JP4419101B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

例えば従来から、いわゆるタンデム方式の画像形成装置が知られている。これは、感光体が、例えばイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色ごとに設けられ、これらが用紙搬送用のベルトの周動方向に沿って配列された構成になっている。そして、各感光体が担持する各色画像をベルト上の用紙に転写するようになっている。

ところで、このようなタンデム方式の画像形成装置では、用紙に対する各色画像の形成位置がずれると、色ずれが生じたカラー画像が形成されてしまうため、各色画像の形成位置合わせが重要である。そこで、特許文献１には、各色画像の形成位置ずれを検出し、これを補正する画像形成装置が開示されている。具体的には、この画像形成装置は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に対応した複数のマークからなるレジストレーションパターン（位置合わせ用パターン）をベルト上に形成する。このレジストレーションパターンは、上記各色のマークを上記周動方向に沿って間隔を隔てて配列したパターンである。ベルト上における各色マークの位置は、上記各色画像の形成位置のずれに応じて変化する。そこで、ベルト上における各色マークの位置を、光学センサにて検出し、この検出した位置に基づき各色画像の形成位置のずれを補正する。
特開平１１−３２７２４９号公報

ところで、上記光学センサは、例えば、所定の検出領域内に位置するベルト部分に光を照射する投光素子と、上記検出領域からの反射光を受光する受光素子とを備える。受光素子での受光量は、ベルト移動によって検出領域内を上記各色マークが順次横断する度に変化する。従って、受光素子での受光量の変化タイミングに基づき各色マークの位置情報を検出できる。ところが、各マークでの反射特性は、そのマークの色によって異なり、これに伴って、受光素子での受光量波形が異なる。従って、このような事情を全く加味しない上記特許文献１のものでは、ある色のマークに対する受光量変化と、それに隣り合う他色のマークに対する受光量変化とが互いに干渉してしまい、各マークの位置情報を正確に検出できないという問題があった。

この問題を解決する方法として、各色マーク同士の距離をなるべく長くする方法があるが、これでは、レジストレーションパターンの全長が長くなり、その分だけ各色マークの位置検出処理に時間がかかるという問題が生じ得る。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、その目的は、パターン全体の延長化を抑制しつつ各色マークの位置に関する情報を精度よく検出することが可能な画像形成装置を提供するところにある。

上記の目的を達成するための手段として、第１の発明に係る画像形成装置は、画像データに基づき、複数色それぞれの色画像を対象物上に形成可能な形成手段と、前記複数色による複数のマークを有するパターンのデータを、前記画像データとして前記形成手段に与える制御手段と、前記対象物上における前記各マークからの反射光量に応じた受光信号を出力する受光手段と、前記受光手段からの前記受光信号に基づき、所定方向における前記各マークの位置を検出する検出手段と、を備え、前記複数のマークには、第１マーク、及び、前記対象物との反射率の相違が前記第１マークの色よりも小さい色の第２マークが含まれ、前記第１マークは、前記第２マークよりも、前記所定方向のマーク幅寸法が小さくなっており、更に、前記第１マークに対する前記受光手段からの前記受光信号の信号幅に基づき、前記第１マークの幅を変更する変更手段を備え、前記受光手段からの受光信号幅が前記第１マークと前記第２マークとで略同一になる程度に、前記第１マークの幅が前記第２マークの幅に比べて狭くなっている。
また、第２の発明に係る画像形成装置は、画像データに基づき、複数色それぞれの色画像を対象物上に形成可能な形成手段と、前記複数色による複数のマークを有するパターンのデータを、前記画像データとして前記形成手段に与える制御手段と、前記対象物上における前記各マークからの反射光量に応じた受光信号を出力する受光手段と、前記受光手段からの前記受光信号に基づき、所定方向における前記各マークの位置を検出する検出手段と、を備え、前記複数のマークには、第１マーク、及び、前記対象物との反射率の相違が前記第１マークの色よりも小さい色の第２マークが含まれ、前記第１マークは、前記第２マークよりも、前記所定方向のマーク幅寸法、及び、ドット形成密度のうち少なくとも一方が小さくなっており、更に、前記第１マークに対する前記受光手段からの前記受光信号の信号幅が、前記第２マークに対する前記受光手段からの前記受光信号の信号幅に近づくように、前記第１マークの幅及び前記ドット形成密度のうち少なくとも一方を変更する変更手段を備える。

第３の発明は、第２の発明の画像形成装置であって、前記受光手段からの受光信号幅が前記第１マークと前記第２マークとで略同一になる程度に、前記第１マークの幅が前記第２マークの幅に比べて狭くなっている。
第４の発明は、第２または第３の発明の画像形成装置であって、前記対象物の反射率は、前記第１マーク及び前記第２マークよりも高く、前記第１マークが前記複数のマークのうちの無彩色マークがあり、前記第２マークが前記複数のマークのうちの有彩色マークである。

