JP2014160100A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】像担持体に偏心回転と軸方向移動とが同時に作用している場合でも、出力画像における周期的な主走査方向の位置ずれを十分に抑制できる画像形成装置を提供する。
【解決手段】露光装置３Ｙ及び現像装置４Ｙを制御して感光ドラム１Ｙの両端部と中央部とに位置ずれ検知用トナー像を形成して中間転写ベルト９に転写する。そして、位置ずれ検出センサＩＳ１、ＩＳ２、ＩＳ３により位置ずれ量を検出して、感光ドラム１Ｙが走査露光された位相位置ごとの主走査方向の位置情報を取得する。位置ずれ検出センサＩＳ２の検出結果に基づいて、感光ドラム１Ｙの回転周期の軸方向移動量を除くように位置ずれ検出センサＩＳ１、ＩＳ３の検出結果を補正する。
【選択図】図１

Description

本発明は、像担持体を走査露光して像担持体に形成したトナー像をベルト部材に転写可能な画像形成装置、詳しくはベルト部材に転写された画像が含む主走査方向の周期的な位置変動を露光装置を制御して予測的に相殺する制御に関する。

像担持体を走査露光して像担持体に形成されたトナー像を、ベルト部材（中間転写ベルト又は記録材搬送ベルト）を用いて記録材に転写し、トナー像が転写された記録材を加熱加圧して画像を記録材に定着させる画像形成装置が広く用いられている。走査露光を行う画像形成装置では、像担持体が偏心回転（平行偏心及び斜め偏心）をしていると、像担持体上の走査露光される範囲が主走査方向に変動して主走査方向における画像の位置ずれと画像の歪みが形成される（特許文献１）。

特許文献１では、像担持体の一方の端部と他方の端部とに連続直線状の位置ずれ検知用トナー像を形成してベルト部材に転写し、ベルト部材上で位置ずれ検知用トナー像の主走査方向の位置変動を検出する測定モードを実行可能である。そして、位置ずれ検知用トナー像の主走査方向の位置変動から像担持体の周期的な位置変動を抽出する。画像形成時には、抽出結果に基づいて、前記像担持体の回転方向の各位置における画像の主走査方向の伸縮比率と画像の主走査方向の位置とを調整することにより、像担持体の周期的な位置変動を相殺している。

特許文献２では、像担持体に形成されたトナー像を中間転写ドラムに転写する中間転写方式の画像形成装置が示される。ここでは、像担持体とベルト部材との間に所定の周速差が設定されていわゆるスリップトランスファー制御が実行されている。特許文献３では、像担持体に書き込む画像の主走査方向の倍率の制御、すなわち、像担持体の回転位相位置に応じた走査線の伸縮倍率の制御が示される。

特開平１０−１５３８９６号公報 特開２００１−２６５０８１号公報 特開２００９−１７３９６号公報

像担持体に形成されてベルト部材（又はベルト部材に担持された記録材）に転写される画像の主走査方向の位置ずれ及び歪みは、特許文献１に記載されている像担持体の偏心回転以外の要因でも発生していることが判明した。像担持体の駆動系や支持系から像担持体に作用するスラスト力の変動（例えば駆動ギア面の面圧変動）によって、像担持体が周期的に軸方向移動（スラスト移動）して、像担持体に形成された画像に位置ずれが発生する。

像担持体の周期的な軸方向移動は、特許文献１に示される連続直線状の位置ずれ検知用トナー像を用いて変動量を検出可能である。しかし、像担持体の周期的な軸方向移動は、偏心回転のような画像の主走査方向の倍率変化を伴わないため、特許文献１に示される主走査方向の画像倍率を変化させる方法では、画像に不必要な補正を施して画像に歪みを発生させてしまう。特に、像担持体に偏心回転と軸方向移動とが同時に発生している場合、補正後に出力された画像に、主走査方向の位置ずれと主走査方向の画像の伸縮変形が大きく残ってしまう。

本発明は、像担持体に偏心回転と軸方向移動とが同時に作用している場合でも、出力画像における周期的な主走査方向の位置ずれを十分に抑制できる画像形成装置を提供することを目的としている。

本発明の画像形成装置は、像担持体と、前記像担持体にレーザービームを走査露光して静電像を形成する露光装置と、静電像を現像して前記像担持体にトナー像を形成する現像装置と、複数の支持回転体に張架されて前記像担持体に当接し、前記像担持体からトナー像を転写可能なベルト部材と、前記ベルト部材の移動方向に直角な方向における前記ベルト部材の一方の端部に転写されたトナー像の位置を検出可能な第一検出手段と、前記ベルト部材の移動方向に直角な方向における前記ベルト部材の他方の端部に転写されたトナー像の位置を検出可能な第二検出手段と、前記ベルト部材の移動方向に直角な方向における前記ベルト部材の中央部に転写されたトナー像の位置を検出可能な第三検出手段と、前記露光装置及び前記現像装置を制御して、前記像担持体の両端部と中央部とに位置ずれ検知用トナー像を形成して前記ベルト部材に転写して前記第一検出手段、前記第二検出手段、及び前記第三検出手段により検出して、前記像担持体が走査露光された位相位置ごとの主走査方向の位置情報を取得する測定モードを実行可能な実行部と、前記第三検出手段の検出結果に基づいて、前記像担持体の回転周期の軸方向移動量を除くように前記第一検出手段及び前記第二検出手段の検出結果を補正して、前記像担持体の副走査方向の位相位置に対応付けた露光制御情報を作成する情報作成部とを備えるものである。

ベルト部材の移動方向に直角な方向におけるベルト部材の中央部に転写されたトナー像には像担持体の偏心回転の影響が及ばないため、第三検出手段の検出結果からは像担持体の軸方向変動を単独で抽出できる。そのため、第三検出手段の検出結果を加味することで、第一検出手段及び第二検出手段の検出結果から像担持体の軸方向変動の影響を除くことができる。したがって、像担持体に偏心回転と軸方向移動とが同時に作用している場合でも、出力画像における周期的な主走査方向の位置ずれを十分に抑制できる。

画像形成装置の構成の説明図である。 画像形成部の構成の説明図である。 露光装置の構成の説明図である。 位置ずれ検出センサの配置の説明図である。 比較例の色ずれ修正制御の説明図である。 軸方向変動の説明図である。 実施例１の振れ回転に起因する周期的な移動量の検出方法の説明図である。 主走査方向の各位置における軸方向変動の影響の説明図である。 中間転写ベルトに転写された色ずれ検知用パターンの説明図である。 実施例１の画像形成装置における制御系のブロック図である。 実施例１における補正テーブル更新制御のフローチャートである。 各色の色ずれ検知用パターンの検出制御のフローチャートである。 エンコーダ出力の説明図である。 主走査方向の周期的な位置変動の画像データの説明図である。 偏心回転量とレーザービーム入射角の関係の説明図である。 実施例２における色ずれ検知用パターンの配置の説明図である。 色ずれ検知用パターンの拡大図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

＜画像形成装置＞
図１は画像形成装置の構成の説明図である。図２は画像形成部の構成の説明図である。

図１に示すように、露光装置３Ｙは、像担持体の一例である感光ドラム１Ｙにレーザービームを走査露光して静電像を形成する。現像装置４Ｙは、静電像を現像して感光ドラム１Ｙにトナー像を形成する。ベルト部材の一例である中間転写ベルト９は、複数の支持回転体の一例である駆動ローラ１０等に張架されて感光ドラム１Ｙからトナー像を転写可能である。

第一検出手段の一例である位置ずれ検出センサＩＳ１は、中間転写ベルト９の移動方向に直角な方向における一方の端部に転写されたトナー像の位置を検出可能である。第二検出手段の一例である位置ずれ検出センサＩＳ３は、中間転写ベルト９の移動方向に直角な方向における他方の端部に転写されたトナー像の位置を検出可能である。第三検出手段の一例である位置ずれ検出センサＩＳ２は、中間転写ベルト９の移動方向に直角な方向における中央部に転写されたトナー像の位置を検出可能である。

