JP2007240592A - 画像形成装置及び画像形成方法の位置ずれ補正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】比較的低分解能のセンサを用いた場合においても、位置ずれ量を検知することができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】カラーパターン１は、矩形の画像である。黒のパターン２は、三角形のウインドウを含む形状のマスク画像である。本発明においては、カラーパターン１の上層に黒のパターン２を重ね、この重畳パターンを検知用照明光源で照明したときの拡散反射光を受光素子で捉え、その量に基づいて黒のパターン位置に対するカラーパターン位置を算出することにより、位置ずれ量を求める。図１（Ｂ）に示すように、カラーパターン１が図中の矢印Ｔの方向にずれて像担持体上に形成された場合、検出される拡散反射光量は小さくなる。図１（Ｃ）に示すように、カラーパターン１が図中の矢印Ｕの方向にずれて形成された場合、検出される拡散反射光は大きくなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、プリンタ、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置に関する。

この種の画像形成装置では、カラー画像を印刷する際、それぞれの色の間で位置ずれが発生する場合がある。そのため、このような位置ずれ量を検知する必要がある。
特許文献１では、位置検知用細線パターンをプロセス方向に一定間隔で並べ、位置検知精度を向上させる手法が開示されている。
また、特許文献２では、位置検知用細線パターンをＬ字型とすることで、位置検知精度を向上させる手法が開示されている。

特開２００１−２８１９５６号公報 特開２００１−２７７５９９号公報

しかしながら、これらの手法では、位置分解能あるいは時間分解能（プロセス方向の移動量を通過時間として検知）の高いセンサを用いる必要がある。

本発明は、上述した背景からなされたものであり、比較的低い位置分解能あるいは時間分解能のセンサを用いた場合においても、位置ずれ量を検知することができる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る画像形成装置は、像担持体と、光源と、前記像担持体に、第１のパターンと、この第１のパターンとは異なる色を有する第２のパターンとを重ねて形成するパターン形成手段と、前記パターン形成手段により形成された第１のパターン及び第２のパターンに対して前記光源から照射し反射された光量を検出するセンサと、前記センサにより検出された光量に基づいてカラー画像の位置ずれ量を算出する算出手段とを有する。

好適には、前記パターン形成手段は、第２のパターンとして黒のパターンを形成し、前記センサは、黒以外のパターンに対する拡散反射光量を検出する。
好適には、前記パターン形成手段は、第１のパターンとして黒のパターンを形成し、前記センサは、略鏡面の像担持体で正反射された光量を検出する。
好適には、前記パターン形成手段は、第１のパターンより大きい第２のパターンを第１のパターンの上に重ねて形成する。
好適には、前記パターン形成手段は、第１のパターン及び第２のパターンの少なくともいずれかを略１００％のカバレッジで形成する。

好適には、前記パターン形成手段により形成される第１のパターン及び第２のパターンの少なくともいずれかは、第１のパターンが形成された領域のうち第２のパターンに覆われた領域とは異なる領域の面積と、前記算出手段により算出される位置ずれ量とを線形に変化させる形状からなる。

好適には、前記パターン形成手段により形成される第１のパターン及び第２のパターンの少なくともいずれかは、第１のパターンが形成された領域のうち第２のパターンに覆われた領域とは異なる領域の面積と、前記算出手段により算出される位置ずれ量とを非線形に変化させる形状からなる。

また、好適には、前記算出手段は、予め取得されたパターンの濃度情報にさらに基づいて位置ずれ量を算出する。
また、好適には、前記算出手段は、予め取得された黒のパターンの反射光量情報にさらに基づいて位置ずれ量を算出する。
さらに、好適には、前記算出手段により算出された位置ずれ量に基づいて画像を補正する補正手段をさらに有する。

本発明に係る画像形成装置の位置ずれ補正方法は、像担持体と、複数のスペクトルを有する光源と、前記光源から照射し反射された光量を検出するカラーセンサとを有する画像形成装置において、前記像担持体に、第１のパターンを形成してからこの第１のパターンとは異なる色を有する第２のパターンを重ねて形成し、前記形成された第１のパターンから反射された光量を前記カラーセンサを用いて検出し、前記検出された光量に基づいてカラー画像の位置ずれ量を算出する。

