JP2004264556A - Method and device for detecting the amount of misalignment and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばFAX、複写機、プリンタ、複合機などの画像形成装置における、各色により形成される画像間の位置ずれ量を検出する位置ずれ量検出方法、位置ずれ量検出装置および画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、カラー画像形成装置では、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラック各色の出力画像における色ずれをなくすことは画像品質向上のために重要であり、特に、書込み光学系と画像担持体を各色毎に1セット持つ4連タンデム方式の場合、各色の画像がそれぞれ異なる光学系、画像担持体で形成されるため、色ずれは重要な課題となっていた。この色ずれ(各色の画像間の位置ずれ)を補正する方法として、搬送ベルトや中間転写ベルトなどに位置ずれ検出用のパターンを書き込み、このパターンをセンサで読んで、位置ずれ量を検出し、書き込みタイミングや光学系補正手段で補正することが行われている。
【0003】
こうした位置ずれ量検出方法の一つに、図8に示すように、幅W1、間隔W1で配置したブラックのラインのパターンの下に、同じく幅W1のシアンまたは、マジェンタ、イエローのラインを間隔W1で配置し、この際ブラックのパターンに対するカラーのパターンのずらし量をDとした検出パターンで、DをステップSで順に変更した複数の検出パターンを用意し、これらをセンサの読取り方向に配列し、図9に示すように、各検出パターンの出力より近似直線の交点より位置ずれ量を求める手法がある。
【0004】
また、本出願人により先に出願されている特開平6−1002号公報(特許文献1)の書き込み位置の自動調整方法は、像担持体により2色のトナー像を形成し、光学センサで検出することで、その形成領域の大きさおよび形状を概略一致させるものである。
また、特開2002−91119号公報(特許文献2)のものは、最大値、最小値、ずらしパッチより3点で補正量を算出するものである。
また、特開2002−40746号公報(特許文献3)のものは、左右近似直線交点で位置ずれ量を測定するものである。
【0005】
【特許文献1】
特開平6−1002号公報
【特許文献2】
特開2002−91119号公報
【特許文献3】
特開2002−40746号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図8、図9を用いて上述した従来の位置ずれ量検出方法でパターンを配置し位置ずれ量を測定すると、各測定点に振動、ばらつきなどの変動要因が乗ると、算出された位置ずれ量も変動の影響を受けてしまう課題があった。
また、上述した特許文献1から3のものも、振動、ばらつきなどの変動要因により生じる位置ずれ量への影響の測定まで考慮されたものではない。
【0007】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、検出される位置ずれ量に対して、振動、ばらつきなどの変動要因により生じる影響を測定することができる位置ずれ量検出方法、位置ずれ量検出装置および画像形成装置を提供することを目的とする。
また、他に目的とすることは、上記の変動要因により生じる位置ずれ量の変動の平均値を精度良く求めることができる位置ずれ量検出方法、位置ずれ量検出装置および画像形成装置を提供することである。
さらに、他に目的とすることは、上述した位置ずれ量への影響や変動の平均値を用いて補正し、高画質化を達成することができる画像形成装置を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、本発明は以下の特徴を有する。
請求項1記載の発明は、複数の画像担持体により無端状移動手段に形成されたパターンを光学検出手段で読み、該複数の画像担持体による書込みの位置ずれ量を検出する位置ずれ量検出方法であって、基準色によるパターン(PBk )と、基準色と非基準色とを重ねて該基準色に対する該非基準色のずれ量を変更した少なくとも1つ以上のパターン(PA1 〜PAn )とを配置し、またずれ量の変動を測定する区間に基準色に対する非基準色のずれ量を予め定められた一定量としたパターンを多数配置(PB1 〜PBn )または、連続して長く配置し(PB)、これらのパターンからの光学検出手段による出力値を測定し、これら測定された出力値より位置ずれ量を算出することによって、位置ずれ量の振動、濃度ばらつき、ノイズの影響を測定できることを特徴とする。
【0009】
請求項2記載の発明は、上記したPB1 〜PBn またはPBのパターンに対する光学検出手段からの出力値の平均値と、PBk 、PA1 〜PAn のパターンに対する光学検出手段による出力値とから、位置ズレ量の振動、濃度ばらつき、ノイズの影響による変動の平均値としてのズレ量を測定できることを特徴とする。
【0010】
請求項3記載の発明は、基準色により形成されたパターン(PBk )を複数個置くか、または長くして、そのパターンの光学検出手段による出力値の平均値をPBk の値とし、PBk の測定精度を向上させることを特徴とする。
【0011】
請求項4記載の発明は、複数の画像担持体により無端状移動手段に形成されたパターンを光学検出手段で読み、該複数の画像担持体による書込みの位置ずれ量を検出する位置ずれ量検出方法であって、基準色と非基準色とを重ねて形成し、基準色に対する非基準色のずれ量を変更したパターンを少なくとも1つ以上配置し(PA1 〜PAn )、出力の変動を測定する区間に非基準色ベタの上に基準色ラインを配置したパターンを副走査方向に長く配置するか(PB)、または非基準色ベタの上に基準色ラインを配置したパターンを副走査方向に複数個配置し(PB1 〜PBn )、これらのパターンからの光学検出手段による出力値を測定し、これら測定された出力値より位置ずれ量を算出することによって、振動の影響を除外した変動要因の位置ずれ量への影響を測定できることを特徴とする。
【0012】
請求項5記載の発明は、光学検出手段のズレ量に対する感度を測定するための上記したパターンPA1 〜PAn 、もしくはPB1 を互いに近傍に配置し、変動の影響を受けにくくしたことを特徴とする。
【0013】
請求項6記載の発明は、光学検出手段のズレ量に対する感度を測定するための上記したパターンPA1 〜PAn をそれぞれ同一シフト量で複数または連続して配置し、その平均値を取ることにより、感度測定が変動の影響を受けにくくなるようにしたことを特徴とする。
【0014】
請求項7記載の発明は、複数の画像担持体により無端状移動手段に形成されたパターンを光学検出手段で読み、該複数の画像担持体による書込みの位置ずれ量を検出する位置ずれ量検出方法であって、基準色と非基準色とを重ねて形成し、基準色に対する非基準色のずれ量を変更したパターンもしくは一定量のパターンを少なくとも2つ以上配置し(P1〜Pn)、これらのパターンより光学検出手段による出力値を測定し、これら測定された出力値よりズレ量を算出することによって、位置ズレ量を測定する方法で、非基準色の各色のパターンセットにおける各色のパッチを交互に配置することにより、画像担持体上の同一距離の振動や変動の影響を測定するに当たって、非基準色の各色のパターンセットをそれぞれ同一距離配置するよりもパターンの配置距離を短くできることを特徴とする。
【0015】
請求項8記載の発明は、上記したパターンのライン幅は、光学検出手段の検出のスポット径より十分に細いことを特徴とする。
【0016】
請求項9記載の発明は、複数の画像担持体と、該複数の画像担持体により形成された画像を移動させる無端状移動手段と、該無端状移動手段に形成されたパターンを読み取る光学検出手段とを備え、複数の画像担持体により形成される画像の位置ずれ量を検出する位置ずれ量検出装置であって、画像担持体が、基準色によるパターン(PBk )と、基準色と非基準色とを重ねて該基準色に対する該非基準色のずれ量を変更した少なくとも1つ以上のパターン(PA1 〜PAn )とを配置し、またずれ量の変動を測定する区間に基準色に対する非基準色のずれ量を予め定められた一定量としたパターンを多数配置(PB1 〜PBn )または、連続して長く配置し(PB)、これらのパターンからの光学検出手段による出力値を測定し、これら測定された出力値より位置ずれ量を算出する位置ずれ量算出手段を備え、位置ずれ量の振動、濃度ばらつき、ノイズの影響を測定できることを特徴とする。
【0017】
請求項10記載の発明は、上記した位置ずれ量算出手段が、PB1 〜PBn またはPBのパターンに対する光学検出手段からの出力値の平均値と、PBk 、PA1 〜PAn のパターンに対する光学検出手段による出力値とから、位置ズレ量の振動、濃度ばらつき、ノイズの影響による変動の平均値としてのズレ量を測定することを特徴とする。
【0018】
請求項11記載の発明は、上記した画像担持体が、基準色により形成されたパターン(PBk )を複数個置くか、または長くして、上記した位置ずれ量算出手段が、そのパターンの光学検出手段による出力値の平均値をPBk の値とし、PBk の測定精度を向上させることを特徴とする。
【0019】
