JP3880509B2

JP3880509B2 - カラー画像形成装置

Info

Publication number: JP3880509B2
Application number: JP2002347861A
Authority: JP
Inventors: 力今泉; 研吾梅田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-11-29
Filing date: 2002-11-29
Publication date: 2007-02-14
Anticipated expiration: 2022-11-29
Also published as: JP2004184469A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真プロセスを用いたカラー画像形成装置に関し、特にその像担持体に形成したパターンの検出に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、カラー画像を高速に形成するカラー画像形成装置として、搬送ベルトに沿ってイエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（Ｂｋ）の各色毎に、感光ドラムを含む画像形成部を配置し、搬送ベルトによって転写紙を順次搬送して各色の像を順次転写したり、または中間転写ベルト上に順次各色のトナー像を重ね合うように転写して最後に一括して転写紙にトナー像を転写するインライン方式といわれるものがある。
【０００３】
このインライン方式のカラー画像形成装置における主な問題の一つに、カラー画像の各色間の色ずれがある。色ずれの成分としては、レーザによるスキャン方向（主走査方向）のずれ、ベルト搬送方向（副走査方向）のずれ、主走査方向の像の伸縮、主走査方向の角度ずれなどがある。各色のずれは、装置出荷時において許容値以下となるように調整されている。しかし、調整時と使用時の環境温度や装置温度の変化、床面の違いによる装置のひずみ、カートリッジの交換等による感光ドラムのずれにより、許容値以上の色ずれが生じてしまう。
【０００４】
そこで、適時色ずれ量を補正する手段として搬送ベルト上、または中間転写ベルト上に所定間隔で色ずれ量測定用パターンを形成し、この測定用パターンをトナー像検出器によって検出し、その検出結果にもとづいて色ずれ量を演算し、この演算結果にもとづいて画像形成位置の補正を行う必要がある。この時、色ずれ量測定用パターンは、たとえば図１０に示すように搬送方向に対して垂直な方向に４色の線が等間隔Ｌで形成され、図１１に示すように色ずれ量測定用パターンを等間隔Ｋで複数回形成し、それぞれの測定値を平均した値をもとに色ずれを補正する。色ずれ量測定パターンを検出するセンサ９０，９１（カラー画像形成装置のハードウエア構成は、実施例１と同様なので、図１，図２参照）は、搬送方向とほぼ垂直に距離を置いて２個配置し、各色の色ずれ量を検出し、検出結果にもとづいて色ずれを抑制する。これにより色ずれ量を許容値以内に抑え、常に最適な画質の画像を保持することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の手法では２個のセンサを用いてパターンを検出するため、図１２に示すように、搬送ベルト６１に対する、各センサ９０，９１の設置位置ずれ，検出面積の差などセンサ自身がもっている個体差、検出ポイントにおける違いなどによって、補正誤差が生じてしまう。
【０００６】
本発明は、このような状況のもとでなされたもので、カラー画像形成装置において、コストアップの必要のない容易な手法により、誤差のない色ずれ補正についてのデータ等の、所用のデータを得ることを課題とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明では、カラー画像形成装置を次の（１）ないし（７）のとおりに構成し、画像形成方法を次の（８）のとおりに構成し、プログラムを次の（９）のとおりに構成する。
【０００８】
（１）周回移動する像担持体の移動方向に沿って、各色の画像を形成する複数の画像形成部を配置したカラー画像形成装置において、
前記像担持体の移動方向に対し垂直方向に離して配置した２個のセンサと、
前記画像形成手段により、前記像担持体上の、前記２個のセンサに対向する位置に、２組のパターンを形成し、前記２個のセンサでその２組のパターンを検出する初回の検出を行い、続いて前記２組のパターンを互いに入れ替えた２組のパターンを形成し前記２個のセンサでその入れ替えたパターンを検出する次回の検出を行い、前記初回の検出の結果と前記次回の検出の結果とにもとづいて所用のデータを得るように制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とするカラー画像形成装置。
