JP4956300B2 - 画像形成装置及び制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、記録媒体に画像を形成する画像形成装置及びかかる画像形成装置の制御方法に関する。本発明は、例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置などの画像形成装置に好適である。

カラー画像を形成する装置として、タンデム型の画像形成装置が従来から知られている。かかる画像形成装置は、中間転写ベルトなどの転写媒体の搬送方向に沿って配置され、互いに異なる色のトナー像を形成する複数の画像形成部を有する。画像形成部は、所定の回転速度で駆動される像担持体（例えば、感光ドラム）、像担持体の周囲に配置される帯電部、像書き込み部（例えば、レーザスキャナ）及び現像部で構成される。像担持体の各々に形成されたトナー像は転写媒体上で重ね合わされてカラー像となり、転写及び定着処理を経て記録媒体にカラー画像が形成される。

タンデム型の画像形成装置は、複数のトナー像を重ね合わせてカラー画像を形成するため、重ね合わせ位置にズレを生じることなく、正確にトナー像を重ね合わせなければ、高品質なカラー画像を形成することができない。但し、画像形成装置においては、画像形成部を構成する部材の公差や温度上昇などに起因してトナー像の重ね合わせ位置がずれてしまうことがある。従って、トナー像を正確に重ね合わせるために、画像形成装置は、中間転写ベルトにキャリブレーションパターンを形成し、かかるパターンをセンサで読み取ることによって主走査方向及び副走査方向の書き出し位置を調整する。

像書き込み部は、記録媒体の搬送方向に直交する方向にレーザ光を走査して画像を形成する。像書き込み部において、レーザ光による走査線が湾曲したり傾いていたりすると、記録媒体に形成される画像が歪んでしまう。そこで、像書き込み部を構成する光学系や走査系に調整機構を設けて、走査線が一直線になるように、像書き込み部を調整する画像形成装置が提案されている。また、走査線を調整することなく（即ち、走査線を湾曲させたままで）、走査線の湾曲方向に対して反対側の方向に湾曲させた画像信号を用いることで、記録媒体に形成される画像の歪みを低減させる画像形成装置も提案されている（特許文献１参照）。かかる画像形成装置は、像書き込み部を構成する光学系や走査系に調整機構を設ける必要がないため、画像形成装置のコストの増加を抑えることができるという利点を有する。
特開２００６−２５５９５８号公報

しかしながら、特許文献１に開示されているような画像形成装置において、画像として直線を形成する場合、湾曲した複数の走査線で１つの直線を形成するため、かかる直線が不連続な形状になってしまう。このような不連続な形状を目立たなくするために、特許文献１に開示された画像形成装置は、不連続となる箇所（即ち、走査線が接続する箇所）近傍で中間調処理を施している。但し、特許文献１に開示された画像形成装置は、走査線の湾曲方向に対して反対側の方向に湾曲させた画像信号を用いて、キャリブレーションパターンを含む全ての画像を形成しており、かかるキャリブレーションパターンに対しても中間調処理を施している。従って、キャリブレーションパターンを検出する際に、中間調処理を施した箇所近傍の検出信号がなだらかになり、キャリブレーションパターンを正確に（高精度に）検出することができなくなってしまう。その結果、主走査方向及び副走査方向の書き出し位置にズレが生じてトナー像を正確に重ね合わせることができなくなり、画像品質の劣化を招いてしまっていた。

そこで、本発明は、キャリブレーションパターンを高精度に検出してトナー像を正確に重ね合わせることを可能とし、高品位な画像を形成することができる画像形成装置を提供することを例示的目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一側面としての画像形成装置は、記録媒体に画像を形成する画像形成装置であって、前記画像の潜像を担持する像担持体と、前記像担持体に対して前記画像に対応するレーザ光を走査させ、前記潜像を形成するレーザスキャナと、前記レーザ光によって形成される走査線の湾曲に起因する画像の歪みを補正する補正手段と、少なくとも前記レーザ光の走査方向と直交する方向の前記画像の書き出し位置を調整するためのパターンを形成する場合には、前記補正手段による補正を行わないように制御する制御手段と、を有することを特徴とする。

本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施例によって明らかにされるであろう。

本発明によれば、例えば、キャリブレーションパターンを高精度に検出してトナー像を正確に重ね合わせることを可能とし、高品位な画像を形成することができる画像形成装置を提供する。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。

図１は、本発明の一側面としての画像形成装置１の構成を示す概略断面図である。画像形成装置１は、電子写真方式を用いて、記録媒体ＰＭに画像（カラー画像）を形成する画像形成装置である。画像形成装置１は、本実施形態では、記録媒体ＰＭにイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像を重畳して転写し、記録媒体ＰＭを所定の温度で加熱すると共に加圧してトナー像を記録媒体ＰＭに定着させるカラーレーザプリンタとして具現化される。

画像形成装置１は、図１に示すように、イエロー色の画像を形成する画像形成部１０Ｙと、マゼンタ色の画像を形成する画像形成部１０Ｍと、シアン色の画像を形成する画像形成部１０Ｃと、ブラック色の画像を形成する画像形成部１０Ｂｋとを有する。また、画像形成装置１は、給紙部２０と、定着部３０と、搬送部４０と、センサ７０と、図２に示す制御部５０とを有する。

