JP2005202110A

JP2005202110A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2005202110A
Application number: JP2004007885A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Nakazato; 淳中里
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2004-01-15
Filing date: 2004-01-15
Publication date: 2005-07-28

Abstract

【課題】複数の画像形成部を備えたカラー画像形成装置における色ずれ補正制御に関係し、所定のパターンを中間転写体上に多色重々形成する手段と前記パターンを検出した検知信号に基づき、色ずれ度合いを予測する手段と前記予測結果に基づき、自動色ずれ補正制御を実行するか否かを判断する手段とを有することで短時間で色ずれ度合を調査し、実際に色ずれが生じている場合にのみ自動色ずれ補正制御を実行することで、装置のダウンタイムを削減する。
【解決手段】複数の画像形成部を備えたカラー画像形成装置における色ずれ補正制御に関係し、
・所定のパターンを中間転写体上に多色重々形成する手段と
・前記パターンを検出した検知信号に基づき、色ずれ度合いを予測する手段と
・前記予測結果に基づき、自動色ずれ補正制御を実行するか否かを判断する手段と、
を有することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子写真方式や静電記録方式などを用いた画像形成装置に関し、特に、複数の像担持体に形成された可視画像を、無端ベルト状とされる転写材搬送体に担持される転写材に、或いは無端ベルト状とされる中間転写体に多重転写して多色画像を形成する際の画像位置ずれを自動補正する機能を備えた多色画像形成装置に関するものである。

従来、電子写真プロセスによって、像担持体としての感光体ドラム上にレーザビームを照射して静電潜像を形成し、この静電潜像を現像装置にて現像して可視像（トナー像）を形成する画像形成部を複数並置して備え、各画像形成部にて形成された感光体ドラム上のトナー像を転写部にて、無端ベルト状の転写材搬送体によって搬送される転写材上に多重転写したり、又は、無端ベルト状の中間転写体上に多重転写し、その後、転写材に一括転写するなどの方法によってカラー画像を形成し得る画像形成装置が提案されている。

この種の画像形成装置において、各感光体ドラム間の機械的取り付け誤差、各レーザビーム光の照射位置誤差、光路変化などの要因により各感光体ドラム上に形成される画像が、最終的に多重転写される転写材上で合わなくなる。

このため、従来より各感光体ドラムから転写搬送ベルト或いは中間転写ベルトなどの無端ベルト上に、色ずれ検出用の色ずれパターン画像を形成し、それをＣＣＤ又はＰＤセンサ等で読み取り、各色に相当するレジストレーションずれを検出し、各種補正手段を用いて補正する自動色ずれ補正制御を行っている。また、こうした自動色ずれ補正制御は、予め定められたタイミングで実行され、色ずれ量が所定の許容範囲内で安定するよう設計されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平１０−７８７３４号公報

上記したように自動色ずれ補正制御の実行タイミングを予め定めるためには、あらゆる環境、条件下で色ずれ量が許容範囲内となるようなタイミングに設計される。そのため、実際には色ずれがそれほど生じていない場合でも制御が実行されていることがある。こうした自動色ずれ補正制御は装置のダウンタイム増加の原因となるため、より最適な、すなわち、実際に許容範囲を超える色ずれが生じている場合にのみ制御を実行することが望まれている。

本発明は、以上の点に着目して成されたもので、短時間で色ずれ度合を調査し、実際に色ずれが生じている場合にのみ自動色ずれ補正制御を実行することで、装置のダウンタイムを削減する画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の請求項記載の手段によれば、複数色重々形成した所定のパターンを反射型あるいは透過型の光学センサであるパターン検知手段で検出し、色ずれ度合いによって変化する多色重々パターンの画像領域を調査し、その調査結果に基づいて色ずれ度合いを予測し、自動色ずれ補正制御を実行するか否かを判断する。

またさらに、同一形状から成る単色パターンと複数色重々形成したパターンとを所定の間隔で形成し、それらをパターン検知手段で検出した検知信号１と検知信号２を比較することで多色重々パターンの色ずれ度合いを予測する手段を用いることで、パターン検知手段であるセンサの光量変化、中間転写ベルトの表面性劣化などの影響で絶対的なパターン検知信号が変化しても正確に色ずれ度合を予測することが可能となる。主として以上のような解決手段により、安定した画質を保ちながら、必要と判断された場合にのみ自動色ずれ補正制御を実行することで装置のダウンタイム削減が可能となる。

なお、さらに詳細に説明すれば、本発明は下記の構成によって前記課題を解決できた。

（１）電子写真方式により帯電、露光、現像の工程を経て、第一の像担持体上に可視像を形成する画像形成部を複数並置し、前記第一の像担持体上の可視像を第二の像担持体上、或いは、前記第二の像担持体上に担持された転写材に重畳して転写させる転写手段と、前記第二の像担持体上に画像位置ずれを検出するための所定のパターン１を形成し、前記パターン１を検知するパターン検知手段と、前記パターン検知手段の検知信号に基づいて画像位置ずれ量を算出する画像位置ずれ量算出手段と、前記画像位置ずれ量に基づいて画像位置ずれ補正を行う補正手段と、から成る色ずれ補正制御手段を備えた画像形成装置において、前記第二の像担持体上に所定のパターン２を多色重々形成し、前記パターン検知手段で前記パターン２を検出した検知信号に基づいて、前記色ずれ補正制御手段における制御を実行するか否かを判断する手段を有することを特徴とする画像形成装置。

