JP6744758B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像信号に基づいて画像を形成するプリンタ・複写機・記録機・ファクシミリなどの画像形成装置に関する。

近年、電子写真方式を採用した画像形成装置による印刷が広く行われている。各色の画像形成部を独立して設けた、所謂、タンデム方式のカラー画像形成装置では、各色の画像形成部における機械的要因や環境的要因により、画像を重ね合わせたときに色ずれが生じ得る。色ずれが発生すると、エッジのにじみや色むらが生じ画質が劣化する。特に、光走査部と感光体を各色のトナー像を形成する画像形成部にそれぞれ設ける構成では、定常的な色ずれ（以下、ＤＣ色ずれと呼ぶ）が生じ得る。

ＤＣ色ずれを補正するため、画像形成装置は、感光体から転写ベルトに色ずれ量を検出するためのトナー像（以下、検出パターンと呼ぶ）を転写し、各色のトナー像の相対位置をセンサにより検出し、検出結果に基づいて色ずれ補正を行う。しかしながら、感光体や転写ベルトを駆動するローラの偏心、転写ベルトの厚みムラなどの要因により、感光体や転写ベルトに周期的な回転速度の変動が発生する。これら回転速度の変動により、転写ベルト上の検出パターンの形成位置によって色ずれ量が変化する非定常的な色ずれ（以下、ＡＣ色ずれと呼ぶ）が発生する。ＡＣ色ずれが生じると、検出パターンの検出結果に基づく色ずれ量に検出誤差が生じる。ＡＣ色ずれによる検出誤差を抑えるため、ＡＣ色ずれの１周期内に複数の検出パターンを形成し、この検出結果を平均化することが考えられる。特許文献１は、ベルト駆動ローラとその駆動源の周期を同時に打ち消すための検出パターンの配置を開示している。

特開２００１−３５６５４２号公報

画像形成装置において、ＡＣ色ずれを生じさせる回転部材が複数ある場合がある。また、１つの回転部材から、当該回転部材の１回転の周期のＡＣ色ずれのみならず、その１／２、１／３周期成分といった高調波のＡＣ色ずれが生じる場合がある。この様な場合、画像形成装置には、複数周期のＡＣ色ずれが生じる。また、ＡＣ色ずれの時間変化が正弦波状にならない場合もある。これらＡＣ周期を抑制するには、多くの検出パターンを形成する必要があるが、消費するトナー量が増大する。また、検出パターンの検出後、転写ベルトの検出パターンを除去する必要があり、クリーニング部の負荷が増加する。さらに、限られた領域内に配置できる検出パターンの数には制限がある。

本発明は、効果的にＡＣ色ずれを抑制できる画像形成装置を提供するものである。

本発明の一側面によると、画像形成装置は、感光体にトナー像を形成し、前記感光体のトナー像を、回転駆動される像担持体に転写することで、前記像担持体に検出パターンを形成する形成手段と、前記検出パターンを検出する検出手段と、前記検出手段による前記検出パターンの検出結果に基づき色ずれ補正制御を行う制御手段と、を備えており、前記検出パターンは、前記像担持体の回転方向である副走査方向に沿って第１間隔で配置された複数の基本パターンを含み、前記複数の基本パターンのそれぞれは、前記副走査方向に沿って第２間隔で配置されたＮ個の画像群（Ｎは３以上の整数）を含み、前記Ｎ個の画像群は、前記副走査方向に対して第１角度の画像を含む第１画像群と、前記副走査方向に対して前記第１角度とは異なる第２角度の画像を含む第２画像群と、を前記副走査方向に沿って交互に配置したものであり、前記第１間隔は、前記感光体又は前記感光体を駆動するモータの回転周期に対応する第１周期のＭ（Ｍは２以上の整数）倍の期間に前記像担持体の表面が移動する距離に対応し、前記第２間隔は、前記第１周期の（Ｎ−１）分の１の期間に前記像担持体の表面が移動する距離に対応することを特徴とする。

本発明によると、効果的にＡＣ色ずれを抑制できる。

一実施形態による画像形成装置の全体構成図。 一実施形態による画像形成装置の機構部を示す図。 一実施形態によるプリンタエンジンの構成図。 一実施形態によるセンサの説明図。 一実施形態によるセンサ制御部の構成図。 一実施形態による色ずれ補正処理のフローチャート。 一実施形態による検出パターンの説明図。 一実施形態による主走査方向の色ずれ量判定の説明図。 一実施形態による検出パターンを示す図。 一実施形態による検出パターンのトナー像の検出原理の説明図。 検出パターンを示す図。 一実施形態による検出パターンの説明図。 一実施形態による検出パターンの説明図。

以下、本発明の例示的な実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態は例示であり、本発明を実施形態の内容に限定するものではない。また、以下の各図においては、実施形態の説明に必要ではない構成要素については図から省略する。

＜第一実施形態＞
図１は、本実施形態による画像形成装置１０２を含むシステム構成図である。ホストコンピュータ１０１が画像形成装置１０２に画像データを送信して画像形成を指示すると、画像形成装置１０２は画像形成を行う。ビデオコントローラ１０３は、ホストコンピュータ１０１から画像形成が指示されると、色変換やハーフトーン処理などの各種データ処理を行い、プリンタエンジン１０４に処理後の画像データを送信して画像形成を指示する。プリンタエンジン１０４は、ビデオコントローラ１０３から画像形成が指示されると、受信する画像データに従い図２に示す画像形成装置の機構部を制御して記録媒体に画像形成を行う。

図２は、プリンタエンジン１０４が制御する画像形成装置の機構部を示す断面図である。図２において、参照符号の末尾のアルファベットＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、それぞれ、対応する部材が形成に関わるトナー像の色が、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックであることを示している。なお、以下の説明において、色を区別する必要が無い場合には、末尾のアルファベットを除いた参照符号を使用する。感光体２２は、画像形成時、図の反時計周り方向に回転駆動される。露光部２３は、感光体２２の表面を一様な電位に帯電させる。光走査部２４は、一様な電位に帯電された感光体２２を、画像データに基づき露光して静電潜像を形成する。現像部２６は、感光体２２に形成された静電潜像をトナーで現像しトナー像として可視化する。感光体２２のトナー像は、像担持体である転写ベルト２７に転写される。なお、各感光体２２のトナー像を重ねて転写ベルト２７に転写することで、転写ベルト２７には、フルカラーのトナー像が形成される。

