JP4708062B2 - カラー画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数色で構成されるトナーパターンを転写体上に出力し、当該トナーパターンをセンサで検出した情報に基づいて各色の位置ずれを補正する色ずれ補正処理を行う位置ずれ補正手段を有しているタンデム型のカラー画像形成装置に関する。

今日、電子写真装置では、市場からの要求にともない、カラー複写機やカラープリンタなどカラー出力のものが多くなってきている。とくに最近では、カラー出力時もモノクロ並みのスピードが望まれることから複数の感光体とそれぞれ個別に現像装置を備え、各感光体上にそれぞれ単色トナー画像を形成し、それらの単色トナー画像を順次転写して用紙上にカラー画像を記録するタンデム方式のプリンタが主流となってきている。

タンデム方式のプリンタには、図１５に示すように、各感光体（３０２Ｋ、３０２Ｍ、３０２Ｃ、３０２Ｙ）上に現像ユニット（３０３Ｋ、３０３Ｍ、３０３Ｃ、３０３Ｙ）により形成されるトナー画像を転写装置（３０４Ｋ、３０４Ｍ、３０４Ｃ、３０４Ｙ）により、転写ベルト３１０で搬送する用紙（図示せず）上に順次転写する直接転写方式のものと、図１６に示すように、各感光体（３０２Ｋ、３０２Ｍ、３０２Ｃ、３０２Ｙ）上に現像ユニット（３０３Ｋ、３０３Ｍ、３０３Ｃ、３０３Ｙ）により形成されるトナー画像を転写装置（３０４Ｋ、３０４Ｍ、３０４Ｃ、３０４Ｙ）によりいったん転写ベルト３１０上に順次転写し、その転写ベルト３１０上の画像を２次転写装置３２０により用紙上に一括転写する間接転写方式のものとがあるが、２次転写装置３２０にはベルトを使用した構成をとるものが多い。

ところで、直接転写方式と間接転写方式とのいずれの場合も、各色の感光体上の画像は転写ベルト３１０上の異なる位置で用紙もしくはベルト上に転写されるため、転写ベルト３１０の移動速度に微小な変化があった場合、次の色の転写位置までの到達時間が変動するために各色の転写位置にずれが生じ、結果的に出力された画像に副走査方向の色ずれが発生してしまうことになる。

また、書き込みユニット（３０１Ｋ、３０１Ｍ、３０１Ｃ、３０１Ｙ）も、各色で独立しているため、温度等の環境変化により構成部品が変位することにより主走査方向の倍率や書き込みの位置が変化した場合、結果的に出力された画像に主走査方向の色ずれが発生してしまうことになる。

そこで、特許文献１に示されているカラー画像形成装置では、実際のカラー画像を形成する前に転写ベルト３１０上に、図１７に示すような位置ずれ検出用のトナーパターンｔｐを出力し、このパターンｔｐをトナーマークセンサ３１５で検出し、その検出結果から、各色の正規の位置からのずれ量と補正量を演算し、その補正量に基づいて画像の書き出しタイミングや倍率を補正することで色ずれの補正行うようにしている。実際の色ずれ量の検出時には、図１７に示すような位置ずれ検出用のトナーパターンｔｐをベルトの移動方向に沿って複数回繰り返して出力したものをトナーマークセンサ３１５で検出し、複数回分の検出値を平均化処理することで、ノイズやメカのばらつきによる変動の影響を低減し検出値の精度を向上させる処理を行っている。

特開２００２−２４４３８７号公報

ところで、特許文献１に示されているカラー画像形成装置において検出精度を向上させるには、パターンｔｐの繰り返し回数を増やすことが有効ではあるが、この場合は繰り返し回数に比例して一回の色ずれ補正に必要な時間が長くなるため、スループットが悪化し、ユーザの使い勝手が悪くなるという問題がある。

また、繰り返し回数を増やしてもある程度以上の回数からは検出精度はほとんど改善されなくなることや、マシンの設置環境や感光体や転写ベルトのような消耗部品を交換した場合には、環境変動の影響や部品の精度のばらつきにより、色ずれの変動条件が変化するため、最適な条件に設定するのは困難であるという問題がある。

また、色ずれの状態に応じて繰り返し回数の補正をユーザに設定をしてもらうことも可能であるが、最適な回数に設定するのは困難かつ煩わしいという問題がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、色ずれ補正処理に要する実行時間を最適化することができ、トータルでのスループットが向上しユーザの使い勝手を向上させることができるタンデム方式のカラー画像形成装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１にかかる発明は、複数色で構成されるトナーパターンを転写部で生成して転写体上に出力し、当該トナーパターンをセンサで検出した情報に基づいて各色の色ずれを補正する色ずれ補正処理を行う色ずれ補正手段を有しているタンデム型のカラー画像形成装置において、前記色ずれ補正手段による色ずれ補正処理時に検出した基準色以外の各色の前記トナーパターンの繰り返し回数毎に求めた色ずれ量の差分値の内、各色間で最大となる最大差分値に応じて、次回の前記色ずれ補正手段による色ずれ補正処理の際の前記トナーパターンの出力回数を、前記最大差分値が予め定められた色ずれ補正許容値より大きい場合には前記トナーパターンの繰り返し回数を増やし、前記最大差分値が前記色ずれ補正許容値より小さい場合には、前記トナーパターンの繰り返し回数を前記最大差分値が前記色ずれ補正許容値を下回る最小の繰り返し回数に変更する第１出力回数変更手段を備える。

また、請求項２にかかる発明は、請求項１記載のカラー画像形成装置において、前記色ずれ補正手段による色ずれ補正処理の際に、装置内部温度または装置周囲温度を検出する温度検出手段と、この温度検出手段により検出した温度と前回の色ずれ補正処理時の温度との温度変化を検出する温度変化検出手段と、この温度変化検出手段により検出した温度変化量に応じて、前記色ずれ補正手段による色ずれ補正処理の際の前記トナーパターンの出力回数を変更する第２出力回数変更手段と、を備える。

