JP2006091467A

JP2006091467A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2006091467A
Application number: JP2004277318A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Uko; 勉宇高; Kozo Tagawa; 浩三田川; Yasuhiro Arai; 康裕荒井
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2004-09-24
Filing date: 2004-09-24
Publication date: 2006-04-06
Anticipated expiration: 2024-09-24
Also published as: JP4670292B2

Abstract

【課題】
画像データ操作により位置ずれを補正した当該記録画像の補正箇所に、筋や濃度むらが発生することを防ぐことができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】
画像データ信号に応じ各色のトナー像が感光体の表面に形成される複数の作像手段と、前記感光体から各色のトナー像が多重転写される像担持体と、前記像担持体の表面に各色のマーク像を転写させる補正モード制御部と、各色のマーク像を読み込むマーク像検出手段と、このマーク像検出手段の検出信号から各色トナー像の位置ずれ情報を抽出する検出情報抽出部と、画素のずらし、挿入、間引きの全てまたは何れかの画像データ操作によって前記位置ずれを補正する補正部とから構成される画像形成装置において、前記補正部は、前記画像データ操作のある箇所の一方または両方の隣接画素及び／またはその近傍画素の濃度調整が可能な画素濃度調整部を備えることを特徴とするものである。
【選択図】図１０

Description

本発明は、画像形成装置において画素のずらし、挿入、間引き等の画素データ操作によって画像位置を補正する場合に、補正による画質欠陥が視認され、画像品質が低下することを防止する技術に関する。

特開平８−２４８７２１号公報特開２００１−３５３９０６号公報

近年、電子写真方式のカラー画像形成装置では高い生産性を達成するため、タンデム方式が採用されているものが主流となっている。このタンデム方式では、各色の感光体に形成されたトナー像が像担持体上へ多重転写され、この多重転写された記録画像が像担持体から記録シートへ転写されるものと、転写搬送体による記録シートの搬送経路の対向位置に各色の感光体が配設され、記録シートが搬送されると共に順次各色のトナー像が記録シートへ多重転写され、記録画像が形成されるものとがある。何れのものであっても、露光装置、感光体、像担持体、そして転写搬送体のアライメントのずれ等により、各色のトナー像が相対的にずれた位置に記録シートへ転写され、記録画像に位置ずれが発生することがある。

図１２(ａ)に示されているように、入力画像データ１００は、画像処理部１０１に入力され、各色の画像情報１００ｍ、１００ｃ(本図では、４色のうちマゼンタ及びシアンを図示)に分解される。そして、各色の画像形成部１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｋにおいて画像情報１００ｍ、１００ｃに応じたトナー像が像担持体１０３へ多重転写され、更に記録シートへ転写される。この時、画像形成部１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｋを構成している露光装置や感光体、そして、像担持体１０３にアライメントのずれ等がある場合、各色の出力画像１００Ｍ、１００Ｃは、相対的にずれてしまい、記録シートに転写される記録画像に位置ずれが生じる。そのため、このような位置ずれの補正を行うことが不可欠である。尚、本図における像担持体１０３が転写搬送体として機能している場合であっても、同様にして位置ずれが発生する。

この位置ずれ補正を行う方法としては、一般的に像担持体や転写搬送体等の表面にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック各色のマーク像を連続して複数個形成し、これらマーク像の位置をセンサにより検出し、位置ずれを補正する方法がある(特開平８−２４８７２１号公報)。従来、位置ずれ補正は、センサでの検出結果から各色の成分ごとの平均値が求められることにより、各色の位置ずれ量が算出され、この位置ずれ量に基づきＲＯＳ、ＬＥＤアレイやレーザアレイ等の作像手段へ画像の描きこみタイミングや画像書き込みのクロック周波数制御、ＲＯＳ内ミラーやＬＥＤアレイのチルト制御等へフィードバックされていたが、高価であった。

しかし、最近になり、２４００ｄｐｉ以上の高解像度の露光装置が実用化され、データ処理能力の高速化及び搭載メモリの大容量化により、画像形成装置におけるメモリ上の入力画像の画素位置データを操作するだけで位置ずれ補正が可能となった。具体的には、図１２(ｂ)に示されているように、画像処理部１０１に入力された入力画像データ１００は、各色の画像情報１００ｍ、１００ｃ(本図では、４色のうちマゼンタ及びシアンを図示)に分解される。この時、各色の画像情報１００ｍ、１００ｃは、各色の画像形成部１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｋにおいて発生する位置ずれを打ち消すように、予め画素位置データが操作されている。そして、各色の画像形成部１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｋにおいて画素位置データを操作された各色の画像情報１００ｍ、１００ｃに応じたトナー像が像担持体１０３へ多重転写され、更に記録シートへ転写される。ここで、出力画像１００Ｍ、１００Ｃは、画素位置データを操作されているため、位置ずれが補正された状態で記録シートへ転写されることになる。その結果、画素位置データの操作だけで位置ずれを補正することができ、低コスト化が可能となった。

