JP4659182B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は画像形成装置に関し、特には、画像の位置ずれの補正に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、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】
このように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、色ずれ(位置ずれ)を生じることが挙げられる。
【0004】
特に、それぞれレーザスキャナーと感光ドラムと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ー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、色ずれ(位置ずれ)が発生する。
【0005】
色ずれ(位置ずれ)の例を図2に示す。7は本来の画像位置を、8は色ずれが発生している場合の画像位置を示す。又、(a)(b)(c)は走査方向に色ずれがある場合であるが、説明の為、2つの線を搬送方向に離して描いてある。
【0006】
(a)は走査線の傾きずれを示し、光学部と感光ドラム間に傾きがある場合等に発生し、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ことができる。
【0007】
(b)は倍率ずれを示し、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、周波数を速くする。)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ことができる。
【0008】
(c)は主走査方向の書出し位置誤差を示し、例えば、光学部がレーザスキャナであれば、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ことができる。
【0009】
(d)は副走査方向(用紙搬送方向)ずれを示し、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ことができる。
【0010】
そして、従来、これら色ずれを修正する為に、搬送ベルト上に、各色毎に位置ずれ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、検出したずれ量に応じて、前記の様な各種調整を実施している。
【0011】
図3にこのような位置ずれ検出用パターン例を示す。9と10は副走査方向の位置ずれ量を検出する為のパターンである。また、11と12は走査方向の位置ずれ量を検出する為のパターンで、図3では、ベルト3の搬送方向に対して45度の傾きを持つ。パターン9〜11は搬送ベルト上に転写されている。
【0012】
9a,10a,11a,12aはブラック(以下Bk)、9b,10b,11b,12bはイエロー(以下Y)、9c,10c,11c,12cはマゼンタ(以下M)、9d,10d,11d,12dはシアン(以下C)のパターンである。
【0013】
tsf1〜4、tmf1〜4、tsr1〜4、tmr1〜4はセンサ6a,6bによる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。
【0014】
ここで、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。
【0015】
BKを基準色とし、副走査方向に関して、各色の位置ずれ量δesは、
δesY=v*{(tsf2―tsf1)+(tsr2-tsr1)}/2―dsY (1)
δesM=v*{(tsf3―tsf1)+(tsr3―tsr1)}/2―dsM (2)
δesC=v*{(tsf4―tsf1)+(tsr4―tsr1)}/2―dsC (3)
となる。
【0016】
また、主走査方向に関して、左右各々の各色の位置ずれ量δemf、δemrは、
dmfBK=v*(tmf1−tsf1) (4)
dmfY=v*(tmf2−tsf2) (5)
dmfM=v*(tmf3−tsf3) (6)
dmfC=v*(tmf4−tsf4) (7)
と、
dmrBK=v*(tmr1−tsr1) (8)
dmrY=v*(tmr2−tsr2) (9)
dmrM=v*(tmr3−tsr3) (10)
dmrC=v*(tmr4−tsr4) (11)
から、
δemfY=dmfY−dmfBK (12)
δemfM=dmfM−dmfBK (13)
δemfC=dmfC−dmfBK (14)
と
δemrY=dmrY−dmrBK (15)
