JP5200844B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

近年では、プリンタや複写機等の画像形成装置において、カラーの画像を形成する装置が広く普及している。この種の画像形成装置では、例えば、ブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の色毎のトナーを用いて現像するために設けられたそれぞれ画像形成部が、用紙搬送ベルトによる記録用紙等の転写対象の移動方向に沿って配列されたものがある。なお、用紙搬送方式に対比する構造のタンデム型画像形成装置として、中間転写体方式がある。

それぞれの画像形成部で形成した画像の位置ずれ（主走査方向）を補正するために、斜め方向に傾斜された位置検出パターンを形成している（特許文献１参照）。この場合、傾斜角度を９０°とすることで、副走査方向に沿った検出軌跡での検出に基づく変位量がそのまま主走査方向の変位量となり得る。

また、特許文献１には、互いにサイズ（倍率）の異なる微調整用パターンと粗調整用パターンを形成することが開示されている。

なお、画像形成部によって像担持体上に形成されたパターンを光学的に検出する検出センサを備え、検出センサの検出結果に基づいて画像形成部の動作状態を制御する画像形成装置が、特許文献２等に開示されている。
特開２００４−３４７９９９公報 特開２００１−２０１８９６公報

本発明は、本構成を有しない場合に比べて、主走査方向の位置ずれ調整精度を向上することができる画像形成装置を得ることが目的である。

請求項１に記載の発明は、光走査部から出力された主走査光を、当該主走査光の走査方向と交差する副走査方向に移動する像保持体に像を形成する複数の画像形成部を備え、複数の画像形成部で形成された画像を互いに重ね合わせることで、単一の画像を形成する画像形成手段と、前記副走査方向に沿った検出軌跡を持ち、前記画像形成手段により当該検出軌跡上に形成された位置検出用パターンを検出する検出手段と、前記検出手段による主走査方向の変位量に対する検出量が相対的に小さい第１のパターンと、前記主走査方向の変位量に対する検出量が相対的に大きい第２のパターンとを含む前記位置検出用パターンを、前記副走査方向に沿った前記検出手段の検出軌跡上に形成するパターン形成手段と、
前記第１のパターンを用いて主走査方向の位置ずれの粗調整を実行する粗調整実行手段と、前記第２のパターンを用いて主走査方向の位置ずれの微調整を実行する微調整実行手段とを有し、前記位置検出パターンが、前記主走査方向及び副走査方向に対して傾斜され、かつ予め定められた挟角をもった２本以上の線分画像であり、２本の線分間における前記挟角が相対的に大きい方を第１のパターン、前記挟角が相対的に小さい方を第２のパターンとしている。

請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の発明において、隣接する２本の線分同士が、それぞれ前記主走査方向に対して線対称であり、かつ、前記主走査方向に対する傾斜角度が４５°、挟角が９０°とされる基準位置検出パターンを境界として、それぞれの挟角が定められる。

請求項３に記載の発明は、前記請求項１又は請求項２の何れか１項記載の発明において、前記粗調整は、センサ基準位置に対する画像全体の主走査方向位置ずれの調整と、基準色に対する他色に対する他色の位置ずれの調整を行なう。
請求項４に記載の発明は、光走査部から出力された主走査光を、当該主走査光の走査方向と交差する副走査方向に移動する像保持体に像を形成する複数の画像形成部を備え、複数の画像形成部で形成された画像を互いに重ね合わせることで、単一の画像を形成する画像形成手段と、前記副走査方向に沿った検出軌跡を持ち、前記画像形成手段により当該検出軌跡上に形成された位置検出用パターンを検出する検出手段と、前記検出手段による主走査方向の変位量に対する検出量が相対的に小さい第１のパターンと、前記主走査方向の変位量に対する検出量が相対的に大きい第２のパターンとを含む前記位置検出用パターンを、前記副走査方向に沿った前記検出手段の検出軌跡上に形成するパターン形成手段と、前記第１のパターンを用いて主走査方向の位置ずれの粗調整を実行する粗調整実行手段と、前記第２のパターンを用いて主走査方向の位置ずれの微調整を実行する微調整実行手段とを有し、前記粗調整は、センサ基準位置に対する画像全体の主走査方向位置ずれの調整と、基準色に対する他色に対する他色の位置ずれの調整を行なう。
請求項５に記載の発明は、前記請求項４記載の発明において、前記位置検出パターンが、前記主走査方向及び副走査方向に対して傾斜され、かつ予め定められた挟角をもった２本以上の線分画像であり、２本の線分間における前記挟角が相対的に大きい方を第１のパターン、前記挟角が相対的に小さい方を第２のパターンとする。

請求項６に記載の発明は、前記請求項１〜請求項５の何れか１項記載の発明において、前記微調整は、基準色に対する他色の位置ずれの調整を行なう。

請求項７に記載の発明は、前記請求項１〜請求項６の何れか１項記載の発明において、粗調整パターンの数が、微調整パターンの数以下である。

請求項１記載の発明によれば、本構成を有しない場合に比べて、主走査方向の位置ずれ調整精度を向上することができる。

また、本構成を有しない場合に比べて、２本の線分からの副走査移動距離の変位量が、主走査の位置ずれの変位量に対して、第１のパターンと第２のパターンとで異ならせることができる。

