JP2011170318A - 画像形成装置およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】透明トナーと有色トナーを重ね記録して出力画像を形成する電子写真方式の画像形成装置において、透明トナーについては濃度センサ等による濃度読み取りが困難であるため、レジずれに対して有効な補正を行うことが困難であった。
【解決手段】まず、透明トナーによる記録部と有色トナーによる記録部が完全に重なった図４(a)から、重ならない図４(b)まで、２色の重なり量を段階的に変えた複数の調整用パターンを記録媒体上に形成し、その濃度値を測定する。そして該濃度値に基づき、調整用パターンにおける透明トナーのレジずれ量を算出し、これを補正する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、透明色材を含む複数色の色材によってカラー画像を形成する画像形成装置およびその制御方法に関する。

画像情報を記録媒体上に形成する画像形成装置として、従来より様々な方式のものが提案されているが、その代表例として電子写真方式の記録装置が知られている。電子写真方式の記録装置においては、まず、像担持体としての感光体を帯電器により帯電し、この感光体に画像情報に応じた光照射を行って潜像を形成する。そして、この潜像部分に色材（トナーやインク）を付着させる現像を行い、該現像された色材を紙などのシート状の記録媒体に転写する、という一連のプロセスによって、画像が形成される。

また、画像のカラー化に伴って、上述のような各画像形成プロセスがなされる画像形成ユニットを色毎に備えて、各色像をそれぞれの像担持体に形成し、各像担持体の転写位置にて中間転写体に各色像を重ねて転写する。そして、各色像を記録媒体に再度転写することによってフルカラー画像を形成する、いわゆるタンデム方式のカラー画像形成装置が提案されている。

しかしながら、タンデム方式のカラー画像形成装置では、異なる画像形成ユニットで形成された各画像の形成位置がずれてしまうことにより色ずれが発生し、画像上の色転びなどの画像劣化が生じることがある。そこで、このような色ずれを濃度センサなどで検出し、補正する技術が提案されている。

例えば、予め、色ずれ検出用の基準画像をトナー像として描画し、濃度センサで測定することによって各色のズレ量を算出し（色ずれ検出）、該ズレ量に応じて各画像の位置合わせ（色ずれ補正）を行う技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

一方、近年のカラー画像形成装置では、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック等の従来使用されている有色色材に加えて、クリアトナーやクリアインク等の無色透明な色材（以下、透明色材と称する）が利用され始めている。透明色材は主に、高光沢再現や質感、透かし模様、装飾効果（メタリック調）などの付加価値印刷に用いられているが、この透明色材に関しても有色色材と同様に、色ずれを補正する必要がある。

透明色材の色ずれを検出するために、記録媒体上の表面凹凸を計測することによって透明色材の記録位置を検出し、色ずれ補正を行う技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。また、透明色材の記録位置を含む領域を照明し、その正反射光量を測定することで透明色材の記録位置を検出し、色ずれ補正を行う技術も提案されている（例えば、特許文献３参照）。

特開平０６−０５１６０７号公報 特開２００８−１４３０４４号公報 特開２００３−１５９７８３号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載されたような色ずれ補正技術は、有色色材には有効であるが、透明色材については濃度センサ等による濃度読み取りができないため、トナー像の検出、補正ができず、有効ではなかった。

また、上記特許文献２に記載されたような色ずれ補正技術によれば、記録媒体上の表面凹凸を計測するため、高精度な表面形状測定装置が必要になるという問題がある。

また、上記特許文献３に記載されたような色ずれ補正技術によれば、透明色材の記録位置を光沢度の違いにより検出するため、数十ミクロン角の微小な領域の正反射光量を計測するための特殊な装置が必要になるという問題がある。

本発明は上述した問題を解決するためになされたものであり、以下の機能を実現する画像形成装置およびその制御方法を提供することを目的とする。すなわち、透明色材と有色色材を重ね記録することによって出力画像を形成する画像形成装置において、透明色材の色ずれを簡易に検出できるようにする。

上記目的を達成するための一手段として、本発明の画像形成装置は以下の構成を備える。

すなわち、透明色材による画像と有色色材による画像を重ねて記録することによって出力画像を形成する画像形成装置であって、前記透明色材と前記有色色材により調整用のパターン画像を形成する形成手段と、該形成されたパターン画像における濃度値を取得する取得手段と、該取得された濃度値に基づき、前記パターン画像における前記有色色材の記録位置に対する前記透明色材の記録位置のずれ量を算出する算出手段と、を有し、前記パターン画像におけるパターンは、前記透明色材による記録部が第１の間隔で繰り返し配置された画像と、前記有色色材による記録部が第２の間隔で繰り返し配置された画像とが重なったパターンであることを特徴とする。

上記構成からなる本発明によれば、透明色材と有色色材を重ね記録することによって出力画像を形成する画像形成装置において、透明色材の色ずれを簡易に検出できるようにすることができる。

第１実施形態における画像形成装置のシステム構成を示すブロック図、 第１実施形態におけるエンジン制御部の詳細構成を示す模式図、 第１実施形態におけるレジ調整処理を示すフローチャート、 第１実施形態における調整用パターン例を示す図、 第１実施形態における調整用パターンの濃度特性を示すグラフ、 第１実施形態におけるＣＣＤイメージセンサの構成を示すブロック図、 第１実施形態におけるレジずれ算出処理を示すフローチャート、 第１実施形態における２色間の相対位置と濃度値との関係を示すグラフ、 第２実施形態における調整用パターン例を示す図、 第２実施形態における第１および第２の濃度分布を示すグラフ、 第２実施形態におけるレジずれ算出処理を示すフローチャート、 第１実施形態におけるＣＣＤイメージセンサの検出位置を示す模式図、 従来のレジストレーション調整処理を説明する図、である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の実施の形態は特許請求の範囲に関る本発明を限定するものではなく、また、本実施の形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の解決手段に必須のものとは限らない。