本発明に係る画像形成装置によれば、比較的低分解能のセンサを用いた場合においても、位置ずれ量を検知することができる。

まず、本発明の理解を容易にするため、本発明の概要を説明する。
図１は、本発明において用いられるテストパターン及び検知される位置ずれ量を説明する図である。
図１（Ａ）は、本発明において用いられるカラーパターン１と黒のパターン２を示す図である。図１（Ａ）に示すように、カラーパターン１は、矩形の画像であり、黒のパターン２は、三角形のウインドウを含む形状のマスク画像である。領域Ｓは、拡散反射光が受光素子により検出される検出エリアを示す。

本発明に係る画像形成装置では、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及び黒（Ｋ）のテストパターン（カラーパターン１及び黒のパターン２）が像担持体上に形成され、斜め上方に設けられた照明光源により光が照射されると、テストパターンを介して拡散した光がレンズにより集められ、受光素子により読み取られるようになっている。像担持体は、略鏡面を成している感光体や転写体（中間転写ベルト等）である。このような像担持体上では、ＹＭＣ（イエロー、マゼンダ、シアン）といったカラートナーの場合にはパターンの露光面積に応じた拡散反射光が検出される一方、黒色（Ｋ）トナーの場合には、ほとんど光を反射することがないので、結果として、カラートナーによる拡散反射光のみが検出されることになる。

本発明においては、第１のパターンの上層に第２のパターンを重ね、この重畳パターンを検知用照明光源で照明したときの拡散反射光を受光素子で捉え、その量に基づいて第２のパターン位置に対する第１のパターン位置を算出することにより、位置ずれ量を求める。第１のパターンの色はＹＭＣのいずれにも限定されないが、第２のパターンの色は黒色であることが好ましい。この場合、黒位置に対するＹＭＣ各色の位置情報が求められる。
なお、刷り順の制約により、第１のパターンが黒（Ｋ）になる場合には、図１２に示すように、略鏡面である像担持体が第１及び第２のパターンによって隠蔽されなかった部分で正反射した光量を受光素子で捉え、その量に基づいて第１のパターン位置に対する第２のパターン位置を算出することにより、位置ずれ量を求めることができるため、画像形成装置が刷り順に制約を持つものであっても、本発明は有効に機能する。なお、図１２に示される各構成は、図４を参照して後述する各構成と実質的に同一である。
検知する位置ずれの方向は、黒のパターン２等の向きにより、任意に設定される。例えば、位置ずれの方向は、主走査方向又はプロセス方向に設定され、図１（Ａ）の例では、黒のパターン２等は、主走査方向の位置ずれを検出する向きに設定されている。また、黒のパターン２は、カラーパターン１よりも大きいことが好ましい。

図１（Ｂ）及び図１（Ｃ）は、位置ずれが発生している場合において像担持体上に形成されたカラーパターン１と黒のパターン２との重畳パターンを示す。図１（Ｂ）に示すように、カラーパターン１が図中の矢印Ｔの方向にずれて像担持体上に形成された場合、検出される拡散反射光量は小さくなる。この場合、位置ずれ量が大きいほど、拡散反射光量は小さくなる。

図１（Ｃ）に示すように、カラーパターン１が図中の矢印Ｕの方向にずれて形成された場合、検出される拡散反射光は大きくなる。この場合、位置ずれ量が大きいほど、拡散反射光量は大きくなる。したがって、本発明に係る画像形成装置は、拡散反射光量を検出することにより、黒のパターン２に対するカラーパターン１の位置ずれの方向並びに大きさを検知する。

また、カラーパターン１及び黒のパターン２の少なくともいずれかは、カラーパターン１が形成された領域のうち黒のパターン２に覆われた領域とは異なる領域の面積と、検出される位置ずれ量とを非線形に変化させる形状からなる。本例では、黒のパターン２のウインドウ部分が三角形であるので、カラーパターン１が矢印Ｔの方向にずれた場合、拡散反射光は位置ずれ量に対して非線形に減少し、カラーパターン１が矢印Ｕの方向にずれた場合、拡散反射光は位置ずれ量に対して非線形に増加する。このとき、増加の割合は、線形に増加する場合の割合（即ち、傾き）より大きい。このため、プロコン用センサ（ＡＤＣ）やむら検知用センサ等、比較的低い位置分解能あるいは時間分解能のセンサを用いた場合においても、位置ずれ量を効果的に検知することができる。また、カラーパターン１及び黒のパターン２の少なくともいずれかは、略１００％のカバレッジで形成されることが好ましい。拡散反射光量又は正反射光量の変化が顕著になるので、当該変化が容易に検出できるためである。

