JP2000177168A

JP2000177168A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2000177168A
Application number: JP10359175A
Authority: JP
Inventors: Yasumasa Asatani; 康正浅谷
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1998-12-17
Filing date: 1998-12-17
Publication date: 2000-06-27
Anticipated expiration: 2018-12-17
Also published as: JP3175716B2; US6421076B1

Abstract

(57)【要約】【課題】複数の画像を重ね合わせる際に、構成や制御
の大幅な複雑化を招くことなく、副走査方向に沿った各
画像の位置ずれを小さくする。【解決手段】４本の光ビームのうち、基準の光ビーム
の変調開始時期に対する他の３本の光ビームの各々の変
調開始時期の遅延時間を、光ビームの走査周期で除して
商Ｑ及び剰余Ｒを求め、剰余Ｒの値が１／２を超える光
ビームの数が各値のときに、端数処理としての剰余Ｒの
切り捨て（「Ｑｃ，ｍ，ｙ」と表記）又は切り上げ
（「Ｑｃ，ｍ，ｙ＋１」と表記）を各光ビーム毎に選択
するための選択条件に基づいて、各光ビーム毎に剰余Ｒ
の切り捨て又は切り上げを選択して各光ビームの変調開
始時期を決定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は画像形成装置に係
り、特に、複数本の光ビームを感光体上で各々走査させ
て感光体上に形成した複数の画像を重ね合わせ単一の画
像として出力する画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】形成すべき画像に応じて変調した光ビー
ムを感光体上で走査させることで静電潜像を形成し、感
光体上に画像を形成する構成の画像形成装置は、従来よ
りプリンタや複写機等の機器で使用されているが、近
年、これらの機器のデジタル化やカラー化に伴い、前述
した構成の画像形成装置が広範に用いられるようになっ
てきている。カラー画像の形成は、例えば互いに異なる
４色（例えばＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋ）の画像が単一の感光体上
で重なり合うように、前記各色の画像を前記感光体上に
順に形成することで実現できるが、最終的にカラー画像
が形成される迄に時間がかかるという問題がある。

【０００３】このため、複数の感光体を有し、複数本の
光ビームによって各感光体を同時に走査露光して各感光
体に互いに異なる色の画像を形成し、各色の画像を同一
の中間転写媒体上に重ね合わせることによってカラー画
像を形成する、所謂タンデム方式の画像形成装置が考案
されている。タンデム方式の画像形成装置は各色の画像
を同時に形成するので、カラー画像の形成に要する時間
を大幅に短縮することができる。

【０００４】タンデム方式の画像形成装置では、各感光
体に形成された各色の画像（トナー像）を、中間転写媒
体上で副走査方向（光ビームの走査方向に直交する方
向）に沿ってずれなく重ね合わせるために、中間転写媒
体の移動に合わせて各色に対応する光ビームの書込み開
始タイミング（変調開始タイミング）を順次遅延させる
必要がある。この遅延量は、感光体上への光ビームの入
射位置の誤差、感光体の半周長の誤差、中間転写媒体が
各色の感光体間を移動する速度の誤差等のパラメータの
値に基づいて決定される。

【０００５】しかし、各画像を重ね合わせる際に許容さ
れる画像の位置ずれ量は、出力する画像データにもよる
が、一般に最大でも0.1mm以下であるのに対し、上記パ
ラメータの値は各部品が熱や外力によって変形した場合
にも変化する。従って、単に各部品の寸法精度等の機械
的精度を高くしたとしても、画像の重ね合わせの精度を
継続的に維持することは困難である。そして、画像の位
置ずれ量が大きくなると、カラー画像では、例えば色相
が均一であるべき領域内で色相の変化が生じたり、前記
領域内の色相が部分的に不均一になる等の画質欠陥が現
れる。

【０００６】このため、従来より、中間転写媒体上に転
写された各色の画像の位置を各々測定して画像の位置ず
れ量を検知し、検知した位置ずれ量に応じて書込み遅延
時間を補正することにより、画像の位置ずれを補正する
ことが行なわれている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】複数の画像を重ね合わ
せて単一の画像として出力する場合、重ね合わされる各
画像の位置ずれは、主走査方向（光ビームの走査方向）
についても生ずるが、この主走査方向については、主走
査方向に沿った画素間隔よりも小さい長さを単位として
画像位置を補正することも可能であるので、画像の位置
ずれを高精度に補正できる。

【０００８】すなわち、画像の主走査方向に沿った位置
は光ビームの１走査内における光ビームの変調開始タイ
ミングによって変化するが、この変調開始タイミング
は、通常、ＳＯＳセンサ等のビーム位置検知センサが光
ビームを検知してから光ビームの変調を開始するまでの
期間を、クロック信号のパルス数で表したデータを用い
て制御されるので、前記クロック信号の周波数を画素間
隔に対応する周波数よりも高くし、かつ前記データを主
走査方向の位置ずれ量に応じて補正すれば、主走査方向
に沿った画素間隔よりも小さい長さを単位として画像位
置を補正できる。

【０００９】しかしながら、副走査方向に沿った画像の
位置ずれについては、通常、副走査方向に沿った画素間
隔（走査線間隔）が画像位置の補正の最小単位であるの
で、副走査方向に沿った画像の位置ずれを補正するため
の変調開始タイミングの遅延時間を、光ビームの１走査
に相当する時間で除して遅延走査線数を求め、端数が生
じた場合には端数処理を行って演算結果を整数化するこ
とで、変調開始タイミングの遅延時間を光ビームの１走
査に相当する時間の整数倍としていた。遅延走査線数の
端数の処理方法としては、例えば特開昭６４−３８７６
４号公報等に記載された切り上げや、切り捨て、四捨五
入が考えられる。

【００１０】例えば四捨五入では、遅延走査線数の端数
が１／２を超えた場合には切り上げを、端数が１／２未
満の場合には切り捨てを行うことで、書込み位置のずれ
（＝（四捨五入前の遅延走査線数の実数値−四捨五入後
の遅延走査線数の整数値）×走査線間隔）を走査線間隔
の１／２以下に抑えることができる。しかし、書き込む
光ビームの数が３本以上の場合、各光ビームの遅延走査
線数には互いに相関がない（少なくとも各光ビーム毎の
遅延走査線数の端数の値には相関がない）ので、各光ビ
ームによって形成される各画像の位置は、副走査方向に
沿って最大で±（走査線間隔／２）の範囲内でばらつ
く。

