JP2014106422A - 画像形成装置、画像補正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光学センサが観測できない曲がりを伴う露光手段の傾きを低減可能な画像形成装置を提供すること。
【解決手段】主走査方向を基準に、主走査方向の一方の端から他方の端までの画像データの第１の傾き量を検出する傾き量検出手段１７，１９と、主走査方向の任意の位置で画像データの傾きが逆方向に変化する場合に、主走査方向の前記一方の端又は前記他方の端から前記位置までの第２の傾き量を記憶する傾き量記憶手段４０と、主走査方向の前記位置を境に、前記第１の傾き量を前記第２の傾き量で強調するか低減するかを変更して主走査方向に対応づけられた補正量を算出する補正量算出手段３９と、前記画像データ記憶手段から主走査方向の１ラインずつ前記画像データを読み出す際、前記補正量に応じて読み出しタイミングを制御することで画像を補正する画像補正手段３５と、を有することを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置に関し、特に、画像を補整する機能を有する画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置では感光体を露光するため、ＬＥＤを光源とする場合がある。ＬＥＤは画素に対応して配置され、主走査方向に並んだＬＥＤアレイとして装備される。フルカラー出力に対応した画像形成装置には、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）の各色のトナーを現像するために各色の感光体毎にＬＥＤアレイを有するタンデム型のものがある。タンデム型の画像形成装置は、各色のトナー像を順次、中間転写ベルト又は用紙に形成して重ね合わせることでフルカラーの画像を形成する。したがって、各色のトナー像の形成位置がずれると最終的に色ずれのある画像が形成されてしまう。

このため、タンデム型のカラー画像形成装置においては、色ずれ補正機能を有することが多い（例えば、特許文献１参照。）。図１は、色ずれ補正用パターンについて説明する図の一例である。色ずれ補正パターンは、ＣＭＹＫの各色で形成された主走査方向に平行なラインと、主走査方向に対し一定角度を有するラインを有している。画像形成装置は主走査方向に離間して色ずれパターンを読み出す光学センサ２１，２２を有している。例えば、Ｋ色のラインＫ１１を基準にＣ１１までの距離によりＣ色の副走査方向のレジストずれ、Ｍ１１までの距離によりＭ色の副走査方向のレジストずれ、Ｙ１１までの距離によりＹ色の副走査方向のレジストずれ、がそれぞれ補正される。同様に、Ｋ色のラインＫ１２を基準にとするＣ１２までの距離によりＣ色の主走査方向のレジストずれ、Ｍ１２までの距離によりＭ色の主走査方向のレジストずれ、Ｙ１２までの距離によりＹ色の主走査方向のレジストずれ、がそれぞれ補正される。

さらに、画像形成装置は、ＬＥＤアレイが主走査方向に対し傾くことで生じる色ずれを低減するスキュー補正を行う。スキュー補正では、左右の光学センサで色ずれ補正パターンを読み取り、例えばＫ色に対するＣ色のスキュー量ＫＣ＿Ｓｋｅｗなどを算出する。画像形成装置は、画素の主走査方向の位置に応じてスキュー量ＫＣ＿Ｓｋｅｗに対応して画素データを読み出すタイミングをずらす（ラインメモリから読み出す画素を副走査方向にずらす）ことでスキュー補正を行う。

しかしながら、従来のスキュー補正では、左右２箇所の光学センサで色ずれ量を検出するため、直線的スキューは補正できるが曲がりを伴うスキュー補正には対応できないという問題があった。曲がりを伴うスキュー補正（主走査方向の途中で傾きが変わるスキュー）に対応するためには、左右の２箇所以外に光学センサを追加する必要があるが、コスト増となってしまう。

補足すると、色ずれの原因は多岐にわたりＬＥＤアレイが直線的にスキューしているとはかぎらず、曲がりを伴う傾きがある場合には光学センサが２箇所にしかないと光学センサがない部分の曲がり量を算出することは出来ない。このため、従来は、直線状に傾いていると仮定してスキュー補正することしかできなかった。

本発明は、上記課題に鑑み、光学センサが観測できない曲がりを伴う露光手段の傾きを低減可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明は、画像データに基づき感光体を露光する露光手段と、前記感光体を現像剤にて現像する現像ユニットと、現像剤により前記感光体に形成された画像を記録媒体に転写する転写手段と、記録媒体に画像を定着させる定着手段と、を有する画像形成装置であって、前記画像データを主走査方向のライン毎に記憶する画像データ記憶手段と、主走査方向を基準に、主走査方向の一方の端から他方の端までの画像データの第１の傾き量を検出する傾き量検出手段と、主走査方向の任意の位置で画像データの傾きが逆方向に変化する場合に、主走査方向の前記一方の端又は前記他方の端から前記位置までの第２の傾き量を記憶する傾き量記憶手段と、主走査方向の前記位置を境に、前記第１の傾き量を前記第２の傾き量で強調するか低減するかを変更して主走査方向に対応づけられた補正量を算出する補正量算出手段と、前記画像データ記憶手段から主走査方向のライン単位で前記画像データを読み出す際、前記補正量に応じて読み出しタイミングを制御することで画像を補正する画像補正手段と、を有することを特徴とする。

