JP2012181316A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 CPU1は、検出センサ5aからの検出により中間転写ベルトに形成された、画像形成装置の電源投入又は省エネモードからの復帰時、初期画像調整用のテストパターン画像を形成し、その主走査方向の位置ずれ量を算出し、それをRAM3に保存しておく。そして、経時画像調整用のテストパターン画像を形成する際、RAM3に保存された位置ずれ量に基づいて中間転写ベルトに形成するテストパターン画像の主走査方向の形成位置を補正すると共に、テストパターン画像の主走査方向の幅を初期画像調整用のときよりも小さい幅に補正する。
【選択図】 図3
Description
しかし、この方法では、テストパターンの繰り返し回数が少ないために粗い補正しか行えず、色ずれ補正と濃度補正を含む画像調整の精度が低下してしまうという新たな問題が生じる。
しかし、それらの3つの課題はトレードオフの関係にあって、上述したように、従来の技術では、どれか1つの課題の解決を達成するものはあったが、3つ同時に達成するものは無かった。
図1は、この発明の一実施例の画像形成装置の構成を示すブロック図である。
この画像形成装置100は、例えば、ファクシミリ装置,印刷装置(プリンタ),複写機,及び複合機を含む画像処理装置であり、半導体レーザ光源、ポリゴンミラーなどの光学要素を含む光学装置101と、例えば、感光体(例えば、ドラム状の感光体、「感光体ドラム」という)、帯電装置、現像装置などを含む像形成部102と、中間転写ベルトなどを含む転写部103を含んで構成される。すなわち、この光学装置101と像形成部102と転写部103が、画像形成手段とパターン画像形成手段の機能を果たす。
上記光ビームは、イエロー(Y),ブラック(K),マゼンタ(M),シアン(C)の各色の画像に対応した数が発生されていて、それぞれ走査レンズ111a,111bを通過した後、反射ミラー112y〜112cで反射される。
以下、感光体120y〜120cに対する主走査方向を、光ビームの走査方向として定義し、副走査方向を、主走査方向に対して直交する方向、すなわち、感光体120y〜120cの回転する方向として定義する。
上記光導電層は、それぞれ感光体120y〜120cに対応して配設され、コロトロン、スコロトロン、又は帯電ローラなどを含んで構成される帯電器122y〜122cにより表面電荷が付与される。
感光体120y〜120cの被走査面上にそれぞれ形成された静電潜像は、現像スリーブ,現像剤供給ローラ,規制ブレードなどを含む現像器121y〜121cによりそれぞれ現像され、感光体120y〜120cの被走査面上に現像剤像が形成される。
中間転写ベルト130は、感光体120y〜120cの被走査面上からそれぞれ転写されたY,K,M,Cの現像剤を担持した状態で2次転写部へと搬送される。すなわち、この中間転写ベルト130が、中間転写体に相当する。
2次転写ベルト133は、搬送ローラ134a,134bにより矢示Eの方向に搬送される。
上記2次転写部には、給紙カセットなどの用紙収容部Tから上質紙,プラスチックシートなどの受像材である用紙Pが搬送ローラ135により供給される。
上記用紙Pは、2次転写ベルト133の搬送と共に定着装置136へと供給される。
上記定着装置136は、シリコーンゴム,フッ素ゴムなどを含む定着ローラなどの定着部材137を含んで構成されていて、用紙Pと多色現像剤像とを加圧加熱し、排紙ローラ138によって用紙Pを印刷物P′として画像形成装置100の外部へと排出する。
各検出センサ5a〜5cの内部構成は共通であり、図2には、検出センサ5aについて図示をするが、各検出センサ5b,5cについても同じなのでそれらの説明は省略する。
発光部10aは、光を発光する発光素子であり、例えば、赤外光を発生する赤外光LEDである。
また、受光部11aは、例えば、正反射型受光素子であり、受光部12aは、例えば、拡散反射型受光素子である。
そして、その光の一部は、テストパターン形成領域やテストパターン形成領域のトナー層で正反射して正反射光L2になった後、集光レンズ13aを再透過して受光部11aに受光される。
なお、発光素子として、赤外光LEDに代えてレーザ発光素子等を用いてもよい。
また、上記受光部11a,12a(正反射型受光素子,拡散反射型受光素子)としては、何れもフォトトランジスタを用いているが、フォトダイオードや増幅回路等からなるものを用いてもよい。
図3は、図1に示した画像形成装置100の検出センサ5a〜5cの内部構成と共に、画像形成装置100の制御部における検出センサ5a〜5cで検出したデータの処理を司る機能構成を示すブロック図である。
