JP2007140135A - Color image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の感光体を有する電子写真方式のカラー画像形成装置に関し、特に複数色のトナー像の位置ずれを検出するときの検出処理技術に関するものである。 The present invention relates to an electrophotographic color image forming apparatus having a plurality of photoconductors, and more particularly to a detection processing technique for detecting a positional shift of toner images of a plurality of colors.
従来、電子写真方式を採用した画像形成装置においては、像担持体としての感光体を帯電器によって帯電し、帯電された感光体に対し画像情報に応じた光照射を行なって潜像を形成するとともに、この潜像を現像器によって現像し、さらに現像されたトナー像をシート材等の転写材に転写して画像を形成することが行われている。すなわち、電子写真方式では、帯電プロセス、露光プロセス、現像プロセス、転写プロセスなど画像形成プロセスが実行される。 2. Description of the Related Art Conventionally, in an image forming apparatus employing an electrophotographic method, a photosensitive member as an image carrier is charged by a charger, and a light is applied to the charged photosensitive member according to image information to form a latent image. At the same time, the latent image is developed by a developing device, and the developed toner image is transferred to a transfer material such as a sheet material to form an image. That is, in the electrophotographic system, an image forming process such as a charging process, an exposure process, a development process, and a transfer process is performed.
また、画像のカラー化にともなって、シアン、マゼンタ、イエロー、好ましくはブラックにそれぞれ対応する上述した画像形成プロセス(上記各プロセス)が実行される複数の画像形成ステーションを備え、シアン像、マゼンタ像、イエロー像、好ましくはブラック像の各色像をそれぞれの像担持体に形成し、各像担持体の転写位置にてシート材に各色像を重ねて転写することによりフルカラー画像を形成するタンデム方式のカラー画像形成装置も提案されている。このようなタンデム方式のカラー画像形成装置は各色それぞれの画像形成部を有するため、画像形成処理の高速化という点では有利である。 In addition, with the colorization of the image, a plurality of image forming stations (each of the above processes) corresponding to cyan, magenta, yellow, and preferably black are provided, and a cyan image and a magenta image are provided. A tandem method in which each color image of a yellow image, preferably a black image, is formed on each image carrier, and a full color image is formed by transferring each color image on a sheet material at the transfer position of each image carrier. A color image forming apparatus has also been proposed. Such a tandem color image forming apparatus has an image forming unit for each color, which is advantageous in terms of speeding up the image forming process.
しかしながら、タンデム方式のカラー画像形成装置は、異なる画像形成部で形成された各画像の位置合わせ(レジストレーション)を如何に良好に行うかの点で問題点を有している。なぜならば、シート材等の転写材に転写された4色の転写画像(トナー像)の画像形成位置のずれは、最終的には位置ずれとしてまたは色調の変化として現れてくるからである。 However, the tandem color image forming apparatus has a problem in how well the registration (registration) of images formed by different image forming units is performed. This is because a shift in image formation position of four-color transfer images (toner images) transferred to a transfer material such as a sheet material finally appears as a positional shift or a change in color tone.
図18は、転写画像の位置ずれの種類を説明する図を示している。なお、図18(a)〜(e)において、実線で示される線分は所定の転写位置で転写されるべき転写画像の状態を示し、点線で示される線分は位置ずれした状態で転写された転写画像の状態を示している。 FIG. 18 is a diagram for explaining the type of positional deviation of the transferred image. 18A to 18E, a line segment indicated by a solid line indicates a state of a transfer image to be transferred at a predetermined transfer position, and a line segment indicated by a dotted line is transferred in a shifted state. The state of the transferred image is shown.
転写画像の位置ずれとしては、図18(a)に示すように転写材の移動方向(図中矢印Aの方向)の位置ずれ(以下、「副走査位置ずれ」という。)、図18(b)に示すように走査方向(図中矢印Aの方向に直行する方向)の位置ずれ(以下、「主走査位置ずれ」という。)、図18(c)に示すように斜め方向の位置ずれ(以下、「スキュー誤差」という。)、図18(d)に示すように倍率誤差のずれ、図18(e)に示すように湾曲誤差のずれ、などがある。実際には、これら5種類のうち任意の2以上の種類の位置ずれが重畳したものが現れる。 As the positional deviation of the transfer image, as shown in FIG. 18A, the positional deviation (hereinafter referred to as “sub-scanning positional deviation”) in the moving direction of the transfer material (the direction of arrow A in the figure), FIG. ) As shown in FIG. 18C, and a displacement in the oblique direction as shown in FIG. 18C (hereinafter referred to as “main scanning position deviation”). Hereinafter, it is referred to as “skew error”), magnification error deviation as shown in FIG. 18D, curvature error deviation as shown in FIG. In actuality, a combination of two or more types of positional deviations among these five types appears.
ところで、上述した各位置ずれの主原因は、図18(a)に示すような副走査位置ずれの場合は、各画像形成ステーションおよび走査光学系の取り付けずれ、走査光学系内のレンズやミラーの取り付けずれであり、図18(b)に示すような主走査位置ずれの場合も副走査位置ずれの場合と同様であり、図18(c)に示すようなスキュー誤差の場合は画像形成ステーションにおける感光体の回転軸の角度ずれ、および走査光学系の取り付け角度ずれであり、図18(d)に示すような倍率誤差によるずれの場合は、各走査光学系から画像形成ステーションの感光体までの光路長の誤差による走査線長さのずれによるものであり、図18(e)に示すような湾曲誤差によるずれの場合は、各走査光学系内のレンズ等の組立ずれによるものである。 By the way, in the case of the sub-scanning position shift as shown in FIG. 18A, the main causes of the above-described positional shifts are the mounting shift of each image forming station and the scanning optical system, and the lenses and mirrors in the scanning optical system. The main scanning position deviation as shown in FIG. 18B is the same as the sub-scanning position deviation as shown in FIG. 18B. In the case of the skew error shown in FIG. The deviation of the rotation axis of the photosensitive member and the deviation of the mounting angle of the scanning optical system. In the case of the deviation due to the magnification error as shown in FIG. 18D, the scanning optical system to the photosensitive member of the image forming station. This is due to the deviation of the scanning line length due to the optical path length error, and the deviation due to the bending error as shown in FIG. 18E is due to the assembly deviation of the lenses in each scanning optical system. .
そこで、上記5種類の位置ずれを予め基準となるパターン(以下、「レジストパターン」という。)を中間転写ベルトなど無端状担持体上に描画し、複数のセンサによってそのレジストパターンを検出(位置ずれ検出)し、その結果を基に「ずれ量」を算出し、そのずれ量に応じて、各画像の位置合わせ(位置ずれ補正)を行うということが提案されている。 Therefore, a pattern (hereinafter referred to as “resist pattern”) based on the above-mentioned five types of positional deviation is drawn on an endless carrier such as an intermediate transfer belt, and the resist pattern is detected (positional deviation) by a plurality of sensors. It is proposed that a “deviation amount” is calculated based on the result, and that each image is aligned (misalignment correction) according to the deviation amount.
次に、従来のレジストパターンの検出および位置ずれ補正動作について、図19〜図22を参照して説明する。 Next, conventional resist pattern detection and misregistration correction operations will be described with reference to FIGS.
なお、図19は従来のパターン検出部の構成を示す構成図、図20は従来における中間転写ベルトのレジストパターンとパターン検出部との配置関係を説明する図、図21および図22は従来における中間転写ベルト上のレジストパターンとパターン検出部との配置関係およびパターン検出部の出力信号を説明する図である。 FIG. 19 is a block diagram showing the configuration of a conventional pattern detection unit, FIG. 20 is a diagram for explaining the arrangement relationship between the resist pattern of the conventional intermediate transfer belt and the pattern detection unit, and FIGS. It is a figure explaining the arrangement | positioning relationship between the resist pattern on a transfer belt, and a pattern detection part, and the output signal of a pattern detection part.
また、図19〜図22において、33k、33y、33m、33cはそれぞれブラックのレジストパターン、イエローのレジストパターン、マゼンタのレジストパターン、シアンのレジストパターンである。 In FIGS. 19 to 22, 33k, 33y, 33m, and 33c are a black resist pattern, a yellow resist pattern, a magenta resist pattern, and a cyan resist pattern, respectively.
