JP2005043428A - 画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】所定の画像形成位置に色ずれ補正モードに基づく基準色のレジストマーク画像を精度良く形成できるようにする。
【解決手段】感光体ドラム1Y,1M,1C,1Kに画像データを書き込んで中間転写ベルト6に色画像を形成するための画像基準位置が予め規定された画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kと、この中間転写ベルト6に形成された色画像を検出するレジストセンサ12と、色ずれ補正モードで形成される色ずれ補正用の基準色画像を各々の感光体ドラム1Y,1M,1C,1Kで左右のいずれか一方の側に形成し、中間転写ベルト6に転写された色ずれ補正用の基準色画像の位置をレジストセンサ12により検出し、この色ずれ補正用の基準色画像の位置情報に基づいて画像基準位置を補正する制御手段15を備えるものものである。
【選択図】 図2
【解決手段】感光体ドラム1Y,1M,1C,1Kに画像データを書き込んで中間転写ベルト6に色画像を形成するための画像基準位置が予め規定された画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kと、この中間転写ベルト6に形成された色画像を検出するレジストセンサ12と、色ずれ補正モードで形成される色ずれ補正用の基準色画像を各々の感光体ドラム1Y,1M,1C,1Kで左右のいずれか一方の側に形成し、中間転写ベルト6に転写された色ずれ補正用の基準色画像の位置をレジストセンサ12により検出し、この色ずれ補正用の基準色画像の位置情報に基づいて画像基準位置を補正する制御手段15を備えるものものである。
【選択図】 図2
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は中間転写ベルト又は転写材搬送ベルトを有したタンデム型のカラープリンタや複写機、これらの複合機等に適用して好適な画像形成装置及び画像作成方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、会社や、学校、コンビニエンス・ストア、各種医療機関及び公共機関等には、カラーデジタル複写機や、カラープリンタ等の画像形成装置が設置される場合が多くなってきた。このカラーデジタル複写機では、色付きの原稿画像から取得した赤(R)色、緑(G)色、青(B)色に係る画像データに基づいてカラー画像が形成され、カラープリンタではサーバー、パーソナルコンピュータ(以下単にパソコンという)等の外部装置から画像データを受信し、この画像データに基づいてカラー画像を形成するようになされる。
【0003】
この種の画像形成装置によれば、最適なカラー画像形成品質を維持するためには、原稿画像のR色、G色、B色を再現するイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(BK)色の間で色ずれが生じないように画像形成手段を補正することが必須となっている(以下色ずれ補正モードという)。この際の色ずれ補正モードに関しては、中間転写ベルトまたは搬送材転写ベルト上に形成されたレジストマークを反射型センサなどの色ずれ検知用の検出手段(以下レジストセンサという)により検出し、ある基準色に対する他色の主走査、副走査、横倍率、スキューの各々のずれ量を算出し、画像形成タイミングなどを調整して色ずれを補正している。
【0004】
なお、特許文献1には、レーザビーム複写機及びファクシミリ装置に適用可能な電子写真方式の画像形成装置が開示されている。この画像形成装置によれば、像担持体を露光して品質の良い画像を形成するために補正手段が備えられる。補正手段では、各像担持体から搬送体に転写されたレジストマーク画像のうち、搬送体搬送方向で最下流側に位置する像担持体から搬送体に転写されたレジストマーク画像の検出タイミングと、残る他の各レジストマーク画像の検出タイミングとの相対差分が検出される。
【0005】
この相対差分に基づいて、補正手段は、残る各像担持体への光ビームの照射開始位置、その像担持体への光ビームの照射角度、及び、光ビームの光路長を個別に補正するようになされる。つまり、特許文献1によれば、各色のレジストマークを搬送体に作成し、レジストセンサでレジストマークの通過タイミングを検出し、基準色に対する他色の位置ずれ量を算出して画像形成位置を補正するようになされる。
【0006】
【特許文献1】
特開平01−142681号公報(第13頁 第4図)
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来例に係る色ずれ補正モードによれば、以下のような問題がある。
【0008】
i.特許文献1に係る画像形成装置を含む当該装置本体の製造工程において、画像形成ユニットとレジストセンサとを始めて組み立てた場合や、当該装置本体の販売後に書込みユニットや、レジストセンサ、中間転写ベルト、転写材搬送ベルト等を交換したような場合における初期の色ずれ補正モードにおいては、補正量が「0」の状態で搬送体等にレジストマーク画像を作成するようになされる。しかしながら、画像書込みユニットやレジストセンサ等の取付け時の組立公差により基準色も含めて画像形成位置がずれるおそれがある。
【0009】
ii.また、左右のレジストマークによって書込みユニットの基準位置や、基準画像に対する色ずれ量を算出する場合は、特に光学系の主走査方向のレンズの倍率の影響により、色ずれ検知用のレジストセンサによるマーク検出領域が狭くなってしまい、レジストマーク画像がセンサ検出領域を外れるなどの不具合を発生するおそれがある。
【0010】
iii.このことで、レジストマーク画像を正確に検出することが困難なことから、所定の画像形成位置に色ずれ補正モードに基づく基準色のレジストマーク画像等を精度良く形成できなくなる。引いては任意の画像データに基づく色の重ね合わせ処理における画像形成品質の向上を妨げる原因となる。
【0011】
そこで、この発明はこのような従来例に係る課題を解決したものであって、所定の画像形成位置に色ずれ補正モードに基づく基準色のレジストマーク画像を精度良く形成できるようにした画像形成装置及び画像形成方法を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明に係る画像形成装置は像形成体に色ずれ補正用の基準色を含む各色の画像を形成し、当該色ずれ補正用の画像の通過タイミングを読み取って、基準色画像に対する他の色画像の位置ずれ量を算出して画像形成位置を補正する画像形成装置において、像形成体を有して、当該像形成体に画像情報を書き込んで色画像を形成するための画像基準位置が予め規定された画像形成手段と、この画像形成手段によって像形成体に形成された色画像を検出する画像検出手段と、この画像検出手段から得られた色画像情報に基づいて画像形成手段の入出力を制御する制御手段とを備え、像形成体の左右に色ずれ補正用の基準色画像を形成し、当該基準色画像の通過タイミングを読み取って、基準色画像に対する他の色画像の位置ずれ量を算出して画像形成位置を補正する動作を色ずれ補正モードとしたとき、制御手段は、色ずれ補正モードで形成される色ずれ補正用の基準色画像を像形成体の左右のいずれか一方に形成し、像形成体に形成された色ずれ補正用の基準色画像の位置を検出し、検出された色ずれ補正用の基準色画像の位置情報に基づいて画像基準位置を補正することを特徴とするものである。
【0013】
本発明に係る画像形成装置によれば、任意のカラー用の画像情報に基づく色画像を像形成体に形成する場合に、画像形成手段には予め画像基準位置が規定され、この像形成体の画像基準位置に画像情報を書き込んで色画像が形成される。画像検出手段では画像形成手段によって像形成体に形成された色画像が検出される。制御手段では、画像検出手段から得られた色画像情報に基づいて画像形成手段の入出力を制御する。
【0014】
これを前提にして、像形成体の左右に色ずれ補正用の基準色画像を形成し、当該基準色画像の通過タイミングを読み取って、基準色画像に対する他の色画像の位置ずれ量を算出して画像形成位置を補正する動作を色ずれ補正モードとしたとき、画像基準位置補正用の制御手段は、色ずれ補正モードで形成される色ずれ補正用の基準色画像を像形成体の左右のいずれか一方の、例えば、画像開始検知用の同期検出手段に近い側に形成し、この像形成体に形成された色ずれ補正用の基準色画像の位置を検出し、ここで検出された色ずれ補正用の基準色画像の位置情報に基づいて画像基準位置を補正するようになされる。
【0015】
色ずれ補正モード時には、像形成体の左右の側に形成される色ずれ補正用の基準色画像の内、左又は右側のいずれか一方を画像基準位置補正用の基準色画像として利用することができる。しかも、予め規定された画像形成手段における画像基準位置と、画像形成手段により形成された色ずれ補正用の基準色画像の書込み位置との間の位置ずれの影響を除去するような演算ができるので、画像基準位置補正モード実行後の画像形成系において精度良い色ずれ補正モードを実行することができる。
【0016】
これにより、当該装置本体の製造工程において、画像形成手段と画像検出手段とを始めて組み立てた場合や、当該装置本体の販売後に像形成体を交換したような場合に、画像形成手段の画像基準位置に色ずれ補正用の基準色画像を形成することができる。
【0017】
本発明に係る画像形成方法は、任意のカラー用の画像情報に基づく色画像を像形成体に形成する方法であって、像形成体に色ずれ補正用の基準色を含む各色の画像を形成し、当該色ずれ補正用の画像の通過タイミングを読み取って、基準色画像に対する他の色画像の位置ずれ量を算出して画像形成位置を補正する動作を色ずれ補正モードとし、この色ずれ補正モードで形成される色ずれ補正用の基準色画像を像形成体の左右のいずれか一方の側に形成し、像形成体に形成された色ずれ補正用の基準色画像の位置を検出し、ここで検出された色ずれ補正用の基準色画像の位置情報に基づいて画像基準位置を補正する動作を画像基準位置補正モードとしたとき、色ずれ補正モードを実行する前に画像基準位置補正モードを実行することを特徴とするものである。
【0018】
本発明に係る画像形成方法によれば、任意のカラー用の画像情報に基づく色画像を像形成体に形成する場合に、色ずれ補正モード時に、像形成体の左右の側に形成される色ずれ補正用の基準色画像の内、左又は右側のいずれか一方を画像基準位置補正用の基準色画像として利用することができる。しかも、予め規定された画像形成手段における画像基準位置と、画像形成手段により形成された色ずれ補正用の一方の基準色画像の書込み位置との間の位置ずれの影響を除去するような演算ができるので、画像基準位置補正モード実行後の画像形成系において精度良い色ずれ補正モードを実行することができる。これにより、精度良く色ずれ補正された画像形成系において、任意のカラー用の画像情報に基づく色画像を形成することができる。
【0019】
【発明の実施の形態】
続いて、この発明に係る画像形成装置及び画像形成方法の一実施の形態について、図面を参照しながら説明をする。
図1は本発明に係る実施形態としてのカラー画像形成装置100の構成例を示す概念図である。
【0020】
この実施形態では、像形成体に形成された色画像を検出して得られる色画像情報に基づいて画像形成手段の入出力を制御する制御手段を備え、この制御手段は、色ずれ補正モードで形成される色ずれ補正用の基準色画像を像形成体の左右のいずれか一方の画像開始検知用の同期検出手段に近い側に形成し、像形成体に形成された色ずれ補正用の基準色画像の位置を検出し、ここで検出された色ずれ補正用の基準色画像の位置情報に基づいて画像基準位置を補正するようにして、予め規定された画像形成手段における画像基準位置と、画像形成手段により形成された色ずれ補正用の一方の基準色画像の書込み位置との間の位置ずれの影響を除去できるようにすると共に、画像基準位置補正モード実行後の画像形成系において精度良い色ずれ補正モードを実行できるようにしたものである。
【0021】
図1に示すカラー画像形成装置100は画像形成装置の一例を構成するものでであり、任意の画像情報に基づいて色を重ね合わせ、像形成体に色画像を形成する装置である。カラー画像形成装置100は像形成体に色ずれ補正用の基準色を含む各色の画像を形成し、当該色ずれ補正用の画像の通過タイミングを読み取って、基準色画像に対する他の色画像の位置ずれ量を算出し、この位置ずれ量に基づいて画像形成位置を補正するように動作する。
【0022】
このカラー画像形成装置100は、画像形成装置本体101と画像読取装置102とから構成される。画像形成装置本体101の上部には、自動原稿給紙装置201と原稿画像走査露光装置202から成る画像読取装置102が設置されている。自動原稿送り装置201の原稿台上に載置された原稿dは搬送手段により搬送され、原稿画像走査露光装置202の光学系により原稿の片面又は両面の画像が走査露光され、原稿画像を反映する入射光がラインイメージセンサCCDにより読み込まれる。
【0023】
ラインイメージセンサCCDにより光電変換されたアナログ画像信号は、図示しない画像処理部において、アナログ処理、A/D変換、シェーディング補正及び画像圧縮処理等がなされ、デジタルの画像情報となる。画像情報は画像形成手段を構成する画像書き込みユニット(露光手段)3Y、3M、3C、3Kへ送られる。
【0024】
上述の自動原稿送り装置201は自動両面原稿搬送手段を備えている。この自動原稿送り装置201は原稿載置台上から給送される多数枚の原稿dの内容を連続して一挙に読み取り、原稿内容を記憶手段に蓄積するようになされる(電子RDH機能)。この電子RDH機能は、複写機能により多数枚の原稿内容を複写する場合、或いはファクシミリ機能により多数枚の原稿dを送信する場合等に便利に使用される。
【0025】
画像形成装置本体101は、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるものである。画像形成手段は各色毎に像形成体を有する複数組の画像形成ユニット(画像形成系)10Y、10M、10C、10Kと、画像転写手段(画像転写系)の一例を成す無終端状の中間転写ベルト6と、再給紙機構(ADU機構)を含む給紙搬送手段と、トナー像を定着するための定着装置17とを備えている。
【0026】
イエロー(Y)色の画像を形成する画像形成ユニット10Yは、Y色のトナー像を形成する像形成体としての感光体ドラム1Yと、感光体ドラム1Yの周囲に配置されたY色用の帯電手段2Y、露光手段3Y、現像装置4Y及び像形成体用のクリーニング手段8Yを有する。マゼンタ(M)色の画像を形成する画像形成ユニット10Mは、M色のトナー像を形成する像形成体としての感光体ドラム1Mと、M色用の帯電手段2M、露光手段3M、現像装置4M及び像形成体用のクリーニング手段8Mを有する。
【0027】
シアン(C)色の画像を形成する画像形成ユニット10Cは、C色のトナー像を形成する像形成体としての感光体ドラム1Cと、C色用の帯電手段2C、露光手段3C、現像装置4C及び像形成体用のクリーニング手段8Cを有する。黒(BK)色の画像を形成する画像形成ユニット10Kは、BK色のトナー像を形成する像形成体としての感光体ドラム1Kと、BK色用の帯電手段2K、露光手段3K、現像装置4K及び像形成体用のクリーニング手段8Kを有する。
【0028】
帯電手段2Yと露光手段3Y、帯電手段2Mと露光手段3M、帯電手段2Cと露光手段3C及び帯電手段2Kと露光手段3Kとは、潜像形成手段を構成する。現像装置4Y、4M、4C、4Kによる現像は、使用するトナー極性と同極性(本実施形態においては負極性)の直流電圧に交流電圧を重畳した現像バイアスが印加される反転現像にて行われる。中間転写ベルト6は、複数のローラにより巻回され、回動可能に支持され、各々の感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kに形成されたY色、M色、C色、BK色の各トナー像を転写するようになされる。
【0029】
ここで画像形成プロセスの概要について以下に説明をする。画像形成ユニット10Y、10M、10C及び10Kより形成された各色の画像は、使用するトナーと反対極性(本実施形態においては正極性)の1次転写バイアス(不図示)が印加される1次転写ローラ7Y、7M、7C及び7Kにより、回動する中間転写ベルト6上に逐次転写されて(1次転写)、合成されたカラー画像(色画像:カラートナー像)が形成される。カラー画像は中間転写ベルト6から用紙Pへ転写される。
【0030】
給紙カセット20A、20B、20C内に収容された用紙Pは、給紙カセット20A、20B、20Cにそれぞれ設けられる送り出しローラ21および給紙ローラ22Aにより給紙され、搬送ローラ22B、22C、22D、レジストローラ23等を経て、2次転写ローラ7Aに搬送され、用紙P上の一方の面(表面)にカラー画像が一括して転写される(2次転写)。
【0031】
カラー画像が転写された用紙Pは、定着装置17により定着処理され、排紙ローラ24に挟持されて機外の排紙トレイ25上に載置される。転写後の感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kの周面上に残った転写残トナーは、像形成体クリーニング手段8Y、8M、8C、8Kによりクリーニングされ次の画像形成サイクルに入る。
【0032】
両面画像形成時には、一方の面(表面)に画像形成され、定着装置17から排出された用紙Pは、分岐手段26によりシート排紙路から分岐され、それぞれ給紙搬送手段を構成する、下方の循環通紙路27Aを経て、再給紙機構(ADU機構)である反転搬送路27Bにより表裏を反転され、再給紙搬送部27Cを通過して、給紙ローラ22Dにおいて合流する。
【0033】
反転搬送された用紙Pは、レジストローラ23を経て、再度2次転写ローラ7Aに搬送され、用紙Pの他方の面(裏面)上にカラー画像(カラートナー像)が一括転写される。カラー画像が転写された用紙Pは、定着装置17により定着処理され、排紙ローラ24に挟持されて機外の排紙トレイ25上に載置される。
【0034】
一方、2次転写ローラ7Aにより用紙Pにカラー画像を転写した後、用紙Pを曲率分離した中間転写ベルト6は、中間転写ベルト用のクリーニング手段8Aにより残留トナーが除去される。これらの画像形成の際には、用紙Pとして52.3〜63.9kg/m2(1000枚)程度の薄紙や64.0〜81.4kg/m2(1000枚)程度の普通紙、83.0〜130.0kg/m2(1000枚)程度の厚紙や150.0kg/m2(1000枚)程度の超厚紙が用いられる。用紙Pの厚み(紙厚)としては0.05〜0.15mm程度の厚さのものが用いられる。
【0035】
上述のクリーニング手段8Aの上流側であって、中間転写ベルト6の左側には、画像検出手段の一例となるレジストセンサ12が設けられており、上述した画像形成ユニット10Y、10M、10C、10Kによって中間転写ベルト6に形成された色ずれ補正用の色画像(以下、レジストマークCRという)の位置を検出して位置検出信号S2を発生するようになされる。
【0036】
