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技術 光書き込み制御装置、画像形成装置及び光書き込み装置の位置ずれ補正方法

出願人 株式会社リコー
発明者 大島智洋宮寺達也
出願日 2012年3月19日 (7年6ヶ月経過) 出願番号 2012-061994
公開日 2013年9月30日 (5年11ヶ月経過) 公開番号 2013-195654
状態 特許登録済
技術分野 カラー電子写真 付属装置、全体制御 電子写真における制御・管理・保安 FAX再生装置
主要キーワード 検知強度 表面反射量 開始カウント値 結果位置 ベルト地 補正用マーク 駆動パラメータ 検知期間
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2013年9月30日)のものです。
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図面 (18)

課題

画像形成装置において、画像の位置を調整する調整処理において生成されるパターン検知精度を向上すること。

解決手段

搬送ベルト105の地肌照射された場合の正反射光検知信号強度と搬送ベルト105上に形成された画像が照射された場合の正反射光の検知信号強度との差が閾値S1未満であり、且つ搬送ベルトの地肌が照射された場合の拡散反射光の検知信号強度と搬送ベルト上に形成された画像が照射された場合の拡散反射光の検知信号強度との差が閾値S3以上ある場合、拡散反射光の検知信号に基づいて位置ずれ補正パターンを検知することを特徴とする。

概要

背景

近年、情報の電子化が推進される傾向にあり、電子化された情報の出力に用いられるプリンタファクシミリ及び書類の電子化に用いるスキャナ等の画像処理装置は欠かせない機器となっている。このような画像処理装置は、撮像機能画像形成機能及び通信機能等を備えることにより、プリンタ、ファクシミリ、スキャナ、複写機として利用可能な複合機として構成されることが多い。

このような画像処理装置のうち、電子化された書類の出力に用いられる画像形成装置においては、電子写真方式の画像形成装置が広く用いられている。電子写真方式の画像形成装置においては、感光体露光することにより静電潜像を形成し、トナー等の顕色剤を用いてその静電潜像を現像してトナー画像を形成し、そのトナー画像を用紙に転写することによって紙出力を行う。

このような電子写真方式の画像形成装置においては、感光体を露光して静電潜像を形成するタイミングと用紙の搬送タイミングとを合わせることにより、用紙の正しい範囲に画像が形成されるように調整が行われる。また、複数の感光体を用いてカラー画像を形成するタンデム式の画像形成装置においては、各色の感光体において現像された画像が正確に重ね合わされるように、各色の感光体における露光タイミングの調整が行われる(例えば、特許文献1参照)。以降、これらの調整処理を総じて位置ずれ補正とする。

特許文献1に開示されているような位置ずれ補正においては、感光体の露光及び静電潜像の現像といった通常の動作と同様の動作によりタイミング検知用パターンを形成して光反射型光センサ読み取り、感光体の露光を開始してからタイミング検知用の画像パターンが読み取られるまでの期間をカウントする。そして、このようにしてカウントされた期間と予め定められた基準値とを比較することにより、カウントされた期間と基準値との差に基づいて調整処理が行われる。

また、上述したような光センサでパターンを読み取る際に、正反射光成分拡散反射光成分とがあることに着目し、1つの受光素子で正確にパターンを読み取るための方法が提案されている(特許文献2参照)。特許文献2に開示されている方法においては、正反射光成分と拡散反射光成分との混合成分によって生じる複数のピーク位置を弁別し、この複数のピーク位置の差に応じて検出結果を調整することが開示されている。

また、感光体ドラム帯電器光書込み装置等の作像機構状態変化により、形成されるパターン画像濃度変動が起こった場合であっても、ノイズの誤検知を排除して上述したようなパターンの正確な検知を可能とするため、パターンの検知を判断するための基準値を変更する方法が提案されている(例えば、特許文献3参照)。

概要

画像形成装置において、画像の位置を調整する調整処理において生成されるパターンの検知精度を向上すること。搬送ベルト105の地肌照射された場合の正反射光検知信号強度と搬送ベルト105上に形成された画像が照射された場合の正反射光の検知信号強度との差が閾値S1未満であり、且つ搬送ベルトの地肌が照射された場合の拡散反射光の検知信号強度と搬送ベルト上に形成された画像が照射された場合の拡散反射光の検知信号強度との差が閾値S3以上ある場合、拡散反射光の検知信号に基づいて位置ずれ補正パターンを検知することを特徴とする。

目的

本発明は、上記実情を考慮してなされたものであり、画像形成装置において、画像の位置を調整する調整処理において生成されるパターンの検知精度を向上することを目的とする

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

感光体に対して光ビーム照射して静電潜像を形成する光書込み制御装置であって、前記光ビームを照射する光源を制御して光ビームを照射させる光源制御部と、前記静電潜像を現像することによって形成され、前記感光体に対して相対的に移動する搬送体上に転写されて搬送された画像を、所定の位置において検知する画像検知部と、前記光源制御部が前記光源に光ビームを照射させるタイミングを調整するための位置ずれ補正パターンが前記搬送体上に形成され、前記所定の位置において検知されたタイミングを取得するタイミング取得部と、前記取得されたタイミングと予め定められた基準値との比較結果に基づき、前記光源に光ビームを照射させるタイミングを補正するための補正値を算出する補正値算出部とを含み、前記画像検知部は、前記搬送体に照射された光の正反射光及び拡散反射光夫々の検知信号に基づいて前記搬送体上の画像を検知し、前記搬送体の地肌が照射された場合の前記正反射光の検知信号強度と前記搬送体上に形成された画像が照射された場合の前記正反射光の検知信号強度との差が第一の閾値以上である場合、前記正反射光の検知信号に基づいて前記位置ずれ補正パターンを検知し、前記搬送体の地肌が照射された場合の前記正反射光の検知信号強度と前記搬送体上に形成された画像が照射された場合の前記正反射光の検知信号強度との差が第一の閾値未満であり、且つ前記搬送体の地肌が照射された場合の前記拡散反射光の検知信号強度と前記搬送体上に形成された画像が照射された場合の前記拡散反射光の検知信号強度との差が第二の閾値以上ある場合、前記拡散反射光の検知信号に基づいて前記パターンを検知することを特徴とする光書込み制御装置。

請求項2

前記画像検知部は、前記搬送体の地肌が照射された場合の前記正反射光の検知信号強度と前記搬送体上に形成された画像が照射された場合の前記正反射光の検知信号強度との差が第一の閾値未満であり、且つ前記搬送体の地肌が照射された場合の前記拡散反射光の検知信号強度と前記搬送体上に形成された画像が照射された場合の前記拡散反射光の検知信号強度との差が第二の閾値未満であり、更に前記搬送体の地肌が照射された場合の前記正反射光の検知信号強度と前記搬送体上に形成された画像が照射された場合の前記正反射光の検知信号強度との差が第一の閾値よりも低い第三の閾値以上ある場合、高周波成分をカットするフィルタを適用した前記正反射光の検知信号に基づいて前記パターンを検知することを特徴とする光書込み制御装置。

請求項3

前記画像検知部は、前記搬送体の地肌が照射された場合の前記正反射光の検知信号強度と前記搬送体上に形成された画像が照射された場合の前記正反射光の検知信号強度との差が第一の閾値よりも低い第三の閾値未満である場合、位置ずれ補正動作を停止することを特徴とする請求項3に記載の光書込み制御装置。

請求項4

前記光源制御部は、前記静電潜像が現像されて形成される画像の濃度を補正するための濃度補正用パターンの後に前記位置ずれ補正用パターンが形成されるように前記光源を制御し、前記補正値算出部は、前記濃度補正用パターンの検知結果に基づき、前記静電潜像が現像されて形成される画像の濃度に寄与するパラメータを補正するための補正値を算出すると共に、前記濃度補正用パターンが照射された場合の前記正反射光の検知信号強度及び前記濃度補正用パターンが照射された場合の前記拡散反射光の検知信号強度に応じた値を出力し、前記画像検知部は、前記補正値算出部が出力した値に基づき、前記位置ずれ補正パターンを検知する際に正反射光及び拡散反射光のいずれを用いるか判断することを登頂とする請求項1乃至3いずれか1項に記載の光書込み制御装置。

