JP4363003B2 - 画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明はタンデム型のカラープリンタや複写機、これらの複合機等に適用して好適な画像形成装置及び画像作成方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、タンデム型のカラープリンタや複写機、これらの複合機等が使用される場合が多くなってきた。これらのカラー画像形成装置ではイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)色用の各々の露光手段、現像装置、感光体ドラムと、中間転写ベルト及び定着装置とを備えている。
【0003】
例えば、Y色用の露光手段では任意の画像情報に基づいて感光体ドラムに静電潜像を描くようになされる。現像装置では感光体ドラムに描かれた静電潜像にY色用のトナーを付着してカラートナー像を形成する。感光体ドラムはトナー像を中間転写ベルトに転写する。他のM、C、K色についても同様の処理がなされる。中間転写ベルトに転写されたカラートナー像は用紙に転写された後に定着装置によって定着される。
【0004】
ところで、この種のカラー画像形成装置によれば、中間転写ベルトに色ずれ無くカラートナー像を形成しなければならない。色ずれ無く重ね合わされたカラートナー像を用紙に転写するためである。
【0005】
図15は従来例に係るカラーレジスト検知例を示す図である。図15において、中間転写ベルト(ベルトユニット又は紙搬送ベルトとも呼ばれる)6には任意の画像情報に基づく色画像を形成する前に定期又は不定期に「カラーレジスト検知」と呼ばれる処理がなされる。この検知処理では反射型のフォトセンサ(以下でレジストセンサともいう)12Aや12Bなどを用いて中間転写ベルト6上の「フ」字状のカラーレジストマーク(以下で単にカラーレジストRCともいう)が検出される。
【0006】
このとき、フォトセンサ12A等から出射した光は中間転写ベルト6上のカラーレジストRCによって遮光される。この処理では中間転写ベルト6から反射してくる光を検出することによりカラーレジストRCのマーク位置(エッジ又は重心)を検出するようになされる。エッジ検出データはRAM等に記録され、その後、その記録を基にしてY、M、C、K色の各色ずれ量を算出し、この色ずれ量を無くすようにトナー像を重ね合わせるような各色毎に露光手段が調整される。
【0007】
図16はレジストセンサ12A等による傷に係る信号例を示す波形図である。図16において、横軸は時間tであり、縦軸はレジストセンサ12A等による位置検出信号S2の信号レベルである。図16に示す実線はカラーレジスト形成前の中間転写ベルト6の色画像形成面の状態を表す波形である。Lbは位置検出信号S2のベース補正レベルである。Lthは閾値である。
【0008】
この波形は中間転写ベルト6を一周回してレジストセンサ12A等により、色画像形成面を検出することにより得られる。このカラーレジスト検知処理を妨げる要因の有無は閾値Lthを下回る信号レベルが存在するか否かによって判断される。図16に示す信号例によれば、閾値Lthに至る位置検出信号S2が検出されており、中間転写ベルト6にカラーレジスト検知処理の妨げの要因となるこすれ傷等が有る場合である。傷は画像形成装置動作中に停電して中間転写ベルト6が急停止した場合や、メンテナンス時の中間転写ベルト6の出し入れの際に生ずることがある。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来方式のタンデム型のカラー画像形成装置によれば、以下のような問題がある。
(1)カラーレジスト検知処理において、中間転写ベルト(以下で画像転写系ともいう)の経時的な変化によって、そのベルトに傷(耐久傷)が増えてくると、ベルト傷等にセンサが反応してしまい、カラーレジストのマークエッジを正確に検出できない場合が多くなってくる。このような場合はわざわざベルト傷等を避けてカラーレジストを作成しなくてはならない。
【0010】
(2)因みに、ベルト傷を含んだ位置検出データから傷データを除去する方法としてレジストマークを作成し、その後、基準タイミング立ち上げ時から各マークラインエッジまでの経過時間を記憶し、この処理を複数回繰り返し、全てのレジストマーク検知を試行した上でレジストマーク(以下で印画像ともいう)が重なる箇所のみを抽出する方法が考えられている。しかしながら、この方法は突発的に現れるベルト傷等を除去するために、毎回、上記処理を複数回繰り返さなければならず、1回の色ずれ量の算出に多大が時間を要してしまう。
【0011】
そこで、この発明は上述した課題を解決したものであって、画像転写系の使用環境が経時的に変化した場合であっても、わざわざベルト傷等を避けて印画像を作成することなく、画像転写系に傷が複数発生した場合であっても、各色共に傷の影響を含まない位置データを抽出できるようにした画像形成装置及び画像作成方法を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る画像形成装置は任意の画像情報に基づいて色を重ね合わせ色画像を形成する装置であって、画像転写手段と、この画像転写手段に各色毎に色重ね合わせ用の複数の印画像を形成する画像形成ユニットと、この画像形成ユニットによって形成された複数の印画像を検出する検出手段と、この検出手段の出力に基づいて画像転写手段又は/及び画像形成ユニットを制御する制御装置とを備え、所定のデータ長を有する領域を単位基準範囲としたとき、制御装置は、画像転写手段に形成された複数の印画像が基準位置を通過する時間のデータである通過時間データを検出し、該検出された通過時間データから、印画像に関して任意に設定された基準値を差し引くことにより、複数の印画像の形成位置をそれぞれ示す複数の位置データを取得し、複数の位置データをそれぞれ単位基準範囲毎に分割し、ここで単位基準範囲毎にそれぞれ分割された複数の位置データにして基準値を揃えるための演算処理をし、ここで演算処理された複数の位置データを比較し、複数の位置データにおいて重複する部分をその色の印画像の位置データとして抽出し、ここで抽出された位置データに基づいて各色間における位置ずれ量を算出することを特徴とするものである。
【0013】
本発明に係る画像形成装置によれば、任意の画像情報に基づいて色を重ね合わせ色画像を形成する場合に、画像転写手段には画像形成ユニットによって各色毎に色重ね合わせ用の複数の印画像が形成される。検出手段では画像転写手段に形成された複数の印画像の位置が検出される。制御装置では検出手段の出力に基づいて画像転写手段又は/及び画像形成ユニットを制御するようになされる。
【0014】
これを前提にして、制御装置では、画像転写手段に形成された複数の印画像が基準位置を通過する時間のデータである通過時間データを検出し、該検出された通過時間データから、印画像に関して任意に設定された基準値を差し引くことにより、複数の印画像の形成位置をそれぞれ示す複数の位置データを取得し、複数の位置データをそれぞれ前記単位基準範囲毎に分割し、ここで単位基準範囲毎にそれぞれ分割された複数の位置データにして基準値を揃えるための演算処理をし、ここで演算処理された複数の位置データを比較し、複数の位置データにおいて重複する部分をその色の印画像の位置データとして抽出し、ここで抽出された位置データに基づいて各色間における位置ずれ量を算出するようになされる。
【0015】
従って、基準値に対する位置データが重ならない部分は傷に関する位置データとして除去することができる。これにより、画像転写手段の経時使用によって傷を含んだ位置データが取得された場合も、各色共に傷の影響を含まない位置データを抽出することができる。このことで、わざわざ傷を避けて印画像を作成する必要がなく、また、画像転写手段に傷が複数発生した場合であっても、各色共に傷の影響を含まない位置データを抽出することができる。これにより、傷等による雑音信号が重畳されない高信頼度の位置データに基づいて色画像の形成位置を精度良く調整することができる。
【0016】
更にまた、画像転写手段に作成された複数の印画像の位置データに対して、傷の除去処理を1回で実行するために複数回の印画像作成シーケンスを実行する必要がなく、従来方式に比べて位置ずれ量の算出時間を短縮することができる。
【0017】
