JP3078421B2 - デジタル画像形成装置及びデジタル画像形成装置のレーザ走査光補正方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はデジタル画像データを
レーザ光として出力し、このレーザ光により画像形成を
行う画像形成装置に関し、例えばデジタル複写機、ファ
クシミリ等に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１０はデジタル複写機の構成例を示す
図であり、このデジタル複写機には、スキャナ部１、レ
ーザプリンタ部２、多段給紙ユニット３、およびソータ
４が備えられている。スキャナ部１は、透明ガラスから
なる原稿載置台５、両面対応自動原稿送り装置（ＲＤ
Ｆ）６、およびスキャナユニット７を備えている。スキ
ャナユニット７は、一般にＣＣＤラインセンサ（以下単
にＣＣＤという）を備え、原稿を走査してその画像デー
タを読み取る。レーザプリンタ部２は、手差しトレイ３
４、レーザ書き込みユニット２１、およびトナー画像を
形成するため、感光体ドラム２３を含む静電写真プロセ
ス部２２を備えている。多段給紙ユニット３は、第１カ
セット３１、第２カセット３２、第３カセット３３、お
よび大容量カセット３５、の４つの給紙部を備えてい
る。ソータ４は多段の排紙トレイ４１を備えている。

【０００３】図１１は用紙上に形成される画像位置の状
態を説明するための図である。レーザ書き込みユニット
２１は、制御部のメモリから送られる画像データに応じ
たレーザ光を出射する半導体レーザ１１、矢印Ａ方向に
回転しレーザ光を等角速度偏向するポリゴンミラー１
２、等角速度偏向されたレーザ光が感光体ドラム２３上
で等速偏向されるように補正するｆ−θレンズ１３、反
射ミラー１４等を有している。画像データは、レーザ書
き込みユニット２１によってレーザ光として出射され、
感光体ドラム２３表面を露光走査する。一方、感光体ド
ラム２３の表面は予め帯電されており、レーザ光走査に
よって静電潜像が形成される。静電潜像はトナーによっ
て可視像化されてトナー像となり、このトナー像が前記
第１カセット３１、第２カセット３２、第３カセット３
３、大容量カセット３５、または手差しトレイ３４のい
ずれかから給紙された用紙１５に転写される。なお手差
しトレイ３４は、他のカセット３１，３２，３３，３５
が特定幅の用紙を給紙するものであるのに対し、任意幅
の用紙を給紙するものであり、ここでは給紙部としてと
取り扱わない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで感光体がレー
ザ光走査されるとき、その主走査方向において、レーザ
書き込みユニット２１と感光体ドラム２３との相対位置
のばらつき、レーザ書き込みユニット２１内部のポリゴ
ンミラー１２，ｆ−θレンズ１３等の位置ばらつき等に
よって、本来画像が形成されるべき位置から位置ずれを
起こすことがある。このずれ幅をｌ１とする。また、給
紙される用紙は、用紙カセットの取り付けのばらつき、
用紙カセットの規制板等の部品位置のばらつき、給紙ロ
ーラの磨耗状態等によって感光体ドラム２３との相対位
置に位置ずれを起こすことがあり、このずれ幅をｌ２と
する。用紙カセットの取り付け状態等は用紙カセットご
とに異なるから用紙のずれ幅ｌ２は用紙カセットごとに
変わってくる。このようなレーザ出力時の位置ずれ，用
紙給紙時の位置ずれの相乗作用により用紙１５上に形成
される画像が用紙の中心からずれてしまい、見栄えの悪
い、品質の悪い画像になってしまう問題があった。

