JP2009220490A - カラー画像形成装置、位置ずれ補正方法、位置ずれ補正プログラム、及び記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】位置ずれの発生を抑えつつ、位置ずれ補正のためのマーク形成、検出、演算、補正を行う頻度を低減する。
【解決手段】搬送ベルト上の主走査方向に設けられ、パターン形成手段によって形成されたパターンを検出する検知センサ３２及びパターン検出回路３２と、光ビームの副走査方向の位置情報を検出するセンサ２８ＫＣ，２８ＹＭ及び通過時間差検出回路３６と、パターン検出回路３２及び通過時間差検出回路３６の検出結果に基づいて各色間の画像の位置ずれ量を検出し、位置ずれを補正するＣＰＵ３３と、所定の情報を記憶するＲＡＭ２８及びＶＲＡＭ３９とを備えたカラー画像形成装置において、位置ずれが補正された状態で通過時間差検出回路３６により検出された光ビームの副走査方向の位置情報を位置ずれ補正の基準情報として前記ＮＶＲＡＭ３９に記憶し、以降の位置ずれ補正処理時に参照する。
【選択図】図６

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、及びこれらの機能を複合して有するデジタル複合機などのカラー画像形成装置、このカラー画像形成装置における位置ずれ補正方法、前記カラー画像形成装置で実行される位置ずれ補正プログラム、及びこの位置ずれ補正プログラムをコンピュータで読み取り、実行可能に記録した記録媒体に関する。

従来の画像形成装置として、レーザ光のような光ビームを用いて、感光体に画像情報を書き込む形式の画像形成装置がある。このような画像形成装置として、複数の像担持体を併設し、これらの像担持体に形成された単色の画像を搬送体によって搬送される転写紙、あるいは中間転写体に重畳してフルカラーの画像を形成するいわゆるタンデム方式のカラー画像形成装置も知られている。このような形式の画像形成装置では、搬送体や中間転写体に位置ずれ検出用のマークを形成し、そのマークの検出結果に基づいて位置合わせ補正を行うようにしている。

一方、この種の画像形成装置では、光ビームによる書き込みの開始と終了を的確に管理するため、光ビームを主走査線上の２ヶ所で検出し、光ビームがこれら光ビーム検出装置間を通過する時間間隔を所定のクロックのカウント数にて計測し、カウント結果と予め設定された基準カウント値とから補正量を算出し倍率の補正を実行することが提案されている。このようなタンデム方式の画像形成装置における補正技術として、例えば、特許文献１あるいは２に記載された発明が公知である。

このうち、特許文献１には、光源装置から放射されたレーザビームを偏向走査手段により主走査方向に偏向走査し、走査結像手段により被走査面に向かって集光する光走査装置において、レーザビームの位置を検出するためにレーザビーム検出器が主走査方向に複数配置され、上記レーザビーム検出器は、レーザビームを検出する複数の受光面を有するとともに、受光面の互いに隣接する少なくとも１つの辺縁が角度をもって配置されていることが記載されている。

また、特許文献２には、画像信号に応じて変調される光ビームを主走査方向に偏向する偏向手段と、該偏向手段により偏向される光ビームを同一主走査線上の画像形成領域外の２ヶ所で検出する複数の光ビーム検出手段と、前記光ビームがこれら光ビーム検出手段間を通過する時間間隔を所定のクロックのカウント数にて計測する手段とを備え、カウント結果と予め設定された基準カウント値とから補正量を算出し、倍率の補正を実行する光書き込み装置において、前記複数の光ビーム検出手段各々に対して前記光ビームが入射すると見込まれるタイミングにて、正規の出力信号が出力されたか否かを判定する判定手段を備えていることが記載されている。
特開２００５−３７５７５号公報 特開２００４−５８４０４号公報

ところで、前記タンデム方式のカラー画像形成装置において、搬送体たる搬送ベルトに位置合わせ用のマークを形成し、そのマークの検知、及び検知結果から補正を行うと時間がかかるため、その代用としてビーム検知センサによる前記走査タイミングの検出結果から補正を実施している。

しかし、ビーム検知センサは光書き込みを行う露光器内の温度上昇の影響を受け、前記センサ自体の位置が変動してしまい、正確な位置検出ができなくなるという問題があった。

本発明は、このような背景に鑑みてなされたもので、その目的は、位置ずれの発生を抑えつつ、マーク形成、検出、演算、補正を行う頻度を低減することにある。

前記課題を解決するため、第１の手段は、搬送体又は中間転写体上に位置合わせ補正用のパターンを形成するパターン形成手段と、前記搬送体又は前記中間転写体上の主走査方向に設けられ、前記パターン形成手段によって形成されたパターンを検出するパターン検出手段と、画像を書き込む光ビームの副走査方向の位置情報を検出する位置情報検出手段と、前記パターン検出手段及び前記位置情報検出手段の検出結果に基づいて各色間の画像の位置ずれ量を検出し、位置ずれを補正する補正手段と、所定の情報を記憶する記憶手段とを備え、転写紙上にカラー画像を形成するカラー画像形成装置において、位置ずれが補正された状態で前記位置情報検出手段により検出された前記光ビームの副走査方向の位置情報を、位置ずれ補正の基準情報として前記記憶手段に記憶することを特徴とする。

第２の手段は、第１の手段において、前記位置情報検出手段は次回のパターン形成までの間の予め設定されたタイミングで前記光ビームの副走査方向の位置情報を検出し、前記補正手段は、前記記憶手段に記憶された前記基準情報と今回検出された前記位置情報とから位置ずれ補正を行うことを特徴とする。