＜第１実施形態＞
●装置構成
本実施形態においては、透明色材（透明トナー）による画像と有色色材（ブラックトナー等）による画像を重ねて記録することによって出力画像を形成する、電子写真方式の画像形成装置を例として説明する。

図１は、本実施形態に係る画像形成装置の機能構成を示すブロック図である。図１において、コントローラ部１００は、全体制御を司るＣＰＵ１０２、予め制御プログラムが書き込まれたＲＯＭ１０３、処理中データのワークエリアとして利用されるＲＡＭ１０４、から構成されている。コントローラ部１００はまた、外部装置であるホスト装置（不図示）から入力された画像データを入力部１０１に格納し、エンジン部１１０に対して該画像データの送信のほか、制御命令や情報の送受信を行う。

エンジン部１１０は、プリンタエンジン制御部１１１を有し、該プリンタエンジン制御部１１１が、本実施形態のプリンタエンジンにおける各モータ１１２、各デバイス１１３、各センサ１１４を制御する。ここで、各モータ１１２は、像担持体や印刷用紙搬送系の駆動に用いるモータ等である。また、各デバイス１１３は、レーザスキャナや感光ドラム、印刷用紙搬送系、現像装置、定着装置等である。また、各センサ１１４は、ＣＣＤイメージセンサや濃度センサ、温度センサ、湿度センサ等である。プリンタエンジン制御部１１１は、コントローラ部１００からの入力や各センサ１１４からの情報に応じて、各モータ１１２や各デバイス１１３の制御を行う。

操作部１２０は、不図示のハードディスクドライブやコンピュータ、サーバ、ネットワーク等の各種リソースとのインタフェースを有しており、コントローラ部１００に対して、該リソースからの印刷画像データの入力を行う。

図２は、エンジン部１１０の構成を模式的に示す図である。エンジン部１１０においては、複数の画像形成ユニット２１０ａ〜２１０ｆが、中間転写ベルト２２１上にその移動方向（図中矢印）に沿って順次配列されている。これら画像形成ユニット２１０ａ〜２１０ｆはいずれも同じ構成からなるが、ここで画像形成ユニット２１０ａを例として、その詳細構成を説明する。画像形成ユニット２１０ａにおいては、感光ドラム２１１ａが像担持体として中心に軸支されている。また、感光ドラム２１１ａの外周面に対向してその回転方向に、帯電器２１２ａ、レーザスキャナ２１３ａ、現像器２１４ａ、クリーニング装置２１５ａ、が順次配置されている。以下、各画像形成ユニット２１０ａ〜２１０ｆを総じて、画像形成ユニット２１０と表記し、その内部構成についても同様に、例えば感光ドラム２１１で全画像形成ユニット２１０ａ〜２１０ｆにおける感光ドラム２１１ａ〜２１１ｆを示すとする。エンジン部１１０はまた、給紙カセット２３０、印刷用紙Ｐ、用紙搬送ベルト２３１、定着器２２３、中間転写ベルト２２１上のクリーニング装置２２４、濃度センサ２２５、ＣＣＤイメージセンサ２２２、を備える。

以下、エンジン部１１０における画像形成動作について説明する。まず、帯電器２１２において感光ドラム２１１の表面に均一な帯電量の電荷が与えられる。次に、レーザスキャナ２１３により、画像信号に応じて変調した半導体レーザなどの光線で感光ドラム２１１上を露光し、感光ドラム２１１上に静電潜像を形成する。次に、例えばイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック、および特色（透明、白色、コーポレートカラーなど）といった現像剤（以下、トナーと称する）をそれぞれ収納した現像器２１４によって、上記静電潜像をトナー像とし、可視化する。次に、感光ドラム２１１上のトナー像を中間転写ベルト２２１上に一次転写する。次に、給紙カセット２３０から給紙された印刷用紙Ｐが、用紙搬送ベルト２３１上を搬送され、印刷用紙Ｐに上記中間転写ベルト２２１上のトナー像を二次転写する。次に、定着器２２３は、上記印刷用紙Ｐ上のトナー像を熱と圧力とによって定着する。その後、トナー像定着後の印刷用紙Ｐは、排出ローラによって排紙トレイに排出される。

エンジン部１１０では、以上説明したプロセスにより画像形成が行われる。なお、感光ドラム２１１上や中間転写ベルト２２１上に残った残留トナーは、感光ドラム２１１上のクリーニング装置２１５、中間転写ベルト２２１上のクリーニング装置２２４により回収される。本実施形態では、エンジン部１１０が濃度センサ２２５とＣＣＤイメージセンサ２２２を有し、その検出結果に基づいて色ずれ補正を行うことを特徴とするが、その動作の詳細については後述する。

●従来のレジストレーション調整処理
従来のレジストレーション調整処理（以下、単にレジ調整と称する）について、代表的な例を図１３に基づいて説明する。なお、ここでは有色色材であるＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋ４色の色材をレジ調整する。図１３は、図２に示した画像形成装置における従来のレジ調整動作を説明する図であり、印刷用紙に対する副走査方向のレジ調整を行う場合の例を示している。なお、レジ調整は任意のタイミングで行うことができる。例えば装置本体の電源投入直後、一定枚数印字後、または所定時間経過後などに、レジ調整を行うことができる。

まず、図１３に示すように４色の画像パターンが等間隔で配置されたレジ調整用パターン１３０１を、中間転写ベルト２２１上に形成する。具体的には、レジ調整用パターン１３０１を示す印刷データに従って、各画像形成ユニット２１０は各色のトナー像を形成する。中間転写ベルト２２１の搬送方向の先頭から、ブラックトナー記録部（Ｋ）、シアントナー記録部（Ｃ）、マゼンタトナー記録部（Ｍ）、及びイエロートナー記録部（Ｙ）が、この順番に所定の間隔で並ぶように、レジ調整用パターン１３０１は形成される。このようなレジ調整用パターン１３０１におけるトナー濃度を濃度センサ２２５により検知することにより、先頭のブラックトナー像を基準としたＫＣ間、ＫＭ間、ＫＹ間の記録間隔Ｒｋｃ、Ｒｋｍ、Ｒｋｙを測定する。こうして、各色間のレジずれ量を算出する。

