(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の像担持体と、
前記複数の像担持体を帯電する帯電手段と、
前記帯電手段により帯電された複数の像担持体上に光を照射し静電潜像を形成する複数の発光手段と、
前記静電潜像を前記複数の像担持体上の夫々の形成された静電潜像に、夫々異なる色のトナー像として付着させ複数の現像手段と、
前記像担持体上に可視化された前記異なる色のトナー像を無端ベルトに転写する転写手段と、
前記無端ベルト上に転写された各色の色ずれ検出用の第一のトナーマークを検出する複数の検出手段であって、前記第一のトナーマークの移動方向に略直交する方向に沿って配置される複数の検出手段と、
前記第一のトナーマークの検出結果に基づき色ずれに係る補正を行う色ずれ補正制御手段と、を有するカラー画像形成装置において、
前記帯電手段及び又は前記現像手段への電圧印加を制御し、前記現像手段による電位の絶対値を前記帯電手段による電位の絶対値よりも大きくし、前記ベルト上に第二のトナーマークを形成させる電源制御手段を備え、
前記色ずれ補正制御手段は、前記複数の検出手段による前記第一のトナーマークと第二のトナーマークの検出結果である位置情報の差に基づいて、前記発光手段による光ビームの傾き又は曲りを補正するように各色の画像形成位置を補正することを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項２】
前記第二のトナーマークとは、像担持体表面の帯電電位よりも現像手段に印加する現像電位の絶対値を所定期間だけ高い電位とすることにより形成された、像担持体の回転軸と平行な基準パターンであることを特徴とする請求項１に記載のカラー画像形成装置。
【請求項３】
前記色ずれ補正制御手段は、各色の画像データを補正することで前記発光手段の走査の傾き又は曲りを補正することを特徴とする請求項１又は２に記載のカラー画像形成装置。
【請求項４】
前記複数の検出手段として、前記直交する方向に沿って３以上の前記検出手段が設けられており、前記３以上の検出手段の夫々により検出した前記第一のトナーマークと第二のトナーマークの検出結果である位置情報の差に基づいて、前記発光手段による光ビームの傾き又は曲りを補正するように各色の画像形成位置を補正することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のカラー画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子写真プロセス等を利用したカラー画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の各色毎に設けられた感光ドラムを直列に配置し、順次各色のトナー像を重ね合うように転写し、最後に一括して記録紙にトナー像を転写するタンデム方式のプリンタが知られている。
【０００３】
このカラー画像形成装置においては、感光ドラムの機械的取り付け誤差等の組立時の原因、レーザビームの光路長誤差及び光路変化、使用温度条件の変動等の原因によって、転写体にトナー像を転写する際、画像の位置ずれが発生し、色ずれとなってあらわれる。そして、色ずれの一つに、画像の傾きをあげることができる。
【０００４】
この画像の傾きについて、例えば、特許文献１では、画像形成装置の同一副走査位置に複数の光学センサを配置し（主走査方向に沿って配置し）レーザビームの走査線の傾きを測定する。そして、測定された画像の傾きを相殺するように画像コントローラがビットマップ画像データを補正し、その補正した画像を形成する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１７０７５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の画像傾きの測定手法には以下の問題がある。即ち、配置されたセンサの取り付け位置精度が悪く、検出タイミングに差があると次のような問題が発生する恐れがある。
【０００７】
図１０（ａ）はトナーマーク検出を説明する構成上面略図である。また説明を簡単にするため、エンジン色ずれ補正制御で用いられる２つのセンサ２０６ａ、２０６ｂで説明する。
【０００８】
まず図１０（ａ）において、２つのセンサ２０６ａ、２０６ｂが理想的な位置、すなわち感光体ドラム軸に平行に並んでステーに取り付けてあり、且つ、レーザビーム１３の主走査線が、図中の矢印実線の曲線のようなイメージで歪んでいる場合を考える。この場合には、レーザを用いて形成した色ずれ検出用のトナーマークは２１０のように歪んだマークとなる。色ずれ検出用のトナーマーク２０９と２１０は、歪んだ走査線の同一走査線上に形成されているため、夫々を手前側のセンサ２０６ａと奥側のセンサ２０６ｂで検出した場合、手前側のセンサ２０６ａの方が奥側のセンサ２０６ｂよりも早くトナーマークを検出する。夫々のセンサで色ずれ検出用トナーマークを検出したタイミング差に応じてレーザ走査の曲りを検知してデジタル色ずれ補正制御を行うため、画像形成時には感光ドラムの回転軸と平行な画像として生成することができる。
