JP4149627B2

JP4149627B2 - カラー画像形成装置

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Publication number: JP4149627B2
Application number: JP29498799A
Authority: JP
Inventors: 賢史篠原
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1999-10-18
Filing date: 1999-10-18
Publication date: 2008-09-10
Anticipated expiration: 2019-10-18
Also published as: US6380960B1; EP1094663B1; JP2001117311A; EP1094663A1; DE60042543D1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式・静電記録方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ等のカラー画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１１に搬送ベルトに沿って画像形成部が並んだタンデムタイプといわれるカラー画像形成装置の構成を示す。
各々異なる色（イエロー：Ｙ、マゼンタ：Ｍ、シアン：Ｃ、ブラック：Ｋ）の画像を形成する画像形成部１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、転写紙２を搬送する搬送ベルト３に沿って一列に配置されている。搬送ベルト３は、その一方が駆動回転する駆動ローラと他方が従動回転する従動ローラである搬送ローラ４，５によって架設されており、搬送ローラの回転により矢印方向に回転駆動される。
【０００３】
搬送ベルト３の下部には、転写紙２が収納された給紙トレイ６が備えられている。収納された転写紙２のうち最上位置にある転写紙は、画像形成時には給紙され、静電吸着によって搬送ベルト３上に吸着される。吸着された転写紙２は、第１の画像形成部（イエロー）１Ｙに搬送され、ここでイエローの画像形成が行われる。第１の画像形成部１Ｙは、感光体ドラム７Ｙと感光体ドラム７Ｙの周囲に配置された帯電器８Ｙ、露光器９Ｙ、現像器１０Ｙ、感光体クリーナ１１Ｙから構成されている。
【０００４】
感光体ドラム７Ｙの表面は、帯電器８Ｙで一様に帯電された後、露光器９Ｙによりイエローの画像に対応したレーザ光１２Ｙで露光され、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は現像器１０Ｙで現像され、感光体ドラム７Ｙ上にトナー像が形成される。このトナー像は、感光体ドラム７Ｙと搬送ベルト３上の転写紙２と接する位置（転写位置）で転写器１３Ｙによって転写され、転写紙上に単色（イエロー）の画像を形成する。転写が終わった感光体ドラム７Ｙは、ドラム表面に残った不要なトナーを感光体クリーナ１１Ｙによってクリーニングされ、次の画像形成に備えることとなる。
【０００５】
このように、第１の画像形成部１Ｙで単色（イエロー）を転写された転写紙２は、搬送ベルト３によって第２の画像形成部（マゼンタ）１Ｍに搬送される。ここでも同様に、感光体ドラム７Ｍ上に形成されたトナー像（マゼンタ）は、転写紙２上に重ねて転写される。
【０００６】
転写紙２は、さらに第３の画像形成部（シアン）１Ｃ、第４の画像形成部（ブラック）１Ｋに搬送され、同様に形成されたトナー像を転写されてカラー画像を形成していく。第４の画像形成部１Ｋを通過してカラー画像が形成された転写紙２は、搬送ベルト３から剥離され、定着器１４にて定着された後、排紙される。
【０００７】
図１１に示したタンデムタイプの画像形成装置においては、その構成上、各色間の位置合わせ技術が重要な課題となる。各色の位置ずれの成分としては、主に次のようなものがある。
（１）スキュー
（２）副走査方向のレジストずれ
（３）副走査方向のピッチムラ
（４）主走査方向の倍率誤差
（５）主走査方向のレジストずれ
【０００８】
図１２は一般的な位置ずれ検知手段とその周辺部を示す斜視図、図１３は位置ずれ検知手段の拡大図、図１４は図１３のスリットの拡大図である。
これらの図に基づき、特開平１０−１９８１１０号公報に示す位置ずれ検知の技術を説明する。
【０００９】
検知手段は発光部１５、スリット１６、受光部１７からなり、搬送ベルト３上に形成された位置ずれ検知用マーク１８を検知する。検知手段は、主走査方向の両端に配置され、各々に対応して検知用マーク１８が形成される。スリット１６は、主走査方向に平行なライン（以下、横線と呼ぶ）とそのラインに対して傾斜したライン（以下、斜め線と呼ぶ）それぞれを検知するために、それらと平行な開口部（各々幅ａ、長さｂ）からなっている。
【００１０】
図１５は検知用マークの拡大図である。
