JP5481863B2 - 位置ずれ量検出装置、位置ずれ量検出方法および位置ずれ量検出プログラム - Google Patents

Description

本発明は、複数色を重ね合わせることで可視化された画像を得る場合に、この複数色の各画像に係る位置ずれ量を検出する技術に関する。

所謂タンデム方式の画像形成装置では、４色全てで異なる作像手段を用い、紙上に直接又は中間転写ベルト上にトナー画像を重ね合わせることによって、カラー画像を形成している。

このようなタンデム方式の画像形成装置では、各色の画像を重ねる位置が微妙にずれることによって、安定したカラー画像を得ることができない。そのため、当該画像形成装置の搬送ベルトの上に形成した各色の位置ずれ補正用パターンを、検出手段によって検出し、４色全てを同一位置に重ね合わせる位置ずれ補正が一般的に行われている。一般的には、カラーパターン（シアン、マゼンタ、イエロー）の検出結果と、基準色パターン（ブラック）の検出結果を比較し、基準色パターンに対するカラーパターンの位置ずれ量を算出する。

しかし、位置ずれ量を算出し位置ずれ補正を行っても、当該位置ずれ補正実施後の時間の経過と共に、様々な要因によって上記位置ずれ量は拡大する。特に、画像形成装置の露光装置内の温度上昇に伴う光学系部品の特性の変化は、位置ずれを引き起こす原因となりやすい。

そこで、従来、上記露光装置内の温度上昇を原因とする位置ずれを修正するために、位置ずれ補正用パターンを用いた位置ずれ補正処理を頻繁に行う必要があった（特許文献１、２）。

しかしながら、従来の位置ずれ補正用パターンを用いた位置ずれ補正処理は、多数のカラーパターンを搬送ベルトの上に作像し、センサでこのカラーパターンを読み取り、そして、その読み取り結果に対する演算を実行する必要がある。従って、従来の補正処理においては、一連の処理に時間がかかるという問題点があった。

また、露光装置内の温度上昇により生じる位置ずれは、色ごとにその位置ずれの大きさはまちまちである。しかし、従来の位置ずれ補正用パターンを用いた位置ずれ補正処理は、全ての色について一様に位置ずれ補正を行うために、不必要な補正処理を含み、効率的ではないという問題点もあった。

そこで、上記問題点に鑑み、本発明では、短時間で、効率的に位置ずれ量を検出することができる位置ずれ量検出装置、位置ずれ量検出方法および位置ずれ量検出プログラムを提供することを目的とする。

開示する位置ずれ量検出装置の一形態では、回転駆動するベルト部材上に形成される複数色の画像に生じる位置ずれ量を検出する位置ずれ量検出装置であって、前記ベルト部材に４色で構成される第１検出用パターン又は前記４色のうちの何れか２色で構成される第２検出用パターンを作像する作像手段と、前記第１検出用パターン又は前記第２検出用パターンを読み取る読取手段と、前記読取手段によって読み取られた情報に基づき、前記位置ずれ量を検出する検出手段と、を有し、前記検出手段は、前記第２検出用パターンにおける前記２色の画像間隔が規定値以上であり、且つ、前記位置ずれ量の検出処理を開始してからの時間及び前記第１検出用パターンに基づいて前記位置ずれ量を検出してからの時間の短い方である経過時間が第１実行周期未満の場合に、前記第２検出用パターンに基づいて前記位置ずれ量を検出し、前記第２検出用パターンにおける前記２色の画像間隔が規定値未満であり且つ前記経過時間が前記第１実行周期よりも長い第２実行周期以上である場合、又は、前記第２検出用パターンにおける前記２色の画像間隔が規定値以上であり且つ前記経過時間が前記第１実行周期以上の場合に、前記第１検出用パターンに基づいて前記位置ずれ量を検出することを特徴とする。

開示の位置ずれ量検出装置では、短時間で効率的に位置ずれ量を検出することができる。

本実施の形態に係る位置ずれ量検出装置の機能ブロック図である。 本実施の形態に係るカラー画像形成装置の構成を示す図である。 本実施の形態に係る露光器の内部を示す図である。 本実施の形態に係る読取手段が有するセンサを拡大した図である。 本実施の形態に係る読取手段が有するセンサとその周辺を示す図である。 本実施の形態に係る読取手段が有するセンサが、位置ずれ検出用パターンを検出する原理を説明する図である。 本実施の形態に係る第１の位置ずれ検出用パターンの一例を示す図である。 本実施の形態に係る第１の位置ずれ検出用パターンを用いて、位置ずれ量を算出する原理を説明する図である。 本実施の形態に係る第２の位置ずれ検出用パターンの一例を示す図である。 本実施の形態に係る第２の位置ずれ検出用パターンの一例を示す図である。 本実施の形態に係る位置ずれ量検出装置の検出手段の構成を示す図である。 本実施の形態に係る位置ずれ量検出装置における位置ずれ量の算出処理（その１）に係る手順を示すフローチャートである。 本実施の形態に係る位置ずれ量検出装置における位置ずれ量の算出処理（その２）に係る手順を示すフローチャートである。

図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について説明する。図１で示すように位置ずれ量検出装置１００は、作像手段１１０、読取手段１２０、検出手段１３０、記憶手段１４０を有する。位置ずれ量検出装置１００においては、作像手段１１０によって作像された位置ずれ検出用パターンを読取手段１２０が読み取り、検出手段１３０が読取手段１２０による読取結果に基づいて位置ずれの発生及び位置ずれ量を検出する構成である。以下では、位置ずれ量検出装置１００の有する各手段について詳細に説明する。

（本実施の形態に係る位置ずれ量検出装置の作像手段）
図２を用いて、本実施の形態に係る位置ずれ量検出装置の作像手段１１０について説明する。なお、本実施の形態に係る位置ずれ量検出装置１００は、タンデム方式のカラー画像形成装置において作像される各色の画像位置のずれを補正するための装置である。従って、位置ずれ量検出装置１００の作像手段とカラー画像形成装置の作像手段とでは、同一の機構を用いて同一の処理動作が行われるため、以下ではカラー画像形成装置の作像手段の構成及びその処理動作について説明を行う。また、該カラー画像形成装置は、いわゆる電子写真方式の画像形成装置である。

