JP2020154041A - 画像形成装置及び位置ずれ補正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】記録紙の色が印刷中に切り替わったとしても、プリントスピードを遅くすることなく画像位置を補正可能とする。【解決手段】画像形成装置１は、記録紙Ｐの色情報を検出するセンサ６３と、センサ６３により検出された色情報に基づいて画像位置ずれ補正用パターンＣの色を選択し、選択した色で記録紙Ｐに画像位置ずれ補正用パターンＣを生成するプリンタ制御部９０と、記録紙Ｐ上の画像位置ずれ補正用パターンＣを検出するセンサ６１、６２と、を備える。プリンタ制御部９０は、センサ６１、６２による画像位置ずれ補正用パターンＣの検出結果に基づいて、記録紙Ｐへ転写する画像の位置ずれを補正する。【選択図】図１３

Description

本発明は、画像形成装置及び位置ずれ補正方法に関する。

像担持体上に画像データに応じた画像光を照射することにより潜像画像を形成し、潜像画像を現像手段により顕像化し、顕像化した画像を記録紙上に転写することによって画像を形成する画像形成装置において、用紙搬送位置のばらつき、トナー像を記録紙上に定着させるための熱による記録紙自体の伸縮等によって、記録紙に対する画像位置が変動してしまうことがある。また、記録紙両面に印刷する場合は、記録紙の表面画像に対して裏面画像の位置がずれてしまうことがある。そこで、記録紙上の余白に画像位置ずれ補正用パターンを形成し、パターンを検出し、記録紙に対する画像位置を補正することで、記録紙に対して所望の位置に画像形成する技術が考えられ既に知られている。

特許文献１には、各色の画像間の位置ずれを抑制する目的で、記録紙の色に応じて複数ある位置ずれを検知するセンサの中から使用するセンサを切り替える構成が開示されている。

しかしながら、特許文献１に記載の手法では、紙の色が混在する連続プリントができない、プリントスピードが遅くなるなどの問題がある。それは、紙の色を自動で判別して使用するセンサを切り替える必要があり、さらにセンサで検出するより前に記録紙の色を判別する必要があるからである。

本発明は、記録紙の色が印刷中に切り替わったとしても、プリントスピードを遅くすることなく画像位置を補正可能とすることを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明の一観点に係る画像形成装置は、記録紙の色情報を検出する第１検出部と、前記第１検出部により検出された前記色情報に基づいて画像位置ずれ補正用パターンの色を選択する色選択部と、前記色選択部により選択された色で前記記録紙に前記画像位置ずれ補正用パターンを生成するパターン生成部と、前記記録紙上の前記画像位置ずれ補正用パターンを検出する第２検出部と、前記第２検出部による前記画像位置ずれ補正用パターンの検出結果に基づいて、前記記録紙へ転写する画像の位置ずれを補正する補正部と、を備える。

記録紙の色が印刷中に切り替わったとしても、プリントスピードを遅くすることなく画像位置を補正することができる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の全体構成の一例を説明する概要図 実施形態に係る画像作像部について説明する図 定着ユニットの出口に設置される補正用パターン検出用のセンサの説明図 光ビーム走査装置の構成の一例を説明する概要図 光書込み制御部及び光ビーム走査装置の構成の一例を説明する機能ブロック図 ＶＣＯクロック発生部について説明する図 書出開始位置制御部の一例を説明する機能ブロック図 書出開始位置制御部による主走査方向の制御の一例を説明するタイミングチャート 書出開始位置制御部による副走査方向の制御の一例を説明するタイミングチャート 実施形態に係る画像信号の取り込みを実現するための構成の一例を説明する機能ブロック図 実施形態に係る画像形成装置のハードウェア構成の一例を示す図 画像位置ずれ補正用パターンについて説明する図 画像形成のタイミングチャート 実施形態に係る画像形成動作の全体処理の一例を説明するフローチャート 画像位置ずれ検出結果を補正データとして反映するための制御フローチャート

以下、添付図面を参照しながら実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

＜画像形成装置の概略構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置１の全体構成の一例を説明する概要図である。図１では、画像形成装置１はカラー画像形成であって、４つの感光体を含む４つの作像装置を備えるタンデム方式と称され、中間転写部材を含む２次転写方式の電子写真方式の画像形成装置を例として説明する。以下、図１に示す画像形成装置１を例に説明する。

画像形成装置１のプリンタ部１００には、中央に中間転写ユニットがあり、該中間転写ユニットには、無端ベルトである中間転写ベルト１０がある。中間転写ベルト１０は、３つの支持ローラ１４〜１６に掛け廻されており、時計廻りに回動駆動される。

第２の支持ローラ１５のベルト回転方向の下流側に、画像転写後に中間転写ベルト１０上に残留する残留トナーを除去する中間転写ベルトクリーニングユニット１７が配置されている。

中間転写ベルト１０の上方には、作像装置２０が設けられている。詳しくは、第１の支持ローラ１４と第２の支持ローラ１５との間の中間転写ベルト１０には、その移動方向に沿って、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、およびブラック（Ｋ）の各色の作像装置２０が配列されている。各色の作像装置２０は、感光体ドラム（感光体）４０と、感光体ドラム４０の周囲に設けられた、帯電ユニット１８、現像ユニット２９及びクリーニングユニット１３等を備えている。作像装置２０は、プリンタ本体に対して脱着可能に装着されている。

作像装置２０の上方には、各色感光体ユニットの各感光体ドラムに画像形成のためのレーザ光を照射する光ビーム走査装置２１が設けられている。

中間転写ベルト１０の下方には、２次転写ユニット２２が設けられている。転写部材である２次転写ユニット２２では、２つのローラ２３間に、無端ベルトである２次転写ベルト２４を掛け渡して、中間転写ベルト１０を押し上げて第３の支持ローラ１６に押し当てるように配置されている。

この２次転写ベルト２４は、中間転写ベルト１０上の画像を記録紙Ｐ上に転写する。記録紙Ｐは用紙、記録媒体、シートともいう。２次転写装置２２の側方には、記録紙Ｐ上の転写画像を定着する定着ユニット２５があり、トナー像が転写された記録紙Ｐが定着ユニット２５の定着ニップに送り込まれる。