【００１１】また、上述した四捨五入に代えて切り上げ
又は切り捨てを適用した場合の画像の最大位置ずれ量も
上記と同様であり、周知の各種端数処理の何れを採用し
たとしても、副走査方向に沿った最大位置ずれ量は走査
線間隔に略等しい値であった。このため、副走査方向に
沿った画像の位置ずれに対する補正精度は不充分であっ
た。

【００１２】また、複数本の光ビームに対応して複数の
偏向手段を設け、各光ビームを互いに別個の偏向手段で
偏向する構成であれば、各偏向手段による光ビーム偏向
走査の位相を変化させる（例えば偏向手段が回転多面鏡
であれば、回転多面鏡の回転の位相を変化させる）こと
で、走査線間隔よりも小さい長さを単位として副走査方
向に沿った画像位置を補正することも可能ではあるが、
機構及び制御が非常に複雑になるという欠点がある。

【００１３】一方、単一の偏向手段により複数本の光ビ
ームを偏向する構成では、副走査方向にビームを偏向す
る偏向手段（例えばミラーを微小角度傾ける機構等）を
必要とし、機構及び制御が非常に複雑になるという欠点
がある。

【００１４】本発明は上記事実を考慮して成されたもの
で、複数の画像を重ね合わせる際に、構成や制御の大幅
な複雑化を招くことなく、光ビームの走査方向と交差す
る方向に沿った各画像の位置ずれを小さくすることがで
きる画像形成装置を得ることが目的である。

【００１５】

【課題を解決するための手段】Ｎ本（Ｎ≧２）の光ビー
ムを、互いに同一のタイミング・周期で偏向して被走査
体上を走査させた場合、各光ビームの走査方向と直交す
る副走査方向に沿った照射位置を走査線間隔を単位とし
て変更可能という条件下で、Ｎ本の光ビームの副走査方
向に沿った位置が最もばらついた状態（副走査方向位置
ずれ量が最大の状態）は、図１にも示すように、Ｎ本の
光ビームの位置（図１では個々の光ビームを「○」で示
す）が、走査線間隔に相当する範囲内に（走査線間隔／
Ｎ）の間隔を隔てて均等に並んだときである。

【００１６】なお、図１は各光ビームの位置関係を概念
的に示したものであり、各光ビームの位置を画像の位置
とみなせば、図に示されている各光ビームの位置は、単
一の画像として重ね合される複数の画像の位置ずれが最
大の状態にも対応している。

【００１７】本願発明者は、上記の状態において、Ｎ個
の光ビームの位置の最大位置ずれ量は走査線間隔（図１
では「ｄｏｔ」と表記）の（Ｎ−１）／Ｎ倍、すなわち
走査線間隔よりも小さいことを見出し、この事実から、
光ビームの変調開始時期の変更単位が光ビームの１走査
に相当する時間という制限がある場合であっても、光ビ
ームの走査方向と交差する方向に沿った各画像の最大位
置ずれ量を走査線間隔よりも小さくすることが可能であ
ることに想到して本願発明を成すに至った。

【００１８】上記に基づき請求項１記載の発明に係る画
像形成装置は、複数本の光ビームを感光体上で各々走査
させて感光体上に形成した複数の画像を重ね合わせ、単
一の画像として出力する画像形成装置であって、前記重
ね合わされる複数の画像の前記光ビームの走査方向と交
差する方向に沿った位置ずれ量を検知する検知手段と、
前記検知手段によって検知された位置ずれ量を補正する
ための各光ビームの変調開始時期の偏差を演算し、光ビ
ームの１走査に相当する時間を光ビームの変調開始時期
の変更単位とし、各光ビームの変調開始時期の偏差の組
合せに基づいて各光ビームの変調開始時期を決定する補
正手段と、前記補正手段によって決定された変調開始時
期に従って各光ビームの変調を制御する変調制御手段
と、を備えたことを特徴としている。

【００１９】請求項１の発明に係る画像形成装置は、複
数本の光ビームを感光体上で各々走査させて感光体上に
形成した複数の画像を重ね合わせ、単一の画像として出
力する。これにより、例えば複数の画像が色の異なる画
像であれば、複数の画像が合成されて出力される出力画
像は多色画像（複数の画像の色をＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃとすれ
ばフルカラー画像）となる。

【００２０】また、請求項１の発明は、重ね合わされる
複数の画像の光ビームの走査方向と交差する方向に沿っ
た位置ずれ量を検知する検知手段を備えており、補正手
段は、検知手段によって検知された位置ずれ量を補正す
るための各光ビームの変調開始時期の偏差を演算し、光
ビームの１走査に相当する時間を光ビームの変調開始時
期の変更単位とし、各光ビームの変調開始時期の偏差の
組合せに基づいて各光ビームの変調開始時期を決定す
る。

【００２１】従来、個々の光ビームの遅延走査線数に対
する端数処理は、処理対象の遅延走査線数の値のみを参
照して行っていたため、走査方向と交差する方向に沿っ
た画像の最大位置ずれ量は走査線間隔に略等しい値であ
った。これに対して、請求項１の発明では、各光ビーム
の変調開始時期の偏差の組合せに基づいて各光ビームの
変調開始時期を決定しているので、例えば各光ビームの
位置が図１に示すように均等に並んだ状態とならず、走
査線間隔に相当する範囲内に偏在するように変調開始時
期を決定する（具体的には変調開始時期の偏差の端数を
処理する）ことで、光ビームの走査方向と交差する方向
に沿った各画像の最大位置ずれ量を小さく（光ビームの
本数をＮとすると走査線間隔の（Ｎ−１）／Ｎ倍）する
ことができる。

【００２２】従って、請求項１の発明によれば、複数の
画像を重ね合わせる際に、光ビームの走査方向と交差す
る方向に沿った各画像の位置ずれを小さくすることがで
きる。また本発明は、複数本の光ビームを単一の偏向手
段によって偏向する態様であっても、複数本の光ビーム
を複数の偏向手段の何れかによって各々偏向する態様で
あっても適用可能であるが、特に単一の偏向手段を設け
た態様に本発明を適用することで、各光ビームに対する
副走査方向の偏向機構や制御の複雑化を招くことなく、
光ビームの走査方向と交差する方向に沿った各画像の位
置ずれを小さくできるので好ましい。

