以下、図面を参照しながら、この発明の実施例に係る画像形成装置及び画像形成方法について説明をする。
図1は、本発明の各実施例としてのカラー複写機100の構成例を示す概念図である。
図1に示すカラー複写機100は、タンデム方式のカラー画像形成装置の一例を構成し、画像情報に基づいて像担持体に色を重ね合わせて色画像を形成する。カラー複写機100は、必要に応じて色ずれ補正処理を実行する。
この色ずれ補正処理を実行するとき、当該複写機100は、用紙ずれ情報に基づいてリアルタイム補正モード(カラーレジスト補正処理)を実行する。ここにリアルタイム補正モードとは、像担持体の画像領域に画像を書き込む処理及びその非画像領域に印画像を書き込む処理を並行して実行する動作をいう。
上述のリアルタイム補正モードでは、印画像を書き込む処理を行った後、当該印画像の通過タイミングを読み取って、基準色の印画像に対する他の色の印画像の位置ずれ量を算出し、該位置ずれ量に基づいて画像形成位置を補正する動作を実行する(色ずれ補正処理)。
カラー複写機100は、複写機本体101と画像読取装置102とから構成される。複写機本体101の上部には、自動原稿給紙装置201と原稿画像走査露光装置202から成る画像読取装置102が設置されている。自動原稿給紙装置201の原稿台上に載置された原稿dは、図示しない搬送手段により搬送され、原稿画像走査露光装置202の光学系により原稿の片面又は両面の画像が走査露光され、原稿画像を反映する入射光がラインイメージセンサCCDにより読み込まれる。
ラインイメージセンサCCDにより光電変換されたアナログ画像信号は、図示しない画像処理部において、アナログ処理、A/D変換、シェーディング補正及び画像圧縮処理等がなされ、デジタルの画像情報となる。画像情報は画像形成手段へ送られる。画像形成手段は各色毎に像担持体を有する複数組の画像形成ユニット(以下画像形成系IIともいう)10Y、10M、10C、10Kと、無終端状の中間転写ベルト6(以下画像転写系Iともいう)と、再給紙機構(ADU機構)を含む給紙搬送手段と、トナー像を定着するための定着装置17とを備えている。
この例で、画像形成ユニット10Yは、感光体ドラム1Y、帯電器2Y、書込みユニット3Y、現像ユニット4Y及び像形成体用のクリーニング手段8Yを有して、イエロー(Y)色の画像を形成するようになされる。
感光体ドラム1Yは像担持体の一例を構成し、例えば、中間転写ベルト6の右側上部に近接して回転自在に設けられ、Y色のトナー像を形成するようになされる。この例で、感光体ドラム1Yは、図示しない駆動機構によって、反時計方向に回転される。感光体ドラム1Yの斜め右側下方には、帯電器2Yが設けられ、感光体ドラム1Yの表面を所定の電位に帯電するようになされる。
感光体ドラム1Yのほぼ真横に対峙して、各々のレーザ光源を有した書込みユニット3Yが設けられ、事前に帯電された感光体ドラム1Yに対して、Y色用の画像データに基づく所定の強度を有したY色用のレーザビーム光を走査するようになされる。このレーザビーム光は、例えば、Y色用のポリゴンミラーを回転して偏向走査される、いわゆるY色画像データの主走査方向への書込みである。主走査方向は、感光体ドラム1Yの回転軸に平行する方向である。感光体ドラム1Yは、副走査方向に回転する。副走査方向は、感光体ドラム1Yの回転軸に対して直交する方向である。この感光体ドラム1Yが副走査方向に回転し、かつ、レーザビーム光の主走査方向への偏向走査によって、感光体ドラム1YにはY色用の静電潜像が形成される。
書込みユニット3Yの上方には現像ユニット4Yが設けられ、感光体ドラム1Yに形成されたY色用の静電潜像を現像するように動作する。現像ユニット4Yは、図示しないY色用の現像ローラを有している。現像ユニット4Yには、Y色用のトナー剤及びキャリアが収納されている。Y色用の現像ローラは、内部に磁石が配置され、現像ユニット4Y内でキャリアとY色トナー剤を攪拌して得られる2成分現像剤を感光体ドラム1Yの対向部位に回転搬送し、Y色のトナー剤により静電潜像を現像するようになされる。この感光体ドラム1Yに形成されたY色のトナー像は、1次転写ローラ7Yを動作させて中間転写ベルト6に転写される(1次転写)。感光体ドラム1Yの左側下方には、クリーニング部8Yが設けられ、前回の書込みで感光体ドラム1Yに残留したトナー剤を除去(クリーニング)するようになされる。
この例で、画像形成ユニット10Yの下方には画像形成ユニット10Mが設けられる。画像形成ユニット10Mは、感光体ドラム1M、帯電器2M、書込みユニット3M、現像ユニット4M及び像形成体用のクリーニング部8Mを有して、マゼンタ(M)色の画像を形成するようになされる。画像形成ユニット10Mの下方には画像形成ユニット10Cが設けられる。画像形成ユニット10Cは、感光体ドラム1C、帯電器2C、書込みユニット3C、現像ユニット4C及び像形成体用のクリーニング部8Cを有して、シアン(C)色の画像を形成するようになされる。
画像形成ユニット10Cの下方には画像形成ユニット10Kが設けられる。画像形成ユニット10Kは、感光体ドラム1K、帯電器2K、書込みユニット3K、現像ユニット4K及び像形成体用のクリーニング部8Kを有して、ブラック(BK)色の画像を形成するようになされる。感光体ドラム1Y,1M,1C,1Kには有機感光体(Organic Photo Conductor;OPC)ドラムが使用される。
なお、画像形成ユニット10M〜10Kの各部材の機能については、画像形成ユニット10Yの同じ符号のものについて、YをM、C、Kに読み替えることで適用できるので、その説明を省略する。上述の1次転写ローラ7Y,7M,7C及び7Kには、使用するトナー剤と反対極性(本実施例においては正極性)の1次転写バイアス電圧が印加される。
中間転写ベルト6は像担持体の一例を構成し、1次転写ローラ7Y,7M,7C及び7Kによって転写されたトナー像を重合してカラートナー像(カラー画像)を形成する。例えば、中間転写ベルト6上に形成されたカラー画像は、中間転写ベルト6が時計方向に回転することで、2次転写ローラ7Aに向けて搬送される。2次転写ローラ7Aは中間転写ベルト6の下方に位置しており、中間転写ベルト6に形成されたカラートナー像を給紙部20から搬送されてきた用紙Pに一括して転写するようになされる(2次転写)。
給紙部20は、例えば、上述の書込みユニット3Kの下方に設けられ、給紙トレイ20A,20B,20Cを有して構成される。給紙トレイ20A,20B,20C内に収容された用紙Pは、給紙トレイ20A,20B,20Cにそれぞれ設けられる送り出しローラ21及び給紙ローラ22Aにより給紙され、搬送ローラ22B,22C,22D、レジストローラ23及び28等を経て、2次転写ローラ7Aに搬送される。
2次転写ローラ7Aの左側には定着装置17が設けられ、カラー画像を転写された用紙Pを定着処理するようになされる。定着装置17は、定着ローラ、加圧ローラ及び加熱ヒータを有している。定着処理は、加熱ヒータによって加熱される定着ローラ及び加圧ローラの間に用紙Pを通過させることで、当該用紙Pが加熱・加圧される。定着後の用紙Pは、排紙ローラ24に挟持されて機外の排紙トレイ25上に載置される。
この例で、中間転写ベルト6の左側上方にはクリーニング部8Aが設けられ、転写後の中間転写ベルト6上に残存するトナー剤をクリーニングするように動作する。クリーニング部8Aは、中間転写ベルト6の電荷を除電する除電部や中間転写ベルト6に残留するトナー等を除去するパッドを有している。このクリーニング部8Aによってベルト面がクリーニングされ、除電部で除電された後の中間転写ベルト6は、次の画像形成サイクルに入る。これにより、用紙Pにカラー画像を形成できるようになる。
この複写機本体101のクリーニング部8Aの上流側であって、中間転写ベルト6上面の各々端部を見通せる領域には、レジストセンサ12A,12B(図示せず)が設けられており、上述した画像形成ユニット10Y、10M、10C、10Kによって中間転写ベルト6の両側端部に形成された色ずれ補正用のY、C、M、BKの各色のレジストマークCRを検知して画像検知信号を発生するようになされる。この画像検知信号に基づいて、リアルタイム補正モードを実行できるようになる。
この例では、レジストセンサ12A,12Bの他に、例えば、レジストローラ23の直前には、検知手段の一例となる用紙ずれセンサ11が配置され、用紙Pの基準位置からのずれ量及びその方向を検知して用紙ずれ信号を出力するようになされる。もちろん、この位置に限られることはなく、搬送ローラ22C,22Dの直線に配置してもよい。搬送ローラ22C,22Dは、手差しトレイ28からの給紙搬送路と、給紙部20からの給紙搬送路とが合流する部分である。この位置に用紙ずれセンサ11を配置することで、手差しトレイ28から給紙された幅広の用紙P’や、給紙トレイにセットされた幅広の用紙P’の両方の用紙Pのずれ量及び方向を検知できるようになる。
