JP5913004B2 - 画像形成装置及びキャリブレーション方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置及びキャリブレーション方法に関し、詳しくは、カラーレジストレーションの精度を向上させることが可能な画像形成装置及びキャリブレーション方法に関する。

近年、オフィスにおけるドキュメント作成は急速にカラー化が進んでおり、これに伴い複写機やプリンタ、ファクシミリ等の機器においてもカラー化への対応が要求されている。又、これらの機器のカラー化を進める場合には、出力画像の高画質化および出力の高速化も要求される。

ところが、出力の高速化を図ろうとするとカラーレジストレーションの悪化によって出力画像の高画質を維持するのが困難となる。ここで、カラーレジストレーションとは、キャリブレーションの一種で、所定の形状で形成された各色毎のパッチの位置を測定して各色毎のパッチの位置ズレを補正し、カラー印刷時に色同士の色ズレを防止するキャリブレーションである。又、装置内部の温度変化や記録紙を補給するときの衝撃、人が装置にぶつかってしまった場合の外力などにより各色の像を形成するためのユニットの位置や各ユニット内部の部品の位置等が微妙に変化してしまうと、高速化を図ろうとした際にこの微妙な位置変化がカラーレジストレーションの悪化を引き起こすことになる。

そこで、従来技術では、カラーレジストレーションの誤差量を測定し、これを補正しながら高画質化を図る技術が開示されている。これは、各色に対応したカラーレジパターンを像担持体上に形成し、これらのカラーレジパターンを読み取り手段で光学的に読み取り、その読み取り信号に基づいて各色のカラーレジパターンの間隔を算出してこれを基準値と等しくなるように各色の像形成ユニットの位置や画像形成開始タイミングを補正するものである。

しかしながら、従来技術の画像形成装置においては次のような問題がある。即ち、画像形成装置を長期間にわたり使用した後にはカラーレジストレーションの誤差量を測定する環境が悪化し、測定精度が下がるという問題が生じる。特に、カラーレジパターンを形成する像担持体は劣化しやすく、汚れや傷が付きやすい。

前記問題を解決するために、特開２００６−２６８０５２号公報（特許文献１）には、カラーレジストレーションの誤差を測定するためのカラーレジパターンを発生するパターン発生手段と、該カラーレジパターンを像担持体上に画像として形成する像形成手段と、該像担持体上に形成されたカラーレジパターンを光学的に読み取って電気信号に変換する読み取り手段と、該読み取り手段にて得た電気信号に基づいてカラーレジストレーションの誤差量を求める誤差検出手段とを有する画像形成装置が開示されている。前記画像形成装置は、前記誤差検出手段は、前記読み取り手段から得た電気信号の波形について予め設定した閾値を超える領域の重心位置を算出し、その重心位置から前記カラーレジパターンの位置を求める。これにより、カラーレジストレーション誤差を測定するにあたり、像担持体に汚れや傷が付いている場合であっても、簡単で安価な構成によりその汚れや傷の影響を受けることなく確実にカラーレジパターンの位置を認識することが可能となるとしている。又、像担持体に付いている汚れや傷の幅を検出し、これに応じたカラーレジパターンの線幅を設定等を行うことで、画像形成装置の使用にともなって変化する汚れや傷にも対応してカラーレジストレーションの誤差を測定することが可能となるとしている。

又、特開２００７−２２５８１８号公報（特許文献２）には、画像形成装置であって、前記画像形成装置において異常が発生しているか否かを判定するためのデータを画像として表現したパッチを形成する画像形成部と、前記パッチを検出するパッチ検出部と、前記検出されたパッチから前記データを認識し、認識された該データに基づいて前記画像形成部に異常が発生しているか否かを判定する判定部と、前記異常が発生していない場合に、前記パッチの検出タイミングに基づいて、前記記録材の搬送タイミングを調整するタイミング調整部とを含むことを特徴とする画像形成装置が開示されている。これにより、画像形成装置において発生している異常を判定するためのデータを画像として表現されたパッチを用いることで、記録材の搬送タイミングを好適に調整出来るとしている。

特開２００６−２６８０５２号公報 特開２００７−２２５８１８号公報

しかしながら、特許文献１、２に記載の技術は、カラーレジストレーションのパターンが形成される像担持体（中間転写体）への汚れを十分回避することが出来ず、カラーレジストレーションの精度を向上させることが出来ないという問題がある。

又、像担持体の表面の汚れが経年劣化等により広範囲又は複数発生した場合、その旨をユーザに知らせて当該像担持体を交換する必要があるが、現時点では、そのような対応可能な画像形成装置は存在しない。

そこで、本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、カラーレジストレーションの精度を向上させることが可能な画像形成装置及びキャリブレーション方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る画像形成装置は、カラーキャリブレーションとカラーレジストレーションを実行する画像形成装置を前提とし、以下の構成を採用する。

即ち、前記画像形成装置は、カラーキャリブレーションの際に、中間転写体の両方の端の一周分の地肌濃度を取得する地肌濃度取得手段と、前記取得された地肌濃度と予め設定された閾値とを比較して、当該閾値を超過した地肌濃度の取得位置に対応する中間転写体の部分を汚れ部分として検出する汚れ部分検出手段と、前記検出された汚れ部分以外の中間転写体の部分で、且つ、カラーレジストレーション用パッチパターンを形成可能な部分であるパターン形成可能部分であって、当該パターン形成可能部分の回転方向の長さと、予め設定された、所定の斜め線状のパッチと横線状のパッチとが配置されたカラーレジストレーション用パッチパターンの回転方向の長さとを比較し、前記比較の結果、前記両方の端のいずれの側も前記パターン形成可能部分の回転方向の長さが前記カラーレジストレーション用パッチパターンの回転方向の長さを超過する場合に、前記中間転写体の一周分の地肌濃度を取得する際の、前記中間転写体における地肌濃度取得開始位置に最も近い前記パターン形成可能部分に当該カラーレジストレーション用パッチパターンを形成させて、当該カラーレジストレーション用パッチパターンの各パッチの回転方向の長さを、前記地肌濃度よりも高い濃度のパッチについては、前記地肌濃度よりも高くかつ当該パッチの最上濃度よりも低い第一の基準濃度を設けて当該第一の基準濃度を超過する部分に基づいて算出するとともに、前記地肌濃度よりも低い濃度のパッチについては、前記地肌濃度よりも低くかつ当該パッチの最下濃度よりも高い第二の基準濃度を設けて当該第二の基準濃度を下回る部分に基づいて算出し、当該算出したカラーレジストレーション用パッチパターンの各パッチの回転方向の長さに基づいて取得した各パッチの位置に基づいてカラーレジストレーションを実行するカラーレジストレーション手段とを備えることを特徴とする。