δemrM=dmrM−dmrBK (16)
δemrC=dmrC−dmrBK (17)
となり、計算結果の正負からずれ方向が判断出来、δemfから書出し位置を、δemr−δemfから走査幅を補正する。
【0017】
なお、走査幅に誤差がある場合は、書出し位置はδemfのみでなく、走査幅補正に伴い変化した画像周波数の変化量を加味して算出する。
【0018】
以下、図3の色ずれ検出用パターンを取り扱う場合において、色ずれ検出用パターンの線幅を35ドット、パターンの主走査方向の長さを100ドット、パターン間の空白部分を50ドットとする。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来例では、以下のような欠点があった。
【0020】
ベルト駆動ローラの偏心や、駆動部の回転むら等により、搬送ベルト3の移動速度をvmm/sは常に一定とは限らず、パターン間の時間差に比例した、検出誤差となる。
【0021】
この検出誤差の中で、周期性のある駆動むらに起因する検出誤差であれば、複数セットの位置ずれ検出用パターンを適切な位置に配置し、複数セットの位置ずれ検出用パターンの位置ずれ量を算出し、平均化処理を行うことにより検出誤差を除去できる。しかし周期性のないむらにおいては、平均化処理を行うことにより検出誤差をなくすことはできない。
【0022】
例えば、1ドットが42.3μmの600dpiの画像形成装置においては、1/4〜1/8ドット精度で、位置ずれ量を検出する場合では、周期性のないむらに起因する検出誤差は無視できないレベルとなる。そのため周期性のないむらにおいてはむらの影響を受けにくくする処置を施す必要がある。
【0023】
具体的には周期性のないむらの影響を受けにくくするために、基準色と検出色の位置ずれ検出用パターンの間隔を短くし、且つ位置ずれ検出用パターンを密に搬送ベルト上に転写する必要がある。
【0024】
本発明は上記のような課題を解消するためになされたもので、周期性のないむらの影響による位置ずれの検出誤差を低減させ、高精度な位置ずれ補正を可能とすることを目的とする。
【0025】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本願発明の画像形成装置は、像を担持可能なベルトと、前記ベルトの移動方向に対して所定の斜めの角度を持ち且つ基準色の2つのパターン画像及び前記基準色の2つのパターン画像の間に位置する1つの他の色のパターン画像を含んだ第1のパターン画像と、前記第1のパターン画像と前記ベルトの移動方向と垂直な方向を軸に線対称で且つ前記垂直な方向において同位置である第2のパターン画像と、を前記ベルト上に形成するパターン形成手段と、前記ベルト上に形成された前記第1及び第2のパターン画像を検知するパターン検知手段と、前記パターン検知手段による前記第1のパターン画像の検知結果と第2の画像パターンの検知結果との差分に基づいて前記基準色のパターン画像位置に対する他の色のパターン画像位置の主走査方向のずれの情報を求め、前記第1のパターン画像の検知結果と第2の画像パターンの検知結果との和に基づき前記基準色のパターン画像位置に対する他の色のパターン画像位置の副走査方向のずれの情報を求める手段と、前記求められた前記主走査方向及び副走査方向のずれの情報に基づいて前記基準色の画像位置に対する前記他の色の画像位置のずれを補正する補正手段と、を備えることを特徴とする。
【0026】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。
【0027】
図1は本発明が適用される画像形成装置の構成を示す図である。
【0028】
図1の装置は、4色、即ち、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像を形成する画像形成部を備えている。
【0029】
図において、101Y,101M,101C,101BKはそれぞれ、Y,M,C,BKの静電潜像を形成するための感光ドラムである。102Y,102M,102C,102BKはそれぞれ、画像処理部108からの画像信号に応じて感光ドラム101Y,101M,101C,101BK上にレーザビームを照射して静電潜像を形成する光学部であり、レーザビームの光源、反射ミラー等を有する。なお、周知の如く、各感光ドラムの周囲には、帯電器、現像器等が設けられている。
【0030】
