JP3773884B2 - 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、複数の感光体ドラムを用いて、ＣＭＹＫ（シアン、マゼンダ、イエロー、ブラック）の４色のカラー画像を形成する、カラー複写装置やカラープリンタ装置などの画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、多重ドラム方式と呼ばれるカラー画像を形成する方式が多くの画像形成装置に採用されている。この多重ドラム方式とは、各感光体ドラム上へそれぞれ異なる色の画像を形成し、搬送ベルト上の転写紙上へ各色順に転写を重ねてカラー画像を形成する方式である。
この多重ドラム方式を採用した画像形成装置は、画像形成処理の高速化を図る点で大変優れているものの、画像形成時に発生する色の位置ずれを抑制することが非常に困難であった。この色の位置ずれの成分としては、スキューずれ、副走査方向のレジストずれ、主走査方向の倍率誤差、主走査方向のレジストずれなどがある。
色の位置ずれが発生することにより、出力画像の画質が低下してしまっていた。
【０００３】
このようなカラー画像形成時に発生する色の位置ずれを抑制するための技術が、以下に示す特許文献に開示されている。
【特許文献１】
特開平１１−８４８０３号公報
特許文献１には、走査線曲がりを考慮したレジストレーションずれによる色の位置ずれを抑制する技術が開示されている。
詳しくは、各感光体上に形成され、被転写体上に転写された各々のラインパターン像を主走査方向の３箇所以上の検出点で検出することにより、ラインパターン像の走査線曲がり分を含む検出を可能にし、そして、検出されたラインパターン像に基づいてレジストレーション補正値を算出する技術が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、画像形成装置で発生する色の位置ずれを完全に補正するためには、前述した色の位置ずれの成分に対する補正値を算出するための検出データの扱いが重要となる。つまり、複数の検出センサのうちどの検出データを用いて補正を行うかの判断が重要となる。これらの検出データの扱いが適切でない場合には、色の位置ずれの補正が不完全になってしまう。
そこで、本発明の目的は、画像領域全体にわたって最適な各色の位置合わせを容易に実行することができる画像形成装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明では、複数の色に対応した複数の感光体ドラムからなり、各感光体ドラム上に形成されたトナー像を、転写部材に転写して画像形成を行う画像形成部を複数有する画像形成装置において、前記転写部材上に所定の位置合わせマークを形成するマーク形成手段と、前記マーク形成手段により形成された前記所定の位置合わせマークを、前記転写部材の移動方向と直交する方向に同一の基板上に設けられた少なくとも３個以上の位置合わせセンサを用いて検知する検知手段と、前記検知手段により検知された検知結果に基づいて、前記位置合わせセンサごとに所定の基準色に対する他色の位置ずれ量を算出する算出手段と、前記算出手段により算出された前記位置ずれ量に基づいて、前記各色の画像を合成する際の色の位置ずれを補正する補正手段と、を備え、前記算出手段が、前記位置合わせセンサのうち最も外側に配置された２つのセンサの検知結果に基づいてスキューずれ量を算出し、前記補正手段が、前記スキューずれ量に基づいてスキュー補正を行なった後に、前記算出手段が、前記位置合わせセンサの全てのセンサの検知結果に基づいて副走査レジストずれ量を算出し、前記補正手段が、前記副走査レジストずれ量に基づいて副走査レジスト補正を行い、前記算出手段は、前記副走査レジストずれ量を、
演算式：副走査レジストずれ量＝−｛（Ａ＋Ｂ）／２｝
（ただし、Ａ：全てのセンサの検知結果の中での副走査レジストずれの最大値、Ｂ：全てのセンサの検知結果の中での副走査レジストずれの最小値とする。）
前記演算式に基づいて算出することにより前記目的を達成する。
【０００６】
請求項２記載の発明では、複数の色に対応した複数の感光体ドラムからなり、各感光体ドラム上に形成されたトナー像を、転写部材に転写して画像形成を行う画像形成部を複数有する画像形成装置において、前記転写部材上に所定の位置合わせマークを形成するマーク形成手段と、前記マーク形成手段により形成された前記所定の位置合わせマークを、前記転写部材の移動方向と直交する方向に同一の基板上に設けられた少なくとも３個以上の位置合わせセンサを用いて検知する検知手段と、前記検知手段により検知された検知結果に基づいて、前記位置合わせセンサごとに所定の基準色に対する他色の位置ずれ量を算出する算出手段と、前記算出手段により算出された前記位置ずれ量に基づいて、前記各色の画像を合成する際の色の位置ずれを補正する補正手段と、を備え、前記算出手段が、前記位置合わせセンサのうち最も外側に配置された２つのセンサの検知結果に基づいて主走査倍率のずれ量を算出し、前記補正手段が、前記主走査倍率のずれ量に基づいて主走査倍率補正を行なった後に、前記算出手段が、前記位置合わせセンサの全ての検知結果に基づいて主走査レジストずれ量を算出し、 前記補正手段が、前記主走査レジストずれ量に基づいて主走査レジスト補正を行い、前記算出手段は、前記主走査レジストずれ量を、
演算式：主走査レジストずれ量＝−｛（Ｃ＋Ｄ）／２｝
（ただし、Ｃ：全てのセンサの検知結果の中での主走査レジストずれの最大値、Ｄ：全てのセンサの検知結果の中での主走査レジストずれの最小値とする。）
前記演算式に基づいて算出することにより前記目的を達成する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について図１ないし図１０を参照して詳細に説明する。
図１は、本実施の形態に係る画像形成装置の概略構成を示した図である。本実施の形態では、画像形成装置の一例として図１に示したように、搬送ベルト５に沿って複数の画像形成部が並んだタンデムタイプといわれるカラー画像形成装置について説明する。
本実施の形態に係るカラー画像形成装置には、複数の画像形成部が具備されており、各画像形成部は、複数個の感光体を有し、この各感光体の表面に異なる色情報の潜像を形成する潜像形成手段と、潜像を顕像化する手段とを備え、前記各感光体上の顕像を搬送ベルト５上を搬送される転写紙に転写することによりカラー画像を得ることができるようになっている。
具体的には、図１に示したようにカラー画像形成装置は、転写紙４を搬送する搬送ベルト５、駆動ローラ７、従動ローラ８、給紙トレイ１、露光器１１、定着器１６および複数の画像形成部（イエロー画像形成部６Ｙ、マゼンダ画像形成部６Ｍ、シアン画像形成部６Ｃ、ブラック画像形成部６ＢＫ）を備えている。
【００１２】
イエロー画像形成部６Ｙは、イエローの画像形成を行う画像形成部であり、感光体ドラム９Ｙ、感光体ドラム９Ｙの周囲に配置された帯電器１０Ｙ、現像器１２Ｙ、感光体クリーナ（図示せず）、除電器１３Ｙおよび転写器１５Ｙを備えている。
同様に、マゼンダ画像形成部６Ｍは、マゼンダの画像形成を行う画像形成部であり、感光体ドラム９Ｍ、感光体ドラム９Ｍの周囲に配置された帯電器１０Ｍ、現像器１２Ｍ、感光体クリーナ（図示せず）、除電器１３Ｍおよび転写器１５Ｍを備えている。
また、シアン画像形成部６Ｃは、シアンの画像形成を行う画像形成部であり、感光体ドラム９Ｃ、感光体ドラム９Ｃの周囲に配置された帯電器１０Ｃ、現像器１２Ｃ、感光体クリーナ（図示せず）、除電器１３Ｃおよび転写器１５Ｃを備えている。
