(57)【要約】  【課題】  簡易な構成で、より正確な位置ずれ補正および濃度ずれ補正を行うことのできる画像形成装置等を提供する。  【解決手段】  中間転写ベルト上に形成される制御用マークＭは、略矢印状の形状を有しており、斜めに交わることで略「くの字」を形成する第１の辺Ｍ１および第２の辺Ｍ２と、第１の辺Ｍ１および第２の辺Ｍ２の交点からこれら第１の辺Ｍ１および第２の辺Ｍ２の内側にラテラル方向に延びる第３の辺Ｍ３を有している。第１の辺Ｍ１および第２の辺Ｍ２は高濃度の画像で形成され、第２の辺Ｍ３は所定の濃度の画像で形成される。そして、第１の辺Ｍ１および第２の辺Ｍ２の読み取り結果に基づいて位置ずれ補正が行われ、第３の辺Ｍ３の読み取り結果に基づいて濃度ずれ補正が行われる。  【選択図】  図５
2006251634.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各色の画像を形成する複数の画像形成部を有し、当該複数の画像形成部によって形成される画像を重ね転写する画像形成装置であって、
所定の転写体に対し、位置ずれ補正で使用される位置ずれ補正用マークと、当該位置ずれ補正用マークによって特定される矩形領域内に存在し、濃度ずれ補正で使用される濃度ずれ補正用マークとを含む色毎の制御用マークを、前記複数の画像形成部を用いて順次形成する制御用マーク形成手段と、
前記制御用マーク形成手段にて形成された前記制御用マークを読み取る読み取り手段と、
前記読み取り手段により前記制御用マークを読み取ることによって得られた前記位置ずれ補正用マークに基づいて前記複数の画像形成部における位置ずれ補正を行い、且つ、当該読み取り手段により当該制御用マークを読み取ることによって得られた前記濃度ずれ補正用マークに基づいて当該複数の画像形成部における濃度ずれ補正を行う補正手段と
を含む画像形成装置。
【請求項２】
前記制御用マーク形成手段は、前記位置ずれ補正用マークを高濃度画像として形成し、且つ、前記濃度ずれ補正用マークを低濃度から高濃度までの範囲より選定された所定の濃度画像として形成することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記補正手段は、前記読み取り手段により前記制御用マークを読み取ることによって得られた前記位置ずれ補正用マークに基づいて濃度ずれ補正を行うことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】
各色の画像を形成する複数の画像形成部を有し、当該複数の画像形成部によって形成される画像を重ね転写する画像形成装置であって、
所定の転写体に対し、当該転写体の副走査方向上流側および下流側に存在し、位置ずれ補正で使用される位置ずれ補正用マークと、当該位置ずれ補正用マークの副走査方向中間部に存在し、濃度ずれ補正で使用される濃度ずれ補正用マークとを含む色毎の制御用マークを、前記複数の画像形成部を用いて順次形成する制御用マーク形成手段と、
前記制御用マーク形成手段にて形成された前記制御用マークを読み取る読み取り手段と、
前記読み取り手段により前記制御用マークを読み取ることによって得られた前記位置ずれ補正用マークを用いて前記複数の画像形成部における位置ずれ補正を行い、且つ、当該読み取り手段により当該制御用マークを読み取ることによって得られた前記濃度ずれ補正用マークを用いて当該複数の画像形成部における濃度ずれ補正を行う補正手段と
を含む画像形成装置。
【請求項５】
前記補正手段は、前記読み取り手段により前記制御用マークを読み取ることによって得られた前記位置ずれ補正用マークに異常があった場合に、前記濃度ずれ補正を行わないことを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記補正手段は、前記前記読み取り手段により前記制御用マークを読み取ることによって得られた前記濃度ずれ補正用マークに異常があった場合に、前記位置ずれ補正を行わないことを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
【請求項７】
各色の画像を形成する複数の画像形成部を有し、当該複数の画像形成部によって形成される画像を重ね転写する画像形成装置であって、
所定の転写体に対し、位置ずれ補正で使用される位置ずれ補正用マークおよび濃度ずれ補正で使用される濃度ずれ補正用マークを含む色毎の制御用マークを、前記複数の画像形成部を用いて順次形成する制御用マーク形成手段と、
前記制御用マーク形成手段にて形成された前記制御用マークを読み取る読み取り手段と、
前記読み取り手段にて読み取られた前記制御用マークにおける前記位置ずれ補正用マークと前記濃度ずれ補正用マークとを判別する判別手段と、
前記判別手段による判別結果に基づき、前記位置ずれ補正用マークに基づいて前記複数の画像形成部における位置ずれ補正を行い、且つ、前記濃度ずれ補正用マークに基づいて当該複数の画像形成部における濃度ずれ補正を行う補正手段と
を含む画像形成装置。
【請求項８】
前記判別手段は、前記制御用マーク内に占める位置に基づいて、前記位置ずれ補正用マークと前記濃度ずれ補正用マークとを判別することを特徴とする請求項７記載の画像形成装置。
【請求項９】
各色の画像を形成する複数の画像形成部を有し、当該複数の画像形成部によって形成される画像を重ね転写する画像形成装置で用いられる画像出力装置であって、
位置ずれ補正で使用される位置ずれ補正用マークと、当該位置ずれ補正用マークによって特定される矩形領域内に存在し、濃度ずれ補正で使用される濃度ずれ補正用マークとを含む制御用マークの画像データを格納する格納部と、
前記格納部から読み出された前記制御用マークの画像データを、前記複数の画像形成部に出力する画像出力部と
を含む画像出力装置。
【請求項１０】
前記格納部に格納される前記制御用マークの画像データは、副走査方向および主走査方向の双方に対して斜めに交わり、前記位置ずれ補正用マークとして機能する第１の辺および第２の辺と、当該第１の辺および当該第２の辺の交点から当該第１の辺および当該第２の辺の内側を主走査方向に延び、前記濃度ずれ補正用マークとして機能する第３の辺とを有していることを特徴とする請求項９記載の画像出力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に係り、より詳しくは、複数色の画像を重ね合わせて最終的な画像を形成する画像形成装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、用紙等の記録媒体に複数色の画像を重ね合わせることでフルカラー画像を形成するカラープリンタやカラー複写機等の画像形成装置が広く用いられている。この種の画像形成装置では、記録媒体上に重ね合わされる各色画像の色ずれ(位置ずれ)が問題となる。この色ずれは、たとえば、色毎に設けられた複数の画像形成部を転写ベルトに対向して並列配置する所謂タンデム方式を採用する場合に、各画像形成部の取り付け位置の誤差、各画像形成部の周速誤差、転写ベルトに対する露光位置の違い、転写ベルトの速度の変化等により発生する。すなわち、例えばタンデム型の画像形成装置では、各画像形成部のアライメントやメカ的誤差が、そのまま、記録媒体上での位置ずれとなる。したがって、このような方式を採用する画像形成装置では、これらの位置ずれ量を事前に測定し、位置ずれの発生を抑制するための位置ずれ制御(レジストレーションコントロール)が不可欠となる。
【０００３】
この位置ずれ制御として、例えば電源投入時など実際の画像形成が開始される前に、各画像形成部によってＹ(イエロー)、Ｍ(マゼンタ)、Ｃ(シアン)、Ｋ(黒)の各色のマークを転写ベルト上に順次形成し、各色のマークの位置をセンサで読み取るとともに、センサによる読み取り結果から各色の位置ずれ量を算出し、各色の画像の形成タイミングをフィードバック制御するものが知られている(特許文献１参照。)。
【０００４】
また、所謂電子写真方式を採用したプリンタや複写機等の画像形成装置では、得られる画質が、環境(温度や湿度)の変動や部品の経時劣化等の影響を受けやすい。特に、上述したタンデム型の画像形成装置のように、複数の画像形成部を備えている場合には、画像形成部毎に環境変動や経時劣化の影響を受ける程度が異なる。このため、同じ画像データに基づいてフルカラー画像を形成した場合であっても、形成されるトナー像の濃度等が色毎に異なってしまうことがある。その結果、これら各色のトナー像を重ね合わせて得られたフルカラー画像の色再現性や階調性が著しく変動してしまうことになる。したがって、このような方式を採用する画像形成装置では、この各色の濃度ずれ量を事前に測定し、濃度ずれの発生を抑制するための濃度ずれ制御(プロセスコントロール)が不可欠となる。
