(57)【要約】【課題】  機構や画像出力エンジン内部を変更することなく、簡便かつコストの増加を極力抑え、画像の補正を可能とする画像形成装置を提供する。【解決手段】  特定のパターンの印刷画像から画像上の位置ずれ量を検出する画像位置ずれ検知手段１２５と、光源１３３と感光体１１１間の光路上に配置された書き込み光路を変更させる偏光手段１３５とを有し、位置ずれ検出結果によって偏光手段で偏光量を可変することで色ずれ低減を実現する画像形成装置において、画像位置ずれ検出手段で検出した位置ずれ量の変動周期と、感光体、転写ベルトを含む回転体のホームポジションにおける位置ずれ量を求め、ホームポジションに対応した変動量を求め、その変動を打ち消すような方向に光路を変更する。【選択図】  図５
2005225161.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特定のパターンの印刷画像から画像上の位置ずれ量を検出する画像位置ずれ検知手段と、光源と感光体間の光路上に配置された書き込み光路を変更させる偏光手段とを有し、位置ずれ検出結果によって前記偏光手段で偏光量を可変することで色ずれ低減を実現する画像形成装置において、前記画像位置ずれ検出手段で検出した位置ずれ量の変動周期と、感光体、転写ベルトを含む回転体のホームポジションにおける位置ずれ量を求め、前記ホームポジションに対応した変動量を求め、その変動を打ち消すような方向に光路を変更することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像形成装置において、光路変更に際して、光路中の反射板の角度を調節することで書き込み位置を変更することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１記載の画像形成装置において、前記偏光手段として音響光学素子を用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１記載の画像形成装置において、前記偏光手段として液晶素子を用いることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタル複写機、プリンタ等の画像形成装置に関し、特にその画像補正技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザ光を光源として感光体上に現像を行うデジタル複写機及びプリンタシステムにおいては、レーザ光源から出力されたレーザ光をポリゴンミラーなどによって感光体上の長手方向にスキャンさせ、印刷情報の１ライン相当のデータを感光体上に現像する。感光体は一定速度で回転しているので、感光体上に順次現像が行われ、印刷画像が感光体上に形成される。そして、この感光体上に電荷という形で形成された画像情報（潜像）にトナーを付着させ、転写ベルトを用いるなどして、出力紙に感光体上のトナーを転写し、紙上のトナーを定着させ、出力画像形成を行う。
近年は、画像出力速度の高速化の要求に伴い、カラー画像形成のため、感光体ドラムを４本使用するタンデム型の画像出力装置が高速カラー機では一般的となりつつあるが、４本の感光体ドラムの回転速度差や、トナーを転写する際の速度変動等によって色ずれが発生し、画質劣化の原因となっている。
更に詳しく述べると、実際の書き込みを行う際には、モータの回転精度のばらつきや取り付け位置の偏心による回転変動、その他の駆動部分における取り付け位置のばらつき等などにより、また振動の影響により感光体の回転速度に速度むらが生じてしまうことにより、出力画像上で色ずれが発生する。
上記のような理由で発生する色ずれは、カラー画像出力時に大きな画質劣化の原因となっている。この色ずれを低減するためには、それぞれの感光体の回転速度や、その他の回転体、移動部分の速度変動を小さくすることが重要であり、機構の取り付け精度の向上や、回転体の回転精度向上により、速度変動を低減できる。
しかし、取り付け位置の高精度化は、製品機組立時の工数増加や、加工精度の高精度化を必要としコスト高になる。また機構による精度向上は非常に難しいという問題と、回転体の回転精度向上にはモータ自体の特性や制御設計が必要になるという問題が存在している。
これらの問題に対しては、例えば特許文献１にあるように、補正周速データを用いて、位置ずれ量がラインパターン何本分に当たるか計算し、補正したラインナンバーのビットマップデータをメモリから呼び出す方式や、特許文献２にあるように、感光体ドラムの偏心量に応じて画像補正を行う方式などが提案されており、機構の変更なしに画像補正を行う技術が公知となっている。
【特許文献１】特開平１０−３３９９８４号公報
【特許文献２】特開２００１−３４３８０８公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
高速カラー機で主流となりつつあるタンデム型（感光体を複数本持つ構成）の画像形成装置における色ずれによる画質劣化低減のためには、感光体を含めた回転体、移動体の回転・移動速度変動の低下、及び位置精度の向上が必要であり、そのために上述したような種々の技術が提案されてはいる。しかし、実際には、この速度変動の低下、位置精度の向上を図るのは技術的に困難であり、高コスト化の要因となってしまう。