ここで、レジ調整用パターン１３０１は、ＫＣ間、ＫＭ間、ＫＹ間のそれぞれの記録間隔を、ＳＲｋｃ、ＳＲｋｍ、ＳＲｋｙとする印刷データに従って形成される。したがって、上記濃度センサ２２５が検知した記録間隔Ｒｋｃ、Ｒｋｍ、Ｒｋｙと、印刷データが指定する記録間隔ＳＲｋｃ、ＳＲｋｍ、ＳＲｋｙとの差がレジずれ量となる。ここで、記録間隔Ｒｋｃ、Ｒｋｍ、Ｒｋｙと、記録間隔ＳＲｋｃ、ＳＲｋｍ、ＳＲｋｙと、のそれぞれの差を、ΔＲｋｃ、ΔＲｋｍ、ΔＲｋｙとする。このレジずれ量ΔＲｋｃ、ΔＲｋｍ、ΔＲｋｙに従い、Ｋ、Ｃ、Ｍ，Ｙの画像信号の書き出しタイミングを電気的に補正することにより、各色のレジが合わせられる。

ここでは、副走査方向についてレジ調整を行う例について説明した。しかしながら、主走査方向についても同じようにレジ調整することが可能である。このようにして有色色材の４色間のレジずれは補正される。しかしながら透明色材については、濃度センサやＣＣＤイメージセンサ等の簡易な測定器では濃度読み取りができない。したがって、この従来の方法に従って透明トナーのトナー像を検出し、レジ調整することは困難であった。

●レジストレーション調整処理
以下、上記説明した本実施形態の画像形成装置における、有色色材と透明色材との双方についてのレジストレーション調整処理（以下、単にレジ調整と称する）について説明する。なお、説明を簡略化するため、本実施形態では、透明トナーのドットパターンと他の色（例えば、ブラックトナーとする）のドットパターンとの記録位置のレジずれ量を検出し、補正する例について説明する。

図３は、本実施形態におけるレジ調整処理の概要を示すフローチャートである。まずＳ３０１はパターン形成ステップであり、レジ調整用画像パターンのトナー像（可視像）を、上述した画像形成動作により、記録媒体としての印刷用紙Ｐ上に形成する。レジ調整用画像パターンの詳細については後述する。次にＳ３０２は濃度値取得ステップであり、Ｓ３０１で印刷用紙Ｐ上に形成されたレジ調整用画像パターンのトナー像に対し、後述するＣＣＤイメージセンサ２２２によってその濃度値を測定する。次にＳ３０３はずれ量算出ステップであり、Ｓ３０２で測定した濃度値に基づき、透明トナーのレジずれ量を算出する。このレジずれ量算出方法についても後述する。

そしてＳ３０４は記録位置調整ステップであり、Ｓ３０３で算出された色間のレジずれ量に基づき、該ずれ量が小さくなるように、各画像形成ユニット２１０の画像書き出しタイミングを電気的に調整することで、所謂レジ調整を行う。例えば、透明トナーによる画像書き出しタイミングが、ブラックトナーの画像書き出しタイミングに合うように調整する。より具体的には、各画像形成ユニット２１０の画像書き出しタイミングはＲＡＭ１０４に格納されているため、コントローラ部１００においてこの画像書き出しタイミングを色間のレジずれ量に応じて変更する。これにより、レーザスキャナ２１３の走査タイミングを電気的に遅らせるあるいは早めることができ、各画像形成ユニット２１０間のレジずれが補正される。

●レジ調整用画像パターン出力処理
ここで図４に、上記Ｓ３０１におけるレジ調整用画像パターンの出力処理において出力される、レジ調整用のパターン画像（以下、調整用パターンと称する）の一例を示す。図４(a)および(b)は、透明トナーによる記録部（幅Ｒ1）が一定の間隔（Ｒ2）で繰り返し配置された画像と、ブラックトナーによる記録部（幅Ｒ1）が同間隔（Ｒ2）で繰り返し配置された画像とが重なったパターンを示している。いずれの場合も、全体の幅がＲ3となるように、２色の記録部が交互に繰り返し配置される。図４(a)は、透明トナーによる記録部とブラックトナーによる記録部とが完全に重なるように配置した例であり、図４(b)はこれら２色の記録部が重ならないように配置した例である。いずれのパターンも、全体の幅はＲ3である。これらの調整用パターンにおいて、Ｒ1はＲ2の半分の幅で、例えば２００ミクロンであり、全体の幅Ｒ3は例えば１０ミリである。したがって、例えば図４(b)に示す調整用パターンは、Ｒ1サイズの透明トナーの記録部とブラックトナーの記録部が、用紙搬送方向に交互に５０個分繰り返されたものである。なお、この調整用パターンのトナー像はＣＣＤイメージセンサ２２２で測定されるため、ＣＣＤイメージセンサ２２２の測定範囲内に形成される。

本実施形態のレジ調整処理においては、上記図４(a)と図４(b)を含む複数の調整用パターンを用いる。すなわち、透明トナーとブラックトナーが100％重なった図４(a)の調整用パターンから、その重なり量を段階的に変えていき、最終的に重なりが0％である図４(b)の調整用パターンまで、重なり量の各段階に応じた複数の調整用パターンを用いる。

ここで、これら調整用パターンを用いた、本実施形態におけるレジずれ量算出の概要について説明する。図４(a)と図４(b)に示したような調整用パターンのトナー像に対する測定濃度値は、透明トナーの記録部とブラックトナーの記録部のレジずれ量によって変化する。したがって本実施形態ではこの２色間のレジずれ量を、透明トナーとブラックトナーの重ね画素数を図４(a)から図４(b)まで段階的に変えながら濃度測定を行い、該測定濃度値の変化と既知の重ね画素数とを比較することによって求める。ここで重ね画素数とは、透明トナーとブラックトナーとの重なりの程度を示す。

