JPH10153896A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 主走査方向の周期的なレジずれを補正するこ
とができる画像形成装置を提供する。 【解決手段】 転写ベルト上に形成された色ずれ検出用
パターンを所定のタイミングで繰り返しサンプリングす
るレジセンサ１２と、これによってサンプリングされた
サンプリングデータに基づいて各々のサンプルタイミン
グにおける主走査方向のパターン位置変動を検出すると
ともに、所定周期におけるパターン位置変動の振幅及び
位相を検出する検出手段１０４と、これによって検出さ
れたパターン位置変動の振幅及び位相に基づく補正テー
ブルを、所定周期における各々のサンプルタイミングに
対応して作成するテーブル作成手段１０５と、これによ
って作成された補正テーブルに基づいて主走査方向の画
像書き込みタイミングを補正する画像書き込み補正部１
４とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の画像出力部
を像担持体に沿って配設して多色の画像を形成可能とし
た画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ドキュメントを取り扱う複写機、
プリンタ、ファクシミリ装置等の画像形成装置では急速
にカラー化が進んでいるが、その一方でカラー化による
処理速度の低下も懸念されている。そこで、カラードキ
ュメントを高速で取り扱う画像形成装置として、例え
ば、無端状の転写ベルトからなる像担持体に沿ってブラ
ック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン
（Ｃ）の各色毎に４つの画像出力部を配設した、所謂タ
ンデム型のデジタルカラー機が提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この種
のデジタルカラー機では、像担持体となる転写ベルト上
に順次異なる色の画像を重ねて一つの多色画像を形成す
ることから、各々の画像出力部における画像転写位置が
相対的にずれた場合、各色のレジストレーションずれ
（以下、「レジずれ」と言う）が発生して出力画像の品
質が低下してしまうという問題があった。

【０００４】こうしたカラーレジずれは、その方向性に
より、転写ベルトの幅方向となる主走査方向のレジずれ
と、転写ベルトの走行方向（プロセス方向）となる副走
査方向のレジずれとに大別される。さらに、その変動形
態によっても、周期的な位置変動（ＡＣ成分ずれ）と、
これを平均した一定レベルの位置変動（ＤＣ成分ずれ）
とに大別される。このうち、主走査方向のレジずれは、
転写ベルトの端面プロファイルや感光体のウォブル(Wob
ble)などに依存し、副走査方向のレジずれは、感光体や
転写ベルトの各々の制御方法などに依存して起こる。例
えば、感光体ウォブルに関しては、図１９に示すよう
に、感光体５０の中心軸に対してその回転軸が傾くこと
に起因して発生するものである。感光体ウォブルが発生
していない正常時には、図２０（ａ）に示すように真っ
直ぐの線画が転写ベルト５１上に形成されるのに対し
て、感光体ウォブルの発生時には、図２０（ｂ）に示す
ように真っ直ぐに形成されるべき線画が主走査方向に振
れて波形に曲がってしまう。

【０００５】そこで従来では、主走査／副走査方向のＤ
Ｃ成分ずれを補正する技術や、副走査方向のＡＣ成分ず
れを補正する技術については確立されているものの、主
走査方向のＡＣ成分ずれを補正する技術の確立には至っ
ておらず、高精度カラージレストレーションを実現する
うえでもその補正技術の確立が強く望まれていた。

【０００６】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、その目的とするところは、主走査方向の周
期的なレジずれを補正することができる画像形成装置を
提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するためになされたもので、像担持体に沿って複数の
画像出力部を配設し、像担持体上に複数の画像出力部に
よって順次異なる色の画像を重ねて多色の画像を形成可
能とした画像形成装置において、像担持体上に色ずれ検
出用パターンを形成するパターン形成手段と、このパタ
ーン形成手段によって像担持体上に形成された色ずれ検
出用パターンを所定のタイミングで繰り返しサンプリン
グするサンプリング手段と、このサンプリング手段によ
ってサンプリングされたサンプリングデータに基づいて
各々のサンプルタイミングにおける主走査方向のパター
ン位置変動を検出するとともに、所定周期におけるパタ
ーン位置変動の振幅及び位相を検出する検出手段と、こ
の検出手段による検出結果に基づいて主走査方向の画像
書き込みタイミングを補正する補正手段とを備えた構成
となっている。