本実施の形態に係るカラー画像形成装置は、給紙トレイ１、給紙ローラ２、分離ローラ３、記録紙４、ベルト部材（以下、搬送ベルトという。）５、画像形成部６BK、６M、６C、６Y、駆動ローラ７、従動ローラ８、感光体ドラム９BK、９M、９C、９Y、帯電器１０BK、１０M、１０C、１０Y、露光器１１、現像器１２BK、１２M、１２C、１２Y、除電器１３BK、１３M、１３C、１３Y、転写器１５BK、１５M、１５C、１５Y、定着器１６、センサ１７、１８、１９を有する。また、１４BK、１４M、１４C、１４Yは、各画像色の露光ビームであるレーザ光である。

図２で示すようにカラー画像形成装置は、搬送ベルト５に沿って、基準色であるブラック（BK）と、その他の色であるマゼンタ（M）、シアン（C）、イエロー（Y）とに係る各色の画像を形成する画像形成部６BK、６M、６C、６Yが並べられた構成となっている。つまり、給紙トレイ１から給紙ローラ２と分離ローラ３とにより分離給紙される用紙（記録紙）４を搬送する搬送ベルト５に沿って、この搬送ベルト５の搬送方向の上流側から順に、複数の画像形成部６BK、６M、６C、６Yが配列されている。

これら複数の画像形成部６BK、６M、６C、６Yは、画像を形成するトナーの色が異なるだけで内部構成は共通である。従って、以下の説明では、画像形成部６BKの各構成要素について具体的に説明し、他の画像形成部６M、６C、６Yは画像形成部６BKと処理動作が同じであるため、画像形成部６M、６C、６Yについては説明を省略する。

搬送ベルト５は、回転駆動される駆動ローラ７と従動ローラ８とに巻回された無端状ベルトである。この駆動ローラ７は、駆動モータにより回転駆動させられ、この駆動モータと駆動ローラ７と従動ローラ８とが、無端状移動装置である搬送ベルト５を移動させる駆動装置として機能する。

画像形成に際して、給紙トレイ１に収納された用紙４は最も上のものから順に送り出され、静電吸着作用により搬送ベルト５に吸着されて回転駆動される搬送ベルト５により最初の画像形成部６BKに搬送され、ここで、ブラックのトナー画像が転写される。

画像形成部６BKは、感光体としての感光体ドラム９BK、この感光体ドラム９BKの周囲に配置された帯電器１０BK、露光器１１、現像器１２BK、感光体クリーナ、除電器１３BK等から構成されている。露光器１１は、各画像形成部６BK、６M、６C、６Yが形成する画像色に対応する露光ビームであるレーザ光１４BK、１４M、１４C、１４Yを照射するように構成されている。

ここで、図３を用いて、露光器１１について説明する。図３は、露光器１１の内部を示す図である。各画像色の露光ビームであるレーザ光１４BK、１４M、１４C、１４Yは、光源であるそれぞれのレーザダイオード２１BK、２１M、２１C、２１Yから照射される。照射されたレーザ光１４BK、１４M、１４C、１４Yは、反射鏡２０によって光学系２２BK、２２M、２２C、２２Yを経て、光路を調整された後、感光体ドラム９BK、９M、９C、９Yの表面へと走査される。反射鏡２０は６面体のポリゴンミラーであり、回転をすることによってポリゴンミラー１面につき主走査方向１ライン分の露光ビームを走査することができる。また、光源のレーザダイオード４つに対して、ポリゴンミラー１つで走査を行う。

レーザ光１４BK、１４Mと、レーザ光１４C、１４Yの２色ずつの露光ビームに分けてポリゴンミラーの対向反射面を用いて走査を行うことによって、同時に異なる４つの感光体ドラムへと露光することを可能としている。光学系２２は、反射光を等間隔に揃えるf-θレンズと、レーザ光を偏向する偏向ミラーで構成されている。

画像形成に際し、感光体ドラム９BKの外周面は、暗中にて帯電器１０BKにより一様に帯電された後、露光器１１からのブラック画像に対応したレーザ光１４BKにより露光され、静電潜像を形成される。現像器１２BKは、この静電潜像をブラックトナーにより可視像化し、これにより感光体ドラム９BK上にブラックのトナー画像が形成される。

このトナー画像は、感光体ドラム９BKと搬送ベルト５上の用紙４とが接する位置（転写位置）で、転写器１５BKの働きにより用紙４上に転写される。この転写により、用紙４上にブラックのトナーによる画像が形成される。

以上のようにして、画像形成部６BKでブラックのトナー画像を転写された用紙４は、搬送ベルト５によって次の画像形成部６Mに搬送される。画像形成部６Mでは、画像形成部６BKでの画像形成プロセスと同様のプロセスにより感光体ドラム９M上にマゼンタのトナー画像が形成され、そのトナー画像が用紙４上に形成されたブラックの画像に重畳されて転写される。

さらに、用紙４は、次の画像形成部６C、６Yに搬送され、同様の動作により、感光体ドラム９C上に形成されたシアンのトナー画像と、感光体ドラム９Y上に形成されたイエローのトナー画像とが、用紙４上に重畳されて転写される。こうして、用紙４上にフルカラーの画像が形成される。このフルカラーの重ね画像が形成された用紙４は、搬送ベルト５から剥離されて定着器１６にて画像が定着された後、画像形成装置の外部に排紙される。

一方、カラー画像形成装置では、本来重ならなければならない基準色の位置に各色のトナー画像が重ならず、各色間で位置ずれが生ずる場合がある。このように、各色間で位置ずれが生じた場合には、各色のトナー画像の位置ずれを補正する必要があり、本実施の形態において、この位置ずれ補正はブラックの画像位置に対して、マゼンタ、シアン、イエローの３色の画像位置を合わせる形で行うこととする。なお、他色の画像位置を基準として補正する形態としても良い。

（位置ずれ検出用パターンの検出）
（１）読取手段の概略について
図４、図５を用いて、本実施の形態に係る位置ずれ量検出装置の読取手段１２０であるセンサの構成、動作について説明する。

図４で示すように、センサ１７（１８、１９）は、発光部２３と受光部２４とから構成される。発光部２３からは照射光が搬送ベルト５上に形成された位置ずれ検出用パターンに照射され、その反射光を受光部２４が受光することにより、センサ１７（１８、１９）は位置ずれ検出用パターンを検知する。

