JP3661328B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置に係り、より詳しくは、複数の画像書き込み手段によりカラー画像の各色成分に基づく潜像をそれぞれ別の感光体上に形成し、形成された各色成分の潜像をカラートナーによって現像することで各感光体上にカラートナー像を形成し、前記各感光体上に形成されたカラートナー像を記録媒体に重畳転写することで記録媒体上にカラー画像を形成する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１には、一般的なレーザプリンタの光走査装置（いわゆるＲＯＳユニット）の概略構成図を示す。レーザ光源１より出射したレーザビームはコリメータレンズ２により平行光線とされた後、回転多面鏡（ポリゴンミラー）３で偏向走査され、ｆθレンズ４により走査速度補正され、感光体５の表面を等速度走査し画像信号に応じた潜像を形成する。さらに感光体５に対する主走査方向の画像信号書き込みタイミング信号（ＳＯＳ信号）を検出するために、感光体領域外のレーザビーム走査領域に位置検出センサ６が設けられている。
【０００３】
また、一般的にカラー画像形成装置では、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、黒（Ｋ）の４つの色成分の潜像を形成しこれら４つの潜像からカラー画像を高速に形成するために、図７のように光走査装置（ＲＯＳユニット）を４個備えたカラー画像形成装置１１０が提案されている。このカラー画像形成装置１１０では、各光走査装置１１０ａ〜１１０ｄは、画像書き込み開始信号をトリガにして、各感光体５ａ〜５ｄ上にそれぞれ潜像を形成し、その後、現像されたトナー像を、順次、転写ベルト１００で搬送される用紙１０１に転写していく。最終的には、４色共転写したあと、図示しない定着器により定着処理を行って用紙１０１にカラー画像を形成する。
【０００４】
ところが、このように光走査装置を複数個備えたカラー画像形成装置においては、各光走査装置における光走査位置ずれ等に起因して、各色間の転写位置のずれ、すなわち色ずれが生じ、画質の著しい低下が発生するおそれがある。そこで、このような色ずれを検出し、補正する方法が提案されている。
【０００５】
図３には、転写ベルト１００に形成された各色（Ｋ：黒、Ｙ：イエロー、Ｍ：マゼンタ、Ｃ：シアン）の色ずれ検出用のトナー像パターン（以下、レジストレーション コントロール パターン略してレジコンパターンという）１０９を上方から見た図を示す。このレジコンパターンを図４の様に転写ベルト１００上に一定間隔で形成し、該レジコンパターンに対応するトナー像パターンをセンサ１０２ａ、ｂで読み込む。そして、演算処理部１０３において、各トナー像パターンの位置を演算し、各色間の位置差、即ち色ずれ量を検出し、その色ずれ量に応じてＲＯＳの画像書き込みタイミング等を変化させることにより色ずれを補正する。
【０００６】
ところが、この様にレジコンパターンを転写ベルトの全面に形成する技術では、レジコンパターンの形成処理中は、通常の画像形成処理を停止する必要があった。即ち、色ずれ補正のための専用の処理サイクルが必要になる為、画像形成処理の生産性が低下するという問題点があった。
【０００７】
この問題点を解決するため、特開平７−２３４６１２号公報には、枚数の多いコピーサイクル中に色ずれ要因となる温度変化等が発生した場合には、図６の様に色ずれ検出のためのレジコンパターン９０を用紙間のタイミングで転写ベルト９２上に形成する事で、色ずれ量を検出し色ずれ補正する旨が記載されている。
【０００８】
しかし、上記公報では、色ずれ検出用のレジコンパターンを用紙間タイミングで形成する内容については記述されているが、用紙間タイミングという短い時間で色ずれ量を検出し補正する手段については開示されておらず、色ずれ量を補正する具体的な手段が不明確である。
【０００９】
一方、特公平６−１００８６２号公報には、図８に示すように記録媒体８２を記録部８４に対して繰り返し往復搬送して、カラー画像を得る静電方式画像記録装置８０において、記録媒体８２の搬送方向に対して垂直方向の色ずれを検出する画像ライン８６を画像形成前に記録媒体８２上に形成し、そのパターンを基準に記録媒体８２の垂直方向の位置を検出し補正する技術が開示されている。但し、検出した色ずれ量に対して、１度に合わせこむのでなく、最小制御量ずつ補正することで、画像ラインの欠陥等による補正量の誤差への影響を極力取り除く方法が述べられている。
【００１０】
しかし、最小制御量ずつ補正した場合、補正に要する時間が長くなるおそれがあるので、補正完了までに新たな大きな色ずれが突発的に発生した場合に、該突発的な色ずれに迅速に対応することが困難である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点を解消するために成されたものであり、画像形成処理の処理効率を悪化させることなく、形成されるカラー画像の色ずれを最小限度に抑え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。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１記載の画像形成装置は、複数の画像書き込み手段によりカラー画像の各色成分に基づく潜像をそれぞれ別の感光体上に形成し、形成された各色成分の潜像をカラートナーによって現像することで各感光体上にカラートナー像を形成し、前記各感光体上に形成されたカラートナー像を記録媒体上に重畳転写することで前記記録媒体上にカラー画像を形成する画像形成装置であって、前記記録媒体上における画像形成処理のインターバルに、位置ずれ検出用の各色成分のトナー像パターンを前記感光体上に形成するパターン形成手段と、前記パターン形成手段により各感光体上に形成されたトナー像パターンの位置に基づいて、各色成分の書き込み位置のずれ量を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された各色成分の書き込み位置のずれ量に基づいて、各色成分の書き込み位置ずれを、１回目のインターバルで概略補正し、２回目以降のインターバルで残りの位置ずれ量を複数回に分けて補正する補正制御手段と、を有し、前記画像書き込み手段は、形成すべき画像の各色成分に基づくレーザビームを、回転多面鏡駆動モータにより回転駆動される回転多面鏡によって、感光体上に偏向走査して各色成分に対応する潜像を形成する手段であり、前記補正制御手段は、主走査方向の１ラインの画像書き込みタイミング信号であるラインシンク信号のクロック数を変更することにより副走査方向の書き込み位置ずれを１ドット単位で補正し、前記回転多面体鏡モータに供給する信号の位相を切り替えることで副走査方向の書き込み位置ずれを補正するにあたり前記回転多面鏡駆動モータに供給する信号の位相を複数回変更することにより１ドット以下の補正を行い、前記１ドット以下の補正を行う場合の１回の制御量は、前記補正制御手段により制御可能な最大の制御量を基準に設定されていることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項２記載の画像形成装置は、複数の画像書き込み手段によりカラー画像の各色成分に基づく潜像をそれぞれ別の感光体上に形成し、形成された各色成分の潜像をカラートナーによって現像することで各感光体上にカラートナー像を形成し、前記各感光体上に形成されたカラートナー像を記録媒体上に重畳転写することで前記記録媒体上にカラー画像を形成する画像形成装置であって、前記記録媒体上における画像形成処理のインターバルに、位置ずれ検出用の各色成分のトナー像パターンを前記感光体上に形成するパターン形成手段と、前記パターン形成手段により各感光体上に形成されたトナー像パターンの位置に基づいて、各色成分の書き込み位置のずれ量を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された各色成分の書き込み位置のずれ量に基づいて、各色成分の書き込み位置ずれを、１回目のインターバルで概略補正し、２回目以降のインターバルで残りの位置ずれ量を複数回に分けて補正する補正制御手段と、を有し、前記画像書き込み手段は、形成すべき画像の各色成分に基づくレーザビームを、回転多面鏡駆動モータにより回転駆動される回転多面鏡によって、感光体上に偏向走査して各色成分に対応する潜像を形成する手段であり、前記補正制御手段は、前記回転多面体鏡モータに供給する信号の位相を切り替えることで副走査方向の書き込み位置ずれを補正し、各色成分に対応する回転多面鏡駆動モータを駆動する回転多面鏡駆動モータ制御手段に、主走査開始信号の出力タイミングを制御するための一定周波数の基準クロックを供給する基準クロック供給手段をさらに有し、前記補正制御手段は、各色成分の書き込み位置のずれ量に基づいて前記回転多面鏡駆動モータの回転速度がスムーズに変化する所定のタイミングで前記基準クロックを異なる位相に切り替えるよう前記基準クロック供給手段を制御することを特徴とする。
