JP6115114B2 - 画像形成装置、及び色ずれ補正方法 - Google Patents

Description

本願は、画像形成装置、及び色ずれ補正方法に関する。

近年、電子写真方式のカラー画像形成装置は、複数の画像形成部を直列に配置して、フルカラー画像を形成するタンデム方式が主流となっている。このタンデム方式の画像形成装置では、生産性（例えば単位時間当たりに印刷可能な枚数）が大幅に改善される一方、各色の画像形成部における感光体ドラムや露光装置等の位置精度や径のずれ、光学系の精度ずれ等に起因して各色の画像に位置ずれが発生する。この各色の位置ずれは、記録用紙上の色ずれ（レジストレーションずれ）となって現れるため、色ずれ制御（レジストレーション制御）が必要となる。

また、感光体ドラムを駆動させる駆動ギヤ等の駆動系の偏心によって、感光体ドラムに不規則な回転による周期変動が生じることで色ずれが発生するため、各色の感光体ドラム１周分の回転位置に対応した周期ずれの情報に基づき色ずれを補正する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、上述した特許文献１では、予め各色の感光体ドラム１周分の回転位置に対応した周期ずれの情報を保持し、各色の感光体ドラムごとに回転位置を検出することで、色ずれ検出用テストパターンの検出結果に対して、色ずれを補正しなければならなかった。

１つの側面では、本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、より効率的に色ずれを補正することを目的とする。

一態様における画像形成装置は、感光体ドラムの所定の回転位置と逆位相となる回転位置に基づき、画像形成領域外にテストパターンを形成するよう指示するテストパターン形成指示手段と、前記テストパターン形成指示手段の指示により逆位相となる回転位置で形成されたテストパターンから得られる位置ずれ量に基づき、色ずれ量を演算する色ずれ量演算手段と、前記色ずれ量演算手段により得られる色ずれ量に基づき、形成する各色の画像を補正する画像データ補正手段とを有しており、前記テストパターン形成指示手段は、前記テストパターンを形成するよう指示した回転位置を保持し、保持した回転位置のいずれか１つと逆位相となる回転位置でテストパターンの書き出しを指示することを特徴とする。

より効率的に色ずれを補正することが可能となる。

本実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。 本実施形態に係る画像形成装置の全体構成を説明するブロック図である。 テストパターン形成タイミングを説明するための図である。 テストパターン検出部の構成を説明するための図である。 テストパターンの構成例を示す図である。 感光体ギヤと基準回転位置検出部の構成を説明するための図である。 感光体ドラムの偏心について説明するための図である。 感光体ドラムの回転に対する光書込位置での周期ずれ変動曲線を示す図である。 印刷ジョブタイミングを説明するためのタイミングチャートの一例である。 テストパターンの形成領域の一例を示す図である。 サンプリング開始時点の各マークの基準距離を示す図である。 色ずれ量演算処理の流れを示すフローチャートである。 テストパターン書出指示発行処理の流れを示すフローチャートである。 各部を機能させるためのプログラムを実行するハードウェア構成図である。 サンプリング間隔が長くなる例を説明するための図である。 制御精度を維持する方法を説明するための図である。 複数の回転位置で位置ずれ量を取得する例を示す図である。 複数の回転位置での位置ずれ量取得処理の流れを示すフローチャートである。 画像形成領域外の領域を拡大して位置ずれ量を取得する例を示す図である。 位置ずれ量検出要求信号のタイミングを変更する例を示す図である。

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。

＜画像形成装置の概略構成＞
図１は、本実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。なお、図１の例では、カラー印刷を行う画像形成装置に利用される二次転写機構を備えた電子写真方式の複写機等を示している。

図１に示す画像形成装置１００は、例えば、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）ブラック（Ｋ）の各色に対応した感光体ドラム１と、帯電装置２と、走査光学装置（露光装置）３と、現像装置４と、一次転写装置５と、感光体ドラム１用のクリーニング装置６とを有するように構成される。また、感光体ドラム１と接する部分には、無端状の転写ベルト（中間転写ベルト）７が配置され、転写ベルト７の下流側には、転写ベルト７用のクリーニング装置８が配置され、転写ベルト７の上流側には、二次転写装置９が配置されている。また、二次転写装置９の上部には、定着装置１０が配置されている。

画像形成装置１００の画像形成動作時には、所定のプロセススピードで回転駆動する感光体ドラム１の表面が帯電装置２により一様に帯電し、例えば読取装置で読取られた原稿の画像情報に応じて走査光学装置３の露光により静電潜像が形成される。ここで、現像装置４がトナー（現像剤）で現像を行うことにより、感光体ドラム１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋ上に色毎にトナー像が形成される。

感光体ドラム１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋ上のトナー像は、一次転写装置５により、所定のプロセススピードで回転駆動する転写ベルト７に順番に重畳転写される。給紙カセット１１の用紙Ｐは、レジストローラ１２を介して所定のタイミングで用紙搬送路１３により、二次転写装置９に搬送される。二次転写装置９により転写ベルト７上に担持されているトナー像が用紙Ｐに重畳転写される。

トナー像が転写された用紙Ｐは、定着装置１０に搬送され、定着ローラ１０ａと加圧ローラ１０ｂとの間で加熱・加圧されることによりトナー像が定着する。トナー像が定着した用紙Ｐは、排紙ローラにより外部に排出される。

なお、各感光体ドラム１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋ上のトナー像が転写ベルト７に転写されると、各感光体ドラム１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋの表面は、クリーニング装置６のクリーニングブレード６ａにより残トナーが除去されて、次の作像に供される。また、転写ベルト７上のトナー像が用紙Ｐに転写されると、転写ベルト７の表面はクリーニング装置８のクリーニングブレード８ａにより残トナーが除去されて、次の作像に供される。

転写ベルト７の上流となる位置には、色ずれ検出用テストパターン（以下、「テストパターン」と呼ぶ）を検出するためのテストパターン検出部１４が配置されている。感光体ドラム１の所定の回転位置で現像されたテストパターン画像は、転写ベルト７上に転写されて、テストパターン検出部１４を通過する。テストパターン検出部１４は、テストパターンの移動速度と通過時間とから、テストパターンの各色のマーク（位置検知用画像）の位置を検出する。

＜画像形成装置の全体構成：ブロック図＞
図２は、本実施形態に係る画像形成装置の全体構成を説明するブロック図である。なお、図２の例では、タンデム方式と称される複数の画像形成部を有する多色対応の画像形成装置を示し、図１と同一の構成については同一の符号を付して説明する。

図２に示すように、画像形成装置１００は、テストパターン生成部２１と、画像パス切換部２２と、画像データ補正部２３と、書込制御部２４と、基準回転位置検出部２５と、回転位置検出部２６と、テストパターン書出指示部２７と、位置ずれ量検出部２８と、色ずれ量演算部２９と、色ずれ量保持部３０と、印刷ジョブ制御部３１とを有するように構成される。

テストパターン生成部２１は、テストパターン出力指示信号を受信すると、テストパターンを生成し、画像パス切換部２２に出力する。テストパターン生成部２１は、テストパターンとして、色（例えば、Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ）ごとにテストパターン（ＴＰＤｙ、ＴＰＤｃ、ＴＰＤｍ、ＴＰＤｋ）を生成する。

画像パス切換部２２は、ユーザ要求による通常印刷のための画像データ（ｙ、ｃ、ｍ、ｋ：各色の版）と、テストパターン生成部２１から出力されるテストパターン（ＴＰＤｙ、ＴＰＤｃ、ＴＰＤｍ、ＴＰＤｙ）とを切り換えて出力する。すなわち、図２の例では、画像データ４１Ｙ、４１Ｃ、４１Ｍ、４１Ｋは、通常印刷のための画像データとテストパターンとが切り換えて出力された色ごとの画像データである。なお、画像パス切換部２２は、印刷ジョブ制御部３１から得られる切換信号により、上述した切り換えを行うがこれに限定されるものではない。

画像データ補正部２３は、画像パス切換部２２から得られる画像データ４１Ｙ、４１Ｃ、４１Ｍ、４１Ｋを、色ずれ量保持部３０に保持されている現時点での色ずれ量を参照して、この色ずれ量を打ち返すように補正する。画像データ補正部２３は、色ずれ量を補正した補正画像データ４２Ｙ、４２Ｃ、４２Ｍ、４２Ｋを出力する。

なお、色ずれ量の補正は、例えば画像データの先頭で行い、画像データ１枚（あるいはテストパターン１組）を補正する間は、同一の色ずれ量で補正すると良い。なお、色ずれ量の補正方法については後述する。

書込制御部２４は、走査光学系３から光ビームが所定位置を通過したことを示すライン同期信号４３Ｙ、４３Ｃ、４３Ｍ、４３Ｋが入力されると、ライン同期信号４３Ｙ、４３Ｃ、４３Ｍ、４３Ｋに基づいて各色の主走査同期信号を生成する。なお、主走査同期信号とは、主走査方向の書き出し位置を示す信号である。

また、書込制御部２４は、印刷ジョブ制御部３１から得られる印刷ジョブ開始指示信号又はエンジンコントローラ部からの書込開始指示を基準として、各色の副走査同期信号を生成する。各色の副走査同期信号は、各感光体ドラム１の距離（例えば図２の転写ベルト７上のＰｙとＰｃとの距離）と転写ベルト７の線速とに基づき決定される各色間の時間差により生成される。なお、副走査同期信号とは、副走査方向の書き出し位置を示す信号である。

また、書込制御部２４は、内部で生成される画素クロックを基準として、各色の補正画像データ４２Ｙ、４２Ｃ、４２Ｍ、４２Ｋを、上述した主走査同期信号及び副走査同期信号に同期する書込信号４４Ｙ、４４Ｃ、４４Ｍ、４４Ｋへと変換する。なお、書込信号４４Ｙ、４４Ｃ、４４Ｍ、４４Ｋは、走査光学系３内の光源の変調信号である。

ここで、走査光学装置３は、各色に対応した感光体ドラム１上に光ビームを走査して、各感光体ドラム１上に画像（静電潜像）を形成し、現像装置によりそれぞれの静電潜像を顕像化する。各感光体ドラム１上で顕像化されたそれぞれの画像は、一次転写位置（図２に示すＰｙ、Ｐｃ、Ｐｍ、Ｐｋ）で転写ベルト７上に多重に一次転写される。

また、二次転写装置９は、転写ベルト７上に多重に転写された画像を一括して用紙Ｐに二次転写し、二次転写された画像は、定着装置により定着されてカラー画像が形成される。上述した動作のタイミング制御は、エンジンコントローラ部による制御される。

テストパターン検出部１４は、例えば反射形フォトセンサ等であり、転写ベルト７上に形成されたテストパターンを読み取る。テストパターン検出部１４は、所定の読取位置（図２の例では読取位置Ｐｓ）でテストパターンをサンプリングするようにタイミング制御される。

基準回転位置検出部２５は、例えば透過形フォトインタラプタ等であり、所定色の感光体ドラム１（図２の例では感光体ドラム１Ｋ）の基準となる回転位置（基準回転位置）を検出する。

回転位置検出部２６は、感光体ドラム１の直径と回転速度とから１周期分の時間をカウントするタイマーを保持し、基準回転位置検出部２５により得られる基準回転位置に基づき、感光体ドラム１の回転位置を検出する。回転位置検出部２６は、検出した感光体ドラム１の回転位置をテストパターン書出指示部２７に出力する。

テストパターン書出指示部２７は、回転位置検出部２６により得られる感光体ドラム１の所定の回転位置と逆位相となる回転位置に基づき、ユーザ要求による通常画像が印刷される領域と重ならない領域（画像形成領域外）にテストパターンを形成するよう指示する。

