JP2019095676A - 画像形成装置、及び画像形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】像担持体や転写体等の駆動系に駆動誤差がある場合にも、画像の位置ずれの補正精度を確保できるタンデム型の画像形成装置を提供する。【解決手段】転写画像の後端から次の転写画像の先端までの画像間領域に形成した複数の位置ずれ補正パターンの検出結果を平均化したデータに基づき、前記位置ずれを補正する補正手段と、前記画像の搬送方向における長さを検知する検知手段と、前記画像の長さの規定値が記憶された記憶部と、を有し、前記パターン形成手段は、検知した前記画像の長さが前記規定値未満の場合に、複数の前記画像間領域に、少なくとも１つの前記パターンを有する第１のパターンを形成し、検知した前記画像の長さが前記規定値以上の場合に、所定の画像間領域の前記搬送方向における領域の長さを、前記第１のパターンを形成する前記画像間領域に対して長くし、前記所定の画像間領域に、複数の前記パターンを有する第２のパターンを形成する。【選択図】図２０

Description

本発明は、画像形成装置、及び画像形成方法に関する。

多色画像を印刷するカラープリンタなどの画像形成装置において、複数の像担持体で形成された単色画像を、転写体の上で重ね合わせて多色画像を形成するものが知られている。このような画像形成装置では、装置が設置された周辺の温度等に起因して各色の単色画像の重ね合わせの位置がずれ、文字の色の変化や色ムラ等で画像品質が低下する場合がある。

この場合に、転写体に各色の単色画像を順次転写した転写画像の搬送方向における後端から、次の転写画像の搬送方向における先端までの画像間領域に、各色の単色画像の位置ずれの補正用パターンを形成し、このパターンを利用して画像の位置ずれを補正する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

また、搬送方向における転写画像の長さが所定の値以下の場合に、搬送方向における画像間領域の長さを長くして、補正用パターンを形成し、画像の位置ずれを補正する技術が開示されている（例えば、特許文献２参照）。

しかしながら、従来の技術では、像担持体や転写体等の駆動系に駆動誤差があると、補正用パターンの形成位置がずれ、画像の位置ずれの補正精度が低下する場合があった。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであって、像担持体や転写体等の駆動系に駆動誤差がある場合にも、画像の位置ずれの補正精度を確保することを課題とする。

開示の技術の一態様に係る画像形成装置は、画像データに応じた光が照射されて単色の潜像画像が形成される複数の像担持体と、前記複数の像担持体のそれぞれに形成された前記単色の潜像画像を現像し、単色画像とする複数の現像手段と、前記単色画像が順次転写された転写画像を搬送する転写体と、を有し、前記単色画像を重ね合わせて多色画像を形成する画像形成装置であって、前記転写画像の搬送方向において、前記転写画像の後端から次の前記転写画像の先端までの画像間領域に、各色の前記単色画像の位置ずれを補正するためのパターンを形成するパターン形成手段と、前記パターンを検出する検出手段と、複数の前記パターンに対する前記検出手段の出力を平均化したデータに基づき、前記位置ずれを補正する補正手段と、前記転写画像の前記搬送方向における画像の長さを検知する検知手段と、前記パターン形成手段により参照される、前記画像の長さの規定値が記憶された記憶部と、を有し、前記パターン形成手段は、検知した前記画像の長さが前記規定値未満の場合に、複数の前記画像間領域に、少なくとも１つの前記パターンを有する第１のパターンを形成し、検知した前記画像の長さが前記規定値以上の場合に、所定の画像間領域の前記搬送方向における領域の長さを、前記第１のパターンを形成する前記画像間領域に対して長くし、前記所定の画像間領域に、複数の前記パターンを有する第２のパターンを形成する、ことを特徴とする。

像担持体や転写体等の駆動系に駆動誤差がある場合にも、画像の位置ずれの補正精度を確保することができる。

第１の実施形態の画像形成装置の全体構成の一例を示す概略図である。 第１の実施形態の画像形成装置が有する作像装置の構成の一例を示す概略図である。 第１の実施形態の画像形成装置が有する光ビーム走査装置の構成の一例を示す概略図である。 第１の実施形態の画像形成装置が有する光ビーム走査装置及びその周辺のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。 第１の実施形態の画像形成装置が有するＶＣＯクロック生成装置の構成の一例を示すブロック図である。 第１の実施形態の画像形成装置が有する書出開始位置制御装置の構成の一例を示すブロック図である。 第１の実施形態の画像形成装置における主走査方向の書出開始位置制御の一例を示すタイミングチャートである。 第１の実施形態の画像形成装置における副走査方向の書出開始位置制御の一例を示すタイミングチャートである。 第１の実施形態の画像形成装置が有するラインメモリの一例を示す概略図である。 第１の実施形態の画像形成装置における画像形成制御の処理の一例を説明するフローチャートである。 第１の実施形態の画像形成装置における第１の補正用パターンの一例を説明する図である。 駆動系の速度変動の影響の一例を説明する図である。 転写画像の長さが長い場合の駆動系の速度変動の影響の一例を説明する図である。 画像間領域の長さを長くした時の駆動系の速度変動の影響の一例を説明する図である。 第１の実施形態の画像形成装置における第２の補正用パターンの一例を説明する図である。 第１の実施形態の画像形成装置の機能構成の一例を示すブロック図である。 パターン形成誤差に起因する位置ずれ補正誤差と転写画像の長さとの関係を説明する図である。 転写画像の長さが規定値未満の場合の位置ずれ補正方法の一例を説明する図である。 転写画像の長さが規定値以上の場合の位置ずれ補正方法の一例を説明する図である。 第１の実施形態の画像形成装置における位置ずれ補正処理の一例を説明するフローチャートである。

［第１の実施形態］
第１の実施形態を、図面を参照しながら説明する。以下、タンデム方式といわれる二次転写機構を有する電子写真方式の画像形成装置を例に説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。なお、以下で用いる「画像形成」と「印刷」の用語は同義である。また特に指示した場合を除き、「位置ずれ」は「各色の単色画像の位置ずれ」を表し、「補正用パターン」は、「位置ずれ補正のために中間転写ベルトの上に形成される所定の形状のパターン」を表す。

画像形成装置１００は、中間転写ユニットと、各色の作像装置２０と、光ビーム走査装置２１と、二次転写ユニット２２と、定着ユニット２５とを有している。

中間転写ユニットは、無端ベルトである中間転写ベルト１０と、３つの支持ローラ１４〜１６と、中間転写体クリーニングユニット１７とを有している。中間転写ベルト１０は支持ローラ１４〜１６に掛け回され、時計回りに回転する。中間転写体クリーニングユニット１７は、第２の支持ローラ１５と第３の支持ローラ１６の間に設けられ、画像を転写後に中間転写ベルト１０の表面に残留する残留トナーを除去する。

作像装置２０は、第１の支持ローラ１４と第２の支持ローラ１５との間に設置されている。また、作像装置２０は、中間転写ベルト１０の搬送方向に、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の順で設置されている。以下括弧内の記号で、色を示す場合がある。

作像装置２０は、クリーニングユニットと、帯電ユニット１８と、除電ユニットと、現像ユニットと、感光体ユニット４０とを、色ごとに有しており、各色の作像を行う。なお、作像装置２０は、画像形成装置１００に対して脱着が可能であってもよい。

光ビーム走査装置２１は、作像装置２０の上方に設けられている。光ビーム走査装置２１は、画像形成を行うため、各色の感光体ユニット４０が有する感光体ドラムにレーザ光を照射する。

二次転写ユニット２２は、中間転写ベルト１０の下方に設けられ、２つのローラ２３と、二次転写ベルト２４とを有する。二次転写ベルト２４は、無端ベルトである。また、二次転写ベルト２４は、２つのローラ２３に掛けられ、回転する。さらに、ローラ２３及び二次転写ベルト２４は、中間転写ベルト１０を押し上げて、第３支持ローラ１６に押し当てるように設置されている。