請求項12記載の発明は、複数の画像担持体と、該複数の画像担持体により形成された画像を移動させる無端状移動手段と、該無端状移動手段に形成されたパターンを読み取る光学検出手段とを備え、複数の画像担持体により形成される画像の位置ずれ量を検出する位置ずれ量検出装置であって、画像担持体が、基準色と非基準色とを重ねて形成し、基準色に対する非基準色のずれ量を変更したパターンを少なくとも1つ以上配置(PA1 〜PAn )すると共に、出力の変動を測定する区間に非基準色ベタの上に基準色ラインを配置したパターンを副走査方向に長く配置するか(PB)、または非基準色ベタの上に基準色ラインを配置したパターンを副走査方向に複数個配置し(PB1 〜PBn )、これらのパターンからの光学検出手段による出力値を測定して該測定された出力値より位置ずれ量を算出する位置ずれ量算出手段を備え、振動の影響を除外した変動要因の位置ずれ量への影響を測定できることを特徴とする。
【0020】
請求項13記載の発明は、光学検出手段のズレ量に対する感度を測定するための上記したパターンPA1 〜PAn 、もしくはPB1 を互いに近傍に配置し、変動の影響を受けにくくしたことを特徴とする。
【0021】
請求項14記載の発明は、光学検出手段のズレ量に対する感度を測定するための上記したパターンPA1 〜PAn をそれぞれ同一シフト量で複数または連続して配置し、その平均値を取ることにより、感度測定が変動の影響を受けにくくなるようにしたことを特徴とする。
【0022】
請求項15記載の発明は、複数の画像担持体と、該複数の画像担持体により形成された画像を移動させる無端状移動手段と、該無端状移動手段に形成されたパターンを読み取る光学検出手段とを備え、複数の画像担持体により形成される画像の位置ずれ量を検出する位置ずれ量検出装置であって、画像担持体が、基準色と非基準色とを重ねて形成すると共に、基準色に対する非基準色のずれ量を変更したパターンもしくは一定量のパターンを少なくとも2つ以上配置し(P1〜Pn)、これらのパターンより光学検出手段による出力値を測定して該測定された出力値よりズレ量を算出する位置ずれ量算出手段を備え、上記画像担持体が、非基準色の各色のパターンセットにおける各色のパッチを交互に配置することにより、位置ずれ量算出手段が画像担持体上の同一距離の振動や変動の影響を測定するに当たって、非基準色の各色のパターンセットをそれぞれ同一距離配置するよりもパターンの配置距離を短くできることを特徴とする。
【0023】
請求項16記載の発明は、上記したパターンのライン幅が、光学検出手段の検出のスポット径より十分に細いことを特徴とする。
【0024】
請求項17記載の発明は、請求項9から16の何れか1項に記載の位置ずれ量検出装置と、該位置ずれ量検出装置により検出された位置ずれ量を記録紙への画像形成時に補正させる位置ずれ量補正手段と、を備え、記録紙への画像形成時に、位置ずれ量補正手段による補正を行って画像形成を行うことを特徴とする。
【0025】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る位置ずれ量検出方法、位置ずれ量検出装置および画像形成装置の実施形態を、図面を用いて詳細に説明する。
まず、各実施形態に共通した画像形成に関する構成について説明する。
【0026】
本発明の実施形態としての画像形成装置は、図1に示すように、搬送ベルト(無端状移動手段)に沿って各色の画像形成部が並べられた構成を備えるものであり、所謂、タンデムタイプといわれるものである。
すなわち、給紙トレイ1から給紙ローラ2と分離ローラ3とにより分離給紙される用紙(記録紙)4を搬送する搬送ベルト5に沿って、この搬送ベルト5の搬送方向の上流側から順に、複数の画像形成部6Y,6M,6C,6BKが配列されている。
これら複数の画像形成部6Y,6M,6C,6BKは、形成するトナー画像の色が異なるだけで内部構成は共通である。画像形成部6Yはイエローの画像を、画像形成部6Mはマゼンタの画像を、画像形成部6Cはシアンの画像を、画像形成部6BKはブラックの画像をそれぞれ形成する。
【0027】
よって、以下の説明では、画像形成部6Yについて具体的に説明するが、他の画像形成部6M,6C,6BKは画像形成部6Yと同様であるので、その画像形成部6M,6C,6BKの各構成要素については、画像形成装置6Yの各構成要素に付したYに替えて、M、C、BKによって区別した符号を図に表示するにとどめ、説明を省略する。
【0028】
搬送ベルト5は、回転駆動される駆動ローラ7と従動ローラ8とに巻回されたエンドレスのベルトである。この駆動ローラ7は、不図示の駆動モータにより回転駆動させられ、この駆動モータと、駆動ローラ7と、従動ローラ8とが、無端状移動手段である搬送ベルト5を移動させる駆動手段として機能する。
【0029】
画像形成に際して、給紙トレイ1に収納された用紙4は最も上のものから順に送り出され、静電吸着作用により搬送ベルト5に吸着されて回転駆動される搬送ベルト5により最初の画像形成部6Yに搬送され、ここで、イエローのトナー画像を転写される。
【0030】
画像形成部6Yは、感光体としての感光体ドラム9Y、この感光体ドラム9Yの周囲に配置された帯電器10Y、露光器11、現像器12Y、感光体クリーナ(図示せず)、除電器13Y等から構成されている。露光器11は、各画像形成部6Y,6M,6C,6BKが形成する画像色に対応する露光光であるレーザ光14Y,14M,14C,14BKを照射するように構成されている。
【0031】
画像形成に際し、感光体ドラム(画像担持体)9Yの外周面は、暗中にて帯電器10Yにより一様に帯電された後、露光器11からのイエロー画像に対応したレーザ光14Yにより露光され、静電潜像を形成される。現像器12Yは、この静電潜像をイエロートナーにより可視像化し、このことにより感光体ドラム9Y上にイエローのトナー画像が形成される。
【0032】
このトナー画像は、感光体ドラム9Yと搬送ベルト5上の用紙4とが接する位置(転写位置)で、転写器15Yの働きにより用紙4上に転写される。この転写により、用紙4上にイエローのトナーによる画像が形成される。トナー画像の転写が終了した感光体ドラム9Yは、外周面に残留した不要なトナーを感光体クリーナにより払拭された後、除電器13Yにより除電され、次の画像形成のために待機する。
【0033】
以上のようにして、画像形成部6Yでイエローのトナー画像を転写された用紙4は、搬送ベルト5によって次の画像形成部6Mに搬送される。画像形成部6Mでは、画像形成部6Yでの画像形成プロセスと同様のプロセスにより感光体ドラム9M上にマゼンタのトナー画像が形成され、そのトナー画像が用紙4上に形成されたイエローの画像に重畳されて転写される。
用紙4は、さらに次の画像形成部6C、6BKに搬送され、同様の動作により、感光体ドラム9C上に形成されたシアンのトナー画像と、感光体ドラム9BK上に形成された黒のトナー画像とが、用紙4上に重畳されて転写される。こうして、用紙4上にフルカラーの画像が形成される。このフルカラーの重ね画像が形成された用紙4は、搬送ベルト5から剥離されて定着器16にて画像を定着された後、画像形成装置の外部に排紙される。
【0034】
また、上述した構成により、各画像形成部は、本発明に係る位置ずれ量検出を行うための位置ずれ検出用のパターンを搬送ベルト5上に形成し、センサ17,18,19は、その形成されたパターンを検出する。
このセンサ(光学検出手段)17,18、19は、図1に示すように、画像形成部6BKの下流側に、搬送ベルト5に対向するように配設され、搬送ベルト5が駆動ローラ7により移動される方向に対して直交する主走査方向に沿うように、同一の基板上に支持されている。
また、搬送ベルト5上に形成された位置ずれ検出パターンは、センサ17,18、19により光学的に検出された後、そのセンサ17,18、19より下流側に配設されたクリーニング手段20により除去される。
【0035】
また、各実施形態としての位置ずれ量検出方式としての制御を行うための構成の概要を図2に示す。
本発明の実施形態としての画像形成装置は、この図2に示すように、位置ずれ検出パターン印刷手段101と、印刷された位置ずれ検出パターンを検出する上述したセンサ17,18,19と、その検出結果を用いて、形成された各色の画像間における位置ずれ量を算出する位置ずれ量算出手段102と、算出された位置ずれ量に基づいて画像形成時にその位置ずれを起こさないように補正させる位置ずれ量補正手段103と、その補正を行って記録紙に画像を形成する書き込み手段104と、を備える。
【0036】
また、各実施形態としての位置ずれ量検出方式としての制御により、上述した位置ずれ検出用のパターンを形成、検出する際の動作の概要を、図3のフローチャートに示す。
まず、画像形成装置の感光体ドラム(画像担持体)9は、検出用のパターンを搬送ベルト5上に印刷する(ステップS1)。センサ17,18,19が、その印刷されたパターンをそれぞれ読み取って信号として出力し(ステップS2)、位置ずれ量算出手段102が、読み取られた信号から各色の画像間における位置ずれ量を算出する(ステップS3)。算出された位置ずれ量に基づいて、位置ずれ量補正手段103が、露光部11による露光タイミングなどによる補正量を決定し(ステップS4)、その補正量に従って露光部11、感光体ドラム9などの書き込み手段104が記録紙に画像を形成する(ステップS5)。
【0037】