さらに、ブラック画像形成部６ＢＫは、ブラックの画像形成を行う画像形成部であり、感光体ドラム９ＢＫ、感光体ドラム９ＢＫの周囲に配置された帯電器１０ＢＫ、現像器１２ＢＫ、感光体クリーナ（図示せず）、除電器１３ＢＫおよび転写器１５ＢＫを備えている。
【００１３】
ここで、図１を参照しながらカラー画像形成装置の各画像形成部におけるカラー画像形成の動作について説明する。
各々異なる色Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンダ）、Ｃ（シアン）、ＢＫ（ブラック）の画像を形成するイエロー画像形成部６Ｙ、マゼンダ画像形成部６Ｍ、シアン画像形成部６Ｃ、ブラック画像形成部６ＢＫが転写紙４を搬送する搬送ベルト５に沿って一列に配置されている。
搬送ベルト５は、その一方が駆動回転する駆動ローラ７と従動ローラ８によって架設されており、この駆動ローラ７と従動ローラ８の回転により矢印方向に回転駆動される。
【００１４】
また、搬送ベルト５は、回転駆動される駆動ローラ７と従動ローラ８とに巻回されたエンドレスのベルトである。
搬送ベルト５の下部には、転写紙束を収納した給紙トレイ１が備えられており、この給紙トレイ１に収納された転写紙束のうち最上位置にある転写紙４は、画像形成時に給紙され、静電吸着によって搬送ベルト５上に吸着される。吸着された転写紙４は、イエロー画像形成部６Ｙに搬送され、ここでイエローの画像形成が行われる。
【００１５】
イエロー画像形成部６Ｙの感光体ドラム９Ｙの表面は、帯電器１０Ｙで一様に帯電された後、露光器１１からイエロー画像に対応したレーザ光１４Ｙで露光され、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、現像器１２Ｙで現像され、感光体ドラム９Ｙ上にトナー像が形成される。このトナー像は感光体ドラム９Ｙと搬送ベルト５上の転写紙４と接する位置（転写位置）で転写器１５Ｙによって転写紙４に転写され、転写紙４上にイエローの画像が形成される。転写が終わった感光体ドラム９Ｙは、感光体ドラム９Ｙの表面に残った不要なトナーを感光体クリーナによってクリーニングされ、次の画像形成に備えることとなる。このように、イエロー画像形成部６Ｙでイエローを転写された転写紙４は、搬送ベルト５によってマゼンダ画像形成部６Ｍに搬送される。
【００１６】
マゼンダ画像形成部６Ｍでも同様に、感光体ドラム９Ｍの表面は、帯電器１０Ｍで一様に帯電された後、露光器１１からマゼンダ画像に対応したレーザ光１４Ｍで露光され、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、現像器１２Ｍで現像され、感光体ドラム９Ｍ上にトナー像が形成される。このトナー画像は、転写位置で転写器１５Ｍによって、転写紙４上のイエロー画像形成部６Ｙで形成されたイエローの画像に重ねて転写される。転写が終わった感光体ドラム９Ｍは、感光体ドラム９Ｍの表面に残った不要なトナーを感光体クリーナによってクリーニングされ、次の画像形成に備えることとなる。そして、転写紙４は、シアン画像形成部６Ｃに搬送される。
【００１７】
シアン画像形成部６Ｃでも同様に、感光体ドラム９Ｃの表面は、帯電器１０Ｃで一様に帯電された後、露光器１１からシアン画像に対応したレーザ光１４Ｃで露光され、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、現像器１２Ｃで現像され、感光体ドラム９Ｃ上にトナー像が形成される。このトナー画像は、転写位置で転写器１５Ｃによって、転写紙４上のイエロー画像形成部６Ｙおよびマゼンダ画像形成部６Ｍで形成された画像に重ねて転写される。転写が終わった感光体ドラム９Ｃは、感光体ドラム９Ｃの表面に残った不要なトナーを感光体クリーナによってクリーニングされ、次の画像形成に備えることとなる。さらに、転写紙４は、ブラック画像形成部６ＢＫに搬送される。
【００１８】
ブラック画像形成部６ＢＫでも同様に、感光体ドラム９ＢＫの表面は、帯電器１０ＢＫで一様に帯電された後、露光器１１からブラック画像に対応したレーザ光１４ＢＫで露光され、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、現像器１２ＢＫで現像され、感光体ドラム９ＢＫ上にトナー像が形成される。このトナー画像は、転写位置で転写器１５ＢＫによって、転写紙４上のイエロー画像形成部６Ｙ、マゼンダ画像形成部６Ｍおよびシアン画像形成部６Ｃで形成された画像に重ねて転写される。転写が終わった感光体ドラム９ＢＫは、感光体ドラム９ＢＫの表面に残った不要なトナーを感光体クリーナによってクリーニングされ、次の画像形成に備えることとなる。ブラック画像形成部６ＢＫによって形成されたトナー像が転写された後、Ｙ、Ｍ、Ｃ、ＢＫの全ての画像形成が終了し、転写紙４上にカラー画像が形成されたことになる。そして、カラー画像が形成された転写紙４は、ブラック画像形成部６ＢＫを通過後、搬送ベルト５から剥離される。剥離された転写紙４は、定着器１６にてトナー画像が定着された後、排紙される。
【００１９】
次に、このように構成されたカラー画像形成装置で生じる色の位置ずれについて説明する。
上述したような構成のカラー画像形成装置では、感光体ドラム９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９ＢＫの軸間距離の誤差、感光体ドラム９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９ＢＫの平行度誤差、露光器１１内でレーザ光を偏向する偏向ミラー（図示せず）の設置誤差、感光体ドラム９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９ＢＫへの静電潜像の書込タイミング誤差等により、本来重ならなければならない位置に各色のトナー画像が重ならず、各色間で位置ずれが生じる。
【００２０】
各色の位置ずれの成分としては、主に、スキューずれ、副走査方向のレジストずれ、主走査方向の倍率誤差、主走査方向のレジストずれがある。
このような色の位置ずれを補正するために、ブラック画像形成部６ＢＫの下流側において搬送ベルト５に対向するように前（Ｆｒｏｎｔ）センサ１７、中央（Ｃｅｎｔｅｒ）センサ１８、後（Ｒｅａｒ）センサ１９が設けられている。これらの前センサ１７、中央センサ１８、後センサ１９は、矢印方向と直交する主走査方向に沿うように同一の基板上に支持されている。
【００２１】
次に、前述した前センサ１７、中央センサ１８、後センサ１９において検出された信号の処理を行う信号処理部２１の構成について説明する。
図２は、本実施の形態に係る信号処理部２１の概略構成を示した図である。
前センサ１７、中央センサ１８、後センサ１９は、発光量制御部２２により制御される受光素子（図示せず）と受光素子（図示せず）とを有し、その出力側はＡＭＰ（増幅器）２３、フィルタ２４、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器２５、ＦＩＦＯ（先入れ先出し方式）メモリ２７を介してＩ／Ｏ（入出力）ポート２９に接続されている。
【００２２】
前センサ１７、中央センサ１８、後センサ１９から得られた検出信号はＡＭＰ２３によって増幅され、フィルタ２４を通過してＡ／Ｄ変換器２５によってアナログデータからデジタルデータへと変換される。データのサンプリングはサンプリング制御部２６によって制御され、サンプリングされたデータはＦＩＦＯメモリ２７に格納される。
