(57)【要約】【課題】動的原因である像担持体や中間転写体の速度変動に対して、駆動モータ回転制御手段やエンコーダを使用することなく低コストで高精度の色ずれ補正を可能とする。【解決手段】像担持体を有する少なくとも１つの画像形成手段によって色の異なる画像を形成し、前記画像形成手段によって形成された色の異なる画像を、移動体上に直接的または間接的に転写して画像形成を行なう画像形成装置において、光書き込み手段によってレーザビームを照射して潜像を形成している間に前記書き込み手段から出射されるレーザビームの照射位置の副走査方向の位置調整を行い、各色間の色ずれを補正する。【選択図】　　　　図１４
2004074643.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光書き込み手段よって像担持体に書き込まれた潜像を顕像化し、顕像化された色の異なる画像を、移動体上に直接的または間接的に転写して画像形成を行なう際に、前記画像の位置ずれによる色ずれを補正する色ずれ補正方法において、
前記光書き込み手段によって光ビームを照射して潜像を形成している間に前記書き込み手段から出射される光ビームの照射位置の副走査方向の位置調整を行い、各色間の色ずれを補正することを特徴とする色ずれ補正方法。
【請求項２】
前記光ビームの照射位置の副走査方向の位置調整は、調整開始前に像担持体に書き込まれ、顕像化された色ずれを検出するためのパターンを読み取った結果に基づいて行われることを特徴とする請求項１記載の色ずれ補正方法。
【請求項３】
前記パターンを書き込むタイミングが像担持体に設けた基準点の検出タイミングに基づいて設定されていることを特徴とする請求項２記載の色ずれ補正方法。
【請求項４】
前記パターンを書き込むタイミングが中間転写体に設けた基準点の検出タイミングに基づいて設定されていることを特徴とする請求項２記載の色ずれ補正方法。
【請求項５】
前記副走査方向の調整が、光書き込み手段の書き込みタイミングを補正する工程と、光ビームのビーム位置を補正する工程とを含み、両工程が並行して行われることを特徴とする請求項１記載の色ずれ補正方法。
【請求項６】
前記書き込みタイミングを補正する工程は位置ずれ量をドットピッチで割った商に対応する部分を補正し、
前記ビーム位置を補正する工程は位置ずれ量をドットピッチで割った余りに対応する部分を補正することを特徴とする請求項５記載の色ずれ補正方法。
【請求項７】
入力された画像情報に基づいて像担持体に光ビームを照射する複数の光書き込み手段を有し、複数色の画像形成のための光書き込みを行う光書き込み装置において、
前記像担持体に光書き込みを行い、潜像を形成している間に、前記光書き込み手段から照射される前記像担持体上の光ビームの照射位置が各色の画像を重畳した時に一致するように副走査方向に調整する調整手段を備えていることを特徴とする光書き込み装置。
【請求項８】
前記光書き込み手段が、レーザ発光素子とカップリング光学系を含み、
前記調整手段が、前記レーザ発光素子と前記カップリング光学系を一体的に保持する保持部材と、前記保持部材を副走査方向に移動させる駆動機構とからなることを特徴とする請求項７記載の光書き込み装置。
【請求項９】
前記保持部材が光偏向器及び像担持体に光ビームを照射させる他の光学素子を保持する光学ハウジングに、前記光ビームの光軸に対して偏心した状態で支軸に回転可能に支持されていることを特徴とする請求項８記載の光書き込み装置。
【請求項１０】
前記駆動機構が、前記保持部材を前記支軸を中心に回転駆動することを特徴とする請求項９記載の光書き込み装置。
【請求項１１】
前記光ビームの光軸と保持部材の回転中心軸が、前記光偏向器の光ビーム偏向位置で略一致するように前記両軸の偏心状態が設定されていることを特徴とする請求項９記載の光書き込み装置。
【請求項１２】
前記保持部材が光偏向器及び像担持体に光ビーム光を照射させる他の光学素子を保持する光学ハウジングに像担持体の副走査方向に対して平行なガイド部材を設け、前記保持部材を前記ガイド部材に沿って移動可能に支持されていることを特徴とする請求項８記載の光書き込み装置。
【請求項１３】
前記駆動機構が、前記保持部材を前記ガイド部材に沿って平行移動させることを特徴とする請求項１２記載の光書き込み装置。
【請求項１４】
移動したときの前記光ビームの光軸が前記光偏向器の光ビーム偏向位置で略一致するように前記ガイド部材の曲率が設定されていることを特徴とする請求項１２記載の光書き込み装置。
【請求項１５】
像担持体を有する少なくとも１つの画像形成手段によって色の異なる画像を形成し、前記画像形成手段によって形成された色の異なる画像を、移動体上に直接的または間接的に転写して画像形成を行なう画像形成装置において、
請求項７ないし１４のいずれか１項に記載の光書き込み装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１６】
各色の色ずれを検出するための複数のパターンを前記移動体上に形成し、形成されたパターンに基づいて色ずれ量を検出する色ずれ量検出手段をさらに備え、
前記調整手段は、前記色ずれ量検出手段によって検出された色ずれ量に基づいて調整し、色ずれを補正することを特徴とする請求項１５記載の画像形成装置。
【請求項１７】
前記像担持体の回転位相を検出するために設けられた基準位置マークと、
前記前記基準位置マークを検出する検出手段と、
前記基準位置マークの検出位置に基づいて前記移動体上の各色の色ずれ量を検出し、前記各色に対応する色ずれ補正値を算出する演算手段と、
を備え、検出された基準位置マークと算出された複数の色ずれ補正値とに基づいて前記調整手段により各色に対応する像担持体上への光ビーム照射位置を画像形成中に調整して色ずれを補正することを特徴とする請求項１５記載の画像形成装置。
【請求項１８】
前記移動体上の回転位相を検出するために設けられた基準位置マークと、
前記基準位置マークを検出する検出手段と、
前記基準位置マークの検出位置に基づいて前記移動体上の各色の色ずれ量を検出し、前記各色に対応する色ずれ補正値を算出する演算手段と、
を備え、検出された基準位置マークと算出された複数の色ずれ補正値とに基づいて前記調整手段により各色に対応する像担持体上への光ビーム照射位置を画像形成中に調整して色ずれを補正することを特徴とする請求項１５記載の画像形成装置。
【請求項１９】
前記調整手段は、像担持体の基準位置マークと算出された複数の色ずれ補正値に基づいて、各像担持体上に光ビームを照射するタイミングを制御する書き込みタイミング制御回路と、光ビームの照射位置を制御するビーム位置制御回路とを備えていることを特徴とする請求項１７または１８記載の画像形成装置。
【請求項２０】
前記書き込みタイミング制御回路には位置ずれ量をドットピッチで割った商が入力され、
前記書き込み対ミグ制御回路では前記商に基づいてレーザ発光素子を変調し、
前記ビーム位置制御回路には位置ずれ量をドットピッチで割った余が入力され、
前記ビーム位置制御回路では前記余りに基づいて光学ハウジングを移動させることを特徴とする請求項１９記載の色ずれ補正方法。
【請求項２１】
前記複数の色ずれ補正値を格納するメモリと、
格納された複数の色ずれ補正値を読み出す読み出し手段と、
を備えていることを特徴とする請求項１７または１８記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数色の画像形成時における色ずれを補正する色ずれ補正方法、光書き込み装置及び画像形成装置に係り、特に、タンデム型のカラー複写機やカラープリンタのように、複数の画像形成手段を備えた多重画像形成装置、あるいは少なくとも１つの画像形成手段によって順次形成される色の異なる複数の画像を、転写ベルトや転写ベルト上の用紙、あるいは中間転写体上に転写してカラー画像を形成する際の色ずれを抑える色ずれ補正方法、光書き込み装置及び画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、オフィス等において処理されるドキュメントは急速にカラー化が進み、これらのドキュメントを扱う複写機・プリンタ・ファクシミリ等の画像形成装置も急速にカラー化されてきている。そして、現在これらのカラー機器は、オフィス等における事務処理の高品位化および迅速化に伴って、高画質化および高速化される傾向にある。かかる要求に応え得るカラー機器としては、例えば、黒（Ｋ）・イエロー（Ｙ）・マゼンタ（Ｍ）・シアン（Ｃ）の各色毎に各々の画像形成ユニットを持ついわゆるタンデム型のカラー画像形成装置が種々提案され、製品化されてきている。タンデム型のカラー画像形成装置とは、搬送される転写材または中間転写体上に各画像形成ユニットで形成された異なる色の画像を直接的あるいは間接的に多重転写し、カラー画像の形成を行なうものである。
【０００３】
ところで、このように構成されるタンデム型のカラー画像形成装置は、複数個の画像形成ユニットを用いて１つの画像を形成する方式であるため、かなり高速にカラー画像を形成することが可能である。しかし、画像形成の高速化を図ると、各色の画像形成ユニットで形成される画像の位置合わせ具合、即ちカラーのレジストレーション（以下、「レジ」という）を高精度に合わせることができないため、高画質化および高速化を両立させることは極めて困難であった。これは、カラー画像形成装置の各画像形成ユニット自身の位置や大きさ、更には画像形成ユニット内の部品の位置や大きさが微妙に変化することに起因する。そこで、色ずれ検出用パターンを転写部材等に形成し、読取センサによってこのパターンを検出して、色ずれ量を測定し、画像書き込みタイミングを調整して色ずれを低減する装置が特開２０００−３１２１として既に提案されている。
【０００４】
この補正方式は、カラー画像形成装置の機内温度の変化や当該装置に外力が加わることにより、各画像形成ユニット自身の位置や大きさ、更には画像形成ユニット内の部品の位置や大きさが微妙に変化することに起因する大きさと向きが一定のカラーレジずれ（以下、「ＤＣカラーレジずれ」という。）を検出し、これを補正するものである。
【０００５】
しかし、これらの装置で、各色毎の書き込み手段に、ポリゴンミラーの光偏向器を各々用いた場合は、通常１走査単位で補正することになる。すなわち、６００ｄｐｉの画像では約４２μｍ単位で補正するため、厳密にはこの分の補正誤差が含まれていることとなる。これを解消するためには、各色毎の画像先端書き始め前にそれぞれの光偏向器について回転位相を制御しながら調整する必要がある。このように、光偏向器の回転位相を調整するためには、一時的に加減速を行ないながら光偏向器の回転を調節しなければならないが、光偏向器は高速に回転していることからその位相調整に時間がかかると共に技術的に困難であるため、非常にコストもかかってしまうのが現実である。また、低コストとするため、１つの偏向器のみで各色のレーザビームを偏向する画像形成装置においては、各色の書き込み位相は必ず同一となるため、各色の位置ずれを書き込みタイミングでのみ補正する場合には、理論上１偏向走査分の位置ずれは補正できないことになる。
【０００６】
一方、カラーレジずれには、前記ＤＣ成分の他に感光体やベルトドライブロール等の主として回転体が変動要因となる大きさや向きが周期的に変動するカラーレジずれ（以下、「ＡＣカラーレジずれ」という。）も含まれている。このＡＣカラーレジずれについて、特開２０００−１９９９８８では、転写ベルト体の場合、ＡＣカラーレジずれがベルトの厚みや駆動ローラ等の経時的変化（磨耗）に対して生じることについて述べている。
