JP7543682B2 - 画像形成装置及び画像位置ずれ補正方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置及びその画像位置ずれ補正方法に関する。

電子写真技術を応用した画像形成装置においては、像担持体としての感光体ドラムを帯電器により帯電させ、帯電された感光体ドラムに画像データに応じた光ビームの照射を行って潜像を形成する。そして、感光体に形成された潜像を現像器によって現像し、現像された画像（つまり「トナー画像」）を記録紙に転写して画像を形成することが行われている。

また、このような一連の画像形成プロセスが実行される作像ステーションを中間転写ベルトに沿って複数配列し、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）の各色のトナー画像をそれぞれの感光体ドラム上に形成してカラーのトナー画像を形成するタンデム型のカラー画像形成装置が知られている。タンデム型には複数の方式が知られており、例えば、各感光体ドラム上に形成されたトナー画像を無端ベルトである中間転写ベルトの表面へ順次転写して重ね合わせた後に中間転写ベルト上のトナー画像を記録紙に転写する「中間転写方式」が知られている。また、各感光体ドラム上に形成されたトナー画像を無端ベルトである搬送ベルトによって搬送されている記録紙に順次重ね合わせて転写する「直接転写方式」も知られている。

中間転写方式か直接転写方式を問わず、タンデム型のカラー画像形成装置では、各色のトナー画像を重ね合わせて転写する際、各色の転写位置が理想位置からずれると記録紙上には色ずれのある画像が形成されてしまう。

このため、タンデム型のカラー画像形成装置においては、画像位置ずれ補正制御を行う機能を有するものが知られている。画像位置ずれ補正制御は、例えば、中間転写ベルト上又は搬送ベルト上に、各色のトナーで位置ずれ補正用パターンを作像する。そして、この作像された位置ずれ補正用パターンを、光電センサを用いて読み取り、例えばブラックを基準に、他の３色のスキュー（走査線の傾きのずれ）、主走査方向のレジストずれ、副走査方向のレジストずれ、主走査方向の倍率誤差からなる画像位置ずれを算出する。算出された「ずれ」を相殺するようにフィードバック制御することで、画像の色ずれを低減させる。

そして、これらの画像位置ずれ補正制御のうち、スキュー補正については、光ビームの書き込みユニット内部のミラーやレンズなどの光学部材の傾きをステッピングモータやギヤなどのアクチュエータを含む調整機構により、スキュー量に応じて微調整することが知られている（例えば特許文献１、２を参照）。

特許文献１又は２に開示されているようなメカ的な調整機構を用いるスキュー補正制御では、光学部材を固定させることができず、可動構造にする必要がある。その影響により、経時変化、例えば温度変化による調整機構の寸法の変化に起因する光学部材の傾きの変化や、調整機構のバックラッシュ（あそび）による動きに起因する光学部材の傾きの変化が発生するという問題がある。

そして、画像位置ずれ補正制御では、このような光学部材の傾きが正常ではない状態、つまり「ずれ」が発生している状態で位置ずれ補正用パターンを形成することになる。その結果、スキュー補正のためにアクチュエータを駆動した際に、バックラッシュ分のずれも同時に除去されるため、その分だけ画像位置ずれが残ってしまうという問題がある。

本発明は、画像位置ずれの補正をより確実に行うことを目的とする。

本発明は、画像形成装置に関し、位置ずれ補正用パターンのデータに応じた光ビームに より像担持体を走査する光ビーム走査手段と、前記走査により前記像担持体上に形成され た位置ずれ補正用パターンの潜像を現像する現像手段と、現像された位置ずれ補正用パタ ーンを媒体に転写する転写手段と、前記媒体に転写された位置ずれ補正用パターンを読み 取って、画像位置ずれ量を取得する画像位置ずれ量取得手段と、前記画像位置ずれ量に応 じて画像位置ずれを補正する画像位置ずれ補正手段であって、スキュー量に応じて前記光 ビーム走査手段の光学部材の傾きを調整することでスキューを補正するスキュー補正手段 を含む前記画像位置ずれ補正手段と、前記各手段により実行される画像位置ずれ補正制御 の前に、前記スキュー補正手段を駆動させる駆動手段と、を有し、前記スキュー補正手段は、ステッピングモータと、前記ステッピングモータの回転軸の外側にバックラッシュを有する状態で取り付けられ、先端が前記光学部材に取り付けられ 、前記ステッピングモータの正逆回転により進退して、前記光学部材の傾きを変化させる調整部材とを有し、前記駆動手段は、前記位置ずれ補正用パターンを形成する前に、前記ステッピングモータを規定量正転及び逆転させることを特徴とする。