光学センサが観測できない曲がりを伴う露光手段の傾きを低減可能な画像形成装置を提供することができる。

色ずれ補正用パターンについて説明する図の一例である。 本実施形態の画像形成装置がスキュー補正する際の概略的な特徴を説明する図の一例である。 画像形成装置の構成図の一例を示す図である。 画像形成装置の構成図の別の一例を示す図である。 ＬＥＤアレイを制御するＬＥＤアレイ制御部のブロック図の一例である。 色ずれ補正用パターンの一例を示す図である。 色ずれ補正について説明する図の一例である。 色ずれ補正用パターンを用いたスキュー補正について説明する図の一例である。 スキュー補正量の算出手順を説明するフローチャート図の一例である。 スキュー補正の効果を模式的に示す図の一例である。 曲がり補正とスキュー補正の補正例を模式的に説明する図の一例である。 曲がり補正量テーブルの一例を示す図である。 曲がり補正を含むスキュー補正量の算出手順を説明するフローチャート図の一例である。 曲がり補正とスキュー補正の補正例を模式的に説明する図の一例である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。しかしながら、本発明の技術的範囲が、本実施の形態に限定されるものではない。

図２は、本実施形態の画像形成装置がスキュー補正する際の概略的な特徴を説明する図の一例である。
（１）画像形成装置は、予め曲がり補正量テーブルを有している。曲がり補正量テーブルは、メーカ開発者等が主走査方向の中央でＬＥＤアレイがどのくらい曲がっているかを測定して求めた、曲がりを補正するための補正量の値が各色毎に登録されたテーブルである。図２（ａ）は曲がり補正量と補正方向を模式的に示している。
（２）画像形成装置は従来と同様に、転送ベルトに対向して主走査方向の両端部に光学センサを有しており、直線状の傾きを検出することができる。検出結果から、中央から左の前半部の補正量と、右側の後半部の補正量を求める。これは、曲がり補正テーブルに中央部の曲がり補正量が登録されているためである。曲がりは中央で傾きが逆方向に変化しているので、前半部の補正量に曲がり補正テーブルの曲がり補正量をくわえ、後半部の補正量から曲がり補正テーブルの曲がり補正量を減じることで、傾きと曲がりの両方を補正するための補正量が得られる。図２（ｂ）はこの傾きと曲がりの両方を補正するための補正量を示す。補正しなかった場合の水平線は図２（ｃ）とは逆に曲がっていると仮定されている。
（３）主走査方向の位置に応じて図２（ｂ）の補正を行うことで、前半部と後半部で異なる傾きを用いてスキュー補正することができ、曲がり成分を含めてスキュー補正することができる。図２（ｃ）は水平線の印刷結果を示しており、水平線が水平な線として印刷される。

このように本実施形態の画像形成装置は、光学センサが観測できない曲がりを伴う露光手段の傾きが存在しても、曲がり補正量テーブルを有することで、傾きと共にスキュー補正することができる。

〔構成例〕
図３は、画像形成装置の構成図の一例を示す図である。画像形成装置１００は、無端状移動手段である搬送ベルトに沿って各色の画像形成部６Y、６Ｍ、６Ｃ、６Ｂｋが並べられた構成を備えるものであり、所謂タンデムタイプといわれるものである。この他、４サイクル方式（中間転写体に順次4色のトナー画像を重ねて転写した後，中間転写体上の4色トナー画像を1回で用紙に転写する方式）などがあるが、図の構成は方式を制限するものではない。

給紙トレイ４４には用紙（紙に限られず、フィルム状のシート材など記録媒体であればよい）４が収容されている。用紙４は給紙トレイ４４から給紙ローラ２と分離ローラ３とにより分離給紙され、搬送ベルト５により搬送される。用紙４は静電力や負圧により搬送ベルト５に吸着される。

搬送ベルト５の搬送方向の上流側から順に、複数の画像形成部（電子写真プロセス部）６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｂｋが配列されている。これら複数の画像形成部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｂｋは、形成するトナー画像の色が異なるだけで内部構成は共通である。画像形成部６Ｂｋはブラックの画像を、画像形成部６Ｃはシアンの画像を、画像形成部６Ｍはマゼンタの画像を、画像形成部６Ｙはイエローの画像をそれぞれ形成する。以下の説明では、画像形成部６Ｙについて具体的に説明するが、他の画像形成部６Ｍ、６Ｃ、６Ｂｋは画像形成部６Ｙと同様である。画像形成部６Ｍ、６Ｃ、６Ｂｋの各構成要素については、画像形成部６Ｙの各構成要素に付したＹに替えて、Ｍ、Ｃ、Ｂｋによって区別した符号を図に表示するにとどめ、説明を省略する。

搬送ベルト５は、回転駆動される駆動ローラ７と従動ローラ８とに巻回されたエンドレスのベルトである。駆動ローラ７は、不図示の駆動モータにより回転駆動させられ、この駆動モータと、駆動ローラ７と従動ローラ８とが、無端状移動手段である搬送ベルト５を移動させる駆動手段として機能する。

搬送ベルト５に吸着された用紙は回転駆動される搬送ベルト５により最初の画像形成部６Ｙに搬送され、ここで、イエローのトナー画像を転写される。画像形成部６Ｙは、感光体としての感光体ドラム９Ｙ、この感光体ドラム９Ｙの周囲に配置された帯電器１０Ｙ、ＬＥＤアレイ１１Ｙ、現像器１２Ｙ、感光体クリーナ１３Ｙ、除電器（図示せず）等から構成されている。ＬＥＤアレイ１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｂｋは、各画像形成部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｂｋを露光する露光手段である。

感光体ドラム９Ｙの外周面は、暗中にて帯電器１０Ｙにより一様に帯電された後、ＬＥＤアレイ１１からのイエロー画像に対応した照射光により露光され、静電潜像を形成される。現像器１２Ｙは、この静電潜像をイエロートナーにより可視像化することで感光体ドラム９Ｙ上にイエローのトナー画像を形成する。このトナー画像は、感光体ドラム９Ｙと搬送ベルト５上の用紙４とが接する位置（転写位置）で、転写器１５Ｙの静電力の作用により用紙４上に転写される。転写により、用紙４上にイエローのトナーによる画像が形成される。トナー画像の転写が終了した感光体ドラム９Ｙは、外周面に残留した不要なトナーを感光体クリーナ１３Ｙにより払拭された後、除電器により除電され、次の画像形成のために待機する。

