JP4311753B2 - 画像形成装置及びその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は画像形成装置及びその制御方法に関する。特に、プリンタ、カラー複写機等の電子写真方式の画像形成装置及びその制御方法に関する。

近年、電子写真方式カラー画像形成装置における画像形成スピードの高速化のために、色材の数と同数の現像器及び感光ドラムを備え、画像搬送ベルト上や記録媒体上に順次異なる色の画像を転写するタンデム方式のカラー画像形成装置が増えている。このタンデム方式のカラー画像形成装置においては、レジストレーションずれを生じさせる複数の要因があることが既に知られており、それぞれの要因に対して様々な対処方法が提案されている。

その１つの要因が、偏向走査装置のレンズの不均一性や取り付け位置ずれ、偏向走査装置のカラー画像形成装置本体への組み付け位置ずれである。その場合、走査線に傾きや曲がりが生じ、その程度が色毎に異なることで、レジストレーションずれとなる。

このレジストレーションずれへの対処方法として特許文献１には、次のような方法が記載されている。まず、偏向走査装置の組立工程において光学センサを用いて走査線の曲がりの大きさを測定する。そして、レンズを機械的に回転させて走査線の曲がりを調整した後、接着剤で固定する。

特許文献２には、次のような方法が記載されている。まず、偏向走査装置をカラー画像形成装置本体へ組み付ける工程において光学センサを用いて走査線の傾きの大きさを測定する。そして、偏向走査装置を機械的に傾かせて走査線の傾きを調整した上でカラー画像形成装置本体へ組み付ける。

また、特許文献３には、次のような方法が記載されている。まず、光学センサを用いて走査線の傾きと曲がりの大きさを測定する。そして、それらを相殺するようにビットマップ画像データを補正し、その補正した画像を形成する。この方法は、画像データを処理することで電気的に補正をするため、機械的な調整部材や組立時の調整工程が不要となる点において、特許文献１，２に記載されている方法より安価にレジストレーションずれへ対処することができる。

この電気的なレジストレーションずれ補正は、１画素単位の補正と１画素未満の補正に分かれる。１画素単位の補正は、傾きと曲がりの補正量に応じて画素を１画素単位で副走査方向へオフセットさせる。１画素未満の補正は、ビットマップ画像データの階調値を副走査方向の前後の画素で調整する。１画素未満の補正を実施することにより、１画素単位の補正により生じるオフセットさせた境界における不自然な段差を解消し、画像の平滑化を図ることができる。
特開2002-116394 特開2003-241131 特開2004-170755

しかしながら、前記特許文献３の手法を用いたレジストレーションずれ補正は、細密画像の濃度ムラが発生する場合がある。

図１３を用いて、細密画像の濃度ムラについて説明する。入力画像５０１は１ドットの細線である。入力画像５０１に対して色ずれ補正を行った画像５０２を実際に形成すると、入力画像５０１が一定濃度の細線画像であるにもかかわらず、色ずれ補正後の出力画像は不均一な濃度の細線画像となる。これは、一般的に電子写真方式の画像形成装置は、画像階調値と実際の画像濃度値の比例関係を保った上で孤立画素を形成することが不得意であることに起因している。こうした細線で構成される細密画像においては、この影響が濃度ムラとして顕著にあらわれる。

一方、電子写真画像形成プロセスを用いた画像形成装置は、使用環境やプリント枚数などの諸条件によって画像濃度の変動が起こりやすい。特に、複数色のトナー画像を重ね合わせてカラープリントを行なうカラー画像形成装置では、各色の画像濃度が変動すると、カラーバランス（いわゆる色味）の変動が生じてしまうので、濃度変動を抑制することが重要課題となる。

そこで、近年のカラー画像形成装置の多くは、画像濃度制御を行って、安定した画像を得るようにしている。例えば、感光体や中間転写体などの像担持体上、もしくは転写ベルトなどの転写材担持体上に検知用トナー画像（トナーパッチ）を試験的に作像する。そして、トナーパッチのトナー量を光学式センサで検知し、検知結果から露光量、現像バイアス等にフィードバックをかけて画像濃度制御を行う。

そのような画像濃度制御に使用される検知用トナー画像のパターンは、濃度の変動要因に対して、濃度変化が敏感であるパターンを用いることが好ましい。そのため、通常の画像形成に使用されるパターンよりも、パターン線数の高い、細密パターンである場合が多い。

従って、前述の色ずれ補正が行われた場合、画像濃度制御に使用される検知用トナー画像のパターン内に濃度ムラが生じる可能性がある。言うまでもなく、画像濃度制御に使用される検知用トナー画像に濃度ムラが生じてしまうと、画像濃度制御の制御結果が不安定になり、その結果、プリント画像の画像濃度変動が生じてしまうことになる。

