JP2004170755A - カラー画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】モノクロ機等で使用される安価な偏向露光装置を、傾き補正、湾曲等の歪み補正の高価な光学系、及び精密な調整を必要とせずにそのまま4ドラムカラータンデム機で使用可能とし、さらにその各色合わせに必要なレジストレーション補正法を提供する。
【解決手段】3個以上よりなる複数個のレジストレーション検知センサを設置し、各色のレジストレーション位置ずれを検出する。各色の位置ずれを、コントローラの画像ビットマップに補正を施す。画像ビットマップの補正とは、副走査タイミングと露光量調整よりなる。
【選択図】 図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラープリンタ、カラー複写機等において、特に複数の偏向走査装置と複数の現像ユニットを備えるいわゆるタンデム型の電子写真方式のカラー画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
電子写真方式のカラー画像形成装置においては、高速化のために複数の画像形成部を有し、搬送ベルト上に保持された記録材上に順次異なる色の像を転写する、いわゆるタンデム型の画像形成装置が各種提案されている。
【0003】
図10はタンデム型カラー画像形成装置の例を側断面図で示したものである。このカラー画像形成装置は、本体装置の右側面下部に転写材カセット53を装着している。転写材カセット53にセットされた転写材は、給紙ローラ54によって一枚ずつ取り出され、搬送ローラ対55−a、55−bによって画像形成部に給送される。画像形成部には、転写材を搬送する転写搬送ベルト10が複数の回転ローラによって転写材搬送方向(図10の右から左方向)に扁平に張設され、その最上流部においては、転写搬送ベルト10上面にある吸着ローラ56にバイアスを印加することによって、転写材を転写搬送ベルト10に静電吸着させる。またこのベルト搬送面に対向して4個のドラム状の像担持体としての感光体ドラム14が直線状に配設されて画像形成部を構成している。
【0004】
画像形成部であるところの現像ユニット52は、前記感光体ドラム14、C(CYAN)、Y(YELLOW)、M(MAGENTA)、K(BLACK)の各色トナー、帯電器、現像器を有している。上記の各現像ユニット52の筐体内の帯電器と現像器間には所定の間隙が設けられ、この間隙を介してレーザスキャナからなる露光手段51から感光体ドラム14の周面に露光照射が行われる。各帯電器がそれらに対応する感光体ドラム14の周面を所定の電荷で一様に帯電させ、露光手段51が上記帯電した感光体ドラム14の周面を画像情報に応じて露光して静電潜像を形成し、そして、現像器が上記の静電潜像の低電位部にトナーを転移させてトナー像化(現像)する。
【0005】
転写搬送ベルト10の搬送面を挟んで転写部材57が配置されている。各感光体ドラム14の周面上に形成(現像)されたトナー像は、それらに対応する転写部材57で形成される転写電界によって、搬送されてきた転写材に発生した電荷に吸引されて転写材面に転写される。トナー像を転写された転写材は、圧着ローラと発熱ローラからなる定着部58でトナー像を紙面に熱定着され、排紙ローラ対59−a、59−bによって機外に排出される。尚、転写搬送ベルト10は、C(CYAN)、Y(YELLOW)、M(MAGENTA)、K(BLACK)の各色トナーを一旦転写してから転写材に二次転写する構成の中間転写ベルトでも構わない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような複数の画像形成部を有するタンデム型の画像形成装置の問題点としては、機械精度、組立設置時の組み付け誤差等の組立時の原因、また動作時において、現像ユニットの着脱による複数の現像ユニットの位置関係のずれ、使用温度条件の変動等の動作時の原因により、各画像形成部の転写位置での画像を重ね合わせる際の困難さが挙げられる。
【0007】
例えば、偏向走査装置の画像重ね合わせに必要な項目としては、
1).主走査方向の書き出し位置
2).副走査方向の書き出し位置
3).主走査方向の倍率
4).主走査方向の傾き
5).走査線の湾曲等の歪み
が挙げられる。このうち、1)〜3)については電気的に補正が可能であるため、位置ずれ、倍率誤差を検出して電気的に補正が行われている。しかしながら、4)、5)については電気的に補正が困難なため、組立時の精密な光学的な調整により許容範囲内に収まるように管理している。
【0008】