このレジずれ量算出の原理について、図５を用いて説明する。図５は、２色の重ね画素数の比率を100％とする図４(a)から、重ね画素数の比率を0％とする図４(b)まで、調整用パターンデータの重ね画素数を段階的に変えて、印刷用紙Ｐ上にトナー像を形成した際に得られる濃度特性を示すグラフである。図５の横軸は２色の重ね画素数の比率（以下、重ね比率）であり、縦軸は濃度値（ＯＤ値）を示している。図５によれば、２色の重ね比率が100％である図４(a)から、重ね比率が0％である図４(b)まで、濃度が単調に低下していくことが分かる。

図５のような相関が得られる理由として、以下のことが挙げられる。すなわち、電子写真方式で用いられるトナーは現像剤と色材が混ざっているため、紙面上に残る色材の体積が大きくなる。特に、電子写真方式によって同一箇所にトナーを多重に重ねると、紙面上に残る色材の体積はより大きくなる。色材の面積の増加は色材の体積が大きいほど顕著になるため、電子写真方式のトナーが重なった部分（２次色以上の部分）ほど色材面積が増加し、濃度が濃くなる。例えば、透明トナーとブラックトナーを同一箇所に重ねる場合、濃度への寄与率が大きいブラックトナーの面積が増加するため、濃度が濃くなる。

したがって本実施形態においては、印刷用紙Ｐ上に図４(a)から図４(b)まで２色の重なり量を段階的に変えた調整用パターンのトナー像を形成して、その濃度値を測定する。そして、既知の２色の重なり量に対する濃度値の変化に基づき、２色間で発生するレジずれ量を求める。

●レジ調整用画像パターン測定処理
以下、上記Ｓ３０２におけるレジ調整用画像パターンの測定処理について、詳細に説明する。各感光ドラム２１１に形成された調整用パターンのトナー像は、中間転写ベルト２２１上と印刷用紙Ｐ上に順次転写され、搬送される。搬送されてきた印刷用紙Ｐ上の調整用パターンのトナー像は、定着器２２３で定着された後、不図示の照明ランプ、集光レンズ、反射ミラーからなる光学系を備えたＣＣＤイメージセンサ２２２によって、順次読み取られる。

ここで図６に、本実施形態におけるＣＣＤイメージセンサ２２２の詳細構成を示し、その動作を説明する。ＣＣＤイメージセンサ２２２においてはまず、個体撮像素子（ＣＣＤ）６０１でトナー像を多値のアナログ信号に変換する。次に、得られたアナログ信号を、Ａ／Ｄ変換器６０２により、輝度に応じたデジタルＲＧＢ信号に変換する。次に、シェーディング補正回路６０３により、デジタルＲＧＢ信号に対し、光学系やＣＣＤ６０１のばらつきを補正するため、シェーディング補正を施す。次にＬＯＧ変換回路６０４により、輝度データであるＲ、Ｇ、Ｂの各値を、それぞれ対応する補色であるシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の濃度値に以下の(1)式を用いて変換する。

Ｃ＝−log₁₀Ｒ
Ｍ＝−log₁₀Ｇ ・・・(1)
Ｙ＝−log₁₀Ｂ
次にブラックデータ発生回路６０５において、(1)式より得られたＣ、Ｍ、Ｙの各濃度値から、ブラック（Ｋ）の濃度値を抽出する。ここで、Ｋの抽出方法の一例として、Ｃ、Ｍ、Ｙの最小値をＫデータとする方法を用いる。なお、このＫデータの生成には、予め用意した、ＲＧＢの輝度情報とＣＭＹＫの濃度情報を記述したＬＵＴ（ルックアップテーブル）等を用いても良い。

本実施形態では、ＣＣＤ６０１としては一般に流通している簡易なセンサを用いれば良く、例えば読み取り解像度が低くても良いし、また、アパーチャサイズは約6DPIの4ミリ角で良い。さらに好ましくは、アパーチャサイズは図４に示す２色の記録幅Ｒ2の整数倍であることが望ましい。

このようなセンサを用いる理由としては、以下のことが挙げられる。本実施形態で用いられるセンサは、図４で示したように、ブラックトナーと透明トナーの記録部がライン状に配置された調整用パターンを読み取り、アパーチャ内のこの２色のトナー像から平均濃度値を取得する。ここで、アパーチャ内の２色のライン数が異なると、読み取る濃度値に誤差が生じてしまう。そこで本実施形態では、アパーチャサイズを２色の記録幅Ｒ2の整数倍とすることで、アパーチャ内には２色のライン数が同数、かつ複数ラインが含まれるため、測定誤差による濃度変動は非常に少なくなる。具体的には、4ミリ角のアパーチャであれば、該アパーチャに対してそれぞれ200ミクロン（Ｒ1幅）のブラックトナーと透明トナーの記録部が10ライン分ずつ存在する。この場合、測定時にアパーチャ内に誤差としてブラックトナーあるいは透明トナーの記録部が余分に含まれたとしても数ミクロン程度であり、例えば10ミクロンであれば濃度変動は10／4000で0.25％となる。図５に示した調整用パターンの濃度特性によれば、例えば２色の重ね画素比率が100％の場合の濃度値を1.0とすると、0％の濃度値は0.8程度であり、これに測定誤差±0.25％が加わったとしても、濃度特性はさほど変化しない。

このように、本実施形態のＣＣＤイメージセンサ２２２においては、上述したようなアパーチャサイズのＣＣＤ６０１を用い、印刷用紙Ｐ上に形成された調整用パターンの２色のトナー像から濃度値を読み取る。ここで読み取られた濃度値はコントローラ部１００へ送られ、レジずれ量を求める際に用いられる。

