JP4515295B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

この発明は、低濃度顕画剤で現像した像と高濃度顕画剤で現像した像とを重ね合わせることにより画像を形成する画像形成装置に関する。

従来のように電子写真プロセスを用いた画像形成装置において、単一濃度のトナーを用いて画像を形成すると、ハイライト濃度領域において画像濃度の不均一性が生じ、画像品質が著しく低下する問題がある。

特許文献１には、画像情報に応じて像担持体上に形成された静電潜像を現像手段に収容されたトナーにより顕在化し、顕在化したトナー像を転写材に転写し画像を得る画像形成装置において、前記トナーは、低濃度トナーと高濃度トナーとを個別に含み、画像情報のハイライト濃度領域には前記低濃度トナーを用い、ダーク濃度領域には前記高濃度トナーを用いて画像を形成する画像形成装置が提案されている。特許文献２及び特許文献３には、１つの感光体の周囲に同系色の淡トナー用の現像器と濃トナー用の現像器とを設けた画像形成装置が提案されている。

特許文献１、特許文献２、及び特許文献３は、ハイライト濃度領域においても画像の均一性を有する画像を形成し、高品質の画像を得ようとする画像形成装置である。

特許文献４には、高濃度インクと低濃度インクとの供給量の割合を変更することによって得られた所望濃度のインクをヘッドから噴出するインクジェット記録装置が提案されている。

しかしながら、均一で高品質な画像を形成するために低濃度トナーと高濃度トナーとを併用する場合であっても、高濃度トナーによって形成された画像と、低濃度トナーによって形成された画像との間で版ずれが発生すると、低濃度トナーを使用することによる高画質化のメリットは低減する。

例えば、文字画像において文字中央部を高濃度トナーで現像し、周辺部を低濃度トナーで現像する場合、版ずれがなければ背景と文字の境界を原稿どおり滑らかに表現することが可能である一方、版ずれが発生すると高濃度トナーで形成された文字中央部と低濃度トナーで形成された文字周辺部との間にトナーが存在しない空白部分が存在することとなり、文字がぼやけたような印象となる。同様に、高濃度トナーと低濃度トナーとが混在する絵柄部において、版ずれが発生すると粒状度が悪化する。

さらに版ずれが大きい場合には、高濃度トナーと低濃度トナーとが重ねあわされることによって転写部でのチリが生じたり、定着部でのドットゲイン（ドットの拡大）が増加し、これによって粒状性、鮮鋭性が悪化する。特に、高濃度トナーと低濃度トナーとが重なったまま定着されることによって、定着後の画像において高濃度トナーと低濃度トナーとの形成位置に偏りがあるとドットが欠けたような印象を与え、粒状性が非常に悪化する。

特許文献５、特許文献６、及び特許文献７には、中間転写体表面の移動量を検知するためのマーカと検知部材を設け、検知結果に応じて中間転写体、感光体、または露光装置の駆動を制御することにより、版ずれを防止する技術が提案されている。特許文献５、特許文献６、または特許文献７の技術では、色ずれを０とするように中間転写体、感光体、または露光装置の駆動を制御するものであるが、駆動の制御により色ずれを完全に０にすることは実質的には無理であるため、最適な主走査同期信号を選択する処理が必要となる。

例えば、中間転写体にトナー像を重ねて記録媒体に一括して転写する画像形成装置において、最適な主走査同期信号を選択する従来の方式では、図２１(a)の副走査同期信号及び主走査同期信号のタイミングチャートに示すように、中間転写体の１回転ごとに副走査同期信号を発生させ、レーザ光の主走査方向の１走査ごとに時間Ｔの間隔で主走査同期信号を発生させ、副走査同期信号後に最初の主走査同期信号が検知されると書込装置に露光を指示する。副走査同期信号の発生ごとに露光を繰り返すことにより、複数の画像を形成する。ここでは、各信号の伝送時間は無視するものとする。

副走査同期信号と主走査同期信号とは同期していないため、１色目の副走査同期信号発生時の回転多面鏡の角度と、２色目の副走査同期信号発生時の回転多面鏡の角度とは異なる。そのため、１色目、２色目、３色目、４色目の露光時に、副走査同期信号の発生する時刻A=0以後に主走査同期信号が最初に検知される時刻B、時刻C、時刻D、及び時刻Eは等しい時刻とはならず、時刻Aから時刻A+Tの間のいずれかとなるため、重ね合わせたトナー像が副走査方向にずれる版ずれが発生する。例えば、図２１(b)に示す各色のドット位置のように、時刻Bと時刻Cとの差が大きいと、露光開始時間がT近くずれため、１色目の画像と２色目の画像とが副走査方向に１ライン近くずれる。

特許文献８には、副走査同期信号が検出されてから、最初の主走査同期信号が検出されるまでの時刻が、T/2以上である場合には最初の主走査同期信号の時刻で露光を開始し、T/2未満である場合には最初の主走査同期信号の時刻にTを加えた時刻に露光を開始することにより、副走査方向の色ずれを低減させることを目的としたマルチビーム方式の画像形成装置が提案されている。

特許文献８の方式により版ずれを低減させる方法を説明する。図２２(a)のタイミングチャートに示すように、前述の図２１(a)に示す例と同様のタイミングで副走査同期信号及び主走査同期信号が発生するとすると、１色目には時刻BがT/2未満であるため時刻B+Tに露光を開始し、２色目には時刻CがT/2以上であるため時刻Cに露光を開始し、３色目には時刻DがT/2以上であるため時刻Dに露光を開始し、４色目には時刻EがT/2未満であるため時刻E+Tで露光を開始する。図２２(b)の各色のドット位置の関係図に示すように、例えば４色目には、時刻Eの主走査同期信号に対応した点線で示された円の位置にドットが形成されない。このように、特許文献８の方式によれば、１ライン目のドットをそろえることができる。

一方、画像形成装置の内部では様々な振動発生源が存在するため、それぞれの主走査同期信号に対応するドット間での距離が常に一定になるとは限らない。例えば、書込手段が振動して発生する副走査方向への書込み位置の変動、弾性体で形成されたベルトなどの画像支持体の伸縮により発生する移動速度の変動、支持部材に張架されたベルト形状の画像支持体が支持部材との間ですべりを生じて発生する変動などである。さらに、実際には、主走査同期信号は比較的精度良く規則的に検知されるのに対し、副走査方向の画像支持体の動きは、遍芯、伸縮、すべりなどにより変動するため、ドット間隔が副走査方向に変動する場合が多い。副走査方向におけるドット位置の変動があると、nライン目のドットが形成される位置とn+1ライン目のドットが形成される位置との間隔が一定とならない。

特許文献８では、例えば、図２３の各色のドット位置の関係図に示すように、１色目では、何らかの外乱により１ライン目付近でのライン間隔がたまたま大きく、２ライン目以降ではドット間隔が短く、２色目以降では、1ライン目から4ライン目まですべてにおいてドット間隔が狭くなる場合、各色の１ライン目の版ずれを最小にすることができたとしても、１色目はたまたまドット間隔が広くなっている１ライン目を基準として画像が形成されるため、１色目の２ライン目以降と、２色目以降の２ライン目以降との間で、版ずれが大きくなる。図２３の例では、１色目の３ライン目と２色目以降の４ライン目とが重なることとなる。

このように、周期的に変動するドット間隔の振幅の最大値が偶然１ライン目に相当した場合や、１ライン目に対応する主走査同期信号を検知する時に偶然大きな外乱があるために主走査同期信号の検知時刻が異常値となる場合など、１ライン目という１点のみに関するデータで露光を開始するタイミングを決定すると２ライン目以降での版ずれが大きくなる。

特開平８−１７１２５２号公報 特開２００２−１８２４５６号公報 特開２００２−３４１６０６号公報 特開昭５７−１８９８５７号公報 特開２００３−５７９１４号公報 特開２００２−２５１０４９号公報 特開２００２−１２３０５６号公報 特開平１１−２１２００９号公報

本発明は、突発的、周期的な外乱を生じた場合でも２ライン目以降の版ずれを低減し、画像全体としての版ずれを低減させることができる画像形成装置を提供することを１つの目的とする。本発明は、高濃度トナーと低濃度トナーとを併用した画像形成装置において、版ずれに起因する画質劣化を抑制することを１つの目的とする。

なお、従来の方式では、高濃度トナーによる画像と低濃度トナーによる画像との版ずれ量に応じて高濃度トナーと低濃度トナーとの使用割合を変えることはできない。その理由は、例えば高濃度トナーによるトナー像をまず形成し、その上に低濃度トナーによるトナー像を重ね合わせる場合、高濃度トナーによる画像形成を開始する時点で低濃度トナーをどの程度使用するか決定しておかなければ、高濃度トナーによる画像をどのように形成すればよいのか定まらないからである。高濃度トナーによる画像を形成する時点で２つの画像の版ずれを予測する必要があるが、上記従来例のように副走査方向の記録開始信号が各画像ステーションに対応した検知手段によって検知されてから主走査同期信号の選択を開始する方式では、上流側の画像ステーションによる画像形成を開始した後に下流側の画像ステーションにおける副走査方向の記録開始信号と主走査同期信号との関係が検知されるので、あらかじめ２つの画像の版ずれを予測する事はできない。

この発明の第１の画像形成装置は、高濃度顕画剤によって形成された画像と低濃度顕画剤によって形成された画像とを副走査方向に移動する画像支持体上に重ねる画像形成装置であって、高濃度顕画剤によって形成される画像と低濃度顕画剤によって形成される画像との版ずれ量を予測し、予測された版ずれ量に基づいて高濃度顕画剤に対する低濃度顕画剤の使用割合を変更する。

この発明の第２の画像形成装置は、第１の画像形成装置において、表面を周期的に移動させる画像支持体と、画像支持体の移動方向の位置を示す副走査同期信号を発生する副走査同期信号発生手段と、副走査方向に回転しながら画像支持体に像を転写する第１像担持体と、副走査方向に回転しながら画像支持体に像を転写する第２像担持体と、規則的に第１主走査同期信号を発生させる第１主走査同期信号発生手段と、規則的に第２主走査同期信号を発生させる第２主走査同期信号発生手段と、第１主走査同期信号に同期して第１像担持体の主走査方向に像を書き込む第１書込手段と、第２主走査同期信号に同期して第２像担持体の主走査方向に像を書き込む第２書込手段と、第１像担持体に書き込まれた像から低濃度顕画剤の像を形成する第１現像手段と、第２像担持体に書き込まれた像から高濃度顕画剤の像を形成する第２現像手段とを備える。

この発明の第３の画像形成装置は、第１の画像形成装置において、表面を周期的に移動させる画像支持体と、画像支持体の移動方向の位置を示す副走査同期信号を発生する副走査同期信号発生手段と、規則的に第１主走査同期信号を発生させる第１主走査同期信号発生手段と、規則的に第２主走査同期信号を発生させる第２主走査同期信号発生手段と、第１主走査同期信号に同期して画像支持体の主走査方向に像を書き込む第１書込手段と、第２主走査同期信号に同期して画像支持体の主走査方向に像を書き込む第２書込手段と、第１書込手段で書き込まれた像から低濃度顕画剤の像を形成する第１現像手段と、第２書込手段で書き込まれた像から高濃度顕画剤の像を形成する。

