JPH1165208A

JPH1165208A - カラー画像形成装置

Info

Publication number: JPH1165208A
Application number: JP9223922A
Authority: JP
Inventors: Toshiya Sato; 敏哉佐藤; Nobuo Iwata; 信夫岩田; Masashi Shinohara; 賢史篠原
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1997-08-20
Filing date: 1997-08-20
Publication date: 1999-03-05

Abstract

(57)【要約】【課題】重ね合わせ画像の位置ずれ量検出手段として、
搬送ベルトに各色トナーマークのパターンを形成し、該
パターンをマーク検知センサで検知するカラー画像形成
装置において、感光体の偏心や回転ムラ等による各色の
位置ずれ量の変動の中央値を精度よく求め、位置ずれ量
の検知精度を向上させる。【解決手段】本発明では、搬送ベルトに形成する位置ず
れ量検出パターン２０として、感光体半周長分の間隔Ｌ
をもって形成された同色同形状の２つのトナーマークか
らなるトナーマーク対（Ｋ₁₁，Ｋ₁₂）（Ｋ₂₁，Ｋ₂₂）
（Ｋ₃₁，Ｋ₃₂）・・・が複数対存在し、且つ隣接するトナ
ーマーク対は互いに感光体半周長Ｌの整数倍とは異なる
距離Ｌ’離れた位置に存在するようしたので、複数のト
ナーマーク対を検知することにより、各色の位置ずれ量
の変動を検知して平均化することができ、位置ずれ量の
変動の中央値を精度良く求めることが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数個の電子写真
プロセス部によって形成された画像を搬送体上の記録媒
体に順次重ねて転写しカラー画像を形成するカラー画像
形成装置に関し、特に、各色間の画像位置ずれ量を検出
する手段を備えたカラー画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】搬送体（搬送ベルト等）に沿って複数個
配置された像担持体（感光体等）を含む電子写真プロセ
ス部によって形成された画像を、前記搬送体により搬送
される単一の記録媒体（記録用紙等）上に順次重ね合わ
せて転写することにより、前記記録媒体上にカラー画像
を得る電子写真方式を用いたカラー画像形成装置が知ら
れている。

【０００３】このような電子写真方式を用いた画像形成
装置においては、機構の寸法及び駆動系に誤差がある
と、トナー像が本来形成される位置とはずれた位置に形
成されることになるので、画像ムラや、歪み等が発生す
る。特に上記カラー画像形成装置のように、単一の記録
媒体に各色画像を重ねて複数回転写させる方式において
は、各色同士の相対的な位置ずれが新たな問題として発
生する。

【０００４】つまり、このようなカラー画像形成装置で
は、電子写真プロセス部を構成する複数の感光体ドラム
（像担持体）の軸間距離の誤差、各感光体ドラムの平行
度誤差、光源部から感光体ドラムまで光を導く折り返し
ミラーなどの光学系の設置誤差、画像の書き込みのタイ
ミング誤差などにより、本来、重ならなければならない
記録媒体上の位置に各色画像が重ならず、色間で位置が
ずれた画像が形成される。この色間の相対的な位置ずれ
は色ずれとして視覚的に目立ちやすく、画像品質を著し
く低下させるという問題がある。とりわけ、複数の感光
体を有してなるフルカラー画像形成装置では位置ずれ要
因が多いために、その対策は最も難易度が高いとされて
いる。

【０００５】このような色ずれの原因となる誤差は、機
械製造の直後等、初期的に調整を行っても、作像ユニッ
トの交換や、メンテナンス、製品の運搬等によって再び
発生する他、複数枚の画像形成後の各機構部の温度膨張
によっても経時的に誤差が変動するため、より短いレン
ジで調整を行う必要がある。

【０００６】そこで、このようなカラー画像形成装置に
おいて発生する色ずれを補正する手段として、搬送ベル
ト上に位置ずれ検知マークとなるレジストマーク（トナ
ーマーク）を所定間隔で形成し、形成したレジストマー
クを検出器で読み取り、その読み取り結果に基づいて位
置ずれ量を求め、求めた位置ずれ量に応じて画像形成位
置を補正することが行われている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、搬送ベルト
上のレジシトマークを検知して位置ずれ量を求める場
合、記録媒体の搬送方向位置によって各種ずれが変動
し、位置ずれ量の検出に誤差が生じるという問題があ
る。例えば、感光体ドラムや、搬送ベルトの駆動ローラ
に偏心や回転ムラ（回転速度変動）が生じた場合、記録
媒体の搬送方向の各位置によって位置ずれ量が変動す
る。この変動は主走査方向、副走査方向のいずれにも存
在し、特に感光体ドラムに偏心や回転ムラがある場合に
は、各色で感光体１周長の周期を基本周波数として位置
ずれ量の変動が起こる。従って、検知する位置によって
ずれ量が変わってしまうという不具合がある。

【０００８】このような不具合を解決するため、特開平
８−２４８７３０号公報には、感光体ドラムの回転速度
変動によるレジストデータの誤差をキャンセルして、正
確なトップマージン調整を可能とし、変動的な色ずれの
ない高品位カラー画像を常に得ることを可能とした画像
形成装置が提案されている。この従来技術では、感光体
ドラム半周期毎に１個の割合で偶数個のレジストマーク
を形成し、その各マークを読み取ってレジストデータを
計算するに際し、マークの読み取り不能があった場合
に、その読み取り不能データ、および感光体ドラム１周
期内でこれとペアとなるデータを無効にし、また読み取
りデータが異常であると判断された場合に、その異常デ
ータ、およびこれと感光体ドラム１周期内でペアとなる
データを無効にし、残りを有効データとするというもの
である。

