JP2004198948A - カラー画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】より高精度な色ズレ補正が出来るカラー画像形成装置、カラー画像形成装置における色ズレ補正方法を提供する。
【解決手段】複数の画像形成部により無端状ベルト上に、図示の、色ズレ検出用パターン２０ａ、２０ｂに所定の印字率の画像２１を付加した色ズレ検出用画像を形成し、該色ズレ検出用画像の色ズレ検出用パターンをパターン検出手段で検出し、その検出結果にもとづいて色ズレ補正を行う。画像２１を付加することにより、色ズレ検出用の画像の印字率が高くなって、実際のプリント時の色ズレに近い色ズレを検出することができ、より高精度な色ズレ補正が出来る。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラープリンタ，カラー複写機等の、複数の画像形成部を有する電子写真方式の画像形成装置に関し、特にその色ズレ補正に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式のカラー画像形成装置においては、高速化のために複数の画像形成部を有し、搬送ベルト上に保持された記録材上に順次異なる色の像を転写する方式が各種提案されている。
【０００３】
ところで、複数の画像形成部を有する装置の問題点としては、機械精度等の原因により、複数の感光ドラムや搬送ベルトの移動むらや、各画像形成部の転写位置での感光ドラム外周面と搬送ベルトの移動量の関係等が各色毎にバラバラに発生し、画像を重ね合わせたときに一致せず、色ズレを生じることが挙げられる。
【０００４】
特に、レーザスキャナと感光ドラムを有する複数の画像形成部を有する装置では、各画像形成部でレーザスキャナと感光ドラム間の距離に誤差があり、この誤差が各画像形成部間で異なると、感光ドラム上でのレーザの走査幅に違いが発生し、色ズレが発生する。
【０００５】
色ズレの例を図５に示す。７は本来の画像位置を、８は色ズレが発生している場合の画像位置を示す。また、（ｂ），（ｃ）は主走査方向に色ズレがある場合であるが、説明のため、２つの線を搬送方向に離して描いてある。（ａ）は主走査線の傾きズレを示し、光学部と感光ドラム間に傾きがある場合等に発生する。例えば、光学部や感光ドラムの位置や、レンズの位置を調整することによって矢印方向に修正する。（ｂ）は主走査線幅のバラツキによる色ズレを示し、光学部と感光ドラム間の距離の違い等によって発生する。光学部がレーザスキャナの場合に発生し易い。例えば、画像周波数を微調整（走査幅が長い場合は、周波数を高くする。）して、走査線の長さ変えることよって矢印方向に修正する。（ｃ）は主走査方向の書出し位置誤差を示す。例えば、光学部がレーザススキャナであれば、ビーム検出位置からの書出しタイミングを調整することによって矢印方向に修正する。（ｄ）は用紙搬送方向の書出し位置誤差を示す。例えば、用紙先端検出からの各色の書出しタイミングを調整することによって矢印方向に修正する。
【０００６】
これら色ズレを修正するために、搬送ベルト３上に、各色毎に色ズレ検出用のパターンを形成し、搬送ベルト下流部の両サイドに設けられた１対の光センサで検出し、検出したズレ値に応じて、前述のような各種調整を実施している。
【０００７】
