JP3780076B2

JP3780076B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP3780076B2
Application number: JP23676097A
Authority: JP
Inventors: 達也伊藤
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1997-09-02
Filing date: 1997-09-02
Publication date: 2006-05-31
Anticipated expiration: 2017-09-02
Also published as: JPH1184803A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の感光体を備え、各感光体上に形成された画像を同一の記録媒体上に順次重ね合わせることにより、複数色の画像を形成するタンデム型の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、この種の画像形成装置では、重ね合わせにより形成される複数色の画像間における色ずれ（レジストレーションずれ）を少なくすることが、画質を向上させる上で重要である。
【０００３】
このようなレジストレーションずれを少なくする手法として、例えば、特開平４−１３１８７２号公報に示されるように、各印刷ステーションに配設された各感光体毎に所定のラインパターン像を形成して転写ベルト上に転写させた後、各々のラインパターン像を主走査方向の２個所に設置した２つの検出器により光学的に検出することで、その検出値に基づきレジストレーションずれを検出してその補正を行なうようにしたものがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特開平４−１３１８７２号公報方式について検討する。実際に主走査方向にラインを描いたラインパターン像は、理想的な場合には、図１１（ａ）中にＣで示すように副走査方向に偏差のない１直線な画像となる。しかし、実際は、Ａ，Ｂ，Ｄ又はＥに示すように副走査方向に湾曲したラインを描く。これは、一般に“走査線曲がり”と称される。このような走査線曲がりは、走査光学系の光学要素の配置誤差等により生ずるものであるが、特開平４−１３１８７２号公報方式では走査線（ラインパターン像）の形状をＣのような直線として捉えているので、走査線曲がりを有する状態でのレジストレーション補正は考慮されていない。即ち、走査線曲がりの湾曲量ｄＣ（図１１（ｂ）参照）は、光学系の仕様により数μｍ〜数十μｍとなるが、特開平４−１３１８７２号公報方式では両端の２点でラインパターン像の検出を行ない、ラインパターン像は直線として近似されるので、この湾曲量ｄＣを考慮することはできない。
【０００５】
ここに、走査線曲がりが生ずる方向は、一定の方向とは決まっていない。感光体毎（印刷ステーション毎）に各走査線曲がりの方向が副走査方向に対して同じ方向であれば、特開平４−１３１８７２号公報方式であってもそれ程問題にはならないが、走査線曲がりの方向の異なる感光体の走査線間ではレジストレーションずれ（色ずれ）が大きくなってしまう。
【０００６】
この点について、図１２を参照して説明する。図１２（ａ）は主走査方向２個所の検出器により検出された結果から、ラインパターン像の形状を予測して傾きを補正し、書き込みのタイミングが未補正の状態の２つの印刷ステーション＃１，＃２の走査ラインを１点鎖線で示す。書き込みタイミングが未補正のため、副走査方向にｄＣ０だけレジストレーションずれを生じているが、ｄＣ０分だけ書き込みタイミングを補正することにより、図１２（ｂ）に示すように２つの１点鎖線を一致させることができる。しかし、これは走査ラインを直線として仮定した結果に過ぎず、実際の走査ラインが図１２（ａ）中に実線で示すように異なる方向に湾曲していた場合には、レジストレーション補正後であっても各々の湾曲量ｄＣ１，ｄＣ２分が加算されて最大ｄＣ３（＝ｄＣ１＋ｄＣ２）ものレジストレーションずれを生じてしまう。
【０００７】
そこで、本発明は、走査線曲がりをも考慮したレジストレーション補正を行なうことでレジストレーションずれによる色ずれを極力少なくし得る画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、複数の感光体と、各感光体表面を帯電する帯電器と、各感光体毎に設けられたレーザ光源と、これらのレーザ光源から出射されたレーザ光を主走査方向に偏向する偏向器と、偏向器により偏向された各レーザ光を対応する前記感光体上に結像する結像光学系と、各感光体毎に異なる色の現像材料を用いて感光体上の潜像を顕像化する現像装置と、各感光体上に形成された顕像をこれらの感光体を順次通る被転写体上に順次転写する転写器とを備えた画像形成装置において、各感光体上に所定のラインパターン像の顕像を形成させるラインパターン像作像手段と、各感光体上から転写された