JP2009300604A - カラー画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 電気CPR補正制御において、安価な構成で色ずれを高精度に低減したカラー画像形成装置を提供すること。
【解決手段】 スキャナユニット単体におけるレーザビームの照射タイミングと、副走査方向の照射位置ずれ量を補正データとしてカラー画像形成装置に記憶させて、補正データに基づいて画像形成パラメータを補正する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、カラープリンタ、カラー複写機等の、特に、複数の画像形成部を有する電子写真方式の画像形成装置に関するものである。

近年、電子写真方式カラー画像形成装置における画像形成スピードの高速化のために、色材の数と同数の現像器及び感光ドラムを備え、中間転写体上や記録媒体上に順次異なる色の画像を転写するタンデム方式のカラー画像形成装置が増えている。このタンデム方式のカラー画像形成装置においては、色ずれを生じさせる複数の要因があることが既に知られており、それぞれの要因に対して様々な対処方法が提案されている。

図２は主走査方向の色ずれの例を説明する図である。２０１は本来の画像位置を、２０２は色ずれが発生している場合の画像位置を示す。図２では説明の為、２つの線を搬送方向に離して描いてある。図２（ａ）は走査線幅のバラツキによる色ずれを示し、光学部と感光ドラム間の距離の違い等によって発生する。光学部がレーザスキャナの場合に発生し易い。例えば、画像周波数を微調整（走査幅が長い場合は、周波数を速くする。）して、走査線の長さ変えることよって矢印方向に修正する。図２（ｂ）は主走査方向の書出し位置誤差を示す。例えば、光学部がレーザスキャナであれば、ビーム検出位置からの書出しタイミングを調整することによって矢印方向に修正する。

各色の像の転写位置を転写紙上で合致させるために主走査方向の位置合わせとして、従来より、画像記録開始位置または画像記録幅を合わせるという各種技術が開発されている。

例えば、画像記録幅を合わせる（全体倍率誤差を補正する）際には、転写紙を搬送する中間転写体上において主走査方向の少なくとも２ヵ所に、各印刷ユニットによりトナー像を形成し、各トナー像の位置を光学センサやＣＣＤカメラ等を用いて検知する。そして、実際に中間転写体上に形成されたトナー像の位置と基準位置とのズレ量に基づき、画像信号生成用の画像クロックの周波数を調整することにより、各印刷ユニットによる画像記録幅を一致させ倍率誤差を補正している。

上述のようなレーザビームを利用して感光ドラムの露光処理を行う装置にあっては、光学系におけるレンズ（ｆθレンズ）やミラーの位置精度によりｆθ特性が異なる。その為、レーザビームによる画像書き出し照射位置を合致させても、レーザビームの位置が異なり、画像において色ズレが発生することがある。

そこで従来、光学系の位置精度等によりｆθ特性が異なることによって生じる、重ね合わせた複数の画像の開始部分と終了部分との間の部分での色ずれ（部分倍率）を矯正する技術が提案されている。具体的には、レーザビームの照射タイミングを偏向レーザビームの主走査方向における書き出し位置に応じて変化させることにより実現される。（特許文献１参照）

上記技術を行う場合、予めスキャナユニット単体におけるレーザビームの走査タイミングを、予め決定された複数領域毎に測定し、測定結果を補正データとしてカラー画像形成装置に記憶させることが知られている。

図１３はカラー画像形成装置の静電潜像の記録を制御する制御部の詳細を説明する図である。

１３０１はレーザビームを生成するレーザビーム生成部、１３０２はレーザビーム生成部１３０１から出力されるレーザビーム検出信号を受信し、レーザビーム検出信号を画像データ生成部へ送信する１チップマイクロコンピュータ（以後、ＣＰＵと記す）、１３０３はＣＰＵ１３０２から送信されたレーザビーム検出信号を受信して、所定時間後に画像データ信号を出力する画像データ生成部、１３０４はデータを記憶するメモリ、１３０５は時間を計測するタイマ、１３０６は画像周波数クロックを生成する画像クロック生成部である。画像データ生成部１３０３から出力された画像データ信号はＣＰＵ１３０２を介して画像周波数クロックに同期してレーザビーム生成部１３０１に送られ、画像データ信号に基づいて静電潜像を形成する。ＣＰＵ１３０２はメモリ１３０４に予め記憶している所定の画像周波数データを画像クロック生成部１３０６へ送信し、画像クロック生成部１３０６は受信した画像周波数データに基づいて画像周波数クロックをＣＰＵ１３０２へ出力する。一般にカラー画像形成装置では主走査方向の１走査毎に記録開始位置を一定に保持する為に走査領域外に例えばフォトダイオードから成るビーム検出手段としてのビーム検出部を設置し、１走査毎に走査領域へと向かうレーザビームを検出して同期検知信号を発生する。

ＣＰＵ１３０２はこの同期検知信号を基準としてメモリ１３０４に予め記憶している所定の時間（例えば画像周波数クロック数を所定数カウントし、そのカウント終了後）経過後、画像データ生成部１３０３に画像データ信号出力開始信号を出力し、画像データ生成部１３０３から画像データが出力される。

図５（ａ）はスキャナユニット単体における副走査露光位置測定装置を説明する図である。２４は露光光を照射するスキャナユニット、５０１は露光位置を検出するラインセンサである。スキャナユニットからラインセンサまでの距離を、カラー画像形成装置におけるスキャナユニットから感光ドラム上の照射位置までの距離と同じになるようスキャナユニットを固定する。