【０００５】
この濃度ずれ制御として、例えば電源投入時など実際の画像形成が開始される前に、各画像形成部によってＹＭＣＫ各色の高濃度および低濃度のマークを転写ベルト上に形成し、その濃度をセンサで読み取るとともに、センサによる読み取り結果から色毎に基準となる濃度との濃度ずれ量を算出し、各色の画像を形成する際の現像コントラスト電位差等をフィードバック制御するものが提案されている(特許文献２参照。)。
【０００６】
そして、最近では、これらレジコンを行うためのマーク(以下、レジコン用マークという)とプロコンを行うためのマーク(以下プロコン用マークという)とを、同一のセンサで読み取る技術も提案されている(特許文献３参照。)。
【０００７】
【特許文献１】特許第２７６５６２６号公報(第４頁、図６)
【特許文献２】特開平６−１０２７３４号公報(第６−８頁、図９)
【特許文献３】特開２００１−２２２２７号公報(第４頁、図２)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献３では、レジコン用マークおよびプロコン用マークを別々に形成しているため、同一のセンサによるレジコン用マークの読み取りとプロコン用マークの読み取りとを順次行う必要がある。このため、これらレジストレーションコントロールおよびプロセスコントロールを実行するのに必要な時間が嵩んでしまい、画像形成動作が実行可能となるまでの待ち時間が長くなっていた。
【０００９】
このような問題を解決するため、例えば、転写ベルト上にプロコン用マークのみを形成し、センサによるプロコン用マークの読み取り結果に基づいてプロセスコントロールおよびレジストレーションコントロールを行うことが考えられる。ここで、プロコン用マークは、上述したように高濃度のマークや低濃度のマークを含んでいる。このため、例えば低濃度のマークでは、マークが存在する部位と存在しない部位との境界が曖昧になりやすく、結果として、各色の位置ずれを補正できないばかりか、逆に位置ずれ量を大きくしてしまうおそれがあった。
【００１０】
本発明は、かかる技術的課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、簡易な構成で、より正確な位置ずれ補正および濃度ずれ補正を行うことのできる画像形成装置等を提供することにある。
また他の目的は、位置ずれ補正および濃度ずれ補正を行うための時間を短縮することのできる画像形成装置等を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
かかる目的のもと、本発明は、各色の画像を形成する複数の画像形成部を有し、複数の画像形成部によって形成される画像を重ね転写する画像形成装置であって、所定の転写体に対し、位置ずれ補正で使用される位置ずれ補正用マークと、位置ずれ補正用マークによって特定される矩形領域内に存在し、濃度ずれ補正で使用される濃度ずれ補正用マークとを含む色毎の制御用マークを、制御用マーク形成手段により複数の画像形成部を用いて順次形成し、制御用マーク形成手段にて形成された制御用マークを読み取り手段で読み取り、補正手段が、読み取り手段により制御用マークを読み取ることによって得られた位置ずれ補正用マークに基づいて複数の画像形成部における位置ずれ補正を行い、且つ、読み取り手段により制御用マークを読み取ることによって得られた濃度ずれ補正用マークに基づいて複数の画像形成部における濃度ずれ補正を行う。
【００１２】
ここで、制御用マーク形成手段は、位置ずれ補正用マークを高濃度画像として形成し、且つ、濃度ずれ補正用マークを低濃度から高濃度までの範囲より選定された所定の濃度画像として形成することを特徴とすることができる。また、補正手段は、読み取り手段により制御用マークを読み取ることによって得られた位置ずれ補正用マークに基づいて濃度ずれ補正を行うことを特徴とすることができる。
【００１３】
また、他の観点から捉えると、本発明は、各色の画像を形成する複数の画像形成部を有し、複数の画像形成部によって形成される画像を重ね転写する画像形成装置であって、所定の転写体に対し、転写体の副走査方向上流側および下流側に存在し、位置ずれ補正で使用される位置ずれ補正用マークと、位置ずれ補正用マークの副走査方向中間部に存在し、濃度ずれ補正で使用される濃度ずれ補正用マークとを含む色毎の制御用マークを、制御用マーク形成手段により複数の画像形成部を用いて順次形成し、制御用マーク形成手段にて形成された制御用マークを読み取り手段で読み取り、補正手段が、読み取り手段により制御用マークを読み取ることによって得られた位置ずれ補正用マークを用いて複数の画像形成部における位置ずれ補正を行い、且つ、読み取り手段により制御用マークを読み取ることによって得られた濃度ずれ補正用マークを用いて複数の画像形成部における濃度ずれ補正を行う。
【００１４】
ここで、補正手段は、読み取り手段により制御用マークを読み取ることによって得られた位置ずれ補正用マークに異常があった場合に、濃度ずれ補正を行わないことを特徴とすることができる。また、補正手段は、読み取り手段により制御用マークを読み取ることによって得られた濃度ずれ補正用マークに異常があった場合に、位置ずれ補正を行わないことを特徴とすることができる。
【００１５】
さらに、他の点から捉えると、本発明は、各色の画像を形成する複数の画像形成部を有し、複数の画像形成部によって形成される画像を重ね転写する画像形成装置であって、所定の転写体に対し、位置ずれ補正で使用される位置ずれ補正用マークおよび濃度ずれ補正で使用される濃度ずれ補正用マークを含む色毎の制御用マークを、制御用マーク形成手段により複数の画像形成部を用いて順次形成し、制御用マーク形成手段にて形成された制御用マークを読み取り手段で読み取り、読み取り手段にて読み取られた制御用マークにおける位置ずれ補正用マークと濃度ずれ補正用マークとを判別手段で判別し、判別手段による判別結果に基づき、補正手段にて、位置ずれ補正用マークに基づいて複数の画像形成部における位置ずれ補正を行い、且つ、濃度ずれ補正用マークに基づいて複数の画像形成部における濃度ずれ補正を行う。
ここで、判別手段は、制御用マーク内に占める位置に基づいて、位置ずれ補正用マークと濃度ずれ補正用マークとを判別することを特徴とすることができる。
【００１６】
また、本発明は、画像出力装置として捉えることもできる。すなわち、本発明は、各色の画像を形成する複数の画像形成部を有し、複数の画像形成部によって形成される画像を重ね転写する画像形成装置で用いられる画像出力装置であって、位置ずれ補正で使用される位置ずれ補正用マークと、位置ずれ補正用マークによって特定される矩形領域内に存在し、濃度ずれ補正で使用される濃度ずれ補正用マークとを含む制御用マークの画像データを格納する格納部と、格納部から読み出された制御用マークの画像データを、複数の画像形成部に出力する画像出力部とを含んでいる。
ここで、格納部に格納される制御用マークの画像データは、副走査方向および主走査方向の双方に対して斜めに交わり、位置ずれ補正用マークとして機能する第１の辺および第２の辺と、第１の辺および第２の辺の交点から第１の辺および第２の辺の内側を主走査方向に延び、濃度ずれ補正用マークとして機能する第３の辺とを有していることを特徴とすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、例えば位置ずれ補正用マークが形成される矩形領域内に濃度ずれ補正用マークを形成するようにし、あるいは、例えば制御用マークに含まれる位置ずれ補正用マークと濃度ずれ補正用マークとを判別して位置ずれ補正および濃度ずれ補正に供するようにしたので、簡易な構成で、より正確な位置ずれ補正および濃度ずれ補正を行うことができる。
また、本発明によれば、例えば同一色の制御用マークの中に位置ずれ補正用マークと濃度ずれ補正用マークとを形成するようにしたので、位置ずれ補正用マークと濃度ずれ補正用マークとを全く別の位置に形成する態様と比較して、位置ずれ補正および濃度ずれ補正を行うための時間を短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態(以下、実施の形態という)について詳細に説明する。
＜実施の形態１＞