請求項２記載の発明によれば、本構成を有しない場合に比べて、位置ずれの演算が簡略化することができる。

請求項３に記載の発明によれば、粗調整により、センサ基準位置に対する画像全体の主走査方向位置ずれの調整と、基準色に対する他色に対する他色の位置ずれの調整が行える。
請求項４に記載の発明によれば、本構成を有しない場合に比べて、主走査方向の位置ずれ調整精度を向上することができる。
また、本構成を有しない場合に比べて、２本の線分からの副走査移動距離の変位量が、主走査の位置ずれの変位量に対して、第１のパターンと第２のパターンとで異ならせることができる。
さらに、粗調整により、センサ基準位置に対する画像全体の主走査方向位置ずれの調整と、基準色に対する他色に対する他色の位置ずれの調整が行える。
請求項５に記載の発明によれば、本構成を有しない場合に比べて、２本の線分からの副走査移動距離の変位量が、主走査の位置ずれの変位量に対して、第１のパターンと第２のパターンとで異ならせることができる。

請求項６に記載の発明によれば、微調整により、基準色に対する他色の位置ずれの調整が行える。

請求項７に記載の発明によれば、粗調整パターンの数を微調整パターンの数以下とすることで、高精度の位置ずれ調整が可能となる。

（画像形成装置の全体構成）
図１は、本実施の形態に係る画像形成装置１１０の構成を示す図である。

画像形成装置１１０は、４色のトナー（イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ））によるフルカラー画像形成を行うプロセスカートリッジ１２０を各色に対応して上下方向に４つ配列している。

各トナーＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、特に製造方法により限定されるものではなく、各種のトナーが使用可能である。

ここで、プロセスカートリッジ１２０は、感光体ドラム１１６と、感光体ドラム１１６の周囲に配設された帯電ロール１１８、イレーズランプ１２２、及び感光体ドラム１１６に作像される静電潜像に対して、各色のトナーの現像を行う現像装置１１１Ａ、１１１Ｂ、１１１Ｃ、１１１Ｄなどで構成されている。

一方、画像形成装置１１０の下部には、用紙Ｐが収納された給紙カセット１２４が設けられている。給紙カセット１２４の近傍には、用紙Ｐを所定のタイミングで送り出すピックアップロール１２６が設けられている。

ピックアップロール１２６は、給紙カセット１２４から用紙Ｐを送り出し、搬送ロール１２８、用紙搬送路１３２及びレジストレーションロール１３０を介して、用紙Ｐをプロセスカートリッジ１２０に搬送する搬送装置１４４へ搬送する。

プロセスカートリッジ１２０は、用紙搬送路１３２の上流側（紙面の下側）から前述のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの色の順に配設されている。プロセスカートリッジ１２０の図１の左側には、プロセスカートリッジ１２０に走査光を照射する光走査装置２０が配設されている。

光走査装置２０は筐体２０Ａに覆われており、Ｙ〜Ｋ４色それぞれのモノシリックな半導体レーザー（面発光レーザー）から発せられた光ビームをコリメータレンズ、シリンドリカルレンズで集光し、ポリゴンミラー２３で主走査方向に偏向（走査）して、ｆθレンズに入射し、２色ずつ副走査方向に分割されるようになっている。

ｆθレンズを出射した光ビームは、複数の反射ミラー２５により、最終的に１色ずつ副走査方向に分割されて、各感光体ドラム１１６へ結像する。

搬送装置１４４は、画像形成装置１１０の側壁１１０Ａに沿って設けられた一対の張架ロール１４６、１４８と、この張架ロール１４６、１４８に巻き掛けられた搬送ベルト１５０と、を備えている。

張架ロール１４６の近傍には、吸着ロール１５４が配設されており、この吸着ロール１５４にバイアス電圧が印加されることによって、搬送ベルト１５０に用紙Ｐが静電的に吸着される。張架ロール１４８は、図示しないモータによって回転され、搬送ベルト１５０を側壁１１０Ａに沿って移動させる。搬送ベルト１５０を挟んで張架ロール１４８に対向する位置に、基準パッチの濃度を検出する濃度センサ１５５（画像位置検出器）が設けられている。

搬送ベルト１５０の内周側であって各色の感光体ドラム１１６に対向する位置には、それぞれ転写ロール１５２が配設されている。各々の転写ロール１５２は、感光体ドラム１１６上に形成されたトナー像Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを、搬送ベルト１５０によって搬送されている用紙Ｐに順次転写する。

そして、定着装置１５６は、用紙Ｐに転写されたトナー像を定着する。排出ロール１５８は、トナー像が定着された用紙Ｐを排出トレイ１６０へ排出する。

また、制御ユニット１６６は、本装置全体の制御を行うものであり、例えば外部から入力された画像データや濃度センサ１５５の出力に基づいて、露光装置１３４や現像装置１１１を制御する。