【０００９】ここで、感光体半周期の間隔をあけてレジ
ストマークを形成させる理由は、感光体１周期のずれ変
動がきれいな正弦波を描く場合、半周期間隔の対のマー
クを検知して平均化すれば誤差が相殺され、理論上常に
ずれ変動の中央値を検出できるからである。しかしなが
ら、実際のずれの挙動はきれいな正弦波を描くものでは
なく、例えば図７に示すようにいびつな周期波形とな
り、マークの形成位置によってはずれの中央値とは大き
く外れた検出値が得られてしまうという問題がある。ま
た、感光体ドラム半周期毎に複数マークを作る場合、常
に同じ周期のずれを検知していることになるので、これ
らを平均しても誤差は無くならないという問題がある。

【００１０】本発明は上記事情に鑑みなされたものであ
って、感光体等の偏心や回転ムラにより位置ずれ量の変
動がある場合にも、位置ずれ量の変動の中央値を精度よ
く求めることができ、位置ずれ量の検知精度を向上する
ことができるカラー画像形成装置を提供することを目的
とする。さらには上記目的に加えて、位置ずれ量検出パ
ターンの長さを短くして検知時間の短縮を図ること、バ
ラツキの少ない検知結果を得ることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、搬送体に沿って複数個配置
された像担持体を含む電子写真プロセス部によって形成
された画像を前記搬送体により搬送される単一の記録媒
体上に順次重ね合わせて転写することにより前記記録媒
体上にカラー画像を得るカラー画像形成装置であって、
前記重ね合わせ画像の位置ずれ量検出手段として、前記
搬送体を照射する発光素子と、前記搬送体を透過もしく
は反射した光が通過するスリットと、該スリットを通過
した光を受光する受光素子と、位置ずれ量検出パターン
として前記搬送体に各色トナーマークのパターンを形成
する手段を有するカラー画像形成装置において、前記位
置ずれ量検出パターンとして、像担持体半周長分の間隔
をもって形成された同色同形状の２つのトナーマークか
らなるトナーマーク対が複数対存在し、且つ隣接するト
ナーマーク対は互いに像担持体半周長の整数倍とは異な
る距離離れた位置に存在することを特徴とするものであ
る。

【００１２】請求項２記載の発明は、搬送体に沿って複
数個配置された像担持体を含む電子写真プロセス部によ
って形成された画像を前記搬送体により搬送される単一
の記録媒体上に順次重ね合わせて転写することにより前
記記録媒体上にカラー画像を得るカラー画像形成装置で
あって、前記重ね合わせ画像の位置ずれ量検出手段とし
て、前記搬送体を照射する発光素子と、前記搬送体を透
過もしくは反射した光が通過するスリットと、該スリッ
トを通過した光を受光する受光素子と、位置ずれ量検出
パターンとして前記搬送体に各色トナーマークのパター
ンを形成する手段を有するカラー画像形成装置におい
て、前記位置ずれ量検出パターンとして、像担持体半周
長分の間隔をもって形成された同色同形状の２つのトナ
ーマークからなるトナーマーク対が複数対存在し、且つ
トナーマーク対の間隔内に別のトナーマーク対のトナー
マークが１個以上存在するパターンを形成することを特
徴とするものである。

【００１３】請求項３記載の発明は、請求項１または２
記載のカラー画像形成装置において、前記位置ずれ量検
出パターンは、各色それぞれ搬送方向に垂直なトナーマ
ーク（横線）と、搬送方向に対して水平でなく垂直でな
い特定の角度をもったトナーマーク（斜め線）とを交互
に、トナーマーク同士が重ならない間隔をもって形成し
たパターンであることを特徴とするものである。

【００１４】請求項４記載の発明は、請求項１，２また
は３記載のカラー画像形成装置において、前記位置ずれ
量検出パターンは、各色の横線、斜め線のトナーマーク
がそれぞれ４ライン以上存在することを特徴とするもの
である。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して詳細に説明する。

【００１６】まず、本発明に係るカラー画像形成装置の
構成例を図２により説明する。図２に示すように、この
カラー画像形成装置では、記録媒体である記録用紙の搬
送経路に沿って複数個の電子写真プロセス部としての画
像形成部が配列されていて、用紙が各画像形成部を通過
する度に異なった色の画像が順次用紙上に転写され、最
終的に４色の重ね合わせによるカラー画像が得られる。

【００１７】各画像形成部は、画像形成媒体として機能
するドラム状のブラック用感光体１Ｋ，マゼンタ用感光
体１Ｍ，イエロー用感光体１Ｙ，シアン用感光体１Ｃ
と、これらの感光体の周囲に配設されたブラック用帯電
装置２Ｋ，マゼンタ用帯電装置２Ｍ，イエロー用帯電装
置２Ｙ，シアン用帯電装置２Ｃと、ブラック用現像装置
３Ｋ，マゼンタ用現像装置３Ｍ，イエロー用現像装置３
Ｙ，シアン用現像装置３Ｃなどから構成されている。