第３の手段は、第２の手段において、前記タイミングが、所定枚数毎、所定動作時間毎、及び所定温度変化毎のいずれかであることを特徴とする。

第４の手段は、第１ないし第３のいずれかの手段において、前記パターン検出手段、及び前記位置情報検出手段は、各作像色に対してそれぞれパターン検出処理と位置情報検出処理を実行し、前記補正手段は、作像色毎に位置ずれ補正を行うことを特徴とする。

第５の手段は、第１ないし第３のいずれかの手段において、前記パターン検出手段、及び前記位置情報検出手段は、基準となる作像色を除く作像色についてパターン検出処理と位置情報検出処理をそれぞれ実行し、前記補正手段は、前記基準となる作像色を基準として他の前記作像色毎に位置ずれ補正を行うことを特徴とする。

第６の手段は、第４又は第５の手段において、前記補正手段による位置ずれ補正が同一の転写紙の紙間で行われることを特徴とする。

第７の手段は、第２の手段において、前記位置情報が複数回の検出値の平均値であることを特徴とする。

第８の手段は、第２の手段において、前記補正手段は、前記光ビームの走査速度がα倍（ただし、０＜α）に変更された場合、前記基準情報もα倍して位置ずれ補正を行うことを特徴とする。

第９の手段は、第２の手段において、前記光ビームが複数ビームの場合、前記補正手段は所定の１つのビームのみの前記基準情報と前記位置情報とから位置ずれ補正を行うことを特徴とする。

第１０の手段は、第２の手段において、前記記憶手段に前記基準情報に加えて前記検出された位置情報を記憶することを特徴とする。

第１１の手段は、第２の手段において、前記基準情報と前記検出情報との差が、所定の値を超えた場合、前記パターン形成手段によってパターンを形成し、前記パターン検出手段、前記位置情報検出手段によってそれぞれパターン検出処理と位置情報検出処理を実行し、前記補正手段は位置ずれ補正を行うことを特徴とする。

第１２の手段は、第２の手段において、前記光ビームを検出するための光検出手段を１走査の軌跡上に複数個備え、前記補正手段は、前記複数の光検出手段の検出結果に基づいて前記位置情報検出手段によって検出された位置情報を元に副走査方向の位置補正を行うとともに、主走査倍率を補正することを特徴とする。

第１３の手段は、第１２の手段において、前記光検出手段が第１ないし第３の少なくとも３つの受光素子からなり、第１及び第２の受光素子が光走査方向に対して垂直方向に延びるライン状の素子であり、第３の受光素子が第２の事項素子に対して所定角傾斜して配置されたライン状の素子であり、前記補正手段は、前記第１及び第２の受光素子間の前記光ビームの通過時間に基づいて主走査倍率の補正を行い、前記第２及び第３の受光素子間の通過時間に基づいて副走査方向の位置補正を行うことを特徴とする。

第１４の手段は、搬送体又は中間転写体上に位置合わせ補正用のパターンを形成するパターン形成手段と、前記搬送体又は前記中間転写体上の主走査方向に設けられ、前記パターン形成手段によって形成されたパターンを検出するパターン検出手段と、画像を書き込む光ビームの副走査方向の位置情報を検出する位置情報検出手段とを備えたカラー画像形成装置の前記光ビームの書き込み位置での位置ずれを補正する位置ずれ補正方法において、初期状態として位置ずれが補正された状態で前記位置情報検出手段により検出された前記光ビームの副走査方向の位置情報を基準情報として記憶手段に記憶させ、前記位置情報検出手段の検出結果と前記記憶手段に記憶された基準情報とに基づいて各色間の画像の位置ずれ量を検出し、位置ずれを補正することを特徴とする。

第１５の手段は、第１４の手段において、次回のパターン形成までの間の予め設定されたタイミングで前記光ビームの副走査方向の位置情報を検出し、前記記憶手段に記憶された前記基準情報と今回検出された前記位置情報とから位置ずれ補正を行うことを特徴とする。

第１６の手段は、第１４又は第１５の手段において、前記パターン検出手段、及び前記位置情報検出手段は、作像色各々に対してそれぞれパターン検出処理と位置情報検出処理を実行し、その後、作像色毎に位置ずれ補正を行うことを特徴とする。

第１７の手段は、第１４又は第１５の手段において、前記パターン検出手段、及び前記位置情報検出手段は、基準となる作像色を除く作像色についてパターン検出処理と位置情報検出処理をそれぞれ実行し、前記基準となる作像色を基準として他の前記作像色毎に位置ずれ補正を行うことを特徴とする。

第１８の手段は、搬送体又は中間転写体上に位置合わせ補正用のパターンを形成するパターン形成手段と、前記搬送体又は前記中間転写体上の主走査方向に設けられ、前記パターン形成手段によって形成されたパターンを検出するパターン検出手段と、画像を書き込む光ビームの副走査方向の位置情報を検出する位置情報検出手段とを備え、コンピュータに読み込まれ、前記光ビームの書き込み位置でも位置ずれを補正する位置ずれ補正プログラムにおいて、初期状態として位置ずれが補正された状態で前記位置情報検出手段により検出された前記光ビームの副走査方向の位置情報を基準情報として記憶手段に記憶させる手順と、前記位置情報検出手段の検出結果と前記記憶手段に記憶された基準情報とに基づいて各色間の画像の位置ずれ量を検出する手順と、検出された位置ずれ量に基づいて検出された位置ずれを補正する手順と、を含むことを特徴とする。

第１９の手段は、第１８の手段において、次回のパターン形成までの間の予め設定されたタイミングで前記光ビームの副走査方向の位置情報を検出する手順と、前記記憶手段に記憶された前記基準情報と今回検出された前記位置情報とから位置ずれ補正を行う手順と、を含むことを特徴とする。