図６に色ズレ検出パターン例を示す。９と１０は用紙搬送方向の色ズレ値を検出するためのパターン、１１と１２は用紙搬送方向と直交する主走査方向の色ズレ値を検出するためのパターンでこの例では４５度の傾きで、ａ〜ｄは各々ブラック（以下Ｂｋ），イエロー（以下Ｙ），マゼンタ（以下Ｍ），シアン（以下Ｃ）を示す。ｔｓｆ１〜４，ｔｍｆ１〜４，ｔｓｒ１〜４，ｔｍｒ１〜４、は各パターンの検出タイミングを、矢印は搬送ベルト３の移動方向を示す。搬送ベルト３の移動速度をｖｍｍ／ｓ、Ｂｋを基準色とし、用紙搬送方向用パターンの各色とＢｋパターン間の理論距離をｄｓＹｍｍ，ｄｓＭｍｍ，ｄｓＣｍｍ、各色の用紙搬送方向用パターンと主走査方向用パタ―ン間の実測距離を、左右各々、ｄｍｆＢｋｍｍ，ｄｍｆＹｍｍ，ｄｍｆＭｍｍ，ｄｍｆＣｍｍ，ｄｍｒＢｋｍｍ，ｄｍｒＹｍｍ，ｄｍｒＭｍｍ，ｄｍｒＣｍｍとする。Ｂｋを基準色とし、搬送方向に関して、各色の色ズレ値δｅｓは、
δｅｓＹ＝ｖ＊｛（ｔｓｆ２−ｔｓｆ１）＋（ｔｓｒ２−ｔｓｒ１）｝／２−ｄｓＹ［式１]
δｅｓＭ＝ｖ＊｛（ｔｓｆ３−ｔｓｆ１）＋（ｔｓｒ３−ｔｓｒ１）｝／２−ｄｓＭ［式２］
δｅｓＣ＝ｖ＊｛（ｔｓｆ４−ｔｓｆ１）＋（ｔｓｒ４−ｔｓｒ１）｝／２−ｄｓＣ［式３］
となる。
【０００８】
主走査方向に関して、左右各々の各色の色ズレ値δｅｍｆ、δｅｍｒは、
ｄｍｆＢｋ＝ｖ＊（ｔｍｆ１−ｔｓｆ１） ［式４］
ｄｍｆＹ ＝ｖ＊（ｔｍｆ２−ｔｓｆ２） ［式５］
ｄｍｆＭ ＝ｖ＊（ｔｍｆ３−ｔｓｆ３） ［式６］
ｄｍｆＣ ＝ｖ＊（ｔｍｆ４−ｔｓｆ４） ［式７］
と
ｄｍｒＢｋ＝ｖ＊（ｔｍｒ１−ｔｓｒ１） ［式８］
ｄｍｒＹ ＝ｖ＊（ｔｍｒ２−ｔｓｒ２） ［式９］
ｄｍｒＭ ＝ｖ＊（ｔｍｒ３−ｔｓｒ３） ［式１０］
ｄｍｒＣ ＝ｖ＊（ｔｍｒ４−ｔｓｒ４） ［式１１］
から、
δｅｍｆＹ＝ｄｍｆＹ−ｄｍｆＢｋ ［式１１］
δｅｍｆＭ＝ｄｍｆＭ−ｄｍｆＢｋ ［式１２］
δｅｍｆＣ＝ｄｍｆＣ−ｄｍｆＢｋ ［式１３］
と
δｅｍｒＹ＝ｄｍｒＹ−ｄｍｒＢｋ ［式１４］
δｅｍｒＭ＝ｄｍｒＭ−ｄｍｒＢｋ ［式１５］
δｅｍｒＣ＝ｄｍｒＣ−ｄｍｒＢｋ ［式１６］
となり、計算結果の正負からズレ方向が判断出来、δｅｍｆから書出し位置を、δｅｍｒ−δｅｍｆから主走査幅を補正する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の従来例では以下のような問題があった。
【００１０】
図６に示したような色ズレ検出用パターンの印字率は、一般的に、実際に印字される状態に比べて極端に小さい。これにより、色ズレ値検出時の状態が実際の印字状態と大きく違うため、色ズレの印字率の違いによる影響を受ける場合がある。特に、図２(実施例の構成を示す図であるが、従来も同様の構成なのここで援用する)の感光ドラム１ａ〜１ｄの回転速度より中間転写ベルト３の搬送速度が大きいと、感光ドラムと中間転写ベルトの摩擦力がトナーの載り量によって異なるので、極端に印字率が低いと色ズレの状態が不安定になる。
【００１１】
縦軸に例えば搬送方向の書出し位置の色ズレ量を、横軸に印字率をとった、印字率と色ズレ量の関係を表した図７より、印字率を実際の印字率より極端に低い色ズレパターンの値（１％未満）から上げていくと色ズレ量が安定する傾向を示した。図の様に、ある印字率（３％程度）までは急激に色ズレ量が変化する傾向を示すことが確認されている。
【００１２】
本発明は、このような状況のもとでなされたもので、より高精度な色ズレ補正が出来るカラー画像形成装置、カラー画像形成装置における色ズレ補正方法を提供することを目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明では、カラー画像形成装置を次の（１）ないし（４）のとおりに構成し、カラー画像形成装置における色ズレ補正方法を次の（５）のとおりに構成する。
【００１４】
（１）光学部と感光ドラムを各々有する複数の画像形成部と、
前記複数の画像形成部を順次通過し該複数の画像形成部で形成された画像が転写される無端状ベルトと、
前記無端状ベルト上に形成された色ズレ検出用パターンを検出するパターン検出手段と、