画素位置データの操作で位置ずれを補正する方法として、特開２００１−３５３９０６号公報に、画素のずらし、挿入、間引きの何れかの画像データ操作によって位置ずれを補正する方法が提案されている。具体例としては、図１３に示されているように、記録画像ｇを主走査方向に１２等分し、各分割画像を副走査方向に沿って位置ずれを打ち消す方向にずらされている(分図(ａ))。これによって、高価なミラーのチルト機構等によらずスキューの補正が可能となる。しかし、分図(ａ)の点線矩形Ｚ内を拡大した分図(ｂ)に示されているように、分割画像ｇ₁、ｇ₂、ｇ₃領域内のラインスクリーンは各ドットが階段状に並べられているが、分割個所においてスクリーンの構造が変化するため、スクリーン角によっては、前記分割個所の境界(図中点線ｕ₁、ｕ₂)に縦筋が現れる場合があり、位置ずれは低コストで補正できるものの、記録画像の見映えが悪くなってしまうといった問題があった。

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、画像データ操作により位置ずれを補正した当該記録画像の補正箇所に、筋や濃度むらが発生することを防ぐことができる画像形成装置を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、画像データ信号に応じ各色のトナー像が感光体の表面に形成される複数の作像手段と、前記感光体から各色のトナー像が多重転写される像担持体と、各作像手段へ信号を送り、前記像担持体の表面に画像の位置ずれを補正するための各色のマーク像を順次転写させる補正モード制御部と、各色のマーク像を光学的に読み込むマーク像検出手段と、このマーク像検出手段の検出信号から各色トナー像の位置ずれ情報を抽出する検出情報抽出部と、画素のずらし、挿入、間引きの全てまたは何れかの画像データ操作によって前記位置ずれを補正する補正部とから構成される画像形成装置において、前記補正部は、前記画像データ操作のある箇所の一方または両方の隣接画素及び／またはその近傍画素の濃度調整が可能な画素濃度調整部を備えることを特徴とするものである。

このような本発明の画像形成装置において、前記作像手段は、前記像担持体に各色の画像を多重転写させることができるものであればよく、電子写真方式用いた画像形成装置に用いられている作像手段を適用することが好ましいが、各色の画像を重ね合わせてフルカラー画像を形成する装置ならば、電子写真方式に限らない。ここにおける電子写真方式は、原稿から読み取られた、或いは外部のコンピュータなどで作成された原画像信号を入力する画像処理部と、この入力された原画像信号を各色の画像情報に分解した後、変調されたレーザ光線をラスタ照射させるＲＯＳ(レーザ出力部)と、接触帯電器に一様帯電され、その表面へレーザ光線がラスタ照射される各色感光体とから構成されるもの、或いはＲＯＳではなく、ＬＥＤ等の発光素子アレイにより各色感光体を照射するものである。また、シアン、イエロー、マゼンタ、ブラックの４色以外にもコーポレートカラーなどの特色を加えた構成とすることもできる。

前記像担持体としては、タンデム方式のカラー画像形成装置において各色の感光体表面に形成される記録画像が多重転写される中間転写体を適用することができる。または、記録シートを静電吸着し搬送する搬送ベルトの対向位置に各色の感光体を配設し、記録シートの搬送と共に順次各色の記録画像が記録シートへ静電転写される搬送ベルトを適用することも可能である。

前記補正モード制御部は、前記マーク像の検出が必要となった際、各色の前記作像手段へマーク像を前記像担持体表面へ転写させるための画像データ信号を送るように設定されていればよい。そして、前記マーク像の形成位置は前記像担持体の対向位置に配設されている検出手段の読み込み位置に対応させることが好ましい。

前記像担持体に形成された前記マーク像を検出する前記マーク像検出手段は、発光素子と受光素子とを組み合わせ、該マーク像を発光素子により照射した際に、受光素子へマーク像からの反射光またはマーク像を透過した透過光を入射できる位置に配置されているものであれば差し支えない。

前記補正部は、前記検出手段の位置ずれ検出結果に基づいて、画素のずらし、挿入、間引き等の画像データ操作によって画像位置ずれを補正するものであればよい。

前記画素濃度調整部は、位置ずれ補正の際に前記画像データ操作のある個所の一方または両方の隣接画素及び／またはその周辺の近傍画素の濃度を変更できるものでなければならない。また、前記画素濃度調整部は、スクリーンの形態によっては前記画像データ操作個所に発生する筋や濃度むらの視認性や見え方が異なるため、そのスクリーン形態に応じて画素濃度を補正する範囲及び／または位置を変更でき、更には、必要に応じ画素濃度を高く或いは低く設定できるものがよい。これにより、位置ずれ補正時に前記画像データ操作個所に筋や濃度むらが発生した場合であっても、筋や濃度むらが発生している位置の画素濃度を変更することができ、補正による画質欠陥が発生するのを防止することができる。

画像形成装置において、ＬＥＤ等の発光素子アレイによる潜像描き込み部を備えた電子写真方式を適用するものは、発光素子アレイに当該発光素子の光量のばらつきを補正する光量補正部を備えているのが一般的となっている。その理由としては、感光体の主走査方向全幅に対向する位置に並べて配設されている複数の発光素子の光量を揃えるのは、各発光素子へ同一の電流を掛けた場合であっても生産過程における工程能力が大きく係わっているため難しく、前記発光素子の光量を揃える調整機能を備えないと、記録画像の画質に影響を及ぼしてしまうからである。ここで、前記光量補正部は、前記発光素子の光量を補正する機能、つまり、記録画像の濃度を調節する機能を有するので、当該光量補正部を前記画素濃度調整部として機能させてもよい。これにより、発光素子アレイを備える電子写真方式の画像形成装置については、新たに前記画素濃度調整部を備えなくても、画像データ操作による位置ずれ補正時における筋等の画質欠陥の発生を防止することができる。