二次転写ベルト２４は、中間転写ベルト１０の上に形成される画像を、媒体へ転写する。なお、媒体は、例えば紙又はプラスチックシート等である。

定着ユニット２５は、二次転写ユニット２２の横に設けられている。トナー画像が転写された媒体が定着ユニット２５に送られ、定着ユニット２５は、画像を媒体に定着させる。また、定着ユニット２５は、定着ベルト２６と、加圧ローラ２７とを有している。定着ベルト２６は無端ベルトである。定着ベルト２６及び加圧ローラ２７は、定着ベルト２６に、加圧ローラ２７を押し当てるように設置されている。また、定着ユニット２５は、加熱を行う。

シート反転ユニット２８は、二次転写ユニット２２及び定着ユニット２５の下方に設けられている。シート反転ユニット２８は、送られる媒体の表面と裏面を反転させる。なお、シート反転ユニット２８は、表面に画像形成した後、裏面に画像形成する場合に用いられる。

自動給紙装置（ＡＤＦ（Ａｕｔｏ Ｄｏｃｕｍｅｎｔ Ｆｅｅｄｅｒ））４００は、操作パネルが有するスタートボタンが押され、かつ、給紙台３０の上に媒体がある場合には、媒体をコンタクトガラス３２の上へ搬送する。一方で、自動給紙装置４００は、給紙台３０の上に媒体がない場合には、ユーザによって置かれるコンタクトガラス３２の上の媒体を読み取るために、画像読み取りユニット３００を起動させる。

画像読み取りユニット３００は、第１キャリッジ３３と、第２キャリッジ３４と、結像レンズ３５と、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）３６と、光源とを有している。画像読み取りユニット３００は、コンタクトガラス３２の上の媒体を読み取るために、第１キャリッジ３３及び第２キャリッジ３４を動作させる。

第１キャリッジ３３が有する光源から、コンタクトガラス３２に向かって、光が発せられる。次に、第１キャリッジ３３が有する光源からの光は、コンタクトガラス３２の上の媒体で反射する。

反射した光は、第１キャリッジ３３にある第１ミラーで、第２キャリッジ３４に向かって反射する。次に、第２キャリッジ３４で反射した光は、結像レンズ３５を通して、読み取りセンサであるＣＣＤ３６に結像される。

画像形成装置１００は、ＣＣＤ３６から取得されるデータに基づいて、Ｙ、Ｍ、Ｃ及びＫ、すなわち、各色の画像データを作成する。

画像形成装置１００は、操作パネルが有するスタートボタンが押される場合、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等の外部装置から画像形成の指示がある場合、又はファクシミリの出力指示がある場合には、中間転写ベルト１０の回転を開始する。

中間転写ベルト１０の回転が開始されると、作像装置２０は、作像プロセスを開始する。トナー画像が転写された媒体は、定着ユニット２５に送られる。次に、定着ユニット２５が定着のプロセスを行うと、媒体に画像が画像形成される。

給紙テーブル２００は、給紙ローラ４２と、給紙ユニット４３と、分離ローラ４５と、搬送コロユニット４８とを有している。また、給紙ユニット４３は、複数の給紙トレイ４４を有し、搬送コロユニット４８は、搬送ローラ４７を有している。

給紙テーブル２００は、給紙ローラ４２のうち、１つの給紙ローラを選択する。次に、給紙テーブル２００は、選択される給紙ローラ４２を回転させる。

給紙ユニット４３は、複数の給紙トレイ４４のうち、１つの給紙トレイを選択し、給紙トレイ４４から媒体を送る。次に、送り出された媒体は、分離ローラ４５によって１枚に分離され、搬送路４６に送られる。続いて、搬送路４６では、搬送ローラ４７によって媒体が画像形成装置１００に送られる。

画像形成装置１００に送られる媒体は、給紙路５３を介してレジストローラ４９へ送られる。次に、レジストローラ４９へ送られた媒体は、レジストローラ４９に突き当てて止められる。続いて、媒体は、トナー画像が二次転写ユニット２２に進入する際に、二次転写ユニット２２に送られる。

なお、媒体は、手差しトレイ５１から送られてもよい。手差しトレイ５１から媒体が送られる場合、画像形成装置１００は、給紙ローラ５０を回転させる。次に、給紙ローラ５０は、手差しトレイ５１上にある複数の媒体から１枚の媒体を分離させる。続いて、給紙ローラ５０は、分離させた媒体を給紙路５３へ送る。さらに、給紙路５３へ送られる媒体は、レジストローラ４９へ送られる。また、媒体がレジストローラ４９へ送られた以降の処理は、例えば、給紙テーブル２００から媒体を送る場合と同様である。

媒体は、定着ユニット２５によって定着が行われ、排出される。また、定着ユニット２５から排出される媒体は、切換爪５５によって、排出ローラ５６に送られる。次に、排出ローラ５６は、送られる媒体を排紙トレイ５７に送り、排紙する。

また、切換爪５５は、定着ユニット２５から排出された媒体をシート反転ユニット２８に送ってもよい。シート反転ユニット２８は、送られてきた媒体の表面と裏面を反転させる。反転させられた媒体は、表面と同様に裏面に画像形成が行われ、排紙トレイ５７へ送られる。

一方、中間転写ベルト１０に残るトナーは、中間転写体クリーニングユニット１７によって除去される。画像形成装置１００は、中間転写ベルト１０に残るトナーが除去されると、次の画像形成に備える。

次に、本実施形態の画像形成装置１００が有する作像装置の構成の一例を、図２を用いて説明する。

作像装置２０は、中間転写ベルト１０と、中間転写体クリーニングユニット１７と、二次転写ユニット２２とを有している。さらに、作像装置２０は、色ごとに、４つの光ビーム走査装置２１と、４つの作像ユニット２０Ｕとを有している。

作像装置２０は、複数の色、すなわち、４色の画像を中間転写ベルト１０上に重ねて形成し、カラー画像を画像形成する。すなわち、作像装置２０は、作像プロセスを実行する。具体的には、電子写真方式における画像形成のプロセスは、帯電、露光、現像、転写及び定着の５つのプロセス等を含んでいる。そのうち、作像プロセスは、例えば、帯電、露光、現像及び転写である。

作像装置２０では、光ビーム走査装置２１から感光体ユニット４０に、光ビームが入射される。感光体ユニット４０には、画像データに基づいて変調される光ビームが入射される。

各感光体ユニット４０の周辺には、クリーニングユニット１３と、帯電ユニット１８と、除電ユニット１９と、現像ユニット２９とがそれぞれ設置されている。

帯電ユニット１８は、帯電のプロセスを行う。なお、帯電のプロセスは、帯電ユニット１８が感光体ユニット４０の表面を帯電させるプロセスである。

帯電した感光体ユニット４０は、光ビームにより露光のプロセスが行われる。なお、露光のプロセスは、感光体ユニット４０の表面に、静電潜像が形成されるプロセスである。現像ユニット２９は、現像のプロセスを行う。なお、現像のプロセスは、感光体ユニット４０に形成される静電潜像に対してトナーを付着させ、トナー画像を形成するプロセスである。また、現像ユニット２９には、トナーボトルからトナーの供給が行われる。

現像ユニット２９は、現像ローラを有する。この現像ローラは、現像のプロセスにおいて、感光体ユニット４０に対して、トナーを付着させる。

次に、トナー画像は、転写器６２によって中間転写ベルト１０上へ転写される。中間転写ベルト１０上にまず１色目の単色画像が転写され、続いて２色目、３色目、４色目の順に単色画像が転写される。このように４色の単色画像が中間転写ベルト１０の上で順次重ね合わされて、４色のトナーが重ね合わされた１つの画像となる。

４色のトナーが重ね合わされた画像は、多色画像の一例である。また、中間転写ベルト１０の上で４色のトナーが重ねられた画像は、転写画像の一例である。

転写の後、除電ユニット１９は、感光体ユニット４０を除電し、クリーニングユニット１３は、クリーニングを行う。

転写されたトナー画像が二次転写ユニット２２に送られると、媒体は、二次転写ユニット２２に送られる。これにより、二次転写ユニット２２に送られる媒体に、中間転写ベルト１０の上のトナー画像が転写される。