図１に示すように、画像形成装置１００は、中間転写ベルト９に沿ってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫを配置したフルカラーレーザービームプリンタである。

画像形成部ＰＹでは、感光ドラム１Ｙ上にイエロートナー像が形成されて中間転写ベルト９に転写される。画像形成部ＰＭ、ＰＣ、ＰＫでは、感光ドラム１Ｍ、１Ｃ、１Ｋにマゼンタトナー像、シアントナー像、ブラックトナー像が形成され、順次中間転写ベルト９に転写される。

中間転写ベルト９に転写されたトナー像は、二次転写部Ｔ２へ搬送されて記録材Ｐへ二次転写される。記録材Ｐは、給紙カセット２０から給紙ローラ１４によって引き出され、分離装置１５によって１枚ずつに分離されてレジストローラ１６へ送り出される。レジストローラ１６は、中間転写ベルト９に担持されたトナー像に先頭を一致させて、記録材Ｐを二次転写部Ｔ２へ給送する。

トナー像を二次転写された記録材Ｐは、定着装置１７へ受け渡されて加熱加圧を受けることにより、フルカラー画像を表面に定着される。ベルトクリーニング装置１８は、二次転写部Ｔ２を通過して中間転写ベルト９に残った転写残トナーを回収する。

画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫは、付設された現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋで用いるトナーがイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックと異なる以外は同様に構成される。従って、以下では、イエローの画像形成部ＰＹについて説明し、画像形成部ＰＭ、ＰＣ、ＰＫについては、図中の構成に付した記号末尾のＹをＣ、Ｍ、Ｋに読み替えて説明されるものとする。

図２に示すように、画像形成部ＰＹは、感光ドラム１Ｙの周囲に、帯電装置２Ｙ、露光装置（レーザーユニット）３Ｙ、現像装置４Ｙ、一次転写ローラ５Ｙ、ドラムクリーニング装置６Ｙを配置する。感光ドラム１Ｙは、アルミニウム製シリンダの外周面に有機光導電体層（ＯＰＣ）を塗布して形成される。帯電装置２Ｙは、感光ドラム１Ｙの表面を一様な負極性の電位に帯電する。露光装置３Ｙは、帯電した感光ドラム１Ｙの表面を走査露光して、イエロー画像データに対応した静電像を感光ドラム１Ｙに形成する。

現像装置４Ｙは、トナーに磁性キャリアを混合した二成分現像剤を攪拌してトナーを負極性に帯電させる。帯電したトナーは、固定磁極４ｊの周囲で感光ドラム１Ｙとカウンタ方向に回転する現像スリーブ４ｓに穂立ち状態で担持されて、感光ドラム１Ｙを摺擦する。電源Ｄ４は、負極性の直流電圧に交流電圧を重畳した振動電圧を現像スリーブ４ｓに印加して、現像スリーブ４ｓよりも相対的に正極性となった感光ドラム１Ｙの静電像へトナーを付着させて、静電像を反転現像する。

一次転写ローラ５Ｙは、中間転写ベルト９の内側面を押圧して、感光ドラム１Ｙと中間転写ベルト９の間に一次転写部ＴＹを形成する。電源ＤＹは、一次転写部ＴＹに転写電圧を印加して、感光ドラム１Ｙのトナー像を中間転写ベルト９へ電気的に移転させる。ドラムクリーニング装置６Ｙは、一次転写部ＴＹを通過して感光ドラム１Ｙに残留した転写残トナーを回収する。

二次転写ローラ１１は、バックアップローラ１０に支持された中間転写ベルト９に圧接して、中間転写ベルト９との間に二次転写部Ｔ２を形成する。電源Ｄ２は、二次転写部Ｔ２に転写電圧を印加して、中間転写ベルト９に重ねて二次転写部Ｔ２を搬送される記録材へ中間転写ベルト９のトナー像を電気的に移転させる。

図１に示すように、中間転写ベルト９は、駆動ローラを兼ねたバックアップローラ１０、テンションローラ１２、及びステアリングローラ１３に掛け渡して支持される。バックアップローラ１０は、不図示の駆動モータに駆動されて中間転写ベルト９を矢印Ｂ方向に回転させる。

寄り位置センサＹＳは、中間転写ベルト９の奥側のベルトエッジに当接して配置され、中間転写ベルト９の寄り位置を検出する。ステアリング制御部ＳＳは、寄り位置センサＹＳの出力に応じてステアリングローラ１３を傾動させて、中間転写ベルト９の寄り位置を中央に向かって移動させて寄り移動を収束させる。したがって、非画像形成時の中間転写ベルト９は、ステアリングローラ１３を傾動させることなく、ステアリングローラ１３の回転軸線方向の中央に位置決められて安定的に走行する。

＜スリップトランスファー＞
図１に示すように、感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋと中間転写ベルト９との間に所定の周速差が設定されている。制御部１１０は、エンコーダＥＹ、ＥＭ、ＥＣ、ＥＫの出力に基づいて感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの駆動モータを制御して、感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋを可変の速度で等角速度制御している。感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋは、エンコーダＥＹ、ＥＭ、ＥＣ、ＥＫのパルス信号に同期して回転し、感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの刻々の位相関係が常に一定に保たれている。

感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの周速度に対して中間転写ベルト９の周速度は０．５％高く設定されている。特許文献２に示されるように、感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋと中間転写ベルト９の間に、０．５％程度の速度差を持たせることで、中間転写ベルト９のたるみが防止される。また、感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋが、中間転写ベルト９に対していわゆるスリップトランスファーの関係を保持することで、感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの回転軸線方向の移動に対して中間転写ベルト９の幅方向の移動が影響しにくくなる。そのため、スリップトランスファーの関係を保持することは、中間転写ベルト９を介した感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの主走査方向の位置変動の外乱が少なくなる。外乱が少なくなることは、感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの周期的変動を個別に調整する本実施例の制御において好ましい。

＜露光装置＞
図３は露光装置の構成の説明図である。図３に示すように、露光装置３Ｙの半導体レーザー４１は、イエローの分解色画像を展開した走査線画像データに従ってＯＮ−ＯＦＦ変調されたレーザービームＬＢを出力する。レーザービームＬＢは、回転多面鏡４３で走査されて感光ドラム１Ｙを露光して、像担持体上の一例である感光ドラム１Ｙ上に走査線画像データに対応した走査線の静電像を形成する。レーザービームＬＢは、回転多面鏡４３の回転に同期させて、記録材上に形成すべき画素のイエロー濃度に応じたデューティ比に変調される。

半導体レーザー４１から射出したレーザービームＬＢは、シリンドリカルレンズ４２を通って回転多面鏡４３に到達する。回転多面鏡４３は、隣接配置した不図示のモータによって直接回転駆動される。レーザービームＬＢは、回転多面鏡４３によって偏向され、ｆθレンズ４４を透過して、感光ドラム１Ｙの表面を走査線に沿ってビームスポットを矢印Ｃ方向へ等速度で移動させるように走査露光する。

ｆθレンズ４４を通ったレーザービームＬＢの一部は、感光ドラム１Ｙの画像領域の外側に対応させて設けたＢＤ反射ミラー４５で反射されてＢＤセンサ４６に入射する。ＢＤセンサ４６は、フォトダイオードで形成され、露光装置３Ｙの主走査方向における画像書き込み開始タイミングの生成、および回転多面鏡４３の回転状態の検出に使用される出力信号を発生させる。

