(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の感光体と、
主走査方向に前記感光体上を走査する光によって前記感光体を露光する露光手段と、
前記複数の感光体上に形成された複数の画像を像担持体に転写する転写手段と、
前記露光手段によって射出される光の前記主走査方向の基準線に対する走査線の歪みを補正するように前記画像データを副走査方向にシフトする補正手段と、
前記像担持体上に転写された、前記複数の感光体から転写された画像間の位置ずれを検知するためのパターン画像を検知する検知手段とを有し、
前記補正手段は、入力画像を示す画像データをシフトする場合は、画像補正用のシフト条件を使用し、前記パターン画像を示す画像データをシフトする場合は、パターン画像用のシフト条件を使用し、
前記パターンデータを補正する場合、前記検知位置における前記パターン画像の前記副走査方向のずれ量が走査線間距離の２分の１以下となるように、前記パターン画像用のシフト条件を用いて前記パターン画像データをシフトすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記補正手段は、前記画像データを前記副走査方向にライン単位でシフトすることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記画像補正用のシフト条件は、前記主走査方向に所定の画素単位で分割された領域後にシフト量が設定されていることを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
【請求項４】
さらに、前記感光体上に形成された潜像を現像しトナー像を生成する複数の現像手段と、
前記像担持体は中間転写体であり、前記複数の感光体上のトナー像が転写されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記像担持体は記録シートであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
さらに、前記検知手段によって検知されたパターン画像の位置に基づき、基準色の画像に対する補正対象色の画像の位置ずれ量を求め、該位置ずれ量に応じて前記補正対象色の画像形成タイミングを制御する制御手段を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記パターン画像用のシフト条件は、走査線の歪み特性情報に基づき決定されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記露光手段は記憶手段を有し、
前記走査線のひずみ特性情報は、前記記憶手段に記憶されていることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感光体と露光手段とを有する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の電子写真方式のフルカラー画像形成装置は、色成分毎の感光体にそれぞれ潜像を形成し、各感光体上の潜像をそれぞれの色のトナーにより現像し、それぞれの感光体上のトナー画像を中間転写体上で重ね合わせた後、記録シートに転写する。感光体の着脱や画像形成装置内部の昇温による感光体の位置ずれなど様々な要因により、記録シート上で各色の画像の位置がずれる色ずれが発生してしまう。この色ずれを補正するために、中間転写体上に各色の色ずれ検知用のパターン画像を形成し、中間転写体上のこれらのパターン画像をセンサにより検知することによって、各色間の色ずれ量を算出し、各色の画像形成タイミングを補正することが提案されている（特許文献１）。【０００３】
また、電子写真方式の画像形成装置においては、画像データに応じて射出されるレーザ光が、回転するポリゴンミラーにより反射され、感光体上を走査されることにより、潜像の形成が行われる。このレーザ光が感光体上に走査される際、レーザ光の光路上に設けられる光学系の組み付け誤差など様々な要因により、感光体上のレーザ光の走査線に湾曲や傾斜などの歪みが生じる。この走査線の歪みがある状態で、上述の色ずれ検知用のパターン画像を形成しても、色ずれ量を正確に検知することはできない。【０００４】
この走査線の歪みを補正するために、レーザ光の走査線の歪み特性に応じて、走査線の歪みを補正するように画像データをデジタル補正し、補正後の画像データに応じてレーザ光を射出させることが提案されている（特許文献２）。このデジタル補正による歪み補正は、湾曲や傾斜が生じている主走査ラインを複数領域に分割し、感光体上で走査されたときに基準線に乗るように、各領域の画像データを副走査方向にライン単位でシフトさせるものである。画像データを副走査方向へシフトさせる領域の主走査方向の分割単位は、小さければ小さいほど基準線からのずれが小さくなるが、ソフトウエアによる処理の場合は時間がかかり、ハードウエアによる処理の場合は回路規模が大きくなりコスト高となる。そのため、主走査方向の分割単位をある程度大きくし（例えば６４画素を分割単位とする）、ソフトウエアの処理時間短縮あるいはハードウエアの回路規模縮小を図ることが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２９３０８４号公報