本発明に係る画像形成方法は任意の画像情報に基づいて色を重ね合わせ色画像を形成する画像形成装置所定のデータ長を有する領域を単位基準範囲として各色毎に色重ね合わせ用の複数の印画像を画像転写系に形成すると共に、画像転写系に形成された印画像に関して予め基準値を設定するステップと、画像転写系に形成された複数の印画像が基準位置を通過する時間である通過時間データを検出し、該検出された通過時間データから、印画像に関して任意に設定された基準値を差し引くことにより、複数の印画像の形成位置をそれぞれ示す複数の位置データを取得するステップと、ここで取得された複数の位置データをそれぞれ単位基準範囲毎に分割するステップと、ここで単位基準範囲毎にそれぞれ分割された複数の位置データにして基準値を揃えるための演算処理をするステップと、ここで演算処理された複数の位置データを比較し、複数の位置データにおいて重複する部分をその色の印画像の位置データとして抽出するステップと、ここで抽出された位置データに基づいて各色間における位置ずれ量を算出するステップとを有することを特徴とするものである。
【0018】
本発明に係る画像形成方法によれば、任意の画像情報に基づいて色を重ね合わせ色画像を形成する際に、基準値に対する位置データが重ならない部分は傷に関する位置データとして除去することができる。従って、画像転写系の経時使用によって傷を含んだ位置データが取得された場合も、各色共に傷の影響を含まない位置データを抽出することができる。
【0019】
このことで、わざわざ傷を避けて印画像を作成する必要がなく、また、画像転写系に傷が複数発生した場合であっても、各色共に傷の影響を含まない位置データを抽出することができる。これにより、傷等による雑音信号が重畳されない高信頼度の位置データに基づいて色画像の形成位置を精度良く調整することができる。
【0020】
更にまた、画像転写系に作成された複数の印画像の位置データに対して、傷の除去処理を1回で実行するために複数回の印画像作成シーケンスを実行する必要がなく、従来方式に比べて位置ずれ量の算出時間を短縮することができる。これにより、画像転写系に正確に色を重ね合わせることができるので、所望の転写紙に色画像を精度良く転写することができる。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、この発明の実施形態に係る画像形成装置及び画像作成方法について説明をする。
図1は、本発明の実施形態としてのカラー画像形成装置100の構成例を示す概念図である。
この実施形態では、任意の画像情報に基づいて色を重ね合わせ色画像を形成する場合に、色重ね合わせ用の複数の印画像の位置を検出に基づいて画像転写手段又は/及び画像形成ユニットを制御する制御装置を備え、画像転写手段に形成された色重ね合わせ用の印画像に関して任意に設定された基準値に対する各々の印画像の形成位置を示す位置データを取得し、この各色毎の印画像の位置データを単位基準範囲毎に分割し、ここで分割された単位基準範囲毎の位置データに関して基準値を揃えるための演算処理をし、ここで演算処理された基準値に対する複数の位置データが重複する部分をその色の色重ね合わせ用の印画像の位置データとして抽出し、ここで抽出された位置データに基づいて各色間における位置ずれ量を算出する。
【0022】
これによって、基準値に対する位置データが重ならない部分は傷に関する位置データとして除去できるようにする。これと共に、画像転写手段の経時使用によって傷を含んだ位置データが取得された場合も、各色共に傷の影響を含まない位置データを抽出できるようにしたものである。
【0023】
図1に示すカラー画像形成装置100は画像形成装置の一例を構成するものでであり、任意の画像情報に基づいて色を重ね合わせ、画像転写系に色画像を形成する装置である。
図1において、カラー画像形成装置100は、画像形成装置本体101と画像読取装置102とから構成される。画像形成装置本体101の上部には、自動原稿送り装置201と原稿画像走査露光装置202から成る画像読取装置102が設置されている。自動原稿送り装置201の原稿台上に載置された原稿dは搬送手段により搬送され、原稿画像走査露光装置202の光学系により原稿の片面又は両面の画像が走査露光され、ラインイメージセンサCCDに読み込まれる。
【0024】
ラインイメージセンサCCDにより光電変換されたアナログ信号は、図示しない画像処理部において、アナログ処理、A/D変換、シェーディング補正及び画像圧縮処理等がなされ、画像情報となる。その後、画像情報は画像形成ユニットの一例となる画像書き込み部(露光手段)3Y、3M、3C、3Kへ送られる。
【0025】
自動原稿送り装置201は自動両面原稿搬送手段を備えている。この自動原稿送り装置201は原稿載置台上から給送される多数枚の原稿dの内容を連続して一挙に読み取り、記憶手段に蓄積するようになされる(電子RDH機能)。この電子RDH機能は、複写機能により多数枚の原稿内容を複写する場合、或いはファクシミリ機能により多数枚の原稿dを送信する場合等に便利に使用される。
【0026】
画像形成装置本体101は、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成ユニット(画像形成系)10Y、10M、10C、10Kと、画像転写手段(画像転写系)の一例を成す中間転写体としての無終端状の中間転写ベルト6と、再給紙機構(Automatic Document Unite;ADU機構)を含む給紙搬送手段と、トナー像を定着するための定着装置17とを有している。画像形成ユニット10Y、10M、10C、10Kでは印画像の一例となる色重ね合わせ用の複数のカラーレジスト(パターン)を各色毎に中間転写ベルト6に形成するようになされる。
【0027】
イエロー(Y)色の画像を形成する画像形成ユニット10Yは、像形成体としての感光体ドラム1Yと、感光体ドラム1Yの周囲に配置されたY色用の帯電手段2Y、露光手段3Y、現像装置4Y及び像形成体用のクリーニング手段8Yを有する。マゼンタ(M)色の画像を形成する画像形成ユニット10Mは、像形成体としての感光体ドラム1Mと、M色用の帯電手段2M、露光手段3M、現像装置4M及び像形成体用のクリーニング手段8Mを有する。
【0028】
シアン(C)色の画像を形成する画像形成ユニット10Cは、像形成体としての感光体ドラム1Cと、C色用の帯電手段2C、露光手段3C、現像装置4C及び像形成体用のクリーニング手段8Cを有する。黒(K)色の画像を形成する画像形成ユニット10Kは、像形成体としての感光体ドラム1Kと、K色用の帯電手段2K、露光手段3K、現像装置4K及び像形成体用のクリーニング手段8Kを有する。
【0029】
帯電手段2Yと露光手段3Y、帯電手段2Mと露光手段3M、帯電手段2Cと露光手段3C及び帯電手段2Kと露光手段3Kとは、潜像形成手段を構成する。現像装置4Y、4M、4C、4Kによる現像は、使用するトナー極性と同極性(本実施形態においては負極性)の直流電圧に交流電圧を重畳した現像バイアスが印加される反転現像にて行われる。中間転写ベルト6は、複数のローラにより巻回され、回動可能に支持されている。
【0030】
画像形成プロセスの概要について以下に説明する。画像形成ユニット10Y、10M、10C及び10Kより形成された各色の画像は、使用するトナーと反対極性(本実施形態においては正極性)の1次転写転写バイアス(不図示)が印加される1次転写ローラ7Y、7M、7C及び7Kにより、回動する中間転写ベルト6上に逐次転写されて(1次転写)、合成されたカラー画像(色画像:カラートナー像)が形成される。カラー画像は中間転写ベルト6から用紙Pへ転写される。
【0031】
給紙カセット20A、20B、20C内に収容された用紙Pは、給紙カセット20A、20B、20Cにそれぞれ設けられる送り出しローラ21および給紙ローラ22Aにより給紙され、搬送ローラ22B、22C、22D、レジストローラ23等を経て、2次転写ローラ7Aに搬送され、用紙P上の一方の面(表面)にカラー画像が一括して転写される(2次転写)。
【0032】
カラー画像が転写された用紙Pは、定着装置17により定着処理され、排紙ローラ24に挟持されて機外の排紙トレイ25上に載置される。転写後の感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kの周面上に残った転写残トナーは、像形成体クリーニング手段8Y、8M、8C、8Kによりクリーニングされ次の画像形成サイクルに入る。
【0033】
両面画像形成時には、一方の面(表面)に画像形成され、定着装置17から排出された用紙Pは、分岐手段26によりシート排紙路から分岐され、それぞれ給紙搬送手段を構成する、下方の循環通紙路27Aを経て、再給紙機構(ADU機構)である反転搬送路27Bにより表裏を反転され、再給紙搬送部27Cを通過して、給紙ローラ22Dにおいて合流する。
【0034】
反転搬送された用紙Pは、レジストローラ23を経て、再度2次転写ローラ7Aに搬送され、用紙Pの他方の面(裏面)上にカラー画像(カラートナー像)が一括転写される。カラー画像が転写された用紙Pは、定着装置17(或いは定着装置17A)により定着処理され、排紙ローラ24に挟持されて機外の排紙トレイ25上に載置される。
