JP2011028003A

JP2011028003A - Image forming apparatus

Info

Publication number: JP2011028003A
Application number: JP2009173770A
Authority: JP
Inventors: Takashi Harashima; 隆原島; Mitsuru Obara; 満小原; So Hirota; 創廣田; Hironori Akashi; 裕紀赤司; Kanako Kibihara; 佳名子黍原
Original assignee: Konica Minolta Business Technologies Inc
Current assignee: Konica Minolta Business Technologies Inc
Priority date: 2009-07-25
Filing date: 2009-07-25
Publication date: 2011-02-10
Anticipated expiration: 2029-07-25
Also published as: JP4883148B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image forming apparatus that is capable of carrying out image stabilization control, at low cost. <P>SOLUTION: An electrophotographic color image forming apparatus forms toner patterns 1101 and 1102 of a specified type on an intermediate transfer belt 21 detects the toner patterns by an optical sensor SE1, and performs the image stabilization control, such as, toner adherence amount correction control and color shift correction control. The toner patterns 1101_la to 1101_ld and 1101_ra to 1101_rd are formed in a grating shape, in the moving direction (subscanning direction ) Z of the intermediate transfer belt 21. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、画像形成装置、特に、電子写真方式、静電記録方式、イオノグラフィー、磁気記録方式などによって最終的に記録材上にトナー画像を転写、定着する画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus, and more particularly to an image forming apparatus that finally transfers and fixes a toner image on a recording material by an electrophotographic system, an electrostatic recording system, an ionography, a magnetic recording system, or the like.

従来、電子写真プロセスによってカラー画像を形成する装置は、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各トナー像を形成するプロセスユニットを記録シートの搬送方向に並置したタンデム方式が一般的に採用されている。各プロセスユニットは、感光体ドラム上に画像データに基づいて変調された光を照射して静電潜像を形成し、この潜像をそれぞれのカラートナーによって現像し、中間転写ベルト上に１次転写して合成する。その後、合成されたトナー像は中間転写ベルトから記録シート上に２次転写され、加熱定着される。 2. Description of the Related Art Conventionally, an apparatus for forming a color image by an electrophotographic process has juxtaposed process units for forming toner images of Y (yellow), M (magenta), C (cyan), and K (black) in the recording sheet conveyance direction. The tandem method is generally adopted. Each process unit irradiates a photoconductive drum with light modulated based on image data to form an electrostatic latent image, develops the latent image with the respective color toners, and forms a primary image on the intermediate transfer belt. Transcribe and synthesize. Thereafter, the synthesized toner image is secondarily transferred from the intermediate transfer belt onto the recording sheet, and is heat-fixed.

この種の画像形成装置において、各色の濃度を正確に合わせて所望の色味の画像を得るために、まず、各色の最大濃度を目標値にするトナー付着量補正制御を行い、その後、ソリッド画像とハーフトーン画像の濃度が良好な直線性を保つようにルックアップテーブルを変更するハーフトーン濃度補正制御が行われる。また、複数のプロセスユニットでそれぞれの機械的精度の相違によって生じる色ずれを防止するために、各色ごとに色ずれ検出パターンを形成し、色ずれ量を検出して補正する色ずれ補正制御も行われている。これらの制御を総称して画像安定化制御と称する。画像安定化制御は、画像濃度や色ずれが目標値からずれたと想定されるタイミングで実行される。例えば、環境が大きく変化した場合や消耗品を交換した時点である。 In this type of image forming apparatus, in order to obtain an image of a desired color by accurately adjusting the density of each color, first, toner adhesion amount correction control is performed to set the maximum density of each color to a target value, and then a solid image is obtained. And halftone density correction control for changing the look-up table so that the density of the halftone image maintains good linearity. In addition, in order to prevent color misregistration caused by differences in mechanical accuracy among a plurality of process units, color misregistration correction control is also performed in which a color misregistration detection pattern is formed for each color and the amount of color misregistration is detected and corrected. It has been broken. These controls are collectively referred to as image stabilization control. The image stabilization control is executed at a timing when it is assumed that the image density and the color misregistration deviate from the target values. For example, when the environment changes greatly or when consumables are replaced.

以下、図１０及び図１１を参照して濃度補正制御について説明する。この種の濃度補正制御は、各プロセスユニットによって所定の作像条件にて形成された所定形状のソリッドなトナーパターンを中間転写ベルト上に１次転写して検出用トナーパターンを作成し、該トナーパターンを光学的に検出することによって行われる。 Hereinafter, density correction control will be described with reference to FIGS. 10 and 11. In this type of density correction control, a solid toner pattern having a predetermined shape formed by each process unit under a predetermined image forming condition is primarily transferred onto an intermediate transfer belt to create a detection toner pattern. This is done by optically detecting the pattern.

図１０には、トナー付着量補正制御のために中間転写ベルト２１上に作成されるトナーパターンの一例を模式的に示している。図１１には、ハーフトーン濃度補正制御のために作成されるトナーパターンの一例を模式的に示している。各図において、検出用のトナーパターンを示す符号に添付したＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの文字はそれがイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックであることを示している。また、以下の説明においてもＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの文字は色を示している。矢印Ｚは中間転写ベルト２１の移動方向（この移動方向Ｚは以下に副走査方向とも称する）を示し、矢印Ｚと直交する方向を主走査方向と称する。また、トナーパターンは発光素子と受光素子とからなる光学センサＳＥ１によって濃度と位置が検出される。 FIG. 10 schematically shows an example of a toner pattern created on the intermediate transfer belt 21 for toner adhesion amount correction control. FIG. 11 schematically shows an example of a toner pattern created for halftone density correction control. In each figure, the letters Y, M, C, and K attached to the reference numerals indicating the toner patterns for detection indicate that they are yellow, magenta, cyan, and black. In the following description, the letters Y, M, C, and K indicate colors. An arrow Z indicates a moving direction of the intermediate transfer belt 21 (this moving direction Z is also referred to as a sub-scanning direction hereinafter), and a direction orthogonal to the arrow Z is referred to as a main scanning direction. Further, the density and position of the toner pattern are detected by an optical sensor SE1 including a light emitting element and a light receiving element.

付着量補正制御のためのトナーパターン１０１〜１０４は、同じ画像データを現像バイアス電圧を切り替えながら作成する。そして、光学センサＳＥ１によって反射濃度を検出し、適正な現像バイアス電圧が印加されるように補正する。ハーフトーン濃度補正制御のためのトナーパターン２０１は、現像バイアス電圧を前記付着量補正制御によって適正化された値に設定し、複数階調の画像データに基づいて作成する。そして、光学センサＳＥ１によって反射濃度を検出し、所望のハーフトーン濃度が得られるようにハーフトーン濃度を適正化する。 The toner patterns 101 to 104 for adhesion amount correction control are created by switching the development bias voltage for the same image data. Then, the reflection density is detected by the optical sensor SE1, and correction is made so that an appropriate developing bias voltage is applied. A toner pattern 201 for halftone density correction control is created based on image data of a plurality of gradations by setting a developing bias voltage to a value optimized by the adhesion amount correction control. Then, the reflection density is detected by the optical sensor SE1, and the halftone density is optimized so that a desired halftone density is obtained.

