JP2002116596A

JP2002116596A - カラー画像形成装置

Info

Publication number: JP2002116596A
Application number: JP2000310758A
Authority: JP
Inventors: Masashi Shinohara; 賢史篠原
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2000-10-11
Filing date: 2000-10-11
Publication date: 2002-04-19

Abstract

(57)【要約】【課題】プロコン用パッチ列とトナーマーク列との読
み取りを同一の検出手段により行い、検出信号の周波数
成分を劣化させずに取り込み、ノイズの影響を受けるこ
とを防止して高画質のカラー画像を形成する。【解決手段】プロコン用パッチ列とトナーマーク列と
の読み取りを行う検出センサ素子１４または１５と、こ
の検出センサ素子からの検出信号からノイズ等の高周波
信号を除去する抵抗２２、２４、コンデンサ２４、２５
により構成されるＬＰＦ（ローパスフィルタ）と、ＬＰ
Ｆから出力される電圧信号を増幅して出力するＯＰアン
プ２６とにより構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カラー画像形成装
置に係り、特に、プリンタ、複写機等に使用して好適
で、高画質のカラー画像を形成することのできるカラー
画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】カラー画像形成装置に関する従来技術と
して、例えば、特許第２５７３８５５号明細書等に記載
された技術が知られている。この従来技術は、多重画像
形成装置であって、各色の転写位置のずれを補正するた
めの位置決めパターンの読み取りと、転写材に転写され
る画像の濃度を制御するための濃度パターンの読み取り
とを同一の読み取り装置で共用させるようにしたもので
ある。

【０００３】図６は従来技術によるカラー画像形成装置
の作像プロセスを説明する図、図７は画像の濃度を制御
するための濃度パターンであるパッチ列の読み取りにつ
いて説明する図、図８は各色の転写位置のずれを補正す
るための位置決めパターンであるトナーマーク列の読み
取りについて説明する図であり、以下、図６〜図８を参
照して従来技術によるカラー画像形成装置について説明
する。図６〜図８において、１は転写紙、２は搬送ベル
ト、３、４は搬送ローラ、５は給紙トレイ、６は感光体
ドラム、７は帯電器、８は露光器、９は現像器、１０は
感光体クリーナ、１１はレーザ光、１２は転写器、１３
は定着器、１４、１５はセンサ素子、１６はパッチ列、
１７はトナーマーク列である。なお、符号に付与される
Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋはそれぞれその色に対応する構成部材で
あることを示している。

【０００４】図６に示す従来技術によるカラー画像形成
装置は、搬送ベルト２に沿って各色毎の複数の画像形成
部を配置したタンデムタイプと呼ばれるカラー画像形成
装置であり、本発明が適用されるカラー画像形成装置で
もある。

【０００５】図示カラー画像形成装置は、それぞれ異な
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が、転写紙１を
搬送する搬送ベルト２に沿って一列に配置されて構成さ
れている。搬送ベルト２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３、４に架設されており、搬送ローラ３、４の回転
により矢印の方向に回転駆動される。搬送ベルト２の下
部には、転写紙１が収納された給紙トレイ５が備えられ
ている。収納された転写紙１のうち最上位置にある転写
紙１は、画像形成時に給紙され、静電吸着によって搬送
ベルト２上に吸着される。

【０００６】吸着された転写紙１は、第１の画像形成部
（イエロー）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（イエロー）は、感光体ド
ラム６Ｙと感光体ドラムの周囲に配置された帯電器７
Ｙ、露光器８、現像器９Ｙ、感光体クリーナ１０Ｙとか
ら構成されている。感光体ドラム６Ｙの表面は、帯電器
７Ｙにより一様に帯電された後、露光器８によりイエロ
ーの画像に対応したレーザー光１１Ｙで露光されて静電
潜像が形成される。

【０００７】形成された静電潜像は、現像器９Ｙにより
現像され、感光体ドラム６Ｙ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６Ｙと搬送ベルト２
上の転写紙１と接する位置（転写位置）で転写器１２Ｙ
により転写紙１に転写され、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６
Ｙは、ドラム表面に残った不要なトナーが感光体クリー
ナ１０Ｙ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。