また、請求項３にかかる発明は、請求項１記載のカラー画像形成装置において、前回の前記色ずれ補正手段による色ずれ補正処理からの経過時間を計時する経過時間計時手段と、前記色ずれ補正手段による色ずれ補正処理の際に前記経過時間計時手段により計時した前回の前記色ずれ補正手段による色ずれ補正処理からの経過時間に応じて、前記色ずれ補正手段による色ずれ補正処理の際の前記トナーパターンの出力回数を変更する第２出力回数変更手段と、を備える。

また、請求項４にかかる発明は、請求項１記載のカラー画像形成装置において、前記色ずれ補正手段による色ずれ補正処理の際に、装置に対して着脱自在な交換ユニットが交換されたことを検出するユニット交換検出手段と、このユニット交換検出手段により交換ユニットが交換されたことを検出した場合、前記色ずれ補正手段による色ずれ補正処理の際の前記トナーパターンの出力回数を最大値又は現在の設定値に一定回数を加算した値に変更する第２出力回数変更手段と、を備える。

また、請求項５にかかる発明は、請求項１ないし４のいずれか一記載のカラー画像形成装置において、前記転写部の構成が直接転写方式である。

また、請求項６にかかる発明は、請求項１ないし４のいずれか一記載のカラー画像形成装置において、前記転写部の構成が間接転写方式である。

請求項１にかかる発明によれば、色ずれ補正手段による色ずれ補正処理時に検出した基準色以外の各色の前記トナーパターンの繰り返し回数毎に求めた色ずれ量の差分値の内、各色間で最大となる最大差分値に応じて、次回の色ずれ補正手段による色ずれ補正処理の際のトナーパターンの出力回数を、最大差分値が予め定められた色ずれ補正許容値より大きい場合にはトナーパターンの繰り返し回数を増やし、最大差分値が色ずれ補正許容値より小さい場合には、トナーパターンの繰り返し回数を最大差分値が色ずれ補正許容値を下回る最小の繰り返し回数に変更することで、色ずれ補正処理に要する実行時間を最適化することができ、トータルでのスループットが向上しユーザの使い勝手を向上させることができる。

また、請求項２にかかる発明によれば、温度変化検出手段により検出した温度変化量に応じて、色ずれ補正手段による色ずれ補正処理の際のトナーパターンの出力回数を変更することにより、装置の設置された環境状態が変化した場合においても、各色のトナーパターンの使用したパターン数での色ずれ量の変化分の検出精度を維持することができる。

また、請求項３にかかる発明によれば、色ずれ補正手段による色ずれ補正処理の際に経過時間計時手段により計時した前回の色ずれ補正手段による色ずれ補正処理からの経過時間に応じて、色ずれ補正手段による色ずれ補正処理の際のトナーパターンの出力回数を変更することにより、装置の設置された環境状態が変化した場合においても、各色のトナーパターンの使用したパターン数での色ずれ量の変化分の検出精度を維持することができる。

また、請求項４にかかる発明によれば、ユニット交換検出手段により交換ユニットが交換されたことを検出した場合、色ずれ補正手段による色ずれ補正処理の際のトナーパターンの出力回数を変更することにより、装置の状態が変化した場合においても、各色のトナーパターンの使用したパターン数での色ずれ量の変化分の検出精度を維持することができる。

また、請求項５にかかる発明によれば、転写部の構成が直接転写方式であるカラー画像形成装置において、請求項１ないし４のいずれか一記載の発明と同様の作用効果を得ることができる。

また、請求項６にかかる発明によれば、転写部の構成が間接転写方式であるカラー画像形成装置において、請求項１ないし４のいずれか一記載の発明と同様の作用効果を得ることができる。

以下に添付図面を参照して、この発明にかかるカラー画像形成装置の最良な実施の形態を詳細に説明する。この発明にかかるカラー画像形成装置は、複数色で構成されるトナーパターンを転写体上に出力し、当該トナーパターンをセンサで検出した情報に基づいて各色の位置ずれを補正する色ずれ補正処理を行う位置ずれ補正手段を有しているタンデム型のカラー画像形成装置である。

［第１の実施の形態］
本発明の第１の実施の形態を図１ないし図９に基づいて説明する。本実施の形態はカラー画像形成装置としてカラーレーザプリンタを適用した例である。

図１は、本発明の第１の実施の形態にかかるカラーレーザプリンタの構成を示すブロック図である。

ＣＰＵ（Central Processing Unit）１００は、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０１に書き込まれたプログラムを実行して、装置各部の制御を行う。

ＲＯＭ１０１は、ＣＰＵ１００が装置各部の制御を行うためのプログラムや、制御に使用する固定データを記憶している。

ＲＡＭ（Random Access Memory）１０２は、装置各部の制御を行うためのプログラム実行時の作業領域や、印刷する画像を展開するのに使用する。

パラメータメモリ１０３は、装置の動作に関連したデータのうち、電源遮断時にも内容を保持し、次回の動作時にも参照されるデータを記憶するための不揮発性のメモリで、バッテリバックアップされたＳＲＡＭやＥＥＰＲＯＭで構成されるものである。後述する色ずれ補正の実行間隔や色ずれ補正用のトナーパターンの繰り返し回数等のパラメータや、色ずれの補正量のように色ずれ補正の実行時に更新されるデータはこのメモリに保存しておくものとする。

時間計測部１０４は、システム内部のクロックを使用して、これをカウントすることで前回の色ずれ補正処理実行時からの経過時間を計時する際に用いるものである。なお、時間計測部１０４としては、時刻を計測するための時計機能をもち、色ずれ補正処理を実施した時刻を測定する構成とし、現在時刻との差から色ずれ補正処理実行時からの経過時間を算出する構成としてもよい。

