JP2015087578A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】各色の色ずれを短時間で補正することができ、色ずれ補正に起因する生産性の低下を抑制することができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】露光ユニット２０４ａ、２０４ｂは、同一の回転多面体３０４により偏向された、走査方向が互いに逆方向となる一対の光ビームを出射する。パターン作成部５０１は、露光ユニット２０４ａが出射する光ビームに基づいて形成される基準色のトナー像と、当該露光ユニット２０４ａとは異なる他の露光ユニット２０４ｂが出射する走査方向が異なる光ビームに基づいて形成される調整色のトナー像とにより転写ベルト２１０上に色ずれ検出用のパターンを形成する。色ずれ補正部５０３は、色ずれ検出用パターンに基づいて検知された色ずれ調整量に応じて、基準色に対応する光ビームと走査方向が逆方向の光ビームに基づいて形成される各色のトナー像の画像形成位置を、基準色トナー像の画像形成位置を基準として移動させる。
【選択図】図５

Description

本発明は、色ごとに個別に形成された少なくとも２色の画像を重ね合わせることにより画像形成を行う画像形成装置に関する。

近年、フルカラー対応の画像形成装置が広く普及している。このようなフルカラー対応の画像形成装置として、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）の各色で個別に形成した画像（トナー像）を重ね合わせることでカラー画像を形成する方式を採用する装置が知られている。その画像形成方式の１つとして、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）の各色のトナー像を別個の画像形成ユニットにより形成するタンデム方式がある。タンデム方式では、ＣＭＹＫの各色の画像形成ユニットは、転写ベルトの進行方向に沿って配列されており、各画像形成ユニットにて形成されたトナー像が転写ベルトの同じ位置に転写されるように、各画像形成ユニットのトナー像の形成のタイミングが制御される。

このように、色ごとに個別に形成された画像を重ね合わせることで１つの画像を形成する画像形成装置では、各色の画像の重ね合わせにずれ（いわゆる、色ずれ）が発生すると形成される画像の品質が著しく低下する。このような色ずれは、各画像形成ユニットにおいて、感光体ドラムに静電潜像を形成する光ビームを案内する光学部品等の位置関係が温度等の周囲環境に応じて変化することで発生する。そのため、この種の画像形成装置では、適宜、転写ベルト上に色ずれ検出用のパターンを形成し、その検知結果に基づいて色ずれ補正を実施している。

しかしながら、色ずれ補正は、各色について色ずれ検出用パターンを形成する必要があるため、実行に時間を要する。そのため、色ずれ補正回数が多くなると、色ずれに起因する画像品質の低下を抑制することはできるが、画像形成装置の生産性が大きく低下してしまう。一方、色ずれ補正の実施間隔を長くすると、色ずれに起因する画像品質の低下を抑制することが困難になる。そのため、色ずれ補正に関し、種々の技術が提案されている（特許文献１〜５等）。

例えば、特許文献１は、各色に対応する光源から出射された光ビームを単一のポリゴンミラーにより偏向するＬＳＵ（Laser Scanning Unit）を備える画像形成装置において、光学素子を共用する色グループについて、各色グループの代表色のみを使用して色ずれ補正を実施する構成を開示している。

特許文献２は、複数の作像ユニットのうち、一部の作像ユニットを使用して形成された基準パターンの位置ずれ量と、位置ずれ量記憶部に格納されている全ての色の基準パターンの位置ずれ量とに基づいて、基準パターンが形成されなかった色の基準パターンの位置ずれ量を推定して、色ずれ補正を実施する構成を開示している。

特許文献３は、黒色用転写部材と、３色一体のカラー用転写部材とにより黒色印刷とカラー印刷とを切り替える画像形成装置において、黒色とカラー用転写部材中の１色により形成したマークにより色ずれ補正を実施する構成を開示している。

特許文献４、５は、黒色とカラー画像形成に使用される色のうちの１色により形成したマークにより粗調整を実施し、粗調整で使用した色を基準色として全色で微調整を実施する構成を開示している。

特開２００７−１５５８９５号公報 特開２０１２−０１８２７９号公報 特開２００６−２０１３３９号公報 特開２００６−２０１３４０号公報 特開２００６−２０１３４２号公報

タンデム型の画像形成装置に搭載される走査光学装置（ＬＳＵ）も多様な構成が採用されている。例えば、単一の光源、単一のポリゴンミラー、単一の出射光学系を備える走査光学装置を作像ユニットごとに配置する構成がある。また、特許文献１のように、４つの光源、単一のポリゴンミラー、２つの出射光学系（ｆθレンズ）備える走査光学装置を、全作像ユニットに対して１つ配置する構成もある。後者の構成は、前者の構成に比べて部品点数を削減できるという利点がある。しかしながら、２つの光ビームが同一の出射光学系を共用するため光学系が複雑になり、光学系の調整が容易ではない。

また、２つの光源、単一のポリゴンミラー、ポリゴンミラーを挟んで相反する状態で配置された２つ出射光学系を備える走査光学装置を、２つの作像ユニットに対して１つ配置する構成もある。すなわち、４つの作像ユニットに対して２つの走査光学装置が配置される。この構成では、走査光学装置を作像ユニットごとに配置する構成に比べてポリゴンミラー数を削減でき、また、特許文献１の構成のように光学系が過度に複雑になることもない。

このような走査光学装置を採用する画像形成装置でも、色ずれ補正を実施することは必須である。そして、本画像形成装置においても画像品質と画像形成装置の生産性とは、上述のようなトレードオフの関係にあり、上述の課題が存在する。