【００２３】なお、変調開始時期の偏差は、請求項２に
記載したように、複数本の光ビームのうち基準の光ビー
ムの変調開始時期を基準として求めることができる。ま
た、各光ビームの変調開始時期の決定についても、請求
項２に記載したように、各光ビームの変調開始時期の偏
差を、光ビームの１走査に相当する時間で除して商Ｑ及
び剰余Ｒを求め、各光ビームの剰余Ｒの値の組合せに基
づいて決定することができる。

【００２４】剰余Ｒは、基準の光ビームによって形成さ
れる画像の副走査方向に沿った位置を基準としたとき
の、他の光ビームの変調開始時期を所定の走査線走査回
数遅延させることによって形成される画像の走査方向と
交差する方向に沿った位置ずれ量を表しているので、各
光ビームの剰余Ｒの値の組合せから各光ビームの位置関
係を判断することができ、各光ビームの位置が走査線間
隔に相当する範囲内に偏在するように変調開始時期を決
定することができる。

【００２５】請求項３記載の発明は、請求項１の発明に
おいて、前記補正手段は、Ｎ本（Ｎ≦４）の光ビームに
対し、基準の光ビームの変調開始時期に対するＮ−１本
の光ビームの各々の変調開始時期の偏差を、光ビームの
１走査に相当する時間で除して商Ｑ及び剰余Ｒを求め、
剰余Ｒの値が（Ｎ−２）／Ｎを超える光ビームの数のと
り得る値に対応して各々定められた、端数処理としての
剰余Ｒの切り捨て又は切り上げを各光ビーム毎に選択す
るための選択条件に基づいて、各光ビーム毎に前記剰余
Ｒの切り捨て又は切り上げを選択して各光ビームの変調
開始時期を決定することを特徴としている。

【００２６】なお、補正手段による補正は、更に詳しく
は請求項３に記載したように、Ｎ本（Ｎ≦４）の光ビー
ムに対し、基準の光ビームの変調開始時期に対するＮ−
１本の光ビームの各々の変調開始時期の偏差を、光ビー
ムの１走査に相当する時間で除して商Ｑ及び剰余Ｒを求
め、剰余Ｒの値が（Ｎ−２）／Ｎを超える光ビームの数
のとり得る値（Ｎ＝３であれば剰余Ｒの値が１／３を超
える光ビームの数のとり得る値は「０，１，２」であ
り、Ｎ＝４であれば剰余Ｒの値が１／２を超える光ビー
ムの数のとり得る値は「０，１，２，３」である）に対
応して各々定められた、端数処理としての剰余Ｒの切り
捨て又は切り上げを各光ビーム毎に選択するための選択
条件に基づいて、各光ビーム毎に剰余Ｒの切り捨て又は
切り上げを選択して各光ビームの変調開始時期を決定す
ることができる。

【００２７】ここで、剰余Ｒの値が（Ｎ−２）／Ｎを超
える光ビームの数が比較的高い又は比較的低い値であれ
ば、各光ビームの位置が走査線間隔に相当する範囲内に
偏在しているので、各光ビームに対し剰余Ｒの切り捨て
又は切り上げを固定的に行うように選択条件を定めるこ
とができる。また、剰余Ｒの値が（Ｎ−２）／Ｎを超え
る光ビームの数が中間的な値である場合には、走査線間
隔に相当する範囲内における各光ビームの位置の偏在度
合いが低いと推定されるので、例えば個々の光ビーム毎
に剰余Ｒの値に応じて剰余Ｒの切り捨て又は切り上げが
選択されるように選択条件を定めることができる。

【００２８】請求項３記載の発明において、補正手段に
よる各光ビームの変調開始時期の決定は、上記の選択条
件に基づいて、各光ビーム毎に剰余Ｒの切り捨て又は切
り上げを選択することで行なわれるので、各光ビームの
変調開始時期の決定を短時間で行うことができる。

【００２９】なお補正手段は、請求項４に記載したよう
に、光ビームの総数よりも少ない一部の光ビームのみを
対象として、変調開始時期の決定を行うようにしてもよ
い。本発明において、光ビームの走査方向と交差する方
向に沿った各画像の最大位置ずれ量は走査線間隔の（Ｎ
−１）／Ｎ倍であるので、処理対象の光ビームの本数Ｎ
の値が小さくなるに従って最大位置ずれ量が小さくな
る。

【００３０】このため、例えばカラー画像を出力する場
合に、上記発明を適用し、カラー画像を構成する各色の
画像のうち色ずれが目立つ色の画像についてのみ本発明
を適用して光ビームの変調開始時期を決定することで、
出力画像に対する画質の評価を更に向上させることも可
能となる。

【００３１】また、本発明に係る検知手段は、請求項５
に記載したように、走査線間隔の１／Ｎ倍（Ｎは補正手
段による変調開始時期決定対象の光ビームの数）を単位
として画像の位置ずれ量を検知可能に構成することがで
きる。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態の一例を詳細に説明する。図２には、本発明に係
る画像形成装置としてのカラー画像形成装置１０が示さ
れている。カラー画像形成装置１０は、３個の搬送ロー
ラ１２Ａ〜１２Ｃと、搬送ローラ１２Ａ〜１２Ｃに巻き
掛けられた無端ベルトから成る中間転写媒体１４と、中
間転写媒体１４を挟んで搬送ローラ１２Ｃと対向配置さ
れた転写ローラ１６と、を備えている。

【００３３】中間転写媒体１４の上方には、中間転写媒
体１４が回転駆動されたときの中間転写媒体１４の移動
方向（図２矢印Ａ方向）に沿って、ブラック（Ｋ）画像
形成用の感光体ドラム１８Ｋ、イエロー（Ｙ）画像形成
用の感光体ドラム１８Ｙ、マゼンダ（Ｍ）画像形成用の
感光体ドラム１８Ｍ、シアン（Ｃ）画像形成用の感光体
ドラム１８Ｃが略等間隔で配置されている。各感光体ド
ラム１８は軸線が中間転写媒体１４の移動方向と直交す
るように各々配置されている。