具体的には、テストパターン書出指示部２７は、色ずれ制御時に予め設定された時間間隔で出力される位置ずれ量検出要求信号を取得すると、テストパターン書出許可信号を取得しているタイミングで、回転位置検出部２６により得られる所定の回転位置で、テストパターン書出指示信号を発行する。

また、テストパターン書出指示部２７は、テストパターン書出指示信号を発行したタイミングの回転位置を保持し、例えば直前に保持した回転位置と逆位相（半回転）となる回転位置のタイミングでテストパターンの書き出しを指示して、保持している回転位置を更新する。これにより、テストパターン書出指示部２７は、画像形成領域外において所定の回転位置と逆位相となる回転位置にテストパターンを形成することが可能となる。

また、テストパターン書出指示部２７は、テストパターンを形成するよう指示したタイミングの回転位置を複数保持しておき、保持している回転位置のいずれか１つと逆位相となる回転位置でテストパターンの書き出しを指示しても良い。このとき、保持した回転位置のいずれか一つと逆位相となる回転位置が所定期間内に得られない場合、保持した回転位置を破棄すると良い。

このとき、テストパターン書出指示部２７は、保持した回転位置のいずれか１つと逆位相となる回転位置に対応させて、画像形成領域外を拡大するよう指示したり、上述した位置ずれ量検出要求信号の時間間隔を変更するよう指示したりしても良い。なお、テストパターン書出指示部２７の具体例については後述する。

上述した半回転した回転位置（逆位相となる回転位置）について更に説明すると、各色の感光体ドラム１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋは、感光体ドラム１の周長と同じピッチで並べられている。すなわち、Ｙ用の一次転写ニップの中心（ベルト移動方向の中心）と、Ｃ用の一次転写ニップの中心との距離は、感光体ドラム１の周長と同一の距離となるように構成されている。同様に、Ｃ用の１次転写ニップの中心と、Ｍ用の１次転写ニップの中心との距離、Ｍ用の１次転写ニップの中心と、Ｋ用の１次転写ニップの中心との距離についても、感光体ドラム１の周長と同一の距離となるように構成されている。

したがって、例えば同じ大きさのＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋのトナー像を位置ずれなく重ね合わせる場合、感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに対する光書込開始タイミングを、感光体ドラム１の１回転周期分ずつずらす。すなわち、感光体ドラム１Ｙに対して所定のタイミングで光書込を開始した後、感光体ドラム１Ｙの１回転周期が経過した時点で、感光体ドラム１Ｃに対して光書込を開始し、感光体ドラム１Ｃの１回転周期が経過した時点で、感光体ドラム１Ｍに対して光書込を開始する。更に、感光体ドラム１Ｍの１回転周期が経過した時点で、感光体ドラム１Ｋに対して光書込を開始する。

したがって、例えば感光体ドラムの半回転周期は、感光体ドラム１Ｙが０．５周のとき、感光体ドラム１Ｃは１．５周、感光体ドラム１Ｍは２．５周、感光体ドラム１Ｋは、３．５周となるが、周回数は何周でも良い。例えば最初に回転位置検出部２６により検出した回転位置に対して１８０度回転した位置で次のテストパターンが形成されれば良く、例えば数周した後の半回転周期となる位置でテストパターンを形成しても良い。テストパターンが形成される回転位置は、感光体ドラム１の直径と回転速度とから、半回転周期分経過した時間を予め求めておき、その経過時間を監視しておけば良い。

また、感光体ドラム１の基点となる回転位置と１８０度回転した回転位置は相対的に求めれば良いため、基点となる回転位置を固定する必要はなく、例えば最初にテストパターンを形成した回転位置を基点とすることで、感光体ドラム１の基点を検出する基準回転位置検出部２５を省いても良い。

位置ずれ量検出部２８は、テストパターン検出部１４から得られるテストパターンの検出結果を用いて位置ずれ量を検出する。具体的には、位置ずれ量検出部２８は、逆位相となる２つの回転位置のテストパターンの位置ずれ量（例えば現時点での位置ずれ量Ａｎと直前の半回転異なる位置での位置ずれ量Ａｎ−１）の平均値を求める。この位置ずれ量の平均値により、感光体ドラム１の偏心による位置ずれ検出誤差を除去した位置ずれ量Ｑｘを求めることが可能となる。なお、位置ずれ量Ｑｘは、例えば色ごと、テストパターンのマークごとに求める。位置ずれ量Ｑｘの算出例については後述する。

色ずれ量演算部２９は、位置ずれ量検出部２８により得られた位置ずれ量Ｑｘを用いて、理想値とのずれを色ずれ量の変化量（値）として算出する。また、色ずれ量演算部２９は、算出した色ずれ量の変化量と、色ずれ量保持部３０に保持されている色ずれ量の変化量（その時点までの色ずれ量の変化量）とを用いて新しい色ずれ量を算出する。なお、色ずれ量の変化量を算出する手順等については後述する。

色ずれ量保持部３０は、現時点での色ずれ量を色ごとに保持している。また、色ずれ量保持部３０は、色ずれ量演算部２９から新しい色ずれ量が得られると、保持している色ずれ量を新しい色ずれ量に更新して保持する。これにより、例えば温度変化等により色ずれ量が変動しても、常時その時点での色ずれ量を保持することが可能となる。

印刷ジョブ制御部３１は、通常画像の印刷ジョブ及びテストパターンの印刷ジョブのタイミングを制御する。なお、印刷ジョブとは、例えば画像１枚又はテストパターン１組のプリントを示す。印刷ジョブ制御部３１は、例えば画像の印刷要求に応じて、書込制御部２４に印刷ジョブ開始指示信号を発行する。

ここで、印刷ジョブ制御部３１は、通常画像の印刷ジョブを発行しない間は、テストパターン書出指示部２７に、テストパターン書出許可信号を発行する。印刷ジョブ制御部３１は、テストパターン書出指示部２７にテストパターン書出許可信号を発行しているときに、テストパターン書出指示部２７からテストパターン書出指示信号を取得すると、書込制御部２４にテストパターンの印刷ジョブ開始指示信号を発行する。

なお、印刷ジョブ制御部３１は、通常画像の印刷ジョブの場合には、画像データ転送要求信号を発行し、テストパターンの印刷ジョブの場合には、テストパターン生成部２１にテストパターン出力指示信号を発行すると良い。また、上述した印刷ジョブ開始指示信号が書込制御部２４及びエンジンコントローラ部に出力され、この信号を開始基準として各部のタイミング制御が図られる。

上述したように、書込制御部２４は、１つの印刷ジョブに対してそれぞれの色ごとに各感光体ドラム１間の距離に応じて時間差をつけて出力するよう制御している。そこで、書込制御部２４に備えるバッファメモリの低減のため、例えば画像データ及びテストパターンを色ごとに時間差をつけて出力しても良い。

すなわち、書込制御部２４が、上述した副走査同期信号に基づき、色ごとのテストパターンの出力信号をテストパターン生成部２１に出力し、色ごとの画像データ転送要求信号を発行するようにしても良い。又は、印刷ジョブ制御部３１に副走査同期信号を入力し、印刷ジョブ制御部３１において色ごとのテストパターン出力信号及び画像データ転送要求信号を生成するようにしても良い。

＜テストパターン形成タイミング＞
図３は、テストパターン形成タイミングを説明するための図である。なお、図３の例では、例えば位置ずれ量検出要求信号に対して、テストパターンの形成を指示するテストパターン書出許可信号と、感光体ドラムの回転位置との関係を示している。

図３（Ａ）は、例えば、色ずれ制御時に予め設定された時間間隔で出力される位置ずれ量検出要求信号を示している。図３（Ａ）の（１）〜（３）に示す矢印は、位置ずれ量検出要求信号の開始タイミングを示し、各矢印の間隔がサンプリング間隔Ｓｔとなる。

図３（Ｂ）は、印刷ジョブ制御部３１から発行されるテストパターン書出許可信号を示している。図３（Ｂ）の例では、ユーザ要求による通常画像印刷の処理が行われていないときに信号がＨｉｇｈとなり、信号がＨｉｇｈのとき、通常画像の画像形成領域外（すなわち紙間）となることを示している。したがって、テストパターン書出許可信号がＨｉｇｈのときに、テストパターンの形成が行われると良い。

図３（Ｃ）は、回転位置検出部２６により検出される感光体ドラム１の回転周期を示している。例えば、図３（Ｃ）に示す回転周期上の白丸印（○）と黒丸印（●）とは、逆位相となる２つの回転位置を示している。

図３（Ｄ）は、テストパターン書出指示部２７から発行されるテストパターン書出指示信号を示し、テストパターン書出指示信号の間隔が間隔Ｔｓとなる。

例えば、図３（Ａ）の（１）の矢印に示す位置ずれ量検出要求信号が出力された後、図３（Ｂ）に示すテストパターン書出許可信号がＨｉｇｈのタイミングで、例えば図３（Ｃ）の白丸印（○）の回転周期で回転位置が検出される。このとき、テストパターン書出指示部２７は、図３（Ｄ）に示すテストパターン書出指示信号を発行する。これにより、例えば最初のテストパターンが形成され、形成されたテストパターンが検出されて、位置ずれ量検出部２８において位置ずれ量Ａ１が算出される。

なお、テストパターン書出指示部２７は、テストパターン書出指示信号を発行したタイミングで、図３（Ｃ）に示す感光体ドラム１の回転位置（○）を保持しておく。

次に、図３（Ａ）の（２）の矢印に示す位置ずれ量検出要求信号が出力されると、図３（Ｂ）に示すテストパターン書出許可信号がＨｉｇｈのタイミングで、図３（Ｃ）に示す回転位置（●）が検出される。このとき、テストパターン書出指示部２７は、図３（Ｄ）に示す次のテストパターン書出指示信号を発行する。

ここで、テストパターン書出指示部２７は、直前に保持している回転位置（○）（すなわち最初にテストパターンが形成された回転位置）に対して逆位相となる１８０度ずれた回転位置（●）が検出されたタイミングでテストパターン書出指示信号を発行する。これにより、次のテストパターンが形成され、形成されたテストパターンが検出されて、位置ずれ量検出部２８において位置ずれ量Ａ２が算出される。

位置ずれ量検出部２８は、位置ずれ量Ａ２と、直前に算出した位置ずれ量Ａ１とから平均値を求めることにより、位置ずれ量Ｑ１を算出する。なお、テストパターン書出指示部２７は、保持している回転位置（○）をテストパターン書出指示信号が発行されたタイミングである回転位置（●）に更新して保持しておくと良い。

同様に、テストパターン書出指示部２７は、図３（Ａ）の（３）の矢印に示す位置ずれ量検出要求信号が出力され、図３（Ｂ）に示すテストパターン書出許可信号がＨｉｇｈのタイミングで、直前に保持している回転位置（●）に対して逆位相となる回転位置（○）が検出されると、図３（Ｄ）に示す次のテストパターンを形成するテストパターン書出指示信号を発行する。

これにより、更に次のテストパターンが形成され、形成されたテストパターンが検出されて、位置ずれ量検出部２８において位置ずれ量Ａ３が算出される。位置ずれ量検出部２８は、位置ずれ量Ａ３と、直前に算出した位置ずれ量Ａ２とから平均値を求めることにより、位置ずれ量Ｑ２を算出する。

上述したタイミングでテストパターンを形成し、現時点で検出された位置ずれ量Ａｎと、直前に検出された位置ずれ量Ａｎ−１とを用いて位置ずれ量Ｑｘを求める。これにより、感光体ドラム１の逆位相となる回転位置に基づき、画像形成領域外にテストパターンを形成し、感光体ドラム１の回転周期の偏心による位置ずれ検出誤差を除去した位置ずれ量Ｑｘを得ることが可能となる。