前記被転写体上の各ラインパターン像の副走査方向の位置を主走査方向の３個所以上の検出点で検出する検出手段と、前記検出手段による前記検出点での検出結果に基づき、主走査ラインの形状を少なくとも２次以上の多項式により近似し、該多項式により主走査方向に沿った主走査ラインの副走査方向の位置の平均値をもとめ、該平均値を各感光体の主走査ラインの基準位置とし、前記被転写体上で互いに一致させるべき各感光体上のラインパターン像についての主走査ラインの前記基準位置が互いに一致する各感光体間の最適なレジストレーション補正値を算出する演算手段と、前記演算手段によつて算出された前記レジストレーション補正値に基づく各感光体毎の書き込みタイミングの補正によりレジストレーションずれを補正するレジストレーション補正手段とを備える。
【０００９】
従って、各感光体上に形成されて被転写体上に転写された各々のラインパターン像を主走査方向の３個所以上の検出点で検出手段により検出しているので、ラインパターン像の走査線曲がり分を含む検出が可能となり、この走査線曲がりを考慮した最適なレジストレーション補正値を算出してレジストレーション補正に供することにより、レジストレーションずれを精度よく補正することが可能となる。
【００１０】
更に、演算処理手段は、各ラインパターン像の副走査方向の位置を各々の検出点での検出結果に基づき少なくとも２次以上の多項式により近似し、これらの各多項式の平均値を各感光体の主走査ラインの基準位置とし、これらの主走査ラインが一致するように各感光体間の最適なレジストレーション補正値を算出する。従って、走査線曲がりを生じた場合のラインパターン像の形状は一般に放物線形状で近似し得ることから、演算処理手段において２次以上の多項式により近似することでより実際のラインパターン像形状に近い形状を予測でき、かつ、その多項式の平均値に基づき最適なレジストレーション補正値を算出してレジストレーション補正に供するので、走査線曲がりの方向が異なるような場合でも、レジストレーションずれを精度よく補正することが可能となる。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、レジストレーション補正手段は、レジストレーション補正値に基づきレーザ光源の副走査方向の発光タイミングを制御する。従って、レジストレーション補正値に基づくレジストレーション補正をタイミング制御により簡単に行なえる。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、レジストレーション補正手段は、感光体に対するレーザ光の結像位置を副走査方向に変化させるために各結像光学系中に含まれる反射ミラーの角度をレジストレーション補正値に基づき変化させる。従って、レジストレーション補正値に基づくレジストレーション補正を結像光学系中の反射ミラーの角度を変化させることで機構的に行なえ、タイミング制御の変更を要しない。
【００１３】
請求項４記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、被転写体は、検出手段により検出可能で主走査方向に平行な直線を有する。従って、検出手段自体の副走査方向の検出点の相対的な位置関係を直線を利用して正確に把握でき、検出点間の正確な位置合わせをしなくてもラインパターン像の検出動作に支障ない上に、検出手段の組立・調整コストが低減する。
【００１４】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の画像形成装置において、直線は、一定間隔をあけた複数本の直線である。従って、複数の直線を利用することで被転写体の副走査方向の走行速度を正確に把握でき、各ラインパターン像間のレジストレーションずれの検出精度が向上する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の第一の実施の形態を図１ないし図８に基づいて説明する。まず、本発明が適用されるタンデム型のカラーレーザプリンタの構成及び作用を図１により説明する。本実施の形態のカラーレーザプリンタでは、複数のドラム状の感光体１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ上に描かれた画像を異なる色のトナー（現像材料）により顕像化し、その顕像を転写紙などの記録媒体上に順次重ね合わせて転写させることで、多色の画像を形成するものである。ここでは、４色のトナーを用いて画像を形成するため、＃１〜＃４で示す４つの印刷ステーションを備えており、印刷ステーション毎に感光体１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄが配設されている。即ち、これらの感光体１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄは水平方向（副走査方向Ｙ）に等間隔で離間させて並設されている。
【００１６】