【０００８】このように、第１の画像形成部（イエロ
ー）で単色（イエロー）を転写された転写紙１は、搬送
ベルト２によって第２の画像形成部（マゼンタ）に搬送
され、ここでも、前述と同様に感光体ドラム６Ｍ上に形
成されたトナー像（マゼンタ）が、転写紙１上に重ねて
転写される。転写紙１は、さらに第３の画像形成部（シ
アン）、第４の画像形成部（ブラック）に搬送され、同
様に感光体ドラム６Ｃ、６Ｋに形成されたトナー像が転
写されてカラー画像を形成してゆく。第４の画像形成部
を通過してカラー画像が形成された転写紙は、搬送ベル
トから剥離され、定着器１３により定着された後に排紙
される。

【０００９】前述したように構成されるカラー画像形成
装置は、転写紙１へのカラー画像の形成を行う前に、搬
送ベルト２上に各色のトナーのパッチ列を形成し、その
パッチ列を検出して検出電圧値の変化から画像の濃度を
制御すると共に、各色のトナーマーク列を形成し、その
マーク列を検出して検出電圧値の変化からトナーマーク
列の位置を判定して、各色の位置合わせを行うための反
射型の検出センサ素子１４、１５が主走査方向の両端に
取り付け距離Ｌmmを持って設けられている。また、図示
していないが、検出センサ素子１４、１５が設けられる
搬送ベルト位置の搬送へベルト２の進行方向の後部に、
これらのトナー像をクリーニングするクリーナが設けら
れている。

【００１０】図７には、前述した搬送ベルト２上に形成
されたトナーのパッチ列１６の一例を示している（ブラ
ックＫのみを示している）。トナーのパッチ列１６は、
Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの各色で複数の階調ににより片側のセン
サ（センサ素子１４）の位置の搬送ベルト２上にのみ形
成される。センサ素子１４によりこれらのパッチ列を検
出することによって画像濃度を最適に制御することがで
きる。この濃度の制御は、レーザ光１１の強度を制御す
る設定、また、現像器９のバイアス値の設定を行うこと
により行うことができる。また、濃度値の算出及び補正
の実行命令は、後述するメインＣＰＵにより行われ、補
正により、レーザ光１１を発行するＬＤの非直線性、現
像バイアスと濃度との間の非直線性の補正が行われる。
前述した各色毎のトナーのパッチ列の形成、検出、濃度
制御のための設定は、各色毎に時系列的に行われる。

【００１１】図８には、前述した搬送ベルト２上に形成
されたトナーマーク列１７の一例を示している。トナー
マーク列は、Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの各色の横線、斜め線をセ
ンサ素子１４、１５のそれぞれの位置の搬送ベルト２上
に形成される。センサ素子１４、１５によりこれらのト
ナーマーク列を検出することによ、マーク中央位置を求
め、基準色（この場合ブラックＫ）に対するスキュー、
副走査レジストずれ、主走査レジストずれ、主走査倍率
誤差の計測が可能である。各種のずれ量、補正量の算出
および補正の実行命令は、図示しないメインＣＰＵによ
り行われる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】前述した従来技術は、
画像の濃度を制御するための濃度パターンであるプロセ
スコントロール（以下、プロコンという）用パッチ列の
読み取りと、各色の転写位置のずれを補正するための位
置決めパターンであるトナーマーク列の読み取りとを同
一のセンサ及び付随する回路により構成される検出手段
を使用しているので、それぞれの検出信号の周波数成分
を劣化させずに取り込む必要があるが、そのような点に
ついての配慮がなされていないという問題点を有してい
る。

【００１３】本発明の目的は、前述した従来技術の問題
点を解決し、プロコン用パッチ列の読み取りとトナーマ
ーク列の読み取りとを同一のセンサ及び付随する回路に
より行う際に、それぞれの検出信号の周波数成分を劣化
させずに取り込むことができ、かつ、ノイズの影響を受
けることを防止して、高画質のカラー画像を形成するこ
とができるカラー画像形成装置を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、露光により感光体上に潜像
を形成し、現像、転写、定着することにより記録紙上に
カラー画像を形成し、プロセスコントロールのためのパ
ッチ列、及び、位置合わせ用のトナーマーク列の検出を
共通の検出手段により行うカラー画像形成装置におい
て、前記検出手段が、センサ素子と、該センサ素子に接
続されて制御信号を出力する回路とを備えて構成され、
前記制御信号を出力する回路が、プロセスコントロール
のためのパッチ列及び位置合わせ用のトナーマーク列の
検出信号の両検出信号の周波数成分を通過させる周波数
特性を持つことを特徴とする。

【００１５】また、前記目的を達成するため、請求項２
記載の発明は、前記制御信号を出力する回路が、センサ
素子から出力される信号をフィルタリングするフィルタ
回路を備え、該フィルタ回路の定数が前記両検出信号の
周波数成分を通過させるように設定されていることを特
徴とする。

