JP2012013793A - 画像形成装置、色ずれ補正方法、及び色ずれ補正制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】色ずれ補正に対するカラートナーの使用量を抑制し、低減する。
【解決手段】色ずれ補正用のトナーパターンを検知して色ずれ補正を行い、複数色の画像を重畳してカラー画像を形成する画像形成装置であって、フルカラーの複数パターンからなる色ずれ補正用パターンとフルカラーのうちの１色であるブラック色で前記フルカラーの色ずれ補正用パターンと制御的に同間隔でブラック色の色ずれ補正用パターン２５Ｋを形成し、反射型センサ２４で検出したフルカラーとブラック色の色ずれ補正用パターンのそれぞれの所定のパターンのパターン間隔を検出し、その検出結果から色ずれ補正用パターンの誤差を演算し、ブラック色の色ずれ補正用パターン２５Ｋの検出結果と前記誤差とに基づいて色ずれ補正を行う。
【選択図】図１１

Description

本発明は、コピー、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に係り、特に色毎に感光体を備え、当該感光体上に形成された各色の画像を重畳してカラー画像を形成するタンデム型の画像形成装置、この画像形成装置で実行される色ずれ補正方法、及びこの色ずれ補正方法をコンピュータで実行するための色ずれ補正制御プログラムに関する。

従来から複数の感光体を使用し、転写ベルトに一旦画像を転写してフルカラーの画像を形成する所謂タンデム型カラー画像形成装置が知られている。この種のカラー画像形成装置では、転写ベルト上に、各色のトナーで所定のカラートナーパターンを作像し、このカラートナーパターンを光学式のセンサを用いて検出し、トナーパターンの間隔を抽出することによって各所区間のずれ量を、主副のレジストずれ、倍率ずれ、スキュー、曲がりというように要因別に算出し、それぞれが一致するようにフィードバック補正を行うことによって色ずれを低減するようにしているものが多い。また、この補正処理は電源ＯＮ（電源投入）時や、温度等の環境変化時や、一定枚数以上印刷された場合に実施することによって、色ずれ量が常に一定の範囲以下になるようにしている。本明細書では、前記補正処理に伴う一連の動作を「色ずれ補正」と称する。

このような色ずれ補正を行う技術として、例えば特許文献１（特開２００８−２３３４１０号公報）に記載された発明が公知である。この発明は、トナーの消費を防ぐ目的で、色ずれ補正用トナーパターンの副走査方向のパターン幅を色ずれ補正処理が可能な最小限の幅まで細くする手段を備え、色ずれ補正が一定回数連続して成功しているか否かをチェックし、成功している場合はトナーパターン幅を狭くというものである。

しかし、前記特許文献１記載の発明では、トナーパターンの間隔を検出する際に毎回転写ベルト上にカラートナーパターンを作像する必要があり、その分、画像形成に使用するものとは別に毎回一定量のカラートナーを消費する結果となっていた。このような消費は、直接画像形成に関係しないのでなるべく少ない方が好ましい。

このような消費は、ユーザ側から見れば、カラー印刷を実施していないのにもかかわらずカラートナーが消費しているというユーザクレームにも繋がる。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、色ずれ補正に対するカラートナーの使用量を抑制し、低減することにある。

前記課題を解決するため、第１の手段は、色ずれ補正用のトナーパターンを検知して色ずれ補正を行い、複数色の画像を重畳してカラー画像を形成する画像形成装置であって、フルカラーの複数パターンからなる第１の色ずれ補正用パターンとフルカラーのうちの１色で前記第１の色ずれ補正用パターンと制御的に同間隔で第２の色ずれ補正用パターンを形成する手段と、前記第１の色ずれ補正用パターンのパターン間隔を検出する第１の検出手段と、前記第２の色ずれ補正用パターンのパターン間隔を検出する第２の検出手段と、前記第１及び第２の検出手段の検出結果から前記第１の色ずれ補正用パターンに対する前記第２の色ずれ補正用パターンの誤差を演算する演算手段と、第２の色ずれ補正用パターンの検出結果と前記誤差とから補正値を求め、当該補正値に基づいて色ずれ補正を行う補正手段とを備えていることを特徴とする。

第２の手段は、第１の手段において、前記第１の色ずれ補正用パターンを形成する手段は、予め設定されたタイミングで前記第２の色ずれ補正用パターンを形成する手段よりも前に前記第１の色ずれ補正用パターンを形成することを特徴とする。

第３の手段は、第２の手段において、前記予め設定されたタイミングが、電源投入、中間転写ベルトの脱着、感光体ドラムの脱着、中間転写ベルト駆動モータの脱着、若しくは感光体ドラム駆動モータの脱着のいずれかの後であることを特徴とする。

第４の手段は、第１ないし第３のいずれかの手段において、前記パターンを検出するための光学的検出手段を備え、前記パターン間隔は前記光学的検出手段の検出出力に基づくカウント値によって検出されることを特徴とする。