感光ドラム１Ｙの画像領域では、レーザービームＬＢが感光ドラム１Ｙを主走査方向に走査露光して、走査線の静電像を形成する。感光ドラム１Ｙは、副走査方向に回転して、感光ドラム１Ｙの回転方向に静電像の走査線を等間隔に配列させる。これにより、帯電した感光ドラム１Ｙの表面に６００ｄｐｉ（ドット／インチ）の解像度で静電像を書き込む。

図１に示すように、エンコーダＥＹは、原点指標とインクリメンタルパターンを形成したエンコーダ板を一対のフォトインタラプタで検出する光学式ロータリエンコーダである。エンコーダＥＹは、原点指標に対応するＺ相信号、インクリメンタルパターンに対応するＡ相信号、Ｂ相信号を出力して、感光ドラム１Ｙの位相位置を特定する。

制御部１１０は、エンコーダＥＹの出力に同期して露光装置３Ｙを制御して、感光ドラム１Ｙの回転方向の各位置における画像の伸縮比率と画像先頭位置とを設定する。

＜位置ずれ検出センサ＞
図４は位置ずれ検出センサの配置の説明図である。図４に示すように、中間転写ベルト９に沿って感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋが並んでいる。感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに形成されたトナー像は、スリップトランスファー方式で中間転写ベルト９に転写される。中間転写ベルト９の前、中（像高０の位置）、奥の表面にそれぞれ対向させて位置ずれ検出センサＩＳ１、ＩＳ２、ＩＳ３が配置される。像高とは、図３に示す走査露光の中心から画素までの主走査方向の座標距離である。感光ドラム１Ｙの回転軸線方向の中央位置が像高０である。感光ドラム１Ｙの回転軸線方向の中央位置からレーザービームの走査方向の下流側へ向かう方向を像高の＋方向とする。上流側へ向かう方向を像高の−方向とする。

位置ずれ検出センサＩＳ１、ＩＳ２、ＩＳ３は、中間転写ベルト９の回転方向に直角な方向に受光素子を配列した解像度１０μｍのイメージセンサあるいはラインセンサである。位置ずれ検出センサＩＳ１、ＩＳ２、ＩＳ３は、上述した露光、現像、転写のプロセスを経て中間転写ベルトに９上に転写された色ずれ検知用パターンの主走査方向の位置を読み取る。

＜比較例＞
図５は比較例の色ずれ修正制御の説明図である。図６は軸方向変動の説明図である。図４に示すように、画像形成装置１００は、各色のトナー像を重ね合わせてフルカラー画像を形成するので、各色のトナー像が主走査方向に位置ずれした状態で重なると、出力画像に主走査方向の色ずれが発生する。主走査方向の色ずれは、感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの周期的な位置変動に伴う周期的成分と、これを平均した一定レベルの位置変動である定常的成分とに大別される。

主走査方向の色ずれの定常的成分に関しては、色ずれ検知用パターンを感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの両端部に形成して、中間転写ベルト９に転写して、位置ずれ検出センサＩＳ１、ＩＳ２により検出する手法が確立している。検出センサＩＳ１、ＩＳ２による色ずれ検知用パターンの検出結果に基づいて、感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋにおける露光画像の像高さが０となる平均位置を一致させることで、主走査方向の定常的な色ずれ成分が解消されて、画像品質が改善される。

しかし、さらに高品質な画像を形成するには、色ずれの定常的成分に加えて周期的成分の低減が必要がある。色ずれの周期的成分は、感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの偏心や振れによって生じる。色ずれの周期的成分は、ノイズ成分の分離が必要なため、正確な検知が難しい。

図５の（ａ）に示すように、感光ドラム１Ｙにレーザービームが入射する状態と、中間転写ベルト９に色ずれ検知用パターンＩＰｆ、ＩＰｒが転写された状態とを模式的に示す。比較例では、平行直線状の色ずれ検知用パターンＩＰｆ、ＩＰｒを感光ドラム１Ｙの複数回転分（例えば１０回転分）形成して、中間転写ベルト９に転写する。色ずれ検知用パターンＩＰｆ、ＩＰｒを中間転写ベルト９に転写し、位置ずれ検出センサＩＳ１、ＩＳ２を用いて、所定のタイミングで位置ずれ量を繰り返しサンプリングする。

主走査方向の移動量のサンプルタイミングのそれぞれにおいて、色ずれ検知用パターンＩＰｆ、ＩＰｒの主走査方向の位置が規定の位置からどの程度ずれているか、主走査方向の移動量を測定する。感光ドラム１Ｙの回転周期における色ずれ検知用パターンＩＰｆ、ＩＰｒの位置変動の振幅及び位相を検出する。色ずれ検知用パターンＩＰｆ、ＩＰｒの基準位置からの変動量を感光ドラム１Ｙのそれぞれの位相位置ごとに平均して、主走査方向の色ずれの周期的成分を抽出して、感光ドラム１Ｙの回転周期以外の周波数成分を相殺する。このようにして、感光ドラム１Ｙの１回転の各位相位置における走査線の先頭位置と走査線の伸縮率の補正情報を取得する。補正情報を用いて、画像形成時の露光装置（３Ｙ）が予測的に制御される。

図５の（ａ）に示すように、色ずれの周期的成分がない場合、感光ドラム１Ｙの両端部にＲだけ離れた直線状の色ずれ検知用パターンＩＰｆ、ＩＰｒを描画すると、中間転写ベルト９には、直線状の色ずれ検知用パターンＩＰｆ、ＩＰｒが転写される。

図５の（ｂ）に示すように、感光ドラム１Ｙの回転軸が中心を通っていない場合、感光ドラム１Ｙの周面は、偏心回転、みそすり運動等の振れ回転を発生する。感光ドラム１Ｙの振れ回転が存在すると、走査露光の中心から感光ドラム１Ｙの表面までの距離が変動するため、感光ドラム１Ｙに描画される画像に周期的変動が発生して、中間転写ベルト９に歪んだトナー像が転写される。

感光ドラム１Ｙの軸が中心を外れている場合、レーザービームが感光ドラム１Ｙに対して角度をもって入射し、感光ドラム１Ｙの表面位置が上下するため、色ずれの周期的変動が生じる。感光ドラム１Ｙの表面が上にきた場合の長さＰＡはＲより短くなり、感光ドラム１Ｙの表面が下にきた場合の長さＱはＲより長くなる。その結果、中間転写ベルト９に色ずれ検知用パターンＩＰｆ、ＩＰｒが歪んだ曲線状に転写される。

色ずれ検知用パターンＩＰｆ、ＩＰｒの周期的変動は、特許文献１に示されるように解消することができる。画像形成前に補正テーブルを作成しておき、画像形成時は、感光ドラム１Ｙの回転に同期して補正テーブルを適用して露光装置（３Ｙ）を制御する。感光ドラム１Ｙの回転に同期して、色ずれ検知用パターンＩＰｆ、ＩＰｒの周期的変動量を相殺するように画像の先頭位置をシフトさせて、色ずれ検知用パターンＩＰｆの位置を主走査方向にシフトさせる。同時に、色ずれ検知用パターンＩＰｆの周期的移動量を相殺するように、画像倍率（走査線長さの伸縮倍率）を調整する。感光ドラム１Ｙの回転に同期して、検知用パターンＩＰｆ、ＩＰｒの主走査方向の距離の周期的変動量の逆数を乗じて、走査線長さを伸縮する。

しかし、感光ドラム１Ｙが回転軸線方向に周期的に位置変動するいわゆる軸方向変動を伴っている場合、色ずれ検知用パターンＩＰｆ、ＩＰｒのみでは、主走査方向の色ずれの周期的変動の影響を除去できない。

