(57)【要約】【課題】プリント生産性を落とすことなく、記録媒体やトナーの無駄な消費を抑え、記録媒体の搬送誤差に起因する画像の位置ずれを自動的に補正できる画像形成装置を得る。【解決手段】画像データから検出用画像データを選択する選択部52と、選択された画像データを記憶するメモリ53と、記録媒体の先端又は後端を検出するセンサSE1と、記録媒体に形成された画像を検出するセンサSE2と、センサSE2によって検出された画像から、メモリ53に記憶されている検出用画像データに対応する画像を抽出するとともに、抽出された画像とセンサSE1によって検出された先端又は後端からの位置情報を算出する算出部56と、メモリ53に記憶されている検出用画像データと、算出部56によって算出された画像位置情報とを比較してその差分を算出する差分算出部61と、該差分に基づいて記録媒体への画像形成位置を制御する補正制御部62とを備えている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像データに基づいて記録媒体上に画像を形成する画像形成手段と、
記録媒体を給紙部から画像転写部及び画像定着部を経て排出部へ搬送する搬送手段と、
を備えた画像形成装置であって、
前記画像データから検出用画像データを選択する検出用画像データ選択手段と、
前記検出用画像データ選択手段によって選択された画像データを記憶する記憶手段と、
前記搬送手段を搬送される記録媒体の先端又は後端を検出する第１の検出手段と、
前記搬送手段を搬送される記録媒体に形成された画像を検出する第２の検出手段と、
前記第２の検出手段によって検出された画像から、前記記憶手段に記憶されている検出用画像データに対応する画像を抽出するとともに、抽出された画像と前記第１の検出手段によって検出された先端又は後端からの位置情報を算出する画像位置情報算出手段と、
前記記憶手段に記憶されている検出用画像データと、前記画像位置情報算出手段によって算出された画像位置情報とを比較してその差分を算出する差分算出手段と、
前記差分算出手段によって算出された差分に基づいて記録媒体への画像形成位置を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記検出用画像データ選択手段は、前記第２の検出手段による検出可能範囲内に、記録媒体の端部に対して平行な直線部を所定長さ以上を有する画像を選択すること、を特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記検出用画像データ選択手段は、前記第２の検出手段による検出可能範囲内に、記録媒体の端部に対して直交する方向に所定長さ以上を有する画像を選択すること、を特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記第１の検出手段と前記第２の検出手段は単一のセンサであることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御手段は、記録媒体の搬送方向における画像書込み位置、又は、記録媒体の搬送タイミングのいずれかを制御すること、を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置、特に、電子写真方式などによって最終的に記録材上にトナー画像を転写、定着する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真プロセスによる複写機、プリンタなどの画像形成装置は、通常、記録媒体を給紙トレイ又は給紙カセット（以下、給紙部と記す）から１枚ずつ給紙し、タイミングローラを介在させることで、像担持体に形成されたトナー画像と同期させて、即ち、記録媒体の所定の位置に画像が転写されるように、転写部に搬送している。しかしながら、実際上は、記録媒体の種類の違いや経時変化によるタイミングローラの摩耗などによって転写部に到達するタイミングにずれを生じ、記録媒体に形成される画像にずれが生じる場合がある。
【０００３】
このような画像の位置ずれを調整するために、従来では、テストチャートをスキャナで読み込み、それを記録媒体にコピーした画像を定規で計測してずれ量、補正値を算出し、補正値を操作パネルから制御部（ＣＰＵ）に入力し、画像を描画するためのレーザビームによる画像書込み位置を調整することが行われていた。しかし、この方法においては、記録媒体の種類が変わるごとに画像を定規で計測したり、補正値を算出してそれをキー入力するなど、煩わしい作業が必要であり、ローラの経時変化によって気付かないうちに位置ずれが発生してしまうという問題点を有していた。また、調整作業をするごとに記録媒体やトナーを無駄に消費するという問題点も有していた。
【０００４】