【０００９】
一方、図１０（ａ）に示されるように、手前側のセンサ２０６ａと奥側のセンサ２０６ｂとが、感光ドラムの回転軸と平行でなく、ある角度θａを成して取り付けられているとする。センサの取り付け角度θａに相当する距離分だけ手前側のセンサ２０６ａと奥側のセンサ２０６ｂとが副走査方向に離れている。このため、この状態で、色ずれ検出用トナーマークを夫々のセンサ２０６ａ、２０６ｂで読み取ると、互いのセンサでトナーマークを検知した時の検出時間差が余分に発生する。このため、センサの取り付け角度θａの影響により奥側のセンサ２０６ｂのマーク検出タイミングは更に遅くなる。
【００１０】
従って、センサの取り付け角度を考慮せず、２つのセンサが理想どおり感光ドラムの回転軸と平行な直線上に並んでいることを前提としてこのマークの検出時間差を考察すると以下の問題がある。即ち、レーザ走査線が図の破線矢印の曲線で示すような形に更に歪んでいると誤って認識してしまう。このように誤認識したまま、絶対位置へ画像補正すべく、デジタル色ずれ補正制御すると、センサの取り付けによる検出精度分、逆に色ずれが悪化する結果となる。
【００１１】
また、手前側のセンサ２０６ａと奥側のセンサ２０６ｂのうちいずれかが、図１１（ｂ）に示すように中間転写ベルト２０（無端ベルト）に対して垂直方向でなく、矢印方向にある角度θｂを成して取り付けられているとする。この場合も同様にセンサの取り付け角度θｂに相当する副走査方向の距離分、互いのセンサでトナーマークを検知した時の検出時間差が余分に発生する。
【００１２】
更に、フォトセンサ２０６のバラツキ要因として、発光源であるＬＥＤ素子の指向性や、ＬＥＤ素子を基板へ実装する際の倒れ等が上げられ、これらの最悪条件を踏まえてセンサによる中間点者ベルト上の検出位置誤差を推定すると約数ｍｍにも及ぶ。このため、従来のセンサの取り付け精度で特許文献１に示すような絶対位置の補正実現しようとすると、一定の精度で色ずれ補正をすることが困難である。
【００１３】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、複数のセンサの副走査方向の取り付け位置ズレがあった場合でも、簡易に色ずれ検出の精度を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本願発明における画像形成装置は、複数の像担持体と、前記複数の像担持体を帯電する帯電手段と、前記帯電手段により帯電された複数の像担持体上に光を照射し静電潜像を形成する複数の発光手段と、前記静電潜像を前記複数の像担持体上の夫々の形成された静電潜像に、夫々異なる色のトナー像として付着させ複数の現像手段と、前記像担持体上に可視化された前記異なる色のトナー像を無端ベルトに転写する転写手段と、前記無端ベルト上に転写された各色の色ずれ検出用の第一のトナーマークを検出する複数の検出手段であって、前記第一のトナーマークの移動方向に略直交する方向に沿って配置される複数の検出手段と、前記第一のトナーマークの検出結果に基づき色ずれに係る補正を行う色ずれ補正制御手段と、を有するカラー画像形成装置において、前記帯電手段及び又は前記現像手段への電圧印加を制御し、前記現像手段による電位の絶対値を前記帯電手段による電位の絶対値よりも大きくし、前記ベルト上に第二のトナーマークを形成させる電源制御手段を備え、前記色ずれ補正制御手段は、前記複数の検出手段による前記第一のトナーマークと第二のトナーマークの検出結果である位置情報の差に基づいて、前記発光手段による光ビームの傾き又は曲りを補正するように各色の画像形成位置を補正することを特徴とするカラー画像形成装置。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、複数のセンサの副走査方向の取り付け位置ズレがあった場合でも、簡易に色ずれ検出の精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】一実施形態における画像形成装置略図
【図２】一実施形態におけるトナーマーク位置検出手段の説明図
【図３】一実施形態におけるトナーマーク検出説明図
【図４】一実施形態におけるトナーマーク説明図
【図５】一実施形態における潜像形成時の電位説明図
【図６】一実施形態における画像補正イメージ説明図
【図７】一実施形態における露光イメージ説明図
【図８】一実施形態における画像形成装置のブロック図
【図９】一実施形態における別のトナーマーク検出説明図
【図１０】（ａ）従来のトナーマーク検出説明図、（ｂ）従来のトナーマーク位置検出手段の説明図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、従来の技術例で説明した部品と同じ部品は、説明を省略あるいは簡略化すると共に、従来の技術例で説明に使用した同一符号を使用して現してある。
【実施例１】
【００１８】
［カラーレーザビームプリンタ構成の説明］