例えば、5)の走査線の湾曲等の歪みが生じないように高価な光学部品による補正が行われている。このため、画像重ね合わせを行なわないモノクロ機では安価な構成で偏向走査装置を作る事ができるので問題とならなかったが、複数の画像重ね合わせを行なうカラー機では高価な構成の偏向走査装置を必要とし、更には精密な微調整による組立工数の増大は免れなかった。これらの問題の解決法のひとつとして、特開平10−315545号公報が開示されている。しかしながら、特開平10−315545号公報は露光装置にLEDアレイヘッドを用いた構成を念頭に発明されたもので、露光装置に偏向走査装置を用いる場合困難となる事が多い。まず、露光装置にLEDアレイヘッドを用いる場合と偏向走査装置を用いる場合の違いを以下に示す。
【0009】
LEDアレイヘッドの利点は、
・副走査方向に解像度を上げやすい
・主走査方向の湾曲等の歪みが無い
が挙げられるが、逆に欠点は
・各々の画素間の露光量のばらつきを補正しづらい
・組立設置時における主走査方向の傾き量が大きくなりやすい
がある。
【0010】
続いて偏向走査装置の利点は、
・単一ビームで主走査を露光するので主走査方向の画素間の露光量のばらつきが少ない
・組立設置時における主走査方向の傾き量は調整により比較的小さくできる
が挙げられるが、
・副走査方向の解像度を上げるためには、回転多面鏡の回転数を上げなければならず困難
・主走査方向の傾きの他に湾曲等の歪みの存在
がある。
【0011】
このため、露光装置に偏向走査装置を用いた画像形成装置において、特開平10−315545号公報をそのまま適用する場合、回転多面鏡の回転数の速度を副走査方向の解像度に合わせて上げなければならず、実現は困難であった。また、露光装置に偏向走査装置を用いた画像形成装置において、上述した解決法と類似した形態で、特開平4−326380号公報、特開2001−208990号公報がある。特開平4−326380号公報については、専用の調整工具を用いてあらかじめ調整データをPROM(Programable Read Only Memory)に書き込んでおくため、調整工程が必要であった。また、特開2001−208990号公報については、主走査倍率方向の補正についてのみ言及されているが、主走査倍率については、主走査画像クロック周波数のPLL(Phase Lock Loop)による周波数補正が最近では容易に用いられ補正が可能となっている。本発明の第一の目的は、以上の問題点に鑑み、主走査方向の少なくとも3箇所以上の異なる位置において所定の位置とのずれ量を検出するずれ量検出手段とずれ量検出手段の結果を用いて、像担持体の傾き、湾曲等の歪みを検出する手段により、プリンタ実機上で主走査方向の傾き、歪みを検出する。検出された主走査方向の傾き、歪みを受けて、主走査方向の傾き、歪みを容易に補正し、複数の色の画像重ね合わせを、回転多面鏡の速度を上げる事無しに確実に行なうものである。
【0012】
また、カラー画像形成装置において小型化、コストダウンの要請は高い。上記タンデム構成のカラー画像形成装置において、露光装置の小型化のために、各色毎に設置されていた偏向走査装置の回転多面鏡を一つにした従来例を図11に示す。偏向走査装置60の回転多面鏡を一つにする利点は、
・回転多面鏡の個数を減らせ、小型化、コストダウンが図れる
・複数個の回転多面鏡のモータの同期運転をする必要がない
がある。一方、欠点としては、
・各色の回転多面鏡を独立に制御できないので回転位相を制御できず、副走査方向の書き出し位置において、一画素以下の微調整ができないという問題がある。
【0013】
画像重ね合わせの目標仕様として、100μm以下を狙う場合、例えば600dpiの解像度のプリンタにおいて、1画素であるところの42μm以下の微調整ができないということは、それだけで目標仕様の4割を占めてしまい、他の画像重ね合わせに対する変動要素の仕様が厳しくなり、機械精度のアップ等のコストアップ要因を招く虞がある。本発明の第二の目的は、偏向走査装置の回転多面鏡を一つにしたタンデム型カラー画像形成装置において、副走査方向の書き出し位置の調整を一画素以下の精度で行なう事を可能とする事にある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
上記目的は本発明に係るカラー画像形成装置において達成される。
【0015】
要約すれば、本発明は、主走査方向の複数の位置でのレジストレーション検出手段を備え、該複数個のレジストレーション検出手段の結果より、主走査方向の傾き、湾曲等の歪みを算出し、算出された主走査方向の傾き、湾曲等の歪みを補正するように、各色の画像形成のためのビットマップを変更する。具体的には、副走査方向の前後のビットマップ階調データとプリントする画素に対応する位置に関する割合から、ビットマップ階調データを作成し直す。これにより、主走査方向の傾き、湾曲等の歪みの補正を行なう。また、副走査方向の1画素以下の補正に関しても同様に、レジストレーション検出手段によるレジストレーション検出手段の結果より、副走査方向の書き出し位置を検出し、検出された副走査書き出し位置を補正するように、各色の画像形成のためのビットマップを変更する。
