| 【発明の名称】 |
カラー画像形成装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】秦 良一
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| 【要約】 |
【課題】コンピュータ等の出力機器として使用される画像形成装置において、色ずれ量を検出するためのレジストレーションパターンを読み取る際に、基準色の画像形成むらが大きい場合、その影響によって正しく色ずれ量を換算できず色ずれ量演算が正確に行えない。
【解決手段】各色の画像形成むらを、あらかじめ計測しておき、画像形成むらの一番少ない色を基準色としていろずれ量を求めることにより、画像形成むらによる色ずれ量の検出誤差を最小限に抑える。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】画像を該表面に担持し搬送する画像搬送手段と、各色の画像情報に応じた画像を前記画像搬送手段上に形成する各色毎に設置された複数の画像形成手段と、色ずれ検出動作時に前記画像形成手段により前記画像搬送手段上に各色毎のレジストレーションパターンを形成する制御を行うレジストレーションパターン発生手段と、前記レジストレーションパターンから画像の色ずれを検出する色ずれ検出手段と、を備えたカラー画像形成装置であって、前記色ずれ検出手段において、基準となる色を、最も画像形成むらの少ない色に設定するための周期的あるいは不定期におこる色ずれ成分を検出する画像形成むら検出手段を備えたことを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項２】前記色ずれ検出手段において、基準となる色を、最も画像形成むらの少ない色に設定するための周期的あるいは不定期におこる色ずれ成分を検出する画像形成むら検出手段を有することを特徴とする制御プログラムを記憶した記憶媒体。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、タンデムエンジン方式のカラー画像形成装置のレジストレーション機構における色ずれ検出機構を備えたカラー画像形成装置及びカラー画像形成装置の色ずれ検出方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の電子写真方式を採用した画像形成装置においては、感光体ドラムの表面に１ミリクーロン毎平方センチメートル程度の一様な静電荷を与え、この感光体に画像情報に応じた露光を行い照射部の電荷のみを感光体ドラム基板に逃し、その結果生じた静電荷の分布による像（静電潜像）を形成し、この静電潜像を着色帯電粒子（トナー粒子）で現像し粉体像を形成するトナー現像により、トナー粒子の粉体像を形成し、該粉体像をシート材等に転写した後、熱、その他のエネルギーを与えることにより溶融定着させることにより画像を形成することが行われている。
【０００３】一方、画像のカラー化に伴い、上記トナー現象によりシアン像、マゼンダ像、イエロー像、更に好ましくはブラック像の各色粉体像を各々の感光体ドラム上に形成する独立した複数の画像形成ステーションを備え、各感光体ドラム上に形成された粉体像を各色粉体像の転写位置にて中間転写材上に重ねて転写合成する、タンデムエンジン方式のカラー画像形成装置も提案されている。タンデムエンジン方式のカラー画像形成装置では、各色ごとに並列して画像形成を行うため、画像形成の高速化が可能であるという利点を有する。
【０００４】しかしながら、タンデムエンジン方式のカラー画像形成装置の場合、異なる画像形成ステーションで形成された各粉体像が、各画像形成ステーション間の位置誤差やタイミングずれにより位置ずれし、結果的に色ずれを生じる。高品質なカラー画像形成装置を作るためには、このような色ずれが非常に大きな問題となるため、色ずれ補正（レジストレーション）を行う技術が必要とされる。
【０００５】図２は従来のカラー画像形成装置の構成図であり、図３は一般的なカラー画像形成装置における色ずれの種類を示す図である。
【０００６】図２において、従来のカラー画像形成装置は、駆動ローラ１４ａ、１４ｂにより回転ずる中間転写ベルト７の上部に当接して、４つの画像形成ステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄが並んで配設され、各画像形成ステーションは、それぞれ、カラー画像形成装置本体に取り付けられた中間転写ベルト７に当接する感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄを有する。各感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの周囲には、各感光体ドラムに静電荷を与える帯電手段２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄが配設されている。画像形成ステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄの上部には画像情報に応じた光を帯電手段２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄにより帯電した各感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに露光し静電潜像を形成する為の走査光学系である露光手段３が配設されている。