●レジずれ量算出処理
以下、上記Ｓ３０３におけるレジずれ量算出処理について、図７のフローチャートを用いて詳細に説明する。

まずＳ７０１で、上述した複数の調整用パターンの画像信号（以下、調整用パターンデータ）について、予め定められている２色間のずれ量、すなわちブラックトナーに対する透明トナーの相対位置を読み込む。ここで、複数の調整用パターンデータとは上述したように、透明トナーの記録部とブラックトナーの記録部の重なり量を段階的に変えたものであるから、その２色間の重なり量、すなわちブラックトナーに対する透明トナーの相対位置は予め設定されている。

以下、重なり量を段階的に変えた複数の調整用パターンデータとして、図４(a)から図４(b)までの11段階からなる調整用パターンデータを用いる場合を例として説明する。具体的には、２色の記録部による画像の重なり量を示す重ね画素比率が100％から0％まで10％刻みの調整用パターンデータを用いる。11段階の調整用パターンデータは、出力解像度が2400DPIである場合、透明トナーとブラックトナーの記録部であるＲ1は20画素（200ミクロン）である。また、重ね画素比率10％の画素数は、記録部20画素の10％、すなわち2画素（20ミクロン）である。

本実施形態では、図４(a)に示すブラックトナーの画像開始位置を基準とし、該基準位置に対する透明トナーの画像開始位置を、２色間の相対位置として取得する。例えば、図４(a)は、ブラックトナーと透明トナーとの重ね画素比率を100％とする調整用パターンデータであるから、該調整用パターンデータにおける２色間の相対位置は0である。

このようにＳ７０１では、レジ調整用の複数の調整用パターンデータのそれぞれについて予め設定されている、ブラックトナーに対する透明トナーの相対位置を順次読み込む。なお、この２色間における相対位置としては、調整用パターンデータの記録順序に応じて予め設定された値を用いても良い。

次にＳ７０２において、上記Ｓ３０２で印刷用紙Ｐ上に形成した複数の調整用パターンのトナー像のそれぞれについて、順次ＣＣＤイメージセンサ２２２によって読み取られた濃度値を読み込む。ここではすなわち、上述したように２色の記録部の重ね画素比率を11段階に調整した調整用パターン（10ミリ角）に対する、それぞれの濃度値が取得される。

ここで、本実施形態で検出される調整用パターンの濃度値について、詳細に説明する。本実施形態では、各調整用パターンについて、用紙搬送方向にＣＣＤイメージセンサ２２２が順次読み取る4ミリ角の濃度値のうち、所定の閾値以上となる値を当該調整用パターンの濃度値として検出する。この検出濃度の閾値は以下のように設定すれば良い。例えば上述したように、２色で形成された画像はブラックトナー単色で形成された画像よりも濃度値が大きくなるため、検出濃度閾値としては、非記録部の紙面上の濃度値より大きく、ブラックトナー単色の記録部の濃度値よりも小さい値を予め設定すれば良い。

ここで図１２を用いて、本実施形態における調整用パターンのＣＣＤイメージセンサ２２２による検出位置と濃度値の関係について詳細に説明する。図１２において(a)〜(c)の順に、印刷用紙Ｐ上の調整用パターンが搬送され、ＣＣＤイメージセンサ２２２によって読み込まれる。この場合、図１２(a)や図１２(c)の状態においては、検出位置が調整用パターンの一部と非記録部の紙面であるため、検出される濃度値は、ブラックトナー単色で形成された調整用パターンの濃度値よりも小さくなる。一方、図１２(b)の状態においては、検出位置が調整用パターン（10ミリ角）内の4ミリ角であるから、上記閾値以上の濃度値が検出される。したがって上述したように、非記録部の紙面上の濃度値より大きく、ブラックトナー単色での濃度値より小さい値を閾値に設定することで、ＣＣＤ６０１のアパーチャ内に調整用パターンの少なくとも一部がかかっていた場合にのみ、その濃度値が検出される。中でも、図１２(b)のように、検出位置が調整用パターンに含まれている時に濃度値を測定することが好ましい。例えば、印刷用紙を搬送しながら、連続して濃度値を測定することができる。この場合、図１２(b)のように、検出位置が調整用パターンに含まれている時に、濃度値は極大値又は極小値をとるものと考えられる。こうして検知された濃度値の極大値又は極小値を、測定している調整用パターンについての濃度値とすることができる。

次にＳ７０３において、Ｓ７０１で取得した調整用パターンデータにおける２色間の相対位置と、Ｓ７０２で取得した調整用パターンの濃度値との関係を示す曲線を、関数に近似する。図８に、Ｓ７０３で求めた、２色間の相対位置と濃度値との関係を示す。図８において横軸は相対位置ずれ量を、縦軸は濃度値（ＯＤ値）をそれぞれ示している。なお、本実施形態における関数の近似方法としては、例えばスプライン補間や、点と点の線形補間等、周知の方法を用いれば良い。

次にＳ７０４において、Ｓ７０３で求めた関数から、濃度値が最も高い点における、２色間の相対位置を求め、これを該２色間におけるレジずれ量Ｌ1として取得する。ここで、濃度値が最も高い点における、２色間の相対位置とは、印刷用紙Ｐ上に形成された透明トナーとブラックトナーとの重ね画素比率が100％となる状態を意味する。この状態はつまり、２色間のレジずれ量を含めて、透明トナーとブラックトナーの重ね画素比率が100％となっている状態であるため、ブラックトナーの書き出し位置を基準とした２色間のレジずれ量が、すなわちＬ1となる。なお、ステップＳ７０３では、Ｓ７０１で取得した調整用パターンデータにおける２色間の相対位置と、Ｓ７０２で取得した調整用パターンの濃度値との関係を示す曲線を、関数に近似したが、近似せずに濃度が最も高い点が得られる場合には近似する必要はない。