図５（ｂ）はスキャナユニット単体における走査時間測定を説明する図である。エリアセンサ上に走査された１走査における露光を複数の区間に分割し、各区間の露光検知時間を測定する。測定された露光検知時間の差分から各区間毎の走査時間を演算する。ここでは一例として１走査の露光を４つの区間（区間１、区間２、区間３、区間４）に分割し、区間１における走査時間をＴ１、区間２における走査時間をＴ２、区間３における走査時間をＴ３、区間４における走査時間をＴ４と定義する。

図６（ａ）はカラー画像形成装置における感光ドラム上の露光位置を説明する図である。６０１はスキャナユニットから露光された露光光、２２は露光光によって静電潜像を形成する感光ドラム、２８はトナー像を記録材へ転写する中間転写体である。一般に感光ドラムにおける露光位置は、露光光の反射を防ぐ為、感光ドラムの垂直軸上ではなく、一定の角度θ0（副走査方向距離に換算するとL0）の位置に露光する。

図６（ｂ）は感光ドラムに露光される静電潜像を説明する図である。図６（ｂ）では説明の為、隣り合う区間の境界に形成すべき静電潜像に黒点を描き、静電潜像中央の位置の位置ずれがゼロとなるよう画像記録開始位置を調整してある。ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４は各区間毎の画像周波数である。画像周波数が一定（各区間毎の画像周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４が全て一定値ｆ０）の場合、上述した光学系におけるレンズ（ｆθレンズ）やミラーの位置精度によりｆθ特性が異なり、レーザビームによる画像書き出し照射位置を合致させても、レーザビームの位置が異なり位置誤差が発生する。この位置誤差が各色毎に異なり、結果、出力画像における色ずれが発生する。図６（ｂ）では一例として、区間１のレーザ照射長は理想長に対して９５％（理想長よりも短い）、区間２のレーザ照射長は理想長に対して１０２％（理想長よりも長い）、区間３のレーザ照射長は理想長に対して９９％（理想長よりも短い）、区間４のレーザ照射長は理想長に対して９８％（理想長よりも短い）とする。

図６（ｃ）は従来の技術におけるレーザビームの照射タイミングを変化させた時の感光ドラムに露光される静電潜像を説明する図である。ＣＰＵ１３０２は、走査区間を画像データ信号出力開始信号に同期してタイマ１３０５による時間計測を開始し、予めメモリ１３０４に記憶させたレーザビーム照射速度との積算演算を行う。その結果、感光ドラム上における主走査方向のレーザビーム照射位置が求まり、予めメモリ１３０４に記憶させた区間データから、レーザビームの照射区間を認識する。

上述したスキャナユニット単体の走査時間Ｔ１〜Ｔ４を予めメモリ１３０４に記憶させておき、スキャナユニット単体の走査時間に基づいて、ＣＰＵ１３０２によって各走査区間毎の画像周波数を演算する。例えば、区間１における画像周波数ｆは、
ｆ＝ｆ１’＝ｇ（Ｔ１）×ｆ１・・・式（１）
区間２における画像周波数ｆは、
ｆ＝ｆ２’＝ｇ（Ｔ２）×ｆ２・・・式（２）
となる。ここでｇ（Ｔ）は走査時間Ｔをパラメータとした補正ゲインであり、ｇ（Ｔ）＞０である。図６（ｃ）では一例として、各区間におけるレーザ照射長の、理想長に対する比を補正ゲインとする。その結果、ｇ（Ｔ１）＝０．９５、ｇ（Ｔ２）＝１．０２、ｇ（Ｔ３）＝０．９９、ｇ（Ｔ１）＝０．９８となる。補正ゲインが１．０未満（図６（ｃ）における区間１、３、４）の場合、画像周波数は、演算前の画像周波数に比べて遅くなる（レーザ照射長が長くなる）。補正ゲインが１．０以上（図６（ｃ）における区間２）の場合、画像周波数は、演算前の画像周波数に比べて速くなる（レーザ照射長が短くなる）。

上記演算された画像周波数によって各区間毎の画像周波数を変化させることで、主走査方向における位置誤差は低減される。
特開平２−２８２７６３公報

しかしながら、前記従来例では以下のような不都合があった。

図７（ａ）は副走査方向に位置ずれが発生した時のスキャナユニット単体における副走査露光位置測定装置を説明する図である。

７０１は副走査方向に位置ずれが発生しない場合の露光経路、７０２は副走査方向に位置ずれＬが発生した場合の露光経路である。一般にレンズの不均一性や取り付け位置ずれ等の種々の要因によって副走査方向に露光経路がずれることがある。

図７（ｂ）は副走査方向に位置ずれが発生した時のスキャナユニット単体における走査時間測定を説明する図である。７０３は副走査方向に位置ずれが発生しない場合の走査経路、７０４は副走査方向に位置ずれが発生した場合の走査経路である。前記スキャナ単体のレーザ走査データは上述した通り一般に、平面のエリアセンサにおいて測定されている。その為、図７（ｂ）におけるレーザ照射の副走査方向の位置ずれＬは、平面のエリアセンサにおける走査時間Ｔ１’〜Ｔ４’において加味されず、Ｔ１’＝Ｔ１となる。

図８（ａ）は副走査方向に位置ずれが発生した時のカラー画像形成装置における感光ドラム上の露光角度誤差を説明する図である。副走査方向に発生した位置ずれＬによって感光ドラムにおける露光角度誤差θは、
θ＝Ｓｉｎ^−１｛（L0＋Ｌ）／ｒ｝−θ0・・・式（３）
となる。ここでｒは感ドラムの半径を意味する。

