JP2014178385A - 画像形成装置、画像形成方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】紙間でパッチ画像を読み取る際に、２次転写で紙が突入するときに発生する読み取り誤差を排除して色ずれ補正の精度が上がり、色ずれの少ない印刷画像を得ること。
【解決手段】副走査方向に等間隔で各色のパッチ画像を１組として、複数のパッチ群を形成するパターン生成部１０と、パッチ群の位置を検出する画像位置検出器４００と、前記検出値から前記パッチ群間の距離を算出するパッチ位置算出部１１と、前記パッチ群間の距離と予め設定される基準距離とを比較するパッチ位置比較部１２と、比較された当該パッチ群間の距離のデータが、予め定められる許容値内であるかを判断し、前記許容値以上である場合に、当該データを異常値であると判断する異常値判断部１３と、異常値であると判断された場合、所定の処理を実行するパッチ画像制御部１４と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、画像形成装置、画像形成方法、及びプログラムに関する。

従来、カラー画像形成装置には、レーザプリンタおよびインクジェットプリンタがある。レーザプリンタには例えば、タンデム方式と単一感光体方式がある。タンデム方式は、感光体及び現像装置を主体とする作像ユニットを、黒Ｋ，マゼンタＭ，シアンＣおよびイエローＹのそれぞれの記録用に１個、あわせて４個を、記録紙搬送ベルトあるいは中間転写ベルトの移動方向（副走査方向ｙ）に沿って併設して構成される。そして、各ユニットで各感光体に各色トナー画像を形成して用紙または中間転写ベルトに重ね転写するものである。単一感光体方式は１つの感光体に１色のトナー像を形成して用紙又は中間転写体に転写し、次に該感光体に別の色のトナー像を形成して先に転写したトナー像に重ね転写する。そして、この工程を所要色分繰り返す。インクジェットプリンタの場合は例えば、用紙幅分をライン記録できる黒Ｋ，マゼンタＭ，シアンＣおよびイエローＹのそれぞれの記録用に１個、合計４個のインクジェットヘッドを記録紙搬送ベルトの移動方向（副走査方向ｙ）に沿って併設して構成される。そして、各ユニットで各色トナー画像を、形成して搬送ベルト上の用紙に重複記録するものである。

いずれのカラー画像形成装置でも、同一用紙上に、異色トナー画像又は異色インクを、順次に重ね記録あるいは重複記録するので、色ずれを生じやすい。

カールソンプロセスを用いる画像形成装置は、例えばレーザプリンタにおいては一般に、感光体ドラムの回転に従って潜像形成、現像、転写が行われる。しかし感光体ドラム回転軸の偏心や「感光体ドラム駆動モータ」の回転速度変動により、潜像形成から転写までの時間が刻々と変動する。これに起因して転写された画像の副走査方向の「各光走査で書き込まれた画像の間隔（走査線ピッチ）」であるピッチにむらが生じ、濃度むらが発生する。

したがって、上記濃度むらや色ずれ、色変わりを解消するには、感光体ドラム回転軸の偏心や、駆動モータの回転速度変動をなくせば良いわけである。ところが、加工限界や動力伝達系での負荷変動、熱膨張による歪みを完全になくすことは不可能であり、上記偏心や回転速度変動を０（ゼロ）に抑えることはできない。このため、速度変動が起きないように速度変動を検出し、変動が、極力発生しないように速度補正を実行している。

また、タンデム式のカラー画像形成装置では、互いに重ね合せられるトナー画像相互の位置ずれにより、色ずれや色変わりが生じ、画像品質を劣化させる。感光体から転写ベルト上に転写（１次転写）されたトナーは、ベルト上にて搬送する。このときのベルトの速度は、回転軸の偏心や「転写ベルト駆動モータ」の回転速度変動により、感光体から次の感光体までの時間が刻々と変動し、次の感光体で転写されるトナーとの位置合せが困難になり、色ずれが発生する。

また、上記タンデム式のカラー画像形成装置の場合には、各感光体ドラムに潜像を形成する光走査装置相互においても、各色の潜像同士のレジスト（画像位置）を正確に合わせなければ「色ずれや色変わり」の原因となる。また、各光走査装置により書き込まれる走査線の傾きが互いに異なったり、走査線の曲がりの程度が異なったりするとやはり色ずれや色変わりが生じてしまう。

画像上に生じるピッチむらは、感光体ドラムや転写ベルト、搬送ベルトの駆動ローラ等の回転むらに起因する「低周波成分」と、駆動伝達系における歯車の噛み合い等による「高周波成分」との合成により生じる。画像品質に対する要求の高まりに伴い高精度な歯車が用いられるようになり、画像劣化に直接影響する感光体ドラムや転写ベルトは伝達系の「ガタ」を避けダイレクト駆動するようになってきている。また、フライホイールにより慣性力を増やすことで、高周波成分については低減されてきているが、完全に除去できるものではない。

しかし、「部品の加工精度に伴う偏心や組み立てのばらつき」に伴う負荷変動等を要因とする低周波成分の影響は避けられず、これを如何に抑えるかが重要になってきている。特に「タンデム式のカラー画像形成装置」では、トナー画像転写タイミングの変動による副走査方向のピッチむら周期の位相や振幅が、各画像で異なるため、上述の方法では、各画像間のドット位置を確実に合わせることができなかった。