また、各感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの周囲には、露光により形成された静電潜像を着色トナー粒子で現像し粉体像を形成する現像手段４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、現像手段４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄにて形成された各粉体像を各色粉体像の転写位置にて中間転写ベルト７上に重ねて転写合成する転写手段５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、転写手段５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄにより前記各粉体像が中間転写ベルト７上に転写した後に各感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ表面の残留トナー粒子をクリーニングし除去するためのクリーニング手段６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄがそれぞれ配設されている。
【０００７】中間転写ベルト７は図２に示す矢印Ａの方向に移動し、各感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄは、中間転写ベルト７上を滑ることなく図２に示す矢印Ｂの方向に回転する。
【０００８】以上の構成の従来のカラー画像形成装置において、次にその画像形成動作を説明する。まず画像形成ステーションＰａにおいて、帯電手段２ａにより感光体ドラム１ａ表面が静電荷で一様に帯電され、次に露光手段３Ｋにより感光体ドラム１ａ上にブラック成分の画像情報に対応した静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像手段４ａによりブラックのトナー粒子による粉体像として感光体ドラム１ａ上に現像され、該粉体像は転写手段５ａにより中間転写ベルト７上にブラックトナー像として転写される。転写が終了した感光体ドラム１ａ表面は、クリーニング手段６ａにより残留トナー粒子が除去され、引き続き行われる次の像形成に備えられる。
【０００９】一方、ブラックトナー像の形成とタイミングを合わせて、これと平行して、画像形成ステーションＰｂにおいて、帯電手段２ｂにより感光体ドラム１ｂ表面が静電荷で一様に帯電され、次に露光手段３Ｃにより感光体ドラム１ｂ上にシアン成分の画像情報に対応した静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像手段４ｂによりシアンのトナー粒子による粉体像として感光体ドラム１ｂ上に現像され、中間転写ベルト７上に形成された前記ブラックトナー像に重ね合わせて成案トナー像として形成される。同様に画像形成ステーションＰｃによりマゼンダトナー像、画像形成ステーションＰｄによりイエロートナー像が準じ重ね合わせて中間転写ベルト７上に形成され、合成トナー像が形成される。
【００１０】以上の４色のトナー像の重ね合わせが終了した後、給紙ローラ８により給紙カセット１０から給紙された紙等のシート材９上に、中間転写ベルト７に当接し中間転写ベルト７との間にシート材９を挟入する位置に配設された転写ローラ１１によって前記合成トナー像が転写され、定着手段１２により加熱定着され、シート材９上にカラー画像が形成される。
【００１１】しかしながら、以上のようなタンデムエンジン方式の画像形成装置では、電源投入時の温度の不安定な場合や、画像形成ステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄの交換や、画像形成装置の設定状況や、装置内の温度変化等による各画像形成ステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄや走査光学系の取り付けずれ等によって図３の（ａ）〜（ｅ）に示すような各種の色ずれが発生する。
【００１２】図３において、（ａ）は中間転写ベルト７の移動方向Ａに平行移動してずれる副走査位置ずれ、（ｂ）は露光手段３の走査方向（中間転写ベルト７の移動方向Ａに対して垂直な方向）に平行移動してずれる主走査位置ずれ、（ｃ）は露光手段３の走査方向に対して画像が斜めに傾いてずれるスキュー誤差、（ｄ）は各画像形成ステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ間で露光手段３の走査方向の倍率がずれる倍率誤差、（ｅ）は露光手段３の走査方向に対して画像が湾曲する湾曲誤差を表す。
