JP2006171352A - カラー画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 記録紙間に色ずれ補正パターンを形成することで印刷処理と同時に色ずれ補正処理を行うカラー画像形成装置において、印刷処理時の紙間距離の長短によらず、紙間に収まるような色ずれ補正パターンを形成するカラー画像形成装置を提供する。
【解決手段】 ＣＰＵ４０において、使用する用紙、線速等から紙間距離を算出し、この紙間に収まるような色ずれ補正パターンを色ずれ補正パターン選択部４５において選択する。書き込み制御部４２で、露光装置３０を制御し色ずれ補正パターンの静電潜像を感光体ドラム３４上に形成し、現像器３３で現像する。この色ずれ補正パターンを中間転写体ベルト１４上に転写し、さらに二次転写ベルト１８に転写する。そして、二次転写ベルト１８上の色ずれ補正パターンをセンサ１５により検出して色ずれを補正する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、カラー画像形成装置に関し、特に、用紙搬送ベルト等の移動体上にトナー像によるパターンを形成し、該パターンを検知することで色ずれ（画像ずれ）の検出、補正を行うカラー画像形成装置に関する。

近年、カラー画像形成装置においては、静電複写方式が用いられている。静電複写方式とは、感光体上に静電潜像を形成し、現像装置により該静電潜像からトナー像を形成し、該トナー像を用紙上に転写することで画像形成処理を行う方式である。

また、このようなカラー画像形成装置においては、タンデム方式の作像装置が用いられる。タンデム方式作像装置とは、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各トナー色毎に露光装置、感光体、現像器等を備えた作像ユニットで、用紙（転写体）の進行方向に直列に配置される。

露光装置は画像書き込み開始信号をトリガにして各色毎の感光体上にそれぞれ潜像を形成し、現像器で該潜像を現像することで各色毎のトナー像を形成する。そして、この各色毎のトナー像を転写ベルトで搬送される用紙に順次重ねて転写していく。これによりフルカラーのトナー像の形成処理がなされる。

このようなタンデム方式のカラー画像形成装置は、現像機切り替え方式のカラー画像形成装置と比較してプリント生産性が高く、近年のカラー画像形成装置おいては主流となっている。

ところが、このようなタンデム方式のカラー画像形成装置においては、各露光装置における光走査位置のずれ等に起因して、各色間の転写位置のずれ、すなわち色ずれが生じ、画質の著しい低下が発生するおそれがある。そのため、カラー画像形成装置においては、所定の期間毎に色ずれを検出し補正を行う必要がある。

カラー画像形成装置においては、色ずれの検出、補正は、色ずれ補正パターンを用いて行われている。色ずれ補正パターンの一例を図１１に示す。色ずれ補正パターンは、各色トナー像パターンからなり、用紙搬送ベルト等の移動体上に形成される。この色ずれ補正パターンをセンサで読み込み、演算処理部において各トナー像パターンの位置を演算し、各色間の位置差（色ずれ量）を検出し、その色ずれ量に応じて各色の画像書き込みタイミングを調整することで、色ずれの検知、補正を行う。

上記のような色ずれ補正パターンを用いた色ずれ補正に関する技術としては、以下のものが提案されている。

特許文献１では、転写ベルト上全面に作成した各色マーク列（トナー像パターン）をセンサで読み取り、走査位置を特定してメモリに格納し、該メモリ内の、走査位置が隣接し特定の読み取り信号変化領域に属するデータ群の走査位置に基づいてマーク位置を算出することで、マーク位置を確実に検出するカラー画像形成装置が提案されている。

また、特許文献２では、中間転写ベルト等の移動体の全面に色ずれ補正パターンを形成する際に、前記色ずれ補正パターンの各色マークの間隔を検知毎に小さくすることで、色ずれ補正を高精度に行うことのできるカラー画像形成装置が提案されている。