また、潜像同士のレジストを合わせるのに、従来から、レジストのずれを転写ベルトに記録された画像により検出し、主走査方向及び副走査位置に関しては書き出しのタイミングを可変することで調整を行っている。例えば、レジスト補正処理では、まず、転写位置の主走査方向及び副走査方向のずれを検出するための斜線や横線などのパッチパターンのトナー像（以下、「パッチ画像」という）を複数の感光体ドラムに形成する。さらに、そのパッチ画像各々を走行中の転写ベルト上に並べて転写させる。そして、その転写ベルト上に並べられたパッチ画像各々が所定位置を通過するタイミングを検出し、その検出結果に基づいてパッチ画像各々の間隔を検出する。その後、検出された間隔に基づいて感光体ドラム各々から転写ベルトへの転写位置のずれ量を検出し、そのずれ量に基づいて感光体ドラム各々に対する露光タイミングや感光体の回転速度の補正などを行うことにより、その転写位置のずれを補正する。

上記ではいずれもパッチ画像を形成し、そのパッチ画像の間隔を読み取って、色ずれ補正量を算出し、各色の主及び副走査方向の色ずれを補正する。この補正は、印刷を開始する前に実行されることで、色ずれの少ない画像を得ることができる。しかし、連続印刷を行っていくと、装置全体の温度が上昇し、各部の熱膨張が発生し、印刷前に補正した値に対し、徐々に位置ずれが発生していくため、画像の色ずれが悪化していく。そこで、温度変化や印刷量に応じて、印刷を一度停止して、前述したように、パッチ画像を形成し、そのパッチ画像の間隔を読み取って、色ずれ補正量を算出し、各色の主及び副走査方向の色ずれを再度補正するような手段を設けている。しかし、前記の方法では、印刷をとめて補正を実行するために、装置のスループットが低下する不具合がある。

そこで、印刷を中断することなく、色ずれの補正を実行するために、紙間でパッチ画像を形成し、そのパッチ画像の間隔を読み取って、色ずれ補正量を算出し、各色の主及び副走査方向の色ずれを、紙間で補正するような手段を設けている。そして、前記したように駆動系の回転むらに起因する変動成分による検出誤差を低減するために、複数ページで、紙間にパッチ画像を形成し、平均化処理を行っている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１のカラー画像形成装置は、周期性のある回転むら等は、パッチ画像のサンプリング数（ページ数）を多くとり、平均化することにより、検出誤差の低減は可能である。しかし、紙間のある特定の位置での繰り返しの過渡的な振動に対しては、誤差を低減することはできず、検出誤差のオフセット値として誤差が残ってしまう。

繰り返しの過渡的な振動としては、例えば、特許文献２に記載されているようなショックジッタがある。ショックジッタは、厚紙などが、２次転写部に突入すると、転写ベルトの速度むらが発生し、１次転写のタイミングがずれてしまい位置ずれが発生してしまう。このショックジッタは、紙の突入又は抜けるときに毎回発生し、色毎に、発生の位置が異なるが、各色は、周期的で発生する位置は同じである。そして、紙種によっても当然、大きさや位置が異なってくる。そこで、このようなショックジッタの影響を、印刷画像に及ぼさないようにするために、紙間で発生するような、装置のメカ構成を工夫することも考えられる。

しかしながら、上記に示されるような従来の技術にあっては、さまざまな紙種に対して、すべてに対応することは、困難である。このようなショックジッタが、紙間で常に特定の色のパッチ画像転写時やパッチセンサの検出位置で発生した場合、転写点で位置ずれが発生したり、パッチ画像の間隔の読み取り時間が変化し、センサの検出誤差になってしまう。このショックジッタは、常に同じ位置に発生しており、しかも、周波数が高いため、１頁ごとに１サンプルをとり、ページ数を増やして、サンプリング数を多くとって平均化しても、ショックジッタの検出誤差が低減することはない。このため、色ずれ補正を行っても、色ずれをかえって悪くすることになってしまうという問題点があった。

上記の説明は、ショックジッタによる中間転写ベルトの振動による課題を述べたが、凹凸紙対応のために、弾性中間転写ベルト（以後弾性ベルトとする）＋２次転写ベルトを用いる場合がある。この場合、弾性ベルト上では、正反射光が極めて低くなるため、正反射によるパッチ画像検出の方式では、弾性ベルトに転写されたパッチ画像を、２次転写ベルトに転写して、２次転写ベルト上のパッチ画像を正反射センサで読み取ることになる。このため、用紙突入時のショックジッタの影響は、弾性ベルトと２次転写ベルトの両方に影響を及ぼすことになる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、紙間でパッチ画像を読み取る際に、２次転写で紙が突入するときに発生するショックジッタによる読み取り誤差を排除して色ずれ補正の精度が上がり、色ずれの少ない印刷画像を得ること目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、副走査方向に等間隔で各色のパッチ画像を１組として、複数のパッチ群を形成するパッチ形成部と、前記パッチ群の位置を検出する位置検出部と、前記位置検出部の検出値から前記パッチ群間の距離を算出する距離算出部と、前記距離算出部により算出された前記パッチ群間の距離と予め設定される基準距離とを比較するパッチ位置比較部と、前記パッチ位置比較部により比較された当該パッチ群間の距離のデータが、予め定められる許容値内であるかを判断し、前記許容値以上である場合に、当該データを異常値であると判断する異常値判断部と、前記異常値判断部により当該パッチ群間の距離のデータが異常値であると判断された場合、所定の処理を実行するパッチ画像制御部と、を備えることを特徴とする。

