(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ビームを照射して感光体上に静電潜像を形成する光書き込み装置を含む画像形成装置であって、
光源から照射された光ビームを前記感光体上に導いて前記感光体上を走査させる走査部と、
前記走査部によって導かれた光ビームが、前記感光体上を走査する速さの走査ライン上における変化である走査速度むらを補正するための基準となる位相シフト基準情報を記憶している位相シフト基準情報記憶部と、
前記静電潜像として形成すべき画像の情報である画像情報に基づき、前記位相シフト基準情報に従って前記走査速度むらを補正しながら光源を制御して光ビームを照射させる書込み制御部と、
前記書込み制御部による制御に従って照射された光ビームにより形成された前記静電潜像を現像することによって形成された走査速度むら検知用の画像が、前記感光体に対して相対的に移動する搬送体によって搬送され、所定の位置に到達したことを検知する画像検知部と、
前記走査速度むら検知用の画像の検知結果に基づき、前記走査速度むらを算出する走査速度むら算出部と、
前記算出された走査速度むらを、前記画像検知部の検知公差を示す情報として記憶する検知公差記憶部と、
前記走査部が交換された場合において、前記走査速度むら検知用の画像が形成されて検知されることにより算出された走査速度むらに、前記記憶された検知公差を適用することにより、前記位相シフト情報を補正するための位相シフト補正情報を生成する補正値算出部とを含むことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記走査速度むら検知用の画像は、副走査方向に対して傾いた線を含む画像であり、
前記画像検知部は、主走査方向の複数の点において、前記走査速度むら検知用の画像が所定の位置に到達したことを検知し、
前記走査速度むら算出部は、主走査方向の複数の点において前記走査速度むら検知用の画像が検知されたタイミングの差に基づいて走査速度むらを算出することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記位相シフト情報は、主走査方向の走査範囲が複数の領域に分割されて夫々の領域毎に位相シフト量が設定された情報であり、
前記算出される走査速度むらは、前記複数の領域毎に走査速度の変化量が設定された情報であり、
前記走査速度むら算出部は、主走査方向の２つの点において前記走査速度むら検知用の画像が検知されたタイミングの差に基づいて前記２つの点の間における走査速度の変化量を算出し、前記２つの点の間に含まれる前記複数の領域に前記算出した走査速度の変化量を割り振って前記領域毎の走査速度の変化量を求めることにより、前記走査速度むらを算出することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記走査速度むら算出部は、算出した前記２つの点の間における走査速度の変化量を、前記２つの点の間に含まれる前記複数の領域の数で等分して前記複数の領域夫々に割り振ることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記走査速度むら算出部は、前記複数の領域のうち、前記走査速度むら検知用の画像が検知される点における主走査方向の端部の点よりも外側の領域には、前記端部の点よりも内側の領域について算出された走査速度の変化量に基づいて算出した値を設定することにより前記走査速度むらを算出することを特徴とする請求項３または４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記走査速度むら算出部は、前記複数の領域のうち、前記走査速度むら検知用の画像が検知される点における主走査方向の端部の点よりも外側の領域には、隣接する領域に割り振られた前記走査速度の変化量を設定することにより前記走査速度むらを算出することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記走査速度むら検知用の画像は、前記光書き込み装置によって前記感光体上に形成される前記静電潜像の位置を補正するための画像であることを特徴とする請求項１乃至６いずれかに記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記走査速度むら検知用の画像は、前記光書き込み装置によって複数の前記感光体上に形成される前記静電潜像が現像されて同一の転写対象に転写された際の位置ずれを補正するための画像であることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
光ビームを照射して感光体上に静電潜像を形成する光書き込み装置を含む画像形成装置の制御プログラムであって、
光源から照射された光ビームを前記感光体上に導いて前記感光体上を走査させる走査部によって導かれた光ビームが、前記感光体上を走査する速さの走査ライン上における変化である走査速度むらを補正するための基準となる位相シフト情報を取得するステップと、
前記静電潜像として形成すべき画像の情報である画像情報に基づき、前記位相シフト情報に従って前記走査速度むらを補正しながら光源を制御して光ビームを照射させるステップと、
前記制御に従って照射された光ビームにより形成された前記静電潜像を現像することによって形成された走査速度むら検知用の画像が、前記感光体に対して相対的に移動する搬送体によって搬送され、所定の位置に到達したことを検知するステップと、
前記走査速度むら検知用の画像の検知結果に基づき、前記走査速度むらを算出するステップと、
前記算出された走査速度むらを、前記画像検知部の検知公差を示す情報として記憶するステップと、
前記走査部が交換された場合において、前記走査速度むら検知用の画像が形成されて検知されることにより算出された走査速度むらに、前記記憶された検知公差を適用することにより、前記位相シフト情報を補正するための位相シフト補正情報を生成するステップとを前記画像形成装置に実行させることを特徴とする画像形成装置の制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置及び画像形成装置の制御プログラムに関し、特に、走査速度むらを補正するための位相シフト情報の補正に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報の電子化が推進される傾向にあり、電子化された情報の出力に用いられるプリンタやファクシミリ及び書類の電子化に用いるスキャナ等の画像処理装置は欠かせない機器となっている。このような画像処理装置は、撮像機能、画像形成機能及び通信機能等を備えることにより、プリンタ、ファクシミリ、スキャナ、複写機として利用可能な複合機として構成されることが多い。
【０００３】
このような画像処理装置のうち、電子化された書類の出力に用いられる画像形成装置においては、電子写真方式の画像形成装置が広く用いられている。電子写真方式の画像形成装置においては、感光体を露光することにより静電潜像を形成し、トナー等の顕色剤を用いてその静電潜像を現像してトナー画像を形成し、そのトナー画像を用紙に転写することによって紙出力を行う。
【０００４】
電子写真方式の画像形成装置において、感光体を露光する光書き込み装置は、感光体を露光するビームを照射する光源及び照射されたビームを偏向して感光体上の全体を走査するためのポリゴンスキャナ等の偏向器を含む。このような光書き込み装置において、偏向器の反射面と回転軸との距離のばらつきは、被走査面上に照射されたビームの位置である光スポットの走査速度むらの原因となる。
【０００５】
この走査速度むらについて更に詳しく説明する。一般的な光書き込み装置において、光ビームによって感光体を露光することによる静電潜像の書込みは、画素クロックに従って行われる。即ち、画素毎の有色／無色の別に基づいた光ビーム照射の有無を、画素クロックに従って切り替える。この画素クロックは原則として一定の周波数であるため、上記光スポットの走査速度も主走査線上において一定であることが求められる。
【０００６】
しかしながら、ポリゴンスキャナを用いる以上、偏向器の反射面と回転軸との距離のばらつきは当然に発生するため、上記速度むらは避けられない。即ち、一の主走査線上において、ある部分では光スポットの移動が速く、ある部分では光スポットの移動が遅くなる。そして、走査速度むらが適正に補正されないと、主走査方向のドット位置ずれが発生し、画像のゆらぎとなって画像品質が劣化する。
【０００７】
この走査速度むらを補正するために、発生する走査速度むらに応じて、走査線上における画素クロックを変調することにより、主走査方向のドット位置を補正することが行われている（例えば、特許文献１または特許文献２参照）。
【０００８】