第５の手段は、第１ないし第４のいずれかの手段において、前記補正値は第１の色ずれ補正用パターンの各色のパターンと前記１色のパターンの対応するパターンの基準パターンからの間隔の差により得られた値であることを特徴とする。

第６の手段は、第１ないし第５のいずれかの手段において、前記第１及び第２の色ずれ補正用パターンが中間転写ベルト又は搬送ベルトのいずれかに形成されることを特徴とする。

第７の手段は、第１ないし第６のいずれかの手段において、前記フルカラーのうちの１色がブラック色であることを特徴とする。

第８の手段は、複数色のトナー画像を重畳してカラー画像を形成する際に実行される色ずれ補正方法であって、フルカラーの複数パターンからなる第１の色ずれ補正用パターンとフルカラーのうちの１色で前記第１の色ずれ補正用パターンと制御的に同間隔で第２の色ずれ補正用パターンを形成する第１の工程と、前記第１の色ずれ補正用パターンのパターン間隔を検出する第２の工程と、前記第２の色ずれ補正用パターンのパターン間隔を検出する第３の工程と、前記第２及び第３の工程における検出結果から前記第１の色ずれ補正用パターンに対する前記第２の色ずれ補正用パターンの誤差を演算する第４の工程と、第２の色ずれ補正用パターンの検出結果と前記誤差とから補正値を求め、当該補正値に基づいて色ずれ補正を行う色ずれ補正を行う第５の工程と、を備えていることを特徴とする。

第９の手段は、複数色のトナー画像を重畳してカラー画像を形成する際にコンピュータの資源を使用して実行される色ずれ補正制御プログラムであって、フルカラーの複数パターンからなる第１の色ずれ補正用パターンとフルカラーのうちの１色で前記第１の色ずれ補正用パターンと制御的に同間隔で第２の色ずれ補正用パターンを形成する第１の処理手順と、前記第１の色ずれ補正用パターンのパターン間隔を検出する第２の処理手順と、前記第２の色ずれ補正用パターンのパターン間隔を検出する第３の処理手順と、前記第２及び第３の工程における検出結果から前記第１の色ずれ補正用パターンに対する前記第２の色ずれ補正用パターンの誤差を演算する第４の処理手順と、第２の色ずれ補正用パターンの検出結果と前記誤差とから補正値を求め、当該補正値に基づいて色ずれ補正を行う第５の処理手順と、を備えていることを特徴とする。

なお、後述の実施形態では、色ずれ補正用のトナーパターンは色ずれ補正用パターン２５ＦＣ，２５Ｋに、画像形成装置は画像形成部１００，１０１を含む装置に、第１の色ずれ補正用パターンはフルカラーの色ずれ補正用パターン（フルカラーのトナーパターン）２５ＦＣに、第２の色ずれ補正用パターンはブラックの色ずれ補正用パターン（ブラック色のみのトナーパターン）２５Ｋに、第１及び第２の検出手段は反射型センサ２４に、演算手段及び補正手段はＣＰＵ２６に、誤差は補正値は式（１）ないし（４）で示される値に、補正値は式（５）ないし（８）で示される値に、第１の工程及び処理手順はステップＳ１０４及びＳ１０７に、第２の工程及び処理手順はステップＳ１０５に、第３の工程及び処理手順はステップＳ１０８に、第４の工程及び処理手順はステップＳ１１０〜Ｓ１１５に、第５の工程及び処理手順はステップＳ１１６及びＳ１１７にそれぞれ対応する。

本発明によれば、第１及び第２の検出手段の検出結果から第１の色ずれ補正用パターンに対する第２の色ずれ補正用パターンの補正値を演算し、補正値に基づいて色ずれ補正を行うので、第２の色ずれ補正用パターンにカラートナーを使用しなくとも同等の補正を行うことが可能になり、結果として、色ずれ補正に対するカラートナーの使用量を抑制し、低減することができる。

本発明の実施形態に係る電子写真方式のカラー画像形成装置の画像形成部の一例を示す概略構成図である。 直接転写方式のタンデム型カラー画像形成装置の画像形成部を示す概略構成図である。 反射型センサの構成の一例を概略的に示す図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置の画像形成部とその制御部を示すブロック図である。 中間転写ベルトに形成されるトナーパターンと反射型センサの位置関係の一例を示す説明図である。 図５に示したフルカラーの色ずれ補正用パターンを反射型センサにより検出したときの正反射光による出力波形を示す図である。 フルカラーのトナーパターン１サイクルにおける色ずれ補正用パターンを反射型センサによって検出したときの正反射光の出力波形図である。 ブラック色のトナーパターン１サイクルにおける色ずれ補正用パターンを反射型センサによって検出したときの正反射光の出力波形図である。 ブラック色の色ずれ補正用パターンを反射型センサによって検出したときの正反射光の出力波形及び基準パターンから各トナーパターンまでのカウント値を示す説明図である。 トナーパターン誤差パラメータの算出方法を示す説明図である。 本発明の実施形態における色ずれ補正の具体例を示す図である。 本発明の実施形態において実行される色ずれ補正処理の処理手順を示すフローチャートである。