本発明は、紙間にパッチ画像を形成する際に、過渡的な振動、たとえばショックジッタのような振動により、パッチ画像に生じた位置ずれが、複数のパッチ群から求めた位置ずれ調整値に影響するのを避けることが可能となったことで、どのような紙種の用紙に対しても、連続印刷時の色ずれ補正の精度が上がり、色ずれの少ない印刷画像を得ることができるという効果を奏する。

図１は、実施の形態にかかるカラー画像形成装置の構成例（１）を示す説明図である。 図２は、図１におけるコントローラの構成を示すブロック図である。 図３は、図１に示す中間転写ベルトに形成されるパッチパターン画像の一部の各パッチ画像の分布を示す拡大斜視図である。 図４は、各パッチ画像を画像位置検出器にて検出し、時間計測を行なう際のタイムチャートである。 図５は、本実施の形態にかかるパッチ画像の位置検出処理例を示すフローチャートである。 図６は、図１に示す中間転写ベルトに形成される紙間のパッチパターン画像の一部の各パッチ画像を３組形成した平面図である。 図７は、図１におけるショックジッタ発生による影響を説明するため、各パッチ画像を画像位置検出器にて検出し、時間計測を行なう際のタイムチャートである。 図８は、図１におけるショックジッタ発生による影響を避けた位置にパッチ画像を形成したときの、各パッチ画像を画像位置検出器にて検出し、時間計測を行なう際のタイムチャートである。 図９は、実施の形態にかかるカラー画像形成装置の構成例（２）を示す説明図である。 図１０は、図９におけるショックジッタ発生による影響を避けたパッチ画像を形成したときの各パッチ画像を画像位置検出器にて検出するタイムチャートである。

以下に添付図面を参照して、この発明にかかる画像形成装置、画像形成方法、及びプログラムの一実施の形態を詳細に説明する。

（実施の形態）
本発明は、同一用紙上に複数画像を重複記録するカラー画像形成装置において、特に、同一用紙上での各色画像の相対的な位置ずれ、すなわち色ずれの改善を行うものである。以下、本実施の形態におけるカラー画像形成装置の例として電子写真方式に基づくタンデム型の画像形成装置を例にとって説明する。

図１は、実施の形態にかかるカラー画像形成装置の構成例（１）を示す説明図である。カラー画像形成装置は、それぞれ黒Ｋ，マゼンタＭ，シアンＣおよびイエローＹの色材（トナー）の画像を形成する作像ユニット１００Ｋ〜１００Ｙが、中間転写ベルト１０１に沿って併設されている。作像ユニット１００Ｋ〜１００Ｙはそれぞれ、感光体ドラム２００，帯電チャージャ２０１，現像器２０３及び感光体クリーニング装置などが配置されている。作像ユニット１００Ｋ〜１００Ｙの感光体ドラム２００に、マルチビーム光走査装置２０２が、各色記録用の画像光（レーザ光）を出射する。作像ユニット１００Ｋ〜１００Ｙは、一連のカールソンプロセスすなわち電子写真プロセスを経て、各感光体ドラム２００Ｋ〜Ｙ上に各色トナー像を形成する。以下の実施の形態において、各色間で機能及び構成が同一の各部を説明する際には、適宜、「Ｋ」、「Ｙ」、「Ｃ」、及び、「Ｍ」を省略した符号で説明する。

感光体ドラム２００に付与された静電荷に対し、マルチビーム光走査装置２０２の光ビームが像上露光することにより、静電潜像が形成される。現像器２０３は、感光体ドラム２００に形成された静電潜像を現像する。現像器２０３は、例えば、現像スリーブ、現像剤供給ローラ、及び、規制ブレード等を含む。

定着部１０６は、定着ローラ、加圧ローラを有する。定着ローラは、定着ヒータを内蔵する。定着ローラは、例えば、表面がフッ素樹脂でコーティングされている。

感光体ドラム２００上に現像された静電潜像は、感光体ドラム２００と１次転写ローラ１０３とに挟まれる中間転写ベルト１０１に転写される。中間転写ベルト１０１は、搬送ローラにより矢印の方向に移動する。これにより、Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋの順に、静電潜像が中間転写ベルト１０１に転写される。

１次転写ローラ１０３は、中間転写ベルト１０１に転写バイアスを印加して、感光体ドラム２００上に現像された静電潜像を、中間転写ベルト１０１に転写させる。クリーニング部（不図示）は、２次転写部で色現像済画像を転写した後の中間転写ベルト１０１から、転写残現像剤をクリーニング装置（不図示）により除去および回収して、次の画像形成プロセスへ供給する。

中間転写ベルト１０１に転写され坦持される多色現像済像（トナー像）は、２次転写バイアスが印加されることにより、用紙１０５に転写される。多色現像済画像を未定着画像として坦持する用紙１０５は、２次転写ローラ１０４の搬送により、定着部１０６に供給される。用紙１０５は、例えば、上質紙、プラスチックフィルム等である。

