JP4440760B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、デジタル複写機、レーザプリンタ、レーザファクシミリ等に用いられる画像の歪み補正に関する。特に、多色画像形成装置における色ずれ補正に関する。

レーザプリンタ等に関連して広く知られた光走査装置は一般に、光源側からの光ビームを光偏向器により偏向させ、ｆθレンズ等の走査結像光学系により被走査面に向けて集光して被走査面上に光スポットを形成し、この光スポットで被走査面を光走査（主走査）するように構成されている。被走査面の実体をなすものは光導電性の感光体等である感光媒体の感光面である。
光偏向器としては、等角速度で偏向面が回転するポリゴンスキャナ、偏光面が振動するガルバノミラー等が一般的に用いられている。半導体レーザ等の光源をある一定の周波数で変調し、上記の光偏向器を用いて光走査装置を構成し、感光体等の被走査面を光走査した場合には、ビームスポット位置は等間隔で配置されず、走査速度は一定でない。このため、ビームスポット位置を等間隔で配置し、走査速度を一定にして光走査を行うために、ｆθレンズ等の走査結像光学系を用いて走査速度の補正を行うことで、被走査面での等速度光走査が可能になる。しかし、ｆθレンズ等を用いた走査速度の補正には限界があり、被走査面上でビームスポット位置間隔を完全に等間隔にすることはできず、ビームスポット位置間隔に疎密が残存する。
ビームスポット位置間隔に疎密が残存すると画像に歪みが生じ、画像品質の劣化となる。また、カラー画像形成装置の場合においては、複数のｆθレンズを使用するため、ｆθレンズの製造誤差や設置誤差等の影響により、色により異なった走査速度ムラが発生し、その結果色ずれが生じる。

ビームスポット位置間隔の疎密変化が可能な補正方法として、基本的に画素クロックの周波数を変化させて、走査線に沿ったビームスポット位置を補正する方法が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２ 参照。）。また、別のビームスポット位置間隔の疎密変化が可能な補正方法として、画素クロックの位相を変化させることにより主走査ビームスポット位置ずれを補正するビームスポット位置補正方法が知られている（例えば、特許文献３、特許文献４ 参照。）。これらのビームスポット位置補正方法を用いて画像を形成することで、ビームスポット位置間隔の疎密が少なく、色ずれがほとんどないカラー画像が得られる。

特開平１１−１６７０８１号公報 特開２００１−２２８４１５号公報 特開２００３−９８４６５号公報 特開２００４−９８５９０号公報

しかし、上記のビームスポット位置間隔の疎密補正による色ずれ補正を工場出荷時に行ったとしても、設置環境の変化や、予期しない衝撃等により色ずれが発生してしまう。また、光走査装置の交換時には、交換前とは異なったビームスポット位置間隔の疎密補正を行う必要があるが、その補正データの設定方法についてはまだ報告されていない。
本発明の目的は、設置環境の変化や予期しない衝撃等により色ずれが発生したとしても色ずれを補正することが可能な多色画像形成装置を提供することにある。さらに、本発明の別の目的は、光走査装置の交換時でも色ずれ補正が可能な多色画像形成装置を提供することである。

請求項１に記載の発明では、光源と、該光源からの光ビームを走査し、像担持体上に結像させ静電潜像を形成する交換可能な光走査装置と、前記静電像をトナーで顕像化し画像を形成する現像手段と、前記画像を、紙などの媒体に転写する転写手段と、を有する画像形成装置において、前記像担持体上に形成されるビームスポットの位置間隔の疎密を判定することができる測定用画像を出力する手段と、前記ビームスポット位置間隔の疎密を補正するビームスポット位置補正手段と、前記ビームスポット位置間隔の疎密の補正量もしくは該補正量に換算可能なデータ（以下単に補正データという）を入力もしくは選択する（以下単に入力するという）ことが可能なビームスポット位置補正量入力手段とを備えるとともに、複数の位置ずれ検出手段を前記転写手段に対して主走査方向に沿って設け、該検出手段の検出結果に基づいて、前記ビームスポットの位置ずれを補正することとし、
前記測定用画像の画像情報による位置ずれ測定位置は、前記複数の位置ずれ検出手段のうち最も外側にあるものよりも内側に配置し、且つ前記位置ずれを測定する位置と、位置ずれ検出手段が配置された位置によって区切られる領域の幅Ｌのうち最も広いものをＬｍａｘ、最も狭いものをＬｍｉｎとするとき、以下の式を満足するように画像情報による位置ずれ測定位置および位置ずれ検出手段の位置を配置することを特徴とする。
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の画像形成装置において、前記測定用画像は、少なくとも前記ビームスポットの主走査方向における位置ずれ測定用パターンであることを特徴とする。
請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の画像形成装置において、前記測定用パターンは主走査方向と副走査方向の両方の位置ずれ測定が可能な形状であることを特徴とする。
請求項４に記載の発明では、請求項３に記載の画像形成装置において、通常の画像を出力すべき画像データの第１ラインより前に予め空白行を挿入する手段、および前記空白行を削除する手段と、さらに空白行を追加する手段とを有することにより、走査線１ライン単位で、副走査方向の画像形成位置を変化させることを特徴とする。

請求項５に記載の発明では、請求項３に記載の画像形成装置において、主走査方向の書き出し開始信号をカウントし、該カウント数を増減させることにより、走査線１ライン単位で、副走査方向の画像形成位置を変化させる手段を有することを特徴とする。
請求項６に記載の発明では、請求項３に記載の画像形成装置において、副走査方向に光ビームを偏向することができる偏向手段を有し、該偏向手段を用いて、副走査方向の画像形成位置を変化させることを特徴とする。
請求項７に記載の発明では、請求項６に記載の画像形成装置において、前記偏向手段は回動可能なプリズムであることを特徴とする。
請求項８に記載の発明では、請求項６に記載の画像形成装置において、前記偏向手段は電気的に光ビームを偏向可能な液晶であることを特徴とする。
請求項９に記載の発明では、請求項１ないし８のいずれか１つに記載の画像形成装置において、前記測定用画像により前記ビームスポットの位置ずれを測定する箇所は選択可能であることを特徴とする。
請求項１０に記載の発明では、請求項１ないし８のいずれか１つに記載の画像形成装置において、前記ビームスポット位置補正手段は、画素クロックの位相をシフトすることにより行うことを特徴とする。

請求項１１に記載の発明では、請求項１ないし１０のいずれか１つに記載の画像形成装置において、前記ビームスポット位置補正手段は、走査領域を複数の区間に分割し、各区間毎にビームスポット位置補正を行うことを特徴とする。
請求項１２に記載の発明では、請求項１１に記載の画像形成装置において、前記複数の区間に分割する分割位置の近傍に前記位置ずれ検出手段を設け、該検出手段の検出結果に基づいて前記ビームスポット位置ずれを補正することを特徴とする。
請求項１３に記載の発明では、請求項１ないし１２のいずれか１つに記載の画像形成装置において、前記複数の位置ずれ検出手段のうち最も外側に位置している２つの位置ずれ検出手段の主走査方向の間隔をａｍｍ、測定用画像の主走査方向の間隔をｂｍｍとしたとき、以下の式を満足することを特徴とする。
０．６≦ａ／ｂ≦１
請求項１４に記載の発明では、請求項１ないし１３のいずれか１つに記載の画像形成装置において、該画像形成装置は多色の画像を形成することができ、前記位置ずれ検出手段は色ずれ検出手段であることを特徴とする。
請求項１５に記載の発明では、請求項１４に記載の画像形成装置において、前記測定用画像は基準色のパターンと測定対象色のパターンとを有し、少なくとも一方のパターンの主走査方向両側に他方のパターンが配置された形状であるパターンユニットを複数有することを特徴とする。