この図に基づき他の従来技術を説明する。検知用マーク１８は、Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙそれぞれの横線、斜め線によって構成されており、各々のラインの幅はスリット開口部の幅ａと同一であり、長さは開口部ｂよりも長くしている。位置ずれ検知用マーク１８は、この例ではＫ−Ｃ−Ｍ−Ｙの順に並んでおり、横線４つと斜め線４つで１つの対と見做している。
【００１１】
そして、感光体半周分の距離だけ離れた位置に同色同形状のトナーマークが複数対存在し、かつ互いのトナーマーク対は感光体半周周長の整数倍とは異なる距離離れた位置に存在し、かつ、感光体半周分の距離だけ離れた位置に同色同形状のトナーマーク対が複数存在し、かつトナーマーク対の間隔内にトナーマークが１個以上存在するパターンを形成する。この例では感光体１周の周長間に４対のマークが形成されている。
【００１２】
また、各々のラインの間隔は、所定の長さｄを目標として形成される。この長さｄとは、位置ずれがあっても各ライン列の順序の逆転が起こらないように設定された値である。このようにすることによって、ラインがスリット１６の開口部に来た際の検知信号は、綺麗な山形もしくは谷形の波形となり、ライン中央を正確に求めることができる。
【００１３】
これらの横線、斜め線を用いて、各々の対においてＢＫの横線を基準にして各ラインの検知時間差及び左右の検知結果を比較し、さらに４対の演算結果の平均をとることによって、感光体の回転むらに起因する検知誤差を除去でき、正確なスキュー、副走査レジストずれ、主走査レジストずれ、主走査倍率誤差の補正を行っている。
【００１４】
図１６は副走査方向の書き出しタイミングを補正する際のタイミングチャート、図１７は主走査方向の書き出しタイミングを補正する際のタイミングチャートである。
これらの図に基づき、特許第２６４２３５１号、第２７６５６２６号に示す位置ずれ量補正の技術を説明する。図１６の場合、補正分解能は１ドットであるとする。副走査方向の画像領域信号（書込みイネーブル信号）は、同期検知信号のタイミングで書き出しを調整している。マーク検知、演算の結果、１ドット書き出し位置を早くしたい場合、図１６に示すように、同期検知信号１つ分早く書込みイネーブル信号をアクティブにすればよい。
【００１５】
また、図１７の場合、補正分解能は１ドットであるとする。まず、画像書込みクロックは、同期検知信号の立ち下がりエッジにより、各ラインともに正確に位相の合ったクロックが得られるようになっている。このクロック信号に同期して画像の書き込みが行われるが、主走査方向の画像書込みイネーブル信号も、このクロックに同期して作られている。
【００１６】
マーク検知、演算の結果、１ドット書き出し位置を早くしたい場合には、図１７に示すように、１クロック分早く書込みイネーブル信号をアクティブにすればよい。さらに、マーク検知、演算の結果、主走査方向の倍率が基準色に対してずれているときは、周波数を非常に小さいステップで変更できるデバイス、例えばクロックジェネレータ等を用いることにより倍率を変更できる。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
各色の各種のずれの補正を所定の分解能Ｒにて行う場合、従来の演算、補正方法では、基準色ともう１色の間のずれ量はそれぞれＲ／２以内に収まっていたが、ｎ≧３であるｎ色間で位置合わせをした場合、ある色間では最大Ｒずれることがあった。
【００１８】
本発明は、各色の位置ずれを抑えて高画質の出力を得ることができるフルカラー画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、搬送ベルトと、複数色の画像を形成し、前記搬送ベルトに沿って配置されたタンデム方式の画像形成部と、
該画像形成部が前記搬送ベルト上に形成した複数色からなる位置ずれ検知用マークの位置ずれ量を検知する位置ずれ検知手段と、該位置ずれ検知手段が検知した前記位置ずれ量を前記画像の補正分解能の大きさＲで補正する補正手段と、を有するカラー画像形成装置において、前記複数色はｎ色で、該ｎ色の中のいずれか１色が基準色であって、前記位置ずれ検知手段は、前記基準色を除く（ｎ−１）色において、前記基準色との位置ずれ量である対基準色位置ずれ量Ｚｉを検知し、前記対基準位置ずれ量Ｚｉを前記補正分解能の大きさＲで除算し、当該除算結果の整数部分の値ｍｉと、小数部分である第１の小数部分の値ｆ１ｉと、を算出する第１演算手段と、前記対基準色位置ずれ量Ｚｉの正負を判定する正負判定手段と、前記対基準色位置ずれ量Ｚｉ≧０のときは前記第１の小数部分の値ｆ１ｉから前記補正分解能の最小単位を減算して第２の小数部分ｆ２ｉを算出し、前記対基準色位置ずれ量Ｚｉ＜０のときは前記第１の小数部分の値ｆ１ｉに前記補正分解能の最小単位を加算して第２の小数部分ｆ２ｉを算出する第２演算手段と、前記第１の小数部分の値ｆ１ｉの絶対値または前記第２の小数部分ｆ２ｉの絶対値を、前記（ｎ−１）色の各色において夫々選択して得られる絶対値で構成された２ ^ｎ−１通りの組み合わせの中で、各組み合わせにおける当該（ｎ−１）個の絶対値の和と、当該（ｎ−１）個の絶対値から２個を選ぶ組み合わせ全てにおける当該２個の絶対値の差分の和と、を加算した総和を演算して、該総和が最小値となる１通りの絶対値の組み合わせを判定する第３の演算手段と、を有し、前記補正手段は、前記（ｎ−１）色の補正の際、当該総和が最小値となる１通りの組み合わせにおいて、（ａ）第１の小数部分の値ｆ１ｉが選択され、かつ、Ｚｉ≧０のとき、負方向にｍｉ・Ｒ補正し、（ｂ）第２の小数部分の値ｆ２ｉが選択され、かつ、Ｚｉ≧０のとき、負方向にｍｉ・Ｒ＋Ｒ補正し、（ｃ）第１の小数部分の値ｆ１ｉが選択され、かつ、Ｚｉ＜０のとき、正方向に｜ｍｉ・Ｒ｜補正し、（ｄ）第２の小数部分の値ｆ２ｉが選択され、かつ、Ｚｉ＜０のとき、正方向に｜ｍｉ・Ｒ−Ｒ｜補正することを特徴とするカラー画像形成装置。（但し、ｎは２以上の整数、ｉは１〜ｎ−１の整数である。）