【００１３】各種色ずれが発生する主要因は、副走査位置ずれ（ａ）及び主走査位置ずれ（ｂ）は各画像形成ステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ及び露光手段３の取り付けずれ、又は露光手段３の走査光学系を構成するレンズやミラー（図示せず）の取り付けずれによるものであり、スキュー誤差（ｃ）は各画像形成ステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄの各感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの回転軸の取り付け角度のずれ及び露光手段３の取り付け角度のずれによるものであり、倍率誤差（ｄ）は各露光手段３Ｋ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｙの走査光学系から各感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの表面までの光路長の誤差によるものであり、湾曲誤差（ｅ）は各露光手段３Ｋ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｙの走査光学系を構成するレンズやミラー（図示せず）の取り付けずれによるものである。
【００１４】そこで、電源の投入時や各々の画像形成ステーションの交換時や装置内の温度変化時において、中間転写ベルト７上に予め基準となるパターン（以下、「レジストレーションパターン」と呼ぶ）のマーキングを行い、複数のセンサーによる色ずれ検出手段１３によってこのレジストレーションパターンを検出し、その検出結果から前記５種類の色ずれ量を算出し、そのずれ量に応じて各色画像の位置を合わせる色ずれ補正を行う必要がある。
【００１５】以下、従来のカラー画像形成装置の色ずれ検出及び色ずれ補正動作について図を参照しながら説明する。
【００１６】図４は従来の色ずれ検出部の構成図、図５は従来の中間転写ベルト上のレジストレーションパターンと位置ずれ検出部の配置図、図６は従来の中間転写ベルト上のレジストレーションパターンと位置ずれ検出部の配置図と色ずれ検出部の配置図と色ずれ検出部の出力信号を示す図である。
【００１７】図４において、中間転写ベルト７の上部に配設されレジストレーションパターンの位置ずれ検出を行う色ずれ検出手段１３は、ランプやレーザー等の光源３１と、レジストレーションパターンを検出するセンサー３３と、光源３１に照射されたレジストレーションパターンの像をセンサー３３に結像するためのレンズ３２とから構成される。色ずれ検出手段１３は、図５に示すように中間転写ベルト７の移動方向Ａと直交する線上に、露光手段３の走査開始位置付近と走査終了位置付近に２つ（色ずれ検出手段１３ａ及び色ずれ検出手段１３ｂ）配設されている。色ずれ検出手段１３ａ及び色ずれ検出手段１３ｂのセンサーは、中間転写ベルト７の移動方向Ａと直交する線上に配列している。
【００１８】以上のような構成において、色ずれ検出動作では、前記画像形成動作により、図５に示すような予め決められた直線や図形等のレジストレーションパターン、例えば、中間転写ベルト７の移動方向Ａと直交する線上に配置された露光手段３の走査開始位置を含む直線及び走査終了位置を含む直線、を予め決められた間隔で各色毎にレジストレーションパターン３４、３５、３６、３７として中間転写ベルト７上に転写させ、色ずれ検出手段１３ａ及び色ずれ検出手段１３ｂで各色の位置ずれ（色ずれ）量を測定する。
【００１９】図３（ａ）に示す副走査位置ずれに関しては、図６（ａ）に示すように、中間転写ベルト７上の各色レジストレーションパターンが色ずれ検出手段１３ａ内のセンサー３３ａを通過する時間Ｔ１と予め決められた設計値Ｔとの時間差ΔＴ（ΔＴｎ＝Ｔ−Ｔｎ：ｎ＝１，２，３，４）、及び中間転写ベルト７の移動速度Ｖから、各色の位置ずれΔＹｎ（ΔＹｎ＝ΔＴｎ×Ｖ：ｎ＝１，２，３，４）を算出する。
【００２０】図３（ｂ）に示す主走査位置ずれに関しては、例えば、前記レジストレーションパターンを斜め線として設定することにより、上記と同様にレジストレーションパターンが色ずれ検出手段１３ａ内のセンサー３３ａを通過する時間と予め決められた設計値との時間及び中間転写ベルト７の移動速度Ｖから、各色の位置ずれを算出する。
【００２１】図３（ｃ）に示すスキュー誤差に関しては、図６（ｂ）に示すように中間転写ベルト７上の同色のレジストレーションパターンが色ずれ検出手段１３ａ及び色ずれ検出手段１３ｂ内のセンサー３３ａ及びセンサー３３ｂを通過する時間差ΔＴＴｎ（ｎ＝１，２，３，４）、及び中間転写ベルト７の移動速度Ｖから、各色のスキュー誤差ΔＹＹｎ（ΔＹＹｎ＝ΔＴＴｎ×Ｖ：ｎ＝１，２，３，４）を算出する。
【００２２】図３（ｄ）に示す倍率誤差は、前記主走査位置ずれの算出を前記のように色ずれ検出手段１３ａ及び色ずれ検出手段１３ｂにおいて行い、その値と予め決められた設計値との差から倍率誤差を算出する。
【００２３】図３（ｅ）に示す湾曲誤差に関しては、従来の２つのセンサーによる色ずれ検出動作では正確には測定することができない。従って、露光手段３内のレンズ等の組み立て精度を上げることにより誤差を減少させる。
【００２４】以上のようにして検出した上記４種類の色ずれ量に基づき、次に色ずれ補正動作を行う。
【００２５】図７は従来の露光手段内の走査光学系の色ずれ補正機構の構成図である。