また、色ずれ補正制御は、まず、各色ごとに色ずれ検出用トナーパターンを作成し、パターン位置を光学センサで測定することで色ずれ量を検出して補正する。この色ずれ補正制御に関しては図１２を参照して説明する。図１２には、色ずれ補正制御のために中間転写ベルト２１上に作成されるトナーパターンの一例を模式的に示している。トナーパターン３０１，３０２は副走査方向の色ずれ量を検出するためのもの、トナーパターン３０３，３０４は主走査方向の色ずれ量を検出するためのものであり、４５°の傾きで作成されている。ｔｓｆ１〜ｔｓｆ４、ｔｍｆ１〜ｔｍｆ４、ｔｓｒ１〜ｔｓｒ４、ｔｍｒ１〜ｔｍｒ４は各トナーパターンの検出タイミングを示している。 In the color misregistration correction control, first, a color misregistration detection toner pattern is created for each color, and the color misregistration amount is detected and corrected by measuring the pattern position with an optical sensor. The color misregistration correction control will be described with reference to FIG. FIG. 12 schematically shows an example of a toner pattern created on the intermediate transfer belt 21 for color misregistration correction control. The toner patterns 301 and 302 are for detecting the color misregistration amount in the sub-scanning direction, and the toner patterns 303 and 304 are for detecting the color misregistration amount in the main scanning direction, and are created with an inclination of 45 °. Yes. tsf1 to tsf4, tmf1 to tmf4, tsr1 to tsr4, and tmr1 to tmr4 indicate the detection timing of each toner pattern.

中間転写ベルト２１の移動速度をｖ（ｍｍ／ｓ）、副走査方向の色ずれ検出用トナーパターン３０１，３０２において、Ｋのトナーパターンを基準として他の色のトナーパターンまでの理論距離をｄｃＹ（ｍｍ）、ｄｃＭ（ｍｍ）、ｄｃＣ（ｍｍ）とし、副走査方向の色ずれ検出用トナーパターンと主走査方向の色ずれ検出用トナーパターン間の実測距離を左右それぞれ、ｄｍｆＫ（ｍｍ）、ｄｍｆＣ（ｍｍ）、ｄｍｆＭ（ｍｍ）、ｄｍｆＹ（ｍｍ）、ｄｍｒＫ（ｍｍ）、ｄｍｒＣ（ｍｍ）、ｄｍｒＭ（ｍｍ）、ｄｍｒＹ（ｍｍ）とする。このとき、副走査方向に関してＫを基準とする各色の色ずれ量δｅｓは、以下の計算で求めることができる。 The moving speed of the intermediate transfer belt 21 is v (mm / s), and in the color misregistration detection toner patterns 301 and 302 in the sub-scanning direction, the theoretical distance to the other color toner pattern is set to dcY ( mm), dcM (mm), and dcC (mm), and the measured distances between the color misregistration detection toner pattern in the sub-scanning direction and the color misregistration detection toner pattern in the main scanning direction are dmfK (mm) and dmfC ( mm), dmfM (mm), dmfY (mm), dmrK (mm), dmrC (mm), dmrM (mm), and dmrY (mm). At this time, the color misregistration amount δes of each color based on K in the sub-scanning direction can be obtained by the following calculation.

δｅｓＹ＝ｖ×｛（ｔｓｆ４−ｔｓｆ１）＋（ｔｓｒ４−ｔｓｒ１）｝／２−ｄｃＹ
δｅｓＭ＝ｖ×｛（ｔｓｆ３−ｔｓｆ１）＋（ｔｓｒ３−ｔｓｒ１）｝／２−ｄｃＭ
δｅｓＣ＝ｖ×｛（ｔｓｆ２−ｔｓｆ１）＋（ｔｓｒ２−ｔｓｒ１）｝／２−ｄｃＣ δesY = v × {(tsf4-tsf1) + (tsr4-tsr1)} / 2-dcY
δesM = v × {(tsf3−tsf1) + (tsr3−tsr1)} / 2−dcM
δesC = v × {(tsf2−tsf1) + (tsr2−tsr1)} / 2−dcC

前記各式での計算結果から、Ｋに対するＹＭＣの各色の副走査方向の色ずれ方向／色ずれ量が求められる。そして、ＹＭＣ各色の１ライン目の書出し位置を制御することで、副走査方向の色ずれを補正することができる。 From the calculation results in the above equations, the color misregistration direction / color misregistration amount of each color of YMC with respect to K in the sub-scanning direction is obtained. Then, by controlling the writing position of the first line of each YMC color, it is possible to correct the color misregistration in the sub-scanning direction.

主走査方向に関する左右それぞれの色ずれ量δｅｍｆ、δｅｍｒは、
ｄｍｆＫ＝ｖ×（ｔｍｆ１−ｔｓｆ１）
ｄｍｆＣ＝ｖ×（ｔｍｆ２−ｔｓｆ２）
ｄｍｆＭ＝ｖ×（ｔｍｆ３−ｔｓｆ３）
ｄｍｆＹ＝ｖ×（ｔｍｆ４−ｔｓｆ４）
と、
ｄｍｒＫ＝ｖ×（ｔｍｒ１−ｔｓｒ１）
ｄｍｒＣ＝ｖ×（ｔｍｒ２−ｔｓｒ２）
ｄｍｒＭ＝ｖ×（ｔｍｒ３−ｔｓｒ３）
ｄｍｒＹ＝ｖ×（ｔｍｒ４−ｔｓｒ４）
により、
δｅｍｆＹ＝ｄｍｆＹ−ｄｍｆＫ
δｅｍｆＭ＝ｄｍｆＭ−ｄｍｆＫ
δｅｍｆＣ＝ｄｍｆＣ−ｄｍｆＫ
と、
δｅｍｒＹ＝ｄｍｒＹ−ｄｍｒＫ
δｅｍｒＭ＝ｄｍｒＭ−ｄｍｒＫ
δｅｍｒＣ＝ｄｍｒＣ−ｄｍｒＫ The left and right color misregistration amounts δemf and δemr in the main scanning direction are
dmfK = v × (tmf1−tsf1)
dmfC = v × (tmf2−tsf2)
dmfM = v × (tmf3−tsf3)
dmfY = v × (tmf4-tsf4)
When,
dmrK = v × (tmr1−tsr1)
dmrC = v × (tmr2−tsr2)
dmrM = v × (tmr3-tsr3)
dmrY = v × (tmr4-tsr4)
By
δemfY = dmfY−dmfK
δemfM = dmfM−dmfK
δemfC = dmfC−dmfK
When,
δemrY = dmrY−dmrK
δemrM = dmrM−dmrK
δemrC = dmrC−dmrK

となり、計算結果の正負から色ずれ方向が判断でき、δｅｍｆに基づいて主走査方向の書出し位置を、δｅｍｒ−δｅｍｆに基づいて主走査長さを補正する。なお、主走査長さに誤差が存在する場合は、主走査方向の書出し位置はδｅｍｆだけではなく、主走査長さの補正に伴って変更する画像クロック周波数の変化量を考慮して算出する。 Thus, the color misregistration direction can be determined from the sign of the calculation result, the writing position in the main scanning direction is corrected based on δemf, and the main scanning length is corrected based on δemr−δemf. If there is an error in the main scanning length, the writing position in the main scanning direction is calculated not only by δemf but also by taking into account the amount of change in the image clock frequency that changes as the main scanning length is corrected.