図８（ｂ）は副走査方向に露光位置ずれが発生した時の感光ドラムに露光される静電潜像を説明する図である。感光ドラムの曲率部に静電潜像を形成するカラー画像形成装置の場合、レーザ発光部から感光ドラムまでの距離が一定で無い為、所望の画像記録幅（全体倍率）が得られずにレーザビームの位置が異なり位置誤差が発生する。この位置誤差が各色毎に異なり、結果、出力画像における主走査方向の色ずれが発生する。図８（ｂ）では一例として露光角度誤差θ＞0である為、画像記録幅が広がって形成される。

上記画像記録幅が良くなくなることへの対策の１つは、前記従来例で記述した、中間転写体上において主走査方向の少なくとも２ヵ所に、光学センサやＣＣＤカメラ等を用いて検知し、補正することである。しかし、この場合、少なくとも２ヵ所の検出部が必要となり、カラー画像形成装置が高価な構成になる。

もう１つの対策は、スキャナユニット単体におけるレーザビームの照射タイミングを予め測定するエリアセンサに、感光ドラムと同じ曲率を持たせて補正データを測定することである。しかし、この場合、感光ドラムと同じ曲率を持たせたエリアセンサの作成は技術的に困難であり、非現実的である。

本発明は上記のような課題を解消するためになされたもので、スキャナユニット単体におけるレーザビームの照射タイミングと、副走査方向の照射位置ずれ量を補正データとしてカラー画像形成装置に記憶させて、補正データに基づいて画像形成パラメータを補正する。これにより、安価な構成で色ずれを高精度に低減したカラー画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本出願に係る第１の発明は、各々、画像信号に応じてレーザビームを発光する光学系と、前記光学系から出力されるレーザビームにより露光処理を施されて表面上に前記画像信号に応じた静電潜像を形成される曲率を有した感光体と、静電潜像を現像する現像手段と、形成された画像を、前記複数の画像形成部を順次通過する無端状ベルト上、又は、前記無端状ベルト上に保持されつつ搬送される記録材上に、転写する複数の転写手段と、主走査方向に配置した色ずれ検知手段と、予め作成された前記光学系手段から出力される前記レーザビームにおける走査情報記憶手段とを有するカラー画像形成装置において、予め作成された前記光学系手段から出力される前記レーザビームにおける主走査方向の一定領域間の走査時間を記憶する走査時間記憶手段と、予め作成された前記光学系から出力されるレーザビームにおける副走査方向の照射位置ずれを記憶する照射位置記憶手段を有し、前記レーザビームの前記感光体への露光位置と前記走査時間記憶手段の記憶結果と、前記照射位置記憶手段の記憶結果に基づいて主走査方向における前記静電潜像の伸縮歪みを補正する静電潜像伸縮補正手段を有することを特徴とする。

本出願に係る第２の発明は、請求項１に記載のカラー画像形成装置において、前記静電潜像伸縮補正手段は画像信号生成用画像クロックを補正する画像クロック制御手段で構成されることを特徴とする。

本出願に係る第３の発明は、請求項１に記載のカラー画像形成装置において、前記静電潜像伸縮補正手段は画像データを補正する画像データ補正手段で構成されることを特徴とする。

本出願に係る第４の発明は、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のカラー画像形成装置において、前記走査時間記憶手段は、前記レーザビームの１走査に対して複数に区切られた領域毎の走査時間を記憶することを特徴とする。

本出願に係る第５の発明は、請求項１〜請求項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、前記光学系手段の温度を検出する温度検出手段を有し、前記温度検出手段の検出結果及び、前記レーザビームの前記感光体への露光位置と前記走査情報記憶手段に基づいて主走査方向における前記静電潜像の伸縮歪みを補正する静電潜像伸縮補正手段を有することを特徴とする。

以上説明したように、本出願に係る第１〜第２及び第４の発明によれば、スキャナユニット単体における走査区間毎の走査時間データ及び副走査方向の露光位置ずれ量に基づいて画像周波数を可変とすることで、主走査方向の所望の画像記録幅を得ることが出来る。その結果、安価な構成で主走査方向の色ずれを高精度に低減したカラー画像形成装置を提供することが出来る。

本出願に係る第３の発明によれば、スキャナユニット単体における走査区間毎の走査時間データ及び副走査方向の露光位置ずれ量に基づいて画像データを補正変換することで、主走査方向の所望の画像記録幅を得ることが出来る。その結果、安価な構成で主走査方向の色ずれを高精度に低減したカラー画像形成装置を提供することが出来る。

本出願に係る第５の発明によれば、スキャナユニットの雰囲気温度に応じて画像周波数を可変とすることで、スキャナユニットの雰囲気温度による画像記録幅の変化を補正することが出来る。その結果、より主走査方向の色ずれを高精度に低減した安価なカラー画像形成装置を提供することが出来る。

