JP5857652B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明はカラー画像の色ずれ補正機能を有する画像形成装置に関する。

フルカラープリンタやフルカラー複写機等の画像形成装置にはタンデム方式のものがある。タンデム方式の画像形成装置では、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）及びＫ（ブラック）の４色のトナー画像をそれぞれ個別に形成する書込ユニット及び感光体ドラムを含む４つの画像形成ユニットを、記録紙を搬送する無端状の搬送ベルトにおける記録紙の搬送方向に沿って配置している。そして、各色の画像データに基づいて、各色の書込ユニットにより各色の像担持体である感光体ドラムを露光して潜像を形成し、潜像を各色のトナーにより現像して各色のトナー画像を形成し、この各色のトナー画像を搬送ベルトによって搬送されてくる記録紙に対して順次重ねて転写することでカラー画像を形成する。

このようなタンデム方式の画像形成装置では、記録紙上に精度の高いカラー画像を形成するためには、色成分画像である各色のトナー画像を相互に位置ずれが生じないように記録紙上に転写する必要がある。

そこで、従来、タンデム方式のカラー画像形成装置では、工場出荷時に、主走査については画素（ドット）単位のロジック制御、即ち位置ずれ量をドット単位に直し、位置ずれ量に応じて書き始める位置のドット数を増減することによって画像形成位置を調整し、他の色の画像との位置ずれ量から各色の調整を行うことにより１ドット以下の精度まで、各色の画像形成位置を合わせている。また、副走査についても画素（ライン）単位のロジック制御、即ち位置ずれ量をライン単位に直し、位置ずれ量に応じて書き始める位置のライン数を増減することによって、画像形成位置を調整し、他の色の画像との位置ずれ量から各色の位置調整を行うことにより、１ライン以下の精度まで各色の画像形成位置を合わせている。

しかし、工場出荷時に各色成分画像の位置ずれがない状態に合わせても、温度や湿度などの環境変化に対して各部品単位で伸縮があり、このような環境変化によって各色成分画像のドット形成位置が合わなくなり、色ずれと呼ばれる現象が発生する。

このため、タンデム方式のカラー画像形成装置においては、各色成分画像のドット形成位置のずれを検出して、そのずれの補正量を取得する位置ずれ補正量取得処理を実行し、印刷処理時に、その位置ずれ補正量を用いて、各色成分画像のドット形成位置のずれをなくすようにフィードバック制御することにより、色ずれを補正する色ずれ補正機能を有するものが多い。

この位置ずれ補正量取得処理は以下のように行う。搬送ベルト上に各色のトナーで所定の位置ずれ検出用パターン（レジストレーションパターン）を作像し、その位置ずれ検出用パターンを搬送ベルトに対向する光電センサで検出することで、例えばＫを基準に、他の３色の位置ずれ量を主走査方向のレジストレーションずれ、副走査方向のレジストレーションずれ、主走査倍率ずれ、スキューずれのように要因別に算出し、それぞれのずれ量の算出値から、それぞれのずれの補正量を算出する。

この位置ずれ補正量取得処理は定期的又は不定期に行われる。即ち例えば特許文献１には、前回の位置ずれ補正量取得処理の実行時から所定時間が経過したか否か、所定枚数の画像を形成したか否か、環境温度又は湿度が所定量変化したか否か、電源のオン・オフ操作が行われたか否かを判断し、いずれかが肯定された場合に位置ずれ補正量取得処理を行う画像形成装置が記載されている。

しかしながら、特許文献１に記載された画像形成装置では、複数の画像形成ユニット（例えば書込ユニット）間の温度差に起因する色ずれや、画像形成ユニット以外の他の熱源などからの影響（熱によるレンズの特性変動に起因する主走査倍率変動など）による色ずれを防止することができないという問題がある。

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、その目的は、複数の色成分画像を複数の画像形成ユニットにて各色の像担持体上に作像し、搬送体により搬送される記録体に前記色成分画像を転写することにより、前記色成分画像が重ね合わされたカラー画像を前記記録体上に形成する画像形成装置において、画像形成ユニットに含まれる書込ユニット間の温度差に起因する色ずれを防止できるようにすることである。

本発明の画像形成装置は、複数の色成分画像を複数の画像形成ユニットにて各色の像担持体上に作像し、搬送体により搬送される記録体に前記色成分画像を転写することにより、前記色成分画像が重ね合わされたカラー画像を前記記録体上に形成する画像形成装置であって、各画像形成ユニットは、画像データに基づいて、前記像担持体としての感光体を露光する書込ユニットを備え、前記画像形成ユニットにより各色の位置ずれ検出用パターンを作像して前記搬送体に転写し、前記搬送体に対向するセンサにより検知し、当該センサの出力に基づいて、所定の基準色に対する他色の位置ずれを補正するための位置ずれ補正量を算出する位置ずれ補正量取得処理を前記画像形成装置に実行させる制御手段と、各書込ユニットの温度を測定する温度測定手段と、各書込ユニットの現在の温度と前回の位置ずれ補正取得処理実行時の温度との差である第１の温度差を算出する第１の温度差算出手段と、前記第１の温度差の書込ユニット間の差分である第２の温度差を算出する第２の温度差算出手段と、各書込ユニットの現在の温度と基準温度との差である第３の温度差を算出する第３の温度差算出手段と、前記第３の温度差に基づいて、前記基準色を設定する設定手段と、を有し、前記制御手段は、前記第２の温度差の最大値が所定値を超えたとき、前記位置ずれ補正量取得処理を実行させ、前記設定手段は、前記第３の温度差が最小の書込ユニットにより露光される感光体上に作像される色を前記基準色に設定する、画像形成装置である。