【００１８】各画像形成部の感光体１Ｋ，１Ｍ，１Ｙ，
１Ｃを露光する露光装置としてはレーザスキャナー８が
使用されており、このレーザスキャナー８は、レーザ光
源からのレーザビームをポリゴンスキャナー９で反射さ
せ、さらに各ｆθレンズ１０Ｋ，１０Ｍ，１０Ｙ，１０
Ｃや各偏向ミラー１１Ｋ，１１Ｍ，１１Ｙ，１１Ｃで光
路を折り曲げて各感光体１Ｋ，１Ｍ，１Ｙ，１Ｃに導
き、各感光体の表面を露光するようになっている。ま
た、このレーザスキャナー８においては、ポリゴンスキ
ャナー９が回転することにより、各感光体の軸方向にレ
ーザビームが移動して主走査が行われ、各感光体の回転
により、各感光体の軸方向と直交する方向に副走査が行
われる。

【００１９】カラー画像の形成に際しては、あらかじ
め、カラー画像読み取り装置６で得られた色分解画像信
号は、その強度レベルをもとにして画像処理部７で色変
換処理を受け、ブラック（Ｋ），マゼンタ（Ｍ），イエ
ロー（Ｙ），シアン（Ｃ）のカラー画像データに変換さ
れ、レーザスキャナー８に出力される。

【００２０】画像形成が開始されると、まず、各感光体
１Ｋ，１Ｍ，１Ｙ，１Ｃの表面は、暗中にて帯電装置２
Ｋ，２Ｍ，２Ｙ，２Ｃにより一様に帯電された後、露光
装置としてのレーザスキャナー８において画像処理部７
から出力された各色の画像データにより変調されたレー
ザビームが出射され、このレーザビームにより出力すべ
き画像に対応したパターンが露光され、各感光体の表面
に静電潜像が形成される。

【００２１】この各感光体上に形成された静電潜像が、
各現像装置３Ｋ，３Ｍ，３Ｙ，３Ｃにより現像されるこ
とによって各色のトナー像が形成され、これらのトナー
像が、各色用の感光体１Ｋ，１Ｍ，１Ｙ，１Ｃと転写装
置４Ｋ，４Ｍ，４Ｙ，４Ｃの対向部である各色の転写位
置を搬送ベルト１４によって順次搬送される用紙上に重
ね転写されてカラー画像が得られる。そして、転写後の
用紙は搬送ベルト１４から分離されて定着装置１５に送
り出され、定着装置１５でカラー画像が定着された後、
図示しない排紙部に排紙される。また、用紙にトナー像
を転写した後、各感光体１Ｋ，１Ｍ，１Ｙ，１Ｃ上に残
ったトナーは各感光体に対応して設けられたクリーニン
グ装置５Ｋ，５Ｍ，５Ｙ，５Ｃにより除去されて次の画
像形成を行う準備が整えられる。

【００２２】上記において、各色の画像の位置合わせ
は、給紙部１２から送り出された記録用紙がレジスト部
１３から搬送ベルト１４によって各色の転写位置に搬送
されるタイミングと、各感光体１Ｋ，１Ｍ，１Ｙ，１Ｃ
上のトナー像が転写位置に移動されるタイミングとが各
色のトナー画像について全て一致するように、レーザス
キャナー８による各色の露光開始時間を設定することに
よって行われる。

【００２３】以上のような構成のカラー画像形成装置で
は、感光体軸間距離の誤差、感光体平行度誤差、折り返
しミラーなどの光学系の設置誤差、書き込みタイミング
誤差等により本来重ならなければならない位置に色が重
ならず、色間で位置がずれた画像が形成される問題が発
生する。これらは初期的に調整を行っても、作像ユニッ
トの交換、メンテナンス、製品の運搬等によってずれる
ばかりか、複数枚の画像形成後の機構の温度膨張によっ
ても経時的に誤差が変動するため、より短いレンジで調
整を行う必要が出てくる。

【００２４】このような画像形成装置において発生する
主な色間のずれの種類を本発明では以下の４つであると
した。［副走査方向の色ずれ］（１）スキュー（斜めずれ（図４（ａ））。露光部、感光体の平行度誤差により生ずる。図４（ａ）
は前記要因によりシアン（Ｃ）の走査線がブラック
（Ｋ）の走査線に対して斜めに書き込まれたものであ
る。（２）副走査レジストずれ（図４（ｂ））。露光部、感光体の軸間誤差、書き込みタイミングの誤差
などにより、用紙の搬送方向に色がずれたものである。［主走査方向の色ずれ］（３）主走査レジストずれ（図５（ａ））。露光部の主走査方向の設置ずれ、書き込みタイミングの
誤差などにより、書き込み方向に色がずれたものであ
る。（４）倍率ずれ（図５（ｂ））。光路長誤差、書き込み周波数の誤差などにより、色同士
で走査線の長さが違ったものである。尚、図５（ｂ）
は、ブラック（Ｋ）の走査線が設定よりも長く形成され
てしまった例である。

【００２５】ここで、本発明の補正の対象となるものは
上記４種の色ずれとして、以下、説明を行う。

【００２６】この４種の色ずれを解決する手段として、
本発明者らは先に、搬送ベルト１４に特定のトナーマー
ク（レジストマーク）を形成させ、そのマークを備え付
けのセンサによって読み取り、各色の画像の位置ずれを
認識し、これを調整する手段を提案した（特願平９−７
３５０７号）。

