カラー画像形成装置及び色ずれ補正方法
【課題】ダウンタイムを生じることなく色ずれ補正をするとともに、補正が必要な色のみ適時補正する。
【解決手段】光源と走査結像光学系とにより構成される光学部からの光束を感光体ドラム９Ａ〜９Ｄ上に結像して潜像を形成し、形成された潜像を現像してトナー画像を形成し、現像されたトナー画像を転写ベルト１１に転写して重ね合わせ、前記転写ベルト１１上に色ずれ補正パターンを形成し、転写ベルト１１上に形成された色ずれ補正パターンを検出し、その検出結果に基づいて色ずれを補正する際、前記色ずれ補正パターンを紙間（転写紙１００，１０１間）Ａで２色ずつ形成し、パターン形成頻度を各色毎に変更する。
【解決手段】光源と走査結像光学系とにより構成される光学部からの光束を感光体ドラム９Ａ〜９Ｄ上に結像して潜像を形成し、形成された潜像を現像してトナー画像を形成し、現像されたトナー画像を転写ベルト１１に転写して重ね合わせ、前記転写ベルト１１上に色ずれ補正パターンを形成し、転写ベルト１１上に形成された色ずれ補正パターンを検出し、その検出結果に基づいて色ずれを補正する際、前記色ずれ補正パターンを紙間（転写紙１００，１０１間）Ａで２色ずつ形成し、パターン形成頻度を各色毎に変更する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はカラー画像を形成する際に色ずれ補正を行うカラーレーザプリンタ、カラーデジタル複写機、デジタル複合機等のカラー画像形成装置、及びこれらの画像形成装置に適用される色ずれ補正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
カラー画像記録装置においては、複数色の色材を用いて各色毎にトナー像を形成し、各色のトナー像を重ね合わせてフルカラー画像を形成する。このようなカラー画像形成装置において複数色を重ね合わせる方式も種々提案され、実施されている。その中に、各色のトナー像をそれぞれ別のドラム状の感光体上に形成し、転写部材あるいは記録媒体に各色のトナー像を重ね合わせる所謂タンデム方式のカラー画像形成装置がある。このような複数色を重畳してフルカラーの画像を形成する場合、各色の画像を重ね合わせたときに、被転写部材における位置関係が一致せず、色ずれを生じる場合がある。
【０００３】
これらの色ずれの要因は多様であり、例えば、光学部のレンズ、ミラー等の走査結像光学素子の位置ばらつき、温度あるいは湿度等の環境による光学素子の特性ばらつき、各色の感光体の回転ムラ、転写部材、記録媒体の移動ムラ等がその要因として挙げられる。そこで、このような形式の画像形成装置では、転写部材の画像形成領域外に、各色毎に色ずれ補正（検出用）のトナー画像パターンを形成し、転写部材近傍に設けられたトナー画像検出部で色ずれ量を検出し、検出したずれ量に応じて、光学部や感光ドラムの位置調整や光源の点灯消灯タイミング調整等を実施し、これらに起因する色ずれを補正している。
【０００４】
しかし、このように各色毎に色ずれ補正用のトナー画像パターンを形成し、転写部材近傍に設けられたトナー画像検出部で色ずれ量を検出して補正を行う場合には、この補正に伴う時間が必要となる。そのため、画像形成装置が画像形成可能となるまでユーザを待たせてしまうというダウンタイム（プリント動作中断時間）が増加することになる。また、画像形成装置の起動直後や、装置内部の温度上昇など使用環境の変化や経時変化により、色ずれ調整の必要が生じ、特に高精度の色合わせを必要とする画像形成装置においては、色ずれ調整の頻度が多くなるため、とうしてもダウンタイムが増加せざるを得ない。
【０００５】
そこで、このようなダウンタイムの増加を防止するための技術として例えば特許文献１あるいは２に記載された発明が知られている。このうち特許文献１に記載された発明は、搬送ベルトに沿って複数個配置された電子写真方式の画像形成部によって形成された画像を、前記搬送ベルトにより搬送される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前記記録媒体上にカラー画像を得るカラー画像形成装置において、前記搬送ベルトに各々の前記画像形成部によってレジストマークを形成するレジストマーク形成手段と、前記搬送ベルトに近接して配置され前記レジストマークの通過を検知するレジストマーク検知手段と、前記レジストマークの通過を検知した結果に基づき色間のずれを補正する補正手段を備え、かつ、前記レジストマーク検知手段を作動することによって色間のずれを検知した過去の結果を記憶する記憶手段を有し、前記補正手段による色間のずれ補正動作の実行を前記記憶手段の記憶結果に基づいて行うことを特徴としている。
【０００６】
また、特許文献２に記載された発明は、光学部と感光ドラムを各々有する複数の画像形成部と、前記複数の画像形成部を順次通過し該複数の画像形成部で形成された画像が転写される無端状ベルトと、前記無端状ベルト上に形成された色ずれ補正パターンを検出する色ずれ補正パターン検出手段と、前記無端状ベルト上の記録紙間に色ずれ補正パターンを形成し、形成した色ずれ補正パターンを前記色ずれ補正パターン検出手段で検出し、検出結果にもとづいて色ずれ補正をするように制御する制御手段とを備えたことを特徴としている。
【０００７】
さらに、特許文献３には、基準色パターンと補正対象色パターンとを重畳して中間転写体上に複数のパッチからなる色ずれ補正パターンを形成し、この色ずれ補正パターンを光学的に読み取り、この読み取り結果に基づいて各色の位置ずれを補正する技術が開示されている。
【０００８】
この発明では、記録紙間に色ずれ検出（補正）用のパターンを形成し、さらに、基準色と検出色１色のみの色ずれ補正パターンを形成しているので、各記録紙間の間隔を狭めるとこができ、ダウンタイムを生じることなく色ずれ補正をすることができるとしている。
【特許文献１】特開２０００−３０５３４０号公報
【特許文献２】特開２００４−１９８９４６号公報
【特許文献３】特開２００５−０３１２２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献２記載の発明のように記録紙間の色ずれ検出用のパターン形成や色ずれ量検出は、画像形成動作中に常時実施する必要はなく、補正が必要な色のみ適時実施すれば良い。また、特許文献１記載の発明のように色間のずれを検知した過去の結果を記憶する記憶手段を有し、前記補正手段による色間のずれ補正動作の実行を前記記憶手段の記憶結果に基づいて実行すると、記憶手段に記憶された結果が更新されるまで、同じデータが使用されることになり、経時的なずれに対応することができなくなることがある。
【００１０】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、ダウンタイムを生じることなく色ずれ補正をするとともに、補正が必要な色のみ適時補正することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するため、第１の手段は、転写部材上に色ずれ補正パターンを形成するパターン形成手段と、前記転写部材上に形成された色ずれ補正パターンを検出する色ずれ検出手段と、 前記色ずれ検出手段の検出結果に基づいて色ずれを補正する色ずれ補正手段と、を有し、光学的走査により複数の感光体上に形成された単色の画像を重畳してカラー画像を形成するカラー画像形成装置において、前記色ずれ補正パターンは記録媒体間で２色ずつ形成され、パターン形成頻度を各色毎に変更することを特徴とする。
【００１２】
第２の手段は、第１の手段において、装置内の環境変化による影響が大きい色の前記色ずれ補正パターンの形成順序がより早く行われることを特徴とする。
【００１３】
第３の手段は、第１の手段において、装置内の環境変化による影響が大きい色のパターンの形成頻度がより多く設定されていることを特徴とする。
【００１４】
第４の手段は、第１の手段において、記録媒体間での色ずれ補正パターンが色ずれ補正基準色と他の１色とから形成されることを特徴とする。
【００１５】
第５の手段は、第４の手段において、各色の光学レイアウトが色ずれ補正基準色から最も離れている色の色ずれパターンの形成がより早く行われることを特徴とする。
【００１６】
第６の手段は、第４の手段において、各色の光学レイアウトが色ずれ補正基準色から最も離れている色の色ずれパターンのパターン形成回数がより多く設定されていることを特徴とする。
【００１７】
第７の手段は、第１ないし第６のいずれかの手段において、前記感光体が並列に配置され、各感光体上に形成された顕像が重畳されるタンデム型の作像手段を備えていることを特徴とする。
【００１８】