図19に示すように、無端状担持体12と対向して配設されるパターン検出部50は、イメージセンサ(以下、「CCD」という。)51、ランプ等の光源52および反射光をCCD51に結像するためのセルフォックレンズアレイ53を備えている。
As shown in FIG. 19, the
また、パターン検出部50は、図20示すように、CCD51内の複数の画素が無端状担持体12の搬送方向Aと直角に交わる線上に配置され、無端状担持体12における主走査方向の左右端部近傍にそれぞれ配置されている。ここでは、搬送方向Aに向かって左側に配置されるパターン検出部50をパターン検出部50aとし、一方、搬送方向Aに向かって右側に配置されるパターン検出部50をパターン検出部50bとする。なお、51a、51bはそれぞれのパターン検出部50に設けられているCCDである。
In addition, as shown in FIG. 20, the
ここで、周知のように、搬送方向Aと同一の方向が副走査方向であり、この搬送方向Aと直角に交わる方向が主走査方向である。 Here, as is well known, the same direction as the transport direction A is the sub-scanning direction, and the direction perpendicular to the transport direction A is the main scanning direction.
レジストパターンの検出については、図21に示すように、無端状担持体12の搬送方向Aと直角に交わる線上に、予めきめられた直線や図形等のレジストパターン、例えば予めきめられた間隔でブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの各色に対応するトナー像33k,33y,33m,33cを転写させ、これら各色のトナー像(レジストパターン)をパターン検出部50aおよびパターン検出部50bによって検出する。すなわち2つのパターン検出部50a,50bによって各色の位置ずれ(レジストずれ)を測定する。
For detection of the resist pattern, as shown in FIG. 21, a resist pattern such as a straight line or a figure that has been determined in advance on a line that intersects the conveyance direction A of the
次に、このようにして2つのパターン検出部50a,50bによって検出された検出結果に基づく位置ずれ補正動作について説明する。
Next, the misregistration correction operation based on the detection results detected by the two
副走査位置ずれ(図18(a)参照)については、図21(a)に示すように、無端状担持体12上の各色のレジストパターンがパターン検出部50a内のCCD51aを通過する時間(T1)と予め決められた設計値(T)との時間差(△T1=T−T1)、および無端状担持体12の搬送速度vを基に、各色の位置ずれ(△Y1=△T1,v)を演算する。
As for the sub-scanning position shift (see FIG. 18A), as shown in FIG. 21A, the time (T1) during which each color resist pattern on the
主走査位置ずれ(図18(b)参照)については、図22(a)に示すように、無端状担持体12上の各色のレジストパターンの走査開始位置がパターン検出部50a内のCCD51aを通過する当該CCD51a内の画素の位置の差つまり画素位置差(△X1)を基に、各色のレジストパターンの位置ずれを演算する。
With respect to the main scanning position deviation (see FIG. 18B), as shown in FIG. 22A, the scanning start position of each color resist pattern on the
スキュー誤差(図18(c)参照)については、図21(b)に示すように、無端状担持体12上の所定色のレジストパターンがパターン検出部50aのCCD51aを通過する時間と当該所定色のレジストパターンがパターン検出部50bのCCD51bを通過する時間との差つまり時間差(△T2)と、無端状担持体12の搬送速度vとを基に、各色のレジストパターンのスキュー誤差(△Y2=△T2,v)を演算する。すなわち、同一色のレジストパターンについての2つのパターン検出部のCCDを通過する時間の差(△T2)と、前記搬送速度vとを基に、各色のレジストパターンのスキュー誤差(△Y2=△T2,v)が演算される。
As for the skew error (see FIG. 18C), as shown in FIG. 21B, the time required for the resist pattern of a predetermined color on the
倍率誤差(図18(d)参照)については、図22(a)に示すように、無端状担持体12上の各色のレジストパターンの走査開始位置がパターン検出部50a内のCCD51aを通過する当該CCD51a内の画素の位置の差つまり画素位置差(△X1)と、図22(b)に示すように、無端状担持体12上の各色のレジストパターンの走査終了位置がパターン検出部50b内のCCD51bを通過する当該CCD51b内の画素の位置の差つまり画素位置差(△X2)を基に、各色のレジストパターンの倍率誤差(△X3=△X2−△X1)を演算する。すなわち、同一のレジストパターンに関し、当該レジストパターンの走査開始位置がパターン検出部50aのCCD51aを通過する当該CCD51a内の画素の位置の差(△X1)と、当該レジストパターンの走査終了位置がパターン検出部50bのCCD51bを通過する当該CCD51b内の画素の位置の差(△X2)と、を基に、当該同一色のレジストパターンの倍率誤差(△X3=△X2−△X1)が演算される。
Regarding the magnification error (see FIG. 18D), as shown in FIG. 22A, the scanning start position of each color resist pattern on the
このようにして演算された上記4種類の位置ずれ量を基に、図示しない位置ずれ補正手段によって位置ずれ補正動作が行われる。 Based on the four types of positional shift amounts calculated in this way, a positional shift correction operation is performed by a positional shift correction unit (not shown).
なお、タンデム方式のカラー画像形成装置としては、(特許文献1)あるいは(特許文献2)のものが知られている。
しかしながら、上記従来のカラー画像形成装置では、無端状担持体の回転方向(搬送方向)での当該無端状担持体表面の光沢が変化した場合、パターン検出部のセンサ(CCD)と無端状担持体との距離が変動した場合は、これらの事象が発生したことに起因してCCDによって光電変換された後の検出信号の波形(レジストパターンの検出信号の波形)が変動し、レジストパターンの検出処理のためのパターン信号の量子化(2値化)が不能となる。 However, in the conventional color image forming apparatus, when the gloss of the surface of the endless carrier in the rotation direction (conveying direction) of the endless carrier changes, the sensor (CCD) of the pattern detection unit and the endless carrier If the distance to the pattern fluctuates, the detection signal waveform (the waveform of the resist pattern detection signal) after photoelectric conversion by the CCD fluctuates due to the occurrence of these events, and the resist pattern detection process Quantization (binarization) of the pattern signal for this is impossible.
そこで、本発明は、パターン信号の波形が変動した場合であっても、無端状担持体上の所定のパターンに忠実にパターン信号の2値化を行うことのできるカラー画像形成装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention provides a color image forming apparatus capable of binarizing a pattern signal faithfully to a predetermined pattern on an endless carrier even when the waveform of the pattern signal fluctuates. With the goal.
この課題を解決するために、本発明のカラー画像形成装置は、所定のパターンが形成される無端状担持体と、前記無端状担持体上に形成された所定のパターンを検出するパターン検出手段と、を備え、前記パターン検出手段による検出処理の検出結果を基に前記複数色のトナー像の位置ずれ補正をおこなうカラー画像形成装置であって、前記検出結果に対応するパターン信号を2値化する閾値信号を、当該パターン信号中の前記所定のパターンに対応する信号以外の信号の振幅変動に追従させる構成としたものである。 In order to solve this problem, the color image forming apparatus of the present invention includes an endless carrier on which a predetermined pattern is formed, and a pattern detection unit that detects the predetermined pattern formed on the endless carrier. , And a color image forming apparatus that corrects misregistration of the toner images of the plurality of colors based on the detection result of the detection processing by the pattern detection means, and binarizes the pattern signal corresponding to the detection result The threshold signal is configured to follow amplitude fluctuations of signals other than the signal corresponding to the predetermined pattern in the pattern signal.
本発明の好ましい形態において、入力される前記パターン信号を波形整形し該波形整形した後の信号を出力するフィルタ手段を更に備え、前記閾値信号は、前記フィルタ手段から出力される出力信号を基に生成される構成としたものである。 In a preferred embodiment of the present invention, the apparatus further comprises filter means for shaping the waveform of the input pattern signal and outputting the signal after waveform shaping, and the threshold signal is based on an output signal output from the filter means. This is a generated configuration.
本発明のさらに好ましい形態において、前記フィルタ手段は、入力される前記パターン信号に関し前記所定のパターンに対応する信号の発生周期よりも長い周期の信号のみを通過させる構成としたものである。 In a further preferred aspect of the present invention, the filter means is configured to pass only a signal having a period longer than a generation period of a signal corresponding to the predetermined pattern with respect to the input pattern signal.
