JP2007283558A - 画像形成装置およびその動作制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】多重露光により画像形成を行う技術を用いて、画像形成装置の最小解像度以下の微細なレジずれの補正を実現する。
【解決手段】多重露光により画像を形成する画像形成ユニットを備える画像形成装置において、制御装置は、複数回の露光における一部の露光において、露光位置を（例えば書き込みクロックの１クロック分）ずらす。これにより、複数回の露光が重ね合わされた書き込みエネルギー分布の重心位置を、書き込みクロックに対応する位置の間に調整する。
【選択図】図４

Description

本発明は、プリンタや複写機等の画像形成装置に関し、特にカラーレジストレーションコントロールを実施する画像形成装置に関する。

今日広く普及しているカラー画像出力用の一般的な画像形成装置として、例えばブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の色ごとに設けられた画像形成ユニットが転写対象（中間転写体である転写ベルトや記録材である用紙等）に対向して並べて配置された、いわゆるタンデム型の画像形成装置が存在する。このタンデム型の画像形成装置では、各々の画像形成ユニットで形成される色の異なる画像が、走行する転写対象に順次転写されて多重化され、カラー画像が形成される。

このタンデム型の画像形成装置では、色ごとに形成された画像を重ねてカラー画像を形成するため、画像形成ユニットの各取り付け位置の誤差、各画像形成ユニットの周速誤差、転写対象に対する露光位置の違い、転写対象の線速の変化等により、形成された画像において色ずれが発生する場合がある。したがって、この種の画像形成装置では、これらの色ずれ量を測定し、色ずれの発生を抑制するための色ずれ制御（カラーレジストレーションコントロール）を行うことが不可欠となる。なお、上記のようなタンデム型の画像形成装置の他に、例えば像担持体を複数回転させてカラー画像を形成するサイクル方式（マルチプル方式）や、いわゆるインクジェット方式などの画像形成装置においても、色ずれに対して同様な問題がある。

このようなカラーレジストレーションコントロールの対象となる画像のずれ（以下、この種のずれをレジずれと呼ぶ）には、走査線の傾き（スキュー）や湾曲（ボウ）、倍率変動などがある。これらのレジずれを補正するための従来技術としては、機構系や光学系におけるメカニズムにより修正を行うものや、レジずれの方向や量に応じて元の画像データを変形させる画像処理によって補正を行うものなど、種々の技術が提案されている（メカニカルな手法でレジずれを補正する従来技術としては例えば特許文献１を、画像処理によって補正する従来技術としては例えば特許文献２を参照）。機構系や光学系によるメカニカルな修正は非常に高い精度を要することから、微少な修正に関しては、画像処理による補正の方がコストを抑えることができ、利便性も高い。

また、近年、複数の光源からの複数のレーザビームを回転多面鏡により一括走査する、いわゆるマルチビーム走査光学系を用いた画像形成装置が提案されている。そして、このマルチビーム走査光学系を用いて、同じ画像データを複数回、感光体面上に重ねて描画する、いわゆる多重露光を行う画像形成装置が存在する(例えば、特許文献３参照)。

特公平６−５７０４０号公報 特開２００１−５２４５号公報 特開２００４−１０９６８０号公報

一般に画像形成装置において、画像の形成（感光体や用紙等の媒体への書き込み）は、書き込み用クロック信号（以下、書き込みクロック）に同期して行われるため、この書き込みクロックの周期に対応する主走査方向の距離が、画像形成における最小解像度を決定することとなる。そのため、上述した画像処理によってレジずれを補正する場合、主走査方向に関しては、書き込みクロックの１クロック分に対応する長さを最小単位として、画像の変形や移動が行われる。

一方、レジずれは、装置の最小解像度である書き込みクロックの１クロック分に対応する長さよりも微小な範囲で生じることもあり得る。また、画像を形成する際の書き込み開始位置を指定するための基準信号（ＳＯＳ：Start Of Scan）と書き込みクロックとが同期していない構成の画像形成装置を考える。この装置では、各色の画像形成ユニットにおいて、基準信号から同数の書き込みクロックが発信された後に画像形成を開始したとしても、色ごとあるいはスキャンごとに最大で１クロック分に対応する長さのずれが生じる可能性がある。これらの場合に、上述のように画像処理によってレジずれを補正する手法では、補正可能な最小単位よりもレジずれのずれ量の方が小さいため、適切な補正を行うことが困難となる。