第２０の手段は、第１８又は第１９の手段に係る位置ずれ補正プログラムがコンピュータによって読み取られ、実行可能に記録媒体に記録されていることを特徴とする。

なお、後述の実施形態では、搬送体は搬送ベルト２に、位置合わせ用のパターンは位置合わせ用トナーマーク列１７に、パターン形成手段は第１ないし第４の画像形成部に、パターン検出手段は検知センサ１４，１５，１６及びパターン検出回路３２に、位置情報検出手段はセンサ２８ＫＣ、２８ＹＭと通過時間差検出回路３６に、補正手段はＣＰＵ３３に、転写紙は符号１に、記憶手段はＲＡＭ３８及びＮＶＲＡＭ３９に、それぞれ対応する。

本発明によれば、位置ずれ補正の基準情報を記憶し、この記憶された基準情報を参照して位置ずれ補正を行うので、位置ずれの発生を抑えつつ、位置ずれ補正のためのマーク形成、検出、演算、補正を行う頻度を低減することができる。

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。

図１は本発明の実施形態に係るカラー画像形成装置の概略構成を示す図である。この実施形態に係るカラー画像形成装置は、図１に示すように搬送ベルトに沿って画像形成部が並び、転写紙に直接画像を形成する直接転写方式のタンデムタイプと言われるカラー画像形成装置である。図１に示すように、各々異なる色（イエロー：Ｙ、マゼンタ：Ｍ、シアン：Ｃ、ブラック：Ｋ）の画像を形成する画像形成部が、転写紙１を搬送する搬送ベルト２に沿って一列に配置されている。搬送ベルト２は、一方が駆動ローラ、他方が従動ローラである搬送ローラ３、４間に張架されており、搬送ローラ３，４の回転により矢印方向に回転駆動される。搬送ベルト２の下部には、転写紙１が収納された給紙トレイ５が備えられている。給紙トレイ５に収納された転写紙１のうち最上位置にある転写紙が画像形成時には給紙され、静電吸着によって搬送ベルト１上に吸着される。吸着された転写紙１は、第１の画像形成部Ｙ（イエロー）に搬送され、ここでイエローの画像形成が行われる。

この第１の画像形成部Ｙは、感光体ドラム６Ｙとこの感光体ドラム６Ｙの周囲に配置された帯電器７Ｙ、露光装置８、現像器９Ｙ、感光体クリーナ１０Ｙから構成されている。感光体ドラム６Ｙの表面は、帯電器７Ｙで一様に帯電された後、露光装置８によりイエローの画像に対応したレーザ光１１Ｙ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９Ｙで現像され、感光体ドラム６Ｙ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６Ｙと搬送ベルト２上の転写紙１と接する位置（転写位置）で転写器１２Ｙによって転写され、転写紙上に単色（イエロー）の画像を形成する。転写が終わった感光体ドラム６Ｙは、ドラム表面に残った不要なトナーを感光体クリーナ１０Ｙによってクリーニングされ、次の画像形成に備えることとなる。

このようにして、第１の画像形成部Ｙ（イエロー）で単色（イエロー）のトナー画像が転写された転写紙１は、搬送ベルト２によって第２の画像形成部Ｍ（マゼンタ）に搬送され、マゼンタの画像形成が行われる。第２の画像形成部Ｍも、第１の画像形成部Ｙと同様に、感光体ドラム６Ｍとこの感光体ドラム６Ｍの周囲に配置された帯電器７Ｍ、露光装置８、現像器９Ｍ、感光体クリーナ１０Ｍとから構成されている。ここでも、イエローの画像形成と同様にして、感光体ドラム６Ｍ上に形成されたトナー像（マゼンタ）を転写紙１上に重ねて転写される。

その後転写紙１は、第３の画像形成部Ｃ（シアン）そして第４の画像形成部Ｋ（ブラック）に搬送され、同様に形成されたトナー像が転写紙１に転写され、各色トナーを重畳してカラー画像を形成してゆく。なお、第３及び第４の画像形成部Ｃ，Ｋも、第１及び第２の画像形成部Ｙ，Ｍと同様の構成になっている。そこで、各構成部材を示す参照番号の後に、シアンの場合はＣを、ブラックの場合はＫを付けて、詳細な説明は省略する。また、以下の説明においても各部の参照番号の後に付されたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック用のものであることを示している。

第４の画像形成部Ｋを通過し、４色のトナーからなるカラー画像が形成された転写紙１は、搬送ベルト２から剥離され、定着器１３で定着された後、排紙される。検知センサ１４，１５，１６は搬送ベルト２上に形成された位置合わせ用のマークを検知するためのものである。マークを検出した結果から、基準色に対する各色の各種ずれ量（スキュー、主副レジスト、倍率）を算出し、補正する。

図２は前記搬送ベルト２上に形成された位置合わせ用トナーマーク列１７の一部を示す図である。図２においてＹＭＣＫ各色の横線４本、斜め線４本からなるマークを１組とし、この組を８組形成する。これらの検出結果の平均を算出した結果から補正量を決定する。これにより各色の位置ずれが少ない高画質の画像が形成できる。

また、このように８組のＫ，Ｃ，Ｍ、Ｙの横線、斜め線をそれぞれ形成し、主走査方向に並べられたセンサ１４，１５、１６により検出することによって基準色（この実施形態では、ブラックＫ）に対するスキュー、副走査レジストずれ、主走査レジストずれ、主走査倍率誤差の計測が可能である。各種のずれ量、補正量の算出及び補正の実行命令は、後述のＣＰＵ３３により行われる。検出の終わったパターンは、クリーニングブレード１８によりクリーニングされる。