ここで、例えば印刷ステーション＃４の感光体１ｄに着目すると、感光体１ｄ周りには周知の電子写真プロセスに従い作像を行なう部材が配設されている。即ち、感光体１ｄの表面を一様帯電する帯電器（図示せず）と、帯電済みの感光体１ｄの表面に書き込み光を照射することにより潜像を形成する光書き込み装置２ｄと、感光体１ｄ上に形成された潜像を所定の色のトナーで顕像化する現像装置（図示せず）と、顕像化された顕像を転写紙（図示せず）上に転写させる転写器３ｄ等をプロセス順に備えている。前記光書き込み装置２ｄは、所定の書き込み信号に基づきＬＤドライバ４により発光駆動されるレーザ光源である半導体レーザ５ｄから出射されたレーザ光をコリメートレンズ６ｄ、シリンダレンズ７ｄを経て偏向器であるポリゴンミラー８の１つのミラー面に入射させて、高速回転されているこのポリゴンミラー８により主走査方向Ｘに偏向走査させ、さらに、ｆθミラー９ｄ、トロイダルレンズ１０ｄ、反射ミラー１１ｄ等による結像光学系１２ｄにより前記感光体１ｄ表面に結像照射させる構成とされている。１３ｄは主走査方向の書き込み開始のタイミングをとるための同期検知センサである。
【００１７】
他の印刷ステーション＃１〜＃３の感光体１ａ，１ｂ，１ｃについても同様であり、各々、半導体レーザ５ａ，５ｂ，５ｃ、結像光学系１２ａ，１２ｂ，１２ｃ等を含む光書き込み装置２ａ，２ｂ，２ｃ、帯電器、現像装置、転写器３ａ，３ｂ，３ｃ等が設けられている。もっとも、ポリゴンミラー８は全ての印刷ステーション＃１〜＃４に共通とされ、１つだけ設けられ、感光体１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ等の配置に従い適宜異なるミラー面にレーザ光を入射させて偏向走査させる構成とされている。ここに、これらの印刷ステーション＃１〜＃４は、例えば、黒（ブラック）、イエロー、シアン、マゼンタ用とされている。
【００１８】
さらに、各々転写器３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄが配設された各感光体１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの転写位置を通り転写紙を吸着搬送させる転写ベルト（被転写体）１４が駆動ローラ１５、従動ローラ１６間に掛け渡されている。この転写ベルト１４はベルト自身に対してもトナー像の転写が可能とされ、かつ、各色のトナーに対してコントラストがなるべく異なるような色、本実施の形態では、白などの薄い色のものが用いられている。なお、転写ベルト１４に対しては全ての色の転写工程終了後の位置に位置させてクリーニング部材１７が設けられている。また、転写ベルト１４と最下流の印刷ステーション＃４とより下流側には定着装置等が設けられている。
【００１９】
このような基本的な構成の下、本実施の形態では、最下流の印刷ステーション＃４より副走査方向の下流側に位置させて前記転写ベルト１４表面に対向させた３つの検出器（検出手段）１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃが設けられている。より具体的には、ベルト弛み等を生じない駆動ローラ１５部分にて転写ベルト１４表面に対向させたもので、主走査方向に１列に離間配設されている。これらの検出器１８（１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ）は、図２に示すように、ＬＥＤ、半導体レーザ等の発光素子１９とフォトダイオード、ＣＣＤ等の受光素子２０との対よりなる反射型フォトセンサで、発光素子１９より発光されて転写ベルト１４表面で反射された光を受光素子２０で受光する構成である。後述するように転写ベルト１４上に形成されたトナー像が検出器１８の検出領域に入ると反射光の強度が弱まり、受光素子２０の受光量が減少することでトナー像が検出される。この際、発光素子１９と受光素子２０とに対して集光レンズを付加すれば、より小さい領域（トナー像）の検出が可能となり、後述するラインパターン像や直線の検出精度が向上する。
【００２０】
これらの検出器１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃの検出出力はＣＰＵ２１に取り込まれるように接続されている。ＣＰＵ２１にはＲＯＭ２２及びＲＡＭ２３が接続されて制御部２４が構成されている。ＣＰＵ２１はＲＯＭ２２に格納されたプログラムに従い各種の処理を実行する。この処理として、レジストレーションずれを補正するための画像の形成、その画像の読取り、レジストレーション補正のための演算、レジストレーション補正処理等がある。
【００２１】
