(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の方向に搬送される無端状搬送体と、
前記無端状搬送体上に転写する画像を各色毎に形成する複数の像担持体と、
各像担持体毎に互いに異なる色の現像剤で静電潜像を現像し、前記無端状搬送体上に現像剤像を転写する複数の作像手段と、
前記無端状搬送体上に作像された位置ずれ補正用パターンを用いて、前記無端状搬送体上に転写された各色毎の画像の、前記第１の方向及び前記第１の方向と直交する第２の方向の作像位置ずれ量を演算する作像位置ずれ量演算手段と、
複数の光源と、前記複数の光源から出射された複数の光束を回転しながら前記第２の方向に走査する走査手段と、前記走査手段と前記各像担持体との間の光路中に配置され前記走査手段に走査された前記複数の光束のそれぞれの光路を対応する前記像担持体の被転写面の方向に変換する複数の光路変換手段と、前記走査手段と前記複数の像担持体の少なくとも１つとの間の光路中に配置された前記第２の方向に対して垂直な受光面を有する第１の光検出手段と、前記複数の光路変換手段の少なくとも１つと前記複数の像担持体の少なくとも１つとの間の光路中に配置された前記第１の光検出手段の前記受光面に対して非平行な受光面を有する第２の光検出手段と、を筐体の内側に含んで構成され、前記複数の像担持体に光束を走査して露光する露光手段と、
前記筐体の外側に配置され、前記第１の光検出手段の前記受光面に対して非平行な受光面を有する第３の光検出手段と、
前記第１の光検出手段が、前記走査手段に走査された前記複数の光束のうちの少なくとも１つを検出してから、前記第２の光検出手段が、前記走査手段に走査された前記複数の光束のうちの少なくとも１つを検出するまでの第１の走査時間を計測し、計測した前記第１の走査時間に基づいて露光位置ずれ量を演算する露光位置ずれ量演算手段と、
前記第２の光検出手段が、前記走査手段に走査された前記複数の光束のうちの少なくとも１つを検出してから、前記第３の光検出手段が、前記第２の光検出手段が検出した光束と同じ光束を検出するまでの第２の走査時間を計測する走査時間計測手段と、を有し、
前記走査時間計測手段の計測結果に基づいて、前記作像位置ずれ量演算手段による作像位置ずれ量の演算を実行するタイミングを決定し、
前記露光位置ずれ量演算手段及び前記作像位置ずれ量演算手段の演算結果に基づいて、各色の前記静電潜像を形成する光束の露光タイミングを調節し、前記現像剤像の作像位置を調節する位置ずれ補正装置。
【請求項２】
前記第２の光検出手段は、前記複数の光束のうちの前記第１の光検出手段が検出した光束とは異なる光束を検出する請求項１記載の位置ずれ補正装置。
【請求項３】
前記第２の光検出手段は、前記複数の光路変換手段のうちの前記走査手段の最も近くに配置された光路変換手段によって光路を変換される光束を検出する請求項１又は２記載の位置ずれ補正装置。
【請求項４】
前記露光位置ずれ量演算手段は、計測した前記第１の走査時間に基づいて、前記第２の光検出手段が検出していない光束に対応する色の露光位置ずれ量を演算する請求項１乃至３の何れか一項記載の位置ずれ補正装置。
【請求項５】
前記露光位置ずれ量演算手段は、計測した前記第１の走査時間に所定の係数を乗じた値を露光位置ずれ量とする請求項１乃至４の何れか一項記載の位置ずれ補正装置。
【請求項６】
更に、前記第１の方向に沿って前記無端状搬送体上に位置ずれ補正用パターンを作像する位置ずれ補正用パターン作像手段を有し、
前記所定の係数は、前記露光位置ずれ量演算手段が、前記位置ずれ補正用パターン作像手段が前記位置ずれ補正用パターンを作像しているときの露光位置ずれ量を演算し、演算した前記露光位置ずれ量と前記作像位置ずれ量演算手段が演算した作像位置ずれ量とを比較した結果に基づいて算出する請求項５記載の位置ずれ補正装置。
【請求項７】
前記所定の係数は、前記露光位置ずれ量演算手段が、直近の前記位置ずれ補正用パターンの検出結果に基づいて算出する請求項５記載の位置ずれ補正装置。
【請求項８】
前記所定の係数は、前記露光位置ずれ量演算手段が、直近の前記位置ずれ補正用パターンの検出結果に基づいて演算した所定の係数と、それ以前の前記位置ずれ補正用パターンの検出結果に基づいて演算した所定の係数とを平均することにより算出する請求項５記載の位置ずれ補正装置。
【請求項９】
前記所定の係数は、前記露光位置ずれ量演算手段が、直近の前記位置ずれ補正用パターンの検出結果に基づいて演算した位置ずれ量が所定の閾値以上のときに算出する請求項５記載の位置ずれ補正装置。
【請求項１０】
前記所定の係数は、前記露光位置ずれ量演算手段が、直近の前記位置ずれ補正用パターンの作像時点と、その１回前の前記位置ずれ補正用パターンの作像時点の期間における前記走査手段の平均回転速度を演算し、前記平均回転速度が所定の閾値以上のときに、直近の前記位置ずれ補正用パターンの検出結果に基づいて算出する請求項５記載の位置ずれ補正装置。
【請求項１１】
更に、前記走査手段の周囲の温度を計測する温度検出手段を有し、
前記温度検出手段は、直近の前記位置ずれ補正用パターンの作像時点と、その１回前の前記位置ずれ補正用パターンの作像時点の期間における前記走査手段の周囲の温度変化を算出し、
前記所定の係数は、前記露光位置ずれ量演算手段が、前記温度変化が所定の閾値以上のときに、直近の前記位置ずれ補正用パターンの検出結果に基づいて算出する請求項５記載の位置ずれ補正装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１１の何れか一項記載の位置ずれ補正装置を有する画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数色を同一位置に重ね合わせる位置ずれ補正装置、及びそれを用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
タンデム方式のレーザビームプリンタに代表される画像形成装置が知られている。このような画像形成装置では、４色（ブラック、マゼンタ、イエロー、及びシアン）全てで異なる画像形成部や各画像形成部が形成する画像色に対応する露光ビームを照射する露光器を用い、紙上に直接又は中間転写ベルト上にトナー画像を重ね合わせることによって、カラー画像を形成している。ここで、従来の画像形成装置の露光器について説明する。
【０００３】
図１Ａは、従来の画像形成装置の露光器内部の主な構成を例示する平面図である。図１Ｂは、従来の画像形成装置の露光器内部の主な構成を例示する側面図である。図１Ａ及び図１Ｂを参照するに、露光器１１０において、各色の露光ビームであるレーザ光１４０ＢＫ、１４０Ｍ、１４０Ｃ、及び１４０Ｙはそれぞれ光源であるレーザダイオード２４０ＢＫ、２４０Ｍ、２４０Ｃ、及び２４０Ｙから出射される。出射されたレーザ光１４０ＢＫ、１４０Ｍ、１４０Ｃ、及び１４０Ｙは反射鏡２３０によって反射され、各色毎に設けられた主走査倍率調整用ｆ-θレンズ２５０Ｒと、折り返しミラー２５０Ｍとを経て光路を調整された後、感光体ドラム（図示せず）の表面である被走査面へ走査される。なお、２５０Ｒ及び２５０Ｍのハイフンの後のＢＫ、Ｍ、Ｙ、及びＣは、ブラック、マゼンタ、イエロー、及びシアンの各色に対応する光学系であることを示している。
【０００４】
反射鏡２３０は６面体のポリゴンミラーであり、回転をすることによってポリゴンミラー１面につき主走査方向１ライン分の露光ビームを走査することができる。光源のレーザダイオード４つに対して、ポリゴンミラー１つで走査を行う。レーザ光１４０ＢＫ及び１４０Ｍ、レーザ光１４０Ｃ及び１４０Ｙの２色ずつの露光ビームに分けて反射鏡２３０（ポリゴンミラー）の対向反射面を用いて走査を行うことによって、異なる４つの感光体ドラム（図示せず）へ同時に露光することを可能としている。
【０００５】