ところで、付着量補正制御のためのトナーパターン１０１〜１０４は、図１０に示すように、それぞれの副走査方向の長さが現像ローラの１周の長さと同じに作成されている。その理由は、現像ローラの撓みなどに起因して、図１３に示すように、現像ローラの回転周期に応じてトナーの濃度むらが発生するので、光学センサにより現像ローラの１周長さ分は濃度を検出し、検出値を平均することで濃度むらを抑制する必要があるからである。 By the way, as shown in FIG. 10, the toner patterns 101 to 104 for adhesion amount correction control are formed so that the length in the sub-scanning direction is the same as the length of one circumference of the developing roller. The reason is that, as shown in FIG. 13, due to the deflection of the developing roller, toner density unevenness occurs according to the rotation cycle of the developing roller. This is because it is necessary to suppress density unevenness by detecting the density and averaging the detected values.

しかしながら、以上の画像安定化制御では、以下の問題点を有している。付着量補正制御で用いるトナーパターンは、副走査方向に全て均一にトナーが付着したソリッドなパターンであるため、光学センサによって検出しない部分でもトナーが大量に消費されてしまう。また、付着量補正制御を実行した後に、色ずれ補正制御とハーフトーン濃度補正制御を実行するために、制御に多大な時間を要してしまう。 However, the above image stabilization control has the following problems. Since the toner pattern used in the adhesion amount correction control is a solid pattern in which toner is uniformly adhered in the sub-scanning direction, a large amount of toner is consumed even in a portion that is not detected by the optical sensor. In addition, since the color misregistration correction control and the halftone density correction control are executed after the adhesion amount correction control is executed, a long time is required for the control.

前記問題点に対する対策として、特許文献１には、色ずれ補正制御とハーフトーン濃度補正制御を同時に実行する方法が提案されている。即ち、中間転写ベルト上でトナーパターンを検出できるように、光学センサを主走査方向に三つ並置し、両サイドの二つの光学センサで色ずれ補正制御用のトナーパターンを検出し、中央の光学センサでハーフトーン濃度補正制御用のトナーパターンを検出する。また、同様に、特許文献２には、色ずれ補正制御と付着量補正制御を同時に実行する方法が提案されている。即ち、両サイドの二つの光学センサで色ずれ補正制御用のトナーパターンを検出し、中央の光学センサで付着量補正制御用のトナーパターンを検出する。 As a countermeasure against the above problem, Patent Document 1 proposes a method of simultaneously executing color misregistration correction control and halftone density correction control. That is, three optical sensors are juxtaposed in the main scanning direction so that the toner pattern can be detected on the intermediate transfer belt, and the toner pattern for color misregistration correction control is detected by the two optical sensors on both sides, and the central optical sensor is detected. A toner pattern for halftone density correction control is detected by a sensor. Similarly, Patent Document 2 proposes a method of simultaneously executing color misregistration correction control and adhesion amount correction control. That is, the toner pattern for color misregistration correction control is detected by the two optical sensors on both sides, and the toner pattern for adhesion amount correction control is detected by the center optical sensor.

しかしながら、前記したいずれの方法であっても、制御に要する時間を短縮できるが、光学センサを三つ必要とするのでコストアップになる。しかも、付着量補正制御用のトナーパターンは最低でも現像ローラの１周長さは必要であり、トナー消費量はそれほど削減されない。 However, in any of the above-described methods, the time required for control can be shortened, but the cost increases because three optical sensors are required. In addition, the toner pattern for adhesion amount correction control requires at least one circumference of the developing roller, and the toner consumption is not reduced so much.

特開２００２−１４５０５号公報JP 2002-14505 A 特開２００５−３２１５６９号公報JP-A-2005-321569

そこで、本発明の目的は、画像安定化制御をローコストで実行可能な画像形成装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of performing image stabilization control at a low cost.

以上の目的を達成するため、本発明の第１の形態である画像形成装置は、
所定の速度で移動するトナー像担持体上にトナーを付着させて画像を形成する画像形成装置において、
トナー像担持体上に所定形状のトナーパターンを作成するトナーパターン作成手段と、
トナー像担持体上に作成されたトナーパターンを検出する検出手段と、
トナー像担持体上に作成されるトナーパターンへのトナー付着量を可変するための付着量可変手段と、
トナー像担持体上に作成されたトナーパターンのトナー付着量を検出し、その検出結果に基づいて作像条件を調整する画像安定化制御を行う制御手段と、
を備え、
前記制御手段は前記画像安定化制御において前記トナーパターンをトナー像担持体の移動方向に格子状に作成すること、
を特徴とする。 In order to achieve the above object, an image forming apparatus according to a first embodiment of the present invention includes:
In an image forming apparatus for forming an image by attaching toner onto a toner image carrier that moves at a predetermined speed,
Toner pattern creating means for creating a toner pattern of a predetermined shape on the toner image carrier;
Detecting means for detecting a toner pattern created on the toner image carrier;
An amount-of-attachment variable means for varying the amount of toner attached to the toner pattern created on the toner image carrier;
Control means for performing image stabilization control for detecting a toner adhesion amount of a toner pattern created on the toner image carrier and adjusting an image forming condition based on the detection result;
With
The control means creates the toner pattern in a grid pattern in the moving direction of the toner image carrier in the image stabilization control;
It is characterized by.

第２の形態である画像形成装置は、
所定の速度で移動するトナー像担持体上にトナーを付着させて画像を形成する画像形成装置において、
トナー像担持体上に所定形状のトナーパターンを作成するトナーパターン作成手段と、
トナー像担持体上に作成されたトナーパターンを検出する検出手段と、
トナー像担持体上に作成されるトナーパターンへのトナー付着量を可変するための付着量可変手段と、
トナー像担持体上に作成されたトナーパターンのトナー付着量及び付着位置を検出し、その検出結果に基づいて作像条件を調整する画像安定化制御を行う制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記画像安定化制御において前記トナーパターンをトナー像担持体の移動方向に格子状に作成し、同じトナーパターンを用いてトナー付着量及び付着位置を検出すること、
を特徴とする。 The image forming apparatus as the second form is
In an image forming apparatus for forming an image by attaching toner onto a toner image carrier that moves at a predetermined speed,
Toner pattern creating means for creating a toner pattern of a predetermined shape on the toner image carrier;
Detecting means for detecting a toner pattern created on the toner image carrier;
An amount-of-attachment variable means for varying the amount of toner attached to the toner pattern created on the toner image carrier;
Control means for performing image stabilization control for detecting the toner adhesion amount and adhesion position of the toner pattern created on the toner image carrier and adjusting the image creation conditions based on the detection result;
With
The control means creates the toner pattern in a grid pattern in the moving direction of the toner image carrier in the image stabilization control, and detects the toner adhesion amount and adhesion position using the same toner pattern;
It is characterized by.

前記第１の形態である画像形成装置は、画像安定化制御において、トナーパターンをトナー像担持体の移動方向（副走査方向）に格子状に作成するようにしたため、副走査方向にベタ状にトナーパターンを作成することはないので、制御のために消費されるトナー量が少なくなる。 In the image forming apparatus according to the first aspect, in the image stabilization control, the toner pattern is formed in a lattice shape in the moving direction (sub-scanning direction) of the toner image carrier, so that it is solid in the sub-scanning direction. Since no toner pattern is created, the amount of toner consumed for control is reduced.

前記第２の形態である画像形成装置は、画像安定化制御において、トナーパターンをトナー像担持体の移動方向に格子状に作成し、同じトナーパターンを用いてトナー付着量及び付着位置を検出するようにしたため、トナー消費量が減少するとともに、センサが少なくて済み、制御時間も短縮される。 In the image stabilization control, the image forming apparatus according to the second embodiment creates a toner pattern in a grid pattern in the moving direction of the toner image carrier, and detects the toner adhesion amount and adhesion position using the same toner pattern. As a result, the toner consumption is reduced, the number of sensors is reduced, and the control time is shortened.