第５の発明は、第２から第４のいずれか一つの発明の画像形成装置であって、前記複数のマークは、前記所定方向において隣り合うマーク同士について、それぞれのマーク中心位置の間の距離が一定である。

第６の発明は、第２から第５のいずれか一つの発明の画像形成装置であって、前記検出手段で検出された前記各マークの位置に基づき前記各色画像同士の位置ずれ量を測定し、その位置ずれ量を相殺するように、前記形成手段による前記各色画像の形成位置を補正する補正手段を備える。

第７の発明は、第２から第６のいずれか一つの発明の画像形成装置であって、前記制御手段は、前記所定方向のマーク幅及び前記ドット形成密度のうち少なくとも一方が互いに異なり、且つ、前記第１マークと同一色の複数の補助マークのデータ、および前記第２マークのデータを、前記画像データとして前記形成手段に与えることが可能とされ、前記変更手段は、前記複数の補助マークのうち、受光信号波形が前記第２マークに最も近い補助マークを抽出し、この抽出された補助マークのマーク幅及びドット形成密度の少なくとも一方を、前記パターンにおける第１マークの前記所定方向のマーク幅及び前記ドット形成密度と略同一にする。

第８の発明は、第２から第７のいずれか一つの発明の画像形成装置であって、前記第２マークは、複数の有彩色それぞれに対応した有彩色マークであり、各色の前記有彩色マークは、前記所定方向における幅及びドット形成密度が互いに同一である。

＜第１の発明＞
本発明によれば、受光手段からの受光信号幅を、第１マークと第２マークとで略同一とすることで、各マークの検出精度を均一化できる。
＜第２の発明＞
第１マークの反射率と対象物の反射率との相違よりも、第２マークの反射率と対象物の反射率との相違の方が小さい。このとき、第１マークに対する受光素子の受光量波形は、第２マークに対する受光素子の受光量波形に比べて時間軸方向において幅広になる。この場合、本発明では、第１マークを、第２マークよりも、所定方向のマーク幅、及び、ドット形成密度のうち少なくとも一方が小さくしたパターンを、対象物上に形成する。これにより、第１マークと第２マークとの受光量波形の干渉を抑制でき、しかも、全マークの幅を一律にして単にマーク同士の距離を長くしたパターンに比べてパターンの全長を抑制できる。
また、第１マークに対する受光手段からの受光信号に基づき、第１マークでの反射光特性による影響度を把握し、この影響度に応じてマークの幅を変更する構成が望ましい。

＜第３の発明＞
受光手段からの受光信号幅を、第１マークと第２マークとで略同一とすることで、各マークの検出精度を均一化できる。
＜第４の発明＞
一般に、有彩色の方が無彩色よりも反射率が高い。本発明では、対象物の反射率が、第１マーク及び第２マークよりも大きいときは、第１マークが無彩色マークであり、第２マークが有彩色マークとなる。なお、上記第１の発明には、対象物の反射率が、第１マーク及び第２マークよりも小さく、第１マークが有彩色マークとなり、第２マークが無彩色マークとなる構成も含まれる。

＜第５の発明＞
本発明によれば、所定方向において隣り合うマーク同士について、それぞれのマーク中心位置の間の距離を一定にすることで、パターンの全長をなるべく短くできる。

＜第６の発明＞
検出手段での検出結果に基づき自動で色ずれを補正する構成が望ましい。

＜第７の発明＞
本発明のように、第１マークと同一色であって、マーク幅及びドット形成密度のうち少なくとも一方が異なる複数の補助マークを実際に形成し、各補助マークに対する受光手段からの受光信号に基づきパターンにおける第１マークのマーク幅及びドット形成密度のうち少なくとも一方を決定することが望ましい。しかも、本発明のように、実際の受光信号波形に基づきマークの幅を決定することが望ましい。

＜第８の発明＞
有彩色同士では、色の相違による反射特性にそれほど大差はない。そこで、処理を簡素化するために、有彩色マーク同士の所定方向における幅は同一にしている。

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１〜図９を参照しつつ説明する。
（プリンタの全体構成）
図１は、本実施形態のプリンタ１の概略構成を示す側断面図である。なお、以下の説明においては、図１における右側（右方）をプリンタ１の前側（前方）とする。

図１に示すように、プリンタ１（画像形成装置の一例）は、直接転写タンデム方式のカラーレーザプリンタであって、ケーシング３を備えている。ケーシング３の底部には供給トレイ５が設けられ、この供給トレイ５に、被記録媒体（例えば用紙などのシート材）７が積載される。

被記録媒体７は、押圧板９によってピックアップローラ１３に向かって押圧され、ピックアップローラ１３の回転によって、レジストローラ１７へ送られる。レジストローラ１７は、被記録媒体７の斜行補正を行った後、所定のタイミングで、被記録媒体７をベルトユニット２１上へ送り出す。

画像形成部１９は、搬送手段の一例としてのベルトユニット２１、露光手段としての一例としてのスキャナ部２３、プロセス部２５、定着器２７などを備えている。なお、本実施形態では、スキャナ部２３及びプロセス部２５が「形成手段」の一例である。

