JP3542720B2 - Image forming device - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各色成分毎の色画像情報に基づいて夫々の色の現像剤により画像を形成する画像形成部と、該複数の画像形成部により形成された各色の画像を重ね合わせて転写する転写手段と、上記各画像形成部により所定のパターン画像を形成するためのパターン画像形成手段と、該パターン画像の濃度を測定するパターン画像濃度測定手段とを備えたデジタルカラー複写機等の画像形成装置に関し、特に、各色の画像を重ね合わせ時のずれをなくしたカラー画像を忠実に再現するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の画像形成装置である例えばデジタルカラー複写機においては、スキャナから入力された原稿の色分解画像に対して所定の画像処理を施した後、プリンタ部(画像形成部)からカラー画像の出力を行っている。
【0003】
このデジタルカラー複写機においては、色分解されたカラー原稿画像を各色毎に記録再現して記録媒体上に重ね合わせることにより、カラー画像として再現している。
もしも、このとき、各色毎の色分解画像が重ね合わせるとき、各色の色分解画像が正確に重ね合わされないと画像の色ずれが発生し、もともとカラー原稿画像が有している画像の特徴(画質)が忠実に再現されないこととなる。
【0004】
そこで、最近では、各色毎の画像が記録媒体上で精度よく重なり合うように、デジタルカラー複写機が所定の状態にあるときに定期的に色ずれ補正を行い、原稿画像に近い画像表現を出力するデジタルカラー複写機がある。
【0005】
この色ずれ補正については、特公平7−19084号公報,特開平6−238964号公報に開示されたようなものがあった。
【0006】
まず、特公平7−19084号公報に記載されているものは、転写搬送ベルト上に各色毎の測定用パターン像Bk,Y,M,Cを形成させるとともに、この各色毎の測定用パターン像Bk,Y,M,Cの通過を反射型センサにて測定する。このとき、各色毎の測定用パターン像Bk,Y,M,Cの設定値とのずれを演算して各色毎の画像形成部における画像形成(画像書き込み)タイミングを制御する構成となっている。
【0007】
この設定値とのずれの演算方法としては、各色毎の測定用パターン像Bk,Y,M,Cの中で、黒画像形成部により形成された測定用パターン像Bkを反射型センサが測定してから、他の測定用パターン像Y,M,Cを夫々測定するまでのタイミング信号をカウントすることにより、各色の画像形成部における画像形成(画像書き込み)位置のずれを測定するようになっている。
【0008】
また、特開平6−238954号公報に記載されているものは、カラー画像形成装置内に、任意の色に対して他の色を縦横(主走査,副走査)方向に1ドット、または、数ドットずつ順次ずらした複数の位置合わせ用パターン画像を記憶させておき、このパターン画像を画像形成部から出力する。
【0009】
そして、この出力されたパターン画像の中で任意の色のパターン画像(ライン画像)に対して他の色のパターン画像(ライン画像)が一致しているタイミングの組番号を入力すれば、その入力された組番号に基づいて各色の画像形成部における画像形成(画像書き込み)タイミングの調整が行われるものである。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
上記特公平7−19084号公報のものは、基準となる測定用パターンBkを反射型センサが測定してから、他の測定用パターンY,M,Cを夫々測定するまでのタイミング信号をカウントすることにより、各色の画像形成(画像書き込み)の位置(色)ずれを測定する方法は、各駆動部(画像形成部及び画像転写部)における駆動ムラの影響を受けて正確な色ずれ補正が困難であるという問題があった。
【0011】
また、特開平6−238954号公報のものは、画像形成されたパターン画像を人間の目により確認して、その結果を確認した人に入力する構成となっているため、手慣れた人にしか調整できず、また、入力ミスといった問題があった。しかも、調整の度に調整タイミングを判断する用紙が必要であるという問題があった。
【0012】
本発明は上記の問題に鑑みなされたものであり、重ね合わされたパターン画像の濃度を測定して重ね合わせ状態を判断することにより、簡単な構成で精度よく色ずれを補正することを可能としたことを目的とするものである。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために請求項1記載の発明は、各色成分毎の色画像情報に基づいて夫々の色の現像剤により画像を形成する画像形成部と、該複数の画像形成部により形成された各色の画像を重ね合わせて転写する転写手段と、上記各画像形成部により所定のパターン画像を形成するためのパターン画像形成手段と、該パターン画像の濃度を測定するパターン画像濃度測定手段とを備えた画像形成装置において、上記パターン画像は、上記パターン画像濃度測定手段の測定範囲よりも大きく、当該測定範囲での測定濃度値がパターン画像内のどの部分でもほぼ同一濃度値なるライン幅とライン間隔を有した複数のラインから形成され、上記画像形成部の内基準となる画像形成部により形成されたパターン画像と、調整しようとする画像形成部により形成されたパターン画像とを重ね合わせ、この重ね合わせパターン画像の濃度を上記パターン画像濃度測定手段で測定し、該測定濃度によりパターン画像の重なり状態を判断し、測定濃度が所定の濃度になるように画像形成部の画像形成タイミングを制御する制御手段を設けている。
【0014】
請求項2記載の発明のパターン画像は、パターン画像濃度測定手段の測定範囲内に5本以上のラインが存在するようライン幅とライン間隔を設定している。
【0015】
請求項3記載の発明は、パターン画像の複数のライン幅とライン間隔とからなるラインピッチの整数倍した幅と、パターン画像濃度測定手段の測定範囲幅とを等しく設定している。
【0016】
請求項4記載の発明のパターン画像は、複数のラインで形成し、隣接するラインのライン幅を異ならせて形成している。
【0017】
【発明の実施の形態】
本発明の画像形成装置であるデジタルカラー複写機の実施形態を図面とともに説明する。
図1はデジタルカラー複写機の構成を示す概略断面図である。
【0018】
このデジタルカラー複写機の複写機本体1の上面には、原稿台111及び操作パネル(図示せず)が設けられ、複写機本体1の内部に画像読取部110及び画像形成部210が設けられた構成である。
【0019】
原稿台111の上面には、該原稿台111に対して開閉可能な状態で指示され、原稿台111面に対して所定の位置関係をもって両面自動原稿送り装置(RADF:Recirculating Automatic Document Feeder)112が装着されている。
【0020】
さらに、RADF112は、まず、原稿の一方の面が原稿台111の所定位置において画像読取部110に対向するよう原稿を搬送し、この一方の面についての画像読み取りが終了した後に、他方の面が原稿台111の所定位置において画像読取部110に対向するよう原稿を反転して原稿台111に向かって搬送するようになっている。
そして、RADF112は、1枚の原稿について両面の画像読み取りが終了した後にこの原稿を排出し、次の原稿についての両面搬送動作を実行する。
以上の原稿の搬送及び表裏反転の動作は、複写機全体の動作に関連して制御されるものである。
【0021】
画像読取部110は、RADF112により原稿台111上に搬送されてきた原稿の画像を読み取るために、原稿台111の下方に配置されている。この画像読取部110は原稿台111の下面に沿って平行に往復移動する原稿走査体113,114と、光学レンズ115と、光電変換素子であるCCDラインセンサ116とを有している。
【0022】
この原稿走査体113,114は、第1走査ユニット113と第2走査ユニット114とから構成されている。第1走査ユニット113は原稿画像表面を露光する露光ランプと、原稿からの反射光像を所定の方向に向かって偏向する第1ミラーとを有し、原稿台111の下面に対して一定の距離を保ちながら所定の走査速度で平行に往復移動するものである。第2走査ユニット114は第1走査ユニット113の第1ミラーにより偏向された原稿からの反射光像をさらに所定の方向に向かって偏向する第2及び第3ミラーとを有し、第1走査ユニット113と一定の速度関係を保って平行に往復移動するものである。
【0023】
光学レンズ115は、第2走査ユニット114の第3ミラーにより偏向された原稿からの反射光像を縮小し、縮小された光像をCCDラインセンサ116上の所定位置に結像させるものである。
【0024】