【００１７】
また、請求項３記載の画像形成装置では、請求項２記載の画像形成装置において、前記補正制御手段は、前記所定のタイミングで、モータ回転変動を抑制するように前記回転多面体鏡モータのサーボ特性を切り替えることを特徴とする。
【００２０】
上記請求項１記載の画像形成装置では、複数の画像書き込み手段によりカラー画像の各色成分に基づく潜像をそれぞれ別の感光体上に形成する。そして、この形成された各色成分の潜像をカラートナーによって現像することで各感光体上にカラートナー像を形成する。さらに、各感光体上に形成されたカラートナー像を記録媒体に重畳転写することで記録媒体上にカラー画像を形成する。
【００２１】
このような請求項１記載の画像形成装置において、記録媒体上への画像形成処理のインターバルに、パターン形成手段によって、位置ずれ検出用の各色成分のトナー像パターンを感光体上に形成する。そして、各感光体上に形成されたトナー像パターンの位置に基づいて、検出手段によって、各色成分の書き込み位置のずれ量を検出する。ここで検出された各色成分の書き込み位置のずれ量に基づいて、補正制御手段によって、各色成分の書き込み位置ずれを、１回目のインターバルで概略補正し、２回目以降のインターバルで残りの位置ずれ量を複数回にわたって補正する。
【００２２】
このように請求項１記載の画像形成装置では、記録媒体への画像形成処理のインターバルにおいて、各色成分の書き込み位置ずれを段階的に補正していく。即ち、補正を画像形成処理のインターバルに行うことで、画像形成処理を中断して特別に色ずれ補正サイクルを実行する必要が無い。このため、色ずれ補正サイクルによるダウンタイムを減らすことができ、画像形成処理の処理効率悪化を回避することができる。
【００２３】
また、各色成分の書き込み位置ずれ量に対し１回目のインターバルで概略補正し、２回目以降のインターバルで残りの位置ずれ量を複数回にわたって補正するので、１度に補正する場合よりも書き込み位置ずれ量の誤差の影響が少なくなり、且つ概略補正を行うことなく所定の補正量ずつ複数回にわたって補正する場合よりも補正完了までの時間が短くなり突発的な色ずれの発生に対してより早く対応することができる。これにより、カラー画像の色ずれを最小限度に抑えることができる。
【００２４】
上記画像書き込み手段は、形成すべき画像の各色成分に基づくレーザビームを、回転多面鏡駆動モータにより回転駆動される回転多面鏡によって、感光体上に偏向走査して各色成分に対応する潜像を形成する手段である。この場合、上記補正制御手段は、回転多面体鏡モータに供給する信号の位相を切り替えることで副走査方向の書き込み位置ずれを補正することができる。
【００２５】
副走査方向の書き込み位置ずれを補正対象とする場合、補正制御手段によって、主走査方向の１ラインの画像書き込みタイミング信号であるラインシンク信号のクロック数を変更することにより副走査方向の書き込み位置ずれを１ドット単位で補正し、回転多面鏡駆動モータに供給する信号の位相を複数回変更することにより１ドット以下の補正を行う。
【００２６】
ところで、ラインシンク信号のクロック数の変更は設定値変更だけなので、１回のインターバルで実行可能であるが、回転多面鏡駆動モータに供給する信号の位相変更（位相切り替え）は、サーボに外乱を与えることになり、大きく変更すると制御が外れるおそれがある。
【００２７】
そこで、１ドット以下の補正を行う場合の１回の制御量としては、補正制御手段により制御可能な最大の制御量を基準に設定する。制御可能な制御量を基準に設定すれば、サーボへの外乱を最小化でき、補正を安定的に実行することができる。
【００２８】
なお、回転多面鏡駆動モータに供給する信号の位相変更（位相切り替え）は、例えば、請求項２記載の画像形成装置によって実現される。請求項２記載の画像形成装置では、各色成分に対応する回転多面鏡駆動モータを駆動する回転多面鏡駆動モータ制御手段に、基準クロック供給手段によって、主走査開始信号の出力タイミングを制御するための一定周波数の基準クロックが供給される。そして、補正制御手段による制御の下で、基準クロック供給手段により、各色成分の書き込み位置のずれ量に基づいて前記回転多面鏡駆動モータの回転速度がスムーズに変化する所定のタイミングで、前記供給される基準クロックを異なる位相に切り替える。
【００２９】
ここでの基準クロックの位相切り替えタイミングについて、図１３を用いて説明する。図１３に示すように、基準クロックＦの位相を０／４（図１３のＦ0/4 ）から１／４ディレイ（図１３のＦ1/4 ）に切替えるとして、（Ｘ）のタイミングで切り替えた場合と（Ｙ）のタイミングで切り替えた場合とを考える。なお、回転多面鏡駆動モータの比較回路の出力Ｃｏは、入力されるＳＯＳ信号と基準クロックＦの立ち上がりエッジを比較した信号である。
【００３０】
ここで、（Ｘ）のタイミングで切り替えた場合は、比較出力Ｃｏは、比較出力Ｃox0/4 →1/4 の様になり、一瞬、スピードアップ後、スピードダウンすることになり、回転多面鏡駆動モータの制御が安定するのに大きな時間を要してしまう。これに対し（Ｙ）のタイミングで切り替えた場合は、比較出力Ｃｏは、比較出力Ｃoy0/4 →1/4 の様になり、回転多面鏡駆動モータはスムーズにスピードダウンすることになり、回転多面鏡駆動モータの制御が安定しやすい。なお、図１３に示す例は、位相を遅らせる場合の例であるが、位相を進める場合でも同様に可能であり、その場合は、逆に回転多面鏡駆動モータをスムーズにスピードアップさせるタイミングで位相を切替えれば良い。
【００３１】
ところで、位相を大きく変化させた場合は、大きな位相比較信号が出力され、必要以上のモータ回転変動が発生し、引き込み時間が長くかかってしまうおそれがあるので、請求項３に記載したように、上記のような所定のタイミングにおいて、モータ回転変動を抑制するように前記回転多面体鏡モータのサーボ特性を切り替える事で、モータ回転変動を抑え、引き込み時間を最小にすることが望ましい。
【００３２】
サーボ特性を切り替える例として１番目は、サーボゲインを切替える方法で、図１３の▲１▼に示すように、アンプゲインを下げる事でアンプ出力変化を抑える。２番目は、逆パルスを入力する方法で図１３の▲２▼に示すような逆パルスを入力する。
【００３３】
また、３番目は、比較出力信号を制限する方法で図１３の▲３▼に示すようにパルスの高さを抑える。更に、４番目は、オフセット電圧を切替える方法で図１３の▲４▼に示すように比較出力を打ち消すようにＤＣオフセットを加える。
【００３４】
なお、各色成分に対応する主走査方向の１ラインの画像書き込みタイミング信号であるラインシンク信号は、各色成分に対応するカウンタが各色毎の副走査方向の書き込みタイミング信号を発生する際に使用するカウント基準信号とすることが多く、この場合、各色成分の回転多面鏡駆動モータに供給する基準クロックを安定させるためには、各色成分の回転多面鏡駆動モータに供給する基準クロックの位相を切替えて前記回転多面鏡駆動モータの動作を安定させた後に、１つの色成分のラインシンク信号から他の色のラインシンク信号へのカウント切替えを行うことが望ましい。
【００３５】
ところで、色ずれ補正サイクルを実行すれば画像形成処理効率が低下するとはいっても、形成される画像の画質を所定レベル以上に維持するためには、色ずれ補正サイクルを全く実行しないわけにはいかない。
【００３６】
そこで、画像形成装置への電源投入後の最初の画像形成を行う前、又は所定時間以上色ずれ補正サイクルを実行していない場合に、色ずれ補正サイクルを実行すれば良い。この場合、画像形成処理のインターバルでは色ずれ補正サイクル実行後の書き込み位置ずれ量の変動分に基づく補正を行えば良い。このようにして色ずれ補正サイクルを適切なタイミングで実行することができる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
［第１実施形態］
まず、特許請求の範囲の請求項１に記載した発明に対応する第１実施形態を説明する。
【００３８】
［画像形成装置の全体構成］