本発明は、電気的なレジストレーションずれ補正を行う画像形成装置において、画像濃度制御時の制御結果を安定させることにより、形成される画像濃度の変動を防止することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、画像傾きもしくは画像湾曲を補正すべく、主走査方向の各画素位置で副走査方向の画素の濃度を調整して１画素未満の副走査方向の画像形成位置補正を行う画像形成位置補正手段と、像担持体上に検知用トナー像を形成し、前記検知用トナー像の反射光量を光学センサで検出し、検出結果に基づき画像形成条件を決定する画像形成条件補正手段とを有する画像形成装置において、通常の画像形成であるか前記画像形成条件補正手段による検知用トナー像の形成であるかを判定する判定手段と、前記判定手段により、通常の画像形成であると判定された場合は前記画像形成位置補正手段による前記１画素未満の副走査方向の画像形成位置補正を行い、前記検知用トナー像の形成であると判定された場合は前記画像形成位置補正手段による前記１画素未満の副走査方向の画像形成位置補正を行わないようにする制御手段とを有することを特徴とする。

ここで、前記制御手段は、前記判定手段により、通常の画像形成であると判定された場合は前記画像形成位置補正手段による前記１画素未満の副走査方向の画像形成位置補正を行い、前記検知用トナー像の形成であると判定された場合は前記検知用トナー像のパターン内は同一の副走査方向の座標変換値によって前記画像形成位置補正を行う。また、前記画像形成位置補正手段による画像形成位置補正は、副走査方向の画素の位置を変換する１画素単位の第１の位置補正と、副走査方向の画素の濃度を調整する１画素未満の第２の位置補正とを含み、前記同一の副走査方向の座標変換値は前記第１の位置補正である。また、前記制御手段は、前記判定手段の判定結果から、通常の画像形成であると判定された場合は前記画像形成位置補正手段による前記１画素未満の副走査方向の画像形成位置補正を行い、前記検知用トナー像の形成であると判定された場合は前記検知用トナー像を副走査方向のラインパターンで形成する。また、前記画像形成条件補正手段による画像形成条件は、各色の現像電圧値を含む。

また、本発明の制御方法は、画像傾きもしくは画像湾曲を補正すべく、主走査方向の各画素位置で副走査方向の画素の濃度を調整して１画素未満の副走査方向の画像形成位置補正を行う画像形成位置補正工程と、通常の画像形成であるか、画像形成装置において像担持体上に検知用トナー像を形成し、前記検知用トナー像の反射光量を光学センサで検出し、検出結果に基づき画像形成条件を決定する為の検知用トナー像の形成であるか、を判定する判定工程と、前記判定工程における判定において、通常の画像形成であると判定された場合は前記画像形成位置補正工程において前記１画素未満の副走査方向の画像形成位置補正を行い、前記検知用トナー像の形成であると判定された場合は前記画像形成位置補正工程を実行させないようにする制御工程とを有することを特徴とする。

更に、上記制御方法の工程をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラム、及び該コンピュータプログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体を提供する。

本発明によれば、電気的なレジストレーションずれ補正を行う画像形成装置において、画像濃度制御時の制御結果を安定させることにより、形成される画像濃度の変動を防止することができる。

すなわち、以下のような制御をすることによって、画像濃度制御時の制御結果を安定させ、印刷画像濃度の変動を防止することができる。

画像濃度制御に使用される検知用トナー画像を形成する場合は、電気的なレジストレーションずれ補正を行わないようにする。

あるいは、画像濃度制御に使用される検知用トナー画像のパターン内は同一の座標変換値を用いる。

更には、画像濃度制御に使用される検知用トナー画像のパターンに縦ラインパターンを用いる。

以下、添付図面に従って、本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、以下の実施形態では、画像形成条件として、濃度制御を、その中でも現像電圧値の制御を例に説明するが、本発明はこれに限定されない。すなわち、電気的なレジストレーションずれ補正により影響を受ける画像形成条件の設定、あるいは画像形成条件の設定に影響を与える他の補正処理の制御に適用が可能であり、これらも本発明に含まれる。

［実施形態１］
本実施形態では、画像濃度制御に使用される検知用トナー画像を形成する場合は、電気的なレジストレーションずれ補正を行わないようにする。これによって、画像濃度制御時の制御結果を安定させ、印刷画像濃度の変動を防止する方法について説明する。

＜本実施形態の画像形成装置の基本構成例＞
図１は、本実施形態の画像形成装置の基本構成を説明する図である。

本実施形態の画像形成装置は、後述する画像形成部１００とプリンタコントローラ等の画像処理部２００とからなる。本実施形態の画像形成装置は、ビットマップ画像の画像位置を副走査方向に座標変換することにより、主走査方向の画像傾きもしくは画像湾曲を補正する画像形成位置補正手段を有する。また、像担持体上に検知用トナー像を形成し、前記検知用トナー像の反射光量を光学センサで検出し、検出結果に基づき画像形成条件を決定する画像形成条件補正手段を有する。

＜画像形成部１００の構成例＞
図２は、本実施形態における画像形成装置の画像形成部１００の一例を示す断面図である。

本実施形態の画像形成装置は、電子写真方式のカラー画像形成装置であり中間転写体28を採用したタンデム方式のカラー画像形成装置である。以下、画像形成部の動作を説明する。