４つの画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ及び１０Ｂｋは、中間転写ベルト１７の搬送方向（移動方向）に沿って、一定の間隔で一列に配置される。画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ及び１０Ｂｋは、像担持体としてのドラム型の電子写真感光体（以下、「感光ドラム」とする）１１ａ、１１ｂ、１１ｃ及び１１ｄを有する。また、感光ドラム１１ａ、１１ｂ、１１ｃ及び１１ｄの周囲には、１次帯電器１２ａ、１２ｂ、１２ｃ及び１２ｄと、現像部１３ａ、１３ｂ、１３ｃ及び１３ｄとが配置されている。同様に、感光ドラム１１ａ、１１ｂ、１１ｃ及び１１ｄの周囲には、転写ローラ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ及び１４ｄと、クリーナ部１５ａ、１５ｂ、１５ｃ及び１５ｄとが配置されている。更に、１次帯電器１２ａ、１２ｂ、１２ｃ及び１２ｄと現像部１３ａ、１３ｂ、１３ｃ及び１３ｄとの間の下方には、レーザスキャナ部１６が配置されている。

感光ドラム１１ａ乃至１１ｄは、例えば、負帯電のＯＰＣ感光体で構成され、アルミニウム製のドラム基体上に光導電層を有する。感光ドラム１１ａ乃至１１ｄは、図示しない駆動部によって、所定のプロセススピードに時計回りに回転駆動される。

１次帯電器１２ａ乃至１２ｄは、図示しない帯電バイアス電源から印加される帯電バイアスによって、感光ドラム１１ａ乃至１１ｄの表面を負極性又は正極性の所定の電位に均一に帯電する。

レーザスキャナ部１６は、画像読取装置やコンピュータ等から与えられる画像信号の時系列電気デジタル画素信号に対応して発光するレーザ発光部と、ポリゴンミラーと、レンズと、反射ミラーとを含む。レーザスキャナ部１６は、感光ドラム１１ａ乃至１１ｄにレーザ光を照射し（即ち、感光ドラム１１ａ乃至１１ｄを露光し）、１次帯電器１２ａ乃至１２ｄによって帯電された感光ドラム１１ａ乃至１１ｄの表面に画像情報に対応した各色の静電潜像を形成する。

現像部１３ａ乃至１３ｄは、イエロートナー、シアントナー、マゼンタトナー及びブラックトナーを各々収納し、感光ドラム１１ａ乃至１１ｄ上に形成された静電潜像に各色のトナーを付着させ、静電潜像をトナー像として現像（可視像化）する。

転写ローラ１４ａ乃至１４ｄは、中間転写ベルト１７を介して感光ドラム１１ａ乃至１１ｄに当接可能に配置される。転写ローラ１４ａ乃至１４ｄは、１次転写部位ＰＴＰａ乃至ＰＴＰｄにおいて、感光ドラム１１ａ乃至１１ｄ上のトナー像の各々を中間転写ベルト１７に転写して重ね合わせる。

クリーナ部１５ａ乃至１５ｄは、クリーニングブレード等で構成され、感光ドラム１１ａ乃至１１ｄに残留したトナーを掻き落とし、感光ドラム１１ａ乃至１１ｄの表面を清掃する。

中間転写ベルト１７は、感光ドラム１１ａ乃至１１ｄの上面側に配置され、２次転写対向ローラ１８ａとテンションローラ１９との間に張架される。また、中間転写ベルト１７は、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルム、ポリフッ化ビニリデン樹脂フィルム等のような誘電体樹脂によって構成される。

２次転写対向ローラ１８ａは、２次転写部位ＳＴＰにおいて、中間転写ベルト１７を介して２次転写ローラ１８ｂと当接可能に配置される。

中間転写ベルト１７に転写されたトナー像は、２次転写部位ＳＴＰにおいて、２次転写対向ローラ１８ａ及び２次転写ローラ１８ｂによって記録媒体ＰＭに転写される。

中間転写ベルト１７の外側、且つ、テンションローラ１９の近傍には、中間転写ベルト１７の表面に残留したトナーを除去して回収するベルトクリーニング部が配置される。

給紙部２０は、画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ及び１０Ｂｋ（即ち、２次転写部位ＳＴＰ）に対して記録媒体ＰＭを供給する機能を有する。給紙部２０は、記録媒体ＰＭを収納するカセット２１と、記録媒体ＰＭを手差しするための手差しトレイ２２と、カセット２１又は手差しトレイ２２から記録媒体ＰＭを一枚ずつ送り出すためのピックアップローラとを有する。また、給紙部２０は、ピックアップローラから送り出された記録媒体ＰＭをレジストローラ２４まで搬送するための給紙ローラ及び給紙ガイド２３を有する。レジストローラ２４は、画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ及び１０Ｂｋによる画像形成のタイミングにあわせて記録媒体ＰＭを２次転写部位ＳＴＰに送り出す。

定着部３０は、トナー像が転写された記録媒体ＰＭを加熱及び加圧して、トナー像を記録媒体ＰＭに定着させる。定着部３０は、本実施形態では、セラミックヒータ基板などの熱源を内部に備えた定着フィルム３１と、定着フィルム３１と共同して記録媒体ＰＭを加圧する加圧ローラ３２とを有する。なお、加圧ローラ３２が熱源を備えていてもよい。

搬送部４０は、給紙部２０から供給される記録媒体ＰＭを搬送する機能を有する。搬送部４０は、例えば、定着部３０（即ち、定着フィルム３１と加圧ローラ３２との間のニップ部ＮＰ）に記録媒体ＰＭを導くためのガイド４１と、定着部３０を通過した記録媒体ＰＭを画像形成装置１の外部に排紙するための外排紙ローラ４２とを有する。