同期検知センサ２６０は主走査方向の画像領域外に配置され、１ラインの走査毎にレーザ光１４０ＢＫ及び１４０Ｙを検出し、画像形成時の露光開始タイミングを調節する。同期検知センサ２６０はｆ-θレンズ２５０Ｒ＿ＢＫ側に配置されているため、レーザ光１４０Ｙは同期検知用折り返しミラー２５０Ｍ＿Ｙ１及び２５０Ｍ＿Ｙ２を経由して同期検知センサ２６０に入射する。レーザ光１４０Ｍ及び１４０Ｃは同期検知センサによる書出しタイミングの調節ができないため、マゼンタの露光開始タイミングはブラックの露光開始タイミングに、シアンの露光開始タイミングはイエローの露光開始タイミングに一致させて各色の画像位置を揃えている。
【０００６】
ところで、各色のトナー画像を重ねる位置が微妙にずれると、安定したカラー画像を得ることができない。そのため、従来の画像形成装置では、各色毎に位置ずれ補正用パターンを形成し、ＴＭセンサ（トナーマーキングセンサ）等の検出手段によって各色のトナー画像位置を検出し、４色全てを同一位置に重ね合わせる位置ずれ補正が行われている。
【０００７】
位置ずれ補正を実行することで４色の画像はほぼ同一位置に重なり、色ずれ量はゼロに近づく。しかし位置ずれ補正実行後に時間が経過すると、様々な要因によって色ずれ量は拡大する。特に露光器内の温度上昇に伴う反射ミラーの位置ずれは、色ずれ量拡大の主要因となり易い。反射ミラーは露光器内にネジや接着剤を用いて固定されているが、温度上昇に伴いその形状が変化したり、支部材の形状が変化したりするため、照射光の光路に対する傾きが変化しやすい。この傾きの変化により、色ずれ量が拡大する。
【０００８】
拡大した色ずれ量を補正するためには、位置ずれ補正用パターンを作像・検出する位置ずれ補正を実行する必要がある。しかし位置ずれ補正には通常１０〜２０秒の実行時間が必要であり、この時間はユーザにとってのダウンタイムとなる。
【０００９】
この位置ずれ補正の実行時間を短縮する方法として、露光器内の書出しタイミングを調整するセンサ（同期検知センサ）として非平行形状のＰＤを用いるものがある。非平行形状のＰＤは一方の端部が垂直で、もう一方が傾きを有する形状である。非平行形状のＰＤ上をレーザ光が通過すると、垂直な端部を通過するタイミングは反射ミラーの傾きによらず一定であるが、傾きを有する端部を通過するタイミングは副走査方向の露光ビーム位置によって変化する。この垂直な端部と傾きを有する端部の検出結果の差を用いて、副走査方向の露光位置ずれ量を算出し、この露光位置ずれ量から画像上の副走査色ずれ量を演算し、補正する（例えば、特許文献１、２、３参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、従来から用いられていた非平行形状のＰＤは高価であるため、画像形成装置の製造コストが上昇するという問題があった。
【００１１】
又、非平行形状のＰＤは、４色全てのレーザ光が折り返しミラーにより反射されてから感光体ドラムに達するまでの光路上に配置しなければならないため、レーザ光の光路を確保するために多数のミラーを必要とする。この点でも、画像形成装置の製造コストが上昇するという問題があった。
【００１２】
又、露光器内の温度上昇等により露光器の変形が発生すると、非平行形状のＰＤ内の各ＰＤの間隔が変動するため、副走査方向の露光位置ずれ量を正しく演算できず、露光位置ずれ量の補正値に誤差が生じるという問題があった。この際、非平行形状のＰＤは、露光器の変形を検出することができないため、補正値の誤差を是正することができない。
【００１３】
本発明は、上記の点に鑑みて、製造コストの上昇を抑制するとともに、露光器の変形が発生しても露光位置ずれ量を正しく演算することが可能な位置ずれ補正装置及びそれを備えた画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本位置ずれ補正装置は、第１の方向に搬送される無端状搬送体と、前記無端状搬送体上に転写する画像を各色毎に形成する複数の像担持体と、各像担持体毎に互いに異なる色の現像剤で静電潜像を現像し、前記無端状搬送体上に現像剤像を転写する複数の作像手段と、前記無端状搬送体上に作像された位置ずれ補正用パターンを用いて、前記無端状搬送体上に転写された各色毎の画像の、前記第１の方向及び前記第１の方向と直交する第２の方向の作像位置ずれ量を演算する作像位置ずれ量演算手段と、複数の光源と、前記複数の光源から出射された複数の光束を回転しながら前記第２の方向に走査する走査手段と、前記走査手段と前記各像担持体との間の光路中に配置され前記走査手段に走査された前記複数の光束のそれぞれの光路を対応する前記像担持体の被転写面の方向に変換する複数の光路変換手段と、前記走査手段と前記複数の像担持体の少なくとも１つとの間の光路中に配置された前記第２の方向に対して垂直な受光面を有する第１の光検出手段と、前記複数の光路変換手段の少なくとも１つと前記複数の像担持体の少なくとも１つとの間の光路中に配置された前記第１の光検出手段の前記受光面に対して非平行な受光面を有する第２の光検出手段と、を筐体の内側に含んで構成され、前記複数の像担持体に光束を走査して露光する露光手段と、前記筐体の外側に配置され、前記第１の光検出手段の前記受光面に対して非平行な受光面を有する第３の光検出手段と、前記第１の光検出手段が、前記走査手段に走査された前記複数の光束のうちの少なくとも１つを検出してから、前記第２の光検出手段が、前記走査手段に走査された前記複数の光束のうちの少なくとも１つを検出するまでの第１の走査時間を計測し、計測した前記第１の走査時間に基づいて露光位置ずれ量を演算する露光位置ずれ量演算手段と、前記第２の光検出手段が、前記走査手段に走査された前記複数の光束のうちの少なくとも１つを検出してから、前記第３の光検出手段が、前記第２の光検出手段が検出した光束と同じ光束を検出するまでの第２の走査時間を計測する走査時間計測手段と、を有し、前記走査時間計測手段の計測結果に基づいて、前記作像位置ずれ量演算手段による作像位置ずれ量の演算を実行するタイミングを決定し、前記露光位置ずれ量演算手段及び前記作像位置ずれ量演算手段の演算結果に基づいて、各色の前記静電潜像を形成する光束の露光タイミングを調節し、前記現像剤像の作像位置を調節することを要件とする。
【００１５】
本画像形成装置は、本発明に係る位置ずれ補正装置を有することを要件とする。
【発明の効果】
【００１６】
開示の技術によれば、製造コストの上昇を抑制するとともに、露光器の変形が発生しても露光位置ずれ量を正しく演算することが可能な位置ずれ補正装置及びそれを備えた画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１Ａ】従来の画像形成装置の露光器内部の主な構成を例示する平面図である。
【図１Ｂ】従来の画像形成装置の露光器内部の主な構成を例示する側面図である。
【図２】第１の実施の形態に係る画像形成装置の主要部の構造を簡略化して模式的に例示する図である。
【図３】センサ及び位置ずれ補正用パターンを例示する図である。
【図４】図３のセンサを拡大して例示する図である。
【図５Ａ】第１の実施の形態に係る露光器内部の主な構成を例示する平面図である。
【図５Ｂ】第１の実施の形態に係る露光器内部の主な構成を例示する側面図である。
【図５Ｃ】同期検知センサに入射するレーザ光の光路について説明するための図である。
【図６】露光器を制御するための処理について説明するための図である。
【図７】位置ずれ補正に関するフローチャートの例である。
【図８Ａ】第２の実施の形態に係る露光器内部の主な構成を例示する平面図である。
【図８Ｂ】第２の実施の形態に係る露光器内部の主な構成を例示する側面図である。
【図９Ａ】第３の実施の形態に係る露光器内部の主な構成を例示する平面図である。
【図９Ｂ】第３の実施の形態に係る露光器内部の主な構成を例示する側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して、実施の形態の説明を行う。
【００１９】