他方、電子写真方式の画像形成装置においては、感光体を露光して静電潜像を形成するタイミングと用紙の搬送タイミングとを合わせることにより、用紙の正しい範囲に画像が形成されるように調整が行われる。また、複数の感光体を用いてカラー画像を形成するタンデム式の画像形成装置においては、各色の感光体において現像された画像が正確に重ね合わされるように、各色の感光体における露光タイミングの調整が行われる（例えば、特許文献３参照）。以降、これらの調整処理を総じて位置ずれ補正とする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述した走査速度むらによるドット位置ずれの補正は、予め測定された速度むらに応じた画素クロックの変調情報に基づいて行われる。この画素クロックの変調情報の生成に際しては、光書き込み装置が画像形成装置に組み込まれた状態において、走査速度むらを測定するための専用の治具を用いることにより走査速度むらが測定される。従って、画像形成装置が実際に運用開始される際には、各装置の個体差に応じた画素クロックの変調情報が生成されて格納されており、ドット位置ずれが補正された画像が形成される。
【００１０】
ここで、装置の経年変化を考慮すると、恒久的に予め格納された画素クロックの変調情報を用いるのではなく、定期的に走査速度むらを測定し、画素クロックの変調情報を更新することが好ましい。しかしながら、画素クロックの変調情報を生成するためには、上述したように専用の治具を用いて走査速度むらを測定する必要があるため、一般的なユーザが独自に実行することはできず、装置運用コストの問題や、測定中の装置のダウンタイムの問題等がある。
【００１１】
また、画像形成装置が長年使用された結果、光書き込み装置を交換することになった場合、これまで使用されていた光書き込み装置における走査速度むらとは異なる走査速度むらが発生することになるため、画素クロックの変調情報を更新する必要があり、上記と同様の問題が生じる。
【００１２】
これに対して、上述した位置ずれ補正においては、主走査方向の画像位置も検知しているため、主走査方向の複数点において検知された画像の位置ずれ量を用いることにより、走査速度むらを測定することが考えられる。この測定方法を用いれば、上述した運用コストやダウンタイムの問題は解決できるが、一般的に位置ずれ補正において用いられているセンサの検知精度は、上述した治具による測定精度に比べて低く、より精細な調整が必要とされる主走査方向のドット位置ずれ補正においては好ましくない。
【００１３】
更に、治具を用いて上記走査速度むらを測定することにより画素クロックの変調情報を更新する場合、光書き込み装置のコントローラに対して外部から情報を格納するためのインタフェースを設ける必要があり、光書き込み装置のコストアップにも繋がってしまう。
【００１４】
本発明は、上記実情を考慮してなされたものであり、光書き込み装置における走査速度むらを補正するための補正値の更新を低コストで実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するために、本発明の一態様は、光ビームを照射して感光体上に静電潜像を形成する光書き込み装置を含む画像形成装置であって、光源から照射された光ビームを前記感光体上に導いて前記感光体上を走査させる走査部と、前記走査部によって導かれた光ビームが、前記感光体上を走査する速さの走査ライン上における変化である走査速度むらを補正するための基準となる位相シフト基準情報を記憶している位相シフト基準情報記憶部と、前記静電潜像として形成すべき画像の情報である画像情報に基づき、前記位相シフト基準情報に従って前記走査速度むらを補正しながら光源を制御して光ビームを照射させる書込み制御部と、前記書込み制御部による制御に従って照射された光ビームにより形成された前記静電潜像を現像することによって形成された走査速度むら検知用の画像が、前記感光体に対して相対的に移動する搬送体によって搬送され、所定の位置に到達したことを検知する画像検知部と、前記走査速度むら検知用の画像の検知結果に基づき、前記走査速度むらを算出する走査速度むら算出部と、前記算出された走査速度むらを、前記画像検知部の検知公差を示す情報として記憶する検知公差記憶部と、前記走査部が交換された場合において、前記走査速度むら検知用の画像が形成されて検知されることにより算出された走査速度むらに、前記記憶された検知公差を適用することにより、前記位相シフト情報を補正するための位相シフト補正情報を生成する補正値算出部とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、光書き込み装置における走査速度むらを補正するための補正値の更新を低コストで実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係る画像形成装置の機能構成を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係るプリントエンジンの構成を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る光書き込み装置の構成を示す上面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る光書き込み装置の構成を示す側断面図である。
【図６】本発明の実施形態に係る光書き込み装置における位相シフト特性を示す図である。
【図７】本発明の実施形態に係る光書き込み装置の制御部を示すブロック図である。
【図８】本発明の実施形態に係る基準値記憶部に記憶されている情報の例を示す図である。
【図９】本発明の実施形態に係る位置ずれ補正用マークの例を示す図である。
【図１０】本発明の実施形態に係る走査速度むらの検知態様を示す図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る位相ソフト情報の情報形式を示す図である。
【図１２】本発明の実施形態に係る補正値記憶部に記憶されている情報の例を示す図である。
【図１３】本発明の実施形態に係る位相シフトセンサ公差情報の生成態様を示す図である。
【図１４】本発明の実施形態に係る位相シフト補正値情報の生成態様を示す図である。
【図１５】本発明の実施形態に係る位相シフト補正値情報の生成タイミングを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。本実施形態においては、画像形成装置としての複合機（ＭＦＰ：Ｍｕｌｔｉ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ  Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ）を例として説明する。本実施形態に係る画像形成装置は、電子写真方式による複合機であり、感光体に静電潜像を形成するための光書き込み装置における位相シフト情報の管理がその要旨である。尚、画像形成装置は複合機でなくとも良く、例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等であっても良い。
【００２８】
図１は、本実施形態に係る画像形成装置１のハードウェア構成を示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態に係る画像形成装置１は、一般的なサーバやＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等の情報処理端末と同様の構成に加えて、画像形成を実行するエンジンを有する。即ち、本実施形態に係る画像形成装置１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１０、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）１１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）１２、エンジン１３、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）１４及びＩ／Ｆ１５がバス１８を介して接続されている。また、Ｉ／Ｆ１５にはＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）１６及び操作部１７が接続されている。
【００２９】
ＣＰＵ１０は演算手段であり、画像形成装置１全体の動作を制御する。ＲＡＭ１１は、情報の高速な読み書きが可能な揮発性の記憶媒体であり、ＣＰＵ１０が情報を処理する際の作業領域として用いられる。ＲＯＭ１２は、読み出し専用の不揮発性記憶媒体であり、ファームウェア等のプログラムが格納されている。エンジン１３は、画像形成装置１において実際に画像形成を実行する機構である。
【００３０】
ＨＤＤ１４は、情報の読み書きが可能な不揮発性の記憶媒体であり、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）や各種の制御プログラム、アプリケーション・プログラム等が格納されている。Ｉ／Ｆ１５は、バス１８と各種のハードウェアやネットワーク等を接続し制御する。ＬＣＤ１６は、ユーザが画像形成装置１の状態を確認するための視覚的ユーザインタフェースである。操作部１７は、キーボードやマウス等、ユーザが画像形成装置１に情報を入力するためのユーザインタフェースである。
【００３１】
このようなハードウェア構成において、ＲＯＭ１２やＨＤＤ１４若しくは図示しない光学ディスク等の記録媒体に格納されたプログラムがＲＡＭ１１に読み出され、ＣＰＵ１０の制御に従って動作することにより、ソフトウェア制御部が構成される。このようにして構成されたソフトウェア制御部と、ハードウェアとの組み合わせによって、本実施形態に係る画像形成装置１の機能を実現する機能ブロックが構成される。
【００３２】