転写ベルト２７は、画像形成時、駆動ローラ２５により図の時計周り方向に回転駆動される。これにより、転写ベルト２７のトナー像は、転写ローラ２８の対向位置へと搬送される。一方、カセット２１ａ又はトレイ２１ｂの記録媒体１１は、転写ベルト２７のトナー像が転写ローラ２８の対向位置へと搬送されるタイミングに合わせて、転写ローラ２８の対向位置へと搬送される。そして、転写ローラ２８は、転写ベルト２７のトナー像を、搬送路を搬送される記録媒体１１に転写する。クリーニング部２９は、記録媒体１１に転写されず、転写ベルト２７に残留したトナーを除去する。トナー像の転写後、記録媒体１１は、定着部３０に搬送される。定着部３０は、記録媒体１１を加熱・加圧してトナー像を記録媒体１１に定着させる。トナー像の定着後、記録媒体１１は、画像形成装置外へと排出される。センサ６は、転写ベルト２７の対向位置に設けられており検出パターンを検出する。

図３は、プリンタエンジン１０４の概略的な構成図である。プリンタエンジン１０４のエンジン制御部３０１は、図２に示す機構部３０２を制御して画像形成を行う。ＣＰＵ３０３は、ＲＡＭ３０５を主メモリ、ワークエリアとして利用し、不揮発性記憶部３０６に格納される各種制御プログラムに従い機構部の制御を行う。また、ＡＳＩＣ３０４も、ＣＰＵ３０３の指示のもと、ＣＰＵ３０３と協働して機構部を制御する。エンジンインタフェース部（Ｉ／Ｆ）３０７は、ビデオコントローラ１０３との通信部である。エンジン制御部３０１の各機能ブロックは、システムバス３１２により相互に通信可能な様に構成されている。なお、ＣＰＵ３０３の機能の一部或いは全てをＡＳＩＣ３０４に行わせても良く、また、逆にＡＳＩＣ３０４の機能の一部或いは全てをＣＰＵ３０３に行なわせても良い。また、別途の専用ハードウェアを設け、ＣＰＵ３０３やＡＳＩＣ３０４の機能の一部をその専用ハードウェアに行なわせるようにしても良い。

図４は、本実施形態によるセンサ６の説明図である。図４（Ａ）に示す様に、センサ６は、転写ベルト２７の搬送方向と直交する方向の端部、それぞれに、設けられる。なお、その一方をセンサ６Ｌと呼び、他方をセンサ６Ｒと呼ぶ。しかしながら、２つのセンサを区別する必要が無い場合にはセンサ６と表記する。図４（Ｂ）は、センサ６の構成図である。発光部６１は、例えば、ＬＥＤであり、転写ベルト２７に向けて光を照射する。受光部６２は、例えば、フォトトランジスタであり、発光部６１が照射し、転写ベルト２７の表面や、その上に形成された検出パターンでの反射光を受光する。なお、発光部６１と受光部６２は、光学的に対称となるように、それぞれ、転写ベルト２７の法線方向に対して角度Ａだけ傾けて配置する。これにより、受光部６２は、主に、転写ベルト２７での正反射光を受光する。なお、乱反射光を検出する別の受光部をさらに設ける構成であっても良い。

図５は、本実施形態によるセンサ６の制御構成である。なお、センサ制御部５１は、例えば、ＡＳＩＣ３０４により実現される。しかしながら、ＣＰＵ３０３により実現しても良い。駆動部５２は、センサ６Ｒ及び６Ｌをオン／オフするための駆動信号を出力する。センサ６Ｒ及び６Ｌは、オン状態になると、発光部６１が光を照射し、受光部６２は、受光強度又は受光量を示す検出信号を出力する。計測部５３は、センサ６Ｒ及び６Ｌが出力する検出信号を受信し、閾値と比較することで検出パターンの各色のトナー像の検出タイミングを計測する。演算部５５は、検出パターンの各色のトナー像の検出タイミングに基づき色ずれ量を演算し、色ずれを補正するための補正パラメータを求める。なお、本実施形態において、センサ６が出力する検出信号は、受光部６２の受光強度に応じた信号であり、計測部５３は、検出信号と閾値を比較することで検出パターンの各色のトナー像の検出タイミングを求める。しかしながら、センサ６内で閾値と比較し、センサ６が２値化信号を検出信号として計測部５３に出力する構成であっても良い。この場合、計測部５３は、２値化信号のエッジに基づき検出パターンの各色のトナー像の検出タイミングを検出する。

続いて、本実施形態において使用する検出パターンについて説明する。なお、図７において、白抜きの矢印は転写ベルト２７の回転方向、つまり、副走査方向を示している。また、副走査方向に直交する方向が主走査方向、つまり、光走査部２４による感光体２２の走査方向である。また、図７において参照符号７０１は、センサ６の検出位置を示している。

図７（Ａ）は、副走査方向に対して４５度の各色の斜線Ｙｚａ、Ｍｚａ、Ｃｚａ、Ｋｚａと、副走査方向に対して−４５度の各色の斜線Ｙｚｂ、Ｍｚｂ、Ｃｚｂ、Ｋｚｂと、を有する。なお、各斜線を示す文字列の最初の文字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、それぞれ、トナーの色が、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックであることを示している。また、以下では、斜線Ｙｚａ、Ｍｚａ、Ｃｚａ、Ｋｚａを含む画像群を第１画像群と呼び、斜線Ｙｚｂ、Ｍｚｂ、Ｃｚｂ、Ｋｚｂを含む画像群を第２画像群と呼ぶものとする。さらに、第１画像群と第２画像群を区別しない場合、これらを纏めて画像群と呼ぶものとする。本実施形態において、第１画像群と第２画像群は、副走査方向に対して線対称である。

