(57)【要約】【課題】高精度な色ずれ補正を保持しつつ生産性低下させる色ずれ検知の頻度を抑えられる画像形成装置を提供する。【解決手段】色ずれ検出モード時に、感光体１Ａ〜４Ａ上に顕像化された画像を転写保持する中間転写体もしくは記録用紙を搬送する搬送手段手段上に画像形成手段によって形成された色ずれ検出パタ-ンをパターン検出手段によって検出し、そのパターン検出手段により検出出力によって色ずれを補正する補正値をメモリ手段に格納する画像形成装置において、光ビームの主走査方向及びその主走査方向に交差する副走査方向に沿った各光ビームの位置を各々検知するビーム検知手段を光学走査装置と一体的に設け、該ビーム検知手段によって画像形成時乃至は所定間隔毎に、照射されるビームの情報が検知される。【選択図】図１８
2007233048.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数本の光ビームを感光体上で各々走査させて該感光体上に形成した複数の画像を単一の画像として合成して出力する前記複数本の光ビームを各々射出する光源、各光ビームを偏向させる偏向手段を有する光学走査装置を有し、
色ずれ検出モード時に、前記感光体上に顕像化された画像を転写保持する中間転写体もしくは記録用紙を搬送する搬送手段手段上に画像形成手段によって形成された色ずれ検出パタ-ンをパターン検出手段によって検出し、そのパターン検出手段により検出出力によって色ずれを補正する補正値をメモリ手段に格納する画像形成装置において、
光ビームの主走査方向及びその主走査方向に交差する副走査方向に沿った各光ビームの位置を各々検知するビーム検知手段を前記光学走査装置と一体的に設け、
該ビーム検知手段によって画像形成時乃至は所定間隔毎に、照射されるビームの情報が検知されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において、前記照射されるビームの情報が、主走査方向倍率、主／副走査方向レジストレーション、副走査方向スキュー等であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１に記載の画像形成装置において、前記ビーム検知手段が、最終光学素子よりもビーム出射方向の下流側に設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１に記載の画像形成装置において、画像形成時乃至は所定間隔に前記メモリ手段から前記補正値を読み出し、その補正値をターゲットとしてビームの主走査方向倍率、主／副走査方向レジストレーション、副走査方向スキューを補正する補正手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかに記載の画像形成装置において、前記補正値を更新する前記色ずれ検出モードの実行の要否の判定が、前回実行からの経過時間あるいは印刷枚数によって判断されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１〜４の何れかに記載の画像形成装置において、前記補正値を更新する前記色ずれ検出モードの実行の要否の判定が、前回実行からの経過時間内での「印刷ＤＵＴＹ」から判断されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項５または６に記載の画像形成装置において、複数回目の検出モードを実行し、次回の検出モード実行要否判定で、実行不要と判定された場合には、前回の検出モード実行前のターゲットに戻すことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項５または６に記載の画像形成装置において、検出モード実行要否判定で、実行不要と判定された後、次回の要否判定で必要とされた場合に、前回、実行不要と判定される前の検出モード実行前のターゲットに戻すことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源から出射された後に偏向器で反射された光ビームを感光体に照射して静電潜像の書込みを行う光走査装置を用いた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一つのポリゴンモータで、各色の画像を同時に形成するタンデム方式の画像形成装置では、光書込みユニットである光走査装置内のポリゴンモータの発熱や、機内の環境変化により各光学素子間の位置及び角度等が微妙に変化することで、感光体への光ビームの走査位置が変化し、色間のレジスト、色間の走査線傾き、色間の走査線曲がりなどが生じ、合成されるカラー画像の色ずれとなっていた。また、この現象はとくに副走査方向の色ずれが問題となっていた。
【０００３】
このため、転写媒体上にレジストマーク画像を形成することで、副走査方向の位置ずれ量を検知する検知手段を感光体ドラムや転写媒体に設ける方法が広く行なわれている。
【０００４】
