JP2008076473A - カラー画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ソフト負荷を軽減し、且つソフト設定タイミングの制約を少なくしつつ、精度よく色ずれ補正を行えるようにする。
【解決手段】 エンジン制御部１２０は、主副ゲート信号生成部１１２からの各ＦＧＡＴＥ信号のネゲートタイミングから設定期間を経過した時点で各画像形成部（書込制御部を含む）によって各色のトナーマークを搬送ベルト上に順次形成させ、その各トナーマークを検知するトナーマーク検知センサによる検知結果に基づいて副走査方向の色ずれ量を算出し、その色ずれ量から色ずれ補正オフセット値を差し引いた量の色ずれをドット単位に変換し、その変換した量の色ずれを各画像形成部毎の書込ビーム数単位で主副ゲート信号生成部１１２による各ＦＧＡＴＥ信号のアサートタイミング（生成タイミング）の可変にて補正し、書込ビーム数未満の色ずれを各画像形成部毎のドラムモータ１２１の回転速度の可変にて補正する。
【選択図】 図５

Description

この発明は、カラープリンタやカラー複写機等の電子写真方式を用いたカラー画像形成装置に関し、特に色ずれを補正するための技術に関する。

上記のカラー画像形成装置として、例えば特許文献１に見られるように、単一の搬送ベルト（無端移動部材）の回動方向である副走査方向に沿って複数配置された電子写真方式の画像形成部によりそれぞれ形成された各色のトナー画像を、搬送ベルトによって搬送される単一の記録媒体（用紙等）上に順次重ね合わせて転写することによりカラー画像形成を行うものが知られている。
特開２０００−３０５３４０号公報

このようなカラー画像形成装置では、各画像形成部によって各色のトナーマークを搬送ベルト上に順次形成し、その各トナーマークをＣＣＤ等のマーク検出器により検出して、その検出結果に基づいて副走査方向の色ずれ量を算出し、各画像形成部毎のＦＧＡＴＥ信号（前記画像データの前記副走査方向の有効期間を示すフレームゲート信号）の生成タイミングを可変することにより、色ずれ量を補正するようにしている。
ところが、色ずれ量を補正する制御を行っても、あるいは算出した色ずれ量が「０」の場合であっても、トナーマークの検出誤差等の要因で通常のカラー画像形成時に色ずれが発生することがある。

そこで、トナーマークの検出結果から算出した色ずれ量（色ずれ補正値）に予め設定されたオフセット値（色ずれ補正オフセット値）を加えることにより、通常のカラー画像形成時での色ずれをなくすようにしたものも提案されている。なお、色ずれ補正オフセット値は、例えばカラー画像形成装置の設置時等に、サービスマン等による操作部又は外部機器（パーソナルコンピュータ等）上での操作によって設定する。

しかしながら、このようなカラー画像形成装置では、色ずれ量を補正する制御を行う際に、色ずれ補正オフセット値をクリアして、ＦＧＡＴＥ信号の生成タイミングの設定変更を行うようにしていたため、演算処理部（ＣＰＵ）等からなる制御部の負荷（特にソフト負荷）が増えるだけでなく、トナーマーク形成が完了するまでの時間が長くなることにより、記録媒体間による色ずれ補正等の制御部による設定タイミング（ソフト設定タイミング）が間に合わなくなる場合があった。

この発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、カラー画像形成装置において、ソフト負荷を軽減し、且つソフト設定タイミングの制約を少なくしつつ、精度よく色ずれ補正を行えるようにすることを目的とする。

この発明は、単一の無端移動部材の回動方向である副走査方向に沿って複数配置された電子写真方式の画像形成部によりそれぞれ形成された各色のトナー画像を、上記無端移動部材あるいは該無端移動部材によって搬送される単一の記録媒体上に順次重ね合わせて転写することによりカラー画像形成を行うカラー画像形成装置において、上記の目的を達成するため、以下のようにしたことを特徴とする。

請求項１の発明によるカラー画像形成装置は、上記各画像形成部にそれぞれ、画像データに応じて変調されたビームを上記副走査方向に直交する主走査方向に反復走査することにより、該副走査方向に回動する像担持体上に静電画像の書き込みを行うビーム走査手段と、該ビーム走査手段によるビームの上記主走査方向ヘの走査の基準タイミングを検出する主走査基準タイミング検出手段とを備え、上記各画像形成部の上記主走査基準タイミング検出手段による検出結果および予め設定された色ずれ補正オフセット値に基づいて、該各画像形成部毎に上記画像データの上記副走査方向の有効期間を示すフレームゲート信号を生成して出力するフレームゲート生成手段と、該フレームゲート生成手段からの各フレームゲート信号のネゲートタイミングから予め設定された期間を経過した時点で上記各画像形成部によって各色のトナーマークを上記無端移動部材上に順次形成させるトナーマーク形成制御手段と、上記フレームゲート信号生成手段からの各フレームゲート信号の生成タイミングを可変させる生成タイミング可変手段と、上記無端移動部材に近接して配置され、上記トナーマークを検知するトナーマーク検知手段と、該トナーマーク検知手段による検知結果に基づいて前記副走査方向の色ずれ量を算出する色ずれ量算出手段と、該色ずれ量算出手段によって算出された色ずれ量から上記色ずれ補正オフセット値を差し引いた量の色ずれを上記生成タイミング可変手段による上記各フレームゲート信号の生成タイミングの可変にて補正する色ずれ補正手段とを設けたものである。

請求項２の発明によるカラー画像形成装置は、請求項１のカラー画像形成装置において、上記各画像形成部の上記像担持体をそれぞれ回動させる各モータの回転速度を可変させる回転速度可変手段を設け、上記色ずれ補正手段が、上記色ずれ量算出手段によって算出された色ずれ量から前記色ずれ補正オフセット値を差し引いた量をドット単位に変換し、その変換された量の色ずれを上記各画像形成部毎の書込ビーム数単位で上記生成タイミング可変手段による上記各フレームゲート信号の生成タイミングの可変にて補正し、書込ビーム数未満の色ずれを上記回転速度可変手段による上記各モータの回転速度の可変にて補正するものである。

