JP2002132004A - カラー画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】各色の作像エンジンで形成したトナー像の濃度
むら及び転写位置ずれの双方を防止することができ、こ
れにより各色トナー像を受像体上に多重転写して形成さ
れた合成トナー像の色むらや色ずれを防止し、高品位な
記録画像を形成することが可能なカラー画像形成装置を
提供する。 【解決手段】複数の作像エンジンから受像体に対してト
ナー像を多重転写するように構成されたカラー画像形成
装置において、各作像エンジンによって受像体上に形成
された検出パターンを読み込んで速度変動情報を生成す
ると共に、かかる速度変動情報を高周波成分及び低周波
成分に分解し、上記高周波成分からはトナー像の濃度補
正データを算出して画像データに含まれる濃度データを
補正する一方、上記低周波成分からはトナー像の位置補
正データを算出して画像データの位置座標を補正するよ
うに構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の作像エンジ
ンによって形成された多色のトナー像を記録シートや中
間転写ベルト等の受像体に多重転写してカラー画像を得
る所謂タンデム型カラー画像形成装置に係り、詳細に
は、各作像エンジンにおける回転速度むらや受像体の移
動速度むら等に起因した転写位置ずれや濃度むらを解消
するための改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】所謂タンデム型のカラー画像形成装置で
は、画像データに応じてトナー像を形成する作像エンジ
ンがイエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの各色毎
に設けられており、各作像エンジンによって形成された
トナー像を記録シートや中間転写ベルトなどの受像体に
対して順次転写し、最終的に４色のトナー像が重なりあ
った合成トナー像を形成することでフルカラー画像を得
ている。各作像エンジンは、所定のプロセス速度で回転
する感光体ドラムと、この感光体ドラムを所定の背景部
電位にまで帯電させる帯電器と、帯電した感光体ドラム
の表面を画像データに応じて露光するレーザビームスキ
ャナと、露光によって感光体ドラムに書き込まれた静電
潜像をトナーによって現像する現像器と、トナー像を感
光体ドラムから受像体に転写する転写帯電器と、転写後
の感光体ドラムの表面を清掃するクリーナとから構成さ
れており、受像体上におけるトナー像の重ね合わせを正
確に行うべく、各作像エンジンでは感光体ドラムに対す
る静電潜像の書き込み開始タイミングが厳密に規定され
ている。

【０００３】しかし、各作像エンジンにおけるトナー像
の書き込み開始タイミングを厳密に規定したとしても、
各作像エンジンにおける感光体ドラムの回転に個別の速
度むらが存在したり、トナー像の転写される受像体の搬
送に速度むらが存在する場合には、４基の作像エンジン
から受像体へトナー像を転写する際に位置ずれが発生
し、受像体上における合成トナー像に色ずれが発生して
しまう。また、このような回転速度むらが発生すると、
静電潜像を感光体ドラムに書き込む際、あるいはトナー
像を受像体へ転写する際に、画素密度が設定よりも疎に
なったり、密になったりするので、各色のトナー像毎に
個別の濃度むらが発生し、受像体上における合成トナー
像に色むらが発生してしまう。

【０００４】このような感光体ドラムの回転むらは、主
として、かかる感光体ドラムの偏心や、モータの回転を
感光体ドラムに伝達するギヤ列の噛み合いの不均一さに
起因している。また、中間転写ベルトの回転むらは、主
として、かかる中間転写ベルトの厚みむらや、これを架
け回しているローラの偏心等に起因している。従って、
究極的には、ギヤやベルトといった部品の成形精度や、
それらを組み立てる際の取り付け精度を高めることによ
って前述した色ずれや色むらを排除することが可能であ
ると言える。しかし、部品それ自体の成形や組み立てに
は公差が存在することから、その高精度化にも限界があ
り、また、あまりに高精度化を追求したのでは過剰なコ
スト高を招き、量産には不向きとなってしまう。

【０００５】一方、感光体ドラムや中間転写ベルトの回
転むらには周期的な再現性が存在し、前述した合成トナ
ー像の色ずれや色むらは特定の周期で繰り返し現れる傾
向にある。このため、従来では、各画像形成装置毎に予
めトナー像の速度変動情報を採取し、かかる情報に基づ
いて感光体ドラムや中間転写ベルトの回転速度の制御を
行い、それによって合成トナー像の色ずれや色むらの低
減を図る試みもなされている。具体的には、各作像エン
ジンの感光体ドラム上に所定の間隔で連続的に位置ずれ
検出パターンを現像すると共にこれらを受像体に転写
し、転写された検出パターンを光学センサで読み込んで
各色トナー像の相対的な位置ずれ量を検出するのであ
る。この検出された位置ずれ量は感光体ドラムや中間転
写ベルトの回転速度むらを現しているので、この位置ず
れ量、すなわち速度変動情報に基づいてモータの回転速
度制御を行えば、各色トナー像の転写位置ずれや濃度む
らが排除され、合成トナー像の色ずれや色むらが解消さ
れることになる。しかし、このように各作像エンジンや
中間転写ベルトの駆動系を制御するためには、各作像エ
ンジン毎にモータや制御機構を設ける必要があり、画像
形成装置の大型化やコスト高が問題となってしまう。

