JP5253049B2 - カラー画像形成装置及びその色ずれ補正方法 - Google Patents

カラー画像形成装置及びその色ずれ補正方法 Download PDF

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Description

本発明は、電子写真式のカラー画像形成装置における各色間のレジストレーションずれ(色ずれ)を補正するための仕組みに関する。
従来、独立した像担持体を持つカラー画像形成装置では、全ての色の画像がずれることなく重なるように設計がなされるものの、部品及び組立時のばらつきを完全に無くすことは非常に困難であるため、レジストレーションのずれを調整する手段が必要になっている。その調整手段の一つとして、特許文献1にあるように、レジストレーションずれを検出するパターンを形成し、当該形成したパターンの位置を検出してずれ量を補正することが知られている。
この特許文献1ではブラックを基準色とし、パターンを検出するためのパターン検出部は発光部から照射された光の正反射成分を受光部で受光する構成になっている。そして、基準色で測定色を挟み込み、測定色を挟み込んだ2つの基準色パターンの中心位置と測定色のパターンの中心位置を比較した結果のずれ量から位置ずれ量を演算する。この演算結果により、画像の書き出しタイミング及び画像クロック等の画像形成条件を補正することで各色間のレジストレーションのずれ量を補正することができる。
一方、カラー画像形成装置のコストを下げる手法の一つに、スキャナユニット内の構成において一つのポリゴンミラーで複数のレーザダイオードの光を走査する方法がある。また水平同期信号を形成するためのビームを検出するセンサの数を減らす構成も知られている。水平同期信号を生成するためのセンサの数を減らした構成では、センサを有しない色の画像形成には、擬似的に生成した水平同期信号(擬似BD信号)を用いることが知られている。例えば特許文献2にその構成が開示されている。
水平同期信号を生成する為のビーム検出用センサを減らす構成においては、センサをどの色に対応させて取り付けるかが重要になる。モノプリントモード(ブラックのみの印字)及びフルカラーモードがあるカラー画像形成装置が知られているが、モノプリントモードで出力される画像は文書等が多く、その文字品位はユーザから求められる重要な項目の一つである。ここで擬似BD信号は、生成される際に演算、サンプリング等の精度により誤差分が重畳される。つまりこの重畳によって、主走査方向の書き出し位置にばらつきがで、その結果、所謂ジッタ−問題が発生する。従って、最も精度よく形成される水平同期信号(BD信号)はブラックの印字同期に用いることが望ましい。また、精度良く形成されるブラック(Bk)をレジストレーション補正における基準色にすることが望ましい。
特開2002−023445号公報 特開2004−102276号公報
近年、更なるコスト削減対策を目的とし、安価な中間転写体を使いこなす手法として、中間転写体の表面状態に依存しない拡散反射光成分を受光部で受光しレジストレーションの補正を行う方法が検討されている。
しかしながら、例えば上記の如くブラックを基準色とし、ブラックに対して設けられたビーム検出用のセンサ出力をBD信号とし、他の色については擬似BDを用いる場合に、拡散反射光を適用してようとしても、ブラックのパターンを検出できない問題が発生する。これは、ブラックが拡散反射光の反射成分が少ない現像剤であることに発端を有するが、ブラックのパターンを読み取れないと、そもそもレジストレーション補正を行えなくなる。
一方、近年、カラー画像形成装置においては、より一層の小型化が要求されるケースもあったり、或いはレジストレーション補正に伴いよりトナー消費を少なくするなど、効率的なレジストレーション補正が求められている。
本願発明は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、ブラック等の拡散反射光の反射成分が少ない現像剤の色を用いつつ、効率的に拡散反射光成分を用いレジストレーション補正を行えるカラー画像形成装置の提供を目的とする。
上記目的を達成するために、本願発明におけるカラー画像形成装置は、カラー現像剤とブラック現像剤を用い像担持体上に像を形成する形成手段と、ラー現像剤のパターンを下地にし、ブラック現像剤のパターンを重畳した重畳パターンを前記形成手段によって前記像担持体上に形成させる制御手段と、前記重畳パターンに光を照射し、前記カラー現像剤のパターンから反射される拡散反射光と前記ブラック現像剤のパターンから反射される拡散反射光を検知する検知手段と、前記検知手段により検知された検知結果から求めた前記カラー現像剤のパターンの位置及び前記ブラック現像剤のパターンの位置基づき、前記重畳パターンにおける前記カラー現像剤のパターンとブラック現像剤のパターンとの相対的な位置のずれ量を演算する演算手段と、前記演算手段による演算結果に基づき画像形成条件を調整する調整手段とを有することを特徴とする。
本発明によれば、ブブラック等の拡散反射光の反射成分が少ない現像剤の色を用いつつ、効率的に拡散反射光成分を用いレジストレーション補正を行えるカラー画像形成装置を実現できる。
以下に、図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
[実施例1]
まず、図1にカラー画像形成装置における概略構成図を示す。100はカラー画像形成装置、202はホストコンピュータである。本実施例で用いたカラー画像形成装置は複数色(イエロー:Y、マゼンタ:M、シアン:C、ブラック:Bk)の画像を重ねあわせたカラー画像を形成するために4色の画像形成部を備えている。以下では、4色のカラー画像形成装置について説明するが、勿論、既に周知の6色等の様々な複数色のカラー画像形成装置に本発明を適用できることは言うまでもない。