定着ユニット２５は、無端ベルトである定着ベルト２６に加圧ローラ２７を押し当てることで、記録紙Ｐの表面上のトナー像を記録紙Ｐ内部に浸透させ、定着させる。なお、図１では、トナー像を記録紙Ｐに定着させるために、表面側で加熱・加圧する手段として定着ベルト２６の例を示しているが、表面側で、加圧・加熱する手段は、図３に示すように定着ローラであってもよい。

２次転写ユニット２２および定着ユニット２５の下方に、表面に画像を形成した直後の記録紙Ｐを、裏面にも画像を記録するために表裏を反転して送り出すシート反転ユニット２８が設けられている。

操作表示部１０１（図１１参照）のスタートスイッチが押されると、原稿自動搬送装置（ＡＤＦ：Auto Document Feeder）４００の原稿給紙台３０上に原稿が存在するときは、それをコンタクトガラス３２上に搬送する。ＡＤＦ４００に原稿が無いときにはコンタクトガラス３２上の手置きの原稿を読むために、画像読み取りユニット３００のスキャナー（画像読取部）を駆動し、第１キャリッジ３３および第２キャリッジ３４を、読み取り走査駆動する。

そして、第１キャリッジ３３上の光源からコンタクトガラスに光を発射するとともに原稿面からの反射光を第１キャリッジ３３上の第１ミラーで反射して第２キャリッジ３４に向け、第２キャリッジ３４上のミラーで反射して結像レンズ３５を通して読取りセンサであるＣＣＤ３６に結像する。読取りセンサ３６で得た画像信号に基づいてＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色記録データが生成される。

また、スタートスイッチが押されたとき、もしくはＰＣ２（図１１参照）等から画像出力の指示があったとき、ファクシミリ受信によりファクシミリボード１０３（図１１参照）の出力指示があったときに、中間転写ベルト１０の回動駆動が開始される。この動作と平行して、作像装置２０の各ユニットの作像準備が開始され、そして各色作像の作像シーケンスが開始されて、各色用の感光体ドラムに各色記録データに基づいて変調された露光レーザが投射され、各色作像プロセスにより、各色トナー像が中間転写ベルト１０上に一枚の画像として、重ねて転写される。

このトナー画像の先端が２次転写ユニット２２に進入するときに、記録紙Ｐの先端が２次転写ユニット２２に突入するように、タイミングをはかって記録紙Ｐが２次転写ユニット２２に送り込まれ、中間転写ベルト１０上のトナー像が記録紙Ｐに転写する。トナー像が転写された記録紙Ｐは定着ユニット２５に送り込まれ、そこでトナー像Ｐが記録紙Ｐに定着される。

この際、上述の記録紙は、給紙テーブル２００の給紙ローラ４２の１つを選択回転駆動し、給紙ユニット４３に多段に備える給紙カセット４４の１つからシートを繰り出し、分離ローラ４５で１枚だけ分離して、搬送コロユニット４６に入れ、搬送ローラ４７で搬送してプリンタ部１００内の搬送コロユニット４８に導き、搬送コロユニット４８のレジストローラ４９に突き当てて止めてから、レジストローラ（搬送手段）４９によって前述のタイミングで２次転写ユニット２２に送り出される。

また、手差しトレイ５１上に記録紙Ｐを差し込んで給紙することもできる。ユーザが手差しトレイ５１上に記録紙Ｐを差し込んでいるときには、プリンタ部１００が給紙ローラ５０を回転駆動して手差しトレイ５１上のシートの一枚を分離して手差し給紙路５３に引き込んで、上述と同様にレジストローラ４９に突き当てて止める。

定着ユニット２５で定着処理を受けて排出される記録紙Ｐは、切換爪５５で排出ローラ５６に案内して排紙トレイ５７上にスタックする。または、切換爪５５でシート反転ユニット２８に案内して、そこで反転して再び転写位置へと導き、裏面にも画像を記録して後、排出ローラ５６で排紙トレイ５７上に排出する。

一方、画像転写後の中間転写ベルト１０上に残留する残留トナーは、中間転写ベルトクリーニングユニット１７で除去し、再度の画像形成に備える。

なお、図１では、カラー・タンデム式・中間転写方式の画像形成装置を例に挙げているが、モノクロ色、カラーであっても１ドラム式の感光体による画像形成、あるいは中間転写ベルトを用いず感光体から記録紙に転写する直接転写方式等の画像形成装置に対しても、本発明は適用可能である。

また、図１の例では４色のカラー画像形成装置を例にあげているが、例えば５色のカラー画像形成装置でも本発明に適用できる。その場合、作像装置２０が１色分追加になり、中間転写ベルト１０の移動方向に並んで設置される。

＜画像作像部＞
図２は、本実施形態に係る画像作像部について説明する図である。本実施形態では図２に示すように、画像作像部は、５色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック、ホワイト）の画像を重ね合わせたカラー画像を形成するために５組の作像装置２０と５組の光ビーム走査装置２１を備えている。なお、図２では、作像装置２０と光ビーム走査装置２１の要素については、各要素の符号に色毎の各組にはＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂ、Ｗの添字を付して区別しているが、以降の説明では添字を外して各組を纏めて説明する場合がある。

光ビーム走査装置（光書込み装置、光書込み手段）２１から、作像装置２０に光ビームが入射される。光ビーム走査装置２１の詳細は、図４とともに後述する。

作像装置２０は、入射された光ビームに基づいて作像プロセスを行う。作像装置２０は、各色とも、感光体ドラム４０の回りには、帯電器１８、現像ユニット２９、転写器１１、クリーニングユニット１３、除電器１９が備わっている。電子写真の画像形成のプロセスは、帯電、露光、現像、転写、及び定着の５つのプロセスが行われる。図２に示す作像装置２０では、帯電、露光、現像、転写により中間転写ベルト１０上に１色目（Ｋ）の画像を形成し、次に２色目（Ｃ）、３色目（Ｍ）、４色目（Ｙ）、５色目（Ｗ）の順に画像を転写することにより、５色の画像が重ね合わさったカラー画像を形成し、さらに、２次転写ユニット２２によって、中間転写ベルト１０上に形成された画像を搬送されてくる記録紙Ｐに転写することで、５色の画像が重ね合わさったカラー画像を記録紙Ｐ上に形成することができる。そして定着装置２５Ａ（図３参照）によって記録紙Ｐ上の画像が定着される。