請求項３の発明によるカラー画像形成装置は、請求項２のカラー画像形成装置において、上記トナーマーク形成制御手段によるトナーマーク形成の直前に、上記各モータの回転速度可変による色ずれ補正値をクリアする補正値クリア手段を設けたものである。
請求項４の発明によるカラー画像形成装置は、請求項３のカラー画像形成装置において、上記各画像形成部による複数ページの連続カラー画像形成時のページ間に、上記トナーマーク形成制御手段，上記色ずれ量算出手段，および上記色ずれ補正手段によって色ずれ補正制御を行わせるようにしたものである。

請求項５の発明によるカラー画像形成装置は、請求項１〜４のいずれかのカラー画像形成装置において、上記各画像形成部のビーム走査手段をそれぞれ、画像データに応じて変調された複数のビーム（マルチビーム）を上記副走査方向に直交する主走査方向に反復走査することにより、該副走査方向に回動する像担持体上に静電画像の書き込みを行う手段としたものである。
請求項６の発明によるカラー画像形成装置は、請求項１〜５のいずれかのカラー画像形成装置において、上記無端移動部材を中間転写ベルトとしたものである。
請求項７の発明によるカラー画像形成装置は、請求項１〜５のいずれかのカラー画像形成装置において、上記無端移動部材を記録媒体搬送用ベルトとしたものである。

この発明によれば、カラー画像形成装置が、各画像形成部の主走査基準タイミング検出手段による検出結果および予め設定された色ずれ補正オフセット値に基づいて、各画像形成部毎に画像データの副走査方向の有効期間を示すフレームゲート信号（ＦＧＡＴＥ信号）を生成して出力するフレームゲート生成手段と、そのフレームゲート信号生成手段からの各フレームゲート信号の生成タイミングを可変させる生成タイミング可変手段とを備え、フレームゲート生成手段からの各フレームゲート信号のネゲートタイミングから予め設定された期間を経過した時点で各画像形成部によって各色のトナーマークを無端移動部材上に順次形成させ、その各トナーマークを検知するトナーマーク検知手段による検知結果に基づいて副走査方向の色ずれ量を算出し、その色ずれ量から色ずれ補正オフセット値を差し引いた量の色ずれを生成タイミング可変手段による各フレームゲート信号の生成タイミングの可変にて補正する。

よって、色ずれ補正制御を行う際に、色ずれ補正オフセット値をクリアしないでトナーマークの形成を開始できるため、そのクリアの処理とフレームゲート信号の生成タイミングの設定変更が不要になる分だけ時間的な余裕が生まれる。また、通常のカラー画像形成時（色ずれ補正オフセット値をクリアしない時）とトナーマーク形成時（色ずれ補正オフセット値をクリアする時）とで別々のタイミングでフレームゲート信号を生成する必要がなくなるため、処理が簡素化される。
したがって、ソフト負荷を軽減し、且つソフト設定タイミングの制約を少なくしつつ、精度よく色ずれ補正を行うことができる。

以下、この発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて具体的に説明する。
まず、この発明の一実施形態であるカラー画像形成装置の概略構成および画像形成動作について、図１を参照して説明する。
図１は、そのカラー画像形成装置の概略構成図である。

このカラー画像形成装置において、給紙部９から無端移動部材である記録媒体搬送用ベルト（以下単に「搬送ベルト」と略称する）１０上を通り、定着装置１１を経て排紙部１２に至る破線で示す副走査方向の用紙搬送経路に沿ってＹ（イエロー）トナーで画像形成を行う画像形成部４Ｙ、Ｍ（マゼンタ）トナーで画像形成を行う画像形成部４Ｍ、Ｃ（シアン）トナーで画像形成を行う画像形成部４Ｃ、ＢＫ（ブラック）トナーで画像形成を行う画像形成部４ＢＫが後述するレーザ書込装置（ビーム走査手段および主走査基準タイミング検出手段を備えたものに相当する）と共に配列されており、給紙部９から給紙される記録紙等の記録媒体がこれらの各画像形成部４（４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４ＢＫ）を通過する度に異なる色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，ＢＫ）のトナー画像が順次転写され、最終的に４色の重ね合わせによるカラー画像が得られる。

各画像形成部４（４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４ＢＫ）は、像担持体であるドラム状の感光体１（１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１ＢＫ）、この感光体１の周囲にそれぞれ配置された帯電装置２（２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２ＢＫ）、現像装置３（３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３ＢＫ）、レーザ書込装置８（８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８ＢＫ）等から構成されている。
感光体１（１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１ＢＫ）の表面（外周面）はそれぞれ、帯電装置２（２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２ＢＫ）によって一様に帯電された後、レーザ書込装置８（８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８ＢＫ）からのレーザビームにより出力すべき画像に対応するパターンで露光され、感光体１の表面上に静電潜像（静電画像）が形成される。

この各静電潜像はそれぞれ、現像装置３（３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３ＢＫ）からのトナーによって現像されることにより可視像化され、各色のトナー画像が形成される。そして、この各色のトナー画像が記録媒体上に順次重ね合わせて転写される。
その転写後に、各感光体１（１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１ＢＫ）の表面に残った各トナーは、クリーニング装置５（５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５ＢＫ）により除去される。

図示しないパーソナルコンピュータ等の外部機器又は原稿の画像を読み取る画像読取装置等から送られてくる画像データ（色分解画像信号）は、その強度レベルを基にして図示しない画像処理部で色変換処理が施されて、Ｙ，Ｍ，Ｃ，ＢＫのカラー画像データに変換され、この各色のカラー画像データがその各色に対応する画像形成部４（４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４ＢＫ）にそれぞれ送られ、各レーザ書込装置８（８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８ＢＫ）により露光が行われる。これらのレーザ書込装置８には、同じ構成のものが用いられている。

