JP2007108283A - 画像形成装置及び色ずれ補正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 カラー合成画像に生じる色ずれ補正をいつでも（任意のタイミングで）かつその時の装置状態に適した条件で行えるようにする。
【解決手段】 色ずれ補正時に補正用パターンの検出、色ずれ算出を行うことなく、予め求められた各種色ずれ量をずれ量を求めた時の温度と関係付けて保存したＥＥＰＲＯＭのテーブルから得たデータを使用する。色ずれ補正処理では、画像形成時に現在温度を検知し（Ｓ１０１）、検知した温度に応じた各種色ずれ量を保存しておいたテーブルデータを参照、取得し（Ｓ１０２）、得たずれ量に基づいて制御条件を補正し、適正画像出力を得る。
【選択図】 図７

Description

本発明は、色成分毎に作像を行う工程、作像された画像を転写体へ転写する工程を行い、これらの工程のどちらかで各色画像を重ね合わせて、カラー画像を形成する画像形成装置（例えば、レーザプリンタ、複写機、ファクシミリ装置等）に関し、より特定すると、重ね合わせる画像間に生じるずれ（色ずれ）に対する補正を行う画像形成装置及び色ずれ補正方法に関する。

電子写真法により画像形成を行うプリンタ、複写機、ファクシミリ装置等の画像形成装置では、近年、光（レーザ等）ビーム走査により感光体への画像書込みを行う方式が主流である。この方式は、感光体をビデオ信号（ライン画像信号）によって点灯制御されるレーザ光をポリゴンミラー等の走査手段で主走査方向に周期的にビーム走査するとともに、感光体の被走査面を副走査方向（普通、主走査方向に直交）に移動させ、こうした露光走査により感光体上に２次元像を書込み、画像を形成する。
このような光ビーム走査方式によりカラー画像を形成する場合、色成分毎に露光走査により感光体（単一の感光体を用いる方式、或いは各色の感光体を複数用いる所謂タンデム方式がある）上に作成された静電潜像は、トナーで現像され、その後、中間転写体から記録（転写）用紙への転写過程で重ね合わ（合成）される、という処理工程が典型である。
上記のように、色成分ごとに感光体に露光走査を行い、その後、カラー合成を行うという方法によると、各色成分の画像形成条件の違い等によるずれが合成画像に生じ得、画質を低下させるので、この各色成分画像間に生じるずれを無くすように、画像形成処理工程を管理する必要がある。実際には、色成分間に生じる色ずれを検知し、検知結果に応じて、設定されている制御条件を色ずれの無い状態へ補正する、といった方法により、適正な画像出力を得るように管理している。

色ずれを検知する方法に係わる従来技術として、下記特許文献１，２を例示することができる。
特許文献１には、各色のパターン画像を転写ベルトに形成し、このパターンに現れる変化を検知して色ずれを検知する方法について示されており、ここでは、エラーの無い状態で動作した場合、所定の位置関係で形成される条件で各色のパターン画像を転写ベルトに形成し、色ずれを検知している。具体的には、各色の画像間に生じる色ずれとして、副走査レジスト、傾き（スキュー）、主走査レジスト及び主走査倍率の誤差が原因で起きるものを対象としている。このために、搬送ベルト上の主走査方向における３箇所の検出位置に位置合わせ用（位置ずれ検出用）トナーマーク列を形成している。さらに、特許文献１では、各色の濃度検出用トナーマーク（パッチ）を形成し、このマークの検出に位置ずれ用の検出手段を共用する構成としている。
例示した特許文献１に示すような計測方法により得られた動作状態を表すデータをもとに、動作条件を調整して、色ずれがなく、高画質の画像を形成するための補正が行われる。上記の調整は、露光走査部では、画像の書込みタイミング、感光体の駆動、露光量等を調整し、トナー現像部では、現像バイアスや帯電バイアスを調整する。
また、特許文献２には、画像形成装置内の適所に温度センサを設け、温度センサにより検知した温度が、前回の色ずれ調整を行なったときの温度との差が所定値以上になる温度であるか、否かによって、色ずれ調整の実行要否を判断して、その結果に従い色ずれ調整を実行する。
特許第３６４４９２３号公報 特許第３０３６４００号公報

ところで、色ずれが温度変化の影響を受けることは、上記特許文献２にも示されるように、画像形成装置において、従来から知られており、装置の温度条件をモニタし、所定の温度変化を目安に色ずれの調整（補正）を行っている。
ただ、このような方法で補正時期を定めるようにした場合、補正を行う時期は、予め設定した所定の温度変化が生じたときであり、それまでは、補正を行わない。従って、設定温度変化を大きくすると、その間に色ずれが大きくなる可能性があり、また、設定温度変化を小さくすると、ずれ検出用パターンの形成、ずれの検出、検出したずれに基づく補正、といった一連の補正動作（上記特許文献１、参照）が必要以上に行われ、画像形成の生産性の低下につながることになり、この設定を適切に行うことは、それぞれの装置特性等のばらつきがあって、困難を伴う。
本発明は、色成分毎に作像を行い、転写体への転写を行う、という一連の処理過程でカラー画像の合成を行う画像形成装置における色ずれ補正に係わる上記した従来技術の問題に鑑みてなされたもので、その解決すべき第１の課題は、色ずれの補正を任意のタイミングで行え、その際に、色ずれの検出を同時に行わなくても、その時の装置条件に適した補正を行うことができるようにすることにある。
また、色ずれの検出をもとに色ずれ補正が行われた場合に、それ以後に行われる色ずれ補正にこの検出結果を利用して、より適切な補正を行うことを第２の課題とする。

