JP4501082B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
(1)受光量レベルが閾値を横切るときにおける受光量レベル変化の傾き(以下、単に「受光量変化の傾き」という)が相違し、且つ、ヒステリシスを持たせるために上記上回るタイミングにおける閾値と上記下回るタイミングにおける閾値とに差を設けた場合。
(2)受光量変化の傾きが相違し、且つ、各マークの周辺にトナーが飛散する場合。
上記受光量変化の傾きが相違する原因としては、例えば各マークの色や濃淡の違いによる反射率の相違がある。また、他の原因としては、上記特許文献1のように、レジストレーションパターンが主走査方向に対して互いに異なる角度をなす複数のマークを有し、且つ、光学センサの検出領域が所定方向に延びた形状となっていることが挙げられる。光学センサの検出領域は正円形であることが望ましいが、実際には投光素子や受光素子の取付け位置や各素子自体の特性ばらつきによって正円形にはならない。この場合、検出領域の延び方向に対して各マークの傾斜角度は異なるため、これに伴ってマーク毎に上記受光量変化の傾きが相違する。
第1マークと第2マークとは互いに異なる方向に延びる線状部分を有するため、これに伴って受光量レベルの変化特性が互いに異なり、マークの位置のばらつき特性が異なり得る。そこで、本発明は、第1マークの位置および第2マークの位置を考慮して形成位置の最終的な調整量を決定する構成とした。
第1マークと第2マークとは、対象物の移動方向に沿った直線を中心とした線対称であるから、両マークの位置は受光量変化の傾きに応じて相反する方向にばらつく。従って、第1マークの位置を精度よく補正できる。
本発明によれば、第1マークと第2マークとは互いに異なる周回においてベルト上に同一位置に形成される。従って、ベルトの周期的な挙動による影響を低減でき、画像の形成位置の調整精度が低下することを抑制することができる。
第1マークは画像の形成位置の調整量を決定するために直接使用される一方で、第2マークは上記第1マークの位置の補正のために使用される。従って、本発明のように、第2マークを必ずしも第1マークほど多く形成する必要はなく、着色剤の消費軽減を考慮すればなるべく数を少なくすることが好ましい。
対をなす第1マーク同士の距離や、対をなす第2マーク同士の距離が長いと、その分だけ例えば対象物の位置ずれなどの要因によって第1距離及び第2距離に誤差が生じ得る。従って、本発明のように、対をなす第1マーク同士の距離や、対をなす第2マーク同士の距離をそれぞれなるべく短くすることが好ましい。
有彩色と無彩色(特にブラック)とは、受光量変化の傾きが大きく相違する。これに比べて、有彩色同士は受光量変化の傾きが比較的に近い。そこで、本発明によれば、第1有彩色について第2マークを形成し、その第2マークの位置を利用して、第2有彩色の第1マークの位置を補正する。これにより、第2有彩色について第2マークの形成を省くことができる。
本発明によれば、画像の形成位置が基準色としての無彩色に近い方の有彩色を第1有彩色として選択すれば、例えば対象物の位置ずれなどの要因による影響を抑制できる。
例えば形成位置の調整の時間間隔が短い場合や、その間の画像形成動作の回数が少ない場合には、第2マークの形成を、形成位置の調整ごとに毎回行うことが必ずしも必要ではない。そこで、本発明によれば、第2マークの形成を、所定の実行条件を満たした場合に限り行うようにした。
パターンは、基準色のマークと調整色のマークとを有し、両マーク間のマーク位置ずらし量が互いに異なる複数のマーク対を備える構成とされており、このパターンであれば、上述した(1)(2)の問題を抑制できる。
パターンは複数のマーク対を形成する構成であり、比較的に多くの着色材を要する。そこで、本発明によれば、パターンの形成を、所定の実行条件を満たした場合に限り行うようにした。
本発明の実施形態1について図1から図12を参照して説明する。
(プリンタの全体構成)
図1は、本実施形態のプリンタ1の概略構成を示す側断面図である。なお、以下の説明においては、図1における右側(右方)をプリンタ1の前側(前方)とする。
図2は、上述のプリンタ1の電気的構成を示すブロック図である。
プリンタ1は、CPU77、ROM79、RAM81、NVRAM(メモリの一例)83、操作部85、表示部87、既述の画像形成部19、ネットワークインターフェイス89、光学センサ111等を備えている。