図２は、副走査方向における位置ずれ量を検知する場合のテストパターンを示す図である。
図２に示すように、副走査方向の位置ずれ量は、図１に示されるカラーパターン１及び黒のパターン２が像担持体上に形成される方向を変更することにより検知される。
このようにして、本発明に係る画像形成装置は、ＹＭＣ各色の黒（Ｋ）に対する位置ずれ量を主走査方向及び副走査方向について検知する。

次に、本発明の実施形態に係る画像形成装置１０を説明する。
図３は、本発明の実施形態に係るタンデム型の画像形成装置１０の構成を示す図である。
図３に示すように、画像形成装置１０は、画像読取ユニット１２、画像形成ユニット１４、中間転写ベルト１６、用紙トレイ１７、用紙搬送路１８、定着器１９、画像処理装置２０及び反射光量検出装置２６を有する。この画像形成装置１０は、パーソナルコンピュータ（不図示）などから受信した画像データを印刷するプリンタ機能に加えて、画像読取ユニット１２を用いたフルカラー複写機としての機能、及び、ファクシミリとしての機能を兼ね備えた複合機であってもよい。

画像形成装置１０において、画像読取ユニット１２は、原稿３０に表示された画像を読み取って、画像処理装置２０に対して出力する。画像処理装置２０は、画像読取ユニット１２から入力された画像データ、又は、ＬＡＮなどのネットワーク回線を介してパーソナルコンピュータ等から入力された画像データに対して、所定の画像処理を施し、画像処理を施された画像データに基づいて、画像形成ユニット１４を制御する。

画像読取ユニット１２の下方には、カラー画像を構成する色に対応して、複数の画像形成ユニット１４が配設されている。本例では、黒（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色に対応して第１の画像形成ユニット１４Ｋ、第２の画像形成ユニット１４Ｙ、第３の画像形成ユニット１４Ｍ及び第４の画像形成ユニット１４Ｃが、中間転写ベルト１６に沿って一定の間隔を空けて水平に配列されている。中間転写ベルト１６は、中間転写体として図中矢印Ａの方向に回動し、これら４つの画像形成ユニット１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙ、１４Ｋは、画像処理装置２０から入力された画像データに基づいて各色のトナー像を順次形成し、これら複数のトナー像が互いに重ね合わせられるタイミングで中間転写ベルト１６に転写（一次転写）する。このようにして、画像形成ユニット１４は、像担持体としての中間転写ベルト１６に、第１のパターンと、この第１のパターンとは異なる色を有する第２のパターンとを重ねて形成するパターン形成手段を構成する。

用紙搬送路１８は、中間転写ベルト１６の下方に配設されている。用紙トレイ１７から供給された記録用紙３２は、この用紙搬送路１８上を搬送され、上記中間転写ベルト１６上に多重に転写された各色のトナー像が一括して転写（二次転写）され、転写されたトナー像が定着器１９によって定着され、矢印Ｂに沿って外部に排出される。

次に、画像形成装置１０の各構成について詳細に説明する。
第１の画像形成ユニット１４Ｃ、第２の画像形成ユニット１４Ｍ、第３の画像形成ユニット１４Ｙ及び第４の画像形成ユニット１４Ｋは、水平方向に一定の間隔をおいて並列的に配置され、形成する画像の色が異なる他は、ほぼ同様に構成されている。そこで、以下、第１の画像形成ユニット１４Ｃについて説明する。なお、各画像形成ユニット１４の構成は、Ｃ、Ｍ、Ｙ又はＫを付すことにより区別する。
画像形成ユニット１４Ｃは、画像処理装置２０から入力された画像データに応じてレーザ光を走査する光走査装置１４０Ｃと、この光走査装置１４０Ｃにより走査されたレーザ光により静電潜像が形成される像形成装置１５０Ｃとを有する。

