(57)【要約】【課題】画像形成装置において、検査用レジストパターンにより正確な画像位置補正ができるようにする。【解決手段】画像形成装置の中間転写ベルト５を画像のない状態として、位置検出器６で表面反射を検出して、表面状態データを求める。表面状態データが閾値から外れた位置のデータなどをノイズ特徴量として記憶する。中間転写ベルト５に検査用レジストパターンを形成し、検査用レジストパターンの反射データからパターンデータを得る。ノイズ特徴量を用いてパターンデータを補正して、パターンデータのエッジ位置を求める。エッジ位置に基づいて色ずれ補正を行う。中間転写ベルト５上に傷や埃などがあっても、検査用レジストパターンの位置を誤って検出することはなくなるので、正確な画像位置補正が安定的にできる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光性の像担持体と、前記像担持体を帯電させる帯電手段と、帯電した像担持体に静電潜像を形成する露光手段と、前記像担持体に現像剤を供給して静電潜像を可視化する現像手段と、可視化された像が前記像担持体から転写される転写手段と、前記転写手段に検査用レジストパターンを形成する手段と、前記転写手段からの光反射を検出して反射検出信号を出力する検出手段と、前記転写手段に画像のない状態における反射検出信号の出力レベルを検出して表面状態データを出力するとともに前記検査用レジストパターンからの反射検出信号の出力レベルを検出してパターンデータを出力するレベル検出手段と、前記表面状態データからノイズ特徴量を求めるノイズ特徴量検出手段と、前記ノイズ特徴量を記憶する特徴量記憶手段と、前記ノイズ特徴量を用いて前記パターンデータを補正する補正手段とを具備することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記ノイズ特徴量検出手段は、前記転写手段の一定区間にわたって前記ノイズ特徴量を求める手段であ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】
前記一定区間は、前記転写手段の１周分以上であることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記ノイズ特徴量検出手段は、前記表面状態データの移動平均値を求める手段と、前記移動平均値と閾値とを比較する手段と、比較結果に基づいてノイズ特徴量を求める手段とを備え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５】
前記ノイズ特徴量検出手段は、前記移動平均値を求める区間幅を変更する手段を備える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】
前記ノイズ特徴量検出手段は、前記閾値を記憶する記憶手段を備えることを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記ノイズ特徴量は、前記表面状態データに含まれるノイズに対応する前記転写手段上の位置を示す情報であ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８】
前記ノイズ特徴量は、前記表面状態データに含まれるノイズの出力レベルに関する情報であ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９】
前記ノイズ特徴量は、前記表面状態データに含まれるノイズに対応する前記転写手段上の位置を示す情報と前記表面状態データに含まれるノイズの出力レベルに関する情報であ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１０】
感光性の像担持体と、前記像担持体を帯電させる帯電手段と、帯電した像担持体に静電潜像を形成する露光手段と、前記像担持体に現像剤を供給して静電潜像を可視化する現像手段と、可視化された像が前記像担持体から転写される転写手段とを具備する画像形成装置における画像形成制御方法であって、前記転写手段に画像のない状態の表面からの光反射を検出して表面状態データを求め、前記表面状態データからノイズ特徴量を求めて記憶し、前記転写手段に検査用レジストパターンを形成し、前記検査用レジストパターンの光反射を検出してパターンデータを得て、前記ノイズ特徴量を用いて前記パターンデータを補正することを特徴とする画像形成制御方法。
【請求項１１】
前記表面状態データを、前記転写手段の一定区間にわたって求めることを特徴とする請求項１０記載の画像形成制御方法。
【請求項１２】
前記一定区間は、前記転写手段の１周分以上であることを特徴とする請求項１１記載の画像形成制御方法。