図２には、多色画像を形成する画像形成装置２１０の全体構成図を示す。この画像形成装置２１０では、通常の画像形成処理として、各光走査装置２１０ａ〜２１０ｄが、画像書き込み開始信号をトリガにして、各感光体１５ａ〜１５ｄ上にそれぞれ、対応する色（シアン、マゼンタ、イエロー、黒のうち１つ）の潜像を形成する。各色の潜像は図示しない現像器で現像されてカラートナー像が形成され、この各カラートナー像は、順次、転写ベルト２００により矢印Ｑ方向へ搬送される用紙２０１に転写されていく。４色のカラートナー像が転写された用紙２０１は図示しない定着器により定着処理され、該用紙２０１に多色画像が形成される。なお、この図２の画像形成装置２１０の構成は、図４、図７に示す前述した画像形成装置１１０の構成とほぼ同様であるので、詳細な説明は省略する。但し、画像形成装置２１０では、転写ベルト２００上に形成したレジコンパターンに対応するトナー像パターン（例えば、図５（Ｂ）に示す用紙間タイミングで形成されたトナー像パターン２４０）をセンサ２０２で読み込み、演算処理部２０３に入力する。演算処理部２０３では、各トナー像パターンの位置を演算し、各色間の位置差、即ち色ずれ量を検出する。さらに、この色ずれ量に応じて回転多面鏡駆動モータ制御回路１８ａ〜１８ｄ（図９参照）を制御して、回転多面鏡駆動モータ１７ａ〜１７ｄの回転動作、即ち回転多面鏡１３ａ〜１３ｄの回転動作を制御する。このようにして各光走査装置２１０ａ〜２１０ｄにおける画像書き込みタイミングを変化させることにより色ずれを補正する。なお、このようなレジコンパターンからの色ずれ量の検知と検知された色ずれ量の補正とは、別のサイクルで実行され、色ずれを検出するサイクルの後に補正サイクルが入る。
【００３９】
［画像形成装置における色ずれ補正動作及び該補正動作に係る構成］
以下、上記の画像形成装置２１０における副走査方向（＝図２における用紙搬送方向）の色ずれ補正動作を説明する。本実施形態では、副走査方向の色ずれ補正として、１ドット単位の補正は、ラインシンク信号（以下、ＬＳ信号と称する）のクロック数を変更することで行い、１ドット以下の補正は、各色の回転多面鏡駆動モータ制御回路１８ａ〜１８ｄ（図９参照）に供給する基準クロックの位相を変更することで行う。なお、ＬＳ信号は、主走査方向の１ラインの画像書き込みタイミング信号であり、ＳＯＳ信号を基準として出力される。ＬＳ信号では、そのＨレベルが画像を書き込むタイミングを示している。
【００４０】
図１１には、画像形成装置２１０における副走査方向の画像書き込みタイミング発生回路２９のブロック図を示す。画像書き込みスタート信号ＴＲ０は、１色目の固定カウンタ２３ａに入力される。固定カウンタ２３ａは、各色のプリント間ピッチ分のカウント値Ｋａに予め設定されており、１色目のＬＳ信号であるＬＳａを基準クロックとしてカウント値Ｋａをカウントする。
【００４１】
カウント終了信号ＴＲ０ａは、書き込み開始タイミング補正用のカウンタ２０ａに入力され、予め定めたカウント値Ｃａをカウントした後、１色目のタイミング信号ＰＳａを発生する。１色目は基準となるため、カウンタ２０ａにおけるカウント値Ｃａは固定値である。また、１色目のカウント終了信号ＴＲ０ａは、２色目の固定カウンタ２３ｂに入力される。
【００４２】
２色目の固定カウンタ２３ｂからの出力信号はディレイ２２ｂに入力される。マルチプレクサ２１ｂは、ＬＳｂ信号とＬＳａ信号との時間差により、ディレイ２２ｂ出力を選択し、カウント終了信号ＴＲ０ｂとして、書き込み開始タイミング補正用のカウンタ２０ｂへ出力する。例えば、ＬＳａ信号とＬＳｂ信号との時間差が１／８周期の場合は、１／８＋１／２（固定）周期だけディレイされた信号がカウンタ２０ｂへ出力される。カウンタ２０ｂでは、上記ディレイされた信号を受信すると、検出された色ずれデータに基づくカウント値をカウントした後、２色目の副走査の書き込みタイミング信号ＰＳｂを発生する。以下、同様にして３色目の書き込みタイミング信号ＰＳｃ、４色目の書き込みタイミング信号ＰＳｄを発生する。
【００４３】
図９には各色の回転多面鏡駆動モータ１７（回転多面鏡駆動モータ１７ａ〜１７ｄを総称する）の制御に係る機能ブロック図を示す。また、図１０には回転多面鏡駆動モータ制御回路１８（回転多面鏡駆動モータ制御回路１８ａ〜１８ｄを総称する）の内部ブロック図を示す。図１０に示すように、回転多面鏡駆動モータ制御回路１８は、比較回路７２、ループ特性切替回路７４、増幅器７６、ドライバ７８を含んで構成されている。基準クロックＦは比較回路７２に入力され、比較回路７２で基準クロックＦとＳＯＳ信号とが比較される。この比較結果に基づく比較出力Ｃｏは増幅器７６を介してドライバ７８に入力され、該入力された信号Ａｏに基づき回転多面鏡駆動モータ１７の回転動作が制御される。
【００４４】
図１７に示すように各モータはＳＯＳ信号を比較信号として制御されており、入力される基準クロックに対して、立ち上がりエッジが（例えば、エッジＥ１とエッジＥ３とが、又はエッジＥ２とエッジＥ４とが）一致するように調整されている。
【００４５】
ここで、例えば、ベルト上のイメージを１／４ドットずらすためには、同じ周波数で位相が１／４周期ずれている基準クロックを各色の回転多面鏡駆動モータに供給することにより、ＳＯＳ信号のタイミングを１／４周期ずらせば良い。
【００４６】
この様に副走査方向の色ずれ補正は、可変カウンタ２０ａ〜２０ｄに設定する値を変えることで１ドット単位で行い、回転多面鏡駆動モータに同じ周期で位相の異なる基準クロックを入力することで１ドット以下の補正を行う。
【００４７】
このうち可変カウンタ２０ａ〜２０ｄに設定する値の変更は、画像形成処理中の用紙間のタイミング（図５（Ａ）に示す色ずれ補正領域Ｒ１、Ｒ２に対応）で実行可能であるが、回転多面鏡駆動モータへの入力信号の位相切替えは、サーボに外乱を与えることになるので、大きく変更すると制御が外れるおそれがある。そこで、本実施形態では、制御可能な範囲で最大の制御量を基準として複数段階にわたって前記入力信号の位相を切り替えていく。例えば、５／８ドットを補正する時に制御可能な最大制御量が２／８ドットである場合、２／８ドット＋２／８ドット＋１／８ドットの３回にわたって補正していく。
【００４８】
［色ずれ補正処理の説明］
以下、本実施形態における用紙間タイミングでの副走査方向の色ずれ補正処理について図１２を用いて説明する。なお、ここでは、２色目の色ずれ補正を例にとって説明する。例えば、色ずれ補正前の可変カウンタ２０ｂの設定値が６３で、回転多面鏡駆動モータの基準クロックＦｂが１／８ディレイとする。また、色ずれ検知後の可変カウンタ２０ｂの設定値が６４で、基準クロックＦｂが７／８ディレイとする。
【００４９】
補正の手順として、まず１回目にＬＳ信号のカウント数の変更だけで最終値（６４＋７／８）に近い値に設定する。本例では、｜（６４＋７／８）−（６３＋１／８）｜＝｜１＋６／８｜＝２であるので、６３に２を加えた６５を設定する。その後、残りの色ずれ（６５＋１／８）−（６４＋７／８）＝１／４ドットを用紙間タイミングで変更可能な制御量ずつ複数回にわたり変更していく。本例では、用紙間タイミングで変更可能な制御量を１／１６ドットとすると、２回目は６５＋１／１６に変更される。以下、１／１６ずつ変更され、全部で５ステップの変更によって最終値（６４＋７／８）に達し補正が完了する。
【００５０】
なお、ＬＳ信号のカウント数の変更と位相切替えとを同時に実行可能な場合は、１回目の補正においてＬＳ信号のカウント数を６５に設定すると共に、回転多面鏡駆動モータの位相を１／８ディレイから１／１６ディレイに切替える。その後、同様の手順により全部で４ステップの変更によって最終値（６４＋７／８）に達し補正が完了する。
【００５１】
このように第１実施形態では、用紙間タイミングで各色成分の書き込み位置ずれを段階的に補正していく。即ち、補正を画像形成処理のインターバルに行うことで、画像形成処理を中断して特別に色ずれ補正サイクルを実行する必要が無い。このため、色ずれ補正サイクルによるダウンタイムを減らすことができ、画像形成処理の処理効率悪化を回避することができる。
【００５２】
また、各色成分の書き込み位置ずれを、１回目のインターバルで概略補正し、２回目以降のインターバルで残りの位置ずれ量を複数回にわたって補正するので、１度に補正する場合よりも書き込み位置ずれ量の誤差の影響が少なくなり、且つ概略補正を行うことなく所定の補正量ずつ複数回にわたって補正する場合よりも補正完了までの時間が短くなり突発的な色ずれの発生に対してより早く対応できる。これにより、カラー画像の色ずれを最小限度に抑えることができる。
【００５３】
［第２実施形態］
次に、特許請求の範囲の請求項２、３に記載した発明に対応する第２実施形態を説明する。
【００５４】
以下では、図１０に示す回転多面鏡駆動モータ制御回路１８において、基準クロックを異なる位相に切り替える切り替え方法について説明する。ここでは、図１３に示すように、回転多面鏡駆動モータの位相を０／４から１／４ディレイに切替える際に、（Ｘ）のタイミングで切り替えた場合と（Ｙ）のタイミングで切り替えた場合とを想定する。
【００５５】
図１０の比較回路７２からの出力Ｃｏは、入力されるＳＯＳ信号と基準クロックＦの立ち上がりエッジを比較した信号であり、（Ｘ）のタイミングで切り替えた場合は、比較出力Ｃｏは、比較出力Ｃox0/4 →1/4 の様になり、一瞬、スピードアップ後、スピードダウンすることになり、回転多面鏡駆動モータ１７の制御が安定するのに大きな時間を要してしまう。
【００５６】