まず、カラー画像形成装置の一例である、タンデムタイプのカラーレーザビームプリンタ１００の構成について説明する。図１（ａ）は、タンデムタイプのカラーレーザビームプリンタ１００の概略構成を示す図である。このカラーレーザビームプリンタ１００は、黒（Ｂｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色ごとに画像形成部を設けているいわゆるタンデムタイプのプリンタである。夫々の画像形成部には、感光ドラム１８、感光ドラム１８を一様に帯電する一次帯電器１６、感光ドラム１８上にレーザビーム１３（光ビーム）を照射し潜像を形成するスキャナユニット１１、レーザビーム照射により感光ドラム上に形成された静電潜像を現像して可視像とする現像器１４（現像ローラ１７）が備えられる。更に、可視像を中間転写ベルト２０上（無端ベルト上）に転写する一次転写ローラ１９、転写可視像を中間転写ベルト２０から転写紙に転写する二次転写ローラ４２、感光体の残留トナーを除去するクリーニング装置１５等も備えられている。尚、図１（ａ）では、各色用の画像形成部を構成する同機能の構成要素を区別するため、上記符号の添字として夫々ａ、ｂ、ｃ、ｄを付けている。
【００１９】
図１（ｂ）は、スキャナユニット１１の構成を示す図である。パーソナルコンピュータ等の外部機器からの画像形成指示があると、後述の図８で説明するカラーレーザビームプリンタ１００内の画像形成制御部９において、画像情報がレーザビームをオン／オフするための画像信号（ＶＤＯ信号）１０１に変換される。この画像信号（ＶＤＯ信号）１０１は、スキャナユニット１１内のレーザユニット１０２に入力される。１３は、レーザユニット１０２によりオン／オフ変調されたレーザビームである。１０４は、回転多面鏡（ポリゴンミラー）１０５を定常回転させるスキャナモータである。１０６は、ポリゴンミラー１０５によって変更されたレーザビーム１３を被走査面である感光ドラム１８上に焦点を結ばせる結像レンズである。この構成により、画像信号１０１により変調されたレーザビーム１３が感光ドラム１８上を水平走査（主走査方向への走査）し、感光ドラム１８上に潜像が形成される。
【００２０】
また、１０９はビーム検出口で、スリット状の入射口よりビームを取り入れる。この入射口より入ったレーザビームは、光ファイバ１１０内を通って光電変換素子１１１に導かれる。光電変換素子１１１により電気信号に変換されたレーザビームは、増幅回路（図示しない）により増幅された後、水平同期信号となる。
【００２１】
説明を図１（ａ）に戻す。カセット２２から給紙される記録媒体としての転写紙は、画像形成部とタイミングをとるために、レジストローラ２１で待機する。レジストローラ２１の近傍には、給紙された転写紙の先端を検知するためのレジセンサ２４が設けてある。画像形成部を制御する画像形成装置制御手段（不図示：以下、制御手段と称す）はレジセンサ２４の検出結果により、紙の先端がレジストローラ２１に到達したタイミングを検知する。そして、１色目（図の例ではイエロー色）の像を、感光ドラム１８ａ上（像担持体上）に形成するとともに、定着器２３内のヒータの温度が所定の温度になるよう制御する。
【００２２】
２０は各色画像形成部を貫通するように配置された中間転写ベルトである。中間転写ベルト２０は感光体ドラム１８の回転と共に回転駆動されており、一次転写ローラ１９ａに一次転写バイアスとして高圧電圧が印加されると、中間転写ベルト２０の基準位置をもとに、形成された１色目のトナー画像が順次中間転写ベルト２０上に転写される。
【００２３】
同様に、２色目（図の例ではマゼンタ）の像は、１色目の画像先端と２色目の像形成プロセスとのタイミングをとって、中間転写ベルト２０上に形成された１色目の像の上に重畳転写される。以降同様に、３色目（図の例ではシアン）の像，４色目（図の例では黒色）の像が、各像形成プロセスとのタイミングを取って、中間転写ベルト２０上に順次重畳転写される。
【００２４】
４２は中間転写ベルト２０上に形成されたトナー像を転写紙に二次転写するための二次転写ローラであり、像形成時には中間転写ベルト２０と離間した位置に退避している。
【００２５】
転写材である転写紙は、カセット２２から給紙され、画像形成部とタイミングをとるために、レジストローラ２１で待機する。また、レジストローラ２１の近傍には、給紙された転写紙の先端を検知するためのレジセンサ２４が設けてある。画像形成制御部９はレジセンサ２４の検出した紙の先端位置と紙搬送方向（副走査方向）の像形成の先端位置とのタイミングをとって、レジストローラ２１で待機した転写紙を再搬送される。この時、二次転写ローラ４２は中間転写ベルト２０に当接し、二次転写ローラ４２に二次転写バイアスとして高圧電圧が印加されると、中間転写ベルト２０上の４色のトナー像が転写紙上に一括転写される。
【００２６】
４色のトナー像を転写された転写紙は、ヒータを内蔵した定着器２３のニップ部Ｎを通過することにより、トナーが加圧、加熱されて転写紙に溶融定着される。転写紙の定着器２３前後の搬送状況は、定着前センサ３７および、定着排紙センサ３８によって監視され、定着器２３を通過した転写紙は機外に排紙されフルカラーの画像形成が終了する。
【００２７】