【0035】
一方、2次転写ローラ7Aにより用紙Pにカラー画像を転写した後、用紙Pを曲率分離した中間転写ベルト6は、中間転写ベルト用のクリーニング手段8Aにより残留トナーが除去される。これらの画像形成の際には、用紙Pとして52.3〜63.9kg/m2(1000枚)程度の薄紙や64.0〜81.4kg/m2(1000枚)程度の普通紙や83.0〜130.0kg/m2(1000枚)程度の厚紙や150.0kg/m2(1000枚)程度の超厚紙を用い、線速度を80〜350mm/sec程度とし、環境条件として温度が5〜35℃程度、湿度が15〜85%程度の設定条件とすることが好ましい。用紙Pの厚み(紙厚)としては0.05〜0.15mm程度の厚さのものが用いられる。
【0036】
上述のクリーニング手段8Aの上流側であって、中間転写ベルト6の左側には、トナー像の濃度検知用のセンサ(以下、単にトナー濃度センサ11という)が設けられており、画像形成ユニット10Y、10M、10C及び10Kより中間転写ベルト6に形成されたトナー像(色画像)の濃度を検出し、濃度検出信号S1を発生するようになされる。
【0037】
このトナー濃度センサ11に並べて検出手段の一例となるトナー像位置ずれ検知用のセンサ(以下、単にレジストセンサ12という)が設けられており、中間転写ベルト6に形成されたカラーレジストの位置を検出し、位置検出信号S2を発生するようになされる。
【0038】
画像形成装置本体101には制御装置15が設けられ、少なくとも、レジストセンサ12の出力に基づいて中間転写ベルト6又は/及び画像形成ユニット10Y、10M、10C及び10Kの入出力が制御される。例えば、レジストセンサ12から出力される位置検出信号S2に基づいてカラーレジスト検知処理をするようになされる。この検知処理には濃度検出信号S1を制御対象に取り入れる場合もある。
【0039】
カラーレジスト検知処理とは色重ね合わせ用のカラーレジストを中間転写ベルト6に形成し、この中間転写ベルト6に形成されたカラーレジストの位置(エッジ、重心等)をレジストセンサ12によって検出することをいう。この処理はカラーレジストの位置に基づいて色画像の形成位置を調整するためである。この例では、中間転写ベルト6の使用環境が経時的に変化した場合であっても、本来のカラーレジストの位置を正確に検出できるようにすると共に、高信頼度の位置検出信号S2に基づいて色画像の形成位置を精度良く調整できるようになされる。
【0040】
図2はカラー画像形成装置100の画像転写及び画像形成系の構成例を示すブロック図である。図2に示すカラー画像形成装置100は図1に示した中間転写ベルト6を画像転写系Iとし、画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kを画像形成系IIとして抜き出したものである。
【0041】
図2において、カラー画像形成装置100は制御装置15を有している。制御装置15では画像転写系Iを一定方向に移動しながらY、M、C、K色の各々のカラーレジストCRの位置データを取得する場合であって、基準値(位置)を通過する各々のカラーレジストの通過時間を基準タイミング信号(以下でVTOP信号ともいう)に基づいて検出し、当該検出によって得られる通過時間データを位置データに換算するようになされる。
【0042】
この基準値に関してはハードウエア上では例えば、レジストセンサ12A等の取付位置が基準となる。ソフトウエア上ではVTOP信号が立ち上がった位置である。VTOP信号はレジストセンサ12A等の下をカラーレジストCRが通過する前に立ち上がるように設定される。この例で制御装置15ではVTOP信号に基づいて経過時間の計測を開始し、各々のカラーレジストが基準値を通過するときの経過時間を通過時間データとして取得する。
【0043】
制御装置15にはレジストセンサ12が接続されており、中間転写ベルト6に形成されたトナー像(色画像)の位置を検出して位置検出信号S2を発生するようになされる。この制御装置15には計数回路(カウンタ)54が設けられ、VTOP信号に基づいて起動され、時間データを出力するようになされる。
【0044】
また、制御装置15には記憶装置の一例となるRAM57が設けられる。この例で計数回路54によって出力される時間データは、Y、M、C、K色の各々のカラーレジストが基準値を通過するときの通過時間データとして記憶される。
【0045】
制御内容によっては制御装置15にレジストセンサ12A等の他にトナー濃度センサ11が接続され、中間転写ベルト6に形成されたトナー像(色画像)の濃度を検出して濃度検出信号S1を発生するようになされる。
【0046】
制御装置15は濃度検出信号S1や位置検出信号S2等に基づいて中間転写ベルト6及び画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kを制御するようになされる。中間転写ベルト6又は画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kのいずれか一方を制御するようにしてもよい。制御装置15の負担を軽減できる。
【0047】
制御装置15には画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kが接続されており、画像形成ユニット10Yでは任意の画像情報Dinを構成するY色用の画像情報Dyに基づいて中間転写ベルト6にY色のトナー画像を形成し、画像形成ユニット10MではM色用の画像情報Dmに基づいて中間転写ベルト6にM色のトナー画像を形成し、画像形成ユニット10CではC色用の画像情報Dcに基づいて中間転写ベルト6にC色のトナー画像を形成し、画像形成ユニット10KではK色用の画像情報Dkに基づいて中間転写ベルト6にK色のトナー画像を形成するようになされる。
【0048】
この例ではY色用の画像書き込み部(露光手段)3Yには補正手段5Yが取り付けられており、制御装置15からのY色用の書込み位置補正信号Syに基づいてY色画像の形成位置を調整するようになされる。同様にしてM色用の画像書き込み部3Mには補正手段5Mが取り付けられており、制御装置15からのM色用の書込み位置補正信号Smに基づいてM色画像の形成位置を調整するようになされる。
【0049】
C色用の画像書き込み部3Cには補正手段5Cが取り付けられており、制御装置15からのC色用の書込み位置補正信号Scに基づいてY色画像の形成位置を調整するようになされる。同様にしてK色用の画像書き込み部3Kには補正手段5Kが取り付けられており、制御装置15からのK色用の書込み位置補正信号Skに基づいてK色画像の形成位置を調整するようになされる。
【0050】
図3は制御装置15の位置ずれ制御系に係る内部構成例を示すブロック図である。図3に示す制御装置15は発振器51、分周器52、ポリゴン駆動回路53、計数回路54、CPU(中央演算装置)55、ラッチ回路56、RAM57、ディジタル/アナログ(D/A)変換器58、二値化用のコンパレータ59、インデックス遅延回路510、VV生成回路511、HV生成回路512、スキュー補正回路513、アナログ/ディジタル(A/D)変換器514及びマスク生成回路515等を有している。
【0051】
図3において、発振器51では基準周波数のクロック信号CKを発生するようになされる。発振器51には分周器52が接続されており、クロック信号CKを分周して所定の周波数のシステムクロック信号SCKを生成するようになされる。
【0052】
分周器52にはポリゴン駆動回路53及び計数回路54が接続されている。ポリゴン駆動回路53ではCPU55からの回転位相設定信号Srに基づいて、システムクロック信号SCKからY色用のポリゴン駆動クロック信号(以下でYポリゴンCLKという)、M色用のポリゴン駆動クロック信号(以下でMポリゴンCLKという)、C色用のポリゴン駆動クロック信号(以下でCポリゴンCLKという)及びK色用のポリゴン駆動クロック信号(以下でKポリゴンCLKという)が各々の生成される。YポリゴンCLKは画像書き込み部3Yに出力され、MポリゴンCLKは画像書き込み部3Mに出力され、CポリゴンCLKは画像書き込み部3Cに出力され、及び、KポリゴンCLKは画像書き込み部3Kに出力される。
【0053】
コンパレータ59の一方には図2に示したレジストセンサ12が接続され、その他方にはD/A変換器58が接続され、CPU55からの閾値設定データDthをディジタル/アナログ変換して閾値信号Sthを発生する。閾値信号Sthはコンパレータ59に出力される。コンパレータ59ではレジストセンサ12からの位置検出信号S2が閾値(制御基準値)に基づいて二値化される。二値化後の位置検出信号S2は通過タイミングパルス信号SPとなる。
【0054】