図７（Ａ）のパターンは、副走査方向に沿って第２画像群を第１画像群の後側に配置したものであり、図７（Ｂ）のパターンは、副走査方向に沿って第２画像群を第１画像群の前側に配置したものである。なお、前側とは、センサ６により先に検出される側であり、下流側とも呼ぶ。一方、後側とは、センサ６により後に検出される側であり、上流側とも呼ぶ。本実施形態では、位置ずれのない理想状態において、画像群内の各斜線の副走査方向の幅をｗとし、１つの画像群内の隣接する２つの斜線間のトナーが付着しない部分の副走査方向の幅をｓとする。また、前側の画像群の最後の斜線と、後側の画像群の最初の斜線との副走査方向の最短距離をｇとする。さらに、各斜線の主走査方向の長さをＬｓとする。この場合、図７（Ａ）又は（Ｂ）に示すパターンの副走査方向の長さＬｂａｓｅ＝ｗ×８＋ｓ×６＋Ｌｓ×２＋ｇとなる。例えば、ｗ＝２［ｍｍ］、ｓ＝４［ｍｍ］、ｇ＝４［ｍｍ］、Ｌｓ＝１２［ｍｍ］であると、図７のパターンの副走査方向の長さＬｂａｓｅ＝６８［ｍｍ］となる。なお、画像形成装置は、理想的な状態において、センサ６の検出位置に各斜線の主走査方向の中心が来るように検出パターンを形成する。

続いて、図７（Ａ）のパターンの検出結果に基づく副走査方向及び主走査方向の色ずれ量の求め方について説明する。なお、以下の説明において、パターン内の各斜線の検出位置を、図７（Ａ）の各斜線を示す文字列にｄを付して表す。つまり、例えば、斜線Ｙｚａの検出位置をｄＹｚａと表記する。なお、各斜線の検出位置の求め方については後述する。また、以下では基準色をブラックとし、ブラックに対するイエロー、マゼンタ及びシアンそれぞれの色ずれ量を求めるものとする。

まず、イエローの副走査方向の色ずれ量は、以下の式により求めることができる。
｜（ｄＹｚａ＋ｄＹｚｂ）／２−（ｄＫｚａ＋ｄＫｚｂ）／２｜−３×（ｗ＋ｓ）
上記式は、第１画像群及び第２画像群のイエローの斜線の平均位置と、第１画像群及び第２画像群のブラックの斜線の平均位置との距離から、イエローとブラックの副走査方向の理想的な距離を減じたものである。なお、上記式において色ずれ量が負であることは、イエローとブラックの副走査方向の距離が理想より狭くなっていること、つまり、イエローが副走査方向の上流側にずれていることを示している。反対に、色ずれ量が正であることは、イエローとブラックとの副走査方向の距離が理想より広くなっていること、つまり、イエローが副走査方向の下流側にずれていることを示している。マゼンタ及びシアンの副走査方向の色ずれ量も同様の考え方により求めることができる。なお、マゼンタとブラックの理想的な距離は、２×（ｗ＋ｓ）であり、シアンとブラックの理想的な距離は（ｗ＋ｓ）である。

また、イエローの主走査方向の色ずれ量は、以下の式により求めることができる。
（｜ｄＫｚｂ−ｄＫｚａ｜−｜ｄＹｚｂ−ｄＹｚａ｜）／２
図８（Ａ）に示す様に、上記式の｜ｄＫｚｂ−ｄＫｚａ｜は、第１画像群と第２画像群のブラックの斜線の副走査方向の距離８０２を示している。同様に、｜ｄＹｚｂ−ｄＹｚａ｜は、第１画像群と第２画像群のイエローの斜線の副走査方向の距離８０１を示している。したがって、上記式の分子は、距離８０２から距離８０１を減じた値を示している。本実施形態において斜線の副走査方向に対する角度の絶対値は４５度であるため、距離８０２と距離８０１の差は主走査方向の色ずれ量の２倍となる。したがって、距離８０２から距離８０１を減じた値を２で割ることで主走査方向の色ずれ量が求められる。図８（Ａ）から明らかな様に、イエローがブラックに対して正側にずれると、距離８０１は、距離８０２より小さくなる。なお、本実施形態では、図８（Ａ）の矢印方向が正側のずれとしている。したがって、本実施形態では、距離８０２から距離８０１を減じることで、その符号がずれの方向を示すことになる。なお、マゼンタ、シアンについても同様である。

続いて、図７（Ｂ）のパターンの検出結果に基づく副走査方向及び主走査方向の色ずれ量の求め方について説明する。副走査方向の色ずれ量の求め方は図７（Ａ）のパターンと同様である。一方、主走査方向についても、色ずれ量の絶対値の求め方は同じであるが、符号とずれの方向との関係が図７（Ａ）のパターンとは異なる。これは、図８（Ｂ）に示す様に、イエローがブラックに対して正側にずれると、距離８０１が距離８０２より長くなるからである。つまり、図７（Ｂ）のパターンにおいては、図７（Ａ）のパターンと同じ計算式で計算したときにその値が負であると、イエローが正側にずれていることになる。

以上を踏まえて、本実施形態による検出パターンを図９により説明する。なお、本実施形態の画像形成装置では、感光体２２が１回転する周期と、その２倍高調波である感光体の半周期と、転写ベルト２７が１回転する周期の３つの周期で、回転ムラによるＡＣ色ずれが発生するものとする。なお、周期は時間であるが、以下では説明の簡略化のため、各周期を、当該周期における転写ベルト２７の表面の移動量で示すものとする。具体的には、感光体２２が１回転する間の転写ベルト２７の表面の移動量をドラム周期Ｌｄと呼び、転写ベルト２７が１回転する間の転写ベルト２７の表面の移動量をベルト周期Ｌｂと呼ぶものとする。そして、ドラム周期Ｌｄの１／２の周期をドラム半周期と呼ぶものとする。そして、具体的な数値例として、以下では、Ｌｄ＝１０８［ｍｍ］、Ｌｂ＝９００［ｍｍ］を使用する。