また、103は図中矢印A方向に移動し、記録紙110を各画像形成部に順次搬送する搬送ベルト、104はモータ、ギア等からなる不図示の駆動部と接続され、搬送ベルト103を駆動する駆動ローラ、105は搬送ベルト103の移動に従って回転し、且つ、搬送ベルト103に一定の張力を付与する従動ローラ、106a,106bはそれぞれベルト端部に対応して設けられ、後述の如くベルト103上に形成されるパターン画像を読み取るセンサ、107はセンサ106a,106bの出力に基づいて色ずれを補正すると共に光学部102に対してパターン画像を形成させる制御部、108は外部より入力された画像信号を処理し、各色の画像信号を各光学部に出力する画像処理部である。
【0031】
次に、図1の装置における通常の画像形成動作について説明する。
【0032】
まず、各光学部102においてプリント開始の準備が整ったところで、不図示の制御部によりレジストローラを駆動して記録紙110を搬送ベルト103上に送ると共に、この搬送開始タイミングに基づいて各光学部102に対して画像処理部106より画像信号が出力される。
【0033】
そして、各光学部102により、感光ドラム110上に静電潜像が形成され、不図示の現像器により各色のトナーが現像され、それぞれの転写位置にて不図示の転写部により記録紙110上に転写される。図1の装置では、Y,M,C,BKの順に転写される。その後、記録紙110は搬送ベルト103から分離され、不図示の定着器によりトナー像が記録紙上に定着され、装置外部へ排出される。
【0034】
次に、本形態における色ずれ補正処理について説明する。
【0035】
なお、この色ずれ補正処理は通常の画像形成処理とは独立したタイミングで行われ、例えば、電源投入時に行われるものである。
【0036】
本形態では、色ずれ補正処理においては、制御部107により画像形成部108を制御して、画像処理部108内のメモリに記憶されているパターン画像データを各光学部102に出力することにより、図5に示すようなパターン画像を搬送ベルト103上に形成する。
【0037】
図5は本形態においてベルト103上に形成される位置ずれ検出用のパターン画像の様子を示す図である。本形態では、位置ずれ検出用のパターン画像を各色毎にベルト103の両端部に形成する。
【0038】
図5において、501〜512はそれぞれ副走査方向及び走査方向の位置ずれ量を検出する為のパターン画像で、本形態では、ベルト移動方向に対して45度の傾きを持つパターン画像としている。なお、この角度は特に45度に限ることはなく、他の角度でもよい。
【0039】
また、各パターン画像において、添え字a、cで示したパターン画像は基準色(本形態ではBK)のパターン画像であり、添え字bは検出色Yのパターン画像、添え字dは検出色Mのパターン画像、添え字fは検出色Cのパターン画像である。
【0040】
また、taf1〜3、tar1〜3、tbf1〜3、tbr1〜3、tcf1〜3、tcr1〜3、tdf1〜3、tdr1〜3、tef1〜3、ter1〜3、tff1〜3、tfr1〜3は各パターンの検出タイミングを、矢印Aは搬送ベルト103の移動方向を示している。
【0041】
次に具体的な位置ずれ検出動作について説明する。図4は図1の制御部107の要部の構成を示す図である。
【0042】
図4において、CPU411はまず、色ずれ補正処理が開始されるとタイマ409をリセットすると共に、図1に示したセンサ106a,106b及びパターン画像を照射するためのライトを含むパターン検出部401、A/D変換部403、演算部405及び出力部407に対してそれぞれ動作を開始する旨の信号を出力する。
【0043】
パターン検出部401はタイマ409の出力に基づいて動作し、所定のタイミングで図5に示した各パターン画像の読み取りを行う。パターン検出部401から出力された各パターンの読み取り出力は、A/D変換部403によりデジタル信号に変換され、演算部405に出力される。演算部405はA/D変換部403の出力とタイマ409の出力とに基づき、各パターン画像の検出タイミングを検出し、各パターン画像の検出タイミングに基づいて位置ずれ量を求め、出力部407に出力する。出力部407は演算部405からの位置ずれ情報に基づき、画像処理部108に対して各光学部102に対する画像信号の出力タイミングを制御するための制御信号を生成して出力する。
【0044】
次に、演算部405における位置ずれ量の演算処理について説明する。
【0045】
演算部405は基準色のパターン画像の検出タイミングと検出色のパターン画像の検出タイミングとに基づいて、副走査方向、主走査方向の位置ずれ量を求める。
【0046】
搬送ベルト103の移動速度をvmm/sとすると、副走査方向に関して、搬送ベルト103の両サイドの各色の位置ずれ量δesf、δesrは、
δesfY1=v*[{(taf2―taf1)―(taf3―taf2)}/2+{(tbf2―tbf1)―(tbf3―tbf2)}/2]/2 (18)