その後、定着ユニット２５が定着のプロセスを行う。このように、定着までのプロセスが行われると、媒体上に画像が形成される。なお、中間転写体クリーニングユニット１７は、転写プロセスの後、４色のカラーのトナー画像を除去する。

なお、中間転写ベルト１０は、転写体の一例であり、感光体ユニット４０は像担持体の一例である。現像ユニット２９は、現像手段の一例である。

また、位置ずれ補正等を行うため、第１センサＳＥＮ１及び第２センサＳＥＮ２が設置されている。なお、第１センサＳＥＮ１及び第２センサＳＥＮ２は、例えば、反射型の光学センサ等である。具体的には、第１センサＳＥＮ１及び第２センサＳＥＮ２は、位置ずれ補正等のために、中間転写ベルト１０の上に形成される所定の形状の補正用パターンを検出する。補正用パターンの検出では、例えば補正用パターンに応じた反射型光学センサの出力変化が検出される。この検出結果に基づいて、色ごとに、主走査方向及び副走査方向における位置ずれが補正される。なお、この検出結果に基づいて、主走査方向の倍率等が補正されてもよい。

第１センサＳＥＮ１及び第２センサＳＥＮ２のそれぞれは、転写画像の搬送方向において、転写画像が形成された後の箇所に設けられ、単色画像の位置ずれを補正するための補正用パターンを検出する検出手段の一例である。

次に、本実施形態の作像装置が有する光ビーム走査装置の構成の一例を、図３を用いて説明する。図示するように、光ビーム走査装置２１は、ポリゴンミラー１１と、ｆθレンズ１２と、ＬＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）ユニット３１と、折り返しミラー３７と、同期ミラー３８と、同期レンズ３９と、シリンダレンズ４１と、同期センサ５４とを有している。なお、各色の光ビーム走査装置の構成は、例えば、同一である。以下、同一である場合を例に説明する。そのため、重複する説明を省略する。

図示する例では、光ビーム走査装置２１において、ＬＤユニット３１は光源を有する。まず、ＬＤユニット３１が有する光源は、画像データに基づいて制御され、発光する。

ＬＤユニット３１から発光される光ビームは、シリンダレンズ４１を通り、ポリゴンミラー１１に入射する。続いて、ポリゴンミラー１１は、モータ等によって回転しながら、入射してきた光ビームを反射する。ポリゴンミラー１１が回転することで、光ビームは、偏向される。ポリゴンミラー１１で反射された光ビームは、ｆθレンズ１２を通過して折り返しミラー３７で反射され、感光体ユニット４０上で走査される。

また、主走査方向において、書き出しが行われる端部には、例えば、図示するように、同期ミラー３８と、同期レンズ３９と、同期センサ５４とが設置されている。まず、光ビームは、ｆθレンズ１２を通過して、同期ミラー３８に入射し、同期ミラー３８で反射する。同期ミラー３８で反射した光ビームは、同期レンズ３９で集光され、同期センサ５４に入射する。このようにして、同期センサ５４は、入射する光ビームから主走査方向において、書き出し開始のタイミングを検出する。

図４は、本実施形態の作像装置２０が有する光ビーム走査装置２１及びその周辺のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。なお、図示する構成例は、１色分の光ビーム走査装置２１の構成である。

光ビーム走査装置２１には、ポリゴンモータ制御装置２１１と、ＬＤ制御装置２１２と、同期検出用点灯制御装置２１３と、画素クロック生成装置２１４と、書出開始位置制御装置２１５とが接続されている。また、ポリゴンモータ制御装置２１１等には、プリンタ制御部１が接続されている。さらに、プリンタ制御部１には、第１センサＳＥＮ１と、第２センサＳＥＮ２と、記憶装置２と、記憶装置２１６と、画素クロック生成装置２１４とが接続されている。記憶装置２１６には、画像の長さの規定値が記憶されている。この規定値の詳細については後述する。

ＬＤユニット３１から発光される光ビームは、同期センサ５４等によって検出される。同期センサ５４は、光ビームが検出されると、同期検出信号ＸＤＥＴＰを出力する。また、同期検出信号ＸＤＥＴＰは、同期検出用点灯制御装置２１３と、画素クロック生成装置２１４と、書出開始位置制御装置２１５とに送られる。

同期検出用点灯制御装置２１３は、同期検出信号ＸＤＥＴＰを生成するため、ＬＤ強制点灯信号ＢＤをＯＮにする。次に、ＬＤ強制点灯信号ＢＤがＯＮとなると、ＬＤ制御装置２１２は、ＬＤユニット３１に光ビームを発光させる。一方で、同期検出信号ＸＤＥＴＰが出力された後は、同期検出信号ＸＤＥＴＰ及び画素クロック信号ＰＣＬＫに基づいて、同期検出用点灯制御装置２１３は、ＬＤユニット３１に光ビームを発光させる。具体的には、フレア光が発生しない程度、かつ、同期検出信号ＸＤＥＴＰが生成できるようなタイミングで、ＬＤ制御装置２１２は、ＬＤユニット３１に光ビームを発光させる。さらに、同期検出信号ＸＤＥＴＰが検出されると、同期検出用点灯制御装置２１３は、ＬＤを消灯させるようなＬＤ強制点灯信号ＢＤを生成し、ＬＤ制御装置２１２に送る。

また、ＬＤの光量制御タイミング信号ＡＰＣは、同期検出信号ＸＤＥＴＰ及び画素クロック信号ＰＣＬＫに基づいて、生成される。次に、光量制御タイミング信号ＡＰＣは、ＬＤ制御装置２１２に送られる。また、光量制御タイミング信号ＡＰＣに基づく処理は、画像書き込み領域外で行われる。すなわち、光量制御タイミング信号ＡＰＣが送られるタイミングで、光量を調整する制御等が行われる。

ＬＤ制御装置２１２は、ＬＤ強制点灯信号ＢＤ、光量制御タイミング信号ＡＰＣ及び画素クロック信号ＰＣＬＫに同期した画像データＤＩＭＧを示す信号に基づいて、ＬＤユニット３１に光ビームを発光させる。そして、ＬＤユニット３１で発光された光ビームは、ポリゴンミラー１１に入射される。次に、ポリゴンミラー１１によって偏向された光ビームは、ｆθレンズ１２を通過して、感光体ユニット４０上を走査する。

ポリゴンモータ制御装置２１１は、プリンタ制御部１からの制御信号に基づいて、ポリゴンモータを所定の回転数で回転させる制御を行う。

書出開始位置制御装置２１５は、プリンタ制御部１からの制御信号、同期検出信号ＸＤＥＴＰ及び画素クロック信号ＰＣＬＫ等に基づいて、書出開始タイミング及び画像の幅を決定する信号を生成する。なお、書出開始タイミング及び画像の幅を決定する信号は、主走査制御信号ＸＲＧＡＴＥ及び副走査制御信号ＸＦＧＡＴＥである。

第１センサＳＥＮ１及び第２センサＳＥＮ２は、補正用パターンを検出すると、検出結果をプリンタ制御部１に送る。次に、プリンタ制御部１は、検出結果に基づいて、位置ずれ量を計算する。続いて、プリンタ制御部１は、位置ずれ量に基づいて、補正データを生成する。さらに、プリンタ制御部１は、補正データに基づいて、画素クロック生成装置２１４及び書出開始位置制御装置２１５の設定を行う。また、プリンタ制御部１は、記憶装置２に補正データを記憶させる。すなわち、記憶装置２に記憶される補正データは、画像形成を行う際に、プリンタ制御部１によって読み出され、画素クロック生成装置２１４及び書出開始位置制御装置２１５の設定が行われる。