図６の（ａ）に示すように、感光ドラム１Ｙに振幅Ａの軸方向変動が発生している場合、感光ドラム１Ｙの両端部にＲだけ離れた直線状の色ずれ検知用パターンＩＰｆ、ＩＰｒを描画すると、振幅Ａを持って中間転写ベルト９に転写される。この場合、予め測定した色ずれ検知用パターンＩＰｆの周期的移動量を相殺するように、色ずれ検知用パターンＩＰｒの位置を主走査方向にシフトさせることで、中間転写ベルト９上に平行直線状の色ずれ検知用パターンＩＰｆ、ＩＰｒを転写できる。

図６の（ｂ）に示すように、感光ドラム１Ｙに振れ回転と軸方向変動とが同時に発生している場合、振れ回転による主走査方向の周期的変動に軸方向変動による主走査方向の周期的変動が重畳される。この場合、検知用パターンＩＰｆ、ＩＰｒの主走査方向の距離の周期的変動量の逆数で走査線長さを伸縮したのでは、中間転写ベルト９上に平行直線状の色ずれ検知用パターンＩＰｆ、ＩＰｒを転写できない。感光ドラム１Ｙに周期的な軸方向変動があるときには、振れ回転の周期的変動の周波数と軸方向変動の周波数とが同じなので、振れ回転に起因する周期的変動量を分離して抽出することができない。そのため、走査線の伸縮について大きな誤差を生じて、画像の歪みを正しく補正できない。

そこで、以下の実施例では、感光ドラム１Ｙの回転軸線方向の中央に色ずれ検知用パターン（ＩＰｃ）を形成して、位置ずれ検出センサ（ＩＳ２）により検出する。そして、色ずれ検知用パターン（ＩＰｃ）を用いて軸方向変動の移動量を直接測定して、色ずれ検知用パターンＩＰｆ、ＩＰｒの主走査方向の変動量から差し引いている。これにより、軸方向変動の影響を取り除いた振れ回転による主走査方向の変動量（特に走査線の伸縮補正量）を正確に求めている。

＜実施例１＞
図１に示すように、実行部の一例である制御部１１０は、露光装置３Ｙ及び現像装置４Ｙを制御して測定モードを実行可能である。測定モードでは、感光ドラム１Ｙの両端部と中央部とに位置ずれ検知用トナー像を形成して中間転写ベルト９に転写する。そして、位置ずれ検出センサＩＳ１、ＩＳ２、ＩＳ３により位置ずれ量を検出して、感光ドラム１Ｙが走査露光された位相位置ごとの主走査方向の位置情報を取得する。

位置ずれ検知用トナー像は、感光ドラム１Ｙの複数回転にわたって露光装置３Ｙの主走査の所定座標位置に形成された静電像を現像した副走査方向に連続した直線状のトナー像である。位置ずれ検出センサＩＳ２に検出される位置ずれ検知用トナー像は、露光装置３Ｙの露光面の主走査線に対するレーザービームの入射角度が９０度となる走査角度に形成される。位置ずれ検出センサＩＳ１、ＩＳ３に検出される位置ずれ検知用トナー像は、露光装置３Ｙの露光面における最大画像幅となる位置に形成される。

情報作成部の一例である制御部１１０は、位置ずれ検出センサＩＳ２の検出結果に基づいて、感光ドラム１Ｙの回転周期の軸方向移動量を除くように位置ずれ検出センサＩＳ１、ＩＳ３の検出結果を補正する。制御部１１０は、感光ドラム１Ｙの副走査方向の位相位置に対応付けた露光制御情報を作成する。露光制御情報は、感光ドラム１Ｙが走査露光される位相位置ごとに、画像の主走査方向の伸縮比率と画像の主走査方向の位置とのうち少なくとも一方を規定するテーブルである。

制御部１１０は、感光ドラム１Ｙの回転周期の軸方向移動量を除くために、感光ドラム１Ｙの副走査方向の位相位置ごとに、位置ずれ検出センサＩＳ１、ＩＳ３の検出結果からそれぞれ位置ずれ検出センサＩＳ２の検出結果を差し引く。

（検出原理）
図７は実施例１の振れ回転に起因する周期的な移動量の検出方法の説明図である。図８は主走査方向の各位置における軸方向変動の影響の説明図である。図９は中間転写ベルトに転写された色ずれ検知用パターンの説明図である。

図７に示すように、走査線画像の特定画素の走査線中心画素からの画素番号を像高ｘとする。レーザービームは、感光ドラム１Ｙの周面に対してＬＢ１からＬＢ３の間で走査される。像高ｘに応じて入射角θｘが変化し、像高ｘにおける感光ドラム１Ｙの振れ量がΔＤで、レーザービームの入射角がθｘであるとする。感光ドラム１Ｙの振れ量ΔＤ＝０のとき、ＬＢ２の入射角は０°であり正接は０である。像高ｘにおけるレーザービームの描画位置変動Δｘは、感光ドラム１Ｙの振れ量ΔＤとレーザービームの入射角θｘとで決まる。

これに対して、図８に示すように、感光ドラム１Ｙの軸方向変動は、どの像高ｘにおいても同じだけ現れる。図７に示すように、像高ｘ＝０の位置では、感光ドラム１Ｙの振れ回転に起因するレーザービームの描画位置変動Δｘは０である。このため、像高ｘ＝０のとき、色ずれ検知用パターンＩＰｃの読み取りデータには、感光ドラム１Ｙの振れ回転に起因する変動量は含まれず、感光ドラム１Ｙの軸方向変動に起因する変動量のみが含まれる。

図９の（ａ）に示すように、中間転写ベルト９に対向させて位置ずれ検出センサＩＳ１、ＩＳ２、ＩＳ３が配置される。感光ドラム１Ｙには、位置ずれ検出センサＩＳ１、ＩＳ２、ＩＳ３に対応させて、前、中、奥に色ずれ検知用パターンＩＰｆ、ＩＰｃ、ＩＰｒが形成される。位置ずれ検出センサＩＳ１、ＩＳ３は、画像形成可能な最大記録材サイズの両端部の像高に形成される色ずれ検知用パターンＩＰｆ、ＩＰｒに対向する。位置ずれ検出センサＩＳ２は、像高０に形成された色ずれ検知用パターンＩＰｃに対向する。感光ドラム１Ｙに振れ回転も軸方向変動も無い場合、ドラムの軸方向変動がないと色ずれ検知用パターンＩＰｆ、ＩＰｃ、ＩＰｒは、中間転写ベルト９上に歪みなく直線状に転写される。

図９の（ｂ）に示すように、位置ずれ検出センサＩＳ１、ＩＳ３による色ずれ検知用パターンＩＰｆ、ＩＰｒの読み取りデータには、感光ドラム１Ｙの振れ回転に起因する周期的な移動量に軸方向変動に起因する周期的な移動量が重畳している。このため、色ずれ検知用パターンＩＰｆ、ＩＰｒの読み取りデータからそれぞれ色ずれ検知用パターンＩＰｃの読み取りデータを減算すれば、感光ドラム１Ｙの軸方向変動の影響を排除して、振れ回転に起因する周期的な移動量を抽出できる。

（制御系）
図１０は実施例１の画像形成装置における制御系のブロック図である。図１０に示すように、書き込み制御部１０２は、レーザービームの書き込み位置を制御する。画像記憶部１０３は、位置ずれ検出センサＩＳ１、ＩＳ２、ＩＳ３が読み込んだ画像データを記憶する。表１に示すように、補正テーブル１０４は、書き込み制御部１０２に描画位置の補正値をフィードフォワードする。表１の各数値の求め方は後で詳しく説明する。

表１に示すように、書き込み制御部１０２は、通常の画像形成時には、補正テーブル１０４の値を参照して、露光装置（レーザーユニット）３Ｙにおけるレーザービームの描画の書出しタイミングの変更により書出し位置の補正を行う。また、書き込み制御部１０２は、通常の画像形成時には、補正テーブル１０４の値を参照して、表１に示すように、露光装置３Ｙにおける走査線の部分倍率を補正する。特許文献３に記載されるように、走査線に沿った６つの走査角度範囲−Ｌ〜＋Ｌの領域毎に画素片挿入削除を行って、主走査線に沿った画像の部分的な倍率を設定する。走査線を増減すべき長さに応じて適宜画素片を挿入削除して、感光ドラム１Ｙの振れ回転に伴う画像の歪みを修正する。

