JP5868345B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関するものである。

カラー画像形成装置では、複数色のトナーによる作像を行う際に色ずれが発生することがある。特にタンデム方式のカラー画像形成装置では、色ずれが発生しやすい。

そのため、カラー画像形成装置では、色ずれ補正が行われる。色ずれ補正には、一般的に、ユーザーが手動で行う方法と、装置が自動で行う方法とがある（例えば特許文献１〜３参照）。

また、ある画像形成装置では、感光体ドラムの回転ムラを考慮して色ずれ補正を行っている（例えば特許文献４参照）。

特開２００６−０７１７３７号公報 特開２００３−２５５６２６号公報 特開２００２−２０７３３７号公報 特開２０１１−１５４２９１号公報

しかしながら、感光体ドラムの回転ムラを含む種々の要因で、色ずれ補正が正確に行われないことがある。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、色ずれ補正を正確に行う画像形成装置を得ることを目的とする。

本発明に係る画像形成装置は、複数の感光体ドラム上でそれぞれ複数色のトナーで現像してカラー印刷を行う印刷部と、前記印刷部で、前記複数色のパッチ画像を含む色ずれ補正チャートを印刷用紙に印刷させるチャート生成部と、前記印刷された色ずれ補正チャートの画像を読み取る画像読取部と、前記読み取られた前記色ずれ補正チャートの画像に基づき色ずれ補正量を特定する補正量特定部とを備える。前記チャート生成部は、前記色ずれ補正チャートを複数の印刷用紙に印刷させ、前記補正量特定部は、前記複数の印刷用紙からそれぞれ読み取られた複数の前記色ずれ補正チャートの画像に基づき色ずれ補正量を特定する。そして、前記色ずれ補正チャートが前記複数の印刷用紙に印刷される際、前記印刷用紙ごとに、各色の前記パッチ画像が前記感光体ドラム上で異なる位置で現像される。前記色ずれ補正チャートは、複数の主走査方向用チャートと、複数の副走査方向用チャートとを有し、前記補正量特定部は、（ａ）前記複数の副走査方向用チャートのうちの２つの副走査方向用チャートにおいて、前記複数色のうちのある色の第１基準パッチ画像をそれぞれ特定し、（ｂ）前記第１基準パッチ画像のそれぞれの位置から傾き角を特定し、（ｃ）前記第１基準パッチ画像の位置、前記２つの副走査方向用チャートにおける前記複数色のうちの他の色のパッチ画像の位置、および前記傾き角に基づいて、副走査方向の色ずれ量を特定し、（ｄ）特定した前記副走査方向の色ずれ量に基づいて副走査方向の色ずれ補正量を特定する。

本発明によれば、色ずれ補正量が正確に測定されるため、色ずれ補正が正確に行われる。

図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の印刷部の機械的な内部構成の一部を示す側面図である。 図２は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の電気的な構成の一部を示すブロック図である。 図３は、印刷用紙に印刷された色ずれ補正チャートの一例を示す図である（１／３）。 図４は、印刷用紙に印刷された色ずれ補正チャートの一例を示す図である（２／３）。 図５は、印刷用紙に印刷された色ずれ補正チャートの一例を示す図である（３／３）。 図６は、図１および図２に示す画像形成装置において色ずれ補正チャートが印刷される複数の印刷用紙の位置関係について説明する図である。 図７は、感光体ドラムの回転および露光装置による光の走査時間に起因するずれを説明する図である。 図８は、感光体ドラムの回転および露光装置による光の走査時間に起因するずれの補正について説明する図である。

以下、図に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の印刷部の機械的な内部構成の一部を示す側面図である。画像形成装置は、複写機、複合機などといった、画像読取機能および印刷機能を有する装置である。

この実施の形態の画像形成装置は、タンデム方式のカラー現像装置を有する直接転写方式の画像形成装置である。このカラー現像装置は、感光体ドラム１ａ〜１ｄ、露光装置２ａ〜２ｄおよび各色の現像装置３ａ〜３ｄを有する。感光体ドラム１ａ〜１ｄは、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの４色の感光体である。露光装置２ａ〜２ｄは、感光体ドラム１ａ〜１ｄへレーザー光を照射して静電潜像を形成する装置である。露光装置２ａ〜２ｄは、レーザー光の光源であるレーザーダイオード、そのレーザー光を感光体ドラム１ａ〜１ｄへ導く光学素子（レンズ、ミラー、ポリゴンミラーなど）を有する。

