JP2004191600A - 画像形成装置、およびレジずれ補正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】感光体ドラムのウォルブ等の変動により逐次変化する副走査方向のレジずれに対して、適切な補正を加える。
【解決手段】回動しながら画像を保持する感光体ドラム１２と、画像処理部５０から供給される出力すべき画像データに基づいて感光体ドラム１２を露光するＬＥＤプリントヘッド（ＬＰＨ）１３と、感光体ドラム１２の回動に伴い、周期的に変化する副走査方向のレジずれに関する情報を予め記憶する補正用メモリ３２と、この感光体ドラム１２の回動に伴い逐次変化する副走査方向のレジずれを、画像データを変換することにより補正する補正演算回路３１とを備えた。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像保持体を用いて画像を形成する画像形成装置等に関し、より詳しくは、像坦持体の変動に伴うレジずれを補正する機能を備えた画像形成装置等に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式を採用した、プリンタや複写機、ファクシミリ等の画像形成装置では、一様に帯電された感光体ドラム等の画像保持体上に、光学的な画像情報を光記録手段によって照射することにより静電潜像を得た後、この静電潜像にトナーを付加して可視化し、記録紙上に転写して定着することによって画像形成が行なわれる。かかる光記録手段として、レーザを用いたものの他、近年では、装置の小型化の要請を受けてＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ：発行ダイオード）を多数、配列してなるＬＥＤアレイを用いた画像形成装置が提案されている。
【０００３】
また、画像形成装置では、カラー化が急速に進んでいる。カラー印刷を行なう画像形成装置としては、例えばＹ（イエロー），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン），Ｋ（黒）の印刷を行なう画像形成ユニットを配設し、中間転写ベルトに各画像形成ユニットにて形成されたトナー像を順次転写してカラー画像を形成するものが存在している。
【０００４】
これらの画像形成装置では、従来より、高画質化に対する厳しい要求がある。例えば、上述のようにしてカラー画像を形成する際、例えば中間転写ベルト上の転写位置が各画像形成ユニットにおいて相対的にずれた場合には、形成する画像に位置ずれが生じ、色ずれとなって印刷品質を悪化させてしまう。また、白黒画像であっても、例えば画像保持体の動作が一定でない等の理由によって記録画像のずれやゆがみ等が生じる場合があり、これらの画像欠陥に対する軽減が強く望まれている。
【０００５】
これらの画像欠陥を軽減するために、従来技術として、色ずれ検出パターンによって位置変動と位相のＡＣ成分を検知し、所定周期でテーブルを作成し、そのテーブルは逆相の補正となるようにして、書き出しタイミングの補正、更には倍率を補正する技術が存在する（例えば、特許文献１参照。）。また、エンコーダにより感光体の回転速度を検出し、検出された信号に応じて露光における発光タイミングを制御することにより、感光体の回転むらを補正する技術が存在する（例えば、特許文献２参照。）。更に、副走査方向にて解像度のＮ倍の密度からなる記録素子の集合体で構成され、主走査方向に対して印字ヘッドのずれを調整すると共に、副走査方向に印字ヘッドがずれている場合、例えば、水平同期信号の出力タイミングをずらすことによって印字ヘッドのずれを調整する技術が存在する（例えば、特許文献３参照。）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０−１５３８９６号公報（第４頁、図３）
【特許文献２】
特公平７−８０３１４号公報（第６−７頁、図１）
【特許文献３】
特開平９−２３４９０５号公報（第４−５頁、図３）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、画像欠陥の一つとして、感光体等の画像保持体の偏芯などによって発生する装置のフロント側とリア側との速度差による色ずれが挙げられる。
図１４（ａ），（ｂ）は、感光体の偏芯に伴う画像のずれを説明するための図である。ここでは、像を担持する感光体２０１に、露光手段としてＬＥＤが多数配列されるＬＥＤアレイを用いたＬＥＤプリントヘッド（ＬＰＨ：ＬＥＤ Ｐｒｉｎｔ Ｈｅａｄ）２０２が隣接して設けられている。感光体２０１は、芯（感光体の軸）２０１ａを中心に、図示する回転方向に回転している。感光体２０１に担持された像は、用紙２０３に転写される。ここでは、芯２０１ａの方向に、ＬＰＨ２０２のフロント側からリア側を主走査方向とし、芯２０１ａの方向に直交する方向を副走査方向として画像が転写される。
【０００８】