本発明のさらに好ましい形態において、前記閾値信号は、前記フィルタ手段から出力された出力信号について一定の振幅を減算して得られる信号である構成としたものである。 In a further preferred aspect of the present invention, the threshold signal is a signal obtained by subtracting a constant amplitude from the output signal output from the filter means.
本発明のさらに好ましい形態において、入力される前記パターン信号に関し前記所定のパターンに対応する信号の発生周期よりも長い周期の信号のみを通過させるフィルタ手段と、前記フィルタ手段から出力された電圧信号について一定の電圧値を減算するとともに、当該減算処理した電圧信号を閾値信号として出力する閾値信号生成手段と、を有し、前記閾値信号生成手段から出力される閾値信号を、当該パターン信号中の前記所定のパターンに対応する信号以外の信号の電圧変動に追従させる構成としたものである。 In a further preferred aspect of the present invention, with respect to the input pattern signal, filter means for passing only a signal having a period longer than a generation period of a signal corresponding to the predetermined pattern, and a voltage signal output from the filter means Threshold signal generating means for subtracting a constant voltage value and outputting the subtracted voltage signal as a threshold signal, and the threshold signal output from the threshold signal generating means is the threshold signal in the pattern signal In this configuration, voltage fluctuations of signals other than signals corresponding to a predetermined pattern are followed.
本発明によれば、パターン信号が2値化された信号を基に、正確に複数色の像の位置ずれ補正を行うことができるという有効な効果が得られる。 According to the present invention, it is possible to obtain an effective effect that it is possible to accurately correct misregistration of a plurality of color images based on a binarized signal of a pattern signal.
また、本発明によれば、パターン信号中の所定のパターンに対応する信号以外の信号の振幅変動に追従した閾値信号を基にパターン信号が2値化されるので、無端状担持体の搬送方向での当該無端状担持体表面の光沢の変動、あるいはパターン検出手段と無端状担持体との距離の変動に起因してパターン信号の波形が変動した場合であっても、無端状担持体上の所定のパターンに忠実にパターン信号の2値化を行うことができるという有効な効果が得られる。 Further, according to the present invention, since the pattern signal is binarized based on the threshold signal that follows the amplitude fluctuation of the signal other than the signal corresponding to the predetermined pattern in the pattern signal, the transport direction of the endless carrier Even if the waveform of the pattern signal fluctuates due to fluctuations in gloss on the surface of the endless carrier or variation in the distance between the pattern detecting means and the endless carrier, the pattern on the endless carrier An effective effect is obtained that the pattern signal can be binarized faithfully to a predetermined pattern.
さらに、本発明によれば、2値化対象となるパターン信号の特徴を考慮した閾値信号、例えば無端状担持体の搬送方向での当該無端状担持体表面の光沢の変動、あるいはパターン検出手段と無端状担持体との距離の変動に起因するパターン信号の波形の変動が考慮され、当該パターン信号の波形の変動に関わる信号が2値化されないような閾値信号を基に、2値化対象となるパターン信号が2値化されるので、パターンの検出環境が変化してパターン信号の波形が変動した場合であっても、無端状担持体上の所定のパターンに忠実にパターン信号の2値化を行うことができるという有効な効果が得られる。 Further, according to the present invention, the threshold signal considering the characteristics of the pattern signal to be binarized, for example, the fluctuation of the gloss of the endless carrier surface in the transport direction of the endless carrier, or the pattern detection means Based on a threshold signal that considers fluctuations in the waveform of the pattern signal due to fluctuations in the distance from the endless carrier and does not binarize the signal related to fluctuations in the waveform of the pattern signal. Since the pattern signal is binarized, even if the pattern detection environment changes and the pattern signal waveform fluctuates, the pattern signal is binarized faithfully to a predetermined pattern on the endless carrier. The effective effect that it can be performed is acquired.
本発明の請求項1に記載の発明は、所定のパターンが形成される無端状担持体と、無端状担持体上に形成された所定のパターンを検出するパターン検出手段と、を備え、パターン検出手段による検出処理の検出結果を基に複数色のトナー像の位置ずれ補正をおこなうカラー画像形成装置であって、検出結果に対応するパターン信号を2値化する閾値信号を、当該パターン信号中の所定のパターンに対応する信号以外の信号の振幅変動に追従させることを特徴とするカラー画像形成装置であり、パターン信号中の所定のパターンに対応する信号以外の信号の振幅変動に追従した閾値信号を基にパターン信号が2値化されるので、無端状担持体の搬送方向での当該無端状担持体表面の光沢の変動、あるいはパターン検出手段と無端状担持体との距離の変動に起因してパターン信号の波形が変動した場合であっても、無端状担持体上の所定のパターンに忠実にパターン信号の2値化を行うことができるという作用を有する。これにより、パターン信号が2値化された信号を基に、正確に複数色の像の位置ずれ補正を行うことができるという作用を有する。
The invention according to
本発明の請求項2に記載の発明は、請求項1記載の発明において、入力されるパターン信号を波形整形し該波形整形した後の信号を出力するフィルタ手段を更に備え、閾値信号は、フィルタ手段から出力される出力信号を基に生成されることを特徴とするカラー画像形成装置であり、2値化対象となるパターン信号の特徴を考慮した閾値信号、例えば無端状担持体の搬送方向での当該無端状担持体表面の光沢の変動、あるいはパターン検出手段と無端状担持体との距離の変動に起因するパターン信号の波形の変動を考慮した閾値信号を生成することができるという作用を有する。
The invention according to claim 2 of the present invention further comprises filter means for shaping the waveform of the input pattern signal and outputting the signal after waveform shaping in the invention of
本発明の請求項3に記載の発明は、請求項2記載の発明において、フィルタ手段は、入力されるパターン信号に関し所定のパターンに対応する信号の発生周期よりも長い周期の信号のみを通過させることを特徴とするカラー画像形成装置であり、2値化対象となるパターン信号中の所定のパターンに対応する信号を減衰させ、所定のパターンに対応する信号が減衰された後の信号を基に閾値信号を生成することができるという作用を有する。 According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the filter means passes only a signal having a period longer than a generation period of a signal corresponding to a predetermined pattern with respect to the input pattern signal. A color image forming apparatus characterized in that a signal corresponding to a predetermined pattern in a pattern signal to be binarized is attenuated, and a signal after the signal corresponding to the predetermined pattern is attenuated It has the effect that a threshold signal can be generated.
本発明の請求項4に記載の発明は、請求項2または3記載の発明において、閾値信号は、フィルタ手段から出力された出力信号について一定の振幅を減算して得られる信号であることを特徴とするカラー画像形成装置であり、2値化対象となるパターン信号の特徴を考慮した閾値信号、例えば無端状担持体の搬送方向での当該無端状担持体表面の光沢の変動、あるいはパターン検出手段と無端状担持体との距離の変動に起因するパターン信号の波形の変動を考慮し、パターンの検出環境が変化してパターン信号の波形が変動した場合であっても、当該変動した波形に関わる信号が2値化されないような閾値信号を生成することができるという作用を有する。 According to a fourth aspect of the present invention, in the second or third aspect, the threshold signal is a signal obtained by subtracting a constant amplitude from the output signal output from the filter means. A threshold signal in consideration of the characteristics of the pattern signal to be binarized, for example, the fluctuation of the gloss of the endless carrier surface in the transport direction of the endless carrier, or the pattern detection means Considering fluctuations in the waveform of the pattern signal due to fluctuations in the distance between the endless carrier and the endless carrier, even if the pattern detection waveform changes and the pattern signal waveform fluctuates, This has the effect that it is possible to generate a threshold signal that does not binarize the signal.
