JP2003241473A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 本発明は、安価でかつ信頼性の高い色ずれ補
正制御を行うことができるカラー画像形成装置を提供す
る。 【解決手段】 複数の画像形成部に転写材を当接させつ
つ搬送する搬送ベルトと、発光ダイオードとフォトダイ
オードとレンズを用いた光検知手段を有する画像形成装
置において、前記搬送ベルト上に線状の中間調を用いて
設定された第一トナーパターンを形成し、前記フォトダ
イオードによる検出電圧をサンプルホールド信号に従っ
てサンプルホールドし、前記サンプルホールドされた第
一検出電圧を基準電圧として、色ずれ量検出すべく設定
された第二トナーパターン以降の検出電圧と比較するこ
とにより、第二トナーパターン以降の色ずれ量を求める
ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式を用
いたカラー画像形成装置の色ずれ補正制御に関するもの
である。

【０００２】ここでサンプルホールドとは、一定期間お
きに入力電圧を測定（サンプリング）し、次に測定する
までその電圧を維持（ホールド）する制御をいう。この
とき入力電圧を測定するための信号をサンプルホールド
信号（クロック）という。

【０００３】

【従来の技術】電子写真方式のカラー画像形成装置にお
いては各種方式が提案されており、高速化のために複数
の画像形成部を有し、搬送ベルト上に保持された記録材
上に順次異なる色の像を転写する方式が多く採用されて
いる。このように複数の画像形成部を有する装置は、機
械精度等の原因により、複数の画像形成部の感光体ドラ
ムや搬送ベルトの移動ムラ、各画像形成部の転写位置で
の感光体ドラム外周面と搬送ベルトの移動量のずれ等が
各色ごとにバラバラに発生する。このため画像を重ね合
わせたときに一致せず、色ずれ（位置ずれ）を生じるこ
とが問題として挙げられる。

【０００４】これら色ずれの要因となる位置ずれの種類
としては、画像に一定量で現れる定常的位置ずれと、周
期的または非周期的（ランダム）に現れる非定常的位置
ずれがある。定常的位置ずれとしては、感光体ドラムや
露光手段であるスキャナユニットの取付け位置、取付け
角度等の誤差に起因するトップマージンずれ、レフトマ
ージンずれ、斜め方向の傾きずれ等がある。また、書き
込み手段としてレーザダイオード等の光走査方式を用い
た場合は、湾曲ずれや倍率誤差（走査線長さ）ずれ等が
ある。非定常的位置ずれとしては、感光体ドラムや搬送
ベルト、駆動ローラ等の駆動系（モータ、駆動伝達手
段）の回転ムラ等に起因するラインピッチ変動によるず
れや、搬送ベルトの蛇行等に起因するずれ等がある。

【０００５】また、各々について、レフトマージンずれ
や蛇行ずれ等の主走査方向（搬送ベルトの搬送方向と直
交する方向）のずれと、トップマージンずれやラインピ
ッチずれ等の副走査方向（搬送ベルトの搬送方向）のず
れがある。

【０００６】また複数の画像形成部が夫々感光体ドラム
とスキャナユニットを有する装置では、各画像形成部で
スキャナユニットとそれに対応する感光体ドラムとの距
離に誤差があり、この誤差が各画像形成部間で異なる
と、感光体ドラム上でのレーザの走査幅に違いが発生
し、色ずれ（位置ずれ）が発生する。

【０００７】実際の出力画像には、これら位置ずれが重
畳したものが現れる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記色ずれの補正手段
として、色ずれ測定用のトナーパターンを搬送ベルト上
に形成し、各色毎の色ずれ量を測定して補正する事が行
われる。しかし、この様な色ずれ量を測定する光学系と
して従来はＣＣＤ等を用いていたが、装置の生産コスト
が高くなってしまうと言う問題があった。

【０００９】また、従来は、色ずれ補正パターンを調整
が必要な場合に印字し、使用者に色ずれの補正をさせる
場合もあった。これは、コスト的には安価であるものの
使用者に煩わしい作業をさせてしまうという問題があっ
た。

【００１０】そこで本発明は、安価でかつ信頼性の高い
色ずれ補正制御を行うことができ、また使用者にかける
負担の少ない画像形成装置を提供することを目的として
いる。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明にかかる色ずれ補正制御の代表的な構成は、
夫々が感光体ドラム及びスキャナユニットを有する複数
の画像形成部と、前記複数の感光体に転写材を当接させ
つつ搬送する搬送ベルトと、発光ダイオードとフォトダ
イオードとレンズを用いた光学検知手段を有する画像形
成装置において、前記搬送ベルト上に線状のトナーパタ
ーンを形成し、前記光学検知手段によって前記トナーパ
ターンを検知し、前記検知結果に基づいて各色ごとの色
ずれ量を求め、各色の画像位置調整を行う色ずれ補正制
御であって、基準電圧を与えるべく中間調を用いて設定
された第一トナーパターンの前記フォトダイオードによ
る検出電圧をサンプルホールド信号に従ってサンプルホ
ールドし、前記サンプルホールドされた第一検出電圧を
基準電圧として、色ずれ量を検出すべく設定された第二
トナーパターン以降の検出電圧と比較することにより、
第二トナーパターン以降の色ずれ量を求めることを特徴
とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】［第一実施形態］本発明にかかる
画像形成装置の第一実施形態について、図を用いて説明
する。