操作表示部１０５は、ユーザが機器の設定等をおこなうための操作キーとユーザに機器の動作状態やメッセージを表示するための液晶表示機等の表示部から構成される。

プロッタ１０６は、画像を記録紙上に形成して出力する装置である。

Ｉ／Ｏ部１０７は、入出力ポートから構成されるもので、トナーマークセンサ１０８やその他のセンサの入力および各種制御出力を行うものである。

トナーマークセンサ１０８は、転写体である転写ベルト５１（図２参照）上に生成したトナーパターンを検出するセンサである。光学式センサを使用した場合は、転写ベルト５１に光を照射し、転写ベルト５１上に生成した色ずれ量を計測するためのトナーパターンからの反射光を検出することで、色ずれ量を計測するための情報を得るものである。

温度検出センサ１０９は、環境温度を検出するためのセンサで、サーミスタ等の温度センサを使用して画像形成装置の内部温度または周囲温度を検出する温度検出手段として機能するものである。

モータ１１２は、各部を駆動するモータで、モータドライブ回路１１１を介して、モータ制御回路１１０から与えられる駆動信号によって制御される。

システムバス１１３は、上記の各部がデータをやり取りするための信号ラインであり、具体的には、データバス、アドレスバス、制御バス、Ｉ／Ｏバスの集合として構成されている。

次に、プロッタ１０６について詳述する。ここで、図２はプロッタ１０６の構成を概略的に示す構成図である。図２に示すように、プロッタ１０６は、電子写真によるタンデム方式のもので、４つのドラム状の感光体ドラム（２Ｋ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｙ）と、その感光体ドラム（２Ｋ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｙ）上に形成された画像がそれぞれの転写装置（４Ｋ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｙ）の転写位置で用紙（図示せず）上に順次転写されるように用紙を搬送するベルト状の搬送装置（以下、転写ベルト５１）からなる直接転写方式の構成のものである。

まず、画像データは、プロッタ制御部７でシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像データに分解され、書き込み用の各色のデータに変換される。感光体ドラム（２Ｋ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｙ）は書き込みユニット（１Ｋ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｙ）から出力されるレーザ等の光で露光され、感光体ドラム（２Ｋ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｙ）上に画像データに応じた静電潜像が形成される。

感光体ドラム（２Ｋ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｙ）上に形成された静電潜像は、各色に対応した現像器（３Ｋ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｙ）で現像されて、各色のトナー像となる。

このようにして現像された各色のトナー像は、転写部４で用紙上に転写され、用紙上にカラー画像が形成される。

転写部４は、各色の感光体ドラム（２Ｋ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｙ）に接する転写ベルト５１と感光体ドラム（２Ｋ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｙ）と対向する転写ローラ（４Ｋ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｙ）で構成される。用紙は転写ベルト５１上を搬送され、各感光体ドラム（２Ｋ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｙ）に接するところで、トナー像が用紙に転写される。

転写ベルト５１は、無端状のベルトで駆動ローラ５２と従動ローラ５３の間に張架されており、駆動ローラ５２の軸に連結されたモータ１１２（図１参照）により一定速度で動作するように駆動される。駆動ローラ５２の下流にはクリーニング装置５４を設置し、転写ベルト５１表面上の不要なトナー像をクリーニングする。この転写ベルト５１は、例えばフッ素系樹脂、ポリカーボネイト樹脂、ポリイミド樹脂等でベルトの全層を形成したベルトや、その一部を形成した弾性ベルトを使用する。

転写ベルト５１の搬送方向下流側には定着部６が設けられている。定着部６では、各色のトナー像を転写された用紙を、加熱および加圧することで用紙上に定着して出力する。

次に、このカラーレーザプリンタの色ずれ補正処理について説明する。

色ずれ補正処理は、概略的には、転写ベルト５１上に形成した色が互いに異なる４色の短冊状のトナーパターンからなる色ずれ補正用パターンをトナーマークセンサ１０８で検出し、その各色のパターン間の色ずれ量を検出して、その色ずれ量が所定の値以下になるように書き込みのタイミング等を補正するものである。

色ずれ補正処理に使用するトナーパターンＴＰの一例を図３に示す。トナーパターンＴＰは、図３に示すように一連の短冊状のトナーパターンＴＰをトナーマークセンサ１０８の配置にあわせて主走査方向の複数箇所に出力する。なお、トナーパターンＴＰの繰り返し回数は、パラメータメモリ１０３に保存されている。

それぞれのトナーパターンＴＰは４本の平行なパターンと、４本の斜め線のパターンを副走査方向に一定間隔に配置したものとし、それらを複数組繰り返し転写ベルト５１の移動方向にそって形成したものである。ここでトナーパターンＴＰを形成する４本のパターンは、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の４色で形成するものとする。

このトナーパターンＴＰを使用した色ずれ補正処理を図４に示すフローチャートを用いて説明する。

まず、正規の画像出力に先立って、各色間の色ずれ量を検出するためのトナーパターンＴＰの出力を行う（ステップＳ１）。トナーパターンＴＰは、各感光体ドラム（２Ｋ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｙ）を介して転写ベルト５１上にパターン形成される。

次に、転写ベルト５１上に形成した色ずれ検出用のトナーパターンＴＰをトナーマークセンサ１０８で検出し、各ラインパターンの位置情報を検出する（ステップＳ２）。

続くステップＳ３では、ステップＳ２で検出した各ラインパターンのエッジ情報から、スキュー、主走査方向のずれ量、副走査方向のずれ量を算出し、それら各色間のずれが最小となる補正量を算出する。また、その算出したずれ量および補正量はパラメータメモリ１０３に保存し、次回の色ずれ補正処理までの補正値として使用する。