【０００５】この発明の目的は上記問題点に鑑み、レー
ザ光の主走査方向、すなわち、用紙の幅方向において画
像の位置ずれを防止することのできるデジタル画像形成
装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、画像データ
をレーザ走査光として出力するレーザ装置と、レーザ装
置の主走査方向を用紙幅方向として用紙を給紙するとと
もに、用紙を給紙するための給紙部を少なくとも２つ以
上有する給紙装置と、どの給紙部からの給紙であるかを
記す給紙部マークと、用紙サイズの幅方向の所定の位置
に記される位置検出用マークと、を有するテストパター
ンを画像データとして記憶する手段と、テストパターン
を、対応する給紙部から給紙された用紙にプリントする
手段と、用紙にプリントされたテストパターンの画像内
の給紙部マークと、位置検出用マークとを読み取り、給
紙部マークにより表される給紙部における、テストパタ
ーンの位置検出用マークと、プリントされた画像内の位
置検出用マークとの用紙幅方向のずれ量を演算する手段
と、演算されたずれ量に基づいてレーザ走査光の主走査
方向の出力タイミングを補正する手段と、を備えたこと
を特徴とする。

【０００７】

【作用】この発明においては、テストパターンが画像デ
ータとして記憶されており、このテストパターンがレー
ザ装置によりレーザ走査光として出力され、用紙上にテ
ストパターンの画像が形成される。上記テストパターン
は、給紙された用紙がどの給紙部から給紙されたもので
あるかを記す給紙部マークを含んでおり、これによって
給紙部を認識することができる。またテストパターンに
は位置検出用マークも記されている。位置検出用マーク
は用紙サイズの幅方向の所定の位置に記されているもの
であり、感光体ドラムをレーザ光走査するときに書き込
み位置がずれたり、給紙部（用紙カセット）から給紙さ
れた用紙が幅方向にずれていると、画像データとして記
憶されているテストパターンの位置検出用マークの位置
と、用紙上に形成されたテストパターンの位置検出用マ
ークの位置とが用紙幅方向においてずれてしまう。この
ずれ量が演算され、演算されたずれ量に基づいてレーザ
走査光の主走査方向（用紙幅方向）の出力タイミングが
補正される。これにより用紙幅方向の画像の位置が調整
される。この調整は給紙部ごとに行われるから、どの給
紙部から給紙した場合でも同様に、位置ずれのない画像
を形成することができる。

【０００８】

【実施例】図１はこの発明の実施例に係るデジタル複写
機の制御部の要部ブロック図である。

【０００９】スキャナユニット（７）は、コピーランプ
５５、ＣＣＤ５４を備え、コピーランプ５５の光を原稿
１５に照射して、原稿１５の反射光をＣＣＤ５４で検出
する。この実施例のデジタル複写機は最大Ａ３サイズま
で複写可能で、Ａ４サイズが縦送りできる（原稿載置台
５上に縦置きできる＝Ａ３Ｅ）ようになっている。また
使用しているＣＣＤ５４は、幅２９７mm（Ａ４サイズ縦
方向の長さ）の、５０００画素、４００ＤＰＩのＣＣＤ
ラインセンサである。原稿反射光がＣＣＤ５４に入射す
ると、その受光量に応じた出力電圧Ｖ_CCD が発生する。
Ｖ_CCD はＡ／Ｄ変換器５６でデジタルデータＤ１に変換
され、次段の白／黒補正回路５７に入力される。白／黒
補正回路５７は、周知のごとく、配光ムラ、画像バラツ
キなどＣＣＤの出力バラツキを補正し定量値とする。白
／黒補正回路５７の出力Ｄ２は、切り出し回路５８に入
力される。切り出し回路５８へは、ＣＰＵ５１から現在
読み込み中の原稿１５のサイズ（原稿サイズを検出する
センサの出力値）が与えられ、切り出し回路５８はデー
タＤ２の中から、原稿サイズ分のデータを切り出し、メ
モリ５３に画像データＤ３として格納する。