次に、図２を参照して、本実施形態に係る画像形成装置１の機能構成について説明する。図２は、本実施形態に係る画像形成装置１の機能構成を示すブロック図である。図２に示すように、本実施形態に係る画像形成装置１は、コントローラ２０、ＡＤＦ（Ａｕｔｏ  Ｄｏｃｕｍｅｎｎｔ  Ｆｅｅｄｅｒ：原稿自動搬送装置）２１、スキャナユニット２２、排紙トレイ２３、ディスプレイパネル２４、給紙テーブル２５、プリントエンジン２６、排紙トレイ２７及びネットワークＩ／Ｆ２８を有する。
【００３３】
また、コントローラ２０は、主制御部３０、エンジン制御部３１、入出力制御部３２、画像処理部３３及び操作表示制御部３４を有する。図２に示すように、本実施形態に係る画像形成装置１は、スキャナユニット２２、プリントエンジン２６を有する複合機として構成されている。尚、図２においては、電気的接続を実線の矢印で示しており、用紙の流れを破線の矢印で示している。
【００３４】
ディスプレイパネル２４は、画像形成装置１の状態を視覚的に表示する出力インタフェースであると共に、タッチパネルとしてユーザが画像形成装置１を直接操作し若しくは画像形成装置１に対して情報を入力する際の入力インタフェース（操作部）でもある。ネットワークＩ／Ｆ２８は、画像形成装置１がネットワークを介して他の機器と通信するためのインタフェースであり、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）やＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）インタフェースが用いられる。
【００３５】
コントローラ２０は、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせによって構成される。具体的には、ＲＯＭ１２や不揮発性メモリ並びにＨＤＤ１４や光学ディスク等の不揮発性記録媒体に格納されたファームウェア等の制御プログラムが、ＲＡＭ１１等の揮発性メモリ（以下、メモリ）にロードされ、ＣＰＵ１０の制御に従って構成されるソフトウェア制御部と集積回路などのハードウェアとによってコントローラ２０が構成される。コントローラ２０は、画像形成装置１全体を制御する制御部として機能する。
【００３６】
主制御部３０は、コントローラ２０に含まれる各部を制御する役割を担い、コントローラ２０の各部に命令を与える。エンジン制御部３１は、プリントエンジン２６やスキャナユニット２２等を制御若しくは駆動する駆動手段としての役割を担う。入出力制御部３２は、ネットワークＩ／Ｆ２８を介して入力される信号や命令を主制御部３０に入力する。また、主制御部３０は、入出力制御部３２を制御し、ネットワークＩ／Ｆ２８を介して他の機器にアクセスする。
【００３７】
画像処理部３３は、主制御部３０の制御に従い、入力された印刷ジョブに含まれる印刷情報に基づいて描画情報を生成する。この描画情報とは、画像形成部であるプリントエンジン２６が画像形成動作において形成すべき画像を描画するための情報である。また、印刷ジョブに含まれる印刷情報とは、ＰＣ等の情報処理装置にインストールされたプリンタドライバによって画像形成装置１が認識可能な形式に変換された画像情報である。操作表示制御部３４は、ディスプレイパネル２４に情報表示を行い若しくはディスプレイパネル２４を介して入力された情報を主制御部３０に通知する。
【００３８】
画像形成装置１がプリンタとして動作する場合は、まず、入出力制御部３２がネットワークＩ／Ｆ２８を介して印刷ジョブを受信する。入出力制御部３２は、受信した印刷ジョブを主制御部３０に転送する。主制御部３０は、印刷ジョブを受信すると、画像処理部３３を制御して、印刷ジョブに含まれる印刷情報に基づいて描画情報を生成させる。
【００３９】
画像処理部３３によって描画情報が生成されると、エンジン制御部３１は、生成された描画情報に基づき、給紙テーブル２５から搬送される用紙に対して画像形成を実行する。即ち、プリントエンジン２６が画像形成部として機能する。プリントエンジン２６によって画像形成が施された用紙は排紙トレイ２７に排紙される。
【００４０】
また、画像形成装置１が複写機として動作する場合は、エンジン制御部３１がスキャナユニット２２から受信した撮像情報若しくは画像処理部３３が撮像情報に基づいて生成した画像情報に基づき、画像処理部３３が描画情報を生成する。その描画情報に基づいてプリンタ動作の場合と同様に、エンジン制御部３１がプリントエンジン２６を駆動する。
【００４１】
次に、本実施形態に係るプリントエンジン２６の構成について、図３を参照して説明する。図３に示すように、本実施形態に係るプリントエンジン２６は、無端状移動手段である搬送ベルト１０５に沿って各色の画像形成部１０６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ものである。すなわち、給紙トレイ１０１から給紙ローラ１０２と分離ローラ１０３とにより分離給紙される用紙（記録媒体の一例）１０４を搬送する搬送ベルト１０５に沿って、この搬送ベルト１０５の搬送方向の上流側から順に、複数の画像形成部（電子写真プロセス部）１０６ＢＫ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｙが配列されている。
【００４２】
これら複数の画像形成部１０６ＢＫ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｙ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１０６ＢＫはブラックの画像を、画像形成部１０６Ｍはマゼンタの画像を、画像形成部１０６Ｃはシアンの画像を、画像形成部１０６Ｙはイエローの画像をそれぞれ形成する。尚、以下の説明においては、画像形成部１０６ＢＫについて具体的に説明するが、他の画像形成部１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｙは画像形成部１０６ＢＫと同様であるので、その画像形成部１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｙの各構成要素については、画像形成部１０６ＢＫ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に表示するにとどめ、説明を省略する。
【００４３】
搬送ベルト１０５は、回転駆動される駆動ローラ１０７と従動ローラ１０８とに架け渡されたエンドレスのベルト、即ち無端状ベルトである。この駆動ローラ１０７は、不図示の駆動モータにより回転駆動させられ、この駆動モータと、駆動ローラ１０７と、従動ローラ１０８とが、無端状移動手段である搬送ベルト１０５を移動させる駆動手段として機能する。
【００４４】
画像形成に際して、給紙トレイ１０１に収納された用紙１０４は最も上のものから順に送り出され、静電吸着作用により搬送ベルト１０５に吸着されて回転駆動される搬送ベルト１０５により最初の画像形成部１０６ＢＫに搬送され、ここで、ブラックのトナー画像を転写される。即ち、搬送ベルト１０５が、画像の転写対象である用紙を搬送する搬送体として機能する。
【００４５】
画像形成部１０６ＢＫは、感光体としての感光体ドラム１０９ＢＫ、この感光体ドラム１０９ＢＫの周囲に配置された帯電器１１０ＢＫ、光書き込み装置１１１、現像器１１２ＢＫ、感光体クリーナ（図示せず）、除電器１１３ＢＫ等から構成されている。光書き込み装置１１１は、夫々の感光体ドラム１０９ＢＫ、１０９Ｍ、１０９Ｃ、１０９Ｙ（以降、総じて「感光体ドラム１０９」という）に対してレーザビームを照射するように構成されている。
【００４６】
画像形成に際し、感光体ドラム１０９ＢＫの外周面は、暗中にて帯電器１１０ＢＫにより一様に帯電された後、光書き込み装置１１１からのブラック画像に対応したレーザビームにより書き込みが行われ、静電潜像が形成される。現像器１１２ＢＫは、この静電潜像をブラックトナーにより可視像化し、このことにより感光体ドラム１０９ＢＫ上にブラックのトナー画像が形成される。
【００４７】
このトナー画像は、感光体ドラム１０９ＢＫと搬送ベルト１０５上の用紙１０４とが当接する位置（転写位置）で、転写器１１５ＢＫの働きにより用紙１０４上に転写される。この転写により、用紙１０４上にブラックのトナーによる画像が形成される。トナー画像の転写が終了した感光体ドラム１０９ＢＫは、外周面に残留した不要なトナーを感光体クリーナにより払拭された後、除電器１１３ＢＫにより除電され、次の画像形成のために待機する。
【００４８】
以上のようにして、画像形成部１０６ＢＫでブラックのトナー画像を転写された用紙１０４は、搬送ベルト１０５によって次の画像形成部１０６Ｍに搬送される。画像形成部１０６Ｍでは、画像形成部１０６ＢＫでの画像形成プロセスと同様のプロセスにより感光体ドラム１０９Ｍ上にマゼンタのトナー画像が形成され、そのトナー画像が用紙１０４上に形成されたブラックの画像に重畳されて転写される。
【００４９】
用紙１０４は、さらに次の画像形成部１０６Ｃ、１０６Ｙに搬送され、同様の動作により、感光体ドラム１０９Ｃ上に形成されたシアンのトナー画像と、感光体ドラム１０９Ｙ上に形成されたイエローのトナー画像とが、用紙１０４上に重畳されて転写される。こうして、用紙１０４上にフルカラーの画像が形成される。このフルカラーの重ね画像が形成された用紙１０４は、搬送ベルト１０５から剥離されて定着器１１６にて画像を定着された後、画像形成装置の外部に排紙される。
