JP4873265B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
これにより、従来の構成とは別の手段により、マークの検出位置と現実位置との誤差を抑制することが可能である。また、従来の構成に更に本適用例を適用することにより、当該従来の構成よりも、検出位置とマークの現実位置との誤差を効果的に抑制することが可能である。
そこで、本適用例では、信号波の波幅の相違に応じて修正量を変更する構成とした。これにより、濃度等による影響を抑えて、マークの検出位置と現実位置との誤差を効果的に抑制することが可能である。
図1は、本実施形態のプリンタ1(本発明の「画像形成装置」の一例)の概略構成を示す側断面図である。プリンタ1は例えば4色(ブラックK、イエローY、マゼンタM、シアンC)のトナーを用いてカラー画像を形成する直接転写方式のカラープリンタである。図1の紙面左方向がプリンタ1の前方向(副走査方向 各図では符号Fで図示)であり、紙面奥行き方向がプリンタ1の左右方向(主走査方向)である。なお、以下の説明では、プリンタ1の各構成部品や用語を色ごとに区別する場合には、その構成部品等の符号末尾に各色を意味するK(ブラック)、C(シアン)、M(マゼンタ)、Y(イエロー)を付すものとする。また、ブラックが「無彩色」の一例であり、イエロー、マゼンタ、シアンが「有彩色」の一例である。
図2は、プリンタ1の電気的構成を概略的に示すブロック図である。プリンタ1は、同図に示すように、CPU40、ROM41、RAM42、NVRAM43(不揮発性メモリ)、ネットワークインターフェイス44を備え、これらに既述の画像形成部20K〜20C、パターンセンサ15や、表示部45、操作部46などが接続されている。
図3は、パターンセンサ15の回路構成を示す図である。パターンセンサ15は、同図に示すように、ベルト13に向けて光を照射する投光素子51を有した投光回路15A(本発明の「投光部」の一例)と、ベルト13からの反射光を受光する受光素子52を有した受光回路15B(本発明の「受光部」の一例)と、受光回路15Bからの出力をマーク検出用閾値VMと比較する比較回路15Cとを備えている。
プリンタ1は、異なる色画像間におけるシート材3上の形成位置のずれを補正するための「色ずれ補正処理」と、同一色画像を構成する画像ライン間の形成位置間隔のずれを補正するための「ライン間隔補正処理」とを実行可能とされている。
色ずれ補正処理には、副走査方向におけるずれを補正する「第1色ずれ補正処理」と、主走査方向におけるずれを補正する「第2色ずれ補正処理」とがある。なお、本実施形態では、ブラックが基準色とされ、イエロー、マゼンタ、シアンが調整色とされ、基準色の画像形成位置を基準に、各調整色の画像形成位置を調整する。
第1色ずれ補正処理では、図4に示す第1検出用パターンP1を利用する。第1検出用パターンP1は、主走査方向に細長い各色のマーク50を有し、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの順に並んだ4つのマーク50K〜50Cを一組として、複数組のマーク50を副走査方向に間隔を開けてベルト13上に配置したものである。なお、いずれのマーク50も、形状及び大きさが同じである。
第2色ずれ補正処理では、図5に示す第2検出用パターンP2を利用する。第2検出用パターンP2は、主走査方向に対して互いに異なる角度をなす2つのマーク61,61からなる各色のマーク対62を有し、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの順に並んだ4つのマーク対62K〜62Cを一組として、複数組のマーク対62を副走査方向に間隔を開けてベルト13上に配置したものである。なお、本実施形態では、いずれのマーク対62も形状及び大きさが同じであり、且つ、マーク対62を構成する2つのマーク61,61は、主走査方向に沿った直線に対して線対称の形状をなすものとする。以下、マーク対62を構成する2つのマーク61,61の位置間の距離を「マーク間距離」という。
ライン間隔補正処理では、図6に示す第3検出用パターンP3を利用する。第3検出用パターンP3は、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの各色ごとに用意され、主走査方向に細長い同一色の複数のマーク63を副走査方向に間隔を開けてベルト13上に配置したものである。例えばブラック画像について形成ライン間隔補正を行う場合には、ブラックのマーク63Kのみからなる第3検出用パターンP3をベルト13上に形成し、パターンセンサ15からの受光信号S1の信号波に基づき、各マーク63Kの位置関係を検出する。この検出されたマーク63Kの位置関係から、例えば感光体28やベルト13の回転速度が周期的に変動することに起因する、形成ライン間隔のばらつきを把握できる。そこで、各マーク63Kの位置ごとに、形成ライン間隔が理想間隔に一致したときの理想位置とのずれ量(形成ラインずれ量)を算出し、その形成ラインずれ量を例えばNVRAM43に記憶する。そして、通常の画像形成処理時には、この形成ラインずれ量を相殺するように各色に対応する露光部17K〜17Cが感光体28を露光するタイミングを調整する。
