JP4377908B2 - 画像形成装置および画像形成条件の補正方法 - Google Patents

Description

この発明は、画像を形成する条件を補正し得る画像形成装置および画像形成条件の補正方法に関する。

複数の色成分の画像をそれぞれ形成し、各画像を重ね合わせて出力するカラー画像形成装置が知られている。このようなカラー画像形成装置において、各色成分の画像を所定の条件で形成することは、優れた画質を得るために重要である。たとえば、各色成分の画像を重ね合わせるときの位置ずれ（色ずれ）が、前記画質に相当する。あるいは、各色成分の画像を所定の濃度に保つことは、前記画質に相当する。色ずれは、カラー画像に特有のものである。色ずれが大きいと、画質が悪いと評価されてしまう。また、各色成分の濃度にずれがあると、色合いに違和感が生じる。これらの画質を所定の状態に保つため、ある期間が経つとパターンを形成してそれを読み取り、基準からのズレ量を検出して画像を形成する条件を補正することが行われている。少ないズレ量を維持するためには、ズレ量の補正を短い間隔で行うほうが好ましい。しかし、ズレ量の検出は、パターンを形成して行われるために相応の時間を要する。さらに、画像の形成には、トナーやインクが用いられるが、パターンを形成する際にトナーやインクが消費される。一回の補正におけるトナー等の消費量が少量でも、ズレ量の補正が頻繁に繰り返されると消費量が無視できない程度に達する。例えば、モノクロの画像形成の割合が大半を占めるユーザーの場合、カラーの画像形成をほとんど行わないにもかかわらず、カラートナー等が消費される。このような事態は、不合理である。特に、カラートナー等の単価はモノクロ用のブラックトナー等の単価より高い場合が多い。パターン形成に用いられたトナー等の費用を誰が負担するのかという問題が顕在化しがちである。

このような不合理を軽減する手法の一つとして、色ずれを補正する時機が到来きたときに、まず、色ずれの程度を確認するための予備チェックを実施し、色ずれが大きい場合に本補正を行う手法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−２０２１１０号公報

前述のように、従来も画質の補正に要する時間を短縮するための手法が検討されてきた。その一方で、カラー画像の画質に対する要求はより高度化している。ズレ量の検出と補正は不可欠である。ズレ量の補正を行う頻度を落とさず、かつ、補正に要する処理時間とトナー等の消費量とを抑制できる手法が望まれている。

一方、カラー画像形成装置では、通常、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４つの色成分を用いてカラー画像を形成する。装置によっては、さらに多くの色成分を用いて、拡張された色再現領域や良好な諧調性を得られるようにしたものもある。いずれにしても、画質の補正のためには、各色成分についてパターンを形成し、基準からのズレ量を検出することが必要である。

また、各色成分の消費量について考えると、モノクロの画像形成にも使用されるブラックに比べ、カラーの色成分、即ち、イエロー、マゼンタ、シアンなどのカラー専用のトナー等は均等に消費される傾向にある。カラートナー等の流通形態をみると、各色がセットで提供されることが多い。しかし、画像によって各色成分の構成比はさまざまであるので、消費量が完全に均等な訳ではない。それでも、カラー専用の色成分のいずれか１色がなくなれば、カラーの画像形成を禁止せざるを得ない。この観点から、カラー専用のトナー等は、均等に消費されることが好ましい。

この発明は、前述したような事情を考慮してなされたものであって、画質を補正する頻度を落とさずに、画質の補正に要するトナー等の消費量および／または処理時間を抑制できるより合理的な手法を提供するものである。

この発明は、複数の色成分の画像をそれぞれ所定の条件で形成し、かつ、各色成分のパターンをそれぞれ形成し得る複数の画像形成部と、形成された各画像を重ね合わせて記録シート上に転写する出力部と、形成された各色成分のパターンを読み取って前記条件の基準からのズレ量の仮検出および本検出を行う検出部と、仮検出を行わせて検出されたズレ量が所定の閾値を超えているか否かを判断し、閾値を超えている場合さらに本検出を行わせてズレ量を本検出し、本検出されたズレ量に基づいて前記条件を補正させる補正制御部とを備え、前記補正制御部は、本検出に用いるパターンよりも少ない色成分で仮検出用のパターンを形成させることを特徴とする画像形成装置を提供する。

また、異なる観点から、この発明は、複数の色成分の画像をそれぞれ所定の条件で形成し、かつ、各色成分のパターンをそれぞれ形成する画像形成装置における補正方法であって、画像形成部を用いて各色成分のパターンを形成するステップと、各色成分のパターンを読み取って前記条件の基準からのズレ量の仮検出を行うステップと、仮検出で検出されたズレ量が所定の閾値を超えているか否かを判断するステップと、前記閾値を超えている場合さらに本検出を行ってズレ量を本検出し、本検出されたズレ量に基づいて前記条件を補正するステップとをコンピュータに実行させ、本検出に用いるパターンよりも少ない色成分で仮検出用のパターンを形成することを特徴とする画像形成条件の補正方法を提供する。

この発明の画像形成装置は、前記補正制御部が、本検出に用いるパターンよりも少ない色成分で仮検出用のパターンを形成させるので、毎回本検出のみを行う場合に比べて補正の頻度を落とさずに、画質の補正に要するトナー等の消費量および／または処理時間を抑制することができる。

さらに、前記条件は、各色成分の画像が所定の位置関係で重なり合うための各画像の形成位置であってもよい。このようにすれば、毎回本検出のみを行う場合に比べて補正の頻度を落とさずに、補正に要するトナー等の消費量および／または処理時間を抑制しつつ色ずれの補正を行うことができる。