画像形成装置本体101には制御手段15が設けられ、レジストセンサ12から得られる位置検出信号S2に基づいて色ずれ補正モードや、画像基準位置補正モードを実行する。色ずれ補正モードとは、色ずれ補正用のレジストマークCRを中間転写ベルト6の画像基準位置に形成し、当該レジストマークCRの通過タイミングを読み取って、基準色のレジストマークCRの位置(エッジ、重心等)に対する他の色のレジストマークCRの位置ずれ量を算出して色重ね合わせ時の画像形成位置を補正する動作をいう。
【0037】
ここで画像基準位置とはレジストセンサ12が中間転写ベルト6上のレジストマークCRを精度良く読み込める位置である。この画像基準位置は感光体ドラム1Y等に対してレーザビームを走査する主走査方向において、感光体ドラム1Y,1M,1C,1B等のほぼ中心位置から例えば、左側に所定距離を置いて設定された設計基準位置である。この画像基準位置はカラーレジスト補正用のマーク基準位置と同じ位置になる関係にある。
【0038】
この例で画像基準位置は、レジストマークCRのマーク基準位置である中央部とレジストセンサ12の受光部中央(光軸)とが一致する位置である。つまり、中間転写ベルト6の移動方向を副走査方向としたとき、この副走査方向に移動する中間転写ベルト6において、レジストセンサ12の光軸がレジストマークCRの中央部の検出軌跡線上をトレースするようになされる。
【0039】
また、色重ね合わせ時の画像形成位置とは、カラー画像データに基づく任意の色画像を中間転写ベルト6で再現する場合に、Y色、M色、C色、BK色等の各々のトナー像を重ね合わせる位置をいう。この画像基準位置や画像形成位置等は、感光体ドラム1Y,1M,1C,1Kに対する画像書込み開始位置を調整することで補正される。
【0040】
更に、カラー画像形成装置100には色ずれ補正モードの他に画像基準位置補モードが準備されている。画像基準位置補正モードとは、色ずれ補正モードで形成される色ずれ補正用のレジストマークCRを各々の感光体ドラム1Y、1M,1C、1Kで左右のいずれか一方の画像開始検知用の同期検出手段(以下レーザ光検知センサ9Yともいう)に近い側に揃えて形成し、感光体ドラム1Y、1M,1C,1Kに形成された色ずれ補正用のレジストマークCRを中間転写ベルト6に転写し、この中間転写ベルト6に転写された色ずれ補正用のレジストマークCRの位置を検出し、ここで検出された色ずれ補正用のレジストマークCRの位置検出情報に基づいて画像基準位置を補正する動作をいう。
【0041】
画像基準位置補正モードは、当該装置本体の製造工程において、画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kに対してレジストセンサ12とを始めて組み立てた場合や、当該装置本体の販売後に書込みユニット3Y,3M,3C,3Kやレジストセンサ12等を交換したような場合に、中間転写ベルト6の画像基準位置に色ずれ補正用のレジストマークCRを精度良く形成できるようにするために必要となる。レジストセンサ12や、書込みユニット3Y,3M,3C,3K等は、通常、設計位置に取り付けられるが、実際には機械の組立公差が生じる。この画像基準位置補正モードでは、組立公差の影響を無くして、画像形成ユニット10Y,10M,10C,10K等が基準とする画像基準位置と、レジストセンサ12が基準とする画像検出基準位置とを一致させるために実行される。
【0042】
図2はカラー画像形成装置100の画像転写及び画像形成系の構成例を示すブロック図である。図2に示すカラー画像形成装置100は図1に示した中間転写ベルト6を画像転写系Iとし、画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kを画像形成系IIとして抜き出したものである。
【0043】
図2において、カラー画像形成装置100は制御手段15を有している。制御手段15にはレジストセンサ12が接続されており、中間転写ベルト6に形成されたトナー像(色画像)の位置を検出して位置検出信号S2を制御手段15へ出力する。制御手段15では、レジストセンサ12から得られる位置検出信号S2をアナログ・デジタル変換した後の位置検出データDpに基づいて画像書込みユニット(露光手段)3Y,3M,3C等の露光タイミング制御をする。制御手段15には不揮発メモリ14が接続されており、位置検出データDpや、位置ずれ量、色ずれ量に係るデータが記憶される。
【0044】
制御手段15には画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kが接続されており、画像形成ユニット10Yでは任意の画像情報Dinを構成するY色用の画像データDyに基づいて中間転写ベルト6にY色のトナー画像を形成する。例えば、露光手段3Yは感光体ドラム1Yに対峙して設けられ、レーザ光を感光体ドラム1Yに照射して画像データDyを書き込むように動作する。感光体ドラム1Yの前方には、レーザ光検知センサ(検出手段)9Yが設けられ、Y色用のレーザ光の照射タイミングを検知してレーザ光検知信号S9yを制御手段15に出力するようになされる。
【0045】
画像形成ユニット10MではM色用の画像データDmに基づいて中間転写ベルト6にM色のトナー画像を形成する。例えば、露光手段3Mは感光体ドラム1Mに対峙して設けられ、レーザ光を感光体ドラム1Mに照射して画像データDmを書き込むように動作する。感光体ドラム1Mの前方には、レーザ光検知センサ(検出手段)9Mが設けられ、M色用のレーザ光の照射タイミングを検知してレーザ光検知信号S9mを制御手段15に出力するようになされる。
【0046】
画像形成ユニット10CではC色用の画像データDcに基づいて中間転写ベルト6にC色のトナー画像を形成する。例えば、露光手段3Cは感光体ドラム1Cに対峙して設けられ、レーザ光を感光体ドラム1Cに照射して画像データDcを書き込むように動作する。感光体ドラム1Cの前方には、レーザ光検知センサ(検出手段)9Cが設けられ、C色用のレーザ光の照射タイミングを検知してレーザ光検知信号S9cを制御手段15に出力するようになされる。
【0047】
画像形成ユニット10KではBK色用の画像データDkに基づいて中間転写ベルト6にBK色のトナー画像を形成する。例えば、露光手段3Kは感光体ドラム1Kに対峙して設けられ、レーザ光を感光体ドラム1Kに照射して画像データDkを書き込むように動作する。感光体ドラム1Kの前方には、レーザ光検知センサ(検出手段)9Kが設けられ、BK色用のレーザ光の照射タイミングを検知してレーザ光検知信号S9kを制御手段15に出力するようになされる。
【0048】
画像処理手段70は画像処理回路71、Y−信号切換部72Y、M−信号切換部72M、C−信号切換部72C及び、K−信号切換部72Kを有している。画像処理回路71には、任意の原稿から読み取ったカラー画像のR,G,B色成分に係るR,G,B信号及び、プリンタ等の外部機器から出力される任意のプリントに係るY,M,C,K信号が入力される。
【0049】
画像処理回路71では、画像処理制御信号S4に基づいてR,G,B信号を色変換して画像データDyをY−信号切換部72Yに出力する。同様にして、R,G,B信号を色変換して画像データDmをM−信号切換部72Mに出力し、R,G,B信号を色変換して画像データDcをC−信号切換部72Cに出力し、R,G,B信号を色変換して画像データDkをK−信号切換部72Kに出力する。
【0050】
この例で外部プリンタ等から、任意のプリントに係るY,M,C,K信号が画像処理回路71に入力された場合は、画像処理制御信号S4に基づいてY信号を例えば、スクリーン処理した後の画像データDy’をY−信号切換部72Yに出力する。同様にして、M信号をスクリーン処理した後の画像データDm’をM−信号切換部72Mに出力し、C信号をスクリーン処理した後の画像データDc’をC−信号切換部72Cに出力し、K信号をスクリーン処理した後の画像データDk’をK−信号切換部72Kに出力する。画像処理制御信号S4は制御手段15から画像処理回路71に出力される。
【0051】
Y−信号切換部72Yは、画像データDy又は画像データDy’のいずれか一方を書込選択信号S5に基づいて選択し、この画像データDy又はDy’を画像書込みユニット3Yに出力する。画像書込みユニット3YはY色用のレーザ光の照射タイミングを検知してレーザ光検知信号(以下Y−INDEX信号という)を検出するようになされる。
【0052】
M−信号切換部72Mは、画像データDm又は画像データDm’のいずれか一方を書込選択信号S5に基づいて選択し、この画像データDm又はDm’を画像書込みユニット3Mに出力する。画像書込みユニット3MはM色用のレーザ光の照射タイミングを検知してレーザ光検知信号(以下M−INDEX信号という)を検出するようになされる。
【0053】
C−信号切換部72Cは、画像データDc又は画像データDc’のいずれか一方を書込選択信号S5に基づいて選択し、この画像データDc又はDc’を画像書込みユニット3Cに出力する。画像書込みユニット3CはC色用のレーザ光の照射タイミングを検知してレーザ光検知信号(以下C−INDEX信号という)を検出するようになされる。
【0054】
K−信号切換部72Kは、画像データDk又は画像データDk’のいずれか一方を書込選択信号S5に基づいて選択し、この画像データDk又はDk’を画像書込みユニット3Kに出力する。画像書込みユニット3KはBK色用のレーザ光の照射タイミングを検知してレーザ光検知信号(以下K−INDEX信号という)を検出するようになされる。書込選択信号S5は制御手段15からY〜K−信号切換部72Y〜72Kに各々出力される。
【0055】
この例ではY色用の画像書込みユニット(露光手段)3Yには補正手段5Yが取り付けられており、制御手段15からのユニット位置補正信号Syに基づいて当該書込みユニット3Yの水平位置の傾きを調整するようになされる。同様にしてM色用の画像書込みユニット3Mには補正手段5Mが取り付けられており、制御手段15からのユニット位置補正信号Smに基づいて当該書込みユニット3Mの水平位置の傾きを調整するようになされる。C色用の画像書込みユニット3Cには補正手段5Cが取り付けられており、制御手段15からのユニット位置補正信号Scに基づいて当該書込みユニット3Cの水平位置の傾きを調整するようになされる(部分横倍補正処理)。
【0056】
この例で色ずれ量の算出に関しては、BK色のレジストマークCR1を基準にしている。Y,M,C色の色画像の書込み位置をBK色に合わせるように調整するためである。例えば、Y色の書込み位置調整に関しては、BK色のレジストマークCRの書込み位置と、Y色のレジストマークCRの書込み位置とを検知し、Y色のレジストマークCRの書込み位置とBK色のレジストマークCRの書込み位置とのずれ量からその補正量を算出する。同様にして、M、C色の書込み位置調整に関しても、BK色のレジストマークCRの書込み位置と、MやC色のレジストマークCRの書込み位置とのずれ量を各々検知し、このずれ量から各々の補正量を算出する。その後、Y、M、C色の画像形成位置を調整するようになされる。
【0057】
図3は、Y色用の画像書込みユニット3Y、レーザ光検知センサ9Y、スキュー調整手段90Yの配置及び構成例を示すイメージ図である。図3に示すY色用の画像書込みユニット3Yは、半導体レーザ光源31、コリメータレンズ32,補助レンズ33、ポリゴンミラー34、ポリゴンモータ35、f(θ)レンズ36、ミラー面結像用のCY1レンズ37、ドラム面結像用のCY2レンズ38、反射板39、ポリゴンモータ駆動基板45及び、LD駆動基板46を有している。
【0058】
半導体レーザ光源31は、Y色用のLD駆動基板46に接続される。LD駆動基板46には画像書込みユニット3Yからの書込みデータWyが供給される。LD駆動基板46では書込みデータWyがPWM変調され、PWM変調後の所定のパルス幅のレーザ駆動信号SLyを半導体レーザ光源31に出力する。半導体レーザ光源31では、Y色用のレーザ駆動信号SLyに基づいてレーザ光が発生される。半導体レーザ光源31から出射されたレーザ光はコリメータレンズ32,補助レンズ33及び、CY1レンズ37によって所定のビーム光に整形される。
【0059】
このビーム光は、ポリゴンミラー34によって主走査方向に偏向される。例えば、ポリゴンミラー34にはポリゴンモータ35が取り付けられる。ポリゴンモータ35にはポリゴン駆動基板45が接続される。先に述べた制御手段15からポリゴン駆動基板45には、YポリゴンCLKが供給される。ポリゴン駆動基板45は、YポリゴンCLKに基づき、ポリゴンモータ35を所定の回転速度で回転するようになされる。ポリゴンミラー34によって偏向されるビーム光は、f(θ)レンズ36及びCY2レンズ38によって感光体ドラム1Yの方へ結像される。この動作により、感光体ドラム1Yに画像データDyに基づくレジストマークCR等の静電潜像を形成するようになされる。
【0060】
この画像書込みユニット3Yにはスキュー調整手段90Yが設けられる。スキュー調整手段90Yは本体部に取り付けられる。この本体部には反射板39が設けられ、この反射板39に対峙した位置、例えば、感光体ドラム1Yの一方の端部上、この例では、左端前方には、レーザ光検知センサ9Yが設けられる。レーザ光検知センサ9Yはポリゴンミラー34によって偏向されるビーム光を検知して、レーザ光検知信号(以下Y−INDEX信号という)S9yを制御手段15に出力するようになされる。
【0061】
スキュー調整手段90Yは調整ギヤユニット41及び、調整用のモータ42を有している。調整ギヤユニット41にはCY2レンズ38が取り付けられている。調整ギヤユニット41はCY2レンズ38に対して可動自在に取り付けられる。調整用のモータ42ではスキュー調整信号SSyに基づいて調整ギヤユニット41を水平方向に移動調整するようになされる。
【0062】
この例で色ずれ量の算出に関しては、BK色のレジストマークCRを基準にしている。Y,M,C色の色画像の書込み位置をBK色に合わせるように調整するためである。補正処理内容は例えば、次のi〜vの5つある。補正処理内容のうち、i〜iiiは画像データを補正することにより実現され、iv及びvはモータ42を駆動し、実際に、画像書込みユニット3Y,3M,3C,3Kを駆動して調整するようになされる。
【0063】
i.主走査補正処理
この処理は、Y,M,C、BK色の色画像の主走査方向の書出し位置を揃える補正である。例えば、Y色の書込み位置補正に関しては、BK色のレジストマークCRの位置検出データDpと、Y色のレジストマークCRの位置検出データDpからBk色に対するY色の主走査方向の位置ずれ量を求め、ここで求めた位置ずれ量からその補正量を算出する。この補正量に基づいて、Y,M,C色の主走査方向の書込みタイミングを調整してBk色と他のY,M,C色の書込み位置とを揃えるようになされる。
【0064】
ii.副走査補正処理
この処理は、Y,M,C、BK色の色画像の副走査方向における書出し位置を揃える補正である。例えば、Y色の書込み位置調整に関しては、BK色のレジストマークCRの位置検出データDpと、Y色のレジストマークCRの位置検出データDpからBk色に対するY色の副走査方向の位置ずれ量を求め、ここで求めた位置ずれ量からその補正量を算出する。この補正量に基づいて、Y,M,C色の副走査方向の書込みタイミングを調整してBk色と他のY,M,C色の書込み位置とを揃えるようになされる。
【0065】
iii.全体横倍補正処理
この処理は、Y,M,C,BK色の色画像の全体における画像形成位置を揃える補正である。例えば、画像クロック信号の周期を調整して、レーザ発光タイミングを調整し、この調整に基づいて全体横倍ずれ量を補正するようになされる。
【0066】
iv.部分横倍補正処理
この処理は、各画像書込みユニット3Y,3M,3C,3K等の水平位置の傾きを調整する補正である。例えば、画像書込みユニット3Yの水平方向の一方が本体部に固定され、他方が可動可能になされ、図2に示したY色用の補正手段5Yで位置補正信号Syに基づいて図示しないモータを回転して調整ギヤユニットを駆動し、画像書込みユニット3YをX−Y(水平)方向に傾き調整するようになされる。感光体ドラム1Yに対する書込みユニット3Yの水平位置の傾きを調整するためである。他の画像形成ユニット10M,10Cにおいても同様な処理がなされる。
【0067】
v.スキュー補正処理
この処理は、各画像書込みユニット3Y,3M,3C,3K内のCY2レンズ38の垂直位置の傾きを調整する補正である。例えば、CY2レンズ38の一方の側は、画像書込みユニット3Yに支持固定され、他方の側は上下に可動可能になされ、図3に示したY色用のスキュー調整手段90Yでモータ42は、スキュー調整信号SSyに基づいて調整ギヤユニット41を駆動し、CY2レンズ38を垂直方向に移動調整するようになされる。感光体ドラム1Yに対するCY2レンズ38の垂直位置の傾きを調整するためである。他の画像形成ユニット10M,10Cにおいても同様な処理がなされる。
【0068】
この例で画像基準位置補正モード時に、感光体ドラム1Yでレーザ光検知センサ9Yに近い側に、色ずれ補正用のレジストマークCRの左側のみを画像基準位置補正用のレジストマークCRとして形成する。図示しないが、感光体ドラム1Mでは、同様に、レーザ光検知センサ9Mに近い側に、色ずれ補正用のレジストマークCRの左側のみを画像基準位置補正用のレジストマークCRとして形成し、感光体ドラム1Cでレーザ光検知センサ9Cに近い側に、色ずれ補正用のレジストマークCRの左側のみを画像基準位置補正用のレジストマークCRとして形成し、感光体ドラム1Kでレーザ光検知センサ9Kに近い側に、色ずれ補正用のレジストマークCRの左側のみを画像基準位置補正用のレジストマークCRとして形成する。
【0069】
更に、制御手段15は画像基準位置補正モード時に、Y色、M色、C色及びBK色用の画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kを制御し、Y色用の感光体ドラム1Yの左側に書き込まれた色ずれ補正用の画像データDyを中間転写ベルト6に転写してY色のレジストマークCRを形成する。同様にして、画像形成ユニット10Mは、M色用の感光体ドラム1Mの左側に書き込まれた色ずれ補正用の画像データDmを中間転写ベルト6に転写してM色のレジストマークCRを形成する。
【0070】
画像形成ユニット10Cは、C色用の感光体ドラム1Cの左側に書き込まれた色ずれ補正用の画像データDcを中間転写ベルト6に転写してC色のレジストマークCRを形成する。画像形成ユニット10Kは、BK色用の感光体ドラム1Kの左側に書き込まれた色ずれ補正用の画像データDkを中間転写ベルト6に転写してBK色のレジストマークCRを各々形成する。
【0071】
制御手段15は、中間転写ベルト6に形成された色ずれ補正用のY色,M色,C色,BK色のレジストマークCRの位置をレジストセンサ12Bにより検出し、ここで検出された色ずれ補正用のY色,M色,C色,BK色のレジストマークCRの位置検出データDpに基づいて画像基準位置を補正するようになされる。
【0072】
図4は、カラー画像形成装置100の制御系の構成例を示すブロック図である。図4に示すカラー画像形成装置100は、レジストセンサ12、不揮発メモリ14及び制御手段15を有している。制御手段15は例えば、アナログ・デジタル変換器(以下A/D変換器という)13、インデックス波形回路16、補正量演算部51、主走査開始タイミング制御部52、副走査開始タイミング制御部53、画素クロック周期制御部54、画像形成ユニット駆動部55及びCPU57から構成される。