上述したように、画像形成位置の各補正処理では、各マーク50,61,63の位置を検出する必要がある。ここで、マークの位置は、受光信号S1に含まれ各マークに対応する信号波と、上記マーク検出用閾値VMとが交差するタイミングに基づき定められる。その一例として、本実施形態では、各信号波と、上記マーク検出用閾値VMとが交差する2つのタイミングの中心時点に対応するベルト13上の位置を、マークの位置として検出する。
(1)マークの形状、大きさ、色
ノイズ低減後の受光信号S1の信号波の勾配は、マーク50,61,63の形状、大きさ、色のいずれか1つが異なれば、相違し得る。
マーク種類が同じであっても、ノイズ低減後の受光信号S1の信号波の勾配が相違することがある。マークの濃度のばらつき、投光回路15Aの投光量のばらつき、受光回路15Bの受光感度のばらつきなどが主な原因と考えられる。例えば、各画像形成部20が同一色のマークを常に同じ濃度で形成することは、各種の補正処理の精度維持の点から好ましく、理想的であるが、実際には困難である。例えば形成時期ごとの環境の相違により濃度が異なることがあり、また、形成時期が同じでも、転写不良等によって濃度が異なることがある。そして、濃度等が異なれば、図7の二点鎖線で示すように、やはり、信号波の勾配が異なるため、マーク位置の検出精度、ひいては各種の補正処理の精度が低下し得る。
上述したように、マーク種類が異なれば、受光信号S1に含まれる信号波の勾配が相違し、この相違に対応してマークの検出位置と現実位置との誤差量(以下、単に「誤差量」ということがある)が異なるから、この誤差量を相殺するための修正量は、マーク種類別に設定するのが好ましい。
上記各種の補正処理は、例えば、プリンタ1の電源投入直後や、前回の補正処理の実行時から所定時間経過するか、または所定枚数のシート材3に対して画像形成を行った場合など、所定の条件が満たされた場合に、CPU40の制御により実行される。
図9は、第1色ずれ補正処理及び第2色ずれ補正処理を示すフローチャートである。以下、第1色ずれ補正処理を例に挙げて説明する。CPU40は、まずS10で、例えばNVRAM43に記憶されている第1検出用パターンP1を形成するためのデータ(本発明の「マークの形成処理に関する情報」の一例)を、画像形成部20に与えて、当該画像形成部20にベルト13上への第1検出用パターンP1の形成動作を開始させる。そして、S20で所定の取得開始時点を基準に、パターンセンサ15からの二値化信号S2を取得し始める。また、二値化信号S2のパルス波の立上りエッジ及び立下りエッジに基づき各マーク50の位置を検出する。このとき、CPU40は本発明の「検出部」として機能する。
図10は、ライン間隔補正処理を示すフローチャートである。CPU40は、まずS70で、例えばNVRAM43に記憶されている第3検出用パターンP3を形成するためのデータを、画像形成部20に与えて、当該画像形成部20にベルト13上への第3検出用パターンP3の形成動作を開始させる。そして、S80で所定の取得開始時点を基準に、パターンセンサ15からの二値化信号S2を取得し始める。また、二値化信号S2のパルス波の立上りエッジ及び立下りエッジに基づき各マーク63の位置を検出する。
(1)本実施形態によれば、マークに対応する信号波の波形が異なれば、それに応じてマークの検出位置と現実位置との間の誤差量も異なることに鑑み、マークの検出位置を、当該マークに対応する信号波の波形の相違に応じた修正量により修正することで、検出位置とマークの現実位置との誤差を抑制するようにした。
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、例えば次のような種々の態様も本発明の技術的範囲に含まれる。特に、各実施形態の構成要素のうち、最上位の発明の構成要素以外の構成要素は、付加的な要素なので適宜省略可能である。
(1)上記実施形態では、マークの位置を、マーク検出用閾値VMを横切る2つのタイミングの中心時点に対応する位置として検出したが、本発明の「検出部」はこれに限られない。中心時点以外の他の中間時点に対応する位置であってもよい。
13・・・ベルト(担持体)
20・・・画像形成部(形成部)
15A・・・投光回路(投光部)
15B・・・受光回路(受光部)
47・・・温度センサ
60・・・ローパスフィルタ
50,61,63・・・マーク
