JP3542719B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各色成分毎の色画像情報に基づいて夫々の色の現像剤により画像を形成する画像形成部と、該複数の画像形成部により形成された各色の画像を重ね合わせて転写する転写手段と、上記各画像形成部により所定のパターン画像を形成するためのパターン画像形成手段と、該パターン画像の濃度を測定するパターン画像濃度測定手段とを備えたデジタルカラー複写機等の画像形成装置に関し、特に、各色の画像を重ね合わせ時のずれをなくしたカラー画像を忠実に再現するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の画像形成装置である例えばデジタルカラー複写機においては、スキャナから入力された原稿の色分解画像に対して所定の画像処理を施した後、プリンタ部（画像形成部）からカラー画像の出力を行っている。
【０００３】
このデジタルカラー複写機においては、色分解されたカラー原稿画像を各色毎に記録再現して記録媒体上に重ね合わせることにより、カラー画像として再現している。
もしも、このとき、各色毎の色分解画像が重ね合わせるとき、各色の色分解画像が正確に重ね合わされないと画像の色ずれが発生し、もともとカラー原稿画像が有している画像の特徴（画質）が忠実に再現されないこととなる。
【０００４】
そこで、最近では、各色毎の画像が記録媒体上で精度よく重なり合うように、デジタルカラー複写機が所定の状態にあるときに定期的に色ずれ補正を行い、原稿画像に近い画像表現を出力するデジタルカラー複写機がある。
【０００５】
この色ずれ補正については、特公平７−１９０８４号公報，特開平６−２３８９６４号公報に開示されたようなものがあった。
【０００６】
まず、特公平７−１９０８４号公報に記載されているものは、転写搬送ベルト上に各色毎の測定用パターン像Ｂｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃを形成させるとともに、この各色毎の測定用パターン像Ｂｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃの通過を反射型センサにて測定する。このとき、各色毎の測定用パターン像Ｂｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃの設定値とのずれを演算して各色毎の画像形成部における画像形成（画像書き込み）タイミングを制御する構成となっている。
【０００７】
この設定値とのずれの演算方法としては、各色毎の測定用パターン像Ｂｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃの中で、黒画像形成部により形成された測定用パターン像Ｂｋを反射型センサが測定してから、他の測定用パターン像Ｙ，Ｍ，Ｃを夫々測定するまでのタイミング信号をカウントすることにより、各色の画像形成部における画像形成（画像書き込み）位置のずれを測定するようになっている。
【０００８】
また、特開平６−２３８９５４号公報に記載されているものは、カラー画像形成装置内に、任意の色に対して他の色を縦横（主走査，副走査）方向に１ドット、または、数ドットずつ順次ずらした複数の位置合わせ用パターン画像を記憶させておき、このパターン画像を画像形成部から出力する。
【０００９】
そして、この出力されたパターン画像の中で任意の色のパターン画像（ライン画像）に対して他の色のパターン画像（ライン画像）が一致しているタイミングの組番号を入力すれば、その入力された組番号に基づいて各色の画像形成部における画像形成（画像書き込み）タイミングの調整が行われるものである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記特公平７−１９０８４号公報のものは、基準となる測定用パターンＢｋを反射型センサが測定してから、他の測定用パターンＹ，Ｍ，Ｃを夫々測定するまでのタイミング信号をカウントすることにより、各色の画像形成（画像書き込み）の位置（色）ずれを測定する方法は、各駆動部（画像形成部及び画像転写部）における駆動ムラの影響を受けて正確な色ずれ補正が困難であるという問題があった。
【００１１】
また、特開平６−２３８９５４号公報のものは、画像形成されたパターン画像を人間の目により確認して、その結果を確認した人に入力する構成となっているため、手慣れた人にしか調整できず、また、入力ミスといった問題があった。しかも、調整の度に調整タイミングを判断する用紙が必要であるという問題があった。
【００１２】
本発明は上記の問題に鑑みなされたものであり、重ね合わされたパターン画像の濃度を測定して重ね合わせ状態を判断することにより、簡単な構成で精度よく色ずれを補正することを可能とした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】
上記の目的を達成するために、本発明は、各色成分毎の色画像情報に基づいて夫々の色の現像剤により画像を形成する画像形成部と、該複数の画像形成部により形成された各色の画像を重ね合わせて転写する転写手段と、上記各画像形成部により所定のパターン画像を形成するためのパターン画像形成手段と、該パターン画像の濃度を測定するパターン画像濃度測定手段とを備えた画像形成装置において、
上記画像形成部の内基準となる画像形成部により形成された基準パターン画像と、調整しようとする画像形成部により形成された調整パターン画像とを重ね合わせ、この重ね合わせパターン画像の濃度を上記パターン画像濃度測定手段で測定し、該測定濃度によりパターン画像の重なり状態を判断し、測定濃度が所定の濃度になるように画像形成部の画像形成タイミングを制御する制御手段を設け、
前記制御手段は、前記調整しようとする画像形成部に、形成タイミングを早めたときと遅くしたときの２種類の調整パターン画像を形成する動作を、この２種類の調整パターン画像の各々と前記基準パターン画像との重なり状態のいずれかが前記許容範囲内に入るまで、前記形成タイミングをずらしながら繰り返して行わせ、前記重なり状態のいずれかが前記許容範囲内に入ったときの調整パターン画像の形成タイミングを、前記調整しようとする画像形成部に設定することを特徴とする。
【００１４】
また、上記制御手段は、前記調整しようとする画像形成部に、前記所定濃度と前記測定濃度の差から予め設定されたテーブルより補正クロック数を求め、上記補正クロック数に基づき形成タイミングを早めときと遅くしたときの２種類の調整パターン画像を形成する動作を行わせることを特徴とする。
また、上記パターン画像は、転写搬送ベルト上に形成され、上記転写搬送ベルト上の上記パターン画像が形成される地点から、上記パターンが画像を測定するまでの地点までの距離が、転写搬送ベルトを走行させるための駆動ローラの周長の整数倍となることを特徴とする。
また、上記パターン画像は、転写搬送ベルト上に形成され、上記転写搬送ベルト上の上記パターン画像が形成される地点から、上記パターンが画像を測定するまでの地点までの距離が、転写搬送ベルトを走行させるための駆動ローラの周長の整数倍となることを特徴とする。
また、上記パターン画像は格子状パターン若しくは円形パターンで形成されたことを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の画像形成装置であるデジタルカラー複写機の実施形態を図面とともに説明する。
図１はデジタルカラー複写機の構成を示す概略断面図である。
【００１８】
このデジタルカラー複写機の複写機本体１の上面には、原稿台１１１及び操作パネル（図示せず）が設けられ、複写機本体１の内部に画像読取部１１０及び画像形成部２１０が設けられた構成である。
【００１９】
原稿台１１１の上面には、該原稿台１１１に対して開閉可能な状態で指示され、原稿台１１１面に対して所定の位置関係をもって両面自動原稿送り装置（ＲＡＤＦ：Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｄｏｃｕｍｅｎｔ Ｆｅｅｄｅｒ）１１２が装着されている。
【００２０】
さらに、ＲＡＤＦ１１２は、まず、原稿の一方の面が原稿台１１１の所定位置において画像読取部１１０に対向するよう原稿を搬送し、この一方の面についての画像読み取りが終了した後に、他方の面が原稿台１１１の所定位置において画像読取部１１０に対向するよう原稿を反転して原稿台１１１に向かって搬送するようになっている。
そして、ＲＡＤＦ１１２は、１枚の原稿について両面の画像読み取りが終了した後にこの原稿を排出し、次の原稿についての両面搬送動作を実行する。
以上の原稿の搬送及び表裏反転の動作は、複写機全体の動作に関連して制御されるものである。