（２）前記（１）記載の画像形成装置において、前記パターン２を検出した検知信号から、色ずれ度合いによって変化する前記パターン２の画像領域を予測し、該予測結果が所定の許容範囲内であるか否かに基づき、前記色ずれ補正制御を実行するか否かを判断することを特徴とする画像形成装置。

（３）電子写真方式により帯電、露光、現像の工程を経て、第一の像担持体上に可視像を形成する画像形成部を複数並置し、前記第一の像担持体上の可視像を第二の像担持体上、或いは、前記第二の像担持体上に担持された転写材に重畳して転写させる転写手段と、前記第二の像担持体上に画像位置ずれを検出するための所定のパターン１を形成し、前記パターン１を検知するパターン検知手段と、前記パターン検知手段の検知信号に基づいて画像位置ずれ量を算出する画像位置ずれ量算出手段と、前記画像位置ずれ量に基づいて画像位置ずれ補正を行う補正手段と、から成る色ずれ補正制御手段を備えた画像形成装置において、前記第二の像担持体上に、同一形状から成る所定の単色パターンと多色重々パターンとを所定の間隔で形成し、前記パターン検知手段により前記単色パターンを検出した検知信号１と前記多色重々パターンを検出した検知信号２に基づいて、前記色ずれ補正制御手段における制御を実行するか否かを判断する手段を有することを特徴とする画像形成装置。

（４）前記（３）記載の画像形成装置において、前記検知信号１と前記検知信号２とを比較することで、色ずれ度合いによって変化する前記多色重々パターンの画像領域を予測し、該予測結果が所定の許容範囲内であるか否かに基づき、前記色ずれ補正制御を実行するか否かを判断することを特徴とする画像形成装置。

本発明によれば、自動色ずれ補正制御を実行する前に色ずれ状態を簡易的に、かつ短時間で検査することが可能となり、実際に色ずれ補正が必要であると判断された場合にのみ自動色ずれ補正制御を実行することができる。すなわち、装置の使用環境により適したタイミングで画質補正が行われるため、無駄な制御を省くことが可能となる。従って、装置のダウンタイム削減という効果も得られることになる。

以下本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。

（実施形態１）
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して説明する。

図１は、本発明の画像形成装置の実施形態に係る電子写真カラー複写機の全体構成を示す概略断面図である。本実施形態の電子写真カラー複写機は、本発明が特に有効に適用されると考えられる、複数の画像形成部を並列に配し、且つ中間転写方式を採用したカラー画像出力装置である。

本実施形態にて、電子写真カラー複写機は、記録画像信号出力部１Ｒと、画像出力部１Ｐとを有する。画像出力部１Ｐは、複数の、本実施形態では４つ並設された画像形成部１０（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ）と、給紙ユニット２０と、中間転写ユニット３０と、定着ユニット４０と、制御ユニット（不図示）とを有する。

更に、個々のユニットについて詳しく説明する。

各画像形成部１０（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ）は同じ構成とされ、各画像形成部１０（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ）では、第一の像担持体としてのドラム状の電子写真感光体、即ち、感光体ドラム１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ）が回転自在に軸支され、矢印方向に回転駆動される。感光体ドラム１１ａ〜１１ｄの外周面に対向してその回転方向に一次帯電器１２（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ）、光学系１３（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ）、折り返しミラー１６（１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ）、現像装置１４（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ）、及びクリーニング装置１５（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ）が配置されている。

一次帯電器１２ａ〜１２ｄにおいて感光体ドラム１１ａ〜１１ｄの表面に均一な帯電量の電荷を与える。次いで、光学系１３ａ〜１３ｄにより、記録画像信号出力部１Ｒからの記録画像信号に応じて変調した、例えばレーザビームなどの光線を折り返しミラー１６ａ〜１６ｄを介して感光体ドラム１１ａ〜１１ｄ上に露光することによって、そこに静電潜像を形成する。

更に、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックといった４色の現像剤（以下、「トナー」という。）をそれぞれ収納した現像装置１４ａ〜１４ｄによって上記静電潜像を顕像化する。顕像化された可視画像を画像転写領域Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄにて中間転写ユニット３０を構成するベルト状の中間転写体、即ち、転写ベルト３１に転写する。中間転写ユニット３０については、後で詳述する。

画像転写領域Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄの下流側では、クリーニング装置１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄにより中間転写体に転写されずに感光体ドラム１１ａ〜１１ｄ上に残されたトナーを掻き落としてドラム表面の清掃を行う。以上に示したプロセスにより、各トナーによる画像形成が順次行われる。

給紙ユニット２０は、転写材Ｐを収納するためのカセット２１ａ、２１ｂ及び手差しトレイ２７と、カセット２１ａ、２１ｂ若しくは手差しトレイ２７より転写材Ｐを一枚ずつ送り出すためのピックアップローラ２２ａ、２２ｂ、２６と、各ピックアップローラ２２ａ、２２ｂ、２６から送り出された転写材Ｐを更に搬送するための給紙ローラ対２３と、給紙ガイド２４と、そして、各画像形成部の画像形成タイミングに合わせて転写材Ｐを二次転写領域Ｔｅへ送り出すためのレジストローラ２５ａ、２５ｂとを有する。