また画像作像部には、中間転写ベルト１０上のトナー像を除去するために、中間転写ベルトクリーニングユニット１７が備わっている。また画像作像部には、各色毎に、現像ユニット２９に補給するトナーが入っているトナーボトルが備わっている。

さらに画像作像部は、給紙カセット４４から給紙される記録紙Ｐの印刷面の色を検出するセンサ６３（第１検出部）を備え、検出結果に基づき、画像位置ずれ補正用パターンの色を決定する。センサ６３はＣＣＤやＣＩＳ等の読取センサである。例えば、センサ６３で記録紙の明度を検出し、ある閾値より明度が高い場合は画像位置ずれ補正用パターンの色をブラックにして、逆に明度が低い場合はホワイトにする。

また、センサ６３に対して搬送路の対向側、つまり、印刷面と逆の面を検出するセンサを追加すれば、表裏で色が異なる記録紙にも対応できる。

センサ６３は、画像を記録紙Ｐに転写する転写部（中間転写ベルト１０、転写器１１、２次転写ユニット２２）より上流側に設置され、最上流の作像色の画像書込み開始前に記録紙Ｐの色情報を検出する。例えば図２に示すように、センサ６３は、給紙カセット４４から記録紙Ｐを搬送経路に繰り出した直後の位置、例えば給紙ローラ４２と搬送ローラ４７との間の位置に設置される。

＜定着装置＞
図３は、定着ユニット２５Ａと、定着ユニット２５Ａの出口に設置されているセンサ６１，６２についての説明図である。

定着装置である、図１に示す定着ユニット２５又は図３に示す定着ユニット２５Ａでは、記録紙Ｐのトナー画像が転写された面を加熱し、圧接する定着部材（図１の定着ベルト２６又は図３の定着ローラ２６Ａ）と、記録紙Ｐを定着部材の側に押し付ける加圧部材（加圧ローラ２７）によりニップ部Ｎを形成している。

本実施形態に係る定着装置における定着部材の構成は、図１に示すような定着ベルト２６、あるいは図３に示すような定着ローラ２６Ａのいずれであってもよい。

このような構造の定着ユニット２５のニップＮで、記録紙Ｐ上のトナー画像が、記録紙Ｐの表面に入り込み、定着される、即ち、定着プロセスを行う。

定着ユニット２５の出口付近に、記録紙Ｐ上に形成された画像位置ずれ補正パターン像を検出するための２つのセンサ６１、６２（第２検出部）が備わっている。センサ６１，６２は、ニップ部よりも記録紙Ｐの搬送方向の下流で、トナー画像として記録紙Ｐ上に形成され、圧接された画像位置ずれ補正用パターンを検出する検出手段として機能する。

センサ６１，６２はＣＣＤ（Charge Coupled Device）、ＣＩＳ（Contact Image Sensor）等の画像読み取りセンサである。

センサ６１，６２が読み取る位置ずれ補正用パターンは、記録紙Ｐ上の印刷可能領域の四隅に形成されている。センサ６１，６２は、画像位置ずれ補正用パターンを検出可能な位置に設置されている。

センサ６１，６２による、記録紙Ｐ上の定着プロセス後の画像位置ずれ補正用パターンの検出結果に基づき、プリンタ制御部９０（図５参照）において、記録紙に対する画像位置、表面の画像位置に対する裏面の画像位置を補正する。

＜光ビーム走査装置＞
図４は、本発明の一実施形態に係る光ビーム走査装置２１の構成の一例を説明する概要図である。図４は、図２の光ビーム走査装置２１を上から見た上面図である。光ビーム走査装置２１は、各色とも光ビーム走査装置２１とも同じ構成であり、いずれかの一色の例として説明する。

光ビーム走査装置２１は、ＬＤ(Laser Diode)２１１と、シリンダレンズ２１２と、ポリゴンミラー２１３と、ｆθレンズ２１４と、同期ミラー２１６と、同期レンズ２１７と、同期センサ２１８と、を有する。

ＬＤ（ＬＤ光源）２１１は、光ビームを発光させる光源である。以下、光源がＬＤの場合を例に説明する。

ＬＤ２１１は、画像形成装置１に入力される画像データに基づいてＬＤ制御部７４（図５参照）によって制御されて、点灯、及び消灯する光源である。ＬＤ２１１から発光された光ビームは、シリンダレンズ２１２を通り、ポリゴンミラー２１３で反射する。ポリゴンミラー２１３は、ポリゴンモータによって回転し、入射してきた光ビームを偏向させる。なお、光ビーム走査装置２１は、複数のＬＤ２１１を有する構成、又は複数の色で光源を共有する構成であってもよい。

ポリゴンミラー２１３で反射した光は、ｆθレンズ２１４を通り、折り返しミラー２１５に向かう。折り返しミラー２１５で反射した光は、各色の作像装置２０に入射し、感光体ドラム４０の上を走査する。

主走査方向の書き出しである端部では、ｆθレンズ２１４を通った光は、同期ミラー２１６で反射し、同期レンズ２１７を通って、同期センサ２１８に入射する。同期センサ（同期検出センサ）２１８は、入射する光から主走査方向の書き出し開始のタイミングを検出する。

なお、主走査方向は、記録紙Ｐの搬送方向に対して垂直方向である。副走査方向は、記録紙Ｐの搬送方向である。以下、主走査方向、及び副走査方向は、同様に記載する。

＜光書込み制御部と光ビーム走査装置＞
図５は、本発明の一実施形態に係る光書込み制御部７０及び光ビーム走査装置２１の構成の一例を説明する機能ブロック図である。図５では、１色分の光ビーム走査装置の制御に関わる部分を示しているが、プリンタ制御部９０、制御データ記憶部９５、センサ６１，６２，６３以外の、光書込み制御部７０、光ビーム走査装置２１、感光体ドラム４０は、４色に対して夫々設けられている。

図５では、光ビーム走査装置２１は、光書込み制御部７０によって制御されており、光書込み制御部７０は、プリンタ制御部９０によって制御されている。プリンタ制御部９０は、センサ６１，６２，６３の検出結果を受信する。

