WO2011074110A1 - 画像形成装置 - Google Patents

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image forming
line
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義行 小宮
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キヤノン株式会社
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Definitions

  • the present invention scans a light beam on a photosensitive member according to image data to form a latent image on the photosensitive member, develops the latent image on the photosensitive member, and transfers the developed image to the image carrier
  • the present invention relates to an image forming apparatus.
  • a latent image is formed on a photosensitive member for each color component, the latent image on each photosensitive member is developed with toner of each color, and toner on each photosensitive member is formed. After the images are superimposed on the intermediate transfer body, they are transferred to a recording sheet. Due to various factors such as attachment / detachment of the photosensitive member and positional deviation of the photosensitive member due to temperature rise inside the image forming apparatus, color misregistration in which the position of the image of each color is displaced on the recording sheet occurs.
  • a pattern image for detecting color misregistration of each color is formed on the intermediate transfer body, and the color misregistration amount between the respective colors is detected by detecting these pattern images on the intermediate transfer body by a sensor. It has been proposed that the image formation timing of each color be corrected by calculating
  • a laser beam emitted according to image data is reflected by the rotating polygon mirror and scanned on the photosensitive member to form a latent image.
  • distortions such as bending or inclination occur on the scanning line of the laser beam on the photosensitive member due to various factors such as an assembly error of an optical system provided on the optical path of the laser beam. .
  • the image data is digitally corrected to correct the distortion of the scanning line according to the distortion characteristic of the scanning line of the laser light, and the laser light is corrected according to the image data after correction.
  • Patent Document 2 the main scanning line in which a curve or inclination occurs is divided into a plurality of areas, and the image data of each area is scanned in the sub-scanning direction so as to lie on the reference line when scanned on the photosensitive member. To shift in line units. The smaller the division unit in the main scanning direction of the area for shifting the image data in the sub scanning direction, the smaller the deviation from the reference line.
  • the division unit in the main scanning direction of the region for shifting the image data in the sub scanning direction is increased to a certain extent, the pixel position after distortion correction from the reference line is There are cases where there are pixels that are displaced close to one line (the distance between one scanning line) in the scanning direction. Therefore, when forming a pattern image for detecting color misregistration, even if distortion correction is performed by the above-described digital correction, the pattern image deviates from the reference line by about one line in the sub scanning direction, which causes color misregistration. It may become a detection error of quantity.
  • the present invention forms latent images for each color on a plurality of photosensitive members rotating in the sub-scanning direction by scanning lines in the main scanning direction of light according to image data for each color, Image forming means for developing latent images on the plurality of photosensitive members in each color and transferring a plurality of color images developed on the plurality of photosensitive members onto an image carrier; Storage means for storing an amount of deviation in the scanning direction, and when the image forming means forms a pattern image for determining the amount of position deviation of the image between the plurality of colors, the pattern image in the main scanning direction The image of the pattern image in accordance with the amount of deviation stored in the storage unit such that the amount of deviation in the subscanning direction of the pattern image with respect to the reference line at the determination position is less than half the distance between scanning lines. Compensate data in the sub scanning direction
  • an image forming apparatus comprising: the means.
  • a latent image for each color is formed on a plurality of photosensitive members rotating in the sub-scanning direction by scanning lines in the main scanning direction of light according to image data for each color;
  • Image forming means for developing the latent images on the respective colors and transferring a plurality of color images developed on the plurality of photosensitive members onto an image carrier;
  • storage means for storing distortion characteristics of the scanning line;
  • a correction unit configured to correct the image data in the sub-scanning direction so as to correct the distortion of the scanning line with respect to the reference line according to the distortion characteristic stored in the storage unit;
  • detecting means for detecting a pattern image for detecting an amount of positional deviation of the image between the plurality of colors, and the correction means may be configured such that the image forming means includes the pattern image as the image carrier.
  • the displacement amount of the pattern image with respect to the reference line at the known position in the sub-scanning direction is equal to or less than a half of the scanning line distance.
  • the present invention it is possible to reduce the detection error of the amount of color misregistration that occurs when the pattern image for detecting the amount of color misregistration shifts due to the distortion of the scanning line.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the image forming apparatus.
  • FIG. 2 is a block diagram of an image processing unit that corrects distortion of a scanning line.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating distortion of a scan line.
  • FIG. 8 is a view for explaining processing for shifting image data in the sub scanning direction. The figure explaining correction of distortion of a scanning line.
  • FIG. 6 is a view for explaining an image pattern for detecting a color shift amount.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining misalignment of an image at a position of a registration sensor.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining misalignment of an image at a position of a registration sensor.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining misalignment of an image at a position of a registration sensor.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of an image forming apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the image forming apparatus 100 includes a process cartridge 20Y (yellow), 20M (magenta), 20C (cyan), and 20K (black) having a charger 8, a developer 3, a photosensitive member 4, a cleaner 9, and the like.
  • the chargers 8Y, 8M, 8C, and 8K in the process cartridges 20Y to 20K uniformly charge the surfaces of the photosensitive members 4Y, 4M, 4C, and 4K, respectively.
  • the laser light source 11 (see FIG. 2) in the laser unit 1 emits the laser light L in accordance with the image data input from the image processing unit 108.
  • the laser beam L is scanned on the photosensitive members 4Y to 4K through the polygon mirror 13, the lens 14 and the mirror 15 disposed in the laser unit 1, and latent images are formed on the photosensitive members 4Y to 4K.
  • the photosensitive members 4Y to 4K rotate in the direction of the arrow A.
  • the developing devices 3Y to 3K in the process cartridges 20Y to 20K develop the latent images on the photosensitive members 4Y to 4K with toners of respective color components.