中間転写ユニット３０について詳細に説明する。中間転写ベルト３１は、中間転写ベルト３１に駆動を伝達する駆動ローラ３２と、中間転写ベルト３１の回動に従動する従動ローラ３３と、二次転写対向ローラ３４との間に張設巻回されている。又、駆動ローラ３２と従動ローラ３３の間に一次転写平面Ａが形成される。駆動ローラ３２は、金属ローラの表面に数ｍｍ厚のゴム（ウレタン又はクロロプレン）をコーティングしてベルトとのスリップを防いでいる。駆動ローラ３２は、パルスモータ（不図示）によって回転駆動される。

各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄと中間転写ベルト３１が対向する一次転写領域Ｔａ〜Ｔｄには、中間転写ベルト３１の裏に一次転写用帯電器３５（３５ａ〜３５ｄ）が配置されている。一方、二次転写対向ローラ３４に対向して二次転写ローラ３６が配置され、中間転写ベルト３１とのニップによって二次転写領域Ｔｅを形成する。二次転写ローラ３６は、中間転写ベルト３１に対して適度な圧力で加圧されている。

また、中間転写ベルト３１の二次転写領域Ｔｅの下流には中間転写ベルト３１の画像形成面をクリーニングするためのクリーニング装置５０が配置される。クリーニング装置５０は、中間転写ベルト３１上のトナーを除去するためのクリーニングブレード５１と、廃トナーを収納する廃トナーボックス５２とを備えている。

定着ユニット４０は、内部にハロゲンヒーターなどの熱源を備えた定着ローラ４１ａと、そのローラに加圧される４１ｂ（このローラにも熱源を備える場合もある）とを有し、更に、上記ローラ対のニップ部へ転写材Ｐを導くためのガイド４３、また、上記ローラ対から排出されてきた転写材Ｐをさらに装置外部に導き出すための内排紙ローラ４４及び外排紙ローラ４５などを備えている。

次に、上記構成の電子写真カラー複写機の動作について説明する。画像形成動作開始信号が発せられると、先ず、ピックアップローラ２２ａにより、カセット２１ａから転写材Ｐが一枚ずつ送り出される。そして、給紙ローラ対２３によって転写材Ｐが給紙ガイド２４の間を案内されてレジストローラ２５ａ、２５ｂまで搬送される。その時レジストローラ２５ａ、２５ｂは停止されており、転写材Ｐの先端はニップ部に突き当たる。その後、画像形成部が画像の形成を開始するタイミングに合わせてレジストローラ２５ａ、２５ｂは回転を始める。この回転時期は、転写材Ｐと画像形成部より中間転写ベルト３１上に一次転写されたトナー画像とが二次転写領域Ｔｅにおいて一致するようにそのタイミングが設定されている。

一方、画像形成部では、画像形成動作開始信号が発せられると、前述したプロセスにより中間転写ベルト３１の回転方向において一番上流にある感光体ドラム１１ｄ上に形成されたトナー画像が、高電圧が印加された一次転写用帯電器３５ｄによって一次転写領域Ｔｄにおいて中間転写ベルト３１に一次転写される。一次転写されたトナー像は次の一次転写領域Ｔｃまで搬送される。そこでは各画像形成部間をトナー像が搬送される時間だけ遅延して画像形成が行われており、前画像の上にレジストを合わせて、その次のトナー像が転写される。以下も同様の工程が繰り返され、結局４色のトナー像が中間転写ベルト３１上において一次転写される。

その後、転写材Ｐが二次転写領域Ｔｅに進入し、中間転写ベルト３１に接触すると、転写材Ｐの通過タイミングに合わせて二次転写ローラ３６に高電圧を印加する。これにより、前述したプロセスにより中間転写ベルト３１上に形成された４色のトナー画像が転写材Ｐの表面に転写される。その後、転写材Ｐは搬送ガイド４３によって定着ローラニップ部まで正確に案内される。そして、ローラ対４１ａ、４１ｂの熱及びニップの圧力によってトナー画像が転写材Ｐ表面に定着される。その後、内外排紙ローラ４４、４５により搬送され、転写材Ｐは機外に排出される。

次に本実施形態における自動色ずれ補正制御の動作について、図３に示した概略機能ブロック図を用いて説明する。まず、制御部１０１の命令に従い自動色ずれ補正制御が開始されると、中間転写ベルト３１上に色ずれ検出用のパターン（図４の２０３）が所定のタイミングで複数組形成される。形成されたパターンは検知部６０（６１）により順次検出され、その検知信号はデジタル信号処理部１０３に入力され、約４４．８ＫＨｚの読み取り用ＣＬＫ信号によりパターン幅とパターン間幅をカウントしたデータが順次データ記憶部１０４に格納される。格納されたデータに基づいて、色ずれ量算出部１０５において基準色ＢＫに対する各色Ｙ，Ｍ，Ｃの色ずれ量が算出される。そして、補正量算出部１０６において色ずれ量に基づいて補正量が算出され、制御部１０１の命令に従い各種補正制御部１０７で補正制御（主走査及び副走査の画像書き出しタイミング補正、主走査ラインの傾き補正、主走査倍率補正）が行われる。