【特許文献１】特許第３０８７７４８号公報
【特許文献２】特開２０００−２３５２９０号公報
【０００５】
さらに、特許文献１，２では、複数の画像を単一の画像として合成して出力するにあたり、複数の画像の位置ずれを補正できる光学走査装置が開示されている。
また、公知ではないが、本願出願人より光学走査装置内に主副ビーム位置検知手段を設けて、よりきめ細かな色合わせ制御方法が提案されている。
【０００６】
光学装置内で色合わせを行なうことで、装置から出射されるビーム位置は安定化するが、画像出力結果の色ずれの要因としては、中間転写体の条件変化（伸縮・湾曲）や、各種ユニットとの位置精度のずれ等が挙げられる。
【０００７】
これらを解消するために、レジストマーク画像形成による色合わせ補正を併用し、ビーム位置ターゲットの更新を行なわねばならない。そして、レジストマーク画像形成による色ずれ検知の頻度を増やせばより精度のよい色ずれ補正が得られるが、レジストマーク画像形成による色ずれ検知はプリント動作を停止して行うため、トナー消費、クリーニングの負担等がかかるだけでなく、生産性低下の原因となっていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、高精度な色ずれ補正を保持しつつ生産性低下させる色ずれ検知の頻度を抑えられる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明は、複数本の光ビームを感光体上で各々走査させて該感光体上に形成した複数の画像を単一の画像として合成して出力する前記複数本の光ビームを各々射出する光源、各光ビームを偏向させる偏向手段を有する光学走査装置を有し、色ずれ検出モード時に、前記感光体上に顕像化された画像を転写保持する中間転写体もしくは記録用紙を搬送する搬送手段手段上に画像形成手段によって形成された色ずれ検出パタ-ンをパターン検出手段によって検出し、そのパターン検出手段により検出出力によって色ずれを補正する補正値をメモリ手段に格納する画像形成装置において、光ビームの主走査方向及びその主走査方向に交差する副走査方向に沿った各光ビームの位置を各々検知するビーム検知手段を前記光学走査装置と一体的に設け、該ビーム検知手段によって画像形成時乃至は所定間隔毎に、照射されるビームの情報が検知されることを特徴とする画像形成装置を提案する。
【００１０】
なお、本発明は、前記照射されるビームの情報が、主走査方向倍率、主／副走査方向レジストレーション、副走査方向スキュー等であると、効果的である。
さらに、本発明は、前記ビーム検知手段が、最終光学素子よりもビーム出射方向の下流側に設けると、効果的である。
【００１１】
さらにまた、本発明は、画像形成時乃至は所定間隔に前記メモリ手段から前記補正値を読み出し、その補正値をターゲットとしてビームの主走査方向倍率、主／副走査方向レジストレーション、副走査方向スキューを補正する補正手段を有すると、効果的である。
【００１２】
さらにまた、本発明は、前記補正値を更新する前記色ずれ検出モードの実行の要否が、前回実行からの経過時間あるいは印刷枚数によって判断されると、効果的である。
【００１３】
さらにまた、本発明は、前記補正値を更新する前記色ずれ検出モードの実行の要否が、前回実行からの経過時間内での「印刷ＤＵＴＹ」から判断されると、効果的である。
【００１４】
さらにまた、本発明は、複数回目の検出モードを実行し、次回の検出モード実行要否判定で、実行不要と判定された場合には、前回の検出モード実行前のターゲットに戻すと、効果的である。
【００１５】
さらにまた、本発明は、検出モード実行要否判定で、実行不要と判定された後、次回の要否判定で必要とされた場合に、前回、実行不要と判定される前の検出モード実行前のターゲットに戻すと、効果的である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、中間転写体もしくは搬送手段上のパターンによる色ずれ検出手段以外に、光学走査装置にビーム検知手段を設けたことで、色ずれ検出モード以外のタイミングでの 色ずれ検知が可能となる。
【００１７】
さらに、色ずれ検出モードの実行回数を必要最小限にすることができ、消費電力の低減，トナー消費量の低減，機械的消耗の低減ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、本発明の一実施の形態における構成ついて説明する。
図１に、本発明を適用した、カラー画像を形成可能な画像形成装置の概略を示す。
【００１９】
画像形成装置１は、複写機であるが、ファクシミリ、プリンタ、複写機とプリンタとの複合機等、他の画像形成装置であっても良い。画像形成装置１が、プリンタ、ファクシミリ等として用いられる場合には、外部から受信した画像情報に対応する画像信号に基づき画像形成処理を行なう。
【００２０】
画像形成装置１は、一般にコピー等に用いられる普通紙の他、ＯＨＰシートや、カード、ハガキ等の厚紙や、封筒等の何れをもシート状の記録媒体Ｓとして画像形成を行なうことが可能である。