  • the image forming process by the process cartridge 20Y will be specifically described.
  • the surface of the photosensitive member 4Y is uniformly charged by the charger 8Y.
  • exposure scanning is performed on the photosensitive member 4Y by the laser unit 1 in accordance with yellow image data, and a yellow electrostatic latent image is formed on the photosensitive member 4Y.
  • the electrostatic latent image on the photosensitive member 4Y is developed by a yellow developing device 3Y containing yellow toner.
  • the toner image on the photosensitive member 4Y is primarily transferred onto the intermediate transfer member 5 at the nip portion with the intermediate transfer member 5 rotationally driven in the direction of the arrow D.
  • the toner remaining on the photosensitive member 4Y without being transferred to the intermediate transfer member 5 at the time of primary transfer is scraped off by the cleaning blade of the cleaner 9Y in pressure contact with the photosensitive member 4Y and collected in a waste toner container.
  • the same steps as described above are performed in the other process cartridges 20M, 20C, and 20K, and after the toner images of the color components on the respective photosensitive members 4 are sequentially superimposed and transferred onto the intermediate transfer member 5, the sheet feeding is performed.
  • the toner images of multiple colors on the intermediate transfer member 5 are secondarily transferred onto the recording sheet 6 fed from the unit.
  • the recording sheet 6 on which the toner images of a plurality of colors are secondarily transferred is fixed by the fixing unit 7 and discharged.
  • FIG. 2 is a schematic block diagram of the laser unit 1.
  • FIG. 2 illustrates one laser beam among a plurality of laser beams emitted toward each of the process cartridges 20Y to 20K.
  • the laser beam L emitted from the laser light source 11 according to the image data is reflected by the polygon mirror (rotation polygon mirror) 13 rotationally driven by the polygon mirror motor 12 and deflected in the main scanning direction.
  • the laser beam L reflected by the polygon mirror 13 is reflected by the reflection mirror 15 through the f- ⁇ lens 14 having a characteristic to make the linear velocity of the laser beam L scanning on the exposure surface of the photosensitive member 4 constant.
  • the photosensitive member 4 is scanned.
  • the scanning lines on the photosensitive member 4 should be scanned horizontally as shown in FIG. 2, but in practice distortions such as bending and inclination occur as shown in FIG.
  • the distortion of the scanning line is unique to each device, and individual differences exist.
  • As measures against distortion of the scanning line it is conceivable to use expensive optical components or to perform precise fine adjustment of the optical components, however, the cost of parts cost, labor cost, etc. will increase in any case.
  • the image data is digitally corrected to correct the distortion of the scanning line according to the distortion characteristic of the scanning line of the laser light, and the image data after correction is The laser beam is emitted. More specifically, the image data of each area is divided line by line in the sub-scanning direction so that the main scanning line having curvature or inclination is divided into a plurality of areas and brought closer to the reference line when scanned on the photosensitive member. Distortion correction is performed by shifting. Thereby, the distortion of the scanning line is corrected.
  • FIG. 4 is a block diagram of the image processing unit 108 for correcting distortion of scanning lines.
  • the laser unit 1 includes a laser output control unit 505 that performs control of emitting a laser beam from the laser light source 11 according to the input image data.
  • Four laser light sources 11 and four laser output control units 505 are provided corresponding to the photosensitive members 4Y to 4K.
  • the laser unit 1 further includes a profile storage unit 504 that stores a scanning line profile that represents distortion characteristics of the scanning line when the laser light is scanned by the photosensitive member 4.
  • the scanning line profile is data representing distortion characteristics of the scanning line as shown in FIG. 5B when the laser light is scanned according to the image data representing a horizontal straight line as shown in FIG. 5A.
  • the scanning line profiles are stored in the profile storage unit 504 in association with the four laser light sources 11 corresponding to the photosensitive members 4Y to 4K. Note that instead of storing the deviations of all the main scanning positions as scanning line profiles, only the deviations of a plurality of main scanning positions are stored, and all the main scanning positions are stored based on the deviations of the plurality of main scanning positions.
  • the shift amount of the scanning position may be obtained by calculation.
  • the image processing unit 108 has a shift amount holding unit 503 that holds a shift amount of image data in the sub scanning direction.
  • the shift amount holding unit 503 performs sub-scanning of the image data for each area divided in a predetermined number of pixel units (for example, 32 pixel units) in the main scanning direction based on the scanning line profile stored in the profile storage unit 504.
  • the shift amount in line units in the direction is obtained, and the shift amount is held in association with the main scanning position.
  • the image processing unit 108 performs sub-scanning according to the image storage unit 501 that temporarily stores the input image data, and the image data stored in the image storage unit 501 according to the shift amount held in the shift amount holding unit 503. It has a distortion correction unit 502 that shifts in the direction.
  • the distortion correction unit 502 shifts the image data stored in the image storage unit 501 in units of lines in the sub-scanning direction according to the shift amount stored in the shift amount storage unit 503.
  • the distortion correction unit 502 shifts the image data shown in FIG. 5A for each area as shown in FIG. 7A.
  • the distortion correction unit 502 inputs the image data subjected to the shift processing to the laser output control unit 505, and causes the laser light corresponding to the image data to be emitted.
  • the laser beam is scanned in a state in which the distortion characteristics are corrected (to approach the reference line) so as to be on the reference line.
  • the image processing unit 108 includes a pattern generation unit 506 that generates a pattern image for detecting an amount of positional deviation (color deviation) of an image between a plurality of colors.
  • the pattern generation unit 506 generates pattern image data of each color of Y, M, C, and K such that a pattern image for color misregistration detection as shown in FIG. 8 is formed on the intermediate transfer member 5.
