JP6089711B2 - 画像形成装置、及び色ずれ補正方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置、及び色ずれ補正方法に関する。

近年、電子写真方式のカラー画像形成装置は、複数の画像形成部を直列に配置して、フルカラー画像を形成するタンデム方式が主流となっている。このタンデム方式の画像形成装置では、生産性（例えば単位時間当たりに印刷可能な枚数）が大幅に改善される一方、各色の画像形成部における感光体ドラムや露光装置等の位置精度や径のずれ、光学系の精度ずれ等に起因して各色の画像に位置ずれが発生する。この各色の位置ずれは、記録用紙上の色ずれ（レジストレーションずれ）となって現れるため、色ずれ制御（レジストレーション制御）が必要となる。

上述した色ずれ制御を行うため、保持している色ずれ量に基づき補正した色ずれ検出用テストパターンを、画像を形成しない領域（期間）に定期的に形成して検出し、色ずれ量の変化分を算出して、保持している色ずれ量を更新していく方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。この方法では、通常の画像形成時に、保持している色ずれ量に基づき、これを補正するように画像の座標変換を行うため、色ずれが補正された画像を常時形成することが可能となる。

上述した特許文献１の方法では、色ずれ検出用テストパターンを保持している色ずれ量に基づき補正している。しかしながら、色ずれ検出用テストパターンを補正すると、パターンのエッジ部で中間調の画素が生じた画像となり、書込画像に変換する際の階調処理で量子化誤差を生じたり、画像形成プロセスの変動等によりエッジ部の形成が不安定となったりすることがある。このような場合には、形成された色ずれ検出用テストパタ−ンの検出時に検出誤差を生じ、演算される色ずれ量の精度が低下するおそれがある。

１つの側面では、本発明は、高精度な色ずれ補正を行うことを目的とする。

上記目的を達成するために、一態様における画像形成装置は、基準となる位置に色ずれ検出用テストパターンを生成するテストパターン生成手段と、前記基準となる位置に対する色ずれ量を保持する色ずれ量保持手段と、前記テストパターン生成手段により生成された色ずれ検出用テストパターンの検出値と前記色ずれ量保持手段により保持されている色ずれ量との差分に基づき、新たな色ずれ量を演算する色ずれ量演算手段と、前記色ずれ量演算手段により演算された新たな色ずれ量に基づき、画像データを補正する画像データ補正手段と、書込制御手段と、を有しており、前記演算された新たな色ずれ量は、主走査又は副走査レジストの成分を含む第１のずれ量と、前記主走査又は副走査レジスト成分の画素単位未満又はライン単位未満の端数、主走査倍率誤差、スキューずれの少なくとも１つを含む第２のずれ量とに区別され、前記画像データ補正手段は、前記第２のずれ量に基づき、前記画像データを補正し、前記書込制御手段は、前記第１のずれ量に基づき、前記基準となる位置に生成される色ずれ検出用テストパターンを補正し、前記画像データ補正手段により第２のずれ量が補正された画像データを、前記第１のずれ量に基づいて更に補正することを特徴とする。

高精度な色ずれ補正を行うことが可能となる。

第１実施形態に係る画像形成装置の全体構成を説明するブロック図である。 色ずれ検出用テストパターン形成時に生じる誤差を説明するための図である。 印刷ジョブタイミングを説明するためのタイミングチャートの一例である。 色ずれ検出用テストパターンの形成領域の一例を示す図である。 色ずれ検出用テストパターンの構成例を示す図である。 テストパターン検出部の構成を説明するための図である。 色ずれ量演算処理の流れを示すフローチャートである。 検出された色ずれ量から求める色ずれ量の変化分を示す図である。 印刷ジョブ開始指示の流れを示すフローチャートである。 各部を機能させるためのプログラムを実行するハードウェア構成図である。 第２実施形態に係る画像形成装置の全体構成を説明するブロック図である。 画素単位未満の成分を減じて得られる色ずれ量の変化分を示す図である。 主走査方向にレジストずれが生じたパターンの一例を示す図である。 書込画像の解像度単位で色ずれ補正した例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。

＜第１実施形態＞
＜画像形成装置の全体構成：ブロック図＞
図１は、第１実施形態に係る画像形成装置の全体構成を説明するブロック図である。なお、図１に示す画像形成装置は、タンデム方式と称される複数の画像形成部を有する多色対応の画像形成装置である。例えば、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）等の各色に対応した別々の感光体ドラムを備える（以下、適宜括弧内に示した記号で色を表す）。

図１に示すように、画像形成装置１００は、テストパターン生成部１と、画像データ補正部２と、画像パス切換部３と、書込制御部４と、走査光学系５と、感光体ドラム６と、中間転写ベルト７と、二次転写部８と、テストパターン検出部９と、色ずれ量演算部１０と、色ずれ量保持部１１と、印刷ジョブ制御部１２とを有するように構成される。

テストパターン生成部１は、印刷ジョブ制御部１２からテストパターン出力指示信号を取得すると、色ずれ検出用テストパターンを生成し、画像パス切換部２に出力する。テストパターン生成部１は、例えば色ずれ検出用テストパターンとして、色（例えばＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋ）ごとに異なるテストパターン（ＴＰＤｙ、ＴＰＤｃ、ＴＰＤｍ、ＴＰＤｋ）を生成する。

ここで、色ずれ検出用テストパターンは、中間転写ベルト７上の予め設定された基準となる位置（理想位置）に形成するよう生成される。また、実際に中間転写ベルト７上で形成された色ずれ検出用テストパターンの画像の位置と理想位置との差が、後述するように色ずれとして検出される。

画像データ補正部２は、色ずれ量保持部１１に保持されている現時点での色ずれ量を参照して、この色ずれ量を打ち消すように、入力される画像データ（ＶＤｙ、ＶＤｃ、ＶＤｍ、ＶＤｋ）を補正する。画像データ補正部２は、色ずれ量を補正した補正画像データ２１Ｙ、２１Ｃ、２１Ｍ、２１Ｋを画像パス切換部３に出力する。色ずれ量の補正は、例えば画像データの先頭で行い、画像データ１枚を補正する間は、同一の色ずれ量で補正すると良い。画像データ補正部２による色ずれ量の補正方法については後述する。

画像パス切換部３は、印刷ジョブ制御部１２から得られる切換信号に基づき、テストパターン生成部１から得られる色ずれ検出用テストパターン（ＴＰＤｙ、ＴＰＤｃ、ＴＰＤｍ、ＴＰＤｋ）と、画像データ補正部２から得られる補正画像データ２１Ｙ、２１Ｃ、２１Ｍ、２１Ｋとを切り換えて出力する。図１に示す画像データ２２Ｙ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｋは、色ずれ検出用テストパターンと補正画像データとが切り換えて出力されたそれぞれの色ごとの画像データである。

書込制御部４は、走査光学系５から光ビームが所定位置を通過したことを示す各色のライン同期信号２３Ｙ、２３Ｃ、２３Ｍ、２３Ｋが入力されると、ライン同期信号２３Ｙ、２３Ｃ、２３Ｍ、２３Ｋに基づいて各色の主走査同期信号を生成する。主走査同期信号とは、主走査方向の書き出し位置を示す信号である。

また、書込制御部４は、印刷ジョブ制御部１２から得られる印刷ジョブ開始指示信号又はエンジンコントローラ部からの書込開始指示を基準として、各色の副走査同期信号を生成する。各色の副走査同期信号は、例えば各感光体ドラム６の距離（例えば図１の中間転写ベルト７上のＰｙとＰｃとの距離）と中間転写ベルト７の線速とに基づき決定される各色間の時間差により生成される。副走査同期信号とは、副走査方向の書き出し位置を示す信号である。

また、書込制御部４は、内部で生成される画素クロックを基準として、画像パス切換部３から得られる各色の画像データ２２Ｙ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｋを、上述した主走査同期信号及び副走査同期信号に同期する書込信号２４Ｙ、２４Ｃ、２４Ｍ、２４Ｋへと変換する。書込信号２４Ｙ、２４Ｃ、２４Ｍ、２４Ｋは、走査光学系５内の光源の変調信号である。