次に、本発明の詳細を実施例の記述に従って説明する。

本発明の実施例は、４色すなわち、イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＢｋの画像形成手段を備えたカラー画像形成装置を示すもので、図１１は、電子写真方式のカラー画像形成装置の一例である中間転写体28を採用したタンデム方式のカラー画像形成装置の断面図である。図１１を用いて、電子写真方式のカラー画像形成装置における画像形成部の動作を説明する。11は記録媒体、21aは記録媒体を保持する給紙カセット、21bは給紙カセット21aと同様に記録媒体を保持する給紙トレイ、22Y,22M,22C,22Kは静電潜像を形成する感光ドラム（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは各々Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋ用を示す）、23Y,23M,23C,23Kは感光ドラム22Y,22M,22C,22Kを帯電する注入帯電器、24Y,24M,24C,24Kは静電潜像を形成するレーザスキャナ、25Y,25M,25C,25Kは各色のトナーを現像器へ送り出すトナー容器、26Y,26M,26C,26Kは静電潜像をトナー像として可視化する現像器、28はトナー像を保持する中間転写体、27Y,27M,27C,27Kはトナー像を中間転写体28に転写する１次転写ローラ、29は中間転写体28に転写されたトナー像を記録媒体11に転写する２次転写ローラ、30は中間転写体に残ったトナーをクリーニングするクリーニング部、31はトナー像を記録媒体に溶融定着する為の定着部、32は定着ローラ、33は記録媒体11を定着ローラ32に圧接する加圧ローラ、34,35は定着ローラ32及び加圧ローラ33を加熱するヒータ、106は色ずれ検知センサである。

画像形成部は、画像処理部が処理した露光時間に応じて露光光を駆動し、静電潜像を形成し、この静電潜像を現像して単色トナー像を形成し、この単色トナー像を中間転写体28上で重ね合わせて多色トナー像を形成する。その後、この多色トナー像を記録媒体11へ転写し、その記録媒体上の多色トナー像を定着させる。

帯電手段としての帯電部は、イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＢｋのステーション毎に感光ドラム22Y,22M,22C,22Kを帯電させるための４個の注入帯電器23Y,23M,23C,23Kを備える構成で、各注入帯電器には帯電ローラ23YS,23MS,23CS,23KSを備えている。

感光ドラム22Y,22M,22C,22Kは、アルミシリンダの外周に有機光導伝層を塗布して構成し、図示しない駆動モータの駆動力が伝達されて回転するもので、駆動モータは感光ドラム22Y,22M,22C,22Kを画像形成動作に応じて反時計周り方向に回転させる。

露光手段としての露光部は、感光ドラム22Y,22M,22C,22Kへレーザスキャナ部24Y,24M,24C,24Kより露光光を照射し、感光ドラム22Y,22M,22C,22Kの表面を選択的に露光することにより、静電潜像を形成するように構成している。

現像手段としての現像部は、前記静電潜像を可視化するために、ステーション毎にイエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＢｋの現像を行う４個の現像器26Y,26M,26C,26Kを備える構成で、各現像器には、現像ローラ26YS,26MS,26CS,26KSが設けられている。なお、各々の現像器26は脱着が可能である。

転写手段としての転写部は、感光ドラム22Y,22M,22C,22Kから中間転写体28へ単色トナー像を転写するために、中間転写体28を時計周り方向に回転させ、感光ドラム22Y,22M,22C,22Kとその対向に位置する１次転写ローラ27Y,27M,27C,27Kの回転に伴って、単色トナー像を転写する。１次転写ローラ27Y,27M,27C,27Kに適当なバイアス電圧を印加すると共に感光ドラム22Y,22M,22C,22Kの回転速度と中間転写体28の回転速度に差をつけることにより、効率良く単色トナー像を中間転写体28上に転写する。これを１次転写という。

更に転写手段としての転写部転写手段は、ステーション毎に単色トナー像を中間転写体28上に重ね合わせ、重ね合わせた多色トナー像を中間転写体28の回転に伴い２次転写ローラ29まで搬送する。さらに記録媒体11を給紙カセット21aから２次転写ローラ29へ狭持搬送し、記録媒体11に中間転写体28上の多色トナー像を転写する。この２次転写ローラ29に適当なバイアス電圧を印加し、静電的にトナー像を転写する。これを２次転写という。２次転写ローラ29は、記録媒体11上に多色トナー像を転写している間、29aの位置で記録媒体11に当接し、印字処理後は29bの位置に離間する。記録媒体11は給紙トレイ21bに配置しても良く、その場合、記録媒体11は給紙トレイ21bから２次転写ローラ29へ狭持搬送される。

定着手段は、記録媒体11に転写された多色トナー像を記録媒体11に溶融定着させるために、記録媒体11を加熱する定着ローラ32と記録媒体11を定着ローラ32に圧接させるための加圧ローラ33を備えている。定着ローラ32と加圧ローラ33は中空状に形成され、内部にそれぞれヒータ34、35が内蔵されている。定着装置31は、多色トナー像を保持した記録媒体11を定着ローラ32と加圧ローラ33により搬送するとともに、熱および圧力を加え、トナーを記録媒体11に定着させる。

トナー定着後の記録媒体11は、その後図示しない排出ローラによって図示しない排紙トレイに排出して画像形成動作を終了する。

クリーニング手段30は、中間転写体28上に残ったトナーをクリーニングするものであり、中間転写体28上に形成された４色の多色トナー像を記録媒体11に転写した後に残った廃トナーは、図示しないクリーナ容器に蓄えられる。

主走査方向の書き出し位置誤差による色ずれ（図２−（ｂ））を修正する為に、中間転写体28上に、各色毎に色ずれ検出用パターンを形成し、中間転写体下流部の中央に設けられた１つの色ずれ検知センサで検出し、色ずれ量を検出して補正する色ずれ補正制御が行なわれている。

