JP2008009021A - 画像形成装置および印刷位置調整機構 - Google Patents

Abstract

【課題】読み取り素子の位置によって正確な感度情報を得ることが難しい場合にも、読み取り素子に対する精度の高い感度調整を実現する。
【解決手段】画像形成装置の印刷位置調整機構であって、画像を形成する媒体上に形成された印刷位置調整用のレジストレーションマークを検出するセンサ１１と、このセンサ１１による検出位置が媒体上で移動可能となるようにセンサ１１を支持するマウント１２と、このマウント１２を制御しセンサ１１を移動させて媒体上の複数の場所でセンサ１１の読み取りデータを取得し、読み取りデータに基づいてセンサ１１の感度調整を行うセンサ調整部２０とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、連続紙を印刷媒体とする画像形成装置及びその印刷位置調整機構に関する。

連続紙を印刷媒体とする画像形成装置では、媒体上にレジストレーションマーク（以下、適宜マークと略記する）を印刷し、これをセンサ（読み取り素子）にて読み取り、読み取り情報をフィードバックすることによって、印刷位置を調整することが行われる。このマークの読み取りには様々な読み取り素子が使用されるが、いずれも媒体とマークとの感度差に基づいてマークの位置を検出する仕組みをとっている。そのため、適確にマークの位置を検出するために、読み取り素子の感度調整を行う必要がある。

従来技術として、下記特許文献１には、異なる濃度をそれぞれ呈する基準のパターンをプリントし、そのパターンに対して最適な線形特性を示すように、光学センサの発光側の出力を調整したり、受光側の感度を調整したりする技術が開示されている。また、特許文献２には、反射型センサと透過型センサの切り替えに伴う感度調整について記載されている。また、特許文献３には、各色の印刷に対してそれぞれ適切な感度調整を行う手法が開示されている。

特開２０００−２８９２５２号公報 特開２００３−１４５８５８号公報 特開２００４−１３１０号公報

上述したように、画像形成装置におけるレジストレーションマークを用いた印刷位置調整では、読み取り素子の感度調整を行うことが不可欠である。しかしながら、マークが読み取り素子の真下にある場合や、媒体に予め何らかの印刷がなされている場合など、読み取り素子の位置によっては、正確な感度情報を得ることができない場合があった。

本発明は、読み取り素子の位置によって正確な感度情報を得ることが難しい場合にも、読み取り素子に対する精度の高い感度調整を実現することを目的とする。

かかる目的を達成するために、本発明は、次のように構成された画像形成装置として実現される。この装置は、印刷媒体として連続紙を用い、連続紙上に形成された印刷位置調整用のレジストレーションマークを検出し、かつ検出位置を連続紙上で移動可能なセンサと、センサを移動させて連続紙上の複数の場所でセンサの読み取りデータを取得し、読み取りデータに基づいてセンサの感度調整を行うセンサ調整部と、センサ調整部により調整されたセンサの読み取りデータに基づいて画像形成ユニットによる印刷位置を制御する印刷制御部とを備える。

より詳しくは、このセンサは、少なくとも連続紙の幅方向に沿って、もしくは幅方向および搬送方向に沿って検出位置を移動可能に設けられる。

また、本発明は、画像形成装置における次のように構成された印刷位置調整機構としても実現される。この印刷位置調整機構は、画像を形成する媒体上に形成された印刷位置調整用のレジストレーションマークを検出するセンサと、このセンサによる検出位置が媒体上で移動可能となるようにセンサを支持するマウントと、このマウントを制御しセンサを移動させて媒体上の複数の場所でセンサの読み取りデータを取得し、読み取りデータに基づいてセンサの感度調整を行うセンサ調整部とを備える。

より詳しくは、マウントは、センサを少なくとも媒体の幅方向に沿って移動可能に取り付ける。あるいは、このマウントは、センサを媒体の幅方向および搬送方向に沿って移動可能に取り付ける。

さらに好ましくは、上記の画像形成装置またはその印刷位置調整機構において、センサ調整部は、読み取りデータの最大値および最小値を用いて、レジストレーションマークの検出基準であるスライスレベルの値を計算し、センサのスライスレベルを調整する。