次に、本発明の第1の実施形態による位置ずれ量検出方式について説明する。
この第1の実施形態では、位置ずれ検出用のパターンとして、基準色により形成されたパターン(PBk )と、基準色と非基準色を重ねて形成し、基準色に対する非基準色のずれ量を変更したパターンを少なくとも1つ以上配置し(PA1 〜PAn )、またずれ量の変動を測定する区間に基準色に対する非基準色のずれ量を一定量としたパターンを多数配置(PB1 〜PBn )、または連続して長く配置する(PB)。
これらのパターンをセンサ17,18,19が検出した出力値を、位置ずれ量算出手段102が測定して位置ずれ量を算出することによって、位置ずれ量の振動、濃度ばらつき、ノイズの影響を測定する。
【0038】
この第1の実施形態における位置ずれ量検出方式を、PBk 1個、PAn は2個( PA1:4dot シフト、 PA2:8dot シフト)、PBは6dot ずらしで一定連続として実現する場合の例を図4、図5に示す。
各パッチは、この図4に示す例のように連続でなく、間隔を空けて配置されても良い。また各パッチは、図4に示す例のように複数本のラインで構成しなくとも、1ラインのパターンを重ねて形成し、間隔を空けて配置しても良い。また、パターンPBk 、PAn の配置位置は任意であり、PB1 〜PBn 、PBの間に配置しても良い。
【0039】
ここで、パターンPBk のセンサ出力をVBk、パターンPAnのセンサ出力VAn、パターンPBの各サンプリング点のセンサ出力をVBn、パターンPBの各サンプリング点のセンサ出力の平均値をVB 、とする。
なお、パターンに対応する出力値を決定する際は、1点で代表させても良いし、前後の複数点の平均としても良い。またフィルター処理後の値を用いても良い。このことは、本願発明に係る全ての出力値を決定する際において同様である。
画像データ上のパターンPAn のシフト量をDAn とすると、
D=DA2 −DA1 =8−4=4dot
パターンのずれに対するセンサ感度は、
ΔV=(VA2−VA1)/D
【0040】
パターンPBの各サンプリング点の位置ズレ量は、パターンPBの画像データ上のシフト量をZ1とすると、本実施例では、
Z1=6dot
ΔXi =(VBi−VBk)/ΔV−Z1 (i=1〜n)
で得られる。
この測定結果を統計処理すれば、ずれの平均値やばらつきの分布、標準偏差を得ることができる。これにより、本実施形態としての位置ずれ検出方式によれば、位置ずれの変動の状況を把握することができる。
【0041】
ここで、PB1 〜PBn またはPBのパターンに対するセンサ17,18,19からの出力値の平均値と、PBk 、PA1 〜PAn のパターンに対するセンサ17,18,19による出力値とから、位置ズレ量の振動、濃度ばらつき、ノイズの影響による変動の平均値としてのズレ量を測定する場合、パターンPBの各サンプリング点のセンサ出力の平均値VB を用いて同様に、
ΔX=(VB −VBk)/ΔV−Z1
で、変動の平均のズレ量を求めることができる。
【0042】
なお、PAn がPA1 の1個のみである場合には、センサ感度を求める際、VA2としてVB1またはVBを使用すれば良い。
ΔV=(VB1−VA1)/D
この場合、D=DB1 −DA1 である。
【0043】
また、上述した第1の実施形態での位置ずれ量検出方式においては、ズレ量の測定精度が基準色のみのパターンPBk の測定精度に影響されるため、基準色により形成されたパターン(PBk )を複数個置くか、または長くして、そのセンサ17,18,19による出力値の平均値をPBk の値とし、PBk の測定精度を向上させる。PBk の配置位置は任意で、PA、PBの途中などに配置しても良い。
【0044】
以上のように、本発明の第1の実施形態によれば、基準色のラインを間隔W1で配置し、この基準色のパターンに対する非基準色のパターンのずらし量をDとした検出パターンで、そのDを順に変更した複数の検出パターンを用意し、これらを図4に示すように、センサの読取り方向に配列し、各センサからの検出パターンの出力より近似直線の交点より位置ずれ量を求める手法としたから、各測定点に振動、ばらつきなどの変動要因が乗って、算出された位置ずれ量が変動の影響を受けてしまったとしても、その変動要因による位置ずれ量への影響を測定することができる。
また、位置ずれ量をセンサの出力変化の時間間隔で測定するのではなく、センサの出力レベルの大小によって測定するため、パターン読み取りの際の変動は排除して、パターンの位置ズレ量として把握することができる。このことにより、パターン書き込みの際の位置ずれ量の変動を、書き込み手段の配置間隔、時間によるずれを考慮して測定することができる。
【0045】
また、上述したようにして得られた位置ずれ量の変動の状況より、その変動の平均値を求めることにより、それを一定の副走査レジスト調整により補正する場合、位置ずれ量に変動があっても、補正後のずれ量を最小とできるずれ量を得ることができる。
【0046】
また、上述した位置ずれ量の測定方式で、位置ずれ量の測定精度が基準色のみのパターンPBkの測定精度に影響されることがあっても、そのパターンPBkの測定精度を向上させることができる。
【0047】
次に、本発明の第2の実施形態による位置ずれ量検出方式について説明する。
この第2の実施形態では、位置ずれ検出用のパターンとして、基準色と非基準色を重ねて形成し、基準色に対する非基準色のずれ量を変更したパターンを少なくとも1つ以上配置し(PA1 〜PAn )、出力の変動を測定する区間に非基準色ベタの上に基準色ラインを配置したパターンを副走査方向に長く配置するか(PB)、または非基準色ベタの上に基準色ラインを配置したパターンを副走査方向に複数個配置する(PB1 〜PBn )。
これらのパターンからセンサ17,18,19が出力値を測定し、これら測定された出力値より位置ずれ量算出手段102が位置ずれ量を算出することによって、振動の影響を除外した変動要因の位置ずれ量への影響を測定する。
【0048】
この第2の実施形態を、PAn は2個( PA1:4dot シフト、 PA2:8dot シフト)、PBは6dot ずらしで一定連続として適用した場合の例を図6に示す。各パッチは本実施例のように連続でなく、間隔を空けて配置されても良い。また各パッチは本実施例のように複数本のラインで構成しなくとも、1ラインのパターンを重ねて形成しても良く、間隔を空けて配置しても良い。
またPAn の配置位置は任意であり、PB1 〜PBn 、PBの間に配置しても良い。
【0049】
ここで、パターンPAn のセンサ出力をVAn、パターンPBの各サンプリング点のセンサ出力をVBn、パターンPBの各サンプリング点のセンサ出力の平均値をVB とし、画像データ上のパターンPAn のシフト量をDAn とすると、
D=DA2 −DA1 =8−4=4dot
パターンのずれに対するセンサ感度は、
ΔV=(VA2−VA1)/D
【0050】
パターンPBの各サンプリング点の変動を位置ズレ量に換算するには、そのパターンPBの画像データ上のシフト量をZ1とすると、本実施例では、
Z1=6dot
ΔXi =VBi/ΔV (i=1〜n)
で、ずれの変動要因を除外した、測定方式自体の変動を位置ずれ量に換算して測定できる。
この測定結果を統計処理すれば、変動のばらつきの分布、標準偏差を得ることができる。このことにより、その変動の状況を把握することができる。
【0051】
以上のように、本発明の第2の実施形態によれば、上述した第1の実施形態で測定される位置ずれ量における変動要因に対して、基準色と非基準色との間に位置ずれが生じても、パターンの画像データ上は基準色に覆われない非基準色の面積が変動測定区間で常に一定となるようにしてあるので、ずれの変動要因を除外することができ、測定方式自体の変動を測定することができる。
また、位置ずれ量をセンサの出力変化の時間間隔で測定するのではなく、センサの出力レベルの大小によって測定するため、パターン読み取りの際の変動を排除して、パターン書き込みの際の測定方式自体の変動を測定することができる。
【0052】
また、上述した第1または第2の実施形態での位置ずれ量測定方式では、センサ17,18,19の位置ずれ量検出に対する感度をパターンPA1 〜PAn 、もしくはPB1 より測定するが、さまざまな変動要因の影響を受けると感度に誤差が生じる虞がある。このため、感度を測定するために使用されるパターンPA1 〜PAn とPB1 とを互いに近傍に置くように形成してもよい。
このことにより、感度測定への変動要因の影響を抑えることができる。
【0053】
また、上述した第1または第2の実施形態での位置ずれ量測定方式では、センサ17,18,19の位置ずれ量検出に対する感度をパターンPA1 〜PAn 、もしくはPB1 より測定するが、さまざまな変動要因の影響を受けると感度に誤差が生じる虞がある。このため、これら感度の測定に使用されるパターンPA1 〜PAn をそれぞれ同一シフト量で複数または連続して(長い距離に渡って)配置し、その平均値を取ることとしてもよい。
このことにより、感度測定への変動要因の影響を抑えることができる。PA1 〜PAn の配置位置は任意で、PA、PBの途中などに配置しても良い。
【0054】
次に、本発明の第3の実施形態による位置ずれ量検出方式について説明する。