さらに、感光体ドラム１ａ〜１ｄの周囲には、帯電装置、クリーニング装置、除電器などが配置されている。帯電装置は、スコロトロン方式などで、感光体ドラム１ａ〜１ｄを帯電させる。また、クリーニング装置は、転写後に、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上の残留トナーを除去し、除電器は、転写後に、感光体ドラム１ａ〜１ｄを除電する。

現像装置３ａ〜３ｄには、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの４色のトナーが充填されたトナーコンテナーを装着されている。現像装置３ａ〜３ｄと感光体ドラム１ａ〜１ｄとの間に、現像バイアスがそれぞれ印加され、現像装置３ａ〜３ｄは、そのトナーコンテナーから供給されるトナーを感光体ドラム１ａ〜１ｄ上の静電潜像に付着させてトナー画像を形成する。例えば、トナーは、キャリアとともに現像剤を構成し、さらに、酸化チタンなどの外添剤が付加されている。

感光体ドラム１ａ、露光装置２ａおよび現像装置３ａにより、マゼンタの現像が行われ、感光体ドラム１ｂ、露光装置２ｂおよび現像装置３ｂにより、シアンの現像が行われ、感光体ドラム１ｃ、露光装置２ｃおよび現像装置３ｃにより、イエローの現像が行われ、感光体ドラム１ｄ、露光装置２ｄおよび現像装置３ｄにより、ブラックの現像が行われる。

搬送ベルト４は、無終端（つまり、環状）のベルトであり、駆動ローラー５に張架され、駆動ローラー５からの駆動力によって周回し、印刷用紙を感光体ドラム１ａ〜１ｄへ搬送する。搬送ローラー対６は、印刷用紙を搬送ベルト４へ搬送し、搬送ローラー対７は、トナー画像が転写された印刷用紙を定着器８へ搬送する。定着器８は、そのトナー画像を印刷用紙に定着する。

図２は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の電気的な構成の一部を示すブロック図である。

図２において、印刷部２１は、図１に示す機械的な構成を有し、複数の感光体ドラム１ａ〜１ｄ上でそれぞれ複数色（シアン、マゼンタ、イエロー、およびブラック，ＣＭＹＫ）のトナーで現像してカラー印刷を行う。

プリントエンジン２２は、上述のローラーなどを駆動する図示せぬ駆動源、転写バイアスを印加するバイアス回路、現像装置３ａ〜３ｄ、露光装置２ａ〜２ｄなどを制御して、トナー画像の現像、転写および定着、並びに給紙、印刷および排紙を実行させる処理回路である。

プリントエンジン２２は、定期的に、あるいは所定のタイミングで、各トナー色の画像形成位置を調整する色ずれ補正を行う。色ずれ補正では、露光装置２ａ〜２ｄの走査開始タイミング、走査ライン数などを調整することで、各トナー色の画像形成位置が適切な位置とされる。

プリントエンジン２２は、チャート生成部４１、および位置補正部４２を有する。

チャート生成部４１は、露光装置２ａ〜２ｄ、現像装置３ａ〜３ｄなどを制御して、複数色（ＣＭＹＫ）のパッチ画像を含む色ずれ補正チャートを印刷用紙に印刷させる。

さらに、チャート生成部４１は、色ずれ補正チャートを複数の印刷用紙に印刷させる。色ずれ補正チャートが複数の印刷用紙に印刷される際、印刷用紙ごとに、各色のパッチ画像が感光体ドラム（感光体ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄのうちのその色に対応するもの）上で異なる位置で現像されるように、チャート生成部４１は、各印刷用紙についての色ずれ補正チャートの現像開始タイミングを調節する。