これに対し（Ｙ）のタイミングで切り替えた場合は、比較出力Ｃｏは、比較出力Ｃoy0/4 →1/4 の様になり、回転多面鏡駆動モータ１７はスムーズにスピードダウンすることになり、回転多面鏡駆動モータ１７の制御が安定しやすい。なお、図１３に示す例は、位相を遅らせる場合の例であるが、位相を進める場合でも同様に可能であり、その場合は、逆に回転多面鏡駆動モータ１７をスムーズにスピードアップさせるタイミングで位相を切替えれば良い。
【００５７】
さらに、本実施形態では、位相切替えタイミングにおいて、例えば、以下の何れかの方法によりサーボ特性を切り替える事で、モータ回転変動を抑え、引き込み時間を最小にする。
【００５８】
サーボ特性を切り替える例として１番目は、サーボゲインを切替える方法で、図１３の（１）に示すように、アンプゲインを下げる事でアンプ出力変化を抑える。２番目は、逆パルスを入力する方法で図１３の（２）に示すような逆パルスを入力する。また、３番目は、比較出力信号を制限する方法で図１３の（３）に示すようにパルスの高さを抑える。更に、４番目は、オフセット電圧を切替える方法で図１３の（４）に示すように比較出力を打ち消すようにＤＣオフセットを加える。
【００５９】
［第３実施形態］
次に、第３実施形態を説明する。図１１は、副走査方向の画像書き込みタイミング発生回路のブロックで、基本的な動作については、前に説明している。
【００６０】
本第３実施形態では、図１４に示すように、まず色ずれ補正データに合わせて、回転多面鏡駆動モータ制御回路１８（図１０参照）に入力する基準クロックＦの位相を切替える（矢印Ｔ１部）。位相の切替後、回転多面鏡駆動モータ１７の回転動作に対する制御は徐々に安定していく。そして、制御が安定した後に（矢印Ｔ２部より後に）、１つの色成分のラインシンク信号ＬＳａから他の色のラインシンク信号ＬＳｂへのカウント切替えを行う（矢印Ｔ３部）。これにより、基準クロックＦを安定させることができる。
【００６１】
なお、図１４では、２色目を例にして示しており、変更前が７／８ディレイで、変更後が１／８ディレイの場合を例示している。
【００６２】
［第４実施形態］
次に、第４実施形態を、図１５を用いて説明する。
【００６３】
図２の画像形成装置２１０の電源がオンされると、図１５の処理ルーチンが実行開始される。画像形成装置２１０においてコピースタートされると、ステップＳ１で肯定されステップＳ２へ進み、電源投入後の１回目のコピーであるか否かを判定する。ここで、電源投入後の１回目のコピーであれば、色ずれに関係する装置内部温度等が前回コピーを行った時点から変化しており、大きな色ずれが生じる可能性があるため、ステップＳ３へ進み、通常のレジコンサイクルを実行する。そして、色ずれを補正した後、通常のコピーサイクルへ移る。
【００６４】
一方、ステップＳ２で１回目のコピーでなければ、ステップＳ４へ進み、前回のレジコンサイクルから所定時間以上経過したか否かを判定する。ここで、前回のレジコンサイクルから所定時間以上経過している場合は、電源投入後の１回目でなくても、装置内部の温度等の状態が変化しており色ずれが生じている可能性があるため、この場合もステップＳ３へ進み、通常のレジコンサイクルを実行する。
【００６５】
また、電源投入後の１回目のコピーでなく、前回のレジコンサイクルから所定時間以上経過しないうちは、用紙間のタイミングになったときに（ステップＳ５で肯定判定されたときに）、ステップＳ６で前回のレジコンサイクル実行時からの色ずれ量の変動分の補正を行う。
【００６６】
このようにして、適切なタイミングで（＝電源投入後の１回目のコピー直前及びその後の所定時間間隔で）色ずれ補正サイクルを実行することができる。
【００６７】
なお、上記各実施形態では、副走査方向に関する補正を説明したが、主走査方向についても原理的には同様に補正することができる。
【００６８】
また、上記各実施形態は、図１６に示す中間転写材２０７を使用した画像形成装置２１０Ｘにも、同じように適用することができる。
【００６９】
【発明の効果】
本発明によれば、画像形成処理のインターバルにおいて、各色成分の書き込み位置ずれを段階的に補正していくので、色ずれ補正サイクルによるダウンタイムを減らすことができ、画像形成処理の処理効率悪化を回避することができる。また、各色成分の書き込み位置ずれを、１回目のインターバルで概略補正し、２回目以降のインターバルで残りの位置ずれ量を複数回にわたって補正するので、概略補正を行うことなく所定の補正量ずつ複数回にわたって補正する場合よりも補正完了までの時間が短くなり突発的な色ずれの発生に対してより早く対応することができ、カラー画像の色ずれを最小限度に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一般的な画像形成装置に内蔵された光走査装置（ＲＯＳユニット）の概略構成図である。
【図２】本発明に係る実施形態での画像形成装置の全体構成図である。
【図３】従来の技術により形成されたレジコンパターンの一例を示す図である。
【図４】レジコンパターンから色ずれを補正するための構成を示す図である。
【図５】（Ａ）は色ずれ補正領域を、（Ｂ）はレジコンパターンの一例を、それぞれ示す図である。
【図６】先行特許の実施例におけるレジコンパターンの形成図である。
【図７】先行特許の実施例における多色画像を形成する画像形成装置の全体構成図である。
【図８】先行特許の実施例における多色画像を形成する静電式画像形成装置の構成図である。
【図９】本発明に係る実施形態での回転多面鏡駆動モータ制御回路の全体構成図である。
【図１０】回転多面鏡駆動モータの内部ブロック図である。
【図１１】副走査方向の書き込みタイミング信号発生回路の構成を示すブロック図である。
【図１２】副走査方向の色ずれ補正に係る各種信号のタイミングを示す図である。
【図１３】第２実施形態における回転多面鏡駆動モータ制御用の基準クロックの位相切替えタイミングを示す図である。
【図１４】第３実施形態における回転多面鏡駆動モータ制御用の基準クロックの位相切替えタイミングとＬＳ信号切替えタイミングとの関係を示す図である。
【図１５】第４実施形態における処理ルーチンを示す流れ図である。
【図１６】本発明を適用可能な他の画像形成装置の全体構成図である。
【図１７】回転多面鏡駆動モータ制御用の基準クロックとＳＯＳ信号との関係を示す図である。
【符号の説明】
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ 回転多面鏡
１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ 感光体
１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ 回転多面鏡駆動モータ
１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ 回転多面鏡駆動モータ制御回路
２９ 画像書き込みタイミング発生回路
２０１ 用紙（記録媒体）
２１０ 画像形成装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置に係り、より詳しくは、複数の画像書き込み手段によりカラー画像の各色成分に基づく潜像をそれぞれ別の感光体上に形成し、形成された各色成分の潜像をカラートナーによって現像することで各感光体上にカラートナー像を形成し、前記各感光体上に形成されたカラートナー像を記録媒体に重畳転写することで記録媒体上にカラー画像を形成する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１には、一般的なレーザプリンタの光走査装置（いわゆるＲＯＳユニット）の概略構成図を示す。レーザ光源１より出射したレーザビームはコリメータレンズ２により平行光線とされた後、回転多面鏡（ポリゴンミラー）３で偏向走査され、ｆθレンズ４により走査速度補正され、感光体５の表面を等速度走査し画像信号に応じた潜像を形成する。さらに感光体５に対する主走査方向の画像信号書き込みタイミング信号（ＳＯＳ信号）を検出するために、感光体領域外のレーザビーム走査領域に位置検出センサ６が設けられている。
【０００３】
また、一般的にカラー画像形成装置では、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、黒（Ｋ）の４つの色成分の潜像を形成しこれら４つの潜像からカラー画像を高速に形成するために、図７のように光走査装置（ＲＯＳユニット）を４個備えたカラー画像形成装置１１０が提案されている。このカラー画像形成装置１１０では、各光走査装置１１０ａ〜１１０ｄは、画像書き込み開始信号をトリガにして、各感光体５ａ〜５ｄ上にそれぞれ潜像を形成し、その後、現像されたトナー像を、順次、転写ベルト１００で搬送される用紙１０１に転写していく。最終的には、４色共転写したあと、図示しない定着器により定着処理を行って用紙１０１にカラー画像を形成する。
【０００４】