【００１６】また、前記目的を達成するため、請求項３
記載の発明は、前記フィルタ回路が、１次または２次の
フィルタであることを特徴とし、また、請求項４記載の
発明は、前記フィルタ回路が、ローパスフィルタ回路で
あることを特徴とする。

【００１７】さらに、前記目的を達成するため、請求項
５記載の発明は、前記検出手段から出力される制御信号
を伝送路を介して受け取る制御部側の伝送路終端近傍
に、伝送路上で重畳されるノイズを除去するフィルタ回
路が備えられることを特徴とする。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明によるカラー画像形
成装置の一実施形態を図面により詳細に説明する。

【００１９】図１はプロコン用パッチ列のセンサでの読
み取り信号の波形例とその周波数スペクトルとを説明す
る図、図２はトナーマーク列の読み取り信号の波形例と
その周波数スペクトルとを説明する図であり、本発明の
実施形態の説明の前に、まず、図１、図２を参照して、
プロコン用パッチ列とトナーマーク列との読み取り信号
について説明する。

【００２０】プロコン用パッチ列の読み取り信号は、パ
ッチ列を構成する各パッチの大きさ及び配列間隔と搬送
ベルトの搬送速度とによって決まる周期を持ち、また、
各パッチの濃度によって決まる大きさを持つ図１（ａ）
に示すような複数の信号波形となる。そして、図１
（ａ）に示す信号の１つの信号波形のスペクトルは、図
１（ｂ）に示すようなものとなり、その基本波成分は、
１２．５Ｈｚである。

【００２１】また、トナーマークの読み取り信号は、ト
ナーマーク列を構成する各トナーマークの配列間隔と搬
送ベルトの搬送速度とによって決まる周期を持つ図２
（ａ）に示すような複数の信号波形となる。そして、図
２（ａ）に示す信号の１つの信号波形のスペクトルは、
図２（ｂ）に示すようなものとなり、その基本波成分
は、１２５Ｈｚである。

【００２２】プロコン用パッチ列の読み取りとトナーマ
ーク列の読み取りとを同一のセンサ及び付随する回路に
より構成される検出手段により行う場合、検出手段は、
前述したようなプロコン用パッチ列の読み取り信号のと
トナーマーク列の読み取り信号との信号波形の基本波成
分を確実に検出することができ、かつ、周辺機器から発
生するノイズの影響を受けることがないように構成する
必要がある。

【００２３】図３は本発明の実施形態に使用される検出
手段の回路構成を示すブロック図、図４は検出手段に含
まれるＬＰＦの特性を説明する図であり、以下、これら
について説明する。図３において、１８は発光素子、１
９は受光素子、２０、２１はバイパスコンデンサ、２
２、２４は抵抗、２３、２５はコンデンサ、２６はＯＰ
アンプであり、端末の符号は図６〜図８の場合と同一で
ある。

【００２４】図示検出手段は、図６〜図８により説明し
た検出センサ素子１４または１５と、この検出センサ素
子からの検出信号からノイズ等の高周波信号を除去する
抵抗２２、２４、コンデンサ２４、２５により構成され
るＬＰＦ（ローパスフィルタ）と、ＬＰＦから出力され
る電圧信号を増幅して出力するＯＰアンプ２６とにより
構成され、検出センサ素子とＯＰアンプとには、駆動電
圧Ｖcc1 が印加され、また、また、電源に重畳されるノ
イズ成分を平滑化するためのいわゆるバイパスコンデン
サ２０、２１が接続されている。

【００２５】前述したように構成される検出手段におい
て、検出センサ素子１４または１５は、発光ダイオード
等の発光素子１８とフォトトランジスタ等による受光素
子１９とにより構成され、発光素子１８には、駆動電圧
Ｖcc1 の他に発光強度を所定の大きさに調整するために
コントロール電圧が印加されている。プロコン用パッチ
列の読み取り及びトナーマーク列の読み取りにより受光
素子１９から出力される検出電流は、抵抗２２及びコン
デンサ２３により電圧信号に変換される。これらの抵抗
２２及びコンデンサ２３は、第１のＬＰＦを構成してお
り、電圧信号に含まれるノイズ等の高周波信号を除去す
る。この第１のＬＰＦからの出力信号は、抵抗２４、コ
ンデンサ２５により構成される第２のＬＰＦを介してＯ
Ｐアンプ２６の非反転入力端子に入力される。ＯＰアン
プ２６に入力された信号は、ボルテージフォロアワを介
し出力電圧として後段に伝送される。