画像形成部６Ｙでイエローのトナー画像を転写された用紙４は、搬送ベルト５によって次の画像形成部６Ｍに搬送される。画像形成部６Ｍでは、画像形成部６Ｙでの画像形成プロセスと同様のプロセスにより感光体ドラム９Ｍ上にマゼンタのトナー画像が形成され、そのトナー画像が用紙４上に形成されたイエローの画像に重畳されて転写される。用紙は、さらに次の画像形成部６Ｃ、６Ｂｋに搬送され、同様の動作により、感光体ドラム９Ｃ上に形成されたシアンのトナー画像と、感光体ドラム９Ｂｋ上に形成されたブラックのトナー画像とが、用紙４上に重畳されて転写される。こうして、用紙４上にフルカラーの画像が形成される。このフルカラーの重ね画像が形成された用紙４は、搬送ベルト５から剥離されて定着器１６にて画像を定着された後、画像形成装置１００の外部に排紙される。

図４は、画像形成装置１００の構成図の別の一例を示す図である。図３では、用紙４に直接、トナー画像を形成したが、図４では中間転写ベルト（搬送ベルト５）にいったんトナー画像が形成される。すなわち、無端状移動手段である搬送ベルト５は搬送ベルトではなく中間転写ベルトとなる。中間転写ベルトは、回転駆動される駆動ローラ７と従動ローラ８とに巻回されたエンドレスのベルトである。

各色のトナー画像は、感光体ドラム９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｂｋと中間転写ベルトとが接する位置（１次転写位置）で、転写器１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｂｋの働きにより中間転写ベルト上に転写される。この転写により、中間転写ベルト上に各色のトナーによる画像が重ね合わされたフルカラー画像が形成される。

画像形成の際、給紙トレイ４４に収納された用紙４は最も上のものから順に送り出され、中間転写ベルトと用紙４とが接する２次転写位置（図のＡの位置）にて、フルカラーのトナー画像を転写される。２次転写位置には２次転写ローラ２１が配置されており、静電力だけでなく用紙４を中間転写ベルトに押し当てることで転写効率を高めている。２次転写ローラ２１は中間転写ベルトと常に密着していてもよいし、接離機構により、二次転写の際に密着してもよい。

図５は、ＬＥＤアレイ１１を制御するＬＥＤアレイ制御部３０のブロック図の一例を示す。画像形成装置１００はコントローラ３１、ＬＥＤアレイ制御部３０、及び、ＬＥＤアレイ１１を有している。画像形成装置１００はＰＣ（Personal Computer）２００とネットワークを介して接続されている。ネットワークは、例えばＬＡＮ(Local Area Network)であるが、ＬＡＮは有線ＬＡＮでも、一部又は全てが無線ＬＡＮで構築されていてもよい。また、ネットワークには、ＵＳＢケーブルやＬＡＮケーブルなどで、ＰＣと画像形成装置１００とが１対１に接続されている態様を含む。

なお、画像形成装置１００はスキャナ機能を有している場合がある。この場合、スキャナ機能で原稿を読み取り、用紙に印刷する複写機として動作することができるので、画像形成装置１００はＰＣ２００と接続されていなくてもよい。ファクシミリ機能を有している場合も同様である。

ＰＣ２００から印刷データと共に印刷動作が指示されると、コントローラ３１は印刷データをビットマップデータに変換し、ページメモリ３２に格納する。ＬＥＤアレイ制御部３０からコントローラ３１にはHSYNC信号（水平同期信号）が出力され、コントローラ３１はHSYNC信号の出力タイミングに合わせて１ライン分のビットマップデータをＬＥＤアレイ制御部３０に転送する。この転送形式には、各ＣＨ毎に異なるフォーマットを処理できる画像形成方式と、ＣＨ間で共通のフォーマットのみを処理する画像形成方式がある。

ＬＥＤアレイ制御部３０とコントローラ３１では動作クロック周波数が異なるため、いったん、画像データをラインメモリ３７に格納し、周波数変換部３３がＬＥＤアレイ制御部３０の動作クロックに基づいてビットマップデータをリードする周波数変換を行う。

その後、画像処理部３４は、内部パターン（色ずれ補正用パターン、スタンプ印刷や地紋印刷など画像データに含まれない画像、色調補正用のＣＭＹＫのラインパターン等）を付加したり、トリミング処理等の画像処理を行い、スキュー補正部３５にビットマップデータを渡す。なお、画像処理時にジャギー補正のようなラインメモリを必要とする処理を行う場合は、画像処理用のラインメモリを有する。

ビットマップデータはスキュー補正用の複数のラインメモリ３８に格納される。スキュー補正部３５は、ラインメモリ３８からビットマップデータを読み出す際、後述するようにして定められる主走査方向の各地点において、読み出すラインメモリ３８を副走査方向にシフトさせることによりスキュー補正処理を行う。本実施形態ではスキュー補正部３５は補正量算出部３９を有し、曲がり補正量テーブル４０を参照して曲がりを含むスキュー補正のための補正量を算出する。

また、スキュー補正の際、読み出しのライン周期（１ラインの読み取り周期）を書込み時のライン周期（１ラインの書き込み周期）の１／Ｎ（Ｎは自然数）とすることで、１つのラインメモリ３８からN回データを読み出すことができる。この処理を倍密処理といい、スキュー補正後のデータは書き込み時に対し副走査方向の解像度がＮ倍となった高密度データになる。

