JP5246289B2 - 画像形成装置および画像調整方法 - Google Patents

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Description

本発明は画像形成装置に関し、詳しくは画像形成に係る補正用パターンを粗調整する際の技術に関する。
従来、画像形成に係る補正用パッチ群の形成位置を粗調整する技術として、例えば、特許文献1には、画像形成の際の画像読取方向である主走査方向(画像形成用紙の搬送方向に対して垂直な方向)に対して平行なマークと、主走査方向に対して傾斜したマークとからなる第1の位置ずれ補正用マーク群(第2調整画像)とによって補正用トナー画像を精度よく検出できる技術が開示されている。その際、画像の位置ずれ補正用パッチ群(第1調整画像)を小さくして現像剤の消費量を減らすようにしている。なお、「粗調整」とは、パッチ検出センサによるパッチ群の検出結果に基づいて行われる画像の調整に先がけて、パッチ群がパッチ検出センサの投光ライン上に形成されるように、パッチ群の形成位置を調整することを意味する。
特開2009−069767号公報
しかしながら、上記特許文献1においては、その図11に示されているように、所定の調整精度を確保するために、第1の位置ずれ補正用マーク群の走査方向の長さは、画像の位置ずれ補正用パッチ群の走査方向の長さに比べて十分長くなるように形成される。また、上述のように、第1の位置ずれ補正用マーク群は、主走査方向に対して平行なマークと主走査方向に対して傾斜したマークとによって形成される。すなわち、各補正用マークは、水平マーク部と傾斜マーク部とによって構成される。そのため、上記従来技術に対してさらなる現像剤の消費量を低減させることは可能と考えられ、現像剤の画像調整動作時に使用されるトナー消費量を一層減らすことが望まれている。
本発明は、画像調整精度を低下させることなく、画像調整のために使用される現像剤の量を低減する技術を提供するものである。
本明細書によって開示される画像形成装置は、現像剤を用いて画像を形成する画像形成部と、前記画像形成部によって形成される画像を担持して搬送する担持体と、前記画像の搬送方向に直交する直交方向の長さが第1直交方向長さである第1調整画像が、前記画像形成部によって前記担持体上に形成された際に、前記担持体に向けて投光された光の反射光の受光結果に基づいて、前記第1調整画像を検出する検出部と、前記検出部による前記第1調整画像の検出結果に基づいて、用紙に形成される画像の形成条件を調整する調整部とを備え、前記画像形成部は、前記直交方向の長さが第2直交方向長さである第1マークを有する第2調整画像を前記担持体上に形成し、前記調整部は、前記受光結果に基づいて前記検出部によって前記第2調整画像が検出された場合、前記担持体上に形成される前記第1調整画像の前記直交方向の位置を、前記第2直交方向長さを用いて調整し、前記第2調整画像の有する前記第1マークの前記第2直交方向長さは、前記第1調整画像の前記第1直交方向長さ未満であり、前記第1マークは、前記担持体上の前記搬送方向において前記第1調整画像とは異なる位置に形成され、かつ、前記第1調整画像の前記直交方向一端部から前記搬送方向に延びる仮想の第1直線と当該第1マークとが重なる部分から、前記第1調整画像の前記直交方向他端部から前記搬送方向に延びる仮想の第2直線に近い側の当該第1マーク端部までの第1長さが、前記第1直交方向長さから前記第2直交方向長さを引いた差未満となる位置に形成される。
上記画像形成装置において、前記第1マークは長方形形状に形成されることが好ましい。
また、上記画像形成装置において、前記第2調整画像は、前記第1マークを含む複数のマークから構成され、各マークは、前記直交方向の長さが前記第1直交方向長さ未満であり、搬送方向の長さがそれぞれ異なる長方形形状に形成されるとともに、一方のマークを前記搬送方向に延長した場合に他方のマークと重なるように、前記第1直線と前記第2直線との中間に位置する仮想の中心線に対して、同じ側の位置であって前記担持体上の異なる位置に形成されるようにしてもよい。
また、上記画像形成装置において、前記第2調整画像は、前記第1直線と前記第2直線との中間に位置する仮想の中心線に対して、前記第1マークと逆側の位置に形成される、前記直交方向の長さが前記第1直交方向長さ未満の第3直交方向長さである第2マークをさらに含み、前記画像形成部は、前記第2直線と重なる部分から前記第1直線に近い側の端部までの第2長さが、前記第1直交方向長さから前記第3直交方向長さを引いた差未満となる位置に前記第2マークを形成することが好ましい。
また、上記画像形成装置において、前記画像形成部は、前記第2調整画像の形成後、第2調整画像の検出タイミングを過ぎてから前記第1調整画像の形成を開始するようにしてもよい。
また、上記画像形成装置において、前記画像形成部は、前記第2調整画像の形成後、前記第2調整画像の検出タイミングの前から前記第1調整画像の形成を開始し、前記第2調整画像が検出された場合、前記第1調整画像の形成を中止し、前記調整部による調整後、前記第1調整画像の形成をやり直すようにしてもよい。
また、上記画像形成装置において、前記第1マークは、前記搬送方向に第1搬送方向長さを有し、前記第2マークは、前記搬送方向に前記第1搬送方向長さとは異なる長さの第2搬送方向長さを有することが好ましい。
また、上記画像形成装置において、前記第1マークおよび前記第2マークは、前記搬送方向に前記第1搬送方向長さおよび前記第2搬送方向長さと異なる長さである第3搬送方向長さを有する連結部によって接続されているようにしてもよい。
また、上記画像形成装置において、前記第1マークおよび前記第2マークは、それぞれ複数のマークを含む第1マーク群および第2マーク群から構成され、各マーク群の各マークは、前記直交方向の長さが前記第1直交方向長さ未満であり、前記搬送方向の長さがそれぞれ異なる長方形形状に形成されるとともに、一方のマークを前記搬送方向に延長した場合に他方のマークと重なるように、前記第1直線と前記第2直線との中間に位置する仮想の中心線に対して、同じ側の位置であって前記担持体上の前記直交方向の異なる位置に形成されるようにしてもよい。