【００２６】図７において、感光体ドラム１上に配設された露光手段３の走査光学系は、ポリゴンモータ６１とポリゴンモータ６１の軸に取り付けられたポリゴンミラー６２と調整用アクチュエータ６６と調整用アクチュエータ６７とにより前後上下に可動し鏡面が直角に保持され一対とした略ハの字型の折り返しミラー６３，６４と、最終的に走査光線を感光体ドラム１に照射するための折り返しミラー６５とから構成される。調整用アクチュエータ６６は折り返しミラー６３，６４を前後方向（図７の矢印Cの方向）に水平に移動させ、調整用アクチュエータ６７は折り返しミラー６３，６４を上下方向（図７の矢印Dの方向）に移動させる。これらの調整を行うためのアクチュエータとしては、段階的に直線移動する駆動源であるステプモータを備えたリニアステップアクチュエータ等が用いられる。画像データは半導体レーザー（図示せず）により光変調され、ポリゴンミラー６２に入射される。ポリゴンミラー６２で反射された走査光線は折り返しミラー６３，６４，６５で順次反射され感光体ドラム１表面に照射される。走査光線の照射位置はそれぞれ独立に駆動するポリゴンモータ６１、調整用アクチュエータ６６、調整用アクチュエータ６７によって制御される。
【００２７】以上のように構成された走査光学系により、図３（ａ）に示す副走査位置ずれ及び図３（ｂ）に示す主走査位置ずれの補正は、各色の露光手段３の走査開始のタイミング補正、走査開始のタイミング信号の位相制御、又はポリゴンモータの位相制御等により行い、図３（ｃ）に示すスキュー誤差の補正及び図３（ｄ）に示す倍率誤差の補正は、調整用アクチュエータ６６及び調整用アクチュエータ６７による照射位置調整及び光路長調整により行う。
【００２８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従来の構成では、色ずれ量を調べるためのレジストレーションパターンの基準色を、一般的なＫ色などに設定して、その基準色のパターンと他の色のパターンとの差をセンサーで読み取り、色ずれ量の演算を行っている。しかし、実際には、各色ごとに、周期的あるいは不定期におこる色ずれ成分を持っているため、基準色の周期的あるいは不定期におこる色ずれ成分が大きい場合は、基準色のパターンと他の色のパターンとの差が、実際の基準色と他の色の色ずれ量と大きく異なってしまう場合があり、結果として、この差が演算精度の低下をまねき、結果として高精度で補正ができなかったり、逆に色ずれ量を大きくしてしまい印字品質の劣化を生じる場合があるという問題点を有していた。
【００２９】本発明は、この問題点を解決するためになされたものであり、前記色ずれ検出手段において、基準となる色を、最も画像形成むらの少ない色に設定するための周期的あるいは不定期におこる色ずれ成分を検出する画像形成むら検出手段を備え、基準色の周期的あるいは不定期におこる色ずれ成分による実際の基準色と他の色の色ずれ量の検出誤差を最小にし、色ずれ補正を正確に行い、印字品質の高い画像を得ることができるカラー画像形成装置を提供することである。
【００３０】
【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カラー画像形成装置は、画像を該表面に担持し搬送する画像搬送手段と、各色の画像情報に応じた画像を前記画像搬送手段上に形成する各色毎に設置された複数の画像形成手段と、色ずれ検出動作時に前記画像形成手段により前記画像搬送手段上に各色毎のレジストレーションパターンを形成する制御を行うレジストレーションパターン発生手段と、レジストレーションパターン発生手段と同様の方法で、ラダーパターンなどのパターンを描画し、そのパターンをセンサーで読み取ることにより、各色の画像形成むらを検出する周期的あるいは不定期におこる色ずれ成分を検出する画像形成むら検出手段と、前記レジストレーションパターンから画像の色ずれを検出する色ずれ検出手段と、前記色ずれ検出手段によって求められた色ずれを用いて、色ずれを補正する色ずれ補正手段を備えた構成から成る。
【００３１】この構成により、レジストレーションパターンの基準色を画像形成むら検出手段で求まった、最も画像形成むらの少ない色に設定することにより、基準色と他の色の色ずれ量の検出において、画像形成むらの影響を最小限に抑えることにより、色ずれ補正の精度が向上することにより、印字品質の高い画像を得ることができるカラー画像形成装置を提供することができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載のカラー画像形成装置は、画像を該表面に担持し搬送する画像搬送手段と、各色の画像情報に応じた画像を画像搬送手段上に形成する各色毎に設置された複数の画像形成手段と、色ずれ検出動作時に画像形成手段により画像搬送手段上に各色毎のレジストレーションパターンを形成する制御を行うレジストレーションパターン発生手段と、レジストレーションパターン発生手段と同様の方法で、ラダーパターンなどのパターンを描画し、そのパターンをセンサーで読み取ることにより、各色の画像形成むらを検出する周期的あるいは不定期におこる色ずれ成分を検出する画像形成むら検出手段と、レジストレーションパターンから画像の色ずれを検出する色ずれ検出手段を備えたこととしたものであり、この構成により、レジストレーションパターンを色ずれ検出手段において検出する際に、レジストレーションパターンの基準色を画像形成むら検出手段で求まった、最も画像形成むらの少ない色に設定することにより、基準色と他の色の色ずれ量の検出において、画像形成むらの影響を最小限に抑えることにより、色ずれ量の測定が高精度になるという作用を有する。