  • Laser light is emitted from the laser light source 11 corresponding to each YMCK color according to the pattern image data of each YMCK color, and the pattern image of each YMCK color formed by the process cartridges 20Y, 20M, 20C, 20K is shown in FIG. As described above, the image is transferred onto the intermediate transfer member 5.
  • the registration sensor 40 detects a pattern image on the intermediate transfer member 5.
  • the control unit 200 calculates the color misregistration amount of each color with respect to the reference color K in accordance with the detection timing of the pattern image by the registration sensor 40.
  • the control unit 200 controls the timing of storing the YMCK image data in the image storage unit 501 for each color in order to correct the image formation timing in accordance with the color shift amount at the time of normal image formation.
  • the intermediate transfer member 5 is an image carrier on which a pattern image is formed.
  • the registration sensor determines the pattern image formed on the intermediate transfer member.
  • the intermediate transfer member is an image carrier on which a pattern image is formed, and the registration sensor determines the pattern image on the image carrier.
  • the pattern image may be transferred to the recording sheet via the intermediate transfer member, and the pattern image may be determined by the registration sensor provided on the conveyance path of the recording sheet.
  • the recording sheet is an image carrier on which a pattern image is formed, and the registration sensor determines the pattern image on the image carrier.
  • the pattern image formed on the photosensitive member may be determined by the registration sensor. In this case, the amount of deviation is calculated from the detection result of the registration sensor and the distance between the photosensitive members.
  • the image is transferred to the recording sheet through the intermediate transfer member, but the images formed on the photosensitive members 4Y to 4K may be transferred to the recording sheet.
  • the pattern image is determined by the registration sensor provided on the recording sheet conveyance path.
  • the document image may be read by a document reading device that reads a document and outputs document image data to the image forming device to determine the pattern image.
  • a two-color pattern is formed on a recording sheet so that a continuous pattern image in which an interval in the sub-scanning direction is made different between two colors is adjacent to each other so that the amount of color misregistration can be visually recognized by the operator's eyes.
  • the operator may determine a position where the position in the sub-scanning direction of the image matches, and the operator may read the numerical value of the displacement amount formed in the position and input it to the operation unit of the image forming apparatus.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining misalignment in the sub-scanning direction of an image formed at a detection position (determination position) of the registration sensor 40 in the main scanning direction.
  • the scanning lines corresponding to the image data shown in FIG. 9 (a) are as shown in FIG. 9 (b).
  • the image deviates 1.9 lines (scanning line distance; the same applies hereinafter) below the reference line.
  • FIG. 10 is a view for explaining the positional deviation in the sub-scanning direction of the image formed at the detection position of the registration sensor 40a in the main scanning direction when distortion correction of the scanning line is performed by the image processing unit 108. is there.
  • FIG. 10A scanning lines corresponding to the image data shifted in the sub-scanning direction are as shown in FIG. Focusing on the image of the detection position of the registration sensor 40a, the image is shifted by 0.8 line below the reference line. As described above, the displacement of the image at the detection position of the registration sensor 40a is reduced by the distortion correction.
  • FIG. 10B since the area is divided in the vicinity of the detection position of the registration sensor 40a, the image at the detection position of the registration sensor 40a is shifted by about one line.
  • the distortion correction unit 502 does not shift the image of the pattern image at the time of normal image formation, but detects the detection position of the registration sensor 40 in the main scanning direction.
  • the positional deviation correction suitable for the image of the detection position of the registration sensor 40 is performed. That is, the image of the detection position of the registration sensor 40 in the main scanning direction is shifted in line units so that the deviation amount with respect to the reference line is 1/2 line or less (1/2 or less of the distance between scanning lines). .
  • the reference line is 1/2 line or less (1/2 or less of the distance between scanning lines).
  • the image at the detection position of the registration sensor 40a deviates 1.9 lines downward from the reference line, so the distance from the reference line is 0.5.
  • the image is shifted upward by two lines as shown in FIG.
  • scanning lines corresponding to the image data shifted in the sub-scanning direction are as shown in FIG. Focusing on the image of the detection position of the registration sensor 40a, the image is shifted by 0.1 line upward from the reference line.
  • the distortion correction unit 502 does not use the shift amount for normal image formation, and the misregistration amount of the image at the detection position of the registration sensors 40a and 40b is 0.5.
  • the region including the detection position of the registration sensor 40a and the region including the registration sensor 40b are divided, and the image data of each region is shifted in the sub-scanning direction. More preferably, the registration sensor 40a is divided into an area including a pattern image to be detected and an area including a pattern image to be detected by the registration sensor 40b, and the image data of each area is shifted in the sub-scanning direction.
  • the shift amount holding unit 503 sets the image data so that the displacement amount of the image at the detection position of the registration sensors 40a and 40b is 0.5 lines or less.
  • the amount of shift in line units in the sub-scanning direction is determined, and the amount of shift is held in the holding unit 508 for registration correction.
  • the shift amount holding unit 503 holds the shift amount for normal image formation described above in the holding unit 507 for normal image formation of the shift amount holding unit 503.
  • the shift amount of the pattern image described above is held by the shift amount holding unit 503 as follows.
  • the shift amount holding unit 503 acquires the positional deviation amount MR of the image detected by the registration sensor 40 a from the profile storage unit 504.
  • the positional displacement amount MR is positive, it indicates a downward displacement, and when it is negative, it indicates an upward displacement.
  • the shift amount holding unit 503 subtracts one from the positional displacement amount MR until the absolute value of the positional displacement amount MR becomes 0.5 or less.
  • the shift amount holding unit 503 adds a negative sign to the number reduced so far and causes the holding unit 508 to hold it.
  • the shift amount holding unit 503 adds one to the positional displacement amount MR until the absolute value of the positional displacement amount MR becomes 0.5 or less.