δesrY1=v*[{(tar2―tar1)―(tar3―tar2)}/2+{(tbr2―tbr1)―(tbr3―tbr2)}/2]/2 (19)
δesfM1=v*[{(tcf2―tcf1)―(tcf3―tcf2)}/2+{(tdf2―tdf1)―(tdf3―tdf2)}/2]/2 (20)
δesrM1=v*[{(tcr2―tcr1)―(tcr3―tcr2)}/2+{(tdr2―tdr1)―(tdr3―tdr2)}/2]/2 (21)
δesfC1=v*[{(tef2―tef1)―(tef3―tef2)}/2+{(tff2−tff1)−(tff3−tff2)}/2]/2 (22)
δesrC1=v*[{(ter2−ter1)―(ter3―ter2)}/2+{(tfr2―tfr1)―(tfr3―tfr2)}/2]/2 (23)
となり、各色の位置ずれ量δesは、
δesY1=(δesfY1+δesrY1)/2 (24)
δesM1=(δesfM1+δesrM1)/2 (25)
δesC1=(δesfC1+δesrC1)/2 (26)
となる。
【0047】
また、主走査方向に関して、搬送ベルト両サイドの各色の位置ずれ量δemf、δemrは、
δemfY1=v*[{(taf2―taf1)―(taf3―taf2)}/2―{(tbf2―tbf1)―(tbf3―tbf2)}/2]/2 (27)
δemrY1=v*[{(tar2―tar1)―(tar3―tar2)}/2―{(tbr2―tbr1)―(tbr3―tbr2)}/2]/2 (28)
δemfM1=v*[{(tcf2―tcf1)―(tcf3―tcf2)}/2―{(tdf2―tdf1)―(tdf3―tdf2)}/2]/2 (29)
δemrM1=v*[{(tcr2―tcr1)―(tcr3―tcr2)}/2―{(tdr2―tdr1)―(tdr3―tdr2)}/2]/2 (30)
δemfC1=v*[{(tef2―tef1)―(tef3―tef2)}/2−{(tff2―tff1)―(tff3―tff2)}/2]/2 (31)
δemrC1=v*[{(ter2―ter1)―(ter3―ter2)}/2−{(tfr2―tfr1)―(tfr3―tfr2)}/2]/2 (32)
となり、各色の位置ずれ量δemは、
δemY1=(δemfY1+δemrY1)/2 (33)
δemM1=(δemfM1+δemrM1)/2 (34)
δemC1=(δemfC1+δemrC1)/2 (35)
となり、計算結果の正負からずれ方向が判断出来、δemから書出し位置を、δemr−δemfから走査方向全体倍率を補正する。
【0048】
なお、走査方向全体倍率に誤差がある場合は、書出し位置はδemのみでなく、走査方向全体倍率補正に伴い変化した画像周波数の変化量を加味して算出する。
【0049】
図5に示す色ずれ検出用パターンは走査方向用及び副走査方向用のパターンの区別がなく、検出色のパターンを基準色のパターンで挟みこんでいる。そのため、色ずれ検出パターンを密に搬送ベルト3上に転写することができる。また図5に示す色ずれ検出用パターンは図3に示す色ずれ検出用パターンと異なり、基準色と検出色のパターンの理論値(式1のdsY、式2のdsM、式3のdsC)を保持する必要がない。そのため、搬送ベルト103の速度変化などによるセンサ106でのパターン画像の検出誤差を低減することができる。
【0050】
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
【0051】
図6は本実施形態においてベルト103上に形成するパターン画像の様子を示す図である。
【0052】
図6において、601〜604はそれぞれ、副走査方向及び主走査方向の位置ずれ量を検出する為のパターン画像であり、本形態に於いてもベルト搬送方向に対して45度の傾きを持つ。
【0053】
また、各パターン画像において、添え字a、c、e、gで示したパターン画像は基準色BKのパターン、添え字b、d、fはそれぞれ、図5と同様、検出色Y,M,Cのパターンを示す。また、tgf1〜7、thf1〜7、tgr1〜7、thr1〜7は各パターンの検出タイミングを、矢印Aは搬送ベルト103の移動方向を示す。
【0054】
本形態においても、画像形成装置の構成は前述の実施形態と同様である。
【0055】
次に、演算部405における位置ずれ量の演算処理について説明する。
【0056】
演算部405は基準色のパターン画像の検出タイミングと検出色のパターン画像の検出タイミングとに基づいて、副走査方向、主走査方向の位置ずれ量を求める。
【0057】
搬送ベルト103の移動速度をvmm/sとすると、副走査方向に関して、搬送ベルト103の両サイドの各色の位置ずれ量δesf、δesrは、