上記画像形成装置において、前記第1マークおよび前記第2マークは、前記搬送方向の長さが同一であるようにしてもよい。前記第1マークおよび前記第2マークは、前記搬送方向における形成位置が異なるようにすることが好ましい。あるいは、前記第1マークおよび前記第2マークは、形成される個数が異なるようにすることが好ましい。
上記画像形成装置において、前記第1マークは、搬送方向の下流側を向いて、前記直交方向において、前記第2マークに対して左側に形成され、
前記調整部は、前記第1マークが前記検出部によって検出された場合、前記直交方向において右方向に前記第1調整画像の形成位置がずれたと判定し、前記第1調整画像の直交方向の位置を左方向に調整するようにしてもよい。
上記画像形成装置において、前記画像形成部は、前記第2調整画像の形成後、前記第2調整画像の検出タイミングの前から前記第1調整画像の形成を開始し、前記第2調整画像が検出されなかった場合において、前記第1調整画像が検出された場合、前記第1調整画像の形成を継続し、前記第1調整画像が検出されなかった場合、前記第1調整画像の形成を中断するようにしてもよい。
本明細書によって開示される方法は、画像形成部によって現像剤を用いて形成される画像を担持して搬送する、画像形成装置の担持体上に、前記画像を調整するための第1調整画像と第2調整画像とを形成して前記画像を調整する方法であって、前記画像の搬送方向に直交する直交方向の長さが第1直交方向長さである前記第1調整画像を、前記画像形成部によって前記担持体上に形成する第1調整画像形成工程と、前記第1調整画像が形成された際に、前記担持体に向けて投光された光の反射光の受光結果に基づいて、前記第1調整画像を検出する第1調整画像検出工程と、前記第1調整画像検出工程による前記第1調整画像の検出結果に基づいて、用紙に形成される画像の形成条件を調整する調整工程と、前記直交方向の長さが第2直交方向長さである第1マークを有する第2調整画像を、前記画像形成部によって前記担持体上に形成する第2調整画像形成工程と、前記担持体に向けて投光された光の反射光の受光結果に基づいて、前記第2調整画像を検出する第2調整画像検出工程と、を含み、前記第2調整画像形成工程において、前記第2調整画像の有する前記第1マークの前記第2直交方向長さは、前記第1調整画像の前記第1直交方向長さ未満に形成され、前記第1マークは、前記担持体上の前記搬送方向において前記第1調整画像とは異なる位置に形成され、かつ、前記第1調整画像の前記直交方向一端部から前記搬送方向に延びる仮想の第1直線と当該第1マークとが重なる部分から、前記第1調整画像の前記直交方向他端部から前記搬送方向に延びる仮想の第2直線に近い側の当該第1マーク端部までの第1長さが、前記第1直交方向長さから前記第2直交方向長さを引いた差未満となる位置に形成され、前記調整工程において、前記第2調整画像検出工程によって第2調整画像が検出された場合、前記担持体上に形成される前記第1調整画像の前記直交方向の位置が、前記第2直交方向長さを用いて調整される。
本発明によれば、第2調整画像の、画像の搬送方向に直交する方向の長さに関する条件によって、画像調整精度を低下させることなく、画像調整のために使用される現像剤の量を低減することができる。
本発明に係る画像形成装置の概略構成を示す側断面図 画像形成装置の電気的構成を概略的に示すブロック図の概略的な構成を示すブロック図 ベルト上のパッチ群およびマーク群を示す平面図 実施形態1における、ずれ補正処理を示すフローチャート 実施形態1における、ずれ補正を説明する図 実施形態2における、ずれ補正処理を示すフローチャート 別のマーク群の形状を示す図 別のマーク群の形状を示す図 別のマーク群の形状を示す図 別のマーク群の形状を示す図 別のマーク群の形状を示す図 別のマーク群の形状を示す図 図12に示すマーク群における、ずれ補正を説明する図
<実施形態1>
次に本発明に係る実施形態1について図1から図5を参照して説明する。
1.プリンタの全体構成
図1は、本発明の画像形成装置の一例であるプリンタ1の概略構成を示す側断面図である。本プリンタ1は4色(ブラックK、イエローY、マゼンタM、シアンC)のトナーを用いてカラー画像を形成するダイレクトタンデム式のLEDカラープリンタである。以下の説明においては、図1における左側を前方とする。また、図1において、各色間で同一の構成部品については、適宜符号を省略する。
なお、画像形成装置は、LEDカラープリンタに限られず、例えば、レーザカラープリンタ、あるいはカラープリンタ機能に加え、コピー機能およびFAX機能を備えた複合機等であってもよい。
プリンタ1は、本体ケーシング2を備えており、その上面には開閉可能なカバー2Aが設けられている。また、本体ケーシング2内の底部には、複数の用紙3を積載可能な供給トレイ4が設けられている。供給トレイ4の前端上方には給紙ローラ5が設けられており、給紙ローラ5の回転に伴って供給トレイ4内の最上位に積載された用紙3がレジストローラ6へ送り出される。レジストローラ6は、用紙3の斜行補正を行った後、用紙3をベルトユニット11上へ搬送する。
ベルトユニット11は、前側に配置されたベルト支持ローラ12Aと、後側に配置されたベルト駆動ローラ12Bとの間に、環状のベルト13(担持体の一例)を張架した構成となっている。ベルト13の内側には、各プロセス部19C〜19Kの感光ドラム28とベルト13を挟んで対向する位置に転写ローラ14がそれぞれ設けられている。
ベルト駆動ローラ12Bは、ベルトユニット11が本体ケーシング2内に装着された状態において、本体ケーシング2内に設けられた駆動モータ47(図2参照)と図示しないギア機構を介して連結される。そして、駆動モータ47の動力によりベルト駆動ローラ12Bが回転駆動されることで、ベルト13が図示時計周り方向に循環移動し、それによりベルト13上面の用紙3が後方に搬送される。