【０００９】
（２）前記（１）記載のカラー画像形成装置において、
前記所用のデータは、トナー像形成位置のずれ補正のためのデータであることを特徴とするカラー画像形成装置。
【００１０】
（３）前記（１）記載のカラー画像形成装置において、
前記所用のデータは、濃度のずれ補正のためのデータであることを特徴とするカラー画像形成装置。
【００１１】
（４）前記（１）記載のカラー画像形成装置において、
前記像担持体は、搬送ベルトであることを特徴とするカラー画像形成装置。
【００１２】
（５）前記（１）記載のカラー画像形成装置において、
前記像担持体は、中間転写ドラムであることを特徴とするカラー画像形成装置。
【００１３】
（６）前記（１）記載のカラー画像形成装置において、
前記像担持体は、中間転写ベルトであることを特徴とするカラー画像形成装置。
【００１４】
（７）周回移動する像担持体の移動方向に沿って、各色の画像を形成する複数の画像形成部を配置したカラー画像形成装置において、
前記像担持体の移動方向に対し垂直方向に離して配置した２個のセンサと、
前記画像形成手段により、前記像担持体上の、前記２個のセンサに対向する位置に、２組のパターンを形成し、前記２個のセンサでその２組のパターンを検出する初回の検出を行い、続いて前記２組のパターンを互いに入れ替えた２組のパターンを形成し前記２個のセンサでその入れ替えたパターンを検出する次回の検出を行い、前記初回の検出の結果と前記次回の検出の結果との平均値にもとづいて前記複数の画像形成部間の色ずれ補正を行うように制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とするカラー画像形成装置。
【００１５】
（８）周回移動する像担持体の移動方向に沿って、各色の画像を形成する複数の画像形成部を配置し、前記像担持体の移動方向に対し垂直方向に離して２個のセンサを配置したカラー画像形成装置における画像形成方法であって、
前記画像形成手段により、前記像担持体上の、前記２個のセンサに対向する位置に、２組のパターンを形成するステップＡと、
前記ステップＡで形成した２組のパターンを前記２個のセンサで検出するステップＢと、
前記画像形成手段により、前記像担持体上の、前記２個のセンサに対向する位置に、前記ステップＡで形成した２組のパターンを互いに入れ替えた２組のパターンを形成するステップＣと、
前記ステップＣで形成したパターンを前記２個のセンサで検出するステップＤと、
前記ステップＢでの検出の結果と前記ステップＤでの検出の結果とにもとづいて所用のデータを得るステップＥと、
を備えたことを特徴とする画像形成方法。
【００１６】
（９）前記（８）記載の方法を実現するためのプログラム。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態をカラーレーザプリンタの実施例により詳しく説明する。なお、本発明は、装置の形に限らず、実施例の説明に裏付けられて方法およびこの方法を実現するためのプログラムの形で実施することもできる。
【００１８】
【実施例】
（実施例１）
図１は、実施例１である“カラーレーザプリンタ”の概略構成を示す断面図であリ、図２は同じく概略構成を示す斜視図である。図中、１１，１２，１３，１４は、それぞれイエロー，マゼンタ，シアン，ブラックのスキャナーユニット、２１，２２，２３，２４はそれぞれ各色の感光ドラム、３１，３２，３３．３４はそれぞれ各色の帯電ローラ、４１，４２，４３，４４はそれぞれ各色のスリーブローラ、５１，５２，５３，５４はそれぞれ各色の転写ローラ、６１は搬送ベルト、６２，６３は搬送ベルト支持ローラ、６４ａはカセット給紙用ピックアップローラ、６４ｂは手差し給紙用ピックアップローラ、６５はレジローラ、６６は吸着ローラ、７１は定着器、８１は普通紙用カセット、８２は手差し給紙トレー、９０，９１はトナー像検出センサである。
【００１９】