δesfY1=v*[{(tgf2―tgf1)―(tgf3―tgf2)}/2+{(thf2―thf1)―(thf3―thf2)}/2]/2 (36)
δesrY1=v*[{(tgr2―tgr1)―(tgr3―tgr2)}/2+{(thr2―thr1)―(thr3―thr2)}/2]/2 (37)
δesfM1=v*[{(tgf4―tgf3)―(tgf5―tgf4)}/2+{(thf4―thf3)―(thf5―thf4)}/2]/2 (38)
δesrM1=v*[{(tgr4―tgr3)―(tgr5―tgr4)}/2+{(thr4―thr3)―(thr5―thr4)}/2]/2 (39)
δesfC1=v*[{(tgf6―tgf5)―(tgf7―tgf6)}/2+{(thf6―thf5)―(thf7―thf6)}/2]/2 (40)
δesrC1=v*[{(tgr6―tgr5)―(tgr7―tgr6)}/2+{(thr6―thr5)―(thr7―thr6)}/2]/2 (41)
となり、各色の位置ずれ量δesは、
δesY1=(δesfY1+δesrY1)/2 (42)
δesM1=(δesfM1+δesrM1)/2 (43)
δesC1=(δesfC1+δesrC1)/2 (44)
となる。前記の方法を用いて、1セットの位置ずれ検出用パターンの位置ずれ量を算出し、複数セットnの位置ずれ検出用パターンの位置ずれ量δaesY、δaesM、δaesCを以下の式により求める。
【0058】
【外1】
【0059】
また、主走査方向に関して、搬送ベルト103の両サイドの各色の位置ずれ量δemf、δemrは、
δemfY1=v*[{(tgf2―tgf1)―(tgf3―tgf2)}/2−{(thf2―thf1)―(thf3―thf2)}/2]/2 (48)
δemrY1=v*[{(tgr2―tgr1)―(tgr3―tgr2)}/2−{(thr2―thr1)―(thr3―thr2)}/2]/2 (49)
δemfM1=v*[{(tgf4―tgf3)―(tgf5―tgf4)}/2−{(thf4―thf3)―(thf5―thf4)}/2]/2 (50)
δemrM1=v*[{(tgr4―tgr3)―(tgr5―tgr4)}/2−{(thr4―thr3)―(thr5―thr4)}/2]/2 (51)
δemfC1=v*[{(tgf6―tgf5)―(tgf7―tgf6)}/2−{(thf6―thf5)―(thf7―thf6)}/2]/2 (52)
δemrC1=v*[{(tgr6―tgr5)―(tgr7―tgr6)}/2−{(thr6―thr5)―(thr7―thr6)}/2]/2 (53)
となり、各色の位置ずれ量δemは、
δemY1=(δemfY1+δemrY1)/2 (54)
δemM1=(δemfM1+δemrM1)/2 (55)
δemC1=(δemfC1+δemrC1)/2 (56)
となり、計算結果の正負からずれ方向が判断出来、δemから書出し位置を、δemr−δemfから走査方向全体倍率を補正する。なお、走査方向全体倍率に誤差がある場合は、書出し位置はδemのみでなく、走査方向全体倍率補正に伴い変化した画像周波数の変化量を加味して算出する。
【0060】
前記の方法を用いて、1セットの位置ずれ検出用パターンの位置ずれ量を算出し、複数セットnの位置ずれ検出用パターンの位置ずれ量δaemY、δaemM、δaemCを以下の式により求める。
【0061】
【外2】
【0062】
図6に示す色ずれ検出用パターンは検出色のパターンを基準色のパターンで挟み込んでいる。このように検出色のパターンを基準色のパターンで挟み込むことにより、2倍の精度を得ることができる。以下に図3の色ずれ検出用パターンに対する、図6に示す色ずれ検出用パターンの有用性を説明する。
【0063】
色ずれ検出用パターンの線幅を35ドット、パターンの主走査方向の長さを100ドット、パターン間の空白部分を50ドットとする。そのとき、図6に示す色ずれ検出用パターン1セットの長さは35×14+50×15+100=1340ドットである。
【0064】
一方、図3に示す色ずれ検出用パターン1セットの長さは35×8+50×7+100=730ドットである。先にも述べたように、図3に示す色ずれ検出用パターン2セットで図6に示す色ずれ検出パターン1セットに相当するため、730×2=1460ドット必要である。
【0065】
この結果より、図6に示す色ずれ検出パターンの方が密に配置できることが分かる。そのため、周期性のない駆動むらの影響を受けにくい。よって、図6に示す色ずれ検出用パターンの有用性を確認できる。
【0066】