本発明によれば、複数の色成分画像を複数の画像形成ユニットにて各色の像担持体上に作像し、搬送体により搬送される記録体に前記色成分画像を転写することにより、前記色成分画像が重ね合わされたカラー画像を前記記録体上に形成する画像形成装置において、画像形成ユニットに含まれる書込ユニット間の温度差に起因する色ずれを防止することができる。また、現在の温度と常温や所定の温度などの基準温度との差が最小の書込ユニットにより感光される感光体上に作像される色を基準色に設定することができる。

本発明の実施形態の画像形成装置の概略構成を示す図である。 本発明の実施形態の画像形成装置における搬送ベルト上の位置ずれ検出用パターンと光電センサとの関係を示す図である。 本発明の実施形態の画像形成装置が形成する位置ずれ検出用パターンを示す図である。 本発明の実施形態の画像形成装置における書込制御、及び色ずれ補正に関連するブロックを示す図である。 図４における書込制御部の内部構成を示すブロック図である。 図４におけるエンジン制御部及び書込ユニットのブロック図である。 図１における書込ユニットの機械的構成を示す図である。 本発明の実施形態の画像形成装置における位置ずれ補正量取得処理のフローチャートである。 本発明の実施形態の画像形成装置における印刷処理のフローチャートである。 本発明の実施形態の画像形成装置における副走査方向の書き出しタイミングの補正について説明するための図である。 本発明の実施形態の画像形成装置における印刷動作と書込ユニット間の温度差との関係を示す図である。 本発明の実施形態の画像形成装置における位置ずれ補正量取得処理の実行条件を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施形態の画像形成装置における基準色の決定手順の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施形態の画像形成装置における基準色の決定手順の別の一例を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
〈画像形成装置の概略構成〉
図１は、本実施形態の画像形成装置の概略構成を示す図である。この画像形成装置はカラー複写機であり、この図は画像プロセス部、露光部及び搬送ベルトなどの正面図である。

本実施形態の画像形成装置は、各々異なる色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の色成分画像を形成する４個の作像ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋが、記録体としての記録用紙２を搬送する搬送ベルト３に沿って一列に配置されたタンデム方式の画像形成プロセス部を備えている。また、作像ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの上方には、Ｋ，Ｃの画像データに基づいて、レーザ光ＬＫ，ＬＣを発光して、作像ユニット１Ｋ，１Ｃの感光体ドラムを露光する書込ユニット（露光部）９ＫＣと、Ｍ，Ｙの画像データに基づいて、レーザ光ＬＭ，ＬＹを発光して、作像ユニット１Ｍ，１Ｙの感光体ドラムを露光する書込ユニット９ＭＹが配置されている。書込ユニットと作像ユニットが画像形成ユニットを構成する。ここでは、１つの書込ユニットが２色の画像データに基づく書込を行うが、１つの書込ユニットが１色の画像データに基づく書込を行うように構成することもできる。

作像ユニット１Ｋ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｙは、それぞれ像担持体としての感光体ドラム７Ｋ，７Ｃ，７Ｍ，７Ｙと、感光体ドラム７Ｋ，７Ｃ，７Ｍ，７Ｙの周囲に配置された帯電器８Ｋ，８Ｃ，８Ｍ，８Ｙと、現像器１０Ｋ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｙと、感光体クリーナ１１Ｋ，１１Ｃ，１１Ｍ，１１Ｙと、転写器１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙと、を備えている。

搬送ベルト３は、駆動回転する駆動ローラ４と従動回転する従動ローラ５との間に架設されており、駆動ローラ４の回転によって、図中矢印の方向（反時計回り）に回転駆動される。搬送ベルト３の下部には、記録用紙２が収納された給紙トレイ６が設けられている。この給紙トレイ６に収納された記録用紙２のうち最上の位置にある記録用紙２が、画像形成時に搬送ベルト３に向けて給紙され、静電吸着によって搬送ベルト３上に吸着される。吸着された記録用紙２は、作像ユニット１Ｋの位置に搬送され、ここで最初にＫの画像形成が行われる。

作像ユニット１Ｋの感光体ドラム７Ｋの表面は、帯電器８Ｋで一様に帯電された後、書込ユニット（露光部）９ＫＣによりＫ色の画像データに対応したレーザ光ＬＫで露光され、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、現像器１０Ｋで現像され、感光体ドラム７Ｋ上にトナー像が形成される。このトナー像は、感光体ドラム７Ｋと搬送ベルト３上の記録用紙２とが接する位置（転写位置）で、転写器１２Ｋによって記録用紙２に転写され、これによって、記録用紙２上に単色（Ｋ色）の画像が形成される。転写が終わった感光体ドラム７Ｋでは、ドラム表面に残った不要なトナーが感光体クリーナ１１Ｋによってクリーニングされ、次の画像形成に備える。

このように、作像ユニット１Ｋで単色（Ｋ色）が転写された記録用紙２は、搬送ベルト３によって作像ユニット１Ｃに搬送される。ここでも同様に、感光体ドラム７Ｃ上に形成されたＣ色のトナー像が記録用紙２上に重ねて転写される。記録用紙２は、その後さらに作像ユニット１Ｍと作像ユニット１Ｙとに順に搬送され、同様に、形成されたＭ色とＹ色のトナー像が記録用紙２に転写され、これによって記録用紙２上にカラー画像が形成されてゆく。そして、作像ユニット１Ｙを通過してカラー画像が形成された記録用紙２は、搬送ベルト３から剥離され、定着器１３で定着された後、排紙される。

このようなタンデム方式の画像形成装置においては、その構成上、各色のトナー画像を記録用紙２上に転写するときの位置合わせ（色ずれ補正）が重要である。各色のトナー画像間の位置ずれには、主走査方向（感光体ドラム７Ｋ，７Ｃ，７Ｍ，７Ｙの回転軸に平行な方向）のレジストレーションずれ、副走査方向（感光体ドラム７Ｋ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｙの回転軸に垂直な方向）のレジストレーションずれ、主走査倍率ずれ、スキューずれなどがある。