本発明は、色ずれ補正に際してカラートナーパターンを使用せず、ブラックトナーパターンで色ずれ補正を実施し、カラートナーの無駄な消費を抑制することを特徴とする。以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る電子写真方式のカラー画像形成装置の画像形成部の一例を示す概略構成図である。図１に示したカラー画像形成装置は、中間転写体（ここでは、中間転写ベルト）に対して１色ごとに画像を転写し、最終的に４色重畳した画像を記録紙、転写紙、ＯＨＰシートなどのシート状記録媒体（以下、「転写紙」と称する。）に転写してフルカラーの画像を形成する所謂間接転写方式のタンデム型画像形成装置である。

図１において、間接転写方式の画像形成部１００は、ＹＭＣＫ各色に対応して設けられた４つの感光体ドラム１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋと、その各感光体ドラム１０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上に形成した潜像を互いに異なる色のトナー像にそれぞれ現像する４つの現像装置１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋと、異なる色のトナー像がそれぞれ重ね合わせ状態に１次転写される矢印Ａ方向に回転する像担持体としての中間転写ベルト１６とを備えている。中間転写ベルト１６は無端状のベルトであり、この実施形態では、中間転写ベルト１２の上部側に、中間転写ベルト１２の回動方向Ａに沿って、ブラックＫ，シアンＣ，マゼンタＭ，イエローＹの各色用の４個の上述した感光体ドラム１０Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ（なお、各色をまとめて総括的に述べる場合には、ＹＭＣＫの色を示す添え字は省略する。以下、各構成要素について同様。）が並列に配置されている。また、本明細書において、特に断らないで使用しているＫＣＭＹについては前述の色を表す。

感光体ドラム１０の周回には、帯電装置１２、前述した現像装置１１、１次転写装置を構成する１次転写ローラ１４、及びクリーニング装置１３がそれぞれ配設され、色毎に１つの作像ステーションを構成している。感光体ドラム１０は、回転方向Ｂに回転駆動され、このとき帯電装置１２によって感光体ドラム１０の表面が所定の極性に帯電される。次いで、その帯電面に、露光装置１５から出射されるレーザ光が照射され、これによって感光体ドラム１０に静電潜像が形成され、その静電潜像が現像装置１１によって各色のトナー像として可視像化される。

各感光体ドラム１０には、１次転写ローラ１４がそれぞれ対向配置され、対向する各１次転写ローラ１４と感光体ドラム１０との間には中間転写ベルト１６が挟まれた状態で回動するようになっている。中間転写ベルト１２は駆動ローラ１７とテンションローラ１９の２軸によって支持されている。中間転写ベルト１２は、複数のローラによって張架しても良いが、出来る限り小型にするため、ここでは２軸によって中間転写ベルト１２を張架し、画像形成部１００全体の高さを抑制している。次いで、各感光体ドラム１０上でトナー現像により可視像化されたトナー像は、中間転写ベルト１６の表面に１次転写ローラ１４の電荷制御によって転写される。このようにして、ブラックＢ，シアンＣ，マゼンタＭ，イエローＹ各色のトナー像が、中間転写ベルト１６上に正確に順次重ね合わせた状態で転写されていき、フルカラーの合成カラー画像が形成される。

一方、中間転写ベルト１６を挟んで、駆動ローラ１７に対向して２次転写ローラ１８が配設され、給紙ユニット２１から転写紙Ｐが給紙されると、それがレジストローラ対２２の回転によって所定のタイミングで、駆動ローラ１７と２次転写ローラ１８の間に送り込まれる。すると、中間転写ベルト１６に担持されている合成カラー画像が２次転写ローラ１８の作用により転写紙Ｐに一括して転写される。このため、本実施形態では、駆動ローラ１７は２次転写対向ローラとしても機能する。

一括転写された転写紙Ｐ上のトナー像は、定着装置２３により熱と圧力によって定着され、図示しない排紙トレイ上に排出される。トナー像２次転写後の中間転写ベルト１６の表面に付着する転写残トナーは、クリーニング装置２０によって除去される。また、反射型センサ２４が、中間転写ベルト１６に向けて一定の決められた距離を置いて配設されている。

タンデム方式のカラー画像形成装置においては、高画質のフルカラー画像を得るために、各色の画像濃度がそれぞれ適正に安定していることが要求される。このため、像担持体（ここでは中間転写ベルト１６であるが、搬送ベルトなども含む）上に濃度の基準となるトナーパターンを形成し、このトナーパッチの濃度を光学的な上記反射型センサ２４により検出し、検出された濃度に基づいて、帯電電位、露光強度、現像バイアス電圧、転写電圧、及びトナー補給量等の画像濃度に影響を与える画像形成条件に対しフィードバックする。また、タンデム方式のカラー画像形成装置においては、画像形成部１００の各々の取り付け誤差、露光装置の調整誤差、ひずみ、環境及び経時変化、感光体ドラムの回転ムラ、像担持体の搬送ムラ、転写紙などの外乱による変動などにより、形成された画像に色ずれが発生する。このため、像担持体上に各色のマークとなるトナーパターンを形成し、このトナーパターンの各色の位置を光学的な上記反射型センサ２４により検出し、その検出結果から各色の色ずれ量を算出して、露光タイミングの調整などをフィードバックするという制御を行っている。