〈第１の実施の形態〉
［画像形成装置の概略の構成及び動作］
始めに、第１の実施の形態に係る画像形成装置の概略の構成及び動作について説明する。図２は、第１の実施の形態に係る画像形成装置の主要部の構造を簡略化して模式的に例示する図である。図２を参照するに、画像形成装置２００は、中間転写ベルト５に沿って各色の画像形成部（電子写真プロセス部）６ＢＫ、６Ｍ、６Ｃ、及び６Ｙが並べられた構成を備えるものであり、所謂タンデムタイプといわれる画像形成装置である。なお、図２において、Ｘ方向が主走査方向であり、Ｙ方向が副走査方向である。
【００２０】
中間転写ベルト５は、回転駆動される駆動ローラ７と従動ローラ８とに巻回されたエンドレスのベルトである。駆動ローラ７は、駆動モータ（図示せず）により回転駆動させられ、駆動ローラ７と従動ローラ８とが、中間転写ベルト５を移動させる。中間転写ベルト５は、本発明に係る無端状搬送体の代表的な一例である。
【００２１】
中間転写ベルト５に沿って、上流側から順に、複数の画像形成部（電子写真プロセス部）６ＢＫ、６Ｍ、６Ｃ、及び６Ｙが配列されている。これら複数の画像形成部６ＢＫ、６Ｍ、６Ｃ、及び６Ｙは、形成するトナー画像の色が異なるだけで内部構成は共通である。画像形成部６ＢＫはブラックの画像を、画像形成部６Ｍはマゼンタの画像を、画像形成部６Ｃはシアンの画像を、画像形成部６Ｙはイエローの画像をそれぞれ形成する。
【００２２】
画像形成部６ＢＫは、感光体ドラム９ＢＫ、及び感光体ドラム９ＢＫの周囲に配置された帯電器１０ＢＫ、現像器１２ＢＫ、感光体クリーナ（図示せず）、除電器１３ＢＫ等から構成されている。感光体ドラム９ＢＫ、９Ｍ、９Ｃ、及び９Ｙは、本発明に係る複数の像担持体の代表的な一例である。帯電器１０ＢＫ、現像器１２ＢＫ、感光体クリーナ（図示せず）、除電器１３ＢＫ等は、本発明に係る複数の作像手段の代表的な一例である。他の画像形成部６Ｍ、６Ｃ、及び６Ｙは画像形成部６ＢＫと同様の構成であるため、画像形成部６Ｍ、６Ｃ、及び６Ｙの各構成要素については、画像形成装置６ＢＫの各構成要素に付したＢＫに替えて、Ｍ、Ｃ、Ｙによって区別した符号を図２に表示するにとどめ、その説明は省略する。
【００２３】
露光器１１は、像担持体である感光体ドラム９ＢＫ、９Ｍ、９Ｃ、及び９Ｙに、各画像形成部６ＢＫ、６Ｍ、６Ｃ、及び６Ｙが形成する画像色に対応する露光ビームであるレーザ光１４ＢＫ、１４Ｍ、１４Ｃ、及び１４Ｙを走査して露光する機能を有する。露光器１１は、本発明に係る露光手段の代表的な一例である。露光器１１の詳細については、後述する。
【００２４】
各色のトナー画像は、感光体ドラム９ＢＫ、９Ｍ、９Ｃ、及び９Ｙと中間転写ベルト５とが接する位置（１次転写位置）で、転写器１５ＢＫ、１５Ｍ、１５Ｃ、及び１５Ｙの働きにより中間転写ベルト５上に転写される。この転写により、中間転写ベルト５上に各色のトナーによる画像が重ね合わされたフルカラー画像が形成される。
【００２５】
画像形成に際して、給紙トレイ１に収納された用紙４は最も上のものから順に送り出され、給紙ローラ２及び分離ローラ３により中間転写ベルト５上に搬送され、中間転写ベルト５と用紙４とが接する位置（２次転写位置２１）にて、フルカラーのトナー画像が転写される。２次転写位置２１には２次転写ローラ２２が配置されており、用紙４を中間転写ベルト５に押し当てることで転写効率を高めている。２次転写ローラ２２は中間転写ベルト５に密着しており、接離機構はない。
【００２６】
中間転写ベルト５に後述する位置ずれ補正用パターン３０を作像・検出すると、位置ずれ補正用パターン３０はクリーニング部２０に達する前に２次転写ローラ２２を通過し、このとき２次転写ローラ２２にトナーが付着してしまう。この２次転写ローラ２２に付着したトナーが用紙４に汚れとなって付着し、画像品質を低下させる。
【００２７】
この付着トナーによる汚れを無くすために、クリーニングブレードによる清掃機構に加えて、２次転写ローラにバイアス電圧を印加することでトナーの回収を行う。トナーの電荷と同極性のバイアス電圧を２次転写ローラに印加してベルト上に吸着させてからクリーニングブレードでトナーを掻き取る。トナーの電荷が＋−混在している場合は、バイアス電圧を＋−に振動させる。中間転写システムにおいては２次転写ローラ２２の接離機構を追加することでローラへのトナー付着を無くすことができるが、コストが増大するため、第１の実施の形態では、接離機構は設けられてない。以上が第１の実施の形態に係る画像形成装置の概略の構成及び動作である。
【００２８】
なお、本発明に係る位置ずれ補正装置は、画像形成装置の一部であり、代表的な一例としては、中間転写ベルト５等の無端状搬送体、感光体ドラム９ＢＫ等の像担持体、現像器１２ＢＫ等の作像手段、露光器１１等の露光手段、後述する光検出手段、後述する作像位置ずれ量演算手段、後述する露光位置ずれ量演算手段、後述する走査時間計測手段を含んで構成される。なお、作像位置ずれ量演算手段、露光位置ずれ量演算手段、走査時間計測手段は、後述するＣＰＵ１５等により実現される。
【００２９】
［位置ずれ補正用パターン］
続いて、トナー画像の位置ずれ補正を行う位置ずれ補正用パターンについて説明する。画像形成装置２００において、感光体ドラム９ＢＫ、９Ｍ、９Ｃ、及び９Ｙの軸間距離の誤差、感光体ドラム９ＢＫ、９Ｍ、９Ｃ、及び９Ｙの平行度誤差、露光器１１内における折り返しミラー２５Ｍ等の設置誤差、感光体ドラム９ＢＫ、９Ｍ、９Ｃ、及び９Ｙへの静電潜像の書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各色のトナー画像が重ならず、各色間で位置ずれが生ずるという問題が発生する場合がある。こうした各色の位置ずれの成分としては、主にスキュー、副走査方向のレジストずれ、主走査方向の倍率誤差、主走査方向のレジストずれ等が知られている。
【００３０】
位置ずれが生じないようにするために、作像位置ずれ量演算手段により各色のトナー画像の作像位置ずれ量を演算し、位置ずれ補正を行う。作像位置ずれ量演算手段は、中間転写ベルト５上に作像された位置ずれ補正用パターンを用いて、中間転写ベルト５上に転写された各色毎の画像の、主走査方向及び副走査方向の作像位置ずれ量を演算する機能を有する。位置ずれ補正はブラック（ＢＫ）の画像位置に対して、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）の３色の画像位置を合わせる形で行う。図２に示すように、画像形成部６Ｙの下流側の中間転写ベルト５に対向する位置にセンサ１７、１８、及び１９が設けられている。センサ１７、１８、及び１９は中間転写ベルト５の搬送方向である副走査方向（Ｙ方向）と直交する主走査方向（Ｘ方向）に沿うように、例えば同一の基板上に支持されている。センサ１７、１８、及び１９は、位置ずれ補正用パターン等を読み取る機能を有する。
【００３１】
図３は、画像検出手段であるセンサ及び位置ずれ補正用パターンを例示する図である。図３において、図１と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する場合がある。なお、図３は、図１を露光器１１側から見た状態を模式的に示している。図３に示すように、位置ずれ補正用パターン３０を構成する各パターン３０ａは、位置ずれ補正に必要な位置ずれ量の情報を算出するため、中間転写ベルト５上のセンサ１７、１８、及び１９に対応する位置に作像され、センサ１７、１８、及び１９で各色間の位置ずれ量が検出される。位置ずれ補正用パターン３０を構成する各パターン３０ａはそれぞれセンサ１７、１８、及び１９で検出された後、クリーニング部２０で中間転写ベルト５上から除去される。クリーニング部２０は中間転写ベルト５に押し当てられたクリーニングブレードであり、中間転写ベルト５の表面に付着したトナーを掻き取る。
【００３２】