第８の手段は、光源と走査結像光学系とにより構成される光学部からの光束を感光体上に結像して潜像を形成し、前記感光体に形成された潜像を現像してトナー画像を形成し、前記現像されたトナー画像を転写部材に転写し重ね合わせ、前記転写部材上に色ずれ補正パターンを形成し、前記転写部材上に形成された色ずれ補正パターンを検出し、前記色ずれ検出手段の検出結果に基づいて色ずれを補正する際、前記色ずれ補正パターンを記録媒体間で２色ずつ形成し、パターン形成頻度を各色毎に変更して画像形成装置の色ずれを補正する補正方法と特徴とする。
【００１９】
なお、後述の実施形態においては、転写材は中間転写ベルト１１に、色ずれ補正パターンは符号Ｐに、パターン形成手段は制御部２００、走査光学装置１、帯電ローラ、帯電部、露光部、現像部、及び転写部に、色ずれ検出手段は反射濃度センサ２１１及び中央制御装置２００に、色ずれ補正手段は中央処理装置２００のＣＰＵに、それぞれ対応する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、ダウンタイムを生じることなく色ずれ補正をするとともに、補正が必要な色のみ適時補正することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。
【００２２】
図１は本発明の実施形態に係るカラー画像形成装置の走査光学装置の光学部を同一平面上に展開して示す説明図、図２は図１の光学部の一部及び作像部を示す構成図である。
【００２３】
これらの図において、走査光学装置１は、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の光源となる半導体レーザ１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄと、これら各半導体レーザ１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄからそれぞれ出射されたレーザ光による光束を偏向するためのポリゴンミラー２４と、このポリゴンミラー２４を高速で回転駆動するポリゴンモータ２３と、前記ポリゴンミラー２４より偏向された複数の光束を等角速度偏向から等速度偏向に変換する走査レンズ（ｆθレンズ）５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄと、走査レンズ５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄを透過したレーザ光を折り返す折り返しミラー６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ、７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄ、８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄと、前記ポリゴンミラー２４によって走査されるレーザ光の光学特性を測定するために折り返しミラー１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄを介して前記レーザ光をそれぞれ検知する複数の光学特性測定手段１５Ａ１〜１５Ａ４，１５Ｂ１〜１５Ｂ４，１５Ｃ１〜１５Ｃ４とを備えている。
【００２４】
ポリゴンモータ２３とポリゴンミラー２４は偏向器４を構成し、前記ｆθレンズ５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄと前記複数の光束を折り返しミラー６Ａ〜６Ｄ，７Ａ〜７Ｄ，８Ａ〜８Ｄは結像光学系を構成し、前記各レーザ光は図２に示す被走査体にして像担持体である感光体ドラム９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄ上をそれぞれ主走査方向に走査する。なお、図１における２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄは、感光体ドラム９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄ上を走査するレーザ光を折り返しミラー１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄを介して取り込んで、同期検知を行う同期検知板である。
【００２５】
これら４つの感光体ドラム９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄは、例えば感光体ドラム９Ａはシアン（Ｃ）に、感光体ドラム９Ｂはイエロー（Ｙ）に、感光体ドラム９Ｃはマゼンタ（Ｍ）に、感光体ドラム９Ｄはブラック（Ｂｋ）にそれぞれ対応した画像を形成する。この色の順は任意に設定することができる。これら４つの感光体ドラム９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄの各々の周囲には、図示していないが、電子写真プロセスにより画像形成を行うための、帯電ローラ、帯電ブラシあるいは帯電チャージャ等で構成された帯電部と、光書き込み装置から出射されたレーザビーム（レーザ光）の露光部と、Ｃ，Ｙ，Ｍ，Ｂｋの各色の現像装置で構成された現像部と、転写紙を搬送しながら画像を転写する転写搬送ベルト、及び転写ローラ、転写ブラシ等で構成された転写部を備えた転写搬送装置と、クリーニングブレード、クリーニングブラシ等で構成されたクリーニング部等が配置され、それぞれの感光体ドラム９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄに各色の画像形成を行うことができるようになっている。これらの構成は公知の構成であるため、詳細は割愛する。
【００２６】
各感光体ドラム９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄの表面は、図示しない帯電装置によりそれぞれ所定の電位に帯電されている。したがって、各感光体ドラム９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄの帯電面が露光されると、前記帯電面に各色（シアン、イエロー、マゼンダ、ブラック）に対応する潜像が形成され、その各潜像が各色に対応する図示しない現像装置により現像されて各色のトナー画像となる。前記各感光体ドラム９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄ上に形成された各トナー画像は、転写ベルト１１上に静電吸着されて図２において左方に搬送される記録媒体である転写紙に順次重ね合わされて転写される。転写（搬送）ベルト１１はエンドレスベルトの形状をしており、駆動ローラ１２ａ、従動ローラ１２ｃ、テンションローラ1２ｂ間に渡され、図示反時計方向に移動するように駆動される。
【００２７】
偏向器４によって偏向され、走査レンズ５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄによって結像された複数の走査線は、図２に示すように複数のミラー群６Ａ，７Ａ，８Ａ，９Ａ、６Ｂ，７Ｂ，８Ｂ，９Ｂ、６Ｃ，７Ｃ，８Ｃ，９Ｃ、６Ｄ，７Ｄ，８Ｄ，９Ｄによって反射され、被走査体である感光体ドラム９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄ上をそれぞれ主走査方向に走査する。各感光体ドラム９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄの表面は、図示しない帯電装置によりそれぞれ所定の電位に帯電されている。したがって、その各感光体ドラム９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄの帯電面が露光されて、そこに各色（シアン、マゼンダ、イエロー、ブラック）に対応する潜像が形成され、その各潜像が各色に対応する図示しない現像装置により現像されて各色のトナー画像となる。その感光体ドラム９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄ上に形成された各トナー画像は、転写ベルト１１上に吸着されて、図２で左方に搬送される記録媒体（転写紙１００）に順次直接重ね合わされて転写される。符号２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄは各色のレーザ光の書き出し位置を設定するための同期検知板であり、それぞれ折り返しミラー１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄによって折り返された各感光体ドラム９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄへの書き込み前のレーザ光が入射される。
