JP2010048906A - 画像形成装置および画像制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】色合わせ補正精度の向上と、傷判別機能による転写ベルト選択範囲の自由度向上とを図る画像形成装置および画像形成方法を提供する。
【解決手段】画像形成部で形成した複数色のトナー画像をベルト状の転写ベルトに重ね合わせて転写用カラー画像を形成し、転写用カラー画像を転写媒体に転写する画像形成装置であって、転写ベルト上に各色の色合わせ補正用パターン形成手段と、補正パターン形成手段が形成する補正パターンを検出する検知センサと、検知信号を受けて色合わせ補正の演算を実行する制御装置とを備え、検知信号にノイズが乗っている場合にノイズを検知してノイズ以外のシグナルで色合わせ補正の演算を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、色合わせ補正を制御する画像形成装置および画像制御方法に関する。

近年、学校、オフィス等において、処理されるドキュメントは急速にカラー化が進み、これらのドキュメントを扱う複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置も急速にカラー化が進んでいる。

現在、これらのカラー機器は、オフィス等における事務処理の高品位化および迅速化に伴い、高画質化および高速化される傾向にある。かかる要求に応え得るカラー機器としては、例えば、黒（Ｋ）・イエロー（Ｙ）・マゼンタ（Ｍ）・サイアン（Ｃ）の各色毎に各々の画像形成ユニットを持ち、各画像形成ユニットで形成された異なる色の画像を搬送される転写材または中間転写体上に多重転写し、カラー画像の形成を行なうカラー画像形成装置が種々提案されている。

一方で、多重転写する際、各色による画像が重ならずにずれる位置ずれを起こす可能性が生じる。この位置ずれを防止するため、位置ずれ検知用のトナーマーク列を形成、検知するものがある。

特許文献１は、カラー画像形成に用いられる各色の画像形成ユニットから転写された画像を移動させる無複数個配置された電子写真プロセス部によって位置ずれ検知用マークを形成し、位置ずれ検知用マークを画像検知手段により検知した検知結果に基づいて位置ずれ補正を行う。この位置ずれ補正における調整法は、位置ずれ量の大きさに応じて用いられるように制御し、位置ずれ量が大きくても位置ずれ検知用マークを確実に検知し、位置ずれが大きいと思われる場合の調整時間を短縮できる画像形成装置が提案されている。

特許文献２は、転写搬送ベルト上へ、位置合わせ用の各色のトナーによるパターンをトナー像形成部の感光体により転写し、ベルト上に転写された各色のパターンにセンサから光を照射し、その反射光により各色のパターンを検出し、各色に何らかの補正を行うために、ベルトの位置を記憶し、ベルトの表面状態をチェックし、表面チェックによりベルト上にノイズ（異常個所）が存在することを検出した場合は、この異常個所を避けて補正されたパターンを作成する。異常個所の判定は、周期的である場合のみ異常個所と判定する。これによって、ベルト表面の傷や汚れによる誤検出を極力防止することが可能な中間転写方式に用いる転写装置と、これを用いた画像形成装置が提案されている。
特開２００５−０３１２６３号公報 特開２００７−１５６２８１号公報

しかし、従来では、転写ベルト上に傷がある場合には色合わせ補正を失敗するという問題点が残っている。また、転写ベルト上の傷や汚れによる誤検知を極力防止する必要がある。