図９は、本実施形態における検出パターンを示している。図９は、センサ６Ｒが検出する検出パターンのみを示しているが、実際には、センサ６Ｌの検出位置にも同様の検出パターンが形成される。なお、図９の白抜きの矢印は、転写ベルト２７の搬送方向、つまり、副走査方向を示している。本実施形態において、検出パターンは、基本パターン９０１Ｒと、基本パターン９０２Ｒとを含んでいる。基本パターン９０１Ｒ及び９０２Ｒは、それぞれ、第１画像群と第２画像群を副走査方向に沿って交互に配置したものである。本実施形態において、基本パターン９０１Ｒ及び９０２Ｒそれぞれは、４つの画像群を含んでおり、隣接する２つの画像群の副走査方向の間隔を、ドラム周期Ｌｄの１／３としている。なお、隣接する２つの画像群の副走査方向の間隔とは、主走査方向の所定位置における、前側の画像群の斜線と、後側の画像群の同じ色の斜線との距離である。本実施形態において、所定位置は、斜線の主走査方向の中心位置とする。一般的に述べると、１つの基本パターンにＮ個（Ｎは３以上の整数）の画像群を形成する場合、画像群間の副走査方向の間隔を、ドラム周期Ｌｄの１／（Ｎ−１）とする。また、基本パターン間の副走査方向の間隔Ｌａを、本実施形態では、ドラム周期Ｌｄの４倍としている。なお、基本パターン間の副走査方向の間隔Ｌａとは、主走査方向の中心位置における、前側の基本パターンの先頭の斜線と、後側の基本パターンの先頭の斜線との距離である。

図９から明らかな様に、基本パターン９０１Ｒの隣接する２つの画像群の組９０４Ｒ及び９０６Ｒは、図７（Ａ）のパターンを構成し、隣接する２つの画像群の組９０５Ｒは、図７（Ｂ）のパターンを構成している。同様に、基本パターン９０２Ｒの隣接する２つの画像群の組９０７Ｒ及び９０９Ｒは、図７（Ｂ）のパターンを構成し、隣接する２つの画像群の組９０８Ｒは、図７（Ａ）のパターンを構成している。なお、以下の説明において画像群のサイズや間隔に関するパラメータは、図７（Ａ）に示す通りであり、以下の説明では、具体的な数値例として、ｗ＝２［ｍｍ］、ｓ＝４［ｍｍ］、ｇ＝４［ｍｍ］、Ｌｓ＝１２［ｍｍ］を使用する。また、以下の説明において、各斜線を特定する場合には、図９の各斜線に付した文字列を使用する。

上述した様に、センサ６Ｒの検出位置９０３Ｒ上での斜線ＲＹ０ａと斜線ＲＹ０ｂとの距離を、図９に示す様に、ドラム周期Ｌｄの３分の１とする。上記具体的な数値例を適用すると、斜線ＲＹ０ａと斜線ＲＹ０ｂとの距離は、ｗ×４＋ｓ×３＋Ｌｓ＋ｇ＝３６［ｍｍ］であり、これは、ドラム周期Ｌｄ＝１０８［ｍｍ］の３分の１である。また、上述した様に、基本パターン９０１Ｒと９０２Ｒとの距離をＬａは、Ｌｄ×４＝４３２［ｍｍ］となる。

続いて、図９の検出パターンの検出結果に基づく副走査方向及び主走査方向の色ずれ量の求め方について説明する。なお、以下の説明において、検出パターンの各斜線の検出位置を、図９の各斜線を示す文字列にｄを付して表す。つまり、例えば、斜線ＲＹ０ａの検出位置をｄＲＹ０ａと表記する。なお、各斜線の検出位置の求め方については後述する。また、以下では基準色をブラックとし、ブラックに対するイエロー、マゼンタ及びシアンそれぞれの色ずれ量を求めるものとする。

まず、副走査方向の色ずれ量の求め方について説明する。基本的な考え方は、図７（Ａ）及び（Ｂ）で説明したのと同様である。しかしながら、上述した様に、本実施形態では、図７（Ａ）、図７（Ｂ）で説明したパターンが計６組ある。したがって、各組のパターンの検出結果から求められる副走査方向の色ずれ量を平均化する。代表例として、イエローの副走査方向の色ずれ量ｄＲＹｓの計算方法を以下に示す。
ｄＲＹｓ＝｜（ｄＲＹ０ａ＋ｄＲＹ０ｂ）＋（ｄＲＹ０ｂ＋ｄＲＹ１ａ）＋（ｄＲＹ１ａ＋ｄＲＹ１ｂ）＋（ｄＲＹ２ａ＋ｄＲＹ２ｂ）＋（ｄＲＹ２ｂ＋ｄＲＹ３ａ）＋（ｄＲＹ３ａ＋ｄＲＹ３ｂ）−（ｄＲＫ０ａ＋ｄＲＫ０ｂ）−（ｄＲＫ０ｂ＋ｄＲＫ１ａ）−（ｄＲＫ１ａ＋ｄＲＫ１ｂ）−（ｄＲＫ２ａ＋ｄＲＫ２ｂ）−（ｄＲＫ２ｂ＋ｄＲＫ３ａ）−（ｄＲＫ３ａ＋ｄＲＫ３ｂ）｜／１２−３×（ｗ＋ｓ）
マゼンタ及びシアンについても、ブラックとの理想的な距離が異なる以外は同様である。

続いて、主走査方向の色ずれ量の求め方について説明する。副走査方向と同様に、６つの組のパターンの検出結果から求められる主査方向の色ずれ量を平均化する。代表例として、イエローの主走査方向の色ずれ量ｄＲｙｍの計算方法を以下に示す。
ｄＲＹｍ＝（｜ｄＲＫ０ｂ−ｄＲＫ０ａ｜−｜ｄＲＫ１ａ−ｄＲＫ０ｂ｜＋｜ｄＲＫ１ｂ−ｄＲＫ１ａ｜−｜ｄＲＫ２ｂ−ｄＲＫ２ａ｜＋｜ｄＲＫ３ａ−ｄＲＫ２ｂ｜−｜ｄＲＫ３ｂ−ｄＲＫ３ａ｜）／１２−（｜ｄＲＹ０ｂ−ｄＲＹ０ａ｜−｜ｄＲＹ１ａ−ｄＲＹ０ｂ｜＋｜ｄＲＹ１ｂ−ｄＲＹ１ａ｜−｜ｄＲＹ２ｂ−ｄＲＹ２ａ｜＋｜ｄＲＹ３ａ−ｄＲＹ２ｂ｜−｜ｄＲＹ３ｂ−ｄＲＹ３ａ｜）／１２
なお、ブラックとイエローそれぞれについて、平均値を求める際の符号が異なるのは、図７（Ａ）と図７（Ｂ）のパターンでは、符号と色ずれの方向との関係が逆であるからである。

