JP6326751B2 - 光書き込み制御装置、画像形成装置及び光書き込み装置の制御方法 - Google Patents

Description

光書き込み制御装置、画像形成装置及び光書き込み装置の制御方法に関し、特に、画像の描画位置補正のために描画されるパターン及びその読取結果に基づく補正処理に関する。

近年、情報の電子化が推進される傾向にあり、電子化された情報の出力に用いられるプリンタやファクシミリ及び書類の電子化に用いるスキャナ等の画像処理装置は欠かせない機器となっている。このような画像処理装置は、撮像機能、画像形成機能及び通信機能等を備えることにより、プリンタ、ファクシミリ、スキャナ、複写機として利用可能な複合機として構成されることが多い。

このような画像処理装置のうち、電子化された書類の出力に用いられる画像形成装置においては、電子写真方式の画像形成装置が広く用いられている。電子写真方式の画像形成装置においては、感光体を露光することにより静電潜像を形成し、トナー等の顕色剤を用いてその静電潜像を現像してトナー画像を形成し、そのトナー画像を用紙に転写することによって紙出力を行う。

このような電子写真方式の画像形成装置においては、感光体を露光して静電潜像を描画するタイミングと用紙の搬送タイミングとを合わせることにより、用紙の正しい範囲に画像が形成されるように調整が行われる。また、複数の感光体を用いてカラー画像を形成するタンデム式の画像形成装置においては、各色の感光体において現像された画像が正確に重ね合わされるように、各色の感光体における露光タイミングの調整が行われる。以降、これらの調整処理を総じて位置ずれ補正とする。

上述したような位置ずれ補正を実現するための具体的な方法としては、感光体を露光する光源と感光体との配置関係を調整する機械的な調整方法と、出力するべき画像を位置ずれに応じて調整することにより最終的に好適な位置に画像が形成されるようにする画像処理による方法とがある。この画像処理による方法の場合、補正用のパターンを描画してそれを読み取ることにより、設計上定まるタイミングと実際にパターンが読み取られたタイミングとの差異に基づいて補正が行われ、所望の位置に画像が形成されるようにする。

また、上述した画像処理による方法においては、回転体である感光体や各色に対応する感光体からトナー像が転写される中間転写ベルトの回転周期に応じた周期誤差を考慮する必要がある。感光体や中間転写ベルトの回転において、１回転の間に速度の変動があると、上述したパターンの搬送タイミングも周期的に変化してしまい、最終的にパターンが転写された中間転写ベルト上に位置に応じて、パターンの検知タイミングに誤差（以降、「周期誤差」とする）が生じてしまう。

このような周期誤差は、上述したように主として回転の偏心や表面の歪みに応じたものであるため、その変動分を中間転写ベルトの回転の１周分にわたって合計すると、理論的にはゼロとなる。従って、このような周期誤差を低減するため、中間転写ベルトの１周にわたって補正用のパターンを描画し、夫々のパターンの検知結果を平均することによって誤差を低減することが行われる。

他方、周期誤差を低減する他の方法として、感光体の１回転における回転速度の変動において平均速度を示す位置に位置ずれ補正用のパターンを形成する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に開示された方法を用いる場合、補正用のパターンを形成可能なタイミング限られてしまい、位置ずれ補正に要する時間が長くなってしまうことや、意図したパターンの形成が困難となることが考えられる。また、感光体や中間転写ベルトの回転を検知するための構成が必要となり、装置構成の複雑化、高コスト化につながる。他方、中間転写ベルトの回転の１周にわたって補正用のパターンを描画する場合、上述したような弊害は生じない。

しかしながら、中間転写ベルト等の回転体の１周にわたって補正用のパターンを描画する場合、その回転体の１周分に対しては確実にパターンの描画を継続する必要があり、パターンの描画に要する時間が長くなる。

本発明は、上記実情を考慮してなされたものであり、画像形成装置において画像が描画される位置を補正するための補正用パターンの描画に際して、画像形成機構に含まれる回転体の周期による誤差を低減し、且つパターンの描画に要する時間を短縮することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一態様は、 感光体を露光する光源を制御して感光体上に静電潜像を形成させる光書き込み制御装置であって、光源を発光制御して前記感光体を露光させる発光制御部と、前記感光体上に形成された静電潜像が現像された画像が転写されて搬送される搬送経路において前記画像を検知するセンサの検知信号を取得する検知信号取得部と、前記搬送経路において前記感光体上に形成された静電潜像が現像された顕色剤画像が転写される転写位置を補正するための補正用パターンが前記センサによって検知された検知信号に基づき、前記転写位置を補正するための補正値を算出する補正値算出部と、を含み、前記発光制御部は、前記搬送経路の搬送方向と垂直な線状の横線パターンと、前記搬送方向に対して所定の角度傾いた線状の斜線パターンとが交互に繰り返し描画されるように前記光源を発光制御して前記補正用パターンを描画し、前記補正値算出部は、交互に繰り返し描画される前記横線パターン及び斜線パターンにおいて、前記横線パターンが検知されてから前記斜線パターンが検知されるまでの検知期間及び前記斜線パターンが検知されてから前記横線パターンが検知されるまでの検知期間に基づいて、前記搬送方向に垂直な主走査方向の前記転写位置を補正するための補正値を算出し、前記発光制御部により前記感光体上に形成される前記補正用パターンにおいて、交互に繰り返し描画される前記横線パターンから前記斜線パターンまでの間隔と前記斜線パターンから前記横線パターンまでの間隔のそれぞれが、前記転写位置に誤差を生じさせる要因となる複数の回転体の周期関数の周期誤差のそれぞれの次数ｍに対してｍ≦ｎ／６を満たす実数ｎを用いて当該感光体の周長を分割した値となるように補正された間隔をもって描画される、ことを特徴とする。

本発明の他の態様は、画像形成装置であって、上記光書き込み制御装置を含むことを特徴とする。

また、本発明の更に他の態様は、感光体を露光する光源を制御して感光体上に静電潜像を形成させる光書き込み装置の制御方法であって、光源を発光制御して前記感光体を露光することにより、前記感光体上に形成された静電潜像が現像された画像が転写されて搬送される搬送経路において前記画像を検知するセンサの検知信号を取得し、前記搬送経路において前記感光体上に形成された静電潜像が現像された顕色剤画像が転写される転写位置を補正するための補正用パターンが前記センサによって検知された検知信号に基づき、前記転写位置を補正するための補正値を算出し、前記搬送経路の搬送方向と垂直な線状の横線パターンと、前記搬送方向に対して所定の角度傾いた線状の斜線パターンとが交互に繰り返し描画されるように前記光源を発光制御して前記補正用パターンを描画し、前記補正値の算出に際して、交互に繰り返し描画される前記横線パターン及び斜線パターンにおいて、前記横線パターンが検知されてから前記斜線パターンが検知されるまでの検知期間及び前記斜線パターンが検知されてから前記横線パターンが検知されるまでの検知期間に基づいて、前記搬送方向に垂直な主走査方向の前記転写位置を補正するための補正値を算出し、前記感光体上に形成される前記補正用パターンにおいて、交互に繰り返し描画される前記横線パターンから前記斜線パターンまでの間隔と前記斜線パターンから前記横線パターンまでの間隔のそれぞれを、前記転写位置に誤差を生じさせる要因となる複数の回転体の周期関数の周期誤差のそれぞれの次数ｍに対してｍ≦ｎ／６を満たす実数ｎを用いて当該感光体の周長を分割した値となるように補正した間隔をもって描画する、
ことを特徴とする。

本発明によれば、画像形成装置において画像が描画される位置を補正するための補正用パターンの描画に際して、画像形成機構に含まれる回転体の周期による誤差を低減し、且つパターンの描画に要する時間を短縮することが可能となる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置のハードウェア構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置の機能構成を示す図である。 本発明の実施形態に係るプリントエンジンの構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る光書き込み装置の構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る光書き込み制御部及びＬＥＤＡの構成を示すブロック図である。 従来技術に係る補正用パターンの例を示す図である。 位置ずれ補正用パターンの検知タイミングの例を示す図である。 本発明の実施形態に係る補正用パターンの検知結果の参照態様を示す図である。 感光体ドラム及び中間転写ベルトに対する補正用パターンの形成例を示す図である。 周期誤差の誤差量と回転位相との関係を示す図である。 本発明の実施形態に係る補正用パターンの検知結果の参照態様を示す図である。 本発明の実施形態に係る周期誤差の低減効果を示す図である。 本発明の実施形態に係る感光体ドラムへの補正用パターンの形成例と比較例とを示す図である。 本発明の実施形態に係る効果比率を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。本実施形態においては、複合機（ＭＦＰ：Ｍｕｌｔｉ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ）としての画像形成装置を例として説明する。本実施形態に係る画像形成装置は、電子写真方式による画像形成装置であり、感光体の露光タイミングを補正するための位置ずれ補正動作において描画されるパターンの構成、及びパターンの読み取り結果に基づく補正処理に特徴を有する。