コンパレータ59にはマスク生成回路515が接続されており、カラーレジスト以外の通過タイミングパルス信号SPをマスクするようになされる。マスク生成回路515にはラッチ回路56が接続されており、カラーレジスト以外をマスクされた通過タイミングパルス信号SPに基づいて通過時間データDTを制御するようになされる。
【0055】
一方、計数回路54ではCPU55からの基準タイミング信号(VTOP信号)をリセット信号として起動され、システムクロック信号SCKをカウントし、そのカウント値Coutを通過時間データDTとして出力するようになされる。通過時間データDTはラッチ回路56へ出力される。VTOP信号はK色の書込み位置を検出する際の基準となり、他のY、M、C色のカラーレジストの書込み位置を識別する際の基準となる。通過時間データDTはK、Y、M、C色の各々のカラーレジストの書込み位置を示すものとなる。例えば、K色のカラーレジストの書込み位置はVTOP信号が立ち上がった時刻を基準にしてシステムクロック信号SCKをカウントすることで認識される。
【0056】
上述の計数回路54にはラッチ回路56が接続されており、マスク後の通過タイミングパルス信号SPに基づいて通過時間データDTをラッチ制御するようになされる。ラッチ回路56には記憶装置の一例となるRAM57が接続されており、Y、M、C、K色の各々のカラーレジストが基準値を通過するときの通過時間データDTが記憶される。RAM57には例えば、通過時間データが先頭エッジから順に時系列に記録される。RAM57はデータバス16を通じてCPU55に接続され、通過時間データDTはCPU55によって読み出される。通過時間データDTを位置データに変換するためである。
【0057】
上述の濃度検出センサ11はA/D変換器514に接続され、濃度検出信号S1がアナログ/ディジタル変換される。A/D変換後の濃度検出データD1はCPU55へ出力される。
【0058】
また、インデックス遅延回路(以下で横倍補正部ともいう)510はCPU55に接続されており、上位の制御システムから供給されるY,M,C,Kの各色用のINDEX(クロック)信号を遅延制御データD10に基づいて遅延し可変して、Y,M,C,Kの各色用の遅延INDEX信号(delay YINDEX、delayMINDEX、delay CINDEX、delay KINDEX)を画像転送系Iへ出力するようになされる。
【0059】
VV生成回路(以下で副走査補正部ともいう)511はCPU55に接続されており、垂直方向の書込み位置補正用のVV生成制御データD11に基づいてY,M,C,Kの各色の副走査調整用の位置補正信号Sy(YVV)、Sm(MVV)、Sc(CVV)、Sk(KVV)を各々生成し、これらの信号Sy、Sm、Sc、Skを画像形成系IIへ出力するようになされる。
【0060】
HV生成回路(以下で主走査補正部ともいう)512はCPU55に接続されており、水平方向の書込み位置補正用のVH生成制御データD12に基づいてY,M,C,Kの各色の主走査調整用の位置補正信号YHV、MHV、CHV、KHVを各々生成し、これらの信号YHV、MHV、CHV、KHVを画像転写系Iへ出力するようになされる。書込み位置を調整できる。
【0061】
スキュー補正回路(以下でスキュー補正部ともいう)513はCPU55に接続されており、画像傾き補正用のスキュー補正データD13に基づいてY,M,C,Kの各色の副走査調整用のスキュー補正信号S13を生成し、この信号S13を画像形成系IIへ出力するようになされる。スキュー補正回路513には複数のモータが接続されており、スキュー補正信号S13に基づいてモータが制御される。
【0062】
図4はY色用の画像書込み部3Y及びその補正手段5Yの構成例を示すイメージ図である。図4に示すY色用の画像書込み部3Yは半導体レーザ光源31、光学系32,33、ポリゴンミラー34、ポリゴンモータ35及びf(θ)レンズを有している。半導体レーザ光源31ではY色用の画像情報Dyに基づいてレーザ光が発生される。半導体レーザ光源31から出射されたレーザ光は光学系によって所定のビーム光に整形される。
【0063】
このビーム光はポリゴンミラー34によって副走査方向に偏向される。ポリゴンミラー34は制御装置15からのYポリゴンCLKに基づき、ポリゴンモータ35によって回転される。ポリゴンミラー34によって偏向されるビーム光はf(θ)レンズ36によって感光体ドラム1Yの方へ結像される。
【0064】
この画像書込み部3Yには補正手段5Yが設けられる。補正手段5Yはレンズ保持機構41、f(θ)調整機構42及び光軸調整機構43等を有している。レンズ保持機構41にはf(θ)レンズ36が取り付けられている。レンズ保持機構41はf(θ)調整機構42及び光軸調整機構43に対して可動自在に取り付けられる。f(θ)調整機構42では位置補正信号Sy(YVV)に基づいてレンズ保持機構41をX−Y方向に移動調整するようになされる。
【0065】
光軸調整機構43では位置補正信号Sy(YVV)に基づいてレンズ保持機構41をZ方向(光軸方向)に移動調整するようになされる。これらの機構42,43にはアクチュエータ(圧電素子)や全ネジボルトのピッチ制御等により具現化される。感光体ドラム1Yへのビーム光の書込み位置を調整するためである。他の画像形成ユニット10M,10C,10Kにおいても同様な処理がなされる。このようにすると、画像形成ユニット10Y,10M,10C,10K間でのf(θ)レンズ36等の光学系位置ずれを無くことができる。
【0066】
図5はレジストセンサ12A,12Bの配置例を示す斜視図である。図5において、レジストセンサ12A,12Bは例えば、トナー濃度センサ11の上流側であって、中間転写ベルト6の両端の上部に設けられる。図5に示す中間転写ベルト6が主走査方向で一周する間に例えば、「フ」字状の複数のレジストマーク(MARK)から構成されるカラーレジストCRが形成される。カラーレジストCRは図2に示した画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kのよって形成される。中間転写ベルト6に形成されたカラーレジストCRの位置はレジストセンサ12A,12Bによって検出される。そして、制御装置15ではカラーレジストCRの位置に基づいて色画像の書込み位置を調整する色重ね合わせ制御を実行する。
【0067】
図6AはカラーレジストCRの印画例、図6Bはレジストセンサ12A等による位置検出信号S2及びこれに基づく通過タイミングパルス信号SPの波形例を示す図である。
【0068】
図6Aに示すカラーレジストCRは印画像の一例であり、中間転写ベルト6の走行方向を主走査方向とし、この主走査方向に直交する方向を副走査方向としたとき、主走査方向に垂直な線画及び副走査方向に直交しない斜線画を組み合わせて構成される。例えば、カラーレジストCRはレジストマークMARKの1つ1つが「フ」字状に形成される。レジストマークMARKは中間転写ベルト6で所定の単位基準範囲Pr内に1つ1つ連続して形成される。
【0069】
このような形状にしたのは、マーク形成位置を検出するためである。マーク形成位置は1つのレジストマークMARKのエッジがレジストセンサ12A等の下を通過するときのタイミングをもって検知される。この例では図5に示したレジストセンサ12A等により検出された位置検出信号S2は図6Bに示す所定の閾値Lthに基づいて二値化される。
【0070】
この例では主走査方向に垂直な線画の丸付き数字「1」エッジで閾値Lthをクロスする時刻に位置検出信号S2が立ち上がり、その後、丸付き数字「2」エッジでS2が立ち下がる。続いて、副走査方向に直交しない斜線画の丸付き数字「3」エッジで閾値Lthをクロスする時刻に位置検出信号S2が立ち上がり、その後、丸付き数字「4」エッジでS2が立ち下がる。つまり、1つの「フ」字状のレジストマーク(MARK)から2つのパルス信号が得られる。このパルス信号が通過タイミングパルス信号SPとなる。
【0071】
この通過タイミングパルス信号SPは図3に示したコンパレータ59からマスク生成回路515を経てラッチ回路56へ出力され、色画像の位置ずれを調整するための基準に使用される。この例ではK色の書込み位置に対するY,M,C色の書き込み位置のずれ量が算出される。
【0072】
このカラーレジストCRの形成方法によれば、中間転写ベルト6の経時的な変化によって、トナーが載っていない部分に、ベルト傷等が生じた場合、レジストセンサ12A等において、ベルト傷が雑音となって誤検知される場合が考えられ、位置検出信号S2のS/N比を落とす原因となる。そこで、本発明方式ではベルト傷による雑音信号をデータ処理によって除去するようになされる。
【0073】