図６は、本実施形態による色ずれ補正処理のフローチャートである。なお、画像形成装置は、所定条件が満たされると色ずれ補正処理を開始する。所定条件は、例えば、電源が投入されたとき、前回の色ずれ補正処理から所定枚数の印刷を行ったとき、前回の色ずれ補正処理から所定時間経過したとき、装置内部の温度が所定値以上変動したときに満たされる。しかしながら、その他の条件を使用することもできる。色ずれ補正の開始によりＣＰＵ３０３は、Ｓ１０で、機構部３０２を制御して図９の検出パターンを転写ベルト２７に形成する。Ｓ１１で、計測部５３は、検出信号に基づき検出パターンを検出する。図１０は、１つの斜線に対応するトナー像がセンサ６の検出領域を通過した際の検出信号を示している。図１０に示す様に、トナー像での正反射光は、転写ベルト２７の表面での正反射光より弱いため、トナー像がセンサ６の検出領域を通過すると検出信号は一旦減少する。計測部５３は、検出信号と閾値と比較し、検出信号が閾値を下回ったタイミングｔｅ０をトナー像の前側のエッジの検出タイミングとする。そして、計測部５３は、検出信号が閾値を上回ったタイミングｔｅ１を、トナー像の後側のエッジの検出タイミングとする。計測部５３は、この２つの検出タイミングｔｅ０及びｔｅ１から、検出した斜線の位置を、（ｔｅ０＋ｔｅ１）／２×Ｖｐとして求める。ここで、Ｖｐは、転写ベルト２７の表面の移動速度［ｍｍ／ｓｅｃ］である。

演算部５５は、Ｓ１２で、センサ６Ｒ及び６Ｌが検出した検出パターンの各斜線の位置に基づき、上述した様に、センサ６Ｒ及び６Ｌについて副走査方向と主走査方向の色ずれ量を求める。そして、センサ６Ｒの検出結果に基づき求めた副走査方向と主走査方向の色ずれ量と、センサ６Ｌの検出結果に基づき求めた副走査方向と主走査方向の色ずれ量に基づき、副走査色ずれ量、主走査色ずれ量、主走査幅、傾き量をそれぞれ求める。以下では、代表してイエローの副走査色ずれ量、主走査色ずれ量、主走査幅、傾き量の求め方について説明する。なお、センサ６Ｒの検出結果から求めたイエローの副走査方向及び主走査方向の色ずれ量をｄＲＹｓ及びｄＲＹｍとし、センサ６Ｌの検出結果から求めたイエローの副走査方向及び主走査方向の色ずれ量をｄＬＹｓ及びｄＬＹｍとする。

まず、イエローの副走査色ずれ量ｄＹｓは、ｄＲＹｓとｄＬＹｓの平均値として求める。つまり、
ｄＹｓ＝（ｄＲＹｓ＋ｄＬＹｓ）／２
である。同様に、イエローの主走査色ずれ量ｄＹｍは、ｄＲＹｍとｄＬＹｍの平均値として求める。つまり、
ｄＹｍ＝（ｄＲＹｍ＋ｄＬＹｍ）／２
である。

イエローの主走査幅ｄＹｗは、基準色であるブラックに対するイエローの主走査幅の伸縮量であり、
ｄＹｗ＝ｄＲＹｍ−ｄＬＹｍ
により求めるまた、イエローの傾き量ｄＹｋは基準色であるブラックに対する走査線の傾き量であり、
ｄＹｋ＝ｄＲＹｓ−ｄＬＹｓ
により求める。

演算部５５は、Ｓ１３で、各色の副走査色ずれ量、主走査色ずれ量、主走査幅、傾き量に基づき補正パラメータを計算する。具体的には「副走査色ずれ量」より、副走査方向の色ずれをキャンセルするための感光体２２の露光タイミングの調整量を計算する。「主走査色ずれ量」より、主走査方向の色ずれ量をキャンセルするための主走査方向の露光開始タイミングの調整量を計算する。「主走査幅」より、主走査幅のずれをキャンセルするための、主走査幅の補正伸縮率を計算する。「傾き量」からは、走査線の傾きをキャンセルするための傾き補正角度を計算する。演算部５５は、Ｓ１４で、補正パラメータをビデオコントローラ１０３へと送信し、ビデオコントローラ１０３は、不図示の不揮発性記憶部に補正パラメータを記録する。画像形成時、ビデオコントローラ１０３は、記憶した補正パラメータに基づいてプリンタエンジン１０４に画像形成の指示を行う。

続いて、本実施形態の効果について説明する。例えば、図７（Ａ）又は（Ｂ）のパターンの副走査方向の長さは６８［ｍｍ］である。したがって、ドラム周期Ｌｄ（１０８［ｍｍ］）の１／３の間隔、すなわち３６［ｍｍ］の間隔で、図７（Ａ）又は（Ｂ）のパターンを配置することはできない。このため、図１１に示す検出パターンが考えられる。図１１に示す検出パターンは、図７（Ａ）のパターンを３つ、副走査方向に沿って配置したものである。なお、パターン１１０４Ｒとパターン１１０５Ｒの副走査方向の間隔を、ドラム周期Ｌｄの２／３とし、パターン１１０４Ｒとパターン１１０６Ｒとの間隔Ｌｐを、Ｌｐ＝Ｌｄ×４＋Ｌｄ／３としている。したがって、３つのパターンは、ドラム周期Ｌｄを３等分した位相に配置されている。したがって、３つのパターンそれぞれの検出結果を平均することでドラム周期及びドラム半周期のＡＣ色ずれが低減される。

