JP3564042B2 - Image forming apparatus and color misregistration detection processing method of image forming apparatus - Google Patents

Image forming apparatus and color misregistration detection processing method of image forming apparatus Download PDF

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の画像形成ステーションを並置して、各画像形成ステーションで形成された画像を搬送体により搬送される記録用紙に順次重ね転写してカラー画像を形成可能な画像形成装置および画像形成装置の色ずれ検知処理方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
電子写真方式のカラー画像形成装置においては、高速化のために複数の画像形成部を有し、搬送ベルト上に保持された記録材上に順次異なる色の像を転写する方式が各種提案されている。
【0003】
ところで、複数の画像形成部を有する装置の問題点としては、機械精度等の原因により、複数の感光ドラムや搬送ベルトの移動むらや、各画像形成部の転写位置での感光ドラム外周面と搬送ベルトの移動量の関係等が各色毎にバラバラに発生し、画像を重ね合わせたときに一致せず、色ずれを生じることが挙げられる。
【0004】
特に、レーザスキャナと感光ドラムを有する複数の画像形成部(画像形成ステーション)を有するカラー画像形成装置では、各画像形成部でレーザスキャナと感光ドラム間の距離に誤差があり、この誤差が各画像形成部でそれぞれ異なると、感光ドラム上でのレーザの走査幅に違いが発生し色ずれが発生する。
【0005】
図23は、この種のカラー画像形成装置における色ずれ状態を説明する図である。
【0006】
図23において、7は本来の画像位置を、8aは色ずれが発生している場合の画像位置を示す。なお、図23中において、(a)、(b)、(c)は主走査方向に色ずれがある場合であるが、説明の為、2つの線を搬送方向に離して描いてある。
【0007】
特に、(a)は主走査線の傾きずれを示し、光学部と感光ドラム間に傾きがある場合等に発生する。例えば、光学部や感光ドラムの位置や、レンズの位置を調整することによって矢印方向に修正する。
【0008】
また、(b)は主走査線幅のバラツキによる色ずれを示し、光学部と感光ドラム間の距離の違い等によって発生する。光学部がレーザスキャナの場合に発生し易い。例えば、画像周波数を微調整(走査幅が長い場合は、周波数を速くする。そして、走査線の長さを変えることよって矢印方向に修正する。
【0009】
(c)は主走査方向の書出し位置誤差を示す。例えば、光学部がレーザススキャナであれば、ビーム検出位置からの書出しタイミングを調整することによって矢印方向に修正する。
【0010】
(d)は用紙搬送方向の書出し位置誤差を示す。例えば、用紙先端検出からの各色の書出しタイミングを調整することによって矢印方向に修正する。
【0011】
これら色ずれを修正する為に、搬送ベルト上に、各色毎に色ずれ検出用のパターンを形成し、搬送ベルト下流部の両サイドに設けられた1対の光センサで検出し、検出したずれ量に応じて、図示しないコントローラが前記の様な各種調整を電気的あるいは機械的に色ずれ補正制御を実施している。
【0012】
図24は、この種のカラー画像形成装置の搬送ベルトに形成される色ずれパターンの検出機構を説明する図である。なお、図24は、発光素子51と受光素子52が搬送ベルト3を反射面として、乱反射光学系で構成されている場合を示す。
【0013】
図において、51は発光素子で、例えばLEDで構成される。52は受光素子で、例えばフォトセンサである。3は搬送ベルトで、9a〜9d,10a〜10d、11a〜11d,12a〜12dは色ずれ検出用のパターンである。なお、パターン9、l0、11、12を1つのものとして図示してあるが、受光素子52の直下を通過する状態に対応するもので、本来は、所定の間隔を以て転写ベルトに形成されているものとする。
【0014】
53は前記発光素子51からの発光光で、54は搬送ベルト又は、色ずれ検出用のパターン9、10、11、12からの反射光の内、受光素子52にて受光される受光光である。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
従来のカラー画像形成装置における色ずれ検出機構は上記のように構成されているので、乱反射光学系を用いる構成の場合、発光部の照射光量と比較して、受光部で受光する光量は僅かである為、検出するのに十分な光量が得にくいことが挙げられる。この対策としては、例えば、発光素子51を受光素子52の周りに複数個配置する、若しくは、発光光量の大きな光源を使用する必要が生じる。しかし、どちらの対策もコストアップの要因となってしまう問題点があった。
【0016】
また、搬送ベルト3及び色ずれ検出パターン9、10、11、12の分光感度の影響を受ける為、発光素子51の波長や、搬送ベルト3の色、色ずれ検出パターンの形成方法に種々の制約が生じる。例えば、発光素子51の波長にはYMC3色共に反射特性を示す赤外領域を用いるのが一般的である。この場合に、Bkは吸収特性となる。
【0017】
従って、Bk測定時の受光素子の検出波形は、他の色検出時と極性が逆になり、検出レベルも、他の色と異なる値とする必要がある。なお、搬送ベルトは一般に黒色(Bk)が多いが、それでは搬送ベルト上に形成されるBkの色ずれ検出パターンが検出不可能となる。
【0018】
この対策として、搬送ベルトの表面をグレーに着色する、若しくは、Bkの色ずれ検出パターンの下にYMCいずれかのベタパターン(パッチ画像パターン)を形成して下地の反射率を向上させる必要が生じるが、前者の対策ではコストアップ要因となり、後者の対策では廃トナー量の増加を招いてしまう等の問題点があった。
【0019】
また、乱反射光学系を介してレジマークを検出する場合に、定められた基準電圧値とパターンに対する測定波形を比較してパルス波形を生成し、レジマーク位置情報とする方式には、以下に述べるような問題点が存在する。
【0020】
例えばレジストマーク検出用のセンサの光源にLEDが用いられることが多いが、該LEDは発光量の個体ばらつきが大きいので、発光量を調節する機構かI/V変換回路の感度を調整する機構、若しくは発光量にあわせて基準電圧値を調節する機構が必要となる。
【0021】
そして、回路上にボリューム等を設けて生産時に調節を行う方式が一般的ではあるが、調節作業には人手がかかるためどうしてもコストが高くなるという問題点が生じる。
【0022】
また、光源が経時劣化等の要因により光量を低下させた場合や測定対象物のグロス値が経時劣化により減少した場合には、測定波形と基準電圧値のバランスが崩れるという問題も生じる。
【0023】
上記問題点の解決策としては、センサ検出波形をA/D入カポートを解してCPUに読み込み、その出力に対応してLEDの発光量若しくは基準電圧値を調節する方法が存在する。
【0024】
しかし、不足になりがちなCPUのA/Dポートを使用する点と、また応答スピードの点で細かな出力波形の変動には対応できない点からあまり実用的ではない。
【0025】
さらに上記従来例でも説明している様に、この様な反射型光学系においては受光部の検知光量を大きくできる正反射光学系が使われることが多いが、反面、正反射光学系はグロス値の大小に反応するため、像担持体上に出来たキズによって生じるグロス値の減少に対しても敏感に検知してしまう。このため、使用を重ねてキズが多くなった像担持体では、キズをレジマークと誤検知するケースが生じてくる。
【0026】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、本発明の第1の目的は、発光部による反射光を受光する受光部が生成する光検知電流を電圧に変換し、該発生した電圧の最大値および最小値を記憶しておき、該記憶された最大値および最小値に応じて基準信号を生成させ、受光部による前記各パターン像の反射光の受光出力と生成される基準信号の大小を比較してパルス信号を発生させ、該比較出力に基づき各画像間の位置ずれ量を演算することにより、搬送体の表面状態に左右されることなく、かつ、搬送体の転写面色に左右されることなく、僅かな光量で搬送体に転写される各色ズレパターンと搬送体自体との反射率の差異を検知して、簡単、かつ安価な構成で色ずれ量を精度よく算定して各画像形成ステーションで形成される色画像を精度良く重ねて色ずれのないカラー画像を形成させることができる画像形成装置および画像形成装置の色ずれ検知処理方法を提供することである。
また、第2の目的は、搬送体上に形成された前記各パターン画像を読み取り、該読み取り出力の最大値及び最小値に基づいて閾値を決定し、各パターン画像の読み取り出力と前記閾値とに基づいて前記複数の画像形成ステーションにより形成される各画像間の位置ずれ量を検出し、該検出された位置ずれ量に基づいて前記各画像形成ステーションにより形成される画像の位置を補正することにより、搬送体の表面状態に左右されることなく、かつ、搬送体の転写面色に左右されることなく、僅かな光量で搬送体に転写される各色ズレパターンと搬送体自体との反射率の差異を検知して、簡単、かつ安価な構成で色ずれ量を精度よく算定して各画像形成ステーションで形成される色画像を精度良く重ねて色ずれのないカラー画像を形成させることができる画像形成装置および画像形成装置の色ずれ検知処理方法を提供することである。
【0027】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る第1の発明は、複数の画像形成ステーションを配置して、各画像形成ステーションで形成された画像を搬送体により搬送される記録用紙に順次重ね転写してカラー画像を形成可能な画像形成装置であって、前記複数の画像ステーションのうち、所定の画像形成ステーションによる基準色パターン像と他の画像形成ステーションによる色ずれ検知パターン像を前記搬送体上に形成するように各画像形成ステーションの画像形成を制御するパターン形成手段と、発光部と、前記発光部による反射光を受光する受光部と、前記受光部が生成する光検知電流を電圧に変換する電圧変換部と、前記電圧変換部により発生した電圧の最大値および最小値を記憶する電圧記憶部と、前記電圧記憶部に記憶された最大値および最小値に応じて基準信号を生成する第1の信号生成部と、前記受光部による前記各パターン像の反射光の受光出力と前記第1の信号生成部により生成される基準信号の大小を比較してパルス信号を発生させる第2信号発生部とを含むパターン検知手段と、前記パターン検知手段の出力に基づき各画像間の位置ずれ量を演算する演算手段とを有することを特徴とする。
【0028】
本発明に係る第2の発明は、前記パターン検知手段の発光部と受光部とは正反射光学系で構成されていることを特徴とする。
【0029】
本発明に係る第3の発明は、前記電圧値記憶部は、外部からの信号に応じて記憶した値をクリアするリセット部を有することを特徴とする。
【0030】
本発明に係る第4の発明は、前記第1の信号生成部は、その生成条件を可変に設定可能とすることを特徴とする。
【0031】
本発明に係る第5の発明は、前記電圧値記憶部は、専用のレジマークから最大値および最小値を取得することを特徴とする。
【0032】
本発明に係る第6の発明は、前記受光部の最大値および最小値は、それぞれ搬送体の表面反射光量とトナーの反射光量、若しくはトナーの反射光量とそれぞれ搬送体の表面反射光量に相当することを特徴とする。
【0033】
本発明に係る第7の発明は、複数の画像形成ステーションを並置して、各画像形成ステーションで形成された画像を搬送体により搬送される記録用紙に順次重ね転写してカラー画像を形成可能な画像形成装置の色ずれ検知処理方法であって、前記複数の画像形成ステーションのうち、所定の画像形成ステーションによる基準色線パターン像と他の画像形成ステーションによる色ずれ検知パターン像を前記搬送体上に形成するように各画像形成ステーションの画像形成を制御するパターン形成工程と、発光部による反射光を受光する受光部により検出した電流を電圧に変換する電圧変換工程と、前記電圧変換工程により発生した電圧値の最大値および最小値を記憶する電圧値記憶工程と、前記電圧値記憶工程に記憶された前記最大値および最小値に応じて基準信号を生成する第1の信号生成工程と、前記受光部による前記パターン像の反射光の受光出力と前記第1の信号生成工程により生成される基準信号の大小を比較してパルス信号を発生させる第2の信号発生工程からなるパターン検知工程と、前記パターン検知工程の出力に基づき、各色画像間の位置ずれ量を演算する演算工程と、前記演算工程により演算された位置ずれ量に基づいて、基準色以外の各画像形成ステーションによる画像の位置を補正制御する制御工程とを有することを特徴とする。
【0034】
本発明に係る第8の発明は、前記発光部と受光部とは正反射光学系で構成されていることを特徴とする。
【0035】
本発明に係る第9の発明は、本発明に係る第9の発明は、複数の画像形成ステーションを並置して、各画像形成ステーションで形成された画像を搬送体により搬送される記録上に順次重ね転写して画像を形成する装置であって、前記搬送体上にそれぞれ位置ずれ検知用のパターン画像を形成するよう前記各画像形成ステーションの画像形成を制御するパターン形成手段と、前記搬送体上に形成された前記各パターン画像を読み取る読み取り手段と、前記読み取り手段による読み取り出力の最大値及び最小値に基づいて閾値を決定し、前記読み取り手段による前記各パターン画像の読み取り出力と前記閾値とに基づいて前記複数の画像形成ステーションにより形成される各画像間の位置ずれ量を検出する位置ずれ検出手段と、前記位置ずれ検出手段により検出された位置ずれ量に基づいて前記各画像形成ステーションにより形成される画像の位置を補正する補正手段とを備えることを特徴とする。
【0036】
本発明に係る第10の発明は、前記位置ずれ検出手段は前記閾値を記憶する記憶部を有することを特徴とする。
【0037】
本発明に係る第11の発明は、前記記憶部は外部からのリセット信号に応じて記憶した閾値をクリアするリセット部を有することを特徴とする。
【0038】
本発明に係る第12の発明は、前記位置ずれ検出手段は、前記閾値の決定条件を変更可能になされていることを特徴とする。
【0039】
本発明に係る第13の発明は、前記読み取り手段は、発光部と、前記発光部による前記搬送体の反射光を検知し、反射光量に応じた電流を出力するセンサと、前記センサから出力される電流を電圧に変換する変換手段を有し、前記位置ずれ検出手段は前記変換手段からの出力電圧の最大値と最小値を抵抗手段により分圧することにより前記閾値を決定することを特徴とする。
【0040】
本発明に係る第14の発明は、前記位置ずれ検出手段は、前記抵抗手段の抵抗値を変更することにより前記閾値を変更可能になされていることを特徴とする。
【0041】
本発明に係る第15の発明は、前記位置ずれ検出手段は、前記読み取り手段による前記各パターンの読み取り出力と前記閾値とを比較し、比較結果に応じたパルスを発生する比較手段を有し、前記パルスの出力タイミングに応じて前記位置ずれ量を検出することを特徴とする。
【0060】
【発明の実施の形態】
〔第1実施形態〕
図1は、本発明の第1実施形態を示すカラー画像形成装置の一例を説明する概略斜視図であり、例えば4色すなわち、イエローY、マゼンタM、シアンC、ブラックKの画像形成手段(画像形成ステーション)を並置したカラー画像形成装置に対応する。
【0061】
図において、1a、1b、1c、1dは静電潜像を形成する感光ドラム(a、b、c、dは各々K、C、M、Y用を示す)、2a、2b、2c、2dは画像信号に応じて露光を行い感光ドラム1上に静電潜像を形成するレーザスキャナ、3は用紙を各色の画像形成部に順次搬送する転写ベルトを兼ねた無端状の搬送ベルトで、図示しないベルトモータにより駆動される駆動ローラ4により回転駆動する。
【0062】
なお、駆動ローラ4は、図示しないモータとギア等でなる駆動手段と接続され、搬送ベルト3を所定速度で駆動する。5は従動ローラで、搬送ベルト3の移動に従って回転し、かつ搬送ベルト3に―定の張力を付与する。6a,6bは1対の光センサで、搬送ベルト3上に形成された位置ずれ検知用パターンを検出する、搬送ベルト3の搬送方向に対して直交するようにベルト端側に設けられている。CONTはコントロールユニットで、図示しないCPU,RAM,ROMを備え、該ROMに記憶される制御プログラムを実行することにより、図示しない入力ポートを介して入力されるセンサ信号,画像データ等を処理して、エンジン部駆動制御,レーザスキャナ2の駆動制御等を行う。
【0063】
図示しないホストコンピュータで構成されるパーソナルコンピュータ(PC)からプリントすべきデータがプリンタに送られ、プリンタエンジンの方式に応じた画像形成が終了しプリンタ可能状態となると、図示しない用紙カセットから用紙が供給され搬送ベルト3に到達し、搬送ベルト3により用紙が各色の画像形成部に順次搬送される。
【0064】
そして、搬送ベルト3による用紙搬送とタイミングを合せて、各色の画像信号が各レーザスキャナ2に送られ、感光ドラム1上に静電潜像が形成され、図示しない現像器でトナーが現像され、図示しない転写部で用紙上に転写される。
【0065】
図1では、Y、M、C、Kの順に順次画像形成される。その後用紙は搬送ベルトから分離され、図示しない定着器で熱によってトナー像が用紙上に定着され、外部へ排出される。以下、本実施形態の動作について説明する。
【0066】