また、特許文献３では、記録媒体上への画像形成処理のインターバルに感光体上に形成された各トナー像パターンを転写ベルト上の各用紙間に転写することで、印刷用紙間に色ずれ補正パターンを形成し、この色ずれ補正パターンの色ずれ量を検出する画像形成装置が提案されている。
特開２００２−１７４９３６号公報 特開２００４−４６００１号公報 特開平１０−２１３９４０号公報

しかし、上記の技術は、以下の問題点を有している。

特許文献１及び特許文献２記載の技術では、色ずれ補正を行うのに転写ベルト全面に色ずれ補正パターンを形成するので、通常の画像形成処理を停止せざるを得ず、画像形成処理の生産性が低下してしまう。

また、特許文献３記載の技術では、画像形成処理と色ずれ補正とを同時に行うことが可能となるので画像形成処理の生産性は低下しないように思える。しかし、特許文献３では紙間距離について触れておらず、紙間距離が短く色ずれ補正パターンが紙間に収まらない場合を想定していない。

なお、上記のような色ずれ補正パターンが紙間に収まらない場合、給紙動作等を調整することで紙間を所定幅分確保する方法が考えられるが、これでは画像形成処理の生産性に影響がでてしまうことがある。

本発明は、上記問題点に鑑みて提案されたものであり、印刷処理時の紙間距離の長短によらず、紙間に収まるような色ずれ補正パターンを形成し、これを用いて色ずれ補正を行う画像形成装置を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、光学部と感光体をトナー色毎に各々有する複数の画像形成手段と、記録紙を搬送する搬送手段とを有し、画像形成処理のインターバルにトナーパターンを形成し、前記トナーパターンを前記搬送手段上の前記記録紙間に転写し、センサ手段で前記トナーパターンを読み取ることで色ずれ補正を行う画像形成装置であって、前記記録紙間に通常サイズの前記トナーパターンが収まらない場合に、前記記録紙間に収まるサイズの前記トナーパターンを選択する選択手段を有することを特徴とする画像形成装置である。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記選択手段において選択される前記トナーパターンは、前記画像形成手段で用いられるトナー色の内の数色から形成されることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、前記選択手段において選択される前記トナーパターンは、前記通常サイズの前記トナーパターンを副走査方向に対して垂直に分割したものであることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項記載の発明において、前記搬送手段は、透光性を有する部材からなり、前記センサ手段は、前記搬送手段の内側に設けられることを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項１から４のいずれか１項記載の発明において、前記画像形成装置は、直接転写方式の画像形成装置であることを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項１から４のいずれか１項記載の発明において、前記画像形成装置は、中間転写方式の画像形成装置であることを特徴とする。

本発明により、紙間距離に応じて色ずれ補正パターンを選択し印刷用紙間に色ずれ補正パターンを形成するので、紙間距離を伸ばすことなく色ずれ補正パターンを形成でき、生産性を損なわずに画像形成処理を行うことが可能となる。

本実施形態に係る画像形成装置の構成を、図１を参照して説明する。画像形成装置１０は、原稿台１１と、原稿読み取り部１２と、タンデム方式作像装置１３と、中間転写ベルト１４と、光学センサ１５と、クリーナー１６と、定着装置１７と、二次転写ベルト１８と、排紙ローラ１９と、排紙トレイ２０と、給紙トレイ２１と、給紙ローラ２２とを備える。

原稿読み取り部１２は、原稿台１１に置かれた原稿の画像データを読み取り、読み取った画像データを、タンデム方式作像装置１３に伝達する。タンデム方式作像装置１３は、中間転写ベルト１４上に印刷用のトナー像を形成する。この際に、印刷用トナー像間に色ずれ補正パターンを形成する。中間転写ベルト１４上に形成された印刷用トナー像は、給紙トレイ２１から給紙ローラ２２、搬送ベルトを兼ねた二次転写ベルト１８により搬送されてきた用紙上に転写される。また、この際に、色ずれ補正パターンが用紙上ではなく二次転写ベルト１８上に転写される。光学センサ１５は、二次転写ベルト１８上のトナーパターン、色ずれ補正パターンの検出を行う。クリーナー１６は、トナー像転写後に中間転写ベルト１４、二次転写ベルト１８上に残留したトナーを回収する。定着装置１７は、用紙上に転写されたトナー像を熱定着する。このトナー像が熱定着された用紙は、排紙ローラ１９を介して排紙トレイ２０上に排紙される。