画素クロック生成装置２１４は、基準クロック生成装置２１４１と、ＶＣＯ（Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）クロック生成装置２１４２と、位相同期クロック生成装置２１４３とを有する。基準クロック生成装置２１４１は、基準クロック信号ＦＲＥＦを生成する。ＶＣＯクロック生成装置２１４２は、ＶＣＯクロック信号ＶＣＬＫを生成する。

図５は、本実施形態のＶＣＯクロック生成装置の構成例を示すブロック図である。図示するように、ＶＣＯクロック生成装置２１４２は、位相比較器２１４２１と、ローパスフィルタ（Ｌｏｗ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）２１４２２と、ＶＣＯ２１４２３と、１／Ｎ分周器２１４２４とを有する。

位相比較器２１４２１には、基準クロック生成装置２１４１から基準クロック信号ＦＲＥＦと、１／Ｎ分周器２１４２４によって１／Ｎに分周されるクロック信号とが入力される。また、位相比較器２１４２１は、入力される２つの信号の立ち下がりエッジの位相を比較し、誤差成分を所定の電流で出力する。

ローパスフィルタ２１４２２は、位相比較器２１４２１の出力から高周波成分を取り除き、直流電圧を出力する。

ＶＣＯ２１４２３は、ローパスフィルタ２１４２２の出力に基づいて、所定の周波数であるＶＣＯクロック信号ＶＣＬＫを出力する。

１／Ｎ分周器２１４２４は、入力されるＶＣＯクロック信号ＶＣＬＫを、設定される分周比Ｎで１／Ｎに分周する。

なお、プリンタ制御部１から基準クロック信号ＦＲＥＦの周波数と、分周比Ｎは、設定が可能である。したがって、画素クロック生成装置２１４に対して、基準クロック信号ＦＲＥＦの周波数と、分周比Ｎの値とを変更する設定を行うことで、ＶＣＯクロック信号ＶＣＬＫの周波数が変更される。

図４に戻り、位相同期クロック生成装置２１４３には、ＶＣＯクロック生成装置２１４２から入力されるＶＣＯクロック信号ＶＣＬＫと、同期検出信号ＸＤＥＴＰとが入力される。また、位相同期クロック生成装置２１４３は、同期検出信号ＸＤＥＴＰに同期させた画素クロック信号ＰＣＬＫを同期検出用点灯制御装置２１３等に出力する。

図６は、本実施形態の書出開始位置制御装置の構成例を示すブロック図である。図示するように、書出開始位置制御装置２１５は、主走査ライン同期信号発生器２１５１を有する。また、書出開始位置制御装置２１５は、主走査用及び副走査用に、カウンタ２１５２、コンパレータ２１５３及び制御信号生成器２１５４をそれぞれ有する。

書出開始位置制御装置２１５は、主走査制御信号ＸＲＧＡＴＥ及び副走査制御信号ＸＦＧＡＴＥを生成する。なお、主走査制御信号ＸＲＧＡＴＥは、主走査方向において、画像データを示す信号の取り込み、すなわち、画像の書き出しタイミングを示すように生成される。一方で、副走査制御信号ＸＦＧＡＴＥは、副走査方向において、画像データを示す信号の取り込み、すなわち、画像の書き出しタイミングを示すように生成される。

各カウンタ２１５２は、カウンタ動作信号ＸＬＳＹＮＣが入力されると、動作する。

主走査用のコンパレータ２１５３は、カウンタ動作信号ＸＬＳＹＮＣ及び画素クロック信号ＰＣＬＫに基づいて動作する主走査用のカウンタ２１５２が示す値と、第１設定値ＳＥＴ１とを比較する。なお、第１設定値ＳＥＴ１は、プリンタ制御部１から入力される。また、第１設定値ＳＥＴ１は、補正データに基づいて定まる値である。

主走査用の制御信号生成器２１５４は、主走査用のコンパレータ２１５３から出力される比較結果に基づいて、主走査制御信号ＸＲＧＡＴＥを生成する。

副走査用のカウンタ２１５２には、プリンタ制御部１から印刷開始信号ＳＲＴが入力される。そして、副走査用のカウンタ２１５２は、印刷開始信号ＳＲＴ、カウンタ動作信号ＸＬＳＹＮＣ及び画素クロック信号ＰＣＬＫに基づいて動作する。

副走査用のコンパレータ２１５３は、副走査用のカウンタ２１５２が示す値と、第２設定値ＳＥＴ２とを比較する。なお、第２設定値ＳＥＴ２は、プリンタ制御部１から入力される。また、第２設定値ＳＥＴ２は、補正データに基づいて定まる値である。

副走査用の制御信号生成器２１５４は、副走査用のコンパレータ２１５３から出力される比較結果に基づいて、副走査制御信号ＸＦＧＡＴＥを生成する。

書出開始位置制御装置２１５は、主走査方向において、画素クロック信号ＰＣＬＫの単位、すなわち、１ドット単位で書出位置を補正できる。一方で、書出開始位置制御装置２１５は、副走査方向において、カウンタ動作信号ＸＬＳＹＮＣの単位、すなわち、１ライン単位で書出位置を補正できる。

図７は、本実施形態の主走査方向における書出開始位置の制御例を示すタイミングチャートである。なお、以下の説明では、同期検出信号ＸＤＥＴＰ、カウンタ動作信号ＸＬＳＹＮＣ、主走査制御信号ＸＲＧＡＴＥ及び副走査制御信号ＸＦＧＡＴＥは、ローレベルを有効とする信号、すなわち、ローアクティブ信号とする例で説明する。

カウンタ動作信号ＸＬＳＹＮＣによって、主走査カウンタが、リセットされる。なお、主走査カウンタは、図６に示す主走査用のカウンタ２１５２が示すカウンタ値である。

主走査カウンタは、画素クロック信号ＰＣＬＫによって、カウントアップする。主走査カウンタが示す値が第１設定値ＳＥＴ１となると、主走査用のコンパレータ２１５３は、比較結果として、信号を出力する。なお、この例では、第１設定値ＳＥＴ１は、「Ｘ」である。次に、主走査用のコンパレータ２１５３から、第１設定値ＳＥＴ１となったことを示す信号が出力されると、主走査用の制御信号生成器２１５４は、主走査制御信号ＸＲＧＡＴＥをローレベルにする。なお、主走査制御信号ＸＲＧＡＴＥは、主走査方向の画像幅分、ローレベルとなる信号である。

図８は、本実施形態の副走査方向における書出開始位置の制御例を示すタイミングチャートである。

印刷開始信号ＳＲＴによって、副走査カウンタが、リセットされる。なお、副走査カウンタは、図６に示す副走査用のカウンタ２１５２が示すカウンタ値である。

副走査カウンタは、カウンタ動作信号ＸＬＳＹＮＣによって、カウントアップする。副走査カウンタが示す値が第２設定値ＳＥＴ２となると、副走査用のコンパレータ２１５３は、比較結果として、信号を出力する。なお、この例では、第２設定値ＳＥＴ２は、「Ｙ」である。次に、この副走査用のコンパレータ２１５３から、第２設定値ＳＥＴ２となったことを示す信号が出力されると、副走査用の制御信号生成器２１５４は、副走査制御信号ＸＦＧＡＴＥをローレベルにする。なお、副走査制御信号ＸＦＧＡＴＥは、副走査方向の画像長さ分、ローレベルとなる信号である。

図９は、本実施形態の画像形成装置１００が有するラインメモリの一例を示す概略図である。図示するラインメモリＬＭＥＭは、例えば、図４に示す画像形成制御装置２１０の構成の前段等に用いられる。

ラインメモリＬＭＥＭには、副走査制御信号ＸＦＧＡＴＥ等が示すタイミングで、プリンタコントローラ、フレームメモリ又はスキャナ等から取り込まれる画像データが記憶される。また、記憶される画像データは、画素クロック信号ＰＣＬＫに同期して、数ビーム分の信号が出力されるとする。また、ラインメモリＬＭＥＭから出力される信号は、ＬＤ制御装置２１２に送られ、信号が示すタイミングでＬＤが点灯するように制御される。