そこで、この画像形成装置では、記録用紙２に対して実際のカラー画像形成動作を行うに先立ち、搬送ベルト３上に位置ずれ検出用パターンを形成し、搬送ベルト３に対向する光電センサ１５，１６により位置ずれ検出用パターンを検出し、その検出出力に基づいて位置ずれ補正量を算出し、その位置ずれ補正量を用いて、実際の画像形成動作を行うときに各色の位置ずれ補正を行う。

〈位置ずれ検出用パターンと光電センサとの関係〉
図２は、搬送ベルト３上に形成される位置ずれ検出用パターンと光電センサ１５，１６との関係を示す斜視図である。

搬送ベルト３上に各色の位置ずれ検出用パターン１４を各作像ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋで形成し、この位置ずれ検出用パターン１４を光電センサ１５，１６で検出する。この図の例では、光電センサ１５，１６を搬送ベルト３における主走査方向の両端付近に配置し、搬送ベルト３には、各々の光電センサ１５，１６の配置位置に対応して位置ずれ検出用パターン１４が形成されている。

このような位置ずれ検出用パターン１４は、搬送ベルト３が同図に示す搬送方向に移動し、光電センサ１５，１６に対向する位置を順に通過することによって検知される。

光電センサ１５，１６により、この位置ずれ検出用パターン１４が検知されると、その検知結果に基づいて、後述するエンジン制御部内のＣＰＵにより種々の位置ずれ量（主走査倍率ずれ量、主走査レジストレーションずれ量、副走査レジストレーションずれ量、スキューずれ量、歪み量）を算出するための演算処理が行われ、その位置ずれ量から各ずれ成分の補正量が算出される。

〈位置ずれ検出用パターンの構成〉
図３は、本発明の実施形態の画像形成装置が形成する位置ずれ検出用パターン１４を示す図である。

１セットの位置ずれ検出用パターン１４は、Ｋ色，Ｃ色，Ｍ色，Ｙ色からなる４本の平行なパターンＫ１１，Ｃ１１，Ｍ１１，Ｙ１１（Ｋ２１，Ｃ２１，Ｍ２１，Ｙ２１）と、４本の斜め線のパターンＫ１２，Ｃ１２，Ｍ１２，Ｙ１２（Ｋ２２，Ｃ２２，Ｍ２２，Ｙ２２）を副走査方向に一定間隔に配置したものである。

このような位置ずれ検出用パターン１４は、搬送ベルト３の移動方向に沿って繰り返し形成される。位置ずれ検出用パターン１４は、サンプル数を多くして誤差による影響を減らすために、光電センサ１５，１６の位置に合わせて複数セット形成される。

〈書込制御及び色ずれ補正に関連するブロック〉
図４は、本発明の実施形態の画像形成装置における書込制御、及び色ずれ補正に関連するブロックを示す図である。

色ずれ補正に関連するブロックは、光電センサ１５，１６、プリンタコントローラ１１１、スキャナコントローラ１１２、エンジン制御部１１３、及びＫ，Ｍ，Ｃ，Ｙ各色のＬＤ（Laser Diode）制御部１０６，１０７，１０８，１０９からなる。

光電センサ１５，１６は、各色間の位置ずれ補正量を取得するために、搬送ベルト３に転写された位置ずれ検出用パターン１４を検知し、アナログの検知信号をエンジン制御部１１３内のパターン検知部１２１へ送出する。

プリンタコントローラ１１１は、外部装置（例えば、ＰＣ：パーソナルコンピュータ））からネットワークを介して送信された画像データを受信し、受信した画像データをエンジン制御部１１３内の画像処理部１２４へ転送する。

スキャナコントローラ１１２は、図示しないスキャナで読み取った原稿の画像データを取得し、取得した画像データを画像処理部１２４へ転送する。

エンジン制御部１１３は、大別すると、パターン検知部１２１と、ＣＰＵ（Central Processing nit）１２２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１２３と、画像処理部１２４と、書込制御部１２５と、を有する。

パターン検知部１２１は、光電センサ１５，１６から出力されたアナログの検知信号を増幅し、デジタルデータへ変換し、変換したデジタルデータをＲＡＭ１２３に格納する。

ＣＰＵ１２２は、ＲＡＭ１２３に格納されたデジタルデータから位置ずれ量を算出し、算出した位置ずれを補正するための位置ずれ補正量を算出する。ここで、位置ずれ量としては、各色の歪み量、主走査方向の倍率誤差量、主走査方向レジストレーションずれ量及び副走査方向レジストレーションずれ量（以下、主／副レジストずれ量という）、スキューずれ量などがある。また、補正量としては、これらの各種位置ずれ量から算出した各色の歪み補正量、主走査倍率補正量、主走査方向レジストレーション補正量および副走査方向レジストレーション補正量（以下、主／副レジスト補正量という）、スキュー補正量などがある。

また、ＣＰＵ１２２は、画像データの解像度、及び算出した各色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の歪み量に基づいて、Ｋ色を基準色とした場合、Ｙ色、Ｍ色、及びＣ色の歪みライン量を算出する。さらに、ＣＰＵ１２２は、基準色であるＫ色に対する各色の歪みライン量に基づいて、ラインメモリのライン数を決定する。なお、基準色とは、各色の歪みライン量を算出する際の基準位置となる色であり、この例ではＫ色を基準色としている。

ＲＡＭ１２３は、パターン検知部１２１からＣＰＵ１２２を介して取得した位置ずれ検出用パターン１４のデジタルデータを一時的に記憶する。なお、このＲＡＭ１２３を不揮発性メモリで代替し、不揮発性メモリに位置ずれ検出用パターン１４のデジタルデータを記憶する構成としてもよい。

画像処理部１２４は、プリンタコントローラ１１１が受信した各画像データ、又はスキャナコントローラ１１２が取得した各画像データに応じた種々の画像処理を施す。また、画像処理部１２４は、書込制御部１２５から送信された各色の副走査タイミング信号(K,M,C,Y)_FSYNC_Nを受信して、各色の主走査ゲート信号(K,M,C,Y)_IPLGATE_N、副走査ゲート信号(K,M,C,Y)_IPFGATE_N、及びこれら同期信号に伴う画像データ(K,M,C,Y)_IPDATA_Nを書込制御部１２５に送信する。