画像形成部１００は、画像処理部２００が処理した露光時間に応じて露光光を駆動し、静電潜像を形成する。この静電潜像を現像して単色トナー像を形成し、この単色トナー像を重ね合わせて多色トナー像を形成する。そして、この多色トナー像を記録媒体11へ転写し、その記録媒体上の多色トナー像を定着させる。

帯電手段は、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のステーション毎に感光体22Y,22M,22C,22Kを帯電させるための４個の注入帯電器23Y,23M,23C,23Kを備える構成である。各注入帯電器はスリーブ23YS,23MS,23CS,23KSを備えている。

感光体22Y,22M,22C,22Kは、アルミシリンダの外周に有機光導伝層を塗布して構成し、図示しない駆動モータの駆動力が伝達されて回転する。駆動モータは、感光体22Y,22M,22C,22Kを画像形成動作に応じて反時計周り方向に回転させる。

露光手段は、感光体22Y,22M,22C,22Kへスキャナ部24Y,24M,24C,24Kより露光光を照射し、感光体22Y,22M,22C,22Kの表面を選択的に露光することにより、静電潜像を形成するように構成されている。

現像手段は、前記静電潜像を可視化するために、ステーション毎にイエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の現像を行う４個の現像器26Y,26M,26C,26Kを備える構成である。各現像器には、スリーブ26YS,26MS,26CS,26KSが設けられている。なお、各々の現像器26は脱着が可能である。

転写手段は、感光体22から中間転写体28へ単色トナー像を転写する。そのために、中間転写体28を時計周り方向に回転させ、感光体22Y,22M,22C,22Kとその対向に位置する一次転写ローラ27Y,27M,27C,27Kの回転に伴って、単色トナー像を転写する。一次転写ローラ27に一次転写電圧を印加すると共に感光体22の回転速度と中間転写体28の回転速度に差をつけることにより、効率良く単色トナー像を中間転写体28上に転写する。これを一次転写という。

更に、転写手段は、ステーション毎に単色トナー像を中間転写体28上に重ね合わせ、重ね合わせた多色トナー像を中間転写体28の回転に伴い二次転写ローラ29まで搬送する。そして、記録媒体11を給紙トレイ21から二次転写ローラ29へ狭持搬送し、記録媒体11に中間転写体28上の多色トナー像を転写する。この二次転写ローラ29に二次転写電圧を印加し、静電的にトナー像を転写する。これを二次転写という。二次転写ローラ29は、記録媒体11上に多色トナー像を転写している間、29aの位置で記録媒体11に当接し、印字処理後は29bの位置に離間する。

定着手段は、記録媒体11に転写された多色トナー像を記録媒体11に溶融定着させる。そのために、記録媒体11を加熱する定着ローラ32と記録媒体11を定着ローラ32に圧接させるための加圧ローラ33を備えている。定着ローラ32と加圧ローラ33は中空状に形成され、内部にそれぞれヒータ34、35が内蔵されている。定着装置31は、多色トナー像を保持した記録媒体11を定着ローラ32と加圧ローラ33により搬送するとともに、熱および圧力を加え、トナーを記録媒体11に定着させる。

トナー定着後の記録媒体11は、その後、図示しない排出ローラによって図示しない排紙トレイに排出して画像形成動作を終了する。

クリーニング手段30は、中間転写体28上に残ったトナーをクリーニングするものであり、中間転写体28上に形成された４色の多色トナー像を記録媒体11に転写した後に残った回収トナーは、クリーナ容器に蓄えられる。

濃度センサ41は、中間転写体28へ対向する位置に配置されており、中間転写体28上に形成された検知用トナーパッチ64の濃度を検出する。

（濃度センサ４１の構成例）
図３は、光学センサである濃度センサ41の一構成例を説明する図である。

ＬＥＤなどの赤外発光素子51と、フォトダイオードなどの受光素子52、受光データを処理する図示しないＩＣなどと、これらを収容する図示しないホルダーで構成される。受光素子52は、トナーパッチ64からの反射光強度を検出する。本実施形態の濃度センサ41は、正反射光を検出する構成になっているが、濃度検出の方法はそれに限るものではなく、乱反射光を検出しても良い。なお、前記発光素子51と受光素子52の結合のために図示しないレンズなどの光学素子が用いられることもある。

本実施形態において、中間転写体28はポリイミド製の単層樹脂ベルトである。また、ベルトの抵抗調整のために適量のカーボン微粒子が樹脂内に分散されており、表面色は黒色である。更に、中間転写体28の表面は、平滑性が高く光沢性を有している。

濃度センサ41は、中間転写体28の表面が露出している状態（トナー量が０）のときには、受光素子52が反射光を検出する。理由は、前述のように中間転写体28の表面が光沢性を有するからである。一方、中間転写体28にトナー像が形成された場合、トナーパッチ64の濃度（トナー量）が増加するに従って、正反射出力は次第に減少していく。これは、トナーが中間転写体28の表面を覆い隠すことにより、ベルト表面からの正反射光が減少するからである。

図４は、濃度センサ４１の検出値とトナー量との関係の一例を示す図である。

図４中、縦軸は濃度センサの出力電圧を表し、横軸は画像濃度（トナー量に相当する）を表している。図４の関係に従って、濃度センサの出力電圧値を濃度値に変換することにより、トナーパッチの濃度検出が行われる。