上述のレジストローラ23の直前及び、搬送ローラ22C,22Dの二箇所に配置し、両者の位置ずれの差から画像転写系における用紙ずれを予測できるようになる。用紙Pの二つの通過点のずれを検知して、画像転写系における用紙Pのずれ量の動向を予測するようにしてもよい。
図2A〜Cは、用紙P、中間転写ベルト6及び感光体ドラム1Y等の構成例を示す正面図である。
図2Aに示す感光体ドラム1Yは、露光可能幅W0を有している。露光可能幅W0は、最大画像形成領域の主走査方向の幅を成す。露光可能幅W0は書き込みユニット3Yのレーザ走査幅とほぼ等しく、例えば、最大画像形成領域を幅W1の画像領域(有効画像領域)と幅W2l,W2rの非画像領域とに区分される。露光可能幅W0は、画像領域+非画像領域=幅(W1+W2l+W2r)で示される。
感光体ドラム1Yは回転軸81を有している。この回転軸81に平行する方向を主走査方向としたとき、感光体ドラム1Yにおいて、幅W1の画像領域の左側端部には幅W2lの非画像領域が設けられ、右側端部には非画像領域W2rが設けられ、幅W1の画像領域と幅W2r,W2lの非画像領域とが主走査方向に並設されている。
幅W1の画像領域には図2Bに示す中間転写ベルト6を介して用紙Pに転写するための画像が形成される。中間転写ベルト6はベルト幅W0’(≒W0)を有している。上述の当該幅W1の画像領域以外であって、幅W2l,W2rの非画像領域には、色ずれ補正用の印画像の一例となるY色のレジストマークCRが形成される。副走査方向は、感光体ドラム1Yの回転軸81に対して直交する方向である。
この例で、露光可能幅W0が図2Cに示す用紙Pの最大幅Wmaxよりも大きく設定されている。感光体ドラム1Yは、副走査方向に回転する。この感光体ドラム1Yが副走査方向に回転し、かつ、レーザビーム光の主走査方向への偏向走査によって、感光体ドラム1YにはY色用の静電潜像が形成される。他の感光体ドラム1M〜1Kも同様にして構成される。
例えば、感光体ドラム1Mは、幅W1の画像領域と幅W2l,W2rの非画像領域とが主走査方向に並設され、かつ、主走査方向の露光可能幅W0が用紙Pの最大幅Wmaxよりも大きく設定されている。感光体ドラム1Cは、幅W1の画像領域と幅W2l,W2rの非画像領域とが主走査方向に並設され、かつ、主走査方向の露光可能幅W0が用紙Pの最大幅Wmaxよりも大きく設定されている。感光体ドラム1Kは、幅W1の画像領域と幅W2l,W2rの非画像領域とが主走査方向に並設され、かつ、主走査方向の露光可能幅W0が用紙Pの最大幅Wmaxよりも大きく設定されている。これにより、リアルタイム補正モードを実行できるようになる。
図3は、2つのレジストセンサ12A,12BによるレジストマークCRの検知例を示す斜視図である。図3に示すレジストセンサ12A及び12Bは、中間転写ベルト面を見通せる領域であって、中間転写ベルト6の両側端部上に設けられ、リアルタイム補正モード実行時、画像形成ユニット10Y、10M、10C、10Kによって中間転写ベルト6の両側に形成されたレジストマークCRを検知するようになされる。レジストセンサ12A及び12Bには、光学式センサやラインイメージセンサが使用される。レジストセンサ12A及び12Bは、幅W2l,W2rの非画像領域上に配置される。
図4は、中間転写ベルト6における用紙Pの給紙例を示す平面図である。この例では、感光体ドラム1Y等の露光可能幅W0とほぼ等しいベルト幅W0’を有した中間転写ベルト6にA3サイズ(縦長)の用紙Pを給紙(セット)した場合の例を挙げている。
図4に示す中間転写ベルト6では、A3サイズの用紙Pに画像が転写可能となされている。用紙Pが給紙された中間転写ベルト6において、露光可能幅をW0(=W0’)とし、画像領域の幅をW1とし、非画像領域の幅をW2l,W2rとし、左右の書込み位置ずれマージン(範囲)をWaとし、左右の汚れ防止マージンをWbとし、A3サイズの用紙Pの短辺の幅(最大幅)をWmax=297mmとしたとき、解像度が1200[dpi]である場合に、露光可能幅W0は仕様値によりW0=324mmに設定(設計)される。なお、図4に示すLcは画像中心位置を示しており、Wmax/2に位置している。画像中心位置Lcを基準位置とする場合がある。
画像領域の幅W1は、Wmax+(Wa+Wb)×2に設定される。この例では、左右の書込み位置ずれマージンWaが1.5mmに設定され、左右の汚れ防止マージンWbは2mmに設定され、画像領域の幅W1は304mmとなる。非画像領域の左側端部の幅W2lは12mmに設定され、右側端部の幅W2rも12mmに設定される。なお、主走査補正処理を行う場合、レジストマークCRのライン幅を64dot(1.35mm)に設定される。
この例では、短辺の幅Wmax=297mmの理想のA3サイズの用紙Pが画像形成系に給紙された場合は、画像領域の幅W1の両側に紙裁断マージンWa=2mm及び汚れ防止マージンWb=2mmを設定しているので、リアルタイム補正モードを実行できる。リアルタイム補正モードでは、印字動作中に連続的に色ずれ量を検知し、書込みユニットの書込み開始位置(書込みタイミング)を補正するようになされる。
リアルタイム補正モードでは、BK色のレジストマークCRを基準にして、速度偏差を測定し、それぞれの範囲でレジストマークCRのずれ量について補正を行う。例えば、感光体ドラム1Y,1M,1C,1Kを介して中間転写ベルト6に色ずれ補正用のレジストマークCRを形成し、当該レジストマークCRの通過タイミングを読み取って、基準色のレジストマークCRに対する他の色のレジストマークCRの位置ずれ量を算出し、該位置ずれ量に基づいて画像形成位置を補正するようになされる。これにより、BK色基準に求められた速度変化率を色ずれ量に反映させた演算を行うことができる。
上述の画像形成位置とは、画像データに基づくカラー画像を中間転写ベルト6上に再現する場合に、Y色、M色、C色、BK色等の各々のトナー像を重ね合わせる位置をいう。この画像形成位置は、感光体ドラム1Y,1M,1C,1Kに対する書込み開始位置を調整することで補正される。補正を行うタイミングは用紙1頁単位に行われる。このようにすると、用紙Pの両側端部に色ずれ補正用のY、C、M、BKの各色のレジストマークCRが転写されることがなくなる。
図5A及びBは、レジストマークCRの構成例及びそのサイズ例を示す図である。
図5Aに示すレジストマークCRは、レジストマーク直線部(i)及び、所定の角度に折れ曲がったレジストマーク傾斜部(ii)から構成され、「フ」字状を有している。レジストマークCRは例えば、マーク幅w1、センサ軌跡設定距離w2、斜め線中心分割距離w3、マーク線幅w4、マーク線接続距離w5及びマーク高さw6を有している。
ここにマーク幅w1とは、レジストマークCRの左端部から右端部に至る長さをいう。センサ軌跡設定距離w2とは、レジストマークCRの左端部から、図中波線で示したセンサ軌跡に至る長さをいう。斜め線中心分割距離w3とは、レジストマーク傾斜部(ii)を相対的に通過するセンサ軌跡位置から主走査方向に投影したとき、マーク高さw6を2分する長さをいう。マーク線幅w4とは、レジストマーク直線部(i)の幅をいう。マーク線接続距離w5とは、レジストマーク直線部(i)と、レジストマーク傾斜部(ii)とを接続する部分の長さをいう。マーク高さw6とは、全体のレジストマークCRの高さからマーク線幅w4を除いた長さをいう。
また、レジストマーク傾斜部(ii)は図5Bに示すように、傾斜部幅w7、形成ドット幅w8を有している。ここに傾斜部幅w7とは、レジストマーク傾斜部(ii)の幅をいう。形成ドット幅w8とは、レジストマーク傾斜部(ii)を形成するドットの幅をいう。
モノクロのレジストマークCRは、例えば、解像度が1200[dpi]である場合、マーク幅がw1=380dot、センサ軌跡設定距離がw2=156dot、斜め線中心分割距離がw3=190dot、マーク線幅がw4=48dot、マーク線接続距離がw5=34dot及びマーク高さがw6=380dotに各々設定される。また、レジストマーク傾斜部(ii)については、傾斜部幅がw7=48dot、形成ドット幅がw8=1dotに設定される。
