画像形成装置
【課題】色ずれ補正の精度を維持しつつ、記録剤の消費を従来よりも削減する。
【解決手段】パターン検知センサ７は、パターン画像４００からの乱反射光を受光するため、反射率の低いブラックパターンＫｐ１を検知しにくい。そこで、反射率の低いブラックパターンＫｐ１の下地として反射率の高いイエローパターンＹｐ１を形成することで、乱反射光受光タイプのパターン検知センサ７でもブラックパターンＫｐ１を検知できるようにする。さらに、下地として形成したイエローパターンＹｐ１を、基準色であるマゼンタパターンＭｐ１に対する色ずれ量を検知するためのイエローパターンとしても兼用する。これにより、色ずれ補正の精度を維持しつつ、イエロートナーの消費量を削減できる。
【解決手段】パターン検知センサ７は、パターン画像４００からの乱反射光を受光するため、反射率の低いブラックパターンＫｐ１を検知しにくい。そこで、反射率の低いブラックパターンＫｐ１の下地として反射率の高いイエローパターンＹｐ１を形成することで、乱反射光受光タイプのパターン検知センサ７でもブラックパターンＫｐ１を検知できるようにする。さらに、下地として形成したイエローパターンＹｐ１を、基準色であるマゼンタパターンＭｐ１に対する色ずれ量を検知するためのイエローパターンとしても兼用する。これにより、色ずれ補正の精度を維持しつつ、イエロートナーの消費量を削減できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、それぞれ色の異なる記録剤を用いて多色の画像形成を行う画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から複数の基本色（たとえばイエロー、マゼンダ、シアン、ブラック）を重ね合わせて多色印刷画像を形成する多色画像形成装置が普及しつつある。多色画像形成装置では、複数色を重畳して多色画像を形成するため、各色の画像形成位置が理想位置からずれると、画像の品質が低下する。画像形成位置のずれを小さくするには、各色の画像形成部によって色ずれ補正パターンを形成し、それを読み取って各色の色ずれ量を算出し、算出した色ずれ量に応じて画像形成位置を補正すればよい。
【０００３】
この補正パターンは、中間転写体の近傍に配置した光学センサ等によって検知することができる。具体的には、発光素子により中間転写体上に光を照射し、中間転写体の表面からの反射光の光量と中間転写体上に形成された補正パターンからの反射光の光量との違いを検知することで、パターンが認識される。特許文献１によれば、反射光を検知する方式として乱反射光検知方式が提案されている。具体的には、反射率の低い色のトナー像を検知するために、中間転写体に反射率の高い色のトナー像で下地を形成し、下地の上に反射率の低い色のトナー像を形成することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１５６１５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
年々、市場から要求される色ずれ補正の精度が高くなってきているため、色ずれ補正の実施頻度が増加する傾向にある。従来技術では、色ずれ補正を検出するためのパターンだけでなく、下地パターンを形成するため、トナーなどの記録剤の消費量が増加してしまう。また、従来技術では、トナー消費によるランニングコストの上昇に加え、トナーを回収する容器も大型化しなければならず、製造コストの上昇も発生する。
【０００６】
そこで、本発明は、色ずれ補正の精度を維持しつつ、記録剤の消費を従来よりも削減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記問題を解決するために、本発明は、
基準色による基準色パターンと、前記基準色と異なる第１の色による第１パターンと、前記基準色および第１の色と異なる色であり、前記第１の色と比較して反射率が低い色である第２の色のパターンであって、前記第１パターンに比較して面積が小さく、前記第１パターンに重畳される第２パターンとを、対象部材上に形成する形成手段と、
前記対象部材の上に形成された前記基準色パターン、前記第１パターンおよび前記第２パターンに対して光を照射する発光手段と、
前記基準色パターン、前記第１パターンおよび前記第２パターンからの乱反射成分を受光し、信号を出力する受光手段と、
前記基準色パターンの出力信号と前記第１パターンの出力信号とから前記基準色の画像形成位置に対する前記第１の色の画像形成位置のずれ量を特定し、前記基準色パターンの出力信号と前記第２パターンの出力信号とから前記基準色の画像形成位置に対する前記第２の色の画像形成位置のずれ量を特定する特定手段と、
前記特定手段によって特定されたずれ量に基づき、前記第１の色の画像形成位置および前記第２の色の画像形成位置を調整する調整手段と
を備えたことを特徴とする画像形成装置を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、反射率が低い第２パターンを検知できるようにするために、反射率の高い第１パターンを下地として形成し、その上に第２パターンを形成することで、乱反射成分を受光する受光手段によって反射率が低い第２パターンを検知できるようになる。さらに、下地として形成された第１パターンについても色ずれ量の特定に利用するため、第１パターンを形成する記録剤の消費量を削減できる。このように本発明によれば、反射率の高い第１パターンを下地として使用するとともに、色ずれ量を特定するためのパターンとしても検出するため、色ずれ補正の精度を維持しつつ、記録剤の消費を従来よりも削減できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】画像形成装置が備える画像形成部の構成を説明する概略図
【図２】パターン検知センサの発光素子と乱反射光受光素子の光学的な関係を示す図
【図３】制御システムを示すブロック図
【図４】色ずれ補正用のパターン画像を示す図
【図５】（ａ）は実施形態のパターン画像、アナログ検知信号およびデジタル検知信号を示す図、（ｂ）比較例のパターン画像、アナログ検知信号およびデジタルの検知信号を示す図
【図６】ブラックパターンの下地として形成したイエローパターンのマゼンタに対する色ずれ量を測定する方法を示した図
【図７】色ずれ量と画像書き出しタイミングとの関係を示す図
【図８】色ずれ補正処理を含むプリント処理を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載される構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１１】
図１において、多色画像形成装置の画像形成部１０１には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の順で露光装置１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄが配置されている。露光装置１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄは、それぞれ一様に帯電した感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄを露光することで潜像画像を形成する。各潜像画像は、現像器１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄによって現像され、トナー像になる。感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに形成されたトナー像は、中間転写ベルト５の表面に順次重ねて転写される。これにより、多色のトナー像６が形成される。トナー像６は、ベルト支持ローラ３と転写ローラ４の接合部（転写位置）で用紙上に転写される。用紙は、搬送ベルト１２によって図示しない定着部に送られる。定着部は、用紙上にトナー像を定着させる。
【００１２】
図１が示すように、パターン検知センサ７は中間転写ベルト５の表面の近傍に配置されている。パターン検知センサ７は、中間転写ベルト５の表面に形成された各色の色ずれ補正パターンや中間転写ベルト５の表面自体（すなわち下地）を読み取る。すなわち、この読取結果は、各色の画像形成位置の理想位置に対するずれ量を表しているため、このずれ量に応じて画像形成位置を調整することで、色ずれが緩和される。よく知られているように、画像形成位置の調整は、露光装置１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄの画像書き出しタイミングを調節することで実行される。