また、前記補正制御部は、各色成分の仮検出用のパターンを当該色成分の本検出用のパターンの部分的なパターンで形成してもよい。このようにすれば、毎回本検出のみを行う場合に比べて補正の頻度を落とさずに、補正に要するトナー等の消費量および／または処理時間を抑制しつつ色ずれの補正を行うことができる。

さらにまた、前記画像形成部は、各色成分に対応した色のトナーを用いて画像をそれぞれ形成し、前記補正制御部は、カラー画像専用のトナーのうち残量の最も多い色のトナーを少なくとも用いて仮検出用のパターンを形成させてもよい。このようにすれば、残量の最も多いカラー画像専用のトナーを用いてパターンを形成するので、カラー画像専用のトナーをより均一に消費させることができる。従って、各色のトナーを均等に用いてパターンを形成する場合に比べて、いずれか１つのカラー専用トナーが先になくなってカラー画像の形成ができなくなる時期をより遅らせることができる。

あるいは、各画像は複数の画素から構成され、各色成分の画素をカウントする色画素カウント部をさらに備え、各画像形成部は、各色成分に対応した色のトナーを用いて画像を形成し、色画素カウント部は、各色のトナーが充填された状態を基点とし、その後に形成された各色成分の画像の累計画素数をカウントし、前記補正制御部は、カラー画像専用の色成分のうち累計画素数が最も少ない色成分を少なくとも用いて仮検出用のパターンを形成させてもよい。このようにすれば、累計画素数が最も少ない色成分のトナーを用いてパターンを形成するので、カラー画像専用のトナーをより均一に消費させることができる。従って、各色のトナーを均等に用いてパターンを形成する場合に比べて、いずれか１つのカラー専用トナーが先になくなってカラー画像の形成ができなくなる時期をより遅らせることができる。

前記色成分は、少なくともブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各色成分から構成されてもよい。

また、前記色成分は、少なくともブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各色成分から構成され、前記検出部は、ブラックを基準色とし、他の色成分の基準色からのズレ量の仮検出および本検出を行うようにしてもよい。

さらにまた、各画像形成部は、各色成分の画像が重ね合わせられる順に直列配置されてなり、前記検出部は、一つの色成分を基準色とし、他の色成分の基準色からのズレ量の仮検出および本検出を行い、前記閾値は、色成分ごとに異なり、画像形成部が基準色の画像形成部から離れて配置される色成分ほど大きな閾値に定められてなるものであってもよい。色ずれのズレ量は、画像形成部が基準色のそれと離れた色成分ほど大きくなる傾向がある。このようにすれば、各色成分の閾値を適正化することができる。

さらに、前記補正制御部は、画像形成部が基準色の画像形成部から離れて配置される色成分を少なくとも用いて仮検出用のパターンを形成させてもよい。このようにすれば、最も大きなズレ量が検出される傾向にある色成分を用いて仮検出を行うので、より正確に補正の要否を判定することができる。

以下、図面を用いてこの発明をさらに詳述する。なお、以下の説明は、すべての点で例示であって、この発明を限定するものと解されるべきではない。

（画像形成装置の全体的な機構的構成）
まず始めに、この発明の画像形成装置の機構的な構成例を説明する。図２は、この発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す説明図である。画像形成装置１００は、外部から伝達された画像データに応じて、用紙等の記録シートに対して多色および単色の画像を形成する電子写真方式のカラー画像形成装置である。画像形成装置１００は、露光ユニット６４、感光体ドラム１０（１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ）、現像ユニット２４（２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋ）、帯電ローラ１０３（１０３Ｙ、１０３Ｍ、１０３Ｃ、１０３Ｋ）、クリーニングユニット１０４（１０４Ｙ、１０４Ｍ、１０４Ｃ、１０４Ｋ）、中間転写ベルト３０、中間転写ローラ（以下、単に転写ローラという。）１３（１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋ）、２次転写ローラ３６、定着装置３８、給送カセット１６、手差しトレイ１７及び排出トレイ１８等を備えている。

各色成分についての感光体ドラム１０、現像ユニット２４、帯電ローラ１０３、クリーニングユニット１０４は、請求項にいう出力画像形成部を構成する。
中間転写ベルト３０、中間転写ローラ１３、２次転写ローラ３６、定着装置３８、給送カセット１６、手差しトレイ１７および排出トレイ１８は、請求項にいう出力部を構成する。

画像形成装置１００は、カラー画像の減法混色の３原色であるシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）及びイエロー（Ｙ）にブラック（Ｋ）を加えた４色の各色成分に対応した画像データを用いて画像形成を行う。感光体ドラム１０（１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ）、現像ユニット２４（２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋ）、帯電ローラ１０３（１０３Ｙ、１０３Ｍ、１０３Ｃ、１０３Ｋ）、転写ローラ１３（１３ａ〜１３ｄ）及びクリーニングユニット１０４（１０４Ｙ、１０４Ｍ、１０４Ｃ、１０４Ｋ）は、各色成分に応じてそれぞれ４個ずつ設けられており、４つの画像形成部ＰＫ，ＰＣ、ＰＭ、ＰＹを構成している。画像形成部ＰＫ，ＰＣ、ＰＭ、ＰＹは、中間転写ベルト３０の移動方向（副走査方向）に一列に配列されている。前記各部の各符号の末尾に付与されたアルファベットＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、各色成分に対応する。即ち、Ｙはイエロー、Ｍはマゼンタ、Ｃはシアン、Ｋはブラックにそれぞれ対応する。末尾のアルファベットを省略した場合、その説明は、全ての色成分に適用される。