【0016】
上記作成されたビットマップデータを用いて各色の画像を出力する事により、高価な光学部品を使用したり、また精密な調整工程を経ることなく、傾き、歪み、副走査方向の書き出し位置の補正が正しく行なわれ、画像重ね合わせの優れた安価なカラー画像形成装置が提供される。
【0017】
以上、本発明を整理して要約すれば以下の構成に集約できる。
【0018】
(1)複数個の光ビームを偏向させ、複数個の画像形成ステーション内の感光体上にそれぞれ走査して該感光体上に静電潜像を形成し、転写手段により一括転写するカラー画像形成装置において、一括転写された後の同一主走査方向の少なくとも3箇所以上の異なる位置に設置された所定の位置とのレジストレーションずれ量を検出するレジストレーションずれ量検出手段と、レジストレーションずれ量検出手段の結果を用いて、像担持体の傾き、湾曲等の歪みを検出する手段を有し、検出された傾き、湾曲等の歪みを補正するようなタイミング、露光量で光ビームを露光する事により、転写後の複数の像のレジストレーションずれを抑える事を特徴とするカラー画像形成装置。
【0019】
(2)複数個の光ビームを偏向させ、複数個の画像形成ステーション内の感光体上にそれぞれ走査して該感光体上に静電潜像を形成し、転写手段により一括転写するカラー画像形成装置であって、更には前記複数個の光ビームを偏向させる変更手段が一つであるカラー画像形成装置において、一括転写された後の同一主走査方向の少なくとも3箇所以上の異なる位置に設置された所定の位置とのレジストレーションずれ量を検出するレジストレーションずれ量検出手段と、レジストレーションずれ量検出手段の結果を用いて、像担持体の傾き、湾曲等の歪みを検出する手段を有し、検出された傾き、湾曲等の歪みを補正するようなタイミング、露光量で光ビームを露光する事により、転写後の複数の像のレジストレーションずれを抑える事を特徴とするカラー画像形成装置。
【0020】
(3)前記像担持体の傾き、湾曲等の歪みを検出する手段とは、各々の像担持体ごとにレジストレーションパッチを描画し、前記主走査方向に設置された少なくとも3個以上の複数個のレジストレーション検出センサの時間差よりレジストレーションずれ量を検出し、多項式近似により、像担持体の傾き、湾曲等の歪みを算出する事を特徴とする前記(1)または(2)記載のカラー画像形成装置。
【0021】
(4)前記タイミング及び露光量による補正手段とは、像担持体上の主走査位置に相当する画像ビットマップ上の書き出しタイミングと露光量を調整する事により補正する事を特徴とする前記(1)または(2)記載のカラー画像形成装置。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るカラー画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【0023】
(実施例1)
図1は本発明のブロック図である。2はプリンタエンジンで、コントローラ3で作成された画像ビットマップ情報をもとに実際に印字を行なう。
【0024】
図1において、エンジンコントローラ9は、エンジン内部の制御を司るものである。エンジン内の制御には、大きく分けて2つのモードがある。ひとつは実際のプリントを行なうプリントモードで、もうひとつは実際のプリントに先だちエンジンのキャリブレーションを行なうキャリブレーションモードである。キャリブレーションモードでは、主走査方向、副走査方向のレジストレーション、濃度キャリブレーション等がある。
【0025】
本発明では、その他に、主走査傾き、主走査の歪みの補正を行なえ得る。本発明では、本発明の主旨である主走査傾き、主走査歪みについて説明し、従来より行なわれている主走査書き出し補正、主走査倍率補正、副走査書き出し補正等の詳細な説明は必要でない限り省略する。例えば、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、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ている。
【0026】
キャリブレーションモードは以下の構成からなる。前述従来例で説明したように、露光ユニット6内のレーザ5によりドラム上に露光されたレジストレーション検出パターン(後で詳細に説明する)を不図示の現像ユニットで現像し、不図示の転写手段で転写ベルト10に転写する。転写ベルト10に転写されたレジストレーションパターンは、レジストレーション検知センサ15を介して目標とする正規の位置からのずれ量を検出するレジずれ量検出手段16により、ずれ量が検出される。続いて、各色のずれ量の値を解析するずれ量解析手段17により、各色ごとの主走査方向、副走査方向のレジずれ量が解析される。