図１は本実施の形態が適用されるタンデム型、中間転写型の画像形成装置を示す図であり、図２は画像形成装置の要部を拡大した斜視図である。この画像形成装置は、例えば電子写真方式にて各色成分トナー像が形成される複数(本実施の形態では四つ)の画像形成ユニット１０(具体的には１０Ｋ,１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ)と、各画像形成ユニット１０で形成された各色成分トナー像を順次転写(一次転写)保持させる中間転写ベルト２０と、中間転写ベルト２０に転写された重ね画像を用紙Ｐに一括転写(二次転写)させる二次転写装置３０と、二次転写された画像を用紙Ｐ上に定着させる定着装置５０とを備えている。また、画像形成装置には制御部７０が配設されており、画像形成動作や後述する各色トナー像の位置合わせおよび濃度合わせ等を制御するようになっている。なお、本実施の形態では、これら複数の画像形成ユニット１０Ｋ,１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃが、複数の画像形成部として機能している。
【００１９】
ここで、各色成分の画像形成ユニット１０は、感光体ドラム１１、この感光体ドラム１１を所定の電位に帯電する帯電装置１２、帯電された感光体ドラム１１に静電潜像を書き込むレーザ露光装置１３を備えている。また、各色成分の画像形成ユニット１０は、各色成分トナーが収容されて感光体ドラム１１上の静電潜像を現像する現像装置１４、感光体ドラム１１上に担持されたトナー像を中間転写ベルト２０に転写する一次転写ロール１５、一次転写後の感光体ドラム１１上の残留物を除去するドラムクリーナ１６を備えている。
【００２０】
転写体としての中間転写ベルト２０は、この中間転写ベルト２０を駆動する駆動ロール２１、中間転写ベルト２０に従動する従動ロール２２、および後述する二次転写装置３０のバックアップロール２３によって回動可能に張架されている。また、中間転写ベルト２０を挟んで駆動ロール２１と対向する位置には、二次転写後の中間転写ベルト２０上の残留物を除去するベルトクリーナ２４が配設されている。一方、二次転写装置３０(二次転写ロール３１)からみて中間転写ベルト２０の移動方向上流側であって、黒の画像形成ユニット１０Ｋよりも下流側には、位置/濃度検出センサ２５が配設されている。この位置/濃度検出センサ２５は、中間転写ベルト２０上に形成された位置合わせおよび濃度合わせを行うための画質調整用パターン(トナー像)を読み取るものであり、図２に示すように、中間転写ベルト２０の移動方向に直交する方向の両端部側に二箇所設けられている。なお、この画質調整パターンの詳細については後述する。
【００２１】
さらに、二次転写装置３０は、中間転写ベルト２０のトナー像担持面側に圧接配置される二次転写ロール３１と、中間転写ベルト２０の裏面側に配置されて二次転写ロール３１の対向電極をなすバックアップロール２３とを備えている。このバックアップロール２３には、トナーの帯電極性と同極性の二次転写バイアスを印加する給電ロール３２が当接配置されている。一方、二次転写ロール３１は接地されている。
【００２２】
また、用紙搬送系は、用紙トレイ４０に積載された用紙Ｐを搬送ロール４１にて搬送した後、レジストレーションロール(レジロール)４２で一旦停止させ、その後所定のタイミングで二次転写装置３０における二次転写位置へと送り込むようになっている。また、二次転写後の用紙Ｐを、搬送ベルト４３を介して定着装置５０へと搬送し、定着装置５０から排出された用紙Ｐを図示しない排出ロールによって機外へと排出するようになっている。
【００２３】
次に、この画像形成装置の作像プロセスについて説明する。今、図示外のスタートスイッチがオン操作されると、所定の作像プロセスが実行される。具体的に述べると、例えばこの画像形成装置をディジタルカラー複写機として構成する場合には、図示しない原稿台にセットされる原稿をカラー画像読み取り装置により読み取り、その読み取り信号を処理回路によりディジタル画像信号に変換してメモリに一時的に蓄積し、その蓄積されている四色(Ｙ,Ｍ,Ｃ,Ｋ)のディジタル画像信号に基づいて各色のトナー像形成を行う。すなわち、各色のディジタル画像信号に応じて画像形成ユニット１０(具体的には１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋ)をそれぞれ駆動する。そして、各画像形成ユニット１０では、帯電装置１２により一様に帯電された感光体ドラム１１にディジタル画像信号に応じた静電潜像をレーザ露光装置１３にてそれぞれ書き込ませる。そして、感光体ドラム１１に形成された静電潜像を現像装置１４により現像して各色のトナー像を形成させる。なお、この画像形成装置をプリンタとして構成する場合には、外部から入力されるディジタル画像信号に基づいて各色のトナー像形成を行うようにすればよい。
【００２４】
各感光体ドラム１１上に形成されたトナー像は、感光体ドラム１１と中間転写ベルト２０とが接する一次転写位置で、一次転写ロール１５によって感光体ドラム１１から中間転写ベルト２０の表面に順次転写される。一方、転写後に感光体ドラム１１上に残存するトナーは、ドラムクリーナ１６によってクリーニングされる。
このようにして中間転写ベルト２０に一次転写されたトナー像は中間転写ベルト２０上で重ね合わされ、中間転写ベルト２０の回動に伴って二次転写位置へと搬送される。一方、用紙Ｐは所定のタイミングで二次転写位置へと搬送され、バックアップロール２３に対して二次転写ロール３１が用紙Ｐをニップする。
そして、二次転写位置において、二次転写ロール３１とバックアップロール２３との間に形成される転写電界の作用で、中間転写ベルト２０上に担持されたトナー像が用紙Ｐに二次転写される。トナー像が転写された用紙Ｐは、搬送ベルト４３により定着装置５０へと搬送され、定着装置５０において用紙Ｐ上のトナー像が加熱・加圧定着された後、機外に設けられた排紙トレイ(図示せず)に排出される。一方、転写後に中間転写ベルト２０に残存するトナーは、ベルトクリーナ２４によってクリーニングされる。
【００２５】
本実施の形態に係る画像形成装置では、中間転写ベルト２０の回動中に中間転写ベルト２０が回動方向(移動方向)と直交する方向(ラテラル方向)に位置ずれが生じたり、あるいはその回動速度に変動が生じたりすることがある。すると、各画像形成ユニット１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋから一次転写される各色のトナー像を中間転写ベルト２０上で正確に重ね合わせることができなくなる。その結果、中間転写ベルト２０から用紙Ｐに二次転写されたフルカラートナー像に色ずれ(位置ずれ)が生じ、得られる画像品質が著しく低下してしまう。また、各画像形成ユニット１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋに設けられるレーザ露光装置１３の取り付け位置がずれていたり、中間転写ベルト２０に対する各画像形成ユニット１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋの取り付け位置がずれていたりする場合にも、同様にして位置ずれが生じる。さらに、温度や湿度といった環境要因が変動した場合に、各画像形成ユニット１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋや中間転写ベルト２０等がわずかに伸縮することでも、位置ずれが発生してしまうことがある。
【００２６】
一方、本実施の形態において、各画像形成ユニット１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋは、電子写真方式によって対応する色成分トナー像を形成し、形成された各色成分トナー像を中間転写ベルト２０に一次転写している。タンデム式の画像形成装置では、それぞれ別々の感光体ドラム１１、帯電装置１２および一次転写ロール１５を用いているため、色毎にその劣化の度合いが異なる。すなわち、感光体ドラム１１に設けられた感光層の厚み、帯電装置１２や一次転写ロール１５の抵抗値などが画像形成ユニット１０毎に相違している。また、色毎のトナーの帯電特性なども異なる。このため、各色で同一濃度の画像を形成すべく各画像形成ユニット１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋで対応する色成分トナー像を形成し、それを中間転写ベルト２０上に一次転写したとしても、中間転写ベルト２０上に形成された各色成分トナーの画像の濃度は、実際には同一とはならない。
【００２７】
そこで、本実施の形態では、各画像形成ユニット１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋで作成した画像調整用トナー像を中間転写ベルト２０上に転写し、中間転写ベルト２０上に転写された各色の画像調整用トナー像を位置/濃度検出センサ２５で読み取り、得られた読み取り結果に基づいて各色成分トナー像の位置合わせ(レジストレーションコントロール)および濃度合わせ(プロセスコントロール)を行っている。以下、本実施の形態におけるこれらレジストレーションコントロールおよびプロセスコントロールの詳細について説明する。