本発明によれば、画像位置ずれの補正をより確実に行うことができる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す図。 本発明の実施形態に係る画像形成装置における作像装置の構成を示す図。 本発明の実施形態に係る画像形成装置における光ビーム走査装置及び画像形成制御部構成を示す図。 図３におけるＶＣＯクロック発生部の内部構成を示すブロック図。 図３における書出開始位置制御部の内部構成を示すブロック図。 書出開始位置制御部の主走査方向の動作を示すタイミングチャート。 書出開始位置制御部の副走査方向の動作を示すタイミングチャート。 図３におけるＬＤ制御部の前段に設けられているラインメモリの入力及び出力を示す図。 スキュー補正機構の概要について説明するための図。 スキュー補正機構の概略構造及び動作、並びにその経時変化を示す図。 スキュー補正機構におけるモータの制御信号を示すタイミングチャート。 画像形成装置の印刷時の制御フローを示す図。 位置ずれ補正用パターンを示す図。 画像形成装置の位置ずれ補正制御フローの第１の例を示す図。 画像形成装置の位置ずれ補正制御フローの第２の例を示す図。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
〈画像形成装置の構成〉
図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す図である。本発明の実施形態に係る画像形成装置は、プリンタ１００、給紙テーブル２００、画像読み取りユニット３００、及び原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）４００を備えている。

プリンタ１００には、中央に中間転写ユニットがあり、中間転写ユニットには、無端ベルトである中間転写ベルト１０がある。中間転写ベルト１０は、３つの支持ローラ（第１の支持ローラ１４、第２の支持ローラ１５、第３の支持ローラ１６）に掛け廻されており、時計回りに回動駆動される。第２の支持ローラ１５の右に、画像転写後に中間転写ベルト１０上に残留する残留トナーを除去する中間転写ベルトクリーニングユニット１７がある。第１の支持ローラ１４と第２の支持ローラ１５との間の中間転写ベルト１０には、その移動方向に沿って、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、及びブラック（Ｋ）の各色の感光体ユニット８０、帯電ユニット８１、現像ユニット及びクリーニングユニットでなる作像装置２０がある。作像装置２０はプリンタ本体に対して脱着可能に装着されている。つまり、プリンタ１００は「中間転写方式」に関するものであるが、本発明は「直接転写方式」のプリンタにも適用することができる。

作像装置２０の上方には、各色感光体ユニットの各感光体ドラムに画像形成のためのレーザ光を照射する光ビーム走査装置２１がある。中間転写ベルト１０の下方には、２次転写ユニット２２がある。２次転写ユニット２２は、２つのローラ２３間に、無端ベルトである２次転写ベルト２４を掛け渡して、中間転写ベルト１０を押し上げて第３の支持ローラ１６に押当てるように配置したものである。この２次転写ベルト２４は、中間転写ベルト１０上の画像を用紙上に転写する。

２次転写ユニット２２の横には、用紙上の転写画像を定着する定着ユニット２５があり、トナー像が転写された用紙がそこに送り込まれる。定着ユニット２５は、無端ベルトである定着ベルト２６に加熱、加圧ローラ２７を押し当てたものである。２次転写ユニット２２及び定着ユニット２５の下方に、表面に画像を形成した直後の用紙を、裏面にも画像を記録するために表裏を反転して送り出すシート反転ユニット２８がある。

〈画像形成装置の動作〉
次に本発明の実施形態に係る画像形成装置の動作を説明する。
操作部ユニット（図示せず）のスタートスイッチが押されると、原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）４００の原稿給紙台３０上に原稿があるときは、それをコンタクトガラス３２上に搬送する。原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）４００に原稿が無いときにはコンタクトガラス３２上の手置きの原稿を読むために、画像読み取りユニット３００のスキャナを駆動し、第１キャリッジ３３及び第２キャリッジ３４を読み取り走査駆動する。そして、第１キャリッジ３３上の光源からコンタクトガラスに光を照射するとともに原稿面からの反射光を第１キャリッジ３３上の第１ミラーで反射させて第２キャリッジ３４に向け、第２キャリッジ３４上のミラーで反射させて結像レンズ３５を通して読取りセンサであるＣＣＤ３６に結像させる。ＣＣＤ３６で得た画像信号に基づいてＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ各色の記録データが生成される。

また、スタートスイッチが押されたとき、若しくはパソコン等から画像出力の指示があったとき、若しくはＦＡＸの出力指示があったときに、中間転写ベルト１０の回動駆動が開始されるとともに、作像装置２０の各ユニットの作像準備が開始され、そして各色作像の作像シーケンスが開始される。そして、各色用の感光体ドラムに各色の記録データに基づいて変調された露光レーザが投射され、各色作像プロセスにより、各色トナー像が中間転写ベルト１０上に一枚の画像として重ね転写される。

このトナー画像の先端が２次転写ユニット２２に進入するときに同時に先端が２次転写ユニット２２に進入するようにタイミングをはかって用紙が２次転写ユニット２２に送り込まれ、これにより中間転写ベルト１０上のトナー像が用紙に転写される。トナー像が移った用紙は定着ユニット２５に送り込まれ、そこでトナー像が用紙に定着される。

なお、上述の用紙は、給紙テーブル２００の給紙ローラ４２の１つを選択回転駆動し、給紙ユニット４３に多段に備える給紙トレイ４４の１つからシートを繰り出し、分離ローラ４５で１枚だけ分離して、搬送コロユニット４６に入れ、搬送ローラ４７で搬送してプリンタ１００内の搬送コロユニット４８に導き、搬送コロユニット４８のレジストローラ４９に突き当てて止めてから、前述のタイミングで２次転写ユニット２２に送り出されるものである。