この各レーザ書込装置８（８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８ＢＫ）はそれぞれ、単数又は複数の半導体レーザからの画像データに応じて変調されたレーザビームをポリゴンミラー６（６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６ＢＫ）で反射させ、更にｆθレンズ等の走査結像光学系７（７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７ＢＫ）で光路を折り曲げ且つ光径を絞り、感光体１（１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１ＢＫ）の表面を露光するようになっている。このとき、ポリゴンミラー６の回転により、半導体レーザからのレーザビームが感光体１の軸方向と平行な主走査方向に反復走査され、感光体１の回転（回動）により、感光体１の軸方向と直交する副走査方向に入射されて露光され、静電画像の書き込みが行われる。

各色の位置合わせは、給紙部９から給紙ローラ９ａによって給紙された記録媒体がレジストローラ９ｂから搬送ベルト１０によって各色の転写位置に搬送されるタイミングと、各感光体１（１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１ＢＫ）上のトナー画像が転写位置に移動されるタイミングが各色全て一致するように露光開始時間を設定することによって行われる。
各色のトナー画像を記録媒体へ重ね合わせて転写した後、その記録媒体は定着装置１１に送られ、その定着装置１１を通過する間に記録媒体上の合成トナー画像（フルカラートナー画像）が定着され、排紙部１２に排紙される。

このようなカラー画像形成装置では、各画像形成部４（４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４ＢＫ）間での感光体軸間距離の誤差、同じく感光体平行度誤差、各レーザ書込装置８（８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８ＢＫ）における折り返しミラーなど光学系の設置誤差や書き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トナー画像が位置せず、このため色が重ならずに、ずれた画像が形成される問題が発生する。

このようなずれた画像は、初期的に調整を行っても、画像形成部４を納めた作像ユニットの交換、メンテナンス、製品の運搬等によってずれるばかりか、複数ページ（複数枚）の画像形成後の機内温度上昇による機構の熱膨張によっても経時的に誤差が変動するため、より短いレンジで調整を行う必要がでてくる。
そこで、搬送ベルト１０に特定のトナーマーク（レジストマーク）を形成させ、そのトナーマークを備え付けのマーク検出器（ＣＣＤ等）によって検出し（読み取り）、各色の画像位置を認識することにより、色ずれを検出して補正するが、それについては追って説明する。

ここで、色ずれ検知手段の一例を図２を用いて以下に説明する。
図２は図１に示したカラー画像形成装置の搬送ベルト周りの要部構成のみを示しており、搬送ベルト１０と、各画像形成部４（４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４ＢＫ）の感光体１（１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１ＢＫ）と、その各感光体１上に形成され、搬送ベルト１０上に転写された各色のトナーマーク１３と、搬送ベルト１０の感光体１ＢＫより下流に備えられ、トナーマーク１３を検知するトナーマーク検知センサ１４（トナーマーク検知手段）とを示している。

この例では、搬送ベルト１０は透明であり、主走査方向のベルト両端側にそれぞれトナーマーク１３を形成し、これら両端側のトナーマーク１３に対応して搬送ベルト１０の感光体１ＢＫより下流の両端側に発光素子１５とスリット１６および受光素子１７からなるトナーマーク検知センサ１４を設け、この２つのトナーマーク検知センサ１４によるトナーマーク１３の検知結果に基づいて搬送ベルト１０の両端でのレジスト位置ずれ（色ずれ）量を算出可能にしている。

図３は、一方（片側）のトナーマーク検知センサ１４の構成を拡大して示す要部斜視図である。
図３において、搬送ベルト１０上のトナーマーク１３は、光書き込みの走査方向（主走査方向）に平行なラインａと、主走査方向に対して特定の角度（例えば４５°）をもったラインｂを対として、各色毎に形成される。
そして、ラインａによりレジストずれを検知し、ラインｂにより主走査方向のずれを検知する。

トナーマーク１３が通過する位置にはトナーマーク検知センサ１４が配置されており、このトナーマーク検知センサ１４は、発光素子１５と、その発光素子１５に対して搬送ベルト１０を挾んで対向して配置されたスリット１６および受光素子１７とによって構成されている。
発光素子１５としては、搬送ベルト１０上のトナーマーク１３に光を照射するＬＥＤ（発光ダイオード）が使用されている。
スリット１６は、光遮光性のプレートにトナーマーク１３の形状に合うように透過窓を開けたものである。

受光素子１７としては、スリット１６の透過窓を介して発光素子（ＬＥＤ）１５からの光を受光するＰＤ（フォトダイオード）が用いられている。
トナーマーク検知センサ１４の受光素子１７は、搬送ベルト１０のトナーマーク１３が無い部位では、透明な搬送ベルト１０を透過した光をスリット１６を介してそのまま受光し、トナーマーク１３が形成された部位では、スリット１６の位置とトナーマーク１３とが一致したときにトナーマーク１３によって遮光された光を受光する。
したがって、トナーマーク検知センサ１４は、この受光素子１７の受光光量の差によってトナーマーク１３が通過したタイミングを検知する。

トナーマーク検知センサ１４の検知信号としては、図４に示すような波形のものが得られ、この検知信号は、後述するエンジン制御部に送られる。
エンジン制御部は、各色のトナーマーク１３の主走査方向（時間ｔに直交する方向）に平行に形成されたラインａのピーク時間の差分Δｔｆによって副走査方向のレジストずれを算出し、斜めに作られたラインｂのピーク時間の差分Δｔｓによって主走査方向のレジストずれを割り出す。また、走査線の斜めずれや、倍率ずれの算出は、これら演算処理の応用で同様に割り出すことができる。
そして、制御部は、これらの算出結果に基づいて補正動作を行う。