この発明の第４の画像形成装置は、第１の画像形成装置において、表面を周期的に移動させる画像支持体と、画像支持体の移動方向の位置を示す副走査同期信号を発生する副走査同期信号発生手段と、規則的に第１主走査同期信号を発生させる第１主走査同期信号発生手段と、規則的に第２主走査同期信号を発生させる第２主走査同期信号発生手段と、第１主走査同期信号に同期して画像支持体の主走査方向に低濃度顕画剤の像を書き込む第１書込手段と、第２主走査同期信号に同期して画像支持体の主走査方向に高濃度顕画剤の像を書き込む第２書込手段とを備える。

この発明の第５の画像形成装置は、第２から第４のいずれかの画像形成装置において、副走査同期信号に対する第１主走査同期信号の平均的なずれ量と、副走査同期信号に対する第２主走査同期信号の平均的なずれ量とに基づいて版ずれ量を予測する。

この発明の第６の画像形成装置は、第５の画像形成装置において、副走査同期信号に対する第１主走査同期信号の平均的なずれ量は、複数の副走査同期信号を検出する間に複数の第１主走査同期信号を検出し、第１主走査同期信号の検出数xの変化に対する副走査同期信号の検知数yの変化量を一次関数y=kx+βで近似したときのβの値β1として求められ、副走査同期信号に対する第２主走査同期信号の平均的なずれ量は、複数の副走査同期信号を検出する間に複数の第２主走査同期信号を検出し、第２主走査同期信号の検出数xの変化に対する副走査同期信号の検知数yの変化量を一次関数y=kx+βで近似したときのβの値β2として求められる。

この発明の第７の画像形成装置は、第６の画像形成装置において、第１主走査同期信号の第x1番目の信号から第１像担持体への書込みを開始し、第２主走査同期信号の第x2番目の信号から第１像担持体への書込みを開始するときの版ずれ量は、x1+β1-x2-β2である。

この発明の第８の画像形成装置は、第６の画像形成装置において、副走査方向のBN本のラインを主走査方向の１走査で書込み、第１主走査同期信号の第x1番目の信号から第１像担持体への書込みを開始し、第２主走査同期信号の第x2番目の信号から第１像担持体への書込みを開始するときの版ずれ量は、(x1+β1-x2-β2)×BNである。

この発明の第９の画像形成装置は、第２から第４のいずれかの画像形成装置において、副走査同期信号に対する第１主走査同期信号の変動量と、副走査同期信号に対する第２主走査同期信号の変動量とに基づいて版ずれ量を予測する。

この発明の第１０の画像形成装置は、第１から第９のいずれかの画像形成装置において、版ずれ量が大きいほど低濃度顕画剤の使用割合を減少させる。

この発明の第１１の画像形成装置は、第１０の画像形成装置において、線画領域と絵柄領域とを含む複数種類の領域に画像データを分離する像域分離手段を備え、低濃度顕画剤の使用割合を減少量は、絵柄領域よりも線画領域において大きくする。

この発明の第１２の画像形成装置は、第１から第１１のいずれかの画像形成装置において、高濃度顕画剤に対する低濃度顕画剤の使用割合の変更は、使用割合に応じ、使用割合に対応した複数の画像データから択一的に選択することにより行われる。

本発明の画像形成装置によれば、高濃度顕画剤により形成される像と低濃度顕画剤により形成される像との版ずれ量を予測することにより、高濃度顕画剤と低濃度顕画剤との使用割合を変化させるため、版ずれによる画質劣化を抑制することができる。

第１の実施形態の画像形成装置１は、図１の構成図に示すように、中間転写体１０と第１画像ステーション１１Ｌｋと第２画像ステーション１１Ｋと第３画像ステーション１１Ｃと第４画像ステーション１１Ｍと第５画像ステーション１１Ｙと給紙部１２と定着装置１３と排紙部１４と制御部１５とを備えるタンデムタイプの画像形成装置である。

中間転写体１０は、中間転写ベルト２０と駆動ローラ２１とテンションローラ２２と二次転写対向ローラ２３と二次転写ローラ２４とクリーナ２５とを有する。

中間転写ベルト２０は、駆動ローラ２１とテンションローラ２２と二次転写対向ローラ２３とに張架されたシームレスベルトであり、駆動ローラ２１とテンションローラ２２とにより回転駆動される。二次転写ローラ２４は、二次転写対向ローラ２３との間に挟んで搬送する記録媒体に、中間転写ベルト２０のトナー像を二次転写させる。クリーナ２５は、中間転写ベルト２０に残留した二次転写残トナーなどを除去する。なお、本実施形態では、画像支持体として中間転写ベルトを用いた例について説明するが、本発明の画像支持体は他の中間転写体や、感光体や記録媒体などであってもよい。

中間転写ベルト２０は、図２の平面図に示すように、回転方向に直交する主走査方向の一端側において、副走査方向に沿って第１の実施形態と同様のマーカ２６を設けている。マーカ２６は、中間転写ベルト２０と反射率の異なる物質で形成された複数のスケールを、副走査方向に等間隔で配置して構成されており、スケールの間隔を広くしたマーカ２６の切れ目を一部に設けている。各スケールは、副走査方向に10μm程度の幅をもち、副走査方向に間隔65μmで配置されている。

第１画像ステーション１１Ｌｋ、第２画像ステーション１１Ｋ、第３画像ステーション１１Ｃ、第４画像ステーション１１Ｍ、及び、第５画像ステーション１１Ｙは、それぞれ現像するトナー色が異なる他は同様の構成をもつ。各画像ステーションにおいて、同じ機能をもつ要素には同じ符号を付加し、各符号にＬｋが付加された要素はライトブラックを現像する第１画像ステーション１１Ｌｋに属する要素であることを示し、各符号にＫが付加された要素はブラックを現像する第２画像ステーション１１Ｋに属する要素であることを示し、各符号にＣが付加された要素はシアンを現像する第３画像ステーション１１Ｃに属する要素であることを示し、各符号にＭが付加された要素はマゼンダを現像する第４画像ステーション１１Ｍに属する要素であることを示し、各符号にＹが付加された要素はイエローを現像する第５画像ステーション１１Ｙに属する要素であることを示す。

なお、ブラックとライトブラック（グレーとも称する）とは、互いに同系色の顕画剤である高濃度顕画剤と低濃度顕画剤との関係にそれぞれ対応する。低濃度顕画剤とは高濃度顕画剤に比べて濃度が低い顕画剤である。なお、本明細書において、低濃度顕画剤と高濃度顕画剤との関係は、無彩色に限定されず、薄いシアンと濃いシアンとの組み合わせ、薄いマゼンタと濃いマゼンタとの組み合わせ、薄いブルーと濃いブルーとの組み合わせなどであってもよい。薄い色と濃い色を区別する場合、薄い色は色の名称の前に「ライト」をつけ、ライトブラック、ライトシアン、ライトブルーなどと表現し、濃い色は色の名称をそのまま用いる。以下、顕画剤としてトナーを用いる場合について主に説明するため、濃い色の顕画剤を高濃度トナー、薄い色の顕画剤を低濃度トナーと記載するが、顕画剤は、トナーと称されるものに限定されず、例えば、インクであってもよい。

各画像ステーションは、中間転写ベルト２０上の駆動ローラ２１とテンションローラ２２との間の領域において、中間転写ベルト２０の回転方向上流から、第１画像ステーション１１Ｌｋ、第２画像ステーション１１Ｋ、第３画像ステーション１１Ｃ、第４画像ステーション１１Ｍ、第５画像ステーション１１Ｙの順に対向している。第１画像ステーション１１Ｌｋと第２画像ステーション１１Ｋとは版ずれを高精度に抑制するために、隣接して配置されている。各画像ステーションは約10cmの等間隔で配置されている。

代表して第１画像ステーション１１Ｌｋの構成について説明する。第１画像ステーション１１Ｌｋは、感光体３０Ｌｋの周囲に順に帯電部３１Ｌｋと書込装置３２Ｌｋと現像装置３３Ｌｋと転写ローラ３４Ｌｋとクリーニング部材３５Ｌｋと走査光受光部３６Ｌｋとマーカ検知部３７Ｌｋとを配置している。

感光体３０Ｌｋは、像担持体として機能し、矢印の方向に回転駆動され、現像装置３３Ｌｋとクリーニング部材３５Ｌｋとの間で中間転写ベルト２０に対向している。帯電部３１Ｌｋは、感光体３０Ｌｋを暗中にて所定の電位に一様に帯電する。

書込装置３２Ｌｋは、図２の平面図に示すように、画像情報に応じて変調されて光源４０Ｌｋから出力されるレーザービームをコリメートレンズ４１Ｌｋによりコリメートし、回転多面鏡用モータにより回転する回転多面鏡４２Ｌｋの偏向反射面により走査し、結像レンズ４３Ｌｋで絞り込んでレーザースポットを形成し、感光体３０Ｌｋを回転方向と直交する主走査方向に走査露光することにより、感光体３０Ｌｋの回転と連動して感光体３０Ｌｋを２次元に露光する。露光部分は除電されて画像部を形成し、非露光部分は非画像部を形成し、感光体３０Ｌｋに静電潜像が形成される。

なお、図３の感光体３０Ｌｋ表面の展開図に示すように、感光体３０Ｌｋ上で画像情報を構成する画素のうち、副走査方向の位置が等しい画素の集合をラインと称し、画像形成の際に時間的に先に走査されるラインから時間的に後に走査されるラインに向かって各ラインずつ１ライン目、２ライン目と順に表現する。本実施形態を、マルチビーム光源などを用いて一度の走査で複数のラインを形成する画像形成装置に適用する場合にも、同様に各ライン毎に１ライン目、２ライン目と順に表現する。

現像装置３３Ｌｋは、トナー含む現像剤を担持する現像剤担持体を感光体３０Ｌｋに対向させ、現像剤担持体に対して静電潜像の非画像部電位と画像部電位との中間の電位を印加することにより現像剤担持体上のトナーを択一的に画像部に付着させ、感光体３０Ｌｋの潜像からライトブラックのトナー像を現像する。転写ローラ３４Ｌｋは、中間転写体１０との近接領域である一次転写部において、印加された電圧と感光体表面との電位差により、現像されたトナー像を中間転写体１０に転写させる。クリーニング部材３５Ｌｋは、感光体３０Ｌｋの転写後の領域に残留するトナー、現像液、異物などを除去する。

中間転写ベルト２０は、一周する間に、第１画像ステーション１１Ｌｋ、第２画像ステーション１１Ｋ、第３画像ステーション１１Ｃ、第４画像ステーション１１Ｍ、第５画像ステーション１１Ｙの順に、各トナー色のトナー像を転写される。

走査光受光部３６Ｌｋは、第１の実施形態の走査光受光部１５と同様に主走査同期信号発生手段として機能し、具体的には、書込装置３２Ｌｋによるレーザの走査範囲内であって画像範囲外に配置された受光素子によりレーザービームを受光し、主走査方向の記録開始位置（横レジスト）を決定する主走査同期信号を形成する。