そこで、特許文献１には、位置ずれ検出用のトナーパターンを記録媒体上に形成し、該トナーパターンを用紙搬送経路上に設置されたセンサによって検出し、そのずれ量を補正値として自動的に制御部にフィードバックする方法が記載されている。具体的には、用紙上に端部線と中心線を形成し、搬送中の用紙端部、端部線、中心線の３箇所をセンサによって検出し、これらの情報に基づいて用紙と画像の位置関係を算出し、補正値とするものである。これにより、位置ずれ量を計測して手動で補正作業を行うという煩わしさは解消された。
【０００５】
しかし、前記自動調整方法においては、補正作業の煩わしさが解消されてはいるものの、調整のためにユーザの手間が必要であることには変わりなく、調整のたびにプリント処理を中断しなければならず、プリント生産性を犠牲にすることになる。さらに、用紙やトナーが無駄になるという問題点は未解決である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−９１１２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明の目的は、プリント生産性を落とすことなく、かつ、記録媒体やトナーの無駄な消費を抑え、記録媒体の搬送誤差に起因する画像の位置ずれを自動的に補正できる画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以上の目的を達成するため、本発明の一形態である画像形成装置は、
画像データに基づいて記録媒体上に画像を形成する画像形成手段と、
記録媒体を給紙部から画像転写部及び画像定着部を経て排出部へ搬送する搬送手段と、
を備えた画像形成装置であって、
前記画像データから検出用画像データを選択する検出用画像データ選択手段と、
前記検出用画像データ選択手段によって選択された画像データを記憶する記憶手段と、
前記搬送手段を搬送される記録媒体の先端又は後端を検出する第１の検出手段と、
前記搬送手段を搬送される記録媒体に形成された画像を検出する第２の検出手段と、
前記第２の検出手段によって検出された画像から、前記記憶手段に記憶されている検出用画像データに対応する画像を抽出するとともに、抽出された画像と前記第１の検出手段によって検出された先端又は後端からの位置情報を算出する画像位置情報算出手段と、
前記記憶手段に記憶されている検出用画像データと、前記画像位置情報算出手段によって算出された画像位置情報とを比較してその差分を算出する差分算出手段と、
前記差分算出手段によって算出された差分に基づいて記録媒体への画像形成位置を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする。
【０００９】
前記画像形成装置においては、画像の位置ずれ量を検出する特別な動作モードを実行するのではなく、通常の画像形成処理（通常のプリント処理モード）において、常時、記録媒体上に形成された画像の位置ずれ量を検出する。即ち、画像形成の対象となる画像データから所定のパターンを有する検出用画像データを選択し、記録媒体上に形成された画像から選択されている検出用画像データに対応する画像を抽出し、抽出された画像の位置情報と前記検出用画像データとの比較から位置ずれ量（差分）を算出し、この位置ずれ量（差分）に基づいて記録媒体への画像形成位置を制御する。この制御の対象は、例えば、記録媒体の搬送方向における画像書込み位置や記録媒体の搬送タイミングなどである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、プリント生産性を落とすことなく、かつ、記録媒体やトナーの無駄な消費を抑え、記録媒体の搬送誤差に起因する画像の位置ずれを自動的に補正できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施例を示す概略構成図である。
【図２】前記画像形成装置の制御部を示すブロック図である。
【図３】検出用画像データ（前方余白パターン）を示す説明図である。
【図４】検出用画像データ（後方余白パターン）を示す説明図である。
【図５】前記制御部における位置情報記憶処理の制御手順を示すフローチャート図である。
【図６】前記制御部における位置ずれ補正処理の制御手順を示すフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係る画像形成装置の実施例について、添付図面を参照して説明する。
【００１３】
（画像形成装置の概略構成、図１参照）
本発明の一実施例である画像形成装置は、図１に示すように、タンデム方式の電子写真プリンタであり、概略、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色のトナー画像を形成するためのプロセスユニット１０（１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ）と、中間転写ユニット２０と、記録媒体を収容した給紙ユニット３０と、定着ユニット３５と、画像読取りユニット４０と、で構成されている。