なお、色ずれを低減させる為、上述したように搬送ベルト3上には、図6に示す様な色ずれ検出パターンを各画像形成ステーションにて形成し、搬送ベルト3の両サイド側に設けられた1対の光センサ6a,6bで読み取り、各色間の色ずれ量を検出する。
【0067】
図2は、図1に示した光センサ6a,6bの詳細構成を説明する概略説明図であり、パターン読み取り系が正反射光学系で構成されている場合に対応する。
【0068】
図において、51は発光素子で、例えばLEDで構成されている。52は受光素子で、例えばフォトセンサである。3は搬送ベルトで、9、10、11、12は色ずれ検出パターンである。
【0069】
53は前記発光素子51からの発光光で、54bは受光光で、搬送ベルト3又は、色ずれ検出パターン9、10、11、12からの反射光のうち、受光素子52にて受光される。
【0070】
なお、本実施形態では、発光部と受光部は搬送ベルト3を反射面として、正反射光学系で構成されていて、搬送ベルト3と色ずれ検出パターンの正反射光の反射率の差、即ち、グロスの差によって、色ずれ検出パターンの位置を精度よく検出する。従って、搬送ベルト3上に黒色のトナーがのっていても、そのパターンをグロスの差から検出することができ、従来のような黒色用に、他の現像色トナーで下地画像(パッチ画像)を形成する必要がなくなり、色ずれ補正時に回収すべきトナー量を格段に減らすことが可能となる。
【0071】
また、グロス値の高い物体に対して光を照射すると、非常に大きな正反射光を得ることが出来、例えば搬送ベルト3の表面に鏡面加工を施すことで、グロス値を高めることも出来る。そして、搬送ベルト3上にトナー像を作成すると、その部分の鏡面性が失われてグロス値が減少する。このグロス値の変動を正反射光学系を用いた光センサ6a,6bで検知することで色ずれ検出パターンの検出を行うように構成してもよい。
【0072】
図3は、本発明に係るカラー画像形成装置における色ずれ処理機構を説明するためのブロック図である。
【0073】
図3に示すようにLED発光部とフォトセンサ受光部等からなるパターン検出部32により検出される検出データを演算処理し、色ずれ量及び補正値を算出する演算部34と、演算結果に従って画像形成を行う画像出力部55、及び各部のタイミング調整や各種設定を行うタイマ33とCPU31,図示しないRAM,図示しないROMを備えている。上記タイマ33とCPU31,演算部34,画像出力部55,パターン検出部32は、図1に示したコントロールユニットCONTに設けられているものとする。
【0074】
図4は、図2に示した受光素子52を含む受光処理回路の一例を示すブロック図である。
【0075】
図4において、100はフォトディテクタで、搬送ベルト又は、色ずれ検出パターン9、10、11、12からの反射光の内、受光素子52にて受光される受光光を検出する。101はI/V変換回路で、受光光に比例する電流値を電圧信号に変換する。102は比較部で、I/V変換回路101から出力される電圧信号と基準電圧103とを比較して、その結果信号をCPU104に出力する。
【0076】
このように構成された画像形成装置において、図2に示した受光素子52で検出した色ずれ検出パターンは、図4に示すように、I/V変換回路101により電流から電圧に変換(I/V変換)され、比較部102で基準電圧103と比較され、信号レベルが基準電圧より低い期間、正のパルス信号が図5に示すように出力される。
【0077】
図5は、図4に示した比較部102から出力されるパルス信号の特性を説明する図であり、図1に示した搬送ベルト3上に形成された色ずれ検出パターンの検出パターン読み取り時に出力されるパルス信号に対応する。なお、図5において、横軸は時間を示す。
【0078】
図5において、(a)は受光素子52の搬送ベルト3の搬送方向のパターン幅を時間tで示した状態である。(b)はI/V変換回路101により出力されるパターン読み取り出力波形で、(c)は基準電圧103である。
【0079】
この図に示すように、出力波形(b)の推移と受光素子52の位置関係から、搬送ベルト3はグロスが高く、図2に示した発光光53の大部分が正反射光54bとなって受光素子52にて受光される。
【0080】
一方、搬送ベルト3上に形成された色ずれ検出用のトナー像は、グロスが低く、発光光53の大部分が散乱され、受光素子52にて受光される正反射光54bは僅かである。
【0081】
この結果、出力波形(b)は、搬送ベルト3を検出している時高く、色ずれ検出パターンを検出している時低くなるという特性を示すこととなる。
【0082】
従って、上記特性を利用することにより、搬送ベルト3に色ずれ検出パターンイエロー9、マゼンタ10、シアン11、ブラック12を各画像形成ステーションで所定のタイミングで形成し、色ずれ検出用の一対の光センサ6a,6bにて検出すると、受光素子52からは、図5に示す出力波形(b)に相当する4つの波形が出力される。
【0083】
図5において、第1番目がイエローの色ずれ検出パターンに対応する出力波形で、第2番目がマゼンタに対応する出力波形で、第3番目がシアンに対応する出力波形で、第4番目がブラックの色ずれ検出パターンに対応する出力波形に相当する。
【0084】
このとき、4色のパターンを検知する波形は同様の形状を示す。なお、第1〜4番目の谷の部分は、閾値(c)より低くなり、この結果、図5の(d)に相当するパルスが図4に示した比較部102から出力される。
【0085】
これを受けて、図3に示す演算部34は、図5の(d)に示す第1〜4番目の各々のパルス信号の中心位置を求め、さらに、各中心位置の時間差を求める。そして、求めた時間差と予め設定してある時間差の値の差から、色ずれ量を算出する。その後、CPU31が演算部34で演算された色ずれ量に従い、各画像形成ステーションの色ずれを補正するように画像形成タイミング等を個別に制御する。
【0086】
本実施形態によれば、正反射光学系を用いているので、搬送ベルト3と色ずれ検出パターンの正反射率の差、即ち、グロスの差によって、色ずれ検出パターンの位置を検出する場合、搬送ベルト3はグロスが高く、発光光53の大部分が正反射光54bとなり、受光素子52にて受光される。その際、トナー像である色ずれ検出パターンはグロスが低く、発光光53の大部分が散乱され、受光素子52にて受光される正反射光54bは僅かである。即ち、受光素子52の出力は、搬送ベルト3を検出している時高く、色ずれ検出パターンを検出している時低くなる。搬送ベルト3からの正反射光は十分な光量があり、受光素子52では、検出するのに十分な振幅の出力波形(b)が得られる。
【0087】
この為、発光素子51は1個で十分である。正反射光の光量は乱反射光と比較してとても大きいので、発光量の小さい発光素子を用いることが可能となる。
【0088】
また、正反射光学系を用いることで、正反射光の光量は測定対象物のグロス値にのみ関係して、搬送ベルト3及び色ずれ検出パターン9、10、11、12の分光感度の影響を受けることは無くなるため、YMCK4色のトナーを同様に検知することが可能となり、発光素子の発光波長も自由に設定することが可能である。
【0089】
図6は、図1に示された搬送ベルトに形成される色ずれ検出パターン例を示す図である。以下、図3に示した演算部34による色ずれ補正演算処理等について詳述する。
【0090】
図6において、9a〜9d,10a〜10dは用紙搬送方向の色ずれ量を検出する為のパターンであり、11a〜11d,12a〜12dは用紙搬送方向と直交する主走査方向の色ずれ量を検出する為のパターンで、この例では45度の傾きである。なお、a〜dは各々ブラック(以下Bk)、イエロー(以下Y)、マゼンタ(以下M)、シアン(以下C)を示す。
【0091】
tsfl〜tsf4、tmfl〜tmf4、tsrl〜tsr4、tmrl〜tmr4、は各パターンの検出タイミングを、矢印は搬送ベルト3の移動方向を示す。搬送ベルト3の移動速度をVmm/s、Bkを基準色とし、用紙搬送方向用パターンの各色とBkパターン間の理論距離をdsYmm、dsMmm、dsCmm、各色の用紙搬送方向用パターンと主走査方向用パターン間の実測距離を、左右各々、dmfBkmm、dmfYmm、dmfMmm、dmfCmm、dmrBkmm、dmrYmm、dmrMmm、dmrCmmとし、さらに、Bkを基準色とし、搬送方向に関して、各色の位置ずれ量δesは下記第(1)〜(17)式の通り、

Figure 0003564042
【0092】
一方、主走査方向に関して、左右各々の各色の位置ずれ量δemf、δemrは、
dmfBk=v*(tmfl−tsfl)……(4)
dmfY =v*(tmf2−tsf2)……(5)
dmfM =v*(tmf3−tsf3)……(6)
dmfC =v*(tmf4−tsf4)……(7)
dmrBk=v*(tmrl−tsrl)……(8)
dmrY =v*(tmr2−tsr2)……(9)
dmrM =v*(tmr3−tsr3)……(10)
dmrC =v*(tmr4−tsr4)……(11)から、
δemfY=dmfY−dmfBk ……(12)
δemfM=dmfM−dmfBk ……(13)
δemfC=dmfC−dmfBk ……(14)と、
δemrY=dmrY−dmrBk ……(15)
δemrM=dmrM−dmrBk ……(16)
δemrC=dmrC−dmrBk ……(17)となり、計算結果の正負からずれ方向が判断出来、上記δemfから書出し位置を、δemr−δemfから主走査幅を補正する。
【0093】
なお、主走査幅に誤差がある場合は、書出し位置はδemfのみでなく、主走査幅補正に伴い変化した画像周波数の変化量を加味して算出する。
【0094】
〔第2実施形態〕
図7は、本発明の第2実施形態を示すカラー画像形成装置における色ずれ検出処理回路の一例を示すブロック図であり、図4と同一のものには同一の符号を付してある。なお、センサの光学系は、図2に示したは第1実施形態と同じである。以下、第1実施形態と異なる点のみ説明する。
【0095】
図7において、105はピークホールド回路で、I/V変換回路101から出力されるパターン検知波形のピーク値を一定時間保持する。
【0096】
搬送ベルト3に形成された色ずれ検知パターンが読み取られて、I/V変換回路101でパターン検知に基づく電流が電圧信号に変換されると、ピークホールド回路105の働きでパターン検知波形のピーク値を一定時間保持する。その結果、振幅値がパターン検知波形のピーク値と等しいパルス波形が生成される。この波形を増幅して振幅値が電源電圧に等しいパルス波形に変換する。
【0097】
図8は、図7に示したI/V変換回路101から出力されるパターン検知波形の一例を示す特性図であり、図5と同一のものには同一の符号を付してある。
【0098】
図8において、(a),(b)は第1実施形態と同様である。(c)は出力波形(b)の波形を反転して生成した出力波形である。この出力波形(c)はそれぞれの波形のピーク時に色ずれ検出パターンを検知していることになる。
【0099】
(d)は出力波形(c)に対して、図6に示したピークホールド回路105の信号処理により生成されるパルス信号である。なお、ピークホールド回路105はピーク時の電圧を一定時間保つ働きがあり、出力波形(c)の波形がピーク時を迎えたときに、パルス信号(d)が出力波形(c)のピーク時の電圧まで立ち上がる。
【0100】
その後、一定時間を経過するとGNDレベルに戻る。その結果、パルス信号(d)の立ち上がりのタイミングが色ずれ検出パターンの検知タイミングとなって、図7に示すCPU104に入力される。CPU104は4色分のパルスの立ち上がリタイミングの時間差をそれぞれ求めて、求めた時間差と予め設定してある時間差の値の差から色ずれ量を算出する。以後の処理は、第1実施形態と同様である。
【0101】
〔第3実施形態〕
図9は、本発明の第3実施形態を示すカラー画像形成装置における色ずれ検出処理回路の一例を示すブロック図であり、図7と同一のものには同一の符号を付してある。センサの光学系は、第1実施形態と同じであるため、以下、第1実施形態と異なる構成および動作について説明する。
【0102】
図において、106はA/D変換器で、I/V変換回路101が当該受光光量に比例する電流を電圧信号に変換する。107はRAMで、A/D変換器106によりA/D変換されたデジタル化された受光光量データを記憶する。
【0103】
この様に構成されたカラー画像形成装置において、受光部(PD)100で正反射光を検知して光量を電流に変換すると、I/V変換回路101が当該受光光量に比例する電流を電圧信号に変換する。次に、A/D変換器106を用いてデジタル化する。そして、デジタル化された受光光量データをCPU104で読み取りRAM107に格納する。そして、RAM107に保存されたデータから波形のピークを検出して、色ずれ検出パターンの位置を検出する。
【0104】
図10は、図9に示したI/V変換回路101から出力されるパターン検知波形の一例を示す特性図であり、図8と同一のものには同一の符号を付してある。
【0105】
図10において、(a),(b)は第1実施形態と同様である。(c)は出力波形(b)をデジタル化したものであり、図中の点と点の間隔はサンプリング周期によって決定される。この間隔が小さいほど測定精度が向上する。
【0106】
ここでは説明の簡略化を図るため点と点の間隔を大きく取ってある。この点はCPU104によってRAM107に順次格納される。このとき、データのアドレスは連続しているものとする。このデータを大まかに4個に区切り、それぞれの中から、最小値のデータが格納されているアドレスを検出する。
【0107】
これが、色ずれ検出パターンの位置情報となる。さらに、それぞれのアドレスの差分を求めてサンプリング周期を掛け合わせると、各色ずれ検出パターンの検知時間差を検出でき、該求めた時間差とあらかじめ設定してある時間差の値との差から各色の色ずれ量を算出する。以後の処理は、第1実施形態と同様である。
【0108】
〔第4実施形態〕
図11は、本発明の第4実施形態を示すカラー画像形成装置における色ずれパターン検知機構の一例を説明する図であり、図2と同一のものには同一の符号を付してある。なお、パターン読み取り系が正反射光学系で構成されている場合に対応する。
【0109】
図において、51は発光素子で、例えばLEDで構成されている。52a,52bは受光素子で、例えばフォトセンサである。3は搬送ベルトで、9、10、11、12は色ずれ検出パターンである。
【0110】
53は前記発光素子51からの発光光で、54bは受光光で、搬送ベルト3又は、色ずれ検出パターン9、10、11、12からの反射光の内、受光素子52にて受光される。
【0111】
図12は、本発明の第4実施形態を示すカラー画像形成装置における色ずれ検出処理回路の一例を示すブロック図であり、図4と同一のものには同一の符号を付してある。
【0112】
図12において、受光素子52aがPDl00に、受光素子52bがPD200に対応する。PDl00、200で検出した色ずれ検出パターンは、I/V変換回路101、201により各々電流から電圧に変換される。2つの受光素子52a,52bの受光感度の差はI/V変換回路101、201の変換率を調整することにより、I/V変換後は同じになる。
【0113】
比較部102では、受光素子52a,52bに対応した信号レベルが互いに比較され、受光素子52bに対応する信号レベルの方が受光素子52aに対応する信号レベルより低い期間、正パルスが後述する図13にに示すタイミングで出力される。
【0114】
図13は、図12に示したI/V変換回路101,201から出力されるパターン検知波形の一例を示す特性図である。
【0115】
図13において、(a)は受光素子52a,52bの搬送ベルト3の搬送方向のパターン幅を時間tで示した状態である。(b)は受光素子52aの出力をI/V変換回路101によるI/V変換後の出力波形である。(c)は受光素子52bの出力をI/V変換回路201によるI/V変換後、さらに図示しないクリップ回路にて高レベルがクリップされた後の出力波形である。
【0116】
なお、上記第4実施形態においては、図12に示す出力波形(c)(b)には各々4つの谷が存在する。第1番目がイエローの色ずれ検出パターンで、第2番目がマゼンタ、第3番目がシアン、第4番目がブラックの色ずれ検出パターンに相当する。
【0117】
図13に示す例では、受光素子52a,52bは搬送ベルト3の搬送方向に沿って隣接して配置されているので、色ずれ検出パターン9、10、11、12が、搬送ベルト3の搬送により、受光素子52a,52bを通過すると、受光素子52aでの出力波形の信号レベルが立上がる時、同時に、受光素子52bでの出力波形の信号レベルが立下がる。
【0118】
一方、図13のI/V変換回路101,201で、2つの受光素子52a,52bの受光感度の差が調整されているので、受光素子52a,52bに対応する信号の振幅の中間レベルで立上がりと立下がりが交差する。そして、I/V変換回路101,201によるI/V変換後の各信号レベルは、下地レベルが同じなので、このままでは、コンパレータ等の比較部102に入力すると、出力にチャタリングが発生してしまう。
【0119】
そこで、受光素子52bに対応した信号の高レベル(下地レベル)をクリップし、各信号の下地レベルを異なる値とする。つまり、正パルス(d)の立ち上がりは、色ずれ検出パターン9、10、11、12の中心が受光素子52a,52bの中心部を通過したタイミングを示す。このタイミングは、色ずれ検出パターン9、10、11、12の線幅の変動や、発光部51の光量変動の影響を受けない。
【0120】
そこで、図13に示すように、各色パルス波形(正パルス(d))の立上りの時間差をCPU104が求め、該求めた時間差とあらかじめ設定してある時間差の値との差から各色の色ずれ量を算出する。以後の処理は、第1実施形態と同様である。
【0121】
〔第5実施形態〕
図14は、本発明の第5実施形態を示すカラー画像形成装置における色ずれ検出処理回路の一例を示すブロック図であり、図4と同一のものには同一の符号を付してある。本実施形態は、本発明に係るピークホールド回路の詳細例に対応する。以下、構成および動作について説明する。
