JP4936350B2 - 多色画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、多色画像形成装置に係り、更に詳しくは、光源からの光を走査して、カラー画像を出力する多色画像形成装置に関する。

一般に、レーザプリンタ等の画像形成装置に用いられている光走査装置は、光源からの光を光偏向器により偏向させた後、ｆθレンズ等の走査結像光学系によって感光体の表面に光スポットを形成し、この光スポットで感光体の表面を走査する。

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や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が、走査速度は必ずしも一定でない。このため、fθレンズやfアークサインレンズ等の走査レンズを用いて走査速度の補正を行っている。しかしながら、fθレンズ等を用いた走査速度の補正には限界があるため、感光体の表面における光スポットの間隔を完全に等間隔にすることは困難である。すなわち、光スポットの間隔に疎密状態が残存し、主走査方向における画像の倍率が一様でない、いわゆる「部分倍率誤差」が発生する。

部分倍率誤差が発生すると画像に歪みが生じ、画像品質が劣化する。さらに、カラー画像形成装置の場合には、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、色毎に異なる部分倍率誤差が発生し、その結果色ずれが生じる場合がある。

そこで、部分倍率誤差を補正する装置が種々考案された（例えば、特許文献１〜特許文献６参照。）。しかしながら、例えば環境変化などに起因してfθレンズが変形し、部分倍率誤差が変化すると、特許文献１〜特許文献４に開示されている装置では、今後、要求される画像品質に対応できなくなるおそれがある。

特開平１１−１６７０８１号公報 特開２００１−２２８４１５号公報 特開２００３−０９８４６５号公報 特開２００４−０９８５９０号公報 特許第３６４４９２３号公報 特許第３６４８７８６号公報

本発明は、かかる事情の下になされたもので、その目的は、色ずれの少ない高品質の画像を安定して形成することができる多色画像形成装置を提供することにある。

請求項１に記載の発明は、色毎に設けられた複数の像担持体に対してそれぞれ光スポットを走査して前記複数の像担持体に形成した潜像にトナーを付着させてトナー像を生成し、該トナー像を移動体に転写する多色画像形成装置において、前記移動体上の前記トナー像の位置情報を検出する位置検出手段と；前記位置検出手段の検出結果に基づいて主走査方向における前記光スポットの間隔を補正する補正手段と；を備え、前記位置検出手段は、少なくとも、前記主走査方向における走査領域の中央部と一方の端部との中間位置近傍に対応する第１の位置と、前記中央部と他方の端部との中間位置近傍に対応する第２の位置とで、前記位置情報をそれぞれ検出し、前記補正手段は、前記第１の位置での検出結果に基づいて前記主走査方向における前記光スポットの第１の位置ずれ量を求め、前記第２の位置での検出結果に基づいて前記主走査方向における前記光スポットの第２の位置ずれ量を求め、前記位置検出手段の検出結果に基づいて前記主走査方向における前記光スポットの走査開始位置の基準位置からのずれ量である開始位置ずれ量を決定し、前記第１の位置ずれ量と前記開始位置ずれ量との差、及び前記第２の位置ずれ量と前記開始位置ずれ量との差に基づいて、前記間隔を補正する多色画像形成装置である。

これによれば、位置検出手段は、少なくとも、主走査方向における走査領域の中央部と一方の端部との中間位置近傍に対応する第１の位置と、走査領域の中央部と他方の端部との中間位置近傍に対応する第２の位置とで、光スポットの位置情報をそれぞれ検出するため、例えば環境変化などに起因してfθレンズが変形し、部分倍率誤差が変化しても、従来よりも適切な部分倍率誤差の補正量を求めることができ、その結果として、色ずれが少なく高品質の画像を安定して形成することが可能となる。

以下、本発明の一実施形態を図１〜図１５に基づいて説明する。図１には、本発明の一実施形態に係るフルカラー画像形成装置１００の概略構成が示されている。

図１に示されるフルカラー画像形成装置１００は、４色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）を重ね合わせてカラー画像を形成する装置であり、光走査装置９００、４個の感光体ドラム（９０１ａ、９０１ｂ、９０１ｃ、９０１ｄ）、４個の帯電チャージャ（９０２ａ、９０２ｂ、９０２ｃ、９０２ｄ）、４個の現像ローラ（９０３ａ、９０３ｂ、９０３ｃ、９０３ｄ）、４個のトナーカートリッジ（９０４ａ、９０４ｂ、９０４ｃ、９０４ｄ）、４個のクリーニングケース（９０５ａ、９０５ｂ、９０５ｃ、９０５ｄ）、転写ベルト９０６、給紙トレイ９０７、給紙コロ９０８、レジストローラ対９０９、定着ローラ９１０、排紙トレイ９１１、排紙ローラ９１２、及び位置検出装置９１３などを備えている。

感光体ドラム９０１ａ、帯電チャージャ９０２ａ、現像ローラ９０３ａ、トナーカートリッジ９０４ａ、及びクリーニングケース９０５ａは、組として使用され、イエローのトナー画像を形成する画像形成ステーションである。

感光体ドラム９０１ｂ、帯電チャージャ９０２ｂ、現像ローラ９０３ｂ、トナーカートリッジ９０４ｂ、及びクリーニングケース９０５ｂは、組として使用され、マゼンタのトナー画像を形成する画像形成ステーションである。

感光体ドラム９０１ｃ、帯電チャージャ９０２ｃ、現像ローラ９０３ｃ、トナーカートリッジ９０４ｃ、及びクリーニングケース９０５ｃは、組として使用され、シアンのトナー画像を形成する画像形成ステーションである。

感光体ドラム９０１ｄ、帯電チャージャ９０２ｄ、現像ローラ９０３ｄ、トナーカートリッジ９０４ｄ、及びクリーニングケース９０５ｄは、組として使用され、ブラックのトナー画像を形成する画像形成ステーションである。

すなわち、フルカラー画像形成装置１００は、４つの画像形成ステーションを有している。

各感光体ドラムは、転写ベルト１０５の移動方向（ここでは、Ｘ軸方向）に沿って等間隔に配置されている。各感光体ドラムの表面には、それぞれ感光層が形成されている。ここでは、各感光体ドラムは、図１における面内で時計回り（矢印方向）に回転する。

各帯電チャージャは、対応する感光体ドラムの表面をそれぞれ均一に帯電させる。

光走査装置９００は、上位装置（例えば、パソコン）９０からのカラー画像情報（イエロー画像情報、マゼンタ画像情報、シアン画像情報、ブラック画像情報）に基づいて、各色毎に変調された光を、対応する帯電された感光体ドラムの表面にそれぞれ照射する。これにより、各感光体ドラムの表面では、光が照射された部分だけ電荷が消失し、画像情報に対応した潜像が各感光体ドラムの表面にそれぞれ形成される。ここで形成された潜像は、感光体ドラムの回転に伴って対応する現像ローラの方向に移動する。ところで、感光体ドラムの長手方向（回転軸に沿った方向、ここではＹ軸方向）は「主走査方向」と呼ばれ、感光体ドラムの回転方向は「副走査方向」と呼ばれている。なお、以下では、主走査方向の走査において、走査開始位置から走査終了位置に向かう方向を「走査方向」という。また、各感光体ドラムにおける走査開始位置から走査終了位置までの主走査方向の走査領域を「画像形成領域」ともいう。この光走査装置９００の構成については後述する。

トナーカートリッジ９０４ａにはイエロートナーが格納されており、該トナーは現像ローラ９０３ａに供給される。トナーカートリッジ９０４ｂにはマゼンダトナーが格納されており、該トナーは現像ローラ９０３ｂに供給される。トナーカートリッジ９０４ｃにはシアントナーが格納されており、該トナーは現像ローラ９０３ｃに供給される。トナーカートリッジ９０４ｄにはブラックトナーが格納されており、該トナーは現像ローラ９０３ｄに供給される。