【００２１】
画像読取部１１０は、ＲＡＤＦ１１２により原稿台１１１上に搬送されてきた原稿の画像を読み取るために、原稿台１１１の下方に配置されている。この画像読取部１１０は原稿台１１１の下面に沿って平行に往復移動する原稿走査体１１３，１１４と、光学レンズ１１５と、光電変換素子であるＣＣＤラインセンサ１１６とを有している。
【００２２】
この原稿走査体１１３，１１４は、第１走査ユニット１１３と第２走査ユニット１１４とから構成されている。第１走査ユニット１１３は原稿画像表面を露光する露光ランプと、原稿からの反射光像を所定の方向に向かって偏向する第１ミラーとを有し、原稿台１１１の下面に対して一定の距離を保ちながら所定の走査速度で平行に往復移動するものである。第２走査ユニット１１４は第１走査ユニット１１３の第１ミラーにより偏向された原稿からの反射光像をさらに所定の方向に向かって偏向する第２及び第３ミラーとを有し、第１走査ユニット１１３と一定の速度関係を保って平行に往復移動するものである。
【００２３】
光学レンズ１１５は、第２走査ユニット１１４の第３ミラーにより偏向された原稿からの反射光像を縮小し、縮小された光像をＣＣＤラインセンサ１１６上の所定位置に結像させるものである。
【００２４】
ＣＣＤラインセンサ１１６は、結像された光像を順次光電変換して電気信号として出力するものである。ＣＣＤラインセンサ１１６は、白黒画像或いはカラー画像を読み取り、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色成分に色分解したラインデータを出力することのできる３ラインのカラーＣＣＤである。このＣＣＤラインセンサ１１６により電気信号に変換された原稿画像情報は、さらに、後述する画像処理部（図２に示す）に転送されて所定の画像データ処理が施される。
【００２５】
次に、画像形成部２１０の構成、及び、画像形成部２１０に係わる各部の構成について説明する。
【００２６】
画像形成部２１０の下方には、給紙カセット内に積載収容されている用紙（記録媒体）Ｐを１枚ずつ分離して画像形成部２１０に向かって供給する給紙機構２１１が設けられている。そして、１枚ずつ分離供給された用紙Ｐは、画像形成部２１０の手前に配置された一対のレジストローラ２１２によりタイミングが制御されて画像形成部２１０に搬送される。さらに、片面に画像が形成された用紙Ｐは、画像形成部２１０の画像形成にタイミングを併せて画像形成部２１０に再供給搬送される。
画像形成部２１０の下方には、転写搬送ベルト機構２１３が配置されている。転写搬送ベルト機構２１３は、駆動ローラ２１４と従動ローラ２１５との間に略平行に伸びるように張架された転写搬送ベルト２１６に用紙Ｐを静電吸着させて搬送する構成となっている。
そして、転写搬送ベルト２１６の下側に近接して、パターン画像濃度測定ユニットが設けられている。
【００２７】
さらに、用紙搬送路における転写搬送ベルト機構２１３の下流側には、用紙Ｐ上に転写形成されたトナー像を用紙Ｐ上に定着させるための定着装置２１７が配置されている。この定着装置２１７の一対の定着ローラ間のニップを通過した用紙Ｐは、搬送方向切り換えゲート２１８を経て、排出ローラ２１９により複写機本体１の外壁に取り付けられている排紙トレイ２２０上に排出される。
【００２８】
この切り換えゲート２１８は、定着後の用紙Ｐの搬送経路を、複写機本体１へ用紙Ｐを排出する経路と、画像形成部２１０に向かって用紙Ｐを再供給する経路との間で選択的に切り換えるものである。
切り換えゲート２１８により再び画像形成部２１０に向かって搬送方向が切り換えられた用紙Ｐは、スイッチバック搬送経路２２１を介して表裏反転された後、画像形成部２１０へと再度供給される。
【００２９】
また、画像形成部２１０における転写搬送ベルト２１６の上方には、転写搬送ベルト２１６に近接して、第１画像形成ステーションＰａ、第２画像形成ステーションＰｂ、第３画像形成ステーションＰｃ、及び第４画像形成ステーションＰｄが用紙搬送経路上流側から順に並設されている。
【００３０】
転写搬送ベルト２１６は駆動ローラ２１４によって、図１において矢印Ｚで示す方向に摩擦駆動され、前述したように給紙機構２１１を通じて給送される用紙Ｐを担持し、用紙Ｐを画像形成ステーションＰａ〜Ｐｄへと順次搬送する。
【００３１】
各画像形成ステーションＰａ〜Ｐｄは、実質的に同一の構成を有している。各画像形成ステーションＰａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄは、図１に示す矢印Ｆ方向に回転駆動される感光体ドラム２２２ａ，２２２ｂ，２２２ｃ及び２２２ｄを夫々含んでいる。
【００３２】
各感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄの周辺には、感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄを夫々一様に帯電する帯電器２２３ａ，２２３ｂ，２２３ｃ，２２３ｄと、感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄ上に形成された静電潜像を夫々現像する現像装置２２４ａ，２２４ｂ，２２４ｃ，２２４ｄと、現像された感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄ上のトナー像を用紙Ｐへ転写する転写用放電器２２５ａ，２２５ｂ，２２５ｃ，２２５ｄと、感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄ上に残留するトナーを除去するクリーニング装置２２６ａ，２２６ｂ，２２６ｃ，２２６ｄとが感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄの回転方向に沿って順次配置されている。
【００３３】
また、各感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄの上方には、レーザービームスキャナユニット２２７ａ，２２７ｂ，２２７ｃ，２２７ｄが夫々設けられている。レーザービームスキャナユニット２２７ａ〜２２７ｄは、画像データに応じて変調されたドット光を発する半導体レーザ素子（図示せず）と、半導体レーザ素子からのレーザービームを主走査方向に偏向させるためのポリゴンミラー（偏向装置）２４０と、ポリゴンミラー２４０により偏向されたレーザービームを感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄ表面に結像させるためのｆθレンズ２４１と、ミラー２４２，２４３などから構成されている。
【００３４】
レーザービームスキャナユニット２２７ａにはカラー原稿画像の黒色成分像に対応する画素信号が、レーザービームスキャナユニット２２７ｂにはカラー原稿画像のシアン色成分像に対応する画素信号が、レーザービームスキャナユニット２２７ｃにはカラー原稿画像のマゼンタ色成分像に画素信号が、そして、レーザービームスキャナユニット２２７ｄにはカラー原稿画像のイエロー色成分像に対応する画素信号が夫々入力される。
【００３５】
これにより、色変換された原稿画像情報に対応する静電潜像が各感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄ上に形成される。そして、現像装置２２４ａには黒色のトナーが、現像装置２２４ｂにはシアン色のトナーが、現像装置２２４ｃにはマゼンタ色のトナーが、現像装置２２４ｄにはイエロー色のトナーが夫々収容されており、感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄ上の静電潜像は、これら各色のトナーにより現像される。これにより、画像形成部２１０にて色変換された原稿画像情報が各色のトナー像として再現される。
【００３６】
また、第１画像形成ステーションＰａと給紙機構２１１との間には用紙吸着用帯電器２２８が設けられており、この用紙吸着用帯電器２２８は転写搬送ベルト２１６の表面を帯電させ、給紙機構２１１から供給された用紙Ｐは、転写搬送ベルト２１６上に確実に吸着させた状態で第１画像形成ステーションＰａから第４画像形成ステーションＰｄの間をずれることなく搬送させる。
【００３７】
一方、第４画像形成ステーションＰｄと定着装置２１７との間で駆動ローラ２１４のほぼ真上部には除電器２２９が設けられている。この除電器２２９には転写搬送ベルト２１６に静電吸着されている用紙Ｐを転写搬送ベルト２１６から分離するための交流電流が印加されている。
【００３８】