【００２８】
図３は、レジストレーションコントロールおよびプロセスコントロールで用いられる読み取り手段としての位置/濃度検出センサ２５の断面図を示している。なお、図３は、位置/濃度検出センサ２５を中間転写ベルト２０の移動方向に直交する方向にカットした断面を示している。位置/濃度検出センサ２５は、中間転写ベルト２０のトナー像担持面を照射する第１のＬＥＤ(Light Emitting Device)６１および第２のＬＥＤ６２を備えている。また位置/濃度検出センサ２５は、これら第１のＬＥＤ６１および第２のＬＥＤ６２にて照射された中間転写ベルト２０および中間転写ベルト２０上に形成された画質調整用パターンＴからの反射光を受光し、受光量に応じた強度の電流値を出力するＰＤ(Photo Diode)６３を備えている。
【００２９】
これら第１のＬＥＤ６１、第２のＬＥＤ６２、およびＰＤ６３は、下向きの開口を有するケース６４に収容されている。そして、第１のＬＥＤ６１による照射光は、ケース６４に設けられた第１の射出スリット６４ａを通過し、中間転写ベルト２０の表面を例えば７０°の角度で照らすように構成されている。また、ケース６４には、第２のＬＥＤ６２からの照射光を中間転写ベルト２０表面へと導く第２の射出スリット６４ｂも設けられている。ここで、第２のＬＥＤ６２による照射光は、中間転写ベルト２０を例えば１３５°の角度で照らすように構成されている。さらに、ケース６４には、中間転写ベルト２０および中間転写ベルト２０表面に形成された画質調整用パターンＴ(画質調整用トナー像)からの反射光をＰＤ６３に向けて通過させるための入射スリット６４ｃも設けられている。ここで、入射スリット６４ｃは、中間転写ベルト２０の表面に対し例えば１１０°の方向に設けられている。したがって、ＰＤ６３には、第１のＬＥＤ６１による照射光のうち、中間転写ベルト２０および画質調整用パターンＴで正反射した反射光が入射することになる。一方、このＰＤ６３には、第２のＬＥＤ６２による照射光のうち、中間転写ベルト２０および画質調整用パターンＴで拡散した反射光が入射することになる。例えば黒のトナー像では、トナーによる光の吸収が大きいため、拡散光だけでは受光量が不十分となるおそれがある。このため、本実施の形態にかかる位置/濃度検出センサ２５では、それぞれ取り付け角度を異ならせた第１のＬＥＤ６１および第２のＬＥＤ６２を光源として用いている。なお、入射スリット６４ｃの内部には、入射光をＰＤ６３の受光面に集光させるためのレンズ６５が装着されている。また、入射スリット６４ｃの開口はφ０.８に設定されている。
【００３０】
図４は、制御部７０および位置/濃度検出センサ２５の機能を説明するブロック図である。なお、図４においては、制御部７０が実行する複数の制御のうち、上述したレジストレーションコントロールおよびプロセスコントロールに関連するブロックのみを示している。制御部７０は、画像形成装置による画像形成動作、レジストレーションコントロールおよびプロセスコントロールなどを制御するＣＰＵ(Central Processing Unit)７１を備えている。また、制御部７０は、ＣＰＵ７１からの命令に基づいて実際の画像形成動作における画像情報あるいは画質調整用パターンＴを形成するための画像情報を出力する制御用マーク形成手段あるいは画像出力部としての画像出力回路７２、画質調整用パターンＴを形成するための画像情報(制御用マークの画像データ)を予め記憶した格納部としての画質調整用パターン格納部７３を備えている。さらに、制御部７０は、ＣＰＵ７１が実行する画像形成動作、レジストレーションコントロールおよびプロセスコントロールなどを制御するためのソフトウェアプログラムを記憶したＲＯＭ(Read Only Memory)７４を有している。画像出力回路７２からは、各画像形成ユニット１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋに対応するレーザ露光装置１３のＲＯＳ(Raster Output Scanner:具体的にはＹ用ＲＯＳ,Ｍ用ＲＯＳ,Ｃ用ＲＯＳ,Ｋ用ＲＯＳ)に対して、実際の画像形成動作における画像情報や画質調整用パターンＴを形成するための画像情報が出力される。また、制御部７０は、各種カウンタ値やプログラム実行中に発生する一時的なデータを格納するＲＡＭ(Random Access Memory)７５を備えている。さらに、制御部７０は、位置/濃度検出センサ２５に設けられた第１のＬＥＤ６１および第２のＬＥＤ６２の点灯を制御するＬＥＤドライバ７６を有している。さらにまた、制御部７０は、ＣＰＵ７１に対して所定の選択信号を出力する選択信号出力回路７７を備えている。なお、本実施の形態では、ＣＰＵ７１が、判別手段および補正手段として機能している。
【００３１】
一方、位置/濃度検出センサ２５は、ＰＤ６３から出力される受光量に応じた電流値を、その大きさに対応する電圧値に変換/増幅し、センサ出力信号として出力するアンプ(ＡＭＰ)６６を有している。また、位置/濃度検出センサ２５は、ＡＭＰ６６から出力されるセンサ出力信号の最大値を検知してピーク検知信号を出力するピーク検知回路６７と、ＡＭＰ６６から出力されるセンサ出力信号を取り込むとともにピーク検知回路６７からピーク検知信号が出力された際のセンサ出力信号をホールドしたホールド信号を出力するサンプルホールド回路６８とを具備している。なお、これらピーク検知信号およびホールド信号は、制御部７０に向けて出力される。
【００３２】
図５は、画像出力回路７２によって画質調整用パターン格納部７３から読み出され、各画像形成ユニット１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋによって中間転写ベルト２０上に形成された画質調整用パターンＴの一例を示すものである。画質調整用パターンＴは、色毎の制御用マークＭを、中間転写ベルト２０の移動方向に複数並べて構成されている。なお、本実施の形態では、各画像形成ユニット１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋによって、矢印(→)状の制御用マークＭが形成されている。
【００３３】
この制御用マークＭは、中間転写ベルト２０の移動方向(副走査方向：プロセス方向)およびこれと直交する方向(主走査方向：ラテラル方向)の双方に対して斜めに交わることで略「くの字」を形成する第１の辺Ｍ１および第２の辺Ｍ２を有している。そして、これら第１の辺Ｍ１および第２の辺Ｍ２は、プロセス方向およびラテラル方向に対してそれぞれ４５°の傾斜角度を有しており、第１の辺Ｍ１および第２の辺Ｍ２のなす角度は９０°となっている。さらに、制御用マークＭは、第１の辺Ｍ１および第２の辺Ｍ２の交点からこれら第１の辺Ｍ１および第２の辺Ｍ２の内側にラテラル方向に延びる第３の辺Ｍ３を有している。そして、各制御用マークＭのラテラル方向の幅Ｗは３.５ｍｍに、プロセス方向の長さＸは７ｍｍに、それぞれ設定されている。なお、本実施の形態では、第３の辺Ｍ３が略長方形状となっているが、これに限られるものではなく、例えば楕円状とすることもできる。
【００３４】
また、画質調整用パターンＴでは、二つのシアンの制御用マークＭにより、イエロー、マゼンタ、黒の制御用マークＭが挟まれるような配置がなされている。これは、シアンの制御用マークＭを基準とし、その他(イエロー、マゼンタ、黒)の制御用マークＭの相対的な位置ずれ量や濃度誤差を検出する際に、その対比を容易にし、位置ずれ量や濃度誤差の検出精度を高めるためである。各制御用マークＭにおいて、第１の辺Ｍ１および第２の辺Ｍ２は、後述するようにレジストレーションコントロール(位置ずれ補正)のために用いられる位置ずれ補正用マークとして機能している。このため、第１の辺Ｍ１および第２の辺Ｍ２は、常時Ｃin＝１００％の濃度にて作成されるようになっている。一方、制御用マークＭにおいて、第３の辺Ｍ３は、後述するようにプロセスコントロール(濃度ずれ補正)のために用いられる濃度ずれ補正用マークとして機能している。このため、第３の辺Ｍ３は、その都度要求される濃度(低濃度から高濃度まで)にて作成されるようになっている。
【００３５】