サンプリング制御部２６、ＦＩＦＯメモリ２７、書込制御基板２８は、Ｉ／Ｏポート２９に接続されている。このＩ／Ｏポート２９、ＣＰＵ（中央演算処理装置）３０、ＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）３１、ＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）３２はデータバス３３とアドレスバス３４とにより接続されている。
【００２３】
ＲＯＭ３１には、トナー画像の種々の位置ずれ量を演算するためのプログラムを始め、各種のプログラムが格納されている。なお、アドレスバス３４によって、ＲＯＭアドレス、ＲＡＭアドレス、各種入出力機器の指定を行っている。
ＣＰＵ３０は、前センサ１７、中央センサ１８、後センサ１９からの検知信号を定められたタイミングでモニタし、前センサ１７、中央センサ１８、後センサ１９の発光素子の劣化等が起こっても確実にトナー画像の検出が行えるように、前センサ１７、中央センサ１８、後センサ１９の発光素子の発光量を発光量制御部２２によって制御し、受光素子からの受光信号の出力レベルが常に一定となるようにする処理装置である。
【００２４】
また、ＣＰＵ３０は、位置検出用トナーマークの検知結果から求めた補正量、および、主、副レジストの変更および倍率誤差量に基づいて画像周波数を変更するために、書込制御基板２８に対して各種設定を行う。書込制御基板２８には、出力周波数を非常に細かく設定できるデバイス（例えば、ＶＣＯ（電圧制御発振回路）を利用したクロックジェネレータ等）を各色に対して備えている。そして、この出力を画像クロックとして用いる。
また、ＣＰＵ３０は、位置検出用トナーマークの検知結果から求めた補正量に基づき、露光器１１内のスキュー調整用のステッピングモータ（図示せず）の制御を行う。
【００２５】
図３は、前記搬送ベルト５上に形成された位置合わせ用トナーマーク列２０の一例を示す。画像形成装置は、ＢＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙの横線、斜め線をそれぞれ形成し、主走査方向に並べられた前センサ１７、中央センサ１８、後センサ１９によりトナーマーク列２０を検出する。そして、前センサ１７、中央センサ１８、後センサ１９で検知された結果に基づいて、基準色（本実施例の場合：ＢＫ）に対するスキューずれ、副走査レジストずれ、主走査レジストずれ、主走査倍率誤差の計測を可能にする。さらに、検知された結果から、各種のずれ量、補正量を演算する。各ずれ成分の補正は、ＣＰＵ３０により以下のように行われる。
【００２６】
スキューずれの補正は、露光器１１の内部にある各色のレーザ光を折り返すためのミラー（図示せず）の傾きを変更することによってなされる。このミラーに傾きを付勢するための駆動源として、ステッピングモータを用いる。
図４に副走査方向の書き出しタイミングを補正する際のタイミングチャートを示す。なお、ここでの補正分解能を１ｄｏｔ（ドット）とする。
副走査方向の画像領域信号である書込みｅｎａｂｌｅ（イネーブル）信号は、同期検知信号のタイミングで書き出しを調整している。例えば、マーク検知、演算の結果において、１ｄｏｔ分書き出し位置を早くしたい場合、図４に示すように同期検知信号１つ分早く書込みｅｎａｂｌｅ信号をアクティブにすれば良い。
【００２７】
また、図５に主走査方向の書き出しタイミングを補正する際のタイミングチャートを示す。なお、ここでの補正分解能を１ｄｏｔとする。
まず、画像書込みクロックは同期検知信号の立ち下がりエッジにより、各ラインともに正確に位相の合ったクロックが得られるようになっている。このクロック信号に同期して画像の書込みが行われるが、主走査方向の画像書込みｅｎａｂｌｅ信号もこのクロックに同期して作られている。例えば、マーク検知、演算のの結果において、１ｄｏｔ分書き出し位置を早くしたい場合、図５に示すように１クロック分早く書込みｅｎａｂｌｅ信号をアクティブにすれば良い。
さらに、マーク検知、演算の結果主走査方向の倍率が基準色に対してずれているときは、周波数を非常に小さいステップで変更できるデバイス、例えばクロックジェネレータ等を用いることにより倍率を変更できる。
【００２８】
上述した補正処理は、例えば以下のような場合に実行される。
１．電源投入直後のイニシャライズ時。
２．装置内部の所定の個所、例えば露光器１１の一部の温度上昇を監視し、所定の温度以上変化があった場合。
３．所定枚数以上のプリント動作が行われた直後。
４．オペレーションパネル上あるいはプリンタドライバ上から、ユーザーの指示が入力された場合。
【００２９】
次に、具体的な色の位置ずれ補正量の算出方法について説明する。
図３に示す各色の横線、斜め線からなるパターンは、前センサ１７、中央センサ１８、後センサ１９の各々に対応して８組形成されており、以下のように記号を定義する。なお、ｎ＝１、２、３・・・８とする。
以下、ＢＫとＣに対してのみ演算例を記載するが、Ｍ、Ｙに対しても同様であるため説明を省略する。
前センサ１７におけるＢＫ横線−Ｃ横線の間隔：ΔＤＣＫ＿ｆ＿ｎ
中央センサ１８におけるＢＫ横線−Ｃ横線の間隔：ΔＤＣＫ＿Ｃ＿ｎ
後センサ１９におけるＢＫ横線−Ｃ横線の間隔：ΔＤＣＫ＿ｒ＿ｎ
前センサ１７におけるＢＫ横線−ＢＫ斜め線の間隔：ΔＤＫ＿ｆ＿ｎ
前センサ１７におけるＣ横線−Ｃ斜め線の間隔：ΔＤＣ＿ｆ＿ｎ
中央センサ１８におけるＢＫ横線−ＢＫ斜め線の間隔：ΔＤＫ＿Ｃ＿ｎ
中央センサ１８におけるＣ横線−Ｃ斜め線の間隔：ΔＤＣ＿Ｃ＿ｎ
後センサ１９におけるＢＫ横線−ＢＫ斜め線の間隔：ΔＤＫ＿ｒ＿ｎ
後センサ１９におけるＣ横線−Ｃ斜め線の間隔：ΔＤＣ＿ｒ＿ｎ
なお、本実施の形態においては、前センサ１７および後センサ１９の取り付け間隔がＬｍｍであり、実際の画像域の長さを２９７ｍｍとする。
【００３０】
ｎ組目のパターンにおける、画像域全体におけるＣのＢＫに対するスキュー量：ΔＳＣｎは以下のように求められる。
【数１】
そして、最終的なＣのＢＫに対するスキュー量：ΔＳＣは、これらの平均として求められ、
【数２】
となる。
このように、スキューに関しては中央センサ１８の検出値を用いずに両端のセンサの検出値に基づき補正を行うことにより、画像域全体としてのスキュー補正の精度が確保される。
従って、全体的にスキューを正確に合わせてから後述の副走査レジスト補正を行うことで、正確な位置合わせが可能となる。
【００３１】
ｎ組目のパターンにおける、画像域全体におけるＣのＢＫに対する主走査倍率誤差量：ΔＺＣｎは以下のように求められる。
【数３】
そして、最終的なＣのＢＫに対する主走査倍率誤差量：ΔＺＣは、これらの平均として求められ、
【数４】
となる。
ここで、検知パターンを形成したときの画周波数をｆ０Ｃ［ＭＨｚ］、補正後の画周波数をｆ’Ｃ［ＭＨｚ］とすると、
【数５】
となる。
このように、主走査倍率誤差関しては中央センサ１８の検出値を用いずに両端のセンサの検出値に基づき補正を行うことにより、画像域全体としての主走査倍率誤差の補正精度が確保される。
従って、全体倍率を正確に合わせてから後述の主走査レジスト補正を行うことで、正確な位置合わせが可能となる。
【００３２】
図６にスキューが調整された後の副走査レジストずれを示す。図６に示すように、ＣはＢＫに対して走査線曲がり（湾曲）があり、副走査レジスト補正を行う際には湾曲を考慮して補正する必要がある。
そこで、副走査レジスト補正を、３つのセンサの検出結果に基づいて行う。
前センサ１７の８組の副走査レジストずれの平均値：ΔＦＣ＿ｆ、
中央センサ１８の８組の副走査レジストずれの平均値：ΔＦＣ＿Ｃ、