また感光ドラム101及び搬送ベルト103にはそれぞれ駆動むら及び搬送むらが存在するので、このむらの影響をなるべく受けないようにするためには基準色と検出色のパターンの間隔を短くする必要がある。
【0067】
図6に示す色ずれ検出用パターンでは基準色と検出色のパターンの間隔は必ず50ドットである。一方、図3に示す色ずれ検出用パターンはY−BK間の間隔は50×3+35×2=220ドットである。この結果より図6に示す色ずれ検出パターンの方が駆動むらの影響を受けにくいといえる。
【0068】
図3に示す横線と斜線の組み合わせのパターンでは走査方向の色ずれを算出する場合には同一色の斜線と横線のパターンの間隔を検出する必要がある。図3に示す色ずれ検出用パターンでは同一色の斜線と横線のパターンの間隔は50×3+35×3+100=355ドットである。
【0069】
一方、図6に示す色ずれ検出用パターンでは走査方向の色ずれを算出する場合には同一形状の基準色と検出色のパターンの間隔を検出すれば良い。図5に示す色ずれ検出用パターンでは同一形状の基準色と検出色のパターンの間隔は必ず50ドットである。よって走査方向の色ずれを検出する場合においても図6に示す色ずれ検出パターンの方が駆動むらの影響を受けにくいため、周期性のないむらの影響によるセンサ106での検出誤差を低減させることができる。
【0070】
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。
【0071】
図7は本実施形態においてベルト103上に形成するパターン画像の様子を示す図である。
【0072】
図7において、701〜712はそれぞれ、副走査方向及び主走査方向の位置ずれ量を検出する為のパターン画像であり、本形態に於いてもベルト搬送方向に対して45度の傾きを持つ。
【0073】
また、各パターン画像において、添え字a、c、e、gで示したパターンは検出色のパターンであり、701〜704がY、705から708がM、709〜712がCのパターンである。また、添え字b、d、fで示したパターンは基準色BKのパターンである。
【0074】
また、tif1〜7、tir1〜7、tjf1〜7、tjr1〜7、tkf1〜7、tkr1〜7、tlf1〜7、tlr1〜7は各パターンの検出タイミングを、矢印Aは搬送ベルト103の移動方向を示す。
【0075】
本形態においても、画像形成装置の構成は前述の実施形態と同様である。
【0076】
次に、本形態における演算部405による位置ずれ量の演算処理について説明する。
【0077】
演算部405は基準色のパターン画像の検出タイミングと検出色のパターン画像の検出タイミングとに基づいて、副走査方向、主走査方向の位置ずれ量を求める。
【0078】
搬送ベルト3の移動速度をvmm/s、BKを基準色とすると、副走査方向に関して、搬送ベルト103左端サイドの各色の位置ずれ量δesfは、
δesfY1=v*[{(tif2-tif1)-(tif3-tif2)+(tif4-tif3)-(tif5-tif4)+(tif6-tif5)-(tif7-tif6)}/6+{(tjf2-tjf1)-(tjf3-tjf2)+(tjf4-tjf3)-(tjf5-tjf4)+(tjf6-tjf5)-(tjf7-tjf6)}/6]/2 (60)
δesrY1=v*[{(tir2-tir1)-(tir3-tir2)+(tir4−tir3)-(tir5-tir4)+(tir6-tir5)-(tir7-tir6)}/6+{(tjr2-tjr1)-(tjr3-tjr2)+(tjr4-tjr3)-(tjr5-tjr4)+(tjr6-tjr5)-(tjr7-tjr6)}/6]/2 (61)
δesfM1=v*[{(tkf2-tkf1)-(tkf3-tkf2)+(tkf4-tkf3)-(tkf5-tkf4)+(tkf6-tkf5)-(tkf7-tkf6)}/6+{(tlf2-tlf1)-(tlf3-tlf2)+(tlf4-tlf3)-(tlf5-tlf4)+(tlf6-tlf5)-(tlf7-tlf6)}/6]/2 (67)
δesrM1=v*[{(tkr2-tkr1)-(tkr3-tkr2)+(tkr4-tkr3)-(tkr5-tkr4)+(tkr6-tkr5)-(tkr7-tkr6)}/6+{(tlr2-tlr1)-(tlr3-tlr2)+(tlr4-tlr3)-(tlr5-tlr4)+(tlr6-tlr5)-(tlr7-tlr6)}/6]/2 (68)
δesfC1=v*[{(tmf2-tmf1)-(tmf3-tmf2)+(tmf4-tmf3)-(tmf5-tmf4)+(tmf6-tmf5)-(tmf7-tmf6)}/6+{(tnf2-tnf1)-(tnf3-tnf2)+(tnf4-tnf3)-(tnf5-tnf4)+(tnf6-tnf5)-(tnf7-tnf6)}/6]/2 (69)