又、前記カラーレジストレーション手段は、前記比較の結果、前記パターン形成可能部分の回転方向の長さが前記カラーレジストレーション用パッチパターンの回転方向の長さ未満である場合、前記中間転写体が汚れている旨の警告画面をタッチパネル上に表示させる。

尚、本発明は、カラーキャリブレーションとカラーレジストレーションを実行する画像形成装置のキャリブレーション方法として提供することが出来る。即ち、前記キャリブレーション方法は、カラーキャリブレーションの際に、中間転写体の両方の端の一周分の地肌濃度を取得するステップと、前記取得された地肌濃度と予め設定された閾値とを比較して、当該閾値を超過した地肌濃度の取得位置に対応する中間転写体の部分を汚れ部分として検出するステップと、前記検出された汚れ部分以外の中間転写体の部分で、且つ、カラーレジストレーション用パッチパターンを形成可能な部分であるパターン形成可能部分であって、当該パターン形成可能部分の回転方向の長さと、予め設定された、所定の斜め線状のパッチと横線状のパッチとが配置されたカラーレジストレーション用パッチパターンの回転方向の長さとを比較し、前記比較の結果、前記両方の端のいずれの側も前記パターン形成可能部分の回転方向の長さが前記カラーレジストレーション用パッチパターンの回転方向の長さを超過する場合に、前記中間転写体の一周分の地肌濃度を取得する際の、前記中間転写体における地肌濃度取得開始位置に最も近い前記パターン形成可能部分に当該カラーレジストレーション用パッチパターンを形成させて、当該カラーレジストレーション用パッチパターンの各パッチの回転方向の長さを、前記地肌濃度よりも高い濃度のパッチについては、前記地肌濃度よりも高くかつ当該パッチの最上濃度よりも低い第一の基準濃度を設けて当該第一の基準濃度を超過する部分に基づいて算出するとともに、前記地肌濃度よりも低い濃度のパッチについては、前記地肌濃度よりも低くかつ当該パッチの最下濃度よりも高い第二の基準濃度を設けて当該第二の基準濃度を下回る部分に基づいて算出し、当該算出したカラーレジストレーション用パッチパターンの各パッチの回転方向の長さに基づいて取得した各パッチの位置に基づいてカラーレジストレーションを実行するステップとを備えることを特徴とする。当該構成としても、上述と同様の効果を得ることが可能となる。

又、本発明は、電気通信回線などを介して個別に流通する、コンピュータに実行させるためのプログラムとして提供することができる。この場合、中央演算処理装置（ＣＰＵ）が、本発明のプログラムに従ってＣＰＵ以外の各回路と協働して制御動作を実現する。又、前記プログラム及びＣＰＵを用いて実現される各手段は、専用のハードウェアを用いて構成することもできる。又、当該プログラムは、ＣＤ−ＲＯＭなどのコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録された状態で流通させることも可能である。

本発明の画像形成装置及びキャリブレーション方法によれば、カラーレジストレーションの精度を向上させることが可能となる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略模式図である。 本発明の実施形態に係る現像ユニットの一例を示す図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置の制御系ハードウェアの概略構成図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置の機能ブロック図である。 本発明の実施形態の実行手順を示すためのフローチャートである。 本発明の実施形態に係る中間転写ベルトＢ１の地肌濃度の概略図（図６（Ａ））と、本発明の実施形態に係る地肌濃度テーブルの一例を示す図（図６（Ｂ））である。 本発明の実施形態に係る中間転写ベルトＢ１のカラーキャリブレーション用パッチパターンの概略図（図７（Ａ））と、本発明の実施形態に係るパッチ濃度テーブルの一例を示す図（図７（Ｂ））である。 本発明の実施形態に係る中間転写ベルトＢ１の汚れ部分の概略図（図８（Ａ））と、本発明の実施形態に係る中間転写ベルトＢ１のカラーレジストレーション用パッチパターンの概略図（図８（Ｂ））である。 本発明の実施形態に係る取得濃度とカラーレジストレーション用パッチパターンとの関係を示す図である。 本発明の実施形態に係る汚れ部分の無いカラーレジストレーション用パッチパターンの取得濃度を示す図である。 本発明の実施形態に係る汚れ部分の有るカラーレジストレーション用パッチパターンの取得濃度を示す図である。 本発明の実施形態に係る中間転写ベルトＢ１の汚れ部分の概略図（図１２（Ａ））と、本発明の実施形態に係る警告画面の一例を示す図（図１２（Ｂ））である。

以下に、添付図面を参照して、本発明の画像形成装置の実施形態について説明し、本発明の理解に供する。尚、以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。又、フローチャートにおける数字の前に付されたアルファベット「Ｓ」はステップを意味する。