【0027】
エンジンコントローラ9は、解析された結果をもとに、キャリブレーションアルゴリズムを作成する。キャリブレーション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。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に送出され、エンジン内では送出された画像ビットマップ信号を、エンジンコントローラ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11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、歪み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、露光ユニット6内のレーザ5を駆動し、ドラム14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。
【0028】
図2に、本発明のキャリブレーションモードで使用される、レジずれ検出用のパターンについて説明する。
【0029】
主走査方向に複数個(本実施例では5個)並べられた、レジストレーション検知センサ15−a、15−b、15−c、15−d、15−eは、主走査方向の傾き、歪み量を測定するものである。LEDアレイヘッド、又は高価な光学系を用いて歪みを抑えた偏向走査装置を使用した場合、歪みがほとんど無いので、レジストレーション検知センサは、両端の15−aと15−eのみで事足りる。しかしながら、本発明では安価な光学系を用いた偏向走査装置を使用しているため主走査方向に歪みがあるため、少なくとも3個以上のレジストレーション検出器が必要である。変極点が1つだけであれば2次関数で近似できるので、3個のレジストレーション検知センサでよいが、複数個の変極点がある場合、多数次で近似するためにはそれ以上のレジストレーション検知センサが必要となる。
【0030】
本発明の実施例では、5個のレジストレーション検知センサを用いた例を示している。本実施例では、複数個のレジストレーション検知センサを設置しているが、主走査方向にCCDアレイセンサを1本設置してももちろん構わない。
【0031】
図2の転写ベルト10上に描かれたものは、レジずれ検出用のレジストレーション検出パターンの例である。主走査方向に伸びた横線は、ブラック用にpkv−a、pkv−b、pkv−c、pkv−d、pkv−eがあり、マゼンタ用にpmv−a、pmv−b、pmv−c、pmv−d、pmv−eがあり、イエロー用にpyv−a、pyv−b、pyv−c、pyv−d、pyv−eがあり、シアン用にpcv−a、pcv−b、pcv−c、pcv−d、pcv−eがある。これらは副走査書き出し補正、主走査傾き補正、主走査歪み補正の検出用に用いられる。また、主走査方向と45度角度を持った斜線は、ブラック用にpkh−a、pkh−eがあり、マゼンタ用にpmh−a、pmh−eがあり、イエロー用にpyh−a、pyh−eがあり、シアン用にpch−a、pch−eがある。これらは主走査倍率補正、主走査書き出し補正の検出用に用いられる。
【0032】
ここでは、本発明の主旨である主走査傾き補正、主走査補正について説明する。まず、ブラックの主走査補正、歪み補正について説明する。同一主走査線上に同時にブラックで横線パターンを描き各レジストレーション検出センサでの検出時間を測定するレジストレーション検出センサ15−b、15−c、15−d、15−eとレジストレーション検出センサ15−aとの検出時間差をΔTba、ΔTca、ΔTda、ΔTeaとすると、プロセススピードPS(mm/sec)、解像度600(dpi)とすると、レジストレーション検出センサ15−b、15−c、15−d、15−eとレジストレーション検出センサ15−aの副走査方向の位置誤差Δyba、Δyca、Δyda、Δyeaは以下のようになる。
Δyba(dot)=ΔTba×PS/600
Δyca(dot)=ΔTca×PS/600
Δyda(dot)=ΔTda×PS/600
Δyea(dot)=ΔTea×PS/600
また、あらかじめわかっている各レジストレーション検出センサ間の間隔をL(dot)とすると
Δyba=f(L)
Δyca=f(2L)
Δyda=f(3L)
Δyea=f(4L)
(ここでf(x)=A*x^4+B*x^3+C*x^2+D*xとする。^はべき乗)
とおける。これらの式から、多項式近似等により、各主走査位置での副走査方向のずれ量Δyを計算することができる。マゼンタ、イエロー、シアンについてもレジストレーション検出パターンを印字し、レジストレーション検出センサでの検出時間を測定することにより、同様に各主走査位置での副走査方向のずれ量Δyを計算することができる。