各現像ローラは、回転に伴ってその表面に対応するトナーカートリッジから供給されたトナーが帯電されて薄く均一に付着される。また、各現像ローラには、対応する感光体ドラムにおける帯電している部分（光が照射されなかった部分）と帯電していない部分（光が照射された部分）とで互いに逆方向の電界が生じるような電圧が印加されている。そして、この電圧によって、各現像ローラの表面に付着しているトナーは、対応する感光体ドラムの表面の光が照射された部分にだけ付着する。すなわち、各現像ローラは、対応する感光体ドラムの表面に形成された潜像にトナーを付着させて画像情報を顕像化させる。ここでトナーが付着された像（以下、「トナー画像」という。）は、感光体ドラムの回転に伴って転写ベルト９０６の方向に移動する。

イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各トナー画像は、タイミングを合わせて転写ベルト９０６上に順次転写され、重ね合わされてカラー画像が形成される。なお、Ｙ軸方向における各感光体ドラムの中央部に形成されたトナー画像は、いずれもＹ軸方向における転写ベルト９０６の中央部に転写されるように設定されている。

給紙トレイ９０７には転写対象物としての記録紙が格納されている。この給紙トレイ９０７の近傍には給紙コロ９０８が配置されており、該給紙コロ９０８は、記録紙を給紙トレイ９０７から１枚づつ取り出し、レジストローラ対９０９に搬送する。該レジストローラ対９０９は、副走査方向の記録開始のタイミングに合わせて記録紙を転写ベルト９０６に向けて送り出す。これにより、転写ベルト９０６上のカラー画像が記録紙に転写される。ここで転写された記録紙は、定着ローラ９１０に送られる。

この定着ローラ９１０では、熱と圧力とが記録紙に加えられ、これによってトナーが記録紙上に定着される。ここで定着された記録紙は、排紙ローラ９１２を介して排紙トレイ９１１に送られ、排紙トレイ９１１上に順次スタックされる。

各クリーニングケースは、対応する感光体ドラムの表面に残ったトナー（残留トナー）を除去する。なお、除去された残留トナーは、再度利用されるようになっている。残留トナーが除去された感光体ドラムの表面は、再度対応する帯電チャージャの位置に戻る。

位置検出装置９１３は、感光体ドラム９０１ａの＋Ｘ側の近傍で、転写ベルト９０６に対向する位置に配置され、転写ベルト９０６上に形成された後述するトナーパッチに基づいて光スポットの位置情報が含まれる信号を出力する。

本実施形態では、この位置検出装置９１３は、一例として図２に示されるように、５個の位置検出センサ（９１３ａ、９１３ｂ、９１３ｃ、９１３ｄ、９１３ｅ）を有している。そして、各位置検出センサは、それぞれ、転写ベルト９０６に向けて照明光を照射するＬＥＤ素子と、該ＬＥＤ素子からの光を転写ベルト９０６の表面に集光する集光レンズと、転写ベルト９０６で反射された光（反射光）を集光する集光レンズと、該集光レンズで集光された反射光を受光するフォトセンサと、を含んで構成されている。各フォトセンサは、それぞれ受光光量に応じた光電変換信号を出力する。

各位置検出センサは、Ｙ軸方向の−側から＋側に向かって、位置検出センサ９１３ａ、位置検出センサ９１３ｂ、位置検出センサ９１３ｃ、位置検出センサ９１３ｄ、位置検出センサ９１３ｅの順に、Ｙ軸方向に沿って一列に配置されている。位置検出センサ９１３ａは、転写ベルト９０６のＹ軸方向の−側端部近傍に対向する位置に配置され、位置検出センサ９１３ｅは、転写ベルト９０６のＹ軸方向の＋側端部近傍に対向する位置に配置され、位置検出センサ９１３ｃは、転写ベルト９０６のＹ軸方向の中央部近傍に対向する位置に配置されている。また、位置検出センサ９１３ｂは、位置検出センサ９１３ａと位置検出センサ９１３ｃとの中間位置近傍に配置され、位置検出センサ９１３ｄは、位置検出センサ９１３ｃと位置検出センサ９１３ｅとの中間位置近傍に配置されている。

すなわち、画像形成領域における各端部近傍に対応する位置に位置検出センサ９１３ａ及び位置検出センサ９１３ｅが配置され、画像形成領域における中央部近傍に対応する位置に位置検出センサ９１３ｃが配置され、画像形成領域における中央部と各端部との各中間位置近傍に対応する位置に位置検出センサ９１３ｂ及び位置検出センサ９１３ｄが配置されている。そして、画像形成領域における、位置検出センサ９１３ａに対応する位置をＹ１、位置検出センサ９１３ｂに対応する位置をＹ２、位置検出センサ９１３ｃに対応する位置をＹ３、位置検出センサ９１３ｄに対応する位置をＹ４、位置検出センサ９１３ｅに対応する位置をＹ５とする。

また、本実施形態では、一例として図３に示されるように、画像形成領域を６つの区間（区間Ａ、区間Ｂ、区間Ｃ、区間Ｄ、区間Ｅ、区間Ｆ）に分割している。そして、各位置検出センサは、区間の境界に対応する位置に配置されている。

《トナーパッチ》
ここで、トナーパッチについて説明する。本実施形態では、一例として図３に示されるように、各位置検出センサに対応して５組のトナーパッチ（ＴＰa、ＴＰb、ＴＰc、ＴＰd、ＴＰe）が形成される。そして、各トナーパッチはいずれも、各色毎に、長さ方向が転写ベルト９０６の進行方向に直交する第１パターンと、長さ方向が転写ベルト９０６の進行方向に対して４５度傾いた第２パターンとからなる２種類の線状のパターンが形成されている。すなわち、各トナーパッチはいずれも、８個のパターンから構成されている。例えば、トナーパッチＴＰaは、ブラックの第１パターンＴＰＫa1、シアンの第１パターンＴＰＣa1、マゼンタの第１パターンＴＰＭa1、イエローの第１パターンＴＰＹa1、ブラックの第２パターンＴＰＫa2、シアンの第２パターンＴＰＣa2、マゼンタの第２パターンＴＰＭa2、イエローの第２パターンＴＰＹa2、から構成されている。

第１パターンは副走査方向に関する位置ずれを検出するのに用いられるパターンであり、第２パターンは主走査方向に関する位置ずれを検出するのに用いられるパターンである。

そして、ここでは、位置検出センサ９１３ａに対応してトナーパッチＴＰaが形成され、位置検出センサ９１３ｂに対応してトナーパッチＴＰbが形成され、位置検出センサ９１３ｃに対応してトナーパッチＴＰcが形成され、位置検出センサ９１３ｄに対応してトナーパッチＴＰdが形成され、位置検出センサ９１３ｅに対応してトナーパッチＴＰeが形成されるものとする。すなわち、位置検出センサ９１３ａはトナーパッチＴＰaの各パターンの位置情報を出力し、位置検出センサ９１３ｂはトナーパッチＴＰbの各パターンの位置情報を出力し、位置検出センサ９１３ｃはトナーパッチＴＰcの各パターンの位置情報を出力し、位置検出センサ９１３ｄはトナーパッチＴＰdの各パターンの位置情報を出力し、位置検出センサ９１３ｅはトナーパッチＴＰeの各パターンの位置情報を出力する。

次に、前記光走査装置９００の構成について図４及び図５を用いて説明する。

この光走査装置９００は、４個の光源ユニット（２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃ、２５０ｄ）、４個のカップリングレンズ（２０７ａ、２０７ｂ、２０７ｃ、２０７ｄとする。図示省略）、４個のアパーチャ（２０８ａ、２０８ｂ、２０８ｃ、２０８ｄとする。図示省略）、４個のシリンダレンズ（２０９ａ、２０９ｂ、２０９ｃ、２０９ｄ）、ポリゴンミラー２１３、４個のｆθレンズ（２１８ａ、２１８ｂ、２１８ｃ、２１８ｄ）、８個の折り返しミラー（２２４ａ、２２４ｂ、２２４ｃ、２２４ｄ、２２７ａ、２２７ｂ、２２７ｃ、２２７ｄ）、４個のトロイダルレンズ（２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃ、２２０ｄ）、４個の同期センサ（２２８ａ、２２８ｂ、２２８ｃ、２２８ｄとする。図示省略）及び処理回路８１５などを備えている。なお、図４では、便宜上、折り返しミラー及びトロイダルレンズについては、それらの一部のみが図示されている。