【００３４】なお、以下ではＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃ各色毎に設
けられた部分に対し、上記と同様に、各部分の符号にＫ
／Ｙ／Ｍ／Ｃの記号を付して区別する。

【００３５】各感光体ドラム１８の周囲には、感光体ド
ラム１８を帯電させるための帯電器２０が各々配置され
ており、各感光体ドラム１２の上方には、帯電された各
感光体ドラム１８にレーザビームを各々照射して各感光
体ドラム１８に静電潜像を形成する光学走査装置３０が
配置されている。光学走査装置３０は感光体ドラムと同
数のレーザダイオード（ＬＤ）４４を備えており（図３
参照）、各ＬＤ４４から射出されたレーザビームは、偏
向手段としての単一の回転多面鏡（図示省略）に各々入
射され、互いに同一のタイミング・周期で偏向・走査さ
れる。

【００３６】また、各感光体ドラム１８の周囲には、感
光体ドラム１８の回転方向に沿ってレーザビーム照射位
置よりも下流側に、感光体ドラム１８上に形成された静
電潜像を所定色（Ｋ又はＹ又はＭ又はＣ）のトナーによ
って現像しトナー像を形成させる現像器２２、感光体ド
ラム１８上に形成されたトナー像を中間転写媒体１４に
転写する転写器（図示省略）、感光体ドラム１８に残さ
れたトナーを除去する清掃器２６が順に配置されてい
る。

【００３７】各感光体ドラム１８に形成された互いに異
なる色のトナー像は、中間転写媒体１４のベルト面上で
互いに重なり合うように中間転写媒体１４に各々転写さ
れる。これにより、中間転写媒体１４上にカラーのトナ
ー像が形成され、形成されたカラーのトナー像は、搬送
ローラ１２Ｃと転写ローラ１６との間に送り込まれた転
写材２８に転写される。そして、転写材２８は図示しな
い定着装置に送りこまれ、転写されたトナー像が定着さ
れる。これにより、転写材２８上にカラー画像（フルカ
ラー画像）が形成される。

【００３８】また、感光体ドラム１８Ｋ〜１８Ｃよりも
中間転写媒体１４の移動方向下流側には書込み位置検知
センサ３２が配置されている。書込み位置検知センサ３
２は、ＬＥＤ等の発光素子とＰＩＮフォトセンサ等の受
光素子の対で構成されている。書込み位置検知センサ３
２は制御部３４に接続されており、図３に示すように、
増幅器３６、Ａ／Ｄ（アナログデジタル）変換器３８を
介し、画像形成装置１０の各部の動作を制御するコント
ローラ４０に接続されている。なお、書込み位置検知セ
ンサ３２は増幅器３６、Ａ／Ｄ変換器３８と共に本発明
に係る検知手段に対応している。

【００３９】コントローラ４０はマイクロコンピュータ
等で構成されており、各種データを記憶するための記憶
部４０Ａを内蔵している。なお、記憶部４０Ａには画像
の位置ずれ量を測定するためのテストチャート画像（詳
細は後述）の画像データも記憶されている。コントロー
ラ４０には変調制御部４２が接続されており、変調制御
部４２には光学走査装置３０の４個のレーザダイオード
（ＬＤ）４４Ｋ，４４Ｙ，４４Ｍ，４４Ｃが各々接続さ
れている。コントローラ４０は、各ＬＤ４４から射出さ
れるレーザビームの変調タイミングを各々決定し、決定
した変調タイミングを表すタイミング制御データを変調
制御部４２に設定する。コントローラ４０は本発明の補
正手段に対応している。

【００４０】変調制御部４２にはクロック信号発生部４
６が接続されており、クロック信号発生部４６はレーザ
ビームの１走査内における１ドット毎の変調のタイミン
グを規定するクロック信号を生成する。また、光学走査
装置３０内部には、特定のレーザビーム（例えばＬＤ４
４Ｋから射出されたレーザビームＫ）が走査範囲内の走
査開始側端部位置（ＳＯＳ位置）を通過したことを検知
するビーム位置検知センサが設けられている（図示省
略）。

【００４１】変調制御部４２には、ビーム位置検知セン
サからビーム位置検知信号が入力されると共に、クロッ
ク信号発生部４６からクロック信号が入力され、更に形
成すべき画像を表す画像データが入力される。変調制御
部４２は、コントローラ４０から入力されたタイミング
制御データに応じたタイミングで、各ＬＤ４４から変調
されたレーザビームが各々射出されるように、入力され
た各信号のタイミングに基づいて各ＬＤ４４の駆動を制
御する。変調制御部４２は本発明の変調制御手段に対応
している。

【００４２】次に本実施形態の作用として、コントロー
ラ４０によって実行される４本ビームに対する色ずれ補
正処理について、図５のフローチャートを参照して説明
する。なお、この色ずれ補正処理は、画像形成装置１０
の設置時に実行されると共に、設置後にも定期的に実行
される。

【００４３】ステップ１００では、基準となるレーザビ
ームＫによって形成される画像Ｋに対し、レーザビーム
Ｃ，Ｍ，Ｙによって形成される画像Ｃ，Ｍ，Ｙの中間転
写媒体１４の移動方向（副走査方向）に沿った位置ずれ
量を測定する。

【００４４】本実施形態では、画像の位置ずれ量を測定
するためのテストチャート画像として、例として図４に
示すように、Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃの各色毎に、レーザビーム
の走査方向（主走査方向）及び該主走査方向に直交する
中間転写媒体１４の移動方向（副走査方向）に対して傾
斜した一対の斜め線から構成され、主走査方向に平行な
所定の軸に関して各々線対称とされた線画が重ね合わさ
れて成る画像を用いており、記憶部４０Ａには、該テス
トチャート画像を表す画像データが記憶されている。

【００４５】画像の位置ずれ量を測定する場合、コント
ローラ４０は記憶部４０Ａからテストチャート画像の画
像データを取り込み、テストチャート画像の画像データ
及び各レーザビームの変調タイミングを規定するタイミ
ング制御データを変調制御部４２へ出力する。

【００４６】なお、本実施形態では、各色の画像の副走
査方向に沿った位置に関連する変調タイミングを規定す
るタイミング制御データとして、レーザビームＫの変調
開始タイミングを基準としたときの他のレーザビームの
変調開始タイミングの遅延時間を、各色毎にライン数で
表したデータ（遅延ライン数Ｃｃ，Ｃｍ，Ｃｙ）を用い
ている。なお、画像形成装置１０の設置時には、遅延ラ
イン数データとしてデフォルトで定められた値が設定さ
れる。