【００２２】
また、上記目的を達成するために、請求項２記載の発明は、請求項１記載のカラー画像形成装置において、ｎ＝４であり、かつ前記ｎ色がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックであることを特徴とするものである。
【００２３】
また、上記目的を達成するために、請求項３記載の発明は、請求項１記載のカラー画像形成装置において、ｎ＝３であり、かつ前記ｎ色がイエロー、マゼンタ、シアンであることを特徴とするものである。
【００２４】
また、上記目的を達成するために、請求項４記載の発明は、請求項２記載のカラー画像形成装置において、前記画像の画像データ種類を利用者が選択可能な画像種類選択手段を備え、前記補正手段は、当該選択された画像データ種類が“ワン・ポイントカラー”または“文字・写真混在”であったときは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色間で補正を行う４色間補正演算モードと、当該選択された画像データ種類が“写真”であったときは、イエロー、マゼンタ、シアンの３色間で補正を行う３色間補正演算モードと、を備えることを特徴とするものである。
【００２５】
また、上記目的を達成するために、請求項５記載の発明は、請求項４記載のカラー画像形成装置において、前記４色間補正演算モードと、前記３色間補正演算モードと、の各々について直前に行った補正を記憶しておくための記憶手段と、当該記憶した補正と、選択された画像データ種類と、に基づき、前記基準色に対する各色の位置を変更する位置変更手段と、を有することを特徴とするものである。
【００２６】
請求項１記載の発明では、各色間の位置ずれ量が（ｎ−１）・Ｒ／ｎ以内かつ最小となるように位置ずれ量の演算、補正を行うことで、高画質の出力が得られる。
【００２８】
また、請求項２記載の発明では、４色間の位置ずれ量が３・Ｒ／４以内であり、かつ最小となるように位置ずれ量の演算、補正を行うことで、高画質の出力が得られる（ＢＫ線画等を含む画像等の画質の向上）。
【００２９】
また、請求項３記載の発明では、３色間の位置ずれ量が２・Ｒ／３以内であり、かつ最小となるように位置ずれ量の演算、補正を行うことで、高画質の出力が得られる（自然画等の画質の向上）。
【００３０】
また、請求項４及び請求項５記載の発明では、各色を出力画像の種類に最適な相対位置関係とすることで、画像データの種類によらず常に高画質の画像が出力される。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。
図１はプリンタとＰＣのブロック図、図２は図１に示すプリンタエンジン制御部の要部ブロック図である。
ＰＣ１０１にはプリンタドライバがインストールされており、プリンタコントローラ１０２及びプリンタエンジン制御部１０３に対して種々の設定を行う。ＰＣ１０１上のアプリケーションソフトから印刷が実行されると、データはプリンタコントローラ１０２に送られ、所定の画像処理等がなされた後、プリンタエンジン制御部１０３に送られ、画像形成がなされる。
【００３２】
図２において、発光部１１１から照射される光は、スリット１１２を通り、受光部１１３に受光される。受光部１１３から得られた信号は、ＡＭＰ１１４によって増幅され、フィルター１１５によってライン検知の信号成分のみを通過させ、Ａ／Ｄ変換器１１６によってアナログデータからデジタルデータへと変換される。データのサンプリングは、サンプリング制御部１１８によって制御され、サンプリングされたデータは、ＦＩＦＯメモリ１１７に格納される。ここでは、１組の検知センサにおける構成のみを示したが、もう１組においても同様の構成をとる。
【００３３】
１通りマークの検知が終了した後、格納されていたデータは、Ｉ／Ｏポート１１９を介し、データバス１２０により、ＣＰＵ１２１及びＲＡＭ１２２にロードされ、種々のずれ量を算出するための演算処理を行う。本発明においては、ＲＡＭ１２２は、少なくとも直前に行った検知、演算、補正時の基準色に対する各色の画像位置情報を記憶しておき、補正時にそれらを呼び出し、補正を行うといったことにも用いられている。一方、ＲＯＭ１２３には、種々のずれ量を演算するためのプログラムを始め各種のプログラムが格納してある。なお、アドレスバス１２４によって、ＲＯＭアドレス、ＲＡＭアドレス、各種入出力機器の指定を行っている。
【００３４】