マーカ検知部３７Ｌｋは、第１の実施形態のマーカ検知部１６と同様に副走査同期信号発生手段として機能し、具体的には、マーカ２６の通過領域付近に固定され、LEDなどの発光素子から中間転写ベルト２０に光を照射し、ホトセンサなどの受光素子で反射光を受光し、反射光強度の変化からマーカ２６を検出することにより、副走査同期信号を形成する。

マーカ検知部３７Ｌｋから出力される副走査同期信号は、図４の波形図に示すように、マーカ２６の検知ごとに一定時間間隔T1で出力されるととともに、マーカ２６の切れ目においては時間T2空けて出力される。時間間隔T1より時間間隔T2のほうが大きくなるため、１つのスケールを検知してから次のスケールを検知するまでの経過時間が、所定のしきい値より大きいことを検知することによりマーカの切れ目を検知し、次に検知されるスケールにより発生する信号がホームポジション検知信号となる。マーカ検知部３７Ｌｋは、マーカの切れ目の横に別に形成されたマーカを検出することにより、マーカの切れ目を検知するものであってもよく、マーカ切れ目検知専用のセンサでマーカの切れ目を検知するものであってもよい。ホームポジションを検知することにより、ホームポジション通過後に検知されるスケールの数、すなわち副走査同期信号のカウント数から、常に中間転写体２０上の絶対位置が把握される。ホームポジション検知信号は、主走査同期信号のカウントの基準として利用される。

なお、マーカ検知部３７Ｌｋは、以上の方法に限らず他の種々の方法でマーカを検知するものであってもよい。例えば、中間転写ベルト２０に開口で構成したマーカ２６のスケールの透過光を検知するものであってもよい。マーカ検知部３７Ｌｋは、光を単独のスケールに対して照射するものであっても、複数のスケールに対して同時に照射するものであってもよい。マーカ２６のスケールパターンは等間隔でなくてもよく、規則的またはランダムに間隔が変化するスケールパターンを用い、間隔の変化をあらかじめ把握しておき中間転写ベルト２０の移動量を正しく検知するものなどであってもよい。例えば、マーカ２６は、第１番目のスケールから第２番目のスケールまでの距離が20μm、第２番目のスケールから第３番目のスケールまでの距離が50μm、第３番目のスケールから第４番目のスケールまでの距離が20μm、というようにスケール間の距離が20μm、50μm、20μm、50μm、20μm、50μmと以後順に繰り返されるものであれば、マーカ検知部３７Ｌｋは、20μｍと50μｍとの繰り返し単位を記憶しておき、繰り返し単位に対応したタイミングでスケールの移動量を検知する。

なお、副走査同期信号は、種々の発生方式により発生されるものであってもよく、例えば、感光体３０Ｌｋ上に設置された感光体上マーカに光を照射して得られる反射光や透過光を検知する受光手段、レジストローラのスタートタイミング、紙検知センサからの検知信号、感光体駆動手段に内蔵されたロータリーエンコーダなどにより検知されて生成されるものであってもよい。

給紙部１２は、給紙トレイに積載した転写紙を送りローラで１枚ずつ送り出し、レジストローラでタイミングを調整しながら中間転写ベルト２０に送る。中間転写ベルト２０に形成されたフルカラートナー像は、中間転写ベルト２０の移動に伴って二次転写対向ローラ２３と二次転写ローラ２４との対向部に到達し、二次転写ローラ２４に印加された電圧により、給紙部１２から送られる記録媒体に一括して転写される。定着装置１３は、中間転写ベルト２０でトナー像を転写された記録媒体に圧力を加えながら加熱してフルカラートナー像を定着させる。排紙部１４は、定着後の転写紙を排紙する。

制御部１５は、図５のブロック図に示すように、ＲＯＭ５０とＣＰＵ５１とＲＡＭ５２と入出力部５３と速度制御部５４と画像処理部５５と書込制御部５６とを有する。

ＲＯＭ５０は、ＣＰＵ５１が画像形成動作を実効するための動作プログラムなどを記憶している。ＣＰＵ５１は、動作プログラムを適宜読み出しながら画像形成動作全体を制御する。ＲＡＭ５２は、ＣＰＵ５１により適宜記憶領域として使用される。入出力部５３は、外部機器と接続され画像データなど各種信号を入出力する。

速度制御部５４は、マーカ２６のスケール間隔を65μmとあらかじめ把握しているため、マーカ検知部３７Ｌｋなどの各マーカ検知部をエンコーダとして機能させ、１つのスケールを検知した時刻から次のスケールを検知する時刻までの経過時間T1を測定することにより、マーカ２６の移動速度すなわち中間転写ベルト２０の移動速度を検出し、中間転写ベルト２０の表面速度を一定に制御する。マーカ検知部３７Ｌｋなどの各マーカ検知部をエンコーダとして機能させることにより、エンコーダを別途設ける場合に比較して部品点数増加を抑えることができる。表面速度を一定に近づける制御を併用することにより、さらに版ずれを低減させることができる。

画像処理部５５は、画像データに対して中間調処理を含む各種画像処理を施し、第１画像ステーション１１Ｌｋ、第２画像ステーション１１Ｋ、第３画像ステーション１１Ｃ、第４画像ステーション１１Ｍ、及び、第５画像ステーション１１Ｙで各トナー色の画像を書き込むための信号を作成する。

中間調処理前の画像の濃度は、濃度値が0に近いほど濃度が薄くなるように0〜255の256階調で表現されている。画像処理部５５は、画像データの無彩色の部分において、濃度がしきい値Pth未満の画素を第１画像ステーション１１Ｌｋのライトブラックのトナーで画像形成させ、濃度がしきい値Pth以上の画素を第２画像ステーション１１Ｋのブラックのトナーで画像形成させるように、書込み用の信号を作成する。しきい値Pthは変更可能で、例えばPth=64のように選択される。中間調処理前の画像の濃度に関わらず高濃度トナーのみで現像を行ない、低濃度トナーを使用しないようにする場合には、しきい値Pth=0に設定される。画像処理部５５は、高濃度トナー、低濃度トナーによって現像を行う領域を決定した後は、高濃度トナー、低濃度トナーのそれぞれについて、ディザ、誤差拡散など適宜採用される種々の方式により中間調処理を行う。また、高濃度トナーに対する低濃度トナーの使用率に応じ、必要に応じてフィルタ処理などを変更する。

書込制御部５６は、図６のブロック図に示すように、副走査同期信号カウンタ６０と主走査同期信号カウンタ６１と経過時間計測部６２とクロック６３としきい値記憶部６４と開始タイミング決定部６５と計測データ記憶部６６とβ記憶部６７と開始タイミング記憶部６８と版ずれ低減処理部６９と走査制御部７０とをもつ。

副走査同期信号カウンタ６０は、副走査同期信号をカウントして値yとして保持する。マーカ検知部３７Ｌｋから入力される副走査同期信号のカウント値yLkと、マーカ検知部３７Ｋから入力される副走査同期信号のカウント値yKとは区別してカウント及び保持される。

主走査同期信号カウンタ６１は、主走査同期信号をカウントして値xとして保持する。走査光受光部３６Ｌｋ、走査光受光部３６Ｋ、走査光受光部３６Ｃ、走査光受光部３６Ｍ、及び、走査光受光部３６Ｙから入力される主走査同期信号のカウント値xLk、値xK、値xC、値xM、値xYは、それぞれ区別してカウント及び保持される。

経過時間計測部６２は、走査光受光部３６Ｌｋから主走査同期信号が入力されるたびに主走査同期信号が入力されてからの経過時間をtLkとして繰り返し計測するとともに、走査光受光部３６Ｋから主走査同期信号が入力されるたびに主走査同期信号が入力されてからの経過時間をtKとして繰り返し計測する。クロック６３は、経過時間計測部６２の時間計測に必要なパルスを発生させ、経過時間計測部６２へ出力する。

しきい値記憶部６４は、しきい値yth(=100)を記憶している。しきい値ythは、副走査同期信号カウンタ６０の値yLk及び値yKがいくつになるまで、開始タイミング決定部６５によりデータが計測されるかを示す。スケール間隔は65μmであるので、しきい値をyth=100に設定することにより中間転写ベルト２０の移動方向の距離に換算して約6.5mmのデータが取得される。なお、しきい値ythは、100に限られるものではない。

開始タイミング決定部６５は、ライトブラックの１ライン目の露光を値xLkがいくつのときに開始するかを示すxstart1を決定するとともに、ブラックの１ライン目の露光を値xKがいくつのときに開始するかを示すxstart2を決定する。版ずれ低減処理部６９は、画像処理部５５に対し、高濃度トナーと低濃度トナーとの使用割合を設定する。走査制御部７０は、各画像ステーションのレーザ光源４０を制御することにより、画像処理部５５から送られる書込み信号に従った書込みを、開始タイミング決定部６５で決定されたタイミングで開始させる。

書込制御部５６は、１色目のライトブラック及び２色目のブラックの露光時には、図７のフロー図に示すように、画像処理決定部６５でxstart1及びxstart2を決定し（ステップＳ１）、次に、版ずれ量低減処理部６９で低濃度トナーと高濃度トナーとの使用割合を設定し（ステップＳ２）、次に、走査制御部６７で露光を行う（ステップＳ３）。

開始タイミング決定部６５は、図８のフロー図に示すタイミング決定方法に従って、xstart1及びxstart2を決定する。開始タイミング決定部６５は、まず、マーカ検知部３７Ｌｋから副走査同期信号を入力し、版ずれ量計算開始信号を検知したか所定のタイミングで判定し続ける（ステップＳ１０）。開始タイミング決定部６５は、副走査同期信号の時間間隔の変化から、マーカの切れ目通過後に最初に検知されるy=0の副走査同期信号、すなわちホームポジション検知信号を、版ずれ量計算開始信号として検出する。版ずれ量計算開始信号は、y=N回目（N≧0）の副走査同期信号の中から選ばれる他の信号であってもよい。

開始タイミング決定部６５は、版ずれ量計算開始信号を検知すると、副走査同期信号カウンタ６０の値yLkを0に設定し、マーカ検知部３７Ｌｋからの副走査同期信号を検知するたびに値yLkをカウントアップする動作を開始させ（ステップＳ１１）、主走査同期信号カウンタ６１の値xLkを0に設定し、走査光受光部３６Ｌｋからの主走査同期信号を検知するたびに値xLkをカウントアップする動作を開始させ（ステップＳ１２）、内蔵のクロックからの入力をもとに走査光受光部３６Ｌｋからの主走査同期信号を検知してからの経過時間tLkの測定を繰り返す動作を開始させる（ステップ１３）。

開始タイミング決定部６５は、副走査同期信号カウンタ６０が副走査同期信号を検知して値yLkがカウントアップされたか判定を繰り返し（ステップＳ１４）、副走査同期信号カウンタ６０の値yLkがカウントアップされると、検知時における値xLkと経過時間tLkとを値yLkに対応させて計測データ記憶部６６に記憶させる（ステップＳ１５）。例えば、副走査方向に1200dpiの解像度で画像を形成する場合、１ラインの間隔は約21μmである一方、マーカ３４を構成するスケールの間隔は65μmであるため、主走査同期信号の検知周期は副走査同期信号の検知周期よりも短く、y=0回目の副走査同期信号とy=1回目の副走査同期信号との間に３つ程度の主走査同期信号が検知される。