【０００８】上記構成からなる画像形成装置において
は、パターン形成手段が像担持体上に形成した色ずれ検
出用パターンをサンプリング手段が所定のタイミングで
繰り返しサンプリングする。その際、検出手段では、上
述のようにサンプリングされたサンプリングデータに基
づき、各々のサンプルタイミングにおける主走査方向の
パターン位置変動、すなわち各サンプルタイミングでの
パターン位置が主走査方向で規定の位置からどの程度ず
れているかを検出し、さらに所定周期（例えば感光体の
回転周期、像担持体の回転周期等）におけるパターン位
置変動の振幅及び位相を検出し、この検出結果を基に補
正手段が主走査方向の画像書き込みタイミングを補正す
ることで、主走査方向の周期的なレジずれが解消され
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は本発明に係
る画像形成装置のシステム概念図である。図１におい
て、像担持体となる転写ベルト１は、駆動ロール２と従
動ロール３との間にループ状に架け渡されている。この
転写ベルト１は、駆動ロール２の回転によって図中矢印
方向に走行するもので、そのベルト上に載せられた転写
シート４を画像転写位置に供給する。また、駆動ロール
２と従動ロール３との間には、転写ベルト１に沿って複
数の画像出力部５Ｋ，５Ｙ，５Ｍ，５Ｃが配設されてい
る。

【００１０】これらの画像出力部５Ｋ，５Ｙ，５Ｍ，５
Ｃは、ベルト走行方向の上流側から下流側に向かってブ
ラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シア
ン（Ｃ）の各色に対応している。また、各々の画像出力
部５Ｋ，５Ｙ，５Ｍ，５Ｃは、感光体６Ｋ，６Ｙ，６
Ｍ，６Ｃ、レーザ書き込み部（ＲＯＳ）７Ｋ，７Ｙ，７
Ｍ，７Ｃ及びその周辺機器（現像器、転写器、クリーナ
ー、帯電器等）によって構成されている。そして、レー
ザ書き込み部７Ｋ，７Ｙ，７Ｍ，７Ｃによって感光体６
Ｋ，６Ｙ，６Ｍ，６Ｃの表面に書き込まれた静電潜像が
トナー像として現像され、そのトナー像が転写ベルト１
上に転写されるようになっている。これにより、転写ベ
ルト１上に載せられた転写シート４には、各々の画像出
力部５Ｋ，５Ｙ，５Ｍ，５Ｃによって順次異なる色（ブ
ラック→イエロー→マゼンタ→シアン）の画像が重ねて
転写され、これによって一つの多色画像が形成されるよ
うになっている。

【００１１】画像処理部（ＩＰＳ）８は、図示せぬ画像
入力部から入力された画像信号に種々の画像処理を施す
もので、ここで処理された画像信号が各色毎にインター
フェース９Ｋ，９Ｙ，９Ｍ，９Ｃを介してレーザ書き込
み部７Ｋ，７Ｙ，７Ｍ，７Ｃに与えられる。レジストレ
ーションコントローラ（ＲＥＧＩ．ＣＯＮ）１０は、各
々の画像出力部５Ｋ，５Ｙ，５Ｍ，５Ｃにおけるカラー
レジストレーションのずれ（レジずれ）を調整するもの
で、そのための補正データを上記インターフェース９
Ｋ，９Ｙ，９Ｍ，９Ｃを通してレーザ書き込み部７Ｋ，
７Ｙ，７Ｍ，７Ｃに与える。画像出力制御部（ＩＯＴ．
ＣＯＮＴ）１１は、上記インターフェース９Ｋ，９Ｙ，
９Ｍ，９Ｃを介して各々の画像出力部５Ｋ，５Ｙ，５
Ｍ，５Ｃの動作を制御するものである。この画像出力制
御部１０では、予め設定されたサイクルでレジずれ補正
が実行されると、図示せぬパターンジェネレータから生
成されたパターン信号をインターフェース９Ｋ，９Ｙ，
９Ｍ，９Ｃに与え、そのパターン信号に対応した色ずれ
検出用パターンを各画像出力部５Ｋ，５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ
の動作により転写ベルト１上に形成させる。レジセンサ
１２は、各画像出力部５Ｋ，５Ｙ，５Ｍ，５Ｃによって
転写ベルト１上に形成された色ずれ検出用パターンをサ
ンプリングする、例えばＣＣＤセンサからなるもので、
最後尾の画像出力部５Ｃの下流側に配設されている。

【００１２】ここで、各々の画像出力部５Ｋ，５Ｙ，５
Ｍ，５Ｃによって形成される色ずれ検出用パターンとし
ては、例えば、図２に示すように転写ベルト１の両サイ
ドに図中矢印で示すベルト走行方向（副走査方向）に沿
って引かれた直線のパターンや、図３に示すようにベル
ト走行方向に対して所定の傾きをもった線分で構成され
たパターン（シェブロン）など、転写ベルト１上におけ
る主走査方向のパターン位置変動を検出できるものであ
ればよい。その際、図示のように転写ベルト１の両サイ
ド（ＩＮ／ＯＵＴ）にそれぞれ色ずれ検出用パターンを
形成し、これを左右一対のレジセンサ１２でサンプリン
グして平均を求めるようにすれば、パターン位置変動の
検出精度を上げることができる。