【００２７】各色の画像の位置ずれ量の検知方法として
は、図３に示すように、通常の画像形成を行う前に各画
像形成部で各色のトナーマークを形成し、この各色のト
ナーマークを搬送ベルト１４上に転写して位置ずれ量検
出パターン２０を形成する。そして、この位置ずれ量検
出パターン２０の各マークの検知結果から各色のレジス
ト位置ずれ量を求め、レジスト位置の補正を行う方法を
採っている。図３では各画像形成部が搬送ベルト１４上
に形成したトナーマークからなる位置ずれ量検出パター
ン２０、及び搬送ベルト１４の最下流に備えられ、位置
ずれ量検出パターン２０のトナーマークを検知するトナ
ーマーク検知センサ２１を示している。尚、位置ずれ量
検出パターン２０のトナーマークは搬送ベルト１４の両
端に形成され、対応するトナーマーク検知センサ２１に
よって搬送ベルト１４の両端でのレジスト位置ずれを検
知する。また、最下流の画像形成部（シアン用感光体１
Ｃ）から搬送ベルト１４の駆動ローラ１９までの距離に
余裕がない場合は、図２のように、トナーマーク検知セ
ンサ２１を駆動ローラ１９より下流側の搬送ベルト１４
下面側に設置してもよい。

【００２８】ここで、上記構成による位置ずれ検知のメ
カニズムについての詳細を以下に述べる。搬送ベルト１
４上の位置ずれ量検出パターン２０は、通常、搬送ベル
ト１４による用紙搬送方向（副走査方向）に垂直で主走
査方向に平行な横線状のトナーマークと、主走査方向に
対して特定の角度（例えば４５°）を持った斜め線状の
トナーマークで形成される。これらのトナーマークが通
過する位置には、トナーマーク検知センサ２１が置かれ
ている。このトナーマーク検知センサ２１はトナーマー
クが通過したタイミングを検知するセンサであり、各々
のレジスト位置ずれはその通過時間によって求められ
る。

【００２９】トナーマーク検知センサ２１は、図示の例
では透明な材料からなる搬送ベルト１４を挾んで構成さ
れており、搬送ベルト１４上のトナーマークに光を照射
する発光素子（例えばＬＥＤ）１６と、横線状や斜め線
状のトナーマークの形状に合うように透過窓が開けられ
たスリット１７と、スリット１７を介してＬＥＤ１６の
光を受光する受光器１８で構成されている。受光器１８
はトナーマークが無い場合は透明な搬送ベルト１４を介
した光をそのまま受光し、トナーマークがスリット１７
の透過窓の位置と一致した場合にはトナーマークによっ
て遮光された光を受光する。従って、トナーマーク検知
センサ２１は、この光量の差によってトナーマークが通
過したタイミングを検知する。尚、搬送ベルトが透明な
材料でない場合には、トナーマーク検知センサの発光素
子と受光器を同じ側に配置し、搬送ベルトからの反射光
をスリットを介して受光素子で受光する反射式の構成と
してもよい。

【００３０】図６は位置ずれ量検出パターン２０のブラ
ックのトナーマーク（Ｋ，ｋ）及びシアンのトナーマー
ク（Ｃ，ｃ）がトナーマーク検知センサ２１を通過する
場合を示したものである。ここで、ブラックのトナーマ
ークのうち横線のトナーマークＫがスリット１７の主走
査方向に平行な窓部に一致したとき、及び斜め線のトナ
ーマークｋがスリット１７の斜めの窓部に一致したとき
が受光器１８に入射する光が最も少なくなる。そこで、
検出した信号のピークタイミング（最も入射光が少なく
なるタイミング）を各トナーマークＫ，ｋ，Ｃ，ｃに対
応してそれぞれＴＫ，Ｔｋ，ＴＣ，Ｔｃとしている。こ
こで、搬送ベルト１４の搬送速度の理想値をＶ₀とする
ことによって、下記の式(１)，(２)より基準色（ブラッ
ク）に対するシアンのレジスト位置ずれ量を求めること
ができる。尚、各色の斜め線のトナーマークｋ，ｃの角
度は横線のトナーマークＫ，Ｃに対して４５°であると
する。

【００３１】主走査方向の位置ずれ量Ｅは、Ｅ＝｛(Ｔｃ−ＴＣ)−(Ｔｋ−ＴＫ)｝×Ｖ₀ ・・・(１) 副走査方向の位置ずれ量Ｆは、Ｆ＝｛(ＴＣ−ＴＫ)−Ｔ₀｝×Ｖ₀ ・・・(２) で求めることができる。

【００３２】ここで、Ｔ₀はブラックのトナーマークＫ
とシアンのトナーマークＣの理想的な検出時間差であ
る。これはトナーマーク同士が重なってしまうと、上記
のトナーマーク検知センサ２１の構成では各色のライン
位置を認識できなくなるので、わざと一定量離してい
る。また、スキューや倍率ずれは上式を使って搬送ベル
ト１４の両端のトナーマークについてずれ量を求め、そ
の検知結果の差分から求められる。上式を使うことには
変わりがないのでここでは細かい説明は省略する。