また、レーザＲＯＳでも、光学系の調整誤差に起因する光量のアンバランスを補正するために、Ｆａｓｔ−Ｓｃａｎ中の光量を変更する機能を有するものがある。この機能を使えば、レーザＲＯＳでも上記発光素子アレイ同様の濃度補正が実現できる。ただし、レーザＲＯＳでは発光素子アレイのように１ｄｏｔ単位の厳密な位置精度で急峻な光量変化を与えることが困難なため、例えば、図１１に示すように(詳細は後述する)、画像データ操作を行う個所の近傍で、なだらかにレーザ光量を変化させることで、前記画質欠陥を目立ち難くさせることが可能である。

位置ずれを画像データ操作により補正した際に、前記画像データ操作位置に発生する筋や濃度むらを検出するため、スキャナや画像形成装置に内蔵されているセンサ、または外部治具等を記録画像検出手段として適用するとよく、記録画像の主走査方向全幅の画像情報を一度に検出できるものが好ましい。そして、前記記録画像検出手段により検出された前記画像データ操作位置における筋や濃度むらを記憶させる記憶部を前記補正部に備えるとよい。これにより、前記記憶部に記憶された検出結果を前記画素濃度調整部へフィードバックさせ、記録画像の補正をすることが可能となる。

以上のように構成される本発明の画像形成装置によれば、画像データ操作により位置ずれを補正した当該記録画像の補正箇所に、筋や濃度むらが発生することを防ぐことが可能となる。

以下添付図面に基づいて本発明の画像形成装置を詳細に説明する。

図１は、本発明が適用される電子写真方式を用いたカラー画像形成装置の概略構成図である。本概略構成図は、接触帯電器で感光体表面を帯電した後、レーザ光線の照射により静電潜像を形成し、この静電潜像をトナーにより現像するゼログラフィエンジンをイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色について備えたタンデム型のカラー電子写真方式の画像形成装置のＩＯＴ（イメージアウトプットターミナル：画像出力部）の概要が示されている。尚、図中では画像形成装置の画像読取部や画像処理部などは省略している。

この画像形成装置のＩＯＴは、図中矢印Ａの方向にて回転する４つの感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋと、この各感光体の表面を帯電する接触帯電器２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋと、帯電された各感光体表面を各色の画像情報に基づいて変調された露光光により露光し、各感光体上に静電潜像を形成するＲＯＳ（レーザ出力部）３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋと、各感光体上の静電潜像を各色現像剤で現像して感光体上にトナー像を形成する現像器４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋと、感光体上の各色トナー像を中間転写体ベルト６に転写する一次転写器５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋと、中間転写体ベルト６上のトナー像を用紙Ｐに転写する二次転写器７と、用紙Ｐに転写されたトナー像を定着する定着器９と、用紙Ｐを収納する用紙トレイＴと、各感光体の表面をクリーニングするクリーナ(図示せず)と、各感光体表面の残留電荷を除去する除電器(図示せず)と、中間転写体ベルト６表面に転写されたマーク像を検出するフォトセンサ１０と、中間転写体ベルト６表面をクリーニングするベルトクリーナ８とから構成されている。

本構成図に示されている画像形成装置における画像形成動作としては、先ず、画像読取部（図示せず）で原稿から読み取られた原画像信号、或いは外部のコンピュータ（図示せず）などで作成された原画像信号は画像処理部（図示せず）に入力される。この入力画像信号は、各色の画像情報に分解された後、ＲＯＳ（レーザ出力部）３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋに入力され、レーザ光線Ｌが変調される。そして、この変調されたレーザ光線Ｌは、接触帯電器２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋにより一様帯電された感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの表面に照射される。この各感光体表面にレーザ光線Ｌがラスタ照射されると、各感光体上にはそれぞれ入力画像信号に対応した静電潜像が形成される。続いて、各色現像器４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋにより各感光体上の静電潜像がトナーにより現像され、各感光体上にトナー像が形成される。各感光体上に形成されたトナー像は、各一次転写器５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋにより中間転写体ベルト６に転写される。この中間転写体ベルト６へトナー像の転写が終了した各感光体は、クリーナにより表面に付着した残留トナーなどの付着物がクリーニングされ、除電器により残留電荷が除去される。

次に、中間転写体ベルト６上のトナー像は、二次転写器７により、用紙トレイから送られてくる用紙Ｐ上に転写された後、定着器９により用紙Ｐ上に転写されたトナー像が定着され所望の画像が得られる。用紙Ｐ上へのトナー像の転写が終了した中間転写体ベルト６は、ベルトクリーナ８により表面に付着した残留トナーなどの付着物がクリーニングされ、一回の画像形成動作が終了する。