【請求項１３】
前記表面状態データの移動平均値を求め、前記移動平均値と閾値とを比較した結果に基づいてノイズ特徴量を求めることを特徴とする請求項１０記載の画像形成制御方法。
【請求項１４】
前記移動平均値を求める区間幅を、設定された情報に従って変更することを特徴とする請求項１３記載の画像形成制御方法。
【請求項１５】
前記閾値として、所定の値が記憶されていることを特徴とする請求項１４記載の画像形成制御方法。
【請求項１６】
前記ノイズ特徴量は、前記表面状態データに含まれるノイズに対応する前記転写手段上の位置を示す情報であることを特徴とする請求項１０記載の画像形成制御方法。
【請求項１７】
前記ノイズ特徴量は、前記表面状態データに含まれるノイズの出力レベルに関する情報であることを特徴とする請求項１０記載の画像形成制御方法。
【請求項１８】
前記ノイズ特徴量は、前記表面状態データに含まれるノイズに対応する前記転写手段上の位置を示す情報と前記表面状態データに含まれるノイズの出力レベルに関する情報であることを特徴とする請求項１０記載の画像形成制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関し、特に、電子写真技術を用いてカラー画像を形成するデジタル複写機やレーザープリンタなどの画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の感光体ドラムを有する電子写真装置においては、それぞれのレーザー光のあたる位置が同じ位置にならないと、各感光体ドラムの画像を重ね合わせた時にトナー像の位置がずれてしまい、画像品質が低下してしまう。各色のトナー像の位置ずれ原因としては、副走査方向のレジストずれ、主走査方向の傾き、主走査方向のレジストずれ、主走査方向の倍率誤差がある。これらのずれに対して補正制御を行う場合、一般的には、中間転写体からなる像担持体上に複数の単色のレジストパターンを書き込んで、画像位置検出用のパターンを形成する。そのレジストパターンの位置を検出することにより、各色各画像の位置ずれ量を検知し、書込位置の補正を行っている。以下、これに関連する従来技術の例をいくつかあげる。
【０００３】
特許文献１に開示された「画像形成装置」は、長い中間転写体を利用することで、中間転写体に傷が発生した場合でも画像に傷が表れるのを防止することができる画像形成装置である。一次転写手段で、感光体上のトナー像を中間転写体に転写する。中間転写体に転写されるトナー像を、二次転写手段で転写紙に転写する。一次転写手段は、初期には画像を形成しない領域に、少なくとも１以上の位置検出用マークと、この位置検出用マークを検出する位置検出手段を有する。中間転写体上に発生する傷を検出する傷検出手段も有する。
【０００４】
特許文献２に開示された「画像形成装置」は、中間転写ベルト等の移動速度の変動に起因する転写画像の色ずれをなくすものである。このとき、ベルト上のマークの不鮮明、傷等に起因する転写画像の色ずれをなくす。用紙又はトナー像を担持し、所定間隔でマークが付された無端ベルトの移動速度を検出する。移動速度が一定になるように制御する。トナー像の用紙又は無端ベルトへの転写位置ずれを制御する。マークの移動速度を検出し、移動速度に基づいて、予め設定した目標速度に到達するベルトの制御量を演算して取得する。次のマークまでの間、この制御量でベルトの速度を制御する。マークが不鮮明であったときは、前のマークでの制御量を維持する。汚れや傷があったときは、これらに基づく制御量の演算や取得は行わず、前のマークの制御量を維持して、それぞれ速度制御を行う。
【特許文献１】特開2003-76100号公報
【特許文献２】特開2004-21236号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の画像位置補正方法では、次のような問題がある。中間転写体上に傷があったり埃等が付着したりすると、傷や埃からの反射信号を、レジストパターンのエッジ信号と間違えて、レジストパターンの位置を誤って検出してしまう。そのため、画像位置を正しく補正できず、色ずれが起きてしまう。
【０００６】