  • the shift amount holding unit 503 adds a positive sign to the number added so far and causes the holding unit 508 to hold it.
  • the shift amount holding unit 503 performs the same process as described above for the positional deviation amount MR of the image detected by the registration sensor 40 b.
  • FIG. 12 is a control flowchart of the control unit 200.
  • the control unit 200 determines whether or not it is a color shift detection timing such as when the power of the image forming apparatus is turned on or when the image formation of a predetermined number of recording sheets is performed (S1). If it is the color misregistration detection timing, the control unit 200 causes the distortion correction unit 502 to select the shift amount held by the holding unit 508 for registration correction, and causes the distortion correction unit 502 to use the shift amount for registration correction. The data is shifted (S2). Then, the control unit 200 causes the pattern generation unit 506 to generate a pattern image (S3), and calculates the color shift amount according to the detection timing of the pattern image by the registration sensor 40 (S4) (S5).
  • step S5 the control unit 200 determines whether an image formation start instruction has been received (S6).
  • the control unit 200 causes the distortion correction unit 502 to select the shift amount held by the holding unit 507 for normal image formation, and causes the distortion correction unit 502 to use the shift amount for registration correction. Shift (S7).
  • the control unit 200 stores the image data input from the image reading device or the personal computer in the image storage unit 501 (S8), and causes the image forming apparatus 100 to start the image forming operation (S9).
  • the shift amount is not limited to line units, and may be shifted in units less than lines. Also, jaggies generated when shifting in line units may be smoothed.

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Abstract

　色ずれ量を検知するためのパターン画像が走査線の歪みによってずれてしまうことによって生じる色ずれ量の検知誤差を低減する。　走査線の歪み特性を記憶するプロファイル記憶部５０４と、歪み特性に応じて、走査線の歪みを補正するように、画像データを副走査方向にライン単位でシフトする歪み補正部５０２と、中間転写体上に形成される画像の副走査方向の色ずれ量を検知するためのパターン画像を検知するレジストレーションセンサ４０を有し、パターン画像を形成する場合、歪み補正部５０２は、主走査方向上のレジストレーションセンサ４０の検知位置における走査線の副走査方向の位置ずれ量に応じて、レジストレーションセンサ４０の検知位置を基準としてパターン画像の副走査方向の位置ずれ量が走査線間距離の２分の１以下となるように、パターン画像の画像データを副走査方向にライン単位でシフトする。

Description

画像形成装置
　本発明は、画像データに応じて感光体上に光ビームを走査して感光体上に潜像を形成し、感光体上の潜像を現像し、現像された画像を像担持体に転写する画像形成装置に関する。
　近年の電子写真方式のフルカラー画像形成装置は、色成分毎の感光体にそれぞれ潜像を形成し、各感光体上の潜像をそれぞれの色のトナーにより現像し、それぞれの感光体上のトナー画像を中間転写体上で重ね合わせた後、記録シートに転写する。感光体の着脱や画像形成装置内部の昇温による感光体の位置ずれなど様々な要因により、記録シート上で各色の画像の位置がずれる色ずれが発生してしまう。この色ずれを補正するために、中間転写体上に各色の色ずれ検知用のパターン画像を形成し、中間転写体上のこれらのパターン画像をセンサにより検知することによって、各色間の色ずれ量を算出し、各色の画像形成タイミングを補正することが提案されている（特許文献１）。