【００１４】
プロセスユニット１０は、それぞれ、感光体ドラム１１、帯電チャージャ１２、現像器１３、露光装置１４などを配置したもので、露光装置１４から照射される光によってそれぞれの感光体ドラム１１上に描画される静電潜像を現像器１３で現像して各色のトナー画像を形成する。画像データは、画像読取りユニット４０からあるいはコンピュータから制御部５０に転送されてくる。
【００１５】
中間転写ユニット２０は、矢印Ｘ方向に無端状に回転駆動される中間転写ベルト２１を備え、各感光体ドラム１１と対向する転写チャージャ２２から付与される電界にて、各感光体ドラム１１上に形成されたトナー画像を中間転写ベルト２１上に１次転写して合成する。なお、このような電子写真法による画像形成プロセスは周知であり、詳細な説明は省略する。
【００１６】
装置本体の下部には、記録媒体を１枚ずつ給紙するトレイを３段備えた給紙ユニット３０が配置され、記録媒体は給紙ローラ３１からタイミングローラ３２を介して前記中間転写ベルト２１と２次転写ローラ２５とのニップ部に搬送され、ここでトナー画像（合成カラー画像）が２次転写される。その後、記録媒体は定着ユニット３５に搬送されてトナーの加熱定着を施され、装置本体の上面に配置されたトレイ部３６に排出される。
【００１７】
（制御部、図２参照）
本実施例においては図２に示す制御部５０を備えている。この制御部５０は、画像形成装置を全体的に制御するとともに、本発明に関連して、パターンマッチング部５１、検出部５５、差分算出部６１及び補正制御部６２を備えている。補正制御部６２は作像部６３（即ち、プロセスユニット１０や搬送系など）を制御する。
【００１８】
パターンマッチング部５１は、プリントすべき画像データから検出用画像データを選択する検出用画像データ選択部５２と、検出用画像データ選択部５２によって選択された画像データを記憶するメモリ５３とで構成されている。検出部５５は、搬送される記録媒体の先端又は後端を定着ユニット３５の直後で検出するセンサＳＥ１と、記録媒体に形成された画像を検出するセンサＳＥ２と、センサＳＥ２によって検出された画像から、メモリ５３に記憶されている検出用画像データに対応する画像を抽出するとともに、抽出された画像とセンサＳＥ１によって検出された先端又は後端からの位置情報を算出する画像位置情報算出部５６とで構成されている。なお、センサＳＥ１，ＳＥ２は単一のセンサであってもよい。
【００１９】
差分算出部６１は、メモリ５３に記憶されている検出用画像データと、画像位置情報算出部５６によって算出された画像位置情報とを比較してその差分（位置ずれ量）を算出する。補正制御部６２は、差分算出部６１によって算出された差分に基づいて記録媒体への画像形成位置を制御する。具体的には、作像部６３を制御して、記録媒体の搬送方向における画像書込み位置、又は、タイミングローラ３２による記録媒体の搬送開始タイミングを調整する。
【００２０】
（パターンマッチング、図３及び図４参照）
本実施例においては、まず、プリントすべき画像データ（ビデオ信号）から検出用画像データを選択し、記憶する。パターンマッチングとは、検出用画像データを、記録媒体の搬送方向の位置ずれを検出するのに好ましいパターンを備えている部分として画像データから検索して特定する処理である。ここでは、図３に示す前方余白パターンと図４に示す後方余白パターンにマッチングする画像を選択する。
【００２１】
前方余白パターン（図３参照）は、搬送方向（副走査方向）Ｚに対して直交する方向（主走査方向）Ｙに長さｖ、搬送方向Ｚに長さｐ（長さｐに対して余白領域の長さをｗ、画像領域の長さをｂとする）を有するものである。直交方向長さｖは主走査方向Ｙに生じると予想される画像ずれ量に相当する寸法、余白領域長さｗは副走査方向Ｚに生じると予測される画像ずれ量に相当する寸法、画像領域長さｂはセンサＳＥ２で誤差がないように画像を検出できるだけの寸法である。
【００２２】
そして、主走査方向Ｙに配列されている１行の画素のなかから理論上センサＳＥ２での検出範囲内を通過する画素を注目画素として、１行目からパターンマッチングを行う。パターンマッチングでは、注目画素が余白領域であれば、注目画素から距離ｗまで全ての画素が余白であり、かつ、それ以後の画素が距離ｂまで全て所定の閾値以上の濃度をもつ画素であれば、マッチングしたと判断し、そのアドレス情報に基づいて記録媒体の先端部から画像までの距離を算出し、メモリ５３に記憶する。ここで、ある閾値とは、センサＳＥ２の性能によって十分に検出し得る濃度である。
【００２３】