図４は、画像検出手段であるセンサの拡大図である。図４において、図１と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する場合がある。なお、図４ではセンサ１７を例に説明するが、センサ１８及び１９についても同様の構成である。図４を参照するに、センサ１７は、発光部２７と、正反射受光部２８と、拡散反射受光部２９とを有する。ただし、後述するように、拡散反射受光部２９は必要ない場合もあり得る。
【００３３】
センサ１７において、発光部２７からは光ビームが中間転写ベルト５上に照射され、その正反射光成分と拡散反射光成分を含んだ反射光を正反射受光部２８が受光する。このように、センサ１７は、位置ずれ補正用パターン３０を検出する機能を有する。ただし、位置ずれ補正用パターン３０は、正反射受光部２８のみで検出可能であり、拡散反射受光部２９は用いなくても構わない。拡散反射受光部２９は、従来からトナー付着量を調整するために用いられているトナー付着量調整用パターンの検出に用いる。
【００３４】
このように位置ずれ補正用パターン３０を作像・検出することで各色間の位置ずれ補正を行い、高品質な画像を出力することができる。しかしながら、位置ずれ補正用パターン３０の作像・検出には所定の時間を要するため、位置ずれ補正用パターン３０の作像・検出による位置ずれ補正を頻繁に行うと、ユーザのダウンタイム増大の原因となる。そこで、第１の実施の形態に係る画像形成装置では、位置ずれ補正用パターン３０の作像・検出による位置ずれ補正と、レーザ光が所定の位置を通過するタイミングの変化を測定することによる位置ずれ補正とを併用している。
【００３５】
後者のレーザ光の通過タイミングの変化を利用した位置ずれ補正は、従来は非平行形状のＰＤを用いて実現していたが、第１の実施の形態に係る画像形成装置では、以下に詳細に説明するように、高価な非平行形状のＰＤを用いず低価格の複数のＰＤを用い、それらを所定の位置に所定の角度で配置することにより実現する。
【００３６】
［レーザ光の通過タイミングの変化を利用した位置ずれ補正］
続いて、レーザ光の通過タイミングの変化を利用した位置ずれ補正について説明する。図５Ａは、第１の実施の形態に係る露光器の内部の主な構成を例示する平面図である。図５Ｂは、第１の実施の形態に係る露光器の内部の主な構成を例示する側面図である。
【００３７】
図５Ａ及び図５Ｂを参照するに、露光器１１において、各色の露光ビームであるレーザ光１４ＢＫ、１４Ｍ、１４Ｃ、及び１４Ｙはそれぞれ光源であるレーザダイオード２４ＢＫ、２４Ｍ、２４Ｃ、及び２４Ｙから出射される。出射されたレーザ光１４ＢＫ、１４Ｍ、１４Ｃ、及び１４Ｙは反射鏡２３によって反射され、各色毎に設けられた主走査倍率調整用ｆ-θレンズ２５Ｒと、折り返しミラー２５Ｍとを経て光路を調整された後、感光体ドラム９ＢＫ、９Ｍ、９Ｃ、及び９Ｙ（図２参照）の表面である被走査面へ走査される。なお、２５Ｒ及び２５Ｍのハイフンの後のＢＫ、Ｍ、Ｙ、及びＣは、ブラック、マゼンタ、イエロー、及びシアンの各色に対応する光学系であることを示している。折り返しミラー２５Ｍは、本発明に係る複数の光路変換手段の代表的な一例である。
【００３８】
反射鏡２３は６面体のポリゴンミラーであり、回転をすることによってポリゴンミラー１面につき主走査方向１ライン分の露光ビームを走査することができる。光源のレーザダイオード４つに対して、ポリゴンミラー１つで走査を行う。レーザ光１４ＢＫ及び１４Ｍ、レーザ光１４Ｃ及び１４Ｙの２色ずつの露光ビームに分けて反射鏡２３（ポリゴンミラー）の対向反射面を用いて走査を行うことによって、異なる４つの感光体ドラムへと同時に露光することを可能としている。このように、反射鏡２３は、複数の光源（レーザダイオード２４ＢＫ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｙ）から出射された複数の光束（レーザ光１４ＢＫ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｙ）を回転しながら主走査方向に走査する。反射鏡２３は、本発明に係る走査手段の代表的な一例である。
【００３９】
同期検知センサ２６＿Ｖ、２６＿Ｓ１、及び２６＿Ｓ２は、主走査方向の先端側の画像領域外に配置される。同期検知センサ２６＿Ｖはセンサの受光面が主走査方向に対して垂直であり、同期検知センサ２６＿Ｓ１及び２６＿Ｓ２はセンサの受光面が主走査方向に対して４５°の傾きを有している。同期検知センサ２６＿Ｖは、本発明に係る第１の光検出手段の代表的な一例である。又、同期検知センサ２６＿Ｓ１及び２６＿Ｓ２は、それぞれ本発明に係る第２の光検出手段及び第３の光検出手段の代表的な一例であり、第１の光検出手段の代表的な一例である同期検知センサ２６＿Ｖの受光面に対して非平行な受光面を有する。
【００４０】
同期検知センサ２６＿Ｖは１ラインの走査毎にレーザ光１４ＢＫ及び１４Ｙを検出し、画像形成時の露光開始タイミングを調節する。同期検知センサ２６＿Ｖはｆ-θレンズ２５Ｒ＿ＢＫ側に配置されているため、レーザ光１４Ｙは同期検知用折り返しミラー２５Ｍ＿Ｙ１及び２５Ｍ＿Ｙ２を経由して同期検知センサ２６＿Ｖに入射する。レーザ光１４Ｍ及び１４Ｃは同期検知センサによる書出しタイミングの調節ができないため、マゼンタの露光開始タイミングはブラックの露光開始タイミングに、シアンの露光開始タイミングはイエローの露光開始タイミングに一致させて各色の画像位置を揃えている。
【００４１】
同期検知センサ２６＿Ｓ１は最短で１ラインの走査毎に折り返しミラー２５Ｍ＿ＢＫを通過した後のレーザ光１４ＢＫと、折り返しミラー２５Ｍ＿Ｙを通過した後のレーザ光１４Ｙを検出する。同期検知センサ２６＿Ｖがレーザ光１４ＢＫ及び１４Ｙを検出してから同期検知センサ２６＿Ｓ１で検出するまでの走査時間は、位置ずれ補正に利用される。同期検知センサ２６＿Ｓ１はｆ-θレンズ２５Ｒ＿ＢＫ側に配置され、レーザ光１４Ｙは同期検知用折り返しミラー２５Ｍ＿Ｙ３を経由して同期検知センサ２６＿Ｓ１に入射する。
【００４２】
露光器１１の内部温度が上昇して折り返しミラー２５Ｍの角度が変化したり、ｆ-θレンズ２５Ｒの角度が変化したりすると、レーザ光１４ＢＫ及び１４Ｙの副走査方向の露光位置が変化し、これによって同期検知センサ２６＿Ｓ１でレーザ光１４ＢＫ及び１４Ｙを検出する位置が変化する。この検出位置の変化に伴い、同期検知センサ２６＿Ｖと同期検知センサ２６＿Ｓ１との間のレーザ光１４ＢＫ及び１４Ｙの走査時間が変化する。よって、同期検知センサ２６＿Ｖと同期検知センサ２６＿Ｓ１との間のレーザ光１４ＢＫ及び１４Ｙの走査時間の変化をモニタすることにより、レーザ光１４ＢＫ及び１４Ｙの露光位置の変化を検出することができる。その結果、露光位置の変化に起因するブラック及びイエローの副走査方向の色ずれ量を演算することができる。同期検知センサ２６＿Ｖと同期検知センサ２６＿Ｓ１との間のレーザ光１４ＢＫ及び１４Ｙの走査時間の変化のモニタは、最短で１ラインの書込み毎に行うことができる。
【００４３】
同期検知センサ２６＿Ｓ２は露光器１１の内部ではなく、筐体の壁面と一体化する形で設置されている。同期検知センサ２６＿Ｓ２は最短で１ラインの走査毎にｆ-θレンズ２５Ｒ＿ＢＫ及び折り返しミラー２５Ｍ＿ＢＫを通過した後のレーザ光１４ＢＫを検出する。そのため同期検知センサ２６＿Ｓ２から感光体ドラム９ＢＫ（図示せず）までには光学部品が存在しない。露光器１１にレーザ光１４ＢＫの副走査方向の変化が発生しても、同期検知センサ２６＿Ｓ１と同期検知センサ２６＿Ｓ２との間の走査時間は変化しない。
【００４４】
しかし、機内温度の上昇による熱の影響や、本体の歪みの影響を受けて、露光器１１の形状が変化すると、同期検知センサ２６＿Ｓ１と同期検知センサ２６＿Ｓ２との間の走査時間が変化する。このとき、感光体ドラム９ＢＫ等（図示せず）の上でも露光位置の変化が発生していると考えられるが、同期検知センサ２６＿Ｖと同期検知センサ２６＿Ｓ１との間の走査時間は大きく変化しないため、同期検知センサ２６＿Ｖと同期検知センサ２６＿Ｓ１との間の走査時間をモニタしても露光器１１の変形を検知することはできない。そこで、同期検知センサ２６＿Ｓ１と同期検知センサ２６＿Ｓ２との間の走査時間をモニタし、この時間が変化すると露光器１１の変形が発生していると判断する。