しかしながら、特許文献１が開示する技術を、出射光学系を共用しない本構成に適用することは困難である。また、特許文献２が開示する技術は、本画像形成装置にも適用可能と考えられるが、全ての色の基準パターンの位置ずれ量を格納する記憶部を設けることが必要になる。また、特許文献３、４が開示する技術は、カラー用転写部材が３色一体になっていない場合には適用することができない。さらに、特許文献５が開示する技術は、微調整として、全ての色の基準パターンを形成するため、生産性低下の抑制効果が比較的小さい。そのため、本画像形成装置において、上述の特許文献が開示する手法は、画像品質の低下及び生産性の低下を抑制する技術としては、十分に満足できるものではない。

本発明は、このような従来の実情を鑑みてなされたものであり、各色の色ずれを短時間で補正することができ、色ずれ補正に起因する生産性の低下を抑制することができる画像形成装置を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、本発明は以下の技術的手段を採用している。まず、本発明は、色ごとに個別に形成された画像を重ね合わせることにより画像形成を行う画像形成装置を前提としている。そして、本発明に係る画像形成装置は、複数の露光ユニット、複数の像担持体、現像器、被転写体、パターン作成部、調整量検知部及び色ずれ補正部を備える。露光ユニットは、同一の回転多面体により偏向された、走査方向が互いに逆方向となる一対の光ビームを出射する。複数の像担持体は、複数の露光ユニットが出射する各光ビームに対応するとともに上述の色ごとに設けられる。各像担持体の像担持面には、対応する光ビームにより静電潜像が形成される。現像器は、像担持面に形成された静電潜像にトナーを付着させ、静電画像に応じたトナー像を像担持面に形成する。被転写体は、像担持体の像担持面に担持されたトナー像を転写される。パターン作成部は、１の露光ユニットが出射する光ビームに基づいて形成される基準色のトナー像と、当該露光ユニットとは異なる他の露光ユニットが出射する光ビームに基づいて形成される調整色のトナー像とにより、被転写体上に色ずれ検出用のパターンを形成する。ここで、両露光ユニットがそれぞれ出射する光ビームの走査方向は互いに異なっている。調整量検知部は、被転写体上に形成された色ずれ検出用パターンに基づいて色ずれ調整量を検知する。色ずれ補正部は、調整量検知部に検知された色ずれ調整量に応じて、基準色に対応する光ビームと走査方向が逆方向の光ビームに基づいて形成される各色のトナー像の画像形成位置を、基準色トナー像の画像形成位置を基準として移動させる。

この画像形成装置では、基準色と調整色との２色を使用して色ずれ補正を実施するため、色ずれ補正を短時間で実施することができる。また、色ずれ補正において消費されるトナー量も従来に比べて微量となり、被転写体の表面をクリーニングするクリーニング部の負担も軽減することができる。

この画像形成装置は、露光ユニットのそれぞれの温度を検知する温度検知部をさらに備えることができる。この場合、色ずれ補正部は、温度検知部が検知した各露光ユニットの温度に基づいて、色ずれ検出用パターンを作成した各露光ユニットにおいて、色ずれ検出用パターンの作成に使用されていない光ビームに基づいて形成される各色のトナー像の画像形成位置を、基準色トナー像の画像形成位置を基準として移動させる。これにより、色ずれの発生をより抑制でき、画像品質をより向上させることができる。

また、以上の画像形成装置において、色ずれ補正部は、予め指定された特定のタイミングで、被転写体上に形成された、各光ビームに基づいて形成される全色のトナー像を含む色ずれ検出用のパターンに基づいて、各色のトナー像の画像形成位置を、基準色トナー像の画像形成位置を基準として移動させる構成を採用することもできる。

本発明によれば、色ずれ補正に起因する生産性の低下を抑制することができる。

本発明の一実施形態における複合機の全体構成を示す概略構成図 本発明の一実施形態における複合機の画像形成部の構成を示す概略構成図 本発明の一実施形態における複合機の露光器の構成を示す斜視図 本発明の一実施形態における複合機のハードウェア構成を示す図 本発明の一実施形態における複合機を示す機能ブロック図 従来の色ずれ検出用パターンの一例を示す図 本発明の一実施形態における複合機が形成する色ずれ検出用パターンの一例を示す図 本発明の一実施形態における色ずれ補正手順の一例を示すフロー図 本発明の一実施形態における色ずれの温度依存性の一例を示す図 本発明の一実施形態における色ずれ補正の効果を示す図 本発明の一実施形態における色ずれ補正の効果を示す図

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながらより詳細に説明する。以下では、デジタル複合機として本発明を具体化する。

図１は本実施形態におけるデジタル複合機の全体構成の一例を示す概略構成図である。図１に示すように、複合機１００は、画像読取部１２０及び画像形成部１４０を含む本体１０１と、本体１０１の上方に取り付けられたプラテンカバー１０２とを備える。本体１０１の上面にはコンタクトガラス等の透明板からなる原稿台１０３が設けられており、原稿台１０３はプラテンカバー１０２によって開閉されるようになっている。また、プラテンカバー１０２は、原稿搬送装置１１０を備えている。なお、複合機１００の前面には、ユーザが複合機１００に複写開始やその他の指示を与えたり、複合機１００の状態や設定を確認したりすることができる操作パネル１６１が設けられている。

原稿台１０３の下方には、画像読取部１２０が設けられている。画像読取部１２０は、走査光学系１２１により原稿の画像を読み取りその画像のデジタルデータ（画像データ）を生成する。原稿は、原稿台１０３や原稿搬送装置１１０に載置することができる。走査光学系１２１は、第１キャリッジ１２２や第２キャリッジ１２３、集光レンズ１２４を備える。第１キャリッジ１２２には線状の光源１３１及びミラー１３２が設けられ、第２キャリッジ１２３にはミラー１３３及び１３４が設けられている。光源１３１は原稿を照明する。ミラー１３２、１３３、１３４は、原稿からの反射光を集光レンズ１２４に導き、集光レンズ１２４はその光像をラインイメージセンサ１２５の受光面に結像する。