【００４７】画像データ及びタイミング制御データが入
力されると、変調制御部４２は、タイミング制御データ
に応じた所定のタイミングで、テストチャート画像の画
像データに応じて各レーザビームが変調されるように各
ＬＤ４４を駆動する。

【００４８】各ＬＤ４４から射出された４本のレーザビ
ームは単一の回転多面鏡によって各々偏向され、ｆθレ
ンズ等の光学部品（図示省略）を介して対応する感光体
ドラム１８へ向けて射出され、帯電器２０によって帯電
された感光体ドラム１８の周面上を走査される。レーザ
ビームが走査することで感光体ドラム１８の周面上に形
成された各色のテストチャート画像の静電潜像は、現像
器２２によって互いに異なる色のトナー像として現像さ
れ、各色のトナー像が中間転写媒体１４のベルト面上で
重ね合わされる。これによって中間転写媒体１４のベル
ト面上にテストチャート画像が形成される。

【００４９】中間転写媒体１４のベルト面上のテストチ
ャート画像が形成された部位が書込み位置検知センサ３
２配設位置に到達すると、書込み位置検知センサ３２の
発光素子から射出され微小な光スポットとして集光され
た光がテストチャート画像上を横切り（例えば図４に破
線で示す位置）、ベルト面上で反射された光が受光素子
に入射されることにより、書込み位置検知センサ３２か
らは図４に「センサ出力」として示す波形の信号が出力
される。

【００５０】この信号波形において、所定の色で形成さ
れた一対の斜め線に対応して出力される一対のパルスの
出力タイミングを基準として、その中間に相当するタイ
ミングが、前記所定の色の画像の副走査方向に沿った位
置を表している。書込み位置検知センサ３２から出力さ
れた信号は、増幅器３６、Ａ／Ｄ変換器３８を介してコ
ントローラ４０に入力される。

【００５１】なお、Ａ／Ｄ変換器３８は、書込み位置検
知センサ３２から増幅器３６を介して入力される信号
を、レーザビームの走査周期ｔ₀の１／Ｓ倍の周期（但
し、Ｓ＝２×Ｎ：本実施形態ではビーム数Ｎ＝４である
ので、ｔ₀／８の周期）でサンプリングしてデジタルデ
ータに変換し、コントローラ４０に出力している。上記
のように信号処理することは請求項５に記載の検知手段
に対応している。

【００５２】コントローラ４０は、Ａ／Ｄ変換器３８か
ら入力されたデータに基づいて、前記一対のパルスの出
力タイミングの中間に相当するタイミング（画像検知タ
イミング）を各色毎に求め、Ｋの画像検知タイミングを
基準として、他の色（Ｃ，Ｍ，Ｙ）の画像検知タイミン
グの差を各々演算することで位置ずれ量（に相当する時
間差）を各々求める。なお、ステップ１００では上記位
置ずれ量に相当する時間差が、ｔ₀／Ｓの周期の計数ク
ロック信号のパルスのカウント値として演算される。

【００５３】次のステップ１０２では、Ｃ，Ｍ，Ｙ各色
について各々求めた位置ずれ量（に相当する時間差）に
基づいて、レーザビームＫの書込み時間（変調開始タイ
ミング）を基準としたときの、前記位置ずれ量を補正す
るためのレーザビームＣ，Ｍ，Ｙの書込み遅延時間を演
算する。これは、Ｃ，Ｍ，Ｙ各色毎に、ステップ１００
で演算した位置ずれ量（を表すカウント値）と、テスト
チャート画像を記録する際に設定した遅延ライン数が表
す遅延時間（をｔ₀／Ｓの周期の計数クロック信号のパ
ルスのカウント値に換算した値）を加算することによっ
て求めることができる。上記により、Ｃ，Ｍ，Ｙ各色毎
に書込み遅延時間Ｔｃ，Ｔｍ，Ｔｙが各々得られる。

【００５４】次のステップ１０４では各色の書込み遅延
時間をレーザビームの走査周期ｔ₀で除したときの演算
結果に相当する商Ｑ及び剰余Ｒを各色について各々演算
する。ステップ１０２で求めた書込み遅延時間Ｔｃ，Ｔ
ｍ，Ｔｙは、書込み遅延時間をｔ₀／Ｓの周期の計数ク
ロック信号のパルスのカウント値に換算した値であるの
で、上記の演算は書込み遅延時間Ｔｉ（ｉはＣ，Ｍ，Ｙ
の何れかを表す）を定数Ｓで除す演算を行うことで達成
できる（次式参照）。

【００５５】Ｔｉ／Ｓ＝Ｑｉ＋Ｒｉなお、書込み遅延時間Ｔｉは、レーザビームの走査周期
ｔ₀の１／Ｓ倍の周期（ｔ₀／２Ｎの周期）でサンプリン
グしてＡ／Ｄ変換したデータから求めているので、剰余
Ｒｉは量子化誤差を考慮しても走査線間隔の１／Ｎ、こ
こではＮ＝４であるので走査線間隔の１／４の精度を有
している。また、画像Ｋに対する画像ｉの位置ずれ量を
Ｌｉ、中間転写媒体１４の移動速度をＶとすると、書込
み遅延時間Ｔｉは（Ｔｉ＝Ｌｉ／Ｖ）で表すことができ
る。

【００５６】次のステップ１０６では、剰余Ｒの値が
「１／２」を超えるビームの数Ｘが０か否か、すなわち
剰余Ｒｃ，Ｒｍ，Ｒｙが全て「１／２」以下か否か判定
する。図６には、ビーム数Ｎ＝４の場合の端数処理の内
容を、剰余Ｒが１／２（＝Ｎ−２／Ｎ）を超えるビーム
数に応じて場合分けして示す対応表、及び各場合の各ビ
ームの位置関係の一例を示す配置図を示している。この
配置図は横方向が副走査方向に対応しており、図の上に
記した数値は走査周期を表す。また、丸印は周期的なビ
ーム位置を表し、そのうち黒く塗りつぶされたマーク
「●」は、本処理で遅延ライン数を決定することによっ
て選択されたビーム位置を表している。