CCDラインセンサ116は、結像された光像を順次光電変換して電気信号として出力するものである。CCDラインセンサ116は、白黒画像或いはカラー画像を読み取り、R(赤)、G(緑)、B(青)の各色成分に色分解したラインデータを出力することのできる3ラインのカラーCCDである。このCCDラインセンサ116により電気信号に変換された原稿画像情報は、さらに、後述する画像処理部(図2に示す)に転送されて所定の画像データ処理が施される。
【0025】
次に、画像形成部210の構成、及び、画像形成部210に係わる各部の構成について説明する。
【0026】
画像形成部210の下方には、給紙カセット内に積載収容されている用紙(記録媒体)Pを1枚ずつ分離して画像形成部210に向かって供給する給紙機構211が設けられている。そして、1枚ずつ分離供給された用紙Pは、画像形成部210の手前に配置された一対のレジストローラ212によりタイミングが制御されて画像形成部210に搬送される。さらに、片面に画像が形成された用紙Pは、画像形成部210の画像形成にタイミングを併せて画像形成部210に再供給搬送される。
画像形成部210の下方には、転写搬送ベルト機構213が配置されている。転写搬送ベルト機構213は、駆動ローラ214と従動ローラ215との間に略平行に伸びるように張架された転写搬送ベルト216に用紙Pを静電吸着させて搬送する構成となっている。
そして、転写搬送ベルト216の下側に近接して、パターン画像濃度測定ユニットが設けられている。
【0027】
さらに、用紙搬送路における転写搬送ベルト機構213の下流側には、用紙P上に転写形成されたトナー像を用紙P上に定着させるための定着装置217が配置されている。この定着装置217の一対の定着ローラ間のニップを通過した用紙Pは、搬送方向切り換えゲート218を経て、排出ローラ219により複写機本体1の外壁に取り付けられている排紙トレイ220上に排出される。
【0028】
この切り換えゲート218は、定着後の用紙Pの搬送経路を、複写機本体1へ用紙Pを排出する経路と、画像形成部210に向かって用紙Pを再供給する経路との間で選択的に切り換えるものである。
切り換えゲート218により再び画像形成部210に向かって搬送方向が切り換えられた用紙Pは、スイッチバック搬送経路221を介して表裏反転された後、画像形成部210へと再度供給される。
【0029】
また、画像形成部210における転写搬送ベルト216の上方には、転写搬送ベルト216に近接して、第1画像形成ステーションPa、第2画像形成ステーションPb、第3画像形成ステーションPc、及び第4画像形成ステーションPdが用紙搬送経路上流側から順に並設されている。
【0030】
転写搬送ベルト216は駆動ローラ214によって、図1において矢印Zで示す方向に摩擦駆動され、前述したように給紙機構211を通じて給送される用紙Pを担持し、用紙Pを画像形成ステーションPa〜Pdへと順次搬送する。
【0031】
各画像形成ステーションPa〜Pdは、実質的に同一の構成を有している。各画像形成ステーションPa,Pb,Pc,Pdは、図1に示す矢印F方向に回転駆動される感光体ドラム222a,222b,222c及び222dを夫々含んでいる。
【0032】
各感光体ドラム222a〜222dの周辺には、感光体ドラム222a〜222dを夫々一様に帯電する帯電器223a,223b,223c,223dと、感光体ドラム222a〜222d上に形成された静電潜像を夫々現像する現像装置224a,224b,224c,224dと、現像された感光体ドラム222a〜222d上のトナー像を用紙Pへ転写する転写用放電器225a,225b,225c,225dと、感光体ドラム222a〜222d上に残留するトナーを除去するクリーニング装置226a,226b,226c,226dとが感光体ドラム222a〜222dの回転方向に沿って順次配置されている。
【0033】
また、各感光体ドラム222a〜222dの上方には、レーザービームスキャナユニット227a,227b,227c,227dが夫々設けられている。レーザービームスキャナユニット227a〜227dは、画像データに応じて変調されたドット光を発する半導体レーザ素子(図示せず)と、半導体レーザ素子からのレーザービームを主走査方向に偏向させるためのポリゴンミラー(偏向装置)240と、ポリゴンミラー240により偏向されたレーザービームを感光体ドラム222a〜222d表面に結像させるためのfθレンズ241と、ミラー242,243などから構成されている。
【0034】
レーザービームスキャナユニット227aにはカラー原稿画像の黒色成分像に対応する画素信号が、レーザービームスキャナユニット227bにはカラー原稿画像のシアン色成分像に対応する画素信号が、レーザービームスキャナユニット227cにはカラー原稿画像のマゼンタ色成分像に画素信号が、そして、レーザービームスキャナユニット227dにはカラー原稿画像のイエロー色成分像に対応する画素信号が夫々入力される。
【0035】
これにより、色変換された原稿画像情報に対応する静電潜像が各感光体ドラム222a〜222d上に形成される。そして、現像装置224aには黒色のトナーが、現像装置224bにはシアン色のトナーが、現像装置224cにはマゼンタ色のトナーが、現像装置224dにはイエロー色のトナーが夫々収容されており、感光体ドラム222a〜222d上の静電潜像は、これら各色のトナーにより現像される。これにより、画像形成部210にて色変換された原稿画像情報が各色のトナー像として再現される。
【0036】
また、第1画像形成ステーションPaと給紙機構211との間には用紙吸着用帯電器228が設けられており、この用紙吸着用帯電器228は転写搬送ベルト216の表面を帯電させ、給紙機構211から供給された用紙Pは、転写搬送ベルト216上に確実に吸着させた状態で第1画像形成ステーションPaから第4画像形成ステーションPdの間をずれることなく搬送させる。
【0037】
一方、第4画像形成ステーションPdと定着装置217との間で駆動ローラ214のほぼ真上部には除電器229が設けられている。この除電器229には転写搬送ベルト216に静電吸着されている用紙Pを転写搬送ベルト216から分離するための交流電流が印加されている。
【0038】
上記構成のデジタルカラー複写機においては、用紙Pとしてカットシート状の紙が使用される。この用紙Pは、給紙カセットから送り出されて給紙機構211の給紙搬送経路のガイド内に供給されると、その用紙Pの先端部分がセンサ(図示せず)にて検知され、このセンサから出力される検知信号に基づいて一対のレジストローラ212によりいったん停止される。
【0039】
そして、用紙Pは各画像形成ステーションPa〜Pdとタイミングをとって図1の矢印Z方向に回転している転写搬送ベルト216上に送られる。このとき、転写搬送ベルト216には前述したように用紙吸着用帯電器228により所定の帯電が施されているので、用紙Pは、各画像形成ステーションPa〜Pdを通過する間、安定して搬送供給される。
【0040】
各画像形成ステーションPa〜Pdにおいては、各色のトナー像が夫々形成され、転写搬送ベルト216により静電吸着されて搬送される用紙Pの支持面上で重ね合わされる。第4画像形成ステーションPdによる画像の転写が完了すると、用紙Pはその先端部分から順次除電器229により転写搬送ベルト216上から剥離され、定着装置217へと導かれる。
最後に、トナー画像が定着された用紙Pは、用紙排出口(図示せず)から排紙トレイ220上へと排出される。
【0041】
(転写搬送ユニットの説明)
図2は、本発明の構成を備えたベルト状画像形成媒体である転写搬送ベルト216、及びパターン画像濃度測定ユニットなどからなる転写搬送ユニットの断面図である。
【0042】
駆動ローラ214と従動ローラ215により支持された転写搬送ベルト216の画像形成部側と反対側には、背面当接部材231(231a,231b)と、パターン画像濃度測定センサ232と、これら各部品の位置関係を一定の状態に保った状態で支持する支持フレーム233などから構成されるパターン画像濃度測定ユニット230が設けられている。
パターン画像濃度測定センサ232は発光素子であるLEDと受光素子であるフォトダイオード等から構成されている。
【0043】
そして、このパターン画像濃度測定ユニット230には、下方に向かって所定レベルのテンションが加えられるようにスプリング233(233a,233b)が設けられている。
さらに、支持フレーム232には、長穴234(234a,234b)が設けられており、転写搬送ユニット213の構成部品である駆動ローラ214、従動ローラ215などを支持しているフレーム213aから突出するように設けられたガイドピン213b,213cに係合しており、パターン画像濃度測定ユニット230は下方に向かって変位可能な構造となっている。