【００４５】
露光器１１の変形が発生しているときは、同期検知センサ２６＿Ｖと同期検知センサ２６＿Ｓ１との間の走査時間をモニタし続けても正常な位置ずれ量を演算できないので、図３に示す位置ずれ補正用パターンを用いた位置ずれ補正を実行し、正常な位置合わせ状態における同期検知センサ２６＿Ｖと同期検知センサ２６＿Ｓ１との間、及び同期検知センサ２６＿Ｓ１と同期検知センサ２６＿Ｓ２との間の走査時間を記録する。なお、同期検知センサ２６＿Ｓ２は露光器１１の筐体の壁面と一体化している必要はなく、筐体の外側に配置してあれば、筐体の壁面と分離されていても良い。
【００４６】
なお、図５Ａ及び図５Ｂは、同期検知センサ２６＿Ｖ、２６＿Ｓ１、及び２６＿Ｓ２の概略の配置を模式的に示しているのみであり、同期検知センサ２６＿Ｖ、２６＿Ｓ１、及び２６＿Ｓ２に各レーザ光を導くための光学系が省略されている。又、光路説明の便宜のため、同期検知センサ２６＿Ｖ、２６＿Ｓ１、及び２６＿Ｓ２の向きは実際と異なる場合がある。又、光路説明の便宜のため、図５Ａと図５Ｂで同期検知センサ２６＿Ｖ、２６＿Ｓ１、及び２６＿Ｓ２の位置が一致していない場合があるが、同期検知センサ２６＿Ｖ、２６＿Ｓ１、及び２６＿Ｓ２は、後述する『配置するための条件』を満たしていれば、どのように配置しても構わない。
【００４７】
実際には、図５Ｃに示すように、レーザ光１４ＢＫ及び１４Ｙは、ミラー等を含む所定の光学系２６Ｐにより主走査方向の光路（Ｘ軸に平行な光路）に変換されて、同期検知センサ２６＿Ｖの受光面に垂直に入射する（すなわち、θ１＝９０ｄｅｇである）。又、レーザ光１４ＢＫ及び１４Ｙは、ミラー等を含む所定の光学系２６Ｑにより主走査方向の光路（Ｘ軸に平行な光路）に変換されて、同期検知センサ２６＿Ｓ１の受光面にθ２＝４５ｄｅｇの角度で斜めに入射する。又、レーザ光１４ＢＫは、ミラー等を含む所定の光学系２６Ｒにより主走査方向の光路（Ｘ軸に平行な光路）に変換されて、同期検知センサ２６＿Ｓ２の受光面にθ３＝４５ｄｅｇの角度で斜めに入射する。
【００４８】
同期検知センサ２６＿Ｖ、２６＿Ｓ１、及び２６＿Ｓ２を配置するための条件は、同期検知センサ２６＿Ｖ、２６＿Ｓ１、及び２６＿Ｓ２を主走査方向の先端側の画像領域外に配置すること、同期検知センサ２６＿Ｖの受光面が主走査方向に対して垂直であること、同期検知センサ２６＿Ｓ１及び２６＿Ｓ２の受光面が主走査方向に対して４５°の傾きを有していること、同期検知センサ２６＿Ｖを反射鏡２３から感光体ドラムまでの光路に配置すること、同期検知センサ２６＿Ｓ１及び２６＿Ｓ２を折り返しミラー２５Ｍから感光体ドラムまでの光路に配置すること、同期検知センサ２６＿Ｖ及び２６＿Ｓ１を露光器１１の筐体内側に配置すること、同期検知センサ２６＿Ｓ２を露光器１１の筐体外側に配置すること、である。この条件を満足すれば、同期検知センサ２６＿Ｖ、２６＿Ｓ１、及び２６＿Ｓ２をどのように配置しても構わない。
【００４９】
次に、露光器１１を制御するための処理について、図６を参照しながら説明する。図６は、露光器を制御するための処理について説明するための図である。図６において、ＣＰＵ５１の命令を受けて、回転制御部５５が反射鏡２３を回転させる。回転監視部５６は反射鏡２３が定常回転をしているか監視しており、回転に異常が発生するとエラー信号を発生させる。
【００５０】
反射鏡２３が定常回転をしていることを確認した後、発光周期制御部５７は同期検知センサ２６＿Ｖ、２６＿Ｓ１、及び２６＿Ｓ２がレーザ光１４ＢＫ及び１４Ｙを検出するまでレーザ光を出射しつづけるようにレーザダイオード２４ＢＫ及び２４Ｙを制御する。このときのレーザ光１４ＢＫ及び１４Ｙの光強度は発光量制御部５８により、同期検知センサ２６＿Ｖ、２６＿Ｓ１、及び２６＿Ｓ２が検出可能なレベルに制御されている。同期検知センサ２６＿Ｖ、２６＿Ｓ１、及び２６＿Ｓ２にレーザ光１４ＢＫ等を照射して得られた信号は、フィルタ５９によってレーザ光１４ＢＫ等の検出成分のみを通過させ、Ａ／Ｄ変換部６０によってアナログデータからデジタルデータに変換される。
【００５１】
データのサンプリングはサンプリング制御部６１によって制御され、このサンプリングレートは発光周期制御部５７の周波数より高周波のクロックを用いている。ポリゴンエラー信号と同期検知データはＩ／Ｏポート４９を介して、データバス５０によりＣＰＵ５１にロードされる。ＣＰＵ５１は同期検知データ受信を受けて、発光周期制御部５７と発光量制御部５８を制御し、レーザ光１４ＢＫ及び１４Ｙを消灯させる。
【００５２】
更に、同期検知データ受信タイミングから感光体ドラム９上に正しく画像形成を行うための画像書出し（露光開始）タイミングを演算する。またＣＰＵ５１はポリゴンエラー信号を受信すると、反射鏡２３の回転制御とレーザダイオード２４ＢＫ等の発光制御を停止する。
【００５３】
ＲＡＭ５２には画像データが格納されており、画像書出しを開始するとＣＰＵ５１に画像データを転送する。ＣＰＵ５１は画像データをレーザダイオード２４ＢＫ等が点灯する期間、点灯レベル、消灯する期間のデータに変換し、発光周期制御部５７と発光量制御部５８に転送する。ＲＯＭ５３には、上述した画像データ形成の制御プログラムが格納されている。このように、ＣＰＵ５１とＲＯＭ５３とが画像形成装置全体の動作を制御する制御手段として機能する。
【００５４】
次に、同期検知センサ２６＿Ｖと同期検知センサ２６＿Ｓ１との間の走査時間を計測し計測結果に基づいて露光位置ずれ量を演算する露光位置ずれ量演算手段の機能と、同期検知センサ２６＿Ｓ１と同期検知センサ２６＿Ｓ２との間の走査時間を計測する走査時間計測手段の機能について説明する。露光位置ずれ量演算手段及び走査時間計測手段は、ＣＰＵ５１やＲＯＭ５３等により実現することができる。
【００５５】
図３に示す位置ずれ補正用パターンを用いて位置ずれ補正を実行すると、副走査方向のずれ量Ｙ１とずれを補正した時の書出しタイミング遅延量Ｆ１（１ライン単位）が算出される。この位置ずれ補正実行と同時に、露光位置ずれ量演算手段は同期検知センサ２６＿Ｖと同期検知センサ２６＿Ｓ１との間の走査時間Ｔ１を計測し、走査時間計測手段は同期検知センサ２６＿Ｓ１と同期検知センサ２６＿Ｓ２との間の走査時間Ｔ１'を計測する。この走査時間Ｔ１が同期検知センサ２６＿Ｖと同期検知センサ２６＿Ｓ１との間の走査時間の基準値になる。又、この走査時間Ｔ１'が同期検知センサ２６＿Ｓ１と同期検知センサ２６＿Ｓ２との間の走査時間の基準値になる。このとき走査時間の検出に要するサンプリングレートを書込み画周波数より高速にすることで、１ドット以下の精密な色ずれ量測定が可能になる。
【００５６】
この位置ずれ補正実行後に画像出力を行う。このとき、露光位置ずれ量演算手段は、ｎライン（ｎは自然数）を露光する毎に同期検知センサ２６＿Ｖと同期検知センサ２６＿Ｓ１との間の走査時間Ｔ２を算出する。走査時間Ｔ２が走査時間Ｔ１と異なる時は、ｆ-θレンズ２５Ｒ＿ＢＫ及び折り返しミラー２５Ｍ＿ＢＫの何れか一方又は双方の位置が露光器１１内の温度上昇等によって変化しており、画像上で色ずれが発生していると考えられる。この色ずれを補正するために、露光位置ずれ量演算手段は、走査時間Ｔ１及びＴ２から副走査方向の色ずれ量Ｙ２を演算し、書出しタイミング遅延量をＦ２に変更する。
【００５７】
Ｙ２は、下記の式（１）により算出することができる。
【００５８】
Ｙ２＝（Ｔ２−Ｔ１）×（反射鏡２３の回転速度×Ｌ１）・・・式（１）
なお、式（１）において、Ｌ１は反射鏡２３から同期検知センサ２６＿Ｓ１までの距離である。又、同期検知センサ２６＿Ｓ１は主走査方向に対して４５°傾いているため、主走査方向で検出したずれ量と副走査方向のずれ量が１：１になる。