本発明の請求項5に記載の発明は、請求項1記載の発明において、入力されるパターン信号に関し所定のパターンに対応する信号の発生周期よりも長い周期の信号のみを通過させるフィルタ手段と、フィルタ手段から出力された電圧信号について一定の電圧値を減算するとともに、当該減算処理した電圧信号を閾値信号として出力する閾値信号生成手段と、を有し、閾値信号生成手段から出力される閾値信号を、当該パターン信号中の所定のパターンに対応する信号以外の信号の電圧変動に追従させることを特徴とするカラー画像形成装置であり、2値化対象となるパターン信号の特徴を考慮した閾値信号、例えば無端状担持体の搬送方向での当該無端状担持体表面の光沢の変動、あるいはパターン検出手段と無端状担持体との距離の変動に起因するパターン信号の波形の変動が考慮され、当該パターン信号の波形の変動に関わる信号が2値化されないような閾値信号を基に、2値化対象となるパターン信号が2値化されるので、パターンの検出環境が変化してパターン信号の波形が変動した場合であっても、無端状担持体上の所定のパターンに忠実にパターン信号の2値化を行うことができるという作用を有する。
The invention according to claim 5 of the present invention is the filter means according to
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照しつつさらに具体的に説明する。ここで、添付図面において同一の部材には同一の符号を付しており、また、重複した説明は省略されている。なお、ここでの説明は本発明が実施される最良の形態であることから、本発明は当該形態に限定されるものではない。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described more specifically with reference to the drawings. Here, in the accompanying drawings, the same reference numerals are given to the same members, and duplicate descriptions are omitted. In addition, since description here is the best form by which this invention is implemented, this invention is not limited to the said form.
(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1におけるカラー画像形成装置の構成を示す構成図、図2はパターン検出手段の構成および光の進路を説明する図、図3は位置ずれ検出手段の回路部のブロック構成を示すブロック図、図4はパターン検出手段の発光手段に対する発光電流の調整を説明する図、図5は無端状担持体とパターン検出手段と無端状担持体上のレジストパターンとの配置関係を説明する図、図6はパターン検出手段によるレジストパターン検出中に発光手段から発せられた光の進路を説明する図、図7はパターン検出手段がレジストパターンを検出したときの位置ずれ検出手段の回路部の動作を説明する図、図8は記憶手段に記憶されたパルスのon時間およびoff時間の情報を示す図、図9は図3に示した位置ずれ検出手段の回路部における比較器の入出力信号を示す図、図10は図3に示した位置ずれ検出手段の回路部におけるパターン信号が変動したときの比較器の入出力信号を示す図、図11は他の位置ずれ検出手段の回路部のブロック構成を示すブロック図、図12は図11に示した位置ずれ検出手段の回路部における変動閾値発生手段の構成を示すブロック図、図13は変動閾値発生手段内のフィルタ手段の入力信号および出力信号を説明する図、図14はフィルタ手段の入力信号とフィルタ手段の出力信号とを重ね合わせたときの信号の様子を説明する図、図15は比較器によってノイズが発生しているパターン信号とフィルタ手段から出力された出力信号とを比較した場合の比較結果を説明する図、図16は変動閾値発生手段内の電圧レベル可変手段がフィルタ手段から出力された出力信号の電圧レベルを調整して閾値信号を生成する様子を説明する図、図17は比較器によってパターン信号と電圧レベル可変手段から出力された閾値信号とを比較したときの比較結果を説明する図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a configuration diagram showing the configuration of a color image forming apparatus according to
本発明の実施の形態に係るカラー画像形成装置の構成について、図1を参照して説明する。 The configuration of the color image forming apparatus according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
カラー画像形成装置は、図1に示すように、4つの画像形成ステーション1a,1b,1c,1dを備え、各画像形成ステーション1a,1b,1c,1dはそれぞれ像担持体としての感光体2a,2b,2c,2dを有している。これら各感光体2a,2b,2c,2dの回りには、それぞれ専用の帯電手段3a,3b,3c,3d、現像手段4a,4b,4c,4d、クリーニング手段5a,5b,5c,5d、画像情報に応じた光を各々の感光体に照射するための走査光学系の露光手段6a,6b,6c,6d、および転写手段7内の転写器8a,8b,8c,8dが配置されている。
As shown in FIG. 1, the color image forming apparatus includes four
画像形成ステーション1a,1b,1c,1dはそれぞれイエロー画像、マゼンタ画像、シアン画像、ブラック画像を形成する手段である。露光手段6a,6b,6c,6dからはイエロー画像、マゼンタ画像,シアン画像,ブラック画像に対応した光9a、9b、9c、9dが出力される。各画像形成ステーション1a,1b,1c,1dを通過する態様で、感光体2a,2b,2c,2dの下方には一対の支持ローラ10、11により支持された無担ベルト状の無端状担持体12が配置されている。この無端状担持体12は図1中矢印Aの方向へ移動する。
The
無端状担持体12に対面して配置されているパターン検出手段14は、図示しないレジストパターン発生手段からのレジストパターンを検出する。位置ずれ検出手段15は、パターン検出手段14によって検出された位置ずれ情報を基に位置ずれ量を演算する。
The pattern detecting means 14 arranged facing the
給紙カセット16に収納されている紙などのシート材17は、給紙ローラ18により給紙され、シート材転写ローラ19、定着手段20を経て排紙トレー(図示せず)に排出される。
A
上述したカラー画像形成装置において、画像形成ステーション1dの帯電手段3dおよび露光手段6d等の公知の電子写真プロセス手段によって感光体2d上に画像情報のブラック成分色の潜像を形成する。その後、現像手段4dは、ブラックトナーを有する現像材により、感光体2d上の潜像をブラックトナー像として可視像化する。さらに、転写器8dによって感光体2d上のブラックトナー像を無端状担持体12に転写する。
In the color image forming apparatus described above, a latent image of the black component color of the image information is formed on the
ブラックトナー像が無端状担持体12に転写されている間に、画像形成ステーション1cにおいては、画像形成ステーション1cの帯電手段3cおよび露光手段6c等の公知の電子写真プロセス手段によって感光体2c上にシアン成分色の潜像が形成され、その後、現像手段4cによってシアントナーを有する現像材により感光体2c上にシアントナー像が得られる。さらに、転写器8cによって感光体2c上のシアントナー像が無端状担持体12に転写されることで、このシアントナー像が、先に無端状担持体12上に転写されたブラックトナー像と重ね合わされる。
While the black toner image is being transferred to the
以下、マゼンタトナー像、イエロートナー像についても同様の方法で画像形成が行われ、無端状担持体12上に4色のトナー像の重ね合わせが終了すると、シート材転写ローラ19と支持ローラ11との共同により、給紙ローラ18によって給紙カセット16から給紙されたシート材17上に、無端状担持体12上の4色のトナー像が一括転写され、さらに、この4色のトナー像が一括転写されたシート材17が定着手段20に向けて搬送される。そして、定着手段20によってシート材17に転写された4色のトナー像が加熱定着されることで、シート材17上にフルカラー画像が得られる。
Thereafter, the magenta toner image and the yellow toner image are formed in the same manner, and when the four color toner images are superimposed on the
なお、転写が終了したそれぞれの感光体2a,2b,2c,2dはクリーニング手段5a,5b,5c,5dで残留トナーが除去され、引き続き行われる次の像形成に備えられ、印刷動作は完了する。
The
次に、位置ずれ検出動作について説明する。ここでは、無端状担持体12の進行方向の位置ずれ検出動作のみ説明し、無端状担持体12の進行方向に対し垂直方向の位置ずれ検出動作については省略する。
Next, the position shift detection operation will be described. Here, only the positional deviation detection operation in the traveling direction of the
図2は、無端状担持体12に対面して配設されたレジストパターン検出手段(以下、「パターン検出手段」という。)14の構成図を示している。ここでは、無端状担持体12の主走査方向における両端に配設された1対のパターン検出手段14のうちの一方のパターン検出手段14の構成を示している。なお、図2において、符号140で示す矢印はパターン検出位置を示している。
FIG. 2 shows a configuration diagram of a resist pattern detection means (hereinafter referred to as “pattern detection means”) 14 disposed facing the
図2に示すように、パターン検出手段14は、無端状担持体12に対しθの角度をもって対向する発光手段22および受光手段23を有している。発光手段22から照射された光は直進し無端状担持体12(のパターン検出位置140)で反射するが、無端状担持体12は平滑度が高いため、ほとんどの光は無端状担持体12に対しθの角度で反射し(正反射)、受光手段23に入射する。
As shown in FIG. 2, the pattern detection means 14 has a light emitting means 22 and a light receiving means 23 that face the
