JP3820821B2

JP3820821B2 - Image forming apparatus

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Publication number: JP3820821B2
Application number: JP33796799A
Authority: JP
Inventors: 正樹蜂須賀
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1999-11-29
Filing date: 1999-11-29
Publication date: 2006-09-13
Anticipated expiration: 2019-11-29
Also published as: JP2001150722A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式を利用して像担時体上を露光して画像を形成する画像形成装置にかかり、特に、複数のビームを使用して多重、多色のカラー画像を形成する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来よりカラー画像形成の高速化を図るために、図２３に示すような、各色（Ｋ：ブラック、Ｃ：シアン、Ｙ：イエロー、Ｍ：マゼンタ）用にそれぞれ１つずつ設けられた画像形成部１０２（１０２Ｃ、１０２Ｍ、１０２Ｙ、１０２Ｋ）によりカラー画像を形成するカラー画像形成装置１００が提案されている。この画像形成装置１００では、画像読取装置１０４が原稿を読み取ることによって得られた光信号をフィルタによってＲ、Ｇ、Ｂの各色の信号に分解し、これを光電変換して各色の画像信号を形成する。各色画像信号は制御部１０６に入力され、制御部１０６は所定のタイミングでこれらの画像信号を各画像形成部１０２のレーザ走査装置（ＲＯＳユニット）１０８に出力する。各レーザ走査装置１０８は、図２４に示されるように、それぞれレーザビームを射出するレーザ光源１１０と、レーザ光源１１０から射出されたレーザビームを平行ビームに整形するコリメータレンズ１１２と、平行ビームを偏向する回転多面鏡１１４と、走査速度補正のためのｆθレンズ１１６と、ｆθレンズ１１６を通過したビームを感光体ドラム１２４上に導くための折り返しミラー１１８、１２０、１２２と、感光体ドラム１２４上での主走査方向の画像信号書き込み開始信号（ＳＯＳ信号）を検出するための開始位置検出センサ１２６と、を備えており、画像書き込み開始信号でタイミングを取りながら、感光体ドラム１２４上にそれぞれ潜像を形成する。
【０００３】
次いで、図２３に示されるように、現像器１２８により潜像上にカラートナーを付着させることによって得られたトナー像は、順次転写ベルト１３０で搬送されるペーパー１３２に転写され、カラー画像形成装置１００の搬送方向下流に配設された図示しない定着器により定着される。このように、複数の画像形成装部を有する画像形成装置における転写画像位置が理想位置からずれると、多色画像の場合には、異なる色の画像間隔のずれ、或いは重なりとなり、カラー画像の場合には、色味の違い、更に程度がひどくなると色ずれとなって現れ、画像品質を著しく劣化させていた。これら色ずれは副走査方向及び主走査方向のずれの組合せで発生するが、主走査方向の色ずれは、光走査装置の部品公差（例えば、光学部品の平面度、レンズの厚さ、曲率、部品の取り付け精度等）や光源の波長差、感光体と光走査装置の位置ずれ等によって発生する。
【０００４】
図２５には、部品の製造誤差が無い場合を実線で示し、部品の製造誤差が発生した場合を破線でそれぞれ示す。本来、２本の線が重なるべきであるが、部品の製造誤差によってずれてしまっていることをがわかる。また、図２６には、一例として、光学系であるミラーの平面度が製造上ばらついた場合のずれ量が示されている。ここで、実線はミラーが設計値通り製造された場合を示し、破線は製造誤差でミラーが７６．２mm（３インチ）あたり８λの円弧上（ｒ換算で１４３３２６mm）の誤差を持った場合であり、最大で０．４３mmの色ずれが発生している。
【０００５】
このような問題に対応するために特開昭６３−６６５７８号公報に記載の技術では、装置の調整時に光ビームを感光体に照射して得られる潜像を現像し、転写ベルトにテストパターン像を形成し、テストパターン位置の指定ラインからのずれを検出して、このずれ量に基づいて感光体が光ビームを検知してから、画像書出しを行うまでの時間を調整して転写ずれの補正を行うカラー画像形成装置が提案されている。また、特公平０５−７０１４９号公報に記載の技術では、転写後の基準マークを読み取り、画像位置及び画像幅を合わせる画像形成装置が提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開昭６３−６６５７８号公報及び特公平０５−７０１４９号公報に記載の技術では、画像書出し位置及び画像記録幅を調整しても画像領域全体での色ずれがなくなるわけではない。例えば、図２７に示すように画像領域両端で倍率を補正するにあたり、ビデオクロックを変えて補正した場合、両端での位置ずれは発生しないが内側の位置ずれは残っている。図２７は上述したような部品公差で発生している色ずれを補正するにあたり、ビデオクロックを変えて補正した場合の各像高位置（主走査方向位置）での部品製造誤差がない場合と製造誤差が発生した場合の位置ずれの差、すなわち色ずれを表した図である。この例では、画像領域はＡ３の用紙幅の２９７mmとし、ずれ量を主走査方向端からの距離０mm（図２７の像高−１４８．５mm）と主走査方向端からの距離２９７mm（図２７の像高１４８．５mm）で検知してそこで検知されたずれ量に応じて画像書出し位置及び倍率を合わせたものである。画像両端では色ずれの発生が０であるが、図２７における像高約−９０mm及び像高約９０mm付近では約３５μmの色ずれが発生している。なお、目視において色ずれはある量を越えると急に目立つ傾向を持ち、上述の色ずれ量は画像に対して大きな問題となる。
【０００７】
本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、画像領域全域にわたって色ずれ量を最小に抑えることができる画像形成装置の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、カラー画像を表す画像データに基づいて、光源からのそれぞれが色成分に対応する複数の光ビームを回転多面鏡によって走査して反射ミラを介して感光体に照射することによって複数の色成分からなるカラー画像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段による各色成分の画像の主走査方向の位置ずれをそれぞれ検出する少なくとも一対の検出手段と、前記検出手段の検出結果に基づいて、画像形成時の倍率補正と書出し位置補正、及び、左右倍率補正と書出し位置補正を含む画像補正のうち、少なくとも１つの画像補正を行う補正手段と、を備えた画像形成装置であって、前記補正手段による補正結果における各色成分の画像間の主走査方向の色ずれが小さくなる位置として、前記画像形成手段により形成可能な最大画像幅を１とした時、前記一対の検出手段の間隔が略０．９、かつ前記最大画像幅の中央を基準として均等振り分けした位置に前記検出手段を配置することを特徴としている。
【０００９】
従来の画像形成装置のように、検出手段を画像の形成される最大画像領域の両端に配置して、画像形成時の倍率補正や左右倍率補正等の画像補正を行った場合、検出手段の配置された位置を基準として画像補正が行われるので、最大画像領域の両端の位置での位置ずれは補正されるが、その内側の領域での位置ずれを抑制することができない。そこで、検出手段を配置する位置を最大画像幅に対して、補正手段による補正結果における主走査方向の位置ずれが最小となる位置とすることによって、画像領域全域にわたって位置ずれを最小にすることができる。すなわち、請求項１に記載の発明のように、一対の検出手段の間隔を、最大画像幅を１として、略０．９となる比率とし、最大画像幅の中央を基準として均等振り分けして配置することによって、画像領域全域に対して主走査方向の位置ずれを抑制することができ、画像領域全域にわたって色ずれ量を抑えることができる。なお、更に好ましくは、０．８４〜０．９５の比率となる位置に一対の検出手段を配置するのが好ましい。
【００１０】
なお、画像形成装置としては、主走査方向の位置ずれを検出する検出手段を有するものであればよく、例えば、光走査によって画像を記録するプリンタや複写機等に適応することが可能である。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、カラー画像を表す画像データに基づいて、複数の色成分からなる画像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段による各色成分の画像の主走査方向の位置ずれを検出する複数の検出手段と、前記検出手段の検出結果に基づいて、画像形成時の倍率補正と書出し位置補正、及び、左右倍率補正と書出し位置補正を含む画像補正のうち、少なくとも１つの画像補正を行う補正手段と、を備えた画像形成装置であって、画像形成を行う画像形成領域幅を検出する画像領域幅検出手段を更に備え、前記画像領域幅検出手段の検出結果に応じて、前記補正手段による補正結果における各色成分の画像間の主走査方向の色ずれが小さくなる位置の前記検出手段を選択して、前記補正手段による補正を行うことを特徴としている。
請求項２に記載の発明によれば、画像領域幅検出手段によって画像記録を行う幅、例えば、出力する用紙等の幅を検出し、該検出結果に応じて、複数の検出手段のうちの使用する検出手段を選択することによって、画像領域幅に応じて、前記略０．９の位置に配置された検出手段を使用した画像補整を行うことが可能となる。従って、画像領域全域にわたって色ずれ量を最小に抑えることができる。
請求項３に記載の発明は、カラー画像を表す画像データに基づいて、複数の色成分からなる画像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段による各色成分の画像の主走査方向の位置ずれを検出する一対の検出手段と、前記検出手段の検出結果に基づいて、画像形成時の倍率補正と書出し位置補正、及び、左右倍率補正と書出し位置補正を含む画像補正のうち、少なくとも１つの画像補正を行う補正手段と、を備えた画像形成装置であって、前記検出手段の位置を移動する移動手段と、画像形成を行う画像領域幅を検出する画像領域幅検出手段と、を備え、前記画像領域幅検出手段の検出結果に応じて、前記補正手段による補正結果における各色成分の画像間の主走査方向の色ずれが小さくなる位置に、前記移動手段により前記検出手段の位置を移動して、前記補正手段による補正を行うことを特徴としている。
請求項３に記載の発明によれば、画像領域幅検出手段によって画像記録を行う幅、例えば、出力する用紙の幅を検出し、該検出結果に応じて、移動手段を移動することによって、画像領域幅に応じて、常に前記略０．９の位置に検出手段を移動することが可能となる。従って、画像領域全域にわたって色ずれ量を最小に抑えることができる。
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の発明において、前記画像形成手段は、複数の光ビームを用いて画像を形成する走査光学装置からなることを特徴としている。
【００１２】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の発明において、画像形成手段が複数の光ビームを用いて感光体等を光露光することによって画像を形成する走査光学装置に適応することが可能である。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の発明において、前記補正手段は、前記画像形成手段における光路長を変更することによって、走査倍率を変更することを特徴としている。
【００１６】
請求項５に記載の発明によれば、請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の発明において、補正手段が画像形成手段における光路長（例えば、光が走査される感光体等の記録媒体までの距離）を変更することによって、主走査倍率を変更することができる。例えば、光源からの光を回転多面鏡によって走査し、反射ミラーを介して感光体に照射することによって画像を形成する画像形成装置の場合には、反射ミラーの移動等によって感光体までの光路長を調整することにより、主走査倍率を変更することが可能である。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の発明において、前記補正手段は、画像形成を行う際に使用するクロック周波数を変更することを特徴としている。
【００１８】
画像形成を行う際に使用するクロック（画像クロック）の周波数を小さく（周期を長く）すると、画像記録幅が広がり、画像クロックの周波数を大きく（周期を短く）すると、画像記録幅が狭くなる。そこで、請求項６に記載の発明によれば、請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の発明において、補正手段が画像クロックの周波数を検出手段の検出結果に応じて変更することによって、主走査倍率を変更することができる。
【００１９】
請求項７に記載の発明は、請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の発明のおいて、前記補正手段は、１ライン走査の途中で前記クロック周波数を変更することによって左右倍率補正を行うことを特徴としている。
【００２０】