本カラーレーザプリンタには、用紙への画像の転写を開始することに先立って所定の色ずれ量測定パターンを前記搬送ベルト６１の表面へ転写させるべく色ずれ量測定パターン発生手段が設けられている。さらに本カラーレーザプリンタには、前記搬送ベルト６１による記録材の搬送方向に沿った最も定着器７１側において搬送ベルト６１の表面に形成された前記色ずれ量測定パターンの画像位置を検出するためのトナー像検出センサ９０，９１が設けられている。前記色ずれ量測定パターン発生手段により、画像形成手段を介して、イエロー，マゼンタ，シアン，ブラック各色について所望の間隔で、搬送ベルト上に色ずれ量測定パターンを形成する。色ずれ量測定パターンがトナー像検出センサ９０，９１の位置に来たとき、トナー像検出センサ９０，９１は、各色ずれ量測定パターンを光センサ等により光強度分布波形として検出し電圧として出力する。出力された各電圧は制御回路基板１００に入力され、画像位置検出回路１０４により入力された電圧波形からトナー画像の位置を検出し制御回路１０３に入力する。制御回路１０３では検出された各色間の位置の間隔を計測することで各色間の画像間隔を求める。この測定を複数回行い各色の間隔について平均化した値と、所望の間隔との違いを求め色ずれ量とする。そしてこの値を基に制御回路１０３は画像の書出しタイミングを変化させる。
【００２０】
この色ずれ量測定において、トナー像検出センサ９０，９１で検出していたトナーパターンを左右で入れ替えることで、搬送ベルト６１に対する各センサの設置位置の違いなどによって生じる検出誤差を解決することができる。
【００２１】
たとえば、図３で示すように、まず、左のセンサ９０（搬送ベルト６１の上流側から見て左側のセンサ）でＢｋの横線（請求項の１組のパターンに相当）、右のセンサ９１でＣの横線（請求項の他の１組のパターンに相当）を検出し、ＢｋとＣの色ずれ量を検出する。その結果、ＢｋをＣと揃えるために、Ｂｋの書き出すタイミングをΔｔ＝（Δｔ_１＋Δｔ_２＋Δｔ_３＋・・・）／ｎ早くする補正値が計算されたとする。しかし、この補正値には左右のセンサ違いによる問題が含まれている。そこで、その後に図４で示すように、色ずれ量測定パターンを左右入れ替え、左のセンサ９０でＣの横線、右のセンサ９１でＢｋの横線を検出し、ＢｋとＣの色ずれ量を検出する。そしてその結果ΔＴが、Ｂｋの書き出すタイミングをΔＴ＝（ΔＴ_１＋ΔＴ_２＋ΔＴ_３＋・・・）／ｎ早くする補正値が計算された場合、１回目の演算結果であるΔｔと２回目の演算結果であるΔＴを平均し、（Δｔ＋ΔＴ）／２早めることを補正値として、色ずれ補正を行う。
【００２２】
検出位置ずれΔｘは、図５，図６で示すようにそのままのずれ量が位置検出誤差となる。検出面積の違いは検出面積が大きければ波形の立ち上がりがなまり、小さければ波形が急激に立ち上がる。この波形のなまりは、トナーパターンのエッジを正確に検出しにくくし、検出誤差を生じる要因となる。本実施例によれば、このような要因による検出誤差をなくすることができる。
【００２３】
また、センサが光反射型のセンサであれば、各センサ自身がもっている、発光側のたとえばＬＥＤの光量などの違いによって生じる検出誤差や、センサがパターンを検出する箇所の下地である像担持体の反射光量の違いなどによって生じる、検出誤差もなくすことができる。
【００２４】
以上説明したように、本実施例によれば、色ずれ量測定用パターンを左右で入れ替えることにより、搬送ベルト（像担持体）に対する各センサの位置ずれ，検出面積の違い，光量の違い等によって生じる検出誤差をなくすことができ、余分なコストアップがなく安易な手法で色ずれの少ないカラー画像を得ることができる。
【００２５】
（実施例２）
図１、図２を援用して実施例２である“カラーレーザプリンタ”について説明する。なお、基本的な構成は前記実施例１と同じであるので、実施例１と構成が同一の部分については同一符号を用いて説明を省略し、実施例１と異なる構成についてのみ説明する。
【００２６】
実施例１記載の色ずれ量測定の手法は、各色が動的に変動している色ずれ成分をそれぞれ検出し、前記検出結果を用い各色の動的変動をそろえる制御を行う上でも、有効である。
【００２７】
たとえば、２色の動的色ずれ成分を揃える制御時、２色のドラムの相対角度をある一定角度で変化させ、２色の動的色ずれ量を検出する。そのとき、右のセンサで検出した基準色のパターンに対し、左のセンサで検出した色のパターンがどういう条件で最も近いかで、判断する。しかし、この場合には左右のセンサの特性が影響しているため、実施例１と同様に、パターンを左右入れ替えて同様の判断を行う。すなわち、左のセンサで検出した基準色のパターンに対し、右のセンサで検出した色のパターンがどういう条件で最も近いかで、判断する。そして今回の判断結果と、前回の判断結果を平均し、動的色ずれ量の差がもっとも少なくなる条件を検出する。
【００２８】
このようにして、左右のセンサの差によって生じる動的色ずれ量補正誤差をキャンセルすることにより、余分なコストアップがなく安易な手法で色ずれの少ないカラー画像を形成することができる。
【００２９】
（実施例３）
図１，図２を援用して実施例３である“カラーレーザプリンタ”について説明する。なお、基本的な構成は前記実施例１と同じであるので、実施例１と構成が同一の部分については同一符号を用いて説明を省略し、実施例１と異なる構成についてのみ説明する。