　また、電子写真方式の画像形成装置においては、画像データに応じて射出されるレーザ光が、回転するポリゴンミラーにより反射され、感光体上を走査されることにより、潜像の形成が行われる。このレーザ光が感光体上に走査される際、レーザ光の光路上に設けられる光学系の組み付け誤差など様々な要因により、感光体上のレーザ光の走査線に湾曲や傾斜などの歪みが生じる。この走査線の歪みがある状態で、上述の色ずれ検知用のパターン画像を形成しても、色ずれ量を正確に検知することはできない。
　この走査線の歪みを補正するために、レーザ光の走査線の歪み特性に応じて、走査線の歪みを補正するように画像データをデジタル補正し、補正後の画像データに応じてレーザ光を射出させることが提案されている（特許文献２）。このデジタル補正による歪み補正は、湾曲や傾斜が生じている主走査ラインを複数領域に分割し、感光体上で走査されたときに基準線に乗るように、各領域の画像データを副走査方向にライン単位でシフトさせるものである。画像データを副走査方向へシフトさせる領域の主走査方向の分割単位は、小さければ小さいほど基準線からのずれが小さくなるが、ソフトウエアによる処理の場合は時間がかかり、ハードウエアによる処理の場合は回路規模が大きくなりコスト高となる。そのため、主走査方向の分割単位をある程度大きくし（例えば６４画素を分割単位とする）、ソフトウエアの処理時間短縮あるいはハードウエアの回路規模縮小を図ることが考えられる。
特開２０００－２９３０８４号公報 特開２００５－３０４０１１号公報
　しかし、画像データを副走査方向へシフトさせる領域の主走査方向の分割単位をある程度大きくした場合は、走査線の歪み具合（曲率や傾き）によっては、歪み補正後の画素位置が基準線から副走査方向に１ライン（１走査線間距離）近くずれる画素が存在する場合がある。そのため、色ずれ検知用のパターン画像を形成する際に、上述のデジタル補正による歪み補正を行ったとしても、パターン画像が基準ラインから副走査方向に１ライン程度ずれてしまって、それが色ずれ量の検知誤差となってしまう場合がある。
　上記課題を解決するため、本発明は、色毎の画像データに応じた光の主走査方向の走査線により、副走査方向に回転する複数の感光体上に色毎の潜像を形成し、前記複数の感光体上の潜像を各色で現像し、前記複数の感光体上で現像された複数色の画像を像担持体に転写する画像形成手段と、前記走査線の基準線に対する前記副走査方向のずれ量を記憶する記憶手段と、前記画像形成手段が前記複数色の間での画像の位置ずれ量を判定するためのパターン画像を形成する場合、前記パターン画像の前記主走査方向の判定位置における前記基準線に対する前記パターン画像の副走査方向のずれ量が走査線間距離の２分の１以下となるように、前記記憶手段に記憶されたずれ量に応じて前記パターン画像の画像データを副走査方向に補正する補正手段と、を有することを特徴とする画像形成装置を提供するものである。
　また、本発明は、色毎の画像データに応じた光の主走査方向の走査線により、副走査方向に回転する複数の感光体上に色毎の潜像を形成し、前記複数の感光体上の潜像を各色で現像し、前記複数の感光体上で現像された複数色の画像を像担持体に転写する画像形成手段と、前記走査線の歪み特性を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された歪み特性に応じて、前記走査線の前記基準線に対する歪みを補正するように、前記画像データを前記副走査方向に補正する補正手段と、前記像担持体上に形成された、前記複数色の間での画像の位置ずれ量を検知するためのパターン画像を検知する検知手段と、を有し、前記補正手段は、前記画像形成手段が前記パターン画像を前記像担持体上に形成する場合、前記検知手段の前記主走査方向の検知位置における前記基準線に対する前記パターン画像の前記副走査方向の位置ずれ量が走査線間距離の２分の１以下となるように、前記記憶手段に記憶された歪み特性に応じて、前記パターン画像の画像データを副走査方向に補正することを特徴とする画像形成装置を提供するものである。
　本発明によれば、色ずれ量を検知するためのパターン画像が走査線の歪みによってずれてしまうことによって生じる色ずれ量の検知誤差を低減することができる。
画像形成装置の断面図。 レーザユニットの概略構成と理想的な走査線を示す図。 レーザユニットの概略構成と歪んだ走査線を示す図。 走査線の歪みを補正する画像処理部のブロック図。 走査線の歪みを説明する図。 画像データを副走査方向にシフトさせる処理を説明する図。 走査線の歪みの補正を説明する図。 色ずれ量を検知するための画像パターンを説明する図。 レジストレーションセンサの位置の画像の位置ずれを説明する図。 レジストレーションセンサの位置の画像の位置ずれを説明する図。 レジストレーションセンサの位置の画像の位置ずれを説明する図。 制御部の制御フローチャート。
　図１は本発明の実施形態である画像形成装置１００の断面図である。画像形成装置１００は、帯電器８、現像器３、感光体４、クリーナ９などを有するプロセスカートリッジ２０Ｙ（イエロー）、２０Ｍ（マゼンタ）、２０Ｃ（シアン）、２０Ｋ（ブラック）を有する。プロセスカートリッジ２０Ｙ～２０Ｋ内の帯電器８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋはそれぞれ感光体４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋの表面を一様に帯電させる。レーザユニット１内のレーザ光源１１（図２参照）は、画像処理部１０８から入力された画像データに応じてレーザ光Lを射出する。レーザ光Ｌはレーザユニット１内に配置されたポリゴンミラー１３、レンズ１４、ミラー１５を介して、感光体４Ｙ～４Ｋ上に走査され、感光体４Ｙ～４Ｋ上に潜像が形成される。感光体４Ｙ～４Ｋは矢印Ａの方向に回転する。各プロセスカートリッジ２０Ｙ～２０Ｋ内の現像器３Ｙ～３Ｋは、感光体４Ｙ～４Ｋ上の潜像をそれぞれの色成分のトナーで現像する。