制御部５０は、画像形成装置１の動作を制御する。制御部５０は、図２に示すように、ＣＰＵ５１と、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）５２と、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）５３と、Ｉ／Ｏインターフェース５４と、画像処理部５５と、バスドライバ・アドレスデコーダ回路５６とを有する。なお、バスドライバ・アドレスデコーダ回路５６は、ＣＰＵ５１とＲＯＭ５２、ＲＡＭ５３、Ｉ／Ｏインターフェース５４、画像処理部５５とを接続する。ここで、図２は、制御部５０の構成を示す概略ブロック図である。

ＣＰＵ５１は、画像形成装置１の全体を制御する機能を有し、画像形成装置１の制御プログラム（制御手順）を格納したＲＯＭ５２から制御プログラムを順次読み出して実行する。ＲＡＭ５３は、ＣＰＵ５１の作業用記憶領域等として使用される。

Ｉ／Ｏインターフェース５４は、ユーザからの指示を受け付けたり、画像形成装置１の状態等を液晶やＬＥＤを用いて表示したりする操作パネル５４１に接続されている。また、Ｉ／Ｏインターフェース５４は、レーザスキャナ部１６を構成する光学系、給紙部２０、搬送部４０などを駆動するモータ類５４２、クラッチ類５４３及びソレノイド類５４４に接続されている。また、Ｉ／Ｏインターフェース５４は、搬送される記録媒体ＰＭを検知するための検知センサ類５４５や現像部１３ａ乃至１３ｄに収納されているトナーの量を検知するトナーセンサ５４６に接続されている。更に、Ｉ／Ｏインターフェース５４は、画像形成装置１を構成する各部材のホームポジションやドアの開閉状態等を検知するためのスイッチ類５４７や高圧出力系５４８に接続する。なお、高圧出力系５４８は、ＣＰＵ５１に制御され、１次帯電器１２ａ乃至１２ｄ、現像部１３ａ乃至１３ｄ、転写ローラ１４ａ乃至１４ｄ及び２次転写ローラ１８ｂに高電圧を出力（印加）する。

画像処理部５５には、画像形成装置１に接続されたコンピュータＣＰから画像信号（画像データ）が入力される。画像処理部５５は、コンピュータＣＰからの画像信号に基づいて、レーザスキャナ部１６（具体的には、レーザスキャナ部１６におけるレーザ光の発光）を制御する。レーザスキャナ部１６から射出されるレーザ光が感光ドラム１１ａ乃至１１ｄを照射（露光）する際には、非画像領域において、レーザ光の発光状態がレーザ光検知センサ５４９によって検知され、Ｉ／Ｏインターフェース５４に入力される。

また、画像処理部５５は、本実施形態では、レーザ光によって形成される走査線の主走査方向及び副走査方向のズレを補正する処理を実行する。具体的には、画像処理部５５は、走査線の主走査方向及び副走査方向のズレに基づいて、画像信号を変更する（即ち、後述するように、レーザ光の照射する位置（タイミング）を変更する）。これにより、各色のトナー像を正確に（即ち、ずれることなく）重ね合わせることが可能となる。また、画像処理部５５は、レーザスキャナ部１６からのレーザ光によって形成される走査線の湾曲に起因する画像の歪みを補正する処理も実行する。具体的には、画像処理部５５は、走査線の湾曲に基づいて、画像信号を変更する（即ち、後述するように、レーザ光を照射する位置（タイミング）を変更する）。また、画像処理部５５は、画像に対して中間調処理を施す機能も有する。但し、画像処理部５５は、画像の主走査方向及び副走査方向の書き出し位置を調整するためのキャリブレーションパターンを形成する場合には、走査線の湾曲に起因する画像の歪みを補正しないように制御される。

ここで、走査線の主走査方向及び副走査方向のズレを補正する処理及び走査線の湾曲に起因する画像の歪みを補正する処理について説明する。まず、レーザスキャナ部１６からのレーザ光によって形成される走査線の湾曲に起因する画像の歪みについて説明する。レーザスキャナ部１６は、画像形成装置１に搭載する前に、レーザスキャナ部１６を構成する光学系及び走査系単位で各種調整（例えば、走査線の湾曲の調整）がなされる。レーザ光によって形成される走査線は、感光ドラム上で一直線になるように設計及び調整される。しかし、実際には、光学系及び走査系を構成する部材のバラツキや取り付けのバラツキなどの各種バラツキによって、感光ドラム上の走査線は湾曲してしまう。

図３及び図４は、レーザスキャナ部１６からのレーザ光によって感光ドラム１１上に形成される走査線ＳＬを説明するための図である。なお、図３及び図４において、感光ドラム１１は、感光ドラム１１ａ乃至１１ｄを総称するものとする。また、レーザスキャナ部１６は、レンズやミラーなどの種々の光学部材を含むが、図３及び図４では、レーザ光を発光するレーザ素子１６１及びレーザ素子１６１からのレーザ光を偏向して走査するポリゴンミラー１６２のみを示している。

図３及び図４を参照するに、レーザ素子１６１で発光されたレーザ光は、ポリゴンミラー１６２によって偏向及び走査され、感光ドラム１１上に走査線ＳＬを形成する。走査線ＳＬは、理想的には、図３に示すように、感光ドラム１１上で一直線となるが、実際には、図４に示すように、感光ドラム１１上で湾曲してしまう。

図３に示すような理想的な（即ち、一直線の）走査線ＳＬで画像（本実施形態では、文字「Ａ」）を形成した場合の例を図５に示す。また、図４に示すような湾曲した走査線ＳＬで画像を形成した場合の例を図６に示す。図５及び図６を参照するに、湾曲した走査線で画像を形成すると、一直線の走査線で形成した画像（図５）は、歪んだ画像（図６）になってしまう。