請求項７に記載の発明によれば、請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の発明において、補正手段が、１ライン走査の途中で画像クロック周波数を変更することによって、例えば、１ラインの中央部を中心として異なる左右倍率の差を補正することができる。
【００２５】
請求項８に記載の発明は、カラー画像を表す画像データに基づいて、光源からのそれぞれが色成分に対応する複数の光ビームを回転多面鏡によって走査して反射ミラーを介して感光体に照射することによって複数の色成分からなるカラー画像を形成する画像形成手段と、予め定めた位置に配置されて前記画像形成手段による主走査方向の各色成分の画像の位置ずれを検出する少なくとも一対の検出手段と、前記検出手段の検出結果に基づいて、画像形成時の倍率補正と書出し位置補正、及び、左右倍率補正と書出し位置補正を含む画像補正のうち、少なくとも１つの画像補正を行う補正手段と、を備えた画像形成装置であって、前記補正手段による補正結果における各色成分の画像間の主走査方向の色ずれが小さくなる位置として、前記画像形成手段により形成可能な最大画像幅を１とした時、前記一対の検出手段の間隔が略０．９、かつ前記最大画像幅の中央を基準として均等振り分けした位置に前記検出手段を配置した場合の前記検出手段の検出結果となる係数を、前記検出手段の検出結果に対して乗算し、乗算された前記検出手段の検出結果に基づいて、画像形成を行う際のクロック周波数を演算する演算手段と、前記演算手段の演算結果に応じて、画像形成を行うタイミングを決定する決定手段と、を備えることを特徴としている。
【００２６】
上述してきたように、検出手段の配置する位置を最大画像幅（例えば主走査方向の画像記録幅）を１として、中央振り分けで略０．９の比率となる位置とすることによって、画像領域全域にわたって色ずれ量を抑えることができるが、装置の構造等により検出手段を前記略０．９の比率となる位置に配置することができない場合がある。そこで、請求項８に記載の発明によれば、演算手段が画像幅全域に対して主走査方向の位置ずれが小さくなるように画像形成を行う際のクロック（画像クロック）周波数を演算する。例えば、検出手段を最大画像幅（例えば主走査方向の画像記録幅）を１として、中央振り分けで略０．９の比率となる位置においたと仮定した場合の係数を予め算出しておき、該係数を検出手段の検出結果に対して乗算して画像クロックを算出することによって、前記略０．９の比率の位置に配置したのと同様の画像補正を行うための画像クロックを得ることができる。また、決定手段では、演算手段によって得られる画像クロック周波数に応じて、画像形成を行うタイミングを決定するので、前記略０．９の比率の位置に配置したのと同様の画像補正を行うことができる。従って、画像領域全域にわたって色ずれ量を小さく抑えることができる。
【００２７】
すなわち、請求項９に記載の発明では、装置の構造等により検出手段を前記略０．９の比率となる位置に配置することができない場合や用紙サイズ等によって画像領域幅が異なったとしても、前記略０．９の比率の位置に検出手段を配置したときと同様の画像補正を行うことができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
［第１実施形態］
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。本実施の形態はタンデム方式のカラー画像形成装置に本発明を適用したものである。
【００２９】
図１に、本発明の第１実施形態に係るカラー画像形成装置１０の概略を表す斜視図を示す。
【００３０】
カラー画像形成装置１０は、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロ（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各色の現像剤（トナー）を備えた各色毎の画像形成部１２（１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ、１２Ｋ）を備えており、画像形成部１２は各色毎に感光体ドラム１４（１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙ、１４Ｋ）が配設されている。これらの感光体ドラム１４の周囲には、一様帯電を施すための図示しない１次帯電器、画像書き込み手段（潜像形成手段）としての走査光学装置（走査光学系）１６（１６Ｃ、１６Ｍ、１６Ｙ、１６Ｋ）、潜像をトナーで顕像化する現像器（図示省略）、クリーナ、転写帯電器が各々配設されている。
【００３１】
走査光学装置１６は、図２に示すように、それぞれ半導体レーザ１８、コリメータレンズ２０及び絞り２２からなり、レーザビームを射出するレーザ光源２４を備え、レーザ光源２４の射出側には、レーザ光源２４から射出されたレーザビームを集光する集光レンズ２６、レーザビームを所定方向に集光するシリンドリカルレンズ２８及び反射ミラー３０が順に配設されている。反射ミラー３０の光反射側には、回転軸０を中心に図２矢印Ｒ方向に回転することによりレーザビームを偏向する回転多面鏡３２が設けられており、偏向されたレーザビームは、偏向されたレーザビームの走査速度を略一定にするために設けられたｆθレンズ３４へと入射される。なお、ｆθレンズ３４は、２つのレンズ３４Ａ、３４Ｂから構成されている。
【００３２】
また、ｆθレンズ３４を透過したレーザビームは、２つの反射ミラー３６、３８及びシリンドリカルミラー４０を介して感光体ドラム１４上に照射され、回転多面鏡３２の回転により図２矢印Ｑ方向に光が走査される。また、感光体ドラム１４が図２矢印Ｓ方向に回転することによって、潜像が感光体ドラム１４上に形成される。
【００３３】
なお、回転多面鏡３２によって反射偏向されたレーザビームの軌跡によって形成される面を主走査面、この主走査面と感光体ドラム１４とが交わって形成される方向を主走査方向、該主走査面に交差（特に直交）する方向を副走査方向とする。
【００３４】
また、シリンドリカルミラー４０と感光体ドラム１４の間の走査開始側に反射ミラー４２が設けられ、反射ミラー４２の光反射側には、各ライン（主走査方向）毎に書出し位置を一定にするため、画像記録の前走査の段階でレーザビームが特定の位置に到達したことを検出して検出信号を出力する開始位置検出センサ４４が設けられている。
【００３５】
開始位置検出センサ４４の検出信号を基準にして所定時間経過後画像書出しが開始され、該所定時間を変更することにより画像書出し位置を変更することが可能とされている。図３は、開始位置検出センサ４４の出力信号と画像書出し開始タイミングとの関係を示す図であり、（Ａ）は開始位置検出センサ４４からの出力信号を示し、（Ｂ）は（Ａ）の出力信号をｔ時間遅延させた出力信号を示し、（Ｃ）は（Ｂ）に同期した画像クロックを示し、（Ｄ）は画像書出しタイミング信号を示す。この画像書出しタイミング信号は（Ｂ）の出力信号後画像クロック（周期ｓ）をｎ回カウント後（Ｔ時間後）発生する。そして画像は感光体ドラム１４上の点Ａより記録される。この画像書出し点Ａは画像クロックのカウント数ｎと上述の遅延時間ｔを変えることによって変更することが可能となっている。
【００３６】
また、走査光学装置１６には、例えばリニアステッピングモータ等で構成されるアクチュエータ４６（図１参照）が設けられており、後述するレジストマーク検出器４８により検出されるレジストマーク画像の検出タイミングに応じて走査光学装置１６を鉛直方向（図１の上下方向）に移動させ、走査線の倍率誤差を調整することができるように構成されている。
【００３７】
感光体ドラム１４の下方には、搬送体を構成する搬送ベルト５０が配設されており、搬送ベルト５０は駆動ローラ５２及び従動ロール５４に所定の張力を持って巻きかけられている。駆動ローラ５０には、ベルト駆動モータ５６が設けられ、駆動ローラ５２に回転力が伝達されることによって、搬送ベルト５０は図１矢印Ｂ方向に一定速度Ｐ（mm／秒）で搬送される。なお、搬送体は、搬送ベルト５０に限定されるものではなく、例えば、中間転写体、ロール紙、カット紙等であってもよい。
【００３８】
また、最終画像形成部（本実施の形態では、Ｋ色用の画像形成部）１２Ｋの搬送ベルト５０の搬送方向下流側には、ファクシミリ等で一般に使用される画像読取センサと類似するＣＣＤ等の電荷結合素子５８、レンズ６０及び光を照射するランプ６２で構成されるレジストマーク検出器４８が設けられている。レジストマーク検出器４８は、最大走査幅（画像形成部１２で印字可能な主走査方向の幅、本実施形態では、Ａ３サイズの２９７mm）を１．０として、センタ（走査幅中央部）振り分けで略０．９（センタ位置に対して略±１３０mm）の比率となる位置（以下、最大走査幅の略０．９の位置と称す）に配置されている。すなわち、図４に示すように、最大画像幅Ｌとするとセンタ振り分けで０．９×Ｌとなる位置に配置されている。
【００３９】
レジストマーク検出器４８は、搬送ベルト５０上の転写紙Ｐの各転写紙間（各画像領域と各画像領域との間）に各感光体ドラム１４により転写されたレジストマークを、ランプ６２から搬送ベルト５０上に照射される光の反射光をレンズ６０を介して受光することによって、レジストマークを検出する。なお、レジストマークを構成する各画像形成部１２で形成されたレジストマーク画像は、図２５に示されるように搬送ベルト５０上に搬送方向に略平行で、且つ所定間隔で転写される。また、レジストマーク画像は、搬送ベルト５０上に連続して搬送される転写紙Ｐの各転写紙間に毎回、又は必要に応じて精度よく転写される。更に、レジストマーク検出器４８は、検出した各レジストマーク画像に対応する画像データを後述する位置ずれ補正処理回路６６に出力するように構成されている。
【００４０】
また、搬送ベルト５０に転写されたレジストマークは、クリーナ部材６４によって回収されるように構成されている。
【００４１】
続いて、位置ずれ補正処理回路６６について図５を参照して説明する。
【００４２】
位置ずれ補正処理回路６６は、開始位置検出センサ４４及びレジストマーク検出器４８がCＰＵ６８に接続されている。ＣＰＵ６８には、ドライバ７０を介して走査光学装置１６を移動する上述のアクチュエータ４６が接続されていると共に、開始位置検出センサ４４の出力信号をｔ時間遅延するための遅延回路７２、画像書出しタイミング信号を生成する同期回路７４、及び、レーザ光源２４を駆動するドライバ７６を介してレーザ光源２４が接続されている。
【００４３】
続いて、上述のように構成されたカラー画像形成装置１０の作用について説明する。
【００４４】
はじめに、各色毎の画像形成部１２によって形成されたレジストマークがレジストマーク検出器４８により検出され、レジストマーク検出器４８によって得られる画像データが位置ずれ補正処理回路６６へ出力される。位置ずれ補正処理回路６６では、ＣＰＵ６８によって、各色毎のレジストマークの位置ずれ量が算出され、該算出結果に基づいて、画像形成部１２の走査光学装置１６の移動量が算出される。そして、算出された移動量に応じたアクチュエータ４６を駆動するための信号がドライバ７０へ出力され、ドライバ７０によってアクチュエータ４６が駆動されて走査光学装置１６が移動することにより、走査光学装置１６と感光体ドラム１４の距離が調整されて、画像書き込み時の主走査方向の倍率が補正される。
【００４５】
各色の画像形成部１２では、開始位置検出センサ４４によってレーザビームが検出され、検出信号がＣＰＵ６８に出力される。ＣＰＵ６８は、各色の開始位置検出センサ４４より出力される検出信号に基づいて、画像書出しタイミング信号を生成するための上述の遅延時間ｔ、及び開始位置検出センサ４４の検出信号をｔ時間遅延した信号と同期した信号のカウント数ｎが算出され、該算出結果に基づいて画像書出しタイミング信号が生成される。そして、該画像書出しタイミング信号に基づいて、ドライバ７６によってレーザ光源２４の駆動が制御されることによって、画像書き込み時の主走査方向の画像書出し位置が調整される。なお、倍率補正と画像書出し位置の調整の行う順番は逆にしてもよいし、倍率補正、画像書き込み位置調整、倍率補正のように再度倍率補正を行うようにしてもよい。
【００４６】
ところで、従来技術のように画像領域の両端にレジストマーク検出器４８を設けた場合には、画像領域の両端を基準に色ずれが補正されるため、画像両端における主走査方向の位置ずれは発生しないが、その内側の領域での位置ずれが発生して色ずれを生じる。そこで、本実施の形態では、レジストマーク検出器４８を最大走査幅（最大画像領域幅）の略０．９の位置に配置し、この位置を基準に色ずれを補正することによって、全画像領域で色ずれを最小にしている。
【００４７】
色ずれは、レジストマーク検出器４８を配置する場所によって、色ずれが最大となる像高位置（画像領域の主走査方向位置）が異なり、例えば、図６には、レジストマーク検出器４８を最大走査幅（Ａ３用紙幅の２９７mm）の１．０（画像領域の端末から０mmと１４８．５mmの位置）、０．９４（画像領域の端末から８．５mmと２８８．５mmの位置）、０．８８（画像領域の端末から１８．５mmと２７８．５mmの位置）、０．７１（画像領域の端末から４３．５mmと２５３．５mmの位置）のそれぞれの位置に配置した場合の色ずれ量の測定結果が示されているが、色ずれが最大となる像高位置が異なることがわかる。
【００４８】
また、それぞれのレジストマーク検出器４８の配置位置における走査幅両端（端側）での色ずれ量と走査幅領域内の中央部（中央）での色ずれ量の一番大きいところの色ずれ量をプロットしたものを図７に示す。図７よりレジストマーク検出器４８を最大走査幅の０．８７の位置に配置し、該位置を基準に色ずれを補正した場合に色ずれ量が走査幅全域にわたり小さくなることがわかる。なお、この時の回転多面鏡以降の光学データの概略を表１に示す。
【００４９】
【表１】