＜テストパターン検出部１４の構成例＞
図４は、テストパターン検出部の構成を説明するための図である。図４に示すように、テストパターン検出部１４は、例えば反射形フォトセンサ等であり、発光部５１と受光部５２とが一対として構成されている。テストパターン検出部１４は、発光部５１が、転写ベルト７に向かって光を照射し、受光部５２が転写ベルト７から反射された反射光を受光し、受光した光を電気信号に変換する。

例えばテストパターンが転写ベルト７上に形成されていない（トナーが無い）状態では反射光量が強く、テストパターンが形成されている（トナーが存在する）状態では照射光が散乱して、受光部５２で受光する反射光量が減る。

そこで、例えば反射光量に予め閾値を設けておくことで、転写ベルト７上に形成されているテストパターンの有無を検出することが可能である。例えば、位置ずれ量検出部２８等は、一定周期でサンプリングを行うＡ／Ｄ変換器等を備え、受光部５２から得られる電気信号（センサ出力信号）を、Ａ／Ｄ変換器等で変換して信号処理を行う。

これにより、転写ベルト７上に形成されたテストパターンの各マークの中心位置がテストパターン検出部１４を通過した時間を求め、各テストパターンが通過した時間と転写ベルト７の進行する線速度とからテストパターンの各マークの距離を測定することが可能となる。

＜テストパターンの構成例＞
図５は、テストパターンの構成例を示している。なお、図５におけるｘ軸は主走査方向を示し、ｙ軸が副走査方向を示している。図５に示すように、テストパターンは、例えば主走査方向に平行な直線パターン（直線マーク）６１と、主走査方向と４５度の角をなす斜線パターン（斜線マーク）６２とを一対のテストパターンとして構成される。このテストパターンは、各色（例えば図５の例ではＣ、Ｋ、Ｙ、Ｍ）順に副走査方向に形成された構成とすると良い。

本実施形態では、図５に示すテストパターン（点線枠内）１組を、転写ベルト７の主走査方向に複数形成する。また、転写ベルト７の副走査方向に、感光体ドラム１の半回転周期となる回転位置のタイミングで１組ずつ形成し、形成された２組のテストパターンを用いて各配置位置の位置ずれ量を求め、色ずれ量を算出する。

＜基準回転位置検出部２５の構成例＞
図６は、感光体ギヤと基準回転位置検出部の構成を説明するための図である。図６（Ａ）は、感光体ドラムに接続される感光体ギヤの斜視図であり、図６（Ｂ）は、基準回転位置検出部の構成を説明するための図である。

図６（Ａ）に示すように、基準となる色の感光体ドラム（例えば感光体ドラム１Ｋ）に接続される感光体ギヤ７１は、内側円周上に一部突出した突状のフィラー７２を有している。また、感光体ギヤ７１の近傍には、基準回転位置検出部２５が備えられている。基準回転位置検出部２５は、感光体ドラム１の回転に伴い移動するフィラー７２の位置を検出することで、感光体ドラム１の回転位置を検出する。

図６（Ｂ）に示す基準回転位置検出部２５は、例えば透過形フォトインタラプタ等であり、発光部８１と受光部８２とが向かい合った位置に配置されている。

基準回転位置検出部２５は、発光部８１が照射する光を受光部８２が受光し、受光した光を電気信号に変換する。基準回転位置検出部２５は、発光部８１と受光部８２との間にフィラー７２が存在する場合はＨｉｇｈレベルとし、発光部８１と受光部８２との間にフィラー７２が存在しない場合はＬｏｗレベルとする信号を出力するように構成されている。このように、ＨｉｇｈからＬｏｗ、又はＬｏｗからＨｉｇｈに切り替わるタイミングが、感光体ドラム１の基準回転位置として設定される。

回転位置検出部２６は、基準回転位置検出部２５から上述した基準回転位置の信号を得た時刻を「０」とし、感光体ドラム１周分の時刻をカウントした値と回転速度とから、感光体ドラム１の回転位置を検出すると良い。

なお、上述した方法は一例であり、例えば突起状のフィラーの代わりにエンコーダを備え、エンコーダによって検出した値を用いて基準回転位置を設定しても良い。また、図６の例では、突状のフィラー７２が１箇所に備わっているが、フィラー７２を対向する位置にも備えることで、半回転周期を検出しても良い。この場合には、フィラーを通過する度に回転位置検出信号を出力し、この信号をカウントする機能を備え、そのカウント数と印刷ジョブのタイミングとに応じて、テストパターン書出指示部２７に回転位置検出信号を送るようにしても良い。

上述したように感光体ドラム１の回転周期に対して、逆位相となる２つの回転位置が相対的に検出できれば良い。

＜感光体ドラムの偏心＞
図７は、感光体ドラムの偏心について説明するための図である。なお、図７（Ａ）は、感光体ドラム１Ｋにおける光書込位置Ｐｗを示し、図７（Ｂ）は、感光体ドラム１周分の基準回転位置が検出されるタイミングを示し、図７（Ｃ）は、感光体ドラム１Ｋの理想値に対する周期ずれ量を示している。

図７（Ａ）に示すように、感光体ドラム１Ｋが所定の角度回転したときに、レーザ光Ｌにより感光体ドラム１Ｋの表面上に潜像が光書き込みされた位置が、所定の回転位置における光書込位置（像書込位置）Ｐｗとなる。

ここで、図７に示す感光体ギヤ７１Ｋは、感光体ドラム１Ｋと連結され、感光体ドラム１Ｋと同一軸線上に位置しながら、感光体ドラム１Ｋに回転駆動力を伝達する。感光体ギヤ７１Ｋの径は、感光体ドラム１Ｋの径よりも大きい。したがって、例えば感光体ギヤ７１Ｋに製造精度上の限界からわずかな偏心が生じてしまう場合でも、その偏心は感光体ドラム１Ｋの挙動に対して大きな影響を与えることとなる。

したがって、例えば感光体ドラム１Ｋの光書込位置Ｐｗでは、図７（Ｂ）に示す感光体ドラム１回転あたりに、感光体ドラム１周期分のサインカーブの特性を持つ線速変動が生じることとなる。このため、光書込位置Ｐｗで形成される画像には、図７（Ｃ）に示すように、理想値に対して周期変動による位置ずれ（周期ずれ量）が発生することになる。

＜光書込位置での周期ずれ変動曲線＞
図８は、感光体ドラムの回転に対する光書込位置での周期ずれ変動曲線を示す図である。なお、図８（Ａ）は、基準回転位置の検出タイミングを示し、図８（Ｂ）は、図８（Ａ）の検出タイミングに対応した各感光体ドラム１の光書込位置Ｐｗでの周期ずれ変動曲線を示している。

図８（Ａ）に示すように、例えば感光体ドラム１Ｋの感光体ギヤ７１Ｋの検出により、基準回転位置検出部２５から出力されるＨｉｇｈレベルの出力信号に基づく感光体ドラム１Ｋの１周又は０．５周（半回転）ごとの基準回転位置の検出タイミングが示されている。

図８（Ａ）に対する検出タイミングに対して、各色の感光体ドラム１の光書込位置Ｐｗでは、それぞれサインカーブの特性を持つ線速変動が生じる。そのため、図８（Ｂ）に示す周期ずれ変動曲線は、色ごとに異なる感光体ドラム１周期分のサインカーブを描いている。

上述したように、所定時刻における位相は色ごとに異なっているが、各色の回転位相は常に一定となっている。例えば、基準色（例えばＫ）の周期ずれ変動曲線に対するその他の色（例えばＹ、Ｍ、Ｃ）の周期ずれ変動曲線の位相差は常に一定である。したがって、各色の感光体ドラム１は、それぞれ同一周期で回転動作を行うため、各色のうち所定色（例えばＫ）の感光体ドラム１の回転位置を検出することで、その他の色（Ｙ、Ｍ、Ｃ等）の位相も同様に検出することが可能となる。

例えば、図８（Ａ）に示す基準回転位置の検出タイミングに基づき、テストパターン書出指示部２７により印刷ジョブ制御部３１にテストパターン書出指示信号を発行してからテストパターンの形成が始まるまでの処理時間は予め求めることが可能である。したがって、基準回転位置の検出タイミングに基づき、テストパターンが形成される位置は常に同一の位置となる。例えば、図８（Ｂ）に示すように、各感光体ドラム１における各テストパターンの書出位置（例えば感光体ドラム１Ｋの場合９１＿６１Ｋ、９１＿６２Ｋ、感光体ドラム１Ｍの場合９１＿６１Ｍ、９１＿６２Ｍ等）は一定となる。

また、基準回転位置を検出した後、感光体ドラム１が半回転したタイミングで、テストパターン書出指示部２７により印刷ジョブ制御部３１にテストパターン書出指示信号を発行してからテストパターンを形成する回転位置も容易に求めることが可能である。すなわち、感光体ドラム１の直径と回転速度とから、直前にテストパターンを形成した回転位置から半回転分経過した時間を予め求めておくことで、直前に形成した回転位置から経過した時間で容易にテストパターンが形成される回転位置を求めることが可能となる。

したがって、半回転分経過したタイミングで形成される各感光体ドラム１の各テストパターンの書出位置（例えば感光体ドラム１Ｋの場合９２＿６１Ｋ、９２＿６２Ｋ、感光体ドラム１Ｍの場合９２＿６１Ｍ、９２＿６２Ｍ等）は、半回転分ずれた位置で形成されることとなる。

上述した図８の例では、便宜上、半回転の周期タイミングでテストパターンを形成しているが、実際にはユーザ要求による通常画像印刷処理が数枚分挿入された後のタイミングとなることが考えられる。したがって、回転位置検出部２６により検出した回転位置に対して半回転した位置、例えば検出した回転位置から数周した後の半回転周期となる位置（Ｎ＋０．５周の位置（Ｎは、回転周期の整数倍の数））で、かつ、転写ベルト７上に形成される領域がテストパターン書き込み可能な位置（すなわち紙間）に次のテストパターン形成を行うと良い。

上述したように、例えば装置を構成する部品精度や組み付け精度の違いによって、各感光体ドラムの位相関係がずれても、テストパターン検出時に検出した基準色の回転位置と、その回転位置に対して半回転した位置のタイミングで各色が形成されれば良い。これにより、各色の感光体ドラム１の回転位相を監視することなく、常に高精度な検出が可能となる。

＜テストパターンの印刷ジョブタイミング＞
図９は、印刷ジョブタイミングを説明するためのタイミングチャートの一例である。なお、図９では、例えばテストパターンの印刷ジョブＴＰが、通常画像（１）〜（３）が形成されるごとに実行される例が示されている。図９に示す（１）〜（５）の数字は、通常画像のうち何枚目の印刷ジョブかを示している。

図９（Ａ）は、テストパターンの印刷ジョブ開始指示信号ＴＰ１、ＴＰ２と、通常画像の印刷ジョブ開始指示信号（１）〜（５）を示している。各信号の下矢印は、各印刷ジョブの開始時刻を示している。図９（Ａ）に示すテストパターンの印刷ジョブ開始指示信号ＴＰ１は、テストパターン書込許可信号が例えばＨｉｇｈとなっているタイミングで発行される。また、テストパターンの印刷ジョブ開始指示信号ＴＰ２は、ＴＰ１に対して感光体ドラム１が半回転となる回転位置で、テストパターン書込許可信号が例えばＨｉｇｈとなっているタイミングで発行される。

図９（Ｂ）〜図９（Ｅ）は、それぞれ転写ベルト７上の各点（図２に示す一次転写位置Ｐｙ、Ｐｃ、Ｐｍ、Ｐｋ）における各色（Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ）の印刷ジョブタイミングを示している。

例えば、図９（Ｂ）は、感光体ドラム１Ｙ上に顕像化された画像が、転写ベルト７の一次転写位置Ｐｙで転写される印刷ジョブタイミングを示している。なお、転写のタイミングは、例えば、図９（Ａ）に示す印刷ジョブ開始指示信号ＴＰ１から、各部での処理・遅延時間が加算された時間（遅延時間）Ｔｄｙ後であり、各印刷ジョブの開始時刻は、対応する印刷ジョブ開始指示信号から同一の遅延時間Ｔｄｙ後となる。