【００１３】
図２を用いてパターン検知センサ７の構成例について説明する。パターン検知センサ７は、画像形成部１０１により形成された各色のパターン画像を検知する検知手段として機能する。発光素子２０１は、対象部材の上に形成された基準色パターン、第１パターンおよび第２パターンに対して光を照射する発光手段として機能する。受光素子２０２は、基準色パターン、第１パターンおよび第２パターンからの乱反射成分を受光し、信号を出力する受光手段として機能する。また、受光素子２０２は、乱反射成分を受光して受光量に対応したレベルのアナログ信号を出力する受光素子の一例である。発光素子２０１が発光した光は、中間転写ベルト５またはその上に形成されたトナーパターンに照射される。受光素子２０２は、トナーパターンによる乱反射光を受光できる位置に配置されている。受光素子２０２には、受光した光の光量に応じた光電流が流れる。この電流は抵抗によって電圧に変換され、アナログの検知信号ＡＳとして出力される。
【００１４】
図３は制御システムを示すブロック図である。ＣＰＵ１０９は、制御システムの中枢であり、各種命令をコントロールしている。ＣＰＵ１０９は、ＲＯＭ１１０に格納されているプログラムに基づいて行われる。ＲＡＭ１１９は、ＣＰＵ１０９のワークエリアとして使用される。ＣＰＵ１０９は、制御信号を出力して画像形成部１０１を制御し、画像形成部１０１に画像を形成させる。ＣＰＵ１０９は、色ずれ補正を行う際に、色ずれ補正用のパターン画像の元なる画像データを生成し、画像形成部１０１に出力する。画像形成部１０１の露光装置１５ａ〜１５ｄは、画像データに応じてレーザーダイオードから光ビームを出力することで、感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに静電潜像を形成する。このように、画像形成部１０１は、ＣＰＵ１０９に制御され、対象部材上にそれぞれ色の異なる複数のパターンを形成する形成手段として機能する。本実施例では、複数のパターンとして、基準色による基準色パターンと、基準色と異なる第１の色による第１パターンと、基準色および第１の色と異なる第２の色の第２パターンが形成される。とりわけ、第２パターンは、第１の色と比較して反射率が低い色である第２の色のパターンであって、第１パターンに比較して面積が小さく、第１パターンに重畳されるパターンである。
【００１５】
図４が示すように、色ずれ補正用のパターン画像は、無端状ベルトである中間転写ベルト５の周面において両方の端部付近に形成される。これは、記録紙に転写されるトナー画像は、中間転写ベルト５の周面の中央に形成され、端部付近には転写対象のトナー画像が形成されないからである。パターン検知センサ７は、この両方の端部に形成されたそれぞれの色ずれ補正用のパターン画像４００ａ、４００ｂを検知するために、２系統が用意されている。この２系統を区別するために、サフィックスとしてａとｂを用いる。なお、２系統について共通する事項について説明する際には、このサフィックスを省略する。
【００１６】
図４において、色ずれ補正用のパターン画像４００ａ、４００ｂは、同一のパターンを有している。つまり、各パターン画像は、マゼンタパターンＭｐ１、Ｍｐ２、Ｍｐ３、Ｍｐ４、Ｍｐ５およびＭｐ６、シアンパターンＣｐ１、Ｃｐ２、イエローパターンＹｐ１、Ｙｐ２、ブラックパターンＫｐ１、Ｋｐ２を有している。ここで、マゼンタパターンは、色ずれ量を測定するための基準色パターンである。イエローパターンＹｐ１、Ｙｐ２は、基準色と異なる他の色による反射率の高い第１パターンである。ブラックパターンは、基準色および第１パターンの色と異なる他の色のパターンであって第１パターンと比較して面積が小さく、反射率が低い第２パターンである。そして第２のパターンであるブラックパターンはイエローパターンである第１パターンに重畳される。本実施形態では、ブラックパターンＫｐ１、Ｋｐ２を乱反射光によって検出するために設けられたイエローパターンＹｐ１、Ｙｐ２を色ずれ量を測定するためのパターンとしても兼用する。なお、ＭＹＣＫは、それぞれマゼンタ、イエロー、シアン、ブラックを示している。なお、図４において、Ｄｐは、パターン検知センサ７の検知位置を示している。
【００１７】
図３において、パターン検知センサ７ａ、７ｂは、中間転写ベルト５とその上に形成された色ずれ補正用のパターン画像からの乱反射光を受光する乱反射型光学センサである。パターン検知センサ７ａは、一方の端部付近に形成された色ずれ補正用のパターン画像４００ａを検出できる位置に配置される。また、パターン検知センサ７ｂは、他方の端部付近に形成された色ずれ補正用のパターン画像４００ｂを検出できる位置に配置される。パターン検知センサ７ａは、一方の色ずれ補正用のパターン画像４００ａを検知して検知信号をコンパレータ３０１ａに出力する。コンパレータ３０１ａは、閾値設定部９２１ａにより設定された閾値Ｔｈａと、検知信号のレベルとを比較して、比較結果であるデジタル信号を出力する。同様に、パターン検知センサ７ｂは、他方の色ずれ補正用のパターン画像４００ｂを検知して検知信号をコンパレータ３０１ｂに出力する。コンパレータ３０１ｂは、閾値設定部９２１ｂにより設定された閾値Ｔｈｂと、検知信号のレベルとを比較して、比較結果であるデジタル信号を出力する。このように、コンパレータ３０１は、受光素子が出力するアナログ信号のレベルと閾値とを比較してデジタル信号を出力するアナログデジタル変換器として機能する。ＣＰＵ１０９は、このデジタル信号を処理して色ずれ量を算出し、色ずれ量に応じて各露光装置の書き込みタイミングを調整する。つまり、ＣＰＵ１０９は、特定されたずれ量に基づき、第１の色の画像形成位置および第２の色の画像形成位置を調整する調整手段として機能することになる。
【００１８】
図５（ａ）は、実施形態にかかる色ずれ補正用のパターン画像４００、そのパターン画像を検出したパターン検知センサ７が出力するアナログの検知信号ＡＳ、および、対応するデジタルの検知信号ＤＳを示している。色ずれ補正用のパターン画像４００は、主走査方向における基準色に対するずれ量と副走査方向における基準色に対するずれ量を検出するために、搬送方向（中間転写ベルト５の移動方向）に対して４５度傾いたストリップ状のパターンを有している。ここでは、マゼンタを基準色としているため、２つのマゼンタパターンＭｐによって、イエローパターンＹｐ、シアンパターンＣｐ、ブラックパターンＫｐが挟まれている。図５（ａ）が示すように、コンパレータ３０１は、アナログの検知信号ＡＳと閾値Ｔｈとを比較し、比較結果であるデジタルの検知信号ＤＳをＣＰＵ１０９に出力する。ＣＰＵ１０９は、各色のパターンに対応したデジタルの検知信号ＤＳのパルスの中心位置を求め、基準色についての中心位置と他の色についての中心位置との距離（時間間隔）を算出する。たとえば、シアンパターンＣｐ１とマゼンタパターンＭｐ１についての時間間隔はＣ１であり、シアンパターンＣｐ１とマゼンタパターンＭｐ２についての時間間隔はＣ２である。このように、ＣＰＵ１０９は、基準色パターンの出力信号と第１パターンの出力信号とから基準色の画像形成位置に対する第１の色の画像形成位置のずれ量を特定し、基準色パターンの出力信号と第２パターンの出力信号とから基準色の画像形成位置に対する第２の色の画像形成位置のずれ量を特定する特定手段として機能する。
【００１９】
図６はブラックパターンとイエローパターンについての中心位置と時間間隔の求め方を示した図である。図４や図５が示すように、ブラックパターンＫｐの下地には、イエローパターンＹｐが形成されている。乱反射光受光タイプのパターン検知センサ７は、ブラックのような反射率の低いトナーを検出しにくい。そのため、イエローのような反射率の高いトナーを下地にしてブラックパターンを形成することで、ＣＰＵ１０９は、イエローパターンを検出できなかった区間にブラックパターンが存在するものとして検出する。
【００２０】