＜画像処理部２００の構成例＞
図５Ａは、画像処理部２００の本実施形態に係わる機能構成例を示す図である。なお、図５Ａには、以下の実施形態２の構成についても図示されている。

図５Ａ中、２０１は、印字データをビットマップ展開するビットマップ展開部を示している。２０２は、１画素単位で副走査方向への画像位置補正を行う座標変換部を示している。２０３は、１画素未満の副走査方向画像位置補正を行う階調値変換部を示している。ここで、座標変換部２０２と階調値変換部２０３とが、本例のレジストレーションずれを補正する画像形成位置補正手段に相当する。レジストレーションずれ補正の詳細は後述する。

また、図５Ａ中、２０４は、濃度制御用のパターン（トナーパッチ印刷用）を発生する濃度制御用パターン発生部である。ここで、濃度制御用パターン発生部２０４はパターン記憶部であってよい。２０５は、濃度制御用パターン発生部２０４により発生したパターンを中間転写体上に形成し、その濃度を濃度センサ４１から取得して濃度制御用パラメータ（本例では、現像電圧値）を算出する濃度制御用パラメータ算出部である。算出された濃度制御用パラメータは、画像形成部１００に転送されて、画像形成条件を設定する。

図５Ａで、実線で示す、濃度制御用パターン発生部２０４からの出力を、座標変換部２０２及び階調値変換部２０３によるレジストレーションずれ補正無しに、画像形成部１００に出力する処理が実施形態１における処理に相当する。一方、破線で示す、濃度制御用パターン発生部２０４からの出力を、座標変換部２０２によるレジストレーションずれ補正のみで、画像形成部１００に出力する処理が実施形態２における処理に相当る。

図５Ｂは、画像処理部２００の本実施形態に係わるハードウエア構成例を示す図である。なお、図５Ｂには、本実施形態に関連する構成のみが示されている。

図５Ｂで、２１１は、画像処理部２００を制御し、更に、インタフェースを介して画像形成部１００を制御する演算制御用のＣＰＵである。２１２は、ＣＰＵ２１１が初期スタート時に使用するプログラムやパラメータなどを格納するＲＯＭである。２１３は、ＣＰＵ２１１がコンピュータプログラムを実行中に使用する一時記憶のＲＡＭである。２１４は、不揮発性のデータやプロログラムを記憶するディスク、ＣＤなどの外部記憶部である。

ＲＡＭ２１３には、本実施形態を実現するために、以下の記憶領域が確保される。

２１３ａは、本画像形成装置に入力された印刷のための印刷データである。２１３ｂは、印刷データ２１３ａをビットマップ展開して得られるビットマップデータである。なお、本画像形成装置にビットマップデータが入力される場合は、直接格納される。

２１３ｃは、本画像形成装置で画像形成された用紙の枚数をカウントする画像形成枚数カウンタである。かかる画像形成枚数カウンタ２１３ｃは、電源投入時あるいは所定の枚数（本例では５００枚）に達して濃度調整などの画像形成条件の更新がされると、ゼロにリセットされる。２１３ｄは、濃度制御の実行を示す濃度制御タイミング・フラグである。かかる濃度制御タイミング・フラグ２１３ｄは、電源投入時あるいは所定の枚数（本例では５００枚）に達して濃度制御のタイミングになるとセットされる。

２１３ｅは、濃度制御時に画像形成部１００の濃度センサ４１から出力される、各色のトナーパッチの濃度値を記憶する領域である。以下の図８で示すように、各色につき４階調のトナーパッチの濃度値が記憶される。２１３ｆは、上記各色のトナーパッチの濃度値に基づいて、上述の方法で決定された各色の現像電圧値の算出値を記憶する領域である。かかる各色の現像電圧値は、次の濃度制御タイミングまで記憶される、あるいは、外部記憶部２１４に格納されて保存される。

２１３ｇは、外部記憶部２１４に記憶されたプログラムをロードして、ＣＰＵ２１１に実行させるためのプログラムロード領域である。

外部記憶部２１４には、本実施形態を実現するために、以下のデータ及びプログラムが記憶される。

２１４ａは、濃度制御のタイミングを監視し、決定するための閾値（本例では、画像形成用紙枚数の５００枚）である。２１４ｂは、以下の図７に示す濃度制御用パターンである。同時に各色につき４階調の全１６種類のパターンを記憶する。

２１４ｃは、ＲＡＭ２１３上の現像電圧算出値２１３の待避場所であり、電源ＯＦＦによっても保持される。２１４ｄは、レジストレーション補正用の各色のパタメータである。かかるパラメータの詳細については、図１０を参照して以下に示す。

２１４ｅは、本画像形成装置による画像形成を制御する画像形成制御プログラムである。２１４ｆは、濃度制御タイミングで濃度制御を実行する濃度制御プログラムである。２１４ｇは、レジストレーション補正用パラメータ２１４ｄを使用して各色のレジストレーション補正を行なうレジストレーション補正プログラムである。２１４ｈは、レジストレーション補正用の各色のパタメータを作成するレジストレーション補正パタメータ作成プログラムである。なお、レジストレーション補正パタメータ作成プログラム２１４ｈは、必須でなく、本画像形成装置の製造時に作成されるのみであれば、記憶されていなくてもよい。