そして、ステップＳ３で算出した補正量を用いて、主走査、副走査のレジストの補正を行う。また、倍率および倍率誤差偏差の補正も行う（ステップＳ４）。

次に、ステップＳ４の色ずれ補正処理の補正結果を反映した状態で、再度色ずれ検出用のトナーパターンＴＰの出力を行い、転写ベルト５１上に色ずれ補正後のトナーパターンＴＰを形成する（ステップＳ５）。なお、最初に転写ベルト５１上に形成した補正前のトナーパターンＴＰは、トナーマークセンサ１０８による検出後に、クリーニング装置５４によってクリーニング除去されている。

続くステップＳ６では、色ずれ補正後の転写ベルト５１上の色ずれ検出用のトナーパターンＴＰをトナーマークセンサ１０８で再度検出を行い、ラインパターンの各位置情報を検出する。

次に、検出した各ラインパターンのエッジ情報から、前回と同様に、スキュー、主走査方向のずれ量、副走査方向のずれ量を算出し、それら各色間のずれが最小となる補正量を算出する（ステップＳ７）。

最後に、その色ずれ補正後の各パターン間の色ずれ量が、所定の値（Δｄ）より小さいか否かを判定する（ステップＳ８）。Δｄより大きい場合は（ステップＳ８のＮ）、ステップＳ７で算出した補正量に基づいてステップＳ４以降の処理を繰り返す。一方、Δｄより小さい場合は（ステップＳ８のＹ）、補正が終了したものとして処理を終了する。

上述したような一連の処理を行うことで、各色間の色ずれ量を所定の値（Δｄ）より小さい値に補正することが可能となる。

なお、ここでは、一度色ずれ補正処理を行い、補正結果を反映した状態で再度色ずれ検出用パターンの出力を行ってずれ量を所定の値以下にする方式としたが、処理時間の短縮を優先する場合は、ステップＳ３までの処理で終了する動作としてもよい。

ここに、複数色で構成されるトナーパターンＴＰを転写部４で生成して転写体である転写ベルト５１上に出力し、当該トナーパターンＴＰをトナーマークセンサ１０８で検出した情報に基づいて各色の位置ずれを補正する色ずれ補正処理を行う位置ずれ補正手段が実現されている。

続いて、本実施の形態のカラーレーザプリンタのＣＰＵ１００がＲＯＭ１０１に書き込まれたプログラムに従って動作することにより発揮する特徴的な機能について説明する。本実施の形態のカラーレーザプリンタにおける特徴的な機能は、連続印刷中にあらかじめ設定したページ数出力した場合、いったん印刷を中断して、前述した色ずれ補正処理を実施することで、常に出力画像の色ずれ量を一定の範囲に収めるようにするものである。

図５は、本実施の形態のカラーレーザプリンタにおける特徴的な処理であるトナーパターンＴＰの繰り返し回数変更処理を含む印字処理の流れを示すフローチャートである。図５に示すように、電源がＯＮされると（ステップＳ１１）、まず印刷準備のための初期化動作を行う（ステップＳ１２）。

初期化動作が終了すると、印刷要求が出されていなければそのまま待機する（ステップＳ１３）。印刷要求が出されると（ステップＳ１３のＹ）、画像の出力処理に移行する。

画像の出力処理では、まず、前述した色ずれ補正処理を実行する（ステップＳ１４）。色ずれ補正処理（ステップＳ１４）は、前述したように転写ベルト５１上に色ずれ検出用のトナーパターンＴＰを形成し、このトナーパターンＴＰをトナーマークセンサ１０８で検出し、検出した値から色ずれ量を求めて、主走査方向、副走査方向のレジストおよび倍率を補正し４色の色ずれが最小となるようにする処理である。また、算出したずれ量および補正量は次回の色ずれ補正処理までの補正値として使用するので、パラメータメモリ１０３に保存するものとする。

色ずれ補正処理（ステップＳ１４）が終了すると、パラメータメモリに保存した補正量を反映した状態で印刷処理を実行し画像を１ページ出力する（ステップＳ１５）。そして、１ページ出力するごとに、あらかじめ設定しておいたページ数（ｎページ）に到達したか否かを判断し（ステップＳ１６）、設定しておいたページ数（ｎページ）に到達していない場合は（ステップＳ１６のＮ）、最終ページか否かの判断を行い（ステップＳ１７）、最終ページでない場合は（ステップＳ１７のＮ）、ステップＳ１５に戻り、次のページを出力する。また、最終ページであった場合は（ステップＳ１７のＹ）、出力処理を終了し、ステップＳ１３に戻り、次の印刷要求の待機状態に移行する。

一方、あらかじめ設定しておいたページ数（ｎページ）に到達した場合は（ステップＳ１６のＹ）、色ずれ量が許容範囲より大きくなっている可能性があると判断し、再度色ずれ補正処理を実行する（ステップＳ１８）。ここでの色ずれ補正処理は、パラメータメモリ１０３に現在保存されている繰り返し回数を使用してトナーパターンＴＰを出力し、色ずれ量を検出して補正処理を行う。算出したずれ量および補正量は、次回の色ずれ補正処理までの補正値として使用するので、パラメータメモリ１０３の内容を更新し保存するものとする。

次に、色ずれ補正処理（ステップＳ１８）で検出した色ずれ量に応じて、色ずれ補正処理時のトナーパターンＴＰの繰り返し回数を変化させる処理を行う。

ここで、色ずれ補正処理（ステップＳ１８）で検出される色ずれ量について説明する。色ずれ量の検出は、図３の細線で囲んだトナーパターンＴＰの組を１セットとする。この１セットのトナーパターンＴＰで色ずれ量が可能である。図６に示すように、ブラック（Ｋ）を基準色としたときのマゼンタ（Ｍ）の副走査方向の色ずれ量ΔＭは、図６中で検出したブラック（Ｋ）とマゼンタ（Ｍ）の距離Δ（Ｍ−Ｋ）から、正規の値Δ（Ｍ₀−Ｋ₀）を引いた値となる。トナーパターンＴＰを最大２０セット繰り返して出力するものとすると、個々のセットごとにマゼンタ（Ｍ）の色ずれ量が求まるので、求めた色ずれ量をそれぞれΔｍ₁、Δｍ₂、Δｍ₃、Δｍ₄・・・・Δｍ₂₀とする。