このとき、主走査方向に延びる直線を、副走査方向に一定間隔で描画した場合を考える。芯２０１ａが感光体２０１の理想中心に存在し、偏芯がない場合には、用紙２０３に描かれる画像は、図１４（ｂ）の「偏芯なし」に示すように全てが等間隔に平行に描かれ、画像の乱れが生じない。しかしながら、芯２０１ａが感光体２０１の理想中心からずれている場合（即ち、偏芯ありの場合）には、描かれる直線は、図１４（ｂ）の「偏芯あり」に示すように逐次変化するスキューとなって現れ、フロント側とリア側とで直線の間隔がずれ、平行にならずに、角度が異なる斜めの直線が描かれる。このような軸芯のずれによる感光体のふらつき（ウォブル：Ｗｏｂｂｌｅ）は、例えば各色を多重転写するカラー画像形成に際して、色ずれとなって現れてくる。
【０００９】
上記特許文献１に記載の技術では、主走査方向の周期的なレジずれ（レジストレーションずれ）には有効であるものの、副走査方向のウォブルによる斜め方向の画像の乱れについては、明確な言及はなされていない。また、上記特許文献２に記載の技術では、感光体の軸に垂直方向の補正を行なっているが、ウォブルに対する変動の補正には困難が伴う。更に、上記特許文献３に記載の技術では、一定の傾きを持ってＬＰＨが取り付けられた場合の常に一定の傾きに対して、即ち、ＤＣ成分のレジずれについては対処できるが、感光体のウォブルのような逐次変化するレジずれを補正することはできない。
【００１０】
本発明は、以上のような技術的課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、画像保持体の変動により逐次変化する副走査方向のレジずれに対して、適切な補正を加えることにある。
また他の目的は、複数の発光素子から出力される光を画像保持体上に照射する装置にあって、逐次発生する副走査方向のレジずれを、簡易な方法にて補正することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
かかる目的のもと、本発明では、感光体ドラム等の画像保持体の中心軸と回転軸とのずれ（ウォブル）によって発生する、逐次変化するスキューを、もとの画像データを変換することにより補正している。また、例えば、ＬＥＤプリントヘッドなどのように、画像保持体の回動方向に直交する方向に複数の発光点が並んでいる露光装置を用いた場合には、この複数の発光点の発光タイミングを変えることで、逐次変化するレジずれを簡易に補正している。即ち、本発明が適用される画像形成装置は、回動しながら画像を保持する画像保持体と、出力すべき画像データに基づいて画像保持体を露光する露光手段と、画像保持体の回動に伴い、周期的に変化する副走査方向のレジずれ（レジストレーションのずれ）に関する情報を予め記憶する記憶手段と、この画像保持体の回動に伴い逐次変化する副走査方向のレジずれを、画像データを変換することにより補正する補正手段とを含む。
【００１２】
ここで、この補正手段は、元画像である画像データには存在しない空白となるデータを用いて画像データを変換することを特徴とすれば、変換後の画像における画像のダブりや抜けを防ぐことができる点で好ましい。また、この補正手段は、画像保持体における複数箇所の速度を測定し、測定された速度の最も速い速度と補正する速度との差に基づいて画像データを変換すること、または、像担持体における複数箇所の速度を測定し、像担持体の回動角度ごとに、測定された速度の速い方の速度と他の速度との差に基づいて画像データを変換することを特徴とすることができる。
【００１３】
他の観点から把えると、本発明が適用される画像形成装置は、幾つかのブロックに分けられると共に、このブロックごとに個々のタイミングで画像保持体を露光可能な露光手段と、画像保持体の回動に伴い逐次変化する副走査方向のレジずれを、ブロックごとの露光タイミングを調整することにより補正する補正手段とを含む。ここで、この露光手段は、ＬＥＤを多数配列してなるＬＥＤアレイを用いたＬＥＤプリントヘッドを含むことを特徴とすることができる。
【００１４】
一方、本発明を方法のカテゴリから把えると、本発明は、画像保持体の変動により発生し逐次変化する副走査方向のレジずれを補正するレジずれ補正方法であって、画像保持体のフロント側およびリア側における速度を測定し、測定された速度に基づいて各ラインの露光周期を設定し、元画像に対応する画素がない空白の画素を用いてレジずれを補正することを特徴としている。より具体的には、測定した速度の最も速い速度を各ラインの露光周期に設定し、この最も速い速度と補正する速度との差を補正するように画像変換を実行してレジずれを補正することを特徴とすることができる。また、測定した速度の中から、補正単位となる画像保持体の角度別に速い方の速度を求め、この速い方の速度を１ラインの露光周期に設定し、この速い方の速度と他の速度との速度差を算出し、算出された速度差に基づいて画像変換を実行してレジずれを補正することを特徴とすることもできる。
【００１５】
更に本発明は、複数のブロックに分割されブロックごとにタイミングを変えて画像保持体を露光する、例えばＬＥＤプリントヘッド等を用いた露光装置を用いて、この画像保持体の変動により発生する副走査方向のレジずれを補正するレジずれ補正方法であって、画像保持体のフロント側およびリア側における速度を測定するステップと、測定された速度に基づいて露光装置の各ブロックにおける露光タイミングを決定するステップと、決定された露光タイミングによってこの露光装置による画像保持体の露光を実行するステップとを含む。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照し、本発明の実施の形態について説明する。