手差しトレイ５１上に用紙を差し込んで給紙することもできる。ユーザが手差しトレイ５１上に用紙を差し込んでいるときには、プリンタ１００が給紙ローラ５０を回転駆動して手差しトレイ５１上のシートの一枚を分離して手差し給紙路５３に引き込み。同じくレジストローラ４９に突き当てて止める。

定着ユニット２５で定着処理を受けて排出される用紙は、切換爪５５で排出ローラ５６に案内して排紙トレイ５７上にスタックする。又は切換爪５５でシート反転ユニット２８に案内して、そこで反転して再び転写位置へと導き、裏面にも画像を記録して後、排出ローラ５６で排紙トレイ５７上に排出する。一方、画像転写後の中間転写ベルト１０上に残留する残留トナーは、中間転写ベルトクリーニングユニット１７で除去し、再度の画像形成に備える。

〈作像装置の構成〉
図２は、本発明の実施形態に係る画像形成装置における作像装置の構成を示す図である。

作像装置２０は、4色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）の画像を重ね合わせたカラー画像を形成するために４組の作像部２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋと４組の光ビーム走査装置２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋを備えている。光ビーム走査装置については、図３を参照して説明する。

各色とも、感光体ユニット８０Ｙ，８０Ｍ，８０Ｃ，８０Ｋの回りには、帯電器８１Ｙ，８１Ｍ，８１Ｃ，８１Ｋ、除電器８２Ｙ，８２Ｍ，８２Ｃ，８２Ｋ、クリーニングユニット８３Ｙ，８３Ｍ，８３Ｃ，８３Ｋ、現像ユニット８４Ｙ，８４Ｍ，８４Ｃ，８４Ｋ、及び転写器６２Ｙ，６２Ｍ，６２Ｃ，６２Ｋが備わっている。そして、通常の電子写真プロセスである帯電、露光（潜像形成）、現像、転写により中間転写ベルト１０上に１色目の画像を形成し、次に２色目、３色目、４色目の順に画像を転写することにより、4色の画像が重ね合わさったカラー画像を形成する。さらに、２次転写ユニット２２によって、中間転写ベルト１０上に形成された画像を搬送されてくる記録紙に転写することで、4色の画像が重ね合わさったカラー画像を記録紙上に形成する。そして図示していないが定着装置によって記録紙上の画像が定着される。

中間転写ベルト１０上のトナー像を除去するために、中間転写ベルトクリーニングユニット１７が設けられている。また、中間転写ベルト１０上に形成された画像位置ずれ検出用パターンを検出するためのセンサ９１，９２が備わっている。センサ９１，９２は反射型の光電センサであり、中間転写ベルト１０上に形成された画像位置ずれ検出用パターンを検出し、その検出結果に基づき、各色間の主走査方向、副走査方向の画像位置ずれ、スキュー、主走査方向の画像倍率の各画像位置ずれデータを取得する。

〈光ビーム走査装置及び画像形成制御部の構成〉
図３は、本発明の実施形態に係る画像形成装置における光ビーム走査装置及び画像形成制御部の構成を示す図である。ここには、１色分の光ビーム走査装置及び画像形成制御部を図示したが、プリンタ制御部１０６、補正データ記憶部１０８、センサ９１，９２以外は色毎に設けられている。また、各色の光ビーム走査装置２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋを区別せずに光ビーム走査装置２１とした。

光ビーム走査装置２１は、ＬＤ（レーザダイオード）ユニット２１１、ポリゴンミラー２１２、ｆθレンズ２１３、第２レンズ２１４、折り返しミラー２１５、同期ミラー２１６、同期レンズ２１７、及び同期検知センサ２１８を備えている。

ＬＤユニット２１１は、画像データに応じて駆動変調されることにより選択的に光ビーム８５を出射する。出射した光ビーム８５は、ポリゴンモータによって回転するポリゴンミラー２１２によって偏向され、ｆθレンズ２１３、及び第２レンズ２１４を通り、折り返しミラー２１５で反射し、像担持体としての上を走査し感光体ユニット８０、潜像を形成する。

同期検知センサ２１８は、光ビーム走査装置２１の主走査方向端部の画像書き出し側に設けられており、ＬＤユニット２１１から出射し、ポリゴンミラー２１２により偏向され、ｆθレンズ２１３を透過した光ビーム８５が同期ミラー２１６によって反射され、同期レンズ２１７によって集光されて同期検知センサ２１８に入射するような構成になっている。

光ビーム８５が同期検知センサ２１８上を通過することにより、同期検知センサ２１８から同期検知信号ＸＤＥＴＰが出力され、書出開始位置制御部１０２、同期検知用点灯制御部１０４、及び画素クロック生成部１０５に送られる。

画素クロック生成部１０５では、同期検知信号ＸＤＥＴＰに同期した画素クロックＰＣＬＫを生成し、書出開始位置制御部１０２、ＬＤ制御部１０３、同期検知用点灯制御部１０４に送る。