走査光学系５は、各色の感光体ドラム６（例えば感光体ドラム６Ｙ、６Ｃ、６Ｍ、６Ｋ）のそれぞれに対応して備えられる。なお、図１の例では、各色の走査光学系が一体化して示され、走査光学系５として示されている。走査光学系５は、各色に対応した感光体ドラム６上に光ビームを走査し、各感光体ドラム６上に画像（静電潜像）を形成して、現像装置によりそれぞれの静電潜像を顕像化する。

感光体ドラム６は、各色に対応した感光体ドラム６Ｃ、６Ｍ、６Ｙ、６Ｋを有し、各感光体ドラム６上で顕像化されたそれぞれの画像は、一次転写位置（図１に示すＰｙ、Ｐｃ、Ｐｍ、Ｐｋ）で、中間転写ベルト７上に多重に一次転写される。

二次転写部８では、中間転写ベルト７上に多重で転写された画像が一括して記録用紙Ｐに二次転写される。また、記録用紙Ｐ上に二次転写された画像は、定着装置により定着され、カラー画像が形成される。上述した動作のタイミング制御は、印刷ジョブ制御部１２に対して印刷要求を行い、印刷ジョブ制御部１２から画像データ転送要求を受けるエンジンコントローラ部により制御される。

このように、画像データ２２Ｙ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｋは、各色の感光体ドラム６上で顕像化され、中間転写ベルト７上に多重に転写される。

テストパターン検出部９は、例えば反射型フォトセンサ等であり、中間転写ベルト７上に形成された色ずれ検出用テストパターンを読み取る。テストパターン検出部９は、例えば、色ずれ検出用テストパターンが、図１に示す読取位置Ｐｓに来たときにサンプリングするようにタイミング制御される。

色ずれ量演算部１０は、テストパターン検出部９から得られる色ずれ検出用テストパターンの検出値（理想位置に対する色ずれ量）と、色ずれ量保持部１１に保持している色ずれ量（現時点（その時点まで）の理想位置に対する色ずれ量）との差分（色ずれ量の変化量）を算出する。また、色ずれ量演算部１０は、算出した色ずれ量の変化量と、その時点までの色ずれ量とに基づき、新たな色ずれ量を算出する。

通常、テストパターン検出部９から得られる検出値には検出誤差が含まれているため、これをそのまま色ずれ量として更新してしまうと、検出誤差を含んだ誤った補正がなされてしまう。そこで、上述したように色ずれ量の変化量を算出し、検出誤差を除去又は抑圧するようにして新たな色ずれ量を求める。なお、色ずれ量演算部１１による色ずれ量演算方法については後述する。

色ずれ量保持部１１は、現時点での色ずれ量を色ごとに保持している。また、色ずれ量保持部１１は、色ずれ量演算部１０から新しい色ずれ量が得られると、保持している色ずれ量を新しい色ずれ量に更新して保持する。これにより、例えば温度変化等により色ずれ量が変動しても、常時その時点での色ずれ量を保持することが可能となる。

印刷ジョブ制御部１２は、印刷ジョブのタイミングを制御する。ここで、印刷ジョブとは、例えば画像１枚又は色ずれ検出用テストパターン１組を中間転写ベルト７等へ形成する処理を示す。印刷ジョブ制御部１２は、例えば印刷要求に伴い印刷ジョブ開始指示信号を発行する。

また、印刷ジョブ制御部１２は、例えば通常画像の印刷ジョブの合間に、定期的に色ずれ検出用テストパターンの印刷ジョブを挿入するための印刷ジョブ開始指示信号を発行する。印刷ジョブ制御部１２は、通常画像の印刷ジョブの開始により、画像データ転送要求信号を発行し、色ずれ検出用テストパターンの印刷ジョブの開始により、テストパターン出力指示信号をテストパターン生成部１に対して発行する。

上述した印刷ジョブ開始指示信号は、書込制御部４及びエンジンコントローラ部に出力され、この信号を開始基準として各部のタイミング制御が図られる。また、印刷ジョブ制御部１２は、画像パス切換部３に出力する切換信号を発行する。

なお、上述した書込制御部４は、１つの印刷ジョブに対してそれぞれの色ごとに各感光体ドラム６間の距離に応じて時間差をつけて出力するよう制御している。そこで、書込制御部４に備えるバッファメモリの低減のため、例えば画像データ及び色ずれ検出用テストパターンを色ごとに時間差をつけて出力しても良い。

すなわち、書込制御部４は、上述した副走査同期信号に基づき、色ごとの色ずれ検出用テストパターンの出力指示信号をテストパターン生成部１に出力し、色ごとの画像データ転送要求信号を発行するようにしても良い。また、書込制御部４は、印刷ジョブ制御部１２に副走査同期信号を入力し、印刷ジョブ制御部１２において色ごとのテストパターン出力指示信号及び画像データ転送要求信号を生成するようにしても良い。

＜色ずれ検出テストパターン形成時に生じる誤差＞
図２は、色ずれ検出用テストパターン形成時に生じる誤差を説明するための図である。なお、図２に示す実線の枠は、１画素の区切りを表し、斜線部にドットが形成される。

上述したテストパターン生成部１により生成された色ずれ検出用テストパターンに対し、例えば色ずれ量保持部１１に保持されている色ずれ量に基づき補正すると、生成された色ずれ検出用テストパターンのエッジ部で中間調の画素が生じることが考えられる。

例えば、図２に示す色ずれ検出用テストパターンが、上下方向に０．５画素シフトされ、（ａ）の矢印に示すラインに０．５の中間調が生じているものとする。この中間調のラインを階調処理すると、理想的には破線の位置にエッジが形成される。しかしながら、上述したように、例えばこの階調処理で量子化誤差が生じたり、画像形成プロセスの変動等によりエッジ部の形成が不安定となりエッジ位置が変動したりするおそれがある。

このような場合には、テストパターン検出部９で色ずれ検出用テストパターンを検出する際に検出誤差が生じて、演算される色ずれ量の精度が低下するおそれがある。

そこで、本実施形態の画像データ補正部２は、色ずれ量保持部１１で保持している色ずれ量に基づいて通常画像（画像データＶＤｙ、ＶＤｃ、ＶＤｍ、ＶＤｋ）のみ補正し、テストパターン生成部１で生成される色ずれ検出用テストパターンを補正しないように構成する。これにより、色ずれ検出用テストパターンは、色ずれ補正によるエッジ部の中間調が生じなくなる。

したがって、書込画像に変換する際の量子化誤差の発生や、画像形成プロセスの変動等が生じたとしても、エッジ部の変動が生じにくくなり、パターン形成時の誤差が生じにくくなる。また、パターン検出時の検出誤差を低減することも可能となる。

＜色ずれ検出用テストパターンの印刷ジョブタイミング＞
図３は、印刷ジョブタイミングを説明するためのタイミングチャートの一例である。なお、図３では、例えば色ずれ検出用テストパターンの印刷ジョブが、通常画像（１）〜（３）が形成されるごとに実行される例が示されている。図３に示す（１）〜（５）の数字は、通常画像のうち何枚目の印刷ジョブかを示している。

図３（Ａ）は、色ずれ検出用テストパターンの印刷ジョブ開始指示信号ＴＰ１、ＴＰ２、通常画像の印刷ジョブ開始指示信号（１）〜（５）を示している。図３（Ａ）に示す各信号の下矢印は、各印刷ジョブの開始時刻を示している。

また、図３（Ｂ）〜（Ｅ）は、それぞれ中間転写ベルト７上の各点（図１に示す一次転写位置Ｐｙ、Ｐｃ、Ｐｍ、Ｐｋ）における各色（Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ）の印刷ジョブタイミングを示している。