そこで本発明は、色合わせ補正精度の向上と、傷判別機能による転写ベルト選択範囲の自由度向上とを図る画像形成装置および画像形成方法の提供を目的とする。

上記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、画像形成部で形成した複数色のトナー画像をベルト状の転写ベルトに重ね合わせて転写用カラー画像を形成し、前記転写用カラー画像を転写媒体に転写する画像形成装置であって、前記転写ベルト上に各色の色合わせ補正用パターン形成手段と、前記補正パターン形成手段が形成する補正パターンを検出する検知センサと、検知信号を受けて色合わせ補正の演算を実行する制御装置とを備え、検知信号にノイズが乗っている場合にノイズを検知してノイズ以外のシグナルで色合わせ補正の演算を行う画像制御装置であることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像制御装置において、検知信号に乗っているノイズをシグナルと区別する手段として、検知信号から色合わせ補正の演算を行うための基準電圧を常に２種類のレベルで設定し、高いレベルの基準電圧で信号の数を検知し、検知した信号数が前記補正パターン数より多い場合には、もう一方のレベルの基準電圧を用いて信号の数を検知し、信号の数とパターンの数が同じになった場合に色合わせ補正演算を行うことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の画像制御装置において、検知信号に乗っているノイズをシグナルと区別する手段として、検知信号から色合わせ補正の演算を行うための基準電圧を常に２種類のレベルで設定し、高いレベルの基準電圧で信号の数を検知し、検知した信号数が前記補正パターン数より多い場合には、もう一方のレベルの基準電圧を用いて信号の数を検知し、その時も信号数が前記補正パターン数よりも多い場合には２つ目の基準電圧値を下げて、信号数がパターン数と同じになった電圧レベルで色合わせ補正演算を行うことを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の画像制御装置において、検知信号に乗っているノイズをシグナルと区別する手段として、検知信号から色合わせ補正の演算を行うための基準電圧を常に２種類のレベルで設定し、高いレベルの基準電圧で信号の数を検知し、検知した信号数が前記補正パターン数と同じ場合には、もう一方のレベルの基準電圧は使用せず、高いレベルの基準電圧で色合わせ補正演算を行うことを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項２に記載の画像制御装置において、検知信号から色合わせ補正の演算を行うための基準電圧を常に２種類のレベルで設定し、高いレベルの基準電圧で信号の数を検知し、検知した信号数が前記補正パターン数と同じ場合で、さらにもう一方のレベルの基準電圧でも信号の数を検知し、検知した信号数も前記補正パターン数と同じであった場合に、各レベルで検出された値を用いて色合わせ補正演算を行い、その演算値の平均を取ることで位置検知精度を向上させることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の画像制御装置において、検知信号に乗っているノイズをシグナルと区別する手段として、検知信号から色合わせ補正の演算を行うための基準電圧を常に複数のレベルで設定し、高いレベル順の基準電圧で信号の数を検知し、そのときの信号数が前記補正パターン数より多い場合には、次のレベルの基準電圧を用いて信号の数を検知し、信号の数とパターンの数が同じになった基準電圧で色合わせ補正演算を行うことを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、画像形成部で形成した複数色のトナー画像をベルト状の転写ベルトに重ね合わせて転写用カラー画像を形成し、前記転写用カラー画像を転写媒体に転写する画像形成方法であって、前記転写ベルト上に各色の色合わせ補正用パターン形成工程と、前記補正パターン形成手段が形成する補正パターンを検知センサにより検出する工程と、検知信号を受けて色合わせ補正の演算を制御装置により実行する工程とを備え、検知信号にノイズが乗っている場合にノイズを検知してノイズ以外のシグナルで色合わせ補正の演算を行う画像制御方法であることを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の画像制御方法において、検知信号に乗っているノイズをシグナルと区別する方法として、検知信号から色合わせ補正の演算を行うための基準電圧を常に複数のレベルで設定し、高いレベル順の基準電圧で信号の数を検知し、そのときの信号数が前記補正パターン数より多い場合には、次のレベルの基準電圧を用いて信号の数を検知し、信号の数とパターンの数が同じになった基準電圧で色合わせ補正演算を行うことを特徴とする。

本発明によれば、色合わせ補正精度が向上し、傷判別機能による転写ベルト選択範囲の自由度が向上する画像形成装置および画像形成方法の提供を可能とする。

本発明を好適に実施するための実施の形態について説明する。

本実施形態の画像形成装置について図１、図２、図３を用いて説明する。図１は、本実施形態の画像形成装置の構成の概要を示す図である。図２は、本実施形態の画像形成装置を示す斜視図である。図３は、本実施形態の画像形成装置における補正パターン、転写ベルト地肌部分を示す図である。