前記複数の画像形成部により前記無端状ベルト上に、色ズレ検出用パターンに所定の印字率の画像を付加した色ズレ検出用画像を形成し、該色ズレ検出用画像の色ズレ検出用パターンを前記パターン検出手段で検出し、その検出結果にもとづいて色ズレ補正を行うように制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とするカラー画像形成装置。
【００１５】
（２）前記（１）に記載のカラー画像形成装置において、
前記所定の印字率の画像は、ハーフトーン画像であることを特徴とするカラー画像形成装置。
【００１６】
（３）前記（１）または（２）に記載のカラー画像形成装置において、
前記所定の印字率の画像の色は、前記無端状ベルトに３番目に転写される色であることを特徴とするカラー画像形成装置。
【００１７】
（４）前記（１）ないし（３）のいずれかに記載のカラー画像形成装置において、
前記制御手段は、ユーザの指示により前記所定の印字率の画像を付加した色ズレ検出用画像と前記所定の印字率の画像を付加しない色ズレ検出用画像のいずれかの色ズレ検出用画像を形成することを特徴とするカラー画像形成装置。
【００１８】
（５）光学部と感光ドラムを各々有する複数の画像形成部を備えたカラー画像形成装置における色ズレ補正方法であって、
前記複数の画像形成部により色ズレ検出用パターンに所定の印字率の画像を付加した色ズレ検出用画像を生成するステップＡと、
前記ステップＡで生成した色ズレ検出用画像における色ズレ検出用パターンを検出するステップＢと、
前記ステップＢの検出結果にもとづいて色ズレ補正を行うステップＣと、
を備えたことを特徴とするカラー画像形成装置における色ズレ補正方法。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態をカラー画像形成装置の実施例により詳しく説明する。なお、本発明は、装置の形に限らず、実施例の説明に裏付けられて方法の形で実施することもできる。
【００２０】
【実施例】
（実施例１）
図２に実施例１である“カラー画像形成装置”の概略構成を示す。
【００２１】
本実施例は、４色すなわち、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（Ｋ）の画像形成部を備えたカラー画像形成装置である。同図において、１は静電潜像を形成する感光ドラム（ａ，ｂ，ｃ，ｄは各々Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ用を示す、他の部材に付いても同様）、２は画像信号に応じて露光を行い感光ドラム１上に静電潜像を形成するレーザスキャナ（請求項の光学部に対応する）、３は用紙を各色の画像形成部に順次搬送する、転写ベルトを兼ねた無端状の搬送ベルト、４は図示しないモータとギア等でなる駆動手段と接続され、搬送ベルト３を駆動する駆動ローラ、５は搬送ベルト３の移動に従って回転し、かつ搬送ベルト３に一定の張力を付与する従動ローラ、６は搬送ベルト３上に形成された色ズレ検出用パターンを検出する、搬送ベルトの両サイドに設けられた１対の光センサである。
【００２２】
不図示のＰＣ(パソコン)からプリントすべきデータがカラー画像形成装置に送られ、プリンタエンジンの方式に応じた画像形成が終了しプリンタ可能状態となると、不図示の用紙カセットから用紙が供給され搬送ベルト３に到達し、搬送ベルト３により用紙が各色の画像形成部に順次搬送される。搬送ベルト３による用紙搬送とタイミングを合わせて、各色の画像信号が各レーザスキャナ２に送られ、感光ドラム１上に静電潜像が形成され、不図示の現像器でトナーが現像され、不図示の転写部で用紙上に転写される。図２では、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの順に順次画像形成される。その後用紙は搬送ベルト３から分離され、不図示の定着器で熱によってトナー像が用紙上に定着され、外部へ排出される。