２１５は、外部からの入力データをインタフェースするための、入力インタフェースである。本例では、印刷データ、操作部からの入力情報、画像形成部１００からのステータス、その１つとして濃度センサ４１の出力値が入力される。一方、２１６は、外部への出力データをインタフェースするための、出力インタフェースである。本例では、画像形成部１００への画素データ、操作部への出力情報、画像形成部１００への制御信号が出力される。

＜画像処理部２００の動作例＞
図６は、本実施形態の画像処理部２００の動作手順例を示すフローチャートである。すなわち、本発明の特徴部分である、レジストレーション補正（画像傾き／湾曲補正）の切り替え判定の処理である。ここで、切り替え判定は、すべての画像形成に対して行われる。

まず、ステップＳ１では、印刷画像が、画像濃度制御用のトナーパターンであるか、それ以外の画像（通常のプリント画像など）であるかを判定する。なお、図６では、画像データにより画像濃度制御か否かを判定しているが、上述の如く、画像濃度制御は電源立ち上げ時、あるいは５００枚の画像形成の判定結果で行われるので、かかる判定結果を記憶するフラグにより分岐してもよい。

ステップＳ１の判定の結果、印刷画像が、画像濃度制御用のトナーパターン以外の画像（通常のプリント画像など）である場合は、ステップＳ２でレジストレーション補正（画像傾き／湾曲補正）を実施する。補正を実行することによって、４色の（Ｙ，Ｍ，Ｃ，ｋ）画像位置が合い、色ズレの無い良好がカラー画像（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの重ね合わせ画像）を得ることが可能になる。

次に、ステップＳ３では、画像形成位置が補正されて色ズレの無くなった印刷データを画像形成部１００に出力する。

一方、ステップＳ１の判定で、印刷画像が画像濃度制御用のトナーパターン画像である場合は、ステップＳ４−１では、レジストレーション補正（画像傾き／湾曲補正）を実施しない。そうすることにより、レジストレーション補正（画像傾き／湾曲補正）によって生じる画像パターン内の濃度ムラを防止でき、良好な画像濃度制御を達成できる。尚、この場合、４色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，ｋ）間は、レジストレーションが合っていないものの、画像濃度制御パターンは単色画像のみで形成されているので、問題は無い。

次に、ステップＳ５で、レジストレーション補正を実施しない画像濃度制御用のトナーパターン画像を画像形成部１００に出力する。

その後、ステップＳ６で、画像濃度制御用のトナーパターン画像に対する濃度センサ４１からの出力値を取得し、ステップＳ７で、取得した該出力値に基づいて濃度制御用パラメータを算出し、以降の処理のために記憶する。かかる濃度制御用パラメータの算出については、以降で説明する。

以上が、本実施形態の特徴である、レジストレーション補正（画像傾き／湾曲補正）の切り替え判定についての説明である。なお、図６は画像形成プログラム２１４ｅの一部を形成し、ステップＳ５〜Ｓ７が濃度制御プログラム２１４ｆ、ステップＳ２がレジストレーション補正プログラム２１４ｇに相当する。

＜本実施形態の画像濃度制御の例＞
次に、上記図６のステップＳ５からＳ７で行われる本実施形態における画像濃度制御の方法について説明する。本実施形態において、画像濃度制御は、本体電源ON時および、５００枚プリント毎に実施される。

図７は、画像濃度制御に使用されるトナーパッチパターンを示している。

本例では、画像濃度制御に使用されるパターンは、濃度の変動要因に対して、濃度変化が敏感になるように、通常のプリント画像形成時よりも線数の高い、１ドット１スペースの市松模様の細密パターンを使用している。

図８は、中間転写体２８上に形成されるトナーパッチの配置を示す図である。

濃度センサ４１の配置されている部分に、上記図７のパターンの8ｍｍ角のパッチが、12ｍｍ間隔で、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ毎に画像形成条件を４段階に変化させて（各色４パッチずつ）、合計１６個形成されている。尚、本実施形態で変化させる画像形成条件は、現像器26Y,26M,26C,26K内の現像スリーブ26YS,26MS,26CS,26KSに印加される現像電圧値である。各パッチに対応する現像電圧値は、Ｙ１，Ｍ１，Ｃ１，Ｋ１のパッチが−１５０Ｖ、Ｙ２，Ｍ２，Ｃ２，Ｋ２のパッチが−２００Ｖ、Ｙ３，Ｍ３，Ｃ３，Ｋ３のパッチが−２５０Ｖ、Ｙ４，Ｍ４，Ｃ４，Ｋ４のパッチが−３００Ｖに設定されている。

各トナーパッチの濃度は濃度センサ４１で検出される。尚、濃度センサ４１の検知信号を濃度に変換する方法は、従来から公知である検知信号対濃度の変換テーブル（濃度変換テーブル）を用いる方式である。