電子写真方式のカラー画像形成装置においては、温度・湿度などの環境条件や経時劣化などの影響により、画像濃度、各色トナー像の位置ずれ、色再現及び階調性やカブリといった画像変動が起こる。そのため、用紙Ｐへの画像出力前、或いは出力待機中に位置ずれや濃度誤差の補正を行う必要がある。その方法としては、まず、中間転写体ベルト６上に、マーク像を形成する。そして、マーク像をフォトセンサ１０により検出し、検出情報抽出部(図示せず)へ出力信号を送る。更に、この出力信号から得られた検出結果より、必要に応じ、補正部(図示せず)において記録画像の補正を行っている(以下この補正動作を「補正モード」という)。尚、濃度誤差の検出方法及び計算方法は以下の説明において省略する。

図２は、図１に示されているカラー画像形成装置における、位置ずれの補正の流れを示しているブロック図である。感光体１を接触帯電器２で帯電し、補正モード制御部１１から出力されるマーク像の信号に応じてＲＯＳ３で感光体１を露光することで静電潜像を形成し、現像器４により現像した後、中間転写体ベルト６にマーク像を転写する。そして、中間転写体ベルト６上に転写されたマーク像をフォトセンサ１０で読み込む。

検出情報抽出部１２は、フォトセンサ１０から出力される信号より位置ずれを検出し、補正部１３は位置ずれ補正すべく画像データを操作する。この時、画像データ操作個所に筋が発生し、その濃度変化量が予め分かっている場合には、画素濃度調整部１４により筋が発生している部分の濃度情報が変更される。一方、画像データ操作個所に筋が発生するか否か定かでない場合には、濃度調整を実施していない当該画像をスキャニングセンサ１６により読み取り、その検出結果を記憶部１５に記憶させることもできる。この場合、記憶された検出結果に基づき画素濃度調整部１４で濃度情報が変更される。そして、位置ずれが変動し、画像データの操作位置が変わった場合、それに合わせて濃度調整個所も変更することができる。また、スキャニングセンサ１６で読み取った画像データ操作箇所の濃度変動値と、その時の画像データ(スクリーンの種類、濃度等)の関係を学習し、その後の前記濃度調整にフィードバックする構成も可能である。画素濃度調整部１４は変更された濃度情報を適用し、ＲＯＳ３のレーザパワーを制御することにより該当箇所の画素濃度を補正する。

本発明に適用されているマーク像の配列を示しているのが図３である。本実施例においては、シアンを基準色としており、基準色シアンの基準マーク象(Ｍｃ)とその他の比較色とが組合わされ、シアン(Ｍｃ)とイエロー(Ｍｙ)の組合せ、シアン(Ｍｃ)とマゼンタ(Ｍｍ)の組合せ、シアン(Ｍｃ)とブラック(Ｍｂ)の組合せが順に配列されている。そして、これらマーク像は図中矢印の方向に移動し、マーク像Ｍｃからマーク像Ｍｂまで順次フォトセンサ１０の検出視野(図示せず)を通過することにより、位置ずれが検出される構成となっている。尚、マーク像の説明に当たり、全ての組合せをまとめてパターン像Ｍとする。

本発明が適用されているカラー画像形成装置におけるフォトセンサ１０の概略構成図を示しているのが図４である。このフォトセンサ１０は、照明手段と、受光光学系と、受光素子とから構成されている。この照明手段は、ＬＥＤ１０ａ、１０ｂから成る。そして、受光光学系は、レンズ１０ｃと、マスク１０ｅとから構成されている。本図において、左右方向が主走査方向である。また、図５は、フォトダイオード１０ｄからの出力信号が検出情報抽出部１２で処理される流れを示すブロック図であり、ＡＭＰ２０と、ピーク検出回路２１と、アンダーピーク検出回路２２とから構成され、各回路からの出力信号は、図２における補正部１３へ送られる。

フォトセンサ１０で位置ずれを検知するためには、図３に示されているパターン像Ｍを照明手段により照射する必要がある。従って、シアン、イエロー、シアン、マゼンタ、シアン、ブラックの順に並ぶマーク像から成るパターン像Ｍを照明手段により照射する。ここで、シアン、イエロー、マゼンタのマーク像は拡散反射するのに対し、ブラックのマーク像は正反射する。つまり、それぞれの反射光の種類は異なる。そのため、これら２種類の反射光をひとつの受光素子(フォトダイオード１０ｄ)で検知するには、この受光素子へそれぞれの反射光が入射し得る位置からパターン像Ｍを照射しなければならず、照射するマーク像に応じ、２つの照明手段を使い分けており、ＬＥＤ１０ａはブラックのマーク像、そして、ＬＥＤ１０ｂはシアン、イエロー、マゼンタのマーク像をそれぞれ照射するものとなっている。

