| 【発明の名称】 |
カラー画像形成装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】篠原 賢史
|
| 【要約】 |
【課題】複数の解像度で出力するモードのうち、ある１つのモードのみでマークの形成、および検知を行うことで、位置ずれ検知、補正時間の短縮ができるカラー画像形成装置を提供すること。
【解決手段】検知手段によってマークの検知が終了後、データはＩ／Ｏポート２３を介し、データバス２４によりＣＰＵ２５およびＲＡＭ２８にロードされ、種々のずれ量を算出するための演算処理を行う。ＲＯＭ２７には、種々のずれ量を演算するためのプログラムを始め、各種のプログラムが格納してある。ＣＰＵ２５は、受光部１７からの検知信号を適当なタイミングでモニタしており、発光量制御部２９による発光量を制御する。ＣＰＵ２５は、求めた各種の補正量に基づき、主、副レジストの変更および倍率誤差に基づき角周波数を変更するため、書込制御基板３０に対してその設定を行う。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 搬送ベルト上の記録媒体に画像を形成するカラー画像形成装置において、前記搬送ベルトの主走査方向および副走査方向に対して複数の解像度で画像を出力する出力モード手段と、前記出力モード手段の複数の出力モードから１つの出力モードを選択する選択手段と、前記選択手段が選択した出力モードに基づいて、前記搬送ベルト上の記録媒体に転写された画像の位置ずれを検知するマークを形成するマーク形成手段と、前記マーク形成手段によって検知された位置ずれを検出する検出手段と、前記検出手段による検出結果から位置ずれ量および補正量を算出する算出手段と、前記算出手段によって算出された位置ずれ量および補正量に基づいて画像書き出しタイミングの補正をする補正手段と、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】 前記選択手段が前記出力モード手段から選択する出力モードは、副走査方向のプロセス線速が一番遅いモードであることを特徴とする請求項１記載のカラー画像形成装置。
【請求項３】 印刷したい解像度の出力モードを指定する指定手段をさらに備え、前記選択手段が前記指定手段によって指定された出力モードに近い出力モードを前記出力モード手段から選択することを特徴とする請求項１記載のカラー画像形成装置。
|
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、カラー画像形成装置に係り、特に、電子写真方式・静電記録方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ等のカラー画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子写真式・静電記録式の複写機、プリンタ、ファクシミリ等のカラー画像形成装置が広く利用されている。これらのカラー画像形成装置には、電子写真式プロセス部によって形成された画像を搬送ベルトに搬送し、単一の記録媒体上に順次重ね合わせて転写することにより記録媒体上にカラー画像を得るタンデム方式と呼ばれているものがある。
【０００３】特開平１０−１９８１１０号公報には、主走査方向のラインとこれに対して傾斜するラインからなる位置ずれ検知用マークを検知するための検知手段は、位置ずれ検知用マークの各々のラインに対して平行、かつ、同一幅の開口部を持つスリットと光源と受光部とからなる単一の検出手段によって、搬送ベルトに形成された位置ずれ検知用マークを検知するようにしたカラー画像形成方法が記載されている。
【０００４】特開平１１−６５２０８号公報には、位置ずれ検知用マークは、感光体半周分の距離だけ離れた位置に同色同形状のトナーマークが複数対存在し、かつ、お互いのトナーマーク対は感光体半周長の整数倍とは異なる距離離れた位置に存在するカラー画像形成装置が、または、トナーマーク対の間隔内にトナーマークが１個以上存在するパターンを形成するカラー画像形成装置が記載されている。