したがって本実施形態では、以上のように算出された２色間のレジずれ量Ｌ1に基づき、Ｓ３０４で画像形成ユニット２１０それぞれの画像書き出しタイミングを調整することによって、画像形成ユニット２１０間でのレジずれが補正される。

以上説明したように本実施例によれば、透明トナーとブラックトナーの記録位置のずれ量によって濃度値が変化するレジ調整用の複数の調整用パターンを形成し、ずれ量の検出を容易にすることができるようになる。さらに、それらパターンの濃度値を測定することによって、２色間のレジずれ量を求めることができる。したがって、そのレジずれ量に基づいてレーザスキャナの走査タイミングを変えることにより、該２色間のレジずれを補正することができる。本実施形態においては、有色色材、特にブラックトナーと、透明色材との間のレジずれを補正する方法について主に説明した。しかしながら、任意の異なる２つの色材の間のレジずれを補正するために、本実施形態の方法を用いることも可能である。例えば２つの有色色材についても、重なりの度合いによって濃度値は変化するものと考えられる。したがって、２つの有色色材についてのレジずれを補正するために、本実施形態の方法を用いることが可能である。

＜第２実施形態＞
以下、本発明に係る第２実施形態について説明する。上述した第１実施形態では、２色間のレジずれ量によって濃度値が変化する複数の調整用パターンを形成し、それらの濃度値を測定することによって２色間のレジずれ量を求める例を示した。第２実施形態では、１つの調整用パターンから２色間のレジずれ量を求める例を示す。なお、第２実施形態における画像形成装置の構成は上述した第１実施形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。

●レジ調整用画像パターン出力処理
ここで図９に、第２実施形態において出力される調整用パターンの一例を示す。まず、図９(a)はブラックトナーのみで記録するパターン、図９(b)は透明トナーのみで記録するパターンをそれぞれ示している。図９(a)は、ブラックトナーの記録部のサイズが用紙搬送の直交方向にＲ10、用紙搬送方向にＲ4であり、用紙搬送方向に第１の間隔Ｒ5で記録部と非記録部を交互に並べ、用紙搬送方向の全体のサイズがＲ6となるように繰り返し配置したパターンである。図９(b)は、透明トナーの記録部のサイズが用紙搬送の直交方向にＲ10、用紙搬送方向にＲ7であり、用紙搬送方向に第２の間隔Ｒ8で記録部と非記録部を交互に並べ、用紙搬送方向の全体のサイズがＲ6となるよう繰り返し配置したパターンである。また、Ｒ4はＲ5の半分の幅であり、Ｒ7はＲ8の半分の幅である。図９に示す調整用パターンについてより具体的に説明すると、画像形成装置の出力解像度を例えば2400DPIとした場合、ブラックトナーの記録部は、スクリーン線数が50線（lines/inch）のスクリーン画像である。また、透明トナーの記録部は、スクリーン線数が48線のスクリーン画像である。このスクリーン線数で出力解像度を除算することによってＲ5およびＲ8の間隔（画素数）が求められ、Ｒ5は48画素（約500ミクロン）、Ｒ8は50画素（約530ミクロン）となる。

図９(c)は、第２実施形態で実際に用いられる画像パッチであり、図９(a)と図９(b)の２色を重ねて形成されたパターンである。このような調整用パターンにおいては透明トナーの記録部とブラックトナーの記録部が周期的に重なるため、２色間で干渉が発生する（ドットゲイン）。この干渉により、重なった部分の濃度は高くなる。図９(c)では、Ｒ9の周期で２色の干渉が発生する例を示している。この２色間の干渉周期Ｒ9は各色の周期の差分から求められる。図９(c)の場合はスクリーン線数50線と48線の差から間隔が2線となるため、すなわち干渉周期Ｒ9は1200画素（約13ミリ）である。

第２実施形態では、レジずれ量を２色間の干渉による濃度値の違いにより求める。したがって、レジ調整用に用いる調整用パターンにおいては、２色間の干渉周期が少なくとも１周期以上必要である。そのため、第２実施形態の調整用パターンにおける用紙搬送方向の全体のサイズＲ6は干渉周期Ｒ9より大きければ良く、例えば15ミリとする。

第２実施形態では、図９に示すような調整用パターンを用いることで、２色間の記録位置のずれ量を算出する。具体的には、予め調整用パターンデータから取得した既知の濃度値と、印刷用紙Ｐ上に形成した調整用パターンのトナー像から取得される濃度値とを比較することで、２色間で発生するレジずれ量を求める。

●レジずれ量算出処理
以下、第２実施形態におけるレジずれ量算出処理について、図１１のフローチャートを用いて詳細に説明する。

まずＳ１１０１で、調整用パターンデータから、理論値としての第１の濃度分布を取得する。ここで、第２実施形態における調整用パターンデータは２色を重ねたデータであるため、第１の濃度分布はすなわち、２色間のレジずれがない状態での濃度分布を示している。また第１の濃度分布は、調整用パターン内での記録位置を示すパターン内位置と、該パターン内位置の濃度値によって構成される。第２実施形態では、この第１の濃度分布として、予め算出したデータをＲＡＭ１０４に保持しておく。なお、第１の濃度分布の算出方法としては、例えば、ブラックトナーの画像信号値の矩形波と透明トナーの画像信号値の矩形波を合成すれば良い。なお、画像信号値としては矩形波だけでなく、正弦波へ近似しても良い。また第１の濃度分布としては濃度の大小関係が変わらなければ、矩形波に現像特性を考慮したローパスフィルタを畳み込む等の処理を施しても良い。第２実施形態では、第１の濃度分布として、２色の画像信号に現像特性を考慮したローパスフィルタを畳み込んだものを示す。また、第１の濃度分布は、実際に形成された調整用パターンについて、トナーの重なりと濃度値との関係を調べることにより、予め作成されていてもよい。