この例では、各色共に全マークの位置検出信号S2について、単位基準期間Trを設定し、この単位基準期間Tr内において、位置検出信号S2が「H」レベルとなるパルス幅を求める。この際のパルス幅は位置検出信号S2の立ち上がりエッジ丸付き数字「1」から立ち下がりエッジ丸付き数字「2」までの期間や、立ち上がりエッジ丸付き数字「3」から立ち下がりエッジ丸付き数字「4」までの期間である。
【0074】
この「H」レベルの期間はレジストマークMARKiが存在する範囲(マークが形成された範囲)を示すようになる。この「H」レベルとなる期間については全てのレジストマークMARKiについて求められる。その後、全てのレジストマークMARKiの単位基準期間Tr内における時間データに換算し、マーク発生頻度が最も高い範囲をその色のマーク検出時の位置データDPとして使用する。マーク発生頻度は単位基準範囲Pr内でヒストグラムを作成し、通過タイミング信号SPにおいて同じカウント値Coutが多く分布する「H」レベルの期間を抽出するようになされる。
【0075】
図7A〜Dは通過タイミングパルス信号SPに基づく通過時間データDTの出力例を示す波形図である。
この例では単位基準期間Tr内に通過タイミングパルス信号SPによってサンプリングされる通過時間データDTは、中間転写ベルト6の単位基準範囲Pr内において、基準位置から各々のレジストマークの形成位置を測定して得られる位置データDPに相当(依存)する。この時間−位置関係を位置データDPの検出に利用するものである。
【0076】
つまり、通過時間データDTに基準値を演算して位置データDPを得る。この通過時間データDTを単位基準範囲Pr毎に分割するために、全ての通過時間データDTを任意の単位基準期間Tr毎に分割する。分割後の通過時間データDTは位置データDPとするために基準値を揃える必要がある。そこで以下の演算処理をする。この演算処理では単位基準範囲Pr毎に通過時間データDTから基準値が引き算され、その後、単位基準範囲Prの位置データを正規化するためのわり算がなされる。比較単位を揃えるためである。
【0077】
基準値が揃えられた単位基準範囲Pr毎の位置データDPは、当該色のカラーレジストCR毎に比較され、重複する部分の位置データDPが見出される。重複する部分は当該色のカラーレジストCRを代表する位置データDPとなる。
【0078】
この例では図7Aに示すVTOP信号が立ち上がると計数回路54が起動される。VTOP信号は図3に示したCPU55から計数回路54へリセット信号として供給される。計数回路54では図7Bに示すシステムクロック信号SCKがカウントされる。
【0079】
この計数回路54に接続されたラッチ回路56では、図6Aに示したレジストマークMARKiがレジストセンサ12A等によって検出されると、図7Cに示すレジストマークMARK1、MARK2、MARK3・・・に関する通過タイミングパルス信号SPの例えば、立ち上がり「0,2,4,6,8」やその立ち下がり「1,3,5,7」等に基づいてカウンタ値Coutがラッチされる。
【0080】
この例ではレジストマークMARK1の通過タイミングパルス信号SPの立ち上がり「0」に対してカウント値Coutが「150」、同様にして「1」に対して「180」、「2」に対して「300」、「3」に対して「330」・・・等がラッチされ、これらのカウンタ値Coutが図7Dに示すレジストマークMARK1の通過時間データDTとなる。他のレジストマークMARK2,MARK3・・・についても同様にして通過時間データDTが得られる。
【0081】
従って、1つのレジストマークMARKiの通過時間データDTは、2つの立ち上がり時間データと、2つの立ち下がり時間データとの合計4個のデータから構成するようになされる。1色のカラーレジストCRをi=4個のレジストマークMARK1〜4で構成するものと想定すると、Y、M、C、K色で合計64個の通過時間データDTが得られる。これらの通過時間データDTは図3に示したRAM57へ格納される。
【0082】
この例で図3に示したCPU55ではRAM57に記憶された通過時間データDTから基準値に対するY、M、C、K色の各々のカラーレジストCRの形成位置を算出するようになされる。通過時間データDTを位置データDPに換算するためである。
【0083】
図8A〜Cは第1色〜第4色(Y、M、C、K色)のカラーレジストCRの形成位置に係る通過時間データDTの処理例を示す図である。
図8Aに示す通過時間データDTの記録例によれば、レジストマークMARK1に関しては、例えば、通過タイミングパルス信号SPの立ち上がりNo.0に対してカウント値Cout=「150」が通過時間データDTとして記録され、No1に対して「180」が同様にして記録され、No2に対して「300」が記録され、No3に対して「330」が記録される。
【0084】
レジストマークMARK2の通過時間データDTに関しては通過タイミングパルス信号SPの立ち上がりNo.4に対してカウント値Cout=「410」が記録され、No5に対して「440」が記録され、No6に対して「560」が記録され、No7に対して「580」が記録される。他のレジストマークMARK3〜MARK64についても、通過タイミングパルス信号SPに基づく通過時間データDTがRAM57に格納される。通過時間データDTは位置データDPを求めるために使用される。
【0085】
この例では位置データDPは次ように換算される。VTOP信号によって計数回路54が起動されてから第1のレジストマークMARK1が検出されるまでのカウント値Coutの中から、任意の通過時間データDTを選択して任意の基準値を設定する。この例では任意の基準値に関して通過時間データ「140」を選択する。位置データDPは、まず、各々の通過時間データDTから、この基準値を示す通過時間データ「140」を差し引くことにより求めるようになされる。この演算によって基準位置からレジストマークMARK1の形成位置を特定できるようになる。
【0086】
図8Bに示す位置データDPの記録例によれば、基準値を示す通過時間データが「140」であることから、レジストマークMARK1に関しては、通過時間データDT=「150」が位置データDP=「10」に換算され、DT=「180」が位置データDP「40」に換算され、DT=「300」が位置データDP=「160」に換算され、DT=「330」が位置データDP=「190」に換算され、このレジストマークMARK1の形成位置を示す位置データDPがRAM57に記録される。
【0087】
レジストマークMARK2に関しては通過時間データDT=「410」が位置データDP=「270」に換算され、DT=「440」が位置データDP=「300」に換算され、DT=「560」が位置データDP=「420」に換算され、DT=「580」が位置データDP=「440」に換算され、このレジストマークMARK2の形成位置を示す位置データDPがRAM57に記録される。他のレジストマークMARK3〜MARK64についても、各々の通過時間データDTから基準値を示す通過時間データ「140」が差し引かれ、レジストマークMARK3〜MARK64の形成位置を示す位置データDPが求められる。各々の位置データDPはRAM57に格納される。
【0088】
この例ではレジストマークMARK1の位置データDPを除く他のレジストマークMARK2〜MARK64の位置データDPは更に次ような位置比較用の位置データDPに換算される。基準を揃えてレジストマークMARK1の位置データDPと、他のレジストマークMARK2〜MARK64の位置データDPとを比較するためである。位置比較用の位置データDPは各々のレジストマークMARKi内から傷によるデータを排除するために求められる。
【0089】
この位置比較用の位置データDPを求めるには、全てレジストマークMARKiの位置データDPを単位基準範囲Prに分割するようになされる。単位基準範囲Prは通過タイミングパルス信号SPの比較範囲を正規化するためであり、例えば、単位基準範囲Prを示す長さデータを256(「0」〜「255」)と設定する。位置比較用の位置データDPはレジストマークMARK1を基準にして他のレジストマークMARK2〜MARK64の全ての位置データDPを「256」でわり算をする。
【0090】
このわり算処理(演算処理)は、分割された単位基準範囲Pr毎の位置データDPに関して基準値を揃えるためである。このわり算結果(余り;商)をもって位置比較用の位置データDPが取得され、このレジストマークMARK1の位置データDPと、レジストマークMARK2〜MARK64の位置比較用の位置データDPとがRAM57に記録するようになされる。
【0091】
図8Cに示す位置比較用の位置データの記録例によれば、単位基準範囲Prを示す長さデータが「256」であることから、レジストマークMARK2に関しては、位置データDP=「270」を「256」で割ると、余りが「14」となる。これが位置比較用の位置データ「14」となる。このような演算によって各々の色のレジストマークMARKiの位置データDPが位置比較用の位置データDPに換算される。