【0073】
レジストセンサ12はA/D変換器13に接続される。A/D変換器13では、画像基準位置補正モード及び色ずれ補正モードを通じてレジストセンサ12から出力された位置検出信号S2をA/D変換して二値化した後の位置検出データDpを出力するようになされる。A/D変換器13は、不揮発メモリ14に接続される。不揮発メモリ14には、位置検出データDpや、位置ずれ量ε、色ずれ量に係るデータが格納される。
【0074】
図2又は図3に示したレーザ光検知センサ9Y,9M,9C,9Kはインデックス波形回路16に接続され、各々のセンサ9Y,9M,9C,9Kから出力されるレーザ光検知信号S9y、S9m、S9c、S9kが成形されて同期検出信号(以下Y−INDEX、M−INDEX、C−INDEX、K−INDEX信号という)となされる。これらのY−INDEX、M−INDEX、C−INDEX及び、K−INDEX信号は制御手段15を構成する補正量演算部51に出力するようになされる。補正量演算部51ではY−INDEX、M−INDEX、C−INDEX及び、K−INDEX信号を同期するように、各色のレーザ光の照射タイミングを調整するようになされる。以下、Y−INDEX、M−INDEX、C−INDEX及び、K−INDEX信号を総称してL−INDEX信号という。
【0075】
上述した不揮発メモリ14及び、インデックス波形回路16は、補正量演算部51及びCPU57に接続される。
【0076】
補正量演算部51は主走査補正量算出部511、副走査補正量算出部512、全体横倍補正量算出部513、部分横倍補正量算出部514及び、スキュー補正量算出部515から構成される。補正量演算部51では、色ずれ補正モード時に、不揮発メモリ14から各色の位置検出データDpを読出し、この位置検出データDp及び、L−INDEX信号から各誤差要因(主走査、全体倍率、部分横倍、スキュー)のずれ量が算出され、ここで算出されたずれ量より各誤差要因毎の補正量が求められる。
【0077】
例えば、主走査補正量算出部511では、不揮発メモリ14からY色の位置検出データDpを読み出し、L−INDEX信号に基づいて主走査方向の位置ずれ量を算出し、この位置ずれ量を無くすように主走査方向の書き出しタイミングを調整するためのタイミング制御データD1を出力する。このタイミング制御データD1により、主走査方向の位置ずれを補正するようになされる。
【0078】
副走査補正量算出部512では、不揮発メモリ14から位置検出データDpを読み出して副走査方向の位置ずれ量を算出し、この位置ずれ量を無くすように副走査方向の書き出しタイミングを調整するためのタイミング制御データD2を出力する。このタイミング制御データD2により、副走査方向の位置ずれを補正するようになされる。
【0079】
全体横倍補正量算出部513では、不揮発メモリ14から位置検出データDpを読み出して全体横倍ずれ量を算出し、この全体横倍ずれ量を無くすように画素クロック信号の周波数を調整するためのクロック制御データD3を出力する。このクロック制御データD3により、全体横倍ずれ量を補正することができる。
【0080】
部分横倍補正量算出部514では、不揮発メモリ14から位置検出データDpを読み出して部分横倍ずれ量を算出し、この部分横倍ずれ量を無くすように画像書込みユニット3Y等の水平方向の傾きを調整するためのユニット制御データD4を出力する。このユニット制御データD4により、部分横倍ずれ量を補正することができる。
【0081】
スキュー補正量算出部515では、不揮発メモリ14から位置検出データDpを読み出してスキューずれ量を算出し、このスキューずれ量を無くすように画像書込みユニット3Y等の垂直方向の傾きを調整するためのスキュー制御データD5を出力する。このスキュー制御データD5により、スキューずれ量を補正することができる。
【0082】
CPU57は各誤差要因の補正量に従って、Y色、M色及びC色の書出しタイミングや、CLK周波数、水平、垂直方向の傾き等を調整する。例えば、CPU57は主走査補正量算出部511で作成されたタイミング制御データD1を主走査開始タイミング制御部52に出力する。主走査開始タイミング制御部52では、タイミング制御データD1に基づいて主走査方向の位置ずれ量を無くすように主走査方向の書き出しタイミングを調整するように動作する。また、CPU57は副走査補正量算出部512で作成されたタイミング制御データD2を副走査開始タイミング制御部53に出力する。副走査開始タイミング制御部53では、タイミング制御データD2に基づいて副走査方向の位置ずれ量を無くすように副走査方向の書き出しタイミングを調整するように動作する。
【0083】
更に、CPU57は全体横倍補正量算出部513で作成されたクロック制御データD3を画素クロック周期制御部54に出力する。画素クロック周期制御部54では、クロック制御データD3に基づいて全体横倍ずれ量を補正するようになされる。また、CPU57は部分横倍補正量算出部514で作成されたユニット制御データD4を書込みユニット駆動部55に出力する。書込みユニット駆動部55では、ユニット制御データD4に基づいて部分横倍ずれ量を補正するようになされる。また、CPU57はスキュー補正量算出部515で作成されたスキュー制御データD5を画像形成ユニット駆動部56に出力する。画像形成ユニット駆動部56では、スキュー制御データD5に基づいてスキューずれ量を補正するようになされる。
【0084】
図5は、2つのレジストセンサ12A、12BによるレジストマークCRの検知例を示す斜視図である。この例で中間転写ベルト6の幅方向を主走査方向としたとき、色ずれ補正モード及び、画像基準位置補正モードとも共通して、色ずれ補正用のレジストマークCRは、「フ」字状に形成される。色ずれ補正モード時には、中間転写ベルト6の副走査方向に沿って左端(側)及び右端(側)に並べてレジストマークCRが作成される。中間転写ベルト6に形成されたレジストマークCRの位置は、レジストセンサ12A,12Bによって検出される。この2列のレジストマークCRを検出するために、レジストセンサ12A,12Bは中間転写ベルト6の上方に並べて配置される。例えば、レジストセンサ12A,12Bは、装置本体側の設計基準位置に取り付けられる。
【0085】
図6は色ずれ補正用のレジストマークCRの形成例を示す図である。図6に示すレジストマークCRは、色ずれ補正モード実行時に形成されるものである。色ずれ補正用のレジストマークCRは、図4に示したCPU57によって、中間転写ベルト6に形成するように画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kが制御される。
【0086】
この例では、中間転写ベルト6の移動方向である副走査方向に、色ずれ補正用の「フ」字状のBK色のレジストマークCRが左右端に連続して4個ずつ形成され、これに続いて、C色のレジストマークCRが左右端に連続して4個ずつ形成され、更に、M色のレジストマークCRが左右端に連続して4個ずつ形成され、続いて、Y色のレジストマークCRが左右端に連続して4個ずつ各々形成される。各々の色のレジストマークCRを左右端で4個ずつ形成するようにしたのは、各色のレジストマークCRの画像形成位置を検出し、これを精度良く補正するためである。
【0087】
これらの色ずれ補正用のレジストマークCRをレジストセンサ12A,12Bにより検出し、各色のレジストマークCRの画像形成位置に対する色ずれ量を算出し、画像形成位置を補正するように画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kを制御する。この制御は、色ずれ補正モード実行後の画像形成系で任意の画像データに基づく色画像を精度良く重ね合わせるためである。
【0088】
図7A及びBは、L−INDEX信号の波形例及び、画像基準位置検出用のレジストマークCRの形成例を示す図である。
図7Aに示すL−INDEX信号は、各色のレーザ光の照射タイミングの同期が取られ、インデックス波形回路16から得られる各色のY−INDEX、M−INDEX、C−INDEX、K−INDEX信号(同期検出信号)の総称である。この例では、時刻t0でL−INDEX信号が立ち上がり、T1時間経過後の時刻t1で各色のレジストマークCRを形成するための画像データDy、Dm、Dc、Dkが一斉に感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kに書き込まれる。
【0089】
この例では、図7Bに示す中間転写ベルト6の移動方向である副走査方向に、色ずれ補正モード時に形成されるレジストマークCRを利用した、画像基準位置検出用の「フ」字状のBK色のレジストマークCRが左端に4個ずつ形成され、これに続いて、C色のレジストマークCRが左端に4個ずつ形成され、更に、M色のレジストマークCRが左端に4個ずつ形成され、続いて、Y色のレジストマークCRが左端に4個ずつ各々形成される。各々の色のレジストマークCRを左端に4個ずつ形成するようにしたのは、画像基準位置を検出しこれを補正するために必要十分な数であることによる。
【0090】
この例では、画像基準位置補正モードの実行時に、感光体ドラム1Yでレーザ光検知センサ9Yに近い側に、色ずれ補正用のレジストマークCRの左側のみを画像基準位置補正用のレジストマークCRとして形成される。同様に、感光体ドラム1Mでレーザ光検知センサ9Mに近い側に、色ずれ補正用のレジストマークCRの左側のみを画像基準位置補正用のレジストマークCRとして形成され、感光体ドラム1Cでレーザ光検知センサ9Cに近い側に、色ずれ補正用のレジストマークCRの左側のみを画像基準位置補正用のレジストマークCRとして形成され、感光体ドラム1Kでレーザ光検知センサ9Kに近い側に、色ずれ補正用のレジストマークCRの左側のみを画像基準位置補正用のレジストマークCRとして形成される。
【0091】
色ずれ補正用のレジストマークCRを左右に形成する場合、レーザ光検知センサ9Cに近い側は、INDEX信号を検知した時刻t0から時間T1に相当する位置、また、遠い側は時刻t0から時間T2に相当する位置になる(図7A参照)。書込みユニットや、感光体ドラム等を交換した場合であって、これらの組み立て公差により、画像形成位置がずれた場合、光学系の主走査方向のレンズ倍率の影響を低減するために、INDEX信号を検知した時刻t0から経過時間の短いT1を使用することで、センサ検出領域が外れる不具合を防止できる。
【0092】
これらの画像基準位置補正用のレジストマークCRは、図4に示したCPU57によって画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kが制御され、中間転写ベルト6に形成される。CPU57では、各色のレジストマークCRの画像形成位置に対する位置ずれ量を算出し、画像基準位置を補正するように画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kを制御するようになされる。
【0093】
図8A及びBは、レジストセンサ12A等による位置検出信号S2の二値化例を示す図である。
図8Aにおいてレジストセンサ12A等により得られる位置検出信号S2は、予め設定された閾値Lthに基づいて二値化される。この例では、位置検出信号S2が立ち下がるa点が閾値Lthをクロスする時刻taに通過タイミングパルス信号Spが立ち上がり、位置検出信号S2が立ち上がるb点が閾値Lthをクロスする時刻tbに通過タイミングパルス信号Spが立ち下がる。この通過タイミングパルス信号Spは二値化された後に位置検出データDpとなる。位置検出データDpは色画像の位置ずれを調整するための基準に使用される。
【0094】
図9は、画像基準位置検出用のレジストマークCRとレジストセンサ12との関係例(その1)を示す図である。
図9に示す画像基準位置検出用のレジストマークCRは、このレジストマークCRの基準線Lrとレジストセンサ12Bの検出軌跡線Loとが一致した例である。この検出軌跡線Loは、レジストセンサ12Bを装置本体側の設計位置に取り付け、中間転写ベルト6を移動することで一義的に決まる。画像基準位置検出用のレジストマークCRは、主走査方向に平行な線分と、主走査方向に対してθ=45°の角度を有した線分で構成される。この例で、主走査方向に平行な線分の中央の点cから、副走査方向に平行な補助線を引いて、この45°の角度を有した線分とこの補助線とが交わる点をdとしたとき、点cと点dとを結ぶ線分をこのレジストマークCRの基準線Lrと定義し、この点c−d間の線分の長さをLbとする。
【0095】
この例では、レジストマークCRの点cと点dとの検出時刻の差から点c−d間の線分の長さLbを算出することで、画像基準位置検出用のレジストマークCRの基準線Lrと、レジストセンサ12Bの検出軌跡線Loとを一致させるようになされる。これにより、レジストセンサ12Bの検出軌跡線Lo上にレジストマークCRの中央の点cをトレースさせることができる。
【0096】
図10A及びBは、画像基準位置検出用のレジストマークCRとレジストセンサ12Bとの関係例(その2)を示す図である。
図10Aに示す画像基準位置検出用のレジストマークCRは、このレジストマークCRの基準線Lrとレジストセンサ12Bの検出軌跡線Loとが一致しない場合の例である。この例では、画像基準位置検出用のレジストマークCRがレジストセンサ12Bの検出軌跡線Loから左側へ位置ずれ量εを生じて形成された場合である。このよう場合に、画像基準位置を補正する必要がある。
【0097】
この例では、レジストセンサ12Bの検出軌跡線Lo上を移動してくる画像基準位置検出用のレジストマークCRを検知する。図10Aにおいて、主走査方向に平行な線分がレジストセンサ12Bを横切る点をc’とし、この主走査方向に対してθ=45°の角度を有した線分がレジストセンサ12Bを横切る点をd’としたとき、点c’−d’間の線分の長さLxを検出するようになされる。長さLxは2ライン間の検知時刻の差から算出される。
【0098】
画像基準位置補正モードでは、位置ずれ量ε=0の場合の2ライン間の線分の長さLbと、位置ずれ量ε=εxの場合の2ライン間の線分の長さLxとが比較される。CPU57ではεx=Lb−Lxが算出される。この位置ずれ量ε=εxを好ましくはε=0にするように、画像書込み位置を補正するようになされる。図10Bに示す例では、レジストマークCRを右側へ位置ずれ量ε=εxだけシフトさせて画像データDYを感光体ドラム1Y等に書き込むようになされる。この画像書込み位置を補正することにより、レジストマークCRの基準線Lrとレジストセンサ12Bの検出軌跡線Loとを一致させることができる。
【0099】
この位置ずれ量ε=εxは、当該カラー画像形成装置100の初期値として不揮発メモリ14に格納される。不揮発メモリ14に格納された位置ずれ量ε=εxは順次更新するようになされる。このような画像基準位置補正モードは、色ずれ補正モード前に実行される。色ずれ補正動作は、レジストマークCRの位置ずれ量εが、例えば、所定の量以下になった後に実行するようになされる。不揮発メモリ14に格納された位置ずれ量ε=εxは色ずれ補正モード時の画像基準位置に反映される。つまり、画像形成系の画像基準位置を色ずれ検知系の画像検出基準位置に合わせ込むようになされる。
【0100】
続いて、本発明に係る実施形態としての画像形成方法を説明する。図11はカラー画像形成装置100における画像形成例を示すフローチャートである。
この実施形態では、任意のカラー用の画像データに基づく色画像を中間転写ベルト6に形成する場合に、事前に、又は、不定期的、あるいは定期的にレジストマーク形成処理モードが実行される。この例でレジストマーク形成処理モードには、上述した画像基準位置補正モード及び色ずれ補正モードが準備される場合を前提とする。画像基準位置補正モードは制御手段15によって色ずれ補正モードを実行する前に必要に応じて実行される。
【0101】
画像基準位置補正モードでは、色ずれ補正用のレジストマークCRと同じ大きさで、その左側のみのY,M,C,K色のレジストマークCRを利用して画像基準位置検出用のレジストマークCRが形成され、この画像基準位置検出用のレジストマークCRをレジストセンサ12Bにより検出し、各色のレジストマークCRの画像形成位置に対する位置ずれ量を算出し、画像基準位置を補正する場合を例に挙げる。
【0102】
これらを画像形成条件にして、当該装置本体の製造工程において、画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kに対してレジストセンサ12Bとを始めて組み立てた場合や、当該装置本体の販売後に、書込みユニット3Y,3M,3C,3Kやレジストセンサ12B等を交換したような場合に、中間転写ベルト6の画像基準位置に色ずれ補正用のレジストマークCRを精度良く形成できるようにする必要がある。そこで、まず、図11に示すフローチャートのステップA1で画像基準位置補正モードを実行する。
【0103】
この画像基準位置補正モードでは、色ずれ補正モードで形成される、色ずれ補正用のレジストマークCRの一方の側を形成するためのY,M,C,K色の画像データを各色毎の感光体ドラムで書き込んで各色の左側のレジストマークCRを中間転写ベルト6上に形成する。
【0104】
例えば、画像形成ユニット10Kでは、感光体ドラム1Kが所定の電位に帯電された後に、色ずれ補正モードで形成される、色ずれ補正用のBK色のレジストマークCRの一方の側を形成するためのBK色の画像データが感光体ドラム1Kに4回書き込まれる。この書込みによって、感光体ドラム1Kには、画像基準位置検出用のレジストマークCRとなる静電潜像が形成される。この静電潜像はBK色用のトナー剤によって現像される。この現像後の画像基準位置検出用のBK色トナー像は中間転写ベルト6上に転写(一次転写)される。これにより、図7Bに示した中間転写ベルト6の左端に、画像基準位置検出用の「フ」字状のBK色のレジストマークCRを4個ずつ形成することができる。
【0105】
また、画像形成ユニット10Cでは、感光体ドラム1Cが所定の電位に帯電された後に、画像基準位置検出用のC色の画像データが感光体ドラム1Cに4回書き込まれる。この書込みによって、感光体ドラム1Cには、画像基準位置検出用のレジストマークCRとなる静電潜像が形成される。この静電潜像はC色用のトナー剤によって現像される。この現像後の画像基準位置検出用のC色トナー像は中間転写ベルト6上に転写される。これにより、図7Bに示した中間転写ベルト6の左端に、画像基準位置検出用の「フ」字状のC色のレジストマークCRを4個ずつ形成することができる。
【0106】
同様にして、画像形成ユニット10Mでは、感光体ドラム1Mが所定の電位に帯電された後に、画像基準位置検出用のM色の画像データが感光体ドラム1Mに4回書き込まれる。この書込みによって、感光体ドラム1Mには、画像基準位置検出用のレジストマークCRとなる静電潜像が形成される。この静電潜像はY色用のトナー剤によって現像される。この現像後の画像基準位置検出用のM色トナー像は中間転写ベルト6上に転写される。これにより、図7Bに示した中間転写ベルト6の左端に、画像基準位置検出用の「フ」字状のM色のレジストマークCRを4個ずつ形成することができる。
【0107】
