JP3604428B2

JP3604428B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP3604428B2
Application number: JP24315094A
Authority: JP
Inventors: 信行佐藤
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1994-10-06
Filing date: 1994-10-06
Publication date: 2004-12-22
Anticipated expiration: 2019-12-22
Also published as: JPH08107477A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はカラー複写機、カラープリンタ等、複数の感光体を有するカラー画像形成装置に関し、特に、カラー画像形成時の色ずれ補正手段を備えたカラー画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数の感光体を有するデジタルカラー画像形成装置においては、各感光体に独立して画像が書き込まれ、それらを転写紙上に重ね合わせる方式であるため、各感光体の機械的な位置精度、書き込みの各感光体に対する位置精度、書き込みレンズのばらつきに起因する走査線の曲がり、傾き、倍率誤差、各感光体の速度誤差、機械全体の温度上昇による書き込み位置、倍率の変動等により、各色のずれが発生し易く、最終的な画像に、色ムラ、色ズレとなって現れ、画像品質を劣化させる要因となっている。そこでこれらのズレを補正しズレの無い良好な画像を得るための手段として、例えば、特開昭６３−２７８０７４号公報、特開昭６３−２７９２７０号公報等においては、複数個の反射型センサを設け、それぞれの出力の時間差によりズレを検出する方法が提案されており、特開昭６３−２８６８６４号公報においては、横線と斜め線の測定パターンを転写ベルト上に作成し、それぞれの反射型センサまでの到達時間差を測定することにより主走査方向の倍率を測定し、クロックと書き出し位置を補正する技術が提案されており、特開昭６３−２８６８６６号公報、特開昭６３−２７９２７３号公報においては、反射型センサの出力を２値化した後、中央値を演算によって求めることによりラインの太りに対する影響を少なくする技術が提案されている。また、特開昭６３−２７１２７５号公報においては、転写ベルト上に＋字マークを各色毎に書き込み、ＣＣＤによりズレを読み取り、書き込みユニットを機械的に移動することによりズレを補正する技術が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
カラー画像形成装置において、色ムラや色ズレを補正しズレの無い良好な画像を得るための手段として、前述したように、特開昭６３−２７８０７４号、特開昭６３−２７９２７０号等においては、複数個の反射型センサを設け、それぞれの出力の時間差によりズレを検出する方法が提案されている。しかしながら、反射型センサの投光面積は通常Φ３〜Φ５程度であり、ラインの測定パターンを検出するには検出範囲が広いため、Ｓ／Ｎ比が悪く検出精度が低く良好な補正が行なえない欠点があった。例えば図１５（ａ）に示すように、Φ５の投光部（照明部）を０．１ｍｍのラインが横切った場合、全反射光の６％しか光量変化が無い。また、検出範囲が広いためその時間的な出力波形は、図１５（ｂ）に示すように、だらだらした波形となり正確な位置検出ができない等の欠点があった。
そこで本発明では、検出波形をシャープにする手段を設け、位置検出精度を向上させることを目的としている。
また、従来は投光面積が広いため、ライン部以外の転写ベルト上のキズ、異物等によるノイズが発生しやすい等の問題があったが、本発明では、このようなノイズの低減も目的としてる。また、図１７に示すように、投光部（Φ５）内の光量分布は面積が広いため一定で無く偏りを生じるため、正確な位置測定ができない場合もあるが、本発明では、このような問題をも解消することを目的としている。
【０００４】
特開昭６３−２７１２７５号においては、転写ベルト上に＋マークの測定パターンを書き込み、ＣＣＤにより各色の相対的なズレを検出して何れかの色に他の色を合わせるように補正することが提案されている。しかしながら、特に、主走査方向のズレを補正する場合には、任意の色を基準としているため、その基準の色が、所望の絶対的な倍率、感光体に対する絶対的な書き出し位置から外れていた場合には、全色が全て転写紙に対してずれた状態で画像形成が行なわれる問題点があった。また、書き込みユニットを機械的に移動することによって倍率の補正が行なわれているが、共役長も変化してしまうため、ビーム径も変化してしまい、画像ムラになってしまう等の欠点があった。また、ＣＣＤによる検出のためコストがかかる等の問題もある。