【００５０】
以上説明したように、レジストマーク検出器４８を最大走査幅の略０．９の位置に配置することによって、主走査方向全域での主走査方向の位置ずれを最小に抑えることができる。
【００５１】
［第２実施形態］
第１実施形態のカラー画像形成装置１０は、走査光学装置１６を移動することによって主走査方向の倍率を補正するものであったが、第２実施形態のカラー画像形成装置１１は、画像クロックの周波数を変更することによって倍率の補正を行うものである。従って、第１実施形態のカラー画像形成装置１０の走査光学装置１６に設けられたアクチュエータ４６がなく、走査光学装置１６が固定されたものであり、位置ずれ補正処理回路６６が異なるのみであり、その他の構成は同一であるため説明を省略する。なお、第２実施形態のカラー画像形成装置１１のレジストマーク検出器４８も第１実施形態と同様に、最大走査幅の略０．９の位置に配置されている。
【００５２】
次に、第２実施形態のカラー画像形成装置１１における位置ずれ補正処理回路６７について、図８を参照して説明する。
【００５３】
第２実施形態の位置ずれ補正処理回路６７は、第１実施形態と同様に、開始位置検出センサ４４及びレジストマーク検出器４８がＣＰＵ６８に接続されている。ＣＰＵ６８には、開始位置検出センサ４４の出力信号をｔ時間遅延するための遅延回路７２、画像書出しタイミング信号を生成する同期回路７４、及び、レーザ光源２４を駆動するドライバ７６を介してレーザ光源２４が接続されていると共に、画像クロック周波数変更回路７８が接続されている。また、画像クロック周波数変更回路７８は、ドライバ７６に接続され、画像書き込みを行う画像クロックの周波数が調整されるように構成されている。
【００５４】
続いて、第２実施形態の作用について説明する。
【００５５】
各色毎の画像形成部１２によって形成されたレジストマークがレジストマーク検出器４８により検出され、レジストマーク検出器４８によって得られる画像データが位置ずれ補正処理回路６７へ出力される。位置ずれ補正処理回路６７では、ＣＰＵ６８によって、各色毎のレジストマークの位置ずれ量が算出され、該算出結果に基づいて、画像書き込み時の画像クロック周波数が算出される。そして、算出された画像クロック周波数に応じて、画像クロック周波数変更回路７８によって画像クロック周波数が変更され、ドライバ７６によってレーザ光源２４の駆動が制御されることによって、画像書き込み時の画像クロックが変更されて、主走査方向の倍率が補正される。すなわち、画像クロック周波数変更回路７８によって、図３（Ｂ）で示す画像クロックの周波数Ｓを長くすると（周波数は小さくなる）、画像記録幅が広がり、逆に周波数Ｓを短くすると画像記録幅が狭くなるので、位置ずれ量に応じて周波数を変更することによって倍率を変更することができる。
【００５６】
各色の画像形成部１２では、開始位置検出センサ４４によってレーザビームが検出され、検出信号がＣＰＵ６８に出力される。ＣＰＵ６８は、各色の開始位置検出センサ４４より出力される検出信号に基づいて、画像書出しタイミング信号を生成するための第１実施形態で説明した遅延時間ｔ、及び開始位置検出センサ４４の検出信号をｔ時間遅延した信号と同期した信号のカウント数ｎが算出され、該算出結果に基づいて画像書出しタイミング信号が生成される。そして、該画像書出しタイミング信号に基づいて、ドライバ７６によってレーザ光源２４の駆動が制御されることによって、画像書き込み時の主走査方向の画像書出し位置が調整される。なお、倍率補正と画像書出し位置の調整の行う順番は逆にしてもよいし、倍率補正、画像書き込み位置調整、倍率補正のように再度倍率補正を行うようにしてもよい。
【００５７】
ここで、第２実施形態におけるカラー画像形成装置１１で、倍率補正及び画像書出し位置の調整を行った場合の走査幅両端での色ずれ量と走査幅領域内の中央部での色ずれ量の一番大きいところの色ずれ量を図７と同様にプロットしたものを図９に示す。第２実施形態では、図９よりレジストマーク検出器４８を最大走査幅の０．８８の位置に配置した場合に色ずれ量が走査幅全域にわたり小さくなることがわかる。
【００５８】
すなわち、第２実施形態も第１実施形態と同様に、レジストマーク検出器４８が最大走査幅の略０．９の位置に配置されているので、色ずれを走査幅（画像領域幅）全域にわたり最小にすることができる。また、第２実施形態では、走査光学装置１６やミラー等を動かすことなく倍率補正を行うことができるので、他の光学性能（例えば、焦点位置、リードレジ、倒れ補正性能等）を変化させることなく、色ずれを走査幅全域にわたり最小とすることができる。
【００５９】
続いて、他の走査光学装置（光学データの異なる走査光学装置）で倍率補正及び画像書出し位置の調整を行った場合について、図７及び図９と同様に求めた検知位置比−色ずれ量の特性を図１０、１１に示す。また、その時の回転多面鏡以降の光学データを表２、３に示す。なお、図１１（表３）に示す走査光学装置は、折り返しミラーが１つ少ない構成のものを示す。
【００６０】
【表２】

【００６１】
【表３】

【００６２】
他の走査光学装置の場合も図１０、１１に示すように、レジストマーク検出器４８を最大走査幅の０．８８（略０．９）の位置に配置した場合に色ずれ量が走査幅全域にわたり小さくなることがわかる。従って、第１実施形態及び第２実施形態のようにレジストマーク検出器４８を最大走査幅の略０．９、好ましくは、０．８４〜０．９４の位置に配置することによって、走査領域全域にわたって色ずれ量を最小にすることができる。なお、図７、１０、１１の結果はミラー３６、３８の平面度、ｆθレンズ３４（３４Ａ、３４Ｂ）の厚さ、ｆθレンズ３４（３４Ａ、３４Ｂ）の位置ずれの部品誤差を含むものであるが、それぞれの部品誤差毎の検知位置比−色ずれ量の関係は、表４〜９のようになり、図示すると図１２〜１４のようになる。
【００６３】
【表４】

【００６４】
【表５】

【００６５】
なお、表４及び表５において、▲１▼はシリンドリカルミラー４０にｒ＝１４３３２６mmの公差がのった時、▲２▼はミラー３８にｒ＝１４３３２６mmの公差がのった時、▲３▼はミラー３６にｒ＝１４３３２６mmの公差がのった時、▲４▼はレンズ３４Ａの厚さが０．３mmの公差がのった時、▲５▼はレンズ３４Ｂの厚さが０．３mmの公差がのった時、▲６▼はレンズ３４Ａの位置誤差０．３mmの公差がのった時、▲７▼はレンズ３４Ｂの位置誤差０．３mmの公差がのった時、を示し、表４及び表５を図１２に示す。
【００６６】
【表６】

【００６７】
【表７】

【００６８】
なお、表６及び表７の▲１▼はミラーに公差がのった時、▲２▼はシリンドリカルミラー４０に公差がのった時、▲３▼はレンズ３４Ａの厚さに公差がのった時、▲４▼はレンズ３４Ｂの厚さに公差がのった時、▲５▼はレンズ３４Ａの位置誤差に公差がのった時、▲６▼はレンズ３４Ｂの位置誤差に公差がのった時を示し、表６及び表７を図１３に示す。
【００６９】
【表８】