【0122】
図14において、受光素子52、すなわち、PDl00からの検出電流は、I/V変換回路101によって電圧に変換される。上側ピークホールド回路301と下側ピークホールド回路303により最大値、最小値がそれぞれ検出されて、抵抗器302,抵抗器304で分圧される。I/V変換回路101の出力波形と抵抗器302,抵抗器304で分圧された電圧値を比較回路305で大小関係を判断して、後述する図14に示す出力波形(b)に対応するパルス信号を生成する。
【0123】
ここで、上側ピークホールド回路301と下側ピークホールド回路303が最大値・最小値をそれぞれ取得するためには、予めラインを1つ読み込んでおく必要がある。ここで取得した最大値,最小値から、パルス変換基準電圧を作成する。つまり、本実施形態では、図6でしたレジマークの直前に、最大値,最小値取得用のレジマークを作成する必要がある。具体的には、図15に示すように、レジマークの直前にピーク決定用のマーク13a,14aを化正する。
【0124】
図16は、図14に示した色ずれセンサ回路によるパターン検知波形の一例を示す特性図であり、図5と同一のものには同一の符号を付してある。
【0125】
図16において、(a)は受光素子52の搬送ベルト3の搬送方向の幅を時間tで表しし、I/V変換回路の出力波形(b)の推移と受光素子52の位置関係を示す。搬送ベルト3はグロスが高く、発光光53の大部分が正反射光54bとなり、受光素子52にて受光される。
【0126】
トナー像である色ずれ検出パターンはグロスが低く、発光光53の大部分が散乱され、図2に示すような受光素子52にて受光される正反射光54bは僅かである。出力波形(b)は、搬送ベルト3を検出している時高く、色ずれ検出パターンを検出している時低くなる。なお、閾値(c)の値は抵抗器302,304の分圧比によって決定される。この関係は、A:B=抵抗器302:抵抗器304の式で表現される。
【0127】
搬送ベルト3に色ずれ検出パターンイエロー9、マゼンタ10、シアン11、ブラック12を形成し、光センサ6a,6bにて検出する。受光素子52からは、図16に示すように4つのピークをもつ出力波形(b)が出力される。第1番目がイエローの色ずれ検出パターンで、第2番目がマゼンタ、第3番目がシアン、第4番目がブラックの色ずれ検出パターンに相当する。このとき、4色のパターンを検知する波形は同様の形状を示す。第1〜4番目の谷は、閾値(c)より低くなり、図16に示すパルス信号(d)が比較回路305から出力される。そして、図3に示した演算部53で、図16に示す第1〜4番目の各々のパルス信号(d)の中心位置を求め、さらに、各中心位置の時間差を求める。求めた時間差と予め設定してある時間差の値の差から、色ずれ量を算出する。以後の処理は、第1実施形態と同様である。
【0128】
〔第6実施形態〕
なお、上述した様な反射型光学系においては受光部の検知光量を大きくできる正反射光学系が使われることが多いが、反面、正反射光学系はグロス値の大小に反応するため、像担持体上に出来たキズによって生じるグロス値の減少に対しても敏感に検知してしまう。このため、使用を重ねてキズが多くなった像担持体では、キズをレジマークと誤検知するケースが生じてくる。そこで、ピーク値の検出レベルを調整することにより、多少のキズが搬送ベルト上に生じても、色ずれ検知パターン画像を正常に読み取れるように構成してもよい。以下、その実施形態について説明する。
【0129】
図17は、本発明の第6実施形態を示すカラー画像形成装置における色ずれ検出処理回路の一例を示すブロック図であり、図14と同一のものには同一の符号を付してある。本実施形態は、本発明に係るピークホールド回路の他の詳細例(第5実施形態の変形例)に対応する。以下、構成および動作について説明する。
【0130】
図17において、402はアナログスイッチで、CPU31からの信号で任意の抵抗値(抵抗器401−1〜401−N)を選択できるようになっている。
【0131】
図18は、図17に示した色ずれセンサ回路によるパターン検知波形の一例を示す特性図であり、図16と同一のものには同一の符号を付してある。
【0132】
図18に示すように、画像形成に伴う経時変化等の要因により像担持体(搬送体として構成される場合)上にキズ等が生じた場合、出力波形(b)の中央部分には像担持体上に形成されたキズによる波形が発生している。この場合、閾値(c)の基準電圧値が初期設定値状態のAレベルでは、誤検知パルスEP1,EP2が発生してしまい制御エラーとなる。
【0133】
そこで、CPU31は、図15に示すアナログスイッチ402を操作指示して、その抵抗値を切り替えて基準電圧値生成条件を設定制御する。そして、基準電圧値がBレベル(Aレベルを越える)となれば誤検知パルスは発生しなくなり、正常に制御を完了することが可能な状態となる。
【0134】
〔第7実施形態〕
図19は、本発明の第7実施形態を示すカラー画像形成装置における色ずれ検出処理回路の一例を示すブロック図であり、図14と同一のものには同一の符号を付してある。本実施形態は、本発明に係るピークホールド回路の他の詳細例(第5実施形態の変形例)に対応する。
【0135】
なお、第5実施形態と異なる特徴点は、上側ピークホールド回路301と下側ピークホールド回路303のそれぞれに記憶したピーク値をクリアするためのリセット信号入力端子が上側ピークホールド回路301と下側ピークホールド回路303に付加されている点である。以下、構成および動作について説明する。
【0136】
上述したように像担持体がベルト状の場合は、取り付け部の構成にもよるが、測定対象物と色ずれ検出センサ間の距離が変動しやすく、それに伴い出力電圧値も変動してしまう事が多い。そのようなケースでは、ピークホールド回路301,303が取得した最大値,最小値が必ずしも最適なものでは無い可能性が生じることになる。
【0137】
そこで、本実施形態では、ある周期でピークホールド回路301,303が取得したピーク値を、例えばCPU31からのリセット信号をクリアして新たなピーク値を取得しなおすことでより正確なレジマーク検出が可能となる。
【0138】
なお、図6に示したレジマークを1つの単位として、複数のレジマーク郡を測定して複数の色ずれ値を取得して読み取り精度を向上させる処理を行う場合には、レジマーク群を検知する直前のタイミングでCPU31からリセット信号を受け取り、再度ピーク値取得用マークから新たなピーク値を取得して測定精度の向上を図ることが可能である。
【0139】
〔第8実施形態〕
なお、上記第1〜第7実施形態では、レジスト補正用の色ずれ画像検出処理を全て正反射光学系により検出する場合について説明したが、従来系の乱反射光学系に、ピークホールド手段と、リセット手段を組み込んで、黒色と他の色の色ずれ検知処理を切り換えて色ずれ量検知処理を行えるように構成してもよい。
【0140】
図20は、本発明の第8実施形態を示すカラー画像形成装置における色ずれセンサ回路によるパターン検知波形の一例を示す特性図であり、横軸は時間を示す。
【0141】
図20において、(a)は受光素子52の搬送ベルト3の搬送方向のパターン幅を時間tで示した状態である。(c)はI/V変換回路101により出力されるパターン読み取り出力波形で、(b)は基準電圧103である。(d)は搬送ベルト3上に形成された色ずれ検出パターンの検出パターン読み取り時に出力されるパルス信号である。
【0142】
図20に示す例では、光学系に乱反射光学系を用いているために、I/V変換回路の出力波形(b)は反射特性をもつYMC色レジマークを検知した場合には出力が増大して、Bk色レジマークを検知した際には出力が減少する。
【0143】
従って、測定光学系が乱反射光学系の場合には、YMC色レジマークとBk色レジマークで出力波形の振る舞いが異なるため、それぞれのレジマークの間にリセット信号をCPU31等より挿入して、既にホールドされているピーク値をクリアする処理を行う。
【0144】
これにより、YMC色レジマークとBk色レジマークの読み取りに基づくパルス信号をCPU31が得ることができる。
【0145】
図21は、本発明に係る画像形成装置における画像処理手順の一例を示すフローチャートである。なお、(1)〜(14)は各ステップを示す。
【0146】
先ず、CPU31は、各画像形成ステーションのレジスト補正タイミングかどうかを判定し(1)、レジスト補正タイミングでないと判定した場合には、ステップ(12)へ進み、出力すべき画像データを受信するのを待機し、画像データを受信したら、CPU31内の不揮発性メモリに記憶されている現在の補正タイミングで、各画像形成ステーションでの画像書き出しを制御しながら、画像を形成する(13)。そして、画像形成終了と判定されるまで画像形成を繰り返し(14)、画像形成が終了したら、処理を終了する。なお、画像形成により形成された画像形成数は、上記不揮発性メモリに記憶され、次のレジスト補正タイミング時に参照される。
【0147】
なお、ステップ(1)におけるレジスト補正タイミングの判定は、一定の画像形成枚数毎、あるいは、図示しない操作パネルや外部ホストからのレジスト補正指示や、前回のレジスト補正実行時からの経過時間,プリント枚数等を基準としてレジスト補正タイミングを判定するものとする。
【0148】
一方、ステップ(1)で、レジスト補正タイミングであると判定された場合には、CPU31は、位置ずれ補正モードを設定して、位置ずれ検知パターンデータをROM等から読み出して(2)、各画像形成ステーションで各色に対応する位置ずれ検知パターン(図6参照)を形成する(3)。
【0149】
次に、各画像形成ステーションで形成された位置ずれ検知パターンを搬送ベルト3に転写したら(4)、位置ずれパターン画像を正反射光学系、例えば図2に示した読み取りトナー像検出センサを構成する受光素子52により位置ずれ検知パターンを検出し(5)、検出したパターン画像に基づく電流値をI/V変換回路101によりI/V変換した後、ピークホールド回路105によりピークホールドする(6)。
【0150】
次に、ピークホールド回路105によりピークホールドした値と基準電圧値とを比較して基準電圧値をピークホールドした値が越えるかどうかを判定して(7)、越えたと判定した場合には、各色毎のパターン検出パルス信号を生成し(8)、搬送ベルト3上に転写された位置ずれ検知パターンの読み取りがN回終了するのを待機し(9)、読み取りが終了したら、該各色毎のパターン検出パルス信号に演算処理を加えて、CPU31が基準色である黒色線パターンと他の色の線パターンとの位置ずれ量を算定する(10)。
【0151】
次に、算定された位置ずれ量に基づき、各画像形成ステーションの画像書き出しタイミングを決定して、例えば不揮発性メモリに記憶される前回の補正タイミングデータを今回算定された補正タイミングデータに書き換えて(11)、処理を終了する。
【0152】
上記実施形態によれば、正反射光学系を用いた色ずれ検出手段で反射光量を大きく確保できるため、光源の発光量を押さえることが出来る。さらに、YMCK4色のトナーを同様に検知できるので、光源の発光周波数を自由に選択することが可能となる。さらに、色ずれ検出手段からの出力信号の1点が色ずれ検出パターンの位置情報を示すので、少ない演算量で色ずれ量を算出可能である。
【0153】
また、レジマーク測定波形自身からパルス変換に用いる基準電圧値をリアルタイムに生成することでLEDの光量個体差ばらつきや経時劣化による光量低下、また像担持体の表面反射率劣化に起因する出力変動に関して調整機構を設ける必要が無くなり、コストダウンを図ることができる。
【0154】
また、基準電圧値の補正機構を設けることで、像担持体上のキズによるレジマーク誤検知を防止できる。
【0155】
以下、図22に示すメモリマップを参照して本発明に係る画像形成装置を適用可能な画像処理システムで読み出し可能なデータ処理プログラムの構成について説明する。
【0156】
図22は、本発明に係る画像形成装置を適用可能な画像処理システムで読み出し可能な各種データ処理プログラムを格納する記憶媒体のメモリマップを説明する図である。
【0157】
なお、特に図示しないが、記憶媒体に記憶されるプログラム群を管理する情報、例えばバージョン情報,作成者等も記憶され、かつ、プログラム読み出し側のOS等に依存する情報、例えばプログラムを識別表示するアイコン等も記憶される場合もある。
【0158】
さらに、各種プログラムに従属するデータも上記ディレクトリに管理されている。また、各種プログラムをコンピュータにインストールするためのプログラムや、インストールするプログラムが圧縮されている場合に、解凍するプログラム等も記憶される場合もある。
【0159】
本実施形態における図21に示す機能が外部からインストールされるプログラムによって、ホストコンピュータにより遂行されていてもよい。そして、その場合、CD−ROMやフラッシュメモリやFD等の記憶媒体により、あるいはネットワークを介して外部の記憶媒体から、プログラムを含む情報群を出力装置に供給される場合でも本発明は適用されるものである。
【0160】
以上のように、前述した実施形態の機能を実現するソフトウエアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU)が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読出し実行することによっても、本発明の目的が達成されることは言うまでもない。
【0161】
この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が本発明の新規な機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【0162】
プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピーディスク,ハードディスク,光ディスク,光磁気ディスク,CD−ROM,CD−R,磁気テープ,不揮発性のメモリカード,ROM,EEPROM等を用いることができる。
【0163】
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているOS(オペレーティングシステム)等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【0164】
さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるCPU等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【0165】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、搬送体の表面状態に左右されることなく、かつ、搬送体の転写面色に左右されることなく、僅かな光量で搬送体に転写される各色ズレパターンと搬送体自体との反射率の差異を検知して、簡単、かつ安価な構成で色ずれ量を精度よく算定して各画像形成ステーションで形成される色画像を精度良く重ねて色ずれのないカラー画像を形成させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態を示すカラー画像形成装置の一例を説明する概略斜視図である。
【図2】図1に示したセンサの詳細構成を説明する概略説明図である。
【図3】本発明に係るカラー画像形成装置における色ずれ処理機構を説明するためのブロック図である。
【図4】図2に示した受光素子を含む受光処理回路の一例を示すブロック図である。
【図5】図4に示した比較部から出力されるパルス信号の特性を説明する図である。
【図6】図1に示された搬送ベルトに形成される色ずれ検出パターン例を示す図である。
【図7】本発明の第2実施形態を示すカラー画像形成装置における色ずれ検出処理回路の一例を示すブロック図である。
【図8】図7に示したI/V変換回路から出力されるパターン検知波形の一例を示す特性図である。
【図9】本発明の第3実施形態を示すカラー画像形成装置における色ずれ検出処理回路の一例を示すブロック図である。
【図10】図9に示したI/V変換回路から出力されるパターン検知波形の一例を示す特性図である。
【図11】本発明の第4実施形態を示すカラー画像形成装置における色ずれパターン検知機構の一例を説明する図である。
【図12】本発明の第4実施形態を示すカラー画像形成装置における色ずれ検出処理回路の一例を示すブロック図である。
【図13】図12に示したI/V変換回路から出力されるパターン検知波形の一例を示す特性図である。
【図14】本発明の第5実施形態を示すカラー画像形成装置における色ずれ検出処理回路の一例を示すブロック図である。
【図15】図1に示された搬送ベルトに形成される他の色ずれ検出パターン例を示す図である。
【図16】図14に示した色ずれセンサ回路によるパターン検知波形の一例を示す特性図である。
【図17】本発明の第6実施形態を示すカラー画像形成装置における色ずれ検出処理回路の一例を示すブロック図である。
【図18】図17に示した色ずれセンサ回路によるパターン検知波形の一例を示す特性図である。
【図19】本発明の第7実施形態を示すカラー画像形成装置における色ずれ検出処理回路の一例を示すブロック図である。
【図20】本発明の第8実施形態を示すカラー画像形成装置における色ずれセンサ回路によるパターン検知波形の一例を示す特性図である。
【図21】本発明に係る画像形成装置における画像処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図22】本発明に係る画像形成装置を適用可能な画像処理システムで読み出し可能な各種データ処理プログラムを格納する記憶媒体のメモリマップを説明する図である。