次にＳ１１０２において、上記Ｓ３０２で印刷用紙Ｐ上に形成した調整用パターンのトナー像について、ＣＣＤイメージセンサ２２２によって読み取られた濃度値を取得する。ここでは、上述した図９(c)に示すような第２実施形態の調整用パターンに対し、複数の測定点について、そのパターン内位置と濃度値を取得する。なお、第２実施形態においては調整用パターンの濃度値が２色の干渉により周期的に変化するため、ＣＣＤ６０１のアパーチャサイズは、２色の干渉周期の１周期よりも小さいサイズであれば良い。その際、調整用パターンの濃度値を測定する測定点は少なくとも２色の干渉周期内に２点以上必要であり、測定点が多いほどレジずれ量の算出精度は向上する。以下、ＣＣＤ６０１のアパーチャサイズを4ミリ角、測定点間隔は200画素、測定点は２色の干渉周期内に6点、２色間の干渉周期Ｒ9は13ミリ（1200画素）、とする。

調整用パターンのトナー像は、上記測定点間隔で測定され、ＣＣＤイメージセンサ２２２より、各測定点に応じた濃度値が出力される。ここで取得した各測定点のパターン内位置および濃度値を第２の濃度分布とする。第２の濃度分布は、実際に形成された画像パッチによるものであるから、２色間のレジずれを含んだ状態での濃度分布を示している。なお、調整用パターンの測定方法としては上述した第１実施形態と同様の方法が適用可能であり、最初に濃度値が所定値以上となる測定点のパターン内位置を０とし、該位置０から順次、測定点の間隔によりパターン内位置と濃度値を取得する。

次にＳ１１０３において、Ｓ１１０１とＳ１１０２で求められた第１の濃度分布と第２の濃度分布から、パターン内位置と濃度値に対応する曲線を関数に近似する。なお、関数の近似方法は上述した第１実施形態と同様である。ここで図１０に、Ｓ１１０３で関数近似した第１の濃度分布と第２の濃度分布のグラフを示す。同図において、横軸はパターン内位置を、縦軸は濃度値（ＯＤ値）を示している。パターン内位置０は、調整用パターンの最初の記録位置を示しており、Ｒ6は調整用パターンの最後の記録位置を示している。またＲ9は、Ｓ１１０１で取得した第１の濃度分布の最も濃度が高い記録位置を示している。そして、第１の濃度分布における各パターン内位置と濃度値を黒点で、第２の濃度分布における各パターン内位置と濃度値を白点で示している。

次にＳ１１０４において、Ｓ１１０３で求めた第１の濃度分布の近似曲線から、最も濃度値が高い点のパターン内位置Ｌ2を求める。このパターン内位置Ｌ2は上述したように、レジずれがない状態で透明トナーとブラックトナーが重なった点である。

次にＳ１１０５において、Ｓ１１０３で求めた第２の濃度分布の近似曲線から、最も濃度値が高い点のパターン内位置Ｌ3を求める。ステップＳ１１０４と同様に、このパターン内位置Ｌ3は上述したように、２色間のレジずれを含んだ状態で透明トナーとブラックトナーが重なった点である。

次にＳ１１０６において、Ｓ１１０４とＳ１１０５で求めたＬ2とＬ3の差分を求め、これをレジずれ量として算出する。ここで、パターン内位置Ｌ2とＬ3は、それぞれレジずれがない場合とレジずれを含んだ場合の記録位置を示しているため、これらを比較して差分を求めることによって、２色間のレジずれ量を算出することが可能である。例えば、Ｌ2とＬ3の差分が０となった場合は、２色間でレジずれがないことを意味している。

以上説明したように第２実施形態によれば、透明トナーの記録部とブラックトナー記録部を異なる間隔で記録する調整用パターンを形成し、２色間の干渉周期による濃度変化をレジずれがある場合とない場合で比較することで、レジずれ量を求めることができる。したがって、そのレジずれ量に基づいてレーザスキャナの走査タイミングを変えることにより、該２色間のレジずれが補正することができる。

なお、上述した第１および第２実施形態においては、２色間のレジずれ量を決定する際に、濃度分布において濃度値が最も高くなる点を用いる例を示したが、逆に濃度値が最も低くなる点を用いてレジずれ量を決定することも可能である。また、濃度値が最も高くなる点と最も低くなる点とにおけるレジずれ量を比較し、比較結果に応じて、大きい方のレジずれ量を決定してもよい。

また、上記各実施形態では、記録媒体上に形成した調整用パターンのトナー像からレジずれ量の検出を行う例について説明したが、中間転写ベルト上に形成された該調整用パターンのトナー像を利用しても良い。この場合、ＣＣＤイメージセンサ２２２を中間転写ベルト２２１上の画像形成ユニット２１０の後方に配置して、調整用パターンのトナー像を検出すれば良い。

また、画像形成装置内部のＣＣＤイメージセンサに限らず、例えば、画像形成装置外部のイメージスキャナ等を用いて、印刷用紙上に形成した調整用パターンのトナー像を検出し、レジずれ量を求めても良い。

＜第３実施形態＞
以下、本発明に係る第３実施形態について説明する。上述した第１、第２実施形態では、２色間のレジずれ量によって濃度値が変化する複数または１つのレジ調整用パターンを形成し、それらの濃度値を測定することによって２色間のレジずれ量の調整を行った。第３実施形態では、２色間だけでなく、透明トナー及びＣＭＹＫのそれぞれのトナー間のレジずれ量の調整を行う例を示す。なお、第３実施形態における画像形成装置の構成およびレジ調整処理は上述した第１あるいは第２実施形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。

透明トナー及びＣＭＹＫのそれぞれのトナー間のレジずれ量の調整を行う場合は、上述した従来のレジ調整処理と第１または第２実施形態を組み合せて用いることで実現可能である。まず、図１３に示したように従来のレジ調整処理を行い、ＣＭＹＫ４色について、ブラックを基準色とした各色のレジずれ量を求める。ここでは、上述したように、各色既知の間隔で配置したレジ調整用パターン１３０１を中間転写ベルト２２１上に形成し、各色の記録位置を濃度センサ２２５で検知することで、基準色のブラックに対する各色のレジずれ量が求まる。