【0044】
また、パターン画像濃度測定ユニット230に所定の適切なテンションを掛けるためのスプリング233(233a,233b)は、該ユニット230の両側に同じ条件で設けられており、長穴234a,234bに沿って平行な状態を保ったまま、2個の背面押圧部材231a,231bにより転写搬送ベルト216を下方へ向かって押し下げるようになっている。
【0045】
これにより、背面当接部材231が当接する転写搬送ベルト216には、常に所定の適切なテンションが加えられ、各色の画像が形成される画像形成部側に面する直線部分の転写搬送ベルト216は、撓むことなく安定した走行が可能となるとともに、該転写搬送ベルト216上に形成されたパターン画像を測定するための平面状(フラット)の安定した状態の領域が確実に形成される。
【0046】
そして、この平面状の安定した領域に対向して所定の位置関係でもって配置されたパターン画像濃度測定センサ232が、転写搬送ベルト216上に形成されたパターン画像濃度を測定するようになっている。
【0047】
次に、転写搬送ベルト216上に形成されたパターン画像のパターン画像濃度測定センサ232による測定位置について説明する。
転写搬送ベルト216を走行させるための駆動ローラ214にも、回転することによる偏心運動が発生して転写搬送ベルト216の所定の周期的な駆動ムラとして現れてくる。
【0048】
そこで、この所定の周期的な駆動ムラの中で常に一定の地点(範囲)において、パターン画像の測定が行われるように、転写搬送ベルト216上にパターン画像が形成される地点から、この転写搬送ベルト216上に形成されたパターン画像を測定するまでの地点までの距離Lを、図2にあるように駆動ローラ214の周長lの整数倍となるように設定している。
【0049】
(レジスト補正パターン画像の形成、及び測定についての説明)
以上のような構成からなる転写搬送ベルト216上に形成される各色毎のレジスト補正用パターン画像、形成されたレジスト補正用パターン画像の測定方法、及び測定結果に基づいてレジスト補正方法について説明する。
【0050】
(第1実施形態・第1パターン画像)
図3に示すように転写搬送ベルト216上に形成されるレジスト補正用パターン画像は、用紙搬送方向すなわち転写搬送ベルト216進行方向に対して平行な複数のラインからなり、例えばライン幅10ドット、ライン間隔10ドットの繰り返しの構成となっている。このレジスト補正用パターン画像の形成動作について説明する。
【0051】
偏向装置(ポリンゴムラー)240によって走査されるレーザービームはビームディテクタセンサに入射し、光を受けるとビームディテクタ信号を出力する。ビームディテクタセンサはレーザービームスキャナユニット内にあり、レーザービームの走査位置の同期を取る(水平同期信号を生成する)ために用いるセンサであり、光を電気信号に変換する。このビームディテクタ信号に同期した基準のクロックをカウンタがカウントし、予め設定された値(基準クロック数N)に到達すると画像形成開始信号が出力される。画像形成開始信号が出力されると上記基準クロックに同期してパターン画像信号が出力され、感光体ドラム222上に潜像が形成される。
【0052】
まず、基準となる色成分の画像形成部によりこの複数のラインから構成されるパターン画像が感光体ドラム222上に形成され、ついで、転写搬送ベルト216上に転写される。この基準となる色成分のパターン画像P0と転写搬送ベルト216上でぴったり重なり合うタイミングで調整しようとする色成分の画像形成部により同一形状のパターン画像P1の形成を行う(詳細は後述する)。
【0053】
この基準となる色成分のパターン画像P0と調整しようとするパターン画像P1の重なり部分において、両者が完全に一致している場合と、ずれている場合とでは当然パターン画像濃度測定センサ232の測定エリアHで測定した濃度値は異なる。
【0054】
例えば、転写搬送ベルト216が透明の場合、ずれが少ないほど透過する光量が増え、濃度値は下がる。黒い転写搬送ベルト216の場合は、ずれが少ないほど吸収される光量が増え、同様に濃度値は上がる。
また、白い転写ベルトや用紙上にパターン画像を形成すると、ずれが少ないほど反射が増え、逆に濃度値は下がる。
【0055】
いずれにしても、転写搬送ベルトの材質、色、表面性等により濃度値は異なるが、基準となる色成分のパターン画像P0と調整しようとする色成分のパターン画像P1がピッタリ重なった理想状態の濃度値が存在する。この濃度値を所定値D0とし、パターン画像濃度測定センサ232の測定値がこの所定値の許容範囲内に入るように、調整しようとする色成分のレーザービームスキャナ227の記録開始信号を遅らすかまたは早めることにより色ずれを補正する。
【0056】
図4のフローチャートに示すように、パターン画像濃度測定センサ232により測定した濃度値が所定値D0の許容範囲に入っておれば、色ずれ補正は必要なく、所定値D0の許容範囲に入っていなければ色ずれが発生していると判断され、色ずれ補正を行う。
【0057】
この場合、記録開始信号を早めれば良いのか、遅らせれば良いのかは判断できないが所定値D0と測定した濃度値の差から予め設定されたテーブルより補正クロック数Δnを求めることができる。この補正クロック数Δnを加算したN+Δnの遅延クロック数の経過後、画像形成開始信号が出力されるパターン画像と、補正クロック数Δnを算したN−Δnの遅延クロック数の経過後、画像形成開始信号が出力されるパターン画像の2種類のパターン画像を形成する。再度、パターン画像濃度測定センサ232により濃度測定を行い所定値D0の許容範囲に入っているほうの遅延クロック数を選択することにより、主走査方向の色ずれが補正される(図5)。
【0058】
(第1実施形態・第2パターン画像)
図6に示すように転写搬送ベルト216上に形成されるレジスト補正用パターン画像は、用紙搬送方向すなわち転写搬送ベルト216進行方向に対して垂直な複数のラインからなり、例えば、ライン幅10ドット、ライン間隔10ドットの繰り返しの構成となっている。
【0059】
基準となる色成分をBkとし、調整しようとする色成分をCとして以下説明を行う。感光体ドラム222に対する露光位置から転写位置までの長さ、感光体ドラム周速度はいずれも同じ値とすると、露光から転写までの所要時間はどちらも同じ値となる。
【0060】
転写搬送ベルト216上でパターン画像をピッタリと重ね合わせようとすると、感光体ドラム222間の距離の移動時間分だけ調整しようとする色成分のCの露光を遅くする必要がある。感光体ドラム222間距離をL(mm)、転写搬送ベルト216の速度をV(mm/sec)とすると、パターン画像信号発生タイミングはBkを基準として、
T=L/V(sec)
だけ遅らせて発生させれば良い。
【0061】
この基準となる色成分のパターン画像P0と調整しようとするパターン画像P1の重なり部分において、両者が完全に一致している場合、ずれている場合とでは当然パターン画像濃度測定センサ232で測定した濃度値は異なる。パターン画像濃度測定センサ232により測定した濃度値が所定値D0の許容範囲に入っておれば、色ずれ補正は必要でなく、所定値D0の許容範囲に入っていなければ色ずれが発生していると判断され、色ずれ補正を行う。
【0062】
この場合、画像形成開始信号を早めれば良いのか、遅らせれば良いかは判定できないが所定値D0と測定した濃度値の差から予め設定されたテーブルより補正時間Δtを求めることができる。この補正時間Δtを加算した遅延時間T+Δtで画像形成開始信号を出力するパターン画像と、補正時間Δtを減算した遅延時間T−Δtで画像形成開始信号を出力するパターン画像の2種類のパターン画像を形成する。再度、パターン画像濃度測定センサ232により濃度測定を行い、所定値D0の許容範囲に入っているほうの遅延時間を選択することにより、副走査方向の色ずれが補正できる。
【0063】
(パターン画像濃度測定センサ232の測定エリアとパターン画像との関係)
ここで、パターン画像濃度測定センサ232の測定エリアHとパターン画像の関係について詳しく説明する。演算を簡単に行うためパターン画像濃度測定センサ232の測定エリアHを矩形として説明するが、円形やその他の形状であっても後述する効果と同様の効果を得られる。
【0064】
図7(a)に示すように、もし、パターン画像濃度測定センサ232の測定エリアHよりもパターン画像のほうが小さいと、色ずれによる濃度測定値の変化が小さく色ずれを検知できない。図7(b)は本発明のパターン画像濃度測定センサ232の測定エリアHとパターン画像サイズの関係を示しており、測定エリアHよりもパターン画像を大きくすることで、少しの色ずれでも顕著に濃度測定値の変化として捕らえることができる。また、図7(c)と図7(d)はパターン画像濃度測定センサ232の測定エリアHとパターン画像のサイズがほぼ等しい場合である。図7(c)のように何等かの影響でパターン画像濃度測定センサ232の測定エリアHとパターン画像の位置が少しずれた場合、図7(d)の色ずれが生じていない濃度測定値よりも、図7(c)のように色ずれが生じているにも拘わらず濃度測定値は低くなるという逆転現象が生じることがある。