【０００５】特許第２６４２３５１号公報には、無端状搬送手段上に主走査方向に延びる直線からなる基準部とそれに対して斜めに延びる斜め線を形成し、基準部と斜め線との間隔の理想値と実際の検出間隔との比較から斜め線の主走査方向のずれ量を演算し、その結果に基づき主走査方向の書出しタイミングクロックおよび書込みクロックの少なくとも一方を補正する画像形成装置が記載されている。
【０００６】特許第２７６５６２６号公報には、無端状搬送手段上に各色毎の位置ずれ測定用パターン画像を形成し、検知手段によって検知を行い、基準となる１つの色の測定用パターン画像と他の色のパターン画像とのずれ量を演算し、そのずれ量に基づいて画像書き出しタイミングを調整する画像形成装置が記載されている。
【０００７】図６は、従来の搬送ベルトに沿って画像形成部が並んだタンデムタイプのカラー画像形成装置の構成を示した図である。各々異なる色（イエロー：Ｙ、マゼンタ：Ｍ、シアン：Ｃ、ブラック：Ｋ）のカラー画像を形成する画像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋは、転写紙２を搬送する搬送ベルト３に沿って一列に配置されている。搬送ベルト３は、その一方が駆動回転する駆動ローラと他方が従動回転する従動ローラである搬送ローラ４、５によって架設されており、搬送ローラ４、５の回転により矢印方向に回転駆動される。
【０００８】搬送ベルト３の下部には、転写紙２が収納された給紙トレイ６が備えられている。収納された転写紙２のうち最上位置にある転写紙２は、画像形成時には給紙され、静電吸着によって搬送ベルト３上に吸着される。吸着された転写紙２は、第１の画像形成部（イエロー）１Ｙに搬送され、ここでイエローの画像形成が行われる。
【０００９】第１の画像形成部１Ｙは、感光体ドラム７Ｙと感光体ドラム７Ｙの周囲に配置された帯電器８Ｙ、露光器９Ｙ、現像器１０Ｙ、感光体クリーナ１１Ｙから構成されている。感光体ドラム７Ｙの表面は、帯電器８Ｙで一様に帯電された後、露光器９Ｙによりイエローの画像に対応したレーザ光１２Ｙで露光され、静電潜像が形成される。
【００１０】形成された静電潜像は、現像器１０Ｙで現像され、感光体ドラム７Ｙ上にトナー像が形成される。このトナー像は感光体ドラム７Ｙと搬送ベルト３上の転写紙２と接する位置（転写位置）で転写器１３Ｙによって転写され、転写紙２上に単色（イエロー）の画像を形成する。転写が終わった感光体ドラム７Ｙは、ドラム表面に残った不要なトナーを感光体クリーナ１１Ｙによってクリーニングされ、次の画像形成に備える。
【００１１】第１の画像形成部１Ｙで単色（イエロー）を転写された転写紙２は、搬送ベルト３によって第２の画像形成部（マゼンタ）１Ｍに搬送される。ここでも、同様に感光体ドラム７Ｍ上に形成されたトナー像（マゼンタ）は、転写紙２上に重ねて転写される。転写紙２は、さらに第３の画像形成部（シアン）１Ｃ、第４の画像形成部（ブラック）１Ｋに搬送され、同様に形成されたトナー像を転写されてカラー画像を形成する。第４の画像形成部１Ｋを通過してカラー画像が形成された転写紙２は、搬送ベルト３から剥離され、定着器１４にて定着された後、排紙される。また、搬送ベルト３は、各画像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの位置ずれ検知手段として発光部１５、スリット１６および受光部１７を備えている。
【００１２】図７は、検知手段とその周辺部を示した図であり、図８は、図７の検知手段の拡大図である。また、図９は、検知手段のスリット１６の拡大図である。検知手段は、発光部１５、スリット１６および受光部１７を備えており、搬送ベルト３上に形成された位置ずれ検知用マーク１８を検知する。検知手段は、主走査方向の両端に配置され、各々に対応して位置ずれ検知用マーク１８が形成される。スリット１６は、主走査方向に平行なライン（以下、横線と呼ぶ）とそのラインに対して傾斜したライン（以下、斜め線と呼ぶ）それぞれを検知するために、横線および斜め線と平行な開口部（各々幅ａ、長さｂ）から形成される。