CPU1は、RAM3を作業領域としてROM2に格納されているプログラムを実行し、後に詳述するテストパターン画像の検出時、I/Oポート4を介して発光量制御部14a〜14cを制御し、検出センサ5a〜5cのそれぞれの発光部10a〜10cから所定の光量の光ビームをそれぞれ照射する。
そして、サンプリング制御部19aによってA/D変換部17aで変換されたデジタルデータをサンプリングしてFIFOメモリ部18aに格納する。
上記RAM3は、例えば、NVRAMであり、各種のパラメータも記憶する。
この実施例では、テストパターン画像として位置ずれ補正用パターン画像を用いた場合を説明する。
図4は、位置ずれ補正用パターン画像中の1組のマークと、その1組のマークの検出結果の波形例とを示す図である。
図5は、図4に示す位置ずれ補正用パターン画像の検出結果に基づくずれ量の算出の説明に供する位置ずれ補正用パターン画像の1組のマークを示す図である。
図4の(b)では、各検出センサ5a〜5cの中心部が位置ずれ補正用パターン画像の中心部を通過している理想の軌跡の例を示している。
図4の(a)に示す波形は、検出センサ5a〜5cのいずれかについて、図4の(b)に示した位置ずれ補正用パターン画像のある検出センサ、例えば、検出センサ5aに対応する1組のマーク30を検出したときの検出レベルの変化例を示しており、他の検出センサ5b,5cについても同様の波形が得られるので、図示を省略する。
また、スキュー,主走査レジストずれ量,副走査レジストずれ量,及び主走査倍率誤差の各種のずれ量の補正値を求めることができる。
図4の位置ずれ補正用パターン画像を検出したときの各種位置ずれ量の具体的な算出方法について図5を用いて説明する。
ここでは、検出センサ5aによって位置ずれ補正用パターン画像のマーク列を検出した場合で説明するが、他の検出センサ5b,5cについても同様に行う。
CPU1は、検出センサ5aからマークの検出の通知を次々と受け取ると、各検出の通知の間隔と上記サンプリング時間間隔とに基づいて各横線パターン間、各横線パターンとそれぞれ対応する斜め線パターンとの間の距離を算出する。
その算出した間隔値を用いて、基準色(K)の間隔値と非基準色の間隔値との差分値を算出する。
これは、斜め線パターンを、主走査方向に対して所定の角度だけ傾斜させているため、主走査方向にずれを生じている場合、横線パターンとの間隔が他の色についての間隔よりも広がったり狭まったりするためである。
このようにして、副走査方向及び主走査方向のレジストずれ量を取得することができる。
まず、スキュー成分の算出では、検出センサ5aと5cでそれぞれ検出される副走査レジストずれ量の差分を算出することで取得することができる。
また、倍率誤差偏差の算出では、検出センサ5aと5b,検出センサ5bと5cのそれぞれの主走査レジストずれ量の差分を算出することで取得することができる。
そして、上述のようにして取得した各種の位置ずれ量に基いて、中間転写ベルト130にカラー画像を形成させる際の画像形成条件を補正する補正処理を実行する。
また、光ビームの図示を省略した反射ミラーの傾きを調整することにより行う。その傾きの調整には、図示を省略したステッピングモータを駆動させて行う。
なお、画像データを変更することによって位置ずれ量を補正することもできる。
このようにして、副走査方向及び主走査方向のレジストずれ量を取得することができる。
図6及び図7は、位置ずれ補正用テストパターン画像に対するパターン画像補正処理の説明に供するパターン画像の一例を示す図である。
この画像形成装置100は、位置ずれ補正では、図6に示す初期画像調整用の位置ずれ補正用テストパターン画像30と、図7に示す経時画像調整用の位置ずれ補正用テストパターン画像33の2種類のテストパターンを使用する。
図6に示す31a〜31cは、検出センサ5a〜5cによって位置ずれ補正用テストパターン画像30を副走査方向に検出したとき、検出センサ5a〜5cの中心部に対して位置ずれ補正用テストパターン画像の各パターンの中心部が走査される理想の場合の軌跡を示している。
そこで、初期画像調整用の位置ずれ補正用テストパターン画像30の検出結果から位置ずれ量の算出及び位置ずれ補正値の算出を行うことに加え、検出センサ5aにより、初期画像調整用の位置ずれ補正用テストパターン画像30の位置ずれ基準色、例えば、図6ではK色における横線パターンと斜め線パターンの間隔aを検出する。
そして、間隔aと間隔bに基いて検出センサ5aの中心部の位置に対する位置ずれ補正用テストパターン画像のパターン中心部の位置のずれ量(オフセット:Offset)を算出する。
ここで、Offsetの値は、Offset=(a−b)の式より算出されるパラメータである。