本発明は、以上のような技術的課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、多重露光により画像形成を行う技術を用いて、微細なレジずれの補正を実現することにある。

かかる目的を達成するために、本発明は、次のような画像形成装置として実現される。この装置は、画像形成部が、１走査線あたり複数回走査して、記録材表面に微細な画素で構成された画像を形成する。そして、画像形成部を制御する制御部が、画素の描画位置を複数回の走査における一部の走査においてずらすことにより、画像形成部の最小解像度よりも微小な範囲で画像形成位置を補正する。

また、本発明は、特に電子写真方式の画像形成装置として、次のように構成することができる。すなわち、画像形成部は、感光体上に複数回重ねて露光する多重露光により潜像を形成する。そして、画像形成装置を制御する制御部は、潜像の形成位置を複数回の露光における一部の露光においてずらすことにより、画像形成部の最小解像度よりも微小な範囲で画像形成位置を補正する。

上記の画像形成装置は、好ましくは、画像形成部により記録材に形成される画像のレジストレーションずれを検出するずれ検出部をさらに備える構成とすることができる。この場合、制御部は、ずれ検出部により検出されたレジストレーションずれのずれ量に基づいて、複数回の露光における各回の露光での潜像の形成位置を決定する。

さらに好ましくは、感光体に対する潜像の書き込み開始位置を指定するための基準信号（ＳＯＳ）と、制御部が画像形成部を制御するために用いる書き込みクロックとの位相差を測定する位相差測定部をさらに備える構成とすることができる。この場合、制御部は、潜像を形成すべき本来の位置と、位相差測定部により測定された位相差とに基づいて、複数回の露光における各回の露光での潜像の形成位置を決定する。

また、上記の画像形成装置において、より詳細には、制御部は、書き込みクロックにしたがって画像形成部を制御し、所定の画素に対する複数回の露光の一部において、露光位置を書き込みクロックの所定クロック数分ずらすことにより、感光体における書き込みクロックに対応する位置の間に当該画素を描画させる。

さらに詳しくは、制御部は、所定の画素に対するｎ（ｎ≧２）回目の露光位置を、この画素を描画すべき本来の位置と、（ｎ−１）回目までの露光による書き込みエネルギー（露光エネルギー）分布の重心位置とのずれ量に基づいて決定する。また、制御部は、所定の画素に対する複数回の露光を異なる書き込みエネルギー（露光エネルギー）強度で行うことにより、この画素の書き込みエネルギー分布の重心位置を制御することができる。

さらに、本発明を方法のカテゴリとして把握して、次のように構成することができる。この方法は、多重露光により画像を形成する画像形成装置の動作制御方法であって、画像形成部により形成される画像のレジストレーションずれを検出するステップと、形成される画像に応じて露光位置を決定し、かつレジストレーションずれのずれ量に基づいて、複数回の露光の一部において露光位置をずらすことにより、画像形成部の最小解像度よりも微小な範囲で画像形成位置を補正するステップと、補正された露光位置で各回の露光を行うことにより、感光体上に潜像を形成するステップとを含む。

以上のように構成された本発明によれば、多重露光を利用することにより、装置の最小解像度以下の微細なレジずれの補正を行うことができる。

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態（以下、実施形態）について詳細に説明する。
本実施形態は、感光体上に複数回重ねて露光する多重露光により画像（感光体上の潜像）を形成する際に、複数回の露光における一部の露光において、画像の形成位置をずらすことにより、露光による書き込みエネルギー分布の重心位置を微細に補正する。ここで、装置の動作制御は書き込みクロックにしたがって行われるため、装置による最小解像度は書き込みクロックに依存する。しかし、本実施形態では、露光位置をずらしながら多重露光を行うことにより、所望の画素に関して、複数回露光した後の最終的な書き込みエネルギー分布の重心位置を露光位置の間に設定することができる。露光位置の最小間隔は装置の最小解像度に等しいため、結果として、最小解像度よりも微細な補正を行うことが可能となる。