本発明は、機構や画像出力エンジン内部を変更することなく、簡便かつコストの増加を極力抑え、画像の補正を可能とする画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、特定のパターンの印刷画像から画像上の位置ずれ量を検出する画像位置ずれ検知手段と、光源と感光体間の光路上に配置された書き込み光路を変更させる偏光手段とを有し、位置ずれ検出結果によって偏光手段で偏光量を可変することで色ずれ低減を実現する画像形成装置において、画像位置ずれ検出手段で検出した位置ずれ量の変動周期と、感光体、転写ベルトを含む回転体のホームポジションにおける位置ずれ量を求め、ホームポジションに対応した変動量を求め、その変動を打ち消すような方向に光路を変更する画像形成装置を最も主要な特徴とする。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、光路変更に際して、光路中の反射板の角度を調節することで書き込み位置を変更する画像形成装置を主要な特徴とする。
請求項３記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、偏光手段として音響光学素子を用いる画像形成装置を主要な特徴とする。
請求項４記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、偏光手段として液晶素子を用いる画像形成装置を主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明は、あらかじめ印刷された画像情報からその位置ずれ量を検出し、補正データを作成するため、画像が形成されるまでの回転体(感光体、転写ベルト、転写駆動ローラ、プーリー等)それぞれの位置変動量を求める必要が無く、また光路を変更することで、書き込みラインピッチを変更する手段を用いることで、補正を行うために回転体の回転制御を行うことなく、簡便に出力画像中の位置ずれ補正が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係る画像形成装置の全体構成図であり、タンデム型間接転写方式のカラー画像形成装置を示す。符号１００は複写機本体、２００はそれを載せる給紙テーブル、３００は複写機本体１００上に取り付けるスキャナ、４００はさらにその上に取り付ける原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）である。
複写機本体１００には、中央に、無端ベルト状の中間転写体１０を設ける。この中間転写体１０は、３つの支持ローラ（張架ローラ）１４、１５、１６に掛け回して図中時計回りに回転搬送可能とする。この図示例では、３つ支持ローラのうちの第２の支持ローラ１５の左側に、画像転写後に中間転写体１０上に残留する残留トナーを除去する中間転写体クリーニング装置１７を設ける。また、３つの支持ローラうちの第１の支持ローラ１４と第２の支持ローラ１５間に張り渡した中間転写体１０上には、その搬送方向に沿って、ブラック・シアン・マゼンタ・イエローの４つの画像形成手段１８を横に並べて配置してタンデム画像形成部２０を構成する。
タンデム画像形成部２０の直上には、図１に示すように、さらに露光装置２１を設ける。一方、中間転写体１０を挟んでタンデム画像形成部２０と反対の側には、２次転写装置２２を備える。２次転写装置２２は、図示例では、２つのローラ２３間に、無端ベルトである２次転写ベルト２４を掛け渡して構成し、中間転写体１０を介して第３の支持ローラ１６に押し当てて配置し、中間転写体１０上の画像を記録紙に転写する。２次転写装置２２の横には、記録紙上の転写画像を定着する定着装置２５を設ける。定着装置２５は、無端ベルトである定着ベルト２６に加圧ローラ２７を押し当てて構成する。上述した２次転写装置２２は、画像転写後の記録紙をこの定着装置２５へと搬送する記録紙搬送機能も備えている。もちろん、２次転写装置２２として、転写ローラや非接触のチャージャを配置してもよい。
なお、図示例では、このような２次転写装置２２および定着装置２５の下に、上述したタンデム画像形成部２０と平行に、記録紙の両面に画像を記録すべく記録紙を反転する記録紙反転装置２８を備える。尚、動作説明は公知のカラー画像形成湊置と同様であるので、ここでは省略する。
【０００７】
図２は本発明の実施形態に係るタンデム方式の画像形成装置の主要部である作像部の構成図である。
感光体１１１〜１１４はそれぞれ、イエロー（以下Ｙと表す）、マジェンタ（以下Ｍと表す）、シアン（以下Ｃと表す）、ブラック（以下Ｋと表す）のカラー画像形成を行う。そして４色を重ね合わせることでフルカラー画像の形成を行う。感光体１１１〜１１４はＹＭＣＫ各色に対応した画像形成を行うため、それぞれレーザ走査ユニット１１５〜１１８より画像情報が書き込まれる。
ここでは詳細な説明は省くが、このように感光体１１１〜１１４上にレーザ光を照射することにより感光体１１１〜１１４上に電荷による出力画像情報を形成し、トナーを付着させることにより各色のトナー画像を形成する。感光体１１１〜１１４で形成されたトナー画像は転写ベルト１１９に転写され、転写ベルト１１９上でそれぞれのカラー画像を重ね合わせたフルカラー画像が形成される。転写ベルト１１９はその駆動源である転写駆動ローラ１２０、プーリー１２１、１２２により支持され駆動ローラ１２０によって回転する。
転写ベルト１１９上に形成されたフルカラー画像は、次に上搬送ベルト１２３によって搬送され、プーリー１２２と２次転写ローラ１２４によって紙上に転写される。その後この図では省略しているが、定着などの工程を経て、出力画像が紙上に形成される。