画素クロック生成部１０５は、基準クロック発生部１１１、ＶＣＯ（Voltage Controlled Oscillator：電圧制御発振器）クロック発生部１１２、及び位相同期クロック発生部１１３から構成されている。

画素クロック生成部１０５では、基準クロック発生部１１１が基準クロックＦＲＥＦを発生してＶＣＯクロック発生部１１２に出力し、ＶＣＯクロック発生部１１２が基準クロックＦＲＥＦからクロックＶＣＬＫを生成して位相同期クロック発生部１１３に出力する。位相同期クロック発生部１１３は、ＶＣＯクロック発生部１１２で生成されたクロックＶＣＬＫと同期検知信号ＸＤＥＴＰから、同期検知信号ＸＤＥＴＰに同期した画素クロックＰＣＬＫを生成して、書出開始位置制御部１０２、ＬＤ制御部１０３、及び同期検知用点灯制御部１０４に出力する。

〈ＶＣＯクロック発生部の内部構成〉
ここで、ＶＣＯクロック発生部１１２の内部構成を説明する。図４は、図３におけるＶＣＯクロック発生部の内部構成を示すブロック図である。

図示のように、ＶＣＯクロック発生部１１２は、位相比較器１２１、ＬＰＦ（ローパスフィルタ）１２２、ＶＣＯ１２３、及び１／Ｎ分周器１２４を備えている。

ＶＣＯクロック発生部１１２では、基準クロック発生部１１１からの基準クロックＦＲＥＦと、ＶＣＯ１２３から出力されるクロックＶＣＬＫを１／Ｎ分周器１２４でＮ分周した信号とを位相比較器１２１に入力する。位相比較器１２１は、両信号の立ち下がりエッジの位相比較を行い、誤差成分を定電流出力する。そしてＬＰＦ１２２によって不要な高周波成分や雑音を除去し、ＶＣＯ１２３に送る。ＶＣＯ１２３ではＬＰＦ１２２の出力に依存した発振周波数のクロックＶＣＬＫを出力する。

従って、プリンタ制御部１０６からＦＲＥＦの周波数と分周比：Ｎを変化させることで、ＶＣＬＫの周波数を変化させることができる。ＶＣＬＫの周波数が変化することで、画素クロックＰＣＬＫの周波数も変化する。

図３の説明に戻る。同期検知用点灯制御部１０４は、最初に同期検知信号ＸＤＥＴＰを検出するために、ＬＤ強制点灯信号ＢＤをオンしてＬＤユニット２１１を強制点灯させる。また、同期検知用点灯制御部１０４は、同期検知信号ＸＤＥＴＰを検知した後には、同期検知信号ＸＤＥＴＰと画素クロックＰＣＬＫを用いて、フレア光が発生しない程度で確実に同期検知信号ＸＤＥＴＰが検知できるようなタイミングでＬＤユニット２１１を点灯させる。そして、同期検知信号ＸＤＥＴＰを検知したら、ＬＤユニット２１１を消灯するようなＬＤ強制点灯信号ＢＤを生成し、ＬＤ制御部１０３に送る。

また、同期検知用点灯制御部１０４は、各ＬＤユニット２１１の光量制御タイミング信号ＡＰＣを同期検知信号ＸＤＥＴＰと画素クロックＰＣＬＫを用いて生成し、ＬＤ制御部１０３に送る。この信号は画像書き込み領域外で出力する必要があり、そのタイミングで光量を狙いの光量に制御する。

ＬＤ制御部１０３では、同期検知用のＬＤ強制点灯信号ＢＤ、光量制御タイミング信号ＡＰＣ及び画素クロックＰＣＬＫに同期した画像データに応じてＬＤユニット２１１を点灯制御する。そして、ＬＤユニット２１１からレーザビームが出射し、ポリゴンミラー２１２に偏向され、ｆθレンズ２１３、第２レンズ２１４を通り、折り返しミラー２１５によって感光体ユニット８０上を走査することになる。

ポリゴンモータ制御部１０１は、プリンタ制御部１０６からの制御信号により、ポリゴンモータ（不図示）を規定の回転数で回転制御する。書出開始位置制御部１０２は、同期検知信号ＸＤＥＴＰ、画素クロックＰＣＬＫ、及びプリンタ制御部１０６からの制御信号等により、画像書出し開始タイミング及び画像幅を決定する主走査制御信号ＸＬＧＡＴＥ、副走査制御信号ＸＦＧＡＴＥを生成している。

モータ制御部１０７はプリンタ制御部１０６からの制御信号により折り返しミラー２１５の傾きを調整するためのモータ駆動信号を生成し、スキュー補正機構２１９のモータに送る。モータは駆動信号を受けて指示された量と方向に折り返しミラー２１５を動かす。なお、スキュー補正機構２１９を折り返しミラー２１５の代わりに第２レンズ２１４に設けてもよい。モータの駆動方法については同様である。