なお、上記具体的な数値を適用すると、Ｌｐは、４６８［ｍｍ］であり、ベルト周期Ｌｂ（９００［ｍｍ］）の半分の４５０［ｍｍ］に近い値である。つまり、パターン１１０４Ｒとパターン１１０６Ｒは、ベルト周期の逆位相に近い位置である。しかしながら、パターン１１０５Ｒの存在により、３つのパターンの検出結果の平均では、ベルト周期のＡＣ色ずれの影響を低減できない。また、ＡＣ色ずれも正弦波ではない波形になる場合もあり、この場合にはドラム周期Ｌｄに対して３組だけの平均化ではＡＣ色ずれが十分に抑圧されず、ドラム周期、及びドラム半周期のＡＣ色ずれの影響を十分に低減できない。

一方、本実施形態では、図９を用いて説明した様に、基本パターン内の最初と最後の画像群以外の画像群を、その前側の画像群及び後側の画像群それぞれと組合せて色ずれ量を算出する様にしている。つまり、１つの基本パターンの３つの組の間隔はドラム周期の１／３の間隔である。さらに、基本パターン間の間隔Ｌａは、Ｌａ＝Ｌｄ×４である。つまり、前側の基本パターンの３つのパターンそれぞれは、後側の基本パターンの３つのパターンそれぞれと同位相である。したがって、６つのパターンの検出結果を平均化することでドラム周期及びドラム半周期のＡＣ色ずれを低減することができる。

さらに、２つの基本パターンの間隔Ｌａは、Ｌａ＝４×Ｌｄ＝４３２［ｍｍ］と、ベルト周期の１／２＝４５０［ｍｍ］に近い値である。また、上述した様に、２つの基本パターンの３つの組それぞれは同位相である。６つの組の検出結果を平均化することは、基本パターン９０１Ｒの３つの組の検出結果の平均と、基本パターン９０２Ｒの３つの組の検出結果の平均との平均を求めることに相当する。したがって、６つのパターンによる検出結果の平均によりベルト周期のＡＣ色ずれを低減することができる。さらに、本実施形態では、図１１の構成より多い６つのパターンの平均を求めるため、ＡＣ色ずれが正弦波ではない場合であっても色ずれを効果的に低減することができる。

以上、本実施形態では、１つの画像群を２つのパターンにおいて共通して使用するため、限られた長さの中で複数のＡＣ色ずれの影響を低減することが可能である。

なお、本実施形態において、基本パターン９０１Ｒと基本パターン９０２Ｒとの間隔をドラム周期の４倍としたが、これは、転写ベルトのベルト周期Ｌｂ＝９００［ｍｍ］に基づき決定する。より具体的には、ドラム周期ＬｄのＭ倍（Ｍは２以上の整数）と、ベルト周期Ｌｂ＝９００［ｍｍ］を整数で除した値を比較し、その差が小さくなる様にＭの値を決定する。さらに、形成する基本パターンの数は、ベルト周期Ｌｂと、ドラム周期Ｌｄと、決定した値Ｍに基づき決定する。具体的には、本例では、ドラム周期Ｌｄの４倍である４３２［ｍｍ］と、ベルト周期Ｌｂを２で割った４５０［ｍｍ］が近いため、Ｍを４とした。そして、ベルト周期Ｌｂを除するのに使用した２を形成する基本パターンの数としている。また、本実施形態では、基本パターン内の画像群の数Ｎを４としたが、Ｎは４に限定されず、画像形成装置の特性に応じて３以上の任意の数Ｎを選択することができる。

＜第二実施形態＞
続いて、第二実施形態について第一実施形態との相違点を中心に説明する。図１２（Ａ）及び（Ｂ）は、図７（Ａ）及び（Ｂ）の第１画像群の各画像の副走査方向に対する角度を９０度としたものである。図１２から明らかな様に、第１画像群の角度を変更したことにより、副走査方向の長さＬｂａｓｅを、第一実施形態より短くすることができる。なお、副走査方向の色ずれ量の計算方法は第一実施形態と同様である。一方、主走査方向の色ずれ量は、例えば、イエローに関しては以下の式となる。
（｜ｄＫｚｂ−ｄＫｚａ｜−｜ｄＹｚｂ−ｄＹｚａ｜）
第一実施形態では、第１画像群の各画像が副走査方向に対して４５度であるが、本実施形態では９０度となるため、第一実施形態における２で除する部分が無くなる。その他は、第一実施形態と同様である。

＜第三実施形態＞
続いて、第三実施形態について第一実施形態及び第二実施形態との相違点を中心に説明する。図１３は、本実施形態による検出パターンを示す図である。本実施形態では、４つの基本パターン１５０１Ｒ、１５０２Ｒ、１５０３Ｒ及び１５０４Ｒを形成する。基本パターン１５０１Ｒと１５０３Ｒとしては、先の第一実施形態の図９における基本パターン９０１Ｒと同様のパターンを形成する。また、基本パターン１５０２Ｒと１５０４Ｒとしては、図９における基本パターン９０２Ｒと同様のパターンを形成する。なお、４つの基本パターン１５０１Ｒ、１５０２Ｒ、１５０３Ｒ及び１５０４Ｒの第１画像群は第二実施形態のものであっても良い。本実施形態では、基本パターン間の間隔Ｌａを第一実施形態の半分、つまり、２Ｌｄとする。しがって、４つの基本パターンそれぞれに含まれる３組のパターンの位相は同位相となり、１２個のパターンの検出結果を平均化することで、ドラム周期及びドラム半周期のＡＣ色ずれを低減することができる。さらに、本実施形態では、基本パターン間の間隔Ｌａを第一実施形態の半分としたため、間隔Ｌａは、ベルト周期の１／４の間隔に近い値となる。したがって、ベルト周期によるＡＣ色ずれを４位相で平均化でき、ベルト周期のＡＣ色ずれを効果的に低減できることになる。さらに、本実施形態では、合計１２個のパターンの平均を使用するため、ＡＣ色ずれが正弦波ではない波形になった場合においても、より効果的に色ずれを低減することができる。