開始タイミング決定部６５は、値yLkがあらかじめ設定されたしきい値ythに到達したか判定し（ステップＳ１６）、値yLkがしきい値ythに達していなければ、副走査同期信号の検知（ステップＳＳ１４）と、値xLkと値yLkと経過時間tLkとの記憶（ステップＳ１５）と、値yLkとしきい値ythとの比較（ステップＳ１６）とを繰り返す。

値yLkがしきい値ythになるまでに計測データ記憶部６６には、図９の測定データ表に例示されるような測定データが記憶される。例えば、版ずれ量計算開始信号、すなわちホームポジション検知信号に相当するyLk=0回目の副走査同期信号を検知した後、yLk=1回目の副走査同期信号を検知するまでに３つの主走査同期信号が検知され、３つ目の主走査同期信号からyLk=1回目の副走査同期信号が検知されるまでの時刻がt1である場合、最初にyLk=1に対応させてxLk=3とtLk=t1とが記憶される。yLk=2回目の副走査同期信号が検知されるまでに６つの主走査同期信号が検知され、６つ目の主走査同期信号からyLk=2回目の副走査同期信号を検知するまでの時刻がt2である場合には、yLk=2に対応させてxLk=6とtLk=t2とを記憶し、順にyLk=100に対応するxLk=309とtLk=t100まで記憶される。

開始タイミング決定部６５は、値yLkがしきい値ythに到達すると、計測された値yLkと値xLkとの関係を一次関数yLk=(1/α)×xLk+βで近似することにより、所定の副走査同期信号に対する主走査同期信号の平均的なずれを表すβを算出し、各色ごとにβ記憶部６７に記憶させる（ステップＳ１７）。β記憶部６７は、ライトブラック露光時に算出されるβをβ1として記憶し、ブラック露光時に算出されるβをβ2として記憶する。

βの具体的な算出方法について説明する。ここでは値yと値xと経過時間tとの組み合わせは、ライトブラックに対するβ1の算出時には値yLkと値xLkと経過時間tLkとの組み合わせに対応し、ブラックに対するβ2の算出時には値yKと値xKと経過時間tKとの組み合わせに対応する。開始タイミング決定部６５は、値y=Nすなわちy(N)において取得された値x、経過時間tをそれぞれx(N)、t(N)とし、１つの主走査同期信号が検知されてから次の主走査同期信号が検知されるまでの時間間隔pを用い、（式１）に基づいてN=1からN=yth-1までΔy(N)を算出する。例えば、N=1の場合Δy(1)は（式２）のように算出される。t(N)/pは、y=N+1の副走査同期信号が検知される直前に主走査同期信号が検知された時刻から、y=N+1が検知される時刻までの経過時間を主走査同期信号の検知数に換算して表した値である。

なお、pは、１つの主走査同期信号が検知される時間と次の主走査同期信号が検知される時間との時間差を示す値である。回転多面鏡（ポリゴン）４２などの走査により発生する主走査同期信号は、副走査同期信号と比較して正確にパルスを刻むため、pの値はほぼ一定とみなすことができるため、あらかじめpを測定して記憶されている。

次に、開始タイミング決定部６５は、（式３）に従って、N=1からN=yth-1までの全てのΔy(N)を加えた値を(yth-1)で割ることにより、Δy(N)の平均値αを算出する。平均値αは、yのカウントが１つ進む間にxのカウントが平均的にいくつ進んだかを示すため、値yと値xとの関係は平均値αを用いて比例関係y=(1/α)x+βで近似される。β=0の場合は、版ずれ量計算開始信号の検知時刻において主走査同期信号と副走査同期信号とが同時に検知されてy=(1/α)xが成立する場合に相当する。すなわち、βは、y=(1/α)xのy=(1/α)x+βからのずれに相当し、所定の副走査同期信号を検知した時刻と、平均的な主走査同期信号の検知時刻とのずれを、主走査同期信号のカウントに換算した値を表す。βは副走査同期信号と主走査同期信号との平均的なずれを示す値である。

次に、開始タイミング決定部６５は、y=(1/α)×xの成立を仮定した場合に想定されるy(N)と実際のカウントy(N)との差を平均化し、y=(1/α)×x+βとy=(1/α)×xとのずれ、すなわちβを算出する。具体的には、開始タイミング決定部６５は、（式４）に基づいてN=1からN=ythまで計算し、（式５）に示すように全て加算してythで割ることによりβを算出する。

測定データである値xと値yとの関係、及び１色目のβ1と２色目のβ2との関係を図１０のグラフに例示する。なお、βの算出方法は、副走査同期信号と主走査同期信号との比例直線の差であるβ間の差が求まれば、他のアルゴリズムを用いるものであってもよい。

開始タイミング決定部６５は、β記憶部６７にβ1を記憶すると、あらかじめ開始タイミング記憶部６８に記憶されたxstart1=6000を、値xLkがいくつのときに１色目（ライトブラック）の１ライン目の露光を開始するかを示すxstart1として決定する（ステップＳ１８）。

２色目（ブラック）のタイミング決定方法について説明する。開始タイミング決定部６５の動作は、１色目（ライトブラック）の露光時と同様であり、マーカ検知部３７Ｋから副走査同期信号を入力する点と、求めるβがβ2である点と、xstart2の決定方法が異なる。

開始タイミング決定部６５は、マーカ検知部３７Ｋから副走査同期信号を入力し、版ずれ量計算開始信号を検知したか所定のタイミングで判定し続ける（ステップＳ１０）。開始タイミング決定部６５は、版ずれ量計算開始信号を検知すると、副走査同期信号カウンタ６０の値yKを0に設定し、マーカ検知部３７Ｋからの副走査同期信号を検知するたびに値yKをカウントアップする動作を開始させ（ステップＳ１１）、主走査同期信号カウンタ６１の値xKを0に設定し、走査光受光部３６Ｋからの主走査同期信号を検知するたびに値xKをカウントアップする動作を開始させ（ステップＳ１２）、内蔵のクロックからの入力をもとに走査光受光部３６Ｋからの主走査同期信号を検知してからの経過時間tKの測定を繰り返す動作を開始させる（ステップ１３）。

開始タイミング決定部６５は、副走査同期信号カウンタ６０が副走査同期信号を検知して値yKがカウントアップされたか判定を繰り返し（ステップＳ１４）、副走査同期信号カウンタ６０の値yKがカウントアップされると、検知時における値xKと経過時間tKとを値yKに対応させて計測データ記憶部６６に記憶させる（ステップＳ１５）。開始タイミング決定部６５は、値yKがあらかじめ設定されたしきい値ythに到達したか判定し（ステップＳ１６）、値yKがしきい値ythに達していなければ、副走査同期信号の検知（ステップＳＳ１４）と、値xKと値yKと経過時間tKとの記憶（ステップＳ１５）と、値yKとしきい値ythとの比較（ステップＳ１６）とを繰り返す。開始タイミング決定部６５は、値yKがしきい値ythに到達すると、計測された値yKと値xKとの関係を一次関数yK=(1/α)xK+βで近似することにより、所定の副走査同期信号に対する主走査同期信号の平均的なずれを表すβ2を算出し、β記憶部６７に記憶させる（ステップＳ１７）。

開始タイミング決定部６５は、β記憶部６７にβ2を記憶すると、xstart1+β1-β2に最も近い整数を、値xKがいくつのときに２色目（ブラック）の１ライン目の露光を開始するかを示すxstart2として決定する（ステップＳ１８）。

版ずれ低減処理部６９は、版ずれ量xstart1+β1-xstart2-β2が大きいほど、画像処理部５５に対し、高濃度トナーに対する低濃度トナーの使用率を低くさせる。版ずれ低減処理部６９の具体的な版ずれ低減処理方法として、３つの処理方法について説明する。なお、版ずれ低減処理部６９は、いずれの処理方法を用いてもよく、また、版ずれ量が大きいほど高濃度トナーに対する低濃度トナーの使用率を低くさせる他の処理方法を用いるものであってもよい。

第１の版ずれ低減処理方法では、版ずれ低減処理部６９は、版ずれ量xstart1+β1-xstart2-β2が所定のしきい値βth以上（例えば0.5以上）であれば低濃度トナーを全く使用しないで画像形成するように画像処理部５５を制御する。例えば、画像処理部５５が高濃度トナーと低濃度トナーとを分けるしきい値Pthを0に設定して、第１画像ステーション１１Ｌｋの低濃度トナーで画像形成しないようにする。版ずれ低減処理部６９は、版ずれ量xstart1+β1-xstart2-β2がしきい値βth未満であれば低濃度トナー及び高濃度トナーを通常通り使用させるように画像処理部５５を制御する。

第２の版ずれ低減処理方法では、版ずれ低減処理部６９は、版ずれ量xstart1+β1-xstart2-β2の値に応じて、画像処理部５５のしきい値Pthを変化させることにより、低濃度トナーの使用量を変化させる。具体的には、版ずれ量xstart1+β1-xstart2-β2の絶対値をJとし、Pth=64-J×128の計算式に従ってPthを設定する。なおPthの計算式はこれに限られるものではない。例えば、J=0すなわち版ずれがない場合にはPth=64と設定され、通常通り濃度64以上の画素が高濃度トナーによって現像される。J=0.5以上の場合にはPth=0以下となり、全ての画像が高濃度トナーによって現像される。Jが0と0.5の間であれば、版ずれ量が大きくなるに従ってPthが0に近づき、低濃度トナーを使用する量が低下する。

第３の版ずれ低減処理方法では、版ずれ低減処理部６９は、版ずれ量xstart1+β1-xstart2-β2の値に応じて画像処理部５５のPthを離散的に設定する。具体的には、xstart1+β1-xstart2-β2の絶対値をJとし、J≦0の場合にはPth=64と設定し、0＜J≦0.25ならPth=48と設定し、0.25＜J＜0.5ならPth=32と設定し、0.5≧JならPth=0と設定する。

画像処理部５５は、版ずれ低減処理部６９の設定に従って、第１画像ステーション１１Ｌｋ及び第２画像ステーション１１Ｋの書込み信号を作成し、走査制御部７０に送る。なお、画像処理部５５は、版ずれ低減処理部６９による設定が行われた後に中間調処理などの画像処理を実施するものであってもよく、あらかじめ複数の画像処理を施した複数の中間調画像を記憶しておき、版ずれ低減処理部６９による設定に応じて記憶された画像のいずれかを選択して出力するものであってもよい。あらかじめ複数の画像処理を施した複数の中間調画像を記憶しておくことにより、版ずれ低減処理部６９による設定から露光開始までの時間を早めることができ、処理時間に余裕をもたせることができる。