光源ユニット２５０ａは、イエロー画像情報に応じて変調された光を出射する。光源ユニット２５０ｂは、マゼンタ画像情報に応じて変調された光を出射する。光源ユニット２５０ｃは、シアン画像情報に応じて変調された光を出射する。光源ユニット２５０ｄは、ブラック画像情報に応じて変調された光を出射する。各光源ユニットはいずれも、副走査方向に対応する方向に、１ラインピッチに対応する間隔で配置された２つの半導体レーザを有している。これにより、色毎にそれぞれ２ラインずつの同時走査が可能である。

カップリングレンズ２０７ａは、光源ユニット２５０ａからの光を略平行光とする。カップリングレンズ２０７ｂは、光源ユニット２５０ｂからの光を略平行光とする。カップリングレンズ２０７ｃは、光源ユニット２５０ｃからの光を略平行光とする。カップリングレンズ２０７ｄは、光源ユニット２５０ｄからの光を略平行光とする。

アパーチャ２０８ａは、カップリングレンズ２０７ａからの光のビーム径を規定する。アパーチャ２０８ｂは、カップリングレンズ２０７ｂからの光のビーム径を規定する。アパーチャ２０８ｃは、カップリングレンズ２０７ｃからの光のビーム径を規定する。アパーチャ２０８ｄは、カップリングレンズ２０７ｄからの光のビーム径を規定する。

シリンダレンズ２０９ａは、アパーチャ２０８ａからの光をポリゴンミラー２１３の偏向面において副走査方向に対応する方向に線状となるように収束する。シリンダレンズ２０９ｂは、アパーチャ２０８からの光をポリゴンミラー２１３の偏向面において副走査方向に対応する方向に線状となるように収束する。シリンダレンズ２０９ｃは、アパーチャ２０８ｃからの光をポリゴンミラー２１３の偏向面において副走査方向に対応する方向に線状となるように収束する。シリンダレンズ２０９ｄは、アパーチャ２０８ｄからの光をポリゴンミラー２１３の偏向面において副走査方向に対応する方向に線状となるように収束する。これにより、ポリゴンミラー２１３における偏向点と、各感光体ドラムの表面における集光点とが副走査方向に共役となる。

すなわち、各光源ユニットから出射された光は、対応するカップリングレンズにより略平行光とされ、対応するアパーチャによりビーム径が規定された後、対応するシリンドリカルレンズにより副走査方向に対応する方向にのみ集束され、ポリゴンミラー２１３の偏向面位置に、主走査方向に対応する方向に長い線像として結像する。

ポリゴンミラー２１３は、２段構造の６面ミラーで構成されている。１段目の６面ミラーではシリンダレンズ２０９ａからの光及びシリンダレンズ２０９ｄからの光がそれぞれ偏向され、２段目の６面ミラーではシリンダレンズ２０９ｂからの光及びシリンダレンズ２０９ｃからの光がそれぞれ偏向される。各段の厚さは約２ｍｍである。また、１段目と２段目の間には、風損を低減するために溝が設けられている。すなわち、単一のポリゴンミラー２１３で全ての光が偏向される。

各ｆθレンズは、ポリゴンミラー２１３の回転に伴って、対応する感光体ドラム面上で光スポットが主走査方向に等速に移動するようなパワーを有する非円弧面形状を有している。そして、ｆθレンズ２１８ａ及びｆθレンズ２１８ｂは、ポリゴンミラー２１３の一側に配置され、ｆθレンズ２１８ｃ及びｆθレンズ２１８ｄは、ポリゴンミラー２１３の他側に配置されている。また、ｆθレンズ２１８ａとｆθレンズ２１８ｂ、及びｆθレンズ２１８ｃとｆθレンズ２１８ｄは、それぞれ副走査方向に対応する方向に積層されている。なお、各シリンダレンズと各ｆθレンズと各トロイダルレンズとによって、ポリゴンミラー２１３の偏向面の面倒れが補正されるようになっている。

光源ユニット２５０ａから出射された光は、カップリングレンズ２０７ａ、アパーチャ２０８ａ、シリンドリカルレンズ２０９ａ、ポリゴンミラー２１３、ｆθレンズ２１８ａ、折り返しミラー２２４ａ、トロイダルレンズ２２０ａ、及び折返しミラー２２７ａを介して、感光体ドラム９０１ａ上にスポット状に結像する。

光源ユニット２５０ｂから出射された光は、カップリングレンズ２０７ｂ、アパーチャ２０８ｂ、シリンドリカルレンズ２０９ｂ、ポリゴンミラー２１３、ｆθレンズ２１８ｂ、折り返しミラー２２４ｂ、トロイダルレンズ２２０ｂ、及び折返しミラー２２７ｂを介して、感光体ドラム９０１ｂ上にスポット状に結像する。

光源ユニット２５０ｃから出射された光は、カップリングレンズ２０７ｃ、アパーチャ２０８ｃ、シリンドリカルレンズ２０９ｃ、ポリゴンミラー２１３、ｆθレンズ２１８ｃ、折り返しミラー２２４ｃ、トロイダルレンズ２２０ｃ、及び折返しミラー２２７ｃを介して、感光体ドラム９０１ｃ上にスポット状に結像する。

光源ユニット２５０ｄから出射された光は、カップリングレンズ２０７ｄ、アパーチャ２０８ｄ、シリンドリカルレンズ２０９ｄ、ポリゴンミラー２１３、ｆθレンズ２１８ｄ、折り返しミラー２２４ｄ、トロイダルレンズ２２０ｄ、及び折返しミラー２２７ｄを介して、感光体ドラム９０１ｄ上にスポット状に結像する。

なお、各折り返しミラーは、ポリゴンミラー２１３から各感光体ドラムに至る各光路長が互いに一致するとともに、各感光体ドラムにおける光の入射位置及び入射角がいずれも互いに等しくなるように、それぞれ配置されている。

同期センサ２２８ａは、感光体ドラム９０１ａにおける１ライン走査の開始を検出する。同期センサ２２８ｂは、感光体ドラム９０１ｂにおける１ライン走査の開始を検出する。同期センサ２２８ｃは、感光体ドラム９０１ｃにおける１ライン走査の開始を検出する。同期センサ２２８ｄは、感光体ドラム９０１ｄにおける１ライン走査の開始を検出する。ここでは、各同期センサは、いずれも像面と等価な位置に配置され、走査を開始するのに先立って、ポリゴンミラー２１３により偏向された光が各同期センサに入射する。各同期センサは、それぞれ受光量に応じた信号（光電変換信号）を出力する。

また、光走査装置９００では、４個の感光体ドラム上を同時に走査し、４色の画像を同時に形成することができる。

前記処理回路８１５は、４つの光源制御回路（８１５ａ、８１５ｂ、８１５ｃ、８１５ｄ）を有している。

光源制御回路８１５ａは、イエロー画像情報、同期センサ２２８ａの出力信号、及び位置検出装置９１３の出力信号などに基づいて光源ユニット２５０ａを制御する。光源制御回路８１５ｂは、マゼンダ画像情報、同期センサ２２８ｂの出力信号、及び位置検出装置９１３の出力信号などに基づいて光源ユニット２５０ｂを制御する。光源制御回路８１５ｃは、シアン画像情報、同期センサ２２８ｃの出力信号、及び位置検出装置９１３の出力信号などに基づいて光源ユニット２５０ｃを制御する。光源制御回路８１５ｄは、ブラック画像情報、及び同期センサ２２８ｄの出力信号などに基づいて光源ユニット２５０ｄを制御する。各光源制御回路は、ほぼ同様な回路構成を有している。そこで、以下では、光源制御回路８１５ｃについて説明する。

光源制御回路８１５ｃは、一例として図６に示されるように、画素クロック生成回路２０、書込制御部３０、画像処理部４０、及び光源駆動部５０を有している。また、画素クロック生成回路２０は、カウンタ回路１２、比較回路１３、画素クロック制御回路１４、光スポット位置補正回路２３、高周波クロック生成部２５、補正情報記憶回路２７、及び信号調整回路２８を有している。