図１は、本実施形態に係る画像形成装置１のハードウェア構成を示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態に係る画像形成装置１は、一般的なサーバやＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等の情報処理端末と同様の構成に加えて、画像形成を実行するエンジンを有する。即ち、本実施形態に係る画像形成装置１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１０、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１２、エンジン１３、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）１４及びＩ／Ｆ１５がバス１８を介して接続されている。また、Ｉ／Ｆ１５にはＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）１６及び操作部１７が接続されている。

ＣＰＵ１０は演算手段であり、画像形成装置１全体の動作を制御する。ＲＡＭ１１は、情報の高速な読み書きが可能な揮発性の記憶媒体であり、ＣＰＵ１０が情報を処理する際の作業領域として用いられる。ＲＯＭ１２は、読み出し専用の不揮発性記憶媒体であり、ファームウェア等のプログラムが格納されている。エンジン１３は、画像形成装置１において実際に画像形成を実行する機構である。

ＨＤＤ１４は、情報の読み書きが可能な不揮発性の記憶媒体であり、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）や各種の制御プログラム、アプリケーション・プログラム等が格納されている。Ｉ／Ｆ１５は、バス１８と各種のハードウェアやネットワーク等を接続し制御する。ＬＣＤ１６は、ユーザが画像形成装置１の状態を確認するための視覚的ユーザインタフェースである。操作部１７は、キーボードやマウス等、ユーザが画像形成装置１に情報を入力するためのユーザインタフェースである。

このようなハードウェア構成において、ＲＯＭ１２やＨＤＤ１４若しくは図示しない光学ディスク等の記録媒体に格納されたプログラムがＲＡＭ１１に読み出され、ＣＰＵ１０がそれらのプログラムに従って演算を行うことにより、ソフトウェア制御部が構成される。このようにして構成されたソフトウェア制御部と、ハードウェアとの組み合わせによって、本実施形態に係る画像形成装置１の機能を実現する機能ブロックが構成される。

次に、図２を参照して、本実施形態に係る画像形成装置１の機能構成について説明する。図２は、本実施形態に係る画像形成装置１の機能構成を示すブロック図である。図２に示すように、本実施形態に係る画像形成装置１は、コントローラ２０、ＡＤＦ（Ａｕｔｏ Ｄｏｃｕｍｅｎｎｔ Ｆｅｅｄｅｒ：原稿自動搬送装置）１１０、スキャナユニット２２、排紙トレイ２３、ディスプレイパネル２４、給紙テーブル２５、プリントエンジン２６、排紙トレイ２７及びネットワークＩ／Ｆ２８を有する。

また、コントローラ２０は、主制御部３０、エンジン制御部３１、入出力制御部３２、画像処理部３３及び操作表示制御部３４を有する。図２に示すように、本実施形態に係る画像形成装置１は、スキャナユニット２２、プリントエンジン２６を有する複合機として構成されている。尚、図２においては、電気的接続を実線の矢印で示しており、用紙の流れを破線の矢印で示している。

ディスプレイパネル２４は、画像形成装置１の状態を視覚的に表示する出力インタフェースであると共に、タッチパネルとしてユーザが画像形成装置１を直接操作し若しくは画像形成装置１に対して情報を入力する際の入力インタフェース（操作部）でもある。ネットワークＩ／Ｆ２８は、画像形成装置１がネットワークを介して他の機器と通信するためのインタフェースであり、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）やＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）インタフェースが用いられる。

コントローラ２０は、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせによって構成される。具体的には、ＲＯＭ１２や不揮発性メモリ並びにＨＤＤ１４や光学ディスク等の不揮発性記録媒体に格納されたファームウェア等の制御プログラムが、ＲＡＭ１１等の揮発性メモリ（以下、メモリ）にロードされ、それらのプログラムに従ったＣＰＵ１０の演算によって構成されるソフトウェア制御部と集積回路などのハードウェアとによってコントローラ２０が構成される。コントローラ２０は、画像形成装置１全体を制御する制御部として機能する。

主制御部３０は、コントローラ２０に含まれる各部を制御する役割を担い、コントローラ２０の各部に命令を与える。エンジン制御部３１は、プリントエンジン２６やスキャナユニット２２等を制御若しくは駆動する駆動手段としての役割を担う。入出力制御部３２は、ネットワークＩ／Ｆ２８を介して入力される信号や命令を主制御部３０に入力する。また、主制御部３０は、入出力制御部３２を制御し、ネットワークＩ／Ｆ２８を介して他の機器にアクセスする。

画像処理部３３は、主制御部３０の制御に従い、入力された印刷ジョブに含まれる印刷情報に基づいて描画情報を生成する。この描画情報とは、画像形成部であるプリントエンジン２６が画像形成動作において形成すべき画像を描画するための情報である。また、印刷ジョブに含まれる印刷情報とは、ＰＣ等の情報処理装置にインストールされたプリンタドライバによって画像形成装置１が認識可能な形式に変換された画像情報である。操作表示制御部３４は、ディスプレイパネル２４に情報表示を行い若しくはディスプレイパネル２４を介して入力された情報を主制御部３０に通知する。

画像形成装置１がプリンタとして動作する場合は、まず、入出力制御部３２がネットワークＩ／Ｆ２８を介して印刷ジョブを受信する。入出力制御部３２は、受信した印刷ジョブを主制御部３０に転送する。主制御部３０は、印刷ジョブを受信すると、画像処理部３３を制御して、印刷ジョブに含まれる印刷情報に基づいて描画情報を生成させる。

画像処理部３３によって描画情報が生成されると、エンジン制御部３１は、生成された描画情報に基づいてプリントエンジン２６を制御し、給紙テーブル２５から搬送される用紙に対して画像形成を実行する。即ち、プリントエンジン２６が画像形成部として機能する。プリントエンジン２６によって画像形成が施された文書は排紙トレイ２７に排紙される。

画像形成装置１がスキャナとして動作する場合は、ユーザによるディスプレイパネル２４の操作若しくはネットワークＩ／Ｆ２８を介して外部のＰＣ等から入力されるスキャン実行指示に応じて、操作表示制御部３４若しくは入出力制御部３２が主制御部３０にスキャン実行信号を転送する。主制御部３０は、受信したスキャン実行信号に基づき、エンジン制御部３１を制御する。

エンジン制御部３１は、ＡＤＦ２１を駆動し、ＡＤＦ２１にセットされた撮像対象原稿をスキャナユニット２２に搬送する。また、エンジン制御部３１は、スキャナユニット２２を駆動し、ＡＤＦ２１から搬送される原稿を撮像する。また、ＡＤＦ２１に原稿がセットされておらず、スキャナユニット２２に直接原稿がセットされた場合、スキャナユニット２２は、エンジン制御部３１の制御に従い、セットされた原稿を撮像する。即ち、スキャナユニット２２が撮像部として動作する。

撮像動作においては、スキャナユニット２２に含まれるＣＣＤ等の撮像素子が原稿を光学的に走査し、光学情報に基づいて生成された撮像情報が生成される。エンジン制御部３１は、スキャナユニット２２が生成した撮像情報を画像処理部３３に転送する。画像処理部３３は、主制御部３０の制御に従い、エンジン制御部３１から受信した撮像情報に基づき画像情報を生成する。画像処理部３３が生成した画像情報はＨＤＤ１４等の画像形成装置１に装着された記憶媒体に保存される。即ち、スキャナユニット２２、エンジン制御部３１及び画像処理部３３が連動して、原稿読み取り部として機能する。

画像処理部３３によって生成された画像情報は、ユーザの指示に応じてそのままＨＤＤ１４等に格納され若しくは入出力制御部３２及びネットワークＩ／Ｆ２８を介して外部の装置に送信される。即ち、ＡＤＦ２１及びエンジン制御部３１が画像入力部として機能する。

また、画像形成装置１が複写機として動作する場合は、エンジン制御部３１がスキャナユニット２２から受信した撮像情報若しくは画像処理部３３が生成した画像情報に基づき、画像処理部３３が描画情報を生成する。その描画情報に基づいてプリンタ動作の場合と同様に、エンジン制御部３１がプリントエンジン２６を駆動する。

次に、本実施形態に係るプリントエンジン２６の構成について、図３を参照して説明する。図３に示すように、本実施形態に係るプリントエンジン２６は、無端状移動手段である中間転写ベルト１０５に沿って各色の画像形成部１０６が並べられた構成を備えるものであり、所謂タンデムタイプといわれるものである。すなわち、給紙トレイ１０１から給紙ローラ１０２により分離給紙される用紙（記録媒体の一例）１０４に転写するための中間転写画像が形成される中間転写ベルトである中間転写ベルト１０５に沿って、この中間転写ベルト１０５の搬送方向の上流側から順に、複数の画像形成部（電子写真プロセス部）１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｋ（以降、総じて画像形成部１０６とする）が配列されている。