例えば、図３（Ｂ）は、感光体ドラム６Ｙ上に顕像化された画像が、中間転写ベルト７の一次転写位置Ｐｙで転写される印刷ジョブタイミングを示している。なお、転写のタイミングは、例えば図３（Ａ）に示す印刷ジョブ開始指示信号ＴＰ１から、各部での処理・遅延時間が加算された時間（遅延時間）Ｔｄｙ後であり、各印刷ジョブの開始時刻は、対応する印刷ジョブ開始指示信号から同一の遅延時間Ｔｄｙ後となる。

図３（Ｃ）は、同様に、感光体ドラム６Ｃ上に顕像化された画像が、中間転写ベルト７の一次転写位置Ｐｃで転写される印刷ジョブタイミングを示している。なお、図３（Ｃ）に示す印刷ジョブ開始時刻からの遅延時間Ｔｄｃは、上述した遅延時間Ｔｄｙに、一次転写位置Ｐｙと一次転写位置Ｐｃとの距離と、中間転写ベルト７の線速とに基づき決定される時間差が加わったものになる。

同様に、図３（Ｄ）は、一次転写位置Ｐｍでの印刷ジョブタイミングを示し、図３（Ｅ）は、一次転写位置Ｐｋでの印刷ジョブタイミングを示している。

図３（Ｆ）は、テストパターン検出部９の読取位置Ｐｓを通過する色ずれ検出用テストパターンの通過タイミングを示している。一次転写位置Ｐｙと読取位置Ｐｓとの距離に応じて印刷ジョブ開始時刻からの色ずれ検出用テストパターンの通過時間が決まる。なお、テストパターン検出部９は、色ずれ検出用テストパターンの通過タイミング付近以外動作しないようにしておくと、誤検出の防止及び省電力となる。

図３（Ｇ）は、テストパターン検出部９による色ずれ検出用テストパターンの検出が完了する時刻を示しており、色ずれ量のサンプリング点に相当する。図３（Ｇ）に示す印刷ジョブ開始時刻からの遅延時間Ｔｄｓは、遅延時間Ｔｄｙに、一次転写位置Ｐｙと読取位置Ｐｓとの距離に色ずれ検出用テストパターンの長さを加えた距離と、中間転写ベルト７の線速とに基づき決定される時間差が加わったものになる。なお、色ずれ量の算出時間τ後に新しい色ずれ量に更新される。

したがって、図３（Ｇ）に示す色ずれ量の算出時間τ後に発行される印刷ジョブ（図３の例ではＴＰ２以降）に対して、各色とも更新された色ずれ量が参照される。すなわち、遅延時間Ｔｄｓに色ずれ量の算出時間τを加えたものが、色ずれ検出用テストパターンの印刷ジョブ開始時刻から色ずれ量の更新までの時間となり、例えば色ずれ量保持値を常にその時点での色ずれ量になるように制御する制御系にとっては無駄な時間となる。

また、図３に示す色ずれ検出用テストパターンの印刷ジョブ間隔Ｔｓが制御系にとってのサンプリング周期となり、上述した無駄な時間（遅延時間Ｔｄｓ＋算出時間τ）よりも長くなるよう設定している。色ずれ量の変動は、温度変化が主因となり、比較的遅く（緩やかに変化）、例えば数分間隔で変化していく。

そこで、上述したサンプリング周期（Ｔｓ）は、これよりも十分短くすれば良い。例えば検出用テストパターンの印刷ジョブ間隔Ｔｓを数秒と設定した場合、毎分６０枚の印刷可能な装置では、数枚に一回の割合で色ずれ検出用テストパターンを形成していくことになる。なお、図２の例は、３枚に１つの色ずれ検出用テストパターンが挿入された例である。上述したサンプリングの時間精度は厳密である必要はない。

図３（Ｈ）は、二次転写部８における印刷ジョブタイミングを示している。図３（Ｈ）に示すタイミングで、記録用紙に通常画像（１）〜（４）が転写される。なお、色ずれ検出用テストパターンは、記録用紙に転写されない。

＜色ずれ検出用テストパターンの形成領域＞
図４は、色ずれ検出用テストパターンの形成領域の一例を示す図である。なお、図４は、中間転写ベルト７を上方から垂直方向に見た図であり、中間転写ベルト７の直交方向を画像が形成される際の主走査方向（ｘ軸方向）とし、中間転写ベルト７の移動方向を副走査方向（ｙ軸方向に対して負方向）とする。なお、テストパターン検出部９は、例えば３つ配置され、それぞれ主走査方向に対して一列の位置、例えば配置位置９ａ、９ｂ、９ｃに配置される。

図４に示す斜線部は、画像形成領域３０−１〜３０−４であり、画像形成領域３０−２〜３０−４は、図３の印刷ジョブ開始指示信号（１）〜（３）にそれぞれ対応した画像形成領域である。副走査方向の画像形成領域３０の間（いわゆる紙間）には、色ずれ検出用テストパターンを形成する色ずれ検出用テストパターン形成領域３１ａ、３１ｂ、３１ｃが示されている。

また、画像形成領域３０−４の後方領域には、一定間隔おいた次の色ずれ検出用テストパターン形成領域３２ａ、３２ｂ、３２ｃが示されている。この色ずれ検出用テストパターンが形成されるタイミングは、例えば、図３で説明したＴＰ１及び、ＴＰ２のタイミングで形成される。上述した色ずれ検出用テストパターン形成領域の間隔は、厳密に一定距離である必要はなく、紙間に挿入するよう印刷ジョブが制御されると良い。

上述した色ずれ検出用テストパターン形成領域３１ａ〜３１ｃ、３２ａ〜３２ｃは、その主走査方向の位置が、例えばテストパターン検出部９の配置位置９ａ、９ｂ、９ｃの位置とそれぞれ一点鎖線ａ、ｂ、ｃ上で対応している。

なお、色ずれ検出用テストパターンは画像形成領域外であれば、中間転写ベルト７のどの位置に形成しても良く、例えば中間転写ベルト７の主走査方向両端の形成領域３３ａ、３３ｃに形成しても良い。この場合には、テストパターン検出部９を配置位置９ｄ、９ｅに配置すると良い。これにより、通常画像と副走査方向に排他的に配置する必要がなくなるため、テストパターン形成位置や間隔を自由に選択することが可能となる。

＜色ずれ検出用テストパターンの構成例＞
図５は、色ずれ検出用テストパターンの構成例を示す図である。なお、図５におけるｘ軸は主走査方向を示し、ｙ軸が副走査方向を示している。

図５に示すように、色ずれ検出用テストパターンは、例えば主走査方向に平行な直線パターン４１と、主走査方向と４５度の角をなす斜線パターン４２とを一対のパターンとして構成される。また、このパターンは、各色（例えば図５の例ではＣ、Ｋ、Ｙ、Ｍ）順に副走査方向に並べた構成とすると良い。

上述した色ずれ検出用テストパターン（点線枠内）を中間転写ベルト７の主走査方向に複数形成（例えば図４の例では３箇所、色ずれ検出用テストパターン形成領域３１ａ〜３１ｃ、又は３２ａ〜３２ｃ）し、１組の色ずれ検出用テストパターンとすると良い。

＜テストパターン検出部９の構成例＞
図６は、テストパターン検出部の構成を説明するための図である。図６に示すように、テストパターン検出部９は、例えば反射形フォトセンサ等であり、発光部５１と受光部５２とが一対として構成されている。テストパターン検出部９は、発光部５１が、中間転写ベルト７に向かって光を照射し、受光部５２が中間転写ベルト７から反射された反射光を受光し、受光した光を電気信号に変換する。

例えば色ずれ検出用テストパターンが、中間転写ベルト７上に形成されていない（トナーが無い）状態では反射光量が強く、色ずれ検出用テストパターンが形成されている（トナーが存在する）状態では照射光が散乱して、受光部５２で受光する反射光量が減る。