【０００６】また、このように感光体ドラムや中間転写
ベルトの回転むらを直接的に排除するのではなく、各作
像エンジンに対して供給される画像データを補正するこ
とで、合成トナー像の色ずれや色むらを低減する方法も
提案されている。例えば、各色トナー像の転写位置ずれ
を解消するために、感光体ドラムに対する静電潜像の書
き込み開始タイミングを遅延させる方法（特開２０００
−１２７４８５号公報）や、各色トナー像の濃度むらを
解消するために、画像濃度そのものを補正する方法
（特開平２−１３１９５６号公報）が知られている。し
かし、これら公知の方策では、採取された速度変動情報
のすべてをトナー像の書き込み位置の補正情報、あるい
はトナー像の濃度の補正情報とし利用しているので、合
成トナー像に関して観察してみると、色ずれ又は色むら
のいずれか一方しか補正することができず、最終的に形
成した記録画像の品質の低下を避けることができなかっ
た。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような問
題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところ
は、各色の作像エンジンで形成したトナー像の濃度むら
及び転写位置ずれの双方を防止することができ、これに
より各色トナー像を受像体上に多重転写して形成された
合成トナー像の色むらや色ずれを防止し、高品位な記録
画像を形成することが可能なカラー画像形成装置を提供
することにある。

【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、本発明のカラー画像形成装置は、画像データに応じ
てトナー像を形成する複数の作像エンジンを備えると共
に、これら作像エンジンによって形成されたトナー像を
受像体に対して多重転写するように構成されたカラー画
像形成装置を前提とし、各作像エンジンによって受像体
上に形成された位置ずれ検出パターンを読み込んで速度
変動情報を生成する変動量生成部と、かかる速度変動情
報を高周波成分及び低周波成分に分解する周波数弁別部
と、上記高周波成分からトナー像の濃度補正データを算
出する濃度補正演算部と、この濃度補正データに基づい
て上記画像データを補正する濃度補正処理部と、上記低
周波成分からトナー像の位置補正データを算出する位置
補正演算部と、この位置補正データに基づいて上記画像
データを補正する位置補正処理部とを備えたことを特徴
とするものである。

【０００９】前述の如く、各作像エンジンや受像体にお
ける回転むらには一定の周期で再現性があり、受像体上
に形成した合成トナー像の色ずれや色むらにも周期的な
再現性が存在する。従って、各作像エンジンによって受
像体上に形成された位置ずれ検出パターンを光学センサ
等で読み込み、かかる検知内容に基づいて上記変動量生
成部が速度変動情報を生成した場合、かかる速度変動情
報にも周期的な再現性が存在する。図１３は上記変動量
生成部によって生成された速度変動情報の一例を示すも
のである。この速度変動情報には各作像エンジンにおけ
る感光体ドラムの回転むらや受像体である中間転写ベル
トの回転むらに起因するものが含まれており、各種の周
波数成分が混在している。図１４は上記速度変動情報を
特定周波数以上の高周波成分、特定周波数以下の低周波
成分及びこれらの間の中周波成分に弁別した結果を示す
ものであり、これら成分を合成した結果が図１３に示す
速度変動情報である。

【００１０】ここで、上記低周波の速度変動は例えば中
間転写ベルトの一回転分といった長い周期で速度変動を
繰り返すことから、かかる低周波の速度変動は画素密度
の変動よりも各色トナー像の転写位置の変動に大きく影
響を与えているものと考えられる。つまり、速度変動の
低周波成分は受像体上における各色トナー像の転写位置
ずれを引き起し、合成トナー像についてみれば色ずれを
引き起こしているものと考えられる。もっとも、各色ト
ナー像の転写位置が合致しなければ、その結果として予
定していた色を表現することができず、色むらといった
問題も生じていることになる。例えば、図１５に示すよ
うに、本来重なりあうべきシアントナー像のドットとマ
ゼンタトナー像のドットがずれてしまい、シアントナー
像のドットの間にマゼントトナー像のドットが入り込ん
でしまうような場合である。

【００１１】一方、高周波の速度変動は例えば感光体ド
ラムを駆動しているギヤの噛み合わせに起因しているこ
とから、かかる高周波の速度変動は各色トナー像の転写
位置の変動よりもトナー像中における画素密度の変動に
大きく影響を与えているものと考えられる。つまり、こ
のような速度変動の高周波成分が存在すると、感光体ド
ラム上にトナー像を形成する際に、かかるトナー像を構
成するドットの疎密が変動することになり、感光体ドラ
ム上におけるトナー像の濃度むらが発生することにな
る。その結果、受像体上に形成した合成トナー像には色
むらが発生する。もっとも、各作像エンジン毎にトナー
像の濃度むらの発生状況は異なることから、各色トナー
像を重ね合わせた合成トナー像には色ずれも発生してい
ることになる。