図１に示すように、転写ベルトに沿って各色の画像形成装置が並べられた構成のものであり、タンデムタイプと呼ばれるものである。すなわち、転写ベルト５に沿って、この転写ベルト５進行方向の上流側から順に、複数の画像形成部６ＢＫ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｙが配列されている。

これら複数の画像形成部６ＢＫ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｙは形成するトナー画像の色が異なるだけで内部構成は共通である。

画像形成部６ＢＫはブラックの画像を、画像形成部６Ｍはマゼンタの画像を、画像形成部６Ｃはシアンの画像を、６Ｙはイエローの画像をそれぞれ形成する。よって、以下の説明では、画像形成部６ＢＫについて具体的に説明するが、他の画像形成部６Ｍ、６Ｃ、６Ｙは画像形成部６ＢＫと同様であるので、その画像形成部６Ｍ、６Ｃ、６Ｙの各構成要素については、Ｍ、Ｃ、Ｙによって区別した符号を図に表示するにとどめ、説明を省略する。

転写ベルト５は、回転駆動される駆動ローラ７と従動ローラ８と二巻回されたベルトである。この駆動ローラ７は、図示していない駆動モータにより回転駆動させられ、この駆動モータと、駆動ローラ７と、従動ローラ８とが転写ベルト５を移動させる駆動手段として機能する。

画像形成部６ＢＫは感光体としての感光体ドラム９ＢＫ、この感光体ドラム９ＢＫの周囲に配置された帯電器１０ＢＫ、露光器１１、現像器１２ＢＫ、感光体クリーナ（図示せず）、除電器１３ＢＫ等から構成されている。

露光器１１は各画像形成部６ＢＫ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｙが形成する画像色に対応する露光光であるレーザ光１４ＢＫ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｙを照射するように構成されている。

画像形成の際に感光体ドラム９ＢＫの外周面は暗中にて帯電器１０ＢＫにより一様に帯電された後、露光器１１からブラックの画像に対応したレーザ光１４ＢＫにより露光され、静電潜像を形成される。

現像器１２ＢＫは、この静電潜像をブラックトナーにより可視像化し、このことにより感光体ドラム９ＢＫ上にブラックのトナー画像が形成される。このトナー画像は、感光体ドラム９と転写ベルトが接する位置で転写ベルトに転写される。

トナー画像の転写が終了した感光体ドラム９ＢＫは、外周面に残留した不要なトナーを感光体クリーナにより払拭された後、除電器１３ＢＫにより除電され、次の画像形成のために待機する。

転写ベルト５は、さらに次の画像をベルト上に形成するために、次の画像形成部６Ｍに移動する。画像形成部６Ｍでは、画像形成部６ＢＫでの画像形成プロセスと同様のプロセスにより感光体ドラム９Ｍ上のマゼンタのトナー画像が形成され、そのトナー画像が転写ベルト５上に形成されたブラックの画像に重畳されて転写される。

転写ベルト５は、さらに次の画像形成部６Ｃ、６Ｙに移動し、同様の動作により、感光体ドラム９Ｃ上に形成されたシアンのトナー画像と、感光体ドラム９Ｙ上に形成されたイエローのトナー画像とが、転写ベルト５上に重畳されて転写される。こうして、転写ベルト５上にフルカラーの画像が形成される。

給紙トレイ１から給紙ローラ２と分離ローラ３とにより分離給紙される用紙４に、転写ベルトと用紙４が接する部分で転写ベルト５上のフルカラーのトナー画像が用紙４に転写され、用紙４上にフルカラートナー画像が形成される。このフルカラーの重ね画像が形成された用紙４は、定着器１６にて画像を定着された後、画像形成装置の外部に排紙される。

以上のような構成のカラー画像形成装置では、感光体ドラム９ＢＫ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｙの軸間距離の誤差、感光体ドラム９ＢＫ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｙの平行度誤差、露光器１１内でレーザ光を偏向する偏向ミラー（図示せず）の設置誤差、感光体ドラム９ＢＫ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｙへの静電潜像の書込みタイミング誤差等により、本来重ならなければ鳴らない位置に各色のトナーが重ならず、各色間で色ずれが生じるという問題が発生することがある。