請求項１６に記載の発明では、請求項１４に記載の画像形成装置において、前記測定用画像は、主走査方向に並ぶ複数の基準色のパターンと、それと同数の測定対象色のパターンとを有するパターンラインを有し、該パターンラインは、離散的に配置された前記複数の基準色パターンに対し、それと同じ間隔で配置された前記同数の測定対象色のパターンを、パターンライン毎に主走査方向に段階的に相対位置をずらして配置した構成であることを特徴とする。
請求項１７に記載の発明では、請求項１６に記載の画像形成装置において、前記基準色パターンに対し測定対象色のパターンを主走査方向に段階的に相対位置をずらして配置する手段は、補正対象色の光走査開始位置を段階的に変化させる手段であることを特徴とする。
請求項１８に記載の発明では、請求項１６に記載の画像形成装置において、前記基準色パターンに対し測定対象色のパターンを主走査方向に段階的に相対位置をずらして配置する手段は、位置ずれを測定すべき位置より走査開始側において画素数の増減、もしくはビームスポット位置の補正量の増減、を行う手段であることを特徴とする。
請求項１９に記載の発明では、請求項１４に記載の画像形成装置において、前記測定用画像は、主走査方向に並ぶ複数の基準色のパターンからなるパターンラインと、主走査方向にほぼ同位置に並ぶそれと同数の測定対象色のパターンからなるパターンラインをそれぞれ少なくとも３ライン有し、複数の前記基準色のパターンラインが副走査方向に所定の間隔で配置されたパターンと、それと同数の前記測定対象色のパターンラインが副走査方向に前記所定の間隔とは異なる間隔で配置されたパターンとからなることを特徴とする。
請求項２０に記載の発明では、請求項１９に記載の画像形成装置において、前記基準色のパターンラインと前記測定対象色のパターンラインのそれぞれ前記少なくとも３ラインの真ん中、もしくはほぼ真ん中のラインパターンは同一の副走査位置に配置され、前記少なくとも３ラインの前記基準色のパターンラインの複数あるそれぞれの間隔と、それぞれに対応する前記測定対象色のパターンラインの間隔は、一方が他方より、副走査方向の１ライン分大きいことを特徴とする。

本発明によれば、設置環境の変化や衝撃等により位置ずれが発生したとしても、良好に位置ずれを補正することができる。しかも、有効走査領域の一部においてのみ独立して色ずれ補正が可能となる。
本発明を用いることで、ビームスポット位置補正量の算出方法を簡略化することができ、測定された位置ずれ結果を忠実に補正することができる。

図１は本発明の画像形成装置を説明するための概要図である。
同図において符号１は画像処理部、２は書込制御部、３は画素クロック生成回路、３ａは高周波クロック生成部、３ｂはビームスポット位置間隔疎密補正回路、４はビームスポット位置補正量入力手段、５は光源駆動部、１０はビームスポット位置補正手段、１０１ないし１０４は感光体ドラム、１０５は転写ベルト、２０１はレーザビーム、２０９は面倒れ補正用シリンダレンズ、２１３はポリゴンミラー、２１８は第１収束レンズとしてのｆθレンズ、２２０は第２集束レンズとしてのトロイダルレンズ、２２４、２２７は折り返しミラー、２３１は投光素子、２３２は受光素子、２３３は受光レンズ、２５０は光源ユニットをそれぞれ示す。
同図はフルカラー画像形成装置に展開した光走査装置であり、４ステーション分を一方向に走査している。説明の簡略化のため、１ステーション分のみを詳しく図示している。
４つの感光体ドラム１０１、１０２、１０３、１０４を転写ベルト１０５の移動方向に沿って配列し、順次異なる色のトナー像を転写することでカラー画像を形成する画像形成装置において、各光走査装置を一体的に構成し単一のポリゴンミラー２１３の同一面で全ての光ビームを走査する。

各感光体に対して半導体レーザを対で配備し、副走査方向に記録密度に応じて１ラインピッチ分ずらして走査することにより、２ラインずつ同時に走査するようにしている。各光源ユニットからのビーム２０１は、複数の光源ユニット毎（１つの光源ユニット２５０のみ図示する）に射出位置が副走査方向に異なる位置となるよう、また、主走査方向には射出方向がポリゴンミラーの偏向点に向かって放射状となるように配置され、発光点からポリゴンミラーの偏向点に至る光路長は各々同一となるよう設定している。
シリンダレンズ２０９は、一方を平面、もう一方を副走査方向に共通の曲率を有し、各光ビームは偏向面にて副走査方向に線状となるように収束され、偏向点と感光体面上とが副走査方向に共役となるようにして後述するトロイダルレンズとの組み合わせで面倒れ補正光学系をなす。
各ビームは各々副走査方向に平行となるよう均等間隔、実施例ではＬ＝５ｍｍで各半導体レーザより射出され、ポリゴンミラー反射面でもこの間隔Ｌを保って反射面に対し垂直に入射される。
したがって、半導体レーザ、カップリングレンズを保持する光源手段は物理的に上下（副走査方向）に重ねるのは難しく、主走査方向にずらして配置される。
ポリゴンミラー２１３は厚肉に形成され、実施例では、６面ミラーとし、偏向に用いないビーム間の部分にポリゴンミラーの内接円より若干小径となるように溝を設けて風損をより低減した形状とし、１層の厚さは約２ｍｍとしている。

ｆθレンズ２１８は各ビームに共通で、ポリゴンミラーと同様に厚肉に形成され、副走査方向には収束力を持たない。主走査方向にはポリゴンミラーの回転に伴って各感光体面上でビームが等速に移動するようにパワーを持たせた非円弧面形状となし、各ビーム毎に配備され、ポリゴンミラーの面倒れ補正機能を有するトロイダルレンズ２２０とにより各ビームを感光体面上にスポット状に結像し、４つの潜像を同時に記録する光走査手段を各々構成する。
各光走査手段では、ポリゴンミラーから感光体面に至る各光路長が一致するように、また、等間隔で配列された各感光体ドラムに対する入射位置、入射角が等しくなるように複数枚の折り返しミラー２２４、２２７等が配置される。
各光走査手段毎に光路を説明すると、光源ユニット２５０からのビーム２０１は、ポリゴンミラー２１３で偏向され、ｆθレンズ２１８を通過した後、折り返しミラー２２４で反射され、トロイダルレンズ２２０に入射し、さらに折返しミラー２２７で反射され、感光体ドラム１０２に導かれ、第１の光走査手段として、例えばイエロー画像を形成する。

本発明では、ビームスポット位置間隔の疎密を補正することが可能なビームスポット位置補正手段１０を有している。このビームスポット位置補正手段１０により、ビームスポット位置間隔の疎密を補正することができ、非常に色ずれの少ないカラー画像を提供することができる。
前述のように、上記のビームスポット位置間隔の疎密補正による色ずれ補正を工場出荷時に行ったとしても、設置環境の変化や、予期しない衝撃等により、色ずれが目立つカラー画像が出力されてしまう恐れがある。したがって、本発明のように、ビームスポット位置間隔の疎密の補正量もしくは前記補正量に換算可能なデータを入力もしくは選択することが可能なビームスポット位置補正量入力手段を備えておくのが良く、出力された画像情報に応じて、ユーザもしくはサービスマンが前記ビームスポット位置補正量入力手段を用いて色ずれ補正を行うことができる。

ビームスポット位置補正量の入力データを得る方法を説明する。
出力された画像情報から色ずれを測定する方法は、スキャナ機能を搭載したＭＦＰと呼ばれる多機能プリンタの場合には、スキャナを利用して色ずれを測定をするのが良い。スキャナ機能を搭載しないプリンタの場合には、目視により測定するのが良い。
目視により測定する際には、色ずれの方向（基準色に対して、測定する色はどちらにずれているか）と補正量を段階的に入力（選択）できるようなビームスポット位置補正量入力手段にするのが良い。補正量は５０μｍ間隔程度で選択できるようにしておくのが良い。
以上のようにすることで、色ずれを人の目には認識できない程度まで補正可能であり、且つ補正量の入力が非常に簡単になる。