請求項１の発明は、色毎に作像を行う手段、作像された画像を転写体に転写する手段を有し、上記手段のいずれかで各色の画像を合成し、カラー画像を形成する画像形成装置において、装置内の温度を検知する温度検知手段と、予め求められた合成画像に生じる各色画像間のずれ量を、求めた時の温度と関係付けて保存するずれ量記憶手段と、前記温度検知手段により検知された現在の温度に応じたずれ量を前記ずれ量記憶手段の保存情報から取得し、取得したずれ量に基づいて、画像形成条件として予め設定されている制御量を補正する補正量を算出し、算出した補正量により補正した条件に従って色ずれのない画像を形成する制御を行う制御手段を備えることによって、上記第１の課題を解決するものである。
請求項２の発明は、画像形成を行った画像の枚数をカウントする枚数カウント手段を有した請求項１に記載された画像形成装置において、前記制御手段は、前記ずれ量記憶手段から取得したずれ量を前記枚数カウント手段のカウント値に応じて調整し、調整後のずれ量を制御に用いることを特徴とし、このようにすることによって上記第１の課題を解決するものである。

請求項３の発明は、請求項１又は２に記載された画像形成装置において、前記転写体に各色画像間のずれ量を求めるためのずれ補正用パターンを形成するパターン画像形成手段と、前記パターン画像形成手段によって形成された転写体上のずれ補正用パターンの位置情報を検出するパターン位置検出手段と、前記パターン位置検出手段によって検出された位置情報に基づいて色ずれ量を算出する色ずれ量演算手段と、前記色ずれ量演算手段によって算出された色ずれ量を、この色ずれ量を得るために行った前記補正用パターン形成時に前記温度検知手段により検知された温度と関係付け、既に同温度に関わる情報として前記ずれ量記憶手段に保存されている情報に上書きする手段を有したことを特徴とし、このようにすることによって上記第２の課題を解決するものである。
請求項４の発明は、請求項２又は３に記載された画像形成装置において、新に色ずれ量を得た時に、前記ずれ量記憶手段に前記枚数カウント手段のカウント値を履歴情報として保存することを特徴とし、このようにすることによって上記第２の課題を解決するものである。

請求項５の発明は、色毎に作像を行う工程、作像された画像を転写体に転写する工程を行い、上記工程のいずれかで各色の画像を合成し、カラー画像を形成する際に、合成画像に生じる色ずれに対する補正を行う色ずれ補正方法において、予め求められた合成画像に生じる各色画像間のずれ量を、求めた時の温度と関係付けて保存するずれ量保存工程と、
画像形成時に、環境の温度を検知する工程と、検知された温度に応じたずれ量を前記ずれ量保存工程で保存しておいたずれ量から取得する工程と、取得したずれ量に基づいて、画像形成条件として予め設定されている制御量を補正する工程と、補正した条件に従って色ずれのない画像を形成する制御を行う工程を行うことによって、上記第１の課題を解決するものである。
請求項６の発明は、画像形成を行った画像の枚数をカウントする工程が付加されている請求項５に記載された色ずれ補正方法において、画像形成条件として予め設定されている制御量を補正するために、保存しておいたずれ量から取得した前記ずれ量を、画像形成を行った画像枚数のカウント値に応じて調整する工程を行い、制御量を補正する前記工程において、調整後の補正量によって制御量を補正することを特徴とし、このようにすることによって上記第１の課題を解決するものである。

請求項７の発明は、請求項５又は６に記載された色ずれ補正方法において、前記転写体に各色画像間のずれ量を求めるためのずれ補正用パターンを形成する補正用パターン画像形成工程と、前記補正用パターン画像形成工程によって形成された転写体上のずれ補正用パターンの位置情報を検出するパターン位置検出工程と、前記パターン位置検出工程によって検出された位置情報に基づいて色ずれ量を算出する色ずれ量演算工程と、前記色ずれ量演算工程によって算出された色ずれ量を、この色ずれ量を得るために行った前記補正用パターン形成時に検知された環境の温度と関係付け、既に同温度に関わる情報として前記ずれ量保存工程で保存されている情報に上書きする工程を行うことを特徴とする色ずれ補正方法。
請求項８の発明は、請求項６又は７に記載された色ずれ補正方法において、新に色ずれ量を得た時に、画像形成を行った画像の枚数をカウントする前記工程で得たカウント値を履歴情報として保存する工程を行うことを特徴とし、このようにすることによって上記第２の課題を解決するものである。

本発明によれば、予め求められた合成画像に生じる各色画像間のずれ量を、求めた時の温度と関係付けて保存しておき、画像形成時に温度を検知し、検知した温度に応じた色ずれ量を保存しておいた情報から取得するようにしたので、ずれ補正用パターンの形成、パターン検知、ずれ量の算出といった、従来の色ずれ補正時に必要とした動作をせず（つまり、このための時間が削減でき）、任意のタイミングで、その時の装置の状態に応じた適切な色ずれの補正を行うことが可能になる。
また、ずれ補正用パターンの形成、パターン検知、ずれ量の算出という手順で新にずれ量を求めたときに、求めた補正用情報（ずれ量と温度情報）を保存されている補正用情報に上書きするようにしたので、以後の補正では、最新、即ち現状の装置状態に最も近い補正用情報を用いることで、経時的な変化による影響を避けることができるので、さらに高品質な画像を得ることができる（請求項３，７）。
しかも、画像形成を行った画像枚数のカウント値に応じて、ずれ量を調整することで、経時変化分を加味した補正によって、より高品質な画像を得ることができる（請求項２，４，６，８）。