また、各々の転写ロール１５２は、感光体ドラム１１６上に形成された位置検出用パターン（基準パッチ）１５３のトナー像Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを、搬送ベルト１５０に順次転写する。ここで、位置検出用パターン１５３（例えば、図２参照）は、現像装置１１１内のトナー濃度と基準パッチ位置を測定するために用いられる。具体的には、濃度センサ１５５で検出される位置検出用パターン１５３の濃度に応じて、現像装置１１１へのトナーの補給や露光量等の画像形成条件が制御される。また、位置検出用パターン１５３の位置は、各位置検出用パターン１５３が濃度センサ１５５を通過するタイミングを測定し、ずれ量が検出される。測定されたずれ量に応じて、画像形成開始タイミング補正量や、主走査方向倍率ずれの補正量が決定される。

上記の如く構成される、所謂タンデム方式の画像形成装置１１０では、運搬・設置時の振動や、給紙トレイの開け閉め、あるいは温度変化や経年変化等、種々の要因によって、各画像形成部そのものの位置や、各画像形成部を構成する感光体ドラム１１６や光走査装置２０等に位置的な変動が生じ、画像の位置ずれ（カラーレジずれともいう。）が発生する場合がある。表１にその一例を示す。

表１に示されるような、種々の原因によって、主走査方向及び副走査方向の位置、主走査方向の倍率、主走査方向の部分倍率、副走査方向の倍率、副走査方向の部分倍率、リードのスキュー、サイドのスキュー、リードのリニアリティ、サイドのリニアリティ、副走査方向の周期的ずれ、主走査方向の周期的ずれ等のレジずれが生じるが、これらの画像のレジずれが重ね合わされて、ＤＣ的なずれ（均一なずれ）やＡＣ的なずれ（周期的なずれ）が生じ、カラーレジずれとなって現れる場合がある。

そこで、特定の時期に、搬送ベルト１５０上に位置検出用パターン１５３を形成し、この位置検出用パターン１５３を濃度センサ１５５によって位置検出パターンの位置情報を検出して、画像の位置ずれ量を求める、カラーレジずれ量の演算及び補正（フィードバック補正）が一般的に実行されている。

図３に示される如く、制御ユニット１６６は、マイクロコンピュータ１０を備えている。マイクロコンピュータ１０には、レジずれ補正動作で適宜使用されるレジずれ検出用パターンの画像情報やパラメータを記憶する記憶手段としての不揮発性メモリ（ＮＶＭ）１２が接続されている。

また、上記制御ユニット１６６のマイクロコンピュータ１０には、画像データを展開するための描画メモリを備えた画像データ展開回路（Video Asic）１４が接続されており、当該画像データ展開回路（Video Asic）１４からは、画像形成制御部１６７のＲＯＳ制御部１６に各色の画像データが送られるようになっている。画像形成制御部１６７は、マイクロコンピュータ１６８を備えており、前記制御ユニット１６６との信号のやりとりを行なうことで同期をとると共に、ＲＯＳ制御部１６を制御する。

また、制御ユニット１６６及び画像形成制御部１６７は、それぞれユーザーインタフェイス（ＵＩ）１７０が接続されている。ＵＩ１７０は、所謂タッチパネル式であり、画面上に入力キーや選択ボックス等の領域が表示され、所定の領域を指等で触れることで、入力指示されるようになっている。

図３に示される如く、制御ユニット１６６は、濃度センサ１５５による位置検出用パターン１５３の検出結果に基づいて、各画像形成の位置ずれ量を演算する位置ずれ量演算手段としても機能するようになっている。

カラーレジずれ量の演算及び補正動作は、まず、現在の色ずれ量を測定するため、位置検出用パターン１５３を感光体ドラム１１６を介して、搬送ベルト１５０上に形成し、この位置検出用パターン１５３を濃度センサ１５５で検出し、当該濃度センサ１５５の検出データに基づいて色ずれ量を演算し、その演算結果から色ずれを補正するための色ずれ補正量を判定して、最終的に色ずれの補正動作が行われる。

色ずれの補正動作では、図４に示される如く、１ページ毎に出力される垂直同期信号を調整することで、副走査方向（ＳＳ方向）の色ずれを補正する。また、主走査１ライン毎に出力される水平同期信号を調整することで、主走査方向の色ずれを補正する。

本実施の形態では、上記主走査方向の色ずれを補正する場合の位置検出用パターン１５３ＦＦとして、図５に示される如く、３本の線分１５３Ａ、１５３Ｂ、１５３Ｃが適用される。この３本の線分１５３Ａ、１５３Ｂ、１５３Ｃにおいて、隣接する２本の線分１５３Ａ、１５３Ｂ（又は１５３Ｂ、１５３Ｃ）は、互いに主走査方向を中心として線対称となっている。

この位置検出用パターン１５３ＦＦの幅方向（主走査方向）の所定の範囲内（詳細後述）に、前記濃度センサ１５５の検出軌跡Ｓがあるとき、当該位置検出パターン１５３によって、主走査方向の変位量を得るようになっている。