図５は、図１の各レーザ書込装置８（８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８ＢＫ）をそれぞれ構成する書込ユニットおよび書込制御部を示す構成図である。但し、マルチビーム（複数本のレーザビーム）の反復走査によって静電画像を書き込むものとする。
各レーザ書込装置８はそれぞれ、図５に示す書込ユニットおよび書込制御部によって構成されている。なお、各レーザ書込装置８の書込制御部を１つにまとめ、エンジン制御部１２０に内蔵してもよい。

書込ユニットは、半導体レーザ（以下「ＬＤ」と称す）１０１，１０２，ポリゴンミラー６，ｆθレンズ（走査結像光学系）７，防塵ガラス１０４，反射ミラー１０５，および２つの同期検知板（同期検知センサ）１０６ａ，１０６ｂから構成されている。
書込制御部は、ＬＤ制御部１０７，ポリゴン制御部１０８，ＬＤ駆動データ生成部１１０，画素クロック生成部１１１，主副ゲート信号生成部１１２，および画像処理部１１３から構成されている。

書込ユニットでは、ＬＤ１０１，１０２からのレーザビーム（マルチビーム）は、ポリゴンミラー６によりスキャン（走査）され、ｆθレンズ７を通り、防塵ガラス１０４を透過して感光体１（図１）側に出射される。
ポリゴン制御部１０８は、図示しないポリゴンモータの回転を制御することにより、ポリゴンミラー６の回転制御を行う。
感光体１における主走査方向の有効画像領域の前側（マルチビームの主走査方向の有効書込開始位置）および後側（マルチビームの主走査方向の有効書込終了位置）には、フォトダイオード等の光電変換素子および信号波形整形回路からなる同期検知板１０６ａ，１０６ｂが設けられている。

感光体１を走査する直前のマルチビームは、主走査方向の有効画像領域の前側に配置された同期検知板１０６ａに入力されるため、その同期検知板１０６ａが、そのマルチビームを検知することにより、マルチビームの主走査方向の有効書込開始位置を規定する（主走査方向の位置合わせを行う）ための同期検知信号を生成して出力する。よって、同期検知板１０６ａは主走査基準タイミング検出手段に相当する。

感光体１を走査した直後のマルチビームは、主走査方向の有効画像領域の後側に配置された同期検知板１０６ｂに入力されるため、その同期検知板１０６ｂが、そのマルチビームを検知することにより、マルチビームの主走査方向の有効書込終了位置を規定するための同期検知信号を生成して出力する。
同期検知板１０６ａ，１０６ｂからの同期検知信号は、主副ゲート信号生成部１１２へ入力される。

主副ゲート信号生成部１１２は、同期検知板１０６ａからの同期検知信号と画素クロック生成部１１１からの画素クロックとエンジン制御部１２０からのプリントスタート（ＸＳＴＡＲＴ）信号とに基づいて、画像データの主走査方向の有効期間を示すフレームゲート（ＬＧＡＴＥ）信号および画像データの副走査方向の有効期間を示すフレームゲート（ＦＧＡＴＥ）信号を生成してＬＤ駆動データ生成部１１０へ出力することにより、感光体１における主走査方向および副走査方向の有効画像領域に対するマルチビームによる静電画像の書き込みタイミングの制御を行う。よって、主副ゲート信号生成部１１２がフレームゲート生成手段としての機能を果たす。

この主副ゲート信号生成部１１２はまた、同期検知板１０６ａ，１０６ｂからの同期検知信号の入力により、同期検知板１０６ａ，１０６ｂ間をマルチビームが走査する時間を測定し、予め設定された基準時間（理想的な走査が行われた場合における走査時間）と比較し、走査時間のずれ量を求め、そのずれ量を補正する位相データを生成して画素クロック生成部１１１へ出力することもできる。
この主副ゲート信号生成部１１２は更に、エンジン制御部からの指示によってＬＧＡＴＥ信号およびＦＧＡＴＥ信号の生成タイミングをそれぞれ可変することもできる。

画素クロック生成部１１１は、図示しない水晶発振器からなるクロック発生回路からの基準クロックに基づいて画素クロックを生成するＰＬＬ（Phase Locked Loop）回路と、ＰＬＬ回路からの画素クロックの位相を主副ゲート信号生成部１１２からの位相データに基づいて変更（シフト）する位相シフト回路とを備えている。
画素クロック生成部１１１は、ＰＬＬ回路によって生成された画素クロック（必要に応じて位相シフト回路により位相がシフトされる）を、画像処理部１１３とＬＤ駆動データ生成部１１０へ出力する。

画像処理部１１３は、画素クロック生成部１１１からの画素クロックと主副ゲート信号生成部１１２からのＬＧＡＴＥ信号およびＦＧＡＴＥ信号とに基づいて、外部機器又は画像読取装置等から送られてくる画像データに対して色変換処理を含む画像処理を施し、その画像処理した画像データをＬＤ駆動データ生成部１１０へ出力する。
ＬＤ駆動データ生成部１１０は、画素クロック生成部１１１からの画素クロックと主副ゲート信号生成部１１２からのＬＧＡＴＥ信号およびＦＧＡＴＥ信号とに基づいて、画像処理部１１３からの画像データをＬＤ駆動データ（変調データ）に変換し、ＬＤ制御部１０７を介してＬＤ１０１，１０２を変調駆動することにより、ＬＤ１０１，１０２から対応するレーザビームを射出させる。

