JP2016018193A - 画像形成装置、制御方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】最適な位置ずれ補正を行う。【解決手段】本発明の一態様にかかる画像形成装置は、画像の位置ずれを検出するためのテストパターン画像を形成する形成手段と、テストパターン画像を検出する検出手段と、テストパターン画像の検出結果に基づいて位置ずれを補正するための補正量を算出する算出手段と、補正量に基づいて位置ずれを補正する補正手段と、を有し、補正手段は、補正量に応じて、画像形成動作を中断せずに実施可能な第１の補正手段による位置ずれ補正を行うか、画像形成動作を中断して実施可能な第２の補正手段による位置ずれ補正を行うかを決定する。【選択図】図１０

Description

本発明は、画像の位置ずれを補正する技術に関する。

複数色の画像形成部を備えた複写機、プリンタなどの画像形成装置は、複数色の画像形成部を用いて多色の印刷画像を形成している。しかし、画像形成動作中の温度変化などの要因により、画像形成部により形成される画像の位置ずれが生じ、画像品質が悪化してしまう場合がある。このため、画像の位置ずれを補正するために、例えば、位置ずれ検出用のテストパターン画像を感光体や転写ベルト上の印刷画像形成領域外に形成し、そのテストパターン画像を検出センサで読み取って位置ずれ補正量を算出し、その位置ずれ補正量を基に画像の位置ずれを補正するようにしている。

この種の位置ずれ補正制御は、例えば、電源投入時、印刷開始前、印刷中、印刷終了後などに実施している。また、連続したジョブがある場合は、印刷中であっても印刷を中断して画像の位置ずれ補正制御を行う場合もある。

しかし、印刷を中断して画像の位置ずれ補正制御を行うと、印刷中のダウンタイムが発生してしまうことになる。このため、例えば、印刷を行いながら、印刷画像の間にテストパターン画像を形成して画像の位置ずれ補正を行う方法がある。この方法は、印刷動作中に、印刷画像の間にテストパターン画像を形成し、そのテストパターン画像を検出センサで読み取って位置ずれ補正量を算出し、その位置ずれ補正量を基に画像の位置ずれを補正するようにしている。この方法は、印刷動作中に実施可能な位置ずれ補正の場合は、ダウンタイムが発生することはない。しかし、印刷動作を中断して実施可能な位置ずれ補正の場合は、ダウンタイムが発生することになる。このため、最適な位置ずれ補正を行い、ダウンタイムの発生を抑制する必要がある。なお、印刷動作を中断して実施可能な補正としては、例えば、画像を形成する際に使用するレンズやミラー等の光学要素の調整によって位置ずれを補正するメカスキュー補正があげられる。

本発明より先に出願された技術文献として、例えば、特許文献１（特開２００４−１９８９４６号公報）には、無端状の搬送ベルト上の記録紙間に色ずれ検出用パターン２７〜３０を形成し、その形成した色ずれ検出用パターン２７〜３０を光センサ６ａ，６ｂで検出し、検出結果に基づいて色ずれ補正を行う技術について開示されている。これにより、特許文献１では、ダウンタイムを生じることなく、高精度な色ずれ補正を実現することを可能にしている。

特許文献１には、ダウンタイムを生じることなく、高精度な色ずれ補正を実現する技術について開示されている。しかし、特許文献１は、印刷動作中に色ずれ補正をすることを前提としており、印刷動作を中断して実施可能な位置ずれ補正については何ら考慮されていない。

本発明の目的は、最適な位置ずれ補正を行うことである。

本発明の一態様にかかる画像形成装置は、
画像の位置ずれを検出するためのテストパターン画像を形成する形成手段と、
前記テストパターン画像を検出する検出手段と、
前記テストパターン画像の検出結果に基づいて位置ずれを補正するための補正量を算出する算出手段と、
前記補正量に基づいて位置ずれを補正する補正手段と、を有し、
前記補正手段は、前記補正量に応じて、画像形成動作を中断せずに実施可能な第１の補正手段による位置ずれ補正を行うか、画像形成動作を中断して実施可能な第２の補正手段による位置ずれ補正を行うかを決定する、ことを特徴とする。

本発明の一態様によれば、最適な位置ずれ補正を行うことができる。

本実施形態の画像形成装置の構成例を示す図である。 検出センサの構成例を示す図である。 検出センサの内部構成例と、検出センサで検出したデータの処理を司る機能構成例と、を示す図である。 位置ずれ検出用のテストパターン画像を示す図である。 位置ずれ検出用のテストパターン画像の検出結果に基づく位置ずれ量の算出方法例を示す図である。 色ずれ補正処理例を示す第１の図である。 色ずれ補正処理例を示す第２の図である。 エレキスキュー補正を示す図である。 メカスキュー補正を示す図である。 第１の実施形態の画像形成装置の処理動作例を示す図である。 第２の実施形態のエレキスキュー補正を示す図である。 第２の実施形態の画像形成装置の処理動作例を示す図である。

（本発明の一態様にかかる画像形成装置の実施形態の概要）
まず、図１、図３、図１０を参照しながら、本発明の一態様にかかる画像形成装置の実施形態の概要について説明する。図１、図３は、本発明の一態様にかかる画像形成装置の構成例を示す図である。図１０は、本発明の一態様にかかる画像形成装置の処理動作例を示す図である。

本発明の一態様にかかる画像形成装置は、形成手段、検出手段、算出手段、補正手段を有している。

形成手段は、画像の位置ずれを検出するためのテストパターン画像を形成する。形成手段は、図１に示す光学部１０１、画像形成部１０２が機能する。

検出手段は、テストパターン画像を検出する。検出手段は、図１に示す検出センサ５ａ〜５ｃが機能する。

算出手段は、テストパターン画像の検出結果に基づいて位置ずれを補正するための補正量を算出する。算出手段は、図３に示すＣＰＵ１が機能する。

補正手段は、補正量に基づいて位置ずれを補正する。補正手段は、図３に示すＣＰＵ１が機能する。

補正手段は、補正量に応じて、画像形成動作を中断せずに実施可能な第１の補正手段による位置ずれ補正を行うか、画像形成動作を中断して実施可能な第２の補正手段による位置ずれ補正を行うかを決定する。第１の補正手段は、例えば、画像処理によって画像形成位置を補正する手段である。また、第２の補正手段は、例えば、画像を形成する際に使用する光学要素の調整によって画像形成位置を補正する手段である。