帯電ローラ１０３は、感光体ドラム１０の表面を所定の電位に均一に帯電させる接触方式の帯電器である。帯電ローラ１０３に代えて、帯電ブラシを用いた接触方式の帯電器、又は、帯電チャージャを用いた被接触方式の帯電器を用いることもできる。露光ユニット（ＬＳＵあるいはLaser Scanning Unitともいう）６４は、図２に図示しないレーザダイオード、ポリゴンミラー４０及び反射ミラー４６（４６Ｙ、４６Ｍ、４６Ｃ、４６Ｋ）等を備えている。レーザダイオードは、各色成分に対応して設けられ、それぞれのレーザダイオードからは、ブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの各色成分の画像データによって変調されたレーザビームが照射される。各レーザビームは、帯電ローラ１０３によって均一に帯電した感光体ドラム１０の表面をそれぞれ照射する。これにより、感光体ドラム１０には、その表面に各色成分の画像データに応じた静電潜像が形成される。即ち、感光体ドラム１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋには、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの各画像データに対応する静電潜像がそれぞれ形成される。

現像ユニット２４は、各感光体ドラム１０に形成された静電潜像を各色成分に対応したトナーで現像する。この結果、各感光体ドラム１０の表面に、各色成分の可視化された画像（トナー画像）が形成される。モノクロ画像を形成する場合は、感光体ドラム１０ａのみに静電潜像を形成し、ブラックのトナー像のみを形成する。カラー画像を形成する場合は、感光体ドラム１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋにそれぞれ静電潜像を形成し、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックのトナー画像を形成する。

各現像ユニット２４には、トナーを収容するトナー収容器が設けられている。トナー収容器内のトナーは、現像に伴って減っていく。現像ユニット２４は、トナー収容器に収容されたトナーの残量を多段階で検出し得るトナー残量センサを有している。あるいは、トナー収容器内のトナーが使いきられてカラの状態になったことを検出するトナーエンプティセンサを有していてもよい。トナー残量センサまたはトナーエンプティセンサがカラの状態を検出すると、その色を用いた画像形成を禁止すると共に、図示しない表示部に警告を表示して、ユーザーにトナー収容器の交換を促す。ユーザーが空になったトナー収容器を画像形成装置１００から外して新しいトナー収容器を装着すると、警告表示が消え、禁止されていた画像形成が可能になる。

トナー残量センサあるいはエンプティセンサとしては、光学式ものや圧電振動方式のものが知られている。光学式のものは、トナー収容器の一方側のフレームに発光部、他方側のフレームに受光部を配し、発光部から受光部への透過光の有り／無しに応じてトナーのカラ／有りを判定するものである（例えば、特許公開公報２００２−１５６８２０号公報の図５〜７を参照）。圧電振動方式のものとしては、例えば、ＴＤＫ株式会社製トナーレベルセンサ（型名ＬＴＳまたはＴＳＰシリーズ）が知られている。これは、圧電振動型センサの検知面にトナーが接触しているか否か、即ち、負荷がかかっているか否かで圧電素子のインピーダンス特性が変化することを利用したものである。これをトナー収容器の底部に配置すれば、トナーがなくなったことが検知できる。

中間転写ローラ１３は、それに印加された転写電圧の作用で、各トナー像を中間転写ベルト３０上に転写する。中間転写ベルト３０は、中間転写ローラ１３ｄの側から１３ａの側へ移動する。カラー画像を形成する場合、中間転写ベルト３０の移動に伴って、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順に各トナー画像が中間転写ベルト３０上に重ね合わされる。重ね合わされたトナー画像は、２次転写ローラ３６の配置された部分を通過する。このとき、トナー画像が通過するタイミングに同期するように、給送カセット１６もしくは手差しトレイ１７から記録シートが給送される。給送された記録シートは、中間転写ベルト３０と２次転写ローラ３６との間に搬送され、トナー画像に接触する。２次転写ローラ３６は、それに印加された２次転写電圧の作用で、トナー画像を記録シートに転写する。トナー画像が転写された記録シートは、定着装置３８を経て排出トレイ１８へ排出される。定着装置３８は、記録シートが通過するとき、トナー画像を溶融させて記録シート上に定着させる。

（画像形成装置の要部の構成）
図３は、この発明の画像形成装置に係る要部の機構的構成を模式的に示す説明図である。 無端状の中間転写ベルト３０は、紙面に向かって時計方向に回転するベルト駆動ローラ３２によって駆動される。中間転写ベルト３０の下側には、その表面と対向するように、フォトセンサ３４が配置されている。なお、フォトセンサ３４は、中間ベルト３０の移動方向に沿って感光体ドラム１０Ｋよりも下流側、即ち、感光体ドラム１０Ｋと２次転写ローラ３６との間に配置されている。
また、中間転写ベルト３０を挟んでベルト駆動ローラ３２と対向するように２次転写ローラ３６が配置されている。給送カセット１６あるいは手差しトレイ１７から給送された記録シート５０は、２次転写ローラ３６と中間転写ベルト３０との間を通過する。

図４は、この発明の画像形成装置に係る要部の電気的構成を示すブロック図である。図４に示すように、画像形成装置１００は、入力部としてのフォトセンサ３４および画像入力部６２を含む。また、制御対象としてのＬＳＵ６４および駆動部６６を含む。さらに、入力部からの信号あるいはデータを処理し、かつ、制御対象を制御するための制御部６０、ＲＡＭ６８およびＲＯＭ７０を含む。さらに、画像形成装置１００は、駆動負荷としての感光体ドラム１０Ｋ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｙ、ベルト駆動ローラ３２およびポリゴンミラー４０を含む。さらにまた、色画素カウンタ８１を含む。

フォトセンサ３４は、制御部６０によって実現される機能と相まって請求項にいう検出部に相当する。また、制御部６０、ＲＡＭ６８およびＲＯＭ７０は、請求項にいう補正制御部に対応する。

