のレジストパターンの線分を上記補正係数を得るための検出用マークに兼用しているので、トナーの無駄遣いがない。
（ｄ）他のハードの追加なしで制御のみによって的確な補正係数を求めることができる。
＜変形例＞
以上、本発明を種々の実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明の内容が、上記実施の形態に限定されないことは勿論であり、例えば、以下のような変形例を考えることができる。

（１）上記実施の形態においては、例えば、ブラックの主走査方向の色ずれ量を補正するに際し、形成されたパターンのうち副走査方向に一番離れているレジストパターン群５６１，５６８（図３）におけるブラックのレジストパターン５６１Ｋ、５６８Ｋ間の検出時間差に基づきブラックの補正係数Ｒskを求めた。このように同じブラック同士でも一番距離が大きなレジストパターン間の検出時間差を用いて補正係数Ｒskを算出したのは、できるだけ距離が長い方が、局所的な速度変動を含むより多くの機械的変動要因による変動量が反映されており、これを平均化することにより、より正確な補正が可能になると考えられるからである。このことは、他の色の補正係数についても同様である。

しかし、必ずしも、主走査方向色ずれ量検出用のレジストパターンを挟んで最大の距離を有する同色のレジストパターンを補正係数取得用のマークとしなくても、主走査方向の色ずれ量検出用のレジストパターンを挟み、これよりも副走査方向に幅が広い距離をもって形成された同色のパターンであればよい。また、場合によっては、一部の主走査方向の色ずれ量検出用のレジストパターンの直交線分を、当該色の補正係数取得用のマークに兼用してもよい。これにより、少なくともその間に存在する主走査方向色ずれ量検出用レジストパターン群の検出結果に対して、それよりも広い範囲の変動要因を反映した全体倍率補正が可能になり、一応の効果が得られるからである。

（２）また、レジストパターン以外の他のパターンを中間転写ベルト１２上に形成して、これにより色ずれ補正以外の画像安定化処理も合わせて行う機種においては、そのようなパターン間の検出時間差を補正係数取得のためのマークとして用いても構わない。
ここで、画像安定化処理とは、複写機１による再現画像に安定した画質を維持するための処理を意味しており、上記の色ずれ補正もその一種であるが、他に次のような処理も含まれる。

（ａ）レーザ光量調整処理
光学ユニット１１における各レーザの光量が最適になるように調整する処理である。
（ｂ）最大濃度検出処理：
感光体ドラムや現像装置の電位が最適になるように調整する処理である。
（ｃ）ガンマ検出処理：
再現画像に滑らかな階調特性が得られるように最適なガンマテーブルを選択するための処理である。

いずれも公知な処理なので、ここで詳説はしないが、それぞれの処理に必要な各色のパターンの印字用データが、ＲＯＭ７７内に格納されており、ＣＰＵ７１はこのデータを読み出して中間転写ベルト１２上にパターンを形成させ、これをレジストセンサ３４で検出した信号と、上記印字用データの濃度値などと比較してＣＰＵ７１などにおいて必要な調整もしくは選択がなされる。

これらの画像安定化処理も、図４のステップ１での色ずれ補正量の更新と同じ判定基準により実行されるが、個々の安定化処理の必要に応じていくつかに分かれて実行されてもよい。
図６は、このような場合における中間転写ベルト１２上へのパターン形成例を示すものである。

パターン群５７１は、レーザ光量調整用の各色のパターンからなり、パターン群５７２〜５７６は、上記実施の形態で説明した副走査方向または主走査方向の色ずれ量検出用のレジストパターンである。また、パターン群５７７は、最大濃度検出用の各色のパターン、パターン群５７８は、ガンマ検出用の各色のパターンである。
このような複数の種類の安定化処理用のパターンが形成された場合、各色について、例えば、副走査方向色ずれ量検出用のレジストパターン群５７２と最大濃度検出用のパターン群５７７の左側エッジ部（もしくは、その中心位置または右側エッジ部）との検出時間差を求めて、対応する基準時間との比から補正係数を求めてもよい。具体的に、例えばブラックについては、副走査方向色ずれ検出用のレジストパターン５７２Ｋと、最大濃度検出用の５７７Ｋのパターンの左側エッジ部との検出時間差を求め、この値とその基準時間との比により補正係数が求められる。