図１は、本実施形態が適用される画像形成装置を示した図である。
この画像形成装置は、電子写真方式を採用した、いわゆるタンデム型のデジタルカラー機である。図１に示すように、この画像形成装置は、画像を形成する画像形成ユニット１０、印字機能（印字機能）として、画像形成ユニット１０の感光体ドラム１１に対して静電潜像を形成する露光装置１３、感光体ドラム１１に担持されたトナー像を重畳して担持する中間転写体としての転写ベルト２１を備えている。画像形成ユニット１０は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応させて設けられている。以下、これらを区別する必要がある場合には、画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと表記するが、区別する必要がない場合には、単に画像形成ユニット１０と表記する。また、転写ベルト２１の内側で、各画像形成ユニット１０の感光体ドラム１１に対向する位置には、転写ベルト２１上に画像を担持するための一次転写ロール２３が設けられている。さらに、転写ベルト２１に担持されたトナー像を用紙に転写するいわゆる二次転写位置には、二次転写ロール２４と、転写ベルト２１の内側に設けられる対向ロール２５とが配置されている。さらに、記録媒体である用紙を収容する給紙カセット２７と、転写された用紙を定着するための定着器２８とを備えている。また、画像形成装置は、レジずれに対する補正のための画像処理を行う制御装置３０と、転写ベルト２１の所定領域に形成された色ずれ制御用パターンを読み取る色ずれセンサ４０とを備えている。

制御装置３０は、画像読取装置（ＩＩＴ：Image Input Terminal）等の画像データの入力手段から得られた画像のデジタル画像信号や色ずれ制御のためのパターン画像などの画像信号を生成して露光装置１３に供給し、画像形成ユニット１０を介して転写ベルト２１への書き込みを行わせる。また制御装置３０は、色ずれセンサ４０から色ずれ制御用パターンの検出結果を取得し、取得した情報に基づいて色のずれ量を解析し、必要な補正を行っている。本実施形態では、特に、多重露光を利用して色ずれ（レジずれ）を補正するための露光位置の制御を行う。制御装置３０におけるこれらの機能は、例えばプログラム制御されたＣＰＵ（Central Processing Unit）等で実現される。また制御装置３０は、メモリとして不揮発性のＲＯＭ（Read Only Memory）や読み書き可能なＲＡＭ（Random Access Memory）を備えている。このＲＯＭには、コントローラが実行する画像形成動作や色ずれの検出および補正動作などを制御するためのソフトウェアプログラム、色ずれ制御用パターンの画像情報等が格納されている。ＲＡＭには、各種カウンタ値、ジョブの実行回数、前回の色ずれ検出処理の実行情報（時間情報等）といった、画像形成装置の動作に伴って取得される各種の情報が格納される。

各色別の露光装置１３には、例えば画像読取装置（ＩＩＴ）や外部のパーソナルコンピュータ装置（ＰＣ）等から得られ、画像処理装置（図示せず）によって変換されたデジタル画像信号が、制御装置３０を介して供給される。色ずれセンサ４０は、転写ベルト２１上に形成された色ずれ制御用パターン（ラダー状トナーパッチ、シェブロンパッチ）をＰＤ（Photo Diode）センサ等で構成される検出器上に結像し、パッチの重心線と検出器の中心線とが一致したときにパルスを出力する反射型センサである。この色ずれセンサ４０は、各画像形成ユニット１０で形成されたパッチによる色ずれ制御用パターンの相対色ずれを検出するために、例えば、図１における最下流側の画像形成ユニット１０Ｋの下流側で、かつ主走査方向に沿って２個、配置されている。色ずれセンサ４０の発光部は、例えば赤外ＬＥＤ（波長８８０ｎｍ）が２個用いられ、安定したパルス出力を確保するために、２個のＬＥＤの発光光量を調整（例えば２段階）できるように構成されている。

上記４色の画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋの各々には、像担持体である感光体ドラム１１の周りに、画像形成のための各種ユニットが同様に形成されている。すなわち、感光体ドラム１１を帯電させる帯電装置、露光装置１３により露光された感光体ドラム１１にトナー像を現像する現像装置、転写ベルト２１へのトナー像の転写後に感光体ドラム１１に残る残留トナーを除去するクリーナ等の各種ユニットが備えられている。なお、画像形成ユニット１０の構成としては、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のいわゆる常用色の他、通常のカラー画像形成には用いられない、例えばコーポレートカラーなどの特殊な画形材に対応させた特定色画像形成ユニットを設けることも可能である。また、上述したＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの４色の他に、ダークイエローなどを含めた５色以上を常用色として用いることもできる。なお、本実施形態では、像担持体である感光体ドラム１１の軸方向を主走査方向、感光体ドラム１１の回転による移動方向を副走査方向としている。