【００５０】
このような画像形成装置１においては、感光体ドラム１０９ＢＫ、１０９Ｍ、１０９Ｃ及び１０９Ｙの軸間距離の誤差、感光体ドラム１０９ＢＫ、１０９Ｍ、１０９Ｃ及び１０９Ｙの平行度誤差、光書込み装置１１１内での偏向ミラーの設置誤差、感光体ドラム１０９ＢＫ、１０９Ｍ、１０９Ｃ及び１０９Ｙ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ことがある。
【００５１】
また、同様の原因により、転写対象である用紙において本来画像が転写される範囲から外れた範囲に画像が転写されることがある。このような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。また、用紙を搬送する搬送ローラの回転速度の誤差や摩耗による搬送量の誤差等が知られている。
【００５２】
このような位置ずれを補正するため、パターン検知センサ１１７が設けられている。パターン検知センサ１１７は、感光体ドラム１０９ＢＫ、１０９Ｍ、１０９Ｃ及び１０９Ｙによって用紙１０４上に転写された位置ずれ補正用パターンを読み取るための光学センサであり、用紙１０４の表面に描画された補正用パターンを照射するための発光素子及び補正用パターンからの反射光を受光するための受光素子を含む。図３に示すように、パターン検知センサ１１７は、感光体ドラム１０９ＢＫ、１０９Ｍ、１０９Ｃ及び１０９Ｙの下流側において、用紙１０４の搬送方向と直行する方向に沿って同一の基板上に支持されている。パターン検知センサ１１７の詳細及び位置ずれ補正の態様については、後に詳述する。
【００５３】
次に、本実施形態に係る光書き込み装置１１１について説明する。図４は、本実施形態に係る光書き込み装置１１１を上面から見た図である。また、図５は、本実施形態に係る光書き込み装置を側面から見た断面図である。図４、図５に示すように、各色の感光体ドラム１０９ＢＫ、１０９Ｍ、１０９Ｃ、１０９Ｙに書き込みを行うレーザビームは光源である光源装置２８１ＢＫ、２８１Ｍ、２８１Ｃ、２８１Ｙ（以降、総じて「光源装置２８１」という）から照射される。尚、本実施形態に係る光源装置２８１は、半導体レーザ、コリメータレンズ、スリット、プリズム、シリンダレンズ等で構成されている。
【００５４】
光源装置２８１から照射されたレーザビームは、反射鏡２８０によって反射される。各レーザビームは図示しないｆθレンズ等の光学系によって夫々ミラー２８２ＢＫ、２８２Ｍ、２８２Ｃ、２８２Ｙ（以降、総じて「ミラー２８２」という）に導かれ、更にその先の光学系によって各感光体ドラム１０９ＢＫ、１０９Ｍ、１０９Ｃ、１０９Ｙの表面へと走査される。即ち、反射鏡２８０及びミラー２８２が走査部として機能する。
【００５５】
反射鏡２８０は６面体のポリゴンミラーであり、回転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の１ライン分のレーザビームを走査することができる。本実施形態に係る光書き込み装置１１１は、４つの光源装置を２８１ＢＫ、２８１Ｍと、２８１Ｃ、２８１Ｙの２色ずつの光源装置に分けて反射鏡２８０の異なる反射面を用いて走査を行うことによって、１つの反射面のみを用いて走査する方式よりコンパクトな構成で、同時に異なる４つの感光体ドラムに書き込むことを可能としている。
【００５６】
また、反射鏡２８０によってレーザビームが走査される範囲の走査開始位置近傍には、水平同期検知センサ２８３が設けられている。光源装置２８１から照射されたレーザビームが水平同期検知センサ２８３に入射することにより、主走査ラインの走査開始位置のタイミングが検知され、光源装置２８１を制御する制御装置と反射鏡２８０との同期がとられる。
【００５７】
このような光書き込み装置においては、上述したように、反射鏡２８０の回転によってレーザビームを主走査方向全体に走査する。反射鏡２８０は６面体であるため、レーザビームを反射する反射面は平面であり、平面の各部から回転軸までの距離が夫々異なり、レーザビームが主走査ラインの一端から他端まで走査される間、走査面におけるレーザビームの到達点である光スポットの移動する速度（以降、「走査速度」という）が変化する。この、主走査ライン上における走査速度の変化、即ち、走査速度むらの補正が、本実施形態の要旨である。尚、走査速度の変化は、上記光ビームの光路長の違いの他、ミラー２８２の設置誤差や製造公差によっても生じ得る。
【００５８】
上述した走査速度の変化により生じる不具合について、図６を参照して説明する。主走査ライン上において走査速度が一定であれば、一定の画素クロックによって書き込みが行われる限り、画素間の間隔は主走査ライン上において一定である。しかしながら、走査速度が変化する場合において、一定の画素クロックによって書き込みが行われると、走査速度が速い範囲では画素間の間隔が広く、走査速度が遅い範囲では画素間の間隔が狭くなる。従って、走査速度の変化に応じて画素間の間隔を補正する必要がある。
【００５９】
図６は、主走査ラインの位置に応じた必要補正量の例を示す図である。換言すると、図６のような情報が、光書き込み装置１１１において、走査速度を略一定に補正するための位相シフト情報として用いられる。図６に示すように、走査速度が変化することにより、主走査ラインの位置に応じて、必要補正量が変化することとなる。図６に示す“マイナス方向に多い補正量”の範囲は、画素間の間隔が狭くなるように補正する必要がある範囲であり、走査速度が基準となる速度よりも速い範囲である。また、補正量が多いため、走査速度と基準となる速度との差が大きい範囲である。
【００６０】
他方、“プラス方向に少ない補正量”の範囲は、画素間の間隔が広くなるように補正する必要がある範囲であり、走査速度が基準となる速度よりも遅い範囲である。また、補正量が少ないため、走査速度と基準となる速度との差が小さい範囲である。本実施形態においては、このような補正量の特性に基づき、画素クロックの位相をシフトさせて、即ちクロック周波数を変化させて、画素間隔を適正な間隔に補正する。尚、図６のような必要補正量の特性は、光書き込み装置１１１における光学系の構成により異なる。
【００６１】
次に、本実施形態に係る光書き込み装置１１１の制御ブロックについて、図７を参照して説明する。図７は、本実施形態に係る光書き込み装置１１１を制御する光書き込み装置制御部１２０の機能構成と、光源装置２８１、水平同期検知センサ２８３及びパターン検知センサ１１７との関係を示す図である。
【００６２】
図７に示すように、本実施形態に係る光書き込み装置制御部１２０は、書込み制御部１２１、カウント部１２２、センサ制御部１２３、補正値算出部１２４、基準値記憶部１２５及び補正値記憶部１２６を含む。尚、本実施形態に係る光書き込み装置１１１は、図１において説明したようなＣＰＵ１０、ＲＡＭ１１、ＲＯＭ１２及びＨＤＤ１４等の情報処理機構を含み、図７に示すような光書込み装置制御部１２０は、画像形成装置１のコントローラ２０と同様に、ＲＯＭ１２またはＨＤＤ１４に記憶されている制御プログラムがＲＡＭ１１にロードされ、ＣＰＵ１０がその制御プログラムに従って動作することにより構成される。
【００６３】
書込み制御部１２１は、コントローラ２０のエンジン制御部３１から入力される画像情報に基づき、水平同期検知センサ２８３による同期検知信号に応じて書込光源である光源装置２８１を制御する。また、書込み制御部１２１は、エンジン制御部３１から入力される画像情報に基づいて光源装置２８１を駆動する他、上述した位置ずれ補正処理において位置ずれ補正用のパターンを描画するために、光源装置２８１を駆動する。
【００６４】
この位置ずれ補正処理の結果生成される補正値は、図７に示す補正値記憶部１２６に記憶され、書込み制御部１２１は、この補正値記憶部１２６に記憶されている補正値に基づき、光源装置２８１を駆動するタイミングを補正する。更に、本実施形態に係る書込み制御部１２１は、図６において説明した位相シフト情報に基づいて走査速度むらを補正する機能を含む。
【００６５】
カウント部１２２は、上記位置ずれ補正処理において、書込み制御部１２１が光源装置２８１を制御して感光体ドラム１０９ＢＫの露光を開始すると同時にカウントを開始する。カウント部１２２は、センサ制御部１２３が、パターン検知センサ１１７の出力信号に基づいてパターンを検知する度にカウント値を出力する。
【００６６】
これにより、カウント部１２２は、上記位置ずれ補正処理において、書込み制御部１２１が光源装置２８１を制御して感光体ドラム１０９ＢＫの露光を開始してから、パターン検知センサ１１７が、位置ずれ補正用のパターンを検知するまでの検知期間をカウントする検知期間カウント部として機能する。また、カウント部１２２は、各色のトナー画像のずれを補正するための位置ずれ補正処理においては、連続して描画されたパターンの検知タイミングを夫々カウントする。
【００６７】
センサ制御部１２３は、パターン検知センサ１１７を制御する制御部であり、上述したように、パターン検知センサ１１７の出力信号に基づき、搬送ベルト１０５上に形成された位置ずれ補正用のパターンが、パターン検知センサ１１７の位置にまで到達したことを判断する。即ち、パターン検知センサ１１７及びセンサ制御部１２３が、画像検知部として機能する。センサ制御部１２３は、上述したように位置ずれ補正用パターンが、パターン検知センサ１１７の位置にまで到達したことを判断すると、検知信号をカウント部１２２に入力する。