また、ＣＰＵ１２１は、受光部１１３からの検知信号を適当なタイミングでモニタしており、搬送ベルト及び発光部１１１の劣化等が起こっても、確実に検知ができるように発光量制御部１２５によって発光量を制御しており、受光部１１３からの受光信号のレベルが常に一定となるようにしている。
【００３５】
ＣＰＵ１２１は、求めた各種補正量に基づき、主、副レジストの変更及び倍率誤差に基づき画周波数を変更するために、書込制御基板１２６に対してその設定を行う。書込制御基板１２６には、出力周波数を非常に細かく設定できるデバイス、例えばＶＣＯ（ＶｏｌｔａｇｅＣｏｎｔｒｏｌｌｅｄＯｓｃｉｌｌａｔｏｒ）を利用したクロックジェネレータ等を、基準色を含め各色に対して備えている。この出力を画像クロックとして用いている。
【００３６】
以下、具体的な実施形態を説明する。
まず第１の実施形態として、４色間で補正後の位置ずれ量を最小にする方法を説明する。基準色がＢＫである場合を説明する。
図３はＢＫを基準として、他色が取り得るレジスト位置関係を示したものであり、単位はドットである。従来の位置合わせ演算、補正方法では、基準色に対してドット単位の補正を行っていたため、補正後には各色ともＢＫに対して−１／２ドットから１／２ドットの範囲内に収まっていた。
【００３７】
しかし、他色間のずれ量としては、最悪１ドットずれてしまうといったことが起こっていた。例えば、補正後にＢＫ以外のＹＭＣがそれぞれ、▲１▼−ａ，▲１▼−ｂ，▲２▼−ｃのレジスト位置にあるとすると、ＢＫと各色間は１／２ドット以内に収まっているが、▲１▼−ａ，▲１▼−ｂとでは１ドットずれている。ところが、▲１▼−ｂは１ドット負方向に移動することによって、▲１▼−ａと同位置とすることができる。
【００３８】
上述の通り、適当な色を１ドット移動させることによって従来よりもずれ量を小さく収めることができるが、４色間の場合、図３の太線のように、４色が各々１／４ドットずつずれた位置関係にあるときが最も補正後のずれ量が大きくなり（残ってしまい）、その量は最大３／４ドットである。
【００３９】
例えば、ＢＫ以外のＹＭＣがそれぞれ、▲１▼−ａ，▲２▼−ｃ，▲４▼−ｄのレジスト位置にあるとすると、▲１▼−ａと▲４▼−ｄでは３／４ドットずれている。仮に▲４▼−ｄを▲４▼−ｅに移動させたとしても、ＢＫと▲４▼−ｅとのずれ量はやはり３／４ドットであり、これ以上ずれ量を小さくすることができない。逆に、▲１▼，▲２▼，▲３▼，▲４▼以外のレジスト位置関係にあるときは、同様に適当な色を１ドット移動させることによって、３／４ドット以内に収めることができる。
【００４０】
また、各色の配置の仕方によってはさらにずれ量を小さくすることができる。その最適な各色の配置の仕方は、ドット単位の補正を行った場合に残ってしまう端数（少数部）のずれ量の総和を求め、最小となるように配置すればよい。すなわち、各色が最も密集するような配置の仕方を求めることとなる。
【００４１】
図４及び図５はその方法を示すフローチャートである。図中、各変数を次のように定義する。
Ｚ１：ＹのＫに対するずれ量（ｍｍ）
Ｚ２：ＭのＫに対するずれ量（ｍｍ）
Ｚ３：ＣのＫに対するずれ量（ｍｍ）
Ｐ：ドットサイズ
ｍ１：Ｚ１／Ｐの整数部かつ絶対値が最小のもの
ｍ２：Ｚ２／Ｐの整数部かつ絶対値が最小のもの
ｍ３：Ｚ３／Ｐの整数部かつ絶対値が最小のもの
ｆ１：Ｚ１／Ｐの小数部
ｆ２：Ｚ２／Ｐの小数部
ｆ３：Ｚ３／Ｐの小数部
ｆ１１：ずれ量の総和を計算する際の小数部を表す変数（＝ｆ１）
ｆ１２：ずれ量の総和を計算する際の小数部を表す変数（＝ｆ２）
ｆ１３：ずれ量の総和を計算する際の小数部を表す変数（＝ｆ３）
ｆ２１：ずれ量の総和を計算する際の小数部を表す変数で、Ｚ１≧０のときｆ１−１、Ｚ１＜０のときｆ１＋１
ｆ２２：ずれ量の総和を計算する際の小数部を表す変数で、Ｚ２≧０のときｆ２−１、Ｚ２＜０のときｆ２＋１
ｆ２３：ずれ量の総和を計算する際の小数部を表す変数で、Ｚ３≧０のときｆ３−１、Ｚ３＜０のときｆ３＋１
【００４２】
まず、位置ずれの検知結果から、各色のずれ量Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３をそれぞれ求め（ステップＳ１）、Ｚ１／Ｐ，Ｚ２／Ｐ，Ｚ３／Ｐをそれぞれ計算し（ステップＳ２）、その各整数部で絶対値が最小のものをそれぞれｍ１，ｍ２，ｍ３に代入し（ステップＳ３）、その小数部をそれぞれｆ１，ｆ２，ｆ３に代入する（ステップＳ４）。
【００４３】
次に、ｉ≦３である間、ステップＳ５からステップＳ１０までの間をループする。ループ中、Ｚｉ≧０であるかどうかを判定し（ステップＳ６）、Ｙｅｓならばｆ１ｉにｆｉ、ｆ２ｉにｆｉ−１を代入し（ステップＳ７）、Ｎｏであるならばｆ１ｉにｆｉ、ｆ２ｉにｆｉ＋１を代入し（ステップＳ８）、ｉをインクリメントする（ステップＳ９）。
【００４４】
次に、ステップＳ５からステップＳ１０までに求めた各色２つずつの小数部を表す変数ｆ１ｉまたはｆ２ｉについて、それらの全ての組み合わせについてずれ量の総和をそれぞれ計算する。具体的には、ずれ量の総和Ｄｊを求める関数として、