カラーのレジストマークCRは、例えば、解像度が1200[dpi]である場合、マーク幅がw1=190dot、センサ軌跡設定距離がw2=78dot、斜め線中心分割距離がw3=95dot、マーク線幅がw4=24dot、マーク線接続距離がw5=17dot及びマーク高さがw6=190dotに各々設定される。レジストマーク傾斜部(ii)については、傾斜部幅がw7=24dot、形成ドット幅がw8=1dotに設定される。このように設定されたレジストマークCRを感光体ドラム1Y等で作像し、これらを中間転写ベルト6に転写できるようになる。
図6は、レジストマークCRの書込み例を示す平面図である。図6に示すレジストマークCRは、画像中心位置Lcを基準にして左右の両側に書き込まれる。
Ld1,Ld2は、画像中心位置Lcから左右のレジストマークCRのほぼ中心部に至る距離である。距離Ld1は、画像中心位置Lcから左右のレジストマークCRの端部に至る距離をLeとしたとき、距離Le+(マーク幅w1−センサ軌跡設定距離w2)に設定される。距離Ld2は、距離Le+センサ軌跡設定距離w2に設定される。左右のレジストマークCRは、BK色、M色,C色及びY色のレジストを1組とするマークパターンが繰り返し書き込まれる。各色のレジストマークCRの配置ピッチはMpに設定され、1組のマークパターンの長さLaは4×Mpとなる。
この例で、レジストマークCRは、例えば、解像度が600[dpi]である場合、距離Leが3602dotで、距離Ld1が3714dot、距離Ld2が3680dot、センサ軌跡設定距離w2が78dot、斜め線中心分割距離がw3=95dot、配置ピッチMpが296dot、マークパターン長さLaが1184dotに各々設定される。このように設定されたレジストマークCRを感光体ドラム1Y,1M,1C,1Kで作像し、これらを中間転写ベルト6の両側に転写(作成)できるようになる。
図7A〜Cは、第1の実施例としてのレジストマークの書込み例を示す概念図である。この例では、画像領域両端部の非画像領域にレジストマークCRを書き込む場合に、用紙ずれセンサ11により検出された用紙Pと基準位置とのずれ量及びその方向に基づいてレジストマークCRの書き込み開始位置を調整するようになされる。例えば、幅W1の画像領域外にレジストマーク作成領域として十分な非画像領域が有る場合である。
図7A〜Cにおいて、黒丸印はレジストセンサ12A,12B等のスポット径であり、センサスポットを示している。図中のWLは左端部の可変範囲(変更可能範囲)であり、左端部でのレジストマークCR1の書込み位置又はマークサイズを調整できる範囲を示している。図中のWRは右端部の可変範囲であり、右端部でのレジストマークCR1の書込み位置を調整できる範囲を示している。図中の斜線部領域は、用紙ずれセンサ11が所定のサンプリング時間に用紙Pを読み込んだ部分である。斜線部領域は、用紙Pの主走査方向に対する給紙位置(以下転写紙主走査方向位置という)を示している。
図7Aは、用紙正常給紙時の「フ」字のレジストマークの書込み例を示す図である。図7Aにおいて、レジストマークCR1は、端点及び交点を有した所定の図形、この例では「フ」字を成している。この例で、レジストマークCR1の書込み開始位置を調整(可変)する範囲は、端点及び交点を結んで形成される三角図形(無終端図形)にレジストセンサ12A,12Bを構成する光学式センサのスポット径の円を内接させた場合、三角図形が主走査方向に移動可能となる走査範囲に等しい。このようにレジストマークCR1を書込み開始位置を調整する範囲(レジストマーク位置補正範囲)を規定することにより、レジストマークCR1がレジストセンサ検知範囲外に移動してしまうことを原因として色ずれ補正処理ができない状態を防止できるようになる。
図7Aに示す用紙Pは、画像領域W1に対して用紙ずれを伴うことなく、正常に画像転写系Iに給紙された場合である。この場合は、可変範囲WL内であって、幅W2lの非画像領域に「フ」字のレジストマークCR1を書き込むようになされる。右端部の可変範囲WR内では、幅W2rの非画像領域に「フ」字のレジストマークCR1が書き込まれる。しかも、デフォルト位置にあるセンサスポットが、中間転写ベルト6の動きと相対的に、波線に示すセンサ軌跡Lr上をセンスするようになる。
図7Bは、用紙右寄り給紙時の「フ」字のレジストマークの書込み例を示す図である。この例では、画像領域W1に対して用紙ずれを伴い、用紙Pが右側に片寄って画像転写系Iに給紙された場合である。この場合は、左右のレジストマークCR1が全体的に右側にシフトして書き込まれる。可変範囲WL内では、幅W2lの非画像領域から外れるものの、幅W1の画像領域に食い込まない位置で「フ」字のレジストマークCR1を書き込むようになされる。同様に、右端部の可変範囲WRでは、用紙Pが可変範囲WRに食い込む位置となるが、幅W2rの非画像領域から右側マージン領域に逃げる位置で「フ」字のレジストマークCR1を書き込むようになされる。センサスポットは、レジストマークCR1で作られる三角形に内接する左側角部(以下左側シフト限界位置という)で波線に示すセンサ軌跡Lr上をセンスする。
図7Cは、用紙左寄り給紙時の「フ」字のレジストマークの書込み例を示す図である。この例では、画像領域W1に対して用紙ずれを伴い、用紙Pが左側に片寄って画像転写系Iに給紙された場合である。この場合は、左右のレジストマークCR1が全体的に左側にシフトして書き込まれる。可変範囲WL内では、幅W2lの非画像領域から左側マージン領域に逃げる位置で「フ」字のレジストマークCR1を書き込むようになされる。同様に、可変範囲WR内では、幅W2rの非画像領域から左側へはみ出すが、用紙Pが左に片寄った分だけ、幅W1の画像領域すれすれまで動いた位置で「フ」字のレジストマークCR1を書き込むようになされる。センサスポットは、レジストマークCR1で作る三角形に内接する右側シフト限界位置で波線に示すセンサ軌跡Lr上をセンスする。
続いて、カラー複写機100の制御系の構成例について説明する。図8はカラー複写機100の画像転写系I及び画像形成系IIの構成例を示すブロック図である。図8に示すカラー複写機100は、図1に示した中間転写ベルト6やレジストセンサ12等を含む処理系を画像転写系Iとし、画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kを画像形成系IIとして抜き出したものである。
図8において、カラー複写機100は、画像形成ユニット10Y,10M,10C,10K、用紙ずれセンサ11、レジストセンサ12A,12B、不揮発メモリ14、制御部15、操作部16、表示部18及び画像処理部70を有している。
制御部15には用紙ずれセンサ11が接続され、図1に示した画像形成ユニット10Yの下方の画像転写系Iに給紙される用紙Pのずれ量及びその方向を検知して用紙ずれ検知信号S1(用紙ずれ検知情報)を制御部15に出力するようになされる。用紙ずれセンサ11は、例えば、画像転写系Iに給紙される用紙Pに関して、感光体ドラム1Y〜1K又は/及び中間転写ベルト6における幅W1の画像領域と可変範囲WL,WR(幅W2l,w2rの非画像領域を含む)とを区分する基準位置に対する当該用紙Pのずれ量及びその方向を検出する。用紙ずれセンサ11にはラインセンサが使用される。検知手段は、当該複写機で最大サイズの用紙P’のずれ量を検知できれば、どんなセンサを用いてもよい。
制御部15では、用紙ずれセンサ11から出力される用紙ずれ検知信号S1をアナログ・デジタル変換した用紙ずれ検知データD1に基づいて画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kを制御する。例えば、制御部15は、用紙ずれ検知データD1に基づいてリアルタイム補正モードを実行する。リアルタイム補正モードでは、用紙ずれセンサ11により検出された用紙Pのずれ量及びそのずれの方向に基づいて幅W1の画像領域に画像を書き込み、及び、幅W2l,w2rの非画像領域に並行してレジストマークCRを書き込むように画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kを制御する。
この例で、制御部15が用紙ずれ検知データD1に基づいて用紙Pのずれ量Δεpを検知し、レジストマークCRの書き出し位置をずれ量及びずれ方向を示す用紙ずれ検知データD1に基づいてマーク書込位置の可変制御を実行する。この可変制御を実行によって、誤って用紙PにレジストマークCRが転写されることを防止できる。