＜まとめ＞
以上、画像形成装置は、複数の基本パターンを、副走査方向に沿って所定間隔（第１間隔）で配置した検出パターンを形成する。複数の基本パターンのそれぞれは、副走査方向に沿って所定間隔（第２間隔）で配置されたＮ個の画像群（Ｎは３以上の整数）を含んでいる。ここで、Ｎ個の画像群は、副走査方向に対して第１角度の線状の画像を含む第１画像群と、第１角度とは異なる第２角度の線状の画像を含む第２画像群と、を副走査方向に沿って交互に配置したものである。一例として、第１角度は４５度であり、第２角度は−４５度である。また、一例として、第１角度は９０度であり、第２角度は−４５度である。しかしながら、その他の角度を使用することもできる。

ここで、画像を像担持体に形成する形成部に含まれる回転部材の回転周期である第１周期で生じるＡＣ色ずれを抑圧するものとする。例えば、感光体又は感光体を駆動するモータの回転周期である第１周期で生じるＡＣ色ずれを抑圧するものとする。なお、第１周期の期間における像担持体の表面の移動距離を第１距離とする。上記例においては、第１距離は、ドラム周期Ｌｄ＝１０８［ｍｍ］に対応する。この場合、第１間隔は、第１距離のＭ（Ｍは２以上の整数）倍であり、第２間隔は、第１距離の（Ｎ−１）分の１とする。なお、Ｍの値は、像担持体の周長を正の整数で除した値と、第１距離との比較に基づき決定する。また、形成する基本パターンの数は、Ｍの値を決定した際の、像担持体の周長の除数により決定する。これにより、像担持体の回転ムラにより生じるＡＣ色ずれも抑制することができる。

そして、色ずれ補正制御を行うエンジン制御部３０１は、検出パターの各基本パターンについて、隣接する第１画像群と第２画像群をそれぞれ１つの組とする。したがって、１つの基本パターンには（Ｎ−１）個の組が存在する。エンジン制御部３０１は、１つの基本パターンについて、（Ｎ−１）個の組それぞれの検出結果から色ずれ量を求める。そして、複数の基本パターンそれぞれの（Ｎ−１）個の組の色ずれ量を平均化して検出パターンによる色ずれ量を求める。

なお、図９の例において、基本パターン９０１Ｒの最初の画像群は第１画像群であり、基本パターン９０２Ｒの最初の画像群は第２画像群である。この様に、隣接する基本パターンの最初の画像群についても、第１画像群と第２画像群を交互に配置することで、色ずれ量の検出精度を改良できる。しかしながら、基本パターンの最初の画像群を第１画像群又は第２画像群とすることもできる。

なお、上記実施形態では、像担持体の回転ムラにより生じるＡＣ色ずれを抑えるため、複数の基本パターンを形成したが、１つの基本パターンのみを形成する構成であっても良い。上記実施形態で説明した様に、１つの画像群を、２つの異なるパターンの両方で使用するため、１つの基本パターンであっても限られた領域に多くの組のパターンを形成でき、よって、ＡＣ色ずれの高調波成分を効率よく抑えることができる。

なお、上記各実施形態では、基本パターンは、２つの異なる画像群を交互に配置していた。しかしながら、３つ以上の異なる角度の画像群を使用することもできる。例えば、副走査方向に対して４５度の角度の第１画像群と、−４５度の角度の第２画像群と、９０度の第３画像群を使用することもできる。より一般的には、１つの基本パターンを、第１画像群から第Ｎ画像群（Ｎは３以上の整数）のＮ個の画像群を副走査方向に沿って配置したものとすることができる。ここで、第ｋ画像群（ｋは１からＮの整数）は、副走査方向に対して第ｋ角度の各色の線状の画像で構成されるものとする。この場合、第ｉ角度（ｉは２〜Ｎ−１の整数）が、第（ｉ−１）角度と第（ｉ＋１）角度と異なる角度であれば良い。これは、有る画像群の角度が、隣接する画像群の角度と同じであると、主走査方向の色ずれ量が判定できなくなるからである。また、複数の基本パターンを形成する場合において、各基本パターン内の画像群は同じでなくとも良い。

さらに、上記各実施形態で説明した色ずれ補正処理のための検出パターンと共に、濃度補正のための濃度検出パターンを中間転写ベルト２７に形成することができる。この場合、ＣＰＵ３０３は、検出パターンの検出結果に基づき色ずれ補正制御を行い、濃度検出パターンの検出結果に基づき濃度補正制御を行う。つまり、一度のキャリブレーションで色ずれ補正と濃度補正を実行する。上述した様に、色ずれ補正処理のための検出パターンでは、１つの画像群を２つのパターンにおいて共通して使用するため副走査方向の長さが短くできる。したがって、例えば、基本パターンの間の領域や、検出パターンの前後等に濃度検出パターンを形成でき、効率よく、色ずれ補正制御と濃度補正制御を行うことができる。

［その他の実施形態］
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

２２：感光体、２３：帯電部、２４：光走査部、２６：現像部、２７：転写ベルト、６：センサ、３０１：エンジン制御部

Claims (14)