濃度検出結果の一例を図９に示す。図９は、一色について示しており、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋについて、それぞれ図９のように結果が得られる。

本実施形態ではパッチパターンの濃度目標値(適正濃度値)を０．６とし、これにもっとも近いと推定される現像電圧をプリント時の現像バイアスとして設定する。本例では、図９中、黒丸印で示す４点の反射濃度データが得られた。反射濃度が０．６となる現像電圧は−２００Ｖと−２５０Ｖの間にあり、この区間で現像電圧と画像濃度が近似的に比例関係にあるとして、約−２２０Ｖのとき画像濃度が０．６となることが推定される。よって、本例では、以後の画像形成条件として現像電圧を−２２０Ｖに設定する。この計算は、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ各色について実施され、各色に対して最適な現像電圧値が決定される。

以上が本実施形態における画像濃度制御の方法について説明である。

＜本実施形態のレジストレーション補正の例＞
次に、図６のステップＳ２における本実施形態におけるレジストレーション補正（主走査方向の画像傾きもしくは画像湾曲を補正する画像位置補正）の方法について、図１０を用いて説明する。

まず、本実施形態の画像形成装置は、装置の製造工程において、装置毎にレジストレーションずれ量の測定が行われており、そのレジストレーションずれ量を相殺するためのストレーションずれ補正量△ｙがあらかじめ求められている。なお、ストレーションずれ補正量△ｙを取得する方法はこれに限らず、たとえば、レジストレーション検知センサを用いて、中間転写体上等に形成したレジストレーション用検知パターンの検出結果から取得しても良い。更には、レジストレーションずれ測定用チャートを画像形成装置で出力し、市販のイメージスキャナなどで画像を電子情報化し、その情報からストレーションずれ補正量△ｙを算出しても良い。

図１０の(a)は、右上がりの傾きを有する走査線のイメージである。本例では、露光部の主走査方向５ドットあたり、１ドットの傾きが生じていることになる。図１０の(b)は、階調値変換前の水平な直線のビットマップイメージ例であり、２ドットラインを表している。図１０の(c)は、図１０の（a）の走査線の傾きによるレジストレーションずれを相殺するための、図１０の(b)の補正イメージである。図１０の(c)の補正イメージを実現するために、副走査方向の前後の画素の画像データ調整をおこなう。

図１０の(d)はレジストレーションずれ補正量△ｙと階調値変換パラメータとの関係を表した表である。ｋはレジストレーションずれ補正量△ｙの整数部分（小数点以下を切り捨て）であり、１画素単位での副走査方向の補正量を表す。1画素単位の補正は、補正量に応じて画素を１画素単位で副走査方向へオフセットさせる。

βとαは、１画素未満の副走査方向の補正をおこなうための画像データ調整分配率で、レジストレーションずれ補正量△ｙの小数点以下の情報より、副走査方向の前後の画素の階調値の分配率を表す。それぞれ、β＝△ｙ−ｋ、α＝１−βにより計算される。αは先行画素の分配率、βは後行画素の分配率を表す。かかるデータが、レジストレーション補正用パラメータ２１４ｄとして記憶される。

図１０の(e)は、図１０の(d)の画像補正パラメータに従って、副走査方向の前後の画素の階調値変換を行ったビットマップイメージである。図１０の(f)は、階調値変換されたビットマップイメージの像担持体での露光イメージであり、主走査ラインの傾きが相殺され水平な直線が形成されることになる。

以上が、本実施形態におけるレジストレーションずれの補正方法の詳細説明である。

かかる構成及び動作により、本実施形態では、画像濃度制御に使用される検知用トナー画像を形成する場合は、電気的なレジストレーションずれ補正を行わないようにする。これによって、画像濃度制御時の制御結果を安定させ、印刷画像濃度の変動を防止する方法について説明した。

［実施形態２］
本実施形態では、本実施形態では、画像濃度制御に使用される検知用トナー画像のパターン内は同一の座標変換値を用いて、画像位置補正を行う。これによって、画像濃度制御時の制御結果を安定させ、印刷画像濃度の変動を防止する方法について説明する。

尚、本実施形態で使用する画像形成装置の全体構成及びレジストレーションずれの補正方法、画像濃度制御の画像形成条件算出方法は、実施形態１で説明した画像形成装置と同様であり説明は省略する。

本実施形態と実施形態１の違いは、レジストレーション補正（画像傾き／湾曲補正）の切り替え判定についてのみであり、以下その方法について図１１のフローチャートを用いて説明する。

補正切り替え判定は実施形態１と同様、すべての画像形成に対して行われる。

まず、ステップＳ１では、印刷画像が、画像濃度制御用のトナーパターンであるか、それ以外の画像（通常のプリント画像など）であるかを判定する。なお、図１１では、画像データにより画像濃度制御か否かを判定しているが、実施形態１と同様に、画像濃度制御は電源立ち上げ時、あるいは５００枚の画像形成の判定結果で行われるので、かかる判定結果を記憶するフラグにより分岐してもよい。