図６が示すように、ＣＰＵ１０９は、マゼンタパターンＭｐ１、Ｍｐ２についてのパルスの立ち上がりから立ち下がりまでの区間の中点を中心位置として算出する。イエローパターンＹｐ１のパルスについては、ブラックパターンＫｐ１によって前方のパルスと後方のパルスとに分断されている。そこで、ＣＰＵ１０９は、イエローパターンＹｐ１の前方のパルスの立ち上がりから後方のパルスの立ち下がりまでの区間の中点を中心位置として算出する。ＣＰＵ１０９は、イエローパターンＹｐ１の前方のパルスの立ち下がりから後方のパルスの立ち上がりまでの区間の中点を、ブラックパターンＫｐ１のパルスの中心位置として算出する。このようにして中心位置が求まれば、中心位置間の距離を時間間隔として求めることができる。たとえば、時間間隔Ｙ１は、マゼンタパターンＭｐ１についての中心位置とイエローパターンＹｐ１の中心位置との距離として算出される。時間間隔Ｋ１は、マゼンタパターンＭｐ１についての中心位置とブラックパターンＫｐ１の中心位置との距離として算出される。このように、ＣＰＵ１０９は、基準色パターンについては、デジタル信号のパルスの立ち上がりから立ち下がりまでの区間の中点を求め、第１パターンについては、第２パターンによって第１パターンを２つに分割されて形成された２つのパターンのうち前方パターンの立ち上がりから後方パターンの立ち下がりまでの区間の中点を求め、第２パターンについては、前方パターンの立ち下がりから後方パターンの立ち上がりまでの区間の中点を求め、基準色パターンの中点から第１パターンの中点までの距離を第１パターンの色の画像形成位置のずれ量として算出し、基準色パターンの中点から第２パターンの中点までの距離を第２パターンの色の画像形成位置のずれ量として算出する手段として機能する。
【００２１】
ＣＰＵ１０９は、時間間隔Ｃ１、Ｃ２、Ｙ１、Ｙ２、Ｋ１、Ｋ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｙ３、Ｙ４、Ｋ３、Ｋ４を算出すると、ＲＡＭ１１９に格納する。ＣＰＵ１０９は、格納した時間間隔のデータを基に、マゼンタに対する他の色の色ずれ量を算出する。たとえば、マゼンタに対するイエローについての主走査方向ずれ量ΔＨｙは、次式により算出できる。
【００２２】
ΔＨｙ＝｛（Ｙ４−Ｙ３）／２−（Ｙ２−Ｙ１）／２｝／２
同様に、マゼンタに対するイエローについての副走査方向ずれ量ΔＶｙは、次式により算出できる。
【００２３】
ΔＶｙ＝｛（Ｙ４−Ｙ３）／２＋（Ｙ２−Ｙ１）／２｝／２
マゼンタに対するシアンについての主走査方向ずれ量ΔＨｃは、次式により算出できる。
【００２４】
ΔＨｃ＝｛（Ｃ４−Ｃ３）／２−（Ｃ２−Ｃ１）／２｝／２
同様に、マゼンタに対するシアンについての副走査方向ずれ量ΔＶｃは、次式により算出できる。
【００２５】
ΔＶｃ＝｛（Ｃ４−Ｃ３）／２＋（Ｃ２−Ｃ１）／２｝／２
マゼンタに対するブラックについての主走査方向ずれ量ΔＨｋは、次式により算出できる。
【００２６】
ΔＨｋ＝｛（Ｋ４−Ｋ３）／２−（Ｋ２−Ｋ１）／２｝／２
同様に、マゼンタに対するブラックについての副走査方向ずれ量ΔＶｋは、次式により算出できる。
【００２７】
ΔＶｋ＝｛（Ｋ４−Ｋ３）／２＋（Ｋ２−Ｋ１）／２｝／２
ＣＰＵ１０９は、画像形成部１０１を制御して、ΔＨｙ、ΔＶｙに基づいてイエローの画像書き出しタイミングを制御することで、色ずれを補正する。つまり、ＣＰＵ１０９は、画像形成部１０１が備える露光装置１５の露光タイミングを調整することに、画像書き出しタイミングを制御し、色ずれを減少させる。
【００２８】
図７は、色ずれ量と書き出しタイミングを説明する図である。ＹＭＣＫは、色ずれが生じた状態におけるそれぞれの色の主走査方向の１ラインを示している。ここでは、イエローに着目して説明する。ＣＰＵ１０９が算出したマゼンタに対するイエローの色ずれ量ΔＨｙ、ΔＶｙは、図７が示すように画像にあらわれる。そこで、ＣＰＵ１０９は、算出した色ずれ量を主走査方向であれば、画像クロック単位、または、画像クロックを１／１６に分割したサブクロック単位で露光装置１５のレーザー光の露光タイミングを制御する。これにより、イエローについての主走査方向の画像形成位置をマゼンタの画像形成位置に合わせることができる。副走査方向であれば、ＢＤ（ビームディテクト）周期単位またはＢＤ周期を１／１６に分割したサブクロック単位で露光装置１５のレーザー光の露光タイミングを制御する。なお、ビームディテクト周期とは、レーザー光が主走査方向に一回走査するたびに出力されるＢＤ信号の出力周期のことである。ブラックやシアンについても同様の手法により色ずれ量を削減できる。このように、ＣＰＵ１０９は、露光の開始タイミングをずれ量のぶんだけ補正する。
【００２９】
図５（ｂ）は、比較例にかかる色ずれ補正用のパターン画像５００、そのパターン画像を検出したパターン検知センサ７が出力するアナログの検知信号ＡＳ、および、対応するデジタルの検知信号ＤＳを示している。比較例では、マゼンタに対するイエローの色ずれ量を測定するために、マゼンタパターンＭｐ８、Ｍｐ９とイエローパターンＹｐ３、Ｙｐ４が必要となっていた。一方、本発明では、ブラックパターンの下地パターンとして形成したイエローパターンを、下地としてだけでなく、色ずれ量の測定としても兼用している。つまり、図５（ａ）に示した実施形態にかかるパターン画像４００は、比較例にかかるパターン画像５００と比較して、イエローと、基準色であるマゼンタとの消費量を節約できる利点がある。
【００３０】
図８は、本実施形態の色ずれ補正処理を示すフローチャートである。Ｓ８０１で、ＣＰＵ１０９は、ホストコンピュータまたは操作部からプリントジョブを受信したかどうかを判定する。プリントジョブを受信すると、ＣＰＵ１０９は、待機状態からプリント状態へ移行するために、Ｓ８０２に進む。
【００３１】
Ｓ８０２で、ＣＰＵ１０９は、プリントジョブにしたがってプリント処理を実行する。プリントの際に、ＣＰＵ１０９は、色ずれ補正処理によって補正された書き込みタイミングを用いて画像形成部１０１に画像を形成させる。これにより、基準色の画像形成位置に他の色の画像形成位置が一致するようになる。つまり、各色の色ずれが緩和されることになる。ＣＰＵ１０９は、画像を記録紙にプリントするたびに、記録紙の枚数をカウント（積算）してゆく。
【００３２】
Ｓ８０３で、ＣＰＵ１０９は、カウンタによってカウントしてプリント枚数が所定値を超えたか否かを判定する。所定値は、色ずれ補正が必要となるプリント枚数であり、実験またはシミュレーションによって決定される。ここでは、色ずれ補正の開始条件をプリント枚数としているが、画像形成装置の稼働期間が所定期間を超えたこと、温度や湿度などの環境パラメータが所定値以上変換したこと、部品を交換したことなどであってもよい。色ずれ補正処理は、色ずれ量が許容範囲を逸脱するタイミングで実行すれば十分だからである。プリント枚数が所定値を超えていなければ、Ｓ８０４の色ずれ補正処理をスキップして、Ｓ８０５に進む。一方、プリント枚数が所定値を超えていれば、Ｓ８０４に進む。
【００３３】
Ｓ８０５で、ＣＰＵ１０９は、受信したプリントジョブをすべて終了したかどうかを判定する。プリントジョブが完了していなければ、Ｓ８０２に戻り、ＣＰＵ１０９は、残りのプリントジョブを実行する。一方、受信したプリントジョブをすべて終了したのであれば、ＣＰＵ１０９は、プリント処理を終了して待機状態に戻る。
【００３４】
Ｓ８０４の色ずれ補正処理について、Ｓ８１１ないしＳ８１４のサブステップに分割して詳細に説明する。
【００３５】
Ｓ８１１で、ＣＰＵ１０９は、画像形成部１０１を制御して色ずれ補正用のパターン画像４００を中間転写ベルト５に形成する。画像形成部１０１は、基準色とは異なる他の色であって、反射率の高い第１色のパターンを下地として形成し、第１色のパターンの上に反射率の低い第２色のパターンを形成する。
【００３６】
Ｓ８１２で、ＣＰＵ１０９は、パターン検知センサ７を使用してパターン画像４００を検知する。パターン検知センサ７は、複数の画像形成手段のそれぞれにより形成された各色のパターンを乱反射光により検出する検出手段として機能する。
【００３７】
Ｓ８１３で、ＣＰＵ１０９は、パターン画像から基準色に対する他の色の色ずれ量を算出する。つまり、ＣＰＵ１０９は、パターン検知センサ７により検出された各色のパターンのうち、基準色により形成された基準色パターンの中心位置と基準色とは異なる他の色のパターンの中心位置との距離を他の色の色ずれ量として特定する。マゼンタが基準色であれば、イエロー、シアン、およびブラックについて主走査方向の色ずれ量と副走査方向の色ずれ量をＣＰＵ１０９が算出する。上述したように、本実施形態では、ブラックパターンの下地として形成したイエローパターンを、マゼンタに対する色ずれ量を測定するためのイエローパターンとしても兼用する。このように、ＣＰＵ１０９は、基準色パターンと、第２色のパターンの下地として形成された第１色のパターンとから第１色の色ずれ量を特定し、基準色パターンと第２色のパターンとから第２色の色ずれ量を特定する。