【0033】
次に図3のイメージ図を用いて、本発明の動作の概略を説明する。
【0034】
図3a)は、偏向走査装置を用いて、感光体ドラム14に露光している様子を示す図である。レーザ5は、回転多面鏡モータ61上に設置された回転多面鏡62で反射されて、露光面で線速度一定になるような光学系f−θレンズ63を通り、反射ミラー64で反射され、感光体ドラム14に到達する。感光体ドラム14上での走査線は、安価な光学系を用い精密な調整を行なっていないので右上がりで歪んでいる。つまり右側の方が先に露光される事になる。
【0035】
図3b)は、右上がりの歪んだ走査線を補正する発光タイミングを示す図である。先に露光される右側を遅いタイミングで書き始め、歪みもキャンセルするように露光を調整している。詳しくは、走査線の傾き、歪みを検出し、その傾き、歪みをキャンセルするようにレーザを発光させる。偏向走査装置の場合、例えば図3a)のAポイントで露光したい場合、回転多面鏡62が回転し所定のタイミングの時にしか露光できない。偏向走査装置では、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が、画素単位以下の補正は簡単にできない。本発明では、注目するドット(例えばAポイント)の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。よって、傾き、歪みをキャンセルする方法は、画素単位でのキャンセルは各走査線を走査する走査線ごとのタイミングで補正し、画素単位以下のキャンセルは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。
【0036】
このように露光タイミング補正、露光量調整された方法で紙上のトナーのイメージ図は図3c)である。これを溶融定着させると、図3d)のようになる。前述、露光タイミング、露光量調整する方法は、画像ビットマップ補正によって行なわれる。
【0037】
図4に、図3で示した露光量調整の具体例を示す。
【0038】
図4a)は、露光イメージでB点を基準に1/4ドットづつ副走査方向にずらした図である。
【0039】
図4b)は、ずれ量yと補正量の関係を表わした表である。Kは、ずれ量yの整数部分で、ここでは小数点以下を切り上げている。βと、αは、ずれ量yの小数点以下の情報より、露光量調整値を示す値で、
β=y−K
α=1−β
により計算される。例えば、ずれ量yが0.25ドットの時には、K=1、β=0.75、α=0.25となる。
【0040】
図4c)は、小数点以下のずれ量を露光量を調整して補正する方法を示すイメージ図である。偏向走査露光装置の場合、小数点以下のずれ量の補正には、偏向走査露光装置の回転数を上げ副走査方向の解像度を上げる必要があるが、本実施例では、露光量を調整することにより補間を行なう。つまり、副走査方向の前後のドットの露光量を調整して、副走査方向のラインとラインの間のドットを表現する。図4a)を表わすためには、図4c)のような副走査方向の前後のドットの組み合わせで表現する。α、βは分配率で、αは先行するドットの分配率、ベータは後行するドットの分配率を表わす。このように、副走査方向の小数点以下のずれ量は、副走査方向の前後のドットの分配率を適当に選択する事により表現できる。
【0041】
各主走査位置での副走査方向のずれ量を補正するように画像ビットマップを作成する方法を図5のブロック図を用いて詳細に説明する。
【0042】
まず、ブラックの構成について説明する。図5a)は、各主走査方向位置における補正ドットの生成の様子を示す図である。21は、各主走査方向位置における補正ドットのラインバッファでありRAM(Random Access Memory)より構成される。A4縦送りプリンタで、主走査方向幅210mm、600dpiの場合、約5000ドット分の補正データがRAMに書き込まれることになる。補正データは、例えば8ビットで構成され上位4ビットは符号付きの2進数で、単位画素以上の補正値を示し、下位4ビットは単位画素以下の補正値を示す。つまり、このように設定した場合、単位画素の1/16の分解能で、−8.000ドットから+7.9375ドットまでの補正値を表わす事が可能である。
【0043】
ここで上位4ビット×5000ドット分のラインバッファは単位画素以上の補正を行なう副走査ライン数補正値ラインバッファ21−aを構成する。他方、下位4ビット×5000ドット分のラインバッファは単位画素以下の補正を行なう副走査微調整補正値ラインバッファβ21−bで構成される。さらに、1より副走査微調整補正値ラインバッファβ21−bの各値を引いた4ビット×5000ドット分の副走査微調整補正値ラインバッファα23が演算器22により順次作成される。
【0044】