【００１３】図１０は、位置ずれ検知用マーク１８の拡大図である。位置ずれ検知用マーク１８は、Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙそれぞれの横線、斜め線によって構成されており、各々のラインの幅はスリット１６の開口部の幅ａと同一であり、長さはスリット１６の開口部の長さｂよりも長くなっている。位置ずれ検知用マーク１８は、この例ではＫ−Ｃ−Ｍ−Ｙの順に並んでおり、横線４つと斜め線４つで１つの対となっている。
【００１４】位置ずれ検出パターンは、各感光体ドラム７の半周分の距離だけ離れた位置に同色同形状のトナーマークが複数対存在し、かつ、お互いのトナーマーク対は各感光体ドラム７の半周長の整数倍とは異なる距離離れた位置に存在する。また、位置ずれ検出パターンは、各感光体ドラム７半周分の距離だけ離れた位置に同色同形状のトナーマーク対が複数存在し、かつ、トナーマーク対の間隔内にトナーマークが１個以上存在するパターンを形成する。図１０では、感光体１周の周長間に４対のマークが形成されている。
【００１５】また、各々の横線、斜め線の間隔は所定の長さｄを目標として形成される。この長さｄとは、位置ずれがあっても各横線、斜め線の列の順序逆転が起こらないように設定された値である。長さｄと設定することによって、横線、斜め線がスリット１６の開口部に来た際の検知信号は、きれいな山形若しくは谷形の波形となり、横線、斜め線の中央を正確に求めることができる。
【００１６】これらの横線、斜め線を用いて、各々の対においてＫの横線を基準にして各ラインの検知時間差および左右の検知結果を比較し、さらに４対の演算結果の平均をとることによって、感光体の回転むらに起因する検知誤差を除去でき、正確なスキュー（傾き）、副走査レジストずれ、主走査レジストずれ、主走査倍率誤差の補正を行うことができる。
【００１７】次に、位置ずれ検知用マーク１８で検知、演算された各種のずれ量に基づいた補正について説明する。図１１は、副走査方向の書き出しタイミングを補正する際のタイミングチャートを示した図である。図１１の場合、補正分解能は１ｄｏｔであるとする。副走査方向の画像領域信号（書込みｅｎａｂｌｅ信号）は、同期検知信号のタイミングで書き出しを調整している。マーク検知および演算の結果、１ｄｏｔ書き出し位置を早くしたい場合、図１１に示すように同期検知信号１つ分早く書込みｅｎａｂｌｅ信号をアクティブにすれば良い。
【００１８】図１２は、主走査方向の書き出しタイミングを補正する際のタイミングチャートを示した図である。図１２の場合も補正分解能は１ｄｏｔであるとする。まず、画像書込みクロックは、同期検知信号の立ち下がりエッジにより、各ラインともに正確に位相の合ったクロックが得られるようになっている。クロック信号に同期して画像の書込みが行われるが、主走査方向の画像書込みｅｎａｂｌｅ信号もこのクロックに同期して作られている。マーク検知および演算の結果、１ｄｏｔ書き出し位置を早くしたい場合、図１２に示すように１クロック分早く書込みｅｎａｂｌｅ信号をアクティブにすれば良い。
【００１９】さらに、マーク検知および演算の結果、主走査方向の倍率が基準色に対してずれているときは、周波数を非常に小さいステップで変更できるデバイス、例えばクロックジェネレータ等を用いることにより倍率を変更することで位置ずれを補正する。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来のタンデムタイプのカラー画像形成装置においては、その構成上、各色間の位置合わせ技術が重要な課題となっていた。また、各色の位置ずれとして、スキュー、副走査方向のレジストずれ、副走査方向のピッチムラ、主走査方向の倍率誤差、主走査方向のレジストずれ等が主な原因としてあった。従来のカラー画像形成装置では、このような様々な原因に対する各色の色ずれ、位置ずれを防止するために、出力モードの解像度に合わせての補正量を算出することは行っていなかった。