画像形成部は、感光ドラム301〜304を有するプロセスカートリッジ207〜210と、画像露光用光源としてのレーザビームを発生させるレーザダイオードを有するスキャナユニット205からなる。
ホストコンピュータ202からの印刷データを受け取ると、カラー画像形成装置100内のビデオコントローラ203で受信した印刷データを所望のビデオ信号形成データ(例えばビットマップデータ)に展開し、画像形成用のビデオ信号を生成する。ビデオコントローラ203とエンジンコントローラ204はシリアル通信を行い、情報の送受信を行っている。そして、この情報の送受信によりビデオ信号はエンジンコントローラ204に送信される。また、エンジンコントローラ204はビデオ信号に応じてスキャナユニット205内のレーザダイオード(不図示)を駆動し、帯電器305〜308で帯電されたプロセスカートリッジ207〜210内の感光ドラム301〜304上に静電潜像を形成させる。またエンジンコントローラ204は、後述の図4に示されるパターンを、形成手段として機能するプロセスカートリッジによって形成させる制御手段としても機能する。感光ドラム301〜304は、それぞれ301はブラック、302はシアン、303はマゼンダ、304はイエローの静電潜像の形成に利用される。
感光ドラム301〜304上に形成された静電潜像は、現像ローラ309〜312の位置で、それぞれのプロセスカートリッジ207〜210に内蔵されたプロセス手段によって可視化され、感光ドラム301〜304上にトナー画像を形成する。尚、プロセス手段には、帯電ローラ、現像ローラ、クリーニングローラ等が含まれるが、ここでは詳細な説明は省略する。感光ドラム301〜304上に形成された各色のトナー画像は、まず最初にイエロー(Y)の画像が像担持体である中間転写体103に転写され、その上に、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(Bk)の順に順次転写される。この順次の転写により、中間転写体103上(像担持体上)に多色画像が形成される。
また、カセット314内の転写材は給紙ローラ316によって、レジストローラ319まで給紙され、レジストローラ319の駆動タイミングによって、中間転写体103上の画像に同期して転写材が搬送される。そして、多色画像は転写ローラ318によって中間転写体103から転写材上に転写される、画像が転写された転写材は定着器313で、熱と圧力によって、画像を転写材に定着させた後、カラー画像形成装置の上部、排紙トレイ317に排出される。
また、120は、レジストレーション検出のための色ずれ検出パターン検出センサであり、中間転写体に形成された色レジパターンを検出する為のセンサである。そして、画像形成時以外の所望のタイミングで中間転写体103上に形成された各色の画像の位置を読み取り、ビデオコントローラ203あるいはエンジンコントローラ204にそのデータをフィードバックし、各色の画像レジストレーション位置を調整する。これにより、ユーザビリティーを確保しつつ色ずれを防止することができる。
次に、スキャナユニット205の概略構成について、図2を用いて説明する。101、102、103、104はレーザダイオードであり、エンジンコントローラ204で生成されたビデオ信号に基づき、感光ドラム301、302、303、304上をそれぞれ走査するレーザビームを発生する。ここで、101を第1のレーザダイオード(LD1)、102を第2のレーザダイオード(LD2)、103を第3のレーザダイオード(LD3)、104を第4のレーザダイオード(LD4)と呼ぶ。105はポリゴンミラーであり、図示しないモータで図中の矢印Aの方向に一定速度で回転し、レーザダイオードLD1、LD2、LD3、LD4からのレーザビームを反射しながら走査を行う。ポリゴンミラー105を駆動するモータはエンジンコントローラ204から速度制御信号の加速信号と減速信号で一定速度になるように制御され回転する。106、107、108、109は、ポリゴンミラー105で反射されたレーザダイオードLD1、LD2、LD3、LD4からのレーザビームを感光体ドラム301、302、303、304に導くための反射板である。110は、レーザダイオードLD1の走査路上にあって、水平同期信号を生成する為の、レーザビームが入射されると信号を発生する光センサであり、BD(Beam Detect)センサと呼ぶ。本実施例では、BDセンサ110はブラックのレーザダイオードLD1の走査路上にのみに配置されており、他のレーザダイオードの走査路上には存在しない。ここで、BDセンサ110をレーザダイオードLD1の走査光路上にのみ配置しているのは、ユーザに最も使用されるブラック単一の印刷物における文字品位を低下させないようにするためである。
レーザダイオードLD1から発せられたレーザビームはポリゴンミラー105により反射されながらポリゴンミラー105の回転により走査され、折り返しミラー106でさらに反射され、感光ドラム301上を左から右方向(主走査方向)に走査する。尚、実際にはレーザビームは感光ドラム上に焦点をあわせる為、あるいはレーザビームを拡散光から平行光に変換する為、不図示の各種レンズ群を経由する。
通常、ビデオコントローラ203はBDセンサ110の出力信号を検知してから所定時間後に、ビデオ信号をエンジンコントローラ204に対して送信する。このことにより、感光ドラム上のレーザビームによる画像の主走査の書き出し位置が常に一致するのである。
