JP2000275926A - 多色画像形成装置の露光位置ずれ検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多色画像形成装置における複数の露光ユニッ
トについての露光位置ずれを検出する場合に、より検出
精度を向上させることのできる露光位置ずれ検出方法を
提供する。 【解決手段】 この露光位置ずれ検出方法は、感光体面
Ｇに対し光を走査しながら露光する複数の露光ユニット
を備える多色画像形成装置において各露光ユニット間の
露光位置ずれを検出し補正する。主走査方向ｍに延在し
た直線部５ａと主走査方向に対し傾斜した傾斜部５ｂと
を有するマーク５を各露光ユニット毎ごとに感光体面に
おいて主走査方向に少なくとも２つ形成し、マークの傾
斜部の顕像面積を安定化させ、各マークの直線部と傾斜
部とを検出センサＰＳ１，ＰＳ２により主走査方向に直
交する副走査方向に検出し、副走査方向基準位置１０か
ら直線部までの距離ａ，ｃと、傾斜部までの距離ｂ，ｄ
とを各露光ユニットについてそれぞれ検知し、これらの
各検知距離を比較することにより各露光ユニット間の露
光位置のずれを検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カラー画像等の多
色画像を形成するための多色画像形成装置において各露
光ユニット間の露光位置ずれを検出し補正するための露
光位置ずれ検出方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、カラー画像を形成する電子写真方
式による複写機、プリンタ等のカラー画像形成装置で
は、感光体面を有するドラム状やベルト状の感光体等の
像担持体に対しＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンダ）、Ｃ
（シアン）、Ｋ（黒）の各トナー像を形成するために各
色用の露光ユニットからレーザ光を露光し、感光体面上
に潜像を形成してから、各色のトナーにより現像を行い
各トナー像を順に重ねて記録紙に転写し定着することに
より、記録紙上にカラー画像を形成している。この場
合、各色の露光ユニットよる露光位置にずれが生じる
と、カラー画像品質が低下するので、位置ずれを検出し
補正することが行われている。

【０００３】従来、かかる露光位置のずれを検出するた
めに、感光体面上に各露光ユニットごとに複数のレジス
トマークを形成し、平面的ＣＣＤによりレジストマーク
を検出しているが、ＣＣＤは高価であるとともに、その
位置ずれ検出の処理に時間を要してしまい、コストアッ
プにつながってしまう。このため、より安価な受光素子
（フォトセンサ）を用いて位置ずれを検出することが提
案されている（例えば、特開平６−１１８７３５号公報
参照）。しかし、この場合、線画で構成されるレジスト
マークを検出するためのセンサは、高精度検出のために
そのスポット径が小径に絞られており、レジストマーク
の現像による顕像面積に関し、微小な顕像領域が検出精
度に与える影響を無視できない。このため、露光位置ず
れの検出精度には一定の限界があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述によう
な従来技術の問題点に鑑み、多色画像形成装置における
複数の露光ユニットについての露光位置ずれを検出する
場合に、より検出精度を向上させることのできる露光位
置ずれ検出方法を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、感光体面を有する感光体と、多色画像を
形成するために前記感光体面に対し光を走査しながら露
光する複数の露光ユニットと、とを備える多色画像形成
装置において各露光ユニット間の露光位置ずれを検出し
補正するための露光位置ずれ検出方法であって、主走査
方向に対し傾斜した傾斜部を含むマークを前記各露光ユ
ニット毎ごとに前記感光体面において主走査方向に少な
くとも２つ形成し、前記傾斜部の顕像面積を安定化さ
せ、前記各マークの前記傾斜部を検出センサにより主走
査方向に直交する副走査方向に検出し、副走査方向基準
位置から前記傾斜部までの距離を前記各露光ユニットに
ついてそれぞれ検知し、これらの各検知距離を比較する
ことにより前記各露光ユニット間の露光位置のずれを検
出する。