フォトセンサ３４は、中間転写ベルト３０上に形成されるパターンを読み取るためのセンサである。画像入力部６２は、出力すべき画像の画像データを外部から取得する。画像データを提供するソースは、通信線を介して画像形成装置１００に接続される機器である。前記機器の一例は、パーソナルコンピュータなどのホストである。他の一例は、イメージスキャナである。取得された画像データは、印刷処理のためにＲＡＭ６８に格納される。

制御部６０は、具体的にはＣＰＵもしくはマイクロコンピュータである。ＲＡＭ６８は、制御部に対して作業用のワークエリアおよび画像データを格納する画像メモリとしての領域を提供する。画像入力部６２から取得される画像データには、その属性を示す情報が付与されている。付与された属性には、各画像の縦横のサイズ、モノクロ画像とカラー画像の種別等が含まれる。制御部６０は、取得された画像データを、付与された属性に対応付けてＲＡＭ６８に格納する。画像データは、ジョブ単位でＲＡＭ６８に格納され、さらに一つのジョブが複数ページからなる場合は、ページ単位で格納される。画像データが、外部のホストから、ページ記述言語の形式で入力される場合、制御部６０は、入力された画像データを展開して画像メモリ領域に格納する。

ＲＯＭ７０は、制御部６０が実行する処理手順を定めたプログラムを格納する。さらに、ＲＯＭ７０は、前記パターンを生成するためのパターンデータを格納する。制御部６０は、図示した駆動負荷の駆動を制御する。さらに、画像形成装置１００の構成部であって、図４に図示されていない各部の動作を制御する。

ＬＳＵ６４は、図示しない画像処理部を介して、ＲＡＭ６８内の画像メモリ領域に格納された画像データに基づく信号（画素信号）を受領する。前記画像処理部は、画像データを処理して出力すべき画像の各画素に応じた変調信号をＬＳＵ６４に提供する。なお、前記変調信号は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色成分ごとに提供される。イエローの変調信号は、ＬＳＵ６４内に配置されたレーザダイオード４２Ｙの発光を変調するために用いられる。マゼンタ、シアン、ブラックの各変調信号は、ＬＳＵ６４内のレーザダイオード４２Ｍ、４２Ｃ、４２Ｋの発光をそれぞれ変調するために用いられる。

駆動部６６は、個別モータ２６と共通モータ２８とを含む。個別モータ２６は、感光体ドラム１０Ｋを駆動するモータである。共通モータ２８は、感光体ドラム１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｙの共通の駆動源として各感光体ドラムを駆動する。さらに、駆動部６６は、ベルト駆動ローラ３２を駆動するモータ（不図示）およびポリゴンミラー４０を駆動するモータ（不図示）を含む。なお、制御部６０は、感光ドラム１０の表面と中間転写ベルト３０とは、その周面が互いに等しい一定の速度で移動するように、それらの負荷を駆動するモータを制御する。

色画素カウンタ８１は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色成分ごとに、トナーが満杯の状態から形成された画像の画素数をカウントするものである。色画素カウンタは、請求項にいう色画素カウント部に対応する。なお、色画素カウンタ８１は、この発明の画像形成装置における必須の要素ではない。

図９は、色画素カウンタ８１の詳細を示すブロック図である。図９に示すように、色画素カウンタは、加算器８３と不揮発性メモリ８５を含む。不揮発性メモリ８５は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色成分ごとのカウンタ領域が設けられている。各カウンタ領域は、対応する色成分の画素がカウントされた結果（画素カウント値）を格納する。制御部６０の制御により、ＲＡＭ６８の画像メモリ領域に格納された各色成分の画素信号がＬＳＵ６４へ転送される際、当該画素信号が加算器８３にも入力される。加算器は、ＬＳＵ６４へ転送される画素信号を色成分ごとにカウントし、カウントした結果を不揮発性メモリ８５内のカウンタ領域の各画素カウント値に加算する。

制御部６０は、不揮発性メモリ８５内のカウンタ領域の内容を読み出して、各画素カウント値を取得することができる。また、前記カウンタ領域をリセットすることができる。制御部６０は、画像形成装置１００のトナー収容器が交換されたときに、交換された色成分の画素カウント値をリセットする。

（パターンの形成、本検出と補正の手順）
パターンを形成する場合、制御部６０は、ＲＯＭ７０に予め格納されているパターンデータを取得する。取得したパターンデータを画像メモリ領域に展開してパターンを準備する。パターンを準備する色成分は、制御部が判断して選択する。その後、展開されたパターンのデータをＬＳＵ６４に転送する。データを受領した色成分のレーザダイオードは、感光体ドラム上にパターンの静電潜像を形成する。現像ユニットは、形成された静電潜像を現像してパターンのトナー像を形成する。各色成分のトナー像は、中間転写ベルト３０上に転写される。
フォトセンサ３４は、形成された各色成分のパターンを読み取る。制御部６０は、読み取られた各色成分のパターンから得られる情報に基づいて、画像の補正を行う。

以下に、色ずれ補正の本検出を例に挙げて説明する。制御部６０は、フォトセンサ３４で読み取られた各色成分のパターンの基準位置に対するズレ量を求める。ここで、制御部６０は、特定の色成分を基準色とし、基準色のパターンの位置を基準位置としてもよい。あるいは、パターンとは別に中間転写ベルト３０に形成された基準色のパターンを基準位置としてもよい。