以上のように構成された本発明によれば、次のような効果を奏する。
請求項１の画像形成装置によれば、読み取り素子に対する精度の高い感度調整が可能である。
請求項２の画像形成装置によれば、レジストレーションマークの検出基準であるスライスレベルの調整を精度良く行うことができる。
請求項３の画像形成装置によれば、センサを移動させるための機構を簡単に構成することができる。
請求項４の画像形成装置によれば、センサの移動制御が容易になる。
請求項５の印刷位置調整機構によれば、読み取り素子に対する精度の高い感度調整が可能である。
請求項６の印刷位置調整機構によれば、レジストレーションマークの検出基準であるスライスレベルの調整を精度良く行うことができる。
請求項７の印刷位置調整機構によれば、センサを移動させるための機構を簡単に構成することができる。
請求項８の印刷位置調整機構によれば、センサの移動制御が容易になる。

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態（以下、実施形態）について詳細に説明する。
図６、７は、本実施形態による出力画像の印刷位置調整機構を搭載した画像形成装置の構成を示す図である。いずれも電子写真方式で画像形成を行う装置であり、露光装置にて感光体ドラムに出力画像の静電潜像を形成し、画像形成材であるトナーを用いて印刷媒体上に画像を形成する。図６は、単一の感光体ドラムにて単色の画像を形成する装置の構成例であり、図７は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色でカラー画像を形成するカラー機の構成例である。図７に示す画像形成装置は、いわゆるタンデム型の装置構成であり、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色に対応する独立の画像形成ユニット（露光装置および感光体ドラムを含む）を備える。そして、図示のように並べて設けられた画像形成ユニットが、各色の画像を印刷媒体上に順次重ねていくことによってカラー画像を形成する。

図６、７に示したように、本実施形態が適用される画像形成装置は、連続紙を印刷媒体として画像形成を行う。そして、媒体上にレジストレーションマークを形成し、センサによるマークの検出位置を画像形成ユニットにフィードバックして出力画像の印刷位置を調整する。図６のような単色機では、印刷媒体に対する画像の位置合わせが行われる。一方、図７のようなカラー機では、単色機と同様の印刷媒体に対する位置合わせの他、各色の画像の相対的な位置合わせ（色合わせ）も、同様の印刷位置調整機構により行われる。

図１は、本実施形態による画像形成装置の印刷位置調整機構の構成を示す図である。
図１を参照すると、本実施形態の印刷位置調整機構は、媒体上に形成されたレジストレーションマークを検出するマーク検出部１０と、マーク検出部１０におけるセンサ（読み取り素子）の感度調整等を行うセンサ調整部２０とを備えて構成される。また、マーク検出部１０によるマークの検出結果に基づいて画像形成ユニット４０による画像の形成位置の制御を行う印刷制御部３０を備える。なお、マーク検出部１０により検出されるマークは、画像形成ユニット４０により、通常の出力画像と同様に媒体上に形成される。

マーク検出部１０は、媒体上に形成されたマークを読み取るセンサ１１と、センサ１１を移動可能に取り付けたマウント１２とを備える。センサ１１としては、例えば、ＰＤ（Photo Diode）センサ等で構成される検出器上に結像し、パッチの重心線と検出器の中心線とが一致したときにパルスを出力する反射型センサを用いることができる。また、感知域が線状のライン型センサ、感知域が面状のエリア型センサ等を用いることもできる。センサ１１によるマークの検出は、可視光の他、紫外線等を用いて行っても良い。

マウント１２は、印刷媒体である連続紙の搬送路付近で、搬送方向に沿って画像形成ユニット４０の下流に設けられており、センサ１１を移動可能に支持する。これにより、センサ１１による検出位置が媒体上の一定の範囲で移動可能となる。本実施形態では、マウント１２によるセンサ１１の移動範囲は、図２に示すように、少なくとも検知位置が媒体の幅方向（画像形成ユニット４０による画像形成の際の走査方向に一致）に沿って、一定距離を移動可能とする必要がある。可能であれば、媒体の幅方向のほぼ全域にわたって移動できることが好ましい。また、マウント１２は、媒体の搬送方向（幅方向と直交する方向）に沿って、センサ１１を移動可能としても良い。

センサ調整部２０は、プログラム制御されたＣＰＵおよびＲＡＭ等のメモリにより実現される。このセンサ調整部２０は、マーク検出部１０のマウント１２を制御してセンサ１１を移動させながら、マーク検出部１０のセンサ１１の検出結果を受け付け、この検出結果に基づいてセンサ１１の感度調整を行う。センサ調整部２０による処理の具体的な内容については後述する。

印刷制御部３０は、プログラム制御されたＣＰＵおよびＲＡＭ等のメモリにより実現される。この印刷制御部３０は、センサ調整部２０により調整されたセンサ１１の検出結果を受け付け、この検出結果に基づいて画像形成ユニット４０を制御し、印刷位置の調整（レジストレーション・コントロール）を行う。