図3に示すように、位置ずれ検出手段15は、発光電流制御手段24、発光電流検出手段25、電流−電圧変換手段26、信号増幅器27、比較器28、基準電源29、CPU30、カウント手段31、および記憶手段32を有している。
As shown in FIG. 3, the misregistration detection means 15 includes a light emission current control means 24, a light emission current detection means 25, a current-voltage conversion means 26, a
図3において、CPU30は、無端状担持体12が走行し始めると発光電流制御手段24を監視しながら発光電流検出手段25を制御して発光手段22に一定電流が流れるように調整する。
In FIG. 3, when the
受光手段23には受光量に応じて光電変換された電流が流れ、さらにこの電流は電流−電圧変換手段26にも流れる。電流−電圧変換手段26は入力された電流を電圧に変換する。電流−電圧変換手段26によって変換された電圧は、微小なため信号増幅器27によって増幅され、その後CPU30の図示しないA/Dコンバータおよび比較器28の一方の入力端子に入力される。
A current photoelectrically converted according to the amount of received light flows through the light receiving means 23, and this current also flows through the current-
一方の入力端子に信号増幅器27の出力電圧が入力(印加)された比較器28の他方の入力端子には基準電源29の出力電圧(基準電圧)が入力(印加)される。また、比較器28の出力端子からは、一方の入力端子に入力された電圧が他方の入力端子に入力された基準電圧の電圧レベルで比較され、2値化された信号が出力される。この2値化された信号はカウント手段31に入力される。
The output voltage (reference voltage) of the
CPU30は入力される電圧が図4に示す予め規定された電圧V0になるように発光電流を調整する。具体的には、CPU30は、入力された電圧が電圧V0より低いときは発光電流制御手段24を制御して発光手段22に流れる電流を増やし、これに対し、入力された電圧が電圧V0より高いときは発光電流制御手段24を制御して発光手段22に流れる電流を減らし、最終的に、入力される電圧が電圧V0近傍の値となるように発光電流を調整する。
The
入力される電圧を電圧V0に調整したCPU30は、図示しないパターン発生手段に指示して、図5に示すようなレジストパターン(所定のパターン)を無端状担持体12上に印刷させる。なお図5において、符号14a,14bは無端状担持体12の主走査方向における両端の上部それぞれに配設されたパターン検出手段を示し、33k,33y,33m,33cはそれぞれブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの4色のパターンセット(レジストパターン)を示している。ここで、レジストパターン33k,33y,33m,33cは、無端状担持体12の進行方向(図5中、矢印Aの方向)に対し平行な方向に伸びたパターン(パターン並び)となっているが、これは無端状担持体12の進行方向の位置ずれのみを検出するためである。
The
図6に示す、パターン検出手段14においては、レジストパターン(所定のパターン)を検出する直前までは、図2に示したように発光手段22を出た光のほとんどは、無端状担持体12で正反射して受光手段23に入射する。これに対し、レジストパターン(所定のパターン)検出中では、レジストパターン33k,33y,33m,33cは紛体により形成されたトナー像であり平滑度が低いため、図6に示すように、光は例えばブラックのレジストパターン33k上で拡散反射するので、ほとんどの光は受光手段23には到達することはできない。他のレジストパターン33y,33m,33cに対しての光に関しても同様のことが言える。
In the pattern detecting means 14 shown in FIG. 6, most of the light emitted from the light emitting means 22 as shown in FIG. 2 is the
図7は、パターン検出手段14がレジストパターン33k,33y,33m,33cを検出したときの位置ずれ検出手段14の回路部の動作を説明する図を示している。
FIG. 7 is a diagram for explaining the operation of the circuit unit of the positional
図7において、(a)は信号増幅器27の出力信号(出力電圧信号)を示し、(b)は基準電源29の出力電圧(基準電圧)信号を示し、(c)は比較器28の出力信号を示し、(c−1)は比較器28の出力信号のオフ時間およびオン時間を説明する波形を示し、(d)はカウント手段31内で発生するクロック信号を示している。
7A shows the output signal (output voltage signal) of the
信号増幅器27によって増幅された出力電圧信号は、図7(a)に示すように、レジストパターンを検出する直前つまり時点t1に達するまでは調整された電圧V0(図4参照)に維持されている。
As shown in FIG. 7A, the output voltage signal amplified by the
しかし時点t1において、パターン検出手段14が、パターン検出位置140(図2参照)に達したブラックのレジストパターン33kを検出し始めると、ブラックのレジストパターン33kに達した光は上述したようにブラックのレジストパターン33kで拡散反射して、受光手段23には光が入ってこなくなる。そのため、信号増幅器27によって増幅された電圧(出力電圧信号)は次第に低下する。
However, when the
そして、時点t2において、ブラックのレジストパターン33kがパターン検出位置140を通過すると、信号増幅器27によって増幅された電圧(出力電圧信号)は、再び電圧V0に戻る。この電圧V0に戻った信号増幅器27の出力電圧信号は、次のイエローのレジストパターン33yがパターン検出位置140に達する時点t3まで維持されることとなる。
At time t2, when the black resist
これ以降、レジストパターン33y、33m、33cがパターン検出位置140を通過する毎に、ブラックのレジストパターン33kに対するパターン検出の場合と同様の波形が繰り返される。
Thereafter, every time the resist
このような信号増幅器27から出力される出力電圧信号(図7(a)参照)は、比較器28の一方の入力端子に入力される。比較器28の一方の入力端子に入力された出力電圧信号は、他方の入力端子に入力されている基準電圧、例えば図7(b)に示す基準電圧V1の電圧レベルで比較され、2値化される。
The output voltage signal (see FIG. 7A) output from the
この場合は、前記出力電圧信号は、基準電圧V1の電圧レベル未満の場合には値0(ローレベル)、基準電圧V1の電圧レベル以上の場合は値1(ハイレベル)に2値化され、図7(c)に示すようなパルス波形(パルス信号)となる。例えば、図7(c)において、時点ta〜時点tbの期間がローレベル、時点tb〜時点tcの期間がハイレベルのパルス信号が生成される。なお、時点t1〜t3および時点ta〜tcの時系列的な並びは、時点t1、時点ta、時点tb、時点t2、時点t3、時点tcの順である。 In this case, the output voltage signal is binarized to a value of 0 (low level) if it is less than the voltage level of the reference voltage V1, and to a value of 1 (high level) if it is greater than or equal to the voltage level of the reference voltage V1, The pulse waveform (pulse signal) is as shown in FIG. For example, in FIG. 7C, a pulse signal having a low level during the period from the time point ta to the time point tb and a high level during the period from the time point tb to the time point tc is generated. The time series of the time points t1 to t3 and the time points ta to tc are in the order of the time point t1, the time point ta, the time point tb, the time point t2, the time point t3, and the time point tc.
このようにして2値化された信号(図7(c)参照)つまりパルス信号は、カウント手段31に入力され、当該カウント手段31内のカウンタ(図示せず)によって、図7(d)に示すようなクロック信号に同期して、パルスのoff時間(図7(c−1)に示す時間tw0)と、パルスのon時間(図7(c−1)に示す時間tw1)とが、それぞれクロック信号(図7(d)参照)の個数として、すなわち当該パルスのoff時間またはon時間中に発生するクロック信号(図7(d)参照)の個数としてカウントされる。そして、これらパルスのoff時間およびon時間それぞれに対応するカウント値は、記憶手段32に格納される。 The signal binarized in this way (see FIG. 7C), that is, the pulse signal is input to the counting means 31, and the counter (not shown) in the counting means 31 causes the signal in FIG. In synchronization with the clock signal as shown, the pulse off time (time tw0 shown in FIG. 7 (c-1)) and the pulse on time (time tw1 shown in FIG. 7 (c-1)) are respectively It is counted as the number of clock signals (see FIG. 7 (d)), that is, the number of clock signals (see FIG. 7 (d)) generated during the off time or on time of the pulse. The count values corresponding to the off time and on time of these pulses are stored in the storage means 32.