この実施の形態では、色ずれ補正チャートが複数の印刷用紙に印刷される際、印刷用紙ごとに、複数の印刷用紙の枚数（例えば４）で感光体ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの周長を除算して得られる長さずつずらして、各色のパッチ画像が感光体ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ上で異なる位置で現像される。

図３、図４および図５は、印刷用紙に印刷された色ずれ補正チャートの一例を示す図である。図３、図４および図５に示すように、この実施の形態では、色ずれ補正チャートは、複数の主走査方向用チャート６１〜６７と、複数の副走査方向用チャート７１〜７８とを有し、主走査方向用チャート６１〜６７では、それぞれ、複数色のパッチ画像６ｉＰＫ，６ｉＰＣ，６ｉＰＭ，６ｉＰＹ（ｉ＝１，・・・，７）が副走査方向に沿って配列され、副走査方向用チャート７１〜７８では、それぞれ、複数色のパッチ画像７ｊＳＫ，７ｊＳＣ，７ｊＳＭ，７ｊＳＹ（ｊ＝１，・・・，８）が主走査方向に沿って配列されている。ただし、ブラックの１つのパッチ画像が、パッチ画像６１ＰＫおよびパッチ画像７１ＳＫとして使用される。また、ブラックの１つのパッチ画像が、パッチ画像６７ＰＫおよびパッチ画像７５ＳＫとして使用される。

なお、マーク８１は、主走査方向および副走査方向における先端位置を示すマークである。また、マーク８２は、チャート種別などを示すコード画像である。

図６は、図１および図２に示す画像形成装置において色ずれ補正チャートが印刷される複数の印刷用紙の位置関係について説明する図である。

図６に示すように、例えば４枚の印刷用紙１０１〜１０４に同一の色ずれ補正チャートが印刷される場合、感光体ドラムの周方向において、印刷用紙１０２の先頭位置を印刷用紙１０１の先頭位置から上述の長さＹｄだけずらし、印刷用紙１０３の先頭位置を印刷用紙１０２の先頭位置から上述の長さＹｄだけずらし、印刷用紙１０４の先頭位置を印刷用紙１０３の先頭位置から上述の長さＹｄだけずらす。

図２に戻り、画像読取部２３は、印刷された色ずれ補正チャートの画像（つまり、色ずれ補正チャートが印刷された印刷用紙の画像）を光学的に読み取り、読み取った画像の画像データ（ＲＧＢデータ）を出力する。

なお、ユーザーは、印刷部２１により色ずれ補正チャートが印刷された印刷用紙を、プラテンガラスや自動原稿送り器に載置し、画像読取部２３に、その画像の読み取りを実行させる。

色ずれ補正チャートが複数の印刷用紙に印刷された場合、各印刷用紙から画像読取部２３により色ずれ補正チャートの画像が読み取られる。

コントローラー２４は、画像読取部２３により読み取られた色ずれ補正チャートの画像に基づき色ずれ補正量を特定する。位置補正部４２は、その色ずれ補正量に基づいて、各色の画像形成位置を調整する。

コントローラー２４は、複数の印刷用紙からそれぞれ読み取られた複数の色ずれ補正チャートの画像に基づき色ずれ補正量を特定する。

また、この実施の形態では、コントローラー２４は、複数の色ずれ補正チャートの画像内の主走査方向用チャートの画像および副走査方向用チャートの画像に基づき、主走査方向および副走査方向の色ずれ補正量をまとめて特定する。

さらに、この実施の形態では、コントローラー２４は、複数の印刷用紙からそれぞれ読み取られた複数の色ずれ補正チャートの画像のそれぞれから色ずれ量を特定し、複数の色ずれ補正チャートに対応する複数の色ずれ量の平均値を、色ずれ補正量とし、位置補正部４２にセットする。

位置補正部４２は、コントローラー２４からの指令に基づいて、複数トナー色（ここでは、ＣＭＹ）のそれぞれの画像形成位置を補正する。

次に、上記画像形成装置の動作について説明する。

ユーザーが図示せぬ操作パネルにおける印字調整ボタンを押下すると、チャート生成部４１は、上述のようにして、印刷部２１で、色ずれ補正チャートを複数の印刷用紙に印刷させる。