エンジン制御部１２０は、演算処理部（ＣＰＵ），メモリ（ＲＡＭ，ＲＯＭ等），入出力回路（Ｉ／Ｏ），クロック発生回路、カウンタ回路、各種制御回路等から構成されており、各画像形成部４（４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４ＢＫ）のレーザ書込装置８（８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８ＢＫ）を制御したり、感光体１（１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１ＢＫ）をそれぞれ回転させる各ドラムモータ１２１（図示の都合上１つのみ図示）を制御し、クロック周波数を変更することにより感光体１の回転速度を調整するなど、エンジンユニット全体の制御を行う。

ここで、このエンジン制御部１２０のＣＰＵは、メモリ内の制御プログラムを実行し、各トナーマーク検知センサ１４（図２参照）の検知信号（検知結果）に基づいて各画像形成部４の書込制御部（図５参照），およびドラムモータ１２１を制御することにより、この発明に関わる機能であるトナーマーク形成制御手段，生成タイミング可変手段，色ずれ量算出手段，色ずれ補正手段，回転速度可変手段，および補正値クリア手段としての機能を果たす。

以下、このように構成されたカラー画像形成装置におけるこの発明に関わる副走査方向の色ずれ補正制御について、図６〜図８を参照して具体的に説明する。なお、実際には主走査方向の色ずれ補正制御も行うが、説明の都合上、その制御の説明は省略する。また、ここでは、図５に示したレーザ書込装置を用いるものとする。
図６は、エンジン制御部１２０のＣＰＵによる副走査方向の色ずれ補正制御の一例を示すフローチャートである。

図７は、通常のカラー画像形成時のＸＳＴＡＲＴ信号および各ＦＧＡＴＥ信号の一例を示すタイミングチャートである。なお、これらの信号のローレベル“Ｌ”をアサート、ハイレベル“Ｈ”をネゲートとする。
図８は、通常の連続カラー画像形成時に副走査方向の書込ビーム数単位の色ずれ補正を行う場合のＸＳＴＡＲＴ信号および各ＦＧＡＴＥ信号の一例を示すタイミングチャートである。

エンジン制御部１２０のＣＰＵは、カラー画像形成装置の図示しない操作部上の操作又は外部機器上の操作によってコピー又はプリントの指示がなされ、画像読取装置によって画像データが読み取られた場合、外部機器から画像データを受信した場合、あるいは外部機器から受信した文字コード等の印刷データに基づいて画像データを作成するプリンタコントローラ（図示省略）からの画像データを受信した場合に、各画像形成部４の書込制御部の主副ゲート信号生成部１１２（図５）へ色ずれ補正オフセット値を加算したＦＧＡＴＥアサート設定値，画像領域幅（画像データの副走査方向の有効期間に相当する）設定値，トナーマーク形成開始位置設定値，およびトナーマーク領域幅設定値を含む各種初期値をロードし、所定のタイミングで図７の（ａ）に示すように各画像形成部４の書込制御部へのＸＳＴＡＲＴ信号を短時間だけアサートする（“Ｌ”にする）。

各画像形成部４の書込制御部の主副ゲート信号生成部１１２はそれぞれ、副走査カウンタとトナーマークカウンタとを備えている。副走査カウンタは、副走査方向の画像領域（画像データの副走査方向の有効期間に相当する）内での画像書込開始と終了を指示するために使用される。トナーマークカウンタは、副走査方向のトナーマーク領域（トナーマーク用のデータの副走査方向の有効期間）内でのトナーマーク書込開始と終了を指示するために使用される。これらのカウンタは、この例では、２ＬＤ書込（２つのＬＤ１０１，１０２からのレーザビームの反復走査による静電画像の書き込み）であるため、ポリゴンミラー６が１回転するのに要する時間経過毎に「２（書込ビーム数）」ずつカウントアップする。

各画像形成部４の書込制御部の主副ゲート信号生成部１１２は、エンジン制御部１２０から各種初期値がロードされると、その各種初期値をそれぞれ各レジスタに設定し、エンジン制御部１２０からのＸＳＴＡＲＴ信号のアサートタイミング（図７，図８参照）で副走査カウンタにカウントアップ動作を「０」から開始させる。
そして、副走査カウンタのカウント値がＦＧＡＴＥアサート設定値に到達した時に、ＦＧＡＴＥ（ＸＰＦＧＡＴＥ＿Ｙ，ＸＰＦＧＡＴＥ＿Ｍ，ＸＰＦＧＡＴＥ＿Ｃ，ＸＰＦＧＡＴＥ＿ＢＫ）信号をアサートする（アサートしたＦＧＡＴＥ信号を生成出力する）。

それによって、各画像形成部４の書込制御部内の画像処理部１１３およびＬＤ駆動データ生成部１１０が、ＦＧＡＴＥ信号のアサートタイミングを基準に前述したカラー画像形成のための動作を行う。
そして、副走査カウンタのカウント値がＦＧＡＴＥアサート設定値と画像領域幅設定値の合計値に到達した時に、ＦＧＡＴＥ信号をネゲートし、１ページ（１枚）目のカラー画像形成が完了する。

エンジン制御部１２０は、カウンタ回路として画像形成ページ数カウンタを備えている。この画像形成ページ数カウンタは、１ページ分の画像形成が完了する毎にＣＰＵによってカウントアップ（＋１）し、カウント値が予め設定された値（トナーマーク形成実行間隔値）に達すると、次のカウントアップまでの間にＣＰＵによって「０」にクリアされるようになっている。

エンジン制御部１２０のＣＰＵは、画像形成部４ＹからのＦＧＡＴＥ信号のネゲートタイミングを基準に２ページ目の画像形成開始タイミングを計り、この例では、画像形成ページ数カウンタのカウント値が予め設定された値（トナーマーク形成実行間隔値）に達しているので、各画像形成部４の書込制御部へのＸＳＴＡＲＴ信号を再び短時間だけアサートすると共に、トナーマーク形成開始を各画像形成部４の書込制御部に指示する。この指示は、例えばトナーマーク形成実行間隔値が「１０」であれば、１０ページ分の画像形成が完了する毎に行われることになる。