一方、レーザダイオードLD2、LD3、LD4についても、レーザダイオードLD1と同様にそれぞれ感光ドラム302、303、304上に静電潜像を形成する。なお、レーザビームの位置検知に関して、レーザダイオード102、103、104の走査路上にBDセンサは存在しないので、何らかの手段で水平同期を取る必要がある。全てのステーションにBDセンサがない場合には、BDセンサを持つステーションのBDセンサの出力であるBD信号又は水平同期信号を基準に、予め決められた時間調整された擬似的なBD信号又水平同期信号がビデオコントローラ203で生成される。より具体的には、BDセンサを有するLD1と同一面を走査されるLD2に対しては、LD1と同じタイミングで水平同期信号を生成する。また、BDセンサを有するLD1と異なる面で常に走査されるLD3とLD4に対しては、ポリゴンミラー105の面ジッターの分補正されたタイミングで水平同期信号を生成するのが一般的である。以下の説明では、このBDセンサを有していないレーザダイオードの内、走査するポリゴンミラー105の面がレーザダイオードLD1と異なる面で走査されるレーザダイオードLD3とLD4で使用される水平同期信号を擬似BD信号と呼ぶことにする。
このようにして、BDセンサ110を有しているレーザダイオードLD1によるブラック(Bk)の画像が感光ドラム301上に形成される。また、BDセンサ110を有していないレーザダイオードLD2、LD3、LD4によるイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)の色画像がそれぞれ感光ドラム302、303、304上に形成され、画像形成が行われる。
また、本実施例でのカラー画像形成装置100は、ブラックの現像剤のみで画像形成を行うモノプリントモードと、複数の現像剤(カラー現像剤及びブラック現像剤)を重ね合わせて多色画像を形成するカラープリントモードのプリントモードを有している。特にモノプリントモードはビジネス文章等の印刷に多く使用され、文字品位が重要視される。一方、フルカラーモードは写真画像の印刷等に使用されるため色再現性が重要視され、色再現性を高めるためには複数の現像剤の重ね合わせ精度(色ずれ精度)が重要となる。
<レジストレーションセンサの説明>
色ずれ量検出パターンを検出する回路の一例を図3に示す。ここで色ずれ量とは、各色間でのレジストレーションずれ量のことを意味し、色ずれ量検出パターンのことをレジストレーションずれ量検出パターンと呼んでも良い。以下では、この「色ずれ量」の文言を用い説明を行っていくこととする。パターン検出センサ120(センサ120)は発光部200(例えばLED等)と受光部201(例えばフォトトランジスタ等)からなる。発光部200から発光(照射)された光が中間転写体103で拡散反射される拡散反射光を受光部201で検出し、受光部201は検出した光をI−V変換してエンジンコントローラ204にあるコンパレータ211に信号を送出する。コンパレータ211では、予め決められた閾値電圧を基準に受光部201から送出されるアナログ信号を2値化して信号検出部212に送出する。信号検出部は、CPU、ASICのように、信号を時系列に取り込み、記憶できる機能を有するものによって構成される。なお、ASICとは、Application Specific Integrated Circuitの略語である。信号検出部212の出力はCPU等のコントローラ204に取り込まれ、レジストレーションずれ検知用データとして利用される。
<レジストレーションパターンの説明>
次に、本実施例における色ずれ量検出パターン1セットの構成、色ずれ補正制御を行う際の中間転写体103上に形成される色ずれ量検出パターンの概略、色ずれ補正方法について順次説明する。
図4に色ずれ量検出パターン1セットの構成例を示す。エンジンコントローラ204の制御により形成されたものである。図4の色ずれ量検出パターンは各々のパターンが平行四辺形になっており、この色ずれ検出パターンが本来あるべき位置からどれだけずれているかで、主走査方向及び副走査方向の各々の色ずれを演算することができる。また、第一現像剤のパターン(Y、M、C)における移動方向の幅は、第二現像剤のパターン(Bk)の移動方向の幅よりも長くなっている。基準色(Bk)と測定色(Y、M、C)の位置の最大ずれ量を想定し、最大のずれが発生した場合には、測定色の移動方向幅が短くなる。このような状況下でも、センサの読取性能に見合うパターン幅を確保するため、第一現像剤のパターン(Y、M、C)における移動方向の幅を長めに設定してある。これにより、確実なレジストレーション補正を実現できる。
この図4で示した色ずれ量検出パターンは、図5(a)に示す測定色のイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)のパターンを下地として、下地上に図5(b)に示す基準色であるブラック(Bk)のパターンを重畳したものである。このパターンのことを重畳パターンと呼ぶ。また、本実施例では、ブラックの現像剤を、拡散反射光をセンサ120により十分に検出(検知)できない部類の現像剤として第二現像剤と呼び、他方、イエロー(Y)等の拡散反射光をセンサ120により検出(検知)できる部類の現像剤として第一現像剤と呼ぶ。そして、重畳パターンは左から右(或いは右から左)に移動し、この移動方向に沿って、第一現像剤、第二現像剤、第一現像剤の順でセンサー120の下を通過し、拡散反射光検出(検知)による重畳パターン検知(検出)が行われる。
図6は図4で示したパターンをパターン検出センサ120で検出した場合の検出波形を示している。中間転写体103の表面及びブラック(Bk)の現像剤が存在する部分では、パターン検出センサ120の発光部から出力(照射)された光の拡散反射光が受光部で受光される量が、予め設定された閾値を超えるためには不十分であるためLOWレベルを示している。また、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)の現像剤が存在する部分では、パターン検出センサ120の発光部から出力された光の拡散反射が受光部で受光される量が、予め設定された閾値を超えるために十分な量になるためHIGHレベルを示している。
<色ずれ検出量パターン全体様子>