請求項5

前記補正値算出部は、前記濃度補正用パターンの検知結果に基づき、前記位置ずれ補正用パターンが照射された場合の前記正反射光の検知信号強度の予測値及び前記位置ずれ補正用パターンが照射された場合の前記拡散反射光の検知信号強度の予測値を計算してその計算結果を出力することを特徴とする請求項4に記載の光書込み制御装置。

請求項6

前記光源制御部は、前記濃度補正用パターンとして濃度の異なる複数のパターンが形成されるように前記光源を制御し、前記補正値算出部は、前記異なる複数のパターンのうち定められたパターンの検知結果を出力することを特徴とする請求項4に記載の光書込み制御装置。

請求項7

請求項1乃至6いずれか1項に記載の光書き込み制御装置を含むことを特徴とする画像形成装置

請求項8

感光体に対して光ビームを照射して静電潜像を形成する光書込み制御装置の位置ずれ補正方法であって、光源から前記光ビームを照射することにより前記感光体上に静電潜像を形成し、搬送体により前記静電潜像が現像されて転写された画像を搬送し、前記搬送体表面の反射光の光量の検知信号に基づいて前記画像が所定の位置に到達したことを検知し、前記光源に光ビームを照射させるタイミングを調整するための位置ずれ補正パターンが前記所定の位置において検知されたタイミングと予め定められた基準値との比較結果に基づき、前記光源に光ビームを照射させるタイミングを補正するための補正値を算出し、前記画像が所定の位置に到達したことを検知する際において、前記搬送体の地肌が照射された場合の前記正反射光の検知信号強度と前記搬送体上に形成された画像が照射された場合の前記正反射光の検知信号強度との差が第一の閾値以上である場合、前記正反射光の検知信号に基づいて前記位置ずれ補正パターンを検知し、前記搬送体の地肌が照射された場合の前記正反射光の検知信号強度と前記搬送体上に形成された画像が照射された場合の前記正反射光の検知信号強度との差が第一の閾値未満であり、且つ前記搬送体の地肌が照射された場合の前記拡散反射光の検知信号強度と前記搬送体上に形成された画像が照射された場合の前記拡散反射光の検知信号強度との差が第二の閾値以上ある場合、前記拡散反射光の検知信号に基づいて前記パターンを検知することを特徴とする光書込み制御装置の位置ずれ補正方法。

技術分野

0001

本発明は、光書き込み制御装置画像形成装置及び光書き込み装置位置ずれ補正方法に関し、特に、光書き込み装置の位置ずれ補正におけるパターン検知処理に関する。

背景技術

0002

近年、情報の電子化が推進される傾向にあり、電子化された情報の出力に用いられるプリンタファクシミリ及び書類の電子化に用いるスキャナ等の画像処理装置は欠かせない機器となっている。このような画像処理装置は、撮像機能画像形成機能及び通信機能等を備えることにより、プリンタ、ファクシミリ、スキャナ、複写機として利用可能な複合機として構成されることが多い。

0003

このような画像処理装置のうち、電子化された書類の出力に用いられる画像形成装置においては、電子写真方式の画像形成装置が広く用いられている。電子写真方式の画像形成装置においては、感光体露光することにより静電潜像を形成し、トナー等の顕色剤を用いてその静電潜像を現像してトナー画像を形成し、そのトナー画像を用紙に転写することによって紙出力を行う。

0004

このような電子写真方式の画像形成装置においては、感光体を露光して静電潜像を形成するタイミングと用紙の搬送タイミングとを合わせることにより、用紙の正しい範囲に画像が形成されるように調整が行われる。また、複数の感光体を用いてカラー画像を形成するタンデム式の画像形成装置においては、各色の感光体において現像された画像が正確に重ね合わされるように、各色の感光体における露光タイミングの調整が行われる(例えば、特許文献1参照)。以降、これらの調整処理を総じて位置ずれ補正とする。

0005

特許文献1に開示されているような位置ずれ補正においては、感光体の露光及び静電潜像の現像といった通常の動作と同様の動作によりタイミング検知用のパターンを形成して光反射型光センサ読み取り、感光体の露光を開始してからタイミング検知用の画像パターンが読み取られるまでの期間をカウントする。そして、このようにしてカウントされた期間と予め定められた基準値とを比較することにより、カウントされた期間と基準値との差に基づいて調整処理が行われる。

0006

また、上述したような光センサでパターンを読み取る際に、正反射光成分拡散反射光成分とがあることに着目し、1つの受光素子で正確にパターンを読み取るための方法が提案されている(特許文献2参照)。特許文献2に開示されている方法においては、正反射光成分と拡散反射光成分との混合成分によって生じる複数のピーク位置を弁別し、この複数のピーク位置の差に応じて検出結果を調整することが開示されている。

0007

また、感光体ドラム帯電器光書込み装置等の作像機構状態変化により、形成されるパターン画像濃度変動が起こった場合であっても、ノイズの誤検知を排除して上述したようなパターンの正確な検知を可能とするため、パターンの検知を判断するための基準値を変更する方法が提案されている(例えば、特許文献3参照)。

発明が解決しようとする課題

0008

特許文献3に開示されているような、パターン検知のための基準値を変更する方法は、パターンを読み取った場合の光センサの出力信号とノイズによる光センサの出力信号とのピーク値の差が小さい場合、誤検知を好適に排除することが難しい。

0009

本発明は、上記実情を考慮してなされたものであり、画像形成装置において、画像の位置を調整する調整処理において生成されるパターンの検知精度を向上することを目的とする。

課題を解決するための手段

0010

上記課題を解決するために、本発明の一態様は、感光体に対して光ビーム照射して静電潜像を形成する光書込み制御装置であって、前記光ビームを照射する光源を制御して光ビームを照射させる光源制御部と、前記静電潜像を現像することによって形成され、前記感光体に対して相対的に移動する搬送体上に転写されて搬送された画像を、所定の位置において検知する画像検知部と、前記光源制御部が前記光源に光ビームを照射させるタイミングを調整するための位置ずれ補正パターンが前記搬送体上に形成され、前記所定の位置において検知されたタイミングを取得するタイミング取得部と、前記取得されたタイミングと予め定められた基準値との比較結果に基づき、前記光源に光ビームを照射させるタイミングを補正するための補正値を算出する補正値算出部とを含み、前記画像検知部は、前記搬送体に照射された光の正反射光及び拡散反射光夫々の検知信号に基づいて前記搬送体上の画像を検知し、前記搬送体の地肌が照射された場合の前記正反射光の検知信号強度と前記搬送体上に形成された画像が照射された場合の前記正反射光の検知信号強度との差が第一の閾値以上である場合、前記正反射光の検知信号に基づいて前記位置ずれ補正パターンを検知し、前記搬送体の地肌が照射された場合の前記正反射光の検知信号強度と前記搬送体上に形成された画像が照射された場合の前記正反射光の検知信号強度との差が第一の閾値未満であり、且つ前記搬送体の地肌が照射された場合の前記拡散反射光の検知信号強度と前記搬送体上に形成された画像が照射された場合の前記拡散反射光の検知信号強度との差が第二の閾値以上ある場合、前記拡散反射光の検知信号に基づいて前記パターンを検知することを特徴とする。

0011

本発明の他の態様は、画像形成装置であって、上記光書き込み制御装置を含むことを特徴とする。

0012

また、本発明の更に他の態様は、感光体に対して光ビームを照射して静電潜像を形成する光書込み制御装置の位置ずれ補正方法であって、光源から前記光ビームを照射することにより前記感光体上に静電潜像を形成し、搬送体により前記静電潜像が現像されて転写された画像を搬送し、前記搬送体表面の反射光の光量の検知信号に基づいて前記画像が所定の位置に到達したことを検知し、前記光源に光ビームを照射させるタイミングを調整するための位置ずれ補正パターンが前記所定の位置において検知されたタイミングと予め定められた基準値との比較結果に基づき、前記光源に光ビームを照射させるタイミングを補正するための補正値を算出し、前記画像が所定の位置に到達したことを検知する際において、前記搬送体の地肌が照射された場合の前記正反射光の検知信号強度と前記搬送体上に形成された画像が照射された場合の前記正反射光の検知信号強度との差が第一の閾値以上である場合、前記正反射光の検知信号に基づいて前記位置ずれ補正パターンを検知し、前記搬送体の地肌が照射された場合の前記正反射光の検知信号強度と前記搬送体上に形成された画像が照射された場合の前記正反射光の検知信号強度との差が第一の閾値未満であり、且つ前記搬送体の地肌が照射された場合の前記拡散反射光の検知信号強度と前記搬送体上に形成された画像が照射された場合の前記拡散反射光の検知信号強度との差が第二の閾値以上ある場合、前記拡散反射光の検知信号に基づいて前記パターンを検知することを特徴とする。