そこで本発明では、低コストで位置検出を行ない、絶対的な倍率に対する各色のズレを検出することを目的としている。
【０００５】
特開昭６３−２８６８６４号においては、横線と斜め線を、副走査方向にずらして書き込み、その時間差によって主走査方向の各色毎の倍率を測定し、何れかの色にクロックまたは書出し位置を変更することによって、ズレを補正することが提案されている。しかしながら、前出の問題点と同様に、照明の投光範囲が広いために、０．１ｍｍ程度のズレを正確に測定するには困難があった。
また、転写ベルトの速度変動の影響を受けやすく、書き込みの倍率ではなく、速度変動を測定してしまう等の問題点がある。
そこで、本発明では、転写ベルトの速度変動に全く影響されずに、主走査方向の倍率を測定することを目的としている。
【０００６】
特開昭６３−２７９２７３号、特開昭６３−２８６８６６号においては、反射型センサの出力を２値化した後、その中央値を演算手段によって求めることによってラインの太りによる誤差を低減することが提案されている。しかしながら、前出のように、投光面積が広く、検出波形の立ち上がり、立ち下がり部はなだらかのものとなり、２値化時の誤差が発生し易い。また、投光部の光量分布が一様でないような場合はズレを生じてしまうという問題点があった（図１７）。
そこで本発明では、上記のような２値化に伴う誤差を発生させずに、常に測定パターンの中央値を検出し正確な位置検出を行なうことを目的としている。
【０００７】
以上のように、本発明の目的は、上記従来技術における各種の問題点を解消し、測定パターンの位置検出精度を向上し、色ムラや色ズレ等を低コストで補正しズレの無い良好な画像を得ることができる画像形成装置を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、複数の感光体と、それぞれの感光体に異なった色の情報を書き込む書き込み手段と、書き込まれた情報を顕像化する顕像手段を有し、各感光体上の顕像を順次、転写ベルト上を搬送される転写紙に転写して、カラー画像を得る画像形成装置であって、転写ベルトもしくは転写紙上に各色毎に測定用パターン画像を作成し、それぞれの位置を測定することによって各色のずれを補正する手段を備え、転写ベルトもしくは転写紙の移動経路中に、上記測定パターンのライン幅と同程度の幅のスリットを有するスリット部材を少なくとも１個有する構成の画像形成装置である。
【０００９】
そして請求項１の画像形成装置においては、上記スリットを感光体長手方向に複数個有し、該複数のスリットが同一部材に形成されていることを特徴とする。
【００１０】
尚、請求項１の画像形成装置において、上記測定パターンはスリットの長手方向と概ね平行なラインであり、該ラインをスリットを介して照明する手段を有し、その反射光もしくは透過光を検出する手段を有する。
【００１１】
請求項２の発明は、複数の感光体と、それぞれの感光体に異なった色の情報を書き込む書き込み手段と、書き込まれた情報を顕像化する顕像手段を有し、各感光体上の顕像を順次、転写ベルト上を搬送される転写紙に転写して、カラー画像を得る画像形成装置であって、転写ベルトもしくは転写紙上に各色毎に測定用パターン画像を作成し、それぞれの位置を測定することによって各色のずれを補正する手段を備え、転写ベルトもしくは転写紙の移動経路中に、上記測定パターンのライン幅と同程度の幅のスリットを有するスリット部材を少なくとも１個有する構成の画像形成装置において、上記スリットは、感光体の長手方向に概ね直角に配置されており、該スリットを照明する照明手段を有し、該照明手段により上記スリットを照明し、書き込みクロックを変化させながら反射光もしくは透過光を検出することにより、各スリットに対する主走査方向の各色のずれを測定することを特徴とする。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項２記載の画像形成装置において、上記反射光もしくは透過光の検出出力の最大位置または最小位置をパターンの測定位置とすることを特徴とする。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項２または３記載の画像形成装置において、上記測定された各色のパターン位置に応じて各色の書き込みクロック及び画像書き出し位置を決定することを特徴とする。
【００１４】
請求項５の発明は、請求項２〜４のいずれか一つに記載の画像形成装置において、上記スリットを照明する照明手段の発光波長は、少なくとも使用される色トナーの主波長のスペクトルと補色関係にある色のスペクトルを有することを特徴とする。
【００１５】