光書込み制御部７０は、画素クロック(clock)生成部７１と、書出開始位置制御部７２、同期検知用点灯制御部７３、ＬＤ制御部７４、及びポリゴンモータ制御部７５を有する。

光ビーム走査装置２１では、主走査方向端部の画像書き出し側に光ビームを検出する同期センサ２１８が、書出開始位置側に設けられている。光ビーム走査装置２１では、ｆθレンズ２１４を透過した光ビームが同期ミラー２１６によって反射され、同期レンズ２１７によって集光させて同期センサ２１８に入射するように構成されている。

光ビームが同期センサ２１８上を通過することにより、同期センサ２１８から同期検知信号ＸＤＥＴＰが出力され、その同期検知信号ＸＤＥＴＰを光書込み制御部７０の画素クロック生成部７１、書出開始位置制御部７２、及び同期検知用点灯制御部７３に送る。

画素クロック生成部７１では、同期検知信号ＸＤＥＴＰに同期した画素クロックＰＣＬＫを生成し、その画素クロックＰＣＬＫを書出開始位置制御部７２及び同期検知用点灯制御部７３に送る。

詳しくは、画素クロック生成部７１は、基準クロック生成部７１１と、ＶＣＯ（Voltage Controlled Oscillator）クロック発生部７１２と、位相同期クロック生成部７１３と、を有する。

基準クロック生成部７１１は、基準となるクロック信号である基準クロック信号ＦＲＥＦを生成する。ＶＣＯクロック発生部７１２は、ＶＣＯクロック信号ＶＣＬＫを生成する。位相同期クロック生成部７１３は、同期検知信号ＸＤＥＴＰに同期させた画素クロックＰＣＬＫを生成する。位相同期クロック生成部７１３で生成する画素クロック信号ＰＣＬＫの周波数は、ＶＣＯクロック信号ＶＣＬＫの周波数に基づいて変更できる。

書出開始位置制御部（書込み位置制御部）７２は、同期検知信号ＸＤＥＴＰ、画素クロックＰＣＬＫ、及びプリンタ制御部９０からの制御信号等により、画像書出し開始タイミング及び画像幅を決定する主走査制御信号ＸＲＧＡＴＥ、副走査制御信号ＸＦＧＡＴＥを生成している。

同期検知用点灯制御部７３は、最初に同期検知信号ＸＤＥＴＰを検出するために、ＬＤ強制点灯信号ＢＤをＯＮしてＬＤを強制点灯させる。一方、同期検知信号ＸＤＥＴＰを検出した後には、同期検知信号ＸＤＥＴＰと画素クロックＰＣＬＫを用いて、フレア光が発生しない程度で確実に同期検知信号ＸＤＥＴＰが検出できるようなタイミングでＬＤを点灯させる。そして、同期検知信号ＸＤＥＴＰを検出したらＬＤを消灯するようなＬＤ強制点灯信号ＢＤを生成し、ＬＤ制御部７４に送る。

さらに、同期検知用点灯制御部７３は、各ＬＤ２１１の光量制御タイミング信号ＡＰＣを同期検知信号ＸＤＥＴＰと画素クロックＰＣＬＫを用いて生成し、ＬＤ制御部７４に送る。この信号は画像書き込み領域外で実行する必要があり、そのタイミングで光量を狙いの光量に制御する。

ＬＤ制御部７４では、同期検知用強制点灯信号ＢＤ、光量制御タイミング信号ＡＰＣ及び画素クロックＰＣＬＫに同期した画像データに応じてレーザを点灯制御する。そして、ＬＤ２１１及びシリンダレンズ２１２を含むＬＤユニット（２１１，２１２）のＬＤ２１１からレーザビームが出射し、ポリゴンミラー２１３に偏向され、ｆθレンズ２１４を通り、感光体ドラム４０上を走査することになる。

ポリゴンモータ制御部７５は、プリンタ制御部９０からの制御信号により、ポリゴンモータを規定の回転数で回転制御する。副走査方向の画像倍率を変更する場合には、ポリゴン回転数を制御する。なお、印刷する画像のページ毎にポリゴンモータの回転数を制御することが困難な場合は、画像データ自体の間引き、挿入等で副走査方向の画像倍率を制御することも可能である。

記録紙Ｐの色を検出するセンサ６３は、検出した色情報をプリンタ制御部９０に送る。プリンタ制御部９０では、センサ６１、６２で検出可能な画像位置ずれ補正パターンの色を決定し、その色に対応する光書込み制御部７０、光ビーム走査装置２１を動作させる。

画像位置ずれ補正用パターンを検出するセンサ６１，６２は、各センサ６１，６２で検出した画像パターン情報をプリンタ制御部９０に送る。プリンタ制御部９０では、位置ずれ量を算出し、補正データを生成し、書出開始位置制御部７２、画素クロック生成部７１に制御信号を設定するとともに、その補正データを制御データ記憶部９５に記憶しておく。

制御データ記憶部９５は、画像形成動作を行う際に、記憶されている補正データが、プリンタ制御部９０の指示により読み出され、その補正データに対応する制御信号は、書出開始位置制御部７２、画素クロック生成部７１に設定される。

＜ＶＣＯクロック発生部＞
図６は、ＶＣＯクロック発生部７１２について説明する図である。

図６に示すＶＣＯクロック発生部７１２は、位相比較器１２１と、ローパスフィルタ（ＬＰＦ：Low Pass Filter）１２２と、ＶＣＯ１２３と、１／Ｎ分周器１２４と、を有する。

位相比較器１２１は、基準クロック生成部７１１からの入力信号である基準クロック信号ＦＲＥＦと、１／Ｎ分周器１２４から１／Ｎ分周されたＶＣＯクロック信号ＶＣＬＫと、が入力される。位相比較器１２１は、入力された２つの信号の立ち下がりエッジの位相を比較し、誤差成分を所定の電流でＬＰＦ１２２に出力する。