本発明の一態様にかかる画像形成装置は、補正量に応じて、画像形成動作を中断せずに実施可能な第１の補正手段による位置ずれ補正を行うか、画像形成動作を中断して実施可能な第２の補正手段による位置ずれ補正を行うかを決定する。これにより、補正量に応じた最適な位置ずれ補正を行うことができる。その結果、ダウンタイムの発生を抑制することができる。以下、添付図面を参照しながら、本発明の一態様にかかる画像形成装置について詳細に説明する。

（第１の実施形態）
＜画像形成装置１００の構成例＞
まず、図１を参照しながら、本実施形態の画像形成装置１００の構成例について説明する。図１は、本実施形態の画像形成装置１００の構成例を示す図である。本実施形態の画像形成装置１００は、例えば、ファクシミリ装置、プリンタ、複写機、複合機などがあげられる。

本実施形態の画像形成装置１００は、光学部１０１、画像形成部１０２、転写部１０３で構成している。

光学部１０１は、半導体レーザ光源、ポリゴンミラーなどの光学要素を含んで構成する部分を意味する。画像形成部１０２は、感光体、帯電部、現像部などを含んで構成する部分を意味する。転写部１０３は、中間転写ベルトなどを含んで構成する部分を意味する。

レーザダイオード（ＬＤ）を含む半導体レーザ光源である複数の光源から放出された光ビームＢＭは、ポリゴンミラー１１０により偏向され、ｆθレンズを含む走査レンズ１１１ａ，１１１ｂに入射される。光ビームＢＭは、イエロー（Ｙ），ブラック（Ｋ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）の各色の画像に対応した数だけ放出され、それぞれの光ビームＢＭは、走査レンズ１１１ａ，１１１ｂを通過した後、反射ミラー１１２ｙ〜１１２ｃで反射される。

例えば、イエローの光ビームＹは、走査レンズ１１１ａを透過した後、反射ミラー１１２ｙで反射され、ＷＴＬレンズ１１３ｙへ入射される。ブラック，マゼンタ，シアンの各色の光ビームＫ，Ｍ，Ｃについても同様にＷＴＬレンズ１１３ｋ〜１１３ｃへ入射される。

ＷＴＬレンズ１１３ｙ〜１１３ｃは、入射された光ビームＹ〜Ｃを整形した後、反射ミラー１１４ｙ〜１１４ｃへと各光ビームＹ〜Ｃを偏向させる。各光ビームＹ〜Ｃは、さらに反射ミラー１１５ｙ〜１１５ｃで反射され、それぞれ露光のために使用される光ビームＹ〜Ｃとして感光体１２０ｙ〜１２０ｃへと像状照射される。感光体１２０ｙ〜１２０ｃへの光ビームＹ〜Ｃの照射は、複数の光学要素を使用して行われるため、感光体１２０ｙ〜１２０ｃに対する主走査方向および副走査方向においてタイミング同期が行われる。

本実施形態では、感光体１２０ｙ〜１２０ｃに対する主走査方向を、光ビームの走査方向として定義し、感光体１２０ｙ〜１２０ｃに対する副走査方向を、主走査方向に対して直交する方向、すなわち、感光体１２０ｙ〜１２０ｃの回転方向として定義する。

感光体１２０ｙ〜１２０ｃは、アルミニウムなどの導電性ドラム上に、少なくとも電荷発生層と電荷輸送層とを含む光導電層を備えている。光導電層は、それぞれ感光体１２０ｙ〜１２０ｃに対応して配設され、コロトロン、スコロトロン、または帯電ローラなどを含んで構成される帯電部１２２ｙ〜１２２ｃにより表面電荷が付与される。各帯電部１２２ｙ〜１２２ｃによって感光体１２０ｙ〜１２０ｃ上にそれぞれ付与された静電荷は、光ビームＹ〜Ｃによりそれぞれ像状露光され、各帯電部１２２ｙ〜１２２ｃの被走査面上に静電潜像が形成される。

感光体１２０ｙ〜１２０ｃの被走査面上にそれぞれ形成された静電潜像は、現像スリーブ，現像剤供給ローラ，規制ブレードなどを含む現像部１２１ｙ〜１２１ｃによりそれぞれ現像され、感光体１２０ｙ〜１２０ｃの被走査面上に現像剤像が形成される。

感光体１２０ｙ〜１２０ｃの被走査面上に担持された各現像剤像は、搬送ローラ１３１ａ〜１３１ｃにより矢示Ｄの方向に移動する中間転写ベルト１３０上に転写される。１３２ｙ〜１３２ｃは、感光体１２０ｙ〜１２０ｃに対する１次転写ローラである。

中間転写体である中間転写ベルト１３０は、感光体１２０ｙ〜１２０ｃの被走査面上からそれぞれ転写されたＹ，Ｋ，Ｍ，Ｃの現像剤像を担持した状態で２次転写部へと搬送される。これにより、中間転写ベルト１３０上には、Ｙ，Ｋ，Ｍ，Ｃの現像剤像で形成された多色現像剤像が担持される。

２次転写部は、２次転写ベルト１３３、搬送ローラ１３４ａ，１３４ｂを含んで構成される。２次転写ベルト１３３は、搬送ローラ１３４ａ，１３４ｂにより矢示Ｅの方向に搬送される。２次転写部には、給紙カセットなどの用紙収容部Ｔから上質紙，プラスチックシートなどの受像材である用紙Ｐが搬送ローラ１３５により供給される。

２次転写部は、２次転写バイアスを印加して、中間転写ベルト１３０上に担持された多色現像剤像を、２次転写ベルト１３３上に吸着保持された用紙Ｐに転写する。用紙Ｐは、２次転写ベルト１３３の搬送と共に定着装置１３６へと供給される。

定着装置１３６は、シリコーンゴム，フッ素ゴムなどを含む定着ローラなどの定着部材１３７を含んで構成し、用紙Ｐと多色現像剤像とを加圧加熱し、排紙ローラ１３８によって用紙Ｐを印刷物Ｐ'として画像形成装置１００の外部へと排出する。