【００３８】
Ｓ８１４で、ＣＰＵ１０９は、基準色以外の他の色についてそれぞれ、主走査方向の色ずれ量を用いて主走査方向の書き出しタイミングを補正し、副走査方向の色ずれ量を用いて副走査方向の書き出しタイミングを補正する。このように、ＣＰＵ１０９は、基準色の画像形成位置と他の色の画像形成位置とが近づくように、特定手段により特定された色ずれ量に応じて他の色の画像書き出しタイミングを補正する。
【００３９】
このように、本実施形態によれば、反射率（明度）の低い色のパターンの下地として形成した反射率の高い色のパターンを、基準色に対する色ずれ量を測定するためのパターンとしても兼用する。よって、色ずれ補正の精度を維持しつつ、記録剤の消費を従来よりも削減することが可能となる。なお、中間転写ベルト５に形成されたパターン画像を記録紙に転写されることなく、回収容器へ回収される。したがって、色ずれ補正用のパターン画像を形成するためのトナーの消費量が減れば、回収容器を相対的に小さくでき、スペース効率や製造コストの面でも本実施形態は有利である。
【００４０】
本実施形態ではパターン画像が形成される対象部材の一例として中間転写ベルト５について説明した。しかし、連続紙にパターンを作成してもよいし、用紙搬送ベルトで搬送される用紙にパターンを作成してもよい。この場合、パターン検知センサ７の配置を、連続紙や用紙を検知可能な位置に変更すればよい。ただし、連続紙や用紙を使用するよりも、中間転写ベルト５を使用したほうが、ランニングコストの面で有利であろう。一方で、連続紙や用紙を使用すれば、中間転写ベルト５の表面のグロスの影響を受けない利点がある。
【００４１】
本実施形態では電子写真プロセスを利用して印刷を行う画像形成装置を例にとって説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばインクジェット方式の印刷装置にも適用できる。本発明の技術思想は、複数色の記録剤（トナーやインクなど）使用する画像形成方式であれば適用可能な技術思想だからである。
【００４２】
本実施形態では、検知信号のパルスの中心位置を算出することで色ずれ量を特定するものとして説明した。しかし、アナログの信号波形のピークが生じる位置やパルスの重心位置を使用して、色ずれ量を特定してもよい。この場合、ピークの位置や重心位置が上述した中心位置に置き換わって使用されることになる。よって、ＣＰＵ１０９は、基準色パターンに対応したアナログ信号のレベルのピーク位置を求め、第１パターンに対応したアナログ信号のレベルのピーク位置を求め、第２パターンに対応したアナログ信号のレベルのピーク位置を求め、基準色パターンのピーク位置から第１パターンのピーク位置までの距離を第１パターンの色の画像形成位置のずれ量として算出し、基準色パターンのピーク位置から第２パターンのピーク位置までの距離を第２パターンの色の画像形成位置のずれ量として算出する。同様に、ＣＰＵ１０９は、基準色パターンに対応したデジタル信号のパルスの重心を求め、第１パターンに対応したデジタル信号のパルスの重心を求め、第２パターンに対応したデジタル信号のパルスの重心を求め、基準色パターンの重心から第１パターンの重心までの距離を第１パターンの色の画像形成位置のずれ量として算出し、基準色パターンの重心から第２パターンの重心までの距離を第２パターンの色の画像形成位置のずれ量として算出する。
【００４３】
本実施形態では、反射率の高い色としてイエローを採用したが、マゼンタやシアンを用いてもよい。マゼンタやシアンもブラックと比較すると反射率が高いからである。この場合、基準色は、下地として採用された色以外の色となる。たとえば、下地がマゼンタであれば、基準色はイエローまたはシアンとなる。このように、第１パターンの一例は、マゼンタ、シアン、イエローのうち基準色とは異なる色のパターンであり、第２パターンの一例はブラックのパターンである。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、それぞれ色の異なる記録剤を用いて多色の画像形成を行う画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から複数の基本色（たとえばイエロー、マゼンダ、シアン、ブラック）を重ね合わせて多色印刷画像を形成する多色画像形成装置が普及しつつある。多色画像形成装置では、複数色を重畳して多色画像を形成するため、各色の画像形成位置が理想位置からずれると、画像の品質が低下する。画像形成位置のずれを小さくするには、各色の画像形成部によって色ずれ補正パターンを形成し、それを読み取って各色の色ずれ量を算出し、算出した色ずれ量に応じて画像形成位置を補正すればよい。
【０００３】
この補正パターンは、中間転写体の近傍に配置した光学センサ等によって検知することができる。具体的には、発光素子により中間転写体上に光を照射し、中間転写体の表面からの反射光の光量と中間転写体上に形成された補正パターンからの反射光の光量との違いを検知することで、パターンが認識される。特許文献１によれば、反射光を検知する方式として乱反射光検知方式が提案されている。具体的には、反射率の低い色のトナー像を検知するために、中間転写体に反射率の高い色のトナー像で下地を形成し、下地の上に反射率の低い色のトナー像を形成することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１５６１５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
年々、市場から要求される色ずれ補正の精度が高くなってきているため、色ずれ補正の実施頻度が増加する傾向にある。従来技術では、色ずれ補正を検出するためのパターンだけでなく、下地パターンを形成するため、トナーなどの記録剤の消費量が増加してしまう。また、従来技術では、トナー消費によるランニングコストの上昇に加え、トナーを回収する容器も大型化しなければならず、製造コストの上昇も発生する。
【０００６】
そこで、本発明は、色ずれ補正の精度を維持しつつ、記録剤の消費を従来よりも削減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記問題を解決するために、本発明は、
基準色による基準色パターンと、前記基準色と異なる第１の色による第１パターンと、前記基準色および第１の色と異なる色であり、前記第１の色と比較して反射率が低い色である第２の色のパターンであって、前記第１パターンに比較して面積が小さく、前記第１パターンに重畳される第２パターンとを、対象部材上に形成する形成手段と、
前記対象部材の上に形成された前記基準色パターン、前記第１パターンおよび前記第２パターンに対して光を照射する発光手段と、
前記基準色パターン、前記第１パターンおよび前記第２パターンからの乱反射成分を受光し、信号を出力する受光手段と、
前記基準色パターンの出力信号と前記第１パターンの出力信号とから前記基準色の画像形成位置に対する前記第１の色の画像形成位置のずれ量を特定し、前記基準色パターンの出力信号と前記第２パターンの出力信号とから前記基準色の画像形成位置に対する前記第２の色の画像形成位置のずれ量を特定する特定手段と、
前記特定手段によって特定されたずれ量に基づき、前記第１の色の画像形成位置および前記第２の色の画像形成位置を調整する調整手段と
を備えたことを特徴とする画像形成装置を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、反射率が低い第２パターンを検知できるようにするために、反射率の高い第１パターンを下地として形成し、その上に第２パターンを形成することで、乱反射成分を受光する受光手段によって反射率が低い第２パターンを検知できるようになる。さらに、下地として形成された第１パターンについても色ずれ量の特定に利用するため、第１パターンを形成する記録剤の消費量を削減できる。このように本発明によれば、反射率の高い第１パターンを下地として使用するとともに、色ずれ量を特定するためのパターンとしても検出するため、色ずれ補正の精度を維持しつつ、記録剤の消費を従来よりも削減できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】画像形成装置が備える画像形成部の構成を説明する概略図