後センサ１９の８組の副走査レジストずれの平均値：ΔＦＣ＿ｒ、
をそれぞれ求める。
Ｃの副走査レジストの理想位置をＦＣとすると、
【数６】
となる。
【００３３】
ここで、以下の関数を定義する。
ΔＦＣ＿ｆ、ΔＦＣ＿Ｃ、ΔＦＣ＿ｒのうち最大値を求める関数：ｍａｘ（ΔＦＣ＿ｆ、ΔＦＣ＿Ｃ、ΔＦＣ＿ｒ）
ΔＦＣ＿ｆ、ΔＦＣ＿Ｃ、ΔＦＣ＿ｒのうち最小値を求める関数：ｍｉｎ（ΔＦＣ＿ｆ、ΔＦＣ＿Ｃ、ΔＦＣ＿ｒ）
従って、最終的な副走査レジストずれ量：ΔＦＣは、
【数７】
となる。
ここで求められた副走査レジストずれ量を書き込みタイミングにおいて補正することにより、湾曲分も含めて理想的に補正することができる。この補正の様子を図７に示す。
【００３４】
図８に全体倍率が調整された後の主走査レジストずれを示す。図に示すように、ＣはＢＫに対して倍率誤差偏差があり、両端が合っていても中央付近でずれが生じている。よって、主走査レジスト補正を行う際には倍率誤差偏差を考慮して補正する必要がある。
そこで、主走査レジスト補正を、３つのセンサの検出結果に基づいて行う。
前センサ１７の８組の主走査レジストずれの平均値：ΔＳＲＣ＿ｆ、
中央センサ１８の８組の主走査レジストずれの平均値：ΔＳＲＣ＿Ｃ、
後センサ１９の８組の主走査レジストずれの平均値：ΔＳＲＣ＿ｒ、
をそれぞれ求めと、
【数８】
となる。
【００３５】
ここで、以下の関数を定義する。
ΔＳＲＣ＿ｆ、ΔＳＲＣ＿Ｃ、ΔＳＲＣ＿ｒのうち最大値を求める関数：ｍａｘ（ΔＳＲＣ＿ｆ、ΔＳＲＣ＿Ｃ、ΔＳＲＣ＿ｒ）
ΔＳＲＣ＿ｆ、ΔＳＲＣ＿Ｃ、ΔＳＲＣ＿ｒのうち最小値を求める関数：ｍｉｎ（ΔＳＲＣ＿ｆ、ΔＳＲＣ＿Ｃ、ΔＳＲＣ＿ｒ）
従って、最終的な主走査レジストずれ量：ΔＳＲＣは、
【数９】
となる。
ここで求められた主走査レジストずれ量を書き込みタイミングにおいて補正することにより、倍率誤差偏差も含めて理想的に補正することができる。この様子を図９に示す。
【００３６】
以上、本発明の画像形成装置における１実施形態について説明したが、本発明は説明した実施形態に限定されるものではなく、各請求項に記載した範囲において各種の変形を行うことが可能である。
例えば、説明した実施形態では、色の位置ずれを補正を、搬送ベルトに沿って画像形成部が並んだタンデムタイプといわれるカラー画像形成装置を例に説明したが、図１０に示すような、搬送ベルト５に代えて中間転写体としての中間転写ベルト３５を設けた構成の画像形成装置においても色の位置ずれの補正を実行することができる。
【００３７】
詳しくは、図１０に示すような画像形成装置では、イエロー画像形成部６Ｙ、マゼンダ画像形成部６Ｍ、シアン画像形成部６Ｃ、ブラック画像形成部６ＢＫにより形成された画像を一旦中間転写ベルト３５上に転写した後、中間転写ベルト３５上の画像を転写ベルト３６により転写紙に転写するように構成されている。この転写ベルト３６は転写紙を定着器１６に搬送する機能も備えている。一方、中間転写ベルト３５のクリーニングはクリーニング装置３７によって行われるようになっている。
【００３８】
ここでは、各色の位置検出用トナーマークを作成する対象は、中間転写ベルト３５である。そのため、図１と同様に、前センサ１７、中央センサ１８、後センサ１９が中間転写ベルト３５の回転方向と直交する主走査方向に配列されており、矢印方向が中間転写ベルト３５の回転方向に相当する。そして、この矢印方向と直交する方向が前センサ１７、中央センサ１８、後センサ１９の配列方向となる主走査方向となる。位置検出用トナーパッチは前センサ１７、中央センサ１８、後センサ１９によって検出される位置に作成される。
このような構成を設けることにより、中間転写ベルト３５上の位置検出用トナーマークの位置を検出して、感光体ドラム９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９ＢＫ上に形成する画像の位置を補正することができる。
【００３９】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、補正手段が、前記スキューずれ量に基づいてスキュー補正を行なった後に、前記算出手段が、前記位置合わせセンサの全てのセンサの検知結果に基づいて副走査レジストずれ量を算出し、前記補正手段が、前記副走査レジストずれ量に基づいて副走査レジスト補正を行うので、スキューを正確に合わせてから副走査レジスト補正を行うことで極めて正確な位置合わせが可能となる。
請求項２記載の発明によれば、補正手段が、前記主走査倍率のずれ量に基づいて主走査倍率補正を行なった後に、前記算出手段が、前記位置合わせセンサの全ての検知結果に基づいて主走査レジストずれ量を算出し、前記補正手段が、前記主走査レジストずれ量に基づいて主走査レジスト補正を行うので、正確な位置合わせが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る画像形成装置の概略構成を示した図である。
【図２】本実施の形態に係る信号処理部の概略構成を示した図である。
【図３】搬送ベルト上に形成された位置合わせ用トナーマーク列の一例を示した図である。
【図４】副走査方向の書き出しタイミングを補正する際のタイミングチャートを示した図である。
【図５】主走査方向の書き出しタイミングを補正する際のタイミングチャートを示した図である。
【図６】スキューが調整された後の副走査レジストずれを示した図である。
【図７】副走査レジストずれ量を書き込みタイミングにおいて補正された例を示した図である。
【図８】全体倍率が調整された後の主走査レジストずれを示した図である。
【図９】主走査レジストずれ量を書き込みタイミングにおいて補正された例を示した図である。
【図１０】中間転写ベルトを設けた画像形成装置の概略構成を示した図である。
【符号の説明】
１ 給紙トレイ
４ 転写紙
５ 搬送ベルト
６Ｙ イエロー画像形成部
６Ｍ マゼンダ画像形成部
６Ｃ シアン画像形成
６ＢＫ ブラック画像形成部
７ 駆動ローラ
８ 従動ローラ
１１ 露光器
１６ 定着器
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の感光体ドラムを用いて、ＣＭＹＫ（シアン、マゼンダ、イエロー、ブラック）の４色のカラー画像を形成する、カラー複写装置やカラープリンタ装置などの画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、多重ドラム方式と呼ばれるカラー画像を形成する方式が多くの画像形成装置に採用されている。この多重ドラム方式とは、各感光体ドラム上へそれぞれ異なる色の画像を形成し、搬送ベルト上の転写紙上へ各色順に転写を重ねてカラー画像を形成する方式である。
この多重ドラム方式を採用した画像形成装置は、画像形成処理の高速化を図る点で大変優れているものの、画像形成時に発生する色の位置ずれを抑制することが非常に困難であった。この色の位置ずれの成分としては、スキューずれ、副走査方向のレジストずれ、主走査方向の倍率誤差、主走査方向のレジストずれなどがある。
色の位置ずれが発生することにより、出力画像の画質が低下してしまっていた。
【０００３】
このようなカラー画像形成時に発生する色の位置ずれを抑制するための技術が、以下に示す特許文献に開示されている。
【特許文献１】
特開平１１−８４８０３号公報
特許文献１には、走査線曲がりを考慮したレジストレーションずれによる色の位置ずれを抑制する技術が開示されている。