【００６８】
補正値算出部１２４は、カウント部１２２によるカウント結果に基づき、基準値記憶部１２５に記憶された基準値に基づいて補正値を算出する。即ち、補正値算出部１２４が、基準値取得部及び補正値算出部として機能する。図８に、基準値記憶部１２５に記憶されている基準値の例を示す。図８に示すように、基準値記憶部１２５には、書込み開始タイミング基準値及びドラム間隔基準値が記憶されている。
【００６９】
書込み開始タイミング基準値とは、書込み制御部１２１が光源装置２８１を制御して感光体ドラム１０９ＢＫの露光を開始してから、パターン検知センサ１１７が、位置ずれ補正用のパターンを検知するまでの期間の基準値である。即ち、補正値算出部１２４は、カウント部１２２によるカウント値のうち、書込み開始カウント値と書込み開始タイミング基準値とを比較し、両者のずれに基づいて補正値を算出する。
【００７０】
ドラム間隔基準値とは、上述したように連続して描画されたパターン夫々についての検出タイミングの基準値である。即ち、補正値算出部１２４は、カウント部１２２によるカウント値のうち、ドラム間隔カウント値とドラム間隔基準値とを比較し、両者のずれに基づいて補正値を算出する。
【００７１】
このようにして算出された補正値は、上述したように補正値記憶部１２６に記憶される。このように、補正値記憶部１２６に補正値が記憶されることにより、書込み制御部１２１は、その補正値を参照して光源装置２８１を駆動することが可能となる。
【００７２】
更に、補正値記憶部１２６は、上述した本実施形態の要旨に係る位相シフト情報も記憶している。これにより、書込み制御部１２１は、補正値記憶部１２６に記憶されている位相シフト情報に基づいて位相シフトを行い、主走査方向の走査速度むらを補正する。
【００７３】
また、補正値算出部１２４は、位置ずれ補正用のパターンに含まれるパターンのうち、主走査方向の位置を検知するパターンの検知結果に応じて、位相シフト情報に対するパターン検知センサ１１７による検知誤差を示す情報や、位相シフト情報を補正するための情報を生成する。これが、本実施形態に係る要旨の１つである。
【００７４】
次に、本実施形態に係る位置ずれ補正動作について、図９を参照して説明する。図９は、本実施形態に係る位置ずれ補正動作において、書込み制御部１２１によって制御された光源装置２８１によって用紙１０４上に描画されるマーク（以降、「位置ずれ補正用マーク」という）を示す図である。図９に示すように、本実施形態に係る位置ずれ補正用マーク４００は、副走査方向に様々なパターンが並べられている位置ずれ補正用パターン列４０１が、主走査方向に複数（本実施形態においては３つ）並べられて構成されている。尚、図９において、実線が感光体ドラム１０９ＢＫ、点線は感光体ドラム１０９Ｙ、破線は感光体ドラム１０９Ｃ、一点鎖線は感光体ドラム１０９Ｍによって夫々描画されたパターンを示す。
【００７５】
図９に示すように、パターン検知センサ１１７は、主走査方向に複数（本実施形態においては３つ）のセンサ素子１７０Ｌ、１７０Ｃ、１７０Ｒ（以降、総じて「センサ素子１７０」という）を有し、夫々の位置ずれ補正用パターン列４０１は、夫々のセンサ素子１７０に対応した位置に描画されている。これにより、光書き込み装置制御部１２０は、主走査方向の複数の位置でパターンの検出を行うことが可能となり、夫々の平均値を算出することによって位置ずれ補正動作の精度を向上することができる。
【００７６】
図９に示すように、位置ずれ補正用パターン列４０１は、開始位置補正用パターン４１１とドラム間隔補正用パターン４１２を含む。また、図９に示すように、ドラム間隔補正用パターン４１２は、繰り返し描画されている。開始位置補正用パターン４１１は、上述した書込み開始カウント値をカウントするために描画されるパターンである。また、開始位置補正用パターン４１１は、センサ制御部１２３が、ドラム間隔補正用パターン４１２を検知する際の検知タイミングを補正するためにも用いられる。
【００７７】
本実施形態に係る開始位置補正用パターン４１１は、図９に示すように、感光体ドラム１０９ＢＫから転写された線であって主走査方向に平行な線である。開始位置補正用パターン４１１を用いた開始位置補正においては、光書き込み装置制御部１２０が、パターン検知センサ１１７による開始位置補正用パターン４１１の読取信号に基づき、書込み開始タイミングの補正動作を行う。即ち、基準値記憶部１２５に記憶される書込み開始タイミング基準値は、光源装置２８１が開始位置補正用パターン４１１のうち感光体ドラム１０９ＢＫによる黒のパターンの描画を開始してから、描画された黒のパターンがパターン検知センサ１１７によって読み取られ、センサ制御部１２３によって検知されるまでの期間の基準となる値である。
【００７８】
ドラム間隔補正用パターン４１２は、その名の通り、上述したドラム間隔カウント値をカウントするために描画されるパターンである。図９に示すように、ドラム間隔補正用パターン４１２は、副走査方向補正用パターン４１３及び主走査方向補正用パターン４１４を含む。光書き込み装置制御部１２０は、パターン検知センサ１１７による、副走査方向補正用パターン４１３の読取信号に基づき、感光体ドラム１０９ＢＫ、１０９Ｍ、１０９Ｃ、１０９Ｙ夫々の副走査方向の位置ずれ補正を行い、主走査方向補正用パターン４１４の読取信号に基づき、上記各感光体ドラムの主走査方向の位置ずれ補正を行う。
【００７９】
即ち、基準値記憶部１２５に記憶されているドラム間隔基準値は、光源装置２８１が書込み制御部１２１の制御に従って、ドラム間隔補正用パターン４１２の描画を開始してから、描画されたドラム間隔補正用パターン４１２に含まれる各線がパターン検知センサ１１７によって読み取られ、センサ制御部１２３によって検知されるまでの期間の基準となる値である。
【００８０】
更に、ドラム間隔補正用パターン４１２は、主走査方向の走査速度むらを検知するためのパターンとしても用いられる。本実施形態に係る走査速度むらの検知原理について、図１０（ａ）〜（ｃ）を参照して説明する。図１０（ａ）は、速度むらが発生していない状態におけるドラム間隔補正用パターン４１２の状態を示す図である。
【００８１】
尚、黒色は拡散光による検知誤差がなく、より高精度な検知が可能であるため、本実施形態に係る速度むらの検知においては、感光体ドラム１０９ＢＫ、感光体ドラム１０９Ｙ、感光体ドラム１０９Ｃ、感光体ドラム１０９Ｍ夫々によって描画されたパターンのうち、感光体ドラム１０９ＢＫによって描画されたパターン、即ち、黒色のパターンを用いる。
【００８２】
本実施形態に係る速度むらの検知において、補正値算出部１２４は、図１０（ａ）に示すように、夫々のセンサ素子１７０において、副走査方向補正用パターン４１３が検知されてから主走査方向補正用パターン４１４が検知されるまでの期間を測定する。速度むらが発生していない場合、図１０（ａ）に示すように、各センサ素子１７０における検知期間Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３は、夫々同一になる。
【００８３】
図１０（ｂ）は、走査速度が全体的に速い場合におけるドラム間隔補正用パターン４１２の状態を示す図である。走査速度が速い場合、図１０（ｂ）に示すように、各センサ素子１７０に対応するパターンは、図１０（ａ）の状態よりも主走査方向に更に進んだ側（図中では右側）に描画されることになる。これに対して、各センサ素子１７０の位置は変わらないため、センサ素子１７０Ｃにおいて検知される検知期間Ｐ２は、センサ素子１７０Ｌにおいて検知される検知期間Ｐ１よりも長く、センサ素子１７０Ｒにおいて検知される検知期間Ｐ３は、センサ素子１７０Ｃにおいて検知される検知期間Ｐ２よりも更に長くなる。補正値算出部１２４は、この検知期間Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の差に基づき、走査速度むらを測定する。即ち、補正値算出部１２４が、走査速度むら算出部として機能する。
【００８４】
図１０（ｃ）は、必要な補正量が図６に示すような状態になる場合におけるドラム間隔補正用パターン４１２の状態を示す図である。図６に示すように、主走査方向の範囲の左側においては、マイナス方向に多い補正量であるため、走査速度は標準の走査速度よりも大きく速くなっている。従って、図１０（ｃ）に示すように、センサ素子１７０Ｃに対応するドラム間隔補正用パターン４１２は、標準の位置よりも主走査方向の開始位置側（図中では左側）に描画され、センサ素子１７０Ｃにおける検知期間Ｐ２は、センサ素子１７０Ｌにおける検知期間Ｐ１よりも短くなる。
【００８５】
他方、図６に示すように、主走査方向の範囲の右側においては、プラス方向に少ない補正量であるが、主走査範囲全体としては、上述した主走査範囲左側における補正量が打ち消される程の補正量ではない。従って、図１０（ｃ）に示すように、センサ素子１７０Ｒにおける検知期間Ｐ３は、センサ素子１７０Ｃにおける検知期間Ｐ２よりも長くなるが、センサ素子１７０Ｌにおける検知期間Ｐ１よりは短く、センサ素子１７０Ｃに対応するドラム間隔補正用パターン４１２は、依然として標準の位置よりも主走査方向の開始位置側（図中では左側）に描画される。
【００８６】