画像処理部４０は、上位装置９０からのシアン画像情報に基づいて、画像データを生成する。

書込制御部３０は、画像処理部４０からの画像データを各画素に割り当てて変調データを生成し、該変調データを画素クロック生成回路２０からの画素クロック信号PCLKに同期したシリアル信号として出力する。ここでは、光源ユニット２５０ｃの各半導体レーザに対応した複数のシリアル信号が出力される。

光源駆動部５０は、書込制御部３０からのシリアル信号に基づいて光源ユニット２５０ｃの駆動信号を生成する。ここでは、光源ユニット２５０ｃの各半導体レーザに対応した複数の駆動信号が生成される。

高周波クロック生成部２５は、周期が一定の高周波クロック信号VCLKを生成する。全幅ずれの補正は、この高周波クロック信号VCLKの周期を変化させ、画素クロックPCLKの周期を変化させることにより行われる。

信号調整回路２８は、同期センサ２２８ｃの出力信号を増幅、反転、２値化して信号Ｓ２２８ｃを生成する。従って、同期センサ２２８ｃに光が入射すると、一例として図７に示されるように、信号Ｓ２２８ｃは、「Ｈ（ハイレベル）」から「Ｌ（ローレベル）」に変化する。また、信号調整回路２８は、位置検出装置９１３の各位置検出センサの出力信号を増幅、２値化して信号Ｓ９１３ａ〜Ｓ９１３ｅを生成する。なお、信号Ｓ９１３ａは位置検出センサ９１３ａの出力信号から生成され、信号Ｓ９１３ｂは位置検出センサ９１３ｂの出力信号から生成され、信号Ｓ９１３ｃは位置検出センサ９１３ｃの出力信号から生成され、信号Ｓ９１３ｄは位置検出センサ９１３ｄの出力信号から生成され、信号Ｓ９１３ｅは位置検出センサ９１３ｅの出力信号から生成される。従って、トナーパッチが形成された転写ベルト９０６が回転するにつれて、一例として図７に示されるように、信号Ｓ９１３ａにおいて、パターンＴＰＫa1によるパルスＰ１と、パターンＴＰＣa1によるパルスＰ２と、パターンＴＰＭa1によるパルスＰ３と、パターンＴＰＹa1によるパルスＰ４と、パターンＴＰＫa2によるパルスＰ５と、パターンＴＰＣa2によるパルスＰ６と、パターンＴＰＭa2によるパルスＰ７と、パターンＴＰＹa2によるパルスＰ８とが、順に出力されることとなる。同様に、信号Ｓ９１３ｂ〜Ｓ９１３ｅにおいても、それぞれ各パターンによる８個のパルス（Ｐ１〜Ｐ８とする）が順に出力されることとなる。なお、パルスＰ１からパルスＰ５までの経過時間をｔ15、パルスＰ２からパルスＰ６までの経過時間をｔ26、パルスＰ３からパルスＰ７までの経過時間をｔ37、パルスＰ４からパルスＰ８までの経過時間をｔ48、とする。

光スポット位置補正回路２３は、電源投入時、あるいはジョブとジョブの間に形成されたトナーパッチによる位置ずれ検出結果に対する信号調整回路２８の出力信号から、各感光体ドラム上に形成される光スポットの主走査方向における位置ずれの補正情報（以下、便宜上「ずれ補正情報」ともいう。）を求める。なお、1ジョブにおける印刷枚数が多い場合には、途中でトナーパッチ形成による色ずれ補正（位置ずれ検出）を割り込ませることもある。

ところで、主走査方向における色ずれの要因には、主として次の３つがある。
（１）画像の書き出し位置のずれ（以下、「レジストずれ」ともいう。）
（２）画像の幅のずれ（以下、「全幅ずれ」ともいう。）
（３）画像の一部における幅のずれ（以下、「部分倍率誤差」ともいう。）

例えば、レジストずれが発生している場合には、画像形成領域が走査方向にシフトするため、各パターンはいずれも同一方向に同一量だけずれることとなる（図８（Ａ）及び図８（Ｂ）参照）。また全幅ずれが発生している場合には、走査開始位置に近いパターンよりも走査開始位置から遠いパターンのほうが大きくずれることとなる（図９（Ａ）及び図９（Ｂ）参照）。部分倍率誤差が発生している場合には、不規則にパターンがずれることとなる（図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）参照）。なお、部分倍率誤差は、レジストずれ及び全幅ずれが補正されていても発生する。従って、ずれの種類によってその補正方法が異なる。例えば、全幅ずれは、画素クロック信号PCLKの周期を調整することによって補正することができる。また、レジストずれは、主走査方向の書き出しタイミングを調整することによって補正することができる。また、部分倍率誤差は、画素クロックPCLKの位相もしくは周波数を部分的に変化（変調）させることによって補正することができる。

次に、光スポット位置補正回路２３でのずれ補正情報の取得方法について以下に説明する。ここでは、一例としてブラックを基準にして、ブラックに対するシアンのずれ補正情報を求める。

１．信号Ｓ９１３ａにおけるｔ15とｔ26との差に基づいて、位置Ｙ１でのシアンの位置ずれ量（ａ１とする）を求める。
２．信号Ｓ９１３ｂにおけるｔ15とｔ26との差に基づいて、位置Ｙ２でのシアンの位置ずれ量（ａ２とする）を求める。
３．信号Ｓ９１３ｃにおけるｔ15とｔ26との差に基づいて、位置Ｙ３でのシアンの位置ずれ量（ａ３とする）を求める。
４．信号Ｓ９１３ｄにおけるｔ15とｔ26との差に基づいて、位置Ｙ４でのシアンの位置ずれ量（ａ４とする）を求める。
５．信号Ｓ９１３ｅにおけるｔ15とｔ26との差に基づいて、位置Ｙ５でのシアンの位置ずれ量（ａ５とする）を求める。
６．（ａ５−ａ１）を演算する。この演算結果をシアンの全幅ずれ補正量Ｍａと決定する。
７．同期センサ２２８ｃにより検出された走査開始位置に対応する主走査方向の位置（ＤＳとする）から位置Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３，Ｙ４，Ｙ５までの距離をそれぞれｄｙ１，ｄｙ２，ｄｙ３，ｄｙ４，ｄｙ５とする。これらは、設計により決まる値である。これらの値と決定された全幅ずれ補正量Ｍａに基づいて、ａ１〜ａ５に含まれる全幅ずれ成分を除去し、ａ１’〜ａ５’とする。

なお、ａ１’〜ａ５’は、位置Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３，Ｙ４，Ｙ５における補正量をそれぞれΔａ１，Δａ２，Δａ３，Δａ４，Δａ５とすると、以下のようにして求めることができる。