多色現像剤像を転写した後の中間転写ベルト１３０は、クリーニングブレードを含むクリーニング部１３９によって転写残現像剤が除去された後、次の画像形成プロセスに移行する。また、搬送ローラ１３１ａの近傍には、３個の検出センサ５ａ〜５ｃが設けられている。検出センサ５ａ〜５ｃは、中間転写ベルト１３０上に形成されたテストパターン画像を検出するためのセンサである。テストパターン画像は、中間転写ベルト１３０上にカラー画像を形成する際の画像形成条件を補正するためのものであり、色ずれ検出用のテストパターン画像、濃度検出用のテストパターン画像などがあげられる。

検出センサ５ａ〜５ｃは、例えば、公知の反射型フォトセンサを含む反射型検出センサを用いて構成することができる。本実施形態の画像形成装置１００は、各検出センサ５ａ〜５ｃで検出した検出結果に基づいて、基準色に対する各色のスキュー（傾き），主走査レジストずれ量，副走査レジストずれ量，主走査倍率誤差を含む各種のずれ量を算出する。そして、そのずれ量に基づいて、画質調整にかかる各種の補正量を算出する。そして、その補正量に基づいて、中間転写ベルト１３０上にカラー画像を形成させる際の画像形成条件を補正し、画像調整時のテストパターン画像の生成にかかる各種の処理を実行する。

＜検出センサ５ａ〜５ｃの構成例＞
次に、図２を参照しながら、検出センサ５ａ〜５ｃの構成例について説明する。図２は、検出センサ５ａの構成例を示す図である。各検出センサ５ａ〜５ｃの構成は共通であるため、検出センサ５ａについて説明する。

検出センサ５ａは、１つの発光部１０ａ、２つの受光部１１ａ，１２ａ、集光レンズ１３ａを有している。発光部１０ａは、光を発光する発光素子であり、例えば、赤外光を発生する赤外光ＬＥＤがあげられる。受光部１１ａは、例えば、正反射型受光素子であり、受光部１２ａは、例えば、拡散反射型受光素子である。検出センサ５ａは、発光部１０ａから発せられた光Ｌ１が、集光レンズ１３ａを透過した後、中間転写ベルト１３０上に形成されたテストパターン画像に到達する。光の一部は、テストパターン画像形成領域やテストパターン画像形成領域のトナー層で正反射して正反射光Ｌ２になった後、集光レンズ１３ａを再透過して受光部１１ａに受光される。また、光の他の一部は、テストパターン画像形成領域やテストパターン画像形成領域のトナー層で拡散反射して拡散反射光Ｌ３となった後、集光レンズ１３ａを再透過して受光部１２ａに受光される。

本実施形態では、発光素子として、赤外光ＬＥＤに代えてレーザ発光素子等を用いることも可能である。また、本実施形態では、受光部１１ａ，１２ａとしては、何れもフォトトランジスタを用いているが、フォトダイオードや増幅回路等からなるものを用いてもよい。

＜画像形成装置１００の内部構成例＞
次に、図３を参照しながら、本実施形態の画像形成装置１００の内部構成例について説明する。図３は、本実施形態の画像形成装置１００の内部構成例を示す図である。図３には、検出センサ５ａ〜５ｃの内部構成例と、検出センサ５ａ〜５ｃで検出したデータの処理を司る機能構成例と、を示している。

画像形成装置１００の検出センサ５ａ〜５ｃは、発光部１０ａ〜１０ｃ、受光部１１ａ〜１１ｃ、１２ａ〜１２ｃを備えている。

画像形成装置１００の制御部は、検出センサ５ａ〜５ｃで検出したデータの処理にかかる機能部として、ＣＰＵ１、ＲＯＭ２、ＲＡＭ３、インプット・アウトプット（Ｉ／Ｏ）ポート４を備えている。また、発光量制御部１４ａ〜１４ｃ、増幅部１５ａ〜１５ｃ、フィルタ部１６ａ〜１６ｃ、アナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）変換部１７ａ〜１７ｃを備えている。また、ファーストイン・ファーストアウト（ＦＩＦＯ）メモリ部１８ａ〜１８ｃ、サンプリング制御部１９ａ〜１９ｃを備えている。

ＲＯＭ２には、画像形成装置１００を制御するための各種プログラムが格納されている。例えば、中間転写ベルト１３０にカラー画像を形成する際の画像形成条件を補正する補正処理を実行するためのプログラムが格納されている。また、中間転写ベルト１３０に形成されたテストパターン画像を形成する際の主走査方向の位置ずれ量を算出する位置ずれ量算出処理を実行するためのプログラムが格納されている。また、テストパターン画像補正処理を実行するためのプログラムが格納されている。

ＣＰＵ１は、受光部１１ａ〜１１ｃからの受光信号を適当なタイミングでモニタリングしている。そして、中間転写ベルト１３０や発光部１０ａ〜１０ｃの劣化等が発生しても確実に受光信号が検出できるように、発光量制御部１４ａ〜１４ｃによって発光量を制御し、受光部１１ａ〜１１ｃからの受光信号のレベルが常に一定になるようにしている。

ＣＰＵ１は、ＲＡＭ３を作業領域としてＲＯＭ２に格納されているプログラムを実行する。そして、テストパターン画像の検出時に、Ｉ／Ｏポート４を介して発光量制御部１４ａ〜１４ｃを制御し、検出センサ５ａ〜５ｃのそれぞれの発光部１０ａ〜１０ｃから所定の光量の光ビームをそれぞれ照射する。

検出センサ５ａの発光部１０ａから発せられた光ビームは、テストパターン画像に照射され、その反射光を検出センサ５ａの受光部１１ａ，１２ａがそれぞれ受光する。受光部１１ａ，１２ａは、それぞれ受光した光ビームの光量に応じたデータの信号を増幅部１５ａに送る。そのデータの信号について、増幅部１５ａによって増幅してフィルタ部１６ａに送り、フィルタ部１６ａによってライン検知の信号成分のみを通過させてＡ／Ｄ変換部１７ａに送る。Ａ／Ｄ変換部１７ａは、アナログデータからデジタルデータに変換する。そして、サンプリング制御部１９ａは、Ａ／Ｄ変換部１７ａで変換されたデジタルデータをサンプリングしてＦＩＦＯメモリ部１８ａに格納する。