また、給紙トレイ１０１から給紙された用紙１０４は、レジストローラ１０３によって一度止められ、画像形成部１０６における画像形成のタイミングに応じて中間転写ベルト１０５からの画像の転写位置に送り出される。

複数の画像形成部１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｋは、形成するトナー画像、即ち顕色剤画像の色が異なるだけで内部構成は共通である。画像形成部１０６Ｋはブラックの画像を、画像形成部１０６Ｍはマゼンタの画像を、画像形成部１０６Ｃはシアンの画像を、画像形成部１０６Ｙはイエローの画像をそれぞれ形成する。尚、以下の説明においては、画像形成部１０６Ｙについて具体的に説明するが、他の画像形成部１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｋは画像形成部１０６Ｙと同様であるので、その画像形成部１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｋの各構成要素については、画像形成部１０６Ｙの各構成要素に付したＹに替えて、Ｍ、Ｃ、Ｋによって区別した符号を図に表示するにとどめ、説明を省略する。

中間転写ベルト１０５は、回転駆動される駆動ローラ１０７と従動ローラ１０８とに架け渡されたエンドレスのベルト、即ち無端状ベルトである。この駆動ローラ１０７は、不図示の駆動モータにより回転駆動させられ、この駆動モータと、駆動ローラ１０７と、従動ローラ１０８とが、無端状移動手段である中間転写ベルト１０５を移動させる駆動手段として機能する。

画像形成に際しては、回転駆動される中間転写ベルト１０５に対して、最初の画像形成部１０６Ｙが、ブラックのトナー画像を転写する。画像形成部１０６Ｙは、感光体としての感光体ドラム１０９Ｙ、この感光体ドラム１０９Ｙの周囲に配置された帯電器１１０Ｙ、光書き込み装置１１１、現像器１１２Ｙ、感光体クリーナ（図示せず）、除電器１１３Ｙ等から構成されている。光書き込み装置１１１は、夫々の感光体ドラム１０９Ｙ、１０９Ｍ、１０９Ｃ、１０９Ｋ（以降、総じて「感光体ドラム１０９」という）に対して光を照射するように構成されている。

画像形成に際し、感光体ドラム１０９Ｙの外周面は、暗中にて帯電器１１０Ｙにより一様に帯電された後、光書き込み装置１１１からのブラック画像に対応した光源からの光により書き込みが行われ、静電潜像が形成される。現像器１１２Ｙは、この静電潜像をイエロートナーにより可視像化し、このことにより感光体ドラム１０９Ｙ上にイエローのトナー画像が形成される。

このトナー画像は、感光体ドラム１０９Ｙと中間転写ベルト１０５とが当接若しくは最も接近する位置（転写位置）で、転写器１１５Ｙの働きにより中間転写ベルト１０５上に転写される。この転写により、中間転写ベルト１０５上にイエローのトナーによる画像が形成される。トナー画像の転写が終了した感光体ドラム１０９Ｙは、外周面に残留した不要なトナーを感光体クリーナにより払拭された後、除電器１１３Ｙにより除電され、次の画像形成のために待機する。

以上のようにして、画像形成部１０６Ｙにより中間転写ベルト１０５上に転写されたイエローのトナー画像は、中間転写ベルト１０５のローラ駆動により次の画像形成部１０６Ｍに搬送される。画像形成部１０６Ｍでは、画像形成部１０６Ｙでの画像形成プロセスと同様のプロセスにより感光体ドラム１０９Ｍ上にマゼンタのトナー画像が形成され、そのトナー画像が既に形成されたイエローの画像に重畳されて転写される。

中間転写ベルト１０５上に転写されたイエロー、マゼンタのトナー画像は、さらに次の画像形成部１０６Ｃ、１０６Ｋに搬送され、同様の動作により、感光体ドラム１０９Ｃ上に形成されたシアンのトナー画像と、感光体ドラム１０９Ｋ上に形成されたブラックのトナー画像とが、既に転写されている画像上に重畳されて転写される。こうして、中間転写ベルト１０５上にフルカラーの中間転写画像が形成される。

給紙トレイ１０１に収納された用紙１０４は最も上のものから順に送り出され、その搬送経路が中間転写ベルト１０５と接触する位置若しくは最も接近する位置において、中間転写ベルト１０５上に形成された中間転写画像がその紙面上に転写される。これにより、用紙１０４の紙面上に画像が形成される。紙面上に画像が形成された用紙１０４は更に搬送され、定着器１１６にて画像を定着された後、画像形成装置の外部に排紙される。

また、このような画像形成装置１においては、感光体ドラム１０９Ｙ、１０９Ｍ、１０９Ｃ及び１０９Ｋの軸間距離の誤差、感光体ドラム１０９Ｙ、１０９Ｍ、１０９Ｃ及び１０９Ｋの平行度誤差、光書き込み装置１１１内でのＬＥＤＡ１３０の設置誤差、感光体ドラム１０９Ｙ、１０９Ｍ、１０９Ｃ及び１０９Ｋへの静電潜像の書き込みタイミング誤差等により、本来重ならなければならない位置に各色のトナー画像が重ならず、各色間で位置ずれが生ずることがある。

また、同様の原因により、転写対象である用紙において本来画像が転写される範囲から外れた範囲に画像が転写されることがある。このような位置ずれの成分としては、主にスキュー、副走査方向のレジストずれ等が知られている。また、装置内温度変化や経時劣化による中間転写ベルトの伸縮が知られている。

このような位置ずれを補正するため、パターン検知センサ１１７が設けられている。パターン検知センサ１１７は、感光体ドラム１０９Ｙ、１０９Ｍ、１０９Ｃ及び１０９Ｋによって中間転写ベルト１０５上に転写された位置ずれ補正用パターン、及び濃度補正用パターンを読み取るための光学センサであり、中間転写ベルト１０５の表面に描画されたパターンを照射するための発光素子及び補正用パターンからの反射光を受光するための受光素子を含む。図３に示すように、パターン検知センサ１１７は、感光体ドラム１０９Ｙ、１０９Ｍ、１０９Ｃ及び１０９Ｋの下流側において、中間転写ベルト１０５の搬送方向と直行する方向に沿って同一の基板上に支持されている。

また、画像形成装置１においては、画像形成部１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｋの状態変化や、光書込み装置１１１の状態変化により、用紙１０４上に転写される画像の濃度が変動する可能性がある。このような濃度変動を補正するため、所定のルールに従って形成された濃度補正用パターンを検知し、その検知結果に基づいて画像形成部１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｋの駆動パラメータや光書込み装置１１１の駆動パラメータを補正する濃度補正が実行される。

パターン検知センサ１１７は、上述した位置ずれ補正用パターンを検知することによる位置ずれ補正動作の他、濃度補正用パターンの検知にも用いられる。パターン検知センサ１１７の詳細及び位置ずれ補正、濃度補正の態様については、後に詳述する。尚、プリントエンジン２６は、図１において説明したようなＣＰＵ１０をはじめとした情報処理機能を実現するための構成を含み、そのような構成によって制御されて動作する。

このような描画パラメータ補正において中間転写ベルト１０５上に描画された補正用パターンのトナーを除去し、中間転写ベルト１０５によって搬送される用紙が汚れないようにするため、ベルトクリーナ１１８が設けられている。ベルトクリーナ１１８は、図３に示すように、駆動ローラ１０７の下流側であって、感光体ドラム１０９よりも上流側において中間転写ベルト１０５に押し当てられたクリーニングブレードであり、中間転写ベルト１０５の表面に付着したトナーを掻きとる顕色剤除去部である。

次に、本実施形態に係る光書き込み装置１１１について説明する。図４は、本実施形態に係る光書き込み装置１１１と感光体ドラム１０９との配置関係を示す図である。図４に示すように、各色の感光体ドラム１０９Ｙ、１０９Ｍ、１０９Ｃ、１０９Ｋ夫々に照射される照射光は、光源であるＬＥＤＡ（Ｌｉｇｈｔ‐ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ Ａｒｒａｙ）１３０Ｙ、１３０Ｍ、１３０Ｃ、１３０Ｋ（以降、総じてＬＥＤＡ１３０とする）から照射される。

ＬＥＤＡ１３０は、発光素子であるＬＥＤが、感光体ドラム１０９の主走査方向に並べられて構成されている。光書き込み装置１１１に含まれる制御部は、主走査方向に並べられている夫々のＬＥＤの点灯／消灯状態を、コントローラ２０から入力された描画情報に基づいて主走査ライン毎に制御することにより、感光体ドラム１０９の表面を選択的に露光し、静電潜像を形成する。