そこで、例えば反射光量に予め閾値を設けておくことで、中間転写ベルト７上に形成されている色ずれ検出用テストパターンの有無を検出することが可能である。

例えば、色ずれ量演算部１０は、一定周期でサンプリングを行うＡ／Ｄ変換器等を備え、受光部５２から得られる電気信号（センサ出力信号）を、Ａ／Ｄ変換器等で変換して信号処理を行う。

これにより、中間転写ベルト７上に形成された各テストパターン（例えば直線パターン４１等）の中心位置が、センサ位置（テストパターン検出部９の位置）を通過した時間を求める。また、各テストパターンが通過した時間と中間転写ベルト７の進行する線速度から各テストパターンの中心位置の距離を測定することが可能である。

＜色ずれ量演算部１０による色ずれ量演算方法＞
次に、上述した図５に示す色ずれ検出用テストパターンの検出結果から色ずれ量を演算する方法を説明する。色ずれの主な成分としては、スキューずれ、副走査方向のレジストずれ（例えば「マージンずれ」、「オフセットずれ」ともいう）、主走査方向の倍率誤差、主走査方向のレジストずれ等がある。以下に、基準色ブラック（Ｋ）に対する各色（Ｃ、Ｍ、Ｙ）の色ずれ量の演算方法を説明する。

まず、テストパターン検出部９により測定した色ずれ検出用テストパターン間の距離を図５に示す色ずれ検出用テストパターンを用いて定義する。例えば単位はｍｍとする。基準色Ｋの横線パターン４１Ｋと、対象色（例えばＣ）の横線パターン４１Ｃとの測定された距離をＬ１ｃとする。Ｍ、Ｙも同様にＬ１ｍ、Ｌ１ｙ（未図示）とする。また、同色の横線パターン４１と斜線パターン４２との測定された距離をＬ２とし、添え字にその色を表す。例えばシアン（Ｃ）であればＬ２ｃとする。

また、基準色Ｋの横線パターン４１Ｋと対象色（例えばＣ）の横線パターン４１Ｃとの理想的な距離（テストパターン生成部１が出力するパターン間の距離）をＬ１ｒｅｆとする。ＫとＹとの横線パターン間の距離も同一でありＬ１ｒｅｆとし、ＫとＭとの横線パターン間の距離はその倍で２×Ｌ１ｒｅｆとする。

テストパターン検出部９の配置位置９ａ、９ｂ、９ｃそれぞれで測定される上記の距離をそれぞれ＿ａ、＿ｂ、＿ｃを付けて区別する。また、テストパターン検出部９の配置位置９ａと配置位置９ｃ間の距離をＬａｃとする。

上述のように、測定された距離を定義すると、例えば色ずれ量の各成分の演算は以下のように表すことが可能である。

各色（Ｃ、Ｍ、Ｙ）のブラック（Ｋ）に対するスキューずれｄは、以下の（式１）から得られる。

ｄ（Ｃ）＝（Ｌ１ｃ＿ｃ−Ｌ１ｃ＿ａ）／Ｌａｃ
ｄ（Ｍ）＝（Ｌ１ｍ＿ｃ−Ｌ１ｍ＿ａ）／Ｌａｃ
ｄ（Ｙ）＝（Ｌ１ｙ＿ｃ−Ｌ１ｙ＿ａ）／Ｌａｃ （式１）
各色（Ｃ、Ｍ、Ｙ）のブラック（Ｋ）に対する副走査方向のレジストずれｆは、以下の（式２）から得られる。

ｆ（Ｃ）＝（（０．２５・Ｌ１ｃ＿ａ＋０．５・Ｌ１ｃ＿ｂ＋０．２５・Ｌ１ｃ＿ｃ）−Ｌ１ｒｅｆ）・κ
ｆ（Ｍ）＝（（０．２５・Ｌ１ｍ＿ａ＋０．５・Ｌ１ｍ＿ｂ＋０．２５・Ｌ１ｍ＿ｃ）−２・Ｌ１ｒｅｆ）・κ
ｆ（Ｙ）＝（（０．２５・Ｌ１ｙ＿ａ＋０．５・Ｌ１ｙ＿ｂ＋０．２５・Ｌ１ｙ＿ｃ）−Ｌ１ｒｅｆ）・κ （式２）
ここで、κは距離の単位を［ｍｍ］から［ｄｏｔ］に変換する係数で、例えば画像データが１２００ｄｐｉとすると、κ＝１２００／２５．４となる。また、各色（Ｃ、Ｍ、Ｙ）のブラック（Ｋ）に対する主走査方向の倍率誤差ａは、以下の（式３）から得られる。

ａ（Ｃ）＝（（Ｌ２ｃ＿ｃ−Ｌ２ｋ＿ｃ）−（Ｌ２ｃ＿ａ−Ｌ２ｋ＿ａ））／Ｌａｃ
ａ（Ｍ）＝（（Ｌ２ｍ＿ｃ−Ｌ２ｋ＿ｃ）−（Ｌ２ｍ＿ａ−Ｌ２ｋ＿ａ））／Ｌａｃ
ａ（Ｙ）＝（（Ｌ２ｙ＿ｃ−Ｌ２ｋ＿ｃ）−（Ｌ２ｙ＿ａ−Ｌ２ｋ＿ａ））／Ｌａｃ （式３）
各色（Ｃ、Ｍ、Ｙ）のブラック（Ｋ）に対する主走査方向のレジストずれｃは、以下の（式４）から得られる。

ｃ（Ｃ）＝（（Ｌ２ｃ＿ａ−Ｌ２ｋ＿ａ）−Ｌｂｄ・ａ（Ｃ））・κ
ｃ（Ｍ）＝（（Ｌ２ｍ＿ａ−Ｌ２ｋ＿ａ）−Ｌｂｄ・ａ（Ｍ））・κ
ｃ（Ｙ）＝（（Ｌ２ｙ＿ａ−Ｌ２ｋ＿ａ）−Ｌｂｄ・ａ（Ｙ））・κ （式４）
ここで、Ｌｂｄは、走査光学系内で色ごとに備えられ、光ビームが通過した際にライン同期信号２３を生成する同期検知センサとテストパターン検出部９ａとの距離を示す。Ｌｂｄ・ａ（Ｃ）の項は、例えば主走査方向の同期位置となる同期検知センサから、テストパターン検出部９ａまで走査する期間に主走査方向の倍率誤差によって生じる位置ずれをレジストずれから減じて校正する項である。

なお、色ずれ検出用テストパターンを、上述した形成領域３３の位置に形成する場合は、（式２）を（式２'）に変えれば良く、他の各ずれ成分は同一式で求められる。

ｆ（Ｃ）＝（（０．５・Ｌ１ｃ＿ａ＋０．５・Ｌ１ｃ＿ｃ）−Ｌ１ｒｅｆ）・κ （式２'）
（Ｍ）、（Ｙ）も同様にする。

また、色ずれ検出用テストパターンは、図に示した以外にも様々なパターンが提案されているため、これらのパターンを適用して各種色ずれ量の成分を求めるようにしても良い。

＜画像データ補正部２による色ずれ量補正方法＞
次に、画像データ補正部２により補正される色ずれ量補正方法について説明する。例えば、画像データ補正部２へ入力される画像データ（ＶＤｙ、ＶＤｃ、ＶＤｍ、ＶＤｋ）の座標系を（ｘ，ｙ）と表記し、補正画像データ２１Ｙ、２１Ｃ、２１Ｙ、２１Ｋの座標系を（ｘ'，ｙ'）と表記し、中間転写ベルト７上に形成される座標系を（ｘ"，ｙ"）と表記するものとする。このとき、上述のように算出された各色（Ｃ、Ｍ、Ｙ）のブラック（Ｋ）に対する各成分を用いて、書込制御部４以降で生じる色ずれは、各色それぞれ（式５）の座標変換で表せる。