発明の効果

0013

本発明によれば、画像形成装置において、画像の位置を調整する調整処理において生成されるパターンの検知精度を向上することが可能となる。

図面の簡単な説明

0014

本発明の実施形態に係る画像形成装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
本発明の実施形態に係る画像形成装置の機能構成を示す図である。
本発明の実施形態に係るプリントエンジンの構成を示す図である。
本発明の実施形態に係る光書き込み装置の構成を示す図である。
本発明の実施形態に係る光書き込み装置の構成を示す側断面図である。
本発明の実施形態に係る光書き込み装置の制御部を示すブロック図である。
本発明の実施形態に係る位置ずれ補正動作において描画されるパターンの例を示す図である。
本発明の実施形態に係る濃度補正動作において描画されるパターンの例を示す図である。
本発明の実施形態に係るパターン検知センサの構成を示す図である。
本発明の実施形態に係る位置ずれ補正動作において描画されるパターンと、パターン検知センサによる検知信号とを示す図である。
本発明の実施形態に係るトナー付着量と検知信号強度の例を示す図である。
本発明の実施形態に係る検知信号強度の例を示す図である。
本発明の実施形態に係る検知信号強度の例を示す図である。
本発明の実施形態に係る検知信号強度の例を示す図である。
本発明の実施形態に係る検知信号強度の例を示す図である。
本発明の実施形態に係る濃度補正動作及び位置ずれ補正動作を示すフローチャートである。
本発明の実施形態に係るパターン検知方法の決定動作を示すフローチャートである。

実施例

0015

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。本実施形態においては、複合機(MFP:Multi Function Peripheral)としての画像形成装置を例として説明する。本実施形態に係る画像形成装置は、電子写真方式による画像形成装置であり、感光体に静電潜像を形成するための光書き込み装置における副走査方向の画像の書込み位置の補正において生成される画像パターンの検知精度の向上がその要旨である。

0016

図1は、本実施形態に係る画像形成装置1のハードウェア構成を示すブロック図である。図1に示すように、本実施形態に係る画像形成装置1は、一般的なサーバやPC(Personal Computer)等の情報処理端末と同様の構成に加えて、画像形成を実行するエンジンを有する。即ち、本実施形態に係る画像形成装置1は、CPU(Central Processing Unit)10、RAM(Random Access Memory)11、ROM(Read Only Memory)12、エンジン13、HDD(Hard Disk Drive)14及びI/F15がバス18を介して接続されている。また、I/F15にはLCD(Liquid Crystal Display)16及び操作部17が接続されている。

0017

CPU10は演算手段であり、画像形成装置1全体の動作を制御する。RAM11は、情報の高速な読み書きが可能な揮発性記憶媒体であり、CPU10が情報を処理する際の作業領域として用いられる。ROM12は、読み出し専用不揮発性記憶媒体であり、ファームウェア等のプログラムが格納されている。エンジン13は、画像形成装置1において実際に画像形成を実行する機構である。

0018

HDD14は、情報の読み書きが可能な不揮発性の記憶媒体であり、OS(Operating System)や各種の制御プログラムアプリケーション・プログラム等が格納されている。I/F15は、バス18と各種のハードウェアネットワーク等を接続し制御する。LCD16は、ユーザが画像形成装置1の状態を確認するための視覚ユーザインタフェースである。操作部17は、キーボードマウス等、ユーザが画像形成装置1に情報を入力するためのユーザインタフェースである。

0019

このようなハードウェア構成において、ROM12やHDD14若しくは図示しない光学ディスク等の記録媒体に格納されたプログラムがRAM11に読み出され、CPU10がそれらのプログラムに従って演算を行うことにより、ソフトウェア制御部が構成される。このようにして構成されたソフトウェア制御部と、ハードウェアとの組み合わせによって、本実施形態に係る画像形成装置1の機能を実現する機能ブロックが構成される。

0020

次に、図2を参照して、本実施形態に係る画像形成装置1の機能構成について説明する。図2は、本実施形態に係る画像形成装置1の機能構成を示すブロック図である。図2に示すように、本実施形態に係る画像形成装置1は、コントローラ20、ADF(Auto Documennt Feeder:原稿自動搬送装置)110、スキャナユニット22、排紙トレイ23、ディスプレイパネル24、給紙テーブル25、プリントエンジン26、排紙トレイ27及びネットワークI/F28を有する。

0021

また、コントローラ20は、主制御部30、エンジン制御部31、入出力制御部32、画像処理部33及び操作表示制御部34を有する。図2に示すように、本実施形態に係る画像形成装置1は、スキャナユニット22、プリントエンジン26を有する複合機として構成されている。尚、図2においては、電気的接続実線の矢印で示しており、用紙の流れを破線の矢印で示している。

0022

ディスプレイパネル24は、画像形成装置1の状態を視覚的に表示する出力インタフェースであると共に、タッチパネルとしてユーザが画像形成装置1を直接操作し若しくは画像形成装置1に対して情報を入力する際の入力インタフェース(操作部)でもある。ネットワークI/F28は、画像形成装置1がネットワークを介して他の機器と通信するためのインタフェースであり、Ethernet(登録商標)やUSB(Universal Serial Bus)インタフェースが用いられる。

0023

コントローラ20は、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせによって構成される。具体的には、ROM12や不揮発性メモリ並びにHDD14や光学ディスク等の不揮発性記録媒体に格納されたファームウェア等の制御プログラムが、RAM11等の揮発性メモリ(以下、メモリ)にロードされ、それらのプログラムに従ったCPU10の演算によって構成されるソフトウェア制御部と集積回路などのハードウェアとによってコントローラ20が構成される。コントローラ20は、画像形成装置1全体を制御する制御部として機能する。

0024

主制御部30は、コントローラ20に含まれる各部を制御する役割を担い、コントローラ20の各部に命令を与える。エンジン制御部31は、プリントエンジン26やスキャナユニット22等を制御若しくは駆動する駆動手段としての役割を担う。入出力制御部32は、ネットワークI/F28を介して入力される信号や命令を主制御部30に入力する。また、主制御部30は、入出力制御部32を制御し、ネットワークI/F28を介して他の機器にアクセスする。

0025

画像処理部33は、主制御部30の制御に従い、入力された印刷ジョブに含まれる印刷情報に基づいて描画情報を生成する。この描画情報とは、画像形成部であるプリントエンジン26が画像形成動作において形成すべき画像を描画するための情報である。また、印刷ジョブに含まれる印刷情報とは、PC等の情報処理装置インストールされたプリンタドライバによって画像形成装置1が認識可能な形式に変換された画像情報である。操作表示制御部34は、ディスプレイパネル24に情報表示を行い若しくはディスプレイパネル24を介して入力された情報を主制御部30に通知する。

0026

画像形成装置1がプリンタとして動作する場合は、まず、入出力制御部32がネットワークI/F28を介して印刷ジョブを受信する。入出力制御部32は、受信した印刷ジョブを主制御部30に転送する。主制御部30は、印刷ジョブを受信すると、画像処理部33を制御して、印刷ジョブに含まれる印刷情報に基づいて描画情報を生成させる。

0027

画像処理部33によって描画情報が生成されると、エンジン制御部31は、生成された描画情報に基づき、給紙テーブル25から搬送される用紙に対して画像形成を実行する。即ち、プリントエンジン26が画像形成部として機能する。プリントエンジン26によって画像形成が施された文書は排紙トレイ27に排紙される。

0028

画像形成装置1がスキャナとして動作する場合は、ユーザによるディスプレイパネル24の操作若しくはネットワークI/F28を介して外部のPC等から入力されるスキャン実行指示に応じて、操作表示制御部34若しくは入出力制御部32が主制御部30にスキャン実行信号を転送する。主制御部30は、受信したスキャン実行信号に基づき、エンジン制御部31を制御する。