この第3の実施形態では、位置ずれ検出用のパターンとして、基準色と非基準色とを重ねて形成し、基準色に対する非基準色のずれ量を変更したパターンもしくは一定量のパターンを少なくとも2つ以上配置し(P1〜Pn)、これらのパターンよりセンサ17,18,19による出力値を測定し、これら測定された出力値より各色の画像間の位置ずれ量を算出することによって位置ずれ量を測定する方式において、非基準色の各色のパターンセットの各色のパッチを交互に配置する。
このことにより、感光体ドラム9上の同一距離の振動や変動の影響を測定するために非基準色の各色のパターンセットをそれぞれ同一距離配置する位置ずれ検出方式よりも、パターンの配置距離を短くすることができるものである。
【0055】
すなわち、副走査の振動など変動要因の影響を考慮するために、パターンをある程度長い距離配置しなければならない場合に、各非基準色の色毎にこの長い距離を配置するとパターンの全長が非常に長くなってしまうことに対し、各色のパッチを交互に配置することにより、この同一の距離内で各色の測定を行うことができ、各色によるパターンの全長を短縮することができる。
【0056】
この第3の実施形態を、例えば基準色と非基準色1ラインとのパターンを重ねて1つのパッチとし、順に画像データのシフト量を変更して配置するように適用した場合の実施例を図7(B)に示す。この場合、副走査の振動など変動要因の影響を考慮するために各色毎にパターン図7(A)を一定区間配置するより、図7(B)のように同じ一定区間内で各色のパターンを交互に配置すれば、パターン全長を短縮できる。
本実施例だけでなく、1つのパッチを複数ラインで構成するパターン、例えば上述した第1または第2の実施形態におけるパターンPBk 、PA1 〜PAn 、PB1 〜PBn などと同様のパターンに適用することも可能である。
【0057】
以上のように、本発明の第3の実施形態によれば、基準色と非基準色とを重ねたパターンを配置し、センサ17,18,19の出力より位置ずれ量を測定する方式で、副走査の振動など変動要因の影響を考慮するために、パターンをある程度長い距離配置しなければならない場合に、各非基準色の色毎にこの長い距離を配置すると、パターンの全長が非常に長くなってしまうことに対し、各非基準色と基準色とのパッチを各色交互に配置することにより、この非基準色1つにおけるパターンの距離内で各色の測定が行えるため、パターン全長を短縮することができる。
【0058】
また、上述した各実施形態では、位置ずれ量を検出するために使用されるパターンのライン幅が、センサ17,18,19の検出におけるスポット径より十分に細くなっている。
このことにより、スポット径に対してパターン幅が相対的に太いことによる受光素子の出力の変動を抑えることができる。
【0059】
また、画像形成装置が、上述した各実施形態としての位置ずれ量検出方式により検出された位置ずれ量を、位置ずれ量補正手段103により補正してから記録紙への画像形成を行うことにより、記録紙への画像形成における高画質化を達成することができる。
【0060】
なお、上述した各実施形態は、本発明の好適な実施形態であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において、種々変形して実施することが可能である。
例えば、位置ずれの検出に用いられるパターンが搬送ベルトの3箇所に形成され、3箇所に設けられたセンサがそのパターンを検出することとして説明したが、パターンの形成・検出位置は検出の目的(検出項目)によって最適なものとしてよく、例えば搬送ベルト両端の2箇所や中央の1箇所であってもよい。
【0061】
また、位置ずれの検出に用いられるパターンが搬送ベルトに形成されて検出される構成について説明したが、画像担持体から転写された画像を移動させる無端状移動手段であればこのものに限定されず、例えば中間転写ベルトを用いた構成であっても、本発明は同様に適用可能である。
【0062】
【発明の効果】
以上のように、本発明の位置ずれ量検出方法によれば、振動、ばらつきなどの変動要因により生じる位置ずれ量への影響を測定でき、またその変動の平均値を精度良く求めることができる。
このため、この方法により算出された位置ズレ量を用いて補正すれば、位置ずれを一定のレジスト調整で補正する場合の変動による誤差を最小となるように補正することができる。
また、位置ずれ量をセンサの出力変化の時間間隔で測定するのではなく、センサの出力レベルの大小によって測定するため、パターン読み取りの際の変動を排除して、パターンの位置ズレ量として把握することができる。このため、パターン書き込みの際の位置ずれ量の変動を、書き込み手段の配置間隔、時間によるずれを考慮して測定することができる。
【0063】
また、位置ずれ検出に使用されるパターンを各色交互に配置することにより、1つの非基準色のパターンと略同一の距離内で各色の測定が行えるため、パターン全長を短縮できると共に、位置ずれ量の検知時間を短縮することができる。
【0064】
また、本発明の各位置ずれ量検出装置によっても、上記の本発明の各位置ずれ量検出方法の効果と同様の効果を得ることができる。
【0065】
また、本発明の画像形成装置によれば、上記の本発明の各位置ずれ量検出装置により検出された位置ずれを補正することにより、記録紙への画像形成における高画質化を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の各実施形態に共通した画像形成に関する構成の概要を示す図である。
【図2】各実施形態としての位置ずれ量検出方式としての制御を行うための構成の概要を示すブロック図である。
【図3】各実施形態としての位置ずれ量検出方式としての制御により位置ずれ検出用のパターンを形成、検出する際の動作の概要を示すフローチャートである。
【図4】第1の実施形態における位置ずれ検出パターンである副走査変動の影響測定パターンを例示した図である。
【図5】第1の実施形態としての位置ずれ量検出方式における副走査位置ずれ量変動の影響算出方法を例示した図である。
【図6】第2の実施形態における位置ずれ検出パターンである検出の変動の影響測定パターンを例示した図である。
【図7】第3の実施形態における位置ずれ検出パターンを例示した図である。
【図8】従来の位置ずれ量検出パターンを示す図である。
【図9】従来の位置ずれ量算出方法を示す図である。
【符号の説明】
5 搬送ベルト(無端状移動手段)
6(6Y,6M,6C,6BK) 画像形成部
9(9Y,9M,9C,9BK) 感光体ドラム(画像担持体)
11 露光器
17,18,19 センサ(光学検出手段)
20 クリーニング手段
102 位置ずれ量算出手段
103 位置ずれ量補正手段[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a position shift amount detecting method for detecting a position shift amount between images formed by respective colors in an image forming apparatus such as a facsimile, a copying machine, a printer, and a multifunction peripheral, a position shift amount detecting apparatus, and an image forming apparatus. About.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in a color image forming apparatus, it is important to eliminate color misregistration in output images of magenta, cyan, yellow, and black for improving image quality.In particular, a writing optical system and an image carrier are separately provided for each color. In the case of the four-tandem tandem system having one set, color misregistration has been an important issue because images of each color are formed by different optical systems and image carriers. As a method for correcting this color shift (position shift between images of each color), a pattern for detecting a position shift is written on a transport belt or an intermediate transfer belt, and the pattern is read by a sensor to detect the amount of the position shift. Correction is performed by writing timing and optical system correction means.