【００３３】ここで、トナーマークパターンの配列を決
定する上で、留意すべきポイントを挙げる。用紙の搬送方向位置によって各種ずれが変動する。感
光体や搬送ベルトの駆動ローラに偏心や回転ムラ（回転
速度変動）があると、図７（ｂ）のように搬送方向の用
紙位置によって位置ずれ量が変動する。主走査、副走査
いずれもこの変動は存在し、特に感光体に偏心や回転ム
ラがある場合には、感光体１周長の周期を基本周波数と
して変動が起こる。従って、検知する位置によって位置
ずれ量が変わってしまうという不具合がある。補正すべ
き量はこのずれ変動の波の中央であり、その中央値を求
めるためは複数のトナーマークを検知して平均化する必
要がある。従って、位置ずれ量検出パターンとして各色
のトナーマークを複数形成する必要がある。検知時間を短くするため、位置ずれ量検出パターンは
短い方が良い。機内の温度上昇による筐体の熱膨張によ
っても色ずれが変動するので、かなりの頻度をもって検
知補正を行うことになる。従って、検知時間はできるだ
け短く、つまりパターン長は短いほうが良い。

【００３４】位置ずれ量検出パターンのマークの配列に
ついての従来技術としては、前述したように特開平８−
２４８７３０号公報が挙げられる。構成としては感光体
ドラム半周期毎に１個の割合で偶数個のレジストマーク
（トナーマーク）を形成するというものである。感光体
半周期の間隔をあけて形成させる理由は、感光体１周期
の位置ずれ量の変動がきれいな正弦波を描く場合、半周
期間隔の対のマークを検知して平均化すれば、理論上常
にずれ変動の中央値を検出できる（変動分がキャンセル
される）からである。しかしながら、実際のずれ変動の
挙動はきれいな正弦波を描くものではなく、図７（ｂ）
のようないびつなものである。このため、図７（ａ）の
ように感光体半周期Ｌ毎にトナーマークを形成しても、
マークの位置が図７（ｂ）のようなずれ変動のいびつな
部分に合ってしまうと、ずれ量のサンプリング（例え
ば、感光体半周期毎にマークのずれ量を検出して、マー
クＫ₁₁とＫ₁₂のずれ量の平均値δ₁、マークＫ₂₁とＫ₂₂
のずれ量の平均値δ₂、・・・を検出）の結果は、図８に示
すように、ずれ量の中央値とは大きく外れた検出値
δ₁，δ₂，δ₃，・・・が得られてしまうことがある。ま
た、感光体半周期毎に複数のマークを作っても常に同じ
周期のずれを検知することになるので、これらを平均化
しても誤差はなくならない。

【００３５】そこで本発明は、上述した位置ずれ量の変
動の中央値を精度よく求めることができ、位置ずれ量の
検知精度を向上させることができる手段を提供するもの
である。以下、本発明の実施例について述べる、

【００３６】

【実施例】

（実施例１：請求項１の実施例）上記従来技術に対し
て、本発明では例えば図９（ａ）に示すように、位置ず
れ量検出パターン２０として、感光体半周長分の間隔Ｌ
をもって形成された同色同形状の２つのトナーマーク
（例えばＫ₁₁とＫ₁₂、Ｋ₂₁とＫ₂₂、・・・）からなるトナ
ーマーク対が複数対存在し、且つ隣接するトナーマーク
対は互いに感光体半周長の整数倍とは異なる距離（Ｌ’
≠Ｌ）離れた位置に存在するようにした。すなわち、図
９（ａ）に示すようにトナーマーク対（Ｋ₁₁，Ｋ₁₂）と
（Ｋ₂₁，Ｋ₂₂）を互いに感光体半周期とは異なる距離離
れた位置に配列すれば、図９（ｂ）に示すように、位置
ずれ量の変動の波の別の位置で検知することになるの
で、サンプリングしたマーク対の位置によって検知結果
がばらつく。従って、上記のようなトナーマーク対を複
数対配列してサンプリングし、その検出値を平均化すれ
ば真のずれの中央値に近づき、位置ずれ量の検知精度を
上げることができる。

【００３７】図９に示す実施例では、簡単のためにシア
ン（Ｃ）と基準色のブラック（Ｋ）の２色についての横
線パターンのみを示している（実際の位置ずれ検出時に
はＹ，Ｍのマークも形成されるが、ここでは省略してい
る）。各トナーマークの添字の２桁目の番号は各ペアと
なる組の番号、１桁目は各ペア内の通し番号であり、図
示の例では、Ｋ₁₁とＫ₁₂、Ｃ₁₁とＣ₁₂、Ｋ₂₁とＫ₂₂、Ｃ
₂₁とＣ₂₂が各トナーマーク対のペアとなる。また、各ペ
アのトナーマーク同士は感光体半周長Ｌの間隔をもって
形成されているが、トナーマーク対（Ｋ₁₁，Ｋ₁₂）、
（Ｃ₁₁，Ｃ₁₂）と後続のトナーマーク対（Ｋ₂₁，
Ｋ₂₂）、（Ｃ₂₁，Ｃ₂₂）の間隔Ｌ’はＬ’≠Ｌである。
ある組のずれ量δ_aは添字a1とa2（ａは1，2，3，・・・）
のトナーマーク対で求められた値の平均値となる。従っ
て、前記(２)式より、 δ_a＝(((ＴＣ_a1−ＴＫ_a1)−Ｔ₀)×Ｖ₀ ＋((ＴＣ_a2−ＴＫ_a2)−Ｔ₀)×Ｖ₀)／２・・・(３) となる。