また、図５で示すように、センサ１７、１８、１９は、画像形成部６Yの下流側に、搬送ベルト５に対向するように設けられ、用紙４の主走査方向に沿うように同一の基板上に支持されている。

（２）位置ずれ検出用パターンの検出について
図６を用いて、位置ずれ検出用パターンの検出原理について説明する。図６中では、受光部２４が受光した反射光の検出結果を３１、受光部２４が受光した拡散反射光の検出強度を３２、受光部２４が受光した正反射光の検出強度を３３にそれぞれ示す。ここで、受光部２４が受光した反射光の検出結果３１は、受光部２４が受光した拡散反射光の検出強度３２と、受光部２４が受光した正反射光の検出強度３３とを足し合わせたものとなる。また、図６中のグラフの縦軸３４は受光部２４の受光強度、横軸３５は時刻を示している。

ここで、正反射光とは、照射光の入射角と同じ角度で、入射方向とは反対側に反射する反射光（つまり入射角をθとすると、反射角がπ―θとなる反射光）のことをいい、拡散反射光とは、正反射光以外の反射光のことをいう。

そして、センサ１７（１８、１９）は、所定の閾値３６と受光部２４が受光した反射光の検出結果３１とが交差した位置３７BK_1、３７BK_2、３７Ｍ_1（３７C_1、３７Y_1）、３７Ｍ_2（３７C_2、３７Y_2）をもって、位置ずれ検出用パターンのエッジを検知したと判断する。

また、カラーの位置ずれ検出用パターン検出時のＳ／Ｎ比（検出すべき信号の強度とノイズの強度との比）向上等のために、位置ずれ検出用パターンの搬送方向の線幅２９は、受光部２４の受光可能領域２７（フォトダイオードのスポット径）とほぼ同じであるものとする。さらに、照射光が２本のパターンに同時に照射されると、２本のパターンから同時に拡散光が反射され、正常に１本のパターンを検出することができなくなることから、位置ずれ検出用パターンの間隔３０は、照射光のスポット径２８より大きくなるようにする。

（３）第１の位置ずれ検出用パターンの構成について
図７を用いて、本実施の形態に係る第１の位置ずれ検出用パターン２６について説明する。図７で示すように第１の位置ずれ検出用パターン２６は、ブラック、マゼンタ、シアン、イエローの４色からなり、主走査方向に平行な直線パターン２６BK_Y1、２６M_Y1、２６C_Y1、２６Y_Y1と主走査方向に対してπ／４の傾斜角を有する斜線パターン２６BK_S1、２６M_S1、２６C_S1、２６Y_S1との計８本を１セットとし、また、主走査方向に平行な直線パターン２６BK_Y2、２６M_Y2、２６C_Y2、２６Y_Y2と主走査方向に対して３π／４の傾斜角を有する斜線パターン２６BK_S2、２６M_S2、２６C_S2、２６Y_S2との計８本を１セットとする。そして、第１の位置ずれ検出用パターン２６は、上記計８本のセットを組み合わせて構成される。

また、第１の位置ずれ検出用パターン２６において、副走査方向のセット周期は、感光体ドラム９BK、９M、９C、９Yの周長の１／３の長さとし、駆動ローラ７の１／２の長さとする形態であっても良い。このように、感光体ドラム９の１周期に渡って上記計８本のセットを３セット作像し、位置ずれ量を平均することによって、感光体ドラム９の回転ムラ等による位置ずれ量の変動を相殺することができる。駆動ローラ７についても同様である。

さらに、第１の位置ずれ検出用パターン２６として副走査方向に上記計８本のセットを２４セット作像した場合、第１の位置ずれ検出用パターン２６の長さは、搬送ベルト５の周長と等しくなり、搬送ベルト５の厚みムラ等による検出誤差を相殺することができる。

また、図７に示す第１の位置ずれ検出用パターン２６を構成する全２４セットのうち、前半１２セットは主走査方向に対してπ／４の傾斜角を有する斜線パターンを含むセットのみであり、後半１２セットは主走査方向に対して３π／４の傾斜角を有する斜線パターンを含むセットのみとなっている。前半１２セット及び後半１２セットの副走査方向の周期は等しく、該周期は感光体ドラム９の４周期又は駆動ローラ７の６周期と等しくしても良い。このように、感光体ドラム９、駆動ローラ７の１周期分以上に、各斜線パターンを含むセットを連続して作像することで、各セットそれぞれで回転ムラを相殺することができる。

ここで、本実施の形態に係る位置ずれ量検出装置１００において、ブラック、マゼンタ、シアン、イエローのトナー画像である第１の位置ずれ検出用パターン２６は、上記用紙４にカラー画像が形成されるのと同様のプロセスによって、搬送ベルト５上に形成される。また、画像形成部６BK、６M、６C、６Yそれぞれが、本実施の形態における作像手段１１０である。

（４）第１の位置ずれ検出用パターンを用いた位置ずれ量の算出について
図８を用いて、第１の位置ずれ検出用パターン２６を利用した、位置ずれ量の算出について説明する。図８では、例として、ブラックとマゼンタに係る第１の位置ずれ検出用パターン２６から位置ずれ量を算出するが、マゼンタの位置ずれ検出用パターンをシアン、イエローの位置ずれ検出用パターンに置き換えることで、ブラック画像を基準としたシアン、イエローの画像についての位置ずれ量も、マゼンタの場合と同様に算出することが出来る。

図８には、センサ１７（１８、１９）、ブラックに係る直線パターン２６BK_Y1、２６BK_Y2、マゼンタに係る直線パターン２６M_Y1、２６M_Y2、ブラックに斜線パターン２６BK_S1、２６BK_S2、マゼンタに係る斜線パターン２６M_S1、２６M_S2が図示されている。

そして、図８の４２BK_1はブラックに係る直線パターン２６BK_Y1と斜線パターン２６BK_S1との間隔を、４２BK_2はブラックに係る直線パターン２６BK_Y2と斜線パターン２６BK_S2との間隔を、４２M_1はマゼンタに係る直線パターン２６M_Y1と斜線パターン２６M_S1との間隔を、４２M_2はマゼンタに係る直線パターン２６M_Y2と斜線パターン２６M_S2との間隔をそれぞれ示している。