【0092】
従って、位置データDP=「300」は位置比較用の位置データ「44」に換算され、位置データDP=「420」は位置比較用の位置データ「164」に換算され、位置データDP=「440」は位置比較用の位置データ「184」に換算され、これらの位置比較用の位置データDPがレジストマークMARK1の形成位置を示す位置データDPと共にRAM57に記録される。
【0093】
図9Aは第1〜第4色のカラーレジストCRの形成例及び、Bは第1色目のカラーレジストCRにおける単位基準範囲Prの設定例を示す概念図である。この例では図9Aに示す第1色目(例えば、K色)のカラーレジストCRの書込み位置を第1基準値とし、第2色目(例えば、C色)のカラーレジストCRの書込み位置を第2基準値とし、第3色目(例えば、M色)のカラーレジストCRの書込み位置を第3基準値とし、第4色目(例えば、Y色)のカラーレジストCRの書込み位置を第4基準値とする。
【0094】
第1色目のカラーレジストCRは第1基準値と第2基準値との間に形成される。第2色目のカラーレジストCRは第2基準値と第3基準値との間に形成される。第3色目のカラーレジストCRは第3基準値と第4基準値との間に形成される。第4色目のカラーレジストCRは第4基準値以下に形成される。
【0095】
図9Bは図9Aで楕円形状で取り囲んだ部分を抽出した図である。図9Bに示す第1色目のカラーレジストCRにおいて、1つのレジストマークMARKiを形成する領域を単位基準範囲Prとしたとき、CPU55では色重ね合わせ用のカラーレジストCRに関して基準値に対する各々のカラーレジストCRの位置データDPを単位基準範囲Pr毎に取得するようになされる。
【0096】
CPU55では例えば、第1色目のカラーレジストCRの位置データDPに関してレジストマークMARK1〜MARK4の形成位置を示す4つの単位基準範囲Prに分割する。ここで分割された単位基準範囲Pr毎の位置データDPに関しては、図8Cで説明したように基準値を揃えるためにわり算処理がなされる。基準値を揃えることで、レジストマークMARK1の位置データDPと他のレジストマークMARK2〜MARK4の位置データDPとを比較することができ、この比較結果でベルト傷等によるデータを排除することができる。
【0097】
図10はレジストマークMARKに混入したベルト傷9の例を示す図である。図11A〜Eは図10に示したベルト傷9による傷データを除去する演算例を示す図である。
図10に示す例では、第1色目のカラーレジストCRの位置検出時にベルト傷9等も同時に検出される場合である。この例でベルト傷9はレジストマークMARK1に生じている。従って、第1色目のレジストマークMARK1の位置データDPには図11Aに示すような傷データが含まれてしまう。しかし、4つのレジストマークMARK1〜MARK4の位置データDPは重なるが傷データは、他のレジストマークMARK2〜MARK4に同じような傷データが生じていない限り、これらの位置データDPは重ならない。
【0098】
つまり、この例では図11A〜Dに示した4つのレジストマークMARK1〜MARK4の位置データDPが重なる部分を図11Eに示すように、その色の色重ね合わせ用のカラーレジストCRの位置データDPとして抽出するようにした。従って、4つのレジストマークMARK1〜MARK4の位置データDPの論理積を採るが如く、予め演算処理された基準値に対する位置データDPを重ね合わせると、レジストマークMARK1に含まれた傷データは他のレジストマークMARK2〜MARK4の位置データDPに重ならない。これにより、ベルト傷9等による傷データを演算処理によって再現性良く排除できるようになる。ここで抽出された位置データDPに基づいて各色間における位置ずれ量を算出するようになされる。
【0099】
図12はCPU55における位置ずれ補正例を示す概念図である。図12に示す位置ずれ補正例によれば、従来方式と同様にしてCPU55では例えば、K色を基準にしてC、M、Y色等の画像書込み系を調整するようになされる。
【0100】
K色の位置データDPは例えば、[T1B,T2B]で示される。T1BはレジストマークMARKiの最初の立ち上がり立ち下がりエッジに係る通過時刻を示し、T2Bはその次の立ち上がり立ち下がりエッジに係る通過時刻を示している。例えば、最初の立ち上がりエッジを示すカウント値Coutが「10」で、その立ち下がりエッジを示すカウント値Coutが「30」の場合に、T1Bは「15」となる。次の立ち上がりエッジを示すカウント値Coutが「100」で、その立ち下がりエッジを示すカウント値Coutが「120」の場合に、T1Bは「110」となる。
【0101】
Y色の位置データDPは同様にして[T1Y,T2Y]で示される。M色の位置データDPは[T1M,T2M]で示され、C色の位置データDPは[T1C,T2C]で示される。
【0102】
この例でK色の位置データDPを基準にして、Y色の書込み位置を調整する場合によれば、Y色の位置データDPが[T1Y,T2Y]で正常の書込み位置となる場合であって、図12に示すようにY色に係るレジストマークMARK5が例えば、εだけ遅れていたような場合は、Y色の位置データDP’として[T1Y’,T2Y’]が検出される。この位置ずれを補正するために、ε1=(T1Y’−T1Y),ε2=(T2Y’−T2Y)が演算される。この位置ずれε1、ε2を無くすように書き込みタイミングが調整される。
【0103】
続いて、本発明に係る画像形成方法についてカラー画像形成装置100の動作例について説明をする。図13はカラー画像形成装置100の動作例を示すフローチャートである。図14は通過時間データDTに基づく位置データDPの取得例を示すフローチャートである。
【0104】
この実施形態では任意の画像情報に基づいて色を重ね合わせ色画像を形成する場合であって、1つのレジストマークMARKiを形成する領域を単位基準範囲Prとして各色毎に色重ね合わせ用の複数のカラーレジストCRを中間転写体(画像転写系)6に形成する。
【0105】
つまり、カラーレジスト検知法において、C、M、Y色の順に各色毎にレジストマークMARKiを中間転写ベルト6に複数形成する。各レジストマークMARKiの通過タイミング信号SPをある単位基準時間で分割し、この単位基準時間内における通過時間データDTを位置データDPに換算する。その後、位置データDPに関してヒストグラムを作成し、最も発生頻度の高い位置データをその色のカラーレジストCRの位置データDPとして抽出することで、ベルト傷9等の影響を除去できるようにする。
【0106】
これを画像形成条件にして図13に示すフローチャートのステップA1でカラーレジスト検知用のカラーレジストデータに基づいて、K,C,M,Yの各色のカラーレジストパターンを形成する。この例では各々の画像形成ユニット10K,10C,10M,10Yにおいて同時にカラーレジストパターンが形成される。
【0107】
例えば、画像形成ユニット10Kでは感光体ドラム1KにK色用のフ字状のパターンが書き込まれ、K色用のトナー像が現像されてK色パターンPKが形成される。同様にして、画像形成ユニット10Cでは感光体ドラム1CにC色用のフ字状のパターンが書き込まれ、C色用のトナー像が現像されてC色パターンPCが形成される。
【0108】
画像形成ユニット10Mでは感光体ドラム1MにM色用のフ字状のパターンが書き込まれ、M色用のトナー像が現像されてM色パターンPMが形成される。画像形成ユニット10Yでは感光体ドラム1YにY色用のフ字状のパターンが書き込まれ、Y色用のトナー像が現像されてY色パターンPYが形成される。
【0109】
その後、ステップA2に移行して各々の感光体ドラム1K,1C,1M,1Yから中間転写ベルト6へK,C,M,Yの各色のトナー像によるカラーレジストCRが一斉に転写される。そして、中間転写ベルト6に各々形成されたK,C,M,Yの各色のカラーレジストCRの位置は、ステップA3でレジストセンサ12A等により検出するようになされる。
【0110】
この例では図6Bに示したように位置検出信号S2がレジストセンサ12A等により検出され、この位置検出信号S2が所定の閾値Tthに基づいて二値化される。二値化後の位置検出信号S2が通過タイミングパルス信号SPとなる。この信号SPは図3に示したコンパレータ59からマスク生成回路515を経てラッチ回路56へ出力され、色画像の位置ずれを調整するための基準に使用される。
【0111】