そこで、各色のトナー画像の色合わせ補正をする必要がある。図１に示すように、画像形成部Ｙの下流側に、転写ベルト５に対向するセンサ１７、１８、１９が設けられている。センサ１７、１８、１９は転写ベルト５の進行方向と直行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。

各センサは、発光素子と受光素子を備え、転写ベルト５上に形成された色合わせ補正パターン２４を検知する。発光素子より出射された光が転写ベルト５上に形成された補正パターンに照射されると、パターンに反射されて戻ってくる光が減衰し、受光素子から出力される電圧レベルが降下し、転写ベルト５上の補正パターン以外の地肌部に照射され、反射されて戻ってくる光は減衰されずに受光素子に入るので受光素子より出力される電圧レベルは降下しない。その様子を図３に示す。これらの受光素子より出力される信号が制御装置（ＡＳＩＣ）に入力され、制御装置内で色合わせ補正のための演算を行い、その結果を用いて色合わせ補正を実施する。

しかし、転写ベルト５上に傷などが存在すると、補正パターンと誤検知してしまい、色合わせ補正が正確に行えない。そこで、以下のような制御を行い、この問題を解決する。

色合わせ補正を行う際には、制御装置（ＡＳＩＣ）内で受光素子より出力された信号の有る基準電圧において色合わせ補正に用いるシグナル（色合わせ補正の演算に用いる信号をシグナルと呼ぶこととする）を検出している。しかし、信号に転写ベルト上の傷によるノイズが混ざっていた場合には、基準電圧でノイズを検知してしまうと、ノイズもシグナルとして検知してしまい色合わせ補正の演算が正確に行えない。

そこで、本実施形態の制御装置は、以下のような補正演算処理をする。以下に、本実施形態の制御装置の処理について図４を用いて説明する。図４は、本実施形態の制御装置の処理を示すフローチャートである。

各色の色合わせパターンｎ個を１セットとして、転写ベルト上に複数セット作像する（ステップＳ１０１）。作像された１セット目のｎ個のパターンをセンサで読み取りを開始する（ステップＳ１０２）。開始後、信号を制御装置に送り、そして、２つの基準電圧Ａ［Ｖ］とＢ［Ｖ］を設定する（Ａ＞Ｂ）。

まず、基準電圧Ａで検知した色合わせ補正に使用するシグナルを算出し（ステップＳ１０３）、検知したシグナルの個数がｎ＋１個以上の場合には（ノイズを検知している場合）（ステップＳ１０３／ＹＥＳ）、Ａより低い基準電圧Ｂで検出されたシグナルの個数を算出し（ステップＳ１０８）、ｎ個だった場合に色合わせ補正演算を実行する（ステップＳ１０５）。

ここで基準電圧Ｂでもｎ＋１個のシグナルが検知された場合には（ステップＳ１０５／ＮＯ）、基準電圧Ｂの値を下げ（ステップＳ１０７）、シグナルの検出個数がｎ個の時点で色合わせ補正演算を実行する。

また、基準電圧Ａでシグナルをｎ個検出し（ステップＳ１０３／ＮＯ）、さらに基準電圧Ｂでもシグナルをｎ個検出した場合には（ステップＳ１０４／ＹＥＳ）、基準電圧Ａから求めた色合わせ補正値Ｈａと基準電圧Ｂから求めた色合わせ補正値Ｈｂの平均値（Ｈａ＋Ｈｂ）／２をそのときの色合わせ補正値として用いる（ステップＳ１０６）。

（実施形態２）
実施形態１での画像処理装置の制御装置の補正演算処理に、実際の値を代入した例を次に、図５を用いて説明する。図５は、本実施形態の画像処理装置の制御装置の補正演算の概念図を示す。
ほとんどの場合ノイズがシグナルよりも信号強度が小さい。一例として、Ａ＝２．５［Ｖ］、Ｂ＝０．１［Ｖ］として実施形態１の制御を行うことで、ノイズとシグナルを区別し色合わせ補正精度の向上を図る。図５に概念図を示す。縦軸に電圧、横軸に時間を示す。