＜画像形成装置＞
図１は、本実施形態の画像形成装置の概略構成図である。図１に示すように、本発明が適用されるタンデム型の画像形成装置は、カラー印刷のトナー画像を形成するための画像形成ユニットＦＭ，ＦＣ，ＦＹ及びＦＫを備えている。この画像形成ユニットＦＭ−ＦＫには、中間転写ベルトＢ１と、中間転写ベルトＢ１の表面を清掃するためのクリーニング部Ｂ２と、中間転写ベルトＢ１の移動方向に沿って中間転写ベルトＢ１に接するように配列されたマゼンタ、シアン、イエロー及びブラックの各感光体ドラム１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｙ、１０Ｋが設けられている。

マゼンタ用の感光体ドラム１０Ｍには、感光体ドラム１０Ｍの周面に形成された静電潜像をトナーで現像するための現像装置ＨＭ、静電潜像を形成させるための露光装置１２Ｍおよび当該感光体ドラム１０Ｍの周面を帯電させるための帯電器１１Ｍが隣設されている。同様に、シアン、イエロー、ブラック用の感光体ドラム１０Ｃ−１０Ｋに対して現像装置ＨＣ−ＨＫ、露光装置１２Ｃ−１２Ｋ、各感光体ドラム１０Ｃ−１０Ｋの周面を帯電させるための帯電器１１Ｃ−１１Ｋが設けられる。さらに、各感光体ドラム１０Ｍ−１０Ｋの周面に担持される各トナー画像を中間転写ベルトＢ１に転写するために、各感光体ドラム１０Ｍ−１０Ｋの周面には、中間転写ベルトＢ１を隔てて転写ローラ２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｙ、２０Ｋが配置されている。

中間転写ベルトＢ１は、駆動ローラ２１および従動ローラ２２間に張設されており、テンションローラ２３によって所定の張力が与えられている。中間転写ベルトＢ１は、矢印方向に移動し、このため、４つの感光体ドラム１０Ｍ−１０Ｋは、それぞれ、図１において反時計周りに回転する。

図２に示すように、各感光体ドラム１０Ｍ−１０Ｋは、帯電器１１Ｍ−１１Ｋによって、その周面がそれぞれ予め定める電位に帯電され、露光装置１２Ｍ−１２Ｋにより原稿画像に対応した画像が書き込まれ、それによって静電潜像が形成される。前記静電潜像は、現像装置ＨＭ−ＨＫによって互いに異なる色のトナー画像にそれぞれ現像される。そして、各色のトナー画像は、転写ローラ２０Ｍ−２０Ｋによって中間転写ベルトＢ１上に転写されて、中間転写ベルトＢ１上で、各トナー画像が重ね合わされる。

上記のように転写がなされた後の感光体ドラム１０Ｍ−１０Ｋの表面に残っているトナーはブレード３５によって拭き取られ、排出ローラ３１で所定の容器に排出され、その後、感光体ドラム１０Ｍ−１０Ｋの表面は除電装置１３によって除電される。

一方で、用紙Ｐは、複数枚の用紙Ｐを収容可能なカセット２から、搬送部６によって、画像形成ユニットＦＭ−ＦＫに向けて複数枚の用紙Ｐが所定の間隔をあけて搬送される。この画像形成ユニットＦＭ−ＦＫに搬送される用紙Ｐに対して、中間転写ベルトＢ１に転写されたトナー画像が２次転写部３によって転写される。

制御部３０は、各感光体ドラム１０Ｍ−１０Ｋ、各現像装置ＨＭ−ＨＫ、各帯電器１１Ｍ−１１Ｋ、及び各転写ローラ２０Ｍ−２０Ｋを含む画像形成ユニットＦＭ−ＦＫにおける各画像形成部材の動作制御を制御する。また、搬送ローラ２１−２３を含む搬送機構の動作制御を行う。

次に、現像装置ＨＭの構成について説明する。なお、各色の現像装置ＨＣ−ＨＫの構成は同等であるため省略する。

現像装置ＨＭは、現像容器４０、現像ローラ４０ａを備え、現像容器４０は、内部に黄色のトナー粒子とキャリアからなる粉体の現像剤を貯留する。
前記現像ローラ４０ａは感光体ドラム１０Ｍと接し、当該感光体ドラム１０Ｍの表面の静電潜像の電位と現像ローラ４０ａに印加される現像バイアスの電位差によって上位装置から形成指示された画像に応じたトナー画像が当該感光体ドラム１０Ｍの表面に形成される（現像動作）。

このような構成の下、パーソナルコンピュータ等の上位装置から画像形成の指示を受けた画像形成装置１は、画像形成ユニットＦＭ−ＦＫを用いて、指示を受けた画像データに対応した各色のトナー画像を形成する。各画像形成ユニットＦＭ−ＦＫで形成されたトナー画像は中間転写ベルトＢ１に転写されて、当該中間転写ベルトＢ１上で重ね合わされてカラートナー画像となる。

このカラートナー画像の形成と同期して用紙収容部２に収容されている用紙が図示しない給紙装置により用紙収容部２から一枚ずつ取り出されて、用紙搬送部６上を搬送される。そして、用紙は中間転写ベルトＢ１への一次転写とタイミングを合わせて二次転写部３に送り込まれ、当該二次転写部３で当該中間転写ベルトＢ１上のカラートナー画像が用紙に二次転写される。前記カラートナー画像が転写された用紙は、さらに定着部４に搬送されて、熱と圧力により当該カラートナー画像を定着される。さらに前記用紙は排紙装置５によって画像形成装置１の外周に設けられた排紙トレイ部７に排紙される。二次転写後、中間転写ベルトＢ１に残留したトナーは、中間転写ベルトのクリーニング部Ｂ２によって中間転写ベルトＢ１から除去される。