を定義し、ｆ１１またはｆ２１、ｆ１２またはｆ２２、ｆ１３またはｆ２３の全ての組み合わせ、すなわち２³通りのＤｊ（ｊ＝１，２，３，・・・２³）をそれぞれ求める（ステップＳ１１〜ステップＳ１４）。そして、Ｄｊのうち最小となるものを検索する（ステップＳ１５）。
【００４５】
次に、Ｚｉの符号とステップＳ１５にて求めた最小となるものの各色の小数点を表す変数が何であったかを調べ、補正量を決定していく。ここではＹ，Ｍ，Ｃの順に補正量を求めていくこととする。まず、Ｚ１≧０であるかどうかを判定し（ステップＳ１６）、Ｙｅｓであるならば、Ｙの小数部がｆ１１であるかどうかを判定し（ステップＳ１７）、Ｙｅｓであるならば、Ｙの補正量を負方向にｍ１とし（ステップＳ１８）、Ｎｏであるならば、Ｙの小数部がｆ２１であるので、Ｙの補正量を負方向に（ｍ１＋１）とする（ステップＳ１９）。
【００４６】
また、ステップＳ１６にてＮｏであるならば、Ｙの小数部がｆ１１であるかどうかを判定し（ステップＳ２０）、Ｙｅｓであるならば、Ｙの補正量を正方向にｍ１とし（ステップＳ２１）、Ｎｏであるならば、Ｙの小数部がｆ２１であるので、Ｙの補正量を正方向に（ｍ１−１）とする（ステップＳ２２）。
【００４７】
次に、Ｚ２≧０であるかどうかを判定し（ステップＳ２３）、Ｙｅｓであるならば、Ｍの小数部がｆ１２であるかどうかを判定し（ステップＳ２４）、Ｙｅｓであるならば、Ｍの補正量を負方向にｍ２とし（ステップＳ２５）、Ｎｏであるならば、Ｍの小数部がｆ２２であるので、Ｍの補正量を負方向に（ｍ２＋１）とする（ステップＳ２６）。
【００４８】
また、ステップＳ２３にてＮｏであるならば、Ｍの小数部がｆ１２であるかどうかを判定し（ステップＳ２７）、Ｙｅｓであるならば、Ｍの補正量を正方向にｍ２とし（ステップＳ２８）、Ｎｏであるならば、Ｍの小数部がｆ２２であるので、Ｍの補正量を正方向に（ｍ２−１）とする（ステップＳ２９）。
【００４９】
次に、Ｚ３≧０であるかどうかを判定し（ステップＳ３０）、Ｙｅｓであるならば、Ｃの小数部がｆ１３であるかどうかを判定し（ステップＳ３１）、Ｙｅｓであるならば、Ｃの補正量を負方向にｍ３とし（ステップＳ３２）、Ｎｏであるならば、Ｃの小数部がｆ２３であるので、Ｃの補正量を負方向に（ｍ３＋１）とする（ステップＳ３３）。
【００５０】
また、ステップＳ３０にてＮｏであるならば、Ｃの小数部がｆ１３であるかどうかを判定して（ステップＳ３４）、Ｙｅｓであるならば、Ｃの補正量を正方向にｍ３とし（ステップＳ３５）、Ｎｏであるならば、Ｃの小数部がｆ２３であるので、Ｃの補正量を正方向に（ｍ３−１）とし（ステップＳ３６）、リターンする。上述のようにして決められた各色の補正量に従い補正が行われる。
【００５１】
次に、第２の実施形態として、３色間で補正後の位置ずれ量を最小にする方法を説明する。基準色がＹである場合を説明する。
図６はＹを基準として、他色が取り得るレジスト位置関係を示したものであり、単位はドットである。従来の位置合わせ演算、補正方法では、基準色に対してドット単位の補正を行っていたため、補正後には各色ともＹに対して−１／２ドットから１／２ドットの範囲内に収まっていた。
【００５２】
しかし、他色間のずれ量としては、先の４色間の場合と同様に、最悪１ドットずれてしまうといったことが起こっていた。この場合も適当な色を１ドット移動させることによって従来よりもずれ量を小さく収めることができるが、３色間の場合、図６の太線のように、３色が各々１／３ドットずつずれた位置関係にあるときが最も補正後のずれ量が大きくなり（残ってしまい）、その量は最大２／３ドットである。
【００５３】
例えば、Ｙ以外のＭＣがそれぞれ、▲１▼−ａ，▲３▼−ｂのレジスト位置にあるとすると、▲１▼−ａと▲３▼−ｂとでは２／３ドットずれている。仮に▲３▼−ｂを▲３▼−ｃに移動させたとしても、Ｙと▲３▼−ｃとのずれ量はやはり２／３ドットであり、これ以上ずれ量を小さくすることができない。逆に、▲１▼，▲２▼，▲３▼以外のレジスト位置関係にあるときは、同様に適当な色を１ドット移動させることによって、２／３ドット以下に収めることができる。
【００５４】
また、各色の配置の仕方によってはさらにずれ量を小さくすることができる。その最適な各色の配置の仕方は、ドット単位の補正を行った場合に残ってしまう端数（少数部）のずれ量の総和を求め、最小となるように配置すればよい。すなわち、各色が最も密集するような配置の仕方を求めることとなる。
【００５５】
図７及び図８はその方法を示すフローチャートである。図中、各変数を次のように定義する。
Ｚ１：ＭのＹに対するずれ量（ｍｍ）
Ｚ２：ＣのＹに対するずれ量（ｍｍ）
Ｐ：ドットサイズ〔＝２５．４／６００（ｍｍ）〕
ｍ１：Ｚ１／Ｐの整数部
ｍ２：Ｚ２／Ｐの整数部
ｆ１：Ｚ１／Ｐの小数部
ｆ２：Ｚ２／Ｐの小数部
ｆ１１：ずれ量の総和を計算する際の小数部を表す変数（＝ｆ１）
ｆ１２：ずれ量の総和を計算する際の小数部を表す変数（＝ｆ２）
ｆ２１：ずれ量の総和を計算する際の小数部を表す変数で、Ｚ１≧０のときｆ１−１、Ｚ１＜０のときｆ１＋１
ｆ２２：ずれ量の総和を計算する際の小数部を表す変数で、Ｚ２≧０のときｆ２−１、Ｚ２＜０のときｆ２＋１
【００５６】