光走査装置１４０Ｃは、半導体レーザ１４２Ｃをシアン（Ｃ）の画像データに応じて変調して、この半導体レーザ１４２Ｃからレーザ光を画像データに応じて出射する。この半導体レーザ１４２Ｃから出射されたレーザ光は、第１の反射ミラー１４３Ｃ、第２の反射ミラー１４４Ｃ等を介して、像形成装置１５０Ｃの感光体ドラム１５２Ｃに照射される。

像形成装置１５０Ｃは、矢印Ａの方向に沿って所定の回転速度で回転する像担持体としての感光体ドラム１５２Ｃと、この感光体ドラム１５２Ｃの表面を一様に帯電する帯電手段としての一次帯電用のスコロトロン１５４Ｃと、感光体ドラム１５２Ｃ上に形成された静電潜像を現像する現像器１５６Ｃと、クリーニング装置１５８Ｃとから構成されている。感光体ドラム１５２Ｃは、スコロトロン１５４Ｃにより一様に帯電され、光走査装置１４０Ｃにより照射されたレーザ光により静電潜像を形成される。感光体ドラム１５２Ｃに形成された静電潜像は、現像器１５６Ｃによりシアン（Ｃ）のトナーで現像され、中間転写ベルト１６に転写される。なお、トナー像の転写工程の後に感光体ドラム１５２Ｃに付着している残留トナー及び紙粉等は、クリーニング装置１５８Ｃによって除去される。
他の画像形成ユニット１４Ｍ、１４Ｙ及び１４Ｋも、上記と同様に、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、黒色（Ｋ）の各色のトナー像を形成し、形成された各色のトナー像を中間転写ベルト１６に転写する。

中間転写ベルト１６は、駆動モータ（不図示）によってドライブロール１６４が回転駆動されることにより、矢印Ａの方向に所定の速度で循環駆動される。また、中間転写ベルト１６には、各画像形成ユニット１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙ、１４Ｋに対向する位置にそれぞれ第１の一次転写ロール１６２Ｃ、第２の一次転写ロール１６２Ｍ、第３の一次転写ロール１６２Ｙ及び第４の一次転写ロール１６２Ｋが配設され、感光体ドラム１５２Ｃ、１５２Ｍ、１５２Ｙ、１５２Ｋ上に形成された各色のトナー像は、これらの一次転写ロール１６２により中間転写ベルト１６上に多重に転写される。なお、中間転写ベルト１６に付着した残留トナーは、二次転写位置の下流に設けられたベルト用クリーニング装置１８９のクリーニングブレード又はブラシにより除去される。

反射光量検出装置２６は、例えば中間転写ベルト１６上に形成されたトナー像を読み取るためのものである。本実施形態においては、反射光量検出装置２６は、画像形成ユニット１４Ｋよりも下流側にあって、転写前のトナー像を読み取るようになっている。なお、反射光量検出装置２６については、後で詳述する。

用紙搬送路１８には、用紙トレイ１７から記録用紙３２を取り出す給紙ローラ１８０と、用紙搬送用の第１のローラ対１８１、第２のローラ対１８２及び第３のローラ対１８３と、記録用紙３２を既定のタイミングで二次転写位置に搬送するレジストロール１８４とが配設される。
また、用紙搬送路１８上の二次転写位置には、バックアップロール１６８に圧接する二次転写ロール１８５が配設されており、中間転写ベルト１６上に多重に転写された各色のトナー像は、この二次転写ロール１８５による圧接力及び静電気力で記録用紙３２上に二次転写される。各色のトナー像が転写された記録用紙３２は、第１の搬送ベルト１８６及び第２の搬送ベルト１８７によって定着器１９へと搬送される。
定着器１９は、上記各色のトナー像が転写された記録用紙３２に対して加熱処理及び加圧処理を施すことにより、トナーを記録用紙３２に溶融固着させる。

図４は、反射光量検出装置２６の詳細を示す図である。
図４に示すように、この反射光量検出装置２６は、照明光源２６０、レンズ２６２及び受光素子２６４から構成されている。照明光源２６０は、中間転写ベルト１６の鉛直線に対して角度θを持って光が発するように配置されている。この照明光源２６０が発する光としては白色あるいは赤外光を用いることができる。レンズ２６２は、照明光源２６０から発して中間転写ベルト１６上に形成されたカラーパターン１により反射された拡散反射光を集光し、受光素子２６４に読み取らせるようになっている。