書込制御部１２５は、画像処理部１２４から転送された画像データ(K,M,C,Y)_IPDATA_Nを受け取り、受け取った画像データ(K,M,C,Y)_IPDATA_Nについて各種書込処理を施してＬＤ発光データ(K,M,C,Y)_LDDATAを生成し、それぞれＬＤ制御部１０６，１０７，１０８，１０９に送信する。

ＬＤ制御部１０６，１０７，１０８，１０９は、書込ユニット９ＫＣ，９ＭＹ内に備えられ、書込ユニット９ＫＣ，９ＭＹによる感光体ドラム７Ｋ，７Ｃ，７Ｍ，７Ｙへのレーザ光ＬＫ，ＬＣ，ＬＭ，ＬＹの照射を制御するためのものである。

ＰＣから送信された画像データはプリンタコントローラ１１１で、図示しないスキャナで読み取られた原稿の画像データはスキャナコントローラ１１２でそれぞれ処理され、エンジン制御部１１３の画像処理部１２４に転送される。画像処理部１２４では、各画像データに応じた種々の画像処理が行われ、各色の画像データに変換されて書込制御部１２５に転送される。書込制御部１２５では、各色の印字タイミングを生成し、副走査タイミングに合わせて画像データを受け取り、受け取った画像データに各種書込画像処理を施してＬＤ発光データを生成し、各色のＬＤ制御部１０６，１０７，１０８，１０９によりＬＤを発光させ、感光体ドラム上に画像を形成する。

〈書込制御部のブロック図〉
図５は、図４における書込制御部１２５の内部構成を示すブロック図である。
書込制御部１２５は、大別すると、Ｋ，Ｍ，Ｃ，Ｙ各色の書込制御部１２６Ｋ，１２６Ｍ，１２６Ｃ，１２６Ｙと、入力画像制御部１２７Ｋ，１２７Ｍ，１２７Ｃ，１２７Ｙと、ラインメモリ１２８Ｋ，１２８Ｍ，１２８Ｃ，１２８Ｙと、を備えている。

入力画像制御部１２７Ｋ，１２７Ｍ，１２７Ｃ，１２７Ｙは、画像処理部１２４から送信された画像データを受け取り、受け取った画像データをラインメモリ１２８Ｋ，１２８Ｍ，１２８Ｃ，１２８Ｙに格納し、格納した画像データを順次読み出して各色の書込制御部１２６Ｋ，１２６Ｍ，１２６Ｃ，１２６Ｙに転送するものである。

入力画像制御部１２７Ｋ，１２７Ｍ，１２７Ｃ，１２７Ｙは、ＣＰＵ１２２により算出された歪みライン量に基づいて、各色のラインメモリ１２８Ｋ，１２８Ｍ，１２８Ｃ，１２８Ｙへ画像データを格納する。本実施形態では、入力画像制御部１２７Ｋ，１２７Ｍ，１２７Ｃ，１２７Ｙは、画像処理部１２４から１ビット（＝２値）の画像データを受信し、受信した画像データを書込制御部１２６Ｋ，１２６Ｍ，１２６Ｃ，１２６Ｙに転送する。なお、本実施形態では、２値の画像データを書込制御部１２６Ｋ，１２６Ｍ，１２６Ｃ，１２６Ｙに転送しているが、これに限定するものではない。例えば、２値の画像データを４ビットの濃度値（０（＝白画素）〜１５（＝黒画素））を取る画像データに変換して書込制御部１２６Ｋ，１２６Ｍ，１２６Ｃ，１２６Ｙに転送してもよい。

ラインメモリ１２８Ｋ，１２８Ｍ，１２８Ｃ，１２８Ｙは、画像処理部１２４から転送された画像データを順次格納するためのメモリである。

基準色であるＫ色の書込制御部１２６Ｋは、書込画像処理部１３１Ｋ、位置ずれ検出用パターン生成部１３２Ｋ、ＬＤデータ出力部１３３Ｋを備える。また、他のＭ，Ｃ，Ｙ色の書込制御部１２６Ｍ，１２６Ｃ，１２６Ｙは、Ｋ色と同様の構成である書込画像処理部１３１Ｍ，１３１Ｃ，１３１Ｙ、位置ずれ検出用パターン生成部１３２Ｍ，１３２Ｃ，１３２Ｙ、ＬＤデータ出力部１３３Ｍ，１３３Ｃ，１３３Ｙを備える。

なお、図５においては、説明を簡略にするために、図４で説明した各色の主走査ゲート信号(K,M,C,Y)_IPLGATE_Nと副走査ゲート信号(K,M,C,Y)_IPFGATE_N及びこれら同期信号に伴う画像信号(K,M,C,Y)_IPDATA_Nの３信号を合わせて書き込み制御信号(K,M,C,Y)_IPDATA[7:0]_Nと表記している。

書込画像処理部１３１Ｋ，１３１Ｍ，１３１Ｃ，１３１Ｙは、ラインメモリ１２８Ｋ，１２８Ｍ，１２８Ｃ，１２８Ｙに格納された画像データを用いて各種の画像処理を行うものである。

位置ずれ検出用パターン生成部１３２Ｋ，１３２Ｍ，１３２Ｃ，１３２Ｙは、搬送ベルト３上に位置ずれ検出用パターン１４を形成するための画像データを生成し、ＬＤデータ出力部１３３Ｋ，１３３Ｍ，１３３Ｃ，１３３Ｙに送出する。

ＬＤデータ出力部１３３Ｋ，１３３Ｍ，１３３Ｃ，１３３Ｙは、ＣＰＵ１２２によって算出された主／副レジストレーション補正量に応じて補正書き込み指令（ＬＤ発光データ(K,M,C,Y)_LDDATA）をＬＤ制御部１０６，１０７，１０８，１０９に送出し、レーザ光照射による書込タイミングのずれを補正する制御を行う。