【0065】
従って、このような問題を引き起こさないためにパターン画像濃度測定センサ232の測定エリアHよりも充分パターン画像のサイズを大きくする必要がある。
【0066】
次に、パターン画像のライン幅とライン間隔であるが、何等かの影響で多少測定位置がずれても測定値がほぼ同一濃度値である必要がある。
図8(a),(b)に示すように、パターン画像濃度測定センサ232の測定エリアH内にあるパターン画像のライン本数が少ないと、測定位置に応じてその測定値は大きく変わってしまい精度のよい補正は不可能である(図8(a)の測定濃度値は低く、図8(b)の測定濃度値は高い。)
そこで、ライン幅とライン間隔を同一と仮定してパターン画像濃度測定センサ232の測定エリアH内のライン本数と濃度ばらつきの関係をシュミレーションで求めた結果が図9である。
横軸は測定エリアH内のライン本数であり、縦軸は正規化した濃度値である。また、上部の線が濃度MAX値を結んだもので、下部の線が濃度MIN値を結んだ線である。パターン画像濃度測定センサ232の測定エリアH内のライン本数が多いほど濃度MIN値と濃度MIN値との差が小さくなり、測定エリアH内のライン本数が5本を越えるとその差は8%以下になり、色ずれ補正において許容範囲内である。さらに。8本を越えるとその差は5%以下となり、制度の高い色ずれ補正が可能となる。
【0067】
また、図9からわかるように、測定エリアH内のライン本数が少なくても濃度MAX値と濃度MIN値との差が少なくなるポイントがいくつかある。これは図10に示すように測定エリアHの幅WとラインピッチP(ライン幅+ライン間隔)の整数倍が等しくなると、図10(a),(b)に示すようにパターン画像のどの部分を測定しても濃度は等しくなる。
【0068】
従って、パターン画像濃度測定センサ232の測定エリアHのサイズは予めわかるので、パターン画像のラインピッチを測定エリアH幅の整数分の1とし、また、測定エリア内のライン本数を5本以上とすることにより、さらに、精度の良い色ずれ補正が可能となる。
【0069】
これまで説明した方法では、基準となるパターン画像P0に対して調整しようとするパターン画像P1がちょうど1ラインピッチ分ずれている図11(a)のような場合、パターン画像濃度測定センサ232で測定した値は最小となり、色ずれは発生していないと誤判断してしまう。
【0070】
図11(b),(c)に示すようにパターン画像を構成する複数のラインにおいて、隣接する夫々のラインの幅を異ならせることにより、色ずれが発生していないとの誤判断を防止することができる。
図11(b)のように、1ラインピッチ分ずれている場合においても、パターン画像濃度測定センサ232による測定値は最小とならず、図11(c)のようにずれがない場合にかぎり測定値は最小となる。
【0071】
図11では2種類のライン幅で構成されたパターン画像について説明したが、多種類のライン幅で構成されたパターン画像であっても同様の効果が得られる。
【0072】
【発明の効果】
請求項1記載の発明は、パターン画像濃度測定手段の測定範囲よりも大きく、測定範囲での測定濃度値がパターン画像内のどの部分でもほぼ同一濃度値をなるライン幅とライン間隔を有した複数のラインからパターン画像を形成し、画像形成部の内基準となる画像形成部により形成されたパターン画像と、調整しようとする画像形成部により形成されたパターン画像とを重ね合わせ、この重ね合わせパターン画像の濃度を上記パターン画像濃度測定手段で測定し、該測定濃度によりパターン画像の重なり状態を判断し、測定濃度が所定の濃度になるように画像形成部の画像形成タイミングを制御するので、画像濃度を測定するパターン画像濃度測定手段を用るだけの簡単な構成で経時変化や環境変化に関係なく、しかも、パターン画像測定手段の測定範囲内に位置するパターン画像はどの位置においても同一条件となるため、測定位置による測定誤差を生じることがないので、正確な濃度測定を行うことができ、色ずれの確実な補正を行うことができる。
【0073】
請求項2記載の発明は、パターン画像濃度測定手段の測定範囲内に5本以上のラインが存在するようライン幅とライン間隔を設定してパターン画像を形成しているので、最大濃度測定値と最小濃度測定値との差が小さくなり、正確な濃度測定を行うことができ、色ずれのより確実な補正を行うことができる。
【0074】
請求項3記載の発明は、パターン画像の複数のライン幅とライン間隔とからなるラインピッチの整数倍した幅と、パターン画像濃度測定手段の測定範囲幅とを等しく設定しているので、パターン画像測定手段の測定範囲内に位置するパターン画像はどの位置においても同じ数のライン数となるため、測定位置による測定誤差を生じることがなく、正確な濃度測定を行うことができ、色ずれの確実な補正を行うことができる。
【0075】
請求項4記載の発明は、複数のラインで形成し、隣接するラインのライン幅を異ならせてパターンを形成しているので、パターン画像がちょうど1ラインピッチずれて重ね合わされたとき、同一のライン幅で形成されたパターン画像の場合にはずれた部分でラインが重なり合い色ずれを検知することができなかったが。本発明のものにおいては、1ラインピッチずれた場合であっても、正確に色ずれを検知することができ、確実に色ずれの補正を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のデジタルカラー複写機の実施形態を示す概略断面図である。
【図2】図1の転写搬送ユニットの断面図である。
【図3】本発明のデジタルカラー複写機の第1実施形態における主走査方向の色ずれ補正を行うための第1パターン画像を示す説明図である。
【図4】本発明のデジタルカラー複写機の実施形態における色ずれ補正のフローチャートである。
【図5】図4の動作時の各部の制御信号を示す説明図である。
【図6】本発明のデジタルカラー複写機の第1実施形態における副走査方向の色ずれ補正を行うための第2パターン画像を示す説明図である。
【図7】パターン画像濃度測定センサの測定エリアとパターン画像のサイズとの関係を示す説明図である。
【図8】パターン画像濃度測定センサによる測定位置とパターン画像との関係を示す説明図である。
【図9】パターン画像濃度測定センサの測定エリア内のパターン画像のライン本数と濃度ばらつきの関係を示す説明図である。
【図10】パターン画像濃度測定センサの測定エリア幅Wとパターン画像のラインピッチP(ライン幅+ライン間隔)との関係を示す説明図である。
【図11】隣接するライン幅が異なるパターン画像を示す説明図である。
【符号の説明】
210 画像形成部
216 転写搬送ベルト
222 感光体ドラム
224 現像装置
225 転写用放電器
232 パターン画像濃度測定センサ
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention provides an image forming unit that forms an image with a developer of each color based on color image information for each color component, and a transfer that superimposes and transfers images of each color formed by the plurality of image forming units. Image forming apparatus such as a digital color copying machine, comprising: a pattern image forming unit for forming a predetermined pattern image by each of the image forming units; and a pattern image density measuring unit for measuring the density of the pattern image. In particular, the present invention faithfully reproduces a color image in which the images of the respective colors have no deviation when superimposed.