このように、本実施形態に係る補正値算出部１２４は、各センサ素子１７０における検知期間Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の差に基づいて走査速度むらを測定し、その走査速度むらが補正されるような補正値、即ち、位相シフト情報を生成する。
【００８７】
次に、本実施形態に係る位相シフト情報の情報形式について、図１１を参照して説明する。図１１は、本実施形態に係る位相シフト情報に加えて、図６の必要補正量のグラフ及びパターン検知センサ１１７に含まれるセンサ素子１７０との主走査方向の位置関係を示す図である。図１１に示すように、本実施形態においては、主走査方向の全範囲が８つのエリアに分割され、夫々のエリア毎に補正量が設定されている。
【００８８】
ここで、図１１に示すように、センサ素子１７０Ｌは、エリア１とエリア２との間に位置し、センサ素子１７０Ｃは、エリア４とエリア５との間に位置し、センサ素子１７０Ｒは、エリア７とエリア８との間に位置する。従って、上述した検知期間Ｐ２と検知期間Ｐ１との差は、エリア２からエリア４の間における走査速度を示す。例えば、エリア２からエリア４の間における走査速度が標準よりも遅ければ、検知期間Ｐ２が検知期間Ｐ１よりも長くなる。その結果、エリア２からエリア４には、マイナス方向の補正値が設定される。
【００８９】
光書き込み装置１１１による走査速度むらは、反射鏡２８０によって反射されたレーザビームが感光体ドラム１０９上を走査する速度のばらつきであるため、光書き込み装置１１１単体では測定できず、光書き込み装置１１１が画像形成装置１に組み込まれて初めて測定可能となる。画像形成装置１が出荷される際には、光書き込み装置１１１が組み込まれた後、夫々の画像形成装置１において、専用の治具によって走査速度むらが測定され、図１１に示すような位相シフト補正量の設定値が生成されて補正値記憶部１２６に記憶される。従って、画像形成装置１が出荷されて納入先において動作を開始した直後においては、このように予め設定された位相シフト補正量の設定値に基づいて位相シフトを行うことにより、走査速度むらが好適に補正された歪みのない画像が形成される。
【００９０】
しかしながら、画像形成装置１が納入先において運用されることにより、光学系の経時変化や反射鏡の編芯等が生じ、走査速度むらが出荷前の態様から変化する可能性がある。この場合、上記予め設定された位相シフト量の設定値では、変化した走査速度むらを好適に補正することができなくなる。
【００９１】
従って、走査速度むらを補正するための位相シフト量の設定値は、画像形成装置１の経時変化に応じて更新することが好ましいが、その都度専用の治具を接続して位相シフト量の更新を行うのでは、装置の管理コストの増加、治具が接続されている間のダウンタイム及び位相シフト情報を更新して格納するためのインタフェースによる装置コストの増加などの問題が生じる。
【００９２】
この問題を解決するため、位置ずれ補正用パターンを検知するために設けられたパターン検知センサ１１７による位置ずれ補正用パターンの検知結果に応じて位相シフト情報を更新することが考えられる。しかしながら、パターン検知センサ１１７による測定結果には、パターン検知センサ１１７の画像形成装置１への組付け時の公差などが含まれるため、上述した専用の治具のような高精度な走査速度むらの測定を行うことが困難である。
【００９３】
そこで、本実施形態に係る光書き込み装置１１１は、装置の運用開始直後等、専用の治具による測定結果に基づいて生成された位相シフト量を用いることにより、歪みのない画像が形成されることが保障されている状態において、図９に示すようなパターンを描画する。そして、そのパターンの検知結果に基づいて生成された位相シフト量を、パターン検知センサ１１７の検知公差として格納する。そして、以降パターン検知センサ１１７の検知結果に基づいて位相シフト量の設定値を補正する際には、格納された検知公差を差し引いた上で補正を行う。
【００９４】
これは、装置の運用開始直後等においては、専用の治具による測定結果に基づいて位相シフト量が生成されているため、走査速度むらのない好適なパターンが形成されているはずであるが、そのパターンをパターン検知センサ１１７で検知した結果に基づいて走査速度むらが確認される場合には、その走査速度むらがパターン検知センサ１１７の検知公差に相当するという考えに基づく。これにより、位置ずれ補正用パターンを検知するために設けられたセンサを用いて、位相シフト量を高精度に補正することが可能となる。以下、本実施形態に係る位相シフト量の補正の詳細について説明する。
【００９５】
図１２は、本実施形態に係る位相シフト情報に含まれる情報を示す図である。図１２に示すように、本実施形態に係る位相シフト情報には、“位相シフト基準情報”、“位相シフトセンサ公差情報”及び“位相シフト補正値情報”が含まれる。“位相シフト基準情報”は、上述したように、光書き込み装置１１１が画像形成装置１に組み込まれた状態において、専用の治具によって走査速度むらが測定され、その測定結果に基づいて生成された位相シフト量の情報である。即ち、補正値記憶部１２６が、位相シフト基準情報記憶部としても機能する。
【００９６】
位相シフトセンサ公差情報は、図１１において説明した位相シフト補正量の情報と同様の情報形式であり、パターン検知センサ１１７による検知公差を示す情報である。この位相シフトセンサ公差情報を格納しておくことが、本実施形態に係る要旨の１つである。図１３を参照して、本実施形態に係る位相シフトセンサ公差情報の生成態様について説明する。
【００９７】
本実施形態に係る位相シフトセンサ公差情報の生成に際しては、先ず図１０（ａ）〜（ｃ）において説明したように、ドラム間隔補正用パターン４１２を含む位置ずれ補正用のパターンを描画することによる検知期間Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の測定が行われる。この際、パターンの描画に際しては、上述した位相シフト基準情報を用いた位相シフトが実行される。そのため、実際に描画される画像は、走査速度むらが好適に補正された、歪みのない画像になる。
【００９８】
この場合、検知期間Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３は全て同一の値になるはずであるが、上述したように、パターン検知センサ１１７には検知公差があるため、その公差の分、検知期間Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の値に差が生じることになる。即ち、位相シフト基準情報を適用して描画されたパターンにおいて測定された検知期間Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の値の差は、パターン検知センサ１１７の検知公差を示す値である。
【００９９】
上述したように、検知期間Ｐ１と検知期間Ｐ２との差は、エリア２〜エリア４の間の走査速度に対応し、検知期間Ｐ２と検知期間Ｐ３との差は、エリア５〜エリア７の間の走査速度に対応する。従って、検知期間Ｐ１と検知期間Ｐ２との差及び検知期間Ｐ２と検知期間Ｐ３との差を夫々算出することにより、図１３に“センサ測定値”として示すように、エリア２〜エリアの４合計の補正値及びエリア５〜エリア７の合計の補正値が算出される。この計算は補正値算出部１２４によって行われる。
【０１００】
この“センサ測定値”を算出すると、補正値算出部１２４は、夫々のセンサ測定値をエリア毎に等分することにより、エリア２〜４及びエリア５〜７夫々のエリアにおける補正値を算出する。図１３の例においては、エリア２〜４の合計の補正値は“＋４０”であるため、エリア２〜エリア４夫々における補正値は小数点以下が四捨五入されて“＋１３”と算出される。また、エリア５〜７の合計の補正値は“−１０”であるため、エリア５〜エリア７夫々における補正値は小数点以下が四捨五入されて“−３”と算出される。
【０１０１】
更に、エリア１及びエリア８については、エリア２〜４について算出された補正値の絶対値と、エリア５〜７について算出された補正値の絶対値との和の１／２であって、隣接するエリアと同符号の補正値が設定される。このような計算方法により、主走査方向全体の倍率を合わせることができる。本実施形態においては、エリア１には、“＋８”が、エリア８には、“−８”が設定される。このような処理により、図１３に示すように“センサ公差値”が算出される。尚、夫々エリア２〜４、エリア５〜７について算出された補正値と同一の補正値を設定しても良い。この“センサ公差値”が位相シフトセンサ公差情報として格納される。即ち、補正値算出部１２４及び補正値記憶部１２６が、検知公差記憶部として機能する。尚、図１３の例においては、“センサ測定値”及び“センサ公差値”の値は、パターン検知センサ１１７の公差を打ち消すための値である。即ち、パターン検知センサ１１７の公差の値とは、符号が正負逆である。
【０１０２】
このように、位相シフトセンサ公差情報は、パターン検知センサ１１７による検知公差を示す情報である。従って、画像形成装置１の出荷直後等、位相シフト基準情報による位相シフトによって画像が好適に描画されるような時点では、用いられない。しかしながら、位相シフトセンサ公差情報を算出するためには、少なくとも走査速度が好適に補正されて画像が好適に形成されている必要があるため、出荷前や出荷直後等、位相シフト基準情報のみによって走査速度むらが好適に補正されるようなタイミングにおいて、位相シフト公差情報を算出しておく必要がある。