カラー画像を形成可能なプリンタ1では、被記録媒体7に対する各色画像の形成位置(転写位置)がずれると、色ずれが生じたカラー画像が形成されてしまうため、各色画像の形成位置の合わせが重要である。そして、位置ずれ補正処理は、この色ずれを補正するための処理である。
光学センサ111は、図3に示すように、ベルト31の後側下方において1または複数台(本実施形態では例えば2台)設けられ、これら2台の光学センサ111が左右方向に並んで配置されている。各光学センサ111は、発光素子(例えばLED)113と受光素子(受光手段の一例 例えばフォトトランジスタ)115とを備える反射型のセンサである。具体的には、発光素子113は、ベルト31の表面に対して斜め方向から光を照射し、そのベルト31の表面からの反射光を受光素子115が受光する。発光素子113からの光が、ベルト31上に形成するスポット領域が、光学センサ111の検出領域Eとなる。
図6には、本実施形態のレジストレーションパターン121の全体が示されている。このレジストレーションパターン121は、副走査方向及び主走査方向(ベルト31の移動方向に直交する方向)における色ずれ量を検出するために使用される。具体的には、レジストレーションパターン121は、ブラックのマーク対123K、イエローのマーク対123Y、マゼンタのマーク対123M、シアンのマーク対123Cを、この順番で並べてなるマーク対群が、1組または複数組(本実施形態では4組)だけ副走査方向に沿って並んだ構成となっている。各マーク対123は、1対の棒状の第1マーク119(第1マークの一例)を有し、これら1対の第1マーク119は、それぞれが主走査方向に沿った直線に対して所定の角度だけ傾き、同直線に対して線対称に配置されている。
図6,7,12は、上段には各色の第1マーク119が示され、下段には、各色の第1マーク119が上記検出領域Eに進入したときにおける受光信号S1の信号波形(受光波形の一例)を示す。また、同図中、紙面左側が副走査方向(ベルト31の移動方向)である。
(1)第1マーク119の有無に応じて受光信号S1レベル(受光量レベル)が第1閾値または第2閾値を横切る際のレベル変化の傾き(以下、単に「受光信号S1のレベル変化の傾き」という)が相違し、且つ、ヒステリシスを持たせるために第1閾値TH1と第2閾値TH2とに差を設けた場合。
各第1マーク119の副走査方向における後方にトナーが飛散することがある。そうすると、仮に、第1閾値TH1及び第2閾値TH2を同じ値(TH)にしたとしても、図7(点線波形がトナー飛散による影響を受けた信号波形)に示すように、トナーの飛散による影響でマーク位置の決定結果にばらつきが生じ得る。具体的には、図7に示すように、両第1マーク119Kに同じ幅分だけトナーが飛散したとしても、レベル変化の傾きが小さい第1マーク119K(副走査方向下流側)の信号波形は、レベル変化の傾きが大きい第1マーク119K(上流側)の信号波形に比べて大きく幅広(ΔT>ΔT')になる。このため、図6と同様に、各マーク対123を構成する両第1マーク119の位置同士で、真の中心位置Oに対するずれ量が互いに異なることになる。
以下の説明では、主走査方向の色ずれ量を補正する場合を例に挙げて説明するが、副走査方向の色ずれ量を補正する場合もほぼ同様である。
本実施形態によれば、レジストレーションパターン121に基づく第1ずれ量D1Y、D1M、D1Cを、補正用パターン125に基づき第2ずれ量D2Y、D2M、D2Cによって補正する構成とした。これにより、図6の上流側の第1マーク119Kの位置Pは、図12の上流側の第2マーク127Kの位置P'によって副走査方向に対して正方向に補正され、図6の下流側の第1マーク119Kは、図12の下流側の第2マーク127Kの位置P'によって副走査方向に対して負方向に補正される。つまり、補正用パターン125によって、第1マーク119の位置を、副走査方向を正方向として、当該第1マーク119に対する受光信号S1のレベル変化の傾きが小さいほど大きい補正値で補正している。これにより、マークの位置の決定結果のばらつきにより画像の形成位置の調整精度が低下することを抑制することができる。
図13〜図16は実施形態2を示す。前記実施形態との相違は、上記図9の位置ずれ補正処理において、S3の補正用パターンの構成、及び、その補正用パターンに基づく第2ずれ量の決定処理方法にあり、その他の点は前記実施形態1と同様である。従って、実施形態1と同一符号を付して重複する説明を省略し、異なるところのみを次に説明する。