[0002]
[Prior art]
In a conventional image forming apparatus, for example, a digital color copying machine, after performing predetermined image processing on a color separation image of a document input from a scanner, a color image is output from a printer unit (image forming unit). Is going.
[0003]
In this digital color copying machine, a color document image that has been color-separated is recorded and reproduced for each color, and is superimposed on a recording medium to reproduce a color image.
At this time, when the color separation images of the respective colors are superimposed, if the color separation images of the respective colors are not accurately superimposed, a color shift of the image occurs, and the characteristics (image quality) of the image originally included in the color original image Will not be faithfully reproduced.
[0004]
Therefore, recently, color shift correction is periodically performed when the digital color copying machine is in a predetermined state so that images of respective colors are accurately overlapped on a recording medium, and an image expression close to a document image is output. There is a digital color copier.
[0005]
This color misregistration correction has been disclosed in Japanese Patent Publication No. Hei 7-19084 and Japanese Patent Laid-Open No. 6-238964.
[0006]
First, in Japanese Patent Publication No. Hei 7-19084, a measurement pattern image Bk, Y, M, and C for each color is formed on a transfer conveyance belt, and a measurement pattern image Bk for each color is formed. , Y, M, and C are measured by a reflection sensor. At this time, the image forming (image writing) timing in the image forming unit for each color is controlled by calculating the deviation from the set value of the measurement pattern images Bk, Y, M, and C for each color.
[0007]
As a method of calculating the deviation from the set value, the reflection type sensor measures the measurement pattern image Bk formed by the black image forming unit among the measurement pattern images Bk, Y, M, and C for each color. Then, by counting the timing signals until each of the other measurement pattern images Y, M, and C is measured, the deviation of the image forming (image writing) position in the image forming unit for each color is measured. I have.
[0008]
Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 6-238954 discloses that one color or several dots of an arbitrary color in the vertical and horizontal directions (main scanning and sub scanning) are provided in a color image forming apparatus. A plurality of positioning pattern images sequentially shifted by dots are stored, and the pattern images are output from the image forming unit.
[0009]
If a group number of a timing at which a pattern image (line image) of another color matches a pattern image (line image) of an arbitrary color in the output pattern image is input, the input is performed. The image forming (image writing) timing of each color image forming unit is adjusted based on the set number.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
In the device disclosed in Japanese Patent Publication No. Hei 7-19084, a timing signal from when a reflective sensor measures a reference measurement pattern Bk to when each of the other measurement patterns Y, M, and C is measured is counted. Accordingly, the method of measuring the position (color) shift of image formation (image writing) of each color is difficult to accurately correct color shift due to the influence of drive unevenness in each drive unit (image formation unit and image transfer unit). There was a problem that is.
[0011]
Further, the structure disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-238954 has a configuration in which a pattern image formed by an image is confirmed by human eyes and the result is input to a person who has confirmed the result. Adjustment was not possible, and there were problems such as input errors. In addition, there is a problem that a sheet for determining the adjustment timing is required for each adjustment.
[0012]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and it has been possible to accurately correct a color shift with a simple configuration by measuring the density of a superimposed pattern image and judging the superimposed state. It is intended for that purpose.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 includes an image forming unit that forms an image with a developer of each color based on color image information of each color component, and a plurality of image forming units. Transfer means for superimposing and transferring the images of the respective colors, a pattern image forming means for forming a predetermined pattern image by each of the image forming units, and a pattern image density measuring means for measuring the density of the pattern image. In the image forming apparatus, the pattern image is larger than the measurement range of the pattern image density measurement unit, and the line width at which the measured density value in the measurement range is substantially the same in any part of the pattern image. And a pattern image formed by a plurality of lines having a line interval and formed by an image forming unit serving as an internal reference of the image forming unit, and an image to be adjusted. Superposing a pattern image formed by the forming unit, of the overlapping pattern image density was measured by the pattern image density measuring means, by the measured density to determine the overlapping state of the pattern image, the measured density of a predetermined Control means is provided for controlling the image forming timing of the image forming section so as to obtain the density.
[0014]
In the pattern image according to the second aspect of the present invention, the line width and the line interval are set so that five or more lines exist within the measurement range of the pattern image density measuring means.
[0015]
According to the third aspect of the present invention, the width of the pattern image, which is an integral multiple of the line pitch composed of a plurality of line widths and line intervals, is set equal to the measurement range width of the pattern image density measuring means.
[0016]
The pattern image according to the fourth aspect of the present invention is formed by a plurality of lines, and the adjacent lines have different line widths.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of a digital color copying machine which is an image forming apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic sectional view showing the configuration of a digital color copying machine.
[0018]
A document table 111 and an operation panel (not shown) are provided on the upper surface of the copying machine main body 1 of the digital color copying machine, and an image reading section 110 and an image forming section 210 are provided inside the copying machine main body 1. Configuration.
[0019]
On the upper surface of the platen 111, a double-sided automatic document feeder (RADF: Recirculating Automatic Document Feeder) 112 is instructed so as to be openable and closable with respect to the platen 111, and has a predetermined positional relationship with the surface of the platen 111. It is installed.
[0020]
Further, the RADF 112 first conveys the document so that one side of the document faces the image reading unit 110 at a predetermined position on the document table 111, and after the image reading on one side is completed, the other side The document is turned over so as to face the image reading unit 110 at a predetermined position on the document table 111 and is conveyed toward the document table 111.
Then, the RADF 112 discharges this document after reading the image on both sides of one document, and executes the duplex conveyance operation for the next document.
The above-described document conveyance and reverse operation are controlled in relation to the operation of the entire copying machine.
[0021]
The image reading unit 110 is arranged below the document table 111 in order to read an image of a document conveyed onto the document table 111 by the RADF 112. The image reading unit 110 includes document scanning bodies 113 and 114 that reciprocate in parallel along the lower surface of the document table 111, an optical lens 115, and a CCD line sensor 116 that is a photoelectric conversion element.
[0022]
The document scanning bodies 113 and 114 are composed of a first scanning unit 113 and a second scanning unit 114. The first scanning unit 113 has an exposure lamp for exposing the surface of the original image, and a first mirror for deflecting a reflected light image from the original in a predetermined direction. , While reciprocating in parallel at a predetermined scanning speed while maintaining the above. The second scanning unit 114 has second and third mirrors for further deflecting the reflected light image from the document deflected by the first mirror of the first scanning unit 113 in a predetermined direction, and the first scanning unit It reciprocates in parallel with 113 while maintaining a constant speed relationship.
[0023]
The optical lens 115 reduces the reflected light image from the document deflected by the third mirror of the second scanning unit 114 and forms the reduced light image at a predetermined position on the CCD line sensor 116.
[0024]
The CCD line sensor 116 photoelectrically converts the formed light image in order and outputs it as an electric signal. The CCD line sensor 116 is a three-line color CCD that can read a black-and-white image or a color image, and output line data separated into R (red), G (green), and B (blue) color components. . The document image information converted into an electric signal by the CCD line sensor 116 is further transferred to an image processing unit (shown in FIG. 2) to be described later and subjected to predetermined image data processing.
[0025]
Next, the configuration of the image forming unit 210 and the configuration of each unit related to the image forming unit 210 will be described.
[0026]
Below the image forming unit 210, there is provided a paper feeding mechanism 211 that separates sheets (recording media) P stacked and stored in a paper feeding cassette one by one and supplies the separated paper (recording medium) P toward the image forming unit 210. . Then, the sheets P separated and supplied one by one are conveyed to the image forming unit 210 at a controlled timing by a pair of registration rollers 212 disposed in front of the image forming unit 210. Further, the sheet P on which an image is formed on one side is re-supplied and conveyed to the image forming unit 210 at the same time as the image forming by the image forming unit 210.