なお、（式３）のずれ量ａは、主走査方向の倍率誤差を表すため、主走査方向の全体倍率はａ'＝１＋ａとなる。

したがって、画像データ補正部２では、色ごとに上記の色ずれ量（ａ'、ｃ、ｄ、ｆ）を用いて、（式５）の行列Ａ（以下適宜、色ずれ変換行列と呼ぶ）の逆行列Ａ^−１（以下適宜、色ずれ補正行列と呼ぶ）を求める。また、以下に示す（式６）の座標変換を行い、以下の（式７）のように、中間転写ベルト７上に形成される画像の色ずれ量を補正する。

また、（式５）、（式６）より、

＜色ずれ量演算処理＞
次に、図７を用いて、色ずれ量演算部１０により実行される色ずれ量演算処理について説明する。図７は、色ずれ量演算処理の流れを示すフローチャートである。なお、以下のフローは、各色（Ｃ、Ｍ、Ｙ）において実行される。

図７に示すように、色ずれ量演算部１０は、色ずれ量の初期値を設定し（Ｓ１０）、設定した色ずれ量の初期値を色ずれ量保持部１１に記録する。なお、色ずれ量の初期値は、色ずれ量なし（ａ'＝１、ｃ＝０、ｄ＝０、ｆ＝０）としたり、前回使用時の色ずれ量を色ずれ量保持部１１に記録させて、色ずれ量の初期値としたりしても良い。

次に、テストパターン生成部１により、色ずれ検出用テストパターンを色ずれ補正せずに形成し、テストパターン検出部９により、形成した色ずれ検出用テストパターンを検出する（Ｓ１１）。ここで、検出するタイミングは、例えば印刷ジョブ開始指示信号にしたがって設定され、そのタイミングまでは待機する。

次に、Ｓ１１の処理で得られた検出結果を用いて、上述した（式１）〜（式４）に基づき、色ずれ量の変化値を算出する（Ｓ１２）。

ここで、上述した（式１）〜（式４）により得られる色ずれ量は、現時点での色ずれ量に相当するが、テストパターン検出部９による検出誤差等も含まれる。したがって、このまま色ずれ量として更新してしまうと、検出誤差により色ずれ補正の精度が悪化してしまうことが考えられる。そこで、この検出誤差を除去又は抑圧するように以下の演算を行う。

すなわち、上述のように算出された色ずれ量（ａ（ｔｍｐ）、ｃ（ｔｍｐ）、ｄ（ｔｍｐ）、ｆ（ｔｍｐ）とする）から、保持されている色ずれ量（ｎ−１番目の色ずれ検出用テストパターンにより算出された結果であるため、例えばａ（ｎ−１）、ｃ（ｎ−１）、ｄ（ｎ−１）、ｆ（ｎ−１）とする）を減じて、保持されている色ずれ量からの変化分（差分）を求める。

これをそれぞれ、ｎ番目のテストパターンにより算出される変化量であるため、添え字ｎを付け、△ａ（ｎ）、△ｃ（ｎ）、△ｄ（ｎ）、△ｆ（ｎ）とする。この値は、本来の色ずれ量の変化分に検出誤差が重畳されたものとなっており、例えば以下のように求める。

△ａ（ｎ）＝ａ（ｔｍｐ）−ａ（ｎ−１）
なお、ｃ、ｄ、ｆについても同様に行う。

次に、色ずれ量演算部１０は、Ｓ１２の処理で得られた色ずれ量の変化値△ａ（ｎ）、△ｃ（ｎ）、△ｄ（ｎ）、△ｆ（ｎ）から、新しい色ずれ量ａ（ｎ）、ｃ（ｎ）、ｄ（ｎ）、ｆ（ｎ）を求めるため、以下のように、保持されている色ずれ量に色ずれ量の変化値を加算する。

ａ（ｎ）＝ａ（ｎ−１）＋△ａ（ｎ）、すなわち、ａ（ｎ）＝ａ（ｔｍｐ）となる。他の成分も同様である。

ここで、１組の色ずれ検出用テストパターンを用いて算出した色ずれ量には、色ずれ検出用テストパターン形成時の誤差や、検出誤差等が含まれる場合があるため、上述の加算により得られる値が、誤差（ノイズとして作用する）に反応してばらつく場合もある。この誤差（ノイズ）の影響をなくすため、例えば以下の（式８）により色ずれ量の変化値に所定の係数を掛けた値を加算して、新しい色ずれ量ａ（ｎ）、ｃ（ｎ）、ｄ（ｎ）、ｆ（ｎ）を算出しても良い。これによりノイズ成分が平滑化され、高精度な色ずれ量を得ることが可能となる。

ａ（ｎ）＝ａ（ｎ−１）＋Ｋｐ・△ａ（ｎ） （式８）
また、次の（式９）を用いて、いわゆる比例積分型（ＰＩ）制御となるように、新しい色ずれ量ａ（ｎ）、ｃ（ｎ）、ｄ（ｎ）、ｆ（ｎ）を算出しても良い。

ａ（ｎ）＝ａ（ｎ−１）＋Ｋｐ・△ａ（ｎ）＋Ｋｉ・Σ△ａ（ｎ） （式９）
なお、他の成分ｃ（ｎ）、ｄ（ｎ）、ｆ（ｎ）も同様に算出することができる。

上述した（式９）において、Σ△ａ（ｎ）は１〜ｎまでの色ずれ量の変化値△ａ（ｎ）の積算値、Ｋｐは比例ゲイン係数、Ｋｉは積分ゲイン係数であり、比例ゲイン係数Ｋｐと積分ゲイン係数Ｋｉにより制御帯域が決まり、この制御帯域より高周波成分のノイズが制限される。

すなわち、色ずれ検出用テストパターンを複数組形成して平均値を求める必要がなくなり、１組の短い色ずれ検出用テストパターンにより、十分に精度良く色ずれ量を求めることが可能となる。また、上述した制御帯域以下の変動に対して追従して色ずれ量を求めることが可能となる。更に、色ずれ量の変化値△ａ（ｎ）の積算値も反映しているため、定常誤差を低減することが可能となる。

また、上述した制御帯域は、温度変化等の緩やかな変動に対して追従するように色ずれ量を求めれば良い。したがって、例えばサンプリング周期を数秒間隔とすれば、制御帯域はサンプリング周期の数十分の１〜数百分の１で良く、こうなるように比例ゲイン係数Ｋｐ及び積分ゲイン係数Ｋｉを決めれば良い。

また、ａ、ｃ、ｄ、ｆの各要素に要求される制御帯域が異なる場合（例えば温度変化に敏感な要素等）は、その要素に対する比例ゲイン係数Ｋｐ、積分ゲイン係数Ｋｉのみ変えても良い。また、各要素に対する比例ゲイン係数Ｋｐ、積分ゲイン係数Ｋｉを変えて制御帯域を互いに異なるようにして、各要素の色ずれ量の補正が互いに干渉しないようにしても良い。

次に、色ずれ量保持部１１により記録されている色ずれ量（色ずれ量の保持値）をＳ１３の処理で得られた新しい色ずれ量ａ（ｎ）、ｃ（ｎ）、ｄ（ｎ）、ｆ（ｎ）に更新する（Ｓ１４）。

次に、処理は終了か否か判断（Ｓ１５）し、印刷処理が継続している等により、処理は終了していないと判断した場合（Ｓ１５において、ＮＯ）、Ｓ１１の処理に戻る。印刷処理が終了している等により処理が終了したと判断した場合には（Ｓ１５において、ＹＥＳ）、処理を終了する。

なお、上述した色ずれ量演算処理は、各色（Ｃ、Ｍ、Ｙ）において実行される。上述した色ずれ量演算処理により、色ずれ量を更新していくことで、経時変化にも追従してその時点での色ずれ量を算出し、通常画像はこの色ずれ量に基づき補正されるため、常時色ずれが補正された画像を形成することが可能となる。