また、ＬＤデータ出力部１３３Ｋ，１３３Ｍ，１３３Ｃ，１３３Ｙは、ＣＰＵ１２２によって算出された主走査倍率補正量に応じた画像周波数の変更指令（ＬＤ発光データ(K,M,C,Y)_LDDATA）をＬＤ制御部１０６，１０７，１０８，１０９に送出し、主走査方向の倍率誤差の補正制御を行う。

さらに、ＬＤデータ出力部１３３Ｋ，１３３Ｍ，１３３Ｃ，１３３Ｙは、位置ずれ検出用パターン生成部１３２Ｋ，１３２Ｍ，１３２Ｃ，１３２Ｙから得られる位置ずれ検出用パターン１４を形成するための画像データに基づいて、位置ずれ検出用パターン１４を搬送ベルト３上に形成する指令（ＬＤ発光データ(K,M,C,Y)_LDDATA）を、ＬＤ制御部１０６，１０７，１０８，１０９に送出する。

また、ＬＤデータ出力部１３３Ｋ，１３３Ｍ，１３３Ｃ，１３３Ｙには、出力周波数を非常に細かく設定できるデバイス、例えば電圧制御発信器（ＶＣＯ：Voltage Controlled Oscillator）を利用したクロックジェネレータなどが各色について備えている。

ここで、書込制御部１２６Ｋ，１２６Ｍ，１２６Ｃ，１２６Ｙによる画像書込処理について詳細に説明する。
まず、Ｋ色の画像書込処理について説明する。まず、画像データK_IPDATA[7:0]_Nが、画像処理部１２４から入力画像制御部１２７Ｋに送信される。入力画像制御部１２７Ｋは、ラインメモリ１２８Ｋに画像データを一時記憶しながら、書込制御部１２６Ｋに画像データを送信する。書込制御部１２６Ｋ内部では、書込画像処理部１３１Ｋが、入力画像制御部１２７Ｋから送信された画像データをＬＤデータ出力部１３３Ｋに送信する。ＬＤデータ出力部１３３Ｋは、Ｋ色書込ＬＤ発光データK_LDDATAを生成し、ＬＤ制御部１０６に送信する。

なお、位置ずれ検出用パターン１４を出力する際には、位置ずれ検出用パターン生成部１３２Ｋ，１３２Ｍ，１３２Ｃ，１３２ＹからＫ，Ｍ，Ｃ，Ｙ各色の位置ずれ検出用パターンの画像データが各色のＬＤデータ出力部１３３Ｋ，１３３Ｍ，１３３Ｃ，１３３Ｙに送信される。その後は、上記の説明と同様の動作を行う。

〈エンジン制御部及び書込ユニットのブロック図〉
図６は、図４におけるエンジン制御部、及び図１における書込ユニットのブロック図である。
Ｋ色及びＣ色の書込ユニット９ＫＣと、Ｍ色及びＹ色の書込ユニット９ＭＹが別に構成されている。ユニット毎の温度を検知するため、書込ユニット９ＫＣにサーミスタ１０１０、書込ユニット９ＭＹにサーミスタ１０１１が搭載されている。

ＣＰＵ１２２はＡＤ変換器１１００を搭載し、サーミスタ１０１０、サーミスタ１０１１が検知したアナログ検知信号をＡＤ変換器１１００でデジタルデータに変換し、変換したデジタルデータをＲＡＭ１２３に格納する。

ＲＡＭ１２３は、サーミスタ１０１０、サーミスタ１０１１からＣＰＵ１２２を介して取得した温度情報のデジタルデータを一時的に記憶する。なお、このＲＡＭ１２３を不揮発性メモリで代替し、不揮発性メモリに温度情報のデジタルデータを記憶する構成としてもよい。

〈書込ユニットの機械的構成〉
図７は、図１における書込ユニット９ＫＣの機械的構成を示す主走査方向の断面図である。ここで、図７Ａは上方から見た図であり、図７Ｂは側面側から見た図である。

書込ユニット９ＫＣは、Ｋ用ＬＤ２０１、Ｃ用ＬＤ２０２、Ｋ用fθレンズ２０３、Ｃ用fθレンズ２０４、ポリゴンミラー２０５、ハウジング２０６、Ｋ用反射ミラー２０７、Ｃ用反射ミラー２０８、サーミスタ１０１０からなる。

Ｋ用ＬＤ２０１及びＣ用ＬＤ２０２は光ビームを放射する光源であり、例えば半導体レーザからなるレーザ発光部とコリメーターレンズを有する。Ｋ用ＬＤ２０１及びＣ用ＬＤ２０２は、副走査断面内において異なる角度で、偏向手段であるポリゴンミラー２０５の同一の偏向面に対して光ビームを発する。

Ｋ用ｆθレンズ２０３及びＣ用ｆθレンズ２０４からなる２つのｆθレンズは、２つの光源であるＫ用ＬＤ２０１及びＣ用ＬＤ２０２から放射される光ビームに対応して、Ｋ用ｆθレンズ２０３が下段に、Ｃ用ｆθレンズ２０４が上段に配置されている。

ポリゴンミラー２０５で偏向反射された光ビームを被走査面の異なる位置にそれぞれ結像させる。ポリゴンミラー２０５は、光源であるＫ用ＬＤ２０１及びＣ用ＬＤ２０２から入射した光ビームを偏向面で反射させ、Ｋ用ｆθレンズ２０３、Ｃ用ｆθレンズ２０４へ放射する。

つまり、Ｋ用ＬＤ２０１及びＣ用ＬＤ２０２から入射した光ビームを同一の偏向面で反射させ、それぞれによる光ビームをＫ用fθレンズ２０３及びＣ用fθレンズ２０４へ放射する。また、ポリゴンミラー２０５は、駆動手段としてのモータ（不図示）により、例えば図の反時計回りに所定の速度で回転する。