ＬＥＤアレイ制御部３０は、スキュー補正された画像データに応じてＬＥＤアレイ１１を発光制御する。すなわち、濃度の階調に応じて発光時間（光の強度）を制御することで、階調表現を可能としている。ＬＥＤアレイ１１によっては、ＬＥＤアレイ１１の配線に応じてデータの配列を変換する必要がある。配列変換が１ライン全般に渡るような場合はスキュー補正処理の後に、再度、ラインメモリを配置し、このラインメモリに配列変換をしたデータを書き込み、その後リードする。

〔色ずれ補正ずれ用パターン〕
図６は、色ずれ補正用パターンの一例を示す図である。図の垂直方向が主走査方向であり、水平方向が副走査方向である。また、水平方向の左側が下流側である。

色ずれ補正用パターンは、Ｙ、Ｂｋ、Ｍ、Ｃの４色からなる直線パターンで１セット、斜線パターンで１セット、4本の直線パターンと４本の斜線パターンの計８本のパターン列をもって１組のパターン列である。斜線パターンは全て、副走査方向を基準に４５°の傾斜角を有する右上り斜線である。副走査方向に複数の組の色ずれ補正用パターンを形成するのは、色ずれ補正用パターンの形成位置や読み取りに生じる誤差を低減して、色ずれ補正の精度を向上させるためである。なお、パターンの先頭に検出タイミング補正用パターン（図では２本のＹ色のライン）が配置されている。

スキュー補正のため、主走査方向の端部に２つのＴＭ（トナーマークセンサ）センサ１７，１９が離間して配置されている。このため、色ずれ補正用パターンのパターン列はＴＭセンサ１７，１９に対向する位置にそれぞれ形成される。

ＴＭセンサ１７，１９は、パターンセットを検出する直前に検出タイミング補正用パターンを検出することで、パターンの作像（露光）開始からＴＭセンサ１７，１９の位置に到達するまでの時間を検出し、理論値との誤差を算出・補正する。これによって適切なタイミングでパターンセットを検出することができる。検出タイミング補正用パターンの検出結果から、紙の先端と各色の画像書出し位置を補正することができる。
画像書出し位置のずれは、感光体ドラム９へのＬＥＤ／レーザ光の入射角度の公差によるずれ量や、搬送ベルト５の搬送速度の変化によるずれ量によって発生する。このずれは検出タイミング補正用パターンの検出結果に現れるため、これを検出することで画像書出し位置の補正をすることができる。

なお、検出タイミング補正用パターンとして、第１セットのラインＹを使用してもよい。この場合、ＴＭセンサ１７，１９が検出するまでの搬送距離が、検出タイミング補正用パターンとして先頭の２本のＹ色ラインを用いる場合よりも長くなり、搬送ベルト５の搬送速度の変化によるずれ量の影響が大きくなり、補正効果が大きくなる。

また、検出タイミング補正用パターンに、Ｂｋ色のラインを使用すると検出誤差が低減し、補正精度が向上する。

なお、検出タイミング補正用パターンはＢｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの横線パターンの１組のセット（２つのＴＭセンサに対応した２つの横線パターンのセットの組）であってもよい。また、検出タイミング補正用パターンは、色ずれ補正用パターンの横線セット（２つのＴＭセンサに対応した２つの横線パターンのどちらか１つ）であってもよい。この場合、検出タイミング補正用パターンは第１セットであることが望ましい。

図７（ａ）は副走査方向の色ずれ補正について説明する図の一例である。ここではラインＹを基準としているものとする。なお、ＴＭセンサ１７，１９は各ラインのラインセンタ（1本の線の左右のエッジの中央）を検出する。ＴＭセンサ１７，１９はラインＹを検出してからラインＢｋを検出するまでの時間Ｔ_Bk-１、ラインＭを検出するまでの時間Ｔ_Ｍ-１、ラインＣを検出するまでの時間Ｔ_C-１、を測定する。この測定を直線パターンのセット毎に行い、時間Ｔ_Bk-１の平均、時間Ｔ_Ｍ-１、及び、時間Ｔ_C-１を理論値と比較することで、Bk色、Ｍ色、及び、Ｃ色の副走査方向の露光タイミングを算出・補正する。

図７（ｂ）は主走査方向の色ずれ補正について説明する図の一例である。ＴＭセンサ１７，１９はラインＹを検出してからラインＢｋを検出するまでの時間Ｔ_Bk-２、ラインＭを検出するまでの時間Ｔ_Ｍ-2、ラインＣを検出するまでの時間Ｔ_C-2、を測定する。斜線は副走査方向に対し４５度傾いているので、主走査方向にａずれると副走査方向にもａだけずれる。各時間の測定を、斜線パターンのセット毎に行い、時間Ｔ_Bk-2の平均、時間Ｔ_Ｍ-2、及び、時間Ｔ_C-2を理論値と比較することで、Bk色、Ｍ色、及び、Ｃ色の主走査方向の露光タイミングを算出・補正する。

〔スキュー補正〕
図８を用いて、色ずれ補正用パターンを用いたスキュー補正について説明する。図９はスキュー補正量の算出手順を説明するフローチャート図の一例である。図９の手順は曲がり補正には対応していないが、後述するように曲がりを含むスキュー補正の基本的な流れは図９の処理と同じである。