ここで、Δａ１とΔａ５との間には、次の（１）式及び（２）式で示される関係がある。

Δａ５−Δａ１＝Ｍａ ……（１）
Δａ１＝Δａ５×ｄｙ１／ｄｙ５ ……（２）

上記（１）式と（２）式とから次の（３）式が得られる。

Δａ５＝ｄｙ５／（ｄｙ５−ｄｙ１）×Ｍａ ……（３）

そこで、上記（３）を用いると、Δａ１〜Δａ４は、それぞれ次の（４）式〜（７）式のようになる。

Δａ１＝Δａ５×ｄｙ１／ｄｙ５＝ｄｙ１／（ｄｙ５−ｄｙ１）×Ｍａ……（４）

Δａ２＝Δａ５×ｄｙ２／ｄｙ５＝ｄｙ２／（ｄｙ５−ｄｙ１）×Ｍａ……（５）

Δａ３＝Δａ５×ｄｙ３／ｄｙ５＝ｄｙ３／（ｄｙ５−ｄｙ１）×Ｍａ……（６）

Δａ４＝Δａ５×ｄｙ４／ｄｙ５＝ｄｙ４／（ｄｙ５−ｄｙ１）×Ｍａ……（７）

そして、ａ１’〜ａ５’は、上記（４）式〜（７）式で求められたΔａ１〜Δａ５を用いて、それぞれ次の（８）式〜（１２）式により求めることができるができる。

ａ１’＝ａ１−Δａ１……（８）

ａ２’＝ａ２−Δａ２……（９）

ａ３’＝ａ３−Δａ３……（１０）

ａ４’＝ａ４−Δａ４……（１１）

ａ５’＝ａ５−Δａ５……（１２）

８．（ａ１’＋ａ５’）／２を演算する。この演算結果をシアンのレジストずれ補正量Ｍｂと決定する。
９．ａ２”＝（ａ２’−Ｍｂ）、ａ３”＝（ａ３’−Ｍｂ）、ａ４”＝（ａ４’−Ｍｂ）、を演算する。すなわち、決定されたレジストずれ補正量に基づいて、ａ２’〜ａ４’に含まれるレジストずれ成分を除去し、ａ２”〜ａ４”とする。このａ２”〜ａ４”がシアンの部分倍率誤差の補正量となる。
１０．各部分倍率誤差の補正量に応じて、補正情報記憶回路２７に格納されている光スポットの間隔を補正する補正情報（以下、「間隔補正情報」ともいう。）を修正（再構築）する。なお、主走査方向における最初と最後の光スポットの位置は、レジストずれ及び全幅ずれの各補正によって最適化されるため、それらの位置が変化しないように、間隔補正情報を再構築する。

以上のように、ここでは、光スポット位置に関する、互いに検出位置が異なる複数の検出結果を、レジストずれ成分と全幅ずれ成分の補正に使用するものと、部分倍率誤差成分の補正に使用するものとに分けている。そして、部分倍率誤差成分がほとんど含まれない各端部近傍での検出結果を用いてレジストずれ補正量と全幅ずれ補正量とを決定し、上記３つの位置ずれ成分が含まれる、中央部と各端部との各中間位置近傍での検出結果、及び中央部近傍での検出結果と、決定されたレジストずれ補正量及び全幅ずれ補正量とを用いて、部分倍率誤差の補正量を決定している。

なお、補正情報記憶回路２７に予め格納されている間隔補正情報は、装置の製造工程あるいは調整工程などで実測された部分倍率誤差の補正量に基づいて取得された間隔補正情報である。

この間隔補正情報には、色毎に、それぞれ前記区間毎の補正データ（例えば、その区間での補正量を関数（以下、「補正関数」という。）で表現したときの該補正関数に対応するデータ）が含まれている。

これにより、区間毎に、その区間内の光スポット間隔を等しく縮小したり（図１１（Ａ）参照）、あるいは等しく拡大したり（図１１（Ｂ）参照）することができる。なお、図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）では、補正後の光スポット位置が補正前よりも紙面右側となる場合を正、紙面左側となる場合を負としている。そして、一例として図１２に示されるように、補正関数が一次式であっても精度良く部分倍率誤差を補正することができる。

そして、本来の走査の際には、光スポット位置補正回路２３は、全幅ずれ補正量に応じて画素クロック信号PCLKの周期を調整し、レジストずれ補正量に応じて主走査方向の書き出しタイミングを調整するとともに、補正情報記憶回路２７に格納されている間隔補正情報を参照し、前記区間毎に位相データを決定する。すなわち、前記区間毎に画素クロック信号PCLKの位相をシフトさせて、各光源ユニットでの発光タイミングを調整し、光スポット間隔を補正する。これにより、全体的に色ずれを小さく抑えることができる。

なお、ここでは、ａ１’とａ５’の平均値をレジストずれ補正量としているが、例えば、設計値を用いた理論計算、実験及びシミュレーションなどで得られた計算式にａ１’とａ５’とを代入して得られた値をレジストずれ補正量としても良い。

例えば、位置Ｙ１での補正量をΔａ１、位置Ｙ５での補正量をΔａ５とし、前記位置ＤＳから位置Ｙ１，Ｙ５までの距離をそれぞれｄｙ１，ｄｙ５とすると、次の（１３）式及び（１４）式が成立する。なお、ｄｙ１，ｄｙ５は、設計により決まる値である。

Δａ５−Δａ１＝ａ５−ａ１＝Ｍａ ……（１３）

Δａ１＝Δａ５×ｄｙ１／ｄｙ５ ……（１４）

ここで、Ｍａは全幅ずれ補正量である。上記（１３）式と（１４）式とにより、次の（１５）式が得られる。

Δａ１＝ｄｙ１／（ｄｙ５−ｄｙ１）×Ｍａ ……（１５）

上記（１４）式と（１５）式を用いると、次の（１６）式及び（１７）式が得られる。

ａ１’＝ａ１−Δａ１＝ａ１−ｄｙ１／（ｄｙ５−ｄｙ１）×（ａ５−ａ１）
＝（ａ１×ｄｙ５−ａ５×ｄｙ１）／（ｄｙ５−ｄｙ１） ……（１６）

ａ５’＝ａ５−Δａ５＝ａ５−ｄｙ５／ｄｙ１×Δａ１＝ａ５−ｄｙ５／（ｄｙ５−ｄｙ１）×（ａ５−ａ１）
＝（ａ１×ｄｙ５−ａ５×ｄｙ１）／（ｄｙ５−ｄｙ１）
＝ａ１’ ……（１７）

また、ここでは、ａ２、ａ３及びａ４から、全幅ずれ補正量とレジストずれ補正量とを減算した値をそれぞれ部分倍率誤差の補正量としているが、例えば、設計値を用いた理論計算、実験及びシミュレーションなどで得られた計算式に全幅ずれ補正量とレジストずれ補正量とを代入して得られた値を部分倍率誤差の補正量としても良い。

図６に戻り、カウンタ回路１２は、高周波クロック信号VCLKの立ち上がりタイミングでカウント値を＋１する。なお、カウント値は、比較回路１３からのリセット信号によって０リセットされる。

比較回路１３は、高周波クロック信号VCLKの立ち上がりタイミングで動作し、カウンタ回路１２のカウント値が予め設定されている値（ここでは「３」とする）と一致すると、制御信号ａをＨレベルとする。そして、次の高周波クロック信号VCLKの立ち上がりタイミングで制御信号ａをＬレベルとする。また、比較回路１３は、カウンタ回路１２のカウント値が位相データと一致すると、制御信号ｂをＨレベルとするとともに、リセット信号をカウンタ回路１２に出力する。そして、次の高周波クロック信号VCLKの立ち上がりタイミングで制御信号ｂをＬレベルとする。

画素クロック制御回路１４は、高周波クロック信号VCLKの立ち上がりタイミングで動作し、制御信号ａがＨレベルのときに画素クロックPCLKをＬレベルとし、制御信号ｂがＨレベルのときに画素クロックPCLKをＨレベルとする。

図１３（Ａ）には、位相データが７のときのカウンタ回路１２、比較回路１３及び画素クロック制御回路１４の各出力信号のタイミングチャートが示されている。この場合には、高周波クロック信号VCLKの８分周に相当するデュティ比５０％の画素クロック信号PCLKが生成される。以下では便宜上、位相データが７のときの画素クロック信号を「基準画素クロック信号」ともいう。図１３（Ｂ）には、位相データが８のときのカウンタ回路１２、比較回路１３及び画素クロック制御回路１４の各出力信号のタイミングチャートが示されている。この場合には、基準画素クロック信号に対して１／８波長だけ位相を進ませた画素クロック信号PCLKが生成される。図１３（Ｃ）には、位相データが６のときのカウンタ回路１２、比較回路１３及び画素クロック制御回路１４の各出力信号のタイミングチャートが示されている。この場合には、基準画素クロック信号に対して１／８波長だけ位相を遅らせた画素クロック信号PCLKが生成される。

このように、画素クロック制御回路１４では、位相データに応じて位相が異なる画素クロック信号PCLKが生成される（図１４参照）。なお、本実施形態では、位相データは、６、７、８のいずれかであるものとする。これにより、画素クロック生成回路２０における処理のアルゴリズムを簡略化することができる。