【００１３】図４は本発明に係る画像形成装置の主要部
の構成例を示すブロック図である。図４において、レジ
コン１０は、ＣＰＵからなる制御部１０１を中心にし
て、サンプリング制御部１０２、データ格納部１０３、
検出手段１０４及びテーブル作成手段１０５によって構
成されている。このうち、サンプリング制御部１０２
は、制御部１０１で設定されたサンプルタイミングに従
ってレジセンサ１２のサンプリング動作を制御するもの
である。データ格納部１０３は、レジセンサ１２によっ
てサンプリングされたサンプリングデータを記憶するも
のである。検出手段１０４は、位置変動検出部１０４ａ
と振幅・位相検出部１０４ｂとから成るもので、一方の
位置変動検出部１０４ａは、レジセンサ１２を介して得
られたサンプリングデータに基づいて各々のサンプルタ
イミングにおける主走査方向のパターン位置変動を検出
し、もう一方の振幅・位相検出部１０４ｂは、所定周期
（後述）におけるパターン位置変動の振幅及び位相を検
出するものである。テーブル作成手段１０５は、テーブ
ル作成部１０５ａとデータ変換部１０５ｂとから成るも
ので、一方のテーブル作成部１０５ａは上記検出手段１
０４によって検出されたパターン位置変動の振幅及び位
相に基づく補正テーブルを、所定周期（後述）における
各々のサンプルタイミングに対応して作成するもので、
もう一方のデータ変換部１０５ｂは、テーブル作成部１
０５ａによって作成されたテーブルのデータを、レジず
れ補正のための値に変換するものである。

【００１４】エンコーダ１３は、各画像出力部５Ｋ，５
Ｙ，５Ｍ，５Ｃの感光体６Ｋ，６Ｙ，６Ｍ，６Ｃの回転
軸に取り付けられたもので、各々の感光体６Ｋ，６Ｙ，
６Ｍ，６Ｃが１回転する毎にエンコーダ１３から１回の
基準信号（以下、Ｚ相という）が出力され、その出力信
号が制御部１０１に与えられるようになっている。画像
書き込み補正部１４は、制御部１０１からの制御信号に
従って、各画像出力部５Ｋ，５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ（レーザ
書き込み部７Ｋ，７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ）における主走査方
向の画像書き込み動作を補正するものであり、その補正
のための具体的な構成例を図５に示す。

【００１５】図５においては、レーザ書き込み部（ＲＯ
Ｓ）７のＳＯＳ(Start Of Scan) 信号すなわちレーザ書
き込み部７の１ライン走査に１回出力される基準信号
と、水晶発振器１５が発生する基準クロック(Ref Cloc
k) 信号とをＰＬＬ(Phase Locked Loop) 回路１６で同
期させ、これにより生成された主走査方向のドットクロ
ック(Dot Clock) 信号をいずれか一つのディレイ値（図
例ではＤｅｌａｙ２．５ｎｓ〜５０ｎｓ）でディレイさ
せることにより、主走査方向の画像書き込みタイミング
を調整できるようになっている。またこの構成では、エ
ンコーダ１３から与えられるＺ相を基準にＣＰＵ１０１
がセレクタ１７を制御し、そのＣＰＵ１０１からの指示
に従ってセレクタ１７がディレイ値を選択するようにな
っている。

【００１６】なお、図５に示す構成以外にも、例えば図
６に示すように、レーザ書き込み部７のＳＯＳ信号をい
ずれか一つのディレイ値でディレイさせ、このディレイ
させたＳＯＳ信号と水晶発振器１５が発生する基準クロ
ック信号とをＰＬＬ回路１６で同期させるようにしても
よい。

【００１７】続いて、上記構成からなる画像形成装置の
動作について説明する。なお、主走査方向における周期
的な位置変動（ＡＣ成分ずれ）は、主として感光体のウ
ォブル、転写ベルトの端面プロファイルに依存して起こ
ることから、ここでは一例として感光体ウォブルによる
周期的な位置変動、すなわちＡＣカラーレジずれを補正
する場合について詳細に説明する。

【００１８】先ず、レジずれ補正にあたっては、図７に
示すように、感光体ウォブルの検知処理が行われる（ス
テップＳ１）。この感光体ウォブルの検知処理のアルゴ
リズムを図８に示す。先ず、画像出力制御部１１が各画
像出力部５Ｋ，５Ｙ，５Ｍ，５Ｃを動作させ、これによ
り転写ベルト１上に色ずれ検出用パターン（図２参照）
を形成する（ステップＳ１１）。次に、サンプリング制
御部１０２からの指示に従ってレジセンサ１２が色ずれ
検出用パターンをサンプリングするとともに、エンコー
ダ１３から出力されるＺ相（基準信号）を制御部１０１
で検出する（ステップＳ１２）。