図２は、直接転写方式のタンデム型カラー画像形成装置の画像形成部を示す概略構成図である。直接転写方式とは、搬送体、ここでは、転写紙Ｐの搬送ベルト１６’使用し、搬送ベルト１６’に吸着されて搬送される転写紙Ｐ上に直接、Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ各色のトナー像を転写する方式であり、図１に示した間接転写方式とは、感光体ドラム１０に形成した画像を転写する対象が前者は転写紙であり、後者は中間転写ベルト１６であること、前者は４色の画像がそのまま転写紙上に重畳され、後者は中間転写ベルト１６上で重畳された後、転写紙上に２次転写される点が異なるが、その他の基本的な構成は図１に示した各部を同一なので、重複する説明は省略する。すなわち、図２の例では、搬送ベルト１６’上に吸着された転写紙ＰがＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙの各作像ステーションを通過する間に、転写ローラ１４によってそれぞれの色の画像が転写され、Ｙステーションを通過したときにフルカラーの画像が転写紙Ｐ上に形成される。画像が形成された転写紙Ｐは定着装置２３によって定着され、装置外に排出される。

図３は反射型センサ２４の構成の一例を概略的に示す図である。同図において、反射型センサ２４は像担持体１６に向けて配置され、像担持体１６の表面上に形成されたトナーパターン２５からの反射光を検出する。反射型センサ２４は、赤外発光ダイオードなどの発光素子２４１と、フォトトランジスタ／フォトダイオードの受光素子２４２，２４３と、これらを収容するホルダ２４４からなり、ホルダ２４４が搭載された制御基板上の処理回路によって前記各素子の出力電圧信号に基づいて各色のトナー濃度及び位置を検出する。

受光素子２４２，２４３は、トナーパターン２５からの正反射光を検知する受光素子２４２と、拡散反射光を検知する受光素子２４３からなり、両者を検知することにより、ブラックＫとカラーＣＭＹの濃度を低濃度から高濃度にわたって検知することが可能となる。一方、各色の位置検出においては、正反射光を検知する２４２のみで検知する。ここで、正反射光は、像担持体の変形によって後述するように検出値が極端に変動する。正反射光を検知する受光素子２４２は発光素子２４１の光軸に対して光軸が反射面に対して対称（対称軸に対して反射角と出射角が同一）に配置され、拡散反射光を検知する受光素子２４４は光軸が対称な位置からずれて（対称軸に対して反射角と出射角をずらして）配置されている。

図４は、本実施形態に係る画像形成装置の画像形成部１００とその制御部１５０を示すブロック図である。制御部１５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２６と、このＣＰＵ２６に対してバス３３を介して接続されたＲＯＭ(Read Only Memory)２７、ＲＡＭ(Random Access Memory)２８、Ｉ／Ｆ(Interface)部２９、書込部３０、カウンタ部３１及びＩ／Ｏ部３２とを備えている。これら各部はコンピュータの資源として機能する。

ＣＰＵ２６は、各種制御プログラムが記憶されたＲＯＭ２７のプログラムをＲＡＭ２８に展開し、当該ＲＡＭ２８をワークエリア及びデータバッファとして使用しながら本画像形成装置の全体を制御する。ＲＡＭ２８は、制御に使用される各種のパラメータ及び本画像形成装置の全体制御のワークエリア等を含む。Ｉ／Ｆ部２９は、有線ＬＡＮ、無線ＬＡＮ、ＵＳＢ等の外部装置３４と接続され、外部装置３４から画像データが送られる。画像データが送られてくると、書込部３０はＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色の画像信号の分離を行った画像デジタル信号をＲＡＭ２８に格納されたトナー濃度及び色ずれパラメータに従い、書き込み信号として露光装置１５に送る。

トナー濃度制御及び色ずれ制御においては、まず、書込部３０及び露光装置１５を介してトナー濃度及び色ずれ検出用のトナーパターン２５を、中間ベルト１６を一定速度で動かしながらＲＡＭ２８に格納されたタイミングでベルト１６上に形成し、反射型センサ２４より検出されたトナー濃度及び色ずれ情報がＩ／Ｏ部３２に入力され、その情報に基づきＣＰＵ２６により演算し、その補正パラメータがＲＡＭ２８に格納され、次の画像形成動作に受け継がれる。カウンタ３１は、ベルト１６上に形成されたトナー濃度及び色ずれ検出用のトナーパターンの数及び色ずれ検出用のトナーパターン間の時間をカウントする。