本発明によれば、画像安定化制御、特に、トナー付着量補正制御と色ずれ補正制御を、トナーの消費量を抑えて、また、少ない数のセンサによってローコストで実行可能である。 According to the present invention, image stabilization control, in particular, toner adhesion amount correction control and color misregistration correction control can be executed at a low cost with a small number of sensors while suppressing toner consumption.

本発明に係る画像形成装置の一実施例を示す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram illustrating an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention. 前記画像形成装置の制御部を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating a control unit of the image forming apparatus. トナーパターン検出用の光学センサの第１例及び第２例を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a first example and a second example of an optical sensor for detecting a toner pattern. 画像安定化制御の制御手順を示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the control procedure of image stabilization control. トナーパターンを模式的に示す平面図である。FIG. 3 is a plan view schematically showing a toner pattern. トナーパターンを作成する際の現像バイアス電圧の変化を示すグラフである。6 is a graph showing changes in development bias voltage when creating a toner pattern. 前記光学センサの検出出力を示すグラフである。It is a graph which shows the detection output of the said optical sensor. 前記光学センサの検出出力から求められたトナー付着量を示すグラフである。6 is a graph showing a toner adhesion amount obtained from a detection output of the optical sensor. 目標とするトナー付着量を得るための現像バイアス電圧を算出する手法を説明するためのグラフである。6 is a graph for explaining a method of calculating a developing bias voltage for obtaining a target toner adhesion amount. トナー付着量補正制御のために従来作成されていたトナーパターンを模式的に示す平面図である。FIG. 6 is a plan view schematically showing a toner pattern conventionally created for toner adhesion amount correction control. ハーフトーン濃度補正制御のために従来作成されていたトナーパターンを模式的に示す平面図である。FIG. 6 is a plan view schematically showing a toner pattern conventionally created for halftone density correction control. 色ずれ補正制御のために従来作成されていたトナーパターンを模式的に示す平面図である。FIG. 6 is a plan view schematically showing a toner pattern conventionally created for color misregistration correction control. 現像ローラに起因するトナーの濃度むらを模式的に示す平面図である。FIG. 6 is a plan view schematically showing toner density unevenness caused by a developing roller.

以下、本発明に係る画像形成装置の実施例について、添付図面を参照して説明する。 Embodiments of an image forming apparatus according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

（画像形成装置の概略構成、図１参照）
本発明の一実施例である画像形成装置は、図１に示すように、タンデム方式の電子写真プリンタであり、概略、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色のトナー画像を形成するためのプロセスユニット１０（１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ）と、中間転写ユニット２０と、記録シートを収容した給紙ユニット３０と、定着ユニット３５と、画像読取りユニット４０と、で構成されている。 (Schematic configuration of image forming apparatus, see FIG. 1)
An image forming apparatus according to an embodiment of the present invention is a tandem type electrophotographic printer as shown in FIG. 1, and is a process unit for forming a toner image of each color of Y, M, C, and K roughly. 10 (10Y, 10M, 10C, 10K), an intermediate transfer unit 20, a paper feeding unit 30 containing a recording sheet, a fixing unit 35, and an image reading unit 40.

プロセスユニット１０は、それぞれ、感光体ドラム１１、帯電チャージャ１２、現像器１３、露光装置１４などを配置したもので、露光装置１４から照射される光によってそれぞれの感光体ドラム１１上に描画される静電潜像を現像器１３で現像して各色のトナー画像を形成する。画像データは、画像読取りユニット４０からあるいはコンピュータから制御部５０に転送されてくる。 Each process unit 10 is provided with a photosensitive drum 11, a charging charger 12, a developing device 13, an exposure device 14, etc., and is drawn on each photosensitive drum 11 by light emitted from the exposure device 14. The electrostatic latent image is developed by the developing device 13 to form a toner image of each color. The image data is transferred from the image reading unit 40 or from the computer to the control unit 50.

中間転写ユニット２０は、矢印Ｚ方向に無端状に回転駆動される中間転写ベルト２１を備え、各感光体ドラム１１と対向する転写チャージャ２２から付与される電界にて、各感光体ドラム１１上に形成されたトナー画像を中間転写ベルト２１上に１次転写して合成する。なお、このような電子写真法による画像形成プロセスは周知であり、詳細な説明は省略する。 The intermediate transfer unit 20 includes an intermediate transfer belt 21 that is rotationally driven endlessly in the direction of the arrow Z, and an electric field applied from a transfer charger 22 that faces each of the photosensitive drums 11 is applied onto each photosensitive drum 11. The formed toner image is primarily transferred onto the intermediate transfer belt 21 and synthesized. Note that such an electrophotographic image forming process is well known, and a detailed description thereof will be omitted.

装置本体の下部には、記録シートを１枚ずつ給紙する給紙ユニット３０が配置され、記録シートは給紙ローラ３１から前記中間転写ベルト２１と２次転写ローラ２５とのニップ部に搬送され、ここでトナー画像（合成カラー画像）が２次転写される。その後、記録シートは定着ユニット３５に搬送されてトナーの加熱定着を施され、装置本体の上面に配置されたトレイ部３６に排出される。 A sheet feeding unit 30 for feeding recording sheets one by one is disposed at the lower part of the apparatus main body, and the recording sheet is conveyed from the sheet feeding roller 31 to the nip portion between the intermediate transfer belt 21 and the secondary transfer roller 25. Here, the toner image (synthesized color image) is secondarily transferred. Thereafter, the recording sheet is conveyed to the fixing unit 35 where the toner is heated and fixed, and is discharged to a tray portion 36 disposed on the upper surface of the apparatus main body.

画像安定化制御を行うためのトナーパターンを検出するセンサＳＥ１は、中間転写ベルト２１の表面に、プロセスユニット１０Ｋの下流側で、対向して配置されている。このセンサＳＥ１は光学式の反射型センサである。なお、この種の光学センサＳＥ１は、各感光体ドラム１１上でトナーパターンを検出するように配置されていてもよく、あるいは、２次転写後に記録シート上でトナーパターンを検出するように配置されていてもよい。 A sensor SE1 that detects a toner pattern for performing image stabilization control is disposed on the surface of the intermediate transfer belt 21 so as to face the downstream side of the process unit 10K. This sensor SE1 is an optical reflection type sensor. Note that this type of optical sensor SE1 may be arranged to detect a toner pattern on each photosensitive drum 11, or arranged to detect a toner pattern on a recording sheet after secondary transfer. It may be.

（制御部、図２参照）
制御部５０は、ＣＰＵ、制御プログラムを格納したＲＯＭ、ワークメモリなどを備え、図２に示すように、トナーパターン形成制御部５１、トナー付着量補正制御部５２、色ずれ補正制御部５３、ハーフトーン濃度補正制御部５４から構成されている。また、制御部５０は記憶部５５、通信部５６、画像形成制御部５７、操作部５８とシステムバス５９により接続され、これらを総括的に制御する。例えば、操作部５８やホストコンピュータから入力された各種設定情報を取り込み、データチェックを行い、予め決められたフォームに変換して記憶部５５に保存する。さらに、以下に詳述する画像安定化制御を実行する。 (Control unit, see FIG. 2)
The control unit 50 includes a CPU, a ROM storing a control program, a work memory, and the like. As shown in FIG. 2, the toner pattern formation control unit 51, the toner adhesion amount correction control unit 52, the color misregistration correction control unit 53, and the half. The tone density correction control unit 54 is configured. The control unit 50 is connected to the storage unit 55, the communication unit 56, the image formation control unit 57, and the operation unit 58 through the system bus 59, and comprehensively controls them. For example, various setting information input from the operation unit 58 or the host computer is fetched, data is checked, converted into a predetermined form, and stored in the storage unit 55. Further, image stabilization control described in detail below is executed.