本検出用のパターンを形成する場合、制御部６０は、各色成分のレーザダイオード４２を同時に発光させ、各感光ドラム１０上を同時に露光し始めるように制御する。このようにすると、図３のように、ブラック，シアン，マゼンタ，イエローの各パターンは同一タイミングで中間転写ベルト３０に転写される。この場合、中間転写ベルト３０に転写された各パターンの間隔と、感光ドラム１０の間隔とは等しくなる。図３に示すように、感光体ドラム１０Ｋと１０Ｃとの間隔はＰ１である。感光体ドラム１０Ｃと１０Ｍとの間隔はＰ２である。また、感光体ドラム１０Ｍと１０Ｙとの間隔はＰ３である。

ここで、制御部６０が各色成分のパターンの位置を得る手順を詳述する。図５は、中間転写ベルト３０上に形成される本検出用のパターンの一例を示す説明図である。図１は、転写ベルト３０を下方からみた図であり、中間転写ベルト３０は、図５の下方から上方（矢印Ｍの方向）へ移動する。フォトセンサ３４Ｆ、３４Ｒは、反射型のフォトセンサであり、中間転写ベルト３０に対向して配置されている。また、２つのフォトセンサ３４Ｆ、３４Ｒは、幅方向に延びる直線上に整列し、かつ、中間転写ベルト３０の両端部に配置されている。図５に示すように、本検出用のパターン７３は、中間転写ベルト３０の両端部に形成される。各色成分の一端側のパターンは、中間転写ベルト３０の移動方向に並ぶ１７本のラインパターンのセットからなる。従って、両端部の合計は、３４本のラインパターンである。１７本のパターンが前記移動方向に並ぶ長さは、感光体ドラム１０の周長にほぼ等しい。図５で、各ラインパターンの色を示すために、Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの文字を付しているが、これは説明のためであって実際のパターンは文字パターンを含まない単純なラインパターンである。図５に示したラインパターンのうち、前記幅方向に対して平行に延びるラインパターンは、前記移動方向の画像形成位置を補正するためのパターン（副走査方向補正用のパターン）である。前記幅方向に対して４５度の角度をなして斜めに延びるラインパターンは、前記幅方向の形成位置を補正するためのパターン（主走査方向補正用のパターン）である。

制御部６０は、フォトセンサ３４からの信号により、各ラインパターンがフォトセンサ３４を通過するときの各ラインパターンの先端と後端の通過タイミングを得る。得られた先端通過タイミングと後端通過タイミングの平均値を各ラインパターンの中心が通過するタイミングとする。制御部６０は、前述のようにして得られた各ラインパターンの通過タイミングをＲＡＭ６８に一時的に格納する。

また、図５に示すように、各色成分のパターンは、１７本のラインパターンが並んでいる。制御部６０は、１７本の各ラインパターンの通過タイミングの平均をさらに求め、求められた平均値を各色成分の形成位置に対応するタイミングとしてもよい。得られたタイミングと中間転写ベルト３０の移動速度から、図３に示す各色成分のパターンの間隔Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３に対応する時間を算出する。間隔Ｓ１は、基準色（ブラック）のパターンとシアンのパターンとの間隔である。間隔Ｓ２は、基準色（ブラック）のパターンとマゼンタのパターンとの間隔である。間隔Ｓ３は、基準色（ブラック）のパターンとイエローのパターンとの間隔である。

次に、ブラックが基準色とした場合の副走査方向の位置補正について説明する。制御部６０は、間隔Ｓ１を、ブラックの感光ドラム１０Ｋとシアンの感光ドラム１０Ｃとの間隔Ｐ１（図３参照）と一致させるように補正する。即ち、間隔Ｓ１とＰ１との差が予め定められた閾値以下になるように、以降の画像形成におけるシアン画像の形成位置の補正を行う。間隔Ｐ１は、予め定められた値である。形成位置の補正は、レーザダイオード４２Ｃの発光開始タイミングを変えることにより補正する。より詳細には、副走査方向の補正は、走査ライン単位での発光開始タイミングを変えることにより実現される。

さらに、制御部６０は、間隔Ｓ２を、ブラックの感光ドラム１０Ｋとマゼンタの感光ドラム１０Ｍとの間隔（Ｐ１＋Ｐ２）と一致させるように補正を行う。即ち、間隔Ｓ２と（Ｐ１＋Ｐ２）との差が予め定められた閾値以下になるように、以降の画像形成におけるマゼンタ画像の形成位置を補正する。間隔Ｐ２は、Ｐ１と同様に予め定められた値である。形成位置の補正は、レーザダイオード４２Ｍの発光開始タイミングの調整により実現する。

さらにまた、制御部６０は、間隔Ｓ３を、ブラックの感光ドラム１０Ｋとイエローの感光ドラム１０Ｙとの間隔（Ｐ１＋Ｐ２＋Ｐ３）と一致させるように補正を行う。即ち、間隔Ｓ３と（Ｐ１＋Ｐ２＋Ｐ３）との差が予め定められた閾値以下になるように、以降の画像形成におけるイエロー画像の形成位置を補正する。間隔Ｐ３は、Ｐ１、Ｐ２と同様に予め定められた値である。形成位置の補正は、レーザダイオード４２Ｙの発光タイミングの調整により実現する。

続いて、主走査方向の位置補正について説明する。主走査方向の位置補正は、副走査方向の補正量を求めた後に行う。制御部６０は、主走査方向補正用パターンについて、基準色（ブラック）のパターンと他の各色のパターンとの間隔を求める。求められた間隔のうち、基準色（ブラック）のパターンとシアンのパターンとの間隔をＳ１’とする。また、基準色（ブラック）のパターンとマゼンタのパターンとの間隔をＳ２’とする。さらに、基準色（ブラック）のパターンとイエローのパターンとの間隔をＳ３’とする。求めた間隔を、先に求められた副走査方向の間隔Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３の基準との差分で補正する。即ち、補正された間隔をＳ１’’、Ｓ２’’、Ｓ３’’とするとき、