【図２】パターン検知センサの発光素子と乱反射光受光素子の光学的な関係を示す図
【図３】制御システムを示すブロック図
【図４】色ずれ補正用のパターン画像を示す図
【図５】（ａ）は実施形態のパターン画像、アナログ検知信号およびデジタル検知信号を示す図、（ｂ）比較例のパターン画像、アナログ検知信号およびデジタルの検知信号を示す図
【図６】ブラックパターンの下地として形成したイエローパターンのマゼンタに対する色ずれ量を測定する方法を示した図
【図７】色ずれ量と画像書き出しタイミングとの関係を示す図
【図８】色ずれ補正処理を含むプリント処理を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載される構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１１】
図１において、多色画像形成装置の画像形成部１０１には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の順で露光装置１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄが配置されている。露光装置１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄは、それぞれ一様に帯電した感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄを露光することで潜像画像を形成する。各潜像画像は、現像器１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄによって現像され、トナー像になる。感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに形成されたトナー像は、中間転写ベルト５の表面に順次重ねて転写される。これにより、多色のトナー像６が形成される。トナー像６は、ベルト支持ローラ３と転写ローラ４の接合部（転写位置）で用紙上に転写される。用紙は、搬送ベルト１２によって図示しない定着部に送られる。定着部は、用紙上にトナー像を定着させる。
【００１２】
図１が示すように、パターン検知センサ７は中間転写ベルト５の表面の近傍に配置されている。パターン検知センサ７は、中間転写ベルト５の表面に形成された各色の色ずれ補正パターンや中間転写ベルト５の表面自体（すなわち下地）を読み取る。すなわち、この読取結果は、各色の画像形成位置の理想位置に対するずれ量を表しているため、このずれ量に応じて画像形成位置を調整することで、色ずれが緩和される。よく知られているように、画像形成位置の調整は、露光装置１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄの画像書き出しタイミングを調節することで実行される。
【００１３】
図２を用いてパターン検知センサ７の構成例について説明する。パターン検知センサ７は、画像形成部１０１により形成された各色のパターン画像を検知する検知手段として機能する。発光素子２０１は、対象部材の上に形成された基準色パターン、第１パターンおよび第２パターンに対して光を照射する発光手段として機能する。受光素子２０２は、基準色パターン、第１パターンおよび第２パターンからの乱反射成分を受光し、信号を出力する受光手段として機能する。また、受光素子２０２は、乱反射成分を受光して受光量に対応したレベルのアナログ信号を出力する受光素子の一例である。発光素子２０１が発光した光は、中間転写ベルト５またはその上に形成されたトナーパターンに照射される。受光素子２０２は、トナーパターンによる乱反射光を受光できる位置に配置されている。受光素子２０２には、受光した光の光量に応じた光電流が流れる。この電流は抵抗によって電圧に変換され、アナログの検知信号ＡＳとして出力される。
【００１４】
図３は制御システムを示すブロック図である。ＣＰＵ１０９は、制御システムの中枢であり、各種命令をコントロールしている。ＣＰＵ１０９は、ＲＯＭ１１０に格納されているプログラムに基づいて行われる。ＲＡＭ１１９は、ＣＰＵ１０９のワークエリアとして使用される。ＣＰＵ１０９は、制御信号を出力して画像形成部１０１を制御し、画像形成部１０１に画像を形成させる。ＣＰＵ１０９は、色ずれ補正を行う際に、色ずれ補正用のパターン画像の元なる画像データを生成し、画像形成部１０１に出力する。画像形成部１０１の露光装置１５ａ〜１５ｄは、画像データに応じてレーザーダイオードから光ビームを出力することで、感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに静電潜像を形成する。このように、画像形成部１０１は、ＣＰＵ１０９に制御され、対象部材上にそれぞれ色の異なる複数のパターンを形成する形成手段として機能する。本実施例では、複数のパターンとして、基準色による基準色パターンと、基準色と異なる第１の色による第１パターンと、基準色および第１の色と異なる第２の色の第２パターンが形成される。とりわけ、第２パターンは、第１の色と比較して反射率が低い色である第２の色のパターンであって、第１パターンに比較して面積が小さく、第１パターンに重畳されるパターンである。
【００１５】
図４が示すように、色ずれ補正用のパターン画像は、無端状ベルトである中間転写ベルト５の周面において両方の端部付近に形成される。これは、記録紙に転写されるトナー画像は、中間転写ベルト５の周面の中央に形成され、端部付近には転写対象のトナー画像が形成されないからである。パターン検知センサ７は、この両方の端部に形成されたそれぞれの色ずれ補正用のパターン画像４００ａ、４００ｂを検知するために、２系統が用意されている。この２系統を区別するために、サフィックスとしてａとｂを用いる。なお、２系統について共通する事項について説明する際には、このサフィックスを省略する。
【００１６】
図４において、色ずれ補正用のパターン画像４００ａ、４００ｂは、同一のパターンを有している。つまり、各パターン画像は、マゼンタパターンＭｐ１、Ｍｐ２、Ｍｐ３、Ｍｐ４、Ｍｐ５およびＭｐ６、シアンパターンＣｐ１、Ｃｐ２、イエローパターンＹｐ１、Ｙｐ２、ブラックパターンＫｐ１、Ｋｐ２を有している。ここで、マゼンタパターンは、色ずれ量を測定するための基準色パターンである。イエローパターンＹｐ１、Ｙｐ２は、基準色と異なる他の色による反射率の高い第１パターンである。ブラックパターンは、基準色および第１パターンの色と異なる他の色のパターンであって第１パターンと比較して面積が小さく、反射率が低い第２パターンである。そして第２のパターンであるブラックパターンはイエローパターンである第１パターンに重畳される。本実施形態では、ブラックパターンＫｐ１、Ｋｐ２を乱反射光によって検出するために設けられたイエローパターンＹｐ１、Ｙｐ２を色ずれ量を測定するためのパターンとしても兼用する。なお、ＭＹＣＫは、それぞれマゼンタ、イエロー、シアン、ブラックを示している。なお、図４において、Ｄｐは、パターン検知センサ７の検知位置を示している。
【００１７】
図３において、パターン検知センサ７ａ、７ｂは、中間転写ベルト５とその上に形成された色ずれ補正用のパターン画像からの乱反射光を受光する乱反射型光学センサである。パターン検知センサ７ａは、一方の端部付近に形成された色ずれ補正用のパターン画像４００ａを検出できる位置に配置される。また、パターン検知センサ７ｂは、他方の端部付近に形成された色ずれ補正用のパターン画像４００ｂを検出できる位置に配置される。パターン検知センサ７ａは、一方の色ずれ補正用のパターン画像４００ａを検知して検知信号をコンパレータ３０１ａに出力する。コンパレータ３０１ａは、閾値設定部９２１ａにより設定された閾値Ｔｈａと、検知信号のレベルとを比較して、比較結果であるデジタル信号を出力する。同様に、パターン検知センサ７ｂは、他方の色ずれ補正用のパターン画像４００ｂを検知して検知信号をコンパレータ３０１ｂに出力する。コンパレータ３０１ｂは、閾値設定部９２１ｂにより設定された閾値Ｔｈｂと、検知信号のレベルとを比較して、比較結果であるデジタル信号を出力する。このように、コンパレータ３０１は、受光素子が出力するアナログ信号のレベルと閾値とを比較してデジタル信号を出力するアナログデジタル変換器として機能する。ＣＰＵ１０９は、このデジタル信号を処理して色ずれ量を算出し、色ずれ量に応じて各露光装置の書き込みタイミングを調整する。つまり、ＣＰＵ１０９は、特定されたずれ量に基づき、第１の色の画像形成位置および第２の色の画像形成位置を調整する調整手段として機能することになる。