（光学センサ、図３参照）
光学センサＳＥ１は、図３（Ａ）に示す第１例又は図３（Ｂ）に示す第２例のいずれかを好適に用いることができる。第１例は、光をトナーパターンＴに照射する発光素子（ＬＥＤ）６１と、トナーパターンＴで正反射された光を受光する受光素子（ＰＤ）６２及びトナーパターンＴで乱反射された光を受光する受光素子（ＰＤ）６３とで構成されている。第２例は、発光素子（ＬＥＤ）６１とトナーパターンＴで正反射された光を受光する受光素子（ＰＤ）６２とで構成されている。 (Optical sensor, see Fig. 3)
As the optical sensor SE1, either the first example shown in FIG. 3A or the second example shown in FIG. 3B can be suitably used. In the first example, a light emitting element (LED) 61 that irradiates the toner pattern T with light, a light receiving element (PD) 62 that receives light regularly reflected by the toner pattern T, and light irregularly reflected by the toner pattern T are received. And a light receiving element (PD) 63. The second example includes a light emitting element (LED) 61 and a light receiving element (PD) 62 that receives light regularly reflected by the toner pattern T.

（画像安定化制御、図４〜図９参照）
画像安定化制御は、目標とする高品質の画像を形成するために作像に寄与する各制御因子に対して制御を行う。画像安定化制御は、予め設定されたタイミングで自動的に行う場合と、ユーザあるいはサービスマンが強制的に行う場合とがある。通常は、プリントジョブの終了時など画像の形成が行われないタイミングで実行される。消耗品の交換直後などにも実行される。 (Image stabilization control, see FIGS. 4 to 9)
In the image stabilization control, control is performed for each control factor that contributes to image formation in order to form a target high-quality image. Image stabilization control may be performed automatically at a preset timing, or may be forcibly performed by a user or a service person. Usually, it is executed at a timing when image formation is not performed, such as at the end of a print job. Also executed immediately after replacement of consumables.

実際に実行される画像安定化制御は、画像形成装置の特性によっても異なるが、通常は、光学センサ光量補正制御、トナー付着量補正制御、色ずれ補正制御、ハーフトーン濃度補正制御である。それぞれの制御は、状況に応じて単独であるいは複数を同時に実行する。複数の制御を同時に実行する場合は、図４に示すように、光学センサ光量補正制御（ステップＳ１）、トナー付着量／色ずれ補正制御（ステップＳ２）、ハーフトーン濃度補正制御（ステップＳ３）の順序で行われる。 The image stabilization control that is actually executed varies depending on the characteristics of the image forming apparatus, but is usually optical sensor light amount correction control, toner adhesion amount correction control, color misregistration correction control, and halftone density correction control. Each control is executed alone or in combination depending on the situation. When a plurality of controls are executed simultaneously, as shown in FIG. 4, optical sensor light amount correction control (step S1), toner adhesion amount / color misregistration correction control (step S2), and halftone density correction control (step S3). Done in order.

光学センサ光量補正制御は、光学センサＳＥ１で中間転写ベルト２１の裸面を検出したときに、目標とする出力が得られるようにする制御である。トナー付着量補正制御は、白黒比１００％のソリッド画像が得られるようにする制御である。色ずれ補正制御は、ＹＭＣＫそれぞれの画像に対して主走査方向及び副走査方向の位置を補正する制御である。ハーフトーン濃度補正制御は、目標とする階調特性が得られるようにする制御である。 The optical sensor light quantity correction control is a control for obtaining a target output when the optical sensor SE1 detects the bare surface of the intermediate transfer belt 21. The toner adhesion amount correction control is control for obtaining a solid image having a black and white ratio of 100%. The color misregistration correction control is a control for correcting the positions in the main scanning direction and the sub-scanning direction for each image of YMCK. Halftone density correction control is control for obtaining a target gradation characteristic.

これらの画像安定化制御は、フィードバック制御であり、実際に作像状態を把握したうえで、制御因子を設定して行われる。作像状態を把握するために所定の作像条件でトナーパターンを中間転写ベルト２１上に作成する。本実施例では、トナー付着量補正制御と色ずれ補正制御では同じトナーパターンを使用し、その詳細は後述する。 These image stabilization controls are feedback controls, and are performed by setting a control factor after actually grasping the image forming state. In order to grasp the image forming state, a toner pattern is created on the intermediate transfer belt 21 under predetermined image forming conditions. In this embodiment, the same toner pattern is used in the toner adhesion amount correction control and the color misregistration correction control, and details thereof will be described later.

ハーフトーン濃度補正制御は、通常、ディザパターンあるいは誤差拡散パターンを使用する。前記光学センサＳＥ１によるトナーパターンの検出結果に基づいて各制御因子を補正／設定する。本実施例においてトナー付着量補正制御が対象とする制御因子は現像バイアス電圧を想定している。但し、トナー付着量を制御できる他のパラメータ、例えば、感光体ドラム１１への露光量、現像ローラと感光体ドラム１１の周速比などであってもよい。色ずれ補正制御の制御因子は、通常、露光装置１４による感光体ドラム１１への書込みタイミングである。ハーフトーン濃度補正制御の制御因子は、通常、出力階調に対するディザパターンあるいは誤差拡散パターンである。 The halftone density correction control usually uses a dither pattern or an error diffusion pattern. Each control factor is corrected / set based on the detection result of the toner pattern by the optical sensor SE1. In this embodiment, the control factor targeted by the toner adhesion amount correction control is assumed to be a developing bias voltage. However, other parameters that can control the toner adhesion amount, for example, the exposure amount to the photosensitive drum 11 and the peripheral speed ratio between the developing roller and the photosensitive drum 11 may be used. The control factor of the color misregistration correction control is usually the timing of writing on the photosensitive drum 11 by the exposure device 14. The control factor of the halftone density correction control is usually a dither pattern or an error diffusion pattern for the output gradation.

（トナー付着量補正制御／色ずれ補正制御、図５〜図９参照）
まず、トナー付着量補正制御と色ずれ補正制御に使用されるトナーパターンについて説明する。本実施例では、図５に示すように、中間転写ベルト２１の両側に形成され、それに対応して二つの光学センサＳＥ１が配置される。副走査方向の色ずれを検出するためのトナーパターン１１０１＿ｌａ〜１１０１＿ｌｄ，１１０１＿ｒａ〜１１０１＿ｒｄを合計８組、主走査方向の色ずれを検出するためのトナーパターン１１０２＿ｌａ〜１１０２＿ｌｄ，１１０２＿ｒａ〜１１０２＿ｒｄを合計８組、中間転写ベルト２１の１周長さ内に均等な位置に作成する。区間Ａ〜Ｄの全長が中間転写ベルト２１の１周長さに対応している。 (Toner adhesion amount correction control / color shift correction control, see FIGS. 5 to 9)
First, a toner pattern used for toner adhesion amount correction control and color misregistration correction control will be described. In this embodiment, as shown in FIG. 5, it is formed on both sides of the intermediate transfer belt 21, and two optical sensors SE1 are arranged correspondingly. A total of 8 sets of toner patterns 1101_la to 1101_ld and 1101_ra to 1101_rd for detecting color misregistration in the sub-scanning direction, and a total of 8 sets of toner patterns 1102_la to 1102_ld and 1102_ra to 1102_rd for detecting color misregistration in the main scanning direction, The intermediate transfer belt 21 is formed at a uniform position within one circumference. The total length of the sections A to D corresponds to one circumference of the intermediate transfer belt 21.