【００２８】
色ずれ補正用のトナー画像パターンも前記トナー画像と同様に、転写ベルト１１上に形成される。本実施形態では、図３に示すように転写紙１００と次に搬送される転写紙１０１との間の紙間Ａ（紙間領域で距離Ｌの領域）に形成する。転写ベルト１１の搬送に伴い、紙間（領域）Ａが順次、各色感光体ドラム９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄの位置を通過する。この通過するタイミングに併せて、色ずれ補正用のトナー画像パターンが形成される。２色間の色ずれ補正パターンを１つ形成するのに要する距離をｄとすると、紙間ではＬ／ｄ個の色ずれ補正パターンを作成できる。しかし、全色の色ずれ検出を検出しようとする場合には、最低でも３種類の組み合わせ、すなわち、ブラック−シアン、ブラック−マゼンタ、ブラック−イエローの組み合わせが必要であり、紙間Ａで作成できる色ずれ補正パターンは３分の１になってしまう。したがって、紙間Ａで２色ずつ色ずれ補正パターンを形成することにより、限られた転写紙間隔に多くのパターンを作成し、色ずれ補正精度を向上することができる。なお、本実施形態では、記録紙上に画像を形成するので、紙間であるが、フィルム状の媒体などを考慮すると、画像はシート状の記録媒体上に形成され、紙間は記録媒体間となる。
【００２９】
ただし、色ずれ検出動作は、転写紙間隔で毎回実施する必要はなく、色ずれ量が許容レベルを超えない頻度で実施すれば良い。逆に、転写紙間隔で毎回実施してしまうと、トナー消費が早まったり、感光体やレーザ等の劣化が早まったりするなど、副作用の発生が懸念される。したがって、色ずれ検出動作は、色ずれ量が許容レベルの範囲内であるうちで、かつ、できる限り低頻度で実施するのが望ましい。そこで、各色のパターン形成タイミングを自動的あるいは任意に変更することできるようにする。これにより必要最小限の補正頻度とすることが可能となる。パターン形成タイミングは、後述の中央制御装置２００においてプログラムされているタイミングで後述の基準色に対するずれ量と連続プリント枚数との関係から自動的に設定される。なお、任意に変更する場合には、ユーザ、オペレータが操作部２３０からの操作入力によって変更することになる。
【００３０】
図２のように、複数の感光体位置を転写ベルトが順次通過するように直線的に配置されている場合の色ずれ量の変化を図４に示す。横軸は連続印刷枚数で、縦軸は基準色（Ｂｋ）に対する色ずれ変化量である。このとき、色ずれ補正の基準となるＢｋ色の感光体は９Ｄである。また、９Ｄから近い順に、９Ｂ、９Ａ、９Ｃが配置される。図４では連続印刷枚数の増加に伴い、各色の色ずれ量も増加する。これは、連続印刷による装置内の温度上昇などの環境変化に起因するところが大きい。また、基準色から、補正色の感光体の距離が離れるに連れて、色ずれ量が多くなっている。２０ミクロンのずれ量が生じるタイミングを比較すると、基準色（Ｋ色）から一番遠いＭ色は連続プリント約１００枚程度であるのに対し、Ｃ色は約１５０枚、基準色（Ｋ色）から一番近いＹ色は連続プリント約４００枚となっている。色ずれ量の許容レベルを２０ミクロン以内とすると、必要な色ずれ補正頻度は、Ｍ色は連続プリント１００枚に１回以上、Ｃ色は１５０枚に１回以上、Ｙ色は４００枚に１回以上となる。
【００３１】
このように、色ずれ補正パターンを転写紙間で２色ずつ形成し、各色のパターン形成タイミングを変更することができる構成とするにより、ダウンタイムを生じることなく、補正が必要な色のみ適時色ずれ補正が可能となり、また、トナー消費、感光体劣化、レーザ劣化を抑制できる。なお色ずれ補正の実施タイミングは、具体的には、例えば電源ＯＮ時、また光学系の温度上昇がある所定以上となった場合に実施される。
【００３２】
また、各色のパターン形成タイミングを変更することができるので、前記環境変化によるずれ量の影響が多い色、ここでは感光体ドラムの基準色に対する位置関係が大きな要素になると考えられるが、前記影響が多い色の色ずれ補正をより早いタイミングで実行し、また、補正回数も多くする。同様に、実際に感光体ドラムの基準色に対する位置関係が離れている色ほど色ずれ補正をより早いタイミングで実行し、また、補正回数も多くする。言い換えれば、これらの場合、より早いタイミングで色ずれ補正パターンを形成し、より回数多く色ずれ補正パターンを形成して、補正を行うと言うことになる。
【００３３】
図５は本実施形態における色ずれ補正（検出用）パターン（色ずれ検出パッチ群）を示す図、図６は色ずれ検出パッチ群におけるひとつのパッチを示す図である。なお、図５に示したものは主走査方向の色ずれ（位置ずれに同じ−以下同様）補正パターンであり、副走査方向の色ずれ補正用パターンとしては、これに対し垂直方向にパッチ群を補正パターンとすれば良い。すなわち、副走査方向（転写ベルト１１の移動方向に直交する方向）に平行にラインが形成されるようにすれば良い。
【００３４】
本実施形態における色ずれ検知における動作原理は以下の通りである。
本実施形態における色ずれ検出パッチ群におけるひとつのパッチは、図６に示すように、補正対象色である１色のカラー色トナー（Ｃ、Ｍ、Ｙ−ハッチングで示す）を、ある所定のライン幅：ａと、これに等しいライン間隔：ｂ（＝ａ）で複数本形成したパターンの上に、基準色であるＢｋトナー（網点で示す）の等ライン幅：ａ、等ライン間隔：ｂパターンを重ね合わせた構成とする。また、このパッチに対し、図５に示すように両者が完全に重なったパッチを基準パッチＰＡとし、これに対しセンサの読み取り方向の手前側に、ラインの形成方向と平行にある任意量だけその相対的な位置関係をずらした複数の連続的なパッチ群を作成し、また基準パッチＰＡに対しセンサの読み取り方向の後側にも、これと逆方向に任意量だけその相対的な位置関係をずらした複数の連続的なパッチ群を形成し、これらのパッチ群Ｐを色ずれ補正パターンＰとする。このような補正パターンＰを紙間Ａに２色ずつ形成する。この２色とは基準色Ｂｋに対して補正対象色１色（例えばＹ）、次の紙間Ａは基準色Ｂｋに対して他の補正対象色１色（例えばＣ）、その次の紙間Ａは基準色Ｂｋに対してさらに他の補正対象色１色（例えばＭ）という具合である。
【００３５】
このような補正パターンＰは図２における基準色Ｂｋ転写用の感光体ドラム９Ｄの下流側の転写ベルト１１と対向した位置に設けられた検知センサによって読み取るが、検知センサとしては反射型濃度フォトセンサ２１１（図７参照）がコスト面で有利である。反射型センサとしては、正反射成分を検知するセンサ、拡散反射成分を検知するセンサがあるが、拡散反射成分を検知するセンサが精度の面で有利である。一方、正反射成分を検知するセンサは拡散反射成分を検知するセンサに比較して、位置ずれ制御精度という観点からは使用はできるものの制御性は落ちる。しかし、検知面地肌の反射率付近での感度が高いため、発光素子に対して拡散反射成分を検知するセンサと併用して、発光素子の光量調整として用いる。
【００３６】
ここでは拡散反射成分を検知するセンサを用いて、前述の色ずれ補正パターンの拡散光出力にて読み取った場合を例に説明する。基準パッチＰＡでは、このパッチの地肌である転写ベルト１１からの拡散光と、黒の複数のライン部からの拡散光の合成出力となる。ここで重要なことは転写ベルト１１、黒トナーに対する拡散光出力を低く、カラートナーに対する拡散光出力を高くし、この差を大きくとることである。
【００３７】
検出センサの読み取り方向の長さである各パッチ長（パッチ幅）パッチ間隔及び検出センサの転写体上のスポット径とは、
パッチ長＋パッチ間隔＞センサの転写体上のスポット径×２
との関係にしておく。
【００３８】
この基準パッチＰＡに対し、ある任意量だけどちらかの色（これは基準色であるＢｋであっても、補正対象色であっても良い）をシフトさせた場合、補正対象色であるカラートナーからは、所定の拡散光出力が戻ってくるために、これを徐々に任意量だけシフトさせたパッチ群Ｐからの得られる拡散光出力値は、そのシフト量に応じて大きくなる。また、基準パッチＰＡに対し、逆側に任意量だけシフトさせたパッチを考えた場合でも、これと同等の出力値が得られるために、この検出値を、このあらかじめ設定された任意のシフト量に対しプロットすると図４に示すような出力結果が得られる。
【００３９】
すなわち、これは転写ベルト１８の地肌、黒トナー、カラートナーからの拡散光出力に対し、
黒トナーからの出力、転写ベルトからの出力＜カラートナーからの出力
の関係が成立していることを利用している。
【００４０】