図９（Ｃ）は、同様に、感光体ドラム１Ｃ上に顕像化された画像が、転写ベルト７の一次転写位置Ｐｃで転写される印刷ジョブタイミングを示している。なお、図９（Ｃ）に示す印刷ジョブ開始時刻からの遅延時間Ｔｄｃは、上述した遅延時間Ｔｄｙに、一次転写位置Ｐｙと一次転写位置Ｐｃとの距離と、転写ベルト７の線速とに基づき決定される時間差が加わったものになる。

同様に、図９（Ｄ）は、一次転写位置Ｐｍでの印刷ジョブタイミングを示し、図９（Ｅ）は、一次転写位置Ｐｋでの印刷ジョブタイミングを示している。

図９（Ｆ）は、テストパターン検出部１４の読取位置Ｐｓを通過するテストパターンの通過タイミングを示している。一次転写位置Ｐｙと読取位置Ｐｓとの距離に応じて、印刷ジョブ開始時刻からのテストパターンの通過時間が決まる。なお、テストパターン検出部１４は、テストパターンの通過タイミング付近以外動作しないようにしておくと、誤検出の防止及び省電力となる。

図９（Ｇ）は、テストパターン検出部１４によるテストパターンの検出が完了する時刻を示しており、色ずれ量のサンプリング点に相当する。図９（Ｇ）に示す印刷ジョブ開始時刻からの遅延時間Ｔｄｓは、遅延時間Ｔｄｙに、一次転写位置Ｐｙと読取位置Ｐｓとの距離にテストパターンの長さを加えた距離と、転写ベルト７の線速とに基づき決定される時間差が加わったものになる。なお、色ずれ量の算出時間τ後に新しい色ずれ量に更新される。

したがって、図９（Ｇ）に示す色ずれ量の算出時間τ後に発行される印刷ジョブ（図９の例ではＴＰ２以降）に対して、各色とも更新された色ずれ量が参照される。すなわち、遅延時間Ｔｄｓに色ずれ量の算出時間τを加えたものが、テストパターンの印刷ジョブ開始時刻から色ずれ量の更新までの時間となる。この時間は、例えば、色ずれ量保持値を常にその時点での色ずれ量になるように制御する制御系にとっては無駄な時間となる。

また、図９に示すテストパターンの印刷ジョブ間隔Ｔｓが制御系にとってのサンプリング周期となり、上述した無駄な時間（遅延時間Ｔｄｓ＋算出時間τ）よりも長くなるよう設定している。色ずれ量の変動は、温度変化が主因となり、比較的遅く（緩やかに変化）、例えば数分間隔で変化していく。

そこで、上述したサンプリング周期（Ｔｓ）は、これよりも十分短くすれば良い。例えばテストパターンの印刷ジョブ間隔Ｔｓを数秒と設定した場合、毎分６０枚の印刷可能な装置では、数枚に一回の割合でテストパターンを形成していくことになる。図９の例は、３枚に１つの色ずれ検出用テストパターンが挿入された例である。上述したサンプリングの時間精度は、厳密である必要はない。

図９（Ｈ）は、二次転写装置９における印刷ジョブタイミングを示している。図９（Ｈ）に示すタイミングで、記録用紙に通常画像（１）〜（４）が転写される。なお、色ずれ検出用テストパターンは、二次転写装置９の転写ベルトが離間されるため、用紙に転写されることはない。

＜テストパターンの形成領域＞
図１０は、テストパターンの形成領域の一例を示す図である。図１０（Ａ）は、基準回転位置検出部２５から出力されるＨｉｇｈレベルの出力信号に基づく感光体ドラムの１周又は０．５周（半回転）ごとの基準回転位置の検出タイミングを示している。

図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）の検出タイミングに対応した所定位置での周期ずれ変動曲線を示している。また、図１０（Ｃ）は、図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）の各タイミングに対応して形成される転写ベルト７上のテストパターンの形成領域の一例を示している。

なお、図１０（Ｃ）は、転写ベルト７を上方から垂直方向に見た図であり、転写ベルト７の直交方向を画像が形成される際の主走査方向（ｘ軸方向）とし、転写ベルト７の移動方向を副走査方向（ｙ軸方向に対して負方向）とする。なお、テストパターン検出部１４は、例えば３箇所に配置され、それぞれ主走査方向に対して一列の位置（例えば配置位置１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）に配置される。

図１０に示す斜線部は、画像形成領域９０−１〜９０−４であり、画像形成領域９０−２〜９０−４は、図９の印刷ジョブ開始指示信号（１）〜（３）に対応した画像形成領域である。副走査方向の画像形成領域９０の間（いわゆる紙間）には、テストパターンを形成するテストパターン形成領域９１ａ、９１ｂ、９１ｃが示されている。

また、画像形成領域９０−４の後方領域には、一定間隔おいた紙間に次のテストパターン形成領域９２ａ、９２ｂ、９２ｃが示されている。なお、テストパターン形成領域９１ａ、９１ｂ、９１ｃにテストパターンが形成されるタイミングは、図９のＴＰ１（図１０（Ａ）に示す実線の検出タイミング）で形成される。また、テストパターン形成領域９２ａ、９２ｂ、９２ｃにテストパターンが形成されるタイミングは、図９のＴＰ２のタイミング（図１０（Ａ）の実線で示す検出タイミングに対して破線で示す０．５周期の検出タイミング）で形成される。

上述したテストパターン形成領域の間隔は、厳密に一定距離である必要はなく、紙間に挿入するよう印刷ジョブが制御される。

上述したテストパターン形成領域９１ａ〜９１ｃ、９２ａ〜９２ｃは、テストパターン検出部１４の配置位置１４ａ、１４ｂ、１４ｃの位置とそれぞれ一点鎖線ａ、ｂ、ｃ上で対応している。なお、テストパターンは画像形成領域外であれば、転写ベルト７のどの位置に形成しても良く、例えば転写ベルト７の主走査方向両端の形成領域９３ａ、９３ｃ、９４ａ、９４ｃに形成しても良い。

上述した場合には、テストパターン検出部１４を配置位置１４ｄ、１４ｅに対応する位置に配置するものとする。これにより、通常画像と副走査方向に排他的に配置する必要がなくなり、更には、テストパターン形成を行う回転位置のタイミングも画像印刷ジョブや紙間に合わせる必要がなくなるため、テストパターン形成位置や間隔が自由に選択することが可能となる。

＜サンプリング開始時点の各マークの基準距離＞
図１１は、サンプリング開始時点の各マークの基準距離を示す図である。なお、図１１に示すテストパターンが上述したタイミングで形成されると、所定の時間が経過した時点で、テストパターン内の各マークがテストパターン検出部１４により検出されるサンプリングが開始する。このサンプリング開始時点では、テストパターンは、転写ベルト７上においてテストパターン検出部１４よりも転写ベルト移動方向の上流側に形成されている。

図１１に示すように、Ｃ第１基準距離Ｌｓ１ｃは、感光体ドラム１Ｃの１回転あたりの偏心による位置ずれやその他の要因よるずれ量が全くない場合におけるテストパターン検出部１４と直線パターン６１Ｃ（Ｃ用の第１位置検知用画像）との距離を示している。

同様に、Ｋ第１基準距離Ｌｓ１ｋ、Ｙ第１基準距離Ｌｓ１ｙ、Ｍ第１基準距離Ｌｓ１ｍは、感光体ドラム１の１回転あたりの偏心による位置ずれが全くない場合におけるテストパターン検出部１４と、直線パターン６１Ｋ（Ｋ用の第１位置検知用画像）、直線パターン６１Ｙ（Ｙ用の第１位置検知用画像）、直線パターン６１Ｍ（Ｍ用の第１位置検知用画像）との距離を示している。

また、Ｃ第２基準距離Ｌｓ２ｃは、感光体ドラム１Ｃにおける１回転あたりの偏心による位置ずれやその他の要因によるずれ量が全くない場合におけるテストパターン検出部１４と斜線パターン６２Ｃ（Ｃ用の第２位置検知用画像）との距離を示している。

同様に、Ｋ第２基準距離Ｌｓ２ｋ、Ｙ第２基準距離Ｌｓ２ｙ、Ｍ第２基準距離Ｌｓ２ｍは、感光体ドラム１の１回転あたりの偏心による位置ずれが全くない場合におけるテストパターン検出部１４と、斜線パターン６２Ｋ（Ｋ用の第２位置検知用画像）、斜線パターン６２Ｃ（Ｙ用の第２位置検知用画像）、斜線パターン６２Ｍ（Ｍ用の第２位置検知用画像）との距離を示している。

ここで、サンプリング開始時点から、第１のテストパターンを構成する直線パターン６１Ｃ、直線パターン６１Ｋ、直線パターン６１Ｙ、直線パターン６１Ｍがテストパターン検出部１４により検知されるまでの時間をそれぞれ、Ｃ第１時間ｔ１Ａｃ、Ｋ第１時間ｔ１Ａｋ、Ｙ第１時間ｔ１Ａｙ、Ｍ第１時間ｔ１Ａｍとする。

同様に、サンプリング開始時点から、第１のテストパターンを構成する斜線パターン６２Ｃ、斜線パターン６２Ｋ、斜線パターン６２Ｙ、斜線パターン６２Ｍがテストパターン検出部１４により検知されるまでの時間をそれぞれ、Ｃ第２時間ｔ２Ａｃ、Ｋ第２時間ｔ２Ａｋ、Ｙ第２時間ｔ２Ａｙ、Ｍ第２時間ｔ２Ａｍとする。

更に、サンプリング開始時点から、第２のテストパターン（第１のテストパターンに対して半回転した位置に形成されたテストパターン）を構成する直線パターン６１Ｃ、直線パターン６１Ｋ、直線パターン６１Ｙ、直線パターン６１Ｍがテストパターン検出部１４により検知されるまでの時間をそれぞれ、Ｃ第１時間ｔ１Ｂｃ、Ｋ第１時間ｔ１Ｂｋ、Ｙ第１時間ｔ１Ｂｙ、Ｍ第１時間ｔ１Ｂｍとする。

同様に、サンプリング開始時点から、第２のテストパターンを構成する斜線パターン６２Ｃ、斜線パターン６２Ｋ、斜線パターン６２Ｙ、斜線パターン６２Ｍがテストパターン検出部１４により検知されるまでの時間をそれぞれ、Ｃ第２時間ｔ２Ｂｃ、Ｋ第２時間ｔ２Ｂｋ、Ｙ第２時間ｔ２Ｂｙ、Ｍ第２時間ｔ２Ｂｍとする。なお、サンプリングとは、具体的には時間を計測することをいう。

ここで、上述したそれぞれのテストパターンのサンプリングが終了した後、それぞれのテストパターンの各マーク（直線パターン及び斜線パターン）の位置ずれ量を求める。具体的には、上述した各マークが検知されるまでの時間と、各マークが感光体ドラム１の１回転あたりの偏心により位置ずれやその他の要因によるずれ量が全くない場合における距離とに基づき、各マークの位置ずれ量を求める。

例えば、第１のテストパターンを構成する直線パターン６１Ｃの位置ずれ量（Ｃ第１位置ずれ量（実測値）ＬｓＡ１ｃ）は、以下の（式１）によって算出する。

ＬｓＡ１ｃ＝ｔ１Ａｃ（Ｃ第１時間）×ｖｂ（ベルト線速）−Ｌｓ１ｃ（Ｃ第１基準距離） （式１）
また、Ｋ第１位置ずれ量ＬｓＡ１ｋ、Ｙ第１位置ずれ量ＬｓＡ１ｙ、Ｍ第１位置ずれ量ＬｓＡ１ｍについても同様に求められる。