そこで、走査線が感光ドラム上で一直線となるようにレーザスキャナ部１６は調整されて画像形成装置１に搭載される。なお、画像の主走査方向及び副走査方向主走査方向の書き出し位置又はタイミング（即ち、レーザ光の照射位置）はレーザスキャナ部１６を画像形成装置１に搭載する前に想定していたものと異なってしまうため、レーザスキャナ部１６の再調整が必要となる。また、画像形成装置１を長時間動作させ続けると、レーザスキャナ部１６を構成するミラー、レンズ及び筐体などが温度上昇によって微少変形し、主走査方向又は副走査方向の書き出し位置がズレてしまうことがある。

図７は、中間転写ベルト１７において、レーザ光が形成する走査線ＳＬａ乃至ＳＬｄを示す図である。図７において、縦方向は、走査線の走査方向であり、横方向は、中間転写ベルト１７の駆動方向である。また、図７において、実線の矢印で示す走査線ＩＳＬａ乃至ＩＳＬｄの各々は、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの画像（トナー像）を形成する理想的な走査線である。

図７を参照するに、実際には、点線の矢印で示す走査線ＳＬａ乃至ＳＬｄのように、理想的な走査線ＩＳＬａ乃至ＩＳＬｄと正確に一致することは少ない。このような場合、図８に示すように、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの４つのトナー像が正確に重なり合わないため、画像品質が劣化してしまう。ここで、図８は、図７に示す走査線ＳＬａ乃至ＳＬｄによって中間転写ベルト１７上に形成されるトナー像（画像）の一例を示す図である。

このような画像品質の劣化を防止するために、制御部５０は、画像（走査線）の主走査方向及び副走査方向のズレを検出し、かかるズレを補正する処理を実行する。例えば、画像の主走査方向及び副走査方向のズレを検出する（即ち、画像の主走査方向及び副走査方向の書き出し位置を調整する）ためのキャリブレーションパターンを中間転写ベルト１７上に形成し、かかるキャリブレーションパターンを読み取る。

図９は、中間転写ベルト１７上に形成されるキャリブレーションパターンＣＰの一例を示す図である。図９において、縦方向は、副走査方向であり、横方向は、主走査方向である。パターンＣＰ１、ＣＰ２、ＣＰ３及びＣＰ４は、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの画像の副走査方向の書き出し位置を調整するためのパターンである。パターンＣＰ５、ＣＰ６、ＣＰ７及びＣＰ８は、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの画像の主走査方向の書き出し位置を調整するためのパターンである。

検出ライン７０ａは、画像形成装置１（具体的には、中間転写ベルト１７の近傍）に配置されたセンサ７０によるパターンＣＰ１乃至ＣＰ８（中間転写ベルト１７上）の読み取り位置を示す。図１０は、キャリブレーションパターンＣＰを読み取る（検出する）センサ７０の構成を示す概略断面図である。センサ７０は、図１０に示すように、中間転写ベルト１７に光を照射する照射部７１と、中間転写ベルト１７で反射された光を受光する受光部７２とを有する。なお、図１０（ａ）は、照射部７１からの光がキャリブレーションパターンＣＰに照射されている場合を示し、図１０（ｂ）は、照射部７１からの光が中間転写ベルト１７に照射されている場合を示している。

図１０（ａ）及び図１０（ｂ）を参照するに、照射部７１から照射される光は、中間転写ベルト１７では反射されるがキャリブレーションパターンＣＰ（トナー像）では吸収されてしまう。従って、受光部７２が光を受光しない場合には、中間転写ベルト１７上にキャリブレーションパターンＣＰが存在することを示し、受光部７２が光を受光する場合には、中間転写ベルト１７上にキャリブレーションパターンＣＰが存在しないことを示す。このように、受光部７２において、中間転写ベルト１７から反射する光をモニタリングすることによってキャリブレーションパターンＣＰを検出することができる。本実施形態では、センサ７０は、キャリブレーションパターンＣＰの検出時には、「０」のレベルを出力し、キャリブレーションパターンＣＰの未検出時には、「＋」のレベルを出力する。従って、センサ７０が図９に示すキャリブレーションパターンＣＰを読み取ると、検出結果ＤＲ（図９参照）が得られる。