【００７０】
【表９】

【００７１】
なお、表８及び表９の▲１▼はミラー３６に公差がのった時、▲２▼はシリンドリカルミラー４０に公差がのった時、▲３▼はミラー３８に公差がのった時、▲４▼はレンズ３４Ａの厚さに公差がのった時、▲５▼はレンズ３４Ｂの厚さに公差がのった時、▲６▼はレンズ３４Ａの位置誤差に公差がのった時、▲７▼はレンズ３４Ｂの位置誤差に公差がのった時を示し、表８及び表９を図１４に示す。
【００７２】
［第３実施形態］
第２実施形態では、レジストマーク検出器４８を画像領域の略０．９の位置に配置する構成としたが、第３実施形態では、第２実施形態のカラー画像形成装置１０において、画像領域の両端（１．０）に配置する構成となっており、その他の構成は第２実施形態と同一であるため、説明を省略する。
【００７３】
第３実施形態でこのままの状態で、倍率補正及び画像書出し位置の調整を行うっても色ずれは大きいままである。
【００７４】
ここで、部品公差を含む場合（具体的には最終ミラーにＲ＝１４３３２６mmの製造誤差が生じた時）に倍率を合わせるために得られた画像クロックの周期をＴ１とすると、レジストマーク検出器４８を最大走査幅の０．９４（８．５mmと２８８．５mm）、０．８８（１８．５mmと２７８．５mm）、０．７１（４３．５mmと２５３．５mm）に配置したと仮定するとその場合の画像クロックの周波数は最大画像領域の０．９４、０．８８、０．７１の画像クロック周波数をそれぞれＴ２、Ｔ３、Ｔ４とするとＴ２＝０．９９９５×Ｔ１、Ｔ３＝０．９９８８×Ｔ１、Ｔ４＝０．９９６９×Ｔ１となる。なお、他の部品公差が生じた場合にもほぼ同一の数値となる。
【００７５】
そこで、第３実施形態では、レジストマーク検出器４８が最大走査幅の略０．９の位置にないが、他の位置（本実施形態では、画像領域の両端）での検出結果に所定の係数をかけることによって、ＣＰＵ６８で画像クロック周波数を算出することにより、最大走査幅の０．９の位置にレジストマーク検出器４８を配置した場合と同様な補正を行う。従って、予め画像クロック周波数に乗算する所定の係数を算出しておくことによって、第２実施形態と同様な効果を得ることができる。
【００７６】
なお、本実施の形態では、予め画像クロック周波数に乗算する所定の係数として、複数の係数（複数の最大幅に対する比にレジストマーク検出器４８を配置したと仮定して得られる係数）を記憶しておくことにより、用紙幅に応じた色ずれ補正を行うことが可能となる。
【００７７】
また、第１〜第３実施形態では、レジストマーク検出器４８を最大走査幅の略０．９の位置に配置している。すなわち、２つのレジストマーク検出器４８が配置されている構成としたが、更に走査幅の中央部に１つレジストマーク検出器４８を配置することにより、走査幅の中央部の位置ずれを検出して、主走査方向の１ラインを走査する間に画像クロックの周波数を可変して左右倍率差を補正する構成（例えば、特願平１０−６２７００号公報に記載の画像形成装置）としてもよい。なお、この時の検知位置比−色ずれ量の測定結果を図１５〜１７に示す。図１５〜１７は、図７、１０、１１と同じミラーの傾き、ｆθレンズの傾き部品誤差がのった場合を示す。
【００７８】
図１５〜１７よりレジストマーク検出器４８を０．９２、０．９４、０．９３の位置に配置して左右倍率差を補正することにより、左右倍率差が原因の色ずれ量を主走査方向の全走査領域にわたって色ずれ量を最小にすることができる。なお、図１５〜１７の結果はミラーの平面度、ｆθレンズの厚さ、ｆθレンズの位置ずれの部品誤差を含むものであるが、それぞれの部品誤差毎の検知位置比−色ずれ量の関係は、表１０〜１５のようになり、図示すると図１８〜２０のようになる。
【００７９】
【表１０】

【００８０】
【表１１】

なお、表１０及び表１１の▲１▼はミラー３６に０．２°の公差がのった時、▲２▼はミラー３８に０．２°の公差がのった時、▲３▼はシリンドリカルミラー４０に０．２°の公差がのった時、▲４▼はレンズ３４Ａに０．１°の公差がのった時、▲５▼はレンズ３４Ｂに０．１°の公差がのった時、▲６▼は回転多面鏡の前の光学系に公差がのった時を示し、表１０及び表１１を図１８に示す。
【００８１】
【表１２】

【００８２】
【表１３】

なお、表１２及び１３の▲１▼はミラー３６の傾きに公差がのった時、▲２▼はミラー３８の傾きに公差がのった時、▲３▼はシリンドリカルミラー４０の傾きに公差がのった時、▲４▼はレンズ３４Ａの傾きに公差がのった時、▲５▼はレンズ３４Ｂの傾きに公差がのった時、▲６▼は回転多面鏡の前の光学系に公差がのった時を示し、表１２及び表１３を図１９に示す。
【００８３】
【表１４】

【００８４】
【表１５】

【００８５】
なお、表１４及び表１５の▲１▼はミラー３６の傾きに公差がのった時、▲２▼はシリンダミラー４０の傾きに公差がのった時ｍ▲３▼はレンズ３４Ａの傾きに公差がのった時、▲４▼はレンズ３４Ｂの傾きに公差がのった時、▲５▼は回転多面鏡の前の光学系に公差がのった時を示し、表１４及び表１５を図２０に示す。また、図２０（表１４及び表１５）は、折り返しミラーが１つ少ない構成のものを示す。
【００８６】
また、上記では、レジストマーク検出器４８を２つ設けて倍率補正を行う、又は、３つ設けて左右倍率差を補正する画像形成装置について説明したが、走査幅は出力する用紙サイズ等によって異なるので、レジストマーク検出器４８を４つ以上設ける構成としてもよい。例えば、レジストマーク検出器４８を画像領域の端末から１５．５mm、３４．５mm、５４．５mm、１４８．５mm、２４２．５mm、２６２．５mm、２８１．５mmの７箇所に配置する（図２１参照）と共に、用紙サイズ等によって異なる画像領域幅を検知する検知手段を設ける。そして、カラー画像形成装置で選択された出力する用紙等のサイズ（検知手段によって検知された画像領域幅）に応じて、使用するレジストマーク検出器４８を使い分けるようにしてもよい。具体的には、Ａ３幅の用紙が選択された場合には、１５．５mm、２８１．５mm、或いは、１５．５mm、１４８．５mm、２８１．５mmに配置されたレジストマーク検出器４８を使用するようにし、Ｂ４の幅の用紙が選択された場合には、３４．５mm、２６２．５mm、或いは、３４．５mm、１４８．５mm、２６２．５mmに配置されたレジストマーク検出器４８を使用するようにし、Ａ４幅の用紙が選択された場合には、５４．５mm、２４２．５mm、或いは、５４．５mm、１４８．５mm、２４２．５mmに配置されたレジストマーク検出器４８を使用して倍率補正及び画像書出し位置補正を行う。このように出力を行う用紙幅の略０．９となる位置に配置されたレジストマーク検出器４８を使用して、倍率補正及び画像書出し位置補正を行うことによって、用紙サイズ等に関係なく、走査領域全域にわたって色ずれ量を最小とすることができる。
【００８７】
また、レジストマーク検出器４８を２つとして、２つのレジストマーク検出器４８に移動機構を設けて用紙のサイズ等に応じて移動可能に構成してもよい。例えば、移動機構８０は、図２２に示すように、モータ８２の回転軸８２Ａにピニオンギア８４を設け、ピニオンギア８４に対応したラックギア８６Ａを備え、レジストマーク検出器４８が配置された部材８６を主走査方向に移動可能に配置する。そして、該移動機構８０は、モータ８２回転軸８２Ａが画像記録領域の中心位置となるように配置又は画像記録領域中央を中心にして対象にレジストマーク検出器４８が移動するように配置し、用紙等のサイズに応じて、モータ８２を回転させることによって、ピニオンギア８４の回転により画像領域を中心として対象位置の任意の位置に部材８６が移動されることによりレジストマーク検出器４８を用紙サイズ等に応じて最大画像領域の略０．９の位置に移動することができる。
【００８８】
以上説明したように本発明によれば、画像領域全域にわたって色ずれ量を抑えることができる画像形成装置を提供することができる、という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るカラー画像形成装置の概略を示す斜視図である。
【図２】走査光学装置の概略構成を示す斜視図である。
【図３】（Ａ）は開始位置検出センサからの出力信号を示し、（Ｂ）は（Ａ）の出力信号をｔ時間遅延させた出力信号を示し、（Ｃ）は（Ｂ）に同期した画像クロックを示し、（Ｄ）は画像書出しタイミング信号を示す。
【図４】レジストマーク検出器の配置を示す図である。
【図５】第１実施形態に係る位置ずれ補正処理回路の概略構成を示すブロック図である。
【図６】レジストマーク検出器を配置する場所によって、色ずれ量が異なることを示す図である。
【図７】第１実施形態におけるレジストマーク検出器位置と色ずれ量を表す図である。
【図８】第２実施形態に係る位置ずれ補正処理回路の概略構成を示すブロック図である。
【図９】第２実施形態におけるレジストマーク検出器位置と色ずれ量を表す図である。
【図１０】その他の走査光学装置（表２の光学データの走査光学装置）におけるレジストマーク検出器位置と色ずれ量を表す図である。
【図１１】その他の走査光学装置（表３の光学データの走査光学装置）におけるレジストマーク検出器位置と色ずれ量を表す図である。
【図１２】第２実施形態おける公差がのった部品毎のレジストマーク検出器の位置と色ずれ量（表４及び表５）を示す図である。
【図１３】公差がのった部品毎のレジストマーク検出器の位置と色ずれ量（表６及び表７）を示す図である。
【図１４】公差がのった部品毎のレジストマーク検出器の位置と色ずれ量（表８及び表９）を示す図である。
【図１５】左右倍率を補正する画像形成装置において、表１に示す公差が乗った部品毎のレジストマーク検出器の位置と色ずれ量を示す図である。
【図１６】左右倍率を補正する画像形成装置において、表２に示す公差が乗った部品毎のレジストマーク検出器の位置と色ずれ量を示す図である。
【図１７】左右倍率を補正する画像形成装置において、表３に示す公差が乗った部品毎のレジストマーク検出器の位置と色ずれ量を示す図である。
【図１８】左右倍率を補正する画像形成装置において、公差が乗った部品毎のレジストマーク検出器の位置と色ずれ量（表１０及び表１１）を示す図である。
【図１９】左右倍率を補正する画像形成装置において、公差が乗った部品毎のレジストマーク検出器の位置と色ずれ量（表１２及び表１３）を示す図である。
【図２０】左右倍率を補正する画像形成装置において、公差が乗った部品毎のレジストマーク検出器の位置と色ずれ量（表１４及び表１５）を示す図である。
【図２１】複数のレジストマーク検出器を配置する際の配置例を示す図である。
【図２２】移動機構の一例を示す図である。
【図２３】従来技術を説明するための画像形成装置の概略図である。
【図２４】従来技術を説明するためのレーザ走査装置の概略図である。
【図２５】主走査方向の色ずれを説明するための概略図である。
【図２６】部品公差がない場合とある場合での主走査方向の位置ずれ量を表す図である。
【図２７】部品公差がのった場合の主走査方向の色ずれ量を表す図である。
【符号の説明】
１０カラー画像形成装置
１１カラー画像形成装置
１２画像形成部
１６走査光学装置
４６アクチュエータ
４８レジストマーク検出器
６６位置ずれ補正処理回路
６７位置ずれ補正処理回路
７８画像クロック周波数変更回路
８０移動機構[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus that forms an image by exposing an image carrier using an electrophotographic system such as a copying machine, a printer, and a facsimile machine. The present invention relates to an image forming apparatus for forming a color image.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in order to increase the speed of color image formation, an image forming unit provided for each color (K: black, C: cyan, Y: yellow, M: magenta) as shown in FIG. A color image forming apparatus 100 that forms a color image by 102 (102C, 102M, 102Y, 102K) has been proposed. In the image forming apparatus 100, an optical signal obtained by the image reading apparatus 104 reading an original is separated into R, G, and B color signals by a filter and photoelectrically converted to form an image signal of each color. To do. Each color image signal is input to the control unit 106, and the control unit 106 outputs these image signals to the laser scanning device (ROS unit) 108 of each image forming unit 102 at a predetermined timing. As shown in FIG. 24, each laser scanner 108 emits a laser beam 110, a collimator lens 112 that shapes the laser beam emitted from the laser light source 110 into a parallel beam, and deflects the parallel beam. Rotating polygon mirror 114, fθ lens 116 for correcting scanning speed,