δesrC1=v*[{(tmr2-tmr1)-(tmr3-tmr2)+(tmr4-tmr3)-(tmr5-tmr4)+(tmr6-tmr5)-(tmr7-tmr6)}/6+{(tnr2-tnr1)-(tnr3-tnr2)+(tnr4-tnr3)-(tnr5-tnr4)+(tnr6-tnr5)-(tnr7-tnr6)}/6]/2 (70)
となり、各色の位置ずれ量δesは、前記式(42)、(43)、(44)により得られる。
【0079】
また、主走査方向に関して、搬送ベルト103の両サイドの各色の位置ずれ量δemf、δemrは、
δemfY1=v*[{(tif2-tif1)-(tif3-tif2)+(tif4-tif3)-(tif5-tif4)+(tif6-tif5)-(tif7-tif6)}/6-{(tjf2-tjf1)-(tjf3-tjf2)+(tjf4-tjf3)-(tjf5-tjf4)+(tjf6-tjf5)-(tjf7-tjf6)}/6]/2 (74)
δemrY1=v*[{(tir2-tir1)-(tir3-tir2)+(tir4-tir3)-(tir5-tir4)+(tir6-tir5)-(tir7-tir6)}/6-{(tjr2-tjr1)-(tjr3-tjr2)+(tjr4-tjr3)-(tjr5-tjr4)+(tjr6-tjr5)-(tjr7-tjr6)}/6]/2 (75)
δemfM1=v*[{(tkf2-tkf1)-(tkf3-tkf2)+(tkf4-tkf3)-(tkf5-tkf4)+(tkf6-tkf5)-(tkf7-tkf6)}/6-{(tlf2-tlf1)-(tlf3-tlf2)+(tlf4-tlf3)-(tlf5-tlf4)+(tlf6-tlf5)-(tlf7-tlf6)}/6]/2 (76)
δemrM1=v*[{(tkr2-tkr1)-(tkr3-tkr2)+(tkr4-tkr3)-(tkr5-tkr4)+(tkr6-tkr5)-(tkr7-tkr6)}/6-{(tlr2-tlr1)-(tlr3-tlr2)+(tlr4-tlr3)-(tlr5-tlr4)+(tlr6-tlr5)-(tlr7-tlr6)}/6]/2 (77)
δemfC1=v*[{(tmf2-tmf1)-(tmf3-tmf2)+(tmf4-tmf3)-(tmf5-tmf4)+(tmf6-tmf5)-(tmf7-tmf6)}/6-{(tnf2-tnf1)-(tnf3-tnf2)+(tnf4-tnf3)-(tnf5-tnf4)+(tnf6-tnf5)-(tnf7-tnf6)}/6]/2 (78)
δemrC1=v*[{(tmr2-tmr1)-(tmr3-tmr2)+(tmr4-tmr3)-(tmr5-tmr4)+(tmr6-tmr5)-(tmr7-tmr6)}/6-{(tnr2-tnr1)-(tnr3-tnr2)+(tnr4-tnr3)-(tnr5-tnr4)+(tnr6-tnr5)-(tnr7-tnr6)}/6]/2 (79)
となり、各色の位置ずれ量δemは、前記式(54)、(55)、(56)により得られる。
【0080】
これらの計算結果の正負からずれ方向が判断出来、δemから書出し位置を、δemr−δemfから走査方向全体倍率を補正する。なお、走査方向全体倍率に誤差がある場合は、書出し位置はδemのみでなく、走査方向全体倍率補正に伴い変化した画像周波数の変化量を加味して算出する。
【0081】
図7のパターン画像において、色ずれ検出用パターンの線幅を35ドット、パターンの主走査方向の長さを100ドット、パターン間の空白部分を50ドットとする。そのとき、図7に示す色ずれ検出用パターンの長さは(35×14+50×17)×3+50×2=4120ドットである。
【0082】
一方、図3に示す色ずれ検出用パターン1セットの長さは35×8+50×7+100=730ドットである。
【0083】
図3に示す色ずれ検出用パターン6セットで図7に示す色ずれ検出パターン1セットと同等の位置ずれ検出処理を行うことができるため、図3のパターンが6セット分で、730×6+50×5=4630ドット必要である。
【0084】
この結果より明らかなように、図7に示す色ずれ検出パターンの方が密に配置できるため、周期性のない駆動むらの影響を受けにくい。よって、図7に示す色ずれ検出用パターンの有用性を確認できる。
【0085】
また感光ドラム101及び搬送ベルト103にはそれぞれ駆動むら及び搬送むらが存在するので、このむらの影響をなるべく受けないようにするためには基準色と検出色のパターンの間隔を短くする必要がある。
【0086】