すなわち、画素クロック生成回路２０は、補正情報記憶回路２７に格納されている間隔補正情報に応じて区間毎に位相変調され周期が一定でない画素クロック信号PCLKを生成する。これにより、ｆθレンズの製造誤差や設置誤差等に起因する色ずれを補正することができる。なお、位相変調は、比較的簡単な電気回路で実現できるため、画素クロック制御回路１４の簡素化、及び消費電力の低減を図ることができる。また、区間の繋ぎ目においてジッタが発生するのを抑制することも可能である。

４５℃の環境下で測定した主走査方向における光スポットの位置ずれを、２５℃における位置ずれからの変動量としたものが、一例として図１５に示されている。なお、レジストずれと全幅ずれはすでに補正されている。ここでは、１０ｍｍ幅での部分倍率誤差を３０箇所で測定し、その測定結果を位置ずれ量に換算している。図１５における実線は測定結果を示している。図１５における破線（補正１とする）は、画像形成領域の中央部近傍で位置ずれを測定し、その測定結果から位置ずれを補正したときの補正量を示し、図１５における一点鎖線（補正２とする）は、画像形成領域の中央部を０ｍｍ、画像形成領域の各端部を±１５０ｍｍ（Ａ３用紙に対応）として、±７５ｍｍの位置でそれぞれ位置ずれを測定し、それらの測定結果から位置ずれを補正したときの補正量を示している。測定結果と補正量との差が、位置ずれ補正の残差を示している。位置ずれ補正の残差を比較すると、補正２のほうが補正１よりも位置ずれが良好に補正されている。すなわち、画像形成領域の中央部と各端部との各中間位置近傍での位置ずれの測定結果から位置ずれを補正することにより、従来よりも補正精度を向上させることができる。

これは、温度変化などによりｆθレンズが変形しても、光はｆθレンズの近軸付近を通過するため、画像形成領域の中央部近傍では、主走査方向における光スポットの位置ずれが発生しにくいことに起因している。このとき、画像形成領域の端部と中央部との中間位置近傍では光スポットの大きな位置ずれが発生しているため、中央部近傍に形成されたトナーパッチを検出し、その検出結果に応じて補正しても、画像形成領域の中央部と各端部との各中間位置近傍において位置ずれが残存することとなる。

なお、位置ずれを良好に補正するためには、位置ずれを検出する位置は、画像形成領域の中央部から端部までの距離を1としたとき、画像形成領域の中央部からの距離が０．３以上０．７以下に設定するのが好ましい。例えば、画像形成領域の中央部から端部までの距離が１５０ｍｍのときには、位置ずれを検出する位置は、画像形成領域の中央部から４５ｍｍ以上１０５ｍｍ以下に設定するのが好ましい。

光源制御回路８１５ａは、光源制御回路８１５ｃと同様な回路構成を有し、イエローのずれ補正情報を求める。なお、光源制御回路８１５ａでは、信号Ｓ９１３ｂ〜Ｓ９１３ｅにおけるｔ15とｔ48との差に基づいてイエローの位置ずれ量が算出される。

光源制御回路８１５ｂは、光源制御回路８１５ｃと同様な回路構成を有し、マゼンダのずれ補正情報を求める。なお、光源制御回路８１５ｂでは、信号Ｓ９１３ｂ〜Ｓ９１３ｅにおけるｔ15とｔ37との差に基づいてマゼンダの位置ずれ量が算出される。

以上の説明から明らかなように、本実施形態に係るフルカラー画像形成装置１００では、位置検出装置９１３によって位置検出手段が構成され、光スポット位置補正回路２３によって補正手段が構成されている。

以上説明したように、本実施形態に係るフルカラー画像形成装置１００によると、位置検出装置９１３は、５個の位置検出センサ（９１３ａ、９１３ｂ、９１３ｃ、９１３ｄ、９１３ｅ）を有し、位置検出センサ９１３ａは、転写ベルト９０６のＹ軸方向の−側端部近傍に対向する位置（第３の位置）に配置され、位置検出センサ９１３ｅは、転写ベルト９０６のＹ軸方向の＋側端部近傍に対向する位置（第４の位置）に配置され、位置検出センサ９１３ｃは、転写ベルト９０６のＹ軸方向の中央部近傍に対向する位置（第５の位置）に配置されている。また、位置検出センサ９１３ｂは、位置検出センサ９１３ａと位置検出センサ９１３ｃとの中間位置近傍（第１の位置）に配置され、位置検出センサ９１３ｄは、位置検出センサ９１３ｃと位置検出センサ９１３ｅとの中間位置近傍（第２の位置）に配置されている。そして、位置検出センサ９１３ａと位置検出センサ９１３ｅの各検出結果を用いてレジストずれ補正量と全幅ずれ補正量とを決定し、位置検出センサ９１３ｂ、位置検出センサ９１３ｃ、及び位置検出センサ９１３ｄの各検出結果と、決定されたレジストずれ補正量及び全幅ずれ補正量とを用いて、部分倍率誤差の補正量を決定している。これにより、例えば温度変化により、走査レンズが変形しても、従来よりも適切な部分倍率誤差の補正量を求めることができ、その結果として、色ずれが少なく高品質の画像を安定して形成することが可能となる。

また、本実施形態によると、光スポット位置補正回路２３は、区間毎に光スポットの間隔の補正を行っている。これにより、一部の区間のみで任意の量の色ずれ補正を行うことが可能となる。すなわち、色ずれが生じる部分だけを個別に補正することができる。従って、色ずれ補正が非常に簡単になり、色ずれ補正のアルゴリズムの簡略化及び光スポット位置補正回路２３の簡素化、小型化、低コスト化を図ることができる。そして、その結果として光スポット位置補正回路２３での消費電力の低減も可能となる。

ところで、部分倍率誤差は、画像形成領域全体でみると、非常に複雑な形状となっている。そこで、画像形成領域を複数の区間に分割しない場合には、補正関数は少なくとも８次以上の高次の多項式となり、莫大な情報量となる。しかしながら、本実施形態によると、画像形成領域を複数の区間に分割しているため、補正関数を一次式とすることができ、情報量を大幅に低減することができる。

また、本実施形態によると、各位置検出センサは、区間の境界に対応する位置に配置されている。これにより、部分倍率誤差の補正量から間隔補正情報への変換が単純になり、色ずれ補正のアルゴリズムを簡略化することができる。なお、仮に、位置検出センサが区間の境界に対応する位置に配置されていなければ、検出結果を区間の端部における位置ずれに換算する必要があり、誤差発生の要因となるばかりでなく、色ずれ補正のアルゴリズムが複雑化する。

なお、上記実施形態では、信号Ｓ９１３ｃを部分倍率誤差の検出に用いる場合について説明したが、これに限らず、信号Ｓ９１３ｃをレジストずれの検出に用いても良い。この場合に、信号Ｓ９１３ａと信号Ｓ９１３ｅとから全幅ずれ補正量を決定し、全幅ずれ補正後の画像形成領域の中央部での位置ずれをレジストずれ補正量としても良い。すなわち、例えば、シアンについて前記ａ３’をレジストずれとしても良い。これにより、各色間で画像の中央位置が良く一致し、補正誤差は画像の両端に分散されるため、色ずれを目立ちにくくすることができる。すなわち、各端部近傍での検出結果と中央部近傍での検出結果とを用いてレジストずれ補正量と全幅ずれ補正量を決定し、中央部と各端部との各中間位置近傍での検出結果と、決定されたレジストずれ補正量及び全幅ずれ補正量とを用いて、部分倍率誤差の補正量を決定しても良い。

また、画素クロック生成回路の構成は、図６に示されるものに限らず、前記画素クロック生成回路２０と同様な機能を有する回路構成であれば良い。

また、上記実施形態では、走査方式が単一のポリゴンミラーに対して対向する方向に光ビームを走査する、いわゆる対向走査方式の場合について説明したが、これに限定されるものではない。また、単一のポリゴンミラーではなく、色毎にポリゴンミラーが設けられても良い。