ところが、このように光走査装置を複数個備えたカラー画像形成装置においては、各光走査装置における光走査位置ずれ等に起因して、各色間の転写位置のずれ、すなわち色ずれが生じ、画質の著しい低下が発生するおそれがある。そこで、このような色ずれを検出し、補正する方法が提案されている。
【０００５】
図３には、転写ベルト１００に形成された各色（Ｋ：黒、Ｙ：イエロー、Ｍ：マゼンタ、Ｃ：シアン）の色ずれ検出用のトナー像パターン（以下、レジストレーション コントロール パターン略してレジコンパターンという）１０９を上方から見た図を示す。このレジコンパターンを図４の様に転写ベルト１００上に一定間隔で形成し、該レジコンパターンに対応するトナー像パターンをセンサ１０２ａ、ｂで読み込む。そして、演算処理部１０３において、各トナー像パターンの位置を演算し、各色間の位置差、即ち色ずれ量を検出し、その色ずれ量に応じてＲＯＳの画像書き込みタイミング等を変化させることにより色ずれを補正する。
【０００６】
ところが、この様にレジコンパターンを転写ベルトの全面に形成する技術では、レジコンパターンの形成処理中は、通常の画像形成処理を停止する必要があった。即ち、色ずれ補正のための専用の処理サイクルが必要になる為、画像形成処理の生産性が低下するという問題点があった。
【０００７】
この問題点を解決するため、特開平７−２３４６１２号公報には、枚数の多いコピーサイクル中に色ずれ要因となる温度変化等が発生した場合には、図６の様に色ずれ検出のためのレジコンパターン９０を用紙間のタイミングで転写ベルト９２上に形成する事で、色ずれ量を検出し色ずれ補正する旨が記載されている。
【０００８】
しかし、上記公報では、色ずれ検出用のレジコンパターンを用紙間タイミングで形成する内容については記述されているが、用紙間タイミングという短い時間で色ずれ量を検出し補正する手段については開示されておらず、色ずれ量を補正する具体的な手段が不明確である。
【０００９】
一方、特公平６−１００８６２号公報には、図８に示すように記録媒体８２を記録部８４に対して繰り返し往復搬送して、カラー画像を得る静電方式画像記録装置８０において、記録媒体８２の搬送方向に対して垂直方向の色ずれを検出する画像ライン８６を画像形成前に記録媒体８２上に形成し、そのパターンを基準に記録媒体８２の垂直方向の位置を検出し補正する技術が開示されている。但し、検出した色ずれ量に対して、１度に合わせこむのでなく、最小制御量ずつ補正することで、画像ラインの欠陥等による補正量の誤差への影響を極力取り除く方法が述べられている。
【００１０】
しかし、最小制御量ずつ補正した場合、補正に要する時間が長くなるおそれがあるので、補正完了までに新たな大きな色ずれが突発的に発生した場合に、該突発的な色ずれに迅速に対応することが困難である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点を解消するために成されたものであり、画像形成処理の処理効率を悪化させることなく、形成されるカラー画像の色ずれを最小限度に抑え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。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１記載の画像形成装置は、複数の画像書き込み手段によりカラー画像の各色成分に基づく潜像をそれぞれ別の感光体上に形成し、形成された各色成分の潜像をカラートナーによって現像することで各感光体上にカラートナー像を形成し、前記各感光体上に形成されたカラートナー像を記録媒体上に重畳転写することで前記記録媒体上にカラー画像を形成する画像形成装置であって、前記記録媒体上における画像形成処理のインターバルに、位置ずれ検出用の各色成分のトナー像パターンを前記感光体上に形成するパターン形成手段と、前記パターン形成手段により各感光体上に形成されたトナー像パターンの位置に基づいて、各色成分の書き込み位置のずれ量を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された各色成分の書き込み位置のずれ量に基づいて、各色成分の書き込み位置ずれを、１回目のインターバルで概略補正し、２回目以降のインターバルで残りの位置ずれ量を複数回に分けて補正する補正制御手段と、を有し、前記画像書き込み手段は、形成すべき画像の各色成分に基づくレーザビームを、回転多面鏡駆動モータにより回転駆動される回転多面鏡によって、感光体上に偏向走査して各色成分に対応する潜像を形成する手段であり、前記補正制御手段は、主走査方向の１ラインの画像書き込みタイミング信号であるラインシンク信号のクロック数を変更することにより副走査方向の書き込み位置ずれを１ドット単位で補正し、前記回転多面体鏡モータに供給する信号の位相を切り替えることで副走査方向の書き込み位置ずれを補正するにあたり前記回転多面鏡駆動モータに供給する信号の位相を複数回変更することにより１ドット以下の補正を行い、前記１ドット以下の補正を行う場合の１回の制御量は、前記補正制御手段により制御可能な最大の制御量を基準に設定されていることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項２記載の画像形成装置は、複数の画像書き込み手段によりカラー画像の各色成分に基づく潜像をそれぞれ別の感光体上に形成し、形成された各色成分の潜像をカラートナーによって現像することで各感光体上にカラートナー像を形成し、前記各感光体上に形成されたカラートナー像を記録媒体上に重畳転写することで前記記録媒体上にカラー画像を形成する画像形成装置であって、前記記録媒体上における画像形成処理のインターバルに、位置ずれ検出用の各色成分のトナー像パターンを前記感光体上に形成するパターン形成手段と、前記パターン形成手段により各感光体上に形成されたトナー像パターンの位置に基づいて、各色成分の書き込み位置のずれ量を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された各色成分の書き込み位置のずれ量に基づいて、各色成分の書き込み位置ずれを、１回目のインターバルで概略補正し、２回目以降のインターバルで残りの位置ずれ量を複数回に分けて補正する補正制御手段と、を有し、前記画像書き込み手段は、形成すべき画像の各色成分に基づくレーザビームを、回転多面鏡駆動モータにより回転駆動される回転多面鏡によって、感光体上に偏向走査して各色成分に対応する潜像を形成する手段であり、前記補正制御手段は、前記回転多面体鏡モータに供給する信号の位相を切り替えることで副走査方向の書き込み位置ずれを補正し、各色成分に対応する回転多面鏡駆動モータを駆動する回転多面鏡駆動モータ制御手段に、主走査開始信号の出力タイミングを制御するための一定周波数の基準クロックを供給する基準クロック供給手段をさらに有し、前記補正制御手段は、各色成分の書き込み位置のずれ量に基づいて前記回転多面鏡駆動モータの回転速度がスムーズに変化する所定のタイミングで前記基準クロックを異なる位相に切り替えるよう前記基準クロック供給手段を制御することを特徴とする。
【００１７】
また、請求項３記載の画像形成装置では、請求項２記載の画像形成装置において、前記補正制御手段は、前記所定のタイミングで、モータ回転変動を抑制するように前記回転多面体鏡モータのサーボ特性を切り替えることを特徴とする。
【００２０】
上記請求項１記載の画像形成装置では、複数の画像書き込み手段によりカラー画像の各色成分に基づく潜像をそれぞれ別の感光体上に形成する。そして、この形成された各色成分の潜像をカラートナーによって現像することで各感光体上にカラートナー像を形成する。さらに、各感光体上に形成されたカラートナー像を記録媒体に重畳転写することで記録媒体上にカラー画像を形成する。
【００２１】
このような請求項１記載の画像形成装置において、記録媒体上への画像形成処理のインターバルに、パターン形成手段によって、位置ずれ検出用の各色成分のトナー像パターンを感光体上に形成する。そして、各感光体上に形成されたトナー像パターンの位置に基づいて、検出手段によって、各色成分の書き込み位置のずれ量を検出する。ここで検出された各色成分の書き込み位置のずれ量に基づいて、補正制御手段によって、各色成分の書き込み位置ずれを、１回目のインターバルで概略補正し、２回目以降のインターバルで残りの位置ずれ量を複数回にわたって補正する。
【００２２】
このように請求項１記載の画像形成装置では、記録媒体への画像形成処理のインターバルにおいて、各色成分の書き込み位置ずれを段階的に補正していく。即ち、補正を画像形成処理のインターバルに行うことで、画像形成処理を中断して特別に色ずれ補正サイクルを実行する必要が無い。このため、色ずれ補正サイクルによるダウンタイムを減らすことができ、画像形成処理の処理効率悪化を回避することができる。
【００２３】