【００１８】
図５（ａ）は、実施形態にかかる色ずれ補正用のパターン画像４００、そのパターン画像を検出したパターン検知センサ７が出力するアナログの検知信号ＡＳ、および、対応するデジタルの検知信号ＤＳを示している。色ずれ補正用のパターン画像４００は、主走査方向における基準色に対するずれ量と副走査方向における基準色に対するずれ量を検出するために、搬送方向（中間転写ベルト５の移動方向）に対して４５度傾いたストリップ状のパターンを有している。ここでは、マゼンタを基準色としているため、２つのマゼンタパターンＭｐによって、イエローパターンＹｐ、シアンパターンＣｐ、ブラックパターンＫｐが挟まれている。図５（ａ）が示すように、コンパレータ３０１は、アナログの検知信号ＡＳと閾値Ｔｈとを比較し、比較結果であるデジタルの検知信号ＤＳをＣＰＵ１０９に出力する。ＣＰＵ１０９は、各色のパターンに対応したデジタルの検知信号ＤＳのパルスの中心位置を求め、基準色についての中心位置と他の色についての中心位置との距離（時間間隔）を算出する。たとえば、シアンパターンＣｐ１とマゼンタパターンＭｐ１についての時間間隔はＣ１であり、シアンパターンＣｐ１とマゼンタパターンＭｐ２についての時間間隔はＣ２である。このように、ＣＰＵ１０９は、基準色パターンの出力信号と第１パターンの出力信号とから基準色の画像形成位置に対する第１の色の画像形成位置のずれ量を特定し、基準色パターンの出力信号と第２パターンの出力信号とから基準色の画像形成位置に対する第２の色の画像形成位置のずれ量を特定する特定手段として機能する。
【００１９】
図６はブラックパターンとイエローパターンについての中心位置と時間間隔の求め方を示した図である。図４や図５が示すように、ブラックパターンＫｐの下地には、イエローパターンＹｐが形成されている。乱反射光受光タイプのパターン検知センサ７は、ブラックのような反射率の低いトナーを検出しにくい。そのため、イエローのような反射率の高いトナーを下地にしてブラックパターンを形成することで、ＣＰＵ１０９は、イエローパターンを検出できなかった区間にブラックパターンが存在するものとして検出する。
【００２０】
図６が示すように、ＣＰＵ１０９は、マゼンタパターンＭｐ１、Ｍｐ２についてのパルスの立ち上がりから立ち下がりまでの区間の中点を中心位置として算出する。イエローパターンＹｐ１のパルスについては、ブラックパターンＫｐ１によって前方のパルスと後方のパルスとに分断されている。そこで、ＣＰＵ１０９は、イエローパターンＹｐ１の前方のパルスの立ち上がりから後方のパルスの立ち下がりまでの区間の中点を中心位置として算出する。ＣＰＵ１０９は、イエローパターンＹｐ１の前方のパルスの立ち下がりから後方のパルスの立ち上がりまでの区間の中点を、ブラックパターンＫｐ１のパルスの中心位置として算出する。このようにして中心位置が求まれば、中心位置間の距離を時間間隔として求めることができる。たとえば、時間間隔Ｙ１は、マゼンタパターンＭｐ１についての中心位置とイエローパターンＹｐ１の中心位置との距離として算出される。時間間隔Ｋ１は、マゼンタパターンＭｐ１についての中心位置とブラックパターンＫｐ１の中心位置との距離として算出される。このように、ＣＰＵ１０９は、基準色パターンについては、デジタル信号のパルスの立ち上がりから立ち下がりまでの区間の中点を求め、第１パターンについては、第２パターンによって第１パターンを２つに分割されて形成された２つのパターンのうち前方パターンの立ち上がりから後方パターンの立ち下がりまでの区間の中点を求め、第２パターンについては、前方パターンの立ち下がりから後方パターンの立ち上がりまでの区間の中点を求め、基準色パターンの中点から第１パターンの中点までの距離を第１パターンの色の画像形成位置のずれ量として算出し、基準色パターンの中点から第２パターンの中点までの距離を第２パターンの色の画像形成位置のずれ量として算出する手段として機能する。
【００２１】
ＣＰＵ１０９は、時間間隔Ｃ１、Ｃ２、Ｙ１、Ｙ２、Ｋ１、Ｋ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｙ３、Ｙ４、Ｋ３、Ｋ４を算出すると、ＲＡＭ１１９に格納する。ＣＰＵ１０９は、格納した時間間隔のデータを基に、マゼンタに対する他の色の色ずれ量を算出する。たとえば、マゼンタに対するイエローについての主走査方向ずれ量ΔＨｙは、次式により算出できる。
【００２２】
ΔＨｙ＝｛（Ｙ４−Ｙ３）／２−（Ｙ２−Ｙ１）／２｝／２
同様に、マゼンタに対するイエローについての副走査方向ずれ量ΔＶｙは、次式により算出できる。
【００２３】
ΔＶｙ＝｛（Ｙ４−Ｙ３）／２＋（Ｙ２−Ｙ１）／２｝／２
マゼンタに対するシアンについての主走査方向ずれ量ΔＨｃは、次式により算出できる。
【００２４】
ΔＨｃ＝｛（Ｃ４−Ｃ３）／２−（Ｃ２−Ｃ１）／２｝／２
同様に、マゼンタに対するシアンについての副走査方向ずれ量ΔＶｃは、次式により算出できる。
【００２５】
ΔＶｃ＝｛（Ｃ４−Ｃ３）／２＋（Ｃ２−Ｃ１）／２｝／２
マゼンタに対するブラックについての主走査方向ずれ量ΔＨｋは、次式により算出できる。
【００２６】
ΔＨｋ＝｛（Ｋ４−Ｋ３）／２−（Ｋ２−Ｋ１）／２｝／２
同様に、マゼンタに対するブラックについての副走査方向ずれ量ΔＶｋは、次式により算出できる。
【００２７】
ΔＶｋ＝｛（Ｋ４−Ｋ３）／２＋（Ｋ２−Ｋ１）／２｝／２
ＣＰＵ１０９は、画像形成部１０１を制御して、ΔＨｙ、ΔＶｙに基づいてイエローの画像書き出しタイミングを制御することで、色ずれを補正する。つまり、ＣＰＵ１０９は、画像形成部１０１が備える露光装置１５の露光タイミングを調整することに、画像書き出しタイミングを制御し、色ずれを減少させる。
【００２８】
図７は、色ずれ量と書き出しタイミングを説明する図である。ＹＭＣＫは、色ずれが生じた状態におけるそれぞれの色の主走査方向の１ラインを示している。ここでは、イエローに着目して説明する。ＣＰＵ１０９が算出したマゼンタに対するイエローの色ずれ量ΔＨｙ、ΔＶｙは、図７が示すように画像にあらわれる。そこで、ＣＰＵ１０９は、算出した色ずれ量を主走査方向であれば、画像クロック単位、または、画像クロックを１／１６に分割したサブクロック単位で露光装置１５のレーザー光の露光タイミングを制御する。これにより、イエローについての主走査方向の画像形成位置をマゼンタの画像形成位置に合わせることができる。副走査方向であれば、ＢＤ（ビームディテクト）周期単位またはＢＤ周期を１／１６に分割したサブクロック単位で露光装置１５のレーザー光の露光タイミングを制御する。なお、ビームディテクト周期とは、レーザー光が主走査方向に一回走査するたびに出力されるＢＤ信号の出力周期のことである。ブラックやシアンについても同様の手法により色ずれ量を削減できる。このように、ＣＰＵ１０９は、露光の開始タイミングをずれ量のぶんだけ補正する。
【００２９】
図５（ｂ）は、比較例にかかる色ずれ補正用のパターン画像５００、そのパターン画像を検出したパターン検知センサ７が出力するアナログの検知信号ＡＳ、および、対応するデジタルの検知信号ＤＳを示している。比較例では、マゼンタに対するイエローの色ずれ量を測定するために、マゼンタパターンＭｐ８、Ｍｐ９とイエローパターンＹｐ３、Ｙｐ４が必要となっていた。一方、本発明では、ブラックパターンの下地パターンとして形成したイエローパターンを、下地としてだけでなく、色ずれ量の測定としても兼用している。つまり、図５（ａ）に示した実施形態にかかるパターン画像４００は、比較例にかかるパターン画像５００と比較して、イエローと、基準色であるマゼンタとの消費量を節約できる利点がある。
【００３０】
図８は、本実施形態の色ずれ補正処理を示すフローチャートである。Ｓ８０１で、ＣＰＵ１０９は、ホストコンピュータまたは操作部からプリントジョブを受信したかどうかを判定する。プリントジョブを受信すると、ＣＰＵ１０９は、待機状態からプリント状態へ移行するために、Ｓ８０２に進む。
【００３１】