このようにして求めた色ずれ量に対して、色ずれ補正処理では、検出精度を向上させるために、図３に示したように、トナーパターンＴＰを複数セット繰り返して出力し、それぞれのトナーパターンＴＰのセットごとに色ずれ量を算出し、それぞれのセットで求めた色ずれ量を平均化処理した値を最終的な色ずれ量とする。なお、平均化処理を行って色ずれ量を求めるが、このときに平均処理する回数を変えた場合の色ずれ量を以下のように定義し算出する。
１セットだけで求めた色ずれ量ΔＭ₁ ΔＭ₁＝Δｍ₁
１〜２セットで求めた色ずれ量ΔＭ₂ ΔＭ₂＝（Δｍ₁＋Δｍ₂）／２
１〜３セットで求めた色ずれ量ΔＭ₃ ΔＭ₃＝（Δｍ₁＋Δｍ₂＋Δｍ₃）／３
・・・・
１〜２０セットで求めた色ずれ量ΔＭ₂₀ ΔＭ₂₀＝（Δｍ₁＋Δｍ₂・・・・＋Δｍ₂₀）／２０

ここで、図７は平均化回数を変化させたときの色ずれ量を示すグラフである。図７からわかるように、一般的に平均化回数を増やしていくと検出した色ずれ量は一定の値に収束していく。

次に、求めた色ずれ量ΔＭ₁〜ΔＭ₂₀に対して、繰り返し回数の増加による変動分を算出する。１セットだけで求めた色ずれ量ΔＭ₁と１〜２セットで求めた色ずれ量ΔＭ₂の差分値ΔＭ₁−ΔＭ₂をδＭ₁とし、δＭ₁〜δＭ₁₉の変化分をグラフにすると図８に示すようになる。

ここでは、マゼンタ（Ｍ）について説明したが、他の基準色ブラック（Ｋ）以外の２色についても同様にδＹ、δＣを求めて、それぞれの繰り返し回数ごとに求めた、δＭ_n、δＹ_n、δＣ_nの最大値をδＤ_nとする。δＤ_nをグラフにすると図９に示すようになる。

次に、求めたδＤ_nとあらかじめ定めておいた色ずれ補正許容値Δｄの比較を行い、ト
ナーパターンＴＰの繰り返し回数を最適な値に変更する処理を行う。ここで使用するΔｄ
は、色ずれ補正許容値で色ずれ補正制御の補正分解能の最小値とする。

すなわち、今回使用したパターン数ｐでの色ずれ量の変化分δＤｐと色ずれ補正許容値Δｄとを比較し（ステップＳ１９）、今回使用したパターン数ｐでの色ずれ量の変化分δ
Ｄｐが色ずれ補正許容値Δｄより大きい場合には（ステップＳ１９のＹ）、トナーパター
ンＴＰの繰り返し回数を増やすことで色ずれの補正精度の改善を図る（ステップＳ２０）。より詳細には、色ずれ補正パターンの繰り返し回数ｐを色ずれ量がΔｄを下回る最小の
繰り返し回数ｐ’に変更し、色ずれ補正に要する時間は長くなるが補正精度が改善される方向に繰り返し回数の設定値を変更する。

一方、今回使用したパターン数ｐでの色ずれ量の変化分δＤｐが色ずれ補正許容値Δｄ
より小さい場合には（ステップＳ１９のＮ、ステップＳ２１のＹ）、トナーパターンＴＰの繰り返し回数を増やしても精度は改善されないので、トナーパターンＴＰの繰り返し回数ｐを色ずれ量がΔｄを下回る最小の繰り返し回数ｐ”に変更し、色ずれ補正に要する時
間を短縮する方向に繰り返し回数の設定値を変更する（ステップＳ２２）。

なお、仮に１３回の繰り返し回数で実行したときの結果が図９に示すようになった場合は、繰り返し回数が７回以上では色ずれの補正精度は改善されないので繰り返し回数を７回に設定する。

以上の一連の処理により、色ずれ補正処理時の色ずれ量に応じて、トナーパターンＴＰの繰り返し回数を更新していくことで、検出精度と実行時間を最適化することが可能となる。ここに、第１出力回数変更手段の機能が実行される。

このように本実施の形態によれば、位置ずれ補正手段による色ずれ補正処理時に検出した各色の位置ずれの変動量に応じて、次回の位置ずれ補正手段による色ずれ補正処理の際のトナーパターンの出力回数を変更する。例えば、色ずれ補正処理時に検出した各色の位置ずれの変動量が所定の値より小さい場合は、次回からの色ずれ補正処理時のトナーパターンの出力回数を現在の設定値より小さい値にし、変動量が所定の値より大きい場合は、次回からの色ずれ補正処理時のトナーパターンの出力回数を現在の設定値より大きくすることで、色ずれ補正処理に要する実行時間を最適化することができ、トータルでのスループットが向上しユーザの使い勝手を向上させることができる。

［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態を図１０に基づいて説明する。なお、前述した第１の実施の形態と同じ部分は同じ符号で示し説明も省略する。

本実施の形態は、第１の実施の形態で説明したトナーパターンＴＰの繰り返し回数変更処理を含む印字処理において、色ずれ補正処理時に温度変化を検出し、検出した温度変化量があらかじめ設定した値より大きい場合は、色ずれ補正処理時のトナーパターンＴＰの繰り返し回数を変化させて色ずれ補正を実行するようにしたものである。