【０００７】
また、ＡＣカラーレジずれに対応するために、従来のカラー画像形成装置では、感光体ドラムの回転速度変動を、感光体ドラム等の回転軸に取付けられたエンコーダを用いて検出し、このエンコーダによって検出された感光体ドラム等の回転変動を駆動モータにフィードフォワードやフィードバックして、感光体ドラムの回転変動を低減するように構成しているのが現状である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このようにエンコーダーからの検知情報に基づいて感光体ドラム等の回転変動を低減する制御を行ったとしても、感光体ドラム自身、またはその取付けに起因する感光体ドラム表面の偏心や、特有の構成においては一部感光体ドラム回転軸のクリアランス誤差による偏心が存在するため、これらに起因して発生するＡＣカラーレジずれによる画質劣化を招くという問題点があった。
【０００９】
特開平９ー１４６３２９号公報には、かかる問題点を解決するため、感光体ドラムやベルトドライブロール等の回転体の少なくとも１つの回転位相を個別に調整することができるように構成し、上述した要因で発生するＡＣカラーレジずれによる画質劣化を抑制するようにした発明が提案されている。この提案では、ＡＣカラーレジずれの解消方法として、感光体ドラムや転写ベルト等の速度制御を行なうようにしているが、非常に精密な制御及び高精度な部品が必要となるためコストの上昇が免れないのが実状である。
【００１０】
また、この方式を用いても、各感光体ドラムの回転角速度変動の振幅が同じ場合の時に、感光体ドラムの回転角速度変動に起因する色ずれ量が解消するにすきない。しかし、実際には、変動の振幅が同じであるとは限らないので、厳密には色ずれは解消していないと考えられる。さらに、各感光体の回転位相を合わせるため、各感光体駆動を独立した駆動源にしており、コストが上昇してしまう不具合もある。
【００１１】
さらに、ＡＣカラーレジずれをベルトの厚み偏差があった場合に拡張した場合について検討する。例えばベルトの駆動ローラの直径をＤ（ｍｍ）、ベルトの厚さをＴ（ｍｍ）、画像形成速度をＶ（ｍｍ／秒）とすると、ベルト中立面の直径（ピッチ円の直径）は
Ｄ＋Ｔ（ｍｍ）
で、各画像形成ユニットのなす距離は、Ｎを整数とすると、上述したことから、
Ｎ×π×（Ｄ＋Ｔ）
であるから、装置を最も小型にする場合、各画像形成ユニットのなす距離は、
π×（Ｄ＋Ｔ）（ｍｍ）
となる。
ベルトの厚さ偏差をΔＴとすると、画像形成速度の変動量は、
（ΔＴ）／（Ｔ＋Ｄ）×Ｖ（ｍｍ／秒）・・・（１）
である。
【００１２】
通常、４つの画像形成部でフルカラー画像を形成するから、最も離れた画像形成部間の距離は、
３×π×（Ｔ＋Ｄ）（ｍｍ）
で、本来の画像形成速度であれば、通過に、
３×π×（Ｔ＋Ｄ）／Ｖ（秒）・・・（２）
の時間を要する。
したがって、ベルト、ローラ摩耗時に生じる画像の位置ずれ量は、最も離れた画像形成ユニット間で、（１）式と（２）式を掛け合わせて、
３×π×（ΔＴ）・・・（３）
となる。
【００１３】
すなわち、ベルト厚さ偏差が１０μｍ存在した場合であっても、色ずれ量は、（３）式から約９４μｍに達し、解像度が６００ｄｐｉの場合の２画素分を上回るずれがベルト１周期ごとに繰り返し発生するＡＣカラーレジずれとなることがわかる。
【００１４】
このようなＡＣカラーレジずれの解消方法としては、前述のように転写ベルト等の速度制御を行えばよいが、非常に精密な制御及び高精度な部品が必要となるためコストの上昇は免れない。
【００１５】
本発明はこのような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、副走査方向の色ずれをより高精度に補正することができる色ずれ補正方法及び光書き込み装置を提供することにある。
【００１６】
また、他の目的は、動的原因である像担持体や中間転写体の速度変動に対して、駆動モータ回転制御手段やエンコーダを使用することなく低コストで高精度の色ずれ補正が可能な色ずれ補正方法及び光書き込み装置を提供することにある。
【００１７】
さらに他の目的は、色ずれを高精度で補正することにより高品位の画像形成が可能な画像形成装置を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、第１の手段は、光書き込み手段よって像担持体に書き込まれた潜像を顕像化し、顕像化された色の異なる画像を、移動体上に直接的または間接的に転写して画像形成を行なう際に、前記画像の位置ずれによる色ずれを補正する色ずれ補正方法において、前記光書き込み手段によって光ビームを照射して潜像を形成している間に前記書き込み手段から出射される光ビームの照射位置の副走査方向の位置調整を行い、各色間の色ずれを補正することを特徴とする。第１の手段では、書き込み手段から照射される光ビームの照射位置の副走査方向の位置調整を潜像を形成する期間に行い、各色間の色ずれを補正するので、大きさや向きが周期的に変動する色ずれを解消することができる。
【００１９】
第２の手段は、第１の手段において、前記光ビームの照射位置の副走査方向の位置調整は、調整開始前に像担持体に書き込まれ、顕像化された色ずれを検出するためのパターンを読み取った結果に基づいて行われることを特徴とする。第２の手段では、実際に像担持体上に書き込まれ、顕像化されたパターンに基づいて光ビームの照射位置の副走査方向の位置調整を行うので、高精度の位置調整が可能となる。
【００２０】
第３の手段は、第２の手段において、前記パターンを書き込むタイミングが像担持体に設けた基準点の検出タイミングに基づいて設定されていることを特徴とする。第３の手段では、像担持体の回転速度変動が要因となる大きさや向きが周期的に変動する色ずれを解消することができる。
【００２１】
第４の手段は、第２の手段において、前記パターンを書き込むタイミングが中間転写体に設けた基準点の検出タイミングに基づいて設定されていることを特徴とする。第４の手段では、中間転写体の速度変動が要因となる大きさや向きが周期的に変動する色ずれを解消することができる。
【００２２】
第５の手段は、第１の手段において、前記副走査方向の調整が、光書き込み手段の書き込みタイミングを補正する工程と、光ビームのビーム位置を補正する工程とを含み、両工程が並行して行われることを特徴とする。第５の手段では、光書き込み手段の書き込みタイミングを補正する工程と、光ビームのビーム位置を補正する工程とを並行して行うので、迅速に色ずれを補正することができる。
【００２３】
第６の手段は、第５の手段において、前記書き込みタイミングを補正する工程は位置ずれ量をドットピッチで割った商に対応する部分を補正し、前記ビーム位置を補正する工程は位置ずれ量をドットピッチで割った余りに対応する部分を補正することを特徴とする。第６の手段では、大きな位置ずれは書き込みタイミングを補正する工程で、小さな位置ずれはビーム位置を補正する工程でそれぞれ行われ、大きな位置ずれと小さな位置ずれの補正が独立しているので、高精度で色ずれを補正することができる。
【００２４】
第７の手段は、入力された画像情報に基づいて像担持体に光ビームを照射する複数の光書き込み手段を有し、複数色の画像形成のための光書き込みを行う光書き込み装置において、前記像担持体に光書き込みを行い、潜像を形成している間に、前記光書き込み手段から照射される前記像担持体上の光ビームの照射位置が各色の画像を重畳した時に一致するように副走査方向に調整する調整手段を備えていることを特徴とする。第７の手段では、書き込み手段から照射される光ビームの照射位置の副走査方向の位置調整を潜像を形成する期間に行い、像担持体上の光ビームの照射位置が各色の重畳時に一致するように副走査方向に調整するので、大きさや向きが周期的に変動する色ずれを解消することができる。
【００２５】
第８の手段は、第７の手段において、前記光書き込み手段が、レーザ発光素子とカップリング光学系を含み、前記調整手段が、前記レーザ発光素子と前記カップリング光学系を一体的に保持する保持部材と、前記保持部材を副走査方向に移動させる駆動機構とからなることを特徴とする。第８の手段では、レーザ発光素子とカップリング光学系を一体的に保持する保持部材を副走査方向に移動させることにことにより、レーザ発光素子とカップリング光学系の相対的な位置を保持した状態で副走査方向の光ビームの書き込み位置を変位させることができるので、簡単な構造で色ずれの補正が可能になる。
【００２６】
第９の手段は、第８の手段において、前記保持部材が光偏向器及び像担持体に光ビームを照射させる他の光学素子を保持する光学ハウジングに、前記光ビームの光軸に対して偏心した状態で支軸に回転可能に支持されていることを特徴とする。第９の手段では、支軸に関して回転させることによって簡単な構造で光ビームの照射位置を変位させることができ、これによって精度の高い色ずれの補正が可能になる。
【００２７】
第１０の手段は、第９の手段において、前記駆動機構が、前記保持部材を前記支軸を中心として回転駆動することを特徴とする。第１０の手段では、駆動機構により保持部材を回転駆動するだけで、正確に光ビームの照射位置を変位させることができ、これにより精度の高い色ずれの補正が可能になる。
【００２８】
第１１の手段は、第９の手段において、前記光ビームの光軸と保持部材の回転中心軸が、前記光偏向器の光ビーム偏向位置で略一致するように前記両軸の偏心状態が設定されていることを特徴とする。第１１の手段では、光偏向器の光ビーム偏向位置で保持部材の回転中心軸と光ビームの光軸を略一致させているので、保持部材を回転させた場合でも、光学特性が変化することがない。また、像担持体の光ビーム照射位置が主走査方向に大きく移動することがないので、主走査方向の色ずれも生じることがなく、これにより高品質の画像を得るための光書き込みが可能となる。
【００２９】
第１２の手段は、第８の手段において、前記保持部材が光偏向器及び像担持体に光ビームを照射させる他の光学素子を保持する光学ハウジングに像担持体の副走査方向に対して平行なガイド部材を設け、前記保持部材を前記ガイド部材に沿って移動可能に支持されていることを特徴とする。第１２の手段では、保持部材をガイド部材に沿って移動させることによって簡単な構造で光ビームの照射位置を変位させることができ、これによって精度の高い色ずれの補正が可能になる。
【００３０】
第１３の手段は、第１２の手段において、前記駆動機構が、前記保持部材を前記ガイド部材に沿って平行移動させることを特徴とする。第１３の手段では、駆動機構により保持部材を平行移動させるだけで、正確に光ビームの照射位置を変位させることができ、これにより精度の高い色ずれの補正が可能になる。
【００３１】
第１４の手段は、第１２の手段において、移動したときの前記光ビームの光軸が前記光偏向器の光ビーム偏向位置で略一致するように前記ガイド部材の曲率が設定されていることを特徴とする。第１４の手段では、移動したときの光ビームの光軸が光偏向器の光ビーム偏向位置で略一致するようにガイド部材の曲率を設定したので、保持部材を移動させた場合でも、光学特性が変化することがない。また、像担持体の光ビーム照射位置が主走査方向に移動することがないので、主走査方向の色ずれも生じることがなく、これにより高品質の画像を得るための光書き込みが可能となる。
【００３２】