　ここで、プロセスカートリッジ２０Ｙによる画像形成過程を具体的に説明する。感光体４Ｙの表面は帯電器８Ｙによって一様に帯電される。次に、イエローの画像データに応じてレーザユニット１により感光体４Y上に露光走査がなされ、イエローの静電潜像が感光体４Ｙに形成される。感光体４Y上の静電潜像はイエロートナーを内包したイエロー現像器３Ｙによって現像される。そして、感光体４Y上のトナー像は、矢印Ｄ方向へ回転駆動される中間転写体５とのニップ部において、中間転写体５上に一次転写される。一次転写の際に中間転写体５に転写されずに感光体４Ｙ上に残ったトナーは、感光体４Ｙに圧接されたクリーナ９Ｙのクリーニングブレードにより掻き取られ、廃トナー容器に回収される。他のプロセスカートリッジ２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋにおいても上記と同様の工程が行われ、各感光体４上の色成分毎のトナー像が中間転写体５上に順次重ね合わせて転写された後、給紙ユニットから給紙された記録シート６に中間転写体５上の複数色のトナー像が二次転写される。複数色のトナー像が二次転写された記録シート６は、定着器７により定着処理されて排出される。
　図２はレーザユニット１の概略構成図である。説明の簡単化のため、図２は、各プロセスカートリッジ２０Ｙ～２０Ｋへ向けて射出される複数のレーザ光のうち、１つのレーザ光について図示する。画像データに応じてレーザ光源１１から射出されたレーザ光Ｌは、ポリゴンミラーモータ１２により回転駆動されるポリゴンミラー（回転多面鏡）１３により反射されて、主走査方向に偏向される。ポリゴンミラー１３により反射されたレーザ光Lは、感光体４の露光面上におけるレーザ光Ｌの走査の線速度を一定にする特性を有するｆ－θレンズ１４を介して、反射ミラー１５で反射され、感光体４上を走査される。感光体４上の走査線は、理想的には、図２のように水平に走査されるべきであるが、実際には、例えば図３のように湾曲や傾斜等の歪みが生じる。走査線の歪みは各装置固有のものであり、個体差が存在する。走査線の歪みの対策としては、高価な光学部品を用いたり、光学部品の精密な微調整を行ったりすることが考えられるが、いずれも部品代や人件費などのコストがかさんでしまう。
　そこで、走査線の歪みを低コストで対処するために、レーザ光の走査線の歪み特性に応じて、走査線の歪みを補正するように画像データをデジタル補正し、補正後の画像データに応じてレーザ光を射出させる。より詳しくは、湾曲や傾斜が生じている主走査ラインを複数領域に分割し、感光体上で走査されたときに基準線に近づけるように、各領域の画像データを副走査方向にライン単位でシフトさせることで歪み補正を行う。これにより、走査線の歪みが補正される。
　図４は走査線の歪みを補正する画像処理部１０８のブロック図である。レーザユニット１は、入力された画像データに応じてレーザ光源１１からレーザ光を射出させる制御を行うレーザ出力制御部５０５を有する。レーザ光源１１及びレーザ出力制御部５０５は、感光体４Ｙ～４Ｋに対応して４つ設けられている。また、レーザユニット１は、レーザ光が感光体４に走査されたときの走査線の歪み特性を表す走査線プロファイルを記憶するプロファイル記憶部５０４を有する。走査線プロファイルは、図５（ａ）に示すような水平の直線を表す画像データに応じてレーザ光を走査させたときの、図５（ｂ）に示すような走査線の歪み特性を表すデータであって、各主走査位置（ライン単位）における基準線からの副走査方向のずれ量を示す。ずれ量は１走査線間距離未満（例えば小数第１位）のオーダーで表される。走査線プロファイルは、感光体４Ｙ～４Ｋに対応した４つのレーザ光源１１それぞれに対応づけられてプロファイル記憶部５０４に記憶されている。なお、全ての主走査位置のずれ量を走査線プロファイルとして記憶しておく代わりに、複数の主走査位置のずれ量だけを記憶しておき、この複数の主走査位置のずれ量から全ての主走査位置のずれ量を演算によりもとめるようにしてもよい。
　画像処理部１０８は、画像データの副走査方向のシフト量を保持するシフト量保持部５０３を有する。シフト量保持部５０３は、プロファイル記憶部５０４に記憶された走査線プロファイルに基づいて、主走査方向に所定の画素数単位（例えば３２画素単位）で分割された領域毎に、画像データの副走査方向のライン単位のシフト量をもとめ、主走査位置に対応付けてシフト量を保持する。画像処理部１０８は、入力された画像データを一時的に記憶する画像記憶部５０１と、画像記憶部５０１に記憶された画像データをシフト量保持部５０３に保持されたシフト量に応じて副走査方向にシフトさせる歪み補正部５０２を有する。歪み補正部５０２は、図６に示すように、シフト量保持部５０３に保持されたシフト量に応じて、画像記憶部５０１に記憶された画像データを副走査方向にライン単位でシフトさせる。図５（ｂ）に示す走査線プロファイルに対して、歪み補正部５０２は、図５（ａ）に示す画像データを図７（ａ）に示すように領域毎にシフトさせる。歪み補正部５０２は、シフト処理した画像データをレーザ出力制御部５０５へ入力し、画像データに応じたレーザ光を射出させる。これによって、レーザ光は図７（ｂ）に示すように基準線に乗るように（基準線に近づけるように）歪み特性が補正された状態で走査される。
　画像処理部１０８は、複数色の間での画像の位置ずれ量（色ずれ量）を検知するためのパターン画像を生成するパターン生成部５０６を有する。パターン生成部５０６は、中間転写体５上に図８に示すような色ずれ検知用のパターン画像を形成させるように、ＹＭＣＫ各色のパターン画像データを生成する。ＹＭＣＫ各色のパターン画像データに応じて、ＹＭＣＫ各色に対応したレーザ光源１１からそれぞれレーザ光が射出され、プロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋにより形成されたＹＭＣＫ各色のパターン画像は、図８に示すように中間転写体５上に転写される。レジストレーションセンサ４０は中間転写体５上のパターン画像を検知する。制御部２００は、レジストレーションセンサ４０によるパターン画像の検知タイミングに応じて、基準色Ｋに対する各色の色ずれ量を算出する。制御部２００は、通常の画像形成時に、色ずれ量に応じて画像形成タイミングを補正するべく、ＹＭＣＫの画像データを画像記憶部５０１に記憶させるタイミングを色毎に制御する。ここでは、中間転写体５はパターン画像が形成される像担持体である。