また、このような色ずれ補正パターンにより色ずれを検知し、補正を行う場合には、黒トナーが上側にあることが望ましいため、転写ベルト１１上における各色トナー像の作像順序の関係を考えると、黒トナーの作像ステーションが最下流であることが望ましい。
【００４１】
なお、前記位置ずれ補正パターンＰの形成、パターン検知及び検知したパターンに基づいた位置ずれ補正の制御は、図７に示した制御回路の中央処理装置２００のＣＰＵが実行する。図７は画像形成装置の制御回路の全体構成の概略を示すブロック図である。同図において、制御回路は、中央処理装置２００、センサ出力処理装置２１０、ドライバ２２０、操作部２３０及びメモリ２４０から構成されて、センサ出力処理装置２１０、操作部２３０、メモリ２４０は中央処理装置２００と相互に通信し、ドライバ２２０は中央処理装置２００からの指示により、各部を駆動する。
【００４２】
前記各部は、ポリゴンモータ２２１（図２における符号２３に対応）、レーザダイオード（ＬＤ）２２２（図１、図２における符号１０Ａ〜１０Ｄに対応）、メインモータ２２３、現像モータ２２４、現像バイアス２２５などからなり、ドライバ２２０の駆動出力により駆動される。センサ出力処理装置２１０は、反射濃度センサ２１１、同期検知センサ２１２（図１における符号２０Ａ〜２０Ｄに対応）、レジストセンサ２１３などのセンサ類を制御し、検出出力をデジタルデータなどに変換するなどして中央処理装置２００に送信する。反射濃度センサ２１１は、前記正反射成分を受光する第１の受光素子、拡散反射成分を受光する第２の受光素子などからなる色ずれ検出センサとして機能する。同期検知センサ２１２は光書き込み時の光書き込み開始位置を設定するためのもので、レジストセンサ２１３は、記録媒体（転写紙）に画像を転写する際に、転写紙の転写部への搬送タイミングを設定するものである。
【００４３】
ドライバ２２０は、光走査するためのポリゴンミラー２４を回転駆動するポリゴンモータ２２１（２３）、光書き込みを行うためのレーザ光を出射するＬＤ２２２（１０Ａ〜１０Ｄ）、感光体ドラム９Ａ〜９Ｄ、転写ベルト１１などの駆動するメインモータ２２３、現像装置を駆動する現像モータ２２４及び現像バイアス２２５を制御する。
【００４４】
メモリ２４０には、画像形成するための画像データが蓄積され、操作部２３０からコピー指示や位置ずれの検知指示、位置ずれの補正指示などが行われる。
【００４５】
なお、中央処理装置２００のＣＰＵは、図示しないＲＯＭに記憶されたプログラムにしたがって図示しないＲＡＭをワークエリアとして使用しながらＲＯＭに格納されたプログラムを実行し、所定の制御が行われる。また、これまでに述べた動作原理については前述の特許文献３に詳細に記載されている。
【００４６】
なお、本実施形態においては、光束を偏向走査する偏向走査光学部を有する構成について説明したが、レーザダイオードアレイから出射された光束を結像する結像光学部を有する構成であっても良い。
【００４７】
また、図５ないし図７に示した色ずれ補正パターンと画像形成装置の制御回路は本実施形態の一例を示すもので、異なるパターンや検出方法でも発明を実施できることは言うまでもない。当業者ならば、本明細書に開示の内容から、各種の代替例、修正例、変形例あるいは改良例を実現することができ、これらは添付の特許請求の範囲により規定される範囲に含まれる。
【００４８】
以上のように本実施形態によれば、
１）色ずれ補正パターンを紙間で２色ずつ形成し、各色のパターン形成タイミングを変更し、設定することができるので、補正が必要な色のみダウンタイムを生じることなく適時補正を行うことが可能になる。
２）装置内の環境変化による影響が大きい色の色ずれ補正パターン形成順序を早くし、あるいはパターン形成回数を多くして、色ずれ補正パターン形成を実施することにより、色ずれが大きい色を優先して補正することができる。
３）紙間での色ずれ補正パターンは色ずれ補正基準色と他の１色にて形成される画像形成装置にて、各色の光学レイアウトが色ずれ補正基準色から最も離れている色のパターン形成順序を早くして、あるいはパターン形成回数を多くして色ずれ補正パターン形成を実施することにより、色ずれが大きい色を優先して補正することができる。
等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施形態に係るカラー画像形成装置の走査光学装置の光学部を同一平面上に展開して示す説明図である。
【図２】図１の光学部の一部及び作像部を示す構成図である。
【図３】転写紙と次に搬送される転写紙との間の紙間領域を示す説明図である。
【図４】複数の感光体位置を転写ベルトが順次通過するように直線的に配置されている場合の色ずれ量の変化を示す図である。
【図５】色ずれパターンの一例を示す図である。
【図６】色ずれ検出パッチ群におけるひとつのパッチを示す図である。
【図７】画像形成装置の制御回路の全体構成の概略を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５０】
１ 走査光学装置
４ 偏向器
５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ 走査レンズ（ｆθレンズ）
６Ａ〜６Ｄ，７Ａ〜７Ｄ，８Ａ〜８Ｄ 折り返しミラー
９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄ 感光体ドラム（９Ｄ 色ずれ補正基準色の感光体ドラム）
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ 半導体レーザ
１１ 転写ベルト
１５Ａ１〜１５Ａ４，１５Ｂ１〜１５Ｂ４，１５Ｃ１〜１５Ｃ４ 光学特性測定手段
２３ ポリゴンモータ
２４ ポリゴンミラー器
１００，１０１ 転写紙
２００ 中央処理装置（制御部）
２１０ センサ出力処理装置
２１１ 反射濃度センサ
Ａ 紙間（領域）
【技術分野】
【０００１】
本発明はカラー画像を形成する際に色ずれ補正を行うカラーレーザプリンタ、カラーデジタル複写機、デジタル複合機等のカラー画像形成装置、及びこれらの画像形成装置に適用される色ずれ補正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
カラー画像記録装置においては、複数色の色材を用いて各色毎にトナー像を形成し、各色のトナー像を重ね合わせてフルカラー画像を形成する。このようなカラー画像形成装置において複数色を重ね合わせる方式も種々提案され、実施されている。その中に、各色のトナー像をそれぞれ別のドラム状の感光体上に形成し、転写部材あるいは記録媒体に各色のトナー像を重ね合わせる所謂タンデム方式のカラー画像形成装置がある。このような複数色を重畳してフルカラーの画像を形成する場合、各色の画像を重ね合わせたときに、被転写部材における位置関係が一致せず、色ずれを生じる場合がある。
【０００３】
これらの色ずれの要因は多様であり、例えば、光学部のレンズ、ミラー等の走査結像光学素子の位置ばらつき、温度あるいは湿度等の環境による光学素子の特性ばらつき、各色の感光体の回転ムラ、転写部材、記録媒体の移動ムラ等がその要因として挙げられる。そこで、このような形式の画像形成装置では、転写部材の画像形成領域外に、各色毎に色ずれ補正（検出用）のトナー画像パターンを形成し、転写部材近傍に設けられたトナー画像検出部で色ずれ量を検出し、検出したずれ量に応じて、光学部や感光ドラムの位置調整や光源の点灯消灯タイミング調整等を実施し、これらに起因する色ずれを補正している。
【０００４】
しかし、このように各色毎に色ずれ補正用のトナー画像パターンを形成し、転写部材近傍に設けられたトナー画像検出部で色ずれ量を検出して補正を行う場合には、この補正に伴う時間が必要となる。そのため、画像形成装置が画像形成可能となるまでユーザを待たせてしまうというダウンタイム（プリント動作中断時間）が増加することになる。また、画像形成装置の起動直後や、装置内部の温度上昇など使用環境の変化や経時変化により、色ずれ調整の必要が生じ、特に高精度の色合わせを必要とする画像形成装置においては、色ずれ調整の頻度が多くなるため、とうしてもダウンタイムが増加せざるを得ない。
【０００５】
そこで、このようなダウンタイムの増加を防止するための技術として例えば特許文献１あるいは２に記載された発明が知られている。このうち特許文献１に記載された発明は、搬送ベルトに沿って複数個配置された電子写真方式の画像形成部によって形成された画像を、前記搬送ベルトにより搬送される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前記記録媒体上にカラー画像を得るカラー画像形成装置において、前記搬送ベルトに各々の前記画像形成部によってレジストマークを形成するレジストマーク形成手段と、前記搬送ベルトに近接して配置され前記レジストマークの通過を検知するレジストマーク検知手段と、前記レジストマークの通過を検知した結果に基づき色間のずれを補正する補正手段を備え、かつ、前記レジストマーク検知手段を作動することによって色間のずれを検知した過去の結果を記憶する記憶手段を有し、前記補正手段による色間のずれ補正動作の実行を前記記憶手段の記憶結果に基づいて行うことを特徴としている。