以下に、本発明の画像形成装置及び色ずれ補正方法に係わる実施形態を説明する。
以下に示す実施形態は、本発明を主・副２次元走査方式で感光体上にＬＤ（Laser Diode）光書込みを行う電子写真方式のカラー画像形成装置に適用した例を示す。また、ここでは、此の種の装置として典型的な所謂タンデムタイプの画像形成装置、即ち、色毎に備えた感光体に形成された画像を転写する中間転写体（転写ベルト）上でカラー画像の合成を行う装置を例にする。
ただ、色成分毎に作像を行い、転写体への転写を行う、という一連の処理過程でカラー画像の合成を行う画像形成装置であれば適用でき、例えば、単一の感光体を各色に用いる方式や中間転写体からの転写プロセスでカラー画像の合成を行う方式においても、本例と同様に実施が可能である。

図１は、本実施形態のカラー画像形成装置の概略構成を示す。
図１に示すように、転写紙１を搬送する搬送ベルト２の移動方向に沿って上流から順に、カラー画像を構成する各色成分（イエロー：Ｙ、マゼンタ：Ｍ、シアン：Ｃ、ブラック：ＢＫ）の画像を形成する画像形成部６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６ＢＫが一列に配置されている。
搬送ベルト５は、駆動回転する駆動ローラ７と従動回転する従動ローラ８とに巻回されたエンドレスのベルトであり、駆動ローラ７により図中の矢印方向に回転駆動される。搬送ベルト５の下部には、転写紙４が収納された給紙トレイ１が備えられている。給紙トレイ１に収納された転写紙４のうち最上位置にある転写紙は、画像形成時に給紙され、静電吸着によって搬送ベルト５上に吸着される。吸着された転写紙４は、第１の画像形成部（イエロー）６Ｙに搬送され、ここでイエローの画像形成が行われる。
第１の画像形成部（イエロー）６Ｙは、感光体ドラム９Ｙと感光体ドラム９Ｙの周囲に配置された帯電器１０Ｙ、露光器１１、現像器１２Ｙ、感光体クリーナ１３Ｙから構成されている。なお、各色の画像形成部６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６ＢＫは、形成するトナー画像が異なるだけで、同じ構成要素を備えているので、第１の画像形成部（イエロー）以外の色についての構成の説明は省略する。

感光体ドラム９Ｙの表面は、帯電器１０Ｙで一様に帯電された後、露光器１１によりイエローの画像に対応したレーザー光１４Ｙで露光され、静電潜像が形成される。露光器１１は、主走査方向のライン画像信号に応じてＬＤ光源（不図示）の発光を制御することにより、発生された光を所定周期で走査ビームとして感光面に投射するとともに、主走査方向に交わる副走査方向に感光体ドラム９Ｙを移動（回転）させる（副走査の制御は、感光体ドラム９Ｙを回転するモータの制御による）ことにより該走査ビームによる２次元像の走査露光を行う。
感光面に形成された静電潜像は、現像器１２Ｙで現像され、感光体ドラム９Ｙ上にトナー像が形成される。このトナー像は、感光体ドラム９Ｙと搬送ベルト５上の転写紙と接する位置（転写位置）で転写器１５Ｙによって転写され、転写紙４上に単色（イエロー）の画像を形成する。
転写が終わった感光体ドラム６Ｍは、ドラム表面に残った不要なトナーを感光体クリーナ１０Ｍによってクリーニングされ、次の画像形成に備えることとなる。このように、第１の画像形成部（イエロー）６Ｙで単色（イエロー）を転写された転写紙４は、搬送ベルト５によって第２の画像形成部（マゼンタ）６Ｍに搬送される。ここでも、第１の画像形成部（イエロー）６Ｙにおけると同様に、感光体ドラム９Ｍ上に形成されたトナー像（マゼンタ）は、転写紙４上に重ねて転写される。転写紙４は、さらに第３の画像形成部（シアン）６Ｃ、第４の画像形成部（ブラック）６ＢＫに搬送され、これまでに行われたと同様に、形成されたトナー像が転写されて、カラー画像を形成してゆく。第４の画像形成部６ＢＫを通過してカラー画像が形成された転写紙４は、搬送ベルト５から剥離され、定着器１６にて定着された後、排紙される。

上記のカラー画像形成装置では、書込みユニット内の部品や感光体ドラムに温度変化が主な要因となって起きる経時変化により、感光体ドラム９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９ＢＫの軸間距離、感光体ドラム９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９ＢＫの平行度、露光器１１内でレーザ光を偏向する偏向ミラー（図示せず）の設置、感光体ドラム９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９ＢＫへの静電潜像の書込みタイミング等に誤差が生じ、これらの誤差によって、本来重ならなければならない位置に各色のトナー画像が重ならず、各色間で位置ずれ（以下「色ずれ」という）が生ずるという問題が起きる。
こうした色ずれの成分としては、主にスキュー、副走査方向のレジストずれ、主走査方向の倍率誤差、主走査方向のレジストずれなどが知られている。
画質の低下を招くこうした色ずれを起さないようにするために、事前に上記色ずれ成分を求め、求めた色ずれに応じて、画像形成条件として設定されている制御量を補正し、補正した条件に従って色ずれのない画像を形成する制御を行う。
従来、この色ずれ補正を行なう際、補正を行なう度に各色の画像形成部を実際に動作させて、色ずれ補正用パターンを搬送ベルト５に形成し、そのパターンを読取ることで、上記色ずれ成分の量を把握し、補正量を求める、という手順を行っていた。
しかしながら、この手順を行なうと相当の時間が掛かるので、前回色ずれ補正を行ってからの温度変動が小さい場合には、補正を行わないようにして、効率化を図っている。が、この方法による場合にも、上記［発明が解決しようとする課題］の項に述べたように、必ずしも適正な補正が保証されない、という問題が生じる場合がある。