図８では水平方向が主走査方向であり、ＴＭセンサ１７が検出する直線パターンのラインBkの検出タイミングと、ＴＭセンサ１９が検出する直線パターンのラインBkの検出タイミングにずれが生じている。このずれをスキュー補正量ΔSkew_kという。図のΔSkew_kは距離で示されているが、距離と時間は相互に変換可能である。ラインY、ラインC、ラインMについては省略しているが、各色毎にスキュー補正量が求められる。

本実施形態では、主走査方向を１４４分割する場合を例に説明する。何分割するかは想定される最大のスキュー量や解像度等に応じて決定でき、１４４分割は一例に過ぎない。また、本実施形態では、1ラインを中央から２つに分割し、副走査方向（搬送ベルトの進行方向）に向かって左側の値にＲを、右側の値にＬをそれぞれ付して説明する。

そして、スキュー補正では、主走査方向を複数のエリアに分割し、そのエリア毎に傾きを補正する。補正量は各エリアで±１ライン（副走査方向に１ライン分進める又は戻す）とし、各エリアは、スキュー補正エリア周期（エリア内のラインの数）に応じて補正する（±1）エリアか、補正しない（０）エリアのいずれかになる。図示するように搬送ベルトの搬送方向を向いて右方向に昇順のエリア番号を設定する。図のΔSkew_kのように左端よりも右側を遅らせて印刷する傾き補正ではスキュー補正エリア周期毎に＋１のスキュー補正を行うものとする。左端よりも右側を早く印刷する傾き補正ではスキュー補正エリア周期毎に−１のスキュー補正を行うものとする。

図８では、スキュー補正エリア周期は３エリアなので、エリア１、エリア２では補正は行われず、エリア３にて補正が行われる。スキュー補正エリア周期は、スキュー補正量が大きいほど小さくなり、スキュー補正量が小さいほど大きくなる。

図９に示すように、補正量算出部３９は、センサ検出結果からスキュー補正量ΔSkew_kを算出する（Ｓ１０）。

補正量算出部３９は、センサ検出結果から算出したスキュー補正量ΔSkew_kから前半と後半の補正量ΔSkew_R_k, ΔSkew_L_kを求める（Ｓ２０）。

ΔSkew_R_k = ΔSkew_k / 2
ΔSkew_L_k = ΔSkew_k / 2 …（１）
次に、スキュー補正エリア周期ΔSkew_cyc_R_k, ΔSkew_cyc_L_kを求める（Ｓ３０）。

ΔSkew_cyc_R_k = 72 / ( abs{ ΔSkew_R_k } + 1 )
ΔSkew_cyc_L_k = 72 / ( abs{ ΔSkew_L_k } + 1 ) …（２）
次に、補正量算出部３９は、エリア毎のスキュー補正量を算出する（Ｓ４０）。ｘとｙはエリアを指定する自然数で１〜７１の値を取る。ｉ、nは自然数で１〜７１の値を取る。round{ a、b }は数値ａをｂの桁（小数点第１位は"０"，第２位は"１"のように示す）で四捨五入するという関数である。
・x = round{ ΔSkew_cyc_R_k * i, 0 }
ΔSkewx_k = ( ΔSkew_R_k ) / abs{ ΔSkew_R_k }
ΔSkewy_k = 0 （y = n & y ≠ x） …（３）
例えば、ΔSkew_cyc_R_kが"３"の場合、ｘ＝３，６、９、…、６９でΔSkewx_k＝１又は−１となる。また、ｘ＝３，６、９、…、６９以外のｙで、ΔSkewy_k = 0となる。

エリア７２〜１４３についても同様に計算する。ｘとｙはエリアを指定する自然数で７２〜１４３の値を取る。また、ｉ、nは７３〜１４３の範囲の値を取る自然数である。

・x = round{ ΔSkew_cyc_L_k * i, 0 }
ΔSkewx_k = ( ΔSkew_L_k ) / abs{ ΔSkew_L_k }
ΔSkewy_k = 0 （y = n & y ≠ x） …（４）
次に、補正量算出部３９は、全エリアのスキュー補正量のピークを求め、エリア0のスキュー補正量ΔSk0_kを算出する（Ｓ５０）。これは、傾きの方向に応じてスキュー補正するためである。

まず、スキュー補正量のピークを算出する。

ΔSk1_k = 0
ΔSk2_k = ΔSk1_k + ΔSkew2_k
ΔSk3_k = ΔSk2_k + ΔSkew3_k
ΔSk4_k = ΔSk3_k + ΔSkew4_k
ΔSk5_k = ΔSk4_k + ΔSkew5_k
ΔSk6_k = ΔSk5_k + ΔSkew6_k
ΔSk7_k = ΔSk6_k + ΔSkew7_k
・・・
ΔSk142_k = ΔSk141_k + ΔSkew142_k
ΔSk143_k = ΔSk142_k + ΔSkew143_k
したがって、スキュー補正量の正側のピークΔSk_max_k、負側のピークΔSk_min_kは以下のようになる。

ΔSk_max_k = max{ ΔSk2_k, ΔSk3_k, ΔSk4_k, ΔSk5_k, ・・・ ΔSk142_k, ΔSk143_k }
ΔSk_min_k = min{ ΔSk2_k, ΔSk3_k, ΔSk4_k, ΔSk5_k, ・・・ ΔSk142_k, ΔSk143_k }
エリア0のスキュー補正量ΔSk0_kは以下のように設定される。