書き込み制御部１０２が露光装置３Ｙに対して補正値を送る制御は、サンプリング制御部１０５の信号に従って行われる。サンプリング制御部１０５は、位置ずれ検出センサＩＳ１、ＩＳ２、ＩＳ３の検出タイミングと補正値書き込みのためのタイミングを生成する。サンプリング制御部１０５は、エンコーダの出力信号（Ｚ相、Ａ相、Ｂ相）を受けて、画像記憶部１０３及び書き込み制御部１０２にタイミング信号を送る。

制御部１１０は、非画像形成時に、露光装置３Ｙを作動させて、感光ドラム１Ｙに色ずれ検知用パターンＩＰｆ、ＩＰｃ、ＩＰｒを形成して、感光ドラム１Ｙの主走査方向の周期的変動量を測定する。制御部１１０は、測定結果に基づいて、補正テーブル１０４の補正値を更新する。画像記憶部１０３は、サンプリング信号を受けて、位置ずれ検出センサＩＳ１、ＩＳ２、ＩＳ３の出力をサンプリングして記憶する。

（エンコーダ出力）
図１３はエンコーダ出力の説明図である。図１に示すように、感光ドラム１ＹにはエンコーダＥＹが付設され、制御部１１０は、エンコーダＥＹの出力に基づいて感光ドラム１Ｙの位相位置を判別可能である。

図１３に示すように、Ｚ相は、感光ドラム１Ｙの位相の基準信号である。補正テーブル１０４の各補正値は、Ｚ相に同期して作成されている。表１に示すように、補正テーブル１０４は、感光ドラム１Ｙの一周を３６分割してそれぞれ補正値を割り当てている。補正テーブル１０４の書き換えと、補正テーブル１０４の読み出しは、同じクロック間隔で切り替える。

書き込み制御部１０２は、Ｚ相を認識すると、１番目の補正値を選択する。表１の０度のアドレスに格納されている補正値が読みだされる。感光ドラム１Ｙの回転が進むと順に３６番目まで補正テーブル１０４の出力する補正値が切り替わり、感光ドラム１Ｙが一周してＺ相を認識するとまた１番目に戻る。他色の感光ドラム１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに関しても同様の動作を行うことにより、レーザービーム描画位置の変動を補正することができる。

（補正テーブルの作成手順）
図１１は実施例１における補正テーブル更新制御のフローチャートである。図１２は各色の色ずれ検知用パターンの検出制御のフローチャートである。各色の色ずれ検知用パターンの検出手順は同一に実行され、前、中、奥における色ずれ検知用パターンの検出手順も同一に実行される。このため、以下では、イエローの前の色ずれ検知用パターンの検出手順について説明し、他の色と、中及び奥の色ずれ検知用パターンの検出手順に関する重複した説明を省略する。

図１０を参照して図１１に示すように、制御部１１０は、補正テーブル１０４を作成するシーケンスを開始するトリガが入力されると（Ｓ２１のＹＥＳ）、感光ドラム１Ｙの主走査方向の周期的変動量を測定する（Ｓ２２）。制御部１１０は、色ずれ検知用パターンＩＰｆ、ＩＰｃ、ＩＰｒを形成して位置ずれ検出センサＩＳ１、ＩＳ２、ＩＳ３で検出する（Ｓ２２）。感光ドラム１Ｙの主走査方向の周期的変動の経時変化は少ないので、画像形成装置１００の設置時と、一定枚数のプリント出力毎と、操作パネルを通じたユーザ操作とのいずれかによりトリガが入力される（Ｓ２１）。

制御部１１０は、感光ドラム１Ｙの主走査方向の周期的変動の計測が終了すると（Ｓ２３のＮＯ）、感光ドラム１Ｍの主走査方向の周期的変動の計測を開始する（Ｓ２２）。このようにして、感光ドラム１Ｋまで主走査方向の周期的変動の計測が終了すると（Ｓ２３のＹＥＳ）、制御部１１０は、測定データを処理して、補正テーブル１０４を更新する（Ｓ２４）。

図１０を参照して図１２に示すように、制御部１１０は、画像生成部ＰＹが色ずれ検知用パターンの形成を開始すると、サンプリング制御部１０５に指令を出して、感光ドラム１ＹのエンコーダＥＹがＺ相（一周の基準パルス）を検知するまで待つ（Ｓ１）。

制御部１１０は、Ｚ相を見つけると（Ｓ１のＹＥＳ）、位置ずれ検出センサＩＳ１に色ずれ検知用パターンが到達するまでのディレイ時間を待つ（Ｓ２）。ディレイ時間は、感光ドラム１Ｙへの露光開始から一次転写部にトナー像が到達するまでの時間と、一次転写部から位置ずれ検出センサＩＳ１までの中間転写ベルト９の移動時間の和である。プロセス速度を３００ｍｍ／ｓｅｃ、感光ドラム１Ｙの直径を８０ｍｍとすると、感光ドラム１Ｙへの露光開始から一次転写部にトナー像が到達するまでの時間は、感光ドラム１Ｙの約半周として０．４２秒である。一次転写部から位置ずれ検出センサＩＳ１までの距離は、感光ドラム間の距離を２５０ｍｍとし、位置ずれ検出センサＩＳ１とブラックの感光ドラム１Ｋも同じ２５０ｍｍとすると合計で１０００ｍｍである。一次転写部から位置ずれ検出センサＩＳ１までの時間は、プロセス速度を３００ｍｍ／ｓｅｃとすると、１０００ｍｍ÷３００ｍｍ／ｓｅｃ＝約３．３３秒である。よって、ディレイ時間は合計で３．７５秒となる。

ディレイ時間が経過すると（Ｓ２）、色ずれ検知用パターンが位置ずれ検出センサＩＳ１に到達するので、感光ドラム１Ｙの一周分のサンプリングタイミング信号を生成する（Ｓ３）。

感光ドラム１Ｙの回転周波数は、上記条件で約１．２Ｈｚである。感光ドラム１Ｙの回転周波数の数倍の逓倍波成分まで検出するためには、感光ドラム１Ｙの一周で数十個の位置ずれデータをサンプリングする必要がある。ここでは、感光ドラム１Ｙの１回転について１０度間隔で３６個の位置ずれデータをサンプリングする（Ｓ３）。

サンプリングしたデータを加算して平均を取り、感光ドラム１Ｙの回転周期と無関係なノイズ成分を取り除くためには、感光ドラム１Ｙの複数回転分のサンプリングが必要である。ここでは、加算個数ｎ＝１０として、１０回転分の位置ずれデータをサンプリングする。一周分のサンプリング信号を発生したら（Ｓ３）、感光ドラム１Ｙがｎ＝１０周したか否かをチェックする（Ｓ４）。１０周に達していなければサンプリングを続行し（Ｓ３）、１０周に達したら位置ずれデータのサンプリングを終了する（Ｓ４のＹＥＳ）。

（データ処理）
図１４は主走査方向の周期的な位置変動の画像データの説明図である。図１５は偏心回転量とレーザービーム入射角の関係の説明図である。

図１４に示すように、感光ドラム１Ｙに付設されたエンコーダＥＹの出力に同期して前の位置ずれ検出センサＩＳ１の出力がサンプリングされる。エンコーダＥＹのＺ相が認識されて、上述のディレイ時間を経た後、感光ドラム１Ｙの１周目から１０周目まで、位置ずれ検出センサＩＳ１の値が３６個ずつ、合計３６０個サンプリングされて画像記憶部１０３に記憶される。３６０個のサンプリングデータは、位置ずれ検出センサＩＳ１の信号から位置に換算した数値であって、周期的変動成分の他に定常的変動成分を含む。このため、周期的変動成分の演算を行う前に、画像記憶部１０３に記憶された画像データから定常的変動成分を除去する必要がある。