【００５７】ステップ１０６の判定が肯定された場合
は、図６の対応表における上から１番目の欄（「Ｒｃ，
ｍ，ｙが1/2を超える数」が「０」の欄）に対応してお
り、図６に示す配置図に示されている上記場合に対応す
る各ビームの位置関係（配置図の上から１番目に示した
配列）からも明らかなように、ビームＫの位置（太線で
示す「０」の位置）に対し副走査方向の正方向に沿って
走査線間隔の１／２に相当する範囲内に各ビームが位置
していることになり、各ビームの位置は走査線間隔に相
当する範囲内に偏って存在している（偏在している）。

【００５８】このため、ステップ１０６の判定が肯定さ
れた場合にはステップ１０８ヘ移行し、図６の対応表に
も記載されているように、ビームＫに対するビームＣ，
Ｍ，Ｙの遅延ライン数Ｃｃ，Ｃｍ，Ｃｙとして、ステッ
プ１０４で求めた商Ｑｃ，Ｑｍ，Ｑｙに１を加算した値
を各々設定する（剰余Ｒの切り上げ）。

【００５９】Ｃｃ←Ｑｃ＋１，Ｃｍ←Ｑｍ＋１，Ｃｙ←Ｑｙ＋１また、ステップ１０６の判定が否定された場合にはステ
ップ１１０へ移行し、剰余Ｒの値が「１／２」を超える
ビームの数Ｘが１か否か判定する。ステップ１１０の判
定が肯定された場合は、図６の対応表における上から２
番目の欄（「Ｒｃ，ｍ，ｙが1/2を超える数」が「１」
の欄）に対応している。ビーム数Ｎ＝４の場合、剰余Ｒ
の値が「１／２」を超えるビームの数Ｘのとり得る値は
「０，１，２，３」の何れかであり、Ｘ＝１は比較的中
間的な値である。

【００６０】従って、ステップ１１０の判定が肯定され
た場合は、図６に示す配置図に示されている上記場合に
対応する各ビームの位置関係（配置図の上から２番目及
び３番目に示した配列）からも明らかなように、走査線
間隔に相当する範囲内における各ビームの位置の偏在度
合いは比較的低く、位置ずれ量も大きい（例えば配置図
の上から３番目に示した配列は、当初の位置ずれ量が走
査線間隔に略等しい）。

【００６１】このため、ステップ１１０の判定が肯定さ
れた場合にはステップ１１２ヘ移行し、図６の対応表に
も記載されているように、剰余Ｒが３／４未満の色ｉに
ついては、ビームＫに対するビームｉの遅延ライン数Ｃ
ｉとして、ステップ１０４で求めた商Ｑｉに１を加算し
た値を設定し（剰余Ｒの切り上げ）、剰余Ｒが３／４以
上の色ｊについては、ビームＫに対するビームｊの遅延
ライン数Ｃｊとして、ステップ１０４で求めた商Ｑｊを
そのまま設定する（剰余Ｒの切り捨て）。

【００６２】Ｃｉ←Ｑｉ＋１（但し、Ｒ＜３／４の色ｉ）Ｃｊ←Ｑｊ（但し、Ｒ≧３／４の色ｊ）なお、図６に示す配置図の上から２番目に示した配列
は、剰余Ｒの値が「１／２」を超える１本のビームの剰
余Ｒの値が３／４未満であり、各ビームについて剰余Ｒ
の切り上げのみを行った場合を表し、３番目に示した配
列は前記ビームの剰余Ｒの値が３／４以上（右端に
「○」で示すビーム）であり、該ビームについては剰余
Ｒの切り捨てを行った場合を示す。

【００６３】これにより、図６に示す配置図のうち、上
から２番目及び３番目に示した配列における「●」で示
す３個のマークの配置（上記のステップ１１２の処理を
経た各ビームの位置関係を表す）からも明らかなよう
に、位置ずれ量は走査線間隔の３／４倍以内に抑制され
る。

【００６４】また、ステップ１１０の判定が否定された
場合にはステップ１１４へ移行し、剰余Ｒの値が「１／
２」を超えるビームの数Ｘが２か否か判定する。ステッ
プ１１４の判定が肯定された場合は、図６の対応表にお
ける上から３番目の欄（「Ｒｃ，ｍ，ｙが1/2を超える
数」が「２」の欄）に対応している。ビーム数Ｎ＝４の
場合、剰余Ｒの値が「１／２」を超えるビームの数Ｘ＝
２についても、Ｘのとり得る値のうちの比較的中間的な
値である。

【００６５】従って、ステップ１１４の判定が肯定され
た場合は、図６に示す配置図に示されている上記場合に
対応する各ビームの位置関係（配置図の上から４番目及
び５番目に示した配列）からも明らかなように、走査線
間隔に相当する範囲内における各ビームの位置の偏在度
合いは比較的低く、位置ずれ量も大きい（例えば配置図
の上から４番目に示した配列は、当初の位置ずれ量が走
査線間隔に略等しい）。

【００６６】このため、ステップ１１４の判定が肯定さ
れた場合にはステップ１１６ヘ移行し、図６の対応表に
も記載されているように、剰余Ｒが１／４未満の色ｉに
ついては、ビームＫに対するビームｉの遅延ライン数Ｃ
ｉとして、ステップ１０４で求めた商Ｑｉに１を加算し
た値を設定し（剰余Ｒの切り上げ）、剰余Ｒが１／４以
上の色ｊについては、ビームＫに対するビームｊの遅延
ライン数Ｃｊとして、ステップ１０４で求めた商Ｑｊを
そのまま設定する（剰余Ｒの切り捨て）。

【００６７】Ｃｉ←Ｑｉ＋１（但し、Ｒ＜１／４の色ｉ）Ｃｊ←Ｑｊ（但し、Ｒ≧１／４の色ｊ）なお、図６に示す配置図の上から４番目に示した配列
は、剰余Ｒの値が「１／２」以下の１本のビームの剰余
Ｒの値が１／４未満であり、該ビーム以外の２本ビーム
（右端に示された２個のマーク「○」に対応するビー
ム）については剰余Ｒの切り捨てを行った場合を表し、
５番目に示した配列は全てのビームの剰余Ｒの値が１／
４以上であることから、全てのビームについて剰余Ｒの
切り捨てを行った場合を示す。