このように温度変化量に応じてトナーパターンＴＰの繰り返し回数を変化させるのは、次の理由による。カラーレーザプリンタが設置される環境は一定ではないため、前回の色ずれ補正処理時に決定したパターンの出力回数が、次回の色ずれ補正処理時も最適な出力回数であるとは限らない。特に、前回の色ずれ補正処理時からの温度等の環境変化が大きい場合はカラーレーザプリンタの構成部品が変位する可能性が高いため、前回決定した色ずれ補正用のトナーパターンＴＰの出力回数で色ずれ補正処理を行った場合、色ずれ補正処理に要する時間は短縮できても、色ずれ補正の精度を低下させてしまう可能性があるからである。

図１０は、本実施の形態のカラーレーザプリンタにおける特徴的な処理であるトナーパターンＴＰの繰り返し回数変更処理を含む印字処理の流れを示すフローチャートである。図１０に示すように、本実施の形態においては、印刷要求後（ステップＳ１３のＹ）の画像の出力処理では、まず、温度測定を実行し（ステップＳ３１）、前回の色ずれ補正処理時の温度との比較を行う（ステップＳ３２：温度変化検出手段）。温度は、サーミスタ等の温度検出センサ１０９を使用して測定する。温度検出センサ１０９の出力信号は、Ｉ／Ｏ部１０７でＡ／Ｄ変換し温度に換算して使用する。ここで検出した温度は、今回の色ずれ補正処理時の温度とし、次回の色ずれ補正処理時に使用するので、パラメータメモリ１０３に保存する。

今回測定した温度が前回の色ずれ補正処理時の温度に比べて、あらかじめ設定しておいた値ΔＴより大きい場合は（ステップＳ３２のＹ）、温度変化による影響は大きいものと
判断し、トナーパターンＴＰの繰り返し回数を最大値に変更し（ステップＳ３３：第２出力回数変更手段）、色ずれ補正処理を実行する（ステップＳ１４）。なお、ここでは、トナーパターンＴＰの繰り返し回数を最大値に変更するものとしたが、現在の設定値に一定回数を加算した値に変更するものとしてもよい。

一方、今回測定した温度が前回の色ずれ補正処理時の温度に比べて、あらかじめ設定しておいた値ΔＴより小さい場合は（ステップＳ３２のＮ）、温度変化による影響は小さい
ものと判断し、前回の色ずれ補正処理時に決定したトナーパターンＴＰの繰り返し回数のままで、色ずれ補正処理を実行する（ステップＳ１４）。

さらに、本実施の形態においては、図１０に示すように、再度の色ずれ補正処理の実行後（ステップＳ１８）、温度測定を行う（ステップＳ３４）。ここで検出した温度は、今回の色ずれ補正処理時の温度とし、次回の色ずれ補正処理時に使用するので、パラメータメモリ１０３に保存する。

次に、色ずれ補正処理（ステップＳ１８）で検出した色ずれ量に応じて、色ずれ補正処理時のトナーパターンＴＰの繰り返し回数を変化させる処理を行う。色ずれ補正処理時のトナーパターンＴＰの繰り返し回数を変化させる処理は、第１の実施の形態で説明したものと何ら変わるものではないため、その説明は省略する。

以上の一連の処理により、色ずれ補正処理時の色ずれ量に応じて、トナーパターンＴＰの繰り返し回数を更新していくことで、検出精度と実行時間を最適化することが可能となる。

このように本実施の形態によれば、温度変化検出手段により検出した温度変化量に応じて、位置ずれ補正手段による色ずれ補正処理の際のトナーパターンの出力回数を変更することにより、装置の設置された環境状態が変化した場合においても、各色の位置ずれの変動量の検出精度を維持することができる。

［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態を図１１に基づいて説明する。なお、前述した第１の実施の形態と同じ部分は同じ符号で示し説明も省略する。

本実施の形態は、第１の実施の形態で説明したトナーパターンＴＰの繰り返し回数変更処理を含む印字処理において、色ずれ補正処理時に前回の色ずれ補正処理時からの経過時間を検出し、検出した経過時間があらかじめ設定した値より大きい場合は、色ずれ補正処理時のトナーパターンの繰り返し回数を変化させて色ずれ補正を実行するようにしたものである。

このように前回の色ずれ補正処理時からの経過時間に応じてトナーパターンＴＰの繰り返し回数を変化させるのは、次の理由による。カラーレーザプリンタが設置された環境は一定ではないため、前回の色ずれ補正処理時に決定したトナーパターンＴＰの出力回数が、次回の色ずれ補正処理時も最適な出力回数であるとは限らない。特に、前回の色ずれ補正処理時からの経過時間が大きい場合はカラーレーザプリンタの構成部品が変位する可能性が高いため、前回決定した色ずれ補正用のトナーパターンＴＰの出力回数で色ずれ補正処理を行った場合、色ずれ補正処理に要する時間は短縮できても、補正の精度を低下させてしまう可能性があるからである。

図１１は、本実施の形態のカラーレーザプリンタにおける特徴的な処理であるトナーパターンＴＰの繰り返し回数変更処理を含む印字処理の流れを示すフローチャートである。図１１に示すように、本実施の形態においては、印刷要求後（ステップＳ１３のＹ）の画像の出力処理では、まず、時間計測を実行し（ステップＳ４１）、前回の色ずれ補正処理時からの経過時間の測定を行う（ステップＳ４２：経過時間計時手段）。時間は、時間計測部１０４を使用して計測する。時間計測部１０４は、システム内部のクロックを使用して、これをカウントすることで前回の色ずれ補正処理実行時からの経過時間を測定するものである。なお、時刻を計測するための時計機能をもち、色ずれ補正処理を実施した時刻を測定する構成とし、現在時刻との差から、色ずれ補正実行時からの経過時間を算出する構成としてもよい。時間計測を終了すると、時間計測部１０４の内部のカウンタをリセットし、次回の色ずれ補正処理時までの時間の計測を開始する。