検出センサ５ｂの受光部１１ｂ，１２ｂから得られたデータの信号についても、上記と同様にサンプリングしてＦＩＦＯメモリ部１８ｂに格納する。また、検出センサ５ｃの受光部１１ｃ，１２ｃから得られたデータの信号についても、上記と同様にサンプリングしてＦＩＦＯメモリ部１８ｃに格納する。

テストパターン画像の検出終了後、ＦＩＦＯメモリ部１８ａ〜１８ｃに格納されたデータをＩ／Ｏポート４を介して、データバスによりＣＰＵ１およびＲＡＭ３にロードされ、ＣＰＵ１は、所定の演算処理を行い、色ずれ補正量を求める。ＲＯＭ２には、上述した色ずれ補正量を演算するためのプログラムをはじめ、色ずれ補正処理や画像形成装置を制御するための各種プログラムが格納されている。

ＣＰＵ１は、テストパターン画像の検出結果から求めた補正量に基づき、書き込み開始タイミングの設定や画素クロック周波数の変更などを書込制御部６に対して行う。

書込制御部６は、出力周波数を非常に細かく設定できるデバイス、例えば、ＶＣＯ（Voltage Controlled Oscillator）を利用したクロックジェネレータなどを備えており、この出力を画素クロックとして用いている。書込制御部６は、画素クロックを基準に、コントローラ７から送られてくる画像データに応じて光源点灯制御部８を制御する。そして、光源点灯制御部８は、レーザダイオード（ＬＤ）の点灯を制御し、複数の光源から放出された光ビームＢＭにより感光体１２０ｙ〜１２０ｃの被走査面上に画像を書き込む。

＜位置ずれ検出用のテストパターン画像＞
次に、図４を参照しながら、位置ずれ検出用のテストパターン画像について説明する。図４は、位置ずれ検出用のテストパターン画像を示す図である。

図４は、位置ずれ検出用のテストパターン画像中のマークと、検出センサによるマークの検出信号の波形例と、を示している。

位置ずれ検出用のテストパターン画像は、正反射光用の位置合わせのための所定のパターンのマークの集合である。位置ずれ検出用のテストパターン画像は、図４（ｂ）に示すように、Ｙ，Ｋ，Ｍ，Ｃの各色の順に形成された横線パターンと斜め線パターンとを含んでいる。このようなマーク３０を副走査方向に８組並べたものを、各検出センサ５ａ〜５ｃに対応させて主走査方向に３列並べることで、位置ずれ検出用のテストパターン画像を構成する。横線パターンは、水平パターンともいう。また、斜め線パターンは、斜めパターンともいう。

横線パターンは、感光体１２０ｙ〜１２０ｃの主走査方向に対して横向きで所定幅と所定長を持った４本の横向きパターンである。斜め線パターンは、感光体１２０ｙ〜１２０ｃの主走査方向に対して所定の傾斜角（例えば、４５°）を持たせて所定幅と所定長を持った４本の斜め向きパターンである。

位置ずれ検出用のテストパターン画像は、感光体１２０ｙ〜１２０ｃにそれぞれＹ〜Ｃの色に対応する８組×３列分の横線パターンと斜め線パターンとを形成し、中間転写ベルト１３０上に転写する。これにより、図４（ｂ）に示すような配置で中間転写ベルト１３０上に形成される。

図４（ｂ）に示す一点鎖線３１ａ〜３１ｃは、それぞれ各検出センサ５ａ〜５ｃの中心部が中間転写ベルト１３０上の副走査方向に走査する軌跡を示している。

図４（ｂ）では、各検出センサ５ａ〜５ｃの中心部が位置ずれ検出用のテストパターン画像の中心部を通過している理想の軌跡の例を示している。なお、図４には、中間転写ベルト１３０上に、中間転写ベルト１３０の搬送方向の先頭からＹ，Ｋ，Ｍ，Ｃの順に並ぶように各横線パターンと各斜め線パターンとを形成した例を示した。しかし、各横線パターンと各斜め線パターンとのそれぞれの色の並びは他の並びにしても良い。

図４の場合は、中間転写ベルト１３０上に形成された位置ずれ検出用のテストパターン画像の３列のマーク列を、それぞれ主走査方向に並べられた検出センサ５ａ〜５ｃによって検出する。

図４（ａ）に示す波形１４０は、検出センサ５ａが図４（ｂ）に示した位置ずれ検出用のテストパターン画像のマーク３０を検出した場合の波形例を示している。なお、他の検出センサ５ｂ，５ｃについても同様の波形が得られることになる。

検出センサ５ａ〜５ｃは、横線パターンと斜め線パターン以外の部分では中間転写ベルト１３０の部分を検出する。このため、例えば、中間転写ベルト１３０が白色の場合は、その検出レベルを基準レベルとすると、色付きの横線パターンと斜め線パターンとの箇所では検出レベルが低下する。

図４（ａ）の破線１４１で示すスレッシュホールド電圧レベル（電圧値）は、横線パターンまたは斜め線パターンと検出するための閾値である。スレッシュホールド電圧レベル（電圧値）は、中間転写ベルト１３０の汚れなどで検出レベルが低下した場合でも、このスレッシュホールド電圧値を超えてレベル低下がみられた箇所を横線パターンまたは斜め線パターンと検出する値に設定する。

検出センサ５ａ〜５ｃによって位置ずれ検出用のテストパターン画像の８組分の各横線パターンと各斜め線パターンとの位置を検出する。そして、その検出結果に基づいて基準色（例えば、ブラック：Ｋ）に対する他の色（イエロー：Ｙ，シアン：Ｃ，マゼンタ：Ｍ）のスキュー，主走査レジストずれ量，副走査レジストずれ量，主走査倍率誤差を計測する。この計測値に基づいて、検出センサ５ａ〜５ｃの中心位置と位置ずれ検出用のテストパターン画像の中心位置とのずれ量を求め、次回の位置ずれ検出用のテストパターン画像の形成時に参照する位置ずれ量としてＲＡＭ３等に記憶する。また、スキュー，主走査レジストずれ量，副走査レジストずれ量，主走査倍率誤差の各種のずれ量の補正値を求めることができる。