【００１９】ここで、レジセンサ１２のサンプリング周
波数は、補正対象としている感光体の回転周波数の少な
くとも２倍の周波数（既知のサンプリング定理）で行う
必要があり、このサンプリング周波数が高ければ高いほ
ど正確なデータが求まる。ただし、レジセンサ１２のサ
ンプリング周波数を極端に高く設定すると、その分だけ
処理が面倒になったり大容量のメモリが必要になってコ
スト高になることから、精度的には感光体の回転周波数
の１０倍から数１０倍程度に設定すれば十分と考えられ
る。そこで本実施形態においては、感光体の回転周波数
が０．５Ｈｚであったことから、その２０倍に相当する
１０Ｈｚのサンプリング周波数で色ずれ検出用パターン
をサンプリングするようにした。

【００２０】これにより、レジセンサ１２においては所
定のタイミング、すなわち０．１秒の時間刻み（１０Ｈ
ｚのサンプリング周波数）で色ずれ検出用パターンを繰
り返しサンプリングすることから、感光体の回転周期
（２秒）で２０個のサンプリングデータが得られる。さ
らに、後述するパターン位置変動の振幅及び位相を検出
するために、レジセンサ１２でのサンプリング期間を感
光体の回転周期（２秒）の１０倍、つまり２０秒に設定
し、これによって２００個のサンプリングデータを得る
ようにした。このサンプリング期間についても長ければ
長いほど上記振幅／位相の検出精度を上げることができ
るが、上記同様にコスト的なデメリットを伴うことか
ら、精度的には感光体の回転周期の１０倍から数１０倍
程度で十分と考えられる。

【００２１】図９は色ずれ検出用パターンのサンプリン
グ結果を示すもので、エンコーダ１３から出力されたＺ
相と一緒に、上述のサンプリング条件に従って０．１秒
刻みで計２００個（サンプルNO. １〜２００）のサンプ
リングデータが検出されている。これらのサンプリング
データは、各々のサンプルタイミング（サンプルNO.１
〜２００）とメモリアドレスとを対応させたかたちでデ
ータ格納部１０３に記憶される。

【００２２】このように色ずれ検出用パターンのサンプ
リングが行われると、これに続いて位置変動検出部１０
４ａでは、図９に示すように各々のサンプルタイミング
（サンプルNO. ）毎に、理想となる基準位置（０）から
の主走査方向のパターン位置変動を検出する（ステップ
Ｓ１３）。

【００２３】次に、振幅・位相検出部１０４ｂでは以下
の数式に従った演算処理を行い、その演算結果に基づい
て所定周期、本例では感光体の回転周期（既知の情報）
におけるパターン位置変動の振幅及び位相を検出する。 サンプルNO.(1 ＋21＋41＋・・・＋181)÷１０＝ブロックNO.1 サンプルNO.(2 ＋22＋42＋・・・＋182)÷１０＝ブロックNO.2 ・ ・ ・ サンプルNO.(20＋40＋60＋・・・＋200)÷１０＝ブロックNO.20

【００２４】具体的には、先ず、データ格納部１０３に
記憶された計２００個のパターン位置変動データを用い
て、感光体の回転周期おきに各々のサンプルタイミング
のパターン位置変動データをピックアップし、これをサ
ンプルタイミング（サンプルNO. ）を一つずつシフトし
ながら繰り返すことで、計２０個のブロックに分割す
る。このとき、各ブロックには計１０個のパターン位置
変動データが含まれることになるため、各々のブロック
に含まれる位置変動データを加算したのち（ステップＳ
１４）、各ブロックの加算値をブロック分割数の「１
０」で除算する（ステップＳ１５）。この演算処理によ
り、各々のパターン位置変動データに含まれている、感
光体ウォブルに起因しない他の変動成分が相殺されて小
さくなるため、感光体ウォブルに起因する変動成分だけ
を抽出できる。そこで図１０に示すように、サンプリン
グデータと一緒に検出したＺ相（エンコーダ出力信号）
を基準にして、感光体の回転周期Ｔ（２秒）におけるパ
ターン位置変動（ブロックNO.1〜20）の振幅及び位相を
検出する（ステップＳ１６）。

【００２５】こうした一連の感光体ウォブル検知処理を
ブラック，イエロー，マゼンタ，シアンの各色毎に繰り
返し（図７のステップＳ２）、全色完了した時点でレジ
ずれ補正用の補正テーブルを作成する（ステップＳ
３）。

【００２６】補正テーブルの作成にあたっては、先ず、
テーブル作成部１０５ａが図１０の検出結果に基づいて
上記ブロックNO. 1 〜20と各ブロックNO. に対応する振
幅データ（μｍ）のテーブルを作成する。このとき、図
１０ではブロックNO.3のサンプルタイミングがＺ相の出
力タイミングに一致していることから、図１１に示すよ
うにブロックNO.3,4, ・・・,20,1,2 の順でテーブルを
作成する。また、基準位置（０）を境にして正の方向に
変動した振幅データにはプラス（＋）、負の方向に変動
した振幅データにはマイナス（−）の符号を付す。次い
で、図１２（ａ）に示すように、テーブルのブロックN
O. をＺ相の出力タイミングを基準（NO.0) に変更する
とともに、各NO. の振幅データを正負反転した逆相の値
に変更する。