また、各色成分の書き込み位置ずれ量に対し１回目のインターバルで概略補正し、２回目以降のインターバルで残りの位置ずれ量を複数回にわたって補正するので、１度に補正する場合よりも書き込み位置ずれ量の誤差の影響が少なくなり、且つ概略補正を行うことなく所定の補正量ずつ複数回にわたって補正する場合よりも補正完了までの時間が短くなり突発的な色ずれの発生に対してより早く対応することができる。これにより、カラー画像の色ずれを最小限度に抑えることができる。
【００２４】
上記画像書き込み手段は、形成すべき画像の各色成分に基づくレーザビームを、回転多面鏡駆動モータにより回転駆動される回転多面鏡によって、感光体上に偏向走査して各色成分に対応する潜像を形成する手段である。この場合、上記補正制御手段は、回転多面体鏡モータに供給する信号の位相を切り替えることで副走査方向の書き込み位置ずれを補正することができる。
【００２５】
副走査方向の書き込み位置ずれを補正対象とする場合、補正制御手段によって、主走査方向の１ラインの画像書き込みタイミング信号であるラインシンク信号のクロック数を変更することにより副走査方向の書き込み位置ずれを１ドット単位で補正し、回転多面鏡駆動モータに供給する信号の位相を複数回変更することにより１ドット以下の補正を行う。
【００２６】
ところで、ラインシンク信号のクロック数の変更は設定値変更だけなので、１回のインターバルで実行可能であるが、回転多面鏡駆動モータに供給する信号の位相変更（位相切り替え）は、サーボに外乱を与えることになり、大きく変更すると制御が外れるおそれがある。
【００２７】
そこで、１ドット以下の補正を行う場合の１回の制御量としては、補正制御手段により制御可能な最大の制御量を基準に設定する。制御可能な制御量を基準に設定すれば、サーボへの外乱を最小化でき、補正を安定的に実行することができる。
【００２８】
なお、回転多面鏡駆動モータに供給する信号の位相変更（位相切り替え）は、例えば、請求項２記載の画像形成装置によって実現される。請求項２記載の画像形成装置では、各色成分に対応する回転多面鏡駆動モータを駆動する回転多面鏡駆動モータ制御手段に、基準クロック供給手段によって、主走査開始信号の出力タイミングを制御するための一定周波数の基準クロックが供給される。そして、補正制御手段による制御の下で、基準クロック供給手段により、各色成分の書き込み位置のずれ量に基づいて前記回転多面鏡駆動モータの回転速度がスムーズに変化する所定のタイミングで、前記供給される基準クロックを異なる位相に切り替える。
【００２９】
ここでの基準クロックの位相切り替えタイミングについて、図１３を用いて説明する。図１３に示すように、基準クロックＦの位相を０／４（図１３のＦ0/4 ）から１／４ディレイ（図１３のＦ1/4 ）に切替えるとして、（Ｘ）のタイミングで切り替えた場合と（Ｙ）のタイミングで切り替えた場合とを考える。なお、回転多面鏡駆動モータの比較回路の出力Ｃｏは、入力されるＳＯＳ信号と基準クロックＦの立ち上がりエッジを比較した信号である。
【００３０】
ここで、（Ｘ）のタイミングで切り替えた場合は、比較出力Ｃｏは、比較出力Ｃox0/4 →1/4 の様になり、一瞬、スピードアップ後、スピードダウンすることになり、回転多面鏡駆動モータの制御が安定するのに大きな時間を要してしまう。これに対し（Ｙ）のタイミングで切り替えた場合は、比較出力Ｃｏは、比較出力Ｃoy0/4 →1/4 の様になり、回転多面鏡駆動モータはスムーズにスピードダウンすることになり、回転多面鏡駆動モータの制御が安定しやすい。なお、図１３に示す例は、位相を遅らせる場合の例であるが、位相を進める場合でも同様に可能であり、その場合は、逆に回転多面鏡駆動モータをスムーズにスピードアップさせるタイミングで位相を切替えれば良い。
【００３１】
ところで、位相を大きく変化させた場合は、大きな位相比較信号が出力され、必要以上のモータ回転変動が発生し、引き込み時間が長くかかってしまうおそれがあるので、請求項３に記載したように、上記のような所定のタイミングにおいて、モータ回転変動を抑制するように前記回転多面体鏡モータのサーボ特性を切り替える事で、モータ回転変動を抑え、引き込み時間を最小にすることが望ましい。
【００３２】
サーボ特性を切り替える例として１番目は、サーボゲインを切替える方法で、図１３の▲１▼に示すように、アンプゲインを下げる事でアンプ出力変化を抑える。２番目は、逆パルスを入力する方法で図１３の▲２▼に示すような逆パルスを入力する。
【００３３】
また、３番目は、比較出力信号を制限する方法で図１３の▲３▼に示すようにパルスの高さを抑える。更に、４番目は、オフセット電圧を切替える方法で図１３の▲４▼に示すように比較出力を打ち消すようにＤＣオフセットを加える。
【００３４】
なお、各色成分に対応する主走査方向の１ラインの画像書き込みタイミング信号であるラインシンク信号は、各色成分に対応するカウンタが各色毎の副走査方向の書き込みタイミング信号を発生する際に使用するカウント基準信号とすることが多く、この場合、各色成分の回転多面鏡駆動モータに供給する基準クロックを安定させるためには、各色成分の回転多面鏡駆動モータに供給する基準クロックの位相を切替えて前記回転多面鏡駆動モータの動作を安定させた後に、１つの色成分のラインシンク信号から他の色のラインシンク信号へのカウント切替えを行うことが望ましい。
【００３５】
ところで、色ずれ補正サイクルを実行すれば画像形成処理効率が低下するとはいっても、形成される画像の画質を所定レベル以上に維持するためには、色ずれ補正サイクルを全く実行しないわけにはいかない。
【００３６】
そこで、画像形成装置への電源投入後の最初の画像形成を行う前、又は所定時間以上色ずれ補正サイクルを実行していない場合に、色ずれ補正サイクルを実行すれば良い。この場合、画像形成処理のインターバルでは色ずれ補正サイクル実行後の書き込み位置ずれ量の変動分に基づく補正を行えば良い。このようにして色ずれ補正サイクルを適切なタイミングで実行することができる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
［第１実施形態］
まず、特許請求の範囲の請求項１に記載した発明に対応する第１実施形態を説明する。
【００３８】
［画像形成装置の全体構成］
図２には、多色画像を形成する画像形成装置２１０の全体構成図を示す。この画像形成装置２１０では、通常の画像形成処理として、各光走査装置２１０ａ〜２１０ｄが、画像書き込み開始信号をトリガにして、各感光体１５ａ〜１５ｄ上にそれぞれ、対応する色（シアン、マゼンタ、イエロー、黒のうち１つ）の潜像を形成する。各色の潜像は図示しない現像器で現像されてカラートナー像が形成され、この各カラートナー像は、順次、転写ベルト２００により矢印Ｑ方向へ搬送される用紙２０１に転写されていく。４色のカラートナー像が転写された用紙２０１は図示しない定着器により定着処理され、該用紙２０１に多色画像が形成される。なお、この図２の画像形成装置２１０の構成は、図４、図７に示す前述した画像形成装置１１０の構成とほぼ同様であるので、詳細な説明は省略する。但し、画像形成装置２１０では、転写ベルト２００上に形成したレジコンパターンに対応するトナー像パターン（例えば、図５（Ｂ）に示す用紙間タイミングで形成されたトナー像パターン２４０）をセンサ２０２で読み込み、演算処理部２０３に入力する。演算処理部２０３では、各トナー像パターンの位置を演算し、各色間の位置差、即ち色ずれ量を検出する。さらに、この色ずれ量に応じて回転多面鏡駆動モータ制御回路１８ａ〜１８ｄ（図９参照）を制御して、回転多面鏡駆動モータ１７ａ〜１７ｄの回転動作、即ち回転多面鏡１３ａ〜１３ｄの回転動作を制御する。このようにして各光走査装置２１０ａ〜２１０ｄにおける画像書き込みタイミングを変化させることにより色ずれを補正する。なお、このようなレジコンパターンからの色ずれ量の検知と検知された色ずれ量の補正とは、別のサイクルで実行され、色ずれを検出するサイクルの後に補正サイクルが入る。
【００３９】
［画像形成装置における色ずれ補正動作及び該補正動作に係る構成］
以下、上記の画像形成装置２１０における副走査方向（＝図２における用紙搬送方向）の色ずれ補正動作を説明する。本実施形態では、副走査方向の色ずれ補正として、１ドット単位の補正は、ラインシンク信号（以下、ＬＳ信号と称する）のクロック数を変更することで行い、１ドット以下の補正は、各色の回転多面鏡駆動モータ制御回路１８ａ〜１８ｄ（図９参照）に供給する基準クロックの位相を変更することで行う。なお、ＬＳ信号は、主走査方向の１ラインの画像書き込みタイミング信号であり、ＳＯＳ信号を基準として出力される。ＬＳ信号では、そのＨレベルが画像を書き込むタイミングを示している。
【００４０】
図１１には、画像形成装置２１０における副走査方向の画像書き込みタイミング発生回路２９のブロック図を示す。画像書き込みスタート信号ＴＲ０は、１色目の固定カウンタ２３ａに入力される。固定カウンタ２３ａは、各色のプリント間ピッチ分のカウント値Ｋａに予め設定されており、１色目のＬＳ信号であるＬＳａを基準クロックとしてカウント値Ｋａをカウントする。