図３は光学ユニットである露光装置８を示す図である。なお、図３は露光装置を上から見た図である。同図において、ＬＤ（レーザダイオード）ユニット１９Ｋ、１９Ｙからの光ビームは、それぞれシリンダレンズ２０Ｋ、２０Ｙを通り、反射ミラー２１Ｋ、２１Ｙによってポリゴンミラー２２の下方面に入射する。ポリゴンミラー２２が回転すると、光ビームは偏向され、ｆθレンズ２３ＫＣ、２３ＹＭをそれぞれ通り、第１ミラー２４Ｋ又は２４Ｙによって折り返される。

一方、ＬＤユニット１９Ｃ、１９Ｍからの光ビームは、シリンダレンズ２０Ｃ、２０Ｍを通り、ポリゴンミラー２２の上方面に入射し、ポリゴンミラー２２が回転することにより光ビームを偏向し、ｆθレンズ２３ＫＣ、２３ＹＭを通り、第１ミラー２４Ｃ、２４Ｍによって折り返される。

主走査方向の書き出し位置より上流側にシリンダミラー２５ＫＣ、２５ＹＭとセンサ２６ＫＣ、２６ＹＭが配置され、ｆθレンズ２３ＫＣ、２３ＹＭを通った光ビームがシリンダミラー２５ＫＣ、２５ＹＭによって反射集光されて、センサ２６ＫＣ、２６ＹＭに入射するような構成となっている。これらのセンサ２６ＫＣ、２６ＹＭは、主走査方向の同期を取るための同期検知センサである。また、主走査方向の画像領域より下流側に、上述した上流側と同様に、シリンダミラー２７ＫＣ、２７ＹＭとセンサ２８ＫＣ、２８ＹＭが配置され、ｆθレンズ２３ＫＣ、２３ＹＭを通った光ビームがシリンダミラー２７ＫＣ、２７ＹＭによって反射集光されて、センサ２８ＫＣ及びセンサ２８ＹＭに入射するような構成となっている。

また、ＬＤユニット１９Ｋ、１９Ｃからの光ビームでは、書き出し側では共通のシリンダミラー２５ＫＣならびにセンサ２６ＫＣ、終了側では共通のシリンダミラー２７ＫＣならびにセンサ２８ＫＣを使用している。ＬＤユニット１９Ｙ及びＬＤユニット１９Ｍについても同様である。同じセンサに２色の光ビームが入射することとなるので、各色の光ビームのポリゴンミラー２２の入射角を異なるようにすることによって、それぞれの光ビームが各センサに入射するタイミングを変え、時系列的にパルス列として出力されるようになっている。

図３からも分かるように、ブラック（Ｋ）とシアン（Ｃ）及びイエロー（Ｙ）とマゼンタ（Ｍ）は逆方向に走査される。各々の色のビームは、２つのビーム検出センサ２６ＫＣ，２８ＫＣ、２６ＹＭ，２８ＹＭを通過することとなり、各々２つのセンサの通過時間間隔を画素クロック等によりカウントすることによって計測する。そして、それらのカウント値と予め設定された基準カウント値とが一致するように書き込み画周波数の変更を行い、倍率の補正を行う（２点同期方式の倍率補正）。このような補正は、搬送ベルト２に位置合わせ用のマークを形成し、マーク検知と補正を行うと時間がかかるため、頻繁には行えない。連続プリント時などには、特に露光装置８内のｆθレンズ２３ＫＣ、２３ＹＭの温度上昇により、倍率の変化が急激であるので、短時間で実行できる２点同期方式の倍率補正技術は必須である。特にｆθレンズの材質がプラスチック等であると温度上昇は急激であるので、なおさらである。このような背景のため、２点同期方式の倍率補正を行っている。

図４は各色の走査方向の後端側に配置されたセンサ２８ＫＣ及び２８ＹＭの構成を示す図である。このセンサ２８ＫＣ、２８ＹＭは、走査線に概垂直に配置された受光素子２９ＫＣ及び２９ＹＭと、それに対して４５°の角度を持って配置された受光素子３０ＫＣ及び３０ＹＭからなる。

転写紙上で副走査方向の位置ずれがない状態のとき、図４の（１）の走査線であったところ、温度変動等により副走査方向の位置ずれが発生すると、例えば（２）の走査線に移動してしまう。そこで、位置変動は２９ＫＣ（２９ＹＭ）と３０ＫＣ（３０ＹＭ）の出力信号の時間間隔がＴ１からＴ２に変化するので、その差：ΔＴを元に、副走査方向の位置変動量ｙは、
ｙ＝Ｖ×ΔＴ×ｔａｎ４５°＝Ｖ×ΔＴ ・・・（１）
で求められ、そのときの補正量Ｌは、
Ｌ＝ｙ／（１ラインのサイズ［ｍｍ］） ・・・（２）
で求められる。ただし、
ｙ：副走査方向の位置変動量［ｍｍ］
Ｖ：主走査方向の走査速度［ｍｍ／ｓ］
ΔＴ：センサ出力時間間隔の変動量［ｓ］
Ｌ：補正量（副走査方向のライン数情報）
である。そこで、（１）式で求められた副走査方向の位置変動量ｙについて、ビームの露光タイミング等の変更により補正する。このときの補正量が（２）式で表されるＬである。

図５はセンサ２８ＫＣ及び２８ＹＭの他の配置例を示す図である。この場合、感光体６の近傍に配置するが、例としてＣ色の場合を示した。各色の感光体６に対応して、この場合センサ３１Ｃを配置する。前記（１）式及び（２）式の適用に関しては露光器内に配置する場合と同様であるが、感光体６の近傍で検出するのでより好ましい。