この走査光学系１２１において、第１キャリッジ１２２及び第２キャリッジ１２３は、副走査方向１３５に往復動可能に設けられている。第１キャリッジ１２２及び第２キャリッジ１２３を副走査方向１３５に移動することによって、原稿台１０３に載置された原稿の画像をイメージセンサ１２５で読み取ることができる。原稿搬送装置１１０にセットされた原稿の画像を読み取る場合、画像読取部１２０は、第１キャリッジ１２２及び第２キャリッジ１２３を画像読取位置に合わせて一時的に静止させ、画像読取位置を通過する原稿の画像をイメージセンサ１２５で読み取る。イメージセンサ１２５は、受光面に入射した光像から、例えば、Ｒ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）の各色に対応する画像データを生成する。

生成された画像データは、画像形成部１４０において用紙に印刷することができる。また、図示しないネットワークインタフェイスによりネットワークを通じて他の機器（図示せず）へ送信することもできる。

画像形成部１４０は、画像読取部１２０で得た画像データや、ネットワーク等に接続された他の機器（図示せず）からネットワークインタフェイスを介して受信した画像データを用紙に印刷する。

図２は画像形成部１４０の構成の一例を示す概略構成図である。画像形成部１４０は、いわゆるタンデム方式である。

図２に示すように、画像形成部１４０は、無端状の転写ベルト２１０（被転写体）と転写ベルト２１０に沿って並列に配置されたＣＭＹＫ各色のトナー像を別個に形成する画像形成ユニット２０１Ｃ、２０１Ｍ、２０１Ｙ、２０１Ｋを備える。転写ベルト２１０は駆動ローラ２１１と従動ローラ２１２、２１３に巻回されている。従動ローラ２１３は、転写ベルト２１０の内側から外側へ付勢されており、転写ベルト２１０に張力を付与している。転写ベルト２１０は、駆動ローラ２１１の駆動により矢印２１４方向に回転する。

各画像形成ユニット２０１Ｃ、２０１Ｍ、２０１Ｙ、２０１Ｋは、像担持体である感光体ドラム２０２を備える。感光体ドラム２０２は一定速度で一方向に回転する。感光体ドラム２０２の周囲には、回転方向の上流側から順に、帯電器２０３、現像器２０５、転写ローラ２０６、クリーニング器２０７等が配置されている。また、各画像形成ユニット２０１Ｃ、２０１Ｍ、２０１Ｙ、２０１Ｋの下方には、露光器２０４が配置されている。

帯電器２０３は、感光体ドラム２０２表面（像担持面）を一様に帯電させる。露光器２０４は、各画像形成ユニット２０１Ｃ、２０１Ｍ、２０１Ｙ、２０１Ｋにおける帯電器２０３と現像器２０５との間で、一様に帯電した感光体ドラム２０２の表面に画像データに応じた光ビームをそれぞれ照射し、感光体ドラム２０２上に静電潜像を形成する。現像器２０５は、その静電潜像にトナーを付着させ、感光体ドラム２０２上にトナー像を形成する。当該トナー像は、転写ローラ２０６と感光体ドラム２０２との間の一次転写部２０８おいて搬送ベルト２１０に転写される。クリーニング器２０７は転写ローラ２０６による転写後に感光体ドラム２０２の表面に残っているトナーを剥ぎとる。

特に限定されないが、本実施形態では、各色の画像形成ユニットは、転写ベルト２１０の回転方向の上流側から、画像形成ユニット２０１Ｋ、２０１Ｙ、２０１Ｃ、２０１Ｍの順で配置されている。各画像形成ユニットは、この順で転写ベルト２１０上に各色のトナー像を転写する。各色のトナー像を転写するタイミングを制御することにより、各色のトナー像が転写ベルト２１０上で順次重ね合わされる。その結果、転写ベルト２１０上にはカラーのトナー像が形成される。なお、ＲＧＢ形式のカラー画像は、ＣＭＹＫ形式の画像データに変換され、各色の画像データが露光器２０４にそれぞれ入力される。

露光器２０４は、画像形成ユニット２０１Ｋ、２０１Ｙに対応する光ビームを出射する露光ユニット２０４ａと、画像形成ユニット２０１Ｃ、２０１Ｍに対応する光ビームを出射する露光ユニット２０４ｂとにより構成される。露光ユニット２０４ａ及び露光ユニット２０４ｂは同一構造である。露光ユニット２０４ａ、２０４ｂの構造については後述する。

また、画像形成ユニット２０１Ｍの下流側かつ二次転写部（転写ベルト２１０と二次転写ローラ２２２との間）の上流側には転写ベルト２１０上に形成されたトナー像の濃度を検知する濃度センサ２０９が配置されている。濃度センサ２０９は、例えば、発光部及び受光部を一方面に備える反射型フォトセンサからなり、発光部から出射して受光部へ到達する光の強度に対応してトナー像の濃度を検知する構成を採用することができる。

本実施形態では、当該濃度センサ２０９は、転写ベルト２１０の幅方向の両端部に設置されており、各画像形成ユニット２０１Ｃ、２０１Ｍ、２０１Ｙ、２０１Ｋの濃度キャリブレーションにも使用される。当該濃度キャリブレーションでは、転写ベルト２１０上の濃度センサ２０９と対向する位置に、各画像形成ユニット２０１Ｃ、２０１Ｍ、２０１Ｙ、２０１Ｋによって、例えば矩形状のパッチがそれぞれ形成される。そして、濃度センサ２０９に検知される濃度が予め指定された濃度となる、画像形成条件（感光体ドラム２０２の帯電量（帯電器の印加電圧）、露光光の強度、転写ローラ２０６の印加電圧等）が決定される。当該濃度キャリブレーションは、例えば、所定時間が経過する、あるいは画像形成が所定回数実施されるごとに実行される。なお、このようなキャリブレーションは公知であるためここでの詳細な説明は省略する。