第１５の手段は、像担持体を有する少なくとも１つの画像形成手段によって色の異なる画像を形成し、前記画像形成手段によって形成された色の異なる画像を、移動体上に直接的または間接的に転写して画像形成を行なう画像形成装置において、第７ないし第１４の手段のいずれかの光書き込み装置を備えていることを特徴とする。第１５の手段では、大きさや向きが周期的に変動する色ずれが生じないような光書き込みが行えるので、高品質の画像を得ることができる。
【００３３】
第１６の手段は、第１５の手段において、各色の色ずれを検出するための複数のパターンを前記移動体上に形成し、形成されたパターンに基づいて色ずれ量を検出する色ずれ量検出手段をさらに備え、前記調整手段は、前記色ずれ量検出手段によって検出された色ずれ量に基づいて調整し、色ずれを補正することを特徴とする。第１６の手段では、顕像化されたパターンに基づいて光ビームの照射位置の副走査方向の位置調整を行うので、高精度の位置調整が可能となり、高品質の画像を得ることができる。
【００３４】
第１７の手段は、第１５の手段において、前記像担持体の回転位相を検出するために設けられた基準位置マークと、前記前記基準位置マークを検出する検出手段と、前記基準位置マークの検出位置に基づいて前記移動体上の各色の色ずれ量を検出し、前記各色に対応する色ずれ補正値を算出する演算手段とを備え、検出された基準位置マークと算出された複数の色ずれ補正値とに基づいて前記調整手段により各色に対応する像担持体上への光ビーム照射位置を画像形成中に調整して色ずれを補正することを特徴とする。第１７の手段では、像担持体の回転速度変動による色ずれに対し、潜像形成中に書き込み手段から出射されるビーム光の照射位置を副走査方向に調整するので、像担持体の回転速度変動が要因となる、大きさや向きが周期的に変動する色ずれが解消され、高品質の画像を得ることができる。
【００３５】
第１８の手段は、第１５の手段において、前記移動体上の回転位相を検出するために設けられた基準位置マークと、前記基準位置マークを検出する検出手段と、前記基準位置マークの検出位置に基づいて前記移動体上の各色の色ずれ量を検出し、前記各色に対応する色ずれ補正値を算出する演算手段とを備え、検出された基準位置マークと算出された複数の色ずれ補正値とに基づいて前記調整手段により各色に対応する像担持体上への光ビーム照射位置を画像形成中に調整して色ずれを補正することを特徴とする。第１８の手段では、色ずれ量をパターン画像から正確に検出し、画像形成時には像担持体の基準位置マークを検出し、色ずれの計測を行った同一の位相から画像を形成し、算出された色ずれ補正値に基づいて各像担持体上の光ビーム照射位置を潜像形成中に調整するので、正確かつ迅速に色ずれ補正を行うことができる。
【００３６】
第１９の手段は、第１７または第１８の手段において、前記調整手段は、像担持体の基準位置マークと算出された複数の色ずれ補正値に基づいて、各像担持体上に光ビームを照射するタイミングを制御する書き込みタイミング制御回路と、光ビームの照射位置を制御するビーム位置制御回路とを備えていることを特徴とする。第１９の手段では、色ずれ補正値に基づいてタイミング制御回路によって各像担持体上に光ビームを照射するタイミングを制御するという動作と、ビーム位置制御回路によって光ビームの照射位置を制御するという動作をそれぞれ独立に並行して行うので、迅速な補正制御が可能になる。
【００３７】
第２０の手段は、第１９の手段において、前記書き込みタイミング制御回路には位置ずれ量をドットピッチで割った商が入力され、前記商に基づいてレーザ発光素子を変調し、前記ビーム位置制御回路には位置ずれ量をドットピッチで割った余が入力され、前記余りに基づいて光学ハウジングを移動させることを特徴とする。第２０の手段では、商に対応する大きな位置ずれ量はタイミング制御によって補正され、余りに対応する小さな位置ずれ量はビーム位置制御によって補正されるので、大きな位置ずれと小さな位置ずれが異なる制御方式によって補正され、迅速かつ正確な補正が可能になる。
【００３８】
第２１の手段は、第１７または第１８の手段において、前記複数の色ずれ補正値を格納するメモリと、格納された複数の色ずれ補正値を読み出す読み出し手段とを備えていることを特徴とする。第２１の手段では、色ずれ補正値をメモリから読み出して補正するので、色ずれ補正を繰り返し行なうことができる。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。
なお、以下の実施形態において、同等な各部には同一の参照符号を付し、重複する説明は適宜省略する。
【００４０】
１．第１の実施形態
１．１　装置の概略構成
図１は本実施形態に係る画像形成装置としてのカラーレーザプリンタの概略を示す構成図、図２は光書き込み（露光）装置の平面図、図３および図４は光書き込み（露光）装置の概略を示す断面図である。
【００４１】
図１において、画像形成装置としてのカラーレーザプリンタ１は電子写真方式の画像形成プロセスを採用したもので、作像装置２、給紙カセットを含む給紙装置３及び定着装置４から基本的に構成されている。作像装置２は、感光体ドラム１０、露光ユニット６、転写ユニット５などを含み、複数の感光体ドラム１０（１０Ｙ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｋ）には、回転方向の順に帯電ユニット８（８Ｙ，８Ｃ，８Ｍ，８Ｋ）、露光ユニット６（６Ｙ，６Ｃ，６Ｍ，６Ｋ）、現像ユニット９（９Ｙ，９Ｃ，９Ｍ，９Ｋ）、転写ユニット５（５Ｙ，５Ｃ，５Ｍ，５Ｋ）、クリーニングユニット７（７Ｙ，７Ｃ，７Ｍ，７Ｋ）がそれぞれ配設されている。以下、総括的には前記符号のみを付して説明し、各色毎の要素について触れる必要がある場合には前記符号にＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋを添えて説明する。
【００４２】
帯電ユニット８は、ローラ状に形成された導電性ローラからなり、このローラに帯電バイアス電圧を電源装置から供給し、感光体ドラム１０表面の感光体層を一様に帯電させる。露光ユニット６は、画像データに基づいて点灯／消灯するレーザ光（以下、レーザビームＬ（ＬＹ，ＬＣ，ＬＭ，ＬＫ）と称す）を感光体ドラム１０表面に照射し、感光体ドラム１０上に静電潜像を形成する。現像ユニット９は、現像ローラと現像材収容部等で構成され、感光体ドラム１０上の静電潜像を顕像化する。カラー画像形成装置においては、このカラーレーザプリンタのようにカラー画像形成のためのイエローＹ・シアンＣ・マゼンタＭの３色とブラックＫの４つの現像手段を持つものことが多い。本実施形態では、図１に示すようにおいては、図の左から（後述の中間転写ベルトの回転方向上流側から）イエローＹ・シアンＣ・マゼンタＭ・ブラックＫの４つの作像ユニットが配設されている。ただし、ブラックを除くイエローＹ・シアンＣ・マゼンタＭの３色でもフルカラーの画像形成は可能なので、ブラックＫを省いて画像形成装置を構成することもできる。
【００４３】
転写ユニット５は、感光体ドラム１０上でトナーにより顕像化された画像を感光体ドラム１０から中間転写体としての中間転写ベルト１１に転写ローラ１２によって転写する。中間転写ベルト１１は、後述の図９にも示すように駆動ローラ３４と従動ローラ３６と加圧ローラ３５間に掛け渡されており、駆動ローラ３４が図の矢印Ａの方向に回転するのに伴い、図のＢ方向に移動する。各感光体ドラム１０上に形成されたトナー画像は、中間転写ベルト１１と接触し、中間転写ベルト１１の裏面に配設された転写ローラ１２（１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｋ）に所定のバイアス電圧を印加することにより、中間転写ベルト１１上に転写される。このような転写を一般に１次転写と称し、このような転写ユニット５は１次転写ユニットとも称される。クリーニングユニット７は、中間転写ベルト１１に転写後に感光体ドラム１０上に残留した現像材を次の作像動作の前に除去する。
【００４４】
このようなカラー画像形成装置の転写方式には、大別して次の２つのものがある。１つは、中間転写ベルト１１に複数の感光体ドラム１０Ｙ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｋのそれぞれで形成された画像を重ね合わせた後、転写材に転写（これを２次転写という。）する方式のいわゆる中間転写方式のもの。他の１つは、感光体ドラム１０Ｙ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｋに形成された画像を転写材に直接転写して転写材上で重ね合わせるいわゆる直接転写方式のものである。図１に示したカラーレーザプリンタ１は前者の方式のものである。
【００４５】
本実施形態に示した中間転写方式では、中間転写ベルト１１上に重ね合わされた画像は、転写手段（２次転写手段という）としての転写ローラ１３によって、転写材に一括して転写される。転写材は紙等の記録材（以下、転写紙とも称する）であることが多く、前述の給紙装置３の給紙カセット３ａに収容されている。転写紙は、ピックアップローラ３ｂにより１枚ずつ分離されて搬送される。ピックアップローラ３ｂにより１枚ずつ分離され、搬送されてきた転写紙は、給紙ローラ３ｃにより前記２次転写手段としての転写ローラ１３に搬送され、そこで中間転写ベルト１１上で重畳されたフルカラーのトナー画像が転写紙に転写される。その後、画像を定着させるために、転写紙は定着装置４に搬送され、定着装置４で加熱・加圧され、画像が定着される。さらに搬送ローラ３ｄを経て、排紙ローラ３ｅから装置外部に排出される。
【００４６】
なお、直接転写の場合には記録紙が、間接転写の場合には中間転写体（中間転写ベルト１１）が移動体を構成する。
【００４７】
１．２　露光ユニット（光書き込み装置）
図２に露光ユニット６の内部構造の詳細を示す。図２から分かるように、基本的な露光ユニット６の構成は、レーザビームＬを発振するレーザ光源（ユニット）６１と、画像信号に基づいて変調されたレーザビームＬを偏向走査する偏向走査手段としてのポリゴンミラー６２と、偏向走査したレーザビームＬを感光体ドラム１０上で所望の大きさに結像させる結像光学系６３と、レーザビームＬの走査開始タイミングを検知する同期検知手段としての同期検知部６４とからなる。ポリゴンミラー６２はポリゴンモータ６２ａによって高速で回転駆動される。本実施形態では、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの４つの感光体１０にレーザビームＬを照射するために４つのレーザ光源６１Ｙ，６１Ｍ，６１Ｃ，６１Ｋを搭載し、２つずつの光源６１Ｙ，６１Ｃ及び６１Ｍ，６１Ｋに分けてポリゴンミラー６２の両側から入射させる所謂対向走査方式を採用している。
【００４８】
本実施形態では、発光源には半導体レーザ（ＬＤ）６１ａを用い、この半導体レーザ６１ａと、半導体レーザ６１ａから射出された発散光を略平行化するコリメートレンズ６１ｂと、半導体レーザ駆動回路基板６１ｃと、これらを保持する保持部材（ベース）６１ｄとからレーザ光源ユニット（ＬＤユニット）６１が構成されている。ＬＤユニット６１から射出されたレーザビームＬは、ＬＤユニット６１からポリゴンミラー６２に至る光路の概略を示す図６から分かるように、アパーチャ６５及びシリンダレンズ６６を通って、ポリゴンミラー６２に至っている。ポリゴンミラー６２に片側から２つのレーザビームＬＹ，ＬＣ及びＬＭ，ＬＫを独立に入射させるために、図２に示すように一方の光路にミラー６７ａ，６７ｂが配置されている。