今回測定した前回の色ずれ補正処理時からの経過時間が、あらかじめ設定しておいた値Δｔより大きい場合は（ステップＳ４２のＹ）、環境変化による影響は大きいものと判断
し、トナーパターンＴＰの繰り返し回数を最大値に変更し（ステップＳ４３：第２出力回数変更手段）、色ずれ補正処理を実行する（ステップＳ１４）。なお、ここでは、トナーパターンＴＰの繰り返し回数を最大値に変更するものとしたが、現在の設定値に一定回数を加算した値に変更するものとしてもよい。

一方、今回測定した前回の色ずれ補正処理時からの経過時間が、あらかじめ設定しておいた値Δｔより小さい場合は（ステップＳ４２のＮ）、環境変化による影響は小さいもの
と判断し、前回の色ずれ補正処理時に決定したトナーパターンＴＰの繰り返し回数のままで、色ずれ補正処理を実行する（ステップＳ１４）。

さらに、本実施の形態においては、図１１に示すように、再度の色ずれ補正処理の実行後（ステップＳ１８）、時間計測部１０４の内部のカウンタをリセットし、次回の色ずれ補正処理時までの時間の計測を開始する（ステップＳ４４）。

次に、色ずれ補正処理（ステップＳ１８）で検出した色ずれ量に応じて、色ずれ補正処理時のトナーパターンＴＰの繰り返し回数を変化させる処理を行う。色ずれ補正処理時のトナーパターンＴＰの繰り返し回数を変化させる処理は、第１の実施の形態で説明したものと何ら変わるものではないため、その説明は省略する。

以上の一連の処理により、色ずれ補正処理時の色ずれ量に応じて、トナーパターンＴＰの繰り返し回数を更新していくことで、検出精度と実行時間を最適化することが可能となる。

このように本実施の形態によれば、位置ずれ補正手段による色ずれ補正処理の際に経過時間計時手段により計時した前回の位置ずれ補正手段による色ずれ補正処理からの経過時間に応じて、位置ずれ補正手段による色ずれ補正処理の際のトナーパターンの出力回数を変更することにより、装置の設置された環境状態が変化した場合においても、各色の位置ずれの変動量の検出精度を維持することができる。

なお、時間計測部１０４は、バッテリバックアップされたリアルタイムクロックを使用する構成としても良い。リアルタイムクロックは、計時専用のＩＣで非常に低消費電力で動作するため、バッテリでバックアップすることで、システムの電源が切られている間も動作し続けることができるものである。そのため、装置の電源をＯＦＦにしても、前回の色ずれ補正処理からの経過時間を計測することが可能となるため、省エネ機能等によりシステムの電源がＯＦＦされた状態から復帰した場合や、ユーザが電源をＯＮした場合同様の効果を得ることができる。

［第４の実施の形態］
次に、本発明の第４の実施の形態を図１２ないし図１４に基づいて説明する。なお、前述した第１の実施の形態と同じ部分は同じ符号で示し説明も省略する。

本実施の形態は、第１の実施の形態で説明したトナーパターンＴＰの繰り返し回数変更処理を含む印字処理において、色ずれ補正処理時に前回の色ずれ補正処理時からの間に中間転写ユニットや感光体ユニットなどの交換ユニットが交換されたことを検知した場合は、色ずれ補正処理時のトナーパターンの繰り返し回数を変化させて色ずれ補正を実行するようにしたものである。

このように交換ユニットが交換されたことを検知した場合は、色ずれ補正処理時のトナーパターンＴＰの繰り返し回数を変化させるのは、次の理由による。カラーレーザプリンタが設置された環境は一定ではないため、前回の色ずれ補正処理時に決定したトナーパターンＴＰの出力回数が、次回の色ずれ補正処理時も最適な出力回数であるとは限らない。特に、前回の色ずれ補正処理時からの間に、中間転写ユニットや感光体ユニットのような交換ユニットがユーザによって交換された場合、装置の構成部品が変位している可能性が高いため、前回決定した色ずれ補正用のトナーパターンＴＰの出力回数は、最適なものではないため補正の精度を低下させてしまう可能性があるからである。

図１２は、本実施の形態のカラーレーザプリンタにおける特徴的な処理であるトナーパターンＴＰの繰り返し回数変更処理を含む印字処理の流れを示すフローチャートである。図１２に示すように、本実施の形態においては、印刷要求後（ステップＳ１３のＹ）の画像の出力処理では、まず、新品検知処理を実行し（ステップＳ５１：ユニット交換検出手段）、前回の色ずれ補正処理時からの間に、感光体ユニットや中間転写ユニットの交換ユニットの交換が行われたかを確認する処理を行う。

ここで、感光体ユニットや中間転写ユニット等の交換ユニットには、交換されたことが検知できるような新品検知機構を備えておくものとする。新品検知機構としては、図１３に示すように、感光体ユニットや中間転写ユニット等の交換ユニット２００には、交換ユニット２００内の回転部材を一定回転以上回転させると、凸部の形状が平面になる検知部材２０２が設けられている。一方、装置本体２０１側の検知部材２０２に対向する箇所には、プッシュスイッチである新品検知スイッチ２０３が設けられている。そして、交換ユニット２００の検知部材２０２を装置本体２０１に設置し、新品検知スイッチ２０３が検知部材２０２の作用によってオープンであるかクローズであるかを装置本体２０１側で電気的に検出する構成とし、クローズ時を新品ユニットと判断する構成としてもよい。

また、図１４に示すように、感光体ユニットや中間転写ユニット等の交換ユニット２００の内部に、交換ユニット２００内の回転部材を一定回転以上回転させるとメカ的に断線する検知部材２０４を設ける。そして、交換ユニット２００を装置本体２０１側の対向する箇所に設置し、この検知部材２０４がオープンかクローズかを装置本体２０１側で電気的に検出する構成とし、クローズ時を新品と判断する構成としてもよい。