Ｓ８０２で、ＣＰＵ１０９は、プリントジョブにしたがってプリント処理を実行する。プリントの際に、ＣＰＵ１０９は、色ずれ補正処理によって補正された書き込みタイミングを用いて画像形成部１０１に画像を形成させる。これにより、基準色の画像形成位置に他の色の画像形成位置が一致するようになる。つまり、各色の色ずれが緩和されることになる。ＣＰＵ１０９は、画像を記録紙にプリントするたびに、記録紙の枚数をカウント（積算）してゆく。
【００３２】
Ｓ８０３で、ＣＰＵ１０９は、カウンタによってカウントしてプリント枚数が所定値を超えたか否かを判定する。所定値は、色ずれ補正が必要となるプリント枚数であり、実験またはシミュレーションによって決定される。ここでは、色ずれ補正の開始条件をプリント枚数としているが、画像形成装置の稼働期間が所定期間を超えたこと、温度や湿度などの環境パラメータが所定値以上変換したこと、部品を交換したことなどであってもよい。色ずれ補正処理は、色ずれ量が許容範囲を逸脱するタイミングで実行すれば十分だからである。プリント枚数が所定値を超えていなければ、Ｓ８０４の色ずれ補正処理をスキップして、Ｓ８０５に進む。一方、プリント枚数が所定値を超えていれば、Ｓ８０４に進む。
【００３３】
Ｓ８０５で、ＣＰＵ１０９は、受信したプリントジョブをすべて終了したかどうかを判定する。プリントジョブが完了していなければ、Ｓ８０２に戻り、ＣＰＵ１０９は、残りのプリントジョブを実行する。一方、受信したプリントジョブをすべて終了したのであれば、ＣＰＵ１０９は、プリント処理を終了して待機状態に戻る。
【００３４】
Ｓ８０４の色ずれ補正処理について、Ｓ８１１ないしＳ８１４のサブステップに分割して詳細に説明する。
【００３５】
Ｓ８１１で、ＣＰＵ１０９は、画像形成部１０１を制御して色ずれ補正用のパターン画像４００を中間転写ベルト５に形成する。画像形成部１０１は、基準色とは異なる他の色であって、反射率の高い第１色のパターンを下地として形成し、第１色のパターンの上に反射率の低い第２色のパターンを形成する。
【００３６】
Ｓ８１２で、ＣＰＵ１０９は、パターン検知センサ７を使用してパターン画像４００を検知する。パターン検知センサ７は、複数の画像形成手段のそれぞれにより形成された各色のパターンを乱反射光により検出する検出手段として機能する。
【００３７】
Ｓ８１３で、ＣＰＵ１０９は、パターン画像から基準色に対する他の色の色ずれ量を算出する。つまり、ＣＰＵ１０９は、パターン検知センサ７により検出された各色のパターンのうち、基準色により形成された基準色パターンの中心位置と基準色とは異なる他の色のパターンの中心位置との距離を他の色の色ずれ量として特定する。マゼンタが基準色であれば、イエロー、シアン、およびブラックについて主走査方向の色ずれ量と副走査方向の色ずれ量をＣＰＵ１０９が算出する。上述したように、本実施形態では、ブラックパターンの下地として形成したイエローパターンを、マゼンタに対する色ずれ量を測定するためのイエローパターンとしても兼用する。このように、ＣＰＵ１０９は、基準色パターンと、第２色のパターンの下地として形成された第１色のパターンとから第１色の色ずれ量を特定し、基準色パターンと第２色のパターンとから第２色の色ずれ量を特定する。
【００３８】
Ｓ８１４で、ＣＰＵ１０９は、基準色以外の他の色についてそれぞれ、主走査方向の色ずれ量を用いて主走査方向の書き出しタイミングを補正し、副走査方向の色ずれ量を用いて副走査方向の書き出しタイミングを補正する。このように、ＣＰＵ１０９は、基準色の画像形成位置と他の色の画像形成位置とが近づくように、特定手段により特定された色ずれ量に応じて他の色の画像書き出しタイミングを補正する。
【００３９】
このように、本実施形態によれば、反射率（明度）の低い色のパターンの下地として形成した反射率の高い色のパターンを、基準色に対する色ずれ量を測定するためのパターンとしても兼用する。よって、色ずれ補正の精度を維持しつつ、記録剤の消費を従来よりも削減することが可能となる。なお、中間転写ベルト５に形成されたパターン画像を記録紙に転写されることなく、回収容器へ回収される。したがって、色ずれ補正用のパターン画像を形成するためのトナーの消費量が減れば、回収容器を相対的に小さくでき、スペース効率や製造コストの面でも本実施形態は有利である。
【００４０】
本実施形態ではパターン画像が形成される対象部材の一例として中間転写ベルト５について説明した。しかし、連続紙にパターンを作成してもよいし、用紙搬送ベルトで搬送される用紙にパターンを作成してもよい。この場合、パターン検知センサ７の配置を、連続紙や用紙を検知可能な位置に変更すればよい。ただし、連続紙や用紙を使用するよりも、中間転写ベルト５を使用したほうが、ランニングコストの面で有利であろう。一方で、連続紙や用紙を使用すれば、中間転写ベルト５の表面のグロスの影響を受けない利点がある。
【００４１】
本実施形態では電子写真プロセスを利用して印刷を行う画像形成装置を例にとって説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばインクジェット方式の印刷装置にも適用できる。本発明の技術思想は、複数色の記録剤（トナーやインクなど）使用する画像形成方式であれば適用可能な技術思想だからである。
【００４２】
本実施形態では、検知信号のパルスの中心位置を算出することで色ずれ量を特定するものとして説明した。しかし、アナログの信号波形のピークが生じる位置やパルスの重心位置を使用して、色ずれ量を特定してもよい。この場合、ピークの位置や重心位置が上述した中心位置に置き換わって使用されることになる。よって、ＣＰＵ１０９は、基準色パターンに対応したアナログ信号のレベルのピーク位置を求め、第１パターンに対応したアナログ信号のレベルのピーク位置を求め、第２パターンに対応したアナログ信号のレベルのピーク位置を求め、基準色パターンのピーク位置から第１パターンのピーク位置までの距離を第１パターンの色の画像形成位置のずれ量として算出し、基準色パターンのピーク位置から第２パターンのピーク位置までの距離を第２パターンの色の画像形成位置のずれ量として算出する。同様に、ＣＰＵ１０９は、基準色パターンに対応したデジタル信号のパルスの重心を求め、第１パターンに対応したデジタル信号のパルスの重心を求め、第２パターンに対応したデジタル信号のパルスの重心を求め、基準色パターンの重心から第１パターンの重心までの距離を第１パターンの色の画像形成位置のずれ量として算出し、基準色パターンの重心から第２パターンの重心までの距離を第２パターンの色の画像形成位置のずれ量として算出する。
【００４３】
本実施形態では、反射率の高い色としてイエローを採用したが、マゼンタやシアンを用いてもよい。マゼンタやシアンもブラックと比較すると反射率が高いからである。この場合、基準色は、下地として採用された色以外の色となる。たとえば、下地がマゼンタであれば、基準色はイエローまたはシアンとなる。このように、第１パターンの一例は、マゼンタ、シアン、イエローのうち基準色とは異なる色のパターンであり、第２パターンの一例はブラックのパターンである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準色による基準色パターンと、前記基準色と異なる第１の色による第１パターンと、前記基準色および第１の色と異なる色であり、前記第１の色と比較して反射率が低い色である第２の色のパターンであって、前記第１パターンに比較して面積が小さく、前記第１パターンに重畳される第２パターンとを、対象部材上に形成する形成手段と、
前記対象部材の上に形成された前記基準色パターン、前記第１パターンおよび前記第２パターンに対して光を照射する発光手段と、
前記基準色パターン、前記第１パターンおよび前記第２パターンからの乱反射成分を受光し、信号を出力する受光手段と、
前記基準色パターンの出力信号と前記第１パターンの出力信号とから前記基準色の画像形成位置に対する前記第１の色の画像形成位置のずれ量を特定し、前記基準色パターンの出力信号と前記第２パターンの出力信号とから前記基準色の画像形成位置に対する前記第２の色の画像形成位置のずれ量を特定する特定手段と、
前記特定手段によって特定されたずれ量に基づき、前記第１の色の画像形成位置および前記第２の色の画像形成位置を調整する調整手段と
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記受光手段は、
前記乱反射成分を受光する受光素子と、
前記受光素子が出力するアナログ信号のレベルと閾値とを比較してデジタル信号を出力するアナログデジタル変換器と、を備え、
前記特定手段は、