【００１２】このような観点を踏まえ、本発明では、変
動量生成部で生成した速度変動情報を周波数弁別部で低
周波成分と高周波成分とに分解し、前者についてはこれ
を用いて各作像エンジンにおけるトナー像の書き込み位
置の補正を行う一方、後者についてはそれを用いて各作
像エンジンにおけるトナー像の濃度補正を行っている。
具体的には、上記位置補正演算部が速度変動情報の低周
波成分を用いてトナー像の位置補正データを算出し、上
記位置補正処理部が算出された位置補正データに基づい
て画像データを補正するように構成する一方、上記濃度
補正演算部が速度変動情報の高周波成分を用いてトナー
像の濃度補正データを算出し、上記濃度補正処理部が算
出された濃度補正データに基づいて画像データを補正す
るように構成した。このように、速度変動情報に含まれ
る周波数成分毎に画像データの補正内容を異なるものと
すれば、各周波数成分に基づいて最適な補正を画像デー
タに対して施すことができ、各作像エンジンにおけるト
ナー像の濃度むらや転写位置ずれを一層効果的に低減す
ることができ、最終的に受像体上に形成した合成トナー
像に色ずれや色むらが発生するのを抑えることが可能と
なる。

【００１３】上記周波数弁別部は、特定の周波数を境界
として速度変動情報を高周波成分及び低周波成分に分離
するものであれば差し支えないが、より画像データの補
正精度を高めて高品位の記録画像を形成するという観点
からすれば、高周波成分、低周波成分及びこれらの間の
中周波成分に分解するのが好ましい。この場合、中周波
成分については、各作像エンジンにおけるトナー像の位
置ずれ及び濃度むらの双方に影響を及ぼしていると考え
られることから、上記濃度補正演算部及び位置補正演算
部が中周波成分からも濃度補正データ及び位置補正デー
タを算出するように構成し、高周波成分から得られた濃
度補正データ、低周波成分から得られた位置補正データ
の夫々に対して積算するように構成するのが好ましい。

【００１４】また、速度変動情報の中周波成分から濃度
補正データ及び位置補正データを算出する際には、かか
る中周波成分に含まれる周波数の特性に応じて決定され
た重み係数を用い、かかる重み係数を掛け合わせた状態
で中周波成分を上記濃度補正演算部又は位置補正演算部
に入力するのが好ましい。例えば、速度変動情報を分解
して得られた中周波成分が低周波成分より高周波成分に
近い周波数を多く含んでいる場合には、中周波成分に対
して重み係数０．８を掛け合わせて濃度補正演算部に入
力すると共に、重み係数０．２を掛け合わせて位置補正
演算部に入力する。つまり、中周波成分の８割を濃度補
正に反映させ、２割を位置補正に反映させるのである。
また、これとは逆に、中周波成分が高周波成分より低周
波成分に近い周波数を多く含んでいる場合には、中周波
成分に対して重み係数０．２を掛け合わせて位置補正演
算部に入力すると共に、重み係数０．８を掛け合わせて
濃度補正演算部に入力する。これにより、得られた速度
変動情報を画像データの補正に対して一層緻密に反映さ
せることができ、受像体上に形成した合成トナー像に色
ずれや色むらが発生するのをより効果的に抑えることが
可能となる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて本発明
のカラー画像形成装置を詳細に説明する。図１は本発明
を適用したタンデム型カラーレーザビームプリンタの構
成を示す概略図である。このレーザビームプリンタはイ
エロー、マゼンタ、シアン及びブラックの各色毎にトナ
ー像を形成する４基の作像エンジン１０Ｙ、１０Ｍ、１
０Ｃ、１０Ｂｋを備えると共に、各作像エンジンからト
ナー像が一次転写される中間転写ベルト２０を備え、か
かる中間転写ベルト２０に多重転写されたトナー像を記
録シートＰに二次転写してフルカラー画像を形成するよ
うに構成されている。

【００１６】上記中間転写ベルト２０は無端状に形成さ
れると共に駆動ロール２１を含む複数のベルト搬送ロー
ル２１〜２５に架け回されており、矢線方向に回動しな
がら各色作像エンジン１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂ
ｋで形成されたトナー像の一次転写を受けるように構成
されている。また、中間転写ベルト２０を挟んでベルト
搬送ロール２４と対向する位置には二次転写ロール３０
が配設されており、記録シートＰは互いに圧接する転写
ロール３０と中間転写ベルト２０との間に挿通されて、
かかる中間転写ベルト２０からトナー像の二次転写を受
けるようになっている。すなわち、上記ベルト搬送ロー
ル２４は転写ロール３０のパックアップロールとして機
能している。一方、駆動ロール２１と対向する位置には
中間転写ベルト３０のクリーナ２６が配設され、二次転
写後に中間転写ベルト２０に残留付着したトナーを該中
間転写ベルト２０上から除去するように構成されてい
る。