図7に示す色ずれ検出用パターンでは基準色と検出色のパターンの間隔は必ず50ドットである。一方、図3に示す色ずれ検出用パターンはY−Bk間の間隔は50×3+35×2=220ドットである。この結果より図7に示す色ずれ検出パターンの方が駆動むらの影響を受けにくいといえる。
【0087】
図3に示す横線と斜線の組み合わせのパターンでは走査方向の色ずれを算出する場合には同一色の斜線と横線のパターンの間隔を検出する必要がある。図3に示す色ずれ検出用パターンでは同一色の斜線と横線のパターンの間隔は50×3+35×3+100=355ドットである。
【0088】
一方、図7に示す色ずれ検出用パターンでは走査方向の色ずれを算出する場合には同一形状の基準色と検出色のパターンの間隔を検出すれば良い。図7に示す色ずれ検出用パターンでは同一形状の基準色と検出色のパターンの間隔は必ず50ドットである。よって走査方向の色ずれを検出する場合においても図7に示す色ずれ検出パターンの方が駆動むらの影響を受けにくいため、周期性のないむらの影響によるセンサ106での検出誤差を低減させることができる。
【0089】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、パターン画像の検知誤差を低減し、位置ずれ量を正確に検出することができる。そのため、画像間の位置ずれを正確に補正でき、高精細な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用される画像形成装置の構成を示す図である。
【図2】画像の位置ずれの様子を示す図である。
【図3】従来の色ずれ検知パターンの様子を示す図である。
【図4】図1の制御部の構成を示す図である。
【図5】本発明の実施形態によるパターン画像の様子を示す図である。
【図6】本発明の実施形態による他のパターン画像の様子を示す図である。
【図7】本発明の実施形態による他のパターン画像の様子を示す図である。
Claims (5)
- 像を担持可能なベルトと、
前記ベルトの移動方向に対して所定の斜めの角度を持ち且つ基準色の2つのパターン画像及び前記基準色の2つのパターン画像の間に位置する1つの他の色のパターン画像を含んだ第1のパターン画像と、前記第1のパターン画像と前記ベルトの移動方向と垂直な方向を軸に線対称で且つ前記垂直な方向において同位置である第2のパターン画像と、を前記ベルト上に形成するパターン形成手段と、
前記ベルト上に形成された前記第1及び第2のパターン画像を検知するパターン検知手段と、
前記パターン検知手段による前記第1のパターン画像の検知結果と第2の画像パターンの検知結果との差分に基づいて前記基準色のパターン画像位置に対する他の色のパターン画像位置の主走査方向のずれの情報を求め、前記第1のパターン画像の検知結果と第2の画像パターンの検知結果との和に基づき前記基準色のパターン画像位置に対する他の色のパターン画像位置の副走査方向のずれの情報を求める手段と、
前記求められた前記主走査方向及び副走査方向のずれの情報に基づいて前記基準色の画像位置に対する前記他の色の画像位置のずれを補正する補正手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。 - 前記求める手段は、前記他の色のパターン画像の検知タイミングと、その前後の前記基準色のパターン画像の検知タイミングと、の差に基づいて、前記前記主走査方向のずれの情報と副走査方向のずれの情報を求めることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
- 前記補正手段は、主走査方向のずれ及び副走査方向のずれを補正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。
- 前記パターン形成手段は、前記第1及び第2のパターン画像を、前記ベルトの移動方向とは垂直な方向における前記ベルトの両側の夫々に形成し、
前記補正手段は、主走査方向の長さの程度を示す主走査倍率の補正をすることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の画像形成装置。 - 前記パターン形成手段は、前記求める手段により前記ずれの情報を求めるにあたっての前記パターン検知手段の検知対象であるパターン画像として、前記ベルトの移動方向に対して所定の斜めの角度を持つ前記第1のパターン画像及び前記第2のパターン画像のみを前記ベルト上に形成することを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の画像形成装置。
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