画像形成部１４０は、手差しトレイ１５１、給紙カセット１５２、１５３、１５４等（図１参照）から、搬送路２２０を通じて、転写ベルト２１０と二次転写ローラ２２２との間の二次転写部に用紙を給送する。手差しトレイ１５１や各給紙カセット１５２、１５３、１５４には、様々なサイズの用紙を載置又は収容することができる。画像形成部１４０は、ユーザの指定した用紙や、自動検知した原稿のサイズに応じた用紙を選択し、選択した用紙を給送ローラにより手差しトレイ１５１やカセット１５２、１５３、１５４から給紙する。給紙された用紙は搬送ローラやレジストローラ２２１で二次転写部に搬送される。トナー像が転写された用紙は、定着器２２５に搬送される。定着器２２５は、ヒータを内蔵した定着ローラ２２３及び加圧ローラ２２４を有しており、熱と押圧力によってトナー像を用紙に定着する。画像形成部１４０は、定着器２２５を通過した用紙を排紙トレイ１４１（図１参照）へ排紙する。二次転写後、転写ベルト２１０に残留したトナーは、二次転写部の下流側かつ画像形成ユニット２０１Ｋの上流側に配置されたクリーニング器２１５によって除去される。

図３は複合機１００が備える露光器２０４（露光ユニット２０４ａ、２０４ｂ）の構成を示す概略構成図である。各露光ユニット２０４ａ、２０４ｂは、２つの光源、各光源に対応する入射光学系、１つの回転多面体（ポリゴンミラー）、２つの出射光学系を筐体内に備える。なお、各露光ユニット２０４ａ、２０４ｂの光学系において、同一の光学部品は同一の素材を使用して構成されている。

光源３０１は、回路基板上に実装されたレーザダイオード（レーザ発振器）により構成されている。回路基板は、外部から入力される画像信号にしたがってレーザダイオードが出射する光ビーム（レーザ光）の強度変調を行う。

入射光学系は、コリメータレンズ及びアパーチャを備える光学ユニット３０２及びシリンダーレンズ３０３を備える。光源３０１から出射された光ビームは光学ユニット３０２のコリメータレンズに入射する。コリメータレンズは、円筒形状のガラスレンズからなり、レーザダイオードから出力された光ビームをコリメータレンズの光軸と一致した平行光に変換して出力する。光学ユニット３０２を通過した光ビームは、シリンダーレンズ３０３を通じて回転多面体３０４の反射面に入射する。なお、レーザダイオードの発光点は、コリメータレンズの焦点に配置されている。

回転多面体３０４は、光源３０１から出射された光ビームを反射する反射面を備え、当該反射面を移動させることで光源３０１から出射された光ビームを被走査面である感光体ドラム２０２の表面において主走査方向に走査させる偏向器として機能する。この例では、回転多面体３０４は、感光体ドラム２０２表面における光ビームの鉛直方向に配置された回転軸を有し、当該回転軸が駆動モータにより一方向に回転駆動される。ここでは、回転多面体３０４は回転軸周りに配置された、６つの同一サイズの矩形状反射面を有する６角柱形状を有している。この露光ユニット２０４ａ（２０４ｂ）では、各光源３０１から出射された光ビームは、回転多面体３０４において互いに異なる面に入射する。なお、シリンダーレンズ３０３は、回転多面体３０４の反射面上に、光ビームの副走査方向のみを収束させた状態で光ビームを結像する。

回転多面体３０４の回転により偏向された光ビームは出射光学系に入射する。ここでは、出射光学系は、２枚のアクリルレンズ３０５、３０６により構成されたｆθレンズ及び３枚のミラー３０７、３０８、３０９（図２参照）を備え、回転多面体３０４により偏向された光ビームを、感光体ドラム２０２上の走査速度が略同一となる状態で感光体ドラム２０２の表面にスポット状に結像させる。各光ビームに対応するｆθレンズは、回転多面体３０４を挟んで相反する状態で配置されている。

なお、回転多面体３０４を駆動する駆動回路は回路基板上に構成され、当該回路基板上に温度検知部３１０であるサーミスタが配置されている。

以上の構成を有する露光ユニット２０４ａでは、画像形成ユニット２０１Ｋに対応する光ビームと画像形成ユニット２０１Ｙに対応する光ビームとの走査方向は互いに逆方向になる。例えば、図３において、回転多面体３０４が時計回りに回転する場合、画像形成ユニット２０１Ｋに対応する光ビームの走査方向は、光源３０１が配置された側面側から光源３０１が配置されていない側面側に向かう方向になり、画像形成ユニット２０１Ｙに対応する光ビームの走査方向は、光源３０１が配置されていない側面側から光源３０１が配置された側面側に向かう方向になる。同様に、露光ユニット２０４ｂでは、回転多面体３０４が時計回りに回転する場合、画像形成ユニット２０１Ｃに対応する光ビームの走査方向は、光源３０１が配置された側面側から光源３０１が配置されていない側面側に向かう方向になり、画像形成ユニット２０１Ｍに対応する光ビームの走査方向は、光源３０１が配置されていない側面側から光源３０１が配置された側面側に向かう方向になる。

以上のような露光器２０４では、複合機１００内で発生する熱等により温度変化が発生すると、入射光学系や出射光学系を構成するレンズやミラー等の光学部品の光学特性が変動する。このような光学部品の光学特性変動に起因して、光ビームの光路にずれが発生する。このような光路のずれは、主として、主走査方向の色ずれとして顕在化する。また、温度変化により、露光器２０４の筐体に変形が発生することもある。露光器２０４の筐体に変形が発生すると、入射光学系や出射光学系を構成するレンズやミラー等の光学部品の位置が変動する。このような光学部品の位置変動に起因して、光ビームの光路にずれが発生する。このような光路のずれは、主として、副走査方向の色ずれとして顕在化する。