このような画像形成プロセスにおいて、転写ベルト１１９上に画像位置ずれ検出装置１２５を設け、実際の画像出力動作時以外に、各色のラインパターン書込を行い、画像位置ずれ量の検出を行う。また、感光体１１１〜１１４、転写ベルト１１９、転写駆動ローラ１２０、プーリー１２１、１２２、２次転写ローラ１２４には、それぞれ回転位置が計測できるようホームポジションを示す位置マークを付加し、そのホームポジションマークを検出することによってそれぞれの回転位置情報も画像位置ずれ検出装置１２５にて取得する。
【０００８】
図３は回転体(感光体、転写ベルト、転写駆動ローラ、プーリー、２次転写ローラ等)の位置情報計測結果の例を示す図である。図のＹＭＣＫがそれぞれ位置ずれ検出用に書込を行ったパターン画像を画像位置ずれ検出装置１２５によって読み取った場合のタイミング信号である。一例として、感光体、転写駆動ローラ、プーリー、２次転駆動軸の補無ポジション検出信号の計測結果も同時に示している。
この結果を基に例えばＫの書き込み画像情報を基準としてＹＭＣそれぞれの位置ずれ情報を解析した結果は図４のようになる。図４上では感光体のホームポジション情報のみ示しているが、図３で計測した位置情報との関係を得ることができる。
これは、感光体や転写ベルト等の回転変動の一因として取り付け位置等の偏心があり、この偏心量は感光体や転写ベルト、駆動ローラの位置によって一定になると考えられるためである。つまり、偏心成分により発生する速度変動が原因となる位置ずれは、感光体やその他の駆動部分の位置と相関があり、それぞれの駆動部分の位置関係によりその位置ずれ量はほぼ同じ傾向を持っている。
ここで、図４で示した、各感光体、転写駆動ローラ、プーリーのホームポジションからの一回転周期に対応する位置ずれの変動量を求め、補正値のテーブルを作成する。また、この補正データは、変動量を示す関数によって保持しても構わない。
上記データより、各感光体、転写駆動ローラ、プーリーのホームポジション位置からの距離に応じた位置ずれ量が計測され、その値が各感光体、転写駆動ローラ、プーリーの位置に対して再現性があることから、その変動量を打ち消す補正値を得ることができる。
次に、画像出力時の動作について説明する。画像形成を行う場合は、上記説明したような感光体の回転変動等により、転写ベルト上で書き込みラインピッチにずれが生じてしまう。そこで、補正データに応じて光源と感光体間に挿入したミラーなどの偏光手段によって転写ベルト上で、書き込みラインピッチが一様になるよう感光体上への書き込みピッチを変更する。
【０００９】
図５は本発明の画像形成装置における書き込み光路を変更するための構成図である。実際には、感光体は複数存在するがここでは、そのうちひとつの感光体１１１についての構成を示す。出力画像データ形成装置１３１、補正テーブル１３２、光源１３３、補正装置１３４、偏光手段(音響光学素子、液晶素子等)１３５、ミラー１３６が示される。
出力する画像データを順次出力画像データ形成装置１３１から出力し、画像情報を感光体１１１上に形成する。ここで出力画像データ形成装置１３１から出力されるデータ及び書き込み位置情報を基に、補正装置１３４において、各感光体や、転写ベルト、転写駆動ローラ等の位置情報を検出し、その位置、書き込みデータに応じた補正データを、補正テーブル１３２より取得する。
補正装置１３４では、書き込みラインごとにデータ出力を行い、その書き込み位置情報を基に補正テーブル１３２に応じて光路中に設けた可動式のミラー１３６もしくは偏光手段１３５によって書き込み位置補正を行い、感光体上１１１へ書き込まれるライン間隔を補正する。このような手順によって、あらかじめ測定した位置ずれを補正するような画像形成が可能となる。
レーザ光走査装置では、ポリゴンモータと呼ばれる多面体の反射ミラーを回転させ１ライン中のレーザ光を感光体上に走査しているので、そのポリゴンミラーの回転に同期させ、ポリゴンミラー一面毎に走査する光路を変更することによって、ライン毎の書き込み位置補正が可能となる。つまり、図４で得られた画像補正量に応じて、図５で示したミラー１３６の角度もしくは偏光手段１３５により、感光体１１１上への光路を変更する構成とする。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係るタンデム型間接転写方式のカラー画像形成装置の構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係るタンデム方式の画像形成装置の主要部である作像部の構成図である。
【図３】各移動体、回転体の位置情報計測結果の例を示す図である。
【図４】Ｋの書き込み画像情報を基準としてＹＭＣそれぞれの位置ずれ情報を解析した結果を示す図である。
【図５】本発明の画像形成装置における書き込み光路を変更するための構成図である。
【符号の説明】
【００１１】
１１１〜１１４  感光体
１１９  転写ベルト
１２５  画像位置ずれ検出装置(画像位置ずれ検出手段)
１３３  光源
１３５  偏光手段
【図１】
2005225161.tif 000003
【図２】
2005225161.tif 000004
【図３】
2005225161.tif 000005
【図４】
2005225161.tif 000006
【図５】
2005225161.tif 000007