1. 感光体にトナー像を形成し、前記感光体のトナー像を、回転駆動される像担持体に転写することで、前記像担持体に検出パターンを形成する形成手段と、
   前記検出パターンを検出する検出手段と、
   前記検出手段による前記検出パターンの検出結果に基づき色ずれ補正制御を行う制御手段と、
   を備えており、
   前記検出パターンは、前記像担持体の回転方向である副走査方向に沿って第１間隔で配置された複数の基本パターンを含み、
   前記複数の基本パターンのそれぞれは、前記副走査方向に沿って第２間隔で配置されたＮ個の画像群（Ｎは３以上の整数）を含み、
   前記Ｎ個の画像群は、前記副走査方向に対して第１角度の画像を含む第１画像群と、前記副走査方向に対して前記第１角度とは異なる第２角度の画像を含む第２画像群と、を前記副走査方向に沿って交互に配置したものであり、
   前記第１間隔は、前記感光体又は前記感光体を駆動するモータの回転周期に対応する第１周期のＭ（Ｍは２以上の整数）倍の期間に前記像担持体の表面が移動する距離に対応し、
   前記第２間隔は、前記第１周期の（Ｎ−１）分の１の期間に前記像担持体の表面が移動する距離に対応することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記Ｍの値は、前記像担持体の周長を正の整数で除した値と、前記第１周期の期間に前記像担持体の表面が移動する距離との比較により決定されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記複数の基本パターンの数は、前記Ｍの値を求めた際の前記像担持体の周長の除数に基づき決定されることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御手段は、前記複数の基本パターンの各基本パターンの隣接する前記第１画像群と前記第２画像群の（Ｎ−１）個の組それぞれについて、前記検出手段による前記第１画像群と前記第２画像群の検出結果に基づく色ずれ量を求め、前記複数の基本パターンそれぞれの（Ｎ−１）個の組の色ずれ量を平均化した値に基づき前記色ずれ補正制御を行うことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記第１画像群は、複数の色それぞれについて、前記第１角度の線状のトナー像を含み、
   前記第２画像群は、前記複数の色それぞれについて、前記第２角度の線状のトナー像を含むことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記第１画像群と前記第２画像群は、前記副走査方向に対して線対称であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記第１角度は９０度であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記複数の基本パターンのうちの前記副走査方向において隣接する２つの基本パターンの前側の基本パターンの最初の画像群が前記第１画像群であると、後側の基本パターンの最初の画像群は前記第２画像群であり、
   前記複数の基本パターンのうちの前記副走査方向において隣接する２つの基本パターンの前側の基本パターンの最初の画像群が前記第２画像群であると、後側の基本パターンの最初の画像群は前記第１画像群であることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記第２間隔は、前記副走査方向と直交する主走査方向の所定位置における隣接する画像群間の距離であることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
10. 前記形成手段は、前記複数の基本パターンの隣接する２つの基本パターンの間に濃度検出パターンを形成し、
    前記制御手段は、前記濃度検出パターンの検出結果に基づき濃度補正制御を行うことを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
11. 感光体にトナー像を形成し、前記感光体のトナー像を、回転駆動される像担持体に転写することで、前記像担持体に検出パターンを形成する形成手段と、
    前記検出パターンを検出する検出手段と、
    前記検出手段による前記検出パターンの検出結果に基づき色ずれ補正制御を行う制御手段と、
    を備えており、
    前記検出パターンは１つ以上の基本パターンを含み、
    前記基本パターンは、前記像担持体の回転方向である副走査方向に沿って所定間隔で配置されたＮ個の画像群（Ｎは３以上の整数）を含み、
    前記Ｎ個の画像群は、前記副走査方向に対して第１角度の画像を含む第１画像群と、前記副走査方向に対して前記第１角度とは異なる第２角度の画像を含む第２画像群と、を前記副走査方向に沿って交互に配置したものであり、
    前記所定間隔は、前記感光体又は前記感光体を駆動するモータの回転周期に対応する第１周期の（Ｎ−１）分の１の期間に前記像担持体の表面が移動する距離に対応し、
    前記制御手段は、前記基本パターンの隣接する前記第１画像群と前記第２画像群の（Ｎ−１）個の組それぞれについて、前記検出手段による第１画像群と第２画像群の検出結果に基づく色ずれ量を求め、前記１つ以上の基本パターンの（Ｎ−１）個の組の色ずれ量を平均化した値に基づき前記色ずれ補正制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
12. 感光体にトナー像を形成し、前記感光体のトナー像を、回転駆動される像担持体に転写することで、前記像担持体に検出パターンを形成する形成手段と、
    前記検出パターンを検出する検出手段と、
    前記検出手段による前記検出パターンの検出結果に基づき色ずれ補正制御を行う制御手段と、
    を備えており、
    前記検出パターンは、前記像担持体の回転方向である副走査方向に沿って第１間隔で配置された複数の基本パターンを含み、
    前記複数の基本パターンのそれぞれは、前記副走査方向に沿って第２間隔で配置されたＮ個の画像群（Ｎは３以上の整数）を含み、
    第ｋ画像群（ｋは１からＮの整数）は、前記副走査方向に対して第ｋ角度の画像を含み、
    第ｉ角度（ｉは２からＮ−１の整数）は、第（ｉ−１）角度と第（ｉ＋１）角度とは異なる角度であり、
    前記第１間隔は、前記感光体又は前記感光体を駆動するモータの回転周期に対応する第１周期のＭ（Ｍは２以上の整数）倍の期間に前記像担持体の表面が移動する距離に対応し、
    前記第２間隔は、前記第１周期の（Ｎ−１）分の１の期間に前記像担持体の表面が移動する距離に対応することを特徴とする画像形成装置。
13. 前記複数の基本パターンのうちの前記副走査方向において隣接する２つの基本パターンの前側の基本パターンの最初の画像群の角度と、後側の基本パターンの最初の画像群の角度は異なることを特徴とする請求項１２に記載の画像形成装置。
14. 感光体にトナー像を形成し、前記感光体のトナー像を、回転駆動される像担持体に転写することで、前記像担持体に検出パターンを形成する形成手段と、
    前記検出パターンを検出する検出手段と、
    前記検出手段による前記検出パターンの検出結果に基づき色ずれ補正制御を行う制御手段と、
    を備えており、
    前記検出パターンは１つ以上の基本パターンを含み、
    前記１つ以上の基本パターンのそれぞれは、副走査方向に沿って所定間隔で配置されたＮ個の画像群（Ｎは３以上の整数）を含み、
    第ｋ画像群（ｋは１からＮの整数）は、前記副走査方向に対して第ｋ角度の画像を含み、
    第ｉ角度（ｉは２からＮ−１の整数）は、第（ｉ−１）角度と第（ｉ＋１）角度とは異なる角度であり、
    前記所定間隔は、前記感光体又は前記感光体を駆動するモータの回転周期に対応する第１周期の（Ｎ−１）分の１の期間に前記像担持体の表面が移動する距離に対応し、
    前記制御手段は、前記基本パターンの隣接する２つの画像群の（Ｎ−１）個の組それぞれについて、前記検出手段による画像群の検出結果に基づく色ずれ量を求め、前記１つ以上の基本パターンの（Ｎ−１）個の組の色ずれ量を平均化した値に基づき前記色ずれ補正制御を行うことを特徴とする画像形成装置。

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