これらの3つのラインバッファを用いて実際に画像ビットマップ信号より、補正画像ビットマップ信号を生成する補正画像ビットマップ生成手段のブロック図が図5b)である。図5b)において、20は、コントローラ3内の画像ビットマップ生成手段で生成された画像ビットマップであり、実施例1では2値の画像ビットマップを用いる。21−aは、副走査ライン数補正値ラインバッファであり、副走査ライン数補正用に用いられここでは、主走査方向の位置により、0、1、2、3、2の値が設定されているとする。24−a、24−bは副走査カウントポインタα、副走査カウントポインタβであり、副走査カウントポインタαは現在露光する副走査カウンタ位置を示すポインタで、副走査カウントポインタβは現在露光する副走査位置の1スキャン後ろの位置を示すポインタである。これらのポインタが示す副走査位置を基底値として、副走査ライン数補正値ラインバッファ21−aの値をオフセットした位置の画像ビットマップ情報を、画像ビットマップラインバッファα25−aと、画像ビットマップラインバッファβ25−bに転写する。つまり、画像ビットマップラインバッファαには、現在描画しようとする副走査ラインの画像ビットマップ情報が貯えられ、画像ビットマップラインバッファβには、現在の1スキャン後ろに描画した副走査ラインの画像ビットマップ情報が貯えられている。
【0045】
図5b)に示すように、副走査ライン数補正値ラインバッファの値が0、−1、−2、−3、−2の場合、その数字をオフセットした副走査ライン数を補正した位置の画像ビットマップを取り出すこととなる。この画像ビットマップラインバッファα25−aと、画像ビットマップラインバッファβ25−bには、2値のビットマップ情報が貯えられており、副走査ライン数補正値ラインバッファ21−aの画素単位の補正が行なわれたビットマップ情報が得られる。このまま画像ビットマップラインバッファα25−aを用いて露光した場合、画素単位以下の歪みが残る事になる。
【0046】
続いて、画素単位以下の歪みを補正する露光量を調整するビットマップ補正法を説明する。それには、副走査微調整補正値ラインバッファα23と、副走査微調整補正値ラインバッファβ21−bを用いる。副走査方向の画素単位以下の位置の補正には、対象となるドットの副走査方向の前と現在のドットの露光量を調整して補正を行なう。例えば、副走査方向に半ドット前の位置に露光したい場合、対象となる副走査方向の前のドットを半分露光しておき、次の対象となる副走査方向のドットを半分露光する事により行なわれる。
【0047】
このように、画素単位以下の補正量に応じて、副走査方向の前のドットと現在ドットの露光量を調整することにより、画素単位以下の副走査方向の位置の補正が実現される。
【0048】
26−a、26−b、26−c、26−dは主走査クロックにより順次カウントアップするカウンタにより示される、主走査カウントポインタα、主走査カウントポインタβ、主走査カウントポインタγ、主走査カウントポインタδである。主走査カウントポインタα26−a、主走査カウントポインタβ26−b、主走査カウントポインタγ26−c、主走査カウントポインタδ26−dは、それぞれ、副走査微調整補正値ラインバッファα23、画像ビットマップラインバッファα25−aと、画像ビットマップラインバッファβ25−b、副走査微調整補正値ラインバッファβ21−bより、所望の主走査位置でのデータを取り出す。取り出されたデータは、演算器27による演算で、それぞれ、主走査カウントポインタα26−aで示される値と主走査カウントポインタβ26−bで示される値、及び主走査カウントポインタγ26−cで示される値と主走査カウントポインタδ26−dで示される値を掛け合わせ、掛け合わせた値を足した値を露光量補正値として露光する値として用いる。
【0049】
図6は本発明の補正制御のフローで現在描こうとしている主走査x(ドット)、副走査l(ドット)位置の露光量Dlx′を算出するフローである。
【0050】
S31はこの処理のスタート、S32は複数(N個)の主走査位置でのレジずれを検出するフロー、S33は検出した結果をもとに近似曲線を描くためにN−1次の連立方程式を作成するフロー、S34は作成された連立方程式より近似曲線を算出し主走査位置と副走査ずれ量の関係式を算出するフロー、S35は主走査位置と副走査ずれ量の関係式より副走査ライン数Kと露光量調整分配率βに分配するフロー、S36は分配率βより分配率αを求めるフローでα=1−βにより計算できる。
【0051】
S37は、1画素単位の補正で、整数部分Kを用いて副走査ライン数よりの補正位置の算出が行なわれる。
【0052】
S38は1画素単位以下の補正のための、露光量を算出するフローであり、主走査方向x(ドット)、副走査l(ドット)の露光量Dlx′は以下のように算出される。
a),b)Dlx′=(β*Dl−1x+α*Dlx)