又、所定のタイミングで中間転写ベルトＢ１に形成されたパッチ（試験画像、試験パッチ）のパッチ濃度及び中間転写ベルトＢ１の地肌濃度を検出するための濃度検出センサ４００ａ、４００ｂが、ブラックの画像形成ユニットＦＢと二次転写部３との間の所定の位置に設けられている。ブラックの画像形成ユニットＦＢは、他の画像形成ユニットＦＹ、ＦＭ、ＦＣと比較すると、中間転写ベルトＢ１の回転方向に対して最下流に位置する。そのため、濃度検出センサ４００ａ、４００ｂは、複数の画像形成ユニットＦＹ、ＦＭ、ＦＣ、ＦＢのうち、いずれかによってパッチが中間転写ベルトＢ１上に形成されたとしても、いずれのパッチのパッチ濃度を検出できるよう構成されている。又、当該濃度検出センサ４００ａ、４００ｂは、通常、パッチが形成される中間転写ベルトＢ１の位置に対応した位置に予め設けられる。

本発明の実施形態では、濃度検出センサ４００ａ、４００ｂ（ＩＤセンサ）が、中間転写ベルトＢ１の両端近傍にそれぞれ二つ設けられる。濃度検出センサ４００ａ、４００ｂは、各色毎のパッチのパッチ濃度又は地肌濃度を検出可能なセンサであれば、どのような形態でも構わないが、例えば、パッチ又は中間転写ベルトＢ１上の地肌を光源からの光で照射し、反射光強度を受光センサで検出して光の強度情報を濃度に変換する反射型の濃度検出センサが採用される。

又、中間転写ベルトＢ１には、当該中間転写ベルトＢ１の特定の位置を示す位置検知部材５０（例えば、金属膜、金属片、切欠等）が予め設けられているとともに、画像形成装置１には、当該位置検知部材５０を検出可能な位置に検知部５１（例えば、フォトセンサ）が配置されている。当該検知部５１が中間転写ベルトＢ１の位置検知部材５０を検出することにより、回転する中間転写ベルトＢ１の特定の位置が決定される。

又、本発明の実施形態では、ユーザがカラー印刷の条件を入力したり確認したりするために画面を表示するタッチパネル６０が設けられている。

図３は、本実施形態における前記画像形成装置１の制御部３０のハードウェア構成図を示すものである。

画像形成装置１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）３０１、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）３０２、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）３０３、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）３０４及び前記印刷における各駆動部に対応するドライバ３０５、内部バス３０６を介して接続されている。前記ＣＰＵ３０１は、例えばＲＡＭ３０２を作業領域として利用し、ＲＯＭ３０３やＨＤＤ３０４等に記憶されているプログラムを実行し、当該実行結果に基づいて前記ドライバ３０５とデータや命令を授受することにより図１に示した各駆動部の動作を制御する。さらに、前記駆動部以外の後述する各手段（図４に示す）についても、ＣＰＵ３０１がプログラムを実行することで各手段として動作する。

＜本発明の実施形態＞
次に、図４、図５を参照しながら、本発明の実施形態に係る実行手順について説明する。図４は、本発明の画像形成装置の機能ブロック図である。図５は、本発明の実行手順を示すためのフローチャートである。

先ず、ユーザが、カラー印刷を画像形成装置１に実行させるために、当該画像形成装置１の電源を投入すると、制御手段４０１は、駆動ローラ２１等を制御し、中間転写ベルトＢ１を所定の回転速度で回転させる。すると、開始検知手段４０２が、前記制御手段４０１を監視し、所定の時点、例えば、電源投入時点を検知し（図５：Ｓ１０１）、その旨をカラーキャリブレーション手段４０３に通知する。当該通知を受けたカラーキャリブレーション手段４０３は、カラーキャリブレーションを実行する（図５：Ｓ１０２）。

ここで、前記時点は、電源投入時点の他に、例えば、環境変化を画像形成装置１の内部に設けられたサーミスタ（温度検知センサ）が検知した時点、現像装置の駆動時間が所定時間を経過した時点、所定枚数の印刷完了時点、印刷枚数が所定の閾値を超過した時点、印刷の印字率が所定の閾値を超過した時点、画像形成に要する駆動部をウォーミングアップする時点、ユーザがキャリブレーションの指示をタッチパネル６０を介して入力した時点等としても構わない。

さて、前記カラーキャリブレーションの実行の際に、具体的には、先ず、前記カラーキャリブレーション手段４０３が、前記中間転写ベルトＢ１の地肌濃度を取得する指示を地肌濃度取得手段４０４に通知する。当該通知を受けた地肌濃度取得手段４０４は、図６（Ａ）に示すように、前記中間転写ベルトＢ１の近傍に備えられた検知部５１を起動し、当該検知部５１により前記中間転写ベルトＢ１の位置検知部材５０の検知を行う。

次に、前記中間転写ベルトＢ１の位置検知部材５０の検知が完了すると、前記地肌濃度取得手段４０４は、前記中間転写ベルトＢ１の両端近傍に設置された二つの濃度検知センサ４００ａ、４００ｂを起動して、前記位置検知部材５０の検知位置を地肌濃度の取得開始位置として、中間転写ベルトＢ１の一周分の地肌濃度６００を取得（読み取り）する（図５：Ｓ１０３）。

ここで、前記地肌濃度取得手段４０４が地肌濃度６００を取得する場合、当該地肌濃度６００の取得開始位置からの経過時間（ｓｅｃ）と、前記中間転写ベルトＢ１の回転時間（ｍｍ／ｓｅｃ）とから当該地肌濃度６００の取得位置（ｍｍ）を算出し、図６（Ｂ）に示すように、前記地肌濃度６００の取得位置（ｍｍ）６０２と、前記中間転写ベルトＢ１の回転方向に対して左側の濃度検知センサ４００ａによる地肌濃度（％）６０３と、前記中間転写ベルトＢ１の回転方向に対して右側の濃度検知センサ４００ｂによる地肌濃度（％）６０４とを地肌濃度テーブル６０１として関連付けて所定のメモリに記憶させる。

ここで、通常であれば、前記地肌濃度取得手段４０４は、後述するカラーキャリブレーション用パッチパターンの回転方向の長さに対応する長さの地肌濃度のみを取得するだけであるが、本発明では、前記地肌濃度取得手段４０４が前記中間転写ベルトＢ１の一周分の地肌濃度６００を取得する（後述する）。