図３は主走査方向の書き出し位置誤差による色ずれを検出する色ずれ検出用パターンの一例を説明する図である。１０６は、中間転写体28上に形成された色ずれ検出パターンを検出する、中間転写体２８の主走査方向中央に設けられた光センサである。ここで３０９〜３０１９は主走査方向の色ずれ量を検出する為のパターンであり、３０９〜３０１１の色ずれ検出用パターンをパターン１、３０１３〜３０１５の色ずれ検出用パターンをパターン２、３０１７〜３０１９の色ずれ検出用パターンをパターン３とする。またａ、ｃ、ｅ、ｇは基準色であるＫ（以下Ｋ：ブラック）を表しており、ｂ、ｄ、ｆはそれぞれ検出色であるＹ、Ｍ、Ｃ（以下Ｙ：イエロー、Ｍ：マゼンダ、Ｃ：シアン）を表している。ｔａｆ１〜７、ｔｂｆ１〜７、ｔｃｆ１〜７、ｔｄｆ１〜７、ｔｅｆ１〜７、ｔｆｆ1〜7は各パターンの検出タイミングを、矢印は中間転写体２８の移動方向を示す。中間転写体２８の移動速度をｖ[ｍｍ／ｓ]、Ｋを基準色とする。パターン１の色ずれ検出用パターンにおける主走査方向の書き出し位置誤差による色ずれ量δｅｓｆ1は、
δｅｓｆ1Ｙ＝ｖ＊｛（ｔａｆ２−ｔａｆ１）−（ｔａｆ３−ｔａｆ２）−（ｔｂｆ２−ｔｂｆ１）＋（ｔｂｆ３−ｔｂｆ２）｝／４ ・・・式（４）
δｅｓｆ1Ｍ＝ｖ＊｛（ｔａｆ４−ｔａｆ３）−（ｔａｆ５−ｔａｆ４）−（ｔｂｆ４−ｔｂｆ３）＋（ｔｂｆ５−ｔｂｆ４）｝／４ ・・・式（５）
δｅｓｆ1Ｃ＝ｖ＊｛（ｔａｆ６−ｔａｆ５）−（ｔａｆ７−ｔａｆ６）−（ｔｂｆ６−ｔｂｆ５）＋（ｔｂｆ７−ｔｂｆ６）｝／４ ・・・式（６）
となる。同様にパターン２の色ずれ検出用パターンにおける主走査方向の各色の書き出し位置誤差による色ずれ量δｅｓ２、パターン３の色ずれ検出用パターンにおける主走査方向の各色の書き出し位置誤差による色ずれ量δｅｓ３を算出する。

よって、主走査方向の各色の書き出し位置誤差による色ずれ量δｅｓは
δｅｓＹ＝（δｅｓｆ１Ｙ＋δｅｓｆ２Ｙ＋δｅｓｆ３Ｙ）／３ ・・・式（７）
δｅｓＭ＝（δｅｓｆ１Ｍ＋δｅｓｆ２Ｍ＋δｅｓｆ３Ｍ）／３ ・・・式（８）
δｅｓＣ＝（δｅｓｆ１Ｃ＋δｅｓｆ２Ｃ＋δｅｓｆ３Ｃ）／３ ・・・式（９）
となり、計算結果の正負からずれ方向が判断出来る。

図４は色ずれ検知センサ１０６の構成の一例を説明する図である。ＬＥＤなどの赤外発光素子４１と、フォトダイオードなどの受光素子４２、受光データを処理する図示しないＩＣなどとこれらを収容する図示しないホルダーで構成される。受光素子４２はトナーパッチ４３からの反射光強度を検出する。図４は正反射光を検出する構成になっているもののそれに限るものではなく、乱反射光を検出しても良い。なお、前記発光素子４１と受光素子４２の結合のために図示しないレンズなどの光学素子が用いられることもある。

なお、図３で説明した色ずれ検出用パターンでは同様の演算で副走査方向の各色の色ずれ量を演算することも可能である。

以下、本発明の実施例の動作について説明する。

図９は本実施例におけるカラー画像形成装置の動作を説明するフローチャートである。

ステップＳ９０２では、コントローラが図示しないビデオコントローラ等から送信される画像データを受信したか否かを監視する。

ステップＳ９０３では、画像データを受信したこと（ステップＳ９０２でＹＥＳ）に応じて、画像形成動作を開始するとともに、ビデオコントローラや操作パネル等から指定された給紙口である給紙ユニットに積載された用紙を給紙ローラで給紙する。

ステップＳ９０４では、予めメモリ１３０４の記憶手段に格納された、スキャナユニット単体における走査区間毎の走査時間データＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４及び副走査方向の露光位置ずれ量ＬをＣＰＵ１３０２が読み取る。走査時間測定の詳細は従来の技術の図５（ａ）、図５（ｂ）、図７（ａ）で説明している通りであり、ここでは説明を省略する。

ステップＳ９０５では、ステップＳ９０４で読みとった副走査方向の露光位置ずれ量Ｌに基づいて、露光角度誤差θを、
θ＝Ｓｉｎ−１｛（L0＋Ｌ）／ｒ｝−θ0・・・式（１０）
で演算する。

ステップＳ９０６では、スキャナユニットから露光された露光光の走査位置が区間１内か否かを監視する。露光光の走査位置の認識方法は図６（ｃ）で上述している為、ここでは割愛する。

ステップＳ９０７では、スキャナユニットから露光された露光光の走査位置が区間１内である場合（ステップＳ９０６でＹＥＳ）である。この場合、画像周波数ｆを
ｆ＝ｆ１’’＝ｇ（Ｔ１）×ｆ１×ｈ（θ）・・・式（１１）
で演算し、演算された画像周波数ｆ＝ｆ１’’で画像形成を行う。ここでｈ（θ）は露光角度誤差θをパラメータとした補正ゲインであり、ｈ（θ）＞０である。