図8は、記憶手段32に格納されたパルスのon時間およびoff時間の情報を示している。図8において、on時間は時間tw1、時間tw3および時間tw5であり、一方、off時間は時間tw0、時間tw2、時間tw4および時間tw6である。 FIG. 8 shows information on the on time and off time of the pulses stored in the storage means 32. In FIG. 8, the on time is time tw1, time tw3, and time tw5, while the off time is time tw0, time tw2, time tw4, and time tw6.
位置ずれの検出は、ブラックトナー像に対するその他のトナー像(イエロー、マゼンタ、シアンの各色の像)のずれ量を測定することで行われる。 The position shift is detected by measuring the shift amount of other toner images (yellow, magenta, and cyan images) with respect to the black toner image.
そこで、最初にCPU30はtw0〜tw6の時間情報を使ってブラックのレジストパターン33kの中心からその他のレジストパターン(レジストパターン33y,33m,33c)の中心までの時間T1−y,T1−m,T1−cを、次の(数1〜3)を演算して求める。
Therefore, first, the
T1−y=(1/2)×tw0+tw1+(1/2)×tw2 ・・・(数1)
T1−m=(1/2)×tw0+tw1+tw2+tw3+(1/2)×tw4 ・・・(数2)
T1−c=(1/2)×tw0+tw1+tw2+tw3+tw4+tw5+(1/2)×tw6 ・・・(数3)
ただし、時間T1−yはブラックのレジストパターン33kの中心からイエローのレジストパターン33yの中心までの時間を示し、時間T1−mはブラックのレジストパターン33kの中心からマゼンタのレジストパターン33mの中心までの時間を示し、時間T1−cはブラックのレジストパターン33kの中心からシアンのレジストパターン33cの中心までの時間を示す。
T1-y = (1/2) * tw0 + tw1 + (1/2) * tw2 (Equation 1)
T1-m = (1/2) × tw0 + tw1 + tw2 + tw3 + (1/2) × tw4 (Equation 2)
T1-c = (1/2) * tw0 + tw1 + tw2 + tw3 + tw4 + tw5 + (1/2) * tw6 (Equation 3)
However, the time T1-y indicates the time from the center of the black resist
そして、CPU30は、位置ずれが無かった場合のブラックのレジストパターン33kの中心からその他のレジストパターン(レジストパターン33y,33m,33c)の中心までの予め演算して求められた時間T0−y、T0−m、T0−cと、上記(数1)を演算して得られた時間T1−y,T1−m,T1−cとの差△ty、△tm、△tcを、次の(数4〜6)を演算して求める。
Then, the
△ty=(T1−y)−(T0−y) ・・・(数4)
△tm=(T1−m)−(T0−m) ・・・(数5)
△tc=(T1−c)−(T0−c) ・・・(数6)
ただし、時間T0−yはブラックのレジストパターン33kの中心からイエローのレジストパターン33yの中心までの予め演算して得られた時間を示し、時間T0−mはブラックのレジストパターン33kの中心からマゼンタのレジストパターン33mの中心までの予め演算して得られた時間を示し、時間T0−cはブラックのレジストパターン33kの中心からシアンのレジストパターン33cの中心までの予め演算して得られた時間を示す。
Δty = (T1-y)-(T0-y) (Equation 4)
Δtm = (T1-m)-(T0-m) (Equation 5)
Δtc = (T1-c)-(T0-c) (Equation 6)
However, time T0-y indicates a time obtained by pre-calculation from the center of the black resist
位置ずれ量△dy、△dm、△dcは、無端状担持体12の速度をVxとした場合、次の(数7〜9)を演算して求められる(CPU30による演算により求められる)。
The positional deviation amounts Δdy, Δdm, and Δdc are obtained by calculating the following (Equations 7 to 9) when the speed of the
△dy=△ty×Vx ・・・(数7)
△dm=△tm×Vx ・・・(数8)
△dc=△tc×Vx ・・・(数9)
ただし、△dyはイエローのトナー像の位置ずれ量を示し、△dmはマゼンタのトナー像の位置ずれ量を示し、△dcはシアンのトナー像の位置ずれ量を示す。
Δdy = Δty × Vx (Expression 7)
Δdm = Δtm × Vx (Equation 8)
Δdc = Δtc × Vx (Equation 9)
Here, Δdy represents the amount of positional deviation of the yellow toner image, Δdm represents the amount of positional deviation of the magenta toner image, and Δdc represents the amount of positional deviation of the cyan toner image.
そして、図示しない位置ずれ補正手段は、位置ずれ検出手段15によって求められた位置ずれ量△dy、△dm、△dcを基に位置ずれの補正を行う。
A misregistration correction unit (not shown) corrects misregistration based on the misregistration amounts Δdy, Δdm, and Δdc obtained by the
上述したようにして、パターン検出手段14によって検出された検出結果に対応する信号増幅器27から出力された出力電圧信号(以下、「パターン信号」という。)を基に、各色のトナー像の位置ずれ補正を行うようにしている。
As described above, based on the output voltage signal (hereinafter referred to as “pattern signal”) output from the
しかし、図3に示した位置ずれ検出手段15では、信号増幅器27から出力されたパターン信号が、基準電源29の基準電圧V1(図7(b)参照)との比較が行われた場合であっても2値化されずに、比較器28からは、パルス信号(図7(c)参照)が出力されない場合が発生する。
However, in the positional deviation detection means 15 shown in FIG. 3, the pattern signal output from the
このような問題点について図9および図10を参照して説明する。なお、図9および図10は図7(a),(b),(c)の時間軸を延ばしてパターン信号(信号増幅器27の出力信号)、基準電圧信号(基準電源29の基準電圧V1)およびパルス信号(比較器28の出力信号)を観察した様子を説明する図である。 Such a problem will be described with reference to FIGS. 9 and 10. FIG. 9 and 10 extend the time axes of FIGS. 7A, 7B, and 7C to extend the pattern signal (the output signal of the signal amplifier 27) and the reference voltage signal (the reference voltage V1 of the reference power supply 29). It is a figure explaining a mode that pulse signal (output signal of comparator 28) was observed.
通常は、図9(a)に示すようなパターン信号(図7(a)の信号に対応)は、図9(b)に示すような基準電圧V1(図7(b)の信号に対応)との比較により、その都度2値化され、図9(c)に示すようなパルス信号(図7(c)の信号に対応)に変換される。 Normally, a pattern signal (corresponding to the signal of FIG. 7 (a)) as shown in FIG. 9 (a) is a reference voltage V1 (corresponding to the signal of FIG. 7 (b)) as shown in FIG. 9 (b). In each case, the signal is binarized and converted into a pulse signal as shown in FIG. 9C (corresponding to the signal in FIG. 7C).
しかし、無端状担持体12の回転方向(搬送方向)での当該無端状担持体12表面の光沢が変化した場合、パターン検出手段14と無端状担持体12との距離が、無端状担持体12が1回転する間に部分的あるいは全体的に変化した場合は、信号増幅器27から出力されたパターン信号は、図10に示すように、比較器28によって基準電圧V1(図10(b)参照)との比較の結果により2値化されずに、図10(c)に示すようにパルス信号が出力されない場合が発生する。
However, when the gloss of the surface of the
すなわち、無端状担持体12の回転方向(搬送方向)での当該無端状担持体12表面の光沢の変動、あるいはパターン検出手段14と無端状担持体12との距離の変動に起因して無端状担持体12からの反射光(の光量)が変化し、これによりパターン検出手段14の受光手段23によって光電変換された結果に対応するパターン信号つまり信号増幅器27から出力されたパターン信号(図10(a)参照)の電圧レベルが電圧V0に対して変動する。
That is, the
そして、この状態でレジストパターン(例えばレジストパターン33y,33m,33c)が検出されると、図10(a),(b)に示すように、符号100aで示す点線枠で囲んだ信号(検出対象のレジストパターンに対応する信号)の落ち込みレベルが基準電圧V1(図10(b)参照)の電圧より低くならない。
When a resist pattern (for example, resist
そのため、符号100aで示す点線枠で囲んだ信号は、基準電圧V1との比較処理において2値化されずに、図10(c)に示すようにパルス信号として出力されない。つまり、図10(c)に示す期間T100bにおいても、本来はパルス信号として出力されるべきものが、パルス信号として出力されず、この場合はハイレベル(1)の信号が出力されることとなる。
Therefore, the signal enclosed by the dotted frame indicated by
そこで、図3に示した位置ずれ検出手段15を改良して、上述したように無端状担持体12の回転方向(搬送方向)での当該無端状担持体12表面の光沢の変動、あるいはパターン検出手段14と無端状担持体12との距離の変動に起因して、パターン信号の波形が変動した場合であっても、安定してパルス信号を発生させることができるカラー画像形成装置を実現した。
Therefore, the positional deviation detecting means 15 shown in FIG. 3 is improved to change the gloss of the surface of the
図11に示す位置ずれ検出手段15は、図3に示した位置ずれ検出手段15の構成において、基準電源29を削除し、変動閾値発生手段34を追加した構成になっている。
The misregistration detection means 15 shown in FIG. 11 has a configuration in which the
図12に示すように、変動閾値発生手段34は、フィルタ手段35と、電圧レベル可変手段36とを備えており、パターン信号を2値化する閾値信号を、当該パターン信号中の所定のパターンに対応する信号以外の信号の振幅変動に追従させるものである。 As shown in FIG. 12, the fluctuation threshold generation means 34 includes a filter means 35 and a voltage level variable means 36, and converts the threshold signal for binarizing the pattern signal into a predetermined pattern in the pattern signal. This is to follow the amplitude fluctuation of signals other than the corresponding signals.