また、画像形成ユニット10Yでは、感光体ドラム1Yが所定の電位に帯電された後に、画像基準位置検出用のY色の画像データが感光体ドラム1Yに4回書き込まれる。この書込みによって、感光体ドラム1Yには、画像基準位置検出用のレジストマークCRとなる静電潜像が形成される。この静電潜像はY色用のトナー剤によって現像される。この現像後の画像基準位置検出用のY色トナー像は中間転写ベルト6上に転写されてY色のレジストマークCRを形成する。これにより、図7Bに示した中間転写ベルト6の左端に、画像基準位置検出用の「フ」字状のY色のレジストマークCRを4個ずつ形成することができ、中間転写ベルト6の副走査方向に画像基準位置検出用のBK色、C色、M色、Y色の各々のレジストマークCRを作成することができる。
【0108】
そして、ステップA2に移行して、画像基準位置検出用の各色のレジストマークCRの通過タイミングをレジストセンサ12Bによって読み取る。このとき、画像基準位置検出用の各色のレジストマークCRは、レジストセンサ12Bにより検出される。レジストセンサ12Bにより得られる位置検出信号S2は、図8Aに示した閾値Lthに基づいて二値化される。
【0109】
この例では、位置検出信号S2が立ち下がるa点が閾値Lthをクロスする時刻taに通過タイミングパルス信号Spが立ち上がり、位置検出信号S2が立ち上がるb点が閾値Lthをクロスする時刻tbに通過タイミングパルス信号Spが立ち下がる。この通過タイミングパルス信号Spは二値化された後に位置検出データDpとなる。位置検出データDpは画像基準位置のずれ量εを補正するための基準に使用される。例えば、CPU57は画像基準位置検出用のBK、C、M、Y色のレジストマークCRの画像形成位置とレジストセンサ12の検出軌跡線Loとの間のずれ量(以下画像基準位置のずれ量εという)を算出する。
【0110】
その後、ステップA3で画像基準位置のずれ量εが所定量以下であるか否かを判別する。例えば、CPU57は、図9に示した位置ずれ量ε=0の場合の2ライン間の線分の長さLbと、図10Aに示した位置ずれ量ε=εxの場合の2ライン間の線分の長さLxとを比較する。CPU57ではεx=Lb−Lxが算出される。
【0111】
この画像基準位置のずれ量εが所定量を越える場合はステップA4に移行して画像基準位置補正処理を実行する。このとき、制御手段15では画像基準位置のずれ量εに基づいて各色の画像データの書込み位置を画像基準位置に合わせ込むように画像形成ユニット10Y,10M,10C、10Kを制御する。この制御では、ずれ量ε=εxを好ましくはε=0にするように、画像書込み位置を補正するようになされる。画像形成ユニット10Kでは、画像書込みユニット3Kが補正手段5Kによって各々の補正される。図10Bに示した例では、レジストマークCRを右側へ位置ずれ量ε=εxだけシフトさせて画像データを感光体ドラム1Y等に書き込むようになされる。
【0112】
同様にして、画像形成ユニット10Cでは、画像書込みユニット3Cが補正手段5Cによって補正され、画像形成ユニット10Mでは、画像書込みユニット3Mが補正手段5Mによって補正され、画像形成ユニット10Yでは、画像書込みユニット3Yが補正手段5Yによって補正される。この画像書込み位置を補正することにより、レジストマークCRの基準線Lrとレジストセンサ12の検出軌跡線Loとを一致させることができる。
【0113】
この位置ずれ量ε=εxは、当該カラー画像形成装置100の初期値として不揮発メモリ14に格納される。不揮発メモリ14に格納された位置ずれ量ε=εxは、色ずれ補正モードで求められる色ずれ補正値により、順次更新するようになされる。このような画像基準位置補正モードは、色ずれ補正モード前に実行され、レジストマークCRの位置ずれ量εが、例えば、所定の量以下になった後に、色ずれ補正動作を実行するようになされる。
【0114】
また、ステップA3で画像基準位置のずれ量εが所定量以下である場合は、ステップA5に移行して、色ずれ補正モードを実行する。この色ずれ補正モードでは、中間転写ベルト6上に図6に示したような色ずれ補正用のレジストマークCRを作成する。
【0115】
この色ずれ補正モードでは、予め中間転写ベルト6に規定され補正された画像基準位置に、例えば、画像形成ユニット10Kにおいて、感光体ドラム1Kの左右に色ずれ補正用のBK色画像データを4回書き込んで、色ずれ補正用のレジストマークCRとなる静電潜像が形成され、この静電潜像がBK色用のトナー剤によって現像され、現像後の色ずれ補正用のBK色トナー像が中間転写ベルト6の画像基準位置に転写される。これにより、図6に示した中間転写ベルト6の左右端に、色ずれ補正用の「フ」字状のBK色のレジストマークCRを連続して4個ずつ形成することができる。
【0116】
また、画像形成ユニット10Cにおいては、感光体ドラム1Cの左右に色ずれ補正用のC色画像データを4回書き込んで、色ずれ補正用のレジストマークCRとなる静電潜像が形成され、この静電潜像がC色用のトナー剤によって現像され、現像後の色ずれ補正用のC色トナー像が中間転写ベルト6の画像基準位置に転写される。これにより、図6に示した中間転写ベルト6の左右端に、色ずれ補正用の「フ」字状のC色のレジストマークCRを連続して4個ずつ形成することができる。
【0117】
同様にして、画像形成ユニット10Mにおいて、感光体ドラム1Mの左右に色ずれ補正用のM色画像データを4回書き込んで、色ずれ補正用のレジストマークCRとなる静電潜像が形成され、この静電潜像がM色用のトナー剤によって現像され、現像後の色ずれ補正用のM色トナー像が中間転写ベルト6の画像基準位置に転写される。これにより、図6に示した中間転写ベルト6の左右端に、色ずれ補正用の「フ」字状のM色のレジストマークCRを連続して4個ずつ形成することができる。
【0118】
また、画像形成ユニット10Yにおいて、感光体ドラム1Yの左右に色ずれ補正用のY色画像データを4回書き込んで、色ずれ補正用のレジストマークCRとなる静電潜像が形成される。この静電潜像がY色用のトナー剤によって現像され、現像後の色ずれ補正用のY色トナー像が中間転写ベルト6の画像基準位置に転写される。これにより、図6に示した中間転写ベルト6の左右端に色ずれ補正用の「フ」字状のY色のレジストマークCRを連続して4個ずつ形成することができる。中間転写ベルト6の副走査方向に、色ずれ補正用のレジストマークCRを作成することができる。
【0119】
そして、ステップA6に移行して、各色のレジストマークCRの通過タイミングを読み取って、基準色のレジストマークCRに対する他の色のレジストマークCRの色ずれ量を算出する。このとき、色ずれ補正用のレジストマークCRは、レジストセンサ12A、12Bにより検出される。レジストセンサ12A等により得られる位置検出信号S2は、図8Aに示した閾値Lthに基づいて二値化される。
【0120】
この例では、位置検出信号S2が立ち下がるa点が閾値Lthをクロスする時刻taに通過タイミングパルス信号Spが立ち上がり、位置検出信号S2が立ち上がるb点が閾値Lthをクロスする時刻tbに通過タイミングパルス信号Spが立ち下がる。この通過タイミングパルス信号Spは二値化された後に位置検出データDpとなる。位置検出データDpは色画像の位置ずれを調整するための基準に使用される。例えば、BK色のレジストマークCRの書込み位置に対するY,M,C色の書き込み位置のずれ量の算出に位置検出データDpが使用される。
【0121】
そして、BK色のレジストマークCRの画像形成位置に対するY,M,C色の書き込み位置を補正するために、ステップA7に移行してBK(基準)色のレジストマークCRに対する他のY,M,C色のレジストマークCRの色ずれ量が所定量以下であるかを判別する。これらの色ずれ量が所定量以下である場合は、レジストマーク形成処理モードを終了する。この色ずれ量が所定量を越える場合はステップA8に移行して色ずれ補正処理を実行する。このとき、補正量演算部51では、不揮発メモリ14から位置検出データDpを読出し、この位置検出データDpから各誤差要因(主/副走査、全体倍率、部分横倍率、スキュー)のずれ量が算出され、ここで算出されたずれ量より各誤差要因毎の補正量が求められる。
【0122】
例えば、主走査補正量算出部511は、不揮発メモリ14から位置検出データDpを読み出して主走査方向の位置ずれ量を算出し、CPU57の制御を受けてタイミング制御データD1を作成し、このタイミング制御データD1を主走査開始タイミング制御部52に出力する。タイミング制御データD1は、位置ずれ量を無くすように主走査方向の書き出しタイミングを調整するための情報である。主走査開始タイミング制御部52は、タイミング制御データD1に基づいて主走査方向の書き出しタイミングを調整するように動作する。
【0123】
また、副走査補正量算出部512は、不揮発メモリ14から位置検出データDpを読み出して副走査方向の位置ずれ量を算出し、CPU57の制御を受けてタイミング制御データD2を作成し、このタイミング制御データD2を副走査開始タイミング制御部53に出力する。タイミング制御データD2は、位置ずれ量を無くすように副走査方向の書き出しタイミングを調整するための情報である。副走査開始タイミング制御部53は、タイミング制御データD2に基づいて副走査方向の書き出しタイミングを調整するように動作する。
【0124】
全体横倍補正量算出部513は、不揮発メモリ14から位置検出データDpを読み出して全体横倍ずれ量を算出し、CPU57の制御を受けてクロック制御データD3を作成し、このクロック制御データD3を画素クロック周期制御部54に出力する。クロック制御データD3は全体横倍ずれ量を無くすように画素クロック信号の周波数を調整するための情報である。画素クロック周期制御部54は、クロック制御データD3に基づいて全体横倍ずれ量を補正するようになされる。
【0125】
部分横倍補正量算出部514は、不揮発メモリ14から位置検出データDpを読み出して部分横倍ずれ量を算出し、CPU57の制御を受けてユニット制御データD4を作成し、このユニット制御データD4を書込みユニット駆動部55に出力する。ユニット制御データD4は、部分横倍ずれ量を無くすように画像書込みユニット3Y等の水平方向の傾きを調整するための情報である。書込みユニット駆動部55では、ユニット制御データD4に基づいて部分横倍ずれ量を補正するようになされる。他のM色、C色用の画像書込みユニット等においても同様な処理がなされる。
【0126】
スキュー補正量算出部515では、不揮発メモリ14から位置検出データDpを読み出してスキューずれ量を算出し、CPU57の制御を受けてスキュー制御データD5を作成し、このスキュー制御データD5を画像形成ユニット駆動部56に出力する。スキュー制御データD5は、スキューずれ量を無くすようにスキュー調整手段90Y等の垂直方向の傾きを調整するための情報である。画像形成ユニット駆動部56では、スキュー制御データD5に基づいてスキューずれ量を補正するようになされる。他のM色、C色用のスキュー調整手段等においても同様な処理がなされる。
【0127】
このように、本発明に係る実施形態としてのカラー画像形成装置及び画像形成方法によれば、任意のカラー用の画像データに基づく色画像を中間転写ベルト6に形成する場合に、画像基準位置補正モード時に、色ずれ補正モードのときに中間転写ベルト6の左右の側に形成される色ずれ補正用のレジストマークCRの内、左側の方を画像基準位置補正用のレジストマークCRとして利用することができる。
【0128】
しかも、予め規定されたY色、M色、C色及びBK色用の画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kにおける画像基準位置と、これらの画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kにより形成された色ずれ補正用のレジストマークCRの左側のレジストマークCRの書込み位置との間の位置ずれεの影響を除去するような演算処理ができるので、画像基準位置補正モード実行後の画像形成系において、各誤差要因の補正量に従って、精度良い色ずれ補正モードを実行することができる。
【0129】
これにより、当該装置本体の製造工程において、これらの画像形成ユニット10Y,10M,10C,10K及び中間転写ベルト6と、レジストセンサ12A、12Bとを始めて組み立てた場合や、当該装置本体の販売後に、書込みユニット3Y,3M,3C,3Kやレジストセンサ12等を交換したような場合に、中間転写ベルト6の画像基準位置に色ずれ補正用のレジストマークCRを精度良く形成することができる。
【0130】
このことで、装置本体とレジストセンサ12A,12B等との間に機械的な取付けバラツキがあっても、正常な色ずれ検出が可能となり、色ずれ補正処理のための機械的な制約がなくなる。また、色ずれ補正モード時のレジストマークCRについても、画像基準位置のずれ量εを考慮してサイズを大きくする必要がなく、レジストマークCRを小サイズ化することが可能となり、トナー消費量の削減につながる。
【0131】
なお、この実施形態では、画像形成手段に関して、感光体ドラム1Y,1M,1C,1KにY色、M色、C色及びBK色のトナー像を形成する画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kと、これらの各色用の感光体ドラム1Y,1M,1C,1Kに形成されたトナー像を転写する画像転写ベルト6とを有する場合について説明したが、これに限られることはなく、本発明は、1つの転写材搬送ベルト上に色を重ね合わせて色画像を形成するカラー画像形成装置にも適用することができる。
【0132】
また、この実施形態では、画像基準位置補正モード時に、色ずれ補正モードで形成される色ずれ補正用のレジストマークCRの左側の方を画像基準位置補正用のレジストマークCRとして利用する場合を説明したが、これに限られることはなく、画像基準位置補正モード専用に準備された画像基準位置補正用のレジストマーク画像をレーザ光センサに近い側の中間転写ベルト6に形成するようにしてもよい。同様な効果が得られる。
【0133】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る画像形成装置及び画像形成方法によれば、像形成体に形成された色画像を検出して得られる色画像情報に基づいて画像形成手段の入出力を制御する制御手段を備え、この制御手段は、色ずれ補正モードで形成される色ずれ補正用の基準色を含む各色の画像を像形成体の左右のいずれか一方の画像開始検知用の同期検出手段に近い側に形成し、像形成体に形成された色ずれ補正用の画像の位置を検出し、ここで検出された色ずれ補正用の画像の位置情報に基づいて画像基準位置を補正するようになされる。
【0134】
この構成によって、色ずれ補正モード時に、像形成体の左右の側に形成される色ずれ補正用の画像の内、左又は右側のいずれか一方を画像基準位置補正モード時に、画像基準位置補正用の画像として利用することができる。しかも、予め規定された画像形成手段における画像基準位置と、画像形成手段により形成された色ずれ補正用の一方の基準色を含む各色の画像の書込み位置との間の位置ずれの影響を除去するような演算ができるので、画像基準位置補正モード実行後の画像形成系において精度良い色ずれ補正モードを実行することができる。
【0135】
これにより、当該装置本体の製造工程において、画像形成手段と画像検出手段とを始めて組み立てた場合や、当該装置本体の販売後に像形成体を交換したような場合に、画像形成手段の画像基準位置に色ずれ補正用の基準色画像を精度良く形成することができる。
【0136】
この発明は中間転写ベルト又は転写材搬送ベルトを有したタンデム型のカラープリンタや複写機、これらの複合機等に適用して極めて好適である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る実施形態としてのカラー画像形成装置100の構成例を示す概念図である。
【図2】カラー画像形成装置100の画像転写系I及び画像形成系IIの構成例を示すブロック図である。
【図3】Y色用の画像書込みユニット3Y、レーザ光検知センサ9Y、スキュー調整手段90Yの配置及び構成例を示すイメージ図である。
【図4】カラー画像形成装置100の制御系の構成例を示すブロック図である。
【図5】2つのレジストセンサ12A、12BによるレジストマークCRの検知例を示す斜視図である。
【図6】色ずれ補正用のレジストマークCRの形成例を示す図である。
【図7】色ずれ補正用のレジストマークCRの左側の利用例を示す図である。
【図8】A及びBは、レジストセンサ12A等による位置検出信号S2の二値化例を示す図である。
【図9】画像基準位置検出用のレジストマークCRとレジストセンサ12Bとの関係例(その1)を示す図である。
【図10】A及びBは、画像基準位置検出用のレジストマークCRとレジストセンサ12Bとの関係例(その2)を示す図である。
【図11】カラー画像形成装置100における画像形成例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1Y,1M,1C,1K 感光体ドラム(像形成体)
2Y,2M,2C,2K 帯電手段
3Y,3M,3C,3K 画像書込みユニット
4Y,4M,4C,4K 現像手段
5Y,5M,5C,5K 補正手段
6 中間転写体(画像転写手段)
9Y,9M,9C,9K レーザ光検知センサ(検出手段)
10Y,10M,10C,10K 画像形成ユニット(画像形成手段)
12,12A,12B レジストセンサ(画像検出手段)
14 不揮発メモリ(記憶装置)
15 制御手段
51 補正演算部
57 CPU(制御手段)
90Y スキュー調整手段
100 カラー画像形成装置(画像形成装置)
101 画像形成装置本体
102 画像読取装置
201 自動原稿送り装置
202 原稿画像走査露光装置
【発明の属する技術分野】
この発明は中間転写ベルト又は転写材搬送ベルトを有したタンデム型のカラープリンタや複写機、これらの複合機等に適用して好適な画像形成装置及び画像作成方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、会社や、学校、コンビニエンス・ストア、各種医療機関及び公共機関等には、カラーデジタル複写機や、カラープリンタ等の画像形成装置が設置される場合が多くなってきた。このカラーデジタル複写機では、色付きの原稿画像から取得した赤(R)色、緑(G)色、青(B)色に係る画像データに基づいてカラー画像が形成され、カラープリンタではサーバー、パーソナルコンピュータ(以下単にパソコンという)等の外部装置から画像データを受信し、この画像データに基づいてカラー画像を形成するようになされる。
【0003】
この種の画像形成装置によれば、最適なカラー画像形成品質を維持するためには、原稿画像のR色、G色、B色を再現するイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(BK)色の間で色ずれが生じないように画像形成手段を補正することが必須となっている(以下色ずれ補正モードという)。この際の色ずれ補正モードに関しては、中間転写ベルトまたは搬送材転写ベルト上に形成されたレジストマークを反射型センサなどの色ずれ検知用の検出手段(以下レジストセンサという)により検出し、ある基準色に対する他色の主走査、副走査、横倍率、スキューの各々のずれ量を算出し、画像形成タイミングなどを調整して色ずれを補正している。