Ｓ１’’＝Ｓ１’−（Ｓ１−Ｐ１）
Ｓ２’’＝Ｓ２’−｛Ｓ２−（Ｐ１＋Ｐ２）｝
Ｓ３’’＝Ｓ３’−｛Ｓ３−（Ｐ１＋Ｐ２＋Ｐ３）｝

制御部６０は、間隔Ｓ１’’を、間隔Ｐ１と一致させるように補正する。即ち、間隔Ｓ１’’とＰ１との差が予め定められた閾値以下になるように、以降の画像形成におけるシアン画像の形成位置の補正を行う。主副走査方向の補正は、各走査ラインのレーザダイオード４２Ｃの発光開始タイミングを変えることにより実現される。また、制御部６０は、間隔Ｓ２’’を、間隔（Ｐ１＋Ｐ２）と一致させるように補正する。即ち、間隔Ｓ２’’と（Ｐ１＋Ｐ２）との差が予め定められた閾値以下になるように、以降の画像形成におけるマゼンタ画像の形成位置の補正を行う。さらに、制御部６０は、間隔Ｓ３’’を、間隔（Ｐ１＋Ｐ２＋Ｐ３）と一致させるように補正する。即ち、間隔Ｓ３’’と（Ｐ１＋Ｐ２＋Ｐ３）との差が予め定められた閾値以下になるように、以降の画像形成におけるイエロー画像の形成位置の補正を行う。

なお、制御部６０は、主走査方向補正用パターンを読み取って得られる間隔Ｓ１’’、Ｓ２’’、Ｓ３’’をフォトセンサ３４Ｆと３４Ｒとの間で一致させるように、主走査方向の変調信号の転送レートを調整するようにしてもよい。これは、主走査方向における各色成分の画像倍率のバラツキを一致させる補正である。

（仮検出の手順）
説明が前後するが、以下に仮検出の手順を説明する。
この発明の画像形成装置は、本検出に先立って仮検出を実行する。仮検出においてもパターンを形成し、形成されたパターンをフォトセンサ３４Ｆと３４Ｒで読み取る。ただし、仮検出用のパターンは、本検出用のパターンと異なる。

まず、仮検出用のパターンは、一部の色成分のみを用いて作成される点で、すべての色成分について作成される本検出用のパターンと異なる。さらに、各色成分の仮検出用のパターンは、本検出用のパターンの部分的なパターンにしてもよい。図１は、この発明の画像形成装置で、中間転写ベルト３０に形成される仮検出用のパターンの一例を示す説明図である。図１に示す例では、ブラックとシアンの色成分のみで仮検出用のパターンを形成している。さらに、各色成分について、主走査方向補正用のラインパターンが左右に各１本と副走査方向補正用のパターンが左右に各１本のみで構成されている。即ち、図１の仮検出用のパターンは、図５の本検出用のパターンに対して一部の色成分のみで構成され、さらに、各色成分について一部のパターンのみで構成されている。

図６、図７は、この実施形態に係る制御部６０が実行する仮検出、本検出の処理手順を示すフローチャートである。まず、図６について説明する。図６で、制御部６０は、予め定められた補正の時機が到来したときに仮検出を実行させる（ステップＳ１１）。ここで、補正の時機は、たとえば、先の仮検出から所定の時間が経過したときに到来する。あるいは、先の仮検出から所定のページ数を出力したときに到来したときに到来する。あるいは、これらを組み合わせて補正の時機が到来したと判断してもよい。また、画像と密接に関連する部品、例えば、感光体ドラム１０が交換されたときに補正の時機が到来したと判断してもよい。仮検出の詳細な手順は、図７あるいは図８に示されているので、それらの図の説明にゆずる。

仮検出の結果に基づいて、制御部６０は、得られたズレ量が設定された閾値を超えているか否かを判断する（ステップＳ１３）。前述の判断は、主走査方向についてのズレ量が閾値を超えているか、あるいは副走査方向についてのズレ量が閾値を超えている場合に、閾値を超えたと判断する。閾値を越えたと判断した場合、制御部６０は、本検出を行わせる。即ち、本検出用のパターンを形成させて、各色成分のズレ量を検出させる。そして、検出されたズレ量に基づいて各色成分の画像の形成位置を補正する（ステップＳ１５）。

一方、仮検出の結果閾値を超えていないと判断した場合は、処理を終了する。所定の時機が到来する度に、図６の処理を実行する。

図７は、前述のステップＳ１１で実行する処理の詳細な手順を示すフローチャートである。図７で、制御部６０は、カラー画像専用のトナー、即ち、イエロー、マゼンタ、シアンの各色のトナーの残量をモニタし、最も残量の多いトナーを特定する（ステップＳ３１）。
最も残量の多いトナーがイエローのトナーの場合（ステップＳ３３）、イエローのトナーと基準色のブラックのトナーとで仮検出用のパターンを形成する（ステップＳ３５）。また、判定用の閾値を３画素のズレ量に設定する（ステップＳ３７）。そして、ルーチンはステップＳ４９へ進む。一方、最も残量の多いトナーがマゼンタのトナーの場合（ステップＳ３９）、マゼンタのトナーと基準色のブラックのトナーとで仮検出用のパターンを形成する（ステップＳ４１）。また、判定用の閾値を２．５画素のズレ量に設定する（ステップＳ４３）。そして、ルーチンはステップＳ４９へ進む。前記ステップ３９の判定がＮｏの場合、即ち、最も残量の多いトナーがシアンのトナーの場合、シアンのトナーと基準色のブラックのトナーとで仮検出用のパターンを形成する（ステップＳ４５）。また、判定用の閾値を２画素のズレ量に設定する（ステップＳ４７）。そして、ルーチンはステップＳ４９へ進む。