カラーパターン１が中間転写ベルト１６の上に形成され、さらにその上に、マスク部２８とウインドウ部２９（図１の三角形部分）を有する黒のパターン２が形成された場合、カラーパターン１の表面が黒のパターン２のマスク部２８により隠蔽されるので、照明光源２６０から発した光は、その分だけ拡散反射光量が減少し、受光素子２６４での受光量も減少する。

このため、カラーパターンが図中の矢印Ｔの方向にずれるほど、黒のパターン２のマスク部２８により隠蔽される部分が大きくなり、受光素子２６４での受光量が減少する。一方、カラーパターンが図中の矢印Ｕの方向にずれるほど、黒のパターン２のマスク部２８により隠蔽される部分が小さくなり、受光素子２６４での受光量が増加する。

なお、マスク部２８を有するパターン２の色は黒色（Ｋ）に限定されず、カラーパターン１とは異なる色のパターンであってもよい。シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）及びイエロー（Ｙ）の分光反射光量はそれぞれ異なるので、このような反射光量の差異に基づいて、検出された分光反射光量から位置ずれ量を求めることができる。例えば、中間転写ベルト１６に、第１のパターン（Ｃ）を形成してからこの第１のパターンとは異なる色の第２のパターン（Ｍ）を重ねて形成し、第１のパターン（Ｃ）及び第２のパターン（Ｍ）が形成された中間転写ベルト１６を介して照明光源２６０から少なくともＲ成分を含む光を照射し、第１のパターン（Ｃ）によるＲの分光反射光量を検出し、この検出された分光反射光量に基づいて第２のパターン（Ｍ）に対する第１のカラー画像（Ｃ）の位置ずれ量を算出してもよい。なお、分光反射光量を検出するには、ＲＧＢ光源を用いる方法や、白色光照明と分光フィルターつき受光素子を組合わせたセンサなど、一般に行われている方法を用いればよい。

図５は、画像処理装置２０の機能構成を示すブロック図である。
図５に示すように、画像処理装置２０は、画像信号変換部２００、テストパターン発生回路２１０、選択器２２０及び補正演算回路２３０を有する。画像処理装置２０に含まれる上記各構成は、ＣＰＵ、メモリ及びプログラムなどによりソフトウェア的に実現されてもよいし、ＡＳＩＣなどによりハードウェア的に実現されてもよい。

画像信号変換部２００は、後述する補正演算回路２３０により算出された各色毎の位置ずれ量を記憶するメモリを含み、図示しないコンピュータ又はサーバなどのＤＦＥからＣＭＹＫ各色の画像データを取得し、取得した画像データ（ＣＭＹＫ）のそれぞれの色に対して位置ずれ補正処理を施して、選択器２２０に対して出力する。なお、画像信号変換部２００については、後で詳述する。
テストパターン発生回路２１０は、ＣＭＹＫ各色ごとのテストパターン（図１，図２）を形成するためのテストパターンデータを発生させ、選択器２２０に対して出力する。

選択器２２０は、画像形成装置１０がＤＦＥから取得したＣＭＹＫ各色の画像データに応じて画像を印刷するモード（通常印刷モード）、又は印刷される画像の位置ずれを補正するためのモード（テストモード）のいずれのモードで動作すべきかを示す設定を、例えば図示しないユーザインターフェイスなどを介して取得し、取得した設定に応じて選択した画像データを画像形成ユニット１４に対して出力する。つまり、選択器２２０は、通常印刷モードで動作すべき設定を取得した場合には画像信号変換部２００から入力された画像データを選択して出力し、テストモードで動作すべき設定を取得した場合にはテストパターン発生回路２１０から入力されたテストパターンデータを選択して出力する。

補正演算回路２３０は、例えばＣＰＵを含み、反射光量検出装置２６により検出された反射光量を入力し、予め記憶している各色の反射光量情報等に基づいて、各色の位置ずれ量を算出して画像信号変換部２００に対して出力する。なお、補正演算回路２３０については、後で詳述する。