ΔSk0_k = abs{ ΔSk_min_k } …（５）
絶対値を取るのはΔSk_min_kがマイナスになる場合にオフセットを持たせるためである。図８のように補正方向が正（＋１）の場合、ΔSk_min_kはΔSk2_k＝０（スキュー補正エリア周期が３エリアの場合）である。図８とは補正方向が逆で補正方向が負（−１）の場合、ΔSk_min_kはΔSk143_k＝「ΔSk1_kからΔSk143_kまでの−１の数（スキュー補正エリア周期が３エリアの場合は−４８）である。したがって、図８のように左端よりも右側を遅らせて印刷するスキュー補正では、エリア０は補正されずスキュー補正エリア周期毎に＋１補正される。左端よりも右側を早く印刷するスキュー補正では、エリア０は最も大きく正方向に補正され（遅らせる）、スキュー補正エリア周期毎に−１補正される。これは読み出すタイミングを早める場合、ラインメモリ３８にすでに画像データが格納されている必要があるためである。

次に、補正量算出部３９は、算出したΔSk0_k、ΔSkew#_kから、スキュー補正レジスタに設定する最終的なスキュー補正量ΔSksft#_k、ΔSkphs#_kを算出する（Ｓ６０）。"#"は 0〜143の整数である。なお、ａｂｓは｛｝内の数値の絶対値を取り出すことを意味する。また、下記のｃｏｄｅは｛｝内の数値の符号（正負）を取り出すことを意味する。ΔSksft#_kにΔSkphs#_kの符号を付けたものが各ラインのスキュー補正量（０，＋１、−１）である。

ΔSksft0_k = ΔSk0_k
ΔSksft1_k = 0
ΔSkphs1_k = 0
ΔSksft2_k = abs{ ΔSkew2_k }
ΔSkphs2_k = code{ ΔSkew2_k }
ΔSksft3_k = abs{ ΔSkew3_k }
ΔSkphs3_k = code{ ΔSkew3_k }
ΔSksft4_k = abs{ ΔSkew4_k }
ΔSkphs4_k = code{ ΔSkew4_k }
ΔSksft5_k = abs{ ΔSkew5_k }
ΔSkphs5_k = code{ ΔSkew5_k }
・・・
ΔSksft142_k = abs{ ΔSkew142_k }
ΔSkphs142_k = code{ ΔSkew142_k }
ΔSksft143_k = abs{ ΔSkew143_k }
ΔSkphs143_k = code{ ΔSkew143_k }
スキュー補正部３５はCyan、Magenta、Yellowについても同様にスキュー補正量を算出する。

図１０は、スキュー補正の効果を模式的に示す図の一例である。図１０（ａ）はスキュー補正前の印刷例を示しており、Bk（ブラック）のトナー画像に対しＣ（シアン）のトナー画像がスキューしている状態を示している。

図１０（ｂ）ではスキュー補正エリア周期を４にしてシアン画像を主走査方向のエリアに分割し、スキュー量に応じてラインメモリ３８から読み出す画素を副走査方向にシフトしている。スキュー補正部３５が主走査方向に４画素毎にシフトすることでスキューが大きく低減されている。

図１０（ｃ）は倍密処理により副走査方向の解像度を２倍（６００dpi×１２００dpi）にした場合のスキュー補正例を示している。２倍にしたため、スキュー補正エリア周期が２となり、スキュー補正部３５が主走査方向に２画素読み出す毎に１画素、副走査方向にシフトしている。副走査方向の解像度が２倍なので図１０（ｂ）よりもブラックのトナー画像とシアンのトナー画像とのずれが低減されている。

図１０（ｄ）は副走査方向と主走査方向の解像度を２倍（１２００dpi×１２００dpi）にした場合のスキュー補正例を示している。主走査方向の解像度を２倍にしたため、スキュー補正エリア周期が２となり（解像度を上げる前を基準にすると１）、スキュー補正部３５が主走査方向に２画素読み出す毎に１画素、副走査方向にシフトしている。主走査方向の解像度が２倍になったので図１０（ｃ）よりもさらにブラックのトナー画像とシアンのトナー画像とのずれが低減されている。

〔曲がり補正を含むスキュー補正について〕
図１１は、曲がり補正を含むスキュー補正の補正例を模式的に説明する図の一例である。図１１（ａ）〜（ｃ）のいずれも元の画像データは水平線である。また、図１１（ａ）〜（ｃ）の左図はスキュー補正しない場合の印刷例を、中央図は補正量を、右図はスキュー補正後の印刷例をそれぞれ示している。

図１１（ａ）は画像に傾きのみが存在する場合に、傾きのみをスキュー補正した場合の補正例を示している。右上がりの傾きに対し、主走査方向に正のスキュー補正を行うことで、印刷される図は水平線となる（傾き成分を補正可能）。

図１１（ｂ）は画像に傾き及び曲がりが存在する場合に、傾きのみをスキュー補正した場合の補正例を示している。中央が凸に曲がっている傾き及び曲がりに対し、主走査方向に正のスキュー補正を行う。この場合、算出されるスキュー補正量が正しくなく、さらに曲がりが考慮されずに一様に正のスキュー補正が行われるので水平線は得られない（曲がり成分は補正できない）。

図１１（ｃ）は画像に傾き及び曲がりが存在する場合に、傾き及び曲がりに対応したスキュー補正した場合の補正例を示している。Ｐ１は傾きと曲がりの両方を補正するための補正量を、Ｐ２は傾きだけを補正するための補正量を、Ｐ３は曲がりだけを補正するための補正量をそれぞれ示している。前半と後半それぞれで曲がりを考慮したスキュー補正を行うことで印刷される図は水平線となる（傾き成分を補正可能）。

具体的には、主走査方向を中央で分割し、図９のようにして傾きを補正するための補正量Ｐ２を算出する。補正量Ｐ３は、前半部分だけで正方向に補正量Ｂの傾きを補正し、後半部分だけで負方向に補正量Ｂの傾きを補正することを示している。補正量Ｐ２をエリア0-71では曲がり補正量Ｐ３（Ｂ）で強調し、エリア72-143では補正量Ｐ３（Ｂ）で低減することで、曲がりを加味した傾きと曲がりの両方を補正するための補正量Ｐ１が得られる。このＰ１に従ってスキュー補正すればよい。