ハウジング２０６は、走査光学装置を構成する諸装置を収容する。Ｋ用反射ミラー２０７及びＣ用反射ミラー２０８は、ポリゴンミラー２０５で偏向反射され、Ｋ用fθレンズ２０３及びＣ用fθレンズ２０４を通過したそれぞれの光ビームを、被走査面上の異なる露光位置へ結像させるべく反射させる。

Ｋ用光ビーム２１１は、Ｋ用ＬＤ２０１から放出され、ポリゴンミラー２０５に入射し、そこで偏向反射され、Ｋ用ｆθレンズ２０３を介して、対応するＫ用反射ミラー２０７で反射され、被走査面上で走査する。Ｃ用光ビーム２１２も、ポリゴンミラー２０５、Ｃ用ｆθレンズ２０４、Ｃ用反射ミラー２０８を介して同様に走査する。

〈位置ずれ補正量取得処理〉
図８は、本発明の実施形態の画像形成装置における位置ずれ補正量取得処理のフローチャートである。この処理は、エンジン制御部１１３のＣＰＵ１２２により統括的に実行される。

位置ずれの補正量の取得処理が開始されると、サーミスタ１０１０，１０１１の温度検出結果に応じて基準色を決定する（ステップＳ１）。このステップの詳細については後述する。

次に各色の位置ずれ検出用パターン生成部１３２Ｋ，１３２Ｍ，１３２Ｃ，１３２Ｙで生成した画像データを基に位置ずれ検出用パターン１４が搬送ベルト３上に形成される（ステップＳ２）。次いで、光電センサ１５，１６によって、搬送ベルト３上の位置ずれ検出用パターン１４が検知される（ステップＳ３）。

その後、パターン検知部１２１において、光電センサ１５，１６による位置ずれ検出用パターン１４の検知信号がデジタルデータへと変換された後、ＣＰＵ１２２によって、デジタルデータから、ステップＳ１で決定した基準色に対する主走査倍率補正量と、主／副レジスト補正量とが算出される（ステップＳ４）。

また、ＣＰＵ１２２によって、基準色に対する各色のスキュー量が算出され（ステップＳ５）、さらに、スキュー補正を行うためのスキュー補正量が算出される（ステップＳ６）。

そして、ＣＰＵ１２２によって、算出した主走査倍率補正量、主／副レジスト補正量、スキュー補正量を含む補正量をＲＡＭ１２３などのメモリに保存し、位置ずれ補正量取得処理が終了する（ステップＳ７）。

以上のようにして、主走査倍率補正量、主／副レジスト補正量、スキュー補正量がＲＡＭ１２３に保存されると、印刷処理が行われる。ここで、ＲＡＭ１２３に保存した補正量は、次回の位置ずれ補正量取得処理が行われるまで、印刷時の補正量として使用される。

なお、この図の処理では、位置ずれの補正量の算出処理が開始されると、まず温度検出結果に応じて基準色を決定しているが、基準色を決定するタイミングはこれに限定されるものではなく、各補正量算出（ステップＳ４）の前であればよい。

〈印刷処理〉
図９は、本発明の実施形態の画像形成装置における印刷処理のフローチャートである。この処理は、エンジン制御部１１４のＣＰＵ１２２により統括的に実行される。

印刷処理が開始されると、書込制御部１２５は、ＲＡＭ１２３に保存された主走査倍率補正量に基づき、Ｋ，Ｍ，Ｃ，Ｙ各色の画素クロック周波数を設定する（ステップＳ１１）。次いで、書込制御部１２５は、ＲＡＭ１２３に保存された主レジスト補正量に基づいて、各色の主走査遅延量を設定し（ステップＳ１２）、さらに、ＲＡＭ１２３に保存された副レジスト補正量に基づいて、各色の副走査遅延量を設定する（ステップＳ１３）。

その後、書込制御部１２５は、ＲＡＭ１２３に保存された各色のスキュー補正量と階調数情報に基づいて、基準色に対する各色のスキュー補正量を設定する（ステップＳ１４）。そして、書込制御部１２５は、設定されたＫ，Ｍ，Ｃ，Ｙ各色の主走査画素クロック周波数、主走査遅延量、副走査遅延量、スキュー補正量に基づいて位置ずれ補正を実行しながら印刷動作を開始し、印刷処理が終了する（ステップＳ１５）。

なお、主走査方向の位置ずれ補正は、主走査倍率と主走査方向の書き出しタイミングを補正することによって行われる。また、主走査倍率補正は、書込制御部１２５で検出した各色の倍率誤差量に基づく画像周波数を変更することによって行う。また、主走査方向の書き出しタイミングは、各色の同期検知信号をトリガにして動作する主走査カウンタのどの位置からＬＤがデータを出力するかによって調整を行う。さらに、副走査方向の色ずれ補正は、書込制御部１２５が副走査方向の書き出しタイミングを補正することで行う。

〈副走査方向の書き出しタイミング補正〉
図１０は、本発明の実施形態の画像形成装置における副走査方向の書き出しタイミングの補正、即ち図９のステップＳ１５における副走査方向の書き出しタイミングの補正について説明するための図である。

書込制御部１２５は、ＣＰＵ１２２からのスタート信号STTRIG_Nを基準として、ライン数をカウントし、画像処理部１２４に対して副走査タイミング信号(K,C,M,Y)_FSYNC_Nを送信する。

その後、画像処理部１２４では、副走査タイミング信号(K,C,M,Y)_FSYNC_Nの受信をトリガにして、副走査ゲート信号(K,C,M,Y)_IPFGATE_Nを書込制御部１２５に送信し、さらに画像データ(K,C,M,Y)_IPDATA[7:0]_Nを送信する。そして、各色の書込制御部１２６Ｋ，１２６Ｃ，１２６Ｍ，１２６Ｙでは、ＬＤ発光データ(K,C,M,Y)_LDDATAをＬＤ制御部１０６，１０７，１０８，１０９に送信する。