【００１７】この中間転写ベルト２０の上側には前述し
た４基の作像エンジン１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂ
ｋが並列的に配設されており、各色の画情報に応じて形
成したトナー像を中間転写ベルト２０に一次転写するよ
うになっている。これら４基の作像エンジンは中間転写
ベルト２０の回動方向に沿ってイエロー１０Ｙ、マゼン
タ１０Ｍ、シアン１０Ｃ及びブラック１０Ｂｋの順に配
設されており、最も頻繁に使用されるであろうブラック
の作像エンジン１０Ｂｋが最も二次転写部の近傍に配置
されている。また、これら作像エンジン１０Ｙ、１０
Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋは、各作像エンジンに具備された
感光体ドラム１１を画情報に応じて露光するラスタ走査
ユニット１２を夫々備えており、各色の画情報に応じて
変調されたレーザ光Ｂｍが各作像エンジン１０Ｙ、１０
Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋの感光体ドラム１１を露光するよ
うになっている。

【００１８】また、各作像エンジン１０Ｙ、１０Ｍ、１
０Ｃ、１０Ｂｋは、感光体ドラム１１と、この感光体ド
ラム１１を一様な背景部電位にまで帯電させる帯電器１
３と、上記レーザ光Ｂｍの露光によって感光体ドラム１
１上に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成す
る現像装置１４と、トナー像を中間転写ベルト２０に転
写した後の感光体ドラム１１の表面から残留トナーや紙
粉を除去するクリーナ１５と、このクリーナによる清掃
に先立って残留トナーを除電するクリーニング前除電器
１６とを備えており、感光体ドラム１１上に各色の画情
報に応じたトナー像を形成し得るように構成されてい
る。

【００１９】各作像エンジン１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、
１０Ｂｋの感光体ドラム１１と対向する位置には、中間
転写ベルト２０を挟むようにして一次転写ロール１７
Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃ、１７Ｂｋが配設されており、これ
ら転写ロール１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃ、１７Ｂｋに対し
て所定の転写バイアス電圧を印加することにより、感光
体ドラム１１と転写ロール１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃ、１
７Ｂｋとの間に電界が形成され、感光体ドラム１１上で
電荷を帯びているトナー像がクーロン力で中間転写ベル
ト２０に転写されるようになっている。

【００２０】従って、このカラーレーザビームプリンタ
によるフルカラー画像の形成に当たっては、先ず、各色
の画情報に応じてラスタ走査ユニット１２が各作像エン
ジン１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋの感光体ドラム
１１を所定のタイミングで露光し、これによって各作像
エンジン１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋの感光体ド
ラム１１上には画情報に応じたトナー像が形成される。
各作像エンジン１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋで形
成されたトナー像は回動する中間転写ベルト２０に対し
て順次転写され、かかる中間転写ベルト２０上には各色
トナー像が重なり合った合成トナー像が形成される。

【００２１】一方、記録シートＰは給紙ロール４１によ
って給紙カセット４０から一枚ずつ引き出された後、図
中に破線で示す所定のシート給送通路４６を経て中間転
写ベルト２０と二次転写ロール３０とが接する二次転写
部に給送される。二次転写部の手前側にはレジストレー
ションロール４２が設けられており、記録シートＰはこ
のレジストレーションロール４２によって二次転写部に
対する突入タイミングが制御され、中間転写ベルト２０
上に一次転写されたトナー像との位置合わせがなされ
る。中間転写ベルト２０を挟んで二次転写ロール３０と
対向するバックアップロール２４には所定の転写バイア
ス電圧が印加されており、中間転写ベルト２０上に保持
されていたトナー像は二次転写ロール３０とバックアッ
プロール２４との間に形成された転写電界によって記録
シートＰに静電転写される。トナー像の二次転写がなさ
れた記録シートＰは中間転写ベルト２０から剥離された
後、直列的に配置された二連のシート搬送ベルト４３に
よって定着器４４へと搬送される。そして、記録シート
Ｐは定着器３によってトナー像の定着がなされたのち、
排紙トレイ４５に排出され、これによって記録シートＰ
に対するフルカラー画像の形成が完了する。

【００２２】このタンデム型プリンタにおいては、上記
中間転写ベルト２０や各作像エンジン１０Ｙ、１０Ｍ、
１０Ｃ、１０Ｂｋにおける感光体ドラム１１に回転むら
が存在すると、かかる中間転写ベルト２０上に多重転写
した合成トナー像に色ずれや色むらが発生し、記録シー
トＰ上に形成したフルカラー画像の品質が低下すること
になる。このため、この実施例のプリンタにおいては、
予め中間転写ベルト２０及び感光体ドラム１１の回転む
らを速度変動という形で検出し、検出した速度変動情報
を用いて画像データを補正することで、かかる回転むら
が画像品質に与える影響を排除するように構成されてい
る。