図４は、複合機における制御系のハードウェア構成図である。本実施形態の複合機１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４０１、ＲＡＭ（Random Access Memory）４０２、ＲＯＭ（Read Only Memory）４０３、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）４０４及び原稿搬送装置１１０、画像読取部１２０、画像形成部１４０における各駆動部に対応するドライバ４０５が内部バス４０６を介して接続されている。ＲＯＭ４０３やＨＤＤ４０４等はプログラムを格納しており、ＣＰＵ４０１はその制御プログラムの指令にしたがって複合機１００を制御する。例えば、ＣＰＵ４０１はＲＡＭ４０２を作業領域として利用し、ドライバ４０５とデータや命令を授受することにより上記各駆動部の動作を制御する。また、ＨＤＤ４０４は、画像読取部１２０により得られた画像データや、他の機器からネットワーク等を通じて受信した画像データの蓄積にも用いられる。

内部バス４０６には、操作パネル１６１や各種のセンサ４０７も接続されている。操作パネル１６１は、ユーザの操作を受け付け、その操作に基づく信号をＣＰＵ４０１に供給する。また、操作パネル１６１は、ＣＰＵ４０１からの制御信号にしたがって自身が備えるディスプレイにユーザが指示を入力するための操作画面を表示する。また、センサ４０７は、プラテンカバー１０２の開閉検知センサや原稿台１０３上の原稿検知センサ、定着器２２５の温度センサ、搬送される用紙又は原稿の検知センサなど各種のセンサを含む。ＣＰＵ４０１は、例えばＲＯＭ４０３に格納されたプログラムを実行することで、以下の各手段（機能ブロック）を実現するとともに、これらセンサからの信号に応じて各手段の動作を制御する。

図５は、本実施形態の複合機の機能ブロック図である。図５に示すように、本実施形態の複合機１００は、パターン作成部５０１、調整量検知部５０２及び色ずれ補正部５０３を備える。

パターン作成部５０１は、１の露光ユニット（例えば、露光ユニット２０４ａ）が出射する１の光ビームに基づいて形成される基準色のトナー像と、当該露光ユニットとは異なる他の露光ユニット（例えば、露光ユニット２０４ｂ）が出射する光ビームに基づいて形成される調整色のトナー像とにより、転写ベルト２１０上に色ずれ検出用のパターンを形成する。ここで、両露光ユニットがそれぞれ出射する光ビームの走査方向は互いに異なっている。例えば、基準色がブラックである場合、調整色はマゼンタになる。

ここで色ずれ検出用パターンについて説明する。図６は、従来の色ずれ検出用パターンの一例を示す図であり、図７は、パターン作成部５０１が作成する色ずれ検出用パターンの一例を示す図である。

図６に示すように、従来の色ずれ検出用パターン６０１は、転写ベルト２１０の幅方向（以下、主走査方向という。）の両端部に、上述の濃度センサ２０９と対向する状態で形成される。色ずれ検出用パターン６０１は、主走査方向及び転写ベルト２１０の進行方向（以下、副走査方向という。）に対して４５度の角度で傾斜して配置された帯状パターン群６１１と、主走査方向に沿って配置された帯状パターン群６１２とにより構成されている。帯状パターン群６１１及び帯状パターン群６１２の主走査方向の幅は、同一に設計されている。帯状パターン群６１１及び帯状パターン群６１２は、それぞれ各画像形成ユニット２０１Ｃ、２０１Ｍ、２０１Ｙ、２０１Ｋにより形成される同一形状の４つの帯状パターンを含む。この例では、転写ベルト２１０の下流側から、Ｋ（ブラック）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｙ（イエロー）の順で、帯状パターンが配置されている。帯状パターン群６１１及び帯状パターン群６１２において、各色の帯状パターンの間隔は同一に設計されている。

以上のような色ずれ検出用パターン６０１を濃度センサ２０９で計測すると、色ずれ検出用パターン６０１の主走査方向の特定の位置（濃度センサ２０９と対向する位置）の濃度変化が取得される。この濃度変化により、各帯状パターンの位置を検出することができる。

色ずれ検出用パターン６０１では、各色が形成するパターンに相対的な色ずれが発生していない場合、帯状パターン群６１１及び帯状パターン群６１２に属する同一色の帯状パターン間の距離（例えば、帯状パターンの中央間の距離）はすべての色において同一になる。また、帯状パターン群６１２に属する各色の帯状パターン間の距離（例えば、帯状パターンの中央間の距離）は同一になる。すなわち、最も下流側の帯状パターンとの距離が整数倍になる。

例えば、帯状パターン群６１２に属する各色の帯状パターン間の距離が同一であるが、帯状パターン群６１１及び帯状パターン群６１２に属する同一色の帯状パターン間の距離が異なる色が存在する場合、当該色のパターンは、主走査方向に色ずれを生じていることになる。この場合、色ずれの方向及び大きさは、基準となる他の色（例えば、ブラック）の帯状パターン間の距離との大小関係及び差により検出することができる。また、帯状パターン群６１１及び帯状パターン群６１２に属する同一色の帯状パターン間の距離がすべての色において同一であるが、帯状パターン群６１２に属する各色の帯状パターン間の距離が異なる場合、当該色のパターンは、副走査方向に色ずれを生じていることになる。この場合、色ずれの方向及び大きさは、基準となる他の色（例えば、ブラック）の帯状パターンとの距離により検出することができる。

なお、この例では、帯状パターン間距離の測定確度を向上させる繰り返し測定のために、色ずれ検出用パターン６０１が副走査方向に繰り返し形成されている。

これに対し、パターン作成部５０１が作成する色ずれ検出用パターン７０１は、図７に示すように、基準色と調整色の２色の帯状パターンで構成されている。色ずれ検出用パターン７０１は、従来の色ずれ検出用パターン６０１と同様、転写ベルト２１０の主走査方向の両端部に、上述の濃度センサ２０９と対向する状態で形成される。