例えば、図14のサブルーチンをコールしてそのフローチャートのステップB1でVTOP信号(基準タイミング信号)に基づいて計数回路(タイマ)54を起動する。この起動は中間転写ベルト6に形成された色重ね合わせ用のカラーレジストCRに関して予め基準値を設定し、中間転写ベルト6に形成された色重ね合わせ用のカラーレジストCRに関して基準値に対する各々のカラーレジストCRの形成位置を示す位置データDPを取得するためである。
【0112】
そして、ステップB2に移行してCPU55ではエンドマークを検出したかが判別される。この例でエンドマークはY色パターンPYの最後のレジストマークMARK16である。このエンドマークを検出していない場合は、ステップB3に移行して当該色のレジストマークMARKiの通過タイミングパルス信号SPの立ち上がりエッジを検出したかがチェックされる。
【0113】
この通過タイミングパルス信号SPの立ち上がりエッジを検出した場合はステップB4に移行して通過時間データDTを記憶する。この例では図6Bに示したようにまず、K色の通過タイミングパルス信号SPの立ち上がりエッジ丸付き数字「1」で計数回路54によるカウント値Coutがラッチされ、通過時間データDTをRAM57に記憶(ロード)するようになされる。
【0114】
そして、ステップB5に移行して当該レジストマークMARKiの立ち下がりエッジを検出したかがチェックされる。その立ち下がりエッジを検出した場合はステップB6に移行して通過時間データDTを記憶する。この例では図6Bに示したように通過タイミングパルス信号SPの立ち下がりエッジ丸付き数字「2」で計数回路54によるカウント値Coutがラッチされ、通過時間データDTをRAM57に記憶(ロード)するようになされる。
【0115】
その後、ステップB2に戻る。ステップB2でエンドマークを検出しない場合はステップB3に移行し、上述した通過時間データDTの取得処理を繰り返すようになされる。例えば、K色の通過タイミングパルス信号SPの立ち上がりエッジ丸付き数字「3」で計数回路54によるカウント値Coutがラッチされ、通過時間データDTをRAM57に記憶(ロード)するようになされる。
【0116】
その後、ステップB6で通過タイミングパルス信号SPの立ち下がりエッジ丸付き数字「4」で計数回路54によるカウント値Coutがラッチされ、通過時間データDTをRAM57に記憶(ロード)するようになされる。これにより、K色の1つのレジストマークMARK1に関する位置データが取得される。このように、中間転写ベルト6に各々形成されたK,C,M,Yの各色のカラーレジストCRの形成位置を全部検出し、ステップB2でエンドマークを検出した場合はステップB7に移行する。
【0117】
ステップB7では通過時間データDTを位置データDPに換算する。この例ではステップB2〜B6で取得された各色毎のカラーレジストCRの通過時間データDTを図8Bで説明したように、任意の基準値に関して通過時間データ「140」を選択する。位置データDPは、まず、各々の通過時間データDTから、この基準値を示す通過時間データ「140」を差し引くことにより求めるようになされる。この演算によって基準位置からレジストマークMARK1の形成位置を特定できるようになり、基準値に対する位置データDPが得られる。他のレジストマークMARK2〜16についても同様に演算される。
【0118】
そして、ステップB71で位置データDPを単位基準範囲Pr毎に分割し、ステップB72に移行して単位基準範囲Pr毎の通過時間データDTに関して基準値を揃えるための演算をする。このとき、図8Cで説明したようにレジストマークMARK1の位置データDPを除く他のレジストマークMARK2〜MARK64の位置データDPは位置比較用の位置データDPに換算される。
【0119】
基準を揃えてレジストマークMARK1の位置データDPと、他のレジストマークMARK2〜MARK64の位置データDPとを比較するためである。位置比較用の位置データDPは各々のレジストマークMARKi内から傷によるデータを排除するために使用される。
【0120】
そして、ステップB8に移行して基準値に対する位置データDPが重なる部分をその色の色重ね合わせ用のカラーレジストの位置データDPとして抽出する(図11参照)。ここで抽出された位置データDPは後の各色間における位置ずれ量を算出するために使用される。このように、中間転写ベルト6に各々形成されたK,C,M,Yの各色のカラーレジストCRの位置データDPを全部取得した場合はレジスト検知処理を終了して、図13に示したメインルーチンのステップA3に戻る。
【0121】
更に、ステップA4に移行してカラーレジストCRの位置データDPに基づいてCPU55ではY色ずれ量の補正値を演算するようになされる。この例ではK色の書込み位置に対するY,M,C色の書き込み位置のずれ量εが算出される。例えば、図12に示したようにK色の位置データDPを基準にして、Y色の書込み位置を調整する場合であって、Y色に係るレジストマークMARK5がεだけ遅れていたような場合、Y色の位置データDP’として[T1Y’,T2Y’]が検出される。この位置ずれを補正するために、ε1=(T1Y’−T1Y),ε2=(T2Y’−T2Y)が演算される。
【0122】
その後、ステップA5に移行してK,C,M,Yの各色に関して色ずれ補正を実行するか否かがCPU55によって判断される。色ずれ補正を実行するか否かは、予め設定された制御目標値と比較することで判断される。例えば,Y色の色ずれ量が目標値を越え、その色ずれ補正を要する場合はステップA6に移行し、CPU55によって画像書込み部3Yが制御される。
【0123】
このとき、Y色用の補正手段5Yにおいて、位置補正信号Sy(YVV)に基づいてf(θ)調整機構42及び光軸調整機構43が駆動され、レンズ保持機構41がX−Y方向又は/及びZ方向(光軸方向)に移動調整するようになされる。これにより、感光体ドラム1Yへのビーム光の書込み位置を調整することができ、上述した位置ずれε1、ε2等を無くすように書き込みタイミング調整することができる。
【0124】
その後、ステップA7に移行する。ステップA7では他の色についても書込み位置調整処理を行うかが判別される。他の色、つまり、M,C色等についても書込み位置調整処理を行う場合はステップA6に戻って上述した処理を繰り返すようになされる。なお、ステップA5でK,C,M,Yの各色に関して色ずれ量が目標値以下で色ずれ補正を要しない場合は書込み位置調整処理を終了する。
【0125】
このように、本発明に係る実施形態としてのカラー画像形成装置及び画像形成方法によれば、任意の画像情報に基づいて色を重ね合わせ色画像を形成する場合に、各色毎のカラーレジストCRの位置データDPを単位基準範囲Pr毎に分割し、ここで分割された単位基準範囲Pr毎の位置データDPに関して基準値を揃えるための演算をし、ここで演算された基準値に対する位置データDPが重なる部分をその色の色重ね合わせ用のカラーレジストCRの位置データDPとして抽出するようになされる。
【0126】
従って、基準値に対する位置データDPが重ならない部分をベルト傷9等に関する位置データDPとして除去することができる。これにより、中間転写ベルト6の経時使用によってベルト傷9等を含んだ位置データDPが取得された場合も、各色共にベルト傷9等の影響を含まない位置データDPを抽出することができる。このことで、わざわざベルト傷9を避けてカラーレジストCRを作成する必要がなく、また、中間転写ベルト6に傷が複数発生した場合であっても、各色共にベルト傷9の影響を含まない位置データDPを抽出することができる。
【0127】
これにより、ベルト傷9等による雑音信号が重畳されない高信頼度の位置データDPに基づいて色画像の形成位置を精度良く調整することができる。従って、中間転写ベルト6に正確に色を重ね合わせることができるので、所望の転写紙に色画像を精度良く形成することができる。
【0128】
更にまた、中間転写ベルト6に作成された複数のカラーレジストCRの位置データDPに対して、傷の除去処理を1回で実行できるために、複数回のカラーレジスト作成シーケンスを実行する必要がなく、従来方式に比べて位置ずれ量の算出時間を短縮することができる。
【0129】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る画像形成装置によれば、任意の画像情報に基づいて色を重ね合わせ色画像を形成する場合に、色重ね合わせ用の複数の印画像の位置を検出に基づいて画像転写手段又は/及び画像形成ユニットを制御する制御装置を備え、この制御装置は画像転写手段に形成された色重ね合わせ用の印画像に関して任意に設定された基準値に対する各々の印画像の形成位置を示す位置データを取得し、この各色毎の印画像の位置データを単位基準範囲毎に分割し、ここで分割された単位基準範囲毎の位置データに関して基準値を揃えるための演算処理をし、ここで演算処理された基準値に対する複数の位置データが重複する部分をその色の色重ね合わせ用の印画像の位置データとして抽出し、ここで抽出された位置データに基づいて各色間における位置ずれ量を算出するものである。