上記構成のデジタルカラー複写機においては、用紙Ｐとしてカットシート状の紙が使用される。この用紙Ｐは、給紙カセットから送り出されて給紙機構２１１の給紙搬送経路のガイド内に供給されると、その用紙Ｐの先端部分がセンサ（図示せず）にて検知され、このセンサから出力される検知信号に基づいて一対のレジストローラ２１２によりいったん停止される。
【００３９】
そして、用紙Ｐは各画像形成ステーションＰａ〜Ｐｄとタイミングをとって図１の矢印Ｚ方向に回転している転写搬送ベルト２１６上に送られる。このとき、転写搬送ベルト２１６には前述したように用紙吸着用帯電器２２８により所定の帯電が施されているので、用紙Ｐは、各画像形成ステーションＰａ〜Ｐｄを通過する間、安定して搬送供給される。
【００４０】
各画像形成ステーションＰａ〜Ｐｄにおいては、各色のトナー像が夫々形成され、転写搬送ベルト２１６により静電吸着されて搬送される用紙Ｐの支持面上で重ね合わされる。第４画像形成ステーションＰｄによる画像の転写が完了すると、用紙Ｐはその先端部分から順次除電器２２９により転写搬送ベルト２１６上から剥離され、定着装置２１７へと導かれる。
最後に、トナー画像が定着された用紙Ｐは、用紙排出口（図示せず）から排紙トレイ２２０上へと排出される。
【００４１】
（転写搬送ユニットの説明）
図２は、本発明の構成を備えたベルト状画像形成媒体である転写搬送ベルト２１６、及びパターン画像濃度測定ユニットなどからなる転写搬送ユニットの断面図である。
【００４２】
駆動ローラ２１４と従動ローラ２１５により支持された転写搬送ベルト２１６の画像形成部側と反対側には、背面当接部材２３１（２３１ａ，２３１ｂ）と、パターン画像濃度測定センサ２３２と、これら各部品の位置関係を一定の状態に保った状態で支持する支持フレーム２３３などから構成されるパターン画像濃度測定ユニット２３０が設けられている。
パターン画像濃度測定センサ２３２は発光素子であるＬＥＤと受光素子であるフォトダイオード等から構成されている。
【００４３】
そして、このパターン画像濃度測定ユニット２３０には、下方に向かって所定レベルのテンションが加えられるようにスプリング２３３（２３３ａ，２３３ｂ）が設けられている。
さらに、支持フレーム２３２には、長穴２３４（２３４ａ，２３４ｂ）が設けられており、転写搬送ユニット２１３の構成部品である駆動ローラ２１４、従動ローラ２１５などを支持しているフレーム２１３ａから突出するように設けられたガイドピン２１３ｂ，２１３ｃに係合しており、パターン画像濃度測定ユニット２３０は下方に向かって変位可能な構造となっている。
【００４４】
また、パターン画像濃度測定ユニット２３０に所定の適切なテンションを掛けるためのスプリング２３３（２３３ａ，２３３ｂ）は、該ユニット２３０の両側に同じ条件で設けられており、長穴２３４ａ，２３４ｂに沿って平行な状態を保ったまま、２個の背面押圧部材２３１ａ，２３１ｂにより転写搬送ベルト２１６を下方へ向かって押し下げるようになっている。
【００４５】
これにより、背面当接部材２３１が当接する転写搬送ベルト２１６には、常に所定の適切なテンションが加えられ、各色の画像が形成される画像形成部側に面する直線部分の転写搬送ベルト２１６は、撓むことなく安定した走行が可能となるとともに、該転写搬送ベルト２１６上に形成されたパターン画像を測定するための平面状（フラット）の安定した状態の領域が確実に形成される。
【００４６】
そして、この平面状の安定した領域に対向して所定の位置関係でもって配置されたパターン画像濃度測定センサ２３２が、転写搬送ベルト２１６上に形成されたパターン画像濃度を測定するようになっている。
【００４７】
次に、転写搬送ベルト２１６上に形成されたパターン画像のパターン画像濃度測定センサ２３２による測定位置について説明する。
転写搬送ベルト２１６を走行させるための駆動ローラ２１４にも、回転することによる偏心運動が発生して転写搬送ベルト２１６の所定の周期的な駆動ムラとして現れてくる。
【００４８】
そこで、この所定の周期的な駆動ムラの中で常に一定の地点（範囲）において、パターン画像の測定が行われるように、転写搬送ベルト２１６上にパターン画像が形成される地点から、この転写搬送ベルト２１６上に形成されたパターン画像を測定するまでの地点までの距離Ｌを、図２にあるように駆動ローラ２１４の周長ｌの整数倍となるように設定している。
【００４９】
（レジスト補正パターン画像の形成、及び測定についての説明）
以上のような構成からなる転写搬送ベルト２１６上に形成される各色毎のレジスト補正用パターン画像、形成されたレジスト補正用パターン画像の測定方法、及び測定結果に基づいてレジスト補正方法について説明する。
【００５０】
（第１実施形態・第１パターン画像）
図３に示すように転写搬送ベルト２１６上に形成されるレジスト補正用パターン画像は、用紙搬送方向すなわち転写搬送ベルト２１６進行方向に対して平行な複数のラインからなり、例えばライン幅１０ドット、ライン間隔１０ドットの繰り返しの構成となっている。このレジスト補正用パターン画像の形成動作について説明する。
【００５１】
偏向装置（ポリンゴムラー）２４０によって走査されるレーザービームはビームディテクタセンサに入射し、光を受けるとビームディテクタ信号を出力する。ビームディテクタセンサはレーザービームスキャナユニット内にあり、レーザービームの走査位置の同期を取る（水平同期信号を生成する）ために用いるセンサであり、光を電気信号に変換する。このビームディテクタ信号に同期した基準のクロックをカウンタがカウントし、予め設定された値（基準クロック数Ｎ）に到達すると画像形成開始信号が出力される。画像形成開始信号が出力されると上記基準クロックに同期してパターン画像信号が出力され、感光体ドラム２２２上に潜像が形成される。
【００５２】
まず、基準となる色成分の画像形成部によりこの複数のラインから構成されるパターン画像が感光体ドラム２２２上に形成され、ついで、転写搬送ベルト２１６上に転写される。この基準となる色成分のパターン画像Ｐ０と転写搬送ベルト２１６上でぴったり重なり合うタイミングで調整しようとする色成分の画像形成部により同一形状のパターン画像Ｐ１の形成を行う（詳細は後述する）。
【００５３】
この基準となる色成分のパターン画像Ｐ０と調整しようとするパターン画像Ｐ１の重なり部分において、両者が完全に一致している場合と、ずれている場合とでは当然パターン画像濃度測定センサ２３２の測定エリアＨで測定した濃度値は異なる。
【００５４】
例えば、転写搬送ベルト２１６が透明の場合、ずれが少ないほど透過する光量が増え、濃度値は下がる。黒い転写搬送ベルト２１６の場合は、ずれが少ないほど吸収される光量が増え、同様に濃度値は上がる。
また、白い転写ベルトや用紙上にパターン画像を形成すると、ずれが少ないほど反射が増え、逆に濃度値は下がる。
【００５５】
いずれにしても、転写搬送ベルトの材質、色、表面性等により濃度値は異なるが、基準となる色成分のパターン画像Ｐ０と調整しようとする色成分のパターン画像Ｐ１がピッタリ重なった理想状態の濃度値が存在する。この濃度値を所定値Ｄ０とし、パターン画像濃度測定センサ２３２の測定値がこの所定値の許容範囲内に入るように、調整しようとする色成分のレーザービームスキャナ２２７の記録開始信号を遅らすかまたは早めることにより色ずれを補正する。
【００５６】
図４のフローチャートに示すように、パターン画像濃度測定センサ２３２により測定した濃度値が所定値Ｄ０の許容範囲に入っておれば、色ずれ補正は必要なく、所定値Ｄ０の許容範囲に入っていなければ色ずれが発生していると判断され、色ずれ補正を行う。
【００５７】
この場合、記録開始信号を早めれば良いのか、遅らせれば良いのかは判断できないが所定値Ｄ０と測定した濃度値の差から予め設定されたテーブルより補正クロック数Δｎを求めることができる。この補正クロック数Δｎを加算したＮ＋Δｎの遅延クロック数の経過後、画像形成開始信号が出力されるパターン画像と、補正クロック数Δｎを演算したＮ−Δｎの遅延クロック数の経過後、画像形成開始信号が出力されるパターン画像の２種類のパターン画像を形成する。再度、パターン画像濃度測定センサ２３２により濃度測定を行い所定値Ｄ０の許容範囲に入っているほうの遅延クロック数を選択することにより、主操作方向の色ずれが補正される（図５）。
【００５８】
（第１実施形態・第２パターン画像）
図６に示すように転写搬送ベルト２１６上に形成されるレジスト補正用パターン画像は、用紙搬送方向すなわち転写搬送ベルト２１６進行方向に対して垂直な複数のラインからなり、例えば、ライン幅１０ドット、ライン間隔１０ドットの繰り返しの構成となっている。
【００５９】
基準となる色成分をＢｋとし、調整しようとする色成分をＣとして以下説明を行う。感光体ドラム２２２に対する露光位置から転写位置までの長さ、感光体ドラム周速度はいずれも同じ値とすると、露光から転写までの所要時間はどちらも同じ値となる。