尚、本実施例では中間転写ベルトを使用したタンデムタイプのプリンタの例を説明したものの、このような構成に限るものではない。例えば、中間転写ベルトを用いずに搬送ベルトを用い、複数の感光体ドラムで形成したトナー像を搬送ベルトにより搬送された転写紙に直接転写するような構成のタンデムタイプのプリンタにおいても有効であることは言うまでもない。
【００２８】
［光学検出手段］
図２は、トナーマーク位置を検出する色ずれ検出手段を説明する図である。２５１は発光素子で、例えばＬＥＤである。２５２は受光素子で、例えばフォトセンサである。２０は搬送ベルトで、２０９、２１０、２１１、２１２は色ずれ検出用のトナーマークである。２５３は発光素子２５１からの発光光で、２５４は搬送ベルト２０又は、色ずれ検出用のトナーマーク２０９、２１０、２１１、２１２からの反射光の内、受光素子２５２にて受光される受光光である。発光部と受光部は搬送ベルト２０を反射面として、正反射光学系で構成されていて、搬送ベルト２０と色ずれ検出用のトナーマークの正反射光反射率の差、即ち、反射率の差によって、色ずれ検出用のトナーマークの位置を検出する。次に、デジタル色ずれ補正方法について説明する。
【００２９】
［色ずれ補正方法］
次に、図３と図４を用いて、エンジン色ずれ補正方法について説明する。図１はトナーマーク検出を説明するための図である。
【００３０】
色ずれの検出は、中間転写ベルト２０上に、各色毎に色ずれ検出用のトナーマークを形成し、中間転写ベルト下流部の両サイドに設けられた１対の光センサ２０６ａ、２０６ｂでそれを検出する。図中に示されるように、トナーマークが移動する方向に略直交する方向にそって、夫々のセンサは配置されている。センサ２０６ａ、２０６ｂは、以下に示す各色ずれ検出用のトナーマークの夫々を検出し、後述の画像形成制御部９は、検出結果であるパルス状矩形波形から矩形波の中心位置を求め、更に、各中心位置の時間差を求める。求めた時間差と予め設定してある時間差の値の差から、色ずれ量を算出する。そして、色ずれ量に応じて、主走査書き出し補正や、主走査倍率補正が画像形成制御部９により行われる。主走査書き出し補正については、書き出しタイミングの補正、主走査倍率補正については主走査画像クロック周波数のＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ  Ｌｏｃｋ  Ｌｏｏｐ）による周波数補正によって行われる。また、副走査書き出し補正については、書き出しタイミングと回転多面鏡の面位相の補正によって行なわれる。
【００３１】
図４に色ずれ検出トナーマークの、中間転写ベルト２０上（無端ベルト上）における形成様子を示している。２０９と２１０とは用紙搬送方向（副走査方向）の色ずれ量を検出する為のトナーマークである。２１１と２１２は用紙搬送方向と直交する主走査方向の色ずれ量を検出する為のトナーマークであり、この例では４５度の傾きで、ａ〜ｄは各々ブラック（以下Ｂｋ）、イエロー（以下Ｙ）、マゼンタ（以下Ｍ）、シアン（以下Ｃ）を示す。ｔｓｆ１〜４、ｔｍｆ１〜４、ｔｓｒ１〜４、ｔｍｒ１〜４、は各トナーマークの検出タイミングを、矢印は中間転写ベルト２０の移動方向を示す。中間転写ベルト２０の移動速度をｖｍｍ／ｓ、Ｂｋを基準色とし、用紙搬送方向における各色とＢｋトナーマーク間の理論距離をｄｓＹｍｍ、ｄｓＭｍｍ、ｄｓＣｍｍ、各色の用紙搬送方向用トナーマークと主走査方向用トナーマーク間の実測距離を、左右各々、ｄｍｆＢｋｍｍ、ｄｍｆＹｍｍ、ｄｍｆＭｍｍ、ｄｍｆＣｍｍ、ｄｍｒＢｋｍｍ、ｄｍｒＹｍｍ、ｄｍｒＭｍｍ、ｄｍｒＣｍｍとする。Ｂｋを基準色とし、搬送方向に関して、各色の位置ずれ量δｅｓは、以下の（式１）〜（式３）となる。
δｅｓＹ＝ｖ＊｛（ｔｓｆ２−ｔｓｆ１）＋（ｔｓｒ２−ｔｓｒ１）｝／２−ｄｓＹ  （式１）
δｅｓＭ＝ｖ＊｛（ｔｓｆ３−ｔｓｆ１）＋（ｔｓｒ３−ｔｓｒ１）｝／２−ｄｓＭ  （式２）
δｅｓＣ＝ｖ＊｛（ｔｓｆ４−ｔｓｆ１）＋（ｔｓｒ４−ｔｓｒ１）｝／２−ｄｓＣ  （式３）
【００３２】
また、主走査方向に関して、左右各々の各色の位置ずれ量δｅｍｆ、δｅｍｒは、以下の（式４）〜（式１１）から、（式１２）〜（式１７）のように表現することができる。
ｄｍｆＢｋ＝ｖ＊（ｔｍｆ１−ｔｓｆ１）       （式４）
ｄｍｆＹ  ＝ｖ＊（ｔｍｆ２−ｔｓｆ２）       （式５）
ｄｍｆＭ  ＝ｖ＊（ｔｍｆ３−ｔｓｆ３）       （式６）
ｄｍｆＣ  ＝ｖ＊（ｔｍｆ４−ｔｓｆ４）       （式７）
ｄｍｒＢｋ＝ｖ＊（ｔｍｒ１−ｔｓｒ１）       （式８）
ｄｍｒＹ  ＝ｖ＊（ｔｍｒ２−ｔｓｒ２）       （式９）
ｄｍｒＭ  ＝ｖ＊（ｔｍｒ３−ｔｓｒ３）       （式１０）
ｄｍｒＣ  ＝ｖ＊（ｔｍｒ４−ｔｓｒ４）       （式１１）
δｅｍｆＹ＝ｄｍｆＹ−ｄｍｆＢｋ             （式１２）
δｅｍｆＭ＝ｄｍｆＭ−ｄｍｆＢｋ             （式１３）
δｅｍｆＣ＝ｄｍｆＣ−ｄｍｆＢｋ             （式１４）
δｅｍｒＹ＝ｄｍｒＹ−ｄｍｒＢｋ             （式１５）
δｅｍｒＭ＝ｄｍｒＭ−ｄｍｒＢｋ             （式１６）
δｅｍｒＣ＝ｄｍｒＣ−ｄｍｒＢｋ             （式１７）
【００３３】