そして、ユーザーは、その印刷用紙をまとめて自動原稿送り器に載置して、その印刷用紙の画像を画像読取部２３に順番に読み取らせるかその印刷用紙を順番にプラテンガラスに載置して、その印刷用紙の画像を画像読取部２３に順番に読み取らせる。画像読取部２３は、読み取った複数の印刷用紙の画像の画像データを順番にコントローラー２４に出力する。

このようにして、コントローラー２４は、色ずれ補正チャートが印刷された複数の印刷用紙の画像を取得する。

そして、コントローラー２４は、各印刷用紙の画像について以下の処理を実行し、各印刷用紙の画像から色ずれ量を特定する。

画像読取部２３は、印刷用紙の画像読取時に印刷用紙のサイズを併せて検知する。また、コントローラー２４は、主走査方向および副走査方向における先頭位置のブラックのパッチ画像６１ＰＫ（７１ＳＫ）を検出し、そのパッチ画像６１ＰＫ（７１ＳＫ）の位置に基づいて印刷用紙のサイズを特定するようにしてもよい。

コントローラー２４は、主走査方向用チャート６１〜６７の画像に基づいて、主走査方向における色ずれ量を特定する。

このとき、主走査方向におけるブラックのパッチ画像の先端エッジと後端エッジが、印刷画像のＲＧＢデータにおけるＧ（緑）データの値と閾値とを比較して検出される。なお、閾値は、（パッチ画像内のＧ値の平均値＋背景（白）部分のＧ値の平均値×所定の係数／１００）／２で予め計算される。

また、主走査方向におけるシアンのパッチ画像の先端エッジと後端エッジが、印刷画像のＲＧＢデータにおけるＲ（赤）データの値と閾値とを比較して検出される。なお、閾値は、（パッチ画像内のＲ値の平均値＋背景（白）部分のＲ値の平均値×所定の係数／１００）／２で予め計算される。

さらに、主走査方向におけるマゼンタのパッチ画像の先端エッジと後端エッジが、印刷画像のＲＧＢデータにおけるＧ（緑）データの値と閾値とを比較して検出される。なお、閾値は、（パッチ画像内のＧ値の平均値＋背景（白）部分のＧ値の平均値×所定の係数／１００）／２で予め計算される。

さらに、主走査方向におけるイエローのパッチ画像の先端エッジと後端エッジが、印刷画像のＲＧＢデータにおけるＢ（青）データの値と閾値とを比較して検出される。なお、閾値は、（パッチ画像内のＢ値の平均値＋背景（白）部分のＢ値の平均値×所定の係数／１００）／２で予め計算される。

なお、これらの色のパッチ画像の配列順序が予め決まっているので、ある色のパッチ画像を別の色のパッチ画像と誤って検出することはない。

そして、先端エッジおよび後端エッジに基づいて主走査方向における各色のパッチ画像の位置（例えば、先端エッジ位置の座標値と後端エッジ位置の座標値の平均値の位置）が特定され、色ずれ量（つまり、ブラックのパッチ画像の位置からシアン、マゼンタ、およびイエローのそれぞれのパッチ画像の位置までのずれ量）が特定される。

また、コントローラー２４は、同様に、副走査方向用チャート７１〜７８の画像に基づいて、副走査方向における色ずれ量を特定する。ただし、副走査方向については、感光体ドラム１ａ〜１ｄの回転によって、露光装置２ａ〜２ｄによる光の走査位置（副走査方向における位置）がずれるため、そのずれを考慮して、色ずれ量を特定する。

図７は、感光体ドラム１ａ〜１ｄの回転および露光装置２ａ〜２ｄによる光の走査時間に起因するずれを説明する図である。図７に示すように、主走査方向における距離Ｘ１を走査するに要する時間で、感光体ドラム１ａ〜１ｄが周方向において距離Ｙ１進行する。そのため、コントローラー２４は、印刷用紙の画像内の最も左のパッチ画像６１ＰＫの位置と最も右のパッチ画像６７ＰＫの位置とから傾き角θを特定し、その傾き角θに基づき色ずれ量を補正する。