例えば、或るタイミングにおいて、４つの印刷ステーション＃１〜＃４に対してＣＰＵ２１は、同時にラインパターン像の書き込み命令を出すことにより、ラインパターン像作像手段の機能を実行する。各印刷ステーション＃１〜＃４では、各々半導体レーザ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄがＬＤドライバ４を発光駆動させ、同期検知センサ１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄにより検出された時点から一定の時間をおいて感光体１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ上へのラインパターン像の光書き込み（潜像形成）が行なわれる。これにより、各感光体１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ上にはラインパターン像Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄが１本ずつ描かれる。これらのラインパターン像Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄは各々現像された後、転写器３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの作用により転写ベルト１４上に転写される。そして、転写ベルト１４の回転移動に伴いこれらのラインパターン像Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄが検出器１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃによる検出領域を順次通過する際にこれらの検出器１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃにより検出される。
【００２２】
いま、３つの検出器１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃが、主走査方向の中心位置を０mmとしたときの主走査方向において、各々１４５mm、０mm、−１４５mmの位置が検出点として設定されているものとする。ちなみに、±１４５mmは、Ａ３横サイズの長さ（＝２９７mm）分を検出し得る長さとして設定されたものである。このときの時間経過に対する各検出器１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃの検出結果の様子を図３に示す。これらの検出器１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃの出力は、ラインパターン像Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄを検出したときにはＨレベル、それ以外のときにはＬレベルとなるように設定されている。また、表１は転写ベルト１４の送り速度が１００mm／sec のときの印刷ステーション＃１によって作像されたラインパターン像Ｐａを検出した結果の中央に位置する検出器１８Ｂの時間に対する他の検出時間の相対値を示している。もっとも、全ての結果に対して“−１”を乗算することによりプラス値として示している。
【００２３】
【表１】

【００２４】
また、印刷ステーション間のピッチは７５．４mmに設計されているが、実際には、走査光学系の取付精度の問題によりレーザ光が理想通りの走査位置を走査しないため、各印刷ステーション＃１〜＃４において作像されたラインパターン像Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄは７５．４mm毎に等間隔な直線像とはなっていない。また、走査線曲がりも生じており、その副走査方向における湾曲の方向も一致しておらず、ばらばらなケースを示している。
【００２５】
このようにして各検出器１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃにより各ラインパターン像Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄについて検出された検出結果に基づき、ＣＰＵ２１はレジストレーションずれを補正するために各半導体レーザ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄをどのようなタイミングで発光させるかのレジストレーション補正値を算出する。これが、最適なレジストレーション補正値を算出する演算処理手段の機能として実行される。算出されたレジストレーション補正値はＲＡＭ２３に格納され、実際の画像形成時にこのレジストレーション補正値を読み出すことで半導体レーザ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄの発光タイミングの制御に供する。
【００２６】