ステップＳ４９で、制御部６０は、形成された仮検出用のパターンをフォトセンサ３４で読み取り、ブラックを基準とした他の色のズレ量を求める。より詳細には、主走査方向補正用のパターンを読み取って主走査方向のズレ量を求める。さらに、副走査方向補正用のパターンを読み取って副走査方向のズレ量を求める。そして処理を終了する。ここで得られたズレ量は、前述した図６のステップＳ１３で判定される。

図８は、図７と異なる仮検出の処理手順を示すフローチャートである。図７は、画像形成装置１００がトナー収容器内のトナーの残量を検出し得るトナー残量センサを有している場合の処理手順である。図８は、画像形成装置１００がトナー残量センサに代えてトナーエンプティセンサと色画素カウンタとを有している場合の処理手順である。図８で、制御部６０は、イエロー、マゼンタ、シアンの各画素カウント値をモニタし、最もカウント値の少ない色成分を特定する（ステップＳ５１）。ここで、各色の画素カウント値は、トナー収容器が交換されてから形成された画像の画素数を示すので、トナーが満杯に充填された状態を基点として、その後に形成された画像の累積画素数を与えるものである。

最も累積画素数の少ない色成分がイエローの場合（ステップＳ５３）、イエローのトナーと基準色のブラックのトナーとで仮検出用のパターンを形成する（ステップＳ５５）。また、判定用の閾値を３画素のズレ量に設定する（ステップＳ５７）。そして、ルーチンはステップＳ６９へ進む。一方、最も累積画素数の少ない色成分がマゼンタの場合（ステップＳ５９）、マゼンタのトナーと基準色のブラックのトナーとで仮検出用のパターンを形成する（ステップＳ６１）。また、判定用の閾値を２．５画素のズレ量に設定する（ステップＳ６３）。そして、ルーチンはステップＳ６９へ進む。前記ステップ５９の判定がＮｏの場合、即ち、最も累積画素数の少ない色成分がシアンの場合、シアンのトナーと基準色のブラックのトナーとで仮検出用のパターンを形成する（ステップＳ６５）。また、判定用の閾値を２画素のズレ量に設定する（ステップＳ６７）。そして、ルーチンはステップＳ６９へ進む。
ステップＳ６９で、制御部６０は、形成された仮検出用のパターンをフォトセンサ３４で読み取り、ブラックを基準とした他の色のズレ量を求める。

なお、仮検出を行った結果、本検出を行うと決定した場合、仮検出で得られたズレ量を本検出に援用してもよい。この場合、本検出は、仮検出で形成しなかった色成分のパターンのみを形成し、形成したバターンを読み取ってズレ量を得るようにしてもよい。あるいは、仮検出でパターンを形成した色成分についてもパターンを形成するが、このとき仮検出で形成したパターンを省略し、省略したパターンについては仮検出で得られたズレ量を援用するようにしてもよい。

以下、本検出を行うか否かの判定の用いる閾値を色成分ごとに異ならせることの意義について詳細に説明する。色ずれの要因として、ＬＳＵ６４の筐体の熱膨張、ベルト駆動ローラ３２の熱膨張が挙げられる。ブラックのパターンを基準としてシアン／マゼンタ／イエローのズレ量を求める際、各画像形成部ＰＣ、ＰＭ、ＰＹのうち、ブラック画像形成部ＰＫからの距離が大きな画像形成部ほど前述の熱膨張に起因する色ずれが大きく現れる。即ち、画像形成部ＰＫから遠くにある画像形成部ほど、ＬＳＵ筐体の熱膨張による色ずれが大きく現れる。また、画像形成部ＰＫから遠くにある画像形成部ほど、転写ベルトがその間を移動する距離が長いので、ベルト駆動ローラ３２の熱膨張に起因する色ずれが大きく現れる。

ここで、製品として許容できるＫ−Ｃ、Ｋ−Ｍ、Ｋ−Ｙ間のズレの各許容値が、例えばいずれも３ドットであるとする。Ｙを仮検知のための代表色として利用する場合、Ｋ画像形成部から最も遠い位置に画像形成部が位置するＹについては、上述のようにＣ、Ｍと比較して悪条件下にあるので、閾値は許容値と同じ３ドットとする。つまりＹ−Ｋのずれが許容値３ドットを超過しても、Ｃ−Ｋ、Ｍ−ＫのズレがＹ−Ｋのズレを超える虞は小さく、許容値３ドット以下に収まっていると考えられる。従いＹを代表色として利用でき、全色を仮検知する必要が無くなる。
一方、ＣあるいはＭを仮検知のための代表色として利用する場合は、閾値を許容値と同じ３ドットとすると、Ｙ−Ｋ間のズレは３ドット以上となり許容値から逸脱している虞がある。従って、代表色がＣあるいはＭの場合は、Ｋからの距離に応じた閾値を適用する。この場合、閾値は、Ｙが代表色の場合よりも低い値であり、例えば、Ｃの場合は２ドット、Ｍの場合は２．５ドットを閾値として適用する。

前述した実施の形態の他にも、この発明について種々の変形例があり得る。それらの変形例は、この発明の範囲に属さないと解されるべきものではない。この発明には、請求の範囲と均等の意味および前記範囲内でのすべての変形とが含まれるべきである。

この発明の画像形成装置において、中間転写ベルト上に形成される仮検出用のパターンの一例を示す説明図である。 この発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す説明図である。 この発明の画像形成装置に係る要部の機構的構成を模式的に示す説明図である。 この発明の画像形成装置に係る要部の電気的構成を示すブロック図である。 この発明の画像形成装置において、中間転写ベルト上に形成される本検出用のパターンの一例を示す説明図である。 この発明の画像形成装置において、制御部が実行する仮検出、本検出の処理手順を示すフローチャートである。 この発明の画像形成装置において、制御部が実行する仮検出の詳細な手順を示すフローチャートである。 この発明の画像形成装置において、制御部が実行する仮検出の異なる手順を示すフローチャートである。 この発明の実施形態に係る画像形成装置が有する色画素カウンタの詳細を示すブロック図である。