【００２６】図４に示すセンサ素子からの検出信号をフ
ィルタリングするＬＰＦの周波数−ゲイン特性におい
て、図３に示す回路の第１のＬＰＦを構成する抵抗２２
の抵抗値を 68KΩ、コンデンサ２３の容量値を1000pFと
すると、これらの抵抗２２、コンデンサ２３により構成
される第１のＬＰＦの周波数−ゲイン特性は、図４に特
性Ｆ１として示すような特性を示す。これは１次のＬＰ
Ｆであり、遮断周波数は2.34KHz である。

【００２７】また、図３に示す回路の第２のＬＰＦを構
成する抵抗２４の抵抗値を100KΩ、コンデンサ２５の容
量値を1000pFとすると、これらの抵抗２４、コンデンサ
２５により構成される第２のＬＰＦの周波数−ゲイン特
性は、図４に特性Ｆ２として示すような特性を示す。こ
れは１次のＬＰＦであり、遮断周波数は1.59KHz であ
る。

【００２８】そして、第１、第２のＬＰＦの特性Ｆ１と
Ｆ２とを合成して得ることができるフィルタリング特性
は、図４に特性Ｆ３として示すような周波数−ゲイン特
性を有するものとなる。これは２次のＬＰＦであり、遮
断周波数は1.59KHz、2.34KHzである。

【００２９】前述で説明したように、プロコン用パッチ
列１６を検出した際の電圧波形の周波数成分は12.5Hzで
あり、トナーマーク列１７を検出した際の電圧波形の周
波数成分は125Hz であるので、図３に示す検出手段の回
路は、プロコン用パッチ列１６及びトナーマーク列１７
の検出信号の双方を劣化させることなく出力することが
でき、ノイズ成分のみを有効に減衰させることができ
る。

【００３０】前述した検出手段の回路に含まれる第１、
第２のＬＰＦの遮断周波数は、前述り例に限らず、プロ
コン用パッチ列１６を検出した際の電圧波形の周波数成
分である12.5Hz、及び、トナーマーク列１７を検出した
際の電圧波形の周波数成分である125Hz の検出信号を劣
化させることなく出力することができ、かつ、ノイズ成
分のみを有効に減衰させることができる周波数に設定さ
れれば、どのような周波数に設定されてもよい。そし
て、第１、第２のＬＰＦを構成する抵抗とコンデンサと
は、安価な汎用品を使用して前述した程度の遮断周波数
に設定することができるものであればよい。

【００３１】前述した検出手段のＯＰアンプから出力さ
れる検出信号は、転写材に転写される画像の濃度を制御
するため、及び、各色の転写位置のずれを補正するため
に使用されるが、これらの制御のための制御部の設置場
所までケーブル等の伝送路を介して伝送される。このと
き、伝送路上でノイズが混入してしまうことが考えられ
る。本発明は、このような伝送路上で混入するノイズを
除去するように構成することができる。

【００３２】図５は前述したようなＯＰアンプからの出
力信号に伝送路上で混入するノイズを除去するフィルタ
リング回路の構成を示す図であり、以下、これについて
説明する。図５において、２７は抵抗、２８はコンデン
サである。

【００３３】図５に示すフィルタリング回路は、図３に
示すＯＰアンプからの出力信号を伝送路終端で制御部で
あるＣＰＵが受ける際のノイズ成分をフィルタリングす
るものであり、伝送路終端付近に設けられる。図示例の
回路は、抵抗２７とコンデンサ２８とによりＬＰＦを構
成したものであり、抵抗２７の抵抗値を100Ω、コンデ
ンサ２８の容量値を0.01uFとした。このＬＰＦの遮断周
波数は、159.23KHz であり、伝送路中の途中で重畳され
た高周波のノイズ成分を充分に減衰させることができ、
また、プロコン用パッチ列１６及びトナーマーク列１７
を検出した際の周波数成分に影響を及ぼさないように設
定されている。

【００３４】このフィルタリング回路を構成するＬＰＦ
の遮断周波数も、前述下場合と同様に、伝送路中の途中
で重畳された高周波のノイズ成分を充分に減衰させるこ
とができ、また、プロコン用パッチ列１６及びトナーマ
ーク列１７を検出した際の周波数成分に影響を及ぼさな
い周波数に設定されていれば、前述した周波数でなくて
もよい。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、プロセスコントロールのためのパッチ列、
及び、位置合わせ用のトナーマーク列の検出を共通に行
う検出手段が、センサ素子と、該センサ素子に接続され
て制御信号を出力する回路とを備えて構成され、前記制
御信号を出力する回路が、プロセスコントロールのため
のパッチ列及び位置合わせ用のトナーマーク列の検出信
号の両検出信号の周波数成分を通過させる周波数特性を
持っているので、プロコン用パッチ列及びトナーマーク
列の検出信号の双方を劣化させることなく出力すること
ができ、ノイズ成分のみを有効に減衰させることがで
き、これにより、高画質のカラー画像を形成することが
できる。