ＬＰＦ１２２は、位相比較器１２１の出力から高周波成分である雑音等を取り除き、直流電圧をＶＣＯ１２３に出力する。

ＶＣＯ１２３は、ＬＰＦ１２２の出力に基づいて、ＬＰＦ１２２の出力に依存した発振周波数であるＶＣＯクロック信号ＶＣＬＫを出力する。

１／Ｎ分周器１２４は、入力されるＶＣＯクロック信号ＶＣＬＫを、設定された分周比Ｎで１／Ｎに分周する。

なお、基準クロック信号ＦＲＥＦの周波数及び分周比Ｎは、プリンタ制御部９０から設定が可能である。画素クロック生成部７１は、基準クロック信号ＦＲＥＦの周波数と、分周比Ｎの値を変更することで、ＶＣＯクロック信号ＶＣＬＫの周波数を変更することができる。

＜書き出し位置制御部＞
図７は、本発明の一実施形態に係る書出開始位置制御部７２の一例を説明する機能ブロック図である。

図７に示す書出開始位置制御部７２は、主走査ライン同期信号発生部２１０と、主走査制御信号発生部２２０と、副走査制御信号発生部２３０とを備えている。

主走査ライン同期信号発生部２１０は主走査制御信号発生部２２０内の主走査カウンタ（カウンタ値）、副走査制御信号発生部２３０内の副走査カウンタ（カウンタ値）を動作させるためのカウンタ制御信号ＸＬＳＹＮＣを生成する。

主走査制御信号発生部２２０は画像信号の取り込みタイミング（主走査方向の画像書出しタイミング）を決定する信号ＸＲＧＡＴＥを生成する。主走査制御信号発生部２２０は、主走査カウンタ２２１と、コンパレータ２２２と、制御信号生成部２２３と、を有する。

主走査制御信号発生部２２０において、主走査カウンタ２２１は、カウンタ制御信号ＸＬＳＹＮＣで動作を開始し、画素クロック信号ＰＣＬＫごとにカウントアップ(count up)する。コンパレータ２２２は、主走査カウンタ２２１によるカウンタ値（カウント値）と、プリンタ制御部９０からの設定信号による設定値１と、を比較し、比較結果を出力する。制御信号生成部２２３は、コンパレータ２２２からの比較結果に基づいて主走査制御信号ＸＲＧＡＴＥを生成する。

副走査制御信号発生部２３０は画像信号の取り込みタイミング（副走査方向の画像書出しタイミング）を決定する信号ＸＦＧＡＴＥを生成する。副走査制御信号発生部２３０は、副走査カウンタ２３１と、コンパレータ２３２と、制御信号生成部２３３と、を有する。

副走査制御信号発生部２３０において、副走査カウンタ２３１は、プリンタ制御部９０からの印刷開始信号で動作を開始し、カウンタ制御信号ＸＬＳＹＮＣごとにカウントアップする。コンパレータ２３２は、副走査カウンタ２３１によるカウンタ値と、プリンタ制御部９０からの設定信号による設定値２とを比較し、比較結果を出力する。制御信号生成部２３３は、コンパレータ２３２からの比較結果に基づいて副走査制御信号ＸＦＧＡＴＥを生成する。

上記構成の書出開始位置制御部７２は、主走査についてはクロックＰＣＬＫの１周期単位、つまり１ドット単位で、副走査についてはＸＬＳＹＮＣの１周期単位、つまり１ライン単位で、書出位置を補正可能である。

ここで、主走査方向、副走査方向とも、補正データについては、制御データ記憶部９５に記憶されている。

＜タイミングチャート＞
図８は、本発明の一実施形態に係る書出開始位置制御部７２による主走査方向の制御の一例を説明するタイミングチャートである。

図８の例では、カウンタ制御信号ＸＬＳＹＮＣによって、主走査カウンタ２２１のカウンタ値がリセットされ、画素クロック信号ＰＣＬＫで主走査カウンタ２２１のカウンタ値がカウントアップしていく。

主走査カウンタ２２１によってカウントされるカウンタ値がプリンタ制御部９０によって設定された設定値１（この場合Ｘ）になったとき、コンパレータ２２２からその比較結果が出力され、制御信号生成部２２３によってＸＲＧＡＴＥがＬｏｗレベル（有効）になる。主走査制御信号ＸＲＧＡＴＥは主走査方向の画像幅分だけＬｏｗレベルとなる信号（ローアクティブ信号）である。即ち、主走査制御信号ＸＲＧＡＴＥがＬｏｗの期間、ラインメモリ８０から主走査方向の画像信号が出力され、ＬＤ制御部７４により、ＬＤ２１１を発光させて、感光体ドラム４０の表面への主走査方向の書き込み動作を行わせる。

＜副走査方向のタイミングチャート＞
図９は、本発明の一実施形態に係る書出開始位置制御部７２による副走査方向の制御の一例を説明するタイミングチャートである。

図９の例では、プリンタ制御部９０からの印刷開始信号で副走査カウンタ２３１のカウンタ値がリセットし、カウンタ制御信号ＸＬＳＹＮＣで副走査カウンタ２３１のカウンタ値をカウントアップしていく。

副走査カウンタ２３１によってカウントされるカウンタ値がプリンタ制御部９０によって設定された設定値２（この場合Ｙ）になったところでコンパレータからその比較結果が出力され、副走査用の制御信号生成部２３３によって副走査制御信号ＸＦＧＡＴＥがＬｏｗレベル（有効）になる。

副走査制御信号ＸＦＧＡＴＥは副走査方向の画像長さ分だけＬｏｗレベルとなる信号（ローアクティブ信号）である。即ち、副走査制御信号ＸＦＧＡＴＥがＬｏｗの期間、ラインメモリ８０から副走査方向の画像信号が出力され、ＬＤ制御部７４により、ＬＤ２１１を発光させて、感光体ドラム４０の表面への副走査方向の書き込み動作を行わせる。

＜ラインメモリ＞
図１０は、本発明の一実施形態に係る画像信号の取り込みを実現するための構成の一例を説明する機能ブロック図である。

画像形成装置１は、プリンタ制御部９０及び、光書込み制御部７０に接続されるラインメモリ８０を有する。ラインメモリ８０は、画像信号で入力される画像データを記憶する。

ラインメモリ８０は、入力される画素クロック信号ＰＣＬＫに同期して画像信号の出力を行う。ラインメモリ８０は、入力される主走査制御信号ＸＲＧＡＴＥに基づいて図４のＬＤ制御部７４に画像信号を出力する。