ベルトユニット２１は、一対の支持ローラ２７，２９の間に架設される無端のベルト３１（対象物の一例）を備える。そして、ベルト３１は、例えば後側の支持ローラ２９が回転駆動することで図１の反時計回り方向に循環移動し、そのベルト３１上に載せた被記録媒体７を後方へ搬送する。

なお、ベルトユニット２１の下側には、ベルト３１に付着したトナー（レジストレーションパターン１２１）、紙粉等を除去するためのクリーニングローラ３３が設けられている。

スキャナ部２３は、画像データに基づきオンオフ制御されるレーザ発光部（図示せず）を備え、各色画像毎のレーザ光Ｌを、それぞれの色に対応する感光ドラム３７の表面に照射しつつ高速走査する。

プロセス部２５は、ブラック，シアン，マゼンタ，イエローの各色に対応して４つ設けられている。各プロセス部２５は、トナー（着色剤の一例）の色等を除いて同一の構成とされている。以下の説明において、色毎に区別する必要がある場合は各部の符号にＫ（ブラック），Ｃ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロー）の添え字を付し、区別する必要がない場合は添え字を省略する。

各プロセス部２５は、感光ドラム（像担持体、感光体の一例）３７、帯電器３９及び現像カートリッジ４１等を備えて構成されている。

現像カートリッジ４１は、トナー収容室４３、供給ローラ４５、現像ローラ４７（現像剤像担持体の一例）および層厚規制ブレード４９（層厚規制手段の一例）が設けられている。

トナーは、アジテータ５１（攪拌手段の一例）および供給ローラ４５の回転により現像ローラ４７に供給される。さらに、現像ローラ４７上に供給されたトナーは、層厚規制ブレード４９と現像ローラ４７との間に進入し、一定厚さの薄層として現像ローラ４７上に担持される。

感光ドラム３７の表面は、帯電器３９により一様に正帯電される。その後、スキャナ部２３からのレーザ光Ｌにより露光されて、被記録媒体７に形成すべき各色画像に対応した静電潜像が形成される。

次いで、現像ローラ４７上に担持されているトナーが、感光ドラム３７の表面上に形成されている静電潜像に供給される。これにより、感光ドラム３７の静電潜像は、各色ごとのトナー像として可視像化される。

その後、各感光ドラム３７の表面に担持されたトナー像は、ベルト３１によって搬送される被記録媒体７が、感光ドラム３７と転写ローラ５３（転写手段の一例）との間の各転写位置を通る間に、転写ローラ５３に印加される負極性の転写バイアスによって、被記録媒体７に順次転写される。こうしてトナー像が転写された被記録媒体７は、定着器２７に搬送される。

定着器２７は、トナー像を担持した被記録媒体７を、加熱ローラ５５及び加圧ローラ５７によって搬送しながら加熱することにより、トナー像を被記録媒体７に定着させる。そして、熱定着された被記録媒体７は、排紙ローラ６１により排紙トレイ６３上に排出される。

（プリンタの電気的構成）
図２は、上述のプリンタ１の電気的構成を示すブロック図である。
プリンタ１は、ＣＰＵ７７、ＲＯＭ７９、ＲＡＭ８１、ＮＶＲＡＭ（不揮発性メモリ）８３、操作部８５、表示部８７、既述の画像形成部１９、ネットワークインターフェイス８９、光学センサ１１１等を備えている。

ＲＯＭ７９には、プリンタ１の動作を制御するための各種プログラムが記録されており、ＣＰＵ７７は、ＲＯＭ７９から読み出したプログラムに従って、その処理結果をＲＡＭ８１やＮＶＲＡＭ８３に記憶させながら、プリンタ１の動作を制御する。

操作部８５は、複数のボタンからなり、ユーザによって印刷開始の指示などの各種の入力操作が可能である。表示部８７は、液晶ディスプレイやランプからなり、各種の設定画面や動作状態等を表示することが可能である。ネットワークインターフェイス８９は、通信回線７１を介して外部のコンピュータ（図示せず）等に接続されており、相互のデータ通信が可能となっている。

（位置ずれ補正処理）
タンデム方式のプリンタ１では、被記録媒体７に対する各色画像の形成位置（転写位置）がずれると、色ずれが生じたカラー画像が形成されてしまうため、各色画像の形成位置の合わせが重要である。そして、この色ずれを補正するための処理が位置ずれ補正処理である。