【００５９】
書出しタイミング遅延量Ｆ２は、下記の式（２）により算出することができる。
【００６０】
Ｆ２＝Ｆ１−Ｙ２／ΔＤ・・・式（２）
なお、式（２）において、ΔＤは副走査方向の１ライン長（６００ｄｐｉで４２．３μｍ）である。このＦ２を書出しタイミング遅延量に設定することで、副走査方向の色ずれが無い画像を出力することができる。
【００６１】
図５Ａ及び図５Ｂに示す露光器１１において、同期検知センサ２６＿Ｓ１で検出しているレーザ光１４ＢＫ及び１４Ｙについては走査時間Ｔ１及びＴ２の検出を行うのみで色ずれ補正が可能となる。また、走査時間Ｔ１は図３に示す位置ずれ補正用パターンを用いて位置ずれ補正を実行するたびに更新する。更新のタイミングは印刷枚数や装置の稼働時間から決定する、また走査時間Ｔ１'から決定することもできる。位置ずれ補正実行後に画像出力を行うとき、走査時間計測手段は、ｎライン（ｎは自然数）を露光する毎に同期検知センサ２６＿Ｓ１と同期検知センサ２６＿Ｓ２との間の走査時間Ｔ２'を算出する。走査時間Ｔ２'が走査時間Ｔ１'と異なる時は、露光器１１内の温度上昇等によって露光器１１の形状が変化しており、感光体ドラム上の露光位置が変化している可能性がある。この変化は走査時間Ｔ２の検出には現れない場合があるため、この状態で走査時間Ｔ２の測定結果に基づいて書出しタイミング遅延量を補正すると、色ずれ誤差が発生する恐れがある。よって、走査時間Ｔ２'と走査時間Ｔ１'との差が所定の規定値を超えたときは、ただちに図３に示す位置ずれ補正用パターンを用いた位置ずれ補正を実行する。
【００６２】
同期検知センサ２６＿Ｓ１でレーザ光を検出していない色（レーザ光１４Ｍ及び１４Ｃに対応する色）については、検出している色の色ずれ量を用いて補正を行う。このとき、間接的な補正となるため誤差が生じる恐れがある。間接的な補正による誤差を解消するためには、各色間の色ずれ量の比率をあらかじめテーブルとして保持すれば良い。
【００６３】
又、同期検知センサ２６＿Ｓ１の受光面は主走査方向に対して４５°傾いているが、この傾きが変化すると副走査方向のずれ量の検出誤差になる。この傾き誤差を補正するために補正係数αを用いる。補正係数αは固定値としてあらかじめ決めておく場合と、図３に示す位置ずれ補正用パターンを用いて位置ずれ補正を実行することで更新する場合とが有る。固定値の場合は、同期検知センサ２６＿Ｓ１の受光面の傾きが４５°のときに補正係数α＝１となる。同期検知センサ２６＿Ｓ１の受光面の傾きが４５°からずれている場合は、生産工程で計測した値やユーザやサービスマンが入力した値に基づき、適切な値を設定する。
【００６４】
次に、位置ずれ補正を実行することで補正係数αを更新する方法を説明する。位置ずれ補正はプリント枚数やポリゴンの回転時間に応じて定期的に実行される。ｍ−１回目の位置ずれ補正実行時に更新した走査時間Ｔ１を走査時間Ｔ１（ｍ−１）とし、ｍ回目の位置ずれ補正実行時に更新した走査時間Ｔ１を走査時間Ｔ１（ｍ）とする。ｍ回目の位置ずれ補正実行時に検出した副走査方向のずれ量Ｙ１（ｍ）から式（３）のように補正係数αを算出する。
【００６５】
α＝Ｙ１（ｍ）／［｛Ｔ１（ｍ）−Ｔ１（ｍ−１）｝×（反射鏡２３の回転速度×Ｌ１）］・・・式（３）
式（３）により求めた補正係数αを用いて、以降のライン書出しタイミングの修正を行う。書出しタイミング遅延量Ｆ２は、下記の式（４）により修正することができる。
【００６６】
Ｆ２＝（Ｆ１−Ｙ２／ΔＤ）×α・・・式（４）
補正係数αの算出は、ｍ回目の位置ずれ補正実行時に検出した副走査方向のずれ量Ｙ１（ｍ）において、露光器１１内の温度上昇に伴う露光位置ずれ量の寄与率が大きい程、正確な値となる。この補正係数αの精度を向上する演算方法を式（５）に示す。
【００６７】
α＝Ａｖｅｒａｇｅ（α（ｍ），α（ｍ−１），α（ｍ−２），，，）・・・式（５）
なお、式（５）において、α（ｍ）はｍ回目の位置ずれ補正実行時に演算した補正係数であり、Ａｖｅｒａｇｅ（引数１，引数２，，，）は、全引数の平均値を演算する関数である。式（５）のようにαを算出することで、露光器１１内の温度上昇に伴う露光位置ずれ量以外の成分の値が平均化され、安定した補正が可能となる。
【００６８】
又、直近の位置ずれ補正実行時に算出した副走査方向のずれ量Ｙ１が閾値（例：２００μｍ）以上のときに、露光器１１内の温度上昇に伴う露光位置ずれ量の寄与率が大きいと判断し、補正係数αの更新を行う方法がある。それ以外のときは補正係数αの更新は行わない。又、ｍ−１回目の位置ずれ補正実行時から、ｍ回目の位置ずれ補正実行時までの反射鏡２３の平均回転速度Ｘａｖｅを算出する。反射鏡２３の作像時の回転速度をＸ１（ｒｐｍ）とすると、
Ｘａｖｅ＝（Ｘ１×Ｔｏｎ）／Ｔｔｏｔａｌ・・・式（６）となる。
【００６９】
なお、式（６）において、Ｔｏｎは反射鏡２３が回転していた時間であり、Ｔｔｏｔａｌはｍ−１回目からｍ回目の位置ずれ補正実行までの時間である。Ｘａｖｅが閾値（例：２５０００ｒｐｍ）以上のときに、位置ずれ補正実行の間隔で露光器１１内は大きく温度が上昇したと推定し、副走査方向のずれ量における露光位置ずれ量の寄与率が大きいと判断し、補正係数αの更新を行う方法がある。それ以外のときは補正係数αの更新は行わない。
【００７０】
又、露光器１１内に走査手段である反射鏡２３の周囲の温度を計測する温度計等（図示せず）の温度検出手段を設け、温度検出手段はｍ−１回目の位置ずれ補正実行時から、ｍ回目の位置ずれ補正実行時までの露光器１１の温度変化Ｋを算出する。このＫが閾値（例：２０℃）以上のとき、位置ずれ補正実行の間隔で露光器１１内は大きく温度が上昇しているため、副走査方向のずれ量における露光位置ずれ量の寄与率が大きいと判断し、補正係数αの更新を行う方法がある。それ以外のときは補正係数αの更新は行わない。
【００７１】
更に、温度計はｍ−１回目の位置ずれ補正実行時の露光器１１の温度Ｋ（ｍ−１）を算出し、Ｋ（ｍ−１）が閾値（例：２０℃）以下のとき、若しくは外気温以下のときに冷却状態と判断する。冷却状態からｍ回目の位置ずれ補正実行までに露光器１１内は冷却状態から大きく温度が上昇していると推定し、副走査方向のずれ量における露光位置ずれ量の寄与率が大きいと判断し、補正係数αの更新を行う方法がある。それ以外のときは補正係数αの更新は行わない。
【００７２】
図７を参照しながら、上述した位置ずれ補正の実行制御のフローを詳細に説明する。図７は、位置ずれ補正に関するフローチャートの例である。始めに、ステップ６２にて、同期検知センサ２６＿Ｓ１と同期検知センサ２６＿Ｓ２との間の走査時間Ｔ１'を計測する。次いで、ステップ６３にて、走査時間Ｔ１'を基準値と比較し、走査時間Ｔ１'と基準値との差異が規定値より大きいかを判定し、大きい場合（ＹＥＳの場合）はステップ６４に移行し、小さい場合（ＮＯの場合）はステップ６５に移行する。走査時間Ｔ１'と基準値との差異が規定値より大きい場合（ＹＥＳの場合）は、ステップ６４にて、図３に示す位置ずれ補正用パターンを用いた位置ずれ補正を実行する必要があると判断する。なお、ステップ６３における基準値とは、位置ずれ補正実行と同時に、走査時間計測手段が計測した同期検知センサ２６＿Ｓ１と同期検知センサ２６＿Ｓ２との間の走査時間である。
【００７３】
次いで、ステップ６５にて、位置ずれ補正の実行条件に達したかを判定し、達している場合（ＹＥＳの場合）はステップ６６に移行する。ここで、位置ずれ補正の実行条件とは、例えば、連続１００枚印刷を行った場合、連続３分印刷を行った場合、露光器１１内の温度が所定の温度まで上昇した場合等である。次いで、ステップ６６にて、図３に示した位置ずれ補正用パターンを用いた位置ずれ補正（ｍ回目）を実行する。
【００７４】
次いで、ステップ６７にて、同期検知センサ２６＿Ｖと同期検知センサ２６＿Ｓ１との間の走査時間Ｔ１（ｍ）を計測する。次いで、ステップ６８にて、ＣＰＵが補正係数αを位置ずれ補正実行時に更新する値か、製品で固定値として扱うかを判定し、更新する場合（ＹＥＳの場合）はステップ６９に移行し、固定値の場合（ＮＯの場合）はステップ７３に移行する。