この例で、制御部15は、定着装置17の定着温度が変化して温度差がΔ2°Cとなったとき、画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kが一定時間停止していたとき、主電源がオンされた時、ユーザにより、強制的に補正指示がなされたときに色ずれ補正処理(カラーレジスト補正処理)を実行する。この例で、制御部15は、用紙単位に色ずれ補正処理を実行する。
制御部15にはレジストセンサ12A,12Bが接続され、リアルタイム補正モード時、中間転写ベルト6上の両側端部に形成されたレジストマークCR,CRを検知して画像検知信号S21,S21を出力する。画像検知信号S21,S22には、レジストマークCR,CRの前端エッジ検知信号成分や後端エッジ検知信号成分が含まれる。
レジストセンサ12A,12Bには、反射型の光学式センサやイメージセンサ等が使用される。これらのセンサには、発光素子及び受光素子が備えられ、光が発光素子からレジストマークCRへ照射され、その反射光を受光素子で検知するようになされる。制御部15は、レジストセンサ12A,12Bから得られる画像検知信号S21,S22をアナログ・デジタル変換した後の画像検知データDp1,Dp2に基づいて書込みユニット3Y,3M,3Cの露光タイミングを制御する。
制御部15には操作部16が接続され、通常のプリントモード時にユーザによって用紙Pの選択や、給紙トレイの設定等の画像形成条件を指示する際に、これらの操作データD31が入力される。操作はユーザによってなされる。制御部15には操作部16の他に表示手段を構成する表示部18が接続される。表示部18には液晶ディスプレイが使用され、液晶ディスプレイは、操作部16を構成する図示しないタッチパネルと組み合わせて使用される。
制御部15は、例えば、基準位置に対する用紙Pのずれ量及びその方向を検出した結果、レジストマークCRが非画像領域又は露光可能幅からはみ出る回数を計測し、はみ出る回数と判別基準回数とを比較し、はみ出る回数が連続して判別基準回数を越える場合に、用紙設定確認注意を促す警告表示制御を実行する。警告表示制御では、例えば、用紙給紙時の設定確認等注意を促すための警告を表示データDvに基づいて表示する。
この例では、制御部15は用紙ずれ検知データD1が補正可能範囲を逸脱しているか否かを判別し、用紙ずれ検知データD1が補正可能範囲以上の値となった場合や、用紙ずれ状況が所定の枚数連続して発生するような場合に、表示画面を通じて用紙設定確認の注意をメッセージ等により促す。このメッセージを確認することで、用紙Pを正しい状況でセットでき、リアルタイム補正モードを正常に行える環境に維持できるようになる。
また、用紙ずれ検知データD1が補正可能範囲を逸脱している場合に、対象用紙でのリアルタイム補正モードの実行を取り止める。レジスト補正モードの実行取り止めが所定の回数連続して発生した場合に、表示部18に用紙Pのセット状況確認を促すメッセージを出力するようにしてもよい。これにより、用紙Pのずれ量が所定の値以上で色ずれ補正処理ができない状況が続いた場合に、表示部18で警報表示することができる。
制御部15には操作部16の他に不揮発メモリ14が接続される。不揮発メモリ14には、用紙ずれ検知データD1や、画像検知データDp1,Dp2、色ずれ補正データDε、表示データDv等が記憶される。不揮発メモリ14にはハードディスクやEEPROM等が使用される。
上述の制御部15には不揮発メモリ14の他に画像処理部70が接続される。画像処理部70は画像処理回路71、Y−信号処理部72Y、M−信号処理部72M、C−信号処理部72C及び、K−信号処理部72Kを有している。画像処理回路71には、原稿から読み取ったカラー画像のR,G,B色成分に係るR,G,B信号及び、プリンタ等の外部機器から出力される任意のプリントに係るY,M,C,K信号が入力される。
画像処理回路71では、画像処理制御信号S4に基づいてR,G,B信号を色変換して画像データDyをY−信号処理部72Yに出力する。また、リアルタイム補正モード選択時、画像処理制御信号S4に基づいて色ずれ補正用の画像データDy’をY−信号処理部72Yに出力する。ここに画像データDyは、通常の画像形成モード時のJOBに係るY色用の画像形成信号をアナログ・デジタル変換した後のデータである。画像データDy’はY色レジストマーク形成用のデータである。
同様にして、画像処理回路71は、画像処理制御信号S4に基づいてR,G,B信号を色変換して画像データDmをM−信号処理部72Mに出力する。また、リアルタイム補正モード時、画像処理制御信号S4に基づいて色ずれ補正用の画像データDm’をM−信号処理部72Mに出力する。ここに画像データDmは、通常の画像形成モード時のJOBに係るM色用の画像形成信号をアナログ・デジタル変換した後のデータである。画像データDm’はM色レジストマーク形成用のデータである。
また、画像処理回路71は、画像処理制御信号S4に基づいてR,G,B信号を色変換して画像データDcをC−信号処理部72Cに出力する。更に、リアルタイム補正モード時、画像処理制御信号S4に基づいて色ずれ補正用の画像データDc’をC−信号処理部72Cに出力する。ここに画像データDcは、通常の画像形成モード時のJOBに係るC色用の画像形成信号をアナログ・デジタル変換した後のデータである。画像データDc’はC色レジストマーク形成用のデータである。
また、画像処理回路71は、画像処理制御信号S4に基づいてR,G,B信号を色変換して画像データDkをK−信号処理部72Kに出力する。更に、リアルタイム補正モード時、画像処理制御信号S4に基づいて色ずれ補正用の画像データDk’をK−信号処理部72Kに出力する。ここに画像データDkは、通常の画像形成モード時のJOBに係るBK色用の画像形成信号をアナログ・デジタル変換した後のデータである。画像データDk’はBK色レジストマーク形成用のデータである。画像処理制御信号S4は制御部15から画像処理回路71に出力される。
Y−信号処理部72Yは、画像データDy及び画像データDy’を書込制御信号S5に基づいて合成し、この画像データDy及び画像データDy’を書込みユニット3Yに出力する。書込みユニット3YはY色用のレーザ光の照射タイミングを検知してレーザ検知信号(以下Y−INDEX信号という)を出力するようになされる。
M−信号処理部72Mは、画像データDm及び画像データDm’を書込制御信号S5に基づいて合成し、この画像データDm及び画像データDm’を書込みユニット3Mに出力する。書込みユニット3MはM色用のレーザ光の照射タイミングを検知してレーザ検知信号(以下M−INDEX信号という)を出力するようになされる。
C−信号処理部72Cは、画像データDc及び画像データDc’を書込制御信号S5に基づいて合成し、この画像データDc及び画像データDc’を書込みユニット3Cに出力する。書込みユニット3CはC色用のレーザ光の照射タイミングを検知してレーザ検知信号(以下C−INDEX信号という)を出力するようになされる。
K−信号処理部72Kは、画像データDk及び画像データDk’を書込制御信号S5に基づいて合成し、この画像データDk及び画像データDk’書込みユニット3Kに出力する。書込みユニット3KはBK色用のレーザ光の照射タイミングを検知してレーザ検知信号(以下K−INDEX信号という)を出力するようになされる。書込制御信号S5は制御部15からY〜K−信号処理部72Y〜72Kに各々出力される。
制御部15には画像処理部70の他に画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kが接続されており、画像形成ユニット10Yでは、画像処理部70から出力されるY色用の書込みデータWyに基づいて感光体ドラム1Yを介して中間転写ベルト6にY色のトナー像を形成する。書込みデータWyには、通常の画像形成モード時の画像データDyや、色ずれ補正モード時のレジストマーク形成用の画像データDy’が含まれる。
この例で、リアルタイム補正モードが実行されると、書込みデータWy=画像データDy+画像データDy’を書込みユニット3Yに出力される。つまり、幅W1の画像領域に書き込む通常の画像形成用の画像データDyと、その両側端部の幅W2l及びW2rの非画像領域に書き込む色ずれ補正用の画像データDy’とがY−信号処理部72Yでシリアルに合成されて書込みユニット3Yに出力される。
画像形成ユニット10MではM色用の書込みデータWmに基づいて感光体ドラム1Mを介して中間転写ベルト6にM色のトナー像を形成する。書込みデータWmには、通常の画像形成モード時の画像データDmや、色ずれ補正モード時のレジストマーク形成用の画像データDm’が含まれる。