ＬｓＡ１ｋ＝ｔ１Ａｋ×ｖｂ−Ｌｓ１ｋ
ＬｓＡ１ｙ＝ｔ１Ａｙ×ｖｂ−Ｌｓ１ｙ
ＬｓＡ１ｍ＝ｔ１Ａｍ×ｖｂ−Ｌｓ１ｍ
また、第１のテストパターンを構成する斜線パターン６２Ｃの位置ずれ量（Ｃ第２位置ずれ量（実測値）ＬｓＡ２ｃ）についても同様に求められる。

ＬｓＡ２ｃ＝ｔ２Ａｃ×ｖｂ−Ｌｓ２ｃ
また、Ｋ第２位置ずれ量ＬｓＡ２ｋ、Ｙ第２位置ずれ量ＬｓＡ２ｙ、Ｍ第２位置ずれ量ＬｓＡ２ｍについても同様に求められる。

ＬｓＡ２ｋ＝ｔ２Ａｋ×ｖｂ−Ｌｓ２ｋ
ＬｓＡ２ｙ＝ｔ２Ａｙ×ｖｂ−Ｌｓ２ｙ
ＬｓＡ２ｍ＝ｔ２Ａｍ×ｖｂ−Ｌｓ２ｍ
次に、第２のテストパターンを構成する各マークの位置ずれ量（Ｃ第１位置ずれ量（実測値）ＬｓＢ１ｃ、Ｋ第１位置ずれ量ＬｓＢ１ｋ、Ｙ第１位置ずれ量ＬｓＢ１ｙ、Ｍ第１位置ずれ量ＬｓＢ１ｍ、Ｃ第２位置ずれ量ＬｓＢ２ｃ、Ｋ第２位置ずれ量ＬｓＢ２ｋ、Ｙ第２位置ずれ量ＬｓＢ２ｙ、Ｍ第２位置ずれ量ＬｓＢ２ｍ）についても同様に求める。

次に、上述した第１のテストパターンと第２のテストパターンとの各マークの位置ずれ量（実測値）の平均値を用いて、同じ画像位置ごとに位置ずれ量Ｑｘを求める。例えば、直線パターン６１Ｃの画像位置における位置ずれ量（Ｃ第１位置ずれ量ＬｓＣ１ｃ）を求める場合には、以下の（式２）によって算出する。

ＬｓＣ１ｃ＝（ＬｓＡ１ｃ（Ｃ第１位置ずれ量：第１のテストパターン）＋ＬｓＢ１ｃ（Ｃ第１位置ずれ量：第２のテストパターン））／２ （式２）
同様に、その他の画像位置（マーク）についても算出する。

Ｋ第１位置ずれ量ＬｓＣ１ｋ＝（ＬｓＡ１ｋ＋ＬｓＢ１ｋ）／２
Ｙ第１位置ずれ量ＬｓＣ１ｙ＝（ＬｓＡ１ｙ＋ＬｓＢ１ｙ）／２
Ｍ第１位置ずれ量ＬｓＣ１ｍ＝（ＬｓＡ１ｍ＋ＬｓＢ１ｍ）／２
Ｃ第２位置ずれ量ＬｓＣ２ｃ＝（ＬｓＡ２ｃ＋ＬｓＢ２ｃ）／２
Ｋ第２位置ずれ量ＬｓＣ２ｋ＝（ＬｓＡ２ｋ＋ＬｓＢ２ｋ）／２
Ｙ第２位置ずれ量ＬｓＣ２ｙ＝（ＬｓＡ２ｙ＋ＬｓＢ２ｙ）／２
Ｍ第２位置ずれ量ＬｓＣ２ｍ＝（ＬｓＡ２ｍ＋ＬｓＢ２ｍ）／２
上述した（式２）を用いて、感光体ドラム１の偏心による位置ずれ検出誤差分を除去したテストパターンの各マーク（直線パターン及び斜線パターン）における位置ずれ量Ｑｘを求めることが可能となる。この位置ずれ量Ｑｘを用いて、色ずれ量演算部２９により色ずれ量を算出することによって、感光体ドラム１の偏心による位置ずれ検出誤差を除去した色ずれ量を求めることが可能となる。

なお、テストパターン検出部１４による検出誤差やサンプリング時間のずれによって各マークの基準距離とのずれが、テストパターン検出ごとに発生することが考えられる。しかしながら、各テストパターンの各マークの実測値（例えば位置ずれ量ＬｓＡ１ｃ、ＬｓＢ１ｃ等）には、同じずれ分が含まれることになる。したがって、色ずれ量の算出時には、所定の色（例えばＫ）の位置ずれ量に対する各色の位置ずれ量との差分を求めた値を用いることになるため、基準距離とのずれは問題とはならない。

＜色ずれ量演算方法＞
次に、上述した位置ずれ量Ｑｘから色ずれ量を演算する方法を説明する。色ずれの主な成分としては、スキューずれ、副走査方向のレジストずれ（例えば、「マージンずれ」、「オフセットずれ」ともいう）、主走査方向の倍率誤差、主走査方向のレジストずれ等がある。

なお、上述した図５等に示すテストパターンから色ずれ量を演算する手法については、例えば、特許第３７７３８８４号に開示されている手法を用いることができるが、これには限定されるものではなく、他の手法を用いても良い。以下に、例えば基準色ブラック（Ｋ）に対する各色（Ｃ、Ｍ、Ｙ）の色ずれ量の演算方法について説明する。

まず、上述した図５に示すテストパターンの各マーク（直線パターン又は斜線パターン）間の距離を定義する。例えば単位はｍｍとする。具体的には、基準色Ｋの直線パターン６１Ｋと対象色（例えばＣ）の直線パターン６１Ｃとの測定された距離をＬ１ｃとする。また、Ｍ、Ｙも同様に、Ｌ１ｍ、Ｌ１ｙとする。また、同色の直線パターン６１と直線パターン６２との測定された距離をＬ２とし、添え字にその色を表す。例えばシアン（Ｃ）であればＬ２ｃとする。

ここで、上述した位置ずれ量Ｑｘを用いて色ずれ量を演算するため、例えばＬ１ｃは、以下の（式３）により求め、例えばＬ２ｃは、以下の（式４）により求める。

Ｌ１ｃ＝ＬｓＣ１ｃ−ＬｓＣ１ｋ （式３）
Ｌ２ｃ＝ＬｓＣ１ｃ−ＬｓＣ１ｃ （式４）
なお、対象色（Ｍ）、（Ｙ）についても同様に表すことが可能である。

また、基準色Ｋの直線パターン６１Ｋと対象色Ｃの直線パターン６１Ｃとの理想的な距離（すなわちテストパターン生成部２１により生成するパターン間の距離）をＬ１ｒｅｆとする。基準色Ｋの横線パターン６１Ｋと対象色Ｙの横線パターン６１Ｙとの距離も同一であるため、Ｌ１ｒｅｆとし、基準色Ｋの直線パターン６１Ｋと対象色Ｍの直線パターン６１Ｍの距離はその倍であるため２×Ｌ１ｒｅｆとする。

また、テストパターン検出部１４の配置位置１４ａ、１４ｂ、１４ｃで測定される距離をそれぞれ＿ａ、＿ｂ、＿ｃを付けて区別する。また、テストパターン検出部１４の配置位置１４ａと配置位置１４ｃ間の距離をＬａｃとする。

上述のように、測定された距離を定義すると、色ずれ量の各成分の演算は以下のように表すことが可能である。

例えば、各色（Ｃ、Ｍ、Ｙ）のブラック（Ｋ）に対するスキューずれｄは、次の（式５）から得られる。

ｄ（Ｃ）＝（Ｌ１ｃ＿ｃ−Ｌ１ｃ＿ａ）／Ｌａｃ
ｄ（Ｍ）＝（Ｌ１ｍ＿ｃ−Ｌ１ｍ＿ａ）／Ｌａｃ
ｄ（Ｙ）＝（Ｌ１ｙ＿ｃ−Ｌ１ｙ＿ａ）／Ｌａｃ （式５）
また、各色（Ｃ、Ｍ、Ｙ）のブラック（Ｋ）に対する副走査方向のレジストずれｆは、以下の（式６）から得られる。

ｆ（Ｃ）＝（（０．２５・Ｌ１ｃ＿ａ＋０．５・Ｌ１ｃ＿ｂ＋０．２５・Ｌ１ｃ＿ｃ）−Ｌ１ｒｅｆ）・κ
ｆ（Ｍ）＝（（０．２５・Ｌ１ｍ＿ａ＋０．５・Ｌ１ｍ＿ｂ＋０．２５・Ｌ１ｍ＿ｃ）−２・Ｌ１ｒｅｆ）・κ
ｆ（Ｙ）＝（（０．２５・Ｌ１ｙ＿ａ＋０．５・Ｌ１ｙ＿ｂ＋０．２５・Ｌ１ｙ＿ｃ）−Ｌ１ｒｅｆ）・κ （式６）
ここで、κは距離の単位を［ｍｍ］から［ｄｏｔ］に変換する係数である。例えば画像データが１２００ｄｐｉとすると、κ＝１２００／２５．４となる。

また、各色（Ｃ、Ｍ、Ｙ）のブラック（Ｋ）に対する主走査方向の倍率誤差ａは、以下の（式７）から得られる。

ａ（Ｃ）＝（（Ｌ２ｃ＿ｃ−Ｌ２ｋ＿ｃ）−（Ｌ２ｃ＿ａ−Ｌ２ｋ＿ａ））／Ｌａｃ
ａ（Ｍ）＝（（Ｌ２ｍ＿ｃ−Ｌ２ｋ＿ｃ）−（Ｌ２ｍ＿ａ−Ｌ２ｋ＿ａ））／Ｌａｃ
ａ（Ｙ）＝（（Ｌ２ｙ＿ｃ−Ｌ２ｋ＿ｃ）−（Ｌ２ｙ＿ａ−Ｌ２ｋ＿ａ））／Ｌａｃ （式７）
また、各色（Ｃ、Ｍ、Ｙ）のブラック（Ｋ）に対する主走査方向のレジストずれｃは、以下の（式８）から得られる。

ｃ（Ｃ）＝（（Ｌ２ｃ＿ａ−Ｌ２ｋ＿ａ）−Ｌｂｄ・ａ（Ｃ））・κ
ｃ（Ｍ）＝（（Ｌ２ｍ＿ａ−Ｌ２ｋ＿ａ）−Ｌｂｄ・ａ（Ｍ））・κ
ｃ（Ｙ）＝（（Ｌ２ｙ＿ａ−Ｌ２ｋ＿ａ）−Ｌｂｄ・ａ（Ｙ））・κ （式８）
ここで、Ｌｂｄは、走査光学系内で色ごとに備えられ、光ビームが通過した時にライン同期信号４３（図２に示す４３Ｙ、４３Ｃ、４３Ｍ、４３Ｋ）を生成する同期検知センサと、テストパターン検出部１４の配置位置１４ａとの距離を示す。Ｌｂｄ・ａ（Ｃ）の項は、主走査方向の同期位置となる同期検知センサからテストパターン検出部１４の配置位置１４ａまで走査する期間に、主走査方向の倍率誤差によって生じる位置ずれをレジストずれから減じて校正する項である。

なお、テストパターンを図１０に示すテストパターン形成領域９３に形成する場合は、上述した（式６）を、次の式（式６'）に変えれば良く、他の各ずれ成分は同一式で求められる。