図２は色ずれ測定用のパターンの一例を示す図である。
出力する画像情報は、文字や画像等、どんなものであっても良いが、最も好適なのは、少なくとも主走査方向における色ずれを検出可能な色ずれ測定用パターンである。色ずれ測定用パターンを用いることで、簡単で高精度な色ずれ検出が可能となり、その結果、高精度な色ずれ補正を実現できる。
色ずれ測定用パターンとして、最も好適なのは、同図に示すようなＬ字型のように、主走査方向と副走査方向の両方の色ずれ測定が可能なパターンである。このようにすることで、主走査方向と副走査方向の両方の色ずれを補正することが可能である。同図に示すようなパターンの単位をパターンユニットと呼ぶことにする。パターンユニットは、色ずれを測定しようとする位置（通常は複数箇所）に対応させ、同一副走査線に合わせて配置する。
なお、同図に示したのはあくまでも１例であって、同図に限定されるものではなく、色の並びを変化させても良いし、一本線でも斜線でもよく円でもよいし、Ｌ字型を回転させたものを用いても良い。

図３、４は副走査方向の画像書き出し位置を補正する方法を説明する図である。図３はタイミングチャート、図４は出力画像の模式図をそれぞれ示す。
副走査方向の色ずれは、主走査方向のように疎密を伴って発生することは少なく、ほとんどの場合において、各色間での副走査方向の画像の書き出し位置のずれである。したがって、副走査方向の色ずれ補正としては、副走査方向の画像書き出し位置を調整するのが良い。
副走査方向の画像の書き出し位置の調整方法として最も良いのは、主走査方向の書き出し開始信号（ＳＯＳ信号）をセンサ等によりカウントし、前記カウント数を増減させることにより、副走査方向の書き出し位置を調整する方法である。その様子を同図に示す。
また、画像データを並び替え、本来の画像データの１ライン目より前に任意行数の空白ラインを予め挿入しておき、必要に応じてその空白ラインを削除するか、新たな空白ラインを追加挿入することによっても実現できる。上記のような方法を用いることで、走査線１ライン単位（副走査方向の１画素単位）で、副走査方向の画像の書き出し位置を調整することができ、副走査方向の色ずれを補正することができる。

図５は副走査方向の書き出し位置を光学的にずらす方法を示す図である。
前記の方法では、１ライン単位でしか画像の書き出し位置を調整することができない。１ライン以下での画像の書き出し位置調整を行うためには、光ビームを副走査方向に偏向することができる偏向手段を用いるのが良い。
偏向手段の１例として、同図に示すように、くさび形プリズム（入射面と射出面に相対的な傾きがついているプリズム）を図１の２５０と２０９の間に設け、前記くさび形プリズムを光軸方向を軸として回転させることにより、光ビームを副走査方向に偏向することができ、１ライン以下の精度で画像の書き出し位置調整が可能となる。
また、電気光学効果を示す材料（液晶、ＬｉＮｂＯ_３等）を用いても実現することができる。以下に、電気光学効果を示す材料として液晶を用いたときの例を示す。

図６は副走査方向の書き出し位置をずらすための液晶を示す図である。同図（ａ）は液晶の外形図、同図（ｂ）は側面図である。
同図において符号４３は液晶、Ａは有効エリアをそれぞれ示す。
図７は液晶の有効エリアの詳細を光の入射側から見た図である。
同図において符号５５は抵抗部材、５６はストライプ状の透明電極パターン、５７、５８は電気的な接続端子、をそれぞれ示す。
図８は印加電圧による液晶の作用を説明するための図である。同図（ａ）は液晶分子の配向状態を示す模式図、同図（ｂ）は印加電圧による電位分布図、同図（ｃ）は電位分布に対応する液晶の屈折率分布図である。
同図において符号５１は透明ガラス基板、５２は透明電極、５３は配向膜、５４は液晶層をそれぞれ示す。
同図（ａ）において、厚さ数〜数十μｍ程度の液晶層５４が、透明電極５２−１，５２−２および配向膜５３を介して、２枚のガラス基板５１−１および５１−２に挟持されている。本図においては下側（レーザビームの入射面側）の透明電極５２−１は、図６に示すような左右方向に等間隔に配列した同図において上下方向に長いストライプ状の電極パターン５６（５６−１，５６−２，・・・，５６−ｎ）を呈しており、上側（レーザビームの出射面側）の透明電極５２−２は全面一様の電極パターンとなっている。
各ストライプ状の透明電極５６−１、５６−２、・・・、５６−ｎは、それぞれの両端が一対の抵抗部材５５により電気的に接続されている。
同図の左右方向はレーザビームが光路偏向される方向であり、複数ビームの走査線間隔を補正する場合には、副走査方向に対応する方向である。

ストライプ状の電極パターンの左右両端（５６−１および５６−ｎ）には、第１端子５７と第２端子５８の２つの端子が具備されており、この２つの端子に駆動信号を印加することができる。第１端子および第２端子に異なる電圧を印加することにより、液晶層内には抵抗５５の抵抗値Ｒを比例定数とする線形の電位分布（一定勾配）を発生することができる。この電位分布に従い、液晶層５４内の液晶分子のチルト角φを変化させることができる。このように配向した液晶分子に、（電圧無印加時の）液晶の長軸方向に偏光した光ビームを入射すると、この光ビームは、図８（ｃ）に示すように、偏光方向と同じ方向に屈折率の勾配が生ずる。よって、この液晶素子はプリズムのように働き、光ビームを偏向することができる。両端子間に印加する電圧を変化させると、屈折率の勾配を変化させることができるため、光ビームの偏向角を制御することができる。
この液晶偏向手段を図１の２５０と２０９の間に設け、両端子に印加する電圧を変化させることにより、副走査方向の画像の書き出し位置を調整することができ、副走査方向の色ずれを補正することができる。
更には、ＭＥＭＳ（マイクロ・エレクトロ・メカニカル・システム）ミラーを用いても、副走査方向に光ビームを偏向可能であるため、副走査方向の色ずれを補正することができる。

主走査ビームスポット位置間隔の疎密補正方法として、本発明に最も好適なのは、有効走査領域を複数の区間に分割し、各区間毎に補正を行う方法である。その理由を以下に示す。出力された画像情報を見て、ビームスポット位置間隔の疎密（色ずれ）を補正するときには、「一部を補正すれば他の部分に新たに色ずれが発生する」というようなことがあると、補正に非常に手間がかかってしまう。有効走査領域を複数の区間に分割し、各区間毎に補正を行う方法を用いると、補正は各区間毎に独立して補正を行えるため、「一部を補正しても他の部分に色ずれが発生しない」。したがって、色ずれが生じている部分だけを独立に補正することができ、補正が非常に簡単になる。
ただし、１つの区間でのみ、ビームスポット位置間隔を広げるあるいは縮めることによって補正を行うと、補正を行った区間の幅が変化し、その区間よりも走査終了側の全てのビームスポット位置が、区間の幅の変化量だけ変化してしまう。それを回避するため、補正を行う区間と近接した区間において、ビームスポット位置間隔を縮めるあるいは広げるという前記補正と逆の補正を行う必要がある。
しかし、区間の幅が変化しないような補正、例えば、区間の両端部ではビームスポット位置間隔を縮め、区間の中央部ではビームスポット位置間隔を広げるというような補正であれば、前述のように、逆の補正を行う区間を設ける必要はない。