さらに、検出センサ５ａ〜５ｃによって３列分のマーク列を検出し、その各検出結果の平均値を算出すれば、その算出結果からスキュー，副走査レジストずれ，主走査レジストずれ，主走査倍率誤差のずれ量を求めることができる。これにより、各色のずれ量を精度良く求め、そのずれ量を補正することによって各色のずれが極めて少ない高画質の画像を形成することができる。

中間転写ベルト１３０上に形成された位置ずれ検出用のテストパターン画像の検出が終わると、その位置ずれ検出用のテストパターン画像は、図１に示すクリーニング部１３９によって除去されることになる。

＜位置ずれ量の算出方法例＞
次に、図５を参照しながら、図４に示す位置ずれ検出用のテストパターン画像を検出したときの各種の位置ずれ量の具体的な算出方法例について説明する。図５は、図４に示す位置ずれ検出用のテストパターン画像の検出結果に基づく位置ずれ量の算出方法例を示す図であり、位置ずれ検出用のテストパターン画像の１組のマーク３０を示している。本実施形態では、検出センサ５ａによって位置ずれ検出用のテストパターン画像のマーク列を検出した場合について説明する。但し、他の検出センサ５ｂ，５ｃについても同様である。

検出センサ５ａは、位置ずれ検出用のテストパターン画像の横線パターンおよび斜め線パターンを、予め決められた一定のサンプリング時間間隔で検出し、検出結果を、図３に示すＣＰＵ１へ通知する。

ＣＰＵ１は、検出センサ５ａから横線パターンおよび斜め線パターンの検出の通知を次々と受け取ると、各検出の通知の間隔と上記のサンプリング時間間隔とに基づいて各横線パターン間、各横線パターンとそれぞれ対応する斜め線パターンとの間の距離を算出する。このようにして、１組のマーク３０中の同じ色の各横線パターン間と各横線パターンとそれぞれ対応する斜め線パターンとの間の長さを求め、その求めた各々の長さを比較することによって各種の位置ずれ量を算出することができる。

例えば、副走査レジストずれ量（副走査方向の色ずれ量）の算出では、横線パターンを使用し、基準色（Ｋ）との対象色のＹ，Ｍ，Ｃの各パターンとの間隔値（ｙ１，ｍ１，ｃ１）を算出する。そして、ＲＯＭ２等に予め記憶させておいた理想の間隔値（ｙ０，ｍ０，ｃ０）と比較し、間隔値ｙ１−理想の間隔値ｙ０，間隔値ｍ１−理想の間隔値ｍ０，間隔値ｃ１−理想の間隔値ｃ０から基準色（Ｋ）に対するＹ，Ｍ，Ｃの各色の位置ずれ量を算出する。

また、主走査レジストずれ量（主走査方向の色ずれ量）の算出では、まず、Ｋ〜Ｃの各色の横線パターンと斜め線パターンとの間隔値（ｙ２，ｋ２，ｍ２，ｃ２）を算出する。そして、その算出した間隔値を用いて、基準色（Ｋ）の間隔値と非基準色の間隔値との差分値を算出する。その差分値が主走査方向の位置ずれ量に相当する。これは、斜め線パターンを、主走査方向に対して所定の角度だけ傾斜させているため、主走査方向にずれを生じている場合、横線パターンとの間隔が他の色についての間隔よりも広がったり狭まったりするためである。すなわち、ブラックとイエロー，ブラックとマゼンタ，ブラックとシアンの主走査方向の位置ずれ量は、間隔値ｋ２−間隔値ｙ２，間隔値ｋ２−間隔値ｍ２，間隔値ｋ２−間隔値ｃ２で求められる。

本実施形態では、上記の方法で副走査方向および主走査方向のレジストずれ量を取得することができる。

本実施形態では、さらに、各検出センサ５ａ〜５ｃの異なるもの同士の検出結果に基づいてスキューと主走査倍率誤差についても求めることができる。

スキュー成分の算出では、例えば、検出センサ５ａ、５ｃでそれぞれ検出される副走査レジストずれ量の差分を算出することで取得することができる。

また、倍率誤差偏差の算出では、検出センサ５ａ、５ｂ、また、検出センサ５ｂ、５ｃのそれぞれの主走査レジストずれ量の差分を算出することで取得することができる。

本実施形態の画像形成装置１００は、上記の方法で取得した各種の位置ずれ量に基づいて、中間転写ベルト１３０上にカラー画像を形成させる際の画像形成条件を補正する補正処理を実行する。

補正処理としては、例えば、位置ずれ量がほぼ一致するように感光体１２０ｙ〜１２０ｃに対する各色に対応した光ビームＹ〜Ｃの発光タイミングを調整する。また、光ビームの反射ミラー１１２ｙ〜１１２ｃの傾きを調整する。その傾きの調整には、ステッピングモータを駆動させて行う。また、画像データを変更することによって位置ずれ量を補正する。

＜色ずれ補正処理例＞
次に、図６、図７を参照しながら色ずれ補正処理例について説明する。図６、図７は、中間転写ベルト１３０上に位置ずれ検出用のテストパターン画像を形成して検出センサ５ａ〜５ｃで検出する場合を示す図である。

図６は、中間転写ベルト１３０上に位置ずれ検出用のテストパターン画像としてマーク３０を８組×３列形成し、３つの検出センサ５ａ〜５ｃで検出する場合を示している。図６に示すように、検出センサ５ｂに対応する位置にもマーク３０を形成する場合は、マーク３０を形成すべき領域が、用紙Ｐに転写するための画像を形成する領域である印刷画像形成領域と重なる。その結果、画像形成と並行にマーク３０の検出およびそれに続く補正を行うことができない。したがって、図６に示すようなテストパターン画像を用いて色ずれ補正処理を実施する場合は、ダウンタイムが発生することになる。ダウンタイムを発生させずに色ずれ補正処理を行うためには、図７に示すように、印刷画像形成領域の間にテストパターン画像を形成して色ずれ補正処理を行う必要がある。

図７では、４色のトナーパターンからなる主走査用色ずれ補正パターンと副走査用色ずれ補正パターンとを複数並べることで１組の位置ずれ検出用のテストパターン画像５１を形成している。そして、複数の組のパターンの検出結果から色ずれ補正量を算出する。