次に、本実施形態に係る光書き込み装置１１１の制御ブロックについて、図５を参照して説明する。図５は、本実施形態に係る光書き込み装置１１１を制御する光書き込み装置制御部１２０の機能構成と、ＬＥＤＡ１３０及びパターン検知センサ１１７との接続関係を示す図である。

図５に示すように、本実施形態に係る光書き込み装置制御部１２０は、発光制御部１２１、カウント部１２２、センサ制御部１２３、補正値算出部１２４、基準値記憶部１２５及び補正値記憶部１２６を含む。光書き込み装置制御部１２０が、光源であるＬＥＤＡ１３０を制御して感光体上に静電潜像を形成させる光書き込み制御装置として機能する。

尚、本実施形態に係る光書き込み装置１１１は、図１において説明したようなＣＰＵ１０、ＲＡＭ１１、ＲＯＭ１２及びＨＤＤ１４等の情報処理機構を含み、図５に示すような光書き込み装置制御部１２０は、画像形成装置１のコントローラ２０と同様に、ＲＯＭ１２若しくはＨＤＤ１４に記憶されている制御プログラムがＲＡＭ１１にロードされ、ＣＰＵ１０の制御に従って動作することにより構成される。

発光制御部１２１は、コントローラ２０のエンジン制御部３１から入力される画像情報に基づいてＬＥＤＡ１３０を制御する光源制御部である。即ち、発光制御部１２１が、画素情報取得部としても機能する。発光制御部１２１は、所定のライン周期でＬＥＤＡ１３０を発光させることにより、感光体ドラム１０９への光書き込みを実現する。

発光制御部１２１がＬＥＤＡ１３０を発光制御するライン周期は画像形成装置１の出力解像度によって定まるが、上述したように用紙の搬送速度との比率に応じて副走査方向に変倍を行う場合、発光制御部１２１がライン周期を調整することによって副走査方向の変倍を行う。

また、発光制御部１２１は、エンジン制御部３１から入力される描画情報に基づいてＬＥＤＡ１３０を駆動する他、上述した描画パラメータ補正の処理において補正用のパターンを描画するために、ＬＥＤＡ１３０を発光制御する。

図４において説明したように、ＬＥＤＡ１３０は夫々の色に対応して複数設けられる。従って、図５に示すように、発光制御部１２１も、複数のＬＥＤＡ１３０夫々に対応するように複数設けられる。描画パラメータ補正処理のうち位置ずれ補正処理の結果生成される補正値は、図５に示す補正値記憶部１２６に位置ずれ補正値として記憶される。

発光制御部１２１は、この補正値記憶部１２６に記憶されている位置ずれ補正値に基づき、ＬＥＤＡ１３０を駆動するタイミングを補正する。また、発光制御部１２１は、画像の主走査方向の位置を補正するため、主走査ライン毎の画像情報に基づいてＬＥＤＡ１３０を発光させる際、１ライン分の画像情報を構成する各画素の情報と、ＬＥＤＡ１３０に含まれる各ＬＥＤ素子との対応関係を、補正値記憶部１２６に記憶されている位置ずれ補正値に基づいて調整する。

発光制御部１２１によるＬＥＤＡ１３０の駆動タイミングの補正は、具体的には、エンジン制御部３１から入力された描画情報に基づいてＬＥＤＡ１３０を発光駆動するタイミングをライン周期単位で遅らせる、即ちラインをシフトさせることによって実現される。これに対して、エンジン制御部３１からは、所定の周期に従って次々に描画情報が入力されるため、ラインをシフトさせて発光タイミングを遅らせるためには、入力された描画情報を保持しておき、読み出すタイミングを遅らせる必要がある。

そのため、発光制御部１２１は、主走査ライン毎に入力される描画情報を保持するための記憶媒体であるラインメモリを有し、エンジン制御部３１から入力された描画情報をラインメモリに記憶させることによって保持する。尚、ＬＥＤＡ１３０の駆動タイミングの補正としては、ライン周期単位での調整の他、ライン周期毎の発光タイミングの微調整も行われる。

カウント部１２２は、上記位置ずれ補正処理において、発光制御部１２１がＬＥＤＡ１３０を制御して感光体ドラム１０９Ｋの露光を開始すると同時にカウントを開始する。カウント部１２２は、センサ制御部１２３が、パターン検知センサ１１７の出力信号に基づいて位置ずれ補正用パターンを検知することにより出力する検知信号を取得する。また、カウント部１２２は、検知信号を取得したタイミングにおけるカウント値を補正値算出部１２４に入力する。即ち、カウント部１２２がパターンの検知タイミングを取得する検知タイミング取得部として機能する。

センサ制御部１２３は、パターン検知センサ１１７を制御する制御部であり、上述したように、パターン検知センサ１１７の出力信号に基づき、中間転写ベルト１０５上に形成された位置ずれ補正用パターンが、パターン検知センサ１１７の位置にまで到達したことを判断して検知信号を出力する。即ち、センサ制御部１２３が、パターン検知センサ１１７によるパターンの検知信号を取得する検知信号取得部として機能する。

また、センサ制御部１２３は、濃度補正用パターンによる濃度補正に際しては、パターン検知センサ１１７の出力信号の信号強度を取得し、補正値算出部１２４に入力する。更にセンサ制御部１２３は、位置ずれ補正用パターンの検知結果に応じて、濃度補正用パターンの検知タイミングを調整する。

補正値算出部１２４は、カウント部１２２から取得したカウント値や、センサ制御部１２３から取得した濃度補正用パターンの検知結果の信号強度に基づき、基準値記憶部１２５に記憶された位置ずれ補正用及び濃度補正用の基準値に基づいて補正値を算出する。即ち、補正値算出部１２４が、基準値取得部及び補正値算出部として機能する。基準値記憶部１２５には、このような計算に用いるための基準値が格納されている。

次に、位置ずれ補正用パターンを用いた位置ずれ補正動作について説明する。先ず、本実施形態に係る位置ずれ補正動作の前提として、通常の位置ずれ補正動作について説明する。図６は、通常の位置ずれ補正動作において、発光制御部１２１によって制御されたＬＥＤＡ１３０によって中間転写ベルト１０５上に描画されるマーク（以降、位置ずれ補正用マークとする）を示す図である。

図６に示すように、通常の位置ずれ補正用マーク４００は、副走査方向に様々なパターンが並べられている位置ずれ補正用パターン列４０１が、主走査方向に複数（本実施形態においては２つ）並べられて構成されている。尚、図６において、実線が感光体ドラム１０９Ｋ、点線は感光体ドラム１０９Ｙ、破線は感光体ドラム１０９Ｃ、一点鎖線は感光体ドラム１０９Ｍによって夫々描画されたパターンを示す。

図６に示すように、パターン検知センサ１１７は、主走査方向に複数（本実施形態においては２つ）のセンサ素子１７０を有し、夫々の位置ずれ補正用パターン列４０１は、夫々のセンサ素子１７０に対応した位置に描画されている。これにより、光書き込み装置制御部１２０は、主走査方向の複数の位置でパターンの検出を行うことが可能となり、描画される画像のスキューを補正することが可能となる。また、複数のセンサ素子１７０に基づく検知結果を平均することにより、補正精度を向上することができる。

図６に示すように、位置ずれ補正用パターン列４０１は、全***置補正用パターン４１１とドラム間隔補正用パターン４１２を含む。また、図６に示すように、ドラム間隔補正用パターン４１２は、繰り返し描画されている。

全***置補正用パターン４１１は、図６に示すように、感光体ドラム１０９Ｙによって描画された線であって主走査方向に平行な線である。全***置補正用パターン４１１は、画像の全体の副走査方向のずれ、即ち用紙に対する画像の転写位置を補正するためのカウント値を得るために描画されるパターンである。また、全***置補正用パターン４１１は、センサ制御部１２３が、ドラム間隔補正用パターン４１２や、後述する濃度補正用のパターンを検知する際の検知タイミングを補正するためにも用いられる。

全***置補正用パターン４１１を用いた全***置補正においては、光書き込み装置制御部１２０が、パターン検知センサ１１７による全***置補正用パターン４１１の読取信号に基づき、書き込み開始タイミングの補正動作を行う。

ドラム間隔補正用パターン４１２は、各色の感光体ドラム１０９における描画タイミングのずれ、即ち、各色の画像が重ね合わせられる重ね合わせ位置を補正するためのカウント値を得るために描画されるパターンである。図６に示すように、ドラム間隔補正用パターン４１２は、横線パターン４１３及び斜線パターン４１４を含む。図６に示すように、ドラム間隔補正用パターン４１２は、ＣＭＹＫ各色の搬送方向に垂直な線状のパターンが１セットとなって構成される横線パターン４１３と、ＣＭＹＫ各色の搬送方向に対して所定の角度傾いた線状のパターンが１セットなって構成される斜線パターン４１４が交互に繰り返されることによって構成される。