ここで、図４，５，６を用いて検知部６０（６１）の構成および動作原理を示す。

図４は、検知手段６０（６１）付近の概要図である。検知手段６０（６１）は、複数の感光体ドラム１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ）のうち、ベルト進行方向において最下流に位置する感光体ドラム１１ａよりも更に下流側の中間転写ベルト３１両端に位置し、中間転写ベルト３１上の位置Ｓａにおいて、中間転写ベルト３１上に形成された色ずれ検出用パターン画像２０３を読み取る。

図５は、検知手段６０（６１）の構成を簡単に示した図であり、図６はパターン検出時の出力波形を示している。以下に検知手段６０（６１）の動作原理について説明する。検知手段６０（６１）は、赤外発光ＬＥＤとＰＤから成る正反射型センサであり、中間転写ベルト３１とパターン（トナー）２０３との反射率の差分にからパターンを検出する。ベルトを検知した時の出力レベルであるベルト検知レベルとＢＫパターンを検知したときの出力レベルであるパターン検知レベルをピークホールドし、これら２つのレベルの５０％を閾値３０１としてパターンとベルトとを識別し、パターン検知信号３０２を出力する。こうして検出された信号が上述したようにデジタル信号処理部１０３（図３）へ送られ、色ずれ量を算出し、それに基づき色ずれ補正が成される。

上記した自動色ずれ補正制御に関する本発明の特徴とするところは、制御１０１において上述のように必ず自動色ずれ補正制御が開始する命令を行う場合と、色ずれ補正制御を開始する前に、色ずれが生じているか否かを検査するチェックシーケンスを開始させる場合があることである。

それでは、これより本発明の特徴とする自動色ずれ補正制御を実行するか否かを判断する方法（色ずれ状態チェックシーケンス）について説明する。まず、色ずれ状態をチェックするシーケンスが所定のタイミング（紙間等）で開始されると、図７に示したように、中間転写ベルト上に色ずれ検出用に用いている“横線型”パターンを４色重々形成する。これを検知手段６０（６１）で検出し、２値化された検知信号（図８参照）に基づいて色ずれ度合いを測定する。この色ずれ度合に応じて自動色ずれ補正制御を実行するか否かを決定する。

上述の色ずれ度合いを測定する方法について詳細に説明する。図８にはＡ１，Ｂ１，Ｃ１と異なる色ずれ状態において４色重々形成された“横線型”パターンと、それらを検知した時の検知信号Ａ１，Ｂ１，Ｃ１を例として示している。Ａ１は色ずれがほとんど生じていない状態、Ｂ１は顕著に色ずれが生じており、各色のパターンが一部しか重なっていない状態、Ｃ１はＢ１よりさらに大きな色ずれが生じており、パターンが重なり合わない状態を示している。ここで、例では横線パターンの副走査方向の幅は２６画素としているため、４色間の最大色ずれＰ−Ｐが２６画素までＡ１，Ｂ１の状態となり、２６画素を超えるとＣ１の状態になる。Ａ１，Ｂ１のようにパターンが重なり合っている状態であれば、副走査方向の色ずれが大きくなるにつれて検知信号のパルス幅が太くなる（図８，検知信号Ｂ１参照）。本実施形態ではこの特性を利用して、デジタル信号処理部１０３（図３）で検知パルス幅をカウントした数値が所定値Ｌ＝２７０［ｃｌｋ］（ここでは０．１［画素／ｃｌｋ］であり、幅２７画素分のパターンに相当する。すなわち４色間の色ずれＰ−Ｐが１画素生じている状態。）以上であるか否かをチェックし、２７０［ｃｌｋ］以上である場合には色ずれ補正制御が必要であると判断する（図９参照）。しかし、Ｃ１のように重なり合わない状態（本実施形態では２６画素以上の色ずれが生じている状態）では、検知信号が複数生じるが、各々の検知パルス幅はＬ＝２７０［ｃｌｋ］以下である可能性もあり、この方法で判断することはできない。そこで、Ａ１，Ｂ１のような状態での検知パルス数よりも多いパルス出力が検出された場合には、パルス幅の太さに関わらず、色ずれ補正制御が必要であると判断することで解決される。以上の横線パターンを用いた例では副走査方向の色ずれ状態だけを検査したい場合に適している。

次に、図１０に示したような“くの字型”パターンを用いた場合の色ずれ度合検出方法を説明する。図１１は異なる色ずれ状態において形成されたくの字型パターンの状態を示した例であり、Ａ２は色ずれのない状態、Ｂ２は主走査方向に色ずれが生じている状態、Ｃ２は副走査方向に色ずれが生じている状態、Ｄ２は主・副走査方向ともに色ずれが生じている状態、Ｅ２は副走査方向に大きく色ずれが生じており、パターンの同一部分は重なっていない状態である。検知信号Ａ２，Ｂ２，Ｃ２，Ｄ２，Ｅ２は、各状態のパターンを検出した時の検知信号パルスを示している。本実施形態ではくの字の線の太さ（副走査方向）が５０画素であるため、主走査、副走査方向の色ずれが５０画素まではＡ２，Ｂ２，Ｃ２，Ｄ２の状態であり、５０画素以上ずれた場合がＥ２の状態になる。