図7は、無端状の中間転写体103を展開した時に中間転写体103上に形成される色ずれ量検出パターンの一例を示す。ここでは、図4に示した1セットの色ずれ量検出パターン長(Pattern Length)Plがパターン間隔Pi(Pattern Interval)で中間転写体103の周長RL(Round Length)に5セット形成される例を示す。各色ずれ量検出パターンのセットは、図8に示すように像担持体の回転周期Tにおける72度ずつ位相をずらした位置を書き出しタイミングとしている。この時、以下の関係が成り立つ。
RL>4×Pi+Pl
Pi>Pl
Pi=N/5(Nはベルトの長さを示す)
中間転写体103の周長RLにMセットの色ずれ補正パターンを形成する場合には、
RL>(M−1)×Pi+Pl
Pi>Pl
Pi=N/M
の条件を満たせば、中間転写体103を1周させる事で1回の色ずれ補正制御を完了させることが可能になる。
<ずれ量の検出方法の説明>
次に、色ずれ量検出パターン(重畳パターン)の検知結果(検出結果)に基づき、各色の像の位置の特定、及び各色間のレジストレーションのずれ量を演算する方法について図9を用いて説明する。ここでは、重畳パターンに含まれる第一現像剤(Y、M、C)によるパターンからの拡散反射光の検知結果に基づき、第一現像剤(Y、M、C)のパターンの位置及び第二現像剤(Bk)のパターンの位置を求めている。尚、以下説明する演算は、上に説明した図3におけるCPU或いはASICからなるコントローラ801により行われるものとする。
信号検出部212で検出した結果から基準色に対する測定色のレジストレーションのずれ量を演算する方法は、基準色(Bk)のパターンと測定色(Y又はM又はC)のパターンの中心値のずれ量から判定する。基準色(Bk)のパターンと測定色(Y又はM又はC)のパターンの中心値ずれ量演算方法を図9に基づいて説明する。
図9に色ずれ量検出パターンとパターン検出センサ120で検出され、コンパレータ211で2値化された検出信号の例を示す。検出信号の立ち上がり及び立ち下がりに対応する時間(時刻)をそれぞれ図9に示すようにtY11、tY12、tY21、tY22とした場合、基準色の中心値tKY1と測定色の中心値tY1はそれぞれ下記式によって表される。なお、「t」とは、ある基準(タイマー計測開始)からの経過時間を示しており、本実施例では、この時間を距離に換算し(相当)、位置を求めている。つまり時間的位置を求めている。なお、このときの、ある基準(タイマー計測開始)は、例えば後述の図10において最初にパターンが検出されるタイミング(図9でのty11)にしても良いし、或いは、図9のtY11よりも前のタイミングでも良い。また、パターンの位置とは、パターンの中心位置、及びパターンの端部の位置等を総称したものを意味する。またtY11は第一現像剤の検知開始を、tY22は検知終了を示す。また、第二現像剤(Bk)によるパターンの位置を第一現像剤の検知終了及び検知開始を示すtY12、tY21を検知することで間接的に特定している。
Y1 =(tY22+tY11)/2
KY1 =(tY21+tY12)/2
同様に、図10に示すように1セットの色ずれ量検出パターンにおけるすべてのパターンのセンター値を求め、下記のようにして色間の相対的な位置ずれ量である色ずれ量を算出する。
・副走査方向の色ずれ
Bk−Y間副走査色ずれ量=(tY1−tKY1+tY2−tKY2)/2
Bk−M間副走査色ずれ量=(tM1−tKM1+tM2−tKM2)/2
Bk−C間副走査色ずれ量=(tC1−tKC1+tC2−tKC2)/2
・主走査方向の色ずれ
Bk−Y間主走査色ずれ量=(tY1−tKY1−tY2+tKY2)/2
Bk−M間主走査色ずれ量=(tM1−tKM1−tM2+tKM2)/2
Bk−C間主走査色ずれ量=(tC1−tKC1−tC2+tKC2)/2
副走査及び主走査の書き出し位置の色ずれ量は、上記演算を各パターンセットごとに行い、全セットの平均を求めることによって算出する。書き出しタイミングの位相をずらしたパターンセットにおける平均を取ることにより、像担持体の回転ムラによる色ずれ量を平均化することができる。
また、主走査全体倍率色ずれ量は、上記主走査色ずれ量を基に図7に示す中間転写体103の左右に対向して形成されるパターンセットごとに算出される。
・nセット目の主走査全体倍率色ずれ
nセット目のBk−Y間全体倍率色ずれ量
=nセット目(右)のBk−Y間主走査色ずれ量−nセット目(左)のBk−Y間主走査色ずれ量
nセット目のBk−M間全体倍率色ずれ量
=nセット目(右)のBk−M間主走査色ずれ量−nセット目(左)のBk−M間主走査色ずれ量
nセット目のBk−C間全体倍率色ずれ量
=nセット目(右)のBk−C間主走査色ずれ量−nセット目(左)のBk−C間主走査色ずれ量
ここで、演算結果が正の場合は、基準色に対して測定色の書き出しが遅い(全体倍率では基準色に対して測定色の画像幅が広い)ことを示す。他方、演算結果が負の場合には、基準色に対して測定色の書き出しが早い(全体倍率では基準色に対して測定色の画像幅が狭い)ことを示している。
カラー画像形成装置100は、色ずれ補正制御を実行した後、色ずれ補正制御を実施する前に決められていた画像形成条件の補正を行う。より具体的には画像形成条件としての、主走査書き出しタイミング、副走査書き出しタイミング及び主走査全体倍率の設定に、演算により求めたずれ量分を加え(あるいは減じて)補正を行う。このように、色ずれに係る演算結果に基づき画像形成条件を適切に調整することができ、次回から採用する設定とすることができる。なお演算された色ずれ量(レジストレーションずれ量)に基づく画像形成条件の調整については、既に周知の技術を採用することが可能であり、ここでは詳しい説明を省略する。
<実施例1の効果>