図９は１つの区間におけるスポット位置ずれを補正する原理を説明するための図である。同図（ａ）は理想状態、同図（ｂ）はスポット間隔を狭くした状態、同図（ｃ）は間隔を広くした状態をそれぞれ示す。右側の線図は左右のずれ量を上下の変位量で示したグラフである。
有効走査領域を複数の区間に分割し、各区間毎にビームスポット位置の補正を行うことにより、ビームスポット位置間隔の疎密を補正する方法について、同図を用いて説明する。
まず、１つの区間で考える。同図は補正前のビームスポット位置を表す図である。点線は等間隔で記されており、同図（ａ）ないし（ｃ）において共通である。ビームスポット位置はこの点線上に一致するのが望ましいが、上記のような原因により、通常、ビームスポット位置は点線上に一致しない。同図（ａ）ではビームスポット位置が点線上に一致させて描いてあるが、これは理想状態を示すものであり、実際は、補正前のビームスポット位置は点線上に一致しないので、この点線からのずれを補正する必要がある。同図（ｂ）は、ビームスポット位置間隔を等間隔で縮小したときを表す図である。区間の両端のビームスポット位置間隔で定義される区間の幅が縮小されているのがわかる（全体的に密になっている）。同図（ｃ）はビームスポット位置間隔を等間隔で拡大したときを表す図である。区間の幅が等間隔で拡大されているのがわかる（全体的に疎になっている）。点線からの位置ずれを模式的に表した線図をそれぞれの右側に示す。ここでは、縦軸がずれ量を表し、紙面上で点線の右側にずれる位置ずれを正、左側にずれる位置ずれを負としている。各直線の傾きは、ビームスポット位置間隔を縮小（拡大）されている量で決定され、ビームスポット位置間隔を大きく縮小（拡大）すると、直線の傾きは急峻になる。実際のずれ量はこのように直線的になるわけではなく、むしろ正弦波的な半価を示すのが通例である。そこで、本発明ではそのような曲線的なずれ量を、複数の区間に分割することで、区間毎の直線近似により補正を行う。

図１０は１ラインを複数の区間に分割する例を示す図である。
同図において実線は補正前のずれ量を示す線図、破線は補正量を示す線図、点線は補正後のずれ量を示す線図である。
補正前の位置ずれ線図から始点・終点の他に曲線の頂点付近を区間の分割境界となるように設定し、それぞれの区間において、区間の両端を結ぶ直線を補正量を表す直線と定める。そして、各区間に示した破線の補正量と補正前の曲線との「差」を取ることによって補正後の曲線が得られる。
同図の例では、区間１と３において図９（ｃ）の状態に近く、全体的に疎の領域であり、区間２、４では図９（ｂ）の状態に近く、全体的に密の領域である。
例えば区間１では曲線の勾配が正になっており、補正前のデータが理想の間隔より広がっていることになる。これを理想状態に近づけるためには図９（ｂ）のような、負の勾配の補正を与えて、間隔を縮めてやる必要がある。その勾配は区間１に示した破線の直線の勾配を正負逆転させたものである。これが前述した「差」を取ることの意味である。
同じ考え方で、区間２では図示の直線を逆勾配にした直線により補正する。
このように、図９（ｂ）と図９（ｃ）の状態を組み合わせ、ビームスポット位置間隔を縮小（拡大）する量を適当に可変することで、図１０に破線で示すような補正を行うことができ、実線で示した補正前の状態を、点線で示した状態のように補正が可能である。つまり、本発明を用いることで、ビームスポット位置間隔の疎密を高精度に補正できる。

図１１は画素クロックを生成する回路のブロック図である。
同図において符号１０は画素クロック生成回路、１１は高周波クロック生成回路、１２はカウンタ、１３は比較回路、１４は画素クロック制御回路をそれぞれ示す。
各区間では、画素クロックの信号の位相をシフトすることで、前記光ビームの発光タイミングを調整することにより、ビームスポット位置間隔の疎密の補正を行うのが良い。
同図において、画素クロック生成回路１０は高周波クロック生成回路１１ 、カウンタ１２ 、比較回路１３ および画素クロック制御回路１４ からなる。高周波クロック生成回路１１ は画素クロックＰＣＬＫの基準となる高周波クロックＶＣＬＫを生成する。カウンタ１２ は高周波クロックＶＣＫＬの立上がりで動作して該ＶＣＫＬをカウントするカウンタである。比較回路１２ はカウンタの値とあらかじめ設定された値および外部から与えられる画素クロックの遷移タイミングとして位相シフト量を指示する位相データと比較し、その比較結果にもとづき制御信号ａ 、制御信号ｂ を出力する。画素クロック制御回路１４ は制御信号ａ 、制御信号ｂ にもとづき画素クロックＰＣＬＫ の遷移タイミングを制御する。
画素クロックの遷移タイミングを指示する位相データに基づいて画素クロックの周期を変化させる原理を示す図を以下に示す。

図１２は図１１に示した回路のタイミングチャートである。同図（ａ）は標準の状態、同図（ｂ）は位相を進めた状態、同図（ｃ）は位相を遅らせた状態をそれぞれ示す。
ここで、位相データは走査レンズの特性により生ずる走査ムラを補正したり、ポリゴンミラーの回転ムラによって生ずるドット位置ずれを補正したり、レーザ光の色収差によって生ずるドット位置ずれを補正するために、画素クロックの位相のシフト量を指示するためのデータで、一般に数ビットのデジタル値で与えられる。
ここでは、画素クロックＰＣＬＫ は高周波クロックＶＣＬＫの８分周とし、標準ではデュティ比５０％とする。図１２（ａ）はＶＣＬＫの８分周に相当するデュティ比５０％の標準の画素クロックＰＣＬＫを生成する様子を、図１２（ｂ）はＶＣＬＫの８分周クロックに対して１／８クロックだけ位相を進めたＰＣＬＫを生成する様子を、図１２（ｃ）はＶＣＬＫの８分周クロックに対して１／８クロックだけ位相を遅らせたＰＣＬＫクロックを生成する様子を示したものである。

図１２（ａ）について説明する。ここでは位相データとして「７」の値が与えられている。比較回路１３ には、あらかじめ「３」が設定されている。カウンタ１２は高周波クロックＶＣＬＫの立上がりで動作しカウントを行う。比較回路１３では、まずカウンタ１２の値が「３」になったところで制御信号ａを出力する。画素クロック制御回路１３は、制御信号ａが”Ｈ”になっていることからＴ１のクロックのタイミングで画素クロックＰＣＬＫを”Ｈ”から”Ｌ”に遷移させる。次に比較回路１３では、与えられた位相データとカウンタ値を比較し、一致したら制御信号ｂを出力する。図１２（ａ）では、カウンタ１２の値が「７」になったところで、比較回路１３は制御信号ｂを出力する。画素クロック制御回路１４は、制御信号ｂが”Ｈ”になっていることからＴ２のクロックのタイミングで画素クロックＰＣＬＫを”Ｌ”から”Ｈ”に遷移させる。この時、比較回路１３では同時にカウンタ１２をリセットさせ、再び０からカウントを行わせて行く。これにより、図１２（ａ）に示すように、高周波クロックＶＣＬＫの８分周に相当するデュティ比５０％の画素クロックＰＣＬＫを生成することができる。なお、比較回路１３の設定値を変えれば、デュティ比が変化する。

次に、図１２（ｂ）について説明する。ここでは位相データとして「８」を与えるとする。カウンタ１２ は高周波クロックＶＣＬＫのカウントを行う。比較回路１３では、まずカウンタ１２の値が「３ 」になったところで制御信号ａを出力する。画素クロック制御回路１４は、制御信号ａが”Ｈ”になっていることからＴ１のクロックのタイミングで画素クロックＰＣＬＫを”Ｈ”から”Ｌ”に遷移させる。次に比較回路１３では、カウンタ１２の値が与えられた位相データ（ここでは８）と一致したら制御信号ｂを出力する。画素クロック制御回路１４は、制御信号ｂが”Ｈ”になっていることからＴ２のクロックのタイミングで画素クロックＰＣＬＫを”Ｌ”から”Ｈ”に遷移させる。この時、比較回路１３では同時にカウンタ１２をリセットさせ、再び０からカウントを行わせて行く。これにより、図１２（ｂ）に示すように、高周波クロックＶＣＬＫの８分周クロックに対して１／８クロックだけ位相を進ませた画素クロックＰＣＬＫを生成することができる。