詳しくは、各感光体上に形成され、被転写体上に転写された各々のラインパターン像を主走査方向の３箇所以上の検出点で検出することにより、ラインパターン像の走査線曲がり分を含む検出を可能にし、そして、検出されたラインパターン像に基づいてレジストレーション補正値を算出する技術が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、画像形成装置で発生する色の位置ずれを完全に補正するためには、前述した色の位置ずれの成分に対する補正値を算出するための検出データの扱いが重要となる。つまり、複数の検出センサのうちどの検出データを用いて補正を行うかの判断が重要となる。これらの検出データの扱いが適切でない場合には、色の位置ずれの補正が不完全になってしまう。
そこで、本発明の目的は、画像領域全体にわたって最適な各色の位置合わせを容易に実行することができる画像形成装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明では、複数の色に対応した複数の感光体ドラムからなり、各感光体ドラム上に形成されたトナー像を、転写部材に転写して画像形成を行う画像形成部を複数有する画像形成装置において、前記転写部材上に所定の位置合わせマークを形成するマーク形成手段と、前記マーク形成手段により形成された前記所定の位置合わせマークを、前記転写部材の移動方向と直交する方向に同一の基板上に設けられた少なくとも３個以上の位置合わせセンサを用いて検知する検知手段と、前記検知手段により検知された検知結果に基づいて、前記位置合わせセンサごとに所定の基準色に対する他色の位置ずれ量を算出する算出手段と、前記算出手段により算出された前記位置ずれ量に基づいて、前記各色の画像を合成する際の色の位置ずれを補正する補正手段と、を備え、前記算出手段が、前記位置合わせセンサのうち最も外側に配置された２つのセンサの検知結果に基づいてスキューずれ量を算出し、前記補正手段が、前記スキューずれ量に基づいてスキュー補正を行なった後に、前記算出手段が、前記位置合わせセンサの全てのセンサの検知結果に基づいて副走査レジストずれ量を算出し、前記補正手段が、前記副走査レジストずれ量に基づいて副走査レジスト補正を行い、前記算出手段は、前記副走査レジストずれ量を、
演算式：副走査レジストずれ量＝−｛（Ａ＋Ｂ）／２｝
（ただし、Ａ：全てのセンサの検知結果の中での副走査レジストずれの最大値、Ｂ：全てのセンサの検知結果の中での副走査レジストずれの最小値とする。）
前記演算式に基づいて算出することにより前記目的を達成する。
【０００６】
請求項２記載の発明では、複数の色に対応した複数の感光体ドラムからなり、各感光体ドラム上に形成されたトナー像を、転写部材に転写して画像形成を行う画像形成部を複数有する画像形成装置において、前記転写部材上に所定の位置合わせマークを形成するマーク形成手段と、前記マーク形成手段により形成された前記所定の位置合わせマークを、前記転写部材の移動方向と直交する方向に同一の基板上に設けられた少なくとも３個以上の位置合わせセンサを用いて検知する検知手段と、前記検知手段により検知された検知結果に基づいて、前記位置合わせセンサごとに所定の基準色に対する他色の位置ずれ量を算出する算出手段と、前記算出手段により算出された前記位置ずれ量に基づいて、前記各色の画像を合成する際の色の位置ずれを補正する補正手段と、を備え、前記算出手段が、前記位置合わせセンサのうち最も外側に配置された２つのセンサの検知結果に基づいて主走査倍率のずれ量を算出し、前記補正手段が、前記主走査倍率のずれ量に基づいて主走査倍率補正を行なった後に、前記算出手段が、前記位置合わせセンサの全ての検知結果に基づいて主走査レジストずれ量を算出し、 前記補正手段が、前記主走査レジストずれ量に基づいて主走査レジスト補正を行い、前記算出手段は、前記主走査レジストずれ量を、
演算式：主走査レジストずれ量＝−｛（Ｃ＋Ｄ）／２｝
（ただし、Ｃ：全てのセンサの検知結果の中での主走査レジストずれの最大値、Ｄ：全てのセンサの検知結果の中での主走査レジストずれの最小値とする。）
前記演算式に基づいて算出することにより前記目的を達成する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について図１ないし図１０を参照して詳細に説明する。
図１は、本実施の形態に係る画像形成装置の概略構成を示した図である。本実施の形態では、画像形成装置の一例として図１に示したように、搬送ベルト５に沿って複数の画像形成部が並んだタンデムタイプといわれるカラー画像形成装置について説明する。
本実施の形態に係るカラー画像形成装置には、複数の画像形成部が具備されており、各画像形成部は、複数個の感光体を有し、この各感光体の表面に異なる色情報の潜像を形成する潜像形成手段と、潜像を顕像化する手段とを備え、前記各感光体上の顕像を搬送ベルト５上を搬送される転写紙に転写することによりカラー画像を得ることができるようになっている。
具体的には、図１に示したようにカラー画像形成装置は、転写紙４を搬送する搬送ベルト５、駆動ローラ７、従動ローラ８、給紙トレイ１、露光器１１、定着器１６および複数の画像形成部（イエロー画像形成部６Ｙ、マゼンダ画像形成部６Ｍ、シアン画像形成部６Ｃ、ブラック画像形成部６ＢＫ）を備えている。
【００１２】
イエロー画像形成部６Ｙは、イエローの画像形成を行う画像形成部であり、感光体ドラム９Ｙ、感光体ドラム９Ｙの周囲に配置された帯電器１０Ｙ、現像器１２Ｙ、感光体クリーナ（図示せず）、除電器１３Ｙおよび転写器１５Ｙを備えている。
同様に、マゼンダ画像形成部６Ｍは、マゼンダの画像形成を行う画像形成部であり、感光体ドラム９Ｍ、感光体ドラム９Ｍの周囲に配置された帯電器１０Ｍ、現像器１２Ｍ、感光体クリーナ（図示せず）、除電器１３Ｍおよび転写器１５Ｍを備えている。
また、シアン画像形成部６Ｃは、シアンの画像形成を行う画像形成部であり、感光体ドラム９Ｃ、感光体ドラム９Ｃの周囲に配置された帯電器１０Ｃ、現像器１２Ｃ、感光体クリーナ（図示せず）、除電器１３Ｃおよび転写器１５Ｃを備えている。
さらに、ブラック画像形成部６ＢＫは、ブラックの画像形成を行う画像形成部であり、感光体ドラム９ＢＫ、感光体ドラム９ＢＫの周囲に配置された帯電器１０ＢＫ、現像器１２ＢＫ、感光体クリーナ（図示せず）、除電器１３ＢＫおよび転写器１５ＢＫを備えている。
【００１３】
ここで、図１を参照しながらカラー画像形成装置の各画像形成部におけるカラー画像形成の動作について説明する。
各々異なる色Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンダ）、Ｃ（シアン）、ＢＫ（ブラック）の画像を形成するイエロー画像形成部６Ｙ、マゼンダ画像形成部６Ｍ、シアン画像形成部６Ｃ、ブラック画像形成部６ＢＫが転写紙４を搬送する搬送ベルト５に沿って一列に配置されている。
搬送ベルト５は、その一方が駆動回転する駆動ローラ７と従動ローラ８によって架設されており、この駆動ローラ７と従動ローラ８の回転により矢印方向に回転駆動される。
【００１４】
また、搬送ベルト５は、回転駆動される駆動ローラ７と従動ローラ８とに巻回されたエンドレスのベルトである。
搬送ベルト５の下部には、転写紙束を収納した給紙トレイ１が備えられており、この給紙トレイ１に収納された転写紙束のうち最上位置にある転写紙４は、画像形成時に給紙され、静電吸着によって搬送ベルト５上に吸着される。吸着された転写紙４は、イエロー画像形成部６Ｙに搬送され、ここでイエローの画像形成が行われる。
【００１５】