請求項６の発明は、請求項２〜５のいずれか一つに記載の画像形成装置において、測定用パターン発生手段は、各色のベタを作成する手段も有し、スリットを介してベタ部及び非画像部の反射光もしくは透過光を検出し、その結果に基づいて照明手段の光量もしくは受光部のゲインを可変とすることを特徴とする。
【００１６】
請求項７の発明は、請求項２〜６のいずれか一つに記載の画像形成装置において、上記照明手段とスリットまでの間に、照明光をスリット近傍に集光させるための集光レンズを有することを特徴とする。
【００１７】
請求項８の発明は、請求項２〜７のいずれか一つに記載の画像形成装置において、上記パターンの検出位置は、転写ベルトを搬送するための搬送ローラ上とし、搬送ローラの色は少なくとも検出部は白色とし、転写ベルトは無色透明とすることを特徴とする。
【００１８】
【作用】
従来技術では、図１５（ａ）に示したようにラインの測定パターンを検出するには検出範囲が広いため、その時間的な出力波形は図１５（ｂ）に示すように、だらだらした波形となり、Ｓ／Ｎ比が悪く位置検出精度が低く良好な補正が行なえない欠点があったが、請求項１の画像形成装置においては、図１６（ａ）に示すように、測定ラインの幅と同程度の幅のスリットを設けることで、検出波形を図１６（ｂ）のようにシャープにすることができ、位置検出精度を向上することができる。また、スリットを設けたことによりノイズを低減することが可能となる。
【００１９】
そして請求項１の画像形成装置においては、反射型（あるいは透過型）のセンサを用いることで低コストで位置検出を行ない、スリットを同一部材に複数個設けることで、絶対的な倍率及び位置に対する各色のズレを検出することが可能となる。また、転写ベルトの速度変動に影響されにくく、主走査方向の倍率を測定することが可能となる。
【００２０】
尚、上記画像形成装置においては、スリットの長手方向と概ね平行な、ライン状の測定用パターンを形成することで、検出波形をシャープな形状とし位置検出精度の向上を図ることが可能となる。
【００２１】
請求項２の画像形成装置においては、スリットを感光体長手方向と概ね直角に配置し、測定パターンをスリット長手方向と概ね平行にし、クロック、書き出し位置を変化させ、スリット上を測定パターンを移動させることで、主走査方向の各スリットの絶対寸法に対する倍率及び、書き出し位置を正確に測定し、この結果に基づいて書き出し位置、クロックを補正することにより、ズレの無い良好な画像を得ることが可能となる。
【００２２】
請求項３の画像形成装置においては、反射光もしくは透過光の検出出力の最大位置または最小位置をパターンの測定位置とすることで、従来のような２値化に伴う誤差を発生させず、常に測定パターンの中央値を検出し正確な位置検出を行なうことが可能となる。
【００２３】
請求項４の画像形成装置においては、スリットに対する各色のズレを、書き込みクロック、書き出し位置を変更することによって補正することができ、低コストで色ズレの無い良好な画像を得ることが可能となる。
【００２４】
請求項５の画像形成装置においては、スリットを照明する光源の発光波長が、少なくとも各色トナーの補色関係にあるスペクトルを有することで、全てのトナーの位置検出を精度良く行なうことが可能となる（例えば、イエロートナーに対してグリーンの発光波長しか持たない発光ダイオード（ＬＥＤ）によって照明しても、良好な出力変化が得られず、精度の良い位置検出ができない）。
【００２５】
請求項６の画像形成装置においては、位置検出が行なわれる以前に、スリットを介して、非画像部とベタ部の反射もしくは透過光量を測定し、適切に照明光量や受光部のゲインを自動的に調整することで、検出出力のＳ／Ｎ比を向上させ位置検出精度の向上を図ることが可能となる。
また、このゲイン調整を定期的に行なうことで、トナー飛散や照明部の光量低下、転写ベルトの汚れ等による、経時的な変化にも強く、高精度な位置検出を維持することが可能となる。
【００２６】
請求項７の画像形成装置においては、スリット近傍に集光レンズもしくは集光板を配置して効率良く光を集めることによって投光部の照度を増やし、反射光量のＳ／Ｎ比を高めることにより検出精度の向上を図ることが可能となる。
【００２７】
請求項８の画像形成装置においては、反射型センサの投光位置及びスリットの位置を転写ベルトの搬送ローラ上とすることで転写ベルトの弛みによる影響を低減し、転写ベルトの少なくとも検出部は無色透明、搬送ローラを白色拡散面とすることで、特に黒トナーに対するＳ／Ｎ比を向上させ、検出精度の向上を図ることが可能となる。
【００２８】
【実施例】
以下、本発明による画像形成装置の構成・動作及び作用について図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
まず、図１は本発明が適用されるデジタルカラー画像形成装置の概略構成図である。尚、図１は画像形成装置の一例としてカラー複写機の構成を示している。