なお、ガンマ検出用のパターン群５７８を、補正係数取得用のマークとして兼用する場合には、各パターンの濃度の高い側のエッジ部（図６では各パターンの左側のエッジ）の検出時刻が当該マークの検出時刻として採用するのが望ましい。濃度の高いエッジの方が検出しやすいからである。
さらには、副走査方向にレジストパターン群５６４、５６５を挟んで、上記画像安定化処理の目的以外の補正係数取得専用のマークを形成しても構わない。この際、当該マークは、副走査方向に直交する線分もしくはエッジを含むのが好ましいのはいうまでもない。そのマークの主走査方向の形成位置がずれても、正確にその間の検出時間差を得ることができるからである。

なお、これらの複数種類の安定化処理のパターンを中間転写ベルト１２に形成する場合、その副走査方向における全長が長くなるが、最長でも中間転写ベルト１２の周長以内である方が望ましい。
これと同様に、安定化処理のパターンと別個に補正係数取得用のマークを所定のレジストパターン群の前後に形成する場合でも、その間の距離は、前記周長以内が望ましい。

（３）上記実施の形態における主走査方向の色ずれ検出用の「逆Ｖ」字型のレジストパターンの直交線分と傾斜線分は、４５°の角度をなすようにしたが、このような形状に限られず、副走査方向に直交する直線部とこの直線と一定の角度をなす直線部が含まれておれば、三角関数を用いて副走査方向の検出時間差を主走査方向の位置情報に変換できる。
（４）本実施の形態における全体倍率補正の手法は、特に、局所的なあるいは微少な変動量が徐々に蓄積、もしくは徐々に減少していく場合に特に有効である。このような変動量として例えば、中間転写ベルト１２と駆動ローラ３１の周面での微少なずれや、作像ユニットにおける感光体ドラムの周速と中間転写ベルト１２の走行速度の微少な速度差などが挙げられる。

これらの局所的、あるいは微少な変動量は、実際には検出するのが困難であり、本実施の形態によれば、できるだけ間隔の大きなパターン間の検出時間差で上記補正係数を求めることにより、これらの局所的あるいは微少な変動量の総和を検出してその平均値を取ることができるので、これにより満足できるレベルの色ずれ量補正を実行することが可能となるものである。

なお、上記実施の形態では、駆動ローラ３１や感光体ドラムの偏心による周期的な速度変動については特に述べていないが、これらの周期的変動への対策としてすでに多くの技術が公知であり、例えば駆動ローラの周長の幅だけ副走査方向に同種類のレジストパターン群を複数形成して、それぞれによって得られた色ずれ補正量を平均することにより当該駆動ローラによる周期的変動が相殺された色ずれ補正量が得られる。しかし、周期的ではなく徐々に蓄積していく変動量に対しては、そのような方法でも補正しきれず、やはり上述の全体倍率補正が効果的に適用されるものである。

（５）上記実施の形態では、フルカラーのタンデム型複写機について説明したが、本発明は、複写機に限らず、レーザプリンタなど、各再現色のレジストパターンを転写ベルトなどの転写対象に形成して、これらの位置ずれ量を検出し、当該位置ずれ量に基づいて画像書き込み位置を補正して色ずれを防止する画像形成装置全般に適用可能である。