イエロー画像形成部６Ｙの感光体ドラム９Ｙの表面は、帯電器１０Ｙで一様に帯電された後、露光器１１からイエロー画像に対応したレーザ光１４Ｙで露光され、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、現像器１２Ｙで現像され、感光体ドラム９Ｙ上にトナー像が形成される。このトナー像は感光体ドラム９Ｙと搬送ベルト５上の転写紙４と接する位置（転写位置）で転写器１５Ｙによって転写紙４に転写され、転写紙４上にイエローの画像が形成される。転写が終わった感光体ドラム９Ｙは、感光体ドラム９Ｙの表面に残った不要なトナーを感光体クリーナによってクリーニングされ、次の画像形成に備えることとなる。このように、イエロー画像形成部６Ｙでイエローを転写された転写紙４は、搬送ベルト５によってマゼンダ画像形成部６Ｍに搬送される。
【００１６】
マゼンダ画像形成部６Ｍでも同様に、感光体ドラム９Ｍの表面は、帯電器１０Ｍで一様に帯電された後、露光器１１からマゼンダ画像に対応したレーザ光１４Ｍで露光され、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、現像器１２Ｍで現像され、感光体ドラム９Ｍ上にトナー像が形成される。このトナー画像は、転写位置で転写器１５Ｍによって、転写紙４上のイエロー画像形成部６Ｙで形成されたイエローの画像に重ねて転写される。転写が終わった感光体ドラム９Ｍは、感光体ドラム９Ｍの表面に残った不要なトナーを感光体クリーナによってクリーニングされ、次の画像形成に備えることとなる。そして、転写紙４は、シアン画像形成部６Ｃに搬送される。
【００１７】
シアン画像形成部６Ｃでも同様に、感光体ドラム９Ｃの表面は、帯電器１０Ｃで一様に帯電された後、露光器１１からシアン画像に対応したレーザ光１４Ｃで露光され、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、現像器１２Ｃで現像され、感光体ドラム９Ｃ上にトナー像が形成される。このトナー画像は、転写位置で転写器１５Ｃによって、転写紙４上のイエロー画像形成部６Ｙおよびマゼンダ画像形成部６Ｍで形成された画像に重ねて転写される。転写が終わった感光体ドラム９Ｃは、感光体ドラム９Ｃの表面に残った不要なトナーを感光体クリーナによってクリーニングされ、次の画像形成に備えることとなる。さらに、転写紙４は、ブラック画像形成部６ＢＫに搬送される。
【００１８】
ブラック画像形成部６ＢＫでも同様に、感光体ドラム９ＢＫの表面は、帯電器１０ＢＫで一様に帯電された後、露光器１１からブラック画像に対応したレーザ光１４ＢＫで露光され、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、現像器１２ＢＫで現像され、感光体ドラム９ＢＫ上にトナー像が形成される。このトナー画像は、転写位置で転写器１５ＢＫによって、転写紙４上のイエロー画像形成部６Ｙ、マゼンダ画像形成部６Ｍおよびシアン画像形成部６Ｃで形成された画像に重ねて転写される。転写が終わった感光体ドラム９ＢＫは、感光体ドラム９ＢＫの表面に残った不要なトナーを感光体クリーナによってクリーニングされ、次の画像形成に備えることとなる。ブラック画像形成部６ＢＫによって形成されたトナー像が転写された後、Ｙ、Ｍ、Ｃ、ＢＫの全ての画像形成が終了し、転写紙４上にカラー画像が形成されたことになる。そして、カラー画像が形成された転写紙４は、ブラック画像形成部６ＢＫを通過後、搬送ベルト５から剥離される。剥離された転写紙４は、定着器１６にてトナー画像が定着された後、排紙される。
【００１９】
次に、このように構成されたカラー画像形成装置で生じる色の位置ずれについて説明する。
上述したような構成のカラー画像形成装置では、感光体ドラム９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９ＢＫの軸間距離の誤差、感光体ドラム９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９ＢＫの平行度誤差、露光器１１内でレーザ光を偏向する偏向ミラー（図示せず）の設置誤差、感光体ドラム９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９ＢＫへの静電潜像の書込タイミング誤差等により、本来重ならなければならない位置に各色のトナー画像が重ならず、各色間で位置ずれが生じる。
【００２０】
各色の位置ずれの成分としては、主に、スキューずれ、副走査方向のレジストずれ、主走査方向の倍率誤差、主走査方向のレジストずれがある。
このような色の位置ずれを補正するために、ブラック画像形成部６ＢＫの下流側において搬送ベルト５に対向するように前（Ｆｒｏｎｔ）センサ１７、中央（Ｃｅｎｔｅｒ）センサ１８、後（Ｒｅａｒ）センサ１９が設けられている。これらの前センサ１７、中央センサ１８、後センサ１９は、矢印方向と直交する主走査方向に沿うように同一の基板上に支持されている。
【００２１】
次に、前述した前センサ１７、中央センサ１８、後センサ１９において検出された信号の処理を行う信号処理部２１の構成について説明する。
図２は、本実施の形態に係る信号処理部２１の概略構成を示した図である。
前センサ１７、中央センサ１８、後センサ１９は、発光量制御部２２により制御される受光素子（図示せず）と受光素子（図示せず）とを有し、その出力側はＡＭＰ（増幅器）２３、フィルタ２４、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器２５、ＦＩＦＯ（先入れ先出し方式）メモリ２７を介してＩ／Ｏ（入出力）ポート２９に接続されている。
【００２２】
前センサ１７、中央センサ１８、後センサ１９から得られた検出信号はＡＭＰ２３によって増幅され、フィルタ２４を通過してＡ／Ｄ変換器２５によってアナログデータからデジタルデータへと変換される。データのサンプリングはサンプリング制御部２６によって制御され、サンプリングされたデータはＦＩＦＯメモリ２７に格納される。
サンプリング制御部２６、ＦＩＦＯメモリ２７、書込制御基板２８は、Ｉ／Ｏポート２９に接続されている。このＩ／Ｏポート２９、ＣＰＵ（中央演算処理装置）３０、ＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）３１、ＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）３２はデータバス３３とアドレスバス３４とにより接続されている。
【００２３】
ＲＯＭ３１には、トナー画像の種々の位置ずれ量を演算するためのプログラムを始め、各種のプログラムが格納されている。なお、アドレスバス３４によって、ＲＯＭアドレス、ＲＡＭアドレス、各種入出力機器の指定を行っている。
ＣＰＵ３０は、前センサ１７、中央センサ１８、後センサ１９からの検知信号を定められたタイミングでモニタし、前センサ１７、中央センサ１８、後センサ１９の発光素子の劣化等が起こっても確実にトナー画像の検出が行えるように、前センサ１７、中央センサ１８、後センサ１９の発光素子の発光量を発光量制御部２２によって制御し、受光素子からの受光信号の出力レベルが常に一定となるようにする処理装置である。
【００２４】
また、ＣＰＵ３０は、位置検出用トナーマークの検知結果から求めた補正量、および、主、副レジストの変更および倍率誤差量に基づいて画像周波数を変更するために、書込制御基板２８に対して各種設定を行う。書込制御基板２８には、出力周波数を非常に細かく設定できるデバイス（例えば、ＶＣＯ（電圧制御発振回路）を利用したクロックジェネレータ等）を各色に対して備えている。そして、この出力を画像クロックとして用いる。