【００１３】（全体構成）まず、図５〜図７を用いて装
置各部の全体構成について説明する。図５は画像形成装
置の全体構成図、図６は色ずれ補正制御を説明する図、
図７は光学検知手段の構成を説明する図である。

【００１４】図５に示す画像形成装置は４つの画像形成
部を有するカラー画像形成装置であって、夫々がイエロ
ー、マゼンタ、シアン、ブラック各色の画像を形成す
る。各画像形成部は感光体ドラム20ａ〜ｄを有し、その
周囲を一次帯電ローラ21ａ〜ｄによって帯電し、スキャ
ナユニット22ａ〜ｄからのレーザー光により感光体ドラ
ム20ａ〜ｄ表面に静電潜像を形成する。静電潜像は、現
像ローラ23ａ〜ｄにより現像されて感光体ドラム20ａ〜
ｄ上にトナー像を形成する。一方、カセット24またはマ
ルチトレイ25から給送ローラ26ａ、26ｂによって給送さ
れたシートは搬送ベルト27にて搬送され、転写ローラ28
ａ〜ｄによって感光体ドラム20ａ〜ｄ上の夫々のトナー
像が順次転写される。シート上のトナー像は、定着器29
によってシートに熱定着される。

【００１５】図５において黒の感光体ドラム20ｄと定着
器29の間には、光学検知手段としてのレジセンサ30が配
置されている。レジセンサ30は各色の画像形成部で形成
されたトナー像をシートに転写した際の色ずれを補正す
る為の補正量を検出する検出手段で、図６に示すように
搬送ベルト27の主走査方向（幅方向）に二つ配置されて
いる（レジセンサ30ａ、30ｂ）。この２つのレジセンサ
30ａ、30ｂを用いて、色ずれ検出用のトナーパターンか
ら、副走査及び主走査方向の色ずれ補正量を検出する。

【００１６】レジセンサ30ａ、30ｂは、図７に示すよう
に発光ダイオード（ＬＥＤ31）とフォトダイオード（Ｐ
Ｄ32）から構成される。ＬＥＤ31からの光はレンズ33介
して搬送ベルト27の表面に照射される。搬送ベルト27で
反射された反射光は、レンズ34を介してＰＤ32で受光さ
れ電気信号に変換される。従って、搬送ベルト27上にト
ナーが存在している場合には、ＬＥＤ31からの照射光は
トナーにより散乱され、ＰＤ32での受光量が低減する。
図６に示すようにレジセンサ30ａ、30ｂには検出回路35
が接続され、レジセンサ30ａ、30ｂのＬＥＤ31の駆動と
ＰＤ32の光電流を電圧に変換するＩＶ変換回路から構成
されている。検出回路35は画像形成装置の制御回路部36
に接続されており、この制御回路部36が検出回路35から
の検出結果から色ずれ情報を演算し、画像形成部や各制
御部へ画像の位置補正情報として演算結果を送信する。

【００１７】（検出回路の構成）次に、検出回路35の構
成について説明する。図１は本実施形態にかかる光学検
知手段の回路構成を説明する図、図２はトナーパターン
及び検出電圧を示す図、図４はトナー濃度と光検出量の
関係を示す図である。

【００１８】図１に示すように、ＰＤ32からの光電流
は、オペアンプ１により電圧に変換される。光電流を
Ｉ、検出抵抗２の抵抗値をＲ、コンデンサ３の電圧をVr
efとすると、検出電圧Voは Vo=Vref-I×R となる。

【００１９】ＰＤ32における検出光量は、ベルト面での
反射光量が最大となり、トナーパターンが存在するとト
ナー面でのＬＥＤ光の乱反射及び吸収により検出光量は
減少する。また、ＰＤ32の検出光量は、図４に示すよう
にトナー濃度が増すほど減少する傾向を示す。従って、
前述の検出電圧Voは、ＬＥＤ31がオフの時は光電流がゼ
ロでVrefとなり、ベルト面の反射光量に対しては、光電
流が最大となり下限値（Vmin）を示す。また、トナーパ
ターンに対しては、光電流が減少し、Vmin＜Vo＜Vrefの
値を示す。この動作を図２のトナーパターン及びVo波形
に示す。

【００２０】図２に示すように、搬送ベルト27上には色
ずれ検出用の各色のトナーパターン（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）
の前（搬送ベルト27の駆動方向上流側）に、閾値電圧設
定用の第一パターンＰ（網点）を形成する。閾値電圧設
定は、図１のサンプルホールド回路４により設定され、
サンプルホールド回路４はサンプルホールド信号５（/S
H）により、前述の検出電圧Voのサンプリングまたはホ
ールド動作を行う。ここでは、サンプルホールド信号５
がLowの時サンプリング、サンプルホールド信号５がHig
hの間ホールドする事とする。