まず、位置ずれの検知結果から、各色のずれ量Ｚ１，Ｚ２をそれぞれ求め（ステップＳ１）、Ｚ１／Ｐ，Ｚ２／Ｐをそれぞれ計算し（ステップＳ２）、その各整数部で絶対値が最小のものをそれぞれｍ１，ｍ２に代入し（ステップＳ３）、その小数部をそれぞれｆ１，ｆ２に代入する（ステップＳ４）。
【００５７】
次に、ｉ≦２である間、ステップＳ５からステップＳ１０までの間をループする。ループ中、Ｚｉ≧０であるかどうか判定し（ステップＳ６）、Ｙｅｓならばｆ１ｉにｆｉ、ｆ２ｉにｆｉ−１を代入し（ステップＳ７）、Ｎｏであるならばｆ１ｉにｆｉ、ｆ２ｉにｆｉ＋１を代入し（ステップＳ８）、ｉをインクリメントする（ステップＳ９）。
【００５８】
次に、ステップＳ５からステップＳ１０までに求めた各色２つずつの小数部を表す変数ｆ１ｉまたはｆ２ｉについて、それらの全ての組み合わせについてずれ量の総和を計算する。具体的には、ずれ量の総和Ｄｊを求める関数として、

を定義し、ｆ１１またはｆ２１、ｆ１２またはｆ２２、ｆ１３またはｆ２３の全ての組み合わせ、すなわち２²通りのＤｊ（ｊ＝１，２，３，・・・２²）をそれぞれ求める（ステップＳ１１〜ステップＳ１４）。そして、Ｄｊのうち最小となるものを検索する（ステップＳ１５）。
【００５９】
次に、Ｚｉの符号とステップＳ１５にて求めた最小となるものの各色の小数点を表す変数が何であったかを調べ、補正量を決定していく。ここではＭ，Ｃの順に補正量を求めていくこととする。
【００６０】
まず、Ｚ１≧０であるかどうかを判定し（ステップＳ１６）、Ｙｅｓであるならば、Ｍの小数部がｆ１１であるかどうかを判定し（ステップＳ１７）、Ｙｅｓであるならば、Ｍの補正量を負方向にｍ１とし（ステップＳ１８）、Ｎｏであるならば、Ｍの小数部がｆ２１であるので、Ｍの補正量を負方向に（ｍ１＋１）とする（ステップＳ１９）。
【００６１】
また、ステップＳ１６にてＮｏであるならば、Ｍの小数部がｆ１１であるかどうか判定し（ステップＳ２０）、Ｙｅｓであるならば、Ｍの補正量を正方向にｍ１とし（ステップＳ２１）、Ｎｏであるならば、Ｍの小数部がｆ２１であるので、Ｍの補正量を正方向に（ｍ１−１）とする（ステップＳ２２）。
【００６２】
次に、Ｚ２≧０であるかどうかを判定し（ステップＳ２３）、Ｙｅｓであるならば、Ｃの小数部がｆ１２であるかどうかを判定し（ステップＳ２４）、Ｙｅｓであるならば、Ｃの補正量を負方向にｍ２とし（ステップＳ２５）、Ｎｏであるならば、Ｃの小数部がｆ２２であるので、Ｃの補正量を負方向に（ｍ２＋１）とする（ステップＳ２６）。
【００６３】
また、ステップＳ２３にてＮｏであるならば、Ｃの小数部がｆ１２であるかどうかを判定して（ステップＳ２７）、Ｙｅｓであるならば、Ｃの補正量を正方向にｍ２とし（ステップＳ２８）、Ｎｏであるならば、Ｃの小数部がｆ２２であるので、Ｃの補正量を正方向に（ｍ２−１）とし（ステップＳ２９）、リターンする。上述のようにして決められた各色の補正量に従い補正が行われる。
【００６４】
次に、第３の実施形態を説明する。
先に４色間、３色間で位置合わせをした場合について示したが、他の画像形成装置では、さらに多くの色の現像剤を用いるものもある。一般的に、ｎ色間で位置合わせを行う場合（ｎ≧２）、４色間、３色間の場合と同様に、ｎ色各色のずれ量が（ｎ−１）／ｎドット以下に収まるように位置ずれ量の演算、補正を行うこととする。
【００６５】
次に、第４の実施形態としてｎ色間で補正後の位置ずれ量を最小にする方法を説明する。
先に４色間、３色間のずれ量をそれぞれ３／４ドット、２／３ドット以内で最小にする演算、補正方法を示したが、他の画像形成装置では、さらに多くの色の現像剤を用いるものもある。一般的に、ｎ色間で位置合わせを行う場合（ｎ≧２）、４色間、３色間の場合と同様に、ｎ色間のずれ量を（ｎ−１）／ｎドット以下に収めることができるが、各色の配置の仕方によってはさらにずれ量を小さくすることができる。
【００６６】
その最適な各色の配置の仕方は、ドット単位の補正を行った場合に残ってしまう端数（小数部）のずれ量の総和を求め、最小となるようにすればよい。すなわち、各色が最も密集するような配置の仕方を求めることとなる。その方法を以下に示す。
【００６７】
位置ずれ量演算のための基準色からの位置ずれ量Ｚｉを符号を含めて基準色以外のｎ−１色に対してそれぞれ算出し（ｉ＝１，２，３，・・・ｎ−１）、各ＺｉからＺｉ／ＲをＺｉ／Ｒ＝ｍｉ＋ｆｉ（ｍｉ：整数部かつその絶対値が最小のもの、ｆｉ：小数部）と表し、小数部ｆｉに関してさらに、
▲１▼Ｚｉ≧０のとき、ｆ１ｉ＝ｆｉ、ｆ２ｉ＝ｆｉ−１
▲２▼Ｚｉ＜０のとき、ｆ１ｉ＝ｆｉ、ｆ２ｉ＝ｆｉ＋１
とし、基準色以外のｎ−１色に対してｆ１ｉ，ｆ２ｉをそれぞれ求め、各色のｆ１ｉ，ｆ２ｉから全ての組み合わせについてのずれ量の総和をそれぞれ求め、その総和が最小となるものを選択し、そのときの各色のＺｉの符号と小数部がｆ１ｉであるかｆ２ｉであるかに応じて以下のように補正を行うこととする。
【００６８】
（ａ）Ｚｉ≧０かつそのときの各色の小数部がｆ１ｉのとき、負方向にｍｉ・Ｒ補正
（ｂ）Ｚｉ≧０かつそのときの各色の小数部がｆ２ｉのとき、負方向に（ｍｉ＋１）・Ｒ補正
（ｃ）Ｚｉ＜０かつそのときの各色の小数部がｆ１ｉのとき、正方向に｜ｍｉ・Ｒ｜補正