以下、センサ７０による検出結果に基づいて、走査線の主走査方向及び副走査方向のズレを補正する処理について説明する。

最初に、走査線の副走査方向のズレを補正する処理を説明する。まず、副走査方向の書き出し位置を調整するためのパターンＣＰ１乃至ＣＰ４に対応するセンサ７０からの出力（検出結果）において、図１１（ｂ）に示すように、隣り合うパターンＣＰ１乃至ＣＰ４に対応するパルスの中心間距離を求める。具体的には、センサ７０からの出力（パターンＣＰ１乃至ＣＰ４の検出結果）を２値化（本実施形態では、「０」と「＋」）し、パターンＣＰ１乃至ＣＰ４の変化に比べて十分に速度の速いクロックを用いてカウントする。例えば、パターンＣＰ１（イエロー）に対応するパルスとパターンＣＰ２（マゼンタ）に対応するパルスとの中心間距離をＤ’_ＭＹとする。同様に、パターンＣＰ２（マゼンタ）に対応するパルスとパターンＣＰ３（シアン）に対応するパルスとの中心間距離をＤ’_ＣＭとし、パターンＣＰ３（シアン）に対応するパルスとパターンＣＰ４（ブラック）に対応するパルスとの中心間距離をＤ’_ＫＣとする。中間転写ベルト１７上に形成されるトナー像（画像）がズレないようにするためには、中心間距離Ｄ’_ＭＹ、Ｄ’_ＣＭ及びＤ’_ＫＣが、図１１（ａ）に示す所定の中心間距離Ｄ_ＭＹ、Ｄ_ＣＭ及びＤ_ＫＣとなるように補正する。例えば、Ｄ＝Ｄ_ＭＹ＝Ｄ_ＣＭ＝Ｄ_ＫＣとし、イエローを基準とすると、マゼンタについては、Ｄ_ＭＹ−Ｄだけ副走査方向のレーザ光の照射する位置（タイミング）を早める。同様にして、シアンについては、Ｄ_ＭＹ＋Ｄ_ＣＭ−２Ｄだけ、ブラックについては、Ｄ_ＭＹ＋Ｄ_ＣＭ＋Ｄ_ＫＣ−３Ｄだけ、副走査方向のレーザ光の照射する位置（タイミング）を早める。これにより、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの副走査方向の間隔が所望の距離になり、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの４つのトナー像を正確に重ね合わせることができる。ここで、図１１は、走査線の副走査方向のズレを補正する処理を説明するための図である。

次に、走査線の主走査方向のズレを補正する処理を説明する。主走査方向の書き出し位置を調整するためのパターンＣＰ５乃至ＣＰ８を２次元センサを用いて読み取ると、副走査方向のズレに加えて主走査方向のズレを検出することができる。但し、パターンＣＰ５乃至ＣＰ８の形状が予め分かっている場合には、副走査方向のズレを主走査方向のズレに変換することができる。例えば、図９に示すように、「＜」形状のパターンＣＰ５乃至ＣＰ８の全てが直線的に変化する場合、隣り合うパルスの中心間距離（センサ７０の出力）と基準位置からの主走査方向のズレには相関が生じる。具体的には、図１２に示すように、基準位置ＳＰからセンサ７０の検出ライン７０ａまでの主走査方向の距離は、キャリブレーションパターンＣＰにおける隣り合うパルスの中心間距離ＤのＡ倍に等しい。パターンＣＰ５（イエロー）、パターンＣＰ６（マゼンタ）、パターンＣＰ７（シアン）及びパターンＣＰ８（ブラック）の各々における隣り合うパルスの中心間距離をＤ_Ｙ、Ｄ_Ｍ、Ｄ_Ｃ、Ｄ_Ｋとする。所望の距離をＤとすると、イエローについてはＤ_Ｙ−Ｄ、マゼンタについてはＤ_Ｍ−Ｄ、シアンについてはＤ_Ｃ−Ｄ、ブラックについてはＤ_Ｋ−Ｄだけ主走査方向のレーザ光の照射する位置（タイミング）を調整する。具体的には、レーザ光の走査方向がα方向である場合は、イエローについてはＤ_Ｙ−Ｄ、マゼンタについてはＤ_Ｍ−Ｄ、シアンについてはＤ_Ｃ−Ｄ、ブラックについてははＤ_Ｋ−Ｄだけ主走査方向のレレーザ光の照射する位置（タイミング）を早める。一方、レーザ光の走査方向がβ方向である場合は、イエローについてはＤ_Ｙ−Ｄ、マゼンタについてはＤ_Ｍ−Ｄ、シアンについてはＤ_Ｃ−Ｄ、ブラックについてははＤ_Ｋ−Ｄだけ主走査方向のレーザ光の照射する位置（タイミング）を遅らせる。これにより、各色の主走査方向の書き出し位置を一致させることができ、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの４つのトナー像を正確に重ね合わせることができる。なお、図１３に示すように、基準位置ＳＰからセンサ７０の検出ライン７０ａまでの主走査方向の距離が変わった場合でも、隣り合うパルスの中心間距離（センサ７０の出力）と基準位置からの主走査方向のズレには相関がある。例えば、図１３では、基準位置ＳＰからセンサ７０の検出ライン７０ａまでの主走査方向の距離は、キャリブレーションパターンＣＰにおける隣り合うパルスの中心間距離ＤＤのＡ倍に等しい。ここで、図１２及び図１３は、走査線の主走査方向のズレを補正する処理を説明するための図である。

このように、中間転写ベルト１７上に形成したキャリブレーションパターンＣＰをセンサ７０で検出して理想値からのズレを求め、レーザ光の照射する位置（タイミング）を前後させる。これにより、各色のトナー像を正確に（即ち、ずれることなく）重ね合わせることができる。

以下、走査線の湾曲に起因する画像の歪みを補正する処理について説明する。走査線の湾曲は、上述したように、レーザスキャナ部１６を構成する光学系や走査系に調整機構を設け、かかる調整機構を介してレーザスキャナ部１６を調整することで補正する（即ち、走査線を感光ドラム１１ａ乃至１１ｄ上で一直線にする）ことができる。但し、レーザスキャナ部１６に調整機構を設けると画像形成装置１のコストの増加を招いてしまう。また、走査線を感光ドラム１１ａ乃至１１ｄ上で一直線にするための調整は、非常に煩雑で長時間を要してしまう。そこで、本実施形態では、レーザスキャナ部１６に調整機構を設けることなく、走査線は湾曲させたまま、レーザ光を照射する位置（タイミング）を変更する（即ち、画像信号を変更する）ことで、走査線の湾曲に起因する画像の歪みを補正する。