【００２１】
画像形成装置１は、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色に色分解された色にそれぞれ対応する単色画像を形成可能な複数の像担持体としての感光体ドラム（単に「感光体」と記すこともある。）１Ａ、２Ａ、３Ａ、４Ａを並置したタンデム構造が用いられており、各感光体ドラム１Ａ、２Ａ、３Ａ、４Ａに形成された互いに異なる色の可視像が各感光体ドラム１Ａ、２Ａ、３Ａ、４Ａに対峙しながら移動可能な中間転写体たる転写ベルト５によって搬送される記録媒体である転写紙Ｓにそれぞれ重畳転写されるようになっている。
【００２２】
一つの感光体ドラム１Ａ及びその周りに配設された構成を代表して画像形成処理に係る構成を説明する。なお、他の感光体ドラム２Ａ〜４Ａに関しても同様な構成であるので、便宜上、感光体ドラム１Ａ及びその周りに配設した構成に付した符号に対応する符号を、感光体ドラム２Ａ〜４Ａ及びその周りに配設した対応する構成に付し、詳細な説明については適宜省略する。
【００２３】
感光体ドラム１Ａの周囲には、矢印で示す回転方向に沿って画像形成処理を実行するために帯電ローラあるいは帯電ブラシ等の構成を用いた帯電装置１Ｂ、レーザ光源からのレーザ光を用いる光走査装置２０、現像装置１Ｄおよびクリーニング装置１Ｅがそれぞれ配置されている。本発明を適用した光走査装置２０については、図２以下の図において詳細を説明する。
【００２４】
現像装置１Ｄ〜４Ｄの配列は、図１において転写ベルト５の展張部における右側からイエロー、シアン、マゼンタおよびブラックのトナーを供給できる順序となっている。帯電装置１Ｂには、図１に示した例では、ローラを用いているが、帯電装置１Ｂは、ローラを用いた接触式に限らず、放電ワイヤを用いたコロナ放電式を用いることも可能である。
【００２５】
画像形成装置１では、帯電装置１Ｂ、光走査装置２０、現像装置１Ｄおよびクリーニング装置１Ｅ等が配置されている画像形成部の上部に原稿読み取り部６が配置されており、原稿載置台６Ａ上に載置された原稿を読み取り装置７によって読みとった画像情報を図示しない画像処理制御部に出力し、光走査装置２０に対する書き込み情報が得られるようになっている。
【００２６】
読み取り装置７は、原稿載置台６Ａ上に載置されている原稿を走査するための光源７Ａおよび原稿からの反射光を色分解毎の色に対応して設けられているＣＣＤ７Ｂに結像させるための複数の反射鏡７Ｃと結像レンズ７Ｄとを備えており、色分解毎の光強度に応じた画像情報が各ＣＣＤ７Ｂから画像処理制御部に出力される。
【００２７】
転写ベルト５は、複数のローラに掛け回されたポリエステルフィルムなどの誘電体で構成された厚さ１００μｍの部材であり、展張部分の一つが各感光体ドラム１Ａ〜４Ａに対峙し、各感光体ドラム１Ａ〜４Ａとの対峙位置内側には、転写装置８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄが配置されている。転写ベルト５の厚さは、製造上±１０μｍの誤差が生じ、後述するように各色毎に形成されたトナー像が重ねあわされる際に位置ずれが生じることがあるが、これは主に、後述する色ずれ書き込み開始位置補正手段１１０による補正によって解消される。
【００２８】
転写ベルト５に対しては、レジストローラ９を介して給紙装置１０の給紙カセット１０Ａ内から繰り出された記録媒体Ｓが給送され、記録媒体Ｓが転写ベルト５に対して転写装置８Ａからのコロナ放電により静電吸着されて搬送される。転写装置８Ａ〜８Ｄは、正極のコロナ放電を用いて感光体ドラム１Ａ〜４Ａに担持されている画像を記録媒体Ｓに向けて静電吸着させる特性とされている。
【００２９】
各感光体ドラム１Ａ〜４Ａからの画像転写が終了した記録媒体Ｓが移動する位置には記録媒体Ｓの分離装置１１が、また、展張部分の今一つの部分にはベルトを挟んで対向する除電装置１２が配置されている。なお、図１中、符号１３は、転写ベルト５に残存しているトナーを除去するクリーニング装置を示している。
【００３０】
分離装置１１は、記録媒体Ｓの上面から負極性のＡＣコロナ放電を行うことにより記録媒体Ｓに蓄積している電荷を中和して静電的な吸着状態を解除することにより転写ベルト５の曲率を利用した分離を可能にすると共に分離の際の剥離放電によるトナーチリの発生を防止するようになっている。また、除電装置１２は、転写ベルト５の表裏両面から転写装置８Ａ〜８Ｄによる帯電特性と逆極性となる負極性のＡＣコロナ放電を行うことにより転写ベルト５の蓄積電荷を中和して電気的初期化を行うようになっている。
【００３１】
各感光体ドラム１Ａ〜４Ａでは、帯電装置１Ｂ〜４Ｂによって感光体ドラム１Ａ〜４Ａの表面が一様帯電され、原稿読み取り部６における読み取り装置７によって読み取られた色分解色毎の画像情報に基づき書き込み装置１Ｃ〜４Ｃを用いて感光体ドラムに静電潜像が形成され、該静電潜像が現像装置１Ｄ〜４Ｄから供給される色分解色に対応する補色関係を有する色のトナーにより可視像処理されたうえで、転写ベルト５に担持されて搬送される記録媒体Ｓに対して転写装置８Ａ〜８Ｄを介して静電転写される。