本実施形態では、図9のS3において図13に示す補正用パターン131(パターンの一例)を形成する。この補正用パターン131は、基準色のマーク133と調整色のマーク135とを有するマーク対137が、主走査方向及び副走査方向に複数列複数行で配列された構成になっている。副走査方向に沿った各列ごとの複数のマーク対137は、主走査方向において、基準色のマーク133に対する調整色のマーク135のマークずらし量が互いに異なる。このマークずらし量は副走査方向下流側のマーク対137ほど大きくなっている。換言すれば、副走査方向下流側のマーク対137ほど基準色のマーク133と調整色のマーク135との重なり度合いが小さくなっている。隣接するマーク対137同士のマークずらし量差(マークずらし量の最小差)は均一である必要はないが、本実施形態では、一律の値(例えば1ドット)になっている。なお、本実施形態では、基準色のマーク133と調整色のマーク135とは主走査方向の幅が異なる。例えば1ドット分だけ異なる。
図14には、補正用パターン131に基づく第2ずれ量の決定処理が示されている。CPU77は、補正用パターン131をベルト31上に形成しつつS11で光学センサ111から2値化信号S2に基づき図15上段に示す受光波形を取得する(以下、ここで取得した受光波形を「サンプリング受光波形W1」という)。
本実施形態の補正用パターン131は、上記レジストレーションパターン121や補正用パターン125に比べて、前述したヒステリシスやトナー飛散等の影響を受け難い。つまり、上記第2ずれ量の決定処理によって決定された第2ずれ量は、上記影響が抑制された画像の形成位置の実際のずれ量である。従って、この第2ずれ量を基に第1ずれ量を補正して、ヒステリシスやトナー飛散等の影響を抑制することができる。但し、補正用パターン131は多くのマーク対137を形成するため、トナー消費量が多い。従って、本実施形態では、図9に示すように実行条件を満たした場合に限り補正用パターン131を形成するようにしている。
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
(1)上記実施形態では、対象物(ベルト31)の反射率が、無彩色マーク及び有彩色マークよりも大きい構成であったが、逆に、対象物の反射率が、無彩色マーク及び有彩色マークよりも小さい構成では、有彩色マークに対する受光素子の受光量波形が、無彩色マークに対する受光素子の受光量波形に比べてレベル変化の傾きが小さくなる。この場合には、各図の受光波形が正負逆転し、受光量レベルと閾値との大小関係が逆になる。この構成であっても勿論よい。
23...スキャナ部(形成手段)
25...プロセス部(形成手段)
31...ベルト(対象物)
77...CPU(制御手段、決定手段、調整手段、補正手段、判断手段)
115...受光素子(受光手段)
119...第1マーク
123,129...マーク対
127...第2マーク
131...補正用パターン(パターン)
133...基準色のマーク
135...調整色のマーク
E...検出領域
L1...第1マーク距離(第1距離)
L2...第2マーク距離(第2距離)
S1...受光信号
TH1...第1閾値
TH2...第2閾値
Claims (10)
- 相対的に移動する対象物上に、画像データに基づき画像を形成する形成手段と、
互いに対をなし線状部分が異なる方向に沿った2種類のマークが含まれる第1マークのデータと、互いに対をなし線状部分が異なる方向に沿った2種類のマークが含まれ、当該2種類のマークの少なくとも一方が前記第1マークの線状部分と異なる方向に延びる第2マークのデータとを前記画像データとして前記形成手段に与える制御手段と、
検出領域内における前記対象物上のマークの有無に応じた光を受光する受光手段と、
前記受光手段での受光量レベルが第1閾値を上回るタイミング、及び、前記受光量レベルが第2閾値を下回るタイミングに基づき前記対象物の移動方向における前記第1マークの位置及び前記第2マークの位置を決定する第1決定手段と、
対をなす前記第1マーク同士の位置間の第1距離を、対をなす前記第2マーク同士の位置間の第2距離に基づき補正する補正手段と、
前記補正手段による補正後の第1距離に基づき前記形成手段における画像の形成位置を調整する調整手段と、を備える画像形成装置。 - 請求項1に記載の画像形成装置であって、
前記第1マークと前記第2マークとは、前記対象物の移動方向に沿った直線を中心とした線対称である。 - 請求項1または請求項2に記載の画像形成装置であって、
前記対象物は周回移動するベルトであり、
前記形成手段は、前記第1マークと前記第2マークとを互いに異なる周回において前記ベルト上の同一位置に形成する。 - 請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の画像形成装置であって、