そして、計算結果（位置情報）の正負からずれ方向が判断出来、δｅｍｆから書出し位置を、δｅｍｒ−δｅｍｆから主走査幅を補正する。なお、主走査幅に誤差がある場合は、書出し位置はδｅｍｆのみでなく、主走査幅補正に伴い変化した画像周波数の変化量を加味して算出する。
【００３４】
［基準パターン（基準トナーマーク）形成方法］
２つのセンサの位置ずれを補正するための基準パターン形成方法について図５を用いて説明する。図５は潜像形成時の電圧関係を示す電位説明図である。尚、先に説明した、トナーマーク２０９と２１０を第一のトナーマークと称した場合に、この基準パターンのことを第二のトナーマークなどと称し区別することができる。
【００３５】
まず、図５（ａ）を用いてレーザビームの照射により潜像を形成する通常の画像形成時について説明する。Ｖｄは感光ドラム１８上の帯電電位であり、前記一次帯電器１６にマイナス極性の高圧電圧を印加することでドラム１８表面に帯電する電位である。Ｖｄｅｖは現像電位であり、現像器１４の現像ローラ１７にマイナス極性の高圧電圧を印加することで、現像ローラ１７周囲のトナーを帯電させるための電位である。この電位とトナーの帯電電位がほぼ等価と考えられる。また、ＶＬは潜像の電位であり、帯電電位Ｖｄに帯電した感光ドラム１８表面にレーザビーム１３を照射した後の感光ドラム１８表面電位を表す。レーザビームを照射されない感光ドラム１８表面電位は帯電電位Ｖｄを保持する。
【００３６】
そして、Ｖｄｅｖのマイナス極性に帯電したトナーは、感光ドラム１８上の電位関係から、レーザビーム１３を照射された潜像電位ＶＬの部分にのみ図中矢印に示すように付着し、感光ドラム１８上に形成された潜像にトナーが付着し、トナー像として可視化される。
【００３７】
次に、２つのセンサの位置ずれを補正するための基準パターン形成方法について説明する。このパターン形成方法は前記のようなレーザビームの照射を用いずにトナー像を形成することが特徴である。図５（ｂ）を用いてその方法の一例を説明する。
【００３８】
図中Ｖｄは感光ドラムの帯電電位、Ｖｄｅｖ１は現像電位、ＶＬは潜像の電位を示す。これら各部材における高圧電源制御（電圧印加）は図８中の高圧電源制御部１０により実行される。この例の特徴は、感光ドラムの帯電電位Ｖｄよりも、現像電位Ｖｄｅｖ１を所定期間だけ絶対値で高い電位とすることで潜像形成および現像を行うことにある。即ち、感光体ドラム１８と現像ローラ１７とを回転駆動させながら所定時間｜Ｖｄ｜＜｜Ｖｄｅｖ１｜の関係となるように現像電位Ｖｄｅｖ１の絶対値を制御する。このことで、現像ローラの長手方向の長さに応じた帯状の潜像を形成すると同時にトナーは図中矢印のように付着し、その帯状のパターンをトナー像として可視化することができる。このように現像電位を制御することで、トナー像を形成する方法を以下Ｖｄ現像と称す。
【００３９】
更に、レーザビームの照射を用いずにトナー像を形成する方法として、図５（ｃ）を用いてその他の一例を説明する。ここでも各部材における高圧電源制御は図８中の高圧電源制御部１０により実行される。図中Ｖｄ１は感光ドラムの帯電電位、Ｖｄｅｖは現像電位、ＶＬは潜像の電位を示す。この例の特徴は、現像電位Ｖｄｅｖよりも感光ドラムの帯電電位Ｖｄ１を絶対値で低い電位とすることで潜像形成および現像を行うことにある。即ち、感光体ドラム１８と現像ローラ１７とを回転駆動させながら所定時間｜Ｖｄ１｜＜｜Ｖｄｅｖ｜の関係となるように帯電電位Ｖｄ１を制御することで、現像ローラの長手方向に長い帯状の潜像を形成すると同時にトナーは図中矢印のように付着し、その帯状のパターンをトナー像として可視化することができる。
【００４０】
また、図５（ｂ）の説明では、現像ローラ１７に印加される高圧電源を高圧電源制御部１０により制御し、図５（ｃ）の説明では、一次帯電器１６に印加される高圧電源を高圧電源制御部１０によ制御するよう説明したが、この形態に限定されるものではない。例えば、Ｖｄｅｖの電位絶対値を大きくし、且つＶｄの電位絶対値を小さくすることで、トナーマークを形成するようにしてもよい。
【００４１】
以下においては、Ｖｄ現像により形成した基準パターンを用いて、２つのセンサの位置ずれを検出及びキャンセルした上で、デジタル色ずれ補正をする方法を説明する。尚、この補正が有効な主走査方向の傾きや走査線の湾曲等の曲り（或いは歪み）はレーザスキャナユニットの構成部品の取り付け上の位置ずれ、及びレーザスキャナユニットの画像形成装置本体への組み付け位置ずれが挙げられる。したがって、この補正を行うタイミングとしては、画像形成装置の組立工程や、市場でのサービス作業においてレーザユニット等の主要ユニットを交換された後等に行えばよい。なお、装置の連続使用に伴う装置内の昇温等の使用条件によって、走査線の曲り程度が変化する場合には、その歪み発生条件を満たすタイミングで補正制御を行う。
【００４２】