また、ベルト13の下面に対向して、ベルト13上に形成されるパッチ群50(第1調整画像に相当)を検出するためのパッチ検出センサ(検出部の一例)15が設けられている。パッチ検出センサ15は、例えば発光ダイオードからなる投光素子およびフォトトランジスタからなる受光素子を含む。発光ダイオードよってベルト13に光を照射したときの反射光がフォトトランジスタによって受光される。パッチ検出センサ15は、受光した光の強度に対応した電気信号を出力する。また、ベルトユニット11の下側には、ベルト13表面に付着したパッチ群50およびマーク群60を含むトナーや紙粉等を回収するクリーニング装置16が設けられている。なお、パッチ検出センサ15(L,R)は、ベルト13の幅方向両端部に対応した位置に、それぞれ設けられている(図3参照)。
ベルトユニット11の上方には、4つのプロセス部と、各プロセス部に対応した露光とが前後方向に並んで設けられている。プロセス部19、露光部17および転写ローラ14は、それぞれ一つずつで各画像形成部20C,20M,20Y,20Kを構成しており、プリンタ1全体では、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各色に対応した4つの画像形成部20C〜20Kが設けられている。
各露光部17は、カバー2Aの下面に支持されており、その下端部に複数のLEDが一列に並んで設けられたLEDヘッド18を備えている。各露光部17C〜17Kは、形成すべき画像データに基づいて発光制御され、LEDヘッド18から当該LEDヘッド18に対向する感光ドラム28の表面に一ラインごとに光を照射、すなわち、感光ドラム28を一ラインごとに走査することで露光を行う。
各プロセス部19は、カートリッジフレーム21と、カートリッジフレーム21に対し着脱可能に装着される現像カートリッジ22とを備えている。カバー2Aを開放すると、各露光部17がカバー2Aと共に上方に退避して、各プロセス部19が本体ケーシング2に対して個別に着脱可能となる。
現像カートリッジ22は、現像剤である各色のトナーを収容するトナー収容室23を備え、その下側に供給ローラ24、現像ローラ25、層厚規制ブレード26等を備えている。トナー収容室23から放出されたトナーは、供給ローラ24の回転により現像ローラ25に供給され、供給ローラ24と現像ローラ25との間で正に摩擦帯電される。さらに、現像ローラ25上に供給されたトナーは、現像ローラ25の回転に伴って、層厚規制ブレード26と現像ローラ25との間に進入し、ここでさらに十分に摩擦帯電されて、一定厚さの薄層として現像ローラ25上に担持される。
カートリッジフレーム21の下部には、表面が正帯電性の感光層によって覆われた感光ドラム28と、スコロトロン型の帯電器29とが設けられている。画像形成時には、感光ドラム28が回転駆動され、それに伴って感光ドラム28の表面が帯電器29により一様に正帯電される。そして、その正帯電された部分が露光部17の走査により露光されて、感光ドラム28の表面に静電潜像が形成される。
次いで、現像ローラ25上に担持され正帯電されているトナーが感光ドラム28表面の静電潜像に供給され、これにより感光ドラム28の静電潜像が可視像化される。その後、各感光ドラム28の表面上に担持されたトナー像は、用紙3が感光ドラム28と転写ローラ14との間の各ニップ位置を通過する間に、転写ローラ14に印加される負極性の転写電圧によって用紙3上に順次転写される。トナー像が転写された用紙3は、次に定着器31に搬送され、そこでトナー像が熱定着され、その後、その用紙3は上方へ搬送され、カバー2Aの上面に排出される。
2.プリンタの電気的構成
図2は、プリンタ1の電気的構成を概略的に示すブロック図である。
プリンタ1は、図2に示すように、CPU40(画像形成部、調整部、および検出部の一例)、ROM41、RAM42、NVRAM(不揮発性メモリ)43、ネットワークインターフェイス44を備える。これらに画像形成部20C〜20K、パッチ検出センサ15、表示部45、操作部46、駆動モータ47およびタイマ48等が接続されている。
ROM41には、後述する各種の検出処理など、このプリンタ1の動作を実行するためのプログラムが記憶されており、CPU40は、ROM41から読み出したプログラムに従って、その処理結果をRAM42またはNVRAM43に記憶させながら、画像形成部20等の、画像形成に係る各部の制御を行う。ネットワークインターフェイス44は、通信回線を介して外部のコンピュータ(図示せず)等に接続され、これにより相互のデータ通信が可能となっている。
また、表示部45は、液晶ディスプレイやランプ等を備え、各種の設定画面や装置の動作状態等を表示することが可能である。操作部46は、複数のボタンを備え、ユーザにより各種の入力操作が可能である。駆動モータ47は、複数のモータからなり、図示しないギア機構を介してレジストローラ6、ベルト駆動ローラ12B、現像ローラ25、感光ドラム28等を回転駆動させる。タイマ48は画像形成に係る各種経過時間を計時する。
3.ずれ補正処理(2段階補正処理)
次に、図3〜図5を参照して、実施形態1における「ずれ補正処理」を説明する。図3は、「ずれ補正処理」によってベルト13上に形成されるパッチ群(第1調整画像の一例)50およびマーク群(第2調整画像の一例)60を示す平面図である。図4は、実施形態1の「ずれ補正処理」の各処理を示すフローチャートであり、図5は、「ずれ補正処理」における粗補正を説明する図である。以下に説明において、用語「主走査方向」は、ベルト13の幅方向を意味し、露光部17によって走査されるライン方向(図3の矢印Xで示される方向)に対応する。また、用語「搬送方向」は、主走査方向に垂直の方向を意味し、ベルト13が移動してトナーや用紙3を搬送する方向(図3の矢印Yで示される方向)に対応する。なお、用語「搬送方向」と「副走査方向」とは同一方向を意味する。
なお、パッチ群50およびマーク群60はベルト13上において主走査方向Xの左右両端部に形成されるが、形状が同一のため、図3には、主走査方向Xの左端部に形成されるパッチ群50およびマーク群60のみが示される。
「ずれ補正処理」は、ROM41から読み出したプログラムに従って、CPU40の制御によって実行される。また、「ずれ補正処理」は、例えば、プリンタ1の電源投入直後や、カバー2Aが開閉されたことを検知した場合、プロセス部19やベルトユニット11が着脱されたことが検知された場合、若しくは前回の検出処理から所定の時間が経過するか、または所定枚数の印刷を行った場合など、それぞれ所定の条件が満たされた場合に実行される。