そして、本実施の形態では、各制御用マークＭにおいて、濃度ずれ補正用マークとして機能する第３の辺Ｍ３が、位置ずれ補正用マークとして機能する第１の辺Ｍ１および第２の辺Ｍ２によって特定される矩形領域Ｓ(Ｓ‘)内に存在するようになっている。また、別の観点からみれば、各制御用マークＭは、プロセス方向上流側および下流側に存在し、位置ずれ補正で使用される第１の辺Ｍ１および第２の辺Ｍ２(位置ずれ補正用マーク)と、これら第１の辺Ｍ１および第２の辺Ｍ２のプロセス方向中間部に存在し、濃度ずれ補正で使用される第３の辺Ｍ３(濃度補正用マーク)とを具備しているともいえる。
【００３６】
図６は、実際の画質調整用パターンＴの作像例を示している。この例では、画質調整用パターンＴとして、まず、ＹＭＣＫ各色において、第１の辺Ｍ１および第２の辺Ｍ２の濃度が１００％で、且つ、第３の辺Ｍ３の濃度が７５％の制御用マークＭが作像される。次いで、第１の辺Ｍ１および第２の辺Ｍ２の濃度が１００％で、且つ、第３の辺Ｍ３の濃度が５０％の制御用マークＭが作像される。さらに、第１の辺Ｍ１および第２の辺Ｍ２の濃度が１００％で、且つ、第３の辺Ｍ３の濃度が２５％の制御用マークＭが作像される。なお、第３の辺Ｍ３の濃度については必ずしも高濃度から低濃度という順番にする必要はなく、また、各濃度の値についても適宜設定して差し支えない。また、第３の辺Ｍ３の濃度の値をさらに細かく振ってもよい。さらに、図６に示すような画質調整パターンＴを同一のプロセス中に複数回作成することもできる。
【００３７】
図７は、各画像家形成ユニット１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋにおける出力画像濃度制御(プロセスコントロール)および出力画像位置調整制御(レジストレーションコントロール)の処理手順を示すフローチャートである。
この処理では、まず、各画像形成ユニット１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋによって中間転写ベルト２０上に図６に示すような複数の制御用マークＭからなる画質調整用パターンＴを形成する(ステップ１０１)。なお、このとき、各画像形成ユニット１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋにおける濃度ずれ量の補正値および位置ずれ量の補正値はリセットされている。したがって、中間転写ベルト２０上には、各画像形成ユニット１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋが個別に有する特性に応じた位置および濃度で、複数の制御用マークＭからなる画質調整用パターンＴが形成されることになる。
【００３８】
中間転写ベルト２０上に形成された複数の制御用マークＭからなる画質調整用パターンＴは、次に、位置/濃度検出センサ２５によって読み取られる(ステップ１０２)。そして、制御部７０は、位置/濃度検出センサ２５による読み取り結果に基づいて、各色の制御用マークＭの画像濃度を演算し(ステップ１０３)、予め定められている濃度目標値とステップ１０３で得られた画像濃度との誤差を演算する(ステップ１０４)。そして、制御部７０は、各色のレーザ露光装置１３におけるレーザパワーの補正量を演算し(ステップ１０５)、得られた補正量に基づいてレーザパワーの設定を行う(ステップ１０６)。これにより、各画像形成ユニット１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋによって形成される単色トナー像の濃度を、その時点での環境条件等の影響をふまえて適切なものとすることができる。したがって、各単色トナー像を重ね合わせて形成されるフルカラー画像の色再現や階調性を高精度なものとすることができる。
以上、ステップ１０３〜１０６によって、各画像形成ユニット１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋにおける濃度合わせ(プロセスコントロール)が行われることになる。
【００３９】
次に、制御部７０は、位置/濃度検出センサ２５による読み取り結果に基づいて、基準色となるシアンの制御用マークＭのラテラル方向およびプロセス方向の目標値に対する絶対的な位置ずれ量、および、基準色であるシアンの制御用マークＭに対するイエロー、マゼンタ、および黒の制御用マークＭのラテラル方向およびプロセス方向の相対的な位置ずれ量を演算する(ステップ１０７)。そして、各色に対して得られたラテラル方向の位置ずれ量およびプロセス方向の位置ずれ量に基づいて、各画像形成ユニット１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋにおける感光体ドラム１１上のトナー像(静電潜像)の形成位置、すなわち各レーザ露光装置１３による各感光体ドラム１１への露光タイミングを、ラテラル方向およびプロセス方向の双方について設定し直す(ステップ１０８)。これにより、各画像形成ユニット１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋにおける単色トナー像の形成位置を、適切なものとすることができる。したがって、中間転写ベルト２０上で各単色トナー像を高精細に重ね合わせることができ、色ずれが抑えられた高品位なフルカラー画像を得ることが可能となる。
以上、ステップ１０７〜１０８によって、各画像形成ユニット１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋにおける位置合わせ(レジストレーションコントロール)が行われることになる。
【００４０】
次に、上述したプロセスにおける位置/濃度検出センサ２５の動作について説明する。図８は、中間転写ベルト２０上に形成された制御用マークＭとＰＤ６３(図３参照)の中間転写ベルト２０上における視野領域Ｒとの関係を時間経過に伴って示した図である。また、ＰＤ６３による読み取り結果に基づいて、位置/濃度検出センサ２５から出力されるセンサ出力信号、ピーク検知信号、およびホールド信号も示している。ここで、制御用マークＭにおける第１の辺Ｍ１、第２の辺Ｍ２の太さｔ１および第３の辺Ｍ３の太さｔ２は、視野領域Ｒの直径ｄ(０.８ｍｍ)よりもわずかに小さくなるように設定されている。
なお、図８(ａ)は、その際に位置/濃度検出センサ２５のＡＭＰ６６(図４参照)から出力されるセンサ出力信号、図８(ｂ)は同じく位置/濃度検出センサ２５のピーク検知回路６７(図４参照)から出力されるピーク検知信号、および、図８(ｃ)は、同じく位置/濃度検出センサ２５のサンプルホールド回路６８(図４参照)から出力されるホールド信号の波形を、それぞれ示している。
【００４１】
各画像形成ユニット１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋによって中間転写ベルト２０上に形成された画質調整用パターンＴを構成する制御用マークＭは、中間転写ベルト２０の回動に伴って位置/濃度検出センサ２５との対向部を通過し、ＰＤ６３の視野領域Ｒを横切ることになる。制御用マークＭが中間転写ベルト２０とともに移動し、ＰＤ６３の視野領域Ｒが図８に示すＡ点にさしかかると、視野領域Ｒ内に制御用マークＭの第１の辺Ｍ１が進入してくることになるため、センサ出力信号が変化を開始する。さらに制御用マークＭが移動すると、視野領域Ｒに含まれる制御用マークＭの面積すなわち視野領域Ｒと制御用マークＭの第１の辺Ｍ１との重複面積が拡大していくので、図８(ａ)に示すようにセンサ出力信号は徐々に上昇する。そして、視野領域Ｒが第１の辺Ｍ１によって略覆われるＢ点において、センサ出力信号は最大となる。なお、第１の辺Ｍ１は、上述したように高濃度(１００％)で作成されているため、対応するセンサ出力信号も大きなものとなる。
【００４２】
制御用マークＭを構成する第１の辺Ｍ１の太さｔ１は、上述したようにＰＤ６３の視野領域Ｒの直径ｄよりもわずかに小さく設定されている。このため、制御用マークＭの第１の辺Ｍ１がＢ点を通り過ぎると、今度は視野領域Ｒと制御用マークＭとの重複面積が減少していき、センサ出力信号は徐々に下降する。そして、制御用マークＭの第１の辺Ｍ１がＰＤ６３の視野領域Ｒから完全に脱したＣ点において、センサ出力信号は再び最小となる。
【００４３】
制御用マークＭがさらに移動し、ＰＤ６３の視野領域ＲがＣ点を通過すると、その直後に視野領域Ｒ内に制御用マークＭの第３の辺Ｍ３が進入してくることとなるため、センサ出力信号が変化を開始する。さらに制御用マークＭが移動すると、視野領域Ｒに含まれる制御用マークＭの面積すなわち視野領域Ｒと制御用マークＭの第３の辺Ｍ３との重複面積が拡大していくので、センサ出力信号は徐々に上昇する。そして、視野領域Ｒが第３の辺Ｍ３によって略覆われるＤ点において、センサ出力信号は最大となる。ただし、第３の辺Ｍ３は、上述したように、第１の辺Ｍ１や第２の辺Ｍ２とは異なり、常時高濃度で作成されるわけではない。したがって、第３の辺Ｍ３が第１の辺Ｍ１や第２の辺Ｍ２に比べて低濃度の場合には、図中実線で示すように、その最大値は低くなる。一方、第３の辺Ｍ３が第１の辺Ｍ１や第２の辺Ｍ２と同程度の濃度(高濃度)の場合には、図中一点鎖線で示すように、その最大値は高くなる。