0029

エンジン制御部31は、ADF21を駆動し、ADF21にセットされた撮像対象原稿をスキャナユニット22に搬送する。また、エンジン制御部31は、スキャナユニット22を駆動し、ADF21から搬送される原稿を撮像する。また、ADF21に原稿がセットされておらず、スキャナユニット22に直接原稿がセットされた場合、スキャナユニット22は、エンジン制御部31の制御に従い、セットされた原稿を撮像する。即ち、スキャナユニット22が撮像部として動作する。

0030

撮像動作においては、スキャナユニット22に含まれるCCD等の撮像素子が原稿を光学的に走査し、光学情報に基づいて生成された撮像情報が生成される。エンジン制御部31は、スキャナユニット22が生成した撮像情報を画像処理部33に転送する。画像処理部33は、主制御部30の制御に従い、エンジン制御部31から受信した撮像情報に基づき画像情報を生成する。画像処理部33が生成した画像情報はHDD40等の画像形成装置1に装着された記憶媒体に保存される。即ち、スキャナユニット22、エンジン制御部31及び画像処理部33が連動して、原稿読み取り部として機能する。

0031

画像処理部33によって生成された画像情報は、ユーザの指示に応じてそのままHDD40等に格納され若しくは入出力制御部32及びネットワークI/F28を介して外部の装置に送信される。即ち、ADF21及びエンジン制御部31が画像入力部として機能する。

0032

また、画像形成装置1が複写機として動作する場合は、エンジン制御部31がスキャナユニット22から受信した撮像情報若しくは画像処理部33が生成した画像情報に基づき、画像処理部33が描画情報を生成する。その描画情報に基づいてプリンタ動作の場合と同様に、エンジン制御部31がプリントエンジン26を駆動する。

0033

次に、本実施形態に係るプリントエンジン26の構成について、図3を参照して説明する。図3に示すように、本実施形態に係るプリントエンジン26は、無端状移動手段である搬送ベルト105に沿って各色の画像形成部106が並べられた構成を備えるものであり、所謂タンデムタイプといわれるものである。すなわち、給紙トレイ101から給紙ローラ102と分離ローラ103とにより分離給紙される用紙(記録紙)104を搬送する搬送ベルト105に沿って、この搬送ベルト105の搬送方向の上流側から順に、複数の画像形成部(電子写真プロセス部)106BK、106M、106C、106Yが配列されている。

0034

これら複数の画像形成部106BK、106M、106C、106Yは、形成するトナー画像の色が異なるだけで内部構成は共通である。画像形成部106BKはブラックの画像を、画像形成部106Mはマゼンタの画像を、画像形成部106Cはシアンの画像を、画像形成部106Yはイエローの画像をそれぞれ形成する。尚、以下の説明においては、画像形成部106BKについて具体的に説明するが、他の画像形成部106M、106C、106Yは画像形成部106BKと同様であるので、その画像形成部106M、106C、106Yの各構成要素については、画像形成部106BKの各構成要素に付したBKに替えて、M、C、Yによって区別した符号を図に表示するにとどめ、説明を省略する。

0035

搬送ベルト105は、回転駆動される駆動ローラ107と従動ローラ108とに架け渡されたエンドレスベルト、即ち無端状ベルトである。この駆動ローラ107は、不図示の駆動モータにより回転駆動させられ、この駆動モータと、駆動ローラ107と、従動ローラ108とが、無端状移動手段である搬送ベルト105を移動させる駆動手段として機能する。

0036

画像形成に際して、給紙トレイ101に収納された用紙104は最も上のものから順に送り出され、静電吸着作用により搬送ベルト105に吸着されて回転駆動される搬送ベルト105により最初の画像形成部106BKに搬送され、ここで、ブラックのトナー画像を転写される。即ち、搬送ベルト105が、画像の転写対象である用紙を搬送する搬送体として機能する。

0037

画像形成部106BKは、感光体としての感光体ドラム109BK、この感光体ドラム109BKの周囲に配置された帯電器110BK、光書き込み装置111、現像器112BK、感光体クリーナ(図示せず)、除電器113BK等から構成されている。光書き込み装置111は、夫々の感光体ドラム109BK、109M、109C、109Yに対してレーザビームを照射するように構成されている。

0038

画像形成に際し、感光体ドラム109BKの外周面は、暗中にて帯電器110BKにより一様に帯電された後、光書き込み装置111からのブラック画像に対応したレーザビームにより書き込みが行われ、静電潜像を形成される。現像器112BKは、この静電潜像をブラックトナーにより可視像化し、このことにより感光体ドラム109BK上にブラックのトナー画像が形成される。

0039

このトナー画像は、感光体ドラム109BKと搬送ベルト105上の用紙104とが当接する位置(転写位置)で、転写器115BKの働きにより用紙104上に転写される。この転写により、用紙104上にブラックのトナーによる画像が形成される。トナー画像の転写が終了した感光体ドラム109BKは、外周面に残留した不要なトナーを感光体クリーナにより払拭された後、除電器113BKにより除電され、次の画像形成のために待機する。

0040

以上のようにして、画像形成部106BKでブラックのトナー画像を転写された用紙104は、搬送ベルト105によって次の画像形成部106Mに搬送される。画像形成部106Mでは、画像形成部106BKでの画像形成プロセスと同様のプロセスにより感光体ドラム109M上にマゼンタのトナー画像が形成され、そのトナー画像が用紙104上に形成されたブラックの画像に重畳されて転写される。

0041

用紙104は、さらに次の画像形成部106C、106Yに搬送され、同様の動作により、感光体ドラム109C上に形成されたシアンのトナー画像と、感光体ドラム109Y上に形成されたイエローのトナー画像とが、用紙104上に重畳されて転写される。こうして、用紙104上にフルカラーの画像が形成される。このフルカラーの重ね画像が形成された用紙104は、搬送ベルト105から剥離されて定着器116にて画像を定着された後、画像形成装置の外部に排紙される。

0042

このような画像形成装置1においては、感光体ドラム109BK、109M、109C及び109Yの軸間距離誤差、感光体ドラム109BK、109M、109C及び109Yの平行度誤差、光書込み装置111内での偏向ミラー設置誤差、感光体ドラム109BK、109M、109C及び109Yへの静電潜像の書込みタイミング誤差等により、本来重ならなければならない位置に各色のトナー画像が重ならず、各色間で位置ずれが生ずることがある。

0043

また、同様の原因により、転写対象である用紙において本来画像が転写される範囲から外れた範囲に画像が転写されることがある。このような位置ずれの成分としては、主にスキュー、副走査方向のレジストずれ、主走査方向の倍率誤差、主走査方向のレジストずれ等が知られている。また、装置内温度変化や経時劣化による搬送ベルトの伸縮が知られている。

0044

このような位置ずれを補正するため、パターン検知センサ117が設けられている。パターン検知センサ117は、感光体ドラム109BK、109M、109C及び109Yによって搬送ベルト105上に転写された位置ずれ補正用パターンを読み取るための光学センサであり、搬送ベルト105の表面に描画された補正用パターンを照射するための発光素子及び補正用パターンからの反射光を受光するための受光素子を含む。図3に示すように、パターン検知センサ117は、感光体ドラム109BK、109M、109C及び109Yの下流側において、搬送ベルト105の搬送方向と直行する方向に沿って同一の基板上に支持されている。

0045

また、画像形成装置1においては、画像形成部106BK、106M、106C、106Yの状態変化や、光書込み装置111の状態変化により、用紙104上に転写される画像の濃度が変動する可能性がある。このような濃度変動を補正するため、所定のルールに従って形成された濃度補正用パターンを検知し、その検知結果に基づいて画像形成部106BK、106M、106C、106Yの駆動パラメータや光書込み装置111の駆動パラメータを補正する濃度補正が実行される。

0046

パターン検知センサ117は、上述した位置ずれ補正用パターンを検知することによる位置ずれ補正動作の他、濃度補正用パターンの検知にも用いられる。パターン検知センサ117の詳細及び位置ずれ補正、濃度補正の態様については、後に詳述する。

0047

次に、本実施形態に係る光書込み装置111について説明する。図4は、本実施形態に係る光書込み装置111と感光体ドラム109との配置関係を示す図である。図4に示すように、各色の感光体ドラム109BK、109M、109C、109Y夫々に照射される照射光は、光源であるLEDA(LED Array)130BK、130M、130C、130Y(以降、総じてLEDA130とする)から照射される。