【００１０】ところで画像データＤ３はＣＰＵにおいて
画像認識が可能である。この画像認識の手順を簡単に説
明する。

【００１１】ＣＣＤ５４は、ランプリフレクタアセンブ
リに搭載され、原稿サイズの長さだけ原稿に沿って移動
することで副走査方向のデータを得ている。また主走査
方向のデータは、切り出し回路５８によって５０００画
素のデータから、現在読み込み中の原稿サイズ分のデー
タを切り出している。ここで図２に示すように、主走査
方向の１ラインデータ内に画像部１５ａが存在したと
き、画像データＤ３は図示するように段階的なものにな
る。このデータ値Ｄ３がしきい値を越えたポイントｄ１
から、しきい値を下回るまでのポイントｄ２までの幅が
画像部（線画）１５ａの幅であり、その中心点ｄ３が画
像部１５ａの中心になる。この中心点ｄ３は５０００画
素中の何画素めであるかを認識することができる。すな
わち画像中の画像部１５ｄの位置を画素数で表すことが
できる。なおここでは画像部１５ａを認識するためのし
きい値を、白パターンの出力（ＷＨ）と黒パターンの出
力（ＢＫ）との半値に設定している。通常認識された画
像部１５ａは必要に応じ、図示しない画像処理部で濃度
変更処理，変倍処理等がなされ、その画像データＤ３′
がレーザ出力のためのデータとしてメモリ５３に記憶さ
れる。

【００１２】プリントアウト時には、画像データＤ３
（またはＤ３′）がメモリ５３からレーザコントロール
５９へ送られ、その画像データＤ３（またはＤ３′）を
レーザ出力用データＤ４に変換して半導体レーザ１１を
コントロールし、感光体ドラム２３へレーザ光を打ち出
す。図中、ＲＡＭ５２はＣＰＵ５１が動作時のワーキン
グエリア、および、レーザ打ち出し開始タイミング等の
制御パラメータを記憶する記憶部として用いられる。操
作パネル６０はデジタル複写機の上面に設けられ、表示
部や操作キーを有する部分であり、テストモード（後述
する）等のモード設定時等にキー入力選択を行うもので
ある。レーザビーム位置検知センサ（ＢＤ）１６は、図
１１に示すようにポリゴンミラー１２により反射光が出
力される端部に設けられたセンサであり、レーザ光の基
準位置を検知するためのものである。ＣＰＵ５１はＢＤ
１６の出力をモニタし、感光体ドラム２３に打ち出すレ
ーザ光の打ち出しタイミングをコントロールする。

【００１３】次に画像位置の補正方法を、Ａ４サイズの
用紙送りをする場合を例に説明する。なおこの実施例で
はＡ４サイズのテストパターンを用紙にプリントし、そ
のプリント画像のデータに基づいて画像の位置ずれを補
正するが、テストパターンのサイズは他のものに設定し
てもよい。

【００１４】図３はＡ４サイズのテストパターンを示す
図であり、Ａ４サイズよりも一回り（各辺からｌ３だ
け）小さい枠線６１と、縦方向の中心に位置検出用マー
クとしての中心線６２とが設けられている。また中心線
６２から所定距離ｍの位置に給紙部マーク６３がマーキ
ングされる。給紙部マーク６３は、前記した給紙部３
１，３２，３３，３５のいずれからの給紙であるかによ
って、中心線６２からの距離が設定される。例えば第１
カセットの場合にはｍ１、第２カセットの場合にはｍ２
・・・というように異なる長さが設定される。この実施
例では給紙部マークとして図示するように中心線６２と
平行な線を、中心線６２からの距離を変えてマーキング
することによってカセットの種類を判別できるようにし
ているが、他のマークング方法でカセットの種類を判別
するようにしてもよい。例えば、数字等を用いてもよ
い。このテストパターンは予めメモリ５３に記憶されて
おり、このデータを出力してレーザプリンタ部２で画像
形成を行えば、用紙上にその画像（テスト画像）がプリ
ントされる。このようにしてテスト画像がプリントされ
た用紙を原稿載置台５上に載置してその画像データを読
み取り、元々のテストパターン（メモリ５３に予め記憶
されているテストパターン）と、読み取られたテスト画
像データとを比較することで、プリントアウト時の画像
ズレ状態を判別する。テスト画像の位置ずれの例を図４
を参照して説明する。なお図４では給紙部マークを省い
て示している。