ステップＳ１の判定の結果、印刷画像が、画像濃度制御用のトナーパターン以外の画像（通常のプリント画像など）である場合は、ステップＳ２でレジストレーション補正（画像傾き／湾曲補正）を実施する。補正を実行することによって、４色の（Ｙ，Ｍ，Ｃ，ｋ）画像位置が合い、色ズレの無い良好がカラー画像（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの重ね合わせ画像）を得ることが可能になる。次に、ステップＳ３に進む。

一方、ステップＳ１の判定で、印刷画像が画像濃度制御用のトナーパターン画像である場合は、ステップＳ４−２では、同一の座標変換値を用いて、レジストレーション補正（画像傾き／湾曲補正）を実施する。本実施形態では、トナーパターン画像の座標変換値として、パターンの書き出し位置（パターンの左端）に対して算出されるレジストレーションずれ補正量△ｙの整数部分k（小数点以下を切り捨て）を使用する。以下、図６のステップＳ５〜Ｓ７を実行する。

すなわち、本実施形態では、画像濃度制御用の画像パターン内は、１画素単位での副走査方向の補正のみを行い、更にその補正量（座標変換値）も同一としている。そうすることにより、レジストレーション補正（画像傾き／湾曲補正）によって生じる画像パターン内の濃度ムラを防止でき、良好な画像濃度制御を達成できる。

以上が、本実施形態の特徴である、レジストレーション補正（画像傾き／湾曲補正）の切り替え判定についての説明である。

以上、本実施形態では、、画像濃度制御に使用される検知用トナー画像のパターン内は同一の座標変換値を用いて、画像位置補正を行う。これによって、画像濃度制御時の制御結果を安定させ、印刷画像濃度の変動を防止する方法について説明した。

［実施形態３］
本実施形態では、画像濃度制御に使用される検知用トナー画像のパターンに縦ラインパターンを用いる。これにより、画像濃度制御時の制御結果を安定させ、印刷画像濃度の変動を防止する方法について説明する。

尚、本実施形態で使用する画像形成装置の全体構成及びレジストレーションずれの補正方法、画像濃度制御の画像形成条件算出方法は、実施形態１で説明した画像形成装置と同様であり説明は省略する。

また、本実施形態では、実施形態１や２と異なり、レジストレーション補正（画像傾き／湾曲補正）の切り替え判定を行わない。すなわち、すべての画像（画像濃度制御用のトナー画像パターンを含む）に対して、レジストレーション補正（画像傾き／湾曲補正）を実施する。

本実施形態の特徴は、画像濃度制御用のトナーパッチパターンに縦ラインパターンを用いることである。

以下、図１２を用いて、本実施形態で使用する画像濃度制御用のトナーパッチパターンの説明をする。本実施形態では、画像濃度制御に使用されるパターンは、濃度の変動要因に対して、濃度変化が敏感になるように、通常のプリント画像形成時よりも線数の高い、１ドット１スペースの縦ライン細密パターンを使用している。このパターン（縦ラインパターン）は、レジストレーション補正（画像傾き／湾曲補正）を実施しても、副走査方向に同一パターンであるが故、パターンの内部のドット配置に変化が生じない。すなわち、レジストレーション補正（画像傾き／湾曲補正）によって生じる画像パターン内の濃度ムラを防止でき、良好な画像濃度制御を達成できる。

尚、本実施形態では、トナーパッチパターンとして、１ドット１スペースの縦ライン細密パターンを用いたが、パッチパターンは縦ライン状であれば良く、２ドット２スペースなどの他のパターンでも良い。どのような縦ラインパターンを用いるかは、本発明を適用する画像形成装置に対して最適な縦ラインパターンを選択すればよい。

以上、本実施形態では、画像濃度制御に使用される検知用トナー画像のパターンに縦ラインパターンを用いる。これにより、画像濃度制御時の制御結果を安定させ、印刷画像濃度の変動を防止する方法について説明した。

尚、実施形態１及び実施形態２では、濃度制御用のトナーパッチ画像に対する、画像傾き／湾曲を補正するレジストレーション補正の切り替え方法について説明した。しかし、画像全体を副走査に方向にシフトさせる画像位置補整や主走査方向に対する画像倍率補正などのレジストレーション補正に関しては、実行の有無を問わない。つまり、画像傾き／湾曲以外に対するレジストレーション補正は、画像の濃度ムラを伴わないので、これらの補正有無は、本発明の趣旨とは関係が無く、本発明の適用範囲を限定するものではない。

又、本発明は、複数の機器（例えばホストコンピュータ、インターフェース機器、プリンタなど）から構成されるシステムあるいは統合装置に適用しても、ひとつの機器からなる装置に適用してもよい。

又、本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体（または記録媒体）を、システムあるいは装置に供給する。そして、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはu CPUやMPU）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。

この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。

又、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけではない。そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステム（OS）などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。

さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれる。その後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備わるCPUなどが実際の処理の一部または全部を行う。このような処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。