0048

LEDA130は、発光素子であるLEDが、感光体ドラム109の主走査方向に並べられて構成されている。光書込み装置111に含まれる制御部は、主走査方向に並べられている夫々のLEDの点灯消灯状態を、コントローラ20から入力された描画情報に基づいて主走査ライン毎に制御することにより、感光体ドラム109の表面を選択的に露光し、静電潜像を形成する。

0049

次に、本実施形態に係る光書き込み装置111の制御ブロックについて、図5を参照して説明する。図5は、本実施形態に係る光書き込み装置111を制御する光書き込み装置制御部120の機能構成と、LEDA130及びパターン検知センサ117との接続関係を示す図である。

0050

図5に示すように、本実施形態に係る光書き込み装置制御部120は、書込み制御部121、カウント部122、センサ制御部123、補正値算出部124、基準値記憶部125及び補正値記憶部126を含み、光源であるLEDA130を制御する光書き込み制御装置として機能する。

0051

尚、本実施形態に係る光書き込み装置111は、図1において説明したようなCPU10、RAM11、ROM12及びHDD14等の情報処理機構を含み、図5に示すような光書込み装置制御部120は、画像形成装置1のコントローラ20と同様に、ROM12若しくはHDD14に記憶されている制御プログラムがRAM11にロードされ、そのプログラムに従ってCPU10が演算を行うことにより構成される。

0052

書込み制御部121は、コントローラ20のエンジン制御部31から入力される画像情報に基づき、LEDA130を制御する光源制御部である。また、書込み制御部121は、エンジン制御部31から入力される画像情報に基づいてLEDA130を駆動する他、上述した位置ずれ補正処理において位置ずれ補正用のパターンを描画するために、LEDA130を駆動する。この位置ずれ補正処理の結果生成される補正値は、図5に示す補正値記憶部126に記憶され、書込み制御部121は、この補正値記憶部126に記憶されている補正値に基づき、LEDA130を駆動するタイミングを補正する。

0053

カウント部122は、上記位置ずれ補正処理において、書込み制御部121がLEDA130を制御して感光体ドラム109BKの露光を開始すると同時にカウントを開始する。カウント部122は、センサ制御部123が、パターン検知センサ117の出力信号に基づいてパターンを検知することによりカウントを停止する。

0054

これにより、カウント部122は、上記位置ずれ補正処理において、書込み制御部121がLEDA130を制御して感光体ドラム109BKの露光を開始してから、パターン検知センサ117が、位置ずれ補正用のパターンを検知するまでの検知期間をカウントする検知期間カウント部として機能する。以降、このカウント値書込開始カウント値とする。また、カウント部122は、各色のトナー画像のずれを補正するための位置ずれ補正処理においては、連続して描画されたパターンの検知タイミングを夫々カウントする。以降、このカウント値をドラム間隔カウント値とする。

0055

センサ制御部123は、パターン検知センサ117を制御する制御部であり、上述したように、パターン検知センサ117の出力信号に基づき、搬送ベルト105上に形成された位置ずれ補正用パターンが、パターン検知センサ117の位置にまで到達したことを判断する。センサ制御部123は、上述したように位置ずれ補正用パターンが、パターン検知センサ117の検知位置にまで到達したことを判断すると、検知信号をカウント部122に入力する。即ち、センサ制御部123が、画像検知部として機能すると共に、カウント部122が、パターンの検知タイミングを取得するタイミング取得部として機能する。

0056

更に、センサ制御部123は、上記濃度補正において、パターン検知センサ117の出力信号に応じて、搬送ベルト105上に形成された濃度補正用パターンの濃度を検知し、調整値算出部124に入力する。

0057

補正値算出部124は、カウント部122によるカウント結果や、センサ制御部123から入力された濃度の検知結果に基づき、基準値記憶部125に記憶された基準値に基づいて補正値を算出する。即ち、補正値算出部124が、基準値取得部及び補正値算出部として機能する。図6に、基準値記憶部125に記憶されている基準値の例を示す。図6に示すように、基準値記憶部125には、書込み開始タイミング基準値、ドラム間隔基準値及びパターン濃度基準値が記憶されている。

0058

書込み開始タイミング基準値とは、書込み制御部121が光源装置281を制御して感光体ドラム109BKの露光を開始してから、パターン検知センサ117が、位置ずれ補正用のパターンを検知するまでの期間の基準値である。即ち、補正値算出部124は、カウント部122によるカウント値のうち、書込み開始カウント値と書込み開始タイミング基準値とを比較し、両者のずれに基づいて補正値を算出する。

0059

ドラム間隔基準値とは、上述したように連続して描画されたパターン夫々についての検出タイミングの基準値である。即ち、補正値算出部124は、カウント部122によるカウント値のうち、ドラム間隔カウント値とドラム間隔基準値とを比較し、両者のずれに基づいて補正値を算出する。

0060

パターン濃度基準値とは、上述した濃度補正用パターンの濃度の基準値である。即ち、補正値算出部124は、センサ制御123から入力された濃度補正用パターンの濃度の検知結果とパターン濃度基準値とを比較し、両者のずれに基づいて補正値を算出する。

0061

このようにして算出された夫々の補正値は、上述したように補正値記憶部126に記憶される。このように、補正値記憶部126に補正値が記憶されることにより、書込み制御部121は、その補正値を参照してLEDA130を駆動することが可能となる。

0062

尚、上述した濃度補正用パターンの検知結果に基づいて生成された補正値は、感光体ドラム109上に現像されるトナー像の濃度を補正するための値として用いられる。そして、トナー像の濃度を補正するための制御としては、LEDA130による露光量の調整の他、帯電器110による帯電電圧の調整、現像器112による現像バイアスの調整等があり得る。従って、濃度補正用に算出された補正値は、書込み制御部121によるLEDA130の制御の他、帯電器110、現像器112の制御においても用いられ、現像されるトナー像の濃度が調整される。

0063

次に、本実施形態に係る位置ずれ補正動作について、図7を参照して説明する。図7は、本実施形態に係る位置ずれ補正動作において、書込み制御部121によって制御された光源装置281によって搬送ベルト105上に描画される位置ずれ補正用のマーク(以降、位置ずれ補正用マークとする)を示す図である。図7に示すように、本実施形態に係る位置ずれ補正用マーク400は、副走査方向に様々なパターンが並べられている位置ずれ補正用パターン列401が、主走査方向に複数(本実施形態においては3つ)並べられて構成されている。尚、図7において、実線が感光体ドラム109BK、点線は感光体ドラム109Y、破線は感光体ドラム109C、一点鎖線は感光体ドラム109Mによって夫々描画されたパターンを示す。

0064

図7に示すように、パターン検知センサ117は、主走査方向に複数(本実施形態においては3つ)のセンサ素子170を有し、夫々の位置ずれ補正用パターン列401は、夫々のセンサ素子170に対応した位置に描画されている。これにより、光書き込み制御装置120は、主走査方向の複数の位置でパターンの検出を行うことが可能となり、夫々の平均値を算出することによって位置ずれ補正動作の精度を向上することができる。

0065

図7に示すように、位置ずれ補正用パターン列401は、開始位置補正用パターン411とドラム間隔補正用パターン412を含む。また、図7に示すように、ドラム間隔補正用パターン412は、繰り返し描画されている。開始位置補正用パターン411は、上述した書込み開始カウント値をカウントするために描画されるパターンである。また、開始位置補正用パターン411は、センサ制御部123が、ドラム間隔補正用パターン412を検知する際の検知タイミングを補正するためにも用いられる。

0066

本実施形態に係る開始位置補正用パターン411は、図7に示すように、感光体ドラム109BKによって描画された線であって主走査方向に平行な線である。開始位置補正用パターン411を用いた開始位置補正においては、光書き込み装置制御部120が、パターン検知センサ117による開始位置補正用パターン411の読取信号に基づき、書込み開始タイミングの補正動作を行う。即ち、基準値記憶部125に記憶される書込み開始タイミング基準値は、LEDA130が開始位置補正用パターン411のうち感光体ドラム109BKによる黒のパターンの描画を開始してから描画された黒のパターンがパターン検知センサ117によって読み取られ、センサ制御部123によって検知されるまでの期間の基準となる値である。