そこで、本発明は、画像形成時に補正用パターンの検知に基づくずれ量の算出を行わなくても、色ずれ補正をいつでも（任意のタイミングで）、その時の装置の状態に応じて補正できるようにするものである。
このために、本実施形態では、通常の画像形成動作から切り離して、色ずれ量を求め、求めた色ずれ量を予め補正用情報として、求めた時の装置内の温度と関係付けて保存しておき、画像形成時には、そのときの装置内の温度を検知し、検知した温度に応じた色ずれ量を、保存しておいた補正用情報から取得するようにする。このようにすることで、従来、画像を形成する前に行なっていた補正用パターンの検知に基づく色ずれ量の算出をせずに（つまり、このための時間が削減でき）、その時の装置の状態に応じた適切な色ずれの補正を行うことを可能にする。しかも、温度を検知するだけで、その外は無条件であるから、いつでも実行できる。

また、上記のように色ずれ補正を行なうために、予め保存しておく補正用情報（色ずれ量、温度等）は、次に示す方法により提供することができる。
その１つは、画像形成装置の動作範囲における温度帯の全域にわたって実験的に求めた色ずれ量を温度と関係付けて装置内の不揮発メモリに保存し、装置に付けて提供する方法である。この場合、メーカー側で同じ構成の画像形成装置で得たデータを収集し、標準値として求めた値でも良いし、実機で実際に動作させて求めた値でも良い。
もう１つは、実機で補正用情報（色ずれ量、温度等）を求めることができるようにする方法である。即ち、実機に補正用パターンの検知、検知結果に基づくずれ量の算出といった処理手順を行うための手段を備え、この手段を用いて色ずれ量を求める動作を行わせる。この結果、得られる色ずれ量を装置内の不揮発メモリに保存し、その後の補正時に用いるようにする方法である。
後者の場合、補正用パターンの形成等を行う上記処理手順の実行が必要であり、このための制御手順が用意される。例えば、電源ＯＮ時や休止状態になる時などの適当に定めたタイミングで指示を出すか、或は、オペレータによる動作モードの指示を条件に、通常の画像形成動作とは切り離して（特別に画像形成の前に色ずれ量を求めるモードを指示する方法でも良い）色ずれ量を求め、補正用情報として保存する。なお、補正用パターンを検知し、検知結果に基づいてずれ量を算出する手順の実行を伴う本発明の実施形態については、後記で説明する（図１０、参照）。

上記のように、予め保存しておく補正情報を実機の動作によって求める、とする対応を可能にする場合、これに必要な以下の手段を備える必要がある。
その一つは、搬送ベルト５に色ずれの補正用パターンを形成する手段であり、図２に、搬送ベルト５に形成するこの補正用パターンの１例を示す。同図に示す補正用パターン２３は、上記したスキュー、副走査方向のレジストずれ、主走査方向の倍率誤差、主走査方向のレジストずれなどの色ずれ成分の検出をするために、Ｋ、Ｍ、Ｙ、Ｃそれぞれ主走査方向に対する平行ラインと傾斜ラインよりなり、搬送ベルト移動方向（副走査方向）に直交する方向（即ち、主走査方向）の３箇所、即ち中央部と両端部の２箇所に形成される。各ラインの間隔は、所定の長さｄを目標として形成される。
この色ずれの補正用パターン２３は、各色の画像形成部６Ｍ，６Ｃ，６Ｙ，６ＢＫを動作させて形成される。パターン形成の制御は、画像形成装置のシステム制御部（後記図６、参照）の制御下に設けたＩ／Ｏデバイスの１つである書込制御基板（図示せず）により行われる。書込制御基板は、各色成分の画像の光書込みを行う露光用ＬＤ（図示せず）を制御する基板であり、ここには、通常印刷モードの動作を行うための回路と、これとは別に、この補正モードの動作を行うために必要になる補正用パターン２３を形成するための回路を備える。

また、補正用パターン２３を検知する手段として、３箇所のパターンをそれぞれ検知するパターンセンサ１７，１８，１９を備える（図２、参照）。
これらのパターンセンサ１７，１８，１９は、図１に示すように、画像形成部６ＢＫの下流側に、搬送ベルト５に対向する位置で用紙４の搬送方向（図２の矢印で示す搬送ベルトの移動方向）と直交する主走査方向に沿うように、同一の基板上に支持されている。
図３は、パターンセンサ１７，１８，１９と補正用パターン２３の関連構成を説明する斜視図を示す。同図に示しように、搬送ベルト５の両端部２箇所に形成される色ずれの補正用パターン２３ａ，２３ｃと中央部に形成される色ずれの補正用パターン２３ｂに対向するように、パターンセンサ１７，１８，１９が配置される。
図４は、パターンセンサ１７、１８、１９の詳細構成を示す。同図に示すように、パターンセンサ１７，１８，１９は、同一構成よりなり、発光部２０と、スリット２１と、受光部２２と備え、搬送ベルト５上に形成された色ずれの補正用パターン２３を検知する。各パターンセンサ１７、１８、１９のスリット２１は、図５に示すように、主走査方向に平行なライン（以下、平行ラインと呼ぶ）とそのラインに対して傾斜したライン（以下、傾斜ラインと呼ぶ）それぞれを検知するために、これらのラインと平行の開口部を持ち、開口部を通して搬送ベルト５上に形成されたパターン２３の通過を検知する。
色ずれの補正用パターン２３は、図２に示したように、Ｋ、Ｍ、Ｙ、Ｃそれぞれ平行ラインと傾斜ラインとにより構成され、各ラインの間隔は、所定の長さｄを目標として形成されている。このようにすることで、色ずれの補正用パターン２３に対向して設置された各パターンセンサ１７，１８，１９のスリットにラインが来た際の検知信号は、きれいな山形もしくは谷形の波形となり、ライン中央を正確に求めることができる。