副走査方向の色ずれ検出用のトナーパターンは、中間転写ベルト２１の移動方向（副走査方向）Ｚに格子状に作成される。換言すれば、光学センサＳＥ１が副走査方向にライン（トナーパターン）を跨いで検出するように作成される。ラインは合計で左右それぞれ１６本であり、移動方向Ｚに各組ごとにＫＣＭＹの順序で４本ずつ繰り返して作成される。１ラインの副走査方向の幅寸法は２４ドット、主走査方向の長さは１９０ドットである。１連のトナーパターン１１０１，１１０２において先頭のラインから末尾のラインまでの距離Ｌは現像ローラ１３ａ（図１参照）の１周の長さに対応している。 The toner pattern for detecting color misregistration in the sub-scanning direction is created in a lattice pattern in the moving direction (sub-scanning direction) Z of the intermediate transfer belt 21. In other words, the optical sensor SE1 is created so as to detect the line (toner pattern) across the sub-scanning direction. There are 16 lines in total on the left and right sides, and four lines are repeatedly created in the moving direction Z in the order of KCMY for each group. The width dimension of one line in the sub-scanning direction is 24 dots, and the length in the main scanning direction is 190 dots. The distance L from the first line to the last line in the series of toner patterns 1101 and 1102 corresponds to the length of one circumference of the developing roller 13a (see FIG. 1).

主走査方向の色ずれ検出用のトナーパターンは、副走査方向に対して４５°の傾きを有するラインで作成されている。１組のラインは４本であり、移動方向ＺにＫＣＭＹの順序で繰り返して作成される。１ラインの幅寸法は２４ドットである。 The toner pattern for detecting color misregistration in the main scanning direction is created by lines having an inclination of 45 ° with respect to the sub-scanning direction. One set of lines is four, and is repeatedly created in the movement direction Z in the order of KCMY. The width dimension of one line is 24 dots.

ここで、トナーパターンを作成する際の現像バイアス電圧について図６を参照して説明する。図５に示されているように、副走査方向に分かれた区間Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄでそれぞれ現像バイアス電圧を、Ｖａｖｅ＿ａ，Ｖａｖｅ＿ｂ，Ｖａｖｅ＿ｃ，Ｖａｖｅ＿ｄと段階的に高めていく。４水準の電圧値は画像形成装置の状態（基本となる現像バイアス電圧値、湿度などの環境条件、耐久度合など）で決定される。 Here, the developing bias voltage when creating the toner pattern will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 5, the developing bias voltages are increased stepwise from Vave_a, Vave_b, Vave_c, and Vave_d in sections A, B, C, and D divided in the sub-scanning direction. The four levels of voltage values are determined by the state of the image forming apparatus (basic development bias voltage value, environmental conditions such as humidity, durability, etc.).

次に、前記トナーパターンを光学センサＳＥ１で検出した際の出力について図７を参照して説明する。トナーパターンはＫＣＭＹの順序で検出されるため、図７では、時間軸（横軸）の左からＫＣＭＹのラインを検出した出力となっている。中間転写ベルト２１の裸面での出力は先行して実行されるセンサ光量補正制御で調整されている。トナー付着量補正制御で用いられるセンサ出力は、各色のラインを検出した際の最小出力値である。例えば、ＫであればＫｍｉｎであり、ＣであればＣｍｉｎである。 Next, an output when the toner pattern is detected by the optical sensor SE1 will be described with reference to FIG. Since the toner patterns are detected in the order of KCMY, in FIG. 7, the output is obtained by detecting the KCMY line from the left of the time axis (horizontal axis). The output on the bare surface of the intermediate transfer belt 21 is adjusted by sensor light amount correction control executed in advance. The sensor output used in the toner adhesion amount correction control is the minimum output value when each color line is detected. For example, K is Kmin, and C is Cmin.

色ずれ補正制御で用いられるセンサ出力は、各色のラインを検出した際の下降部、上昇部における中間点での出力値である。具体的には、ベルト裸面での出力値と最小出力値の時間的な中間時点での出力値である。例えば、Ｋであればａ＿ｋ、ｂ＿ｋでの出力値、Ｃであればａ＿ｃ，ａ＿ｂでの出力値である。センサＳＥ１が中間出力となる時間を求めることで、ライン（トナーパターン）の重心位置がセンサＳＥ１の検出点を通過したタイミングを求める。例えば、Ｋであれば（ａ＿ｋ＋ｂ＿ｋ）／２であり、Ｃであれば（ａ＿ｃ＋ａ＿ｂ）／２である。 The sensor output used in the color misregistration correction control is an output value at an intermediate point in the descending portion and the ascending portion when each color line is detected. Specifically, it is an output value at a time intermediate point between the output value on the belt bare surface and the minimum output value. For example, if K, it is an output value at a_k and b_k, and if it is C, it is an output value at a_c and a_b. By obtaining the time during which the sensor SE1 becomes an intermediate output, the timing at which the center of gravity of the line (toner pattern) passes the detection point of the sensor SE1 is obtained. For example, if K, it is (a_k + b_k) / 2, and if C, it is (a_c + a_b) / 2.

次に、トナー付着量補正制御において目標とする付着量を得るために現像バイアス電圧を求める方法を説明する。まず、前述した方法で、図５に示したトナーパターンのそれぞれのセンサ出力の最小値を得る。計１０個の最小値を平均して、１色ごとに現像バイアス電圧の１水準（図６参照）当たりの平均最小値を求める。この平均最小値からソリッド画像のトナー付着量を求める。トナー付着量を求める際、制御部５０に内蔵されている、センサ出力からトナー付着量を求める換算式、あるいは、ルックアップテーブルを使用する。これにて、４色、現像バイアス電圧の４水準でのトナー付着量が合計１６個得られる。 Next, a method for obtaining the developing bias voltage in order to obtain a target adhesion amount in the toner adhesion amount correction control will be described. First, the minimum value of each sensor output of the toner pattern shown in FIG. 5 is obtained by the method described above. A total of 10 minimum values are averaged to determine an average minimum value per level of development bias voltage (see FIG. 6) for each color. From this average minimum value, the toner adhesion amount of the solid image is obtained. When obtaining the toner adhesion amount, a conversion formula or a look-up table built in the control unit 50 for obtaining the toner adhesion amount from the sensor output is used. Thus, a total of 16 toner adhesion amounts at four levels of four colors and development bias voltages are obtained.

また、１色ごとに現像バイアス電圧の１水準当たり合計１０個のセンサ出力最小値から、それぞれのトナー付着量を前記換算式又はルックアップテーブルを使用して求める。例えば、図５に示したトナーパターン１１０１＿ｌａ，１１０１＿ｒａ，１１０２＿ｌａ，１１０２＿ｒａのセンサ出力最小値からトナー付着量を求めた結果を図８に示す。１１０１＿ｌａ＿ｋ１が最大付着量であり、１１０１＿ｒａ＿ｋ２が最小付着量である。 Further, the respective toner adhesion amounts are obtained from the total of ten sensor output minimum values per level of the developing bias voltage for each color by using the conversion formula or the lookup table. For example, FIG. 8 shows a result of obtaining the toner adhesion amount from the sensor output minimum values of the toner patterns 1101_la, 1101_ra, 1102_la, and 1102_ra shown in FIG. 1101_la_k1 is the maximum adhesion amount, and 1101_ra_k2 is the minimum adhesion amount.