なお、本実施形態の画像形成装置１００では、ポリゴンモータ制御装置２１１、ＬＤ制御装置２１２、同期検出用点灯制御装置２１３、画素クロック生成装置２１４、及び書出開始位置制御装置２１５は、例えば電子回路等のハードウェアで構成されている。但し、これに限定はされず、処理の一部、又は全部がプログラムに基づき、ＣＰＵ（Central Processing Unit）で実現されてもよい。

一方、プリンタ制御部１は、ＣＰＵ、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、及び外部Ｉ／Ｆ２４等により実現されている。但し、これに限定はされず、処理の一部、又は全部を、電子回路等のハードウェアで実現してもよい。

図１０は、画像形成装置１００における画像形成制御の処理の一例を示すフローチャートである。

画像形成装置１００における操作パネルが有するスタートボタンが押されると、ステップＳ１００１で、プリンタ制御部１は、ポリゴンモータ制御装置２１１に指示し、ポリゴンモータを回転させる。ポリゴンモータは、ポリゴンミラー１１を所定の回転数で回転させるモータである。ポリゴンモータ制御装置２１１は、ポリゴンモータを制御する。

続いて、ステップＳ１００３で、プリンタ制御部１は、主走査及び副走査の書出し開始位置や主走査倍率等を補正する補正データを各制御装置に送信する。各制御部では補正データが設定される。

続いて、ステップＳ１００５で、同期検出用点灯制御装置２１３は、ＬＤユニット３１に指示してＬＤを点灯させ、ＬＤを所定の光量で点灯させるためにＡＰＣ（Automatic Power Control）動作を行う。

続いて、ステップＳ１００７で、各制御装置が連動し、画像形成動作を行う。

続いて、ステップＳ１００９で、プリンタ制御部１は、次に画像形成すべき画像の有無を確認する。

次に画像形成すべき画像が有る場合はステップＳ１００７に戻り、再度画像形成動作を行う。次に画像形成すべき画像が無い場合は、ステップＳ１０１１で、プリンタ制御部１は、ＬＤ制御装置２１２に指示してＬＤを消灯する。

続いて、ステップＳ１０１３で、プリンタ制御部１は、ポリゴンモータ制御装置２１１に指示して、ポリゴンモータの回転を停止させ、画像形成制御の処理を終了する。

次に、本実施形態の画像形成装置１００における補正用パターン、及び補正用パターンを用いた位置ずれ補正処理について詳細に説明する。

プリンタ制御部１は、主走査、又は副走査方向の補正用パターンに該当するパターンデータをＬＤ制御装置２１２へ出力する。すると、ＬＤ制御装置２１２では、このパターンデータに基づきＬＤユニット３１のＬＤを点灯させ、各色の感光体ユニット４０上に補正用パターンに対応する潜像を形成する。そして、形成された各色の潜像がトナーで現像され、トナー画像が中間転写ベルト１０上に転写される。画像形成装置１００では、このようにして補正用パターンが中間転写ベルト１０上に形成される。

図１１は、第１の実施形態の画像形成装置１００における位置ずれ補正用パターンの一例を示したものである。図１１において、「ベルト移動方向」と転写画像の搬送方向と副走査方向は、相互に同義である。また、「光ビーム走査方向」と主走査方向は同義である。

パターンＫ１、Ｃ１、Ｍ１、及びＹ１は、それぞれＫ、Ｃ、Ｍ、及びＹ色のトナーにより中間転写ベルト１０の上に形成された横線画像で、副走査方向の補正用パターンとして用いられる。パターンＫ２、Ｃ２、Ｍ２、及びＹ２も同様である。

図の「光ビーム走査方向」における中間転写ベルト１０の左側に、パターンＫ１、Ｃ１、Ｍ１、及びＹ１が形成され、右側にパターンＫ２、Ｃ２、Ｍ２、及びＹ２が形成されている。

「ベルト移動方向」において、パターンＫ１、Ｃ１、Ｍ１、及びＹ１の後側には、パターンＫ３、Ｃ３、Ｍ３、及びＹ３が形成されている。これらは、それぞれＫ、Ｃ、Ｍ、及びＹ色のトナーで形成された斜め線画像で、主走査方向の補正用パターンとして用いられる。同様に、パターンＫ２、Ｃ２、Ｍ２、及びＹ２の後側には、パターンＫ４、Ｃ４、Ｍ４、及びＹ４が形成されている。

図１１において、パターンＫ１、Ｃ１、Ｍ１、Ｙ１、Ｋ３、Ｃ３、Ｍ３、及びＹ３を１組とする補正用パターンは、第１センサＳＥＮ１で検出される。また、パターンＫ２、Ｃ２、Ｍ２、Ｙ２、Ｋ４、Ｃ４、Ｍ４、及びＹ４を１組とする補正用パターンは、第２センサＳＥＮ２で検出される。パターンＫ１、Ｃ１、Ｍ１、Ｙ１、Ｋ３、Ｃ３、Ｍ３、及びＹ３を１組とする補正用パターンは、「第１のパターン」の一例である。

中間転写ベルト１０の「ベルト移動方向」への移動に伴う第１センサＳＥＮ１、及び第２センサＳＥＮ２の出力は、プリンタ制御部１に送信され、Ｋ色に対する各色の位置ずれ量が算出される。なお、位置ずれ量の単位は、時間である。

副走査方向の位置ずれにより、横線画像の検出タイミングが変化し、主走査方向の位置ずれ、及び画像の倍率誤差により、斜め線画像の検出タイミングが変化する。

Ｋ色に対するＣ色の位置ずれを例に、具体的に説明する。

まず、主走査方向の位置ずれに関し、パターンＫ１の検出からＫ３の検出までの時間が検出される。これを基準に、パターンＣ１の検出からＣ３の検出までの時間との時間差ＴＫＣ１３が算出される。

また、パターンＫ２の検出からＫ４の検出までの時間が検出され、これを基準に、パターンＣ２の検出からＣ４の検出までの時間との時間差ＴＫＣ２４が算出される。

時間差ＴＫＣ２４から時間差ＴＫＣ１３を引いた値が、Ｋ色に対するＣ色の主走査方向の倍率誤差となる。なお、主走査方向の倍率とは、ｆθレンズ１２により感光体ユニット４０に結像される像の光の走査方向における結像倍率をいう。主走査方向の倍率誤差とは、ｆθレンズ１２の屈折率や表面形状などの特性の変動により生じる誤差をいう。

算出された倍率誤差に応じて、画素クロック生成装置２１４で画素クロック信号ＰＣＬＫの周波数が可変されることで、倍率誤差が補正される。

また、時間差ＴＫＣ１３から、第１センサＳＥＮ１の位置における倍率誤差補正による時間変化分を差し引いた値は、Ｋ色に対するＣ色の主走査方向の位置ずれ量ΔＴｃｍとなる。プリンタ制御部１は、この位置ずれ量ΔＴｃｍに相当するドット数を補正データとして算出し、書出開始位置制御装置２１５に出力する。書出開始位置制御装置２１５は、補正データを用いて、主走査方向の書出開始位置を決定するＸＲＧＡＴＥ信号のタイミングを補正する。

次に、副走査方向において、ＳＥＮ１、又はＳＥＮ２でＫ色のパターン検出後、Ｃ色のパターンを検出するまでの時間の仕様値をＴcｓとする。また、パターンＫ１の検出からＣ１の検出までの時間をＴＫＣ１とし、パターンＫ２の検出からＣ２の検出までの時間をＴＫＣ２とする。これらから、以下の（１）式より、Ｋ色に対するＣ色の副走査方向の位置ずれ量ΔＴｃｓが算出される。

・・・・・・・（１）
プリンタ制御部１は、この位置ずれ量ΔＴｃｓに相当するライン数を補正データとして算出し、書出開始位置制御装置２１５に出力する。書出開始位置制御装置２１５は、補正データを用いて、副走査方向の書出開始位置を決定するＸＦＧＡＴＥ信号のタイミングを補正する。