光書き込み装置制御部１２０は、パターン検知センサ１１７による、横線パターン４１３の読取信号に基づき、感光体ドラム１０９Ｋ、１０９Ｍ、１０９Ｃ、１０９Ｙ夫々の副走査方向の位置ずれ補正を行う。他方、従来の位置ずれ補正動作において、光書き込み装置制御部１２０は、斜線パターン４１４の読取信号に基づき、上記各感光体ドラムの主走査方向の位置ずれ補正を行っていた。

画像の転写位置について、主走査方向に誤差が生じた場合、斜線パターン４１４の検知タイミングは、斜線の傾きに応じて変化する。例えば斜線の傾きが副走査方向に対して４５度である場合、主走査方向における画像の転写位置の移動量と、画像の検知タイミングの変化量は１対１である。従って、従来の光書き込み装置制御部１２０は、この斜線パターン４１４の検知タイミングの変化量に応じて、感光体ドラム１０９Ｋ、１０９Ｍ、１０９Ｃ、１０９Ｙ夫々の主走査方向の位置ずれ補正を行う。

これに対して、本実施形態に係る光書き込み装置制御部１２０は、横線パターン４１３の検知タイミングから斜線パターン４１４の検知タイミングまでの期間若しくは斜線パターン４１４の検知タイミングから横線パターン４１３の検知タイミングまでの期間に基づいて主走査方向の位置ずれ補正を行う。これが、本実施形態に係る要旨の１つである。

次に、図６に示すようなパターンの検知方法について説明する。図７は、本実施形態に係る全***置補正用パターン４１１、横線パターン４１３および斜線パターン４１４の検知信号の例を示す図である。パターン検知センサ１１７は、図６において示すように、主走査方向の所定位置において所定のスポット径で中間転写ベルト１０５表面を露光している。その反射光がセンサ素子１７０に入射することによって夫々のパターンが検知される。

本実施形態に係る中間転写ベルト１０５の表面は照射された光を略全反射する白に近い色である。従って、図７に示すように、パターン検知センサ１１７が発する光が、中間転写ベルト１０５の表面においてパターンが形成された範囲以外を照射している間が、最も検知信号の信号強度が高い定常値の状態である。

これに対して、中間転写ベルト１０５が搬送されることにより、パターン検知センサ１１７が発する光が、パターンが形成された範囲に到達すると、パターンが描画された色の濃度や、スポット径のうちパターンが覆っている範囲に応じて、検知信号の信号強度が低下する。センサ制御部１２３は、図７に示すような検知閾値の設定を有しており、パターン検知センサ１１７から入力される検知信号が検知閾値と交差したタイミングで検知信号をカウント部１２２に出力する。

カウント部１２２は、センサ制御部１２３から検知信号を取得したタイミングにおけるカウント値を補正値算出部１２４に送信する。これにより、中間転写ベルト１０５の搬送に応じて、１つのパターンがパターン検知センサ１１７から照射される露光光を通過する際には、パターンがスポット径に到達して検知信号が低下する際と、パターンがスポット径から外れて検知信号が元に戻る際の２回、検知信号の信号強度が検知閾値と交差し、夫々のタイミングにおけるカウント値が補正値算出部１２４に入力される。

補正値算出部１２４は、夫々のパターン毎に２回ずつカウント部１２２から入力されるカウント値に基づいて、夫々のパターンの検知タイミングを算出する。具体的には、２回のカウント値の中間値が、夫々のパターンにおける検知信号のピークタイミングに相当するものとして、２回のカウント値の中間値を求める。

このような、構成において、本実施形態に係る要旨は、主走査方向の位置ずれ補正における、検知結果を用いた補正値の算出態様にある。以下、本実施形態に係る主走査方向の位置ずれ補正における補正値の算出動作について説明する。

図８は、本実施形態に係る主走査方向の位置ずれ補正における、パターンの検知結果の参照態様を示す図である。図８に示すように夫々の横線パターン４１３の検知タイミングは、Ｙ_ｃｉ、Ｋ_ｃｉ、Ｍ_ｃｉ、Ｃ_ｃｉで示される。また、斜線パターン４１４の検知タイミングは、Ｙ_ｓｉ、Ｋ_ｓｉ、Ｍ_ｓｉ、Ｃ_ｓｉで示される。ここで、“ｉ”は、繰り返し描画される横線パターン４１３及び斜線パターン４１４の繰り返し回数の順番である。

そして、本実施形態に係る光書き込み装置制御部１２０は、第１の主走査位置ずれ補正用の検知結果として、夫々の色毎に、ｉ番目の横線パターン４１３の検知タイミングから、ｉ番目の斜線パターン４１４の検知タイミングまでの期間ΔＹｉ１、ΔＫｉ１、ΔＭｉ１、ΔＣｉ１を参照する。また、第２の主走査位置ずれ補正用の検知結果として、夫々の色毎に、ｉ番目の斜線パターン４１４の検知タイミングから、ｉ＋１番目の横線パターン４１３の検知タイミングまでの期間ΔＹｉ２、ΔＫｉ２、ΔＭｉ２、ΔＣｉ２を参照する。

画像が主走査方向にずれたとしても、横線パターン４１３の検知タイミングは変化しない。これに対して、上述したように、斜線パターン４１４の検知タイミングは、画像の主走査方向に従い、斜線の傾きに応じて変化する。従って、横線パターン４１３と斜線パターン４１４との間隔は、画像の主走査方向の位置ずれによって変化する。本実施形態に係る光書き込み装置制御部１２０は、この横線パターン４１３と斜線パターン４１４との間隔の変化に基づき、主走査方向の位置ずれ補正を行う。

即ち、基準値記憶部１２５には、副走査方向の位置ずれ補正用の基準値として、図８に示すＹ_ｃｉ、Ｋ_ｃｉ、Ｍ_ｃｉ、Ｃ_ｃｉ夫々の基準値が記憶されている。そして、光書き込み装置制御部１２０は、横線パターン４１３の読み取り結果と、基準値記憶部１２５に記憶されている基準値との差分に基づき、画像の副走査方向の位置ずれ補正を行う。

また、基準値記憶部１２５には、主走査方向の位置ずれ補正用の基準値として、図８に示すΔＹ_ｉ１、ΔＫ_ｉ１、ΔＭ_ｉ１、ΔＣ_ｉ１及びΔＹ_ｉ２、ΔＫ_ｉ２、ΔＭ_ｉ２、ΔＣ_ｉ２夫々の基準値が記憶されている。そして、光書き込み装置制御部１２０は、横線パターン４１３及び斜線パターン４１４の読み取り結果と、基準値記憶部１２５に記憶されている基準値との差分に基づき、画像の主走査方向の位置ずれ補正を行う。

このような、パターンの検知タイミングに基づく位置ずれ補正に際しては、静電潜像及びトナー像が形成される感光体ドラム１０９や、感光体ドラム１０９から転写されたトナー像を搬送する中間転写ベルト１０５が、常に一定の速度で回転し、トナー像が一定の速度で搬送されることを前提にして行われる。しかしながら、回転体表面の搬送速度には回転軸の偏心等に基づく周期的な誤差（以降、「周期誤差」とする）が生じる可能性がある。そのような周期誤差が生じると、位置ずれ補正が正確に行われないこととなる。

そのような周期誤差を低減するため、従来技術においては、ドラム間隔補正用パターン４１２を、回転体である感光体ドラム１０９や中間転写ベルト１０５の１周分にわたって形成し、そのようにして形成されたパターンの検知結果の平均値をとることにより、誤差の影響を排除している。

図９は、感光体ドラム１０９及び中間転写ベルト１０５上にドラム間隔補正用パターン４１２が形成された状態の一態様を示す図である。ドラム間隔補正用パターン４１２は、感光体ドラム１０９及び中間転写ベルト１０５上に等間隔で整数個形成されるように、横線パターン４１３及び斜線パターン４１４夫々の１セット分毎のパターン間隔が調整される。

図９においては、感光体ドラム１０９の表面が６等分され、中間転写ベルト１０５の表面が４８等分されるように、横線パターン４１３及び斜線パターン４１４の１セット分毎の間隔が調整されている。このように、感光体ドラム１０９及び中間転写ベルト１０５の表面を等分してパターンを形成し、少なくとも１周以上にわたってパターンを形成し、夫々のパターンの検知結果を平均することにより、感光体ドラム１０９や中間転写ベルト１０５の回転による周期的な誤差をキャンセルすることができる。

具体的には、感光体ドラム１０９や中間転写ベルト１０５の回転による周期誤差は、図１０に示すように、平均値に対して回転位相のある部分ではプラス方向に生じ、ある部分ではマイナス方向に生じ、１周で元に戻る。従って、パターンの検知結果を１周分にわたって平均することにより、周期誤差をキャンセルすることが出来る。