すると、それぞれのセットから算出される主走査方向の位置ずれ量４３D_1、４３D_2は、マゼンタに係る斜線パターン２６M_S1、２６M_S2の主走査方向に対する角度が、それぞれπ／4、３π／４であることを考慮すると、
４３D_1＝４２BK_1−４２M_1、
４３D_2＝４２M_2−４２BK_2
と表すことができる。

そして、ブラック画像に対するマゼンタ画像の主走査方向の位置ずれ量４３Dは、４３D_1と４３D_2との平均値で表される。
４３D＝（４３D_1＋４３D_2）／２
一方、ブラック画像に対するマゼンタ画像の副走査方向の位置ずれ量４４Dは、ブラックに係る直線パターン２６BK_Y1とマゼンタに係る直線パターン２６M_Y1との距離の検出値４４D_1と、所望する（位置ずれ量検出装置１００が作像すべき本来の）ブラックに係る直線パターン２６BK_Y1とマゼンタに係る直線パターン２６M_Y1との距離との差を算出することで求めることができる。

（５）第２の位置ずれ検出用パターンを用いた位置ずれ量の算出について
作像手段１１０は、第２の位置ずれ検出用パターン２５として、単一色かつ同一形状のパターンを搬送ベルト５上の同一位置に複数色重ね合わせて作像するか、または、単一色かつ同一形状のパターンであって相互に異なる色のパターンを搬送方向に隙間無く並列に、搬送ベルト５上に作像する。

また、第２の位置ずれ検出用パターン２５の色は、露光装置１１の中にあるポリゴンミラー２０を中心として相対する位置にある偏光レンズを透過した２色を少なくとも含む。つまり、第２の位置ずれ検出用パターン２５は、ポリゴンミラー２０を挟んで相対する位置に設けられた偏光レンズを透過した各光ビームにより作像され、当該偏光レンズは、ポリゴンミラー２０に近接する２つの偏光レンズである。ここで、図３で示すように、露光装置１１においては、ポリゴンミラー２０を挟んで２つずつの偏光レンズが配置され、ポリゴンミラー２０に近接する２つの偏光レンズとは、偏光レンズ２２Ｍ、２２Ｃのことである。

これらの２つの色を透過させる偏光レンズを含む光学系部品は、ポリゴンミラーを駆動するモータに近い位置に配設されており、これらの光学系部品は当該モータが発する熱の影響を受けやすい。従って、これら２つの色の画像は、最も位置ずれが生じやすくなり、これらの色に係る画像の位置ずれを補正することが必要となるからである。

読取手段１２０は、作像手段１１０により搬送ベルト５上に作像された第２の位置ずれ検出用パターン２５を読み取り、読取手段１２０が読み取った結果は、第２の位置ずれ検出用パターン２５に関する位置情報として記憶装置に記憶される。

検出手段１３０は、記憶装置に記憶される第２の位置ずれ検出用パターン２５に関する位置情報を用いて、位置ずれ発生および位置ずれ量を検出する。例えば、第２の位置ずれ検出用パターン２５として、単一色かつ同一形状のパターンが搬送ベルト５上の同一位置に複数色重ね合わせて作像されている場合、検出手段１３０は、該パターン２５の搬送ベルトの搬送方向（副走査方向）の線幅を検出することによって、各色画像の位置ずれ発生の有無を判定する。

また、第２の位置ずれ検出用パターン２５として、単一色かつ同一形状のパターンであって相互に異なる色のパターンが搬送方向に隙間無く並列に、搬送ベルト５上に作像されている場合、検出手段１３０は、該パターン２５の副走査方向の線幅や、各色の間に生じた間隔（ギャップ）を検出することによって、各色画像の位置ずれ発生の有無を判断し、位置ずれ量を算出する。

以下では、図９、１０を用いて、本実施の形態に係る第２の位置ずれ検出用パターン２５について具体的に説明する。

図９で示す通り、本実施の形態に係る第２の位置ずれ検出用パターン２５MC_YS_SPは、マゼンタ、シアンの２色の主走査方向に対し平行な直線パターンと主走査方向に対し所定の傾斜角を有する斜線パターンとを連結したパターンを、搬送ベルト５の同一位置に重ね合わせたパターンである。また、第２の位置ずれ検出用パターン２５MC_YS_SPは、副走査方向に１セットのみ作像する。

このような第２の位置ずれ検出用パターン２５を用いて、画像の位置ずれの検出を行うことで、短時間で位置ずれ発生の検出が可能となる。さらに、この検出結果を用いることで、位置ずれ補正の精度は高いが一定の時間を必要とする第１の位置ずれ検出用パターン２６を用いた補正を実行するタイミングを判断し、位置ずれ補正を実行する頻度を適正にすることができる。

また、図３で示す通り、本実施の形態においてマゼンタとシアンは、露光器１１内で、ポリゴンミラー２０を中心として相対する位置で、かつ、内側に配設された偏光レンズを透過する色であり、ブラックやイエローと比べ、露光器１１内の温度上昇に伴う画像の位置ずれの影響が大きくなる色である。

第２の位置ずれ検出用パターン２５MC_YS_SPは、マゼンタの画像又はシアンの画像に位置ずれが生じると、当該パターンの副走査方向の線幅が大きくなる。従って、本実施の形態に係る検出手段１３０は、第２の位置ずれ検出用パターン２５MC_YS_SPの線幅を検出することで、各色の画像が位置ずれを生じているか否かの検出を行う。検出手段１３０は、例えば、第２の位置ずれ検出用パターン２５MC_YS_SPの副走査方向の線幅が規定値以上であれば、マゼンタ、シアンの画像のうちいずれかが位置ずれを生じていると判断する。

また、第２の位置ずれ検出用パターン２５MC_YS_SPにおいては、マゼンタ又はシアンに係る画像が副走査方向の位置ずれを生じた場合、直線パターンと斜線パターンの両方とも副走査方向の線幅が大きくなる。一方、マゼンタ又はシアンに係る画像が主走査方向の位置ずれを生じた場合には、斜線パターンのみ副走査方向の線幅が大きくなるという性質を有する。従って、検出手段１３０は、この性質を利用して位置ずれの生じている方向を特定する。