色ずれ検出用パターン７０１は、主走査方向及び副走査方向に対して４５度の角度で傾斜して配置された帯状パターン群７１１と、主走査方向に沿って配置された帯状パターン群７１２とにより構成されている。帯状パターン群７１１及び帯状パターン群７１２の主走査方向の幅は、同一に設計されている。帯状パターン群７１１及び帯状パターン群７１２は、基準色であるブラックの画像形成ユニット２０１Ｋ及び比較色であるマゼンタの画像形成ユニット２０１Ｍにより形成される同一形状の４つの帯状パターンを含む。この例では、帯状パターン群７１１、帯状パターン群７１２の最も下流側の帯状パターンが基準色であるブラックで形成され、他の３つの帯状パターンが比較色であるマゼンタで形成される。帯状パターン群７１１及び帯状パターン群７１２において、帯状パターンの間隔は同一に設計されている。なお、この例では、帯状パターン間距離の測定確度を向上させる繰り返し測定のために、比較色の帯状パターンが複数設けられている。

以上のような色ずれ検出用パターン７０１では、上述の従来の４色の色ずれ検出用パターン６０１において説明した手法と同様の手法により、基準色と比較色との相対的な色ずれの方向及び大きさを検知することができる。

上述の構成を有する露光器２０４では、各露光ユニット２０４ａ、２０４ｂの温度が同一である場合、各露光ユニット２０４ａ、２０４ｂにおける光学部品の光学特性変動の大きさや位置変動の大きさは、主走査方向及び副走査方向のいずれにおいても同程度になる。そのため、走査方向が同一方向の光ビーム（例えば、画像形成ユニット２０１Ｋに対応する光ビームと画像形成ユニット２０１Ｃに対応する光ビーム）の各光路は、温度変化前の状態に対して同一の方向に同程度の大きさでずれることになる。したがって、走査方向が同一方向の光ビームに対応するトナー像間では色ずれは極めて小さくなる。

一方、走査方向が逆方向の光ビーム（例えば、画像形成ユニット２０１Ｋに対応する光ビームと画像形成ユニット２０１Ｍに対応する光ビーム）の各光路は、温度変化前の状態に対して互いに逆方向に同程度の大きさでずれることになる。したがって、走査方向が逆方向の光ビームに対応するトナー像間では色ずれは大きくなる。

以上のことから、各露光ユニット２０４ａ、２０４ｂの温度が同一である場合、走査方向が逆方向の光ビームの間のずれ量（色ずれ量）を検出し、当該色ずれが解消するように光ビームの出射タイミング等を補正することで、全色の色ずれを解消することが可能になる。すなわち、上述の色ずれ検出用パターン７０１により、基準色（ブラック）に対する比較色（マゼンタ）の色ずれ量を検出し、当該色ずれ量に基づいてマゼンタに対応する光ビームとイエローに対応する光ビームの出射タイミング等を補正することで全色の色ずれを解消することが可能になる。なお、各露光ユニット２０４ａ、２０４ｂの温度が同一でない場合は、基準色と調整色以外の色に対応する光ビームに温度補正を適用することが好ましい。当該温度補正については後述する。

調整量検知部５０２は、転写ベルト２１０上に形成された色ずれ検出用パターンに基づいて色ずれ調整量を検知する。本実施形態では、調整量検知部５０２は、上述した主走査方向の色ずれ量（方向及び大きさ）、副走査方向の色ずれ量（方向及び大きさ）を色ずれ調整量として取得する。

色ずれ補正部５０３は、調整量検知部５０２に検知された色ずれ調整量に応じて、基準色に対応する光ビームと走査方向が逆方向の光ビームに基づいて形成される各色のトナー像の画像形成位置を、基準色トナー像の画像形成位置を基準として移動させる。当該画像形成位置は、例えば、光源３０１の光ビーム出射タイミングを調整することで移動させることができる。上述のように、基準色がブラックである場合、基準色に対応する光ビームと走査方向が逆方向の光ビームは、マゼンタに対応する光ビームとイエローに対応する光ビームになる。

特に限定されないが、複合機１００では、露光器２０４に入力される画像データは、露光用画像データ入力部５１１により生成される構成になっている。露光用画像データ入力部５１１は、例えば、ＲＧＢ形式の画像データをＣＭＹＫ形式のデータに変換し、各色の画像データを保持する。本実施形態では、ＲＡＭ４０２が露光用画像データ入力部５１１の画像データ保持領域として機能する。そして、露光用画像データ入力部５１１は、各色の画像データを露光器２０４にそれぞれ入力する。

図８は、上述した複合機１００が実施する色ずれ補正手順の一例を示す図である。当該手順は、例えば、予め指定された時間周期や先の色ずれ補正から所定時間経過したとき等の予め指定された色ずれ補正実施タイミングが到来したことをトリガとして開始する。

当該手順が開始すると、パターン作成部５０１は、露光用画像データ入力部５１１及び露光器２０４を通じて、転写ベルト２１０上に図７に示す色ずれ検出用パターン７０１を形成する（ステップＳ８０１）。このとき、調整量検知部５０２は、濃度センサ２０９が取得した濃度情報に基づいて、上述の手法により、基準色であるブラックと比較色であるマゼンタとの主走査方向の色ずれ量（方向及び大きさ）、副走査方向の色ずれ量（方向及び大きさ）を色ずれ調整量として取得する（ステップＳ８０２）。色ずれ調整量を取得した調整量検知部５０２は、取得した色ずれ調整量を色ずれ補正部５０３に入力する。

当該入力を受けた色ずれ補正部５０３は、各露光ユニット２０４ａ、２０４ｂに配置された温度検知部３１０から、各露光ユニット２０４ａ、２０４ｂの温度を取得する（ステップＳ８０３）。色ずれ補正部５０３は、取得した各露光ユニット２０４ａ、２０４ｂの温度に基づいて温度補正が必要か否かを判断する（ステップＳ８０４）。