図６は本実施形態における制御回路の構成を示すブロック図である。本実施形態における制御回路は、パターン検出回路３２、ＣＰＵ３３、通過時間差検出回路３６、ＲＯＭ３７、ＲＡＭ３８及びＮＶＲＡＭ３９から基本的に構成されている。パターン検出回路３２には、ベルト上の位置合わせ用マーク１７を検出するためのセンサ１４、１５、１６からの信号が入力される。パターン検出回路３２はＣＰＵ３３に対しアドレスバス３４、データバス３５を介して接続されており、ＣＰＵ３３はパターン検出回路３２から検出結果を読み出し、各色のずれ量、補正量を演算し、露光タイミングを変更すべく不図示の書き込み制御部に補正情報を設定する。

一方、副走査位置検出センサ２８ＫＣ、２８ＹＭは通過時間検出回路３６に接続されており、各々の図４に示す２つの受光素子間の通過時間を検出する。また、アドレスバス３４、データバス３５にはＲＯＭ３７及びＲＡＭ３８が接続されている。ＲＯＭ３７は本実施形態で実施される処理や画像形成装置における他の処理を実行するためのプログラムコードが格納され、ＣＰＵ３３はＲＡＭ３９に前記プログラムコードを展開し、また、ＣＰＵデータの一次格納も行い、ＣＰＵ３３はＲＡＭ３８に格納されたデータを使用して前記プログラムコードによって規定された制御を実行する。ＣＰＵ３３にはさらに不揮発性のＮＶＲＡＭ３９が接続されている。当該ＮＶＲＡＭ３９には、装置における種々の情報が保存されている。

図７は副走査位置検出センサ２８ＫＣ、２８ＹＭによって検出される通過時間のキャリブレーション処理の処理手順を示すフローチャートである。この処理手順では、まず、副走査位置検出センサ２８ＹＭによりＹの通過時間：ＴＹ０を検出し（ＳＴＥＰ１）、同様にＭの通過時間：ＴＭ０を検出し（ＳＴＥＰ２）、次に副走査位置検出センサ２８ＫＣによりＣの通過時間：ＴＣ０を検出し（ＳＴＥＰ３）、同様にＢＫの通過時間：ＴＫ０を検出する（ＳＴＥＰ４）。全ての色の検出が終了した時点で、検出が全て成功したか否かを判定し（ＳＴＥＰ５）、検出が全て成功していれば、各色の通過時間ＴＹ０，ＴＭ０，ＴＣ０，ＴＫ０をＮＶＲＡＭ３９に保存し（ＳＴＥＰ６）、リターンする。一方、ＳＴＥＰ５で検出に成功していなければ、所定のエラー処理、例えば各色とも現状の通過時間のままで新たに保存を実行しない処理、あるいは操作パネル上にエラー表示する処理、あるいは、画像形成を禁止する等の処理を実行し（ＳＴＥＰ７）、リターンする。

図８は本実施形態における位置合わせ処理の処理手順を示すフローチャートである。この処理手順では、まず、搬送ベルト２上にパターン形成して位置合わせ処理を行う実行要求がなされたかどうかを判定し（ＳＴＥＰ１０１）、ＹＥＳであれば搬送ベルト２上にパターン１７を形成する（ＳＴＥＰ１０２）。次いで、パターン検出処理を実行し（ＳＴＥＰ１０３）、検出が成功したかどうかを判定する（ＳＴＥＰ１０４）。この判定で、ＹＥＳであれば、前記（１）式及び（２）式により位置ずれ量ｙ及び補正量Ｌを演算し（ＳＴＥＰ１０５）、ＮＯであれば所定のエラー処理、例えば現状の露光条件のままで補正を実行しない処理、操作パネル上にエラー表示を行う処理、あるいは画像形成を禁止する等の処理を実行して（ＳＴＥＰ１０６）リターンする。次に得られた補正量から不図示の書き込み制御部に対して補正値を設定することにより補正を実行し（ＳＴＥＰ１０７）、図７に示した通過時間のキャリブレーション処理を実行して（ＳＴＥＰ１０８）リターンする。

一方、ＳＴＥＰ１０１で実行要求がなされていない場合には、まず副走査位置検出センサ２８ＫＣ，２８ＹＭによる位置補正の実行要求がなされたかどうかを判定し（ＳＴＥＰ１０９）、ＹＥＳであれば各色の検出処理に移行し、ＮＯであればリターンする。各色の検出動作とは、Ｙの通過時間：ＴＹの検出（ＳＴＥＰ１１０）、Ｍの通過時間：ＴＭの検出（ＳＴＥＰ１１１）、Ｃの通過時間：ＴＣの検出（ＳＴＥＰ１１２）、ＢＫの通過時間：ＴＫの検出（ＳＴＥＰ１１３）を行うことである。そして、全ての色の検出が終了した時点で、検出が全て成功したか否かを判定し（ＳＴＥＰ１１４）、ＹＥＳであれば（１）式及び（２）式により基づき各色のずれ量ｙ、補正量Ｌを演算し（ＳＴＥＰ１１５）、ＮＯであれば前述の所定のエラー処理を実行して（ＳＴＥＰ１１６）リターンする。また、補正の実行は、各色と前記（１）式及び（２）式に従い、まずＹ色の紙間にて補正量ＬＹを設定し（ＳＴＥＰ１１７）、Ｍ色の紙間にて補正量ＬＭを設定し（ＳＴＥＰ１１８）、Ｃ色の紙間にて補正量ＬＣを設定し（ＳＴＥＰ１１９）、ＢＫ色の紙間にて補正量ＬＫを設定して（ＳＴＥＰ１２０）リターンする。