【図23】この種のカラー画像形成装置における色ずれ状態を説明する図である。
【図24】この種のカラー画像形成装置の搬送ベルトに形成される色ずれパターンの検出機構を説明する図である。
【符号の説明】
1 感光ドラム
2 レーザスキャナ
3 搬送ベルト
6 光センサ
9〜12 色じれ検出パターン
51 発光素子
52 受光素子
CONT コントロールユニット[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus capable of forming a color image by arranging a plurality of image forming stations side by side and sequentially superimposing and transferring an image formed in each image forming station onto a recording sheet conveyed by a conveying body, and an image forming apparatus. The present invention relates to a color misregistration detection processing method of an apparatus.
[0002]
[Prior art]
In an electrophotographic color image forming apparatus, various methods have been proposed which have a plurality of image forming units for speeding up and sequentially transfer images of different colors onto a recording material held on a transport belt. I have.
[0003]
By the way, problems of an apparatus having a plurality of image forming units include uneven movement of a plurality of photosensitive drums and a conveying belt due to mechanical accuracy and the like, and a problem of transporting the photosensitive drum at the transfer position of each image forming unit to the outer peripheral surface of the photosensitive drum. The relationship between the amount of movement of the belt and the like may be different for each color, may not match when the images are superimposed, and may cause a color shift.
[0004]
In particular, in a color image forming apparatus having a plurality of image forming units (image forming stations) each having a laser scanner and a photosensitive drum, there is an error in the distance between the laser scanner and the photosensitive drum in each image forming unit. If they differ from one another in the forming section, the scanning width of the laser on the photosensitive drum will differ, resulting in a color shift.
[0005]
FIG. 23 is a diagram illustrating a color misregistration state in this type of color image forming apparatus.
[0006]
In FIG. 23, reference numeral 7 denotes an original image position, and reference numeral 8a denotes an image position when a color shift occurs. In FIG. 23, (a), (b), and (c) show cases where there is a color shift in the main scanning direction, but two lines are drawn apart in the transport direction for the sake of explanation.
[0007]
In particular, (a) shows the inclination shift of the main scanning line, which occurs when there is an inclination between the optical unit and the photosensitive drum. For example, the position is corrected in the direction of the arrow by adjusting the position of the optical unit, the photosensitive drum, and the position of the lens.
[0008]
2B shows a color shift due to a variation in the width of the main scanning line, which is caused by a difference in the distance between the optical unit and the photosensitive drum. This is likely to occur when the optical unit is a laser scanner. For example, the image frequency is finely adjusted (if the scanning width is long, the frequency is increased. Then, the image is corrected in the direction of the arrow by changing the length of the scanning line.
[0009]
(C) shows the writing position error in the main scanning direction. For example, if the optical unit is a laser scanner, the correction is made in the direction of the arrow by adjusting the writing start timing from the beam detection position.
[0010]
(D) shows the writing position error in the paper transport direction. For example, the correction is made in the direction of the arrow by adjusting the writing start timing of each color from the detection of the leading edge of the sheet.
[0011]
To correct these color shifts, a pattern for color shift detection is formed on the conveyor belt for each color, and detected by a pair of optical sensors provided on both sides of the downstream side of the conveyor belt, and the detected shift is detected. In accordance with the amount, a controller (not shown) performs the above-described various adjustments electrically or mechanically to perform color misregistration correction control.
[0012]
FIG. 24 is a diagram illustrating a mechanism for detecting a color misregistration pattern formed on a transport belt of this type of color image forming apparatus. FIG. 24 shows a case where the light emitting element 51 and the light receiving element 52 are configured by a diffuse reflection optical system using the transport belt 3 as a reflection surface.
[0013]
In the figure, reference numeral 51 denotes a light emitting element, which is constituted by an LED, for example. 52 is a light receiving element, for example, a photo sensor. Reference numeral 3 denotes a conveyor belt, and 9a to 9d, 10a to 10d, 11a to 11d, and 12a to 12d are patterns for detecting color misregistration. Although the patterns 9, 10, 11, and 12 are shown as a single pattern, they correspond to a state in which they pass immediately below the light receiving element 52, and are originally formed on the transfer belt at predetermined intervals. Shall be.
[0014]
Reference numeral 53 denotes light emitted from the light emitting element 51, and reference numeral 54 denotes light received by the light receiving element 52 among light reflected from the transport belt or the patterns 9, 10, 11, and 12 for detecting color misregistration. .
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
Since the color misregistration detection mechanism in the conventional color image forming apparatus is configured as described above, in the case of the configuration using the irregular reflection optical system, the light amount received by the light receiving unit is small compared to the irradiation light amount of the light emitting unit. For this reason, it is difficult to obtain a sufficient amount of light for detection. As a countermeasure, for example, it is necessary to arrange a plurality of light emitting elements 51 around the light receiving element 52 or to use a light source having a large amount of emitted light. However, there is a problem that both measures cause a cost increase.
[0016]
In addition, since it is affected by the spectral sensitivity of the conveyor belt 3 and the color shift detection patterns 9, 10, 11, and 12, there are various restrictions on the wavelength of the light emitting element 51, the color of the conveyor belt 3, and the method of forming the color shift detection pattern. Occurs. For example, for the wavelength of the light emitting element 51, it is common to use an infrared region that exhibits reflection characteristics for all three colors of YMC. In this case, Bk has absorption characteristics.
[0017]
Therefore, the polarity of the detection waveform of the light receiving element at the time of Bk measurement is opposite to that at the time of detecting another color, and the detection level needs to be different from that of the other colors. In general, the transport belt is generally black (Bk), but this makes it impossible to detect a color shift detection pattern of Bk formed on the transport belt.
[0018]
As a countermeasure, it is necessary to improve the reflectance of the base by coloring the surface of the conveyor belt gray or forming a solid pattern (patch image pattern) of any of YMC under the color shift detection pattern of Bk. However, the former countermeasure causes a cost increase, and the latter countermeasure has a problem that the amount of waste toner is increased.
[0019]
In addition, when a registration mark is detected via the irregular reflection optical system, a method of generating a pulse waveform by comparing a predetermined reference voltage value with a measurement waveform for a pattern and using the pulse waveform as registration mark position information is described below. Such a problem exists.