図１において複写機は、原稿読み取りのためのスキャナー部１と、スキャナー部１よりデジタル信号として出力される画像信号を電気的に処理する画像処理部２と、画像処理部２よりの各色の画像記録情報に基づいて画像を転写紙（複写用紙）上に形成するプリンタ部３とを有する。
【００２９】
スキャナー部１は、原稿載置台４の上の原稿を走査照明するランプ５、例えば蛍光灯を有する。蛍光灯５により照明されたときの原稿からの反射光は、ミラー６，７，８により反射されて結像レンズ９に入射される。結像レンズ９により、画像光はダイクロイックプリズム１０に結像され、例えばレッド（Ｒ），グリーン（Ｇ），ブルー（Ｂ）の３種類の波長の光に分光され、各波長光ごとに受光器（ＣＣＤ等）１１、例えばレッド用ＣＣＤ１１Ｒ，グリーン用ＣＣＤ１１Ｇ，ブルー用ＣＣＤ１１Ｂに入射される。各ＣＣＤ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂは、入射した光をデジタル信号に変換して出力し、その出力は画像処理部２において必要な処理を施して、各色の記録色情報、例えばブラック（以下、Ｂｋと略称），イエロー（Ｙと略称），マゼンタ（Ｍと略称），シアン（Ｃと略称）の各色の記録形成用の信号に変換される。
尚、図１にはＢｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃの４色を形成する例を示すが、３色だけでカラー画像を形成することもできる。その場合は図１の例に対し記録装置を１組減らすこともできる。
【００３０】
画像処理部２よりの各色の信号Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋは、プリンタ部３に入力され、それぞれの色に対応するレーザ光出射装置１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｂｋに送られる。
プリンタ部３には、図の例では４組の記録装置１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｂｋが並んで配置されている。各記録装置１３はそれぞれ同じ構成部材よりなっているので、説明を簡単化するためＣ用の記録装置について説明し、他の色については省略する。尚、各色用について、同じ部分には同じ符号を付し、各色の構成の区別をつけるために、符号に各色を示す添字（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ）を付す。
【００３１】
記録装置１３Ｃはレーザ光出射装置１２Ｃの他に感光体１４Ｃ、例えば感光体ドラムを有する。
この感光体１４Ｃには、帯電チャージャ１５Ｃ、レーザ光出射装置１２Ｃによる露光位置、現像装置１６Ｃ、転写チャージャ１７Ｃ等が公知の複写装置と同様に付設されている。
帯電チャージャ１５Ｃにより一様に帯電された感光体１４Ｃは、書き込み手段たるレーザ光出射装置１２Ｃによる露光により、シアン光像の潜像を形成し、現像装置１６Ｃにより現像して顕像を形成する。給紙コロ１８により給紙部１９、例えば２つの給紙カセットの何れかから供給される転写紙は、レジストローラ２０により先端を揃えられタイミングを合わせて転写ベルト２１に送られる。転写ベルト２１により搬送される転写紙は、それぞれ、顕像を形成された感光体１４Ｂｋ，１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｙに順次送られ、転写チャージャ１７の作用下で顕像を転写される。転写された転写紙は、定着ローラ２２により定着され、排紙ローラ２３により排紙される。尚、転写紙は、転写ベルト２１に静電吸着されることにより、転写ベルト２１の速度で精度よく搬送することができる。
【００３２】
図２は本実施例に係る画像形成装置のシステムブロック図である。システムコントローラ３１は、スキャナー１、画像処理部２、プリンタ３の各モジュールを制御する。その制御内容としては、操作パネル３２の表示制御、及びキー入力処理、操作パネル３２にて設定されたモードに従って、スキャナー１、プリンタ３へのスタート信号、変倍率指定信号の送出、画像処理部２への画像処理モード指定信号（色変換、マスキング、トリミング、ミラーリング等）の送出、各モジュールからの異常信号、動作状態ステイタス信号（Ｗａｉｔ，Ｒｅａｄｙ，Ｂｕｓｙ，Ｓｔｏｐ等）による、システム全体のコントロール等を行なう。
【００３３】
スキャナー１は、システムコントローラ３１からのスタート信号により指定された変倍率に合った走査速度で原稿を走査し、原稿像をＣＣＤ等の読み取り素子で読み取り、Ｒ，Ｇ，Ｂ各８ｂｉｔの画像データとして、画像処理部２からのＳ−ＬＳＹＮＣ（水平同期信号）、Ｓ−ＳＴＲＯＢＥ（画像クロック）、及びＦＧＡＴＥ（垂直同期信号）に同期して、画像処理部２へ送る。