Below the image forming unit 210, a transfer and transport belt mechanism 213 is disposed. The transfer transport belt mechanism 213 transports the paper P by electrostatically attracting the paper P to a transfer transport belt 216 stretched so as to extend substantially parallel between the drive roller 214 and the driven roller 215.
Further, a pattern image density measurement unit is provided near the lower side of the transfer conveyance belt 216.
[0027]
Further, a fixing device 217 for fixing the toner image transferred and formed on the sheet P to the sheet P is disposed downstream of the transfer and conveyance belt mechanism 213 in the sheet conveyance path. The sheet P passing through the nip between the pair of fixing rollers of the fixing device 217 passes through a conveyance direction switching gate 218 and is discharged by a discharge roller 219 onto a discharge tray 220 attached to the outer wall of the copying machine main body 1. You.
[0028]
The switching gate 218 selectively sets a conveyance path of the sheet P after fixing between a path for discharging the sheet P to the copying machine main body 1 and a path for re-supplying the sheet P to the image forming unit 210. Switching.
The sheet P whose transport direction has been switched again toward the image forming unit 210 by the switching gate 218 is turned upside down via the switchback transport path 221, and is again supplied to the image forming unit 210.
[0029]
In addition, above the transfer conveyance belt 216 in the image forming section 210, the first image formation station Pa, the second image formation station Pb, the third image formation station Pc, and the fourth image are arranged close to the transfer conveyance belt 216. Forming stations Pd are arranged in order from the upstream side of the sheet transport path.
[0030]
The transfer conveyance belt 216 is frictionally driven by the drive roller 214 in the direction indicated by the arrow Z in FIG. 1 and carries the sheet P fed through the sheet feeding mechanism 211 as described above, and transfers the sheet P to the image forming stations Pa to. Conveyed sequentially to Pd.
[0031]
Each of the image forming stations Pa to Pd has substantially the same configuration. Each of the image forming stations Pa, Pb, Pc, and Pd includes a photosensitive drum 222a, 222b, 222c, and 222d that is driven to rotate in the direction of arrow F shown in FIG.
[0032]
Chargers 223a, 223b, 223c and 223d for uniformly charging the photosensitive drums 222a to 222d, respectively, and electrostatic latents formed on the photosensitive drums 222a to 222d are provided around the photosensitive drums 222a to 222d. Developing devices 224a, 224b, 224c, 224d for developing the respective images; transfer dischargers 225a, 225b, 225c, 225d for transferring the developed toner images on the photosensitive drums 222a to 222d to the paper P; Cleaning devices 226a, 226b, 226c, and 226d for removing toner remaining on the drums 222a to 222d are sequentially arranged along the rotation direction of the photosensitive drums 222a to 222d.
[0033]
Above the photosensitive drums 222a to 222d, laser beam scanner units 227a, 227b, 227c, and 227d are provided, respectively. The laser beam scanner units 227a to 227d include a semiconductor laser device (not shown) that emits dot light modulated according to image data, and a polygon mirror (not shown) for deflecting a laser beam from the semiconductor laser device in the main scanning direction. Deflecting device) 240, an fθ lens 241 for imaging the laser beam deflected by the polygon mirror 240 on the surfaces of the photosensitive drums 222a to 222d, and mirrors 242 and 243.
[0034]
The laser beam scanner unit 227a receives a pixel signal corresponding to the black component image of the color original image, the laser beam scanner unit 227b receives a pixel signal corresponding to the cyan component image of the color original image, and the laser beam scanner unit 227c. A pixel signal is input to the magenta color component image of the color original image, and a pixel signal corresponding to the yellow color component image of the color original image is input to the laser beam scanner unit 227d.
[0035]
As a result, an electrostatic latent image corresponding to the color-converted document image information is formed on each of the photosensitive drums 222a to 222d. The developing device 224a contains black toner, the developing device 224b contains cyan toner, the developing device 224c contains magenta toner, and the developing device 224d contains yellow toner. The electrostatic latent images on the photoconductive drums 222a to 222d are developed with the toners of these colors. As a result, the document image information color-converted by the image forming unit 210 is reproduced as a toner image of each color.
[0036]
Further, a paper suction charger 228 is provided between the first image forming station Pa and the paper feeding mechanism 211, and the paper suction charger 228 charges the surface of the transfer conveyance belt 216 to feed the paper. The sheet P supplied from the mechanism 211 is conveyed without shifting between the first image forming station Pa and the fourth image forming station Pd in a state where the sheet P is securely attracted onto the transfer conveying belt 216.
[0037]
On the other hand, a static eliminator 229 is provided almost directly above the drive roller 214 between the fourth image forming station Pd and the fixing device 217. An alternating current for separating the paper P electrostatically attracted to the transfer / transport belt 216 from the transfer / transport belt 216 is applied to the neutralizer 229.
[0038]
In the digital color copier having the above configuration, cut sheet-shaped paper is used as the paper P. When the sheet P is fed out of the sheet cassette and supplied into the guide of the sheet feeding path of the sheet feeding mechanism 211, the leading end of the sheet P is detected by a sensor (not shown). Are temporarily stopped by the pair of registration rollers 212 based on the detection signal output from the pair.
[0039]
Then, the paper P is sent onto the transfer conveyance belt 216 rotating in the direction of arrow Z in FIG. At this time, since the transfer / conveyance belt 216 is charged in a predetermined manner by the paper suction charger 228 as described above, the paper P is stably conveyed while passing through the image forming stations Pa to Pd. Supplied.
[0040]
In each of the image forming stations Pa to Pd, a toner image of each color is formed, and is superposed on the support surface of the paper P conveyed by being electrostatically attracted by the transfer conveyance belt 216. When the transfer of the image by the fourth image forming station Pd is completed, the sheet P is sequentially peeled off the transfer conveyance belt 216 from the leading end portion by the neutralizer 229, and is guided to the fixing device 217.
Finally, the paper P on which the toner image has been fixed is discharged onto a paper discharge tray 220 from a paper discharge port (not shown).
[0041]
(Explanation of transfer conveyance unit)
FIG. 2 is a cross-sectional view of a transfer and conveyance unit 216 including a transfer and conveyance belt 216 as a belt-shaped image forming medium having the configuration of the present invention and a pattern image density measurement unit.
[0042]
On the side opposite to the image forming unit side of the transfer / conveying belt 216 supported by the driving roller 214 and the driven roller 215, the back contact member 231 (231a, 231b), the pattern image density measurement sensor 232, and these components A pattern image density measurement unit 230 including a support frame 233 for supporting the positional relationship in a fixed state is provided.
The pattern image density measurement sensor 232 includes an LED as a light emitting element and a photodiode as a light receiving element.
[0043]
The pattern image density measurement unit 230 is provided with a spring 233 (233a, 233b) so as to apply a predetermined level of tension downward.
Further, the support frame 232 is provided with a long hole 234 (234a, 234b) so as to protrude from the frame 213a supporting the driving roller 214, the driven roller 215, and the like, which are components of the transfer / conveyance unit 213. And the pattern image density measuring unit 230 is displaceable downward.
[0044]
Further, springs 233 (233a, 233b) for applying a predetermined appropriate tension to the pattern image density measuring unit 230 are provided on both sides of the unit 230 under the same conditions, and are parallel to the elongated holes 234a, 234b. The transfer conveyance belt 216 is pressed down by the two rear pressing members 231a and 231b while maintaining the above state.
[0045]
As a result, a predetermined appropriate tension is always applied to the transfer / transport belt 216 with which the back contact member 231 is in contact, and the transfer / transport belt 216 of the linear portion facing the image forming unit side on which an image of each color is formed is formed. In addition, stable traveling without bending is enabled, and a flat (flat) stable region for measuring a pattern image formed on the transfer / conveying belt 216 is reliably formed.
[0046]
Then, a pattern image density measurement sensor 232 arranged in a predetermined positional relationship opposite to the flat stable area measures the pattern image density formed on the transfer conveyance belt 216. .
[0047]
Next, the measurement position of the pattern image formed on the transfer conveyance belt 216 by the pattern image density measurement sensor 232 will be described.