図３において、３０１は中間転写ベルト２０上に転写された基準パターン（トナーマーク）であり、Ｖｄ現像により基準色例えばブラック色で、感光体ドラムの軸と平行な帯状に形成されている。この基準パターンの長さはほぼ現像ローラの長さと等価であり、２つのセンサ２０６ａ、２０６ｂ夫々によりパターン検出できるような十分な長さで形成されている。手前側のセンサ２０６ａと奥側のセンサ２０６ｂとは同一ステー（図示しない）上に保持されており、設計思想としてはそのステーの長手方向と感光ドラムの回転軸とが平行となるように配置されている。このパターンはセンサの位置ずれの基準として用いるため、このパターンとドラム軸との並行度のが重要となる。このＶｄ現像の場合、基準パターンは感光体ドラムと現像ローラとの並行度に依存し、おおよそ０．５ｍｍ以下となるよう設計されており、組立工程等において公差管理を行えばさらに平行度の精度を上げることができる。このように、前述のようなセンサの取り付け公差等に伴う中間転写ベルト上の検出位置誤差の約数ｍｍと比較すると十分小さな値となっている。
【００４３】
中間転写ベルト２０を回転駆動させながら、２つのセンサ２０６ａ，２０６ｂによりこの基準パターン３０１を検出し、夫々検出した時間差に応じて、センサ２０６ａ，２０６ｂの位置ずれを検出することができる。この基準パターンの中間転転写ベルト２０の回転方向下流側には、レーザビームの照射により形成された従来のエンジン色ずれ検出パターンが設けられている。
【００４４】
色ずれ検出用のトナーマーク２０９は手前側のセンサ２０６ａで、色ずれ検出用のトナーマーク２１０は奥側のセンサ２０６ｂで夫々検出する。これら２０９、２１０の色ずれ検出パターンをここで、レーザビームの主走査が図中の矢印の曲線のようなイメージで歪んでいるため、色ずれ検出用のトナーマークは２１０のように歪んだ形状になる。色ずれ検出用のトナーマーク２０９と２１０は、歪んだ走査線の同一走査線上に形成されているため、夫々を手前側のセンサ２０６ａと奥側のセンサ２０６ｂで検出した場合、手前側のセンサ２０６ａの方が奥側のセンサ２０６ｂよりも早いタイミングでトナーマークを検出する。
【００４５】
ここで、手前側のセンサ２０６ａと奥側のセンサ２０６ｂのステー軸が、感光ドラムの回転軸と平行でなく、ある角度θａを成して取り付けられているとする。センサの取り付け角度θａに相当する距離分手前側のセンサ２０６ａと奥側のセンサ２０６ｂとが副走査方向に離れている。このため、この状態で、色ずれ検出用のトナーマークを夫々のセンサ２０６ａ、２０６ｂで読み取ると、互いのセンサでトナーマークを検知した時の検出時間差が余分に発生する。
【００４６】
色ずれ検出用のトナーマーク２０９は手前側のセンサ２０６ａで、色ずれ検出用のトナーマーク２１０を奥側のセンサ２０６ｂで夫々検出する場合を考える。色ずれ検出用のトナーマーク２０９と２１０は、歪んだ走査線の同一走査線上に形成されているものの、センサの取り付け角度θａの影響により奥側のセンサ２０６ｂのトナーマーク検出タイミングは更に遅くなる。したがって、このセンサの取り付けに起因する検出タイミングの誤差を補正した上で、レーザビーム１３の走査の曲りを補正する必要がある。
【００４７】
図３中、中間転写ベルト２０の移動速度をｖｍｍ／ｓ、センサ２０６ａにより基準パターン３０１を検出するタイミングをｔｓｆ０、色ずれ検出用のトナーマーク２０９ａの検出タイミングをｔｓｆ１とする。また、２０６ｂにより基準パターン３０１を検出するタイミングをｔｓｒ０、色ずれパターン２１０の検出タイミングをｔｓｒ１とする。センサの取り付けに起因する検出タイミングの誤差をキャンセルし、レーザビーム１３の走査の傾きに起因する副走査方向のずれ量ｄｓ１を、画像形成制御部９は以下の式により演算する。
ｄｓ１＝ｖ＊ΔＴ０１  （式１８）
ΔＴ０１＝（ｔｓｆ１−ｔｓｆ０）−（ｔｓｒ１−ｔｓｒ０）
＝Ｔｆ１−Ｔｆｒ１
また、画像形成制御部９は、センサの取り付け等に起因するセンサの副走査方向の位置ずれｄｓ０を、次の式で演算する。つまり、ｄｓ０は基準パターン３０１の検出結果から求めることができる。
ｄｓ０＝ｖ＊ΔＴ００  （式１９）
ΔＴ００＝ｔｓｆ０−ｔｓｒ０
【００４８】
画像形成制御部９は、夫々のセンサ２０６ａ、２０６ｂで各色ずれ検出用のトナーマークを検出したタイミング差ΔＴ０１に応じて、レーザ走査１３の感光ドラムの回転軸に対する傾きを検知してデジタル色ずれ補正制御を行う。
【００４９】
［デジタル色ずれ補正制御］
図６にプリント出力画像とデジタル色ずれ補正制御による画像補正様子を示す。図６（ａ）はプリンタによりプリント出力する長方形画像を示す。図６（ｂ）はその画像を形成するための画像データイメージを示している。図６中の点線矢印は、図３中のレーザ走査１３の曲りを相殺する方向を示している。
【００５０】
ここで、レーザスキャナユニット１１はレーザスキャナユニットの組立工程にて、光学センサ等の専用調整工具を用いてレーザビームの曲りの大きさを測定し、その曲り度合いに応じた補正値を数値化しておく。その値をプリンタ組立工程において、画像形成制御部９のメモリに書き込んでおく。
【００５１】
画像形成制御部９は、レーザビームの１３走査線の傾き度合いは先のΔＴ０１から、湾曲度合いはメモリに書き込まれた情報を元に、レーザビームの１３走査線の曲りを判断する。そして画像形成時には、図中破線矢印で示すレーザビーム１３の操作線の傾きと曲がりを相殺するようにビットマップ画像データを補正するデジタル色ずれ補正制御を実施することで、感光ドラムの回転軸と平行な画像を形成することができる。