なお、本明細書において、「パターン信号中の所定のパターンに対応する信号以外の信号の振幅変動」とは、無端状担持体12の搬送方向での当該無端状担持体表面の光沢の変動に起因するパターン信号の振幅方向の変動(波形の変動)、パターン検出手段14と無端状担持体12との距離の変動に起因するパターン信号の振幅方向の変動(波形の変動)、無端状担持体12の表面に傷やごみが発生したことに起因するパターン信号の振幅方向の変動(波形の変動)などを含む、パターン信号の振幅方向の変動(波形の変動)のことである。ここで、パターン信号の振幅方向の変動(波形の変動)は、具体的には電圧レベルの変動(つまり電圧変動)を意味する。
In the present specification, “amplitude fluctuation of a signal other than a signal corresponding to a predetermined pattern in a pattern signal” means a fluctuation in gloss of the surface of the
信号増幅器27から出力されるパターン信号27aは、CPU30、比較器28の一方の入力端子、およびフィルタ手段35に入力される。
The pattern signal 27 a output from the
フィルタ手段35は、入力されるパターン信号を波形整形し該波形整形した後の信号を出力するものであり、具体的には、入力されるパターン信号(信号増幅器27から出力されたパターン信号)27aに関し所定のパターンに対応する信号の発生周期よりも長い周期の信号のみを通過させる。
The
電圧レベル可変手段(閾値信号生成手段)36には、フィルタ手段35から出力された電圧信号35aと、CPU30から出力された制御信号pとが入力される。この電圧レベル可変手段36は、フィルタ手段35からの電圧信号35aについて、CPU30からの制御信号pに従って一定の電圧値を減算するとともに、当該減算処理した電圧信号を閾値信号36aとして出力する。
The voltage level variable means (threshold signal generation means) 36 receives the
換言すれば、電圧レベル可変手段36は、CPU30からの制御信号pを基に減算すべき電圧値を認識し、電圧信号35aについてこの認識した電圧値を減算する。このように閾値信号36aは、フィルタ手段35から出力される電圧信号(出力信号)35aを基に生成されるものであり、具体的には、前述したように、電圧信号35aについて一定の振幅(電圧)を減算して得られる信号である。
In other words, the voltage level varying means 36 recognizes the voltage value to be subtracted based on the control signal p from the
電圧レベル可変手段36から出力される閾値信号36aは、図3に示した基準電源29の基準電圧V1の代替として、比較器28の他方の入力端子に入力される。
The
そして、比較器28は、一方の入力端子に入力されたパターン信号27aと他方の入力端子に入力された閾値信号36aとを比較し、この比較した結果をカウント手段31へ出力する。
The
次に、上述した変動閾値発生手段34の動作について、図13〜図17を参照して説明する。 Next, the operation of the above-described variation threshold value generating means 34 will be described with reference to FIGS.
図13はフィルタ手段35の入力信号(パターン信号27a)および出力信号(電圧信号)35aを示した図である。
FIG. 13 is a diagram showing an input signal (
フィルタ手段35は、信号増幅器27からのパターン信号27aを入力すると、このパターン信号27aを波形整形し、この波形整形した後の信号を出力するようになっている。このような波形整形処理により、図13(a)に示す入力波形のうち大きいうねりの波形102は、図13(a−1)に示すようにそのまま大きいうねり波形102として出力され、図13(a)に示すパターン波形101は、図13(a−1)に示すように微小に減衰された波形103として出力される。
When the
これは、上述したようにフィルタ手段35の常数が所定のパターン(レジストパターン)に対応する信号の発生周期(パターン周期)よりも長い周期の信号(信号波形)のみを通過させるように設定されているからである。 As described above, this is set so that only a signal (signal waveform) having a constant constant of the filter means 35 is longer than a signal generation period (pattern period) corresponding to a predetermined pattern (resist pattern). Because.
なお、フィルタ手段35の入力信号つまり信号増幅器27からのパターン信号27a(図13(a)参照)は、同時に比較器28の一方の入力端子にも入力される。
Note that the input signal of the filter means 35, that is, the pattern signal 27 a (see FIG. 13A) from the
また、フィルタ手段35の出力信号つまり電圧信号35a(図13(a−1)参照)は、電圧レベル可変手段36に入力される。
The output signal of the filter means 35, that is, the
図14はフィルタ手段35の入力信号(パターン信号27a)とその出力信号(出力電圧信号35a)とを形を重ね合わせたときの様子を示した図である。
FIG. 14 is a diagram showing a state when the input signal (
この図14に示す状態においては、電圧レベル可変手段36が存在しない場合において、比較器28によって2つの入力端子それぞれに入力された入力信号が比較されたことと等価であることがわかる。すなわち、電圧信号35aが、図3に示した基準電源29の基準電圧(閾値電圧)に相当することになる。
In the state shown in FIG. 14, it can be seen that this is equivalent to the comparison of the input signals input to the two input terminals by the
図14において、両方の信号を比較すると、レジストパターンに対応する信号の落ち込みレベルの部分104aを除く他の部分、例えばパターン信号27aの波形105aと電圧信号35aの波形105bとは電圧レベルが近接している。
In FIG. 14, when both signals are compared, the voltage levels of the other portions except the signal
このように、パターン信号27aと閾値電圧(電圧信号35a)とが近接すると、例えば無端状担持体12上にごみが存在した場合や傷が存在した場合には、図15(a)に示すように、電圧の落ち込み106a,106bを発生させることになる。そして、その電圧の落ち込みレベルが、例えば電圧の落ち込みレベル106のように閾値レベル(電圧信号35a)より落ち込んだ場合は(図15(a−1)参照)、図15(c)に示すように、パルス信号107を発生させてしまうことになる。
Thus, when the
そのため、本実施の形態では、フィルタ手段35の後段に電圧レベル可変手段36を挿入し、パターン信号27aがフィルタ手段35によって波形整形され、比較器28の他方の入力端子に入力される閾値信号とすべく、フィルタ手段35の出力信号(電圧信号)35aの電圧レベルを、電圧レベル可変手段36がCPU30からの制御信号pを基に調整するようにしている。
Therefore, in the present embodiment, the voltage level variable means 36 is inserted after the filter means 35, the pattern signal 27 a is shaped by the filter means 35, and the threshold signal input to the other input terminal of the
図16は比較器28の一方の入力端子に入力された入力信号であるパターン信号27aと、比較器28の他方の入力端子に入力された電圧レベル可変手段36からの電圧レベル可変手段の出力信号(閾値信号)36aとを比較した様子を示す図である。
FIG. 16 shows a
電圧レベル可変手段の出力信号(閾値信号)36aは、点線で描写した電圧信号35a(電圧レベル可変手段36の入力信号)に対し電圧V2だけ低下しており、パターン信号27aのごみ等による電圧レベルの落ち込みがあっても、当該電圧レベルの落ち込みに関わる波形部分の信号が2値化されない電圧レベルに設定されている。
The output signal (threshold signal) 36a of the voltage level varying means is lowered by the voltage V2 with respect to the
図17は比較器28に入力される2つの入力信号および比較器28から出力される出力信号を示している。
FIG. 17 shows two input signals input to the
図17において、(a)は比較器28の一方の入力端子に入力される信号増幅器27からのパターン信号27aを示し、(b)は比較器28の他方の入力端子に入力される変動閾値発生手段34(の電圧レベル可変手段36)からの閾値信号36aを示し、(c)は比較器28から出力される2値化後のパルス信28aを示す。
17A shows the
比較器28は、図17(a)に示すような電圧の落ち込み106a,106bが含まれるパターン信号27aを2値化するような場合であっても、このパターン信号27aと図17(b)に示すような本発明に係る閾値信号36aとを比較するので、この比較した結果として、図17(c)に示すように、電圧の落ち込み106a,106bに影響されることなく、しかも無端状担持体12上の所定のパターンに忠実なパルス信号を出力することができる。
Even when the
また、比較器28は、図17(a)に示すように、無端状担持体12の表面の光沢の変動に伴って発生する符号100aで示す範囲の信号(図10(a)参照)の落ち込みレベルが、固定設定された基準電圧V1よりも低下しないようなパターン信号27aが入力された場合であっても(図10(b)参照)、このパターン信号27aと図17(b)に示すような本発明に係る閾値信号36aとを比較するので、この比較した結果として、図17(c)に示すように、電圧の落ち込みレベルが高い(電圧の落ち込みレベルが規定のレベルに達していない)符号100aで示す範囲の信号に影響されることなく、しかも無端状担持体12上の所定のパターンに忠実なパルス信号を出力することができる。
