JP3548239B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、複数の像担持体を備え、各像担持体に形成された各画像を記録媒体に多重形成可能な画像形成装置に係り、特にレジストレーションを補正しながら画像を形成する画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より、感光ドラム上に記録情報に応じて光変調されたレーザビーム光を照射し、電子写真プロセスによって感光体上の静電潜像を現像し、転写紙に画像を転写する記録装置を複数個有し、転写ベルトにより転写紙を各記録装置に順次搬送しながら各色画像を重畳転写してカラー画像を形成可能な画像形成装置が提案されている。
【0003】
この種の画像形成装置において、各感光ドラム間の機械的取付誤差および各レーザビームの光路長誤差,光路変化等により各感光ドラムに静電潜像を形成し、転写ベルト上の記録紙に現像,転写された各カラー画像レジストレーションが合わなくなる。このため、従来より各感光ドラムから転写ベルト上に形成されたレジストレーション補正用パターン画像をCCDセンサ等で読み取り、読取データの濃度値より各色レジストレーション補正用パターンの位置を判定し、各色に相当する感光ドラム上でのレジストレーションずれを検出し、記録されるべき画像信号に電気的補正をかけ、および/またはレーザビームの光路中に設けられている反射ミラーを駆動して、光路長変化あるいは光路変化の補正を行っていた。上記の補正手順は、コピーシーケンス中に行うと画像が変化するため、レジスト補正シーケンスとして別途実行していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例においては、コピーシーケンスとは別にレジ補正を行うレジ補正シーケンスが必要であり、レジ補正シーケンス中は、オペレータがコピーを行うことができず、オペレータを待たせてしまうという問題が生じていた。特に、レーザビームの光路中に設けられている反射ミラーを駆動して、光路長変化あるいは光路変化の補正を行う機械的レジスト補正シーケンスは、そのシーケンスを開始してから終了するまで多大な時間を必要とする問題が生じていた。
【0005】
また、レジストレーションのずれをオペレータが確認し、オペレータがレジストレーションのずれを認識した後レジ補正を行うことが必要であった。そのため、装置の電源投入直後等のように装置が温度的に安定していないような場合、オペレータがその都度レジ補正オペレーションを実行するため、大変手間がかかり、また、レジ補正を行わずに誤って画像形成を行うなどミスの発生要因ともなっているという問題を有していた。
【0006】
本発明は、上記の問題点を解消するためになされたもので、本発明に係る第1〜第4の発明の目的は、画像形成動作に並行してレジスト補正マークを搬送体上に形成して、該形成されたレジスト補正マークを読み取って電気的または機械的に補正するものであり、位置算出手段により算出した各レジスト補正マークの中心位置から解析して得られる各画像ステーションのレジストずれ量をあらかじめ設定される参照値と比較して、前記参照値を越えない場合は、機械的な補正を行うことなく各画像ステーションのレジストレーションを電気的に補正し、前記レジストずれ量が前記参照値を超えた場合は各画像ステーションのレジストレーションを機械的に且つ電気的に補正することにより、オペレータに無駄な操作を強いることなしに、かつレジストレーションずれ量が少なければ短時間でレジストレーション補正処理を完了させることができ、状況に合わせてレジストレーショの補正を効率的に行うことができる画像形成装置を提供することである。
【0007】
【問題点を解決するための手段】
本発明に係る第1の発明は、複数の像担持体駆動系を介して無端移動する像担持体の周囲に画像形成手段が配設された複数の画像ステーションと、転写材を順次所定方向に搬送する搬送体と、各画像ステーションに設けられる各画像形成手段により各レジスト補正マークを画像形成動作中に所定のタイミングで形成させるパターン形成手段と、このパターン形成手段により前記搬送体上に転写された各色のレジスト補正マークを読み取る読取り手段と、この読取り手段が読み取ったパターン画像データを記憶する記憶手段と、この記憶手段に記憶された各色のパターン画像データから各レジスト補正マークの中心位置を算出する位置算出手段と、この位置算出手段により算出した各レジスト補正マークの中心位置を解析して各画像ステーションのレジストレーションを機械的または電気的に補正する補正手段とを有し、前記補正手段は、位置算出手段により算出した各レジスト補正マークの中心位置から解析して得られる各画像ステーションのレジストずれ量をあらかじめ設定される参照値と比較して、前記参照値を越えない場合は、機械的な補正を行うことなく各画像ステーションのレジストレーションを電気的に補正し、前記レジストずれ量が前記参照値を超えた場合は各画像ステーションのレジストレーションを機械的に且つ電気的に補正するように構成したものである。
【0012】