図６は、画像信号変換部２００の詳細を示す図である。
図６に示すように、画像信号変換部２００は、位置ずれ量記憶部２０２及び位置情報変換部２０４を有する。位置ずれ量記憶部２０２は、補正演算回路２３０により算出された各色毎の位置ずれ量を記憶する。位置ずれ量記憶部２０２は、メモリ、ハードディスクドライブ等により実現される。位置情報変換部２０４は、画像データを構成するＣＭＹＫ各色の画像データを入力し、位置ずれ量記憶部２０２に記憶されている各色の位置ずれ量に基づいて画素位置を補正して選択器２２０に対して出力する。

図７は、補正演算回路２３０の詳細を示す図である。
図７に示すように、補正演算回路２３０は、反射光量情報記憶部２３２及び位置ずれ量算出部２３４を有する。反射光量情報記憶部２３２は、それぞれの色について、カラーパターン１が形成された領域のうち黒のパターン２に覆われた領域とは異なる領域の面積と、拡散反射光量との関係を記憶する。また、反射光量情報記憶部２３２は、予め測定された黒のパターン２の拡散反射光量を記憶する。ここで、黒のパターン２の拡散反射光量は、カラーパターン１が中間転写ベルト１６上に形成されず黒のパターン２のみが形成された状態で、拡散反射光量を検出することにより得られる。

位置ずれ量算出部２３４は、検出された拡散反射光量を入力し、反射光量情報記憶部２３２に記憶されている拡散反射光量と面積との関係に基づいて、それぞれのカラーパターン１の黒のパターン２に対する位置を算出する。

また、位置ずれ量算出部２３４は、反射光量情報記憶部２３２に記憶されている黒のパターン２の拡散反射光量にさらに基づいて、カラーパターン１からの拡散反射光量を補正してから、カラーパターン１の位置ずれ量を算出してもよい。この場合、位置ずれ量算出部２３４は、検出された拡散反射光量から記憶されている黒のパターン２の拡散反射光量を減じた値をカラーパターン１の拡散反射光量とする。これにより、位置ずれ量は、より高い精度で検出されることができる。

また、位置ずれ量算出部２３４は、図示しないＡＤＣセンサ等により取得されたカラーパターン１の濃度情報を取得し、当該濃度情報に基づいてカラーパターン１の面積を補正してから当該カラーパターン１の位置ずれ量を算出してもよい。例えば、カラーパターン１のカバレッジは、略１００％である。ここで、ＡＤＣセンサは、中間転写ベルト１６等の像担持体上に形成されたパターンの濃度を光学的に測定するものである。なお、位置ずれ量算出部２３４は、プロセスコントロール情報を用いて当該面積を補正してもよい。

図８は、画像形成装置１０による位置ずれ量算出処理（Ｓ１０）を示すフローチャートである。
図８に示すように、テストモードにおいては、ステップ１００（Ｓ１００）において、テストパターンが中間転写ベルト１６に形成される。ここで、テストパターンは、画像処理装置２０のテストパターン発生回路２１０（図５）に記憶されているカラーパターン１（図１）と黒のパターン２であり、カラーパターン１が中間転写ベルト１６に形成されてから、その上層に黒のパターン２が形成される。

ステップ１０２（Ｓ１０２）において、反射光量検出装置２６（図４）の照明光源２６０が光を発し、受光素子２６４が、中間転写ベルト１６上に形成されたテストパターンによる拡散反射光量を検出する。反射光量検出装置２６は、検出された拡散反射光量を画像処理装置２０に対して出力する。

ステップ１０４（Ｓ１０４）において、画像処理装置２０（図５）の補正演算回路２３０は、反射光量検出装置２６から入力した拡散反射光量に基づいて位置ずれ量を算出して画像信号変換部２００に対して出力する。
ステップ１０６（Ｓ１０６）において、画像信号変換部２００は、算出された位置ずれ量を記憶する。
画像形成装置１０は、上記のような処理を、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）及びイエロー（Ｙ）のカラーパターン１について行うことにより、各色の黒色（Ｋ）に対する位置ずれ量を求めることができる。

図９は、通常印刷モードにおける画像形成装置１０の全体動作（Ｓ２０）を示すフローチャートである。
図９に示すように、ステップ２００（Ｓ２００）において、画像形成装置１０は、図示しないコンピュータ等からＣＭＹＫ各色の画像データを入力する。この画像データは、画像処理装置２０に入力される。