本発明の目的は、上記従来の問題を解決して、画像形成装置において、中間転写体上に傷があったり埃等が付着したりした場合でも、画像位置検査用のレジストパターンの位置を正確に検出して画像位置を補正することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明では、画像形成装置を、感光性の像担持体と、像担持体を帯電させる帯電手段と、帯電した像担持体に静電潜像を形成する露光手段と、像担持体に現像剤を供給して静電潜像を可視化する現像手段と、可視化された像が像担持体から転写される転写手段と、転写手段に検査用レジストパターンを形成する手段と、転写手段からの光反射を検出して反射検出信号を出力する検出手段と、転写手段に画像のない状態における反射検出信号の出力レベルを検出して表面状態データを出力するとともに検査用レジストパターンからの反射検出信号の出力レベルを検出してパターンデータを出力するレベル検出手段と、表面状態データからノイズ特徴量を求めるノイズ特徴量検出手段と、ノイズ特徴量を記憶する特徴量記憶手段と、ノイズ特徴量を用いてパターンデータを補正する補正手段とを具備する構成とした。
【発明の効果】
【０００８】
上記のように構成したことにより、画像形成装置において、色ずれ補正を正確かつ安定に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図１〜図８を参照しながら詳細に説明する。
【実施例】
【００１０】
本発明の実施例は、中間転写ベルトに画像のない状態における反射データのノイズ位置などをノイズ特徴量として検出し、検査用レジストパターンの反射データを、ノイズ特徴量を用いて補正して、検査用レジストパターンの正確な位置を求めて、画像位置を補正する画像形成装置である。
【００１１】
図１は、本発明の実施例における画像形成装置の原理的な構成を模式的に示す概念図である。図１において、感光体ドラム１は、感光性の像担持体である。帯電器２は、感光体ドラム（像担持体）を帯電させる手段である。レーザー３は、帯電した像担持体に静電潜像を形成するための露光手段である。現像器４は、現像材（トナー）で潜像を可視化する手段である。中間転写ベルト５は、像担持体から印刷用紙に像を転写する手段である。位置検出器６は、中間転写ベルトの状態を検出する反射型の光学センサーである。
【００１２】
図２は、画像形成装置の基本的な構成を示す機能ブロック図である。図２において、ポリゴンミラー７は、レーザー光を反射して主走査方向の走査を行う手段である。Fθレンズ８は、レーザー光を等速に走査させる手段である。折り返しミラー９は、画像の先端のレーザー光を反射する手段である。同期検知部10は、画像の書出位置を検出する手段である。第１検出器11は、中間転写ベルトからの光反射を検出して反射検出信号を出力する第１の手段である。第２検出器12は、中間転写ベルトからの光反射を検出して反射検出信号を出力する第２の手段である。レベル検出手段13は、反射検出信号のレベルを検出してデジタル信号に変換する手段である。ノイズ特徴量検出部14は、中間転写ベルトに画像のない状態における反射データからノイズ位置などのノイズ特徴量を求める手段である。特徴量記憶部15は、ノイズ特徴量を記憶するメモリである。区間設定レジスタ16は、移動平均を求める区間幅を設定するレジスタである。閾値設定レジスタ17は、ノイズを判定する閾値を設定するレジスタである。エッジ情報記憶部18は、レジストパターンのエッジ情報を記憶するメモリである。
【００１３】
図３は、画像位置検出用のレジストパターンの形成状態と検知装置の位置を示す図である。図４は、レジストパターンのエッジ検出方法の処理手順を示す流れ図である。図５は、中間転写ベルトに画像のない状態における反射データをADコンバータで変換した表面状態データの波形を示すグラフである。図６は、表面状態データの移動平均値を示すグラフである。横軸は位置であり、縦軸はレベルである。図７は、レジストパターンの別のエッジ検出方法の処理手順を示す流れ図である。図８は、レジストパターンのさらに別のエッジ検出方法の処理手順を示す流れ図である。
【００１４】
上記のように構成された本発明の実施例における画像形成装置の機能と動作を説明する。最初に、図１を参照しながら、画像形成装置の機能の概要を説明する。位置検出器６で、中間転写ベルト５の状態を検出する。検出結果に基づいて、色ずれ補正を行う。帯電器２で、像担持体である感光体ドラム１を帯電させる。帯電した感光体ドラム１に、露光手段であるレーザー３で静電潜像を形成する。現像器４で、現像材（トナー）により潜像を可視化する。感光体ドラム１から転写手段である中間転写ベルト５に像を転写し、さらに印刷用紙に転写する。
【００１５】
次に、図２を参照しながら、画像形成装置の機能を説明する。レーザー３（LDレーザーダイオード）から照射されたレーザー光は、回転するポリゴンミラー７によって反射され、主走査方向の走査を行う。反射されたレーザー光は、像担持体上で等速に走査させるために、Fθレンズ８を通過する。また、画像の先端のレーザー光は、折り返しミラー９によって反射され、同期検知部10に照射される。同期検知部10には受光素子が備えられ、レーザー光が受光素子に照射されると電気信号に変換され、画像の書出位置を検出することができる。この書出位置を基準に、主走査の書込位置が決定される。