本発明に係る第2の発明は、複数の像担持体駆動系を介して無端移動する像担持体の周囲に画像形成手段が配設された複数の画像ステーションと、転写材を順次所定方向に搬送する搬送体と、各画像ステーションに設けられる各画像形成手段により各レジスト補正マークを画像形成動作中に所定のタイミングで形成させるパターン形成手段と、このパターン形成手段により前記搬送体上に転写された各色のレジスト補正マークを読み取る読取り手段と、この読取り手段が読み取ったパターン画像データを記憶する記憶手段と、この記憶手段に記憶された各色のパターン画像データから各レジスト補正マークの中心位置を算出する位置算出手段と、この位置算出手段により算出した各レジスト補正マークの中心位置を解析して各画像ステーションのレジストレーションを機械的または電気的に補正する補正手段と、各画像ステーションの稼働状況に基づいて補正手段による各画像ステーションのレジストレーションの機械的または電気的な補正タイミングを決定する決定手段とを有し、前記決定手段は、初期決定した補正タイミングよりも長い時間間隔で次回以降の補正タイミングを順次決定するように構成したものである。
本発明に係る第3の発明は、パターン形成手段は、搬送体上に転写される各転写材との間に各レジスト補正マークを形成するように構成したものである。
本発明に係る第4の発明は、パターン形成手段は、搬送体上に転写される各転写材との間に各レジスト補正マーク群を複数形成するように構成したものである。
【0019】
【実施例】
〔第1実施例〕
図1は本発明の一実施例を示す画像形成装置の構成を説明する概略構成図である。
【0020】
図において、1は転写ベルトで、パルスモータ15の駆動が駆動ローラ42に伝達されることによって図中中央矢印方向に後述する異なる動作モードに応じて所定速度またはこの所定速度よりも減速された速度で移動される。2〜5は感光ドラムで、順にマゼンタ(M),シアン(C),イエロー(Y),ブラック(BK)に対応するレーザビームLM(L1),LC(L2),LY(L3),LBK(L4)の走査により形成された静電潜像が図示しない現像器に収容されたトナーにより可視化され、転写ベルト1に形成された色画像を転写する。11〜14はドラムモータで、感光ドラム2〜5を所定速度で回転させる。なお、本発明のパターン形成手段は、図示しないROM等に記憶された所定のレジストレーション補正用のパターンデータを読み出して、このパターンデータに基づいて変調されたレーザビームLM,LC,LY,LBKの走査により感光ドラム2〜5の軸方向に互いに異なる2つの所定位置に一対のパターン潜像を形成し、この潜像を各マゼンタ(M),シアン(C),イエロー(Y),ブラック(BK)の色トナーで現像し、これを転写ベルト1に転写するという手段に対応し、本実施例では転写ベルト1の搬送方向に直交する幅方向の所定位置に対向するように1対形成される。
【0021】
読取り手段10は、照明ランプ6,7,集光レンズ8,反射ミラー9,CCDで構成されるセンサ10a,10b等より構成され、パルスモータ15の駆動に従って移動する転写ベルト1上に形成されたパターン(例えば所定幅を有する十字マーク)を照明して得られる反射光をセンサ10a,10bに結像させることにより、パターン読み取りを行う。51はコントローラ部で、通常の画像形成および所定のレジストレーション補正用のパターン形成,所定のレジストレーション補正用のパターン読み取りをROM等に記憶された制御プログラムに基づいて総括的に制御する。なお、ST1〜ST4は画像ステーションであり、各色の画像形成する感光ドラム2〜5およびその周辺機器からそれぞれ構成されている。なお、各画像ステーションには、図示しないレーザ走査装置を備え、各レーザ走査配置位置を水平方向及び垂直方向に所定量移動するためのアクチュエータが備えられている。
【0022】
以下、本実施例と第1〜第6の発明の各手段との対応及びその作用について図1等を参照して説明する。
【0023】
第1の発明は、各画像形成手段により搬送体上に複数セット分および複数回転分の各レジスト補正マークをパターン形成手段(本実施例ではコントローラ部51のパッチ形成部による)が各画像ステーションST1〜ST4による画像形成に並行して所定のタイミング(本実施例では搬送される用紙と用紙との間となるタイミング)で形成すると、読取り手段10が搬送体(転写ベルト1)上に転写された各レジスト補正マークの読み取りを開始し、その読取りデータに基づいて中心位置算出手段(本実施例ではコントローラ部51)が所定の算出処理(マーク中心位置演算)を行い、その結果を各色毎に記憶手段(後述するRAM603,604)に記憶させ、補正手段(本実施例ではコントローラ部51)が記憶された演算結果を解析して各画像ステーションST〜ST4のレジストレーションを機械的または電気的に補正し、像担持体の回転むらに影響されない各像担持体とのレジストレーションずれ情報を正確に算出して各像担持体のレジストレーションずれを精度良く補正する。
【0024】
第2の発明は、パターン形成手段は、搬送体上に転写される各転写材との間に各レジスト補正マークを形成し、各画像ステーションST1〜ST4による画像形成にに支障を与えることなく、各レジスト補正マークを形成することを可能とする。
【0025】
第3の発明は、パターン形成手段は、搬送体上に転写される各転写材との間に各レジスト補正マーク群を複数形成(後述する図13参照)し、補正手段が各画像ステーションのレジストレーションを機械的または電気的を高精度に補正可能とする。
【0026】
第4の発明は、補正手段は、後述する図15に示すフローチャートに示す手順に従って位置算出手段により算出した各レジスト補正マークの中心位置から解析して得られる各画像ステーションST1〜ST4のレジストずれ量をあらかじめ設定される参照値と比較して、該参照値を越えない間は、各画像ステーションのレジストレーションを電気的に補正し、短時間にレジストレーション補正を完了することを可能とする。
【0027】
第5の発明は、決定手段(コントローラ部51による)が各画像ステーションST1〜ST4の稼働状況(電源投入後の状態)に基づいて補正手段による各画像ステーションのレジストレーションを機械的または電気的な補正するタイミングを後述する図18に示すフローチャートに示す手順に従って決定して、適正かつ必要なタイミングでレジストレーション補正を実行可能とする。
【0028】
第6の発明は、決定手段(コントローラ部51による)は、初期決定した補正タイミングよりも長い時間間隔で次回以降の補正タイミングを後述する図68に示すフローチャートにしたが手t順次決定して、レジストレーション補正間隔を徐々に長くすることを可能とする。
【0029】
なお、本実施例における補正手段は、走査光学系(各ドラム毎に設けられる)の図示しないの位置を、後述するパルスモータ23〜26を駆動してレジストレーションずれを補正するとともに、光ビームの走査タイミングを電気的に補正することにより、各ドラムのレジストを一致させている。
【0030】
先ず、画像形成動作について説明する。マゼンタ(M),シアン(C),イエロー(Y),ブラック(BK)に対応する感光ドラム2〜5はそれぞれドラムモータ11〜14により回転駆動され、図示しない帯電ユニットにより一様に帯電される。マゼンタ(M),シアン(C),イエロー(Y),ブラック(BK)に対応する感光ドラム2〜5はビデオ信号により光変調されたレーザビームL1〜L4により露光され、それぞれの静電潜像が感光ドラム2〜5上に形成され、図示しない現像ユニットにより現像され顕像が形成される。
【0031】
次に、感光ドラム2〜5上に形成された顕像は、図示しない給紙ユニットから給紙され、転写ベルト1上に静電吸着された転写紙上に所定のタイミングでもって転写され、パルスモータ15の駆動により図中の矢印方向に搬送され、定着ユニットを介して定着,排紙される。
【0032】
次に、レジストレーション補正用パターン画像の読取りについて説明する。レジストレーション補正用パターン画像形成回路により各感光ドラム2〜5に顕像化されたパターン画像は、図2に示すタイミングチャートのタイミングで各々転写ベルト1上に転写され、図中矢印方向に搬送される。搬送されてきたパターン画像は、照明ランプ6,7,集光レンズ8,反射ミラー9からなる光学系により順次読取り手段10(センサ10a,10bより構成される)によって読取られる。
【0033】
図3は、図1に示したコントローラ部51の詳細構成を説明するブロック図である。以下、構成ならびに動作について説明する。
【0034】
図1に示した転写ベルト1の搬送方向に対して手前側と奥側に図4に示すように形成された各色のパターン画像は、CCDセンサ10a,10bで読み取られる。レジストレーションコントローラ20からの原発振クロックβ507,β508がCCDドライバ18,19に送出され、CCDセンサ10a,10bの駆動に必要なクロック(転送パルス,リセットパルス,シフトパルス等)β501,β502が生成され、CCDセンサ10a,10bに供給される。CCDセンサ10a,10bにより読み取られたパターン画像信号は、CCDドライバ18,19により増幅,直流再生,A/D変換等の処理が施され、ディジタル信号β505,β506としてレジストレーションコントローラ20に送出される。レジストレーションコントローラ20で受け取った各色パターン画像信号は、レジストレーション補正用パターン認識処理を行った後、複数の認識処理データがメモリに格納され、CPU制御である色のパターン画像を基準としてレジストレーションのずれ量を演算し、各色主走査および副走査の電気的画像書出しタイミング設定データβ509をシステムコントローラ21に送出し、また記録レーザビームの光路長変化および光路変化を補正するための光路中に設けられた図示しないミラーを駆動制御するパルスモータ23,24,25,26のパルスデータβ511をミラーモータドライバ22に供給する。ミラーモータドライバ22において、パルスデータβ511に従って各色反射ミラー駆動用のパルスモータ23〜26に電流信号を供給し、パルスモータ23〜26が駆動されて不図示のレーザ光学系反射ミラーの位置決めが制御される。これらレジストレーション補正は、システムコントローラ21からの起動信号β510によりレジストレーションコントローラ20に供給されて実行される。
【0035】
図5は、図1に示した画像形成装置においてパターン形成部の構成を説明する回路ブロック図である。以下、構成および動作について説明する。
レーザビームの記録区域外の走査によって得られ、主走査方向の同期信号となるビームディテクト信号(BD)β528が主走査方向のイネーブル信号生成回路(Hイネーブル信号生成回路)27に加えられ、レジストレーション補正用画像パターン信号のH方向イネーブル信号β516が形成される。
【0036】
また、レジストレーション補正用画像パターン形成の起動信号(ITOP)β529が副走査方向のイネーブル信号生成回路(Vイネーブル信号生成回路)28に加えられ、各色画像パターン信号のV方向イネーブル信号β517が形成される。H方向イネーブル信号β516,V方向イネーブル信号β517はアドレスカウンタ29に供給され、次のレジストレーション補正用画像のパターンRAM30のアドレス信号β531を生成する。このアドレス信号β531に従ってパターンRAM30から画像パターン信号β518が出力される(本実施例では「十字パターン」)。
【0037】
また、パッチレジスタ31には、システムコントローラ21からのCPUバスβ530を介してレジストレーション補正用画像パターンの下に形成されるパッチデータが格納されている。このパッチデータ信号β519と画像パターン信号β518はセレクタ32に入力され、マゼンタ(M),シアン(C)について常に画像パターン信号β518が出力されるように選択信号β526が入力されている。イエロー(Y),ブラック(BK)については、CPUバスβ530を介してレジスタ35に図2に示すタイミングチャートに従って所定のタイミングで画像パターンデータとパッチデータとが切り換わった信号β520は、次にセレクタ33に入力される。セレクタ33にはビデオ信号β521が入力されている。これは、ブラックトナーとして、カーボンブラックタイプのトナーを使用した際に、反射光学系ではカーボンブラックは光を吸収するために、パターン画像の読み取りが不可となる。
【0038】
そこで、光を反射する他色(マゼンタ,シアン,イエロー)トナーのうち、何れか(本実施例ではイエロートナー)でべたパターン(パッチ)をイエロー用のレジストレーション補正用画像パターン形成時に所定時間先に転写ベルト1上に形成し、上記イエロートナーで形成されるパッチ上にブラック用のレジストレーション補正用画像パターンを形成する。
【0039】
このため、画像パターンおよびパッチを形成するモードにおいては、選択信号β527により画像パターンおよびパッチが選択され、選択された画像情報β522がγRAM34に出力され、γ変換された画像情報β523がゲート回路37を介してビデオ信号β525としてレーザドライバ38に出力される。レーザドライバ38には、ナンドゲート36を介して画像信号β524が入力される。半導体レ−ザ39は、レ−ザドライバ38に入力される画像信号β524またはビデオ信号β525に基づいてON/OFF変調され、図示しない光学走査系を介して感光ドラム2〜5に潜像が形成される。
【0040】
以下、図6,図7を参照しながら各色パターン位置およびパターン形状算出処理について説明する。
【0041】
図6は、図3に示したレジストレーションコントローラ20の要部構成を説明する詳細ブロック図である。
【0042】
図において、DF1〜DF4はD型のフリップフロップ、601,602は加算器で、入力A,Bの加算を行う。603はRAMで、各色のパターンの副走査方向の濃度ヒストグラムを図7に示すタイミングチャートに従うタイミングで記憶する。604はRAMで、各色のパターンの主走査方向の濃度ヒストグラムを図7に示すタイミングチャートに従うタイミングで記憶する。607はバスコントローラで、各種のタイミング信号,バンク選択信号BANKSELを出力する。608は2値化回路で、レジストレーション補正画像マークの濃度加算ヒストグラムデータの2値化を行う回路である。
【0043】
本実施例では各色パターン位置およびパターン形状算出するため読み取られるパターンデータ主走査,副走査に対して各ライン毎の各画素毎に濃度ヒストグラムを作成し、作成されたヒストグラムデータに基づいて形状認識を行っている。先ず主走査方向の濃度ヒストグラムの作成は、例えばCCDセンサ10aから出力される1主走査ラインのパターンデータをリセット信号RES1により初期クリアした後、加算器602により1ライン分データ加算して求め、図7に示すタイミングで出力される主走査イネーブル信号LENに基づいてアドレスカウンタ606が決定するアドレスに従いながら書込み信号RAMWR2に同期してRAM604に書き込まれる。
【0044】
なお、副走査方向イネーブル信号が送出されている間は、メモリはイネーブルとなる。
【0045】
一方、主走査方向の濃度ヒストグラムの作成は、リセット信号RES2により主走査1ライン分のパターンデータをクリアした後、RAM603に格納し、その後各画素毎に書込み信号RAMWR1およびデータ方向切り換え信号RAMDIRによりリードモディファイライト動作を繰り返し、加算器601に加算された各画素毎に各副走査ラインのヒストグラムデータをRAM603に格納する。
【0046】
この結果、図8に示すようなパターン画像に対する主走査/副走査のヒストグラムデータを各色毎にRAM603,604に格納されることとなる。
【0047】
なお、バンク選択信号BANKSELにより各色のバンクと、各セットのバンクをRAMの上位に送ることにより、メモリ空間の使い分けを行っている。
【0048】
図9は本発明に係る画像形成装置における第1の画像形成状態を説明する模式図であり、転写ベルト1上の形成画像状態に対応する。
【0049】
この図に示すように、コピー用紙P1,P2上に原稿画像を形成し、コピー用紙とコピー用紙の紙間において、レジ補正用パターンPAT1−L,PAT1−R,PAT2−L,PAT2−Rを形成する様子を示したものである。この時の副走査イネーブル信号の生成のタイミングを示したのが図10である。
【0050】
図10は本発明に係る画像形成装置における副走査のイネーブル信号タイミングを説明するタイミングチャートであり、コピー枚数を2枚に設定した場合の副走査のイネーブル信号タイミングに対応する。
【0051】
図において、各色レーザイネーブル信号は原稿画像を形成するタイミングを示している。各色レジ補正用パターンの形成タイミングは、原稿画像形成イネーブルがオフになっている間のタイミングで形成される。
【0052】
ここで、レジ補正用パターンの形成は、各色ごとにずらして形成し、転写後等間隔に並ぶよう形成する。
【0053】
図11は本発明に係る画像形成装置における第1の画像形成シーケンスを説明するフローチャートである。なお、(1)〜(5)は各ステップを示す。
【0054】
コピースタートし、先ず、コピー終了を判定し(1)、NOならば1枚目の原稿画像形成を行い(2)、画像形成後、レジ補正パターン画像形成を行う(3)。該形成されたレジ補正パターン画像をCCDで構成されるセンサ10a,10bで読み取り(4)、ヒストグラムデータとしてメモリ(RAM603,604)に保存する。
【0055】
その後、ステップ(1)に戻り、コピー終了かどうかを判断し、コピー終了でない場合は2枚め以降、上記の手順を繰り返し、コピーが終了した場合は読み取りデータよりレジストレーションずれを上述した処理により検出し、記録されるべき画像信号に電気的補正をかけ、レーザビームの光路中に設けられている反射ミラーをアクチュエータ等を駆動して、光路長変化あるいは光路変換の補正を行う(5)。
【0056】
図12は本発明に係る画像形成装置における第1のレジストレーション補正処理手順の一例を示すフローチャートである。なお、(1)〜(4)は各ステップを示す。
【0057】
上記フローチャートに示すコピー終了後、ヒストグラムデータをRAM603,604から読み出し(1)、読み出したデータより各色、かつ、読み取った回数セット分のレジ補正パターンの中心位置をコントローラ部51のレジストレーションコントローラ21が算出する(2)。
【0058】
次に、各色毎にレジ補正パターン中心位置の平均値を算出する(3)。ここでは、ステップ(2)において転写ベルト1の汚れや傷等によって中心位置が算出できない場合はそのデータは捨てるため平均値を算出する。
【0059】
次いで、各色の中心位置より画像書き出し位置を電気的に補正し、また、光路中のミラーの位置を機械的に補正して、レジストレーションの補正を行う(4)。
【0060】
なお、上記実施例では、1つの原稿画像形成毎に1セットのレジストレーション補正パターンを形成して、レジストレーション補正データとして使用していたが、さらに精度を上げるために1つの原稿画像形成ごとに複数セットのレジストレーション補正パターンを形成し、読み取って、レジストレーション補正用データとして使用してもよい。
【0061】
図13は本発明に係る画像形成装置における第2の画像形成状態を説明する模式図であり、転写ベルト1上の形成画像状態に対応する。
【0062】
この図に示すように、コピー用紙P1,P2上に原稿画像を形成し、コピー用紙とコピー用紙の紙間において、レジ補正用パターンPAT11−L1,PAT11−R1,PAT11−L2,PAT11−R2を形成する様子を示したものであり、紙間でMCYBkのレジスト補正パターンのセットを2セット形成し、それぞれのセットを読み取ってヒストグラムデータをメモリ(RAM603,604)に格納する。これにより、上記実施例による1セット読取りに比べて全体のレジストレーション補正の精度を向上できるという利点がある。
【0063】
上記各実施例においては、コピー中、全てのセットのデータをメモリ(RAM603,604)に格納していたが、読み取ったデータより各セット毎のレジスト補正パターンの読み取り位置が同じ、すなわち、同じレジストレーション補正処理となると判断された場合には、図14に示すようにレジスト補正パターンの形成と読み取りを途中で中断するように制御しても良い。
【0064】
図14は本発明に係る画像形成装置における第2の画像形成シーケンスを説明するフローチャートである。なお、(1)〜(9)は各ステップを示す。
【0065】
コピースタートし、レジストレーション補正(レジ補正)パターン形成フラグをセットする(1)。次いで、コピー終了を判定し(2)、NOならば原稿画像形成する(3)。
【0066】
原稿画像形成後、レジ補正パターン形成フラグがセットされているかを判断し(4)、セット状態の場合はレジ補正パターンの書き出しと読み取りを続け、レジストレーション補正パターンを形成する(5)。該形成されたレジストレーションを読み取り、読み取ったヒストグラムデータをメモリ(RAM603,604)に格納する(6)。
【0067】
次いで、レジストレーション補正マークの読み取りデータが前回の読み取り値と一致するかどうかを判定し(7)、一致したと判定した場合は、レジ補正パターン形成フラグをリセットして(8)、ステップ(2)に戻り、コピーが終了した場合は、読み取ったデータをもとに図12で示したアルゴリズムに従ってレジストレーションずれ補正処理を電気的および機械的に行う(9)。
【0068】
一方、ステップ(2)の判定で、コピーが終了でない場合は2枚目以降上記の手順を繰り返す。
【0069】
なお、上記ステップ(7)では、レジ補正パターンの書き出しと読み取りを途中で中断するための判断を、読み取りデータがRAM603,604に格納されている前回の読取りデータと一致した場合としていたが、過去数回の平均値の近傍付近でいつも読み取られていると判断された場合としても良いし、その他の条件でも構わない。
【0070】
図15は本発明に係る画像形成装置における第2のレジストレーション補正処理手順の一例を示すフローチャートである。なお、(1)〜(6)は各ステップを示す。
【0071】
コピー終了後、RAM603,604からヒストグラムデータを読み出し(1)、読みだしたデータより各色、かつ、読み取った回数セット分のレジ補正パターンの中心位置を算出する(2)。
【0072】
次に、各色ごとにレジ補正パターン中心位置の平均値を算出する(3)。ここで、ステップ(2)において転写ベルト1の汚れや傷等によって中心位置が算出できない場合はそのデータは捨てて平均値を算出する。
【0073】
次いで、各色のレジずれ量があるスレショルド値αより大きいかどうかを判断し(4)、各色のレジずれ量があるスレショルド値αより大きい場合には、光路中のミラー補正を実行し(5)、その後、電気的な画像書き出し位置補正を行う(6)。
【0074】
一方、ステップ(4)において、各色のレジずれ量があるスレショルド値αより小さい場合には、光路中のミラー補正を実行せず、電気的な画像書き出し位置補正のみを行い(6)、処理を終了する。
【0075】
図16は本発明に係る画像形成装置における第3のレジストレーション補正処理手順の一例を示すフローチャートである。なお、(1)〜(14)は各ステップを示す。
【0076】
先ず、本画像形成装置のように各色画像を重畳転写してカラー画像を形成する装置では、装置の温度等に光学走査系の熱膨張によりレジストレーションにずれが発生することは、図17に示すように以前より明らかになっている。
【0077】
図17はこの種の画像形成装置におけるレジストレーションずれ特性を説明する図であり、横軸は時間を示し、縦軸はレジずれ量を示す。
【0078】
この図に示すように、装置に電源が投入されてから、暫くの間はレジストレーションが大幅にずれ、その後はほとんどずれないといった変化を示すのが通常である。
【0079】
そこで、本実施例では電源が投入されてから時間TS2だけは短い時間TS1間隔でレジストレーション補正を行い、その後、レジストレーションずれ量が小さくなった後、時間TS3間隔で時間TS4だけレジスト補正を行い、時間TS4以後はほとんどずれが生じないことから、時間TS4以後は行われないシーケンスを用いている。
【0080】
なお、これらのシーケンス制御はシステムコントローラ21を介して図示しないCPUにレジ補正マークのヒストグラムデータを与え、レジストレーションずれデータを算出し、レジストレーション補正を行うと同時にレジストレーション補正実行タイミングも制御している。
【0081】
上述のように装置に電源が投入されると(1)、図17に示すようなレジストレーションずれが変化するので、本シーケンス制御では、電源投入直後、先ずレジ補正シーケンスを実行し(2)、TS1,TS2をカウントするためのカウンタTおよびカウンタT0を”0”、つまりリセットする(3)。
【0082】
一般的には、時間TS2は1時間〜3時間程度であることから時間TS1をおよそ10〜30分程度とする。そこで、ステップ(4),(5)により時間TS1が経過したかどうかを判断し、時間TS1経過した時、再度レジ補正シーケンスを実行する(6)。この動作を時間TS2内だけ繰り返す(4)〜(8)。
【0083】
次ぎに、時間TS2だけ時間が経過したら、図17に示すようにレジずれ量も小さくなることから、レジ補正シーケンスを行う間隔を時間TS3(およそ数時間(3〜4時間(最初に設定した時間TS2よりも長い時間)程度)とし、ステップ(10)〜(13)の動作を時間TS4となるまで実行する(14)。
【0084】
その後は、ほとんどレジストレーションはずれないと考えられるので、数10時間、またはそれ以上の間隔で行うか、またはレジストレーション補正を行わなくても問題がない程度となっている。
【0085】
このように、電源投入時といった装置の初期動作状態を認識し、レジ補正シーケンスを自動的に行うことを可能とする構成とした。
【0086】
図18は本発明に係る画像形成装置における第4のレジストレーション補正処理手順の一例を示すフローチャートである。なお、(1)〜(15)は各ステップを示し、図16と同一のステップには同一のステップ番号を付している。
【0087】
本実施例は、ステップ(2)実行後、図17に示した時間TS1,TS2,TS3,TS4を図示しない温度センサにより装置のまわりの環境温度を測定することにより算出し(15)、RAM上の記憶しておく。
【0088】
本実施例では、装置の設置されている環境が常温状態でなかった場合、例えば冬期を想定した場合、時間TS2は長く必要となり、したがって、時間TS2内で行われるレジ補正の回数も多くなる。
【0089】
それに伴って、時間TS1の間隔,時間TS3,TS4も同様に決定してやる必要がでてくる。そこで、本実施例では常温状態において決定された時間TS1,TS2,TS3,TS4の値を基準にして環境温度が低い場合にはTS1およびTS3を短く、時間TS2,TS4を長く設定し、温度が高い場合には、逆に時間TS1および時間TS3を長く、時間TS2,TS4を短く設定してやることで環境温度において、最適なタイミングでレジ補正を行うことが可能になる。
【0090】
なお、この種の画像形成装置において、レジストレーションのずれる可能性のある要因は、装置の温度変化による膨張と、例えば装置のジャム処理等によるベルトの移動,装置自体の場所の移動なども原因となっている。
【0091】
そこで、装置がジャム処理されたことを図示しないCPUが認識した場合、および図示しない傾斜計などにより装置が大きく移動されたことを認識した場合にもレジストレーション補正シーケンスを実行し、従来ならば、装置を移動またはジャム処理することでレジストレーションがずれた時、オペレータが判断してレジ補正を行っていた手間を不要とするように制御しても良い。
【0092】
上記各実施例によれば、画像ステーションST1〜ST4による画像形成を中断することなく、レジストレーション補正処理を行えるため、画像形成可能となるまでユーザを延々と待たせてしまう等の事態を回避することができる。
【0093】
また、補正処理に時間がかかる機械的レジストレーション補正処理を極力制限するので、短時間にレジストレーション補正処理を完了することができる。
【0094】
さらに、レジストレーション補正を必要と各画像ステーションST1〜ST4の稼働状況に応じてレジストレーション補正間隔を調整できるので、適正かつ必要な十分なタイミングで自動的にレジストレーション補正を精度よく実行することができる。
【0095】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る第1の発明によれば、各画像ステーションに設けられる各画像形成手段により各レジスト補正マークを画像形成動作中に所定のタイミングで形成させ、該形成された各レジスト補正マークを読取り手段が読み取って、該読み取ったパターン画像データを記憶手段に記憶させ、該記憶された各色のパターン画像データから位置算出手段が各レジスト補正マークの中心位置を算出し、該算出した各レジスト補正マークの中心位置を解析して補正手段が各画像ステーションのレジストレーションを機械的または電気的に補正するものであり、前記補正手段は、位置算出手段により算出した各レジスト補正マークの中心位置から解析して得られる各画像ステーションのレジストずれ量をあらかじめ設定される参照値と比較して、前記参照値を越えない場合は、機械的な補正を行うことなく各画像ステーションのレジストレーションを電気的に補正し、前記レジストずれ量が前記参照値を超えた場合は各画像ステーションのレジストレーションを機械的に且つ電気的に補正するので、各画像ステーションによる画像形成に並行して必要なレジストレーション補正を実行することができ、かつレジストレーションずれ量が少なければ短時間でレジストレーション補正処理を完了させることができ、状況に合わせてレジストレーショの補正を効率的に行うことができる。
【0100】
本発明に係る第2の発明によれば、各画像ステーションに設けられる各画像形成手段により各レジスト補正マークを画像形成動作中に所定のタイミングで形成させ、該形成された各レジスト補正マークを読取り手段が読み取って、該読み取ったパターン画像データを記憶手段に記憶させ、該記憶された各色のパターン画像データから位置算出手段が各レジスト補正マークの中心位置を算出し、該算出した各レジスト補正マークの中心位置を解析して補正手段が各画像ステーションのレジストレーションを機械的または電気的に補正するものであり、決定手段が各画像ステーションの稼働状況に基づいて補正手段による各画像ステーションのレジストレーションを機械的または電気的な補正するタイミングを決定するものであり、初期決定した補正タイミングよりも長い時間間隔で次回以降の補正タイミングを順次決定するので、適正かつ必要なタイミングでレジストレーション補正を実行することができるとともに、レジストレーション補正間隔を徐々に長くすることができる。
第3の発明によれば、パターン形成手段は、搬送体上に転写される各転写材との間に各レジスト補正マークを形成するので、各画像ステーションによる画像形成に支障を与えることなく、各レジスト補正マークを形成することができる。
第4の発明によれば、パターン形成手段は、搬送体上に転写される各転写材との間に各レジスト補正マーク群を複数形成するので、補正手段が各画像ステーションのレジストレーションを機械的または電気的を高精度に補正することができる。
【0101】
従って、オペレータに無駄な操作を強いることなしに各画像ステーションのレジストレーションずれを最適なタイミングで精度良く補正でき、レジストレーションずれ量が少なければ短時間でレジストレーション補正処理を完了させることができ、状況に合わせてレジストレーショの補正を効率的に行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す画像形成装置の構成を説明する概略構成図である。
【図2】図1に示した画像形成装置におけるパターン画像書込みタイミングを示すタイミングチャートである。
【図3】図1に示したコントローラ部の詳細構成を説明するブロック図である。
【図4】図1に示した転写ベルトに転写されたパターン画像書込み状態を示す平面図である。
【図5】図1に示した画像形成装置においてパターン形成部の構成を説明する回路ブロック図である。
【図6】図3に示したレジストレーションコントローラの要部構成を説明する詳細ブロック図である。
【図7】図6の動作を説明するタイミングチャートである。
【図8】図1に示した転写ベルトに転写されたパターン画像に基づくヒストグラムグラムを示す図である。
【図9】本発明に係る画像形成装置における第1の画像形成状態を説明する模式図である。
【図10】本発明に係る画像形成装置における副走査のイネーブル信号タイミングを説明するタイミングチャートである。
【図11】本発明に係る画像形成装置における第1の画像形成シーケンスを説明するフローチャートである。
【図12】発明に係る画像形成装置における第1のレジストレーション補正処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図13】本発明に係る画像形成装置における第2の画像形成状態を説明する模式図である。
【図14】本発明に係る画像形成装置における第2の画像形成シーケンスを説明するフローチャートである。
【図15】本発明に係る画像形成装置における第2のレジストレーション補正処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図16】本発明に係る画像形成装置における第3のレジストレーション補正処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図17】この種の画像形成装置におけるレジストレーションずれ特性を説明する図である。
【図18】本発明に係る画像形成装置における第4のレジストレーション補正処理手順の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1 転写ベルト
2 感光ドラム
3 感光ドラム
4 感光ドラム
5 感光ドラム
10 読取り手段
51 コントローラ部
ST1 画像ステーション
ST2 画像ステーション
ST3 画像ステーション
ST4 画像ステーション
Claims (4)
- 複数の像担持体駆動系を介して無端移動する像担持体の周囲に画像形成手段が配設された複数の画像ステーションと、
転写材を順次所定方向に搬送する搬送体と、
各画像ステーションに設けられる各画像形成手段により各レジスト補正マークを画像形成動作中に所定のタイミングで形成させるパターン形成手段と、
このパターン形成手段により前記搬送体上に転写された各色のレジスト補正マークを読み取る読取り手段と、
この読取り手段が読み取ったパターン画像データを記憶する記憶手段と、
この記憶手段に記憶された各色のパターン画像データから各レジスト補正マークの中心位置を算出する位置算出手段と、
この位置算出手段により算出した各レジスト補正マークの中心位置を解析して各画像ステーションのレジストレーションを機械的または電気的に補正する補正手段と、
を有し、前記補正手段は、位置算出手段により算出した各レジスト補正マークの中心位置から解析して得られる各画像ステーションのレジストずれ量をあらかじめ設定される参照値と比較して、前記参照値を越えない場合は、機械的な補正を行うことなく各画像ステーションのレジストレーションを電気的に補正し、前記レジストずれ量が前記参照値を超えた場合は各画像ステーションのレジストレーションを機械的に且つ電気的に補正することを特徴とする画像形成装置。 - 複数の像担持体駆動系を介して無端移動する像担持体の周囲に画像形成手段が配設された複数の画像ステーションと、
転写材を順次所定方向に搬送する搬送体と、
各画像ステーションに設けられる各画像形成手段により各レジスト補正マークを画像形成動作中に所定のタイミングで形成させるパターン形成手段と、
このパターン形成手段により前記搬送体上に転写された各色のレジスト補正マークを読み取る読取り手段と、
この読取り手段が読み取ったパターン画像データを記憶する記憶手段と、
この記憶手段に記憶された各色のパターン画像データから各レジスト補正マー クの中心位置を算出する位置算出手段と、
この位置算出手段により算出した各レジスト補正マークの中心位置を解析して各画像ステーションのレジストレーションを機械的または電気的に補正する補正手段と、
各画像ステーションの稼働状況に基づいて補正手段による各画像ステーションのレジストレーションの機械的または電気的な補正タイミングを決定する決定手段と、
を有し、前記決定手段は、初期決定した補正タイミングよりも長い時間間隔で次回以降の補正タイミングを順次決定することを特徴とする画像形成装置。 - パターン形成手段は、搬送体上に転写される各転写材との間に各レジスト補正マークを形成することを特徴とする請求項1又は2記載の画像形成装置。
- パターン形成手段は、搬送体上に転写される各転写材との間に各レジスト補正マーク群を複数形成することを特徴とする請求項1又は2記載の画像形成装置。
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