【００１５】図４に示すように原稿載置台５は、透明な
硬質ガラスからなり原稿を載置するための載置部５ａ
と、原稿の載置位置を示す指標が記された指標部５ｂと
を有している。この実施例のデジタル複写機はセンター
基準で原稿を載置するもので、指標部５ｂには、センタ
ー指標５ｃと、サイズ指標５ｄとが記されている。原稿
をサイズ指標５ｄに合わせて載置部５ａ上に載置する
と、原稿の中心はセンター指標５ｃに位置するようにな
る。ここで原稿を上記のテスト画像がプリントされたＡ
４サイズの用紙にすると、テストパターンが正確な位置
にプリントアウトされた場合にはその用紙７１をサイズ
指標（Ａ４）に合わせて載置部５ａ上に載置した時、図
４（Ａ）に示すように、テストパターンの中心線６２′
はセンター指標５ｃ、すなわち用紙の中心と一致する状
態になる。この場合、用紙７１の画像（枠線６１′およ
び中心線６２′）のデータをＣＣＤ５４で読み込んで、
メモリ５３に記憶されているテストパターンと比較する
と、読み込んだデータとテストパターンとが一致する。
ところが部品ばらつき等によりプリントアウトされる画
像が位置ずれを起こした場合には図４（Ｂ）に示すよう
に、用紙７２上でテスト画像（枠線６１″および中心線
６２″）が中心からずれ、中心線６２″はセンター指標
５ｃすなわち用紙の中心からずれてしまう。この場合に
は用紙７２の画像６１″，６２″のデータをＣＣＤ５４
で読み込んで、メモリ５３に記憶されているテストパタ
ーンと比較しても両者の一致はみられない。これを画素
単位でみると図５に示すようになる。正確なプリントア
ウトがされた場合には図５（Ａ）に示すように、認識さ
れる中心線６２′の中心点ｄ３′が第２５００画素目に
なるが、プリントアウトに位置ずれがあるときには図５
（Ｂ）に示すように、認識される中心線６２″の中心点
ｄ３″がｌ４画素分だけずれてしまう。なおこのときの
ずれ量ｌ４は、図１１に示すレーザ光走査時のずれ幅ｌ
１と、用紙送りのずれ幅ｌ２とを加算した量である。

【００１６】テスト画像のずれ量ｌ４は使用した用紙カ
セットによって変わる。これは用紙送りのずれ幅ｌ２が
使用するカセットごとに異なるからで、第１カセット３
１，第２カセット３２・・・とカセットごとに中心線の
位置が変わる。例えば図６（Ａ）に示すように、第１カ
セットから給紙した場合には用紙７２上に形成される画
像は６１″，６２″のようになり、中心線６２″は、テ
ストパターンの中心線６２に対してｌ４だけずれる。一
方例えば第２カセットから給紙した場合には図６（Ｂ）
に示すように、用紙７３上に形成される画像パターンは
６１"'のようになり、中心線６２"'はテストパターンの
中心線６２に対してｌ４′だけずれる。

【００１７】このように使用するカセットによってずれ
量がｌ４，ｌ４′・・・のように変化する。ところで、
前記したように用紙上にプリントアウトされるテストパ
ターンは、どの用紙カセットが用いられるかによってパ
ターン像が変えられる。したがって、図６（Ａ），
（Ｂ）に示すように、第１カセットから給紙された用紙
にプリントした場合には中心線６２″からｍ１の距離の
位置に給紙部マーク６３ａがプリントされ、第２カセッ
トから給紙された用紙にプリントした場合には中心線６
２"'からｍ２の距離の位置に給紙部マーク６３ｂがプリ
ントされる。用紙上のテスト画像を読み込んでデータ処
理をするとｍ１，ｍ２の長さが演算でき、この長さによ
ってどの用紙カセットから給紙された用紙にプリントし
たかを認識できる。すなわち、読み込んだテスト画像の
データから中心線（画像）のずれ量（ｌ４，ｌ４′・・
・）と、その用紙が給紙されたカセット（第１カセッ
ト，第２カセット・・・）とを認識することができる。