【００２１】そこで、本発明の第１の目的は、複数の解像度で出力するモードのうち、ある１つのモードのみでマークの形成、および検知を行うことで、位置ずれ検知、補正時間の短縮ができるカラー画像形成装置を提供することである。本発明の第２の目的は、解像度のモード毎に各々位置ずれ補正量を算出し、プリント要求時の解像度のモードに合った補正量の設定を行い、画像形成を行う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。
【００２２】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明では、搬送ベルト上の記録媒体に画像を形成するカラー画像形成装置において、前記搬送ベルトの主走査方向および副走査方向に対して複数の解像度で画像を出力する出力モード手段と、前記出力モード手段の複数の出力モードから１つの出力モードを選択する選択手段と、前記選択手段が選択した出力モードに基づいて、前記搬送ベルト上の記録媒体に転写された画像の位置ずれを検知するマークを形成するマーク形成手段と、前記マーク形成手段によって検知された位置ずれを検出する検出手段と、前記検出手段による検出結果から位置ずれ量および補正量を算出する算出手段と、前記算出手段によって算出された位置ずれ量および補正量に基づいて画像書き出しタイミングの補正をする補正手段と、を備えたことにより、前記第１の目的を達成する。
【００２３】請求項２記載の発明では、請求項１記載の発明において、前記選択手段が前記出力モード手段から選択する出力モードは、副走査方向のプロセス線速が一番遅いモードであることにより、前記第１の目的を達成する。
【００２４】請求項３記載の発明では、請求項１記載の発明において、印刷したい解像度の出力モードを指定する指定手段をさらに備え、前記選択手段が前記指定手段によって指定された出力モードに近い出力モードを前記出力モード手段から選択することにより、前記第２の目的を達成する。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態について図１ないし図５を参照して詳細に説明する。なお、本実施の形態の説明上、従来の図６〜図１２に基づいて説明した部分と同一部分は同一符号で示し、説明を省略する。
【００２６】図１は、本実施の形態に係るカラー画像形成装置とその周辺装置を示したブロック図である。周辺装置であるＰＣ（パーソナル・コンピュータ）３１にはプリンタドライバ３４がインストールされており、カラー画像形成装置のプリンタコントローラ３２およびプリンタエンジン制御部３３に対して種々の設定を行う。解像度のモード設定もプリンタドライバ３４により行う。ＰＣ３１上のアプリケーションソフトから印刷が実行されると、データはプリンタコントローラ３２に送られて所定の画像処理等がなされた後、プリンタエンジン制御部３３に送られ画像形成される。
【００２７】図２は、プリンタエンジン制御部３３の構成を示したブロック図である。プリンタエンジン制御部３３は、検知手段によって検知されたデータの処理および設定を行う。受光部１７から得られた信号は、ＡＭＰ（Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）４０によって増幅され、フィルタ１９によってライン検知の信号成分のみを通過させ、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器２０によってアナログデータからデジタルデータへと変換される。