当該判定において、各露光ユニット２０４ａ、２０４ｂの温度が同一である場合、色ずれ補正部５０３は温度補正不要と判断する（ステップＳ８０４Ｎｏ）。ここで、温度同一は、温度が完全に同一である場合だけでなく、実質的に同一とみなせる場合を含む。温度補正不要と判断した場合、色ずれ補正部５０３は調整量検知部５０２から入力された色ずれ調整量により、マゼンタに対応する光ビームに基づいて形成されるトナー像の画像形成位置とイエローに対応する光ビームに基づいて形成されるトナー像の画像形成位置をブラックに対応する光ビームに基づいて形成されるトナー像の画像形成位置を基準として移動させる色ずれ補正を実施する（ステップＳ８０６）。特に限定されないが、本実施形態では、当該色ずれ補正は、露光器２０４に露光用画像データを入力する露光用画像データ入力部５１１に補正値である色ずれ調整量を設定することで実現される。この場合、露光用画像データ入力部５１１は、設定された色ずれ調整量に応じて光ビームの出射タイミングを調整する等により画像の描画開始タイミングを変更する。なお、各トナー像の画像形成位置は、特段の制限がない限り、相対的に移動させることが可能である。すなわち、基準色のトナー像及び基準色に対応する光ビームと同一の走査方向の光ビームに対応するトナー像の画像形成位置を移動させてもよい。

また、各露光ユニット２０４ａ、２０４ｂの温度が同一でない場合、色ずれ補正部５０３は温度補正要と判断する（ステップＳ８０４Ｙｅｓ）。この場合、色ずれ補正部５０３は、色ずれ検出用パターン７０１の作成に使用されていない光ビーム（イエロー及びシアン）に基づいて形成される各色のトナー像の画像形成位置を、前記基準色トナー像の画像形成位置を基準として移動させるための温度補正を実行する（ステップＳ８０５）。

図９は、調整量検知部５０２が検知した副走査方向の色ずれ調整量に対して実施する温度補正量（以下、色ずれ温度補正量という。）の温度依存性を示す図である。図９（ａ）は、周囲温度が比較的低い特定温度である場合の副走査方向の色ずれ温度補正量の温度依存性を示す図である。図９（ｂ）は、周囲温度が常温である場合の副走査方向の色ずれ温度補正量の温度依存性を示す図である。図９（ｃ）は、周囲温度が比較的高い特定温度である場合の副走査方向の色ずれ温度補正量の温度依存性を示す図である。図９（ａ）〜図９（ｃ）において、横軸は、露光ユニット２０４ａ（２０４ｂ）の温度変動量に対応し、縦軸は、副走査方向の色ずれ温度補正量に対応する。なお、図９（ａ）〜図９（ｃ）では、便宜上、温度が上昇する場合のみを示している。また、ここでは、副走査方向の色ずれ温度補正について説明するが、主走査方向の色ずれ温度補正も同様に実施することができる。

図９（ａ）〜図９（ｃ）から理解できるように、同一の温度変動量であっても、周囲温度が異なると副走査方向の色ずれ温度補正量が異なる。図９（ａ）に示す対応関係は、例えば、温度変動量が１５℃である場合、当該温度変動により６画素の補正が必要になることを示している。これに対し、図９（ｂ）に示す対応関係では、温度変動量が１５℃である場合、当該温度変動により必要になる補正量は４画素である。また、図９（ｃ）に示す対応関係では、温度変動量が１５℃である場合、当該温度変動により必要になる補正量は３画素である。本実施形態では、色ずれ補正部５０３に、図９（ａ）〜図９（ｃ）に例示するような、温度変動量と色ずれ温度補正量の対応関係が周囲温度ごとに予め格納されている。色ずれ補正部５０３は、取得した周囲温度に対応する対応関係を使用して上述の温度補正を実施する。なお、特に限定されないが、本実施形態では、周囲温度は、複合機１００の画像形成部１４０の動作による温度上昇の影響がない任意の位置に配置された温度センサから取得する構成になっている。

例えば、周囲温度が常温であり、露光ユニット２０４ｂの温度変動量が＋１０℃であるとする。この場合、色ずれ温度補正量は４画素である。また、このとき、露光ユニット２０４ａの温度変動量が＋５℃であるとすると、当該温度変動量に対応する色ずれ温度補正量は３画素である。すなわち、当該状況では、マゼンタは温度変動の影響により、温度変動がない場合に比べて４画素分オフセットしており、イエローは温度変動の影響により、温度変動がない場合に比べて３画素分オフセットしている。調整量検知部５０２から入力された色ずれ調整量にはマゼンタの４画素分のオフセットが含まれている。そのため、イエローの色ずれ調整量は、マゼンタと同一にするのではなく、４画素−３画素＝１画素分のオフセットとすることで、露光ユニット２０４ａと２０４ｂとの温度差に起因する色ずれを解消することができる。このような温度補正は、シアンに対応する光ビームに対してもブラックを基準として実施される。

以上のような温度補正を完了した色ずれ補正部５０３は、温度補正後の各色の色ずれ調整量により、マゼンタに対応する光ビームに基づいて形成されるトナー像の画像形成位置、イエローに対応する光ビームに基づいて形成されるトナー像の画像形成位置、シアンに対応する光ビームに基づいて形成されるトナー像の画像形成位置をブラックに対応する光ビームに基づいて形成されるトナー像の画像形成位置を基準として移動させる色ずれ補正を実施する（ステップＳ８０６）。

図１０及び図１１は、以上で説明した色ずれ補正を適用した場合の効果を示す図である。図１０（ａ）及び図１１（ａ）が上述の色ずれ補正を適用しない場合の色ずれ量に対応し、図１０（ｂ）及び図１１（ｂ）が上述の色ずれ補正を適用した場合の色ずれ量に対応する。図１０（ａ）及び図１０（ｂ）が副走査方向の色ずれ量に対応し、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は主走査方向の色ずれ量に対応する。また、各図において、横軸は、４色を使用した色ずれ検知用パターン６０１を使用した色ずれ補正からの経過時間に対応し、縦軸は色ずれ量に対応する。なお、各図において、マゼンタ、イエロー、シアンは、それぞれ四角、三角、菱形の記号で示している。