40・・・CPU(検出部、認識部、判別部、修正部、第1補正部、第2補正部)
S1・・・受光信号
Claims (8)
- 担持体上にマークを形成する形成部と、
前記担持体上に光を照射する投光部と、
前記担持体表面及び前記マークからの反射光を受光し、その受光量に応じた受光信号を出力する受光部と、
前記担持体上における前記マークの位置を、前記受光信号に含まれ前記マークに対応する1つの信号波に基づき検出する検出部と、
前記検出部により検出されたマークの検出位置と現実位置との誤差を抑制するように、前記検出位置を、当該マークに対応する前記信号波と閾値との2つの交差タイミングの時間差である波幅の相違に対応する修正量により修正する修正部と、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、
前記形成部は複数備えられ、各々の形成部が、形状、大きさ、色のいずれか1つが互いに異なる種類のマークを形成可能な構成とされ、
前記形成部による前記マークの形成処理に関する情報に基づき、前記受光信号に含まれる信号波が、どの種類のマークに対応するかを認識する認識部を備え、
前記修正部は、前記波幅の相違を、当該信号波に対応するマークについて前記認識部で認識された種類に基づき判断する、画像形成装置。 - 請求項2に記載の画像形成装置であって、
前記複数の形成部には、有彩色のマークを形成するものと、無彩色のマークを形成するものとが含まれ、
前記受光信号の信号波の勾配、波幅、波高値の少なくともいずれか1つに基づき、当該信号波が前記有彩色のマークに対応するのか、前記無彩色のマークに対応するのかを判別する判別部を備え、
前記認識部は、前記形成処理に関する情報に加えて、前記判別部の判定結果に基づき前記信号波がどの種類のマークに対応するかを認識する構成である、画像形成装置。 - 有彩色のマークを形成するものと、無彩色のマークを形成するものとが含まれる複数の形成部であって、各々の前記形成部が、形状、大きさ、色のいずれか1つが互いに異なる種類のマークを担持体上に形成する複数の形成部と、
前記担持体上に光を照射する投光部と、
前記担持体表面及び前記マークからの反射光を受光し、その受光量に応じた受光信号を出力する受光部と、
前記担持体上における前記マークの位置を、前記受光信号に含まれ前記マークに対応する1つの信号波に基づき検出する検出部と、
前記受光信号の信号波の勾配、波幅、波高値の少なくともいずれか1つに基づき、当該信号波が前記有彩色のマークに対応するのか、前記無彩色のマークに対応するのかを判別する判別部と、
前記形成部による前記マークの形成処理に関する情報、及び、前記判別部の判定結果に基づき、前記受光信号に含まれる信号波が、どの種類のマークに対応するかを認識する認識部と、
前記マークに対応する前記信号波の波幅の相違を、当該信号波に対応するマークについて前記認識部で認識された種類に基づき判断し、前記検出部により検出されたマークの検出位置と現実位置との誤差を抑制するように、前記検出位置を、前記波幅の相違に対応する修正量により修正する修正部と、を備える画像形成装置。 - 請求項2から4のいずれか一項に記載の画像形成装置であって、
前記修正部は、前記認識部にて同じ種類のマークに対応すると認識された信号波同士であっても、当該各信号波の波幅の相違に応じて前記修正量を変更する構成である、画像形成装置。 - 請求項2から5のいずれか一項に記載の画像形成装置であって、
互いに異なる形成部により形成された複数のマークの検出位置に基づき、両形成部の画像形成位置の間における相対位置を補正する色ずれ補正処理を行う第1補正部を備え、
前記修正部は、前記色ずれ補正処理の実行時には、前記認識部にて同じ種類のマークに対応すると認識された信号波同士であっても、波幅における平均値に応じた修正量により前記検出位置を修正する構成である、画像形成装置。 - 請求項2から6のいずれか一項に記載の画像形成装置であって、
同一の形成部により形成された複数のマークの検出位置に基づき、当該形成部における画像形成位置同士の相対位置を補正する形成間隔補正処理を行う第2補正部を備え、
前記修正部は、前記形成間隔補正処理の実行時には、前記認識部にて同じ種類のマークに対応すると認識された信号波同士であっても、同じ種類の複数のマークを検出したときの複数の信号波の波幅の相違に応じて個別に修正量を変更する構成である、画像形成装置。 - 請求項1〜7のいずれか一項に記載の画像形成装置であって、
前記マークセンサは、ローパスフィルタを有し、前記受光信号を、前記ローパスフィルタを介して出力する構成であり、
前記画像形成装置内の温度を検出する温度センサを備え、
前記修正部は、前記修正量を、前記温度センサによる検出温度に基づき変更する、画像形成装置。
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