その原理を、図５に基づき説明する。

図５（Ｂ）に示される如く、基準となる位置検出用パターン１５３ＦＦは、３本の線分１５３Ａ、１５３Ｂ、１５３Ｃがそれぞれ、主走査方向に対する角度（パターン形成角度）θ０がそれぞれ４５°となっている。

この位置検出用パターン１５３ＦＦにおける幅方向（主走査方向）中心が基準位置となっており、この基準位置上を濃度センサ１５５の検出軌跡Ｓが通過するとき、ずれが０となる。

すなわち、検出時期の最上流側の線分１５３Ａから次の線分１５３Ｂまでの検出時間ｔ１と、線分１５３Ｂから最下流側の線分１５３Ｃまでの検出時間ｔ２とが同一となる。

このとき、位置検出用パターン１５３ＦＦ、すなわち搬送ベルト１５０が主走査方向にずれていると、前記検出時間ｔ１と検出時間ｔ２との間に時間差Δｔ（ｔ１−ｔ２）が発生する。この時間差から、主走査方向のずれ量ＺＦＦを演算する式が（１）式である。

ＺＦＦ＝（ｔ１−ｔ２）×ｃｎｔ×挟角係数・・・（１）
ここで、cntは、適用される画像形成装置１１０の画像データのサンプリングクロック周期ｆｓ（sec）と、プロセススピードＰｓ（mm/sec）とで決まるカウント数であり（ｃｎｔ＝Ｐｓ×ｆｓ）、ここでは、一例として０．２５（１／４）とする。

また、挟角係数は、、前記線分間の挟角で決まるｃｎｔに対する係数であり、挟角９０°の場合は、主走査方向のずれ量と副走査方向のずれ量とが１：１となるため、挟角係数は「１」となる。

この結果、本実施の形態の画像形成装置１１０、並びに挟角９０°の位置検出用パターン１５３ＦＦの下での、前記検出時間から得られるずれ量ＺＦＦは、
ＺＦＦ＝（ｔ１−ｔ２）×０．２５×１・・・（２）
或いは、
ＺＦＦ＝（ｔ１−ｔ２）／４／１ ・・・（２’）
と表わすことができる。

ここで、本実施の形態では、前記基準となる挟角（９０°）に着目し、この挟角を変更することで、主走査方向のずれ量と副走査方向のずれ量との比を調整するようにした。

すなわち、挟角を相対的に小さくすると、副走査方向のずれの検出幅は相対的に大きくできる反面、主走査方向の色ずれ検出の分解能が低下する。

また、挟角を相対的に大きくすると、副走査方向のずれの検出幅は相対的に小さくなる反面、主走査方向の色ずれ検出の分解能が向上する。

このため、本実施の形態では、主走査方向の色ずれ検出のための位置検出用パターン１５３ＦＦとして、図５（Ａ）に示される如く、相対的に挟角が小さい粗調整用の第１のパターン１５３ＦＦ（１）と、図５（Ｃ）に示される如く、相対的に挟角が大きい微調整用の第２のパターン１５３ＦＦ（２）とを形成するようにした。

この場合、前記基準となる位置検出用パターン１５３ＦＦ（図５（Ｂ）参照）を境界として、第１のパターン１５３ＦＦ（１）の挟角を２８°（主走査方向に対する各線分の角度θ１は１４°）とし、第２のパターン１５３ＦＦ（２）の挟角を１２６°（主走査方向に対する各線分の角度θ２は６３°）とした。

この挟角に基づく演算の結果、第１のパターン１５３ＦＦ（１）の挟角係数は「４」であり、第２のパターン１５３ＦＦ（２）の挟角係数は「０．５（１／２）」である。

これを、上記（１）式に当てはめると、以下の（３）、（３’）並びに（４）、（４’）式で表すことができる。

［第１のパターン１５３ＦＦ（１）］
本実施の形態の画像形成装置１１０、並びに挟角２８°の第１のパターン１５３ＦＦ（１）の下での、前記検出時間から得られるずれ量ＺＦＦは、
ＺＦＦ＝（ｔ１−ｔ２）×０．２５×４・・・（３）
或いは、
ＺＦＦ＝（ｔ１−ｔ２）／４×４ ・・・（３’）
と表わすことができる。
［第２のパターン１５３ＦＦ（２）］
本実施の形態の画像形成装置１１０、並びに挟角１２６°の第２のパターン１５３ＦＦ（２）の下での、前記検出時間から得られるずれ量ＺＦＦは、
ＺＦＦ＝（ｔ１−ｔ２）×０．２５×０．５・・・（４）
或いは、
ＺＦＦ＝（ｔ１−ｔ２）／４／２ ・・・（４’）
と表わすことができる。

図６は、上記挟角を変えた位置検出用パターン１５３ＦＦの設定の根拠を示すパターン形成角度θ（主走査方向に対する各線分の角度であり、挟角の１／２）−色間ずれ量検出分解能特性図である。

この図６に示される如く、パターン形成角度が小さければ小さいほど、色間ずれ量検出分解能が低く（補正精度が悪く）、パターン形成角度が大きければ大きいほど、色間ずれ量検出分解能が高い（補正精度が良い）ことがわかる。