【特許文献２】特開２００５−３０４０１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、画像データを副走査方向へシフトさせる領域の主走査方向の分割単位をある程度大きくした場合は、走査線の歪み具合（曲率や傾き）によっては、歪み補正後の画素位置が基準線から副走査方向に１ライン（１走査線間距離）近くずれる画素が存在する場合がある。そのため、色ずれ検知用のパターン画像を形成する際に、上述のデジタル補正による歪み補正を行ったとしても、パターン画像が基準ラインから副走査方向に１ライン程度ずれてしまって、それが色ずれ量の検知誤差となってしまう場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明は、複数の感光体と、主走査方向に前記感光体上を走査する光によって前記感光体を露光する露光手段と、前記複数の感光体上に形成された複数の画像を像担持体に転写する転写手段と、前記露光手段によって射出される光の前記主走査方向の基準線に対する走査線の歪みを補正するように前記画像データを副走査方向にシフトする補正手段と、前記像担持体上に転写された、前記複数の感光体から転写された画像間の位置ずれを検知するためのパターン画像を検知する検知手段とを有し、前記補正手段は、入力画像を示す画像データをシフトする場合は、画像補正用のシフト条件を使用し、前記パターン画像を示す画像データをシフトする場合は、パターン画像用のシフト条件を使用し、前記パターンデータを補正する場合、前記検知位置における前記パターン画像の前記副走査方向のずれ量が走査線間距離の２分の１以下となるように、前記パターン画像用のシフト条件を用いて前記パターン画像データをシフトすることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、色ずれ量を検知するためのパターン画像が走査線の歪みによってずれてしまうことによって生じる色ずれ量の検知誤差を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】画像形成装置の断面図。
【図２】レーザユニットの概略構成と理想的な走査線を示す図。
【図３】レーザユニットの概略構成と歪んだ走査線を示す図。
【図４】走査線の歪みを補正する画像処理部のブロック図。
【図５】走査線の歪みを説明する図。
【図６】画像データを副走査方向にシフトさせる処理を説明する図。
【図７】走査線の歪みの補正を説明する図。
【図８】色ずれ量を検知するための画像パターンを説明する図。
【図９】レジストレーションセンサの位置の画像の位置ずれを説明する図。
【図１０】レジストレーションセンサの位置の画像の位置ずれを説明する図。
【図１１】レジストレーションセンサの位置の画像の位置ずれを説明する図。
【図１２】制御部の制御フローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は本発明の実施形態である画像形成装置１００の断面図である。画像形成装置１００は、帯電器８、現像器３、感光体４、クリーナ９などを有するプロセスカートリッジ２０Ｙ（イエロー）、２０Ｍ（マゼンタ）、２０Ｃ（シアン）、２０Ｋ（ブラック）を有する。プロセスカートリッジ２０Ｙ〜２０Ｋ内の帯電器８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋはそれぞれ感光体４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋの表面を一様に帯電させる。レーザユニット１内のレーザ光源１１（図２参照）は、画像処理部１０８から入力された画像データに応じてレーザ光Lを射出する。レーザ光Ｌはレーザユニット１内に配置されたポリゴンミラー１３、レンズ１４、ミラー１５を介して、感光体４Ｙ〜４Ｋ上に走査され、感光体４Ｙ〜４Ｋ上に潜像が形成される。感光体４Ｙ〜４Ｋは矢印Ａの方向に回転する。各プロセスカートリッジ２０Ｙ〜２０Ｋ内の現像器３Ｙ〜３Ｋは、感光体４Ｙ〜４Ｋ上の潜像をそれぞれの色成分のトナーで現像する。
【００１２】