【００５２】
図７を用いてデジタル色ずれ補正制御による画像データ（画像ドットデータ）の補正イメージについて説明する。図７（ａ）は感光体ドラム１８上での走査線の傾きのイメージを、図７（ｂ）はの走査線の傾きを補正するための理想的な補正露光イメージを示したものである。図７（ｂ）に示すようにレーザビームよる傾きをキャンセルするように感光体ドラムを露光すれば、走査線の傾きを補正することができる。しかし、レーザスキャナユニットでは、画素単位での補正は、タイミングを変えることで比較的簡単にできるものの、画素単位以下の補正は簡単にはできない。したがって、本実施例では走査のライン間に跨るようなドットの位置を補正する場合、副走査方向の前後のドットの露光比率を調整して補正する。
【００５３】
図７（ｃ）は１ドット以下のずれ量を露光量を調整した補正露光イメージを示したものである。図のようにラインに跨るドットを表現するためには、そのドットの副走査方向の前後ラインのドットの露光量を調整することにより補間を行なう。つまり、図７（ｂ）のイメージを表現するためには、図７（ｃ）の補正露光イメージのように、画像データを補正することで画像形成位置（感光ドラム上での静電潜像形成位置）を補正する。これにより、レーザユニットにより走査されるレーザダイオード１０２の光走査により形成される光走査線（光ビーム）の傾き又は曲りを補正することができる。
【００５４】
［色ずれ補正制御に係るブロック図］
図８はデジタル色ずれ補正制御を説明するための画像形成装置のブロック図である。この図８を用いて、色ずれ補正制御に係る、画像データの補正方法について図８を用いて説明する。
【００５５】
画像形成制御部９は、図３説明したような色ずれ補正結果をもとに、デジタル色ずれ補正アルゴリズムを作成する。色ずれ補正制御モードでキャリブレーションアルゴリズムが作成されると、実際のプリントを行なうプリントモードに移行する。
【００５６】
プリントモードでは、不図示のホストコンピュータより送られるプリント情報をもとに画像コントローラ３内の画像ビットマップ信号生成手段７で画像ビットマップ信号を生成する。生成された画像ビットマップ信号は、エンジン１００に送出される。そして、画像形成制御部９で作成されたキャリブレーションアルゴリズムをもとに、ビットマップ補正コントロール手段５が動作し、補正画像ビットマップ信号生成手段８により、主走査の傾き、曲りが補正された画像ビットマップ信号が生成される。生成された補正画像ビットマップ信号は、レーザユニット１１内のレーザダイオード１０２（発光手段）を駆動し、感光ドラム１８上に露光し、前述所定の動作を行いプリントが行なわれる。
【００５７】
以上説明したように、上記記載内容によれば、複数のセンサの副走査方向の取り付け位置ずれを安価に検出しセンサの取り付け位置のずれをキャンセルすることで、精度良くレーザビームの走査軌跡の湾曲や傾きを補正できる。これにより、画像形成時の色ずれ精度を向上することができる。特にレーザビームの走査軌跡の傾き度合いは、プリンタエンジン内に設けられたセンサ２０６ａ、２０６ｂの検出結果に応じて補正されるため、組立て時に治工具のセンサにより検出する場合に比べ、エンジンに合った精度の良い傾き補正をすることができる。
【００５８】
また、本実施例ではプリンタエンジン側で画像ビットマップ信号を補正する例を説明したものの、これも一例に過ぎず、画像形成制御部で作成されたキャリブレーションアルゴリズムを元に、画像コントローラ内で画像ビットマップ信号を補正しても良い。
【００５９】
さらに、上記記載内容では基準パターンをブラック色で形成する例を説明したものの、基準色はこの色に限るものではなく、他のイエロー、マゼンタ、シアンを基準としても良い。また、基準パターンを形成する色をブラック、イエロー、マゼンタ、シアンとして順に夫々のレーザビームの曲り補正量を推定し、それらを平均した値を用いて、デジタル色ずれ補正制御を行っても構わない。以上これらの補足説明は、後述の第二および第三の実施例においても同様に言えることである。
【実施例２】
【００６０】
本実施形態におけるデジタル色ずれ補正制御では、画像形成装置の同一主走査方向の少なくとも３箇所に設けられた光学センサを用いてレーザビームの操作線の傾きと曲がりの大きさを測定している。そしてその測定結果を相殺するように画像コントローラがビットマップ画像データを補正し、その補正した画像を形成する方法について説明する。第１の実施例で説明した部品と同じ部品は、説明を省略あるいは簡略化すると共に、第１の実施例で説明に使用した同一符号を使用して現す。
【００６１】
図９はトナーマーク検出部を説明する構成上面略図である。図９において、中央のセンサ２０６ｃが手前側のセンサ２０６ａと奥側のセンサ２０６ｂと同一ステー（図示しない）上に保持されており、設計思想としてはそのステーの長手方向と感光ドラムの回転軸とが平行となるように配置されている。
【００６２】