このように、作像ユニット１００Ｋ〜１００Ｙが形成した各色トナー像は、１次転写ローラ１０３Ｋ〜１０３Ｙで、中間転写ベルト１０１の同一位置に重ねて転写され、そして２次転写ローラ１０４で用紙１０５に転写される。用紙１０５上に転写されたカラー画像は、定着部１０６で定着される。定着部１０６は、未定着のトナー像が転写されて形成された用紙１０５を搬送し、加圧および加熱の作用により定着を行い、印刷物として、装置外へ排紙する。中間転写ベルト１０１は、支持ローラ１０８にて回転駆動され、感光体ドラム２００直下を左から右に移動する。この移動方向が副走査方向ｙである。

図２は、図１におけるコントローラ３００の構成を示すブロック図である。コントローラ３００は、制御プログラムに基づいて制御するＣＰＵ３０１、制御プログラムが記憶されちるＲＯＭ３０２、ワーキングメモリとして用いられるＲＡＭ３０３などのマイクロコンピュータシステムを有する。

ＣＰＵ３０１は、後述するように、パターン生成部１０、パッチ位置算出部１１、パッチ位置比較部１２、異常値判断部１３、パッチ画像制御部１４の機能を有する。

パターン生成部１０は、各色の所定のパターンを生成し、作像ユニット１００Ｋ〜１００Ｙに対して出力する。これにより作像ユニット１００Ｋ〜１００Ｙは、中間転写ベルト１０１上に位置検出用のパターン画像４０４Ｋ〜４０４Ｙからなるパッチ群４０４を形成する（図３など参照）。パッチ位置算出部１１は、画像位置検出器４００により中間転写ベルト１０１上に形成されたパッチ群４０４の位置を検出された位置情報から、特定色間の距離を算出する。

また、パッチ位置比較部１２は、パッチ位置算出部１１により算出された距離と予め設定される目標とする基準距離とを比較する。異常値判断部１３は、パッチ位置比較部１２により比較された当該パッチ群間の距離のデータが、予め定められる許容値内であるかを判断し、許容値以上である場合に、当該データを異常値であると判断する。パッチ画像制御部１４は、異常値判断部１３により当該パッチ群間の距離のデータが異常値であると判断された場合、後述する所定の処理を実行する。

また、パッチ画像制御部１４は、異常値判断部１３により当該パッチ群間の距離のデータが異常値であると判断された場合、取得した当該パッチ群のデータを削除する。さらに、パッチ画像制御部１４は、異常値判断部１３により当該パッチ群間の距離のデータが異常値であると判断された場合、次に形成するパッチ画像の形成位置を副走査方向に当該異常値の発生周期分についてすべてのパッチ群４０４を移動する。

また、パッチ画像制御部１４は、異常値判断部１３により当該パッチ群間の距離のデータが異常値であると判断された場合、次の紙間に形成する複数のパッチ群の中で、当該異常値に対応する副走査方向にほぼ同じ位置のパッチ群４０４を形成しない。

本実施の形態では、各作像ユニット１００Ｋ〜１００Ｙを用いて、中間転写体である中間転写ベルト１０１の転写面の移動方向である副走査方向ｙに一定間隔で分布する複数のパッチ画像でなる各パターン画像を形成する。そして、黒Ｋのパッチ画像を基準位置としてそれに対する各他色パッチ画像の副走査方向の位置差を検出し、メモリ（例えばＲＡＭ３０３など）に格納する。作像が指示された画像を形成する作像工程での、マゼンタＭ，シアンＣおよびイエローＹの各作像ユニット１００Ｋ〜１００Ｙにおける副走査方向の作像位置に対応するメモリに格納されている値を用いて、各作像ユニット１００Ｋ〜１００Ｙの副走査方向の作像位置を、前記位置差を低減すべく調整する。以下、詳細に説明する。

位置ずれ補正は、図１に示す画像形成装置立ち上がり時に、すなわち主電源スイッチの投入による主電源オンの直後、ならびに、省電力のための省エネルギーモードから、印刷動作が可能なスタンバイモードに復帰した直後に、各色間の位置ずれ補正のための、パッチ画像形成、色ずれ量算出、調整値の設定の一連の動作を行う。

調整値の設定ではまず、図３に示すように各作像ユニット１００Ｋ〜１００Ｙで形成された位置ずれ検出用の各色のパッチ画像４０４Ｋ〜４０４Ｙを、中間転写ベルト１０１の異なった位置に転写する。この中間転写ベルト１０１に主走査方向および副走査方向に３箇所で転写されたパッチ群４０４を、画像位置検出器４００（４００ａ〜４００ｃ）が検出する（本例では、主走査方向に３箇所並べているが、少なくとも２箇所以上あればよい）。

図１に示すコントローラ３００が、ある特定色ここでは黒Ｋのパッチ画像４０４Ｋの検出信号と、他の各色Ｙ，Ｍ，Ｃのパッチ画像４０４Ｙ，４０４Ｍ，４０４Ｃの検出信号との、それぞれの時間間隔を測定する。そして、その相対時間差によって、光走査装置２０２内の半導体レーザが出射し、感光体ドラム２００を露光するレーザ光の、感光体ドラム２００に対する副走査位置（円周方向の位置）を制御することで、相対的時間差を目標の相対的時間差になるようにする。つまり、中間転写ベルト１０１に対する黒Ｋの作像位置から、他色Ｍ，Ｃ，Ｙの目標のピッチ間隔となるように作像位置を合わせる。