【００２３】上記速度変動情報は各作像エンジン１０
Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋの感光体ドラム１１から
中間転写ベルト２０に転写した特定形状のトナー像、す
なわち位置ずれ検出パターンを光学センサで読み込むこ
とによって生成される。上記位置ずれ検出パターンは各
色の作像エンジン１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋに
おいて通常のトナー像の形成プロセスと同様にして形成
され、中間転写ベルト２０に転写される。また、上記速
度変動情報を少なくとも中間転写ベルト２０の一回転分
だけ収拾するため、上記位置ずれ検出パターンは一定の
時間間隔で感光体ドラム１１に書き込まれ、中間転写ベ
ルト２０に対して繰り返し転写される。これにより、中
間転写ベルト２０上には図２に示すように、イエロー
Ｙ、マゼンタＭ、シアンＣ及びブラックＫの検出パター
ン１が梯子状に繰り返し形成されることになる。一方、
この検出パターン１を読み込むための光学センサ２は中
間転写ベルト２０の表面と対向するように、且つ、各作
像エンジン１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋと直列に
配列されており、ブラックの作像エンジン１０Ｂｋの直
後で上記検出パターン１を読み込むように構成されてい
る。また、図２に示すように、上記光学センサ２は中間
転写ベルト２０の幅方向の両縁部の近傍に一対配置され
ており、中間転写ベルト２０の移動方向に対する画像の
スキューを効果的に検出し得るようになっている。

【００２４】例えばイエローの作像エンジン１０Ｙの感
光体ドラム１１に対して一定の時間間隔で繰り返し検出
パターンの基となる静電潜像を書き込んだとしても、か
かる感光体ドラム１１に回転ムラが存在する場合には、
互いに隣接するイエロー検出パターンの距離間隔は変動
することになる。また、中間転写ベルト２０に回転むら
が存在する場合には、各作像エンジン１０Ｙ、１０Ｍ、
１０Ｃ、１０Ｂｋの感光体ドラム１１に対しては一定の
距離間隔で検出パターンが形成されていたとしても、例
えばイエロー検出パターンとこれ以外の色の検出パター
ンとの距離間隔が変動することになる。従って、中間転
写ベルト２０上に繰り返し転写された検出パターンを光
学センサ２で順次読み込めば、各色の検出パターンが読
み込まれる時間間隔から中間転写ベルト２０及び感光体
ドラム１１の速度変動、すなわち回転むらを把握するこ
とができるものである。

【００２５】しかし、ここで得られた速度変動情報は、
既に図１３に示したように、低周波成分及び高周波成分
等が混在したものであり、低周波成分と高周波成分とで
は最終的な合成トナー像の画質に与える影響が若干異な
っている。そこで、図３に示すように、この実施例では
光学センサ２の検知内容から速度変動情報を生成した
後、かかる速度変動情報に含まれる周波数成分をふるい
分け、弁別した各周波数成分毎に画像データに対する補
正内容を変更するように構成している。すなわち、ロー
パスフィルタ（ＬＰＦ）５０及びハイパスフィルタ（Ｈ
ＰＦ）５１を用いて速度変動情報に含まれる周波数成分
のうち、周波数ｆ_c ≦０．１ｃｙｃ／ｍｍの低周波成
分、周波数ｆ_c ≧１ｃｙｃ／ｍｍの高周波成分を抽出す
ると共に、このようにして得られた低周波成分及び高周
波成分を速度変動情報から除去することにより、周波数
０．１＜ｆ_c ＜１ｃｙｃ／ｍｍの中周波成分を抽出して
いる。

【００２６】そして、図４に示すように、低周波成分に
ついてはこれを速度変動からドット位置ずれ量に変換し
直して把握し、画像データの位置座標の補正量を算出す
る。一方、高周波変動についてはこれを速度変動から隣
接ドット間距離の変動量に変換し直して把握し、予め格
納されている濃度補正テーブルを参照して濃度補正量を
算出する。また、中周波成分についてはこれをドット位
置ずれ量及び隣接ドット間変動量の双方に変換し直し、
夫々を低周波成分から得られたドット位置ずれ量及び高
周波成分から得られた隣接ドット間変動量に加算してい
る。但し、加算するに当たっては、中周波成分から得ら
れた総てのドット位置ずれ量及び隣接ドット間変動量を
加算するのではなく、中周波成分に最も多く含まれる周
波成分に応じて処理重み係数を決定し、この重み係数を
掛け合わせた後のドット位置ずれ量及び隣接ドット間変
動量を加算している。図５は周波数と処理重み係数との
関係を示すグラフである。低周波成分の周波数領域（ｆ
_c ≦０．１）ではドット位置ずれ量に対する重み係数が
１で、隣接ドット間変動量に対する重み係数が０である
が、逆に高周波成分の周波数領域 （ｆ_c ≧１）では位
置ずれ量に対する重み係数が０で、隣接ドット間変動量
に対する重み係数が１である。そして、中周波成分の周
波数領域では、周波数が高くなるにつれてドット位置ず
れ量に対する重み係数が減少していき、隣接ドット間変
動量に対する重み係数が増加していく。但し、ドット位
置ずれ量に対する重み係数と隣接ドット間変動量に対す
る重み係数との和は必ず１である。例えば、中周波成分
に含まれる周波数として０．２ｃｙｃ／ｍｍが最も多い
場合、ドット位置ずれ量に対する重み係数は０．８で、
隣接ドット間変動量に対する重み係数は０．２である。
すなわち、中周波成分がより低周波成分に近い周波数を
含んでいるのであれば、かかる中周波成分は画像データ
の位置座標の補正に大きく反映され、逆により高周波成
分に近い周波数を含んでいるのであれば、画像データの
濃度補正に大きく反映されるのである。