Ａ２，Ｂ２，Ｃ２，Ｄ２のような場合は、横線型パターンと同様で色ずれが大きくなるにつれて検知信号のパルス幅が太くなる。横線同様に、この特性を利用して、デジタル信号処理部１０３（図３）で検知パルス幅をカウントした数値が所定値Ｍ以上であるか否かをチェックする。例では所定値Ｍ＝５１０［ｃｌｋ］（主・副走査方向どちらかに１画素ずれた状態）として、くの字パターンを検知した２つのパルス信号のどちらか一方でも、それ以上である場合に自動色ずれ補正制御を実行する。また、“横線型パターン”同様に色ずれなし状態の時の検知パルス数（“くの字”は２つ）よりも多い検知パルスが検出された場合には、パルス幅の太さに関わらず、色ずれ補正制御が必要であると判断することでＥ２のような状態も検査される。以上から分かる通り、くの字型パターンを用いた例では主走査、副走査方向のどちらに色ずれが生じた状態でも検査することが可能である。但し、横線と比較して検出時間、トナー消費量の観点で不利となるため、装置に適したパターン形状にすることが望ましい。さらに、所定値Ｌ，Ｍはユーザが任意に値を変えられるようにすることで、ユーザの所望する画質安定性を得ることが可能となる。すなわち、ユーザの使用条件に、より適した自動色ずれ補正制御タイミングが実現される。

しかしながら、以上説明した実施形態１では、検知手段６０（６１）の光量低下や中間転写ベルト表面の反射率低下によりパターン幅に対する絶対的な検知パルス幅が変化してしまい正確な色ずれ状態を把握することができなくなるという課題もある。そこで第一の実施形態では、検知手段６０（６１）によるベルト表面検出時の検知電圧レベルが一定になるよう検知手段６０（６１）の発光光量を調整することで解決している。

以上の実施形態１における自動色ずれ補正制御を実行するか否かを判断する色ずれ状態チェックシーケンスの流れをフローチャートとして図１２に示したので、これに則して説明する。まず、ステップＳ１０１で中間転写ベルト３１上にチェックパターンとして“横線型”または“くの字型”のパターンを４色重々形成する。次にステップ１０２で、このパターンを検知手段６０（６１）で検出する。そしてＳ１０３にて、検出された検知パルス数が所定数（横線型パターンの場合は１、くの字型パターンの場合は２）よりも多いか否かを検査し、多い場合には補正すべき色ずれ状態にあると判断され、ステップＳ１０６の自動色ずれ補正シーケンスが実行される。一方、ステップＳ１０３において、検知パルス数が所定数より少なかった場合には、次のステップＳ１０４にて検知パルス幅が所定値（横線：Ｌｏｒくの字：Ｍ）より小さいか否かを判定することで色ずれ量が許容範囲内であるか否かを判断し、許容範囲外であった場合にはステップＳ１０６の自動色ずれ補正シーケンスが実行される。許容範囲内であればステップＳ１０５へ移行し色ずれ補正制御をせずに次のＪＯＢ命令に従い動作する。

（実施形態２）
実施形態２の画像形成装置に関して、実施形態１と同様の機能を有する部分については説明を省略する。異なる部分は発明の特徴とする色ずれ状態チェック方法であり、これについて以下に説明する。

実施形態１では、色ずれ度合をチェックするために４色重々形成したパターンのみを用いたが、実施形態２では、同一形状のパターンを単色で形成したものと、４色重々形成したものとを用いることが特徴ある。図１３に示したように中間転写ベルト３１上にＢＫ単色と４色重々の横線パターンを所定の間隔を設けて形成する。これを検知手段６０（６１）により検出する。図１４のＡ３，Ｂ３，Ｃ３は、異なる色ずれ状態の横線パターンを表しており、Ａ３は色ずれがほとんどなく、４色重々形成されたパターンがほとんど重なっている状態、Ｂ３は色ずれが大きく、４色重々形成されたパターンの一部しか重なっていない状態、Ｃ３はＢ３よりさらに色ずれが大きく、全く重ならない色がある状態である。（実施形態１同様に横線パターンの幅は２６画素としているため、４色間の色ずれ量Ｐ−Ｐが２６画素まではＡ３，Ｂ３の状態であり、２６画素を超えた場合はＣ３の状態になる。）検知信号Ａ３，Ｂ３，Ｃ３は、パターンＡ３，Ｂ３，Ｃ４を検出したときの各々の検知パルス信号を示している。

色ずれ補正制御を必要とするか否かの判断方法は、単色パターンを検出した検知信号のパルス幅ｄａｔａ０と４色重々形成されたパターンを検出した検知信号のパルス幅ｄａｔａ１との差（ｄａｔａ１−ｄａｔａ０）が所定値Ｎを超えているか否かを判定し、超えている場合には、色ずれ補正が必要であると判断され、自動色ずれ補正制御が実行される。所定値Ｎを超えていない場合は、色ずれ量が許容範囲内にあると判断され自動色ずれ補正制御を実行しないものとする。本実施形態ではＮ＝１０［ｃｌｋ］としており、これは、単色パターン幅ｄａｔａ０と４色重々パターン幅ｄａｔａ１の差が１画素であることに相当する（１／１０［画素／ｃｌｋ］）。