ステップ２０２（Ｓ２０２）において、画像処理装置２０の画像信号変換部２００は、記憶しているシアン、マゼンタ及びイエローの位置ずれ量を参照する。
ステップ２０４（Ｓ２０４）において、画像信号変換部２００は、当該位置ずれ量に基づいて、シアン、マゼンタ及びイエローのそれぞれについて画素位置を補正する。

ステップ２０６（Ｓ２０６）において、補正後の画像データが選択器２２０により選択されて出力され、画像形成ユニット１４（図３）により中間転写ベルト１６に転写される。さらに、転写された各色のトナー像が記録用紙３２に転写・定着されて、記録用紙３２に画像が形成される。

以上説明したように、本発明に係る画像形成装置は、像担持体と、光源と、前記像担持体に、第１のパターンと、第２のパターンとを重ねて形成するパターン形成手段と、前記パターン形成手段により形成された第１のパターン及び第２のパターンに対して前記光源から反射された光量を検出するセンサと、前記センサにより検出された光量に基づいてカラー画像の位置ずれ量を算出する算出手段とを有する。これにより、比較的低低い位置分解能あるいは時間分解能のセンサを用いた場合においても、位置ずれ量を検知することができる。したがって、プロコン用センサ（ＡＤＣ）あるいはむら検知用センサなどを兼用することができるので、センサ数が削減されて、低コスト化を図ることができる。

好適には、第１のパターン及び第２のパターンのいずれかは黒のパターンであり、黒以外のパターンに対する拡散反射光量を検出する。これにより、黒のパターンとは異なる色の拡散反射光量の変化が顕著になるので、黒に対するカラー画像の位置をより効果的に検知することができる。

次に、図１０及び図１１を参照して、テストパターンの変形例を説明する。
図１０は、本発明において用いられるテストパターンの第１の変形例を示す図である。
図１０（Ａ）は、カラーパターン１及び黒のパターン２の位置がともに規定どおりである場合を示す。図１０（Ａ）に示すように、カラーパターン１及び黒のパターン２は、ともに矩形の画像であってもよい。この場合、これらのパターンの形状は、カラーパターン１が形成された領域のうち黒のパターン２に覆われた領域とは異なる領域の面積と、検出される位置ずれ量とを線形に変化させるものである。

したがって、図１０（Ｂ）に示すように、カラーパターン１が図中の矢印Ｔの方向にずれて像担持体上に形成された場合、検出される拡散反射光量は、位置ずれ量に比例して小さくなる。また、位置ずれ量が大きいほど、拡散反射光量は小さくなる。
一方、図１０（Ｃ）に示すように、カラーパターン１が図中の矢印Ｕの方向にずれて形成された場合、検出される拡散反射光は、位置ずれ量に比例して大きくなる。また、位置ずれ量が大きいほど、拡散反射光量は大きくなる。

図１１は、本発明において用いられるテストパターンの第２の変形例を示す図である。
図１１（Ａ）は、カラーパターン１及び黒のパターン２の位置がともに規定どおりである場合を示す。図１１（Ａ）に示すように、黒のパターン２の形状が矩形であり、カラーパターン１の形状が、カラーパターン１が形成された領域のうち黒のパターン２に覆われた領域とは異なる領域の面積と、検出される位置ずれ量とを非線形に変化させるものであってもよい。

したがって、図１１（Ｂ）に示すように、カラーパターン１が図中の矢印Ｔの方向にずれて像担持体上に形成された場合、検出される拡散反射光量は、カラーパターン１の位置が変化する割合より大きい割合で小さくなる。また、位置ずれ量が大きいほど、拡散反射光量は小さくなる。
一方、図１１（Ｃ）に示すように、カラーパターン１が図中の矢印Ｕの方向にずれて形成された場合、検出される拡散反射光は、カラーパターン１の位置が変化する割合より大きい割合で大きくなる。また、位置ずれ量が大きいほど、拡散反射光量は大きくなる。
このようなカラーパターン１及び黒のパターン２の形状により、カラーパターン１の位置変化は、拡散反射光量の変化として、より高感度に検出されることができる。