具体的には、版ずれ低減処理部６９が第１の版ずれ低減処理方法を実行する場合、画像処理部５５は、高濃度トナーのみで画像を形成する場合の中間調処理画像と、高濃度トナー及び低濃度トナーで画像を形成する場合の中間調処理画像との２つをあらかじめ記憶しておき、版ずれ低減処理部６９の設定に応じていずれかの中間調処理画像を選択して出力する。版ずれ低減処理部６９が第３の版ずれ低減処理方法を実行する場合、画像処理部５５は、離散的なPthの値に対応したそれぞれの中間調処理画像を全て記憶しておき、版ずれ低減処理部６９の設定に応じていずれかの中間調処理画像を選択して出力する。

走査制御部７０は、図１１のフロー図に示す露光方法を実行して、レーザ光源４０を制御することにより、感光体３０を走査する。１色目のライトブラックの露光時には、走査制御部７０は、主走査同期信号カウンタ６１の値xLkがxstart1に達したか繰り返しチェックする（ステップＳ２０）。走査制御部７０は、値xLkがxstart1に達すると、画像処理部５５から入力されるライトブラックの書込み信号に基づいてレーザ光源を点灯させることにより、xLk=xstart1における１ライン目の露光を開始する（ステップ２１）。２色目のブラックの露光時には、走査制御部７０は、主走査同期信号カウンタ６１の値xKがxstart2に達したか繰り返しチェックする（ステップＳ２０）。走査制御部７０は、値xKがxstart2に達すると、画像処理部５５から入力されるブラックの書込み信号に基づいてレーザ光源を点灯させることにより、xK=xstart2における１ライン目の露光を開始する（ステップ２１）。３色目以降の露光時には、走査制御部７０は、あらかじめ定められたタイミングで露光を開始する。

xLkの１カウントあたり中間転写ベルト２０の副走査方向の移動量が21μmであるので、xstart1=6000である場合、ホームポジション検知信号の発生からxLk=xstart1まで、中間転写ベルト２０は距離にして21×6000=126000μm進む。なお、yth、xstart1の値は必要な計算時刻や画像の間隔に応じて適宜設定する。

第１画像ステーション１１Ｌｋと第２画像ステーションＫとの間は、約10cm離れており、主走査同期信号は中間転写ベルト２０上の距離に換算して21μmに一度検知される。第１画像ステーション１１Ｌｋのマーカ検知部３７Ｌｋで発生する副走査同期信号からホームポジション信号を検知してから、第２画像ステーション１１Ｋのマーカ検知部３７Ｋで発生する副走査同期信号からホームポジション信号を検知するまでの間に、10cm/21μm=4762回程度の主走査同期信号が検知される。すなわち、１色目（ライトブラック）におけるホームポジション信号を検知したxLk=0の時点から、２色目（ブラック）におけるホームポジション検知信号を検知するxK=0の時点までに、１色目のカウント値xLkは4762程度にカウントされる。xK=0の時点から版ずれ低減処理部６９における処理が終了するまで、xのカウント値に換算して約300かかる場合、xLkのカウント値が4762に300を加えた約5000程度のときに版ずれ低減処理部６９における処理が完了する。xstart1=6000とすることにより、すなわち、xLk=0の時点から版ずれ低減処理部６９における処理まで全て終了するのに必要なカウント数に対してxstart1を十分大きく設定することにより、版ずれ低減処理部６９による処理が終了する前に画像形成が開始する事態の発生を防ぐことができる。

高濃度トナー像を形成する画像ステーションと低濃度トナー像を形成する画像ステーションとが隣接していない場合であっても、版ずれ量計算が確実に終了してから上流側ステーションにおける作像が開始されるようにxstart1の値を定めておく。なお、版ずれ量の予測精度を高めるためには、第１画像ステーション１１Ｌｋと第２画像ステーション１１Ｋとを隣接して配置することが望ましい。

より具体的に、例えば開始タイミング記憶部６８にあらかじめxstart1=6000が記憶され、１色目にβ1=0.2が算出され、２色目にβ2=0.9が算出される場合、２色目のxstart2がどのように決定されるか、図１２の副走査同期信号及び主走査同期信号の検出タイミングと各ドット位置との模式的な関係図を用いて説明する。

図１２(a)に示すように、主走査同期信号は１色目及び２色目においてほぼ等間隔で検知される。一方、各主走査同期信号によって形成されるドットは、例えば図１２(b)に示すように、１色目にやや長周期の振動を受けてドット間隔を徐々に小さくしながら形成され、２色目には１色目より短周期の振動を受けてドット間隔を徐々に大きくし、その後ドット間隔を小さくして形成されるなど、画像形成装置１本体の振動により中間転写ベルト２０上で見れば等間隔には形成されない。

開始タイミング決定部６５は、１色目の露光時に色ずれ量計算開始信号を検知し、β1=0.2を算出する。β1=0.2であることは、１色目については画像形成前に検知された複数の信号（本実施形態ではyth=100個分に相当する主走査同期信号および副走査同期信号）から、所定の副走査同期信号と平均的な主走査同期信号とが主走査同期信号間隔に換算して0.2ずれていることを示す。次に、開始タイミング決定部６５は、２色目の露光時に色ずれ量計算開始信号を検知し、β2=0.9を算出する。β2=0.9であることは、２色目については所定の副走査同期信号と平均的な主走査同期信号とが主走査同期信号間隔に換算して0.9ずれていることを示す。次に、開始タイミング決定部６５は、xstart1+β1-β2=6000+0.2-0.9=5999.3であることから、5999.3に最も近い整数5999をxstart2の値として決定する。

次に、版ずれ低減処理部６９は、版ずれ量xstart1+β1-xstart2-β2=0.3であることから、通常通り低濃度トナー及び高濃度トナーを使用して画像形成するように、画像処理部５５にしきい値Pthを設定し、１色目及び２色目の書込み信号を出力させる。

走査制御部７０は、カウント値xLk=6000となるタイミングで１色目（ライトブラック）の１ライン目の露光を開始し、カウント値xK=5999となるタイミングで２色目（ブラック）の１ライン目の露光を開始する。２色目の平均的な主走査同期信号は、１色目の平均的な主走査同期信号に対して0.7ずれている。従って、１色目の主走査同期信号x=Mに対して、２色目の主走査同期信号x=M-1が最も近い事が平均的にわかっている。すなわち、(0.9-0.2)よりも((0.9-1)-0.2)の方が絶対値が小さい。従って、１色目のx=6000を第１ラインとした場合、２色目はx=5999を第１ラインとすれば、１色目に対する２色目の色ずれは平均的に小さくなる。

なお、比較例として副走査同期信号検知直後の主走査同期信号のみを参照すると、図１２(c)の例に示すように、２色目にもxstart2として6000を選択し、x=6000の主走査同期信号に対して露光を開始すると、実際にはドット位置は外乱によって変動しているため、２ライン目以降について色ずれが大きくなり、２色目の３ライン目が１色目の４ライン目に重なるなどの不具合が生じ、画像全体として色ずれを低減させることができない。

第１の実施形態の画像形成装置によれば、副走査同期信号に対する主走査同期信号の平均的なずれに基づいて版ずれ量を予測することができるため、高濃度トナーと低濃度トナーとの使用割合を版ずれ量に応じて変化させることができ、版ずれによる画質劣化を抑制することができる。第１の実施形態の画像形成装置によれば、副走査同期信号に対する主走査同期信号の平均的なずれに基づいて露光を開始する主走査同期信号を選択するので、単一の主走査同期信号の値を用いてどの主走査同期信号から露光を開始するのかを決定する場合に比べて、外乱の影響を受けにくく、高い精度で版ずれを低減させた高画質な画像を形成することができる。

なお、マーカを配置する画像支持体は、中間転写ベルトや感光体に限られるものではない。例えば、記録用紙などの記録媒体にマーカを設けたものであってもよい。版ずれ量は、記録媒体に高濃度トナーによるスケールパターンと低濃度トナーによるスケールパターンとを重ねて出力し、これをスキャンすることによって検知されるものであってもよい。版ずれ量は、画像支持体上にトナーによって重ねて形成されたスケールパターンを読み込むことによって検知されるものであってもよい。トナーパターンをスキャンすることによって版ずれ量を検知する場合、例えば、画像支持体上のホームポジションを検知できる場合には、張架ローラの偏芯などに基づく周期的な版ずれをスキャンによって把握することができ、ホームポジションからの距離と版ずれ量との関係を把握することができる。従って、ホームポジションからの距離を参照し、版ずれ量が大きくなる距離では低濃度トナーの使用割合を控えるように制御することができる。画像支持体上のホームポジションを検知できない場合には、トナーパターンをスキャンすることにより版ずれ量の平均的な大きさを検知し、画像形成装置の使用初期段階では版ずれ量が小さいため低濃度トナーを使用し、経時的な画像支持体の劣化などによって版ずれ量が大きくなると低濃度トナーの使用を控えるように制御することができる。トナーパターンを用いることにより、画像支持体上にマーカを設けるためのコストを低減することができる。なお、トナーパターンをスキャンする方法では、張架ローラの偏芯などに基づく版ずれのような、１枚の画像形成時に発生すれば次の１枚の画像形成時にも発生するという再現性のある版ずれしか検知することができない。一方、画像支持体上に形成されたマーカを用いる方法では、主走査同期信号と副走査同期信号とのずれなどの再現性の低い版ずれを検知することができるので制御の制度がよく、本発明により適している。

第２の実施形態の画像形成装置は、第１の実施形態の版ずれ低減処理方法において、版ずれ量だけではなく版ずれ量の変動に応じて画像処理の方法を切り替える点で異なるほか、他の構成及び制御において第１の実施形態と同様である。

版ずれ低減処理部６９は、y=(1/α)×x+βの式と実際に検知されるx、yとの差異を参照して画像処理を切り替える。具体的には、開始タイミング決定部６５においてy=(1/α)×x+βの関係式が求められた後、版ずれ低減処理部６９はyの分散Lを求める。分散Lは、y=Iの副走査同期信号が検知された時点におけるカウント値xをx(I)と表し、（(1/α)×x(I)+β-I)の２乗という値をI=1からI=ythまで加算し、加算後の値をythで割ることにより求められる。（(1/α)×x(I)+β-I）は、y=(1/α)×x+βという直線と実際に検知されるyの値との差をあらわし、この2乗をythで割ることにより、y=(1/α)×x+βという直線に対する実際に検知されたyの分散Lが求められる。

版ずれ低減処理部６９は、分散Lが所定値以上の場合には１枚の画像の中での版ずれ量の変動が激しいものとみなし、低濃度トナーのみで画像形成するように画像処理部５５を設定し、分散Lが所定値未満の場合には１枚の画像の中での版ずれ量の変動が少ないとみなし、通常通り低濃度トナーと高濃度トナーとを重ねて画像形成するように画像処理部５５を設定する。具体的には、版ずれ低減処理部６９は、yの分散Lが0.25以上であれば強制的にPth=0に設定する。

あるいは、版ずれ低減処理部６９は、分散Lの変動の激しさに応じてPthの値を変化させる。具体的には、版ずれ低減処理部６９は、Pth=128×(0.25-L)に従って画像処理部５５にPthを設定する。分散Lが0.25以上であれば、高濃度トナーのみにより画像形成され、分散が0.25未満であれば分散Lが小さいほどPthが高くなり、低濃度トナーの使用割合が増加する。