folding mirrors

118, 120, and 122 for guiding the beam that has passed through fθ lens 116 onto photosensitive drum 124, and photosensitive drum 124. And a start position detection sensor 126 for detecting an image signal writing start signal (SOS signal) in the main scanning direction of the latent image on the photosensitive drum 124 while timing the image writing start signal. Form.
[0003]
Next, as shown in FIG. 23, the toner image obtained by attaching the color toner on the latent image by the developing device 128 is sequentially transferred onto the paper 132 conveyed by the transfer belt 130, and the color image forming apparatus. Fixing is performed by a fixing device (not shown) disposed downstream in the conveyance direction 100. As described above, when the transfer image position in the image forming apparatus having a plurality of image forming units deviates from the ideal position, in the case of a multicolor image, the image interval of different colors is shifted or overlapped. In this case, the difference in color and, if the degree becomes more serious, color shift appears and the image quality is remarkably deteriorated. These color misregistrations are caused by a combination of misregistration in the sub-scanning direction and the main scanning direction. This occurs due to component mounting accuracy, etc.), the wavelength difference of the light source, and the positional deviation between the photosensitive member and the optical scanning device.
[0004]
In FIG. 25, a case where there is no part manufacturing error is indicated by a solid line, and a case where a part manufacturing error occurs is indicated by a broken line. It can be seen that the two lines should originally overlap, but they are shifted due to manufacturing errors of the parts. FIG. 26 shows, as an example, a deviation amount when the flatness of a mirror that is an optical system varies in manufacturing. Here, the solid line indicates the case where the mirror is manufactured as designed, and the broken line is the case where the mirror has an error on the arc of 8λ per 76.2 mm (3 inches) (143326 mm in r conversion) due to manufacturing error. A color misregistration of 0.43 mm occurs at the maximum.
[0005]
In order to cope with such a problem, in the technique described in Japanese Patent Laid-Open No. 63-66578, a latent image obtained by irradiating a photosensitive member with a light beam during the adjustment of the apparatus is developed, and a test pattern image is formed on a transfer belt. And detecting the deviation of the test pattern position from the specified line, and adjusting the time from the detection of the light beam by the photoconductor to the start of image writing based on this deviation amount, to correct the transfer deviation A color image forming apparatus that performs the above has been proposed. In the technique described in Japanese Patent Publication No. 05-70149, an image forming apparatus that reads a reference mark after transfer and matches an image position and an image width is proposed.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, with the techniques described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-66578 and Japanese Patent Publication No. 05-70149, even if the image writing position and the image recording width are adjusted, the color shift in the entire image area is not lost. For example, as shown in FIG. 27, when the magnification is corrected at both ends of the image area, when the correction is performed by changing the video clock, the positional deviation at both ends does not occur, but the inner positional deviation remains. FIG. 27 shows the case where there is no part manufacturing error at each image height position (position in the main scanning direction) when the video clock is changed to correct the color misregistration caused by the component tolerance as described above and the manufacturing. FIG. 6 is a diagram showing a difference in misregistration when an error occurs, that is, color misregistration. In this example, the image area is 297 mm of the A3 sheet width, and the amount of deviation is 0 mm from the main scanning direction end (image height of 148.5 mm in FIG. 27) and 297 mm from the main scanning direction end (in FIG. 27). The image writing position and the magnification are combined in accordance with the amount of deviation detected at an image height of 148.5 mm). The occurrence of color misregistration is zero at both ends of the image, but there is a color misregistration of about 35 μm near the image height of about −90 mm and the image height of about 90 mm in FIG. Note that the visual color misregistration tends to be noticeable when it exceeds a certain amount, and the above-mentioned color misregistration amount is a big problem for an image.
[0007]
The present invention has been made to solve the above problem, and an object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of minimizing the amount of color misregistration over the entire image region.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, the invention described in claim 1ColorBased on the image data representing the image,Multiples, each corresponding to a color componentlightbeamIs scanned by a rotating polygon mirror and irradiated to the photoreceptor through a reflective mirror.Color consisting of multiple color componentsAn image forming unit for forming an image and the image forming unitOf each color component imageMisalignment in the main scanning directionRespectivelyTo detectat leastBased on the detection result of the pair of detection means and the detection means, at least one image correction is performed among image correction including magnification correction and writing position correction during image formation, and left and right magnification correction and writing position correction. A correction result obtained by the correction unit.As the position where the color shift in the main scanning direction between the images of each color component is reducedWhen the maximum image width that can be formed by the image forming unit is 1, the detection unit is arranged at a position where the distance between the pair of detection units is approximately 0.9 and is equally distributed with respect to the center of the maximum image width. It is characterized by arranging.
[0009]
  If the detection means is arranged at both ends of the maximum image area where an image is formed and image correction such as magnification correction or right / left magnification correction is performed during image formation as in the conventional image forming apparatus, the arrangement of the detection means Since image correction is performed using the determined position as a reference, the positional deviation at both ends of the maximum image area is corrected, but the positional deviation in the inner area cannot be suppressed. Therefore, InspectionBy setting the position at which the output means is disposed at a position where the positional deviation in the main scanning direction in the correction result by the correction means is minimized with respect to the maximum image width, the positional deviation can be minimized over the entire image area. That is,As in the first aspect of the present invention, the distance between the pair of detection means is set to a ratio of approximately 0.9 with the maximum image width being 1, and the gaps are equally distributed with reference to the center of the maximum image width. Can suppress the positional deviation in the main scanning direction with respect to the entire image region,The amount of color shift can be suppressed over the entire image area.In addition, it is more preferable to arrange a pair of detection means at positions where the ratio is 0.84 to 0.95.
[0010]
The image forming apparatus only needs to have a detecting unit that detects a positional deviation in the main scanning direction. For example, the image forming apparatus can be applied to a printer or a copying machine that records an image by optical scanning.
[0011]
  The invention described in claim 2ColorBased on the image data representing the image,Consists of multiple color componentsAn image forming unit for forming an image and the image forming unitOf each color component imageA plurality of detection means for detecting a positional deviation in the main scanning direction, and image correction including magnification correction and writing position correction at the time of image formation, and left and right magnification correction and writing position correction based on the detection result of the detection means. An image forming apparatus including at least one image correcting unit that performs image correction, and further includes an image region width detecting unit that detects an image forming region width for performing image formation. Depending on the detection result, Between the images of each color component in the correction result by the correction meansIn the main scanning directioncolorSlipIs smallSelect the detection means at the position where you want,The correction is performed by the correction means.
  According to the second aspect of the present invention, the width of image recording, for example, the width of the output paper or the like is detected by the image region width detection means, and the use of the plurality of detection means is performed according to the detection result. By selecting the detection means to be performed, it is possible to perform image correction using the detection means arranged at the position of about 0.9 according to the image region width. Therefore, the amount of color shift can be minimized over the entire image area.
  The invention according to claim 3ColorBased on the image data representing the image,Consists of multiple color componentsAn image forming unit for forming an image and the image forming unitOf each color component imageA pair of detection means for detecting a positional deviation in the main scanning direction, and image correction including magnification correction and writing position correction during image formation, and left and right magnification correction and writing position correction based on the detection result of the detection means. Among them, an image forming apparatus including a correction unit that performs at least one image correction, a moving unit that moves a position of the detection unit, and an image region width detection unit that detects an image region width for performing image formation. And according to the detection result of the image area width detection means, Between the images of each color component in the correction result by the correction meansIn the main scanning directioncolorSlipIs smallMove the position of the detection means to the position where it becomes,The correction is performed by the correction means.
  According to the third aspect of the present invention, the image area width detecting unit detects the width of image recording, for example, the width of the output paper, and the moving unit is moved in accordance with the detection result. It is possible to always move the detection means to the position of approximately 0.9 according to the area width. Therefore, the amount of color shift can be minimized over the entire image area.
  According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the image forming unit includes a scanning optical device that forms an image using a plurality of light beams. It is characterized by.
[0012]
  Claim4According to the invention described in claim 1,Or any one of claims 3The image forming means can be applied to a scanning optical device that forms an image by light-exposing a photoconductor using a plurality of light beams.
[0015]
  Claim5The invention described in claim 1 to claim 14In the invention according to any one of the above, the correction unit changes a scanning magnification by changing an optical path length in the image forming unit.
[0016]
  Claim5According to the invention described in claim 1, claims 1 to4In the invention described in any one of the above, the correction unit changes the main scanning magnification by changing the optical path length in the image forming unit (for example, the distance to a recording medium such as a photoconductor to which light is scanned). be able to. For example, in the case of an image forming apparatus that forms an image by scanning light from a light source with a rotating polygon mirror and irradiating the photosensitive member through a reflecting mirror, the optical path length to the photosensitive member by moving the reflecting mirror, etc. It is possible to change the main scanning magnification by adjusting.
[0017]
  Claim6The invention described in claim 1 to claim 14In the invention described in any one of the above, the correction unit changes a clock frequency used when image formation is performed.
[0018]
  When the frequency of the clock (image clock) used for image formation is decreased (the period is increased), the image recording width is increased, and when the frequency of the image clock is increased (the period is decreased), the image recording width is decreased. Therefore, the claim6According to the invention described in claim 1, claims 1 to4In the invention described in any one of the above, the main scanning magnification can be changed by the correction means changing the frequency of the image clock according to the detection result of the detection means.
[0019]
  Claim7The invention described in claim 1 to claim 14In the invention according to any one of the above, the correction means performs left / right magnification correction by changing the clock frequency during one line scanning.
[0020]
  Claim7According to the invention described in claim 1, claims 1 to4In the invention according to any one of the above, for example, the correction means may correct a difference between different left and right magnifications around the center of one line by changing the image clock frequency in the middle of one line scanning. it can.
[0025]
  According to the eighth aspect of the present invention, based on image data representing a color image, a plurality of light beams each corresponding to a color component from a light source are scanned by a rotating polygon mirror and irradiated to a photoconductor via a reflecting mirror. An image forming unit that forms a color image composed of a plurality of color components, and at least a pair of detections that are arranged at a predetermined position and detect a positional shift of the image of each color component in the main scanning direction by the image forming unit And correction means for performing at least one image correction among image correction including magnification correction and writing position correction during image formation, and left and right magnification correction and writing position correction based on the detection result of the detection means. An image forming apparatus comprising:As a position where the color shift in the main scanning direction between the images of the respective color components in the correction result by the correction unit becomes small,When the maximum image width that can be formed by the image forming unit is 1, the distance between the pair of detecting units is approximately 0.9.,And a coefficient that is a detection result of the detection means when the detection means is arranged at a position equally distributed with respect to the center of the maximum image width.,Multiplying the detection result of the detection means, and based on the multiplied detection result of the detection means, a calculation means for calculating the clock frequency when performing image formation, and according to the calculation result of the calculation means, Determining means for determining the timing of image formation.
[0026]
  As described above, the position where the detection means is arranged is set to a position where the maximum image width (for example, the image recording width in the main scanning direction) is 1, and the ratio is approximately 0.9 in the central distribution, so that the entire image area Although the amount of color misregistration can be suppressed over a wide range, there are cases in which the detection means cannot be disposed at a position having a ratio of approximately 0.9 due to the structure of the apparatus or the like. Therefore, according to the eighth aspect of the present invention, the calculating means calculates a clock (image clock) frequency at the time of image formation so that the positional deviation in the main scanning direction is small with respect to the entire image width. For example, when it is assumed that the detection means is located at a position where the maximum image width (for example, the image recording width in the main scanning direction) is 1, and the ratio of the center distribution is approximately 0.9.coefficientIs calculated in advance, and theMultiplying the coefficient by the detection result of the detection meansBy calculating the image clock, it is possible to obtain an image clock for performing image correction similar to that arranged at the position of the ratio of approximately 0.9. In addition, since the determining means determines the timing of image formation according to the image clock frequency obtained by the calculating means, it is possible to perform image correction similar to that arranged at the position of the ratio of approximately 0.9. it can. Therefore, the color misregistration amount can be kept small over the entire image area.
[0027]
That is, in the invention according to claim 9, even if the detection means cannot be arranged at a position having the ratio of approximately 0.9 due to the structure of the apparatus or the like, even if the image area width differs depending on the paper size or the like, The same image correction can be performed as when the detection means is arranged at the position of the ratio of approximately 0.9.
[0028]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[First Embodiment]
Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In this embodiment, the present invention is applied to a tandem color image forming apparatus.
[0029]
FIG. 1 is a perspective view schematically showing a color image forming apparatus 10 according to the first embodiment of the present invention.
[0030]
The color image forming apparatus 10 includes an image forming unit 12 (12C, 12M, 12Y) for each color including developer (toner) of each color of cyan (C), magenta (M), yellow (Y), and black (K). 12K), and the image forming unit 12 is provided with a photosensitive drum 14 (14C, 14M, 14Y, 14K) for each color. Around these photosensitive drums 14, a primary charger (not shown) for uniformly charging, a scanning optical device (scanning optical system) 16 (16C, 16M, 16) as image writing means (latent image forming means) 16Y, 16K), a developing device (not shown) that visualizes the latent image with toner, a cleaner, and a transfer charger.
[0031]
As shown in FIG. 2, the scanning optical device 16 includes a semiconductor laser 18, a collimator lens 20, and a diaphragm 22, and includes a laser light source 24 that emits a laser beam, and a laser light source 24 on the emission side of the laser light source 24. A condensing lens 26 that condenses the laser beam emitted from the laser beam, a cylindrical lens 28 that condenses the laser beam in a predetermined direction, and a reflection mirror 30 are sequentially arranged. On the light reflecting side of the reflecting mirror 30, a rotating polygon mirror 32 is provided that deflects the laser beam by rotating in the direction of arrow R in FIG. 2 about the rotation axis 0. The deflected laser beam is deflected. The laser beam is incident on an fθ lens 34 provided to make the scanning speed of the laser beam substantially constant. The fθ lens 34 includes two lenses 34A and 34B.
[0032]
Further, the laser beam transmitted through the fθ lens 34 is irradiated onto the photosensitive drum 14 via the two reflecting