位置ずれ補正用パターンを検出するセンサ９１，９１については、各センサで検出した画像位置ずれ補正用パターンのデータをプリンタ制御部１０６に送り、位置ずれ量を算出し、補正データを生成し、書出開始位置制御部１０２、画素クロック生成部１０５、及びモータ制御部１０７に設定するとともに、補正データ記憶部１０８に記憶しておく。

補正データ記憶部１０８は、画像形成動作を行う際に、記憶されている補正データがプリンタ制御部１０６の指示により読み出され、補正データは書出開始位置制御部１０２、画素クロック生成部１０５、及びモータ制御部１０７に設定される。

〈書き出し開始位置制御部の内部構成〉
図５は、図３における書出開始位置制御部の内部構成を示すブロック図である。図示のように、書出開始位置制御部１０２は、主走査ライン同期信号発生部１３１、主走査ゲート信号発生部１３２、及び副走査ゲート信号発生部１３３を備えている。

主走査ゲート信号発生部１３２は、ＸＬＳＹＮＣと画素クロックＰＣＬＫで動作する主走査カウンタ１４１と、そのカウンタ値とプリンタ制御部１０６からの第１設定値（補正データ）とを比較し、その結果を出力するコンパレータ１４２と、コンパレータ１４２からの比較結果から、主走査方向の画像書出しタイミングを決定する信号ＸＬＧＡＴＥを生成するゲート信号生成部１４３で構成されている。

副走査ゲート信号発生部１３３は、プリンタ制御部１０６（図３）からの制御信号（印刷開始信号）と、ＸＬＳＹＮＣとＰＣＬＫで動作する副走査カウンタ１５１と、そのカウンタ値とプリンタ制御部１０６からの第２設定値（補正データ）とを比較し、その結果を出力するコンパレータ１５２と、コンパレータ１５２からの比較結果から、副走査方向の画像書出しタイミングを決定する信号ＸＦＧＡＴＥを生成するゲート信号生成部１５３で構成されている。

次に書出開始位置制御部１０２の動作を説明する。
主走査ライン同期信号発生部１３１は、主走査ゲート信号発生部１３２内の主走査カウンタ１４１、及び副走査ゲート信号発生部１３３内の副走査カウンタ１５１を動作させるための信号ＸＬＳＹＮＣを生成し、主走査カウンタ１４１、及び副走査カウンタ１５１に出力する。

主走査ゲート信号発生部１３２は、入力されたＸＬＳＹＮＣに基づき、画像信号の取り込みタイミング（主走査方向の画像書出しタイミング）を決定する信号ＸＬＧＡＴＥを生成し、副走査ゲート信号発生部１３３は、制御信号に基づき、画像信号の取り込みタイミング（副走査方向の画像書出しタイミング）を決定する信号ＸＦＧＡＴＥを生成する。

書出開始位置制御部１０２は主走査については画素クロックＰＣＬＫの１周期単位、つまり１ドット単位で、副走査についてはＸＬＳＹＮＣの１周期単位、つまり１ライン単位で書出位置を補正できる。主走査、副走査とも、補正データについては、補正データ記憶部１０８に記憶されている。

〈書出開始位置制御部の主走査方向の動作〉
図６は、書出開始位置制御部の主走査方向の動作を示すタイミングチャートである。ＸＬＳＹＮＣによって主走査カウンタ１４１をリセットし、画素クロックＰＣＬＫでカウントアップしていく。主走査カウンタ１４１のカウンタ値がプリンタ制御部１０６によって設定された第１設定値（ここではＸ）になったところで、コンパレータ１４２からその比較結果が出力され、ゲート信号生成部１４３によってＸＬＧＡＴＥがロー（Low）レベル（有効）になる。ＸＬＧＡＴＥは主走査方向の画像幅分だけローレベルとなる信号である。

〈書出開始位置制御部の副走査方向の動作〉
図７は、書出開始位置制御部の副走査方向の動作を示すタイミングチャートである。プリンタ制御部１０６からの印刷開始信号で副走査カウンタ１５１をリセットし、ＸＬＳＹＮＣでカウントアップしていく。副走査カウンタ１５１のカウンタ値がプリンタ制御部１０６によって設定された第２設定値（ここではＹ）になったところでコンパレータ１５２からその比較結果が出力され、ゲート信号生成部１５３によってＸＦＧＡＴＥがローレベル（有効）になる。ＸＦＧＡＴＥは副走査方向の画像長さ分だけローレベルとなる信号である。

〈ＬＤ制御部の前段に設けられているラインメモリの動作〉
図８は、図３におけるＬＤ制御部の前段に設けられているラインメモリの入力及び出力を示す図である。

ラインメモリ１６１は、ＸＦＧＡＴＥ、ＸＬＧＡＴＥのタイミングでプリンタコントローラ、フレームメモリ、スキャナ等から画像データを取り込み、ＰＣＬＫに同期して画像データを出力する。出力された画像データはＬＤ制御部１０３（図３）に送られ、そのタイミングで各ＬＤユニット２１１が点灯する。

〈スキュー補正機構〉
図９は、スキュー補正機構の概要について説明するための図である。図示のように、折り返しミラー２１５の一端（ここでは左端）を固定し、他端（ここでは右端）をスキュー補正機構２１９により変位させる。