【００４９】
なお、ポリゴンミラー６２の回転数が３０，０００ｒｐｍを超える程度に速い場合は、騒音対策等のためにポリゴンミラー６２の手前に防音ガラスを用いる場合が多い。図では、ポリゴンミラー６２の両側に防音ガラス６８が配設された構成になっている。
【００５０】
ポリゴンミラー６２で偏向走査されたレーザビームＬは、再び防音ガラス６８を経て、結像レンズ６３に入射する。その後、感光体ドラム１０へ導かれるレーザビームＬはミラー６９を経由して、感光体ドラム１０へ至る。感光体ドラム１０表面に対する照射角度は、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ各色のそれぞれでほぼ同一となるように設定してある。一方、書き込み開始のタイミングを決定するための同期検知は、前記結像レンズ６３を通ったレーザビームＬを同期検知用ミラー６４ａで折り返し、同期検知部６４に至るようにしている。同期検知部６４は、結像レンズ６４ｂと光電素子を持つ電気回路基板６４ｃと、それらを保持する保持部材６４ｄとから成っている。
【００５１】
同期検知の本来の意味は、走査光のタイミングを取ることであるので、通常走査に先立って設置されていればよいが、この実施形態では、１走査の速度（あるいは時間）の変動を検知するために、走査後端にも検知手段を設置している。図２には、この走査前後で同期を取る構成を示している。この例では、上下２段の走査光を１つの同期検知部６４で検知する。
【００５２】
１つの光偏向装置から複数の感光体ドラム１０Ｙ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｋの全てにレーザ光を発する構成の例を図３及び図４に示した。両者の違いは、ポリゴンミラー６２が、１つで構成されているか２つで構成されているかという点である。両者それぞれに長短があり、どちらを採用しても差し支えない。また、図に示していないが、複数の感光体それぞれに個別の露光手段を配設することもできる。例えば、４つの感光体に対して、４つの露光手段をそれぞれ配置して光り書き込みを行うように構成することもできる。なお、図３及び図４では、露光ユニット６から感光体ドラム１０への射出口に、露光手段への塵埃の侵入等を防ぐために防塵ガラス６０Ｙ，６０Ｃ，６０Ｍ，６０Ｋが設けられている。
【００５３】
１．３　ビーム照射位置調整機構
レーザビーム照射位置を副走査方向に変位させる方法としては、図５に示すように半導体レーザ６１ａとコリメートレンズ（カップリング光学系）６１ｂを保持する保持部材６１ｄからなるＬＤユニット６１を副走査方向に変位させて、感光体ドラム１０の感光体面１０ａ上のレーザ照射位置を移動させる方法がある。図５（ａ）に示した例はＬＤユニット６１を平行に（図では上方向）移動させた例、図５（ｂ）に示した例はＬＤユニット６１を平行を移動させ、さらに、照射位置がポリゴンミラー６２のミラー面６２ｂで一致するように角度調整を行った例である。
【００５４】
他の方法としては、光書き込み装置内の折返しミラー６９を変位させてビーム照射位置を変位させる方法があるが、微小な角度変化で照射位置が大きく動くために、現実的には精度的に問題があり実用的ではない。その他には、ポリゴンミラー６２のレーザビームＬの入射上流側に板ガラス状の物をレーザビームＬに対して傾けて挿入し、その角度を変化させることによって副走査方向にビーム位置を移動させることができる。しかし、部品が増えることと、板ガラスの面精度によっては、ビーム結像性能に悪影響を及ぼす危険性があるが、いずれの方法を採用するにしてもレーザビームＬのビーム位置を正確に制御できれば良い。これらの例については後述する。
【００５５】
このようなことから本実施形態では、保持部材６１の位置調整装置を図７に示すように構成した。図７は本実施形態に係る位置調整装置の正面図であり、図７のＬＤユニット６１をレーザビームＬの出射側から見たものである。すなわち、発光源としての半導体レーザ（ＬＤ）６１ａを用い、この半導体レーザ６１ａと、半導体レーザ６１ａから射出された発散光を略平行化するコリメートレンズ６１ｂと、半導体レーザ駆動回路基板６１ｃと、これらを保持する保持部材（ベース）６１ｄとからレーザ光源ユニット（ＬＤユニット）６１が構成されている。保持部材６１ｄの主走査方向に対応する方向には腕部６１ｅが延出し、この腕部６１ｅの図において下方にはステッピングモータからなるビーム位置移動モータ７０と、このビーム位置移動モータ７０によって駆動されるリードスクリュ７１が配設され、ビーム位置移動モータ７０の回転角（ステップ数）に応じてリードスクリュ７１の進出後退量が制御される。リードスクリュ７１はビーム位置移動モータ７０の回転軸と同軸に一体的に回転するように設けられるとともに、腕部６１ｅに設けられたねじ部６１ｉに螺合し、リードスクリュ７１の回転動作を腕部６１ｅの進出後退動作（ここでは回転動作）に変換している。
【００５６】
図７に示すように保持部材６１はコリメートレンズ６１配設位置近傍の回転中心軸６１ｆを中心に回転可能に支持され、前記腕部６１ｅの位置に応じてコリメートレンズ６１から出射されるレーザビームＬの光軸６１ｇの位置が移動する。したがって、前記ビーム位置移動モータ７０の回転に応じて前記光軸６１ｇによって規定されるレーザビームＬの感光体面１０ａ上のビーム位置をミクロン単位で正確に移動させることができる。図８は、このときの感光体面１０ａ上のビーム位置を示す説明図で、前記保持部材６１ｄの回転中心６１ｆを中心とする回転により感光体面１０ａ上では、回転中心１０ｂを中心として回転し、副走査方向に移動する。
【００５７】
なお、図８では、ＬＤ６１ａから出射されるレーザビームＬによる感光体面１０ａ上におけるビーム照射位置（ビームスポット位置）が、そのレーザビームＬの光軸６１ｇを変位させる際の回転中心６１ｆから主走査方向に最も離れた位置となるビーム照射位置をハッチングにより示している。また、その上下に破線でそれぞれ示したビーム照射位置は、前記回転中心６１ｆを中心にして光軸６１ｇを変位させた場合に副走査方向にそれぞれ変位した後の各ビーム照射位置を示している。なお、ビーム照射位置の補正値が０である場合のＬＤ６１ｂの位置が、そこから出射したレーザビームＬにより形成される図８に示すハッチングを施したビーム照射位置になるようにするとよい。
【００５８】
すなわち、この実施形態では、レーザビームＬのビーム位置をミクロン単位で正確に副走査方向に移動させるため、レーザ発光素子（ＬＤ６１ａ）とカップリング光学系（コリメートレンズ６３）を保持する保持部材６１からなるＬＤユニット６１がポリゴンミラー６２及び感光体ドラム１０にレーザビームＬを照射させる他の光学素子を保持する光学ハウジングに回転自在に取り付けられると共に、ＬＤユニット６１の回転中心軸６１ｆとレーザビームＬの光軸６１ｇは主に主走査方向に所定の間隔（ずれ）Ｇを設けている。そして、ポリゴンミラー６２のミラー面６２ｂのレーザ光偏向位置でＬＤユニット６１の回転中心軸６１ｆとレーザ光軸６１ｇを略一致させ、前記光学ハウジングに固定したレーザビームＬの形状を成形するアパーチャ６５に対してＬＤユニット６１を回転させる構成としている。この構成とすることより、前記ＬＤユニット６１を回転させた場合でも、アパーチャ６５以降を通過する光束は大きく変化することがないので、感光体面１０ａ上では数μｍ単位で制御することができる。
【００５９】
なお、一般的には、ＬＤユニット６１にビーム形状を整形するアパーチャ６５を取り付けることが多いが、ＬＤユニット６１にアパーチャ６５を取り付けてＬＤユニット６１を変位させると、感光体面１０ａ上のビーム位置が大きく副走査方向に移動してしまい、数μｍ単位の位置制御には向かない。すなわち、ビーム位置を大きく移動させて調整するような装置の場合にはアパーチャ６５をＬＤユニット１に取り付けた構成でもよいが、本実施形態のように数μｍ単位で調整する必要がある装置では、アパーチャ６５はＬＤユニット６１とは別体に設け留必要がある。
【００６０】
１．４　感光体ドラム及び中間転写ベルトの駆動機構
図９は図１における作像ユニット２の感光体ドラム１０Ｙ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｋと中間転写ベルト１１の回転駆動機構の概略を示す図である。前述のように中間転写ベルト１１は駆動ローラ３４、従動ローラ３６及び加圧ローラ３５間に張設され、ベルト駆動モータ３０によって駆動される。ベルト駆動モータ３０は、ベルト駆動モータ３０の駆動軸に同軸に取り付けられ、一体に回転するモータプーリ３１と、前記駆動ローラ３４と同軸に設けられ、一体に回転する駆動プーリ３３との間に張設されたタイミングベルト３３を介してベルト駆動ローラ３４を駆動し、ひいては中間転写ベルト１１を回転駆動する。
【００６１】
各色毎に設けられた感光体ドラム１０Ｙ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｋは、中間転写ベルト１１の転写面（表面）に接するとともに、感光体ドラム１０Ｙ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｋのそれぞれ同軸に設けられた感光体ギア２１Ｙ，２１Ｃ，２１Ｍ，２１Ｋを２個所に設けられた回転連結ギア（アイドラギア）２２ａ，２２ｂにより連結駆動することによって回転駆動される。ドラム駆動モータ１９の回転軸に同軸に取り付けられ、一体に回転する駆動モータギア２０が、シアン用の感光体ドラム１０Ｃとマゼンタ用の感光体ドラム１０Ｍのそれぞれの感光体ギア２１Ｃ，２１Ｍに噛合し、この回転駆動力が一方はシアン用の感光体ドラム１０Ｃの感光体ギア２１Ｃと回転連結ギア２２ａを介してイエロー用の感光体ドラム１０Ｙの感光体ギア２１Ｙに伝達され、他方はマゼンタ用の感光体ドラム１０Ｍの感光体ギア２１Ｍと回転連結ギア２２ｂを介してブラック用の感光体ドラム１０Ｋの感光体ギア２１Ｋに伝達される。これにより、１個のモータ１９で４個の感光体ドラム１０Ｙ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｋを同一方向に同期して駆動することができる。なお、各ギア２１Ｙ，２１Ｃ，２１Ｍ，２１Ｋの径と歯数、回転連結ギア２２ａ，２２ｂの径と歯数はそれぞれ同一に設定され、これにより、４個の感光体ドラム１０Ｙ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｋは同一の周速で駆動される。
【００６２】
なお、本実施形態では、ベルト駆動ローラ３４の中間転写ベルト１１の回転方向下流側に色ずれ検出センサ３８が設けられ、この位置で色ずれ（位置ずれ）を検出するようになっている。色ずれ検出センサ３８は、中間転写ベルト１１上に形成された色ずれ検出パターン（画像）ＰＮを検出することにより色ずれを検出する。さらに詳しくは、色ずれを補正する基になるデータを得るために、図１０（ａ）に示すような色ずれ検出パターン（画像）ＰＮを中間転写ベルト１１上に作成し、それを色ずれ検出センサ３８によって約５μｍ程度の分解能で検出して色ずれのデータを得る。色ずれ検出パターンＰＮは、副走査方向に所定間隔を空けた主走査方向に沿う一定長さのライン画像であり、前記各色毎の感光体ドラム１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋによって形成される。所定間隔というのは、感光体ドラム１０や中間転写ベルト１１の速度が設定値になっているとした場合に、算出される時間ｔ１，ｔ２，ｔ３（図１０（ｂ））によって与えられるものであり、実際にはそれらの間隔は、速度変動などにより変化するので、その変化量を検出して基準値との比較により色ずれ（レジストレーション）変動を検出する。なお、色ずれは書き込み位置の位置ずれによって生じるので、この実施形態では色ずれと位置ずれを特に断らない限り同義に使用している。