ここで、４色の画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋの各々の感光体ドラム１１を露光する露光装置１３では、マルチビームＲＯＳ（Raster Output Scanner）が用いられ、各々、複数個のレーザダイオード（ＬＤ）にて構成される複数の光源を有している。この複数の光源から発せられるレーザビームをコリメートレンズによりコリメートした後、回転多面鏡（ポリゴンミラー）の偏向反射面により走査し、結像レンズにより絞り込まれたレーザスポットにより感光体ドラム１１を走査（主走査）露光している。感光体ドラム１１は、駆動手段によって回転駆動し、露光装置１３によって、レーザ走査（主走査）と直交する方向（副走査方向）に露光され、２次元の露光記録を実現することができる。

転写ベルト２１としては、例えば、可撓性を有するポリイミド等の合成樹脂フィルムを帯状に形成し、その両端を溶着等の手段によって接続することによって、無端ベルト状に形成したものが用いられる。この転写ベルト２１は、駆動ロールとバックアップロールとによって、少なくとも一部を略直線的にしたループ状に張られる。そして、この転写ベルト２１の略直線的な部分に対して、略水平方向に一定間隔を隔てて、４色の画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋおよび対向する一次転写ロール２３が配列されている。図１に示す例では、転写作業を行う際の転写ベルト２１の移動方向に対して上流側から下流方向に順に、イエローの画像形成ユニット１０Ｙ、マゼンタの画像形成ユニット１０Ｍ、シアンの画像形成ユニット１０Ｃ、黒の画像形成ユニット１０Ｋが配列されている。画像形成ユニット１０によって形成された各色の画像が、転写ベルト２１の動きにしたがってベルト上で順に重ね合わされることにより、転写ベルト２１上にカラートナー画像が形成される。そして、転写ベルト２１の移動と用紙搬送とのタイミングが合わされ、二次転写ロール２４と対向ロール２５を含む位置で、転写ベルト２１上に形成されたカラートナー画像が用紙に転写される。この後、カラートナー画像が転写された用紙は、定着器２８に搬送され、定着器２８においてカラートナー画像が用紙に定着されて、画像形成装置の筐体外部に設けられた排出トレイに排出される。

図２は、露光装置１３に用いられるレーザデバイスの一例を示した図である。
本実施形態では、露光装置１３に、例えば図２に示すような面発光レーザデバイス４０が設けられている（なお、図示の例では、デバイス上にレーザダイオードが所定の傾きを持って配置されているが、実際には、長方形のチップ上に傾きを持たないマトリクス状にレーザダイオードを配置して構成し、実装の際に一定の傾きを持たせる等、光学系での調整が行われる）。図示の面発光レーザデバイス４０は、１つのデバイスに、露光手段として、４×２の配列（配置形状）でＬＤ１〜ＬＤ８の計８個のレーザダイオード（ＬＤ）４１が設けられている。そして、この８個のレーザダイオード４１によって、８本のマルチビームにより８本の走査線を同時に走査することができる。このような面発光レーザデバイス４０により発生させたマルチビームを、同時に走査可能な走査線の本数のうち整数分の１に相当する幅だけ副走査線方向に移動させながら、図１に示した感光体ドラム１１に照射することにより、１走査線当たり複数回露光して潜像を形成することができる。例えば、走査線４本（８本／２）分ずらしながら走査をすれば、毎回の走査で４本の走査線が重なることとなるため、各走査線は２回ずつ露光されることとなる。同様に、走査線２本（８本／４）分ずらしながら走査をすれば、毎回の走査で６本の走査線が重なることとなるため、各走査線は４回ずつ露光されることとなる。