スキュー補正機構２１９は、ステッピングモータ２２１と、ステッピングモータ２２１の正逆回転により進退する調整部材２２２からなる（詳細については後述する）。センサ９１，９２（図３）により検出されたスキュー量に応じて、ステッピングモータ２２１を回転させ、調整部材２２２により、光ビーム走査装置２１の光学部材としての折り返しミラー２１５の他端を変位させることで、折り返しミラー２１５の傾き変化させ、スキューを補正する。なお、同様のスキュー補正機構を第２レンズ２１４に取り付け、第２レンズ２１４の傾きを変えることで、スキュー補正を行うことも可能である。

〈スキュー補正機構の概略構造、動作及びその経時変化〉
図１０は、スキュー補正機構の概略構造及び動作、並びにその経時変化を示す図である。ここで、図１０（ａ）はスキュー補正機構の概略構造及び動作を示している。また、図１０（ｂ）、図１０（ｃ）は、それぞれ図１０（ａ）において破線で囲まれている部分のスキュー補正直後の状態、経時変化後の状態を示している。

図１０（ａ）に示されているように、スキュー補正機構２１９は、ステッピングモータ２２１と、調整部材２２２とを有する。調整部材２２２は、ネジ構造になっているモータの回転軸２２２ａと、その外側に嵌め込まれたナット２２２ｂからなる。ナット２２２ｂは、回転抑制されており、ステッピングモータ２２１が正逆回転することで、ナット２２２ｂが進退（図では上下動）し、折り返しミラー２１５若しくは第２レンズ２１４の傾きを変えることができる。

ただし、図１０（ｂ）及び図１０（ｃ）に示されているように、回転軸２２２ａとナット２２２ｂとの間にバックラッシュ（あそび）２２３が存在すると、図１０（ｂ）に示されているように、スキュー補正直後はナット２２２ｂが補正完了位置に停止している状態になるが、図１０（ｃ）に示されているように、経時変化によりバックラッシュ２２３の分だけナット２２２ｂが動いてしまうことがある。このナット２２２ｂの動きにより、折り返しミラー２１５の傾きも変化してしまう。

〈モータ制御信号〉
図１１は、スキュー補正機構におけるモータの制御信号を示すタイミングチャートである。本実施形態ではモータは４相ステッピングモータの２－２相励磁方式として説明するが、モータ駆動についてこの方式に限定するものではない。

プリンタ制御部１０６からスキュー補正の指示があった場合、モータ制御部１０７では図のようなパルスを生成してステッピングモータ２２１に対して出力する。例えば、Ｔ１→Ｔ２→Ｔ３→Ｔ４の方向に遷移すると、ステッピングモータ２２１としてはＣＷ方向（時計回り）に回転（以下、正転と言う）し、プラス補正となる。逆に、Ｔ４→Ｔ３→Ｔ２→Ｔ１の方向に遷移すると、ステッピングモータ２２１としてはＣＣＷ方向（反時計回り）に回転（以下、逆転と言う）し、マイナス補正となる。４ステップで1回転（３６０度）となる。なお、「正転」をすると、図１０（ａ）に示す「＋」方向への補正となる。また、「逆転」をすると、図１０（ａ）に示す「－」方向への補正となる。

プリンタ制御部１０６ではスキュー補正量を算出した後、事前に取得しておいた補正量に対するステップ量のデータから、ステップ量を算出し、モータ制御部１０７に指示する。

なお、ステッピングモータ２２１を動作させるときにのみ励磁した方が発熱の問題がなくなるため、モータ動作後、各相の状態を補正データ記憶部１０８に記憶しておき、励磁をオフし、次回動作する場合に、前回の励磁状態からスタートするように制御する。

〈印刷時の動作〉
図１２は、画像形成装置の印刷時の制御フローを示す図である。
操作パネルのスタートキーの押下に応じて、まず、ポリゴンモータをプリンタ制御部１０６からの指示で規定の回転数で回転させる（ステップＳ１）。

そして、補正データ（主走査、副走査の書出開始位置、倍率の設定値）を各制御部に設定して（ステップＳ２）、同期検知信号を出力するためのＬＤ点灯、及び各ＬＤが規定光量で点灯できる状態にするためのＡＰＣ（Automatic Power Control：自動光量制御）動作を行う（ステップＳ３）。

その後、画像形成動作を行う（ステップＳ４）。画像形成動作の後、次の画像の有無を判定する（ステップＳ５）。次の画像がなければ（ステップＳ５：No）、ＬＤを消灯し（ステップＳ６）、ポリゴンモータを停止し（ステップＳ７）、この図に示されている制御フローを終了する。次の画像がある間は画像形成動作を繰り返す（ステップＳ５：Yes→ステップＳ４）。

スキュー補正については、印刷前に実施した画像位置ずれ補正制御の際にステッピングモータ２２１を動作させていれば、改めて実施する必要はない。

〈位置ずれ補正用パターン〉
図１３は、位置ずれ補正用パターンを示す図である。
位置ずれ補正用パターンは印刷する画像を形成していない期間（紙間）に形成される。印刷開始前、若しくは印刷終了時でもよい。