また、実施形態1における「ずれ補正処理」は、マーク群60の形成後であって、マーク群60の検出タイミングを過ぎてからパッチ群50の形成が開始される「二段階補正処理」である。
さて、CPU40は、図4に示すように、「ずれ補正処理」を開始すると、各画像形成部20C,20M,20Y,20Kを制御してマーク群60を形成する(ステップS100)。マーク群60は、図3に示されているように、各色に対応した4組のマーク対(60CL,60CR)、(60ML,60MR)、(60YL,60YR)、(60KL,60KR)を含む。
なお、各色に対応したマーク対の形状は同一のため、以下本明細書において、主にブラックKのマーク対(60KL,KR)を代表して説明する。また、マーク群60において、搬送方向Yの下流側Y1に向かって左側のマーク群(60CL,60ML,60YL,60KL)を左マーク群60L、一方、搬送方向Yの下流側Y1に向かって右側のマーク群(60CR,60MR,60YR,60KR)を右マーク群60Rと記す。
マーク60KL(第1マークあるいは第2マークの一例)は、その長辺の長さが「b」であり、短辺の長さが「p」である長方形形状を有する。なお、ここで「長方形形状」とは、完全な長方形の形状(対向する辺の長さがそれぞれ等しく、かつ短辺と長辺が90°を成す形状)でない長方形の形状も含むことを意味する。長方形すなわち、マーク60KLにおいて、主走査方向Xの長さ(以下、「主走査方向長さ」という:第2直交方向長さに相当する)が「b」であり、搬送方向Yの長さ(以下、「搬送方向長さ」という)は「p」である。ここで、主走査方向長さは、搬送方向Yに直交する方向の長さに相当する。主走査方向長さ「b」は、後述するパッチ群50の各パッチ50C,50M,50Y,50Kの主走査方向長さ(第1直交方向長さに相当)「a」未満である。
また、マーク60KLは、パッチ群50のパッチ50Kとは副走査方向Yにおいて異なる位置に、ここでは搬送方向下流側Y1に、トナーを用いて形成される。
詳細には、マーク60KLは、パッチ群50のパッチ50Kの主走査方向一端部から搬送方向に延びる仮想の第1直線VL1と当該マーク60KLとが重なる部分から、パッチ群50のパッチ50Kの主走査方向他端部から搬送方向に延びる仮想の第2直線VL2に近い側の当該マーク60KLの端部までの長さΔb(「第1長さ」に相当)が、パッチ群50のパッチ50Kの主走査方向長さ「a」からマーク60KLの主走査方向長さ「b」を引いた差未満となる位置に形成される。すなわち、Δb<a−b、あるいはb+Δb<aなる条件を満たす位置に、マーク60KLが形成される。
この条件によって、図3に示されるように、マーク60KLは、パッチ群50のパッチ50Kに対して、搬送方向下流側Y1に向かって左側(b−Δb)だけ付き出すような位置に形成される。そのため、マーク60KLを検出することによって、パッチ形成位置が搬送方向下流側Y1に向かって右側(主走査方向Xの右方向)に、所定範囲を超えて大きくずれていることが検出される。所定範囲は、例えば、後述する高精度の補正によって好適に調整できる、ずれの範囲である。
一方、マーク60KR(第2マークあるいは第1マークの一例)は、第1直線VL1と第2直線VL2との中間に位置する仮想の中心線に対して、マーク60KLと逆側の位置に形成される。なお、図3においては、パッチ群50がパッチ検出センサ15Lによって検出位置に形成される場合に、パッチ検出センサ15Lから投光される光が当たるベルト13上のライン(以下、投光ラインという)DLと、前述の仮想の中心線とは一致するように示されているが、各ラインが一致しない場合もある。マーク60KRは、その長辺の長さが「c」であり、短辺の長さが「q」である長方形形状を有する。すなわち、マーク60KRにおいて、主走査方向長さ(第3直交方向長さに相当)が「c」であり、搬送方向Yの長さは「q」である。ここで、マーク60KRの主走査方向長さ「c」は、マーク60KLの主走査方向長さ「b」と同様に、パッチ群50のパッチ50Kの主走査方向長さ「a」未満である。なお、短辺長「q」は、マーク60KLの短辺長「p」より大きい。
また、マーク60KRの、第2直線VL2と重なる部分から第1直線VL1に近い側の端部までの長さΔc(「第2長さ」に相当)が、パッチ群50の主走査方向長さ「a」からマーク60KRの主走査方向長さ「c」を引いた差未満となる位置に、マーク60KRが形成される。すなわち、Δc<a−cあるいは書き換えてc+Δc<aなる条件を満たす位置に、マーク60KRが形成される。
この条件によって、図3に示されるように、マーク60KRは、パッチ群50のパッチ50Kに対して、搬送方向下流側Y1に向かって右側(c−Δc)だけ付き出すような位置に形成される。そのため、マーク60KRを検出することによって、パッチ形成位置が搬送方向下流側Y1に向かって左側(主走査方向Xの左方向)に所定範囲を超えて大きくずれていることが検出される。
次いで、CPU40は、マーク群60がパッチ検出センサ15の近傍に到達しているかどうかを判定する(ステップS105)。近傍に到達していると判定した場合(ステップS105:YES)、CPU40は、パッチ検出センサ15を制御して、色ずれ検出を開始する(ステップS110)。ここでは、具体的には、マーク群60の検出を行う。
ここで、マーク群60のパッチ検出センサ15近傍への到達の検出は、例えば、マーク群60の生成時刻からの経過時間、マーク群60のベルト13上の生成位置からパッチ検出センサ15までの距離、およびベルト13の移動速度に基づいて行われる。また、マーク群60の検出は、パッチ検出センサ15からベルト13に向けて投光された光の反射光の受光結果に基づいて行われる。具体的には、ここでは、反射光の受光タイミングに基づいてマーク群60の検出が行われる。
ここで、マーク群60に含まれる8個の各マーク(60CL,CR)、(60ML,MR)、(60YL,YR)、(60KL,KR)の各受光タイミングは、例えば、各マークの各生成時刻からパッチ検出センサ15に到達するまでの各経過時間に対応する。各経過時間は、各マークのベルト13上の生成位置からパッチ検出センサ15までの距離、およびベルト13の移動速度等によって事前に知られている。また、各色に応じて反射光の強度が異なる。さらに、マークの搬送方向長(短辺長)に応じて反射光の受光時間が異なる。そのため、CPU40は、反射光の異なる情報に基づいて、マーク群60に含まれる8個のマークを個別に識別することができる。