【0004】
なお、特許文献1には、レーザビーム複写機及びファクシミリ装置に適用可能な電子写真方式の画像形成装置が開示されている。この画像形成装置によれば、像担持体を露光して品質の良い画像を形成するために補正手段が備えられる。補正手段では、各像担持体から搬送体に転写されたレジストマーク画像のうち、搬送体搬送方向で最下流側に位置する像担持体から搬送体に転写されたレジストマーク画像の検出タイミングと、残る他の各レジストマーク画像の検出タイミングとの相対差分が検出される。
【0005】
この相対差分に基づいて、補正手段は、残る各像担持体への光ビームの照射開始位置、その像担持体への光ビームの照射角度、及び、光ビームの光路長を個別に補正するようになされる。つまり、特許文献1によれば、各色のレジストマークを搬送体に作成し、レジストセンサでレジストマークの通過タイミングを検出し、基準色に対する他色の位置ずれ量を算出して画像形成位置を補正するようになされる。
【0006】
【特許文献1】
特開平01−142681号公報(第13頁 第4図)
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来例に係る色ずれ補正モードによれば、以下のような問題がある。
【0008】
i.特許文献1に係る画像形成装置を含む当該装置本体の製造工程において、画像形成ユニットとレジストセンサとを始めて組み立てた場合や、当該装置本体の販売後に書込みユニットや、レジストセンサ、中間転写ベルト、転写材搬送ベルト等を交換したような場合における初期の色ずれ補正モードにおいては、補正量が「0」の状態で搬送体等にレジストマーク画像を作成するようになされる。しかしながら、画像書込みユニットやレジストセンサ等の取付け時の組立公差により基準色も含めて画像形成位置がずれるおそれがある。
【0009】
ii.また、左右のレジストマークによって書込みユニットの基準位置や、基準画像に対する色ずれ量を算出する場合は、特に光学系の主走査方向のレンズの倍率の影響により、色ずれ検知用のレジストセンサによるマーク検出領域が狭くなってしまい、レジストマーク画像がセンサ検出領域を外れるなどの不具合を発生するおそれがある。
【0010】
iii.このことで、レジストマーク画像を正確に検出することが困難なことから、所定の画像形成位置に色ずれ補正モードに基づく基準色のレジストマーク画像等を精度良く形成できなくなる。引いては任意の画像データに基づく色の重ね合わせ処理における画像形成品質の向上を妨げる原因となる。
【0011】
そこで、この発明はこのような従来例に係る課題を解決したものであって、所定の画像形成位置に色ずれ補正モードに基づく基準色のレジストマーク画像を精度良く形成できるようにした画像形成装置及び画像形成方法を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明に係る画像形成装置は像形成体に色ずれ補正用の基準色を含む各色の画像を形成し、当該色ずれ補正用の画像の通過タイミングを読み取って、基準色画像に対する他の色画像の位置ずれ量を算出して画像形成位置を補正する画像形成装置において、像形成体を有して、当該像形成体に画像情報を書き込んで色画像を形成するための画像基準位置が予め規定された画像形成手段と、この画像形成手段によって像形成体に形成された色画像を検出する画像検出手段と、この画像検出手段から得られた色画像情報に基づいて画像形成手段の入出力を制御する制御手段とを備え、像形成体の左右に色ずれ補正用の基準色画像を形成し、当該基準色画像の通過タイミングを読み取って、基準色画像に対する他の色画像の位置ずれ量を算出して画像形成位置を補正する動作を色ずれ補正モードとしたとき、制御手段は、色ずれ補正モードで形成される色ずれ補正用の基準色画像を像形成体の左右のいずれか一方に形成し、像形成体に形成された色ずれ補正用の基準色画像の位置を検出し、検出された色ずれ補正用の基準色画像の位置情報に基づいて画像基準位置を補正することを特徴とするものである。
【0013】
本発明に係る画像形成装置によれば、任意のカラー用の画像情報に基づく色画像を像形成体に形成する場合に、画像形成手段には予め画像基準位置が規定され、この像形成体の画像基準位置に画像情報を書き込んで色画像が形成される。画像検出手段では画像形成手段によって像形成体に形成された色画像が検出される。制御手段では、画像検出手段から得られた色画像情報に基づいて画像形成手段の入出力を制御する。
【0014】
これを前提にして、像形成体の左右に色ずれ補正用の基準色画像を形成し、当該基準色画像の通過タイミングを読み取って、基準色画像に対する他の色画像の位置ずれ量を算出して画像形成位置を補正する動作を色ずれ補正モードとしたとき、画像基準位置補正用の制御手段は、色ずれ補正モードで形成される色ずれ補正用の基準色画像を像形成体の左右のいずれか一方の、例えば、画像開始検知用の同期検出手段に近い側に形成し、この像形成体に形成された色ずれ補正用の基準色画像の位置を検出し、ここで検出された色ずれ補正用の基準色画像の位置情報に基づいて画像基準位置を補正するようになされる。
【0015】
色ずれ補正モード時には、像形成体の左右の側に形成される色ずれ補正用の基準色画像の内、左又は右側のいずれか一方を画像基準位置補正用の基準色画像として利用することができる。しかも、予め規定された画像形成手段における画像基準位置と、画像形成手段により形成された色ずれ補正用の基準色画像の書込み位置との間の位置ずれの影響を除去するような演算ができるので、画像基準位置補正モード実行後の画像形成系において精度良い色ずれ補正モードを実行することができる。
【0016】
これにより、当該装置本体の製造工程において、画像形成手段と画像検出手段とを始めて組み立てた場合や、当該装置本体の販売後に像形成体を交換したような場合に、画像形成手段の画像基準位置に色ずれ補正用の基準色画像を形成することができる。
【0017】
本発明に係る画像形成方法は、任意のカラー用の画像情報に基づく色画像を像形成体に形成する方法であって、像形成体に色ずれ補正用の基準色を含む各色の画像を形成し、当該色ずれ補正用の画像の通過タイミングを読み取って、基準色画像に対する他の色画像の位置ずれ量を算出して画像形成位置を補正する動作を色ずれ補正モードとし、この色ずれ補正モードで形成される色ずれ補正用の基準色画像を像形成体の左右のいずれか一方の側に形成し、像形成体に形成された色ずれ補正用の基準色画像の位置を検出し、ここで検出された色ずれ補正用の基準色画像の位置情報に基づいて画像基準位置を補正する動作を画像基準位置補正モードとしたとき、色ずれ補正モードを実行する前に画像基準位置補正モードを実行することを特徴とするものである。
【0018】
本発明に係る画像形成方法によれば、任意のカラー用の画像情報に基づく色画像を像形成体に形成する場合に、色ずれ補正モード時に、像形成体の左右の側に形成される色ずれ補正用の基準色画像の内、左又は右側のいずれか一方を画像基準位置補正用の基準色画像として利用することができる。しかも、予め規定された画像形成手段における画像基準位置と、画像形成手段により形成された色ずれ補正用の一方の基準色画像の書込み位置との間の位置ずれの影響を除去するような演算ができるので、画像基準位置補正モード実行後の画像形成系において精度良い色ずれ補正モードを実行することができる。これにより、精度良く色ずれ補正された画像形成系において、任意のカラー用の画像情報に基づく色画像を形成することができる。
【0019】
【発明の実施の形態】
続いて、この発明に係る画像形成装置及び画像形成方法の一実施の形態について、図面を参照しながら説明をする。
図1は本発明に係る実施形態としてのカラー画像形成装置100の構成例を示す概念図である。
【0020】
この実施形態では、像形成体に形成された色画像を検出して得られる色画像情報に基づいて画像形成手段の入出力を制御する制御手段を備え、この制御手段は、色ずれ補正モードで形成される色ずれ補正用の基準色画像を像形成体の左右のいずれか一方の画像開始検知用の同期検出手段に近い側に形成し、像形成体に形成された色ずれ補正用の基準色画像の位置を検出し、ここで検出された色ずれ補正用の基準色画像の位置情報に基づいて画像基準位置を補正するようにして、予め規定された画像形成手段における画像基準位置と、画像形成手段により形成された色ずれ補正用の一方の基準色画像の書込み位置との間の位置ずれの影響を除去できるようにすると共に、画像基準位置補正モード実行後の画像形成系において精度良い色ずれ補正モードを実行できるようにしたものである。
【0021】
図1に示すカラー画像形成装置100は画像形成装置の一例を構成するものでであり、任意の画像情報に基づいて色を重ね合わせ、像形成体に色画像を形成する装置である。カラー画像形成装置100は像形成体に色ずれ補正用の基準色を含む各色の画像を形成し、当該色ずれ補正用の画像の通過タイミングを読み取って、基準色画像に対する他の色画像の位置ずれ量を算出し、この位置ずれ量に基づいて画像形成位置を補正するように動作する。
【0022】
このカラー画像形成装置100は、画像形成装置本体101と画像読取装置102とから構成される。画像形成装置本体101の上部には、自動原稿給紙装置201と原稿画像走査露光装置202から成る画像読取装置102が設置されている。自動原稿送り装置201の原稿台上に載置された原稿dは搬送手段により搬送され、原稿画像走査露光装置202の光学系により原稿の片面又は両面の画像が走査露光され、原稿画像を反映する入射光がラインイメージセンサCCDにより読み込まれる。
【0023】
ラインイメージセンサCCDにより光電変換されたアナログ画像信号は、図示しない画像処理部において、アナログ処理、A/D変換、シェーディング補正及び画像圧縮処理等がなされ、デジタルの画像情報となる。画像情報は画像形成手段を構成する画像書き込みユニット(露光手段)3Y、3M、3C、3Kへ送られる。
【0024】
上述の自動原稿送り装置201は自動両面原稿搬送手段を備えている。この自動原稿送り装置201は原稿載置台上から給送される多数枚の原稿dの内容を連続して一挙に読み取り、原稿内容を記憶手段に蓄積するようになされる(電子RDH機能)。この電子RDH機能は、複写機能により多数枚の原稿内容を複写する場合、或いはファクシミリ機能により多数枚の原稿dを送信する場合等に便利に使用される。
【0025】
画像形成装置本体101は、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるものである。画像形成手段は各色毎に像形成体を有する複数組の画像形成ユニット(画像形成系)10Y、10M、10C、10Kと、画像転写手段(画像転写系)の一例を成す無終端状の中間転写ベルト6と、再給紙機構(ADU機構)を含む給紙搬送手段と、トナー像を定着するための定着装置17とを備えている。
【0026】
イエロー(Y)色の画像を形成する画像形成ユニット10Yは、Y色のトナー像を形成する像形成体としての感光体ドラム1Yと、感光体ドラム1Yの周囲に配置されたY色用の帯電手段2Y、露光手段3Y、現像装置4Y及び像形成体用のクリーニング手段8Yを有する。マゼンタ(M)色の画像を形成する画像形成ユニット10Mは、M色のトナー像を形成する像形成体としての感光体ドラム1Mと、M色用の帯電手段2M、露光手段3M、現像装置4M及び像形成体用のクリーニング手段8Mを有する。
【0027】
シアン(C)色の画像を形成する画像形成ユニット10Cは、C色のトナー像を形成する像形成体としての感光体ドラム1Cと、C色用の帯電手段2C、露光手段3C、現像装置4C及び像形成体用のクリーニング手段8Cを有する。黒(BK)色の画像を形成する画像形成ユニット10Kは、BK色のトナー像を形成する像形成体としての感光体ドラム1Kと、BK色用の帯電手段2K、露光手段3K、現像装置4K及び像形成体用のクリーニング手段8Kを有する。
【0028】
帯電手段2Yと露光手段3Y、帯電手段2Mと露光手段3M、帯電手段2Cと露光手段3C及び帯電手段2Kと露光手段3Kとは、潜像形成手段を構成する。現像装置4Y、4M、4C、4Kによる現像は、使用するトナー極性と同極性(本実施形態においては負極性)の直流電圧に交流電圧を重畳した現像バイアスが印加される反転現像にて行われる。中間転写ベルト6は、複数のローラにより巻回され、回動可能に支持され、各々の感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kに形成されたY色、M色、C色、BK色の各トナー像を転写するようになされる。
【0029】
ここで画像形成プロセスの概要について以下に説明をする。画像形成ユニット10Y、10M、10C及び10Kより形成された各色の画像は、使用するトナーと反対極性(本実施形態においては正極性)の1次転写バイアス(不図示)が印加される1次転写ローラ7Y、7M、7C及び7Kにより、回動する中間転写ベルト6上に逐次転写されて(1次転写)、合成されたカラー画像(色画像:カラートナー像)が形成される。カラー画像は中間転写ベルト6から用紙Pへ転写される。
【0030】
給紙カセット20A、20B、20C内に収容された用紙Pは、給紙カセット20A、20B、20Cにそれぞれ設けられる送り出しローラ21および給紙ローラ22Aにより給紙され、搬送ローラ22B、22C、22D、レジストローラ23等を経て、2次転写ローラ7Aに搬送され、用紙P上の一方の面(表面)にカラー画像が一括して転写される(2次転写)。
【0031】
カラー画像が転写された用紙Pは、定着装置17により定着処理され、排紙ローラ24に挟持されて機外の排紙トレイ25上に載置される。転写後の感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kの周面上に残った転写残トナーは、像形成体クリーニング手段8Y、8M、8C、8Kによりクリーニングされ次の画像形成サイクルに入る。
【0032】
両面画像形成時には、一方の面(表面)に画像形成され、定着装置17から排出された用紙Pは、分岐手段26によりシート排紙路から分岐され、それぞれ給紙搬送手段を構成する、下方の循環通紙路27Aを経て、再給紙機構(ADU機構)である反転搬送路27Bにより表裏を反転され、再給紙搬送部27Cを通過して、給紙ローラ22Dにおいて合流する。
【0033】
反転搬送された用紙Pは、レジストローラ23を経て、再度2次転写ローラ7Aに搬送され、用紙Pの他方の面(裏面)上にカラー画像(カラートナー像)が一括転写される。カラー画像が転写された用紙Pは、定着装置17により定着処理され、排紙ローラ24に挟持されて機外の排紙トレイ25上に載置される。
【0034】
一方、2次転写ローラ7Aにより用紙Pにカラー画像を転写した後、用紙Pを曲率分離した中間転写ベルト6は、中間転写ベルト用のクリーニング手段8Aにより残留トナーが除去される。これらの画像形成の際には、用紙Pとして52.3〜63.9kg/m2(1000枚)程度の薄紙や64.0〜81.4kg/m2(1000枚)程度の普通紙、83.0〜130.0kg/m2(1000枚)程度の厚紙や150.0kg/m2(1000枚)程度の超厚紙が用いられる。用紙Pの厚み(紙厚)としては0.05〜0.15mm程度の厚さのものが用いられる。
【0035】
上述のクリーニング手段8Aの上流側であって、中間転写ベルト6の左側には、画像検出手段の一例となるレジストセンサ12が設けられており、上述した画像形成ユニット10Y、10M、10C、10Kによって中間転写ベルト6に形成された色ずれ補正用の色画像(以下、レジストマークCRという)の位置を検出して位置検出信号S2を発生するようになされる。
【0036】
画像形成装置本体101には制御手段15が設けられ、レジストセンサ12から得られる位置検出信号S2に基づいて色ずれ補正モードや、画像基準位置補正モードを実行する。色ずれ補正モードとは、色ずれ補正用のレジストマークCRを中間転写ベルト6の画像基準位置に形成し、当該レジストマークCRの通過タイミングを読み取って、基準色のレジストマークCRの位置(エッジ、重心等)に対する他の色のレジストマークCRの位置ずれ量を算出して色重ね合わせ時の画像形成位置を補正する動作をいう。
【0037】
ここで画像基準位置とはレジストセンサ12が中間転写ベルト6上のレジストマークCRを精度良く読み込める位置である。この画像基準位置は感光体ドラム1Y等に対してレーザビームを走査する主走査方向において、感光体ドラム1Y,1M,1C,1B等のほぼ中心位置から例えば、左側に所定距離を置いて設定された設計基準位置である。この画像基準位置はカラーレジスト補正用のマーク基準位置と同じ位置になる関係にある。
【0038】
この例で画像基準位置は、レジストマークCRのマーク基準位置である中央部とレジストセンサ12の受光部中央(光軸)とが一致する位置である。つまり、中間転写ベルト6の移動方向を副走査方向としたとき、この副走査方向に移動する中間転写ベルト6において、レジストセンサ12の光軸がレジストマークCRの中央部の検出軌跡線上をトレースするようになされる。
【0039】
また、色重ね合わせ時の画像形成位置とは、カラー画像データに基づく任意の色画像を中間転写ベルト6で再現する場合に、Y色、M色、C色、BK色等の各々のトナー像を重ね合わせる位置をいう。この画像基準位置や画像形成位置等は、感光体ドラム1Y,1M,1C,1Kに対する画像書込み開始位置を調整することで補正される。
【0040】
更に、カラー画像形成装置100には色ずれ補正モードの他に画像基準位置補モードが準備されている。画像基準位置補正モードとは、色ずれ補正モードで形成される色ずれ補正用のレジストマークCRを各々の感光体ドラム1Y、1M,1C、1Kで左右のいずれか一方の画像開始検知用の同期検出手段(以下レーザ光検知センサ9Yともいう)に近い側に揃えて形成し、感光体ドラム1Y、1M,1C,1Kに形成された色ずれ補正用のレジストマークCRを中間転写ベルト6に転写し、この中間転写ベルト6に転写された色ずれ補正用のレジストマークCRの位置を検出し、ここで検出された色ずれ補正用のレジストマークCRの位置検出情報に基づいて画像基準位置を補正する動作をいう。
【0041】
画像基準位置補正モードは、当該装置本体の製造工程において、画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kに対してレジストセンサ12とを始めて組み立てた場合や、当該装置本体の販売後に書込みユニット3Y,3M,3C,3Kやレジストセンサ12等を交換したような場合に、中間転写ベルト6の画像基準位置に色ずれ補正用のレジストマークCRを精度良く形成できるようにするために必要となる。レジストセンサ12や、書込みユニット3Y,3M,3C,3K等は、通常、設計位置に取り付けられるが、実際には機械の組立公差が生じる。この画像基準位置補正モードでは、組立公差の影響を無くして、画像形成ユニット10Y,10M,10C,10K等が基準とする画像基準位置と、レジストセンサ12が基準とする画像検出基準位置とを一致させるために実行される。
【0042】
図2はカラー画像形成装置100の画像転写及び画像形成系の構成例を示すブロック図である。図2に示すカラー画像形成装置100は図1に示した中間転写ベルト6を画像転写系Iとし、画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kを画像形成系IIとして抜き出したものである。