又、前記地肌濃度取得手段４０４が地肌濃度を取得する場合、例えば、後続に形成されるカラーキャリブレーション用パッチパターンのパッチの回転方向の長さを一単位として複数の地肌濃度を取得すると、当該地肌濃度をカラーキャリブレーションでもカラーレジストレーションでも転用出来るので、好ましい。

又、前記地肌濃度取得手段４０４が、地肌濃度６００を取得しながら、前記検知部５１による位置検知部材５０を検知すると、前記中間転写ベルトＢ１の一周分の地肌濃度６００の取得を終了し、その旨をカラーキャリブレーション手段４０３に通知する。当該通知を受けたカラーキャリブレーション手段４０３は、前記位置検知部材５０の検知位置をカラーキャリブレーション用パッチパターンの形成開始位置として、当該カラーキャリブレーション用パッチパターンを形成させる（図５：Ｓ１０４）。

前記カラーキャリブレーション用パッチパターンは、図７（Ａ）に示すように、二つの濃度検知センサ４００ａ、４００ｂにそれぞれ対応する位置に形成される、所定の短冊状のパッチが各色毎に並列に配置されたパターン７００である。一つのパッチ７００ａには、所定の目標濃度（％）に対応する所定の現像バイアス値（Ｖ）が印加されて形成されており、前記濃度検知センサ４００ａ、４００ｂによる現実の実測濃度（％）をフィードバックすることで、適切な現像バイアス値（Ｖ）を決定し、次のカラー画像形成処理に活用することになる。

次に、前記カラーキャリブレーション手段４０３は、前記二つの濃度検知センサ４００ａ、４００ｂを起動して、前記形成させたカラーキャリブレーション用パッチパターン７００のうち、各パッチ毎のパッチ濃度（％）を取得（読み取り）する（図５：Ｓ１０５）。

ここで、前記カラーキャリブレーション手段４０３がパッチ濃度を取得する場合、上述と同様に、前記カラーキャリブレーション用パッチパターン６００の形成開始位置からの経過時間（ｓｅｃ）と、前記中間転写ベルトＢ１の回転時間（ｍｍ／ｓｅｃ）とから各パッチ毎の取得位置（ｍｍ）を算出し、図７（Ｂ）に示すように、パッチ濃度の取得位置（ｍｍ）７０２と、前記中間転写ベルトＢ１の回転方向に対して左側の濃度検知センサ４００ａによるパッチ濃度（％）７０３と、当該パッチ濃度のパッチの色（ブラック、マゼンタ、シアン、イエローのいずれか）７０４と、前記中間転写ベルトＢ１の回転方向に対して右側の濃度検知センサ４００ｂによるパッチ濃度（％）７０５と、当該パッチ濃度のパッチの色７０６とをパッチ濃度テーブル７０１として関連付けて所定のメモリに記憶させる。

更に、前記カラーキャリブレーション手段４０３は、前記カラーキャリブレーション用パッチパターン７００の最後のパッチのパッチ濃度（％）を取得すると、前記パッチ濃度テーブル７０１の取得位置（ｍｍ）７０２と一致する地肌濃度テーブル６０１の取得位置（ｍｍ）６０２に関連付けられた地肌濃度（％）６０３、６０４を取得する。次に、前記カラーキャリブレーション手段４０３は、当該一致した取得位置（ｍｍ）７０２に対応するパッチ濃度（％）７０３、７０５から当該地肌濃度（％）６０３、６０４を各濃度検知センサ４００ａ、４００ｂの位置毎に減算した値をパッチ絶対濃度（％）として算出する。そして、前記カラーキャリブレーション手段４０３は、前記パッチ絶対濃度（％）と、これに対応する色７０４、７０６、目標濃度（％）、現像バイアス値（Ｖ）に基づいて適切な現像バイアス値（Ｖ）を算出する（図５：Ｓ１０６）。前記カラーキャリブレーション手段４０３が、このような処理を、前記パッチ濃度テーブル７０１のパッチ濃度（％）７０３、７０５を各色７０４、７０６に分けて行うことで、前記カラーキャリブレーションが完了する。

前記カラーキャリブレーションが完了すると、前記カラーキャリブレーション手段４０３が、その旨を汚れ部分検出手段４０５に通知し、当該通知を受けた汚れ部分検出手段４０５は、前記取得された地肌濃度（％）と予め設定された閾値（％）とを比較して、当該閾値を超過した地肌濃度の取得位置に対応する中間転写ベルトＢ１の部分を汚れ部分として検出する（図５：Ｓ１０７）。

具体的には、前記汚れ部分検出手段４０５は、前記地肌濃度テーブル６０１の地肌濃度（％）６０３、６０４を各取得位置（ｍｍ）６０２毎に取得するとともに、当該地肌濃度（％）６０３、６０４と前記閾値（％）とを比較する。前記閾値（％）は、後述するカラーレジストレーション用パッチの位置を前記濃度検知センサ４００ａ、４００ｂで検出出来ない濃度として予め設定されている。

前記比較の結果、前記地肌濃度（％）が前記閾値（％）を超過しない場合、前記汚れ部分検知手段４０５は、当該地肌濃度（％）の取得位置（ｍｍ）に対応する中間転写ベルトＢ１の部分は汚れていないと判定する。

一方、前記比較の結果、前記地肌濃度（％）が前記閾値（％）（例えば、２％）を超過した場合、前記汚れ部分検知手段４０５は、当該閾値（％）を超過した地肌濃度（％）の取得位置に対応する中間転写ベルトＢ１の部分は汚れていると判定し、図８（Ａ）に示すように、当該中間転写ベルトＢ１の部分８００を汚れ部分として検出する。