mirrors

36 and 38 and the cylindrical mirror 40, and light rotates in the direction of arrow Q in FIG. Scanned. Further, the photosensitive drum 14 rotates in the direction of arrow S in FIG.
[0033]
The surface formed by the locus of the laser beam reflected and deflected by the rotary polygon mirror 32 is the main scanning surface, and the direction formed by the intersection of the main scanning surface and the photosensitive drum 14 is the main scanning direction. A direction intersecting (particularly perpendicular to) the plane is defined as a sub-scanning direction.
[0034]
In addition, a reflection mirror 42 is provided on the scanning start side between the cylindrical mirror 40 and the photosensitive drum 14, and on the light reflection side of the reflection mirror 42, in order to make the writing position constant for each line (main scanning direction). A start position detecting sensor 44 is provided for detecting that the laser beam has reached a specific position in the pre-scanning stage of image recording and outputting a detection signal.
[0035]
The image writing is started after a predetermined time has elapsed with reference to the detection signal of the start position detection sensor 44, and the image writing position can be changed by changing the predetermined time. 3A and 3B are diagrams showing the relationship between the output signal of the start position detection sensor 44 and the image writing start timing. FIG. 3A shows the output signal from the start position detection sensor 44, and FIG. An output signal obtained by delaying the output signal by t time is shown, (C) shows an image clock synchronized with (B), and (D) shows an image writing timing signal. This image writing timing signal is generated after counting the image clock (cycle s) after the output signal (B) n times (after T time). The image is recorded from point A on the photosensitive drum 14. The image writing point A can be changed by changing the count number n of the image clock and the delay time t described above.
[0036]
Further, the scanning optical device 16 is provided with an actuator 46 (see FIG. 1) composed of, for example, a linear stepping motor or the like, and corresponds to the detection timing of a registration mark image detected by a registration mark detector 48 described later. Thus, the scanning optical device 16 is moved in the vertical direction (vertical direction in FIG. 1) so that the magnification error of the scanning line can be adjusted.
[0037]
A conveyor belt 50 constituting a conveyor is disposed below the photosensitive drum 14, and the conveyor belt 50 is wound around the driving roller 52 and the driven roll 54 with a predetermined tension. The driving roller 50 is provided with a belt driving motor 56, and the conveying belt 50 is conveyed at a constant speed P (mm / second) in the direction of arrow B in FIG. The conveyance body is not limited to the conveyance belt 50, and may be, for example, an intermediate transfer body, roll paper, cut paper, or the like.
[0038]
Further, on the downstream side in the transport direction of the transport belt 50 of the final image forming unit (in this embodiment, an image forming unit for K color) 12K, a CCD or the like similar to an image reading sensor generally used in a facsimile or the like. A registration mark detector 48 including a charge coupled device 58, a lens 60, and a lamp 62 for irradiating light is provided. The registration mark detector 48 sets the maximum scanning width (width in the main scanning direction that can be printed by the image forming unit 12; in this embodiment, 297 mm of A3 size) to 1.0 and distributes the center (scanning width central portion). It is disposed at a position having a ratio of approximately 0.9 (approximately ± 130 mm with respect to the center position) (hereinafter referred to as a position having a maximum scanning width of approximately 0.9). That is, as shown in FIG. 4, when the maximum image width L is set, the image is arranged at a position where the center distribution is 0.9 × L.
[0039]
The registration mark detector 48 conveys, from the lamp 62, the registration mark transferred by each photosensitive drum 14 between the transfer sheets of the transfer sheet P on the conveyor belt 50 (between each image area and each image area). By receiving the reflected light of the light irradiated on the belt 50 through the lens 60, the registration mark is detected. Note that the registration mark images formed by the image forming units 12 constituting the registration marks are transferred onto the conveyance belt 50 substantially parallel to the conveyance direction and at predetermined intervals as shown in FIG. Further, the registration mark image is accurately transferred every time between the transfer sheets of the transfer sheet P that is continuously conveyed on the conveyance belt 50 or as necessary. Further, the registration mark detector 48 is configured to output image data corresponding to each detected registration mark image to a positional deviation correction processing circuit 66 described later.
[0040]
The registration mark transferred to the conveyor belt 50 is configured to be collected by the cleaner member 64.
[0041]
Next, the positional deviation correction processing circuit 66 will be described with reference to FIG.
[0042]
In the misalignment correction processing circuit 66, the start position detection sensor 44 and the registration mark detector 48 are connected to the CPU 68. The CPU 68 is connected to the above-described actuator 46 that moves the scanning optical device 16 via the driver 70, a delay circuit 72 for delaying the output signal of the start position detection sensor 44 by t time, and an image writing timing signal. The laser light source 24 is connected through a synchronization circuit 74 that generates the signal and a driver 76 that drives the laser light source 24.
[0043]
Next, the operation of the color image forming apparatus 10 configured as described above will be described.
[0044]
First, a registration mark formed by the image forming unit 12 for each color is detected by the registration mark detector 48, and image data obtained by the registration mark detector 48 is output to the misalignment correction processing circuit 66. In the misalignment correction processing circuit 66, the CPU 68 calculates the misregistration amount of the registration mark for each color, and calculates the movement amount of the scanning optical device 16 of the image forming unit 12 based on the calculation result. Then, a signal for driving the actuator 46 according to the calculated movement amount is output to the driver 70, and the actuator 46 is driven by the driver 70 to move the scanning optical device 16, whereby the scanning optical device 16 and the photosensitive device are moved. The distance of the body drum 14 is adjusted, and the magnification in the main scanning direction at the time of image writing is corrected.
[0045]
In each color image forming unit 12, the laser beam is detected by the start position detection sensor 44, and a detection signal is output to the CPU 68. The CPU 68 is a signal obtained by delaying the above-described delay time t for generating the image writing timing signal based on the detection signal output from the start position detection sensor 44 for each color and the detection signal of the start position detection sensor 44 by t time. The count number n of the signal synchronized with is calculated, and an image writing timing signal is generated based on the calculation result. Based on the image writing timing signal, the driving of the laser light source 24 is controlled by the driver 76, whereby the image writing position in the main scanning direction at the time of image writing is adjusted. Note that the order of magnification correction and image writing position adjustment may be reversed, or magnification correction may be performed again, such as magnification correction, image writing position adjustment, and magnification correction.
[0046]
By the way, when the registration mark detectors 48 are provided at both ends of the image area as in the prior art, color misregistration is corrected with reference to both ends of the image area, and therefore, misalignment in the main scanning direction at both ends of the image occurs. However, a positional shift occurs in the inner region, resulting in a color shift. Therefore, in the present embodiment, the registration mark detector 48 is disposed at a position of approximately 0.9 of the maximum scanning width (maximum image area width), and the color misregistration is corrected based on this position, whereby the entire image area is corrected. To minimize color misregistration.
[0047]
The color misregistration differs in the image height position (position in the main scanning direction of the image area) where the color misregistration is maximum depending on the location where the registration mark detector 48 is disposed. For example, FIG. 1.0 (position of 0 mm and 148.5 mm from the end of the image area), 0.94 (position of 8.5 mm and 288.5 mm from the end of the image area), 0. 88 (positions of 18.5 mm and 278.5 mm from the end of the image area), 0.71 (positions of 43.5 mm and 253.5 mm from the end of the image area) Although the measurement results are shown, it can be seen that the image height position at which the color shift is maximum is different.
[0048]
Further, the color misregistration amount where the color misregistration amount at both ends (end sides) of the scanning width and the color misregistration amount at the center (center) in the scanning width region is the largest at the position where each registration mark detector 48 is arranged. A plot of is shown in FIG. From FIG. 7, it can be seen that when the registration mark detector 48 is disposed at a position of 0.87 of the maximum scanning width and the color shift is corrected based on the position, the amount of color shift is reduced over the entire scanning width. Table 1 shows an outline of optical data after the rotating polygon mirror at this time.
[0049]
[Table 1]