ｆ（Ｃ）＝（（０．５・Ｌ１ｃ＿ａ＋０．５・Ｌ１ｃ＿ｃ）−Ｌ１ｒｅｆ）・κ （６'）
対象色（Ｍ）、（Ｙ）についても同様に表せる。

なお、テストパターンは、図５に示した以外にも様々なパターンが提案されているため、これらのパターンを適用して各種色ずれ量の成分を求めるようにしても良い。

上述したように、感光体ドラムの所定の回転位置で形成した第１のテストパターンと、その回転位置に対して半回転した位置で形成した第２のテストパターンとを用いて算出した色ずれ量Ｑｘによる補正手段は、従来の機械制御による色ずれ補正を行う場合にも適用可能である。また、生産性を低下させることなくテストパターンを形成し、テストパターン形成時に感光体ドラムの偏心によって発生する位置ずれ検出誤差の影響を除去することが可能となる。

＜画像データ補正部２３による色ずれ量補正方法＞
次に、画像データ補正部２３により補正する色ずれ量補正方法について説明する。なお、画像データ補正部２３により、上述のように算出された色ずれ量を用いて画像を補正する手法については、例えば特開２０１２−０６３４９９号公報に開示されている手法を用いることができるが、これには限定されるものではなく他の手法を用いても良い。

画像データ補正部２３へ入力される画像（すなわち入力画像データ又はテストパターン）の座標系を（ｘ，ｙ）と表記する。また、補正画像データ４２Ｃ、４２Ｍ、４２Ｙ、４２Ｋの座標系を（ｘ'，ｙ'）と表記する。また、転写ベルト７上に形成される座標系を（ｘ"，ｙ"）と表記する。このとき、書込制御部２４以降で生じる各色の色ずれは、上述のように算出された各色（Ｃ、Ｍ、Ｙ）のブラック（Ｋ）に対する各成分の色ずれ量を用いて、各色それぞれ以下の（式９）の座標変換で表せる。

なお、上述した（式７）のずれ量ａは、主走査方向の倍率誤差を表すため、主走査方向の全体倍率ａ'＝１＋ａとなる。

したがって、画像データ補正部２３では、色ごとに各成分の色ずれ量（ａ'、ｃ、ｄ、ｆ）を用いて、（式９）の行列Ａ（以下適宜、色ずれ変換行列と呼ぶ）の逆行列Ａ^−１（以下適宜、色ずれ補正行列と呼ぶ）を求める。また、以下に示す（式１０）の座標変換を行い、（式１１）に示すように、転写ベルト７上に形成される画像の色ずれ量を補正することが可能となる。

上述した（式９）、式（１０）より、

＜色ずれ量演算処理＞
次に、図１２を用いて、２組のテストパターンを用いて実行される色ずれ量演算処理について説明する。図１２は、色ずれ量演算処理の流れを示すフローチャートである。なお、以下の処理は、各色（Ｃ、Ｍ、Ｙ）において実行される。

図１２に示すように、色ずれ量演算部２９は、色ずれ量の初期値を設定し（Ｓ１０）、設定した色ずれ量の初期値を色ずれ量保持部３０に記録する。なお、色ずれ量の初期値は、色ずれ量なし（ａ'＝１、ｃ＝０、ｄ＝０、ｆ＝０）としたり、前回使用時の色ずれ量を色ずれ量保持部３０に記録させて、色ずれ量の初期値としたりしても良い。

また、色ずれを補正せずに、テストパターンを形成し、形成したテストパターンの検出結果を用いて、上述のように色ずれ量を算出する色ずれ量初期値検出処理を実行して得られた色ずれ量を初期値として設定しても良い。

次に、画像データ補正部２３は、色ずれ量保持部３０に記録した色ずれ量を参照して、その逆変換となる色ずれ補正行列（逆行列Ａ^−１）を求め、補正した第１のテストパターンを転写ベルト７上に形成する。テストパターン検出部１４は、第１のテストパターンをサンプリングする（Ｓ１１）。なお、第１のテストパターンは、例えば感光体ドラム１Ｋの所定の回転位置が検出されたタイミングで形成すると良い。また、サンプリングのタイミングは、上述した印刷ジョブ開始信号により定められ、そのタイミングまでは待機状態となる。

次に、位置ずれ量検出部２８により、Ｓ１１の処理でサンプリングしたテストパターンの検出結果を用いて位置ずれ量Ａｎを算出する（Ｓ１２）。

次に、位置ずれ量検出部２８により、Ｓ１２の処理で位置ずれ量Ａｎを算出したテストパターンは、検出回数ｎ＝１か否か判断する（Ｓ１３）。すなわち、位置ずれ量検出部２８は、位置ずれ量Ａｎを求めるのに用いたテストパターンが第１のテストパターンか否か判断する。位置ずれ量検出部２８は、検出回数ｎ＝１と判断した場合（Ｓ１３において、ＹＥＳ）、Ｓ１２の処理で算出した位置ずれ量Ａｎを保持し（Ｓ１４）、Ｓ１１の処理に戻る。

位置ずれ量検出部２８は、検出回数ｎ＝１ではないと判断した場合（Ｓ１３において、ＮＯ）、所定時間内（例えば直前）に得られた位置ずれ量Ａｎ−１と、位置ずれ量Ａｎとを用いて位置ずれ量Ｑｘを算出する（Ｓ１５）。

ここで、位置ずれ量検出部２８は、上述した（式２）を用いることで、感光体ドラム１の偏心による位置ずれ検出誤差を除去した位置ずれ量Ｑｘを算出する。なお、位置ずれ量Ａｎ−１は、位置ずれ量Ａｎが得られたテストパターンと、逆位相となる感光体ドラム１の回転位置で形成されたテストパターンから得られたものとする。また、位置ずれ量検出部２８は、Ｓ１２の処理で算出した位置ずれ量Ａｎを直前の位置ずれ量Ａｎ−１として更新し保持する。

次に、色ずれ量演算部２９は、Ｓ１５の処理で得られた位置ずれ量Ｑｘを用いて、上述した（式５）〜（式８）に基づき、色ずれ量の変化値を算出する（Ｓ１６）。なお、Ｓ１１の処理で得られる検出結果は、色ずれ量保持部３０で保持されている色ずれ量にしたがって補正されたものであるため、Ｓ１６の処理で算出される色ずれ量は、保持されている色ずれ量からの変化分となる。そこで、例えばｎ番目のテストパターンにより得られる変化量として添え字ｎを付け、例えば変化値△ａ（ｎ）、△ｃ（ｎ）、△ｄ（ｎ）、△ｆ（ｎ）として表す。

次に、色ずれ量演算部２９は、Ｓ１６の処理で得られた変化値△ａ（ｎ）、△ｃ（ｎ）、△ｄ（ｎ）、△ｆ（ｎ）を用いて、新しい色ずれ量ａ（ｎ）、ｃ（ｎ）、ｄ（ｎ）、ｆ（ｎ）を演算する（Ｓ１７）。この処理では、例えば保持されている色ずれ量（ｎ−１番目のテストパターンにより算出された結果であるａ（ｎ−１）、ｃ（ｎ−１）、ｄ（ｎ−１）、ｆ（ｎ−１）とする。）に、Ｓ１６の処理で得られた色ずれ量の変化値をそれぞれ加算して、ａ（ｎ）＝ａ（ｎ−１）＋△ａ（ｎ）とする。なお、他の成分ｃ（ｎ）、ｄ（ｎ）、ｆ（ｎ）も同様に算出することができる。

ここで、上述した１回のテストパターン（すなわち２組のテストパターン）を用いて算出した色ずれ量には、感光体ドラム１の偏心による位置ずれの他、テストパターン形成時の誤差や、センサの読取り誤差等が含まれる場合があるため、上述の加算により得られる値が、誤差（ノイズとして作用する）に反応してばらついてしまう場合もある。この誤差（ノイズ）の影響をなくすため、例えば次の（式１２）により色ずれ量の変化値に所定の係数を掛けた値を加算して、新しい色ずれ量ａ（ｎ）、ｃ（ｎ）、ｄ（ｎ）、ｆ（ｎ）を算出しても良い。これによりノイズ成分が平滑化され、高精度な色ずれ量を得ることが可能となる。

ａ（ｎ）＝ａ（ｎ−１）＋Ｋｐ・△ａ（ｎ） （式１２）
また、次の（式１３）を用いて、いわゆる比例積分型（ＰＩ）制御となるように、新しい色ずれ量ａ（ｎ）、ｃ（ｎ）、ｄ（ｎ）、ｆ（ｎ）を算出しても良い。

ａ（ｎ）＝ａ（ｎ−１）＋Ｋｐ・△ａ（ｎ）＋Ｋｉ・Σ△ａ（ｎ） （式１３）
なお、他の成分ｃ（ｎ）、ｄ（ｎ）、ｆ（ｎ）も同様に算出することができる。

上述した（式１３）において、Σ△ａ（ｎ）は１〜ｎまでの色ずれ量の変化値△ａ（ｎ）の積算値、Ｋｐは比例ゲイン係数、Ｋｉは積分ゲイン係数であり、比例ゲイン係数Ｋｐと積分ゲイン係数Ｋｉにより制御帯域が決まり、制御帯域より高周波成分のノイズが制限される。

すなわち、テストパターンを複数組形成して平均値を求める必要がなくなり、少ないテストパターンで十分に精度良く色ずれ量が求めることが可能となる。また、上述した制御帯域以下の変動に対して追従して色ずれ量を求めることが可能となる。更に、色ずれ量の変化値△ａ（ｎ）の積算値も反映しているため、定常誤差を低減することが可能となる。

また、上述した制御帯域は、温度変化等の緩やかな変動に対して追従するように色ずれ量を求めれば良い。したがって、例えばサンプリング周期を数秒間隔とすれば、制御帯域はサンプリング周期の数十分の１〜数百分の１で良く、こうなるように比例ゲイン係数Ｋｐ及び積分ゲイン係数Ｋｉを決めれば良い。

また、ａ、ｃ、ｄ、ｆの各要素に要求される制御帯域が異なる場合（例えば温度変化に敏感な要素等）は、その要素に対する比例ゲイン係数Ｋｐ、積分ゲイン係数Ｋｉのみ変えても良い。また、各要素に対する比例ゲイン係数Ｋｐ、積分ゲイン係数Ｋｉを変えて制御帯域を互いに異なるようにして、各要素の色ずれ量の補正が互いに干渉しないようにしても良い。

次に、色ずれ量保持部３０により記録されている色ずれ量（色ずれ量の保持値）をＳ１７の処理で得られた新しい色ずれ量ａ（ｎ）、ｃ（ｎ）、ｄ（ｎ）、ｆ（ｎ）に更新する（Ｓ１８）。

次に、処理は終了か否か判断（Ｓ１９）し、印刷処理が終了している等により処理が終了したと判断した場合には（Ｓ１９において、ＹＥＳ）、処理を終了する。また、印刷処理が継続している等により、処理は終了していないと判断した場合（Ｓ１９において、ＮＯ）、Ｓ１１の処理に戻り、更新された色ずれ量により補正されたテストパターンを形成しサンプリングを行う。

なお、上述した色ずれ量演算処理は、各色（Ｃ、Ｍ、Ｙ）において実行される。

上述した色ずれ量演算処理によりに、色ずれ量を更新していくことで、経時変化にも追従してその時点での色ずれ量を算出し、通常画像はこの色ずれ量に基づき補正されるため、常時色ずれが補正された画像を形成することが可能となる。

なお、上述した色ずれ量の各成分うち、主走査方向のレジストずれ、副走査方向のレジストずれは、書込制御部２４の主走査同期信号の遅延又は副走査同期信号のライン単位の遅延により補正しても良い。したがって、これらの成分の色ずれ量の整数部は書込制御部２４へ出力して（図２の色ずれ量演算部２９からの点線で示す）、それぞれの同期信号の遅延制御を行い、小数部のみ色ずれ量保持部３０に記録して画像データ補正部２３により補正しても良い。