【００１６】
中間転写ベルトの傷などを調べるために、第１検出器11と第２検出器12で、画像が無い状態の中間転写ベルトからの光反射を検出して反射検出信号を得る。レベル検出手段13で、反射検出信号のレベルを検出してデジタル信号に変換して表面状態データを出力する。ノイズ特徴量検出部14で、表面状態データからノイズ位置などのノイズ特徴量を求める。その際、区間設定レジスタ16に設定された区間について平均して、移動平均を求め、閾値設定レジスタ17に設定された閾値に基づいて、ノイズ位置を判定する。特徴量記憶部15に、ノイズ特徴量を記憶する。中間転写ベルト５に検査用レジストパターンを形成し、第１検出器11と第２検出器12で、中間転写ベルト５からの光反射を検出して反射検出信号を出力する。その反射検出信号の出力レベルを、レベル検出手段13で検出して、パターンデータを出力する。記憶したノイズ特徴量を用いて、パターンデータを補正する。補正したパターンデータからレジストパターンのエッジを求めて、エッジ情報記憶部18にエッジ情報を記憶する。
【００１７】
次に、図３を参照しながら、画像位置検出用のレジストパターンについて説明する。図２と図３に示すように、複数の検出手段を設ける。例として、第１検出手段と第２検出手段の２つの検出手段を設けた場合を示す。複数の単色のレジストパターンを書き込み、そのレジストパターンの位置を検出することにより、各色各画像の位置ずれ量を検知し、それぞれの出力情報を用いて、書込位置の補正を行う。
【００１８】
次に、図４と図５と図６を参照しながら、レジストパターンのエッジを検出する処理手順を説明する。レジストパターンを形成する前に、ステップ１で、中間転写ベルトの表面状態を検出する。すなわち、中間転写ベルトの表面からの反射光を、図２の第１検出器と第２検出器で検出する。検出器から出力される電圧のレベルを、レベル検出手段で判定する。例として、離散データに変換するためにADコンバータを使用した場合を説明する。中間転写ベルト上に傷があったり埃等が付着したりして、ノイズが混入したときのADコンバータの出力波形の例を、図５に示す。
【００１９】
ADコンバータから出力される表面状態データを、ノイズ特徴量検出部14に入力し、ノイズの特徴量を検出する。ノイズ特徴量検出部14に入力される表面状態データをＮjとする。ｊは、サンプリングポイントを示す添え字であり、０、１、２、３、・・・である。さらに、一定の区間の表面状態データの平均レベルを検出する場合、(１)式で移動平均値Ａiを算出する。
Ａi＝Σj=i-ni+n(Ｎj/(２ｎ＋１))・・・(１)
ここで、ｉは、ある時点でのサンプリングポイントであり、（２ｎ＋１）は、区間のサンプル数である。区間設定レジスタ16を用意し、平均レベル検出区間を変更できるようにする。
【００２０】
図５に示す表面状態データから移動平均値を求めると、図６のグラフのようになる。図６に示す移動平均値を、ある閾値（例えば２）で切って、ノイズを検出する。図６のグラフで２以下となったデータが、ノイズとして検出される。サンプリングの位置を、ノイズ特徴量として、特徴量記憶部15に記憶する。この検出操作を、中間転写ベルトの一周分以上にわたって行う。閾値設定レジスタ17を用意し、閾値を変更できるようにする。すなわち、ステップ２で、閾値より小さいか否かを調べる。閾値より小さければ、ステップ３で、位置情報を特徴量記憶部15に記憶する。ステップ４で、中間転写ベルトの１周以上にわたって繰り返す。
【００２１】
ノイズ特徴量を記憶した後に、ステップ５で、レジストパターンの形成を行い、ステップ６で、中間転写ベルトの状態を検知して、レジストパターンのエッジ検出を行う。ステップ７で、エッジが検出されたら、ステップ８で、ノイズ特徴量を参照し、検出されたエッジがノイズによるものかどうかを、記憶したノイズのサンプリング位置に基づいて判定する。記憶したサンプリング位置と同等と判定した場合には、そのエッジはノイズによるものとして、ステップ９で、レジストパターンの位置情報から除外する。ノイズのサンプリング位置と異なる場合は、レジストパターンの位置情報として、ステップ10で、エッジ情報記憶部18に記憶する。ステップ11で、すべてのエッジを検出するまで繰り返す。
【００２２】
次に、図７を参照しながら、他の例として、サンプリングデータをノイズ特徴量として記憶する方法を説明する。レジストパターンを形成する前に、ステップ12で、中間転写ベルトの状態を検出する。そのときのサンプリングデータ（表面状態データ）を、ステップ13で、ノイズ特徴量Ｎiとして特徴量記憶部15に記憶する。この検出操作も、中間転写ベルトの一周分以上にわたって行う。
【００２３】