【００１８】上記したテスト画像のずれ量に基づき画像
の形成位置を補正することによって、いずれの用紙カセ
ットから用紙を給紙した場合でも用紙の中心に画像形成
を行うことができるようになる。この補正値は、求めら
れたずれ量を反対方向にシフトした値であり、例えば図
６（Ａ）に示した画像がリア側（Ｒ側）にずれている状
態のときには、プリントアウト時にレーザ光をｌ４分だ
けフロント側（Ｆ側）にシフトさせて走査することで画
像を用紙の中心に収めることができる。逆に画像がＦ側
にずれているときには、レーザ光をＲ側にシフトさせて
走査することで画像を用紙の中心に収めることができ
る。具体的な調整の仕方を図７，図１１を参照して説明
する。通常レーザ出力データＤ４の読み出しは、ＢＤ１
６からの信号ＢＤを受信後、ＣＬＫ（クロック信号）の
立ち上がりを所定回数カウントしたときに開始される。
なお図１１に示すように半導体レーザ１１の走査光はＦ
側からＲ側への一方向である。今、ＢＤ信号の立ち下が
りからカウント数Ｃａをカウントしたときにプリントデ
ータＤ４の読み出しが開始される（第１画素が読みださ
れる）ように調整されているとし（図中補正前状態）、
このときのプリント画像が図６（Ａ）の画像であったと
する。この場合、画像位置を補正するには、ｌ４画素分
をＦ側にシフトすればよく、プリントデータＤ４の読み
出しをその分早く開始する。すなわち図７中補正後の状
態に示すように、ＣＬＫのカウント数を、“Ｃａ−ｌ４
画素分のカウント数＝Ｃｂ”に設定してデータ読み出し
開始を早くする。

【００１９】図８，図９はこの実施例のデジタル複写機
の要部処理手順を示すフローチャートであり、図８はテ
ストパターンのプリントアウト手順を示すフローチャー
ト、図９は用紙上にプリントされた画像のデータを読み
取る手順を示すフローチャートである。

【００２０】テストパターンをプリントアウトするモー
ド（Ａモード）が選択され、プリントスイッチが操作さ
れるとプリント処理が開始される（ｎ１→ｎ２）。ま
ず、カセット位置を示す“Ｘ”の値に１をセットしその
カセット（第１カセット，第２カセット・・・のいずれ
か）を自動選択するとともに、そのカセット位置に対応
するＣＬＫのカウント数ＣＸをセットする（ｎ３→ｎ４
→ｎ５）。そしてそのカセットから給紙される用紙にプ
リントすべきテストパターン（枠線，中心線，給紙マー
ク）を読みだし、プリント処理を実行する（ｎ６→ｎ
７）。ここで『Ｘ』の値はそれぞれ、『１』は第１カセ
ット３１、『２』は第２カセット３２、『３』は第３カ
セット３３、『４』は大容量カセット３５を示してお
り、上記のプリント処理はＸ＝４となるまで、すなわち
すべてのカセットの用紙にテスト画像をプリントするま
で行われる（ｎ８→ｎ９）。このとき、第１カセット３
１の用紙のテスト画像は例えば図６（Ａ）のようであ
り、第２カセット３２の用紙のテスト画像は例えば図６
（Ｂ）のようになる。

【００２１】上記のようにしてテスト画像のプリント処
理が終了するとプリントされた用紙の画像を読み取る処
理を行う。読み取りモード（Ｂモード）が設定されてプ
リントスイッチが操作されると（ｎ１１→ｎ１２）、原
稿載置台５上の用紙をスキャンしてテスト画像のデータ
を読み取りメモリ５３に格納するとともに、そのテスト
画像データをＣＰＵ５１に送ってテスト画像の中心線の
画素数Ｎとテストパターンの中心線の画素数（２５０
０）とのずれ量ｌ４を演算する（ｎ１３→ｎ１４→ｎ１
５→ｎ１６）。なおテスト画像の中心線の画素数Ｎを求
めるとき、主走査方向の１ラインデータを代表データと
して求めてもよいが、複数ラインのデータの平均、全ラ
インのデータのうち最大値と最小値との中間点、等によ
って求めてもよい。次に給紙部マークを識別し、その給
紙部のカウント値ＣＸを読み出して補正を行い、その補
正後の値ＣＸをＲＡＭ５２に格納する（ｎ１７〜ｎ２
２）。