ここで、図２に示される如く、第１のパターン１５３ＦＦ（１）と第２のパターン１５３ＦＦ（２）とが連続して形成されているが、まず、第１のパターン１５３ＦＦ（１）を形成し、粗調整終了後に第２のパターンＦＦ（２）を形成することが好ましい。なお、予め、第１のパターン１５３ＦＦ（１）と第２のパターン１５３ＦＦ（２）とを連続して形成することを否定するものではない。

以下に本実施の形態の作用を説明する。

図７は、例えば、処理枚数が予め設定した枚数になったとき等の定期的時期、並びに、何らかのエラーが生じた時等の不定期時期に実行される色ずれ補正に関する基本的な処理の流れを示すフローチャートである。

図７に示される如く、現在の色ずれ量を測定するため、位置検出用パターン１５３を感光体ドラム１１６を介して、搬送ベルト１５０上に形成し（ステップ２００のパターン描画）、この位置検出用パターン１５３を濃度センサ１５５で検出し（ステップ２０２のセンサ読取）、当該濃度センサ１５５の検出データに基づいて色ずれ量を演算し（ステップ２０４の演算）、色ずれの結果を判定する（ステップ２０６の色ずれ結果判定）。

ここで、次のステップ２０８では、光ビーム出力タイミング補正データを生成し、次のステップ２１０で、最終的に色ずれの補正動作が行われる（補正実行）。

上記色ずれ補正において、図８は、主走査方向の色ずれ補正に関する処理の流れに特化したフローチャートである。

まず、ステップ２５０では、粗調整を行うか微調整を行うかの判断を行う。この判断基準は、以下の判断基準項目に従う。なお、判断の結果「粗調整」の場合はステップ２５２へ移行し、「微調整」の場合はステップ２５４へ移行するものとする。
（判断基準項目１） 初回電源投入時は粗調整
（判断基準項目２） ＣＲＵの交換を検知したときは粗調整
（判断基準項目３） 前回補正時から環境温度の変動量Ｔ１
比較温度Ｔｅ（粗）、Ｔｅ（微）との関係に基づく（Ｔｅ（粗）＞Ｔｅ（微））
Ｔ１≧Ｔｅ（粗） →粗調整
Ｔｅ（粗）≧Ｔ１≧Ｔｅ（微） →微調整
（判断基準項目４） 光走査装置（近傍含む）温度変動量Ｔ２
比較温度Ｔｒ（粗）、Ｔｒ（微）との関係に基づく（Ｔｒ（粗）＞Ｔｒ（微））
Ｔ２≧Ｔｒ（粗） →粗調整
Ｔｒ（粗）≧Ｔ２≧Ｔｒ（微） →微調整
（判断基準項目５） 連続印字枚数Ｐ
比較温度Ｐ（粗）、Ｐ（微）との関係に基づく（Ｐ（粗）＞Ｐ（微））
Ｐ≧Ｐ（粗） →粗調整
Ｐ（粗）≧Ｐ≧Ｐ（微） →微調整
（判断基準項目６） 微調整エラー判断で、検出範囲を超えたときは粗調整
（判断基準項目７） 粗調整実施後は微調整
（判断基準項目８） 粗調整エラー発生時は粗調整
上記判断項目において、粗調整と判定された場合には、ステップ２５０からステップ２５２へ移行して、粗調整のための検出系の設定、センサ光量、しきい値、粗調整用パラメータを設定し、ステップ２５６へ移行する。

ステップ２５６では、粗調整用パターン（第１のパターン１５３ＦＦ（１））を搬送ベルト１５０上に形成し、かつ濃度センサ１５５で検出する。

次のステップ２５８では、検出結果に基づいて、各色ずれ量を演算し、補正し、アライメント調整を行って、ステップ２６０へ移行する。

ステップ２６０では、正常に終了したか否かが判断され、肯定判定されると継続して微調整を実行するべく、ステップ２５４へ移行する。

また、ステップ２６０で否定判定された場合には、ステップ２６２へ移行して、この否定判定の回数が規定回数以上か否か（粗調整を行って、正常終了しない回数が規定回数以上か否か）が判断され、否定判定されると、ステップ２５２へ戻り、上記工程を繰り返す。

また、ステップ２６２で肯定判定されると、色ずれが調整できない別の何らかの原因があるものとして補正せず、ステップ２６４へ移行して異常処理を行って、このルーチンは終了する。なお、この場合、ユーザーやメーカーに対して警告等の報知を行うようにしてもよい。

次に、前述した判断項目（ステップ２５０の判断項目）において、微調整と判定された場合、並びに、ステップ２６０で肯定判定された場合には、ステップ２５４へ移行して、微調整のための検出系の設定、センサ光量、しきい値、微調整用パラメータを設定し、ステップ２６６へ移行する。