【００６８】これにより、図６に示す配置図のうち、上
から４番目及び５番目に示した配列における「●」で示
す３個のマークの配置（上記のステップ１１６の処理を
経た各ビームの位置関係を表す）からも明らかなよう
に、位置ずれ量は走査線間隔の３／４倍以内に抑制され
る。

【００６９】また、ステップ１１４の判定も否定された
場合は、剰余Ｒの値が「１／２」を超えるビームの数Ｘ
が３の場合であり、図６の対応表における上から４番目
の欄（「Ｒｃ，ｍ，ｙが1/2を超える数」が「３」の
欄）に対応している。図６に示す配置図に示されている
上記場合に対応する各ビームの位置関係（配置図の１番
下に示した配列からも明らかなように、各ビームの位置
は走査線間隔に相当する範囲内に偏在していると共に、
剰余Ｒの切り上げを行ったとするとビームＫと他のビー
ムのビーム位置が離間すると判断できる。

【００７０】このため、ステップ１１４の判定が否定さ
れた場合にはステップ１１８ヘ移行し、図６の対応表に
も記載されているように、ビームＫに対するビームＣ，
Ｍ，Ｙの遅延ライン数Ｃｃ，Ｃｍ，Ｃｙとして、ステッ
プ１０４で求めた商Ｑｃ，Ｑｍ，Ｑｙをそのまま設定す
る（剰余Ｒの切り捨て）。

【００７１】Ｃｃ←Ｑｃ，Ｃｍ←Ｑｍ，Ｃｙ←Ｑｙ上記のように、剰余Ｒの値が「１／２」を超えるビーム
の数Ｘに応じて場合分けし、各場合毎に各々設定された
剰余Ｒの切り捨て又は切り上げを各ビーム毎に選択する
ための選択条件に従って、ステップ１０８，１１２，１
１６，１１８の何れかで端数処理を行うことで、図６に
示した配置図からも明らかなように、画像の最大位置ず
れ量を走査線間隔の３／４倍以内に抑制されるように、
ビームＫに対する各ビームＣ，Ｍ，Ｙの遅延ライン数Ｃ
ｃ，Ｃｍ，Ｃｙが各々設定されることになる。

【００７２】そして次のステップ１２０では、ビームＫ
に対するビームＣ，Ｍ，Ｙの遅延ライン数Ｃｃ，Ｃｍ，
Ｃｙを副走査方向の色ずれを補正するためのタイミング
制御データとして記憶部４０Ａに記憶し、処理を終了す
る。タイミング制御データとして記憶された遅延ライン
数は、画像形成装置１０でカラー画像を形成・出力する
際に用いられ、副走査方向に沿った色ずれ量が走査線間
隔の３／４倍以内に抑制された高品位のカラー画像が得
られる。

【００７３】なお、端数処理の比較例として、図７
（Ａ）には固定的に切り上げを行った場合、図７（Ｂ）
には四捨五入を行った場合に選択されるビーム位置を各
々示す。これらの図を参照しても明らかなように、切り
上げ及び四捨五入を行った場合には画像の最大位置ずれ
量は走査線間隔の３／４倍よりも大きく、これらの端数
処理を行った場合と比較して、本発明に係る端数処理に
よれば画像の最大位置ずれ量を抑制できることが明らか
である。

【００７４】また図８には、走査線間隔を１／４づつ４
つの区間に区切り、４本のビームが４つの区間の何れか
に各々位置しているものとしてビーム位置の組合せを６
４通りのパターンで表し、各パターンが一定の確率で出
現するものとして、画像の位置ずれ量が走査線間隔の１
／４倍以下、走査線間隔の２／４倍以下、走査線間隔の
３／４倍以下、走査線間隔の３／４倍以上となる頻度
を、切り上げ・四捨五入・本発明に係る端数処理の各方
式毎に各々演算した結果を示す。

【００７５】図８より明らかなように、切り上げを行っ
た場合のみならず四捨五入を行った場合であっても、画
像の位置ずれ量が走査線間隔の３／４倍以上となる頻度
はかなり高く、本発明に係る端数処理を行うことで、画
像の位置ずれ量を高い確率で抑制できることが理解でき
る。

【００７６】なお、上記ではビームＫを基準として用い
た場合を説明したが、Ｋ以外の他の色に対応するビーム
を基準として用いても良いことは言うまでもない。

【００７７】また、上記ではビーム数Ｎ＝４の場合につ
いて説明したが、本発明はビーム数Ｎ＝４の場合に限定
されるものではない。例として図９には、ビーム数Ｎ＝
３の場合の端数処理の内容を、剰余Ｒが１／３（＝Ｎ−
２／Ｎ）を超えるビーム数に応じて場合分けして示す対
応表、及び各場合の各ビームの位置関係の一例を示す配
置図を示している。なお、以下ではビームＣを基準とし
てビームＭ，Ｙの遅延ライン数を求める場合を例に説明
する。

【００７８】図９からも明らかなように、Ｎ＝３の場
合、剰余Ｒの値が「１／３」を超えるビームの数Ｘが０
であれば、各ビームの位置が走査線間隔に相当する範囲
内に偏在しているので、ビームＣに対するビームＭ，Ｙ
の遅延ライン数Ｃｍ，Ｃｙとして、商Ｑｍ，Ｑｙに１を
加算した値を各々設定する（剰余Ｒの切り上げ）。

【００７９】また、剰余Ｒの値が「１／３」を超えるビ
ームの数Ｘが１の場合、ビーム数Ｎ＝３において剰余Ｒ
の値が「１／３」を超えるビームの数Ｘのとり得る値は
「０，１，２」の何れかでありＸ＝１は中間値である。
Ｘ＝１の場合はビーム位置の偏在度合いが低く、位置ず
れ量が大きいので、図９の対応表にも記載されているよ
うに、剰余Ｒが２／３未満の色については剰余Ｒの切り
上げを、剰余Ｒが２／４以上の色については剰余Ｒの切
り捨てを行う。