【００３０】
実施例１記載の色ずれ量測定パターンの検出手法は、各色の濃度を検出し、濃度補正を行う上でも、有効である。
【００３１】
濃度検出センサは濃度パッチを光源で照射し、反射光強度を受光センサで検出するのが一般的であり、その中でも２つの方式（反射光の乱反射成分を検出する方式、反射光の正反射成分を検出する方式）に大別される。
【００３２】
乱反射成分とは、色として感じる反射の成分であり、その反射光量は濃度パッチの色材の量、すなわちトナー量の増加に応じて増大する特徴がある。また、その反射光は濃度パッチから全方向にまんべんなく拡散することもその特徴である。
【００３３】
しかしながら、正反射光を検出するタイプの濃度センサで有彩色のトナーを検出した場合には問題が生じる。有彩色トナーの濃度パッチに光を照射した場合、トナー量の増加に応じて乱反射光が増加し、その反射光は全方向にまんべんなく拡散される。したがって、濃度センサで検出される光は、正反射成分と乱反射成分の和になる。このときのトナー量と反射光量の関係は、負性特性（トナー量がある程度以上増加すると再び反射光量が増加し始める特性）を示す。
【００３４】
そこで、図７で示すような濃度検出パターンにおいて、左のセンサで検出した有彩色のトナーのみによる検出パターンの検出結果、即ち正反射光成分と乱反射光成分の和から、右のセンサで検出した無彩色のトナーの画像上に形成された有彩色のトナーによる検出パターンの検出結果、即ち乱反射光成分を差し引くことによって、より簡素な濃度検出手段で、視覚特性に対して敏感かつ反射光強度が強く検出精度の高い正反射光成分のみを取り出すことが可能となり、乱反射光成分による負性特性を補正して、より高い精度で濃度検出を行うことができる。
【００３５】
しかし、濃度補正を行う場合において、左と右のセンサの個体差がそのまま濃度制御誤差になる。そこで、本実施例では、左右の濃度検出パターンを入れ替えて濃度検出を行い、その結果を平均することにより、左右のセンサ差によって生じる濃度補正誤差をキャンセルすることができ、余分なコストアップがなく安易な手法で濃度ずれの少ないカラー画像を得ることができる。
【００３６】
なお、前述の各実施例は、搬送ベルトを使用する例であるが、本発明は、これに限らず、図８に示す、中間転写ドラム１１０を使用する形で、また、図９に示す、中間転写ベルト１１１を使用する形で、同様に実施することができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、コストアップの必要のない容易な手法により、誤差のない色ずれ補正等の所用のデータを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の概略構成を示す断面図
【図２】実施例１の概略構成を示す斜視図
【図３】色ずれ量測定用パターンの一例を示す図
【図４】色ずれ量測定用パターンの一例を示す図
【図５】位置検出誤差の説明図
【図６】位置検出誤差の説明図
【図７】実施例３で用いる濃度測定用パターンを示す図
【図８】中間転写ドラムを使用する例を示す図
【図９】中間転写ベルトを使用する例を示す図
【図１０】色ずれ量測定用パターンを示す図
【図１１】色ずれ量測定用パターンを示す図
【図１２】従来の検出手法によって生じる検出誤差の説明図
【符号の説明】
２１，２２，２３，２４感光ドラム
６１搬送ベルト
９０，９１トナー像検出センサ
１００制御回路基板
１１０中間転写ドラム
１１１中間転写ベルト

Claims

周回移動する像担持体の移動方向に沿って、各色の画像を形成する複数の画像形成部を配置したカラー画像形成装置において、
前記像担持体の移動方向に対し垂直方向に離して配置された２個のセンサと、
前記２個のセンサのうち第１のセンサに対向する位置に第１色によるパターンを形成するとともに、第２のセンサに対抗する位置に第２色によるパターンを形成し、それらパターンの各々のセンサ検出タイミングの時間差に基づいて色ずれ量を検出し、次いで、前記第１のセンサに対向する位置に前記第２色によるパターンを形成するとともに、前記第２のセンサに対向する位置に前記第１色によるパターンを形成し、それらパターンの各々のセンサ検出タイミングの時間差に基づいて色ずれ量を検出し、取得された双方の色ずれ量に基づいて色ずれを補正する制御手段と、
を有することを特徴とするカラー画像形成装置。
前記像担持体は、搬送ベルトであることを特徴とする請求項１記載のカラー画像形成装置。
前記像担持体は、中間転写ドラムであることを特徴とする請求項１記載のカラー画像形成装置。
前記像担持体は、中間転写ベルトであることを特徴とする請求項１記載のカラー画像形成装置。