ステップ２６６では、微調整用パターン（第２のパターン１５３ＦＦ（２））を搬送ベルト１５０上に形成し、かつ濃度センサ１５５で検出する。

次のステップ２６８では、検出結果に基づいて、各色ずれ量を演算し、補正を行って、ステップ２７０へ移行する。

ステップ２７０では、正常に終了したか否かが判断され、肯定判定されるとこのルーチンは終了する。

また、ステップ２７０で否定判定されると、ステップ２７２へ移行して、補正可能範囲外のずれがあるか否かが判断される。

このステップ２７２で肯定判定されると、ステップ２５２へ移行して、粗調整からやり直す。

図９に従い、ステップ２７２における粗調整からやり直す判定要件を説明する。

ステップ２７２において、検出範囲を超え、粗調整からやり直す判定要件は、以下の通りである。
（粗調整移行要件１） 各色の２線分間の重心距離が所定範囲外の場合
（粗調整移行要件２） 各色の２線分の重心距離の和が所定範囲外の場合
（粗調整移行要件３） 各色の位置検出パターン１５３ＦＦ（２）間の重心距離が所定範囲外の場合
（粗調整移行要件４） 基準色（例えば、Ｋ色）となる位置検出パターン１５３ＦＦ（２）の２線分間重心距離、（ＬＫ１＋ＬＫ２）／２が所定範囲外のとき
（粗調整移行要件５） 位置検出パターン数が少ないと判断されたとき
また、ステップ２７２で否定判定された場合には、ステップ２７４へ移行して、この否定判定の回数が規定回数以上か否か（微調整を行って、正常終了しない回数が規定回数以上か否か）が判断され、否定判定されると、ステップ２５４へ戻り、上記工程を繰り返す。

また、ステップ２７４で肯定判定されると、色ずれが調整できない別の何らかの原因があるものとして補正せず、ステップ２６４へ移行して異常処理を行って、このルーチンは終了する。この場合、ユーザーやメーカーに対して警告等の報知を行うようにしてもよい。

なお、本実施の形態では、粗調整用として、図５（Ａ）に示される如く、角度θ１が１４°の第１のパターン１５３ＦＦ（１）を選択し、微調整用として、図５（Ｃ）に示される如く、角度θ２が６３°の第２のパターン１５３ＦＦ（２）を選択したが、粗調整用と微調整用とは相対的に角度が異なっていればよく、例えば、図５（Ａ）〜（Ｃ）の内、２つを選択し（図５（Ａ）と図５（Ｂ）、或いは図５（Ｂ）と図５（Ｃ）、相対的に角度θが小さい方を粗調整用の第１のパターン１５３ＦＦ（１）とし、相対的に角度θが大きい方を微調整用の第２のパターン１５３ＦＦ（２）としてもよい。また、角度θは０°を超え、９０°未満であれば限定されるものではない。

角度を大きくすると、線分間の縦の長さが長くなり、ＡＣ変動の影響を受けやすくなってしまうため、微調整用のパターンは、線分間距離を極力短くすることが望ましい（パターンを小さくすることが望ましい）。しかし、パターンを小さくすると、主走査ずれを検出できる量が少なくなってしまう。
実際の色ずれは、図１０（ｂ）のように、基準色に対する他色の色ずれのほかに、図１０（ａ）のように、基準色自体もずれているため、微調整用パターンを小さくした場合、全ての線分を検出できず、エラーとなる可能性が高くなる。

そこで、図１１（ａ）のようなずれがある場合、まず、粗調整用パターンにより、基準色に対する他色の色ずれの補正に加え、センサに対するアライメントの補正も行うようにする。粗調整用パターンにより、アライメント、カラーレジが粗調整された後、微調整用パターンにより、微調整を行う。微調整用パターンをより小さく設定することが出来、より高精度な補正を行うことが出来る（もちろん、微調整用パターンでも、アライメントの検出は可能である。）。

本実施の形態では、粗調整、微調整ともに、1組の“Ｚ”パターン（Ｋ,Ｃ,Ｍ,ＹのＺパターンで一組）により構成された例について説明した。ベルト上には、図１２（ａ）、図１２（ｂ）のように、複数の駆動部材による周期的なずれ（ＡＣ変動）が存在する。

そこで、図１３（ａ）〜図１３（ｃ）のように、2組以上のパターンを形成し、問題となる部材のAC変動（振幅の大きいAC変動）の位相をキャンセルするようにパターンの設計を行う。設計例を以下に示す。ここで、部材（図１３の丸付数字１〜４）の周期を、部材（丸付数字１）：５７mm、部材（丸付数字２）：７５．４mm、部材（丸付数字３）：４５mm、部材（丸付数字４）：２８．５mmとする。

（例１） Ｋ,Ｃ,Ｍ,ＹのZパターン列を「1組」とし、２組のパターンを形成する。図１３（ａ）のように、１組目から２組目のパターンまでの距離を２００mmに設定する。１組目−２組目までのパターン間の距離は、部材（丸付数字２）の周期に対し、３．５１倍（部材（丸付数字２）の周期×（ｎ＋０．５）倍）となり、うまく位相をキャンセルできるが、部材（丸付数字１）に対しては、２．６５倍となり、うまくキャンセルできない（図１３（ｄ）のように、周期の（ｎ＋０．６５）倍となり、２回のAverageがゼロにはならない。）。
（例２） そこで、図１３（ｂ）のようにパターン間距離を設定する事により、２つの部材のＡＣ位相をキャンセルできる。