図８は、感光体ドラム１ａ〜１ｄの回転および露光装置２ａ〜２ｄによる光の走査時間に起因するずれＹ３の補正について説明する図である。

そして、コントローラー２４は、印刷用紙の画像内での副走査方向における、ブラックのパッチ画像の位置から、シアン、マゼンタおよびイエローのパッチ画像の位置までのずれＹ２に、傾き角θに起因するずれＹ３（＝Ｘ２×ｔａｎθ、Ｘ２は主走査方向におけるブラックのパッチ画像の位置から、シアン、マゼンタおよびイエローのパッチ画像の位置まで距離）を加算した値を、副走査方向における色ずれ量とする。なお、図８では、ブラックのパッチ画像７１ＳＫに対するシアンのパッチ画像７１ＳＣの色ずれ量について説明しているが、その他の色のパッチ画像７１ＳＭ，７１ＳＹについても同様に色ずれ量が計算される。

このようにして、コントローラー２４は、各印刷用紙の画像から、主走査方向の色ずれ量（ＫとＣＭＹとの間のずれの長さ）および副走査方向の色ずれ量（ＫとＣＭＹとの間のずれの長さ）を特定する。

そして、例えば、コントローラー２４は、複数の印刷用紙に対応する複数の主走査方向の色ずれ量を平均した値を、主走査方向の色ずれ補正量として位置補正部４２にセットし、複数の印刷用紙に対応する複数の副走査方向の色ずれ量を平均した値を、副走査方向の色ずれ補正量として位置補正部４２にセットする。位置補正部４２は、その色ずれ補正量に基づいて、シアン、マゼンタ、およびイエローの画像形成位置を調整する。

このようにして、色ずれ補正が実行される。

なお、コントローラー２４は、印刷用紙のサイズに基づく位置において、左上のブラックのパッチ画像６１ＰＫ（７１ＳＫ）、右上のブラックのパッチ画像６７ＰＫ（７５ＳＫ）、および左下のブラックのパッチ画像７４ＳＫのいずれか１つでも検出できない場合、エラーと判定し、処理を中止する。また、コントローラー２４は、上述の傾き角θが所定の閾値以上である場合、エラーと判定し、処理を中止する。

以上のように、上記実施の形態によれば、印刷部２１は、複数の感光体ドラム１ａ〜１ｄ上でそれぞれ複数色のトナーで現像してカラー印刷を行う。チャート生成部４１は、印刷部２１で、複数色のパッチ画像を含む色ずれ補正チャートを印刷用紙に印刷させる。画像読取部２３は、印刷された色ずれ補正チャートの画像を読み取る。コントローラー２４は、読み取られた色ずれ補正チャートの画像に基づき色ずれ補正量を特定する。そして、チャート生成部４１は、色ずれ補正チャートを複数の印刷用紙１０１〜１０４に印刷させ、コントローラー２４は、複数の印刷用紙１０１〜１０４からそれぞれ読み取られた複数の色ずれ補正チャートの画像に基づき色ずれ補正量を特定する。そして、色ずれ補正チャートが複数の印刷用紙１０１〜１０４に印刷される際、印刷用紙ごとに、各色のパッチ画像が感光体ドラム１ａ（１ｂ，１ｃ，１ｄ）上で異なる位置で現像される。

これにより、感光体ドラム１ａ〜１ｄの周方向における異なる位置を使用して色ずれ補正チャートが複数の印刷用紙に印刷され、その複数の印刷用紙の画像から得られる色ずれ量に基づき色ずれ量が特定される。そのため、種々の要因による感光体ドラム１ａ〜１ｄの周方向における位置に対応する色ずれ量の変動に起因する色ずれ補正の誤差が低減され、色ずれ補正が正確に行われる。

なお、上述の実施の形態は、本発明の好適な例であるが、本発明は、これらに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の変形、変更が可能である。

本発明は、例えば、複写機、複合機などに適用可能である。

１ａ〜１ｄ 感光体ドラム
２１ 印刷部
２３ 画像読取部
２４ コントローラー（補正量特定部の一例）
４１ チャート生成部
６１〜６７ 主走査方向用チャート
７１〜７８ 副走査方向用チャート
１０１〜１０４ 印刷用紙