図９は位置ずれ検出及び位置合わせ補正を行うときのタイミングを示すタイミングチャートである。ＦＧＡＴＥ＿Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ信号は、各色の副走査画像領域信号を示しており、Ｌ期間が画像領域である。今、各色ともページ：Ｎとページ：Ｎ＋１との紙間（転写紙領域外：Ａ）にてパターン検出（位置ずれ検出）を実行し、次の紙間（転写紙領域外：Ｂ）で補正量を書き込み制御部に対して設定している。これにより各色とも印字ページ：Ｎ＋２に対して位置を合わせることができる。なお、図９のタイミングチャートでは、ページＮとＮ＋１の紙間（転写紙領域外：Ａ）でパターン検出（位置ずれ検出）を実行し、次の紙間（転写紙領域外：Ｂ）で補正量を書き込み制御部に対して設定しているが、パターン検出はページＮとＮ＋１の紙間（転写紙領域外：Ａ）で実施しなくとも良い。しかし、補正量の書き込み制御部に対する設定は転写紙領域外：Ｂで行う必要がある。

搬送ベルト２上にパターン形成して位置合わせ処理を行うか、副走査位置検出センサ２８ＫＣ，２８ＹＭによる位置補正を行うかの選択は、例えば連続印刷枚数が所定のスレッシュ枚数を超えたかどうか、装置内の所定の個所の温度が所定のスレッシュ温度以上になったかどうか等により決定し、スレッシュ以上であれば、搬送ベルト２上にパターン１７を形成して位置合わせ処理の実行要求をなし、そうでなければ副走査位置検出センサ２８ＫＣ，２８ＹＭによる位置補正を行う処理の実行要求をなす。また、各色のキャリブレーション時の通過時間ＴＹ０，ＴＭ０，ＴＣ０，ＴＫ０に対して測定値ＴＹ、ＴＭ、ＴＣ、ＴＫが所定の範囲を超えた際でも、搬送ベルト２上にパターン１７を形成して位置合わせ処理の実行要求をなすこととする。これにより、検出センサ２８ＫＣ，２８ＹＭ自体の温度等による位置変動の影響を極力減らすことができ、正確な位置合わせを行うことができる。

なお、前記例では、色毎に測定した通過時間の測定値ＴＹ、ＴＭ、ＴＣ、ＴＫに基づいて色毎に個別に補正を行っていたが、例えばＢＫを基準色として、ＴＹ−ＴＫ、ＴＭ−ＴＫ、ＴＣ−ＴＫの値をもとに、ＢＫに対して相対的なずれ量を検出して補正を実施しても良い。

また、キャリブレーションを実施したときの色毎の通過時間ＴＹ０，ＴＭ０，ＴＣ０，ＴＫ０、及び測定値ＴＹ，ＴＭ，ＴＣ，ＴＫを検出するに当たり、例えばノイズの影響等を考慮し、所定の計測回数の平均により決定する。例えば、ポリゴンミラーが６面であった場合、６の倍数の面数、例えば連続した１８面の計測結果の平均により決定する。

また、本実施形態では、厚紙に印字する場合には、プロセス線速を１／２に落として画像形成を行う。この場合、ポリゴンモータの回転数も１／２としているため主走査方向の走査速度も１／２となる。そこで、このような場合、キャリブレーションを実施したときの通過時間ＴＹ０，ＴＭ０，ＴＣ０，ＴＫ０を各々１／２とした値と検出値とを比較し、各色の補正量を決定する。すなわち、プロセス線速（光ビームの走査速度）がα倍に変更されたときにはキャリブレーション時の通過時間もα倍し、そのα倍した通過時間と検出値とを比較して各色の補正量を決定する。

なお、露光ビーム数が複数の場合、例えば２ビームにて露光を行う装置の場合、両ビームで個別に検出する必要がないので、例えば副走査方向に先行するビームのみで検出を行えば十分である。

また、キャリブレーションを実施したときの通過時間ＴＹ０，ＴＭ０，ＴＣ０，ＴＫ０はＮＶＲＡＭ３９に、測定値ＴＹ，ＴＭ，ＴＣ，ＴＫはＲＡＭ３８に格納する。ＴＹ、ＴＭ、ＴＣ、ＴＫは今回測定した計測値なので補正量の演算に用いた後は保存しておく必要がない。一方、キャリブレーション値ＴＹ０，ＴＭ０，ＴＣ０，ＴＫ０はＮＶＲＡＭ３９に保存しておくことにより、電源がＯＦＦされ、その後ＯＮされた際でも、毎回通過時間のキャリブレーション処理から実行する必要がない。これにより、処理開始時のキャリブレーションの省略が可能となり、ダウンタイムの低減を図ることができる。

図１０は本実施形態に係る画像形成装置における光ビームを検出するための検出センサ（検出素子）の配置と検知出力の一例を示す図である。本実施形態では、検出センサを１色当たり３個備えている。すなわち、ＢＫとＣは２６ＫＣ，２９ＫＣ，３０ＫＣ、ＹとＭは２６ＹＭ，２９ＹＭ，３０ＹＭの３個である。図１０はＣの場合の例であるが、他色についても同様である。同図から分かるように、光走査方向先端側のセンサ２６ＫＣから後端側のセンサ２９ＫＣ，３０ＫＣを順次光ビームが通過することにより各センサから信号が出力されるが、センサ２６ＫＣとセンサ２９ＫＣとの通過時間ＴＣｍａｇ情報を元に全体倍率の補正を行う。また、センサ２９ＫＣ及びセンサ３０ＫＣ間の通過時間ＴＣ情報を元に、副走査方向の位置補正を行う。

なお、本実施形態では、直接転写方式のタンデム型カラー画像形成装置を例示しているが、複数の画像形成部が中間転写ベルトの搬送方向に沿って並設され、搬送される中間転写ベルト上に前記画像形成部で形成された色毎の画像が順次転写重畳され、最後に転写紙にまとめて転写されてカラー画像を形成する間接転写方式のタンデム型カラー画像形成装置においても同様に適用できることは言うまでもない。また、このようなベルト方式の画像形成装置のみならず、例えば転写ドラム、中間転写ドラム、中間転写ローラ等を使用したカラー画像形成装置にも適用できる。