[0003]
As shown in FIG. 8, one of the methods for detecting the amount of displacement is to place a cyan, magenta, or yellow line having the same width W1 at the interval W1 below a black line pattern arranged at the width W1 and the interval W1. In this case, a plurality of detection patterns in which D is sequentially changed in step S are prepared as detection patterns in which the shift amount of the color pattern with respect to the black pattern is D, and these are arranged in the reading direction of the sensor. As shown in FIG. 9, there is a method of calculating the amount of displacement from the intersection of approximate lines from the output of each detection pattern.
[0004]
Further, in the method of automatically adjusting the writing position disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. HEI 6-1002 (Patent Document 1) previously filed by the present applicant, a two-color toner image is formed by an image carrier and detected by an optical sensor. By doing so, the size and shape of the formation region are made to substantially match.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-91119 (Patent Document 2) calculates a correction amount at three points from a maximum value, a minimum value, and a shifted patch.
In Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-40746 (Patent Document 3), the amount of displacement is measured at an approximate right and left straight line intersection.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-6-1002
[Patent Document 2]
JP-A-2002-91119
[Patent Document 3]
JP-A-2002-40746
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, when a pattern is arranged and the displacement is measured by the conventional displacement detection method described above with reference to FIGS. 8 and 9, when a variation factor such as vibration or variation is put on each measurement point, the calculated position is determined. There has been a problem that the shift amount is also affected by the fluctuation.
Also, the above-mentioned
[0007]
The present invention has been made in view of such a situation, and a position shift amount detection method capable of measuring an influence caused by a fluctuation factor such as vibration and variation with respect to a detected position shift amount. It is an object to provide a quantity detection device and an image forming device.
It is another object of the present invention to provide a position shift amount detection method, a position shift amount detection device, and an image forming apparatus capable of accurately obtaining an average value of a change in a position shift amount caused by the above-mentioned change factor. It is.
Another object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of achieving high image quality by performing correction using the average value of the above-described influence and variation on the amount of positional deviation.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve such an object, the present invention has the following features.
According to the first aspect of the present invention, there is provided a position shift detecting method for reading a pattern formed on an endless moving unit by a plurality of image carriers by an optical detecting unit and detecting a position shift of writing by the plurality of image carriers. And a pattern (PBk) based on the reference color and at least one or more patterns (PA1 to PAn) obtained by superimposing the reference color and the non-reference color and changing the shift amount of the non-reference color with respect to the reference color are arranged. In addition, a large number of patterns (PB1 to PBn) or a long pattern are continuously arranged (PB1) in which the shift amount of the non-reference color with respect to the reference color is set to a predetermined fixed amount in a section where the shift amount variation is measured. By measuring the output value of these patterns by the optical detection means and calculating the amount of displacement from these measured output values, vibration of the displacement amount, density variations, and noise shadows can be obtained. Wherein the can measure.
[0009]
According to a second aspect of the present invention, the positional deviation amount is obtained from the average value of the output values from the optical detection means for the pattern of PB1 to PBn or PB and the output value of the optical detection means for the pattern of PBk, PA1 to PAn. The deviation amount can be measured as an average value of fluctuations due to vibration, density variation, and noise.
[0010]
According to a third aspect of the present invention, a plurality of patterns (PBk) formed by the reference colors are placed or lengthened, and the average value of the output values of the patterns by the optical detection means is set as the value of PBk, and the measurement of PBk is performed. It is characterized by improving accuracy.
[0011]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a displacement detecting method for reading a pattern formed on an endless moving means by a plurality of image carriers by an optical detecting means and detecting a displacement amount of writing by the plurality of image carriers. A section in which the reference color and the non-reference color are formed in an overlapping manner, at least one pattern in which the shift amount of the non-reference color with respect to the reference color is changed is arranged (PA1 to PAn), and the output variation is measured. The pattern in which the reference color line is arranged on the non-reference color solid is long in the sub-scanning direction (PB), or the pattern in which the reference color line is arranged on the non-reference color solid is plural in the sub-scanning direction. It is arranged (PB1 to PBn), the output values from these patterns by the optical detection means are measured, and the amount of displacement is calculated from these measured output values, whereby fluctuation factors excluding the influence of vibration are eliminated. Is characterized in that the influence on the amount of displacement can be measured.
[0012]
The invention according to
[0013]
According to a sixth aspect of the present invention, a plurality of patterns PA1 to PAn for measuring the sensitivity of the optical detection means to the shift amount are arranged in a plurality or continuously with the same shift amount, and the average value is obtained. It is characterized in that the measurement is hardly affected by fluctuation.
[0014]
The invention according to
[0015]
The invention according to
[0016]
The invention according to claim 9, wherein a plurality of image carriers, an endless moving means for moving an image formed by the plurality of image carriers, and an optical detecting means for reading a pattern formed on the endless moving means A positional deviation amount detection device for detecting a positional deviation amount of an image formed by a plurality of image carriers, wherein the image carrier comprises a pattern (PBk) of a reference color, a reference color and a non-reference color. And at least one pattern (PA1 to PAn) in which the shift amount of the non-reference color with respect to the reference color is changed, and the variation of the shift amount is measured in a section where the shift amount of the non-reference color is changed. A large number of patterns (PB1 to PBn) or continuously long patterns (PB1) in which the amount of displacement is a predetermined constant amount are arranged, and output values from these patterns by the optical detection means are measured. Comprising a position deviation amount calculating means for calculating the measured positional deviation amount from the output value, the vibration of the displacement amount, and a concentration variation, the influence of noise can be measured.
[0017]
According to a tenth aspect of the present invention, the position shift amount calculating means outputs the average value of the output values from the optical detecting means for the patterns PB1 to PBn or PB and the output value of the optical detecting means for the patterns PBk and PA1 to PAn. The amount of deviation as an average value of the fluctuation due to the influence of vibration, density variation, and noise of the position deviation amount is measured from the value.
[0018]
According to an eleventh aspect of the present invention, in the image carrier, a plurality of patterns (PBk) formed by a reference color are placed or lengthened, and the position shift amount calculating means performs optical detection of the patterns. The average value of the output values by the means is set as the value of PBk, and the accuracy of measuring PBk is improved.
[0019]
The invention according to claim 12, wherein a plurality of image carriers, an endless moving means for moving an image formed by the plurality of image carriers, and an optical detecting means for reading a pattern formed on the endless moving means A displacement amount detection device that detects a displacement amount of an image formed by a plurality of image carriers, wherein the image carrier forms a reference color and a non-reference color in an overlapping manner, And at least one pattern in which the shift amount of the non-reference color is changed (PA1 to PAn), and a pattern in which the reference color line is arranged on the non-reference color solid in the section where the fluctuation of the output is measured is sub-scanned. In the sub-scanning direction (PB1 to PBn) or a plurality of patterns in which reference color lines are arranged on non-reference color solids (PB1 to PBn). And a displacement amount calculating means for calculating a displacement amount from the measured output value, and capable of measuring the influence of the fluctuation factor on the displacement amount excluding the influence of vibration. .
[0020]
A thirteenth aspect of the present invention is characterized in that the above-mentioned patterns PA1 to PAn or PB1 for measuring the sensitivity of the optical detection means to the amount of displacement are arranged close to each other so as to be less affected by fluctuations.
[0021]
According to a fourteenth aspect of the present invention, the plurality of patterns PA1 to PAn for measuring the sensitivity of the optical detection means to the shift amount are respectively arranged in a plurality or continuously with the same shift amount, and the average value is obtained. It is characterized in that the measurement is hardly affected by fluctuation.
[0022]
The invention according to claim 15, wherein a plurality of image carriers, an endless moving means for moving an image formed by the plurality of image carriers, and an optical detecting means for reading a pattern formed on the endless moving means A displacement amount detecting device for detecting a displacement amount of an image formed by a plurality of image carriers, wherein the image carrier forms a reference color and a non-reference color in an overlapping manner, and At least two or more patterns in which the shift amount of the non-reference color with respect to the color is changed or a fixed amount of patterns are arranged (P1 to Pn), the output value of the optical detection means is measured from these patterns, and the measured output value is obtained. The image carrier further includes a displacement amount calculating means for calculating a displacement amount, and the image carrier alternately arranges patches of each color in a pattern set of each color of a non-reference color, thereby obtaining a displacement amount calculating means. There order to determine the effect of vibrations and variations in the same distance on the image bearing member, characterized in that a shorter arrangement distance of the pattern than the respective color pattern set of non-reference color to the same distance arranged.