このような検出を前記汚れ部分検出手段４０５が前記地肌濃度テーブル６０１の各地肌濃度６０３、６０４に対して行うことで、前記中間転写ベルトＢ１の一周分のうち、どこに汚れ部分が存在するか明らかになる。尚、前記汚れ部分は、一の地肌濃度の単位となる。

さて、前記汚れ部分検出手段４０５が、前記中間転写ベルトＢ１の一周分に対する汚れ部分８００の検出を完了すると、その旨をカラーレジストレーション手段４０６に通知し、当該通知を受けたカラーレジストレーション手段４０６は、前記検出された汚れ部分８００以外の中間転写ベルトＢ１の部分で、且つ、カラーレジストレーション用のパッチを形成可能な部分（パターン形成可能部分とする）に、当該カラーレジストレーション用のパッチを形成させて、カラーレジストレーションを実行する（図５：Ｓ１０８）。

具体的には、前記カラーレジストレーション手段４０６が、図８（Ａ）に示すように、先ず、前記パターン形成可能部分８０１を算出する。ここで、前記パターン形成可能部分８０１とは、前記中間転写ベルトＢ１の両端の所定の部分が汚れ部分８００として検出されていない部分を意味する。これは、前記カラーレジストレーション用のパッチパターンは、前記中間転写ベルトＢ１の両端に同時に並行して形成されるためである。

例えば、図８（Ａ）に示すように、前記中間転写ベルトＢ１の一方の片端の所定の部分８００ａが汚れ部分と検出された場合には、当該一方の片端の所定の部分８００ａに対向する他方の片端の所定の部分８００ｂが汚れ部分と検出されていなくても、一方の片端の所定の部分８００ａと他方の片端の所定の部分８００ｂは、前記パターン形成可能部分８０１でないと算出される。

このような算出を繰り返して、前記中間転写ベルトＢ１のうち、前記パターン形成可能部分８０１を算出する。図８（Ａ）に示すように、前記パターン形成可能部分８０１は、前記汚れ部分８００の出現態様により、前記中間転写ベルトＢ１のうち、複数存在することも有り得る。

そして、前記カラーレジストレーション手段４０６は、前記パターン形成可能部分８０１の回転方向の長さＴ１と、予め設定されたカラーレジストレーション用パッチパターンの回転方向の長さＴ２とを比較する。

前記比較の結果、前記パターン形成可能部分８０１の回転方向の長さＴ１が前記カラーレジストレーション用パッチパターン８０２の回転方向の長さＴ２を超過する場合（図５：Ｓ１０８ＹＥＳ）、前記カラーレジストレーション手段４０６は、精度高くカラーレジストレーションが実行出来ると判定し、当該パターン形成可能部分８０１に、前記カラーレジストレーション用のパッチパターンを形成させる（図５：Ｓ１０９）。

前記カラーレジストレーション用パッチパターン８０２は、図８（Ｂ）に示すように、二つの濃度検知センサ４００ａ、４００ｂにそれぞれ対応する位置に形成される、所定の斜め線状のパッチ（斜めパッチとする）と回転方向と直角方向の横線状のパッチ（横パッチとする）が各色毎に並列に配置されたパターンである。

ここで、前記カラーレジストレーション手段４０６が前記カラーレジストレーション用パッチパターン８０２を形成させる際に、前記パターン形成可能部分８０１が複数存在し、且つ、いずれも前記Ｔ１が前記Ｔ２を超過する場合、例えば、前記位置検知部材５０の検知位置を基準として、当該検知位置に近いパターン形成可能部分８０１に前記カラーレジストレーション用のパッチパターン８０２を形成させると、前記カラーレジストレーションに要する時間を短縮出来るため、好ましい。

次に、前記カラーレジストレーション手段４０６は、前記二つの濃度検知センサ４００ａ、４００ｂを起動して、前記形成させたカラーレジストレーション用パッチパターン８０２のうち、各パッチ毎の位置（ｍｍ）を取得する。

ここで、前記カラーレジストレーション用パッチパターン８０２は、前記汚れ部分８００以外の部分で形成されているため、各パッチ毎の位置（ｍｍ）が正確に取得される。

上述した効果を示す一例を挙げるとすると、通常、前記カラーレジストレーション手段４０６が、所定の濃度検知センサ４００ａ、４００ｂを用いて前記カラーレジストレーション用パッチパターン８０２の濃度を取得すると、図９に示すように、当該濃度９００は、前記濃度検知センサ４００ａ、４００ｂの検知位置におけるパッチの回転方向の長さに対応した凹凸となる。前記濃度９００の凸９０１は、主としてマゼンタ、シアン、イエローのパッチに対応し、前記濃度９００の凹９０２は、主としてブラックのパッチに対応する。そして、前記凹凸の中間に位置する濃度９０３が前記中間転写ベルトＢ１の地肌濃度に対応する。

ここで、前記カラーレジストレーションの実行では、前記パッチの中心の位置を必要とするため、下記の手順に基づいて当該パッチの中心の位置を算出する。即ち、先ず、前記濃度９００の凸９０１に対しては、前記地肌濃度９０３よりも高く当該凸９０１の最上濃度よりも低い第一の基準濃度（％）９０４を設け、前記濃度９００の凹９０２に対しては、前記地肌濃度９０３よりも低く当該凹９０２の最下濃度よりも高い第二の基準濃度（％）９０５を設けておく。そして、図１０に示すように、前記濃度９００が凸９０１の場合、前記カラーレジストレーション手段４０６は、当該濃度９００が前記第一の基準濃度（％）９０４を超過した位置１０００をパッチ検出開始位置とし、当該濃度９００が前記第一の基準濃度（％）９０４未満となった位置１００１をパッチ検出終了位置として算出する。そして、前記カラーレジストレーション手段４０６は、前記パッチ検出開始位置１０００と前記パッチ検出終了位置１００１との中心を前記パッチの中心の位置１００２として算出するのである。尚、前記濃度９００が凹９０２の場合であっても同様である。