[0050]
As described above, by disposing the registration mark detector 48 at a position where the maximum scanning width is approximately 0.9, the positional deviation in the main scanning direction over the entire main scanning direction can be minimized.
[0051]
[Second Embodiment]
The color image forming apparatus 10 of the first embodiment corrects the magnification in the main scanning direction by moving the scanning optical device 16, but the color image forming apparatus 11 of the second embodiment uses an image clock. The magnification is corrected by changing the frequency. Therefore, there is no actuator 46 provided in the scanning optical device 16 of the color image forming apparatus 10 of the first embodiment, the scanning optical device 16 is fixed, and only the misalignment correction processing circuit 66 is different. Since other configurations are the same, description thereof is omitted. Note that the registration mark detector 48 of the color image forming apparatus 11 of the second embodiment is also arranged at a position of about 0.9 of the maximum scanning width, as in the first embodiment.
[0052]
Next, the misregistration correction processing circuit 67 in the color image forming apparatus 11 of the second embodiment will be described with reference to FIG.
[0053]
In the misalignment correction processing circuit 67 of the second embodiment, the start position detection sensor 44 and the registration mark detector 48 are connected to the CPU 68 as in the first embodiment. The CPU 68 includes a laser light source 24 via a delay circuit 72 for delaying the output signal of the start position detection sensor 44 by time t, a synchronization circuit 74 for generating an image writing timing signal, and a driver 76 for driving the laser light source 24. And an image clock frequency changing circuit 78 are connected. The image clock frequency changing circuit 78 is connected to the driver 76 and configured to adjust the frequency of the image clock for performing image writing.
[0054]
Next, the operation of the second embodiment will be described.
[0055]
The registration mark formed by the image forming unit 12 for each color is detected by the registration mark detector 48, and image data obtained by the registration mark detector 48 is output to the misalignment correction processing circuit 67. In the misregistration correction processing circuit 67, the CPU 68 calculates the registration mark misregistration amount for each color, and calculates the image clock frequency at the time of image writing based on the calculation result. Then, the image clock frequency is changed by the image clock frequency changing circuit 78 in accordance with the calculated image clock frequency, and the drive of the laser light source 24 is controlled by the driver 76, whereby the image clock at the time of image writing is changed. Thus, the magnification in the main scanning direction is corrected. That is, when the frequency S of the image clock shown in FIG. 3B is increased (the frequency is decreased) by the image clock frequency changing circuit 78, the image recording width is widened. Conversely, when the frequency S is shortened, the image recording width is narrowed. Thus, the magnification can be changed by changing the frequency according to the amount of positional deviation.
[0056]
In each color image forming unit 12, the laser beam is detected by the start position detection sensor 44, and a detection signal is output to the CPU 68. The CPU 68 uses the delay time t described in the first embodiment for generating the image writing timing signal and the detection signal of the start position detection sensor 44 based on the detection signal output from the start position detection sensor 44 of each color. A count number n of signals synchronized with the signal delayed by t time is calculated, and an image writing timing signal is generated based on the calculation result. Based on the image writing timing signal, the driving of the laser light source 24 is controlled by the driver 76, whereby the image writing position in the main scanning direction at the time of image writing is adjusted. Note that the order of magnification correction and image writing position adjustment may be reversed, or magnification correction may be performed again, such as magnification correction, image writing position adjustment, and magnification correction.
[0057]
Here, in the color image forming apparatus 11 according to the second embodiment, the amount of color misregistration at both ends of the scanning width and the amount of color misregistration at the center in the scanning width area when magnification correction and image writing position adjustment are performed. FIG. 9 shows a plot of the largest color shift amount in the same manner as in FIG. In the second embodiment, it can be seen from FIG. 9 that when the registration mark detector 48 is disposed at the position of 0.88 of the maximum scanning width, the color misregistration amount is reduced over the entire scanning width.
[0058]
That is, in the second embodiment, similarly to the first embodiment, since the registration mark detector 48 is disposed at a position of about 0.9 of the maximum scanning width, color misregistration is spread over the entire scanning width (image area width). Can be minimized. In the second embodiment, since magnification correction can be performed without moving the scanning optical device 16 or a mirror, other optical performance (for example, focus position, lead registration, tilt correction performance, etc.) is not changed. The color shift can be minimized over the entire scanning width.
[0059]
Subsequently, in the case where magnification correction and image writing position adjustment are performed by another scanning optical apparatus (scanning optical apparatus having different optical data), the detected position ratio-color misregistration amount obtained in the same manner as in FIGS. The characteristics are shown in FIGS. Tables 2 and 3 show optical data after the rotary polygon mirror at that time. Note that the scanning optical device shown in FIG. 11 (Table 3) has a configuration in which one folding mirror is less.
[0060]
[Table 2]

[0061]
[Table 3]

[0062]
In other scanning optical apparatuses as well, as shown in FIGS. 10 and 11, when the registration mark detector 48 is arranged at a position of 0.88 (approximately 0.9) of the maximum scanning width, the color misregistration amount is the entire scanning width. It turns out that it becomes small over time. Therefore, as in the first and second embodiments, the registration mark detector 48 is arranged at a position having a maximum scanning width of approximately 0.9, preferably 0.84 to 0.94, so that the entire scanning region can be obtained. The amount of color misregistration can be minimized. The results of FIGS. 7, 10 and 11 include the component errors of the flatness of the

mirrors

36 and 38, the thickness of the fθ lens 34 (34A and 34B), and the positional deviation of the fθ lens 34 (34A and 34B). The relationship between the detected position ratio and the color misregistration amount for each component error is as shown in Tables 4 to 9, and illustrated in FIGS.
[0063]
[Table 4]

[0064]
[Table 5]

[0065]
In Tables 4 and 5, (1) is when a tolerance of r = 143326 mm is placed on the cylindrical mirror 40, (2) is when a tolerance of r = 143326 mm is placed on the mirror 38, and (3) is When the tolerance of r = 143326mm is placed on the mirror 36, (4) is the tolerance of the lens 34A having a thickness of 0.3mm, and (5) is the tolerance of the lens 34B having a thickness of 0.3mm. When (6) is placed, (6) indicates that the tolerance of the positional error of the lens 34A is 0.3 mm, and (7) indicates that the tolerance of the positional error of the lens 34B is 0.3 mm. 4 and Table 5 are shown in FIG.
[0066]
[Table 6]

[0067]
[Table 7]

[0068]
In Tables 6 and 7, (1) indicates that the tolerance is on the mirror, (2) indicates that the tolerance is on the cylindrical mirror 40, and (3) indicates that the tolerance is on the thickness of the lens 34A. (4) indicates a tolerance on the thickness of the lens 34B, (5) indicates a tolerance on the positional error of the lens 34A, and (6) indicates a tolerance on the positional error of the lens 34B. Table 6 and Table 7 are shown in FIG.
[0069]
[Table 8]

[0070]
[Table 9]

[0071]
In Tables 8 and 9, (1) is when the tolerance is placed on the mirror 36, (2) is when the tolerance is placed on the cylindrical mirror 40, and (3) is when the tolerance is placed on the mirror 38. , (4) is when the tolerance is on the thickness of the lens 34A, (5) is when the tolerance is on the thickness of the lens 34B, and (6) is a tolerance on the positional error of the lens 34A. (7) indicates the time when a tolerance is added to the positional error of the lens 34B, and Tables 8 and 9 are shown in FIG.
[0072]
[Third Embodiment]
In the second embodiment, the registration mark detector 48 is arranged at a position of approximately 0.9 in the image area. However, in the third embodiment, in the color image forming apparatus 10 of the second embodiment, the image area Since it is the structure arrange | positioned at both ends (1.0) and the other structure is the same as 2nd Embodiment, description is abbreviate | omitted.
[0073]
Even if the magnification correction and adjustment of the image writing position are performed in this state in the third embodiment, the color misregistration remains large.
[0074]
Here, when the part tolerance is included (specifically, when a manufacturing error of R = 143326 mm occurs in the final mirror), assuming that the period of the image clock obtained to adjust the magnification is T1, the registration mark detector 48 Is assumed to be arranged at 0.94 (8.5 mm and 288.5 mm), 0.88 (18.5 mm and 278.5 mm) and 0.71 (43.5 mm and 253.5 mm) of the maximum scanning width. In this case, if the image clock frequencies of 0.94, 0.88, and 0.71 in the maximum image area are T2, T3, and T4, respectively, T2 = 0.9995 × T1, T3 = 0.99888 × T1 , T4 = 0.9969 × T1. It should be noted that the same numerical value is obtained when other component tolerances occur.
[0075]
Therefore, in the third embodiment, the registration mark detector 48 is not located at the position of about 0.9 of the maximum scanning width, but a predetermined coefficient is added to the detection results at other positions (in this embodiment, both ends of the image area). By calculating the image clock frequency by the CPU 68, the same correction as when the registration mark detector 48 is arranged at the position of 0.9 of the maximum scanning width is performed. Therefore, by calculating a predetermined coefficient for multiplying the image clock frequency in advance, the same effect as in the second embodiment can be obtained.
[0076]
In the present embodiment, a plurality of coefficients (coefficients obtained on the assumption that the registration mark detector 48 is arranged in a ratio to a plurality of maximum widths) are stored in advance as predetermined coefficients that are multiplied by the image clock frequency. By doing so, it is possible to perform color misregistration correction according to the paper width.
[0077]
In the first to third embodiments, the registration mark detector 48 is arranged at a position of about 0.9 of the maximum scanning width. That is, although two registration mark detectors 48 are arranged, a registration mark detector 48 is further arranged at the center of the scanning width to detect a positional deviation at the center of the scanning width. Thus, a configuration (for example, an image forming apparatus described in Japanese Patent Application No. 10-62700) in which the frequency of the image clock is varied to correct the left-right magnification difference while scanning one line in the main scanning direction may be employed. In addition, the measurement result of the detection position ratio-color shift amount at this time is shown in FIGS. 15 to 17 show a case where the same mirror tilt as in FIGS. 7, 10, and 11 and the tilt component error of the fθ lens are added.
[0078]
15 to 17, the registration mark detector 48 is arranged at positions 0.92, 0.94, and 0.93 to correct the left / right magnification difference, whereby the amount of color misregistration caused by the left / right magnification difference is corrected in the main scanning direction. The amount of color misregistration can be minimized over the entire scanning area. The results in FIGS. 15 to 17 include component errors such as mirror flatness, fθ lens thickness, and fθ lens position shift. The relationship between the detected position ratio and the color shift amount for each component error is as follows. It becomes like Tables 10-15, and it will become like FIG.
[0079]
[Table 10]

[0080]
[Table 11]

In Tables 10 and 11, (1) is when a tolerance of 0.2 ° is placed on the mirror 36, (2) is when a tolerance of 0.2 ° is placed on the mirror 38, and (3) is When the cylindrical mirror 40 has a tolerance of 0.2 °, (4) has a tolerance of 0.1 ° on the lens 34A, and (5) has a tolerance of 0.1 ° on the lens 34B. (6) indicates when a tolerance is placed on the optical system in front of the rotating polygon mirror, and Table 10 and Table 11 are shown in FIG.
[0081]
[Table 12]