[0023]
The invention according to
[0024]
According to a seventeenth aspect of the present invention, there is provided a position shift amount detecting device according to any one of the ninth to sixteenth aspects, and a position shift amount detected by the position shift amount detecting device is corrected at the time of image formation on recording paper. And an image forming unit that performs image formation by performing correction by the amount of displacement correcting unit when forming an image on a recording sheet.
[0025]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, embodiments of a position shift amount detection method, a position shift amount detection device, and an image forming apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
First, a configuration related to image formation common to the embodiments will be described.
[0026]
The image forming apparatus as an embodiment of the present invention has a configuration in which image forming units of each color are arranged along a conveyor belt (endless moving means), as shown in FIG. 1, and is a so-called tandem type. It is said to be.
That is, along the
The plurality of
[0027]
Therefore, in the following description, the
[0028]
The
[0029]
At the time of image formation, the
[0030]
The
[0031]
At the time of image formation, the outer peripheral surface of the photosensitive drum (image carrier) 9Y is uniformly charged by the
[0032]
The toner image is transferred onto the
[0033]
The
The
[0034]
Further, with the above-described configuration, each image forming unit forms a pattern for detecting a positional shift amount for detecting the positional shift amount according to the present invention on the
As shown in FIG. 1, the sensors (optical detection means) 17, 18 and 19 are disposed downstream of the image forming section 6BK so as to face the
Further, the displacement detection pattern formed on the
[0035]
FIG. 2 shows an outline of a configuration for performing control as a displacement amount detection method according to each embodiment.
As shown in FIG. 2, the image forming apparatus as an embodiment of the present invention includes a misregistration detection pattern printing unit 101, the above-described
[0036]
FIG. 3 is a flowchart illustrating an outline of an operation when forming and detecting the above-described pattern for detecting a positional shift by controlling the positional shift amount detection method according to each embodiment.
First, the photosensitive drum (image carrier) 9 of the image forming apparatus prints a detection pattern on the transport belt 5 (Step S1). The
[0037]
Next, a description will be given of a displacement detection method according to the first embodiment of the present invention.
In the first embodiment, a pattern (PBk) formed of a reference color, a reference color and a non-reference color are formed as a pattern for detecting a position shift, and the shift amount of the non-reference color with respect to the reference color is determined. At least one or more changed patterns are arranged (PA1 to PAn), and a large number of patterns (PB1 to PBn) in which the amount of shift of the non-reference color with respect to the reference color is fixed in the section where the change in the amount of shift is measured. Alternatively, they are continuously arranged long (PB).
The output values of these patterns detected by the
[0038]
FIG. 4 shows an example in which the position shift amount detection method according to the first embodiment is realized as one PBk, two PAn (PA1: 4 dot shift, PA2: 8 dot shift), and PB as 6 dots shifted and constant continuous. Shown in FIG.
Each patch may be arranged at intervals instead of being continuous as in the example shown in FIG. In addition, each patch may be formed by overlapping one line pattern and arranged at intervals, instead of being configured by a plurality of lines as in the example shown in FIG. In addition, the arrangement positions of the patterns PBk and PAn are arbitrary, and may be arranged between PB1 to PBn and PB.
[0039]
Here, the sensor output of the pattern PBk is VBk, the sensor output VAn of the pattern PAn, the sensor output at each sampling point of the pattern PB is VBn, and the average value of the sensor output at each sampling point of the pattern PB is VB.
When the output value corresponding to the pattern is determined, one point may be represented, or an average of a plurality of points before and after may be determined. The value after the filter processing may be used. This is the same when all output values according to the present invention are determined.
Assuming that the shift amount of the pattern PAn on the image data is DAn,
D = DA2−DA1 = 8−4 = 4dot
The sensor sensitivity to the pattern shift is
ΔV = (VA2−VA1) / D
[0040]
In this embodiment, assuming that the shift amount on the image data of the pattern PB is Z1, the displacement amount of each sampling point of the pattern PB is as follows.
Z1 = 6dot
ΔXi = (VBi−VBk) / ΔV−Z1 (i = 1 to n)
Is obtained.
If this measurement result is statistically processed, the average value of the deviation, the distribution of the variation, and the standard deviation can be obtained. Thus, according to the position shift detection method according to the present embodiment, it is possible to grasp the state of the change in the position shift.
[0041]
Here, from the average value of the output values from the
ΔX = (VB−VBk) / ΔV−Z1
Thus, the average deviation amount of the fluctuation can be obtained.
[0042]
When PAn is only one of PA1, VB1 or VB may be used as VA2 when calculating the sensor sensitivity.
ΔV = (VB1−VA1) / D
In this case, D = DB1−DA1.
[0043]
In the displacement amount detection method according to the first embodiment, since the measurement accuracy of the shift amount is affected by the measurement accuracy of the pattern PBk of only the reference color, the pattern (PBk) formed by the reference color is used. Are set or lengthened, and the average value of the output values from the
[0044]
As described above, according to the first embodiment of the present invention, the detection pattern in which the reference color lines are arranged at the interval W1 and the shift amount of the non-reference color pattern with respect to the reference color pattern is D, A plurality of detection patterns in which D is changed in order are prepared, these are arranged in the reading direction of the sensor as shown in FIG. 4, and the displacement amount is obtained from the intersection of the approximate straight lines based on the output of the detection pattern from each sensor. Even if the calculated position deviation is affected by fluctuations due to vibrations, variations, etc. at each measurement point due to the method, the effect of the fluctuations on the position deviation is measured. can do.
In addition, since the displacement amount is not measured at the time interval of the output change of the sensor but is measured by the magnitude of the output level of the sensor, the fluctuation at the time of reading the pattern is excluded, and the displacement is grasped as the displacement amount of the pattern. be able to. Thus, it is possible to measure the variation in the amount of positional deviation at the time of pattern writing in consideration of the positional deviation of the writing means and the deviation due to time.
[0045]
Further, when the average value of the variation is obtained from the situation of the variation of the displacement amount obtained as described above, and the average value of the variation is corrected by a constant sub-scan registration adjustment, there is a variation in the displacement amount. Also, it is possible to obtain a shift amount that can minimize the shift amount after the correction.
[0046]
Further, even if the measurement accuracy of the displacement amount may be affected by the measurement accuracy of the pattern PBk of only the reference color in the above-described method of measuring the displacement amount, the measurement accuracy of the pattern PBk can be improved. .
[0047]
Next, a description will be given of a position shift amount detection method according to a second embodiment of the present invention.
In the second embodiment, a reference color and a non-reference color are formed so as to overlap each other as a pattern for detecting a position shift, and at least one or more patterns in which the shift amount of the non-reference color with respect to the reference color is changed are arranged (PA1). To PAn), a pattern in which a reference color line is arranged on a non-reference color solid in a section where output fluctuation is measured is arranged long in the sub-scanning direction (PB), or a reference color line is arranged on a non-reference color solid. Are arranged in the sub-scanning direction (PB1 to PBn).
The
[0048]
FIG. 6 shows an example in which the second embodiment is applied to a case where PAn is two (PA1: 4 dot shift, PA2: 8 dot shift), and PB is 6 dots shifted and is constant and continuous. Each patch may be arranged at intervals instead of being continuous as in this embodiment. Further, each patch does not need to be composed of a plurality of lines as in the present embodiment, but may be formed by overlapping one line pattern or may be arranged at intervals.
The position of PAn is arbitrary, and may be located between PB1 to PBn and PB.
[0049]
Here, the sensor output of the pattern PAn is VAn, the sensor output of each sampling point of the pattern PB is VBn, the average value of the sensor output of each sampling point of the pattern PB is VB, and the shift amount of the pattern PAn on the image data is DAn. Then
D = DA2−DA1 = 8−4 = 4dot
The sensor sensitivity to the pattern shift is
ΔV = (VA2−VA1) / D
[0050]
In order to convert the variation of each sampling point of the pattern PB into the amount of positional deviation, assuming that the shift amount on the image data of the pattern PB is Z1, in this embodiment,
Z1 = 6dot
ΔXi = VBi / ΔV (i = 1 to n)
Thus, the fluctuation of the measurement method itself, excluding the fluctuation factor of the deviation, can be converted into the positional deviation amount and measured.