図１は本実施の形態が適用される画像形成装置の全体構成を示した図であり、所謂タンデム型のデジタルカラープリンタを示している。図１に示す画像形成装置は、本体１に、各色の階調データに対応して画像形成を行なう画像プロセス系１０、画像プロセス系１０を制御する画像出力制御部３０、例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）２や画像読み取り装置（ＩＩＴ）３等に接続され、受信された画像データに対して所定の画像処理を施す画像処理部（ＩＰＳ：Ｉｍａｇｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）５０を備えている。
【００１７】
画像プロセス系１０は、水平方向に一定の間隔を置いて並列的に配置される複数のエンジンからなる画像形成ユニット１１を備えている。この画像形成ユニット１１は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の４つの画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋから構成されており、夫々、静電潜像を形成してトナー像を担持させる画像保持体である感光体ドラム１２、図示しない帯電器によって帯電された感光体ドラム１２を露光するＬＥＤプリントヘッド（ＬＰＨ）１３、感光体ドラム１２との同期を取るためのセンサ１４を備えている。また、画像プロセス系１０は、各画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋの感光体ドラム１２にて画像形成された各色のトナー像を多重転写させる中間転写ベルト２１、中間転写ベルト２１を駆動させるロールである駆動ロール２２、感光体ドラム１２のトナー像を中間転写ベルト２１に転写させる一次転写ロール２３、中間転写ベルト２１上に多重転写されたトナー像を用紙（記録紙）に転写させる二次転写ロール２４を備えている。
【００１８】
尚、後述するように、センサ１４を感光体ドラム１２の両端付近であるリア側（本体１の奥側、Ｉｎ側）とフロント側（本体１の手前側、Ｏｕｔ側）とに設け、感光体ドラム１２の両端付近の速度（表面速度）を、このセンサ１４を用いて検出するように構成することも可能である。尚、リア側およびフロント側は、感光体ドラム１２の両端付近、その端部の周辺を意味している。
【００１９】
各画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋは、図示しない現像器に収納されたトナーを除き、ほぼ同様な構造を備え、感光体ドラム１２の外周面の近傍に、帯電器、露光器であるＬＰＨ１３、現像器、および一次転写ロール２３を備えている。ＰＣ２やＩＩＴ３から入力された画像信号は、画像処理部５０によって画像処理が施され、インタフェースを介して各画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋに供給される。また、画像プロセス系は、画像出力制御部３０から供給された同期信号等の制御信号に基づいて動作する。まず、イエローの画像形成ユニット１１Ｙでは、帯電器により帯電された感光体ドラム１２の表面に、画像処理部５０から得られた画像信号に基づき、ＬＰＨ１３によって静電潜像を形成する。その静電潜像に対して現像器によってイエローのトナー像を形成し、形成されたイエローのトナー像は、図の矢印方向に回動する中間転写ベルト２１上に、一次転写ロール２３を用いて転写される。同様にして、マゼンタ、シアン、黒のトナー像が各々の感光体ドラム１２上に形成され、中間転写ベルト２１上に一次転写ロール２３を用いて多重転写される。その結果として形成されたカラートナー像は、二次転写ロール２４を備える二次転写部にて用紙上に転写される。形成された用紙上のトナー像は、図示しない定着器に搬送されて、熱および圧力によって用紙に定着され、印刷物として出力される。
【００２０】
ここで、本実施の形態では、画像補正方法として、大きく２つの方法を提案する。その１つは、画像の変換によって補正を行なう第１の実施形態であり、他の１つは、各ブロックごとの発光タイミングによって補正する第２の実施形態である。これらを順に説明する。
図２は、第１の実施形態における画像補正方法を実現するための構成を示したブロック図である。ここでは、画像処理部５０によって画像処理がなされた画像データ（元画像データ）を一時的に蓄える画像バッファ用メモリ５１を備えている。また、画像出力制御部３０は、ＬＰＨ１３が発光する周期を定める信号である水平同期信号を出力すると共に、画像バッファ用メモリ５１に対して読み出しアドレス（参照アドレス）を出力する補正演算回路３１と、補正演算回路３１による補正演算に用いられるデータを記憶するメモリである補正用メモリ３２を備えている。
【００２１】
この補正用メモリ３２には、感光体ドラム１２が周期的に変化するレジずれ量や速度変動量を予め格納することができる。このレジずれ量や速度変動量は、例えば、印刷時以外に、感光体ドラム１２上にパッチを生成し、これをセンサ１４等で測定して把握することができる。また、出荷時や検査時等に、予め感光体ドラム１２の特性を測定して把握し、その速度変動量を補正用メモリ３２に格納することも可能である。更に進んで、感光体ドラム１２の画像形成領域以外にエンコーダに用いられる模様等を設けておき、例えばセンサ１４によってこのエンコーダを逐次、読み取ることで、感光体ドラム１２の回転に伴い逐次変化する副走査方向のレジずれをリアルタイムで把握することもできる。例えば、一周期前の速度変動量等を補正用メモリ３２に格納し、所定のタイミングで、補正演算回路３１が読み出すように構成することもできる。
【００２２】
ここで、例えばＰＣ２からプリント出力用の画像データが送られた際、画像処理部５０では、スクリーニングや階調補正などの画像処理が実行された後、ＬＰＨ１３に画像データが送られる。このとき、画像データは、元画像データとして、一度、画像バッファ用メモリ５１内に記憶され、所定のタイミングでＬＰＨ１３に供給される。また、センサ１４からは、読み取られた情報が同期信号として補正演算回路３１に供給される。補正演算回路３１では、後述するように、感光体ドラム１２の回転角によって一義的に決定された速度が認識され、感光体ドラム１２の両端の速度変動が測定される。測定された速度変動は、補正用メモリ３２に一周期分事前に保存される。補正演算回路３１では、補正用メモリ３２に保存されている速度変動に基づいて、画像バッファ用メモリ５１に対して参照アドレスを出力すると共に、ＬＰＨ１３に対して水平同期信号を出力している。これによって、逐次変化する副走査方向のレジずれ（斜め送りである「スキュー」、直線性が保たれず弓なりになる「ボウ」など）を、画像データを変形することで、補正することが可能となる。
【００２３】
図３（ａ），（ｂ）は、感光体ドラム１２の偏芯量と速度（表面速度）との関係を説明するための図である。図３（ａ）では、感光体ドラム１２の中心であるドラム中心Ｏ_１に対して、感光体ドラム１２のシャフトの中心であるシャフト中心Ｏ_２が距離ｘだけ偏芯している様子を示している。感光体ドラム１２の半径をｒとし、シャフト中心Ｏ_２からドラム中心Ｏ_１の回転角度をθとし、また、シャフトの回転速度をａとすると、ＬＰＨ１３直下の速度は、
【式１】

となり、三角関数の一次の式で表される。この式からも理解できるように、感光体ドラム１２の両端で偏芯量が変わると、速度の変動、位相がフロント側とリア側との両端で異なってくる。図３（ｂ）に、ある偏芯量のときの感光体ドラム１２の両端における速度が示されている。この両端の速度に差がある場合に、例えば感光体ドラム１２が回転する方向に垂直な直線を等間隔で露光すると、図１４（ｂ）に示したように斜めの直線が露光されてしまう。
【００２４】
図４（ａ），（ｂ）は、両端で偏芯量が異なる感光体ドラム１２が回転する様子を説明するための図である。図４（ａ）では、ＬＰＨ１３の側から感光体ドラム１２を見た場合に、感光体ドラム１２の回転する様子が一周期分、時系列で示されており、図４（ｂ）では、補正後の画像データがこの時系列に合せて示されている。感光体ドラム１２のウォブル（ふらつき）によるＬＰＨ１３に対する傾きは、図４（ａ）に示すように感光体ドラム１２の回転によって変化する。図４（ａ）では、まず、ＬＰＨ１３に対して感光体ドラム１２が平行である状態から、リア側（右側）の速度が速い状態で回転し、１／４周したところで左右等速になり、それ以降は、フロント側（左側）の方が速く回転する様子が示されている。このウォブルを補正するための手段として、本実施の形態では、図４（ｂ）に示すように、感光体ドラム１２の速度変動に合せて、画像の傾きを変化させ、即ち感光体ドラム１２の回転角によって画像データを変換している。
【００２５】
ここで、本実施の形態が適用される方法の理解を容易にするために、仮想軸を用いた画像の変換について説明する。
図１５は、仮想軸を用いて画像を変換する例を示した図である。ここでは、元画像に対して仮想軸を設け、この仮想軸をＬＰＨ１３が傾いている分だけ傾けて画像を変換する例を示している。ＬＰＨ１３が感光体ドラム１２に対して角度をもって取り付けられた場合、画像が斜めに露光される。そこで、画像を予めＬＰＨ１３と逆方向に傾きをもった状態に変形して補正をする。図１５に示す変換アルゴリズムでは、常時一定の傾きを有する所謂ＤＣ成分の傾きに対しては有効であるが、感光体ドラムのウォブルのような、逐次変化するレジずれに対しては対処ができない。
【００２６】
図１６（ａ），（ｂ）は、「仮想軸」を設けた際のダブりと抜けを説明するための図である。図１６（ａ）は元の画像を示し、図１６（ｂ）は変換後の画像を示している。この「仮想軸」を回転させる方法は、常時一定の傾きを有する場合、ＤＣ成分の傾きに対しては有効である。しかしながら、逐次変化する傾きであるＡＣ成分の傾きに対して「仮想軸」を設定して変形すると、「仮想軸」の傾きが一定でないことから、図１６（ａ）に示すように、「仮想軸」同士の間に空白や重なりが存在してしまう。このために、変換後のデータは、図１６（ｂ）に示すように、「同じ画像データを複数回使用する「ダブり」や、元画像が欠けてしまう「抜け」が存在して、正しく変換することができない。そこで、本実施の形態では、この「仮想軸」を想定せずに、逐次変化するレジずれをセンサ１４にて逐次測定し、補正することによって、画像データの抜けやダブり（重複）の発生を抑制している。
【００２７】