【００６０】
転写搬送ベルト２１６上でパターン画像をピッタリと重ね合わせようとすると、感光体ドラム２２２間の距離の移動時間分だけ調整しようとする色成分のＣの露光を遅くする必要がある。感光体ドラム２２２間距離をＬ（ｍｍ）、転写搬送ベルト２１６の速度をＶ（ｍｍ／ｓｅｃ）とすると、パターン画像信号発生タイミングはＢｋを基準として、
Ｔ＝Ｌ／Ｖ（ｓｅｃ）
だけ遅らせて発生させれば良い。
【００６１】
この基準となる色成分のパターン画像０と調整しようとするパターン画像Ｐ１の重なり部分において、両者が完全に一致している場合、ずれている場合とでは当然パターン画像濃度測定センサ２３２で測定した濃度値は異なる。パターン画像濃度測定センサ２３２により測定した濃度値が所定値Ｄ０の許容範囲に入っておれば、色ずれ補正は必要でなく、所定値Ｄ０の許容範囲に入っていなければ色ずれが発生していると判断され、色ずれ補正を行う。
【００６２】
この場合、画像形成開始信号を早めれば良いのか、遅らせれば良いかは判定できないが所定値Ｄ０と測定した濃度値の差から予め設定されたテーブルより補正時間Δｔを求めることができる。この補正時間Δｔを加算した遅延時間Ｔ＋Δｔで画像形成開始信号を出力するパターン画像と、補正時間Δｔを減算した遅延時間Ｔ−Δｔで画像形成開始信号を出力するパターン画像の２種類のパターン画像を形成する。再度、パターン画像濃度測定センサ２３２により濃度測定を行い、所定値Ｄ０の許容範囲に入っているほうの遅延時間を選択することにより、副走査方向の色ずれが補正できる。
【００６３】
（第２実施形態）
図７に示すように、用紙搬送方向すなわち転写搬送ベルト２１６進行方向に対して垂直な複数のラインからなるパターン画像を使用して副走査方向の色ずれ補正を行う方法について説明する。
【００６４】
まず、基準となる色成分のパターン画像を所定の時間ずつずらして複数形成する。これら夫々の基準パターン画像に対して調整しようとする色成分のパターン画像を基準遅延時間Ｔに対して所定の時間Δｔずつずらし、例えば、遅延時間Ｔ−４Δｔ、Ｔ−３Δｔ、Ｔ−２Δｔ、Ｔ−Δｔ、Ｔ、Ｔ＋Δｔ、Ｔ＋２Δｔ、Ｔ＋３Δｔ、Ｔ＋４Δｔ（−Δｔ時は、基準となるパターン画像Ｐ０より調整しようとするパターン画像Ｐ１を早めたタイミング、＋Δｔ時は、基準となるパターン画像Ｐ０より調整しようとするパターン画像Ｐ１を遅くしたタイミング）の画像形成開始信号タイミングでパターン画像を形成する。これらの基準となる色成分のパターン画像Ｐ０と調整しようとするパターン画像Ｐ１の重なり部分を夫々パターン画像濃度測定センサ２３２で測定し、最も所定値Ｄ０に近い遅延時間を選択すれば色ずれのない良好な画像が得られる。
【００６５】
図７においては遅延時間Ｔ−２Δｔが所定値Ｄ０に最も近く色ずれが少ない。従って、調整しようとする色成分の遅延時間としてＴ−２Δｔを選択すれば色ずれのない良好な画像が得られる。
【００６６】
同様にして、用紙搬送方向すなわち転写搬送ベルト２１６進行方向に対して平行な複数のラインからなるパターン画像群を形成して同様の方法で主走査方向の色ずれ補正も可能であるが、説明は省略する。
【００６７】
（第３実施形態）
図８に示すように用紙搬送方向すなわち転写搬送ベルト２１６進行方向に対して平行な複数のラインと、用紙搬送方向すなわち転写搬送ベルト２１６進行方向に対して垂直な複数のラインの組み合わせからなる格子状パターン画像を使用することにより、主走査方向と副走査方向の両方の色ずれ補正を同時に行う方法について説明する。
【００６８】
基準となる色成分のパターン画像Ｐ０を所定の時間ずつずらして複数形成する。これら夫々の基準パターン画像Ｐ０に対して調整しようとする色成分のパターン画像Ｐ１を基準遅延時間Ｔに対して所定の時間Δｔずつずらし、例えば、Ｔ−Δｔ、Ｔ、Ｔ＋Δｔの遅延時間で画像形成開始信号を出力するパターン画像を形成する。
【００６９】
また、ビームディテクタ信号に同期した基準のクロックをカウンタがカウントし、予め設定された値（基準クロック数Ｎ）に対して所定のクロック数Δｎずつずらし、Ｎ−Δｎ、Ｎ、Ｎ＋Δｎの遅延クロック数の経過後、画像形成開始信号が出力されるパターン画像を形成する。
これらを組み合わせて基準となる色成分のパターン画像と調整しようとするパターン画像を表１に示すタイミングで形成する。
【００７０】
【表１】
【００７１】
この夫々のタイミングで形成したパターン画像の重なり部分を夫々パターン画像濃度測定センサ２３２で測定し、最も所定値Ｄ０に近い遅延時間及び遅延クロック数を選択すれば主走査方向と副走査方向に色ずれのない良好な画像が得られる。
【００７２】
図８の例では▲３▼のパターン画像の組みの濃度が所定値Ｄ０の最も近く色ずれが少ない。従って、調整しようとする色成分の遅延時間としてＴ＋Δｔを、また、遅延クロック数としてＮ−Δｎを選択すれば色ずれのない良好な画像が得られる。
【００７３】
図９のように複数の円からなるパターン画像においても対応するパターン画像を表１に示すタイミングで形成したものであっても同様の効果が得られる。
【００７４】
図９の例では▲３▼のパターンの組みの濃度が所定値Ｄ０の最も近く色ずれが少ない。従って、調整しようとする色成分の遅延時間としてＴ＋Δｔを、また、遅延クロック数としてＮ−Δｎを選択すれば色ずれのない良好な画像が得られる。
【００７５】
【発明の効果】
本発明は、画像形成部の内基準となる画像形成部により形成されたパターン画像と、調整しようとする画像形成部により形成されたパターン画像とを重ね合わせ、この重ね合わせパターン画像の濃度を上記パターン画像濃度測定手段で測定し、該測定濃度によりパターン画像の重なり状態を判断し、測定濃度が所定の濃度になるように画像形成部の画像形成タイミングを制御するので、画像濃度を測定するパターン画像濃度測定手段を用るだけの簡単な構成で経時変化や環境変化に関係なく色ずれの確実な補正を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のデジタルカラー複写機の実施形態を示す概略断面図である。
【図２】図１の転写搬送ユニットの断面図である。
【図３】本発明のデジタルカラー複写機の第１実施形態における主走査方向の色ずれ補正を行うための第１パターン画像を示す説明図である。
【図４】本発明のデジタルカラー複写機の実施形態における色ずれ補正のフローチャートである。
【図５】図４の動作時の各部の制御信号を示す説明図である。
【図６】本発明のデジタルカラー複写機の第１実施形態における副走査方向の色ずれ補正を行うための第２パターン画像を示す説明図である。
【図７】本発明のデジタルカラー複写機の第２実施形態において副走査方向の色ずれ補正を行うために種々のタイミングで形成したパターン画像を示す説明図である。
【図８】本発明のデジタルカラー複写機の第３実施形態において主走査方向及び副走査方向の色ずれ補正を行うために種々のタイミングで形成したパターン画像の例１を示す説明図である。
【図９】本発明のデジタルカラー複写機の第３実施形態において主走査方向及び副走査方向の色ずれ補正を行うために種々のタイミングで形成したパターン画像の例２を示す説明図である。
【符号の説明】
２１０ 画像形成部
２１６ 転写搬送ベルト
２２２ 感光体ドラム
２２４ 現像装置
２２５ 転写用放電器
２３２ パターン画像濃度測定センサ
【発明の属する技術分野】
本発明は、各色成分毎の色画像情報に基づいて夫々の色の現像剤により画像を形成する画像形成部と、該複数の画像形成部により形成された各色の画像を重ね合わせて転写する転写手段と、上記各画像形成部により所定のパターン画像を形成するためのパターン画像形成手段と、該パターン画像の濃度を測定するパターン画像濃度測定手段とを備えたデジタルカラー複写機等の画像形成装置に関し、特に、各色の画像を重ね合わせ時のずれをなくしたカラー画像を忠実に再現するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の画像形成装置である例えばデジタルカラー複写機においては、スキャナから入力された原稿の色分解画像に対して所定の画像処理を施した後、プリンタ部（画像形成部）からカラー画像の出力を行っている。
【０００３】
このデジタルカラー複写機においては、色分解されたカラー原稿画像を各色毎に記録再現して記録媒体上に重ね合わせることにより、カラー画像として再現している。
もしも、このとき、各色毎の色分解画像が重ね合わせるとき、各色の色分解画像が正確に重ね合わされないと画像の色ずれが発生し、もともとカラー原稿画像が有している画像の特徴（画質）が忠実に再現されないこととなる。
【０００４】