位置ずれ補正は、各作像ユニット１００Ｋ〜１００Ｙを用いて、中間転写体の転写面の移動方向である副走査方向に一定間隔で分布する複数のパッチ画像４０４でなるテストパターン画像であるパッチパターン画像の生成を行う。そして、同パターンの１つを基準パッチ画像とし、その基準パッチ画像に対する各色の各パッチ画像までの副走査方向のパッチ画像間隔を計測する。

この計測した結果（Ｐｍ１０１，Ｐｃ１０１，Ｐｙ１０１）から、パッチ画像間隔の目標設定値（目標パッチ画像間隔Ｘｋｍ・Ｘｋｃ・Ｘｋｙ）に対する誤差（Ｙｋｍ＝Ｘｋｍ-Ｐｍ１０１、Ｙｋｃ＝Ｘｋｃ-Ｐｃ１０１、Ｙｋｙ=Ｘｋｙ-Ｐｙ１０１）を算出する。複数個のデータより、誤差Ｙの平均値を算出することで、基準色に対する色ずれ量を決定し、作像機構に色ずれをなくすように補正を実行する。位置ずれ補正は、パッチパターンを生成するタイミングや生成条件が、あらかじめ決められた数値にて実行している。

さらに、上述した説明では、１回のパッチパターンで示した。しかし、実際は、前述したようにメカニカルな速度変動要因により、測定時の誤差が発生する。このため、副走査方向に、同じようなテストパターンを複数回形成し、上記と同様にレジスト調整値を計算し、その平均値を算出することで、メカニカルな周期性の誤差を小さくする。

２次転写ベルト１１０上でパッチ画像検出として、図９を用いて説明する。図１の構成では、２次転写手段が２次転写ローラ１０４を用いて用紙１０５にトナー像を転写する方式であった。これに対して図９の構成では、記録用紙対応力の向上のために、中間転写ベルト１０１に弾性(ゴム)ベルトを用い、２次転写ベルト１１０にＰＩ（ポリイミド）ベルトを用いる構成である。

中間転写ベルト１０１に弾性ベルトを用いた場合、表面がＰＩベルトに比べ粗いために、反射光として拡散光が多くなり、中間転写ベルト１０１上で、パッチ画像を画像位置検出器４００で検出することが困難となり、パッチ画像を中間転写ベルト１０１から２次転写ベルト１１０へ転写させて、２次転写ベルト１１０上で検出する。そのために、画像位置検出器４００が２次転写ベルト１１０上の特定の位置に設置されている。パッチ画像は、前述した図３の例と同じである。

中間転写ベルト１０１上で形成されたパッチ群４０４は、２次転写ローラ１０４によって、２次転写ベルト１１０上に転写される。その後、パッチ群４０４は、画像位置検出器４００にて検出されて、パッチ位置算出部１１にて画像位置ずれ及び位置調整値が算出される。本図には図示していないが、２次転写ベルト１１０上で検出されたパッチ群４０４は、クリーナにて除去される。

以降の説明で、中間転写ベルト１０１上のパッチ画像を例にとって説明する。中間転写ベルト１０１上のパッチ画像４０４は、主走査方向ｘに３か所に分けられて形成される。両端のパッチ画像は、書込み領域の両端に形成され、残りの１箇所は書込み領域の中央部近傍に形成されている。ここで、書込み領域とは、用紙上にトナー像を転写できる範囲である。上記調整値の設定では、書込み領域内の３箇所のパッチ画像を用いて、主走査方向ｘおよび副走査方向ｙのレジスト調整値の他に、走査線のスキューの調整値、走査幅の調整値を決定する。

画像位置検出器４００ａ〜４００ｃのそれぞれには、発光素子と受光素子があり、発光素子の光が中間転写ベルト１０１で反射されて受光素子に至る。パッチ画像があると、受光素子の受光量が変化し、図４に示すような、画像位置検出器４００の出力として、パッチ画像対応の検出信号が得られる。この信号と閾値レベルとを比較し、パッチ画像検出時のパルス出力波形が、図４に示すような形で出力される。そして、スタート（ＳＴＡＲＴ）からパッチ画像検出時のパルスまでのクロック数をカウントした結果から、時間換算し、Ｔ１、Ｔ２・・・の計測結果が得られる。この計測結果からパッチ画像検出時の中央位置として、例えば、パッチ画像４０４Ｋでは、ＴＫ＝（Ｔ１+Ｔ２）／２が得られ、パッチ画像４０４Ｍでは、ＴＭ＝（Ｔ３+Ｔ４）／２の値が得られる。同様にパッチ画像４０４Ｃ以降も算出する。そして、パッチ画像４０４Ｋとパッチ画像４０４Ｍとのパッチ画像間隔Ｐｍ１０１＝（ＴＭ―ＴＫ）が算出される。Ｐｃ１０１以降も同様である。

上記調整値の設定は、装置立ち上がり時、印刷終了直後などに行われる。この調整値の設定中は、中間転写ベルト１０１へのパッチ画像の形成を行うため、転写紙への印刷（転写動作）を行わない。