Further, as shown in FIG. 17A, the
これは、上述したように変動閾値発生手段34(の電圧レベル可変手段36)からの閾値信号36aがパターン信号27aの変動に追従して変化するため、確実な2値化が可能となっている。
As described above, since the
なお、本実施の形態において、CPU30は、フィルタ手段35の出力信号(電圧信号)35aに対し電圧V2だけ低下させる旨の制御信号pを電圧レベル可変手段36に出力するようにしているが、この電圧V2は固定された電圧値ではなく、パターンの検出環境の変化、例えば、無端状担持体12の搬送方向での当該無端状担持体表面の光沢の変動、パターン検出手段14と無端状担持体12との距離の変動、無端状担持体12の表面に傷やごみが発生などに起因して発生するパターン信号の波形の変動に応じて、電圧V2の電圧値を適宜変更している。
In the present embodiment, the
すなわち、CPU30にも信号増幅器27の出力信号(電圧信号)35aがCPU30内の図示しないA/Dコンバータに入力されるので、CPU30は、このA/Dコンバータの出力信号(デジタル信号)を監視することで、上述したようなパターンの検出環境の変化に伴うパターン信号27aの波形の変動を認識することができ、その認識結果を基に電圧V2の電圧値を適宜変更することが可能である。
That is, since the output signal (voltage signal) 35a of the
以上説明したように、本実施の形態によれば、2値化対象となるパターン信号27aの特徴を考慮した閾値信号36a、例えば無端状担持体12の搬送方向での当該無端状担持体表面の光沢の変動、あるいはパターン検出手段14と無端状担持体12との距離の変動に起因するパターン信号の波形の変動が考慮され、当該変動した波形に関わる信号が2値化されないような閾値信号36aを基に、2値化対象となるパターン信号27aが2値化されるので、パターンの検出環境が変化(例えば、無端状担持体表面の光沢が変動、無端状担持体表面に傷、ごみが発生)してパターン信号の波形が変動した場合であっても、無端状担持体上の所定のパターンに忠実に、かつ正確にパターン信号の2値化を行うことができる。
As described above, according to the present embodiment, the
また、無端状担持体上の所定のパターンに忠実に、かつ正確にパターン信号の2値化を可能とする閾値信号36aとパターン信号27aとを比較した比較器28から出力されるパターン信号を基に、正確に複数色の像の位置ずれ補正を行うことができる。
Further, based on the pattern signal output from the
このようにして複数色の像の位置ずれ補正が行われることで、色像の位置ずれの無い、高画質のカラー画像を印刷することができる。 By correcting the misregistration of images of a plurality of colors in this way, it is possible to print a high-quality color image with no misregistration of color images.
本発明は、電子写真方式のカラー画像形成装置以外にも、熱転写方式、インクジェット方式のカラー画像形成装置にも適用することができる。 The present invention can be applied not only to an electrophotographic color image forming apparatus but also to a thermal transfer type ink jet type color image forming apparatus.
1a,1b,1c,1d 画像形成ステーション
2a,2b,2c,2d 感光体
3a,3b,3c,3d 帯電手段
4a,4b,4c,4d 現像手段
5a,5b,5c,5d クリーニング手段
6a,6b,6c,6d 露光手段
7 転写手段
8a,8b,8c,8d 転写器
9a,9b,9c,9d 光
10,11 支持ローラ
12 無端状担持体
14,14a,14b パターン検出手段
15 位置ずれ検出手段
16 給紙カセット
17 シート材
18 給紙ローラ
19 シート材転写ローラ
20 定着手段
21 ホームセンサ
22 発光手段
23 受光手段
24 発光電流制御手段
25 発光電流検出手段
26 電流−電圧変換手段
27 信号増幅器
27a パターン信号
28 比較器
28a パルス信号
29 基準電源
30 CPU
31 カウント手段
32 記憶手段
33k ブラックのレジストパターン
33y イエローのレジストパターン
33m マゼンタのレジストパターン
33c シアンのレジストパターン
34 変動閾値発生手段
35 フィルタ手段
35a フィルタ手段の出力信号(電圧信号)
36 電圧レベル可変手段(閾値信号生成手段)
36a 電圧レベル可変手段の出力信号(閾値信号)
140 パターン検出位置
1a, 1b, 1c, 1d
31 Count means 32 Storage means 33k Black resist
36 Voltage level varying means (threshold signal generating means)
36a Output signal (threshold signal) of voltage level variable means
140 Pattern detection position
Claims (5)
前記検出結果に対応するパターン信号を2値化する閾値信号を、当該パターン信号中の前記所定のパターンに対応する信号以外の信号の振幅変動に追従させることを特徴とするカラー画像形成装置。 An endless carrier on which a predetermined pattern is formed, and pattern detection means for detecting the predetermined pattern formed on the endless carrier, based on the detection result of the detection processing by the pattern detection means A color image forming apparatus for correcting misregistration of the toner images of the plurality of colors,
A color image forming apparatus, wherein a threshold signal for binarizing a pattern signal corresponding to the detection result is caused to follow amplitude fluctuations of a signal other than a signal corresponding to the predetermined pattern in the pattern signal.
前記閾値信号は、前記フィルタ手段から出力される出力信号を基に生成され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。 Filter means for shaping the waveform of the input pattern signal and outputting the signal after waveform shaping,
2. The color image forming apparatus according to claim 1, wherein the threshold signal is generated based on an output signal output from the filter unit.
入力される前記パターン信号に関し前記所定のパターンに対応する信号の発生周期よりも長い周期の信号のみを通過させ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。 The filter means includes
3. The color image forming apparatus according to claim 2, wherein only a signal having a period longer than a generation period of a signal corresponding to the predetermined pattern is passed with respect to the input pattern signal.
前記フィルタ手段から出力された電圧信号について一定の電圧値を減算するとともに、当該減算処理した電圧信号を閾値信号として出力する閾値信号生成手段と、
を有し、
前記閾値信号生成手段から出力される閾値信号を、当該パターン信号中の前記所定のパターンに対応する信号以外の信号の電圧変動に追従させ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。 Filter means for passing only a signal having a period longer than a generation period of a signal corresponding to the predetermined pattern with respect to the input pattern signal;
Threshold signal generation means for subtracting a constant voltage value from the voltage signal output from the filter means and outputting the voltage signal subjected to the subtraction processing as a threshold signal;
Have
The color image forming apparatus according to claim 1, wherein the threshold signal output from the threshold signal generation unit is made to follow a voltage fluctuation of a signal other than a signal corresponding to the predetermined pattern in the pattern signal.
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