図３は、図２の面発光レーザデバイス４０による多重露光の様子を示す図である。
図３に示す例では、露光位置は、１走査ごとに、４走査線分ずつ副走査方向へ移動するため、図示のように、８本の走査線のうち、４本ずつが重なって露光される。したがって、１本の走査線に着目すれば、２回ずつ露光されることとなる（二重露光）。
本実施形態では、この多重露光における各回の露光位置を適宜変更することにより、書き込みクロックによって決定される露光位置の間に所望の画素を描画することで、最小解像度よりも微小な範囲で画像の形成位置を補正する。なお、１走査線当たりの露光回数は、図３に例示する２回に限定されないことは言うまでもないが、以下では、簡単のため、主に二重露光を行う場合を例として説明する。

図４は、二重（多重）露光を利用して画素形成位置をずらす手法を説明する図である。
図４に示す例では、画像を構成する所定の画素を描画するための露光が示されており、１回目の露光と２回目の露光とでは、露光領域を書き込みクロックの１クロック分ずらしている。露光装置１３として用いられるレーザデバイスの露光領域は、図４（Ａ）に示すように、一定の広がりがある。露光における書き込みエネルギー分布は、図４（Ｂ）に示すように、各々の露光領域の中心を頂点（重心）として山形になっている。したがって、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、２回の露光を、書き込みクロックの１クロック分ずらして行うと、各回の露光が重ね合わされて、図４（Ｃ）に示すような山形の書き込みエネルギー分布が得られる。このとき、最終的な書き込みエネルギー分布の重心位置は、１回目の露光における書き込みエネルギー分布の重心位置と２回目の露光における書き込みエネルギー分布の重心位置との中間となっている。

画像形成装置の最小解像度は、書き込みクロックに依存するので、１クロック分ずらされた２つの露光領域の中間に書き込みエネルギー分布の重心が位置するということは、最小解像度よりも微小な範囲で画素の形成位置を制御できたことを意味する。具体的には、例えば画像形成装置の解像度が２４００ｄｐｉである場合には、書き込みクロックの１クロック分に対応する感光体上の主走査方向の長さは概ね１０μｍであるから、その半分の５μｍ単位で画素位置を調整することが可能となる。

図５は、上記の画素位置調整を実現する本実施形態の制御装置３０の機能構成を示す図である。
図５に示すように、制御装置３０は、レジずれの有無およびずれ量を検出するずれ検出部３１と、ずれ検出部３１により検出されたレジずれに基づいて上述した手法により画素位置を調整するための露光制御部３２とを備える。

ずれ検出部３１は、例えば図１に示した色ずれセンサ４０の出力から、画像形成ユニットにより形成される画像における色ずれの有無を検知し、色ずれがある場合にそのずれ量を計算する。また、色ずれのみならず、記録材である用紙等に対する画像のずれをセンサにて検知し、そのずれ量を計算することも可能である。以下、特に必要がある場合を除き、これらを区別することなくレジずれと呼ぶ。
露光制御部３２は、ずれ検出部３１により算出されたずれ量に基づいて、上記の手法によりレジずれを補正するように、画像を構成する各画素について多重露光における各回の露光位置を制御する。

図６は、露光制御部３２による画素位置調整の例を説明する図である。
感光体に潜像を形成する際の画像の書き込みでは、主走査方向の基準信号（ＳＯＳ）を検出して一定時間経過後から書き込みが開始される。今、ずれ検出部３１により計算されたレジずれのずれ量に基づき、書き込み開始点の画素を、基準信号から１９．６クロック目の位置に書き込みたい場合を考える（以下、この書き込みクロックに対応する位置をクロック数で示す）。この場合、画像形成装置の本来の最小解像度にしたがえば、画素は基準信号から１９クロック目または２０クロック目にしか描画することができない。

一方、本実施形態によれば、１回目の露光を基準信号から１９クロック目に行い、２回目の露光を基準信号から２０クロック目に行うことにより、画素の描画位置（書き込みエネルギー分布の重心位置に対応）は、基準信号から１９．５クロック目となる。したがって、目標である１９．６クロック目の位置に非常に近い位置にまで微細に補正することが可能となる。