図１２は、曲がり補正量テーブル４０の一例を示す図である。曲がり補正量テーブル４０は、色毎にベルト中央部のたわみによるずれ量を光学的に読み取り、メーカ開発者やサービスマンなどが作成する。図１２には１０個の曲がり補正量テーブル４０が登録されている。これは、同一の画像形成装置１００でも、温度（例えば搬送ベルト付近の温度）、線速又は経時変化等により、曲がり量が変動するためである。

メーカ開発者やサービスマンなどはこれらの条件を変えてそれぞれ曲がり補正量テーブル４０を作成する。例えば、ナンバー０〜２は温度が６０度で線速がA,B,Cの場合の曲がり補正量テーブル４０、ナンバー３〜５は温度が９０度で線速がA,B,Cの場合の曲がり補正量テーブル４０、ナンバー６〜９は過去の曲がり補正量テーブル４０や、ユーザ側でユーザやサービスマンが任意に選択するための曲がり補正量テーブル４０である。複数の曲がり補正量テーブル４０を有することで、環境毎に最適な曲がり補正が可能となる。

各色毎に登録されている数値が前半部分と後半部分のそれぞれで補正されるスキュー量であり図１１（ｃ）のスキュー量Ｂに相当する。曲がり量は主走査方向の中央で傾き方向が異なっていることを前提にしている。こうすることで主走査方向の前半と後半に分けて曲がり補正できるので補正量の計算が容易になる。

図１３は曲がり補正を含むスキュー補正量の算出手順を説明するフローチャート図の一例である。図１３は図９と同様の手順であるが、曲がり量が考慮されている点で異なっている。

補正量算出部３９は、センサ検出結果からスキュー補正量ΔSkew_kを算出する（Ｓ１１０）。

補正量算出部３９は、センサ検出結果から算出したスキュー補正量ΔSkew_kから前半と後半の補正量をΔSkew_R_k, ΔSkew_L_kを求める（Ｓ１２０）。

ΔSkew_R_k = ΔSkew_k / 2
ΔSkew_L_k = ΔSkew_k / 2 …（１）
補正量算出部３９は、ΔSkew_R_k, ΔSkew_L_kと、曲がり補正量テーブル４０を用いてスキュー補正エリア周期ΔSkew_cyc_R_k, ΔSkew_cyc_L_kを求める（Ｓ１３０）。

ΔSkew_cyc_R_k = 72 / ( abs{ ΔSkew_R_k + ΔCurve_k } + 1 )
ΔSkew_cyc_L_k = 72 / ( abs{ ΔSkew_L_k - ΔCurve_k } + 1 ) …（６）
この式（６）のΔCurve_kの符号は、正負の方向の定義によって変わるが、前半と後半で符号が逆になっていればよい。

次に、補正量算出部３９は、曲がり補正量テーブル４０を用いてエリア毎のスキュー補正量を算出する（Ｓ１４０）。ｘとｙ、i、ｎについては上記と同じである。
・前半部
x = round{ ΔSkew_cyc_R_k * i, 0 }
ΔSkewx_k = ( ΔSkew_R_k + ΔCurve_k ) / abs{ ΔSkew_R_k + ΔCurve_k }
ΔSkewy_k = 0 （y = n & y ≠ x） …（７）
・後半部
x = round{ ΔSkew_cyc_L_k * i, 0 }
ΔSkewx_k = ( ΔSkew_L_k - ΔCurve_k ) / abs{ ΔSkew_L_k - ΔCurve_k }
ΔSkewy_k = 0 （y = n & y ≠ x） …（８）
次に、全エリアのスキュー補正量のピークを求め、エリア0のスキュー補正量ΔSk0_kを算出する（Ｓ１５０）。

ΔSk1_k = 0
ΔSk2_k = ΔSk1_k + ΔSkew2_k
ΔSk3_k = ΔSk2_k + ΔSkew3_k
ΔSk4_k = ΔSk3_k + ΔSkew4_k
ΔSk5_k = ΔSk4_k + ΔSkew5_k
ΔSk6_k = ΔSk5_k + ΔSkew6_k
ΔSk7_k = ΔSk6_k + ΔSkew7_k
・・・
ΔSk142_k = ΔSk141_k + ΔSkew142_k
ΔSk143_k = ΔSk142_k + ΔSkew143_k
ΔSk_max_k = max{ ΔSk2_k, ΔSk3_k, ΔSk4_k, ΔSk5_k, ・・・ ΔSk142_k, ΔSk143_k }
ΔSk_min_k = min{ ΔSk2_k, ΔSk3_k, ΔSk4_k, ΔSk5_k, ・・・ ΔSk142_k, ΔSk143_k }
ΔSk0_k = abs{ ΔSk_min_k } …（５）
補正量算出部３９は、算出したΔSk0_k、ΔSkew#_kから、スキュー補正レジスタに設定する最終的なスキュー補正量：ΔSksft#_k、ΔSkphs#_kを算出する（Ｓ１６０）。