本実施形態の画像形成装置１００は、図７に示すように、印刷画像形成領域の間にテストパターン画像５１を形成して色ずれ補正処理を行う。これにより、ダウンタイムを発生させることなく色ずれ量を検出することができる。また、検出した色ずれの補正も、印刷を中断することなく実施できればダウンタイムを発生させないようにすることができる。

色ずれ補正の反映は、例えば、レジストずれであれば、画像形成のタイミングを調整することで補正できるため、印刷画像形成領域間のタイミングで補正量を反映することができる。しかし、スキューずれが生じた場合は、印刷を中断せずに補正量を反映することができない場合がある。

スキューずれを補正する手段としては、画像処理によって補正を行うエレキスキュー補正と、レンズやミラー等の光学要素をモータ等によって動かすことで補正を行うメカスキュー補正と、がある。図８は、エレキスキュー補正例を示し、図９は、メカスキュー補正例を示している。

図８（ａ）に示す１列目のような未加工の画像データを印字すると、感光体の像面上や最終的に出力される用紙上において図８（ｂ）に示す２列目のように副走査方向に対してトナー像に曲がりや傾きが生じることになる。これは、光源から射出されたビームを透過、反射させるレンズやミラーなどの光学要素の特性や、組立工程で発生する装置の傾きなどにより発生するものである。本実施形態の画像形成装置１００のように、複数色のトナー像を重ねて画像を形成する場合は、この曲がりや傾きによって色間で色ずれが生じ、画像品質が損なわれてしまうことになる。そこで、図８（ｃ）に示す３列目のように画像データを副走査方向にシフトさせ、その画像データを用いて印字することで曲がりや傾きを補正する技術がある。画像データをシフトする方向は傾きが生じている方向と逆の方向とする。例えば、図８（ｂ）に示すシフトなし像面画像は、領域１から領域３に向かって右上がりの傾きがあり、領域３から領域４に向かって右下がりの傾きがある。よって、画像データは、領域１から領域３に向かっては下側に、領域３に対して領域４は上側にシフトさせる。このとき、シフトさせる量は画像データの副走査方向の最小単位、すなわち、ビームの露光が可能な最小単位である１ラインごとである。これにより、光学要素などに曲がりや傾きが生じても、図８（ｄ）に示す４列目のように、感光体の像面や用紙上では副走査方向に曲がりや傾きのないトナー像を形成することができる。通常、画像データが格納されたメモリからの画像データの読み出しは、１ラインごとに行う。しかし、曲がり、傾き補正のための画像データのシフトを行う際は、主走査方向に分割した領域ごとにメモリから読み出す画像のラインを変えることによって、副走査方向に画像がシフトしたようなデータを出力することになる。エレキスキュー補正は、上記のように画像処理によって調整するため、色ずれ補正制御結果の反映は、印刷画像形成領域の間でも十分に行うことができ、印刷を中断する必要はない。

本実施形態の画像形成装置１００は、図８に示すようなエレキスキュー補正を行い、画像データを副走査方向にシフトすることで、印刷動作中に、印字画像の曲がりや傾きを補正することができる。

図９は、図１に示す光学部１０１についてある１色分の構成のみを示している。図９に示す光学部１０１は、光源１５１、カップリングレンズ１５２、アパーチャ１５３、シリンドリカルレンズ１５４、ポリゴンミラー１１０、走査レンズ１１１、反射ミラー１１２、同期ミラー１５５、同期レンズ１５６、同期センサ１５７を有している。なお、図９では反射ミラーの枚数を省略しているため、図１とは異なっている。メカスキュー補正では、走査レンズ１１１、または、反射ミラー１１２の傾きをモータによって調整することで行う。走査レンズ１１１や反射ミラー１１２の片側端部、または、中央部を固定し、そこを支点として、固定していない端部に調整機構を設け、モータによってその調整機構を作動させることで、走査レンズ１１１や反射ミラー１１２の傾きを調整することができる。傾きの調整量は、ステッピングモータのパルス数によって決まり、色ずれ検出の結果から必要となる補正量を算出し、その補正量をパルス数に変換した後に制御部によって所定の数のパルス信号がモータへ送られる。メカスキュー補正にはモータの動作時間分の待ち時間が必要であり、印刷画像形成領域の間の時間では不十分な場合が多い。そのため、メカスキュー補正を行う場合には印刷を中断しなければならず、ダウンタイムが発生してしまう場合がある。

本実施形態の画像形成装置１００は、中間転写ベルト１３０上に形成したテストパターン画像を検出センサ５ａ〜５ｃで検出し、その検出結果に基づいて位置ずれを補正するための補正量を算出する。そして、補正量に応じて、印刷動作を中断せずに実施可能な第１の補正手段であるエレキスキュー補正による位置ずれ補正を行うか、印刷動作を中断して実施可能な第２の補正手段であるメカスキュー補正による位置ずれ補正を行うかを決定することにしている。これにより、本実施形態の画像形成装置１００は、補正量に応じた最適な位置ずれ補正を行うことができる。

＜本実施形態の画像形成装置１００の処理動作例＞
次に、図１０を参照しながら、本実施形態の画像形成装置１００の処理動作例について説明する。

まず、印刷動作中に色ずれ補正制御の実行要求があった場合は、中間転写ベルト１３０上の印刷画像形成領域の間に画像の位置ずれを検出するためのテストパターン画像を形成する（ステップＳ１）。

次に、テストパターン画像を検出センサ５ａ〜５ｃで検出し（ステップＳ２）、その検出結果に基づいて色ずれ補正値を算出する（ステップＳ３）。

次に、補正値がエレキスキュー補正の制限値以下である場合は（ステップＳ４／Ｙｅｓ）、補正対象ページでエレキスキュー補正を実施する（ステップＳ５）。これにより、補正値がエレキスキュー補正によって補正可能な量であった場合は、印刷動作を中断することなく、補正対象ページの直前でエレキスキュー補正を行うことができる。

また、補正値がエレキスキュー補正の制限値以下でない場合は（ステップＳ４／Ｎｏ）、印刷動作を中断し（ステップＳ６）、メカスキュー補正を実施する（ステップＳ７）。これにより、補正値がエレキスキュー補正によって補正可能な量を超えていた場合は、印刷動作を中断し、メカスキュー補正を行うことができる。