図５は、中間転写ベルト１６に形成されるトナーパターン２５と反射型センサ２４の位置関係の一例を示したものである。ベルト１６には図示しないイエロー，ブラック，シアン，マゼンタのそれぞれの単色の階調を表す濃度制御用のトナーパターンＹ１〜Ｙ１０，Ｋ１〜Ｋ１０，Ｃ１〜Ｃ１０，Ｍ１〜Ｍ１０が位置ずれ制御用パターンの前にパッチとして並んで形成されており、その階調度は、イエローを例にＹ１＝濃度１０％・・・Ｙ１０＝濃度１００％と予め決められた条件のものを用いる。反射型センサ２４により検出されると、ＣＰＵ２６はその検出値を画像濃度との関係に基づいて画像濃度に変換し、その結果に基づいてプロセス条件を制御する。

一方、色ずれ補正用パターンは、図５から分かるように中間転写ベルト１６の中央及び両端付近に形成され、反射型センサ２４ａ，２４ｂ，２４ｃの正反射光により検出する。色ずれ補正用パターンはイエローＹ，ブラックＫ，シアンＣ，マゼンタＭの直線状の並列したフルカラーの色ずれ補正用パターン２５ＦＣであり、ＹＭＣＫの主走査方向に平行な直線パターン群と、ＹＭＣＫ所定の角度（例えば４５度）で斜めに配置された斜線パターン群を１つのユニットとして複数ユニット形成される。各群は、それぞれブラックＫを基準色として、イエローＹ，シアンＣ，マゼンタＭの各色の位置関係を直線パターン間で搬送方向、直線パターンと斜めパターン間で主走査方向の双方の色ずれ量を検出する。位置関係は、それらのパターンの通過タイミングをカウンタ３１でカウントすることで検出される。

ＣＰＵ２６は、前記カウンタ３１のカウント値から色ずれ量を検知し、検知した色ずれ量に基づき、書込部３０における書き込みタイミングを制御する（色ずれ補正制御）。中間転写ベルト１６に形成された各トナーパターン２５は、ベルト１６の搬送方向に搬送され、各トナーパターン２５が反射型センサ２４の真下を通過するときに、３個の反射型センサ２４ａ，２４ｂ，２４ｃによって図のように各階調及び色ずれのトナーパターン２５が順次並行検知される。３個の反射側センサは中間転写ベルト１６の搬送方向に直交する方向に並設され、装置正面側からみて中間転写ベルト１６上の前側、中央部、及び後側の３個所に形成されたトナーパターン２５を検知する。

図６は図５に示したフルカラーの色ずれ補正用パターン２５ＦＣを反射型センサ２４により検出したときの正反射光による出力波形を示す図である。トナー濃度パターンは、その階調に従って出力電圧が順々に下がる。そして、トナー濃度を検出する場合は、この波形の振幅値を検出する。色ずれ補正用パターン２５ＦＣは、ブラックＫは多少反射率が悪くなるので多少出力電圧が下がり、ＹＭＣのカラーはほぼ一定の出力電圧値を示す。そして、色ずれを検出した場合は、予め決められたしきい値を基準として、立ち下がりの交点と立ち上がりの交点を足して２で割り中心値を求める。図６では、中心地はしきい値の線に対して直交する線が示す値（カウント値）がこれにあたる。

図７は、フルカラーのトナーパターン１サイクルにおける色ずれ補正用パターン２５ＦＣを反射型センサ２４によって検出したときの正反射光の出力波形図である。トナーパターン１サイクルとは基準の出力波形値から使用色の最後の色（マゼンタＭ２０）までを表す。同図では、トナーパターン１サイクルにおける色ずれ補正用パターン２５ＦＣを反射型センサ２４により検出したときの正反射光による出力波形を元に基準パターンから各トナーパターンまでのカウント値を示す。基準の出力波形値としきい値との立ち下がりの交点と立ち上がりの交点を足して２で割った中心からカウンタ３１がカウントを始め、各トナーパターンの出力波形値としきい値との立ち下がりの交点と立ち上がりの交点を足して２で割った中心までのカウント値をＲＡＭ２８に記憶する。

図７の場合、基準パターン２００からイエローＹのパターンＹ２０までのカウント値は１００であり、ブラックＫ、シアンＣ及びマゼンタＭの各パターンＫ２０、Ｃ２０、Ｍ２０までのカウント値はそれぞれ１５０、１４０、２２０となっている。本実施形態では、このフルカラートナーパターンは電源ＯＮ時１回のみ形成され、カウント値が計測される。

図８は、トナーパターン１サイクルにおけるトナーパターン２５をＫ色のみで作成した色ずれ補正用パターン２５Ｋを使用して位置ずれ検知を行った場合の反射型センサ２４の正反射光の出力波形図である。本実施形態では、図７に示したフルカラートナーパターン２５ＦＣに代えて図８に示したブラックＫ色のみで作像したトナーパターン２５Ｋによって色ずれ補正制御を実行する。これにより、色ずれ補正におけるカラートナー消費量を削減することができる。すなわち、図８では、図７のイエローパターンＹ２０に代えてブラックのＫＹ２０と、ブラックパターンＫ２０に代えてＫＹ２０と、シアンパターンＣ２０に代えてＫＣ２０と、マゼンタパターンＭ２０に代えてＫＭ２０としたものである。