【００４４】
制御用マークＭを構成する第３の辺Ｍ３の太さｔ２は、上述したようにＰＤ６３の視野領域Ｒの直径ｄよりもわずかに小さく設定されている。このため、制御用マークＭの第３の辺Ｍ３がＤ点を通り過ぎると、今度は視野領域Ｒと制御用マークＭとの重複面積が減少していき、センサ出力信号は徐々に下降する。そして、制御用マークＭの第３の辺Ｍ３がＰＤ６３の視野領域Ｒから完全に脱したＥ点において、センサ出力信号は再び最小となる。
【００４５】
そして、制御用マークＭがさらに移動し、ＰＤ６３の視野領域ＲがＥ点を通過すると、視野領域Ｒに制御用マークＭの第２の辺Ｍ２が進入していることとなるため、センサ出力信号が変化を開始する。さらに制御用マークＭが移動すると、視野領域Ｒに含まれる制御用マークＭの面積すなわち視野領域Ｒと制御用マークＭの第２の辺Ｍ２との重複面積が拡大していくので、センサ出力信号は徐々に上昇する。そして、視野領域Ｒが第２の辺Ｍ２によって略覆われるＦ点において、センサ出力信号は最大となる。なお、第２の辺Ｍ２は、上述した第１の辺Ｍ１と同様、高濃度(１００％)で作成されているために、対応するセンサ出力信号は第１の辺Ｍ１が通過したときと略同等となる。
【００４６】
制御用マークＭを構成する第２の辺Ｍ２の太さｔ１は、上述したようにＰＤ６３の視野領域Ｒの直径ｄよりもわずかに小さく設定されている。このため、制御用マークＭの第２の辺Ｍ２がＦ点を通り過ぎると、今度は視野領域Ｒと制御用マークＭとの重複面積が減少していき、センサ出力信号は徐々に下降する。そして、制御用マークＭの第２の辺Ｍ２がＰＤ６３の視野領域Ｒから完全に脱したＧ点において、センサ出力信号は再び最小となる。
【００４７】
この例では、制御用マークＭの第１の辺Ｍ１がＰＤ６３の視野領域Ｒを通過する際(Ａ点からＣ点までの間)に、視野領域Ｒと第１の辺Ｍ１との重複面積が、中間転写ベルト２０の移動に伴って連続的に変化する。つまり、同じ強度のセンサ出力信号が継続して出力されることはないように構成されている。したがって、この間に、センサ出力信号には、瞬間的に最大値が発生することとなる。このようなセンサ出力信号の波形は、ＰＤ６３の視野領域Ｒを円形状に形成するとともに、制御用マークＭを構成する第１の辺Ｍ１の太さｔ１を視野領域Ｒの直径ｄと同一にするかあるいは直径ｄ未満とすることで容易に得ることができる。
【００４８】
本実施の形態のような電子写真方式を採用した画像形成装置では、制御用マークＭを中間転写ベルト２０上に形成する際に、そのときの環境条件によって制御用マークＭを構成する第１の辺Ｍ１および第２の辺Ｍ２の太さｔ１が変化してしまうこともある。このため、第１の辺Ｍ１および第２の辺Ｍ２の太さｔ１とＰＤ６３の視野領域Ｒとを完全に一致させることは非常に困難である。したがって、制御用マークＭを構成する第１の辺Ｍ１(第２の辺Ｍ２)の太さｔ１が視野領域Ｒの直径ｄよりも小さい場合であっても、センサ出力信号の波形に瞬間的な最大値が発生することは、実際にカラープリンタ等を構成する場合に有利である。
なお、以上のことは、制御用マークＭの第３の辺Ｍ３が視野領域を通過する際(Ｃ点からＥ点までの間)、および、制御用マークＭの第２の辺Ｍ２が視野領域Ｒを通過する際(Ｅ点からＧ点までの間)も同様である。
【００４９】
次に、制御用マークＭの読み取り結果に基づいて出力されるピーク検知信号について説明する。例えば第１の辺Ｍ１に対応するセンサ出力信号における瞬間的な最大値は、第１の辺Ｍ１の太さ方向の中心位置がＰＤ６３の視野領域Ｒの中心位置に合致した場合(Ｂ点)に発生する。本実施の形態では、ピーク検知回路６７(図４参照)でセンサ出力信号の最大値(ピーク)を検知し、図８(ｂ)に示すように、この最大値が生じる瞬間に合わせてピーク検知信号が所定時間だけハイレベル(Ｈ)となるように構成している。これにより、ピーク検知信号の立ち上がりエッジ部分が制御マークＭの第１の辺Ｍ１の中心位置を示していることになり、かかる第１の辺Ｍ１の位置を正確に検出することができる。
また、例えば第２の辺Ｍ２に対応するセンサ出力信号における瞬間的な最大値は、第２の辺Ｍ２の太さ方向の中心位置がＰＤ６３の視野領域Ｒの中心位置に合致した場合(Ｆ点)に発生する。したがって、ピーク検知信号の立ち上がりエッジ部分が制御マークＭの第２の辺Ｍ２の中心位置を示していることになり、かかる第２の辺Ｍ２の位置を正確に検出することができる。
【００５０】
一方、例えば第３の辺Ｍ３に対応するセンサ出力信号における瞬間的な最大値は、第３の辺Ｍ３の太さ方向の中心位置がＰＤ６３の視野領域Ｒの中心位置に合致した場合(Ｄ点)に発生する。他の第１の辺Ｍ１や第２の辺Ｍ２を読み取ったときと同様に、ピーク検知信号が出力されることになる。なお、第３の辺Ｍ３の読み取り結果は、各画像形成ユニット１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋにおける濃度ずれを補正するために使用されるものであって、各画像形成ユニット１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋにおける位置ずれの補正には使用されない。このため、第３の辺Ｍ３を読み取って得られたハイレベルのピーク検知信号は、位置ずれを検出する際には除外されるようになっている。この詳細については後述する。
【００５１】
さらに、制御用マークＭの読み取り結果に基づいて出力されるホールド信号について説明する。サンプルホールド回路６８(図４参照)では、図８(ｃ)に示すように、ピーク検知信号がハイレベルになった時点でのセンサ出力信号すなわち最大値を次のピーク検知信号が出力されるまで保持し、ホールド信号として出力している。これにより、センサ出力信号の最大値、すなわち対象となる制御用マークＭの濃度を適宜タイミングで正確に検出することが可能になる。
【００５２】
では、上述したプロセスにおける制御部７０の動作、具体的には、プロセスコントロールおよびレジストレーションコントロールについて詳細に説明する。図９は、制御部７０(ＣＰＵ７１)の動作を説明するためのタイミングチャートである。ここで、(ａ)は位置/濃度検出センサ２５におけるセンサ出力信号、(ｂ)は位置/濃度検出センサ２５から出力されるピーク検知信号、(ｃ)はホールド信号を、それぞれ示している。また、(ｄ)は制御部７０に設けられた選択信号出力回路７８から出力される選択信号である。ここで、選択信号は、ハイレベル(Ｈ)とローレベル(Ｌ)の２値信号である。そして、選択信号は、例えば制御用マークＭの第１の辺Ｍ１および第２の辺Ｍ２が存在しうる期間、すなわち、位置ずれ補正に必要な信号が出力されていると考えられる期間においては、ローレベルに設定される。一方、選択信号は、制御用マークＭの第３の辺Ｍ３が存在しうる期間、すなわち、濃度ずれ補正に必要な信号が出力されていると考えられる期間においては、ハイレベルに設定される。さらに、(ｅ)は(ｃ)に示すホールド信号のうち、(ｄ)に示す選択信号がローレベルの期間に発生したホールド信号のみが出力される濃度ずれ補正用ホールド信号である。したがって、濃度ずれ補正用ホールド信号は、制御用マークＭの第３の辺Ｍ３のセンサ出力信号に対応するものとなる。さらにまた、(ｆ)は(ｂ)に示すピーク検知信号のうち、(ｄ)に示す選択信号がハイレベルとの期間に発生したピーク検知信号のみが出力される位置ずれ補正用ピーク検知信号である。したがって、位置ずれ補正用ピーク検知信号は、制御用マークＭの第１の辺Ｍ１および第２の辺Ｍ２のセンサ出力信号に対応するものとなる。
すなわち、本実施の形態では、選択信号に基づいて、ＣＰＵ７１が位置ずれ補正に必要な信号および濃度ずれ補正に必要な信号を判別している。本実施の形態では、このようにして得られた濃度ずれ補正用ホールド信号を用いて、ＣＰＵ７１で実行されるプログラムにより、濃度ずれ補正(プロセスコントロール)が実行される。また、得られた位置ずれ補正用ピーク検知信号を用いて、ＣＰＵ７１で実行されるプログラムにより、位置ずれ補正(レジストレーションコントロール)が実行される。
【００５３】
では、最初に濃度ずれ補正(プロセスコントロール)について説明する。制御部７０では、位置/濃度検出センサ２５によって各色の制御用マークＭの第３の辺Ｍ３を読み込むことによって得られた濃度ずれ補正用ホールド信号の電圧値Ｖc(シアン)、Ｖy(イエロー)、Ｖm(マゼンタ)、Ｖk(黒)を用いて、濃度ずれ補正を行う。これら濃度ずれ補正用ホールド信号の電圧値Ｖc(シアン)、Ｖy(イエロー)、Ｖm(マゼンタ)、Ｖk(黒)に対し、位置/濃度検出センサ２５が基準反射板(図示せず)を読み込むことによって得られた基準出力電圧をＶrefとすると、各色の画像濃度Ｄnは次のようにして定義することができる。