ここで、演算処理手段により実行されるレジストレーション補正値を算出するための演算処理について表１に示す検出結果を参照して説明する。表１は、前述したように、印刷ステーション＃１のラインパターン像Ｐａに関して中央の検出器１８Ｂが検出した時間を０msecとしたときの他の検出器１８Ａ，１８Ｃの検出時間やこの検出器１８Ａの他のラインパターン像Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄの検出時間を相対的に示したものである。図１に示すように走査線曲がりを生じた場合の走査ラインの形状は、一般に、放物線の形状でほぼ近似し得る。
【００２７】
そこで、本実施の形態では、このような走査線曲がりを有する走査ライン（ラインパターン像Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄ）の形状を数式化するために、２次以上の多項式、ここでは、２次関数
Ｙ＝ａＸ² ＋ｂＸ＋ｃ ………………（１）
Ｘ；主走査方向の位置
Ｙ；副走査方向の位置
ａ，ｂ，ｃ；係数
を用いるものとする。この場合、副走査方向の位置Ｙの値は、各検出器１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃによる検出時間と同様に考えてよい。
【００２８】
そして、各印刷ステーション＃１〜＃４毎の走査ライン（ラインパターン像Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄ）の形状を数式化するために測定結果ＸijとＹijとを用いて、最小自乗法による曲線近似により、ａj ，ｂj ，ｃj を求める。なお、ｉは検出器番号（Ａ，Ｂ，Ｃ）、ｊは印刷ステーション番号（＃１〜＃４）を示す。
【００２９】
（１）式は、係数ａ，ｂ，ｃに関して、線形の方程式になるので、（２）式によって、ａj ，ｂj ，ｃj が求まる（但し、ｎは検出器の数であり、本実施の形態ではｎ＝３）。
【００３０】
【数１】

【００３１】
（２）式から求めた印刷ステーション＃１〜＃４毎の係数ａ，ｂ，ｃの値を表２に示す。
【００３２】
【表２】

【００３３】
図４は表２に示す結果を用いて各印刷ステーション＃１〜＃４毎の走査ライン（ラインパターン像Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄ）の形状を近似した結果を示す。ここでは、転写ベルト１４の送り速度（１００mm／sec ）を用いて副走査方向のビームの位置として図示するものである。
【００３４】
実際の画像形成時には、ＲＡＭ２３に格納されたレジストレーション補正値を読み出して半導体レーザ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄの発光タイミングを制御することにより、レジストレーション補正を行なう。これが、レジストレーション補正手段の機能として実行される。ここでは、図３に示したような検出結果に基づくレジストレーションずれの補正方法について図５を参照して説明する。まず、基本的な補正方法としては、走査ラインの主走査方向おいて中央の０mmの位置で各走査ラインが一致するようにレジストレーションを調整する。図５（ｂ）はこの調整結果を示す。表１に示した結果を参照すれば、印刷ステーション＃１を基準とした各印刷ステーション＃２〜＃４の調整値（レジストレーション補正値）は、印刷ステーション＃２でｄｔ２＝７５４．５msec、印刷ステーション＃３でｄｔ３＝１５０７．９９msec、印刷ステーション＃４でｄｔ４＝２２６１．８４msecとなっており、印刷ステーション＃１の書き込み開始後、各々の印刷ステーション＃２〜＃４で各々ｄｔ２，ｄｔ３，ｄｔ４だけ遅れた時点から書き込みを開始させることにより、図５（ｂ）に示すような補正結果が得られる。
【００３５】
ところが、現実にこのようなレジストレーション補正を行なうと、主走査方向の両端においてレジストレーションずれが極端に大きくなってしまうことがある。図５（ｂ）中に示す例では、主走査方向の位置−１４５mmで最大約１４０μｍものレジストレーションずれを生じている。これは、中央０mmの位置でレジストレーションずれを補正する場合だけでなく、どこかの点でレジストレーションずれを補正しようとすると、その周辺においてレジストレーションのずれが大きくなってしまう可能性が高い。
【００３６】
そこで、本実施の形態では、検出された各走査ライン（ラインパターン像Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄ）の形状に基づく直接的なレジストレーション補正を行なわず、数式的に算出された各走査ラインの副走査方向の位置の平均値を示す位置を各印刷ステーション＃１〜＃４の主走査ラインの基準位置と認定し、平均値として示されるこれらの基準位置が一致するようにレジストレーション補正を行なうものである。このようなレジストレーション補正によれば、主走査方向の全域に渡って平均的にレジストレーションが一致すると同時に、絶対的なレジストレーションずれの値も小さくなる。各印刷ステーション＃１〜＃４の走査ラインの平均値を示す位置は、２次関数の近似式（３）により求める。式中、ｊは印刷ステーション番号（＃１〜＃４）であり、ｓjは印刷ステーション＃ｊにおける走査ラインの副走査方向の位置の平均値である。