また、第２の位置ずれ検出用パターン２５MC_YS_SPの別形態として、直線パターンのみ、又は斜線パターンのみとしても良い。

次に、図１０に示す本実施の形態に係る第２の位置ずれ検出用パターン２５MC_YS_ADは、マゼンタ、シアンの２色の直線パターンと斜線パターンとを連結したパターンを、副走査方向に隙間無く並列に、搬送ベルト５上に作像したパターンである。また、第２の位置ずれ検出用パターン２５MC_YS_ADは、副走査方向に１セットのみ作像する。

位置ずれ量検出装置１００は、図１０で示すような第２の位置ずれ検出用パターン２５を用いて、画像の位置ずれの検出を行うことで、短時間で位置ずれ発生の検出が可能となる。さらに、この検出結果を用いることで、位置ずれ補正の精度は高いが一定の時間を必要とする第１の位置ずれ検出用パターン２６を用いた位置ずれ補正を実行するタイミングを判断し、位置ずれ補正を実行する頻度を適正にすることができる。

第２の位置ずれ検出用パターン２５MC_YS_ADは、図９で示す第２の位置ずれ検出用パターン２５MC_YS_SPと同様に、上記説明のような特徴を持つマゼンタ、シアンの２色で構成される。

第２の位置ずれ検出用パターン２５MC_YS_ADは、マゼンタの画像又はシアンの画像に位置ずれが生じると、当該パターンの副走査方向の線幅が小さくなるか、又は、マゼンタの画像とシアンの画像との間にギャップが生じる。従って、検出手段１３０は、第２の位置ずれ検出用パターン２５MC_YS_ADの線幅又はギャップを検出することで、各色の画像が位置ずれを生じているか否かの検出を行う。例えば、検出手段１３０は、第２の位置ずれ検出用パターン２５MC_YS_ADの線幅又はギャップが、規定値以上であれば、マゼンタ、シアンの画像のうち何れかが位置ずれを生じていると判断する。

また、第２の位置ずれ検出用パターン２５MC_YS_ADは、マゼンタ又はシアンの色に係る画像が副走査方向の位置ずれを生じた場合、直線パターン間と斜線パターン間の両方にギャップが生じる。他方、第２の位置ずれ検出用パターン２５MC_YS_ADは、マゼンタ又はシアンの色に係る画像が主走査方向の位置ずれを生じた場合、斜線パターン間のみギャップが生じる。従って、検出手段１３０は、第２の位置ずれ検出用パターン２５MC_YS_ADのこのような特性を利用して、位置ずれの生じている方向を特定する。

また、第２の位置ずれ検出用パターン２５MC_YS_ADにおいて、マゼンタの画像とシアンの画像との間にギャップが生じた場合、検出手段１３０は、そのギャップを検出することによって、マゼンタ又はシアンの一方の色の画像を基準とした、他方の色の画像の位置ずれ量を算出することができる。

ここで、副走査方向の位置ずれ量は、直線パターン間のギャップ値と等しくなる。また、主走査方向の位置ずれ量は、斜線パターン間のギャップ値を用いて、算出する。特に、斜線パターンの主走査方向に対する傾きがπ／４の場合、主走査方向の位置ずれ量は、斜線パターン間のギャップ値と等しくなる。

また、マゼンタ、シアンのレーザ光を透過させる偏光レンズは、露光器１１内でポリゴンミラーを中心として相対する位置に配設されていることから、マゼンタの画像とシアンの画像とは、副走査方向で反対の方向に位置ずれを生じるという性質を有する。この性質を利用して、第２の位置ずれ検出用パターン２５MC_YS_ADを作像すれば、マゼンタの画像とシアンの画像との間のギャップが発生しやすくなり、このギャップを検出することが容易となる。

ここで、第２の位置ずれ検出用パターン２５MC_YS_ADの別形態として、直線パターンのみ、又は斜線パターンのみとしても良い。

さらに、第２の位置ずれ検出用パターン２５MC_YS_ADと同形状の第２の位置ずれ検出用パターン２５を、第２の位置ずれ検出用パターン２５MC_YS_ADと並列して、基準色であるブラックで作像し、ブラックの画像を基準とした、マゼンタ及びシアンの画像の位置ずれ量を検出しても良い。

また、本実施の形態に係る第２の位置ずれ検出用パターン２５MC_YS_ADは、マゼンタ、シアンの２色の直線パターンと斜線パターンとを連結したパターンを、搬送ベルトの搬送方向に隙間無く並列に、かつ、一方の色を他方の色で挟み込むように、搬送ベルトの上に作像しても良い。

なお、本実施の形態では、上記搬送ベルト５は中間転写ベルトであっても良く、その場合には、作像手段１１０は、位置ずれ検出用パターン２５、２６を中間転写ベルト上に作像することとなる。

（６）位置ずれ量検出装置の検出手段の構成、動作
次に、図１１を用いて、本実施の形態に係る位置ずれ量検出装置の検出手段１３０の構成、動作について説明する。本実施の形態に係る検出手段１３０は、増幅器５０、フィルタ５１、Ａ／Ｄ変換部（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ変換部）５２、サンプリング制御部５３、ＦＩＦＯメモリ（Ｆｉｒｓｔ Ｉｎ Ｆｉｒｓｔ Ｏｕｔメモリ）５４、Ｉ／Ｏポート（Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔポート）５５、データバス５６、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）５７、ＲＡＭ５８、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）５９、発光量制御部６０から構成される。

受光部２４で受光した反射光信号は、増幅器５０によって増幅される。そして、その増幅した信号から、フィルタ５１を用いて、第２の位置ずれ検出用パターン２５、２６を検知する信号成分のみを抽出する。次に、反射光信号は、Ａ／Ｄ変換部５２によって、アナログデータからデジタルデータに変換される。このＡ／Ｄ変換に伴うデータのサンプリングは、サンプリング制御部５３によって制御され、サンプリングされた信号はＦＩＦＯメモリ５４に格納される。

本実施の形態に係る第２の位置ずれ検出用パターン２５を用いた位置ずれ量の検出においては、第２の位置ずれ検出用パターン２５の検知が終了した後、ＦＩＦＯメモリ５４に格納されていたデータはＩ／Ｏポート５５、データバス５６を介して、ＲＡＭ５８にロードされる。そして、ＣＰＵ５７が、ＲＡＭ５８にロードされたデータに対し、当該パターンの副走査方向の線幅、ギャップ値を算出する演算処理を行い、位置ずれ発生の有無の判断、位置ずれ量の算出を行う。