但し、Dlxは、現在描こうとしている副走査ラインのビットマップデータ
Dl−1xは、一つ前の副走査ラインのビットマップデータ
Dlx、Dl−1xのデータは、ONの場合は8ビットデータで(FF)hex、OFFの場合は(00)hex
α、βは前述算出された分配率
つまり、現在描こうとする副走査ラインのデータと分配率αの積と1つ前の副走査ラインのデータと分配率の積の平均を取る事になる。
【0053】
以上により露光量Dlx′が算出され、S39で、主走査x(ドット)、副走査l(ドット)位置に、露光量Dlx′で露光すればよい。このように画像ビットマップより、各主走査位置での副走査方向のずれ量を補正するための露光量を算出し、それを補正画像ビットマップとして作成し描画すれば、主走査傾き、主走査歪みが補正された画像を作成することができる。マゼンタ、イエロー、シアンについても同様に行なう事により、各色について、主走査傾き、主走査歪みが補正された画像を作成することができる。これらを、従来レジストレーション副走査書き出し補正技術を用いて、各色の副走査書き出しタイミングを補正する事により、各色の画像の重ね合わせを確実に容易に行なう事ができる。
【0054】
(実施例2)
実施例1では、2値画像を用いて説明したが、多値画像にも応用可能である。実施例2では、画像ビットマップ20に多値情報を用いた場合を説明する。多値についても2値と同様な補正手順により実現可能である。図7a)に、多値の場合の露光量を決定するイメージ図を示す。実施例1で2値の場合は、ドットを描く場合ONは、8ビットデータで(FF)hex、ドットを描かない場合OFFは、8ビットデータで(00)hexとしたが、多値の階調データの場合は、(00)hexから(FF)hexまでを取るものとすればよい。図7b)も同様に、多値の階調データからなる画像ビットマップデータ20を用いて、実施例1と同様な演算器27により、露光量を算出し露光すればよい。
【0055】
(実施例3)
実施例3では、従来例図11で示した偏向走査装置の回転多面鏡を一つにしたカラー画像形成装置において、色重ねにおける副走査位置書き出し補正法である。
【0056】
前述した実施例1、実施例2を用いて傾き補正、歪み補正を行い、更にその上で、従来副走査書き出し調整を各色回転多面鏡の位相面を調整する事により、副走査方向の色合わせにおいて、副走査方向に画素単位以下の補正が行なわれてきた。しかしながら、図11に示す偏向走査装置の回転多面鏡を一つにしたカラー画像形成装置においては、回転多面鏡61は一つであるので、回転多面鏡が4つ独立にある場合に較べて自由度がない。つまり、図8a)に示すように、位相面を自由に設定することができず、ある色に対して±1/2ドット、色間では最大1ドットの副走査書き出し位置ずれが発生していた(※−図8a)、b)において、主走査書き出し位置は見やすくするためにわざとずらして表示してあります)。これを、図8b)に示すように、本発明を応用して、副走査書き出し位置の補正を画素単位以下で行なうというものである。
【0057】
図8c)は、本発明時の補正ドットのラインバッファ21を示す。本実施例1、実施例2では、ラインバッファ21の1番最初の主走査位置の値はゼロに設定されている。それは、副走査の書き出し位置の補正は、前述したように、回転多面鏡の位相面を調整する事により、各色の色合わせが可能であるので、ラインバッファの1番最初の値はゼロとして差し支えないからである。最初の値をゼロにして、基準をとることにより、傾き補正及び湾曲等の歪み補正と副走査の書き出し位置の補正を分離しわかりやすくするためである。しかしながらラインバッファの1番最初の値は必ずしもゼロとする必要は無く、予め位相調整はできないことを前提として、副走査書き出し位置の画素単位以下の調整値を図2のレジストレーション検出法により測定しておけば、画素単位以下の調整値を設定しておく事も可能である。
【0058】
このように、色ごとに画素単位以下の調整値を測定し、色ごとのラインバッファの1番最初の値を画素単位以下で適切に設定すれば、各色の色合わせ時の副走査方向の書き出し位置を画素単位の1/8から1/16の分解能での補正が可能となる。
【0059】
(実施例4)
実施例4では、実施例1において、ビットマップ補正コントロール手段11および、補正画像ビットマップ信号生成手段8を、プリンタエンジン2側から、コントローラ3側に移動したものである。エンジン2側にあると、プリンタエンジン2内で、補正システムが閉じているので、コントローラ3を設計する際、コントローラ3側は、主走査の曲がり、歪みを意識することなく、今までとおりに設計できる。しかしながら、プリントバッファを新たにエンジン2内に設ける必要がありコストアップになる。コントローラ3内にあれば、コントローラ3内に既にあったプリンタバッファを有効に使う事により、小さなシステムで実現できる可能性がある。本実施例では、プリンタコントローラ3内に、補正ビットマップシステムを設置し、更なるコストダウンを実現する事が可能となる。