以上は、Ｃ色を例に説明したが、Ｋ色に対するＭ色、及びＹ色についても同様である。

なお、本実施形態では、補正用パターンは、「ベルト移動方向」、すなわち転写画像の搬送方向において、各転写画像の後端と次の転写画像の先端の間の領域、すなわち画像間領域に形成される。

また、本実施形態の画像形成装置１００は、複数の補正用パターンを形成し、第１及び第２センサによる複数の補正用パターンの検出出力を平均化して位置ずれ量を算出する。

なお、補正用パターンは一例であり、上記に限られない。例えば斜め線画像を左右反転させたものを用いてもよい。さらに、補正用パターンを形成する箇所を、「光ビーム走査方向」における中間転写ベルト１０の両側の２箇所として説明したが、これに限られるものではない。例えば、中間転写ベルト１０の中央付近に形成してもよい。

次に、本実施形態の画像形成装置１００において、駆動系の誤差が位置ずれの補正に与える影響と、駆動系に誤差がある場合の位置ずれの補正方法を説明する。

ここで駆動系とは、各色の感光体ユニット４０が有する感光体ドラムや中間転写ベルト１０等を駆動する手段を総称したものをいう。駆動系は、例えばドラム、ローラ、ベルト等の部材、及びモータ等で構成される。

また駆動系の誤差とは、例えば、ドラム、ローラ等の偏心やベルトの弛み等による速度変動である。速度変動に応じて補正用パターンの形成位置がずれる。速度変動による補正用パターンの形成位置のずれは、装置周辺の温度等に起因した画像の位置ずれの補正に誤差を生じさせる。駆動系の誤差に起因した補正用パターンの形成位置のずれを、以下ではパターン形成誤差と呼ぶ。

図１２は、駆動系の速度変動に起因したパターン形成誤差の時間変動を模式的に示したものである。パターン形成誤差は、ドラム、ローラ等の回転体の駆動に伴うものであるため、図示したように、変動に一定の周期性がある。しかし複数の部材が連動して生じるため、変動の振幅や位相は、必ずしも再現せず、逐次変化する。

図１２に示した期間１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、及び１０１ｄは、それぞれ中間転写ベルト１０の上で、画像間領域に補正用パターンが形成される期間を示している。また一点鎖線で示した期間ｔｇ１、及びｔｉ１は、中間転写ベルト１０の上で、それぞれ１つの画像間領域に該当する期間、及び１つの転写画像の領域に該当する期間である。図１２の例では、４つの画像間領域に各１組の補正用パターンが形成されている。

図示したように、パターン形成誤差の時間変動の略１周期に跨って補正用パターンが形成された場合、補正用パターンが形成される期間１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、及び１０１ｄにおけるパターン形成誤差は、「＋」側と「−」側に略均等に振れる。従って、期間１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、及び１０１ｄにおける第１及び第２センサの出力をそれぞれ平均化すれば、パターン形成誤差の位置ずれ補正への影響はキャンセルされる。そして、位置ずれ補正の誤差は低減される。

一方、図１３は、図１２に対し、搬送方向における転写画像の長さが長い場合を示している。期間１０２ａ、及び１０２ｂは、図１２と同様に、中間転写ベルト１０の上で、画像間領域に補正用パターンが形成される期間を示している。期間ｔｇ１は、中間転写ベルト１０の上で、１つの画像間領域に該当する期間である。転写画像が長くなることに従い、中間転写ベルト１０の上で、１つの転写画像の領域に該当する期間ｔｉ２は長くなっている。

期間ｔｉ２が長くなったことで、図１２の場合に対して補正用パターンが形成されるタイミングが変わり、パターン形成誤差の時間変動の１周期に形成される補正用パターンは、２つになっている。

この場合、補正用パターンが形成された期間１０２ａ、及び１０２ｂでのパターン形成誤差は、ともに「＋」側に振れている。そのため、第１及び第２センサの出力をそれぞれ平均化しても、パターン形成誤差の位置ずれ補正への影響はキャンセルされない。従って位置ずれ補正の誤差は低減されなくなる。

本実施形態の画像形成装置１００は、搬送方向における転写画像の長さが長い場合には、図１４に示すように、１つの画像間領域を長くし、搬送方向に長い補正用パターンを形成する。図１４において、期間１０３は、画像間領域に補正用パターンが形成される期間を示している。期間ｔｇ２は、長くした１つの画像間領域に該当する期間である。期間ｔｉ２は、１つの転写画像の領域に該当する期間である。期間１０３では、パターン形成誤差は、「＋」側と「−」側に略均等に振れている。

図１５は、図１４の場合に形成される搬送方向に長い補正用パターンの一例を示している。このパターンは、図１１のパターンＫ１、Ｃ１、Ｍ１、Ｙ１、Ｋ３、Ｃ３、Ｍ３、及びＹ３を１組とする補正用パターン、すなわち「第１のパターン」を、搬送方向に連続して５組形成したものである。

図１５に示した補正用パターンを第１センサＳＥＮ１及び第２センサＳＥＮ２で検出し、それぞれ５組の出力を平均化すれば、パターン形成誤差の影響はキャンセルされる。これにより、位置ずれ補正の誤差を低減することができる。「第１のパターン」を搬送方向に連続して５組形成したパターンは、「第２のパターン」の一例である。

但し、図１５の補正用パターンは、１つの画像間領域を長くするため、常に図１５の補正用パターンを用いた補正を行うと、画像形成速度が低下する。

そこで、本実施形態の画像形成装置１００は、搬送方向における転写画像の長さを検知し、長さが規定値未満の場合は、１組の補正用パターン、すなわち「第１のパターン」を複数の画像間領域に形成する。一方、長さが規定値以上の場合は、１つの画像間領域を長くし、１つの画像間領域に、複数組の補正用パターンを有する「第２のパターン」を形成する。

本実施形態の画像形成装置１００の機能構成の一例を、図１６を用いて説明する。

画像形成装置１００は、画像形成部５００と、位置ずれ補正部５０１と、画像長さ検知部５０３と、記憶部５０４とを有している。また、位置ずれ補正部５０１は、検出部５０２を有している。

画像形成部５００は、画像データに基づいて画像形成する。また、この機能を用いて、補正用パターンを中間転写ベルト１０の上に形成する。従って画像形成部５００は、パターン形成部でもある。

画像形成部５００、すなわちパターン形成部は、「パターン形成手段」の一例である。パターン形成部は、例えばプリンタ制御部１と、光ビーム走査装置２１と、感光体ユニット４０と、クリーニングユニット１３と、帯電ユニット１８と、除電ユニット１９と、現像ユニット２９と、転写器６２等から実現される。

検出部５０２は、補正用パターンを検出する。検出部５０２は、例えば第１センサＳＥＮ１及び第２センサＳＥＮ２により実現される。

位置ずれ補正部５０１は、検出部５０２の出力に基づき、位置ずれを補正する。位置ずれ補正部５０１は、例えば、プリンタ制御部１と、画素クロック生成装置２１４と、書出開始位置制御装置２１５とにより実現される。具体的には、例えばプリンタ制御部１が有するＣＰＵと、画素クロック生成装置２１４、及び書出開始位置制御装置２１５がそれぞれ有する電子回路等のハードウェアとにより実現される。位置ずれ補正部５０１は、「位置ずれを補正する補正手段」の一例である。

画像長さ検知部５０３は、中間転写ベルト１０の上での搬送方向の転写画像の長さを検知する。例えば画像長さ検知部５０３は、プリンタ制御部１から画像形成される媒体のサイズの情報を受け取ることで、転写画像の長さを検知する。

具体的には、画像形成装置１００のユーザが、操作パネルを通じて画像形成したい用紙のサイズを選択すれば、プリンタ制御部１は、選択された用紙サイズ、すなわち媒体のサイズを把握する。或いは画像形成装置１００に準備された用紙サイズを、光学的な原稿センサ等で読み取ることで、プリンタ制御部１は媒体のサイズを把握する。なお、用紙のサイズとは、例えばＡ３サイズやＡ４サイズ等で表される紙の仕上がり寸法である。