0067

ドラム間隔補正用パターン412は、その名の通り、上述したドラム間隔カウント値をカウントするために描画されるパターンである。図7に示すように、ドラム間隔補正用パターン412は、副走査方向補正用パターン413及び主走査方向補正用パターン414を含む。光書き込み装置制御部120は、パターン検知センサ117による、副走査方向補正用パターン413の読取信号に基づき、感光体ドラム109BK、109M、109C、109Y夫々の副走査方向の位置ずれ補正を行い、主走査方向補正用パターン414の読取信号に基づき、上記各感光体ドラムの主走査方向の位置ずれ補正を行う。

0068

即ち、基準値記憶部125に記憶されているドラム間隔基準値は、LEDA130が書込み制御部121の制御に従って、ドラム間隔補正用パターン412の描画を開始してから、描画されたドラム間隔補正用パターン412に含まれる各線がパターン検知センサ117によって読み取られ、センサ制御部123によって検知されるまでの期間の基準となる値である。

0069

次に、本実施形態に係る濃度補正動作について、図8を参照して説明する。図8は、本実施形態に係る濃度補正動作において、書込み制御部121によって制御された光源装置281によって搬送ベルト105上に描画されるマーク(以降、濃度補正用マークとする)を示す図である。図8に示すように、本実施形態に係る濃度補正用マーク500は、ブラック階調パターン501、イエロー階調パターン502、マゼンタ階調パターン503及びシアン階調パターン504を含む。

0070

濃度補正用マーク500に含まれる各色の階調パターンは、本実施形態においては濃度の異なる4つの方形状のパターンによって構成されており、この方形状のパターンが、濃度の順に副走査方向に並べられて構成されている。そして、各色の階調パターンは、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの順に、副走査方向に並べられて配置されている。尚、図8に示すように、本実施形態に係る濃度補正用マーク500は、パターン検知センサ117に含まれるセンサ素子170のうち中央のセンサ素子170に対応した位置に描画されている。また、図8においては、各方形状のパターンに施されているハッチングの数によって、各パターンの濃度が示されている。

0071

図8に示す濃度補正用マーク500を用いた濃度補正においては、調整値算出部124が、パターン検知センサ117による各色の階調パターンの読み取り信号に基づいた濃度を示す情報をセンサ制御部123から取得し、現像バイアスの補正動作を行う。即ち、基準値記憶部125に記憶される濃度階調基準値は、各色の階調パターンに含まれる濃度の異なる4つのパターン夫々の濃度の基準となる値である。

0072

図7に示す位置ずれ補正用マーク400及び図8に示す濃度補正用マーク500は、本実施形態においては連続して描画される。その際、先に図8に示す濃度補正用マーク500が描画されて搬送ベルト105上に転写され、続いて位置ずれ補正用マーク400が描画されて搬送ベルト105上に転写される。そのため、位置ずれ補正用マーク400の描画時点においては、濃度補正動作の補正結果は反映されておらず、位置ずれ補正用マーク400のパターン濃度が適切ではなく、薄かったり濃かったりする可能性がある。

0073

そのように、位置ずれ補正用マーク400のパターン濃度が適切ではない場合、位置ずれ補正用マーク400に含まれるパターンの検知時において、描画されたパターンの濃度によりパターン検知が正確に行えず、その結果位置ずれ補正が正確に行えない場合がある。そのような課題を解決することが本実施形態に係る要旨である。

0074

次に、本実施形態に係るパターン検知センサ117に含まれる発光素子の光量確認の詳細について説明する。図9は、本実施形態に係るセンサ素子170の構成及びセンサ素子170がパターンを検知する際の状態を模式的に示す側断面図である。図9は、主走査方向に垂直な面であって且つセンサ素子170を含む面における断面図である。

0075

図9に示すように、本実施形態に係るセンサ素子170は、発光素子171、正反射光受光素子172及び拡散反射光受光素子173を含む。発光素子171は、本実施形態における照射光量の確認対象の光源である。本実施形態に係る発光素子171は、光ビームを照射するLED光源によって構成されている。

0076

正反射光受光素子172は、発光素子171から照射されて搬送ベルト105によって反射された光を受光する受光部の1つであり、図9に破線で示すように、発光素子171から照射されて搬送ベルト105において反射された光のうち、正反射光が入射する位置及び角度において設けられている。

0077

尚、図9の破線においては、正反射光受光素子172に正反射光のみが入射しているように示されているが、拡散反射光の影響をキャンセルすることは難しい。従って、実際には、正反射光成分及び拡散反射光成分を含む光が正反射光受光素子172に入射する。これにより、正反射光受光素子172は、正反射光成分及び拡散反射光成分を含む光の光量に応じた信号を出力する。

0078

拡散反射光受光素子173は、発光素子171から照射された搬送ベルト105によって反射された光を受光する受光素子の1つであり、図9において複数の弧で示すように、発光素子171から照射されて搬送ベルト105において反射された光のうち、拡散反射光を検出可能な位置に設けられている。拡散反射光受光素子173は、受光した拡散反射光の光量に応じた信号を出力する。

0079

このような構成により、本実施形態に係るパターン検知センサ117は、正反射光成分及び拡散反射光成分を含む光の検知信号と、拡散反射光成分のみからなる光の検知信号とを出力することが可能である。次に、本実施形態に係る位置ずれ補正用パターンと、パターン検知センサ117が出力する検知信号との関係及び光量確認の態様について、図10(a)〜(d)を参照して説明する。

0080

図10(a)は、搬送ベルト105の上面図であり、感光体ドラム109BKによる黒のパターン415及び感光体ドラム109Y、109C、109Mのいずれかによる有彩色のパターン416が描画された状態を示している。更に、図10(a)においては、発光素子171によって照射されるレーザビームのスポットQと、正反射光受光素子172が反射光を受光する位置に対応したスポットRとが破線の円で示されている。

0081

図10(b)には、拡散反射光受光素子173の出力信号、即ち、拡散反射光成分の光量に応じた信号が示されている。図10(b)に示すように、黒のパターン415の場合、白地と同様に拡散反射が起こらないため、信号はフラットのままである。有彩色のパターン416の場合、パターンが搬送されてスポットQに差し掛かった時点で拡散反射が起こり、図10(b)に示すように、信号強度上がり始める。そして、パターンの中心がスポットQの中心に到達したタイミングにおいてパターンの被照射範囲が最大となり、信号強度がピーク、即ち極大値となる。

0082

図10(c)には、仮に正反射光成分のみを検出した場合の信号強度が示されている。図10(c)に示すように、白地が照射されている間は、正反射光が検出されるため、信号拒度はフラットである。パターンがスポットRに到達した時点で正反射光成分が減少し始めるため、信号強度が落ち込み始める。そして、パターンの中心がスポットRの中心に到達したタイミングにおいて、正反射光成分が最低となり、パターンの落ち込みがピーク、即ち極小値となる。

0083

図10(d)には、正反射光受光素子172の出力信号、即ち、正反射光成分と拡散反射光成分とを含む光の光量に応じた信号が示されている。図10(d)に示すように、正反射光受光素子172の出力信号は、図10(b)と図10(c)とを合成した信号となる。

0084

図10(d)に示すように、正反射光受光素子172の出力信号には、閾値Sが設けられている。この閾値Sは、センサ制御部123が、パターン検知時のパラメータによって適宜設定する。そして、センサ制御部123は、位置ずれ補正においてパターンを検知する際、正反射光受光素子172の出力信号が閾値Sとなるタイミングを2つ検知し、そのタイミングの平均値に基づいてパターンの到達タイミングを検知する。尚、

0085

例えば、図10(d)において黒のパターン415を検知する場合、センサ制御部123は、タイミングtS1及びtS2の平均値に基づき、黒のパターン415の到達タイミングを検知する。尚、閾値Sを用いる場合の他、図10(d)に示すtP1、tP2のように、信号の落ち込みがピークとなるタイミングを、パターンの到達タイミングとしても良い。

0086

尚、有彩色のパターン416は、上述したように、正反射光成分と拡散反射光成分との合成であるため、tS3とtS4との平均値からは、パターンの到達タイミングが正確に求められない可能性もある。有彩色パターン到着タイミングをできるだけ正確に検出するために、パターンの副走査方向の幅L1は、スポットRの直径と同一若しくはそれ以下に設定されている。