それによって、各画像形成部４の書込制御部では、１ページ分のカラー画像形成時と同様の動作が行われる。
そして、副走査カウンタのカウント値が再びＦＧＡＴＥネゲート設定値に到達した時に、ＦＧＡＴＥ信号をネゲートし、２ページ目のカラー画像形成が完了する。
各画像形成部４の書込制御部の主副ゲート信号生成部１１２はそれぞれ、トナーマーク形成開始の指示を受けているため、ＦＧＡＴＥ信号のネゲートタイミングでトナーマークカウンタにカウントアップ動作を「０」から開始させ、そのトナーマークカウンタのカウント値がトナーマーク形成開始設定値（図８のトナーマーク形成遅延量に相当する）に達すると、ＦＧＡＴＥ信号をアサートする。

それによって、各画像形成部４の書込制御部内の画像処理部１１３およびＬＤ駆動データ生成部１１０が、ＦＧＡＴＥ信号のアサートタイミングを基準に前述したトナーマーク形成のための動作を行う。
そして、トナーマークカウンタのカウント値がトナーマーク形成開始設定値とトナーマーク領域幅設定値の合計値に到達した時に、ＦＧＡＴＥ信号をネゲートし、トナーマーク形成が完了する。

一方、エンジン制御部１２０のＣＰＵは、画像形成ページ数カウンタのカウント値がトナーマーク形成実行間隔値に達した直後のＦＧＡＴＥ信号のアサートタイミングで図６に示す副走査方向の色ずれ制御を開始する。
そしてまず、ステップＳ１で各ドラムモータ１２１の回転速度可変による色ずれ補正値をクリアし、ステップＳ２で図２によって説明したように各画像形成部４（４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４ＢＫ）によって各色のトナーマーク１３を搬送ベルト１０上に順次形成させる。なお、上記色ずれ補正値は、色ずれ制御を開始する直前の各ＦＧＡＴＥ信号のネゲートタイミングからトナーマーク形成開始までの間にクリアすればよい。

次に、ステップＳ３で各トナーマーク検知センサ１４の検知信号に基づいて副走査方向の色ずれ量を算出し、ステップＳ４でその色ずれ量から色ずれ補正オフセット値を差し引いた量の色ずれの補正を行う。つまり、その色ずれ量から色ずれ補正オフセット値を差し引いた量をドット（ｄｏｔ）単位に変換し、その変換した量の色ずれを各画像形成部４毎の２ライン（書込ビーム数）単位で主副ゲート信号生成部１１２による各ＦＧＡＴＥ信号のアサートタイミング（生成タイミング）の可変にて補正し、１ライン（書込ビーム数未満）の色ずれを各画像形成部４毎のドラムモータ１２１の回転速度の可変にて補正する。各ＦＧＡＴＥ信号のアサートタイミングを変更する場合、主副ゲート信号生成部１１２へのＦＧＡＴＥアサート設定値を変更する。

エンジン制御部１２０のＣＰＵは、トナーマーク形成完了時の画像形成部４ＹからのＦＧＡＴＥ信号のネゲートタイミングを基準に３ページ目の画像形成開始タイミングを計り、この例では、画像形成ページ数カウンタのカウント値がトナーマーク形成実行間隔値に達していないので、各画像形成部４の書込制御部へのＸＳＴＡＲＴ信号を再び短時間だけアサートする。

それによって、各画像形成部４の書込制御部では、１ページ分のカラー画像形成時と同様の動作が行われる。
そして、副走査カウンタのカウント値が再びＦＧＡＴＥネゲート設定値に到達した時に、ＦＧＡＴＥ信号をネゲートし、３ページ目のカラー画像形成が完了する。
以後、指定された全ページのカラー画像形成が終了するまで、上述の動作が繰り返し行われる。

次に、図６のステップＳ４の副走査方向の色ずれ補正について、もう少し詳細に説明する。
ステップＳ３の副走査方向の色ずれ量の算出結果からＦＡＧＴＥ信号による補正値と感光体速度による補正値の算出式を示す。但し、２ＬＤ書込時は６００〔ｄｐｉ〕となる。
トナーマーク検知結果に基づいて算出した副走査方向の色ずれ量であるライン単位の色ずれ量〔ｌｉｎｅ〕は、トナーマーク形成時にライン単位の色ずれ補正オフセット値〔ｌｉｎｅ〕をクリアしていないため、その色ずれ補正オフセット値を減算することにより、正しい値となる。なお、その色ずれ量は、例えばＢＫに対するＣ，Ｍ，Ｙのずれ量とする。
トナーマーク検知結果に基づいて算出したＣのライン単位のずれ量をΔＭａｒｋＨｏｒｉ＿Ｃｙ、色ずれ補正オフセット値をｏｆｆｓｅｔ＿Ｃｙとした場合、Ｃのライン単位の正しい色ずれ量は次式によって算出できる。

ΔＨｏｒｉ＿Ｃｙ〔ｕｍ〕
＝（ΔＭａｒｋＨｏｒｉ＿Ｃｙ〔ｌｉｎｅ〕−ｏｆｆｓｅｔ＿Cｙ〔ｌｉｎｅ〕）
×２５．４／６００×１０００・・・（１）式
なお、Ｍ，Ｙのライン単位の正しい色ずれ量も同様の式によって算出できるため、説明を省略する。
ここで、正しい色ずれ量ΔＨｏｒｉ＿Ｃｙ，ΔＨｏｒｉ＿Ｍａ，ΔＨｏｒｉ＿Ｙｅ〔ｕｍ〕を副走査ライン数として表したものをΔＨｏｒｉ＿Ｃｙ＿ｌ，ΔＨｏｒｉ＿Ｍａ＿ｌ，ΔＨｏｒｉ＿Ｙｅ＿ｌ〔ｌｉｎｅ〕とすると、６００〔ｄｐｉ〕に対し、以下の通りとなる。Ｍ，Ｙの正しい色ずれ量については省略する。