【００３８】この処理結果によって得られたずれ量を図
１０に示す。この値を幾つか求めて次式のように平均化
すれば、より正確にずれの中央値が求まるはずである。 δ＝（δ₁＋δ₂＋δ₃＋・・・）／ｎ・・・(４) （δ：検出によるずれの中央値、ｎ：ずれ量を求めた組
の数）主走査方向のずれについても斜め線のトナーマーク対を
同様に配列し、(１)式により同様の手順を踏んで求めれ
ばよい。

【００３９】ここで、真のずれ量の中央値とは、感光体
１周長間でのずれ量の積分値を求めてそれを感光体１周
長の距離で割ったものと定義されると考える。従って、
ずれ量の変動の正確な中央値の求め方は、感光体１周内
に限り無く無限大の数のトナーマークを形成して、その
ずれ量の平均値を求めることとなる。

【００４０】（実施例２：請求項２の実施例）実施例１
で述べたように、ずれの中央値を正確に検出するには、
トナーマーク対のサンプリング数は多いほどよいが、図
９（ａ）に示したような位置ずれ量検出パターンの配列
の仕方では、トナーマーク対の数を増やしてサンプリン
グ数を増加することによって搬送ベルト上のパターン長
も比例して増加してしまい、検出時間が増加する。そこ
で、本実施例では、位置ずれ量検出パターンとして、感
光体半周長分の間隔をもって形成された同色同形状の２
つのトナーマークからなるトナーマーク対が複数対存在
し、且つトナーマーク対の間隔内に別のトナーマーク対
のトナーマークが１個以上存在するパターンを形成す
る。より具体的には、図１１（ａ）に示すように、位置
ずれ量検出パターン２０として、トナーマーク対
（Ｋ₁₁，Ｋ₁₂）や（Ｃ₁₁，Ｃ₁₂）の感光体半周期の間隔
Ｌの間のスペースが開いている部分に幾つかの別のトナ
ーマーク対のトナーマークＫ₂₁，Ｃ₂₁，Ｋ₃₁，Ｃ₃₁，・・
・を設ければ、サンプリング数を増加しても位置ずれ量
検出パターンのパターン長は短くて済む。またこの場合
には、隣接するトナーマーク対（（Ｋ₁₁，Ｋ₁₂）と（Ｋ
₂₁，Ｋ₂₂）等）の間隔はＬ’≠Ｌであるので、各組のず
れ量の検出値が適度にばらつき、正確にずれ量の中央値
を求めることができる。尚、検出の仕方は実施例１と同
様であり、Ｋ₁₁とＫ₁₂、Ｃ₁₁とＣ₁₂、Ｋ₂₁とＫ₂₂、Ｃ₂₁
とＣ₂₂、・・・が各マーク対のペアとなるので、図１１
（ｂ）のようなずれ量の変動がある場合にも、実施例１
と同様にして各組によるずれ量δ₁，δ₂，δ₃，・・・を求
め（図１２にサンプリング結果の一例を示す）、この値
をサンプリング数で平均化すれば、正確にずれ量の中央
値が求まる。

【００４１】（実施例３：請求項３の実施例）実施例
１，２においては主走査方向に平行な横線のトナーマー
クを例に挙げて説明したが、主走査方向と副走査方向の
両方のずれ量を検出するには、横線及び斜め線のトナー
マークを感光体１周に渡って配列する必要が有る。配列
の仕方としては、単純に図１３（ａ）のように横線のマ
ークＫ₁₁，Ｃ₁₁，・・・と斜め線のマークｋ₁₁，ｃ₁₁，・・・
を分けて配列する方法もあるが、この方法では最小数の
２組ずつのマーク対を設けるだけでも、それぞれ感光体
１周長分の長さが必要であるので、位置ずれ量検出パタ
ーンの長さとしては最低感光体２周長分の長さが必要と
なり、検知時間が長くなってしまう。そこで、スペース
上問題がなければ、図１３（ｂ）のように、位置ずれ量
検出パターン２０として横線のトナーマークＫ₁₁，
Ｃ₁₁，・・・と斜め線のトナーマークｋ₁₁，ｃ₁₁，・・・を交
互に配置すれば、最低感光体１周長分の長さで済むので
位置ずれ量検出パターン２０の長さを短くすることがで
き、検知時間も短くすることができる。

【００４２】（実施例４：請求項４の実施例）位置ずれ
量の変動の中央値を求めるために必要十分なサンプリン
グを行うためのトナーマーク数が幾つであるかは議論さ
れるべき項目である。ある４連ドラムの感光体を持った
カラー画像形成装置について評価した結果の一例を図１
４に示す。図１４において横軸はサンプリングした同色
同形状のトナーマークのライン数、縦軸は複数回実験し
た結果のずれ量検知のバラツキ量である。図１４から明
らかなように、サンプリングしたトナーマークのライン
数が４ライン当たりまでに急激にバラツキが減少し、そ
れ以上ではバラツキはあまり変わらない結果となった。
これはドラム状感光体の径、製品の駆動精度などによっ
て、結果は若干の違いがあるかも知れないが、４ライン
以上が理想であることに変わりがないと考えられる。す
なわち、実施例１や実施例２で説明したように、ずれ量
の変動の中央値を求めるには、感光体半周期の間隔をも
った同色同形状の２つのトナーマークからなるトナーマ
ーク対が最低２組は必要であり、２組のトナーマーク対
を作るには、トナーマークは４ライン以上必要となる。
従って、位置ずれ量検出パターンは、各色の横線、斜め
線のトナーマークがそれぞれ４ライン以上存在すること
が正確な位置ずれ量検知を行う上で必要である。