そこで、最近では、各色毎の画像が記録媒体上で精度よく重なり合うように、デジタルカラー複写機が所定の状態にあるときに定期的に色ずれ補正を行い、原稿画像に近い画像表現を出力するデジタルカラー複写機がある。
【０００５】
この色ずれ補正については、特公平７−１９０８４号公報，特開平６−２３８９６４号公報に開示されたようなものがあった。
【０００６】
まず、特公平７−１９０８４号公報に記載されているものは、転写搬送ベルト上に各色毎の測定用パターン像Ｂｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃを形成させるとともに、この各色毎の測定用パターン像Ｂｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃの通過を反射型センサにて測定する。このとき、各色毎の測定用パターン像Ｂｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃの設定値とのずれを演算して各色毎の画像形成部における画像形成（画像書き込み）タイミングを制御する構成となっている。
【０００７】
この設定値とのずれの演算方法としては、各色毎の測定用パターン像Ｂｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃの中で、黒画像形成部により形成された測定用パターン像Ｂｋを反射型センサが測定してから、他の測定用パターン像Ｙ，Ｍ，Ｃを夫々測定するまでのタイミング信号をカウントすることにより、各色の画像形成部における画像形成（画像書き込み）位置のずれを測定するようになっている。
【０００８】
また、特開平６−２３８９５４号公報に記載されているものは、カラー画像形成装置内に、任意の色に対して他の色を縦横（主走査，副走査）方向に１ドット、または、数ドットずつ順次ずらした複数の位置合わせ用パターン画像を記憶させておき、このパターン画像を画像形成部から出力する。
【０００９】
そして、この出力されたパターン画像の中で任意の色のパターン画像（ライン画像）に対して他の色のパターン画像（ライン画像）が一致しているタイミングの組番号を入力すれば、その入力された組番号に基づいて各色の画像形成部における画像形成（画像書き込み）タイミングの調整が行われるものである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記特公平７−１９０８４号公報のものは、基準となる測定用パターンＢｋを反射型センサが測定してから、他の測定用パターンＹ，Ｍ，Ｃを夫々測定するまでのタイミング信号をカウントすることにより、各色の画像形成（画像書き込み）の位置（色）ずれを測定する方法は、各駆動部（画像形成部及び画像転写部）における駆動ムラの影響を受けて正確な色ずれ補正が困難であるという問題があった。
【００１１】
また、特開平６−２３８９５４号公報のものは、画像形成されたパターン画像を人間の目により確認して、その結果を確認した人に入力する構成となっているため、手慣れた人にしか調整できず、また、入力ミスといった問題があった。しかも、調整の度に調整タイミングを判断する用紙が必要であるという問題があった。
【００１２】
本発明は上記の問題に鑑みなされたものであり、重ね合わされたパターン画像の濃度を測定して重ね合わせ状態を判断することにより、簡単な構成で精度よく色ずれを補正することを可能とした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】
上記の目的を達成するために、本発明は、各色成分毎の色画像情報に基づいて夫々の色の現像剤により画像を形成する画像形成部と、該複数の画像形成部により形成された各色の画像を重ね合わせて転写する転写手段と、上記各画像形成部により所定のパターン画像を形成するためのパターン画像形成手段と、該パターン画像の濃度を測定するパターン画像濃度測定手段とを備えた画像形成装置において、
上記画像形成部の内基準となる画像形成部により形成された基準パターン画像と、調整しようとする画像形成部により形成された調整パターン画像とを重ね合わせ、この重ね合わせパターン画像の濃度を上記パターン画像濃度測定手段で測定し、該測定濃度によりパターン画像の重なり状態を判断し、測定濃度が所定の濃度になるように画像形成部の画像形成タイミングを制御する制御手段を設け、
前記制御手段は、前記調整しようとする画像形成部に、形成タイミングを早めたときと遅くしたときの２種類の調整パターン画像を形成する動作を、この２種類の調整パターン画像の各々と前記基準パターン画像との重なり状態のいずれかが前記許容範囲内に入るまで、前記形成タイミングをずらしながら繰り返して行わせ、前記重なり状態のいずれかが前記許容範囲内に入ったときの調整パターン画像の形成タイミングを、前記調整しようとする画像形成部に設定することを特徴とする。
【００１４】
また、上記制御手段は、前記調整しようとする画像形成部に、前記所定濃度と前記測定濃度の差から予め設定されたテーブルより補正クロック数を求め、上記補正クロック数に基づき形成タイミングを早めときと遅くしたときの２種類の調整パターン画像を形成する動作を行わせることを特徴とする。
また、上記パターン画像は、転写搬送ベルト上に形成され、上記転写搬送ベルト上の上記パターン画像が形成される地点から、上記パターンが画像を測定するまでの地点までの距離が、転写搬送ベルトを走行させるための駆動ローラの周長の整数倍となることを特徴とする。
また、上記パターン画像は、転写搬送ベルト上に形成され、上記転写搬送ベルト上の上記パターン画像が形成される地点から、上記パターンが画像を測定するまでの地点までの距離が、転写搬送ベルトを走行させるための駆動ローラの周長の整数倍となることを特徴とする。
また、上記パターン画像は格子状パターン若しくは円形パターンで形成されたことを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の画像形成装置であるデジタルカラー複写機の実施形態を図面とともに説明する。
図１はデジタルカラー複写機の構成を示す概略断面図である。
【００１８】
このデジタルカラー複写機の複写機本体１の上面には、原稿台１１１及び操作パネル（図示せず）が設けられ、複写機本体１の内部に画像読取部１１０及び画像形成部２１０が設けられた構成である。
【００１９】
原稿台１１１の上面には、該原稿台１１１に対して開閉可能な状態で指示され、原稿台１１１面に対して所定の位置関係をもって両面自動原稿送り装置（ＲＡＤＦ：Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｄｏｃｕｍｅｎｔ Ｆｅｅｄｅｒ）１１２が装着されている。
【００２０】
さらに、ＲＡＤＦ１１２は、まず、原稿の一方の面が原稿台１１１の所定位置において画像読取部１１０に対向するよう原稿を搬送し、この一方の面についての画像読み取りが終了した後に、他方の面が原稿台１１１の所定位置において画像読取部１１０に対向するよう原稿を反転して原稿台１１１に向かって搬送するようになっている。
そして、ＲＡＤＦ１１２は、１枚の原稿について両面の画像読み取りが終了した後にこの原稿を排出し、次の原稿についての両面搬送動作を実行する。
以上の原稿の搬送及び表裏反転の動作は、複写機全体の動作に関連して制御されるものである。
【００２１】
画像読取部１１０は、ＲＡＤＦ１１２により原稿台１１１上に搬送されてきた原稿の画像を読み取るために、原稿台１１１の下方に配置されている。この画像読取部１１０は原稿台１１１の下面に沿って平行に往復移動する原稿走査体１１３，１１４と、光学レンズ１１５と、光電変換素子であるＣＣＤラインセンサ１１６とを有している。
【００２２】
この原稿走査体１１３，１１４は、第１走査ユニット１１３と第２走査ユニット１１４とから構成されている。第１走査ユニット１１３は原稿画像表面を露光する露光ランプと、原稿からの反射光像を所定の方向に向かって偏向する第１ミラーとを有し、原稿台１１１の下面に対して一定の距離を保ちながら所定の走査速度で平行に往復移動するものである。第２走査ユニット１１４は第１走査ユニット１１３の第１ミラーにより偏向された原稿からの反射光像をさらに所定の方向に向かって偏向する第２及び第３ミラーとを有し、第１走査ユニット１１３と一定の速度関係を保って平行に往復移動するものである。
【００２３】
光学レンズ１１５は、第２走査ユニット１１４の第３ミラーにより偏向された原稿からの反射光像を縮小し、縮小された光像をＣＣＤラインセンサ１１６上の所定位置に結像させるものである。
【００２４】