【００２２】これをプリントされた全ての用紙について
行う（ｎ２３）。

【００２３】このようにしてＲＡＭ５２に用紙カセット
ごとのカウント値Ｃ１，Ｃ２・・・が記憶され、その用
紙カセットから用紙を給紙する際にはそのカウント値Ｃ
１，Ｃ２・・・によりレーザ出力走査の開始タイミング
が設定される。

【００２４】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、給紙部
ごとにレーザ走査光の主走査方向の出力タイミングが補
正されるから、どの給紙部から給紙した場合でも画質
（画像の収まり具合）が変わってしまうことがなく、画
像を用紙の中心に位置させることができる。すなわち品
質の良い画像を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例に係るデジタル複写機の要部
のブロック図である。

【図２】同デジタル複写機における線画る読み取り状態
を説明する図である。

【図３】画像中心を設定するためのテストパターンを示
す図である。

【図４】テストパターンをプリントした画像を原稿載置
台上に載置した状態を示す図である。

【図５】テストパターンをプリントした画像の中心線の
ずれ状態の例を示す図である。

【図６】用紙カセットごとの画像ずれの例を示す図であ
る。

【図７】画像ずれを補正するためのレーザ出力の補正方
法を説明するための図である。

【図８】テストパターンをプリントアウトするための処
理手順を示すフローチャートである。

【図９】画像ずれの補正値を求めるための処理手順を示
すフローチャートである。

【図１０】一般的なデジタル複写機の概略構成を示す図
である。

【図１１】用紙上の画像ずれの発生状態を説明するため
の図である。

【符号の説明】

１１ 半導体レーザ ２３ 感光体ドラム １５ 用紙 ３１ 第１カセット ３２ 第２カセット ３３ 第３カセット ３５ 大容量カセット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 1/04 - 1/207

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画像データをレーザ走査光として出力する
   レーザ装置と、 レーザ装置の主走査方向を用紙幅方向として用紙を給紙
   するとともに、用紙を給紙するための給紙部を少なくと
   も２つ以上有する給紙装置と、 どの給紙部からの給紙であるかを記す給紙部マークと、
   用紙サイズの幅方向の所定の位置に記される位置検出用
   マークと、を有するテストパターンを画像データとして
   記憶する手段と、 テストパターンを、対応する給紙部から給紙された用紙
   にプリントする手段と、 用紙にプリントされたテストパターンの画像内の給紙部
   マークと、位置検出用マークとを該用紙が原稿載置台に
   載置されている状態で読み取り、給紙部マークにより表
   される給紙部における、テストパターンの位置検出用マ
   ークと、プリントされた画像内の位置検出用マークとの
   用紙幅方向のずれ量を演算する手段と、 演算されたずれ量に基づいてレーザ走査光の主走査方向
   の出力タイミングを補正する手段と、 を備えたことを特徴とするデジタル画像形成装置。
2. 【請求項２】レーザ装置の主走査方向を用紙幅方向とす
   る用紙を複数の給紙装置のいずれかから給紙するステッ
   プと、 どの給紙部からの給紙であるかを記す給紙部マークと、
   用紙サイズの幅方向の所定の位置に記される位置検出用
   マークと、を有するテストパターンをメモリから読み出
   して、対応する給紙部から給紙された用紙にプリントす
   るステップと、 用紙にプリントされたテストパターンの画像内の給紙部
   マークと、位置検出用マークとを該用紙を原稿載置台に
   載置された状態で読み取り、給紙部マークにより表され
   る給紙部における、テストパターンの位置検出用マーク
   と、プリントされた画像内の位置検出用マークとの用紙
   幅方向のずれ量を演算するステップと、 演算されたずれ量に基づいてレーザ走査光の主走査方向
   の出力タイミングを補正するステップと、 を備えたことを特徴とするデジタル画像形成装置のレー
   ザ走査光補正方法。