本発明は、色ずれ補正の機能を備えたタンデム型の画像形成装置として好適である。

本発明の実施の形態に係る複写機の構成を示す図である。 上記複写機の制御部の構成を示すブロック図である。 中間転写ベルト上に形成されるレジストパターンの例を示す図である。 上記制御部で実行される色ずれ補正量取得処理の内容を示すフローチャートである。 図４のステップＳ４の主走査方向の色ずれ量演算処理のサブルーチンを示すフローチャートである。 中間転写ベルト上に形成される別のレジストパターンの例を示す図である。 主走査方向の色ずれ量検出用のレジストパターンにおける主走査方向の相対的色ずれ量の算出原理を説明するための図である。

符号の説明

１ 複写機
２ スキャナ部
３ プリンタ部
４ 画像プロセス部
５ 給紙部
６ 定着部
７ 制御部
１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ 作像ユニット
１２ 中間転写ベルト
７１ ＣＰＵ
７２ 画像処理部
７３ 画像メモリ
７４ 位置ずれ補正部
７５ レーザダイオード駆動部
７６ ＲＡＭ
７７ ＲＯＭ
７８ ＥＥＰＲＯＭ

Claims (7)

1. 画像データに基づき異なる色の画像を作像する作像手段を複数備え、それぞれの作像手段で作像された画像を副走査方向に移動する転写対象に多重転写することにより画像を形成する画像形成装置であって、
   前記各作像手段を制御して、各色について、第１のマークと、主走査方向における位置ずれ量を検出するためのレジストパターンと、第２のマークとを、前記対象の移動方向に沿って、この順に形成させるパターン形成制御手段と、
   通過する各色ごとの前記第１のマーク、レジストパターンおよび第２のマークを検出する検出手段と、
   前記各色のレジストパターンの検出結果から、各色ごとのレジストパターンの主走査方向における相対的な位置ずれ量を取得する位置ずれ量取得手段と、
   各色について、第１と第２のマークの検出結果からその検出の時間差を求め、当該検出時間差に対する正規の検出時間差を示す基準時間の比率に基づき、対応する色のレジストパターンの相対的な位置ずれ量を補正する位置ずれ量補正手段と、
   前記補正された各色の相対的な位置ずれ量に基づき、主走査方向における色ずれが画像形成動作において生じないように補正する画像形成補正手段と
   を備え、
   前記主走査方向における位置ずれ量を検出するための各色のレジストパターンは、前記転写対象の移動方向と直交する第１の線分と、この第１の線分と非平行な第２の線分とを含むことを特徴とする画像形成装置。
2. 画像データに基づき異なる色の画像を作像する作像手段を複数備え、それぞれの作像手段で作像された画像を副走査方向に移動する転写対象に多重転写することにより画像を形成する画像形成装置であって、
   前記各作像手段を制御して、各色について、第１のマークと、主走査方向における位置ずれ量を検出するためのレジストパターンと、第２のマークとを、前記対象の移動方向に沿って、この順に形成させるパターン形成制御手段と、
   通過する各色ごとの前記第１のマーク、レジストパターンおよび第２のマークを検出する検出手段と、
   前記各色のレジストパターンの検出結果から、各色ごとのレジストパターンの主走査方向における相対的な位置ずれ量を取得する位置ずれ量取得手段と、
   各色について、第１と第２のマークの検出結果からその検出の時間差を求め、当該検出時間差に対する正規の検出時間差を示す基準時間の比率に基づき、対応する色のレジストパターンの相対的な位置ずれ量を補正する位置ずれ量補正手段と、
   前記補正された各色の相対的な位置ずれ量に基づき、主走査方向における色ずれが画像形成動作において生じないように補正する画像形成補正手段と
   を備え、
   前記パターン形成制御手段は、主走査方向における位置ずれ量を検出するための各色のレジストパターンを形成する際に、前記主走査方向における色ずれ量の補正以外の画像安定化処理のためのパターンを、前記レジストパターンの形成範囲の、転写対象移動方向上流側と下流側に各色ごとに形成し、それらのうち上流側のいずれかと下流側のいずれかのパターンが、それぞれ前記第１と第２のマークを兼ねていることを特徴とする画像形成装置。