【０１０３】
位相シフト補正値情報は、画像形成装置１が出荷された後、納入先において運用され、上述した経時変化により位相シフト基準情報では走査速度むらを好適に補正できなくなった場合において、位相シフト基準情報を補正することにより走査速度むらを好適に補正するための値である。位相シフト補正値情報もまた、図１１において説明した位相シフト補正量の情報と同様の情報形式である。図１４を参照して、本実施形態に係る位相シフト補正値情報の生成態様について説明する。
【０１０４】
本実施形態による位相シフト補正値情報の生成に際しても、上記位相シフトセンサ公差情報の生成と同様に、上述した位相シフト基準情報を用いた位相シフトが実行された上でドラム間隔補正用パターン４１２を含む位置ずれ補正用のパターンを描画することによる検知期間Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の測定が行われる。これにより、図１４に“センサ測定値”として示すように、補正値算出部１２４によってエリア２〜エリア４の合計の補正値及びエリア５〜エリア７の合計の補正値が、補正値算出部１２４によって算出される。更に、補正値算出部１２４は、図１３において説明した“センサ公差値”の算出方法と同様の方法により、図１４に“センサ測定差分値”として示されるエリア毎の補正値を算出する。
【０１０５】
原理的には、この“センサ測定差分値”が、位相シフト基準値を補正するための値であるが、“センサ測定差分値”は、パターン検知センサ１１７によって検知された検知期間Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３に基づいて算出された値であるため、パターン検知センサ１１７の検知公差を含んでいる。従って、補正値算出部１２４は、この“センサ測定差分値”に“センサ公差値”を適用することにより、パターン検知センサ１１７の検知公差を排除した補正値を求める。
【０１０６】
補正値算出部１２４は、“センサ測定差分値”を算出すると、その値に、既に算出されて格納されている“センサ公差値”即ち、位相シフトセンサ誤差情報を適用することにより、図１４に示す“補正用差分値”を求める。この“補正用差分値”は、“センサ測定差分値”から“センサ公差値”を引いた値である。尚、この際に加算、減算のいずれを行うかについては、“センサ公差値”と“センサ測定差分値”との符号の設定により異なる。本実施形態においては、“センサ公差値”が、パターン検知センサ１１７の公差を打ち消すための値であり、“センサ測定差分値”が、走査速度むらを補正するための値であるため、減算が用いられる。
【０１０７】
このようにして“補正用差分値”が算出され、図１２に示す“位相シフト補正値情報”として格納される。尚、“位相シフト補正値情報”が生成された後は、画像形成装置１において画像形成が実行される際、“位相シフト基準情報”と“位相シフト補正値情報”とに基づいて、図１４に“位相シフト更新値”として示すように、実際に位相シフト量として用いる値が算出される。
【０１０８】
このように、本実施形態に係る画像形成装置１に搭載される光書き込み装置においては、出荷前の調整が完了した直後や出荷直後等、走査速度むらが好適に補正された歪みのない画像が描画される状態において、パターン検知センサ１１７による検知結果に基づいて走査速度むらを測定することにより、測定された走査速度むらをパターン検知センサ１１７の検知公差として格納する。そして、画像形成装置１が運用開始された後、パターン検知センサ１１７によって走査速度むらを測定する際には、測定された走査速度むらから上記格納された検知公差を差し引く。これにより、画像形成装置１の運用状態において、光書き込み装置における走査速度むらを補正するために画素クロックを変調する情報である位相シフト情報の更新を高精度に且つ低コストで実現することが可能となる。
【０１０９】
このような位相シフト補正値情報の生成は、例えば光書込み装置１１１が交換された場合等においても用いることができる。上述したように、光書き込み装置１１１による走査速度むらは、光書き込み装置１１１単体では測定できず、光書き込み装置１１１が画像形成装置１に組み込まれて初めて測定可能となる。即ち、光書き込み装置１１１が交換された場合は、発生する走査速度むらも異なるものになるため、位相シフト情報を更新する必要がある。
【０１１０】
しかしながら、光書き込み装置１１１の交換のために専用の治具を接続して位相シフト基準情報の更新を行うと、上述したように運用コストやダウンタイムの問題が生じる。ここで、本実施形態に係る“位相シフトセンサ誤差情報”を用いることにより、光書き込み装置１１１が交換された場合であっても、交換後の光書き込み装置１１１における走査速度むらに対応するための位相シフト補正量を、パターン検知センサ１１７を用いて高精度に算出することができる。
【０１１１】
尚、本実施形態に係る光書き込み装置１１１の交換は、図４、図５に示す光学系によって構成される部分が交換されることを示し、図７に示す光書き込み装置制御部１２０は交換されない。従って、図８に示す情報や図１２に示す情報は光書き込み装置１１１が交換された後も残っており、交換後の光書き込み装置１１１において利用可能である。
【０１１２】
光書き込み装置１１１が交換された場合の位相シフト情報の更新態様について、図１４を参照して説明する。図１４に示す“位相シフト基準値”及び“センサ公差値”は、交換前の光書き込み装置１１１において用いられていた値である。光書き込み装置１１１が交換された場合も、位相シフト基準情報を用いた位相シフトが実行された上でドラム間隔補正用パターン４１２を含む位置ずれ補正用のパターンを描画することによる検知期間Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の測定が行われる。
【０１１３】
ここで、上述したように“位相シフト基準情報”は、交換前の光書き込み装置１１１について専用の治具で測定された走査速度むらに対応する補正値であり、交換後の光書き込み装置１１１に対応する値ではない。但し、交換前後で同種の光書き込み装置１１１を用いるのであれば、図４、５において説明したような構成が同じであり、その結果生じる走査速度むらの傾向、即ち、図６において説明したような曲線のカーブの傾向は類似したものになる。
【０１１４】
本実施形態においては、図１０（ａ）〜（ｃ）等に示すように、主走査方向の全範囲について、３つのセンサ素子１７０を用いて補正するため、図１３、図１４において説明したように、８つ夫々のエリア毎に詳細な値を測定することができない。これに対して、上述したように、同種の光書き込み装置において詳細に測定された補正値である位相シフト基準値を用いることで、まずは主走査方向全体の走査速度むらの傾向に沿った大まかな補正を行うことができる。そして、光書き込み装置１１１が交換されたことによって必要となる調整を、パターン検知センサ１１７による検知結果に基づいて行うことにより、センサ素子１７０の増加、即ち、装置コストの増加やセンサ出力が増加することによるセンサ制御部１２３の複雑化等を回避しながらも、位相シフト補正量を好適に更新することができる。
【０１１５】
交換後の光書き込み装置１１１によるパターンの描画及びパターン検知センサ１１７による検知結果に基づいた検知期間Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の測定により、補正値算出部１２４によって図１４に示す“センサ測定値”更には“センサ測定差分値”が算出される。この“センサ測定差分値”は、光書き込み装置１１１が交換されたことによる走査速度むらに加えて、パターン検知センサ１１７の検知公差を含んでいるため、補正値算出部１２４は、先の図１４の説明と同様に、“センサ公差値”を適用して“補正用差分値”を求める。
【０１１６】
この“補正用差分値”が、交換後の光書き込み装置１１１による走査速度むらに対応するために“位相シフト基準値”を補正するための値である“位相シフト補正値情報”として用いられる。従って、交換後の光書き込み装置１１１によって描画を行う場合は、図１４に“位相シフト更新値”として示すように、“位相シフト基準情報”から“位相シフト補正値情報”が減算された値に基づいて、位相シフトが実行される。
【０１１７】
次に、本実施形態に係る画像形成装置１において、図１２に示す位相シフト補正値情報を生成若しくは更新するタイミング、即ち、走査速度むらを調整するタイミングについて説明する。図１４において説明したように、本実施形態に係る位相シフト補正値情報の生成は、図９において説明したような位置ずれ補正用マーク４００が描画されることにより実行されるため、図９において説明した位置ずれ補正と同時に実行することも可能である。
【０１１８】
しかしながら、走査速度むらの調整が必要となる頻度は、位置ずれ補正が必要となる頻度よりも低い。それは、光書き込み装置１１１に含まれる反射鏡２８０が経時的に変化することによる走査速度むらの特性の変化が、画像形成位置の位置ずれや各色の感光体ドラム１０９の色ずれの変化に比べて緩やかなためである。従って、本実施形態に係る光書き込み装置制御部１２０は、所定の条件に該当した場合にのみ、位相シフト補正値情報を生成、若しくは更新して、走査速度むらを調整する。
【０１１９】