【００３６】請求項２記載の発明によれば、前記制御信
号を出力する回路が、センサ素子から出力される信号を
フィルタリングするフィルタ回路を備え、該フィルタ回
路の定数が前記両検出信号の周波数成分を通過させるよ
うに設定されているので、請求項１記載の発明と同様な
効果を得ることができる。

【００３７】請求項３、４記載の発明によれば、前記フ
ィルタ回路が、１次または２次のフィルタであるため、
また、前記フィルタ回路が、ローパスフィルタ回路であ
るため、プロコン用パッチ列及びトナーマーク列の検出
信号の双方を劣化させることがほとんどなく出力するこ
とができ、ノイズ成分のみをさらに有効に減衰させるこ
とができ、これにより、さらに高画質のカラー画像を形
成することができる。

【００３８】請求項５記載の発明によれば、前記検出手
段から出力される制御信号を伝送路を介して受け取る制
御部側の伝送路終端近傍に、伝送路上で重畳されるノイ
ズを除去するフィルタ回路が備えられるので、制御部
が、ノイズを含んでいない制御信号を使用して、濃度制
御、位置合わせ制御を行うことができるので、さらに高
画質のカラー画像を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】プロコン用パッチ列のセンサでの読み取り信号
の波形例とその周波数スペクトルとを説明する図であ
る。

【図２】トナーマーク列の読み取り信号の波形例とその
周波数スペクトルとを説明する図である。

【図３】本発明の実施形態に使用される検出手段の回路
構成を示すブロック図である。

【図４】検出手段に含まれるＬＰＦの特性を説明する図
である。

【図５】ＯＰアンプからの出力信号に伝送路上で混入す
るノイズを除去するフィルタリング回路の構成を示す図
である。

【図６】従来技術によるカラー画像形成装置の作像プロ
セスを説明する図である。

【図７】画像の濃度を制御するための濃度パターンであ
るパッチ列の読み取りについて説明する図である。

【図８】各色の転写位置のずれを補正するための位置決
めパターンであるトナーマーク列の読み取りについて説
明する図である。

【符号の説明】

１転写紙２搬送ベルト３、４搬送ローラ５給紙トレイ６感光体ドラム７帯電器８露光器９現像器１０感光体クリーナ１１レーザ光１２転写器１３定着器１４、１５センサ素子１６パッチ列１７トナーマーク列１８発光素子１９受光素子２０、２１バイパスコンデンサ２２、２４、２７抵抗２３、２５、２８コンデンサ２６ＯＰアンプ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】露光により感光体上に潜像を形成し、現
像、転写、定着することにより記録紙上にカラー画像を
形成し、プロセスコントロールのためのパッチ列、及
び、位置合わせ用のトナーマーク列の検出を共通の検出
手段により行うカラー画像形成装置において、前記検出
手段は、センサ素子と、該センサ素子に接続されて制御
信号を出力する回路とを備えて構成され、前記制御信号
を出力する回路が、プロセスコントロールのためのパッ
チ列及び位置合わせ用のトナーマーク列の検出信号の両
検出信号の周波数成分を通過させる周波数特性を持つこ
とを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項２】前記制御信号を出力する回路は、センサ
素子から出力される信号をフィルタリングするフィルタ
回路を備え、該フィルタ回路の定数が前記両検出信号の
周波数成分を通過させるように設定されていることを特
徴とする請求項１記載のカラー画像形成装置。
【請求項３】前記フィルタ回路は、１次または２次の
フィルタであることを特徴とする請求項２記載のカラー
画像形成装置。
【請求項４】前記フィルタ回路は、ローパスフィルタ
回路であることを特徴とする請求項２または３記載のカ
ラー画像形成装置。
【請求項５】前記検出手段から出力される制御信号を
伝送路を介して受け取る制御部側の伝送路終端近傍に、
伝送路上で重畳されるノイズを除去するフィルタ回路が
備えられることを特徴とする請求項１ないし４のうちい
ずれか１記載のカラー画像形成装置。