ノイズ特徴量を記憶した後に、ステップ15で、レジストパターンの形成を行い、ステップ16で、中間転写ベルトの状態を検知して、レジストパターンのエッジ検出を行う。エッジ検出を行うレジストパターンのサンプリングデータ（パターンデータ）をＲiとする。ｉは、サンプリングポイントを示す添え字であり、０、１、２、３、・・・である。ステップ17で、(２)式により、エッジ検出用のデータＤiを求めて、ステップ18で、エッジ検出を行う。ステップ19で、エッジ位置をエッジ情報記憶部18に記憶する。
Ｄi＝Ｒi−Ｎi・・・(２)
【００２４】
次に、図８を参照しながら、さらに他の例として、ノイズの位置とサンプリングデータをノイズ特徴量として記憶する方法を説明する。ステップ21で、中間転写ベルトの表面状態を検出する。ノイズ特徴量検出部14で移動平均値を求めた後に、ある閾値でノイズ検出を行う。図６のグラフで２以下となったデータが、ノイズとして検出される。そのときのサンプリングの位置とサンプリングデータ（移動平均前のデータ）を、ノイズ特徴量として特徴量記憶部15に記憶する。この検出操作も、中間転写ベルトの一周分以上にわたって行う。すなわち、ステップ22で、閾値より小さいか否かを調べる。閾値より小さければ、ステップ23で、位置情報を特徴量記憶部15に記憶する。ステップ24で、中間転写ベルトの１周以上にわたって繰り返す。
【００２５】
ノイズ特徴量を記憶した後に、ステップ25で、レジストパターンの形成を行い、ステップ26で、中間転写ベルトの状態を検知して、レジストパターンのエッジ検出を行う。エッジ検出を行うレジストパターンのサンプリングデータ（パターンデータ）をＲiとする。ｉは、サンプリングポイントを示す添え字であり、０、１、２、３、・・・である。ステップ27で、ノイズ位置かどうか調べる。記憶したノイズのサンプリング位置と同等と判定した場合は、ステップ28で、(３)式により、エッジ検出用のデータＤiを求める。
Ｄi＝Ｒi−Ｎi・・・(３)
記憶したノイズのサンプリング位置と同等と判定されなかった場合は、ステップ29で、(４)式のように、パターンデータＲiをエッジ検出用のデータＤiとする。
Ｄi＝Ｒi・・・(４)
このＤiを用いて、ステップ30で、エッジ検出処理を行う。この操作を行うことにより、中間転写ベルト上の傷や埃等による誤検出を防止でき、色ずれ補正を安定して行うことができる。
【００２６】
上記のように、本発明の実施例では、画像形成装置を、中間転写ベルトに画像のない状態における反射データのノイズ位置などをノイズ特徴量として検出し、検査用レジストパターンの反射データを、ノイズ特徴量を用いて補正して、検査用レジストパターンの正確な位置を求めて、画像位置を補正する構成としたので、安定的に色ずれ補正ができる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明の画像形成装置は、電子写真技術を用いてカラー画像を形成するデジタル複写機やレーザープリンタなどで、色ずれ補正を正確に行うものとして最適である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施例における画像形成装置の原理的な構成を示す概念図である。
【図２】本発明の実施例における画像形成装置の基本的な構成を示す機能ブロック図である。
【図３】本発明の実施例における画像形成装置のレジストパターンの形成状態と検知装置の位置を示す図である。
【図４】本発明の実施例における画像形成装置での色ずれ補正方法の処理手順を示す流れ図である。
【図５】本発明の実施例における画像形成装置の中間転写ベルトの表面状態データを示す図である。
【図６】本発明の実施例における画像形成装置での表面状態データの移動平均値を示す図である。
【図７】本発明の実施例における画像形成装置での他の色ずれ補正方法の処理手順を示す流れ図である。
【図８】本発明の実施例における画像形成装置でのさらに他の色ずれ補正方法の処理手順を示す流れ図である。
【符号の説明】
【００２９】
１・・・感光体ドラム、２・・・帯電器、３・・・レーザー、４・・・現像器、５・・・中間転写ベルト、６・・・位置検出器、７・・・ポリゴンミラー、８・・・レンズ、９・・・ミラー、10・・・同期検知部、11・・・第１検出器、12・・・第２検出器、13・・・レベル検出手段、14・・・ノイズ特徴量検出部、15・・・特徴量記憶部、16・・・区間設定レジスタ、17・・・閾値設定レジスタ、18・・・エッジ情報記憶部。
【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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