次に、第１あるいは第２実施形態で説明したレジ調整処理を行い、基準色であるブラックに対する透明トナーのレジずれ量を求める。これにより、基準色のブラックに対する、透明トナー及びＣＭＹの各色トナーのレジずれ量を求めることができる。したがって、基準色に対するレジずれ量に基づいて各色のレーザスキャナの走査タイミングを変えることにより、透明トナー及びＣＭＹＫのそれぞれのトナー間のレジずれを補正することができる。

さらには、図１３に示した方法の代わりに、第１実施形態又は第２実施形態で説明した方法を用いて、ＣＭＹＫの各トナー間のレジずれ量を求めることもできる。例えば、ＣとＫ、ＭとＫ、ＹとＫ、透明トナーとＫ、のそれぞれの２色の組み合わせについて、第１実施形態又は第２実施形態で説明した方法を用いてレジずれ量を求めることができる。こうして、Ｃ，Ｍ，Ｙ，透明トナーのそれぞれと、Ｋとの間のレジずれ量を求めることができる。求められたレジずれ量にしたがってレジずれを補正することにより、ＣＭＹＫ及び透明トナーのそれぞれの間のレジずれを補正することができる。なお、上述した第１、第２および第３実施形態においては、レジ調整の基準色をブラックとして説明したが、基準色はブラックに限定するものではなく、他の色を基準色としても同等の効果が得られる。

＜第４実施形態＞
上記実施形態では、測定点を補間曲線等で関数に近似したが、近似せずに濃度値が最も高い点または最も低い点の測定点を用いてレジずれを把握しても良い。例えば、濃度値が最も低い点は、２色間の重ね画素比率が0％であるか又は0%に近い。したがって、調整用パターンデータにおいて予め定められている２色間の相対位置と、画像記録幅Ｒ１の差分とを用いて、レジずれ量を求めることができる。

＜その他の実施形態＞
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。

Claims (12)

1. 透明色材による画像と有色色材による画像を重ねて記録することによって出力画像を形成する画像形成装置であって、
   前記透明色材と前記有色色材により調整用のパターン画像を形成する形成手段と、
   該形成されたパターン画像における濃度値を取得する取得手段と、
   該取得された濃度値に基づき、前記パターン画像における前記有色色材の記録位置に対する前記透明色材の記録位置のずれ量を算出する算出手段と、を有し、
   前記パターン画像におけるパターンは、前記透明色材による記録部が第１の間隔で繰り返し配置された画像と、前記有色色材による記録部が第２の間隔で繰り返し配置された画像とが重なったパターンであることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記パターン画像は、前記第１の間隔と前記第２の間隔が等しく、前記透明色材による記録部と前記有色色材による記録部との重なり量を段階的に変えることによって得られる、該重なり量の各段階に応じた複数の画像からなることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記算出手段は、前記パターン画像における複数の画像のうち、前記取得手段で取得された濃度値が最も高い画像についての前記重なり量を、前記ずれ量として算出することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記パターン画像におけるパターンは、前記第１の間隔と前記第２の間隔が異なることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. 前記取得手段は、前記パターン画像における複数の測定点についてのパターン内位置および濃度値を取得し、
   前記算出手段は、前記パターン画像におけるパターンに対し、その画像信号に基づく理論値としての第１の濃度分布と、前記取得手段で取得された濃度値に基づく第２の濃度分布とを取得し、該第１および第２の濃度分布のそれぞれにおいて濃度値が最も高いまたは最も低いパターン内位置の差分を、前記ずれ量として算出することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記透明色材および有色色材はトナーであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記形成手段は、前記パターン画像を記録媒体上に形成することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. さらに、前記算出手段で算出されたずれ量に基づき、前記有色色材の記録位置に対する前記透明色材の記録位置を調整する記録位置調整手段を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 透明色材による画像と有色色材による画像を重ねて記録することによって出力画像を形成する画像形成装置であって、
   色材の記録位置のずれを調整するためのパターン画像を入力する入力手段と、
   前記パターン画像を前記透明色材と前記有色色材により形成する形成手段と、を有し、
   前記パターン画像におけるパターンは、前記透明色材による記録部が第１の間隔で繰り返し配置された画像と、前記有色色材による記録部が第２の間隔で繰り返し配置された画像とが重なったパターンであることを特徴とする画像形成装置。
10. 透明色材による画像と有色色材による画像を重ねて記録することによって出力画像を形成する画像形成装置の制御方法であって、
    前記透明色材と前記有色色材により調整用のパターン画像を形成する形成ステップと、
    該形成されたパターン画像における濃度値を取得する取得ステップと、
    該取得された濃度値に基づき、前記パターン画像における前記有色色材の記録位置に対する前記透明色材の記録位置のずれ量を算出する算出ステップと、を有し、
    前記パターン画像におけるパターンは、前記透明色材による記録部が第１の間隔で繰り返し配置された画像と、前記有色色材による記録部が第２の間隔で繰り返し配置された画像とが重なったパターンであることを特徴とする画像形成装置の制御方法。
11. 透明色材による画像と有色色材による画像を重ねて記録することによって出力画像を形成する画像形成装置の制御方法であって、
    色材の記録位置のずれを調整するためのパターン画像を入力する入力ステップと、
    前記パターン画像を前記透明色材と前記有色色材により形成する形成ステップと、を有し、
    前記パターン画像におけるパターンは、前記透明色材による記録部が第１の間隔で繰り返し配置された画像と、前記有色色材による記録部が第２の間隔で繰り返し配置された画像とが重なったパターンであることを特徴とする画像形成装置の制御方法。
12. コンピュータで実行されることにより、該コンピュータを請求項１乃至９のいずれか１項に記載の画像形成装置の各手段として機能させるためのプログラム。

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