さらに、パターンセンサ１７，１８，１９の検知データに基づき、色ずれ量を算出する手段を備える。その構成と動作の概要を次に説明する。
色ずれ補正・制御の処理を実行するＣＰＵ（ハードウェア構成については、後記図６に関する説明、参照）は、色ずれの補正用パターン２３の検知データをもとに所定の演算処理を行うことにより、スキュー、副走査方向のレジストずれ、主走査方向の倍率誤差、主走査方向のレジストずれ量を各々求める。なお、補正用パターン２３の検知データからこれらのずれ量を演算する方法は、従来技術（例えば、特開２００４−１０１５６７号公報、参照）を適用することにより実施し得るので、ここでは、詳細な説明は、省略する。
また、図２に示した例では、各色の各種色ずれ量を求めるために必要な最低限のパターンとして、４色一組のライン列を示したが、感光体、中間転写ベルト、搬送ベルト等の回転変動による変動誤差を相殺するために、例えば感光体１周期間に対し複数組のライン列を形成して、パターンセンサ１７、１８、１９によりそれらのライン列の検知を行い、その検知結果の平均値を得るようにしてもよい。このようにすれば、より正確な検知を行うことができる。
各種のずれ量が取得されれば、得られたずれ量をもとに、ずれを補正するための制御が行われる。なお、この制御動作は、後記する実機でずれ検知を行わず、このための手段を備えない装置においても必要になる。
スキューに関しては、設定された補正量に従い、例えば、露光器１１内の偏向ミラー若しくは露光器１１自体をアクチュエーターによって傾きを加えることなどにより実施し得る。副走査方向のレジストずれに対しても同様で、例えばラインの書き出しタイミング及びポリゴンミラーの面位相制御を行う。主走査方向の倍率誤差に関しては、例えば、書込み画周波数を変更することにより、また、主走査方向のレジストずれに関しては、主走査ラインの書き出しタイミングの補正によって、同様に行うことができる。

図６は、本実施形態の色ずれ補正に係わる制御システム（ハードウェア）の概略構成を示すブロック図である。
図６の構成において、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３１、ＲＡＭ（Random Access Memory）３２、ＲＯＭ（Read Only Memory）３３及びＥＥＰ（Electrically Erasable and Programmable）ＲＯＭ３４は、画像形成装置全体を制御するシステム制御部として機能し、この機能を実現するために、ＣＰＵ３１は、ＲＡＭ３２、ＲＯＭ３３及びＥＥＰＲＯＭ３４に格納された、各種の制御用プログラム及び制御用データを必要に応じて使用することにより、各種Ｉ／Ｏデバイス（入出力装置）を含む各構成部を制御するための制御動作を実行する。その中には、ずれ補正を行うための一連の補正動作に必要な後記の処理フロー（図７，９，１０）を実行することが含まれる。
また、システムのハードウェア構成として、ＣＰＵ３１は、ＲＡＭ３２、ＲＯＭ３３及びＥＥＰＲＯＭ３４との間、さらにＩ／Ｏポート２９を介して各種Ｉ／Ｏデバイスとの間で、処理対象の画像データ、制御データ等のデータをやり取りするためのデータバス及びアドレスバスを備える。
また、各種Ｉ／Ｏデバイスの一部には、書込制御基板３７、発光量制御部３５、ＦＩＦＯ（First-In First-Out）２８、サンプリング制御部２７及び温度センサ３６が含まれる。書込制御基板３７は、通常印刷モードの動作を行うための回路と、これとは別に色ずれ補正モードの動作行うために、補正用パターン２３を形成するための回路を備える。温度センサ３６は、装置内の温度条件を監視するもので、本実施形態では、特に色ずれ量を求めた時の検知温度が補正情報として管理される。
発光量制御部３５は、補正用パターン２３を検知するためのパターンセンサ１７，１８，１９には、パターン検知用の発光部を有するタイプのパターンセンサを採用しており、この発光部の発光量を制御するデバイスである。また、ＦＩＦＯ２８及びサンプリング制御部２７は、パターンセンサ１７，１８，１９から検知データを取得するためのデバイスである。

ＣＰＵ３１の実行命令に従って、実機で補正用パターン２３の検知を行って、色ずれ量を求める動作を行う時には、各色の画像形成部６Ｍ，６Ｃ，６Ｙ，６ＢＫを動作させて搬送ベルト５に補正用パターン２３を形成した後、パターンセンサ１７，１８，１９の受光部２２によって検出されたパターン２３のライン検知信号は、増幅器（ＡＭＰ）２４によって増幅され、フィルタ２５によって必要としている周波数以上の周波数成分がカットされる。
次に、ライン検知信号は、Ａ／Ｄ変換器２６によってアナログデータからデジタルデータへと変換される。データのサンプリングは、サンプリング制御部２７によって制御される。サンプリングされたデータは、順次ＦＩＦＯメモリ２８に格納される。
一組みのライン列の検知が終了した後、格納されていたデータはＩ／Ｏポート２９を介し、データバスによりＣＰＵ３１およびＲＡＭ３２にロードされ、ＲＯＭ３３に格納されたプログラムに従い、画像形成条件を最適化する上記した各種の色ずれ量を算出するための演算処理を行う。
この後、得られた色ずれ量は、このずれ量を求めた時に温度センサ３６によって検知された装置内の温度と関係付けて補正用情報として保存し、管理される。本例では、算出した色ずれ量等を補正用情報として保存する場所として、ＥＥＰＲＯＭ３４を用い、ＣＰＵ３１の管理下におく。