描画位置解析部１０６は、画像記憶部１０３に記憶された画像データから感光ドラム１Ｙに起因する変動を抽出する。画像データのサンプリングは、Ｚ相の検知から適切なディレイ時間の後に行われているので、画像記憶部１０３に記憶された画像データは、Ｚ相と同期がとれている。

描画位置解析部１０６は、サンプリングした全データの平均値をとって、各データから平均値を減算することにより定常的変動成分を除去する。
ＩＳ１（前）：ＩＤＦ１、ＩＤＦ２、・・ＩＤＦｎ・・ＩＤＦ３６０
ＩＳ２（中）：ＩＤＣ１、ＩＤＣ２、・・ＩＤＣｎ・・ＩＤＣ３６０
ＩＳ３（奥）：ＩＤＲ１、ＩＤＲ２、・・ＩＤＲｎ・・ＩＤＲ３６０

描画位置解析部１０６は、定常的変動成分を除去した後、感光ドラム１Ｙの回転周期毎の平均をとることにより感光ドラム１Ｙに同期した逓倍波以外の外乱成分を除去する。すなわち、前、中、奥のデータについて、それぞれ次式に示すように、感光ドラム１Ｙの１周期である３６個置きに加算して１０で割る演算を行う。次式中のｍは、感光ドラム１Ｙの１周を３６分割した１から３６までの序数である。

このようにして計算したＩＤＦＡｍ、ＩＤＣＡｍ、ＩＤＲＡｍは、それぞれ前、中、奥の描画位置の周期的変動量を表わしている。

図９の（ｂ）に示すように、中央の周期的変動量ＩＤＣＡｍは、感光ドラム１Ｙの軸方向変動量である。このため、前の周期的変動量ＩＤＦＡｍから中央の周期的変動量ＩＤＣＡｍを差し引けば、感光ドラム１Ｙの振れ回転に起因する前の描画位置変動量（ＩＤＦＡｍ−ＩＤＣＡｍ）が求められる。同様に、奥側の周期的変動量ＩＤＲＡｍから中央の周期的変動量ＩＤＣＡｍを差し引けば、感光ドラム１Ｙの振れ回転に起因する奥側の描画位置変動量（ＩＤＲＡｍ−ＩＤＣＡｍ）が求められる。

図１５に示すように、位置ずれ検出センサＩＳ２の設置位置を像高さ０とし、位置ずれ検出センサＩＳ１の設置位置を像高−Ｓとし、位置ずれ検出センサＩＳ３の設置位置を像高さ＋Ｓとする。位置ずれ検出センサＩＳ１側がレーザービーム走査露光の開始側である。位置ずれ検出センサＩＳ１の設置された像高−Ｓにおけるレーザービーム入射角をθｓとする。偏心回転量の符号を合わせるために、レーザービーム入射角θｓの符号を図１５に示すように定義している。このとき、イエローの前の偏心回転量ＤＦＹＦｍは、描画位置変動量をｔａｎθｓで割った値となる。同様にして、イエローの奥側の偏心回転量ＤＦＹＲｍも求められる。

このようにして、それぞれの感光ドラムについて、前と奥の偏心回転量の偏心回転量を求める。以下において、ｍは上述したようにドラム一周を３６分割した１から３６までの数であり、１から３６を順次算出してドラム１周分の偏心回転起因の周期的変動成分が得られる。
感光ドラム１Ｙの偏心回転量： ＤＦＹＦｍ、ＤＦＹＲｍ
感光ドラム１Ｍの偏心回転量： ＤＦＭＦｍ、ＤＦＭＲｍ
感光ドラム１Ｃの偏心回転量： ＤＦＣＦｍ、ＤＦＣＲｍ
感光ドラム１Ｋの偏心回転量： ＤＦＫＦｍ、ＤＦＫＲｍ

このようにして求められた感光ドラム１周分の偏心回転量は演算部１０１に伝達される。演算部１０１は、図１５に示すように、伝達された偏心回転量に基づいて、各像高ｘにおける描画位置変動量Δｘを算出する。

像高−Ｓ、＋Ｓの偏心回転量をＤＦ１、ＤＦ２とする。偏心回転量は周期的変動であり、先に定常的成分を除去しているので、フレの平均位置を０として、上下に振れる。像高ｘのレーザー入射角をθｘとする。θｘの符号は図示の如くである。

演算部１０１は、像高ｘにおける偏心回転による描画位置変動量Δｘを次式により計算する。

演算部１０１は、式中のＤ１に前の偏心回転量ＤＦＹＦｍを代入し、Ｄ２に奥の偏心回転量ＤＦＹＲｍを代入し、像高Ｘとレーザービーム入射角θｘを代入して、像高ｘにおける偏心回転による描画位置変動量Δｘを算出する。

演算部１０１は、上記の偏心回転量とレーザービームの画像書出し位置の像高を、上記の描画位置変動量Δｘを求める式に代入して、画像書出し位置の偏心回転による描画位置変動量を算出する。中央の周期的変動量ＩＤＣＡｍは、感光ドラム１Ｙのスラストずれ量であるため、今求めた偏心回転による描画位置変動量Δｘと加算すると、画像書出し位置の周期的変動量ＩＤＦＡｍ、ＩＤＲＡｍとなる。周期的変動量の符号を反転して補正テーブル１０４の書出し位置の補正データとする。

次に、補正テーブル１０４における走査線上の部分倍率を調整するためのデータを作成する。

本実施例では走査線の１ラインを６分割してそれぞれの部分で倍率を補正する。印刷の幅が像高−Ｌ〜＋Ｌとすると各分割長はＬ／３となる。偏心回転による描画位置変動量は（４）式で求める。演算部１０１は、（４）式を用いてドラム回転位相のホームポジションから１０度置きに０、１０、・・・Ｍ・・・３４０、３５０度のテーブルを作成する。（４）式において、Ｄ１、Ｄ２は、感光ドラム１Ｙであれば、上記の偏心回転量ＤＦＹＦｍ、ＤＦＹＲｍを参照する。

表２（表１と同一である）は、このようにして算出した、感光ドラム１Ｙにおける書出し位置と、各像高における走査線の伸縮量の補正テーブルの一例である。各領域の走査線の伸縮の補正量は、Ｌ／３、２Ｌ／３、Ｌの各像高に対応して保存されている。補正テーブルは、補正すべき値がμｍ単位で格納されている。

実施例１の画像形成装置では、感光ドラムに軸方向変動があっても、感光ドラム毎に偏心回転による描画位置の周期的変動成分を分離するので、感光ドラムの軸方向変動と偏心回転とによる色ずれの周期的変動を正確に補正できる。感光ドラム１Ｙに軸方向変動があっても、偏心回転による描画位置の相対的な色ずれを精度高く分離できるので、偏心回転に応じた感光ドラムの各位相位置における色ずれを正確に補正できる。実施例１の画像形成装置では、像高０に形成された色ずれ検知用パターンの検出結果から感光ドラムの軸方向変動を直接求めるので、感光ドラムの偏心回転による描画位置の周期的変動を正確に分離して抽出できる。抽出した周期的変動に基づいて感光ドラムの各位相位置における書出し位置と各像高領域における走査線の伸縮量とを算出するので、色ずれの補正が正確にできて出力画像の品位向上に大きく貢献する。よって、各色の色ずれの低減に大いに寄与する。