また、ＣＰＵ３０は、位置検出用トナーマークの検知結果から求めた補正量に基づき、露光器１１内のスキュー調整用のステッピングモータ（図示せず）の制御を行う。
【００２５】
図３は、前記搬送ベルト５上に形成された位置合わせ用トナーマーク列２０の一例を示す。画像形成装置は、ＢＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙの横線、斜め線をそれぞれ形成し、主走査方向に並べられた前センサ１７、中央センサ１８、後センサ１９によりトナーマーク列２０を検出する。そして、前センサ１７、中央センサ１８、後センサ１９で検知された結果に基づいて、基準色（本実施例の場合：ＢＫ）に対するスキューずれ、副走査レジストずれ、主走査レジストずれ、主走査倍率誤差の計測を可能にする。さらに、検知された結果から、各種のずれ量、補正量を演算する。各ずれ成分の補正は、ＣＰＵ３０により以下のように行われる。
【００２６】
スキューずれの補正は、露光器１１の内部にある各色のレーザ光を折り返すためのミラー（図示せず）の傾きを変更することによってなされる。このミラーに傾きを付勢するための駆動源として、ステッピングモータを用いる。
図４に副走査方向の書き出しタイミングを補正する際のタイミングチャートを示す。なお、ここでの補正分解能を１ｄｏｔ（ドット）とする。
副走査方向の画像領域信号である書込みｅｎａｂｌｅ（イネーブル）信号は、同期検知信号のタイミングで書き出しを調整している。例えば、マーク検知、演算の結果において、１ｄｏｔ分書き出し位置を早くしたい場合、図４に示すように同期検知信号１つ分早く書込みｅｎａｂｌｅ信号をアクティブにすれば良い。
【００２７】
また、図５に主走査方向の書き出しタイミングを補正する際のタイミングチャートを示す。なお、ここでの補正分解能を１ｄｏｔとする。
まず、画像書込みクロックは同期検知信号の立ち下がりエッジにより、各ラインともに正確に位相の合ったクロックが得られるようになっている。このクロック信号に同期して画像の書込みが行われるが、主走査方向の画像書込みｅｎａｂｌｅ信号もこのクロックに同期して作られている。例えば、マーク検知、演算のの結果において、１ｄｏｔ分書き出し位置を早くしたい場合、図５に示すように１クロック分早く書込みｅｎａｂｌｅ信号をアクティブにすれば良い。
さらに、マーク検知、演算の結果主走査方向の倍率が基準色に対してずれているときは、周波数を非常に小さいステップで変更できるデバイス、例えばクロックジェネレータ等を用いることにより倍率を変更できる。
【００２８】
上述した補正処理は、例えば以下のような場合に実行される。
１．電源投入直後のイニシャライズ時。
２．装置内部の所定の個所、例えば露光器１１の一部の温度上昇を監視し、所定の温度以上変化があった場合。
３．所定枚数以上のプリント動作が行われた直後。
４．オペレーションパネル上あるいはプリンタドライバ上から、ユーザーの指示が入力された場合。
【００２９】
次に、具体的な色の位置ずれ補正量の算出方法について説明する。
図３に示す各色の横線、斜め線からなるパターンは、前センサ１７、中央センサ１８、後センサ１９の各々に対応して８組形成されており、以下のように記号を定義する。なお、ｎ＝１、２、３・・・８とする。
以下、ＢＫとＣに対してのみ演算例を記載するが、Ｍ、Ｙに対しても同様であるため説明を省略する。
前センサ１７におけるＢＫ横線−Ｃ横線の間隔：ΔＤＣＫ＿ｆ＿ｎ
中央センサ１８におけるＢＫ横線−Ｃ横線の間隔：ΔＤＣＫ＿Ｃ＿ｎ
後センサ１９におけるＢＫ横線−Ｃ横線の間隔：ΔＤＣＫ＿ｒ＿ｎ
前センサ１７におけるＢＫ横線−ＢＫ斜め線の間隔：ΔＤＫ＿ｆ＿ｎ
前センサ１７におけるＣ横線−Ｃ斜め線の間隔：ΔＤＣ＿ｆ＿ｎ
中央センサ１８におけるＢＫ横線−ＢＫ斜め線の間隔：ΔＤＫ＿Ｃ＿ｎ
中央センサ１８におけるＣ横線−Ｃ斜め線の間隔：ΔＤＣ＿Ｃ＿ｎ
後センサ１９におけるＢＫ横線−ＢＫ斜め線の間隔：ΔＤＫ＿ｒ＿ｎ
後センサ１９におけるＣ横線−Ｃ斜め線の間隔：ΔＤＣ＿ｒ＿ｎ
なお、本実施の形態においては、前センサ１７および後センサ１９の取り付け間隔がＬｍｍであり、実際の画像域の長さを２９７ｍｍとする。
【００３０】
ｎ組目のパターンにおける、画像域全体におけるＣのＢＫに対するスキュー量：ΔＳＣｎは以下のように求められる。
【数１】
【数２】
このように、スキューに関しては中央センサ１８の検出値を用いずに両端のセンサの検出値に基づき補正を行うことにより、画像域全体としてのスキュー補正の精度が確保される。
従って、全体的にスキューを正確に合わせてから後述の副走査レジスト補正を行うことで、正確な位置合わせが可能となる。
【００３１】
ｎ組目のパターンにおける、画像域全体におけるＣのＢＫに対する主走査倍率誤差量：ΔＺＣｎは以下のように求められる。
【数３】
【数４】
ここで、検知パターンを形成したときの画周波数をｆ０Ｃ［ＭＨｚ］、補正後の画周波数をｆ’Ｃ［ＭＨｚ］とすると、
【数５】
このように、主走査倍率誤差関しては中央センサ１８の検出値を用いずに両端のセンサの検出値に基づき補正を行うことにより、画像域全体としての主走査倍率誤差の補正精度が確保される。
従って、全体倍率を正確に合わせてから後述の主走査レジスト補正を行うことで、正確な位置合わせが可能となる。
【００３２】
図６にスキューが調整された後の副走査レジストずれを示す。図６に示すように、ＣはＢＫに対して走査線曲がり（湾曲）があり、副走査レジスト補正を行う際には湾曲を考慮して補正する必要がある。
そこで、副走査レジスト補正を、３つのセンサの検出結果に基づいて行う。
前センサ１７の８組の副走査レジストずれの平均値：ΔＦＣ＿ｆ、
中央センサ１８の８組の副走査レジストずれの平均値：ΔＦＣ＿Ｃ、
後センサ１９の８組の副走査レジストずれの平均値：ΔＦＣ＿ｒ、
をそれぞれ求める。
Ｃの副走査レジストの理想位置をＦＣとすると、
【数６】
【００３３】
ここで、以下の関数を定義する。
ΔＦＣ＿ｆ、ΔＦＣ＿Ｃ、ΔＦＣ＿ｒのうち最大値を求める関数：ｍａｘ（ΔＦＣ＿ｆ、ΔＦＣ＿Ｃ、ΔＦＣ＿ｒ）
ΔＦＣ＿ｆ、ΔＦＣ＿Ｃ、ΔＦＣ＿ｒのうち最小値を求める関数：ｍｉｎ（ΔＦＣ＿ｆ、ΔＦＣ＿Ｃ、ΔＦＣ＿ｒ）
従って、最終的な副走査レジストずれ量：ΔＦＣは、
【数７】
ここで求められた副走査レジストずれ量を書き込みタイミングにおいて補正することにより、湾曲分も含めて理想的に補正することができる。この補正の様子を図７に示す。
【００３４】
図８に全体倍率が調整された後の主走査レジストずれを示す。図に示すように、ＣはＢＫに対して倍率誤差偏差があり、両端が合っていても中央付近でずれが生じている。よって、主走査レジスト補正を行う際には倍率誤差偏差を考慮して補正する必要がある。
そこで、主走査レジスト補正を、３つのセンサの検出結果に基づいて行う。
前センサ１７の８組の主走査レジストずれの平均値：ΔＳＲＣ＿ｆ、
中央センサ１８の８組の主走査レジストずれの平均値：ΔＳＲＣ＿Ｃ、
後センサ１９の８組の主走査レジストずれの平均値：ΔＳＲＣ＿ｒ、
をそれぞれ求めと、
【数８】
【００３５】
ここで、以下の関数を定義する。
ΔＳＲＣ＿ｆ、ΔＳＲＣ＿Ｃ、ΔＳＲＣ＿ｒのうち最大値を求める関数：ｍａｘ（ΔＳＲＣ＿ｆ、ΔＳＲＣ＿Ｃ、ΔＳＲＣ＿ｒ）
ΔＳＲＣ＿ｆ、ΔＳＲＣ＿Ｃ、ΔＳＲＣ＿ｒのうち最小値を求める関数：ｍｉｎ（ΔＳＲＣ＿ｆ、ΔＳＲＣ＿Ｃ、ΔＳＲＣ＿ｒ）
従って、最終的な主走査レジストずれ量：ΔＳＲＣは、
【数９】
ここで求められた主走査レジストずれ量を書き込みタイミングにおいて補正することにより、倍率誤差偏差も含めて理想的に補正することができる。この様子を図９に示す。