即ち、ラインメモリ８０は、ＬＤ制御部７４と前段階の処理を行う。ラインメモリ８０は、図４のプリンタ制御部９０、フレームメモリ、又はスキャナー１０２（図１１参照）等から入力された画像信号を図４のＬＤ制御部７４に、図８，図９の最も下の段に示す画像信号を出力する。図４のＬＤ制御部７４は、ラインメモリ８０から出力された画像信号タイミングで、図４のＬＤ２１１を点灯させる。

＜ハードウェア＞
図１１は、本実施形態に係る画像形成装置１のハードウェア構成の一例を示す図である。本実施形態に係る画像形成装置１は、一般的なサーバやＰＣ（Personal Computer）等の情報処理端末と同様の構成に加えて、画像形成を実行するエンジン１１３を有する。

図１１に示すように、本実施形態に係る画像形成装置１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１０、ＲＡＭ（Random Access Memory）１１１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１１２、エンジン１１３、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）１１４及びＩ／Ｆ（Interface）１１５、通信Ｉ／Ｆ１１６が、バス１１７を介して接続されている。

Ｉ／Ｆ１１５には、操作表示部１０１、スキャナー１０２、ファクシミリボード１０３が接続されている。

ＣＰＵ１１０は演算手段であり、画像形成装置１全体の動作を制御する。ＲＡＭ１１１は、情報の高速な読み書きが可能な揮発性の記憶媒体である。ＣＰＵ１１０が情報を処理する場合、ＲＡＭ１１１はＣＰＵ１１０の作業領域に用いられる。ＲＯＭ１１２は、読み出し専用の不揮発性記憶媒体であり、ファームウェア等のプログラムが格納されている。

エンジン１１３は、画像形成装置１において実際に画像形成を実行する機構である。例えば、エンジン１１３は、例えば図１に示すプリンタ部１００に相当し、光ビーム走査装置２１や、作像ユニット２０や、トナーボトルからトナーを現像ユニット２９に補給するトナー補給機構や、給紙搬送機構（４６，４７）や、転写部（１０，１１，２２）や定着ユニット２５等の駆動制御部を含んで構成される。

ＨＤＤ１１４は、情報の読み書きが可能な不揮発性の記憶媒体であり、ＯＳ（Operating System）、各種の制御プログラム、及びアプリケーション・プログラム等が格納されている。

Ｉ／Ｆ１１５は、バス１１７と各種のハードウェア等を接続し制御する。

操作表示部１０１は、ユーザが画像形成装置１の状態を確認するための視覚的ユーザインタフェースであるLCD(Liquid Crystal Display)と、キーボード及びマウス等、ユーザが画像形成装置１に情報を入力するためのユーザインタフェースとを備える。

スキャナー１０２は、コンタクトガラス３２上の原稿又はＡＤＦ４００にセットされた原稿の画像（印字情報）を読み取り、画像データ（電気信号）に変換する。

ファクシミリボード１０３は、ファクシミリ送信指示があるときに、スキャナー１０２を駆動させて、原稿の画像を読み込み、その画像データをファクシミリ通信回線に送信する。受信の際は、ファクシミリボード１０３は、通信回線からファクシミリ呼び出しに応じて画像データを受信し、エンジン１１３を駆動させて、受信した画像データをプリントアウトさせる。

通信Ｉ／Ｆ１１６は、バス１１７と、画像形成装置１に接続された各種の外部機器ネットワーク等を接続し制御する。

ＰＣ２は、通信Ｉ／Ｆ１１６を介して画像形成装置１へ接続され、画像データや、余白設定情報を転送する。

このようなハードウェア構成において、ＲＯＭ１１２、ＨＤＤ１１４、又は光学ディスク等の記憶媒体に格納されたプログラムがＲＡＭ１１１に読み出される。ＣＰＵ１１０がＲＡＭ１１１に読み出されたプログラムに従って演算を行うことにより、ソフトウェア制御部が構成される。このようにして構成されたソフトウェア制御部と、ハードウェアとの組み合わせによって、本実施形態に係る画像形成装置１の機能を実現する図５〜図７に示すような機能ブロックが構成される。

＜画像位置ずれ補正用パターン＞
図１２は、画像位置ずれ補正用パターンについて説明する図である。

記録紙Ｐ上の表面の印刷画像領域の四隅端部に画像位置ずれ補正パターンＣを形成する。印刷画像に画像位置ずれ補正用パターンが付加されることになる。より詳しくは、記録媒体上に、印刷対象となる文字又は画像の少なくとも一方を構成する画像データと、補正パターンを構成するトナー像とが形成されることになる。

記録紙Ｐが搬送方向に移動することで、補正パターンを構成するトナー像（下記、補正パターン像ともいう）Ｃはセンサ６１，６２に検知され、プリンタ制御部９０に送られ、記録紙Ｐのエッジに対するパターン位置が算出される。

プリンタ制御部９０では、検出結果を理想のパターン位置と比較し、主走査方向の画像位置、画像倍率、副走査方向の画像位置、画像倍率の補正値を算出し、図５で説明した書出開始位置制御部７２、画素クロック生成部７１、ポリゴンモータ制御部７５に設定する。

記録紙Ｐの表面の画像位置を補正する場合は、リアルタイムに補正ができない、つまり、パターン検出した画像自体は補正できない。このため、次のページ以降に補正値を反映するか、または、印刷画像とは別に補正用パターンのみを１枚もしくは複数枚印刷し、その結果に基づいて補正値を算出して制御データ記憶部９５に記憶しておき、画像印刷時に読み出して補正する。

記録紙Ｐの表面に対する裏面の画像位置の補正値の設定については、リアルタイムの補正が可能であり、検出した記録紙Ｐの裏面画像を形成するタイミングに合わせることになる。

補正パターン像Ｃの形状は、記録紙Ｐに対して主走査方向と副走査方向の画像位置が検出できれば良いので、図１２に示すようなＬ字型に限るものではない。例えば四角形や、横線、縦線の組み合わせでもよい。補正パターン像Ｃは、検出可能であれば、出来る限り小さい方が目立たないため好ましい。