【０００６】本発明によれば、検出センサにより副走査
方向基準位置からの傾斜部までの距離を検出する際に、
傾斜部はその顕像面積が安定化されているから、その検
出距離の精度がよくなり、このため露光位置のずれの検
出精度が向上し、この検出した位置ずれ情報に基づいて
位置ずれを高精度に補正することができ、形成される多
色画像の品質を改善することができる。なお、ここで、
顕像とは、マークを現像等により検出センサで検出可能
に像形成することをいう。

【０００７】また、前記マークが主走査方向に延在した
直線部を更に含み、前記各マークの前記直線部と前記傾
斜部とを検出センサにより主走査方向に直交する副走査
方向に検出し、副走査方向基準位置から前記直線部まで
の距離と、前記傾斜部までの距離とを前記各露光ユニッ
トについてそれぞれ検知するようにできる。

【０００８】また、前記顕像面積の安定化を各印字ドッ
トの間に前記印字ドットよりも小径の補間ドットを形成
することにより行い、前記傾斜部を整形しその精細度を
上げることができる。マークの直線部よりも傾斜部の方
が各印字ドットの間が空くため、顕像面積がばらつきや
すいのであるが、この間に小径の補間ドットを埋め込む
ように形成するから、顕像面積が安定化するとともに、
傾斜部のラインが整形され、その精細度が上がる。これ
により、副走査方向基準位置から傾斜部までの検出距離
の精度が向上する。

【０００９】また、前記小径の補間ドットの形成を、ド
ット位置制御、ドット光量またはドット重ね露光によ
り、またはこれらの組み合わせにより行うことにより、
顕像面積が安定化するとともに、傾斜部のラインが整形
され、その精細度が上がる。これにより、副走査方向基
準位置から傾斜部までの検出距離の精度が向上する。

【００１０】また、前記検出センサは発光素子と受光素
子とを備え、前記発光素子はそのスポット径が４００μ
ｍ以下に絞られた発光ダイオード（ＬＥＤ）であり、前
記受光素子がフォトダイオードまたはフォトトランジス
タであるように構成できる。検出センサの受光素子とし
てはＣＣＤラインセンサ等であってもよいが、フォトダ
イオードやフォトトランジスタのフォトセンサの方が価
格的に有利であり、好ましい。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明による実施の形態に
ついて図面を用いて説明する。図１はカラー画像形成装
置の２つの露光ユニットによりレジストマークを形成し
た感光体面の平面図（ａ）、フォトセンサにより検出し
たマークの各部分までの距離を示す図（ｂ）であり、図
２は、本実施の形態でマークの傾斜部の印字ドット間を
補間ドットで埋め込む状態を示す図（ａ）、従来の傾斜
部の印字ドットの状態を示す図（ｂ）である。

【００１２】図１に示すように、感光体ドラムの感光体
面Ｇ上に、第１の露光ユニットからの露光により、略
「フ」字の形状の２つのレジストマーク５，６を形成す
る。このときの各マーク５，６の露光位置は、第１の露
光ユニットの水平同期信号位置９ａからの距離Ｓドット
及び主走査方向ｍの距離Ｌドッドをそれぞれ基準にして
いる。同様に、第２の露光ユニットからの露光により、
略「フ」字の形状の２つのレジストマーク７，８を形成
する。この場合も、各マーク７，８の露光位置は、第２
の露光ユニットの水平同期信号位置９ｂからの距離Ｓド
ット及び主走査方向ｍの距離Ｌドッドをそれぞれ基準に
している。

【００１３】以上のようにして形成された各レジストマ
ーク５，６，７，８について現像を行い顕像化する。図
１（ａ）のように、略「フ」字の形状のレジストマーク
５，６，７，８は、主走査方向ｍに延びるよう形成され
た直線部５ａ、６ａ、７ａ、８ａと、主走査方向ｍに対
して一定角度θ（例えば４５度に傾斜して形成された傾
斜部５ｂ、６ｂ、７ｂ、８ｂとをそれぞれ有している。