位置ずれ補正処理では、プリンタ１のＣＰＵ７７が、例えばＮＶＲＡＭ８３からレジストレーションパターン１２１（パターンの一例）のデータを読み出して画像データとして画像形成部１９に与える。このとき、ＣＰＵ７７は、制御手段として機能する。このレジストレーションパターン１２１は、後述するように、上記４色それぞれの色の複数のマーク１１９が、ベルト３１の移動方向（プリンタ１の前後方向）に沿って並んだものとなっている。画像形成部１９は、上記レジストレーションパターン１２１を、ベルト３１の表面に形成する。そして、ＣＰＵ７７は、次述する光学センサ１１１によってレジストレーションパターン１２１の各マーク１１９の位置を検出し、その検出結果に基づきずれ量を測定して、このずれ量を相殺するようにレーザ走査位置の補正を行うものである。ここで、レーザ走査位置とは、スキャナ部２３が、各色に対応するレーザ光を、各感光ドラム３７上に照射する副捜査方向の位置であり、この位置を変えるには、スキャナ部２３における上記各レーザ光の出射タイミングを変えればよい。

１．光学センサ
光学センサ１１１は、図３に示すように、ベルト３１の後側下方において１または複数台（本実施形態では例えば２台）設けられ、これら２台の光学センサ１１１が左右方向に並んで配置されている。各光学センサ１１１は、発光素子（例えばＬＥＤ）１１３と受光素子（受光手段の一例 例えばフォトトランジスタ）１１５とを備える反射型のセンサである。具体的には、発光素子１１３は、ベルト３１の表面に対して斜め方向から光を照射し、そのベルト３１の表面からの反射光を受光素子１１５が受光する。発光素子１１３からの光が、ベルト３１上に形成するスポット領域が、光学センサ１１１の検出領域となる。なお、ベルト３１の移動方向において、上記検出領域の幅よりも、各マーク１１９の幅の方が狭い。

図４は、光学センサ１１１の回路図である。受光素子１１５からの受光信号Ｓ１は、受光素子１１５での受光量レベルが高いほど低いレベルとなり、受光量レベルが低いほど高いレベルとなる。そして、上記受光信号Ｓ１はヒステリシスコンパレータ１１７（比較回路の一例）に入力される。ヒステリシスコンパレータ１１７は、受光信号Ｓ１レベルを閾値（第１閾値ＴＨ１、第２閾値ＴＨ２）と比較し、この比較結果に応じてレベル反転する２値化信号Ｓ２を出力する。

２．無彩色マークと有彩色マークとの反射特性の相違に基づく問題点
図５，図７は、上段には各色のマーク１１９が示され、下段には、各色のマーク１１９が上記検出領域に進入したときにおける受光信号Ｓ１の波形を示す。また、同図中、紙面左側がベルト３１の移動方向である。

本実施形態のベルト３１は、例えばポリカーボネート等を含んだ材料からなり、上記４色のいずれの色のトナーよりも反射率が高い。従って、図５に示すように、発光素子１１３からの光がベルト３１の下地（マークが形成されていないベルト３１の表面）に照射されているとき、受光信号Ｓ１レベルが最も低くなる。これに対して、発光素子１１３からの光がベルト３１上に形成されたマーク１１９上に照射されると、受光素子１１５での受光量レベルが低くなり、受光信号Ｓ１レベルは高くなる。

ここで、上記４色のうち、シアン、マゼンタ、イエローが有彩色であり、ブラックが無彩色である。そして、特に、ブラックマーク１１９Ｋの反射率は、有彩色マーク１１９Ｃ，１１９Ｍ，１１９Ｙの反射率よりも高い。換言すれば、ブラックマーク１１９Ｋは、ベルト３１との反射率の相違が大きく、有彩色マーク１１９Ｃ，１１９Ｍ，１１９Ｙはベルト３１との反射率の相違が小さい。従って、本実施形態では、ブラックマーク１１９Ｋが第１マークの一例であり、有彩色マーク１１９Ｃ，１１９Ｍ，１１９Ｙが第２マークの一例である。

従って、マークの形状、大きさ及びドット形成密度（単位面積当たりのドット数）が同一であるという条件下において、図５に示すように、ブラックマーク１１９Ｋからの反射光による受光信号Ｓ１（以下、単に「ブラックマーク１１９Ｋに対する受光信号Ｓ１」という。）の波形は、有彩色マーク１１９Ｃ，１１９Ｍ，１１９Ｙからの反射光による受光信号Ｓ１（以下、単に「有彩色マーク１１９Ｃ，１１９Ｍ，１１９Ｙに対する受光信号Ｓ１」という。）の波形に比べてピーク値が高く、且つ、時間軸方向において幅広になる。具体的には、ブラックマーク１１９Ｋに対する受光信号Ｓ１は、有彩色マーク１１９Ｃ，１１９Ｍ，１１９Ｙに対する受光信号Ｓ１に比べて約１．５倍程度のピーク値及び時間幅の波形を描く。