【０００６】
また、特許文献２に記載された発明は、光学部と感光ドラムを各々有する複数の画像形成部と、前記複数の画像形成部を順次通過し該複数の画像形成部で形成された画像が転写される無端状ベルトと、前記無端状ベルト上に形成された色ずれ補正パターンを検出する色ずれ補正パターン検出手段と、前記無端状ベルト上の記録紙間に色ずれ補正パターンを形成し、形成した色ずれ補正パターンを前記色ずれ補正パターン検出手段で検出し、検出結果にもとづいて色ずれ補正をするように制御する制御手段とを備えたことを特徴としている。
【０００７】
さらに、特許文献３には、基準色パターンと補正対象色パターンとを重畳して中間転写体上に複数のパッチからなる色ずれ補正パターンを形成し、この色ずれ補正パターンを光学的に読み取り、この読み取り結果に基づいて各色の位置ずれを補正する技術が開示されている。
【０００８】
この発明では、記録紙間に色ずれ検出（補正）用のパターンを形成し、さらに、基準色と検出色１色のみの色ずれ補正パターンを形成しているので、各記録紙間の間隔を狭めるとこができ、ダウンタイムを生じることなく色ずれ補正をすることができるとしている。
【特許文献１】特開２０００−３０５３４０号公報
【特許文献２】特開２００４−１９８９４６号公報
【特許文献３】特開２００５−０３１２２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献２記載の発明のように記録紙間の色ずれ検出用のパターン形成や色ずれ量検出は、画像形成動作中に常時実施する必要はなく、補正が必要な色のみ適時実施すれば良い。また、特許文献１記載の発明のように色間のずれを検知した過去の結果を記憶する記憶手段を有し、前記補正手段による色間のずれ補正動作の実行を前記記憶手段の記憶結果に基づいて実行すると、記憶手段に記憶された結果が更新されるまで、同じデータが使用されることになり、経時的なずれに対応することができなくなることがある。
【００１０】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、ダウンタイムを生じることなく色ずれ補正をするとともに、補正が必要な色のみ適時補正することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するため、第１の手段は、転写部材上に色ずれ補正パターンを形成するパターン形成手段と、前記転写部材上に形成された色ずれ補正パターンを検出する色ずれ検出手段と、 前記色ずれ検出手段の検出結果に基づいて色ずれを補正する色ずれ補正手段と、を有し、光学的走査により複数の感光体上に形成された単色の画像を重畳してカラー画像を形成するカラー画像形成装置において、前記色ずれ補正パターンは記録媒体間で２色ずつ形成され、パターン形成頻度を各色毎に変更することを特徴とする。
【００１２】
第２の手段は、第１の手段において、装置内の環境変化による影響が大きい色の前記色ずれ補正パターンの形成順序がより早く行われることを特徴とする。
【００１３】
第３の手段は、第１の手段において、装置内の環境変化による影響が大きい色のパターンの形成頻度がより多く設定されていることを特徴とする。
【００１４】
第４の手段は、第１の手段において、記録媒体間での色ずれ補正パターンが色ずれ補正基準色と他の１色とから形成されることを特徴とする。
【００１５】
第５の手段は、第４の手段において、各色の光学レイアウトが色ずれ補正基準色から最も離れている色の色ずれパターンの形成がより早く行われることを特徴とする。
【００１６】
第６の手段は、第４の手段において、各色の光学レイアウトが色ずれ補正基準色から最も離れている色の色ずれパターンのパターン形成回数がより多く設定されていることを特徴とする。
【００１７】
第７の手段は、第１ないし第６のいずれかの手段において、前記感光体が並列に配置され、各感光体上に形成された顕像が重畳されるタンデム型の作像手段を備えていることを特徴とする。
【００１８】
第８の手段は、光源と走査結像光学系とにより構成される光学部からの光束を感光体上に結像して潜像を形成し、前記感光体に形成された潜像を現像してトナー画像を形成し、前記現像されたトナー画像を転写部材に転写し重ね合わせ、前記転写部材上に色ずれ補正パターンを形成し、前記転写部材上に形成された色ずれ補正パターンを検出し、前記色ずれ検出手段の検出結果に基づいて色ずれを補正する際、前記色ずれ補正パターンを記録媒体間で２色ずつ形成し、パターン形成頻度を各色毎に変更して画像形成装置の色ずれを補正する補正方法と特徴とする。
【００１９】
なお、後述の実施形態においては、転写材は中間転写ベルト１１に、色ずれ補正パターンは符号Ｐに、パターン形成手段は制御部２００、走査光学装置１、帯電ローラ、帯電部、露光部、現像部、及び転写部に、色ずれ検出手段は反射濃度センサ２１１及び中央制御装置２００に、色ずれ補正手段は中央処理装置２００のＣＰＵに、それぞれ対応する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、ダウンタイムを生じることなく色ずれ補正をするとともに、補正が必要な色のみ適時補正することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。
【００２２】
図１は本発明の実施形態に係るカラー画像形成装置の走査光学装置の光学部を同一平面上に展開して示す説明図、図２は図１の光学部の一部及び作像部を示す構成図である。
【００２３】
これらの図において、走査光学装置１は、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の光源となる半導体レーザ１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄと、これら各半導体レーザ１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄからそれぞれ出射されたレーザ光による光束を偏向するためのポリゴンミラー２４と、このポリゴンミラー２４を高速で回転駆動するポリゴンモータ２３と、前記ポリゴンミラー２４より偏向された複数の光束を等角速度偏向から等速度偏向に変換する走査レンズ（ｆθレンズ）５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄと、走査レンズ５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄを透過したレーザ光を折り返す折り返しミラー６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ、７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄ、８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄと、前記ポリゴンミラー２４によって走査されるレーザ光の光学特性を測定するために折り返しミラー１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄを介して前記レーザ光をそれぞれ検知する複数の光学特性測定手段１５Ａ１〜１５Ａ４，１５Ｂ１〜１５Ｂ４，１５Ｃ１〜１５Ｃ４とを備えている。
【００２４】
ポリゴンモータ２３とポリゴンミラー２４は偏向器４を構成し、前記ｆθレンズ５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄと前記複数の光束を折り返しミラー６Ａ〜６Ｄ，７Ａ〜７Ｄ，８Ａ〜８Ｄは結像光学系を構成し、前記各レーザ光は図２に示す被走査体にして像担持体である感光体ドラム９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄ上をそれぞれ主走査方向に走査する。なお、図１における２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄは、感光体ドラム９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄ上を走査するレーザ光を折り返しミラー１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄを介して取り込んで、同期検知を行う同期検知板である。