Claims (6)

1. 複数の感光体ドラム上でそれぞれ複数色のトナーで現像してカラー印刷を行う印刷部と、
   前記印刷部で、前記複数色のパッチ画像を含む色ずれ補正チャートを印刷用紙に印刷させるチャート生成部と、
   前記印刷された色ずれ補正チャートの画像を読み取る画像読取部と、
   前記読み取られた前記色ずれ補正チャートの画像に基づき色ずれ補正量を特定する補正量特定部とを備え、
   前記チャート生成部は、前記色ずれ補正チャートを複数の印刷用紙に印刷させ、
   前記補正量特定部は、前記複数の印刷用紙からそれぞれ読み取られた複数の前記色ずれ補正チャートの画像に基づき色ずれ補正量を特定し、
   前記色ずれ補正チャートが前記複数の印刷用紙に印刷される際、前記印刷用紙ごとに、各色の前記パッチ画像が前記感光体ドラム上で異なる位置で現像され、
   前記色ずれ補正チャートは、複数の副走査方向用チャートを有し、
   前記副走査方向用チャートでは、それぞれ、前記複数色のパッチ画像が主走査方向に沿って配列され、
   前記補正量特定部は、（ａ）前記複数の副走査方向用チャートのうちの２つの副走査方向用チャートにおいて、前記複数色のうちのある色の第１基準パッチ画像をそれぞれ特定し、（ｂ）前記第１基準パッチ画像のそれぞれの位置から傾き角を特定し、（ｃ）前記第１基準パッチ画像の位置、前記２つの副走査方向用チャートにおける前記複数色のうちの他の色のパッチ画像の位置、および前記傾き角に基づいて、副走査方向の色ずれ量を特定し、（ｄ）特定した前記副走査方向の色ずれ量に基づいて副走査方向の色ずれ補正量を特定すること、
   を特徴とする画像形成装置。
2. 前記色ずれ補正チャートが前記複数の印刷用紙に印刷される際、前記印刷用紙ごとに、前記複数の印刷用紙の枚数で前記感光体ドラムの周長を除算して得られる長さずつずらして、各色の前記パッチ画像が前記感光体ドラム上で異なる位置で現像されることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記色ずれ補正チャートは、複数の主走査方向用チャートを有し、
   前記主走査方向用チャートでは、それぞれ、前記複数色のパッチ画像が副走査方向に沿って配列され、
   前記補正量特定部は、前記複数の色ずれ補正チャートの画像内の前記主走査方向用チャートの画像および前記副走査方向用チャートの画像に基づき、主走査方向および副走査方向の色ずれ補正量をまとめて特定すること、
   を特徴とする請求項１または請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記補正量特定部は、前記複数の印刷用紙からそれぞれ読み取られた複数の前記色ずれ補正チャートの画像のそれぞれから色ずれ量を特定し、前記複数の色ずれ補正チャートに対応する複数の前記色ずれ量の平均値を、色ずれ補正量とすることを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の画像形成装置。
5. 前記色ずれ補正チャートは、主走査方向用チャートを有し、
   前記主走査方向用チャートでは、前記複数色のパッチ画像が副走査方向に沿って配列され、
   前記補正量特定部は、前記主走査方向用チャートの各色のパッチ画像の先端部位置と後端部位置の座標値の平均値の位置をパッチ画像の位置として特定し、（ａ）前記主走査方向用チャートにおいて、前記複数色のうちのある色の第２基準パッチ画像を特定し、（ｂ）前記第２基準パッチ画像の位置から、前記主走査方向用チャートにおける前記複数色のうちの他の色のパッチ画像の位置までのずれ量に基づいて、主走査方向の色ずれ量を特定し、（ｃ）特定した前記主走査方向の色ずれ量に基づいて主走査方向の色ずれ補正量を特定すること、
   を特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載の画像形成装置。
6. 前記第１基準パッチ画像および前記第２基準パッチ画像として１つのパッチ画像が使用されることを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。

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