前記基準色パターンについては、前記基準色パターンに対応した前記デジタル信号のパルスの立ち上がりから立ち下がりまでの区間の中点を求め、
前記第１パターンについては、前記第２パターンによって前記第１パターンを２つに分割されて形成された２つのパターンのうち前方パターンに対応した前記デジタル信号のパルスの立ち上がりから後方パターンに対応した前記デジタル信号のパルスの立ち下がりまでの区間の中点を求め、
前記第２パターンについては、前記前方パターンに対応した前記デジタル信号のパルスの立ち下がりから前記後方パターンに対応した前記デジタル信号のパルスの立ち上がりまでの区間の中点を求め、
前記基準色パターンについての前記中点から前記第１パターンについての前記中点までの距離を前記第１の色の画像形成位置のずれ量として算出し、
前記基準色パターンについての前記中点から前記第２パターンについての前記中点までの距離を前記第２の色の画像形成位置のずれ量として算出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】
前記受光手段は、
前記乱反射成分を受光する受光素子と、
前記受光素子が出力するアナログ信号のレベルと閾値とを比較してデジタル信号を出力するアナログデジタル変換器と
を備え、
前記特定手段は、
前記基準色パターンに対応した前記デジタル信号のパルスの重心を求め、
前記第１パターンに対応した前記デジタル信号のパルスの重心を求め、
前記第２パターンに対応した前記デジタル信号のパルスの重心を求め、
前記基準色パターンの重心から前記第１パターンの重心までの距離を前記第１の色の画像形成位置のずれ量として算出し、
前記基準色パターンの前記重心から前記第２パターンの前記重心までの距離を前記第２の色の画像形成位置のずれ量として算出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】
前記受光手段は、
前記乱反射成分を受光して受光量に対応したレベルのアナログ信号を出力する受光素子を備え、
前記特定手段は、
前記基準色パターンに対応した前記アナログ信号のレベルのピーク位置を求め、
前記第１パターンに対応した前記アナログ信号のレベルのピーク位置を求め、
前記第２パターンに対応した前記アナログ信号のレベルのピーク位置を求め、
前記基準色パターンの前記ピーク位置から前記第１パターンの前記ピーク位置までの距離を前記第１の色の画像形成位置のずれ量として算出し、
前記基準色パターンの前記ピーク位置から前記第２パターンの前記ピーク位置までの距離を前記第２の色の画像形成位置のずれ量として算出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５】
前記形成手段は、前記対象部材の移動方向に対して４５度傾いたストリップ状の前記基準色パターン、前記第１パターンおよび前記第２パターンを形成することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記第１パターンはマゼンタ、シアン、イエローのうち前記基準色とは異なる色のパターンであり、前記第２パターンはブラックのパターンであることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１】
基準色による基準色パターンと、前記基準色と異なる第１の色による第１パターンと、前記基準色および第１の色と異なる色であり、前記第１の色と比較して反射率が低い色である第２の色のパターンであって、前記第１パターンに比較して面積が小さく、前記第１パターンに重畳される第２パターンとを、対象部材上に形成する形成手段と、
前記対象部材の上に形成された前記基準色パターン、前記第１パターンおよび前記第２パターンに対して光を照射する発光手段と、
前記基準色パターン、前記第１パターンおよび前記第２パターンからの乱反射成分を受光し、信号を出力する受光手段と、
前記基準色パターンの出力信号と前記第１パターンの出力信号とから前記基準色の画像形成位置に対する前記第１の色の画像形成位置のずれ量を特定し、前記基準色パターンの出力信号と前記第２パターンの出力信号とから前記基準色の画像形成位置に対する前記第２の色の画像形成位置のずれ量を特定する特定手段と、
前記特定手段によって特定されたずれ量に基づき、前記第１の色の画像形成位置および前記第２の色の画像形成位置を調整する調整手段と
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記受光手段は、
前記乱反射成分を受光する受光素子と、
前記受光素子が出力するアナログ信号のレベルと閾値とを比較してデジタル信号を出力するアナログデジタル変換器と、を備え、
前記特定手段は、
前記基準色パターンについては、前記基準色パターンに対応した前記デジタル信号のパルスの立ち上がりから立ち下がりまでの区間の中点を求め、
前記第１パターンについては、前記第２パターンによって前記第１パターンを２つに分割されて形成された２つのパターンのうち前方パターンに対応した前記デジタル信号のパルスの立ち上がりから後方パターンに対応した前記デジタル信号のパルスの立ち下がりまでの区間の中点を求め、
前記第２パターンについては、前記前方パターンに対応した前記デジタル信号のパルスの立ち下がりから前記後方パターンに対応した前記デジタル信号のパルスの立ち上がりまでの区間の中点を求め、
前記基準色パターンについての前記中点から前記第１パターンについての前記中点までの距離を前記第１の色の画像形成位置のずれ量として算出し、
前記基準色パターンについての前記中点から前記第２パターンについての前記中点までの距離を前記第２の色の画像形成位置のずれ量として算出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】
前記受光手段は、
前記乱反射成分を受光する受光素子と、
前記受光素子が出力するアナログ信号のレベルと閾値とを比較してデジタル信号を出力するアナログデジタル変換器と
を備え、
前記特定手段は、
前記基準色パターンに対応した前記デジタル信号のパルスの重心を求め、
前記第１パターンに対応した前記デジタル信号のパルスの重心を求め、
前記第２パターンに対応した前記デジタル信号のパルスの重心を求め、
前記基準色パターンの重心から前記第１パターンの重心までの距離を前記第１の色の画像形成位置のずれ量として算出し、
前記基準色パターンの前記重心から前記第２パターンの前記重心までの距離を前記第２の色の画像形成位置のずれ量として算出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】
前記受光手段は、
前記乱反射成分を受光して受光量に対応したレベルのアナログ信号を出力する受光素子を備え、
前記特定手段は、
前記基準色パターンに対応した前記アナログ信号のレベルのピーク位置を求め、
前記第１パターンに対応した前記アナログ信号のレベルのピーク位置を求め、
前記第２パターンに対応した前記アナログ信号のレベルのピーク位置を求め、
前記基準色パターンの前記ピーク位置から前記第１パターンの前記ピーク位置までの距離を前記第１の色の画像形成位置のずれ量として算出し、
前記基準色パターンの前記ピーク位置から前記第２パターンの前記ピーク位置までの距離を前記第２の色の画像形成位置のずれ量として算出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５】
前記形成手段は、前記対象部材の移動方向に対して４５度傾いたストリップ状の前記基準色パターン、前記第１パターンおよび前記第２パターンを形成することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記第１パターンはマゼンタ、シアン、イエローのうち前記基準色とは異なる色のパターンであり、前記第２パターンはブラックのパターンであることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−２３７９０４（Ｐ２０１２−２３７９０４Ａ）
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０７６３４（Ｐ２０１１−１０７６３４）
【出願日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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