　本実施形態では、中間転写体上に形成されたパターン画像をレジストレーションセンサによって判定する。この場合、中間転写体はパターン画像が形成される像担持体であり、レジストレーションセンサは像担持体上のパターン画像を判定する。しかし、パターン画像を中間転写体を介して記録シートに転写して、記録シートの搬送経路上に設けられたレジストレーションセンサによってパターン画像を判定するようにしてもよい。この場合、記録シートはパターン画像が形成される像担持体であり、レジストレーションセンサは像担持体上のパターン画像を判定する。また、感光体上に形成されたパターン画像をレジストレーションセンサによって判定するようにしてもよい。この場合、レジストレーションセンサの検知結果と感光体間の距離などからずれ量が算出される。また、本実施形態では、中間転写体を介して画像を記録シートに転写したが、感光体４Ｙ～４Ｋ上に形成された画像を記録シートに転写するようにしてもよい。この場合、記録シートの搬送経路上に設けられたレジストレーションセンサによってパターン画像を判定する。また、上述の代替例によって記録シート上にパターン画像を形成する場合、原稿を読み取って画像形成装置に原稿画像データを出力する原稿読取装置によって読み取って、パターン画像を判定するようにしてもよい。また、色ずれ量をオペレータの眼で視認できるように、２色間で副走査方向の間隔を異ならせた連続パターン画像を２色が隣接するように記録シート上に形成し、２色のパターン画像の副走査方向の位置が一致する場所をオペレータが判定して、その場所に形成されたずれ量の数値をオペレータが読み取って、画像形成装置の操作部に入力するようにしてもよい。
　次に、走査線の歪み特性を考慮した色ずれ量検知について説明する。図９は、主走査方向上のレジストレーションセンサ４０の検知位置（判定位置）に形成される画像の副走査方向の位置ずれを説明する図である。図９（ａ）に示す画像データに応じた走査線は、図９（ｂ）に示すようになる。ここで、レジストレーションセンサ４０ａの検知位置の画像に着目すると、画像は基準線より下方向に１．９ライン（走査線間距離。以下同じ）ずれている。図１０は、画像処理部１０８により走査線の歪み補正が行われた場合の、主走査方向上のレジストレーションセンサ４０ａの検知位置に形成される画像の副走査方向の位置ずれを説明する図である。図１０（ａ）に示すように副走査方向にシフト処理された画像データに応じた走査線は、図１０（ｂ）に示すようになる。レジストレーションセンサ４０ａの検知位置の画像に着目すると、画像は基準線より下方向に０．８ラインずれている。このように、歪み補正により、レジストレーションセンサ４０ａの検知位置の画像の位置ずれは減少している。しかし、図１０（ｂ）に示されるように、レジストレーションセンサ４０ａの検知位置の近傍で領域が分割されているため、レジストレーションセンサ４０ａの検知位置の画像は１ライン程度ずれてしまっている。
　そこで、本実施形態では、色ずれ量検知のときは、歪み補正部５０２はパターン画像に対して、通常の画像形成時の画像シフトではなく、主走査方向上のレジストレーションセンサ４０の検知位置を基準とした画像シフトを行うことにより、レジストレーションセンサ４０の検知位置の画像に適した位置ずれ補正を行う。すなわち、主走査方向上のレジストレーションセンサ４０の検知位置の画像を、基準線に対するずれ量が２分の１ライン以下（走査線間距離の２分の１以下）となるようライン単位でシフトさせる。例えば、図９（ｂ）に示されるような走査線プロファイルの場合、レジストレーションセンサ４０ａの検知位置の画像は基準線より下方向に１．９ラインずれるため、基準線からの距離が０．５ライン以下となるようライン単位でシフトさせるには、図１１（ａ）に示すように画像を上方向に２ラインシフトさせる。図１１（ａ）に示すように副走査方向にシフト処理された画像データに応じた走査線は、図１１（ｂ）に示すようになる。レジストレーションセンサ４０ａの検知位置の画像に着目すると、画像は基準線より上方向に０．１ラインずれている。このように、歪み補正部５０２は、色ずれ検知を行う場合には、通常画像形成用のシフト量を用いずに、レジストレーションセンサ４０ａ，ｂの検知位置の画像の位置ずれ量が０．５ライン以下となるようなシフト量を用いる。この場合、レジストレーションセンサ４０ａの検知位置を含む領域とレジストレーションセンサ４０ｂを含む領域に分割し、各領域の画像データを副走査方向にシフトさせる。より好ましくは、レジストレーションセンサ４０ａに検知されるべきパターン画像が含まれる領域とレジストレーションセンサ４０ｂに検知されるべきパターン画像が含まれる領域に分割し、各領域の画像データを副走査方向にシフトさせる。シフト量保持部５０３は、プロファイル記憶部５０４に記憶された走査線プロファイルに基づいて、レジストレーションセンサ４０ａ，ｂの検知位置の画像の位置ずれ量が０．５ライン以下となるように、画像データの副走査方向のライン単位のシフト量をもとめ、シフト量をレジストレーション補正用の保持部５０８に保持する。なお、シフト量保持部５０３は、前述した通常画像形成用のシフト量は、シフト量保持部５０３の通常画像形成用の保持部５０７に保持する。
　上述のパターン画像のシフト量は、シフト量保持部５０３が次のようにもとめる。シフト量保持部５０３は、レジストレーションセンサ４０ａの検知位置の画像の位置ずれ量ＭＲをプロファイル記憶部５０４から取得する。位置ずれ量ＭＲが正のときは下方向へのずれを表し、負のときは上方向のずれを表す。シフト量保持部５０３は、位置ずれ量ＭＲが正のとき、位置ずれ量ＭＲの絶対値が０．５以下になるまで、位置ずれ量ＭＲから１ずつ減じる。シフト量保持部５０３は、位置ずれ量ＭＲの絶対値が０．５以下になると、それまでに減じた数に負の符号を付けて保持部５０８に保持させる。シフト量保持部５０３は、位置ずれ量ＭＲが負のとき、位置ずれ量ＭＲの絶対値が０．５以下になるまで、位置ずれ量ＭＲに１ずつ加える。シフト量保持部５０３は、位置ずれ量ＭＲの絶対値が０．５以下になると、それまでに加えた数に正の符号を付けて保持部５０８に保持させる。シフト量保持部５０３は、レジストレーションセンサ４０ｂの検知位置の画像の位置ずれ量ＭＲについても上述と同様の処理を行う。