＜テストパターン書出指示発行処理＞
図１３は、テストパターン書出指示発行処理の流れを示すフローチャートである。なお、図１３に示すテストパターン書出指示発行処理は、図１２に示す色ずれ量演算処理のうち、Ｓ１１のサンプリング処理の前に実行される処理である。

図１３に示すように、テストパターン書出指示部２７は、位置ずれ量検出要求信号を受信しているか否か（位置ずれ量検出要求有り？）判断する（Ｓ２０）。位置ずれ量検出要求なしと判断すると（Ｓ２０において、ＮＯ）、Ｓ２０の処理を続ける。

一方、位置ずれ量検出要求ありと判断すると（Ｓ２０において、ＹＥＳ）、テストパターン書出許可信号を受信しているか否か（テストパターン書出許可あり？）判断する（Ｓ２１）。テストパターン書出許可なしと判断すると（Ｓ２１において、ＮＯ）、Ｓ２１の処理を続ける。一方、テストパターン書出許可ありと判断すると（Ｓ２１において、ＹＥＳ）、回転位置検出部２６により検出された所定の回転位置は、検出回数ｎ＝１か否か判断する（Ｓ２２）。

検出回数ｎ＝１でないと判断した場合には（Ｓ２２において、ＮＯ）、回転位置検出部２６により検出された感光体ドラム１の回転位置が、所定時間内（例えば直前）に保持した回転位置と逆位相か否か判断する（Ｓ２３）。逆位相でないと判断した場合（Ｓ２３において、ＮＯ）、Ｓ２３の処理を続ける。

また、検出回数ｎ＝１と判断した場合（Ｓ２２において、ＹＥＳ）、又は、逆位相と判断した場合（Ｓ２３において、ＹＥＳ）、テストパターン書出指示信号を発行し（Ｓ２４）、テストパターン書出指示信号を発行したときの回転位置を保持しておく。

次に、処理は終了か否か判断（Ｓ２５）し、処理が終了していないと判断した場合には（Ｓ２５において、ＮＯ）、Ｓ２０の処理に戻る。処理が終了したと判断した場合には（Ｓ２５において、ＹＥＳ）、処理を終了する。

＜ハードウェア構成＞
次に、図１４を用いて、上述した画像形成装置１００が有する回転位置検出部２６、テストパターン書出指示部２７、位置ずれ量検出部２８、色ずれ量演算部２９、色ずれ量保持部３０、印刷ジョブ制御部３１等として機能させるためのプログラムを実行するハードウェア構成の一例について説明する。図１４は、各部を機能させるためのプログラムを実行するハードウェア構成図である。

なお、図１４に示す構成は、画像形成装置１００の各部の動作タイミング制御を行うエンジンコントローラと兼ねても良い。

Ａ／Ｄ変換器１０１は、テストパターン検出部１４及び基準回転位置検出部２５等から得られた信号（センサ出力）を、デジタルデータへ変換する。Ａ／Ｄ変換器１０１は、Ｉ／Ｏ（入出力）ポート１０５と接続される。なお、Ａ／Ｄ変換器１０１は、フィルタ処理等の信号処理を行う信号処理部やバッファメモリ等を介してＩ／Ｏポート１０５と接続されても良い。

Ｉ／Ｏポート１０５は、Ａ／Ｄ変換器１０１及び外部ブロック等と接続され、ＣＰＵ１０２との入出力信号のやり取りを行う。また、印刷要求信号の入力や印刷ジョブ開始指示信号の発行、画像データ補正部２３への色ずれ量の更新等は、Ｉ／Ｏポート１０５を介して行われる。

ＣＰＵ１０２は、Ｉ／Ｏポート１０５を介して外部との入出力を行い、上述した印刷ジョブ開始制御、色ずれ量の演算処理を実行するための各処理を実行する。また、ＣＰＵ１０２は、メモリバス１０６を介してＲＡＭ１０３及びＲＯＭ１０４と接続される。ＲＯＭ１０４には、色ずれ量を演算するためのプログラムや各種プログラムが格納されている。

＜サンプリング間隔が長くなる場合の例＞
ここで、図１５は、サンプリング間隔が長くなる例を説明するための図である。上述した図３では、所定の回転位置検出後、逆位相となる１８０度ずれた回転周期のタイミングでテストパターンを形成する例を示した。

しかしながら、ユーザ要求による通常画像印刷ジョブが挿入される場合には、常に回転位置検出直後の逆位相の位置でテストパターン形成が行われるとは限らない。また、テストパターン書出許可信号の受信タイミングと、回転位置検出タイミングが、毎回一致するとは限らない。

図１５（Ａ）に示す位置ずれ量検出要求信号Ｓｔのタイミングに対して、例えば位置ずれ量検出要求信号のタイミング（３）のように、図１５（Ｂ）に示すテストパターン書出許可信号と、図１５（Ｃ）に示す回転位置検出のタイミングとが一致しない場合がある。

上述した場合には、位置ずれ量検出要求信号Ｓｔのタイミング（１）、（２）、（４）でテストパターンを検出することになる。すなわち、図１５（Ｄ）に示すテストパターン書出指示信号のタイミングが、例えばタイミング間隔Ｔｓに対し、間隔Ｔｓ'と長くなってしまう。

更に、図１５の例では、位置ずれ量検出要求信号のタイミング（５）で、回転位置検出のタイミングが一致しないためテストパターンが形成できず、テストパターン書出指示信号の間隔が長くなり、サンプリング間隔Ｔｓが保証されなくなる。

上述したように、検出するテストパターン１組ごとのサンプリング間隔が長くなると、制御ゲインが下がってしまい、制御精度が低下してしまう。したがって、所定のサンプリング間隔Ｔｓで定期的にデータを取得することが望ましい。そこで、例えば、以下に示すような方法を用いると良い。

＜制御精度を維持する方法例＞
図１６は、制御精度を維持する方法を説明するための図である。上述した図１５の例では、最初にテストパターンの形成を行った回転位置（位置ずれ量検出要求信号のタイミング（１））に対して、逆位相となる回転位置の検出と、パターン書出許可信号のタイミングとが一致するのは、位置ずれ量検出要求信号のタイミング（２）と（４）となる。このように、位置ずれ量検出要求信号のタイミングに対して、逆位相となる回転位置の検出とパターン書出許可信号のタイミングとが一致しないとテストパターン書出指示信号の間隔Ｔｓが長くなってしまう。

図１６の例では、図１６（Ａ）に示す位置ずれ量検出要求信号のタイミング（１）で検出された回転位置に対して、位置ずれ量検出要求信号のタイミング（３）と（５）で検出された回転位置が逆位相となっていない。しかしながら、位置ずれ量検出要求信号のタイミング（３）と（５）で検出された回転位置は１８０度ずれた関係となっている。

そこで、例えば位置ずれ量検出要求信号のタイミング（１）でテストパターンを形成した回転位置（○印）とは異なる回転位置（□印）でテストパターンの形成を行い、その回転位置（□印）と逆位相となる回転位置（■印）でテストパターンを形成する。これにより、テストパターンのサンプリング間隔Ｔｓが長くならずに位置ずれ量を求めることが可能となる。

具体的には、位置ずれ量検出要求信号のタイミング（１）と（２）で形成したテストパターンから得られる位置ずれ量Ａ１と、位置ずれ量Ａ２は、それぞれ逆位相の回転位置で形成されたテストパターンに基づき算出された位置ずれ量である。そこで、位置ずれ量Ａ１と、位置ずれ量Ａ２とから位置ずれ量Ｑ１を求める。

次の位置ずれ量検出要求信号のタイミング（３）のように、検出される回転位置が直前に形成したテストパターンの回転位置に対して逆位相ではない場合でも、テストパターンを形成し、位置ずれ量Ｂ１を取得する。

このとき、位置ずれ量Ｂ１が得られた回転位置は、直前に取得した位置ずれ量Ａ２が得られた回転位置とは、感光体ドラム１の回転周期に対し逆位相とはならないため、位置ずれ量Ｂ１と位置ずれ量Ａ２とを用いて位置ずれ量の演算処理は行わない。なお、位置ずれ量Ｂ１が得られた回転位置（例えば位相角）等は保持しておく。

次の位置ずれ量検出要求信号のタイミング（４）で、例えば位置ずれ量検出要求信号のタイミング（２）又は（３）でテストパターンを形成した回転位置と１８０度異なる逆位相の回転位置が検出された場合には、テストパターンを形成し、位置ずれ量を取得する。図１６の例では、位置ずれ量検出要求信号のタイミング（４）は、（２）の回転位置と逆位相の回転位置となるため、位置ずれ量Ａ３を取得し、（２）で得られた位置ずれ量Ａ２とから位置ずれ量Ｑ２を求める。

次の位置ずれ量検出要求信号のタイミング（５）で、例えば位置ずれ量検出要求信号のタイミング（３）又は（４）でテストパターンを形成した回転位置と１８０度異なる逆位相の回転位置が検出された場合には、テストパターンを形成し、位置ずれ量を取得する。図１６の例では、位置ずれ量検出要求信号のタイミング（５）は、（３）の回転位置と逆位相の回転位置となるため、位置ずれ量Ｂ２を取得し、（３）で得られた位置ずれ量Ｂ１とから位置ずれ量Ｑ３を求める。

上述のように、位置ずれ量検出要求信号のタイミングに対し、テストパターン書出許可信号のタイミング（テストパターン形成可能領域：紙間）とテストパターンを形成する回転位置のタイミングとが一致する頻度が増え、テストパターンを形成する回転位置の自由度が増加することとなる。これにより、テストパターンを形成する間隔も短くなる。

また、例えば位置ずれ量検出要求信号のタイミング（１）でテストパターンを書き出した位置（テストパターンを形成した回転位置）に対して逆位相となる位置が、所定期間内に取得できない場合には、（１）で取得した位置ずれ量を破棄し、新たな回転位置で位置ずれ量を取得すると良い。これにより、その時刻における位置ずれ量の精度を維持することが可能となる。

＜複数の回転位置で位置ずれ量を取得する例＞
図１７は、複数の回転位置で位置ずれ量を取得する例を示す図である。図１７（Ａ）は、テストパターン書出指示部２７が保持する回転位置の一例を示し、図１７（Ｂ）〜図１７（Ｄ）は、位置ずれ量を取得する例を説明するための図である。

図１７（Ａ）の例では、テストパターン書出指示部２７が保持するテストパターン書き出し位置の「回転位置」と、その回転位置で得られる「位置ずれ量」を示している。例えば、回転位置を「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」とし、それぞれの回転位置で得られる位置ずれ量を、○印、□印、△印で示す。

なお、図１７（Ａ）の例では、テストパターン書出指示部２７は、上述した図１３のＳ２２及びＳ２３の処理を省き、検出回数や逆位相を判断することなく、テストパターンの書き出し位置が異なるごとにその回転位置を保持していく。このとき、保持する回転位置と、位置ずれ量検出部２８が検出する位置ずれ量とを対応付けることが可能である。

以下の説明では、図形マークの白色（例えば○）と黒色（例えば●）とは、テストパターン書き出し位置が１８０度ずれた逆位相の回転位置で得られた位置ずれ量であることを示している。

図１７（Ｂ）の例では、回転位置「Ａ１」〜「Ａ３」が逆位相となっているため、順次、位置ずれ量Ｑ１、Ｑ２を算出する。また、次のタイミングで位置ずれ量を取得した回転位置「Ｂ１」は、直前に位置ずれ量を取得した回転位置「Ａ３」と逆位相の関係にならないため、その位置ずれ量「□」を保持しておき、位置ずれ量Ｑｘは算出しない。