また、注目画素が所定の閾値以上の濃度をもつ画素であれば、後方余白パターン（図４参照）とのマッチングを行う。注目画素から距離ｂまで全ての画素が所定の閾値以上の濃度をもつ画素であり、かつ、それ以後の画素が距離ｗまで全て余白であれば、マッチングしたと判断し、そのアドレス情報に基づいて記録媒体の後端部から画像までの距離を算出し、メモリ５３に記憶する。
【００２４】
（制御手順、図５及び図６参照）
以上の位置情報記憶処理は図５に示す制御手順によって行われる。即ち、プリント処理が開始されると、画像データが制御部５０に転送される。転送された画像データ（ビデオ信号）は、各プロセスユニット１０でトナー画像を形成するためのデータとして種々の処理が施される。この画像データ（ビデオ信号）に対して、まず、位置情報記憶処理が行われる。
【００２５】
まず、検出用画像データ選択部５２によって前述した前方余白パターンと後方余白パターンの２種のパターンマッチングが行われる。この処理は、１行目（ｎ＝１）から開始され（ステップＳ１）、ｎ行目の注目画素が余白であれば（ステップＳ２でＹＥＳ）、前方余白パターンとマッチングするか否かを判断する（ステップＳ３）。また、ｎ行目の注目画素がある閾値以上の画素であれば（ステップＳ２でＮＯ）、後方余白パターンとマッチングするか否かを判断する（ステップＳ４）。それぞれマッチングすれば、画像データのアドレス情報に基づいて記録媒体端部から画像までの距離を算出し（ステップＳ５）、メモリ５３に該距離情報を記憶する（ステップＳ６）。
【００２６】
その後、行カウント値ｎに１を加算し（ステップＳ７）、Ａ行全ての注目画素においてパターンマッチングが終了すれば（ステップＳ８でＹＥＳ）、位置情報記憶処理を終了する。
【００２７】
次に、位置ずれ補正処理の制御手順について図６を参照して説明する。メモリ５３に情報が記憶されていない場合は（ステップＳ１１でＮＯ）、前記位置情報記憶処理でマッチングする画像部分がなかったのであるから、位置ずれ補正処理を行うことなく、次の画像データが入力されるまで待機する。メモリ５３に情報が記憶されている場合（マッチングする画像があった場合、ステップＳ１１でＹＥＳ）、センサＳＥ２によって搬送されている記録媒体上に転写された画像を検出する（ステップＳ１２）。
【００２８】
その後、メモリ５３に記憶されている画像データに対応する画像をセンサＳＥ２の検出結果のなかから抽出し、抽出された画像とセンサＳＥ１によって検出された記録媒体の先端又は後端から画像までの距離を算出する（ステップＳ１３）。算出された計測値とメモリ５３での記憶値とを比較し、両者の差分を算出することで画像位置ずれ量を決定する（ステップＳ１４）。なお、パターンマッチングした画像が複数ある場合には、それぞれ算出した画像位置ずれ量の平均値を用いることで補正精度を上げることができる。
【００２９】
ここで、前記差分（画像位置ずれ量）が算出されている場合（ステップＳ１５でＹＥＳ）、該差分に基づいて露光装置１４による画像書込み位置を補正する（ステップＳ１６）。なお、補正は、タイミングローラ３２の搬送開始タイミングを補正するようにしてもよい。
【００３０】
以上説明した実施例においては、画像の位置ずれ量を検出する特別な動作モードを実行するのではなく、通常の画像形成処理（通常のプリント処理モード）において、常時、記録媒体上に形成された画像の位置ずれ量を検出し、適宜補正を行う。従って、プリント生産性を落とすことなく、かつ、記録媒体やトナーの無駄な消費を抑え、記録媒体の搬送誤差に起因する画像の位置ずれを自動的に補正することができる。
【００３１】
（他の実施例）
なお、本発明に係る画像形成装置は、前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。
【００３２】
特に、本発明が適用される画像形成装置としては、タンデム方式の電子写真複写機以外に、プリンタ、ファクシミリ、これらの複合機であってもよく、モノクロの画像形成装置であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
以上のように、本発明は、画像形成装置に有用であり、特に、プリント生産性を落とすことなく、かつ、記録媒体やトナーの無駄な消費を抑え、記録媒体の搬送誤差に起因する画像の位置ずれを自動的に補正できる点で優れている。
【符号の説明】
【００３４】
１０…プロセスユニット
１１…感光体ドラム
１２…帯電チャージャ
１３…現像器
１４…露光装置
２１…中間転写ベルト
２５…２次転写ローラ
３０…給紙ユニット
３２…タイミングローラ
５０…制御部
５２…検出用画像データ選択部
５３…メモリ
５６…画像位置情報算出部
ＳＥ１…記録媒体端部検出センサ
ＳＥ２…画像検出センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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