上記のような画像形成装置の印刷位置調整機構において、レジストレーションマークの検出は、マークとマークが形成された媒体の地色に対するセンサ１１の感度差に基づいて行われる。連続紙を印刷媒体とする画像形成装置の場合、レジストレーションマークを媒体上に形成するため、媒体である紙の種類が異なる（地色の別や光沢の有無等）と、地色とマークとの間の相対的な感度差が変わってしまう。そのため、媒体を交換したとき等の必要なタイミングで媒体の地色の感度情報を取得し、センサ１１の感度を調整する必要がある。しかしながら、偶然にセンサ１１の直下にマークが形成されてセンサ１１の感知域と完全に重なってしまった場合や、媒体上に予め何らかの印刷がなされていてセンサ１１の感知域が包含されてしまう場合には、媒体の地色に対する正確な感度情報が得られない。このような事態に対応すべく、本実施形態は、マウント１２によりセンサ１１の位置を移動させることにより、確実に媒体の地色の部分を見つけ出して感度情報を取得し、センサ１１の感度調整を行う。

図３は、センサ調整部２０によるセンサの調整手順を説明するフローチャートである。以下に説明する動作において、センサ調整部２０は、センサ１１が読み取ったデータ（感知データ）、取得した感知データの数（データ数）、取得した全ての感知データの最大値および最小値をメモリに保存する。
図３を参照すると、センサ調整部２０は、初期動作として、まずマウント１２を制御してセンサ１１を予め設定された原点位置へ移動させる（ステップ３０１）。次に、センサ調整部２０は、センサ１１を適当な距離だけ移動させ（ステップ３０２）、センサ１１による感知データを取り込む（ステップ３０３）。そして、取り込んだ感知データの値が予め規定された範囲（規定範囲）内か否かを判断する（ステップ３０４）。

感知データの値が規定範囲内であったならば、次にセンサ調整部２０は、メモリに感知データを保存し（ステップ３０５）、保持しているデータ数の値を１加算する（ステップ３０６）。そして、ステップ３０５で保存した感知データの値がそれまでに取得された感知データの最大値か否かを調べ（ステップ３０７）、最大値であれば、保持している最大値をその値に更新する（ステップ３０８）。ステップ３０５で保存した感知データの値が最大値でない場合は、次にセンサ調整部２０は、その値がそれまでに取得された感知データの最小値か否かを調べ（ステップ３０９）、最小値であれば、保持している最小値をその値に更新する（ステップ３１０）。

最大値または最小値の更新後、あるいはステップ３０５で保存した感知データの値がそれまでに取得された感知データの最大値でも最小値でもない場合、あるいはステップ３０４で感知データの値が規定範囲から外れる場合、次にセンサ調整部２０は、センサ１１が媒体の幅方向いっぱいまで移動したか否かを判断する（ステップ３１１）。そして、センサ１１が未だ媒体の幅方向いっぱいに移動していない場合は、ステップ３０２に戻ってセンサ１１をさらに移動させ、ステップ３０３以降の処理を繰り返す。

一方、既にセンサ１１が媒体の幅方向いっぱいまで移動している場合、次にセンサ調整部２０は、データ数が予め規定された数（規定数）以上か否かを判断する（ステップ３１２）。そして、データ数が規定数以上であれば、センサ調整部２０は、保持している最大値を基準としてセンサ１１の感度調整を行う（ステップ３１３）。ここで、最大値は媒体の地色の感度情報に相当する。媒体の地色に対して感度が最も高くなるようにセンサ１１の感度を調整することによって、センサ１１の検出精度を最も高くすることができる。また、センサ調整部２０は、保持している最大値および最小値に基づいてレジストレーションマークの検出基準であるスライスレベルの値を計算し、センサ１１のスライスレベルを調整する（ステップ３１４）。具体的には、例えば最大値と最小値の中間値（（最大値＋最小値）／２）をスライスレベルとすることができる。

ステップ３１２で、データ数が規定数に達していない場合は、画像形成装置のコントロールパネル等のディスプレイにメッセージを表示したり、警告音を発したりしてユーザに異常通知を行い、動作を終了する（ステップ３１５）。特に、ステップ３０３で取り込まれた感知データの値の全てがステップ３０４で規定範囲外と判断された場合は、センサ不良、あるいはレジストレーションマークを用いた印刷位置調整を行うことができない媒体であることを通知するようにしても良い。