【００３６】
以上、本発明の画像形成装置における１実施形態について説明したが、本発明は説明した実施形態に限定されるものではなく、各請求項に記載した範囲において各種の変形を行うことが可能である。
例えば、説明した実施形態では、色の位置ずれを補正を、搬送ベルトに沿って画像形成部が並んだタンデムタイプといわれるカラー画像形成装置を例に説明したが、図１０に示すような、搬送ベルト５に代えて中間転写体としての中間転写ベルト３５を設けた構成の画像形成装置においても色の位置ずれの補正を実行することができる。
【００３７】
詳しくは、図１０に示すような画像形成装置では、イエロー画像形成部６Ｙ、マゼンダ画像形成部６Ｍ、シアン画像形成部６Ｃ、ブラック画像形成部６ＢＫにより形成された画像を一旦中間転写ベルト３５上に転写した後、中間転写ベルト３５上の画像を転写ベルト３６により転写紙に転写するように構成されている。この転写ベルト３６は転写紙を定着器１６に搬送する機能も備えている。一方、中間転写ベルト３５のクリーニングはクリーニング装置３７によって行われるようになっている。
【００３８】
ここでは、各色の位置検出用トナーマークを作成する対象は、中間転写ベルト３５である。そのため、図１と同様に、前センサ１７、中央センサ１８、後センサ１９が中間転写ベルト３５の回転方向と直交する主走査方向に配列されており、矢印方向が中間転写ベルト３５の回転方向に相当する。そして、この矢印方向と直交する方向が前センサ１７、中央センサ１８、後センサ１９の配列方向となる主走査方向となる。位置検出用トナーパッチは前センサ１７、中央センサ１８、後センサ１９によって検出される位置に作成される。
このような構成を設けることにより、中間転写ベルト３５上の位置検出用トナーマークの位置を検出して、感光体ドラム９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９ＢＫ上に形成する画像の位置を補正することができる。
【００３９】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、補正手段が、前記スキューずれ量に基づいてスキュー補正を行なった後に、前記算出手段が、前記位置合わせセンサの全てのセンサの検知結果に基づいて副走査レジストずれ量を算出し、前記補正手段が、前記副走査レジストずれ量に基づいて副走査レジスト補正を行うので、スキューを正確に合わせてから副走査レジスト補正を行うことで極めて正確な位置合わせが可能となる。
請求項２記載の発明によれば、補正手段が、前記主走査倍率のずれ量に基づいて主走査倍率補正を行なった後に、前記算出手段が、前記位置合わせセンサの全ての検知結果に基づいて主走査レジストずれ量を算出し、前記補正手段が、前記主走査レジストずれ量に基づいて主走査レジスト補正を行うので、正確な位置合わせが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る画像形成装置の概略構成を示した図である。
【図２】本実施の形態に係る信号処理部の概略構成を示した図である。
【図３】搬送ベルト上に形成された位置合わせ用トナーマーク列の一例を示した図である。
【図４】副走査方向の書き出しタイミングを補正する際のタイミングチャートを示した図である。
【図５】主走査方向の書き出しタイミングを補正する際のタイミングチャートを示した図である。
【図６】スキューが調整された後の副走査レジストずれを示した図である。
【図７】副走査レジストずれ量を書き込みタイミングにおいて補正された例を示した図である。
【図８】全体倍率が調整された後の主走査レジストずれを示した図である。
【図９】主走査レジストずれ量を書き込みタイミングにおいて補正された例を示した図である。
【図１０】中間転写ベルトを設けた画像形成装置の概略構成を示した図である。
【符号の説明】
１ 給紙トレイ
４ 転写紙
５ 搬送ベルト
６Ｙ イエロー画像形成部
６Ｍ マゼンダ画像形成部
６Ｃ シアン画像形成
６ＢＫ ブラック画像形成部
７ 駆動ローラ
８ 従動ローラ
１１ 露光器
１６ 定着器
Claims (2)
- 複数の色に対応した複数の感光体ドラムからなり、各感光体ドラム上に形成されたトナー像を、転写部材に転写して画像形成を行う画像形成部を複数有する画像形成装置において、
前記転写部材上に所定の位置合わせマークを形成するマーク形成手段と、
前記マーク形成手段により形成された前記所定の位置合わせマークを、前記転写部材の移動方向と直交する方向に同一の基板上に設けられた少なくとも３個以上の位置合わせセンサを用いて検知する検知手段と、
前記検知手段により検知された検知結果に基づいて、前記位置合わせセンサごとに所定の基準色に対する他色の位置ずれ量を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出された前記位置ずれ量に基づいて、前記各色の画像を合成する際の色の位置ずれを補正する補正手段と、
を備え、
前記算出手段が、前記位置合わせセンサのうち最も外側に配置された２つのセンサの検知結果に基づいてスキューずれ量を算出し、前記補正手段が、前記スキューずれ量に基づいてスキュー補正を行なった後に、
前記算出手段が、前記位置合わせセンサの全てのセンサの検知結果に基づいて副走査レジストずれ量を算出し、前記補正手段が、前記副走査レジストずれ量に基づいて副走査レジスト補正を行い、
前記算出手段は、前記副走査レジストずれ量を、
演算式：副走査レジストずれ量＝−｛（Ａ＋Ｂ）／２｝
（ただし、Ａ：全てのセンサの検知結果の中での副走査レジストずれの最大値、Ｂ：全てのセンサの検知結果の中での副走査レジストずれの最小値とする。）
前記演算式に基づいて算出することを特徴とする画像形成装置。 - 複数の色に対応した複数の感光体ドラムからなり、各感光体ドラム上に形成されたトナー像を、転写部材に転写して画像形成を行う画像形成部を複数有する画像形成装置において、
前記転写部材上に所定の位置合わせマークを形成するマーク形成手段と、
前記マーク形成手段により形成された前記所定の位置合わせマークを、前記転写部材の移動方向と直交する方向に同一の基板上に設けられた少なくとも３個以上の位置合わせセンサを用いて検知する検知手段と、
前記検知手段により検知された検知結果に基づいて、前記位置合わせセンサごとに所定の基準色に対する他色の位置ずれ量を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出された前記位置ずれ量に基づいて、前記各色の画像を合成する際の色の位置ずれを補正する補正手段と、
を備え、
前記算出手段が、前記位置合わせセンサのうち最も外側に配置された２つのセンサの検知結果に基づいて主走査倍率のずれ量を算出し、前記補正手段が、前記主走査倍率のずれ量に基づいて主走査倍率補正を行なった後に、
前記算出手段が、前記位置合わせセンサの全ての検知結果に基づいて主走査レジストずれ量を算出し、 前記補正手段が、前記主走査レジストずれ量に基づいて主走査レジスト補正を行い、
前記算出手段は、前記主走査レジストずれ量を、
演算式：主走査レジストずれ量＝−｛（Ｃ＋Ｄ）／２｝
（ただし、Ｃ：全てのセンサの検知結果の中での主走査レジストずれの最大値、Ｄ：全てのセンサの検知結果の中での主走査レジストずれの最小値とする。）
前記演算式に基づいて算出することを特徴とする画像形成装置。
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