【００８０】また、剰余Ｒの値が「１／３」を超えるビ
ームの数Ｘが２の場合、各ビームの位置が走査線間隔に
相当する範囲内に偏在しているとは言いきれないが、剰
余Ｒの切り上げを行ったとするとビームＣと他のビーム
のビーム位置が離間すると判断できるので、無条件に剰
余Ｒの切り捨てを行う。上記処理を行うことにより、図
９に示す配置図にマーク「●」で示しているビーム位置
の位置関係からも明らかなように、画像の最大位置ずれ
量を走査線間隔の２／３倍以内に抑制することができ
る。

【００８１】また、上記では中間転写媒体１４上に形成
されたテストパターン画像を書込み位置検知センサ３２
によって検知することで画像の位置ずれ量を検知してい
たが、感光体へのレーザビームの入射位置の変動が画像
の位置ずれの主要因と考えられる場合には、テストパタ
ーン画像の検知に代えて、感光体へのレーザビームの入
射位置を検知し、検知した入射位置の変動に基づいて書
込み遅延時間を求めるようにしてもよい。

【００８２】また、本発明に係る端数処理（遅延ライン
数の決定）は、画像形成装置における光ビームの総数よ
りも少ない一部の光ビームのみを対象として行うように
してもよい。本発明において、副走査方向に沿った画像
の最大位置ずれ量は走査線間隔の（Ｎ−１）／Ｎ倍であ
るので、Ｎの値が小さくなるに従って最大位置ずれ量が
小さくなる。このため、例えばカラー画像を出力する際
に、カラー画像を構成する各色の画像のうち色ずれが目
立つ色の画像についてのみ本発明に係る端数処理を行っ
たり、或いは光ビームの総数よりも少ない一部の光ビー
ムを用いて多色画像を形成する場合に、多色画像の形成
に使用する光ビームについてのみ、本発明に係る端数処
理を行うようにしてもよい。

【００８３】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、重ね合わ
される複数の画像の光ビームの走査方向と交差する方向
に沿った位置ずれ量を検知し、検知した位置ずれ量を補
正するための各光ビームの変調開始時期の偏差を演算
し、光ビームの１走査に相当する時間を光ビームの変調
開始時期の変更単位とし、各光ビームの変調開始時期の
偏差の組合せに基づいて各光ビームの変調開始時期を決
定し、決定した変調開始時期に従って各光ビームの変調
を制御するので、複数の画像を重ね合わせる際に、構成
や制御の大幅な複雑化を招くことなく、光ビームの走査
方向と交差する方向に沿った各画像の位置ずれを小さく
することができる、という優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】Ｎ本の光ビームの副走査方向に沿った位置が
最もばらついた状態を示す概念図である。

【図２】本実施形態に係るカラー画像形成装置の概略
構成図である。

【図３】制御部及びその周辺の概略構成を示すブロッ
ク図である。

【図４】テストチャート画像の一例、書込み位置検知
センサからの出力信号の波形を示す概略図である。

【図５】４本ビームに対する色ずれ補正処理の内容を
示すフローチャートである。

【図６】ビーム数Ｎ＝４の場合の端数処理の内容を、
剰余Ｒが１／２を超えるビーム数に応じて場合分けして
示す対応表、及び各場合における各ビームの位置関係の
一例を示す配置図である。

【図７】本発明の比較例として、（Ａ）は切り上げ、
（Ｂ）は四捨五入の端数処理を行った場合の各ビームの
位置関係の一例を示す配置図である。

【図８】切り上げ・四捨五入・本発明に係る端数処理
の各方式について、画像の最大位置ずれ量が各値となる
頻度を対比して示す線図である。

【図９】ビーム数Ｎ＝３の場合の端数処理の内容を、
剰余Ｒが１／３を超えるビーム数に応じて場合分けして
示す対応表、及び各場合における各ビームの位置関係の
一例を示す配置図である。

【符号の説明】

１０カラー画像形成装置３２書込み位置検知センサ３６増幅器３８Ａ／Ｄ変換器４０コントローラ４２変調制御部４４ＬＤ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数本の光ビームを感光体上で各々走査
させて感光体上に形成した複数の画像を重ね合わせ、単
一の画像として出力する画像形成装置であって、前記重ね合わされる複数の画像の前記光ビームの走査方
向と交差する方向に沿った位置ずれ量を検知する検知手
段と、前記検知手段によって検知された位置ずれ量を補正する
ための各光ビームの変調開始時期の偏差を演算し、光ビ
ームの１走査に相当する時間を光ビームの変調開始時期
の変更単位とし、各光ビームの変調開始時期の偏差の組
合せに基づいて各光ビームの変調開始時期を決定する補
正手段と、前記補正手段によって決定された変調開始時期に従って
各光ビームの変調を制御する変調制御手段と、を備えた
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記補正手段は、前記複数本の光ビーム
のうち基準の光ビームの変調開始時期に対する他の光ビ
ームの各々の変調開始時期の偏差を、光ビームの１走査
に相当する時間で除して商Ｑ及び剰余Ｒを求め、各光ビ
ームの剰余Ｒの値の組合せに基づいて各光ビームの変調
開始時期を決定することを特徴とする請求項１記載の画
像形成装置。
【請求項３】前記補正手段は、Ｎ本（Ｎ≦４）の光ビ
ームに対し、基準の光ビームの変調開始時期に対するＮ
−１本の光ビームの各々の変調開始時期の偏差を、光ビ
ームの１走査に相当する時間で除して商Ｑ及び剰余Ｒを
求め、剰余Ｒの値が（Ｎ−２）／Ｎを超える光ビームの
数のとり得る値に対応して各々定められた、端数処理と
しての剰余Ｒの切り捨て又は切り上げを各光ビーム毎に
選択するための選択条件に基づいて、各光ビーム毎に前
記剰余Ｒの切り捨て又は切り上げを選択して各光ビーム
の変調開始時期を決定することを特徴とする請求項１記
載の画像形成装置。
【請求項４】前記補正手段は、前記光ビームの変調開
始時期の偏差の組合せに基づいて各光ビームの変調開始
時期を決定することを、光ビームの総数よりも少ない一
部の光ビームのみを対象として行うことを特徴とする請
求項１記載の画像形成装置。
【請求項５】前記検知手段は、走査線間隔の１／Ｎ倍
（Ｎは前記補正手段による変調開始時期決定対象の光ビ
ームの数）を単位として画像の位置ずれ量を検知可能に
構成されていることを特徴とする請求項１記載の画像形
成装置。