上記のように、ＥＥＰＲＯＭ３４に予め保存しておく色ずれ量等の補正用情報を実機で求めることができるようにした実施形態では、補正用パターン２３を形成する手段、補正用パターン２３を検出するパターンセンサ１７，１８，１９、色ずれ補正量を算出する手段等を備える必要がある。
ただ、実機で色ずれ量を求める手段を備えず、例えばメーカーによって、実験的に求められたずれデータ（使用時に変化する装置の温度帯全域にわたるデータを用意する）をＥＥＰＲＯＭ３４に予め保存し、このデータのみで対応する方式で実施することも可能である。なお、この方式による場合には、経時変化により色ずれ量が適合しなくなる可能性があるので、例えば、サービスマンによるメンテナンスで経時変化に対する色ずれ量の変動を調整し、そのときにＥＥＰＲＯＭ３４に保存したデータを書換えて適正化する、という方法で対処できるようにすることが望ましい。
本実施形態では、上記のようにして予めＥＥＰＲＯＭ３４に保存しておいた補正用情報を用いることにより、画像形成時には、パターン検出データから色ずれ量を算出する処理プロセスを行わず、装置内の温度の検知を行うだけで、検知した温度に応じた色ずれ量を取得し、このずれ量によって色ずれを補正した制御条件を設定することによって、適正な画像形成を行うことを可能にする。
補正用情報を実機で求めるようにするか、否かの対応の何れを採用するにしても、ＣＰＵ３１は、画像形成時に検知した装置内の温度を条件に、ＥＥＰＲＯＭ３４に保存しておいた補正用情報からその温度に適合する色ずれ量を取得し、得たずれ量に基づき算出した、主、副レジストの変更、スキューの補正および倍率誤差補正（画周波数の変更）をするために書込制御基板３７に対してその設定を行い、適正な画像出力を得るための制御を行う。

次に、上記の制御システム（図６、参照）のＣＰＵ３１により実行される色ずれ補正に係わる処理の実施形態を示す。ここでは、色ずれ補正処理（１）〜（３）の３様の実施形態をそれぞれの処理フローに従って説明する。
ここに、色ずれ補正処理（１）は、本発明に係わる色ずれ補正処理、即ち、予め保存しておいた装置の温度条件に応じた色ずれ量を用いて行う補正処理の基本的な処理フローを示す。
また、色ずれ補正処理（２）は、上記（１）の基本処理をベースに、画像形成の履歴（画像形成を行った出力画像枚数のカウント値）に応じ、色ずれ量を調整することで、経時的な変化分を加味した補正を行うことを可能にした処理フローを示す。
さらに、色ずれ補正処理（３）は、実機により色ずれ量の算出を行うことを可能にした時に行う処理フローに係わる実施形態を示す。

「色ずれ補正処理（１）」
本発明では、ＥＥＰＲＯＭ３４に保存しておいた色ずれ量を用いて補正処理を行うので、従来法のように色ずれ量算出処理（補正用パターンの形成、検出を伴う）を必要としたことによる制約を受けることなく、いつでも（任意のタイミングで）色ずれ補正処理を行うことができる。
従って、画像形成時やユーザによるキー操作時に、或は装置が使用可能な状態にある間の所定時間の経過時、といった適当なタイミングで、その時の装置の温度に応じた色ずれ量をＥＥＰＲＯＭ３４の保存データから取得し、設定を補正する処理を行い、制御条件を最適化する。
図７は、ＣＰＵ３１が実行する色ずれ補正処理のフローを示す。
ＣＰＵ３１は、色ずれ補正処理を実行するタイミングとして設定した条件が満たされると、図７に示す処理フローによる色ズレ補正処理のサブルーチンを起動する。図７の処理フローでは、まず、温度センサ３６によって検知された現在の装置の温度情報を取得する（ステップＳ１０１）。
次いで、取得した現在の装置の温度によって、ＥＥＰＲＯＭ３４に温度と関係付けて保存されている色ずれ量を参照して、温度に応じた色ずれ量を得る（ステップＳ１０２）。ここに、ＥＥＰＲＯＭ３４には、色ずれの補正用情報として、例えば、管理テーブルの形式で色ずれ量を温度と関係付けて保存される。図８は、この管理テーブルの１例を示す。図８に示すように、装置がとり得る温度領域にわたって所定の温度帯に区分し、各温度帯に対応して、求められた主走査レジストずれ量、主走査倍率誤差、副走査レジストずれ量等の各種ずれ成分量をそれぞれ記録する。
次いで、ＥＥＰＲＯＭ３４に保存されている補正用情報から得た検知温度に応じた各種色ずれ量に基づいて制御条件を補正する（ステップＳ１０３）。具体的には、温度−色ずれ管理テーブル（図８）から得た各種色ずれ量に基づいて、主、副レジストの変更、スキューの補正および倍率誤差補正（画周波数を変更）をするために、書込制御基板３７に対して、色ずれを補正する制御条件を設定し、補正を行い、この処理フローを終える。