【００１４】なお、第１及び第２の露光ユニットからの
レーザ光により感光体面Ｇに露光し画像を形成するとき
には、方向ｍに主走査されるとともに、感光体ドラムの
回転により方向ｎに副走査される。また、本実施の形態
のカラー画像形成装置は、第１〜第４の露光ユニットを
有し、第３，第４の露光ユニットからも同様の露光によ
り同様にレジストマークが形成されるが、以下の説明で
は、第１及び第２の露光ユニットにおける位置ずれの検
出について説明し、第３，第４の露光ユニットに関して
は省略するが、その位置ずれ検出は同様にして行うこと
ができる。

【００１５】上述の各レジストマークの露光時に各傾斜
部の印字ドット間を補間ドットで埋め込むように補間す
る。即ち、図２（ｂ）のように、上述と同様にして形成
できるレジストマーク５０では直線部５０ａが主走査方
向に並んだ各印字ドット５２から形成され、また傾斜部
５０ｂが主走査方向に対して例えば４５度に傾斜して並
んだ各印字ドット５１ａから形成されている。傾斜部５
ｂを形成する各印字ドット５１ａの間には隙間５１ｂが
形成されている。このような隙間に、図２（ａ）のよう
に、小径の補間ドット１６を埋め込むいわゆるスムージ
ング処理を行う。このように各印字ドット１５の間を小
径の補間ドット１６で補間するように露光し、その後現
像により顕像化することによりレジストマーク５を形成
すると、その傾斜部５ｂの顕像面積が安定化し、傾斜部
５ｂが整形され高精細化する。なお、以上のスムージン
グ処理方法として、後述のような印字ドットのドット位
置制御、ドット光量制御またはドット重ね露光等により
行うことができ、またはこれらの方法の組み合わせによ
り行うことができる。

【００１６】次に、上述のように形成されたレジストマ
ークによる露光位置ずれの検出について説明する。図１
（ａ）において感光体面Ｇの上方に２つのフォトリフレ
クタ型のフォトセンサＰＳ１，ＰＳ２が配置されてい
る。フォトセンサＰＳ１は、副走査方向ｎと平行な検出
基準線Ｎと各レジストマーク５，７の直線部５ａ、傾斜
部５ｂ、直線部７ａ、傾斜部７ｂとの各交点１，２，
３，４を，図１（ｂ）のように検出位置パルス１１，１
２，１３，１４として読み出す。同様にして、フォトセ
ンサＰＳ２は、副走査方向ｎと平行な検出基準線Ｎ’と
各レジストマーク６，８の直線部６ａ、傾斜部６ｂ、直
線部８ａ、傾斜部８ｂとの各交点１’，２’，３’，
４’を，図１（ｂ）のように検出位置パルス２１，２
２，２３，２４として読み出す。

【００１７】そして、図１（ｂ）に示すように、各検出
位置パルス１１〜１４、２１〜２４の立ち上がり部を副
走査方向基準位置１０からの距離ａ，ｂ，ｃ，ｄ、
ａ’，ｂ’，ｃ’，ｄ’として読み出す。

【００１８】以上のようにして検出した各距離ａ〜ｄ、
ａ’〜ｄ’により、位置ずれを判定する。即ち、次の各
位置ずれに起因する項目（１）〜（４）を計算により求
める。

【００１９】 （１）相対ユニット傾き量＝（ｃ−ｃ’）／（ａ−ａ’） （２）相対主走査倍率＝［Ｌ−｛（ｄ’−ｃ’）−（ｄ−ｃ）｝］／［Ｌ− ｛（ｂ’−ａ’）−（ｂ−ａ）｝］ （３）主走査開始点＝｛Ｓ−（ｂ−ａ）｝−｛Ｓ−（ｄ−ｃ）｝／横倍 （４）副走査開始点＝（ｃ−ａ）または ＝（ｃ’−ａ’）または ＝｛（ｃ−ａ）＋（ｃ−ａ’）｝／２ なお、以上の各量は第１の露光ユニット（基準露光ユニ
ット）に対する第２の露光ユニットの値である。同様に
して、第３，第４の露光ユニットの値を得ることができ
る。