【００３２】
図２に示すように、光走査装置２０はタンデム式の書込光学系である。
図２は光走査装置２０の概略を示す図であり、走査レンズ方式を採用しているが、走査レンズ、走査ミラー方式のいずれにも対応可能である。また図２においては、図示の便宜上、２ステーションを示し、これに沿って以下説明するが、偏向手段としてのポリゴンミラー２６、２７を中心に左右対称に構成することで４ステーションとすることができ、これを画像形成装置１に用いている。画像形成装置１が本実施例のようにカラー画像を形成可能であるため、画像形成装置１がカラー画像を形成する場合には、光走査装置２０はカラー画像を形成するために用いられるものである。
【００３３】
光走査装置２０は、光源としての２個のＬＤユニット２１、２２を有している。光学走査装置２０は、ＬＤユニット２１、２２からそれぞれ出射されたレーザビームたるビームを、像担持体としての感光体ドラムたる感光体３４、３８のそれぞれに結像させるものであり、このための複数の光学素子からなる光学素子群５１、５２を、それぞれ、ＬＤユニット２１、２２および感光体３４、３８に対応して有しており、これにより、光走査装置２０は感光体３４、３８のそれぞれに対応して配設されている。なお感光体３４、３８はそれぞれ、上述した感光体ドラム１Ａ〜４Ａの何れかに対応するものである。
【００３４】
光学素子群５１は、複数の光学素子、すなわちプリズム（後述の書き込み開始位置補正手段１１０）、折り返しミラー２３、シリンダレンズ２４、ポリゴンミラー２６、第１の走査レンズ２８、折り返しミラー３１、３２、第２の走査レンズ３０、折り返しミラー３３によって構成されている。光学素子群５２は、複数の光学素子、すなわちプリズム（後述の書き込み開始位置補正手段１１１）、シリンダレンズ２５、ポリゴンミラー２７、第１の走査レンズ２９、第２の走査レンズ３５、折り返しミラー３６、３７によって構成されている。
【００３５】
また、光走査装置２０は、光学素子群５１を構成する上述した光学素子のうち、第２の走査レンズ３０を保持する保持部材６１と、光学素子群５２を構成する上述した光学素子のうち、第２の走査レンズ３５を保持する保持部材６２とを有している。保持部材６１及びこの保持部材６１に保持された被保持光学素子たる光学素子としての第２の走査レンズ３０と、保持部材６２及びこの保持部材６２に保持された被保持光学素子たる光学素子としての第２の走査レンズ３５とは、ほぼ同じ構成である。
【００３６】
ＬＤユニット２１、２２は、ほぼ鉛直方向をなすビームの副走査方向Ｂにおいて異なる高さに配設されており、上側のＬＤユニット２１から出射されたビームは、書き込み開始位置補正手段１１０を通過してから、途中の折り返しミラー２３で下側ＬＤユニット２２から出射されたビームと同一方向に曲げられ、下側のＬＤユニット２２から出射されたビームは折り返しミラー２３に入射する前に書き込み開始位置補正手段１１１を通過し、折り返しミラー２３を透過する。その後、ＬＤユニット２１のビーム、ＬＤユニット２２からのビームはそれぞれシリンダレンズ２４、２５に入射し、所定距離離れた上下２段のポリゴンミラー２６、２７反射面近傍に線状に集光する。
【００３７】
なお、ＬＤユニット２１、２２はそれぞれ、図示を省略するが、少なくとも半導体レーザとコリメートレンズとを有している。書き込み開始位置補正手段１１０、１１１はそれぞれ、光屈曲部材としての楔形状のプリズム（図示せず）を有しており、ＬＤユニット２１、２２から出射されたビームは何れも、書き込み開始位置補正手段１１０、１１１を通過するとき、各プリズムを透過するようになっている。ポリゴンミラー２６、２７は、図示しないポリゴンモータに直結されていて回転駆動される。
【００３８】
ポリゴンミラー２６、２７で偏向されたビームはそれぞれ、一体型あるいは２段に重ねられた第１の走査レンズ２８、２９でビーム整形され、その後、第２の走査レンズ３０、３５でｆθ特性と所定のビームスポット径にビーム整形されて感光体３４、３８の感光体面上を走査する。第１の走査レンズ２８、２９以降、２個の異なる感光体３４、３８にビームを導くため光路が異なる。
【００３９】
上側のビームすなわち第１の走査レンズ２８を透過したビームは、折り返しミラー３１によって９０°上方向に向けられ、折り返しミラー３２によって９０°曲げられてから、長尺プラスチックレンズ上たる第２の走査レンズ３０に入射し、折り返しミラー３３によってＢ方向のうち鉛直下方向に曲げられて感光体３４上をビームの走査方向である主走査方向Ａに走査する。
【００４０】
下側のビームすなわち第１の走査レンズ２９を透過したビームは、途中折り返しミラーに入射することなく、長尺プラスチックレンズ下たる第２の走査レンズ３５に入射した後、２枚の折り返しミラー３６、３７によって光路を曲げられて、所定のドラム間ピッチの感光体３８上をビームの主走査方向Ａに走査する。図２において矢印Ｃは第２の走査レンズ３０、３５の光軸方向を示している。