次に、タンデム方式作像装置１３の構成を、図２を参照して説明する。タンデム方式作像装置１３は、露光装置３０と、現像器３３ａ〜３３ｄと、感光体ドラム３４ａ〜３４ｄとから構成される。露光装置３０は、ポリゴンミラー３１と、反射ミラー３２とから構成される。現像器３３ａはシアン（Ｃ）のトナーを、現像器３３ｂはマゼンタ（Ｍ）のトナーを、現像器３３ｃはイエロー（Ｙ）のトナーを、現像器３３ｄはブラック（Ｋ）のトナーを、収容する。

露光装置３０は、読み取られた原稿に基づいて感光体ドラム３４上に静電潜像を形成する。具体的には、ポリゴンミラー３１、反射ミラー３２を用いてレーザ光源からレーザ光を走査投射し、感光体ドラム３４上に静電潜像を形成する。

現像器３３は、感光体ドラム３４上に形成された静電潜像を各色トナーで現像し、トナー像を形成する。この各色トナー像は、中間転写体ベルト１４上に順次重ねる形で転写され、最終的には中間転写体ベルト１４上にカラートナー像が形成される。

次に、本実施形態の画像形成装置のシステム構成を、図３を参照して説明する。画像形成装置１０は、ＣＰＵ４０と、システム制御部４１と、駆動制御部４２と、書き込み制御部４３と、センサ制御部４４と、色ずれ補正パターン選択部４５とから構成される。

システム制御部４１は、エンジンシステム全体の制御を行う。駆動制御部４２は、モータやクラッチ等の各駆動装置の制御を行う。書き込み制御部４３は、書き込みの制御を行う。具体的には、レーザ光源やポリゴンミラー３１などの露光装置３１の制御を行う。センサ制御部４４は、光学センサ１５の制御を行い、二次転写ベルト１８上のトナーパターンの検出を行う。色ずれ補正パターン選択部４５は、色ずれ補正パターンの選択を行う。ＣＰＵ４０は、システム全体の統制制御を行う。

次に、本実施形態の画像形成装置の色ずれ補正について、図面を参照して具体的に説明する。図４は、二次転写ベルト１８上の印刷用紙５０の間（紙間）に色ずれ補正パターン５１が転写された状態を示す。この紙間に転写された色ずれ補正パターンを光学センサ１５で検出し、検出結果から色ずれ量を算出し、色ずれ補正を行う。

ここで、色ずれ補正パターンが形成される紙間は、用いる用紙サイズや線速によって変化するが、場合によっては図５に示すような通常の色ずれ補正パターン５１が紙間に収まらない場合がある。このような場合に、給紙ローラ２２の動作等を調整することで紙間を所定幅分確保する方法が考えられるが、これでは画像形成処理の生産性に影響がでてしまう。また、色ずれ補正パターンを通常のサイズよりも縮小し、紙間に収まるように調整する方法が考えられるが、縮小度合いによっては光学センサ１５によるトナーパターン読み取りに悪影響が出てしまい補正精度が低下してしまう。

そこで、本実施形態の画像形成装置１０は、紙間の幅に合わせて色ずれ補正パターン５１を選択し、紙間に形成する。具体的には、ＣＰＵ４０において、使用する用紙、線速等から紙間距離を算出し、この紙間に収まるような色ずれ補正パターンを色ずれ補正パターン選択部４５において選択する。そして、書き込み制御部４２で、露光装置３０を制御して選択された色ずれ補正パターンの静電潜像を感光体ドラム３４上に形成し、該静電潜像を現像器３３で現像する。この現像された色ずれ補正パターンを中間転写体ベルト１４上に転写し、さらに二次転写ベルト１８に転写することで紙間に収まる色ずれ補正パターン５１を形成する。