【００２１】図２の第一パターンＰ検出時に、制御回路
部36はサンプルホールド信号５をLowとして、検出電圧V
oをサンプリング・ホールドし、閾値電圧（図２に示すV
o波形点線参照）を決定する。この時の第一パターンＰ
は、色ずれ検出用トナーパターンを検出する為に最適な
閾値電圧を設定する為に、所定の中間調パターンで設定
される。

【００２２】閾値電圧設定後、２番目以降の色ずれ検出
用トナーパターン検出時に、コンパレータ６は閾値電圧
と検出電圧Voを比較し、それぞれのトナーパターンの位
置をパルス（Vout）として出力する。制御回路部36で
は、前記パルス波形から各検出パルスの中央の時間を各
トナーパターンの位置と認識し、更に各トナーパターン
の色ずれ補正量を算出する。

【００２３】上記の如く構成することにより、発光ダイ
オードとフォトダイオードとからなる光学検知手段を用
いて正確な色ずれ量の測定を行うことができ、安価でか
つ信頼性の高い色ずれ補正制御を行うことができる。

【００２４】［第二実施形態］上記第一実施形態におい
ては、各色のトナーパターン検出時の検出電圧を一定と
して説明を行った。これに対し、本実施形態では、各色
毎の検出電圧に差が有る場合の設定方法に関して説明す
る。図３は本実施形態に係るトナーパターン及び検出電
圧を示す図であって、上記第一実施形態と説明の重複す
る部分については同一の符号を付して説明を省略する。

【００２５】図３のVo波形に示すように、色ずれ検出用
のトナーパターンの検出電圧Voが各色毎に異なる場合に
は、最も検出電圧が小さい色のトナーパターンを基準と
して、それより小さい電圧を閾値電圧設定用パターンに
選択する必要がある。

【００２６】具体的には、図３に示すように色ずれ検出
用トナーパターンがＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの順番で画像形成さ
れており、Ｍ（マジェンダ）のトナーパターンの検出電
圧Voが一番小さい場合には、閾値電圧設定用の第一パタ
ーンＰにマジェンダトナーの中間調パターンを使用す
る。これにより、装置の耐久条件や環境変動に対して大
きな設定マージンを取ることができる。

【００２７】

【発明の効果】上記説明した如く、本発明に係る画像形
成装置においては、発光ダイオードとフォトダイオード
とからなる光学検知手段を用いて正確な色ずれ量の測定
を行うことができ、使用者に負担をかけることなく、安
価でかつ信頼性の高い色ずれ補正制御を行うことができ
る。

【００２８】更に、検出閾値の設定自由度が大きいた
め、環境や耐久条件に対して大きな設定マージンを取る
ことができ、最適な閾値電圧設定が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】光学検知手段の回路構成を説明する図である。

【図２】トナーパターン及び検出電圧を示す図である。

【図３】第一実施形態に係るトナーパターン及び検出電
圧を示す図である。

【図４】トナー濃度と光検出量の関係を示す図である。

【図５】画像形成装置の全体構成図である。

【図６】色ずれ補正制御を説明する図である。

【図７】光学検知手段の構成を説明する図である。

【符号の説明】

１ …オペアンプ ２ …検出抵抗 ３ …コンデンサ ４ …サンプルホールド回路 ５ …サンプルホールド信号 ６ …コンパレータ 20 …感光体ドラム 21 …一次帯電ローラ 22 …スキャナユニット 23 …現像ローラ 24 …カセット 25 …マルチトレイ 26 …給送ローラ 27 …搬送ベルト 28 …転写ローラ 29 …定着器 30 …レジセンサ 31 …ＬＥＤ 32 …ＰＤ 33 …レンズ 34 …レンズ 35 …検出回路 36 …制御回路部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 夫々が感光体ドラム及びスキャナユニッ
   トを有する複数の画像形成部と、 前記複数の感光体に転写材を当接させつつ搬送する搬送
   ベルトと、 発光ダイオードとフォトダイオードとレンズを用いた光
   学検知手段を有する画像形成装置において、 前記搬送ベルト上に線状のトナーパターンを形成し、 前記光学検知手段によって前記トナーパターンを検知
   し、 前記検知結果に基づいて各色ごとの色ずれ量を求め、 各色の画像位置調整を行う色ずれ補正制御であって、 基準電圧を与えるべく中間調を用いて設定された第一ト
   ナーパターンの前記フォトダイオードによる検出電圧を
   サンプルホールド信号に従ってサンプルホールドし、 前記サンプルホールドされた第一検出電圧を基準電圧と
   して、色ずれ量を検出すべく設定された第二トナーパタ
   ーン以降の検出電圧と比較することにより、第二トナー
   パターン以降の色ずれ量を求めることを特徴とする画像
   形成装置。
2. 【請求項２】 前記第一トナーパターンに使用するトナ
   ーは、前記搬送ベルトから前記フォトダイオードへの入
   射光量とトナーパターンからの入射光量の差が、最も小
   さいトナーを用いることを特徴とする請求項１記載の画
   像形成装置。