また、本実施形態では、Ｙ、Ｍ、Ｃ、ＢＫの４色の画像形成装置に関して述べたが、色数はこれに限ったものではなく、例えば６色でも良い。

なお、位置ずれ補正を行うタイミングは、所定枚数毎、所定動作時間毎、及び所定温度変化毎のいずれかに設定すれば良い。

以上のように、本実施形態によれば、
１）位置ずれ補正の基準情報を記憶し、この記憶された基準情報を参照して位置ずれ補正を行うので、位置ずれの発生を抑えつつ、位置ずれ補正のためのマーク形成、検出、演算、補正を行う頻度を低減することができる。
２）位置ずれ補正のためのマーク形成、検出、演算、補正を行う頻度を低減することができるので、ダウンタイムの低減を図ることが可能となるとともに、トナー消費の抑制も図ることができる。
３）補正タイミングが所定枚数毎、所定動作時間毎、及び所定温度変化毎のいずれかに設定することにより、無駄なく効率的は補正が可能となる。
４）基準となる作像色を基準として他の前記作像色毎に位置ずれ補正を行うことにより、補正時間の短縮化を図ることができる。
５）位置情報として複数回の検出値の平均値を使用するので、検出誤差の発生を抑えることができる。
６）光ビームが複数ビームの場合、所定の１つのビームのみの基準情報と位置情報とから位置ずれ補正を行うことにより、補正時間の短縮化を図ることができる。
７）キャリブレーションを実施したときの通過時間ＴＹ０，ＴＭ０，ＴＣ０，ＴＫ０はＮＶＲＡＭに、測定値ＴＹ，ＴＭ，ＴＣ，ＴＫはＲＡＭ３８に格納することにより、処理開始時のキャリブレーションの省略が可能となり、ダウンタイムの低減を図ることができる。
などの効果を奏する。

本発明の実施形態に係るカラー画像形成装置の概略構成を示す図である。 搬送ベルト上に形成された位置合わせ用トナーマーク列の一部を示す図である。 光学ユニットである露光装置を上から見た概略構成図である。 各色の走査方向の後端側に配置されたセンサの構成を示す図である。 感光体の近傍に配置されたセンサの配置例を示す図である。 本実施形態における制御回路の構成を示すブロック図である。 副走査位置検出センサによって検出される通過時間のキャリブレーション処理の処理手順を示すフローチャートである。 本実施形態における位置合わせ処理の処理手順を示すフローチャートである。 位置ずれ検出及び位置合わせ補正を行うときのタイミングを示すタイミングチャートである。 本実施形態に係る画像形成装置における光ビームを検出するための検出センサの配置と検知出力の一例を示す図である。

符号の説明

１ 転写紙
２ 搬送ベルト
８ 露光装置
１４，１５，１６ 検知センサ
１７ トナーマーク列
２８ＫＣ，２８ＹＭ，２９ＫＣ，２９ＹＭ，３０ＫＣ，３０ＹＭ センサ
３２ パターン検出回路
３３ ＣＰＵ
３６ 時間差検出回路
３７ ＲＯＭ
３８ ＲＡＭ
３９ ＮＶＲＡＭ

Claims (20)