[0082]
[Table 13]

In Tables 12 and 13, (1) indicates a tolerance in the tilt of the mirror 36, (2) indicates a tolerance in the tilt of the mirror 38, and (3) indicates a tolerance in the tilt of the cylindrical mirror 40. (4) indicates a tolerance on the tilt of the lens 34A, (5) indicates a tolerance on the tilt of the lens 34B, and (6) indicates an optical system in front of the rotating polygon mirror. Shows the time when the tolerance is placed, and Table 12 and Table 13 are shown in FIG.
[0083]
[Table 14]

[0084]
[Table 15]

[0085]
In Tables 14 and 15, (1) indicates the tolerance of the tilt of the mirror 36, (2) indicates the tolerance of the tilt of the cylinder mirror 40, and m (3) indicates the tilt of the lens 34A. When the tolerance is set, (4) indicates when the tolerance of the inclination of the lens 34B is set, and (5) indicates when the tolerance is set in the optical system in front of the rotary polygon mirror. Is shown in FIG. FIG. 20 (Tables 14 and 15) shows a configuration with one fewer folding mirrors.
[0086]
In the above description, the image forming apparatus has been described in which two registration mark detectors 48 are provided to perform magnification correction, or three are provided to correct a left-right magnification difference. However, the scanning width varies depending on the output paper size and the like. Therefore, a configuration in which four or more registration mark detectors 48 are provided may be employed. For example, registration mark detectors 48 are arranged at seven locations of 15.5 mm, 34.5 mm, 54.5 mm, 148.5 mm, 242.5 mm, 262.5 mm, and 281.5 mm from the end of the image area (see FIG. 21). ) And detecting means for detecting different image area widths depending on the paper size. Then, the registration mark detector 48 to be used may be properly used according to the size of the paper or the like to be output selected by the color image forming apparatus (image area width detected by the detection means). Specifically, when an A3 width sheet is selected, the registration mark detector 48 arranged at 15.5 mm, 281.5 mm, or 15.5 mm, 148.5 mm, and 281.5 mm is used. Thus, when a paper having a width of B4 is selected, the registration mark detector 48 arranged at 34.5 mm, 262.5 mm, or 34.5 mm, 148.5 mm, 262.5 mm is used. When A4 width paper is selected, magnification correction is performed using the registration mark detector 48 arranged at 54.5 mm, 242.5 mm, or 54.5 mm, 148.5 mm, and 242.5 mm. And image writing position correction. Thus, by using the registration mark detector 48 arranged at a position where the paper width to be output is approximately 0.9, the magnification correction and the image writing position correction are performed, so that the scanning can be performed regardless of the paper size or the like. The amount of color misregistration can be minimized over the entire region.
[0087]
Further, two registration mark detectors 48 may be provided, and a movement mechanism may be provided in the two registration mark detectors 48 so as to be movable according to the size of the paper. For example, as shown in FIG. 22, the moving mechanism 80 includes a pinion gear 84 on a rotating shaft 82 </ b> A of a motor 82, a rack gear 86 </ b> A corresponding to the pinion gear 84, and a member 86 on which the registration mark detector 48 is disposed. Arranged to be movable in the main scanning direction. The moving mechanism 80 is arranged such that the motor 82 rotation shaft 82A is at the center position of the image recording area, or is arranged so that the registration mark detector 48 is moved to the object centering on the center of the image recording area. By rotating the motor 82 in accordance with the size, etc., the pinion gear 84 rotates to move the member 86 to an arbitrary position of the target position with the image area as the center. Accordingly, the maximum image area can be moved to a position of about 0.9.
[0088]
As explained above, according to the present invention,, PaintingColor shift across the entire image areaSuppressThere is an effect that it is possible to provide an image forming apparatus.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view schematically illustrating a color image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view illustrating a schematic configuration of a scanning optical device.
3A shows an output signal from the start position detection sensor, FIG. 3B shows an output signal obtained by delaying the output signal of FIG. 3A by t time, and FIG. 3C is synchronized with FIG. An image clock is shown, and (D) shows an image writing timing signal.
FIG. 4 is a diagram showing an arrangement of registration mark detectors.
FIG. 5 is a block diagram showing a schematic configuration of a misregistration correction processing circuit according to the first embodiment.
FIG. 6 is a diagram showing that the amount of color misregistration varies depending on where the registration mark detector is placed.
7 is a diagram illustrating registration mark detector positions and color misregistration amounts in the first embodiment. FIG.
FIG. 8 is a block diagram showing a schematic configuration of a misregistration correction processing circuit according to a second embodiment.
FIG. 9 is a diagram illustrating registration mark detector positions and color misregistration amounts in the second embodiment.
FIG. 10 is a diagram illustrating registration mark detector positions and color misregistration amounts in other scanning optical apparatuses (optical data scanning optical apparatus in Table 2).
FIG. 11 is a diagram showing registration mark detector positions and color misregistration amounts in other scanning optical devices (optical data scanning optical device in Table 3).
FIG. 12 is a diagram showing the position of a registration mark detector and the amount of color misregistration (Tables 4 and 5) for each component with tolerance in the second embodiment.
FIG. 13 is a diagram illustrating the position of a registration mark detector and the amount of color misregistration (Tables 6 and 7) for each component with tolerance.
FIG. 14 is a diagram showing the position of a registration mark detector and the amount of color misregistration (Tables 8 and 9) for each component with tolerance.
FIG. 15 is a diagram illustrating the position of a registration mark detector and the amount of color misregistration for each component having the tolerance shown in Table 1 in the image forming apparatus that corrects the horizontal magnification.
FIG. 16 is a diagram illustrating the position of a registration mark detector and the amount of color misregistration for each component on which the tolerance shown in Table 2 is placed in the image forming apparatus that corrects the horizontal magnification.
17 is a diagram illustrating the position and color misregistration amount of a registration mark detector for each component having a tolerance shown in Table 3 in an image forming apparatus that corrects the horizontal magnification. FIG.
FIG. 18 is a diagram illustrating a registration mark detector position and a color misregistration amount (Table 10 and Table 11) for each component having a tolerance in an image forming apparatus that corrects the horizontal magnification.
FIG. 19 is a diagram illustrating a registration mark detector position and a color misregistration amount (Table 12 and Table 13) for each component having a tolerance in an image forming apparatus that corrects the horizontal magnification.
FIG. 20 is a diagram illustrating a registration mark detector position and a color misregistration amount (Tables 14 and 15) for each component having a tolerance in the image forming apparatus that corrects the horizontal magnification.
FIG. 21 is a diagram showing an arrangement example when a plurality of registration mark detectors are arranged.
FIG. 22 is a diagram illustrating an example of a moving mechanism.
FIG. 23 is a schematic view of an image forming apparatus for explaining a conventional technique.
FIG. 24 is a schematic view of a laser scanning device for explaining a conventional technique.
FIG. 25 is a schematic diagram for explaining color misregistration in the main scanning direction.
FIG. 26 is a diagram illustrating the amount of positional deviation in the main scanning direction when there is no component tolerance and when there is no component tolerance.
FIG. 27 is a diagram illustrating the amount of color misregistration in the main scanning direction when a component tolerance is applied.
[Explanation of symbols]
10 Color image forming apparatus
11 Color image forming apparatus
12 Image forming unit
16 Scanning optical device
46 Actuator
48 Registration Mark Detector
66 Misalignment correction processing circuit
67 Misalignment correction processing circuit
78 Image clock frequency change circuit
80 Movement mechanism

Claims

Based on image data representing a color image, a plurality of color components are formed by scanning a plurality of light beams each corresponding to a color component from a light source with a rotating polygon mirror and irradiating the photoreceptor through a reflecting mirror. An image forming unit that forms a color image, at least a pair of detection units that respectively detect misalignment of each color component image in the main scanning direction by the image forming unit, and a detection result of the detection unit A correction unit that performs at least one of image correction including magnification correction and writing position correction, and left and right magnification correction and writing position correction.
When the maximum image width that can be formed by the image forming unit is 1 as a position where the color shift in the main scanning direction between the images of the respective color components in the correction result by the correcting unit is reduced, the interval between the pair of detecting units is An image forming apparatus, wherein the detection unit is arranged at a position that is approximately 0.9 and is equally distributed with reference to the center of the maximum image width.

An image forming unit that forms an image composed of a plurality of color components based on image data representing a color image; and a plurality of detection units that detect a positional deviation in the main scanning direction of the image of each color component by the image forming unit; Correction means for performing at least one image correction among image correction including magnification correction and writing position correction at the time of image formation, and left and right magnification correction and writing position correction based on the detection result of the detection means. An image forming apparatus,
An image area width detecting unit for detecting an image forming area width for image formation;
According to the detection result of the image area width detection unit, the detection unit is selected at a position where the color shift in the main scanning direction between the images of each color component in the correction result by the correction unit is reduced, and the correction by the correction unit is performed. An image forming apparatus.

An image forming unit that forms an image composed of a plurality of color components based on image data representing a color image, and a pair of detection units that detect a positional deviation in the main scanning direction of the image of each color component by the image forming unit; Correction means for performing at least one image correction among image correction including magnification correction and writing position correction at the time of image formation, and left and right magnification correction and writing position correction based on the detection result of the detection means. An image forming apparatus,
Moving means for moving the position of the detecting means;
Image area width detecting means for detecting an image area width for image formation;
With
In accordance with the detection result of the image area width detection means, the position of the detection means is moved by the moving means to a position where the color shift in the main scanning direction between the images of each color component in the correction result by the correction means is reduced. An image forming apparatus that performs correction by the correction unit.

The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming unit includes a scanning optical device that forms an image using a plurality of light beams.

The image forming apparatus according to claim 1, wherein the correction unit changes a scanning magnification by changing an optical path length in the image forming unit.

5. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the correction unit performs magnification correction by changing a clock frequency used when image formation is performed. 6.

5. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the correction unit corrects the left / right magnification by changing the clock frequency in the middle of one line scanning.

Based on image data representing a color image, a plurality of color components are formed by scanning a plurality of light beams each corresponding to a color component from a light source with a rotating polygon mirror and irradiating the photoreceptor through a reflecting mirror. An image forming unit that forms a color image; at least a pair of detection units that are arranged at predetermined positions and that detect a displacement of an image of each color component in the main scanning direction by the image forming unit; and a detection result of the detection unit The image forming apparatus includes: a correction unit that performs at least one of image correction including magnification correction and writing position correction during image formation, and image correction including right and left magnification correction and writing position correction. And
When the maximum image width that can be formed by the image forming unit is 1 as a position where the color shift in the main scanning direction between the images of the respective color components in the correction result by the correcting unit is reduced , the interval between the pair of detecting units is the detection result becomes coefficient of said detecting means when approximately 0.9, and was said detecting means is disposed at a position obtained by equally distributing the center of the maximum image width as a reference, and multiplies the detection result of said detecting means Calculating means for calculating a clock frequency for performing image formation based on the detection result of the detection means multiplied;
Determining means for determining the timing of image formation according to the calculation result of the calculating means;
An image forming apparatus comprising: