JP3551679B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の画像出力部を像担持体ベルトに沿って配設して多色の画像を形成可能とした画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ドキュメントを取り扱う複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等の画像形成装置ではカラー化が急速に進んでいるが、その一方でカラー化による処理速度の低下も懸念されている。そこで、カラードキュメントを高速で取り扱う画像形成装置として、例えば図１４に示すように、無端状の転写ベルト５０に沿ってブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色毎に４つの画像出力部５１〜５４を配設した、いわゆるタンデム型のデジタルカラー機が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この種のデジタルカラー機では、像担持体となる転写ベルト５０上に順次異なる色の画像を重ねて一つの多色画像を形成することから、各画像出力部５１〜５４における画像転写位置が相対的にずれた場合、例えば基準色となるブラックの転写位置に対し、その下流側のイエロー、マゼンタ、シアンの転写位置がずれた場合には、各色のレジずれが発生して出力画像の品質が低下してしまう。
【０００４】
図１５は具体的な転写位置の変動例を示すもので、ここではブラックに対するイエローの位置変動を例示している。
図１５（ａ）に示すように、基準となるブラック（Ｋ）の転写位置に対してイエロー（Ｙ）の転写位置が同一周期で変動している場合、ブラックの転写位置を理想位置（ゼロ基準）としたイエローの位置変動（差分）は図１５（ｂ）のようになる。このとき、イエローの位置変動を平均した、いわゆるＤＣ成分のレジずれ量Ｒがゼロとなるようにイエローの画像転写位置を補正することで、ブラックに対するイエローのレジずれが小さくなる。
【０００５】
そこで従来においては、上述のレジ補正を行うための技術として以下のような提案がなされている。すなわち、図１６に示すように、転写ベルト５０の全周にわたってレジずれ測定用パターンＰを形成し、このレジずれ測定用パターンＰをレジセンサ５５（図１４参照）により、所定のタイミングで繰り返しサンプリングする。さらに、こうして得られたサンプリングデータから、ブラックを基準とした各色（イエロー、マゼンタ、シアン）のレジずれ量を検出するとともに、これをサンプリング回数で割って平均レジずれ量Ｒを算出し、この平均レジずれ量Ｒに基づいてレジ補正を行う。
また、これに付随する技術として、レジずれ要因の一つに温度変化が挙げられることから、温度センサやタイマーを利用して周期的にレジチェックを実行し、その都度レジ補正を行うようにした技術も提案されている。
しかしながらこうした技術では、レジチェックを実行する度に通常の画像形成処理を中断する必要があるため、画像形成の生産性が落ちるという問題があった。また、画像形成の中断回数を少なくするためにレジチェックサイクルを長く設定すると、温度変化に起因したレジずれが大きくなってしまうという問題があった。
【０００６】
そこで、画像形成中でもレジチェックを行えるよう、図１７に示すように、転写ベルト５０によって搬送される各転写シート５６間（インターイメージ）にレジずれ測定用パターンＰを形成し、これをサンプリングして得られるサンプリングデータを用いてレジ補正を行うようにした技術が特公平８−１０３６９号公報にて開示されている。ところが、この従来技術においては、画像形成領域となる転写シート５６上にレジずれ測定用パターンＰが存在しないことから、レジセンサ５５でのサンプリング動作が間欠的になり、これによってサンプリングデータ数も大幅に減少する。その結果、図１７に示すように、少数のサンプリングデータから求めた平均レジずれ量Ｒａと実際の平均レジずれ量Ｒとの間にΔＲの誤差が生じ、正確にレジ補正を行えなくなるという不都合があった。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、画像形成中においても正確にレジ補正を行うことができる画像形成装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するためになされたもので、複数の画像出力部を像担持体ベルトに沿って配設し、像担持体ベルト上に複数の画像出力部によって順次異なる色の画像を重ねて多色の画像を形成可能とした画像形成装置において、非画像形成時には像担持体ベルトの全周にわたってレジずれ測定用パターンを形成し、画像形成時には像担持体ベルトの画像形成領域間にレジずれ測定用パターンを形成すべく、複数の画像出力部を制御する画像制御手段と、非画像形成時及び画像形成時に形成された各々のレジずれ測定用パターンを所定のタイミングで繰り返しサンプリングするサンプリング手段と、このサンプリング手段によってサンプリングされたサンプリングデータを用いて、レジ補正のための演算処理を行うことにより、レジ補正に適用されるレジずれ量の代表値を求める演算処理手段と、この演算処理手段の演算結果に基づいてレジ補正を行う制御手段とを備え、演算処理手段は、非画像形成時にサンプリング手段によってサンプリングされたサンプリングデータに基づいて各々のサンプルタイミングにおけるレジずれ量を検出するとともに、それらのレジずれ量の代表値を算出し、かつ各々のサンプルタイミングにおけるレジずれ量と代表値との差分データを演算する第１の演算処理と、画像形成時にサンプリング手段によってサンプリングされたサンプリングデータに基づいて各々のサンプルタイミングにおけるレジずれ量を検出するとともに、当該画像形成時に各々のサンプルタイミングで検出されたレジずれ量を、各々のサンプルタイミングに対応して第１の演算処理により演算された差分データを用いて補正し、その補正した補正データを用いてレジずれ量の代表値を算出する第２の演算処理とを行う構成となっている。
【０００９】
上記構成からなる画像形成装置において、演算処理手段は、非画像形成時にサンプリング手段によってサンプリングされたサンプリングデータに基づいて各々のサンプルタイミングにおけるレジずれ量を検出するとともに、それらのレジずれ量の代表値を算出し、かつ各々のサンプルタイミングにおけるレジずれ量と代表値との差分データを演算する第１の演算処理を行う一方、画像形成時にサンプリング手段によってサンプリングされたサンプリングデータに基づいて各々のサンプルタイミングにおけるレジずれ量を検出するとともに、当該画像形成時に各々のサンプルタイミングで検出されたレジずれ量を、各々のサンプルタイミングに対応して第１の演算処理により演算された差分データを用いて補正し、その補正した補正データを用いてレジずれ量の代表値を算出する第２の演算処理を行う。
これにより画像形成時には、各々のサンプルタイミングにおけるレジずれ量の変動分がこれに対応する差分データで打ち消されるようになるため、非画像形成時と同等のレベルでレジずれ量の代表値を正確に算出することが可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は本発明に係る画像形成装置の一実施形態を示す概略構成図である。
図１において、像担持体ベルトとしての転写ベルト１は、駆動ロール２の回転駆動によって図中矢印方向に走行するもので、上記駆動ロール２と二つの従動ロール３，４によってループ状に張設されている。転写ベルト１の走行経路上にはホームセンサ５が配設されており、転写ベルト１が一周する毎にホームセンサ５からインデックス信号Ｅ１ が出力されるようになっている。また、駆動ロール２の回転軸にはエンコーダ６が取り付けられており、駆動ロール２が１回転する毎にエンコーダ６からインデックス信号Ｅ２ が出力されるようになっている。
【００１１】
一方、駆動ロール２と従動ロール３との間には、転写ベルト１に沿って複数（４つ）の画像出力部７〜１０が配設されている。これらの画像出力部７〜１０は、ベルト走行方向の上流側から下流側に向かってブラック（Ｋ）用、イエロー（Ｙ）用、マゼンタ（Ｍ）用、シアン（Ｃ）用の順に並んでいる。また、個々の画像出力部７〜１０は、レーザ書き込み部７ａ〜１０ａ、感光体７ｂ〜１０ｂ及びその周辺機器（現像器、転写器、クリーナー、帯電器等）によって構成され、レーザ書き込み部７ａ〜１０ａによって感光体７ｂ〜１０ｂの表面に書き込まれた静電潜像がトナー像として現像され、そのトナー像が転写ベルト１上に転写されるようになっている。その際、転写ベルト１上には、各画像出力部７〜１０によって順次異なる色（ブラック→イエロー→マゼンタ→シアン）の画像が重ねて転写され、これによって一つの多色画像が形成されるようになっている。さらに、各々の感光体７ｂ〜１０ｂの回転軸にはエンコーダ７ｃ〜１０ｃが取り付けられており、それぞれの感光体７ｂ〜１０ｂが１回転する毎に各エンコーダ７ｃ〜１０ｃからインデックス信号Ｅ３ 〜Ｅ６ が出力されるようになっている。
【００１２】
画像制御部１１は、各々の画像出力部７〜１０に対して、転写シートに転写すべき画像信号を与えるとともに、パターンジェネレータ１２が発生するレジずれ測定用パターンのパターン信号を与えて、各画像出力部７〜１０の動作を制御するものである。この画像制御部１１には、レジ補正のための二つのレジチェックサイクルが設定されている。一つは、転写シートに画像形成が行われない「非画像形成時」、例えば画像形成装置の製造時や設置時、さらには電源投入時に実行されるもので、この非画像形成時のレジチェックではパターンジェネレータ１２によって生成されたレジずれ測定用パターンを転写ベルト１の全周にわたって形成すべく各画像出力部７〜１０を動作させる。もう一つは、転写シートに画像形成が行われる「画像形成時」に実行されるもので、この画像形成時のレジチェックではパターンジェネレータ１２によって生成されたレジずれ測定用パターンを転写ベルト１の画像形成領域間（以下、インターイメージと称す）、つまり転写シートの相互間に形成すべく各画像出力部７〜１０を動作させる。
レジセンサ１３は、画像出力部７〜１０によって転写ベルト１上に形成されたレジずれ測定用パターンをサンプリングする、例えばＣＣＤセンサからなるもので、最後尾の画像出力部１０の下流側でかつ予め設定されたパターン形成位置に対応して転写ベルト１の両サイドに１個ずつ配設されている。
サンプリング制御部１４は、レジセンサ１３のサンプリング動作を制御するもので、ここから指示されたサンプルタイミングに従ってレジセンサ１３がサンプリング動作を行い、これによってレジずれ測定用パターンのサンプリングデータが得られるようになっている。
【００１３】
ここで、レジずれ測定用パターンとしては、転写ベルト１上における主走査／副走査方向のレジずれを検知できるもの、例えば図２（ａ）に示すように、主走査／副走査方向に沿ってそれぞれ独立した線分で構成されたパターンや、図２（ｂ）に示すように、主走査／副走査方向に対して所定の傾きをもった線分で構成されたパターン（シェブロン）などを採用することができる。なお、図２（ａ），（ｂ）において、黒塗りされた線分はブラック（Ｋ）、ハッチング処理された線分はイエロー（Ｙ）、白抜きの線分はマゼンタ（Ｍ）、網処理された線分はシアン（Ｃ）に対応している。
こうしたレジずれ測定用パターンを転写ベルト１の両サイド、さらに好ましくは転写ベルト１に担持される最大幅の転写シートが担持される位置に形成することにより、各色のスキュー、倍率差等を検出することが可能となり、さらに転写ベルト１の中央にレジずれ測定用パターンを追加することで、左右倍率差（不均一倍率）やレーザ書き込みのＢＯＷ等を検知することも可能となる。
【００１４】
演算処理部１５は、レジセンサ１３でサンプリングされたサンプリングデータを取り込んで、レジ補正のための演算処理（後述）を行うものであり、その演算処理に必要となるデータは随時メモリ１６に記憶される。
この演算処理部１５では、非画像形成時のレジチェックに際し、レジセンサ１３にてサンプリングされたサンプリングデータに基づいて各々のサンプルタイミングにおけるレジずれ量を検出するとともに、それらのレジずれ量の代表値を算出する。そして、各々のサンプルタミングにおけるレジずれ量とその代表値との差分データを演算する。
一方、画像形成時のレジチェックに際しては、レジセンサ１３にてサンプリングされたサンプリングデータに基づいて各々のサンプルタイミングにおけるレジずれ量を検出するとともに、それぞれのレジずれ量を該サンプルタイミングに対応する差分データで補正し、その補正したデータを用いてレジずれ量の代表値を算出する。
制御部１７は、各々のインデックス信号Ｅ1 〜Ｅ6 を取り込みつつ、画像形成装置全体の制御を一括して行うとともに、演算処理１５での演算結果に基づいてレジ補正を行うものである。
【００１５】
続いて、上記構成からなる画像形成装置の動作機能について説明する。
なお、ここでは発明の原理を分かりやすくするため、ブラックを基準としたイエロー、マゼンタ、シアンのレジずれ測定用パターンの位置が感光体７ｂ〜１０ｂの回転周期で繰り返し変動するものとする。
【００１６】
先ず、転写シートに画像形成が行われない「非画像形成時」のレジチェックでは、パターンジェネレータ１２が発生するレジずれ測定用パターンのパターン信号に応じて画像制御部１１が各画像出力部７〜１０を制御し、これによって図３に示すように転写ベルト１の全周にわたってレジずれ測定用パターンＰを形成する。
【００１７】
次に、サンプリング制御部１４の指示に従ったレジセンサ１３のサンプリング動作により、転写ベルト１上に形成されたレジずれ測定用パターンＰを所定のタイミング（時間刻み）で繰り返しサンプリングし、これによって各色のサンプリングデータを取り込む。このとき、レジセンサ１３にてサンプリングされた各色のサンプリングデータを基に、基準色となるブラックからのレジずれ量を主走査／副走査方向の双方について検出する。ここで、レジセンサ１３が主走査方向にアドレスを持ったＣＣＤセンサで構成されている場合、主走査方向のレジずれ量はＣＣＤセンサのアドレスにより検出され、副走査方向のレジずれ量はＣＣＤセンサに対するレジずれ測定用パターンの通過タイミングにより検出される。
【００１８】
その際、イエロー、マゼンタ、シアンのうち、例えばブラックを基準としたイエローの位置変動は、主走査／副走査方向のいずれにおいても、図３に示すように感光体７ｂの回転周期で繰り返すことになるため、その１周期に１回発生するインデックス信号Ｅ４ を基準にして、図３中の破線で囲まれた１周期分のサンプリングデータから各々のサンプルタイミングｎ（ｎ＝０〜Ｎ）でのレジずれ量Ｒ（ｎ）を、主走査／副走査方向の双方でそれぞれ検出し、これをメモリ１６に記憶する。
【００１９】
一方、演算処理部１５では、メモリ１６に記憶されたサンプルタイミング毎のレジずれ量Ｒ（ｎ）を積算し、これをサンプリング回数（Ｎ＋１）で割って平均化し、これによって得られた平均レジずれ量Ｒを「レジずれ量の代表値」として求める。さらに演算処理部１５では、各々のサンプルタイミングにおけるレジずれ量Ｒ（ｎ）と上記平均レジずれ量Ｒとの差分データを演算する。これにより、図４に示すように、各々のサンプルタイミング（ｎ）でのレジずれ量Ｒ（ｎ）と平均レジずれ量Ｒとの差分データＲ０ （ｎ）：Ｒ０ （０）〜Ｒ０ （Ｎ）が得られるため、これらの差分データを図５に示すように、各々のサンプルタイミング（ｎ）とメモリアドレスとを対応させてメモリ１６に記憶する。
このとき制御部１７は、演算処理部１５で演算した平均レジずれ量Ｒを基に画像出力部７での画像書き込みタイミング等を補正し、ブラックに対するイエローのレジ補正を行う。
【００２０】
ここで本実施形態においては、レジずれ測定の精度を上げるべく、図３に示すように、感光体７ｂが１回転する間にレジセンサ１３でｎ回（ｎ＝０〜Ｎ）のサンプリング動作を行い、さらにそのｎ回のサンプリング動作をｍ周期（ｍ＝１〜Ｍ）にわたって繰り返すようにした。
これにより、インデックス信号Ｅ４ を基準にした各々のサンプルタイミング（ｎ）でのレジずれ量Ｒｍ（ｎ）がＭ個ずつ検出されることから、各サンプルタイミングでの差分データＲ０ （ｎ）を以下の数１式に従って演算し、その演算結果をメモリ１６に記憶するようにした。
【数１】
【００２１】
これに対して、転写シートに画像形成が行われる「画像形成時」のレジチェックでは、パターンジェネレータ１２が発生するレジずれ測定用パターンのパターン信号と転写シートに形成すべき画像信号とに応じて画像制御部１１が各画像出力部７〜１０を制御し、これによって図６に示すように転写ベルト１にて搬送される転写シート１８に画像を形成するとともに、そのシート間に位置する転写ベルト１のインターイメージ部分にレジずれ測定用パターンＰを形成する。
【００２２】
次に、サンプリング制御部１４の指示に従ったレジセンサ１３のサンプリング動作により、上述のごとくインターイメージに形成されたレジずれ測定用パターンＰを所定のタイミング（時間刻み）でサンプリングし、これによって各色のサンプリングデータを取り込む。このとき、ブラックを基準としたイエローの位置変動は、図６に示すように感光体７ｂの回転周期で繰り返すことになるが、転写シート１８の載置領域（画像形成領域）にレジずれ測定用パターンＰが存在しないことから、レジセンサ１３のサンプリング動作が間欠的になり、これによって取り込まれるデータ数が大幅に減少する。したがって、それらのサンプリングデータから検出されるレジずれ量からそのまま代表値を算出すると誤差を持ってしまい、正確なレジ補正を行うことができなくなる。
【００２３】
そこで本実施形態においては、演算処理部１５での演算形態として以下の数２式に示すように、インデックス信号Ｅ4 を基準にした各々のサンプルタイミング（ｎ）でのレジずれ量“Ｒ（ｎ）”を、該サンプルタイミング（ｎ）に対応したメモリ１６内の差分データ“Ｒ0 （ｎ）”で補正するようにした。
【数２】
これにより図６に示すように、各々のサンプルタイミングにおけるレジずれ量Ｒ（ｎ）の変動分がこれに対応する差分データＲ0 （ｎ）で打ち消され、その補正したデータが最終的に求めるべきレジずれ量の代表値Ｒに近似した値となる。したがって、それらの補正データを積算し、その積算したデータをサンプリング回数“Ｋ”で割って平均化することで、レジ補正のための「レジずれ量の代表値」“Ｒ”を誤差なく算出することができる。
その結果、画像形成中においても、上述の「レジずれ量の代表値」“Ｒ”に基づいて正確にレジ補正を行うことが可能となる。この画像形成時のレジチェックは、転写シート１８に画像が形成される度に毎回行う必要はなく、タイマー又は温度センサ等を利用して周期的に行うようにすればよい。また画像形成中のレジ補正は、レジチェックを伴う画像書き込みが終了してから次の画像書き込みが開始されるまでの時間を利用して行うことが望ましい。
【００２４】
ちなみに上記実施形態においては、ブラックを基準にしたイエローの位置変動を例に挙げて説明したが、それ以外のマゼンタ、シアンの場合も各々の感光体９ｄ，１０ｄの回転周期で繰り返し変動することから、イエローの場合と同様の手順をもって「レジずれ量の代表値」を誤差なく算出し、正確にレジ補正を行うことができる。その際、全ての感光体７ｂ〜１０ｂを互いに同期させて回転駆動し、これによって各色のインデックス信号Ｅ３ 〜Ｅ６ が常に重なるようにすることで制御が容易になる。
【００２５】
ところで「非画像形成時」のレジチェックにおいて、ブラックを基準にしたイエロー、マゼンタ、シアンの位置変動は、上述した感光体７ｂ〜１０ｂの回転周期以外にも、例えば転写ベルト１の回転周期や駆動ロール２の回転周期で繰り返し起こる場合がある。そうした場合、各色（イエロー、マゼンタ、シアン）の位置変動｛Ｙ（ｎ）、Ｍ（ｎ）、Ｃ（ｎ）｝と、これに対応する各々のインデックス信号Ｅ１ 〜Ｅ６ との関係は図７のようになる。その際、各色のレジずれ量を適当な周期で平均してそれぞれの平均レジずれ量（レジずれ量の代表値）を算出し、それらの平均レジずれ量を用いて各色毎に差分データを求めるようにしてもよいが、レジずれ測定やレジ補正の正確さという点では以下のような手段を採用した方が好適である。
【００２６】
すなわち、各色の位置変動｛Ｙ（ｎ）、Ｍ（ｎ）、Ｃ（ｎ）｝のデータを、転写ベルト１、駆動ロール２及び感光体７ｂ〜１０ｂの各回転周期に対応したフィルタでフィルタリング処理し、これによって上記各色の位置変動データを図８に示すように３つの回転周期（転写ベルト周期：Ｌ、駆動ロール周期：Ｄ、感光体周期：ｄ）に分離する。これにより、それぞれの回転周期（Ｌ，Ｄ，ｄ）毎に各色（Ｙ，Ｍ，Ｃ）の位置変動データ（レジずれ量）：ＹＬ（ｎ），ＹＤ（ｎ），Ｙｄ（ｎ），ＭＬ（ｎ），ＭＤ（ｎ），Ｍｄ（ｎ），ＣＬ（ｎ），ＣＤ（ｎ），Ｃｄ（ｎ）を抽出できるため、これらの位置変動データを用いてそれぞれ１周期分の差分データ：ＹＬ１ （ｎ），ＹＤ１ （ｎ），Ｙｄ１ （ｎ），ＭＬ１ （ｎ），ＭＤ１ （ｎ），Ｍｄ１ （ｎ），ＣＬ１ （ｎ），ＣＤ１ （ｎ），Ｃｄ１ （ｎ）を演算し、その演算結果をメモリに記憶する。このとき、先程と同様に複数周期分のデータの平均をとることで、レジずれ測定精度を上げることができる。ちなみに、転写ベルト１及び駆動ロール２はいずれも同じ駆動源で駆動されることから、ＹＬ１ （ｎ），ＭＬ１ （ｎ），ＣＬ１ （ｎ）及びＹＤ１ （ｎ），ＭＤ１ （ｎ），ＣＤ１ （ｎ）をそれぞれ平均して一つのメモリに記憶するようにしてもよい。
【００２７】
これに対して、その後の「画像形成時」のレジチェックにおいては、ブラックを基準にした各色（Ｙ，Ｍ，Ｃ）のレジずれ量：Ｙ（ｎ），Ｍ（ｎ），Ｃ（ｎ）を検出する。このとき、レジセンサ１３でのサンプルタイミング（ｎ）は、先の図７に示したように各インデックス信号Ｅ1 〜Ｅ6 と同期しているため、各々のサンプルタイミング（ｎ）に対応する差分データ：ＹＬ1 （ｎ），ＹＤ1 （ｎ），Ｙｄ1 （ｎ），ＭＬ1 （ｎ），ＭＤ1 （ｎ），Ｍｄ1 （ｎ），ＣＬ1 （ｎ），ＣＤ1 （ｎ），Ｃｄ1 （ｎ）を、各インデックス信号Ｅ1 〜Ｅ6 を基準にして上記メモリから呼び出す。そして、以下の数式に従ってブラックを基準にした各色（Ｙ，Ｍ，Ｃ）のレジずれ量：Ｙ（ｎ），Ｍ（ｎ），Ｃ（ｎ）を補正し、これによって補正データ：Ｙ′（ｎ），Ｍ′（ｎ），Ｃ′（ｎ）を得る。
Ｙ′（ｎ）＝Ｙ（ｎ）−ＹＬ1 （ｎ）−ＹＤ1 （ｎ）−Ｙｄ1 （ｎ）
Ｍ′（ｎ）＝Ｍ（ｎ）−ＭＬ1 （ｎ）−ＭＤ1 （ｎ）−Ｍｄ1 （ｎ）
Ｃ′（ｎ）＝Ｃ（ｎ）−ＣＬ1 （ｎ）−ＣＤ1 （ｎ）−Ｃｄ1 （ｎ）
こうして得られた補正データＹ′（ｎ），Ｍ′（ｎ），Ｃ′（ｎ）を測定ポイント数（画像形成時のサンプリング回数）で割って平均し、その平均レジずれ量（レジずれ量の代表値）に基づいてレジ補正を行う。
【００２８】
なお、上記実施形態においては、「非画像形成時」のレジチェックに際し、各々のサンプルタイミングにおけるレジずれ量を平均して平均レジずれ量を算出し、この平均レジずれ量をそのまま「レジずれ量の代表値」としたが、これ以外にも、例えば上記平均レジずれ量にオフセット値を加えたものや、計数を乗算したものなどを「レジずれ量の代表値」として用いるようにしてもよい。
【００２９】
ところで、上述のごとくブラックを基準にした各色の位置変動データ：Ｙ（ｎ）、Ｍ（ｎ）、Ｃ（ｎ）を、転写ベルト１、駆動ロール２及び感光体７ｂ〜１０ｂといった複数種の回転体の回転周期で分離し、それぞれ１周期分の差分データ：ＹＬ１ （ｎ），ＹＤ１ （ｎ），Ｙｄ１ （ｎ），ＭＬ１ （ｎ），ＭＤ１ （ｎ），Ｍｄ１ （ｎ），ＣＬ１ （ｎ），ＣＤ１ （ｎ），Ｃｄ１ （ｎ）をメモリに記憶する場合は、レジずれ測定やレジ補正の精度を上げることができる反面、上記１周期分の差分データを記憶し得るだけの大容量のメモリが必要となる。また、「画像形成時」のレジチェックでは、上記１周期分の差分データを各々のインデックス信号（Ｅ１ 〜Ｅ６ ）を基準に個別にメモリから呼び出すことになるため、「画像形成時」の演算処理が複雑になる。
【００３０】
そこで、上述の懸念を解消すべくなされた本実施形態の他の実施形態例につき、以下に詳しく説明する。
先ず、「非画像形成時」のレジチェックにより、ブラックを基準にしたイエローの位置変動データ：Ｙ（ｎ）が図９のように得られたとすると、これを上記同様にフィルタリング処理することで、イエローの位置変動データは図８の上段で示すように転写ベルト１、駆動ロール２及び感光体８ｂの各回転周期に対応してＹＬ（ｎ），ＹＤ（ｎ），Ｙｄ（ｎ）のように分離・抽出される。したがって、これらの位置変動データを用いてそれぞれ１周期分の差分データ：ＹＬ１ （ｎ），ＹＤ１ （ｎ），Ｙｄ１ （ｎ）を演算し、その演算結果をメモリに記憶するとなると、イエロー１色につき３種類のデータを、さらに３色（イエロー、マゼンタ、シアン）分では計９種類のデータをメモリに記憶しなくてはならない。
【００３１】
これに対して、本実施形態例においては、多色の画像を形成するにあたって回転駆動される複数種の回転体のうち、少なくとも２種類の回転体の回転周期を整数比とすることにした。具体的には、転写ベルト１、駆動ロール２、感光体７ｂ〜１０ｂといった３種類の回転体のうち、図１０のインデックス信号の関係から分かるように駆動ロール２と感光体７ｂ〜１０ｂの回転周期を整数比（図例では１：３）とした。
これにより、ブラックを基準にしたイエローの位置変動を例にとると、駆動ロール２の回転周期で変動する位置データ：ＹＤ（ｎ）と、感光体８ｂの回転周期で変動する位置データ：Ｙｄ（ｎ）とを合成した合成データ：ＹＤ（ｎ）＋Ｙｄ（ｎ）が、図１１に示すように駆動ロール２（回転周期が長い方の回転体）の回転周期で繰り返し変動するようになる。
【００３２】
このことから、メモリに記憶するイエロー用の差分データとしては、転写ベルト１の１周期分の位置変動データに基づく差分データＹＬ１ （ｎ）と、駆動ロール２の１周期分の合成データに基づく差分データＹＤ１ （ｎ）＋Ｙｄ１ （ｎ）の２種類だけで済むようになる。つまり、ブラックを基準としたイエローの位置変動データのうち、駆動ロール２の回転周期で変動する位置データと感光体８ｂの回転周期で変動する位置データとを、上述のごとく合成データとして一つにまとめて取り扱うことが可能となる。この点は、イエロー以外のマゼンタ、シアンの各位置変動データについても同様のことが言える。
【００３３】
これにより、１色当たりのデータ数は３種類から２種類に減り、３色分を合計したデータ数も９種類から６種類に減ることから、その分だけメモリ容量を節約することができる。さらに、メモリからデータを呼び出す場合にも、呼び出す元のデータ数が減り、かつ呼び出し時に使用するインデックス信号も転写ベルト１と駆動ロール２の二つのインデックス信号Ｅ１ ，Ｅ２ だけとなるため、「画像形成時」の演算処理も大幅に簡素化できる。
【００３４】
なお、上記実施形態例においては、駆動ロール２と感光体７ｂ〜１０ｂの回転周期を整数比とした場合について説明したが、これ以外の組み合わせとして、例えば、転写ベルト１と感光体７ｂ〜１０ｂの回転周期を整数比とした場合や、転写ベルト１と駆動ロール２の回転周期を整数比とした場合にも同様の効果が得られる。さらに、転写ベルト１、駆動ロール２及び感光体７ｂ〜１０ｂの全ての回転周期を整数比とすることで、各回転周期毎のデータ全てを一つにまとめて取り扱うことができるため、メモリに記憶するデータ数としては、１色当たり１種類、３色分でも３種類で済むようになり、さらなる効果が期待できる。
【００３５】
また、上述のごとく回転周期を整数比とする以外にも、「画像形成時」のレジチェックにおいて図１２（ａ）に示すように転写ベルト１のインターイメージ（白抜き部分）にレジずれ測定用パターンを形成する際、転写ベルト１上でのパターン形成位置（インターイメージ部分）がベルト周方向において常に同じ位置となるよう、例えば転写ベルト１のインデックス信号Ｅ１ を基準にレジずれ測定用パターンの書き込みタイミングを制御することも一つの有効手段となる。
この場合、「画像形成時」のレジチェックでは、レジセンサ１３でのサンプルタイミング（ｎ）が転写ベルト１のインデックス信号Ｅ１ と同期していることから、ベルト１周期の中では、レジセンサ１３によりサンプリングされるタイミングも限定される。したがって、「非画像形成時」のレジチェックにおいては、図１２（ｂ）のようにベルト１周期分のデータ長が「Ｌ」であるとしても、上記パターン形成位置（インターイメージ部分）に対応したデータ「ΔＬ＋ΔＬ＋…」のみをメモリに記憶するだけで済むようになる。その結果、メモリ容量の節約及び演算の簡素化に大きく寄与することはもちろん、先述の実施形態例と組み合わせることで、より一層好適なものとなる。
【００３６】
なお、本発明に係る画像形成装置は、図１３（ａ）に示すように、カセット１９から送出された転写シート１８を転写ベルト１上に供給し、この転写ベルト１によって搬送される転写シート１８に複数の画像出力部７〜１０によって順次異なる色の画像を重ねて転写するもの以外にも、例えば図１３（ｂ）に示すように、複数の画像出力部７〜１０によって中間転写ベルト１上に直に異なる色の画像を重ね、これをカセット１９から送出された転写シート１８に一括して転写するもの、或いは図示はしないが感光体ベルト上にレーザ書き込み部によって直に画像を形成するものにも同様に適用することができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の画像形成装置によれば、非画像形成時に像担持体ベルトの全周にわたってレジずれ測定用パターンを形成し、これをサンプリングして得られたサンプリングデータを基に、各々のサンプルタイミングにおけるレジずれ量とその代表値との差分データを演算し、画像形成時には像担持体ベルトの画像形成領域間にレジずれ測定用パターンを形成し、そのサンプリング結果を基に検出された各々のサンプルタイミングでのレジずれ量をこれに対応する差分データで補正するようにしたので、画像形成領域間（インターイメージ）を利用した画像形成時のレジチェックであっても、レジ補正のためのレジずれ量の代表値を誤差なく算出することができる。
これにより、画像形成中においても正確にレジ補正を行うことが可能となるため、通常の画像形成処理を中断することなく、色ずれのない高品質の画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】レジずれ測定用パターンの一例を示す図である。
【図３】非画像形成時の装置動作を説明するための図である。
【図４】差分データの概念図である。
【図５】差分データの記憶形態を示す図である。
【図６】画像形成時の装置動作を説明するための図である。
【図７】各色の位置変動とインデックス信号との関係を示す図である。
【図８】各色の位置変動を周期毎に分離した図である。
【図９】イエローの位置変動を示す図である。
【図１０】インデックス信号の関係を示す図である。
【図１１】合成データの一例を示す図である。
【図１２】インターイメージの位置とデータ長の関係を示す図である。
【図１３】本発明の適用対象となる装置構成例を示す図である。
【図１４】タンデム型デジタルカラー機の基本構成図である。
【図１５】具体的な転写位置の変動例を示す図である。
【図１６】レジ補正のための従来技術の一例を説明する図である。
【図１７】レジ補正のための従来技術の他の例を説明する図である。
【符号の説明】
１ 転写ベルト
７，８，９，１０ 画像出力部
１１ 画像制御部
１２ パターンジェネレータ
１３ レジセンサ
１４ サンプリング制御部
１５ 演算処理部
１７ 制御部
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の画像出力部を像担持体ベルトに沿って配設して多色の画像を形成可能とした画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ドキュメントを取り扱う複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等の画像形成装置ではカラー化が急速に進んでいるが、その一方でカラー化による処理速度の低下も懸念されている。そこで、カラードキュメントを高速で取り扱う画像形成装置として、例えば図１４に示すように、無端状の転写ベルト５０に沿ってブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色毎に４つの画像出力部５１〜５４を配設した、いわゆるタンデム型のデジタルカラー機が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この種のデジタルカラー機では、像担持体となる転写ベルト５０上に順次異なる色の画像を重ねて一つの多色画像を形成することから、各画像出力部５１〜５４における画像転写位置が相対的にずれた場合、例えば基準色となるブラックの転写位置に対し、その下流側のイエロー、マゼンタ、シアンの転写位置がずれた場合には、各色のレジずれが発生して出力画像の品質が低下してしまう。
【０００４】
図１５は具体的な転写位置の変動例を示すもので、ここではブラックに対するイエローの位置変動を例示している。
図１５（ａ）に示すように、基準となるブラック（Ｋ）の転写位置に対してイエロー（Ｙ）の転写位置が同一周期で変動している場合、ブラックの転写位置を理想位置（ゼロ基準）としたイエローの位置変動（差分）は図１５（ｂ）のようになる。このとき、イエローの位置変動を平均した、いわゆるＤＣ成分のレジずれ量Ｒがゼロとなるようにイエローの画像転写位置を補正することで、ブラックに対するイエローのレジずれが小さくなる。
【０００５】
そこで従来においては、上述のレジ補正を行うための技術として以下のような提案がなされている。すなわち、図１６に示すように、転写ベルト５０の全周にわたってレジずれ測定用パターンＰを形成し、このレジずれ測定用パターンＰをレジセンサ５５（図１４参照）により、所定のタイミングで繰り返しサンプリングする。さらに、こうして得られたサンプリングデータから、ブラックを基準とした各色（イエロー、マゼンタ、シアン）のレジずれ量を検出するとともに、これをサンプリング回数で割って平均レジずれ量Ｒを算出し、この平均レジずれ量Ｒに基づいてレジ補正を行う。
また、これに付随する技術として、レジずれ要因の一つに温度変化が挙げられることから、温度センサやタイマーを利用して周期的にレジチェックを実行し、その都度レジ補正を行うようにした技術も提案されている。
しかしながらこうした技術では、レジチェックを実行する度に通常の画像形成処理を中断する必要があるため、画像形成の生産性が落ちるという問題があった。また、画像形成の中断回数を少なくするためにレジチェックサイクルを長く設定すると、温度変化に起因したレジずれが大きくなってしまうという問題があった。
【０００６】
そこで、画像形成中でもレジチェックを行えるよう、図１７に示すように、転写ベルト５０によって搬送される各転写シート５６間（インターイメージ）にレジずれ測定用パターンＰを形成し、これをサンプリングして得られるサンプリングデータを用いてレジ補正を行うようにした技術が特公平８−１０３６９号公報にて開示されている。ところが、この従来技術においては、画像形成領域となる転写シート５６上にレジずれ測定用パターンＰが存在しないことから、レジセンサ５５でのサンプリング動作が間欠的になり、これによってサンプリングデータ数も大幅に減少する。その結果、図１７に示すように、少数のサンプリングデータから求めた平均レジずれ量Ｒａと実際の平均レジずれ量Ｒとの間にΔＲの誤差が生じ、正確にレジ補正を行えなくなるという不都合があった。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、画像形成中においても正確にレジ補正を行うことができる画像形成装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するためになされたもので、複数の画像出力部を像担持体ベルトに沿って配設し、像担持体ベルト上に複数の画像出力部によって順次異なる色の画像を重ねて多色の画像を形成可能とした画像形成装置において、非画像形成時には像担持体ベルトの全周にわたってレジずれ測定用パターンを形成し、画像形成時には像担持体ベルトの画像形成領域間にレジずれ測定用パターンを形成すべく、複数の画像出力部を制御する画像制御手段と、非画像形成時及び画像形成時に形成された各々のレジずれ測定用パターンを所定のタイミングで繰り返しサンプリングするサンプリング手段と、このサンプリング手段によってサンプリングされたサンプリングデータを用いて、レジ補正のための演算処理を行うことにより、レジ補正に適用されるレジずれ量の代表値を求める演算処理手段と、この演算処理手段の演算結果に基づいてレジ補正を行う制御手段とを備え、演算処理手段は、非画像形成時にサンプリング手段によってサンプリングされたサンプリングデータに基づいて各々のサンプルタイミングにおけるレジずれ量を検出するとともに、それらのレジずれ量の代表値を算出し、かつ各々のサンプルタイミングにおけるレジずれ量と代表値との差分データを演算する第１の演算処理と、画像形成時にサンプリング手段によってサンプリングされたサンプリングデータに基づいて各々のサンプルタイミングにおけるレジずれ量を検出するとともに、当該画像形成時に各々のサンプルタイミングで検出されたレジずれ量を、各々のサンプルタイミングに対応して第１の演算処理により演算された差分データを用いて補正し、その補正した補正データを用いてレジずれ量の代表値を算出する第２の演算処理とを行う構成となっている。
【０００９】
上記構成からなる画像形成装置において、演算処理手段は、非画像形成時にサンプリング手段によってサンプリングされたサンプリングデータに基づいて各々のサンプルタイミングにおけるレジずれ量を検出するとともに、それらのレジずれ量の代表値を算出し、かつ各々のサンプルタイミングにおけるレジずれ量と代表値との差分データを演算する第１の演算処理を行う一方、画像形成時にサンプリング手段によってサンプリングされたサンプリングデータに基づいて各々のサンプルタイミングにおけるレジずれ量を検出するとともに、当該画像形成時に各々のサンプルタイミングで検出されたレジずれ量を、各々のサンプルタイミングに対応して第１の演算処理により演算された差分データを用いて補正し、その補正した補正データを用いてレジずれ量の代表値を算出する第２の演算処理を行う。
これにより画像形成時には、各々のサンプルタイミングにおけるレジずれ量の変動分がこれに対応する差分データで打ち消されるようになるため、非画像形成時と同等のレベルでレジずれ量の代表値を正確に算出することが可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は本発明に係る画像形成装置の一実施形態を示す概略構成図である。
図１において、像担持体ベルトとしての転写ベルト１は、駆動ロール２の回転駆動によって図中矢印方向に走行するもので、上記駆動ロール２と二つの従動ロール３，４によってループ状に張設されている。転写ベルト１の走行経路上にはホームセンサ５が配設されており、転写ベルト１が一周する毎にホームセンサ５からインデックス信号Ｅ１ が出力されるようになっている。また、駆動ロール２の回転軸にはエンコーダ６が取り付けられており、駆動ロール２が１回転する毎にエンコーダ６からインデックス信号Ｅ２ が出力されるようになっている。
【００１１】
一方、駆動ロール２と従動ロール３との間には、転写ベルト１に沿って複数（４つ）の画像出力部７〜１０が配設されている。これらの画像出力部７〜１０は、ベルト走行方向の上流側から下流側に向かってブラック（Ｋ）用、イエロー（Ｙ）用、マゼンタ（Ｍ）用、シアン（Ｃ）用の順に並んでいる。また、個々の画像出力部７〜１０は、レーザ書き込み部７ａ〜１０ａ、感光体７ｂ〜１０ｂ及びその周辺機器（現像器、転写器、クリーナー、帯電器等）によって構成され、レーザ書き込み部７ａ〜１０ａによって感光体７ｂ〜１０ｂの表面に書き込まれた静電潜像がトナー像として現像され、そのトナー像が転写ベルト１上に転写されるようになっている。その際、転写ベルト１上には、各画像出力部７〜１０によって順次異なる色（ブラック→イエロー→マゼンタ→シアン）の画像が重ねて転写され、これによって一つの多色画像が形成されるようになっている。さらに、各々の感光体７ｂ〜１０ｂの回転軸にはエンコーダ７ｃ〜１０ｃが取り付けられており、それぞれの感光体７ｂ〜１０ｂが１回転する毎に各エンコーダ７ｃ〜１０ｃからインデックス信号Ｅ３ 〜Ｅ６ が出力されるようになっている。
【００１２】
画像制御部１１は、各々の画像出力部７〜１０に対して、転写シートに転写すべき画像信号を与えるとともに、パターンジェネレータ１２が発生するレジずれ測定用パターンのパターン信号を与えて、各画像出力部７〜１０の動作を制御するものである。この画像制御部１１には、レジ補正のための二つのレジチェックサイクルが設定されている。一つは、転写シートに画像形成が行われない「非画像形成時」、例えば画像形成装置の製造時や設置時、さらには電源投入時に実行されるもので、この非画像形成時のレジチェックではパターンジェネレータ１２によって生成されたレジずれ測定用パターンを転写ベルト１の全周にわたって形成すべく各画像出力部７〜１０を動作させる。もう一つは、転写シートに画像形成が行われる「画像形成時」に実行されるもので、この画像形成時のレジチェックではパターンジェネレータ１２によって生成されたレジずれ測定用パターンを転写ベルト１の画像形成領域間（以下、インターイメージと称す）、つまり転写シートの相互間に形成すべく各画像出力部７〜１０を動作させる。
レジセンサ１３は、画像出力部７〜１０によって転写ベルト１上に形成されたレジずれ測定用パターンをサンプリングする、例えばＣＣＤセンサからなるもので、最後尾の画像出力部１０の下流側でかつ予め設定されたパターン形成位置に対応して転写ベルト１の両サイドに１個ずつ配設されている。
サンプリング制御部１４は、レジセンサ１３のサンプリング動作を制御するもので、ここから指示されたサンプルタイミングに従ってレジセンサ１３がサンプリング動作を行い、これによってレジずれ測定用パターンのサンプリングデータが得られるようになっている。
【００１３】
ここで、レジずれ測定用パターンとしては、転写ベルト１上における主走査／副走査方向のレジずれを検知できるもの、例えば図２（ａ）に示すように、主走査／副走査方向に沿ってそれぞれ独立した線分で構成されたパターンや、図２（ｂ）に示すように、主走査／副走査方向に対して所定の傾きをもった線分で構成されたパターン（シェブロン）などを採用することができる。なお、図２（ａ），（ｂ）において、黒塗りされた線分はブラック（Ｋ）、ハッチング処理された線分はイエロー（Ｙ）、白抜きの線分はマゼンタ（Ｍ）、網処理された線分はシアン（Ｃ）に対応している。
こうしたレジずれ測定用パターンを転写ベルト１の両サイド、さらに好ましくは転写ベルト１に担持される最大幅の転写シートが担持される位置に形成することにより、各色のスキュー、倍率差等を検出することが可能となり、さらに転写ベルト１の中央にレジずれ測定用パターンを追加することで、左右倍率差（不均一倍率）やレーザ書き込みのＢＯＷ等を検知することも可能となる。
【００１４】
演算処理部１５は、レジセンサ１３でサンプリングされたサンプリングデータを取り込んで、レジ補正のための演算処理（後述）を行うものであり、その演算処理に必要となるデータは随時メモリ１６に記憶される。
この演算処理部１５では、非画像形成時のレジチェックに際し、レジセンサ１３にてサンプリングされたサンプリングデータに基づいて各々のサンプルタイミングにおけるレジずれ量を検出するとともに、それらのレジずれ量の代表値を算出する。そして、各々のサンプルタミングにおけるレジずれ量とその代表値との差分データを演算する。
一方、画像形成時のレジチェックに際しては、レジセンサ１３にてサンプリングされたサンプリングデータに基づいて各々のサンプルタイミングにおけるレジずれ量を検出するとともに、それぞれのレジずれ量を該サンプルタイミングに対応する差分データで補正し、その補正したデータを用いてレジずれ量の代表値を算出する。
制御部１７は、各々のインデックス信号Ｅ1 〜Ｅ6 を取り込みつつ、画像形成装置全体の制御を一括して行うとともに、演算処理１５での演算結果に基づいてレジ補正を行うものである。
【００１５】
続いて、上記構成からなる画像形成装置の動作機能について説明する。
なお、ここでは発明の原理を分かりやすくするため、ブラックを基準としたイエロー、マゼンタ、シアンのレジずれ測定用パターンの位置が感光体７ｂ〜１０ｂの回転周期で繰り返し変動するものとする。
【００１６】
先ず、転写シートに画像形成が行われない「非画像形成時」のレジチェックでは、パターンジェネレータ１２が発生するレジずれ測定用パターンのパターン信号に応じて画像制御部１１が各画像出力部７〜１０を制御し、これによって図３に示すように転写ベルト１の全周にわたってレジずれ測定用パターンＰを形成する。
【００１７】
次に、サンプリング制御部１４の指示に従ったレジセンサ１３のサンプリング動作により、転写ベルト１上に形成されたレジずれ測定用パターンＰを所定のタイミング（時間刻み）で繰り返しサンプリングし、これによって各色のサンプリングデータを取り込む。このとき、レジセンサ１３にてサンプリングされた各色のサンプリングデータを基に、基準色となるブラックからのレジずれ量を主走査／副走査方向の双方について検出する。ここで、レジセンサ１３が主走査方向にアドレスを持ったＣＣＤセンサで構成されている場合、主走査方向のレジずれ量はＣＣＤセンサのアドレスにより検出され、副走査方向のレジずれ量はＣＣＤセンサに対するレジずれ測定用パターンの通過タイミングにより検出される。
【００１８】
その際、イエロー、マゼンタ、シアンのうち、例えばブラックを基準としたイエローの位置変動は、主走査／副走査方向のいずれにおいても、図３に示すように感光体７ｂの回転周期で繰り返すことになるため、その１周期に１回発生するインデックス信号Ｅ４ を基準にして、図３中の破線で囲まれた１周期分のサンプリングデータから各々のサンプルタイミングｎ（ｎ＝０〜Ｎ）でのレジずれ量Ｒ（ｎ）を、主走査／副走査方向の双方でそれぞれ検出し、これをメモリ１６に記憶する。
【００１９】
一方、演算処理部１５では、メモリ１６に記憶されたサンプルタイミング毎のレジずれ量Ｒ（ｎ）を積算し、これをサンプリング回数（Ｎ＋１）で割って平均化し、これによって得られた平均レジずれ量Ｒを「レジずれ量の代表値」として求める。さらに演算処理部１５では、各々のサンプルタイミングにおけるレジずれ量Ｒ（ｎ）と上記平均レジずれ量Ｒとの差分データを演算する。これにより、図４に示すように、各々のサンプルタイミング（ｎ）でのレジずれ量Ｒ（ｎ）と平均レジずれ量Ｒとの差分データＲ０ （ｎ）：Ｒ０ （０）〜Ｒ０ （Ｎ）が得られるため、これらの差分データを図５に示すように、各々のサンプルタイミング（ｎ）とメモリアドレスとを対応させてメモリ１６に記憶する。
このとき制御部１７は、演算処理部１５で演算した平均レジずれ量Ｒを基に画像出力部７での画像書き込みタイミング等を補正し、ブラックに対するイエローのレジ補正を行う。
【００２０】
ここで本実施形態においては、レジずれ測定の精度を上げるべく、図３に示すように、感光体７ｂが１回転する間にレジセンサ１３でｎ回（ｎ＝０〜Ｎ）のサンプリング動作を行い、さらにそのｎ回のサンプリング動作をｍ周期（ｍ＝１〜Ｍ）にわたって繰り返すようにした。
これにより、インデックス信号Ｅ４ を基準にした各々のサンプルタイミング（ｎ）でのレジずれ量Ｒｍ（ｎ）がＭ個ずつ検出されることから、各サンプルタイミングでの差分データＲ０ （ｎ）を以下の数１式に従って演算し、その演算結果をメモリ１６に記憶するようにした。
【数１】
これに対して、転写シートに画像形成が行われる「画像形成時」のレジチェックでは、パターンジェネレータ１２が発生するレジずれ測定用パターンのパターン信号と転写シートに形成すべき画像信号とに応じて画像制御部１１が各画像出力部７〜１０を制御し、これによって図６に示すように転写ベルト１にて搬送される転写シート１８に画像を形成するとともに、そのシート間に位置する転写ベルト１のインターイメージ部分にレジずれ測定用パターンＰを形成する。
【００２２】
次に、サンプリング制御部１４の指示に従ったレジセンサ１３のサンプリング動作により、上述のごとくインターイメージに形成されたレジずれ測定用パターンＰを所定のタイミング（時間刻み）でサンプリングし、これによって各色のサンプリングデータを取り込む。このとき、ブラックを基準としたイエローの位置変動は、図６に示すように感光体７ｂの回転周期で繰り返すことになるが、転写シート１８の載置領域（画像形成領域）にレジずれ測定用パターンＰが存在しないことから、レジセンサ１３のサンプリング動作が間欠的になり、これによって取り込まれるデータ数が大幅に減少する。したがって、それらのサンプリングデータから検出されるレジずれ量からそのまま代表値を算出すると誤差を持ってしまい、正確なレジ補正を行うことができなくなる。
【００２３】
そこで本実施形態においては、演算処理部１５での演算形態として以下の数２式に示すように、インデックス信号Ｅ4 を基準にした各々のサンプルタイミング（ｎ）でのレジずれ量“Ｒ（ｎ）”を、該サンプルタイミング（ｎ）に対応したメモリ１６内の差分データ“Ｒ0 （ｎ）”で補正するようにした。
【数２】
その結果、画像形成中においても、上述の「レジずれ量の代表値」“Ｒ”に基づいて正確にレジ補正を行うことが可能となる。この画像形成時のレジチェックは、転写シート１８に画像が形成される度に毎回行う必要はなく、タイマー又は温度センサ等を利用して周期的に行うようにすればよい。また画像形成中のレジ補正は、レジチェックを伴う画像書き込みが終了してから次の画像書き込みが開始されるまでの時間を利用して行うことが望ましい。
【００２４】
ちなみに上記実施形態においては、ブラックを基準にしたイエローの位置変動を例に挙げて説明したが、それ以外のマゼンタ、シアンの場合も各々の感光体９ｄ，１０ｄの回転周期で繰り返し変動することから、イエローの場合と同様の手順をもって「レジずれ量の代表値」を誤差なく算出し、正確にレジ補正を行うことができる。その際、全ての感光体７ｂ〜１０ｂを互いに同期させて回転駆動し、これによって各色のインデックス信号Ｅ３ 〜Ｅ６ が常に重なるようにすることで制御が容易になる。
【００２５】
ところで「非画像形成時」のレジチェックにおいて、ブラックを基準にしたイエロー、マゼンタ、シアンの位置変動は、上述した感光体７ｂ〜１０ｂの回転周期以外にも、例えば転写ベルト１の回転周期や駆動ロール２の回転周期で繰り返し起こる場合がある。そうした場合、各色（イエロー、マゼンタ、シアン）の位置変動｛Ｙ（ｎ）、Ｍ（ｎ）、Ｃ（ｎ）｝と、これに対応する各々のインデックス信号Ｅ１ 〜Ｅ６ との関係は図７のようになる。その際、各色のレジずれ量を適当な周期で平均してそれぞれの平均レジずれ量（レジずれ量の代表値）を算出し、それらの平均レジずれ量を用いて各色毎に差分データを求めるようにしてもよいが、レジずれ測定やレジ補正の正確さという点では以下のような手段を採用した方が好適である。
【００２６】
すなわち、各色の位置変動｛Ｙ（ｎ）、Ｍ（ｎ）、Ｃ（ｎ）｝のデータを、転写ベルト１、駆動ロール２及び感光体７ｂ〜１０ｂの各回転周期に対応したフィルタでフィルタリング処理し、これによって上記各色の位置変動データを図８に示すように３つの回転周期（転写ベルト周期：Ｌ、駆動ロール周期：Ｄ、感光体周期：ｄ）に分離する。これにより、それぞれの回転周期（Ｌ，Ｄ，ｄ）毎に各色（Ｙ，Ｍ，Ｃ）の位置変動データ（レジずれ量）：ＹＬ（ｎ），ＹＤ（ｎ），Ｙｄ（ｎ），ＭＬ（ｎ），ＭＤ（ｎ），Ｍｄ（ｎ），ＣＬ（ｎ），ＣＤ（ｎ），Ｃｄ（ｎ）を抽出できるため、これらの位置変動データを用いてそれぞれ１周期分の差分データ：ＹＬ１ （ｎ），ＹＤ１ （ｎ），Ｙｄ１ （ｎ），ＭＬ１ （ｎ），ＭＤ１ （ｎ），Ｍｄ１ （ｎ），ＣＬ１ （ｎ），ＣＤ１ （ｎ），Ｃｄ１ （ｎ）を演算し、その演算結果をメモリに記憶する。このとき、先程と同様に複数周期分のデータの平均をとることで、レジずれ測定精度を上げることができる。ちなみに、転写ベルト１及び駆動ロール２はいずれも同じ駆動源で駆動されることから、ＹＬ１ （ｎ），ＭＬ１ （ｎ），ＣＬ１ （ｎ）及びＹＤ１ （ｎ），ＭＤ１ （ｎ），ＣＤ１ （ｎ）をそれぞれ平均して一つのメモリに記憶するようにしてもよい。
【００２７】
これに対して、その後の「画像形成時」のレジチェックにおいては、ブラックを基準にした各色（Ｙ，Ｍ，Ｃ）のレジずれ量：Ｙ（ｎ），Ｍ（ｎ），Ｃ（ｎ）を検出する。このとき、レジセンサ１３でのサンプルタイミング（ｎ）は、先の図７に示したように各インデックス信号Ｅ1 〜Ｅ6 と同期しているため、各々のサンプルタイミング（ｎ）に対応する差分データ：ＹＬ1 （ｎ），ＹＤ1 （ｎ），Ｙｄ1 （ｎ），ＭＬ1 （ｎ），ＭＤ1 （ｎ），Ｍｄ1 （ｎ），ＣＬ1 （ｎ），ＣＤ1 （ｎ），Ｃｄ1 （ｎ）を、各インデックス信号Ｅ1 〜Ｅ6 を基準にして上記メモリから呼び出す。そして、以下の数式に従ってブラックを基準にした各色（Ｙ，Ｍ，Ｃ）のレジずれ量：Ｙ（ｎ），Ｍ（ｎ），Ｃ（ｎ）を補正し、これによって補正データ：Ｙ′（ｎ），Ｍ′（ｎ），Ｃ′（ｎ）を得る。
Ｙ′（ｎ）＝Ｙ（ｎ）−ＹＬ1 （ｎ）−ＹＤ1 （ｎ）−Ｙｄ1 （ｎ）
Ｍ′（ｎ）＝Ｍ（ｎ）−ＭＬ1 （ｎ）−ＭＤ1 （ｎ）−Ｍｄ1 （ｎ）
Ｃ′（ｎ）＝Ｃ（ｎ）−ＣＬ1 （ｎ）−ＣＤ1 （ｎ）−Ｃｄ1 （ｎ）
こうして得られた補正データＹ′（ｎ），Ｍ′（ｎ），Ｃ′（ｎ）を測定ポイント数（画像形成時のサンプリング回数）で割って平均し、その平均レジずれ量（レジずれ量の代表値）に基づいてレジ補正を行う。
【００２８】
なお、上記実施形態においては、「非画像形成時」のレジチェックに際し、各々のサンプルタイミングにおけるレジずれ量を平均して平均レジずれ量を算出し、この平均レジずれ量をそのまま「レジずれ量の代表値」としたが、これ以外にも、例えば上記平均レジずれ量にオフセット値を加えたものや、計数を乗算したものなどを「レジずれ量の代表値」として用いるようにしてもよい。
【００２９】
ところで、上述のごとくブラックを基準にした各色の位置変動データ：Ｙ（ｎ）、Ｍ（ｎ）、Ｃ（ｎ）を、転写ベルト１、駆動ロール２及び感光体７ｂ〜１０ｂといった複数種の回転体の回転周期で分離し、それぞれ１周期分の差分データ：ＹＬ１ （ｎ），ＹＤ１ （ｎ），Ｙｄ１ （ｎ），ＭＬ１ （ｎ），ＭＤ１ （ｎ），Ｍｄ１ （ｎ），ＣＬ１ （ｎ），ＣＤ１ （ｎ），Ｃｄ１ （ｎ）をメモリに記憶する場合は、レジずれ測定やレジ補正の精度を上げることができる反面、上記１周期分の差分データを記憶し得るだけの大容量のメモリが必要となる。また、「画像形成時」のレジチェックでは、上記１周期分の差分データを各々のインデックス信号（Ｅ１ 〜Ｅ６ ）を基準に個別にメモリから呼び出すことになるため、「画像形成時」の演算処理が複雑になる。
【００３０】
そこで、上述の懸念を解消すべくなされた本実施形態の他の実施形態例につき、以下に詳しく説明する。
先ず、「非画像形成時」のレジチェックにより、ブラックを基準にしたイエローの位置変動データ：Ｙ（ｎ）が図９のように得られたとすると、これを上記同様にフィルタリング処理することで、イエローの位置変動データは図８の上段で示すように転写ベルト１、駆動ロール２及び感光体８ｂの各回転周期に対応してＹＬ（ｎ），ＹＤ（ｎ），Ｙｄ（ｎ）のように分離・抽出される。したがって、これらの位置変動データを用いてそれぞれ１周期分の差分データ：ＹＬ１ （ｎ），ＹＤ１ （ｎ），Ｙｄ１ （ｎ）を演算し、その演算結果をメモリに記憶するとなると、イエロー１色につき３種類のデータを、さらに３色（イエロー、マゼンタ、シアン）分では計９種類のデータをメモリに記憶しなくてはならない。
【００３１】
これに対して、本実施形態例においては、多色の画像を形成するにあたって回転駆動される複数種の回転体のうち、少なくとも２種類の回転体の回転周期を整数比とすることにした。具体的には、転写ベルト１、駆動ロール２、感光体７ｂ〜１０ｂといった３種類の回転体のうち、図１０のインデックス信号の関係から分かるように駆動ロール２と感光体７ｂ〜１０ｂの回転周期を整数比（図例では１：３）とした。
これにより、ブラックを基準にしたイエローの位置変動を例にとると、駆動ロール２の回転周期で変動する位置データ：ＹＤ（ｎ）と、感光体８ｂの回転周期で変動する位置データ：Ｙｄ（ｎ）とを合成した合成データ：ＹＤ（ｎ）＋Ｙｄ（ｎ）が、図１１に示すように駆動ロール２（回転周期が長い方の回転体）の回転周期で繰り返し変動するようになる。
【００３２】
このことから、メモリに記憶するイエロー用の差分データとしては、転写ベルト１の１周期分の位置変動データに基づく差分データＹＬ１ （ｎ）と、駆動ロール２の１周期分の合成データに基づく差分データＹＤ１ （ｎ）＋Ｙｄ１ （ｎ）の２種類だけで済むようになる。つまり、ブラックを基準としたイエローの位置変動データのうち、駆動ロール２の回転周期で変動する位置データと感光体８ｂの回転周期で変動する位置データとを、上述のごとく合成データとして一つにまとめて取り扱うことが可能となる。この点は、イエロー以外のマゼンタ、シアンの各位置変動データについても同様のことが言える。
【００３３】
これにより、１色当たりのデータ数は３種類から２種類に減り、３色分を合計したデータ数も９種類から６種類に減ることから、その分だけメモリ容量を節約することができる。さらに、メモリからデータを呼び出す場合にも、呼び出す元のデータ数が減り、かつ呼び出し時に使用するインデックス信号も転写ベルト１と駆動ロール２の二つのインデックス信号Ｅ１ ，Ｅ２ だけとなるため、「画像形成時」の演算処理も大幅に簡素化できる。
【００３４】
なお、上記実施形態例においては、駆動ロール２と感光体７ｂ〜１０ｂの回転周期を整数比とした場合について説明したが、これ以外の組み合わせとして、例えば、転写ベルト１と感光体７ｂ〜１０ｂの回転周期を整数比とした場合や、転写ベルト１と駆動ロール２の回転周期を整数比とした場合にも同様の効果が得られる。さらに、転写ベルト１、駆動ロール２及び感光体７ｂ〜１０ｂの全ての回転周期を整数比とすることで、各回転周期毎のデータ全てを一つにまとめて取り扱うことができるため、メモリに記憶するデータ数としては、１色当たり１種類、３色分でも３種類で済むようになり、さらなる効果が期待できる。
【００３５】
また、上述のごとく回転周期を整数比とする以外にも、「画像形成時」のレジチェックにおいて図１２（ａ）に示すように転写ベルト１のインターイメージ（白抜き部分）にレジずれ測定用パターンを形成する際、転写ベルト１上でのパターン形成位置（インターイメージ部分）がベルト周方向において常に同じ位置となるよう、例えば転写ベルト１のインデックス信号Ｅ１ を基準にレジずれ測定用パターンの書き込みタイミングを制御することも一つの有効手段となる。
この場合、「画像形成時」のレジチェックでは、レジセンサ１３でのサンプルタイミング（ｎ）が転写ベルト１のインデックス信号Ｅ１ と同期していることから、ベルト１周期の中では、レジセンサ１３によりサンプリングされるタイミングも限定される。したがって、「非画像形成時」のレジチェックにおいては、図１２（ｂ）のようにベルト１周期分のデータ長が「Ｌ」であるとしても、上記パターン形成位置（インターイメージ部分）に対応したデータ「ΔＬ＋ΔＬ＋…」のみをメモリに記憶するだけで済むようになる。その結果、メモリ容量の節約及び演算の簡素化に大きく寄与することはもちろん、先述の実施形態例と組み合わせることで、より一層好適なものとなる。
【００３６】
なお、本発明に係る画像形成装置は、図１３（ａ）に示すように、カセット１９から送出された転写シート１８を転写ベルト１上に供給し、この転写ベルト１によって搬送される転写シート１８に複数の画像出力部７〜１０によって順次異なる色の画像を重ねて転写するもの以外にも、例えば図１３（ｂ）に示すように、複数の画像出力部７〜１０によって中間転写ベルト１上に直に異なる色の画像を重ね、これをカセット１９から送出された転写シート１８に一括して転写するもの、或いは図示はしないが感光体ベルト上にレーザ書き込み部によって直に画像を形成するものにも同様に適用することができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の画像形成装置によれば、非画像形成時に像担持体ベルトの全周にわたってレジずれ測定用パターンを形成し、これをサンプリングして得られたサンプリングデータを基に、各々のサンプルタイミングにおけるレジずれ量とその代表値との差分データを演算し、画像形成時には像担持体ベルトの画像形成領域間にレジずれ測定用パターンを形成し、そのサンプリング結果を基に検出された各々のサンプルタイミングでのレジずれ量をこれに対応する差分データで補正するようにしたので、画像形成領域間（インターイメージ）を利用した画像形成時のレジチェックであっても、レジ補正のためのレジずれ量の代表値を誤差なく算出することができる。
これにより、画像形成中においても正確にレジ補正を行うことが可能となるため、通常の画像形成処理を中断することなく、色ずれのない高品質の画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】レジずれ測定用パターンの一例を示す図である。
【図３】非画像形成時の装置動作を説明するための図である。
【図４】差分データの概念図である。
【図５】差分データの記憶形態を示す図である。
【図６】画像形成時の装置動作を説明するための図である。
【図７】各色の位置変動とインデックス信号との関係を示す図である。
【図８】各色の位置変動を周期毎に分離した図である。
【図９】イエローの位置変動を示す図である。
【図１０】インデックス信号の関係を示す図である。
【図１１】合成データの一例を示す図である。
【図１２】インターイメージの位置とデータ長の関係を示す図である。
【図１３】本発明の適用対象となる装置構成例を示す図である。
【図１４】タンデム型デジタルカラー機の基本構成図である。
【図１５】具体的な転写位置の変動例を示す図である。
【図１６】レジ補正のための従来技術の一例を説明する図である。
【図１７】レジ補正のための従来技術の他の例を説明する図である。
【符号の説明】
１ 転写ベルト
７，８，９，１０ 画像出力部
１１ 画像制御部
１２ パターンジェネレータ
１３ レジセンサ
１４ サンプリング制御部
１５ 演算処理部
１７ 制御部
Claims (5)
- 複数の画像出力部を像担持体ベルトに沿って配設し、前記像担持体ベルト上に前記複数の画像出力部によって順次異なる色の画像を重ねて多色の画像を形成可能とした画像形成装置において、
非画像形成時には前記像担持体ベルトの全周にわたってレジずれ測定用パターンを形成し、画像形成時には前記像担持体ベルトの画像形成領域間にレジずれ測定用パターンを形成すべく、前記複数の画像出力部を制御する画像制御手段と、
前記非画像形成時及び前記画像形成時に形成された各々のレジずれ測定用パターンを所定のタイミングで繰り返しサンプリングするサンプリング手段と、
前記サンプリング手段によってサンプリングされたサンプリングデータを用いて、レジ補正のための演算処理を行うことにより、レジ補正に適用されるレジずれ量の代表値を求める演算処理手段と、
前記演算処理手段の演算結果に基づいてレジ補正を行う制御手段とを備え、
前記演算処理手段は、
前記非画像形成時に前記サンプリング手段によってサンプリングされたサンプリングデータに基づいて各々のサンプルタイミングにおけるレジずれ量を検出するとともに、それらのレジずれ量の代表値を算出し、かつ前記各々のサンプルタイミングにおけるレジずれ量と前記代表値との差分データを演算する第１の演算処理と、
前記画像形成時に前記サンプリング手段によってサンプリングされたサンプリングデータに基づいて各々のサンプルタイミングにおけるレジずれ量を検出するとともに、当該画像形成時に前記各々のサンプルタイミングで検出されたレジずれ量を、前記各々のサンプルタイミングに対応して前記第１の演算処理により演算された前記差分データを用いて補正し、その補正した補正データを用いてレジずれ量の代表値を算出する第２の演算処理とを行う
ことを特徴とする画像形成装置。 - 前記第１，第２の演算手段は、前記レジずれ量の代表値を平均化処理によって算出することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
- 前記像担持体ベルトは、画像が転写される転写シートを担持するものであって、
前記画像制御手段は、前記像担持体ベルトの幅方向において最大幅の転写シートが担持される位置に前記レジずれ測定用パターンを形成すべく前記複数の画像出力部を制御することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。 - 請求項１記載の画像形成装置において、
前記多色の画像を形成する際にそれぞれ所定の周期で回転駆動される複数種の回転体を有し、
前記複数種の回転体のうち、少なくとも２種類の回転体の回転周期を整数比としたことを特徴とする画像形成装置。 - 前記複数種の回転体は、前記像担持体ベルトと、該像担持体ベルトを回転駆動する駆動ロールと、前記複数の画像出力部にそれぞれ設けられた感光体とを含むことを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
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