【0060】
【発明の効果】
以上の詳細に説明したように、本発明によれば、複数の画像形成部を有するタンデム型の画像形成装置において、主走査方向の複数の位置でのレジストレーション検出手段を備え、該複数個のレジストレーション検出手段の結果より、主走査方向の傾き、湾曲等の歪みを算出し、算出された主走査方向の傾き、湾曲等の歪みを補正するように、各色の画像形成のためのビットマップを変更することにより、主走査方向の傾き、湾曲等の歪みの補正を行なうことを可能とした。これにより、高価な光学系部品を使用したり、また精密な調整工程を経る必要がなくなり、画像重ね合わせ精度の優れた安価なカラー画像形成装置を提供する事が可能となった。
【0061】
また、偏向走査装置の回転多面鏡を一つにしたタンデム型カラー画像形成装置において、副走査方向の書き出し位置の調整を一画素以下の精度で行なう事を可能とした。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1のブロック図
【図2】本発明の実施例1で使用されるレジストレーション検出センサシステムの構成図
【図3】a),b),c),d) 本発明の実施例1の効果のイメージを説明する図
【図4】a),b),c) 本発明の実施例1の補正露光量の算出を説明する図
【図5】a),b) 本発明の実施例1の傾き、湾曲等の歪み補正システムのブロック図
【図6】本発明の実施例1の傾き、歪みの補正アルゴリズムを示す図
【図7】a),b) 本発明の実施例2の傾き、湾曲等の歪み補正システムのブロック図
【図8】a),b),c) は、本発明の実施例3の1回転多面鏡仕様における副走査画像書き出しシステムのブロック図
【図9】本発明の実施例4のブロック図
【図10】本発明に適用されるタンデム型カラー画像形成装置を示す図
【図11】本発明に適用される1回転多面鏡仕様のタンデム型カラー画像形成装置を示す図
【符号の説明】
2 プリンタエンジン
3 プリンタコントローラ
5 レーザ
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 エンジンコントローラ
11 ビットマップ補正コントロール手段
15 レジストレーション検知センサ
16 レジずれ量検出手段
17 レジずれ量解析手段
20 ビットマップメモリ(画像ビットマップ)
46 補正曲線変換テーブル

Claims (4)

  1. 複数個の光ビームを偏向させ、複数個の画像形成ステーション内の感光体上にそれぞれ走査して該感光体上に静電潜像を形成し、転写手段により一括転写するカラー画像形成装置において、一括転写された後の同一主走査方向の少なくとも3箇所以上の異なる位置に設置された所定の位置とのレジストレーションずれ量を検出するレジストレーションずれ量検出手段と、レジストレーションずれ量検出手段の結果を用いて、像担持体の傾き、湾曲等の歪みを検出する手段を有し、検出された傾き、湾曲等の歪みを補正するようなタイミング、露光量で光ビームを露光する事により、転写後の複数の像のレジストレーションずれを抑える事を特徴とするカラー画像形成装置。
  2. 複数個の光ビームを偏向させ、複数個の画像形成ステーション内の感光体上にそれぞれ走査して該感光体上に静電潜像を形成し、転写手段により一括転写するカラー画像形成装置であって、更には前記複数個の光ビームを偏向させる変更手段が一つであるカラー画像形成装置において、一括転写された後の同一主走査方向の少なくとも3箇所以上の異なる位置に設置された所定の位置とのレジストレーションずれ量を検出するレジストレーションずれ量検出手段と、レジストレーションずれ量検出手段の結果を用いて、像担持体の傾き、湾曲等の歪みを検出する手段を有し、検出された傾き、湾曲等の歪みを補正するようなタイミング、露光量で光ビームを露光する事により、転写後の複数の像のレジストレーションずれを抑える事を特徴とするカラー画像形成装置。
  3. 前記像担持体の傾き、湾曲等の歪みを検出する手段とは、各々の像担持体ごとにレジストレーションパッチを描画し、前記主走査方向に設置された少なくとも3個以上の複数個のレジストレーション検出センサの時間差よりレジストレーションずれ量を検出し、多項式近似により、像担持体の傾き、湾曲等の歪みを算出する事を特徴とする請求項1または2記載のカラー画像形成装置。
  4. 前記タイミング及び露光量による補正手段とは、像担持体上の主走査位置に相当する画像ビットマップ上の書き出しタイミングと露光量を調整する事により補正する事を特徴とする請求項1または2記載のカラー画像形成装置。
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