【００３７】
【数２】

【００３８】
（３）式と表２の値とを用いて、ｓ１〜ｓ４の値を求め、印刷ステーション＃１を基準としたときの他の印刷ステーション＃２〜＃４のレジストレーション補正値は、印刷ステーション＃２でｄｔ２＝７５３．９６msec、印刷ステーション＃３でｄｔ３＝１５０９．９７msec、印刷ステーション＃４でｄｔ４＝２２６０．００msecとなる。図３中のｄｔ２，ｄｔ３，ｄｔ４はこれらの値を図示化して示したものである。
【００３９】
図５（ａ）は、このような平均値を利用してレジストレーション補正を行なった結果を示す。数式的には、主走査方向の＋１４５mmの位置で最大約１０８μｍのレジストレーションずれを生じているが、図５（ｂ）に示した場合に比してレジストレーションずれの最大値が約２３％ほど小さくなり、レジストレーション補正の最適化が向上していることが判る。また、このレジストレーション補正によれば、図５（ｂ）による場合に比して、主走査方向の全域に渡ってレジストレーションの補正効果が高まっている結果、レジストレーションずれがあったとしても色ずれが判別しにくくなり、実質的に画質が向上するものとなる。
【００４０】
このように、（１）式のような２次関数を用いた曲線近似による走査ライン形状の近似はレジストレーション補正を適正に行なう上で有効であることが判る。このような２次関数で曲線近似を行なわせるためには主走査方向に少なくとも３個以上の検出器（検出点）を設ける必要があり、本実施の形態では３個の検出器１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃを備えている。ここに、検出器の数をさらに増やせば曲線近似の精度が向上するもののコストアップにもつながる。また、２次関数よりも高次の関数（多項式）を用いた場合にも曲線近似の精度は向上するものの計算時間やメモリ容量が必要となり、コストアップにつながる。このため、実際には、画像形成装置に要求されるレジストレーション補正の精度の要求仕様と要求されるコスト等に基づき、検出器の数、曲線近似する多項式の次数が決定される。
【００４１】
ところで、本実施の形態の転写ベルト１４上には図６（感光体等は省略してある）に示すように、主走査方向Ｘに平行で一定間隔とされた５本の直線２５がベルト全幅に渡って描かれている。これらの直線２５もラインパターン像Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄ等と同様に検出器１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃにより光学的に読取り可能とされている。
【００４２】
従って、転写ベルト１４の移動に伴いこれらの直線２５が検出領域を順次通過する際に検出器１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃにより読取り動作を行ない、各々の検出時刻を計測してＲＡＭ２３に格納する。そして、３つの検出器１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃによって１つの直線２５を検出した時の時刻の差を求めることにより、これらの３つの検出器１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃが副走査方向Ｙに相互にどれだけずれているかを求めることができる。ちなみに、これらの検出器１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃの検出位置に関しては、これらの検出器１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃを設置する際に全てが一致するように設置させる方法もあるが、設置作業が極めて面倒で時間のかかるものとなる。本実施の形態のように、設置された状態において直線２５を利用してこれらの検出器１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃの相対的な位置関係を計測し、後はその位置関係において演算上で補正処理する等の方法によれば、検出器１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃを設置する作業に厳密性が要求されず簡単となり、コスト削減を図れる。
【００４３】
また、例えば検出器１８Ｂにより５本の直線２５を順次検出した際の検出時間間隔の平均値をｄｔ、直線２５の間隔をＬとすれば、転写ベルト１４の実稼働時の送り速度ｖはｖ＝ｄｔ×Ｌで求めることができる。つまり、転写ベルト１４の送り速度に設計値等を用いるよりも、このような実測値ｖを用いて前述したようなレジストレーションずれの演算を行なうほうが、レジストレーションずれの補正精度が一層向上することにもなる。
【００４４】