交換ユニットの交換が行われたことを検出した場合は（ステップＳ５１のＹ）、トナーパターンＴＰの繰り返し回数を最大値に変更し（ステップＳ５２：第２出力回数変更手段）、色ずれ補正処理を実行する（ステップＳ１４）。なお、ここでは、トナーパターンＴＰの繰り返し回数を最大値に変更するものとしたが、現在の設定値に一定回数を加算した値に変更するものとしてもよい。

一方、交換ユニットの交換が行われたことが検出されなかった場合は（ステップＳ５１のＮ）、前回の色ずれ補正処理時に決定したトナーパターンＴＰの繰り返し回数のままで、色ずれ補正処理を実行する（ステップＳ１４）。

以下の処理は、第１の実施の形態で説明したものと何ら変わるものではないため、その説明は省略する。

以上の一連の処理により、色ずれ補正処理時の色ずれ量に応じて、トナーパターンＴＰの繰り返し回数を更新していくことで、検出精度と実行時間を最適化することが可能となる。

このように本実施の形態によれば、ユニット交換検出手段により交換ユニットが交換されたことを検出した場合、位置ずれ補正手段による色ずれ補正処理の際のトナーパターンの出力回数を変更することにより、装置の状態が変化した場合においても、各色の位置ずれの変動量の検出精度を維持することができる。

なお、各実施の形態においては、直接転写方式のカラーレーザプリンタへの適用例について説明したが、転写ベルト上に一旦カラー画像を形成し２次転写部で用紙に一度に転写を行う間接転写方式のカラーレーザプリンタ（図１６参照）についても同様に適用することも可能である。

本発明の第１の実施の形態にかかるカラーレーザプリンタの構成を示すブロック図である。 プロッタの構成を概略的に示す構成図である。 色ずれ補正処理に使用するトナーパターンの一例を示す平面図である。 色ずれ補正処理の流れを示すフローチャートである。 トナーパターンの繰り返し回数変更処理を含む印字処理の流れを示すフローチャートである。 色ずれ検出例を示す説明図である。 平均化回数を変化させたときの色ずれ量を示すグラフである。 平均化回数を変化させたときの色ずれ量を示すグラフである。 平均化回数を変化させたときの色ずれ量を示すグラフである。 本発明の第２の実施の形態にかかるトナーパターンの繰り返し回数変更処理を含む印字処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の第３の実施の形態にかかるトナーパターンの繰り返し回数変更処理を含む印字処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の第４の実施の形態にかかるトナーパターンの繰り返し回数変更処理を含む印字処理の流れを示すフローチャートである。 新品検知機構の一例を示す構成図である。 新品検知機構の一例を示す構成図である。 直接転写方式のタンデム型レーザプリンタの構成を示すブロック図である。 間接転写方式のタンデム型レーザプリンタの構成を示すブロック図である。 色ずれ補正処理に使用するトナーパターンの一例を示す平面図である。

符号の説明

４ 転写部
５１ 転写体
１０８ センサ
１０９ 温度検出手段
ＴＰ トナーパターン

Claims (6)

1. 複数色で構成されるトナーパターンを転写部で生成して転写体上に出力し、当該トナーパターンをセンサで検出した情報に基づいて各色の色ずれを補正する色ずれ補正処理を行う色ずれ補正手段を有しているタンデム型のカラー画像形成装置において、
   前記色ずれ補正手段による色ずれ補正処理時に検出した基準色以外の各色の前記トナーパターンの繰り返し回数毎に求めた色ずれ量の差分値の内、各色間で最大となる最大差分値に応じて、次回の前記色ずれ補正手段による色ずれ補正処理の際の前記トナーパターンの出力回数を、前記最大差分値が予め定められた色ずれ補正許容値より大きい場合には前記トナーパターンの繰り返し回数を増やし、前記最大差分値が前記色ずれ補正許容値より小さい場合には、前記トナーパターンの繰り返し回数を前記最大差分値が前記色ずれ補正許容値を下回る最小の繰り返し回数に変更する第１出力回数変更手段を備える、
   ことを特徴とするカラー画像形成装置。
2. 前記色ずれ補正手段による色ずれ補正処理の際に、装置内部温度または装置周囲温度を検出する温度検出手段と、
   この温度検出手段により検出した温度と前回の色ずれ補正処理時の温度との温度変化を検出する温度変化検出手段と、
   この温度変化検出手段により検出した温度変化量に応じて、前記色ずれ補正手段による色ずれ補正処理の際の前記トナーパターンの出力回数を変更する第２出力回数変更手段と、
   を備えることを特徴とする請求項１記載のカラー画像形成装置。
3. 前回の前記色ずれ補正手段による色ずれ補正処理からの経過時間を計時する経過時間計時手段と、
   前記色ずれ補正手段による色ずれ補正処理の際に前記経過時間計時手段により計時した前回の前記色ずれ補正手段による色ずれ補正処理からの経過時間に応じて、前記色ずれ補正手段による色ずれ補正処理の際の前記トナーパターンの出力回数を変更する第２出力回数変更手段と、
   を備えることを特徴とする請求項１記載のカラー画像形成装置。
4. 前記色ずれ補正手段による色ずれ補正処理の際に、装置に対して着脱自在な交換ユニットが交換されたことを検出するユニット交換検出手段と、
   このユニット交換検出手段により交換ユニットが交換されたことを検出した場合、前記色ずれ補正手段による色ずれ補正処理の際の前記トナーパターンの出力回数を最大値又は現在の設定値に一定回数を加算した値に変更する第２出力回数変更手段と、
   を備えることを特徴とする請求項１記載のカラー画像形成装置。
5. 前記転写部の構成が直接転写方式である、
   ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一記載のカラー画像形成装置。
6. 前記転写部の構成が間接転写方式である、
   ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一記載のカラー画像形成装置。

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