【００２７】次に、速度変動情報の高周波成分によって
表現された隣接ドット間変動量とトナー像の画像濃度と
の関係について説明する。図６は速度変動の高周波成分
によって隣接ドット間の距離がｄからｄ＋Δｄあるいは
ｄ−Δｄｉ変化した場合を示しており、また、図７は隣
接ドット間距離のへ変化量とトナー像の濃度の変化との
関係を示すグラフである。今、図６に示される画像ドッ
トの濃度データは２５６階調の中間調である１２８であ
るとする。図７のグラフの関係からすれば、画素の濃度
データが１２８であっても、隣接するドット間の距離が
＋Δｄだけ拡がれば、実際の画像濃度はあたかも濃度デ
ータが１２７であるかのように認識されてしまう。すな
わち、ドットの密度が疎になった分だけ画像濃度が薄く
感じられるのである。逆に、隣接するドット間の距離が
−Δｄだけ縮まれば、実際の画像濃度はあたかも濃度デ
ータが１２９であるかのように認識されてしまう。すな
わち、ドットの密度が密になった分だけ画像濃度が濃く
感じられるのである。従って、濃度データが同じであっ
ても、隣接ドット間距離が拡がれば実際の画像濃度は薄
くなり、縮まれば実際の画像濃度は濃くなる。これによ
り、均一な濃度データを用いて感光体ドラム１１上に静
電潜像を書き込んだ場合であっても、実際に現像された
トナー像には濃度むらが発生してしまうのである。

【００２８】そこで、この実施例では速度変動情報の高
周波成分又は中周波成分から得られた隣接ドット間の変
動量を用いて、画像データ中に含まれる濃度データその
ものを補正するように構成している。すなわち、図８に
示すように、速度変動の結果として隣接ドット間距離が
拡がるのであれば、その拡がった分だけドットを濃く表
現し（画像データを１２８→１２９へ補正）、画像濃度
が薄くなるのを防止する。また、隣接ドット間距離が縮
まるのであれば、その縮まった分だけドットを薄く表現
し（画像データを１２８→１２７へ補正）、画像濃度が
濃くなるのを防止するのである。これにより、速度変動
情報の高周波成分に起因してドット間の疎密が変化して
も、実際の画像濃度を略一定に保ち、濃度むらのないト
ナー像を感光体ドラム１１上に形成することが可能とな
る。

【００２９】続いて、速度変動情報の低周波成分によっ
て表現されたドット位置ずれ量と画像データの位置座標
の補正との関係について説明する。図９は、速度変動情
報の高周波成分と低周波成分とを夫々別個に副走査方向
（中間転写ベルト２０の回転方向）のドットずれ量に変
換した結果を示すグラフである。このグラフから明らか
なように、速度変動情報の低周波成分は副走査方向のド
ットずれ量に対して与える影響が高周波成分よりも著し
く大きいことが把握される。図１０は、図９のグラフ中
のポイント、及びにおけるドットずれの状態を示
したものである。ポイント及びにおいてはドットず
れ量は０であり、速度変動が無い理想的なドット位置に
対して印字が行われているが、ポイントでは速度変動
情報の低周波成分の振幅が最大であり、印字されたドッ
トは本来の理想的な印字位置に対してΔＸだけ副走査方
向へ変移している。従って、図４に示したように、速度
変動情報の低周波成分及び中周波成分をドット位置ずれ
量に変換し直したならば、これらの位置ずれ量を用いて
ドット位置補間処理を行い、画像データの位置座標を補
正する。