以上、説明してきたように、ブラック等の拡散反射光の反射成分が少ない現像剤の色を用いつつ、拡散反射光成分を受光しレジストレーション補正を効率的に行えるカラー画像形成装置を実現できる。また、更なる効果を説明する。今、図15のような色ずれ量検出パターンを想定する。図15の色ずれ量検出パターンでは、基準色をブラック(Y)とし、測定色をイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)とし、上に説明した拡散反射光を検出するセンサ120で検出するものとする。この場合、ブラック(Bk)は拡散反射光を検出できないので、イエロー(Y)を下地に、ブラック(Bk)を重畳しパターン形成が行われている。こうすることで、ブラック(Bk)に対してBDセンサを設け、他の測定色については擬似BDを採用し、且つ拡散反射光を検知する形態(中間転写ベルトを安価にする)においても、レジストレーション補正を行える。
ここで、図4に示される重畳パターンを採用することで、図15に示される重畳パターンと比べ、パターン全体の長さを短くできるという更なる効果を具体的に説明する。まず、センサのレスポンス、分解能等の性能上、測定色を検知するに要する幅(移動速度をある速度に想定)をl、またブラック(Bk)に必要は幅をdとする。更にレジストレーションの精度を同じ条件にするため、測定色の数を1セット6個(図15ではY、Y、Y、M、Y、C)とする。
すると、図15に例示したパターンでは、1セット分の重畳パターンに、少なくとも(12l+12d)の長さを要することになる。一方、図4のパターンによれば、(12l+6d)となり、基準色であるブラック(Bk)に要する幅を短くでき、ブラック(Bk)の使用トナー量を削減できる。カラー画像形成装置の用途として、モノプリント中心の場合があるが、そのような時に有用となってくる。
レジストレーション補正はダウンタイムを少なくすることが求められ、中間転写体(ベルト)一周以内に全パターンを収めることが望まれる。また、一定のレジストレーション補正精度を確保するために、一定の数のパターンを形成することも必要となってくる。このような場合に、図4のようなパターンを採用することで、1セットあたりの色ずれ量検出パターン幅を短くでき、結果、一定のレジストレーション補正精度を確保しつつ、中間転写体(ベルト)の長さを短くすることができる。
[実施例2]
図11から図14を用いて実施例2について説明する。尚、第2の実施例を適用するカラー画像形成装置の全体構成例は実施例1で示したものと同じであるため説明を省略する。ここでは、第2の実施例における色ずれ量検出パターン1セットの構成、色ずれ補正制御を行う際の中間転写体103上に形成される色ずれ量検出パターンの構成、色ずれ補正方法について順次説明する。
<レジストレーションパターンの説明>
図11に第2実施例における色ずれ量検出パターン1セットの構成例を示す。図11で示した色ずれ量検出パターンは、図12に示すようにイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)のパターンの片側にブラック(Bk)のパターンを重畳したものになる。基準色のパターンは、予め決められたパターン幅より広い幅で形成された測定色のパターン上に、測定色のパターン幅が予め決められた理想の幅になるように重畳される。
図11で示したパターンをパターン検出センサ120で検出した場合の検出波形を図13に示す。中間転写体103の表面及びブラック(Bk)の現像剤が存在する部分では、パターン検出センサ120の発光部から出力された光の拡散反射光が受光部で受光される量は、予め設定された閾値を超えるためには不十分であるためLOWレベルを示す。他方、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)の現像剤が存在する部分では、パターン検出センサ120の発光部から出力された光の拡散反射が受光部で受光される量は、予め設定された閾値を超えるために十分な量になるためHIGHレベルを示している。尚、無端状の中間転写体103を展開した時に中間転写体103上に形成される色ずれ量検出パターンの構成を決定するための条件は、実施例1と同様とする。即ち1セットの色ずれ量検出パターン長(Pattern Length)Pl、パターン間隔Pi(Pattern Interval)で、中間転写体103の周長RL(Round Length)にMセットの色ずれパターンを形成する場合には、
RL>(M−1)×Pi+Pl
Pi>Pl
Pi=N/M
の条件を満たせば、中間転写体103を1周させる事で1回の色ずれ補正制御を完了させることが可能になる。
次に、本実施例の色ずれ量検出パターンで色ずれ量を検出する方法について説明する。
色ずれ量検出パターンを検出する回路構成は、第1の実施例で説明した図6及びの構成と同様な構成で実施できるため説明を省略する。従って、信号検出部で検出した結果から色ずれ量を演算する方法について以下に説明する。
信号検出部212で検出した結果から色ずれ量を演算する方法は、基準色(Bk)のパターンが測定色(Y又はM又はC)のパターンを覆う量(重畳される量)から判定する。測定色が基準色に覆われる量から色ずれ量を演算する方法を図14に基づいて説明する。図14に1セットの色ずれ量検出パターンとパターン検出センサ120で検出され、コンパレータ211で2値化された検出信号の例を示す。イエローのパターンにおける検出信号の立ち上がり及び立ち下がりに対応する時間(時刻)をそれぞれ図14に示すようにtY11、tY12、tY21、tY22とした場合、夫々のイエローパターンのセンター位置tY1、tY2は下記式によって表される。
Y1=(tY11+tY12)/2
Y2=(tY21+tY22)/2
従って理想のイエローパターンセンター位置PYWと測定されたイエローパターンのセンター位置tY1とtY2の差分ΔtY1とΔtY2は下記式で表される。なお、理想のイエローパターンセンター位置PYWとは、図14のtY11から、本来あるべき(tY12−tY11)の半分の距離(時間)を加算した位置である。
ΔtY1=tY1−PYW
ΔtY2=tY2−PYW