補正パターンを構成するトナー像Ｃの色については、センサ６３の検出結果に基づいて決定する。例えば、記録紙Ｐがホワイトの場合はブラック、記録紙Ｐがブラックの場合はホワイトになる。

本実施形態では２つのセンサ６１，６２で補正パターン像を検知する構成を示しているが、記録紙Ｐの幅が変わっても全ての補正パターンを構成するトナー像が検知できればよいため、幅方向の全域に長さを有する１つのセンサでも問題ない。

このように、補正パターンを構成するトナー像Ｃを作成することで、印刷と同時に、補正パターンの確認が可能になるとともに、印刷対象となっている文字又は画像（印刷画像）への影響を最小限にすることができる。

＜画像形成のタイミングチャート＞
図１３は、画像形成のタイミングチャートである。

図１３のタイミングチャートに示すように、センサ６３（紙色検知）で記録紙Ｐを検出した後に、第１作像色（図１３ではホワイト）の画像書込みを開始することで、予めパターンの色を指定することなく、画像形成する記録紙Ｐの色で検出可能なパターンを生成することが可能となる。

図１３の例では、１ページ目の記録紙Ｐの色がホワイトの場合、ホワイト（ＦＧＡＴＥ＿Ｗ）、イエロー（ＦＧＡＴＥ＿Ｙ）、マゼンタ（ＦＧＡＴＥ＿Ｍ）、シアン（ＦＧＡＴＥ＿Ｃ）については画像データをそのまま画像形成することになるが、ブラック（ＦＧＡＴＥ＿Ｋ）については、画像データに画像位置ずれ補正用パターンを付加して画像形成する。

２ページ目の記録紙Ｐがブラックの場合、ホワイトについては画像データに画像位置ずれ補正用パターンを付加して画像形成する。イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックについては画像データをそのまま画像形成することになる。３ページ目以降についても紙色検知の結果でどの色に画像位置ずれ補正用パターンを付加するかが決まる。

＜制御フロー＞
図１４は、本発明の一実施形態に係る画像形成動作の全体処理の一例を説明するフローチャートである。

まず、図１１の操作表示部１０１の有する操作パネル又は、画像形成装置１に接続されるＰＣ２等からの指示により、スタートの操作（印刷開始指示）が行われた場合に、フローを開始する（スタート）。

まず、ステップＳ１１では、ポリゴンミラー２１３を回転させるように、ポリゴンモータをプリンタ制御部９０が指示する回転数で回転させる処理を行う。

ステップＳ１２では、画像形成装置１は、図５のプリンタ制御部９０に補正データを入力して、設定させる処理を行う（補正ステップ）。ステップＳ１２では、制御データ記憶部９５で記憶された、表面から検出した補正データ又は複数の記録紙で平均化した補正データを、プリンタ制御部９０で呼び出す。

ステップＳ１３では、図５のＬＤ制御部７４は光源であるＬＤ２１１を点灯させる処理を行う。光源を点灯させる処理は、例えば同期検知用強制点灯信号ＢＤを出力させるための点灯、及び各光源を所定の光量で点灯させるためのいわゆるＡＰＣ動作等を行う処理である。

ステップＳ１４では、画像形成装置１は、画像形成を行う。画像形成は、画像形成装置１に入力された画像データに基づいて、図５のＬＤ制御部７４によるＬＤ２１１の制御等によって感光体ドラム４０に潜像の書き込みを開始することで、記録紙Ｐに対するトナー像を作成し、記録紙Ｐに画像形成を行う。このとき、補正のための画像位置検出用パターン（画像位置ずれ補正用パターン）の形成が必要な場合は、画像位置ずれ補正用パターンを構成するトナー像を記録紙Ｐ上の形成も、通常の画像形成と一緒に実施する。

ステップＳ１５では、画像形成装置１は、次の画像があるか否かの判断を行う。画像形成装置１は、次の画像があると判断した場合（ステップＳ１５でＹｅｓ）、ステップＳ１４に戻り、次の画像の画像形成を行う。画像形成装置１は、次の画像がないと判断した場合（ステップＳ１５でＮｏ）、ステップＳ１６に進む。

ステップＳ１６では、ＬＤ制御部７４は、ＬＤ２１１を消灯させる。

ステップＳ１７では、ポリゴンモータ制御部７５は、図５のポリゴンミラー２１３を回転させるポリゴンモータを停止させ、全体処理を終了する（エンド）。

＜画像位置ずれ補正フロー＞
図１５を参照して本実施形態の印刷位置の位置ずれ補正方法を説明する。図１５は、画像位置ずれ検出結果を補正データとして反映するための制御フローチャートである。本制御フローは、例えば、図１４に示した画像形成動作中に実施される。

まず、Ｓ２１で、印刷が始まると記録紙Ｐが給紙カセット４４から給紙され、給紙カセット４４の出口近傍に設置されるセンサ６３によって、記録紙Ｐの色が検出されてプリンタ制御部９０に送信される（第１検出ステップ）。

Ｓ２２で、プリンタ制御部９０は、センサ６３の検出結果（記録紙Ｐの色情報）に基づいて、画像位置ずれ補正用パターンの色を決定する（色選択ステップ）。

Ｓ２３で、補正用パターンの色決定後、両面印刷動作を開始し、第１面（表面）に印刷画像を形成するのと同時に、図１２を参照して説明した、画像位置ずれ補正用パターンを構成するトナー像Ｃを、Ｓ２２にて決定した色で記録紙Ｐ上に形成する（パターン生成ステップ）。

Ｓ２４で、定着ユニット２５の出口に設けられたセンサ６１，６２で、Ｓ２３で形成した画像位置ずれ補正用パターン像Ｃを検知して、プリンタ制御部９０に送る（第２検出ステップ）。

そして、Ｓ２５で、プリンタ制御部９０は、理想値に対するずれ量を算出し、Ｓ２６で補正を実施するかを判断する。この判断は、例えば、ずれ量が補正分解能の１／２以上であれば補正を行うことになる。

Ｓ２６で補正すると判断した場合（Ｙｅｓ）、補正データを算出し（Ｓ２７）、制御データ記憶部９５の補正データを更新して記憶し（Ｓ２８）、第２面（裏面）の画像形成に合わせて、書込み制御部７０の各制御部に補正データ（制御データ）を設定する（Ｓ２９）（補正ステップ）。