第１の位置ずれ検出用パターン２６を用いた位置ずれ量の検出においては、ブラック、マゼンタ、シアン、イエローの４色からなる全ての位置ずれ検出用パターン２６の検知が終了した後、ＦＩＦＯメモリ５４に格納されていたデータはＩ／Ｏポート５５、データバス５６を介して、ＲＡＭ５８にロードされる。そして、ＣＰＵ５７が、ＲＡＭ５８にロードされたデータに対し、上述した位置ずれ量を算出する演算処理を行う。

ＲＯＭ５９には、上述した位置ずれ量を算出するプログラムをはじめ、本発明に係る位置ずれ量検出装置１００を制御するための各種プログラムが格納されている。また、ＣＰＵ５７は、受光部２４からの検知信号を適当なタイミングでモニタしており、搬送ベルト５及び発光部２３の劣化等が起こっても確実に検知ができるように発光量制御部６０によって発光量を制御しており、受光部２４からの受光信号のレベルが常に一定になるようにしている。このように、ＣＰＵ５７とＲＯＭ５９とが、本実施の形態に係る位置ずれ量検出装置１００全体の動作を制御する制御手段として機能する。

（本実施の形態に係る位置ずれ量検出装置の処理手順）
（１）位置ずれ量の検出処理（その１）について
図７、図８、図９、図１２を用いて、本実施の形態に係る位置ずれ量検出装置における位置ずれ量の検出処理（その１）について説明する。

本実施の形態に係る位置ずれ量検出装置１００における位置ずれ量の検出処理（その１）では、図９に示す第２の位置ずれ検出用パターン２５MC_YS_SPを用いて、マゼンタ又はシアンの画像の位置ずれ発生の有無を検出する。そして、位置ずれ量検出装置１００は、この位置ずれが発生していると判断した場合、第１の位置ずれ検出用パターン２６を用いて、ブラックの画像位置を基準としたマゼンタ、シアン、イエローの各色画像について、副走査方向と主走査方向の位置ずれ量を算出する。

Ｓ１で本実施の形態に係る位置ずれ量検出装置１００は処理を開始する。Ｓ２で第２の位置ずれ検出用パターン２５を用いた位置ずれ量の検出処理に係る実行周期カウンタＡと、第１の位置ずれ検出用パターン２６を用いた位置ずれ量の検出処理に係る実行周期カウンタＢとをゼロクリアする。ここで、本実施の形態において、第２の位置ずれ検出用パターン２５を用いた位置ずれ量の検出処理に係る実行周期は１分間とし、位置ずれ検出用パターン２６を用いた位置ずれ量の検出処理に係る実行周期は３０分間とする。

Ｓ３で実行周期カウンタＡが１分に達した場合（Ｓ３でYesの場合）、Ｓ４で作像手段１１０が、図９に示す第２の位置ずれ検出用パターン２５MC_YS_SPを搬送ベルト５に作像する。Ｓ３で実行周期カウンタＡが１分に達していない場合（Ｓ３でNoの場合）、Ｓ３で位置ずれ量検出装置１００は待機する。

Ｓ５で読取手段１２０が、作像手段１１０により搬送ベルト５に作像された第２の位置ずれ検出用パターン２５MC_YS_SPを、センサ１７、１８、１９を用いて読み取る。Ｓ６で位置ずれ量検出装置１００は実行周期カウンタＡをゼロクリアする。

Ｓ７で検出手段１３０が、読取手段１２０が読み取った第２の位置ずれ検出用パターン２５MC_YS_SPに係る位置情報を用いて、マゼンタ又はシアンの画像の位置ずれが発生しているか否かを検出する。具体的には、Ｓ７で検出手段１３０による検出結果において、第２の位置ずれ検出用パターン２５MC_YS_SPの直線パターン又は斜線パターンの副走査方向の線幅が規定値、例えば、０．７ｍｍを超えている場合（Ｓ７でYesの場合）、Ｓ９で作像手段１１０が、第１の位置ずれ検出用パターン２６を搬送ベルト５の上に作像する。

Ｓ７で検出手段１３０による検出結果において、第２の位置ずれ検出用パターン２５MC_YS_SPの直線パターン又は斜線パターンの副走査方向の線幅が規定値、例えば、０．７ｍｍを超えていない場合（Ｓ７でNoの場合）、かつ、実行周期カウンタＢが３０分に達している場合（Ｓ８でYesの場合）、Ｓ９で作像手段１１０が、第１の位置ずれ検出用パターン２６を搬送ベルト５の上に作像する。

Ｓ７で検出手段１３０による検出結果において、第２の位置ずれ検出用パターン２５MC_YS_SPの直線パターン又は斜線パターンの副走査方向の線幅が規定値、例えば、０．７ｍｍを超えていない場合（Ｓ７でNoの場合）、かつ、実行周期カウンタＢが３０分に達していない場合（Ｓ８でNoの場合）、Ｓ３で位置ずれ量検出装置１００は待機する。

Ｓ１０で読取手段１２０が、搬送ベルト５の上に作像された位置ずれ検出用パターン２６を、センサ１７、１８、１９を用いて読み取る。Ｓ１１で位置ずれ量検出装置１００は実行周期カウンタＢをゼロクリアする。

Ｓ１２で検出手段１３０が、読取手段１２０が読み取った第１の位置ずれ検出用パターン２６の位置情報を用いて、主走査方向の位置ずれ量４３D、副走査方向の位置ずれ量４４Dを算出する。Ｓ１３で記憶手段１４０が、位置ずれ量４３D、４４Dの値をＲＡＭ等の記憶装置に記憶する。

Ｓ１４で位置ずれ量検出装置１００の処理を終了させる場合（Ｓ１４でYesの場合）、Ｓ１５で位置ずれ量検出装置１００の処理は終了する。Ｓ１４で位置ずれ量検出装置１００の処理を継続させる場合（Ｓ１４でNoの場合）、Ｓ２で位置ずれ量検出装置１００は実行周期カウンタＡ、Ｂをゼロクリアする。

このように、第１の位置ずれ検出用パターン２６に比べ、第２の位置ずれ検出用パターン２５は搬送ベルトの上に作像するパターンの数が少なくて済み、また、位置ずれ量検出装置１００は、第２の位置ずれ検出用パターン２５を用いて、位置ずれの発生を的確に検出することができる。従って、位置ずれ量検出装置１００は、比較的短い時間で、効率的に位置ずれ量を検出することができる。