（ｄ）Ｚｉ＜０かつそのときの各色の小数部がｆ２ｉのとき、正方向に｜（ｍｉ−１）・Ｒ｜補正
【００６９】
次に、第５の実施形態を説明する。
本画像形成装置から出力する画像データとしては、ＹＭＣＫをトータルに合わせた方がよい画像データ、例えばＢＫの線画が中心であり、カラー画像をワンポイント用いたもの等や、ＹＭＣ間のずれ量を極力小さくした方がよい画像データ、例えば自然画等がある。本発明の画像形成装置では、このような出力画像データに従い補正方法を変更することとしている。以下、補正方法の変更の仕方について述べる。
【００７０】
本画像形成装置はＰＣ１０１（図１参照）の出力装置として用いることができるが、ＰＣ１０１においてはいわゆるプリンタドライバと呼ばれるソフトウェアがインストールされている必要がある。このプリンタドライバはプリンタに対してＰＣ１０１上から種々の設定を行うものである。
【００７１】
図９に本装置のプリンタドライバのユーティリティ画面を示す。
この画面内でユーザは解像度、出力する色、出力画像のデータ種類等の設定を行う。もし今、画像種類が“写真”として選択されているならば、画像データとしてはＹＭＣが中心となるので、位置合わせとしては前述のＹＭＣ間のずれ量が小さくなるような補正方法にしている。
【００７２】
また、画像種類が“ワンポイント・カラー”または“文字・写真混在”が選択されているならば、ＢＫの線画を含んでいるということになるので、位置合わせとしては前述のＹＭＣＫをトータルに合わせるような補正方法にしている。
【００７３】
このように、プリンタドライバ上で選択された出力画像の種類に合わせて最適な補正方法を選択することによって、画像データの種類によらず常に高画質の画像を出力することができる。
【００７４】
次に、第６の実施形態を説明する。
現在のプリンタドライバ上の画像種類の選択が変更された際には、それに伴い画像位置も変更することとしている。このために、本発明の画像形成装置には、少なくとも直前に行った検知、演算、補正時各色の基準色に対する画像位置情報を画像種類に合わせて各々記憶しておくための記憶手段を備え、前記記憶したデータとＰＣ１０１上のドライバ上の画像データ種類の選択情報に基づき、前記記憶してあるデータを呼び出し、基準色に対する画像位置を変更することとしている。
【００７５】
このような画像位置の変更が可能なのは、検知する必要が無い場合であって、現在の各色の画像位置関係が直前に行った検知結果に比べ大差が無い場合である。再度検知を行う必要性が生じた際、例えば、所定の通紙枚数、環境温度、装置各部の温度上昇等が所定の条件を超えた際には、検知、演算結果及びドライバ上の画像データ種類の選択情報に基づき、新たに各色の画像位置を設定し直すこととなる。
【００７６】
次に、第５、第６の実施形態の処理内容を説明する。
図１０は本発明に関する位置ずれ補正制御を示すフローチャートである。
まず、検知を行うべきかを判定し（ステップＳ１）、Ｙｅｓならばマーク形成と検知を行い（ステップＳ２）、各種ずれ量を算出し（ステップＳ３）、４色間の最適位置の演算を行い（ステップＳ４）、その結果から各色の位置情報を記憶し（ステップＳ５）、次に３色間の最適位置の演算を行い（ステップＳ６）、その結果から各色の位置情報を記憶する（ステップＳ７）。
【００７７】
次に、プリンタドライバの画像種類の設定が写真モードかどうかを判定し（ステップＳ８）、Ｙｅｓならば３色間の最適位置データを選択採用し（ステップＳ９）、Ｎｏならば４色間の最適位置データを選択採用し（ステップＳ１０）、補正を実行する（ステップＳ１１）。もし、ステップＳ１にてＮｏであるならば、プリンタドライバの画像種類の設定が写真モードかどうかを判定し（ステップＳ１２）、Ｙｅｓならば３色間の最適位置データを呼び出し（ステップＳ１３）、Ｎｏならば４色間の最適位置データを呼び出し（ステップＳ１４）、補正を実行し、リターンする。
【００７８】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、各色間の位置ずれ量が（ｎ−１）・Ｒ／ｎ以内であり、かつ最小となるように位置ずれ量の演算、補正を行うことで、高画質の出力を得ることができる。
【００８０】
請求項２記載の発明によれば、４色間の位置ずれ量が３・Ｒ／４以内であり、かつ最小となるように位置ずれ量の演算、補正を行うことで、高画質の出力を得ることができる（ＢＫ線画等を含む画像等の画質の向上）。
【００８１】
請求項３記載の発明によれば、３色間の位置ずれ量が２・Ｒ／３以内であり、かつ最小となるように位置ずれ量の演算、補正を行うことで、高画質の出力を得ることができる（自然画等の画質の向上）。
【００８２】
請求項４及び請求項５記載の発明によれば、各色を出力画像の種類に最適な相対位置関係とすることで、画像データの種類によらず常に高画質の画像を出力することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】プリンタとＰＣのブロック図である。
【図２】図１に示すプリンタエンジン制御部の要部ブロック図である。
【図３】ＢＫを基準として、他色が取り得るレジスト位置関係を示す図である。