ＣＣＤラインセンサ１１６は、結像された光像を順次光電変換して電気信号として出力するものである。ＣＣＤラインセンサ１１６は、白黒画像或いはカラー画像を読み取り、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色成分に色分解したラインデータを出力することのできる３ラインのカラーＣＣＤである。このＣＣＤラインセンサ１１６により電気信号に変換された原稿画像情報は、さらに、後述する画像処理部（図２に示す）に転送されて所定の画像データ処理が施される。
【００２５】
次に、画像形成部２１０の構成、及び、画像形成部２１０に係わる各部の構成について説明する。
【００２６】
画像形成部２１０の下方には、給紙カセット内に積載収容されている用紙（記録媒体）Ｐを１枚ずつ分離して画像形成部２１０に向かって供給する給紙機構２１１が設けられている。そして、１枚ずつ分離供給された用紙Ｐは、画像形成部２１０の手前に配置された一対のレジストローラ２１２によりタイミングが制御されて画像形成部２１０に搬送される。さらに、片面に画像が形成された用紙Ｐは、画像形成部２１０の画像形成にタイミングを併せて画像形成部２１０に再供給搬送される。
画像形成部２１０の下方には、転写搬送ベルト機構２１３が配置されている。転写搬送ベルト機構２１３は、駆動ローラ２１４と従動ローラ２１５との間に略平行に伸びるように張架された転写搬送ベルト２１６に用紙Ｐを静電吸着させて搬送する構成となっている。
そして、転写搬送ベルト２１６の下側に近接して、パターン画像濃度測定ユニットが設けられている。
【００２７】
さらに、用紙搬送路における転写搬送ベルト機構２１３の下流側には、用紙Ｐ上に転写形成されたトナー像を用紙Ｐ上に定着させるための定着装置２１７が配置されている。この定着装置２１７の一対の定着ローラ間のニップを通過した用紙Ｐは、搬送方向切り換えゲート２１８を経て、排出ローラ２１９により複写機本体１の外壁に取り付けられている排紙トレイ２２０上に排出される。
【００２８】
この切り換えゲート２１８は、定着後の用紙Ｐの搬送経路を、複写機本体１へ用紙Ｐを排出する経路と、画像形成部２１０に向かって用紙Ｐを再供給する経路との間で選択的に切り換えるものである。
切り換えゲート２１８により再び画像形成部２１０に向かって搬送方向が切り換えられた用紙Ｐは、スイッチバック搬送経路２２１を介して表裏反転された後、画像形成部２１０へと再度供給される。
【００２９】
また、画像形成部２１０における転写搬送ベルト２１６の上方には、転写搬送ベルト２１６に近接して、第１画像形成ステーションＰａ、第２画像形成ステーションＰｂ、第３画像形成ステーションＰｃ、及び第４画像形成ステーションＰｄが用紙搬送経路上流側から順に並設されている。
【００３０】
転写搬送ベルト２１６は駆動ローラ２１４によって、図１において矢印Ｚで示す方向に摩擦駆動され、前述したように給紙機構２１１を通じて給送される用紙Ｐを担持し、用紙Ｐを画像形成ステーションＰａ〜Ｐｄへと順次搬送する。
【００３１】
各画像形成ステーションＰａ〜Ｐｄは、実質的に同一の構成を有している。各画像形成ステーションＰａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄは、図１に示す矢印Ｆ方向に回転駆動される感光体ドラム２２２ａ，２２２ｂ，２２２ｃ及び２２２ｄを夫々含んでいる。
【００３２】
各感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄの周辺には、感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄを夫々一様に帯電する帯電器２２３ａ，２２３ｂ，２２３ｃ，２２３ｄと、感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄ上に形成された静電潜像を夫々現像する現像装置２２４ａ，２２４ｂ，２２４ｃ，２２４ｄと、現像された感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄ上のトナー像を用紙Ｐへ転写する転写用放電器２２５ａ，２２５ｂ，２２５ｃ，２２５ｄと、感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄ上に残留するトナーを除去するクリーニング装置２２６ａ，２２６ｂ，２２６ｃ，２２６ｄとが感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄの回転方向に沿って順次配置されている。
【００３３】
また、各感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄの上方には、レーザービームスキャナユニット２２７ａ，２２７ｂ，２２７ｃ，２２７ｄが夫々設けられている。レーザービームスキャナユニット２２７ａ〜２２７ｄは、画像データに応じて変調されたドット光を発する半導体レーザ素子（図示せず）と、半導体レーザ素子からのレーザービームを主走査方向に偏向させるためのポリゴンミラー（偏向装置）２４０と、ポリゴンミラー２４０により偏向されたレーザービームを感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄ表面に結像させるためのｆθレンズ２４１と、ミラー２４２，２４３などから構成されている。
【００３４】
レーザービームスキャナユニット２２７ａにはカラー原稿画像の黒色成分像に対応する画素信号が、レーザービームスキャナユニット２２７ｂにはカラー原稿画像のシアン色成分像に対応する画素信号が、レーザービームスキャナユニット２２７ｃにはカラー原稿画像のマゼンタ色成分像に画素信号が、そして、レーザービームスキャナユニット２２７ｄにはカラー原稿画像のイエロー色成分像に対応する画素信号が夫々入力される。
【００３５】
これにより、色変換された原稿画像情報に対応する静電潜像が各感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄ上に形成される。そして、現像装置２２４ａには黒色のトナーが、現像装置２２４ｂにはシアン色のトナーが、現像装置２２４ｃにはマゼンタ色のトナーが、現像装置２２４ｄにはイエロー色のトナーが夫々収容されており、感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄ上の静電潜像は、これら各色のトナーにより現像される。これにより、画像形成部２１０にて色変換された原稿画像情報が各色のトナー像として再現される。
【００３６】
また、第１画像形成ステーションＰａと給紙機構２１１との間には用紙吸着用帯電器２２８が設けられており、この用紙吸着用帯電器２２８は転写搬送ベルト２１６の表面を帯電させ、給紙機構２１１から供給された用紙Ｐは、転写搬送ベルト２１６上に確実に吸着させた状態で第１画像形成ステーションＰａから第４画像形成ステーションＰｄの間をずれることなく搬送させる。
【００３７】
一方、第４画像形成ステーションＰｄと定着装置２１７との間で駆動ローラ２１４のほぼ真上部には除電器２２９が設けられている。この除電器２２９には転写搬送ベルト２１６に静電吸着されている用紙Ｐを転写搬送ベルト２１６から分離するための交流電流が印加されている。
【００３８】
上記構成のデジタルカラー複写機においては、用紙Ｐとしてカットシート状の紙が使用される。この用紙Ｐは、給紙カセットから送り出されて給紙機構２１１の給紙搬送経路のガイド内に供給されると、その用紙Ｐの先端部分がセンサ（図示せず）にて検知され、このセンサから出力される検知信号に基づいて一対のレジストローラ２１２によりいったん停止される。
【００３９】
そして、用紙Ｐは各画像形成ステーションＰａ〜Ｐｄとタイミングをとって図１の矢印Ｚ方向に回転している転写搬送ベルト２１６上に送られる。このとき、転写搬送ベルト２１６には前述したように用紙吸着用帯電器２２８により所定の帯電が施されているので、用紙Ｐは、各画像形成ステーションＰａ〜Ｐｄを通過する間、安定して搬送供給される。
【００４０】
各画像形成ステーションＰａ〜Ｐｄにおいては、各色のトナー像が夫々形成され、転写搬送ベルト２１６により静電吸着されて搬送される用紙Ｐの支持面上で重ね合わされる。第４画像形成ステーションＰｄによる画像の転写が完了すると、用紙Ｐはその先端部分から順次除電器２２９により転写搬送ベルト２１６上から剥離され、定着装置２１７へと導かれる。
最後に、トナー画像が定着された用紙Ｐは、用紙排出口（図示せず）から排紙トレイ２２０上へと排出される。
【００４１】
（転写搬送ユニットの説明）
図２は、本発明の構成を備えたベルト状画像形成媒体である転写搬送ベルト２１６、及びパターン画像濃度測定ユニットなどからなる転写搬送ユニットの断面図である。