【００３３】（実施の形態１）図１は、本発明の実施の形態１におけるカラー画像形成装置の機能ブロック図である。
【００３４】本実施の形態１におけるカラー画像形成装置の画像形成部の装置構成は図２に示したような従来の構成と同じであり説明は省略する。
【００３５】図１において、７２は、各色像の画像データに対応して光変調を行い各色の画像形成ステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ内の感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ上に静電潜像を形成する露光手段３に対してレジストレーションパターンを形成させる制御を行うレジストレーションパターン発生手段、７１は、７２と同様の方法で、ラダーパターンなどのパターンを描画し、そのパターンをセンサーで読み取ることにより、周期的あるいは不定期におこる色ずれ成分すなわち各色の画像形成むらを検出する画像形成むら検出手段、７は、感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ上に形成された静電潜像をトナー粒子により現像した粉体像がトナー像として転写され該トナー像を搬送する画像搬送手段である中間転写ベルト、１３は、各色の画像形成ステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄにより中間転写ベルト７上に形成された各色トナー像の位置ずれ（色ずれ）量を検出する色ずれ検出手段、７３は、色ずれ検出手段１３により検出された図３（ａ）〜（ｄ）に示したような色ずれに対応して色ずれ補正を行う色ずれ補正手段である。
【００３６】色ずれ検出手段１３については、図４に示したような従来の構成と同じであり、その構成及び動作についての説明は省略する。
【００３７】色ずれ補正手段７３については、図７に示したような従来の構成と同じであり、その構成及び動作についての説明は省略する。
【００３８】図１において、７１は、例えば任意のラダーパターンのような、中間転写ベルト７上に形成されたパターンをセンサーで読み取り、各色ごとに、設計値としてわかっているパターンの値と実際にセンサーで測定された値との差によって、周期的あるいは不定期におこる色ずれ成分すなわち各色の画像形成むらを検出する画像形成むら検出手段である。色ずれ検出手段１３において、センサーから得られたレジストレーションパターンの値を比較する基準色を、前記画像形成むら検出手段において、最も画像形成むらの少ない色に設定して色ずれ量を求めることにより、画像形成むらの影響を最小限に抑えた、より精度の高い色ずれ量を求めることができ、その結果、高精度の色ずれ量検出、色ずれ補正が可能となる。
【００３９】
【発明の効果】以上のように本発明の請求項１に記載のカラー画像形成装置によれば、画像を該表面に担持し搬送する画像搬送手段と、各色の画像情報に応じた画像を前記画像搬送手段上に形成する各色毎に設置された複数の画像形成手段と、色ずれ検出動作時に前記画像形成手段により前記画像搬送手段上に各色毎のレジストレーションパターンを形成する制御を行うレジストレーションパターン発生手段と、前記レジストレーションパターンから画像の色ずれを検出する色ずれ検出手段と、を備えたカラー画像形成装置であって、前記色ずれ検出手段において、基準となる色を、最も画像形成むらの少ない色に設定するための周期的あるいは不定期におこる色ずれ成分を検出する画像形成むら検出手段を備えたことにより、色ずれ検出手段において、センサーから得られたレジストレーションパターンの値を比較する基準色を、最も画像形成むらの少ない色に設定して色ずれ量を求めることが可能となり、画像形成むらの影響を最小限に抑えた、より精度の高い色ずれ量を求めることができ、その結果、高精度の色ずれ量検出、色ずれ補正が可能となり、色ずれ補正の精度が向上することにより、印字品質の高い画像を得ることができるカラー画像形成装置を提供することが可能となるという有利な効果が得られる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５８２１
【氏名又は名称】松下電器産業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１２年３月１６日（２０００．３．１６） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９７４４５
【弁理士】
【氏名又は名称】岩橋 文雄 （外２名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−２６５０８２（Ｐ２００１−２６５０８２Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年９月２８日（２００１．９．２８） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−７３８２７（Ｐ２０００−７３８２７） |
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