【００２７】その後、データ変換部１０５ｂがＺ相を基
準にした各NO. の振幅データ（μｍ）を、画像書き込み
タイミングを補正するためのディレイ値（ｎｓ）に変換
する。ここで、例えば本システムが１ドットあたり６４
μｍ（解像度：４００ｄｐｉ）で、１ドットクロックが
５０ｎｓであるとすると、ディレイ値２．５ｎｓが３．
２μｍに相当することになる。そこで本実施形態では、
画像書き込み補正部１４の構成（図５）として、２．５
ｎｓの間隔で２０種類のディレイ値（２．５〜５０ｎ
ｓ）を装備させ、これにより主走査方向の画像書き込み
位置を３．２μｍずつ最大６４μｍの範囲で調整可能と
した。したがって、ディレイ値の中間値である２５ｎｓ
を基準にすれば±３２μｍの調整が可能となることか
ら、振幅が０の場合（NO.18)のディレイ値を２５ｎｓに
設定し、これを基準に他のNO. のディレイ値を設定する
ことで図１２（ｂ）のような補正テーブルを作成した。

【００２８】こうして補正テーブルを作成したら、その
後の画像形成処理においては、各色毎に感光体ウォブル
の補正処理を行う（図７のステップＳ４Ｋ，４Ｙ，４
Ｍ，４Ｃ）。図１３は各色毎の感光体ウォブル補正のア
ルゴリズムを説明する図である。先ず、任意のディレイ
値、例えば中間値であるディレイ値２５ｎｓを初期値と
してセットする（ステップＳ２０）。次に、エンコーダ
１３からのＺ相が検知されるまで待ち（ステップＳ２
１）、Ｚ相が検知された時点で補正テーブルのNO.0のデ
ィレイ値（本例では１２．５ｎｓ）をセットする（ステ
ップＳ２２）。このディレイ値のセットは、制御部（Ｃ
ＰＵ）１０１からの指示に従ったセレクタ１７（図５）
の選択機能により行われる。その後、先程のレジセンサ
１２でのサンプリング周期（０．１ｓ）分の補正インタ
ーバルをとったのち（ステップＳ２３）、一連の画像形
成処理が終了したか否かを判断し（ステップＳ２４）、
それが終了となるまでの間、Ｚ相を基準に補正テーブル
のNO. 順に従ってディレイ値のセット（選択）を繰り返
す。

【００２９】これにより、各色のレーザ書き込み部（Ｒ
ＯＳ）７Ｋ，７Ｙ，７Ｍ，７Ｃでのライン走査は、その
時々にセットされているディレイ値に基づいて行われる
ことから、先の図１０に示したパターン位置変動が０に
なるように主走査方向の画像書き込みタイミングがリア
ルタイムに補正される。その結果、感光体ウォブルに起
因するＡＣカラーレジずれが解消されるため、色ずれを
抑えた高品位な出力画像を得ることができる。

【００３０】なお、上記実施形態においては、感光体ウ
ォブルの検知／補正を例に挙げて説明したが、これと同
様の手順で転写ベルトの端面プロファイルに依存する主
走査方向のＡＣカラーレジずれを検知／補正することも
可能である。ただし、その場合は感光体の回転周期と転
写ベルトの回転周期とが異なることから、それに応じて
補正テーブルの大きさも異なったものとなる。

【００３１】また上記実施形態では、ブラック，イエロ
ー，マゼンタ，シアンの全色についてそれぞれ主走査方
向の画像書き込みタイミングを補正するようにしたが、
これ以外にも、ブラックの転写位置を基準（理想位置）
として他のイエロー、マゼンダ、シアンの主走査方向の
レジずれを検知し、これを基にブラック以外の色につい
てのみ主走査方向の画像書き込みタイミングを補正する
ようにしてもよい。

【００３２】ところで、レジずれ要因となる感光体ウォ
ブルは、先の図１９に示すように感光体６の中心軸に対
してその回転軸が傾くことで発生する以外にも、図１４
に示すように感光体６の中心軸に対してその回転軸が上
下いずれか一方にずれることでも発生する。そうした場
合、感光体ウォブルが発生してない正常時には、図１５
（ａ）に示すように転写ベルト１の両端にそれぞれ真っ
直ぐの線画が形成されるのに対して、感光体ウォブルの
発生時には、図１５（ｂ）に示すように真っ直ぐに形成
されるべき２本の線画が転写ベルト１の両端で波形に曲
がりながら互いに接近離反し、これによって主走査方向
の画像の倍率が周期的に変動してしまう。そこで、こう
した不具合を解消すべくなされた本発明の他の実施形態
について以下に述べる。