次に、図１２（ｃ）について説明する。ここでは位相データとして「６」を与えるとする。カウンタ１２は画素クロックＶＣＬＫのカウントを行う。比較回路１３では、まずカウンタ１２の値が「３」になったところで制御信号ａを出力する。画素クロック制御回路１４は、制御信号ａが”Ｈ”になっていることからＴ１のクロックのタイミングで画素クロックＰＣＬＫを”Ｈ”から”Ｌ”に遷移させる。次に比較回路１３では、カウンタ１２の値が与えられた位相データ（ここでは６）と一致したら制御信号ｂを出力する。画素クロック制御回路１４は、制御信号ｂが”Ｈ”になっていることからＴ２のクロックのタイミングで画素クロックＰＣＬＫを”Ｌ”から”Ｈ”に遷移させる。この時、同時にカウンタ１２をリセットさせ再び０からカウントを行わせて行く。これにより、図１２（ｃ）に示すように、高周波クロックＶＣＬＫの８分周クロックに対して１／８クロックだけ位相を遅らせた画素クロックＰＣＬＫを生成することができる。

図１３は位相データの与え方の変型例を説明するためのタイミング図である。
位相データを、例えば画素クロックＰＣＬＫ の立上がりに同期させて与えることにより、画素クロックＰＣＬＫ の位相を１ クロックごとに変化させることが可能となる。
以上のように、簡単な構成で、画素クロックＰＣＬＫの位相を高周波クロックＶＣＬＫのクロック幅単位に±方向に制御することが可能となる。つまりビームスポット位置の補正が可能となる。
上記のように、画素クロックＰＣＬＫの位相は１クロックごとに変化させることが可能であるため、高精細な補正が可能である。
１クロックごとに位相を変化させるとなると、１クロックごとに位相データをメモリに持つ必要があるため、相当量のメモリが必要になり、コストアップを招く。コストダウンを図りたいときには、有効走査領域を複数の区間に分割し、一つの区間内では一定間隔おきに画素クロックの位相シフトをさせ、且つ区間毎に位相シフトさせる画素数を変化させるような構成にしても良い。そうすることでメモリを大幅に低減させることができる。

図１４は２画素おきに画素クロックの位相をシフトさせた例を示す図である。
２画素おきに画素クロックの位相をシフトさせると、補正前に対して階段状にビームスポット位置を変化するが、画素クロックの位相シフト量は小さく（例えば１／１６画素クロック）、直線的に近似していると見なせ、位相をシフトさせる間隔を変化させることで直線の傾きを変化させることができる。つまり、一定間隔おきに画素クロックの位相を変化させることで、近似的に図１０に示すような補正が可能となる。
位相シフト量は、アルゴリズムの簡略化点から、一定量（例えば、±１／１６画素クロック）であることが望ましい。
また、前記区間内では、必ずしも一定間隔おきに位相シフトさせる必要はなく、補正するビームスポット位置ずれの状態に合わせて、位相シフトさせる画素の間隔に疎密を持たせるように配置してもよい。そうすることで、高精度な光走査が可能となる。
なお、本発明における「位相データ」には、前述のように位相シフト量を指示するデータだけでなく、上記の何画素おきに位相シフトを行うかの情報も含まれているものとする。

図１５は区間毎に画素クロックの周波数を変化させる方法を説明するための図である。同図（ａ）は画素クロックの周波数の与え方を示す図、同図（ｂ）は補正結果のビームスポット位置を示す図である。
各区間におけるビームスポット位置の補正として、各区間毎に画素クロックの周波数を変化させることによっても実現できる。
同図（ａ）に示すように各区間毎に画素クロックの周波数を階段状に変化させると、ビームスポット位置の補正量は、同図（ｂ）のように各区間では１次関数的に補正ができ、画素クロックの周波数に応じて、１次関数の傾きを変化させることができる。画素クロックの周波数の変化は階段状に限定されるものではなく、１次関数、２次関数的等に変化させても良い。

有効走査領域を複数の区間に分割してビームスポット位置の疎密補正を行う方式においては、図１０からも分かるように、分割地点でビームスポット位置補正量が折れ曲がる。したがって、分割位置でのビームスポット位置補正量から、区間内のビームスポット位置補正量が決定される。よって、分割地点近傍で前記出力された画像情報の色ずれ測定をするのが良く、そうすることで、ビームスポット位置補正量の決定が非常に容易になり、且つ測定された色ずれ結果に忠実なビームスポット位置補正が可能となる。
高精度な色ずれ補正を行うためには、出力した画像情報における色ずれ測定位置をできるだけ多くする必要がある。しかし、出力した画像情報における色ずれ測定位置が多くなりすぎると、目視により補正する際には非常にわずらわしくなってしまう。また、出力した画像情報による色ずれ補正のみでは、さらなる環境変動や衝撃等により再び色ずれが発生したときには、もう一度、画像情報を用いた色ずれ補正を行う必要があり、画像情報を用いた色ずれ補正回数が多くなってしまい、補正がわずらわしいばかりでなく、出力媒体である紙等の資源の無駄遣いに繋がる。

図１６はトナー像の検出パターンの一例を示す図である。
上記のようなことを避けるため、複数の色ずれ検出手段を主走査方向に沿って設け、トナーで顕像化した後に色ずれを検出し、前記検出結果に基づき、自動で色ずれ補正を行う方法を併用するのが良い。
色ずれ検出手段による色ずれ検出方法について以下で説明する。図１において、転写ベルト１０５上に形成したトナー像の検出パターンを前記色ずれ検出手段で読み取ることで、主走査の色ずれを検出することができる。色ずれ検出手段は、照明用の前記投光素子（ＬＥＤ素子）２３１と反射光を受光する前記受光素子（フォトセンサ）２３２、および一対の前記受光レンズ（集光レンズ）２３３とからなっている。トナー像の検出パターンの一例を同図に示す。基準色であるブラック（Ｋ）、およびシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）のトナー像を所定ピッチで並列し形成した主走査方向から約４５°傾けたラインパターン群と主走査方向に沿ったラインパターン群とを、転写ベルトの移動に応じて順次読み取り、基準色であるブラックとの主走査方向の色ずれを検出する。
色ずれ検出手段を多く配置すれば、自動で高精度な色ずれ補正が可能であるが、色ずれの検出および検出データの処理に時間がかかってしまい、機械のダウンタイムが長くなってしまうという不具合があるため、色ずれ検出手段の個数は最小限にとどめるのが良い。 したがって、色ずれ検出手段による色ずれ自動補正と、画像情報による色ずれ補正を併用するのが望ましい。色ずれ検出手段の個数としては、２個から５個が妥当である。

図１７はレジストずれの実測データを示す図である。
同図において横軸は主走査幅ｂに対する検出間隔ａの比である。
主走査方向の色ずれで最も目立つのは、書き出し位置のずれ、つまりレジストずれであるため、レジストずれを高精度に補正する必要がある。高精度な補正という点では、色ずれ検出手段を用いた自動補正の方が優れているため、レジストずれについては色ずれ検出手段を用いて補正する方が良い。色ずれ検出手段を用いてレジストずれを補正するためには、複数の色ずれ検出手段のうち最も外側（書き出し位置側、書き終わり位置側）に位置している２つの色ずれ検出手段の主走査方向間隔をａ［ｍｍ］、画像が形成される主走査方向の幅をｂ［ｍｍ］とするとき、以下の式を満足することで、良好にレジストずれを補正することができ、良好に色ずれを補正できる。実測値を表１に示す。ただし、画像は０ｍｍを中心にして、＋１５０ｍｍ〜−１５０ｍｍの範囲で形成されるものとし、色ずれ検出手段の位置も中心振り分けで配置した例である。
０．６≦ａ／ｂ≦１
ａ／ｂが０．６より小さくなってしまうと、レジストずれが効果的に補正できなくなってしまい、ａ／ｂが１より大きくなってしまうと、有効走査領域外に色ずれ検出手段を配置することになり、有効走査領域外ではビーム径等の光学特性が保証されておらず、検出誤差が大きくなってしまう。