すなわち、本実施形態では４色間の色ずれＰ−Ｐが１画素以上であるか否かを判断基準としている。また、Ｃ３のようにパターンが重ならない状態の場合は、検知信号パルス数が所定値２以下であるか否かを検査しており、所定値以上である場合は自動色ずれ補正制御を実行している。

以上述べた横線パターンを用いた本実施形態は、副走査方向の色ずれ状態のみ把握したい場合に適している。次に主・副走査方向どちらに色ずれが生じた状態でも色ずれ度合いを検査することのできる“くの字型パターン”を用いた例について説明する。

図１５に示したように中間転写ベルト３１上に“ＢＫ単色の斜め線パターン”と“４色重々のくの字パターン”を所定の間隔を設けて形成する。ＢＫ単色の斜め線パターンは、くの字の片側の斜め線と平行になっている。図１６のＡ４，Ｂ４，Ｃ４，Ｄ４，Ｅ４は異なる色ずれ状態におけるパターンの様子を表したものであり、Ａ４はほとんど色ずれのない状態、Ｂ４は主走査方向に色ずれが生じている状態、Ｃ４は副走査方向に色ずれが生じている状態、Ｄ４は主・副走査方向ともに色ずれが生じている状態、Ｅ４は色ずれが大きく４色重々パターンが分離している状態である。検知信号Ａ４，Ｂ４，Ｃ４，Ｄ４，Ｅ４は各々の色ずれ状態のパターンを検出したときの検知パルス信号である。

“ＢＫ単色パターン”の検知信号パルス幅ｄａｔａ０と４色重々形成した“くの字パターン”の２つの検知信号パルス幅ｄａｔａ１，ｄａｔａ２の各々との差である（ｄａｔａ１−ｄａｔａ０）、（ｄａｔａ２−ｄａｔａ０）のいずれか一方でも所定値Ｓを超えている場合には、自動色ずれ補正制御を実行する。実施形態ではＳ＝１０［ｃｌｋ］としており、４色間の色ずれが１画素以上であるか否かを判断基準にしている。また、Ｅ４のように４色重々パターンが分離してしまっている状態もあり得るため、検知パルス幅を検査するだけでなく、検知パルス数が所定値３以下であるか否かを判定し、所定値より多い場合には、色ずれ補正が必要な状態であると判断し、自動色ずれ補正制御を実行するとしている。

以上述べた実施形態２を色ずれ状態チェックシーケンス２として図１７にフローチャートで示したので、これに即して説明する。まず、チェックシーケンス２が開始されると、ステップＳ２０１にて単色と４色重々のパターンを１組とするチェックパターンが中間転写ベルト３１上に形成される。そしてステップＳ２０２で検知手段６０（６１）によりチェックパターンを検出する。続いてステップＳ２０３にて検出された検知パルス数が所定値（横線パターンの場合は２、くの字パターンの場合は３）より多いか否かを検査し、多い場合にはステップＳ２０６に移行し自動色ずれ補正シーケンスが実行される。一方、Ｓ２０３にて検知パルス数が所定値より少なかった場合には、ステップＳ２０４に移行し、単色パターンを検出した検知パルス幅カウント値Ｓ０と多色パターンを検出した検知パルス幅カウントＳ１，Ｓ２との差を算出する（“横線”の場合は１パルス分Ｓ１との差Ｓ１−Ｓ０、“くの字”の場合は２パルス分Ｓ１−Ｓ０，Ｓ２−Ｓ０となる）。その差が所定値以上であるか否かを判定する（本実施形態では横線Ｎ＝１０，くの字Ｓ＝１０であり、パターン幅１画素分に相当する）。所定値以上である場合は色ずれが大きく許容範囲外であると判断しステップＳ２０６に移行し色ずれ補正シーケンスを実行する。所定値より小さい場合は色ずれが許容範囲内であると判断し、ステップＳ２０５に移行し、色ずれ補正制御を実行せずに次のＪＯＢ命令に従い動作する。

さらに、実施形態１同様に所定値Ｎ，Ｓはユーザが任意に値を変えられるようにすることで、ユーザの所望する画質安定性を得ることが可能となり、ユーザの使用条件に、より適した自動色ずれ補正制御タイミングが実現される。

以上、実施形態２では、実施形態１と異なり、４色パターンと単色パターンの幅を比較しているため、検知手段６０（６１）の光量低下や中間転写ベルト表面の反射率低下によりパターン幅に対する絶対的な検知パルス幅が変化しても正確な色ずれ状態を検出することが可能である。従って、実施形態１のような発光素子の光量調整機能を省くことができる。但し、基準となる単色パターンを形成する分だけトナー消費量が増すことと、検出時間が延びるという不利な点もある。