【００３３】先ず、斯かる画像形成装置のシステム構成
については上記図１に示すものと同様であり、また主要
部の構成としては上記図４に示すものと同様である。た
だし、レジずれ検出用パターンとしては、主走査方向の
倍率変動を検出し得るよう、上記図２又は図３に示すよ
うに転写ベルト１の両端（ＩＮ／ＯＵＴ）にそれぞれパ
ターンを形成するとともに、各々のパターンをＩＮ側／
ＯＵＴ側でそれぞれレジセンサ１２によりサンプリング
することとした。また、上述の画像書き込み補正部１４
による画像書き込み動作の補正内容として、主走査方向
の画像クロックの周波数を補正することとし、その具体
的な構成例として図１６に示すものを採用した。

【００３４】図１６においては、水晶発振器１５から与
えられる基準クロック(Ref Clock)信号の周波数を基準
に、所定周波数の画像クロック(Dot Clock) を発生する
ＶＣＯ(Voltage Controlled Oscillator: 電圧制御発振
器) １８が装備され、このＶＣＯ１８によって主走査方
向の画像クロックの周波数を調整できるようになってい
る。また、画像クロックの周波数を決定するＶＣＯ１８
への印加電圧値は、レーザ書き込み部（ＲＯＳ）７から
出力されるＳＯＳ(Start Of Scan) 信号とエンコーダ１
３から与えられるＺ相を基準にして、ＣＰＵ１０１によ
り制御されるようになっている。このＣＰＵ１０１にお
いては、ＶＣＯ１８への印加電圧を制御するための制御
信号をディジタル／アナログ変換回路（Ｄ／Ａ）１９に
与え、その制御信号に基づく電圧がディジタル／アナロ
グ変換回路１９からＶＣＯ１８に印加されるようになっ
ている。

【００３５】続いて、斯かる画像形成装置の動作につい
て説明する。なお、ここでは一例として、特定の色（例
えばブラック）に関するレジずれ補正のための処理につ
いてのみ説明するが、このレジずれ補正処理は各色同様
に行われるものである。先ず、レジずれ補正にあたって
は、感光体ウォブルの検知処理として、上述のごとくレ
ジずれ検出用パターンを転写ベルト１の両端、つまりＩ
Ｎ／ＯＵＴにそれぞれ形成し、これをＩＮ／ＯＵＴの双
方で、サンプリング制御部１０２からの指示に従ってレ
ジセンサ１２でサンプリングする（既述のステップＳ１
２の処理内容を参照）。これにより、ＩＮ側／ＯＵＴ側
の双方で、上記図９に示すようなサンプリングデータが
得られることから、上述した位置変動検出部１０４ａで
は、ＩＮ側及びＯＵＴ側のレジセンサ１２を介して得ら
れる各サンプリングデータに基づいて各々のサンプルタ
イミングにおける主走査方向のパターン位置変動を検出
し（既述のステップＳ１３の処理内容を参照）、さらに
振幅・位相検出部１０４ｂでは、所定周期（本例では感
光体の回転周期）におけるパターン位置変動の振幅及び
位相を検出する（既述のステップＳ１４〜Ｓ１６の処理
内容を参照）。

【００３６】次に、レジずれ補正（本例では倍率補正）
のための補正テーブルを作成する。この補正テーブルの
作成にあたっては、先ず、テーブル作成部１０５ａが上
記パターン位置変動の振幅及び位相の検出結果を基に、
ＩＮ側／ＯＵＴ側に分けて図１７（ａ），（ｂ）に示す
ように各ブロックNO. と振幅データのテーブルを作成す
る。このとき、基準位置（０）を境にして正の方向（転
写ベルト１の外側）に変動した振幅データにはプラス
（＋）、負の方向（転写ベルト１の内側）に変動した振
幅データにはマイナス（−）の符号を付す。

【００３７】ちなみに、図１７（ａ），（ｂ）のテーブ
ルデータにおいては、ＩＮ側とＯＵＴ側の双方で相対応
するブロックNO. の振幅データが同じ値（例えば、ブロ
ックNO.3の振幅データがＩＮ側／ＯＵＴ側ともに＋１６
μｍ）になっているが、実際には図１４に示した感光体
ウォブル以外のレジずれ要因も存在するため、ＩＮ側と
ＯＵＴ側の相対応するブロックNO. の振幅データは不一
致となる場合が多い。