【００６３】
感光体ドラム１０の回転速度変動の発生原因となるものとして、駆動モータ１９の回転ムラ、駆動モータギヤ２０の累積ピッチ誤差及び偏心、感光体ギヤ２１の累積ピッチ誤差及び偏心、回転連結ギア２２ａ，２２ｂの累積ピッチ誤差及び偏心等により、感光体ドラム１０の回転速度変動が発生する。本実施形態では、ギヤ列で駆動機構を構成しているのでギアについて説明しているがプーリを使用した場合も同様である。このように各駆動要素により感光体ドラム１０の回転速度変動が発生して、周期的に変動するＡＣカラーレジずれが発生することとなる。
【００６４】
前述のように間接転写方式における中間転写ベルト１１もしくは直接転写方式における転写搬送ベルトの駆動は、モータプーリ３１とローラ駆動プーリ３３間に張設されたタイミングベルト３２によって伝達されるが、この場合においても、中間転写ベルト１１の速度変動要因として、ベルト駆動モータ３０の回転ムラ、駆動モータプーリ３１の偏心、ローラ駆動プーリ３３の偏心、ベルト駆動ローラ３３の偏心、ベルト厚さ偏差等があり、これらの影響によってＡＣカラーレジずれが発生する。
【００６５】
図１１は、色ずれ検出パターンＰＮを形成し、色ずれ検出センサ３８によってＡＣカラーレジずれを測定したグラフである。この図は、ブラックＫを基準としてシアン画像Ｃのずれ量を示したものである。このように実際は、中間転写ベルト１１トや感光体ドラム１０の速度変動による色ずれが発生すると共に、ＤＣカラーレジずれも重畳されていることもある。ここでは、一方向への２０μｍの色ずれがＤＣカラーレジずれに相当し、このずれ量に対してＡＣカラーレジずれが重畳している。
【００６６】
１．５　位置ずれ補正制御
図１２は、位置ずれ補正制御を行うための制御構成を示すブロック図である。制御回路は、レジストレーションコントローラ１００とシステムコントローラ２００とからなる。レジストレーションコントローラ１００は、色ずれ量算出回路１１０、色ずれ補正値演算回路１２０、センサ制御回路１３０、Ｙ，Ｍ，Ｃ各色用のカウンタＹ１４０Ｙ、カウンタＭ１４０Ｍ、カウンタＣ１４０Ｃとを含み、センサ制御回路１３０、カウンタＹ１４０Ｙ、カウンタＭ１４０Ｍ及びカウンタＣ１４０Ｃの出力は色ずれ量算出回路１１０に入力される。また、センサ制御回路１３０は、前述の色ずれ検出センサ３８を制御し、色ずれ検出センサ３８の各色毎の検出出力はそれぞれ色毎にカウンタＹ１４０Ｙ、カウンタＭ１４０Ｍ、カウンタＣ１４０Ｃに入力される。なお、色ずれ補正値演算回路１２０には色ずれ補正値を格納するためのメモリ１２１が設けられている。
【００６７】
システムコントローラ２００は、ビーム位置制御回路２１０、モータドライバ２２０、書き込みタイミング制御回路２３０及びＬＤ変調回路２４０を含む。ビーム位置制御回路２１０はモータドライバ２２０を介してＹ，Ｍ，Ｃ各色のＬＤユニット６１をビーム位置を移動させるビーム位置移動モータ７０Ｙ，７０Ｍ，７０Ｃを駆動し、書き込みタイミング制御回路２３０はＬＤ変調回路２４０を介して各色の書き込みを行うＬＤ６１ａＹ，６１ａＭ，６１ａＣ，６１ａＫを変調する。
【００６８】
１．５．１　色ずれ補正値作成
図１２に示すように色ずれを補正する際には、色ずれ補正値（レジずれ補正値）を求め、この補正値に基づいて補正する。そこで、図１０の色ずれ検出パターンＰＮを各感光体ドラム１０上に書き込んで顕像化し、中間転写ベルト１１上に転写した後、色ずれ検出センサ３８により、予め設定した色を基準に色ずれ量を測定する。本実施形態では、ブラックＫ基準でＫ１ｉ，Ｋ２ｉ，Ｋ３ｉを算出する。以下、図１３のフローチャートを参照し、レジストレーション補正値作成ルーチンについて説明する。
【００６９】
このルーチンでは、１回目の処理として（ステップＳ１０１）色ずれ検出パターンＰＮを感光体ドラム１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋに書き込み（ステップＳ１０２）、現像して中間転写ベルト１１上に転写する（ステップＳ１０３）。そして、色ずれ検出センサ３８によって色ずれ検知パターンＰＮを読み取る（ステップＳ１０４）。その際、図１２に示すように色ずれ検出センサ３８の出力間隔を色毎の各カウンタ１４０Ｙ，１４０Ｍ，１４０Ｃにより計数し、色ずれ算出回路１１０により図１０に示す時間ｔ１，ｔ２，ｔ３を求め、この時間から色ずれ量Ｋ１ｉ，Ｋ２ｉ，Ｋ３ｉを算出し（ステップＳ１０５）、さらに、色ずれ補正値（前記ＬＤユニット６１のビーム位置移動モータ７０のモータ回転ステップ数に変換した値）Ｄ１ｉ，Ｄ２ｉ，Ｄ３ｉを色ずれ補正値演算回路１１０により演算し（ステップＳ１０６）、基準色以外の補正値をメモリ１２１に格納する（ステップＳ１０７）。この補正値Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３を判定値Ａと比較し（ステップＳ１０８）、判定値Ａより大きい場合は（ステップＳ１０８−Ｎ）、この補正値Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３に基づいて、もう一度ビーム位置調整しながら、色ずれパターンを形成して（ステップＳ１０９→Ｓ１１０→Ｓ１０２）色ずれ補正値Ｄ１ｉ，Ｄ２ｉ，Ｄ３ｉを新たに算出して（ステップＳ１０３，Ｓ１０４，Ｓ１０５、Ｓ１０６）前回の補正値に下記のように加算していく。
補正値Ｄ１＝Ｄ１１＋Ｄ１２＋・・
補正値Ｄ２＝Ｄ２１＋Ｄ２２＋・・
補正値Ｄ３＝Ｄ３１＋Ｄ３２＋・・
そして、各Ｄｎｉ（ｎ，ｉ：正の整数）の値が判定値Ａ以下になった場合には（ステップＳ１０８−Ｙ）、色ずれ補正値作成動作を終了し、前記ステップＳ１０７で格納された色ずれ補正値Ｄｎがメモリ１２１に保存される。
【００７０】
１．５．２　画像形成時における色ずれの補正
図１４は画像形成時に色ずれを補正する補正処理の処理手順を示すフローチャートである。
【００７１】
前述のようにして色ずれ補正値Ｄｎを作成した後、この色ずれ補正Ｄｎを使用して色ずれを補正し、画像を形成する。すなわち、画像形成が開始されると、測定された色ずれ補正値Ｄｎをメモリ１２１から呼び出し（ステップＳ２０１）、画像先端の色ずれ補正値Ｄｎをタイミング制御補正値とビーム位置補正値に分解する（ステップＳ２０２）。このタイミング制御補正値とビーム位置補正値に分解するのは、図１２のブロック図から分かるようにシステムコントローラ２００のビーム位置制御回路２１０と書き込みタイミング制御回路２３０で処理するためである。この分解は、画像先端の色ずれ量を１ライン間隔に相当する値で割り、「商」とその「余り」にするもので、「商」は書き込みタイミング制御回路２３０に入力され、「余り」はビーム位置制御回路２１０に入力される。すなわち、「商」は書き込みタイミング補正で対応し、「余り」はビーム位置補正で対応する。この理由は、モータ７０でビーム位置を大きく移動させるためには時間がかかるが、タイミングを制御する場合には、瞬間的に大きな色ずれ量を補正することができるためである。
【００７２】
このようにして色ずれ補正値が演算されると、システムコントローラ２００でビーム位置補正制御と書き込みタイミング補正制御が実行され、これらの補正処理によって補正書き込み位置が補正された状態で書き込みが開始され、画像形成が行われる（ステップＳ２０３）。画像先端以降の色ずれ量は、急激に変化することなく滑らかに変化しているので、以後はビーム位置の補正により色ずれ補正を行って画像を形成する（ステップＳ２０３）。このように、画像先端の色ずれ補正値の分解ができ、感光体ドラム１０の基準位置を検出したときから、補正された画像位置での画像形成が可能になるので、前記時点以降、画像先端から色ずれ補正を行なって画像形成を実行する。
【００７３】
ビーム位置制御は前述の図１２に示すように、色ずれ量補正値Ｄｎに基づいて、ビーム位置制御回路２１０が補正のための変位量に相当する信号を図７に示すビーム位置移動モータ７０に出力してモータを回転駆動し、ＬＤユニット６１を回転中心６１ｆに関して回転させると、レーザビームＬの光軸６１ｇは図６に示したように変位し、図８に示したように、感光体面１０ａ上ではビーム照射位置が変位する。この実施形態では、ビーム移動モータ７０に１回転２０パルスのステッピングモータを用いて、ＬＤユニット６１の回転角と感光体面１０上のビーム照射位置を計測した結果、感光体面１０ａ上のビーム位置は４０μｍ／１回転となり（１パルス当たり約２μｍ）非常に高精度に制御することができた。すなわち、書き込み密度が１２００の場合、ドットピッチは約２１μｍなので、ドットピッチの１／１０の精度で色ずれの補正ができることになる。
【００７４】
なお、図８に示したように本実施形態では、ＬＤユニット６１が回転することによりレーザビームＬのビーム位置は主走査方向にも変位はするが、変位量は副走査方向の移動量に比べて十分に小さく、また、同期検知部６４で主走査方向の同期をとって書き込むので、問題とはならない。
【００７５】
１．５．３　位置合わせ制御の詳細
本実施形態に係るカラーレーザプリンタ１において行う各色の画像の位置合わせの詳細について説明する。
【００７６】
このカラーレーザプリンタ１は、作像装置２が露光ユニット６によってＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の感光体ドラム１０Ｙ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｋに各色毎に形成書き込み、現像したＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋの各色の色ずれ検出パターンＰＮを図１０に示すように中間転写ベルト１１上にそれぞれ形成する。各色の測定パターンＰＮは、中間転写ベルト１１の転写紙を搬送する領域外にそれぞれ形成される。各色ずれ検出パターンＰＮは、中間転写ベルト１１の搬送方向となる矢示方向にＫ，Ｍ，Ｃ，Ｙの順にブラックＫを基準にｔ１，ｔ２，ｔ３時間後に形成され、この時間間隔で中間転写ベルト１１の搬送方向に対して略直交する方向に伸びた線状のパターンとして形成される。各色ずれ検出パターンＰＮは、中間転写ベルト１１の矢示方向への移動に伴って色ずれ検出センサ３８の下を通過するときに光学的に順次検知され、前記カウンタ１４０Ｙ，１４０Ｍ，１４０Ｃで各色毎にカウントされる。そして、カウント値は色ずれ量算出回路１１０に入力され、ブラックＫを基準に書き込んだ時間ｔ１，ｔ２，ｔ３と検出した時間とを比較すれば、各色間の副走査方向のずれ量が演算できる。
【００７７】
カウンタ１４０Ｙ，１４０Ｍ，１４０Ｃは、全てＫの検知信号によってリセットされカウントを開始する。そして、例えばカウンタ１４０ＣはＣの検知信号によりカウントを停止する。他のカウンタ１４０Ｍ，１４０ＹはそれぞれＭ，Ｙの検知信号によりカウントを停止する。以下の各回路についても、Ｙ，Ｍ，Ｃについて動作が同様であるので、Ｃについて代表して説明する。なお、この実施形態では、前述したようにＫのパターンＰＮの位置を基準にして各色の画像の位置合わせを行っており、前記演算は、カウンタのクロック周波数をＭ（Ｈｚ）、実際のカウント値をＫＣ、カウント値の設定値をＫＣｓとすると、設定値ＴＫＣ＝ＫＣｓＭとの差