図９は、色ずれ補正用パターン２５Ｋを作像した場合の反射型センサ２４の正反射光の出力波形及び基準パターンから各トナーパターンまでのカウント値を示す図である。このＫ色のみで作像したトナーパターン２４Ｋの生成及び検出は、例えば電源投入後にフルカラーのトナーパターン２５ＦＣを形成した後に実施される。また、Ｋ色のみで作像したトナーパターン２５ＫはＣＰＵ２６によって図７と等しいトナーパターン間隔となるように制御され、実施される。すなわち、各パターンについて、図７における基準パターン２００からイエローパターンＹ２０までの間隔と等しくなるように基準パターン２００からパターンＫＹ２０の間隔を空けるように、ブラックパターンＫ２０に対して図９のパターンＫＫ２０が基準パターン２００から同間隔で作像されるように、シアンパターンＣ２０に対して図９のパターンＫＣ２０が基準から同間隔で作像されるように、マゼンタパターンＭ２０に対して図９のパターンＫＭ２０が基準から同間隔で作像されるように、それぞれＣＰＵ２６が制御する。すなわち、制御的に基準パターン２００から同間隔で各パターンが形成される。

このとき、図９の例では、反射型センサ２４が検出しているカウント値は基準パターン２００からパターンＫＹ２０が９８、基準パターン２００からパターンＫＫ２０が１４７、基準パターン２００からパターンＫＣ２０が１８８、基準パターン２００からパターンＫＭ２０となっている。前述したようにＣＰＵ２６は図７と図９とで各トナーパターン間隔が等しくなるように制御してトナーパターンを作像している。しかし、図９で検出された各トナーパターンまでのカウント値は同図に示すように異なるものとなっている。この図７と図９における各パターンの差分値はＣＰＵ２６が管理若しくは演算できないカラートナーパターン２５ＦＣとＫ色のみのトナーパターン２５Ｋの間隔値の差分を意味している。この差分は、カラー感光体ドラム１０Ｙ，Ｍ，ＣとＫ色感光体ドラム１０Ｋの偏心、回転ムラなどが要因となって発生する。ＣＰＵ２６はこのカラートナーパターン２５ＦＣとＫ色のみのトナーパターン２５Ｋの間隔の差分値を演算し、その演算結果をＲＡＭ２８に格納する。以下この演算結果を「トナーパターン誤差パラメータＦＣ−Ｋ」と称するが、このパラメータは色毎に求められるので、各色に対応してＦＣ（Ｙ）−Ｋ、ＦＣ（Ｃ）−Ｋ、ＦＣ（Ｍ）−Ｋで示す。

図１０は、トナーパターン誤差パラメータＦＣ−Ｋの算出方法を示す説明図である。
同図では、図７に示したフルカラー（Full Color）のトナーパターン２５ＦＣにおける各トナーパターン間隔の検出値（１００、１５０、１８０、２２０）と、図９に示したブラックＫ色のみのトナーパターン２５Ｋにおける各トナーパターン間隔の検出値（９８、１４７、１８８、２２０）の差分を演算する。すなわち、図１０の（１）式
ＦＣ（Ｙ）−Ｋ差分値＝１００− ９８＝２ ・・・（１）
は、基準パターン２００からフルカラーのトナーパターンにおけるＹ色までの間隔のカウント値１００からＫ色のみのトナーパターンにおけるＫＹ（従来トナーパターンでＹ色を作像する位置に作像したＫ色）までのカウント値９８を減算した値である。

同様に図１０の（２）式、（３）式、及び（４）式
ＦＣ（Ｋ）−Ｋ差分値＝１５０−１４７＝３ ・・・（２）
ＦＣ（Ｃ）−Ｋ差分値＝１８０−１８８＝−８ ・・・（３）
ＦＣ（Ｍ）−Ｋ差分値＝２２０−２２０＝０ ・・・（４）
も基準パターン２００からフルカラーのトナーパターン２５ＦＣにおけるＫ，Ｃ，Ｍ色までの間隔のカウント値からＫ色のみのトナーパターン２５ＫにおけるＫＫパターン、ＫＣパターン、ＫＭパターンまでのカウント値を減算した値である。