本発明において用いられるテストパターン及び検知される位置ずれ量を説明する図である。 副走査方向における位置ずれ量を検知する場合のテストパターンを示す図である。 本発明の実施形態に係るタンデム型の画像形成装置１０の構成を示す図である。 反射光量検出装置２６の詳細を示す図である。 画像処理装置２０の機能構成を示すブロック図である。 画像信号変換部２００の詳細を示す図である。 補正演算回路２３０の詳細を示す図である。 画像形成装置１０による位置ずれ量算出処理（Ｓ１０）を示すフローチャートである。 通常印刷モードにおける画像形成装置１０の全体動作（Ｓ２０）を示すフローチャートである。 本発明において用いられるテストパターンの第１の変形例を示す図である。 本発明において用いられるテストパターンの第２の変形例を示す図である。 反射光量検出装置２６の変形例を示す図である。

符号の説明

１ 第１のパターン
２ 第２のパターン
１０ 画像形成装置
１４ 画像形成ユニット
１６ 中間転写ベルト
２０ 画像処理装置
２６ 反射光量検出装置
２８ マスク部
２９ ウインドウ部
２００ 画像信号変換部
２０２ 位置ずれ量記憶部
２０４ 位置情報変換部
２１０ テストパターン発生回路
２２０ 選択器
２３０ 補正演算回路
２３２ 反射光量情報記憶部
２３４ 位置ずれ量算出部
２６０ 照明光源
２６２ レンズ
２６４ 受光素子

Claims (11)

1. 像担持体と、
   光源と、
   前記像担持体に、第１のパターンと、この第１のパターンとは異なる色を有する第２のパターンとを重ねて形成するパターン形成手段と、
   前記パターン形成手段により形成された第１のパターン及び第２のパターンに対して前記光源から照射し反射された光量を検出するセンサと、
   前記センサにより検出された光量に基づいてカラー画像の位置ずれ量を算出する算出手段と
   を有する画像形成装置。
2. 前記パターン形成手段は、第２のパターンとして黒のパターンを形成し、
   前記センサは、黒以外のパターンに対する拡散反射光量を検出する
   請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記パターン形成手段は、第１のパターンとして黒のパターンを形成し、
   前記センサは、略鏡面の像担持体で正反射された光量を検出する
   請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記パターン形成手段は、第１のパターンより大きい第２のパターンを第１のパターンの上に重ねて形成する
   請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記パターン形成手段は、第１のパターン及び第２のパターンの少なくともいずれかを略１００％のカバレッジで形成する
   請求項１乃至４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記パターン形成手段により形成される第１のパターン及び第２のパターンの少なくともいずれかは、第１のパターンが形成された領域のうち第２のパターンに覆われた領域とは異なる領域の面積と、前記算出手段により算出される位置ずれ量とを線形に変化させる形状からなる
   請求項１乃至５のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 前記パターン形成手段により形成される第１のパターン及び第２のパターンの少なくともいずれかは、第１のパターンが形成された領域のうち第２のパターンに覆われた領域とは異なる領域の面積と、前記算出手段により算出される位置ずれ量とを非線形に変化させる形状からなる
   請求項１乃至５のいずれかに記載の画像形成装置。
8. 前記算出手段は、予め取得されたパターンの濃度情報にさらに基づいて位置ずれ量を算出する
   請求項１乃至７のいずれかに記載の画像形成装置。
9. 前記算出手段は、予め取得された黒のパターンの反射光量情報にさらに基づいて位置ずれ量を算出する
   請求項１乃至８のいずれかに記載の画像形成装置。
10. 前記算出手段により算出された位置ずれ量に基づいて画像を補正する補正手段をさらに有する
    請求項１乃至９に記載の画像形成装置。
11. 像担持体と、複数のスペクトルを有する光源と、前記光源から照射し反射された光量を検出するカラーセンサとを有する画像形成装置において、
    前記像担持体に、第１のパターンを形成してからこの第１のパターンとは異なる色を有する第２のパターンを重ねて形成し、
    前記形成された第１のパターンから反射された光量を前記カラーセンサを用いて検出し、
    前記検出された光量に基づいてカラー画像の位置ずれ量を算出する
    画像形成装置の位置ずれ補正方法。

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