【００４１】
カウント終了信号ＴＲ０ａは、書き込み開始タイミング補正用のカウンタ２０ａに入力され、予め定めたカウント値Ｃａをカウントした後、１色目のタイミング信号ＰＳａを発生する。１色目は基準となるため、カウンタ２０ａにおけるカウント値Ｃａは固定値である。また、１色目のカウント終了信号ＴＲ０ａは、２色目の固定カウンタ２３ｂに入力される。
【００４２】
２色目の固定カウンタ２３ｂからの出力信号はディレイ２２ｂに入力される。マルチプレクサ２１ｂは、ＬＳｂ信号とＬＳａ信号との時間差により、ディレイ２２ｂ出力を選択し、カウント終了信号ＴＲ０ｂとして、書き込み開始タイミング補正用のカウンタ２０ｂへ出力する。例えば、ＬＳａ信号とＬＳｂ信号との時間差が１／８周期の場合は、１／８＋１／２（固定）周期だけディレイされた信号がカウンタ２０ｂへ出力される。カウンタ２０ｂでは、上記ディレイされた信号を受信すると、検出された色ずれデータに基づくカウント値をカウントした後、２色目の副走査の書き込みタイミング信号ＰＳｂを発生する。以下、同様にして３色目の書き込みタイミング信号ＰＳｃ、４色目の書き込みタイミング信号ＰＳｄを発生する。
【００４３】
図９には各色の回転多面鏡駆動モータ１７（回転多面鏡駆動モータ１７ａ〜１７ｄを総称する）の制御に係る機能ブロック図を示す。また、図１０には回転多面鏡駆動モータ制御回路１８（回転多面鏡駆動モータ制御回路１８ａ〜１８ｄを総称する）の内部ブロック図を示す。図１０に示すように、回転多面鏡駆動モータ制御回路１８は、比較回路７２、ループ特性切替回路７４、増幅器７６、ドライバ７８を含んで構成されている。基準クロックＦは比較回路７２に入力され、比較回路７２で基準クロックＦとＳＯＳ信号とが比較される。この比較結果に基づく比較出力Ｃｏは増幅器７６を介してドライバ７８に入力され、該入力された信号Ａｏに基づき回転多面鏡駆動モータ１７の回転動作が制御される。
【００４４】
図１７に示すように各モータはＳＯＳ信号を比較信号として制御されており、入力される基準クロックに対して、立ち上がりエッジが（例えば、エッジＥ１とエッジＥ３とが、又はエッジＥ２とエッジＥ４とが）一致するように調整されている。
【００４５】
ここで、例えば、ベルト上のイメージを１／４ドットずらすためには、同じ周波数で位相が１／４周期ずれている基準クロックを各色の回転多面鏡駆動モータに供給することにより、ＳＯＳ信号のタイミングを１／４周期ずらせば良い。
【００４６】
この様に副走査方向の色ずれ補正は、可変カウンタ２０ａ〜２０ｄに設定する値を変えることで１ドット単位で行い、回転多面鏡駆動モータに同じ周期で位相の異なる基準クロックを入力することで１ドット以下の補正を行う。
【００４７】
このうち可変カウンタ２０ａ〜２０ｄに設定する値の変更は、画像形成処理中の用紙間のタイミング（図５（Ａ）に示す色ずれ補正領域Ｒ１、Ｒ２に対応）で実行可能であるが、回転多面鏡駆動モータへの入力信号の位相切替えは、サーボに外乱を与えることになるので、大きく変更すると制御が外れるおそれがある。そこで、本実施形態では、制御可能な範囲で最大の制御量を基準として複数段階にわたって前記入力信号の位相を切り替えていく。例えば、５／８ドットを補正する時に制御可能な最大制御量が２／８ドットである場合、２／８ドット＋２／８ドット＋１／８ドットの３回にわたって補正していく。
【００４８】
［色ずれ補正処理の説明］
以下、本実施形態における用紙間タイミングでの副走査方向の色ずれ補正処理について図１２を用いて説明する。なお、ここでは、２色目の色ずれ補正を例にとって説明する。例えば、色ずれ補正前の可変カウンタ２０ｂの設定値が６３で、回転多面鏡駆動モータの基準クロックＦｂが１／８ディレイとする。また、色ずれ検知後の可変カウンタ２０ｂの設定値が６４で、基準クロックＦｂが７／８ディレイとする。
【００４９】
補正の手順として、まず１回目にＬＳ信号のカウント数の変更だけで最終値（６４＋７／８）に近い値に設定する。本例では、｜（６４＋７／８）−（６３＋１／８）｜＝｜１＋６／８｜＝２であるので、６３に２を加えた６５を設定する。その後、残りの色ずれ（６５＋１／８）−（６４＋７／８）＝１／４ドットを用紙間タイミングで変更可能な制御量ずつ複数回にわたり変更していく。本例では、用紙間タイミングで変更可能な制御量を１／１６ドットとすると、２回目は６５＋１／１６に変更される。以下、１／１６ずつ変更され、全部で５ステップの変更によって最終値（６４＋７／８）に達し補正が完了する。
【００５０】
なお、ＬＳ信号のカウント数の変更と位相切替えとを同時に実行可能な場合は、１回目の補正においてＬＳ信号のカウント数を６５に設定すると共に、回転多面鏡駆動モータの位相を１／８ディレイから１／１６ディレイに切替える。その後、同様の手順により全部で４ステップの変更によって最終値（６４＋７／８）に達し補正が完了する。
【００５１】
このように第１実施形態では、用紙間タイミングで各色成分の書き込み位置ずれを段階的に補正していく。即ち、補正を画像形成処理のインターバルに行うことで、画像形成処理を中断して特別に色ずれ補正サイクルを実行する必要が無い。このため、色ずれ補正サイクルによるダウンタイムを減らすことができ、画像形成処理の処理効率悪化を回避することができる。
【００５２】
また、各色成分の書き込み位置ずれを、１回目のインターバルで概略補正し、２回目以降のインターバルで残りの位置ずれ量を複数回にわたって補正するので、１度に補正する場合よりも書き込み位置ずれ量の誤差の影響が少なくなり、且つ概略補正を行うことなく所定の補正量ずつ複数回にわたって補正する場合よりも補正完了までの時間が短くなり突発的な色ずれの発生に対してより早く対応できる。これにより、カラー画像の色ずれを最小限度に抑えることができる。
【００５３】
［第２実施形態］
次に、特許請求の範囲の請求項２、３に記載した発明に対応する第２実施形態を説明する。
【００５４】
以下では、図１０に示す回転多面鏡駆動モータ制御回路１８において、基準クロックを異なる位相に切り替える切り替え方法について説明する。ここでは、図１３に示すように、回転多面鏡駆動モータの位相を０／４から１／４ディレイに切替える際に、（Ｘ）のタイミングで切り替えた場合と（Ｙ）のタイミングで切り替えた場合とを想定する。
【００５５】
図１０の比較回路７２からの出力Ｃｏは、入力されるＳＯＳ信号と基準クロックＦの立ち上がりエッジを比較した信号であり、（Ｘ）のタイミングで切り替えた場合は、比較出力Ｃｏは、比較出力Ｃox0/4 →1/4 の様になり、一瞬、スピードアップ後、スピードダウンすることになり、回転多面鏡駆動モータ１７の制御が安定するのに大きな時間を要してしまう。
【００５６】
これに対し（Ｙ）のタイミングで切り替えた場合は、比較出力Ｃｏは、比較出力Ｃoy0/4 →1/4 の様になり、回転多面鏡駆動モータ１７はスムーズにスピードダウンすることになり、回転多面鏡駆動モータ１７の制御が安定しやすい。なお、図１３に示す例は、位相を遅らせる場合の例であるが、位相を進める場合でも同様に可能であり、その場合は、逆に回転多面鏡駆動モータ１７をスムーズにスピードアップさせるタイミングで位相を切替えれば良い。
【００５７】
さらに、本実施形態では、位相切替えタイミングにおいて、例えば、以下の何れかの方法によりサーボ特性を切り替える事で、モータ回転変動を抑え、引き込み時間を最小にする。
【００５８】
サーボ特性を切り替える例として１番目は、サーボゲインを切替える方法で、図１３の（１）に示すように、アンプゲインを下げる事でアンプ出力変化を抑える。２番目は、逆パルスを入力する方法で図１３の（２）に示すような逆パルスを入力する。また、３番目は、比較出力信号を制限する方法で図１３の（３）に示すようにパルスの高さを抑える。更に、４番目は、オフセット電圧を切替える方法で図１３の（４）に示すように比較出力を打ち消すようにＤＣオフセットを加える。
【００５９】
［第３実施形態］
次に、第３実施形態を説明する。図１１は、副走査方向の画像書き込みタイミング発生回路のブロックで、基本的な動作については、前に説明している。
【００６０】
本第３実施形態では、図１４に示すように、まず色ずれ補正データに合わせて、回転多面鏡駆動モータ制御回路１８（図１０参照）に入力する基準クロックＦの位相を切替える（矢印Ｔ１部）。位相の切替後、回転多面鏡駆動モータ１７の回転動作に対する制御は徐々に安定していく。そして、制御が安定した後に（矢印Ｔ２部より後に）、１つの色成分のラインシンク信号ＬＳａから他の色のラインシンク信号ＬＳｂへのカウント切替えを行う（矢印Ｔ３部）。これにより、基準クロックＦを安定させることができる。
【００６１】
なお、図１４では、２色目を例にして示しており、変更前が７／８ディレイで、変更後が１／８ディレイの場合を例示している。
【００６２】
［第４実施形態］
次に、第４実施形態を、図１５を用いて説明する。
【００６３】