【００７５】
次いで、ステップ６９にて、ＲＡＭが補正係数αに有効な値を保持しているか、位置ずれ補正（ｍ−１回目）実行時に同期検知センサ２６＿Ｖ及び２６＿Ｓ１で計測した走査時間Ｔ１（ｍ−１）を保持しているかを判定し、２つとも保持している場合（ＹＥＳの場合）はステップ７１に移行する。１つでも保持していない場合（ＮＯの場合）はステップ７０に移行する。ステップ７０にて、位置ずれ補正の実行条件に達したかを判定し、達している場合（ＹＥＳの場合）はステップ７６に移行する。
【００７６】
次いで、ステップ７１にて、走査時間Ｔ１（ｍ）と走査時間Ｔ１（ｍ−１）を用いて補正係数αを演算する。次いで、ステップ７２にて、補正係数αをＲＡＭに保存する。次いで、ステップ７３にて、同期検知センサ２６＿Ｖと同期検知センサ２６＿Ｓ１との間の走査時間Ｔ２を計測する。計測するタイミングは反射鏡２３が回転している間で、ｎラインに１回の頻度で実行する（ｎ≧１）。次いで、ステップ７４にて、補正係数α、走査時間Ｔ２、基準となる走査時間Ｔ１（ｍ）を用いて副走査方向の画像位置を調整する。この調整は、書出しタイミングの遅延量を変更することで実行する。
【００７７】
次いで、ステップ７５にて、位置ずれ補正の実行条件に達したかを判定し、達している場合（ＹＥＳの場合）はステップ７６に移行し、達していない場合（ＮＯの場合）は、ステップ７３に移行する。次いで、ステップ７６にて、図３に示した位置ずれ補正用パターンを用いた位置ずれ補正（ｍ＋１回目）を実行する。次いで、ステップ７７にて、同期検知センサ２６＿Ｖと同期検知センサ２６＿Ｓ１との間の走査時間Ｔ１（ｍ＋１）を計測する。
【００７８】
次いで、ステップ７８にて、走査時間Ｔ１（ｍ＋１）と走査時間Ｔ１（ｍ）を用いて補正係数αを演算する。次いで、ステップ７９にて、補正係数αをＲＡＭに保存する。次いで、ステップ８０にて、位置ずれ補正制御を終了するかを判定し、終了する場合（ＹＥＳの場合）は以上において位置ずれ補正制御を終了する。終了しない場合（ＮＯの場合）は、ステップ６２に移行する。
【００７９】
このように、第１の実施の形態によれば、反射鏡と感光体ドラムの少なくとも１つとの間の光路中に配置された主走査方向に対して垂直な受光面を有する第１の同期検知センサと、折り返しミラーの少なくとも１つと感光体ドラムの少なくとも１つとの間の光路中に配置された第１の同期検知センサの受光面に対して非平行な受光面を有する第２の同期検知センサとを備える。そして、第１の同期検知センサと第２の同期検知センサとの間の走査時間をモニタすることにより、副走査方向の色ずれ量を演算することができる。
【００８０】
又、露光器の筐体の外側に第１の同期検知センサの受光面に対して非平行な受光面を有する第３の同期検知センサを備える。そして、第２の同期検知センサと第３の同期検知センサとの間の走査時間をモニタすることにより、露光器の変形の有無を検出することができる。露光器の変形が発生したときには、位置ずれ補正用パターンを用いた補正を行うことにより、正確な位置ずれ補正を行うことができる。なお、第１の同期検知センサ及び第２の同期検知センサに代えて非平行形状のＰＤを用いた場合にも、更に第３の同期検知センサを備えることにより、同様の効果を奏する。
【００８１】
又、非平行形状のＰＤを用いていないため、露光器を安価に構成することができる。
【００８２】
又、第１の同期検知センサに到達するレーザ光と第２の同期検知センサに到達するレーザ光との走査時間の差を計測することに基づく所要時間の短い位置ずれ補正を、位置ずれ補正用パターンを作像及び検出することに基づく所要時間の長い位置ずれ補正を補う形で実行することにより、位置ずれ補正用パターンを作像及び検出することに基づく所要時間の長い位置ずれ補正を実行する頻度を少なくすることが可能となり、ユーザのダウンタイムを低減することができる。
【００８３】
なお、第２の同期検知センサと第３の同期検知センサの傾きは４５°であることが好ましい。第１の同期検知センサと第２の同期検知センサ及び第３の同期検知センサとは分離しているため、各センサ間の傾きが変動しやすく、傾きが４５°でない場合には検出結果に影響が生じ、副走査色ずれ量の検出誤差となる。この検出誤差を補正するためには、位置ずれ補正による副走査色ずれ量の検出と同期検知センサによる露光位置ずれ量の検出を同時に実行し、２つの位置ずれ量の差分をオフセットとして、次回以降の同期検知センサによる検出結果に加えれば良い。
【００８４】
〈第２の実施の形態〉
第２の実施の形態では、第１の実施の形態で用いた露光器１１に代えて露光器１１Ａを用いる例を示す。露光器１１Ａ以外については、第１の実施の形態と同様である。以下、第１の実施の形態と共通する部分についてはその説明を省略し、第１の実施の形態と異なる部分を中心に説明する。
【００８５】
図８Ａは、第２の実施の形態に係る露光器内部の主な構成を例示する平面図である。図８Ｂは、第２の実施の形態に係る露光器内部の主な構成を例示する側面図である。図８Ａ及び図８Ｂにおいて、図５Ａ及び図５Ｂと同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する場合がある。なお、光路を説明する便宜のため、図８Ａと図８Ｂとで、部品配置が一致していない部分がある。
【００８６】
図８Ａ及び図８Ｂを参照するに、露光器１１Ａは、同期検知センサ２６＿Ｓ１及び２６＿Ｓ２の位置が露光器１１とは異なる。露光器１１Ａにおいて、同期検知センサ２６＿Ｓ１はレーザ光１４Ｍ及び１４Ｃを検出できる位置に配置されており、同期検知センサ２６＿Ｓ２はレーザ光１４Ｍを検出できる位置に配置されている。又、露光器１１Ａは、同期検知用折り返しミラー２５Ｍ＿Ｙ３に代えて同期検知用折り返しミラー２５Ｍ＿Ｃ１が設けられている点が露光器１１とは異なる。レーザ光１４Ｃは、同期検知用折り返しミラー２５Ｍ＿Ｃ１を経由して同期検知センサ２６＿Ｓ１に入射する。
【００８７】
露光器１１Ａにおいて、同期検知センサ２６＿Ｖは１ラインの走査毎にレーザ光１４ＢＫ及び１４Ｙを検出し、画像形成時の露光開始タイミングを調節する。同期検知センサ２６＿Ｓ１は最短で１ラインの走査毎にレーザ光１４Ｍ及び１４Ｃを検出する。
【００８８】
同期検知センサ２６＿Ｖがレーザ光１４ＢＫ及び１４Ｙを検出してから同期検知センサ２６＿Ｓ１がレーザ光１４Ｍ及び１４Ｃを検出するまでの走査時間を計測し、計測した走査時間の変化をモニタすることにより、レーザ光１４Ｍ及び１４Ｃの露光位置の変化を検出することができる。その結果、露光位置の変化に起因するマゼンダ（Ｍ）及びシアン（Ｃ）の副走査方向の色ずれ量を演算することができる。計測した走査時間の変化のモニタは、最短で１ラインの書込み毎に行うことができる。
【００８９】
折り返しミラー２５Ｍ＿Ｍ及び２５Ｍ＿Ｃは折り返しミラー２５Ｍ＿ＢＫ及び２５Ｍ＿Ｙよりも反射鏡２３との距離が近い。露光器１１Ａ内の温度上昇は反射鏡２３の発熱が支配的であるため、副走査方向のずれ量における露光位置ずれ量の寄与率はブラック（ＢＫ）及びイエロー（Ｙ）よりもマゼンダ（Ｍ）及びシアン（Ｃ）の方が高い。よって、同期検知センサ２６＿Ｓ１がレーザ光１４Ｍ及び１４Ｃを検出することで、より誤差の少ない副走査方向のずれ量を演算することができる。なお、同期検知センサ２６＿Ｓ２は、第１の実施の形態と同様に機能するため、その説明は省略する。
【００９０】
なお、図８Ａ及び図８Ｂは、同期検知センサ２６＿Ｖ、２６＿Ｓ１、及び２６＿Ｓ２の概略の配置を模式的に示しているのみであり、同期検知センサ２６＿Ｖ、２６＿Ｓ１、及び２６＿Ｓ２に各レーザ光を導くための光学系が省略されている。又、光路説明の便宜のため、同期検知センサ２６＿Ｖ、２６＿Ｓ１、及び２６＿Ｓ２の向きは実際と異なる場合があるが、実際には、図５Ｃで説明した通りである。又、光路説明の便宜のため、図８Ａと図８Ｂで同期検知センサ２６＿Ｖ、２６＿Ｓ１、及び２６＿Ｓ２の位置が一致していない場合があるが、同期検知センサ２６＿Ｖ、２６＿Ｓ１、及び２６＿Ｓ２は、前述の『配置するための条件』を満たし、かつ、露光器１１Ａについての露光器１１と異なる部分の説明に当てはまれば、どのように配置しても構わない。