画像形成ユニット10Mでも、リアルタイム補正モードが実行されると、書込みデータWm=画像データDm+画像データDm’を書込みユニット3Mに出力される。つまり、幅W1の画像領域に書き込む通常の画像形成用の画像データDmと、その両側端部の幅W2l及びW2rの非画像領域に書き込む色ずれ補正用の画像データDm’とがM−信号処理部72Mでシリアルに合成されて書込みユニット3Mに出力される。
画像形成ユニット10CではC色用の書込みデータWcに基づいて感光体ドラム1Cを介して中間転写ベルト6にC色のトナー像を形成する。書込みデータWcには、通常の画像形成モード時の画像データDcや、色ずれ補正モード時のレジストマーク形成用の画像データDc’が含まれる。
画像形成ユニット10Cでも、リアルタイム補正モードが実行されると、書込みデータWc=画像データDc+画像データDc’を書込みユニット3Cに出力される。つまり、幅W1の画像領域に書き込む通常の画像形成用の画像データDcと、その両側端部の幅W2l及びW2rの非画像領域に書き込む色ずれ補正用の画像データDc’とがC−信号処理部72Cでシリアルに合成されて書込みユニット3Cに出力される。
画像形成ユニット10KではBK色用の書込みデータWkに基づいて感光体ドラム1Kを介して中間転写ベルト6にBK色のトナー像を形成するようになされる。書込みデータWkには、通常の画像形成モード時の画像データDkや、色ずれ補正モード時のレジストマーク形成用の画像データDkが含まれる。
画像形成ユニット10Kでも、リアルタイム補正モードが実行されると、書込みデータWk=画像データDk+画像データDk’を書込みユニット3Kに出力される。つまり、幅W1の画像領域に書き込む通常の画像形成用の画像データDkと、その両側端部の幅W2l及びW2rの非画像領域に書き込む色ずれ補正用の画像データDk’とがK−信号処理部72Kでシリアルに合成されて書込みユニット3Kに出力される。
書込みユニット3Y,3M,3C,3Kでは、制御部15によって色ずれ補正用のレジストマークCRを感光体ドラム1Y,1M,1C,1Kを介して中間転写ベルト6に形成するように制御される。この例で制御部15は、中間転写ベルト6に形成されたレジストマークCRを検知する際に、感光体ドラム1Y,1M,1C,1KへのレジストマークCRの書込み開始を許可する書込み開始信号(以下VTOP信号という)を基準にして、中間転写ベルト6上のレジストマークCRの前端エッジ検知時刻と後端エッジ検知時刻とを検知し、レジストマークCRの前端エッジ検知時刻と後端エッジ検知時刻とに基づいて色ずれ補正データDεを演算する。
この例ではY色用の書込みユニット3Yには補正部5Yが取り付けられており、制御部15からのユニット位置補正信号Syに基づいて当該書込みユニット3Yの水平位置の傾きを調整するようになされる。同様にしてM色用の書込みユニット3Mには補正部5Mが取り付けられており、制御部15からのユニット位置補正信号Smに基づいて当該書込みユニット3Mの水平位置の傾きを調整するようになされる。C色用の書込みユニット3Cには補正部5Cが取り付けられており、制御部15からのユニット位置補正信号Scに基づいて当該書込みユニット3Cの水平位置の傾きを調整するようになされる(部分横倍補正処理)。
この例で色ずれ量の算出に関しては、BK色のレジストマークCRを基準にしている。Y,M,C色の色画像の書込み位置をBK色に合わせるように調整するためである。例えば、Y色の書込み位置調整に関しては、BK色のレジストマークCRの書込み位置と、Y色のレジストマークCRの書込み位置とを検知し、Y色のレジストマークCRの書込み位置とBK色のレジストマークCRの書込み位置とのずれ量からその補正量を算出する。同様にして、M、C色の書込み位置調整に関しても、BK色のレジストマークCRの書込み位置と、MやC色のレジストマークCRの書込み位置とのずれ量を各々検知し、このずれ量から各々の補正量を算出する。その後、Y、M、C色の画像形成位置を調整するようになされる。
図9は、Y色用の書込みユニット3Y及びそのスキュー調整部9Yの構成例を示す概念図である。図9に示すY色用の書込みユニット3Yは、半導体レーザ光源31、コリメータレンズ32、補助レンズ33、ポリゴンミラー34、ポリゴンモータ35、f(θ)レンズ36、ミラー面結像用のCY1レンズ37、ドラム面結像用のCY2レンズ38、反射板39、ポリゴンモータ駆動基板45及び、LD駆動基板46を有している。
半導体レーザ光源31は、Y色用のLD駆動基板46に接続される。LD駆動基板46には書込みユニット3Yからの書込みデータWyが供給される。リアルタイム補正モードが実行されると、書込みデータWy=画像データDy+画像データDy’が書込みユニット3Yに出力される。
LD駆動基板46では書込みデータWyがPWM変調され、PWM変調後の所定のパルス幅のレーザ駆動信号SLyを半導体レーザ光源31に出力する。半導体レーザ光源31では、Y色用のレーザ駆動信号SLyに基づいてレーザ光が発生される。半導体レーザ光源31から出射されたレーザ光は、コリメータレンズ32,補助レンズ33及びCY1レンズ37によって所定のビーム光に整形される。
このビーム光は、ポリゴンミラー34によって主走査方向に偏向される。例えば、ポリゴンミラー34はポリゴンモータ35により駆動される。ポリゴンモータ35にはポリゴン駆動基板45が接続され、先に述べた制御部15からポリゴン駆動基板45には、YポリゴンCLKが供給される。ポリゴン駆動基板45は、YポリゴンCLKに基づき、ポリゴンモータ35を所定の回転速度で回転するようになされる。ポリゴンミラー34によって偏向されるビーム光は、f(θ)レンズ36及びCY2レンズ38によって感光体ドラム1Yの方へ結像される。この動作により、リアルタイム補正モード時に感光体ドラム1Yの左右端部の非画像領域には、色ずれ補正用のレジストマークCRが形成され、その画像領域には原稿画像等の静電潜像を形成するようになされる。
この書込みユニット3Yにはスキュー調整部9Yが設けられる。スキュー調整部9Yは本体部に取り付けられる。この本体部には反射板39が設けられ、この反射板39に対峙した位置には、レーザインデックスセンサ49が取り付けられる。レーザインデックスセンサ49はポリゴンミラー34によって偏向されるビーム光を検知して、Y−INDEX信号を制御部15に出力するようになされる。
スキュー調整部9Yは、調整ギヤユニット41及び調整用のモータ42を有している。調整ギヤユニット41にはCY2レンズ38が取り付けられている。調整ギヤユニット41はCY2レンズ38に対して可動自在に取り付けられる。調整用のモータ42ではスキュー調整信号SSyに基づいて調整ギヤユニット41を垂直方向に移動調整するようになされる。なお、他の色用の書込みユニット3M,3C,3K及びそのスキュー調整部の構成例については、その説明を省略する。
この例で色ずれ量の算出に関しては、BK色のレジストマークCRを基準にしている。Y,M,C色の色画像の書込み位置をBK色に合わせるように調整するためである。補正処理内容は例えば、次のi〜vの5つある。補正処理内容のうち、i〜iiiは画像データを補正することにより実現され、iv及びvはモータ42を駆動し、実際に、書込みユニット3Y,3M,3C,3Kを駆動して調整するようになされる。
i.主走査補正処理
この処理は、Y,M,C、BK色の色画像の主走査方向の書出し位置を揃える補正である。例えば、Y色の書込み位置補正に関しては、BK色のレジストマークCRの画像検知データDp1,Dp2と、Y色のレジストマークCRの画像検知データDp1,Dp2からBK色に対するY色の主走査方向の位置ずれ量を求め、ここで求めた位置ずれ量からその補正量を算出する。この補正量に基づいて、Y,M,C色の主走査方向の書込みタイミングを調整してBK色と他のY,M,C色の書込み位置とを揃えるようになされる。
ii.副走査補正処理
この処理は、Y,M,C,BK色の色画像の副走査方向における書出し位置を揃える補正である。例えば、Y色の書込み位置調整に関しては、BK色のレジストマークCRの画像検知データDp1,Dp2と、Y色のレジストマークCRの画像検知データDp1,Dp2からBK色に対するY色の副走査方向の位置ずれ量を求め、ここで求めた位置ずれ量からその補正量を算出する。この補正量に基づいて、Y,M,C色の副走査方向の書込みタイミングを調整してBK色と他のY,M,C色の書込み位置とを揃えるようになされる。
iii.全体横倍補正処理
この処理は、Y,M,C,BK色の色画像の全体における画像形成位置を揃える補正である。例えば、画像クロック信号の周期を調整して、レーザ発光タイミングを調整し、この調整に基づいて全体横倍ずれ量を補正するようになされる。