１−２、３−４組間：部材（丸付数字１）の周期の位相（部材（丸付数字１）の周期の１．５倍）、１−３、２−４組間：（部材（丸付数字２）の周期の２．５倍）となる。
（例３） さらに、図１３（ｃ）のように、パターン間隔を設定することで、部材（丸付数字３）、（丸付数字４）に対しても、ＡＣ変動の影響を小さくすることが出来る。

また、図１３（ｃ）は、一つ一つの“Ｚ”が、図１３（ｂ）に比べ、小さく設定しているので、図１２（ｂ）のように、小さな周期のac変動がある場合に対しても、より影響を小さくし、高精度な補正を行うことが出来る。また、例２に比べ、パターンを小さく設定しているため、トナー消費量削減効果もある。

精度をあまり要求しない、粗調整は、１組（もしくは２組）のパターンにより調整を行い、微調整は、２〜４組のパターン（粗調整実施時のパターン数以上のパターンを形成する）により調整を行うように構成しても良い。粗調整後は、微調整を行うため、粗調整では、微調整が出来る範囲に、各色が調整されていればよい。

また、本実施の形態では、主走査方向ずれ補正用パターンとして“Ｚ”形状のものを用いて説明したが、主走査方向検出用のパターンは、主走査方向に対し角度を有する斜め線分のみ（斜めラダーパターンの事をさしています）で構成してもよい。しかし、斜めラダーパターンの場合、検出結果に主走査方向のずれだけではなく、副走査方向のずれも加味される。（図１３（ｃ））そこで、図１４（ｄ）のように、主走査方向の調整前に、予め横ラダーパターンにより副走査方向のずれの調整、もしくは、副走査方向のずれ量の演算を行っておく必要がある。その後、図１４（ｅ）の斜めパターンにより、ずれ量の検出を行う。

また、斜めラダーパターンの場合、本実施の形態の“Ｚ”パターンや、“＜”、“＞”パターンのように、斜め線分一本のみでは（“／”だけでは）、アライメントの検出が出来ない。そこで、図１４（ｆ）のように、斜めラダーパターンの先頭に、基準色と同じ色の横線を一本もしくは、主走査方向に対し線対称である斜め線を一本付加することで、基準色の主走査方向ずれも検出可能となる。

ＡＣ変動をキャンセルするために、複数組のパターン列を形成する場合、最初の組のパターンにのみ、基準色と同じ色の横線を一本もしくは、主走査方向に対し線対称である斜め線を一本付加しても良いし、各組のパターンの前に線分を追加しても良い。

また、本実施例に示したパターンの形に限らず、基準色に対する他色のずれ量を検知できるパターン列を、“一組“と構成しても良い。例えば、図１４（ｇ）のように、Ｋ,Ｃ,Ｍ,Ｙの横線と、Ｋ,Ｃ,Ｍ,Ｙの斜め線の組み合わせを一組としてもよい。図１４（ｇ）の場合、横線により、基準色に対する各色の副走査方向ずれ量を求め、斜め線により検出されたずれ量から、横線により検出されたずれ量を差し引いて、主走査方向ずれ両を求め、予め設定されている基準値と比較することにより、補正を行うように構成しても良い。

また、本実施の形態では、主走査、副走査方向のマージンずれに関してのみ説明したが、画像領域の2箇所（両端）にセンサを設け、２箇所にパターン形成を行うことで、主走査倍率ずれ、副走査方向の傾きずれを検出できる。また、中央と左右２箇所の計３箇所にセンサを設け、３箇所にパターン形成を行うことにより、ＢＯＷや、主走査方向の左右倍率を検出することが出来る（図示、説明は省略する。）。

さらに、３つ以上の複数のセンサがあれば、主走査方向、副走査方向のリニアリティ等、より高精度に検出、調整可能な事はいうまでもない。

また、色ずれ検出センサは、トナー像の有無を検出可能なセンサであれば何でも良い。

本実施の形態に係る画像形成装置の概略図である。 搬送ベルトに形成される位置検出用パターンの平面図である。 本実施の形態に係る画像形成装置を制御するための制御系を示すブロック図である。 画像形成するときの水平同期信号及び垂直同期信号の出力タイミングを示す用紙の正面図である。 （Ａ）は粗調整用の位置検出パターンの正面図、（Ｂ）は基準位置検出パターンの正面図、（Ｃ）微調整用の位置検出パターンの正面図である。 主走査方向に対する各線分の角度θ−色間差dot特性図である。 定期的、不定期に実行される色ずれ補正に関する基本的な処理の流れを示すフローチャートである。 主走査方向の色ずれ補正に関する処理の流れに特化したフローチャートである。 図８のステップ２７２での粗調整からやり直す判定要件を説明する位置検出用パターンの正面図である。 本実施の形態の実施例に係る位置検出パターンの平面図である。 本実施の形態の実施例に係る位置検出パターンの平面図である。 搬送系のＡＣ変動（周期変動）特性図である。 ＡＣ変動による位置ずれ調整を説明する位置検出パターンの平面図、（ｄ）はＡＣ位相キャンセル特性図である。 本実施の形態の実施例に係る位置検出パターンの平面図である。