受光光学系のレンズ１０ｃは、２種類の反射光のうち、１つの反射光については、フォトダイオード１０ｄの受光面上に、反射光を結像させられるような配置となっている。しかし、反射光をフォトダイオード１０ｄへ入射させる際には、その受光面上に反射光を結像させるか結像させないかに限らず、位置ずれ検出や濃度誤差検出に不要な反射光も入射してしまう。そのため、この不要な反射光を遮り、それぞれの検出に有効な反射光の成分だけをフォトダイオード１０ｄ受光面上へ導く必要がある。そこで、フォトダイオード１０ｄの直前には、フォトダイオード１０ｄ受光面の検出視野を規制するマスク１０ｅが設けられている。そして、このマスク１０ｅは、迷光防止のため、黒色としている。この受光光学系を構成するレンズ１０ｃとマスク１０ｅにより、何れの反射光を入射させる場合であっても、フォトダイオード１０ｄ受光面の検出視野をほぼ等しくすることが可能となっている。

マーク像からの反射光がフォトダイオード１０ｄの受光面上に投影されると、フォトダイオード１０ｄはこの反射光量、すなわちマーク像の濃淡に応じた電流を出力する。図５に示すように、フォトダイオード１０ｄから出力された電流は、ＡＭＰ２０で電流電圧変換／増幅された後、センサ出力信号として補正部(図示せず)、ピーク検出回路２１、アンダーピーク検出回路２２に供給される。

ピーク検出回路２１では、センサ出力信号の最大位置を検出し、補正部１３に出力される。このピーク検出回路２１を用い、センサ出力信号の最大位置を検出することで、マーク像の太さ方向における中心位置の検出が可能となる。そして、補正部１３では、このピーク検出信号がシアン、イエロー、マゼンタのマーク像の位置ずれ情報として適用されている。

逆に、アンダーピーク検出回路２２では、センサ出力信号の最小位置を検出し、補正部１３に出力される。このアンダーピーク検出回路２２を用い、センサ出力信号の最小位置を検出することで、マーク像の太さ方向における中心位置の検出が可能となる。そして、補正部１３では、このアンダーピーク検出信号がブラックのマーク像の位置ずれ情報として適用されている。尚、ＡＭＰ２０、ピーク検出回路２１、アンダーピーク検出回路２２は、一般的な電気回路を適用すればよく、それらの説明は省略する。

フォトダイオード１０ｄからの出力信号によりパターン像Ｍの濃度を検出するには、基準となる出力信号とパターン像Ｍより検出される出力信号とを比較しなければならない。そのため、基準光をフォトダイオード１０ｄへ入射させる場合と、パターン像Ｍからの反射光を入射させる場合とで切換えが可能な手段が必要となる。そこで、フォトセンサ１０には、図６に示されているようなシャッター１０ｆが、中間転写体ベルト６に対面するフォトセンサ１０の筐体に摺動可能な状態で取り付けられている(図４)。本図は、シャッター１０ｆをＬＥＤ側から見た平面図である。このシャッター１０ｆには、測定用窓１０ｇと、センサの出力電圧の基準を得るための基準板１０ｈが設けられている。そして、フォトダイオード１０ｄへ入射させる反射光に応じ、図中の矢印方向に駆動装置(図示せず)により移動する機構を備えている。シャッター１０ｆは、通常閉じた状態において基準板１０ｈが受光系光軸上に配置されるような位置にあり、パターン像Ｍ測定時のみシャッター１０ｆが開き測定用窓１０ｇが受光系光軸上に配置されるように移動する。

図７は、中間転写体ベルト６上に形成されたマーク像ｍとフォトセンサ１０の中間転写体ベルト６上における検出視野Ｒとの位置関係を時経過に沿って示しているものであり、下方のグラフ（ａ）はフォトセンサ１０の検出視野Ｒの位置に応じたセンサ出力信号の波形を示すものである。また、最下段のグラフ（ｂ）は前記ピーク検知回路から出力されるマーク像ｍのピーク検知信号を時経過と対応させて示したものである。ここで、マーク像ｍはその各辺ｍ₁、ｍ₂の太さｔが検出視野Ｒの直径ｄ（１ｍｍ）と同一より僅かに小さく形成されている。

中間転写体ベルト６上に一次転写されたマーク像ｍは、かかる中間転写体ベルト６の回転に伴ってフォトセンサ１０の前面を通過し、フォトセンサ１０の検出視野Ｒを横切ることになる。マーク像ｍが中間転写体ベルト６と共に移動し、フォトセンサ１０の検出視野Ｒが図７に示される中間転写体ベルト６上のＡ点に差し掛かると、かかる検出視野Ｒ内にマーク像ｍの一辺ｍ₁が進入してくることになるので、センサ出力信号が変化を開始する。更にマーク像ｍが移動すると、検出視野Ｒに含まれるマーク像ｍの面積、すなわち検出視野Ｒとマーク像ｍの一辺ｍ₁との重複面積が拡大するので、センサ出力信号は徐々に上昇し、検出視野Ｒがマーク像ｍによって略覆われるＢ点においてセンサ出力信号は最大となる。

前述の如く、マーク像ｍの各辺ｍ₁、ｍ₂の太さｔはフォトセンサ１０の検出視野Ｒの直径ｄよりも僅かに小さく形成されていることから、マーク像ｍがＢ点を過ぎると、今度は検出視野Ｒに含まれるマーク像ｍの面積、すなわち検出視野Ｒとマーク像ｍとの重複面積が減少していくので、センサ出力信号は徐々に下降し、マーク像ｍがフォトセンサ１０の検出視野Ｒから完全に脱した時点でセンサ出力信号は最小となる（Ｃ点）。