ΔSksft0_k = ΔSk0_k
ΔSksft1_k = 0
ΔSkphs1_k = 0
ΔSksft2_k = abs{ ΔSkew2_k }
ΔSkphs2_k = code{ ΔSkew2_k }
ΔSksft3_k = abs{ ΔSkew3_k }
ΔSkphs3_k = code{ ΔSkew3_k }
ΔSksft4_k = abs{ ΔSkew4_k }
ΔSkphs4_k = code{ ΔSkew4_k }
ΔSksft5_k = abs{ ΔSkew5_k }
ΔSkphs5_k = code{ ΔSkew5_k }
・・・
ΔSksft142_k = abs{ ΔSkew142_k }
ΔSkphs142_k = code{ ΔSkew142_k }
ΔSksft143_k = abs{ ΔSkew143_k }
ΔSkphs143_k = code{ ΔSkew143_k }
Cyan、Magenta、Yellowについても同様にスキュー補正量を算出する。

以上説明したように、左右２箇所の光学センサの数を増やすことなく、曲がり補正量テーブル４０を用意することで、曲がりと傾き補正するスキュー補正が可能になる。

なお、本実施形態では主走査方向の途中で１回だけ傾きが変化する曲がり補正を例に説明したが、２回以上傾きが変化する曲がりが生じていても同様に対応できる。図１４（ａ）は主走査方向の途中で２回傾きが変化する場合の曲がり補正を含むスキュー補正の補正例を模式的に説明する図の一例である。この場合、曲がり補正量テーブル４０には曲がり量Ｂが登録されている。補正量算出部３９は、主走査方向をエリア０〜４７、４８〜９５、９６〜１４３の３つに区分して同様の計算を行う。

また、本実施形態では傾きが変化する主走査方向の位置を中央としたが、曲がりの頂点は任意の位置でよい。図１４（ｂ）は任意の位置に曲がりのピークがある場合の曲がり補正を含むスキュー補正の補正例を模式的に説明する図の一例である。この場合、曲がり補正量テーブル４０には曲がり量Ｂと主走査方向の位置が登録されている。傾きが変化する位置が中央でないがこの場合も、傾きが変化する位置の前後でそれぞれ補正量を算出することで、同様に補正できる。

５ 搬送ベルト
６ 画像形成部
９ 感光体
１１ ＬＥＤアレイ
１６ 定着装置
３０ ＬＥＤアレイ制御部
３１ コントローラ
３２ ページメモリ
３３ 周波数変換部
３４ 画像処理部
３５ スキュー補正部
３７、３８ ラインメモリ
３９ 補正量算出部
４０ 曲がり補正量テーブル
１００ 画像形成装置

特開２０１０−１４００１９号公報

Claims (6)

1. 画像データに基づき感光体を露光する露光手段と、
   前記感光体を現像剤にて現像する現像ユニットと、
   現像剤により前記感光体に形成された画像を記録媒体に転写する転写手段と、
   記録媒体に画像を定着させる定着手段と、を有する画像形成装置であって、
   前記画像データを主走査方向のライン毎に記憶する画像データ記憶手段と、
   主走査方向を基準とする、主走査方向の一方の端から他方の端までの画像データの第１の傾き量を検出する傾き量検出手段と、
   主走査方向の任意の位置で画像データの傾きが変化する場合に、主走査方向の前記一方の端又は前記他方の端から前記位置までの第２の傾き量を記憶する傾き量記憶手段と、
   主走査方向の前記位置を境に、前記第１の傾き量を前記第２の傾き量で強調するか低減するかを変更して主走査方向に対応づけられた補正量を算出する補正量算出手段と、
   前記画像データ記憶手段から主走査方向のライン単位で前記画像データを読み出す際、前記補正量に応じて読み出しタイミングを制御することで画像を補正する画像補正手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記補正量算出手段は、前記第１の傾き量の半分に前記第２の傾き量を加算し前記一方の端から前記位置までの傾き量を算出し、前記第１の傾き量の半分から前記第２の傾き量を減算して前記位置から前記他方の端までの傾き量を算出するか、又は、
   前記第１の傾き量の半分から前記第２の傾き量を減算し前記一方の端から前記位置までの傾き量を算出し、前記第１の傾き量の半分に前記第２の傾き量を加算して前記位置から前記他方の端までの傾き量を算出する、
   ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記位置は主走査方向の中央である、ことを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
4. 前記傾き量記憶手段には、環境情報に対応づけられた複数の前記第２の傾き量が登録されており、
   前記補正量算出手段は、画像データの出力時の前記環境情報に応じて前記傾き量記憶手段から読み出した前記第２の傾き量を用いて前記補正量を算出する、
   ことを特徴とする請求項１〜３いずれか１項記載の画像形成装置。
5. 前記環境情報は、温度及び線速であることを特徴とする、請求項４記載の画像形成装置。
6. 画像データに基づき感光体を露光する露光手段と、
   前記感光体を現像剤にて現像する現像ユニットと、
   現像剤により前記感光体に形成された画像を記録媒体に転写する転写手段と、
   記録媒体に画像を定着させる定着手段と、
   前記画像データを主走査方向のライン毎に記憶する画像データ記憶手段と、を有する画像形成装置の画像補正方法であって、
   傾き量検出手段が、主走査方向を基準に、主走査方向の一方の端から他方の端までの画像データの第１の傾き量を検出するステップと、
   主走査方向の任意の位置で画像データの傾きが逆方向に変化する場合に、主走査方向の前記一方の端又は前記他方の端から前記位置までの第２の傾き量を記憶する傾き量記憶手段を参照し、
   補正量算出手段が、主走査方向の前記位置を境に、前記第１の傾き量を前記第２の傾き量で強調するか低減するかを変更して主走査方向に対応づけられた補正量を算出するステップと、
   画像補正手段が、前記画像データ記憶手段から主走査方向のライン単位で前記画像データを読み出す際、前記補正量に応じて読み出しタイミングを制御することで画像を補正するステップと、
   を有することを特徴とする画像補正方法。

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