【図４】４色間の最適位置演算のフローチャート（その１）である。
【図５】４色間の最適位置演算のフローチャート（その２）である。
【図６】Ｙを基準として、他色が取り得るレジスト位置関係を示す図である。
【図７】３色間の最適位置演算のフローチャート（その１）である。
【図８】３色間の最適位置演算のフローチャート（その２）である。
【図９】本装置のプリンタドライバのユーティリティ画面を示す図である。
【図１０】本発明の位置ずれ補正制御のフローチャートである。
【図１１】カラー画像形成装置の一例を示す構成図である。
【図１２】一般的な位置ずれ検知手段とその周辺部を示す斜視図である。
【図１３】位置ずれ検知手段の拡大図である。
【図１４】図１３のスリットの拡大図である。
【図１５】検知用マークの拡大図である。
【図１６】副走査方向の書き出しタイミングを補正する際のタイミングチャートである。
【図１７】主走査方向の書き出しタイミングを補正する際のタイミングチャートである。
【符号の説明】
１０１ＰＣ
１０２プリンタコントローラ
１０３プリンタエンジン制御部
１１１発光部
１１２スリット
１１３受光部
１１４ＡＭＰ
１１５フィルタ
１１６Ａ／Ｄ変換器
１１７ＦＩＦＯメモリ
１１８サンプリング制御部
１１９Ｉ／Ｏポート
１２０データバス
１２１ＣＰＵ
１２２ＲＡＭ
１２３ＲＯＭ
１２４アドレスバス
１２５発光量制御部
１２６書込制御基板

Claims

搬送ベルトと、
複数色の画像を形成し、前記搬送ベルトに沿って配置されたタンデム方式の画像形成部と、
該画像形成部が前記搬送ベルト上に形成した複数色からなる位置ずれ検知用マークの位置ずれ量を検知する位置ずれ検知手段と、
該位置ずれ検知手段が検知した前記位置ずれ量を前記画像の補正分解能の大きさＲで補正する補正手段と、を有するカラー画像形成装置において、
前記複数色はｎ色で、該ｎ色の中のいずれか１色が基準色であって、
前記位置ずれ検知手段は、前記基準色を除く（ｎ−１）色において、前記基準色との位置ずれ量である対基準色位置ずれ量Ｚｉを検知し、
前記対基準位置ずれ量Ｚｉを前記補正分解能の大きさＲで除算し、当該除算結果の整数部分の値ｍｉと、小数部分である第１の小数部分の値ｆ１ｉと、を算出する第１演算手段と、
前記対基準色位置ずれ量Ｚｉの正負を判定する正負判定手段と、
前記対基準色位置ずれ量Ｚｉ≧０のときは前記第１の小数部分の値ｆ１ｉから前記補正分解能の最小単位を減算して第２の小数部分ｆ２ｉを算出し、前記対基準色位置ずれ量Ｚｉ＜０のときは前記第１の小数部分の値ｆ１ｉに前記補正分解能の最小単位を加算して第２の小数部分ｆ２ｉを算出する第２演算手段と、
前記第１の小数部分の値ｆ１ｉの絶対値または前記第２の小数部分ｆ２ｉの絶対値を、前記（ｎ−１）色の各色において夫々選択して得られる絶対値で構成された２^ｎ−１通りの組み合わせの中で、各組み合わせにおける当該（ｎ−１）個の絶対値の和と、当該（ｎ−１）個の絶対値から２個を選ぶ組み合わせ全てにおける当該２個の絶対値の差分の和と、を加算した総和を演算して、該総和が最小値となる１通りの絶対値の組み合わせを判定する第３の演算手段と、
を有し、
前記補正手段は、前記（ｎ−１）色の補正の際、当該総和が最小値となる１通りの組み合わせにおいて、
（ａ）第１の小数部分の値ｆ１ｉが選択され、かつ、Ｚｉ≧０のとき、負方向にｍｉ・Ｒ補正し、
（ｂ）第２の小数部分の値ｆ２ｉが選択され、かつ、Ｚｉ≧０のとき、負方向にｍｉ・Ｒ＋Ｒ補正し、
（ｃ）第１の小数部分の値ｆ１ｉが選択され、かつ、Ｚｉ＜０のとき、正方向に｜ｍｉ・Ｒ｜補正し、
（ｄ）第２の小数部分の値ｆ２ｉが選択され、かつ、Ｚｉ＜０のとき、正方向に｜ｍｉ・Ｒ−Ｒ｜補正することを特徴とするカラー画像形成装置。
（但し、ｎは２以上の整数、ｉは１〜ｎ−１の整数である。）
請求項１記載のカラー画像形成装置において、
ｎ＝４であり、かつ前記ｎ色がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックであることを特徴とするカラー画像形成装置。
請求項１記載のカラー画像形成装置において、
ｎ＝３であり、かつ前記ｎ色がイエロー、マゼンタ、シアンであることを特徴とするカラー画像形成装置。
請求項２記載のカラー画像形成装置において、
前記画像の画像データ種類を利用者が選択可能な画像種類選択手段を備え、
前記補正手段は、当該選択された画像データ種類が“ワン・ポイントカラー”または“文字・写真混在”であったときは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色間で補正を行う４色間補正演算モードと、
当該選択された画像データ種類が“写真”であったときは、イエロー、マゼンタ、シアンの３色間で補正を行う３色間補正演算モードと、
を備えることを特徴とするカラー画像形成装置。
請求項４記載のカラー画像形成装置において、
前記４色間補正演算モードと、前記３色間補正演算モードと、の各々について直前に行った補正を記憶しておくための記憶手段と、
当該記憶した補正と、選択された画像データ種類と、に基づき、前記基準色に対する各色の位置を変更する位置変更手段と、
を有することを特徴とするカラー画像形成装置。