【００３０】図１１はこの補間処理を示す説明図であ
る。濃度データを伴った画像データはハーフトーンマト
リックスと比較されることによって二値化され、ハーフ
トーンドットパターンが作成される。図１１の紙面左側
の状態が補間処理前のハーフドットパターンの一例を示
すものであり、横軸（Ｘ方向）は主走査方向の座標位置
を、縦軸（Ｙ方向）は副走査方向の座標位置を示してい
る。また、各座標における枠内に示された数値は画素濃
度を示している。そして、図１１の紙面右側のハーフド
ットパターンは上記補間処理によって補間処理前のハー
フドットパターンを副走査方向へ２．５画素分シフトさ
せたものである。補間前の画像データＤは図１１中に示
すＢｉ−Ｌｉｎｅａｒ方式の画像補間式によって補間後
の画像データＤ’に変換される。これにより、速度変動
情報の低周波成分に起因してドットの位置ずれが発生し
ても、中間転写ベルト２０に一次転写されたトナー像に
おいてはドットの位置ずれを排除し、各色のトナー像の
間における相対的な位置ずれのない高品位の合成トナー
像を中間転写ベルト２０上に形成することが可能とな
る。尚、図１１に記載された式中のＸは補間前の画像デ
ータのＸ座標、Ｙは補間前の画像データのＹ座標、Ｙ_n
はＹ座標補正量の整数部、Ｙ_f はＹ座標補正量の小数部
である。

【００３１】図１２は、前述した各補正を画像データに
対して反映させるための制御系を示すブロック図であ
る。この制御系は各色毎に設けられており、各制御系
は、光学センサの検知信号から画像データの濃度補正や
位置ずれ補正を行うための補正データを作成する検出部
と、プリントコントローラから入力されるラスタ画像デ
ータやスキャナから入力されるスキャニング画像データ
を処理して対応する作像エンジンのラスタ走査ユニット
へ供給する画像処理部とに大別され、かかる画像処理部
では検出部で作成された補正データを用いて画像データ
の濃度補正や位置ずれ補正が実施される。

【００３２】また、上記検出部は、光学センサ２の出力
信号から図１３に示したような速度変動情報を生成する
速度変動量検出部と、生成された速度変動情報を図３に
示したように低周波成分、高周波成分及び中周波成分に
分離する周波数弁別部と、図４に示したように、弁別さ
れた低周波成分及び中周波成分からドット位置ズレ量を
把握すると共にこれから画像データの座標補正量を決定
する補正座標量算出部と、弁別された高周波成分及び中
周波成分から隣接ドット間の変動量を把握すると共にこ
れを画像データ中の濃度補正量に変換する濃度補正テー
ブルと、中周波成分に顕著に含まれる周波数から該中周
波成分の処理重み係数を決定する重み係数決定部と、上
記補正座標量算出部及び濃度補正テーブルにおける演算
結果を格納しておく補正データテーブルとから構成され
ている。

【００３３】この検出部による補正データの演算処理
は、プリンタの主電源を投入した直後や一定枚数以上の
プリントジョブを行った後に実施され、その度毎に各色
の作像エンジンから位置ずれ検出パターン１が中間転写
ベルト２０上に転写される。そして、光学センサ２の検
知信号に基づく一連の補正データの演算処理が終了した
ならば、決定された補正データが補正データテーブルに
記憶される。従って、補正データテーブルの内容は光学
センサ２による検出パターンの読み込み毎に更新される
ことになる。

【００３４】一方、上記画像処理部は、色空間変換や色
／濃度調整等を行うメイン画像処理部と、中間調を生成
するためのスクリーン処理部と、上記検出部によって決
定された濃度補正量に基づいて画像データに含まれる濃
度データを補正する濃度補正処理部と、やはり上記検出
部によって決定された座標補正量に基づいて画像データ
の位置座標を補正する画素位置補間処理部とから構成さ
れている。プリントコントローラ等から入力された画像
データは先ずメイン画像処理部に入力され、ここでは色
空間処理、下地除去（ＵＣＲ）処理、階調補正（ＴＲ
Ｃ）処理等のデジタル画像を形成する際に必要となる一
連の基本処理が実施される。こうして基本処理が実施さ
れた画像データは濃度補正処理部に入力され、補正デー
タテーブルに格納された濃度補正量を用い、図８に示し
た内容の濃度データの補正がなされる。濃度補正がなさ
れた画像データはスクリーン処理部に入力されてハーフ
トーンドットパターンに作り直された後、画素位置補間
処理部に入力される。この画素位置補間部では補正デー
タテーブルに格納された座標補正量に基づいて、図１１
に示したような画像データの座標移動がなされる。そし
て、このようにして補正された画像データが対応色のラ
スタ走査ユニットの点灯信号生成処理部に供給され、か
かる補正画像データに基づいてラスタ走査ユニットが感
光体ドラムを露光することになる。

【００３５】このように本実施例のタンデム型プリンタ
では、中間転写ベルト２０上に転写した位置ずれ検出パ
ターン１を光学センサ２で読み込んで速度変動情報を作
成すると共に、かかる速度変動情報を低周波成分、高周
波成分及び中周波成分に弁別し、各周波数成分毎に画像
データに対する補正内容を変更しているので、各色作像
エンジン１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｂｋにおける感
光体ドラム１１の回転むらや中間転写ベルト２０の回転
むらに起因した各色トナー像の転写位置ずれや濃度むら
を的確に補正することができ、中間転写ベルト２０上に
多重転写された合成トナー像の色ずれや色むらを効果的
に防止することができるものである。