3. 前記第１と第２のマークとして、前記画像安定化処理のためのパターンのうち、前記主走査方向における位置ずれ量を検出するためのレジストパターンを挟んで、その間の距離が一番大きなパターンが各色ごとに選択されることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記各色の第１と第２のマークは、転写対象の移動方向と直交する線分もしくはエッジを含むことを特徴とする請求項１から３までのいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記転写対象は、無端状の転写ベルトであって、
   各色における前記第１と第２のマーク間の、前記主走査方向における位置ずれ量を検出するためのレジストパターンを挟んだ距離の最大値が、前記転写ベルトの周長以内であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 画像データに基づき異なる色の画像を作像する作像手段を複数備え、それぞれの作像手段で作像された画像を副走査方向に移動する転写対象に多重転写することにより画像を形成する画像形成装置で実行される色ずれ補正方法であって、
   前記各作像手段を制御して、各色について、第１のマークと、主走査方向における位置ずれ量を検出するためのレジストパターンと、第２のマークとを、前記対象の移動方向に沿って、この順に形成させるパターン形成ステップと、
   通過する各色ごとの前記第１のマーク、レジストパターンおよび第２のマークを検出する検出ステップと、
   前記各色のレジストパターンの検出結果から、各色ごとのレジストパターンの主走査方向における相対的な位置ずれ量を取得する位置ずれ量取得ステップと、
   各色について、第１と第２のマークの検出結果からその検出の時間差を求め、当該検出時間差に対する正規の検出時間差を示す基準時間の比率に基づき、対応する色のレジストパターンの相対的な位置ずれ量を補正する位置ずれ量補正ステップと、
   前記補正された各色の相対的な位置ずれ量に基づき、主走査方向における色ずれが画像形成動作において生じないように補正する画像形成補正ステップと
   を備えており、
   前記パターン形成ステップで形成される主走査方向における位置ずれ量を検出するための各色のレジストパターンは、前記転写対象の移動方向と直交する第１の線分と、この第１の線分と非平行な第２の線分とを含むことを特徴とする色ずれ補正方法。
7. 画像データに基づき異なる色の画像を作像する作像手段を複数備え、それぞれの作像手段で作像された画像を副走査方向に移動する転写対象に多重転写することにより画像を形成する画像形成装置で実行される色ずれ補正方法であって、
   前記各作像手段を制御して、各色について、第１のマークと、主走査方向における位置ずれ量を検出するためのレジストパターンと、第２のマークとを、前記対象の移動方向に沿って、この順に形成させるパターン形成ステップと、
   通過する各色ごとの前記第１のマーク、レジストパターンおよび第２のマークを検出する検出ステップと、
   前記各色のレジストパターンの検出結果から、各色ごとのレジストパターンの主走査方向における相対的な位置ずれ量を取得する位置ずれ量取得ステップと、
   各色について、第１と第２のマークの検出結果からその検出の時間差を求め、当該検出時間差に対する正規の検出時間差を示す基準時間の比率に基づき、対応する色のレジストパターンの相対的な位置ずれ量を補正する位置ずれ量補正ステップと、
   前記補正された各色の相対的な位置ずれ量に基づき、主走査方向における色ずれが画像形成動作において生じないように補正する画像形成補正ステップと
   を備えており、
   前記パターン形成ステップにおいて、主走査方向における位置ずれ量を検出するための各色のレジストパターンを形成する際に、前記主走査方向における色ずれ量の補正以外の画像安定化処理のためのパターンを、前記レジストパターンの形成範囲の、転写対象移動方向上流側と下流側に各色ごとに形成し、それらのうち上流側のいずれかと下流側のいずれかのパターンが、それぞれ前記第１と第２のマークを兼ねていることを特徴とする色ずれ補正方法。