次のタイミングで位置ずれ量を取得した回転位置「Ａ４」は、直近で位置ずれ量を取得した回転位置「Ａ３」と逆位相の関係となるため、位置ずれ量Ｑ３を算出する。また、次のタイミングで位置ずれ量を取得した回転位置「Ｂ２」は、直近で位置ずれ量を取得した回転位置「Ｂ１」と逆位相の関係となるため、位置ずれ量Ｑ４を算出する。また、次のタイミングで位置ずれ量を取得した回転位置「Ｂ３」も直前で位置ずれ量を取得した回転位置「Ｂ２」と逆位相の関係となるため、位置ずれ量Ｑ５を算出する。

また、図１７（Ｃ）の例では、最初に回転位置「Ａ１」で位置ずれ量を取得した後、回転位置「Ｂ１」〜「Ｂ５」で位置ずれ量を取得し、その後、回転位置「Ａ２」で位置ずれ量を取得している。ここで、回転位置「Ａ１」から回転位置「Ａ２」までの時間は開き過ぎているため、この間にドラム周期による位置ずれ以外のその他の要因、例えば温度変動等によるドリフト変動から位置ずれが発生している等、位置ずれ量が正常に算出できないおそれがある。

したがって、所定期間を経過した場合には、回転位置「Ａ１」で得られた位置ずれ量を破棄し、回転位置「Ａ２」で取得した位置ずれ量を保持すると良い。図１７（Ｃ）の例では、次のタイミングで位置ずれ量を取得した回転位置「Ａ３」は、直前の回転位置「Ａ２」と逆位相の関係となるため、位置ずれ量Ｑ５を算出する。

また、図１７（Ｄ）の例では、最初に回転位置「Ａ１」で位置ずれ量を取得した後、所定期間が経過しても逆位相の回転位置が検出されない。このように、所定期間しても逆位相の回転位置が検出されない場合には、新たな回転位置「Ｃ」で位置ずれ量を取得しても良い。

＜複数の回転位置での位置ずれ量取得処理＞
図１８は、複数の回転位置での位置ずれ量取得処理の流れを示すフローチャートである。なお、図１８に示す複数の回転位置での位置ずれ量取得処理は、図１２に示す色ずれ量演算のうち、Ｓ１３の検出回数を判断する処理の後に実行される処理である。

図１８に示すように、位置ずれ量検出部２８は、位置ずれ量Ａｎを算出したテストパターンの検出が検出回数ｎ＝１か否か判断し（Ｓ３０）、検出回数ｎ＝１と判断した場合（Ｓ３０において、ＹＥＳ）、回転位置（Ｐｒ）を設定（ｒ＝１）する（Ｓ３１）。ここで、位置ずれ量検出部２８は、例えば、回転位置情報Ｐ１＝回転位置Ａと設定する。なお、位置ずれ量検出部２８は、例えば回転位置情報Ｐ１＝回転位置Ａの情報をテストパターン書出指示部２７に問い合わせることで取得することが可能である。

次に、位置ずれ量検出部２８は、Ｓ３１の処理で設定した回転位置情報と対応付けて位置ずれ量Ａｎを保持する（Ｓ３２）。

また、位置ずれ量検出部２８は、検出回数ｎ＝１ではないと判断した場合（Ｓ３０において、ＮＯ）、回転位置情報を参照する（Ｓ３３）。回転位置情報には、テストパターンが検出されるごとに回転位置が記憶されている（ｒ＝１、２、３・・・回転位置Ａ、Ｂ、Ｃ等）。

ここで、位置ずれ量検出部２８は、位置ずれ量Ａｎを算出したテストパターンの書き出し位置（回転位置）と逆位相となる回転位置があるか否か判断する（Ｓ３４）。逆位相となる回転位置なしと判断すると（Ｓ３４において、ＮＯ）、新たな回転位置（Ｐｒ）を設定（ｒ＝２）する（Ｓ３５）。ここでは、例えば、回転位置情報Ｐ２＝回転位置Ｂを設定する。

逆位相となる回転位置ありと判断すると（Ｓ３４において、ＹＥＳ）、回転位置情報に保持されている逆位相となる回転位置の位置ずれ量を取得し、位置ずれ量Ｑｘを算出する（Ｓ３６）。

次に、処理は終了か否か判断（Ｓ３７）し、処理が終了していないと判断した場合には（Ｓ３７において、ＮＯ）、Ｓ３０の処理に戻る。処理が終了したと判断した場合には（Ｓ３７において、ＹＥＳ）、処理を終了する。

上述したように、感光体ドラム１の回転周期の偏心による位置ずれ検出誤差を排除した位置ずれ量Ｑｘを算出することが可能となる。

＜画像形成領域外を拡大して位置ずれ量を取得する例＞
図１９は、画像形成領域外を拡大して位置ずれ量を取得する例を示す図である。図１９の例では、図１９（Ａ）に示す位置ずれ量検出要求信号のタイミング（２）以降は、図１９（Ｂ）に示すテストパターン書出許可信号と、図１９（Ｃ）に示す逆位相となる回転位置の検出とのタイミングが一致していない。

そこで、図１９（Ｂ）に示すテストパターン書出許可信号のタイミングを部分的に延ばすように制御する。例えば、図１９（Ａ）に示す位置ずれ量検出要求信号のタイミング（３）の例では、図１９（Ｃ）に示す逆位相となる回転位置の検出のタイミングまで、図１９（Ｂ）に示すテストパターン書出許可信号のタイミングを、斜線部分に示すように延すよう制御する。

具体的には、テストパターン書出指示部２７は、印刷ジョブ制御部３１に書出許可信号を延長するように要求する延長要求信号を発行する。これにより、画像形成領域外となる領域（すなわち紙間の領域）を広げて、図１９（Ｃ）に示す逆位相となる回転位置の検出のタイミングを容易に得ることが可能となる。なお、印刷ジョブはその間、通常画像の印刷要求を停止させても良い。

例えば、感光体ドラム１の半回転分、紙間の領域を広げる場合、感光体ドラム１の直径がφ６０ｍｍで線速度が３５０ｍｍ／ｓのとき、ドラム一回転の時間が約０．５秒、半回転は約０．２５秒となるため、通常画像の印刷要求を停止させるのは、約０．２５秒となる。この間に、紙間の領域（例えば９４ｍｍ）を一時的に広げてテストパターンを形成することが可能となる。

上述した方法では、時間的なダウンタイムが非常に小さいため、生産性も低下させることなく、定期的に位置位置ずれ量を取得することが可能となる。

＜位置ずれ量検出要求タイミングを変更して位置ずれ量を取得する例＞
図２０は、位置ずれ量検出要求信号のタイミングを変更する例を示す図である。図２０の例では、図２０（Ａ）に示す位置ずれ量検出要求信号のタイミングＳｔ（点線）の時間間隔では、図２０（Ｂ）に示すテストパターン書出許可信号のタイミングと、図２０（Ｃ）に示す逆位相となる回転位置の検出のタイミングとが一致していない。

上述した場合には、例えば、テストパターン書出指示部２７は、テストパターン書出許可のタイミングと、逆位相となる回転位置の検出のタイミングとが一致するよう、図２０（Ａ）に示す位置ずれ量検出要求信号のタイミングＳｔをタイミングＳｔ'（実線）に変更する要求信号を発行すると良い。

なお、位置ずれ量検出要求信号は、例えばＣＰＵ１０２の制御部により発行されるため、テストパターン書出指示部２７は、この制御部に対して要求信号を発行すると良い。これにより、効率良く定期的に位置ずれ量を取得することが可能となる。

ここで、上述した位置ずれ量検出要求タイミングの変更に応じて、上述した色ずれ量演算部２９で用いる（式１２）や（式１３）の比例ゲイン係数Ｋｐと積分ゲイン係数Ｋｉとを変更し、比例ゲイン係数Ｋｐと積分ゲイン係数Ｋｉにより決定される制御帯域の値を変更すると良い。これにより、位置ずれ量検出要求タイミング（時間間隔）が変更しても、高精度な色ずれ量を得ることが可能となる。

なお、上述した位置ずれ量の取得例に限定されることはなく、例えば図１６〜図２０の手法を組み合わせて用いても良い。

上述したように、より効率的に色ずれを補正することが可能となる。

以上本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施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内において、種々の変形、変更が可能である。

１ 感光体ドラム
２ 帯電装置
３ 走査光学装置
４ 現像装置
５ 一次転写装置
６，８ クリーニング装置
７ 転写ベルト
９ 二次転写装置
１０ 定着装置
１１ 給紙カセット
１２ レジストローラ
１３ 用紙搬送路
２１ テストパターン生成部
２２ 画像パス切換部
２３ 画像データ補正部
２４ 書込制御部
２５ 基準回転位置検出部
２６ 回転位置検出部
２７ テストパターン書出指示部（テストパターン形成指示手段の一例）
２８ 位置ずれ量検出部
２９ 色ずれ量演算部
３０ 色ずれ量保持部
３１ 印刷ジョブ制御部
５１，８１ 発光部
５２，８２ 受光部
６１ 直線パターン
６２ 斜線パターン
７１ 感光体ギヤ
７２ フィラー
９０ 画像形成領域
９１，９２ テストパターン形成領域
１００ 画像形成装置
１０１ Ａ／Ｄ変換器
１０２ ＣＰＵ
１０３ ＲＡＭ
１０４ ＲＯＭ
１０５ Ｉ／Ｏポート
１０６ メモリバス

特開２０１２−１８１４５６号公報

Claims (7)

1. 感光体ドラムの所定の回転位置と逆位相となる回転位置に基づき、画像形成領域外にテストパターンを形成するよう指示するテストパターン形成指示手段と、
   前記テストパターン形成指示手段の指示により逆位相となる回転位置で形成されたテストパターンから得られる位置ずれ量に基づき、色ずれ量を演算する色ずれ量演算手段と、
   前記色ずれ量演算手段により得られる色ずれ量に基づき、形成する各色の画像を補正する画像データ補正手段とを有しており、
   前記テストパターン形成指示手段は、
   前記テストパターンを形成するよう指示した回転位置を保持し、保持した回転位置のいずれか１つと逆位相となる回転位置でテストパターンの書き出しを指示することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記色ずれ量演算手段は、
   前記逆位相となる２つの回転位置で形成されたテストパターンの位置ずれ量の平均値に基づき、前記色ずれ量を演算することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記テストパターン形成指示手段は、
   前記保持した回転位置のいずれか１つと逆位相となる回転位置が所定期間内に得られない場合、前記保持した回転位置を破棄することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記テストパターン形成指示手段は、
   前記保持した回転位置のいずれか１つと逆位相となる回転位置に対応させて、前記画像形成領域外となる領域を拡大するよう指示することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記テストパターン形成指示手段は、
   予め設定された時間間隔で位置ずれ量の演算を要求する位置ずれ量演算要求に対して、前記保持した回転位置のいずれか１つと逆位相となる回転位置が所定期間内に得られない場合、前記位置ずれ量演算要求の時間間隔を変更するよう指示することを特徴とする請求項３又は４に記載の画像形成装置。
6. 前記色ずれ量演算手段は、
   前記位置ずれ量演算要求の時間間隔に応じて、前記色ずれ量の演算に用いる所定の係数を変更することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 画像形成装置により実行される色ずれ量補正方法であって、
   感光体ドラムの所定の回転位置と逆位相となる回転位置に基づき、画像形成領域外にテストパターンを形成するよう指示するテストパターン形成指示手順と、
   前記テストパターン形成指示手順の指示により逆位相となる回転位置で形成されたテストパターンから得られる位置ずれ量に基づき、色ずれ量を演算する色ずれ量演算手順と、
   前記色ずれ量演算手順により得られる色ずれ量に基づき、形成する各色の画像を補正する画像データ補正手順とを有しており、
   前記テストパターン形成指示手順では、前記テストパターンを形成するよう指示した回転位置を保持し、保持した回転位置のいずれか１つと逆位相となる回転位置でテストパターンの書き出しを指示することを特徴とする色ずれ補正方法。

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