[0020]
For example, an LED is often used as a light source of a sensor for detecting a registration mark. However, since the LED has a large variation in light emission amount, a mechanism for adjusting the light emission amount or a mechanism for adjusting the sensitivity of the I / V conversion circuit, Alternatively, a mechanism for adjusting the reference voltage value according to the light emission amount is required.
[0021]
Then, although a method of performing adjustment in production by providing a volume, etc. on the circuit is commonly, a problem that costs absolutely since it takes labor increases occur in the regulation work.
[0022]
In addition, when the light source decreases the light amount due to the deterioration over time or when the gloss value of the measurement object decreases due to the deterioration over time, there is a problem that the balance between the measured waveform and the reference voltage value is lost.
[0023]
As a solution to the above problem, there is a method in which a sensor detection waveform is read into an CPU through an A / D input port and the amount of light emitted from an LED or a reference voltage value is adjusted in accordance with the output.
[0024]
However, it is not practical because the A / D port of the CPU, which tends to be short, is used, and the response speed cannot cope with small fluctuations in the output waveform.
[0025]
Further, as described in the above conventional example, a specular reflection optical system that can increase the amount of light detected by the light receiving unit is often used in such a reflection type optical system. Therefore, the detection is sensitive to a decrease in the gloss value caused by a flaw formed on the image carrier. For this reason, in the case of an image carrier having been repeatedly used and having increased scratches, there may be cases where the scratches are erroneously detected as registration marks.
[0026]
The present invention has been made to solve the above problems, and a first object of the present invention is to convert a light detection current generated by a light receiving unit that receives light reflected by a light emitting unit into a voltage, The maximum value and the minimum value of the generated voltage are stored, a reference signal is generated according to the stored maximum value and the minimum value, and a light receiving output of the reflected light of each pattern image by the light receiving unit is generated. By comparing the magnitude of the reference signal to generate a pulse signal and calculating the amount of positional deviation between the images based on the comparison output, the transfer of the carrier is not affected by the surface condition of the carrier. Detects the difference in reflectance between each color misregistration pattern transferred to the carrier with a small amount of light and the carrier itself without being affected by the surface color, and accurately calculates the amount of color misregistration with a simple and inexpensive configuration Formed at each image forming station To provide a color shift detection processing method of an image forming apparatus and an image forming apparatus capable of forming a color image without color shift colors image superimposed accurately.
A second object is to read each of the pattern images formed on the carrier, determine a threshold based on the maximum value and the minimum value of the read output, and determine the read output of each pattern image and the threshold. Detecting the amount of misalignment between the images formed by the plurality of image forming stations based on the plurality of image forming stations, and correcting the positions of the images formed by the respective image forming stations based on the detected amount of misalignment. The difference between the reflectivity of each color misregistration pattern transferred to the carrier with a small amount of light and the carrier itself without being influenced by the surface condition of the carrier and without being influenced by the transfer surface color of the carrier. Color misregistration amount is accurately calculated with a simple and inexpensive configuration, and color images formed in each image forming station are accurately overlapped to form a color image without color misregistration. To provide a color shift detection processing method of an image forming apparatus and an image forming apparatus capable.
[0027]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, a plurality of image forming stations are arranged, and an image formed in each image forming station can be sequentially overlapped and transferred onto a recording sheet conveyed by a conveying body to form a color image. An image forming apparatus, wherein each of the plurality of image stations forms a reference color pattern image by a predetermined image forming station and a color misregistration detection pattern image by another image forming station on the carrier. Pattern forming means for controlling image formation of a station; a light emitting unit; a light receiving unit for receiving light reflected by the light emitting unit; a voltage converting unit for converting a light detection current generated by the light receiving unit into a voltage; A voltage storage unit for storing a maximum value and a minimum value of the voltage generated by the conversion unit; and a reference according to the maximum value and the minimum value stored in the voltage storage unit. A first signal generating unit for generating a signal, and a light receiving output of the reflected light of each of the pattern images by the light receiving unit is compared with a reference signal generated by the first signal generating unit to generate a pulse signal. A pattern detection unit including a second signal generation unit for performing the operation, and a calculation unit for calculating a positional shift amount between the respective images based on an output of the pattern detection unit.
[0028]
A second invention according to the present invention is characterized in that the light emitting section and the light receiving section of the pattern detecting means are constituted by a regular reflection optical system.
[0029]
A third invention according to the present invention is characterized in that the voltage value storage section has a reset section that clears a stored value in response to an external signal.
[0030]
A fourth invention according to the present invention is characterized in that the first signal generator can variably set the generation condition.
[0031]
A fifth invention according to the present invention is characterized in that the voltage value storage unit acquires a maximum value and a minimum value from a dedicated registration mark.
[0032]
In a sixth aspect according to the present invention, the maximum value and the minimum value of the light receiving section correspond to the surface reflected light amount and the toner reflected light amount of the carrier, or the toner reflected light amount and the surface reflected light amount of the carrier, respectively. It is characterized by the following.
[0033]
According to a seventh aspect of the present invention, it is possible to form a color image by arranging a plurality of image forming stations side by side and sequentially superimposing and transferring the images formed in the respective image forming stations onto recording paper conveyed by a conveying body. A color misregistration detection processing method of an image forming apparatus, wherein a reference color line pattern image by a predetermined image forming station and a color misregistration detection pattern image by another image forming station among the plurality of image forming stations are formed on the carrier. A pattern forming step of controlling image formation of each image forming station so as to form a current, a voltage converting step of converting a current detected by a light receiving unit that receives light reflected by the light emitting unit into a voltage, and a voltage converting step generated by the voltage converting step. A voltage value storing step of storing a maximum value and a minimum value of the obtained voltage value, and the maximum value and the minimum value stored in the voltage value storing step. A first signal generating step of generating a reference signal in accordance with the following, and comparing a light receiving output of the reflected light of the pattern image by the light receiving section with a reference signal generated by the first signal generating step, to generate a pulse. A pattern detection step including a second signal generation step of generating a signal, a calculation step of calculating a displacement amount between the respective color images based on an output of the pattern detection step, and a displacement amount calculated by the calculation step A control step of correcting and controlling the position of the image by each image forming station other than the reference color based on the reference color.
[0034]
An eighth invention according to the present invention is characterized in that the light emitting section and the light receiving section are constituted by a regular reflection optical system.
[0035]
A ninth invention according to the present invention is a ninth invention according to the present invention, wherein a plurality of image forming stations are juxtaposed, and the images formed at the respective image forming stations are sequentially recorded on a record conveyed by a conveying body. An apparatus for forming an image by superimposing and transferring, wherein pattern forming means for controlling image formation of each of the image forming stations so as to form a pattern image for detecting a positional shift on the carrier, respectively, A reading unit that reads each of the pattern images formed in, a threshold value is determined based on the maximum value and the minimum value of the reading output by the reading unit, and the reading output of each of the pattern images by the reading unit and the threshold value are determined. Displacement detection means for detecting a displacement between respective images formed by the plurality of image forming stations based on the displacement, and detecting the displacement Characterized in that it comprises a correcting means for correcting the position of the image formed by the respective image forming stations based on the positional deviation amount detected by the stage.
[0036]
A tenth invention according to the present invention is characterized in that the displacement detecting means has a storage unit for storing the threshold value.
[0037]
An eleventh invention according to the present invention is characterized in that the storage section has a reset section that clears a stored threshold value in response to an external reset signal.
[0038]
A twelfth invention according to the present invention is characterized in that the displacement detection means is capable of changing a condition for determining the threshold.
[0039]
According to a thirteenth aspect of the present invention, the reading means includes: a light emitting unit; a sensor that detects light reflected from the carrier by the light emitting unit and outputs a current corresponding to the amount of reflected light; Converting means for converting a current into a voltage, wherein the displacement detecting means determines the threshold value by dividing a maximum value and a minimum value of the output voltage from the converting means by a resistance means. .
[0040]
A fourteenth invention according to the present invention is characterized in that the displacement detection means can change the threshold value by changing a resistance value of the resistance means.
[0041]
According to a fifteenth aspect of the present invention, the position shift detecting means has a comparing means for comparing a read output of each of the patterns by the reading means with the threshold, and generating a pulse according to the comparison result, The displacement amount is detected according to the output timing of the pulse.
[0060]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic perspective view illustrating an example of a color image forming apparatus according to the first embodiment of the present invention. For example, image forming means (images of four colors, ie, yellow Y, magenta M, cyan C, and black K) (Forming station).
[0061]
In the figure, reference numerals 1a, 1b, 1c, and 1d denote photosensitive drums for forming an electrostatic latent image (a, b, c, and d indicate K, C, M, and Y, respectively), 2a, 2b, 2c, and 2d A laser scanner 3 that performs exposure according to an image signal to form an electrostatic latent image on the photosensitive drum 1, and 3 is an endless conveyance belt that also serves as a transfer belt that sequentially conveys paper to an image forming unit for each color, is not shown. It is rotationally driven by a driving roller 4 driven by a belt motor.
[0062]
The drive roller 4 is connected to a drive unit including a motor and gears (not shown), and drives the transport belt 3 at a predetermined speed. Reference numeral 5 denotes a driven roller which rotates in accordance with the movement of the conveyor belt 3 and applies a constant tension to the conveyor belt 3. Reference numerals 6a and 6b denote a pair of optical sensors, which are provided on the belt end side so as to be orthogonal to the transport direction of the transport belt 3 for detecting a misregistration detection pattern formed on the transport belt 3. A control unit CONT includes a CPU, a RAM, and a ROM (not shown), and executes a control program stored in the ROM to process a sensor signal, image data, and the like input through an input port (not shown). , And controls the driving of the engine unit, the driving of the laser scanner 2, and the like.
[0063]
Data to be printed is sent from a personal computer (PC) constituted by a host computer (not shown) to the printer, and when image formation in accordance with the printer engine is completed and the printer is ready for printing, paper is supplied from a paper cassette (not shown). Then, the paper reaches the transport belt 3, and the paper is sequentially transported by the transport belt 3 to the image forming units of each color.
[0064]
The image signals of the respective colors are sent to the respective laser scanners 2 in synchronization with the sheet conveyance by the conveyance belt 3 to form an electrostatic latent image on the photosensitive drum 1, and the toner is developed by a developing unit (not shown). The image is transferred onto a sheet by a transfer unit (not shown).
[0065]
In FIG. 1, images are sequentially formed in the order of Y, M, C, and K. Thereafter, the sheet is separated from the transport belt, the toner image is fixed on the sheet by heat in a fixing device (not shown), and is discharged to the outside. Hereinafter, the operation of the present embodiment will be described.
[0066]
In order to reduce color misregistration, a color misregistration detection pattern as shown in FIG. 6 is formed at each image forming station on the transport belt 3 as described above, and is provided on both sides of the transport belt 3. The image data is read by the pair of optical sensors 6a and 6b, and the amount of color shift between the colors is detected.
[0067]
FIG. 2 is a schematic explanatory view for explaining the detailed configuration of the optical sensors 6a and 6b shown in FIG. 1, and corresponds to a case where the pattern reading system is constituted by a regular reflection optical system.
[0068]
In the figure, reference numeral 51 denotes a light emitting element, which is constituted by, for example, an LED. 52 is a light receiving element, for example, a photo sensor. Reference numeral 3 denotes a transport belt, and reference numerals 9, 10, 11, and 12 denote color misregistration detection patterns.
[0069]
Reference numeral 53 denotes light emitted from the light emitting element 51, and reference numeral 54b denotes received light, which is received by the light receiving element 52 of the reflected light from the conveyor belt 3 or the color misregistration detection patterns 9, 10, 11, and 12.
[0070]
In the present embodiment, the light emitting unit and the light receiving unit are configured by a regular reflection optical system using the transport belt 3 as a reflection surface, and the difference between the reflectance of the transport belt 3 and the regular reflection light of the color misregistration detection pattern, that is, , The position of the color misregistration detection pattern is accurately detected based on the difference in gloss. Therefore, even if the black toner is on the conveyor belt 3, the pattern can be detected from the difference in gloss, and the background image (patch image) can be detected using another developing color toner for black as in the related art. Need not be formed, and the amount of toner to be collected during color misregistration correction can be significantly reduced.
[0071]
In addition, when an object having a high gloss value is irradiated with light, very large regular reflection light can be obtained. For example, by applying mirror finishing to the surface of the conveyor belt 3, the gloss value can be increased. Then, when a toner image is formed on the transport belt 3, the specularity of the portion is lost and the gloss value is reduced. The variation of the gloss value may be detected by the optical sensors 6a and 6b using the regular reflection optical system to detect the color misregistration detection pattern.
[0072]
FIG. 3 is a block diagram for explaining a color misregistration processing mechanism in the color image forming apparatus according to the present invention.
[0073]
As shown in FIG. 3, a calculation unit 34 that performs arithmetic processing on detection data detected by a pattern detection unit 32 including an LED light emitting unit and a photosensor light receiving unit, and calculates a color shift amount and a correction value. An image output unit 55 for performing formation, a timer 33 and a CPU 31 for performing timing adjustment and various settings of each unit, a RAM (not shown), and a ROM (not shown) are provided. It is assumed that the timer 33, the CPU 31, the calculation unit 34, the image output unit 55, and the pattern detection unit 32 are provided in the control unit CONT shown in FIG.
[0074]
FIG. 4 is a block diagram showing an example of a light receiving processing circuit including the light receiving element 52 shown in FIG.
[0075]
In FIG. 4, reference numeral 100 denotes a photodetector, which detects the light received by the light receiving element 52 from among the reflected light from the transport belt or the color misregistration detection patterns 9, 10, 11, and 12. An I / V conversion circuit 101 converts a current value proportional to the received light into a voltage signal. A comparison unit 102 compares the voltage signal output from the I / V conversion circuit 101 with the reference voltage 103, and outputs a result signal to the CPU 104.