「色ずれ補正処理（２）」
本実施形態では、上記の色ずれ補正処理（１）に示した色ずれ補正の基本処理をベースに、装置状態の経時変化を考慮して、色ずれ量を調整することを可能にした処理フローを示す。
ＥＥＰＲＯＭ３４に予め保存されている、装置の温度と色ずれ量の関係を示す補正用情報は、図８の温度−色ずれ管理テーブルにおけるように、１つのずれ量に対し温度帯（所定温度範囲を有する）を対応付けているので、温度帯の範囲内における温度変動に対する追従性を有しない。
そこで、ここでは、画像出力の履歴（画像形成を行った出力画像枚数のカウント値）が色ずれ量と一定の関係になることに着目し、色ずれ補正を行なった時を起点にして出力画像枚数をカウントし、現時点のカウント値で色ずれ補正時のずれ量を調整することにより、装置状態の経時変化への追従性を確保し、適正な色ずれ補正を行うようにするものである。
図９は、ＣＰＵ３１が実行する本実施形態に係わる色ずれ補正処理のフローを示す。
ＣＰＵ３１は、色ずれ補正処理を実行するタイミングとして設定した条件が満たされると（例えば、前回補正処理時から所定時間の経過をタイマにより知ったとき）、図９に示す処理フローによる色ズレ補正処理のサブルーチンを起動する。図９の処理フローでは、まず、温度センサ３６によって検知された現在の装置の温度情報を取得する（ステップＳ２０１）。
次いで、取得した現在の装置の温度によって、ＥＥＰＲＯＭ３４に温度と関係付けて保存されている温度−色ずれ管理テーブル（図８）の色ずれ量を参照して、温度に応じた色ずれ量を得る（ステップＳ２０２）。

この後、温度−色ずれ管理テーブルから得た検知温度に応じた各種色ずれ量を画像出力の履歴（画像形成を行った出力画像枚数のカウント値）に応じて調整をする（ステップＳ２０３）。画像出力の履歴は、装置が動作履歴として保存している情報から、取り込むことにより得ることができる。ここで必要とする情報は、前回色ずれ補正を行なってからの出力画像枚数であるから、前回色ずれ補正を行なった時と今回行なう補正時における装置の履歴から、この間に行なった出力画像枚数を知ることができる。この方法により出力画像枚数を得るためには、新に色ずれ補正を行なった時に、その時の出力画像枚数を記録しておくことが必要となるので、例えば、新に求めた補正用情報（色ずれ量、温度等）に関連付けてその時の出力画像枚数を保存するといった手順（後記ステップＳ２０５、参照）を行なうことで実施することができる。なお、上記以外にも、前回色ずれ補正を行なった時からの出力画像枚数を計数するカウンタを別に設けても良い。
次に、調整された各種色ずれ量に基づいて制御条件を補正する（ステップＳ２０４）。具体的には、色ずれ量に基づいて、主、副レジストの変更、スキューの補正および倍率誤差補正（画周波数を変更）をするために、書込制御基板３７に対して、色ずれを補正する制御条件を設定し、補正を行なう。
色ずれ補正を行った後、新に求めた補正用情報を管理するために、求めた補正用情報を履歴情報として記録、保存し、この処理フローを終える。このときに、履歴情報として記録、保存する補正用情報には、今回の補正時における出力画像枚数のデータを含める。

「色ずれ補正処理（３）」
上記の色ずれ補正処理（図７、図９の処理フロー、参照）に用いる色ずれ量を実機で求める場合に実行する処理フローを示す。
上記の色ずれ補正処理（図７、図９の処理フロー、参照）に示したように、本発明に係わる色ずれ補正は、従来法のように、補正用パターンの形成、検出を伴う色ずれ量の算出処理を不可欠とせず、このために、ＥＥＰＲＯＭ３４に保存しておいた色ずれ量を用いて補正処理を行う。しかしながら、経時変化等により、実際には個々の装置特性にばらつきが生じ、予め保存しておく温度−色ずれ管理テーブル（図８）で対応しきれない場合が起きる。
そこで、色ずれ量を実機で求め、得られる色ずれ量を用いることで、適正な画像出力を保証することを可能にする。ただ、色ずれ量を実機で求める場合のタイミングは、例えば、電源ＯＮ時や休止状態になる時などの適当に定めたタイミングで指示を出すか、或は、オペレータによる動作モードの指示を出す、といった条件で、通常の画像形成動作とは切り離して（特別に画像形成の前に補正値を求めるモードを指示する方法でも良い）、色ずれ量を求め、求めた色ずれ量をこれまでＥＥＰＲＯＭ３４に補正用情報として保存しておいたデータに上書きし、以後の色ずれ補正処理に用いる。
このようにすることで、以後の補正では、最新、即ち現状の装置状態に最も近い補正用情報を用いることで、経時的な変化による影響を避けることが可能になり、さらに高品質な画像を得ることができる。

図１０は、ＣＰＵ３１が実行する、実機で色ずれ量を求め、補正用情報として保存する本実施形態に係わる処理のフローを示す。
ＣＰＵ３１は、補正用パターン検出による色ずれ量の算出・保存処理を実行するタイミングとして設定した条件が満たされると、図１０に示す処理フローによる色ずれ量の算出・保存処理のサブルーチンを起動する。図１０の処理フローでは、まず、書込制御基板３７に指示して、搬送ベルト５に補正用パターン２３（図２、参照）を形成する（ステップＳ３０１）。
次に、搬送ベルト５に形成した補正用パターン２３をパターンセンサ１７，１８，１９（図２〜５、参照）によって検知させ、得られる検知データから補正用パターン２３の位置情報を求める（ステップＳ３０２）。
次いで、求めた補正用パターン２３の位置情報をもとに、スキュー、副走査方向のレジストずれ、主走査方向の倍率誤差、主走査方向のレジストずれ量等の各種ずれ量を算出する（ステップＳ３０３）。
この後、算出した各種ずれ量を、これ以後に実行する色ずれ補正処理に用いることを可能にするために、補正用情報として保存する。この時、補正用情報は、上記手順による色ずれ量算出処理時の装置温度と関係付け、温度−色ずれ管理テーブル（図８）の形式で保存するので、温度センサ３６により検出された温度のデータを取得する（ステップＳ３０４）。
次に、取得した温度データが属する温度−色ずれ管理テーブルの温度帯に対応する各種ずれ量に、ステップＳ３０３で算出した各種ずれ量を保存した（ステップＳ３０５）後、この処理フローを終える。なお、新たに求めた色ずれ量を保存するときに、これまでに補正用情報として保存しておいたデータに上書きし、以後の補正処理を適正に保つようにする。