なお、副走査方向の位置ずれを補正する場合には、スタート信号からの副走査遅延量(K,C,M,Y)_mfcntldを、検知した位置ずれ量に応じて変更する。基準色からの位置ずれ量を基準色以外の各色の副走査遅延量(K,C,M,Y)_mfcntldに反映して、副走査タイミング信号(K,C,M,Y)_FSYNC_Nのタイミングを変更して副走査方向の色ずれの補正を行う。

〈印刷動作と書込ユニット間の温度差との関係〉
図１１は、本発明の実施形態の画像形成装置における印刷動作と書込ユニット間の温度差との関係を示す図である。ここで、横軸は時間を表し、縦軸は温度を表す。また、カラー、モノクロは、カラー印刷、モノクロ印刷を意味し、Ｋ，Ｃが付与された直線、Ｍ，Ｙが付与されは折れ線は、それぞれサーミスタ１０１０，１０１１により測定された書込ユニット９ＫＣ，９ＭＹの温度である。

初めにカラー印刷を実施したときの書込ユニット９ＫＣ、書込ユニット９ＭＹのポリゴンモータは両方とも回転するので、両方の書込ユニットの温度が上昇する。また、ポリゴンモータの熱と同時に定着器からの熱の影響も受けるため、図１の定着器１３により近い書込ユニット９ＭＹが定着器からの熱の影響を大きく受け、書込ユニット９ＫＣに対して温度勾配が急に立ち上がる。このため、書込ユニット９ＭＹの方が温度が高くなる。

次にモノクロ印刷を行うとき、書込ユニット９ＫＣのポリゴンモータが回転するため、書込ユニット９ＫＣの温度はさらに上昇する。一方、書込ユニット９ＭＹのポリゴンモータは停止するので、書込ユニット９ＭＹは定着の熱の影響を受けつつも温度が低下し次第に書込ユニット９ＫＣの温度の方が高くなる。

次にカラー印刷を行う場合、書込ユニット９ＫＣの温度は上昇するが、書込ユニット９ＭＹについては、モノクロ印刷時に低下した温度から書込ユニット９ＫＣ以上に定着の熱の影響を受けることで、温度勾配が急に立ち上がりながら温度が上昇し、次第に書込ユニット９ＫＣより温度が高くなる。

次にモノクロ印刷を行う場合、書込ユニット９ＭＹの温度は低下し、次第に書込ユニット９ＫＣの温度の方が高くなる。

このように、カラー・モノクロ印刷を繰り返し実行すると、書込ユニット９ＫＣ，９ＭＹ間の温度差が大きくなることがある。またカラー・モノクロ印刷を繰り返し実行した場合程ではないが、カラー印刷を繰り返すだけでも定着器からの熱の影響を受けることで、書込ユニット９ＫＣと書込ユニット９ＭＹでは温度勾配が異なるため、書込ユニット間の温度差が大きくなることがある。

温度差が大きいと、ドット形成位置への影響が大きいため、ある程度、書込ユニット間の温度差が大きい場合に位置ずれ補正量取得処理を実行することで、適切に色ずれ補正を行うことができる。またレンズの特性などにより温度が常温に対して大きく離れれば、ドット形成位置への影響が大きいため、温度が常温に近い色を基準色として位置ずれ補正量取得処理を実行することで画像全体の色ずれを低減することができる。

〈位置ずれ補正量取得処理の実行条件〉
図１２は、本発明の実施形態の画像形成装置における位置ずれ補正量取得処理の実行条件を説明するためのフローチャートである。このフローは、エンジン制御部１１３により統括的に実行される。

このフローにおいて、書込ユニット９ＫＣの前回の位置ずれ補正量取得処理実行時の温度をｆ_ｋｃ１、現在の温度をｆ_ｋｃ２、書込ユニット９ＭＹの前回の位置ずれ補正量取得処理実行時の温度をｆ_ｍｙ１、現在の温度をｆ_ｍｙ２とする。

処理を開始すると、まず現在温度と前回の位置ずれ補正量取得処理実行時の温度との差を下記の式〔１〕、〔２〕により求める（ステップＳ２１）。
Δｆ_ｋｃ＝ｆ_ｋｃ２−ｆ_ｋｃ１ …式〔１〕
Δｆ_ｍｙ＝ｆ_ｍｙ２−ｆ_ｍｙ１ …式〔２〕

次に書込ユニット９ＫＣの温度差と書込ユニット９ＭＹの温度差の差分の絶対値を下記の式〔３〕により算出し、その値が所定量：Ｆ以上であるか否かを判定する（ステップＳ２２）。
｜Δｆ_ｋｃ−Δｆ_ｍｙ｜ …式〔３〕

判定の結果、差分の絶対値が所定量：Ｆより小さい場合（ステップＳ２２：NO）、温度差を算出する。一方、差分の絶対値が所定量：Ｆ以上の場合（ステップＳ２２：YES）、次の印刷設定がカラーかモノクロかを判定する（ステップＳ２３）。判定の結果、印刷設定がモノクロの場合（ステップＳ２３：モノクロ）、温度差を再度検出する。印刷設定がカラーの場合（ステップＳ２３：カラー）、前述した位置ずれ補正量取得処理（図８）を実行する（ステップＳ２４）。

次に下記の式〔４〕、〔５〕により、現在の測定温度を前回の測定温度とし（ステップＳ２５）、位置ずれ補正量取得処理を終了する。
ｆ_ｋｃ１＝ｆ_ｋｃ２ …式〔４〕
ｆ_ｍｙ１＝ｆ_ｍｙ２ …式〔５〕

なお、この図のフローでは、前回の位置ずれ補正量取得処理実行時の温度と現在温度を使用して実行条件の判定処理を行っているが、現在の温度のみを使用して判定処理を行っても良い。