図１０（ａ）及び図１１（ａ）から理解できるように、４色を使用した色ずれ検知用パターン６０１を使用した色ずれ補正実施時には色ずれがない状態であるが、その後、大きな色ずれが発生している。特に、光ビームの走査方向がブラックとは逆方向であるマゼンタ、イエローで色ずれが大きくなっている。これに対し、図１０（ｂ）及び図１１（ｂ）では、上述の２色を使用した色ずれ検知用パターン７０１を使用した色ずれ補正により色ずれが適切に抑制できていることが理解できる。

以上説明したように、この複合機１００では、基準色と調整色との２色を使用した色ずれ検出量パターン７０１により色ずれ補正を実施するため、色ずれ補正を短時間で実施することができる。また、図６及び図７から理解できるように、色ずれ補正において消費されるトナー量も従来に比べて微量となるため、被転写体の表面をクリーニングするクリーニング部の負担も軽減することができる。なお、色ずれ検出量パターン７０１を使用した色ずれ補正は簡易な色ずれ補正であるため、４色を使用した色ずれ検知用パターン６０１に比べると、補正精度は低くなる。そのため、色ずれ検出量パターン７０１のみを使用した色ずれ補正を長期間実施すると、色ずれ抑制効果が低下する可能性がある。そのため、４色を使用した色ずれ検知用パターン６０１による色ずれ補正を予め指定された特定のタイミングで実施する等、全色についての色ずれ補正を適宜併用することが好ましい。この場合であっても、上述の効果を得ることは可能である。

また、複合機１００は、温度補正を実施する構成であるため、色ずれの発生をより抑制することができ、画像品質をより向上させることができる。

なお、上述した実施形態は本発明の技術的範囲を制限するものではなく、既に記載したもの以外でも、本発明の範囲内で種々の変形や応用が可能である。例えば、上記実施形態では、特に好ましい形態として温度補正を実施する構成について説明したが、各露光ユニット間で温度差が発生し難い場合には、温度補正を実施しない構成であっても色ずれを抑制することが可能である。

また、図８に示したフローチャートは、等価な作用を奏する範囲において各ステップの順序を適宜変更可能である。例えば、図８では、各露光ユニットの温度を比較することにより温度補正の要否を判定する構成としたが、このような判定をすることなく常に温度補正を実施する構成であってもよい。この場合、温度補正が不要な場合、色づれ温度補正量がゼロとなるため、同様の効果を得ることができる。

加えて、上述の実施形態では、デジタル複合機として本発明を具体化したが、デジタル複合機に限らず、プリンタ、複写機等の任意の画像形成装置に本発明を適用することも可能である。

本発明によれば、各色の色ずれを短時間で補正することができる結果、色ずれ補正に起因する生産性の低下を抑制することができ、画像形成装置として有用である。

１００ 複合機
２０１Ｃ、２０１Ｍ、２０１Ｙ、２０１Ｋ 画像形成ユニット
２０２ 感光体ドラム（像担持体）
２０３ 帯電器
２０４ 露光器
２０４ａ、２０４ｂ 露光ユニット
２０５ 現像器
２０６ 転写ローラ
２０８ 一次転写部
２０９ 濃度センサ
２１０ 転写ベルト（被転写体）
３１０ 温度検知部
５０１ パターン作成部
５０２ 調整量検知部
５０３ 色ずれ補正部

Claims (3)

1. 色ごとに個別に形成された画像を重ね合わせることにより画像形成を行う画像形成装置であって、
   同一の回転多面体により偏向された、走査方向が互いに逆方向となる一対の光ビームを出射する露光ユニットと、
   複数の前記露光ユニットが出射する各光ビームに対応するとともに前記色ごとに設けられ、対応する光ビームにより像担持面に静電潜像が形成される複数の像担持体と、
   前記像担持面に形成された静電潜像にトナーを付着させ、静電画像に応じたトナー像を前記像担持面に形成する現像器と、
   前記像担持体の前記像担持面に担持されたトナー像を転写される被転写体と、
   １の露光ユニットが出射する１の光ビームに基づいて形成される基準色のトナー像と、当該露光ユニットとは異なる他の露光ユニットが出射する、前記１の露光ユニットが出射する光ビームとは走査方向が異なる光ビームに基づいて形成される調整色のトナー像とにより、前記被転写体上に色ずれ検出用のパターンを形成するパターン作成部と、
   前記被転写体上に形成された色ずれ検出用パターンに基づいて色ずれ調整量を検知する調整量検知部と、
   前記調整量検知部に検知された色ずれ調整量に応じて、前記基準色に対応する光ビームと走査方向が逆方向の光ビームに基づいて形成される各色のトナー像の画像形成位置を、前記基準色トナー像の画像形成位置を基準として移動させる色ずれ補正部と、
   を備える、画像形成装置。
2. 前記露光ユニットのそれぞれの温度を検知する温度検知部をさらに備え、
   前記色ずれ補正部が、前記温度検知部が検知した各露光ユニットの温度に基づいて、前記色ずれ検出用パターンを作成した各露光ユニットにおいて、前記色ずれ検出用パターンの作成に使用されていない光ビームに基づいて形成される各色のトナー像の画像形成位置を、前記基準色トナー像の画像形成位置を基準として移動させる、請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記色ずれ補正部は、予め指定された特定のタイミングで、前記被転写体上に形成された、各光ビームに基づいて形成される全色のトナー像を含む色ずれ検出用のパターンに基づいて、各色のトナー像の画像形成位置を、前記基準色トナー像の画像形成位置を基準として移動させる、請求項１又は請求項２記載の画像形成装置。