ここで、仮に、前記中間転写ベルトＢ１の汚れ部分８００に前記カラーレジストレーション用パッチパターン８０２が形成されていた場合、前記濃度検知センサ４００ａ、４００ｂで取得される濃度９００は、前記汚れ部分８００の濃度と前記パッチパターン８０２の濃度とを加算した濃度になる。すると、図１１に示すように、前記汚れ部分８００の濃度が加算された濃度９００が取得される（実線）。前記実線９００は、前記汚れ部分８００の濃度がない場合の濃度１１００を示す破線と形状が大きく異なることが理解される。

そのため、図１１に示すように、前記実線９００で算出されたパッチ検出開始位置９００ａと、前記破線１１００で算出されたパッチ検出開始位置１１００ａとは全く異なり、前記実線９００で算出されたパッチ検出終了位置９００ｂと、前記破線１１００で算出されたパッチ検出終了位置１１００ｂとは全く異なる。その結果、最終的に算出される実線９００のパッチの中心の位置９００ｃは、適切な（正確な）破線１１００でのパッチの中心の位置１１００ｃと大きくかけ離れることが理解される。

本発明では、前記汚れ部分８００以外の部分であるパターン形成可能部分８０１に形成されたカラーレジストレーション用パッチパターン８０２に基づいて各パッチ毎の位置（ｍｍ）を取得するため、上述した汚れ部分８００によるパッチ検出開始位置、パッチ検出終了位置の変動が生じないから、各パッチ毎の位置（ｍｍ）を正確に取得することが可能となるのである。

更に、前記カラーレジストレーション手段４０６は、前記取得された各パッチ毎の位置（ｍｍ）に基づいてカラーレジストレーションを実行する（図５：Ｓ１１０）。

具体的には、前記カラーレジストレーション手段４０６が、各色毎の斜めパッチと横パッチとの間の距離により、主走査方向の画像書き出し位置の補正を実行し、各色毎の横パッチ相互の間の距離により、副走査方向（回転方向）の画像描画タイミングの補正を実行する。

ここで、正確な各パッチ毎の位置（ｍｍ）に基づいてカラーレジストレーションが実行されるため、当該カラーレジストレーションの精度を向上させることが可能となる。この後の処理は、例えば、前記カラーレジストレーション手段４０６が、前記カラーレジストレーションの実行完了の旨を制御手段４０１に通知し、当該制御手段４０１は、通常通り、画像形成処理することになる。

一方、Ｓ１０８において、前記比較の結果、図１２（Ａ）に示すように、前記パターン形成可能部分８０１の回転方向の長さＴ１が前記カラーレジストレーション用パッチパターン８０２の回転方向の長さＴ２未満である場合（図５：Ｓ１０８ＮＯ）、前記カラーレジストレーション手段４０６は、精度高くカラーレジストレーションが実行出来ないと判定し、その旨を表示手段４０７に通知する。当該通知を受けた表示手段４０７は、図１２（Ｂ）に示すように、中間転写ベルトＢ１が汚れている旨の警告画面１２００をタッチパネル６０上に表示する（図５：Ｓ１１１）。これにより、ユーザに、中間転写ベルトＢ１の交換を促すことが可能となる。

この場合は、前記カラーレジストレーション手段４０６は、前記カラーレジストレーションの実行を完全に中止する。これにより、キャリブレーションに要する時間を短縮することが可能となる。

尚、前記パターン形成可能部分８０１が、図８（Ａ）に示すように、複数存在する場合には、前記カラーレジストレーション手段４０６は、全てのパターン形成可能部分８０１について前記比較を実行し、全てのパターン形成可能部分８０１の回転方向の長さＴ１が前記カラーレジストレーション用パッチパターンの回転方向の長さＴ２未満である場合に（図５：Ｓ１０８ＮＯ）、前記表示手段４０７が、前記警告画面をタッチパネル６０上に表示することになる。

このように、本発明では、カラーキャリブレーションの際に、中間転写ベルトＢ１の一周分の地肌濃度を取得する地肌濃度取得手段４０４と、前記取得された地肌濃度と予め設定された閾値とを比較して、当該閾値を超過した地肌濃度の取得位置に対応する中間転写ベルトＢ１の部分を汚れ部分として検出する汚れ部分検出手段４０５と、前記検出された汚れ部分以外の中間転写ベルトＢ１の部分で、且つ、カラーレジストレーション用パッチパターンを形成可能な部分に、当該カラーレジストレーション用パッチパターンを形成させて、カラーレジストレーションを実行するカラーレジストレーション手段４０６とを備える。

これにより、カラーレジストレーションの精度を向上させることが可能となる。特に、中間転写ベルトＢ１の汚れを検知する特別な制御を追加しなくても、従来行われていたカラーキャリブレーションの実行の際に用いられる地肌濃度を利用することで、精度高いカラーレジストレーションを実行することが出来る。その結果、前記カラーレジストレーションの位置の誤検知を防止して、カラー画像の各色毎の色ズレを確実に防止することが可能となる。又、経年劣化等による中間転写ベルトＢ１内の大きな汚れ部分を検出し、ユーザに当該中間転写ベルトＢ１の交換を促すことが可能となる。

尚、本発明の実施形態では、カラーキャリブレーション、カラーレジストレーションを挙げたが、必要に応じて、他のキャリブレーション、例えば、Ｉ／Ｏキャリブレーションを更に実行するよう構成しても構わない。

又、本発明の実施形態では、カラーレジストレーションの際に、前記汚れ部分検出手段４０５が、前記取得された地肌濃度と前記閾値とを比較するよう構成したが、他の構成でも構わない。例えば、前記汚れ部分検出手段４０５が、前記地肌濃度取得手段４０４による地肌濃度の取得完了後、直ぐに当該地肌濃度と前記閾値とを比較するよう構成しても構わない。