図１４は、走査線は湾曲させたまま、レーザ光を照射する位置（タイミング）を変更することで形成される画像（本実施形態では、文字「Ａ」）を示す図である。図１４を参照するに、本実施形態では、主走査方向を一点鎖線ＯＬで示すように細かい領域に分割して、かかる領域にレーザ光を照射する位置（タイミング）を変更することによって、理想的な走査線で形成した場合の画像（図５）に近づけている。従って、図１５（ａ）に示すように、走査線の湾曲に起因して傾斜した直線を補正する（一直線に見せる）ために各部に不連続な箇所が発生してしまっている。このような不連続な箇所を補正するために、本実施形態では、図１５（ｂ）に示すように、周りの画像（画素）に対して中間調処理を施している。ここで、図１５は、図１４に示す画像の部分拡大図である。

ここで、画像（走査線）の主走査方向及び副走査方向のズレを検出するためのキャリブレーションパターンＣＰを形成する場合を考える。例えば、副走査方向のズレを検出するためのパターンＣＰ１を形成する場合、走査線が湾曲していなければ、図１６（ａ）に示すパターンＣＰ１が形成される。但し、走査線が湾曲していると、走査線の湾曲に起因する画像の歪みを補正する処理が施され、図１６（ｂ）に示すパターンＣＰ１’が形成され、更に、不連続な箇所を補正する中間調処理が施され、図１６（ｃ）に示すパターンＣＰ１’’が形成される。同様に、主走査方向のズレを検出するためのパターンＣＰ５を形成する場合、走査線が湾曲していなければ、図１７（ａ）に示すパターンＣＰ５が形成される。但し、走査線が湾曲していると、走査線の湾曲に起因する画像の歪みを補正する処理が施され、図１７（ｂ）に示すパターンＣＰ５’が形成され、更に、不連続な箇所を補正する中間調処理が施され、図１７（ｃ）に示すパターンＣＰ５’’が形成される。ここで、図１６は、走査線が湾曲していない場合及び走査線が湾曲している場合に形成されるキャリブレーションパターンＣＰ（副走査方向のズレを検出するためのパターン）を示す図である。図１７は、走査線が湾曲していない場合及び走査線が湾曲している場合に形成されるキャリブレーションパターンＣＰ（主走査方向のズレを検出するためのパターン）を示す図である。

図１７（ａ）に示すパターンＣＰ５をセンサ７０で読み取った場合のセンサ７０からの出力結果を図１８に示す。一方、図１７（ｃ）に示すパターンＣＰ５’’をセンサ７０で読み取った場合のセンサ７０からの出力結果を図１９に示す。図１９を参照するに、センサ７０が検出ライン７０ａを読み取った場合、センサ７０にパターンＣＰ５’’が到達しても中間調が存在するため、センサ７０からの出力結果は、図１８に示す出力結果と比較して、変化が緩やかになる。図２０（ａ）は、図１７（ａ）に示すパターンＣＰ５をセンサ７０で読み取った場合のセンサ７０からの出力結果の要部拡大図である。図２０（ｂ）は、図１７（ｃ）に示すパターンＣＰ５’’をセンサ７０で読み取った場合のセンサ７０からの出力結果の要部拡大図である。

また、センサ７０が検出ライン７０ａ’を読み取った（即ち、走査線と中間転写ベルト１７の搬送方向とが直交していない）場合（図１９参照）、パターンＣＰ５’’の両端部に中間調が存在するため、幅方向の検出精度が低下してしまう。具体的には、中間調が存在しないパターンＣＰ５をセンサ７０で読み取った場合、センサ７０からの出力結果は、図２１（ａ）のようになり、隣り合うパルスの中心間距離はＤ_Ｉと検出される。但し、中間調が存在するパターンＣＰ５’’を図１９に示す検出ライン７０ａで読み取った場合、センサ７０からの出力結果は、図２１（ｂ）のようになり、隣り合うパルスの中心間距離はＤ_Ｓと検出される。中心間距離Ｄ_Ｉと中心間距離Ｄ_Ｓは同じでなければならないにもかかわらず、パターンＣＰ５’’には中間調が存在するため、検出される中心間距離Ｄ_Ｉと中心間距離Ｄ_Ｓとは異なってしまう。更に、中間調が存在するパターンＣＰ５’’を図１９に示す検出ライン７０ａ’で読み取った場合、センサ７０からの出力結果は、図２１（ｃ）のようになり、隣り合うパルスの中心間距離はＤ_Ｓ’と検出される。このように、検出される中心間距離Ｄ_Ｓ’は、中心間距離Ｄ_Ｉと異なり、中心間距離Ｄ_Ｓと比べても変わってしまう。ここで、図２１（ａ）は、図１７（ａ）に示すパターンＣＰ５をセンサ７０で読み取った場合のセンサ７０からの出力結果の要部拡大図である。図２１（ｂ）及び図２２（ｂ）は、図１７（ｃ）に示すパターンＣＰ５’’をセンサ７０で読み取った場合のセンサ７０からの出力結果の要部拡大図である。

なお、これまでは、主走査方向のズレを検出するためのパターンについて説明したが、副走査方向のズレを検出するためのパターンについても同様なことが言える。

以上から、センサ７０は、キャリブレーションパターンの副走査方向の長さを検出していることが分かる。また、湾曲した走査線でキャリブレーションパターン（画像）を形成した場合であっても、かかるキャリブレーションパターン（画像）の副走査方向の長さは変わらない。このことから、本発明者は、湾曲した走査線で形成されたキャリブレーションパターンをセンサ７０が読み取ったとしても、センサ７０からの出力結果には影響しないことを見出した。換言すれば、理想的な（一直線の）走査線で形成したキャリブレーションパターンを読み取った場合のセンサ７０からの出力結果と湾曲した走査線で形成したキャリブレーションパターンを読み取った場合のセンサ７０からの出力結果とは同じである。