【００４３】以上、請求項１乃至４の実施例について説
明したが、以上に述べた項目の全てを織り込んだ位置ず
れ量検出パターンの一例を図１に示す。主走査方向に平
行な横線のトナーマークは感光体１周に渡って各色５ラ
イン配置し、斜め線のトナーマークは各色４ライン配置
した。そして、感光体半周長分の間隔Ｌをもった同色同
形状のトナーマークを一組のトナーマーク対とした（例
えば、ブラックのトナーマークを例に挙げると、Ｋ₁₁と
Ｋ₁₂、Ｋ₂₁とＫ₂₂、Ｋ₃₁とＫ₃₂、ｋ₁₁とｋ₁₂、ｋ₂₁とｋ
₂₂が各トナーマーク対となる）。また、前述の従来技術
（特開平８−２４８７３０号公報）では偶数ラインをサ
ンプリングしているが、図１に示す横線のトナーマーク
についてのように、１組目の各色トナーマーク対の２番
目のマーク（Ｋ₁₂，Ｃ₁₂，Ｍ₁₂，Ｙ₁₂）を３組目の各色
トナーマーク対の１番目のトナーマーク（Ｋ₃₁，Ｃ₃₁，
Ｍ₃₁，Ｙ₃₁）として共用すれば、同色同形状のトナーマ
ークが奇数ライン数でも無駄なく平均化処理できる。そ
して、以上述べた配列のトナーマークを位置ずれ量検出
パターンとして形成して検知することにより、ずれ変動
の中央値を精度良く求めることができ、検知精度の高い
色ずれ検知手段を備えたカラー画像形成装置が実現され
る。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載のカ
ラー画像形成装置においては、位置ずれ量検出パターン
として、像担持体半周長分の間隔をもって形成された同
色同形状の２つのトナーマークからなるトナーマーク対
が複数対存在し、且つ隣接するトナーマーク対は互いに
像担持体半周長の整数倍とは異なる距離離れた位置に存
在することを特徴としたので、複数のトナーマーク対を
サンプリングして検知することにより、各色の位置ずれ
量の変動のいびつな波を検知してそれを平均化すること
ができ、ずれ変動の中央値を精度良く求めることができ
る。従って、各色の位置ずれ量の検知精度をより向上さ
せることができ、色ずれの無いカラー画像を形成するこ
とができる。

【００４５】請求項２記載のカラー画像形成装置におい
ては、位置ずれ量検出パターンとして、像担持体半周長
分の間隔をもって形成された同色同形状の２つのトナー
マークからなるトナーマーク対が複数対存在し、且つト
ナーマーク対の間隔内に別のトナーマーク対のトナーマ
ークが１個以上存在するパターンを形成することを特徴
としたので、複数のトナーマーク対をサンプリングして
検知することにより、各色の位置ずれ量の変動のいびつ
な波を検知してそれを平均化することができ、ずれ変動
の中央値を精度良く求めることができる。従って、各色
の位置ずれ量の検知精度をより向上させることができ、
色ずれの無いカラー画像を形成することができる。ま
た、感光体半周期内のスペースの開いている部分に別の
トナーマーク対のトナーマークを配列しているので、位
置ずれ量検出パターンの長さを短くすることができ、位
置ずれ量の検出時間を短くすることができる。

【００４６】請求項３記載のカラー画像形成装置におい
ては、請求項１または２の構成及び効果に加えて、位置
ずれ量検出パターンは、各色それぞれ搬送方向に垂直な
トナーマーク（横線）と、搬送方向に対して水平でなく
垂直でない特定の角度をもったトナーマーク（斜め線）
とを交互に、トナーマーク同士が重ならない間隔をもっ
て形成したパターンであることを特徴としているので、
主走査方向、副走査方向の位置ずれ量を精度良く検知す
ることができ、また、横線と斜め線を分けて形成させる
場合に比べて位置ずれ量検出パターンの長さを短くする
ことができ、位置ずれ量の検出時間を短くすることがで
きる。

【００４７】請求項４記載のカラー画像形成装置におい
ては、請求項１，２または３の構成及び効果に加えて、
位置ずれ量検出パターンは、各色の横線、斜め線マーク
がそれぞれ４ライン以上存在することを特徴としている
ので、検知結果のバラツキを抑えて必要十分な平均化を
行うことができるライン数で位置ずれ量を検出すること
ができ、バラツキの少ない検知結果を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるカラー画像形成装置において、搬
送ベルト上に形成される位置ずれ量検出パターンの一実
施例を示す図である。

【図２】本発明に係るカラー画像形成装置の一例を示す
概略構成図である。

【図３】搬送ベルト上に形成された位置ずれ量検出パタ
ーンのトナーマークとトナーマーク検知センサの構成例
を示す要部斜視図である。

【図４】副走査方向の色ずれの例を示す図である。

【図５】主走査方向の色ずれの例を示す図である。

【図６】トナーマーク検知センサのスリットとトナーマ
ークの形状の一例を示す図である。

【図７】従来技術による位置ずれ量検知方法の説明図で
あって、搬送ベルト上に形成されたトナーマークの配列
パターン形状と、搬送方向の用紙位置によるずれ量の変
動の一例を示す図である。