If this measurement result is statistically processed, it is possible to obtain the distribution of variation and the standard deviation. This makes it possible to grasp the state of the change.
[0051]
As described above, according to the second embodiment of the present invention, the position shift between the reference color and the non-reference color is caused by the fluctuation factor in the position shift amount measured in the first embodiment. The area of the non-reference color that is not covered by the reference color on the image data of the pattern is always kept constant in the fluctuation measurement section even when the pattern is generated. Its own variation can be measured.
Also, since the amount of displacement is measured not by the time interval of the sensor output change but by the level of the sensor output level, fluctuations during pattern reading are eliminated, and the measurement method itself during pattern writing is eliminated. Can be measured.
[0052]
In the displacement measurement method according to the first or second embodiment, the sensitivity of the
Thereby, the influence of the fluctuation factor on the sensitivity measurement can be suppressed.
[0053]
In the displacement measurement method according to the first or second embodiment, the sensitivity of the
Thereby, the influence of the fluctuation factor on the sensitivity measurement can be suppressed. The arrangement position of PA1 to PAn is arbitrary, and may be arranged in the middle of PA or PB.
[0054]
Next, a description will be given of a displacement detection method according to a third embodiment of the present invention.
In the third embodiment, as a misregistration detection pattern, a reference color and a non-reference color are formed so as to overlap each other, and a pattern in which the displacement amount of the non-reference color with respect to the reference color is changed or a pattern of a fixed amount is at least two. By arranging one or more (P1 to Pn), the output values of the
As a result, in order to measure the influence of vibration and fluctuation at the same distance on the photosensitive drum 9, the pattern arrangement distance is shorter than that in the positional deviation detection method in which the pattern sets of the non-reference colors are arranged at the same distance. Is what you can do.
[0055]
In other words, when the pattern must be arranged at a relatively long distance in order to take into account the influence of fluctuation factors such as vibration in the sub-scanning, if this long distance is arranged for each non-reference color, the overall length of the pattern becomes very large. On the other hand, by alternately arranging the patches of each color, the measurement of each color can be performed within the same distance, and the total length of the pattern of each color can be shortened.
[0056]
An example in which the third embodiment is applied to, for example, superimposing a pattern of a reference color and one line of a non-reference color into one patch, and sequentially arranging the image data by changing the shift amount is shown in FIG. 7 (B). In this case, rather than arranging the pattern diagram 7 (A) for each color in a fixed section in order to consider the influence of fluctuation factors such as sub-scanning vibration, the pattern of each color is set within the same fixed section as shown in FIG. 7 (B). If they are arranged alternately, the total pattern length can be shortened.
In addition to the present embodiment, the present invention can be applied to a pattern in which one patch includes a plurality of lines, for example, a pattern similar to the pattern PBk, PA1 to PAn, or PB1 to PBn in the first or second embodiment described above. It is possible.
[0057]
As described above, according to the third embodiment of the present invention, a pattern in which the reference color and the non-reference color are superimposed is arranged, and the displacement amount is measured from the outputs of the
[0058]
Further, in each of the above-described embodiments, the line width of the pattern used for detecting the amount of displacement is sufficiently smaller than the spot diameter in the detection of the
As a result, it is possible to suppress a change in the output of the light receiving element due to the pattern width being relatively large with respect to the spot diameter.
[0059]
Further, the image forming apparatus corrects the position shift amount detected by the position shift amount detection method as each of the embodiments described above by the position shift
[0060]
Each of the above-described embodiments is a preferred embodiment of the present invention, and can be variously modified and implemented without departing from the gist of the present invention.
For example, it has been described that the patterns used for detecting the positional deviation are formed at three places on the conveyor belt, and the sensors provided at the three places detect the patterns. Depending on the detection item), it may be optimal, for example, at two places at both ends of the conveyor belt or at one place at the center.
[0061]
Further, the configuration in which the pattern used for detecting the positional deviation is formed on the transport belt and detected is described, but the present invention is not limited to this as long as it is an endless moving unit that moves the image transferred from the image carrier. For example, the present invention is similarly applicable to a configuration using an intermediate transfer belt.
[0062]
【The invention's effect】
As described above, according to the displacement amount detection method of the present invention, it is possible to measure the influence on the displacement amount caused by fluctuation factors such as vibration and variation, and to accurately calculate the average value of the variation.
For this reason, if the correction is performed using the positional deviation amount calculated by this method, it is possible to correct the error due to the variation in correcting the positional deviation by the constant registration adjustment so as to minimize the error.
In addition, since the displacement amount is not measured at the time interval of the output change of the sensor but is measured by the magnitude of the output level of the sensor, the fluctuation at the time of reading the pattern is excluded, and the displacement amount of the pattern is grasped. be able to. For this reason, it is possible to measure the variation in the amount of displacement during pattern writing in consideration of the displacement due to the arrangement interval of the writing means and time.
[0063]
In addition, by alternately arranging the patterns used for position shift detection for each color, each color can be measured within substantially the same distance as one non-reference color pattern, so that the entire pattern length can be reduced and the amount of position shift can be reduced. Detection time can be shortened.
[0064]
In addition, the same effect as the above-described method of detecting each position shift amount of the present invention can also be obtained by each position shift amount detection device of the present invention.
[0065]
Further, according to the image forming apparatus of the present invention, it is possible to achieve high image quality in image formation on recording paper by correcting the position shift detected by each of the position shift amount detecting devices of the present invention. it can.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating an outline of a configuration related to image formation common to respective embodiments of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram illustrating an outline of a configuration for performing control as a displacement amount detection method according to each embodiment.
FIG. 3 is a flowchart illustrating an outline of an operation when forming and detecting a pattern for detecting a position shift by control as a position shift amount detection method according to each embodiment;
FIG. 4 is a view exemplifying a sub-scanning fluctuation influence measurement pattern which is a misregistration detection pattern in the first embodiment.
FIG. 5 is a diagram exemplifying a method of calculating an influence of a sub-scanning positional deviation amount variation in the positional deviation amount detection method as the first embodiment.
FIG. 6 is a diagram exemplifying an influence measurement pattern of detection fluctuation, which is a misregistration detection pattern in the second embodiment.
FIG. 7 is a diagram exemplifying a misregistration detection pattern according to a third embodiment.
FIG. 8 is a diagram showing a conventional misregistration amount detection pattern.
FIG. 9 is a diagram illustrating a conventional method for calculating a displacement amount.
[Explanation of symbols]
5 Conveyor belt (endless moving means)
6 (6Y, 6M, 6C, 6BK) Image forming unit
9 (9Y, 9M, 9C, 9BK) Photoconductor drum (image carrier)
11 Exposure unit
17, 18, 19 sensors (optical detection means)
20 Cleaning means
102 Position shift amount calculating means
103 Position shift amount correction means
Claims (17)
基準色によるパターン(PBk )と、基準色と非基準色とを重ねて該基準色に対する該非基準色のずれ量を変更した少なくとも1つ以上のパターン(PA1 〜PAn )とを配置し、
またずれ量の変動を測定する区間に基準色に対する非基準色のずれ量を予め定められた一定量としたパターンを多数配置(PB1 〜PBn )または、連続して長く配置し(PB)、
これらのパターンからの前記光学検出手段による出力値を測定し、これら測定された出力値より位置ずれ量を算出することによって、位置ずれ量の振動、濃度ばらつき、ノイズの影響を測定できることを特徴とする位置ずれ量検出方法。A displacement detection method for reading a pattern formed on the endless moving means by a plurality of image carriers by an optical detection means and detecting a displacement amount of writing by the plurality of image carriers,
A pattern (PBk) based on the reference color and at least one or more patterns (PA1 to PAn) in which the reference color and the non-reference color are overlapped and the shift amount of the non-reference color with respect to the reference color is changed,
Also, a large number of patterns (PB1 to PBn) or continuously long patterns (PB1) in which the shift amount of the non-reference color with respect to the reference color is set to a predetermined constant amount in the section for measuring the shift amount of the shift amount,
By measuring the output value of the optical detection means from these patterns and calculating the displacement amount from these measured output values, it is possible to measure the vibration of the displacement amount, the density variation, and the influence of noise. To detect the amount of displacement.