図２２（ａ）は、理想的な（一直線の）走査線で形成したパターンＣＰ１及びかかるパターンＣＰ１を読み取った場合のセンサ７０からの出力結果を示す図である。図２２（ａ）を参照するに、隣り合うパルスの中心間距離はＡである。一方、図２２（ｂ）は、湾曲した走査線で形成したパターンＣＰ１’’’及びかかるパターンＣＰ１’’’を読み取った場合のセンサ７０からの出力結果を示す図である。図２２（ｂ）を参照するに、隣り合うパルスの中心間距離はＡＡである。なお、パターンＣＰ１’’’には、走査線の湾曲に起因する画像の歪みを補正する処理や中間調処理は施されていない。中間転写ベルト１７の搬送速度とレーザ光の照射時間は、走査線の湾曲に無関係であることから、Ａ＝ＡＡが成立する。

なお、副走査方向のズレを検出するためのパターンＣＰ５についても同様なことが言える。図２３（ａ）は、理想的な（一直線の）走査線で形成したパターンＣＰ５及びかかるパターンＣＰ５を読み取った場合のセンサ７０からの出力結果を示す図である。図２３（ａ）を参照するに、隣り合うパルスの中心間距離はＢである。一方、図２３（ｂ）は、湾曲した走査線で形成したパターンＣＰ５’’’及びかかるパターンＣＰ５’’’を読み取った場合のセンサ７０からの出力結果を示す図である。図２３（ｂ）を参照するに、隣り合うパルスの中心間距離はＢＢである。なお、パターンＣＰ５’’’には、走査線の湾曲に起因する画像の歪みを補正する処理や中間調処理は施されていない。中間転写ベルト１７の搬送速度とレーザ光の照射時間は、走査線の湾曲に無関係であることから、Ｂ＝ＢＢが成立する。

従って、キャリブレーションパターンを形成する場合には、レーザ光が形成する走査線の湾曲を補正しない方がセンサ７０の検出精度が向上し、トナー像を正確に重ね合わせることが可能となる。制御部５０は、本実施形態では、画像の主走査方向及び副走査方向の書き出し位置を調整するためのキャリブレーションパターンを形成する場合には、走査線の湾曲に起因する画像の歪みを補正しないように画像処理部５５を制御する。これにより、センサ７０がキャリブレーションパターンを高精度に検出することができるため、トナー像を正確に重ね合わせることが可能となる。従って、画像形成装置１は、高品位な画像を形成することができる。

以下、図２４を参照して、画像形成装置１の動作（即ち、画像形成装置１の制御方法）について説明する。ここで、図２４は、本発明の一側面としての画像形成装置１の制御方法を説明するためのフローチャートである。

まず、ステップＳ１００２において、制御部５０は、中間転写ベルト１７にキャリブレーションパターンＣＰを形成するかを判断する。具体的には、制御部５０は、記録媒体ＰＭに画像を形成するか、或いは、中間転写ベルト１７にキャリブレーションパターンＣＰを形成するかを判断する。

記録媒体ＰＭに画像を形成すると判断した場合には、制御部５０は、ステップＳ１００４において、画像処理部５５が走査線の湾曲に起因する画像の歪みを補正する処理を実行するように制御する。次いで、ステップＳ１００６において、走査線の湾曲に起因する画像の歪みを補正する処理を実行しながら記録媒体ＰＭに画像を形成する。

一方、中間転写ベルト１７にキャリブレーションパターンＣＰを形成すると判断した場合には、制御部５０は、ステップＳ１００８において、画像処理部５５が走査線の湾曲に起因する画像の歪みを補正する処理を実行しないように制御する。次いで、ステップＳ１０１０において、走査線の湾曲に起因する画像の歪みを補正する処理を実行せずに中間転写ベルト１７にキャリブレーションパターンＣＰを形成する。

ステップＳ１０１２では、センサ７０がステップＳ１０１０で形成したキャリブレーションパターンＣＰを検出する（読み取る）。ステップＳ１０１４では、制御部５０（画像処理部５５）は、センサ７０によるキャリブレーションパターンＣＰの検出結果（センサ７０からの出力結果）に基づいて、記録媒体ＰＭに画像を形成する際の主走査方向及び副走査方向の書き出し位置を調整する。なお、ステップＳ１０１４における調整は、上述したように、レーザ光を照射する位置（タイミング）を変更することで行われる。ステップＳ１０１４における調整が完了すると、ステップＳ１００２に戻る。

このように、キャリブレーションパターンＣＰを形成する場合には、走査線の湾曲に起因する画像の歪みを補正しないようにすることで、キャリブレーションパターンＣＰを高精度に検出することができる。その結果、記録媒体ＰＭに画像を形成する際の主走査方向及び副走査方向の書き出し位置を高精度に調整することが可能となる。一方、記録媒体ＰＭに画像を形成する場合には、走査線の湾曲に起因する画像の歪みを補正することで、理想的な（一直線の）走査線で形成した場合の画像に近づけることができる。従って、画像形成装置１は、高品位な画像を形成することができる。