このように、経時画像調整時には、初期画像調整用の位置ずれ補正用のパターン画像のパターン幅よりも小さい経時画像調整用の位置ずれ補正用テストパターン画像33を形成するので、トナー消費量を大幅に低減することができる。
さらに、経時画像調整用の位置ずれ補正用テストパターン画像33は、初期画像調整用の位置ずれ補正用のパターン画像と比較し、主走査幅のみを小さくしたパターンであるため、位置ずれの画像調整精度が低下してしまうことは無く、単独の調整のみでも従来と同等の精度が確保できるためダウンタイムが増加してしまうことも無い。
このようにして、初期の調整タイミングでOffsetの値を検出してしまえば、それ以降の調整では主走査幅の小さい経時画像調整用の位置ずれ補正用テストパターン画像33を使用することができる。
もちろん、工場で画像形成装置100を組み立ててから最初の位置ずれ調整のみ初期画像調整用の位置ずれ補正用のパターン画像を使用するようにしても良い。
図8及び図9は、濃度補正用テストパターン画像に対するパターン画像補正処理の説明に供するパターン画像の一例を示す図である。
この画像形成装置100は、濃度補正でも上述と同様のパターン画像補正処理を実施し、図8に示す初期画像調整用の濃度補正用テストパターン画像34と、図9に示す経時画像調整用の濃度補正用テストパターン画像35の2種類のテストパターンを使用する。
図8に示す34は濃度補正用のパターンの濃度の異なる複数のパターンであり、31a〜31cは、検出センサ5a〜5cによって濃度補正用テストパターン画像を副走査方向に検出したとき、検出センサ5a〜5cの中心部に対して濃度補正用テストパターン画像の各パターンの中心部が走査される理想の場合の軌跡を示している。
そこで、初期画像調整用の濃度補正用テストパターン画像34の検出結果から濃度補正を行うことに加え、上述と同様のパターン画像補正処理を行う。
トナー濃度の調整は、図8に示すような濃度の異なる複数のパターン34を形成し、濃度により検出センサ5a〜5cの出力値が変化する拡散光センサを使用してトナー付着量を検出することにより行う。
この濃度が異なるパターンは感光体120y〜120cから中間転写ベルト130にトナーを転写するときのバイアス量を変化させることにより生成している。
そして、この検出結果に基いて、画像形成条件に応じた適切なバイアスの設定や、光源のLD光量の設定を行うことで、適切な画像濃度で画像を生成することができる。
上記Offset値は、例えば、正の値の場合を理想の中心位置である31aから主走査方向にずれているとし、負の値の場合を理想の中心位置である31aから主走査方向とは反対方向にずれているとする。
このように、濃度補正の場合にも、経時画像調整時には初期画像調整用の濃度補正用パターン画像のパターン幅よりも小さい経時画像調整用の濃度補正用テストパターン画像を形成するので、トナー消費量を大幅に低減することができる。
さらに、経時画像調整用の濃度補正用テストパターン画像35は、初期画像調整用の濃度補正用のパターン画像と比較し、主走査幅のみを小さくしたパターンであるため、濃度の画像調整精度が低下してしまうことは無く、単独の調整のみでも従来と同等の精度が確保できるためダウンタイムが増加してしまうことも無い。
このようにして、初期の調整タイミングでOffset値を検出してしまえば、それ以降の調整では主走査幅の小さい経時画像調整用の濃度補正用テストパターン画像35を使用することができる。
もちろん、工場で画像形成装置100を組み立ててから最初の濃度調整のみ初期画像調整用の濃度補正用のパターン画像34を使用するようにしても良い。
図3のCPU1は、位置ずれ及び濃度の画像調整処理を行う場合、ステップ(図中「S」で示す)1で、検出センサをオンにして位置ずれ補正用テストパターン画像又は濃度補正用テストパターン画像のテストパターン画像を検出できる状態にして、ステップ2へ進む。
ステップ6で、検出センサとテストパターン画像の位置ずれ量(Offsetの値)を算出し、ステップ7へ進む。上記位置ずれ量は、検出センサの中心部の位置に対する位置ずれ補正用テストパターン画像のパターン中心部の位置のずれ量と、検出センサの中心部の位置に対する濃度補正用テストパターン画像のパターン中心部の位置のずれ量を含む。
ステップ7で、RAMに上記補正値(補正量)と位置ずれ量とを保存し、この処理を終了する。
図11は、各検出センサ5a〜5cが中間転写ベルト130の主走査方向の異なる位置にある場合に形成した位置ずれ補正用テストパターン画像の一例を示す図である。
また、図11に示す36a〜36cは、検出センサ5a〜5cによって位置ずれ補正用テストパターン画像30を副走査方向に検出したとき、検出センサ5a〜5cの中心部に対して位置ずれ補正用テストパターン画像の各パターンの中心部が走査される理想の場合の軌跡を示している。