媒体のサイズに応じた転写画像の搬送方向の長さは、実験等で予め把握される。従って、画像長さ検知部５０３は、プリンタ制御部１から媒体のサイズの情報を受け取ることで、転写画像の長さを検知することができる。画像長さ検知部５０３は、「転写画像の搬送方向における画像の長さを検知する検知手段」の一例である。

記憶部５０４は、転写画像の搬送方向における画像の長さの規定値を記憶する。この規定値は、形成するパターンを決定する際に、パターン形成部により参照される。記憶部５０４は、記憶装置２１６により実現される。より具体的には、プリンタ制御部１が有するＲＯＭ（Read Only Memory）や、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）等の外部記憶装置により実現される。

上記の規定値は、予め求められ、記憶部５０４に記憶される。このような規定値の求め方の一例を以下に説明する。

パターン形成誤差は、例えば、感光体ユニット４０や中間転写ベルト１０等の各々の速度変動が足し合わさって生じる。各々の速度変動は、感光体ユニット４０が有する感光体ドラムの直径や偏心、或いは中間転写ベルト１０の支持ローラの直径や偏心、又はベルト長さ等に、それぞれ誤差を与えることで予測できる。

これらの速度変動を数値演算で足し合わせることで、パターン形成誤差の時間変動を、例えば図１２〜１４に示したように予測することができる。なお、図１２〜１４では、２周期分の時間変動を示したが、さらに周期を増やして予測してもよい。

一方、搬送方向における転写画像の長さと画像間領域の長さから補正用パターンを形成する期間が決まる。従って、補正用パターンを形成する期間ごとのパターン形成誤差を求め、これらの平均値から、パターン形成誤差に起因する補正誤差を予測できる。

図１７は、搬送方向における転写画像の長さと、パターン形成誤差に起因する補正誤差との関係を模式的に示したものである。図１７において、横軸は、搬送方向における転写画像の長さを表し、縦軸は、パターン形成誤差に起因する補正誤差を表している。

パターン形成誤差に起因する補正誤差の許容値を、例えば補正の分解能ΔＣの１／２以下とすると、補正誤差が許容される転写画像の長さＡが決まる。この転写画像の長さＡが規定値となる。なお、補正の分解能ΔＣは、例えば、第１センサＳＥＮ１、又は第２センサＳＥＮ２の出力による補正用パターンの検出時間分解能に、中間転写ベルト１０の搬送速度を乗じた値である。補正用パターンの検出時間分解能は、第１センサＳＥＮ１、及び第２センサＳＥＮ２のＳＮＲ（Signal-to-noise Ratio)やＡ／Ｄ（Analog／Digital）変換器のダイナミックレンジ等により決定される。

なお、中間転写ベルト１０による搬送速度は、例えば搬送速度の仕様値である。

搬送方向の転写画像の長さが規定値Ａ以上の場合は、画像形成装置１００は、１つの画像間領域を長くして複数の補正用パターンを形成する。第１センサＳＥＮ１、及び第２センサＳＥＮ２による補正用パターンの検出出力が平均化されることで、補正誤差が低減される。

搬送方向の転写画像の長さが規定値以上の場合に、長くする画像間領域の長さについて、例えば次のように決定することができる。上述した方法でパターン形成誤差の時間変動を予測し、変動周期に中間転写ベルト１０による搬送速度を乗じて得られる長さを求める。この長さ以上を、搬送方向の転写画像の長さが規定値以上の場合に設定する画像間領域の長さとする。

この方法によれば、搬送方向の転写画像の長さが規定値以上の場合に設定する画像間領域の長さを、簡単に求めることができる。

図１８は、搬送方向の転写画像の長さが規定値Ａ（ｍｍ）未満の場合に、中間転写ベルト１０の上に形成された補正用パターンを示している。図１８では、第１センサＳＥＮ１側の「画像１」と「画像２」の間の画像間領域に、「パターン１」、すなわち図１１に示されたパターンＫ１、Ｃ１、Ｍ１、Ｙ１、Ｋ３、Ｃ３、Ｍ３、及びＹ３を１組とする補正用パターンが形成されている。また第２センサＳＥＮ２側にも、「パターン１」、すなわち図１１に示されたパターンＫ２、Ｃ２、Ｍ２、Ｙ２、Ｋ４、Ｃ４、Ｍ４、及びＹ４を１組とする補正用パターンが形成されている。「画像２」と「画像３」の間、「画像３」と「画像４」の間、並びに「画像４」と「画像５」の間のそれぞれの画像間領域においても同様である。

上記４つの画像間領域における「パターン１」が、第１センサＳＥＮ１、及び第２センサＳＥＮ２により検出され、それぞれの出力が平均化されて、主走査、及び副走査方向の位置ずれ量が算出される。

搬送方向における転写画像の長さ、パターン形成誤差の変動周期、及び画像間領域の長さに基づき、転写画像の長さがＡｍｍ未満の場合に、１つの画像間領域に形成するパターンの数を、予め決定してもよい。

また、例えば所定時間当たりに画像形成する媒体の数、すなわち印刷枚数から、画像間領域の長さを決定してもよい。

図１９は、搬送方向の転写画像の長さが規定値Ａ（ｍｍ）以上の場合に、中間転写ベルト１０の上に形成された補正用パターンを示している。図１９では、例えば「画像１」と「画像２」の間の画像間領域が、図１８の場合に対して搬送方向に長くなっている。長くなった１つの画像間領域の第１センサＳＥＮ１側に、「パターン２」、すなわち図１５に示されたパターンＫ１、Ｃ１、Ｍ１、Ｙ１、Ｋ３、Ｃ３、Ｍ３、及びＹ３を１組とする補正用パターンが、搬送方向に５組連続して形成されている。また、第２センサＳＥＮ２側に、パターンＫ２、Ｃ２、Ｍ２、Ｙ２、Ｋ４、Ｃ４、Ｍ４、及びＹ４を１組とする補正用パターンが、搬送方向に５組連続して形成されている。

１つの画像間領域における５組の補正用パターンが、第１センサＳＥＮ１、及び第２センサＳＥＮ２により検出され、それぞれの出力が平均化されて、主走査、及び副走査方向の位置ずれ量が算出される。

転写画像の長さが規定値以上の場合に１つの画像間領域に形成する補正用パターンを、転写画像の長さが規定値未満の場合の補正用パターンを複数回繰り返して形成したパターンとしてもよい。このようにすることで、転写画像の長さがＡｍｍ未満の場合とＡｍｍ以上の場合で、平均化による補正誤差の低減効果を、同等のレベルに合わせることができる。

搬送方向における転写画像の長さ、パターン形成誤差の変動周期、及び画像間領域の長さに基づき、転写画像の長さがＡｍｍ以上の場合に、１つの画像間領域に形成するパターンの数を、予め決定してもよい。

次に、第１の実施形態の画像形成装置１００における位置ずれ補正処理の一例を、図２０を用いて説明する。

まず、ステップＳ２００１において、プリンタ制御部１は、位置ずれ補正処理を実行するかを判断する。例えば、プリンタ制御部１は、画像形成装置による印刷が所定の枚数になったか、或いは画像形成装置が設置された場所の周囲の温度を監視して、規定した以上の温度変化があったか等を検知する。検知結果に基づき、位置ずれ補正処理を実行するかを判断する。

位置ずれ補正処理を実行する場合は、ステップＳ２００３において、画像形成部５００、すなわちパターン形成部は、画像長さ検知部５０３の出力に基づき、搬送方向における転写画像の長さを検知する。そして記憶部５０４を参照し、検知した転写画像の長さが規定値Ａ以上かを判断する。

Ａ以上の場合、ステップＳ２００５において、パターン形成部は、１つの画像間領域に、「パターン２」、すなわち第２のパターンを形成する。

Ａ未満の場合、ステップＳ２００７において、パターン形成部は、１つの画像間領域に、「パターン１」、すなわち第１のパターンを形成する。続いて、ステップＳ２００９において、プリンタ制御部１は、所定の数の画像間領域に「パターン１」を形成したかを判断し、所定の数に形成されていない場合は、ステップＳ２００３に戻る。所定の数に形成されている場合は、ステップＳ２０１１に移行する。