【００４１】
ここで、ビームの位置を検知し位置ずれ検知手段としての機能を有するビーム検知手段であるビームスポット位置検知手段３００ａ、３００ｂが、光学素子群５１のうち最も感光体側のものである折り返しミラー３３と感光体３４との間に配置されている。また、光学素子群５２のうち最も感光体側のものである折り返しミラー３７と感光体３８との間にもビームスポット位置検知手段３００ａ、３００ｂが配置されている。
【００４２】
図３に、ビームスポット位置検知手段３００ａ、３００ｂの配置の詳細を示す。
ビームスポット位置検知手段３００ａ、３００ｂの配置は、感光体３４（または３８）に照射されるビーム位置との相関をとるため、レンズや反射ミラー等の光学素子をすべて共通に作用させて、ビーム位置を測定できる位置としている。すなわち、感光体３４（または３８）に照射されるビームの位置をビームスポット位置検知手段３００ａ、３００ｂで他の光学素子を経由させることなく直接検知することができるようになっている。
【００４３】
図３においては、ビームスポット位置検知手段３００ａ、３００ｂは、各色の光ビームに対応してそれぞれ光走査装置２０のハウジングに一体的に取り付けられるものであり、保持部材である連結ブラケット２０ａ，２０ｂとビームが透過する防塵ガラス１００とで挟まれて固定されている。また、折り返しミラー３３または３７からのビームは防塵ガラス１００を透過するが、このビームのうち、有効画像領域のビームは感光体３４または３８に照射され、有効画像領域外のビームはビームスポット位置検知手段３００ａ、３００ｂに入射するように、ビームスポット位置検知手段３００ａ、３００ｂがビームの走査線上に配置されている。なお、防塵ガラス１００によるビーム位置変動はほとんどないと見なせるので、ビームスポット位置検知手段３００ａ、３００ｂの配置を防塵ガラス１００よりも手前（折り返しミラー３３（または３７）側）に配置してもよい。
【００４４】
また、ビームスポット位置検知手段３００ａは書き込み開始位置検知用であり、ビームスポット位置検知手段３００ｂは書き込み終端位置検知用である。詳しくは、ビームスポット位置検知手段３００ａは主走査同期検知手段及び／又は副走査ビーム位置検知手段となり、ビームの主走査同期及び／又は副走査検出が行われる。また、ビームスポット位置検知手段３００ｂにより光走査装置としての主走査倍率及び／又は走査線傾きを計測することができる。
【００４５】
なお、図２に図示されていない他の２つのステーションは、ビームの走査方向が相対的に逆になるので、ビームスポット位置検知手段３００ａ，３００ｂのビーム位置検知に関する書き込み開始、書き込み終端は逆になる。すなわち、４ステーションの内の２つは画像上の（進行方向を上にして）左から，残りは右から走査することになる。
【００４６】
ここで、複数枚の画像を連続プリント出力するなどの場合は、光走査装置２０内部ではポリゴンミラー２６、２７駆動用のポリゴンモータや、ＬＤユニット２１、２２からの発熱により、また光走査装置２０外部では、定着装置１４においてトナー定着時のヒーター熱などの影響により、画像形成装置１内部の温度は急激に変化する。この場合、感光体１Ａ〜４Ａ上のビームスポット位置も急激に変動し、１枚目、数枚目、数十枚目と次第に出力カラー画像の色合いが変化する。
【００４７】
そこで、ビームスポット位置検知手段３００ａ、３００ｂを位置ずれ検知手段（ビーム検知手段）として用い、後述する色ずれ補正手段による補正を行う。位置ずれ検知手段としてのビームスポット位置検知手段３００ａ、３００ｂは、非平行フォトダイオードセンサーからなる。ビームスポット位置検知手段３００ａ、３００ｂは、主走査方向の書き込み開始位置を決定する同期信号を検知する機能を兼ねている。
【００４８】
図４に示すように、フォトダイオードＰＤ１、ＰＤ１’の受光面は走査ビームに直交し、フォトダイオードＰＤ２、ＰＤ２’の受光面はフォトダイオードＰＤ１、ＰＤ１’の受光面に対して傾いている。この傾き角をα１とする。また、上記ヒーター熱による温度変化前の走査ビームをＬ１、温度変化後の走査ビームをＬ２としたとき、副走査方向にΔＺ（未知）ずれたとする。この場合、１対の非平行フォトダイオード間、すなわち非平行フォトダイオードＰＤ１とＰＤ２との間、或いは、非平行フォトダイオードＰＤ１’とＰＤ２’との間を走査ビームＬ１、Ｌ２が通過する時間Ｔ１、Ｔ２を計測し、Ｔ２−Ｔ１の時間差を求めることにより、副走査方向の走査位置すなわち書き込み開始位置をモニター、検知する。
【００４９】