符号の説明

１０、１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ 感光体ドラム
１３、１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋ 中間転写ローラ
１６ 給送カセット
１７ 手差しトレイ
１８ 排出トレイ
３０ 中間転写ベルト
３２ ベルト駆動ローラ
３４、３４Ｆ、３４Ｒ フォトセンサ
３６ ２次転写ローラ
３８ 定着装置
４０ ポリゴンミラー
４２、４２Ｙ、４２Ｍ、４２Ｃ、４２Ｋ レーザダイオード
４４、４４Ｙ、４４Ｍ、４４Ｃ、４４Ｋ 第１ミラー（反射ミラー）
４６、４６Ｙ、４６Ｍ、４６Ｃ、４６Ｋ 第２ミラー（反射ミラー）
２４、２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋ 現像ユニット
６４ 露光ユニット、ＬＳＵ
７３ 本検出用のパターン
７４ 仮検出用のパターン
８１ 色画素カウンタ
１００ 画像形成装置
１０３、１０３Ｙ、１０３Ｍ、１０３Ｃ、１０３Ｋ 帯電ローラ
１０４、１０４Ｙ、１０４Ｍ、１０４Ｃ、１０４Ｋ クリーニングユニット
ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫ 画像形成部

Claims (8)

1. 複数の色成分の画像をそれぞれの色成分に対応するトナーを用いて所定の条件で形成し、かつ、各色成分のパターンを前記トナーでそれぞれ形成し得る複数の画像形成部と、
   形成された各画像を重ね合わせて記録シート上に転写する出力部と、
   形成された各色成分のパターンを読み取って前記条件の基準からのズレ量の仮検出および本検出を行う検出部と、
   仮検出を行わせて検出されたズレ量が所定の閾値を超えているか否かを判断し、閾値を超えている場合さらに本検出を行わせてズレ量を本検出し、本検出されたズレ量に基づいて前記条件を補正させる補正制御部とを備え、
   各画像形成部は、各色成分の画像が重ね合わせられる順に直列配置されてなり、
   前記検出部は、一つの色成分を基準色とし、他の色成分の基準色からのズレ量の仮検出および本検出を行い、
   前記補正制御部は、本検出に用いるパターンよりも少ない色成分で仮検出用のパターンを形成させ、かつ、カラー画像専用のトナーのうち残量の最も多い色のトナーを少なくとも用いて仮検出用のパターンを形成させ、さらに、前記閾値を色成分ごとに異ならせ、その閾値は画像形成部が基準色の画像形成部から離れて配置される色成分ほど大きな値に定められてなることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記条件は、各色成分の画像が所定の位置関係で重なり合うための各画像の形成位置である請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記補正制御部は、各色成分の仮検出用のパターンを当該色成分の本検出用のパターンの部分的なパターンで形成する請求項１記載の画像形成装置。
4. 各画像は複数の画素から構成され、各色成分の画素をカウントする色画素カウント部をさらに備え、
   各画像形成部は、各色成分に対応した色のトナーを用いて画像を形成し、
   色画素カウント部は、各色のトナーが充填された状態を基点とし、その後に形成された各色成分の画像の累計画素数をカウントし、
   前記補正制御部は、カラー画像専用の色成分のうち累計画素数が最も少ない色成分を少なくとも用いて仮検出用のパターンを形成させる請求項１記載の画像形成装置。
5. 前記色成分は、少なくともブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各色成分から構成される請求項１記載の画像形成装置。
6. 前記色成分は、少なくともブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各色成分から構成され、
   前記検出部は、ブラックを基準色とし、他の色成分の基準色からのズレ量の仮検出および本検出を行う請求項２記載の画像形成装置。
7. 前記補正制御部は、画像形成部が基準色の画像形成部から離れて配置される色成分を少なくとも用いて仮検出用のパターンを形成させる請求項２記載の画像形成装置。
8. 複数の色成分の画像をそれぞれの色成分に対応するトナーを用いて所定の条件で形成し、かつ、各色成分のパターンを前記トナーでそれぞれ形成する画像形成装置における補正方法であって、
   各色成分の画像が重ね合わせられる順に直列配置された画像形成部を用いて本検出用および仮検出用のいずれか一方のパターンを選択的に形成し、仮検出用のパターン形成時は本検出用のパターン形成時より少ない色成分でパターンを形成する画像形成ステップと、
   前記画像形成ステップにより形成された仮検出用の各色成分のパターンを読み取って一つの色成分を基準色として他の色成分の基準色からのズレ量の仮検出を行うステップと、
   仮検出で検出されたズレ量が所定の閾値を超えているか否かを判断する判断ステップと、
   前記閾値を超えている場合さらに前記画像形成ステップにより本検出用パターンを形成するステップと、
   前記本検出用パターンの各色成分のパターンを読み取る本検出を行ってズレ量を本検出するステップと、
   本検出されたズレ量に基づいて前記条件を補正するステップとをコンピュータに実行させ、
   前記画像形成ステップは、カラー画像専用のトナーのうち残量の最も多い色のトナーを少なくとも用いて仮検出用のパターンを形成し、
   前記判断ステップは、色成分ごとに異なる閾値により前記判断を行い、その閾値は画像形成部が基準色の画像形成部から離れて配置される色成分ほど大きな値に定められてなることを特徴とする画像形成条件の補正方法。

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