次に、本実施形態の色ズレ補正パターンについて図面を参照して説明する。図５は、通常の紙間色ずれ補正パターンを示す。図に示すように、４色のトナーパターンからなる主走査用色ずれ補正パターンと副走査用色ずれ補正パターンとを複数並べることで一組の色ずれ補正パターン５１を形成している。

しかし、このような色ずれ補正パターンではパターン自体が要する面積が広く、紙間距離によっては収まらない場合もある。

そこで、本実施形態では、色ずれ補正パターンとして、要する面積の小さい補正パターンを使用する。

具体的には、図６に示すように、４色全てでなく、４色のうちの数色を用いて色ずれ補正パターンを形成する。図６は２色選択の色ずれ補正パターンを示す。なお、用いられるトナー色数は紙間距離によって決まり、単色であっても３色であってもかまわない。また、選択される色を紙間毎に変化させることで４色の色ずれ補正を均等に行うことができる。これにより、通常の色ずれ補正パターンよりも小さい面積で色ずれ補正パターンを展開することができる。

また、図５に示す通常の色ずれ補正パターンを副走査方向に垂直に分割して用いてもよい。具体的には、図７に示すように、主走査用色ずれ補正パターンと副走査用の色ズレ補正パターンを分離し、色ずれ補正パターンを紙間毎に形成する。これにより、通常の色ずれ補正パターンよりも小さい面積で色ずれ補正パターンを展開することができる。

なお、図６、図７で示した色ずれ補正パターンにおいては、直線のトナーパターンを並べる形で補正パターンを形成しているが、図のようなトナーパターンに限られるわけではなく、必要に応じてトナーパターンを変形させて設けてもよい。

次に、本実施形態の画像形成装置の色ずれ補正処理の制御フローを、図８を参照して説明する。印刷処理が実行されると、まず、使用する用紙、線速等から記録紙の紙間距離がＣＰＵ４０において算出される（Ｓ１０１）。次に、算出された紙間距離と通常の色ずれ補正パターンの副走査方向の幅が比較され、算出された紙間距離に通常の色ずれ補正パターンが収まるかどうかが色ずれ補正パターン選択部４５において判断される（Ｓ１０２）。

判断の結果、算出された紙間距離に通常の色ずれ補正パターンが収まると判断された場合には（Ｓ１０２／Ｙｅｓ）、色ずれ補正パターン選択部４５は通常の色ずれ補正パターンを選択し（Ｓ１０３）、色ずれ補正パターンを二次転写ベルト１８上の記録紙間に形成する（Ｓ１０５）。

他方、算出された紙間距離に通常の色ずれ補正パターンが収まらないと判断された場合には（Ｓ１０２／Ｎｏ）、ＣＰＵ４０において算出された紙間距離に基づいて紙間距離に収まるような色ずれ補正パターンが選択される（Ｓ１０４）。ここで選択される補正パターンは、図６で示したような４色のうちの数色を用いて形成された色ずれ補正パターンでも、図７で示したような主走査用色ずれ補正パターンと副走査用の色ズレ補正パターンを分離して形成された色ずれ補正パターンでもよい。そして、選択された色ずれ補正パターンを二次転写ベルト１８上の記録紙間に形成する（Ｓ１０５）。

二次転写ベルト１８上の記録紙間に形成された色ずれ補正パターンは、光学センサ１５により検出され（Ｓ１０６）、検出されたデータに基づいて色ずれ補正がなされる（Ｓ１０７）。このフローは、所定の回数なされ色ずれ補正処理が完了するまでループ実行される（Ｓ１０８／Ｎｏ）。なお、ここで所定の回数と表記したが、この所定の回数は選択された色ずれ補正パターンや実際の色ずれ度合いに左右される。色ずれ補正処理が完了したら（Ｓ１０８／Ｙｅｓ）、本フローを抜ける。