ステップＳ９０８では、スキャナユニットから露光された露光光の走査位置が区間１内でない場合（ステップＳ９０６でＮＯ）である。この場合、スキャナユニットから露光された露光光の走査位置が区間２内か否かを監視する。露光光の走査位置の認識方法は図６（ｃ）で上述している為、ここでは割愛する。

ステップＳ９０９では、スキャナユニットから露光された露光光の走査位置が区間２内である場合（ステップＳ９０８でＹＥＳ）である。この場合、画像周波数ｆを
ｆ＝ｆ２’’＝ｇ（Ｔ２）×ｆ２×ｈ（θ）・・・式（１２）
で演算し、演算された画像周波数ｆ＝ｆ２’’で画像形成を行う。

ステップＳ９１０では、スキャナユニットから露光された露光光の走査位置が区間２内でない場合（ステップＳ９０８でＮＯ）である。この場合、スキャナユニットから露光された露光光の走査位置が区間３内か否かを監視する。露光光の走査位置の認識方法は図６（ｃ）で上述している為、ここでは割愛する。

ステップＳ９１１では、スキャナユニットから露光された露光光の走査位置が区間３内である場合（ステップＳ９１０でＹＥＳ）である。この場合、画像周波数ｆを
ｆ＝ｆ３’’＝ｇ（Ｔ３）×ｆ３×ｈ（θ）・・・式（１３）
で演算し、演算された画像周波数ｆ＝ｆ３’’で画像形成を行う。

ステップＳ９１２では、スキャナユニットから露光された露光光の走査位置が区間３内でない場合（ステップＳ９１０でＮＯ）である。この場合、スキャナユニットから露光された露光光の走査位置が区間内４か否かを監視する。露光光の走査位置の認識方法は図６（ｃ）で上述している為、ここでは割愛する。

ステップＳ９１３では、スキャナユニットから露光された露光光の走査位置が区間内４である場合（ステップＳ９１２でＹＥＳ）である。この場合、画像周波数ｆを
ｆ＝ｆ４’’＝ｇ（Ｔ４）×ｆ４×ｈ（θ）・・・式（１４）
で演算し、演算された画像周波数ｆ＝ｆ４’’で画像形成を行う。

ステップＳ９１４では、スキャナユニットから露光された露光光の走査位置が区間内４でない場合（ステップＳ９１２でＮＯ）である。この場合、１走査分の画像形成が完了したことを意味し、帯電手段、感光手段、現像手段、転送手段を図示しない駆動モータの駆動によって搬送方向下流側に１ｄｏｔ分移動する。

ステップＳ９１５では、引き続き画像形成する走査方向の画像データがあるか否かを判定し、引き続き画像形成する走査方向の画像データがある場合は、ステップＳ９０６へ戻り、画像形成動作を実行する。画像形成する走査方向の画像データがない場合は、定着手段によって記録媒体に転写された多色トナー像を記録媒体に溶融定着し、記録媒体を排紙トレイに排出して画像形成動作を終了する。

図１は本実施例における感光ドラムに露光される静電潜像を説明する図である。副走査方向に露光位置ずれが発生した場合、画像周波数に補正ゲインｈ（θ）を考慮することで、所望の画像記録幅（全体倍率）を得ることができ、位置誤差が低減されて、色ずれが低減される。図１では一例として、露光角度誤差θ＝＋３degとする。この時の補正ゲインｈ（θ）は角度誤差分である１．０３となる。その結果、本実施例によって演算された画像周波数ｆ１’’，ｆ２’’，ｆ３’’，ｆ４’’は、演算前の画像周波数に比べて３％速くなる（レーザ照射長が短くなる）。逆に、露光角度誤差θ＜０の場合は、補正ゲインｈ（θ）＜１となり、本実施例によって演算された画像周波数は、演算前の画像周波数に比べて遅くなる（レーザ照射長が長くなる）。

以上のように、スキャナユニット単体における走査区間毎の走査時間データ及び副走査方向の露光位置ずれ量に基づいて画像周波数を可変とすることで、安価な構成で主走査方向の色ずれを高精度に低減したカラー画像形成装置を提供することが出来る。

第１の実施例と異なる点のみ説明する。

第１の実施例において、スキャナユニット単体における走査区間毎の走査時間データ及び副走査方向の露光位置ずれ量に基づいて画像周波数を可変としていたが、本実施例では画像周波数を固定とし、画像データを補正することを特徴とする。

図１０は本実施例におけるカラー画像形成装置の動作を説明するフローチャートである。

ステップＳ１００２では、コントローラが図示しないビデオコントローラ等から送信される画像データを受信したか否かを監視する。

ステップＳ１００３では、画像データを受信したこと（ステップＳ１００２でＹＥＳ）に応じて、画像形成動作を開始するとともに、ビデオコントローラや操作パネル等から指定された給紙口である給紙ユニットに積載された用紙を給紙ローラで給紙する。

ステップＳ１００４では、予めメモリ１３０４の記憶手段に格納された、スキャナユニット単体における走査区間毎の走査時間データＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４及び副走査方向の露光位置ずれ量ＬをＣＰＵ１３０２が読み取る。走査時間測定の詳細は従来の技術の図５（ａ）、図５（ｂ）で説明している通りであり、ここでは説明を省略する。