[0076]
In the image forming apparatus configured as described above, the color misregistration detection pattern detected by the light receiving element 52 illustrated in FIG. 2 is converted from current to voltage by the I / V conversion circuit 101 (I / V) as illustrated in FIG. V conversion), the comparison unit 102 compares the signal with the reference voltage 103, and outputs a positive pulse signal as shown in FIG. 5 while the signal level is lower than the reference voltage.
[0077]
FIG. 5 is a diagram for explaining the characteristics of the pulse signal output from the comparison unit 102 shown in FIG. 4, and is output when the detection pattern of the color misregistration detection pattern formed on the conveyor belt 3 shown in FIG. Corresponding to the pulse signal to be performed. In FIG. 5, the horizontal axis indicates time.
[0078]
5A shows a state in which the pattern width of the light receiving element 52 in the transport direction of the transport belt 3 is indicated by time t. (B) is a pattern reading output waveform output by the I / V conversion circuit 101, and (c) is a reference voltage 103.
[0079]
As shown in this figure, from the transition of the output waveform (b) and the positional relationship of the light receiving element 52, the transport belt 3 has a high gloss, and most of the emitted light 53 shown in FIG. The light is received by the light receiving element 52.
[0080]
On the other hand, the color misregistration detection toner image formed on the transport belt 3 has low gloss, most of the emitted light 53 is scattered, and the specularly reflected light 54b received by the light receiving element 52 is slight.
[0081]
As a result, the output waveform (b) has a characteristic that it is high when the conveyor belt 3 is detected and becomes low when the color misregistration detection pattern is detected.
[0082]
Therefore, by utilizing the above characteristics, the color misregistration detection patterns yellow 9, magenta 10, cyan 11, and black 12 are formed on the conveyor belt 3 at each image forming station at a predetermined timing, and a pair of light for color misregistration detection is formed. Upon detection by the sensors 6a and 6b, the light receiving element 52 outputs four waveforms corresponding to the output waveform (b) shown in FIG.
[0083]
In FIG. 5, the first is an output waveform corresponding to the yellow color misregistration detection pattern, the second is an output waveform corresponding to magenta, the third is an output waveform corresponding to cyan, and the fourth is a black waveform. Output waveform corresponding to the color misregistration detection pattern.
[0084]
At this time, the waveforms for detecting the patterns of the four colors have the same shape. The first to fourth valleys are lower than the threshold (c), and as a result, a pulse corresponding to (d) in FIG. 5 is output from the comparing unit 102 shown in FIG.
[0085]
In response to this, the calculation unit 34 shown in FIG. 3 calculates the center position of each of the first to fourth pulse signals shown in FIG. 5D, and further calculates the time difference between the respective center positions. Then, the color shift amount is calculated from the difference between the obtained time difference and the value of the preset time difference. Thereafter, the CPU 31 individually controls the image forming timing and the like so as to correct the color shift of each image forming station in accordance with the color shift amount calculated by the calculation unit 34.
[0086]
According to this embodiment, since the regular reflection optical system is used, when the position of the color misregistration detection pattern is detected by the difference between the regular reflectance of the transport belt 3 and the color misregistration detection pattern, that is, the difference in gloss, The transport belt 3 has a high gloss, and most of the emitted light 53 becomes the regular reflected light 54 b and is received by the light receiving element 52. At this time, the color misregistration detection pattern, which is a toner image, has low gloss, most of the emitted light 53 is scattered, and the specular reflected light 54b received by the light receiving element 52 is slight. That is, the output of the light receiving element 52 is high when the conveyance belt 3 is detected, and is low when the color misregistration detection pattern is detected. The regular reflection light from the conveyor belt 3 has a sufficient amount of light, and the light receiving element 52 obtains an output waveform (b) having a sufficient amplitude for detection.
[0087]
Therefore, one light emitting element 51 is sufficient. Since the amount of specularly reflected light is much larger than that of diffusely reflected light, it is possible to use a light emitting element with a small amount of emitted light.
[0088]
In addition, by using the regular reflection optical system, the amount of regular reflection light is related only to the gloss value of the object to be measured, and the influence of the spectral sensitivity of the transport belt 3 and the color misregistration detection patterns 9, 10, 11, and 12 is affected. Since it is no longer received, it is possible to similarly detect toners of four colors of YMCK, and it is possible to freely set the emission wavelength of the light emitting element.
[0089]
FIG. 6 is a diagram showing an example of a color misregistration detection pattern formed on the transport belt shown in FIG. Hereinafter, the color misregistration correction calculation processing by the calculation unit 34 shown in FIG.
[0090]
In FIG. 6, 9a to 9d and 10a to 10d are patterns for detecting the amount of color misregistration in the paper transport direction, and 11a to 11d and 12a to 12d represent the amount of color misregistration in the main scanning direction orthogonal to the paper transport direction. This is a pattern for detection. In this example, the inclination is 45 degrees. Note that a to d indicate black (hereinafter, Bk), yellow (hereinafter, Y), magenta (hereinafter, M), and cyan (hereinafter, C), respectively.
[0091]
tsfl to tsf4, tmfl to tmf4, tsrl to tsr4, tmrl to tmr4 indicate the detection timing of each pattern, and the arrows indicate the moving direction of the transport belt 3. The transport speed of the transport belt 3 is Vmm / s, Bk is the reference color, and the theoretical distance between each color of the paper transport direction pattern and the Bk pattern is dsYmm, dsMmm, dsCmm, the paper transport direction pattern of each color and the main scanning direction. The actually measured distance between the patterns is dmfBkmm, dmfYmm, dmfMmm, dmfCmm, dmrBkmm, dmrYmm, dmrMmm, and dmrCmm, respectively. ) To (17),
Figure 0003564042
[0092]
On the other hand, with respect to the main scanning direction, the positional shift amounts δemf and δemr of the respective left and right colors are:
dmfBk = v * (tmfl-tsfl) (4)
dmfY = v * (tmf2-tsf2) (5)
dmfM = v * (tmf3-tsf3) (6)
dmfC = v * (tmf4-tsf4) (7)
dmrBk = v * (tmrl-tsrl) (8)
dmrY = v * (tmr2-tsr2) (9)
dmrM = v * (tmr3-tsr3) (10)
dmrC = v * (tmr4−tsr4) (11)
δemfY = dmfY−dmfBk (12)
δemfM = dmfM−dmfBk (13)
δemfC = dmfC−dmfBk (14)
δemrY = dmrY−dmrBk (15)
δemrM = dmrM−dmrBk (16)
δemrC = dmrC−dmrBk (17), and the direction of deviation can be determined from the positive or negative of the calculation result, and the writing position is corrected from δemf and the main scanning width is corrected from δemr−δemf.
[0093]
If there is an error in the main scanning width, the writing position is calculated not only by δemf but also by taking into account the amount of change in the image frequency that has changed due to the main scanning width correction.
[0094]
[Second embodiment]
FIG. 7 is a block diagram showing an example of a color misregistration detection processing circuit in a color image forming apparatus according to the second embodiment of the present invention, and the same components as those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals. The optical system of the sensor is the same as that shown in FIG. 2 in the first embodiment. Hereinafter, only different points from the first embodiment will be described.
[0095]
In FIG. 7, reference numeral 105 denotes a peak hold circuit which holds the peak value of the pattern detection waveform output from the I / V conversion circuit 101 for a certain period of time.
[0096]
When the color misregistration detection pattern formed on the conveyor belt 3 is read and the current based on the pattern detection is converted into a voltage signal by the I / V conversion circuit 101, the peak value of the pattern detection waveform is obtained by the operation of the peak hold circuit 105. Is held for a certain period of time. As a result, a pulse waveform having an amplitude value equal to the peak value of the pattern detection waveform is generated. This waveform is amplified and converted into a pulse waveform whose amplitude value is equal to the power supply voltage.
[0097]
FIG. 8 is a characteristic diagram showing an example of a pattern detection waveform output from the I / V conversion circuit 101 shown in FIG. 7, and the same components as those in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals.
[0098]
8A and 8B are the same as in the first embodiment. (C) is an output waveform generated by inverting the waveform of the output waveform (b). In the output waveform (c), the color misregistration detection pattern is detected at the peak of each waveform.
[0099]
(D) is a pulse signal generated by the signal processing of the peak hold circuit 105 shown in FIG. 6 for the output waveform (c). Note that the peak hold circuit 105 has a function of maintaining the voltage at the peak time for a certain period of time, and when the waveform of the output waveform (c) reaches the peak time, the pulse signal (d) generates the pulse signal at the peak of the output waveform (c). Start up to voltage.
[0100]
Thereafter, after a certain period of time, the level returns to the GND level. As a result, the rising timing of the pulse signal (d) becomes the detection timing of the color misregistration detection pattern and is input to the CPU 104 shown in FIG. The CPU 104 obtains the time difference of the retiming at the rise of the pulse for four colors, and calculates the amount of color shift from the difference between the obtained time difference and a preset time difference value. Subsequent processing is the same as in the first embodiment.
[0101]
[Third embodiment]
FIG. 9 is a block diagram showing an example of a color misregistration detection processing circuit in a color image forming apparatus according to the third embodiment of the present invention, wherein the same components as those in FIG. 7 are denoted by the same reference numerals. Since the optical system of the sensor is the same as that of the first embodiment, the configuration and operation different from those of the first embodiment will be described below.
[0102]
In the figure, reference numeral 106 denotes an A / D converter, and the I / V conversion circuit 101 converts a current proportional to the amount of received light into a voltage signal. Reference numeral 107 denotes a RAM which stores digitized received light amount data A / D converted by the A / D converter 106.
[0103]
In the color image forming apparatus configured as described above, when the light receiving unit (PD) 100 detects regular reflection light and converts the light amount into a current, the I / V conversion circuit 101 outputs a current proportional to the received light amount to a voltage signal. Convert to Next, digitization is performed using the A / D converter 106. Then, the digitized received light amount data is read by the CPU 104 and stored in the RAM 107. Then, the peak of the waveform is detected from the data stored in the RAM 107 to detect the position of the color misregistration detection pattern.
[0104]
FIG. 10 is a characteristic diagram showing an example of a pattern detection waveform output from the I / V conversion circuit 101 shown in FIG. 9, and the same components as those in FIG. 8 are denoted by the same reference numerals.
[0105]
In FIG. 10, (a) and (b) are the same as in the first embodiment. (C) is a digitized version of the output waveform (b), and the interval between points in the figure is determined by the sampling period. The smaller the interval, the better the measurement accuracy.
[0106]
Here, the intervals between the points are set large to simplify the description. This point is sequentially stored in the RAM 107 by the CPU 104. At this time, it is assumed that data addresses are continuous. This data is roughly divided into four pieces, and an address at which the data of the minimum value is stored is detected.
[0107]
This is the position information of the color misregistration detection pattern. Further, when the difference between the respective addresses is obtained and multiplied by the sampling period, the detection time difference of each color misregistration detection pattern can be detected. Is calculated. Subsequent processing is the same as in the first embodiment.
[0108]
[Fourth embodiment]
FIG. 11 is a view for explaining an example of a color misregistration pattern detecting mechanism in a color image forming apparatus according to the fourth embodiment of the present invention, and the same components as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals. Note that this corresponds to a case where the pattern reading system is configured by a regular reflection optical system.
[0109]
In the figure, reference numeral 51 denotes a light emitting element, which is constituted by, for example, an LED. 52a and 52b are light receiving elements, for example, photo sensors. Reference numeral 3 denotes a transport belt, and reference numerals 9, 10, 11, and 12 denote color misregistration detection patterns.
[0110]
Reference numeral 53 denotes light emitted from the light emitting element 51, and reference numeral 54b denotes received light, which is received by the light receiving element 52 out of reflected light from the conveyor belt 3 or the color misregistration detection patterns 9, 10, 11, and 12.
[0111]
FIG. 12 is a block diagram showing an example of a color misregistration detection processing circuit in a color image forming apparatus according to the fourth embodiment of the present invention, and the same components as those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals.
[0112]
12, the light receiving element 52a corresponds to PD100, and the light receiving element 52b corresponds to PD200. The color misregistration detection patterns detected by the PDs 100 and 200 are converted from current to voltage by the I / V conversion circuits 101 and 201, respectively. The difference between the light receiving sensitivities of the two light receiving elements 52a and 52b becomes the same after the I / V conversion by adjusting the conversion rates of the I / V conversion circuits 101 and 201.
[0113]
In the comparing unit 102, the signal levels corresponding to the light receiving elements 52a and 52b are compared with each other, and during a period in which the signal level corresponding to the light receiving element 52b is lower than the signal level corresponding to the light receiving element 52a, the positive pulse is generated as shown in FIG. Are output at the timing shown in FIG.
[0114]
FIG. 13 is a characteristic diagram showing an example of a pattern detection waveform output from the I / V conversion circuits 101 and 201 shown in FIG.
[0115]
13A shows a state in which the pattern width of the light receiving elements 52a and 52b in the transport direction of the transport belt 3 is indicated by time t. (B) is an output waveform after I / V conversion of the output of the light receiving element 52a by the I / V conversion circuit 101. (C) is an output waveform after I / V conversion of the output of the light receiving element 52b by the I / V conversion circuit 201, and after the high level is clipped by a clip circuit (not shown).
[0116]
In the fourth embodiment, each of the output waveforms (c) and (b) shown in FIG. 12 has four valleys. The first corresponds to a yellow color misregistration detection pattern, the second corresponds to a magenta color, the third corresponds to a cyan color misregistration pattern, and the fourth corresponds to a black color misregistration detection pattern.
[0117]
In the example shown in FIG. 13, since the light receiving elements 52 a and 52 b are arranged adjacent to each other along the transport direction of the transport belt 3, the color misregistration detection patterns 9, 10, 11 and 12 are caused by the transport of the transport belt 3. When the light passes through the light receiving elements 52a and 52b, the signal level of the output waveform at the light receiving element 52a rises, and at the same time, the signal level of the output waveform at the light receiving element 52b falls.