ここで、図５には、本発明の構成とは異なり、全色のマーク１１９同士の距離が一律Ｄに設定された従来のパターンが示されている。本実施形態では、ブラックマーク１１９Ｋ及び有彩色マーク１１９Ｃ，１１９Ｍ，１１９Ｙを、共通の光学センサ１１１によって検出する構成であるから、ブラックマーク１１９Ｋと、そのブラックマーク１１９Ｋの直前または直後に位置する他のマーク（図５では、シアンのマーク１１９Ｃ及びイエローのマーク１１９Ｙ）との距離が短いと、図５に示すように、イエローのマーク１１９Ｙに対する受光信号Ｓ１の波形同士の距離Ｅ１に比べて、ブラックのマーク１１９Ｋ及びその直前・直後のマーク（シアンのマーク１１９Ｃ、イエローのマーク１１９Ｙ）に対する受光信号Ｓの波形同士の距離Ｅ２，Ｅ３の方が狭くなる。これにより、互いの受光信号Ｓ１の波形が干渉して波形が崩れてしまい、各マークの正確な位置検出を行うことができないおそれがある。なお、ＣＰＵ７７は、例えば２値化信号Ｓ２の立下りエッジと立上りエッジとの中間位置（中間タイミング）を算出し、これを各マーク１１９の位置とする。

また、ブラックマーク１１９Ｋと有彩色マーク１１９Ｃ，１１９Ｍ，１１９Ｙとで受光信号Ｓ１の波形が異なるため、共通の閾値（第１閾値ＴＨ１、第２閾値ＴＨ２）でマーク検出を行おうとすると、検出感度がばらつくことになり好ましくない。従って、ブラックマーク１１９Ｋの検出感度と有彩色マーク１１９Ｃ，１１９Ｍ，１１９Ｙの検出感度とのばらつきを低減させるためには、ブラックマーク１１９Ｋの検出用の閾値と、有彩色マーク１１９Ｃ，１１９Ｍ，１１９Ｙ用の閾値とを個別に設ける必要が生じる。

３．本実施形態のレジストレーションパターン
図６には、本実施形態のレジストレーションパターン１２１の全体が示されている。このレジストレーションパターン１２１は、副走査方向（上記ベルト３１の移動方向）及び主走査方向（ベルト３１の移動方向に直交する方向）における色ずれ量を検出するために使用される。具体的には、レジストレーションパターン１２１は、ブラックのマーク１１９Ｋ、イエローのマーク１１９Ｙ、マゼンタのマーク１１９Ｍ、シアンのマーク１１９Ｃを、この順番で並べてなるマーク群が、１組または複数組（本実施形態では４組）だけベルト３１の移動方向（所定方向の一例）に沿って並んだ構成となっている。各マーク１１９は、１対の棒状マークを有し、これら１対の棒状マークは、それぞれが上記主走査方向に沿った直線に対して所定の角度だけ傾き、同直線に対して線対称に配置されている。

なお、ＣＰＵ７７は、光学センサ１１１からの２値化信号Ｓ２に基づき、各マーク１１９を構成する１対の棒状マークの位置を検出し、両棒状マークの中間位置を、各マーク１１９の位置とする。次に、上記各マーク群ごとに、ブラックのマーク１１９に対する他の各色のマーク１１９Ｃ，１１９Ｍ，１１９Ｙの位置偏差を検出する。そして、イエローのマーク１１９Ｙ、マゼンタのマーク１１９Ｍ、シアンのマーク１１９Ｃそれぞれについて、全マーク群における上記位置偏差の平均値を算出する。この各色マークごとの平均値を、ブラック画像に対する他の色画像の副走査方向の位置ずれ量と判断する。そして、スキャナ部２３における各色ごとに対応するレーザ光の出射するタイミングを、副走査方向の位置ずれ量に応じて調整することで、副走査方向における色ずれ補正を行う。このとき、光学センサ１１１及びＣＰＵ７７は、検出手段として機能する。また、ＣＰＵ７７は、補正手段として機能する。

また、ＣＰＵ７７は、各マーク１１９の両棒状マーク間の距離を検出する。次に、ブラックのマーク１１９Ｋ、イエローのマーク１１９Ｙ、マゼンタのマーク１１９Ｍ、シアンのマーク１１９Ｃそれぞれについて、上記両棒状マーク間の距離の平均値を算出する。この各色マークごとの平均値を、主走査方向の位置ずれ量と判断する。そして、スキャナ部２３における各色ごとに対応するレーザ光の出射するタイミングを、主走査方向の位置ずれ量に応じて調整することで、主走査方向における色ずれ補正を行う。

レジストレーションパターン１２１は、図７にも示すように、ブラックのマーク１１９Ｋの副走査方向（ベルト３１の移動方向）におけるマーク幅（以下、単に「マーク幅Ｈ」ということがある）Ｈ１だけが、イエローのマーク１１９Ｙ、マゼンタのマーク１１９Ｍ、シアンのマーク１１９Ｃの副走査方向におけるマーク幅Ｈ２に比べて狭くなっている。これにより、ブラックマーク１１９Ｋに対する受光信号Ｓ１の波形が、有彩色マーク１１９Ｃ，１１９Ｍ，１１９Ｙに対する受光信号Ｓ１の波形と略同一のピーク値及び信号幅にされている。