画像形成装置を長時間使用する場合、例えばベルトを張架するローラの表面にトナーが付着することで中間転写体６表面の移動状態が変化することがある。このような場合には、１枚の画像形成中に発生する版ずれ量の変動が増加してしまう。版ずれ量の変動が増加すれば、平均的に版ずれ量が少なくても低濃度トナー像と高濃度トナー像の局所的な版ずれは大きくなる。yの分散値が所定値よりも大きい場合には強制的に高濃度トナーのみを用いて画像を形成することにより、１枚の画像形成中に発生する版ずれ量が変動した場合でも画質の劣化を抑制することができる。

なお第１の実施形態のように平均的な版ずれ量βに応じて低濃度トナーの使用割合を変更する方式と、本実施形態の方式とを併用しても良い。

第２の実施形態の画像形成装置によれば、副走査同期信号に対する主走査同期信号の平均的なずれに基づいて版ずれ量を予測することができるため、高濃度トナーと低濃度トナーとの使用割合を版ずれ量に応じて変化させることができ、版ずれによる画質劣化を抑制することができるとともに、１枚の画像形成中に発生する版ずれ量の変動が大きい場合に、低濃度トナー像と高濃度トナー像の局所的な版ずれを抑制することができる。第２の実施形態の画像形成装置によれば、副走査同期信号に対する主走査同期信号の平均的なずれに基づいて露光を開始する主走査同期信号を選択するので、単一の主走査同期信号の値を用いてどの主走査同期信号から露光を開始するのかを決定する場合に比べて、外乱の影響を受けにくく、高い精度で版ずれを低減させた高画質な画像を形成することができる。

第３の実施形態の画像形成装置は、第１の実施形態の画像形成装置１において、レーザ光源から複数のビームを出力するマルチビーム方式であり、開始タイミング決定部６５で画像情報の１ライン目を露光する先頭ビームを選択し、走査制御部７０で選択されたビームを先頭ビームとして露光を開始する点で第１の実施形態と異なる。他の構成及び動作は第１の実施形態と同様である。

具体的には、１つの主走査同期信号を検出するごとに１回走査し、１回の走査で副走査方向にBN(=4)個のビームを用いて、BN(=4)ライン分の露光を同時に行う。４ライン同時に露光するため、外乱による副走査方向のドット位置ずれは４ドット単位で発生する。ここで、副走査方向の下流側、すなわち形成される画像の先頭に近い方から順に第１ビーム、第２ビーム、第３ビーム、第４ビームと称する。例えば、先頭ビームとして第２ビームが選択された場合には、１走査目には第１ビームを使用せず、第２ビームで１ライン目、第３ビームで２ライン目、第４ビームで３ライン目を露光する。２走査目以降は全てのビームで同時に４ラインを露光する。

開始タイミング決定部６５は、１色目（ライトブラック）について、図８のフロー図に従ってβ1を算出し、１ライン目を書き込むビームとして第１ビームを選択し、２色目（ブラック）について、図８のフロー図に従ってβ2を算出するとともにxstart2を決定し、図１３のフロー図に従って２色目のビーム選択方法を実行することにより第B2ビームを先頭ビームとして選択する。２色目のビーム選択方法においては、まず開始タイミング決定部６５は、(xstart1+β1)-(xstart2+β2)≧0であるか判定する（ステップＳ３０）。次に、開始タイミング決定部６５は、(xstart1+β1)-(xstart2+β2)≧0である場合、[(xstart1+β1)-(xstart2+β2)]×BN+B1に最も近い整数B2を選択し（ステップＳ３１）、(xstart1+β1)-(xstart2+β2)＜0である場合、[1+(xstart1+β1)-(xstart2+β2)]×BN+B1に最も近い整数B2を選択する（ステップＳ３１）。

版ずれ低減処理部６９は、版ずれ量が大きいほど、画像処理部５５に対し、高濃度トナーに対する低濃度トナーの使用率を低くさせる。ここで、版ずれ低減処理部６９は、版ずれ量を[1+(xstart1+β1)-(xstart2+β2)]×BNとして処理を行う点で第１の実施形態と相違するほかは、第１の実施形態と同様の版ずれ低減処理方法を実行する。

走査制御部７０は、開始タイミング記憶部６８に記憶されたx=xstart1のタイミングで、あらかじめ定められた第B1ビームを先頭ビームとして露光を開始し、x=xstart2のタイミングで、第B2ビームを先頭ビームとして露光を開始する。

より具体的には、例えば、図１４の主走査同期信号の検知時刻と対応するドット位置との関係図に示すように、あらかじめxstart1=6000、B1=1が設定されており、１色目にβ1=0.2が算出され、２色目にβ2=0.9が算出された場合、２色目のxstart2は5999と決定される。さらに、(xstart1+β1)-(xstart2+β2)=0.3となるため、[(xstart1+β1)-(xstart2+β2)]×BN+B1=0.3×4+1=2.2に最も近い整数である2がB2として選択される。走査制御部７０は、２色目の先頭ビームとして第２ビームを選択し、x=5999のタイミングで１ライン目と２ライン目と３ライン目とを露光し、x=400のタイミングで４ライン目と５ライン目と６ライン目と７ライン目とを露光し、以下４ラインずつ順に露光する。

この例では、図１４(a)に示すように２色目の主走査同期信号は１色目の主走査同期信号に対して主走査同期信号間隔換算で0.3だけ早い。つまり、２色目の主走査同期信号は１色目の主走査同期信号に対してビーム間間隔で1.2ビーム分だけ早いため、x=5999のタイミングで２色目の先頭ビームを第２ビームとして露光することにより、図１４(b)の一色目のドット位置及び図１４(c)の２色目のドット位置に示すように、副走査方向のドット間の平均的なずれを0.2ドット分に抑えることができる。

第３の実施形態の画像形成装置によれば、マルチビームを用いた画像形成装置において、副走査同期信号に対する主走査同期信号の平均的なずれに基づいて先頭ビームを選択するとともに、版ずれ量を予測することができるため、高濃度トナーと低濃度トナーとの使用割合を版ずれ量に応じて変化させることができ、版ずれによる画質劣化を抑制することができる。第１の実施形態の画像形成装置によれば、副走査同期信号に対する主走査同期信号の平均的なずれに基づいて露光を開始する主走査同期信号を選択するので、単一の主走査同期信号の値を用いてどの主走査同期信号から露光を開始するのかを決定する場合に比べて、外乱の影響を受けにくく、高い精度で版ずれを低減させた高画質な画像を形成することができる。

第４の実施形態の画像形成装置は、第１の実施形態の画像形成装置１において、図１５のブロック図に示すように制御部１５に像域分離部７１を備え、版ずれ低減処理部７０は、出力する画像の特性に応じて版ずれ量に対する低濃度トナーの使用割合を変化させる点で第１の実施形態と異なり、他の構成及び動作において第１の実施形態と同様である。具体的には、版ずれ低減処理部７０は、画像処理部５５において低濃度トナーと高濃度トナーとの使用を切り分けるしきい値Pthを、絵柄領域と線画領域とで異ならせることにより、版ずれ量が大きくなるに従って低濃度トナーの使用を抑制する処理を、絵柄領域よりも線画領域ほうで強くさせる。

像域分離部７１は、無彩色の画像情報を絵柄領域と線画領域とに分離する。具体的な像域分離手法を２つ説明する。なお、像域分離部７１は、像域分離手法として論文「文字／絵柄（網点、写真）混在画像の像域分離方式」（電子情報通信学会論文誌、Vol.J75-DI1、No.1、pp39-47、1992.1）に記載されたエッジ分離のみを利用して行うもののほか、他の種々の方法を用いるものであってもよい。

第１の像域分離方法では、まず像域分離部７１は、原稿をスキャンして入出力部５３から入力された入力画像データにエッジ強調を施した後、画素単位にしきい値TH1としきい値TH2と（TH1＞TH2）を用いて注目画素がしきい値TH1よりも大きければ白画素、しきい値TH2よりも小さければ黒画素と判定することにより３値化する。像域分離部７１は、３値化後の黒画素と白画素の連続性をパターンマッチングにより検出し、５×５画素のブロック内において黒連続画素及び白連続画素が１個以上存在する場合には注目画素をエッジ領域と判断し、それ以外の場合には注目画素を非エッジ領域と判断する。像域分離部７１は、エッジ領域を線画領域と判定し、非エッジ領域を絵柄領域と判定する。

第２の像域分離手法では、画像情報がページ記述言語などのコマンドで表現された画像の場合、像域分離部７１は、形成しようとするオブジェクトが絵柄領域に属するか否かをページ記述言語から読み取り、ビットマップ表現であれば絵柄領域と判定し、それ以外を線画領域と判定する。

なお、像域分離部７１は、グラフィック画像を画像形成装置の特性に応じて線画領域に含めるものでも絵柄領域に含めるものであってもよい。また、文字画像の中でも網点領域中の文字を絵柄領域に含めるものであってもよい。なお、「線画領域」とは少なくとも白地を背景とした文字画像が含まれるものであり、「絵柄領域」とは写真が含まれるものであればよい。すなわち、白地を背景とした文字画像と写真を出力し、両領域での版ずれ量と低濃度トナー使用量の関係をチェックすることにより、本実施形態の処理を使用しているか否かを確認することができる。

版ずれ量低減処理部７０は、各画素ごとに絵柄領域であるか線画領域であるか判定し、絵柄領域であればK=1と設定し、線画領域であればK=2と設定する。次に、版ずれ量低減処理部７０は、版ずれ量xstart1+β1-xstart2-β2の絶対値Jを用いて、画像処理部５５のしきい値PthをPth=64-J×128×Kに設定する。例えば、J=0すなわち版ずれがない場合にはPth=64と設定され、濃度64以上の画素が高濃度トナーによって現像される。

絵柄領域ではJ=0.5以上の場合にPth=0以下となり、線画領域ではJ=0.25以上の場合にPth=0以下となり、Pth=0以下で全ての画像が高濃度トナーによって現像される。絵柄領域では、Jが0と0.5との間であれば、版ずれ量が大きくなるに従ってPthが0に近づき、低濃度トナーを使用する量は低下する。一方、線画領域では、Jが0と0.25の間であれば、版ずれ量が大きくなるに従ってPthが0に近づき、低濃度トナーを使用する量は低下する。

版ずれが発生した場合、線画領域では低濃度トナーと高濃度トナーの間に空白部が生じ、また転写時や定着時のチリやドットゲインが生じると文字エッジが乱れるために画質劣化が顕著に目立ちやすい。これに対して絵柄領域では版ずれが生じたからといって直ちに画質劣化が目立つわけではなく、むしろハイライト部における粒状性低減効果のほうが大きい。またハイライト部のように高濃度トナー使用割合が小さい領域では版ずれによる画質への影響は非常に少ないか、あるいは、全くない。そこで、版ずれ量増大時に高濃度トナーと低濃度トナーとを併用することによる画質劣化が大きいのは、写真などの絵柄領域よりも、文字、グラフィックなどの線画領域であることに着目し、線画領域における低濃度トナーの使用抑制を絵柄領域における低濃度トナーの使用抑制よりも強くしている。