副走査方向の相対的なドット位置ずれすなわち副走査方向補正量ΔＺは、ＰＤ１とＰＤ２との各受光面間のなす角度α１と、時間差Ｔ２−Ｔ１が既知であるので、計算により容易に求めることができる。この補正量を、書き込み開始位置補正手段１１０により補正する。したがって、複数枚の画像を連続プリント出力するなどの場合に、感光体１Ａ〜４Ａ上のビームスポット位置が温度変化などにより急激に変動する場合においても、画像データ書込み中においても感光体１Ａ〜４Ａ上のビームスポット位置を補正可能である。フォトダイオードＰＤ１’とＰＤ１との間を走査ビームが通過するに要する時間Ｔ０の変動を検知することにより、主走査方向の倍率変動をモニターすることも可能である。なお、図４においてはフォトダイオードを用いたビームスポット位置検知手段３００ａ、３００ｂを示したが、ビーム位置を検知できるものであればこれ以外の受光素子でもよく、例えばラインＣＣＤを用いてもよい。
【００５０】
このように、各ビーム毎に２ヶ所の測定を行なうことで、倍率だけでなく、像担持体を基準としたときの主走査方向一端側の書込み位置を、各ビームとも（走査先端/後端に関わらず）ダイレクトに測れることになる。
【００５１】
図５〜図８に、色ずれ補正手段の構成例（１）を示す。
ここでは、液晶からなる液晶光学素子１４０と該液晶光学素子１４０に電圧を印加する制御回路１４１との組合せ（図５）を使用し、光ビームを射出する光源と偏向手段との間、または偏向手段と走査レンズとの間に液晶光学素子１４０を配置する。例えば、図６に示すように、光走査装置２０内の構成物の一部（ＬＤユニット２２、コリメータレンズ２４、ポリゴンミラー２６、液晶光学素子１４０、制御回路１４１、走査レンズ２８）の配置関係を示しており、液晶光学素子１４０はポリゴンミラー２６と走査レンズ２８との間に配置されている。ポリゴンミラー２６により偏向走査される光ビームは液晶光学素子１４０により図中Ｄ方向（副走査方向）にビーム位置の補正が可能である。
【００５２】
液晶光学素子１４０の例としては、図７に示すように、電極を有する基板１４２，１４３及び液晶層１４５からなるものが挙げられる。これにより、制御回路１４１から電極に所定の電位差を印加することで、液晶層１４５にプリズム作用を生じさせ、入射するビームを所定位置に平行移動させることで、副走査方向にビーム位置を修正することができる。
【００５３】
また、液晶光学素子１４０のほかの例としては、図８に示すように、液晶層１４５と該液晶層１４５のビーム入射側に設けられる電極１４６，１４７からなるものが挙げられる。これにより、制御回路１４１から電極に所定の電位差を印加することで、凸レンズのレンズ作用を生じさせ、ビームを屈折させることで、副走査方向にビーム位置を修正することができる。
【００５４】
図９〜図１２に、色ずれ補正手段の構成例（２）を示す。
これらは特開２００４−４１９１号公報に開示されている色ずれ補正手段を利用するものである。すなわち、光ビームを透過し、主走査方向の軸と平行な軸で回転可能に設置された平行平板１５０を使用し、光ビームを射出する光源と偏向手段との間、または偏向手段と走査レンズとの間に平行平板１５０を配置する。回転により傾いた平行平板１５０に光ビームを入射させることにより、副走査方向のビーム位置の補正が可能である（図９）。
【００５５】
図１０は平行平板を含む色ずれ補正手段の断面状態を示し、図１２は該色ずれ補正手段の斜視を示した図である。
色ずれ補正手段は、偏芯カム１５１、ステッピングモータ等のアクチュエータ１５２、平行平板突き当て面１５３、板ばね１５４、回転軸１５９、平行平板１５０から構成されている。
【００５６】
平行平板１５０は、平行平板１５０の下側２ヶ所を受け部の突起に突き当たり、上側は偏芯カム１５１によって固定され、反対側から板ばね１５４によって加圧されている。偏芯カム１５１にはアクチュエータ１５２が取り付けられ、この回転駆動により偏芯カム１５１が回転し、平行平板１５０の上側の突き当て位置を動かすことにより、矢印の方向に平行平板１５０が回転する。このとき、回転中心は下側の突き当て面（２ヶ所）を通過する軸となる。なお、回転中心は光軸上になくてもよい。
【００５７】
図１２は、偏芯カム軸にフィラーを設けたものである。この場合は、偏芯カム軸にフィラーを取り付け、そのフィラーを動かすことによって偏芯カム１５１を回転させ、平行平板１５０を回転させる。
【００５８】
これらのいずれの色ずれ補正手段によっても、傾いた平行平板１５０に入射した光ビームは、該入射光ビームと平行でかつ副走査方向にずれて出射され、その軸ずれ量は平行平板１５０の回転角に比例して増加する関係となる。
【００５９】
また、この平行平板１５０に代えて、図１３に示すように、断面形状が台形であるプリズム１６０を配置し、該プリズム１６０を副走査方向（図中上下方向）の所定位置に平行移動させることにより副走査方向のビーム位置の補正を行ってもよい。なお、プリズム１６０周りのアクチュエータの構成は前記平行平板のアクチュエータを利用するものでよい。
【００６０】
図１４〜図１７に、色ずれ補正手段の構成例（３）を示す。