ちなみに、レジストレーションずれの補正のためのラインパターン像の形成は、これらの５本の直線２５領域上には行なわないように、検出器１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃによって５本の直線２５を検出することで転写ベルト１４の使用エリアを割り出す。また、直線２５の本数は５本に限られる訳ではないが、あまり本数が多い場合には転写ベルト１４上でラインパターン像を形成する領域と干渉してしまう可能性があり、あまり好ましくない。
【００４５】
図７及び図８は、上述したようなレジストレーションずれの補正のためのレジストレーション補正値を求める処理及びそのレジストレーション補正値を用いた補正を伴う画像形成処理をＲＡＭ２３と関連付けて模式的に示すフローチャートである。ちなみに、図７に示すレジストレーション補正値を求める処理は、カラーレーザプリンタの立ち上げ時やホストコンピュータがカラーレーザプリンタに対してデータを転送している最中など、カラーレーザプリンタが実際に画像形成動作を行なっていない時に行なうようにすれば、本来の画像形成動作を妨げないので好ましい。
【００４６】
本発明の第二の実施の形態を図９及び図１０に基づいて説明する。前記実施の形態で示した部分と同一部分は同一符号を用いて示し、説明も省略する。本実施の形態は、演算処理手段により算出されたレジストレーション補正値に基づくレジストレーション補正を行なうレジストレーション補正手段の構成が前記実施の形態と異なる。例えば、印刷ステーション＃４の感光体１ｄに着目すると、結像光学系１２ｄ中に含まれる反射ミラー１１ｄが角度調整自在に設けられ、レジストレーション補正値に応じた分だけ角度調整させる構成とされている。即ち、図９に示すように、感光体１ｄの直前の反射ミラー１１ｄの角度をｓの方向に回動させると感光体１ｄ上で走査ラインの位置（レーザ光の結像位置）が副走査方向に距離ｒだけ移動することになるので、レジストレーション補正が可能なことが判る。他の印刷ステーション＃１〜＃３の感光体１ａ，１ｂ，１ｃに対する反射ミラー１１ａ，１１ｂ，１１ｃについても同様である。
【００４７】
反射ミラー１１ｄの角度を可変させるミラー可変機構を図１０に示す。反射ミラー１１ｄが取付けられる台座２６ｄには反射ミラー１４ｄの反射面に当接して回動支点をなす突起２７ｄが形成されている。また、反射ミラー１４ｄの背面側に対しては板ばね２８ｄとアクチュエータ２９ｄのシャフト３０ｄとが突起２７ｄを間にして異なる位置で押圧する方向に取付けられている。ここに、アクチュエータ２９ｄのシャフト３０ｄは、矢印方向に進退可能であり、これにより、反射ミラー１４ｄは突起２７ｄ位置を支点として回動し、その反射角が調整される。よって、レジストレーション補正値に基づきアクチュエータ２９ｄを制御してシャフト３０ｄの進退量を調整することにより、反射ミラー１４ｄはレジストレーションずれを補正する角度位置に調整固定される。他の反射ミラー１１ａ，１１ｂ，１１ｃについても同様である。
【００４８】
従って、本実施の形態によれば、レジストレーション補正値に基づくレジストレーション補正を結像光学系中の反射ミラー１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの角度を変化させることで機構的に行なえ、タイミング制御の変更を要しない。
【００４９】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、各感光体上に形成されて被転写体上に転写された各々のラインパターン像を主走査方向の３個所以上の検出点で検出手段により検出するようにしたので、ラインパターン像の走査線曲がり分を含む検出が可能となり、この走査線曲がりを考慮した最適なレジストレーション補正値を算出してレジストレーション補正に供することにより、レジストレーションずれを精度よく補正することができる。
【００５０】
更に、走査線曲がりを生じた場合のラインパターン像の形状は一般に放物線形状で近似し得る点に着目し、演算処理手段は、各ラインパターン像の副走査方向の位置を各々の検出点での検出結果に基づき少なくとも２次以上の多項式により近似し、これらの各多項式のにより求めた主走査方向に沿った主走査ラインの副走査方向の位置の平均値を各感光体の主走査ラインの基準位置とし、被転写体上で互いに一致させるべき各感光体上のラインパターン像についての主走査ラインの前記基準位置が互いに一致する各感光体間の最適なレジストレーション補正値を算出するので、実際のラインパターン像形状に近い形状を予測でき、かつ、その多項式の平均値に基づき最適なレジストレーション補正値を算出してレジストレーション補正に供するので、走査線曲がりの方向が異なるような場合でも、レジストレーションずれを精度よく補正することができる。
【００５１】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の画像形成装置において、レジストレーション補正手段は、レジストレーション補正値に基づきレーザ光源の副走査方向の発光タイミングを制御するので、レジストレーション補正値に基づくレジストレーション補正をタイミング制御により簡単に行うことができる。