図１１は本実施形態における色ずれ補正の具体例を示す図である。すなわち、本実施形態では、トナーパターン誤差パラメータＦＣ−Ｋを用いてＫ色のみのトナーパターンで従来と同等の色ずれ補正を実現する。図１１では、図９のトナーパターン１サイクルから印刷を繰り返した後に実施される色ずれ補正のＮサイクル目のパターンが示されている。印刷を繰り返すと中間転写ベルト１６の歪み等の物理変形を主要因として反射型センサ２４が検出しているトナーパターン間隔カウント値が変化する。従来のフルカラーのトナーパターンを用いた色ずれ補正ではカウント値をそのままパラメータとして色ずれ補正を実施していたが、本実施形態で示す色ずれ補正方法は、図９及び図１０に示したトナーパターン誤差パラメータＦＣ−Ｋをブラックで作成した各色に対応するパターンのカウント値に加算し、
カウント値１０１＋（１）式の値＝１０１＋２＝１０３（＝α）・・・（５）
カウント値１４４＋（２）式の値＝１４４＋３＝１４７（＝α）・・・（６）
カウント値１８０＋（３）式の値＝１８０−８＝１７２（＝α）・・・（７）
カウント値２２５＋（４）式の値＝２２５＋０＝２２５（＝α）・・・（８）
のように算出し、加算後の値をパラメータ（α）として色ずれ補正を実施する。この場合、パラメータ（α）は、前記（５）式から（８）式、及び図１１に示すように１０３、１４７、１７２、２２５となり、ＣＰＵ２６は、このαの値をＹ，Ｋ，Ｃ，Ｍ各色の色ずれ補正パラメータとして取り扱う。

このようにトナーパターン誤差パラメータＦＣ−Ｋは、フルカラーのトナーパターン２５ＦＣとＫ色のみのトナーパターン２５Ｋの差分値であることから、前記（５）式ないし（８）式で示したような値αは、仮にＮサイクル目においてフルカラーのトナーパターン２５ＦＣを作像し、センサ検出したとしても、Ｋ色でトナーパターン２５Ｋを作像した場合のパターン間の間隔のカウント値と同等の値となる。従って、前記αをパラメータとして色ずれ補正を実施すれば、Ｋ色のみのトナーパターン２５Ｋでフルカラーのトナーパターン２５ＦＣと同等の色ずれ補正を行うことができる。

なお、本実施形態では、フルカラートナーパターン２５ＦＣの作像は電源ＯＮ時１回のみとしているが、この外に中間転写ベルトの脱着、感光体ドラムの脱着、中間転写ベルト駆動モータの脱着、感光体ドラム駆動モータの脱着等、色ずれに大きく影響する事象がある場合には、フルカラートナーパターン２５ＦＣの作像を行い、トナーパターン誤差パラメータＦＣ−Ｋを再設定する。これにより、前記事象の発生による色ずれ補正精度の低下を防ぐことができる。なお、中間転写ベルト駆動モータの脱着、感光体ドラム駆動モータは図示していないが、前記色ずれに大きく影響する事象を起こさせる各部は画像形成装置の内部構成であり、いずれも公知の構成であるので、詳細についての説明は、ここでは割愛する。

図１２は本実施形態において実行される色ずれ補正処理の処理手順を示すフローチャートであり、ＣＰＵ２６により実行される。
この処理手順では、まず、画像形成部１００の各部の立ち上げ動作を開始し、カウンタ３１のカウントを開始する（ステップＳ１０１）。次いで、反射型センサ２４ａ，２４ｂ，２４ｃのそれぞれの発光素子２４１の発光量を調整し（ステップＳ１０２）、色ずれパターンの検知動作を開始する（ステップＳ１０３）。色ずれパターンの検知動作が開始されると、最初にフルカラーのトナーパターン２５ＦＣを中間転写ベルト１６上に作像する（ステップＳ１０４：図６参照）。なお、直接転写方式の場合には、作像は搬送ベルト１６’上になる。フルカラーのトナーパターン２５ＦＣが作像されると、各トナーパターン間の間隔のカウント値を検出し（ステップＳ１０５：図７参照）、検出したカウント値をＲＡＭ２８に格納する（ステップＳ１０６）。

次いで、Ｋ色のみのトナーパターン２５Ｋを中間転写ベルト１６上に作像し（ステップＳ１０７：図８）、各トナーパターン間の間隔のカウント値を検出し（ステップＳ１０８：図９）、検出したカウント値をＲＡＭに格納する（ステップＳ１０９）。その後、トナーパターン誤差パラメータＦＣ−Ｋを演算し（ステップＳ１１０：図１０）、演算結果はＲＡＭ２８に格納される（ステップＳ１１１）。この演算は、ＲＡＭ２８に格納したステップＳ１０５のカウント値とステップＳ１０８のカウント値の減算である。これ以降、ブラックＫ色のみのトナーパターン２５Ｋを使用した色ずれ補正が実行される。

すなわち、ブラックＫ色のみのトナーパターン２５Ｋを作像し（ステップＳ１１２，Ｓ１１３）、各トナーパターン間の間隔のカウント値を検出して（ステップＳ１１４）ＲＡＭ２８に格納し（ステップＳ１１５）、格納されたカウント値にステップＳ１１０で演算したパラメータＦＣ−Ｋを加算し（ステップＳ１１６）、この加算した値に基づいて色ずれ補正を実施する（ステップＳ１１７）。

このような手順で処理することにより、フルカラーのトナーパターン２５ＦＣは電源投入（ＯＮ）時１回作像するのみで、後はブラックＫ色のトナーパターン２５Ｋの作像によって、従来の色ずれ補正と同等の色ずれ補正効果を得ることができる。その際、カラートナーは、電源投入時のみ使用されるので、従来に比べてカラートナー消費量を大幅に削減することができる。