0087

これは、パターンを可能な限り細く描画することにより、到着タイミングの幅を狭くし、検知誤差を低減するためである。また、隣接するパターンの間隔L2は、スポットQの直径よりも大きく設定されている。これにより、2つの異なるパターンが同時に照射され、2つのパターンから同時に拡散反射光が反射され、検知信号の信号強度が予期しない値となることを防ぐことができる。

0088

本実施形態に係るセンサ素子170は、正反射光受光素子172の検知信号と、拡散反射光受光素子173の検知信号とを夫々別々に出力する機能を有する。上述したように正反射光受光素子172の検知信号は図10(d)に示すグラフであり、拡散反射光受光素子173の検知信号は図10(b)に示すグラフである。そして、センサ制御部123は、正反射光受光素子172の検知信号及び拡散反射光受光素子173の検知信号に基づいて前記搬送体上の画像を検知する。

0089

図10(a)〜(d)は、黒のパターン415及び有彩色のパターン416が所定の濃度のトナー像である場合の例であるが、センサ素子170が出力する検知信号の信号強度は、トナー像の濃度によって変化する。トナー像の濃度と検知信号の信号強度の関係について、図11(a)、(b)に示す。

0090

図11(a)は、黒のトナー像、即ち、黒のパターン415の検知信号の信号強度とトナー濃度との関係を示すグラフであり、破線が拡散反射光、実線が正反射光の検知信号強度である。黒トナーの場合、トナー付着量が増えるにつれて正反射光受光素子172の検知信号強度が小さくなり、拡散反射光受光素子173の検知信号強度はあまり変化しない。これは、トナー付着量が増えるとトナーに光が吸収され、反射光が少なくなるため正反射電圧、拡散反射電圧共に小さくなるためである。但し、トナー付着量が増えてトナー像の濃度が一様化することにより表面反射量が増えるため、拡散反射電圧はトナー付着量に応じてわずかに上昇する。

0091

図11(b)は、カラーのトナー像、即ち、有彩色のパターン416の検知信号の信号強度とトナー像との関係を示すグラフであり、破線が拡散反射光、実線が正反射光の検知信号強度である。カラートナーの場合、トナー付着量が増えるにつれて正反射光受光素子172の検知信号強度が下がるが、あるところから増加に転じる。拡散反射光受光素子173の検知信号強度は、トナー付着量が増えるにつれて大きくなる。これは、カラートナーではトナー付着量が増えるにつれ、トナーに吸収されない光が拡散することで、拡散反射光が増え、その反射光の一部が受光部24に入るため、正反射電圧と拡散反射電圧がプラスされて正反射光受光素子172に入る光が増えるからである。

0092

黒トナー、カラートナーのいずれにおいても、トナー付着量が少なければ、その分、検知信号強度の搬送ベルト105の地肌との違いが小さく、正反射光、拡散反射光のいずれであってもパターンの検知が困難である。また、カラートナーの場合、トナー付着量が多くなるにつれて、正反射光の検知による信号強度がベルト地肌照射時の信号強度に近づくため、同様にパターンを検知し難くなる。本実施形態に係る要旨は、このようなトナー濃度に応じたパターンの検知方法を最適化することにある。

0093

図12(a)は、図10(a)に示すように配置されたパターンの検知信号であって、パターンの濃度が薄い場合の検知信号を示す図である。また、図12(a)においては、検知信号の濃度が低いことに応じて閾値Sが設定されており、ベルト地肌照射時の信号強度とパターン検知によるピーク値との中間値に設定されている。更に、図12(a)においては、ノイズNに応じた信号がある場合を示している。

0094

図12(a)の場合、閾値Sによってパターンを検知することは可能であるが、パターン検知によるピーク値とノイズのピークとの差が小さいため、閾値Sによってノイズを排除してパターンのみを検知することが難しい。このように、パターン検知によるピーク値とノイズのピーク値との差が小さくなる程度にパターン検知によるピーク値とベルト地肌照射時の信号強度との差が小さい場合、センサ制御部123は、ノイズフィルタを強くすることにより図12(b)に示すように、パターンのみを検知するように信号を補正する。

0095

図12(a)の状態から図12(b)に示す状態への信号処理に用いられたノイズフィルタは高周波数成分のカットする帯域を大きくするフィルタである。ノイズフィルタを強くすることは、位置ずれ補正パターンをノイズと検知する可能性もあるため、センサ制御部123は、パターンの検知信号のピーク値とベルト地肌照射時の信号強度との差が所定の閾値S1未満となる場合にのみ、図12(a)から図12(b)へ信号を補正するためのフィルタを適応する。

0096

図13は、図12(a)よりも更にパターンの濃度が薄い場合の検知信号を示す図である。図13の場合、パターンの検知信号のピーク値とベルト地肌照射時の信号強度との差がほとんどなく、パターンの検知がほとんど不可能である。従って、センサ制御部123は、パターンの検知信号のピーク値とベルト地肌照射時の信号強度との差が所定の閾値S2未満となる場合には、位置ずれ補正動作をエラー終了してユーザに通知する。これにより、誤った位置ずれ補正が実行されてしまうことを防ぐことができる。

0097

図14は、パターンの濃度が理想的な場合の検知信号を示す図である。図14の場合、パターンの検知信号のピーク値とベルト地肌照射時の信号強度との差が充分にある。そのため、パターン検知によるピーク値とベルト地肌照射時の信号強度との中間点に閾値Sを設定することによって黒パターン及びカラーパターンを検知することが可能であると共に、それによってノイズNを検知することもなく、適正に位置ずれ補正を実行することができる。

0098

図15は、パターン濃度が図14の場合よりも濃い場合の検知信号を示す図である。図15に示すように、黒トナーの場合、濃度が濃くなるにつれ、パターンの検知信号のピーク値とベルト地肌照射時の検知信号との差が大きくなるため、パターンの検知信号のピーク値とベルト地肌照射時の検知信号との中間に閾値Sを設定することにより、容易にパターンを検知可能である。

0099

他方、カラートナーの場合、位置ずれ補正パターンが濃くなると、図11において説明したように、拡散反射光が強くなり、その結果正反射光受光素子172の検知信号強度が大きくなり、その結果、パターンの検知信号のピーク値とベルト地肌照射時の検知信号との差が小さくなり、パターンの検知が困難となる。

0100

これに対して、カラートナーの場合、パターン濃度が濃くなると拡散反射光が強くなることを利用し、拡散反射光受光素子173の検知信号強度のピーク値に対して閾値S´を設定することによって、パターンを検知することが可能である。従って、センサ制御部123は、例えば拡散反射光受光素子173の検知信号強度のピーク値とベルト地肌照射時の検知信号との差が所定の閾値S3以上であれば、拡散反射光受光素子173の出力信号に基づいてパターンを検知する。尚、上記閾値S´も、閾値Sと同様に、パターン検知によるピーク値とベルト地肌照射時の信号強度との中間点とすることができる。

0101

このように、本実施形態に係る光書き込み制御装置120においては、センサ制御部123が、パターンの濃度に応じて位置ずれ補正用マーク400に含まれる各パターンを検知するための検知方法を決定する。具体的には、位置ずれ補正用マーク400の検知時において、既に濃度補正用マーク500の検知は完了しているため、その検知結果を用いて位置ずれ補正用マーク400検知時の検知方法を決定する。これにより、パターンの濃度を原因とするパターンの誤検知を回避することができる。

0102

図16は、本実施形態に係る濃度補正処理及び位置ずれ補正処理の動作を示すフローチャートである。図16に示すように、まずは書込み制御部121が濃度補正用マーク500及び位置ずれ補正用マーク400のパターン描画を開始する(S1601)。そして、搬送ベルト105上に転写されたパターンがパターン検知センサ117の検知位置に到達すると、センサ制御部123がパターン検知センサ117の検知信号に基づいてパターン検知を開始する(S1602)。

0103

上述したように、方度補正用マーク500が先に描画されるため、センサ制御部123によってパターンが検知されると、調整値算出部124が濃度補正処理を実行する(S1603)。調整値算出部124は、濃度補正処理を完了すると、補正値記憶部126に濃度補正結果を格納する(S1604)。