次に、現像バイアス電圧の４水準でのトナー付着量の合計１６個から、目標とする現像バイアス電圧を求める方法を図９を参照して説明する。図９はＫの現像バイアス電圧Ｖａｖｅとトナー付着量との関係を示している。Ｖａｖｅ＿ａ〜Ｖａｖｅ＿ｄは図５の検出区間Ａ〜ＤでのＫの現像バイアス電圧に対応する。図９（Ａ）は目標とするトナー付着量を達成する現像バイアス電圧（Ｖａｖｅ＿ｔｒｇ）がＶａｖｅ＿ａ〜Ｖａｖｅ＿ｄの範囲内にある場合を示している。図９（Ｂ）は目標とするトナー付着量を達成する現像バイアス電圧（Ｖａｖｅ＿ｔｒｇ）がＶａｖｅ＿ａ〜Ｖａｖｅ＿ｄの範囲外にある場合を示している。 Next, a method for obtaining a target development bias voltage from a total of 16 toner adhesion amounts at four levels of the development bias voltage will be described with reference to FIG. FIG. 9 shows the relationship between the K developing bias voltage Vave and the toner adhesion amount. Vave_a to Vave_d correspond to the K developing bias voltage in the detection sections A to D in FIG. FIG. 9A shows a case where the developing bias voltage (Vave_trg) that achieves the target toner adhesion amount is in the range of Vave_a to Vave_d. FIG. 9B shows a case where the developing bias voltage (Vave_trg) that achieves the target toner adhesion amount is outside the range of Vave_a to Vave_d.

図９（Ａ）に示す場合、Ｖａｖｅ＿ｃとＶａｖｅ＿ｄの間で直線近似を行い、内挿することで目標とするトナー付着量を達成する現像バイアス電圧（Ｖａｖｅ＿ｔｒｇ）を求める。図９（Ｂ）に示す場合、Ｖａｖｅ＿ｄから直線近似を行い、外挿することで目標とするトナー付着量を達成する現像バイアス電圧を求める。近似直線は得られた４点から最小２乗法を用いて求める。 In the case shown in FIG. 9A, a linear approximation is performed between Vave_c and Vave_d, and a development bias voltage (Vave_trg) that achieves a target toner adhesion amount is obtained by interpolation. In the case shown in FIG. 9B, a linear approximation is performed from Vave_d, and a development bias voltage that achieves a target toner adhesion amount is obtained by extrapolation. An approximate straight line is obtained from the obtained four points using a least square method.

前記格子状のトナーパターンは、色ずれ補正制御にも利用できる。ここで、色ずれ補正制御における主／副走査方向の書出しタイミングを求める方法を説明する。前述した方法で求めた各トナーパターンの重心位置から主／副走査方向の書出しタイミングを求める。 The lattice-like toner pattern can also be used for color misregistration correction control. Here, a method for obtaining the writing start timing in the main / sub-scanning direction in the color misregistration correction control will be described. The writing start timing in the main / sub-scanning direction is determined from the position of the center of gravity of each toner pattern determined by the method described above.

副走査方向の書出しタイミングは、８組あるトナーパターン１１０１を使用して求める。１組でＫの重心位置に対するＣＭＹの重心位置のずれ量を求め、ＣＭＹそれぞれで合計８個のＫの重心位置に対するずれ量が求められる。そして、８個の平均値を求めることで、ＣＭＹそれぞれのＫの重心位置に対する平均ずれ量が求められ、副走査方向の書出しタイミングを設定する。 The writing start timing in the sub-scanning direction is obtained using eight sets of toner patterns 1101. The amount of deviation of the CMY centroid positions with respect to the K centroid position is obtained in one set, and the deviation amounts of the total eight K centroid positions are obtained for each CMY. Then, by obtaining the average value of eight, the average deviation amount with respect to the center of gravity of K of each of CMY is obtained, and the writing timing in the sub-scanning direction is set.

次に、１組のトナーパターンからＫの重心位置に対するＣの重心位置のずれ量を求める方法を説明する。図５に示したトナーパターン１１０１＿ｒｂの拡大図から理解できるように、移動方向Ｚから順次、ＫＣＭＹ，ＫＣＭＹ，ＫＣＭＹ，ＫＣＭＹのラインが並んでいる。ここで個々のラインを特定するために、最初のＫＣＭＹに１を、次に２を、その次に３を、最後に４の番号を付ける。Ｃ１の重心位置の比較対象はＫ１であり、Ｃ２の重心位置の比較対象はＫ２であり、Ｃ３はＫ３、Ｃ４はＫ４である。 Next, a method for obtaining the deviation amount of the C centroid position from the K centroid position from a set of toner patterns will be described. As can be understood from the enlarged view of the toner pattern 1101_rb illustrated in FIG. 5, KCMY, KCMY, KCMY, and KCMY lines are arranged in order from the moving direction Z. Here, in order to identify individual lines, the first KCMY is numbered 1, then 2, then 3, and finally 4. The comparison target of the center of gravity position of C1 is K1, the comparison target of the center of gravity position of C2 is K2, C3 is K3, and C4 is K4.

合計四つのＣのＫに対する色ずれ量が求められる。四つの平均値を求め、その平均値をトナーパターン１１０１＿ｒｂのＣの色ずれ量とする。同様に、Ｍ，ＹもＫに対する色ずれ量を求める。 A total of four C misregistration amounts for K are obtained. Four average values are obtained, and the average value is set as the C color misregistration amount of the toner pattern 1101_rb. Similarly, for M and Y, the amount of color shift with respect to K is obtained.

主走査方向の書出しタイミングは、それぞれ８組あるトナーパターン１１０１，１１０２を組み合わせて求める。よって、トナーパターン１１０１＿ｌａと１１０２＿ｌａでＫの重心位置に対するＣＭＹの重心位置のずれ量がそれぞれ一つ求められる。トナーパターン全体では、ＣＭＹそれぞれで合計８個のＫの重心位置に対するずれ量が求められる。そして、８個の平均値を求めることで、ＣＭＹそれぞれのＫの重心位置に対する平均ずれ量が求められ、主走査方向の書出しタイミングを設定する。 The writing timing in the main scanning direction is obtained by combining eight toner patterns 1101 and 1102 respectively. Therefore, one deviation amount of the CMY barycentric position from the K barycentric position is obtained for each of the toner patterns 1101_la and 1102_la. With respect to the entire toner pattern, a deviation amount with respect to a total of eight K gravity center positions is obtained for each CMY. Then, by obtaining eight average values, an average deviation amount with respect to the K gravity center position of each of CMY is obtained, and the writing start timing in the main scanning direction is set.

次に、１組のトナーパターンからＫの重心位置に対するＣの重心位置のずれ量を求める方法を説明する。図５に示したトナーパターン１１０２＿ｒｄの拡大図から理解できるように、ＫＣＭＹの各ラインがそれぞれ移動方向（副走査方向）Ｚに対して４５°の傾きを有しているために、基準となるラインから対象となるラインとの間の距離（時間）を測定することで、主走査方向のずれ方向とずれ量が検出できる。基準となるラインは、１１０２＿ｒｄであればその前段に作成される１１０１＿ｒｄのラインを使用する。 Next, a method for obtaining the deviation amount of the C centroid position from the K centroid position from a set of toner patterns will be described. As can be understood from the enlarged view of the toner pattern 1102_rd shown in FIG. 5, each line of KCMY has an inclination of 45 ° with respect to the movement direction (sub-scanning direction) Z. By measuring the distance (time) from the target line to the target line, the shift direction and shift amount in the main scanning direction can be detected. If the reference line is 1102_rd, the 1101_rd line created in the preceding stage is used.