（実施形態３）
次に、実施形態１、２と別の実施形態の処理について説明する。
本実施形態では、第１の実施形態と構成については、同様の形態をとりうる。本実施形態では、第１の実施形態での基準電圧の数を増やしている。

基準電圧を複数設定し（第１の実施形態では２種類であったが、本実施形態では、それ以上）、それぞれの基準電圧から求められた補正値を平均した値を色合わせ補正値として用いる。一例として４種類の場合を説明する。

まず、各色の色合わせパターンｎ個を１セットとして、転写ベルト上に複数セット作像する。作像された１セット目のｎ個のパターンをセンサで読み取り、信号を制御装置に送る。そして、４つの基準電圧Ａ［Ｖ］とＢ［Ｖ］Ｃ［Ｖ］Ｄ［Ｖ］を設定し（Ａ＞Ｂ＞Ｃ＞Ｄ）、まず基準電圧Ａで検知した色合わせ補正に使用するシグナルを算出し、検知したシグナルの個数がｎ＋１個以上の場合には（ノイズを検知している場合）、Ａより低い基準電圧Ｂで検出されたシグナルの個数を算出し、ｎ個だった場合に色合わせ補正演算を実行する。

ここで基準電圧Ｂでもｎ＋１個のシグナルが検知された場合には、基準電圧Ｂの値を下げ、シグナルの検出個数がｎ個の時点で色合わせ補正演算を実行する。

ここで基準電圧Ｃでもｎ＋１個のシグナルが検知された場合には、基準電圧Ｂの値を下げ、シグナルの検出個数がｎ個の時点で色合わせ補正演算を実行する。

ここで基準電圧Ｄでもｎ＋１個のシグナルが検知された場合には、基準電圧Ｂの値を下げ、シグナルの検出個数がｎ個の時点で色合わせ補正演算を実行する。

また、基準電圧Ａでシグナルをｎ個検出し、基準電圧Ｂでもシグナルをｎ個検出し、基準電圧Ｃでもシグナルをｎ個検出し、さらに基準電圧Ｄでもシグナルをｎ個検出した場合には、基準電圧Ａから求めた色合わせ補正値Ｈａ、基準電圧Ｂから求めた色合わせ補正値Ｈｂ、基準電圧Ｂから求めた色合わせ補正値Ｈｃ、基準電圧Ｄから求めた色合わせ補正値Ｈｄ、の平均値（Ｈａ＋Ｈｂ＋Ｈｃ＋Ｈｄ）／４をそのときの色合わせ補正値として用いる。

第１から第３の実施形態によれば、検知信号にノイズが乗っていると判断した場合に、ノイズを検知してノイズ以外のシグナルで色合わせ補正の演算を行うことで、色合わせ補正を正確に行うことを可能とする。

また、転写ベルト上の傷による色合わせパターンの検出信号の誤検知をなくすことで、色合わせ精度を向上させることができる。さらに、転写ベルトの傷や汚れをパターンと判別できるので、もともと多少の傷や汚れを有する可能性のある廉価な転写ベルトも採用可能となる。

本実施形態の画像形成装置の構成の概要を示す図である。 本実施形態の画像形成装置の制御装置の斜視図である。 本実施形態の画像形成装置における補正パターン、転写地肌部分を示す図である。 本実施形態の画像処理装置の制御装置の第２の演算処理フローチャートである。 本実施形態の画像処理装置の制御装置の補正演算の概念図を示す。

符号の説明

１ 給紙トレイ
２ 給紙ローラ
３ 分離ローラ
４ 用紙
５ 転写ベルト
６ 画像形成部
７ 駆動ローラ
８ 従動ローラ
９ 感光体ドラム
１０ 帯電器
１１ 露光器
１２ 現像器
１３ 除電器
１４ レーザ光

Claims (8)