図１８は測定用画像による色ずれ測定位置と色ずれ検出手段の配置例を示す図である。
同図において黒星形は色ずれ検出手段の位置、黒丸は画像情報による色ずれ測定位置をそれぞれ示す。
図１９は配置の違いによる実測値の状況を示すグラフである。
図１８において画像情報による色ずれ測定位置（●）は、前記複数の色ずれ検出手段（★）のうち最も外側にあるものよりも内側に配置し、且つ前記色ずれを測定する位置と色ずれ検出手段が配置された位置によって区切られる領域の幅Ｌのうち最も広いものをＬｍａｘ、最も狭いものをＬｍｉｎとするとき、以下の式を満足するように画像情報による色ずれ測定位置および色ずれ検出手段の位置を配置するのが良い。
Ｌｍａｘ／Ｌｍｉｎ＜３
実測値を表２と図１９に示す。図１７の例と同様、画像は０ｍｍを中心にして＋１５０ｍｍ〜−１５０ｍｍの範囲で形成されるものとした。Ｌｍａｘ／Ｌｍｉｎはなるべく１に近くなるように、画像情報による色ずれ測定位置および色ずれ検出手段の位置を配置するのが良いが、Ｌｍａｘ／Ｌｍｉｎが３未満であれば、人の目には認識できない程度まで良好に色ずれ補正ができる。

出力された画像情報による色ずれ補正と、色ずれ検出手段による色ずれ補正の順序は、まず色ずれ検出手段による検出結果に基づいて色ずれを自動補正し、その後に、画像情報を出力し、色ずれ補正を行うのが良い。また、色ずれ検出手段の中間付近において最も大きな色ずれが発生する傾向が強いため、色ずれ検出手段の中間付近において画像情報により色ずれを測定し、補正するのが最も効果的である。
ただし、設置された環境や使い方により、最も大きな色ずれが発生する位置は異なる。したがって、出力された画像情報により色ずれを測定し、色ずれ補正を行う位置は選択可能にしておくのが良く、そうすることで色ずれ補正精度を向上できる。

図２０は出力した画像で色ずれを判定するのに適した図形の例を示す図である。同図（ａ）、（ｃ）は主走査方向の他に副走査方向のずれも認識できる図形、同図（ｂ）、（ｄ）は主走査方向のみのずれを認識する図形をそれぞれ示す図である。
同図において符号Ｋは基準色、Ｃは補正対象色をそれぞれ示す。括弧内の符号は相互に入れ替え可能なことを示している。
人の目で最も色ずれを認識しやすい図形（パターンユニット）は、同図に示すように、測定したい色のベタ画像の周りに基準色のベタ画像を配置した図形である。最も望ましいのは同図（ａ）に示すように、主走査方向、副走査方向ともに、測定色のベタ画像の周りに基準色のベタ画像が配置された図形だが、同図（ｂ）に示すように、少なくとも主走査方向において、測定色のベタ画像の両側に基準色のベタ画像が配置された図形でもよい。同図では、測定色のベタ画像の周りに基準色のベタ画像を配置したが、逆に、基準色のベタ画像のまわりに測定色のベタ画像を配置してもよい。同図のような画像を用いることで、高精度に色ずれを検出できる。
同図（ｃ）、（ｄ）に示すように、基準色のベタ画像と、測定したい色のベタ画像の間に僅かな隙間を設けておくと、色ずれの認識精度が高まる。隙間は上下あるいは左右対称にしておくとよい。この隙間の大きさは、画像形成装置が有する解像度によって分解可能なドット間隔の２倍ないし数倍程度がよい。あまり隙間が大きくなると、ずれの大きさが認識しにくくなる。

図２１は主走査方向の色ずれ測定用パターンの出力例を示す図である。
同図において符号ＰＢは基準色としての黒のパターン、ＰＣは測定対象の色としてのシアンのパターンをそれぞれ示す。
出力された色ずれ測定用パターンにより色ずれを測定し、色ずれ補正する際には、同図に示すような色ずれ測定用パターンを出力するのが良い。
色ずれ測定用パターンについて説明する。ここでは測定対象の色としてシアンに例を取って説明する。測定対象の位置をＡ〜Ｅの５ヵ所設定するものとする。それぞれの間隔は必ずしも等間隔とは限らないが、図では便宜上等間隔で表してある。なお、測定位置の間隔は通常数十ｍｍであるのに対し、測定用パターンのずらし量はせいぜい０．１ｍｍ程度であるが、説明の便宜上ずらし量は誇張して示してある。
基準色の測定用パターンＰＢを各測定位置のほぼ中央に位置するように与える。与え方は画素クロックをカウントし、所定カウントに達した時点で目標の測定位置に達したとみなす。測定位置は等間隔であるとは限らないので、それぞれの目標測定位置に対応した所定カウント数をメモリー等に蓄えておく。
補正対象色の測定用パターンＰＣの書き出し位置を段階的に変化させたものを副走査方向に複数並べて出力する。本実施例では５μｍ単位で１番目のパターンの書き出し位置をずらし、最大ずらし量±２０μｍとし、ずらし量０を含む９段階に出力している。１番目のパターンの書き出し位置はずらしても、パターンＰＣの相互の間隔はクロックのカウントに関して基準パターンＰＢの相互の間隔と同じに設定してある。基準色のパターンＰＢの位置間隔は変化させない。同一副走査位置に書き出すＰＢとＰＣのパターンの組み合わせをパターンラインと呼ぶことにする。
その際、各ずらし量に対応させて、ずらし量（もしくはずらし量に対応させたＮｏ．）も併せて出力する。出力された色ずれ測定用パターンを見て、最も色ずれが少なくなるときのずらし量（もしくは、ずらし量に対応させたＮｏ．）が補正すべき量、すなわち補正量に相当する。同図ではずらし量で表現せず、補正量で表現してある。

もし、形成された画像に全く変形が無いとしたら、どの測定位置においても、基準色パターンＰＢと対象色のパターンＰＣは補正量０（Ｎｏ．５）において重なる筈である。しかし、主走査方向には局部的な伸び縮みがあり、両パターンが重なる補正量対応位置が測定位置によって異なってくる。カラー画像の補整の場合は、絶対位置の補正より、基準色に対する相対位置のずれ、すなわち色ずれの補正の方が重要になる。
各測定位置ごとに最も色ずれが少なくなるときの補正量を、その測定位置における補正すべき量とみなすことができる。
その量（もしくは、補正量に対応させたＮｏ．）を各測定位置ごとに選択して入力すれば、色ずれ補正が可能となる。以下出力画像から補整量を判定する手順を説明する。
例えば、測定位置Ａにおいては、基準色のパターンＰＢとシアンのパターンＰＣが最もよく一致している位置は、補正量０μｍ（選択用Ｎｏ．は５）の位置である。すなわち測定位置Ａの辺りでは色ずれは生じていないと判定する。
測定位置Ｂにおいては、両パターンが最もよく一致しているのは補正量＋５μｍ（Ｎｏ．６）の位置である。すなわち、測定位置Ｂではシアンを５μｍ右にずらしてやる必要があると判定する。
上記の色ずれ測定用パターンを用いることで、簡単且つ高精度に色ずれ測定を行うことができ、且つ補正量（補正データ）の入力も非常に簡略化できる。
同図には、補正量（もしくは補正量に対応させたＮｏ．）を併せて色ずれ測定用パターンに出力する例を示したが、必ずしも併せて出力する必要はない。

図２２、２３はパターンの位置を副走査方向にずらす方法を説明するための図である。図２２は主走査の書き出しをずらす方法、図２３は書き出し位置は同じで、書き出し直後の画素数を変化させる方法をそれぞれ示す。
両図は基準色としてブラックを、補正対象色としてシアンを用いる場合の例を示している。
１番目のパターンを書き出す位置をずらす方法の一つとして、補正対象色の主走査方向の画像書き出し位置のみをずらし（有効走査領域内でのビームスポット位置間隔の疎密補正状態は変化させない）、画像領域を主走査方向にシフトさせることにより実現可能である。非常に容易に実現可能であることから、本発明に最も好適である。
図２３に示す方法は、パターン位置を段階的に変化させるため、有効走査領域を複数に分割した区間のうち、色ずれ測定する主走査方向位置よりも走査開始側の少なくとも１つの区間において、画素数、もしくはビームスポット位置補正量を変化させることによっても実現できる。色ずれを測定する位置よりも走査開始側の区間、もしくはビームスポット位置補正量の画素数を変化させる（例えば、５、６、７、・・・画素おきに画素クロックの位相をシフト）と、その区間より走査終了側のビームスポット位置は全てその変化量分だけ変化する。したがって、図２１のような色ずれ補正用パターンラインを実現できる。