ΔＴＣ＝ＫＣＭ−ＫＣｓＭ
を演算する。このΔＴＣがＫの測定パターン画像とＣの測定パターン画像の間隔の設定間隔に対するずれ量を表す。
【００７８】
ここで、図６に示すポリゴンミラー６２が、例えば反射面となるポリゴン面６２ｂを６面有するもので、２万ｒｐｍで回転させ、画素密度６００ｄｐｉの画像をシングルビームのＬＤ６１ａで形成する場合には、感光体ドラム１０の線速Ｖ１は８４．６７ｍｍ／ｓとして画像を形成することとなる。もし２ビームで書込むならば、感光体ドラム１０の線速は１６９．３３ｍｍ／ｓとなる。ここで、たとえばＫとＣの測定パターン画像の設定間隔に対するずれ量ΔＴＣが４．８ｍｓと演算された場合には、ビーム照射位置調整値ΔＸは、
ΔＸ＝ΔＴＣ×Ｖ１
＝４．８ｍｓ×８４．６７ｍｍ／ｓ
＝０．４０６ｍｍ
となる。ビーム位置制御回路２１０は、この値に基づいて、レーザビームの光軸６１ｇを変位させるモータ７０を駆動し、この０．４０６ｍｍだけレーザビームの感光体ドラム１０への照射位置を副走査方向に変位させてずれ量を補正する。同様に、Ｍ，Ｙの各色ずれ検出パターンＰＮについても、ずれ量ΔＴＭ，ΔＴＹを演算し、そのずれ量に応じてレーザビームの光軸６１ｇをそれぞれ変位させることにより、ずれ量の補正を行う。
【００７９】
このように制御することにより、このレーザビームプリンタ１においては、各々のポリゴンミラー６２の回転位相が合っていなくても、厳密に位置ずれ量を補正することができる。また、ここでは図示はしていないが、このような補正は、単一のＬＤユニットと光偏向器を用いて各色の画像を書き込むカラー画像形成装置に対しても同様に適用することができ、それにより厳密に位置合わせを行うことができる。
【００８０】
このように本実施形態によれば、画像形成に先立って色ずれ検出パターンＰＮを書き込み、顕像化された色ずれ検出パターンを読み取り、読み取った色ずれ検出パターンＰＮからのビーム位置補正データに基づいて潜像形成中にビーム位置変更モータ７０を回転させて副走査方向の色ずれがあった色の書き込み位置を補正するので、高精度に位置ずれを補正することができる。
【００８１】
２．第２の実施形態
２．１　装置の概略構成及び制御構成
本実施形態は、図１５に示すように第１の実施形態における感光体ドラム１０の１つに感光体基準位置マーク２３を設け、この感光体基準位置マーク２３を基準位置検出センサ２４で検出して色ずれ補正を行うようにしたもので、感光体基準位置マーク２３及び基準位置検出センサ２４のセンサ出力に基づいて制御する点が異なるだけで、その他の各部は前記第１の実施形態と同等なので、同等な各部には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【００８２】
図１５は、本実施形態に係る作像ユニット２の感光体ドラム１０Ｙ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｋと中間転写ベルト１１の回転駆動機構の概略を示す図である。図１５から分かるように図９に示した第１の実施形態の回転駆動機構において、シアンＣ用の感光体ドラム１０Ｃを駆動する感光体ギア２１Ｃに感光体基準位置マーク２３を設けるとともに、作像ユニット２のハウジング側に感光体基準位置検出センサ２４が設けられている。また、図１７の位置ずれ補正制御を行うための制御構成を示すブロック図に示すように感光体基準位置検出センサ２４が設けられている。この感光体基準位置検出センサ２４はセンサ制御回路１３０によって制御されるとともに、センサ出力がセンサ制御回路１３０に入力され、図１８及び図１９に示すように制御される。
【００８３】
図１７に示したブロック図は、第１の実施形態において図１２に示した位置ずれ補正制御を行うための制御構成に対して前記感光体基準位置検出センサ２４が追加されただけなので、同等な各部には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【００８４】
図１５に示したように、各感光体ドラム１０Ｙ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｋが感光体ギア２１Ｙ，２１Ｃ，２１Ｍ，２１Ｋと回転体連結ギア２２ａ，２２ｂにより連結されている場合、ギヤを組付けた後の初期状態から各感光体ギヤ２１Ｙ，２１Ｃ，２１Ｍ，２１Ｋの位相がずれることがないので、どれか所定の感光体ドラム１０Ｙ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｋもしくは感光体ギヤ２１Ｙ，２１Ｃ，２１Ｍ，２１Ｋに基準位置マーク２３と、これを検出する感光体基準位置検出センサ２４を設けてドラムの回転位相を検出している。なお、この実施形態のような構成をとらずにそれぞれの感光体ドラム１０Ｙ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｋを独立したモータで回転駆動する場合は、それぞれの感光体１０Ｙ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｋもしくは感光体ギヤ２１Ｙ，２１Ｃ，２１Ｍ，２１Ｋに基準位置マーク２３とこれを検出する基準位置検出センサ２４を各々設けて回転位相を検出しても良い。
【００８５】
感光体の回転速度変動の発生原因となるものとして、前述のように駆動モータ１９の回転ムラ、駆動モータギヤ２０の累積ピッチ誤差及び偏心、感光体ギヤ２１の累積ピッチ誤差及び偏心、回転連結（アイドラ）ギヤ２２ａ，２２ｂの累積ピッチ誤差及び偏心等により、感光体ドラム１０の回転速度変動が発生する。本実施形態ではギヤ駆動で説明しているがプーリを使用した場合も同様である。このように各駆動要素により感光体の回転速度変動が発生して、周期的に変動するＡＣカラーレジずれが発生することとなる。
【００８６】
そこで、本実施形態では、感光体ドラム１０の回転速度変動によるＡＣカラーレジずれを低減するため、露光〜転写位置までの回転角度θと駆動要素の回転数の関係を以下のように関係付けている。
▲１▼　転写位置間隔＝露光〜転写位置間距離の整数倍
▲２▼　露光〜転写位置までの回転角度θ＝モータが整数回転する
▲３▼　露光〜転写位置までの回転角度θ＝アイドラが整数回転する
これらの３つの条件を満たせば、ドラム駆動モータ１９の１回転の回転ムラ、モータギヤ２０及びアイドラギヤ２２ａ，２２ｂに関する速度変動分は、露光〜転写の間で周期が同調しているために色ずれとならない。しかし、感光体ギヤ２１だけは、露光〜転写間の周期より長いために同調させることができず、ＡＣカラーレジずれの原因となっている。しかし、もし、各々の感光体ギヤ２１Ｙ，２１Ｃ，２１Ｍ，２１Ｋの位相と振幅を同じにすることでのみＡＣ成分位置ずれを解消できるが、現実は、振幅が同じとなるとは言えないため、事実上図１６に示すようなＡＣ成分位置ずれが発生することとなってしまう。
【００８７】
図１６は、感光体基準位置マーク２３を感光体基準位置検出センサ２４で検出した時刻に色ずれ検出パターンを形成し、色ずれ検出センサ３８によってＡＣカラーレジずれを測定したグラフである。ここでは、ブラックＫを基準としてシアン画像のずれ量を示している。このように感光体ドラム１０の１回転の周期変動による色ずれが発生すると共に、ＤＣカラーレジずれ（図では２０μｍ）も重畳されていることもある。
【００８８】
２．２　色ずれ補正値作成
図１８は本実施形態に係る色ずれ補正値作成の処理手順を示すフローチャートである。
【００８９】
このルーチンは、第１の実施形態における図１３のフローチャートのステップＳ１０１とステップＳ１０２との間に感光体基準位置検出（ステップＳ１２０）の処理を設け、前述の感光体基準位置検出センサ２４によって感光体基準位置マーク２３を検出した時刻に（あるいはこの時刻を基準に）色ずれ補正用パターンＰＮを書き込み（ステップＳ１０２）この色ずれ補正用パターンＰＮを色ずれ検出センサ３８によって検出して色ずれ補正値を作成するもので、前記ステップＳ１２０を除いた各処理工程は、前述の第１の実施形態と同一なので、重複する説明は省略する。
【００９０】
２．３　画像形成時における色ずれの補正
図１９は第２の実施形態における色ずれを補正する処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートでは、第１の実施形態における図１４のフローチャートのステップＳ２０２とステップＳ２０３との間に感光体基準位置検出処理（ステップＳ２１０）を行うようにしたもので、その他の処理ステップは第１の実施形態と同様である。すなわち、前述のようにして色ずれ補正値Ｄｎを作成した後、この色ずれ補正Ｄｎを使用して色ずれを補正し、画像を形成する。この実施形態では、前述のように感光体基準位置検出センサ２４によって感光体基準位置マーク２３を検出し、この感光体基準位置マークを検出した時刻に、言い換えれば検出した感光体基準位置を基準に色ずれ補正値を作成しているので、色ずれの補正の場合もこの感光体基準位置の検出タイミングを基準に画像を書き込むことになる。
【００９１】
具体的には、画像形成が開始されると、測定された色ずれ補正値Ｄｎをメモリ１２１から呼び出し（ステップＳ２０１）、画像先端の色ずれ補正値Ｄｎをタイミング制御補正値とビーム位置補正値に分解する（ステップＳ２０２）。そして、感光体基準位置検出センサ２４の検出出力に基づいてセンサ制御回路１３０で感光体ドラム１０Ｃの基準位置を検出し（ステップＳ２１０）、図１８のルーチンで求めた色ずれ補正値に基づいて書き込みを開始し、画像形成を実行する（ステップ２０３）。画像先端以降の色ずれ量は、急激に変化することなく滑らかに変化しているので、以後はビーム位置の補正により色ずれ補正を行って画像を形成する。このように、画像先端の色ずれ補正値の分解ができ、感光体ドラム１０の基準位置を検出したときから、補正された画像位置での画像形成が可能になるので、前記時点以降、画像先端から色ずれ補正を行なって画像形成を実行する。
【００９２】
以上のように本実施形態によれば、感光体ドラム１０の基準位置を検出し、この感光体ドラム１０の基準位置に基づいて形成された色ずれ補正パターンＰＮを検出して潜像書き込み時に色ずれ補正を行うので、高精度の色ずれ補正が可能になる。
【００９３】
その他、特に説明しない各部及び各処理は前述の第１の実施形態と同等に構成され、同等に機能する。
【００９４】
３．第３の実施形態
３．１　装置の概略構成及び制御構成
本実施形態は、図２０に示すように第１の実施形態において中間転写ベルト１１上にベルト基準位置マーク４０を設け、このベルト基準位置マーク４０をベルト基準位置検出センサ３９で検出して色ずれ補正を行うようにしたもので、ベルト基準位置マーク４０及びベルト基準位置検出センサ３９のセンサ出力に基づいて制御する点が異なるだけで、その他の各部は前記第１の実施形態と同等なので、同等な各部には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【００９５】