（実施形態３）
図２に本発明の画像形成装置の他の実施形態を示す。実施形態１で説明した電子写真カラー複写機は、第二の像担持体３１が中間転写ベルトとされたが、本実施形態の電子写真カラー複写機は、第二の像担持体３１が転写材Ｐを担持し搬送する転写材搬送ベルトとされ、その他の点では実施形態１，２の電子写真カラー画像形成装置と同様の構成とされる。従って、同じ機能及び作用をなす部材には同じ参照番号を付して、更なる説明は省略する。

本実施形態においても、実施形態１，２の場合と同様に、レジストレーション補正用パターン画像を検知するためのパターン検知手段６０（６１）が、複数の感光体ドラム１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ）のうち、ベルト進行方向において最下流に位置する感光体ドラム１１ａよりもさらに下流側に位置し、転写材搬送ベルト３１上の位置Ｓａにおいて、転写材搬送ベルト３１上に形成されたレジストレーション補正用パターン画像を読み取る。

また、本実施形態においても、実施形態１，２の場合と同様に、図３〜図１６に関連して説明した色ずれ補正動作及び色ずれ状態チェックシーケンスが行なわれ、同様の作用効果を得ることができる。

さらに、以上の実施形態１ないし３における自動色ずれチェックシーケンスが行われるタイミングについて、図１８，１９に示したフローチャートに則して説明する。まず、図１８に示した色ずれ状態チェックシーケンス実行タイミング１は、本体電源投入直後に行われる各種初期調整工程に関するものである。ユーザによって本体電源が投入されると（Ｓ３０１）、定着器４０の温度が低い場合には所定の温度になるまでヒータ制御が開始される。並行して環境温度や湿度等の影響で変化しやすい画像濃度に関わる各種調整（帯電、現像、転写電圧などの調整）が行われる（Ｓ３０２）。その後、色ずれを補正するシーケンスが開始されて、約２０秒の調整工程を経た後、プリント開始可能な状態に至る従来機とは異なり本実施形態における装置では、実施形態１ないし３で述べた色ずれ状態チェックシーケンスが実行される（Ｓ３０３）。ステップＳ３０３にて、色ずれが許容範囲を超えていると判断された場合には自動色ずれ補正シーケンスに移行し、従来機同様に補正制御が行われる（Ｓ３０５）。しかし、Ｓ３０３で色ずれが良好であると判断された場合には、すぐに次のＪＯＢを受け付ける状態（プリント開始可能な状態）に移行することができる（Ｓ３０４）。ステップＳ３０３におけるチェックシーケンスでは多くとも２つ程度のパターンを形成し、それを検出するだけであるから、ほとんど時間を要しない（本実施形態では約１秒程度）。従って、本体電源投入後からプリント開始可能になるまでの時間が短縮されることになる。また、ステップＳ３０５における色ずれ補正シーケンスを行った場合に対し、トナー消費量も節約される。

続いて、図１９に示す色ずれ状態チェックシーケンス実行タイミング２に則して説明する。これは、プリント動作中の装置機内温度の上昇から生じる色ずれを懸念して設計された工程である。プリント枚数が所定枚数を超えると装置による個体差はあるものの機内温度上昇により色ずれが生じる恐れがでてくる。従来機では、プリント枚数が所定値を超えた場合には、プリント動作中であろうとも自動色ずれ補正シーケンスが強制的に実行されていた。また、このタイミングは画像品質を保つために、実験データなどから色ずれが生じると予想されるタイミングに対し、十分余裕をもたせているため、装置の使用環境によっては、ほとんど色ずれが生じていない場合もある。

これに対し本発明にかかる実施形態では、ユーザの指定した情報（枚数、部数など）に従い、プリント動作が行われ（Ｓ４０１）、プリント枚数が３００枚（本実施形態では３００枚としているがこれに限定しない）を超えると（Ｓ４０２）、連続プリント中の紙間などで色ずれ状態チェックシーケンスが実行される（Ｓ４０３）。ステップＳ４０３にて色ずれが良好であると判断された場合には、そのまま連続プリント動作を継続し（Ｓ４０４）、ステップＳ４０３で色ずれ状態が許容範囲外であると判断された場合にのみ、従来通り色ずれ補正シーケンスが開始される（Ｓ４０５）。

これによって、プリント動作中の自動色ずれ補正シーケンスが無駄に入ることを防止でき、ユーザの不快感に繋がるダウンタイムの削減が可能となる。

以上、図１８，１９に示した例に限らず、例えば、プリント動作可能な状態（スタンバイ状態）で長時間放置されることによる機内温度変化や、装置周辺の環境（温度、湿度）変化など、色ずれが生じることが予想されるタイミングは装置の構成、使用環境等によっても異なるため、装置に適した条件で本発明に基づく色ずれ状態チェックシーケンス及び色ずれ補正シーケンスを実行することが望まれる。