図２の画像形成装置２１０の電源がオンされると、図１５の処理ルーチンが実行開始される。画像形成装置２１０においてコピースタートされると、ステップＳ１で肯定されステップＳ２へ進み、電源投入後の１回目のコピーであるか否かを判定する。ここで、電源投入後の１回目のコピーであれば、色ずれに関係する装置内部温度等が前回コピーを行った時点から変化しており、大きな色ずれが生じる可能性があるため、ステップＳ３へ進み、通常のレジコンサイクルを実行する。そして、色ずれを補正した後、通常のコピーサイクルへ移る。
【００６４】
一方、ステップＳ２で１回目のコピーでなければ、ステップＳ４へ進み、前回のレジコンサイクルから所定時間以上経過したか否かを判定する。ここで、前回のレジコンサイクルから所定時間以上経過している場合は、電源投入後の１回目でなくても、装置内部の温度等の状態が変化しており色ずれが生じている可能性があるため、この場合もステップＳ３へ進み、通常のレジコンサイクルを実行する。
【００６５】
また、電源投入後の１回目のコピーでなく、前回のレジコンサイクルから所定時間以上経過しないうちは、用紙間のタイミングになったときに（ステップＳ５で肯定判定されたときに）、ステップＳ６で前回のレジコンサイクル実行時からの色ずれ量の変動分の補正を行う。
【００６６】
このようにして、適切なタイミングで（＝電源投入後の１回目のコピー直前及びその後の所定時間間隔で）色ずれ補正サイクルを実行することができる。
【００６７】
なお、上記各実施形態では、副走査方向に関する補正を説明したが、主走査方向についても原理的には同様に補正することができる。
【００６８】
また、上記各実施形態は、図１６に示す中間転写材２０７を使用した画像形成装置２１０Ｘにも、同じように適用することができる。
【００６９】
【発明の効果】
本発明によれば、画像形成処理のインターバルにおいて、各色成分の書き込み位置ずれを段階的に補正していくので、色ずれ補正サイクルによるダウンタイムを減らすことができ、画像形成処理の処理効率悪化を回避することができる。また、各色成分の書き込み位置ずれを、１回目のインターバルで概略補正し、２回目以降のインターバルで残りの位置ずれ量を複数回にわたって補正するので、概略補正を行うことなく所定の補正量ずつ複数回にわたって補正する場合よりも補正完了までの時間が短くなり突発的な色ずれの発生に対してより早く対応することができ、カラー画像の色ずれを最小限度に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一般的な画像形成装置に内蔵された光走査装置（ＲＯＳユニット）の概略構成図である。
【図２】本発明に係る実施形態での画像形成装置の全体構成図である。
【図３】従来の技術により形成されたレジコンパターンの一例を示す図である。
【図４】レジコンパターンから色ずれを補正するための構成を示す図である。
【図５】（Ａ）は色ずれ補正領域を、（Ｂ）はレジコンパターンの一例を、それぞれ示す図である。
【図６】先行特許の実施例におけるレジコンパターンの形成図である。
【図７】先行特許の実施例における多色画像を形成する画像形成装置の全体構成図である。
【図８】先行特許の実施例における多色画像を形成する静電式画像形成装置の構成図である。
【図９】本発明に係る実施形態での回転多面鏡駆動モータ制御回路の全体構成図である。
【図１０】回転多面鏡駆動モータの内部ブロック図である。
【図１１】副走査方向の書き込みタイミング信号発生回路の構成を示すブロック図である。
【図１２】副走査方向の色ずれ補正に係る各種信号のタイミングを示す図である。
【図１３】第２実施形態における回転多面鏡駆動モータ制御用の基準クロックの位相切替えタイミングを示す図である。
【図１４】第３実施形態における回転多面鏡駆動モータ制御用の基準クロックの位相切替えタイミングとＬＳ信号切替えタイミングとの関係を示す図である。
【図１５】第４実施形態における処理ルーチンを示す流れ図である。
【図１６】本発明を適用可能な他の画像形成装置の全体構成図である。
【図１７】回転多面鏡駆動モータ制御用の基準クロックとＳＯＳ信号との関係を示す図である。
【符号の説明】
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ 回転多面鏡
１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ 感光体
１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ 回転多面鏡駆動モータ
１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ 回転多面鏡駆動モータ制御回路
２９ 画像書き込みタイミング発生回路
２０１ 用紙（記録媒体）
２１０ 画像形成装置
Claims (3)
- 複数の画像書き込み手段によりカラー画像の各色成分に基づく潜像をそれぞれ別の感光体上に形成し、形成された各色成分の潜像をカラートナーによって現像することで各感光体上にカラートナー像を形成し、前記各感光体上に形成されたカラートナー像を記録媒体上に重畳転写することで前記記録媒体上にカラー画像を形成する画像形成装置であって、
前記記録媒体上における画像形成処理のインターバルに、位置ずれ検出用の各色成分のトナー像パターンを前記感光体上に形成するパターン形成手段と、
前記パターン形成手段により各感光体上に形成されたトナー像パターンの位置に基づいて、各色成分の書き込み位置のずれ量を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された各色成分の書き込み位置のずれ量に基づいて、各色成分の書き込み位置ずれを、１回目のインターバルで概略補正し、２回目以降のインターバルで残りの位置ずれ量を複数回に分けて補正する補正制御手段と、を有し、
前記画像書き込み手段は、形成すべき画像の各色成分に基づくレーザビームを、回転多面鏡駆動モータにより回転駆動される回転多面鏡によって、感光体上に偏向走査して各色成分に対応する潜像を形成する手段であり、
前記補正制御手段は、主走査方向の１ラインの画像書き込みタイミング信号であるラインシンク信号のクロック数を変更することにより副走査方向の書き込み位置ずれを１ドット単位で補正し、前記回転多面体鏡モータに供給する信号の位相を切り替えることで副走査方向の書き込み位置ずれを補正するにあたり前記回転多面鏡駆動モータに供給する信号の位相を複数回変更することにより１ドット以下の補正を行い、
前記１ドット以下の補正を行う場合の１回の制御量は、前記補正制御手段により制御可能な最大の制御量を基準に設定されていることを特徴とする画像形成装置。 - 複数の画像書き込み手段によりカラー画像の各色成分に基づく潜像をそれぞれ別の感光体上に形成し、形成された各色成分の潜像をカラートナーによって現像することで各感光体上にカラートナー像を形成し、前記各感光体上に形成されたカラートナー像を記録媒体上に重畳転写することで前記記録媒体上にカラー画像を形成する画像形成装置であって、
前記記録媒体上における画像形成処理のインターバルに、位置ずれ検出用の各色成分のトナー像パターンを前記感光体上に形成するパターン形成手段と、
前記パターン形成手段により各感光体上に形成されたトナー像パターンの位置に基づいて、各色成分の書き込み位置のずれ量を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された各色成分の書き込み位置のずれ量に基づいて、各色成分の書き込み位置ずれを、１回目のインターバルで概略補正し、２回目以降のインターバルで残りの位置ずれ量を複数回に分けて補正する補正制御手段と、を有し、
前記画像書き込み手段は、形成すべき画像の各色成分に基づくレーザビームを、回転多面鏡駆動モータにより回転駆動される回転多面鏡によって、感光体上に偏向走査して各色成分に対応する潜像を形成する手段であり、
前記補正制御手段は、前記回転多面体鏡モータに供給する信号の位相を切り替えることで副走査方向の書き込み位置ずれを補正し、
各色成分に対応する回転多面鏡駆動モータを駆動する回転多面鏡駆動モータ制御手段に、主走査開始信号の出力タイミングを制御するための一定周波数の基準クロックを供給する基準クロック供給手段をさらに有し、
前記補正制御手段は、各色成分の書き込み位置のずれ量に基づいて前記回転多面鏡駆動モータの回転速度がスムーズに変化する所定のタイミングで前記基準クロックを異なる位相に切り替えるよう前記基準クロック供給手段を制御することを特徴とする画像形成装置。 - 前記補正制御手段は、前記所定のタイミングで、モータ回転変動を抑制するように前記回転多面体鏡モータのサーボ特性を切り替えることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
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