Ｄn＝Ｖn/Ｖref
ただし、ｎ＝トナー色(Ｙ,Ｍ,Ｃ,Ｋ)である、また、Ｖnは、同一色且つ複数の制御用マークＭにおける第３の辺Ｍ３の読み取り結果の平均値を用いることが好ましい。出力基準電圧Ｖrefに対する相対値を画像濃度として用いている理由は、第１のＬＥＤ６１や第２のＬＥＤ６２、あるいはＰＤ６３の汚れ、経時劣化、温度変化等に起因して、特性が変化するような場合であっても、制御用マークＭにおける第３の辺Ｍ３の濃度を高精度に測定するためである。制御部７０では、上記ステップ１０３として、上述した手順に従って画像濃度の演算を行う。
【００５４】
そして、制御部７０では、上記ステップ１０４として、予めＲＯＭ７４等に格納されている濃度目標値と得られた画像濃度との差である濃度誤差ΔＤnを演算する。
次に、制御部７０は、上記ステップ１０５として、各レーザ露光装置１３におけるレーザパワーの補正量(ΔＬＰ)を、色毎に次のようにして演算する。
ΔＬＰ＝ΔＤn/Ａn
ただし、ｎ＝トナー色(Ｙ,Ｍ,Ｃ,Ｋ)であり、Ａnはレーザパワーと制御用マークＭの画像濃度との対応関係を示す係数である。この係数Ａnは、実験などにより予め求められている。
このようにして色毎の補正量ΔＬＰが求められたら、制御部７０では、上記ステップ１０６として、制御用マークＭの第３の辺Ｍ３を形成した際のレーザパワーから補正量ΔＬＰを減じることで、色毎にレーザパワーの設定値を補正する。そして、このような演算および補正動作を各濃度(例えば図６に示す例では７５％、５０％、２５％)に対して実行する。
以上により、プロセスコントロールは終了する。
【００５５】
次に、位置ずれ補正(レジストレーションコントロール)について説明する。制御部７０では、位置/濃度検出センサ２５によって各色の制御用マークＭの第１の辺Ｍ１および第２の辺Ｍ２を読み込むことによって得られた位置ずれ補正用ピーク検知信号を用いて、各色のラテラル方向およびプロセス方向に対する位置ずれ補正を行う。なお、本実施の形態では、上述したようにシアンが基準色として定められており、上記ステップ１０７において、基準色シアンのラテラル方向の目標値に対する絶対的位置ずれ量、および、基準色シアンに対するイエロー、マゼンタ、黒の相対的位置ずれ量(ラテラル方向、プロセス方向)を求めている。
【００５６】
制御部７０では、位置ずれ補正用ピーク検知信号を取り込み、所定の基準時間から各制御用マークＭを構成する第１の辺Ｍ１および第２の辺Ｍ２の検出によって、位置ずれ補正用ピーク検知信号がローレベル(Ｌ)からハイレベル(Ｈ)へ立ち上がるまでの経過時間を測定する。この説明では、図９に示すように、最初のシアンの制御用マークＭの第１の辺Ｍ１に対応して位置ずれ補正用ピーク検知信号がＬからＨへと立ち上がった時点をｔＡ１とし、第２の辺Ｍ２に対応して位置ずれ補正用ピーク検知信号がＬからＨへと立ち上がった時点をｔＡ２とする。また、イエローの制御用マークＭの第１の辺Ｍ１に対応して位置ずれ補正用ピーク検知信号がＬからＨへと立ち上がった時点をｔＴ１とし、第２の辺Ｍ２に対応して位置ずれ補正用ピーク検知信号がＬからＨへと立ち上がった時点をｔＴ２とする。さらに、イエローの制御マークＭの次に形成されるシアンの制御用マークＭの第１の辺Ｍ１に対応して位置ずれ補正用ピーク検知信号がＬからＨへと立ち上がった時点をｔＢ１とし、第２の辺Ｍ２に対応して位置ずれ補正用ピーク検知信号がＬからＨへと立ち上がった時点をｔＢ２とする。
【００５７】
まず、基準色であるシアンの制御用マーク(トナー像)Ｍのラテラル方向に対する絶対的な位置ずれ量は、以下の式によって計算することができる。
ラテラル方向絶対的位置ずれ量＝｛(ｔＡ２−ｔＡ１)−目標値｝/２
【００５８】
次に、基準色シアンに対する、イエローの制御用マーク(トナー像)Ｍの相対的な位置ずれ量は、以下の式によって計算することができる。
プロセス方向位置ずれ量：ΔＥp
＝｛(ｔＴ２＋ｔＴ１)/２−((ｔＡ２＋ｔＡ１)/２＋(ｔＢ２＋ｔＢ１)/２)/２｝×ＰＳ
＝｛(ｔＴ２＋ｔＴ１)/２−(ｔＡ２＋ｔＡ１)/４−(ｔＢ２＋ｔＢ１)/４｝×ＰＳ
ラテラル方向位置ずれ量：ΔＥl
＝｛((ｔＢ１＋ｔＡ１)/２−ｔＴ１＋ΔＥp＋ｔＴ２−(ｔＢ２＋ｔＡ２)/２−ΔＥp)/２｝×ＰＳ
＝｛((ｔＢ１＋ｔＡ１)/２−ｔＴ１＋ｔＴ２−(ｔＢ２＋ｔＡ２)/２)｝×ＰＳ
ただし、ＰＳはプロセス速度(ｍｍ/ｓ)である。また、基準色シアンに対するマゼンタおよび黒の制御用マークＭの相対的位置ずれ量も、イエローに対するものと同様にして求めることができる。
【００５９】
そして、シアンの絶対的な位置ずれ量およびイエロー、マゼンタおよび黒の相対的な位置ずれ量が求められると、制御部７０では、上記ステップ１０８において、求められた位置ずれ量に応じて各画像形成ユニット１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋのレーザ露光装置１３による露光タイミングを補正する。
以上により、レジストレーションコントロールは終了する。
【００６０】
ここで、図９(ｅ)に示す濃度ずれ補正用ホールド信号(濃度ずれ補正用マークとしての第３の辺Ｍ３の読み取り結果)や図９(ｆ)に示す位置ずれ補正用ピーク検知信号(位置ずれ補正用マークとしての第１の辺Ｍ１および第２の辺Ｍ２の読み取り結果)に異常が発生した場合の処理について説明しておく。
例えば濃度ずれ補正用ホールド信号では、出力が存在しない場合や異常な高出力がなされている場合などがある。ここで、前者の原因としては、例えば中間転写ベルト２０上に画質調整用パターンＴが作成されていない場合や、位置/濃度検出センサ２５が故障している場合などが考えられる。一方、後者の原因としては、許容範囲を超える異常な濃度の制御マークＭが形成されている場合が考えられる。なお、装置毎に実際の許容範囲は異なるが、例えば装置が正常状態にあれば、前回からの濃度変動は例えば１０％以内に収まるのが一般的である。
また、例えば位置ずれ補正用ピーク検知信号では、出力が存在しない場合や異常な高出力がなされている場合などがある。ここで、前者の原因としては、例えば中間転写ベルト２０上に画質調整用パターンＴが作成されていない場合や、位置/濃度検出センサ２５が故障している場合などが考えられる。一方、後者の原因としては、許容範囲を超える異常な制御マークＭの位置ずれが生じている場合が考えられる。なお、装置毎に実際の許容範囲は異なるが、例えば装置が正常状態にあれば、前回からの位置変動は例えば０.２ｍｍ以内に収まるのが一般的である。
【００６１】
本実施の形態では、例えば濃度ずれ補正用ホールド信号に異常が存在することがわかったときには、濃度ずれ補正は勿論のこと、位置ずれ補正も行わない。あるいは、前回の濃度ずれ補正量および位置ずれ補正量が記憶されている場合には、この前回の補正量を用いて濃度ずれ補正および位置ずれ補正を行う。
一方、例えば位置ずれ補正用ピーク検知信号に異常が存在することが判ったときには、位置ずれ補正は勿論のこと、濃度ずれ補正も行わない。あるいは、前回の濃度ずれ補正量および位置ずれ補正量が記憶されている場合には、この前回の補正量を用いて濃度ずれ補正および位置ずれ補正を行う。
【００６２】
本実施の形態では、位置/濃度検出センサ２５による画質調整用パターンＴの読み取り結果に基づいて濃度ずれ補正および位置ずれ補正を行っている。すなわち、位置ずれ補正および濃度ずれ補正に使用されるセンサが共用されている。したがって、一方のデータに異常があった場合には、他方のデータにも異常が存在している可能性が高いことから、このような制御を行っている。なお、濃度ずれ補正および位置ずれ補正を止めても、すぐに画質上の問題が生じることは少ないので、画像形成動作自体を停止する必要はない。ただし、時間経過とともに濃度や位置のずれは大きくなっていくので、例えばユーザインタフェースに「画質調整できません」というメッセージを表示させたり、あるいは、メンテナンス時に異常の発生が伝達できるように異常の発生を不揮発メモリに格納させたりしておくことが好ましい。
【００６３】
このように、本実施の形態では、位置/濃度検出センサ２５を用いて、位置ずれ補正および濃度ずれ補正を行うために形成された画質調整用パターンＴ(複数の制御用マークＭ)を読み取るようにした。これにより、位置ずれ補正用および濃度ずれ補正用に、それぞれ専用のセンサを設ける必要がなくなるため、簡易な構成とすることができ、画像形成装置の小型化および低コスト化を図ることができる。