【００５２】
請求項３記載の発明によれば、請求項１記載の画像形成装置において、レジストレーション補正手段は、感光体に対するレーザ光の結像位置を副走査方向に変化させるために各結像光学系中に含まれる反射ミラーの角度をレジストレーション補正値に基づき変化させるので、レジストレーション補正値に基づくレジストレーション補正を結像光学系中の反射ミラーの角度を変化させることで機構的に行なうことができ、タイミング制御の変更を要しない。
【００５３】
請求項４記載の発明によれば、請求項１記載の画像形成装置において、被転写体は、検出手段により検出可能で主走査方向に平行な直線を有するので、検出手段自体の副走査方向の検出点の相対的な位置関係を直線を利用して正確に把握することができ、検出点間の正確な位置合わせをしなくてもラインパターン像の検出動作に支障ない上に、検出手段の組立・調整コストを低減させることができる。
【００５４】
請求項５記載の発明によれば、請求項４記載の画像形成装置において、直線は、一定間隔をあけた複数本の直線であるので、複数の直線を利用することで被転写体の副走査方向の走行速度を正確に把握することができ、各ラインパターン像間のレジストレーションずれの検出精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施の形態のカラーレーザプリンタの内部構成を示す斜視図である。
【図２】検出器構成を示す斜視図である。
【図３】各検出器の検出結果を示すタイムチャートである。
【図４】近似された各ラインパターン像のライン形状を示す説明図である。
【図５】レジストレーションずれの補正結果を示し、（ａ）は基本的な方法による場合の説明図、（ｂ）は平均値を用いた場合の説明図である。
【図６】転写ベルトを示す斜視図である。
【図７】レジストレーション補正値を求める処理を模式的に示すフローチャートである。
【図８】レジストレーション補正値を用いた補正を伴う画像形成処理を模式的に示すフローチャートである。
【図９】本発明の第二の実施の形態を示す１つの印刷ステーションの概略正面図である。
【図１０】そのミラー可変機構を示す正面図である。
【図１１】走査線曲がりを示す説明図である。
【図１２】従来のレジストレーションずれの補正方式を示す説明図である。
【符号の説明】
１感光体
３転写器
５レーザ光源
８偏向器
１１反射ミラー
１２結像光学系
１４被転写体
１８検出手段
２５直線
Ｐラインパターン像

Claims

複数の感光体と、
各感光体表面を帯電する帯電器と、各感光体毎に設けられたレーザ光源と、
これらのレーザ光源から出射されたレーザ光を主走査方向に偏向する偏向器と、
偏向器により偏向された各レーザ光を対応する前記感光体上に結像する結像光学系と、
各感光体毎に異なる色の現像材料を用いて感光体上の潜像を顕像化する現像装置と、
各感光体上に形成された顕像をこれらの感光体を順次通る被転写体上に順次転写する転写器とを備えた画像形成装置において、
各感光体上に所定のラインパターン像の顕像を形成させるラインパターン像作像手段と、各感光体上から転写された前記被転写体上の各ラインパターン像の副走査方向の位置を主走査方向の３個所以上の検出点で検出する検出手段と、
前記検出手段による前記検出点での検出結果に基づき、主走査ラインの形状を少なくとも２次以上の多項式により近似し、該多項式により主走査方向に沿った主走査ラインの副走査方向の位置の平均値をもとめ、該平均値を各感光体の主走査ラインの基準位置とし、前記被転写体上で互いに一致させるべき各感光体上のラインパターン像についての主走査ラインの前記基準位置が互いに一致する各感光体間の最適なレジストレーション補正値を算出する演算手段と、
前記演算手段によつて算出された前記レジストレーション補正値に基づく各感光体毎の書き込みタイミングの補正によりレジストレーションずれを補正するレジストレーション補正手段と
を備えることを特徴とする画像形成装置。
レジストレーション補正手段は、レジストレーション補正値に基づきレーザ光源の副走査方向の発光タイミングを制御することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
レジストレーション補正手段は、感光体に対するレーザ光の結像位置を副走査方向に変化させるために各結像光学系中に含まれる反射ミラーの角度をレジストレーション補正値に基づき変化させることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
被転写体は、検出手段により検出可能で主走査方向に平行な直線を有することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
直線は、一定間隔をあけた複数本の直線であることを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。