中間転写ベルト１０上に各色で横線及び斜め線の画像を形成する。ここでは、中間転写ベルト１０の移動方向に対して左側に形成された横線（Ｙ１，Ｍ１，Ｃ１，Ｋ１）及び斜め線（Ｙ３，Ｍ３，Ｃ３，Ｋ３）と、中間転写ベルト１０の移動方向に対して右側に形成された横線（Ｙ２，Ｍ２，Ｃ２，Ｋ２）及び斜め線（Ｙ４，Ｍ４，Ｃ４，Ｋ４）を図示した。

中間転写ベルト１０が矢印の方向に移動することにより、各色の横線、斜め線の主走査方向の中心位置（図における破線との交点）がセンサ９１，９２で検出され、プリンタ制御部１０６に送られ、Ｋ色に対する各色のずれ量（時間）が算出される。斜め線は、主走査方向の画像位置、画像倍率がずれることで検出タイミングが変わり、横線は、副走査方向の画像位置がずれることで検出タイミングが変わる。

具体的には、主走査方向については、パターンＫ１からパターンＫ３の時間を基準とし、パターンＣ１からパターンＣ３の時間と比較し、そのずれ分ＴＫＣ１３を求める。さらに、パターンＫ２からパターンＫ４までの時間を基準とし、パターンＣ２からパターンＣ４までの時間と比較し、そのずれ分ＴＫＣ２４を求める。ＴＫＣ２４－ＴＫＣ１３がシアン画像のブラック画像に対する倍率誤差となるので、その量に相当する分だけ画素クロックの周波数を変化させることになる。

また、上記で求めたＴＫＣ１３からセンサ９１の位置における倍率誤差補正分を差し引いたものが、シアン画像のブラック画像に対する主走査ずれとなり、そのずれ量に相当する分だけ書出開始タイミングを決定するＸＬＧＡＴＥ信号のタイミングの変更を行う。マゼンタ、イエローについても同様である。

副走査方向については、理想の時間をＴcとし、パターンＫ１からパターンＣ１までの時間をＴＫＣ１、パターンＫ２からパターンＣ２までの時間をＴＫＣ２とすると、「{（ＴＫＣ２＋ＴＫＣ１）／２}－Ｔｃ」がシアン画像のブラック画像に対する副走査ずれとなり、その量に相当する分だけ書出開始タイミングを決定するＸＦＧＡＴＥ信号のタイミングの変更を行う。マゼンタ、イエローについても同様である。

また、スキューについて、ＴＫＣ１とＴＫＣ２の差分である「ＴＫＣ２－ＴＫＣ１」がシアン画像のブラック画像に対するスキューずれとなり、その量に相当する分だけステッピングモータ２２１によって補正する。補正量を算出する際、ずれを検出するセンサ９１，９２の位置と実際に補正するステッピングモータ２２１が設置されている位置とが異なるので、検出したずれ量からステッピングモータ２２１の位置でのずれ量に換算し、実際に設定する補正量を求める必要がある。

図示した位置ずれ補正パターンの形状は一例であり、これに限るものではない。また、主走査方向の３箇所以上で位置ずれ補正用パターンを形成して検出した方がより高精度になる。また、本パターンを中間転写ベルト１０の移動方向に複数組配列し、ずれ量を平均化することで、様々な誤差を低減させることができる。

〈位置ずれ補正制御フローの第１の例〉
図１４は、画像形成装置の位置ずれ補正制御フローの第１の例を示す図である。
画像位置ずれ補正については、プリンタ制御部１０６が実行タイミングを制御する。電源オンした直後に実行したり、規定した印刷枚数毎に実行したり、温度を監視して規定以上の温度変化があった場合に実行する。

まず、前回の補正からの経時変化で折り返しミラー２１５の傾きの変化、ステッピングモータ２２１のバックラッシュによって、光ビームの走査線の傾き状態が変化している可能性があるため、スキュー補正機構２１９のステッピングモータ２２１を規定量：＋Ａだけ駆動する（ステップＳ１０１）。この回転方向、回転量については、確実に折り返しミラー２１５の傾きが元に戻ることを事前に確認して決定しておく。なお、本実施形態の場合、＋方向への動作のため、スキューずれをわざと発生させることになる可能性もあるが、この後に実施する補正動作でその分も含めて補正されるため、影響はない

次に補正データ記憶部１０８に記憶されている各色の補正データを設定し（ステップＳ１０２）、位置ずれ補正用パターンを形成する（ステップＳ１０３）。次いでセンサ９１，９２で位置ずれ補正用パターンを検知し（ステップＳ１０４）、プリンタ制御部１０６で基準色に対する各色のずれ量を算出する（ステップＳ１０５）。ここで、複数組のパターンを形成した場合、平均値を算出する。