【００２０】以上の（１）〜（４）の各項目から各露光
位置のずれ量が判定され、これらのずれ量に基づいてレ
ジストレーション（位置合わせ）が行われて各色間の位
置ずれを電気量として補正することができる。

【００２１】ここで、各レジストマークの傾斜部を整形
しその精細度を向上させたことによる効果を説明する。
フォトリフレクタ型のフォトセンサＰＳ１、ＰＳ２は、
高精度検出の機能上の理由からからスポット径が４００
μｍ以下の小径に絞られるために、図２（ｂ）に示すよ
うに、フォトセンサのスポット径２０に占める印字ドッ
ト５１ａ，５１ａ間の隙間５１ｂの存在を無視できず、
スポット径２０の位置により隙間５１ｂの面積の占める
割合が異なるため、その顕像面積のばらつきが相対的に
大きくなる。このため、マーク５０の直線部５０ａと斜
線部５０ｂとの間の距離検出に誤差が発生してしまい、
レジストレーションの精度が低下して、高精細な画像形
成が不可能になるのであるが、本実施の形態では、図２
（ａ）のように、各印字ドット１５の間を小径の補間ド
ット１６で補間し、傾斜部５ｂの顕像面積が安定化し、
傾斜部５ｂの精細度が向上しているから、小さいスポッ
ト径で高精度検出の可能な高感度のフォトセンサＰＳ
１、ＰＳ２においてスポット径２０内に占める顕像面積
が安定化し、スポット径が傾斜部５ｂのどの位置であっ
ても顕像面積のばらつきがなくなる。

【００２２】以上のように、図１（ａ）の斜線部５ｂの
どの位置でも顕像面積が安定化されるので、マーク５の
直線部５ａと斜線部５ｂとの間の距離を高精度に検出で
きる。これによって、上述した（１）相対ユニット傾き
量、（２）相対主走査倍率、（３）主走査開始点、
（４）副走査開始点の各検出精度が向上し、高精度のカ
ラーレジストレーションが実現でき、高精細な画像形成
が可能となるから、形成されるカラー画像の品質を向上
させることができる。

【００２３】次に、小径の補間ドットの形成方法につい
て説明する。ドット位置制御による場合の模式図を図３
に示す。図３（ａ）のように、傾斜部５ｂにおいて階段
状に抜けている画素位置に対してその画素の左側のみを
露光するよう他方の光量を落とす（右寄せに露光する）
ことにより、階段状のブランク部（隙間）に小径ドット
１８ａを形成することができる。また、同図のように、
傾斜部５ｂにおいて階段状に抜けている画素位置に対し
てその画素の右側のみを露光するよう他方の光量を落と
す（左寄せに露光する）ことにより、階段状のブランク
部（隙間）に小径ドット１８ｂを形成することができ
る。また、ドット光量を全体的に低下させることによ
り、小径の補間ドットを形成することができ、同様の効
果を得ることができる。また、ドットの重ね露光とは、
発光素子を主走査方向に並べた例えばＬＥＤアレイヘッ
ドのような走査ヘッドにより露光を行う場合に特に有効
である。即ち、図３（ｂ）のように、本来の走査間隔の
間に補間走査を行い、ドット１７を重ね露光することに
より、結果として階段状のブランク部（隙間）に小径ド
ットを形成することができる。

【００２４】以上のような処理を行うことにより、顕像
面積が安定化するとともに、傾斜部５ｂのラインが整形
され、その精細度が上がる。これにより、副走査方向基
準位置から傾斜部までの検出距離の精度が向上するの
で、上述した高精度のカラーレジストレーションが実現
でき、高精細な画像形成が可能となる。