一方、印刷期間中においては、装置の温度上昇に伴い、作像系や駆動系などを構成する機械部品の熱膨張が発生して、各色間位置変動が徐々に進行する。これ起因して色ずれが発生し、画像の色味が変わったり、濃度変動が発生したりする。

ここで用紙搬送時などにおけるパッチ位置が異常にずれる現象をショックジッタと呼ぶ。ショックジッタは、用紙の突入／抜け時のたびに発生する。例えば、用紙１０５を搬送する場合において、搬送ローラ対に用紙１０５が突入する際、及び搬送ローラ対から用紙１０５が抜ける場合など用紙１０５の負荷状態に起因して発生する。さらに、ショックジッタは、用紙１０５に画像の転写位置を合わせるためにレジストローラの再起動時（例えば、駆動系のクラッチＯＮ／ＯＦＦ時）にも発生する。また、ショックジッタは、用紙１０５の種類、特に厚紙になるほど顕著に発生する傾向にある。

このような画像劣化の問題を解決するために、以下のような補正を行う。図５は、本実施の形態にかかるパッチ画像の位置検出処理例を示すフローチャートである。また、図６は、図４で形成されたパッチ群４０４をＡ４横搬送における画像領域５００で紙間に主走査方向及び副走査方向に３組形成したときの状態を示している。

図５の処理はＣＰＵ３０１が有する各機能ブロックによって実行される。図５において、まず、パターン生成部１０により生成された所定のパターン画像４０４Ｋ〜４０４Ｙでなるパッチ群４０４を各作像ユニット１００Ｋ〜１００Ｙにより中間転写ベルト１０１上の紙間に形成する（ステップＳ１１）。続いて、紙間に形成された複数のパッチ群４０４を上記と同様に画像位置検出器４００ａ〜４００ｃにて検出する（ステップＳ１２）。パッチ位置算出部１１は、このパッチ群４０４の検出情報にしたがって位置ずれ量を算出する（ステップＳ１３）。続いて、パッチ位置比較部１２は、上記算出された位置ずれ量が予め定めた目標値と合致するか否かを判断する（ステップＳ１４）。

ステップＳ１４において算出された位置ずれ量が目標値と合致しなければ（判断Ｎｏ）、さらに、異常値判断部１３により当該位置ずれ量が許容範囲であるか否かを判断する（ステップＳ１５）。許容範囲である場合（判断Ｙｅｓ）、用紙１０５の画像を形成しない領域で、位置調整を実行する（ステップＳ１７）。一方、ステップＳ１５において、異常値判断部１３により許容範囲ではないと判断した場合（判断Ｎｏ）、パッチ画像制御部１４は後述する所定の処理を実行する（ステップＳ１６）。

このように、紙間に形成した複数のパッチ群４０４を上記と同様に画像位置検出器４００ａ〜４００ｃにて検出し、位置ずれ量を算出する。そして、特定枚数毎の紙間又は連続複数枚の紙間に、同様のパターンを形成し、位置ずれの平均化を行い、調整量を算出し、用紙１０５の画像を形成しない領域で、位置調整を実行することで、色ずれの少ない画像を得ることができる。しかし、このとき、用紙が２次転写ローラ１０４に突入したときに発生するショックジッタのタイミングが、マゼンタ色の紙間に発生した場合の影響について次に説明する。

このため、ショックジッタの振動の変位６００は、紙間の同じような位置に繰返し発生する。また、用紙サイズが変われば、ショックジッタの発生位置も変わり、紙間に発生せずに画像領域に発生することもある。そして、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂそれぞれ発生位置が異なってくる。

ここで、図６に示すようなショックジッタの発生位置が、その用紙終端からの時間Ｌ０であり、この振動の持続時間をＬ１となっているＭの１次転写点の転写タイミング位置で発生している場合において、このショックジッタの振動影響で、１次転写の転写ずれが、同じ位置で周期的に発生する（同じ用紙サイズが連続で印刷した場合）。

このショックジッタによるパッチ画像の位置ずれによるタイミングずれについて図７に示す。パッチ画像４０４Ｍの転写位置がずれて、本来の転写位置である点線の位置からパッチ画像４０４Ｍが動いて実線の位置になるため、パッチ画像４０４Ｍの計測時間が、図４のＴ３、Ｔ４に対し、図７では、Ｔ３’（＜Ｔ３）、Ｔ４’（＜Ｔ４）となり、検出誤差が発生する。

すなわち、この検出誤差が、位置ずれ誤差Ｙに上乗せされて、本来の調整値と異なる調整を行ってしまい、色ずれが悪化する可能性がある。前記検出誤差を防ぐために、同色で同じパッチ画像の間隔が合致しているかどうか比較する。つまり、横線のパッチ画像の場合、パッチ画像４０４Ｋ〜４０４Ｋ、パッチ画像４０４Ｍ〜４０４Ｍ、パッチ画像４０４Ｃ〜４０４Ｃ、パッチ画像４０４Ｙ〜４０４Ｙの間隔を、図７に示す時間ＴＫｉｎｔ、ＴＭｉｎｔ・・・で計測する。そして、前記計測結果が、目標の間隔Ｔｉｎｔとほぼ合致しているかどうか比較する。比較の手段として例えば、Ｔｉｎｔ−ＴＭｉｎｔを算出し、この結果が、検出誤差の許容範囲内かどうかを比較して、検出誤差の許容範囲を超えているかどうかを確認する。そして、副走査方向に同じ位置のパッチ群４０４で少なくとも２個以上が許容範囲を超えていた場合、ショックジッタの影響を受けたと判断する。ここで、１個だけでは、ベルト表面のキズによる誤検出の可能性があるので、２個以上とする。