【００２３】
以下、本実施例の動作について説明する。
【００２４】
図１は本実施例で用いる色ズレ検出用画像を示し、色ズレ検出用パターンに画像を付加して印字率をあげることを説明する図である。
【００２５】
搬送ベルト３上に図１に示す様な色ズレ検出用パターン２０ａ，２０ｂを形成し、搬送ベルト３の両サイドに設けられた１対のセンサ６で読取り、各色間の色ズレ値を検出する。
【００２６】
本実施例では、従来の色ズレ検出用パターンを示した図６と同様、用紙搬送方向の位置ズレ値および主走査方向の位置ズレ値を検出するためのパターン２０を左右に形成するが、色ズレ検出用パターン２０ａ，２０ｂの余白部２１である中央部は、マゼンタ色の、図１の下部に拡大して示したような１００ライン間に３ライン印字するとした印字率３％のライン画像とする。ここで、印字率３％としたのは、図７に示すように印字率３％付近を境に急激に色ズレ量が安定することや、無駄なトナーの消費を避けるためである。
【００２７】
これにより、色ズレ値検出時の状態を実際の印字状態に近づけることができ、また、色ズレを安定的な状態にすることができ、精度の良い色ズレ値検出を行うことができる。
【００２８】
なお、本実施例で述べられた色ズレ検出用パターンの余白部に付加される画像の色は、マゼンタＭに限らず印字率の違いの影響を低減できる他の色、あるいは単色に限らず混色であっても良い。
【００２９】
また、本実施例で述べられた印字率は３％であったが、色ズレ検出パターンのみの印字率に比べて、実際の印字率に近い値で色ズレが安定する印字率であればどのような値でも良い。
【００３０】
（実施例２）
図３は実施例２である、“カラー画像形成装置”で用いる色ズレ検出用画像を示す図であり、色ズレ検出用パターンに一様に印字する画像を付加して印字率をあげることを説明する図である。なお、本実施例のハードウエア構成は、実施例１と同様なので、その説明を援用する。
【００３１】
実施例１では色ズレ検出用パターンに付加される画像はライン画像とした。しかし、本実施例では、付加される画像は、印字領域に一様に付加するためハーフトーン画像とすることを特徴とする。これは、印字率によって色ズレ量が変化するのは、図２の感光ドラム１ａ〜１ｄの回転速度より中間転写ベルト３の搬送速度が大きい場合で、感光ドラム１ａ〜１ｄと中間転写ベルト３間の摩擦力がトナーあるなしの場所で異なるため、ライン画像のようにライン上のトナーのある局所的な位置がまばらにあるより、印字領域に一様にトナーがあるようにハーフトーン画像を色ズレ検出用パターンに付加するものである。これにより、色ズレ値検出時の状態を実際の平均的な印字状態に近づけることができ、高精度に色ズレ値検出を行うことができる。
【００３２】
なお、本実施例で述べられた色ズレ検出用パターンの余白部に付加されるハーフトーン画像は、図３のようなディザ処理したものだけでなく、レーザをＰＷＭ制御したハーフトーン画像でも良い。
【００３３】
（実施例３）
図４は実施例３である“カラー画像形成装置”で用いる色ズレ検出用画像の表であり、色ズレ検出用パターンに付加する画像の色に関する表である。なお、本実施例におけるハードウエア構成も実施例１と同様であり、その説明を援用する。
【００３４】