まず、整数部をｍｃ６００、小数部ｆｃ６００とすれば、次式の関係となる。
ΔＨｏｒｉ＿Ｃｙ＿ｌ〔ｌｉｎｅ〕＝ｍｃ６００＋ｆｃ６００・・・（２）式
ｍｃ６００は、次式によって算出できる。
ｍｃ６００＝（ｉｎｔ）（ΔＨｏｒｉ＿Ｃｙ／（２５．４×１０００／６００））
ｆｃ６００、次式によって算出できる。但し、少数点第４位までとする。
ｆｃ６００＝（ΔＨｏｒｉ＿Ｃｙ／（２５．４×１０００／６００））−ｍｃ６００

（２）式から、６００〔ｄｐｉ〕に対して以下の関係となる。但し、調整補正単位が２ラインのため、ｍｃ６００を偶数値の場合と奇数値の場合に分け、以下のように補正する。
ｍｃ６００が偶数値の場合、ΔＨｏｒｉ＿Ｃｙ＿ｌは次式によって算出できる。
ΔＨｏｒｉ＿Ｃｙ＿ｌ＝ｍｃ６００＋ｆｃ６００
この場合、ｍｃ６００（整数部）およびｆｃ６００（小数部）はそのまま使用できる（ｍｃ６００←ｍｃ６００、ｆｃ６００←ｆｃ６００）

ｍｃ６００が奇数値の場合、ΔＨｏｒｉ＿Ｃｙ＿ｌは次式によって算出できる。
ΔＨｏｒｉ＿Ｃｙ＿ｌ＝（ｍｃ６００＋１）+（ｆｃ６００−１）
この場合、ｍｃ６００に「１」を加算し、ｆｃ６００から「１」を減算する（ｍｃ６００←ｍｃ６００＋１、ｆｃ６００←ｆｃ６００−１、−２＜ｆｃ６００＜２）
このようなアルゴリズムにより、求められた整数部ｍｃ６００と色ずれ補正オフセット値ｏｆｆｓｅｔ＿Ｃｙとの合計値をＦＧＡＴＥアサート設定値とし、ＦＡＧＴＥ信号の生成タイミング（アサートタイミング）を変更することにより、２ライン単位で色ずれを補正できる。
なお、Ｍ，Ｙの色ずれについても同様の演算を行うことによって補正できる。

この実施形態のカラー画像形成装置によれば、以下の（ａ）〜（ｄ）に示す作用効果を得られる。
（ａ）エンジン制御部１２０のＣＰＵが、主副ゲート信号生成部１１２からの各ＦＧＡＴＥ信号のネゲートタイミングから予め設定された期間を経過した時点で各画像形成部４によって各色のトナーマークを搬送ベルト上に順次形成させ、その各トナーマークを検知するトナーマーク検知センサによる検知結果に基づいて副走査方向の色ずれ量（色ずれ補正値）を算出し、その色ずれ量から色ずれ補正オフセット値を差し引いた量の色ずれを主副ゲート信号生成部１１２による各ＦＧＡＴＥ信号の生成タイミングの可変にて補正することにより、以下に示すような効果を得ることができる。

すなわち、色ずれ補正制御を行う際に、色ずれ補正オフセット値をクリアしないでトナーマークの形成を開始できるため、そのクリアの処理とＦＧＡＴＥ信号の生成タイミングの設定変更が不要になる分だけ時間的な余裕が生まれる。また、通常のカラー画像形成時（色ずれ補正オフセット値をクリアしない時）とトナーマーク形成時（色ずれ補正オフセット値をクリアする時）とで別々のタイミングでＦＧＡＴＥ信号を生成する必要がなくなるため、処理が簡素化される。
したがって、ソフト負荷を軽減し、且つソフト設定タイミングの制約を少なくしつつ、精度よく色ずれ補正を行うことができる。

（ｂ）算出した副走査方向の色ずれ量から色ずれ補正オフセット値を差し引いた量の色ずれをドット単位に変換し、その変換した量の色ずれを各画像形成部４毎の２ライン（書込ビーム数）単位で主副ゲート信号生成部１１２による各ＦＧＡＴＥ信号のアサートタイミング（生成タイミング）の可変にて補正し、１ライン（書込ビーム数未満）の色ずれを各画像形成部４毎のドラムモータ１２１の回転速度の可変にて補正するようにすれば、書込ビーム数に関係なく高精度の色ずれ補正を行うことができる。

（ｃ）各画像形成部４によるトナーマーク形成の直前に各ドラムモータ１２１の回転速度可変による色ずれ補正値をクリアすることにより、更に高精度の色ずれ補正を行うことができる。
（ｄ）複数ページの連続カラー画像形成時のページ間に副走査方向の色ずれ補正を行うことにより、多ページの連続カラー画像形成を行う場合でも高品質のカラー画像を得ることができる。

なお、前述した色ずれ補正制御は、２本のレーザビームによる書き込みを行うレーザ書込装置を使用する場合だけでなく、１本又は３本以上のレーザビームによる書き込みを行うレーザ書込装置を使用する場合でも、実行することができる。
以上、この発明を、記録媒体搬送用ベルトを用いたカラー画像形成装置に適用した実施形態について説明したが、この発明はこれに限らず、他の無端移動部材（中間転写ベルト）を用いたカラー画像形成装置にも適用可能である。

以上の説明から明らかなように、この発明のカラー画像形成装置によれば、ソフト負荷を軽減し、且つソフト設定タイミングの制約を少なくしつつ、精度よく色ずれ補正を行うことができる。したがって、この発明を利用すれば、高品位の画像を安定して取得可能な画像形成装置を提供することができる。