そして、補正を実施するか否かを判断する（ステップＳ１０６）。この判断は、例えばずれ量が補正分解能の１／２以上であれば補正を行うことになる。補正する場合（ステップＳ１０６：Yes）、補正データを算出し（ステップＳ１０７）、算出された補正データで補正データ記憶部１０８の補正データを更新し（ステップＳ１０８）、各制御部に補正データを設定する（ステップＳ１０９）。

ここでの補正データは、主走査方向の画像倍率を決定する画素クロック周波数の設定値と、主走査方向の画像位置を決定するＸＬＧＡＴＥ信号の設定値、副走査方向の画像位置を決定するＸＦＧＡＴＥ信号の設定値、副走査方向のスキュー補正量を決定する設定値である。補正を行わない場合は、補正データの更新は行わない。設定後は、この補正値を使って画像形成動作を実施することになる。

位置ずれ補正用パターンを検知ができなかった等により、画像位置ずれ補正制御が実施できなかった場合、スキューについては＋Ａだけモータを動作（正転）させたことで、最初の状態から変わっているため、同じ量だけ逆方向に動作（逆転）させた方がよい。

本実施例の場合、図１０に示されているように＋方向が折り返しミラー２１５を押し出す方向になっている。基本的に同じ量であれば動作方向による動作量の差異はないが、押し出す方向に動作させた方が、仮にミラー可動部の動きが多少悪い場合においても、折り返しミラー２１５の傾き、バックラッシュに対して常に同じ位置に安定させやすいという利点がある。

〈位置ずれ補正制御フローの第２の例〉
図１５は、画像形成装置の位置ずれ補正制御フローの第２の例を示す図である。この図におけるステップＳ２０２～Ｓ２１０は図１４（第１の例）におけるステップＳ１０１～Ｓ１０９と同じである。すなわち、第１の例とは、最初に規定量：－Ａだけ動作（逆転）させ、その後、同じ量だけ反対側（＋Ａ）に動作（正転）させる点だけ異なる。

この第２の例の場合、同じ量を正負の方向で動作させるため、スキューの状態は折り返しミラー２１５の傾き、バックラッシュの影響以外は動作前とほぼ同じになる。この場合、仮にこの後に実施する画像位置ずれ補正制御が実施できなかった場合でも、ステッピングモータ２２１を動作させる必要がない。

この第２の例の場合でも、図１０のように＋方向が折り返しミラー２１５を押し出す方向になっている。基本的に同じ量であれば動作方向による動作量の差異はないが、押し出す方向に動作した方が、仮にミラー可動部の動きが多少悪い場合においても、折り返しミラー２１５の傾き、バックラッシュに対して常に同じ位置に安定させやすい。よって、最初に－方向に動作させ、その後、＋方向に動作させるようにする。

また、この第２の例では、最初に－方向に動作させ、その後、＋方向に動作させているが、常に同じ方向で動作終了させるようにした方がよい。動作する方向によって誤差が発生したとしても、常に同じ状態の方が動作毎のばらつきが無くなるからである。

１０：中間転写ベルト
２０:作像装置
２１：光ビーム走査装置
８０：感光体
９１，９２：センサ
１０１：ポリゴンモータ制御部
１０２：書出開始位置制御部
１０５：画素クロック生成部
１０６：プリンタ制御部
１０７：モータ制御部
１０８：補正データ記憶部
２１４：第２レンズ
２１５：折り返しミラー
２１９：スキュー補正機構
２２１：ステッピングモータ
２２２：調整部材

特開２０１０－１８１５７２号公報 特開平９－２６９４５５号公報

Claims (3)

1. 位置ずれ補正用パターンのデータに応じた光ビームにより像担持体を走査する光ビーム 走査手段と、
   前記走査により前記像担持体上に形成された位置ずれ補正用パターンの潜像を現像する 現像手段と、
   現像された位置ずれ補正用パターンを媒体に転写する転写手段と、
   前記媒体に転写された位置ずれ補正用パターンを読み取って、画像位置ずれ量を取得す る画像位置ずれ量取得手段と、
   前記画像位置ずれ量に応じて画像位置ずれを補正する画像位置ずれ補正手段であって、 スキュー量に応じて前記光ビーム走査手段の光学部材の傾きを調整することでスキューを 補正するスキュー補正手段を含む前記画像位置ずれ補正手段と、
   前記各手段により実行される画像位置ずれ補正制御の前に、前記スキュー補正手段を駆動させる駆動手段と、
   を有し、
   前記スキュー補正手段は、ステッピングモータと、前記ステッピングモータの回転軸の外側にバックラッシュを有する状態で取り付けられ、先端が前記光学部材に取り付けられ 、前記ステッピングモータの正逆回転により進退して、前記光学部材の傾きを変化させる調整部材とを有し、
   前記駆動手段は、前記位置ずれ補正用パターンを形成する前に、前記ステッピングモータを規定量正転及び逆転させる
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載された画像形成装置において、
   前記駆動手段は、事前補正動作の終了となるステッピングモータの回転方向を同じにしたことを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項２に記載された画像形成装置において、
   前記回転方向は、前記調整部材が前記光学部材を押し出す方向であることを特徴とする画像形成装置。