同様に各測定色の理想パターン幅に対する実パターン幅の差分を求め、下記式により色間の相対的な位置ずれ量である色ずれ量を算出する。
・副走査方向の色ずれ
Bk−Y間副走査色ずれ量=(ΔtY1+ΔtY2)/2
Bk−M間副走査色ずれ量=(ΔtM1+ΔtM2)/2
Bk−C間副走査色ずれ量=(ΔtC1+ΔtC2)/2
・主走査方向の色ずれ
Bk−Y間主走査色ずれ量=(ΔtY1−ΔtY2)/2
Bk−M間主走査色ずれ量=(ΔtM1−ΔtM2)/2
Bk−C間主走査色ずれ量=(ΔtC1−ΔtC2)/2
副走査及び主走査の書き出し位置の色ずれ量は、上記演算を各パターンセットごとに行い、全セットの平均を求めることによって算出する。書き出しタイミングの位相をずらしたパターンセットにおける平均を取ることにより、像担持体の回転ムラによる色ずれ量を平均化することができる。
また、主走査全体倍率色ずれ量は、上記主走査色ずれ量を基に図7に示す中間転写体103の左右に対向して形成されるパターンセットごとに算出される。
・nセット目の主走査全体倍率色ずれ
nセット目のBk−Y間全体倍率色ずれ量
=nセット目(右)のBk−Y間主走査色ずれ量−nセット目(左)のBk−Y間主走査色ずれ量
nセット目のBk−M間全体倍率色ずれ量
=nセット目(右)のBk−M間主走査色ずれ量−nセット目(左)のBk−M間主走査色ずれ量
nセット目のBk−C間全体倍率色ずれ量
=nセット目(右)のBk−C間主走査色ずれ量−nセット目(左)のBk−C間主走査色ずれ量
ここで、演算結果が正の場合は、基準色に対して測定色の書き出しが遅い(全体倍率では基準色に対して測定色の画像幅が広い)ことを示す。他方、演算結果が負の場合には、基準色に対して測定色の書き出しが早い(全体倍率では基準色に対して測定色の画像幅が狭い)ことを示している。そして、カラー画像形成装置100は、実施例1と同様に、色ずれ補正制御を実行した後、演算された色ずれ量(レジストレーションずれ量)に基づく画像形成条件の調整を実行する。
<第2実施例の効果>
以上説明したように、図11に示される色ずれ量検出パターンを用いることでも、ブラック等の拡散反射光の反射成分が少ない現像剤の色を用いつつ、効率的に拡散反射光成分を受光しレジストレーション補正を行えるカラー画像形成装置を実現できる。
また、図15に示した色ずれ量検出パターンと同様の精度のレジストレーション補正を行うためには、図11に示す色ずれ量検出パターンが9セット必要であることが出願人の実験結果で判明した。この場合に、実施例1と同様に、測定色を検知するに要する幅(移動速度をある速度に想定)をl、またブラック(Bk)に必要は幅をdとすると、図11の色ずれ量検出パターンでは、(54l+54d)の長さが必要となる。この長さは、少なくとも、図15のパターン5セット分の長さ、(12l+12d)×5である(60l+60d)より短く、実施例1と同様に、像担持体のより一層の小型化をはかることができる。
[実施例3]
上述の実施例1、2では、BDセンサ110がブラックのレーザダイオードLD1の走査路上にのみに配置され、他のレーザダイオードの走査路上には存在しない場合について、説明を行ってきた。しかし、本発明は、カラー画像形成装置における各色のレーザダイオードに対して、水平同期信号を生成する為のレーザビーム検出器を備える場合にも適用が可能である。この場合でも、ブラック等の拡散反射光の反射成分が少ない現像剤の色を基準色にしつつ、拡散反射光成分を受光しレジストレーション補正を行えるカラー画像形成装置を実現できる。また、拡散反射光による位置検知ができない第一現像剤としてブラック(Bk)を例に説明を行ってきたが、カラー画像形成装置における固有の拡散反射光による位置検知ができない現像剤であれば、他の色に適用することも可能である。
[他の実施形態]
以上、様々な実施形態を詳述したが、本発明は、複数の機器から構成されるシステムに適用してもよいし、また、一つの機器からなる装置に適用してもよい。例えば、プリンタ、ファクシミリ、PC、サーバとクライアントとを含むコンピュータシステムなどの如くである。
本発明は、前述した実施形態の各機能を実現するソフトウェアプログラムを、システム若しくは装置に対して直接または遠隔から供給し、そのシステム等に含まれるコンピュータが該供給されたプログラムコードを読み出して実行することによっても達成される。
従って、本発明の機能・処理をコンピュータで実現するために、該コンピュータにインストールされるプログラムコード自体も本発明を実現するものである。つまり、上記機能・処理を実現するためのコンピュータプログラム自体も本発明の一つである。
その場合、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、OSに供給するスクリプトデータ等、プログラムの形態を問わない。
プログラムを供給するための記録媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、MO、CD−ROM、CD−R、CD−RWなどがある。また、記録媒体としては、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROM、DVD(DVD−ROM,DVD−R)などもある。
また、プログラムは、クライアントコンピュータのブラウザを用いてインターネットのホームページからダウンロードしてもよい。すなわち、該ホームページから本発明のコンピュータプログラムそのもの、もしくは圧縮され自動インストール機能を含むファイルをハードディスク等の記録媒体にダウンロードしてもよいのである。また、本発明のプログラムを構成するプログラムコードを複数のファイルに分割し、それぞれのファイルを異なるホームページからダウンロードすることによっても実現可能である。つまり、本発明の機能処理をコンピュータで実現するためのプログラムファイルを複数のユーザに対してダウンロードさせるWWWサーバも、本発明の構成要件となる場合がある。