これに対して、上述したように、本実施形態に係る画像形成装置においては、主走査方向の位置ずれ補正に際して、斜線パターン４１４の検知タイミングは単体で用いられるのではなく、隣接する横線パターン４１３との間隔として用いられる。即ち、隣接する横線パターン４１３との間隔は、画像が主走査方向にずれた場合に、その傾きに応じて斜線パターン４１４の検知タイミングがずれることにより変化するため、その変化量に基づいて主走査方向のずれを判断する。

次に、図８において説明したような、本実施形態に係る位置ずれ補正パターンの検知結果に基づく主走査方向の位置ずれ補正値の算出について説明する。図８においては、ｉ番目の横線パターン４１３を先頭としたパターンの態様を示している。

まず、横線パターン４１３から斜線パターン４１４までの距離に基づく位置ずれ補正の態様について説明する。本実施形態において、ＹＭＣＫ各色の横線パターン４１３から斜線パターン４１４までの間隔はすべて等しくなるように設計されているため、主走査方向に位置ずれが発生していない場合、各色のｉ番目の横線パターン４１３からｉ番目の斜線パターン４１４までの距離ΔＹ_ｉ１、ΔＫ_ｉ１、ΔＭ_ｉ１、ΔＣ_ｉ１は、図８に示す検知タイミングＹ_ｃｉ、Ｋ_ｃｉ、Ｍ_ｃｉ、Ｃ_ｃｉ、Ｙ_ｓｉ、Ｋ_ｓｉ、Ｍ_ｓｉ、Ｃ_ｓｉを用いて以下の式（１）〜（４）によって表すことが出来る。

ここで、横線パターン４１３から斜線パターン４１４までの間隔の理想値をＤとすると、主走査方向にまったく位置ずれが発生していない場合、ΔＹ_ｉ１＝ΔＫ_ｉ１＝ΔＭ_ｉ１＝ΔＣ_ｉ１＝Ｄである。この理想値Ｄは、基準値記憶部１２５に記憶されている。

ＹＭＣＫ何れかの色で主走査位置ずれが発生した場合、斜線パターン４１４の検出位置が変わるため、その色の横線パターン４１３から斜線パターン４１４までの距離が変化する。図１１は、図８に示すようなパターンにおいて、Ｙ及びＫに主走査方向の色ずれが発生した場合の態様を示す図である。

本実施形態に係る斜線パターン４１４の傾きは４５度であり、たとえば図１１に示すように、Ｙの色が主走査方向にΔＳ_Ｙｉ１、Ｋの色が主走査方向にΔＳ_Ｋｉ１の色ずれが発生したとき、ΔＳ_Ｙｉ１、ΔＳ_Ｋｉ１は、夫々ΔＹ_ｉ１、ΔＫ_ｉ１が広がる方向に作用する。そのため、Ｋに対するＹの主走査色ずれ量ΔＳ_ＹＫｉ１は以下の式（５）〜（７）によって表すことが出来る。

Ｋに対するＹの主走査色ずれ量ΔＳ_ＹＫｉ１は、上記式（７）に示すようにＫとＹのパターン間隔の差分から計算できる。本実施形態に係る補正値算出部１２４は、上記の計算をＹＭＣ全ての色で同様に計算することにより、Ｋに対するＹＭＣの主走査位置ずれ量を算出する。

次に、斜線パターン４１４から横線パターン４１３までの距離に基づく位置ずれ補正の態様について説明する。本実施形態において、ＹＭＣＫ各色の斜線パターン４１４から横線パターン４１３までの間隔は全て等しくなるように設計されているため、主走査方向に位置ずれが発生していない場合、各色のｉ番目の斜線パターン４１４からｉ＋１番目の横線パターン４１３までの距離ΔＹ_ｉ２、ΔＫ_ｉ２、ΔＭ_ｉ２、ΔＣ_ｉ２は、図８に示す検知タイミングＹ_ｃｉ＋１、Ｋ_ｃｉ＋１、Ｍ_ｃｉ＋１、Ｃ_ｃｉ＋１、Ｙ_ｓｉ、Ｋ_ｓｉ、Ｍ_ｓｉ、Ｃ_ｓｉを用いて以下の式（８）〜（１１）によって表すことが出来る。

ここで、斜線パターン４１４から横線パターン４１３までの間隔の理想値を、横線パターン４１３から斜線パターン４１４までの間隔と同じＤとすると、主走査方向にまったく位置ずれが発生していない場合、ΔＹ_ｉ２＝ΔＫ_ｉ２＝ΔＭ_ｉ２＝ΔＣ_ｉ２＝Ｄである。

ＹＭＣＫ何れかの色で主走査位置ずれが発生した場合、斜線パターン４１４の検出位置が変わるため、その色の斜線パターン４１４から横線パターン４１３までの距離が変化する。本実施形態に係る斜線パターン４１４の傾きは上述した通り４５度であり、図１１に示すように、Ｙの色が主走査方向にΔＳ_Ｙｉ１、Ｋの色が主走査方向にΔＳ_Ｋｉ１の色ずれが発生したとき、ΔＳ_Ｙｉ１、ΔＳ_Ｋｉ１は、夫々ΔＹ_ｉ２、ΔＫ_ｉ２が狭まる方向に作用する。そのため、Ｋに対するＹの主走査色ずれ量ΔＳ_ＹＫｉ２は以下の式（１２）〜（１４）によって表すことが出来る。

尚、上記式（５）〜（６）において説明したように、主走査方向の位置ずれ量は、横線パターン４１３から斜線パターン４１４までの間隔が広がる方向、即ち、図７における下方向がプラス方向である。これに対して、斜線パターン４１４から横線パターン４１３までの間隔の場合、間隔は狭まる方向となる。

従って、上記式（１２）〜（１４）に示すように、第２の主走査位置ずれ補正用の検知結果を用いて算出される、Ｋに対するＹの主走査色ずれ量ΔＳ_ＹＫｉ２は、斜線パターン４１４から横線パターン４１３までの間隔の符号を反転することで計算可能である。本実施形態に係る補正値算出部１２４は、上記の計算をＹＭＣ全ての色で同様に計算することにより、Ｋに対するＹＭＣの主走査位置ずれ量を算出する。

補正値算出部１２４は、このようにして求めた横線パターン４１３から斜線パターン４１４までの間隔に基づく主走査位置ずれ量ΔＳ_ＹＫｉ１と、斜線パターン４１４から横線パターン４１３までの間隔に基づく主走査位置ずれ量ΔＳ_ＹＫｉ２との平均値を、以下の式（１５）〜（１７）に従ってＹＭＣ夫々の色について求めることにより、ＹＭＣ夫々のＫに対する主走査方向の位置ずれ量を求め、補正値記憶部１２６に記憶させる。

ここで、式（１５）〜（１７）における“ｋ１”は、横線パターン４１３から斜線パターン４１４までの期間の検知数、即ち、第１の主走査位置ずれ補正用の検知結果の数である。また、“ｋ２”は、斜線パターン４１４から横線パターン４１３までの期間の検知数、即ち、第２の主走査位置ずれ補正用の検知結果の数である。

このような処理により、ＹＭＣ夫々についてのＫに対する主走査方向の位置ずれ補正量ΔＳ_ＹＫ、ΔＳ_ＭＫ、ΔＳ_ＣＫが夫々求められ、補正値記憶部１２６に格納される。そして、発光制御部１２１は、このようにして記憶された主走査方向の位置ずれ補正量ΔＳ_ＹＫ、ΔＳ_ＭＫ、ΔＳ_ＣＫ夫々に基づき、ＹＭＣ夫々の主走査方向の位置を調整して画像形成出力を行う。

次に、本実施形態に係る主走査方向の位置ずれ補正において、周期誤差が抑制される原理について説明する。図１２は、本実施形態に係る光書き込み装置１１１による位置ずれ補正動作において、周期誤差が抑制される原理を示す図である。感光体ドラム１０９や中間転写ベルト１０５が１周回るのに要する時間をＴとする場合、ある時間ｔにおける周期誤差は、周期関数の周波数の次数をｍとして、周期関数Ｆ（ｔ，ｍ）を用いて以下の式（１８）で示すことが出来る。

上記式（１８）において、０≦ｔ＜Ｔである。そして、１周の回転時間がＴであることを考慮すると、以下の式（１９）が成立する。

このとき、周期Ｔを等分する間隔で横線パターン及び斜線パターンを形成する場合、周期誤差は、フーリエ級数展開を用いて以下の式（２０）で表すことができる。
尚、上記式（２０）において、ω_０は基本角周波数であり、ω_０＝２π／Ｔである。