図５（ａ）〜（ｃ）は、感光体ドラム１２の両端の速度差と、その速度差によって生じる変位差を説明するための図である。図５（ａ）では、感光体ドラム１２の両端であるフロント側とリア側において、簡単のために、両端の速度差は常に一定とし、回転速度は２通りの場合を例に挙げている。横軸に回転角、縦軸に速度（％）をとっており、この速度１００％が設計値（理想値）の回転速度である。説明の都合上、感光体ドラム１２の実速度は設計値よりも速くならないような場合を想定している。図５（ａ）に示す状態では、一点鎖線で示すフロント側および実線で示すリア側とが、５０％と１００％の速度で回転している。図５（ｂ）は、この図５（ａ）の場合に、感光体ドラム１２の両端における速度差、即ち、
リア側の速度−フロント側の速度
が表されている。この場合に、感光体ドラム１２の両端における変位差、即ち、速度差によって生じる変位差は、図５（ｃ）に示すようになる。この変位差は、ＬＰＨ１３と感光体ドラム１２とのなす角度になる。
【００２８】
ここで、主走査方向の総画素数をＬ、変位差をＡ、求める画素をＸとすると、
Ｙ＝（Ａ／Ｌ）・Ｘ
で算出されたＹに対し、これを四捨五入することで得られた整数値を、副走査方向へのずれ量とすることができる。尚、このＹの値は、四捨五入以外に、誤差拡散などの手法を利用して精度を高めることも可能である。
【００２９】
図６（ａ），（ｂ）は、図５（ｃ）におけるａ〜ｂ点にかけて、実際に変換した画像を説明するための図である。図６（ａ）は元画像を示し、図６（ｂ）は変換後の画像を示している。感光体ドラム１２の両端であるフロント側とリア側とで、感光体ドラム１２の回転方向に１〜６の画像データが印字される。図６（ｂ）において、図中のバツ印で示された画素は、元画像には対応する画素がない「空白」の画像であり、露光されない部分である。本実施の形態では、元画像にはない画素である「空白」を画素と画素との間に設け、即ち、対応しない画素を設けることにより、「仮想軸」を想定した場合の「ダブり」や「抜け」の発生を防止している。
【００３０】
尚、上述の例では、簡単のため、感光体ドラム１２の理想速度との差は常に遅い側に合せるように設定した。理想速度よりも遅く回転している場合、上述のように「空白」の画素を入れることにより補正することができるが、理想よりも速く回転している場合には、画像データの変換では対応することができない。そのため、速度変位のレンジを考え、１ラインの露光周期をその中で一番速い速度に合せる必要がある。これによって、補正は常に速度が遅い方に行なえば良いこととなり、画像データの変換で対応できる。より具体的には、予め感光体ドラム１２の速度変動を測定し、最高速度を算出しておく。算出されたこの最高速度に合せて各ラインの露光周期を求めると、残りは全て画像データの変形で補正できる。
【００３１】
図７（ａ）〜（ｃ）は、画像変換による補正方法を説明するための図である。図７（ａ）は、処理の流れを示すフローチャートであり、図７（ｂ）はリア側とフロント側との速度変動の様子をグラフで示し、図７（ｃ）は算出された最大速度Ｖｍａｘと両端の速度との差をグラフで示している。図７（ｂ），（ｃ）では、横軸を回転角（位相）（θ）、縦軸を速度としている。
【００３２】
図７（ａ）のフローチャートに示すように、まず、画像出力制御部３０の補正演算回路３１では、センサ１４を用いて感光体ドラム１２の両端の速度が測定される（ステップ１１１）。次に、測定した速度の中で、最も速い速度（最大速度）Ｖｍａｘが求められ、各ラインの露光周期をこのＶｍａｘにする（ステップ１１２）。図７（ｂ）に示すように、両端の速度に対して最も速い速度Ｖｍａｘが求められる。更に、この速度Ｖｍａｘと補正する速度との差について、補正するように画像変換が実行される（ステップ１１３）。図７（ｃ）では、この速度Ｖｍａｘと両端の速度との差が示されている。そして、一旦、補正演算に用いられるデータが補正用メモリ３２に格納された後、所定のタイミングで補正演算回路３１にて読み出され、画像バッファ用メモリ５１に対する読み出しアドレス、ＬＰＨ１３に対する水平同期信号を出力する。これによって、ＬＰＨ１３を介し、変換された画像データが感光体ドラム１２に露光されて（ステップ１１４）、画像変換処理が終了する。
【００３３】
図８（ａ）〜（ｄ）は、画像変換による他の補正方法を説明するための図である。図７に示した例では、感光体ドラム１２の取り得る最も速い速度である最大速度Ｖｍａｘからの速度差を用いて変換したが、図８に示す例では、感光体ドラム１２の両端の速度において、回転角（位相）のそれぞれにおいて速い速度ｖ（θ）を選び、このｖ（θ）からの速度差を用いて変換を施している。図８（ａ）は、かかる処理を説明するためのフローチャートである。図８（ｂ）〜（ｄ）は、このフローチャートを補足説明するための図であり、横軸を回転角（位相）（θ）、縦軸を速度としている。
【００３４】