ここでの補正データは、主走査方向の画像倍率を決定する画素クロック周波数の設定値と、主走査方向の画像位置を決定するＸＲＧＡＴＥ信号の設定値と、副走査方向の画像位置を決定するＸＦＧＡＴＥ信号の設定値と、副走査方向の画像倍率を決定するポリゴンモータの回転数の設定値である。

一方、Ｓ２６で補正を行わないと判断した場合（Ｎｏ）、補正データの更新は行わず、補正データのフローは終了する。２枚目以降についても同様の制御となる。

２枚目以降も、補正を行い、補正データを算出した場合、制御データ記憶部９５に記憶されている、第１面（表面）の補正データと、第２面の補正データを、更新し、再設定する（Ｓ２８，Ｓ２９）。

本実施形態の位置ずれ補正は、表面と裏面の位置合わせに適用することに加えて、連続印刷の際に、ある記録紙の検出結果を次の記録紙に反映させることもできる。

第１面（表面）の画像位置ずれ補正について、制御フローは同様であるが、第２面（裏面）の補正と異なり、リアルタイムに補正できない場合がある。例えば、１枚目のパターンを検出している時に２枚目の画像を形成している場合である。

この場合、１枚目の第１面の検出結果を２枚目の第１面にフィードバックできないため、何枚か後の画像に補正値をフィードバックすることになるが、その場合、何枚かの検出結果の平均値を使うことが望ましい。補正データを制御データ記憶部９５に記憶しておくことで、常に最新の補正データを使用することができる。

なお、図１５に示す画像位置ずれ補正については、例えば表面に対する裏面の画像位置ずれの補正は両面印刷時に実施することになるが、常に実施するようにしても良いし、ユーザが操作パネルから指示することで実施できるようにしても良い。

本実施形態の画像形成装置１は、記録紙Ｐの色情報を検出するセンサ６３と、センサ６３により検出された色情報に基づいて画像位置ずれ補正用パターンＣの色を選択する色選択部として機能し、かつ、選択した色で記録紙Ｐに画像位置ずれ補正用パターンＣを生成するパターン生成部として機能するプリンタ制御部９０と、記録紙Ｐ上の画像位置ずれ補正用パターンＣを検出するセンサ６１、６２と、を備える。プリンタ制御部９０は、センサ６１、６２による画像位置ずれ補正用パターンＣの検出結果に基づいて、記録紙Ｐへ転写する画像の位置ずれを補正する補正部としても機能する。

この構成により、記録紙Ｐの色が印刷中に切り替わったとしても、センサ６３が検出する記録紙Ｐの色情報に基づいて画像位置ずれ補正用パターンＣの色を記録紙Ｐの色変化に合せて適切な色に変更することにより、センサ６１、６２が記録紙Ｐ上の画像位置ずれ補正用パターンＣを検出可能な状態を維持できるので、プリントスピードを遅くすることなく画像位置を補正することが可能となる。

また、本実施形態の画像形成装置１では、記録紙Ｐの色情報を検出するセンサ６３は、画像を記録紙Ｐに転写する転写部（中間転写ベルト１０、転写器１１、２次転写ユニット２２）より上流側に設置され、最上流の作像色の画像書込み開始前に記録紙Ｐの色情報を検出する。この構成により、転写部が記録紙Ｐへの転写を開始するよりも確実に前のタイミングでセンサ６３による記録紙Ｐの色情報の検出ができるので、画像位置ずれ補正用パターンＣの色によらず、プリントスピードを遅くすることなく画像位置を補正することができる。

また、本実施形態の画像形成装置１では、センサ６１、６２は、記録紙Ｐの両面の色情報を検出するのが好ましい。この構成により、記録紙Ｐの表と裏の色が違っていても、プリントスピードを遅くすることなく画像位置を補正することができる。

また、本実施形態の画像形成装置１では、センサ６３が検出する記録紙Ｐの色情報とは明度の情報を含むのが好ましい。これにより、確実にパターン検出できる画像位置ずれ補正用パターンＣの色を選定することができる。

以上、具体例を参照しつつ本実施形態について説明した。しかし、本開示はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、条件、形状などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。

１ 画像形成装置
１０ 中間転写ベルト（転写部）
１１ 転写器（転写部）
２２ ２次転写ユニット（転写部）
６１、６２ センサ（第２検出部）
６３ センサ（第１検出部）
９０ プリンタ制御部（色選択部、パターン生成部、補正部）
Ｐ 記録紙
Ｃ 画像位置ずれ補正用パターン

特開２０１１−２２１２３９号公報

Claims (5)

1. 記録紙の色情報を検出する第１検出部と、
   前記第１検出部により検出された前記色情報に基づいて画像位置ずれ補正用パターンの色を選択する色選択部と、
   前記色選択部により選択された色で前記記録紙に前記画像位置ずれ補正用パターンを生成するパターン生成部と、
   前記記録紙上の前記画像位置ずれ補正用パターンを検出する第２検出部と、
   前記第２検出部による前記画像位置ずれ補正用パターンの検出結果に基づいて、前記記録紙へ転写する画像の位置ずれを補正する補正部と、
   を備える画像形成装置。
2. 前記第１検出部は、前記画像を前記記録紙に転写する転写部より上流側に設置され、最上流の作像色の画像書込み開始前に記録紙の色情報を検出する、
   請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記第１検出部は、前記記録紙の両面の色情報を検出する、
   請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記色情報は明度を含む、
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 記録紙の色情報を検出する第１検出ステップと、
   前記第１検出ステップにて検出された前記色情報に基づいて画像位置ずれ補正用パターンの色を選択する色選択ステップと、
   前記色選択ステップにて選択された色で前記記録紙に前記画像位置ずれ補正用パターンを生成するパターン生成ステップと、
   前記記録紙上の前記画像位置ずれ検出用パターンを検出する第２検出ステップと、
   前記第２検出ステップの前記画像位置ずれ補正用パターンの検出結果に基づいて、前記記録紙へ転写する画像の位置ずれを補正する補正ステップと、
   を含む位置ずれ補正方法。

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