【0043】
図2において、カラー画像形成装置100は制御手段15を有している。制御手段15にはレジストセンサ12が接続されており、中間転写ベルト6に形成されたトナー像(色画像)の位置を検出して位置検出信号S2を制御手段15へ出力する。制御手段15では、レジストセンサ12から得られる位置検出信号S2をアナログ・デジタル変換した後の位置検出データDpに基づいて画像書込みユニット(露光手段)3Y,3M,3C等の露光タイミング制御をする。制御手段15には不揮発メモリ14が接続されており、位置検出データDpや、位置ずれ量、色ずれ量に係るデータが記憶される。
【0044】
制御手段15には画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kが接続されており、画像形成ユニット10Yでは任意の画像情報Dinを構成するY色用の画像データDyに基づいて中間転写ベルト6にY色のトナー画像を形成する。例えば、露光手段3Yは感光体ドラム1Yに対峙して設けられ、レーザ光を感光体ドラム1Yに照射して画像データDyを書き込むように動作する。感光体ドラム1Yの前方には、レーザ光検知センサ(検出手段)9Yが設けられ、Y色用のレーザ光の照射タイミングを検知してレーザ光検知信号S9yを制御手段15に出力するようになされる。
【0045】
画像形成ユニット10MではM色用の画像データDmに基づいて中間転写ベルト6にM色のトナー画像を形成する。例えば、露光手段3Mは感光体ドラム1Mに対峙して設けられ、レーザ光を感光体ドラム1Mに照射して画像データDmを書き込むように動作する。感光体ドラム1Mの前方には、レーザ光検知センサ(検出手段)9Mが設けられ、M色用のレーザ光の照射タイミングを検知してレーザ光検知信号S9mを制御手段15に出力するようになされる。
【0046】
画像形成ユニット10CではC色用の画像データDcに基づいて中間転写ベルト6にC色のトナー画像を形成する。例えば、露光手段3Cは感光体ドラム1Cに対峙して設けられ、レーザ光を感光体ドラム1Cに照射して画像データDcを書き込むように動作する。感光体ドラム1Cの前方には、レーザ光検知センサ(検出手段)9Cが設けられ、C色用のレーザ光の照射タイミングを検知してレーザ光検知信号S9cを制御手段15に出力するようになされる。
【0047】
画像形成ユニット10KではBK色用の画像データDkに基づいて中間転写ベルト6にBK色のトナー画像を形成する。例えば、露光手段3Kは感光体ドラム1Kに対峙して設けられ、レーザ光を感光体ドラム1Kに照射して画像データDkを書き込むように動作する。感光体ドラム1Kの前方には、レーザ光検知センサ(検出手段)9Kが設けられ、BK色用のレーザ光の照射タイミングを検知してレーザ光検知信号S9kを制御手段15に出力するようになされる。
【0048】
画像処理手段70は画像処理回路71、Y−信号切換部72Y、M−信号切換部72M、C−信号切換部72C及び、K−信号切換部72Kを有している。画像処理回路71には、任意の原稿から読み取ったカラー画像のR,G,B色成分に係るR,G,B信号及び、プリンタ等の外部機器から出力される任意のプリントに係るY,M,C,K信号が入力される。
【0049】
画像処理回路71では、画像処理制御信号S4に基づいてR,G,B信号を色変換して画像データDyをY−信号切換部72Yに出力する。同様にして、R,G,B信号を色変換して画像データDmをM−信号切換部72Mに出力し、R,G,B信号を色変換して画像データDcをC−信号切換部72Cに出力し、R,G,B信号を色変換して画像データDkをK−信号切換部72Kに出力する。
【0050】
この例で外部プリンタ等から、任意のプリントに係るY,M,C,K信号が画像処理回路71に入力された場合は、画像処理制御信号S4に基づいてY信号を例えば、スクリーン処理した後の画像データDy’をY−信号切換部72Yに出力する。同様にして、M信号をスクリーン処理した後の画像データDm’をM−信号切換部72Mに出力し、C信号をスクリーン処理した後の画像データDc’をC−信号切換部72Cに出力し、K信号をスクリーン処理した後の画像データDk’をK−信号切換部72Kに出力する。画像処理制御信号S4は制御手段15から画像処理回路71に出力される。
【0051】
Y−信号切換部72Yは、画像データDy又は画像データDy’のいずれか一方を書込選択信号S5に基づいて選択し、この画像データDy又はDy’を画像書込みユニット3Yに出力する。画像書込みユニット3YはY色用のレーザ光の照射タイミングを検知してレーザ光検知信号(以下Y−INDEX信号という)を検出するようになされる。
【0052】
M−信号切換部72Mは、画像データDm又は画像データDm’のいずれか一方を書込選択信号S5に基づいて選択し、この画像データDm又はDm’を画像書込みユニット3Mに出力する。画像書込みユニット3MはM色用のレーザ光の照射タイミングを検知してレーザ光検知信号(以下M−INDEX信号という)を検出するようになされる。
【0053】
C−信号切換部72Cは、画像データDc又は画像データDc’のいずれか一方を書込選択信号S5に基づいて選択し、この画像データDc又はDc’を画像書込みユニット3Cに出力する。画像書込みユニット3CはC色用のレーザ光の照射タイミングを検知してレーザ光検知信号(以下C−INDEX信号という)を検出するようになされる。
【0054】
K−信号切換部72Kは、画像データDk又は画像データDk’のいずれか一方を書込選択信号S5に基づいて選択し、この画像データDk又はDk’を画像書込みユニット3Kに出力する。画像書込みユニット3KはBK色用のレーザ光の照射タイミングを検知してレーザ光検知信号(以下K−INDEX信号という)を検出するようになされる。書込選択信号S5は制御手段15からY〜K−信号切換部72Y〜72Kに各々出力される。
【0055】
この例ではY色用の画像書込みユニット(露光手段)3Yには補正手段5Yが取り付けられており、制御手段15からのユニット位置補正信号Syに基づいて当該書込みユニット3Yの水平位置の傾きを調整するようになされる。同様にしてM色用の画像書込みユニット3Mには補正手段5Mが取り付けられており、制御手段15からのユニット位置補正信号Smに基づいて当該書込みユニット3Mの水平位置の傾きを調整するようになされる。C色用の画像書込みユニット3Cには補正手段5Cが取り付けられており、制御手段15からのユニット位置補正信号Scに基づいて当該書込みユニット3Cの水平位置の傾きを調整するようになされる(部分横倍補正処理)。
【0056】
この例で色ずれ量の算出に関しては、BK色のレジストマークCR1を基準にしている。Y,M,C色の色画像の書込み位置をBK色に合わせるように調整するためである。例えば、Y色の書込み位置調整に関しては、BK色のレジストマークCRの書込み位置と、Y色のレジストマークCRの書込み位置とを検知し、Y色のレジストマークCRの書込み位置とBK色のレジストマークCRの書込み位置とのずれ量からその補正量を算出する。同様にして、M、C色の書込み位置調整に関しても、BK色のレジストマークCRの書込み位置と、MやC色のレジストマークCRの書込み位置とのずれ量を各々検知し、このずれ量から各々の補正量を算出する。その後、Y、M、C色の画像形成位置を調整するようになされる。
【0057】
図3は、Y色用の画像書込みユニット3Y、レーザ光検知センサ9Y、スキュー調整手段90Yの配置及び構成例を示すイメージ図である。図3に示すY色用の画像書込みユニット3Yは、半導体レーザ光源31、コリメータレンズ32,補助レンズ33、ポリゴンミラー34、ポリゴンモータ35、f(θ)レンズ36、ミラー面結像用のCY1レンズ37、ドラム面結像用のCY2レンズ38、反射板39、ポリゴンモータ駆動基板45及び、LD駆動基板46を有している。
【0058】
半導体レーザ光源31は、Y色用のLD駆動基板46に接続される。LD駆動基板46には画像書込みユニット3Yからの書込みデータWyが供給される。LD駆動基板46では書込みデータWyがPWM変調され、PWM変調後の所定のパルス幅のレーザ駆動信号SLyを半導体レーザ光源31に出力する。半導体レーザ光源31では、Y色用のレーザ駆動信号SLyに基づいてレーザ光が発生される。半導体レーザ光源31から出射されたレーザ光はコリメータレンズ32,補助レンズ33及び、CY1レンズ37によって所定のビーム光に整形される。
【0059】
このビーム光は、ポリゴンミラー34によって主走査方向に偏向される。例えば、ポリゴンミラー34にはポリゴンモータ35が取り付けられる。ポリゴンモータ35にはポリゴン駆動基板45が接続される。先に述べた制御手段15からポリゴン駆動基板45には、YポリゴンCLKが供給される。ポリゴン駆動基板45は、YポリゴンCLKに基づき、ポリゴンモータ35を所定の回転速度で回転するようになされる。ポリゴンミラー34によって偏向されるビーム光は、f(θ)レンズ36及びCY2レンズ38によって感光体ドラム1Yの方へ結像される。この動作により、感光体ドラム1Yに画像データDyに基づくレジストマークCR等の静電潜像を形成するようになされる。
【0060】
この画像書込みユニット3Yにはスキュー調整手段90Yが設けられる。スキュー調整手段90Yは本体部に取り付けられる。この本体部には反射板39が設けられ、この反射板39に対峙した位置、例えば、感光体ドラム1Yの一方の端部上、この例では、左端前方には、レーザ光検知センサ9Yが設けられる。レーザ光検知センサ9Yはポリゴンミラー34によって偏向されるビーム光を検知して、レーザ光検知信号(以下Y−INDEX信号という)S9yを制御手段15に出力するようになされる。
【0061】
スキュー調整手段90Yは調整ギヤユニット41及び、調整用のモータ42を有している。調整ギヤユニット41にはCY2レンズ38が取り付けられている。調整ギヤユニット41はCY2レンズ38に対して可動自在に取り付けられる。調整用のモータ42ではスキュー調整信号SSyに基づいて調整ギヤユニット41を水平方向に移動調整するようになされる。
【0062】
この例で色ずれ量の算出に関しては、BK色のレジストマークCRを基準にしている。Y,M,C色の色画像の書込み位置をBK色に合わせるように調整するためである。補正処理内容は例えば、次のi〜vの5つある。補正処理内容のうち、i〜iiiは画像データを補正することにより実現され、iv及びvはモータ42を駆動し、実際に、画像書込みユニット3Y,3M,3C,3Kを駆動して調整するようになされる。
【0063】
i.主走査補正処理
この処理は、Y,M,C、BK色の色画像の主走査方向の書出し位置を揃える補正である。例えば、Y色の書込み位置補正に関しては、BK色のレジストマークCRの位置検出データDpと、Y色のレジストマークCRの位置検出データDpからBk色に対するY色の主走査方向の位置ずれ量を求め、ここで求めた位置ずれ量からその補正量を算出する。この補正量に基づいて、Y,M,C色の主走査方向の書込みタイミングを調整してBk色と他のY,M,C色の書込み位置とを揃えるようになされる。
【0064】
ii.副走査補正処理
この処理は、Y,M,C、BK色の色画像の副走査方向における書出し位置を揃える補正である。例えば、Y色の書込み位置調整に関しては、BK色のレジストマークCRの位置検出データDpと、Y色のレジストマークCRの位置検出データDpからBk色に対するY色の副走査方向の位置ずれ量を求め、ここで求めた位置ずれ量からその補正量を算出する。この補正量に基づいて、Y,M,C色の副走査方向の書込みタイミングを調整してBk色と他のY,M,C色の書込み位置とを揃えるようになされる。
【0065】
iii.全体横倍補正処理
この処理は、Y,M,C,BK色の色画像の全体における画像形成位置を揃える補正である。例えば、画像クロック信号の周期を調整して、レーザ発光タイミングを調整し、この調整に基づいて全体横倍ずれ量を補正するようになされる。
【0066】
iv.部分横倍補正処理
この処理は、各画像書込みユニット3Y,3M,3C,3K等の水平位置の傾きを調整する補正である。例えば、画像書込みユニット3Yの水平方向の一方が本体部に固定され、他方が可動可能になされ、図2に示したY色用の補正手段5Yで位置補正信号Syに基づいて図示しないモータを回転して調整ギヤユニットを駆動し、画像書込みユニット3YをX−Y(水平)方向に傾き調整するようになされる。感光体ドラム1Yに対する書込みユニット3Yの水平位置の傾きを調整するためである。他の画像形成ユニット10M,10Cにおいても同様な処理がなされる。
【0067】
v.スキュー補正処理
この処理は、各画像書込みユニット3Y,3M,3C,3K内のCY2レンズ38の垂直位置の傾きを調整する補正である。例えば、CY2レンズ38の一方の側は、画像書込みユニット3Yに支持固定され、他方の側は上下に可動可能になされ、図3に示したY色用のスキュー調整手段90Yでモータ42は、スキュー調整信号SSyに基づいて調整ギヤユニット41を駆動し、CY2レンズ38を垂直方向に移動調整するようになされる。感光体ドラム1Yに対するCY2レンズ38の垂直位置の傾きを調整するためである。他の画像形成ユニット10M,10Cにおいても同様な処理がなされる。
【0068】
この例で画像基準位置補正モード時に、感光体ドラム1Yでレーザ光検知センサ9Yに近い側に、色ずれ補正用のレジストマークCRの左側のみを画像基準位置補正用のレジストマークCRとして形成する。図示しないが、感光体ドラム1Mでは、同様に、レーザ光検知センサ9Mに近い側に、色ずれ補正用のレジストマークCRの左側のみを画像基準位置補正用のレジストマークCRとして形成し、感光体ドラム1Cでレーザ光検知センサ9Cに近い側に、色ずれ補正用のレジストマークCRの左側のみを画像基準位置補正用のレジストマークCRとして形成し、感光体ドラム1Kでレーザ光検知センサ9Kに近い側に、色ずれ補正用のレジストマークCRの左側のみを画像基準位置補正用のレジストマークCRとして形成する。
【0069】
更に、制御手段15は画像基準位置補正モード時に、Y色、M色、C色及びBK色用の画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kを制御し、Y色用の感光体ドラム1Yの左側に書き込まれた色ずれ補正用の画像データDyを中間転写ベルト6に転写してY色のレジストマークCRを形成する。同様にして、画像形成ユニット10Mは、M色用の感光体ドラム1Mの左側に書き込まれた色ずれ補正用の画像データDmを中間転写ベルト6に転写してM色のレジストマークCRを形成する。
【0070】
画像形成ユニット10Cは、C色用の感光体ドラム1Cの左側に書き込まれた色ずれ補正用の画像データDcを中間転写ベルト6に転写してC色のレジストマークCRを形成する。画像形成ユニット10Kは、BK色用の感光体ドラム1Kの左側に書き込まれた色ずれ補正用の画像データDkを中間転写ベルト6に転写してBK色のレジストマークCRを各々形成する。
【0071】
制御手段15は、中間転写ベルト6に形成された色ずれ補正用のY色,M色,C色,BK色のレジストマークCRの位置をレジストセンサ12Bにより検出し、ここで検出された色ずれ補正用のY色,M色,C色,BK色のレジストマークCRの位置検出データDpに基づいて画像基準位置を補正するようになされる。
【0072】
図4は、カラー画像形成装置100の制御系の構成例を示すブロック図である。図4に示すカラー画像形成装置100は、レジストセンサ12、不揮発メモリ14及び制御手段15を有している。制御手段15は例えば、アナログ・デジタル変換器(以下A/D変換器という)13、インデックス波形回路16、補正量演算部51、主走査開始タイミング制御部52、副走査開始タイミング制御部53、画素クロック周期制御部54、画像形成ユニット駆動部55及びCPU57から構成される。
【0073】
レジストセンサ12はA/D変換器13に接続される。A/D変換器13では、画像基準位置補正モード及び色ずれ補正モードを通じてレジストセンサ12から出力された位置検出信号S2をA/D変換して二値化した後の位置検出データDpを出力するようになされる。A/D変換器13は、不揮発メモリ14に接続される。不揮発メモリ14には、位置検出データDpや、位置ずれ量ε、色ずれ量に係るデータが格納される。
【0074】
図2又は図3に示したレーザ光検知センサ9Y,9M,9C,9Kはインデックス波形回路16に接続され、各々のセンサ9Y,9M,9C,9Kから出力されるレーザ光検知信号S9y、S9m、S9c、S9kが成形されて同期検出信号(以下Y−INDEX、M−INDEX、C−INDEX、K−INDEX信号という)となされる。これらのY−INDEX、M−INDEX、C−INDEX及び、K−INDEX信号は制御手段15を構成する補正量演算部51に出力するようになされる。補正量演算部51ではY−INDEX、M−INDEX、C−INDEX及び、K−INDEX信号を同期するように、各色のレーザ光の照射タイミングを調整するようになされる。以下、Y−INDEX、M−INDEX、C−INDEX及び、K−INDEX信号を総称してL−INDEX信号という。
【0075】
上述した不揮発メモリ14及び、インデックス波形回路16は、補正量演算部51及びCPU57に接続される。
【0076】
補正量演算部51は主走査補正量算出部511、副走査補正量算出部512、全体横倍補正量算出部513、部分横倍補正量算出部514及び、スキュー補正量算出部515から構成される。補正量演算部51では、色ずれ補正モード時に、不揮発メモリ14から各色の位置検出データDpを読出し、この位置検出データDp及び、L−INDEX信号から各誤差要因(主走査、全体倍率、部分横倍、スキュー)のずれ量が算出され、ここで算出されたずれ量より各誤差要因毎の補正量が求められる。
【0077】
例えば、主走査補正量算出部511では、不揮発メモリ14からY色の位置検出データDpを読み出し、L−INDEX信号に基づいて主走査方向の位置ずれ量を算出し、この位置ずれ量を無くすように主走査方向の書き出しタイミングを調整するためのタイミング制御データD1を出力する。このタイミング制御データD1により、主走査方向の位置ずれを補正するようになされる。
【0078】
副走査補正量算出部512では、不揮発メモリ14から位置検出データDpを読み出して副走査方向の位置ずれ量を算出し、この位置ずれ量を無くすように副走査方向の書き出しタイミングを調整するためのタイミング制御データD2を出力する。このタイミング制御データD2により、副走査方向の位置ずれを補正するようになされる。
【0079】
全体横倍補正量算出部513では、不揮発メモリ14から位置検出データDpを読み出して全体横倍ずれ量を算出し、この全体横倍ずれ量を無くすように画素クロック信号の周波数を調整するためのクロック制御データD3を出力する。このクロック制御データD3により、全体横倍ずれ量を補正することができる。
【0080】
部分横倍補正量算出部514では、不揮発メモリ14から位置検出データDpを読み出して部分横倍ずれ量を算出し、この部分横倍ずれ量を無くすように画像書込みユニット3Y等の水平方向の傾きを調整するためのユニット制御データD4を出力する。このユニット制御データD4により、部分横倍ずれ量を補正することができる。