【００９１】
このように、第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果を奏するが、更に以下の効果を奏する。すなわち、同期検知センサ２６＿Ｓ１が反射鏡２３のより近くに配置された折り返しミラー２５Ｍ＿Ｍ及び２５Ｍ＿Ｃに対応するレーザ光１４Ｍ及び１４Ｃを検出することで、より誤差の少ない副走査方向のずれ量を算出することができる。
【００９２】
〈第３の実施の形態〉
第３の実施の形態では、第１の実施の形態で用いた露光器１１に代えて露光器１１Ｂを用いる例を示す。露光器１１Ｂ以外については、第１の実施の形態と同様である。以下、第１の実施の形態と共通する部分についてはその説明を省略し、第１の実施の形態と異なる部分を中心に説明する。
【００９３】
図９Ａは、第３の実施の形態に係る露光器内部の主な構成を例示する平面図である。図９Ｂは、第３の実施の形態に係る露光器内部の主な構成を例示する側面図である。図９Ａ及び図９Ｂにおいて、図５Ａ及び図５Ｂと同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する場合がある。なお、光路を説明する便宜のため、図９Ａと図９Ｂとで、部品配置が一致していない部分がある。
【００９４】
図９Ａ及び図９Ｂを参照するに、露光器１１Ｂにおいて、同期検知センサ２６＿Ｖは露光器１１と同様にレーザ光１４ＢＫ及び１４Ｙを検出できる位置に配置されているが、配置されている位置が露光器１１とは異なる。又、露光器１１Ｂは、同期検知用折り返しミラー２５Ｍ＿Ｙ１及び２５Ｍ＿Ｙ２が削除されている点が露光器１１とは異なる。これは、同期検知センサ２６＿Ｖを、レーザ光１４Ｙが同期検知用折り返しミラー２５Ｍ＿Ｙ３を経由して入射する位置に配置したことにより、同期検知用折り返しミラー２５Ｍ＿Ｙ１及び２５Ｍ＿Ｙ２が不要となったためである。
【００９５】
露光器１１Ｂにおいて、同期検知センサ２６＿Ｖは１ラインの走査毎に折り返しミラー２５Ｍ＿ＢＫを通過した後のレーザ光１４ＢＫと、折り返しミラー２５Ｍ＿Ｙを通過した後のレーザ光１４Ｙを検出し、画像形成時の露光開始タイミングを調節する。レーザ光１４Ｙは同期検知用折り返しミラー２５Ｍ＿Ｙ３を経由して同期検知センサ２６＿Ｖ及び２６＿Ｓ１に入射する。同期検知センサ２６＿Ｖへレーザ光１４Ｙが入射する光路と、同期検知センサ２６＿Ｓ１にレーザ光１４Ｙが入射する光路を共通にしているため、同期検知用折り返しミラー２５Ｍ＿Ｙ１及び２５Ｍ＿Ｙ２を削除することができ、同期検知用折り返しミラーは２５Ｍ＿Ｙ３のみを設ければ良い。そのため、露光器１１Ｂのコストダウンが可能となる。なお、同期検知センサ２６＿Ｓ１及び２６＿Ｓ２は、第１の実施の形態と同様に機能するため、その説明は省略する。
【００９６】
なお、図９Ａ及び図９Ｂは、同期検知センサ２６＿Ｖ、２６＿Ｓ１、及び２６＿Ｓ２の概略の配置を模式的に示しているのみであり、同期検知センサ２６＿Ｖ、２６＿Ｓ１、及び２６＿Ｓ２に各レーザ光を導くための光学系が省略されている。又、光路説明の便宜のため、同期検知センサ２６＿Ｖ、２６＿Ｓ１、及び２６＿Ｓ２の向きは実際と異なる場合があるが、実際には、図５Ｃで説明した通りである。又、光路説明の便宜のため、図９Ａと図９Ｂで同期検知センサ２６＿Ｖ、２６＿Ｓ１、及び２６＿Ｓ２の位置が一致していない場合があるが、同期検知センサ２６＿Ｖ、２６＿Ｓ１、及び２６＿Ｓ２は、前述の『配置するための条件』を満たし、かつ、露光器１１Ｂについての露光器１１と異なる部分の説明に当てはまれば、どのように配置しても構わない。
【００９７】
このように、第３の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果を奏するが、更に以下の効果を奏する。すなわち、同期検知センサ２６＿Ｖへレーザ光１４Ｙが入射する光路と、同期検知センサ２６＿Ｓ１にレーザ光１４Ｙが入射する光路を共通にすることにより、同期検知用折り返しミラー２５Ｍ＿Ｙ１及び２５Ｍ＿Ｙ２を削除することできるため、露光器１１Ｂのコストダウンが可能となる。
【００９８】
なお、以上の各実施の形態は、中間転写ベルトを有する画像形成装置を例に説明したが、直接転写方式の画像形成装置の場合には、中間転写ベルトに代えて搬送ベルトが用いられる。
【００９９】
以上、好ましい実施の形態について詳説したが、上述した実施の形態に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態に種々の変形及び置換を加えることができる。
【符号の説明】
【０１００】
１  給紙トレイ
２  給紙ローラ
３  分離ローラ
４  用紙
５  中間転写ベルト
６ＢＫ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｙ  画像形成部
７  駆動ローラ
８  従動ローラ
９ＢＫ  感光体ドラム
１０ＢＫ  帯電器
１１、１１Ａ、１１Ｂ  露光器
１２ＢＫ  現像器
１３ＢＫ  除電器
１４ＢＫ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｙ  レーザ光
１５ＢＫ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｙ  転写器
１６  定着器
１７、１８、１９  センサ
２０  クリーニング部
２１  ２次転写位置
２２  ２次転写ローラ
２３  反射鏡
２４ＢＫ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｙ  レーザダイオード
２５Ｍ＿ＢＫ、２５Ｍ＿Ｍ、２５Ｍ＿Ｃ、２５Ｍ＿Ｙ  折り返しミラー
２５Ｍ＿Ｃ１、２５Ｍ＿Ｙ１、２５Ｍ＿Ｙ２、２５Ｍ＿Ｙ３  同期検知用折り返しミラー
２５Ｒ＿ＢＫ、２５Ｒ＿Ｍ、２５Ｒ＿Ｃ、２５Ｒ＿Ｙ  ｆ-θレンズ
２６Ｐ、２６Ｑ、２６Ｒ  光学系
２６＿Ｖ、２６＿Ｓ１、２６＿Ｓ２  同期検知センサ
２７  発光部
２８  正反射受光部
２９  拡散反射受光部
３０  位置ずれ補正用パターン
３０ａ  パターン
４９  Ｉ／Ｏポート
５０  データバス
５１  ＣＰＵ
５２  ＲＡＭ
５３  ＲＯＭ
５５  回転制御部
５６  回転監視部
５７  発光周期制御部
５８  発光量制御部
５９  フィルタ
６０  Ａ／Ｄ変換部
６１  サンプリング制御部
２００  画像形成装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１０１】
【特許文献１】特許第２８５８７３５号
【特許文献２】特許第２６４２３５１号
【特許文献３】特開２００５−２２１８２４号公報
【図１Ａ】
0005397282.tif 000002
【図１Ｂ】
0005397282.tif 000003
【図２】
0005397282.tif 000004
【図３】
0005397282.tif 000005
【図４】
0005397282.tif 000006
【図５Ａ】
0005397282.tif 000007
【図５Ｂ】
0005397282.tif 000008
【図５Ｃ】
0005397282.tif 000009
【図６】
0005397282.tif 000010
【図７】
0005397282.tif 000011
【図８Ａ】
0005397282.tif 000012
【図８Ｂ】
0005397282.tif 000013
【図９Ａ】
0005397282.tif 000014
【図９Ｂ】
0005397282.tif 000015