【００３８】こうしてＩＮ側／ＯＵＴ側で個別にテーブ
ルを作成したら、図１７（ｃ）に示すように上記ブロッ
クNO. を、エンコーダ１３からのＺ相を基準にしたNO.
に変更したかたちで、各NO. に対応する主走査方向の倍
率データのテーブルを作成する。各NO. の倍率データに
ついては、ＩＮ側の振幅データを“Ｗａ”、ＯＵＴ側の
振幅データを“Ｗｂ”、ＩＮ側のセンサ位置とＯＵＴ側
のセンサ位置との間隔を“Ｌ”とした場合、次の数式に
よって求まる。 倍率データ＝｛（Ｗａ＋Ｗｂ）＋Ｌ｝÷Ｌ このとき、図示のごとくＩＮ側／ＯＵＴ側のセンサ位置
間隔“Ｌ”が１００ｍｍであったとすると、Ｚ相を基準
にした各NO. の倍率データは上述の数式に従って図１７
（ｃ）のように算出される。次いで、データ変換部１０
５ｂが上述のごとく求めた各NO. の倍率データの逆倍
数、つまり任意のNO. の倍率データが１．００１倍であ
れば、これを基準倍数“１”に補正（縮小）すべく、そ
の逆数となる１／１．００１倍に相当するＶＣＯ電圧値
（画像クロックの周波数を補正するための値）に変換
し、その変換したＶＣＯ電圧値を、Ｚ相基準で図１７
（ｄ）に示すようにテーブル化する。これにより、倍率
補正のための補正テーブルが作成される。

【００３９】こうして倍率補正のための補正テーブルを
作成したら、その後の画像形成処理においては、図１８
に示す補正アルゴリズムに従って感光体ウォブルの補正
処理を行う。先ず、任意の電圧値、例えば倍率データが
１倍のときのＶＣＯ電圧値（Ref-x）を初期値としてセ
ットする（ステップＳ３０）。次に、エンコーダ１３か
らのＺ相が検知されるまで待ち（ステップＳ３１）、Ｚ
相が検知された時点で補正テーブルのNO.0のＶＣＯ電圧
値（本例ではｘ０）をセットする（ステップＳ３２）。
その後、レジセンサ１２でのサンプリング周期分の補正
インターバルをとったのち（ステップＳ３３）、一連の
画像形成処理が終了したか否かを判断し（ステップＳ３
４）、それが終了となるまでの間、Ｚ相を基準に補正テ
ーブルのNO. 順に従ってＶＣＯ電圧値のセットを繰り返
す。これにより、エンコーダ１３からのＺ相を基準にＶ
ＣＯ１８への印加電圧値が制御されるため、レーザ書き
込み部（ＲＯＳ）７でのライン走査は、その時々にセッ
トされているＶＣＯ電圧値に基づいて行われる。このと
き、ＶＣＯ１８を制御するタイミングは、レーザ書き込
み部（ＲＯＳ）７からのＳＯＳ信号を基準に、そのレー
ザ光軸が１ライン走査時に非画像エリアに外れるタイミ
ングで設定すると良い。

【００４０】これにより、感光体ウォブルによって画像
倍率が基準倍率よりも大きくなるタイミングでは、それ
を縮小すべくＶＣＯ１８での発振周波数（主走査方向の
画像クロックの周波数）が基準クロックの周波数よりも
高く設定され、反対に画像倍率が基準倍率よりも小さく
なるタイミングでは、それを拡大すべくＶＣＯ１８での
発振周波数が基準クロックの周波数よりも低く設定され
る。その結果、転写ベルト１上に形成される画像倍率が
常に基準倍率（１倍）になるように主走査方向の画像ク
ロックの周波数がリアルタイムに補正されることから、
感光体ウォブルに起因する主走査方向の周期的な倍率変
動を解消することができ、それと同時に主走査方向の倍
率変動に伴う各色の相対的なレジずれをも解消すること
ができる。

【００４１】さらに、先述の実施形態との組み合わせ、
すなわち検出手段１０４による検出結果に基づいて主走
査方向の画像書き込みタイミングと画像クロックの周波
数の両方を補正するようにすれば、感光体の回転軸の傾
きやずれによって感光体ウォブルが発生した場合でも、
これに起因する複合的なレジずれを一挙に解消すること
ができる。

【００４２】なお、上記二つの実施形態においては、画
像書き込み動作を補正するためのディレイ値又はＶＣＯ
電圧値の選択タイミング（補正インターバル）をレジセ
ンサ１２のサンプリング周期としたが、各々の補正テー
ブルをもっと細かくすれば、さらに精度の高い補正が可
能となる。

【００４３】また、本発明に係る画像形成装置は、先の
図１に示したようにそのベルト上に転写シート４を載せ
て搬送する転写ベルト１を像担持体とするもの以外に
も、そのベルト上に重ね転写されたトナー像を転写シー
ト４に一括転写する中間転写ベルトを像担持体とするも
の、或いはそのベルト上に直に静電潜像が形成される感
光体ベルトを像担持体とするものにも同様に適用するこ
とができる。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように本発明の画像形成装
置によれば、像担持体上に形成された色ずれ検出用パタ
ーンのサンプリングデータに基づいて、各々のサンプル
タイミングにおける主走査方向のパターン位置変動とと
もに、所定周期におけるパターン位置変動の振幅及び位
相を検出し、その検出結果に基づいて主走査方向の画像
書き込みタイミングをリアルタイムに補正することによ
り、主走査方向の周期的なレジずれ、つまりＡＣカラー
レジずれを精度良く補正することができる。その結果、
ＡＣカラーレジずれ要因である感光体ウォブルやベルト
端面プロファイルに依存しない高精度カラーレジストレ
ーション技術が確立される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る画像形成装置のシステム概念図
である。