【００２５】
これら４つの感光体ドラム９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄは、例えば感光体ドラム９Ａはシアン（Ｃ）に、感光体ドラム９Ｂはイエロー（Ｙ）に、感光体ドラム９Ｃはマゼンタ（Ｍ）に、感光体ドラム９Ｄはブラック（Ｂｋ）にそれぞれ対応した画像を形成する。この色の順は任意に設定することができる。これら４つの感光体ドラム９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄの各々の周囲には、図示していないが、電子写真プロセスにより画像形成を行うための、帯電ローラ、帯電ブラシあるいは帯電チャージャ等で構成された帯電部と、光書き込み装置から出射されたレーザビーム（レーザ光）の露光部と、Ｃ，Ｙ，Ｍ，Ｂｋの各色の現像装置で構成された現像部と、転写紙を搬送しながら画像を転写する転写搬送ベルト、及び転写ローラ、転写ブラシ等で構成された転写部を備えた転写搬送装置と、クリーニングブレード、クリーニングブラシ等で構成されたクリーニング部等が配置され、それぞれの感光体ドラム９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄに各色の画像形成を行うことができるようになっている。これらの構成は公知の構成であるため、詳細は割愛する。
【００２６】
各感光体ドラム９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄの表面は、図示しない帯電装置によりそれぞれ所定の電位に帯電されている。したがって、各感光体ドラム９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄの帯電面が露光されると、前記帯電面に各色（シアン、イエロー、マゼンダ、ブラック）に対応する潜像が形成され、その各潜像が各色に対応する図示しない現像装置により現像されて各色のトナー画像となる。前記各感光体ドラム９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄ上に形成された各トナー画像は、転写ベルト１１上に静電吸着されて図２において左方に搬送される記録媒体である転写紙に順次重ね合わされて転写される。転写（搬送）ベルト１１はエンドレスベルトの形状をしており、駆動ローラ１２ａ、従動ローラ１２ｃ、テンションローラ1２ｂ間に渡され、図示反時計方向に移動するように駆動される。
【００２７】
偏向器４によって偏向され、走査レンズ５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄによって結像された複数の走査線は、図２に示すように複数のミラー群６Ａ，７Ａ，８Ａ，９Ａ、６Ｂ，７Ｂ，８Ｂ，９Ｂ、６Ｃ，７Ｃ，８Ｃ，９Ｃ、６Ｄ，７Ｄ，８Ｄ，９Ｄによって反射され、被走査体である感光体ドラム９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄ上をそれぞれ主走査方向に走査する。各感光体ドラム９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄの表面は、図示しない帯電装置によりそれぞれ所定の電位に帯電されている。したがって、その各感光体ドラム９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄの帯電面が露光されて、そこに各色（シアン、マゼンダ、イエロー、ブラック）に対応する潜像が形成され、その各潜像が各色に対応する図示しない現像装置により現像されて各色のトナー画像となる。その感光体ドラム９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄ上に形成された各トナー画像は、転写ベルト１１上に吸着されて、図２で左方に搬送される記録媒体（転写紙１００）に順次直接重ね合わされて転写される。符号２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄは各色のレーザ光の書き出し位置を設定するための同期検知板であり、それぞれ折り返しミラー１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄによって折り返された各感光体ドラム９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄへの書き込み前のレーザ光が入射される。
【００２８】
色ずれ補正用のトナー画像パターンも前記トナー画像と同様に、転写ベルト１１上に形成される。本実施形態では、図３に示すように転写紙１００と次に搬送される転写紙１０１との間の紙間Ａ（紙間領域で距離Ｌの領域）に形成する。転写ベルト１１の搬送に伴い、紙間（領域）Ａが順次、各色感光体ドラム９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄの位置を通過する。この通過するタイミングに併せて、色ずれ補正用のトナー画像パターンが形成される。２色間の色ずれ補正パターンを１つ形成するのに要する距離をｄとすると、紙間ではＬ／ｄ個の色ずれ補正パターンを作成できる。しかし、全色の色ずれ検出を検出しようとする場合には、最低でも３種類の組み合わせ、すなわち、ブラック−シアン、ブラック−マゼンタ、ブラック−イエローの組み合わせが必要であり、紙間Ａで作成できる色ずれ補正パターンは３分の１になってしまう。したがって、紙間Ａで２色ずつ色ずれ補正パターンを形成することにより、限られた転写紙間隔に多くのパターンを作成し、色ずれ補正精度を向上することができる。なお、本実施形態では、記録紙上に画像を形成するので、紙間であるが、フィルム状の媒体などを考慮すると、画像はシート状の記録媒体上に形成され、紙間は記録媒体間となる。
【００２９】
ただし、色ずれ検出動作は、転写紙間隔で毎回実施する必要はなく、色ずれ量が許容レベルを超えない頻度で実施すれば良い。逆に、転写紙間隔で毎回実施してしまうと、トナー消費が早まったり、感光体やレーザ等の劣化が早まったりするなど、副作用の発生が懸念される。したがって、色ずれ検出動作は、色ずれ量が許容レベルの範囲内であるうちで、かつ、できる限り低頻度で実施するのが望ましい。そこで、各色のパターン形成タイミングを自動的あるいは任意に変更することできるようにする。これにより必要最小限の補正頻度とすることが可能となる。パターン形成タイミングは、後述の中央制御装置２００においてプログラムされているタイミングで後述の基準色に対するずれ量と連続プリント枚数との関係から自動的に設定される。なお、任意に変更する場合には、ユーザ、オペレータが操作部２３０からの操作入力によって変更することになる。
【００３０】
図２のように、複数の感光体位置を転写ベルトが順次通過するように直線的に配置されている場合の色ずれ量の変化を図４に示す。横軸は連続印刷枚数で、縦軸は基準色（Ｂｋ）に対する色ずれ変化量である。このとき、色ずれ補正の基準となるＢｋ色の感光体は９Ｄである。また、９Ｄから近い順に、９Ｂ、９Ａ、９Ｃが配置される。図４では連続印刷枚数の増加に伴い、各色の色ずれ量も増加する。これは、連続印刷による装置内の温度上昇などの環境変化に起因するところが大きい。また、基準色から、補正色の感光体の距離が離れるに連れて、色ずれ量が多くなっている。２０ミクロンのずれ量が生じるタイミングを比較すると、基準色（Ｋ色）から一番遠いＭ色は連続プリント約１００枚程度であるのに対し、Ｃ色は約１５０枚、基準色（Ｋ色）から一番近いＹ色は連続プリント約４００枚となっている。色ずれ量の許容レベルを２０ミクロン以内とすると、必要な色ずれ補正頻度は、Ｍ色は連続プリント１００枚に１回以上、Ｃ色は１５０枚に１回以上、Ｙ色は４００枚に１回以上となる。
【００３１】
このように、色ずれ補正パターンを転写紙間で２色ずつ形成し、各色のパターン形成タイミングを変更することができる構成とするにより、ダウンタイムを生じることなく、補正が必要な色のみ適時色ずれ補正が可能となり、また、トナー消費、感光体劣化、レーザ劣化を抑制できる。なお色ずれ補正の実施タイミングは、具体的には、例えば電源ＯＮ時、また光学系の温度上昇がある所定以上となった場合に実施される。
【００３２】
また、各色のパターン形成タイミングを変更することができるので、前記環境変化によるずれ量の影響が多い色、ここでは感光体ドラムの基準色に対する位置関係が大きな要素になると考えられるが、前記影響が多い色の色ずれ補正をより早いタイミングで実行し、また、補正回数も多くする。同様に、実際に感光体ドラムの基準色に対する位置関係が離れている色ほど色ずれ補正をより早いタイミングで実行し、また、補正回数も多くする。言い換えれば、これらの場合、より早いタイミングで色ずれ補正パターンを形成し、より回数多く色ずれ補正パターンを形成して、補正を行うと言うことになる。