従って、図７に示すように、ブラックのマーク１１９Ｋ及びその直前・直後のマーク（シアンのマーク１１９Ｃ、イエローのマーク１１９Ｙ）に対する受光信号Ｓの波形同士の距離Ｅ２'，Ｅ３'が、イエローのマーク１１９Ｙに対する受光信号Ｓ１の波形同士の距離Ｅ１とほぼ同程度になる。これにより、ブラックマーク１１９Ｋに対する受光信号Ｓ１の波形が、その直前或いは直後に位置するマーク１１９Ｃ、１１９Ｙに対する受光信号Ｓ１の波形に干渉してしまうことを抑制でき、各マーク１１９の位置を正確に検出することができる。また、ブラックマーク１１９Ｋと、有彩色マーク１１９Ｃ，１１９Ｍ，１１９Ｙとを共通の閾値によって検出するようにしても、略均一の検出精度で各色マーク１１９を検出することができる。

また、レジストレーションパターン１２１は、各マーク１１９同士の位置偏差（各マーク１１９の中心位置Ｊの間の距離）が一律、所定値Ｄに設定されている。この所定値Ｄは、有彩色マーク１１９Ｃ，１１９Ｍ，１１９Ｙ同士を、互いの受光信号Ｓ１波形の干渉がマーク検出精度に実質的に影響を与えない程度に短くした距離である。これにより、レジストレーションパターン１２１の全長をなるべく短くしているのである。

４．第１距離決定処理
ＣＰＵ７７は、例えば上記位置ずれ補正処理の実行タイミングが到来したときに、当該位置ずれ補正処理の前に、図８に示す先行処理を実行するように設定することができる。この先行処理では、まず、Ｓ１で補助マーク１２３のデータと、有彩色のうち少なくとも１色（例えばイエロー）のマークのデータを画像形成部１９に与える。ここで、補助マーク１２３は、ブラックマーク１１９Ｋと同様のブラックであり、ベルト３１の移動方向におけるマーク幅Ｈが互いに異なる複数のマーク群である。画像形成部１９は、図９に示すように、マーク幅Ｈが最も太い補助マーク１２３、中間の幅の補助マーク１２３、最もマーク幅Ｈが狭い補助マーク１２３の例えば３つの補助マークと、イエローのマーク１１９Ｙとをベルト３１上に形成する。

そして、光学センサ１１１からの２値化信号Ｓ２を取得する（Ｓ２）。ここで、補助マーク１２３は、それぞれのマーク幅Ｈの違いに応じた様々なピーク値及び信号幅の受光信号Ｓ１の波形を示す。そして、Ｓ３で、上記複数の補助マーク１２３の中から、例えばイエローのマーク１１９Ｙに対する受光信号Ｓ１の波形に対して、信号幅（立上りエッジと立下りエッジの検出時間差）が最も近い補助マーク１２３を抽出する。図９に示した例では、中間位置に位置する補助マーク１２３（同図で左から２番目のもの）が抽出することになる。

次いで、Ｓ４でＣＰＵ７７は、抽出した補助マーク１２３のマーク幅Ｈを、次の位置ずれ補正処理で使用するレジストレーションパターン１２１におけるブラックマーク１１９Ｋのマーク幅Ｈとして決定する。

ブラックのマーク１１９Ｋに対する受光信号Ｓ１の波形は、プリンタ１の環境変化に応じて変動し得る。そこで、上記先行処理により各環境下に応じてブラックのマーク１１９Ｋのマーク幅Ｈを適宜変更することが望ましい。このとき、ＣＰＵ７７は変更手段として機能する。

（本実施形態の効果）
本実施形態によれば、ベルト１３の反射率が、ブラックマーク及び有彩色マークよりも大きい構成になっている。そして、レジストレーションパターン１２１は、ブラックマーク１１９Ｋだけが、他の有彩色マーク１１９Ｙ、１１９Ｍ、１１９Ｃに比べて、ベルト３１の移動方向におけるマーク幅Ｈが狭くなっている。これにより、ブラックマーク１１９Ｋと有彩色マーク１１９Ｙ、１１９Ｍ、１１９Ｃとの受光量波形の干渉を抑制できる。なお、本実施形態とは逆に、ブラックマーク１１９Ｋだけを、他の有彩色マークよりもマーク幅Ｈを広くすれば、却って互いに隣接するマーク１１９同士における受光量波形の干渉が増大し、マーク検出精度が低下することは言うまでもない。

また、上記レジストレーションパターン１２１は、各マーク１１９同士の位置偏差が一律、所定値Ｄに設定されている。このように、レジストレーションパターンの全長をなるべく短くすることで、その分だけ光学センサ１１１で要する検出時間を短くでき、位置ずれ補正処理の高速化を図ることができる。