＜実施例２＞
図１６は実施例２における色ずれ検知用パターンの配置の説明図である。図１７は色ずれ検知用パターンの拡大図である。実施例１では、感光ドラム毎に描画位置変動を求めて補正する方式を説明した。これに対して、実施例２では、一つの感光ドラムを基準として、他の感光ドラムとの色ずれ量を求めて、相対的な色ずれを補正する。実施例２では、感光ドラムに色ずれ検知用パターンを形成して中間転写ベルトに転写して位置ずれ検出センサで検出する構成、制御、周期的変動量の検出原理、補正テーブルの作成方法は実施例１と同一であるので、実施例１との違いに重点を置いて説明する。

図４に示すように、感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋは、ベルト部材上の一例である中間転写ベルト９上で画像を重ね合わせるように、中間転写ベルト９の回転方向に沿って複数が配置される。位置ずれ検出用トナー像は、感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋごとに主走査の座標位置をずらせて形成されて中間転写ベルト９上に並列に転写される。

実施例２では、感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋにて並列に色ずれ検知用パターンを形成して中間転写ベルト９に転写する。感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの同一の位相位置の色ずれ検知用パターンが中間転写ベルト９上で並ぶように、感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋにおける色ずれ検知用パターンの形成タイミングが調整されている。

図１６に示すように、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの相対的な色ずれを検知するために、４色の色ずれ検知用パターンを近接させて中間転写ベルト９上に転写する。そして、位置ずれ検出センサＩＳ１、ＩＳ２、ＩＳ３は、それぞれ４色の色ずれ検知用パターンを同時に読み取る。図１７に示すように、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色ずれ検知用パターンＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４は、距離ＰＰを置いて感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに形成される。

仮に、感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに軸方向移動も偏心回転も存在しなければ、中間転写ベルト９上に等しい間隔ＰＰを置いて４本の直線状の色ずれ検知用パターンＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４が配列する。しかし、感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに軸方向移動と偏心回転とが存在すると、４本の色ずれ検知用パターンＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４が曲線状になって相互の間隔は感光ドラムの回転周期で周期的に変動する。

実施例２では、感光ドラムの一周３６０度の１０度刻み３６個の位相位置で１０回転分、イエローの色ずれ検知用パターンＰ１を基準として、他色の色ずれ検知用パターンＰ２、Ｐ３、Ｐ４との距離を測定する。

図１０に示すように、制御部１１０は、補正テーブル１０４の作成が指令されると、色ずれ検知用パターンＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４を、中間転写ベルト９上で位相位置を揃えて並列に形成して、位置ずれ検出センサＩＳ１、ＩＳ２、ＩＳ３により検出する。位置ずれ検出センサＩＳ１、ＩＳ２、ＩＳ３の検出データの処理は同一であるため、以下では、位置ずれ検出センサＩＳ１のデータ処理を説明する。

感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの１周目から１０周目まで、１周３６０度を１０度づつの刻みに同期させて位置ずれ検出センサＩＳ１の値が３６個ずつ、合計３６０個サンプリングされて画像記憶部１０３に記憶される。３６０個のサンプリングデータは、周期的変動成分（ＡＣ成分）と定常的変動成分（ＤＣ成分）とを含むため、周期的変動成分の演算を行う前に、定常的変動成分（ＤＣ成分）を除去される。色ずれ検知用パターンの読み取りは、実施例１と同様に図８のフローに従って読み取られが、４色同時に読み取りがなされる違いがある。描画位置解析部１０６は、サンプリングした全データの平均値をとって、各データ（ｎ：１〜３６０）から平均値を減算することにより定常的変動成分を除去する。
色ずれ検知用パターンＰ１：ＹＤ１、ＹＤ２、・・・ＹＤｎ・・・ＹＤ３６０
色ずれ検知用パターンＰ２：ＭＤ１、ＭＤ２、・・・ＭＤｎ・・・ＭＤ３６０
色ずれ検知用パターンＰ３：ＣＤ１、ＣＤ２、・・・ＣＤｎ・・・ＣＤ３６０
色ずれ検知用パターンＰ４：ＫＤ１、ＫＤ２、・・・ＫＤｎ・・・ＫＤ３６０

図１７に示すように、パターンピッチはＰＰであるため、イエローパターンに対する各色パターンの色ずれは、ｎ（１〜３６０）をデータの順とすると、次式のように求まる。
色ずれＩＳ１：ＩＤＦｎ＝ＭＤｎ−ＹＤｎ−ＰＰ
色ずれＩＳ２：ＩＤＦｎ＝ＣＤｎ−ＹＤｎ−ＰＰ×２
色ずれＩＳ３：ＩＤＦｎ＝ＫＤｎ−ＹＤｎ−ＰＰ×３

これにより、位置ずれ検出センサＩＳ１に関して１番目から３６０番目まですべてを算出して、ＩＤＦ１〜ＩＤＦ３６０を求める。位置ずれ検出センサＩＳ２に関して１番目から３６０番目まですべてを算出して、ＩＤＣ１〜ＩＤＣ３６０を求める。位置ずれ検出センサＩＳ３に関して１番目から３６０番目まですべてを算出して、ＩＤＲ１〜ＩＤＲ３６０を求める。

各色の色ずれを検知した後の処理は実施例１と全く同じであり、例えばマゼンタの色ずれについては、上述した（２）式と同様に３６個の各位置における平均化処理を行って、感光ドラム１Ｙ、１Ｍの回転周期の周期的な移動量を抽出する。式中、ｍは、感光ドラム１Ｙ、１Ｍの一周を３６分割した１から３６までの数である。

このようにして求めたＩＤＳＦＡｍ、ＩＤＳＣＡｍ、ＩＤＳＲＡｍは、それぞれ前、中、奥のマゼンタとイエローの描画位置ずれに起因する相対的な色ずれ量を表わしている。そして、ＩＤＳＣＡｍは、イエローとマゼンタの感光ドラムの軸方向変動に起因する相対的な色ずれ量である。このため、実施例１と同様に、ＩＤＳＦＡｍ、ＩＤＳＲＡｍからＩＤＳＣＡｍをそれぞれ差し引くことで、イエローとマゼンタの感光ドラムの軸方向変動の影響を取り除いた、偏心回転に起因する相対的な色ずれ量を抽出できる。すなわち、上述した（３）式と同様の処理を行って、前側の相対偏心回転量ＤＦＭＳＦｍと、奥側の相対偏心回転量ＤＦＭＳＲｍとをｍ＝１〜３６の各位相位置について求める。これは、イエローとマゼンタとにおける偏心回転に起因する主走査方向の周期的な移動量である。

同様にして、シアンとイエローとにおける前側の相対偏心回転量ＤＦＣＳＦｍと、奥側の相対偏心回転量ＤＦＣＳＲｍとを求める。さらに、ブラックとイエローとにおける前側の相対偏心回転量ＤＦＫＳＦｍと、奥側の相対偏心回転量ＤＦＣＫＲｍとを求める。

これらの三種類の相対偏心回転量は、演算部１０１に伝達される。実施例２では、イエローを基準としたので、イエローの補正値は０である。三種類の相対偏心回転量が求まれば、上述した（４）式を用いて、各像高における相対変動量を算出できる。

ＤＦ１、ＤＦ２は、マゼンタの感光ドラム１Ｍならば、それぞれ、ＤＦＭＳＦｍ、ＤＦＭＳＲｍを代入し、像高Ｘとその入射角θｘを代入して計算すると各像高の相対偏心回転による色ずれ量が算出できる。実施例１と同様Ｓはセンサの像高である。