＜本実施形態の画像形成装置１００の作用・効果＞
本実施形態の画像形成装置１００は、画像の位置ずれを検出するためのテストパターン画像を形成し（ステップＳ１）、そのテストパターン画像を検出する（ステップＳ２）。そして、テストパターン画像の検出結果に基づいて色ずれを補正するための補正値を算出する（ステップＳ３）。そして、その算出した補正値が、印刷動作を中断せずに実施可能なエレキスキュー補正で補正可能な制限値以下の場合は（ステップＳ４／Ｙｅｓ）、エレキスキュー補正による色ずれ補正を行う（ステップＳ５）。また、補正値が、エレキスキュー補正で補正可能な制限値を超えている場合は（ステップＳ４／Ｎｏ）、印刷動作を中断して実施可能なエレキスキュー補正による色ずれ補正を行う（ステップＳ６，７）。これにより、補正値に応じた最適な位置ずれ補正を行うことができる。

エレキスキュー補正で補正可能な量の色ずれであれば、印刷動作を中断することなくスキュー補正を行えるため、ダウンタイムの発生を抑えることができる。一方、エレキスキュー補正で補正可能な量を超えてしまった場合でも、メカスキュー補正を実施することによって、画像品質を保つことができる。メカスキュー補正を行った場合は、ダウンタイムが発生してしまうことになる。しかし、本実施形態の画像形成装置１００は、ずれ量が大きくエレキスキュー補正では補正しきれないときのみメカスキュー補正を実行するため、メカスキュー補正を毎回行う場合に比べて全体的なダウンタイムを低減することができる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。

第１の実施形態は、エレキスキュー補正で補正可能な量の色ずれであれば、印刷動作を中断することなくエレキスキュー補正を行い、全体的なダウンタイムを低減することができる。しかし、エレキスキュー補正で補正可能な量を超えてしまった場合は、メカスキュー補正が必要となり、ダウンタイムが発生してしまうことになる。

第２の実施形態は、エレキスキュー補正の補正範囲を広げ、メカスキュー補正を行う頻度を低減することにしている。これにより、第１の実施形態よりもダウンタイムを低減することができる。以下、図１１、図１２を参照しながら、本実施形態の画像形成装置について説明する。

＜エレキスキュー補正例＞
まず、図１１を参照しながら、本実施形態のエレキスキュー補正例について説明する。図１１は、本実施形態のエレキスキュー補正例を示している。画像を形成する色として、基準色としてブラック（Ｋ）を、基準色に合わせる対象色としてマゼンタ（Ｍ）を例に説明する。

図１１（ａ）は、既にＭの画像処理を行い、第１の実施形態と同じようなエレキスキュー補正を実施して制限値に達した状態であるとする。第１の実施形態においては、基準色に対する色ずれを補正するために、基準色の傾きは補正せずに、対象色のみのスキュー補正を行うことにしている。このため、図１１（ａ）に示すように、対象色がエレキスキュー補正の制限値に達した場合は、メカスキュー補正によって対象色の傾きを調整する必要がある。

本実施形態では、対象色がエレキスキュー補正の制限値に達した場合は、図１１（ｂ）に示すように、基準色においてエレキスキュー補正を行うことによって、基準色と対象色との両方の色ずれを補正する。この方法を用いることで、エレキスキュー補正による補正範囲が２倍となり、メカスキュー補正を行う頻度を低減することができる。

＜本実施形態の画像形成装置１００の処理動作例＞
次に、図１２を参照しながら、本実施形態の画像形成装置１００の処理動作例について説明する。図１２は、本実施形態の画像形成装置１００の処理動作例を示す図である。

まず、印刷動作中に色ずれ補正制御の実行要求があった場合は、中間転写ベルト１３０上の印刷画像形成領域の間に画像の位置ずれを検出するためのテストパターン画像を形成する（ステップＳ１１）。

次に、テストパターン画像を検出センサ５ａ〜５ｃで検出し（ステップＳ１２）、その検出結果に基づいて色ずれ補正値を算出する（ステップＳ１３）。

次に、補正値がエレキスキュー補正の第１の制限値以下である場合は（ステップＳ１４／Ｙｅｓ）、補正対象ページで対象色のエレキスキュー補正を実施する（ステップＳ１５）。第１の制限値は、基準色に対して色合わせを行う対象色のエレキスキュー補正による補正可能な量である。これにより、補正値が対象色のエレキスキュー補正によって補正可能な量であった場合は、印刷動作を中断することなく、補正対象ページの直前で対象色のエレキスキュー補正を行うことができる。

また、補正値がエレキスキュー補正の第１の制限値以下でない場合は（ステップＳ１４／Ｎｏ）、補正値がエレキスキュー補正の第２の制限値以下であるか判定する（ステップＳ１６）。第２の制限値は、対象色のエレキスキュー補正によって補正可能な量と、基準色のエレキスキュー補正によって補正可能な量と、を加算した値である。そして、補正値がエレキスキュー補正の第２の制限値以下である場合は（ステップＳ１６／Ｙｅｓ）、補正対象ページで対象色と基準色との両方のエレキスキュー補正を実施する（ステップＳ１７）。これにより、補正値が対象色と基準色との両方のエレキスキュー補正によって補正可能な量であった場合は、印刷動作を中断することなく、補正対象ページの直前で対象色と基準色との両方のエレキスキュー補正を行うことができる。

また、補正値がエレキスキュー補正の第２の制限値以下でない場合は（ステップＳ１６／Ｎｏ）、印刷動作を中断し（ステップＳ１８）、メカスキュー補正を実施する（ステップＳ１９）。これにより、補正値がエレキスキュー補正によって補正可能な量を超えていた場合は、印刷動作を中断し、メカスキュー補正を行うことができる。

＜本実施形態の画像形成装置１００の作用・効果＞
本実施形態の画像形成装置１００は、補正値が、印刷動作を中断せずに実施可能なエレキスキュー補正で補正可能な第１の制限値以下の場合は（ステップＳ１４／Ｙｅｓ）、補正対象色のエレキスキュー補正を行う（ステップＳ１５）。また、補正値が、エレキスキュー補正で補正可能な第１の制限値を超えており、第２の制限値以下の場合は（ステップＳ１６／Ｙｅｓ）、補正対象色と基準色との両方のエレキスキュー補正を行う（ステップＳ１７）。また、補正値が、エレキスキュー補正で補正可能な第２の制限値を超えている場合は（ステップＳ１６／Ｎｏ）、印刷動作を中断して実施可能なエレキスキュー補正を行う（ステップＳ１８,１９）。これにより、エレキスキュー補正の補正範囲を広げ、メカスキュー補正を行う頻度を低減することができる。