1. 搬送体又は中間転写体上に位置合わせ補正用のパターンを形成するパターン形成手段と、
   前記搬送体又は前記中間転写体上の主走査方向に設けられ、前記パターン形成手段によって形成されたパターンを検出するパターン検出手段と、
   画像を書き込む光ビームの副走査方向の位置情報を検出する位置情報検出手段と、
   前記パターン検出手段及び前記位置情報検出手段の検出結果に基づいて各色間の画像の位置ずれ量を検出し、位置ずれを補正する補正手段と、
   所定の情報を記憶する記憶手段と、
   を備え、転写紙上にカラー画像を形成するカラー画像形成装置において、
   位置ずれが補正された状態で前記位置情報検出手段により検出された前記光ビームの副走査方向の位置情報を、位置ずれ補正の基準情報として前記記憶手段に記憶することを特徴とするカラー画像形成装置。
2. 請求項１記載のカラー画像形成装置において、
   前記位置情報検出手段は次回のパターン形成までの間の予め設定されたタイミングで前記光ビームの副走査方向の位置情報を検出し、
   前記補正手段は、前記記憶手段に記憶された前記基準情報と今回検出された前記位置情報とから位置ずれ補正を行うことを特徴とするカラー画像形成装置。
3. 請求項２記載のカラー画像形成装置において、
   前記タイミングが、所定枚数毎、所定動作時間毎、及び所定温度変化毎のいずれかであることを特徴とするカラー画像形成装置。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載のカラー画像形成装置において、
   前記パターン検出手段、及び前記位置情報検出手段は、各作像色に対してそれぞれパターン検出処理と位置情報検出処理を実行し、
   前記補正手段は、作像色毎に位置ずれ補正を行うことを特徴とするカラー画像形成装置。
5. 請求項１ないし３のいずれかに記載のカラー画像形成装置において、
   前記パターン検出手段、及び前記位置情報検出手段は、基準となる作像色を除く作像色についてパターン検出処理と位置情報検出処理をそれぞれ実行し、
   前記補正手段は、前記基準となる作像色を基準として他の前記作像色毎に位置ずれ補正を行うことを特徴とするカラー画像形成装置。
6. 請求項４又は５記載のカラー画像形成装置において、
   前記補正手段による位置ずれ補正が同一の転写紙の紙間で行われることを特徴とするカラー画像形成装置。
7. 請求項２記載のカラー画像形成装置において、
   前記位置情報が複数回の検出値の平均値であることを特徴とするカラー画像形成装置。
8. 請求項２記載のカラー画像形成装置において、
   前記補正手段は、前記光ビームの走査速度がα倍（ただし、０＜α）に変更された場合、前記基準情報もα倍して位置ずれ補正を行うことを特徴とするカラー画像形成装置。
9. 請求項２記載のカラー画像形成装置において、
   前記光ビームが複数ビームの場合、前記補正手段は所定の１つのビームのみの前記基準情報と前記位置情報とから位置ずれ補正を行うことを特徴とするカラー画像形成装置。
10. 請求項２記載のカラー画像形成装置において、
    前記記憶手段に前記基準情報に加えて前記検出された位置情報を記憶することを特徴とするカラー画像形成装置。
11. 請求項２記載のカラー画像形成装置において、
    前記基準情報と前記検出情報との差が、所定の値を超えた場合、前記パターン形成手段によってパターンを形成し、前記パターン検出手段、前記位置情報検出手段によってそれぞれパターン検出処理と位置情報検出処理を実行し、前記補正手段は位置ずれ補正を行うことを特徴とするカラー画像形成装置。
12. 請求項２記載のカラー画像形成装置において、
    前記光ビームを検出するための光検出手段を１走査の軌跡上に複数個備え、
    前記補正手段は、前記複数の光検出手段の検出結果に基づいて前記位置情報検出手段によって検出された位置情報を元に副走査方向の位置補正を行うとともに、主走査倍率を補正することを特徴とするカラー画像形成装置。
13. 請求項１２記載のカラー画像形成装置において、
    前記光検出手段が第１ないし第３の少なくとも３つの受光素子からなり、第１及び第２の受光素子が光走査方向に対して垂直方向に延びるライン状の素子であり、第３の受光素子が第２の事項素子に対して所定角傾斜して配置されたライン状の素子であり、
    前記補正手段は、前記第１及び第２の受光素子間の前記光ビームの通過時間に基づいて主走査倍率の補正を行い、前記第２及び第３の受光素子間の通過時間に基づいて副走査方向の位置補正を行うことを特徴とするカラー画像形成装置。
14. 搬送体又は中間転写体上に位置合わせ補正用のパターンを形成するパターン形成手段と、
    前記搬送体又は前記中間転写体上の主走査方向に設けられ、前記パターン形成手段によって形成されたパターンを検出するパターン検出手段と、
    画像を書き込む光ビームの副走査方向の位置情報を検出する位置情報検出手段と、
    を備えたカラー画像形成装置の前記光ビームの書き込み位置での位置ずれを補正する位置ずれ補正方法において、
    初期状態として位置ずれが補正された状態で前記位置情報検出手段により検出された前記光ビームの副走査方向の位置情報を基準情報として記憶手段に記憶させ、
    前記位置情報検出手段の検出結果と前記記憶手段に記憶された基準情報とに基づいて各色間の画像の位置ずれ量を検出し、
    位置ずれを補正することを特徴とする位置ずれ補正方法。
15. 請求項１４記載の位置ずれ補正方法において、
    次回のパターン形成までの間の予め設定されたタイミングで前記光ビームの副走査方向の位置情報を検出し、
    前記記憶手段に記憶された前記基準情報と今回検出された前記位置情報とから位置ずれ補正を行うことを特徴とする位置ずれ補正方法。
16. 請求項１４又は１５記載の位置ずれ補正方法において、
    前記パターン検出手段、及び前記位置情報検出手段は、作像色各々に対してそれぞれパターン検出処理と位置情報検出処理を実行し、
    その後、作像色毎に位置ずれ補正を行うことを特徴とする位置ずれ補正方法。
17. 請求項１４又は１５記載の位置ずれ補正方法において、
    前記パターン検出手段、及び前記位置情報検出手段は、基準となる作像色を除く作像色についてパターン検出処理と位置情報検出処理をそれぞれ実行し、
    前記基準となる作像色を基準として他の前記作像色毎に位置ずれ補正を行うことを特徴とするカラー画像形成装置。
18. 搬送体又は中間転写体上に位置合わせ補正用のパターンを形成するパターン形成手段と、
    前記搬送体又は前記中間転写体上の主走査方向に設けられ、前記パターン形成手段によって形成されたパターンを検出するパターン検出手段と、
    画像を書き込む光ビームの副走査方向の位置情報を検出する位置情報検出手段と、
    を備え、コンピュータに読み込まれ、前記光ビームの書き込み位置でも位置ずれを補正する位置ずれ補正プログラムにおいて、
    初期状態として位置ずれが補正された状態で前記位置情報検出手段により検出された前記光ビームの副走査方向の位置情報を基準情報として記憶手段に記憶させる手順と、
    前記位置情報検出手段の検出結果と前記記憶手段に記憶された基準情報とに基づいて各色間の画像の位置ずれ量を検出する手順と、
    検出された位置ずれ量に基づいて検出された位置ずれを補正する手順と、
    を含むことを特徴とする位置ずれ補正プログラム。
19. 請求項１８記載の位置ずれ補正プログラムにおいて、
    次回のパターン形成までの間の予め設定されたタイミングで前記光ビームの副走査方向の位置情報を検出する手順と、
    前記記憶手段に記憶された前記基準情報と今回検出された前記位置情報とから位置ずれ補正を行う手順と、
    を含むことを特徴とする位置ずれ補正プログラム。
20. 請求項１８又は１９記載の位置ずれ補正プログラムがコンピュータによって読み取られ、実行可能に記録されていることを特徴とする記録媒体。

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