次いで、CPU40は、所定の検出時間が経過したかどうかを判定し(ステップS115)、検出時間が経過したと判定した場合(ステップS115:YES)、色ずれ検出、すなわち、マーク群60の検出を終了する(ステップS120)。所定の検出時間は、例えば、事前に、マーク群60が取り得る副走査方向の長さの最大値に+αを追加した値として決定されている。
次いで、CPU40は、所定の検出時間中にマーク群60のうち検出されたマークがないかどうかを判断する(ステップS125)。検出されたマークがなかったと判断した場合(ステップS125:YES)、ベルト13上へのパッチ形成の大きなずれはないと判断し、画像調整(ずれの粗補正)することなしにパッチ群50の形成を開始する(ステップS140)。
一方、検出されたマークがあったと判断した場合(ステップS125:NO)、検出されたパッチからの受光(反射光)に基づいて、主走査方向Xにおける、投光ラインDLに対するパッチ形成位置(形成画像)のずれ方向を判定する(ステップS130)。ずれ方向の判定は、上記したようにマーク群60の各マークが個別に識別可能であるために、どのマークが検出されたかによって行われる。そして、ずれ方向に応じて、主走査方向Xにおけるパッチ形成位置のずれの粗補正が行われる(ステップS135)。
ずれの粗補正は、例えば図5に示すように、粗補正前においてマーク60KLが検出された場合、ステップS130において、パッチ形成位置が主走査方向右側に大きくずれたと判定され、ステップS135において、パッチ形成位置を主走査方向左側に一定長さ「b」だけ、ずらすように補正される。このように粗補正することによって、図5に示されるように、粗補正前においてはパッチ検出センサ15Lによって検出されない位置に形成されることになるパッチ群50が、粗補正後においては、パッチ検出センサ15Lによって検出される位置に形成されるようになる。その際、上記条件、Δb<a−bあるいは(b+Δb<a)にしたがってマーク60KLを形成することによって、補正量は、マーク60KLの主走査方向長さである一定長さ「b」とすることができる。
なお、マーク60KRが検出された場合、ステップS130において、パッチ形成位置が主走査方向左側に大きくずれたと判定され、ステップS135において、パッチ形成位置を主走査方向右側に一定長さ「c」だけ、ずらすように補正される。
すなわち、CPU40は、パッチ検出センサ15Lによってマーク群60が検出された場合、ベルト13上に形成されるパッチ群50の主走査方向Xの位置を、一定長さ「bあるいはc」(第2直交方向長さあるいは第3直交方向長さ)を用いて調整する。そのため、調整処理が簡易化される。なお、ステップS125、ステップS130およびステップS135の処理は、各色に対して行われる。すなわち、粗補正処理は各色毎に行われる。
次いで、CPU40は、ずれ補正されたもとに、パッチ群50の形成を開始する(ステップS140)。すなわち、CPU40は、マーク群60の形成後であって、マーク群60の検出タイミングを過ぎてからパッチ群50の形成を開始する。そして、CPU40は、ステップS105と同様に、パッチ群50がパッチ検出センサ15の近傍に到達しているかどうかを判定する(ステップS150)。近傍に到達していると判定した場合(ステップS150:YES)、CPU40は、パッチ検出センサ15を制御して、色ずれ検出を開始する(ステップS155)。ここでは、具体的には、上記マーク群60の検出と同様の方法で、パッチ群50の検出を行う。
次いで、パッチ群50の形成が終了したかを判定する(ステップS160)。パッチ群50の形成が終了したと判定した場合(ステップS160:YES)、CPU40は、所定の検出時間が経過したかどうかを判定する(ステップS165)。そして、検出時間が経過したと判定した場合(ステップS165:YES)、色ずれ検出、すなわち、パッチ群50の検出を終了する(ステップS170)。所定の検出時間は、例えば、事前に、パッチ群50が取り得る副走査方向の長さの最大値に+αを追加した値として決定されている。
そして、CPU40は、パッチ群50の検出結果に基づいて、形成される画像の主走査方向Xおよび/または副走査方向Yのずれ量を算出し(ステップS175)、算出されたずれ量に基づいて、主走査方向ずれおよび/または副走査方向ずれの高精度の補正を行う(ステップS180)。すなわち、CPU40は、位置を調整されたパッチ群50の検出結果に基づいて、用紙3に形成される画像を調整する。
なお、ステップS175におけるずれ量の算出処理、およびステップS180における高精度の補正処理は、従来の方法を用いて行われる。例えば、ずれ量の算出は、ブラックを基準としてイエロー、マゼンタ、シアンそれぞれの主走査方向および副走査方向のずれ量を算出することによって行われ、高精度の補正は、算出されたずれ量を元に、露光部17による露光タイミングと、感光体28における露光位置とを調整することによって行われる。
なお、その際、補正は、各色の位置ずれ補正に限られず、各色の濃度補正であってもよい。すなわち、本実施形態における粗補正処理は、各色の位置ずれ補正をする際のみならず、各色の濃度補正をする際にも適用できる。
4.実施形態1の効果
上記したように、実施形態1では、ベルト13とパッチ群50との相対的な位置ずれが大きく、マーク群60が検出された場合、パッチ群50に対するマーク群60の各マークの主走査方向長さに関する条件(b+Δb<a、c+Δc<a)から、パッチ群50の幅方向(直交方向:主走査方向X)の位置を、単に、「b」あるいは「c」だけ調整することによって、その位置ずれを修正できる。
また、パッチ群50の大きさには、画像調整精度を確保するために通常の大きさが必要とされるものの、マーク群60(第1および第2マーク)の各マークの短辺長(「p」,「q」)は、パッチ検出センサ15が検出可能な長さまで短くできる。また、各色のマークは、単に、主走査方向Xに分断された一対の長方形形状のマークからなる。そのため、上記従来の水平マーク部と傾斜マーク部とによって構成されるマークと比べて、主走査方向X(水平マーク部)の長さを短くできるとともに、主走査方向Xに対して傾斜したマーク(傾斜マーク部)を省略できる。そのため、マーク群60の総面積を、従来のマーク群の総面積と比べて低減することができ、マーク群60を形成するためのトナー(現像剤)の量を低減することができる。すなわち、画像調整精度を低下させることなく、画像調整のために使用される現像剤の量を低減することができる。