具体的には、副走査方向の書出しタイミングを求める際に使用した個々のラインを特定する番号を使用すると、１１０２＿ｒｄ＿Ｋの基準ラインは１１０１＿ｒｄ＿Ｋ４であり、１１０２＿ｒｄ＿Ｃの基準ラインは１１０１＿ｒｄ＿Ｃ４であり、１１０２＿ｒｄ＿Ｍの基準ラインは１１０１＿ｒｄ＿Ｍ４であり、１１０２＿ｒｄ＿Ｙの基準ラインは１１０１＿ｒｄ＿Ｙ４である。基準ラインと対象ライン間の距離が目標値よりも長ければ、図５の右方向にずれており、逆に、短ければ、図５の左方向にずれていることになる。このようにして、４色の位置ずれ量が求められる。次に、Ｋを基準にして、Ｋに対するＣ，Ｍ，Ｙそれぞれの色ずれ量を求める。求めたＣＭＹの色ずれ量が１１０２＿ｒｄと１１０１＿ｒｄから求めた色ずれ量となる。 Specifically, when the numbers for identifying individual lines used for obtaining the writing timing in the sub-scanning direction are used, the reference line for 1102_rd_K is 1101_rd_K4, the reference line for 1102_rd_C is 1101_rd_C4, and the reference line for 1102_rd_M Is 1101_rd_M4, and the reference line of 1102_rd_Y is 1101_rd_Y4. If the distance between the reference line and the target line is longer than the target value, it is shifted to the right in FIG. 5, and conversely if it is shorter, it is shifted to the left in FIG. In this way, the amount of misregistration of the four colors is obtained. Next, the color misregistration amounts of C, M, and Y with respect to K are obtained with K as a reference. The obtained CMY color misregistration amount is the color misregistration amount obtained from 1102_rd and 1101_rd.

ＣＭＹ各色の１ライン目の書出し位置を前記方法で求めたＣＭＹ３色のＫに対する副走査方向の色ずれ量で制御し、副走査方向に色ずれのない画像を形成する。同様に、主走査方向の書出し位置を前記方法で求めたＣＭＹ３色のＫに対する主走査方向の色ずれ量で制御し、主走査方向に色ずれのない画像を形成する。なお、主走査方向の長さに誤差がある場合は、主走査方向の書出し位置だけではなく、主走査長さの補正に伴って変更する画像クロック周波数の変化量を考慮して算出する。 The writing start position of the first line of each CMY color is controlled by the amount of color misregistration in the sub-scanning direction with respect to K of the three CMY colors obtained by the above method, and an image free of color misregistration in the sub-scanning direction is formed. Similarly, the writing position in the main scanning direction is controlled by the amount of color misregistration in the main scanning direction with respect to K of the three CMY colors obtained by the above method, and an image having no color misregistration in the main scanning direction is formed. If there is an error in the length in the main scanning direction, the length is calculated in consideration of not only the writing position in the main scanning direction but also the amount of change in the image clock frequency that changes as the main scanning length is corrected.

以上のように、本発明は、画像形成装置に有用であり、特に、画像安定化制御をローコストで実行可能である点で優れている。 As described above, the present invention is useful for an image forming apparatus, and is particularly excellent in that image stabilization control can be executed at low cost.

１０…プロセスユニット
１１…感光体ドラム
１２…帯電チャージャ
１３…現像器
１４…露光装置
２１…中間転写ベルト
６１…発光素子
６２，６３…受光素子
１１０１，１１０２…格子状トナーパターン
ＳＥ１…光学センサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Process unit 11 ... Photosensitive drum 12 ... Charger 13 ... Developing device 14 ... Exposure device 21 ... Intermediate transfer belt 61 ... Light emitting element 62, 63 ... Light receiving element 1101, 1102 ... Lattice toner pattern SE1 ... Optical sensor

Claims

所定の速度で移動するトナー像担持体上にトナーを付着させて画像を形成する画像形成装置において、
トナー像担持体上に所定形状のトナーパターンを作成するトナーパターン作成手段と、
トナー像担持体上に作成されたトナーパターンを検出する検出手段と、
トナー像担持体上に作成されるトナーパターンへのトナー付着量を可変するための付着量可変手段と、
トナー像担持体上に作成されたトナーパターンのトナー付着量を検出し、その検出結果に基づいて作像条件を調整する画像安定化制御を行う制御手段と、
を備え、
前記制御手段は前記画像安定化制御において前記トナーパターンをトナー像担持体の移動方向に格子状に作成すること、
を特徴とする画像形成装置。 In an image forming apparatus for forming an image by attaching toner onto a toner image carrier that moves at a predetermined speed,
Toner pattern creating means for creating a toner pattern of a predetermined shape on the toner image carrier;
Detecting means for detecting a toner pattern created on the toner image carrier;
An amount-of-attachment variable means for varying the amount of toner attached to the toner pattern created on the toner image carrier;
Control means for performing image stabilization control for detecting a toner adhesion amount of a toner pattern created on the toner image carrier and adjusting an image forming condition based on the detection result;
With
The control means creates the toner pattern in a grid pattern in the moving direction of the toner image carrier in the image stabilization control;
An image forming apparatus.

所定の速度で移動するトナー像担持体上にトナーを付着させて画像を形成する画像形成装置において、
トナー像担持体上に所定形状のトナーパターンを作成するトナーパターン作成手段と、
トナー像担持体上に作成されたトナーパターンを検出する検出手段と、
トナー像担持体上に作成されるトナーパターンへのトナー付着量を可変するための付着量可変手段と、
トナー像担持体上に作成されたトナーパターンのトナー付着量及び付着位置を検出し、その検出結果に基づいて作像条件を調整する画像安定化制御を行う制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記画像安定化制御において前記トナーパターンをトナー像担持体の移動方向に格子状に作成し、同じトナーパターンを用いてトナー付着量及び付着位置を検出すること、
を特徴とする画像形成装置。 In an image forming apparatus for forming an image by attaching toner onto a toner image carrier that moves at a predetermined speed,
Toner pattern creating means for creating a toner pattern of a predetermined shape on the toner image carrier;
Detecting means for detecting a toner pattern created on the toner image carrier;
An amount-of-attachment variable means for varying the amount of toner attached to the toner pattern created on the toner image carrier;
Control means for performing image stabilization control for detecting the toner adhesion amount and adhesion position of the toner pattern created on the toner image carrier and adjusting the image creation conditions based on the detection result;
With
The control means creates the toner pattern in a grid pattern in the moving direction of the toner image carrier in the image stabilization control, and detects the toner adhesion amount and adhesion position using the same toner pattern;
An image forming apparatus.

前記制御手段は格子状のトナーパターンを少なくとも現像ローラの１周の長さにわたって同じ作像条件で作成することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。 3. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the control unit creates a lattice-like toner pattern under the same image forming condition over at least a length of one circumference of the developing roller.

トナーパターンを検出する検出手段は、光をトナーパターンに照射する発光部と、トナーパターンから反射する光を受光する受光部からなること、を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。 The detection means for detecting the toner pattern includes a light emitting unit that irradiates the toner pattern with light and a light receiving unit that receives the light reflected from the toner pattern. The image forming apparatus described.