本実施形態により、紙間に色ずれ補正パターンを形成して色ずれ補正を行う際に、紙間の幅に収まるように色ずれ補正パターンを選択するので、紙間を伸ばさずに色補正を行うことができ、画像形成処理の生産性を損なうことがない画像形成装置を実現できる。

なお、上記実施形態においては、中間転写方式の画像形成装置を実施形態として説明してきたが、本実施形態の画像形成装置は中間転写方式に限られるわけではなく、直接転写方式の画像形成装置にも対応する。直接転写方式の画像形成装置を図９に示す。直接転写方式の画像形成装置６０では、転写ベルト２３上を移動する印刷用紙を直接タンデム方式作像装置１３で印刷する。また、転写ベルト２３上の印刷用紙の紙間に色ずれ補正パターン５１が転写され、これを光学センサ１５で読み取る。このように本実施形態の画像形成装置は、直接転写方式にも対応する。

第二の実施形態について、図１０を参照して説明する。本実施形態の画像形成装置１０は、第１の実施形態の画像形成装置において二次転写ベルト１８が透光性で、光学センサ１５が二次転写ベルト１８の内側に設置されている。

光学センサ１５は、二次転写ベルト１８の反射光または透過光をフォトトランジスタ等の光電変換素子で受けて受光量を示す電圧（アナログ検出信号）に変換し、これに基づいてトナーパターンを検出する。そのため、光学センサ１５の受光面がトナー粉等の付着で汚れてしまうと、トナーパターンの正確な検出が困難となる。

そこで本実施形態では、二次転写ベルト１８を透光性の部材で形成し、光学センサ１５を二次転写ベルト１８の内側に設置する。これにより、光学センサ１５にトナー粉等が付着しにくくなるので、トナーパターンの正確な検出が可能となる。

本発明の一実施形態の画像形成装置の構成を示す図である。 タンデム方式差象装置の構成を示す図である。 本発明の一実施形態の画像形成装置の内部構成を示す図である。 印刷処理中の二次転写ベルトを示す図である。 通常の色ずれ補正パターンを示す図である。 二色選択色ずれ補正パターンを示す図である。 主走査用と副走査用を分離させた色ずれ補正パターンを示す図である。 色ずれ補正の制御フローを示す図である。 直接転写方式の画像形成装置の構成を示す図である。 光学センサが二次転写ベルト内に設けられた画像形成装置を示す図である。 色ずれ補正パターンを示す図である。

符号の説明

１０ 画像形成装置
１３ タンデム方式作像装置
１４ 中間転写体ベルト
１５ 光学センサ
１８ 二次転写ベルト
３０ 露光装置
３４ 感光体ドラム
４５ 色ずれ補正パターン選択部

Claims (6)

1. 光学部と感光体をトナー色毎に各々有する複数の画像形成手段と、記録紙を搬送する搬送手段とを有し、画像形成処理のインターバルにトナーパターンを形成し、前記トナーパターンを前記搬送手段上の前記記録紙間に転写し、センサ手段で前記トナーパターンを読み取ることで色ずれ補正を行う画像形成装置であって、
   前記記録紙間に通常サイズの前記トナーパターンが収まらない場合に、前記記録紙間に収まるサイズの前記トナーパターンを選択する選択手段を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記選択手段において選択される前記トナーパターンは、前記画像形成手段で用いられるトナー色の内の数色から形成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. 前記選択手段において選択される前記トナーパターンは、前記通常サイズの前記トナーパターンを副走査方向に対して垂直に分割したものであることを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
4. 前記搬送手段は、透光性を有する部材からなり、
   前記センサ手段は、前記搬送手段の内側に設けられることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の画像形成装置。
5. 前記画像形成装置は、直接転写方式の画像形成装置であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の画像形成装置。
6. 前記画像形成装置は、中間転写方式の画像形成装置であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の画像形成装置。

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