本発明の実施形態１，２におけるカラー画像形成装置の概略図である。本発明の実施形態３におけるカラー画像形成装置の概略図である。本発明の実施形態における自動色ずれ補正制御に関する機能の概略ブロック図である。本発明の実施形態における色ずれパターンを検知するセンサ６０（６１）の配置を示す概略図である。本発明の実施形態における色ずれパターン及び色ずれ状態チェックパターンを検出するセンサ６０（６１）の概略図である。本発明の実施形態において、図５で示したセンサ６０（６１）のパターン検知時の動作波形を表した図である。実施形態１における“横線型”のチェックパターンが中間転写ベルト３１上に形成されている様子を表した図である。実施形態１において、異なる色ずれ状態の横線型チェックパターンの様子と、それらを検出した検知信号を示している。実施形態１の横線型チェックパターンを用いた場合における色ずれ許容範囲を示したグラフである。実施形態１における“くの字型”のチェックパターンが中間転写ベルト３１上に形成されている様子を表した図である。実施形態１において、異なる色ずれ状態のくの字型チェックパターンの様子と、それらを検出した検知信号を示している。実施形態１における色ずれ状態チェックシーケンス１のフローチャート図である。実施形態２における単色と４色重々の“横線型パターン”を１組としたチェックパターンが中間転写ベルト３１上に形成されている様子を表した図である。実施形態２において、異なる色ずれ状態の横線型チェックパターンの様子と、それらを検出した検知信号を示している。実施形態２における単色斜め線と４色重々のくの字型パターンを１組としたチェックパターンが中間転写ベルト３１上に形成されている様子を表した図である。実施形態２において、異なる色ずれ状態のくの字型チェックパターンの様子と、それらを検出した検知信号を示している。実施形態２における色ずれ状態チェックシーケンス２のフローチャート図である。実施形態１ないし３における色ずれ状態チェックシーケンスを実行するタイミングに関する第一の例である。実施形態１ないし３における色ずれ状態チェックシーケンスを実行するタイミングに関する第二の例である。

符号の説明

１０（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ）画像形成部
１１ａ〜１１ｄ感光体ドラム
１２ａ〜１２ｄ一次帯電器
１３ａ〜１３ｄ光学系
１６ａ〜１６ｄ折り返しミラー
１４ａ〜１４ｄ現像装置
２０給紙ユニット
２１ａ、２１ｂカセット
２２ａ、２２ｂ、２６ピックアップローラ
２３給紙ローラ対
２４給紙ガイド
２５ａ、２５ｂレジストローラ
２７手差しトレイ
３０中間転写ユニット
３１転写ベルト
３２駆動ローラ
３３従動ローラ
３４二次転写対向ローラ
４０定着ユニット
５０クリーニング装置
５１クリーニングブレード
５２廃トナーボックス
６０（６１）検知手段（検知部）
１０１制御部
１０３デジタル信号処理部
１０４順次データ記憶部
１０５色ずれ量算出部
１０６補正量算出部
１０７補正制御部

Claims

電子写真方式により帯電、露光、現像の工程を経て、第一の像担持体上に可視像を形成する画像形成部を複数並置し、前記第一の像担持体上の可視像を第二の像担持体上、或いは、前記第二の像担持体上に担持された転写材に重畳して転写させる転写手段と、
前記第二の像担持体上に画像位置ずれを検出するための所定のパターン１を形成し、前記パターン１を検知するパターン検知手段と、前記パターン検知手段の検知信号に基づいて画像位置ずれ量を算出する画像位置ずれ量算出手段と、前記画像位置ずれ量に基づいて画像位置ずれ補正を行う補正手段と、から成る色ずれ補正制御手段を備えた画像形成装置において、
前記第二の像担持体上に所定のパターン２を多色重々形成し、前記パターン検知手段で前記パターン２を検出した検知信号に基づいて、前記色ずれ補正制御手段における制御を実行するか否かを判断する手段を有することを特徴とする画像形成装置。
上記請求項１記載の画像形成装置において、前記パターン２を検出した検知信号から、色ずれ度合いによって変化する前記パターン２の画像領域を予測し、該予測結果が所定の許容範囲内であるか否かに基づき、前記色ずれ補正制御を実行するか否かを判断することを特徴とする画像形成装置。
電子写真方式により帯電、露光、現像の工程を経て、第一の像担持体上に可視像を形成する画像形成部を複数並置し、前記第一の像担持体上の可視像を第二の像担持体上、或いは、前記第二の像担持体上に担持された転写材に重畳して転写させる転写手段と、
前記第二の像担持体上に画像位置ずれを検出するための所定のパターン１を形成し、前記パターン１を検知するパターン検知手段と、前記パターン検知手段の検知信号に基づいて画像位置ずれ量を算出する画像位置ずれ量算出手段と、前記画像位置ずれ量に基づいて画像位置ずれ補正を行う補正手段と、から成る色ずれ補正制御手段を備えた画像形成装置において、
前記第二の像担持体上に、同一形状から成る所定の単色パターンと多色重々パターンとを所定の間隔で形成し、前記パターン検知手段により前記単色パターンを検出した検知信号１と前記多色重々パターンを検出した検知信号２に基づいて、前記色ずれ補正制御手段における制御を実行するか否かを判断する手段を有することを特徴とする画像形成装置。
上記請求項３記載の画像形成装置において、前記検知信号１と前記検知信号２とを比較することで、色ずれ度合いによって変化する前記多色重々パターンの画像領域を予測し、該予測結果が所定の許容範囲内であるか否かに基づき、前記色ずれ補正制御を実行するか否かを判断することを特徴とする画像形成装置。