図４は、本実施形態におけるセンサの移動の様子を示す図であり、図５は、図４のようにセンサが移動した場合の感知データと感度調整およびスライスレベル調整の例を示す図である。
本実施形態によるセンサ調整では、図４に示すように、センサ１１がマウント１２によって印刷媒体である連続紙の幅方向へ移動し、これに伴って連続紙上の複数の場所で感知データを取得しセンサ調整部２０へ送る。図４に示す例では、センサの移動経路上にレジストレーションマーク、孔、予め印刷された画像が存在する。そのため、感知データの値は、図５（Ａ）に示すように、連続紙上の検出された場所に応じて大きく変化する。図５（Ａ）において、図４の孔の位置に対応する感知データの値は規定範囲を超えているので無視される。そして、図５（Ｂ）に示すように、感知データの最大値をセンサ１１の最大感度とし、最大値と最小値から計算される特定値（例えば中間値）をスライスレベルとする。

なお、図３乃至図５を参照して説明した動作では、センサ１１により取得された感知データに関して、媒体の地色に対する感度を高い感度とし、マークのような画像が形成されている部分の感度を低い感度として説明したが、反対に地色を低い感度、画像部分を高い感度と定義しても良い。

本実施形態では、センサ１１がマウント１２により、媒体の幅方向に沿って移動可能に支持される場合について説明したが、上述したように、センサ１１を媒体の幅方向および搬送方向の両方に移動可能としても良い。センサ１１を媒体の幅方向だけでなく、搬送方向へも移動させることにより、媒体上のより広い範囲で感知データを取得することができる。また、本実施形態のようにセンサ１１を媒体の幅方向にのみ移動可能とする場合、実際に媒体を搬送することによって、センサ１１を媒体の搬送方向へ移動させるのと同様に広い範囲で感知データを取得できるようにすることも可能である。

本実施形態における画像形成装置の印刷位置調整機構の構成を示す図である。 本実施形態におけるセンサの移動範囲を例示する図である。 本実施形態のセンサ調整部によるセンサの調整手順を説明するフローチャートである。 本実施形態におけるセンサの移動の様子を示す図である。 図４のようにセンサが移動した場合の感知データと感度調整およびスライスレベル調整の例を示す図である。 単一の感光体ドラムにて単色の画像を形成する画像形成装置の構成例を示す図である。 タンデム型のカラー画像形成装置の構成例を示す図である。

符号の説明

１０…マーク検出部、１１…センサ、１２…マウント、２０…センサ調整部、３０…印刷制御部、４０…画像形成ユニット

Claims (8)

1. 印刷媒体として連続紙を用いる画像形成装置において、
   前記連続紙上に形成された印刷位置調整用のレジストレーションマークを検出し、かつ検出位置を当該連続紙上で移動可能なセンサと、
   前記センサを移動させて前記連続紙上の複数の場所で当該センサの読み取りデータを取得し、当該読み取りデータに基づいて当該センサの感度調整を行うセンサ調整部と、
   前記センサ調整部により調整された前記センサの読み取りデータに基づいて画像形成ユニットによる印刷位置を制御する印刷制御部と
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記センサ調整部は、前記読み取りデータの最大値および最小値を用いて、前記レジストレーションマークの検出基準であるスライスレベルの値を計算し、前記センサのスライスレベルを調整することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記センサは、少なくとも前記連続紙の幅方向に沿って検出位置を移動可能に設けられたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記センサは、前記連続紙の幅方向および搬送方向に沿って検出位置を移動可能に設けられたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. 画像を形成する媒体上に形成された印刷位置調整用のレジストレーションマークを検出するセンサと、
   前記センサによる検出位置が前記媒体上で移動可能となるように前記センサを支持するマウントと、
   前記マウントを制御し前記センサを移動させて前記媒体上の複数の場所で当該センサの読み取りデータを取得し、当該読み取りデータに基づいて当該センサの感度調整を行うセンサ調整部と
   を備えることを特徴とする画像形成装置の印刷位置調整機構。
6. 前記センサ調整部は、前記読み取りデータの最大値および最小値を用いて、前記レジストレーションマークの検出基準であるスライスレベルの値を計算し、前記センサのスライスレベルを調整することを特徴とすることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置の印刷位置調整機構。
7. 前記マウントは、前記センサを少なくとも前記媒体の幅方向に沿って移動可能に取り付けたことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置の印刷位置調整機構。
8. 前記マウントは、前記センサを前記媒体の幅方向および搬送方向に沿って移動可能に取り付けたことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置の印刷位置調整機構。

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