【００３３】
図５は本実施形態における色ずれ補正（検出用）パターン（色ずれ検出パッチ群）を示す図、図６は色ずれ検出パッチ群におけるひとつのパッチを示す図である。なお、図５に示したものは主走査方向の色ずれ（位置ずれに同じ−以下同様）補正パターンであり、副走査方向の色ずれ補正用パターンとしては、これに対し垂直方向にパッチ群を補正パターンとすれば良い。すなわち、副走査方向（転写ベルト１１の移動方向に直交する方向）に平行にラインが形成されるようにすれば良い。
【００３４】
本実施形態における色ずれ検知における動作原理は以下の通りである。
本実施形態における色ずれ検出パッチ群におけるひとつのパッチは、図６に示すように、補正対象色である１色のカラー色トナー（Ｃ、Ｍ、Ｙ−ハッチングで示す）を、ある所定のライン幅：ａと、これに等しいライン間隔：ｂ（＝ａ）で複数本形成したパターンの上に、基準色であるＢｋトナー（網点で示す）の等ライン幅：ａ、等ライン間隔：ｂパターンを重ね合わせた構成とする。また、このパッチに対し、図５に示すように両者が完全に重なったパッチを基準パッチＰＡとし、これに対しセンサの読み取り方向の手前側に、ラインの形成方向と平行にある任意量だけその相対的な位置関係をずらした複数の連続的なパッチ群を作成し、また基準パッチＰＡに対しセンサの読み取り方向の後側にも、これと逆方向に任意量だけその相対的な位置関係をずらした複数の連続的なパッチ群を形成し、これらのパッチ群Ｐを色ずれ補正パターンＰとする。このような補正パターンＰを紙間Ａに２色ずつ形成する。この２色とは基準色Ｂｋに対して補正対象色１色（例えばＹ）、次の紙間Ａは基準色Ｂｋに対して他の補正対象色１色（例えばＣ）、その次の紙間Ａは基準色Ｂｋに対してさらに他の補正対象色１色（例えばＭ）という具合である。
【００３５】
このような補正パターンＰは図２における基準色Ｂｋ転写用の感光体ドラム９Ｄの下流側の転写ベルト１１と対向した位置に設けられた検知センサによって読み取るが、検知センサとしては反射型濃度フォトセンサ２１１（図７参照）がコスト面で有利である。反射型センサとしては、正反射成分を検知するセンサ、拡散反射成分を検知するセンサがあるが、拡散反射成分を検知するセンサが精度の面で有利である。一方、正反射成分を検知するセンサは拡散反射成分を検知するセンサに比較して、位置ずれ制御精度という観点からは使用はできるものの制御性は落ちる。しかし、検知面地肌の反射率付近での感度が高いため、発光素子に対して拡散反射成分を検知するセンサと併用して、発光素子の光量調整として用いる。
【００３６】
ここでは拡散反射成分を検知するセンサを用いて、前述の色ずれ補正パターンの拡散光出力にて読み取った場合を例に説明する。基準パッチＰＡでは、このパッチの地肌である転写ベルト１１からの拡散光と、黒の複数のライン部からの拡散光の合成出力となる。ここで重要なことは転写ベルト１１、黒トナーに対する拡散光出力を低く、カラートナーに対する拡散光出力を高くし、この差を大きくとることである。
【００３７】
検出センサの読み取り方向の長さである各パッチ長（パッチ幅）パッチ間隔及び検出センサの転写体上のスポット径とは、
パッチ長＋パッチ間隔＞センサの転写体上のスポット径×２
との関係にしておく。
【００３８】
この基準パッチＰＡに対し、ある任意量だけどちらかの色（これは基準色であるＢｋであっても、補正対象色であっても良い）をシフトさせた場合、補正対象色であるカラートナーからは、所定の拡散光出力が戻ってくるために、これを徐々に任意量だけシフトさせたパッチ群Ｐからの得られる拡散光出力値は、そのシフト量に応じて大きくなる。また、基準パッチＰＡに対し、逆側に任意量だけシフトさせたパッチを考えた場合でも、これと同等の出力値が得られるために、この検出値を、このあらかじめ設定された任意のシフト量に対しプロットすると図４に示すような出力結果が得られる。
【００３９】
すなわち、これは転写ベルト１８の地肌、黒トナー、カラートナーからの拡散光出力に対し、
黒トナーからの出力、転写ベルトからの出力＜カラートナーからの出力
の関係が成立していることを利用している。
【００４０】
また、このような色ずれ補正パターンにより色ずれを検知し、補正を行う場合には、黒トナーが上側にあることが望ましいため、転写ベルト１１上における各色トナー像の作像順序の関係を考えると、黒トナーの作像ステーションが最下流であることが望ましい。
【００４１】
なお、前記位置ずれ補正パターンＰの形成、パターン検知及び検知したパターンに基づいた位置ずれ補正の制御は、図７に示した制御回路の中央処理装置２００のＣＰＵが実行する。図７は画像形成装置の制御回路の全体構成の概略を示すブロック図である。同図において、制御回路は、中央処理装置２００、センサ出力処理装置２１０、ドライバ２２０、操作部２３０及びメモリ２４０から構成されて、センサ出力処理装置２１０、操作部２３０、メモリ２４０は中央処理装置２００と相互に通信し、ドライバ２２０は中央処理装置２００からの指示により、各部を駆動する。
【００４２】
前記各部は、ポリゴンモータ２２１（図２における符号２３に対応）、レーザダイオード（ＬＤ）２２２（図１、図２における符号１０Ａ〜１０Ｄに対応）、メインモータ２２３、現像モータ２２４、現像バイアス２２５などからなり、ドライバ２２０の駆動出力により駆動される。センサ出力処理装置２１０は、反射濃度センサ２１１、同期検知センサ２１２（図１における符号２０Ａ〜２０Ｄに対応）、レジストセンサ２１３などのセンサ類を制御し、検出出力をデジタルデータなどに変換するなどして中央処理装置２００に送信する。反射濃度センサ２１１は、前記正反射成分を受光する第１の受光素子、拡散反射成分を受光する第２の受光素子などからなる色ずれ検出センサとして機能する。同期検知センサ２１２は光書き込み時の光書き込み開始位置を設定するためのもので、レジストセンサ２１３は、記録媒体（転写紙）に画像を転写する際に、転写紙の転写部への搬送タイミングを設定するものである。
【００４３】
ドライバ２２０は、光走査するためのポリゴンミラー２４を回転駆動するポリゴンモータ２２１（２３）、光書き込みを行うためのレーザ光を出射するＬＤ２２２（１０Ａ〜１０Ｄ）、感光体ドラム９Ａ〜９Ｄ、転写ベルト１１などの駆動するメインモータ２２３、現像装置を駆動する現像モータ２２４及び現像バイアス２２５を制御する。
【００４４】
メモリ２４０には、画像形成するための画像データが蓄積され、操作部２３０からコピー指示や位置ずれの検知指示、位置ずれの補正指示などが行われる。
【００４５】
なお、中央処理装置２００のＣＰＵは、図示しないＲＯＭに記憶されたプログラムにしたがって図示しないＲＡＭをワークエリアとして使用しながらＲＯＭに格納されたプログラムを実行し、所定の制御が行われる。また、これまでに述べた動作原理については前述の特許文献３に詳細に記載されている。
【００４６】
なお、本実施形態においては、光束を偏向走査する偏向走査光学部を有する構成について説明したが、レーザダイオードアレイから出射された光束を結像する結像光学部を有する構成であっても良い。
【００４７】
また、図５ないし図７に示した色ずれ補正パターンと画像形成装置の制御回路は本実施形態の一例を示すもので、異なるパターンや検出方法でも発明を実施できることは言うまでもない。当業者ならば、本明細書に開示の内容から、各種の代替例、修正例、変形例あるいは改良例を実現することができ、これらは添付の特許請求の範囲により規定される範囲に含まれる。
【００４８】
以上のように本実施形態によれば、
１）色ずれ補正パターンを紙間で２色ずつ形成し、各色のパターン形成タイミングを変更し、設定することができるので、補正が必要な色のみダウンタイムを生じることなく適時補正を行うことが可能になる。
２）装置内の環境変化による影響が大きい色の色ずれ補正パターン形成順序を早くし、あるいはパターン形成回数を多くして、色ずれ補正パターン形成を実施することにより、色ずれが大きい色を優先して補正することができる。
３）紙間での色ずれ補正パターンは色ずれ補正基準色と他の１色にて形成される画像形成装置にて、各色の光学レイアウトが色ずれ補正基準色から最も離れている色のパターン形成順序を早くして、あるいはパターン形成回数を多くして色ずれ補正パターン形成を実施することにより、色ずれが大きい色を優先して補正することができる。
等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施形態に係るカラー画像形成装置の走査光学装置の光学部を同一平面上に展開して示す説明図である。