ステップ１００５では、ステップＳ１００４で読み取った副走査方向の露光位置ずれ量Ｌに基づいて、露光角度誤差θを、
θ＝Ｓｉｎ^−１｛（L0＋Ｌ）／ｒ｝−θ0・・・式（１５）
で演算する。

ステップＳ１００６では、スキャナユニットから露光された露光光の走査位置が区間１か否かを監視する。

ステップＳ１００７では、スキャナユニットから露光された露光光の走査位置が区間１である場合（ステップＳ１００６でＹＥＳ）である。この場合、区間１の画像長Ｄを
Ｄ＝Ｄ１’＝Ｄ１／｛ｇ（Ｔ１）×ｆ１×ｈ（θ）｝・・・式（１６）
で画像変換し、変換された画像データＤ１’で画像形成を行う。ここでＤ１は区間１の変換前の画像データ長である。

ステップＳ１００８では、スキャナユニットから露光された露光光の走査位置が区間１でない場合（ステップＳ１００６でＮＯ）である。この場合、スキャナユニットから露光された露光光の走査位置が区間２か否かを監視する。

ステップＳ１００９では、スキャナユニットから露光された露光光の走査位置が区間２である場合（ステップＳ１００８でＹＥＳ）である。この場合、区間２の画像長Ｄを
Ｄ＝Ｄ２’＝Ｄ２／｛ｇ（Ｔ２）×ｆ２×ｈ（θ）｝・・・式（１７）
で画像変換し、変換された画像データＤ２’で画像形成を行う。ここでＤ２は区間２の変換前の画像データ長である。

ステップＳ１０１０では、スキャナユニットから露光された露光光の走査位置が区間２でない場合（ステップＳ１００８でＮＯ）である。この場合、スキャナユニットから露光された露光光の走査位置が区間３か否かを監視する。

ステップＳ１０１１では、スキャナユニットから露光された露光光の走査位置が区間３である場合（ステップＳ１０１０でＹＥＳ）である。この場合、区間３の画像長Ｄを
Ｄ＝Ｄ３’＝Ｄ３／｛ｇ（Ｔ３）×ｆ３×ｈ（θ）｝・・・式（１８）
で画像変換し、変換された画像データＤ３’で画像形成を行う。ここでＤ３は区間３の変換前の画像データ長である。

ステップＳ１０１２では、スキャナユニットから露光された露光光の走査位置が区間３でない場合（ステップＳ１０１０でＮＯ）である。この場合、スキャナユニットから露光された露光光の走査位置が区間４か否かを監視する。

ステップＳ１０１３では、スキャナユニットから露光された露光光の走査位置が区間４である場合（ステップＳ１０１２でＹＥＳ）である。この場合、区間４の画像長Ｄを
Ｄ＝Ｄ４’＝Ｄ４／｛ｇ（Ｔ４）×ｆ４×ｈ（θ）｝・・・式（１９）
で画像変換し、変換された画像データＤ４’で画像形成を行う。ここでＤ４は区間４の変換前の画像データ長である。

ステップＳ１０１４では、スキャナユニットから露光された露光光の走査位置が区間４でない場合（ステップＳ１０１２でＮＯ）である。この場合、１走査分の画像形成が完了したことを意味し、帯電手段、感光手段、現像手段、転送手段を図示しない駆動モータの駆動によって搬送方向下流側に１ｄｏｔ分移動する。

ステップＳ１０１５では、引き続き画像形成する走査方向の画像データがあるか否かを判定し、引き続き画像形成する走査方向の画像データがある場合は、ステップＳ１００６へ戻り、画像形成動作を実行する。画像形成する走査方向の画像データがない場合は、定着手段によって記録媒体に転写された多色トナー像を記録媒体に溶融定着し、記録媒体を排紙トレイに排出して画像形成動作を終了する。

以上のように、スキャナユニット単体における走査区間毎の走査時間データ及び副走査方向の露光位置ずれ量に基づいて画像データを補正変換することで、画像周波数の設定分解能以上に補正することが可能であり、安価な構成で主走査方向の色ずれをより高精度に低減したカラー画像形成装置を提供することが出来る。

第１及び第２の実施例と異なる点のみ説明する。図９は第１の実施例と同様に、動作する。

第１の実施例において、画像周波数はスキャナユニットの雰囲気温度に依存していなかったが、本実施例ではスキャナユニットの雰囲気温度に応じて画像周波数を可変とすることを特徴とする。

一般にスキャナユニットは雰囲気温度が上昇することでレンズやミラー等が膨張する為、スキャナユニットの雰囲気温度によってレーザビームの照射位置を補正する必要がある。

図１２は本実施例におけるスキャナユニットの雰囲気温度毎の補正ゲインを説明する表である。

第１の実施例で説明したカラー画像形成装置において、スキャナユニット近傍に図示しないサーミスタや温度センサ等といった温度検知手段を配置する。ＣＰＵ１３０２はスキャナユニットの雰囲気温度Ｋを検出し、補正ゲインＱ（Ｋ）を図１２の温度テーブルから参照し、各走査区間毎の画像周波数を演算する。本実施例では、一例として、４種類の雰囲気温度毎の補正ゲインから参照する。第１の実施例で説明した区間１〜区間４において画像周波数ｆは、
ｆ＝ｆ１’’’＝ｇ（Ｔ１）×ｆ１×ｈ（θ）×Ｑ（Ｋ）・・・式（２０）
ｆ＝ｆ２’’’＝ｇ（Ｔ２）×ｆ２×ｈ（θ）×Ｑ（Ｋ）・・・式（２１）
ｆ＝ｆ３’’’＝ｇ（Ｔ３）×ｆ３×ｈ（θ）×Ｑ（Ｋ）・・・式（２２）
ｆ＝ｆ４’’’＝ｇ（Ｔ４）×ｆ４×ｈ（θ）×Ｑ（Ｋ）・・・式（２３）
と演算し、演算結果の画像周波数で各区間の画像形成を動作する。