ここで、プロセスカートリッジ２０Ｙによる画像形成過程を具体的に説明する。感光体４Ｙの表面は帯電器８Ｙによって一様に帯電される。次に、イエローの画像データに応じてレーザユニット１により感光体４Y上に露光走査がなされ、イエローの静電潜像が感光体４Ｙに形成される。感光体４Y上の静電潜像はイエロートナーを内包したイエロー現像器３Ｙによって現像される。そして、感光体４Y上のトナー像は、矢印Ｄ方向へ回転駆動される中間転写体５とのニップ部において、中間転写体５上に一次転写される。一次転写の際に中間転写体５に転写されずに感光体４Ｙ上に残ったトナーは、感光体４Ｙに圧接されたクリーナ９Ｙのクリーニングブレードにより掻き取られ、廃トナー容器に回収される。他のプロセスカートリッジ２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋにおいても上記と同様の工程が行われ、各感光体４上の色成分毎のトナー像が中間転写体５上に順次重ね合わせて転写された後、給紙ユニットから給紙された記録シート６に中間転写体５上の複数色のトナー像が二次転写される。複数色のトナー像が二次転写された記録シート６は、定着器７により定着処理されて排出される。
【００１３】
図２はレーザユニット１の概略構成図である。説明の簡単化のため、図２は、各プロセスカートリッジ２０Ｙ〜２０Ｋへ向けて射出される複数のレーザ光のうち、１つのレーザ光について図示する。画像データに応じてレーザ光源１１から射出されたレーザ光Ｌは、ポリゴンミラーモータ１２により回転駆動されるポリゴンミラー（回転多面鏡）１３により反射されて、主走査方向に偏向される。ポリゴンミラー１３により反射されたレーザ光Lは、感光体４の露光面上におけるレーザ光Ｌの走査の線速度を一定にする特性を有するｆ−θレンズ１４を介して、反射ミラー１５で反射され、感光体４上を走査される。感光体４上の走査線は、理想的には、図２のように水平に走査されるべきであるが、実際には、例えば図３のように湾曲や傾斜等の歪みが生じる。走査線の歪みは各装置固有のものであり、個体差が存在する。走査線の歪みの対策としては、高価な光学部品を用いたり、光学部品の精密な微調整を行ったりすることが考えられるが、いずれも部品代や人件費などのコストがかさんでしまう。
【００１４】
そこで、走査線の歪みを低コストで対処するために、レーザ光の走査線の歪み特性に応じて、走査線の歪みを補正するように画像データをデジタル補正し、補正後の画像データに応じてレーザ光を射出させる。より詳しくは、湾曲や傾斜が生じている主走査ラインを複数領域に分割し、感光体上で走査されたときに基準線に近づけるように、各領域の画像データを副走査方向にライン単位でシフトさせることで歪み補正を行う。これにより、走査線の歪みが補正される。
【００１５】
図４は走査線の歪みを補正する画像処理部１０８のブロック図である。レーザユニット１は、入力された画像データに応じてレーザ光源１１からレーザ光を射出させる制御を行うレーザ出力制御部５０５を有する。レーザ光源１１及びレーザ出力制御部５０５は、感光体４Ｙ〜４Ｋに対応して４つ設けられている。また、レーザユニット１は、レーザ光が感光体４に走査されたときの走査線の歪み特性を表す走査線プロファイルを記憶するプロファイル記憶部５０４を有する。走査線プロファイルは、図５（ａ）に示すような水平の直線を表す画像データに応じてレーザ光を走査させたときの、図５（ｂ）に示すような走査線の歪み特性を表すデータであって、各主走査位置（ライン単位）における基準線からの副走査方向のずれ量を示す。ずれ量は１走査線間距離未満（例えば小数第１位）のオーダーで表される。走査線プロファイルは、感光体４Ｙ〜４Ｋに対応した４つのレーザ光源１１それぞれに対応づけられてプロファイル記憶部５０４に記憶されている。なお、全ての主走査位置のずれ量を走査線プロファイルとして記憶しておく代わりに、複数の主走査位置のずれ量だけを記憶しておき、この複数の主走査位置のずれ量から全ての主走査位置のずれ量を演算によりもとめるようにしてもよい。
【００１６】
画像処理部１０８は、画像データの副走査方向のシフト量を保持するシフト量保持部５０３を有する。シフト量保持部５０３は、プロファイル記憶部５０４に記憶された走査線プロファイルに基づいて、主走査方向に所定の画素数単位（例えば３２画素単位）で分割された領域毎に、画像データの副走査方向のライン単位のシフト量をもとめ、主走査位置に対応付けてシフト量を保持する。画像処理部１０８は、入力された画像データを一時的に記憶する画像記憶部５０１と、画像記憶部５０１に記憶された画像データをシフト量保持部５０３に保持されたシフト量に応じて副走査方向にシフトさせる歪み補正部５０２を有する。歪み補正部５０２は、図６に示すように、シフト量保持部５０３に保持されたシフト量に応じて、画像記憶部５０１に記憶された画像データを副走査方向にライン単位でシフトさせる。図５（ｂ）に示す走査線プロファイルに対して、歪み補正部５０２は、図５（ａ）に示す画像データを図７（ａ）に示すように領域毎にシフトさせる。歪み補正部５０２は、シフト処理した画像データをレーザ出力制御部５０５へ入力し、画像データに応じたレーザ光を射出させる。これによって、レーザ光は図７（ｂ）に示すように基準線に乗るように（基準線に近づけるように）歪み特性が補正された状態で走査される。