【図２】 色ずれ検出用パターンの一例を示す図であ
る。

【図３】 色ずれ検出用パターンの他の例を示す図であ
る。

【図４】 本発明の主要部の構成を示すブロック図であ
る。

【図５】 補正手段の具体的な構成例を示す図である。

【図６】 補正手段の他の構成例を示す図である。

【図７】 感光体ウォブルの検知／補正アルゴリズムを
説明する図である。

【図８】 感光体ウォブルの検知アルゴリズムを説明す
る図である。

【図９】 色ずれ検出用パターンのサンプリング結果を
示す図である。

【図１０】 パターン位置変動の振幅・位相の検出結果
を示す図である。

【図１１】 補正テーブルの作成手順を説明する図（そ
の１）である。

【図１２】 補正テーブルの作成手順を説明する図（そ
の２）である。

【図１３】 感光体ウォブルの補正アルゴリズムを示す
図である。

【図１４】 感光体ウォブルの他の発生要因を説明する
図である。

【図１５】 感光体ウォブルによる倍率変動を説明する
図である。

【図１６】 倍率補正のための具体的な構成例を示す図
である。

【図１７】 倍率補正のためのテーブル作成手順を示す
図である。

【図１８】 感光体ウォブルの他の補正アルゴリズムを
示す図である。

【図１９】 感光体ウォブルの発生要因を説明する図で
ある。

【図２０】 感光体ウォブルによるレジずれを説明する
図である。

【符号の説明】

１ 転写ベルト（像担持体） ５Ｋ，５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ 画像出力部 ６Ｋ，６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ 感光体 ７Ｋ，７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ レーザ書き込み部 １２ レジセンサ（サンプリング手段） １４ 画像書き込み補正部 １０１ 制御部（ＣＰＵ） １０４ 検出手段 １０５ テーブル作成手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 尾形 健太 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社海老名事業所内 (72)発明者 加藤 健 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社海老名事業所内 (72)発明者 村上 順一 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社海老名事業所内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体に沿って複数の画像出力部を配
   設し、前記像担持体上に前記複数の画像出力部によって
   順次異なる色の画像を重ねて多色の画像を形成可能とし
   た画像形成装置において、 前記像担持体上に色ずれ検出用パターンを形成するパタ
   ーン形成手段と、 前記パターン形成手段によって前記像担持体上に形成さ
   れた色ずれ検出用パターンを所定のタイミングで繰り返
   しサンプリングするサンプリング手段と、 前記サンプリング手段によってサンプリングされたサン
   プリングデータに基づいて各々のサンプルタイミングに
   おける主走査方向のパターン位置変動を検出するととも
   に、所定周期における前記パターン位置変動の振幅及び
   位相を検出する検出手段と、 前記検出手段による検出結果に基づいて主走査方向の画
   像書き込みタイミングを補正する補正手段とを備えたこ
   とを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記補正手段は、前記検出手段によって
   検出された前記パターン位置変動の振幅及び位相に基づ
   く補正テーブルを、前記所定周期における各々のサンプ
   ルタイミングに対応して作成するテーブル作成手段を含
   み、前記補正テーブルに基づいて主走査方向の画像書き
   込みタイミングを補正することを特徴とする請求項１記
   載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記テーブル作成手段は、前記検出手段
   によって検出された前記パターン位置変動の振幅及び位
   相を反転してなる逆相の補正テーブルを、前記所定周期
   における各々のサンプルタイミングに対応して作成する
   ことを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】 像担持体に沿って複数の画像出力部を配
   設し、前記像担持体上に前記複数の画像出力部によって
   順次異なる色の画像を重ねて多色の画像を形成可能とし
   た画像形成装置において、 前記像担持体上に色ずれ検出用パターンを形成するパタ
   ーン形成手段と、 前記パターン形成手段によって前記像担持体上に形成さ
   れた色ずれ検出用パターンを所定のタイミングで繰り返
   しサンプリングするサンプリング手段と、 前記サンプリング手段によってサンプリングされたサン
   プリングデータに基づいて各々のサンプルタイミングに
   おける主走査方向のパターン位置変動を検出するととも
   に、所定周期における前記パターン位置変動の振幅及び
   位相を検出する検出手段と、 前記検出手段による検出結果に基づいて主走査方向の画
   像クロックの周波数を補正する補正手段とを備えたこと
   を特徴とする画像形成装置。
5. 【請求項５】 前記補正手段は、前記検出手段による検
   出結果に基づいて主走査方向の画像書き込みタイミング
   と画像クロックの周波数を補正することを特徴とする請
   求項４記載の画像形成装置。
6. 【請求項６】 前記像担持体は、転写ベルト、中間転写
   ベルト又は感光体ベルトであることを特徴とする請求項
   １又は４記載の画像形成装置。