＜色ずれ量の変化分＞
図８は、検出された色ずれ量から求める色ずれ量の変化分を示す図である。なお、図８の例は、主走査方向のレジストずれｃの変化分を示している。

図８に示すように、色ずれ検出用テストパターンのパターン形成位置を検出することにより、例えば主走査方向の理想位置（基準となる位置）に対する色ずれ量ｃ（ｔｍｐ）が得られる。ここで、図８に示す色ずれ量ｃ（ｎ−１）は、色ずれ量保持部１１に保持されている前回まで（その時点）の色ずれ量であるため、算出された色ずれ量ｃ（ｔｍｐ）から色ずれ量ｃ（ｎ−１）を減じることで、保持されている色ずれ量からの変化分△ｃ（ｎ）が得られる。

このように得られた色ずれ量の変化分△ｃ（ｎ）と、保持されている色ずれ量ｃ（ｎ−１）とを用いて新しい色ずれ量ｃ（ｎ）を求める。なお、色ずれ検出用テストパターンから算出された色ずれ量ｃ（ｔｍｐ）には、上述した検出誤差等が含まれる場合がある。

ここで、この検出誤差はランダムに変動する成分とすると、直近の複数のサンプルを平均することで「０」に近い値となる。また、平均値がある値とすれば、その値が実際の色ずれ量の変化成分となる。したがって、この検出誤差を△ｃ（ｎ）を用いて計算することで、△（ｃ）の方がｃ（ｔｍｐ）に比べて十分に小さいため、演算桁数が少なくなり、より高精度な計算が可能となる。また、上述した（式９）等を用いて△ｃ（ｎ）を積算することでより高精度に、新しい色ずれ量ｃ（ｎ）を求めることが可能となる。

＜印刷ジョブ開始指示＞
図９は、印刷ジョブ開始指示の流れを示すフローチャートである。図９に示すように、印刷ジョブ制御部１２は、色ずれ検出用テストパターンの生成要求があるか否か判断し（Ｓ２０）、色ずれ検出用テストパターンの生成要求ありと判断した場合には（Ｓ２０において、ＹＥＳ）、印刷ジョブ開始指示信号を発行し、色ずれ検出用テストパターンの出力指示信号を発行する（Ｓ２１）。

次に、色ずれ検出用テストパターンの出力時間に相当する時間（例えば図３に示すＴｔｐ）だけ待機して（Ｓ２２）、待機の間、他の印刷ジョブが発行されないように制御した後、処理を終了する。

一方、印刷ジョブ制御部１２は、色ずれ検出用テストパターンの生成要求なしと判断した場合（Ｓ２０において、ＮＯ）、印刷要求があるか否か判断する（Ｓ２３）。なお、色ずれ検出用テストパターンの生成要求は、印刷ジョブ制御部１２内で別途、前回の色ずれ検出用テストパターン出力指示から所定の時間（例えば図３に示すＴｓ）経つと生成要求を発行するルーチンを持ち行われる。

印刷要求あり判断した場合（Ｓ２３において、ＹＥＳ）、印刷ジョブ開始指示信号を発行し、画像データ転送要求を行う（Ｓ２４）。印刷要求なしと判断した場合（Ｓ２３において、ＮＯ）、Ｓ２０の処理に戻る。

次に、画像データの出力時間に相当する時間（例えば図３に示すＴｐｒｉｎｔであり、印刷する用紙サイズにより異なる）だけ待機し（Ｓ２５）、待機の間、他の印刷ジョブが発行されないように制御した後、処理を終了する。

上述した処理の流れにより、色ずれ検出用テストパターン及び通常画像の印刷ジョブ開始指示を行うことにより、色ずれ検出用テストパターンを通常画像の画像領域と重なることなく、定期的に形成することが可能となる。

＜ハードウェア構成＞
図１０は、各部を機能させるためのプログラムを実行するハードウェア構成図である。なお、図１０に示す構成は、画像形成装置１００が有する色ずれ量演算部１０や、色ずれ量保持部１１、印刷ジョブ制御部１２等の機能を実行するハードウェア構成を示すが、上述した画像形成装置１００各部の動作タイミング制御を行うエンジンコントローラと兼ねても良い。

Ａ／Ｄ変換器６１は、テストパターン検出部９から得られた信号を、デジタルデータに変換する。Ａ／Ｄ変換器６１は、Ｉ／Ｏ（入出力）ポート６５と接続される。なお、Ａ／Ｄ変換器６１は、フィルタ処理等の信号処理を行う信号処理部やバッファメモリ等を介してＩ／Ｏポート６５と接続されても良い。

Ｉ／Ｏポート６５は、Ａ／Ｄ変換器６１及び外部ブロック等と接続され、ＣＰＵ６２との入出力信号のやり取りを行う。また、印刷要求信号の入力や印刷ジョブ開始指示信号の発行、画像データ補正部２への色ずれ量の更新等は、Ｉ／Ｏポート６５を介して行われる。ＣＰＵ６２は、Ｉ／Ｏポート６５を介して外部との入出力を行い、上述した印刷ジョブ開始制御や、色ずれ量の演算等を実行するための各機能を実現する。また、ＣＰＵ６２は、メモリバス６６を介してＲＡＭ６３及びＲＯＭ６４と接続される。ＲＯＭ６４には、色ずれ量を演算するためのプログラムや各種プログラムが格納されている。

＜第２実施形態＞
＜画像形成装置の全体構成：ブロック図＞
図１１は、第２実施形態に係る画像形成装置の全体構成を説明するブロック図である。なお、図１１では、第１実施形態と異なる点を中心に説明し、第１実施形態と同一の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

図１１に示すように、画像形成装置１０１は、テストパターン生成部１と、画像パス切換部３と、走査光学系５と、感光体ドラム６と、中間転写ベルト７と、二次転写部８と、テストパターン検出部９と、印刷ジョブ制御部１２とを有するように構成される。また、画像形成装置１０１は、第１実施形態と異なる構成として、色ずれ量保持部７１と、画像データ補正部７２と、書込制御部７３と、色ずれ量演算部７４とを有するように構成される。

色ずれ量保持部７１は、第１実施形態の色ずれ量保持部１１と同様に現時点での色ずれ量を保持するが、出力の形態が色ずれ量保持部１１と異なる。例えば色ずれ量（主走査方向の倍率誤差ａ、主走査方向のレジストずれｃ、スキューずれｄ、副走査方向のレジストずれｆ）を、第１の色ずれ量７５と第２の色ずれ量７６とに区別する。また、色ずれ量保持部７１は、第１の色ずれ量７５を書込制御部７３に出力し、第２の色ずれ量７６を画像データ補正部７２に出力する。

すなわち、色ずれ量保持部７１は、例えば主走査方向のレジストずれｃ及び副走査方向のレジストずれｆの各成分を以下のように分解して保持する。例えば、主走査方向のレジストずれｃの場合、ｃ＝ｃ'＋ｃ"として、ｃ'はｃの整数部（画素単位の色ずれ量）、ｃ"はｃの小数部（画素単位未満の色ずれ量）とする。また、副走査方向のレジストｆの場合、ｆ＝ｆ'＋ｆ"として、ｆ'はｆの整数部（ライン単位の色ずれ量）とし、ｆ"はｆの小数部（ライン単位未満の色ずれ量）とする。

ここで、色ずれ量保持部７１は、上述した主走査方向のレジストずれｃの整数部と、副走査方向のレジストずれｆの整数部とを第１の色ずれ量７５とする。また、色ずれ量保持部７１は、上述した主走査方向のレジストずれｃの小数部（端数）と、副走査方向のレジストずれｆの小数部（端数）と、主走査方向の倍率誤差ａと、スキューずれｄとを第２の色ずれ量７６とする。すなわち、第１の色ずれ量７５と第２の色ずれ量７６とを加算した値が色ずれ量保持部７１により保持されている色ずれ量となる。