[0118]
On the other hand, since the difference between the light receiving sensitivities of the two light receiving elements 52a and 52b is adjusted by the I / V conversion circuits 101 and 201 in FIG. 13, the signal rises at an intermediate level of the amplitude of the signal corresponding to the light receiving elements 52a and 52b. And falling intersect. Since the signal levels after the I / V conversion by the I / V conversion circuits 101 and 201 have the same background level, chattering occurs in the output when input to the comparator 102 such as a comparator.
[0119]
Therefore, the high level (background level) of the signal corresponding to the light receiving element 52b is clipped, and the background level of each signal is set to a different value. In other words, the rising of the positive pulse (d) indicates the timing when the centers of the color misregistration detection patterns 9, 10, 11, and 12 pass through the center of the light receiving elements 52a and 52b. This timing is not affected by variations in the line width of the color misregistration detection patterns 9, 10, 11, and 12 and variations in the light amount of the light emitting unit 51.
[0120]
Therefore, as shown in FIG. 13, the CPU 104 calculates the rising time difference of each color pulse waveform (positive pulse (d)). Is calculated. Subsequent processing is the same as in the first embodiment.
[0121]
[Fifth Embodiment]
FIG. 14 is a block diagram showing an example of a color misregistration detection processing circuit in a color image forming apparatus according to the fifth embodiment of the present invention, in which the same components as those in FIG. This embodiment corresponds to a detailed example of the peak hold circuit according to the present invention. Hereinafter, the configuration and operation will be described.
[0122]
14, the detection current from the light receiving element 52, that is, the detection current from the PD100 is converted into a voltage by the I / V conversion circuit 101. The maximum value and the minimum value are detected by the upper peak hold circuit 301 and the lower peak hold circuit 303, respectively, and are divided by the resistors 302 and 304. A comparison circuit 305 determines the magnitude relationship between the output waveform of the I / V conversion circuit 101 and the voltage values divided by the resistors 302 and 304, and corresponds to an output waveform (b) shown in FIG. Generate a pulse signal.
[0123]
Here, in order for the upper peak hold circuit 301 and the lower peak hold circuit 303 to obtain the maximum value and the minimum value, it is necessary to read one line in advance. A pulse conversion reference voltage is created from the maximum value and the minimum value acquired here. That is, in the present embodiment, it is necessary to create a registration mark for acquiring the maximum value and the minimum value immediately before the registration mark shown in FIG. Specifically, as shown in FIG. 15, the marks 13a and 14a for peak determination are corrected immediately before the registration mark.
[0124]
FIG. 16 is a characteristic diagram showing an example of a pattern detection waveform by the color misregistration sensor circuit shown in FIG. 14, and the same components as those in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals.
[0125]
In FIG. 16, (a) represents the width of the light receiving element 52 in the transport direction of the transport belt 3 by time t, and shows the transition of the output waveform (b) of the I / V conversion circuit and the positional relationship of the light receiving element 52. The transport belt 3 has a high gloss, and most of the emitted light 53 becomes the regular reflected light 54 b and is received by the light receiving element 52.
[0126]
The color misregistration detection pattern, which is a toner image, has low gloss, most of the emitted light 53 is scattered, and the specular reflected light 54b received by the light receiving element 52 as shown in FIG. 2 is slight. The output waveform (b) is high when the conveyance belt 3 is detected, and low when the color misregistration detection pattern is detected. Note that the value of the threshold (c) is determined by the voltage division ratio of the resistors 302 and 304. This relationship is expressed by the equation of A: B = resistor 302: resistor 304.
[0127]
The color shift detection patterns yellow 9, magenta 10, cyan 11, and black 12 are formed on the conveyor belt 3, and are detected by the optical sensors 6a and 6b. The light receiving element 52 outputs an output waveform (b) having four peaks as shown in FIG. The first corresponds to a yellow color misregistration detection pattern, the second corresponds to a magenta color, the third corresponds to a cyan color misregistration pattern, and the fourth corresponds to a black color misregistration detection pattern. At this time, the waveforms for detecting the patterns of the four colors have the same shape. The first to fourth valleys become lower than the threshold (c), and the pulse signal (d) shown in FIG. Then, the arithmetic unit 53 shown in FIG. 3 obtains the center position of each of the first to fourth pulse signals (d) shown in FIG. 16, and further obtains the time difference between the respective center positions. A color shift amount is calculated from a difference between the obtained time difference and a preset time difference value. Subsequent processing is the same as in the first embodiment.
[0128]
[Sixth embodiment]
In the above-mentioned reflection type optical system, a regular reflection optical system which can increase the amount of light detected by the light receiving unit is often used. On the other hand, since the regular reflection optical system responds to the magnitude of the gloss value, the image carrying It is also sensitive to the decrease in gloss value caused by scratches on the body. For this reason, in the case of an image carrier having been repeatedly used and having increased scratches, there may be cases where the scratches are erroneously detected as registration marks. Therefore, by adjusting the detection level of the peak value, the color misregistration detection pattern image may be normally read even if some scratches occur on the transport belt. Hereinafter, the embodiment will be described.
[0129]
FIG. 17 is a block diagram showing an example of a color misregistration detection processing circuit in a color image forming apparatus according to the sixth embodiment of the present invention. The same components as those in FIG. 14 are denoted by the same reference numerals. This embodiment corresponds to another detailed example (a modification of the fifth embodiment) of the peak hold circuit according to the present invention. Hereinafter, the configuration and operation will be described.
[0130]
In FIG. 17, reference numeral 402 denotes an analog switch which can select an arbitrary resistance value (resistors 401-1 to 401-N) by a signal from the CPU 31.
[0131]
FIG. 18 is a characteristic diagram showing an example of a pattern detection waveform by the color misregistration sensor circuit shown in FIG. 17, and the same components as those in FIG. 16 are denoted by the same reference numerals.
[0132]
As shown in FIG. 18, when a flaw or the like occurs on the image carrier (when it is configured as a carrier) due to a change over time due to image formation or the like, the image carrier is displayed at the center of the output waveform (b). A waveform is generated due to a flaw formed on the body. In this case, when the reference voltage value of the threshold value (c) is at the A level in the initial set value state, erroneous detection pulses EP1 and EP2 are generated, resulting in a control error.
[0133]
Therefore, the CPU 31 instructs the operation of the analog switch 402 shown in FIG. 15, switches the resistance value, and sets and controls the reference voltage value generation condition. When the reference voltage value reaches the B level (exceeds the A level), no erroneous detection pulse is generated, and the control can be normally completed.
[0134]
[Seventh embodiment]
FIG. 19 is a block diagram showing an example of a color misregistration detection processing circuit in a color image forming apparatus according to the seventh embodiment of the present invention, and the same components as those in FIG. 14 are denoted by the same reference numerals. This embodiment corresponds to another detailed example (a modification of the fifth embodiment) of the peak hold circuit according to the present invention.
[0135]
The fifth embodiment is different from the fifth embodiment in that the reset signal input terminals for clearing the peak values stored in the upper peak hold circuit 301 and the lower peak hold circuit 303 are different from the upper peak hold circuit 301 and the lower peak hold circuit 301. This is the point added to the hold circuit 303. Hereinafter, the configuration and operation will be described.
[0136]
When the image carrier is in the form of a belt as described above, the distance between the object to be measured and the color misregistration detection sensor tends to fluctuate, depending on the configuration of the mounting portion, and the output voltage value fluctuates accordingly. There are many. In such a case, the maximum and minimum values obtained by the peak hold circuits 301 and 303 may not always be optimal.
[0137]
Therefore, in the present embodiment, more accurate registration mark detection can be performed by clearing a reset value from the CPU 31 and reacquiring a new peak value for the peak value acquired by the peak hold circuits 301 and 303 in a certain cycle. It becomes possible.
[0138]
In the case where the registration marks shown in FIG. 6 are used as one unit and a plurality of registration mark groups are measured to obtain a plurality of color misregistration values and a process for improving reading accuracy is performed, the registration mark group is detected. It is possible to receive a reset signal from the CPU 31 at a timing immediately before the acquisition and obtain a new peak value from the peak value acquisition mark again to improve the measurement accuracy.
[0139]
[Eighth Embodiment]
In the first to seventh embodiments, the case has been described in which all the color misregistration image detection processing for registration correction is detected by the regular reflection optical system. Means may be incorporated to switch the color misregistration detection processing between black and another color to perform the color misregistration amount detection processing.
[0140]
FIG. 20 is a characteristic diagram illustrating an example of a pattern detection waveform by the color misregistration sensor circuit in the color image forming apparatus according to the eighth embodiment of the present invention, and the horizontal axis indicates time.
[0141]
FIG. 20A shows a state in which the pattern width of the light receiving element 52 in the transport direction of the transport belt 3 is indicated by time t. (C) is a pattern reading output waveform output by the I / V conversion circuit 101, and (b) is a reference voltage 103. (D) is a pulse signal output when the detection pattern of the color misregistration detection pattern formed on the transport belt 3 is read.
[0142]
In the example shown in FIG. 20, since an irregular reflection optical system is used as the optical system, the output waveform (b) of the I / V conversion circuit increases when a YMC color registration mark having reflection characteristics is detected. Therefore, when the Bk color registration mark is detected, the output decreases.
[0143]
Accordingly, when the measurement optical system is a diffuse reflection optical system, the behavior of the output waveform is different between the YMC color registration mark and the Bk color registration mark. A process for clearing the held peak value is performed.
[0144]
Thereby, the CPU 31 can obtain a pulse signal based on reading of the YMC color registration mark and the Bk color registration mark.
[0145]
FIG. 21 is a flowchart illustrating an example of an image processing procedure in the image forming apparatus according to the present invention. Note that (1) to (14) indicate each step.
[0146]
First, the CPU 31 determines whether or not it is the registration correction timing of each image forming station (1). If it is determined that the registration correction timing has not been reached, the process proceeds to step (12), where the CPU 31 determines that image data to be output is received. After waiting and receiving the image data, an image is formed at the current correction timing stored in the nonvolatile memory in the CPU 31 while controlling the image writing in each image forming station (13). The image formation is repeated until it is determined that the image formation is completed (14), and when the image formation is completed, the processing is completed. The number of images formed by image formation is stored in the non-volatile memory, and is referred to at the next registration correction timing.
[0147]
The determination of the registration correction timing in step (1) is performed at every fixed image formation number, or at a registration correction instruction from an operation panel or an external host (not shown), the elapsed time since the last registration correction execution, and the number of prints. It is assumed that the registration correction timing is determined on the basis of the above.
[0148]
On the other hand, if it is determined in step (1) that it is the registration correction timing, the CPU 31 sets the position shift correction mode, reads the position shift detection pattern data from the ROM or the like (2), and A misregistration detection pattern (see FIG. 6) corresponding to each color is formed in the forming station (3).
[0149]
Next, when the misregistration detection pattern formed in each image forming station is transferred to the transport belt 3 (4), the misregistration pattern image is configured into a regular reflection optical system, for example, a read toner image detection sensor shown in FIG. A position shift detection pattern is detected by the light receiving element 52 (5), a current value based on the detected pattern image is subjected to I / V conversion by the I / V conversion circuit 101, and then peak-held by the peak hold circuit 105 (6).
[0150]
Next, the peak hold circuit 105 compares the peak-held value with the reference voltage value to determine whether or not the value obtained by peak-holding the reference voltage value is exceeded (7). A pattern detection pulse signal is generated for each color (8), and the reading of the misregistration detection pattern transferred onto the conveyor belt 3 is waited for N times to be completed (9). The CPU 31 calculates the positional deviation between the black line pattern as the reference color and the line pattern of another color by adding arithmetic processing to the detected pulse signal (10).
[0151]
Next, the image writing timing of each image forming station is determined based on the calculated positional deviation amount, and the previous correction timing data stored in, for example, the non-volatile memory is rewritten with the correction timing data calculated this time ( 11), end the process.
[0152]
According to the above-described embodiment, a large amount of reflected light can be secured by the color misregistration detection unit using the regular reflection optical system, so that the amount of light emitted from the light source can be suppressed. Further, since the Y, M, C, and K toners can be similarly detected, the light emission frequency of the light source can be freely selected. Further, since one point of the output signal from the color misregistration detecting means indicates the position information of the color misregistration detection pattern, the color misregistration amount can be calculated with a small amount of calculation.
[0153]
In addition, the reference voltage value used for pulse conversion is generated in real time from the registration mark measurement waveform, thereby reducing the light amount due to individual differences in the light amount of the LED and deterioration with time, and the output fluctuation due to the surface reflectance deterioration of the image carrier. There is no need to provide an adjustment mechanism, and costs can be reduced.
[0154]
In addition, by providing the reference voltage value correcting mechanism, it is possible to prevent registration mark erroneous detection due to a scratch on the image carrier.
[0155]
Hereinafter, the configuration of a data processing program readable by an image processing system to which the image forming apparatus according to the present invention can be applied will be described with reference to a memory map shown in FIG.
[0156]
FIG. 22 is a diagram illustrating a memory map of a storage medium that stores various data processing programs that can be read by an image processing system to which the image forming apparatus according to the present invention can be applied.
[0157]
Although not shown, information for managing a group of programs stored in the storage medium, for example, version information, a creator, and the like are also stored, and information dependent on the OS or the like on the program reading side, for example, a program is identified and displayed. Icons and the like may also be stored.
[0158]
Further, data dependent on various programs is also managed in the directory. In addition, a program for installing various programs on a computer or a program for decompressing a program to be installed when the program to be installed is compressed may be stored.
[0159]
The functions shown in FIG. 21 in this embodiment may be performed by a host computer by a program installed from the outside. In this case, the present invention is applied even when a group of information including a program is supplied to the output device from a storage medium such as a CD-ROM, a flash memory, or an FD, or from an external storage medium via a network. Things.
[0160]
As described above, the storage medium storing the program codes of the software for realizing the functions of the above-described embodiments is supplied to the system or the apparatus, and the computer (or CPU or MPU) of the system or the apparatus stores the storage medium in the storage medium. It goes without saying that the object of the present invention is also achieved by reading and executing the program code thus obtained.
[0161]
In this case, the program code itself read from the storage medium implements the novel function of the present invention, and the storage medium storing the program code constitutes the present invention.