【００２５】以上のように本発明を実施の形態により説
明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、
本発明の技術的思想の範囲内で各種の変形が可能であ
る。例えば、画像形成装置で形成されるのはカラー画像
ではなく、多色画像であってもよく、また、レジストマ
ークは略「フ」字の形状に限定されず、斜線部を含むマ
ークであればよい。また、斜線部形成時のスムージング
処理は、顕像面積を安定化できるものであれば他の方法
によるものであってもよいことは勿論である。また、多
色画像形成装置における感光体としては、ドラム状以外
に例えばベルト状のものであってもよい。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、多色画像形成装置にお
ける複数の露光ユニットについての露光位置ずれの検出
精度をより向上させることのできる露光位置ずれ検出方
法を提供できる。このため、各色について高精度のレジ
ストレーション（位置合わせ）が実現でき、高精細な画
像形成が可能となるから、形成される多色画像の品質が
向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による実施の形態において２つの露光ユ
ニットによりレジストマークを形成した感光体面の平面
図（ａ）、及びフォトセンサにより検出したマークの各
部分までの距離を示す図（ｂ）である。

【図２】本実施の形態でマークの傾斜部の印字ドット間
を補間ドットで埋め込む状態を示す図（ａ）、及び従来
の傾斜部の印字ドットの状態を示す図（ｂ）である。

【図３】本実施の形態における小径の補間ドットの形成
方法を説明するための図であり、ドット位置制御による
場合（ａ）、及び重ね露光による場合（ｂ）を示す。

【符号の説明】

５，６，７，８ レジストマーク ５ａ，６ａ，７ａ，８ａ 直線部 ５ｂ，６ｂ，７ｂ，８ｂ 斜線部 ａ，ｂ，ｃ，ｄ 副走査方向基準位置１
０からの各距離 ａ’，ｂ’，ｃ’，ｄ’ 副走査方向基準位置１
０からの各距離 Ｇ 感光体面 ＰＳ１，ＰＳ２ フォトセンサ ｍ 主走査方向 ｎ 副走査方向

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光体面を有する感光体と、多色画像を
   形成するために前記感光体面に対し光を走査しながら露
   光する複数の露光ユニットと、とを備える多色画像形成
   装置において各露光ユニット間の露光位置ずれを検出し
   補正するための露光位置ずれ検出方法であって、 主走査方向に対し傾斜した傾斜部を含むマークを前記各
   露光ユニット毎ごとに前記感光体面において主走査方向
   に少なくとも２つ形成し、 前記傾斜部の顕像面積を安定化させ、 前記各マークの前記傾斜部を検出センサにより主走査方
   向に直交する副走査方向に検出し、副走査方向基準位置
   から前記傾斜部までの距離を前記各露光ユニットについ
   てそれぞれ検知し、これらの各検知距離を比較すること
   により前記各露光ユニット間の露光位置のずれを検出す
   る露光位置ずれ検出方法。
2. 【請求項２】 前記マークが主走査方向に延在した直線
   部を更に含み、 前記各マークの前記直線部と前記傾斜部とを検出センサ
   により主走査方向に直交する副走査方向に検出し、副走
   査方向基準位置から前記直線部までの距離と、前記傾斜
   部までの距離とを前記各露光ユニットについてそれぞれ
   検知する請求項１記載の露光位置ずれ検出方法。
3. 【請求項３】 前記顕像面積の安定化を各印字ドットの
   間に前記印字ドットよりも小径の補間ドットを形成する
   ことにより行い、前記傾斜部を整形しその精細度を上げ
   る請求項１または２記載の露光位置ずれ検出方法。
4. 【請求項４】 前記小径の補間ドットの形成を、ドット
   位置制御、ドット光量またはドット重ね露光により、ま
   たはこれらの組み合わせにより行う請求項３記載の露光
   位置ずれ検出方法。
5. 【請求項５】 前記検出センサは発光素子と受光素子と
   を備え、前記発光素子はそのスポット径が４００μｍ以
   下に絞られた発光ダイオードであり、前記受光素子がフ
   ォトダイオードまたはフォトトランジスタである請求項
   １，２，３または４記載の露光位置ずれ検出方法。