【００１７】
画像処理部１０８は、複数色の間での画像の位置ずれ量（色ずれ量）を検知するためのパターン画像を生成するパターン生成部５０６を有する。パターン生成部５０６は、中間転写体５上に図８に示すような色ずれ検知用のパターン画像を形成させるように、ＹＭＣＫ各色のパターン画像データを生成する。ＹＭＣＫ各色のパターン画像データに応じて、ＹＭＣＫ各色に対応したレーザ光源１１からそれぞれレーザ光が射出され、プロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋにより形成されたＹＭＣＫ各色のパターン画像は、図８に示すように中間転写体５上に転写される。レジストレーションセンサ４０は中間転写体５上のパターン画像を検知する。制御部２００は、レジストレーションセンサ４０によるパターン画像の検知タイミングに応じて、基準色Ｋに対する各色の色ずれ量を算出する。制御部２００は、通常の画像形成時に、色ずれ量に応じて画像形成タイミングを補正するべく、ＹＭＣＫの画像データを画像記憶部５０１に記憶させるタイミングを色毎に制御する。ここでは、中間転写体５はパターン画像が形成される像担持体である。
【００１８】
本実施形態では、中間転写体上に形成されたパターン画像をレジストレーションセンサによって判定する。この場合、中間転写体はパターン画像が形成される像担持体であり、レジストレーションセンサは像担持体上のパターン画像を判定する。しかし、パターン画像を中間転写体を介して記録シートに転写して、記録シートの搬送経路上に設けられたレジストレーションセンサによってパターン画像を判定するようにしてもよい。この場合、記録シートはパターン画像が形成される像担持体であり、レジストレーションセンサは像担持体上のパターン画像を判定する。また、感光体上に形成されたパターン画像をレジストレーションセンサによって判定するようにしてもよい。この場合、レジストレーションセンサの検知結果と感光体間の距離などからずれ量が算出される。また、本実施形態では、中間転写体を介して画像を記録シートに転写したが、感光体４Ｙ〜４Ｋ上に形成された画像を記録シートに転写するようにしてもよい。この場合、記録シートの搬送経路上に設けられたレジストレーションセンサによってパターン画像を判定する。また、上述の代替例によって記録シート上にパターン画像を形成する場合、原稿を読み取って画像形成装置に原稿画像データを出力する原稿読取装置によって読み取って、パターン画像を判定するようにしてもよい。また、色ずれ量をオペレータの眼で視認できるように、２色間で副走査方向の間隔を異ならせた連続パターン画像を２色が隣接するように記録シート上に形成し、２色のパターン画像の副走査方向の位置が一致する場所をオペレータが判定して、その場所に形成されたずれ量の数値をオペレータが読み取って、画像形成装置の操作部に入力するようにしてもよい。
【００１９】
次に、走査線の歪み特性を考慮した色ずれ量検知について説明する。図９は、主走査方向上のレジストレーションセンサ４０の検知位置（判定位置）に形成される画像の副走査方向の位置ずれを説明する図である。図９（ａ）に示す画像データに応じた走査線は、図９（ｂ）に示すようになる。ここで、レジストレーションセンサ４０ａの検知位置の画像に着目すると、画像は基準線より下方向に１．９ライン（走査線間距離。以下同じ）ずれている。図１０は、画像処理部１０８により走査線の歪み補正が行われた場合の、主走査方向上のレジストレーションセンサ４０ａの検知位置に形成される画像の副走査方向の位置ずれを説明する図である。図１０（ａ）に示すように副走査方向にシフト処理された画像データに応じた走査線は、図１０（ｂ）に示すようになる。レジストレーションセンサ４０ａの検知位置の画像に着目すると、画像は基準線より下方向に０．８ラインずれている。このように、歪み補正により、レジストレーションセンサ４０ａの検知位置の画像の位置ずれは減少している。しかし、図１０（ｂ）に示されるように、レジストレーションセンサ４０ａの検知位置の近傍で領域が分割されているため、レジストレーションセンサ４０ａの検知位置の画像は１ライン程度ずれてしまっている。
【００２０】