なお、本発明は本実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能であり、特許請求の範囲に記載された発明の技術思想に含まれる技術的事項の全てが本発明の対象となる。

２４ 反射型センサ
２５ トナーパターン
２５ＦＣ フルカラーの色ずれ補正用パターン（フルカラーのトナーパターン）
２５Ｋ ブラック色の色ずれ補正用パターン（ブラック色のみのトナーパターン）
２６ ＣＰＵ
１００，１０１ 画像形成部

特開２００８−２３３４１０号公報

Claims (9)

1. 色ずれ補正用のトナーパターンを検知して色ずれ補正を行い、複数色の画像を重畳してカラー画像を形成する画像形成装置であって、
   フルカラーの複数パターンからなる第１の色ずれ補正用パターンとフルカラーのうちの１色で前記第１の色ずれ補正用パターンと制御的に同間隔で第２の色ずれ補正用パターンを形成する手段と、
   前記第１の色ずれ補正用パターンのパターン間隔を検出する第１の検出手段と、
   前記第２の色ずれ補正用パターンのパターン間隔を検出する第２の検出手段と、
   前記第１及び第２の検出手段の検出結果から前記第１の色ずれ補正用パターンに対する前記第２の色ずれ補正用パターンの誤差を演算する演算手段と、
   第２の色ずれ補正用パターンの検出結果と前記誤差とから補正値を求め、当該補正値に基づいて色ずれ補正を行う補正手段と、
   を備えていることを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１記載の画像形成装置であって、
   前記第１の色ずれ補正用パターンを形成する手段は、予め設定されたタイミングで前記第２の色ずれ補正用パターンを形成する手段よりも前に前記第１の色ずれ補正用パターンを形成すること
   を特徴とする画像形成装置。
3. 請求項２記載の画像形成装置であって、
   前記予め設定されたタイミングが、電源投入、中間転写ベルトの脱着、感光体ドラムの脱着、中間転写ベルト駆動モータの脱着、若しくは感光体ドラム駆動モータの脱着のいずれかの後であること
   を特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像形成装置であって、
   前記パターンを検出するための光学的検出手段を備え、
   前記パターン間隔は前記光学的検出手段の検出出力に基づくカウント値によって検出されること
   を特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項に記載の画像形成装置であって、
   前記誤差は第１の色ずれ補正用パターンの各色のパターンと前記１色のパターンの対応するパターンの基準パターンからの間隔の差により得られた値であること
   を特徴とする画像形成装置。
6. 請求項１ないし５のいずれか１項に記載の画像形成装置であって、
   前記第１及び第２の色ずれ補正用パターンが中間転写ベルト又は搬送ベルトのいずれかに形成されること
   を特徴とする画像形成装置。
7. 請求項１ないし６のいずれか１項に記載の画像形成装置であって、
   前記フルカラーのうちの１色がブラック色であること
   を特徴とする画像形成装置。
8. 複数色のトナー画像を重畳してカラー画像を形成する際に実行される色ずれ補正方法であって、
   フルカラーの複数パターンからなる第１の色ずれ補正用パターンとフルカラーのうちの１色で前記第１の色ずれ補正用パターンと制御的に同間隔で第２の色ずれ補正用パターンを形成する第１の工程と、
   前記第１の色ずれ補正用パターンのパターン間隔を検出する第２の工程と、
   前記第２の色ずれ補正用パターンのパターン間隔を検出する第３の工程と、
   前記第２及び第３の工程における検出結果から前記第１の色ずれ補正用パターンに対する前記第２の色ずれ補正用パターンの誤差を演算する第４の工程と、
   第２の色ずれ補正用パターンの検出結果と前記誤差とから補正値を求め、当該補正値に基づいて色ずれ補正を行う色ずれ補正を行う第５の工程と、
   を備えていることを特徴とする色ずれ補正方法。
9. 複数色のトナー画像を重畳してカラー画像を形成する際にコンピュータの資源を使用して実行される色ずれ補正制御プログラムであって、
   フルカラーの複数パターンからなる第１の色ずれ補正用パターンとフルカラーのうちの１色で前記フルカラーの色ずれ補正用パターンと制御的に同間隔で第２の色ずれ補正用パターンを形成する第１の処理手順と、
   前記第１の色ずれ補正用パターンのパターン間隔を検出する第２の処理手順と、
   前記第２の色ずれ補正用パターンのパターン間隔を検出する第３の処理手順と、
   前記第２及び第３の工程における検出結果から前記第１の色ずれ補正用パターンに対する前記第２の色ずれ補正用パターンの誤差を演算する第４の処理手順と、
   第２の色ずれ補正用パターンの検出結果と前記誤差とから補正値を求め、当該補正値に基づいて色ずれ補正を行う第５の処理手順と、
   を備えていることを特徴とする色ずれ補正制御プログラム。