ショックジッタの影響を受けたと判断すると、ショックジッタを受けた走査方向に同じ位置のパッチ画像（図７ではパッチ画像４０４Ｍである）のデータＴ３’とＴ４’のデータを削除し、ショックジッタの影響が無い次のパッチ画像のデータを用いて、位置ずれ誤差Ｙを算出して調整値を算出する。よって、ショックジッタにより大きくずれたパッチ画像の計測値の結果を使わないので、調整値の誤差が、異常に大きくなることはない。

一方、上記の検出において、ショックジッタの影響を受けたパッチ画像を特定することが可能となる。例えば、図７に示すＴＭｉｎｔの次のＴＭｉｎｔ１から求めたＴｉｎｔ−ＴＭｉｎｔ１が、許容誤差範囲外であれば、明らかに最初のパッチ群４０４のパッチ画像４０４Ｍがショックジッタの影響を受けていることが判る。そこで、次の紙間でパッチ画像４０４Ｍを形成する際に、ショックジッタの影響を受ける位置を避けるようにパッチ画像の位置を副走査方向に調整する。

図８にその一例を示す。図８は、図７でのショックジッタの発生範囲（時間Ｌ０〜（Ｌ０＋Ｌ１））である。最初のパッチ群４０４のパッチ画像４０４Ｍにショックジッタの影響が発生するため、少なくとも、パッチ画像４０４Ｍの位置より先の位置Ｌ２（＞Ｔ４）に、パッチ画像４０４Ｍのパッチ画像を形成するように、次の紙間では、パッチ群４０４を副走査方向に移動する。パッチ画像４０４Ｍの移動方法は、パッチ群４０４の副走査方向書き出しタイミングを制御することで可能である。なお、Ｌ２は、あらかじめ、ショックジッタの振動幅Ｌ１などを考慮して決定する。例えば、Ｌ２≧（Ｔ４＋Ｌ１）とすれば、確実にショックジッタの影響を避けることができる。なお、主走査方向に３箇所あるパッチ群４０４のすべてが、副走査方向に移動する。

なお、本例では、紙間の先端部にショックジッタを設けたが、用紙サイズにより、紙間の中央部や後端部にショックジッタが発生する可能性もある。その場合もパッチ群４０４単位で移動する。

次に、図９の２次転写ベルト１１０上にパッチ画像を形成する場合について説明する。上述したショックジッタの振動は、２次転写ベルト１１０への振動となり、中間転写ベルト１０１上でパッチ画像を検出するより更に悪化することになる。具体的に説明すると、印刷中に紙間で形成したパッチ群４０４は、中間転写ベルト１０１から２次転写ベルト１１０に転写され、画像位置検出器４００の下を通過する。この通過中に、用紙１０５が２次転写点に突入し、２次転写ベルト１１０に速度変動が発生すると、パッチ群４０４の読取りに誤差が発生してしまう。

誤差が発生したかどうかを判断する方法は、前述したように、図７に示す時間ＴＫｉｎｔ、ＴＭｉｎｔ・・・で計測し、前記計測結果が、目標の間隔Ｔｉｎｔとほぼ合致しているかどうかを比較する。比較の手段として例えば、Ｔｉｎｔ−ＴＭｉｎｔを算出し、この結果が、検出誤差の許容範囲内かどうかを比較して、検出誤差の許容範囲を超えているかどうかを確認する。そして、副走査方向に同じ位置のパッチ群４０４で少なくとも２個以上が許容範囲を超えていた場合、ショックジッタの影響を受けたと判断する。

このとき、特定のパッチ群４０４の中で、許容誤差を複数のパッチ画像でオーバしていると判断した場合は、振動の影響を受けたパッチ群４０４を、次回以降の紙間形成では、作成しないようにする。つまり、図１０の例に示したように、ショックジッタによる２次転写ベルト１１０の速度変動箇所には、パッチ群４０４を形成しないようにする。そして、残りのパッチ群４０４で、色ずれを算出する。なお、副走査方向に同じ位置にあるパッチ群４０４も形成しない。

本実施の形態では、パッチ群４０４に関して、パターン形状を横線で説明したが、主走査方向の色ずれを検出するために斜め線も含めたパッチ群で考えてもよい。このときの、パッチ間の画像距離（時間）は、隣接するパッチ群間の同色の同パッチ画像形状との間隔を測定することになる。

また、パッチ群４０４の中に同色の同パッチ画像形状が複数個ある場合、パッチ群に跨らずに、パッチ群内で、隣接するパッチ画像間の同色の同パッチ画像形状との間隔を測定することで、さらに、ショックジッタの位置を細かく検出することが可能になり、データとして有効なパッチ画像の選別が可能になる。