前記第1マークの数の方が、前記第2マークの数よりも多い。 - 請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の画像形成装置であって、
対をなす前記第1マーク同士は前記対象物の移動方向において互いに隣り合う位置に形成され、対をなす前記第2マーク同士は前記対象物の移動方向において互いに隣り合う位置に形成される。 - 請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の画像形成装置であって、
前記形成手段は、前記第1マークを第1有彩色および第2有彩色それぞれの色で形成し、前記第2マークを前記第1有彩色で形成し、
前記補正手段は、前記第1有彩色および前記第2有彩色の各第1マークの位置を、前記第1有彩色の第2マークの位置に基づき補正する構成とされている。 - 請求項6に記載の画像形成装置であって、
前記形成手段は、前記第1マーク及び前記第2マークを無彩色でそれぞれ形成し、
前記調整手段は、前記無彩色の第1マークの位置を基準に前記第1及び第2有彩色の画像の形成位置を調整する構成とされ、
前記第1有彩色の画像の形成位置は、前記第2有彩色の画像の形成位置よりも前記無彩色の画像の形成位置に近い位置である。 - 請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の画像形成装置であって、
所定の実行条件を満たしたかどうかを判断する判断手段を備え、
前記形成手段は、前記実行条件が満たされた場合には前記第1マーク及び前記第2マークを前記対象物上に形成し、前記実行条件が満たされない場合には前記第2マークを前記対象物上に形成しない構成とされ、
前記補正手段は、前記実行条件が満たされた場合にはそのときに形成した第2マークの位置に基づき補正を行い、前記実行条件が満たされない場合にはそれ以前に前記実行条件を満たしたときに形成した第2マークの位置に基づき補正を行う。 - 相対的に移動する対象物上に、画像データに基づき画像を形成する形成手段と、
線状部分を有する第1マークのデータと、前記第1マークとは異なる方向に沿った線状部分を有する第2マークのデータとを前記画像データとして前記形成手段に与える制御手段と、
検出領域内における前記対象物上のマークの有無に応じた光を受光する受光手段と、
前記受光手段での受光量レベルが第1閾値を上回るタイミング、及び、前記受光量レベルが第2閾値を下回るタイミングに基づき前記対象物の移動方向における前記第1マークの位置及び前記第2マークの位置を決定する第1決定手段と、
前記マークの位置を、当該マークの有無に応じて受光量レベルが閾値を横切る際のレベル変化の傾きが小さいほど大きい補正値で補正する補正手段と、
前記補正手段による補正後のマークの位置に基づき前記形成手段における画像の形成位置を調整する調整手段と、を備え、
前記制御手段は、前記マークのデータとして基準色のマーク及び調整色のマークのデータを前記形成手段に与え、前記基準色のマークと前記調整色のマークとを有し、両マーク間のマークずらし量が互いに異なる複数のマーク対を前記対象物の移動方向、および、当該移動方向に直交する方向の一方の方向に沿って配列したパターンのデータを前記形成手段に与える構成とされ、
前記パターンに応じた受光波形と理想波形との位相差に基づき前記基準色のマークの位置に対する前記調整色のマークの位置を決定する第2決定手段を備え、
前記補正手段は、前記第1決定手段による前記マークの位置を、前記第2決定手段による前記マークの位置に基づき補正し、
前記調整手段は、前記補正後のマークの位置に基づき前記基準色の画像の形成位置に対して前記調整色の画像の形成位置を調整する、画像形成装置。 - 請求項9に記載の画像形成装置であって、
所定の実行条件を満たしたかどうかを判断する判断手段を備え、
前記形成手段は、前記実行条件が満たされた場合には前記基準色のマーク、前記調整色のマーク及び前記パターンを前記対象物上に形成し、前記実行条件が満たされない場合には前記パターンを前記対象物上に形成しない構成とされ、
前記補正手段は、前記実行条件が満たされた場合にはそのときに形成したパターンに基づき補正を行い、前記実行条件が満たされない場合にはそれ以前に前記実行条件を満たしたときに形成したパターンに基づき補正を行う。
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