1. 画像形成部で形成した複数色のトナー画像をベルト状の転写ベルトに重ね合わせて転写用カラー画像を形成し、前記転写用カラー画像を転写媒体に転写する画像形成装置であって、
   前記転写ベルト上に各色の色合わせ補正用パターン形成手段と、
   前記補正パターン形成手段が形成する補正パターンを検出する検知センサと、
   検知信号を受けて色合わせ補正の演算を実行する制御装置とを備え、
   検知信号にノイズが乗っている場合にノイズを検知してノイズ以外のシグナルで色合わせ補正の演算を行うことを特徴とする画像制御装置。
2. 検知信号に乗っているノイズをシグナルと区別する手段として、検知信号から色合わせ補正の演算を行うための基準電圧を常に２種類のレベルで設定し、高いレベルの基準電圧で信号の数を検知し、検知した信号数が前記補正パターン数より多い場合には、もう一方のレベルの基準電圧を用いて信号の数を検知し、信号の数とパターンの数が同じになった場合に色合わせ補正演算を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像制御装置。
3. 検知信号に乗っているノイズをシグナルと区別する手段として、検知信号から色合わせ補正の演算を行うための基準電圧を常に２種類のレベルで設定し、高いレベルの基準電圧で信号の数を検知し、検知した信号数が前記補正パターン数より多い場合には、もう一方のレベルの基準電圧を用いて信号の数を検知し、その時も信号数が前記補正パターン数よりも多い場合には２つ目の基準電圧値を下げて、信号数がパターン数と同じになった電圧レベルで色合わせ補正演算を行うことを特徴とする請求項２に記載の画像制御装置。
4. 検知信号に乗っているノイズをシグナルと区別する手段として、検知信号から色合わせ補正の演算を行うための基準電圧を常に２種類のレベルで設定し、高いレベルの基準電圧で信号の数を検知し、検知した信号数が前記補正パターン数と同じ場合には、もう一方のレベルの基準電圧は使用せず、高いレベルの基準電圧で色合わせ補正演算を行うことを特徴とする請求項２に記載の画像制御装置。
5. 検知信号から色合わせ補正の演算を行うための基準電圧を常に２種類のレベルで設定し、高いレベルの基準電圧で信号の数を検知し、検知した信号数が前記補正パターン数と同じ場合で、さらにもう一方のレベルの基準電圧でも信号の数を検知し、検知した信号数も前記補正パターン数と同じであった場合に、各レベルで検出された値を用いて色合わせ補正演算を行い、その演算値の平均を取ることで位置検知精度を向上させることを特徴とする請求項２に記載の画像制御装置。
6. 検知信号に乗っているノイズをシグナルと区別する手段として、検知信号から色合わせ補正の演算を行うための基準電圧を常に複数のレベルで設定し、高いレベル順の基準電圧で信号の数を検知し、そのときの信号数が前記補正パターン数より多い場合には、次のレベルの基準電圧を用いて信号の数を検知し、信号の数とパターンの数が同じになった基準電圧で色合わせ補正演算を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像制御装置。
7. 画像形成部で形成した複数色のトナー画像をベルト状の転写ベルトに重ね合わせて転写用カラー画像を形成し、前記転写用カラー画像を転写媒体に転写する画像形成方法であって、
   前記転写ベルト上に各色の色合わせ補正用パターン形成工程と、
   前記補正パターン形成手段が形成する補正パターンを検知センサにより検出する工程と、
   検知信号を受けて色合わせ補正の演算を制御装置により実行する工程とを備え、
   検知信号にノイズが乗っている場合にノイズを検知してノイズ以外のシグナルで色合わせ補正の演算を行うことを特徴とする画像制御方法。
8. 検知信号に乗っているノイズをシグナルと区別する方法として、検知信号から色合わせ補正の演算を行うための基準電圧を常に複数のレベルで設定し、高いレベル順の基準電圧で信号の数を検知し、そのときの信号数が前記補正パターン数より多い場合には、次のレベルの基準電圧を用いて信号の数を検知し、信号の数とパターンの数が同じになった基準電圧で色合わせ補正演算を行うことを特徴とする請求項７に記載の画像制御方法。

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