符号の説明

Ｐ 用紙
１０ マイクロコンピュータ
１２ 不揮発性メモリ
１４ 画像データ展開回路
１６ ＲＯＳ制御部
２０ 光走査装置
２３ ポリゴンミラー
２５ 反射ミラー
１１０ 画像形成装置（画像形成手段）
１１０Ａ 側壁
１１１（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ） 現像装置
１１６ 感光体ドラム
１１８ 帯電ロール
１２０ プロセスカートリッジ
１２２ イレーズランプ
１２４ 給紙カセット
１２６ ピックアップロール
１２８ 搬送ロール
１３０ レジストレーションロール
１３２ 用紙搬送路
１４６，１４８ 張架ロール
１５０ 搬送ベルト
１５２ 転写ロール
１５３ 位置検出用パターン
１５３ＦＦ（１） 粗調整用位置検出用パターン
１５３ＦＦ（２） 微調整用位置検出用パターン
１５３Ａ、１５３Ｂ、１５３Ｃ 線分
１５４ 吸着ロール
１５５ 濃度センサ（検出手段）
１５６ 定着装置
１５８ 排出ロール
１６０ 排出トレイ
１６６ 制御ユニット
１６７ 画像形成制御部
１６８ マイクロコンピュータ（パターン形成手段、粗調整実行手段、微調整実行手段）
１７０ ＵＩ

Claims (7)

1. 光走査部から出力された主走査光を、当該主走査光の走査方向と交差する副走査方向に移動する像保持体に像を形成する複数の画像形成部を備え、複数の画像形成部で形成された画像を互いに重ね合わせることで、単一の画像を形成する画像形成手段と、
   前記副走査方向に沿った検出軌跡を持ち、前記画像形成手段により当該検出軌跡上に形成された位置検出用パターンを検出する検出手段と、
   前記検出手段による主走査方向の変位量に対する検出量が相対的に小さい第１のパターンと、前記主走査方向の変位量に対する検出量が相対的に大きい第２のパターンとを含む前記位置検出用パターンを、前記副走査方向に沿った前記検出手段の検出軌跡上に形成するパターン形成手段と、
   前記第１のパターンを用いて主走査方向の位置ずれの粗調整を実行する粗調整実行手段と、
   前記第２のパターンを用いて主走査方向の位置ずれの微調整を実行する微調整実行手段とを有し、
   前記位置検出パターンが、前記主走査方向及び副走査方向に対して傾斜され、かつ予め定められた挟角をもった２本以上の線分画像であり、２本の線分間における前記挟角が相対的に大きい方を第１のパターン、前記挟角が相対的に小さい方を第２のパターンとする画像形成装置。
2. 隣接する２本の線分同士が、それぞれ前記主走査方向に対して線対称であり、かつ、前記主走査方向に対する傾斜角度が４５°、挟角が９０°とされる基準位置検出パターンを境界として、それぞれの挟角が定められる請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記粗調整は、センサ基準位置に対する画像全体の主走査方向位置ずれの調整と、基準色に対する他色に対する他色の位置ずれの調整を行なう請求項１又は請求項２項記載の画像形成装置。
4. 光走査部から出力された主走査光を、当該主走査光の走査方向と交差する副走査方向に移動する像保持体に像を形成する複数の画像形成部を備え、複数の画像形成部で形成された画像を互いに重ね合わせることで、単一の画像を形成する画像形成手段と、
   前記副走査方向に沿った検出軌跡を持ち、前記画像形成手段により当該検出軌跡上に形成された位置検出用パターンを検出する検出手段と、
   前記検出手段による主走査方向の変位量に対する検出量が相対的に小さい第１のパターンと、前記主走査方向の変位量に対する検出量が相対的に大きい第２のパターンとを含む前記位置検出用パターンを、前記副走査方向に沿った前記検出手段の検出軌跡上に形成するパターン形成手段と、
   前記第１のパターンを用いて主走査方向の位置ずれの粗調整を実行する粗調整実行手段と、
   前記第２のパターンを用いて主走査方向の位置ずれの微調整を実行する微調整実行手段とを有し、
   前記粗調整は、センサ基準位置に対する画像全体の主走査方向位置ずれの調整と、基準色に対する他色に対する他色の位置ずれの調整を行なう画像形成装置。
5. 前記位置検出パターンが、前記主走査方向及び副走査方向に対して傾斜され、かつ予め定められた挟角をもった２本以上の線分画像であり、２本の線分間における前記挟角が相対的に大きい方を第１のパターン、前記挟角が相対的に小さい方を第２のパターンとする請求項４記載の画像形成装置。
6. 前記微調整は、基準色に対する他色の位置ずれの調整を行なう請求項１〜請求項５の何れか１項記載の画像形成装置。
7. 粗調整パターンの数が、微調整パターンの数以下である請求項１〜請求項６の何れか１項記載の画像形成装置。