（２）位置ずれ量の検出処理（その２）について
図７、図８、図１０、図１３を用いて、本実施の形態に係る位置ずれ量検出装置１００における位置ずれ量の検出処理（その２）について説明する。

位置ずれ量検出装置１００における位置ずれ量の検出処理（その２）では、図１０に示す第２の位置ずれ検出用パターン２５MC_YS_ADを用いて、マゼンタ又はシアンの画像の位置ずれ発生の有無を検出する。さらに、マゼンタとシアンの画像にギャップが生じた場合、位置ずれ量検出装置１００は、第２の位置ずれ検出用パターン２５MC_YS_ADの検出結果を用いて、マゼンタ又はシアンの画像の位置ずれ量を算出する。また、位置ずれ量検出装置１００は、所定の時間が過ぎると、第１の位置ずれ検出用パターン２６を用いて、ブラックの画像位置を基準としたマゼンタ、シアン、イエローの各色画像について、副走査方向と主走査方向の位置ずれ量を算出する。

Ｓ２１で位置ずれ量検出装置１００は処理を開始する。Ｓ２２で第２の位置ずれ検出用パターン２５を用いた位置ずれ量の検出処理に係る実行周期カウンタＡと、第１の位置ずれ検出用パターン２６を用いた位置ずれ量の検出処理に係る実行周期カウンタＢとをゼロクリアする。

Ｓ２３で実行周期カウンタＡが１分に達した場合（Ｓ２３でYesの場合）、Ｓ２４で作像手段１１０が、図１０で示す第２の位置ずれ検出用パターン２５MC_YS_ADを搬送ベルト５に作像する。Ｓ２３で実行周期カウンタＡが１分に達していない場合（Ｓ２３でNoの場合）、Ｓ２３で位置ずれ量検出装置１００は待機する。

Ｓ２５で読取手段１２０が、作像手段１１０により搬送ベルト５に作像された第２の位置ずれ検出用パターン２５MC_YS_ADを、センサ１７、１８、１９を用いて読み取る。Ｓ２６で位置ずれ量検出装置１００は実行周期カウンタＡをゼロクリアする。

Ｓ２７で検出手段１３０が、読取手段１２０が読み取った第２の位置ずれ検出用パターン２５MC_YS_ADに係る位置情報を用いて、マゼンタ又はシアンの画像の位置ずれが発生しているか否かを検出する。具体的には、Ｓ２７で検出手段１３０による検出結果において、第２の位置ずれ検出用パターン２５MC_YS_ADの直線パターン間又は斜線パターン間の副走査方向のギャップが規定値、例えば、０．１ｍｍを超えていた場合（Ｓ２７でYesの場合）、かつ、Ｓ２９で実行周期カウンタＢが１０分に達していた場合（Ｓ２９でYesの場合）、Ｓ３２で作像手段１１０が、第１の位置ずれ検出用パターン２６を搬送ベルト５の上に作像する。

Ｓ２７で検出手段１３０による検出結果において、第２の位置ずれ検出用パターン２５MC_YS_ADの直線パターン間又は斜線パターン間の副走査方向のギャップが規定値、例えば、０．１ｍｍを超えていた場合（Ｓ２７でYesの場合）、かつ、Ｓ２９で実行周期カウンタＢが１０分に達していない場合（Ｓ２９でNoの場合）、Ｓ３０で検出手段１３０が、第２の位置ずれ検出用パターン２５MC_YS_ADの直線パターン間又は斜線パターン間の副走査方向のギャップ値を用いて、マゼンタ又はシアンの一方の画像位置を基準とした、他方の色の画像の位置ずれ量を算出する。ここで、副走査方向の位置ずれ量は、直線パターン間のギャップ値とする。また、主走査方向の位置ずれ量は、斜線パターン間のギャップ値を用いて、算出する。特に、斜線パターンの主走査方向に対する傾きがπ／４の場合、主走査方向の位置ずれ量は、斜線パターン間のギャップ値とする。

Ｓ３１で記憶手段１４０が、第２の位置ずれ検出用パターン２５MC_YS_ADを用いて、算出した副走査方向と主走査方向の位置ずれ量をＲＡＭ等の記憶装置に記憶する。それから、Ｓ２３で位置ずれ量検出装置１００は待機する。

Ｓ２７で検出手段１３０による検出結果において、第２の位置ずれ検出用パターン２５MC_YS_ADの直線パターン間又は斜線パターン間の副走査方向のギャップが規定値、例えば、０．１ｍｍを超えていない場合（Ｓ２７でNoの場合）、かつ、実行周期カウンタＢが３０分に達している場合（Ｓ２８でYesの場合）、Ｓ３２で作像手段１１０が、位置ずれ検出用パターン２６を搬送ベルト５の上に作像する。

Ｓ２７で検出手段１３０による検出結果において、第２の位置ずれ検出用パターン２５MC_YS_ADの直線パターン間又は斜線パターン間の副走査方向のギャップが規定値、例えば、０．１ｍｍを超えていない場合（Ｓ２７でNoの場合）、かつ、実行周期カウンタＢが３０分に達していない場合（Ｓ２８でNoの場合）、Ｓ２３で位置ずれ量検出装置１００は待機する。

Ｓ３３で読取手段１２０は、搬送ベルトの上に作像された第１の位置ずれ検出用パターン２６を、センサ１７、１８、１９を用いて読み取る。Ｓ３４で位置ずれ量検出装置１００は、実行周期カウンタＢをゼロクリアする。

Ｓ３５で検出手段１３０が、読取手段１２０が読み取った第１の位置ずれ検出用パターン２６の位置情報を用いて、主走査方向の位置ずれ量４３D、副走査方向の位置ずれ量４４Dを算出する。Ｓ３６で記憶手段１４０が、位置ずれ量４３D、４４Dの値をＲＡＭ５８等の記憶装置に記憶する。

Ｓ３７で位置ずれ量検出装置１００の処理を終了させる場合（Ｓ３７でYesの場合）、Ｓ３８で位置ずれ量検出装置１００の処理は終了する。Ｓ３７で位置ずれ量検出装置１００の処理を継続させる場合（Ｓ３７でNoの場合）、Ｓ２２で位置ずれ量検出装置１００は、実行周期カウンタＡ、Ｂをゼロクリアする。