続いて、ステップＳ２０１１において、第１センサＳＥＮ１、及び第２センサＳＥＮ２は、補正用パターンを検出し、結果をプリンタ制御部１に出力する。プリンタ制御部１は、出力に基づき、Ｋ色に対する各色の副走査、及び主走査の位置ずれ量を算出する。本実施形態では、複数組のパターンが形成されているため、出力の平均値から位置ずれ量が算出される。

続いて、ステップＳ２０１３において、プリンタ制御部１は、記憶装置２に記憶されたデータを補正するかを判断する。例えば、位置ずれ量が補正分解能の１／２以上であれば、補正を行う。

補正を行う場合は、ステップＳ２０１５において、プリンタ制御部１は、位置ずれ量に基づき補正データを算出する。

続いて、ステップＳ２０１７において、プリンタ制御部１は、記憶装置２のデータを更新する。

続いて、ステップＳ２０１９において、プリンタ制御部１は、各制御装置の補正データを更新する。ここでの補正データは、主走査方向の画像倍率を決定する画素クロック周波数の設定値と、主走査方向の画像の書出開始位置を決定するＸＲＧＡＴＥ信号の設定値と、副走査方向の画像の書出開始位置を決定するＸＦＧＡＴＥ信号の設定値である。

補正を行わない場合は、補正データの更新は行われない。

補正データが更新された場合は、以降は更新された設定値を使って画像形成される。

以上、本実施形態の画像形成装置１００によれば、像担持体や転写体等の駆動系に駆動誤差がある場合にも、画像の位置ずれの補正精度を確保することができる。

なお、画像形成の開始時は転写画像の長さが規定値未満である場合に、第１のパターンを形成している途中で、媒体のサイズが変更され、転写画像の長さが規定値以上になったときは、画像形成装置１００は、途中まで取得した第１のパターンのデータを破棄する。そして画像間領域を長くして第２のパターンを形成し、第２のパターンの検出出力に基づき、位置ずれを補正する。

これにより、位置ずれ補正処理の途中に転写画像の長さの変更があった場合にも、位置ずれ補正処理を実行することができる。

［第２の実施形態］
転写画像の搬送方向における画像の長さの規定値の求め方の別の例として、次の方法で求めてもよい。すなわち、上述した方法でパターン形成誤差の時間変動を予測し、変動周期の１／２に、中間転写ベルト１０による搬送速度を乗じて得られる長さを規定値とする。

これは、搬送方向の転写画像の長さがパターン形成誤差の変動周期の１／２を超えると、パターン形成誤差が「＋」側か「−」側の何れかに偏る場合が多いことに基づいている。

この方法によれば、簡単に規定値を求めることができる。

以上、本発明の実施形態の例について記述したが、本発明は斯か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 プリンタ制御部
２、２１６ 記憶装置
１０ 中間転写ベルト
１１ ポリゴンミラー
１２ ｆθレンズ
１３ クリーニングユニット
１４〜１６ 支持ローラ
１７ 中間転写体クリーニングユニット
１８ 帯電ユニット
１９ 除電ユニット
２０ 作像装置
２１ 光ビーム走査装置
２１１ ポリゴンモータ制御装置
２１２ ＬＤ制御装置
２１３ 同期検出用点灯制御装置
２１４ 画素クロック生成装置
２１５ 書出開始位置制御装置
２２ 二次転写ユニット
２３ ローラ
２４ 二次転写ベルト
２５ 定着ユニット
２９ 現像ユニット
３１ ＬＤユニット
４０ 感光体ユニット
５４ 同期センサ
６２ 転写器
１００ 画像形成装置
１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ、１０２ａ、１０２ｂ、１０３ 補正用パターン形成の期間
３００ 画像読み取りユニット
４００ 自動給紙装置
５００ 画像形成部
５０１ 位置ずれ補正部
５０２ 検出部
５０３ 画像長さ検知部
５０４ 記憶部
ＳＥＮ１、ＳＥＮ２ 第１センサ、第２センサ

特開２００８−０７３８９４号公報 特開２０１４−０５６１１８号公報

Claims (7)

1. 画像データに応じた光が照射されて単色の潜像画像が形成される複数の像担持体と、前記複数の像担持体のそれぞれに形成された前記単色の潜像画像を現像し、単色画像とする複数の現像手段と、前記単色画像が順次転写された転写画像を搬送する転写体と、を有し、前記単色画像を重ね合わせて多色画像を形成する画像形成装置であって、
   前記転写画像の搬送方向において、前記転写画像の後端から次の前記転写画像の先端までの画像間領域に、各色の前記単色画像の位置ずれを補正するためのパターンを形成するパターン形成手段と、
   前記パターンを検出する検出手段と、
   複数の前記パターンに対する前記検出手段の出力を平均化したデータに基づき、前記位置ずれを補正する補正手段と、
   前記転写画像の前記搬送方向における画像の長さを検知する検知手段と、
   前記パターン形成手段により参照される、前記画像の長さの規定値が記憶された記憶部と、を有し、
   前記パターン形成手段は、検知した前記画像の長さが前記規定値未満の場合に、複数の前記画像間領域に、少なくとも１つの前記パターンを有する第１のパターンを形成し、検知した前記画像の長さが前記規定値以上の場合に、所定の画像間領域の前記搬送方向における領域の長さを、前記第１のパターンを形成する前記画像間領域に対して長くし、前記所定の画像間領域に、複数の前記パターンを有する第２のパターンを形成する、ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記規定値は、前記像担持体と前記転写体とを駆動する駆動系の速度変動から予測される前記パターンの形成位置の変動周期の１／２に、前記搬送の速度を乗じて得られる長さである、ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記第２のパターンの前記搬送方向における長さは、前記像担持体と前記転写体とを駆動する駆動系の速度変動から予測される前記パターンの形成位置の変動周期に、前記搬送の速度を乗じて得られる長さ以上である、ことを特徴とする請求項１、又は２の何れか１項に記載の画像形成装置。
4. 前記第２のパターンは、前記搬送方向において、前記第１のパターンが複数の回数繰り返して形成された前記パターンである、ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記補正手段は、前記第1のパターンの形成中に、前記画像の長さが規定値以上になった場合に、前記第１のパターンについて取得した前記データを破棄し、前記第２のパターンについて取得した前記データに基づき、前記位置ずれを補正する、ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記検知手段は、前記多色画像が形成される媒体のサイズを検知する、ことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の画像形成装置。
7. 複数の像担持体に、画像データに応じた光が照射されて単色の潜像画像を形成する工程と、前記複数の像担持体のそれぞれに形成された前記単色の潜像画像を現像し、単色画像とする工程と、前記単色画像が順次転写された転写画像を搬送する工程と、を有し、前記単色画像を重ね合わせて多色画像を形成する画像形成方法であって、
   前記転写画像の搬送方向において、前記転写画像の後端から次の前記転写画像の先端までの画像間領域に、各色の前記単色画像の位置ずれを補正するためのパターンを形成するパターン形成工程と、
   前記パターンを検出する検出工程と、
   複数の前記パターンに対する前記検出工程の出力を平均化したデータに基づき、前記位置ずれを補正する工程と、
   前記転写画像の前記搬送方向における画像の長さを検知する工程と、を有し、
   前記パターン形成工程は、前記画像の長さの規定値が記憶された記憶部を参照し、検知した前記画像の長さが前記規定値未満の場合に、複数の前記画像間領域に第１のパターンを形成し、検知した前記画像の長さが前記規定値以上の場合に、所定の画像間領域の前記搬送方向における領域の長さを、前記第１のパターンを形成する前記画像間領域に対して長くし、前記所定の画像間領域に、複数の前記パターンを有する第２のパターンを形成する、ことを特徴とする画像形成方法。

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