このように図７に示した例では、マーク像ｍの一辺ｍ₁がフォトセンサ１０の検出視野Ｒを通過する際に（Ａ点からＢ点の間）、かかる検出視野Ｒとマーク像ｍとの重複面積が中間転写体ベルト６の進行に伴って連続的に変化しており、同じ強度のセンサ出力信号が継続してフォトセンサ１０から出力されることがないように構成されている。すなわち、センサ出力信号には瞬間的に最大値が発生することになる。このようなセンサ出力信号の波形は、フォトセンサ１０の検出視野Ｒを円形状に形成すると共に、マーク像ｍの太さｔを検出視野Ｒの直径ｄと同一にするか、それよりも小さくすることで容易に得ることができる。

多色刷印刷機、カラー複写機、カラープリンタ等では、マーク像ｍを中間転写体ベルト等の移動体上に形成する際に、その時の温度湿度等の環境条件によってマーク像ｍの太さｔが変化してしまうこともあり、フォトセンサ１０の検出視野Ｒの直径ｄと完全に同一の太さのマーク像ｍを形成することは困難である。従って、前述の如く、マーク像ｍの太さｔが検出視野Ｒの直径ｄよりも小さい場合であっても、センサ出力信号の波形に瞬間的な最大値が発生することは、実際にカラープリンタ等を構成する際に有利である。

図７に示すようにセンサ出力信号の波形に瞬間的な最大値が発生する場合、その最大値はマーク像ｍの一辺ｍ₁の太さ方向の中心位置（重心位置）がフォトセンサ１０の検出視野Ｒの中心位置に合致した場合に発生する。従って、前記ピーク検知回路でセンサ出力信号の最大値（ピーク）を検知し、図７（ｂ）に示すように、この最大値に合わせてパルス状のピーク検知信号を出力するように構成すれば、かかるピーク検知信号の立ち上がりエッジ部分がマーク像ｍの一辺ｍ₁の中心位置（重心位置）を示していることになり、かかるｍ₁の位置を正確に検出することができる。

また、図７に示したマーク像ｍは、中間転写体ベルト６の移動方向に対して異なる方向へ略４５度に傾斜した２辺ｍ₁、ｍ₂を有してＶ字状に形成されていることから、このマーク像ｍの一つを本実施例のフォトセンサ１０で検出することにより、主走査方向と副走査方向の位置ずれ量を一度に把握することができるようになっている。すなわち、センサ出力信号は検出視野ＲがＣ点に達することで一旦は最小となるが、かかる検出視野ＲがＤ点を過ぎると、再びマーク像ｍの辺ｍ₂と検出視野Ｒが重なり始めることから、再度立ち上がり始め、かかる辺ｍ₂の太さ方向の中心位置が検出視野Ｒの中心位置と重なったＥ点で最大値を示す。そして、ｍ₂と検出視野Ｒの重複面積が減少するにつれて、センサ出力信号も小さくなり、マーク像ｍが検出視野Ｒから脱したＦ点で最小出力に戻るのである。

このため、Ｖ字状のマーク像ｍをフォトセンサ１０で読み込むと、図７（ｂ）に示すように、マーク像ｍの各辺ｍ₁、ｍ₂太さ方向の中心位置（重心位置）が検出視野Ｒの中心位置と重なったＢ点及びＥ点に対応して、一対のパルス状ピーク検知信号がピーク検知回路から出力される結果となる。

本実施例における位置ずれ補正の動作を図８のフローチャートを用いて説明する。位置ずれ補正では、先ず、ステップＳ１において、図３に示したパターン像Ｍを中間転写体ベルト６上に形成する。そして、ステップＳ２において、フォトセンサ１０によりパターン像Ｍを測定し、その後、ステップＳ３において、フォトダイオード１０ｄの出力信号をもとに検出情報抽出部１２にてピーク検出回路２１から出力されたピーク検出信号より、基準色シアンの主走査方向の目標値に対する絶対値位置ずれ量、基準色シアンに対する、イエロー、マゼンタの相対位置ずれ量の測定および計算を補正部１３で行うものとなっている。

本実施例において、パターン像Ｍを形成する各色マーク像の位置ずれ量は、図９に示されているマーク像測定時のタイミングチャートから計算して求められている。図９において、上からフォトセンサ１０のシャッター１０ｆの動作信号、フォトセンサ１０のＬＥＤ１０ｂの点灯信号、センサ出力信号、ピーク検出信号の波形が示されている。

図９中に示されているように、位置ずれ量の測定は、まず、シャッター１０ｆを閉じ、ＬＥＤ１０ｂを消灯した状態から開始される。パターン像Ｍがセンサの測定位置を通過する前にシャッター１０ｆを開いた後、ＬＥＤ１０ｂを点灯させる。この時、センサ出力信号は、０Ｖとなっている。これは、本実施例で使用されている中間転写体ベルト６は、表面が黒色で鏡面または光沢を持ったものであり、中間転写体ベルト６表面の非画像部では、ＬＥＤ照明光をほとんど拡散しないため、センサ出力信号は０Ｖとなるのである。