第４の実施形態の画像形成装置によれば、副走査同期信号に対する主走査同期信号の平均的なずれに基づいて版ずれ量を予測することができるため、高濃度トナーと低濃度トナーとの使用割合を版ずれ量に応じて変化させることができ、版ずれによる画質劣化を抑制することができるとともに、版ずれによる画質劣化の影響が大きな線画領域における低濃度トナーの使用抑制を、絵柄領域における低濃度トナーの使用抑制よりも強くすることにより、線画領域の画質劣化を防止しつつ絵柄領域では低濃度トナーによる粒状性向上の効果を得ることができる。第１の実施形態の画像形成装置によれば、副走査同期信号に対する主走査同期信号の平均的なずれに基づいて露光を開始する主走査同期信号を選択するので、単一の主走査同期信号の値を用いてどの主走査同期信号から露光を開始するのかを決定する場合に比べて、外乱の影響を受けにくく、高い精度で版ずれを低減させた高画質な画像を形成することができる。

第５の実施形態の画像形成装置８０は、図１６の構成図に示すように、感光体８１の周囲に第１マーカ検知部８２Ｌｋと第１帯電部８３Ｌｋと第１書込装置８４Ｌｋと第１現像装置８５Ｌｋと第２マーカ検知部８２Ｋと第２帯電部８３Ｋと第２書込装置８４Ｋと第２現像装置８５Ｋと転写装置８６とクリーニング装置８７とを順に備え、さらに、給紙部８８と定着装置８９と排紙部９０と制御部９１と第１走査光受光部９２Ｌｋと第２走査光受光部９２Ｋとを備えるモノクロ画像形成装置である。

感光体８１は、像担持体として機能し、矢印の方向に回転駆動され、表面には図１７の平面図に示すように、回転方向に直交する主走査方向の一端側において、副走査方向に沿って内側に第１の実施形態と同様のマーカ９７を設けている。マーカ９７は、感光体８１と反射率の異なる物質で形成された複数のスケールを、副走査方向に等間隔で配置して構成されており、スケールの間隔を広くしたマーカ９７の切れ目を一部に設けている。各スケールは、副走査方向に10μm程度の幅をもち、副走査方向に間隔65μmで配置されている。

第１マーカ検知部８２Ｌｋ及び第２マーカ検知部８２Ｋは、第１の実施形態のマーカ検知部１６と同様に、それぞれ副走査同期信号発生手段として機能し、具体的には、マーカ９７の通過領域付近に固定され、LEDなどの発光素子から感光体８１に光を照射し、ホトセンサなどの受光素子で反射光を受光し、反射光強度の変化からマーカ９７を検出することにより、副走査同期信号を形成する。マーカの切れ目をホームポジション信号として使用する点も同じである。

第１帯電部８３Ｌｋは、感光体８１を暗中にて所定の電位に一様に帯電する。第１書込装置８４Ｌｋは、図１７の平面図に示すように、ライトブラックの画像情報に応じて変調されて光源９３Ｌｋから出力されるレーザービームをコリメートレンズ９４Ｌｋによりコリメートし、回転多面鏡用モータにより回転する回転多面鏡９５Ｌｋの偏向反射面により走査し、結像レンズ９６Ｌｋで絞り込んでレーザースポットを形成し、感光体８１を回転方向と直交する主走査方向に走査露光することにより、感光体８１の回転と連動して感光体８１を２次元に露光する。露光部分は除電されて画像部を形成し、非露光部分は非画像部を形成し、感光体８１に静電潜像が形成される。

第１走査光受光部９２Ｌｋは、第１の実施形態の走査光受光部１５と同様に主走査同期信号発生手段として機能し、具体的には、第１書込装置８４Ｌｋによるレーザの走査範囲内であって画像範囲外に配置された受光素子によりレーザービームを受光し、主走査方向の記録開始位置（横レジスト）を決定する主走査同期信号を形成する。

第１現像装置８５Ｌｋは、負帯電トナー粒子を担持した現像剤担持体を感光体８１に対向させ、現像剤担持体に対して静電潜像の非画像部電位と画像部電位との中間の電位を印加することにより現像剤担持体上の負帯電トナー粒子を露光された部分に静電的に移動させ、感光体８１の潜像からライトブラックのトナー像を現像する。

第２帯電部８３Ｋは、担持されたライトブラックトナー像ごと感光体８１を暗中にて所定の電位に一様に帯電する。ライトブラック用トナー像も帯電を受けるが、もともと負帯電したトナー粒子であるために極性が変化することはない。第２書込装置８４Ｋは、ブラックの画像情報に応じて変調され、第１書込装置８４Ｌｋと同様に、感光体８１に静電潜像を形成する。第２走査光受光部９２Ｋは、第１走査光受光部９２Ｌｋと同様に、主走査同期信号を形成する。第２現像装置８５Ｋは、第１現像装置８５Ｌｋと同様にして感光体８１の潜像からブラックのトナー像を現像する。

転写装置８６は、ブラックトナー像とライトブラックトナー像とを同時に担持した感光体８１から、記録媒体へ、全トナー像を転写する。クリーニング装置８７は、転写後に感光体８１上に残留した転写残トナーを清掃する。定着装置８９は、ブラックトナー像とライトブラックトナー像とを担持した記録媒体を定着し、記録媒体上にトナー像を固定する。排紙部９０は、定着後の記録媒体を排紙トレイに排紙する。

第１走査光受光部９２Ｌｋ、第１マーカ検知部８２Ｌｋ、レーザ光源９３Ｌｋは、第１の実施形態の第１画像ステーション１１Ｌｋが備える走査光受光部３６Ｌｋとマーカ検知部３７Ｌｋとレーザ光源４０Ｌｋに相当する。第２走査光受光部９２Ｋ、第２マーカ検知部８２Ｋ、レーザ光源９３Ｋは、それぞれ、第１の実施形態の第２画像ステーション１１Ｋが備える走査光受光部３６Ｋとマーカ検知部３７Ｋとレーザ光源９３Ｋに相当する。

中間転写ベルト２０ではなく、感光体８１に直接トナー像を重ねる点で大きく異なるが、制御部９１が備える書込み制御部による動作は第１の実施形態と同様である。

感光体８１の表面に低濃度トナー及び高濃度トナーを重ねる場合には、中間転写体上で重ねる場合と比較して一般に版ずれは少ないが、第１書込装置８４Ｌｋ及び第２書込装置８４Ｋの露光に使用する主走査同期信号と副走査同期信号との同期が取れていないので、やはり版ずれは生じる。また、感光体８１の偏芯や画像形成装置の振動などが生じると版ずれ量の変動も発生する。

第５の実施形態の画像形成装置８０によれば、副走査同期信号に対する主走査同期信号の平均的なずれに基づいて版ずれ量を予測することができるため、高濃度トナーと低濃度トナーとの使用割合を版ずれ量に応じて変化させることができ、版ずれによる画質劣化を抑制することができる。第５の実施形態の画像形成装置によれば、副走査同期信号に対する主走査同期信号の平均的なずれに基づいて露光を開始する主走査同期信号を選択するので、単一の主走査同期信号の値を用いてどの主走査同期信号から露光を開始するのかを決定する場合に比べて、外乱の影響を受けにくく、高い精度で版ずれを低減させた高画質な画像を形成することができる。

第６の実施形態の画像形成装置は、図１８のブロック図に示すように第１の実施形態の画像形成装置の書込装置３２Ｌｋと書込装置３２Ｋと書込制御部５６とに変えて、それぞれ対応する書込装置１００Ｌｋと書込装置１００Ｋと書込制御部１１０を備える。他の構成については第１の実施形態と同様であるので、以下、相違点を重点に説明する。

書込装置１００Ｌｋは、ライトブラックの画像情報に応じて感光体３０Ｌｋを露光する点では第１の実施形態と同様であるが、レーザを走査するのではなく図１９の平面図に示すように感光体３０Ｌｋの回転する副走査方向と直交する主走査方向に、ライン状に配置したLEDアレイ１０２を点灯させることにより感光体３０Ｌｋを露光する。

書込制御部１１０は、図１８のブロック図に示すように、副走査同期信号カウンタ１１１と主走査同期信号生成部１１２と主走査同期信号カウンタ１１３としきい値記憶部１１４と計測部１１５と計測データ記憶部１１６と版ずれ低減処理部１１７と走査制御部１１８とをもつ。

副走査同期信号カウンタ１１１は、副走査同期信号をカウントして値yとして保持する。マーカ検知部３７Ｌｋから入力される副走査同期信号のカウント値yLkと、マーカ検知部３７Ｋから入力される副走査同期信号のカウント値yKとは区別してカウント及び保持される。しきい値記憶部１１４は、しきい値ythを記憶している。主走査同期信号生成部１１２は、主走査同期信号を発生させる。主走査同期信号カウンタ１０１は、主走査同期信号をカウントして値xLx及び値xKとして区別して保持する。

計測部１１５は、図２０のフロー図に示すタイミング決定方法に従って、まず、マーカ検知部３７Ｌｋから副走査同期信号を入力し、ホームポジション検知信号、すなわち版ずれ量計算開始信号を検知したか所定のタイミングで判定し続ける（ステップＳ４０）。計測部１１５は、版ずれ量計算開始信号を検知すると、副走査同期信号カウンタ１１１の値yLkを0に設定し、副走査同期信号を検知するたびに値yLkをカウントアップする動作を開始させ（ステップＳ４１）、主走査同期信号カウンタ１１３の値xLkを0に設定し、主走査同期信号を検知するたびに値xLkをカウントアップする動作を開始させる（ステップＳ４２）。計測部１１５は、値yLkがカウントアップされたか判定を繰り返し（ステップＳ４３）、値yLkがカウントアップされると、その後初めて値xLkがカウントアップされたときの値xLkを値yLkに対応させて計測データ記憶部１１６に記憶させる（ステップＳ４４）。計測部１１５は、値yLkがしきい値ythに到達したか判定し（ステップＳ４５）、値yLkがしきい値ythに達していなければ、副走査同期信号の検知（ステップＳ４３）と、値xLkと値yLkとの記憶（ステップＳ４４）と、値yLkとしきい値ythとの比較（ステップＳ１５）とを繰り返す。

計測部１１５は、マーカ検知部３７Ｋから副走査同期信号を入力し、版ずれ量計算開始信号を検知した場合も同様に値yKと値xKとの組み合わせを計測して計測データ記憶部１１６に記憶させる。測定データ記憶部１１６には、P番目に検知される副走査同期信号のカウント値をy(P)とし、y(P)検知後に初めて検知される主走査同期信号のカウント値をX(P)とした組み合わせが記憶されている。

版ずれ低減処理部１１７は、版ずれ量だけではなく版ずれ量の変動に応じ、画像処理部５５に対して高濃度トナーと低濃度トナーとの使用割合を設定する。具体的には、版ずれ低減処理部１１７は、Δyave=(X(yth)-X(1))/Nを計算し、Δy(P)=X(P+1)-X(P)をN=1からyth-1まで計算し、(Δyave-Δy(N))の２乗をP=1からyth-1まで加算してythで割った値、すなわち、ある副走査同期信号が検知されてから次の副走査同期信号が検知されるまでの時間の分散を算出する。