また、本実施の形態では、中間転写ベルト２０上に画質調整用パターンＴを形成するに際して、画質調整用パターンＴを構成する制御用マークＭに、位置ずれ補正を行うために使用される第１の辺Ｍ１および第２の辺Ｍ２と、濃度ずれ補正を行うために使用される第３の辺Ｍ３とを具備させるようにした。さらに、プロセス方向から見て、第１の辺Ｍ１と第２の辺Ｍ２との間に第３の辺Ｍ３を配置するようにした。そして、制御部７０では、このような制御用マークＭを読み取って得られたセンサ出力信号から得られたピーク検知信号に基づいて第１の辺Ｍ１および第２の辺Ｍ２に対応する位置ずれ補正用ピーク信号を判別して取得し、この位置ずれ補正用ピーク信号を用いて位置ずれ補正(レジストレーションコントロール)を実行するようにした。他方、制御部７０では、このような制御用マークＭを読み取って得られたセンサ出力信号から得られたホールド信号に基づいて第３の辺Ｍ３に対応する濃度ずれ補正用ホールド信号を判別して取得し、この濃度ずれ補正用ホールド信号に基づいて濃度ずれ補正(プロセスコントロール)を実行するようにした。これにより、位置ずれ補正用および濃度ずれ補正用にそれぞれ作成する場合と比較して、画質調整用パターンＴの全長を短くすることが可能となり、読み取り時間の短縮化ひいては位置ずれ補正および濃度ずれ補正にかかる時間を短縮化することができる。このため、電源投入時などにおいてユーザの待ち時間を短くすることができる。
【００６４】
特に、本実施の形態では、制御用マークＭのうち位置ずれ補正に用いられる第１の辺Ｍ１および第２の辺Ｍ２を、常に高濃度で作成するようにした。このため、第１の辺Ｍ１および第２の辺Ｍ２の境界がぼけるような事態は回避され、位置の検出精度ひいては位置ずれの補正精度を高めることができる。
また、本実施の形態では、制御用マークのうち濃度ずれ補正に用いられる第３の辺Ｍ３を、要求される濃度で作成するようにした。このため、低濃度から高濃度まで良好な再現性を得ることができる。なお、このように第３の辺Ｍ３は種々の濃度で作成されることになるが、第３の辺Ｍ３の読み取り結果は位置ずれ補正には用いられないので、特に問題となることはない。ただし、第１の辺Ｍ１および第２の辺Ｍ２は１００％濃度で形成されていることから、例えば１００％濃度の濃度ずれ補正を行う際に、これら第１の辺Ｍ１および/または第２の辺Ｍ２の読み取り結果を利用することができる。
【００６５】
＜実施の形態２＞
本実施の形態は、実施の形態１と略同様であるが、画質調整パターンＴを構成する制御用マークＭの形状を異ならせたものである。なお、本実施の形態において、実施の形態１と同様のものについては、同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
図１０は、本実施の形態において、画像出力回路７２によって画質調整用パターン格納部７３から読み出され、各画像形成ユニット１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋによって中間転写ベルト２０上に形成された画質調整用パターンＴを示している。なお、本実施の形態では、各画像形成ユニット１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋによって、「Ｚ」字の中に「−」字を付加した形状の制御用マークＭが形成されている。
【００６６】
この制御用マークＭは、中間転写ベルト２０の移動方向(プロセス方向)の最上流側でラテラル方向に延びる第１の辺Ｍａ、最下流側でラテラル方向に延びる第２の辺Ｍｂ、第１の辺Ｍａの一端部(例えばＩＮ側)と第２の辺Ｍｂの逆側の一端部(例えばＯＵＴ側)とを斜めに結ぶ第３の辺Ｍｃを有している。これら第１の辺Ｍａ、第２の辺Ｍｂ、第３の辺Ｍｃで「Ｚ」字が形成されている。また、制御用マークＭはプロセス方向から見て第１の辺Ｍａと第２の辺Ｍｂとの間且つ第２の辺Ｍｂ側でラテラル方向に延びる第４の辺Ｍｄを有している。この第４の辺Ｍｄが「−」字を形成している。
ここで、第１の辺Ｍａ、第２の辺Ｍｂ、第３の辺Ｍｃは、高濃度(１００％)で形成されており、位置ずれ補正に用いられる。一方、第４の辺Ｍｄは、所望とする濃度(低濃度〜高濃度)で形成され、濃度ずれ補正に用いられる。
【００６７】
また、本実施の形態においても、各制御用マークＭにおいて、濃度ずれ補正用マークとして機能する第４の辺Ｍｄが、位置ずれ補正用マークとして機能する第１の辺Ｍａ、第２の辺Ｍｂ、および第３の辺Ｍｃによって特定される矩形領域Ｓ“内に存在するようになっている。また、別の観点からみれば、各制御用マークＭは、プロセス方向上流側および下流側に存在し、位置ずれ補正で使用される第１の辺Ｍａ、第２の辺Ｍｂ、および第３の辺Ｍｃ(位置ずれ補正用マーク)と、これら第１の辺Ｍａ、第２の辺Ｍｂ、および第３の辺Ｍｃのプロセス方向中間部に存在し、濃度ずれ補正で使用される第４の辺Ｍｄ(濃度補正用マーク)とを具備しているともいえる。
そして、本実施の形態においても、実施の形態１と同様の制御を行うことにより、第１の辺Ｍａ、第２の辺Ｍｂ、第３の辺Ｍｃの読み取り結果に基づいて位置ずれ補正を行い、第４の辺Ｍｄの読み取り結果に基づいて濃度ずれ補正を行うことができる。
【００６８】
なお、実施の形態１および２では、所謂タンデム型且つ中間転写型の画像形成装置を例に説明を行ったが、これに限られるものではない。例えば、複数の画像形成ユニットに用紙を搬送する搬送ベルトを対向配置し、各画像形成ユニットで形成された画像を搬送ベルトによって搬送される用紙に順次転写するタンデム型の画像形成装置にも適用することができる。また、一つの感光体ドラムに複数色の現像装置を配置し、この感光体ドラムに中間転写ベルトを対峙させることにより、感光体ドラムに形成された画像を順次中間転写ベルト上で重ね合わせる中間転写型の画像形成装置にも適用することが可能である。さらに、感光体ドラム上で各色成分画像を順次重ね合わせる所謂イメージオンイメージ(ＩＯＩ)タイプの画像形成装置にも適用することができる。
また、実施の形態１や２で説明した制御用マークＭ以外でも、上述した要件を満たすものであれば、制御用マークＭの形状については適宜選択することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本実施の形態が適用された画像形成装置を示す図である。
【図２】画像形成装置の要部を拡大した斜視図である。
【図３】位置/濃度検出センサの断面図である。
【図４】制御部および位置/濃度検出センサの機能を説明するブロック図である。
【図５】中間転写ベルト上に形成される画質調整用パターンの一例を示す図である。
【図６】実際の画質調整用パターンの作像例を示す図である。
【図７】各画像家形成ユニットにおける出力画像濃度制御(プロセスコントロール)および出力画像位置調整制御(レジストレーションコントロール)の処理手順を示すフローチャートである。
【図８】中間転写ベルト上に形成された制御用マークとＰＤ(フォトダイオード)の中間転写ベルト上における視野領域との関係を時間経過に伴って示した図である。
【図９】プロセスコントロールおよびレジストレーションコントロールにおける制御部の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図１０】実施の形態２において中間転写ベルト上に形成される画質調整用パターンを示す図である。
【符号の説明】
【００７０】
１０(１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋ)…画像形成ユニット、１１…感光体ドラム、１３…レーザ露光装置、２０…中間転写ベルト、２５…位置/濃度検出センサ、６１…第１のＬＥＤ(Light Emitting Device)、６２…第２のＬＥＤ、６３…ＰＤ(Photo Diode)、６５…レンズ、６６…ＡＭＰ、６７…ピーク検知回路、６８…サンプルホールド回路、７０…制御部、７１…ＣＰＵ(Central Processing Unit)、７２…画像出力回路、７３…画質調整用パターン格納部、７４…ＲＯＭ(Read Only Memory)、７５…ＲＡＭ(Random Access Memory)、７６…ＬＥＤドライバ、７７…選択信号出力回路、Ｍ…制御用マーク、Ｍ１…第１の辺、Ｍ２…第２の辺、Ｍ３…第３の辺、Ｐ…用紙、Ｒ…視野領域、Ｓ…矩形領域、Ｔ…画質調整用パターン
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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