図２４、２５は副走査方向の色ずれ測定用パターンの出力例を示す図である。図２４は出力すべき画像の配置（例えば、メモリ上の配置）を示す図、図２５は媒体上の出力結果を示す図である。
図の条件は前図にほぼ準ずる。
副走査方向の色ずれを見るためには、基準色パターンＰＢを同一主走査ライン上の測定位置Ａ〜Ｅに対応させてパターンラインを形成し、少なくとも３本のパターンラインを副走査方向に所定間隔で形成する。この所定間隔とは等間隔が望ましいが、等間隔は必須ではない。さらに測定対象色のパターンＰＣを、同様に同一主走査ライン上の測定位置Ａ~Ｅに対応させて形成し、副走査方向に前記と異なる所定間隔で形成する。両パターンは主走査方向に関して完全に一致させておいてもよいが、両パターンが丁度重なったとき、ずれ量の判断がしにくくなるので、主走査方向に少しずらして配置するとよい。
同図の例では、副走査方向１ラインの間隔が４２μｍの場合、基準色パターンラインに対して対象色のパターンラインの副走査方向のずらし量０と、±４２μｍ、±８４μｍの５つのパターンラインを形成する。なお、図２４では最後のパターンラインを省略してある。パターンラインは原則として奇数が扱いやすいが偶数ラインであっても一向に差し支えない。奇数であれば丁度真ん中の順番に相当するパターンラインを、基準色パターンラインと対象色のパターンラインで同一の副走査位置に配置してずらし量０とする。偶数であればほぼ真ん中に相当する１本もしくは２本の両パターンラインを同一の副走査位置に配置してずらし量０とする。

同図では基準色のパターンラインに比べて補正対象色のパターンラインの方が間隔が狭くなっているが、これは逆でも全く同じ効果が得られる。要するに両パターンラインの互いに対応する間隔の一方が他方に比べて副走査方向に関して１ライン分大きければよい。
もし、走査線が色によっても相対的な曲がりが無ければ、パターンＰＢとパターンＰＣは副走査方向に関して相互に等間隔になるはずである。また、副走査方向に関するずれがなければパターンＰＢとパターンＰＣのずらし量が０であるラインのパターンはすべての測定位置Ａ~Ｅで両者一致するはずである。実際には相互に僅かなずれが発生するので、そのずれ量を判定して補正をかけることになる。
画像による判定に関しては、主走査・副走査の違いの他は前図における主走査方向のずれに関する説明と同様である。この図の例では測定位置ＡからＥにかけて、選択用Ｎｏ．が順次１、３、４、３、４と得られた。
この測定によって、基準色に対する測定色の主走査方向走査線曲がりが判定できる。
走査線曲がりを補正する方法は、応答速度さえ間に合えば、先に示したプリズムや液晶が応用できる。すなわち先の例では、主走査方向の書き出し位置を副走査方向に１ライン以下の精度で調整する構成として説明したが、この方法を用いて、主走査１ラインの書き出し中に制御することによって、測定結果に対応した補正をすることが可能になる。
現実的には、１ラインの相対的な走査線曲がりを補正するのではなく、走査線曲がりがあっても、基準色に対する対象色のラインの全体的な重なりが多い状態を作り出すことを考えるのがよい。例えば、上記で得られた５個の選択用Ｎｏ．の平均を取りその値を用いて、画像全体の対象色の副走査方向書き出し位置を微調整する。平均値は整数にならなくとも、１ライン以下の調整も可能である。

光走査装置を交換する際には、交換前後の光走査装置において、光走査特性に全く相関はない。すなわち、交換前の光走査装置で最適化されたビームスポット位置間隔の疎密補正データを交換後の光走査装置に適用しても、色ずれ補正効果はほとんどない。したがって、上記のような方法を用いて、交換後の光走査装置に適したビームスポット位置間隔の疎密補正データを作成する必要がある。
交換後の光走査装置において、ビームスポット位置間隔の疎密補正データを最適に補正するためには、交換部品の光走査装置に対応したビームスポット位置間隔の疎密補正データを添付し、その補正データを、光走査装置の交換後に入力するのが良い。補正データの入力方法は、ＳＤカード等の記憶メディアを用いて行っても良いし、操作パネルから入力しても良いし、パソコンからネットワークを通じて入力しても良い。上記のようにすることで、良好に色ずれ補正ができる。
ここでいう交換には、例えば、光走査装置全体の交換、および機械の設置場所における光走査装置の一部である部品の交換等があり、機械の設置場所におけるユーザやサービスマンによる交換、および機械全体を工場に送って交換する場合を含む。

このようにして、交換部品の光走査装置に対応したビームスポット位置間隔の疎密補正データを入力したとしても、機械の設置環境や、設置状況による機械の歪み等の影響により、最適に色ずれ補正が行えず、許容できない量の色ずれが発生する恐れがある。したがって、主走査方向に設けた前述の色ずれ検出手段により色ずれを検出し、自動で色ずれ補正を行うのが良い。
機械の設置環境や、設置状況によっては、上記のように、交換部品の光走査装置に対応したビームスポット位置間隔の疎密補正データを入力し、前述の色ずれ検出手段により色ずれを検出し、自動で色ずれ補正を行ったとしても、まだ許容できない色ずれが残存する恐れがある。そのようなときには、前述のように画像情報を出力し、出力された画像情報により色ずれ補正を行うのが良い。

ＣＡＤ出力用では、画像の歪みをできるだけ抑える必要があり、そのためにビームスポット位置間隔がなるべく等間隔に並んでいる必要があり、ビームスポット位置の絶対位置精度が求められる。
上記は、多色画像形成装置について説明したが、上記全ての説明において、「色ずれ補正」を「ビームスポット位置の絶対位置の補正」に置き換えれば、単色の画像形成装置にも応用できる。したがって、本発明は全て単色の画像形成装置にも応用可能である。
本発明を用いることで、ビームスポット位置の絶対位置を補正することができ、画像に歪みのない高品質な画像を提供することができる。

図２６は予め所定のパターンを印刷した媒体の例を示す図である。同図（ａ）は格子状パターン、同図（ｂ）は縦線のみのパターンをそれぞれ示す図である。
以上本発明を主として多色画像を例にとって説明してきたが、本発明の基本はビームスポットの位置ずれの検出とその補正にあるので、多色画像に限るものではなく、単色（いわゆるモノクロ）画像においても適用することができる。その場合は位置ずれを認識するための基準を媒体上の絶対位置に置くことになる。
すなわち、ビームスポット位置の絶対位置を補正するためには、基準となる位置を持った媒体上に出力する必要がある。「基準となる位置を持った媒体」とは、同図（ａ）に示すように、格子パターンがあらかじめ印刷された紙等の媒体が最も良いが、同図（ｂ）に示すような副走査方向に平行な直線（縦線）が主走査方向に並べられたパターンが印刷された紙等、少なくとも主走査方向の基準を与える図形（線や、文字も含む）があらかじめ印刷された媒体であれば良い。
どちらのパターンの場合も、縦線は画像による測定位置近傍に設けておくと判定の誤差が少なくて済む。
測定結果を用いた補正方法は多色用として述べた各手段がほぼそのまま利用できる。