0104

この際、調整値算出部124は、濃度補正用マーク500の濃度検知結果及び濃度補正の成否をセンサ制御部123にも通知する。通知される濃度検知結果は、CMYK各色の濃度検知結果であり、濃度補正用マーク500に続いて描画された位置ずれ補正用マーク400の検知信号強度のピーク予測値と、ベルト地肌照射時の信号強度の差である。

0105

濃度補正処理においては、図8に示すような濃度補正用マーク500の検知結果が取得される。そのため、調整値算出部124は、その検知結果及びパターン描画時の帯電バイアス露光強度に基づいて位置ずれ補正用マーク400の検知結果信号強度のピーク値を予測することが可能である。

0106

調整値算出部124は、そのようにして正反射光受光素子172及び拡散反射光受光素子173夫々の検知信号に基づき、位置ずれ補正用マーク400のパターン検知によるピーク値とベルト地肌照射時の信号強度との差を求め、センサ制御部123に通知する。また、濃度補正の成否とは、トナー切れ等により濃度補正が実行不可能であった場合等に濃度補正失敗と判断した結果であり、通常は成功と判断される。

0107

尚、調整値算出部124がセンサ制御部123に入力する濃度検知結果としては、上述したように算出された予測値の他、図8に示すように色毎に段階的な濃度で形成された階調パターンのうち、位置ずれ補正パターンを描画する濃度と同一または最も近い濃度で描画されたパターンの検知結果を用いることも可能である。

0108

調整値算出部124から濃度検知結果を取得したセンサ制御部123は、図12(a)、(b)〜図15において説明したように、パターン検知方法を設定する(S1605)。S1605の処理については後に詳述する。センサ制御部123は、設定したパターン検知方法に従ってパターンを検知し、検知信号をカウント部122に入力する。これにより、調整値算出部124が、カウント部122によるカウント結果に従って位置ずれ補正処理を実行し(S1606)、その補正結果を補正値記憶部126に格納して(S1607)、処理を終了する。

0109

次に、本実施形態のS1605に係るパターン検知方法の設定動作について図17のフローチャートを参照して説明する。図17に示すようにセンサ制御部123は、まず濃度補正の成否を判断し(S1701)、濃度補正が失敗であれば(S1701/NO)、エラーをユーザに通知して補正動作を停止し(S1713)、処理を終了する。

0110

濃度補正が成功であった場合(S1701/YES)、次に、センサ制御部123は、濃度補正の結果として通知された各色の濃度検知結果から1つを選択し、図12(a)、(b)において説明したように、正反射光受光素子172の検知結果について、パターン検知によるピーク値とベルト地肌照射時の信号強度との差X1が、閾値S1以上であるか否か確認する(S1702)。この閾値S1は、図12(a)、(b)において説明したような高周波成分をカットするフィルタの適用要否を判断するための閾値であると共に、図14において説明したように、適正にパターン検知が可能であるか否かを判断するための閾値である。

0111

X1がS1以上であった場合(S1702/YES)、図14において説明したように適切なパターン検知が可能であるため、センサ制御部123は、正反射光受光素子172の出力信号に基づいてパターンを検知することを決定し(S1703)、パターン検知によるピーク値とベルト地肌照射時の信号強度との中間点に閾値Sを設定する(S1704)。

0112

他方、X1がS1未満であった場合(S1702/NO)、次に、センサ制御部123は、図15において説明したように、拡散反射光受光素子173の検知結果について、パターン検知によるピーク値とベルト地肌照射時の信号強度との差Y1が、閾値S3以上であるか否か確認する(S1706)。この閾値S3は、図14において説明したように、パターンの濃度が濃い場合に拡散反射光の検知結果を用いるか否かを判断するための閾値である。

0113

Y1が、閾値S3以上であった場合(S1706/YES)、図15において説明したように、拡散反射光による検知が可能であるため、センサ制御部123は、拡散反射光受光素子173の出力信号に基づいてパターンを検知することを決定し(S1707)、パターン検知によるピーク値とベルト地肌照射時の信号強度との中間点に閾値S´を設定する(S1708)。

0114

Y1が、閾値S3未満であった場合(S1706/NO)、次に、センサ制御部123は、図13において説明したように、正反射光受光素子172の検知結果について、パターン検知によるピーク値とベルト地肌照射時の信号強度との差X2が、閾値S2以上であるか否か確認する(S1709)。この閾値S2は、図13において説明したように、パターンの検知が不可能な程度にパターンが薄いことを判定するための閾値である。

0115

X2が、閾値S2以上であった場合(S1709/YES)、センサ制御部123は、図12(a)、(b)において説明したような態様によりパターンの検知が可能であると判断する。従って、センサ制御部123は、正反射光受光素子172の出力信号に基づいてパターンを検知することを決定し(S1710)、パターン検知によるピーク値とベルト地肌照射時の信号強度との中間点に閾値Sを設定し(S1711)、更に、図12(a)、(b)において説明したような高周波成分をカットするフィルタを設定する(S1712)。

0116

X2が、閾値S2未満であった場合(S1709/NO)、センサ制御部123は、パターン検知が不可能であると判断し、エラーをユーザに通知して(S1713)、処理を終了する。

0117

S1704、S1708、S1712のいずれかを完了すると、センサ制御部123は、CMYK全色についての処理が完了したか否か判断し(S1705)、完了してなければ(S1705/NO)、未選択の色についてS1702からの処理を繰り返す。他方、CMYK全色について処理が完了していれば(S1705/YES)、処理を終了する。

0118

図17に示すような動作によれば、パターン検知によるピーク値とベルト地肌照射時の検知強度との差に基づいて判断されるため、黒トナーのパターンであるかカラートナーのパターンであるかに関わらず、パターン検知の可否を判断することが可能となる。そして、夫々のパターン検知結果に応じてパターン検知方法が判断されるため、パターンの誤検知を防ぎ、位置ずれ補正を好適に実行することが可能となる。

0119

以上説明したように、本実施形態に係る光書込み制御装置120によれば、画像形成装置において、画像の位置を調整する調整処理において生成されるパターンの検知精度を向上することが可能となる。

0120

尚、上記実施形態においては、図3に示すように、搬送ベルト105によって搬送される用紙の紙面上に感光体ドラム109から直接画像を転写する方式を例として説明した。即ち、搬送体としての搬送ベルト105が、用紙を搬送する場合を例として説明した。

0121

この他、感光体ドラム109から搬送ベルト105上に転写されて形成された画像を更に用紙の紙面上に転写する中間転写方式であっても、上記実施形態を適用することが可能であり、上記と同様の効果を得ることができる。この場合、中間転写ベルトである搬送ベルト105は、搬送体として画像を搬送する。

0122

1画像形成装置、
10 CPU、
11 RAM、
12 ROM、
13エンジン、
14 HDD、
15 I/F、
16 LCD、
17 操作部、
18バス、
20コントローラ、
21 ADF、
22スキャナユニット、
23排紙トレイ、
24ディスプレイパネル、
25給紙テーブル、
26プリントエンジン、
27 排紙トレイ、
28ネットワークI/F、
30 主制御部、
31エンジン制御部、
32入出力制御部、
33画像処理部、
34操作表示制御部、
101給紙トレイ、
102給紙ローラ、
103分離ローラ、
104 用紙、
105搬送ベルト、
106BK、106C、106M、106Y画像形成部、
107駆動ローラ、
108従動ローラ、
109BK、109C、109M、109Y感光体ドラム、
110BK帯電器、
111光書き込み装置、
112BK、112C、112M、112Y現像器、
113BK、113C、113M、113Y除電器、
115BK、115C、115M、115Y転写器、
116定着器、
117パターン検知センサ、
120 光書き込み装置制御部、
121書込み制御部、
122カウント部、
123センサ制御部、
124補正値算出部、
125基準値記憶部、
126補正値記憶部、
130、130BK、130C、130M、130YLEDA
170センサ素子、
171発光素子、
172正反射光受光素子、
173拡散反射光受光素子、
400位置ずれ補正用マーク、
401位置ずれ補正用パターン列、
411開始位置補正用パターン、
412ドラム間隔補正用パターン、
413副走査方向補正用パターン、
414 主走査方向補正用パターン
500濃度補正用マーク
501ブラック階調パターン
502イエロー階調パターン
503マゼンタ階調パターン
504シアン階調パターン

先行技術

0123

特開2008−299311号公報
特開2008−180946号公報
特開2003−280315号公報

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