また、パッチ群50の形成は、マーク群60の形成後であって、マーク群60の検出タイミングを過ぎてから開始される。この場合、マーク群60が検出されなかった場合には、パッチ群50の位置ずれは大きくなく許容範囲と見なされ、パッチ群50の位置ずれを補正する必要がない、すなわち、パッチ群50を再形成する必要がない。そのため、マーク群60の検出タイミング以前にパッチ群50の形成を開始する場合と比べて、トナーの消費量を低減できる。
また、マーク群60の左マーク群60L(第1マーク)の短辺長「p」(第1搬送方向長さ)と、右マーク群60R(第2マーク)の短辺長「q」(第2搬送方向長さ)とは異なる長さに形成される。そして、左マーク群60Lは、搬送方向下流側Y1を向いて、主走査方向(直交方向)Xにおいて、右マーク群60Rに対して左側に形成されている。そのため、単に、左右マーク群60L,60Rからの反射光の検出継続時間の相違から、ずれが主走査方向Xの左右どちらであるかの判別を簡易かつ好適に行える。
<実施形態2>
次に、図6を参照して、本発明に係る実施形態2を説明する。図6は、実施形態2における「ずれ補正処理」を示すフローチャートである。実施形態2と実施形態1とは、「ずれ補正処理」のみが異なるため、以下において実施形態1との相違点のみ説明し、実施形態1と同一の処理には同一のステップ番号を符し、その説明を省略する。
実施形態1における「ずれ補正処理」においては、マーク群60の検出タイミングを過ぎてからパッチ群50の形成が開始される「二段階補正処理」が行われた。それに対して、実施形態2における「ずれ補正処理」においては、マーク群60の形成後であって、マーク群60の検出タイミングの前からパッチ群50の形成が開始される「一括補正処理」が行われる。
すなわち、図6に示されるように、CPU40は、各画像形成部20C,20M,20Y,20Kを制御してマーク群60の形成をした後(ステップS100)、続いて、パッチ群50の形成を開始する(ステップS200)。
そして、ステップS125において、マーク群60のいずれかのマークが検出されたと判定された場合(ステップS125:NO)、パッチ群50の形成を一旦中止する(ステップS210)。そして、ステップS125において判定されたマークの色に対応した、上記ずれ方向判定処理(ステップS130)および主走査方向粗補正処理(ステップS135)を行う。続いて、CPU40は、中断されたパッチ群50の形成を再開し(ステップS220)、以下実施形態1と同様の処理を行う。
5.実施形態2の効果
実施形態2の「一括補正処理」においては、マーク群60のいずれのマークも検出されない場合、パッチ群50の粗調整がいらないため、パッチ群50の形成は中断されない。そのため、パッチ形成位置が大きくずれていない場合には、実施形態1の「二段階補正処理」と比べて、総合調整時間を短縮できる。
<他の実施形態>
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
(1)上記各実施形態においては、マーク群60において、左マーク群60Lと、右マーク群60Rとが分離して形成される例を示したが、これに限られない。図7に示すように、左マーク60KLと右マーク60KRとは、その短辺長「p」(第1搬送方向長さ)および短辺長「q」(第2搬送方向長さ)とは異なる長さである短辺長「k」(第3搬送方向長さ)を有する連結部61によって接続されていていてもよい。この場合、反射光の検出継続時間の相違から連結部61が検出される。そのため、連結部61の検出によって、ずれの程度が小さいと確実に判断でき、粗補正が不要であることが確実に判断できる。
(2)上記各実施形態においては、マーク群60の各マークを長方形形状とする例を示したが、各マークの形状はこれに限定されない。例えば、図8に示されるように、各マークの形状は、長方形を搬送方向Yに所定角度傾斜させた形状であってもよいし、あるいは図9に示されるように、台形であってもよい。また、各マーク形状において、左右の形状は逆であってもよい。
要は、第1マーク(左マークあるいは右マーク)は、搬送方向Yの一定の長さである第1搬送方向長さを有し、第2マーク(右マークとあるいは左マーク)は、搬送方向Yの一定の長さであり、第1搬送方向長さとは異なる長さの第2搬送方向長さを有する構成であればよい。この場合、第1マークおよび第2マークのパッチ検出センサ15による検出継続時間の相違から、主走査方向Xの左右どちらに大きくずれたかの判別を簡易かつ好適に行える。
(3)上記各実施形態においては、第1マーク(左マークとあるいは右マーク)と第2マーク(右マークとあるいは左マーク)との搬送方向の長さ(短辺長)が異なるように、第1マークと第2マークとを形成する例を示したが、これに限れられない。図10および図11に示すように、短辺長が同一であるように第1マークおよび第2マークを形成するようにしてもよい。
この場合、各マークの搬送方向の長さを最短化できるため、マーク60を形成するためのトナーの消費量を、各短辺長が異なる場合と比べて低減できる。
その際、好ましくは、図10に示されるように、左マーク60KLと右マーク60KRとにおいて、搬送方向Yにおける形成位置が異なるように形成する。これによって、第1マークおよび第2マークの形状が同一であっても、マーク検出のタイミング(検出時刻)が相違することによって、ずれの左右を好適に判別できる。あるいは、好ましくは、図11に示されるように、第1マークおよび第2マークは、それぞれ少なくとも1個形成し、第1マーク(60KL)と第2マーク(60KR1,60KR2)とにおいて、形成される個数が異なるようにする。これによって、第1マークおよび第2マークの形状が同一であっても、所定検出期間内におけるマークの検出回数が相違することによって、ずれの左右を好適に判別できる。