シャッター１０ｆが開いた状態のまま、シアンのマーク像の１辺が通過することにより、センサの出力信号は、シアンのトナー量に対応したパルス状の波形となる。この際、図５に示されているように、ピーク検出回路２１で、センサ出力信号の最大値を検出し、ピーク検出信号が出力される。ここで、位置ずれ測定開始からピーク検出信号が出力されるまでの時刻をｔＡ１とする。そして、マーク像の残り１辺の通過に伴い、ピーク検出回路２１で検出されるピーク検出信号が出力されるまでの時刻をｔＡ２とする。

以後、同様にして、イエロー、シアン、マゼンタ、シアン、ブラックのマーク像の通過に伴い、ピーク検出信号が出力されるまでの時刻ｔＴ１、ｔＴ２、ｔＢ１、ｔＢ２を順次測定する。図９においては、シアン、イエロー、シアンのマーク像までの通過の状態を示しているが、ブラックのマーク像が通過する際には、ＬＥＤ１０ｂが消灯、ＬＥＤ１０ａが点灯され、アンダーピーク検出信号が出力されるまでの時刻が測定される。そして、すべてのマーク像がセンサの測定位置を通過した後、シャッター１０ｆは閉じられ、ＬＥＤ１０ａは消灯される。これにより、１回のパターン像測定動作が終了されるのである。

次に、位置ずれ量の計算は、基準色シアンの主走査方向の目標値に対する絶対値位置ずれ量、基準色シアンに対する、イエロー、マゼンタの相対位置ずれ量を求めることにより行っている。先ず、基準色シアンの主走査方向絶対値位置ずれ量は、
主走査方向絶対値位置ずれ量＝｛(tA2-tA1)-目標値｝/2
で求められ、基準色シアンに対する、イエローの相対位置ずれは、
副走査方向位置ずれ = [(tT2+tT1)/2-((tA2+tA1)/2+(tB2+tB1)/2)/2]×PS
= [(tT2+tT1)/2-(tA2+tA1)/4-(tB2+tB1)/4]×PS
主走査方向位置ずれ = [((tB1+tA1)/2-tT1+副走査方向誤差
+tT2-(tB2+tA2)/2-副走査方向誤差)/2]×PS
= [((tB1+tA1)/2-tT1+tT2-(tB2+tA2)/2)/2]×PS
で求めることができる。ここで、tA1、tA2、tT1、tT2、tB1、tB2は、位置ずれ測定開始からピーク検出信号が出力されるまでの時刻(μs)、PSは、プロセス速度（mm/s)である。基準色シアンに対する、マゼンタ、ブラックの相対位置ずれ量も同様に計算する。これを主走査方向の２箇所で検出すれば、主走査、副走査のオフセットずれに加え、副走査方向のスキューずれや、主走査方向の全倍率ずれを検出できる。更に、３箇所以上で検出すれば、走査線の曲がりによる位置ずれ(ＢＯＷずれリニアリティずれ)や主走査方向の部分倍率ずれなどを検出できる。

この計算は、図８のステップＳ３に該当し、補正部１３で、位置ずれ量の測定および計算終了後、ステップＳ４で位置ずれ量に基づき画像データの操作が実施される。そして、画像データ操作個所に筋が発生し、その濃度変化量が予め分かっている場合には、ステップＳ５で画像データ操作個所に発生した筋を消すため、画素濃度調整部１４により筋が発生した箇所の画素濃度が変更される。また、画像データ操作個所の筋や記録画像の濃度むらが発生するか否か定かではない場合には、スキャニングセンサ１６により、前記濃度調整を実施していない当該画像データ操作時の濃度むらを検出し(ステップＳ１１)、更に記憶部１５にこれら筋や濃度むらを記憶させ(ステップＳ１２)、この記憶された検出結果に基づきステップＳ５において画素濃度を変更することもできる。更に、位置ずれが変動し、画像データの操作位置が変わった場合、それに合わせて濃度調整個所も変更することができる。更にまた、スキャニングセンサ１６で読み取った画像データ操作箇所の濃度変動値と、その時の画像データ(スクリーンの種類、濃度等)の関係を学習し、その後の濃度調整にフィードバックする構成も可能である。

画像データ操作個所に発生した筋を消す際の画素濃度の変更例を示しているのが図１０である。分図(ａ)において、記録画像Ｇは主走査方向に１２等分され、分割画像Ｇ₁から分割画像Ｇ₁₂までそれぞれ互いに隣り合う分割画像と接し、位置ずれ量に応じ、各分割画像は副走査方向に位置ずれを打ち消すようにずらされて配列されている。各分割画像が副走査方向にずらされているのを示すため、便宜的に各分割画像の中央に黒い線が形成されている。分図(ｂ)は、分図(ａ)の点線矩形Ｚ内を拡大した図であり、ラインスクリーンにより表現されている各分割画像が示されており、点線Ｕ₁は分割画像Ｇ₁及び分割画像Ｇ₂の接触部を、そして、点線Ｕ₂は分割画像Ｇ₂及び分割画像Ｇ₃の接触部をそれぞれ示している。