iv.部分横倍補正処理
この処理は、各書込みユニット3Y,3M,3C,3K等の水平位置の傾きを調整する補正である。例えば、書込みユニット3Yの水平方向の一方が本体部に固定され、他方が可動可能になされ、図8に示したY色用の補正部5Yで位置補正信号Syに基づいて図示しないモータを回転して調整ギヤユニット41を駆動し、書込みユニット3YをX−Y(水平)方向に傾き調整するようになされる。感光体ドラム1Yに対する書込みユニット3Yの水平位置の傾きを調整するためである。他の画像形成ユニット10M,10Cにおいても同様な処理がなされる。
v.スキュー補正処理
この処理は、各書込みユニット3Y,3M,3C,3K内のCY2レンズ38の垂直位置の傾きを調整する補正である。例えば、CY2レンズ38の一方の側は、書込みユニット3Yに支持固定され、他方の側は上下に可動可能になされ、図9に示したY色用のスキュー調整部9Yでモータ42は、スキュー調整信号SSyに基づいて調整ギヤユニット41を駆動し、CY2レンズ38を垂直方向に移動調整するようになされる。感光体ドラム1Yに対するCY2レンズ38の垂直位置の傾きを調整するためである。他の画像形成ユニット10M,10Cにおいても同様な処理がなされる。
図10は、カラー複写機100の制御系の構成例を補足するブロック図である。図10に示すカラー複写機100は、用紙ずれセンサ11、レジストセンサ12A,12B、不揮発メモリ14、制御部15、操作部16及び表示部18を有している。
制御部15はシステムバス69を有しており、例えば、A/D変換器13A〜13C、補正量演算部51、主走査開始タイミング制御部52、副走査開始タイミング制御部53、画素クロック周期制御部54、書込みユニット駆動部55、画像形成ユニット駆動部56、転写紙ずれ量/ずれ方向検出制御用のCPU57A及びリアルタイムカラーレジスト調整制御用のCPU57Bから構成され、これらがシステムバス69に接続される。
用紙ずれセンサ11は、A/D変換器13Cに接続される。A/D変換器13Cでは、リアルタイム補正モード時に、用紙ずれセンサ11から出力された用紙ずれ検知信号S1をA/D変換して二値化した後の用紙ずれ検知データD1を出力する。
レジストセンサ12AはA/D変換器13Aに接続される。A/D変換器13Aでは、リアルタイム補正モード時に、レジストセンサ12Aから出力された画像検知信号S21をA/D変換して二値化した後の画像検知データDp1を出力するようになされる。
レジストセンサ12BはA/D変換器13Bに接続される。A/D変換器13Bでは、リアルタイム補正モード時に、レジストセンサ12Bから出力された画像検知信号S22をA/D変換して二値化した後の画像検知データDp2を出力するようになされる。A/D変換器13A〜13Cは、不揮発メモリ14に各々接続される。
不揮発メモリ14には、用紙ずれ検知データD1、画像検知データDp1、Dp2、色ずれ補正データDεの他に、経過時間情報D[T1]、D[T2]、D[T3]、D[T4]等が格納される。
不揮発メモリ14は、補正量演算部51及びCPU57A,57Bに接続される。CPU57Aは、不揮発メモリ14から用紙ずれ検知データD1を読み出して用紙ずれ量及びそのずれ方向を検出し、書込みユニット駆動部55や、画像形成ユニット駆動部56を制御する。
CPU57Bは補正量演算部51を制御して不揮発メモリ14から画像検知データDp1、Dp2を読み出し、色ずれ量を検出し、主走査開始タイミング制御部52、副走査開始タイミング制御部53、画素クロック周期制御部54、書込みユニット駆動部55、画像形成ユニット駆動部56を制御する。
補正量演算部51は主走査補正量算出部511、副走査補正量算出部512、全体横倍補正量算出部513、部分横倍補正量算出部514及びスキュー補正量算出部515から構成される。補正量演算部51では、リアルタイム補正モード時に、不揮発メモリ14から画像検知データDp1、Dp2を読み出し、この画像検知データDp1、Dp2から各誤差要因(主走査、全体倍率、部分横倍、スキュー)のずれ量が算出され、ここで算出されたずれ量より各誤差要因毎の補正量が求められる。
例えば、主走査補正量算出部511では、不揮発メモリ14から画像検知データDp1、Dp2を読み出して主走査方向の位置ずれ量を算出し、この位置ずれ量を無くすように主走査方向の書き出しタイミングを調整するためのタイミング制御データD11を出力する。このタイミング制御データD11により、主走査方向の位置ずれを補正するようになされる。
副走査補正量算出部512では、不揮発メモリ14から画像検知データDp1、Dp2を読み出して副走査方向の位置ずれ量を算出し、この位置ずれ量を無くすように副走査方向の書き出しタイミングを調整するためのタイミング制御データD12を出力する。このタイミング制御データD12により、副走査方向の位置ずれを補正するようになされる。
全体横倍補正量算出部513では、不揮発メモリ14から画像検知データDpを読み出して全体横倍ずれ量を算出し、この全体横倍ずれ量を無くすように画素クロック信号の周波数を調整するためのクロック制御データD13を出力する。このクロック制御データD13により、全体横倍ずれ量を補正することができる。
部分横倍補正量算出部514では、不揮発メモリ14から画像検知データDpを読み出して部分横倍ずれ量を算出し、この部分横倍ずれ量を無くすように書込みユニット3Y等の水平方向の傾きを調整するためのユニット制御データD14を出力する。このユニット制御データD14により、部分横倍ずれ量を補正することができる。
スキュー補正量算出部515では、不揮発メモリ14から画像検知データDpを読み出してスキューずれ量を算出し、このスキューずれ量を無くすように書込みユニット3Y等の垂直方向の傾きを調整するためのスキュー制御データD15を出力する。このスキュー制御データD15により、スキューずれ量を補正することができる。
図11は、色ずれ補正用のレジストマークCRとレジストセンサ12Aとの関係例を示す図である。
図11に示すレジストマークCRは、リアルタイム補正モード時に適用され、主走査方向に平行な線分と、主走査方向に対してθ=45°の角度を有した線分で構成される。例えば、レジストマークCRは「フ」字を構成する。レジストマークCRは、レジストセンサ12Aのスポット径の照射位置にその中央の点eを合わせ込むように書き込まれる。レジストマークCRは、図10に示したCPU57Bによって、中間転写ベルト6に形成するように画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kが制御される。
この例で、主走査方向に平行な線分の中央の点eから、副走査方向に平行な補助線を引いて、この45°の角度を有した線分とこの補助線とが交わる点をfとしたとき、この点e−f間の線分の長さをLbとする。この例では、レジストマークCRの点eと点fとの検知時刻の差から点e−f間の線分の長さLbを算出することで、色ずれ補正用のレジストマークCRのレジストセンサ12A等の検知点に対する主走査方向の位置ずれを検知することができる。図中、Lrは中間転写ベルト6が副走査方向に移動することで定義されるセンサ検知軌跡を示している。
これらの色ずれ補正用のレジストマークCRをレジストセンサ12A及び12Bにより検知し、各色のレジストマークCRの画像形成位置に対する色ずれ量を算出し、Y、M、C色の画像形成位置を補正する。この補正は、色ずれ補正モード実行後の画像形成系で次の用紙Pに色画像を形成するための画像データDy,Dm,Dc,Dkを補正して、この色ずれ補正を基づく色画像を精度良く重ね合わせるためである。
図12A〜Hは、レジストセンサ12A等による画像検知信号S21の二値化例を示す図である。
図12Aに示すレジストセンサ12Aは、中間転写ベルト6上のレジストマークCRの、図中、直線部(i)及び傾斜部(ii)のエッジを検知して画像検知信号S21を出力する。この例で、「フ」字のレジストマークCRの成す角度θは45°である。中間転写ベルト6は、一定線速で副走査方向に移動する。レジストセンサ12Aでは、図示しない発光素子からレジストマークCRへ光が照射され、その反射光を受光素子で検知するようになされる。
図12Bに示す画像検知信号S21はレジストセンサ12Aから得られ、この画像検知信号S21において、L1はベルト(面)検知レベルである。Lthは、画像検知信号S21を二値化するための閾値であり、L2はレジストマークCRに係るマーク検知レベルである。a点は、レジストマーク直線部(i)の前端エッジがレジストセンサ12Aにより検知され、その画像検知信号S21が閾値Lthをクロスした点であり、前端エッジ検知時刻taを与える。この前端エッジ検知時刻taに、図12Dに示す1個目の通過タイミングパルス信号Spが立ち上がる。