(4)上記各実施形態においては、各色の左マークおよび右マークをそれぞれ1個のマークで構成する例を示したが、これに限られない。図12に示すように、各色の左マークおよび右マークは、それぞれ複数のマークを含むマーク群で構成するようにしてもよい。その際、例えば図12に示されるように、左右のマーク群の各マークは、その長さ(主走査方向長さ)「b」、「d」、「f」、「c」、「e」、「g」がパッチ群50の長さ「a」(第1直交方向長さ)未満であり、その搬送方向長(副走査方向の長さ)「p」、「r」、「v」、「q」、「s」、「w」がそれぞれ異なる長方形形状に形成され、搬送方向Yに所定の重なり長さ「Δd」、「Δf」、「Δe」、「Δg」を有するように、ベルト13上の幅方向(直交方向:主走査方向X)の異なる位置に形成するようにする。この場合、粗調整の調整範囲を好適に広げることができる。
また、その際、各マークは、主走査方向長さに関する条件(b+Δb)<a、(d+Δd)<a、(f+Δf)<a、(c+Δc)<a、(e+Δe)<a、(g+Δg)<aを、それぞれ満たす位置に形成されることが好ましい。なお、b,d,fおよc,e,gの大小関係は問われない。この場合において、例えば図13に示すように、パッチ形成位置が主走査方向Xの右側に大きくずれてマーク60KL3が検出されたとする。この場合の粗補正量は、(f−Δf)+(d−Δd)+bとなり、その粗補正量だけ、パッチ形成位置が主走査方向Xの左側にずれるように補正される。
(5)上記各実施形態においては、マーク群60を左パッチ群60L(第2マークあるいは第1マーク)と、右パッチ群60R(第2マークあるいは第1マーク)とによって構成する例を示したが、これに限られない。例えば、マーク群60を左パッチ群60Lのみ、あるいは右パッチ群60Rのみで構成するようにしてもよい。この場合であっても、マーク群60を検出することによって、パッチ群50の粗補正をすることができるとともに、画像調整のために使用されるトナー(現像剤)の量を、上記各実施形態と比べてさらに低減することができる。
その際、CPU40は、例えば、左パッチ群60Lの形成後、左パッチ群60Lの検出タイミングの前からパッチ群50の形成を開始し、左パッチ群60Lが検出されなかった場合において、パッチ群50が検出された場合、パッチ群50の形成を継続するようにする。一方、左パッチ群60Lが検出されなかった場合において、パッチ群50が検出されなかった場合、パッチ群50の形成を中断し、左側にずれるように補正をするようにしてもよい。
(6)上記各実施形態においては、マーク群60をベルト13の主走査方向Xの左右両端に形成する例を示したが、これに限られず、左右両端のいずれか一端に形成するようにしてもよい。通常、ベルト13上へのパッチ形成位置が大きくずれる場合、ベルト13の左右両端において同一のずれが検出されると考えられるため、この場合であっても、好適にパッチ群50の粗補正をすることができる。
(7)上記各実施形態においては、マーク群60(第2調整画像)を形成してからパッチ群50(第1調整画像)を形成する例を示したが、これに限られない。その逆に、パッチ群50を先に形成し、パッチ群50の検出判定の後にマーク群60を形成するようにしてもよい。この場合、パッチ群50が予測通りの数、検出された場合(パッチ群50が大きくずれていなかった場合)、マーク群60形成する必要がなくなるため、画像調整のために使用される現像剤の量を低減することができる。
(8)上記各実施形態においては、本発明をダイレクトタンデム式のカラープリンタに適用する例を示したが、これに限られず、本発明は、中間転写方式のカラープリンタにも適用できる。この場合、用紙に形成される画像は中間転写ベルト(担持体の一例)上に形成される。
1…カラープリンタ、13…ベルト、15…パッチ検出センサ、20C、20M、20Y、20K…画像形成部、40…CPU、50…パッチ群、60…マーク群

Claims (15)

  1. 現像剤を用いて画像を形成する画像形成部と、
    前記画像形成部によって形成される画像を担持して搬送する担持体と、
    前記画像の搬送方向に直交する直交方向の長さが第1直交方向長さである第1調整画像が、前記画像形成部によって前記担持体上に形成された際に、前記担持体に向けて投光された光の反射光の受光結果に基づいて、前記第1調整画像を検出する検出部と、
    前記検出部による前記第1調整画像の検出結果に基づいて、用紙に形成される画像の形成条件を調整する調整部とを備え、
    前記画像形成部は、前記直交方向の長さが第2直交方向長さである第1マークを有する第2調整画像を前記担持体上に形成し、
    前記調整部は、前記受光結果に基づいて前記検出部によって前記第2調整画像が検出された場合、前記担持体上に形成される前記第1調整画像の前記直交方向の位置を、前記第2直交方向長さを用いて調整し、
    前記第2調整画像の有する前記第1マークの前記第2直交方向長さは、前記第1調整画像の前記第1直交方向長さ未満であり、
    前記第1マークは、前記担持体上の前記搬送方向において前記第1調整画像とは異なる位置に形成され、かつ、前記第1調整画像の前記直交方向一端部から前記搬送方向に延びる仮想の第1直線と当該第1マークとが重なる部分から、前記第1調整画像の前記直交方向他端部から前記搬送方向に延びる仮想の第2直線に近い側の当該第1マーク端部までの第1長さが、前記第1直交方向長さから前記第2直交方向長さを引いた差未満となる位置に形成される、画像形成装置。
  2. 請求項1に記載の画像形成装置において、
    前記第1マークは長方形形状に形成される、画像形成装置。
  3. 請求項2に記載の画像形成装置において、
    前記第2調整画像は、前記第1マークを含む複数のマークから構成され、
    各マークは、前記直交方向の長さが前記第1直交方向長さ未満であり、搬送方向の長さがそれぞれ異なる長方形形状に形成されるとともに、一方のマークを前記搬送方向に延長した場合に他方のマークと重なるように、前記第1直線と前記第2直線との中間に位置する仮想の中心線に対して、同じ側の位置であって前記担持体上の異なる位置に形成される、画像形成装置。