【００２８】データのサンプリングは、サンプリング制御部２２によって制御され、サンプリングされたデータはＦＩＦＯ（Ｆｉｒｓｔ Ｉｎ Ｆｉｒｓｔ Ｏｕｔ）メモリ２１に格納される。ここでは１組の検知手段における構成のみを示したが、もう１組の検知手段も同様の構成となっている。検知手段によって一通りマークの検知が終了した後、格納されていたデータはＩ／Ｏ（ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ）ポート２３を介し、データバス２４によりＣＰＵ（中央処理装置）２５およびＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）２８にロードされ、種々のずれ量を算出するための演算処理を行う。
【００２９】一方、ＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）２７には、種々のずれ量を演算するためのプログラムを始め、各種のプログラムが格納してある。なお、アドレスバス２６によって、ＲＯＭアドレス、ＲＡＭアドレス、各種入出力機器の指定を行っている。また、ＣＰＵ２５は、受光部１７からの検知信号を適当なタイミングでモニタしており、搬送ベルト３および発光部１５の劣化等が起こっても確実に検知ができるように発光量制御部２９による発光量を制御し、受光部１７からの受光信号のレベルが常に一定となるようにしている。
【００３０】ＣＰＵ２５は、求めた各種の補正量に基づき、主、副レジストの変更および倍率誤差に基づき角周波数を変更するため、書込制御基板３０に対してその設定を行う。書込制御基板３０には、出力周波数を非常に細かく設定できるデバイス、例えば、ＶＣＯ（Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）を利用したクロックジェネレータ等を基準色を含め各色に対して備えている。この書込制御基板３０によって、書き出しタイミングの制御や補正を行い、その出力を画像書き込みクロックとして用いる（図１１および図１２参照）。
【００３１】次に、本実施の形態のカラー画像形成装置の解像度について説明をする。本実施の形態のカラー画像形成装置では、主走査方向解像度×副走査方向解像度が１２００×１２００ｄｐｉおよび１２００×６００ｄｐｉの２つのモードがあるものとする。１２００×１２００ｄｐｉ時には、１２００×６００ｄｐｉ時のプロセス線速Ｖに対してプロセス線速Ｖ／２として出力するものとする。
【００３２】各色間の画像位置ずれの要因としては、装置各部の温度変化、環境温度変化等がある。メインＣＰＵ（図１２において図示は省略）は、これらの要因を監視しており、位置合わせが必要であると判断した場合にマークの形成、検知およびずれ量の演算、補正を各色毎に行う。本実施の形態の場合、マークの形成、検知は、１２００×１２００ｄｐｉおよび１２００×６００ｄｐｉの２つのモードに対してそれぞれマークの形成、検知およびずれ量の演算、補正を行うのではなく、プロセス線速が遅い方、すなわち１２００×１２００ｄｐｉ時のプロセス線速Ｖ／２のモードで行う。
【００３３】図３は、本実施の形態に係るプロセス線速の求め方を示した図である。搬送ローラ４、５が図３に示すように中心Ｏから偏心を持っていて、Ｏ’が回転中心となっているとする。搬送ローラ４、５の半径をｒ、偏心量をｅとすると、Ｏ’を中心として回転した場合、搬送ローラ４、５上のある点の回転半径ｄはｄ＝ｓｑｒ｛ｅ2＋ｒ2＋２＊ｅ＊ｒ＊ｃｏｓ（２ωｔ＋φ）｝
ここで、ｓｑｒは平方根を、ωは搬送ローラ４、５の回転角周波数を表している。従って、搬送ローラ４、５外周の速度Ｖｒ’は、 Ｖｒ’＝ｄ＊ω ＝ｓｑｒ｛ｅ2＋ｒ2＋２＊ｅ＊ｒ＊ｃｏｓ（２ωｔ＋φ）｝＊ω …■と表され、搬送ローラ４、５の回転角周波数ωに比例し、搬送ローラ４、５の１回転周期の速度変動を持っていることが分かる。
【００３４】一方、搬送ローラ４、５の偏心量がゼロ、すなわちｅ＝０の場合の搬送ローラ４、５外周の速度Ｖｒは、Ｖｒ＝ｓｑｒ｛ｒ2｝＊ω …■ で表される。
■、■から、搬送ローラ４、５の偏心による外周線速の誤差、すなわち線速変動ΔＶは、 ΔＶ＝Ｖｒ’−Ｖｒ ＝ｓｑｒ｛ｅ2＋ｒ2＊ｅ＊ｒ＊ｃｏｓ（ωｔ＋φ）｝＊ω …■と表せる。