これらは特開２００３−３３０２４３号公報に開示されている色ずれ補正手段を利用するものである。すなわち、図１４に示すように、レーザ発光素子ＬＤは、ＬＤユニット（光学素子ユニット）２１として、カップリング光学系であるコリメートレンズ２１ａとともに保持部材２１ｂに保持されており、レーザ発光素子ＬＤから出射された光ビームＢは、コリメートレンズ２１ａ及びポリゴンミラー２６との間に配設されているアパーチャ２１ｃとシリンダレンズ２４を通して、ポリゴンミラー２６に照射される。このＬＤユニット２１は、ポリゴンミラー２６及び感光体３４に光ビームＢを照射させる他の光学素子を保持して光学ユニットを構成する光学ハウジング（図示略）に対して、回転可能に取り付けられているとともに、ＬＤユニット２１の回転中心軸ＯＳと光ビームＢの光軸が、主に主走査方向に所定のずれを有する状態で取り付けられており、また、ポリゴンミラー２６の偏向位置でＬＤユニット２１の回転中心軸ＯＳとビーム光軸を略一致させる構成となっている。
【００６１】
また、ＬＤユニット２１は、図１５に示すように、その主走査方向側の一端部側にビーム位置調整モータ２１ｅのリードスクリュウ２１ｆが係合しており、ビーム位置調整モータ２１ｅが回転すると、リードスクリュウ２１ｆが回転して、ＬＤユニット２１が回転中心軸ＯＳを中心として、図１５に矢印で示すように回転する。
【００６２】
ついで、ＬＤユニット２１が回転中心軸ＯＳを中心として回転すると、図１６に示すように、レーザ発光素子ＬＤとカップリング光学系を保持する保持部材２１ｂからなるＬＤユニット２１が副走査方向に変位して、レーザ照射位置が移動するようになる。
【００６３】
その結果、図１７に示すように、レーザ発光素子ＬＤから出射された光ビームＢが、感光体３４上では、回転中心を中心にして、副走査方向に移動して、ビーム照射位置が変位する。
【００６４】
このように、ＬＤユニット２１を回転中心軸ＯＳを中心に回転させることで、繰り返し安定性を向上させることができ、色ずれを高精度に補正することが可能となる。
【００６５】
次に、色ずれ検出動作を示すフローを図１８に示す。
図１８において、色ずれ検出モードの際はポリゴンを回転し（Ｓ１）、その回転が安定すると（Ｓ２）、ＬＤを発光する（Ｓ３）。各ビームの主走査同期検出後（Ｓ４）、色ずれの検出パターンを転写ベルト５上に複数列（最低２列）作成し（Ｓ５）、その位置に対応した複数のトナーマークセンサ(図示せず)で読み取る（Ｓ６）。そして、基準色(通常は黒)に対する各色(マゼンタ、シアン、イエロー)のずれ量を読み取り（Ｓ７）、その時間差を元に、基準色に対する各色のレジスト、倍率、スキュー(傾き)といった特性の補正値を算出する（Ｓ８）。
【００６６】
このときの補正値を総じて「Ａ」と称したとき、補正値「Ａ」に基づき主走査レジスト、主走査倍率、副走査レジスト、スキュー量の色ずれ補正をする（Ｓ９）。このとき、ポリゴンミラー２６、２７の面数の複数回(Ｎ回)分、サンプリングして得られた狙いのビーム位置「Ｃ」を（Ｓ１０）、画像形成装置のメモリ(図示せず)に格納する（Ｓ１１）。
【００６７】
一方、プリント時の動作は図１９のフローに示すように、通常の画像形成動作前に、ビーム位置の測定動作が入る。すなわち、色ずれ検出の際はポリゴンを回転し、その回転が安定すると、ＬＤを発光する。そして、各ビームの主走査同期検出後、ポリゴンミラー２６、２７の面数の複数回(Ｎ回)分サンプリングしてビームの主走査及び副走査位置「Ｘ」を検出する。そして、各色においてビーム位置「Ｘ」に格納した狙いのビーム位置「Ｃ」を合わせて色ずれ補正をし、速やかに画像形成動作に入る。連続プリントを行う場合、ページ毎にこの動作を行ってもよいし、紙サイズやジョブ枚数等に応じて選択的に行なってもよい。
【００６８】
このように、随時ビーム位置を計測・補正をかけることで、出射されるビームの位置はきわめて正確に制御される。
ところで、画像形成装置の本体側の変動要因として、温湿度環境が変わったことによる中間転写体の伸縮や、駆動ローラ直径の変動等が挙げられる。したがって、かかる変動が生じてもビーム位置を高精度に制御するには色ずれ検出モードを実行してそのときの補正値に基づいて狙いのビーム位置「Ｃ」を書き換える必要がある。しかし、色ずれ検出モードを実行すると、その間、画像形成できないことにより生産性が低下し、さらにトナーの消費やトナー処理負担も伴うため、頻繁に実行することは避けねばならない。
【００６９】
従来のように、時間を決めて色ずれ検出モードを実行すると、その間の印刷枚数にばらつきが生じてしまい、時には無駄な動作に終わってしまう。また、プリント枚数に決めて色ずれ検出モードを実行すると、実行間隔が極端に長くなってしまうおそれもある。
【００７０】
そこで、本発明者は、温湿度変動が、特にプリントＤＵＴＹが高いときに顕著であることから、色ずれ検出モードはプリントＤＵＴＹに応じて実行するのが望ましいことを見出した。
【００７１】
図２０は、色ずれ検出モードをプリントＤＵＴＹに応じて実行する状態遷移図である。