更に、有彩色マーク１１９Ｙ、１１９Ｍ、１１９Ｃは、ベルト３１の移動方向におけるマーク幅Ｈが同一に設定されている。有彩色マーク１１９Ｙ、１１９Ｍ、１１９Ｃ同士では、色の相違による反射特性にそれほど大差はない。そこで、ＣＰＵ７７によるマーク位置検出のための処理を簡素化するために、有彩色マーク同士の所定方向における幅は同一にした。

＜実施形態２＞
図１０は実施形態２を示す。上記実施形態では、ブラックマーク１１９Ｋのマーク幅Ｈを有彩色マークよりも狭くするようにしたのに対して、本実施形態では、ブラックマーク１１９Ｋのドット形成密度を有彩色マークよりも低くした点で両者は相違する。その他の点は前記実施形態１と同様である。従って、実施形態１と同一符号を付して重複する説明を省略し、異なるところのみを次に説明する。

図１０に示すように、本実施形態のレジストレーションパターン１２５は、ブラックのマーク１１９Ｋだけが、他のイエローのマーク１１９Ｙ、マゼンタのマーク１１９Ｍ、シアンのマーク１１９Ｃに比べて、ドット形成密度が小さくされ、擬似的に濃度が薄くされている。これにより、ブラックマーク１１９Ｋに対する受光信号Ｓ１の波形が、有彩色マーク１１９Ｃ，１１９Ｍ，１１９Ｙに対する受光信号Ｓ１の波形と略同一のピーク値及び信号幅にされている。

ここで、マーク１１９の濃度を変える方法としては、スキャナ部２３のレーザ光源の発光強度を変えたり、現像ローラ４７に与える現像電圧を変えたりして、感光ドラム３７に付着させるトナーの量（厚み）を変える方法がある。しかし、このような方法では、現像電圧などを精度よく調整することが難しく、所望の濃度のマーク１１９を形成することが困難である。

これに対して、本実施形態では、ＣＰＵ７７が、画像データを展開処理して生成するビットマップデータについて、単位面積当たりのドット数（ドット形成密度）を変更することで、擬似的に濃度を変える、いわゆるディザ方法を採用している。この方法であれば、ＣＰＵ７７による画像データの加工処理でマークの濃度を調整することができるから、現像電圧等を調整する方法に比べて精度良く所望の濃度のマーク１１９を形成することができる。

なお、本実施形態において、実施形態１で説明した先行処理を実行する場合には、互いにドット形成密度が異なる補助マークを形成すればよい。そして、受光信号Ｓ１の波形が有彩色マークのものに最も近い補助マークを抽出し、この抽出された補助マークのドット形成密度を、レジストレーションパターン１２５におけるブラックマーク１１９Ｋの濃度と決定する。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態では、有彩色マークに対して、無彩色（ブラック）マークのマーク幅Ｈ及びドット形成密度のいずれか一方だけを変更する構成としたが、これに限らず、マーク幅Ｈ及びドット形成密度の両方を変更する構成であってもよい。

（２）上記実施形態では、対象物（ベルト１３）の反射率が、無彩色マーク及び有彩色マークよりも大きい構成であったが、逆に、対象物の反射率が、無彩色マーク及び有彩色マークよりも小さい構成では、有彩色マークに対する受光素子の受光量波形が、無彩色マークに対する受光素子の受光量波形に比べて時間軸方向において幅広になる。この場合には、レジストレーションパターンは、上記実施形態とは逆に、有彩色マークのマーク幅寸法及びドット形成密度の少なくともいずれか一方を無彩色マークに比べて小さく設定すればよい。

（３）上記実施形態では、ＣＰＵ７７は、各色の色ずれ量の検出値に基づきレーザ光の出射タイミングを調整するなどの補正を行う構成としたが、例えば上記検出値が所定値を超えたことを、例えばプリンタ１の表示部８７にて報知し、補正処理を行わない構成であってもよい。

（４）「対象物」（パターンが形成されるもの）として、上記実施形態では、被記録媒体搬送用のベルト３１であったが、そのベルト３１によって搬送される被記録媒体７（用紙やＯＨＰシートなどのシート材）であってもよい。また、画像形成装置が中間転写方式を採用したものであれば、像担持体に形成された現像剤像を、直接担持する中間転写ベルトであってもよい。

（５）上記実施形態では、画像形成装置として、直接転写方式のカラーレーザプリンタを示したが、本発明は、例えば中間転写方式のレーザプリンタ等にも適用することができ、さらにはインクジェット方式のプリンタにも適用することができる。また、着色剤を２色、３色或いは５色以上有するプリンタであってもよい。

（６）上記実施形態では、第１マークのマーク幅やドット形成密度を、補助マークに加えて有彩色マークの受光信号Ｓ１の波形に基づき決定する構成としたが、これに限らず、補助マークだけで決定するようにしてもよい。例えば、補助マークの受光波形を、前回の位置ずれ補正実行時に記憶しておいたものと比較し、その差分に応じて決定するようにしてもよい。