図７は、ＹＭＣＫ各色のレジずれ（色ずれ）に対する補正の例を示す図表である。
図７において、ブラック（Ｋ）の画像を基準とすると、イエロー（Ｙ）の画像は主走査方向に＋６５μｍずれている。同様にマゼンタ（Ｍ）の画像は＋２０μｍ、シアン（Ｃ）の画像は−１５５μｍずれている。書き込みクロックの１クロック分に対応する露光位置の間隔を１０μｍ／ｄｏｔとすると、イエロー（Ｙ）の画像では、基準位置（ブラック（Ｋ）の画像）よりも、主走査方向の逆向きに６ｄｏｔと５μｍ分だけ早く描画しなければならない。そこで、１回目の露光では基準位置よりも６ｄｏｔ分早く露光し、２回目の露光では基準位置よりも７ｄｏｔ分早く露光することにより、所望の位置に描画することができる。同様に、マゼンタ（Ｍ）の画像は、基準位置に対して主走査方向の逆向きにちょうど２ｄｏｔ分ずれているので、２回の露光とも２ｄｏｔ分早く露光する。また、シアン（Ｃ）の画像は、基準位置に対して主走査方向に１５ｄｏｔと５μｍ分だけずれているので、１回目の露光では基準位置よりも１５ｄｏｔ分遅らせて露光し、２回目の露光では基準位置よりも１６ｄｏｔ分遅らせて露光することにより、所望の位置に描画する。

以上説明したように、本実施形態によれば、画像形成装置の最小解像度よりも微小な範囲で画像の形成位置を制御し、レジずれを補正することができる。
なお、図４には二重露光の例を示したが、三重露光の場合は、３回の露光のうち１回を１クロック分ずらして露光することにより、３．３μｍ単位で画素位置を調整することが可能となる。四重露光以上の多重露光についても同様であり、露光の多重度が多いほど微細な画素位置調整が可能となる。

一般に、多重露光における所定の画素に対するｎ（ｎ≧２）回目の露光位置は、目標位置（画素を描画すべき本来の位置）と、（ｎ−１）回目までの露光による書き込みエネルギー分布の重心位置とのずれ量に基づいて求めることができる。ただし、（ｎ−１）回目までの露光による書き込みエネルギー分布の重心位置は、実際に測定する必要はない。すなわち、多重露光における露光回数と目標位置とに基づいて、何回目の露光後に書き込みエネルギー分布の重心位置が何処になっているかを順次計算し、各回の露光位置を求めれば良い。

また、本実施形態の変形として、各回の露光で書き込みエネルギー強度を変更することが考えられる。
図８は、二重露光において１回目と２回目の露光における書き込みエネルギー強度を変更した場合の書き込みエネルギー分布を示す図である。
図８に示す例では、１回目の露光における書き込みエネルギー強度よりも２回目の露光における書き込みエネルギー強度を強くしている（図８（Ｂ）参照）。これにより、最終的な書き込みエネルギー分布の重心位置が、１回目の露光における書き込みエネルギー分布の重心位置と２回目の露光における書き込みエネルギー分布の重心位置との中間よりも、２回目の露光における書き込みエネルギー分布の重心位置側へシフトしている（図８（Ｃ）参照）。
このように、多重露光における各回の露光で書き込みエネルギー強度を変更することにより、最終的な書き込みエネルギー分布の重心位置をさらに微細に（いわば連続的（アナログ的）に）調整することが可能となる。
なお、書き込みエネルギー強度の変更により画素位置を制御する場合、この書き込みエネルギー強度の変更のために、感光体の感材上の静電エネルギーが元の状態と異なってしまう場合がある。そこで、本手法を実行する場合は、感材上の静電エネルギーが大きく変化しないように、書き込みエネルギーの総和が概ね同じになるように、各回の走査における書き込みエネルギー強度を制御することが好ましい。

さて、上記の実施形態では、制御装置３０が画像形成ユニット１０を制御して感光体ドラム１１に潜像を形成する際のタイミング制御の基準となる書き込みクロックが基準信号（ＳＯＳ）に同期していることを前提としていた。しかし、画像形成装置によっては、書き込みクロックと基準信号（ＳＯＳ）とが同期していない機種も存在する。この場合の画素位置調整について説明する。