また、本発明のプログラムを暗号化してCD−ROM等の記憶媒体に格納してユーザに配布してもよい。この場合、所定条件をクリアしたユーザにのみ、インターネットを介してホームページから暗号化を解く鍵情報をダウンロードさせ、その鍵情報で暗号化されたプログラムを復号して実行し、プログラムをコンピュータにインストールしてもよい。
また、コンピュータが、読み出したプログラムを実行することによって、前述した実施形態の機能が実現されてもよい。なお、そのプログラムの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているOSなどが、実際の処理の一部または全部を行ってもよい。もちろん、この場合も、前述した実施形態の機能が実現され得る。
さらに、記録媒体から読み出されたプログラムが、コンピュータに挿入された機能拡張ボ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き込まれてもよい。そのプログラムの指示に基づき、その機能拡張ボ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ってもよい。このようにして、前述した実施形態の機能が実現されることもある。
カラー画像形成装置における概略構成を示す図である。 スキャナユニットの概略構成を示す図である。 色ずれ量検出パターンの検出回路の一例を示す図である。 色ずれ量検出パターンの一例を示す図である。 色ずれ量検出パターンの一例を色別に分類して示した図である。 色ずれ量検出パターンを検出した場合の検出波形を示す図である。 中間転写体上(像担持体上)に形成された色ずれ量検出パターンの様子を示す図である。 像担持体の位相と色ずれ量検出パターンの書き出しタイミングの関係を示す図である。 第一現像剤による測定色の位置と、第二現像剤による基準色の位置のずれ量の演算方法を説明するための図である。 色ずれ量検出パターン1セット分の位置検出様子を示す図である。 色ずれ量検出パターンの一例を示す図である。 色ずれ量検出パターンの一例を色別に分類して示した図である。 色ずれ量検出パターンを検出した場合の検出波形を示す図である。 色ずれ量検出パターン1セット分の位置検出様子を示す図である。 実施例における効果を説明するための図である。

Claims (18)

  1. カラー現像剤とブラック現像剤を用い像担持体上に像を形成する形成手段と、
    ラー現像剤のパターンを下地にし、ブラック現像剤のパターンを重畳した重畳パターンを前記形成手段によって前記像担持体上に形成させる制御手段と、
    前記重畳パターンに光を照射し、前記カラー現像剤のパターンから反射される拡散反射光と前記ブラック現像剤のパターンから反射される拡散反射光を検知する検知手段と、
    前記検知手段により検知された検知結果から求めた前記カラー現像剤のパターンの位置及び前記ブラック現像剤のパターンの位置基づき、前記重畳パターンにおける前記カラー現像剤のパターンとブラック現像剤のパターンとの相対的な位置のずれ量を演算する演算手段と、
    前記演算手段による演算結果に基づき画像形成条件を調整する調整手段とを有することを特徴とするカラー画像形成装置。
  2. 前記演算手段は、前記重畳パターンに含まれる前記カラー現像剤によるパターンからの拡散反射光の検知結果に基づき、前記カラー現像剤のパターンの位置及び前記ブラック現像剤のパターンの位置を求めることを特徴とする請求項1に記載のカラー画像形成装置。
  3. 前記演算手段は、前記カラー現像剤の検知開始と検知終了とに基づき、前記ブラック現像剤によるパターンの位置を特定することを特徴とする請求項1に記載のカラー画像形成装置。
  4. 前記制御手段は、前記形成手段に、パターンの移動方向に沿って、一の重畳パターンから、前記カラー現像剤、ブラック現像剤、カラー現像剤の3つが順で前記検知手段を通過するよう、前記カラー現像剤を下地に前記ブラック現像剤を重畳した重畳パターンを形成させることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載のカラー画像形成装置。
  5. 前記カラー現像剤のパターンにおける移動方向の幅は、前記ブラック現像剤のパターンにおける移動方向の幅よりも長いことを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載のカラー画像形成装置。
  6. 前記ブラックは前記相対的な位置のずれ量を演算する上での基準色であることを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載のカラー画像形成装置。
  7. 記重畳パターンは、パターンの移動方向に対して斜めに交差する辺を有するパターンであり、
    前記調整手段は、前記演算手段による演算結果に基づき、前記重畳パターンにおける前記カラー現像剤のパターンと前記ブラック現像剤のパターンとの相対的な主走査方向の位置ずれ量、及び副走査方向の位置ずれ量を調整することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載のカラー画像形成装置。
  8. 前記重畳パターンは、パターンの移動方向に対して斜めに交差する辺を有する第1パターンと、パターンの移動方向に垂直な方向を軸として前記第1パターンに対して線対称に配置された第2パターンと、からなり、
    前記演算手段は、前記検知手段により検知された前記第1パターンの検知結果から求めた第1カラー現像剤のパターンの位置及び第1ブラック現像剤のパターンの位置と、前記第2パターンの検知結果から求めた第2カラー現像剤のパターンの位置及び第2ブラック現像剤のパターンの位置とに基づき、前記重畳パターンにおける前記カラー現像剤のパターンとブラック現像剤のパターンとの相対的な主走査方向の位置ずれ量、及び副走査方向の位置ずれ量を演算し、