分図(ｂ)に示されているように、分割画像Ｇ₁、Ｇ₂、Ｇ₃領域内のラインスクリーンは各ドットが階段状に並べられているが、分割個所においてスクリーン構造が変化するため、記録画像Ｇの点線Ｕ₁、Ｕ₂に該当する線上には筋が発生することがある(図１３分図(ｂ)点線ｕ₁、ｕ₂部参照)。そこで、本図の例においては、筋に該当する点線Ｕ₁、Ｕ₂上のドットＤの濃度を高く調整している。これにより、筋を目立たなくすることができ、記録画像Ｇを分割することにより位置ずれを補正した場合であっても、記録画像Ｇの画質を落とすことなく補正をすることが可能となる。

尚、図１０の例では、点線Ｕ₁、Ｕ₂上のドットＤの濃度を高く調整しているが、スクリーンによってドットＤの濃度を低く調整した方が筋を目立たなくすることができる場合には、ドットＤの濃度を低く調整してもよく、適宜設定濃度を選択することができる。また、スクリーンの種類、濃度により、濃度の適正な設定や濃度を調整する位置が変わるため、スクリーンの種類、濃度に応じ濃度設定や濃度調整位置を変更できるような構成とすることも可能である。

ＬＤ−ＲＯＳによる濃度調整の一例を示しているのが図１１である。各分図において、グラフの横軸は、図１０の点線円Ｘ内の領域を示し、縦軸は、濃度を示している。そして、点線Ｕは、図１０における分割画像Ｇ₁₁及びＧ₁₂の接触部、即ち、画像データ操作個所であり、点線Ｕの左側が分割画像Ｇ₁₁、そして、右側が分割画像Ｇ₁₂それぞれの領域を示している。

分図(ａ)は、濃度調整する前の点線円Ｘ内の濃度分布で、点線Ｕの部分の濃度が急激に低くなっており、筋が発生しているのが示されている。この時、分割画像Ｇ₁₁及びＧ₁₂の濃度と、筋部の濃度とには濃度差Ｓ₁の差がある。ＬＤ−ＲＯＳは、１ｄｏｔ単位の厳密な位置精度で急峻な光量変化を与えることが難しい。そのため、分図(ｂ)に示されているように、画像データ操作個所近傍の領域については、濃度をなだらかに変化させ、調整するとよい。分図(ｂ)の例では、画像データ操作個所をピークとしてその近傍の領域の濃度をなだらかに低下させるように変化させている。その結果、濃度を低下させ、調整した後の分割画像Ｇ₁₁及びＧ₁₂の濃度と、筋部の濃度との濃度差Ｓ₂を濃度調整前の濃度差Ｓ₁よりも小さくし、筋を目立ち難くすることができる(分図(ｃ))。

本発明が適用される電子写真方式を用いたカラー画像形成装置の概略構成図である。カラー画像形成装置における位置ずれの補正の流れを示している図である。本発明に適用されているマーク像の配列を示している図である。本発明が適用されているカラー画像形成装置におけるフォトセンサの概略構成図を示している図である。フォトダイオードからの出力信号が検出情報抽出部で処理される流れを示すブロック図である。フォトセンサに取り付けられているシャッターをＬＥＤ側から見た平明図である。中間転写体ベルト上に形成されたマーク像とフォトセンサの中間転写体ベルト上における検出視野との位置関係を時経過に沿って示している図である。位置ずれ補正動作のフローチャートである。画像位置ずれ補正のパターン像を測定時のタイミングチャートである。画像データ操作個所に発生した筋を消す際の画素濃度の変更例を示している図である。ＬＤ−ＲＯＳによる濃度調整の一例を示している図である。入力画像データが画素位置データの操作をされていない場合とされている場合とにおける出力画像を示している図である。画像データ操作個所に発生した筋を示している図である。

符号の説明

Ｇ・・・記録画像、Ｇ１、Ｇ２…、Ｇ１１、Ｇ１２・・・分割画像、Ｄ・・・ドット

Claims

画像データ信号に応じ各色のトナー像が感光体の表面に形成される複数の作像手段と、前記感光体から各色のトナー像が多重転写される像担持体と、各作像手段へ信号を送り、前記像担持体の表面に画像の位置ずれを補正するための各色のマーク像を順次転写させる補正モード制御部と、各色のマーク像を光学的に読み込むマーク像検出手段と、このマーク像検出手段の検出信号から各色トナー像の位置ずれ情報を抽出する検出情報抽出部と、画素のずらし、挿入、間引きの全てまたは何れかの画像データ操作によって前記位置ずれを補正する補正部とから構成される画像形成装置において、
前記補正部は、前記画像データ操作のある箇所の一方または両方の隣接画素及び／またはその近傍画素の濃度調整が可能な画素濃度調整部を備えることを特徴とする画像形成装置。
感光体の表面を複数の発光素子で露光する記録ヘッドを有する画像形成装置において、前記発光素子に備えられている光量補正部を前記画素濃度調整部として機能させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記画素濃度調整部は、スクリーンに応じて、濃度補正量及び濃度補正位置を変更させることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
前記補正部は、記録画像検出手段により検出された前記画像データ操作個所に発生する筋及び／または濃度むらを記憶する記憶部を備え、前記画素濃度調整部は、前記記憶部に記憶された検出結果に基づき前記作像手段により形成される各色のトナー像を補正することを特徴とする請求項１から３までの何れかに記載の画像形成装置。