図９は、書き込みクロックと基準信号（ＳＯＳ）とが非同期の場合の書き込みエネルギー分布を示す図である。
書き込みクロックと基準信号（ＳＯＳ）とが非同期であると、偶然に２回の書き込みクロックの位相が揃った場合を除いて、図９（Ａ）、（Ｂ）に示すように、１回目の露光と２回目の露光とで必ず露光領域にずれが生じてしまう。そのため、画素の位置は、図９（Ｃ）に示すように、２回の露光における書き込みエネルギー分布の重心位置の中間となる。したがって、露光位置の制御により画素位置を調整し、レジずれの補正を行う場合は、まず、書き込みクロックと基準信号（ＳＯＳ）との位相差に基づいて、複数回の露光が重ね合わされた書き込みエネルギー分布の重心位置を計算する。そして、算出された重ね合わせ後の重心位置と目標位置とのずれを相殺するように補正（画素位置調整）を行うことが必要となる。

図１０は、書き込みクロックと基準信号（ＳＯＳ）とが非同期の画像形成装置における制御装置３０の機能構成を示す図である。
図１０に示す制御装置３０は、ずれ検出部３１と、露光制御部３２とを備えると共に、各回の露光における書き込みクロックの位相差を測定する位相差測定部３３を備える。位相差測定部３３は、基準信号（ＳＯＳ）を検出してから書き込みクロックが開始されるまでの時間（書き込みクロックの位相に対応）を計測して、各回の露光における書き込みクロックの位相差を特定する。

基準信号（ＳＯＳ）を検出してから書き込みクロックが開始されるまでの時間は、図１１に示すような回路により計測することができる。
図１１において、位相測定クロックは、基準信号（ＳＯＳ）を検出してから書き込みクロックが開始されるまでの時間の計測に用いる、十分に早いクロック信号である。カウンタ３４は、基準信号（ＳＯＳ）を入力してから最初の書き込みクロックが入力されるまで、位相測定クロックをカウントする。フリップフロップ３５は、最初の書き込みクロックをトリガーとしてカウンタ３４のカウント値を取り込む。そして、フリップフロップ３５に取り込まれたカウント値が、基準信号（ＳＯＳ）を検出してから書き込みクロックが開始されるまでの時間として、位相差測定部３３へ送られる。

位相差測定部３３は、フリップフロップ３５から取得した情報から書き込みクロックの位相を特定し、さらに各回の露光における書き込みクロックの位相差を特定する。
露光制御部３２は、位相差測定部３３により特定された書き込みクロックの位相差に基づいて、上述したように、複数回の露光が重ね合わされた書き込みエネルギー分布の重心位置と目標位置とのずれを相殺するように画素位置を調整する。

図９に示した例では、１回目の露光における書き込みクロックに対して２回目の露光における書き込みクロックが遅れていると考えられるが、１回目の露光を１クロック分遅らせることにより、図において、２回目の露光における書き込みクロックで特定される露光領域の右側に最終的な書き込みエネルギー分布の重心位置が来るように、１回目の露光を行うことも可能である。

なお、三重露光以上の多重露光や、各回の露光で書き込みエネルギー強度を変更することにより、より微細な画素位置調整が可能となることは、上述した、書き込みクロックと基準信号（ＳＯＳ）とが同期している画像形成装置の場合と同様である。

以上説明した実施形態では、タンデム型のフルカラーの画像形成装置を例に挙げたが、像担持体を複数回回転させてカラー画像を形成するサイクル方式（マルチプル方式）のフルカラー画像形成装置でのレジずれ補正にも用いることができる。
また、１走査線あたり複数回走査して、記録材表面に微細な画素で構成された画像を形成する画像形成装置であれば、上述した電子写真方式に限らず、インクジェット方式の画像形成装置においても適用することができる。

本実施形態が適用される画像形成装置を示した図である。 露光装置に用いられるレーザデバイスの一例を示した図である。 図２の面発光レーザデバイスによる多重露光の様子を示す図である。 二重（多重）露光を利用して画素形成位置をずらす手法を説明する図である。 本実施形態の制御装置の機能構成を示す図である。 本実施形態の露光制御部による画素位置調整の例を説明する図である。 本実施形態におけるＹＭＣＫ各色のレジずれ（色ずれ）に対する補正の例を示す図表である。 二重露光において１回目と２回目の露光における書き込みエネルギー強度を変更した場合の書き込みエネルギー分布を示す図である。 書き込みクロックと基準信号（ＳＯＳ）とが非同期の場合の書き込みエネルギー分布を示す図である。 書き込みクロックと基準信号（ＳＯＳ）とが非同期の画像形成装置における制御装置の機能構成を示す図である。 本実施形態において、基準信号（ＳＯＳ）を検出してから書き込みクロックが開始されるまでの時間を測定する回路の構成例を示す図である。