上記式（２０）を三角関数の合成を用いて変更すると、以下の式（２１）が得られる。

即ち、上記式（２１）によれば、全ての周期誤差は、ω_０をｍ＝１次の角周波数とし、異なる次数、振幅、位相を持ったサインカーブ及び直流成分の総和で表現することが可能である。以降の説明ではフーリエ級数展開による周期誤差を元にして説明する。簡略化のためＹの色について具体的な説明を記述するが、ＭＣの計算も同様である。

感光体ドラム１０９または中間転写ベルト１０５の１周分を分割する整数の分割数ｎを非常に大きな値とし、ｎで等分した位置に横線パターン４１３及び斜線パターン４１４を配置する場合を例として考える。第１の主走査位置ずれ補正用の検知結果及び第２の主走査位置ずれ補正用の検知結果に基づいて算出されたＫに対するＹの主走査色ずれ量は、上記式（５）〜（７）及び式（１２）〜（１４）の通りである。

これに対して周期誤差が発生すると、夫々の式に周期関数Ｆ（ｔ，ｍ）が加算され、以下の式（２２）〜（２５）が得られる。

ここで、横線パターン４１３と斜線パターン４１４との間隔は１周の長さの１／ｎ倍であり、ｎが非常に大きな値であるため、横線パターン４１３と斜線パターン４１４との間隔は非常に狭くなる。その結果、互いに隣接している第１の主走査位置ずれ補正用の検知結果と第２の主走査位置ずれ補正用の検知結果とで夫々生じている周期誤差はほぼ等しくなり、以下の式（２６）、（２７）の関係が成り立つ。

そして、上記式（７）、（１４）について説明したように、第２の主走査位置ずれ補正用の検知結果を用いて算出される、Ｋに対するＹの主走査色ずれ量ΔＳ_ＹＫｉ２は、斜線パターン４１４から横線パターン４１３までの間隔の符号を反転することで計算可能である。上記式（７）、（１４）に周期誤差を加えると、以下の式（２６）、（２７）が得られる。

そして、第１の主走査位置ずれ補正用の検知結果と第２の主走査位置ずれ補正用の検知結果とを、隣接する検知結果についてまとめて１セットとし、１セット分の位置ずれ量を求めると、以下の式（３０）が得られる。

図８において説明したように、第１の主走査位置ずれ補正用の検知結果のためのパターン、即ち、横線パターン４１３から斜線パターン４１４までの間隔と、第２の主走査位置ずれ補正用の検知結果のためのパターン、即ち、斜線パターン４１４から横線パターン４１３までの間隔とは、中間転写ベルト１０５の搬送方向において交互に配置される。

その場合、上述したように、第２の位置ずれ補正用の検知結果では、符号を反転させて補正値を求めるため、第１の位置ずれ補正用の検知結果における周期誤差の影響と、第２の位置ずれ補正用の検知結果における周期誤差の影響との符号も反転される。また、図１２に示すように、夫々のパターンの検知結果に影響する周期誤差の方向は、横線パターン４１３と斜線パターン４１４とで逆である。

従って第１の位置ずれ補正用の検知結果で発生した周期誤差と第２の位置ずれ補正用の検知結果で発生した周期誤差とが、図１２に示すように互いに打ち消し合うこととなる。この周期誤差の打ち消し効果は、横線パターン４１３と斜線パターン４１４との間隔が狭い程高くなり、分割数ｎが無限大に近づくとき、全ての周波数帯域の周期誤差を低減して位置ずれを補正することができる。

実際には主走査位置ずれ補正のために斜線パターンは幅を持つことから、位置ずれ補正用パターンの大きさは０にならず、分割数ｎは有限の値になる。そのため、サンプリング定理を満たす範囲で上記式（３０）が成立する。

また、このような周期誤差の低減効果は、横線パターン４１３から斜線パターン４１４までの区間と、斜線パターン４１４から横線パターン４１３までの区間とが、位置ずれが発生していない状態において同一である場合により高くなる。上記２つの区間が同一であれば、夫々の区間において影響する周期誤差の量も同一に近くなるからである。

従って、上記式（５）〜（７）及び上記式（１２）〜（１４）において説明したように、横線パターン４１３から斜線パターン４１４までの区間と、斜線パターン４１４から横線パターン４１３までの区間とは、理想値Ｄとして同一であることが好ましい。

また、図１２に示すような周期誤差の打ち消し効果をより効果的に発揮させるためには、補正値の算出のために参照される横線パターン４１３から斜線パターン４１４までの区間と、斜線パターン４１４から横線パターン４１３までの区間とが同数であることが好ましい。即ち、発光制御部１２１は、横線パターン４１３及び斜線パターン４１４を繰り返し描画する際に、夫々の区間が同数となるようにＬＥＤＡ１３０を発光制御する。

尚、第１の位置ずれ補正用の検知結果に影響する周期誤差と、それに隣接する第２の位置ずれ補正用の検知結果に影響する周期誤差とが同一であるという近似は、周期誤差の周波数成分が低周波になるほど正確になる。従って、周期誤差の低減効果は、周期誤差の周波数成分が低周波になる程高くなる。

次に、本実施形態に係る周期誤差の低減効果について説明する。図１３（ａ）、（ｂ）は、本実施形態に係る位置ずれ補正方法と従来技術との比較を示す図であり、図１３（ａ）は、第１及び第２の位置ずれ補正用の検知結果両方を用いる場合を示す図、図１３（ｂ）は、第１の位置ずれ補正用の検知結果のみを用いる場合とを示す図である。

上述したように、ｎは感光体ドラム１０９または中間転写ベルト１０５の１周を分割する整数の分割数である。換言すると、発光制御部１２１は、横線パターン４１３と斜線パターン４１４とを繰り返し交互に描画する際、両者の間隔が感光体ドラム１０９や中間転写ベルト１０５の１周分の整数による約数となるようにＬＥＤＡ１３０を発光制御する。ｎによって等分された１周分の各地点に横線パターン４１３または斜線パターン４１４が交互に形成される。ｋは、横線パターン４１３から斜線パターン４１４までの区間（以降、「第１パターン組」とする）及び斜線パターン４１４から横線パターン４１３までの区間（以降、「第２パターン組」とする）が夫々形成される組数を表しており、ｎ／２を超えない最大の整数となる。分割数ｎが偶数のとき、ｋはｎ／２になる。

第１パターン組のみで主走査位置ずれ量を計算する際に生じる周期誤差と、第１パターン組及び第２パターン組の両方を用いて主走査位置ずれ量を計算する際に生じる周期誤差との夫々の振幅強度成分を比較すると、その効果比率を計算することができる。効果比率は上記式（２０）、（２１）において説明したフーリエ級数展開の式を用いて計算する。

まず、第１パターン組のみを用いる場合の誤差量Ａは、以下の式（３１）によって表すことが出来る。

また、第１パターン組及び第２パターン組の両方を用いる場合の誤差量Ｂは、以下の式（３２）によって表すことが出来る。

そして、効果比率は、上記式（３１）、（３２）により求めたＡＢを用いて、Ｂ／Ａによって表すことができ、２ｓｉｎ（πｍ／ｎ）となる。このように、効果比率は、第１パターン組及び第２パターン組夫々の数ｋとは無関係であるため、位置ずれ補正用パターンの形成数に関わらず同様の低減効果を得ることが可能である。

即ち、第１及び第２のパターン組の数ｋを少なくすることによって、図９において説明したように、中間転写ベルト１０５の１周にわたって横線パターン４１３及び斜線パターン４１４を形成するのではなく、半周分や１／３周分等、より短い範囲にパターンを形成するのみで主走査方向の位置ずれ補正が可能となる。その結果、位置ずれ補正に要する時間やトナー消費量を低減することが可能となる。

ここで、次数ｍの周波数の周期誤差の効果比率は最小値０から最大値２になる。周期誤差が従来よりも低減できる場合、即ち、効果比率が１以下となる場合は、２ｓｉｎ（πｍ／ｎ）≦１を条件として、ｍ≦ｎ／６となる。

図１４は、次数ｍを横軸とし、効果比率を縦軸としたグラフを示す図である。図１４に示すように、ｍ＞ｎ／６の範囲では、効果比率が１を超え、従来よりも周期誤差の低減効果が劣っているが、低周波数帯域の周期誤差が支配的な環境においては、本実施形態に係る周期誤差の低減方法が有効である。

また、感光体ドラム１０９や中間転写ベルト１０５の１／Ｌ周にわたって均等に横線パターン４１３及び斜線パターン４１４を形成すると、Ｍ（Ｌ×ｉ：ｉは自然数）次の周波数の周期誤差の総和がゼロになる。この特性を利用することにより、高次の周期誤差の抑制が可能であるため、低周波数帯域の周期誤差を上述した第１パターン組および第２パターン組の組み合わせによって低減し、高周波数帯域の周期誤差を、回転体の１／Ｌ周にわたってパターンを形成する方法で低減することにより、広範囲の周波数帯域において周期誤差の低減効果を得ることが可能である。