版ずれ低減処理部１１７は、分散値が所定の値よりも大きければ低濃度トナーの使用割合を低くするように画像処理部のしきい値を設定し、分散値が所定の値以下であれば低濃度トナーの使用割合を高くするように画像処理部５５のしきい値を設定する。例えば、分散値にたいするしきい値が0.1であれば、版ずれ低減処理部１１７は、分散値が0.1よりも大きければ画像処理部のしきい値Pthを0に設定することにより低濃度トナーの使用割合を低くさせ、分散値が0.1以下であれば画像処理部５５のしきい値Pthを64に設定することにより低濃度トナーの使用割合を高くする。

なお、版ずれ低減処理部１１７は、副走査同期信号にフィルタをかけ、高周波のノイズが大きい場合には版ずれ低減困難と判断して低濃度トナーの使用割合を低く設定するものであってもよい。

走査制御部７０は、各画像ステーションのレーザ光源４０を制御することにより、画像処理部５５から送られる書込み信号に従った書込みを、計測部１０５で決定されたタイミングで開始させる。走査制御部１１８は、主走査同期信号に従って書込装置１００Ｌｋ及び書込装置１００ＫのLEDアレイを点灯させることにより、画像処理部５５から送られる書込信号に従った書込みを開始させる。

第６の実施形態の画像形成装置は、LEDアレイにより露光するため主走査同期信号と副走査同期信号とのずれという問題は生じず、原理的には、中間転写体上のマーカ２６を検知して発生する副走査同期信号に応じ、適切なタイミングでLEDアレイによる書込みを実施すれば版ずれは生じない。実際には、副走査方向の移動状態の変動が大きい場合、版ずれを起こさないようにLEDアレイの書込タイミングを制御することは困難であるため、副走査方向の移動速度が大きい場合には版ずれを押さえ込むことはできない。従って、副走査同期信号の平均的な速度に対する個々の副走査同期信号の速度の大きさをチェックし、この値が大きい場合には低濃度トナーの使用量を低減することにより、版ずれを低減させることができる。

第６の実施形態の画像形成装置によれば、LEDアレイ書込を用いた場合に、版ずれ量及び速度の分散に応じ、高濃度トナーと低濃度トナーとの使用割合を変化させることにより、版ずれによる画質劣化を抑制することができる。

第１の実施形態の画像形成装置の構成図である。 書込装置付近の平面図である。 感光体の展開図である。 副走査同期信号の波形図である。 制御部のブロック図である。 画像処理部のブロック図である。 書込制御部の動作を示すフロー図である。 タイミング決定方法のフロー図である。 測定データの内容例を示す表である。 値xと値yとの関係を示すグラフである。 露光方法のフロー図である。 信号検出タイミングとドット位置との関係図である。 第３の実施形態のビーム選択方法のフロー図である。 第３の実施形態の信号検出タイミングとドット位置との関係図である。 第４の実施形態の制御部を含めたブロック図である。 第５の実施形態の画像形成装置の構成図である。 第５の実施形態の書込装置付近の平面図である。 第５の実施形態の書込制御部のブロック図である。 第６の実施形態の書込装置付近の平面図である。 第６の実施形態の計測部の動作を示すフロー図である。 従来の信号検出タイミングとドット位置との関係図である。 従来の他の信号検出タイミングとドット位置との関係図である。 従来の各色間のドット位置の関係図である。

符号の説明

１；画像形成装置、１０；中間転写体、１１Ｌｋ；第１画像ステーション、
１１Ｋ；第２画像ステーション、１１Ｃ；第３画像ステーション、
１１Ｍ；第４画像ステーション、１１Ｙ；第５画像ステーション、１２；給紙部、
１３；定着装置、１４；排紙部、１５；制御部、２０；中間転写ベルト、
２１；駆動ローラ、２２；テンションローラ、２３；二次転写対向ローラ、
２４；二次転写ローラ、２５；クリーナ、２６；マーカ、３０；感光体、３１；帯電部、
３２；書込装置、３３；現像装置、３４；転写ローラ、３５；クリーニング部材、
３６；走査光受光部、３７；マーカ検知部、４０；光源、４１；コリメートレンズ、
４２；回転多面鏡、４３；結像レンズ、５０；ＲＯＭ、５１；ＣＰＵ、５２；ＲＡＭ、
５３；入出力部、５４；速度制御部、５５；画像処理部、５６；書込制御部、
６０；副走査同期信号カウンタ、６１；主走査同期信号カウンタ、
６２；経過時間計測部、６３；クロック、６４；しきい値記憶部、
６５；開始タイミング決定部、６６；計測データ記憶部、６７；β記憶部、
６８；開始タイミング記憶部、６９；版ずれ低減処理部、７０；走査制御部、
７１；像域分離部、８０；画像形成装置、８１；感光体、８２Ｌｋ；第１マーカ検知部、
８３Ｌｋ；第１帯電部、８４Ｌｋ；第１書込装置、８５Ｌｋ；第１現像装置、
８２Ｋ；第２マーカ検知部、８３Ｋ；第２帯電部、８４Ｋ；第２書込装置、
８５Ｋ；第２現像装置、８６；転写装置、８７；クリーニング装置、８８；給紙部、
８９；定着装置、９０；排紙部、９１；制御部、９２Ｌｋ；第１走査光受光部、
９２Ｋ；第２走査光受光部、９３；光源、９４；コリメートレンズ、９５；回転多面鏡、
９６；結像レンズ、９７；マーカ、１１０；書込制御部、
１１１；副走査同期信号カウンタ、１１２；主走査同期信号生成部、
１１３；主走査同期信号カウンタ、１１４；しきい値記憶部、１１５；計測部、
１１６；計測データ記憶部、１１７；版ずれ低減処理部、１１８；走査制御部、
１００；書込装置。

Claims (12)

1. 高濃度顕画剤によって形成された画像と低濃度顕画剤によって形成された画像とを副走査方向に移動する画像支持体上に重ねる画像形成装置であって、
   高濃度顕画剤によって形成される画像と低濃度顕画剤によって形成される画像との版ずれ量を予測し、予測された版ずれ量に基づいて高濃度顕画剤に対する低濃度顕画剤の使用割合を変更することを特徴とする画像形成装置。
2. 表面を周期的に移動させる画像支持体と、
   前記画像支持体の移動方向の位置を示す副走査同期信号を発生する副走査同期信号発生手段と、
   副走査方向に回転しながら前記画像支持体に像を転写する第１像担持体と、
   副走査方向に回転しながら前記画像支持体に像を転写する第２像担持体と、
   規則的に第１主走査同期信号を発生させる第１主走査同期信号発生手段と、
   規則的に第２主走査同期信号を発生させる第２主走査同期信号発生手段と、
   前記第１主走査同期信号に同期して前記第１像担持体の主走査方向に像を書き込む第１書込手段と、
   前記第２主走査同期信号に同期して前記第２像担持体の主走査方向に像を書き込む第２書込手段と、
   前記第１像担持体に書き込まれた像から低濃度顕画剤の像を形成する第１現像手段と、
   前記第２像担持体に書き込まれた像から高濃度顕画剤の像を形成する第２現像手段とを備える請求項１に記載の画像形成装置。
3. 表面を周期的に移動させる画像支持体と、
   前記画像支持体の移動方向の位置を示す副走査同期信号を発生する副走査同期信号発生手段と、
   規則的に第１主走査同期信号を発生させる第１主走査同期信号発生手段と、
   規則的に第２主走査同期信号を発生させる第２主走査同期信号発生手段と、
   前記第１主走査同期信号に同期して前記画像支持体の主走査方向に像を書き込む第１書込手段と、
   前記第２主走査同期信号に同期して前記画像支持体の主走査方向に像を書き込む第２書込手段と、
   前記第１書込手段で書き込まれた像から低濃度顕画剤の像を形成する第１現像手段と、
   前記第２書込手段で書き込まれた像から高濃度顕画剤の像を形成する第２現像手段とを備える請求項１に記載の画像形成装置。
4. 表面を周期的に移動させる画像支持体と、
   画像支持体の移動方向の位置を示す副走査同期信号を発生する副走査同期信号発生手段と、
   規則的に第１主走査同期信号を発生させる第１主走査同期信号発生手段と、
   規則的に第２主走査同期信号を発生させる第２主走査同期信号発生手段と、
   前記第１主走査同期信号に同期して前記画像支持体の主走査方向に低濃度顕画剤の像を書き込む第１書込手段と、
   前記第２主走査同期信号に同期して前記画像支持体の主走査方向に高濃度顕画剤の像を書き込む第２書込手段とを備える請求項１に記載の画像形成装置。
5. 前記副走査同期信号に対する前記第１主走査同期信号の平均的なずれ量と、前記副走査同期信号に対する前記第２主走査同期信号の平均的なずれ量とに基づいて前記版ずれ量を予測する請求項２から請求項４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記副走査同期信号に対する前記第１主走査同期信号の平均的なずれ量は、複数の前記副走査同期信号を検出する間に複数の前記第１主走査同期信号を検出し、前記第１主走査同期信号の検出数xの変化に対する前記副走査同期信号の検知数yの変化量を一次関数y=kx+βで近似したときのβの値β1として求められ、
   前記副走査同期信号に対する前記第２主走査同期信号の平均的なずれ量は、複数の前記副走査同期信号を検出する間に複数の前記第２主走査同期信号を検出し、前記第２主走査同期信号の検出数xの変化に対する前記副走査同期信号の検知数yの変化量を一次関数y=kx+βで近似したときのβの値β2として求められる請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記第１主走査同期信号の第x1番目の信号から第１像担持体への書込みを開始し、前記第２主走査同期信号の第x2番目の信号から第１像担持体への書込みを開始するときの前記版ずれ量は、x1+β1-x2-β2である請求項６に記載の画像形成装置。
8. 副走査方向のBN本のラインを主走査方向の１走査で書込み、前記第１主走査同期信号の第x1番目の信号から第１像担持体への書込みを開始し、前記第２主走査同期信号の第x2番目の信号から第１像担持体への書込みを開始するときの前記版ずれ量は、(x1+β1-x2-β2)×BNである請求項６に記載の画像形成装置。
9. 副走査同期信号に対する第１主走査同期信号の変動量と、副走査同期信号に対する第２主走査同期信号の変動量とに基づいて版ずれ量を予測する請求項２から請求項４のいずれかに記載の画像形成装置。
10. 前記版ずれ量が大きいほど低濃度顕画剤の使用割合を減少させる請求項１から請求項９のいずれかに記載の画像形成装置。
11. 線画領域と絵柄領域とを含む複数種類の領域に画像データを分離する像域分離手段を備え、
    低濃度顕画剤の使用割合を減少量は、前記絵柄領域よりも前記線画領域において大きくする請求項１０に記載の画像形成装置。
12. 高濃度顕画剤に対する低濃度顕画剤の使用割合の変更は、前記使用割合に応じ、前記使用割合に対応した複数の画像データから択一的に選択することにより行われる請求項１から請求項１１に記載の画像形成装置。

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