書出し位置の周期的変動成分量も、実施例１と同様に（４）式を用いて、偏心回転による相対的な色ずれ量を算出した値と、ＩＤＳＣＡｍから求められる。

補正テーブルも同様に、上記得られた値の符号を反転して、補正テーブル１０４の書出し位置の補正データになる。

さらに、部分倍率をフィードフォワードする補正テーブル１０４も実施例１と同様に作成する。シアン、ブラックも、同様にして、補正テーブル１０４を作成する。

画像形成時は、基準となるイエローの感光ドラム１Ｙでは、補正値が０である。マゼンタ、シアン、ブラックの感光ドラム１Ｍ、１Ｃ、１Ｋは、実施例１のごとく、エンコーダＥＹのＺ相を認識して、３６個の位相位置に応じて補正テーブル１０４を参照して書出し位置の補正と領域毎の倍率補正がなされる。

感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋは、画像形成時、エンコーダＥＹ、ＥＭ、ＥＣ、ＥＫの出力に基づいて、等角速度駆動されることで、感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの位相を一致させている。電源ＯＦＦ、ＯＮなどで位相が経時変化した場合、画像形成前に、エンコーダＥＹ、ＥＭ、ＥＣ、ＥＫの出力に基づいて、感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの位相関係を補正テーブル１０４を作成した時の状態に戻している。実施例２では、補正テーブル１０４は、相対色ずれを補正するので、感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの位相関係は補正テーブル１０４を作成した時の状態と同じに保たれる。複数の感光ドラムの位相を合わせる制御は、従来から各種提案されているため、詳しい説明を省略する。

実施例２では、イエローの色ずれ検知用パターンを基準としたが、他色の色ずれ検知用パターンを基準としてもよい。

実施例１においても、実施例２で示した複数色の色ずれ検知用パターンを位相を揃えて中間転写ベルト上に並列に配置して、位置ずれ検出センサＩＳ１、ＩＳ２、ＩＳ３により同時に検出してもよい。色ずれ検知用パターンを１色ずつ形成して測定する場合よりも検出時間を短縮できるからである。

複数色の色ずれ検知用パターンを同時に検出する場合、位置ずれ検出センサＩＳ１、ＩＳ２、ＩＳ３は、複数色の色ずれ検知用パターンを同時に読み取って各色毎に実施例１で示した算出方法で描画位置ずれを計算することになる。

感光ドラム１Ｙの走査線の書出し側の位置ずれ検出センサＩＳ１は、設置高さをレーザービームの描画開始位置と概略同じにしておくことが好ましい。上述したＩＤＦＡｍは偏心回転による描画位置変動量＋軸方向変動を示し、符号を変えるだけで書出し位置の補正値となりそのまま補正テーブルとすることができるからである。

＜実施例３＞
本発明は、感光ドラムの中央部と両端部とに色ずれ検知用パターンを形成する測定モードを有する限りにおいて、実施形態の構成の一部または全部を、その代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実施できる。

したがって、ベルト部材は中間転写ベルトには限らない。記録材搬送体に担持された記録材へトナー像を転写する画像形成装置でも実施できる。ベルト部材は、転写ベルトであってもよい。

像担持体は、上流側からイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順に配置することには限らない。４色のカラー画像形成装置にも限らない。像担持体毎に補正ができる点で、モノクロプリンタの場合でも有効なのは明らかである。さらに多くの色が追加された場合においても、任意の順序で像担持体を配置して、実施例１又は２と同様の動作で色ずれを調整できる。色ずれ検知用パターンは、連続直線状のトナー像には限らない。点線状、シェブロンパターンなど、従来提案されているものを適宜使用できる。

像担持体の１周の各位相位置は一定の位相角度間隔が望ましい。しかし、分割数は、３６には限らない。分割数は、多ければ精密な設定が可能である点で好ましいが、演算負荷が増す点では好ましくない。色ずれ検知用パターンのサンプリング時間間隔と印字時の補正の切り替え時間間隔は同じにする必要は無い。少ないサンプリングデータを補間演算して、補正切り替えタイミングを増やしてもよい。逆に、減らしてもよい。

書出し位置及び画像倍率の補正値は、数値テーブルには限らない。関数を作成してその都度計算してもよい。画像倍率の補正は、画素片挿入削除には限らない。画像クロックの周波数を変更して画像倍率を修正してもよい。

画像形成装置は、モノクロ／フルカラー、枚葉型／記録材搬送型／中間転写型、トナー像形成方式、転写方式の区別無く実施できる。本発明は、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、プリンタ、各種印刷機、複写機、ＦＡＸ、複合機等、種々の用途の画像形成装置で実施できる。

１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ 感光ドラム
２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ 帯電ローラ
３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ 露光装置
４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ 現像装置
５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ 転写ローラ
９ 中間転写ベルト、１０ 対向ローラ
１２ テンションローラ、１３ 駆動ローラ
４１ 半導体レーザー、４３ 回転多面鏡
１００ 画像形成装置、１０１ 演算部
１０２ 書き込み制御部、１０３ 画像記憶部
１０４ 補正テーブル、１０５ サンプリング制御部
１０６ 描画位置解析部、１１０ 制御部
ＩＳ１、ＩＳ２、ＩＳ３ 位置ずれ検出センサ、ＥＹ エンコーダ

Claims (8)

1. 像担持体と、
   前記像担持体にレーザービームを走査露光して静電像を形成する露光装置と、
   静電像を現像して前記像担持体にトナー像を形成する現像装置と、
   複数の支持回転体に張架されて前記像担持体に当接し、前記像担持体からトナー像を転写可能なベルト部材と、
   前記ベルト部材の移動方向に直角な方向における前記ベルト部材の一方の端部に転写されたトナー像の位置を検出可能な第一検出手段と、
   前記ベルト部材の移動方向に直角な方向における前記ベルト部材の他方の端部に転写されたトナー像の位置を検出可能な第二検出手段と、
   前記ベルト部材の移動方向に直角な方向における前記ベルト部材の中央部に転写されたトナー像の位置を検出可能な第三検出手段と、
   前記露光装置及び前記現像装置を制御して、前記像担持体の両端部と中央部とに位置ずれ検知用トナー像を形成して前記ベルト部材に転写して前記第一検出手段、前記第二検出手段、及び前記第三検出手段により検出して、前記像担持体が走査露光された位相位置ごとの主走査方向の位置情報を取得する測定モードを実行可能な実行部と、
   前記第三検出手段の検出結果に基づいて、前記像担持体の回転周期の軸方向移動量を除くように前記第一検出手段及び前記第二検出手段の検出結果を補正して、前記像担持体の副走査方向の位相位置に対応付けた露光制御情報を作成する情報作成部と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記情報作成部は、前記像担持体の回転周期の軸方向移動量を除くために、前記像担持体の副走査方向の位相位置ごとに、前記第一検出手段及び前記第二検出手段の検出結果からそれぞれ第三検出手段の検出結果を差し引くことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記露光制御情報は、前記像担持体が走査露光される位相位置ごとに、画像の主走査方向の伸縮比率と画像の主走査方向の位置とを規定するテーブルであることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記位置ずれ検知用トナー像は、前記像担持体の複数回転にわたって前記露光装置の主走査の所定座標位置に形成された静電像を現像した副走査方向に連続した直線状のトナー像であることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
5. 前記第三検出手段に検出される位置ずれ検知用トナー像は、前記露光装置の露光面の主走査線に対するレーザービームの入射角度が９０度となる前記像担持体上の位置に形成されることを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
6. 前記第一検出手段及び前記第二検出手段に検出される位置ずれ検知用トナー像は、前記露光装置の露光面の最大画像幅となる前記像担持体上の位置に形成されることを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
7. 前記ベルト部材上で画像を重ね合わせるように、前記ベルト部材の回転方向に沿って複数の前記像担持体が配置され、
   前記位置ずれ検出用トナー像は、前記像担持体ごとに前記露光装置の主走査の座標位置をずらせて形成されて前記ベルト部材上に並列に転写されることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
8. 前記像担持体と前記ベルト部材との間に所定の周速差が設定されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置。

Images