又、本発明の実施形態では、タンデム型の画像形成装置の場合を例として説明したが、本発明はこれに限られず、ロータリー現像器を用いる画像形成装置でも、複数色の印刷を行うすべての画像形成装置に適用可能であることは言うまでもない。

又、本発明の実施形態では、画像形成装置１が各手段を備えるよう構成したが、当該各手段を実現するプログラムを記憶媒体に記憶させ、当該記憶媒体を提供するよう構成しても構わない。当該構成では、上記プログラムを複合機に読み出させ、その画像形成装置が上記各手段を実現する。その場合、上記記録媒体から読み出されたプログラム自体が本発明の作用効果を奏する。さらに、各手段が実行するステップをキャリブレーション方法として提供することも可能である。又、プログラムは、ＣＤ−ＲＯＭなどのコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録された状態で流通させることも可能である。

以上のように、本発明に係る画像形成装置及びキャリブレーション方法は、カラー複合機はもちろん、カラー複写機、カラープリンタ等に有用であり、カラーレジストレーションの精度を向上させることが可能な画像形成装置及びキャリブレーション方法として有効である。

１ 画像形成装置
ＦＹ、ＦＭ、ＦＣ、ＦＢ 画像形成ユニット
４００ａ、４００ｂ 濃度検出センサ
４０１ 制御手段
４０２ 開始検知手段
４０３ カラーキャリブレーション手段
４０４ 地肌濃度取得手段
４０５ 汚れ部分検出手段
４０６ カラーレジストレーション手段
４０７ 表示手段

Claims (5)

1. カラーキャリブレーションとカラーレジストレーションを実行する画像形成装置において、
   カラーキャリブレーションの際に、中間転写体の両方の端の一周分の地肌濃度を取得する地肌濃度取得手段と、
   前記取得された地肌濃度と予め設定された閾値とを比較して、当該閾値を超過した地肌濃度の取得位置に対応する中間転写体の部分を汚れ部分として検出する汚れ部分検出手段と、
   前記検出された汚れ部分以外の中間転写体の部分で、且つ、カラーレジストレーション用パッチパターンの形成可能な部分であるパターン形成可能部分であって、当該パターン形成可能部分の回転方向の長さと、予め設定された、所定の斜め線状のパッチと横線状のパッチとが配置されたカラーレジストレーション用パッチパターンの回転方向の長さとを比較し、前記比較の結果、前記両方の端のいずれの側も前記パターン形成可能部分の回転方向の長さが前記カラーレジストレーション用パッチパターンの回転方向の長さを超過する場合に、前記中間転写体の一周分の地肌濃度を取得する際の、前記中間転写体における地肌濃度取得開始位置に最も近い前記パターン形成可能部分に当該カラーレジストレーション用パッチパターンを形成させて、当該カラーレジストレーション用パッチパターンの各パッチの回転方向の長さを、前記地肌濃度よりも高い濃度のパッチについては、前記地肌濃度よりも高くかつ当該パッチの最上濃度よりも低い第一の基準濃度を設けて当該第一の基準濃度を超過する部分に基づいて算出するとともに、前記地肌濃度よりも低い濃度のパッチについては、前記地肌濃度よりも低くかつ当該パッチの最下濃度よりも高い第二の基準濃度を設けて当該第二の基準濃度を下回る部分に基づいて算出し、当該算出したカラーレジストレーション用パッチパターンの各パッチの回転方向の長さに基づいて取得した各パッチの位置に基づいてカラーレジストレーションを実行する、カラーレジストレーション手段と
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記カラーレジストレーション手段は、前記比較の結果、前記パターン形成可能部分の回転方向の長さが前記カラーレジストレーション用パッチパターンの回転方向の長さ未満である場合、前記中間転写体が汚れている旨の警告画面をタッチパネル上に表示させる
   請求項１に記載の画像形成装置。
3. カラーキャリブレーションとカラーレジストレーションを実行する画像形成装置のキャリブレーション方法において、
   カラーキャリブレーションの際に、中間転写体の両方の端の一周分の地肌濃度を取得するステップと、
   前記取得された地肌濃度と予め設定された閾値とを比較して、当該閾値を超過した地肌濃度の取得位置に対応する中間転写体の部分を汚れ部分として検出するステップと、
   前記検出された汚れ部分以外の中間転写体の部分で、且つ、カラーレジストレーション用パッチパターンを形成可能な部分であるパターン形成可能部分であって、当該パターン形成可能部分の回転方向の長さと、予め設定された、所定の斜め線状のパッチと横線状のパッチとが配置されたカラーレジストレーション用パッチパターンの回転方向の長さとを比較し、前記比較の結果、前記両方の端のいずれの側も前記パターン形成可能部分の回転方向の長さが前記カラーレジストレーション用パッチパターンの回転方向の長さを超過する場合に、前記中間転写体の一周分の地肌濃度を取得する際の、前記中間転写体における地肌濃度取得開始位置に最も近い前記パターン形成可能部分に当該カラーレジストレーション用パッチパターンを形成させて、当該カラーレジストレーション用パッチパターンの各パッチの回転方向の長さを、前記地肌濃度よりも高い濃度のパッチについては、前記地肌濃度よりも高くかつ当該パッチの最上濃度よりも低い第一の基準濃度を設けて当該第一の基準濃度を超過する部分に基づいて算出するとともに、前記地肌濃度よりも低い濃度のパッチについては、前記地肌濃度よりも低くかつ当該パッチの最下濃度よりも高い第二の基準濃度を設けて当該第二の基準濃度を下回る部分に基づいて算出し、当該算出したカラーレジストレーション用パッチパターンの各パッチの回転方向の長さに基づいて取得した各パッチの位置に基づいてカラーレジストレーションを実行するステップと
   を備えることを特徴とするキャリブレーション方法。
4. 請求項３に記載のキャリブレーション方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
5. 請求項４に記載のプログラムを記憶したコンピュータに読み取り可能な記憶媒体。

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