実施例１，２では色ズレ検出用パターンに付加される画像の色は限定しなかった。しかし、本実施例では、付加される画像の色は、３番目に転写される色であることを特徴とする。これは、実施例２の説明と同じく、感光ドラム１ａ〜１ｄの回転速度より中間転写ベルト３の搬送速度が大きい場合では、感光ドラム１ａ〜１ｄと中間転写ベルト３間の摩擦力がトナー量によって異なるため、図２の感光ドラム１ａと感光ドラム１ｄとのステーション間より色ズレ検出パターンが長いとすると、付加される画像の色の転写する前と転写時とでは印字率による影響があり、３番目に転写される色を付加した場合が、色ズレの影響を与える各色間の組み合わせで１番多いためである。
【００３５】
図４の表の列（縦）は全ての色間の組み合わせ、行（横）は付加する画像の色（転写される順に並べたＹ，Ｍ、Ｃ，Ｋ）で、列の色ズレに対して行の色の画像を付加して影響があるかないか、つまり、付加される画像の色が転写される前後（上流，下流）で摩擦力差がある場合は○、ない場合は―として見てみると、３番目に転写されるシアンＣの○の数が一番多いことがわかる。これにより、より多くの色間の色ズレで印字率による影響を与えることができるため、色ズレ値検出時の状態を実際の平均的な印字状態に近づけることができ、より高精度に色ズレ値検出を行うことができる。
【００３６】
（実施例４）
実施例１ないし３では色ズレ検出用パターンに画像を必ず付加するとした。しかし、本実施例では、画像を付加された色ズレ検出パターンと付加されていない色ズレ検出パターンとを図示していない色ズレ検出パターン保持部に保持し、プリンタの使用状況で極端に印字率が低い場合に色ズレ値が精度良く検出できるように、色ズレ検出パターン保持部に保持した２つの色ズレ検出パターンから選択することを特徴とする。これは、図６に示した平均的な、もしくは３％以上の、色ズレ量が安定的な印字率でプリンタを使用するのではなく、極端に印字率の低い（３％未満）場合で色ズレ量が極端に振れる印字状況で使用することがわかっているユーザ用に、画像が付加されていない色ズレ検出パターンで実際の印字状況に近い印字率で色ズレ値の検出を行うことができる。これにより、ユーザのニーズに合わせることができ、柔軟な色ズレ補正を行うことができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、より高精度な色ズレ補正が出来る。さらに、請求項４記載の発明によれば、ユーザのニーズに合わせることができ、柔軟な色ズレ補正を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１で用いる色ズレ検出用画像を示す図
【図２】実施例１の概略構成を示す斜視図
【図３】実施例２で用いる色ズレ検出用画像を示す図
【図４】実施例３で用いる、色ズレ検出用パターンに付加する画像の色の説明図
【図５】色ズレの例を示す図
【図６】色ズレ検出用パターン例を示す図
【図７】印字率と色ズレ量の関係を示す図
【符合の説明】
１ａ〜１ｄ 感光ドラム
２ａ〜２ｄ レーザスキャナ
３ 搬送ベルト
６ａ、６ｄ 光センサ
２０ａ、２０ｂ 色ズレ検出用パターン
２１ 中央部（所定の印字率の画像）

Claims (1)

1. 光学部と感光ドラムを各々有する複数の画像形成部と、
   前記複数の画像形成部を順次通過し該複数の画像形成部で形成された画像が転写される無端状ベルトと、
   前記無端状ベルト上に形成された色ズレ検出用パターンを検出するパターン検出手段と、
   前記複数の画像形成部により前記無端状ベルト上に、色ズレ検出用パターンに所定の印字率の画像を付加した色ズレ検出用画像を形成し、該色ズレ検出用画像の色ズレ検出用パターンを前記パターン検出手段で検出し、その検出結果にもとづいて色ズレ補正を行うように制御する制御手段と、
   を備えたことを特徴とするカラー画像形成装置。

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