【0081】
スキュー補正量算出部515では、不揮発メモリ14から位置検出データDpを読み出してスキューずれ量を算出し、このスキューずれ量を無くすように画像書込みユニット3Y等の垂直方向の傾きを調整するためのスキュー制御データD5を出力する。このスキュー制御データD5により、スキューずれ量を補正することができる。
【0082】
CPU57は各誤差要因の補正量に従って、Y色、M色及びC色の書出しタイミングや、CLK周波数、水平、垂直方向の傾き等を調整する。例えば、CPU57は主走査補正量算出部511で作成されたタイミング制御データD1を主走査開始タイミング制御部52に出力する。主走査開始タイミング制御部52では、タイミング制御データD1に基づいて主走査方向の位置ずれ量を無くすように主走査方向の書き出しタイミングを調整するように動作する。また、CPU57は副走査補正量算出部512で作成されたタイミング制御データD2を副走査開始タイミング制御部53に出力する。副走査開始タイミング制御部53では、タイミング制御データD2に基づいて副走査方向の位置ずれ量を無くすように副走査方向の書き出しタイミングを調整するように動作する。
【0083】
更に、CPU57は全体横倍補正量算出部513で作成されたクロック制御データD3を画素クロック周期制御部54に出力する。画素クロック周期制御部54では、クロック制御データD3に基づいて全体横倍ずれ量を補正するようになされる。また、CPU57は部分横倍補正量算出部514で作成されたユニット制御データD4を書込みユニット駆動部55に出力する。書込みユニット駆動部55では、ユニット制御データD4に基づいて部分横倍ずれ量を補正するようになされる。また、CPU57はスキュー補正量算出部515で作成されたスキュー制御データD5を画像形成ユニット駆動部56に出力する。画像形成ユニット駆動部56では、スキュー制御データD5に基づいてスキューずれ量を補正するようになされる。
【0084】
図5は、2つのレジストセンサ12A、12BによるレジストマークCRの検知例を示す斜視図である。この例で中間転写ベルト6の幅方向を主走査方向としたとき、色ずれ補正モード及び、画像基準位置補正モードとも共通して、色ずれ補正用のレジストマークCRは、「フ」字状に形成される。色ずれ補正モード時には、中間転写ベルト6の副走査方向に沿って左端(側)及び右端(側)に並べてレジストマークCRが作成される。中間転写ベルト6に形成されたレジストマークCRの位置は、レジストセンサ12A,12Bによって検出される。この2列のレジストマークCRを検出するために、レジストセンサ12A,12Bは中間転写ベルト6の上方に並べて配置される。例えば、レジストセンサ12A,12Bは、装置本体側の設計基準位置に取り付けられる。
【0085】
図6は色ずれ補正用のレジストマークCRの形成例を示す図である。図6に示すレジストマークCRは、色ずれ補正モード実行時に形成されるものである。色ずれ補正用のレジストマークCRは、図4に示したCPU57によって、中間転写ベルト6に形成するように画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kが制御される。
【0086】
この例では、中間転写ベルト6の移動方向である副走査方向に、色ずれ補正用の「フ」字状のBK色のレジストマークCRが左右端に連続して4個ずつ形成され、これに続いて、C色のレジストマークCRが左右端に連続して4個ずつ形成され、更に、M色のレジストマークCRが左右端に連続して4個ずつ形成され、続いて、Y色のレジストマークCRが左右端に連続して4個ずつ各々形成される。各々の色のレジストマークCRを左右端で4個ずつ形成するようにしたのは、各色のレジストマークCRの画像形成位置を検出し、これを精度良く補正するためである。
【0087】
これらの色ずれ補正用のレジストマークCRをレジストセンサ12A,12Bにより検出し、各色のレジストマークCRの画像形成位置に対する色ずれ量を算出し、画像形成位置を補正するように画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kを制御する。この制御は、色ずれ補正モード実行後の画像形成系で任意の画像データに基づく色画像を精度良く重ね合わせるためである。
【0088】
図7A及びBは、L−INDEX信号の波形例及び、画像基準位置検出用のレジストマークCRの形成例を示す図である。
図7Aに示すL−INDEX信号は、各色のレーザ光の照射タイミングの同期が取られ、インデックス波形回路16から得られる各色のY−INDEX、M−INDEX、C−INDEX、K−INDEX信号(同期検出信号)の総称である。この例では、時刻t0でL−INDEX信号が立ち上がり、T1時間経過後の時刻t1で各色のレジストマークCRを形成するための画像データDy、Dm、Dc、Dkが一斉に感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kに書き込まれる。
【0089】
この例では、図7Bに示す中間転写ベルト6の移動方向である副走査方向に、色ずれ補正モード時に形成されるレジストマークCRを利用した、画像基準位置検出用の「フ」字状のBK色のレジストマークCRが左端に4個ずつ形成され、これに続いて、C色のレジストマークCRが左端に4個ずつ形成され、更に、M色のレジストマークCRが左端に4個ずつ形成され、続いて、Y色のレジストマークCRが左端に4個ずつ各々形成される。各々の色のレジストマークCRを左端に4個ずつ形成するようにしたのは、画像基準位置を検出しこれを補正するために必要十分な数であることによる。
【0090】
この例では、画像基準位置補正モードの実行時に、感光体ドラム1Yでレーザ光検知センサ9Yに近い側に、色ずれ補正用のレジストマークCRの左側のみを画像基準位置補正用のレジストマークCRとして形成される。同様に、感光体ドラム1Mでレーザ光検知センサ9Mに近い側に、色ずれ補正用のレジストマークCRの左側のみを画像基準位置補正用のレジストマークCRとして形成され、感光体ドラム1Cでレーザ光検知センサ9Cに近い側に、色ずれ補正用のレジストマークCRの左側のみを画像基準位置補正用のレジストマークCRとして形成され、感光体ドラム1Kでレーザ光検知センサ9Kに近い側に、色ずれ補正用のレジストマークCRの左側のみを画像基準位置補正用のレジストマークCRとして形成される。
【0091】
色ずれ補正用のレジストマークCRを左右に形成する場合、レーザ光検知センサ9Cに近い側は、INDEX信号を検知した時刻t0から時間T1に相当する位置、また、遠い側は時刻t0から時間T2に相当する位置になる(図7A参照)。書込みユニットや、感光体ドラム等を交換した場合であって、これらの組み立て公差により、画像形成位置がずれた場合、光学系の主走査方向のレンズ倍率の影響を低減するために、INDEX信号を検知した時刻t0から経過時間の短いT1を使用することで、センサ検出領域が外れる不具合を防止できる。
【0092】
これらの画像基準位置補正用のレジストマークCRは、図4に示したCPU57によって画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kが制御され、中間転写ベルト6に形成される。CPU57では、各色のレジストマークCRの画像形成位置に対する位置ずれ量を算出し、画像基準位置を補正するように画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kを制御するようになされる。
【0093】
図8A及びBは、レジストセンサ12A等による位置検出信号S2の二値化例を示す図である。
図8Aにおいてレジストセンサ12A等により得られる位置検出信号S2は、予め設定された閾値Lthに基づいて二値化される。この例では、位置検出信号S2が立ち下がるa点が閾値Lthをクロスする時刻taに通過タイミングパルス信号Spが立ち上がり、位置検出信号S2が立ち上がるb点が閾値Lthをクロスする時刻tbに通過タイミングパルス信号Spが立ち下がる。この通過タイミングパルス信号Spは二値化された後に位置検出データDpとなる。位置検出データDpは色画像の位置ずれを調整するための基準に使用される。
【0094】
図9は、画像基準位置検出用のレジストマークCRとレジストセンサ12との関係例(その1)を示す図である。
図9に示す画像基準位置検出用のレジストマークCRは、このレジストマークCRの基準線Lrとレジストセンサ12Bの検出軌跡線Loとが一致した例である。この検出軌跡線Loは、レジストセンサ12Bを装置本体側の設計位置に取り付け、中間転写ベルト6を移動することで一義的に決まる。画像基準位置検出用のレジストマークCRは、主走査方向に平行な線分と、主走査方向に対してθ=45°の角度を有した線分で構成される。この例で、主走査方向に平行な線分の中央の点cから、副走査方向に平行な補助線を引いて、この45°の角度を有した線分とこの補助線とが交わる点をdとしたとき、点cと点dとを結ぶ線分をこのレジストマークCRの基準線Lrと定義し、この点c−d間の線分の長さをLbとする。
【0095】
この例では、レジストマークCRの点cと点dとの検出時刻の差から点c−d間の線分の長さLbを算出することで、画像基準位置検出用のレジストマークCRの基準線Lrと、レジストセンサ12Bの検出軌跡線Loとを一致させるようになされる。これにより、レジストセンサ12Bの検出軌跡線Lo上にレジストマークCRの中央の点cをトレースさせることができる。
【0096】
図10A及びBは、画像基準位置検出用のレジストマークCRとレジストセンサ12Bとの関係例(その2)を示す図である。
図10Aに示す画像基準位置検出用のレジストマークCRは、このレジストマークCRの基準線Lrとレジストセンサ12Bの検出軌跡線Loとが一致しない場合の例である。この例では、画像基準位置検出用のレジストマークCRがレジストセンサ12Bの検出軌跡線Loから左側へ位置ずれ量εを生じて形成された場合である。このよう場合に、画像基準位置を補正する必要がある。
【0097】
この例では、レジストセンサ12Bの検出軌跡線Lo上を移動してくる画像基準位置検出用のレジストマークCRを検知する。図10Aにおいて、主走査方向に平行な線分がレジストセンサ12Bを横切る点をc’とし、この主走査方向に対してθ=45°の角度を有した線分がレジストセンサ12Bを横切る点をd’としたとき、点c’−d’間の線分の長さLxを検出するようになされる。長さLxは2ライン間の検知時刻の差から算出される。
【0098】
画像基準位置補正モードでは、位置ずれ量ε=0の場合の2ライン間の線分の長さLbと、位置ずれ量ε=εxの場合の2ライン間の線分の長さLxとが比較される。CPU57ではεx=Lb−Lxが算出される。この位置ずれ量ε=εxを好ましくはε=0にするように、画像書込み位置を補正するようになされる。図10Bに示す例では、レジストマークCRを右側へ位置ずれ量ε=εxだけシフトさせて画像データDYを感光体ドラム1Y等に書き込むようになされる。この画像書込み位置を補正することにより、レジストマークCRの基準線Lrとレジストセンサ12Bの検出軌跡線Loとを一致させることができる。
【0099】
この位置ずれ量ε=εxは、当該カラー画像形成装置100の初期値として不揮発メモリ14に格納される。不揮発メモリ14に格納された位置ずれ量ε=εxは順次更新するようになされる。このような画像基準位置補正モードは、色ずれ補正モード前に実行される。色ずれ補正動作は、レジストマークCRの位置ずれ量εが、例えば、所定の量以下になった後に実行するようになされる。不揮発メモリ14に格納された位置ずれ量ε=εxは色ずれ補正モード時の画像基準位置に反映される。つまり、画像形成系の画像基準位置を色ずれ検知系の画像検出基準位置に合わせ込むようになされる。
【0100】
続いて、本発明に係る実施形態としての画像形成方法を説明する。図11はカラー画像形成装置100における画像形成例を示すフローチャートである。
この実施形態では、任意のカラー用の画像データに基づく色画像を中間転写ベルト6に形成する場合に、事前に、又は、不定期的、あるいは定期的にレジストマーク形成処理モードが実行される。この例でレジストマーク形成処理モードには、上述した画像基準位置補正モード及び色ずれ補正モードが準備される場合を前提とする。画像基準位置補正モードは制御手段15によって色ずれ補正モードを実行する前に必要に応じて実行される。
【0101】
画像基準位置補正モードでは、色ずれ補正用のレジストマークCRと同じ大きさで、その左側のみのY,M,C,K色のレジストマークCRを利用して画像基準位置検出用のレジストマークCRが形成され、この画像基準位置検出用のレジストマークCRをレジストセンサ12Bにより検出し、各色のレジストマークCRの画像形成位置に対する位置ずれ量を算出し、画像基準位置を補正する場合を例に挙げる。
【0102】
これらを画像形成条件にして、当該装置本体の製造工程において、画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kに対してレジストセンサ12Bとを始めて組み立てた場合や、当該装置本体の販売後に、書込みユニット3Y,3M,3C,3Kやレジストセンサ12B等を交換したような場合に、中間転写ベルト6の画像基準位置に色ずれ補正用のレジストマークCRを精度良く形成できるようにする必要がある。そこで、まず、図11に示すフローチャートのステップA1で画像基準位置補正モードを実行する。
【0103】
この画像基準位置補正モードでは、色ずれ補正モードで形成される、色ずれ補正用のレジストマークCRの一方の側を形成するためのY,M,C,K色の画像データを各色毎の感光体ドラムで書き込んで各色の左側のレジストマークCRを中間転写ベルト6上に形成する。
【0104】
例えば、画像形成ユニット10Kでは、感光体ドラム1Kが所定の電位に帯電された後に、色ずれ補正モードで形成される、色ずれ補正用のBK色のレジストマークCRの一方の側を形成するためのBK色の画像データが感光体ドラム1Kに4回書き込まれる。この書込みによって、感光体ドラム1Kには、画像基準位置検出用のレジストマークCRとなる静電潜像が形成される。この静電潜像はBK色用のトナー剤によって現像される。この現像後の画像基準位置検出用のBK色トナー像は中間転写ベルト6上に転写(一次転写)される。これにより、図7Bに示した中間転写ベルト6の左端に、画像基準位置検出用の「フ」字状のBK色のレジストマークCRを4個ずつ形成することができる。
【0105】
また、画像形成ユニット10Cでは、感光体ドラム1Cが所定の電位に帯電された後に、画像基準位置検出用のC色の画像データが感光体ドラム1Cに4回書き込まれる。この書込みによって、感光体ドラム1Cには、画像基準位置検出用のレジストマークCRとなる静電潜像が形成される。この静電潜像はC色用のトナー剤によって現像される。この現像後の画像基準位置検出用のC色トナー像は中間転写ベルト6上に転写される。これにより、図7Bに示した中間転写ベルト6の左端に、画像基準位置検出用の「フ」字状のC色のレジストマークCRを4個ずつ形成することができる。
【0106】
同様にして、画像形成ユニット10Mでは、感光体ドラム1Mが所定の電位に帯電された後に、画像基準位置検出用のM色の画像データが感光体ドラム1Mに4回書き込まれる。この書込みによって、感光体ドラム1Mには、画像基準位置検出用のレジストマークCRとなる静電潜像が形成される。この静電潜像はY色用のトナー剤によって現像される。この現像後の画像基準位置検出用のM色トナー像は中間転写ベルト6上に転写される。これにより、図7Bに示した中間転写ベルト6の左端に、画像基準位置検出用の「フ」字状のM色のレジストマークCRを4個ずつ形成することができる。
【0107】
また、画像形成ユニット10Yでは、感光体ドラム1Yが所定の電位に帯電された後に、画像基準位置検出用のY色の画像データが感光体ドラム1Yに4回書き込まれる。この書込みによって、感光体ドラム1Yには、画像基準位置検出用のレジストマークCRとなる静電潜像が形成される。この静電潜像はY色用のトナー剤によって現像される。この現像後の画像基準位置検出用のY色トナー像は中間転写ベルト6上に転写されてY色のレジストマークCRを形成する。これにより、図7Bに示した中間転写ベルト6の左端に、画像基準位置検出用の「フ」字状のY色のレジストマークCRを4個ずつ形成することができ、中間転写ベルト6の副走査方向に画像基準位置検出用のBK色、C色、M色、Y色の各々のレジストマークCRを作成することができる。
【0108】
そして、ステップA2に移行して、画像基準位置検出用の各色のレジストマークCRの通過タイミングをレジストセンサ12Bによって読み取る。このとき、画像基準位置検出用の各色のレジストマークCRは、レジストセンサ12Bにより検出される。レジストセンサ12Bにより得られる位置検出信号S2は、図8Aに示した閾値Lthに基づいて二値化される。
【0109】
この例では、位置検出信号S2が立ち下がるa点が閾値Lthをクロスする時刻taに通過タイミングパルス信号Spが立ち上がり、位置検出信号S2が立ち上がるb点が閾値Lthをクロスする時刻tbに通過タイミングパルス信号Spが立ち下がる。この通過タイミングパルス信号Spは二値化された後に位置検出データDpとなる。位置検出データDpは画像基準位置のずれ量εを補正するための基準に使用される。例えば、CPU57は画像基準位置検出用のBK、C、M、Y色のレジストマークCRの画像形成位置とレジストセンサ12の検出軌跡線Loとの間のずれ量(以下画像基準位置のずれ量εという)を算出する。
【0110】
その後、ステップA3で画像基準位置のずれ量εが所定量以下であるか否かを判別する。例えば、CPU57は、図9に示した位置ずれ量ε=0の場合の2ライン間の線分の長さLbと、図10Aに示した位置ずれ量ε=εxの場合の2ライン間の線分の長さLxとを比較する。CPU57ではεx=Lb−Lxが算出される。
【0111】
この画像基準位置のずれ量εが所定量を越える場合はステップA4に移行して画像基準位置補正処理を実行する。このとき、制御手段15では画像基準位置のずれ量εに基づいて各色の画像データの書込み位置を画像基準位置に合わせ込むように画像形成ユニット10Y,10M,10C、10Kを制御する。この制御では、ずれ量ε=εxを好ましくはε=0にするように、画像書込み位置を補正するようになされる。画像形成ユニット10Kでは、画像書込みユニット3Kが補正手段5Kによって各々の補正される。図10Bに示した例では、レジストマークCRを右側へ位置ずれ量ε=εxだけシフトさせて画像データを感光体ドラム1Y等に書き込むようになされる。
【0112】
同様にして、画像形成ユニット10Cでは、画像書込みユニット3Cが補正手段5Cによって補正され、画像形成ユニット10Mでは、画像書込みユニット3Mが補正手段5Mによって補正され、画像形成ユニット10Yでは、画像書込みユニット3Yが補正手段5Yによって補正される。この画像書込み位置を補正することにより、レジストマークCRの基準線Lrとレジストセンサ12の検出軌跡線Loとを一致させることができる。
【0113】