【図２】図１の光学部の一部及び作像部を示す構成図である。
【図３】転写紙と次に搬送される転写紙との間の紙間領域を示す説明図である。
【図４】複数の感光体位置を転写ベルトが順次通過するように直線的に配置されている場合の色ずれ量の変化を示す図である。
【図５】色ずれパターンの一例を示す図である。
【図６】色ずれ検出パッチ群におけるひとつのパッチを示す図である。
【図７】画像形成装置の制御回路の全体構成の概略を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５０】
１ 走査光学装置
４ 偏向器
５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ 走査レンズ（ｆθレンズ）
６Ａ〜６Ｄ，７Ａ〜７Ｄ，８Ａ〜８Ｄ 折り返しミラー
９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄ 感光体ドラム（９Ｄ 色ずれ補正基準色の感光体ドラム）
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ 半導体レーザ
１１ 転写ベルト
１５Ａ１〜１５Ａ４，１５Ｂ１〜１５Ｂ４，１５Ｃ１〜１５Ｃ４ 光学特性測定手段
２３ ポリゴンモータ
２４ ポリゴンミラー器
１００，１０１ 転写紙
２００ 中央処理装置（制御部）
２１０ センサ出力処理装置
２１１ 反射濃度センサ
Ａ 紙間（領域）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
転写部材上に色ずれ補正パターンを形成するパターン形成手段と、
前記転写部材上に形成された色ずれ補正パターンを検出する色ずれ検出手段と、
前記色ずれ検出手段の検出結果に基づいて色ずれを補正する色ずれ補正手段と、
を有し、光学的走査により複数の感光体上に形成された単色の画像を重畳してカラー画像を形成するカラー画像形成装置において、
前記色ずれ補正パターンは記録媒体間で２色ずつ形成され、パターン形成頻度を各色毎に変更することを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項２】
請求項１記載のカラー画像形成装置において、
装置内の環境変化による影響が大きい色の前記色ずれ補正パターンの形成順序がより早く行われることを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項３】
請求項１記載のカラー画像形成装置において、
装置内の環境変化による影響が大きい色のパターンの形成頻度がより多く設定されていることを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項４】
請求項１記載のカラー画像形成装置において、
記録媒体間での色ずれ補正パターンは色ずれ補正基準色と他の１色とから形成されることを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項５】
請求項４記載のカラー画像形成装置において、
各色の光学レイアウトが色ずれ補正基準色から最も離れている色の色ずれパターンの形成がより早く行われることを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項６】
請求項４記載のカラー画像形成装置において、
各色の光学レイアウトが色ずれ補正基準色から最も離れている色の色ずれパターンのパターン形成回数がより多く設定されていることを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかの１項に記載のカラー画像形成装置において、
前記感光体が並列に配置され、各感光体上に形成された顕像が重畳されるタンデム型の作像手段を備えていることを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項８】
光源と走査結像光学系とにより構成される光学部からの光束を感光体上に結像して潜像を形成し、
前記感光体に形成された潜像を現像してトナー画像を形成し、
前記現像されたトナー画像を転写部材に転写し重ね合わせ、
前記転写部材上に色ずれ補正パターンを形成し、
前記転写部材上に形成された色ずれ補正パターンを検出し、
前記色ずれ検出手段の検出結果に基づいて色ずれを補正する際、前記色ずれ補正パターンを記録媒体間で２色ずつ形成し、
パターン形成頻度を各色毎に変更すること
を特徴とする画像形成装置の色ずれ補正方法。
【請求項１】
転写部材上に色ずれ補正パターンを形成するパターン形成手段と、
前記転写部材上に形成された色ずれ補正パターンを検出する色ずれ検出手段と、
前記色ずれ検出手段の検出結果に基づいて色ずれを補正する色ずれ補正手段と、
を有し、光学的走査により複数の感光体上に形成された単色の画像を重畳してカラー画像を形成するカラー画像形成装置において、
前記色ずれ補正パターンは記録媒体間で２色ずつ形成され、パターン形成頻度を各色毎に変更することを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項２】
請求項１記載のカラー画像形成装置において、
装置内の環境変化による影響が大きい色の前記色ずれ補正パターンの形成順序がより早く行われることを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項３】
請求項１記載のカラー画像形成装置において、
装置内の環境変化による影響が大きい色のパターンの形成頻度がより多く設定されていることを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項４】
請求項１記載のカラー画像形成装置において、
記録媒体間での色ずれ補正パターンは色ずれ補正基準色と他の１色とから形成されることを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項５】
請求項４記載のカラー画像形成装置において、
各色の光学レイアウトが色ずれ補正基準色から最も離れている色の色ずれパターンの形成がより早く行われることを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項６】
請求項４記載のカラー画像形成装置において、
各色の光学レイアウトが色ずれ補正基準色から最も離れている色の色ずれパターンのパターン形成回数がより多く設定されていることを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかの１項に記載のカラー画像形成装置において、
前記感光体が並列に配置され、各感光体上に形成された顕像が重畳されるタンデム型の作像手段を備えていることを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項８】
光源と走査結像光学系とにより構成される光学部からの光束を感光体上に結像して潜像を形成し、
前記感光体に形成された潜像を現像してトナー画像を形成し、
前記現像されたトナー画像を転写部材に転写し重ね合わせ、
前記転写部材上に色ずれ補正パターンを形成し、
前記転写部材上に形成された色ずれ補正パターンを検出し、
前記色ずれ検出手段の検出結果に基づいて色ずれを補正する際、前記色ずれ補正パターンを記録媒体間で２色ずつ形成し、
パターン形成頻度を各色毎に変更すること
を特徴とする画像形成装置の色ずれ補正方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図５】
【図６】
【図７】
【図４】
【図２】
【図３】
【図５】
【図６】
【図７】
【図４】
【公開番号】特開２００８−９６８０７（Ｐ２００８−９６８０７Ａ）
【公開日】平成２０年４月２４日（２００８．４．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２８０１２６（Ｐ２００６−２８０１２６）
【出願日】平成１８年１０月１３日（２００６．１０．１３）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年４月２４日（２００８．４．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１０月１３日（２００６．１０．１３）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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