本発明の実施形態１に係るプリンタの概略構成を示す側断面図 プリンタの電気的構成を示すブロック図 光学センサ及びベルトの斜視図 光学センサの回路図 各色パターンと受光信号の波形との関係図（その１） レジストレーションパターンの模式図 各色パターンと受光信号の波形との関係図（その２） 先行処理を示すフローチャート 補助パターンと受光信号の波形との関係図 実施形態２の各色パターンと受光信号の波形との関係図

１...プリンタ（画像形成装置）
２３...スキャナ部（形成手段）
２５...プロセス部（形成手段）
７７...ＣＰＵ（制御手段、検出手段、補正手段、変更手段）
１１１...光学センサ（検出手段）
１１５. ...受光素子（受光手段）
１１９Ｋ...無彩色マーク（第１マーク）
１１９Ｃ，１１９Ｍ，１１９Ｙ...有彩色マーク（第２マーク）
１２１，１２５...レジストレーションパターン（パターン）
１２３...補助マーク
Ｓ１...受光信号

Claims (8)

1. 画像データに基づき、複数色それぞれの色画像を対象物上に形成可能な形成手段と、
   前記複数色による複数のマークを有するパターンのデータを、前記画像データとして前記形成手段に与える制御手段と、
   前記対象物上における前記各マークからの反射光量に応じた受光信号を出力する受光手段と、
   前記受光手段からの前記受光信号に基づき、所定方向における前記各マークの位置を検出する検出手段と、を備え、
   前記複数のマークには、第１マーク、及び、前記対象物との反射率の相違が前記第１マークの色よりも小さい色の第２マークが含まれ、
   前記第１マークは、前記第２マークよりも、前記所定方向のマーク幅寸法が小さくなっており、
   更に、前記第１マークに対する前記受光手段からの前記受光信号の信号幅に基づき、前記第１マークの幅を変更する変更手段を備え、
   前記受光手段からの受光信号幅が前記第１マークと前記第２マークとで略同一になる程度に、前記第１マークの幅が前記第２マークの幅に比べて狭くなっている画像形成装置。
2. 画像データに基づき、複数色それぞれの色画像を対象物上に形成可能な形成手段と、
   前記複数色による複数のマークを有するパターンのデータを、前記画像データとして前記形成手段に与える制御手段と、
   前記対象物上における前記各マークからの反射光量に応じた受光信号を出力する受光手段と、
   前記受光手段からの前記受光信号に基づき、所定方向における前記各マークの位置を検出する検出手段と、を備え、
   前記複数のマークには、第１マーク、及び、前記対象物との反射率の相違が前記第１マークの色よりも小さい色の第２マークが含まれ、
   前記第１マークは、前記第２マークよりも、前記所定方向のマーク幅寸法、及び、ドット形成密度のうち少なくとも一方が小さくなっており、
   更に、前記第１マークに対する前記受光手段からの前記受光信号の信号幅が、前記第２マークに対する前記受光手段からの前記受光信号の信号幅に近づくように、前記第１マークの幅及び前記ドット形成密度のうち少なくとも一方を変更する変更手段を備える画像形成装置。
3. 請求項２に記載の画像形成装置であって、
   前記受光手段からの受光信号幅が前記第１マークと前記第２マークとで略同一になる程度に、前記第１マークの幅が前記第２マークの幅に比べて狭くなっている。
4. 請求項２または請求項３に記載の画像形成装置であって、
   前記対象物の反射率は、前記第１マーク及び前記第２マークよりも高く、前記第１マークが前記複数のマークのうちの無彩色マークがあり、前記第２マークが前記複数のマークのうちの有彩色マークである。
5. 請求項２から請求項４のいずれか一項に記載の画像形成装置であって、
   前記複数のマークは、前記所定方向において隣り合うマーク同士について、それぞれのマーク中心位置の間の距離が一定である。
6. 請求項２から請求項５のいずれか一項に記載の画像形成装置であって、
   前記検出手段で検出された前記各マークの位置に基づき前記各色画像同士の位置ずれ量を測定し、その位置ずれ量を相殺するように、前記形成手段による前記各色画像の形成位置を補正する補正手段を備える。
7. 請求項２から請求項６のいずれか一項に記載の画像形成装置であって、
   前記制御手段は、前記所定方向のマーク幅及び前記ドット形成密度のうち少なくとも一方が互いに異なり、且つ、前記第１マークと同一色の複数の補助マークのデータ、および前記第２マークのデータを、前記画像データとして前記形成手段に与えることが可能とされ、
   前記変更手段は、前記複数の補助マークのうち、受光信号波形が前記第２マークに最も近い補助マークを抽出し、この抽出された補助マークのマーク幅及びドット形成密度の少なくとも一方を、前記パターンにおける第１マークの前記所定方向のマーク幅及び前記ドット形成密度と略同一にする。
8. 請求項２から請求項７のいずれか一項に記載の画像形成装置であって、
   前記第２マークは、複数の有彩色それぞれに対応した有彩色マークであり、各色の前記有彩色マークは、前記所定方向における幅及びドット形成密度が互いに同一である。

Images