この位置ずれ量ε=εxは、当該カラー画像形成装置100の初期値として不揮発メモリ14に格納される。不揮発メモリ14に格納された位置ずれ量ε=εxは、色ずれ補正モードで求められる色ずれ補正値により、順次更新するようになされる。このような画像基準位置補正モードは、色ずれ補正モード前に実行され、レジストマークCRの位置ずれ量εが、例えば、所定の量以下になった後に、色ずれ補正動作を実行するようになされる。
【0114】
また、ステップA3で画像基準位置のずれ量εが所定量以下である場合は、ステップA5に移行して、色ずれ補正モードを実行する。この色ずれ補正モードでは、中間転写ベルト6上に図6に示したような色ずれ補正用のレジストマークCRを作成する。
【0115】
この色ずれ補正モードでは、予め中間転写ベルト6に規定され補正された画像基準位置に、例えば、画像形成ユニット10Kにおいて、感光体ドラム1Kの左右に色ずれ補正用のBK色画像データを4回書き込んで、色ずれ補正用のレジストマークCRとなる静電潜像が形成され、この静電潜像がBK色用のトナー剤によって現像され、現像後の色ずれ補正用のBK色トナー像が中間転写ベルト6の画像基準位置に転写される。これにより、図6に示した中間転写ベルト6の左右端に、色ずれ補正用の「フ」字状のBK色のレジストマークCRを連続して4個ずつ形成することができる。
【0116】
また、画像形成ユニット10Cにおいては、感光体ドラム1Cの左右に色ずれ補正用のC色画像データを4回書き込んで、色ずれ補正用のレジストマークCRとなる静電潜像が形成され、この静電潜像がC色用のトナー剤によって現像され、現像後の色ずれ補正用のC色トナー像が中間転写ベルト6の画像基準位置に転写される。これにより、図6に示した中間転写ベルト6の左右端に、色ずれ補正用の「フ」字状のC色のレジストマークCRを連続して4個ずつ形成することができる。
【0117】
同様にして、画像形成ユニット10Mにおいて、感光体ドラム1Mの左右に色ずれ補正用のM色画像データを4回書き込んで、色ずれ補正用のレジストマークCRとなる静電潜像が形成され、この静電潜像がM色用のトナー剤によって現像され、現像後の色ずれ補正用のM色トナー像が中間転写ベルト6の画像基準位置に転写される。これにより、図6に示した中間転写ベルト6の左右端に、色ずれ補正用の「フ」字状のM色のレジストマークCRを連続して4個ずつ形成することができる。
【0118】
また、画像形成ユニット10Yにおいて、感光体ドラム1Yの左右に色ずれ補正用のY色画像データを4回書き込んで、色ずれ補正用のレジストマークCRとなる静電潜像が形成される。この静電潜像がY色用のトナー剤によって現像され、現像後の色ずれ補正用のY色トナー像が中間転写ベルト6の画像基準位置に転写される。これにより、図6に示した中間転写ベルト6の左右端に色ずれ補正用の「フ」字状のY色のレジストマークCRを連続して4個ずつ形成することができる。中間転写ベルト6の副走査方向に、色ずれ補正用のレジストマークCRを作成することができる。
【0119】
そして、ステップA6に移行して、各色のレジストマークCRの通過タイミングを読み取って、基準色のレジストマークCRに対する他の色のレジストマークCRの色ずれ量を算出する。このとき、色ずれ補正用のレジストマークCRは、レジストセンサ12A、12Bにより検出される。レジストセンサ12A等により得られる位置検出信号S2は、図8Aに示した閾値Lthに基づいて二値化される。
【0120】
この例では、位置検出信号S2が立ち下がるa点が閾値Lthをクロスする時刻taに通過タイミングパルス信号Spが立ち上がり、位置検出信号S2が立ち上がるb点が閾値Lthをクロスする時刻tbに通過タイミングパルス信号Spが立ち下がる。この通過タイミングパルス信号Spは二値化された後に位置検出データDpとなる。位置検出データDpは色画像の位置ずれを調整するための基準に使用される。例えば、BK色のレジストマークCRの書込み位置に対するY,M,C色の書き込み位置のずれ量の算出に位置検出データDpが使用される。
【0121】
そして、BK色のレジストマークCRの画像形成位置に対するY,M,C色の書き込み位置を補正するために、ステップA7に移行してBK(基準)色のレジストマークCRに対する他のY,M,C色のレジストマークCRの色ずれ量が所定量以下であるかを判別する。これらの色ずれ量が所定量以下である場合は、レジストマーク形成処理モードを終了する。この色ずれ量が所定量を越える場合はステップA8に移行して色ずれ補正処理を実行する。このとき、補正量演算部51では、不揮発メモリ14から位置検出データDpを読出し、この位置検出データDpから各誤差要因(主/副走査、全体倍率、部分横倍率、スキュー)のずれ量が算出され、ここで算出されたずれ量より各誤差要因毎の補正量が求められる。
【0122】
例えば、主走査補正量算出部511は、不揮発メモリ14から位置検出データDpを読み出して主走査方向の位置ずれ量を算出し、CPU57の制御を受けてタイミング制御データD1を作成し、このタイミング制御データD1を主走査開始タイミング制御部52に出力する。タイミング制御データD1は、位置ずれ量を無くすように主走査方向の書き出しタイミングを調整するための情報である。主走査開始タイミング制御部52は、タイミング制御データD1に基づいて主走査方向の書き出しタイミングを調整するように動作する。
【0123】
また、副走査補正量算出部512は、不揮発メモリ14から位置検出データDpを読み出して副走査方向の位置ずれ量を算出し、CPU57の制御を受けてタイミング制御データD2を作成し、このタイミング制御データD2を副走査開始タイミング制御部53に出力する。タイミング制御データD2は、位置ずれ量を無くすように副走査方向の書き出しタイミングを調整するための情報である。副走査開始タイミング制御部53は、タイミング制御データD2に基づいて副走査方向の書き出しタイミングを調整するように動作する。
【0124】
全体横倍補正量算出部513は、不揮発メモリ14から位置検出データDpを読み出して全体横倍ずれ量を算出し、CPU57の制御を受けてクロック制御データD3を作成し、このクロック制御データD3を画素クロック周期制御部54に出力する。クロック制御データD3は全体横倍ずれ量を無くすように画素クロック信号の周波数を調整するための情報である。画素クロック周期制御部54は、クロック制御データD3に基づいて全体横倍ずれ量を補正するようになされる。
【0125】
部分横倍補正量算出部514は、不揮発メモリ14から位置検出データDpを読み出して部分横倍ずれ量を算出し、CPU57の制御を受けてユニット制御データD4を作成し、このユニット制御データD4を書込みユニット駆動部55に出力する。ユニット制御データD4は、部分横倍ずれ量を無くすように画像書込みユニット3Y等の水平方向の傾きを調整するための情報である。書込みユニット駆動部55では、ユニット制御データD4に基づいて部分横倍ずれ量を補正するようになされる。他のM色、C色用の画像書込みユニット等においても同様な処理がなされる。
【0126】
スキュー補正量算出部515では、不揮発メモリ14から位置検出データDpを読み出してスキューずれ量を算出し、CPU57の制御を受けてスキュー制御データD5を作成し、このスキュー制御データD5を画像形成ユニット駆動部56に出力する。スキュー制御データD5は、スキューずれ量を無くすようにスキュー調整手段90Y等の垂直方向の傾きを調整するための情報である。画像形成ユニット駆動部56では、スキュー制御データD5に基づいてスキューずれ量を補正するようになされる。他のM色、C色用のスキュー調整手段等においても同様な処理がなされる。
【0127】
このように、本発明に係る実施形態としてのカラー画像形成装置及び画像形成方法によれば、任意のカラー用の画像データに基づく色画像を中間転写ベルト6に形成する場合に、画像基準位置補正モード時に、色ずれ補正モードのときに中間転写ベルト6の左右の側に形成される色ずれ補正用のレジストマークCRの内、左側の方を画像基準位置補正用のレジストマークCRとして利用することができる。
【0128】
しかも、予め規定されたY色、M色、C色及びBK色用の画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kにおける画像基準位置と、これらの画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kにより形成された色ずれ補正用のレジストマークCRの左側のレジストマークCRの書込み位置との間の位置ずれεの影響を除去するような演算処理ができるので、画像基準位置補正モード実行後の画像形成系において、各誤差要因の補正量に従って、精度良い色ずれ補正モードを実行することができる。
【0129】
これにより、当該装置本体の製造工程において、これらの画像形成ユニット10Y,10M,10C,10K及び中間転写ベルト6と、レジストセンサ12A、12Bとを始めて組み立てた場合や、当該装置本体の販売後に、書込みユニット3Y,3M,3C,3Kやレジストセンサ12等を交換したような場合に、中間転写ベルト6の画像基準位置に色ずれ補正用のレジストマークCRを精度良く形成することができる。
【0130】
このことで、装置本体とレジストセンサ12A,12B等との間に機械的な取付けバラツキがあっても、正常な色ずれ検出が可能となり、色ずれ補正処理のための機械的な制約がなくなる。また、色ずれ補正モード時のレジストマークCRについても、画像基準位置のずれ量εを考慮してサイズを大きくする必要がなく、レジストマークCRを小サイズ化することが可能となり、トナー消費量の削減につながる。
【0131】
なお、この実施形態では、画像形成手段に関して、感光体ドラム1Y,1M,1C,1KにY色、M色、C色及びBK色のトナー像を形成する画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kと、これらの各色用の感光体ドラム1Y,1M,1C,1Kに形成されたトナー像を転写する画像転写ベルト6とを有する場合について説明したが、これに限られることはなく、本発明は、1つの転写材搬送ベルト上に色を重ね合わせて色画像を形成するカラー画像形成装置にも適用することができる。
【0132】
また、この実施形態では、画像基準位置補正モード時に、色ずれ補正モードで形成される色ずれ補正用のレジストマークCRの左側の方を画像基準位置補正用のレジストマークCRとして利用する場合を説明したが、これに限られることはなく、画像基準位置補正モード専用に準備された画像基準位置補正用のレジストマーク画像をレーザ光センサに近い側の中間転写ベルト6に形成するようにしてもよい。同様な効果が得られる。
【0133】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る画像形成装置及び画像形成方法によれば、像形成体に形成された色画像を検出して得られる色画像情報に基づいて画像形成手段の入出力を制御する制御手段を備え、この制御手段は、色ずれ補正モードで形成される色ずれ補正用の基準色を含む各色の画像を像形成体の左右のいずれか一方の画像開始検知用の同期検出手段に近い側に形成し、像形成体に形成された色ずれ補正用の画像の位置を検出し、ここで検出された色ずれ補正用の画像の位置情報に基づいて画像基準位置を補正するようになされる。
【0134】
この構成によって、色ずれ補正モード時に、像形成体の左右の側に形成される色ずれ補正用の画像の内、左又は右側のいずれか一方を画像基準位置補正モード時に、画像基準位置補正用の画像として利用することができる。しかも、予め規定された画像形成手段における画像基準位置と、画像形成手段により形成された色ずれ補正用の一方の基準色を含む各色の画像の書込み位置との間の位置ずれの影響を除去するような演算ができるので、画像基準位置補正モード実行後の画像形成系において精度良い色ずれ補正モードを実行することができる。
【0135】
これにより、当該装置本体の製造工程において、画像形成手段と画像検出手段とを始めて組み立てた場合や、当該装置本体の販売後に像形成体を交換したような場合に、画像形成手段の画像基準位置に色ずれ補正用の基準色画像を精度良く形成することができる。
【0136】
この発明は中間転写ベルト又は転写材搬送ベルトを有したタンデム型のカラープリンタや複写機、これらの複合機等に適用して極めて好適である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る実施形態としてのカラー画像形成装置100の構成例を示す概念図である。
【図2】カラー画像形成装置100の画像転写系I及び画像形成系IIの構成例を示すブロック図である。
【図3】Y色用の画像書込みユニット3Y、レーザ光検知センサ9Y、スキュー調整手段90Yの配置及び構成例を示すイメージ図である。
【図4】カラー画像形成装置100の制御系の構成例を示すブロック図である。
【図5】2つのレジストセンサ12A、12BによるレジストマークCRの検知例を示す斜視図である。
【図6】色ずれ補正用のレジストマークCRの形成例を示す図である。
【図7】色ずれ補正用のレジストマークCRの左側の利用例を示す図である。
【図8】A及びBは、レジストセンサ12A等による位置検出信号S2の二値化例を示す図である。
【図9】画像基準位置検出用のレジストマークCRとレジストセンサ12Bとの関係例(その1)を示す図である。
【図10】A及びBは、画像基準位置検出用のレジストマークCRとレジストセンサ12Bとの関係例(その2)を示す図である。
【図11】カラー画像形成装置100における画像形成例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1Y,1M,1C,1K 感光体ドラム(像形成体)
2Y,2M,2C,2K 帯電手段
3Y,3M,3C,3K 画像書込みユニット
4Y,4M,4C,4K 現像手段
5Y,5M,5C,5K 補正手段
6 中間転写体(画像転写手段)
9Y,9M,9C,9K レーザ光検知センサ(検出手段)
10Y,10M,10C,10K 画像形成ユニット(画像形成手段)
12,12A,12B レジストセンサ(画像検出手段)
14 不揮発メモリ(記憶装置)
15 制御手段
51 補正演算部
57 CPU(制御手段)
90Y スキュー調整手段
100 カラー画像形成装置(画像形成装置)
101 画像形成装置本体
102 画像読取装置
201 自動原稿送り装置
202 原稿画像走査露光装置
Claims (8)
- 像形成体に色ずれ補正用の基準色を含む各色の画像を形成し、当該色ずれ補正用の画像の通過タイミングを読み取って、基準色画像に対する他の色画像の位置ずれ量を算出して画像形成位置を補正する画像形成装置において、
前記像形成体を有して、当該像形成体に画像情報を書き込んで色画像を形成するための画像基準位置が予め規定された画像形成手段と、
前記画像形成手段によって像形成体に形成された色画像を検出する画像検出手段と、
前記画像検出手段から得られた色画像情報に基づいて前記画像形成手段の入出力を制御する制御手段とを備え、
前記像形成体の左右に色ずれ補正用の基準色を含む各色の画像を形成し、当該色ずれ補正用の画像の通過タイミングを読み取って、基準色画像に対する他の色画像の位置ずれ量を算出して画像形成位置を補正する動作を色ずれ補正モードとしたとき、
前記制御手段は、
前記色ずれ補正モードで形成される前記色ずれ補正用の画像を像形成体の左右のいずれか一方に形成し、
前記像形成体に形成された色ずれ補正用の画像の位置を検出し、検出された前記色ずれ補正用の画像の位置情報に基づいて前記画像基準位置を補正することを特徴とする画像形成装置。 - 前記色ずれ補正モードで形成される前記色ずれ補正用の画像を像形成体の左右のいずれか一方に形成し、
前記像形成体に形成された色ずれ補正用の画像の位置を検出し、検出された前記色ずれ補正用の画像の位置情報に基づいて前記画像基準位置を補正する動作を画像基準位置補正モードとしたとき、
前記制御手段は、
前記色ずれ補正モードを実行する前に前記画像基準位置補正モードを実行することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記像形成体に画像情報を書き込むためのレーザ光源と、
前記レーザ光源からのレーザ光を検出する検出手段とを備え、
前記画像基準位置補正モード時に、
前記像形成体の前記検出手段に近い側に、一方の前記色ずれ補正用の画像のみを形成することを特徴とする請求項1及び2に記載の画像形成装置。 - 前記制御手段は、
前記画像基準位置と色ずれ補正用の画像の各々の位置との間の位置ずれ量を算出し、
算出された位置ずれ量に基づいて前記画像形成手段による各色の画像情報の書込み位置を前記画像基準位置に合わせ込むように補正することを特徴とする請求項1乃至3に記載の画像形成装置。 - 前記画像形成手段は、
各色毎に像形成体を有して前記像形成体に当該色のトナー像を形成する複数の画像形成ユニットと、
複数の前記像形成体に形成されたトナー像を転写する画像転写手段とを有することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記画像形成手段は、
色を重ね合わせて色画像を形成する1つの像形成体と、
前記像形成体に色画像を形成する複数の画像形成ユニットとを有することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記画像転写手段の幅方向を主走査方向としたとき、
前記色ずれ補正用の画像は、
前記主走査方向に平行な線分と、当該主走査方向に対して所定の角度を有した線分とにより構成されることを特徴とする請求項5又は請求項6に記載のいずれかの画像形成装置。 - 任意のカラー用の画像情報に基づく色画像を像形成体に形成する方法であって、
前記像形成体に色ずれ補正用の基準色を含む各色の画像を形成し、当該色ずれ補正用の画像の通過タイミングを読み取って、基準色画像に対する他の色画像の位置ずれ量を算出して画像形成位置を補正する動作を色ずれ補正モードとし、
前記色ずれ補正モードで形成される前記色ずれ補正用の画像を像形成体の左右のいずれか一方の側に形成し、
前記像形成体に形成された色ずれ補正用の画像の位置を検出し、検出された前記色ずれ補正用の画像の位置情報に基づいて前記画像基準位置を補正する動作を画像基準位置補正モードとしたとき、
前記色ずれ補正モードを実行する前に前記画像基準位置補正モードを実行することを特徴とする画像形成方法。
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JP2003200089A JP2005043428A (ja) | 2003-07-22 | 2003-07-22 | 画像形成装置及び画像形成方法 |
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JP2012141390A (ja) * | 2010-12-28 | 2012-07-26 | Brother Ind Ltd | 画像形成装置及び制御プログラム |
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- 2003-07-22 JP JP2003200089A patent/JP2005043428A/ja active Pending
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