【００３６】尚、前述した実施例では中間転写ベルト２
０上に転写する位置ずれ検出パターンとして図２に示す
ものを用いたが、かかる検出パターンは速度変動情報に
含まれる各周波数成分のうち、いずれの周波数成分に重
点を置くかで適宜変更して差し支え無い。例えば、低周
波成分の検出に重点をおくのであれば、各色間の相対的
な位置ずれを精度良く検出し得るよう、図２の如く各色
の検出パターンが梯子状に連続するものを用いるのが好
ましい。また、高周波成分の検出に重点をおくのであれ
ば、濃度変動を精度良く検出し得るよう、図１６に示す
ように単色のパターンを短い間隔で形成するのが好まし
い。

【００３７】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明のカラ
ー画像形成装置によれば、速度変動情報を周波数成分毎
に弁別し、各周波数成分毎に画像データの濃度補正及び
位置ずれ補正に反映させているので、各周波数成分に基
づいて最適な補正を画像データに対して施すことがで
き、各色の作像エンジンで形成したトナー像の濃度むら
及び転写位置ずれの双方を防止することができ、これに
より各色トナー像を受像体上に多重転写して形成された
合成トナー像の色むらや色ずれを防止し、高品位な記録
画像を形成することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明が適用されたタンデム型カラープリン
タの構成を示す概略図である。

【図２】 中間転写ベルト上に転写した位置ずれ検出パ
ターンを示す平面図である。

【図３】 速度変動情報を低周波成分、高周波成分及び
中周波成分に弁別するための構成（周波数弁別部）を示
すブロック図である。

【図４】 弁別した各周波数成分の処理内容を示すブロ
ック図である。

【図５】 速度変動情報の周波数成分と処理重み係数と
の関係わ示すグラフ図である。

【図６】 互いに隣接するドット間距離の変動量とこれ
らドットによって認識される濃度との関係を示す模式図
である。

【図７】 互いに隣接するドット間距離の変動量と画像
濃度の変化量との関係を示すグラフである。

【図８】 互いに隣接するドット間距離の変動量と濃度
データの補正量との関係を示す模式図である。

【図９】 速度変動情報の高周波成分と低周波成分とが
ドット位置ずれに与える影響を示すグラフである。

【図１０】 図９に示すグラフとの関係でドットの位置
ずれ量を説明した模式図である。

【図１１】 ドット位置ずれ量の補間処理の内容を示す
チャートである。

【図１２】 実施例に係るカラープリンタの画像データ
の制御系を示すブロック図である。

【図１３】 光学センサの検知内容に基づいて生成され
た速度変動情報の一例を示すグラフである。

【図１４】 図１３に示す速度変動情報を各周波数成分
に弁別した内容を示すグラフである。

【図１５】 中間転写ベルト上に一次転写されたシアン
トナー像のドットスクリーンとマゼンタトナー像のドッ
トスクリーンが適切に重なった状態と、袱紗嘘方向に１
／２ドットずれた状態とを対比する図である。

【図１６】 中間転写ベルト上に転写する位置ずれ検出
パターンの他の例を示す平面図である。

【符号の説明】

１…位置ずれ検出パターン、２…光学センサ、１０Ｙ，
１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｂｋ…作像エンジン、１１…感光
体ドラム、２０…中間転写ベルト（受像体）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像データに応じてトナー像を形成する
   複数の作像エンジンを備えると共に、これら作像エンジ
   ンによって形成されたトナー像を受像体に対して多重転
   写するように構成されたカラー画像形成装置において、 各作像エンジンによって受像体上に形成された位置ずれ
   検出パターンを読み込んで速度変動情報を生成する変動
   量生成部と、かかる速度変動情報を高周波成分及び低周
   波成分に分解する周波数弁別部と、上記高周波成分から
   トナー像の濃度補正データを算出する濃度補正演算部
   と、この濃度補正データに基づいて上記画像データを補
   正する濃度補正処理部と、上記低周波成分からトナー像
   の位置補正データを算出する位置補正演算部と、この位
   置補正データに基づいて上記画像データを補正する位置
   補正処理部とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 上記周波数弁別部は速度変動情報を高周
   波成分、低周波成分及び中周波成分に分解し、上記濃度
   補正演算部及び位置補正演算部はこの中周波成分からも
   濃度補正データ及び位置補正データを算出することを特
   徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 上記中周波成分は所定の重み係数が掛け
   合わされた状態で上記濃度補正演算部及び位置補正演算
   部に入力されることを特徴とする請求項２記載の画像形
   成装置。
4. 【請求項４】 上記中周波成分の周波数特性に応じて上
   記重み係数を決定する係数決定部を備えたことを特徴と
   する請求項３記載の画像形成装置。
5. 【請求項５】 上記係数決定部は画像データの内容を加
   味して上記重み係数を決定することを特徴とする請求項
   ４記載の画像形成装置。