図８（ａ）のフローチャートを用いて説明すると、まず、画像出力制御部３０の補正演算回路３１では、センサ１４を用いて感光体ドラム１２の両端の速度が測定される（ステップ１２１）。この測定した結果の例を図８（ｂ）に示す。図８（ｂ）では感光体ドラム１２の両端であるリア側とフロント側とにおいて、図示する感光体ドラムの一周期を超える回転角について、その速度の変動が示されている。次に、補正演算回路３１では、感光体ドラム１２の角度別に速い方の速度であるｖ（θ）が求められる（ステップ１２２）。この求められた速度ｖ（θ）を図８（ｃ）に示している。補正演算回路３１では、求められた速度ｖ（θ）と、感光体ドラム１２の両端、それぞれとの速度差が算出される（ステップ１２３）。図８（ｄ）に、回転角（位相）ごとのｖ（θ）とそれぞれとの速度差が示されている。この速度差がＬＰＨ１３のスキューに該当する。補正演算回路３１では、算出された速度差から、画像データの変換処理が実行され（ステップ１２４）、補正がなされる。ＬＰＨ１３では、１ラインの露光周期を先にｖ（θ）にし、変換された画像データのタイミングに合せて露光がなされる（ステップ１２５）。この図８に示す方法によれば、その時々に合せて基準となる速度を変化させていることから、図７に示す方法と比べて計算は複雑になるが、メモリの使用量を少なくし、補正誤差量を少なくすることができる。
【００３５】
このように、本実施の形態では、リア側とフロント側との速度差によって、ＬＰＨ１３と感光体ドラム１２との傾きを決定している。リア側とフロント側は、偏芯量によって速度変動が決定され、感光体ドラム１２の周期でその変動も周期性を有する。一周期分の速度変動が把握できれば、補正すべき補正量を算出することができる。この速度変動は、必ずしも事前に測定する必要はなく、例えば、印刷時以外に、感光体ドラム１２上にパッチを生成し、測定するように構成してもよい。例えば、感光体ドラム１２上に、そのフロント側およびリア側に一定間隔にて形成されるパターンを形成し、エンコーダに用いられる情報としてセンサ１４によって読み取られるように構成すれば、センサ１４によって感光体ドラム１２の両端の速度を測定することができる。また、ＬＰＨ１３とセンサ１４とのなす角度が解っていれば、センサ１４上の速度変動からＬＰＨ１３上の速度変動を予測することが可能となる。
【００３６】
次に、第２の実施形態について説明する。
図９は、第２の実施形態を説明するための図である。この第２の実施形態では、ＬＰＨ１３のように、複数の発光点を感光体ドラム１２の移動方向に垂直に並んでいる露光器にて、この複数並んでいる発光点を２つ以上のブロックに分け、それぞれのブロックが任意のタイミングで発光することによって、画像データの補正を可能にしている。尚、露光器として、本実施の形態ではＬＥＤを用いたＬＰＨ１３を用いているが、例えば、各種のＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）を用いた露光器等を採用することも可能である。
【００３７】
図９に示す第２の実施形態では、図２に示した第１の実施形態と同様に、感光体ドラム１２の速度を検出するためのセンサ１４、露光装置であるＬＰＨ１３、ＰＣ２からの画像データに画像処理を施す画像処理部５０、画像出力の制御を行なう画像出力制御部３０を備えている。この実施の形態では、センサ１４から画像出力制御部３０に対して同期信号が出力され、ＬＰＨ１３に対して画像処理部５０からの画像データが出力されると共に、画像出力制御部３０からは、各ブロック毎に用いられる発光信号であるストローブ信号（Ｓｔｂ）、データ記録のためのリード信号であるイネーブル信号（Ｅｎｂ）、ラッチ信号（Ｌａｔ）がＬＰＨ１３に対して出力される。画像出力制御部３０は、補正演算を行なう補正演算回路３１、補正演算に用いられるデータを記憶する補正用メモリ３２、および、ストローブ信号（Ｓｔｂ）、イネーブル信号（Ｅｎｂ）、ラッチ信号（Ｌａｔ）を生成してＬＰＨ１３に出力する信号生成回路３３を備えている。
【００３８】
図１０は、ＬＰＨ１３の構成を示した図である。ここでは、スタティック駆動方式のＬＰＨ１３が示されている。ＬＰＨ１３は、１ライン分の画像データを格納するシフトレジスタ７１、先入れ先出しによりデータ記録を行なうＦＩＦＯ７２、画像データをラッチするラッチ回路７３、ＡＮＤゲート７６およびバッファ７５を有するドライバ７４、複数のＬＥＤが一列に配置された複数のＬＥＤチップにより構成されるＬＥＤアレイ７７を備えている。ＬＥＤアレイ７７を構成するＬＥＤの数は、解像度に応じた画素（ドット）数の分、例えばＡ３サイズ（４２０ｍｍ×２９７ｍｍ）の短手方向を主走査方向として６００ｄｐｉで印刷する場合には、約７０２０個、設けられており、複数の発光点が感光体ドラム１２の回転方向に垂直に並ぶ構造を備えている。ドライバ７４は、ＬＥＤアレイ７７の各ＬＥＤを駆動している。より具体的には、画像出力制御部３０からストローブ信号（Ｓｔｂ）がドライバ７４に出力されると、各々のドライバ７４は、対応する画素データに応じた電流値の電流をＬＥＤアレイ７７の各ＬＥＤに供給する。これにより、各々のＬＥＤは、ドライバ７４から出力された電流の電流値に応じて発光する。
【００３９】
また、本実施の形態では、例えば図１０に示すような回路を用いて、ＬＰＨ１３を数ブロックに分け、各ブロックを構成するＬＥＤが任意のタイミングで発光できるように構成されている。この発光の制御にストローブ信号（Ｓｔｂ）が用いられ、各ブロックごとにストローブ信号（Ｓｔｂ）が設けられている。これによって、各ブロックごとに任意のタイミングで露光することができる。また、このとき、各ブロックごとに発光タイミングが変わることから、画像データ用のバッファ７５もブロックごとに持つ必要がある。そこで、本実施の形態では、画像出力制御部３０からのラッチ信号（Ｌａｔ）およびイネーブル信号（Ｅｎｂ）をこの制御に使用している。
【００４０】
図１１は、この第２の実施の形態における処理を説明するためのフローチャートである。まず、画像出力制御部３０は、センサ１４を用いて、感光体ドラム１２のフロント側とリア側における表面速度をそれぞれ測定する（ステップ１３１）。補正演算回路３１は、測定されたフロント側とリア側との速度に基づいて、画像データにおける各ブロックのタイミングを決定し、補正用メモリ３２に保存する（ステップ１３２）。画像出力制御部３０は、補正用メモリ３２に保存されたタイミングに基づき、信号生成回路３３からＬＰＨ１３に対してストローブ信号（Ｓｔｂ）、イネーブル信号（Ｅｎｂ）、およびラッチ信号（Ｌａｔ）を出力し、この補正用メモリ３２に保存されたタイミングによって、画像データにおける各ブロックを点灯させる（ステップ１３３）。これにより、各ブロックごとに個々のタイミングで画像を形成することによって、回転速度むらを補正することができる。
【００４１】
図１２は、図１１に示す処理に基づき、図１０に示したＬＰＨ１３の各ブロックに供給される信号のタイミングチャートを示した図である。ＬＳは水平同期信号を表しており、感光体ドラム１２が設計値どおりの回転をしている場合には、ＬＰＨ１３はＬＳ周期で感光体ドラム１２を露光する。図１２に示すように、ストローブ信号（Ｓｔｂ）では、Ｓｔｂ１の信号の周期より、Ｓｔｂ２およびＳｔｂ３の信号の周期のほうが長い。従って、図に示すように、Ｓｔｂ３に接続したブロックの画像データが、Ｓｔｂ１に接続したブロックの画像データよりも露光される周期がだんだん長くなる画像が露光される。即ち、感光体ドラム１２のＳｔｂ１側の速度が速いときに、このような方法で補正することができる。
【００４２】
図１３は、図１２に示すようなタイミングでＬＰＨ１３のＬＥＤアレイ７７における各ブロックを制御した場合の補正結果を説明するための図である。図中の１、２、３、…、９で示されているのは、１画素ピッチの画像の各行のデータを示している。実施の形態２による方法によれば、各ブロックごとに発光のタイミングを変えることができることから、１画素ピッチ以下の補正をすることができる。尚、分割するブロック数は、４分割や１０分割等を選択することが可能である。感光体ドラム１２のウォブルの補正として、実用上、４分割程度で問題はない。
【００４３】
以上、詳述したように、実施の形態１によれば、感光体ドラム１２の中心軸と回転軸とのずれ（ウォブル）によって発生する逐次変化するレジずれを、元の画像データを変形することにより補正することができる。また、実施の形態２によれば、感光体ドラム１２のウォブルなどによって発生する逐次変化するレジずれを、ＬＰＨ１３におけるＬＥＤの発光タイミングを変化させることにより補正することができる。これによって、例えば、各色のトナーを多重転写させてカラー画像を形成する際に、各色の感光体ドラム１２のレジずれによって生じる色ずれを補正することが可能となる。
【００４４】
尚、本実施の形態では、露光装置としてＬＰＨ１３を用いて説明したが、特に実施の形態１における画像データを変形することによる補正の方法によれば、レーザを用いたＲＯＳ（Ｒａｓｔｅｒ Ｏｕｔｐｕｔ Ｓｃａｎｎｅｒ）を用いた画像処理装置にも適用することができる。また、実施の形態２にて説明した、主走査方向の各ブロックの発光タイミングを逐次変化させて補正する方法によれば、前述のように、ＬＥＤを用いたＬＰＨ１３以外の、例えばＥＬなどを用いた画像処理装置にも適用することができる。更に、本実施の形態では、感光体ドラム１２のウォブルについて説明したが、ある周期性を有して変動が予測できるものや、リアルタイムに測定できるものであれば、本実施の形態にて説明した技術を用いて補正することが可能である。例えば、スキューやボウなども補正することができる対象に挙げられる。また、感光体ドラム１２以外に、中間転写体や転写ベルト等の画像保持体に対しても適用することが可能である。
【００４５】
【発明の効果】
このように、本発明によれば、画像保持体の変動により逐次変化する副走査方向のレジずれに対して、適切な補正を加えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態が適用される画像形成装置の全体構成を示した図である。
【図２】第１の実施形態における画像補正方法を実現するための構成を示したブロック図である。
【図３】（ａ），（ｂ）は、感光体ドラムの偏芯量と速度との関係を説明するための図である。
【図４】（ａ），（ｂ）は、両端で偏芯量が異なる感光体ドラムが回転する様子を説明するための図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、感光体ドラムの両端の速度差と、その速度差によって生じる変位差を説明するための図である。
【図６】（ａ），（ｂ）は、図５（ｃ）におけるａ〜ｂ点にかけて、実際に変換した画像を説明するための図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は、画像変換による補正方法を説明するための図である。
【図８】（ａ）〜（ｄ）は、画像変換による他の補正方法を説明するための図である。
【図９】第２の実施形態を説明するための図である。
【図１０】ＬＰＨの構成を示した図である。
【図１１】第２の実施の形態における処理を説明するためのフローチャートである。
【図１２】図１１に示す処理に基づき、図１０に示したＬＰＨの各ブロックに供給される信号のタイミングチャートを示した図である。
【図１３】図１２に示すようなタイミングでＬＰＨのＬＥＤアレイにおける各ブロックを制御した場合の補正結果を説明するための図である。
【図１４】（ａ），（ｂ）は、感光体の偏芯に伴う画像のずれを説明するための図である。
【図１５】仮想軸を用いて画像を変換する例を示した図である。
【図１６】（ａ），（ｂ）は、「仮想軸」を設けた際のダブりと抜けを説明するための図である。
【符号の説明】
１…本体、２…パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、３…画像読み取り装置（ＩＩＴ）、１０…画像プロセス系、１１…画像形成ユニット、１２…感光体ドラム、１３…ＬＥＤプリントヘッド（ＬＰＨ）、１４…センサ、２１…中間転写ベルト、３０…画像出力制御部、３１…補正演算回路、３２…補正用メモリ、３３…信号生成回路、５０…画像処理部（ＩＰＳ）、５１…画像バッファ用メモリ、７１…シフトレジスタ、７２…ＦＩＦＯ、７３…ラッチ回路、７４…ドライバ、７５…バッファ、７６…ＡＮＤゲート、７７…ＬＥＤアレイ

Claims (12)

1. 回動しながら画像を保持する画像保持体と、
   出力すべき画像データに基づいて前記画像保持体を露光する露光手段と、
   前記画像保持体の回動に伴い逐次変化する副走査方向のレジずれを、前記画像データを変換することにより補正する補正手段とを含む画像形成装置。
2. 前記補正手段は、元画像である前記画像データには存在しない空白となるデータを用いて当該画像データを変換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、前記画像保持体における複数箇所の速度を測定し、測定された速度の最も速い速度と補正する速度との差に基づいて前記画像データを変換することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 前記補正手段は、前記像担持体における複数箇所の速度を測定し、前記像担持体の回動角度ごとに、測定された速度の速い方の速度と他の速度との差に基づいて前記画像データを変換することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
5. 前記画像保持体の回動に伴い、周期的に変化する前記副走査方向のレジずれに関する情報を予め記憶する記憶手段を更に備え、
   前記補正手段は、前記記憶手段に記憶された前記情報を読み出して前記画像データを変換することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
6. 回動しながら画像を保持する画像保持体と、
   幾つかのブロックに分けられると共に、当該ブロックごとに個々のタイミングで前記画像保持体を露光可能な露光手段と、
   前記画像保持体の回動に伴い逐次変化する副走査方向のレジずれを、前記ブロックごとの露光タイミングを調整することにより補正する補正手段とを含む画像形成装置。
7. 前記露光手段は、ＬＥＤを多数配列してなるＬＥＤアレイを用いたＬＥＤプリントヘッドを含むことを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
8. 画像保持体の変動により発生し逐次変化する副走査方向のレジずれを補正するレジずれ補正方法であって、
   前記画像保持体のフロント側およびリア側における速度を測定し、
   測定された前記速度に基づいて各ラインの露光周期を設定し、
   元画像に対応する画素がない空白の画素を用いて前記レジずれを補正することを特徴とするレジずれ補正方法。
9. 測定した前記速度の最も速い速度を前記各ラインの露光周期に設定し、
   前記最も速い速度と補正する速度との差を補正するように画像変換を実行して前記レジずれを補正することを特徴とする請求項８記載のレジずれ補正方法。
10. 測定した前記速度の中から、補正単位となる画像保持体の角度別に速い方の速度を求め、
    前記速い方の速度を１ラインの露光周期に設定し、
    前記速い方の速度と他の速度との速度差を算出し、算出された速度差に基づいて画像変換を実行して前記レジずれを補正することを特徴とする請求項８記載のレジずれ補正方法。
11. 複数のブロックに分割され当該ブロックごとにタイミングを変えて画像保持体を露光する露光装置を用いて、当該画像保持体の変動により発生する副走査方向のレジずれを補正するレジずれ補正方法であって、
    前記画像保持体のフロント側およびリア側における速度を測定するステップと、
    測定された前記速度に基づいて前記露光装置の各ブロックにおける露光タイミングを決定するステップと、
    決定された前記露光タイミングによって前記露光装置による前記画像保持体の露光を実行するステップとを含むレジずれ補正方法。
12. 決定された前記露光タイミングによって、前記画像保持体のウォブルによる副走査方向のレジずれを補正することを特徴とする請求項１１記載のレジずれ補正方法。

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