基準色と非基準色とを重ねて形成し、基準色に対する非基準色のずれ量を変更したパターンを少なくとも1つ以上配置し(PA1 〜PAn )、
出力の変動を測定する区間に非基準色ベタの上に基準色ラインを配置したパターンを副走査方向に長く配置するか(PB)、または非基準色ベタの上に基準色ラインを配置したパターンを副走査方向に複数個配置し(PB1 〜PBn )、
これらのパターンからの前記光学検出手段による出力値を測定し、これら測定された出力値より位置ずれ量を算出することによって、振動の影響を除外した変動要因の位置ずれ量への影響を測定できることを特徴とする位置ずれ量検出方法。A displacement detection method for reading a pattern formed on the endless moving means by a plurality of image carriers by an optical detection means and detecting a displacement amount of writing by the plurality of image carriers,
The reference color and the non-reference color are formed so as to overlap with each other, and at least one or more patterns in which the shift amount of the non-reference color with respect to the reference color is changed are arranged (PA1 to PAn).
Either a pattern in which a reference color line is arranged on a non-reference color solid in a section where output fluctuation is measured is arranged long in the sub-scanning direction (PB), or a pattern in which a reference color line is arranged on a non-reference color solid Are arranged in the sub-scanning direction (PB1 to PBn),
By measuring output values from the patterns by the optical detection means and calculating the displacement amount from the measured output values, it is possible to measure the influence of the variation factor on the displacement amount excluding the influence of vibration. A method for detecting the amount of positional deviation.
基準色と非基準色とを重ねて形成し、基準色に対する非基準色のずれ量を変更したパターンもしくは一定量のパターンを少なくとも2つ以上配置し(P1〜Pn)、これらのパターンより光学検出手段による出力値を測定し、これら測定された出力値よりズレ量を算出することによって、位置ズレ量を測定する方法で、
非基準色の各色のパターンセットにおける各色のパッチを交互に配置することにより、画像担持体上の同一距離の振動や変動の影響を測定するに当たって、非基準色の各色のパターンセットをそれぞれ同一距離配置するよりもパターンの配置距離を短くできることを特徴とする位置ずれ量検出方法。A displacement detection method for reading a pattern formed on the endless moving means by a plurality of image carriers by an optical detection means and detecting a displacement amount of writing by the plurality of image carriers,
A reference color and a non-reference color are formed so as to overlap with each other, and at least two or more patterns in which the shift amount of the non-reference color with respect to the reference color is changed or a fixed amount are arranged (P1 to Pn), and optical detection is performed from these patterns. By measuring the output value by the means and calculating the shift amount from these measured output values, a method of measuring the position shift amount,
By alternately arranging the patches of each color in the pattern set of each color of the non-reference color, the pattern set of each color of the non-reference color is set at the same distance when measuring the influence of vibration and fluctuation at the same distance on the image carrier. A method for detecting a displacement amount, characterized in that the arrangement distance of a pattern can be made shorter than the arrangement distance.
前記画像担持体は、
基準色によるパターン(PBk )と、基準色と非基準色とを重ねて該基準色に対する該非基準色のずれ量を変更した少なくとも1つ以上のパターン(PA1 〜PAn )とを配置し、
またずれ量の変動を測定する区間に基準色に対する非基準色のずれ量を予め定められた一定量としたパターンを多数配置(PB1 〜PBn )または、連続して長く配置し(PB)、
これらのパターンからの前記光学検出手段による出力値を測定し、これら測定された出力値より位置ずれ量を算出する位置ずれ量算出手段を備え、
位置ずれ量の振動、濃度ばらつき、ノイズの影響を測定できることを特徴とする位置ずれ量検出装置。A plurality of image carriers, endless moving means for moving an image formed by the plurality of image carriers, and optical detecting means for reading a pattern formed on the endless moving means; A position shift amount detection device that detects a position shift amount of an image formed by the carrier,
The image carrier,
A pattern (PBk) based on the reference color and at least one or more patterns (PA1 to PAn) in which the reference color and the non-reference color are overlapped and the shift amount of the non-reference color with respect to the reference color is changed,
Also, a large number of patterns (PB1 to PBn) or continuously long patterns (PB1) in which the shift amount of the non-reference color with respect to the reference color is set to a predetermined constant amount in the section for measuring the shift amount of the shift amount,
An output value from the optical detection unit from these patterns is measured, and a displacement amount calculating unit that calculates a displacement amount from these measured output values is provided,
A displacement detecting device capable of measuring the influence of vibration, density variation and noise of the displacement.
前記位置ずれ量算出手段は、そのパターンの光学検出手段による出力値の平均値を前記PBk の値とし、前記PBk の測定精度を向上させることを特徴とする請求項9または10記載の位置ずれ量検出装置。The image carrier is provided with a plurality of patterns (PBk) formed by the reference colors or by lengthening the patterns,
11. The position shift amount according to claim 9, wherein the position shift amount calculating unit sets an average value of output values of the pattern by the optical detection unit as the value of the PBk to improve the measurement accuracy of the PBk. Detection device.
前記画像担持体は、
基準色と非基準色とを重ねて形成し、基準色に対する非基準色のずれ量を変更したパターンを少なくとも1つ以上配置(PA1 〜PAn )すると共に、
出力の変動を測定する区間に非基準色ベタの上に基準色ラインを配置したパターンを副走査方向に長く配置するか(PB)、または非基準色ベタの上に基準色ラインを配置したパターンを副走査方向に複数個配置し(PB1 〜PBn )、
これらのパターンからの前記光学検出手段による出力値を測定して該測定された出力値より位置ずれ量を算出する位置ずれ量算出手段を備え、
振動の影響を除外した変動要因の位置ずれ量への影響を測定できることを特徴とする位置ずれ量検出装置。A plurality of image carriers, endless moving means for moving an image formed by the plurality of image carriers, and optical detecting means for reading a pattern formed on the endless moving means; A position shift amount detection device that detects a position shift amount of an image formed by the carrier,
The image carrier,
A reference color and a non-reference color are formed so as to overlap each other, and at least one or more patterns in which the shift amount of the non-reference color with respect to the reference color is changed are arranged (PA1 to PAn).
Either a pattern in which a reference color line is arranged on a non-reference color solid in a section where output fluctuation is measured is arranged long in the sub-scanning direction (PB), or a pattern in which a reference color line is arranged on a non-reference color solid Are arranged in the sub-scanning direction (PB1 to PBn),
A position shift amount calculating unit that measures an output value of the optical detection unit from these patterns and calculates a position shift amount from the measured output value;
An apparatus for detecting a displacement amount, characterized in that it is possible to measure the influence of a variation factor on the displacement amount excluding the influence of vibration.
前記画像担持体は、
基準色と非基準色とを重ねて形成すると共に、基準色に対する非基準色のずれ量を変更したパターンもしくは一定量のパターンを少なくとも2つ以上配置し(P1〜Pn)、
これらのパターンより光学検出手段による出力値を測定して該測定された出力値よりズレ量を算出する位置ずれ量算出手段を備え、
前記画像担持体が、
非基準色の各色のパターンセットにおける各色のパッチを交互に配置することにより、前記位置ずれ量算出手段が画像担持体上の同一距離の振動や変動の影響を測定するに当たって、非基準色の各色のパターンセットをそれぞれ同一距離配置するよりもパターンの配置距離を短くできることを特徴とする位置ずれ量検出装置。A plurality of image carriers, endless moving means for moving an image formed by the plurality of image carriers, and optical detecting means for reading a pattern formed on the endless moving means; A position shift amount detection device that detects a position shift amount of an image formed by the carrier,
The image carrier,
A reference color and a non-reference color are formed so as to overlap with each other, and at least two or more patterns of a fixed amount or a pattern in which the shift amount of the non-reference color with respect to the reference color is changed (P1 to Pn),
A position shift amount calculating unit that measures an output value by the optical detection unit from these patterns and calculates a shift amount from the measured output value,
The image carrier,
By alternately arranging patches of each color in the pattern set of each color of the non-reference color, when the position shift amount calculating means measures the influence of vibration and fluctuation at the same distance on the image carrier, each color of the non-reference color Wherein the pattern arrangement distance can be made shorter than the case where the pattern sets are arranged at the same distance.
該位置ずれ量検出装置により検出された位置ずれ量を記録紙への画像形成時に補正させる位置ずれ量補正手段と、を備え、
記録紙への画像形成時に、前記位置ずれ量補正手段による補正を行って画像形成を行うことを特徴とする画像形成装置。A position shift amount detection device according to any one of claims 9 to 16,
Position shift amount correction means for correcting the position shift amount detected by the position shift amount detection device at the time of image formation on recording paper,
An image forming apparatus, wherein when forming an image on a recording sheet, the image is formed by performing correction by the displacement amount correcting means.
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