したがって、上述してきた実施の形態によれば、紙間にパッチ画像４０４Ｋ〜４０４Ｙを形成する際に、過渡的な振動による位置ずれ調整値に影響するのを避けることが可能となる。たとえばショックジッタのような振動により、パッチ画像４０４Ｋ〜４０４Ｙに生じた位置ずれが、複数のパッチ群４０４から求めた位置ずれ調整値に影響するのを避けることが可能となる。これにより、どのような紙種の用紙に対しても、連続印刷時の色ずれ補正の精度が上がり、色ずれの少ない印刷画像を得ることができる。

ところで、本実施の形態で実行されるプログラムは、ＲＯＭ３０２に予め組み込まれて提供するものとしているが、これに限定されるものではない。本実施の形態で実行されるプログラムを、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録してコンピュータプログラムプロダクトとして提供してもよい。たとえば、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供してもよい。

また、本実施の形態で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。また、本実施の形態で実行されるプログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成してもよい。

本実施の形態で実行されるプログラムは、上述したパターン生成部１０、パッチ位置算出部１１、パッチ位置比較部１２、異常値判断部１３、パッチ画像制御部１４を含むモジュール構成となっている。実際のハードウェアとしてはＣＰＵ３０１（プロセッサ）が上記記録媒体からプログラムを読み出して実行することにより上記各部がＲＡＭ等の主記憶装置上にロードされる。そして、パターン生成部１０、パッチ位置算出部１１、パッチ位置比較部１２、異常値判断部１３、パッチ画像制御部１４が主記憶装置上に生成されるようになっている。

なお、本発明は上記実施の形態で説明したものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、上述した実施の形態では、電子写真方式に基づいたタンデム型のカラーレーザープリンタを例にとったが、インクジェットプリンタなど色合わせが必要な装置構成であればいずれにも適用可能である。

１０ パターン生成部
１１ パッチ位置算出部
１２ パッチ位置比較部
１３ 異常値判断部
１４ パッチ画像制御部
１００Ｋ〜１００Ｙ 作像ユニット
１０１ 中間転写ベルト
２００ 感光体ドラム
２０２ マルチビーム光走査装置
４００ 画像位置検出器
４０４ パッチ群
４０４Ｋ〜４０４ Ｙパッチ画像
６００ ショックジッタの振動

特許第４３１０３２７号公報 特開２００７-２６４２９２号公報

Claims (6)

1. 副走査方向に等間隔で各色のパッチ画像を１組として、複数のパッチ群を形成するパッチ形成部と、
   前記パッチ群の位置を検出する位置検出部と、
   前記位置検出部の検出値から前記パッチ群間の距離を算出する距離算出部と、
   前記距離算出部により算出された前記パッチ群間の距離と予め設定される基準距離とを比較するパッチ位置比較部と、
   前記パッチ位置比較部により比較された当該パッチ群間の距離のデータが、予め定められる許容値内であるかを判断し、前記許容値以上である場合に、当該データを異常値であると判断する異常値判断部と、
   前記異常値判断部により当該パッチ群間の距離のデータが異常値であると判断された場合、所定の処理を実行するパッチ画像制御部と、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記パッチ画像制御部は、前記異常値判断部により当該パッチ群間の距離のデータが異常値であると判断された場合、取得した当該パッチ群のデータを削除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. 前記パッチ画像制御部は、前記異常値判断部により当該パッチ群間の距離のデータが異常値であると判断された場合、次に形成するパッチ画像の形成位置を副走査方向に当該異常値の発生周期分についてすべてのパッチ群を移動することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記パッチ画像制御部は、前記異常値判断部により当該パッチ群間の距離のデータが異常値であると判断された場合、次の紙間に形成する複数のパッチ群の中で、当該異常値に対応する副走査方向にほぼ同じ位置のパッチ群を形成しないことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. 副走査方向に等間隔で各色のパッチ画像を１組として、複数のパッチ群を形成するパッチ形成工程と、
   前記パッチ群の位置を検出する位置検出工程と、
   前記位置検出工程の検出値から前記パッチ群間の距離を算出する距離算出工程と、
   前記距離算出工程により算出された前記パッチ群間の距離と予め設定される基準距離とを比較するパッチ位置比較工程と、
   前記パッチ位置比較工程により比較された当該パッチ群間の距離のデータが、予め定められる許容値内であるかを判断し、前記許容値以上である場合に、当該データを異常値であると判断する異常値判断工程と、
   前記異常値判断工程により当該パッチ群間の距離のデータが異常値であると判断された場合、所定の処理を実行するパッチ画像制御工程と、
   を含むことを特徴とする画像形成方法。
6. 副走査方向に等間隔で各色のパッチ画像を１組として、複数のパッチ群を形成するパッチ形成ステップと、
   前記パッチ群の位置を検出する位置検出ステップと、
   前記位置検出ステップの検出値から前記パッチ群間の距離を算出する距離算出ステップと、
   前記距離算出ステップにより算出された前記パッチ群間の距離と予め設定される基準距離とを比較するパッチ位置比較ステップと、
   前記パッチ位置比較ステップにより比較された当該パッチ群間の距離のデータが、予め定められる許容値内であるかを判断し、前記許容値以上である場合に、当該データを異常値であると判断する異常値判断ステップと、
   前記異常値判断ステップにより当該パッチ群間の距離のデータが異常値であると判断された場合、所定の処理を実行するパッチ画像制御ステップと、
   をコンピュータに実行させるためのプログラム。

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