また、上述と同様にして、濃度補正用テストパターン画像についても、各検出センサ5a〜5cでそれぞれ求めた各位置ずれ量の平均値をテストパターン画像の形成位置をシフトさせる際の位置ずれ量にするようにしても良い。
よって、複数の検出センサ5a〜5c間で異なる位置ずれ量(Offset)を検出しても、パターン画像補正処理のパターンのシフト量を最適な量にすることができる。
なお、各検出センサ5a〜5cの設置間隔が等間隔であっても、上述のように各検出センサ5a〜5cでそれぞれ求めた各位置ずれ量の平均値をテストパターン画像の形成位置をシフトさせる際の位置ずれ量にするようにしても良い。
図12は、経時画像調整用のテストパターン画像のパターン幅の説明図である。
経時画像調整用の位置ずれ補正用テストパターン画像のパターン幅、及び経時画像調整用の濃度補正用テストパターン画像のパターン幅は、トナー消費量を低減するため、主走査幅を初期画像調整用よりも小さいパターンにする。
Claims (6)
- 複数の像担持体にそれぞれ形成された異なる色のトナー画像を中間転写体に順次重ね合わせて転写し、前記中間転写体にカラー画像を形成させる画像形成手段と、
該画像形成手段によって前記中間転写体に前記カラー画像を形成させる際の画像形成条件を補正するためのパターン画像を形成させるパターン画像形成手段と、
該パターン画像形成手段によって前記中間転写体に形成されたパターン画像を検出するパターン画像検出手段と、
該パターン画像検出手段による検出結果に基づいて前記画像形成手段によって前記中間転写体に前記カラー画像を形成させる際の画像形成条件を補正する補正手段とを備えた画像形成装置において、
前記パターン画像検出手段による検出結果に基づいて前記パターン画像検出手段に対する前記中間転写体に形成されたパターン画像を形成する際の主走査方向の位置ずれ量を算出する位置ずれ量算出手段と、
該位置ずれ量算出手段によって算出された位置ずれ量を記憶する位置ずれ量記憶手段と、
前記パターン画像形成手段に、前記中間転写体に前記パターン画像を形成する際、前記位置ずれ量記憶手段に記憶されている前記位置ずれ量に基づいて前記パターン画像検出手段に対する前記中間転写体に形成するパターン画像の主走査方向の形成位置を補正すると共に、前記パターン画像の主走査方向の幅を初期設定値よりも小さい幅に補正するパターン画像補正手段とを設けたことを特徴とする画像形成装置。 - 前記パターン画像は、前記画像形成手段によって前記中間転写体に前記カラー画像を形成させる際、前記中間転写体にそれぞれ転写される前記各像担持体のトナー画像同士に位置ずれが生じないようにする画像形成条件に補正するための位置ずれ補正用テストパターン画像であることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
- 前記パターン画像は、前記画像形成手段によって前記中間転写体に前記カラー画像を形成させる際、前記各像担持体のトナー画像の濃度に差異が生じないようにする画像形成条件に補正するための濃度補正用テストパターン画像であることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
- 予め設定された条件の時に前記パターン画像形成手段によって前記パターン画像を形成する際、前記パターン画像補正手段を無効にする手段を設けたことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記パターン画像検出手段が複数有り、該各パターン画像検出手段が前記中間転写体の主走査方向の異なる位置にある場合、前記位置ずれ量算出手段に、前記各パターン画像検出手段について、それぞれ前記パターン画像検出手段に対する前記中間転写体に形成されたパターン画像を形成する際の主走査方向の位置ずれ量を算出し、その各算出された位置ずれ量の平均値を、前記パターン画像検出手段に対する前記中間転写体に形成されたパターン画像を形成する際の主走査方向の位置ずれ量とする手段を設けたことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記パターン画像補正手段に、前記初期設定値よりも小さい幅w、前記パターン画像検出手段が前記パターン画像を検出するときに照射する光の検出スポット径r、及び予め設定された位置ずれ量dとした場合、w=r+(d×2)に基づいて前記初期設定値よりも小さい幅wを決定する手段を設けたことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の画像形成装置。
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