そこで、本実施形態では、色ずれ量検知のときは、歪み補正部５０２はパターン画像に対して、通常の画像形成時の画像シフトではなく、主走査方向上のレジストレーションセンサ４０の検知位置を基準とした画像シフトを行うことにより、レジストレーションセンサ４０の検知位置の画像に適した位置ずれ補正を行う。すなわち、主走査方向上のレジストレーションセンサ４０の検知位置の画像を、基準線に対するずれ量が２分の１ライン以下（走査線間距離の２分の１以下）となるようライン単位でシフトさせる。例えば、図９（ｂ）に示されるような走査線プロファイルの場合、レジストレーションセンサ４０ａの検知位置の画像は基準線より下方向に１．９ラインずれるため、基準線からの距離が０．５ライン以下となるようライン単位でシフトさせるには、図１１（ａ）に示すように画像を上方向に２ラインシフトさせる。図１１（ａ）に示すように副走査方向にシフト処理された画像データに応じた走査線は、図１１（ｂ）に示すようになる。レジストレーションセンサ４０ａの検知位置の画像に着目すると、画像は基準線より上方向に０．１ラインずれている。このように、歪み補正部５０２は、色ずれ検知を行う場合には、通常画像形成用のシフト量を用いずに、レジストレーションセンサ４０ａ，ｂの検知位置の画像の位置ずれ量が０．５ライン以下となるようなシフト量を用いる。この場合、レジストレーションセンサ４０ａの検知位置を含む領域とレジストレーションセンサ４０ｂを含む領域に分割し、各領域の画像データを副走査方向にシフトさせる。より好ましくは、レジストレーションセンサ４０ａに検知されるべきパターン画像が含まれる領域とレジストレーションセンサ４０ｂに検知されるべきパターン画像が含まれる領域に分割し、各領域の画像データを副走査方向にシフトさせる。シフト量保持部５０３は、プロファイル記憶部５０４に記憶された走査線プロファイルに基づいて、レジストレーションセンサ４０ａ，ｂの検知位置の画像の位置ずれ量が０．５ライン以下となるように、画像データの副走査方向のライン単位のシフト量をもとめ、シフト量をレジストレーション補正用の保持部５０８に保持する。なお、シフト量保持部５０３は、前述した通常画像形成用のシフト量は、シフト量保持部５０３の通常画像形成用の保持部５０７に保持する。
【００２１】
上述のパターン画像のシフト量は、シフト量保持部５０３が次のようにもとめる。シフト量保持部５０３は、レジストレーションセンサ４０ａの検知位置の画像の位置ずれ量ＭＲをプロファイル記憶部５０４から取得する。位置ずれ量ＭＲが正のときは下方向へのずれを表し、負のときは上方向のずれを表す。シフト量保持部５０３は、位置ずれ量ＭＲが正のとき、位置ずれ量ＭＲの絶対値が０．５以下になるまで、位置ずれ量ＭＲから１ずつ減じる。シフト量保持部５０３は、位置ずれ量ＭＲの絶対値が０．５以下になると、それまでに減じた数に負の符号を付けて保持部５０８に保持させる。シフト量保持部５０３は、位置ずれ量ＭＲが負のとき、位置ずれ量ＭＲの絶対値が０．５以下になるまで、位置ずれ量ＭＲに１ずつ加える。シフト量保持部５０３は、位置ずれ量ＭＲの絶対値が０．５以下になると、それまでに加えた数に正の符号を付けて保持部５０８に保持させる。シフト量保持部５０３は、レジストレーションセンサ４０ｂの検知位置の画像の位置ずれ量ＭＲについても上述と同様の処理を行う。
【００２２】
図１２は、制御部２００の制御フローチャートである。制御部２００は、画像形成装置の電源投入時や所定枚数の記録シートの画像形成を行った等の色ずれ検知タイミングか否かを判別する（Ｓ１）。色ずれ検知タイミングであれば、制御部２００は、レジストレーション補正用の保持部５０８に保持されたシフト量を歪み補正部５０２に選択させ、歪み補正部５０２にレジストレーション補正用のシフト量で画像データをシフトさせる（Ｓ２）。そして、制御部２００は、パターン生成部５０６にパターン画像を生成させ（Ｓ３）、レジストレーションセンサ４０によるパターン画像の検知タイミングに応じて（Ｓ４）、色ずれ量を算出する（Ｓ５）。ステップＳ５の後、あるいは、ステップＳ１で色ずれ検知タイミングでないと判別した場合は、制御部２００は、画像形成開始指示を受けたかを判別する（Ｓ６）。画像形成開始の場合、制御部２００は、通常画像形成用の保持部５０７に保持されたシフト量を歪み補正部５０２に選択させ、歪み補正部５０２にレジストレーション補正用のシフト量で画像データをシフトさせる（Ｓ７）。そして、制御部２００は、画像読取装置やパーソナルコンピュータから入力された画像データを画像記憶部５０１に記憶させ（Ｓ８）、画像形成装置１００に画像形成動作を開始させる（Ｓ９）。
【００２３】
なお、パターン画像をライン単位でシフトさせたが、シフト量はライン単位に限られず、ライン未満の単位でシフトさせてもよい。また、ライン単位でシフトさせた際に生じるジャギーをスムージングしてもよい。
【００２４】
また、上述の説明では、パターン画像を形成する場合、主走査方向に分割した領域毎にライン単位でシフトしたが、歪み補正部５０２によるシフト処理によらず、別のシフト処理部によりパターン画像の領域のみをシフトするようにしてもよい。
【符号の説明】
【００２５】
５０２  歪み補正部
５０３  シフト量保持部
５０４  プロファイル記憶部
５０７  通常画像形成用のシフト量保持部
５０８  レジストレーション補正用のシフト量保持部部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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