この発明の一実施形態であるカラー画像形成装置の概略構成図である。 図１に示したカラー画像形成装置の搬送ベルト周りの要部構成図である。 図２のトナーマーク検知センサの構成を拡大して示す要部斜視図である。 トナーマークとそのトナーマークを検知したトナーマーク検知センサの検知信号を示す図である。 図１の各レーザ書込装置８をそれぞれ構成する書込ユニットおよび書込制御部を示す構成図である。

図５のエンジン制御部１２０のＣＰＵによる副走査方向の色ずれ補正制御の一例を示すフロー図である。 図５における通常のカラー画像形成時のＸＳＴＡＲＴ信号および各ＦＧＡＴＥ信号の一例を示すタイミング図である。 同じく通常の連続カラー画像形成時に副走査方向の書込ビーム数単位の色ずれ補正を行う場合のＸＳＴＡＲＴ信号および各ＦＧＡＴＥ信号の一例を示すタイミング図である。

符号の説明

１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１ＢＫ：感光体 ２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２ＢＫ：帯電装置
３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３ＢＫ：現像装置 ４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４ＢＫ：画像形成部
５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５ＢＫ：クリーニング装置
６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６ＢＫ：ポリゴンミラー
７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７ＢＫ：走査結像光学系（ｆθレンズ）
８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８ＢＫ：レーザ書込装置 ９：給紙部 ９ａ：給紙ローラ
９ｂ：レジストローラ １０：搬送ベルト １１：定着装置 １２：排紙部
１３：トナーマーク １４：トナーマーク検知センサ １５：発光素子（ＬＥＤ）
１６：スリット １７：受光素子（ＰＤ） １０１，１０２：半導体レーザ（ＬＤ）
１０４：防塵ガラス １０５：反射ミラー １０６ａ，１０６ｂ：同期検知板
１０７：ＬＤ制御部 １０８：ポリゴン制御部 １１０：ＬＤ駆動データ生成部
１１１：画素クロック生成部 １１２：主副ゲート信号生成部 １１３：画像処理部

Claims (7)

1. 単一の無端移動部材の回動方向である副走査方向に沿って複数配置された電子写真方式の画像形成部によりそれぞれ形成された各色のトナー画像を、前記無端移動部材あるいは該無端移動部材によって搬送される単一の記録媒体上に順次重ね合わせて転写することによりカラー画像形成を行うカラー画像形成装置において、
   前記各画像形成部はそれぞれ、画像データに応じて変調されたビームを前記副走査方向に直交する主走査方向に反復走査することにより、該副走査方向に回動する像担持体上に静電画像の書き込みを行うビーム走査手段と、該ビーム走査手段によるビームの前記主走査方向ヘの走査の基準タイミングを検出する主走査基準タイミング検出手段とを備え、
   前記各画像形成部の前記主走査基準タイミング検出手段による検出結果および予め設定された色ずれ補正オフセット値に基づいて、該各画像形成部毎に前記画像データの前記副走査方向の有効期間を示すフレームゲート信号を生成して出力するフレームゲート生成手段と、
   該フレームゲート生成手段からの各フレームゲート信号のネゲートタイミングから予め設定された期間を経過した時点で前記各画像形成部によって各色のトナーマークを前記無端移動部材上に順次形成させるトナーマーク形成制御手段と、
   前記フレームゲート信号生成手段からの各フレームゲート信号の生成タイミングを可変させる生成タイミング可変手段と、
   前記無端移動部材に近接して配置され、前記トナーマークを検知するトナーマーク検知手段と、
   該トナーマーク検知手段による検知結果に基づいて前記副走査方向の色ずれ量を算出する色ずれ量算出手段と、
   該色ずれ量算出手段によって算出された色ずれ量から前記色ずれ補正オフセット値を差し引いた量の色ずれを前記生成タイミング可変手段による前記各フレームゲート信号の生成タイミングの可変にて補正する色ずれ補正手段とを設けたことを特徴とするカラー画像形成装置。
2. 請求項１記載のカラー画像形成装置において、
   前記各画像形成部の前記像担持体をそれぞれ回動させる各モータの回転速度を可変させる回転速度可変手段を設け、
   前記色ずれ補正手段は、前記色ずれ量算出手段によって算出された色ずれ量から前記色ずれ補正オフセット値を差し引いた量をドット単位に変換し、その変換された量の色ずれを上記各画像形成部毎の書込ビーム数単位で上記生成タイミング可変手段による上記各フレームゲート信号の生成タイミングの可変にて補正し、書込ビーム数未満の色ずれを上記回転速度可変手段による上記各モータの回転速度の可変にて補正することを特徴とするカラー画像形成装置。
3. 請求項２記載のカラー画像形成装置において、
   前記トナーマーク形成制御手段によるトナーマーク形成の直前に、前記各モータの回転速度可変による色ずれ補正値をクリアする補正値クリア手段を設けたことを特徴とするカラー画像形成装置。
4. 請求項３記載のカラー画像形成装置において、
   前記各画像形成部による複数ページの連続カラー画像形成時のページ間に、前記トナーマーク形成制御手段，前記色ずれ量算出手段，および前記色ずれ補正手段によって色ずれ補正制御を行わせるようにしたことを特徴とするカラー画像形成装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載のカラー画像形成装置において、
   前記各画像形成部のビーム走査手段はそれぞれ、画像データに応じて変調された複数のビームを前記副走査方向に直交する主走査方向に反復走査することにより、該副走査方向に回動する像担持体上に静電画像の書き込みを行う手段であることを特徴とするカラー画像形成装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか一項に記載のカラー画像形成装置において、
   前記無端移動部材が、中間転写ベルトであることを特徴とするカラー画像形成装置。
7. 請求項１乃至５のいずれか一項に記載のカラー画像形成装置において、
   前記無端移動部材が、記録媒体搬送用ベルトであることを特徴とするカラー画像形成装置。

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