【００４２】
駆動ローラ２１４と従動ローラ２１５により支持された転写搬送ベルト２１６の画像形成部側と反対側には、背面当接部材２３１（２３１ａ，２３１ｂ）と、パターン画像濃度測定センサ２３２と、これら各部品の位置関係を一定の状態に保った状態で支持する支持フレーム２３３などから構成されるパターン画像濃度測定ユニット２３０が設けられている。
パターン画像濃度測定センサ２３２は発光素子であるＬＥＤと受光素子であるフォトダイオード等から構成されている。
【００４３】
そして、このパターン画像濃度測定ユニット２３０には、下方に向かって所定レベルのテンションが加えられるようにスプリング２３３（２３３ａ，２３３ｂ）が設けられている。
さらに、支持フレーム２３２には、長穴２３４（２３４ａ，２３４ｂ）が設けられており、転写搬送ユニット２１３の構成部品である駆動ローラ２１４、従動ローラ２１５などを支持しているフレーム２１３ａから突出するように設けられたガイドピン２１３ｂ，２１３ｃに係合しており、パターン画像濃度測定ユニット２３０は下方に向かって変位可能な構造となっている。
【００４４】
また、パターン画像濃度測定ユニット２３０に所定の適切なテンションを掛けるためのスプリング２３３（２３３ａ，２３３ｂ）は、該ユニット２３０の両側に同じ条件で設けられており、長穴２３４ａ，２３４ｂに沿って平行な状態を保ったまま、２個の背面押圧部材２３１ａ，２３１ｂにより転写搬送ベルト２１６を下方へ向かって押し下げるようになっている。
【００４５】
これにより、背面当接部材２３１が当接する転写搬送ベルト２１６には、常に所定の適切なテンションが加えられ、各色の画像が形成される画像形成部側に面する直線部分の転写搬送ベルト２１６は、撓むことなく安定した走行が可能となるとともに、該転写搬送ベルト２１６上に形成されたパターン画像を測定するための平面状（フラット）の安定した状態の領域が確実に形成される。
【００４６】
そして、この平面状の安定した領域に対向して所定の位置関係でもって配置されたパターン画像濃度測定センサ２３２が、転写搬送ベルト２１６上に形成されたパターン画像濃度を測定するようになっている。
【００４７】
次に、転写搬送ベルト２１６上に形成されたパターン画像のパターン画像濃度測定センサ２３２による測定位置について説明する。
転写搬送ベルト２１６を走行させるための駆動ローラ２１４にも、回転することによる偏心運動が発生して転写搬送ベルト２１６の所定の周期的な駆動ムラとして現れてくる。
【００４８】
そこで、この所定の周期的な駆動ムラの中で常に一定の地点（範囲）において、パターン画像の測定が行われるように、転写搬送ベルト２１６上にパターン画像が形成される地点から、この転写搬送ベルト２１６上に形成されたパターン画像を測定するまでの地点までの距離Ｌを、図２にあるように駆動ローラ２１４の周長ｌの整数倍となるように設定している。
【００４９】
（レジスト補正パターン画像の形成、及び測定についての説明）
以上のような構成からなる転写搬送ベルト２１６上に形成される各色毎のレジスト補正用パターン画像、形成されたレジスト補正用パターン画像の測定方法、及び測定結果に基づいてレジスト補正方法について説明する。
【００５０】
（第１実施形態・第１パターン画像）
図３に示すように転写搬送ベルト２１６上に形成されるレジスト補正用パターン画像は、用紙搬送方向すなわち転写搬送ベルト２１６進行方向に対して平行な複数のラインからなり、例えばライン幅１０ドット、ライン間隔１０ドットの繰り返しの構成となっている。このレジスト補正用パターン画像の形成動作について説明する。
【００５１】
偏向装置（ポリンゴムラー）２４０によって走査されるレーザービームはビームディテクタセンサに入射し、光を受けるとビームディテクタ信号を出力する。ビームディテクタセンサはレーザービームスキャナユニット内にあり、レーザービームの走査位置の同期を取る（水平同期信号を生成する）ために用いるセンサであり、光を電気信号に変換する。このビームディテクタ信号に同期した基準のクロックをカウンタがカウントし、予め設定された値（基準クロック数Ｎ）に到達すると画像形成開始信号が出力される。画像形成開始信号が出力されると上記基準クロックに同期してパターン画像信号が出力され、感光体ドラム２２２上に潜像が形成される。
【００５２】
まず、基準となる色成分の画像形成部によりこの複数のラインから構成されるパターン画像が感光体ドラム２２２上に形成され、ついで、転写搬送ベルト２１６上に転写される。この基準となる色成分のパターン画像Ｐ０と転写搬送ベルト２１６上でぴったり重なり合うタイミングで調整しようとする色成分の画像形成部により同一形状のパターン画像Ｐ１の形成を行う（詳細は後述する）。
【００５３】
この基準となる色成分のパターン画像Ｐ０と調整しようとするパターン画像Ｐ１の重なり部分において、両者が完全に一致している場合と、ずれている場合とでは当然パターン画像濃度測定センサ２３２の測定エリアＨで測定した濃度値は異なる。
【００５４】
例えば、転写搬送ベルト２１６が透明の場合、ずれが少ないほど透過する光量が増え、濃度値は下がる。黒い転写搬送ベルト２１６の場合は、ずれが少ないほど吸収される光量が増え、同様に濃度値は上がる。
また、白い転写ベルトや用紙上にパターン画像を形成すると、ずれが少ないほど反射が増え、逆に濃度値は下がる。
【００５５】
いずれにしても、転写搬送ベルトの材質、色、表面性等により濃度値は異なるが、基準となる色成分のパターン画像Ｐ０と調整しようとする色成分のパターン画像Ｐ１がピッタリ重なった理想状態の濃度値が存在する。この濃度値を所定値Ｄ０とし、パターン画像濃度測定センサ２３２の測定値がこの所定値の許容範囲内に入るように、調整しようとする色成分のレーザービームスキャナ２２７の記録開始信号を遅らすかまたは早めることにより色ずれを補正する。
【００５６】
図４のフローチャートに示すように、パターン画像濃度測定センサ２３２により測定した濃度値が所定値Ｄ０の許容範囲に入っておれば、色ずれ補正は必要なく、所定値Ｄ０の許容範囲に入っていなければ色ずれが発生していると判断され、色ずれ補正を行う。
【００５７】
この場合、記録開始信号を早めれば良いのか、遅らせれば良いのかは判断できないが所定値Ｄ０と測定した濃度値の差から予め設定されたテーブルより補正クロック数Δｎを求めることができる。この補正クロック数Δｎを加算したＮ＋Δｎの遅延クロック数の経過後、画像形成開始信号が出力されるパターン画像と、補正クロック数Δｎを演算したＮ−Δｎの遅延クロック数の経過後、画像形成開始信号が出力されるパターン画像の２種類のパターン画像を形成する。再度、パターン画像濃度測定センサ２３２により濃度測定を行い所定値Ｄ０の許容範囲に入っているほうの遅延クロック数を選択することにより、主操作方向の色ずれが補正される（図５）。
【００５８】
（第１実施形態・第２パターン画像）
図６に示すように転写搬送ベルト２１６上に形成されるレジスト補正用パターン画像は、用紙搬送方向すなわち転写搬送ベルト２１６進行方向に対して垂直な複数のラインからなり、例えば、ライン幅１０ドット、ライン間隔１０ドットの繰り返しの構成となっている。
【００５９】
基準となる色成分をＢｋとし、調整しようとする色成分をＣとして以下説明を行う。感光体ドラム２２２に対する露光位置から転写位置までの長さ、感光体ドラム周速度はいずれも同じ値とすると、露光から転写までの所要時間はどちらも同じ値となる。
【００６０】
転写搬送ベルト２１６上でパターン画像をピッタリと重ね合わせようとすると、感光体ドラム２２２間の距離の移動時間分だけ調整しようとする色成分のＣの露光を遅くする必要がある。感光体ドラム２２２間距離をＬ（ｍｍ）、転写搬送ベルト２１６の速度をＶ（ｍｍ／ｓｅｃ）とすると、パターン画像信号発生タイミングはＢｋを基準として、
Ｔ＝Ｌ／Ｖ（ｓｅｃ）
だけ遅らせて発生させれば良い。
【００６１】
この基準となる色成分のパターン画像０と調整しようとするパターン画像Ｐ１の重なり部分において、両者が完全に一致している場合、ずれている場合とでは当然パターン画像濃度測定センサ２３２で測定した濃度値は異なる。パターン画像濃度測定センサ２３２により測定した濃度値が所定値Ｄ０の許容範囲に入っておれば、色ずれ補正は必要でなく、所定値Ｄ０の許容範囲に入っていなければ色ずれが発生していると判断され、色ずれ補正を行う。
【００６２】
この場合、画像形成開始信号を早めれば良いのか、遅らせれば良いかは判定できないが所定値Ｄ０と測定した濃度値の差から予め設定されたテーブルより補正時間Δｔを求めることができる。この補正時間Δｔを加算した遅延時間Ｔ＋Δｔで画像形成開始信号を出力するパターン画像と、補正時間Δｔを減算した遅延時間Ｔ−Δｔで画像形成開始信号を出力するパターン画像の２種類のパターン画像を形成する。再度、パターン画像濃度測定センサ２３２により濃度測定を行い、所定値Ｄ０の許容範囲に入っているほうの遅延時間を選択することにより、副走査方向の色ずれが補正できる。