本発明の実施形態に係わるカラー画像形成装置の概略構成を示す。 色ずれ量を求めるために搬送ベルトに形成する補正用パターンの１例を示す。 カラー画像形成装置（図１）の搬送ベルト上の補正用パターンとパターンセンサの関係を示す。 図１〜３におけるパターンセンサの詳細構成を示す。 パターンセンサ（図４）内に設けられたスリットの構成を示す。 色ずれ補正に係わる制御システム（ハードウェア）の概略構成をブロック図にて示す。 色ずれ補正処理のフローを示す。 ＥＥＰＲＯＭに保存した色ずれ量−温度関連テーブルの１例を示す。 図７の色ずれ補正処理をベースに経時変化の調整を可能にしたフローを示す。 補正用パターン検出による色ずれ量の算出・保存処理のフローを示す。

符号の説明

４・・転写紙、５・・搬送ベルト、６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６ＢＫ・・画像形成部（各色成分用）、９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９ＢＫ・・感光体ドラム（各色成分用）、１１・・露光器、１７，１８，１９・・パターンセンサ、２３・・補正用パターン、３１・・ＣＰＵ、３４・・ＥＥＰＲＯＭ、３６・・温度センサ、３７・・書込制御基板。

Claims (8)

1. 色毎に作像を行う手段、作像された画像を転写体に転写する手段を有し、上記手段のいずれかで各色の画像を合成し、カラー画像を形成する画像形成装置であって、
   装置内の温度を検知する温度検知手段と、
   予め求められた合成画像に生じる各色画像間のずれ量を、求めた時の温度と関係付けて保存するずれ量記憶手段と、
   前記温度検知手段により検知された現在の温度に応じたずれ量を前記ずれ量記憶手段の保存情報から取得し、取得したずれ量に基づいて、画像形成条件として予め設定されている制御量を補正する補正量を算出し、算出した補正量により補正した条件に従って色ずれのない画像を形成する制御を行う制御手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 画像形成を行った画像の枚数をカウントする枚数カウント手段を有した請求項１に記載された画像形成装置において、
   前記制御手段は、前記ずれ量記憶手段から取得したずれ量を前記枚数カウント手段のカウント値に応じて調整し、調整後のずれ量を制御に用いることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１又は２に記載された画像形成装置において、
   前記転写体に各色画像間のずれ量を求めるためのずれ補正用パターンを形成するパターン画像形成手段と、
   前記パターン画像形成手段によって形成された転写体上のずれ補正用パターンの位置情報を検出するパターン位置検出手段と、
   前記パターン位置検出手段によって検出された位置情報に基づいて色ずれ量を算出する色ずれ量演算手段と、
   前記色ずれ量演算手段によって算出された色ずれ量を、この色ずれ量を得るために行った前記補正用パターン形成時に前記温度検知手段により検知された温度と関係付け、既に同温度に関わる情報として前記ずれ量記憶手段に保存されている情報に上書きする手段を有したことを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項２又は３に記載された画像形成装置において、新に色ずれ量を得た時に、前記ずれ量記憶手段に前記枚数カウント手段のカウント値を履歴情報として保存することを特徴とする画像形成装置。
5. 色毎に作像を行う工程、作像された画像を転写体に転写する工程を行い、上記工程のいずれかで各色の画像を合成し、カラー画像を形成する際に、合成画像に生じる色ずれに対する補正を行う色ずれ補正方法であって、
   予め求められた合成画像に生じる各色画像間のずれ量を、求めた時の温度と関係付けて保存するずれ量保存工程と、
   画像形成時に、環境の温度を検知する工程と、
   検知された温度に応じたずれ量を前記ずれ量保存工程で保存しておいたずれ量から取得する工程と、
   取得したずれ量に基づいて、画像形成条件として予め設定されている制御量を補正する工程と、
   補正した条件に従って色ずれのない画像を形成する制御を行う工程を行うことを特徴とする色ずれ補正方法。
6. 画像形成を行った画像の枚数をカウントする工程が付加されている請求項５に記載された色ずれ補正方法において、
   画像形成条件として予め設定されている制御量を補正するために、保存しておいたずれ量から取得した前記ずれ量を、画像形成を行った画像枚数のカウント値に応じて調整する工程を行い、
   制御量を補正する前記工程において、調整後の補正量によって制御量を補正することを特徴とする色ずれ補正方法。
7. 請求項５又は６に記載された色ずれ補正方法において、
   前記転写体に各色画像間のずれ量を求めるためのずれ補正用パターンを形成する補正用パターン画像形成工程と、
   前記補正用パターン画像形成工程によって形成された転写体上のずれ補正用パターンの位置情報を検出するパターン位置検出工程と、
   前記パターン位置検出工程によって検出された位置情報に基づいて色ずれ量を算出する色ずれ量演算工程と、
   前記色ずれ量演算工程によって算出された色ずれ量を、この色ずれ量を得るために行った前記補正用パターン形成時に検知された環境の温度と関係付け、既に同温度に関わる情報として前記ずれ量保存工程で保存されている情報に上書きする工程を行うことを特徴とする色ずれ補正方法。
8. 請求項６又は７に記載された色ずれ補正方法において、
   新に色ずれ量を得た時に、画像形成を行った画像の枚数をカウントする前記工程で得たカウント値を履歴情報として保存する工程を行うことを特徴とする色ずれ補正方法。

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