図１５は、本実施形態に係る光書き込み装置制御部１２０が、走査速度むらの調整を実行するタイミングを示す図である。図１５に示すように、本実施形態に係る光書き込み装置制御部１２０は、図４、図５において説明した光学系が交換された場合、画像形成出力の枚数が所定枚数に到達する都度、画像形成装置１の運用期間が所定期間に到達する都度、搬送ベルト１０５の走行距離が所定距離に到達する都度、環境温度の変化量が閾値を超過した場合及び検知期間Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３のオフセット値が閾値を超過した場合に実行される。
【０１２０】
図１５に示す情報は、補正値算出部１２４が記憶しており、補正値算出部１２４は、図９に示す位置ずれ補正用マーク４００を描画することにより位置ずれ補正が実行される際に、図１５に示すいずれかの条件が満たされていれば、位相シフト補正値情報の生成若しくは更新を行う。ここで、図１５に示す各条件のうち、オフセット値の差が閾値を超過した場合について、以下に説明する。
【０１２１】
位置ずれ補正用マーク４００を描画することにより通常の位置ずれ補正においては、主走査方向の位置ずれ補正も行われるため、図１０（ａ）〜（ｃ）において説明したような検知期間Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３は位相シフト補正値情報の更新が行われない場合であっても測定されている。従って、図１４に示す“センサ測定値”及び“センサ測定差分値”は、位相シフト補正値情報の更新有無に関わらず算出可能である。
【０１２２】
補正値算出部１２４は、通常の位置ずれ補正処理において図１４に示す“センサ測定差分値”を取得し、格納されているセンサ公差値を適用する。即ち、“センサ測定差分値”から“センサ測定公差値”を減算することにより、オフセット値を算出する。その結果算出されたオフセット値が、所定の閾値を超えている場合、現在の走査速度むらの補正値では、走査速度むらが好適に補正されていないということになるため、補正値算出部１２４は、算出したオフセット値をそのまま“補正用差分値”とし、位相シフト補正値情報として格納する。
【０１２３】
尚、上記実施形態においては、図１０（ａ）〜（ｃ）において説明したように、副走査方向補正用パターン４１３が検知されてから主走査方向補正用パターン４１４が検知されるまでの期間を夫々検知期間Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３として測定し、その差を算出することにより、“センサ測定値”を求める場合を例として説明した。この他、夫々のセンサ素子１７０Ｌ、１７０Ｃ、１７０Ｒにおいて、主走査方向補正用パターン４１４が検知されたタイミングの差を求めても、上記“センサ測定値”と同一の値を求めることができる。
【０１２４】
また、上記実施形態においては、“位相シフト補正値情報”として、図１４に示す“補正用差分値”が格納され、画像形成出力の際には、“位相シフト基準値”を“補正用差分値”で補正する場合を例として説明した。この他、図１４に示す“位相シフト更新値”が“位相シフト補正値情報”として格納され、画像形成出力の際には、“位相シフト更新値”がそのまま用いられるようにしても良い。
【０１２５】
また、画像形成装置１が運用されることにより、パターン検知センサ１１７を交換する場合もあり得る。このような場合、交換後のパターン検知センサ１１７による検知公差は交換前の値とは異なるものになる。従って、既に格納されている位相シフトセンサ公差情報を生成し直す必要がある。
【０１２６】
この場合、図１３において説明した処理と同様の処理により、補正値算出部１２４がセンサ公差値を算出することにより、位相シフトセンサ公差情報を生成する。この際、パターン検知センサ１１７を交換する必要が生じる程度に画像形成装置１が運用されているため、光書き込み装置１１１による走査速度むらの特性が出荷直後から変化し、位相シフト補正値情報が生成されていることが考えられる。
【０１２７】
上述したように、本実施形態に係る位相シフトセンサ公差情報の生成に際しては、走査速度むらが補正された歪みのない画像として、位置ずれ補正用マーク４００が形成されることが前提である。そのため、パターン検知センサ１１７を交換して位相シフトセンサ公差情報を交換する場合には、その直前まで用いられていた位相シフト補正値情報を位相シフト基準情報に適用して、位置ずれ補正用マーク４００が描画される。これにより、上記と同様の処理により、交換後のパターン検知センサ１１７について好適に検知公差を測定することができる。
【０１２８】
また、上記実施形態においては、図１３、図１４において説明したように、センサ素子１７０Ｌ及びセンサ素子１７０Ｒの外側の領域であるエリア１、エリア８については、エリア２〜４について算出された補正値の絶対値と、エリア５〜７について算出された補正値の絶対値との和の１／２であって、隣接するエリアと同符号の補正値用いる場合を例として説明した。この他、夫々隣接するエリアであるエリア２、エリア７について設定された値と同一の値を用いることや、エリア２〜４と、エリア５〜８の差分を用いることも考えられる。
【０１２９】
また、上記実施形態においては、図１０において説明したように、夫々のセンサ素子１７０において検知された検知期間Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の差を求めることにより、夫々のセンサの間の領域における走査速度を判断する場合を例として説明した。この他、検知期間を互いに比較するのではなく、検知期間と予め定められた基準値とを比較することにより、夫々のセンサ素子１７０が設けられた位置における走査速度を判断しても良い。ここで、上記基準値とは、パターン検知センサ１１７が、副走査方向補正用パターン４１３を検知してから主走査方向補正用パターン４１４を検知するまでの基準となる値であり、走査速度が画素クロックに対応した正確な速度である場合の検知期間の値に等しい。
【０１３０】
例えば、検知期間Ｐ１が上記基準値よりも短ければ、センサ素子１７０Ｌの地点においては、走査速度が標準よりも速いことが判断される。換言すると、エリア１の間において、走査速度が標準よりも速いことが判断される。これにより、エリア１や、エリア８等の、センサ素子１７０の外側のエリアにおいても、より精細な補正量を設定することが可能となる。
【符号の説明】
【０１３１】
１  画像形成装置、
１０  ＣＰＵ、
１１  ＲＡＭ、
１２  ＲＯＭ、
１３  エンジン、
１４  ＨＤＤ、
１５  Ｉ／Ｆ、
１６  ＬＣＤ、
１７  操作部、
１８  バス、
２０  コントローラ、
２１  ＡＤＦ、
２２  スキャナユニット、
２３  排紙トレイ、
２４  ディスプレイパネル、
２５  給紙テーブル、
２６  プリントエンジン、
２７  排紙トレイ、
２８  ネットワークＩ／Ｆ、
３０  主制御部、
３１  エンジン制御部、
３２  入出力制御部、
３３  画像処理部、
３４  操作表示制御部、
１０１  給紙トレイ、
１０２  給紙ローラ、
１０３  分離ローラ、
１０４  用紙、
１０５  搬送ベルト、
１０６ＢＫ、１０６Ｃ、１０６Ｍ、１０６Ｙ  画像形成部、
１０７  駆動ローラ、
１０８  従動ローラ、
１０９ＢＫ、１０９Ｃ、１０９Ｍ、１０９Ｙ  感光体ドラム、
１１０ＢＫ  帯電器、
１１１光書き込み装置、
１１２ＢＫ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙ  現像器、
１１３ＢＫ、１１３Ｃ、１１３Ｍ、１１３Ｙ  除電器、
１１５ＢＫ、１１５Ｃ、１１５Ｍ、１１５Ｙ  転写器、
１１６  定着器、
１１７  パターン検知センサ、
１２０  光書き込み装置制御部、
１２１  発光制御部、
１２２  カウント部、
１２３  センサ制御部、
１２４  補正値算出部、
１２５  基準値記憶部、
１２６  補正値記憶部、
２８０  反射鏡、
２８１、２８１ＢＫ、２８１Ｙ、２８１Ｍ、２８１Ｃ  光源装置、
２８２、２８２ＢＫ、２８２Ｙ、２８２Ｍ、２８２Ｃ  ミラー
２８３  水平同期検知センサ
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１３２】
【特許文献１】特開２００７−２０３７３９号公報
【特許文献２】特開２００３−２１１７２３号公報
【特許文献３】特開２００８−２９９３１１号公報
【図１】
0005672865.tif 000002
【図２】
0005672865.tif 000003
【図３】
0005672865.tif 000004
【図４】
0005672865.tif 000005
【図５】
0005672865.tif 000006
【図６】
0005672865.tif 000007
【図７】
0005672865.tif 000008
【図８】
0005672865.tif 000009
【図９】
0005672865.tif 000010
【図１０】
0005672865.tif 000011
【図１１】
0005672865.tif 000012
【図１２】
0005672865.tif 000013
【図１３】
0005672865.tif 000014
【図１４】
0005672865.tif 000015
【図１５】
0005672865.tif 000016