  4. 請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
    前記第2調整画像は、前記第1直線と前記第2直線との中間に位置する仮想の中心線に対して、前記第1マークと逆側の位置に形成される、前記直交方向の長さが前記第1直交方向長さ未満の第3直交方向長さである第2マークをさらに含み、
    前記画像形成部は、前記第2直線と重なる部分から前記第1直線に近い側の端部までの第2長さが、前記第1直交方向長さから前記第3直交方向長さを引いた差未満となる位置に前記第2マークを形成する、画像形成装置。
  5. 請求項4に記載の画像形成装置において、
    前記画像形成部は、前記第2調整画像の形成後、第2調整画像の検出タイミングを過ぎてから前記第1調整画像の形成を開始する、画像形成装置。
  6. 請求項4に記載の画像形成装置において、
    前記画像形成部は、前記第2調整画像の形成後、前記第2調整画像の検出タイミングの前から前記第1調整画像の形成を開始し、前記第2調整画像が検出された場合、前記第1調整画像の形成を中止し、前記調整部による調整後、前記第1調整画像の形成をやり直す、画像形成装置。
  7. 請求項4から請求項6のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
    前記第1マークは、前記搬送方向に第1搬送方向長さを有し、
    前記第2マークは、前記搬送方向に前記第1搬送方向長さとは異なる長さの第2搬送方向長さを有する、画像形成装置。
  8. 請求項7に記載の画像形成装置において、
    前記第1マークおよび前記第2マークは、前記搬送方向に前記第1搬送方向長さおよび前記第2搬送方向長さと異なる長さである第3搬送方向長さを有する連結部によって接続されている、画像形成装置。
  9. 請求項7に記載の画像形成装置において、
    前記第1マークおよび前記第2マークは、それぞれ複数のマークを含む第1マーク群および第2マーク群から構成され、
    各マーク群の各マークは、前記直交方向の長さが前記第1直交方向長さ未満であり、前記搬送方向の長さがそれぞれ異なる長方形形状に形成されるとともに、一方のマークを前記搬送方向に延長した場合に他方のマークと重なるように、前記第1直線と前記第2直線との中間に位置する仮想の中心線に対して、同じ側の位置であって前記担持体上の前記直交方向の異なる位置に形成される、画像形成装置。
  10. 請求項4から請求項6のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
    前記第1マークおよび前記第2マークは、前記搬送方向の長さが同一である、画像形成装置。
  11. 請求項10に記載の画像形成装置において、
    前記第1マークおよび前記第2マークは、前記搬送方向における形成位置が異なる、画像形成装置。
  12. 請求項10または請求項11に記載の画像形成装置において、
    前記第1マークおよび前記第2マークは、形成される個数が異なる、画像形成装置。
  13. 請求項4から請求項12のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
    前記第1マークは、搬送方向の下流側を向いて、前記直交方向において、前記第2マークに対して左側に形成され、
    前記調整部は、前記第1マークが前記検出部によって検出された場合、前記直交方向において右方向に前記第1調整画像の形成位置がずれたと判定し、前記第1調整画像の直交方向の位置を左方向に調整する、画像形成装置。
  14. 請求項1から請求項13のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
    前記画像形成部は、前記第2調整画像の形成後、前記第2調整画像の検出タイミングの前から前記第1調整画像の形成を開始し、前記第2調整画像が検出されなかった場合において、前記第1調整画像が検出された場合、前記第1調整画像の形成を継続し、前記第1調整画像が検出されなかった場合、前記第1調整画像の形成を中断する、画像形成装置。
  15. 画像形成部によって現像剤を用いて形成される画像を担持して搬送する、画像形成装置の担持体上に、前記画像を調整するための第1調整画像と第2調整画像とを形成して前記画像を調整する方法であって、
    前記画像の搬送方向に直交する直交方向の長さが第1直交方向長さである前記第1調整画像を、前記画像形成部によって前記担持体上に形成する第1調整画像形成工程と、
    前記第1調整画像が形成された際に、前記担持体に向けて投光された光の反射光の受光結果に基づいて、前記第1調整画像を検出する第1調整画像検出工程と、
    前記第1調整画像検出工程による前記第1調整画像の検出結果に基づいて、用紙に形成される画像の形成条件を調整する調整工程と、
    前記直交方向の長さが第2直交方向長さである第1マークを有する第2調整画像を、前記画像形成部によって前記担持体上に形成する第2調整画像形成工程と、
    前記担持体に向けて投光された光の反射光の受光結果に基づいて、前記第2調整画像を検出する第2調整画像検出工程と、を含み、
    前記第2調整画像形成工程において、
    前記第2調整画像の有する前記第1マークの前記第2直交方向長さは、前記第1調整画像の前記第1直交方向長さ未満に形成され、
    前記第1マークは、前記担持体上の前記搬送方向において前記第1調整画像とは異なる位置に形成され、かつ、前記第1調整画像の前記直交方向一端部から前記搬送方向に延びる仮想の第1直線と当該第1マークとが重なる部分から、前記第1調整画像の前記直交方向他端部から前記搬送方向に延びる仮想の第2直線に近い側の当該第1マーク端部までの第1長さが、前記第1直交方向長さから前記第2直交方向長さを引いた差未満となる位置に形成され、
    前記調整工程において、
    前記第2調整画像検出工程によって第2調整画像が検出された場合、前記担持体上に形成される前記第1調整画像の前記直交方向の位置が、前記第2直交方向長さを用いて調整される、画像調整方法。
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