朝一番など通常の電源投入での色ずれ検出モードの実行動作をＢ０とし、次の検出動作をＢ１になり、そして検出動作Ｂ０のときに格納した狙いのビーム位置をＣ０とし、Ｂ１のときはＣ１とする。検出動作Ｂ０〜Ｂ１の時間や枚数の設定は随意であるが、両者を加味した「枚数÷時間」のパラメータを以って、次回の色ずれ検出モードの実行を判断する。
【００７２】
例えば、３０分当たりの印刷枚数２００枚を一つの目安とした場合、これを超える枚数を印刷したときをＨ・ＤＵＴＹ（Ｈｉｇｈ Ｄｕｔｙ）とし、これを超えなければ、Ｌ・ＤＵＴＹ（Ｌｏｗ Ｄｕｔｙ）とする。すなわち、Ｈ・ＤＵＴＹ（Ｈｉｇｈ Ｄｕｔｙ）ならば、温湿度による変動の可能性が高く、Ｌ・ＤＵＴＹ（Ｌｏｗ Ｄｕｔｙ）であれば、温湿度による変動の可能性が小さいと判断して設定したものである。但し、３０分ちょうど後に印刷をするとは限らないので、これを超えた場合は、２００枚／３０分に相当するＤＵＴＹを導き出すようにしてもよい。
【００７３】
図２０の変遷図において、朝一番など通常の電源投入での色ずれ検出モードの実行動作Ｂ０を実行後、Ｌ・ＤＵＴＹが続きＨ・ＤＵＴＹが出るまでは狙いのビーム位置はＣ０に据え置かれる。そして、Ｈ・ＤＵＴＹが出ると、色ずれ検出モードが実行動作され、狙いのビーム位置は新しい位置になるが、次がＬ・ＤＵＴＹであると、前回の検出動作の狙いのビーム位置に戻される。
【００７４】
これを具体的に説明すると、検出動作Ｂ０後、２回連続してＨ・ＤＵＴＹとなると、色ずれ検出モードが検出動作Ｂ１に続いてＢ２が実行され、狙いのビーム位置はＣ２である。しかし、次がＬ・ＤＵＴＹＬとなった場合、狙いのビーム位置はＣ２から前回色ずれ検出モードＡ１の条件Ｃ１を適用することとする。これによって、検出動作を省いて省電力化・トナー消費低減を図れる。
【００７５】
さらに、その次の機会に、Ｈ・ＤＵＴＹと判断された場合、再度、検出動作である新Ｂ２を実行しても良いし、先に実行した検出動作である旧Ｂ２に相当する狙いのビーム位置旧Ｃ２で色ずれ補正してもよい。
【００７６】
ここで厳密を期するならば、新Ｂ２を再度実行することであるが、本発明の狙いは省電力化・トナー消費低減であることから、前回の条件を適用する案、旧Ｂ２に相当する狙いのビーム位置旧Ｃ２で色ずれ補正する案を提示する。
【００７７】
但し、これが繰り返されると、最適条件から乖離する可能性があるので、Ｃ０→Ｃ１→Ｃ２と、Ｈ・ＤＵＴＹが続いたなら、次回はＢ３に進む制御も提案する。
このように、「枚数÷時間」と言ったＤＵＴＹの概念を導入することで、色ずれ検出動作の回数を適正かつ最小限に抑えることができる。特に、電源投入直後は、各種条件の急激な変動が予想されるので、電源投入後の「実行判断の閾値」を低めに設定することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明に係る画像形成装置の概略を示す側面図である。
【図２】本発明に係る光走査装置の構成を示す概略図である。
【図３】ビーム検知手段の配置状態を示す概略図である。
【図４】ビーム検知手段（ビームスポット位置検知手段）としての非平行フォトダイオードセンサによる検知原理を説明する概略図である。
【図５】液晶光学素子からなる色ずれ補正手段の基本構成を示す概略図である。
【図６】色ずれ補正手段を備えた光走査装置の要部の構成を示す概略図である。
【図７】液晶光学素子のプリズム作用の説明図である。
【図８】液晶光学素子のレンズ作用の説明図である。
【図９】色ずれ補正手段を構成する平行平板の概略図である。
【図１０】平行平板からなる色ずれ補正手段の断面図である。
【図１１】平行平板からなる色ずれ補正手段の斜視図である。
【図１２】色ずれ補正手段を構成する平行平板の偏芯カム軸にフィラーを設けた状態を示す概略図である。
【図１３】プリズムからなる色ずれ補正手段の基本構成を示す概略図である。
【図１４】光走査装置におけるＬＤユニットとポリゴンミラーの拡大平面図である。
【図１５】図１４のＬＤユニットの正面図である。
【図１６】ＬＤユニットの回転による感光体上でのビームの変位の状態を示す概略図である。
【図１７】図１６のＬＤユニットの回転による感光体上でのビームの副走査方向の移動状態を示す概略図である。
【図１８】色ずれ検出動作を示すフローチャートである。
【図１９】プリント時の動作を示すフローチャートである。
【図２０】色ずれ検出モードをプリントＤＵＴＹに応じて実行する状態遷移図である。
【符号の説明】
【００７９】
１    画像形成装置
１Ａ〜４Ａ    感光体
５    中間転写体
２０    光走査装置
２３〜３３、３５〜３７    光学素子
２６、２７    偏向手段(ポリゴンミラー)
１１０    書き込み開始位置補正手段
３００ａ、３００ｂ    ビーム検知手段
ＬＤ    レーザ発光素子
【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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