b点は、レジストマーク直線部(i)の後端エッジが同様に検知され、その画像検知信号S21が閾値Lthをクロスした点であり、後端エッジ検知時刻tbを与える。この後端エッジ検知時刻tbには、図12Dに示した通過タイミングパルス信号Spが立ち下がる。
同様にして、c点は、レジストマーク傾斜部(ii)の前端エッジがレジストセンサ12Aにより検知され、その画像検知信号S21が閾値Lthをクロスした点であり、前端エッジ検知時刻tcを与える。この前端エッジ検知時刻tcには、図12Dに示す2個目の通過タイミングパルス信号Spが立ち上がる。
d点は、レジストマーク傾斜部(ii)の後端エッジが同様に検知され、その画像検知信号S21が閾値Lthをクロスした点であり、後端エッジ検知時刻tdを与える。この後端エッジ検知時刻tdには、図12Dに示した通過タイミングパルス信号Spが立ち下がる。この二値化後の通過タイミングパルス信号Spは、画像検知データDpとなる。画像検知データDpはBK色のレジストマークCRの書込み位置に対するY,M,C色の書き込み位置のずれ量算出に使用される。
レジストマーク直線部(i)の副走査方向のマーク幅は、中間転写ベルト6が一定線速で副走査方向に移動する場合、図12Fに示す経過時間T2と、図12Eに示す経過時間T1とに基づいて得られる。経過時間T1は、図12Cに示す時刻t0で書込み開始信号(VTOP信号)が立ち上がって、図示しないカウンタが起動され、その後、基準クロック信号のパルス数がカウントされ、前端エッジ検知時刻taになったとき、そのカウンタから出力される出力値(経過時間情報D[T1])によって得られる。
VTOP信号は、感光体ドラム1Y,1M,1C,1KにレジストマークCRの書込みを許可する信号(画像先端信号)である。同様にして、経過時間T2は、カウンタが更に基準クロック信号のパルス数をカウントし、後端エッジ検知時刻tbになったとき、そのカウンタから出力される出力値(経過時間情報D[T2])によって得られる。これらの経過時間情報D[T1]、D[T2]は、不揮発メモリ14に格納される。
色ずれ算出時には、不揮発メモリ14から経過時間情報D[T1]、D[T2]が読み出される。制御部15では、レジストマーク直線部(i)の副走査方向のマーク幅を経過時間情報D[T1]、D[T2]に基づいて(T2−T1)により演算するようになされる。
また、レジストマーク傾斜部(ii)の副走査方向のマーク幅は、同様にして、図12Hに示す経過時間T4と、図12Gに示す経過時間T3とに基づいて与えられる。経過時間T3は、図12Cに示した時刻t0でVTOP信号が立ち上がって、カウンタが起動され、その後、基準クロック信号のパルス数がカウントされ、前端エッジ検知時刻tcになったとき、そのカウンタから出力される出力値(経過時間情報D[T3])によって得られる。
同様にして、経過時間T4は、カウンタが更に基準クロック信号のパルス数をカウントし、後端エッジ検知時刻tbになったとき、そのカウンタから出力される出力値(経過時間情報D[T4])によって得られる。これらの経過時間情報D[T3]、D[T4]は、不揮発メモリ14に格納される。
色ずれ算出時には、不揮発メモリ14から経過時間情報D[T3]、D[T4]が読み出される。制御部15では、レジストマーク傾斜部(ii)の副走査方向のマーク幅を経過時間情報D[T3]、D[T4]に基づいて√2・(T4−T3)/2により演算するようになされる。これらの演算後に得られる情報は、色ずれ補正データとなる。なお、レジストセンサ12Bについても、同様に機能するので、その説明を省略する。
続いて、カラー複写機100の動作例について説明する。図13及び図14は、各実施例としてのカラー複写機100の補正動作例(その1、2)を示すフローチャートである。この実施例では、用紙Pに転写するための画像が形成される幅W1の画像領域と当該画像領域以外であって色ずれ補正用のレジストマークCRが形成される幅W2l,w2rの非画像領域とが主走査方向に並設され、かつ、主走査方向の露光可能幅W0が用紙Pの最大幅よりも大きく設定された画像形成系Iに給紙される用紙Pと幅W1の画像領域と幅W2l,w2rの非画像領域とを区分する基準位置との間のずれ量及びその方向を検出する。ここで検出されたずれ量及び方向に基づいて幅W1の画像領域に画像を書き込み、及び、幅W2l,w2rの非画像領域に並行してレジストマークCRを書込み処理する場合を前提とする。
これらを動作条件にして、図13に示すフローチャートのステップST1で制御部15はプリントモード(複写モード;画像形成モード)を待機する。プリントモードが設定された場合は、ステップST2に移行して制御部15は、給紙動作(複写動作中)を実行する。例えば、図1に示した給紙部20では、3つの給紙トレイ20A、20B又は20Cの中から選択された給紙トレイ内の用紙Pが繰り出され、送り出しローラ21、給紙ローラ22A、搬送ローラ22B,22C,22D、レジストローラ23及び28等を経て、2次転写ローラ7Aに搬送される。
次に、ステップST3で制御部15は用紙Pのずれ量及びその方向を検知するように用紙ずれセンサ11を制御する。例えば、用紙ずれセンサ11は、図1に示した画像形成ユニット10Yの下方の画像転写系Iに給紙される用紙Pのずれ量及びその方向を検知して用紙ずれ検知信号S1(用紙ずれ検知情報)を制御部15に出力する。用紙ずれセンサ11は、画像転写系Iに給紙される用紙Pに関して、感光体ドラム1Y〜1K又は/及び中間転写ベルト6における幅W1の画像領域と可変範囲WL,WR(幅W2l,w2rの非画像領域を含む)とを区分する基準位置に対する当該用紙Pのずれ量及びその方向を検出する。
次に、ステップST4で制御部15は用紙Pのずれ量が所定の補正許容範囲内か否かを判別する。この際の判別基準は、例えば、用紙ずれ検知データD1と補正可能範囲を示すデータとが比較され、補正可能範囲を示すデータを逸脱する場合に、用紙Pのずれ量が所定の補正許容範囲にないと判断される。例えば、図7Bに示したように用紙右寄り給紙時、すなわち、画像領域W1に対して用紙ずれを伴い、用紙Pが右側に片寄って画像転写系Iに給紙された場合である。CPU57Aは、不揮発メモリ14から用紙ずれ検知データD1を読み出して用紙ずれ量及びそのずれ方向を検出し、書込みユニット駆動部55や、画像形成ユニット駆動部56を制御するようになる。
この給紙に関して用紙Pのずれ量が所定の補正許容範囲内である場合は、ステップST5に移行して制御部15は、レジストマーク位置及びサイズ可変演算制御を実行する。例えば、制御部15は、用紙ずれ検知データD1に基づいてリアルタイム補正モードを実行する。リアルタイム補正モードでは、用紙ずれセンサ11により検出された用紙Pのずれ量及び方向に基づいて幅W1の画像領域に画像を書き込み、及び、幅W2l,w2rの非画像領域に並行してレジストマークCRを書き込むように画像処理部70を制御する。
そして、ステップST6で制御部15はレジストマークCRを書き込むように画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kを制御する。図7Bに示した用紙右寄り給紙時の場合、画像処理回路71では、画像処理制御信号S4に基づいてR,G,B信号を色変換して画像データDyをY−信号処理部72Yに出力し、画像データDmをM−信号処理部72Mに出力し、画像データDcをC−信号処理部72Cに出力し、画像データDkをK−信号処理部72Kに各々出力する。
また、画像処理制御信号S4に基づいて色ずれ補正用の画像データDy’をY−信号処理部72Yに出力し、その画像データDm’をM−信号処理部72Mに出力し、その画像データDc’をC−信号処理部72Cに出力し、その画像データDk’をK−信号処理部72Kに各々出力する。ここに画像データDy〜Dkは、通常の画像形成モード時のJOBに係るY色用の画像形成信号をアナログ・デジタル変換した後のデータである。画像データDy’〜Dk’はY〜BK色のレジストマーク形成用のデータである。
しかも、左右のレジストマークCR1を全体的に右側にシフトして書き込むような書込制御信号S5をY−信号処理部72Y、M−信号処理部72M、C−信号処理部72C、K−信号処理部72Kの各々に出力する。この例で、リアルタイム補正モードが実行されると、書込制御信号S5に基づいて書込みデータWy=画像データDy+画像データDy’を書込みユニット3Yに出力される。