【００６３】
（第２実施形態）
図７に示すように、用紙搬送方向すなわち転写搬送ベルト２１６進行方向に対して垂直な複数のラインからなるパターン画像を使用して副走査方向の色ずれ補正を行う方法について説明する。
【００６４】
まず、基準となる色成分のパターン画像を所定の時間ずつずらして複数形成する。これら夫々の基準パターン画像に対して調整しようとする色成分のパターン画像を基準遅延時間Ｔに対して所定の時間Δｔずつずらし、例えば、遅延時間Ｔ−４Δｔ、Ｔ−３Δｔ、Ｔ−２Δｔ、Ｔ−Δｔ、Ｔ、Ｔ＋Δｔ、Ｔ＋２Δｔ、Ｔ＋３Δｔ、Ｔ＋４Δｔ（−Δｔ時は、基準となるパターン画像Ｐ０より調整しようとするパターン画像Ｐ１を早めたタイミング、＋Δｔ時は、基準となるパターン画像Ｐ０より調整しようとするパターン画像Ｐ１を遅くしたタイミング）の画像形成開始信号タイミングでパターン画像を形成する。これらの基準となる色成分のパターン画像Ｐ０と調整しようとするパターン画像Ｐ１の重なり部分を夫々パターン画像濃度測定センサ２３２で測定し、最も所定値Ｄ０に近い遅延時間を選択すれば色ずれのない良好な画像が得られる。
【００６５】
図７においては遅延時間Ｔ−２Δｔが所定値Ｄ０に最も近く色ずれが少ない。従って、調整しようとする色成分の遅延時間としてＴ−２Δｔを選択すれば色ずれのない良好な画像が得られる。
【００６６】
同様にして、用紙搬送方向すなわち転写搬送ベルト２１６進行方向に対して平行な複数のラインからなるパターン画像群を形成して同様の方法で主走査方向の色ずれ補正も可能であるが、説明は省略する。
【００６７】
（第３実施形態）
図８に示すように用紙搬送方向すなわち転写搬送ベルト２１６進行方向に対して平行な複数のラインと、用紙搬送方向すなわち転写搬送ベルト２１６進行方向に対して垂直な複数のラインの組み合わせからなる格子状パターン画像を使用することにより、主走査方向と副走査方向の両方の色ずれ補正を同時に行う方法について説明する。
【００６８】
基準となる色成分のパターン画像Ｐ０を所定の時間ずつずらして複数形成する。これら夫々の基準パターン画像Ｐ０に対して調整しようとする色成分のパターン画像Ｐ１を基準遅延時間Ｔに対して所定の時間Δｔずつずらし、例えば、Ｔ−Δｔ、Ｔ、Ｔ＋Δｔの遅延時間で画像形成開始信号を出力するパターン画像を形成する。
【００６９】
また、ビームディテクタ信号に同期した基準のクロックをカウンタがカウントし、予め設定された値（基準クロック数Ｎ）に対して所定のクロック数Δｎずつずらし、Ｎ−Δｎ、Ｎ、Ｎ＋Δｎの遅延クロック数の経過後、画像形成開始信号が出力されるパターン画像を形成する。
これらを組み合わせて基準となる色成分のパターン画像と調整しようとするパターン画像を表１に示すタイミングで形成する。
【００７０】
【表１】
この夫々のタイミングで形成したパターン画像の重なり部分を夫々パターン画像濃度測定センサ２３２で測定し、最も所定値Ｄ０に近い遅延時間及び遅延クロック数を選択すれば主走査方向と副走査方向に色ずれのない良好な画像が得られる。
【００７２】
図８の例では▲３▼のパターン画像の組みの濃度が所定値Ｄ０の最も近く色ずれが少ない。従って、調整しようとする色成分の遅延時間としてＴ＋Δｔを、また、遅延クロック数としてＮ−Δｎを選択すれば色ずれのない良好な画像が得られる。
【００７３】
図９のように複数の円からなるパターン画像においても対応するパターン画像を表１に示すタイミングで形成したものであっても同様の効果が得られる。
【００７４】
図９の例では▲３▼のパターンの組みの濃度が所定値Ｄ０の最も近く色ずれが少ない。従って、調整しようとする色成分の遅延時間としてＴ＋Δｔを、また、遅延クロック数としてＮ−Δｎを選択すれば色ずれのない良好な画像が得られる。
【００７５】
【発明の効果】
本発明は、画像形成部の内基準となる画像形成部により形成されたパターン画像と、調整しようとする画像形成部により形成されたパターン画像とを重ね合わせ、この重ね合わせパターン画像の濃度を上記パターン画像濃度測定手段で測定し、該測定濃度によりパターン画像の重なり状態を判断し、測定濃度が所定の濃度になるように画像形成部の画像形成タイミングを制御するので、画像濃度を測定するパターン画像濃度測定手段を用るだけの簡単な構成で経時変化や環境変化に関係なく色ずれの確実な補正を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のデジタルカラー複写機の実施形態を示す概略断面図である。
【図２】図１の転写搬送ユニットの断面図である。
【図３】本発明のデジタルカラー複写機の第１実施形態における主走査方向の色ずれ補正を行うための第１パターン画像を示す説明図である。
【図４】本発明のデジタルカラー複写機の実施形態における色ずれ補正のフローチャートである。
【図５】図４の動作時の各部の制御信号を示す説明図である。
【図６】本発明のデジタルカラー複写機の第１実施形態における副走査方向の色ずれ補正を行うための第２パターン画像を示す説明図である。
【図７】本発明のデジタルカラー複写機の第２実施形態において副走査方向の色ずれ補正を行うために種々のタイミングで形成したパターン画像を示す説明図である。
【図８】本発明のデジタルカラー複写機の第３実施形態において主走査方向及び副走査方向の色ずれ補正を行うために種々のタイミングで形成したパターン画像の例１を示す説明図である。
【図９】本発明のデジタルカラー複写機の第３実施形態において主走査方向及び副走査方向の色ずれ補正を行うために種々のタイミングで形成したパターン画像の例２を示す説明図である。
【符号の説明】
２１０ 画像形成部
２１６ 転写搬送ベルト
２２２ 感光体ドラム
２２４ 現像装置
２２５ 転写用放電器
２３２ パターン画像濃度測定センサ
Claims (5)
- 各色成分毎の色画像情報に基づいて夫々の色の現像剤により画像を形成する画像形成部と、該複数の画像形成部により形成された各色の画像を重ね合わせて転写する転写手段と、上記各画像形成部により所定のパターン画像を形成するためのパターン画像形成手段と、該パターン画像の濃度を測定するパターン画像濃度測定手段とを備えた画像形成装置において、
上記画像形成部の内基準となる画像形成部により形成された基準パターン画像と、調整しようとする画像形成部により形成された調整パターン画像とを重ね合わせ、この重ね合わせパターン画像の濃度を上記パターン画像濃度測定手段で測定し、該測定濃度によりパターン画像の重なり状態を判断し、測定濃度が所定の濃度になるように画像形成部の画像形成タイミングを制御する制御手段を設け、
前記制御手段は、前記調整しようとする画像形成部に、形成タイミングを早めたときと遅くしたときの２種類の調整パターン画像を形成する動作を、この２種類の調整パターン画像の各々と前記基準パターン画像との重なり状態のいずれかが前記許容範囲内に入るまで、前記形成タイミングをずらしながら繰り返して行わせ、前記重なり状態のいずれかが前記許容範囲内に入ったときの調整パターン画像の形成タイミングを、前記調整しようとする画像形成部に設定することを特徴とする画像形成装置。 - 上記制御手段は、前記調整しようとする画像形成部に、前記所定濃度と前記測定濃度の差から予め設定されたテーブルより補正クロック数を求め、上記補正クロック数に基づき形成タイミングを早めときと遅くしたときの２種類の調整パターン画像を形成する動作を行わせることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
- 上記パターン画像は、転写搬送ベルト上に形成され、上記転写搬送ベルト上の上記パターン画像が形成される地点から、上記パターンが画像を測定するまでの地点までの距離が、転写搬送ベルトを走行させるための駆動ローラの周長の整数倍となることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
- 上記パターン画像は複数のラインから形成され、上記パターン画像濃度測定手段は、この複数のラインのパターン画像の全体的な濃度を測定することを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
- 上記パターン画像は格子状パターン若しくは円形パターンで形成されたことを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
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