また、上述した第１パターン組および第２パターン組を用いることによる周期誤差の低減効果は、隣接するパターン組において影響している周期誤差の値が近い程高くなる。従って、分割数ｎは実数であっても成立する。

このように、本実施形態に係る光書き込み制御装置によれば、電子写真方式の画像形成装置における画像の位置ずれ補正において、横線パターン４１３と斜線パターン４１４とを交互に形成し、横線パターンから４１３から斜線パターン４１４までの第１パターン組と、斜線パターン４１４から横線パターン４１３までの第２パターン組とを用いて主走査方向の位置ずれ補正を行う。

このような場合、感光体ドラム１０９や中間転写ベルト１０５のような回転体において周期誤差が発生したとしても、第１パターン組のパターン間隔と第２パターン組のパターン間隔とで、周期誤差の影響の符号が逆になる。その結果、隣接するパターン組における周期誤差が打ち消し合うこととなり、周期誤差による位置ずれ補正精度の低下を抑えることが可能となる。そのため、図９において説明したように、位置ずれ補正用のパターンを回転体の１周分にわたって形成することなく、周期誤差を低減することが可能となる。

以上、説明したように、画像形成装置において画像が描画される位置を補正するための補正用パターンの描画に際して、画像形成機構に含まれる回転体の周期による誤差を低減し、且つパターンの描画に要する時間を短縮することができる。

尚、上記実施形態においては、ＹＭＣＫの複数色による画像形成出力が可能なフルカラーの画像形成装置において、各色間の色ずれを、Ｋを基準として合わせる場合の主走査方向の位置ずれ補正を例として説明した。これは一例であり、Ｋ以外の他の色を基準とする場合でも同様に適用可能である。

また、複数色を用いる画像形成装置における各色間の色ずれに限らず、例えばモノクロ機における画像の主走査方向の位置ずれ補正に用いることも可能である。その場合、上記実施形態の式（１３）〜（１５）において説明した基準色との比較による補正値ではなく、基準値Ｄからのずれ量を求めることによって同様に実現可能である。

１ 画像形成装置
１０ ＣＰＵ
１１ ＲＡＭ
１２ ＲＯＭ
１３ エンジン
１４ ＨＤＤ
１５ Ｉ／Ｆ
１６ ＬＣＤ
１７ 操作部
１８ バス
２０ コントローラ
２１ ＡＤＦ
２２ スキャナユニット
２３ 排紙トレイ
２４ ディスプレイパネル
２５ 給紙テーブル
２６ プリントエンジン
２７ 排紙トレイ
２８ ネットワークＩ／Ｆ
３０ 主制御部
３１ エンジン制御部
３２ 入出力制御部
３３ 画像処理部
３４ 操作表示制御部
１０１ 給紙トレイ
１０２ 給紙ローラ
１０３ レジストローラ
１０４ 用紙
１０５ 中間転写ベルト
１０６Ｋ、１０６Ｃ、１０６Ｍ、１０６Ｙ 画像形成部
１０７ 駆動ローラ
１０８ 従動ローラ
１０９Ｋ、１０９Ｃ、１０９Ｍ、１０９Ｙ 感光体ドラム
１１０Ｋ 帯電器
１１１光書き込み装置
１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙ 現像器
１１３Ｋ、１１３Ｃ、１１３Ｍ、１１３Ｙ 除電器
１１５Ｋ、１１５Ｃ、１１５Ｍ、１１５Ｙ 転写器
１１６ 定着器
１１７ パターン検知センサ
１２０ 光書き込み装置制御部
１２１ 発光制御部
１２２ カウント部
１２３ センサ制御部
１２４ 補正値算出部
１２５ 基準値記憶部
１２６ 補正値記憶部
１３０、１３０Ｋ、１３０Ｃ、１３０Ｍ、１３０Ｙ ＬＥＤＡ
１７０ センサ素子

特開２０１１−１５４２９１号公報

Claims (6)

1. 感光体を露光する光源を制御して感光体上に静電潜像を形成させる光書き込み制御装置であって、
   光源を発光制御して前記感光体を露光させる発光制御部と、
   前記感光体上に形成された静電潜像が現像された画像が転写されて搬送される搬送経路において前記画像を検知するセンサの検知信号を取得する検知信号取得部と、
   前記搬送経路において前記感光体上に形成された静電潜像が現像された顕色剤画像が転写される転写位置を補正するための補正用パターンが前記センサによって検知された検知信号に基づき、前記転写位置を補正するための補正値を算出する補正値算出部と、を含み、
   前記発光制御部は、前記搬送経路の搬送方向と垂直な線状の横線パターンと、前記搬送方向に対して所定の角度傾いた線状の斜線パターンとが交互に繰り返し描画されるように前記光源を発光制御して前記補正用パターンを描画し、
   前記補正値算出部は、交互に繰り返し描画される前記横線パターン及び斜線パターンにおいて、前記横線パターンが検知されてから前記斜線パターンが検知されるまでの検知期間及び前記斜線パターンが検知されてから前記横線パターンが検知されるまでの検知期間に基づいて、前記搬送方向に垂直な主走査方向の前記転写位置を補正するための補正値を算出し、
   前記発光制御部により前記感光体上に形成される前記補正用パターンにおいて、交互に繰り返し描画される前記横線パターンから前記斜線パターンまでの間隔と前記斜線パターンから前記横線パターンまでの間隔のそれぞれが、前記転写位置に誤差を生じさせる要因となる複数の回転体の周期関数の周期誤差のそれぞれの次数ｍに対してｍ≦ｎ／６を満たす実数ｎを用いて当該感光体の周長を分割した値となるように補正された間隔をもって描画される、ことを特徴とする光書き込み制御装置。
2. 前記補正値算出部は、前記横線パターンが検知されてから前記斜線パターンが検知されるまでの検知期間及び前記斜線パターンが検知されてから前記横線パターンが検知されるまでの検知期間を夫々同数参照して前記搬送方向に垂直な主走査方向の前記転写位置を補正するための補正値を算出することを特徴とする請求項１に記載の光書き込み制御装置。
3. 前記発光制御部は、前記横線パターンから前記斜線パターンまでの間隔及び前記斜線パターンから前記横線パターンまでの間隔が、前記転写位置に誤差が発生していない場合に同一になるように前記光源を発光制御することを特徴とする請求項１または２に記載の光書き込み制御装置。
4. 前記発光制御部は、異なる色毎に設けられた複数の光源を夫々発光制御し、異なる色毎に設けられた複数の前記感光体を露光させることにより、異なる色毎に前記横線パターン及び前記斜線パターンが交互に繰り返し描画させるように前記補正用パターンを描画し、
   前記補正値算出部は、前記異なる色毎に、前記横線パターンが検知されてから前記斜線パターンが検知されるまでの検知期間及び前記斜線パターンが検知されてから前記横線パターンが検知されるまでの検知期間に基づいて、前記搬送方向に垂直な主走査方向の前記転写位置を補正するための補正値を算出することを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項に記載の光書き込み制御装置。
5. 請求項１乃至４いずれか１項に記載の光書き込み制御装置を含むことを特徴とする画像形成装置。
6. 感光体を露光する光源を制御して感光体上に静電潜像を形成させる光書き込み装置の制御方法であって、
   光源を発光制御して前記感光体を露光することにより、
   前記感光体上に形成された静電潜像が現像された画像が転写されて搬送される搬送経路において前記画像を検知するセンサの検知信号を取得し、
   前記搬送経路において前記感光体上に形成された静電潜像が現像された顕色剤画像が転写される転写位置を補正するための補正用パターンが前記センサによって検知された検知信号に基づき、前記転写位置を補正するための補正値を算出し、
   前記搬送経路の搬送方向と垂直な線状の横線パターンと、前記搬送方向に対して所定の角度傾いた線状の斜線パターンとが交互に繰り返し描画されるように前記光源を発光制御して前記補正用パターンを描画し、
   前記補正値の算出に際して、交互に繰り返し描画される前記横線パターン及び斜線パターンにおいて、前記横線パターンが検知されてから前記斜線パターンが検知されるまでの検知期間及び前記斜線パターンが検知されてから前記横線パターンが検知されるまでの検知期間に基づいて、前記搬送方向に垂直な主走査方向の前記転写位置を補正するための補正値を算出し、
   前記感光体上に形成される前記補正用パターンにおいて、交互に繰り返し描画される前記横線パターンから前記斜線パターンまでの間隔と前記斜線パターンから前記横線パターンまでの間隔のそれぞれを、前記転写位置に誤差を生じさせる要因となる複数の回転体の周期関数の周期誤差のそれぞれの次数ｍに対してｍ≦ｎ／６を満たす実数ｎを用いて当該感光体の周長を分割した値となるように補正した間隔をもって描画する、
   ことを特徴とする光書き込み装置の制御方法。