【図８】図７に示す配列パターンの検知結果を示す図で
ある。

【図９】請求項１の実施例における位置ずれ量検知方法
の説明図であって、搬送ベルト上に形成されたトナーマ
ークの配列パターン形状と、搬送方向の用紙位置による
ずれ量の変動の一例を示す図である。

【図１０】図９に示す配列パターンの検知結果を示す図
である。

【図１１】請求項２の実施例における位置ずれ量検知方
法の説明図であって、搬送ベルト上に形成されたトナー
マークの配列パターン形状と、搬送方向の用紙位置によ
るずれ量の変動の一例を示す図である。

【図１２】図１１に示す配列パターンの検知結果を示す
図である。

【図１３】請求項３の実施例の説明図であって、位置ず
れ量検出パターンの例を示す図である。

【図１４】同色同形状のトナーマークのサンプル数に対
するずれ量検知結果のバラツキを示す図である。

【符号の説明】

１Ｋ，１Ｍ，１Ｙ，１Ｃ：ドラム状感光体（像担持体）２Ｋ，２Ｍ，２Ｙ，２Ｃ：帯電装置３Ｋ，３Ｍ，３Ｙ，３Ｃ：現像装置４Ｋ，４Ｍ，４Ｙ，４Ｃ：転写装置５Ｋ，５Ｍ，５Ｙ，５Ｃ：クリーニング装置６：カラー画像読み取り装置７：画像処理部８：レーザスキャナー９：ポリゴンスキャナー１０Ｋ，１０Ｍ，１０Ｙ，１０Ｃ：ｆθレンズ１１Ｋ，１１Ｍ，１１Ｙ，１１Ｃ：偏向ミラー１２：給紙部１３：レジスト部１４：搬送ベルト１５：定着装置１６：ＬＥＤ（発光素子）１７：スリット１８：受光器１９：駆動ローラ２０：位置ずれ量検出パターン２１：トナーマーク検知センサ（位置ずれ量検出手段）Ｋ₁₁〜Ｋ₃₂：ブラックの横線のトナーマークｋ₁₁〜ｋ₂₂：ブラックの斜め線のトナーマークＣ₁₁〜Ｃ₃₂：シアンの横線のトナーマークｃ₁₁〜ｃ₂₂：シアンの斜め線のトナーマークＭ₁₁〜Ｍ₃₂：マゼンタの横線のトナーマークｍ₁₁〜ｍ₂₂：マゼンタの斜め線のトナーマークＹ₁₁〜Ｙ₃₂：マゼンタの横線のトナーマークｙ₁₁〜ｙ₂₂：マゼンタの斜め線のトナーマーク

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】搬送体に沿って複数個配置された像担持体
を含む電子写真プロセス部によって形成された画像を前
記搬送体により搬送される単一の記録媒体上に順次重ね
合わせて転写することにより前記記録媒体上にカラー画
像を得るカラー画像形成装置であって、前記重ね合わせ
画像の位置ずれ量検出手段として、前記搬送体を照射す
る発光素子と、前記搬送体を透過もしくは反射した光が
通過するスリットと、該スリットを通過した光を受光す
る受光素子と、位置ずれ量検出パターンとして前記搬送
体に各色トナーマークのパターンを形成する手段を有す
るカラー画像形成装置において、前記位置ずれ量検出パターンとして、像担持体半周長分
の間隔をもって形成された同色同形状の２つのトナーマ
ークからなるトナーマーク対が複数対存在し、且つ隣接
するトナーマーク対は互いに像担持体半周長の整数倍と
は異なる距離離れた位置に存在することを特徴とするカ
ラー画像形成装置。
【請求項２】搬送体に沿って複数個配置された像担持体
を含む電子写真プロセス部によって形成された画像を前
記搬送体により搬送される単一の記録媒体上に順次重ね
合わせて転写することにより前記記録媒体上にカラー画
像を得るカラー画像形成装置であって、前記重ね合わせ
画像の位置ずれ量検出手段として、前記搬送体を照射す
る発光素子と、前記搬送体を透過もしくは反射した光が
通過するスリットと、該スリットを通過した光を受光す
る受光素子と、位置ずれ量検出パターンとして前記搬送
体に各色トナーマークのパターンを形成する手段を有す
るカラー画像形成装置において、前記位置ずれ量検出パターンとして、像担持体半周長分
の間隔をもって形成された同色同形状の２つのトナーマ
ークからなるトナーマーク対が複数対存在し、且つトナ
ーマーク対の間隔内に別のトナーマーク対のトナーマー
クが１個以上存在するパターンを形成することを特徴と
するカラー画像形成装置。
【請求項３】請求項１または２記載のカラー画像形成装
置において、前記位置ずれ量検出パターンは、各色それ
ぞれ搬送方向に垂直なトナーマーク（横線）と、搬送方
向に対して水平でなく垂直でない特定の角度をもったト
ナーマーク（斜め線）とを交互に、トナーマーク同士が
重ならない間隔をもって形成したパターンであることを
特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項４】請求項１，２または３記載のカラー画像形
成装置において、前記位置ずれ量検出パターンは、各色
の横線、斜め線のトナーマークがそれぞれ４ライン以上
存在することを特徴とするカラー画像形成装置。