スキャナユニットの雰囲気温度が低温に比べて高温の場合、スキャナユニット内のミラーやレンズ等が膨張する為、画像記録幅が広がって形成される。その為、図１２では低温に対して高温の補正ゲインを大きく（画像周波数を上げる方向に補正）している。

以上のように、スキャナユニットの雰囲気温度に応じて画像周波数を可変とすることで、スキャナユニットの雰囲気温度変化に起因するレーザビーム照射位置変動を補正することが可能であり、主走査方向の色ずれをより高精度に低減した安価なカラー画像形成装置を提供することが出来る。

第１から第３の実施例では潜像形成媒体は感光ドラムとしているが、ベルト状の感光体を懸架し、駆動ローラにて駆動しても良い。

走査方向の区間を４区間としているが２区間以上であれば良い。また、各区間距離を区間毎に可変としても良い。

補正ゲインｇ（T）、ｈ（θ）、Ｑ（Ｋ）は走査区間毎に可変としても良い。

本発明の実施例１に係る感光ドラムに露光される静電潜像を説明する図。 本発明の従来の技術に係る主走査方向の色ずれの例を説明する図。 本発明の実施例１に係る主走査方向の書き出し位置誤差による色ずれを検出する色ずれ検出用パターンの一例を説明する図。 本発明の実施例１に係る色ずれ検知センサの構成の一例を説明する図。 本発明の従来の技術に係るスキャナユニット単体にかかわる測定装置を説明する図。 本発明の従来の技術に係るカラー画像形成装置における感光ドラム上の露光に係る説明をする図。 本発明の従来の技術に係る副走査方向に位置ずれが発生した時のスキャナユニット単体にかかわる測定装置を説明する図。 本発明の従来の技術に係る副走査方向に位置ずれが発生した時の感光ドラム上の露光にかかわる説明を行なう図。 本発明の実施例１に係るカラー画像形成装置の動作を説明するフローチャート。 本発明の実施例２に係るカラー画像形成装置の動作を説明するフローチャート。 本発明の実施例１に係るタンデム方式のカラー画像形成装置の断面図を説明する図。 本発明の実施例３に係るスキャナユニットの雰囲気温度毎の補正ゲインを説明する表。 本発明の従来の技術に係るカラー画像形成装置の静電潜像の記録を制御する制御部の詳細を説明する図。

符号の説明

２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙ、２２Ｂｋ 感光ドラム
２３Ｃ、２３Ｍ、２３Ｙ、２３Ｂｋ 注入帯電器
２４Ｃ、２４Ｍ、２４Ｙ、２４Ｂｋ レーザスキャナユニット
２６Ｃ、２６Ｍ、２６Ｙ、２６Ｂｋ 現像器
２７Ｃ、２７Ｍ、２７Ｙ、２７Ｂｋ １次転写ローラ
２８ 中間転写体
２９ ２次転写ローラ
３２ 定着ローラ
３３ 加圧ローラ
１０６ 色ずれ検知センサ
１１ 記録媒体

Claims (5)

1. 各々、画像信号に応じてレーザビームを発光する光学系と、前記光学系から出力されるレーザビームにより露光処理を施されて表面上に前記画像信号に応じた静電潜像を形成される曲率を有した感光体と、静電潜像を現像する現像手段と、形成された画像を前記複数の画像形成部を順次通過する無端状ベルト上、又は、前記無端状ベルト上に保持されつつ搬送される記録材上に転写する複数の転写手段と、
   主走査方向に配置した色ずれ検知手段と、予め作成された前記光学系手段から出力される前記レーザビームにおける走査情報記憶手段とを有するカラー画像形成装置において、
   予め作成された前記光学系手段から出力される前記レーザビームにおける主走査方向の一定領域間の走査時間を記憶する走査時間記憶手段と、予め作成された前記光学系から出力されるレーザビームにおける副走査方向の照射位置ずれを記憶する照射位置記憶手段を有し、
   前記レーザビームの前記感光体への露光位置と前記走査時間記憶手段の記憶結果と、前記照射位置記憶手段の記憶結果に基づいて主走査方向における前記静電潜像の伸縮歪みを補正する静電潜像伸縮補正手段を有することを特徴とするカラー画像形成装置。
2. 前記静電潜像伸縮補正手段は画像信号生成用画像クロックを補正する画像クロック制御手段で構成されることを特徴とする請求項１に記載のカラー画像形成装置。
3. 前記静電潜像伸縮補正手段は画像データを補正する画像データ補正手段で構成されることを特徴とする請求項１に記載のカラー画像形成装置。
4. 前記走査時間記憶手段は、前記レーザビームの１走査に対して複数に区切られた領域毎の走査時間を記憶することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のカラー画像形成装置。
5. 前記光学系手段の温度を検出する温度検出手段を有し、前記温度検出手段の検出結果及び、前記レーザビームの前記感光体への露光位置と前記走査情報記憶手段に基づいて主走査方向における前記静電潜像の伸縮歪みを補正する静電潜像伸縮補正手段を有することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載のカラー画像形成装置。

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