つまり、幅W1の画像領域に書き込む通常の画像形成用の画像データDyと、その両側端部の幅W2l及びW2rの非画像領域に書き込む色ずれ補正用の画像データDy’とがY−信号処理部72Yでシリアルに合成されて書込みユニット3Yに出力される。他のM−信号処理部72M、C−信号処理部72C、K−信号処理部72Kにおいても同様に出力される。
これにより、図7Bに示した可変範囲WL内では、幅W2lの非画像領域から外れるものの、幅W1の画像領域に食い込まない位置で「フ」字のレジストマークCR1を書き込むようになされる。同様に、右端部の可変範囲WRでは、用紙Pが可変範囲WRに食い込む位置となるが、幅W2rの非画像領域から右側マージン領域に逃げる位置で「フ」字のレジストマークCR1を書き込むようになされる。センサスポットは、レジストマークCR1で作られる三角形に内接する左側角部(以下左側シフト限界位置という)で波線に示すセンサ軌跡Lr上をセンスする。
次に、ステップST7で制御部15はレジストマークを読み取るようにレジストセンサ12A,12B等を制御する。レジストセンサ12A,12Bは、中間転写ベルト6上の両側端部に形成されたレジストマークCR,CRを検知して画像検知信号S21,S21を出力する。画像検知信号S21,S22には、レジストマークCR,CRの前端エッジ検知信号成分や後端エッジ検知信号成分が含まれる。制御部15は、レジストセンサ12A,12Bから得られる画像検知信号S21,S22をアナログ・デジタル変換した後の画像検知データDp1,Dp2に基づいて書込みユニット3Y,3M,3Cの露光タイミングを制御する。
次に、ステップST8で制御部15はレジスト補正処理を実行する。例えば、CPU57Bは各誤差要因の補正量に従って、Y色、M色及びC色の書出しタイミングや、CLK周波数、水平、垂直方向の傾き等を調整する。ここでCPU57Bは補正量演算部51を制御して不揮発メモリ14から画像検知データDp1、Dp2を読み出し、色ずれ量を検出し、主走査開始タイミング制御部52、副走査開始タイミング制御部53、画素クロック周期制御部54、書込みユニット駆動部55、画像形成ユニット駆動部56を制御する。
このとき、CPU57Bは主走査補正量算出部511で作成されたタイミング制御データD11を主走査開始タイミング制御部52に出力する。主走査開始タイミング制御部52では、タイミング制御データD11に基づいて主走査方向の位置ずれ量を無くすように主走査方向の書き出しタイミングを調整するように動作する。
また、CPU57Bは副走査補正量算出部512で作成されたタイミング制御データD12を副走査開始タイミング制御部53に出力する。副走査開始タイミング制御部53では、タイミング制御データD12に基づいて副走査方向の位置ずれ量を無くすように副走査方向の書き出しタイミングを調整するように動作する。
更に、CPU57Bは全体横倍補正量算出部513で作成されたクロック制御データD13を画素クロック周期制御部54に出力する。画素クロック周期制御部54では、クロック制御データD13に基づいて全体横倍ずれ量を補正するようになされる。
また、CPU57Bは部分横倍補正量算出部514で作成されたユニット制御データD14を書込みユニット駆動部55に出力する。書込みユニット駆動部55では、ユニット制御データD14に基づいて部分横倍ずれ量を補正するようになされる。更に、CPU57Bはスキュー補正量算出部515で作成されたスキュー制御データD15を画像形成ユニット駆動部56に出力する。画像形成ユニット駆動部56では、スキュー制御データD15に基づいてスキューずれ量を補正するようになされる。これにより、主走査補正処理、副走査補正処理、全体横倍補正処理、部分横倍補正処理及びスキュー補正処理を実行できるようになる(図10参照)。
上述のステップST4で用紙Pのずれ量が補正許容範囲外である場合は、ステップST9に移行する。ステップST9で制御部15は、用紙Pのずれ量が所定の可変範囲WL,WR外となった連続発生回数が所定の回数以下か否かを判別する。この際の判別基準は、連続発生回数と所定の回数とを比較することにより行われる。このとき、CPU57Aは、例えば、基準位置に対する用紙Pのずれ量及びその方向を検出した結果、レジストマークCRが非画像領域又は露光可能幅からはみ出る回数を計測し、はみ出る回数と判別基準回数とを比較し、はみ出る回数が連続して判別基準回数を越える場合に、用紙設定確認注意を促す警告表示制御を実行する。
上述の連続発生回数が所定の回数以下の場合は、ステップST10に移行して制御部15は、片方レジストマークCRのみで色ずれ補正処理を実行するかを判別し、この判別結果により制御を分岐する。片側のレジストマークCRのみで色ずれ補正処理を実行する場合は、ステップST11に移行して片側のみにレジストマークCRを書き込むように画像処理部70及び画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kを制御する(上述のステップST5,ST6参照)。
その後、ステップST12で制御部15はレジストマークCRを読み取るようにレジストセンサ12A,12Bを制御する。このときの処理内容はステップST7と同様であるのでその説明を省略する。次に、ステップST13で制御部15はレジスト補正処理を実行する(主走査、副走査、スキュー補正等)。このときの処理内容はステップST8と同様であるのでその説明を省略する。
上述のステップST9で用紙Pのずれ量が所定の可変範囲WL,WR外となった連続発生回数が所定の回数を越える場合は、ステップST14に移行して、制御部15は一時的に機械を停止する。ここは停止しなくてもよい。
次に、ステップST15で用紙給紙状況の確認を促すメッセージを表示部18に表示する。表示部18は、例えば、表示データDvに基づいて用紙給紙時の設定確認等注意を促すための警告を表示する。この警告やメッセージ等を確認することで、用紙Pを正しい状況でセットでき、リアルタイム補正モードを正常に行える環境に維持できるようになる。その後、ステップST1に戻る。上述のステップST10で片方のレジストマークCRのみの色ずれ補正処理を実行しない場合は、画像形成処理を終了する。
このように、第1の実施例に係るカラー複写機100及び画像形成方法によれば、画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kは、幅W1の画像領域と幅W2l,W2rの非画像領域とが主走査方向に並設され、かつ、主走査方向の露光可能幅W0が用紙Pの最大幅Wmaxよりも大きく設定された感光体ドラム1Y〜1K及び中間転写ベルト6を有している。
制御部15は、用紙ずれセンサ11により検出された用紙Pのずれ量及びその方向に基づいて幅W2l,W2rの非画像領域にレジストマークCR,CRを書き込むように画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kを制御する。上述した例では、幅W2l,W2rの非画像領域にレジストマークCR,CRを書き込み、並行して幅W1の画像領域に画像を書き込むように画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kを制御する。
従って、用紙Pに転写するための画像を幅W1の画像領域に形成する動作中に、幅W2l,W2rの非画像領域に並行して書き込まれた色ずれ補正用のレジストマークCR,CRを検出して色ずれ補正処理(リアルタイム補正)を実行することができる。しかも、用紙Pが画像形成系IIの基準位置に対してずれて給紙された場合であっても、幅W2l,W2rの非画像領域におけるレジストマークCR,CRの書き込み開始位置を調整したり、レジストマークCRの大きさを調整することができるので、用紙Pの端部にレジストマークCRが転写されることなく、上述のリアルタイム補正を実行することができる。
もちろん、リアルタイム補正モードは、色ずれ補正検知タイミングに到達したか否かを判別し、色ずれ補正検知タイミングに到達したと判断された場合に、実行してもよい。その際の判別基準には、定着装置17の定着温度が変化して温度差が例えば、前回の温度検出値に対してΔ2℃だけ増加又は減少したとき、画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kが一定時間停止していたとき、主電源がオンされた時、ユーザにより、強制的に補正指示がなされたときが色ずれ補正処理を実行する条件に含まれる。