【００３５】マーク検知に際しては、形成されたベルトの線速変動が小さいことが望ましく、高精度に検知することができる。ωとプロセス線速とは比例しているので、■式からω、すなわちプロセス線速が小さい方が搬送ローラ４、５の外周の速度変動、すなわちベルトの線速変動が小さいこととが分かる。以上のような理由から、本実施の形態ではプロセス線速が遅い方、すなわち１２００×１２００ｄｐｉ時のプロセス線速Ｖ／２のモードでマークの形成および検知を行っている。
【００３６】１２００×１２００ｄｐｉ、プロセス線速Ｖ／２にて検知した結果から、各色の各種ずれ量を算出する。例えば、ＹのＫに対する副走査方向のレジストずれ量が４２．３［μｍ］であった場合、各モード毎に補正量を算出すると１２００×１２００ｄｐｉ時の補正量としては２ライン、１２００×６００ｄｐｉ時の補正量としては１ラインである。プリント要求時の解像度のモードによって、そのモードに合った補正量の設定を行い画像形成を行う。他色の他のずれに対しても同様に補正量の設定を行う。
【００３７】図４は、位置ずれ量検知を行う際の処理手順を示したフローチャートである。主走査方向解像度×副走査方向解像度が１２００×１２００ｄｐｉにてマークの形成を行い（ステップ４１）、この形成したマークの検知を行う（ステップ４２）。１２００×１２００ｄｐｉ時の補正量を算出し（ステップ４３）、次に１２００×６００ｄｐｉ時の補正量を算出して（ステップ４４）、位置ずれ量検知の処理を終了する。
【００３８】図５は、画像出力を行う際の処理手順を示したフローチャートである。主走査方向解像度×副走査方向解像度が１２００×１２００ｄｐｉの出力モードかどうかを判定する（ステップ５１）。主走査方向解像度×副走査方向解像度が１２００×１２００ｄｐｉの出力モードであるならば（ステップ５１；Ｙ）、１２００×１２００ｄｐｉ時での補正量を設定して（ステップ５２）、画像形成を行い（ステップ５４）、画像出力の処理を終了する。主走査方向解像度×副走査方向解像度が１２００×１２００ｄｐｉの出力モードでないならば（ステップ５１；Ｎ）、１２００×６００ｄｐｉ時の補正量を設定し（ステップ５３）、画像形成を行い（ステップ５４）、画像出力の処理を終了する。
【００３９】
【発明の効果】請求項１記載の発明では、選択手段が選択した出力モードに基づいて、搬送ベルト上の記録媒体に転写された画像の位置ずれを検知するマークを形成するマーク形成手段と、マーク形成手段によって検知された位置ずれを検出する検出手段と、検出手段による検出結果から位置ずれ量および補正量を算出する算出手段と、算出手段によって算出された位置ずれ量および補正量に基づいて画像書き出しタイミングの補正をする補正手段とを備えるので、位置ずれの検知および補正時間を短縮することができ、ユーザの待ち時間を短縮することが可能となる。
【００４０】請求項２記載の発明では、選択手段が出力モード手段から選択する出力モードは、副走査方向のプロセス線速が一番遅いモードであるので、搬送ベルトの速度変動の影響を極力小さくことができ、高精度に位置合わせをすることができる。
【００４１】請求項３記載の発明では、印刷したい解像度の出力モードを指定する指定手段をさらに備え、選択手段が指定手段によって指定された出力モードに近い出力モードを選択し、指定した解像度によらず、先に行ったマーク形成、検知の結果から補正するので、検知および補正時間の短縮が可能となり、ユーザの待ち時間を短縮することができる。
|
| 【出願人】 |
【識別番号】０００００６７４７
【氏名又は名称】株式会社リコー
|
| 【出願日】 |
平成１２年３月２１日（２０００．３．２１） |
| 【代理人】 |
|
| 【公開番号】 |
特開２００１−２６５０８５（Ｐ２００１−２６５０８５Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年９月２８日（２００１．９．２８） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−７８９２１（Ｐ２０００−７８９２１） |
|