中間転写ベルト２０を回転駆動させながら、３つのセンサ２０６ａ、２０６ｂ、２０６ｃによりこの基準パターン３０１を検出し、夫々検出した時間差に応じて、センサ２０６ａ、２０６ｂ、２０６ｃの位置ずれを検出することができる。この基準パターンの中間転転写ベルト２０の回転方向下流側には、レーザビームの照射により形成された従来のエンジン色ずれ検出用トナーマーク２０９、２１０、２１３（３以上の検出手段）が設けられている。
【００６３】
色ずれ検出用トナーマーク２０９は手前側のセンサ２０６ａで、色ずれ検出用トナーマーク２１０は奥側のセンサ２０６ｂで、色ずれ検出用トナーマーク２１３は中央のセンサ２０６ｃで夫々検出する。ここで、レーザビームの主走査が図中の矢印の曲線のようなイメージで歪んでいるため、色ずれ検出用トナーマーク２１０、２１３は図のように歪んだ形状となる。色ずれ検出パターン２０９と２１０と２１３は、歪んだ走査線の同一走査線上に形成されているため、夫々を各センサで検出した場合、手前側のセンサ２０６ａの方が奥側のセンサ２０６ｂよりも早いタイミングでパターンを検出する。
【００６４】
ここで、３つのセンサを保持するステー軸が、感光ドラムの回転軸と平行でなく、ある角度θａを成して取り付けられているとする。センサの取り付け角度θａに相当する距離分だけ手前側のセンサ２０６ａと奥側のセンサ２０６ｂとが副走査方向に離れている。このため、この状態で、色ずれ検出パターンを夫々のセンサ２０６ａ、２０６ｂ、２０６ｃで読み取ると、互いのセンサでパターンを検知した時の検出時間差が余分に発生する。
【００６５】
図１中、中間転写ベルト２０の移動速度をｖｍｍ／ｓ、センサ２０６ａにより基準パターン３０１を検出するタイミングをｔｓｆ０、色ずれパターン２０９ａの検出タイミングをｔｓｆ１とする。また、２０６ｂにより基準パターン３０１を検出するタイミングをｔｓｒ０、色ずれパターン２１０ａの検出タイミングをｔｓｒ１とする。さらに、２０６ｃにより基準パターン３０１を検出するタイミングをｔｓｓ０、色ずれパターン２１３ａの検出タイミングをｔｓｓ１とする。センサの取り付けに起因する検出タイミングの誤差をキャンセルし、レーザビーム１３の走査の傾きに起因する副走査方向のずれ量ｄｓ１は、次の式で求められる。
ｄｓ１＝ｖ＊ΔＴ０１  （式２０）
ΔＴ０１＝（ｔｓｆ１−ｔｓｆ０）−（ｔｓｒ１−ｔｓｒ０）
＝Ｔｆ１−Ｔｒ１
ｄｓ２＝ｖ＊ΔＴ０２  （式２１）
ΔＴ０２＝（ｔｓｓ１−ｔｓｓ０）−（ｔｓｒ１−ｔｓｒ０）
＝Ｔｓ１−Ｔｒ１
【００６６】
画像形成制御部９は、夫々のセンサ２０６ａ、２０６ｂ、２０６ｃで各色ずれ検出パターンを検出したタイミング差ΔＴ０１に応じて、レーザ走査１３の感光ドラムの回転軸に対する傾きを検知する。また、タイミング差ΔＴ０１およびΔＴ０２に応じてレーザ走査１３の湾曲度合いを近似式により推定してデジタル色ずれ補正制御を行う。
【００６７】
図６（ｂ）に補正画像データのイメージを示している。図のように画像形成時には、図中破線矢印で示すレーザビーム１３の操作線の傾きと曲がりを相殺するようにビットマップ画像データを補正するデジタル色ずれ補正制御を実施することで、感光ドラムの回転軸と平行な画像を形成することができる。
【００６８】
以上説明したように、複数のセンサの副走査方向の取り付け位置ずれを安価に検出しセンサの取り付け位置のずれをキャンセルすることで、精度良くレーザビームの走査軌跡の湾曲や傾きを補正し、画像形成時の色ずれ精度を向上することができる。特にレーザビームの走査軌跡の曲り度合いは、プリンタエンジン内に設けられたセンサ２０６ａ，２０６ｂ、２０６ｃの検出結果に応じて補正される。このため、実施例１で説明したレーザスキャナユニットの組立て時に治工具のセンサにより検出工程を削減できると共に、エンジンのセンサに合った精度の良いデジタル色ずれ補正をすることができる。
【符号の説明】
【００６９】
３  画像コントローラ
５  ビットマップ補正コントロール手段
７  画像ビットマップ信号生成手段
８  補正画像ビットマップ信号生成手段
９  画像形成装置制御部
１１  レーザスキャナユニット
１３  レーザ光
１４  現像器
１８  感光体ドラム
１７  現像ローラ
１９  一次転写ローラ
２０  中間転写ベルト
２２  給紙カセット
２３  定着器ユニット
２４  レジセンサ
３７  定着前センサ
３８  定着排紙センサ
４２  二次転写ローラ
１０２  レーザユニット
２０６  フォトセンサ
２０９〜２１３  色ずれ補正パターン
２１０  フォトセンサ
３０１  基準パターン
【図１】
0005822625.tif 000002
【図２】
0005822625.tif 000003
【図３】
0005822625.tif 000004
【図４】
0005822625.tif 000005
【図５】
0005822625.tif 000006
【図６】
0005822625.tif 000007
【図７】
0005822625.tif 000008
【図８】
0005822625.tif 000009
【図９】
0005822625.tif 000010
【図１０】
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