本発明の画像形成装置を説明するための概要図である。 色ずれ測定用のパターンの一例を示す図である。 副走査方向の画像書き出し位置を補正する方法を説明する図である。 副走査方向の画像書き出し位置を補正する方法を説明する図である。 副走査方向の書き出し位置を光学的にずらす方法を示す図である。 副走査方向の書き出し位置をずらすための液晶を示す図である。 液晶の有効エリアの詳細を光の入射側から見た図である。 印加電圧による液晶の作用を説明するための図である。 １つの区間におけるスポット位置ずれを補正する原理を説明するための図である。 １ラインを複数の区間に分割する例を示す図である。 画素クロックを生成する回路のブロック図である。 図１０に示した回路のタイミングチャートである。 位相データの与え方の変型例を説明するためのタイミング図である。 ２画素おきに画素クロックの位相をシフトさせた例を示す図である。 区間毎に画素クロックの周波数を変化させる方法を説明するための図である。 トナー像の検出パターンの一例を示す図である。 レジストずれの実測データを示す図である。 測定用画像による色ずれ測定位置と色ずれ検出手段の配置例を示す図である。 配置の違いによる実測値の状況を示すグラフである。 出力した画像で色ずれを判定するのに適した図形の例を示す図である。 主走査方向の色ずれ測定用パターンの出力例を示す図である。 パターンの位置を副走査方向にずらす方法を説明するための図である。 パターンの位置を副走査方向にずらす方法を説明するための図である。 副走査方向の色ずれ測定用パターンの出力例を示す図である。 副走査方向の色ずれ測定用パターンの出力例を示す図である。 予め所定のパターンを印刷した媒体の例を示す図である。

符号の説明

３ｂ ビームスポット位置間隔疎密補正回路
４ ビームスポット位置補正量入力手段
ＰＢ 基準色パターン
ＰＣ 補正対象色パターン

Claims (20)

1. 光源と、該光源からの光ビームを走査し、像担持体上に結像させ静電潜像を形成する交換可能な光走査装置と、前記静電像をトナーで顕像化し画像を形成する現像手段と、前記画像を、紙などの媒体に転写する転写手段と、を有する画像形成装置において、前記像担持体上に形成されるビームスポットの位置間隔の疎密を判定することができる測定用画像を出力する手段と、前記ビームスポット位置間隔の疎密を補正するビームスポット位置補正手段と、前記ビームスポット位置間隔の疎密の補正量もしくは該補正量に換算可能なデータ（以下単に補正データという）を入力もしくは選択する（以下単に入力するという）ことが可能なビームスポット位置補正量入力手段とを備えるとともに、複数の位置ずれ検出手段を前記転写手段に対して主走査方向に沿って設け、該検出手段の検出結果に基づいて、前記ビームスポットの位置ずれを補正することとし、
   前記測定用画像の画像情報による位置ずれ測定位置は、前記複数の位置ずれ検出手段のうち最も外側にあるものよりも内側に配置し、且つ前記位置ずれを測定する位置と、位置ずれ検出手段が配置された位置によって区切られる領域の幅Ｌのうち最も広いものをＬｍａｘ、最も狭いものをＬｍｉｎとするとき、以下の式を満足するように画像情報による位置ずれ測定位置および位置ずれ検出手段の位置を配置することを特徴とする画像形成装置。
   Ｌｍａｘ／Ｌｍｉｎ＜３
2. 請求項１に記載の画像形成装置において、前記測定用画像は、少なくとも前記ビームスポットの主走査方向における位置ずれ測定用パターンであることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項２に記載の画像形成装置において、前記測定用パターンは主走査方向と副走査方向の両方の位置ずれ測定が可能な形状であることを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項３に記載の画像形成装置において、通常の画像を出力すべき画像データの第１ラインより前に予め空白行を挿入する手段、および前記空白行を削除する手段と、さらに空白行を追加する手段とを有することにより、走査線１ライン単位で、副走査方向の画像形成位置を変化させることを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項３に記載の画像形成装置において、主走査方向の書き出し開始信号をカウントし、該カウント数を増減させることにより、走査線１ライン単位で、副走査方向の画像形成位置を変化させる手段を有することを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項３に記載の画像形成装置において、副走査方向に光ビームを偏向することができる偏向手段を有し、該偏向手段を用いて、副走査方向の画像形成位置を変化させることを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項６に記載の画像形成装置において、前記偏向手段は回動可能なプリズムであることを特徴とする画像形成装置。
8. 請求項６に記載の画像形成装置において、前記偏向手段は電気的に光ビームを偏向可能な液晶であることを特徴とする画像形成装置。
9. 請求項１ないし８のいずれか１つに記載の画像形成装置において、前記測定用画像により前記ビームスポットの位置ずれを測定する箇所は選択可能であることを特徴とする画像形成装置。
10. 請求項１ないし８のいずれか１つに記載の画像形成装置において、前記ビームスポット位置補正手段は、画素クロックの位相をシフトすることにより行うことを特徴とする画像形成装置。
11. 請求項１ないし１０のいずれか１つに記載の画像形成装置において、前記ビームスポット位置補正手段は、走査領域を複数の区間に分割し、各区間毎にビームスポット位置補正を行うことを特徴とする画像形成装置。
12. 請求項１１に記載の画像形成装置において、前記複数の区間に分割する分割位置の近傍に前記位置ずれ検出手段を設け、該検出手段の検出結果に基づいて前記ビームスポット位置ずれを補正することを特徴とする画像形成装置。
13. 請求項１ないし１２のいずれか１つに記載の画像形成装置において、前記複数の位置ずれ検出手段のうち最も外側に位置している２つの位置ずれ検出手段の主走査方向の間隔をａｍｍ、測定用画像の主走査方向の間隔をｂｍｍとしたとき、以下の式を満足することを特徴とする画像形成装置。
    ０．６≦ａ／ｂ≦１
14. 請求項１ないし１３のいずれか１つに記載の画像形成装置において、該画像形成装置は多色の画像を形成することができ、前記位置ずれ検出手段は色ずれ検出手段であることを特徴とする画像形成装置。
15. 請求項１４に記載の画像形成装置において、前記測定用画像は基準色のパターンと測定対象色のパターンとを有し、少なくとも一方のパターンの主走査方向両側に他方のパターンが配置された形状であるパターンユニットを複数有することを特徴とする画像形成装置。
16. 請求項１４に記載の画像形成装置において、前記測定用画像は、主走査方向に並ぶ複数の基準色のパターンと、それと同数の測定対象色のパターンとを有するパターンラインを有し、該パターンラインは、離散的に配置された前記複数の基準色パターンに対し、それと同じ間隔で配置された前記同数の測定対象色のパターンを、パターンライン毎に主走査方向に段階的に相対位置をずらして配置した構成であることを特徴とする画像形成装置。
17. 請求項１６に記載の画像形成装置において、前記基準色パターンに対し測定対象色のパターンを主走査方向に段階的に相対位置をずらして配置する手段は、補正対象色の光走査開始位置を段階的に変化させる手段であることを特徴とする画像形成装置。
18. 請求項１６に記載の画像形成装置において、前記基準色パターンに対し測定対象色のパターンを主走査方向に段階的に相対位置をずらして配置する手段は、位置ずれを測定すべき位置より走査開始側において画素数の増減、もしくはビームスポット位置の補正量の増減、を行う手段であることを特徴とする画像形成装置。
19. 請求項１４に記載の画像形成装置において、前記測定用画像は、主走査方向に並ぶ複数の基準色のパターンからなるパターンラインと、主走査方向にほぼ同位置に並ぶそれと同数の測定対象色のパターンからなるパターンラインをそれぞれ少なくとも３ライン有し、複数の前記基準色のパターンラインが副走査方向に所定の間隔で配置されたパターンと、それと同数の前記測定対象色のパターンラインが副走査方向に前記所定の間隔とは異なる間隔で配置されたパターンとからなることを特徴とする画像形成装置。
20. 請求項１９に記載の画像形成装置において、前記基準色のパターンラインと前記測定対象色のパターンラインのそれぞれ前記少なくとも３ラインの真ん中、もしくはほぼ真ん中のラインパターンは同一の副走査位置に配置され、前記少なくとも３ラインの前記基準色のパターンラインの複数あるそれぞれの間隔と、それぞれに対応する前記測定対象色のパターンラインの間隔は、一方が他方より、副走査方向の１ライン分大きいことを特徴とする画像形成装置。

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