また、上記実施形態では、位置検出装置９１３が５個の位置検出センサ（９１３ａ、９１３ｂ、９１３ｃ、９１３ｄ、９１３ｅ）を有する場合について説明したが、本発明がこれに限定されるものではない。例えば、一例として図１６に示されるように、前記位置検出装置９１３から位置検出センサ９１３ｃを除いても良い。この場合には、全幅ずれ補正量及びレジストずれ補正量は、上記実施形態と同様にして決定され、位置検出センサ９１３ｂ及び位置検出センサ９１３ｄの各検出結果と、決定された全幅ずれ補正量及びレジストずれ補正量とから各部分倍率誤差の補正量が決定される。なお、上記実施形態におけるトナーパッチＴＰｃは不要である。

すなわち、各端部近傍での各検出結果を用いてレジストずれ補正量と全幅ずれ補正量を決定し、中央部と各端部との各中間位置近傍での検出結果と、決定されたレジストずれ補正量及び全幅ずれ補正量とを用いて、部分倍率誤差の補正量を決定しても良い。

また、例えば、一例として図１７に示されるように、前記位置検出装置９１３から位置検出センサ９１３ｃと位置検出センサ９１３ｅとを除いても良い。この場合に、走査方向が位置検出センサ９１３ａから位置検出センサ９１３ｄに向かう方向のときには、位置検出センサ９１３ａの検出結果からレジストずれ補正量が決定され、位置検出センサ９１３ｄの検出結果と位置検出センサ９１３ａの検出結果との差から全幅ずれ補正量が決定される。そして、位置検出センサ９１３ｂの検出結果と、決定された全幅ずれ補正量及びレジストずれ補正量とから部分倍率誤差の補正量が決定される。一方、走査方向が位置検出センサ９１３ｄから位置検出センサ９１３ａに向かう方向のときには、位置検出センサ９１３ａの検出結果と位置検出センサ９１３ｄの検出結果との差から全幅ずれ補正量が決定され、位置検出センサ９１３ａの検出結果と決定された全幅ずれ補正量とからレジストずれ補正量が決定される。そして、位置検出センサ９１３ｂの検出結果と、決定された全幅ずれ補正量及びレジストずれ補正量とから部分倍率誤差の補正量が決定される。なお、上記実施形態におけるトナーパッチＴＰｃ及びＴＰｅは不要である。

前記位置検出装置９１３における位置検出センサの数は、色ずれに対する要求品質、及び各レンズの特性などに応じて選択することができる。

さらに、位置検出装置９１３の検出結果から全幅ずれ量を求める必要がないときには、一例として図１８に示されるように、前記位置検出装置９１３から位置検出センサ９１３ａと位置検出センサ９１３ｃと位置検出センサ９１３ｅとを除いても良い。この場合には、位置検出センサ９１３ｂの検出結果と位置検出センサ９１３ｄの検出結果の平均値からレジストずれ補正量が決定される。例えば、位置検出センサ９１３ｂから得られた位置ずれ量がＡ１、位置検出センサ９１３ｄから得られた位置ずれ量がＡ２であれば、（Ａ１＋Ａ２）／２がレジストずれ補正量となる。そして、位置検出センサ９１３ｂの検出結果と決定されたレジストずれ補正量との差、及び位置検出センサ９１３ｄの検出結果と決定されたレジストずれ補正量との差から、部分倍率誤差の補正量が決定される。なお、上記実施形態におけるトナーパッチＴＰａ、ＴＰｃ及びＴＰｅは不要である。

なお、この場合に、Ａ１及びＡ２のいずれか一方の値をそのままレジストずれ補正量とし、Ａ１、Ａ２とレジストずれ補正量の差分を部分倍率誤差の補正量としても、位置ずれ検出位置においては良好に補正されるが、位置ずれ検出位置以外の位置では、補正残差が増大してしまう。これは、Ａ１及びＡ２には、レジストずれ成分と部分倍率誤差の２つの成分が含まれているのに、１つの成分（レジストずれ成分）として補正するためである。

また、このときに、位置ずれ検出における検出誤差等に起因して補正誤差が発生すると、Ａ１とＡ２の平均値をレジストずれ補正量とした場合には、誤差は画像の両側に分散されるが、Ａ１及びＡ２のいずれか一方の値をそのままレジストずれ補正量とした場合には、誤差は画像の片側に集中する。従って、Ａ１とＡ２の平均値をレジストずれ補正量とした方が、全体的に色ずれが目立ちにくくなる。なお、レジストずれ補正量として、Ａ１とＡ２の平均値に限定されるものではなく、例えば、設計値を用いた理論計算、実験及びシミュレーションなどで得られた計算式にＡ１とＡ２とを代入して得られた値であっても良い。要するに、Ａ１とＡ２の両方を用いてレジストずれ補正量を決定するのが好ましい。

また、上記実施形態では、位置検出装置９１３の出力信号から全幅ずれ量を求める場合について説明したが、前記各同期センサとそれぞれ一対になり、各感光体での１ライン走査の終了をそれぞれ検出するための４個の終了検知センサを更に設け、前記同期センサの出力信号と対応する終了検知センサの出力信号とから主走査方向の走査に要した時間を求め、設計上の時間（理想走査時間）との差に基づいて全幅ずれ量を求めても良い。この場合には、各終了検知センサの出力信号は、対応する光源制御回路の信号調整回路において前記各同期センサの出力信号と同様な調整が行われ、調整後の信号は、光スポット位置補正回路に出力される。これにより、トナーパッチ形成による色ずれ補正（位置ずれ検出）の直前や、画像出力における紙と紙の間等において、全幅ずれを補正することができるため、位置ずれ検出結果に含まれる全幅ずれ成分がほぼなくなり、レジストずれ成分及び部分倍率誤差成分の補正精度を更に向上させることができる。

また、上記実施形態では、前記位置検出装置９１３が前記感光体ドラム９０１ａの＋Ｘ側の近傍に配置されている場合について説明したが、これに限らず、転写ベルト９０６上のトナーパッチが上記実施形態と同様に検出できる位置であれば良い。

また、上記実施形態において、前記位置検出装置９１３に代えて、各感光体ドラム上のトナー画像をそれぞれ検出する位置検出装置を用いても良い。

また、上記実施形態において、前記位置検出装置９１３に代えて、一例として図１９に示されるように、４個の分岐光学素子（３０１ａ、３０１ｂ、３０１ｃ、３０１ｄ）、及び４個の受光器（３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃ、３０２ｄ）を有する位置検出装置を用いても良い。

分岐光学素子３０１ａは、折返しミラー２２７ａと感光体ドラム９０１ａとの間の光路上に配置され、折返しミラー２２７ａからの光を、受光器３０２ａの受光面方向に分岐する。分岐光学素子３０１ｂは、折返しミラー２２７ｂと感光体ドラム９０１ｂとの間の光路上に配置され、折返しミラー２２７ｂからの光を、受光器３０２ｂの受光面方向に分岐する。分岐光学素子３０１ｃは、折返しミラー２２７ｃと感光体ドラム９０１ｃとの間の光路上に配置され、折返しミラー２２７ｃからの光を、受光器３０２ｃの受光面方向に分岐する。分岐光学素子３０１ｄは、折返しミラー２２７ｄと感光体ドラム９０１ｄとの間の光路上に配置され、折返しミラー２２７ｄからの光を、受光器３０２ｄの受光面方向に分岐する。なお、分岐光学素子として、ハーフミラーを用いても良い。

受光器３０２ａは、一例として図２０に示されるように、５個のフォトダイオード（３０２ａ１、３０２ａ２、３０２ａ３、３０２ａ４、３０２ａ５）がＹ軸方向に沿って一列に配置されている。そして、フォトダイオード３０２ａ１及び３０２ａ５は、それぞれ画像形成領域の各端部近傍に対応する位置に配置され、フォトダイオード３０２ａ３は、画像形成領域の中央部近傍に対応する位置に配置され、フォトダイオード３０２ａ２は、フォトダイオード３０２ａ１と３０２ａ３との中間位置近傍に配置され、フォトダイオード３０２ａ４は、フォトダイオード３０２ａ３と３０２ａ５との中間位置近傍に配置されている。また、受光器３０２ｂ、３０２ｃ、３０２ｄも、それぞれ受光器３０２ａと同様な構成となっている。各受光器の各フォトダイオードは、それぞれ受光光量に応じた光電変換信号を出力する。そして、各フォトダイオードの出力信号は、前記信号調整回路２８において前記各位置検出センサの出力信号と同様な調整が行われ、調整後の信号は、光スポット位置補正回路２３に出力される。そして、光スポット位置補正回路２３は、受光器毎に隣り合うフォトダイオード間の走査時間を求め、設計上の理想時間と比較することにより、主走査方向における光スポットの位置ずれを検出することができる。