〈基準色の決定手順〉
図１３は、本発明の実施形態の画像形成装置における基準色の決定手順の一例を示すフローチャートであり、図１４は、発明の実施形態の画像形成装置における基準色の決定手順の別の一例を示すフローチャートである。これらは図８のステップＳ１の詳細なフローである。これらのフローはエンジン制御部１１３により統括的に実行される。これらのフローにおいて、書込ユニット９ＫＣの現在の温度をｆ_ｋｃ２、書込ユニットＭＹの現在の温度をｆ_ｍｙ２、常温をｆ_０とする。

まず図１３に示すフローチャートについて説明する。
処理を開始すると、まず書込ユニット９ＫＣ、書込ユニット９ＭＹそれぞれの現在温度と常温との温度差の絶対値を求め、書込ユニット９ＫＣにおける温度差の絶対値が書込ユニット９ＭＹにおける温度差の絶対値より大きいか否かを判定する（ステップＳ３１）。

判定の結果、書込ユニット９ＫＣにおける温度差の絶対値が書込ユニット９ＭＹにおける温度差の絶対値より大きい場合（ステップＳ３１：YES）、Ｍを基準色に決定し（ステップＳ３２）、処理を終了する。一方、書込ユニット９ＫＣにおける温度差の絶対値が書込ユニット９ＭＹにおける温度差の絶対値以下の場合（ステップＳ３１：NO）、Ｋを基準色に決定し（ステップＳ３３）、処理を終了する。

なお、ここではｆ_０を常温としたが、所定の温度（工程でチェックしたときの温度など）としてもよい。また、ここではＭ、Ｋの２色の内から基準色を決定する構成を例として挙げたが、サーミスタを色分毎に取り付ける構成とし、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの４色から基準色を選択するように構成してもよい。さらに、現在温度を連続印刷枚数に基づいて推定してもよい。

次に図１４に示すフローチャートについて説明する。このフローは、現在の温度と常温の温度差の絶対値が所定の閾値を超えるときのみ基準色を切り替える場合の基準色の決定手順である。

処理を開始すると、まず、ｆ_ｋｃ２とｆ_０の差の絶対値、及びｆ_ｍｙ２とｆ_０の差の絶対値を算出し、それらの少なくとも一方が所定量：Ｇより大きいか否かを判定する（ステップＳ４１）。

判定の結果、ｆ_ｋｃ２とｆ_０の差の絶対値、及びｆ_ｍｙ２とｆ_０の差の絶対値がともに所定量：Ｇ以下の場合（ステップＳ４１：NO）、そのまま処理を終了する。一方、ｆ_ｋｃ２とｆ_０の差の絶対値、或いはｆ_ｍｙ２とｆ_０の差の絶対値が所定量：Ｇより大きい場合は（ステップＳ４１：YES）、ｆ_ｋｃ２とｆ_０の差の絶対値がｆ_ｍｙ２とｆ_０の差の絶対値より大きいか否かを判定する（ステップＳ４２）。

ステップＳ４２における判定の結果、ｆ_ｋｃ２とｆ_０の差の絶対値がｆ_ｍｙ２とｆ_０の差の絶対値より大きい場合（ステップＳ４２：YES）、Ｍを基準色に決定し（ステップＳ４３）、処理を終了する。ステップＳ４２における判定の結果、ｆ_ｋｃ２とｆ_０の差の絶対値がｆ_ｍｙ２とｆ_０の差の絶対値以下の場合（ステップＳ４２：NO）、基準色をＫに決定し（ステップＳ４４）、処理を終了する。

なお、ここではｆ_ｋｃ２とｆ_０の差の絶対値、及びｆ_ｍｙ２とｆ_０の差の絶対値の双方を共通の所定量：Ｇと比較しているが、所定量を別にしてもよい。また、図１３の場合と同様、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの４色から基準色を選択するように構成したり、現在温度を連続印刷枚数に基づいて推定したりしてもよい。

２…記録用紙、１Ｋ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｙ…作像ユニット、７Ｋ，７Ｃ，７Ｍ，７Ｙ…感光体ドラム、９ＫＣ，９ＭＹ…書込ユニット、１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙ…転写器、１４…位置ずれ検出用パターン、１５，１６…光電センサ、１１３…エンジン制御部、１０１０，１０１１…サーミスタ。

特開２００４−１１７３８４号公報

Claims (1)

1. 複数の色成分画像を複数の画像形成ユニットにて各色の像担持体上に作像し、搬送体により搬送される記録体に前記色成分画像を転写することにより、前記色成分画像が重ね合わされたカラー画像を前記記録体上に形成する画像形成装置であって、
   各画像形成ユニットは、画像データに基づいて、前記像担持体としての感光体を露光する書込ユニットを備え、
   前記画像形成ユニットにより各色の位置ずれ検出用パターンを作像して前記搬送体に転写し、前記搬送体に対向するセンサにより検知し、当該センサの出力に基づいて、所定の基準色に対する他色の位置ずれを補正するための位置ずれ補正量を算出する位置ずれ補正量取得処理を前記画像形成装置に実行させる制御手段と、
   各書込ユニットの温度を測定する温度測定手段と、
   各書込ユニットの現在の温度と前回の位置ずれ補正取得処理実行時の温度との差である第１の温度差を算出する第１の温度差算出手段と、
   前記第１の温度差の書込ユニット間の差分である第２の温度差を算出する第２の温度差算出手段と、
   各書込ユニットの現在の温度と基準温度との差である第３の温度差を算出する第３の温度差算出手段と、
   前記第３の温度差に基づいて、前記基準色を設定する設定手段と、を有し、
   前記制御手段は、前記第２の温度差の最大値が所定値を超えたとき、前記位置ずれ補正量取得処理を実行させ、
   前記設定手段は、前記第３の温度差が最小の書込ユニットにより露光される感光体上に作像される色を前記基準色に設定する、
   画像形成装置。

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