このように、第１の位置ずれ検出用パターン２６に比べ、第２の位置ずれ検出用パターン２５は搬送ベルト５の上に作像するパターンの数が少なくて済み、また、位置ずれ量検出装置１００は、第２の位置ずれ検出用パターン２５を用いて、位置ずれ量の発生及び位置ずれ量を的確に検出することができる。従って、位置ずれ量検出装置１００は、比較的短い時間で、効率的に位置ずれ量を検出することができる。

以上、本発明の実施の形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲において、種々の変形・変更が可能である。

２５ 第２の位置ずれ検出用パターン
２５MC_YS_SP 第２の位置ずれ検出用パターンの一例
２５MC_YS_AD 第２の位置ずれ検出用パターンの一例
２６ 第１の位置ずれ検出用パターン
１００ 位置ずれ量検出装置
１１０ 作像手段
１２０ 読取手段
１３０ 検出手段
１４０ 記憶手段

特開２００５−１０３９２７号公報 特開２００６−２５９４４４号公報

Claims (9)

1. 回転駆動するベルト部材上に形成される複数色の画像に生じる位置ずれ量を検出する位置ずれ量検出装置であって、
   前記ベルト部材に４色で構成される第１検出用パターン又は前記４色のうちの何れか２色で構成される第２検出用パターンを作像する作像手段と、
   前記第１検出用パターン又は前記第２検出用パターンを読み取る読取手段と、
   前記読取手段によって読み取られた情報に基づき、前記位置ずれ量を検出する検出手段と、を有し、
   前記検出手段は、第１実行周期で作像される前記第２検出用パターンにおける前記２色の画像間隔が規定値以上であり、且つ、前記位置ずれ量の検出処理を開始してからの経過時間及び前記第１検出用パターンに基づいて前記位置ずれ量を検出してからの経過時間の短い方である処理経過時間が、前記第１実行周期よりも長い第２実行周期未満の場合は、前記第２検出用パターンに基づいて前記位置ずれ量を検出し、
   前記第２検出用パターンにおける前記２色の画像間隔が規定値未満であり且つ前記処理経過時間が前記第２実行周期よりも長い第３実行周期以上である場合、又は、前記第２検出用パターンにおける前記２色の画像間隔が規定値以上であり且つ前記処理経過時間が前記第２実行周期以上の場合は、前記第１検出用パターンに基づいて前記位置ずれ量を検出する
   ことを特徴とする位置ずれ量検出装置。
2. 前記第１検出用パターンは、前記ベルト部材の回転方向に直交する前記４色の色ごとの第１直線パターンと、前記回転方向に対して傾斜角を有する前記４色の色ごとの第１傾斜パターンとが、前記回転方向に連続して作像される
   ことを特徴とする請求項１に記載の位置ずれ量検出装置。
3. 前記第２検出用パターンは、前記ベルト部材の回転方向に直交する第２直線パターンと、前記回転方向に対して傾斜角を有する第２傾斜パターンとを連結した連結パターンが、前記２色で重ねて又は隣接して作像される
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の位置ずれ量検出装置。
4. 照射される光ビームを複数の感光体の表面に走査して露光するためのポリゴンミラーと、前記ポリゴンミラーによって反射された前記光ビームを偏光するための偏光レンズとを備える露光装置を有し、
   前記第２検出用パターンは、前記ポリゴンミラーに近接して相対する位置に設けられた２つの前記偏光レンズを透過した前記光ビームにより作像される
   ことを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の位置ずれ量検出装置。
5. 回転駆動するベルト部材上に形成される複数色の画像間に生じる位置ずれ量を検出する位置ずれ量検出方法であって、
   前記ベルト部材に４色で構成される第１検出用パターン又は前記４色のうちの何れか２色で構成される第２検出用パターンを作像する作像ステップと、
   前記作像ステップにより作像される前記第１検出用パターン又は前記第２検出用パターンを読み取る読取ステップと、
   前記読取ステップによって読み取られた情報に基づき、前記位置ずれ量を検出する検出ステップと、を有し、
   前記検出ステップは、第１実行周期で作像される前記第２検出用パターンにおける前記２色の画像間隔が規定値以上であり、且つ、前記位置ずれ量の検出処理を開始してからの経過時間及び前記第１検出用パターンに基づいて前記位置ずれ量を検出してからの経過時間の短い方である処理経過時間が、前記第１実行周期よりも長い第２実行周期未満の場合は、前記第２検出用パターンに基づいて前記位置ずれ量を検出し、
   前記第２検出用パターンにおける前記２色の画像間隔が規定値未満であり且つ前記処理経過時間が前記第２実行周期よりも長い第３実行周期以上である場合、又は、前記第２検出用パターンにおける前記２色の画像間隔が規定値以上であり且つ前記処理経過時間が前記第２実行周期以上の場合は、前記第１検出用パターンに基づいて前記位置ずれ量を検出する
   ことを特徴とする位置ずれ量検出方法。
6. 前記第１検出用パターンは、前記ベルト部材の回転方向に直交する前記４色の色ごとの第１直線パターンと、前記回転方向に対して傾斜角を有する前記４色の色ごとの第２傾斜パターンとが、前記回転方向に連続して作像される
   ことを特徴とする請求項５に記載の位置ずれ量検出方法。
7. 前記第２検出用パターンは、前記ベルト部材の回転方向に直交する第２直線パターンと、前記回転方向に対して傾斜角を有する第２傾斜パターンとの連結パターンが、前記２色で重ねて又は隣接して作像される
   ことを特徴とする請求項５又は６に記載の位置ずれ量検出方法。
8. 前記第２検出用パターンは、照射される光ビームを複数の感光体の表面に走査して露光するためのポリゴンミラーと、前記ポリゴンミラーによって反射された前記光ビームを偏光するための偏光レンズとを備える露光装置において、前記ポリゴンミラーに近接して相対する位置に設けられた２つの前記偏光レンズを透過した前記光ビームにより作像される
   ことを特徴とする請求項５から７の何れか一項に記載の位置ずれ量検出方法。
9. コンピュータに、請求項５乃至８の何れか一に記載の位置ずれ量検出方法を実行させ
   るための位置ずれ量検出プログラム。

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