画像データ補正部７２は、色ずれ量保持部７１から出力される現時点での第２の色ずれ量７６を参照して、この色ずれ量を打ち消すように、入力される画像データ（ＶＤｙ、ＶＤｃ、ＶＤｍ、ＶＤｋ）を補正する。また、画像データ補正部７２は、第２の色ずれ量７６を補正した補正画像データ２１Ｙ、２１Ｃ、２１Ｍ、２１Ｋを出力する。

上述したように、画像データ補正部７２は、色ずれ量保持部７１から第２の色ずれ量７６として、主走査方向のレジストずれｃの小数部と、副走査方向のレジストずれｆの小数部を取得するため、上述した（式５）に、各成分のずれを代入して画像データを補正する。すなわち、画像データ補正部７２は、主走査方向のレジストずれｃを小数部ｃ"として、副走査方向のレジストずれｆを小数部ｆ"として代入すると良い。

これにより、入力される画像データに対しては、主走査方向の倍率誤差ａと、スキューずれｄと、主走査方向のレジストずれｃの画素単位未満（小数部ｃ"）、及び、副走査方向のレジストずれｆのライン単位未満（小数部ｆ"）のずれが補正される。なお、この補正方法は上述した方法と同様である。

書込制御部７３は、第１実施形態で説明した機能に加え、色ずれ量保持部７１から出力される現時点での第１の色ずれ量７５を参照して、画像パス切換部３から得られる画像データ２２Ｙ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｋを補正する。

具体的には、書込制御部７３は、主走査方向のレジストｃの整数部ｃ'に基づき、主走査方向に画素単位でデータの書出位置を制御し、副走査方向のレジストｆの整数部ｆ'に基づき、副走査方向にライン単位でデータの書出位置を制御する。すなわち、書込制御部７３は、上述した主副の同期信号の生成を画素単位又はライン単位でずらすことにより、色ずれを補正する。

これにより、画像パス切換部３から得られる画像データ２２のうち、画像データＶＤｙ、ＶＤｃ、ＶＤｍ、ＶＤｋに対しては、画像データ補正部７２と書込制御部７３とにより現時点での色ずれ量に基づいた補正がなされることとなる。すなわち、画像データＶＤｙ、ＶＤｃ、ＶＤｍ、ＶＤｋに対して、第１実施形態と同様の色ずれ補正を行うことが可能となる。

ここで、画像パス切換部３から得られる画像データ２２のうちテストパターンＴＰＤｙ、ＴＰＤｃ、ＴＰＤｍ、ＴＰＤｋに対しては、書込制御部７３により主走査方向のレジストｃ及び副走査方向のレジストｆの画素（ライン）単位のずれが補正されることとなる。これにより、色ずれ検出用テストパターンは、主副のレジストずれのうち画素（ライン）単位のずれのみが補正され、第１実施形態と同様に、色ずれ補正によるエッジ部の中間調が生じなくなる。すなわち、色ずれ検出用テストパターンは、エッジ部の変動が生じにくくなり、パターン形成時の誤差が生じにくくなる。

したがって、テストパターン検出部９では、理想値との色ずれにおいて主副のレジストずれのうち画素（ライン）単位のずれが補正された値を検出するため、第１実施形態と同様に、エッジ部の変動によるパターン検出時の検出誤差を低減することが可能となる。

色ずれ量演算部７４は、テストパターン検出部９から得られる色ずれ検出用テストパターンの検出値と、色ずれ量保持部７１から取得した色ずれ量との差分を算出する。ここで、色ずれ量演算部７４は、主走査方向の倍率誤差ａ、スキューずれｄについては、第１実施形態と同様の方法を用いて求める。主走査方向のレジストｃ、及び副走査方向のレジストｆについては、テストパターン検出部９の検出値に現時点（前回まで）の色ずれ量からの変化分と画素単位未満又はライン単位未満の色ずれ量が加算された値となっている。

そこで、色ずれ量演算部７４は、色ずれ量保持部７４から現時点での第２の色ずれ量７６を取得し、主走査方向のレジストｃ、及び副走査方向のレジストｆの値から減じることで色ずれ量の変化量を算出する。これにより、第１実施形態と同様に色ずれ量の変化量を算出し、同様に色ずれ量の更新値を算出することが可能となる。

＜画素単位未満の成分＞
図１２は、画素単位未満の成分を減じて得られる色ずれ量の変化分を示す図である。なお、図１２の例は、主走査方向のレジストずれｃの変化分を示している。

図１２に示すように、書込制御部７３により主走査方向のレジストずれｃの整数部（画素単位の色ずれ量）ｃ'を補正した色ずれ検出用テストパターンのパターン形成位置を検出することにより、主走査方向の理想位置に対する色ずれ量ｃ（ｔｍｐ）が得られる。上述したように、色ずれ量ｃ（ｔｍｐ）には、主走査方向のレジストずれｃの小数部（端数）ｃ"が加算された値となっている。したがって、色ずれ量ｃ（ｔｍｐ）から主走査方向のレジストずれｃの小数部ｃ"を減算することで、色ずれ量の変化分△ｃ（ｎ）が得られる。

ここで、書込制御部７３により主走査方向のレジストずれｃの整数部ｃ'を補正しなかった場合に形成される色ずれ検出用テストパターンのパターン形成位置から求まる色ずれ量をｃｃ（ｎ）とすると、ｃｃ（ｎ）＝ｃ（ｎ−１）＋△ｃ（ｎ）となる。また、上述した整数部ｃ'を補正して形成された色ずれ検出用テストパターンから求まる色ずれ量ｃ（ｔｍｐ）は、ｃ（ｔｍｐ）＝ｃｃ（ｎ）−ｃ'であり、ｃ（ｎ−１）＝ｃ'＋ｃ"である。したがって、上述した３式より、△ｃ（ｎ）＝ｃ（ｔｍｐ）−ｃ"が成り立つ。

上述したように、色ずれ量演算部７４は、主走査方向のレジストｃ、及び副走査方向のレジストｆについては、テストパターン検出部９により検出された値から、第２の色ずれ量７６の画素単位未満又はライン単位未満の色ずれ量を減じて色ずれ量の変化量を算出する。また、この色ずれ量の変化量を用いて、第１実施形態と同様に色ずれ量の更新値を算出する良い。

＜主走査方向にレジストずれが生じたパターン＞
図１３は、主走査方向にレジストずれが生じたパターンの一例を示す図である。図１３に示すように、例えばシアン（Ｃ）に対して主走査方向にレジストずれが生じた場合、直線パターン４１Ｃや斜線パターン４２Ｃがずれるため、斜線パターン４２Ｃのように他の色のパターン（図１３の例では斜線パターン４２Ｋ）に重なるおそれがある。また、主走査方向の長さが短い場合には、テストパターン検出部９の検出位置（センサ位置）からパターンが外れてしまう場合もある。

したがって、例えば色ずれ検出用テストパターンを構成する各色のパターンは、予め予測される色ずれ量の最大値から更に間隔を有するように配置される（図１３の例では、距離Ｌ１ｃや距離Ｌ２ｋ等）。

第２実施形態では、上述したように、書込制御部７３により主走査方向のレジストｃ及び副走査方向のレジストｆの画素（ライン）単位のずれ（レジストずれｃの整数部ｃ'やレジストｆの整数部ｆ'）が補正される。

したがって、例えば主走査方向のレジストｃの小数部ｃ"や副走査方向のレジストｆの小数部ｆ"と色ずれ量の変化分のみとなり、上述した各パターンの配置を考慮する必要がない。すなわち、各パターンの配置や長さは、パターンの補正（書込制御部７３による補正）を行わない主走査方向の倍率誤差ａと、スキューずれｄの成分によるずれを考慮して決定すれば良い。

したがって、現在の色ずれ量が算出されていない１回目の色ずれ検出用テストパターンは、上述した書込制御部７３による補正が行えないため、各パターンの配置や長さを考慮して形成し、２回目以降に形成する各パターンの間隔や長さを縮小することが可能となる。これにより、色ずれ検出用テストパターンを小型化し、色ずれ検出用テストパターンを形成する位置の自由度を向上し、トナーの消費を低減することが可能となる。