本発明を上記記憶媒体に適用する場合、その記憶媒体には、先に説明したフローチャートに対応するプログラムコードが格納されることになる。

本実施形態の画像形成装置の基本構成例を示す図である。 本実施形態の画像形成装置の画像形成部の断面図である。 本実施形態の濃度センサの構成例を示す図である。 本実施形態の濃度センサの特性例を示す図である。 本実施形態の画像形成装置の画像処理部の機能構成例を示す図である。 本実施形態の画像形成装置の画像処理部のハードウエア構成例を示す図である。 実施形態１における画像形成処理におけるレジストレーション補正の切り替え判定について示すローチャートである。 本実施形態におけるトナーパッチパターンの例を示す図である。 本実施形態におけるトナーパッチの配列例を示す図である。 本実施形態における階調値変換補正係数の算出例を説明する図である。 本実施形態におけるレジストレーションずれ補正例を説明する図である。 実施形態２における画像形成処理におけるレジストレーション補正の切り替え判定について示すフローチャートである。 実施形態３におけるトナーパッチパターン例を示す図である。 細密画像における濃度ムラの発生を説明する図である。

符号の説明

１１ 転写材
２２ 感光体、感光ドラム
２６ 現像手段
２８ 中間転写体
３０ 定着装置
４１ 濃度センサ

Claims (12)

1. 画像傾きもしくは画像湾曲を補正すべく、主走査方向の各画素位置で副走査方向の画素の濃度を調整して１画素未満の副走査方向の画像形成位置補正を行う画像形成位置補正手段と、像担持体上に検知用トナー像を形成し、前記検知用トナー像の反射光量を光学センサで検出し、検出結果に基づき画像形成条件を決定する画像形成条件補正手段とを有する画像形成装置において、
   通常の画像形成であるか前記画像形成条件補正手段による検知用トナー像の形成であるかを判定する判定手段と、
   前記判定手段により、通常の画像形成であると判定された場合は前記画像形成位置補正手段による前記１画素未満の副走査方向の画像形成位置補正を行い、前記検知用トナー像の形成であると判定された場合は前記画像形成位置補正手段による前記１画素未満の副走査方向の画像形成位置補正を行わないようにする制御手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御手段は、前記判定手段により、通常の画像形成であると判定された場合は前記画像形成位置補正手段による前記１画素未満の副走査方向の画像形成位置補正を行い、前記検知用トナー像の形成であると判定された場合は前記検知用トナー像のパターン内は同一の副走査方向の座標変換値によって前記画像形成位置補正を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記画像形成位置補正手段による画像形成位置補正は、副走査方向の画素の位置を変換する１画素単位の第１の位置補正と、副走査方向の画素の濃度を調整する１画素未満の第２の位置補正とを含み、前記同一の副走査方向の座標変換値は前記第１の位置補正であることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御手段は、前記判定手段の判定結果から、通常の画像形成であると判定された場合は前記画像形成位置補正手段による前記１画素未満の副走査方向の画像形成位置補正を行い、前記検知用トナー像の形成であると判定された場合は前記検知用トナー像を副走査方向のラインパターンで形成することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. 前記画像形成条件補正手段による画像形成条件は、各色の現像電圧値を含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 画像傾きもしくは画像湾曲を補正すべく、主走査方向の各画素位置で副走査方向の画素の濃度を調整して１画素未満の副走査方向の画像形成位置補正を行う画像形成位置補正工程と、
   通常の画像形成であるか、画像形成装置において像担持体上に検知用トナー像を形成し、前記検知用トナー像の反射光量を光学センサで検出し、検出結果に基づき画像形成条件を決定する為の検知用トナー像の形成であるか、を判定する判定工程と、
   前記判定工程における判定において、通常の画像形成であると判定された場合は前記画像形成位置補正工程において前記１画素未満の副走査方向の画像形成位置補正を行い、前記検知用トナー像の形成であると判定された場合は前記画像形成位置補正工程を実行させないようにする制御工程とを有することを特徴とする制御方法。
7. 前記制御工程では、前記判定工程の判定において、通常の画像形成であると判定された場合は前記画像形成位置補正手段による前記１画素未満の副走査方向の画像形成位置補正を行い、前記検知用トナー像の形成であると判定された場合は前記検知用トナー像のパターン内は同一の副走査方向の座標変換値によって前記画像形成位置補正を行うことを特徴とする請求項６に記載の制御方法。
8. 前記画像形成位置補正工程における画像形成位置補正は、副走査方向の画素の位置を変換する１画素単位の第１の位置補正と、副走査方向の画素の濃度を調整する１画素未満の第２の位置補正とを含み、前記同一の副走査方向の座標変換値は前記第１の位置補正であることを特徴とする請求項７に記載の制御方法。
9. 前記制御工程では、前記判定工程における判定において、通常の画像形成であると判定された場合は前記画像形成位置補正工程による前記１画素未満の副走査方向の画像形成位置補正を行い、前記検知用トナー像の形成であると判定された場合は前記検知用トナー像を副走査方向のラインパターンで形成することを特徴とする請求項６に記載の制御方法。
10. 前記画像形成条件には、各色の現像電圧値が含まれることを特徴とする請求項６乃至９のいずれか１項に記載の制御方法。
11. 請求項６乃至１０のいずれか１項に記載の制御方法の工程をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラム。
12. 請求項１１に記載のコンピュータプログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。

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