[0162]
As a storage medium for supplying the program code, for example, a floppy disk, hard disk, optical disk, magneto-optical disk, CD-ROM, CD-R, magnetic tape, nonvolatile memory card, ROM, EEPROM, or the like can be used. it can.
[0163]
When the computer executes the readout program code, not only the functions of the above-described embodiments are realized, but also an OS (Operating System) running on the computer based on the instruction of the program code. It goes without saying that a part or all of the actual processing is performed and the functions of the above-described embodiments are realized by the processing.
[0164]
Further, after the program code read from the storage medium is written into a memory provided on a function expansion board inserted into the computer or a function expansion unit connected to the computer, the function expansion is performed based on the instruction of the program code. It goes without saying that a CPU or the like provided in the board or the function expansion unit performs part or all of the actual processing, and the processing realizes the functions of the above-described embodiments.
[0165]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, each color shift transferred to the transporting body with a small amount of light is not affected by the surface condition of the transporting body and is not affected by the transfer surface color of the transporting body. By detecting the difference in reflectance between the pattern and the carrier itself, the amount of color misregistration is accurately calculated with a simple and inexpensive configuration, and the color images formed in each image forming station are superimposed with high accuracy to reduce the color misregistration. No color image can be formed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic perspective view illustrating an example of a color image forming apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic explanatory diagram illustrating a detailed configuration of a sensor illustrated in FIG. 1;
FIG. 3 is a block diagram for explaining a color misregistration processing mechanism in the color image forming apparatus according to the present invention.
FIG. 4 is a block diagram illustrating an example of a light receiving processing circuit including the light receiving element illustrated in FIG. 2;
FIG. 5 is a diagram illustrating characteristics of a pulse signal output from a comparison unit illustrated in FIG. 4;
6 is a diagram illustrating an example of a color misregistration detection pattern formed on the transport belt illustrated in FIG. 1;
FIG. 7 is a block diagram illustrating an example of a color misregistration detection processing circuit in a color image forming apparatus according to a second exemplary embodiment of the present invention.
8 is a characteristic diagram showing an example of a pattern detection waveform output from the I / V conversion circuit shown in FIG.
FIG. 9 is a block diagram illustrating an example of a color misregistration detection processing circuit in a color image forming apparatus according to a third embodiment of the present invention.
10 is a characteristic diagram showing an example of a pattern detection waveform output from the I / V conversion circuit shown in FIG.
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a color misregistration pattern detection mechanism in a color image forming apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a block diagram illustrating an example of a color misregistration detection processing circuit in a color image forming apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
13 is a characteristic diagram illustrating an example of a pattern detection waveform output from the I / V conversion circuit illustrated in FIG.
FIG. 14 is a block diagram illustrating an example of a color misregistration detection processing circuit in a color image forming apparatus according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a diagram illustrating another example of a color misregistration detection pattern formed on the transport belt illustrated in FIG. 1;
16 is a characteristic diagram showing an example of a pattern detection waveform by the color misregistration sensor circuit shown in FIG.
FIG. 17 is a block diagram illustrating an example of a color misregistration detection processing circuit in a color image forming apparatus according to a sixth embodiment of the present invention.
18 is a characteristic diagram showing an example of a pattern detection waveform by the color misregistration sensor circuit shown in FIG.
FIG. 19 is a block diagram illustrating an example of a color misregistration detection processing circuit in a color image forming apparatus according to a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 20 is a characteristic diagram showing an example of a pattern detection waveform by a color misregistration sensor circuit in the color image forming apparatus according to the eighth embodiment of the present invention.
FIG. 21 is a flowchart illustrating an example of an image processing procedure in the image forming apparatus according to the present invention.
FIG. 22 is a diagram illustrating a memory map of a storage medium that stores various data processing programs that can be read by an image processing system to which the image forming apparatus according to the present invention can be applied.
FIG. 23 is a diagram illustrating a color misregistration state in this type of color image forming apparatus.
FIG. 24 is a diagram illustrating a mechanism for detecting a color misregistration pattern formed on a transport belt of a color image forming apparatus of this type.
[Explanation of symbols]
1 Photosensitive drum
2 Laser scanner
3 Conveyor belt
6 Optical sensor
9-12 Color blur detection pattern
51 Light-emitting element
52 light receiving element
CONT control unit

Claims (15)

複数の画像形成ステーションを配置して、各画像形成ステーションで形成された画像を搬送体により搬送される記録用紙に順次重ね転写してカラー画像を形成可能な画像形成装置であって、
前記複数の画像ステーションのうち、所定の画像形成ステーションによる基準色パターン像と他の画像形成ステーションによる色ずれ検知パターン像を前記搬送体上に形成するように各画像形成ステーションの画像形成を制御するパターン形成手段と、
発光部と、
前記発光部による反射光を受光する受光部と、
前記受光部が生成する光検知電流を電圧に変換する電圧変換部と、
前記電圧変換部により発生した電圧の最大値および最小値を記憶する電圧記憶部と、
前記電圧記憶部に記憶された最大値および最小値に応じて基準信号を生成する第1の信号生成部と、
前記受光部による前記各パターン像の反射光の受光出力と前記第1の信号生成部により生成される基準信号の大小を比較してパルス信号を発生させる第2信号発生部とを含むパターン検知手段と、
前記パターン検知手段の出力に基づき各画像間の位置ずれ量を演算する演算手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
An image forming apparatus capable of forming a color image by arranging a plurality of image forming stations and sequentially superimposing and transferring an image formed at each image forming station onto recording paper conveyed by a conveying body,
Among the plurality of image stations, image forming of each image forming station is controlled so that a reference color pattern image by a predetermined image forming station and a color misregistration detection pattern image by another image forming station are formed on the carrier. Pattern forming means;
A light emitting unit,
A light receiving unit that receives light reflected by the light emitting unit,
A voltage conversion unit that converts a light detection current generated by the light receiving unit into a voltage,
A voltage storage unit that stores a maximum value and a minimum value of the voltage generated by the voltage conversion unit,
A first signal generation unit that generates a reference signal according to the maximum value and the minimum value stored in the voltage storage unit;
A pattern detection unit including a second signal generation unit configured to compare the magnitude of a reference signal generated by the first signal generation unit with a light reception output of reflected light of each pattern image by the light reception unit and generate a pulse signal; When,
An image forming apparatus comprising: a calculating unit that calculates a positional shift amount between the respective images based on an output of the pattern detecting unit.
前記パターン検知手段の発光部と受光部とは正反射光学系で構成されている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 light emitting unit and the light receiving unit of the pattern detecting unit are configured by a regular reflection optical system. 前記電圧値記憶部は、外部からの信号に応じて記憶した値をクリアするリセット部を有することを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 1, wherein the voltage value storage unit includes a reset unit that clears a stored value according to an external signal. 前記第1の信号生成部は、その生成条件を可変に設定可能とすることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 1, wherein the first signal generation unit can variably set a generation condition. 前記電圧値記憶部は、専用のレジマークから最大値および最小値を取得することを特徴とする請求項1または3記載の画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 1, wherein the voltage value storage unit acquires a maximum value and a minimum value from a dedicated registration mark. 前記受光部の最大値および最小値は、それぞれ搬送体の表面反射光量とトナーの反射光量、若しくはトナーの反射光量とそれぞれ搬送体の表面反射光量に相当することを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。2. The light receiving unit according to claim 1, wherein the maximum value and the minimum value of the light receiving unit correspond to a surface reflected light amount of the conveyance body and a toner reflection light amount, or a toner reflection light amount and a surface reflection light amount of the conveyance body, respectively. Image forming device. 複数の画像形成ステーションを並置して、各画像形成ステーションで形成された画像を搬送体により搬送される記録用紙に順次重ね転写してカラー画像を形成可能な画像形成装置の色ずれ検知処理方法であって、
前記複数の画像形成ステーションのうち、所定の画像形成ステーションによる基準色線パターン像と他の画像形成ステーションによる色ずれ検知パターン像を前記搬送体上に形成するように各画像形成ステーションの画像形成を制御するパターン形成工程と、
発光部による反射光を受光する受光部により検出した電流を電圧に変換する電圧変換工程と、
前記電圧変換工程により発生した電圧値の最大値および最小値を記憶する電圧値記憶工程と、
前記電圧値記憶工程に記憶された前記最大値および最小値に応じて基準信号を生成する第1の信号生成工程と、
前記受光部による前記パターン像の反射光の受光出力と前記第1の信号生成工程により生成される基準信号の大小を比較してパルス信号を発生させる第2の信号発生工程からなるパターン検知工程と、
前記パターン検知工程の出力に基づき、各色画像間の位置ずれ量を演算する演算工程と、
前記演算工程により演算された位置ずれ量に基づいて、基準色以外の各画像形成ステーションによる画像の位置を補正制御する制御工程と、
を有することを特徴とする画像形成装置の色ずれ検知処理方法。
A color misregistration detection method of an image forming apparatus capable of forming a color image by arranging a plurality of image forming stations in parallel and sequentially superimposing and transferring the images formed in the respective image forming stations onto recording paper conveyed by a conveying body. So,
Of the plurality of image forming stations, the image forming of each image forming station is performed such that a reference color line pattern image by a predetermined image forming station and a color misregistration detection pattern image by another image forming station are formed on the carrier. A pattern forming process to be controlled;
A voltage conversion step of converting a current detected by a light receiving unit that receives light reflected by the light emitting unit into a voltage,
A voltage value storage step of storing a maximum value and a minimum value of the voltage value generated by the voltage conversion step,
A first signal generation step of generating a reference signal according to the maximum value and the minimum value stored in the voltage value storage step;
A pattern detection step including a second signal generation step of generating a pulse signal by comparing the light reception output of the reflected light of the pattern image by the light receiving section with the reference signal generated by the first signal generation step; ,
A calculating step of calculating a displacement amount between the respective color images based on an output of the pattern detecting step;
A control step of correcting and controlling the position of the image by each image forming station other than the reference color, based on the displacement amount calculated in the calculation step,
A color misregistration detection processing method for an image forming apparatus, comprising:
前記発光部と受光部とは正反射光学系で構成されていることを特徴とする請求項7記載の画像形成装置の色ずれ検知処理方法。8. The color misregistration detection processing method for an image forming apparatus according to claim 7, wherein the light emitting unit and the light receiving unit are configured by a regular reflection optical system. 複数の画像形成ステーションを並置して、各画像形成ステーションで形成された画像を搬送体により搬送される記録上に順次重ね転写して画像を形成する装置であって、
前記搬送体上にそれぞれ位置ずれ検知用のパターン画像を形成するよう前記各画像形成ステーションの画像形成を制御するパターン形成手段と、
前記搬送体上に形成された前記各パターン画像を読み取る読み取り手段と、
前記読み取り手段による読み取り出力の最大値及び最小値に基づいて閾値を決定し、前記読み取り手段による前記各パターン画像の読み取り出力と前記閾値とに基づいて前記複数の画像形成ステーションにより形成される各画像間の位置ずれ量を検出する位置ずれ検出手段と、
前記位置ずれ検出手段により検出された位置ずれ量に基づいて前記各画像形成ステーションにより形成される画像の位置を補正する補正手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
A device for juxtaposing a plurality of image forming stations and forming an image by sequentially superimposing and transferring an image formed at each image forming station onto a record conveyed by a conveying body,
Pattern forming means for controlling image formation of each of the image forming stations to form a pattern image for position shift detection on the transport body,
Reading means for reading each of the pattern images formed on the carrier,
A threshold value is determined based on a maximum value and a minimum value of the read output by the reading unit, and each image formed by the plurality of image forming stations is determined based on the read output of each pattern image by the reading unit and the threshold value. Displacement detection means for detecting the displacement between the two,
Correction means for correcting the position of an image formed by each of the image forming stations based on the amount of displacement detected by the displacement detection means;
An image forming apparatus comprising:
前記位置ずれ検出手段は前記閾値を記憶する記憶部を有することを特徴とする請求項9記載の画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 9, wherein the displacement detection unit includes a storage unit that stores the threshold value. 前記記憶部は外部からのリセット信号に応じて記憶した閾値をクリアするリセット部を有することを特徴とする請求項9記載の画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 9, wherein the storage unit includes a reset unit that clears a stored threshold value in response to an external reset signal. 前記位置ずれ検出手段は、前記閾値の決定条件を変更可能になされていることを特徴とする請求項9記載の画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 9, wherein the displacement detecting unit is configured to change a condition for determining the threshold. 前記読み取り手段は、発光部と、前記発光部による前記搬送体の反射光を検知し、反射光量に応じた電流を出力するセンサと、前記センサから出力される電流を電圧に変換する変換手段を有し、
前記位置ずれ検出手段は前記変換手段からの出力電圧の最大値と最小値を抵抗手段により分圧することにより前記閾値を決定することを特徴とする請求項9記載の画像形成装置。
The reading unit includes a light emitting unit, a sensor that detects reflected light of the carrier by the light emitting unit, and outputs a current corresponding to a reflected light amount, and a conversion unit that converts a current output from the sensor into a voltage. Have
10. The image forming apparatus according to claim 9, wherein the displacement detecting unit determines the threshold value by dividing a maximum value and a minimum value of the output voltage from the conversion unit by a resistance unit.
前記位置ずれ検出手段は、前記抵抗手段の抵抗値を変更することにより前記閾値を変更可能になされていることを特徴とする請求項9記載の画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 9, wherein the displacement detection unit is configured to change the threshold value by changing a resistance value of the resistance unit. 前記位置ずれ検出手段は、前記読み取り手段による前記各パターンの読み取り出力と前記閾値とを比較し、比較結果に応じたパルスを発生する比較手段を有し、前記パルスの出力タイミングに応じて前記位置ずれ量を検出することを特徴とする請求項9記載の画像形成装置。The position shift detecting means includes a comparing means for comparing a read output of each of the patterns by the reading means with the threshold value and generating a pulse in accordance with a comparison result, and the position detecting means detects the position in accordance with an output timing of the pulse. The image forming apparatus according to claim 9, wherein the shift amount is detected.
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