＜書込制御部７３による補正＞
上述したように、書込制御部７３では主走査方向のレジストｃ及び副走査方向のレジストｆの画素（ライン）単位の色ずれを補正するが、以下のように補正しても良い。

例えば、主走査方向のレジストずれｃについては、画素の整数倍単位で色ずれ補正を行い、副走査方向のレジストずれｆについては、ラインの整数倍単位で色ずれ補正を行うと良い。なお、いずれか一方のみを整数倍単位としても良い。

例えば主走査方向のレジストずれｃの場合、ｃ＝ｃ'＋ｃ"のとき、ｃ'はｃのうちＮの倍数とし、ｃ"はその端数とすれば良い。また、副走査方向のレジストｆの場合、ｆ＝ｆ'＋ｆ"のとき、ｆ'はｆのうちＭの倍数とし、ｆ"はその端数とすれば良い。ここで、Ｎ、Ｍは、２以上の任意の整数を示す。

すなわち、Ｎ＝２で、ｃ＝５．６のとき、ｃ'＝４、ｃ"＝１．６とする。なお、ｃ"は、負の数でも良いため、ｃ'＝６、ｃ"＝−０．４としても良い。このとき、第２の色ずれ量７６は、上述した主走査方向のレジストずれｃの小数部ｃ"と、副走査方向のレジストずれｆの小数部ｆ"と、主走査方向の倍率誤差ａと、スキューずれｄとなる。

なお、高速機等では、１回の走査で複数ラインを同時に書き込むことが可能である。すなわち、通常は、例えば副走査の同期信号は１走査単位で生成されるが、高速機等を用いる場合には、副走査方向のレジストずれｆを複数ライン単位で設定することで、副走査の同期信号を１走査分ずらして容易に補正を実現することが可能となる。

＜解像度単位で色ずれ補正されたパターン＞
図１４は、書込画像の解像度単位で色ずれ補正した例を示す図である。図１４（Ａ）は、解像度変換した画像の一例を示し、図１４（Ｂ）は、変換後の解像度（書込解像度）の単位で副走査方向に補正（シフト）した例を示す。

図１４（Ａ）に示す実線の枠は、解像度変換前の画像データの１画素の区切りを表し、図１４（Ａ）の例は、主副ともに２倍の解像度変換が行なわれた画像を示す。なお、斜線部はドットが形成される画素を示す。

図１４（Ｂ）は、図１４（Ａ）に示す書込解像度の単位で副走査方向にシフト、すなわち、解像度変換前の画素の０．５画素上にシフトした例を示している。図１４（Ｂ）の例では、色ずれ検出用テストパターンが書込解像度の単位で形成され、中間調での形成は行われない。したがって、エッジ部の変動が生じにくいため、パターン検出時の検出誤差を低減し、より高精度に色ずれ補正を行うことが可能となる。

例えば、主走査方向のレジストｃ及び副走査方向のレジストｆの場合には、以下のように分解して補正すると良い。なお、以下に示す色ずれ量は、変換前の解像度の画素単位で表している。

すなわち、主走査方向のレジストずれｃの場合、ｃ＝ｃ'＋ｃ"のとき、ｃ'はｃのうちＰの倍数とし、ｃ"はその端数とし、副走査方向のレジストｆの場合、ｆ＝ｆ'＋ｆ"のとき、ｆ'はｆのうちＱの倍数とし、ｆ"はその端数とする。ここで、Ｐ、Ｑは、変換前解像度／変換後解像度であり、例えば０．５とする。例えば、ｃ＝５．６のとき、ｃ'＝５．５、ｃ"＝０．１とする。

上述したように、画像データ２２Ｙ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｋと、書込画像の解像度が異なる場合には、書込制御部７３等により解像度の変換を行うときに、書込画像の解像度単位で色ずれ補正を行っても良い。このような場合には、第１の色ずれ量７５と第２の色ずれ量７６とを対応させて適宜変更すると良い。

上述したように、本発明の実施形態によれば、高精度な色ずれ補正を行うことが可能となる。

以上本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。

１ テストパターン生成部
２，７２ 画像データ補正部
３ 画像パス切換部
４，７３ 書込制御部
５ 走査光学系
６ 感光体ドラム
７ 中間転写ベルト
８ 二次転写部
９ テストパターン検出部
１０，７４ 色ずれ量演算部
１１，７１ 色ずれ量保持部
３０ 画像形成領域
３１〜３２ 色ずれ検出用テストパターン形成領域
４１ 直線パターン
４２ 斜線パターン
５１ 発光部
５２ 受光部
６１ Ａ／Ｄ変換器
６２ ＣＰＵ
６３ ＲＡＭ
６４ ＲＯＭ
６５ Ｉ／Ｏポート
６６ メモリバス
１００，１０１ 画像形成装置

特開２０１２−０６３４９９号公報

Claims (5)

1. 基準となる位置に色ずれ検出用テストパターンを生成するテストパターン生成手段と、
   前記基準となる位置に対する色ずれ量を保持する色ずれ量保持手段と、
   前記テストパターン生成手段により生成された色ずれ検出用テストパターンの検出値と前記色ずれ量保持手段により保持されている色ずれ量との差分に基づき、新たな色ずれ量を演算する色ずれ量演算手段と、
   前記色ずれ量演算手段により演算された新たな色ずれ量に基づき、画像データを補正する画像データ補正手段と、
   書込制御手段と、を有しており、
   前記演算された新たな色ずれ量は、主走査又は副走査レジストの成分を含む第１のずれ量と、前記主走査又は副走査レジスト成分の画素単位未満又はライン単位未満の端数、主走査倍率誤差、スキューずれの少なくとも１つを含む第２のずれ量とに区別され、
   前記画像データ補正手段は、前記第２のずれ量に基づき、前記画像データを補正し、
   前記書込制御手段は、前記第１のずれ量に基づき、前記基準となる位置に生成される色ずれ検出用テストパターンを補正し、前記画像データ補正手段により第２のずれ量が補正された画像データを、前記第１のずれ量に基づいて更に補正することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記色ずれ量演算手段は、
   前記書込制御手段により補正された色ずれ検出用テストパターンの検出値から、前記第２のずれ量を減算して、前記保持されている色ずれ量との差分を求め、求めた差分に基づき、前記色ずれ量を演算することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記書込制御手段は、
   前記主走査又は副走査レジストの画素の複数倍単位で、前記第１のずれ量を補正することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記書込制御手段は、
   前記色ずれ検出用テストパターンの解像度を変換する解像度変換手段を有し、
   前記解像度変換手段により得られた色ずれ検出用テストパターンの解像度単位で、前記第１のずれ量を補正することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
5. 画像形成装置により実行される色ずれ補正方法であって、
   基準となる位置に色ずれ検出用テストパターンを生成するテストパターン生成手順と、
   前記基準となる位置に対する色ずれ量を保持する色ずれ量保持手順と、
   前記テストパターン生成手順により生成された色ずれ検出用テストパターンの検出値と前記色ずれ量保持手順により保持されている色ずれ量との差分に基づき、新たな色ずれ量を演算する色ずれ量演算手順と、
   前記色ずれ量演算手順により演算される、主走査又は副走査レジストの成分を含む第１のずれ量と、前記主走査又は副走査レジスト成分の画素単位未満又はライン単位未満の端数、主走査倍率誤差、スキューずれの少なくとも１つを含む第２のずれ量とに区別される新たな色ずれ量のうち、前記第２のずれ量に基づき、画像データを補正する画像データ補正手順と、
   前記第１のずれ量に基づき、前記基準となる位置に生成される色ずれ検出用テストパターンを補正し、前記画像データ補正手順により第２のずれ量が補正された画像データを、前記第１のずれ量に基づいて更に補正する書込制御手順と、を有することを特徴とする色ずれ補正方法。

Images