図２０は、本実施形態に係る作像ユニット２の感光体ドラム１０Ｙ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｋと中間転写ベルト１１の回転駆動機構の概略を示す図である。図２０から分かるように図９に示した第１の実施形態の回転駆動機構において、中間転写ベルト１１上にベルト基準位置マーク４０を設けるとともに、作像ユニット２のハウジング側にベルト基準位置検出センサ３９が設けられている。また、図２２の位置ずれ補正制御を行うための制御構成を示すブロック図に示すようにベルト基準位置検出センサ３９が設けられている。このベルト基準位置検出センサ３９はセンサ制御回路１３０によって制御されるとともに、センサ出力がセンサ制御回路１３０に入力され、図２３及び図２４に示すように制御される。
【００９６】
図２２に示したブロック図は、第１の実施形態において図１２に示した位置ずれ補正制御を行うための制御構成に対してベルト基準位置検出センサ３９が追加されただけなので、同等な各部には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【００９７】
前述のように感光体ドラム１０の回転速度変動によるＡＣカラーレジずれを低減するために、露光〜転写位置までの回転角度θと駆動要素の回転数の関係に、
▲１▼　転写位置間隔＝露光〜転写位置間距離の整数倍
▲２▼　露光〜転写位置までの回転角度θ＝モータが整数回転する
▲３▼　露光〜転写位置までの回転角度θ＝アイドラが整数回転する
の３つの条件を設定し、これら３つの条件を満たすことにより、ドラム駆動モータ１９の１回転の回転ムラ、モータギヤ２０及びアイドラギヤ２２ａ，２２ｂに関する速度変動分は、露光〜転写の間で周期が同調しているために色ずれとならない。しかし、感光体ギヤ２１だけは、露光〜転写間の周期より長いために同調させることができず、ＡＣカラーレジずれの原因となっている。しかし、各々の感光体ギヤ２１を同一部品で構成し、位相と振幅を同じにすることでＡＣ成分位置ずれを解消できる。
【００９８】
一方、中間転写ベルト１１もしくは転写搬送ベルトの駆動は、ベルト駆動モータ３０の駆動軸にモータプーリ３１とベルト駆動ローラ３４の軸上の駆動プーリ３３にタイミングベルト３２を張設し、このタイミングベルト３２によってベルト駆動モータ３０の駆動力を伝達することにより回転駆動されている。また、中間転写ベルト１１上には、前述のように中間転写ベルト１１の回転位相を決めるためのベルト基準位置マーク４０が設けられ、ハウジング側に設けられたベルト基準位置検出センサ３９によって中間転写ベルト１１の回転位相を検出している。ここで、中間転写ベルト１１の速度変動要因としては、ベルト駆動モータ３０の回転ムラ、モータプーリ３１１の偏心、ベルト駆動ローラ３４のプーリ３３の偏心、駆動ローラ３４の偏心、ベルト厚さ偏差等があげられる。ここで、各画像形成ステーションピッチＬと各駆動要素を以下のように関係付けることにより、色ずれを防止している。
【００９９】
▲４▼　各画像形成ステーションピッチＰ＝ベルト駆動ローラ周長×整数倍
▲５▼　各画像形成ステーションピッチＰ＝ベルト駆動モータ回転数を整数回転
前記の条件を満たすことにより、ベルト駆動モータ３０の１回転の回転ムラ及び各プーリ３１，３３及びベルト駆動ローラ３４に関する速度変動分は、各画像形成ステーション間で周期が同調しているために色ずれとならない。なお、各画像形成ステーションピッチＰは図９に図示しているものである。
【０１００】
図２１は、ベルト基準位置マーク４０をベルト基準位置検出センサ３９で検出した時刻に色ずれ検出パターンを形成し、色ずれ検出センサ３８でＡＣカラーレジずれを測定したグラフである。この実施形態では、ブラックＫを基準としてシアン画像のずれ量を示している。このように中間転写ベルト１１の１回転の周期変動による色ずれが発生していることが分かる。なお、この色ずれＤＣカラーレジずれも重畳されていることもある。
【０１０１】
３．２　ベルト厚み偏差によるＡＣカラーレジずれ
転写材搬送ベルトや中間転写ベルトなどのいわゆるベルト体は、従来、シート材をつなぎ合わせてつなぎ目のある無端状のベルト体としていた。しかし、前記つなぎ目では画像が形成できないため、画像形成の生産性向上の観点から、つなぎ目のない、いわゆるシームレスベルト体を製作して用いる傾向にある。例えば、遠心成形法といわれるところの回転金型中にて原料溶液をキャスティングして焼成する工法によって製作されるベルト体では製法上の制約から、ベルト体の周方向の厚みにむらが出やすい。この厚みむらは、周方向にわたって厚い薄いを何度も繰り返すむらではなく、周方向一周で厚い薄いがサイン波状に現れることが多い。
【０１０２】
このような厚み偏差を有するベルトをタンデムの転写体に用いると、例えばベルトの駆動ローラの直径をＤ（ｍｍ）、ベルトの厚さをＴ（ｍｍ）、画像形成速度をＶ（ｍｍ／秒）とすると、ベルト中立面の直径（ピッチ円の直径）はＤ＋Ｔ（ｍｍ）で、各画像形成ユニットのなす距離は、Ｎを整数とすると、上述したことから、Ｎ×π×（Ｄ＋Ｔ）であるから、装置を最も小型にする場合、各画像形成ユニットのなす距離はπ×（Ｄ＋Ｔ）（ｍｍ）となる。
【０１０３】
ベルトの厚さ偏差をΔＴとすると、画像形成速度の変動量は、
（ΔＴ）／（Ｔ＋Ｄ）×Ｖ（ｍｍ／秒）・・・（１）
である。
【０１０４】
通常、４つの画像形成部でフルカラー画像を形成するから、最も離れた画像形成部間の距離は、３×π×（Ｔ＋Ｄ）（ｍｍ）で、本来の画像形成速度であれば、通過に
３×π×（Ｔ＋Ｄ）／Ｖ（秒）・・・（２）
の時間を要する。
【０１０５】
したがって、ベルト、ローラ摩耗時に生じる画像の位置ずれ量は、最も離れた画像形成ユニット間で、（１）式と（２）式を掛け合わせて、
３×π×（ΔＴ）・・・（３）
となる。
【０１０６】
すなわち、ベルト厚さ偏差が１０μｍ存在した場合であっても、色ずれ量は、（３）式から約９４μｍに達し、解像度が６００ｄｐｉの場合の２画素分を上回るずれがベルト１周期ごとに繰り返し発生するＡＣカラーレジずれとなることがわかる（図２１参照）。
【０１０７】
３．３　色ずれ補正値作成
図２３は本実施形態に係る色ずれ補正値作成の処理手順を示すフローチャートである。
【０１０８】
このルーチンは、第１の実施形態における図１３のフローチャートのステップＳ１０１とステップＳ１０２との間にベルト基準位置検出（ステップＳ１３０）の処理を設け、前述のベルト基準位置検出センサ３９によってベルト基準位置マーク４０を検出した時刻に（あるいはこの時刻を基準に）色ずれ補正用パターンＰＮを書き込み（ステップＳ１０２）この色ずれ補正用パターンＰＮを色ずれ検出センサ３８によって検出して色ずれ補正値を作成するもので、前記ステップＳ１２０を除いた各処理工程は、前述の第１の実施形態と同一なので、重複する説明は省略する。
【０１０９】
３．４　画像形成時における色ずれの補正
図２４は第３の実施形態における色ずれを補正する処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートでは、第１の実施形態における図１４のフローチャートのステップＳ２０２とステップＳ２０３との間にベルト基準位置検出処理（ステップＳ２２０）を行うようにしたもので、その他の処理ステップは第１の実施形態と同様である。すなわち、前述のようにして色ずれ補正値Ｄｎを作成した後、この色ずれ補正Ｄｎを使用して色ずれを補正し、画像を形成する。この実施形態では、前述のようにベルト基準位置検出センサ３９によってベルト基準位置マーク４０を検出し、このベルト基準位置マーク４０を検出した時刻に、言い換えれば検出したベルト基準位置を基準に色ずれ補正値を作成しているので、色ずれの補正の場合もこのベルト基準位置の検出タイミングを基準に画像を書き込むことになる。
【０１１０】
具体的には、画像形成が開始されると、測定された色ずれ補正値Ｄｎをメモリ１２１から呼び出し（ステップＳ２０１）、画像先端の色ずれ補正値Ｄｎをタイミング制御補正値とビーム位置補正値に分解する（ステップＳ２０２）。そして、ベルト基準位置検出センサ３９の検出出力に基づいてセンサ制御回路１３０で中間転写ベルト１１の基準位置を検出し（ステップＳ２２０）、図２３のルーチンで求めた色ずれ補正値に基づいて書き込みを開始し、画像形成を実行する（ステップ２０３）。画像先端以降の色ずれ量は、急激に変化することなく滑らかに変化しているので、以後はビーム位置の補正により色ずれ補正を行って画像を形成する。このように、画像先端の色ずれ補正値の分解ができ、感光体ドラム１０の基準位置を検出したときから、補正された画像位置での画像形成が可能になるので、前記時点以降、画像先端から色ずれ補正を行なって画像形成を実行する。
【０１１１】
なお、前述のようにステップＳ２０２の分解は、画像先端の色ずれ量を１ライン間隔に相当する値で割り、「商」とその「余り」にするもので、「商」は書き込みタイミング制御回路２３０に入力され、「余り」はビーム位置制御回路２１０に入力される。すなわち、「商」は書き込みタイミング補正で対応し、「余り」はビーム位置補正で対応する。そこで、図２１の例で分解すると、解像度（書き込み密度）が６００ｄｐｉの場合、ドットピッチは約４２μｍとなるので、１５０μｍをドットピッチ４２μｍで割ると、
１５０μｍ／４２μｍ＝３　余り　２４
となる。そこで、３ドット分の１２６μｍはタイミング制御回路２３０で処理し、余りの２４μｍはビーム位置制御回路２１０で処理し、前者はＬＤ６１ｂを変調し、後者はビーム移動モータ７０を駆動することにより色ずれを補正する。２４μｍはビーム位置移動モータ７０の１２ステップ分に相当する。このようにタイミング制御とビーム位置制御を並行して行うことにより、迅速かつ精度のよい書き込み位置補正が可能蜷ある。
【０１１２】
以上のように本実施形態によれば、中間転写ベルト１１の基準位置を検出し、この中間転写ベルト１１の基準位置に基づいて形成された色ずれ補正パターンＰＮを検出して潜像書き込み時に色ずれ補正を行うので、高精度の色ずれ補正が可能になる。
【０１１３】
その他、特に説明しない各部及び各処理は前述の第１の実施形態と同等に構成され、同等に機能する。
【０１１４】
４．第４の実施形態
本実施形態は、第１ないし第３の実施形態におけるビーム照射位置調整機構を回転機構から平行移動機構に置換したもので、その他の各部は前述の第１ないし第３の実施形態とそれぞれ同等に構成されているので、重複する説明は省略する。
【０１１５】
図２５ないし図２７はこの第４の実施形態を説明するためのもので、図２５はＬＤユニット、その支持機構及び移動機構を示す要部正面図、図２６を感光体面上のレーザビームの照射位置を示す図、図２７は支持機構を構成するガイドレールの側面図である。本実施形態に係るＬＤユニット６１’は、図２５に示すように図７に示した回転中心軸６１ｆに代えて副走査方向（図において上下方向）に延びる一対の平行なガイドレール６１ｈで保持部材６１ｄを副走査方向に移動可能に支持するように構成している。この場合も、前記腕部６１ｅをビーム位置移動モータ７０で駆動する。ＬＤユニット６１’は前記ビーム位置移動モータ７０の回転に応じて前記ガイドレール６１ｈに沿って副走査方向に平行に移動する。この実施形態の場合も前述の図５（ｂ）に示したように照射位置がポリゴンミラー６２のミラー面６２ｂで一致するようにＬＤユニット６１’が移動する。そのため前記平行レール６１ｈには図２７に示すように前記ミラー面６２ｂの一致点を中心とする円弧上を移動するような曲率Ｒが設定されている。
【０１１６】