符号の説明

３０…制御装置、３１…ずれ検出部、３２…露光制御部、３３…位相差測定部、３４…カウンタ、３５…フリップフロップ

Claims (12)

1. 電子写真方式で画像を形成する画像形成装置であって、
   感光体上に複数回重ねて露光する多重露光により潜像を形成する画像形成部と、
   前記画像形成部を制御し、前記潜像の形成位置を複数回の露光における一部の露光においてずらすことにより、当該画像形成部の最小解像度よりも微小な範囲で画像形成位置を補正する制御部と
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記画像形成部により記録材に形成される画像のレジストレーションずれを検出するずれ検出部をさらに備え、
   前記制御部は、前記ずれ検出部により検出されたレジストレーションずれのずれ量に基づいて、複数回の露光における各回の露光での前記潜像の形成位置を決定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記感光体に対する前記潜像の書き込み開始位置を指定するための基準信号と、前記制御部が前記画像形成部を制御するために用いる書き込みクロックとの位相差を測定する位相差測定部をさらに備え、
   前記制御部は、前記潜像を形成すべき本来の位置と、前記位相差測定部により測定された前記位相差とに基づいて、複数回の露光における各回の露光での当該潜像の形成位置を決定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記制御部は、書き込みクロックにしたがって前記画像形成部を制御し、所定の画素に対する複数回の露光における一部の露光において、露光位置を前記書き込みクロックの所定クロック数分ずらすことにより、前記感光体における当該書き込みクロックに対応する位置の間に当該所定の画素を描画させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. 前記制御部は、所定の画素に対するｎ（ｎ≧２）回目の露光位置を、当該所定の画素を描画すべき本来の位置と、（ｎ−１）回目までの露光による書き込みエネルギー分布の重心位置とのずれ量に基づいて決定することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記制御部は、所定の画素に対する複数回の露光を異なる書き込みエネルギー強度で行うことにより、当該所定の画素のエネルギー分布の重心位置を制御することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
7. １走査線あたり複数回走査して、記録材表面に微細な画素で構成された画像を形成する画像形成部と、
   前記画像形成部を制御し、前記画素の描画位置を複数回の走査における一部の走査においてずらすことにより、前記画像形成部の最小解像度よりも微小な範囲で画像形成位置を補正する制御部と
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
8. 前記制御部は、書き込みクロックにしたがって前記画像形成部を制御し、複数回の走査における一部の走査において、前記画素の描画位置を前記書き込みクロックの所定クロック数分ずらすことにより、当該書き込みクロックに対応する位置の間に当該画素を描画させて、当該画素の位置を補正することを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
9. 感光体上に複数回重ねて露光する多重露光により画像を形成する画像形成装置の動作制御方法であって、
   画像形成部により形成される画像のレジストレーションずれを検出するステップと、
   形成される画像に応じて露光位置を決定し、かつ前記レジストレーションずれのずれ量に基づいて、複数回の露光における一部の露光において露光位置をずらすことにより、前記画像形成部の最小解像度よりも微小な範囲で画像形成位置を補正するステップと、
   補正された前記露光位置で各回の露光を行うことにより、前記感光体上に潜像を形成するステップと
   を含むことを特徴とする画像形成装置の動作制御方法。
10. 前記画像形成位置を補正するステップでは、所定の画素に対する複数回の露光における一部の露光において、露光位置を前記書き込みクロックの所定クロック数分ずらすことを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置の動作制御方法。
11. 前記画像形成位置を補正するステップでは、所定の画素に対するｎ（ｎ≧２）回目の露光位置を、当該画素を描画すべき本来の位置と、（ｎ−１）回目までの露光による書き込みエネルギー分布の重心位置とのずれ量に基づいて決定することを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置の動作制御方法。
12. 前記画像形成位置を補正するステップでは、所定の画素に対する複数回の露光を異なる書き込みエネルギー強度で行うことにより、当該所定の画素のエネルギー分布の重心位置を制御することを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置の動作制御方法。

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