An eccentric motion due to rotation also occurs in the drive roller 214 for moving the transfer / transport belt 216 and appears as a predetermined periodic drive unevenness of the transfer / transport belt 216.
[0048]
In order to measure the pattern image at a fixed point (range) in the predetermined periodic drive unevenness, the transfer conveyance is started from the point where the pattern image is formed on the transfer conveyance belt 216. The distance L to the point at which the pattern image formed on the belt 216 is measured is set to be an integral multiple of the circumference l of the drive roller 214 as shown in FIG.
[0049]
(Description of formation and measurement of resist correction pattern image)
A registration correction pattern image for each color formed on the transfer conveyance belt 216 having the above-described configuration, a method of measuring the formed registration correction pattern image, and a registration correction method based on the measurement result will be described.
[0050]
(First Embodiment / First Pattern Image)
As shown in FIG. 3, the registration correction pattern image formed on the transfer conveyance belt 216 is composed of a plurality of lines parallel to the paper conveyance direction, that is, the traveling direction of the transfer conveyance belt 216. It has a configuration in which intervals of 10 dots are repeated. The operation of forming the resist correction pattern image will be described.
[0051]
The laser beam scanned by the deflecting device (porin rubber) 240 enters a beam detector sensor, and upon receiving light, outputs a beam detector signal. The beam detector sensor is provided in the laser beam scanner unit and is used for synchronizing the scanning position of the laser beam (generating a horizontal synchronization signal), and converts light into an electric signal. A counter counts a reference clock synchronized with the beam detector signal, and when the counter reaches a preset value (reference clock number N), an image formation start signal is output. When the image formation start signal is output, a pattern image signal is output in synchronization with the reference clock, and a latent image is formed on the photosensitive drum 222.
[0052]
First, a pattern image composed of the plurality of lines is formed on the photosensitive drum 222 by an image forming unit of a reference color component, and then transferred onto the transfer / conveying belt 216. A pattern image P1 having the same shape is formed by an image forming unit of a color component to be adjusted at a timing at which the pattern image P0 of the reference color component and the pattern image P0 of the reference are exactly overlapped on the transfer conveyance belt 216 (details will be described later).
[0053]
In the overlapping portion of the pattern image P0 of the reference color component and the pattern image P1 to be adjusted, the measurement area of the pattern image density measurement sensor 232 is, of course, when the two completely match and when the two are out of alignment. The concentration values measured in H are different.
[0054]
For example, when the transfer conveyance belt 216 is transparent, the smaller the displacement, the greater the amount of transmitted light and the lower the density value. In the case of the black transfer / transport belt 216, the smaller the displacement, the greater the amount of light absorbed and the higher the density value.
Further, when a pattern image is formed on a white transfer belt or paper, the smaller the shift, the more the reflection increases, and conversely, the lower the density value.
[0055]
In any case, the density value differs depending on the material, color, surface properties, and the like of the transfer / conveying belt, but in an ideal state where the pattern image P0 of the reference color component and the pattern image P1 of the color component to be adjusted exactly overlap. There is a density value. The density value is set to a predetermined value D0, and the recording start signal of the laser beam scanner 227 of the color component to be adjusted is delayed so that the measurement value of the pattern image density measurement sensor 232 falls within the allowable range of the predetermined value, or The color shift is corrected by advancing it earlier.
[0056]
As shown in the flowchart of FIG. 4, if the density value measured by the pattern image density measurement sensor 232 falls within the allowable range of the predetermined value D0, no color misregistration correction is necessary, and it must be within the allowable range of the predetermined value D0. For example, it is determined that a color shift has occurred, and the color shift is corrected.
[0057]
In this case, it is not possible to determine whether the recording start signal should be advanced or delayed, but the correction clock number Δn can be obtained from a preset table from the difference between the predetermined value D0 and the measured density value. After a delay clock number of the corrected clock number [Delta] n addition to the N + [Delta] n, and the pattern image by the image formation start signal is output, after the number of the delayed clock of the corrected clock number [Delta] n N-[Delta] n that subtract, imaging Two types of pattern images of which a start signal is output are formed. The color misregistration in the main scanning direction is corrected by measuring the density again by the pattern image density measuring sensor 232 and selecting the number of delay clocks that fall within the allowable range of the predetermined value D0 (FIG. 5).
[0058]
(1st Embodiment, 2nd pattern image)
As shown in FIG. 6, the registration correction pattern image formed on the transfer conveyance belt 216 includes a plurality of lines perpendicular to the paper conveyance direction, that is, the traveling direction of the transfer conveyance belt 216. The configuration is such that the line interval is repeated 10 dots.
[0059]
A description will be given below with Bk as a reference color component and C as a color component to be adjusted. Assuming that the length from the exposure position to the transfer position on the photosensitive drum 222 and the peripheral speed of the photosensitive drum are all the same value, the time required from exposure to transfer is the same.
[0060]
In order to exactly overlap the pattern image on the transfer / conveyance belt 216, it is necessary to delay the exposure of C of the color component to be adjusted by the moving time of the distance between the photosensitive drums 222. Assuming that the distance between the photosensitive drums 222 is L (mm) and the speed of the transfer / transport belt 216 is V (mm / sec), the pattern image signal generation timing is based on Bk.
T = L / V (sec)
It only needs to be delayed.
[0061]
In the overlapping part of the pattern image P0 of the reference color component and the pattern image P1 to be adjusted, the density measured by the pattern image density measurement sensor 232 is a matter of course when the two completely match or when they are shifted. The values are different. If the density value measured by the pattern image density measurement sensor 232 falls within the allowable range of the predetermined value D0, no color shift correction is necessary, and if it does not fall within the allowable range of the predetermined value D0, a color shift has occurred. Is determined, and color shift correction is performed.
[0062]
In this case, it is not possible to determine whether the image formation start signal should be advanced or delayed, but the correction time Δt can be obtained from a preset table from the difference between the predetermined value D0 and the measured density value. Two types of pattern images, a pattern image that outputs an image formation start signal with a delay time T + Δt obtained by adding the correction time Δt and a pattern image that outputs an image formation start signal with a delay time T−Δt obtained by subtracting the correction time Δt, are used. Form. The density is measured again by the pattern image density measuring sensor 232, and the color shift in the sub-scanning direction can be corrected by selecting the delay time that falls within the allowable range of the predetermined value D0.
[0063]
(Relation between the measurement area of the pattern image density measurement sensor 232 and the pattern image)
Here, the relationship between the measurement area H of the pattern image density measurement sensor 232 and the pattern image will be described in detail. Although the measurement area H of the pattern image density measurement sensor 232 is described as a rectangle in order to simplify the calculation, the same effect as described later can be obtained even if the measurement area H is a circle or another shape.
[0064]
As shown in FIG. 7A, if the pattern image is smaller than the measurement area H of the pattern image density measurement sensor 232, the change in the density measurement value due to the color shift is small and the color shift cannot be detected. FIG. 7B shows the relationship between the measurement area H and the pattern image size of the pattern image density measurement sensor 232 according to the present invention. It can be captured as a change in the measured concentration value. FIGS. 7C and 7D show the case where the measurement area H of the pattern image density measurement sensor 232 and the size of the pattern image are substantially equal. When the position of the measurement area H of the pattern image density measurement sensor 232 and the position of the pattern image slightly deviate due to some influence as shown in FIG. 7C, the density measurement value in FIG. Also, as shown in FIG. 7C, a reversal phenomenon may occur in which the density measured value is reduced despite the occurrence of color misregistration.
[0065]
Therefore, in order to avoid such a problem, it is necessary to make the size of the pattern image sufficiently larger than the measurement area H of the pattern image density measurement sensor 232.
[0066]
Next, regarding the line width and the line interval of the pattern image, it is necessary that the measured values have substantially the same density value even if the measurement position is slightly shifted due to some influence.
As shown in FIGS. 8A and 8B, if the number of lines of the pattern image in the measurement area H of the pattern image density measurement sensor 232 is small, the measured value greatly changes depending on the measurement position, and the accuracy is high. (A measured density value in FIG. 8A is low, and a measured density value in FIG. 8B is high).