　図１２は、制御部２００の制御フローチャートである。制御部２００は、画像形成装置の電源投入時や所定枚数の記録シートの画像形成を行った等の色ずれ検知タイミングか否かを判別する（Ｓ１）。色ずれ検知タイミングであれば、制御部２００は、レジストレーション補正用の保持部５０８に保持されたシフト量を歪み補正部５０２に選択させ、歪み補正部５０２にレジストレーション補正用のシフト量で画像データをシフトさせる（Ｓ２）。そして、制御部２００は、パターン生成部５０６にパターン画像を生成させ（Ｓ３）、レジストレーションセンサ４０によるパターン画像の検知タイミングに応じて（Ｓ４）、色ずれ量を算出する（Ｓ５）。ステップＳ５の後、あるいは、ステップＳ１で色ずれ検知タイミングでないと判別した場合は、制御部２００は、画像形成開始指示を受けたかを判別する（Ｓ６）。画像形成開始の場合、制御部２００は、通常画像形成用の保持部５０７に保持されたシフト量を歪み補正部５０２に選択させ、歪み補正部５０２にレジストレーション補正用のシフト量で画像データをシフトさせる（Ｓ７）。そして、制御部２００は、画像読取装置やパーソナルコンピュータから入力された画像データを画像記憶部５０１に記憶させ（Ｓ８）、画像形成装置１００に画像形成動作を開始させる（Ｓ９）。
　なお、パターン画像をライン単位でシフトさせたが、シフト量はライン単位に限られず、ライン未満の単位でシフトさせてもよい。また、ライン単位でシフトさせた際に生じるジャギーをスムージングしてもよい。
　また、上述の説明では、パターン画像を形成する場合、主走査方向に分割した領域毎にライン単位でシフトしたが、歪み補正部５０２によるシフト処理によらず、別のシフト処理部によりパターン画像の領域のみをシフトするようにしてもよい。
　５０２　歪み補正部
　５０３　シフト量保持部
　５０４　プロファイル記憶部
　５０７　通常画像形成用のシフト量保持部
　５０８　レジストレーション補正用のシフト量保持部部

Claims (13)

  1. 　色毎の画像データに応じた光の主走査方向の走査線により、副走査方向に回転する複数の感光体上に色毎の潜像を形成し、前記複数の感光体上の潜像を各色で現像し、前記複数の感光体上で現像された複数色の画像を像担持体に転写する画像形成手段と、
    　前記走査線の基準線に対する前記副走査方向のずれ量を記憶する記憶手段と、
    　前記画像形成手段が前記複数色の間での画像の位置ずれ量を判定するためのパターン画像を形成する場合、前記パターン画像の前記主走査方向の判定位置における前記基準線に対する前記パターン画像の副走査方向のずれ量が走査線間距離の２分の１以下となるように、前記記憶手段に記憶されたずれ量に応じて前記パターン画像の画像データを副走査方向に補正する補正手段と、
    を有することを特徴とする画像形成装置。
  2. 　前記記憶手段は、前記走査線の前記基準線に対する歪み特性を記憶し、
    　前記補正手段は、前記記憶手段に記憶された歪み特性に応じて、前記走査線の前記基準線に対する歪みを補正するように前記画像データを補正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、前記画像データを前記主走査方向に分割して副走査方向に補正することを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
  4. 　前記補正手段は、前記画像データを副走査方向にライン単位で補正することを特徴とする請求項２または３記載の画像形成装置。
  5. 　前記補正手段は、前記走査線を前記基準線に近づけるように補正することを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の画像形成装置。
  6. 　前記補正手段は、入力された画像データに応じた画像を形成する場合、前記走査線の前記基準線に対する歪みを補正するように画像データを補正し、前記パターン画像を形成する場合、前記パターン画像の前記主走査方向の判定位置における前記基準線に対する前記パターン画像の副走査方向のずれ量が走査線間距離の２分の１以下となるように前記パターン画像の画像データを補正することを特徴とする請求項２乃至５のいずれかに記載の画像形成装置。
  7. 　前記像担持体は、前記複数の感光体上の複数色の画像が転写され、転写された画像を記録シートに転写する中間転写体であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の画像形成装置。
  8. 　前記像担持体は記録シートであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の画像形成装置。
  9. 　前記像担持体上に形成された前記パターン画像のずれ量を前記判定位置において検知する検知手段を有することを特徴とする請求項７または８記載の画像形成装置。
  10. 　前記像担持体は、前記複数の感光体上の複数色の画像が転写され、転写された画像を記録シートに転写する中間転写体であり、
    　前記記録シートに形成された前記パターン画像のずれ量を前記判定位置において検知する検知手段を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の画像形成装置。
  11. 　前記感光体上に形成された前記パターン画像のずれ量を前記判定位置において検知する検知手段を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の画像形成装置。
  12. 　色毎の画像データに応じた光の主走査方向の走査線により、副走査方向に回転する複数の感光体上に色毎の潜像を形成し、前記複数の感光体上の潜像を各色で現像し、前記複数の感光体上で現像された複数色の画像を像担持体に転写する画像形成手段と、
    　前記走査線の歪み特性を記憶する記憶手段と、
    　前記記憶手段に記憶された歪み特性に応じて、前記走査線の前記基準線に対する歪みを補正するように、前記画像データを前記副走査方向に補正する補正手段と、
    　前記像担持体上に形成された、前記複数色の間での画像の位置ずれ量を検知するためのパターン画像を検知する検知手段と、を有し、
    　前記補正手段は、前記画像形成手段が前記パターン画像を前記像担持体上に形成する場合、前記検知手段の前記主走査方向の検知位置における前記基準線に対する前記パターン画像の前記副走査方向の位置ずれ量が走査線間距離の２分の１以下となるように、前記記憶手段に記憶された歪み特性に応じて、前記パターン画像の画像データを副走査方向に補正することを特徴とする画像形成装置。
  13. 　前記補正手段は、前記画像データを副走査方向にライン単位で補正することを特徴とする請求項１２記載の画像形成装置。
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