【0130】
この構成によって、基準値に対する位置データが重ならない部分は傷に関する位置データとして除去することができる。従って、画像転写手段の経時使用によって傷を含んだ位置データが取得された場合も、各色共に傷の影響を含まない位置データを抽出することができる。これにより、わざわざ傷を避けて印画像を作成する必要がなく、また、画像転写手段に傷が複数発生した場合であっても、各色共に傷の影響を含まない位置データを抽出することができる。
【0131】
更にまた、画像転写手段に作成された複数の印画像の位置データに対して、傷の除去処理を1回で実行するために複数回の印画像作成シーケンスを実行する必要がなく、従来方式に比べて位置ずれ量の算出時間を短縮することができる。
【0132】
本発明に係る画像形成方法によれば、任意の画像情報に基づいて色を重ね合わせ色画像を形成する際に、画像転写系に形成された色重ね合わせ用の印画像に関して任意に設定された基準値に対する各々の印画像の形成位置を示す位置データを取得し、この各色毎の印画像の位置データを単位基準範囲毎に分割し、ここで分割された単位基準範囲毎の位置データに関して基準値を揃えるための演算処理をし、ここで演算処理された基準値に対する複数の位置データが重複する部分をその色の色重ね合わせ用の印画像の位置データとして抽出し、ここで抽出された位置データに基づいて各色間における位置ずれ量を算出するようになされる。
【0133】
この構成によって、基準値に対する位置データが重ならない部分は傷に関する位置データとして除去することができる。従って、画像転写系の経時使用によって傷を含んだ位置データが取得された場合も、各色共に傷の影響を含まない位置データを抽出することができる。
【0134】
更にまた、画像転写系に作成された複数の印画像の位置データに対して、傷の除去処理を1回で実行できるために複数回の印画像作成シーケンスを実行する必要がなく、従来方式に比べて位置ずれ量の算出時間を短縮化することができる。
【0135】
この発明はタンデム型のカラープリンタや複写機、これらの複合機等に適用して極めて好適である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態としてのカラー画像形成装置100の構成例を示す概念図である。
【図2】カラー画像形成装置100の画像転写及び画像形成系の構成例を示すブロック図である。
【図3】制御装置15の位置ずれ制御系に係る内部構成例を示すブロック図である。
【図4】Y色用の画像書込み部3Y及びその補正手段5Yの構成例を示すイメージ図である。
【図5】レジストセンサ12A,12Bの配置例を示す斜視図である。
【図6】A及びBはカラーレジストCRの印画例及びこれに基づく通過タイミングパルス信号SPの波形例を示す図である。
【図7】通過タイミングパルス信号SPに基づく通過時間データDTの出力例を示す波形図である。
【図8】A〜Cは第1色〜第4色(Y、M、C、K色)のカラーレジストCRの形成位置に係る通過時間データDT及び位置データDPの記録例を示す図である。
【図9】A及びBは第1〜第4色目のカラーレジストCRの形成例及び第1色目のカラーレジストCRにおける単位基準範囲Prの設定例を示す概念図である。
【図10】レジストマークMARKに混入したベルト傷9の例を示す図である。
【図11】A〜Eは図10に示したベルト傷9による傷データを除去する演算例を示す図である。
【図12】CPU55による位置ずれ補正例を示す概念図である。
【図13】カラー画像形成装置100における動作例を示すフローチャートである。
【図14】通過時間データDTに基づく位置データDPの取得例を示すフローチャートである。
【図15】従来例に係るカラーレジスト検知例を示す図である。
【図16】レジストセンサ12A等による傷に係る信号例を示す波形図である。
【符号の説明】
1Y,1M,1C,1K 感光体ドラム
3Y,3M,3C,3K 画像書込み部
4Y,4M,4C,4K 現像装置
5Y,5M,5C,5K 補正手段
6 中間転写体(画像転写手段)
10Y,10M,10C,10K 画像形成ユニット
11 トナー濃度センサ
12,12A〜12C レジストセンサ(検出手段)
15 制御装置
100 カラー画像形成装置
101 画像形成装置本体
102 画像読取装置
201 自動原稿送り装置
202 原稿画像走査露光装置

Claims (6)

  1. 任意の画像情報に基づいて色を重ね合わせ色画像を形成する装置であって、
    画像転写手段と、
    前記画像転写手段に各色毎に色重ね合わせ用の複数の印画像を形成する画像形成ユニットと、
    前記画像形成ユニットによって形成された前記複数の印画像を検出する検出手段と、
    前記検出手段の出力に基づいて前記画像転写手段又は/及び前記画像形成ユニットを制御する制御装置とを備え、
    所定のデータ長を有する領域を単位基準範囲としたとき、
    前記制御装置は、
    前記画像転写手段に形成された前記複数の印画像が基準位置を通過する時間のデータである通過時間データを検出し、該検出された通過時間データから、前記印画像に関して任意に設定された基準値を差し引くことにより、前記複数の印画像の形成位置をそれぞれ示す複数の位置データを取得し、
    前記複数の位置データをそれぞれ前記単位基準範囲毎に分割し、
    前記単位基準範囲毎にそれぞれ分割された前記複数の位置データにて基準値を揃えるための演算処理をし、
    前記演算処理された複数の位置データを比較し、前記複数の位置データにおいて重複する部分をその色の印画像の位置データとして抽出し、
    前記抽出された位置データに基づいて各色間における位置ずれ量を算出することを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記画像転写手段を一定方向に移動しながら各々の前記印画像の位置データを取得する場合であって、
    前記制御装置は、前記画像転写手段で基準位置を通過する各々の前記印画像の通過時間を基準タイミング信号に基づいて検出し、当該検出によって得られる通過時間データを前記位置データに換算することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記制御装置は、前記基準タイミング信号に基づいて起動され時間データを出力する計数回路と、前記計数回路によって出力される時間データを通過時間データとして記憶する記憶装置とを備え、
    前記記憶装置には各々の前記印画像が基準位置を通過するときの時間データが記憶されることを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
  4. 任意の画像情報に基づいて色を重ね合わせ色画像を形成する画像形成装置
    所定のデータ長を有する領域を単位基準範囲として各色毎に色重ね合わせ用の複数の印画像を画像転写系に形成すると共に、前記画像転写系に形成された前記印画像に関して予め基準値を設定するステップと、
    前記画像転写系に形成された前記複数の印画像が基準位置を通過する時間のデータである通過時間データを検出し、該検出された通過時間データから、前記印画像に関して任意に設定された基準値を差し引くことにより、前記複数の印画像の形成位置をそれぞれ示す複数の位置データを取得するステップと、
    前記取得された複数の位置データをそれぞれ前記単位基準範囲毎に分割するステップと、
    前記単位基準範囲毎にそれぞれ分割された前記複数の位置データにて基準値を揃えるための演算処理をするステップと、
    前記演算処理された複数の位置データを比較し、前記複数の位置データにおいて重複する部分をその色の印画像の位置データとして抽出するステップと、
    前記抽出された位置データに基づいて各色間における位置ずれ量を算出するステップとを有することを特徴とする画像形成方法。
  5. 前記画像転写系を一定方向に移動しながら各々の前記印画像の位置データを取得する場合であって、
    前記画像転写系で基準位置を通過する各々の前記印画像の通過時間を基準タイミング信号に基づいて検出し、当該検出によって得られる通過時間データを前記位置データに換算することを特徴とする請求項4に記載の画像形成方法。
  6. 前記基準タイミング信号に基づいて経過時間の計測を開始し、
    前記各々の印画像が基準位置を通過するときの経過時間を通過時間データとして取得することを特徴とする請求項5に記載の画像形成方法。
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