以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

本発明の一側面としての画像形成装置の構成を示す概略断面図である。 図１に示す画像形成装置の制御部の構成を示す概略ブロック図である。 図１に示す画像形成装置において、レーザスキャナ部からのレーザ光によって感光ドラム上に形成される走査線を説明するための図である。 図１に示す画像形成装置において、レーザスキャナ部からのレーザ光によって感光ドラム上に形成される走査線を説明するための図である。 図３に示すような理想的な走査線で画像を形成した場合の例を示す図である。 図４に示すような湾曲した走査線で画像を形成した場合の例を示す図である。 図１に示す画像形成装置の中間転写ベルトにおいて、レーザ光が形成する走査線を示す図である。 図７に示す走査線によって中間転写ベルト上に形成されるトナー像（画像）の一例を示す図である。 図１に示す画像形成装置の中間転写ベルト上に形成されるキャリブレーションパターンの一例を示す図である。 図１に示す画像形成装置のセンサの構成を示す概略断面図である。 走査線の福走査方向のズレを補正する処理を説明するための図である。 走査線の主走査方向のズレを補正する処理を説明するための図である。 走査線の主走査方向のズレを補正する処理を説明するための図である。 走査線は湾曲させたまま、レーザ光を照射する位置（タイミング）を変更することで形成される画像を示す図である。 図１４に示す画像の部分拡大図である。 走査線が湾曲していない場合及び走査線が湾曲している場合に形成されるキャリブレーションパターン（副走査方向のズレを検出するためのパターン）を示す図である。 走査線が湾曲していない場合及び走査線が湾曲している場合に形成されるキャリブレーションパターン（主走査方向のズレを検出するためのパターン）を示す図である。 図１７（ａ）に示すパターンをセンサで読み取った場合のセンサからの出力結果を示す図である。 図１７（ｃ）に示すパターンをセンサで読み取った場合のセンサからの出力結果を示す図である。 図２０（ａ）は、図１７（ａ）に示すパターンＣＰをセンサで読み取った場合のセンサからの出力結果の要部拡大図であり、図２０（ｂ）は、図１７（ｃ）に示すパターンをセンサで読み取った場合のセンサからの出力結果の要部拡大図である。 図２１（ａ）は、図１７（ａ）に示すパターンをセンサで読み取った場合のセンサからの出力結果の要部拡大図であり、図２１（ｂ）及び図２２（ｂ）は、図１７（ｃ）に示すパターンをセンサで読み取った場合のセンサからの出力結果の要部拡大図である。 理想的な（一直線の）走査線又は湾曲した走査線で形成したキャリブレーションパターン及びかかるキャリブレーションパターンを読み取った場合のセンサからの出力結果を示す図である。 理想的な（一直線の）走査線又は湾曲した走査線で形成したキャリブレーションパターン及びかかるキャリブレーションパターンを読み取った場合のセンサからの出力結果を示す図である。 本発明の一側面としての画像形成装置の制御方法を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１ 画像形成装置
１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ及び１０Ｂｋ 画像形成部
１１ａ乃至１１ｄ 感光ドラム
１２ａ乃至１２ｄ １次帯電器
１３ａ乃至１３ｄ 現像部
１４ａ乃至１４ｄ 転写ローラ
１５ａ乃至１５ｄ クリーナ部
１６ レーザスキャナ部
１７ 中間転写ベルト
１８ａ 転写対向ローラ
１８ｂ 転写ローラ
１９ テンションローラ
２０ 給紙部
２１ カセット
２２ 手差しトレイ
２３ 給紙ガイド
２４ レジストローラ
３０ 定着部
３１ 定着フィルム
３２ 加圧ローラ
４０ 搬送部
４１ ガイド
４２ 外排紙ローラ
５０ 制御部
５１ ＣＰＵ
５２ ＲＯＭ
５３ ＲＡＭ
５４ Ｉ／Ｏインターフェース
５５ 画像処理部
７０ センサ
７１ 照射部
７２ 受光部
ＰＭ 記録媒体
ＣＰ キャリブレーションパターン

Claims (4)

1. 記録媒体に画像を形成する画像形成装置であって、
   前記画像の潜像を担持する像担持体と、
   前記像担持体に対して前記画像に対応するレーザ光を走査させ、前記潜像を形成するレーザスキャナと、
   前記レーザ光によって形成される走査線の湾曲に起因する画像の歪みを補正する補正手段と、
   少なくとも前記レーザ光の走査方向と直交する方向の前記画像の書き出し位置を調整するためのパターンを形成する場合には、前記補正手段による補正を行わないように制御する制御手段と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記補正手段は、前記走査線の湾曲に基づいて、前記走査線の湾曲方向に対して反対側の方向に湾曲させた画像信号となるように、前記画像の画像信号を変更することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記補正手段は、前記画像の画像信号を変更することによって前記画像が不連続となる箇所に中間調処理を施すことを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
4. 画像の潜像を担持する像担持体と、前記像担持体に対して前記画像に対応するレーザ光を走査させ、前記潜像を形成するレーザスキャナと、前記レーザ光によって形成される走査線の湾曲に起因する画像の歪みを補正する補正手段とを有する画像形成装置の制御方法であって、
   少なくとも前記レーザ光の走査方向と直交する方向の前記画像の書き出し位置を調整するためのパターンを形成する形成ステップと、
   前記形成ステップで形成された前記パターンを読み取る読取ステップと、
   前記読取ステップで読み取られた前記パターンに基づいて、少なくとも前記レーザ光の走査方向と直交する方向の書き出し位置を調整する調整ステップとを有し、
   前記形成ステップでは、前記補正手段による補正を行わずに前記パターンを形成することを特徴とする制御方法。