また、この実施形態においてもリードスクリュ７１を腕部６１ｅに形成した雌ねじ６１ｉに螺合させてビーム位置移動モータ７０で駆動しているが、腕部６１ｅを省略して保持部材６１ｄの中央部（平行レール６１ｈの間）を駆動するように構成することもできる。すなわち、平行レール６１ｈで保持部材６１ｄの姿勢が拘束されている限り、どの位置でリードスクリュ７１を係合もしくは螺合させても平行移動は可能である。
【０１１７】
その他、特に説明しない各部は前述の第１ないし第３の実施形態と同等に構成され、同等に機能する。
【０１１８】
なお、第１ないし第４の実施形態では、タンデム型のカラープリンタ（複写機を含む）を例示しているが、モノカラー（白黒）の画像形成装置において副走査方向の倍率誤差偏差を低減させる場合にも適用できる。
【０１１９】
５．その他の実施形態
前にも触れたが、他の方法としては、例えば光書き込み装置内の折返しミラー６９を変位させてビーム照射位置を変位させる方法、ポリゴンミラー６２のレーザビームＬの入射上流側に板ガラス状の物やりプリズムなどの光学部品を挿入し、角度を変化させたり位置を移動させたりする方法などがあり、その他にも、音響光学素子、電気光学素子、あるいは液晶によってビームを偏向させる方法などがある。
【０１２０】
▲１▼図４に示した折り返しミラー６９を変位もしくは回動させてビーム照射位置を変位させる方法の例を図２８に示す。図２８においては折り返しミラー６９を角度を変えて感光体１０に対するビーム照射位置を変えている。このよう構成すると、光路αが比較的長いので折り返しミラー６９の角度変化Δθに対してビーム照射位置Δβが大きく動くことになる。したがって、コストが安く光学特性もよいが制御制御が劣ることになる。
【０１２１】
▲２▼図２９は、光路Ｌ中にプリズムＰＲＭを挿入し、プリズムＰＲＭを移動させて感光体１０に対するビーム照射位置を変更する例である。この例では、プリズムＰＲＭを光路Ｌに対して直交する方向に移動させ、ビーム照射位置を変更している。図２９に示すような三角プリズムＰＲＭの斜辺にビームが入射して光路Ｌに対して垂直な面から出射する場合、プリズムＰＲＭを図において上方向に移動させるとビームは点線で示す下方向に移動する。
【０１２２】
▲３▼図３０は、光路Ｌ中にガラス板ＧＲＳを挿入し、ガラス板ＧＲＳの光路Ｌに対する傾角を変えて感光体１０に対するビーム照射位置を変更する例である。この例では、ガラス板ＧＲＳの光路Ｌに対する傾角を大きくすると、ビームは傾きを大きくした方向（図では点線で示す下方向）に移動する。
【０１２３】
このように光路Ｌ中に光学部品を挿入してビームを移動させた場合、制御制御は優れているが、ガラスを通る光路長さを変えて光路を変更するので、ビーム径などに影響を及ぼす可能性があり、また、プリズムなどではコストも高くなる。
【０１２４】
▲４▼　図３１は、光路Ｌ中に音響光学素子ＳＯＥを挿入し、駆動制御回路ＳＯＥＣにより高調波で駆動してビーム位置を変更するものである。音響光学素子ＳＯＥは、光の回折現象を用いて変更するＬｉＮｂＯ３などにすだれ形電極を蒸着し、高調波で駆動する。この例は、素早い位置制御に向いているが、コストが高くなることは否めない。なお、音響光学素子ＳＯＥに代えて電気光学素子や液晶によってビームを偏向させるように構成することもできる。電気光学素子は光弾性効果を用いてビームを偏向し、液晶では光の回折現象を用いてビームを偏向する。いずれも音響光学素子ＳＯＥと同様に素早い位置制御に向いているが、コストが高くなり、コスト的に他の例に比べて不利になる。
【０１２５】
レーザビームを感光体に照射して画像を形成する画像形成装置において、感光体やベルトなどの回転速度変動などによる色ずれに対し、ビーム照射位置を制御して色ずれ補正を行う場合、補正単位を小さくして滑らかにゆっくりとしたビーム照射位置の制御が必要となる。なぜなら瞬時にビーム位置を大きく移動させると走査ライン間が大きく変化してしまい、白抜けなどの画像以上を生じてしまうからである。このような観点から前記▲４▼の方法は本願発明のような色ずれ補正には適しておらず、また、コストも高くなる。前記▲１▼の方法では、前述のように補正精度的に問題があり、また、白抜けなどの問題を解消するのも困難であると考えられる。前記▲２▼及び▲３▼の方法では、精度制御はよいが、本願第１ないし第４の実施形態に比べると光学特性に影響を及ぼす懸念があるとともに、コストも前記実施形態よりも高くなる。
【０１２６】
なお、色ずれを発生させる要因として、前述のように感光体や転写ベルトの回転速度変動があるが、この変動自体は周期性を持ち、繰り返し性がよいので、予めこの速度変動を計測して色ずれ補正値を前記色ずれ量算出回路１１０で演算した後、メモリ１２１に記憶しておき、プリント命令が出力されたとき、前記補正値を使用して色ずれ補正を行うことができる。また、この記憶している色ずれ補正値は、操作パネルやプリンタドライバ上から確認することができるとともに、ユーザやサービスマンが色ずれ補正値を変更できるようにすると、より厳密な色ずれ補正が可能となる。
【０１２７】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、潜像形成中に同一の回転位相で各色の画像の副走査方向の位置ずれを補正することができるので、より高い精度で色ずれを補正することが可能になる。
【０１２８】
また、高精度で色ずれを補正することができるので、高品位の画像を形成することが可能となる。
【０１２９】
さらに、大きな位置ずれと小さな位置ずれを異なる方式で同時に並行して補正することができるので、迅速は補正処理が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の本実施形態に係る画像形成装置としてのカラーレーザプリンタの概略を示す構成図である。
【図２】図１における光書き込み（露光）装置の平面図である。
【図３】図１における光書き込み（露光）装置の概略構成を示す断面図である。
【図４】図１における光書き込み（露光）装置の他の例の概略構成を示す断面図である。
【図５】レーザビーム照射位置を副走査方向に変位させる構成例を示す図である。
【図６】ＬＤユニット、ポリゴンミラー、光軸及び回転中心軸の関係を示す図である。
【図７】ＬＤユニットをレーザ光の出射側から見たビーム照射位置調整装置の正面図である。
【図８】図７のビーム照射位置調整装置によってレーザ光の感光体面上のビーム位置を移動させたときの感光体面上のビーム位置を示す説明図である。
【図９】第１の実施形態における作像ユニットの感光体ドラムと中間転写ベルトの回転駆動機構の概略を示す図である。
【図１０】中間転写ベルト上に形成される色ずれ検出パターンの一例を示す図である。
【図１１】色ずれ検出パターンを形成し、色ずれ検出センサによってＡＣカラーレジずれを測定した結果を示す図で、ブラックを基準としてシアン画像のずれ量を示している。
【図１２】第１の実施形態における位置ずれ補正制御を行うための制御構成を示すブロック図である。
【図１３】第１の実施形態における色ずれ補正値作成処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図１４】第１の実施形態における画像形成時の色ずれ補正処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図１５】第２の実施形態における作像ユニットの感光体ドラムと中間転写ベルトの回転駆動機構の概略を示す図である。
【図１６】色ずれ検出パターンを形成し、色ずれ検出センサによってＡＣカラーレジずれを測定した結果を示す図で、ブラックを基準としてシアン画像のずれ量を示している。
【図１７】第２の実施形態における位置ずれ補正制御を行うための制御構成を示すブロック図である。
【図１８】第２の実施形態における色ずれ補正値作成処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図１９】第２の実施形態における画像形成時の色ずれ補正処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図２０】第３の実施形態における作像ユニットの感光体ドラムと中間転写ベルトの回転駆動機構の概略を示す図である。
【図２１】色ずれ検出パターンを形成し、色ずれ検出センサによってＡＣカラーレジずれを測定した結果を示す図で、ブラックを基準としてシアン画像のずれ量を示している。
【図２２】第３の実施形態における位置ずれ補正制御を行うための制御構成を示すブロック図である。
【図２３】第３の実施形態における色ずれ補正値作成処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図２４】第２の実施形態における画像形成時の色ずれ補正処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図２５】第４の実施形態におけるビーム照射位置調整装置の正面図である。
【図２６】図２５のビーム照射位置調整装置によってレーザ光の感光体面上のビーム位置を移動させたときの感光体面上のビーム位置を示す説明図である。
【図２７】図２５におけるガイドレールの要部側面図である。
【図２８】折り返しミラーの角度を変えて感光体に対するビーム照射位置を変更する実施形態を示す図である。
【図２９】プリズムの位置を変えて感光体に対するビーム照射位置を変更する実施形態を示す図である。
【図３０】ガラス板の角度を変えて感光体に対するビーム照射位置を変更する実施形態を示す図である。
【図３１】音響光学素子を高調波で駆動して感光体に対するビーム照射位置を変更する実施形態を示す図である。
【符号の説明】
１　カラーレーザプリンタ（画像形成装置）
２　作像装置
５　転写ユニット
６　露光ユニット（光書き込み装置）
７　クリーニングユニット
８　帯電ユニット
９　現像ユニット
１０，１０Ｙ，１０Ｃ，１０Ｍ，１１０Ｋ　感光体ドラム
１０ａ　感光体面
１１　中間転写ベルト（中間転写体）
１９　ドラム駆動モータ
２０　駆動モータギア
２１　２１Ｙ，２１Ｃ，２１Ｍ，２１Ｋ　感光体ギア
２２ａ，２２ｂ　回転連結ギア（アイドラギア）
２３　感光体基準位置マーク
２４　感光体基準位置検出センサ
３０　ベルト駆動モータ
３４　ベルト駆動ローラ
３５　加圧ローラ
３６　従動ローラ
３８　色ずれ検出センサ
３９　ベルト基準位置検出センサ
４０　ベルト基準位置マーク
６１，６１Ｙ，６１Ｍ，６１Ｃ，６１Ｋ、６１’　ＬＤユニット（レーザ光源）
６１ａ　半導体レーザ（ＬＤ）
６１ｂ　コリメートレンズ（カップリング光学系）
６１ｄ　保持部材（ベース）
６１ｅ　腕部
６１ｆ　回転中心軸
６１ｇ　レーザ光軸
６１ｈ　ガイドレール
６１ｉ　雌ねじ
６２　ポリゴンミラー
６２ｂ　ポリゴン面
６３　結像光学系
６５　アパーチャ
６６　シリンダレンズ
６９　ミラー
７０　ビーム位置移動モータ
７１　リードスクリュ
１００　レジストレーションコントローラ
１１０　色ずれ量算出回路
１２０　色ずれ補正値演算回路
１２１　メモリ
１３０　センサ制御回路
１４０，１４０Ｙ，１４０Ｍ，１４０Ｃ　カウンタ
２００　システムコントローラ
２１０　ビーム位置制御回路
２２０　モータドライバ
２３０　書き込みタイミング制御回路
２４０　ＬＤ変調回路
ＰＮ　色ずれ検出パターン
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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