また、上記実施形態では、画像形成領域を６つの区間に分割する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、複数の区間に分割されていれば良い。また、各区画の大きさは互いに異なっていても良い。

また、上記実施形態では、各区画における補正関数が１次式の場合について説明したが、これに限らず、位置ずれ補正情報に応じて、例えば２次式や３次式などの低次の多項式であっても良い。但し、この場合は、区間内で位相データが変化することとなる。さらに、区間内の一部で位相データを変化させても良い。

そして、位相データを変化させる際に、例えば２画素おきに位相データを変化させても良い。この場合には、画素クロックPCLKの位相は階段状に変化するが、変化量が小さいので、連続的に変化させたときとの差は小さい（図２１（Ａ）及び図２１（Ｂ）参照）。なお、何画素おきに位相データを変化させるかという情報は、位相データに付加されて光スポット位置補正回路２３から出力される。また、補正量に応じて何画素おきに位相データを変化させるかを決定しても良い。ｎ画素おきに位相データを変化させる場合に、補正量が少ないほどｎの値を大きくすることができる。

また、上記実施形態では、画素クロック信号の位相を変化させる場合について説明したが、画素クロック信号の周波数を変化させても良い（図２２参照）。この場合に、周波数の変化は階段状に限定されず、例えば１次関数的、あるいは２次関数的に変化させても良い。要するに、間隔補正情報に応じて、周波数を変化させれば良い。

また、上記実施形態では、位相データが、６、７、８のいずれかの場合について説明したが、これに限定されるものではない。

本発明の一実施形態に係るフルカラー画像形成装置の概略構成を説明するための図である。 図１における位置検出装置を説明するための図である。 トナーパッチを説明するための図である。 図１における光走査装置を説明するための概略図（その１）である。 図１における光走査装置を説明するための概略図（その２）である。 図４における処理回路を説明するための図である。 図６における信号調整回路を説明するための図である。 図８（Ａ）及び図８（Ｂ）は、それぞれレジストずれを説明するための図である。 図９（Ａ）及び図９（Ｂ）は、それぞれ全幅ずれを説明するための図である。 図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）は、それぞれ部分倍率誤差を説明するための図である。 図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）は、それぞれ光スポット間隔の補正を説明するための図である。 区間毎の補正を説明するための図である。 図１３（Ａ）〜図１３（Ｃ）は、それぞれ図６における画素クロック制御回路を説明するための図である。 位相データと画素クロック信号との関係を説明するための図である。 補正方法による補正結果の違いを説明するための図である。 図１における位置検出装置の変形例１を説明するための図である。 図１における位置検出装置の変形例２を説明するための図である。 図１における位置検出装置の変形例３を説明するための図である。 図１における位置検出装置の変形例４を説明するための図である。 図１９における受光器を説明するための図である。 図２１（Ａ）及び図２１（Ｂ）は、それぞれ２画素毎に画素クロック信号の位相を変化させる場合を説明するための図である。 画素クロック信号の周波数変調によって位置ずれを補正する場合を説明するための図である。

符号の説明

２３…光スポット位置補正回路（補正手段）、１００…フルカラー画像形成装置（多色画像形成装置）、２２８ａ〜２２８ｄ…同期センサ（センサの一部）、３０１ａ〜３０１ｄ…分岐光学素子、３０２ａ〜３０２ｄ…受光器（光検出器）、９００…光走査装置、９０１…感光体ドラム（像担持体）、９１３…位置検出装置（位置検出手段）、ＴＰａ〜ＴＰｅ…トナーパッチ（位置ずれ検出用パターン）。

Claims (10)

1. 色毎に設けられた複数の像担持体に対してそれぞれ光スポットを走査して前記複数の像担持体に形成した潜像にトナーを付着させてトナー像を生成し、該トナー像を移動体に転写する多色画像形成装置において、
   前記移動体上の前記トナー像の位置情報を検出する位置検出手段と；
   前記位置検出手段の検出結果に基づいて主走査方向における前記光スポットの間隔を補正する補正手段と；を備え、
   前記位置検出手段は、少なくとも、前記主走査方向における走査領域の中央部と一方の端部との中間位置近傍に対応する第１の位置と、前記中央部と他方の端部との中間位置近傍に対応する第２の位置とで、前記位置情報をそれぞれ検出し、
   前記補正手段は、前記第１の位置での検出結果に基づいて前記主走査方向における前記光スポットの第１の位置ずれ量を求め、前記第２の位置での検出結果に基づいて前記主走査方向における前記光スポットの第２の位置ずれ量を求め、前記位置検出手段の検出結果に基づいて前記主走査方向における前記光スポットの走査開始位置の基準位置からのずれ量である開始位置ずれ量を決定し、前記第１の位置ずれ量と前記開始位置ずれ量との差、及び前記第２の位置ずれ量と前記開始位置ずれ量との差に基づいて、前記間隔を補正する多色画像形成装置。
2. 前記位置検出手段は、前記第１の位置と前記第２の位置の２箇所で前記位置情報をそれぞれ検出し、
   前記補正手段は、前記第１の位置での検出結果と前記第２の位置での検出結果とに基づいて、前記開始位置ずれ量を決定することを特徴とする請求項１に記載の多色画像形成装置。
3. 前記補正手段は、前記第１の位置ずれ量と前記第２の位置ずれ量の平均値を、前記開始位置ずれ量とすることを特徴とする請求項２に記載の多色画像形成装置。
4. 前記位置検出手段は、前記第１の位置と、前記第２の位置と、前記一方の端部に対応する第３の位置の３箇所で前記位置情報をそれぞれ検出し、
   前記補正手段は、前記第３の位置での検出結果に基づいて、前記開始位置ずれ量を決定することを特徴とする請求項１に記載の多色画像形成装置。
5. 前記位置検出手段は、前記第１の位置と、前記第２の位置と、前記一方の端部に対応する第３の位置と、前記他方の端部に対応する第４の位置の少なくとも４箇所で前記位置情報をそれぞれ検出し、
   前記補正手段は、前記第３の位置及び第４の位置それぞれでの検出結果に基づいて、前記開始位置ずれ量を決定することを特徴とする請求項１に記載の多色画像形成装置。
6. 前記位置検出手段は、前記第１の位置と、前記第２の位置と、前記一方の端部に対応する第３の位置と、前記他方の端部に対応する第４の位置と、前記中央部近傍に対応する第５の位置の少なくとも５箇所で前記位置情報をそれぞれ検出し、
   前記補正手段は、前記第３の位置、前記第４の位置及び前記第５の位置それぞれでの検出結果に基づいて、前記開始位置ずれ量を決定することを特徴とする請求項１に記載の多色画像形成装置。
7. 前記位置検出手段は、前記一方の端部に対応する第３の位置と前記他方の端部に対応する第４の位置の２箇所で前記位置情報をそれぞれ検出し、
   前記補正手段は、前記第３の位置及び前記第４の位置それぞれでの検出結果に基づいて、前記主走査方向における色ずれの要因となる画像の幅のずれ量を決定し、該ずれ量を用いて前記補正情報を求めることを特徴とする請求項１に記載の多色画像形成装置。
8. 前記補正手段は、前記主走査方向における走査領域を複数の区間に分割し、区間毎に前記主走査方向における前記補正情報を求めることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の多色画像形成装置。
9. 前記補正手段は、前記位置情報の各検出位置が、いずれも区画の境界近傍の位置と一致するように、前記主走査方向における走査領域を複数の区間に分割することを特徴とする請求項８に記載の多色画像形成装置。
10. 前記主走査方向における前記光スポットの間隔は、画素クロック信号の位相及び周波数のいずれかを変調することにより補正されることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の多色画像形成装置。