    前記調整手段は、前記演算手段の演算結果に基づき、前記重畳パターンにおける前記カラー現像剤のパターンと前記ブラック現像剤のパターンとの相対的な主走査方向の位置ずれ量、及び副走査方向の位置ずれ量を調整することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載のカラー画像形成装置。
  9. カラー現像剤とブラック現像剤を用い像担持体上に像を形成する形成手段と、
    カラー現像剤のパターンを下地にし、ブラック現像剤のパターンを重畳した重畳パターンを前記形成手段によって前記像担持体上に形成させる制御手段と、
    前記重畳パターンに光を照射し、前記カラー現像剤のパターンから反射される拡散反射光と前記ブラック現像剤のパターンから反射される拡散反射光を検知する検知手段と、
    前記検知手段により検知された検知結果に基づき、前記重畳パターンにおける前記カラー現像剤のパターンとブラック現像剤のパターンとの相対的な位置のずれ量を演算する演算手段と、
    前記演算手段による演算結果に基づき画像形成条件を調整する調整手段と、を有することを特徴とするカラー画像形成装置。
  10. カラー現像剤とブラック現像剤を用い像担持体上に像を形成する形成手段備えるカラー画像形成装置における色ずれ補正方法であって、
    カラー現像剤のパターンを下地にし、ブラック現像剤のパターンを重畳した重畳パターンを前記形成手段によって前記像担持体上に形成させる制御工程と、
    前記重畳パターンに光を照射し、前記カラー現像剤のパターンから反射される拡散反射光と前記ブラック現像剤から反射される拡散反射光を検知する検知手段による検知工程と、
    前記検知工程により検知された検知結果から求めた前記カラー現像剤のパターンの位置及び前記ブラック現像剤のパターンの位置基づき、前記重畳パターンにおける前記カラー現像剤とブラック現像剤の相対的な位置のずれ量を演算する演算工程と、
    前記演算工程による演算結果に基づき画像形成条件を調整する調整工程とを有することを特徴とする色ずれ補正方法。
  11. 前記演算工程は、前記重畳パターンに含まれる前記カラー現像剤によるパターンからの拡散反射光の検知結果に基づき、前記カラー現像剤のパターンの位置及び前記ブラック現像剤のパターンの位置を求めることを特徴とする請求項10に記載の色ずれ補正方法。
  12. 前記演算工程は、前記カラー現像剤の検知開始と検知終了とに基づき、前記ブラック現像剤によるパターンの位置を特定することを特徴とする請求項10に記載の色ずれ補正方法。
  13. 前記制御工程は、前記形成手段に、パターンの移動方向に沿って、一の重畳パターンから、前記カラー現像剤、ブラック現像剤、カラー現像剤の3つが順で前記検知手段を通過するよう、前記カラー現像剤を下地に前記ブラック現像剤を重畳した重畳パターンを形成させることを特徴とする請求項10乃至12の何れか1項に記載の色ずれ補正方法。
  14. 前記カラー現像剤のパターンにおける移動方向の幅は、前記ブラック現像剤のパターンにおける移動方向の幅よりも長いことを特徴とする請求項10乃至1の何れか1項に記載の色ずれ補正方法。
  15. 前記ブラックは前記相対的な位置のずれ量を演算する上での基準色であることを特徴とする請求項10乃至1の何れか1項に記載の色ずれ補正方法。
  16. 前記重畳パターンは、パターンの移動方向に対して斜めに交差する辺を有するパターンであり、
    前記調整工程は、前記演算工程による演算結果に基づき、前記重畳パターンにおける前記カラー現像剤のパターンと前記ブラック現像剤のパターンとの相対的な主走査方向の位置ずれ量、及び副走査方向の位置ずれ量を調整することを特徴とする請求項10乃至15のいずれか1項に記載の色ずれ補正方法。
  17. 前記重畳パターンは、パターンの移動方向に対して斜めに交差する辺を有する第1パターンと、パターンの移動方向に垂直な方向を軸として前記第1パターンに対して線対称に配置された第2パターンと、からなり、
    前記演算工程は、前記検知工程により検知された前記第1パターンの検知結果から求めた第1カラー現像剤のパターンの位置及び第1ブラック現像剤のパターンの位置と、前記第2パターンの検知結果から求めた第2カラー現像剤のパターンの位置及び第2ブラック現像剤のパターンの位置とに基づき、前記重畳パターンにおける前記カラー現像剤のパターンとブラック現像剤のパターンとの相対的な主走査方向の位置ずれ量、及び副走査方向の位置ずれ量を演算し、
    前記調整工程は、前記演算手段の演算結果に基づき、前記重畳パターンにおける前記カラー現像剤のパターンと前記ブラック現像剤のパターンとの相対的な主走査方向の位置ずれ量、及び副走査方向の位置ずれ量を調整することを特徴とする請求項10乃至15のいずれか1項に記載の色ずれ補正方法。
  18. カラー現像剤とブラック現像剤を用い像担持体上に像を形成する形成手段を備えるカラー画像形成装置における色ずれ補正方法であって、
    カラー現像剤のパターンを下地にし、ブラック現像剤のパターンを重畳した重畳パターンを前記形成手段によって前記像担持体上に形成させる制御工程と、
    前記重畳パターンに光を照射し、前記カラー現像剤のパターンから反射される拡散反射光と前記ブラック現像剤から反射される拡散反射光を検知する検知手段による検知工程と、
    前記検知工程により検知された検知結果に基づき、前記重畳パターンにおける前記カラー現像剤とブラック現像剤の相対的な位置のずれ量を演算する演算工程と、
    前記演算工程による演算結果に基づき画像形成条件を調整する調整工程と、を有することを特徴とする色ずれ補正方法。
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