なお、上述する実施形態は、本発明の好適な実施形態であり、上記実施形態のみに本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更を施した形態での実施が可能である。

例えば、エレキスキュー補正を行うためには多くのメモリ容量が必要であり、エレキスキュー補正で実行可能な範囲は、画像形成装置に搭載されるメモリの空き容量によって制限されてしまう場合がある。この場合は、画像形成装置に搭載されるメモリの空き容量でエレキスキュー補正が実行可能な範囲の場合は、エレキスキュー補正を行い、空き容量でエレキスキュー補正が実行不可能な範囲の場合は、メカスキュー補正を行うようにすることが好ましい。これにより、画像形成装置に搭載されるメモリの空き容量に応じて最適な位置ずれ補正を行うことができる。

また、上記実施形態では、印刷動作を中断してメカスキュー補正を行うことにしている。しかし、印刷画像形成領域の間隔を広げてメカスキュー補正を行うようにすることも可能である。

また、上述した本実施形態の画像形成装置１００を構成する各部の制御動作は、ハードウェア、または、ソフトウェア、あるいは、両者の複合構成を用いて実行することも可能である。

なお、ソフトウェアを用いて処理を実行する場合には、処理シーケンスを記録したプログラムを、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータ内のメモリにインストールして実行させることが可能である。あるいは、各種処理が実行可能な汎用コンピュータ内のメモリにインストールして実行させることが可能である。

例えば、プログラムは、記録媒体としてのハードディスクやＲＯＭ（Read Only Memory）に予め記録しておくことが可能である。あるいは、プログラムは、リムーバブル記録媒体に一時的、あるいは、永続的に記録しておくことが可能である。このようなリムーバブル記録媒体は、いわゆるパッケージソフトウエアとして提供することが可能である。リムーバブル記録媒体は、磁気ディスク、半導体メモリなどの各種記録媒体があげられる。

なお、プログラムは、上述したようなリムーバブル記録媒体からコンピュータにインストールすることになる。また、ダウンロードサイトからコンピュータに無線転送することになる。また、ネットワークを介してコンピュータに有線で転送することになる。

プログラムの形態としては、クラウド等によるネット上のサーバからの利用もありえる。一部のプログラムのみをコンピュータに転送して利用する形態もありえる。

また、上記実施形態の画像形成装置１００を構成する各部は、上記実施形態で説明した処理動作に従って時系列的に処理を実行するだけに限定するものでない。例えば、処理を実行する装置の処理能力、あるいは、必要に応じて並列的にあるいは個別に処理を実行するように構築することも可能である。

１ ＣＰＵ
２ ＲＯＭ
３ ＲＡＭ
４ Ｉ／Ｏポート
５ａ、５ｂ、５ｃ 検出センサ
６ 書込制御部
７ コントローラ
８ 光源点灯制御部
１００ 画像形成装置
１０１ 光学部
１０２ 画像形成部
１０３ 転写部

特開２００４−１９８９４６号公報

Claims (6)

1. 画像の位置ずれを検出するためのテストパターン画像を形成する形成手段と、
   前記テストパターン画像を検出する検出手段と、
   前記テストパターン画像の検出結果に基づいて位置ずれを補正するための補正量を算出する算出手段と、
   前記補正量に基づいて位置ずれを補正する補正手段と、を有し、
   前記補正手段は、前記補正量に応じて、画像形成動作を中断せずに実施可能な第１の補正手段による位置ずれ補正を行うか、画像形成動作を中断して実施可能な第２の補正手段による位置ずれ補正を行うかを決定する、ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記補正手段は、前記補正量が前記第１の補正手段で補正可能な制限値以下の場合は、前記第１の補正手段による位置ずれ補正を行い、前記補正量が前記制限値を超えている場合は、前記第２の補正手段による位置ずれ補正を行う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、前記補正量が前記第１の補正手段で補正可能な第１の制限値以下の場合は、位置ずれ補正対象色において前記第１の補正手段による位置ずれ補正を行い、前記補正量が前記第１の補正手段で補正可能な第１の制限値を超えているが第２の制限値以下の場合は、位置ずれ補正対象色と基準色との両方において前記第１の補正手段による位置ずれ補正を行い、前記補正量が前記第２の制限値を超えている場合は、前記第２の補正手段による位置ずれ補正を行うことを特徴とする請求項１または請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記第１の補正手段は、画像処理によって画像形成位置を補正する手段であり、
   前記第２の補正手段は、画像を形成する際に使用する光学要素の調整によって画像形成位置を補正する手段であることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の画像形成装置。
5. 画像形成装置で行う制御方法であって、
   画像の位置ずれを検出するためのテストパターン画像を形成する形成工程と、
   前記テストパターン画像を検出する検出工程と、
   前記テストパターン画像の検出結果に基づいて位置ずれを補正するための補正量を算出する算出工程と、
   前記補正量に基づいて位置ずれを補正する補正工程と、を有し、
   前記補正工程は、前記補正量に応じて、画像形成動作を中断せずに実施可能な第１の補正手段による位置ずれ補正を行うか、画像形成動作を中断して実施する第２の補正手段による位置ずれ補正を行うかを決定する、ことを特徴とする制御方法。
6. 画像の位置ずれを検出するためのテストパターン画像を形成する形成処理と、
   前記テストパターン画像を検出する検出処理と、
   前記テストパターン画像の検出結果に基づいて位置ずれを補正するための補正量を算出する算出処理と、
   前記補正量に基づいて位置ずれを補正する補正処理と、をコンピュータに実行させ、
   前記補正処理は、前記補正量に応じて、画像形成動作を中断せずに実施可能な第１の補正手段による位置ずれ補正を行うか、画像形成動作を中断して実施する第２の補正手段による位置ずれ補正を行うかを決定する、ことを特徴とするプログラム。