Thus, FIG. 9 shows a result obtained by simulating the relationship between the number of lines in the measurement area H of the pattern image density measurement sensor 232 and the density variation, assuming that the line width and the line interval are the same.
The horizontal axis is the number of lines in the measurement area H, and the vertical axis is the normalized density value. The upper line connects the density MAX values, and the lower line connects the density MIN values. As the number of lines in the measurement area H of the pattern image density measurement sensor 232 increases, the difference between the density MIN value and the density MIN value decreases. When the number of lines in the measurement area H exceeds 5, the difference is 8% or less. , Which is within the allowable range in the color misregistration correction. further. If the number exceeds 8, the difference becomes 5% or less, and highly accurate color shift correction can be performed.
[0067]
Further, as can be seen from FIG. 9, there are some points where the difference between the density MAX value and the density MIN value is reduced even if the number of lines in the measurement area H is small. This is because when the width W of the measurement area H is equal to the integral multiple of the line pitch P (line width + line interval) as shown in FIG. 10, which part of the pattern image as shown in FIGS. Is measured, the concentrations are equal.
[0068]
Accordingly, since the size of the measurement area H of the pattern image density measurement sensor 232 is known in advance, the line pitch of the pattern image is set to an integral number of the width of the measurement area H, and the number of lines in the measurement area is set to 5 or more. This enables more accurate color misregistration correction.
[0069]
In the method described above, when the pattern image P1 to be adjusted with respect to the reference pattern image P0 is shifted by exactly one line pitch as shown in FIG. The value thus obtained becomes the minimum, and it is erroneously determined that no color shift has occurred.
[0070]
As shown in FIGS. 11B and 11C, by making the widths of adjacent lines different from each other in a plurality of lines constituting the pattern image, it is possible to prevent erroneous determination that no color shift has occurred. be able to.
Even in the case where there is a shift by one line pitch as shown in FIG. 11B, the measurement value by the pattern image density measurement sensor 232 does not become the minimum, and only when there is no shift as shown in FIG. The value is minimal.
[0071]
In FIG. 11, a pattern image composed of two types of line widths has been described. However, a similar effect can be obtained with a pattern image composed of various types of line widths.
[0072]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, a plurality of lines having a line width and a line interval which are larger than the measurement range of the pattern image density measuring means and whose measured density values in the measurement range are substantially the same in any part in the pattern image. And a pattern image formed by the image forming unit serving as an internal reference of the image forming unit and a pattern image formed by the image forming unit to be adjusted. The density of the image is measured by the pattern image density measuring means, the overlapping state of the pattern images is determined based on the measured density, and the image forming timing of the image forming unit is controlled so that the measured density becomes a predetermined density. With a simple configuration using only a pattern image density measuring means for measuring density, regardless of aging or environmental changes, Since the pattern image located within the measurement range of is under the same conditions at any position, there is no measurement error due to the measurement position, so that accurate density measurement can be performed and color misregistration is reliably corrected. be able to.
[0073]
According to the second aspect of the present invention, the pattern image is formed by setting the line width and the line interval so that five or more lines exist within the measurement range of the pattern image density measuring means. The difference from the minimum measured density value is reduced, so that accurate density measurement can be performed, and more accurate correction of color misregistration can be performed.
[0074]
According to the third aspect of the present invention, the width of the pattern image, which is an integral multiple of the line pitch consisting of a plurality of line widths and line intervals, is set equal to the measurement range width of the pattern image density measuring means. The pattern image located within the measurement range of the measuring means has the same number of lines at any position, so that there is no measurement error due to the measurement position, accurate density measurement can be performed, and color misregistration can be ensured. Correction can be performed.
[0075]
According to the fourth aspect of the present invention, since a pattern is formed by forming a plurality of lines and changing the line width of adjacent lines, when the pattern images are overlapped with a shift of exactly one line pitch, the same line is formed. In the case of a pattern image formed with a width, the lines overlap at a portion deviating from the pattern image, and a color shift cannot be detected. According to the present invention, even if there is a one line pitch shift, the color shift can be accurately detected, and the color shift can be corrected without fail.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic sectional view showing an embodiment of a digital color copying machine according to the present invention.
FIG. 2 is a sectional view of the transfer / conveyance unit of FIG. 1;
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a first pattern image for performing color shift correction in the main scanning direction in the digital color copying machine according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a flowchart of color misregistration correction in the embodiment of the digital color copying machine of the present invention.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing control signals of each unit during the operation of FIG. 4;
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a second pattern image for performing color shift correction in the sub-scanning direction in the first embodiment of the digital color copying machine of the present invention.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a relationship between a measurement area of a pattern image density measurement sensor and a size of a pattern image.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a relationship between a measurement position by a pattern image density measurement sensor and a pattern image.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a relationship between the number of lines of the pattern image in the measurement area of the pattern image density measurement sensor and the density variation.
FIG. 10 is an explanatory diagram showing a relationship between a measurement area width W of a pattern image density measurement sensor and a line pitch P (line width + line interval) of a pattern image.
FIG. 11 is an explanatory diagram showing a pattern image in which adjacent line widths are different.
[Explanation of symbols]
210 Image Forming Unit 216 Transfer Conveying Belt 222 Photoconductor Drum 224 Developing Device 225 Transfer Discharger 232 Pattern Image Density Measurement Sensor

Claims (4)

各色成分毎の色画像情報に基づいて夫々の色の現像剤により画像を形成する画像形成部と、該複数の画像形成部により形成された各色の画像を重ね合わせて転写する転写手段と、上記各画像形成部により所定のパターン画像を形成するためのパターン画像形成手段と、該パターン画像の濃度を測定するパターン画像濃度測定手段とを備えた画像形成装置において、上記パターン画像は、上記パターン画像濃度測定手段の測定範囲よりも大きく、当該測定範囲での測定濃度値がパターン画像内のどの部分でもほぼ同一濃度値なるライン幅とライン間隔を有した複数のラインから形成され、上記画像形成部の内基準となる画像形成部により形成されたパターン画像と、調整しようとする画像形成部により形成されたパターン画像とを重ね合わせ、この重ね合わせパターン画像の濃度を上記パターン画像濃度測定手段で測定し、該測定濃度によりパターン画像の重なり状態を判断し、測定濃度が所定の濃度になるように画像形成部の画像形成タイミングを制御する制御手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。An image forming unit that forms an image with a developer of each color based on color image information for each color component, a transfer unit that overlaps and transfers images of each color formed by the plurality of image forming units, In an image forming apparatus including a pattern image forming unit for forming a predetermined pattern image by each image forming unit, and a pattern image density measuring unit for measuring the density of the pattern image, the pattern image is greater than the measurement range of the density measuring device, formed from a plurality of lines measured density value in the measurement range under the line width and line spacing substantially the same density value at any part of the pattern image, the image forming The pattern image formed by the image forming unit serving as the reference of the unit is superimposed on the pattern image formed by the image forming unit to be adjusted The concentration of the overlapping pattern image measured by the pattern image density measuring means, to determine the status overlapping pattern images by the measured concentration, the image forming timing of the image forming unit so that the measured concentration of a predetermined concentration An image forming apparatus comprising a control unit for controlling. 上記パターン画像は上記パターン画像濃度測定手段の測定範囲内に5本以上のラインが存在するようライン幅とライン間隔を設定したことを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein a line width and a line interval of the pattern image are set so that five or more lines exist within a measurement range of the pattern image density measurement unit. 上記パターン画像の複数のライン幅とライン間隔とからなるラインピッチの整数倍した幅と、上記パターン画像濃度測定手段の測定範囲幅とを等しく設定したことを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein a width obtained by multiplying a line pitch consisting of a plurality of line widths and line intervals of the pattern image by an integer is set equal to a measurement range width of the pattern image density measuring means. apparatus. 上記パターン画像は複数のラインで形成し、隣接するラインのライン幅を異ならせたことを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the pattern image is formed by a plurality of lines, and adjacent lines have different line widths.
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