【００３４】
画像処理部２はスキャナー１から送られたＲ，Ｇ，Ｂ各８ｂｉｔの画像データにγ補正、ＵＣＲ（下色除去）、色補正等の画像処理を施し、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ各３ｂｉｔの画像データに変換し、プリンタ３へ送る。またシステムコントローラ３１からの指令により、変倍処理、マスキング、トリミング、色変換、ミラーリング等の編集処理を行なう。
また、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋの画像データをプリンタ３の感光体ドラム間隔分だけずらして出力するためのバッファメモリを有している。
【００３５】
プリンタ３は、画像処理部２からＰ−ＬＳＹＮＣ（水平同期信号）、Ｐ−ＳＴＲＯＢＥ（画像クロック）に同期して送られたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ各３ｂｉｔの画像データに従って、各レーザ光出射装置１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｂｋを変調し、電子写真プロセスにより、転写紙上に複写画像を得る。
【００３６】
以上、本発明が適用されるカラー複写機の構成・動作について説明したが、次に本発明の実施例について述べる。
図３は本発明の一実施例を示す図であって、（ａ）は転写ベルト部の概略正面図、（ｂ）は転写ベルト部を上方から見た時の概略例を示す上面図である。尚、転写ベルト部の基本構成は図１と同様であるが、説明の都合上、ベルトの進行方向が逆になっており、従って、図１とは転写紙の給紙部と排紙部の位置関係が逆になっている。
【００３７】
図３において、転写ベルト２１は、転写ベルト搬送ローラ２５によって支持され、ベルト進行方向に移動して転写紙を搬送する。また、クリーニングユニット２６により転写ベルト２１上に付着したトナーを除去する。転写ベルト２１、転写紙の搬送経路中には、測定パターンの位置を測定するためのスリット２７ａを有するスリット部材２７が、転写ベルト２１に近接して設けられている。図３の例では、搬送ローラ２５上に設けてあるが、転写後のトナー像を検出可能な転写ベルト上であれば、上記以外の場所でもかまわない。しかし、搬送ローラ上で検出した方が、スリットと転写紙、または転写ベルト上の被測定パターンとの距離が一定に保たれ、精度の良い測定が可能である（他の場所では、ベルトの弛み等により、距離が変動し易く、誤差が生じやすい）。
【００３８】
上記スリット部材２７は測定用パターンのライン幅（本例では、０．１ｍｍ程度のライン）と同程度の幅Ｌ_Ｓの穴（スリット）２７ａを開けられた金属板であり、スリット２７ａのエッジ部の反射の影響を防止するため、なるべく薄い金属板（０．０５〜０．２ｍｍ程度）が用いられ、適当な反射防止のための塗装が施される。
副走査方向の各色ズレの測定のように、反射型センサを単独でしか用いない場合はスリットは１つであるが、各色の傾き、書き出し位置、倍率等を測定する場合には、複数個のセンサを必要とする。この場合には、独立に配置されたスリットを個別に配置すると、それぞれの位置関係を正確に配置しなければならず、高精度な調整を必要としコスト高となる。そこで本発明では、複数の反射型センサを用いる場合には、各センサに対応したスリット２７ａ（幅Ｌ_Ｓ（≒０．１ｍｍ））を、図３（ｂ）、図４、あるいは図５に示すように、同一のスリット部材２７に形成し、各スリット間隔（図４のＬ１，Ｌ２等）を部品寸法で正確に配置し、無調整化を図っている。尚、図５の例は、主走査位置の測定用パターンに対応したスリット２７ａに加えて、副走査位置の測定用パターンに対応したスリット２７ｂも設けたものである。
【００３９】
尚、スリット部材２７は金属板だけでなく、図６のように、ガラス基板や、フィルム上にフォトエッジング処理や、印刷処理にて作成されても良い。
スリット部材２７は、図示しない他の剛性の高い部材に取り付けられ、図示しない転写ベルトとの位置決め部材によって距離を一定に保って配置されている。また、測定時以外の実画像形成時は、トナー飛散による汚れを防止するため、転写ベルト近傍から接離、待機可能な構成となっていても良い。
【００４０】
次に、主走査方向の倍率、書き出し位置の測定の場合には、図３（ｂ）及び図４の例のように、スリット２７ａは感光体方向に概ね直角に配置されている。各々のスリットは、図３（ａ）に示すような照明光源２８によって、ある角度をもって照明され、集光レンズ３０によって照明効率を上げている。照射面の反射光は、受光センサ２９によって検出され反射光量の変化を検出する。ここで、受光センサ２９は、照明光源２８からの直接反射光が入らないように、入射光線の入射角と異なる角度で配置されている（スリット部材２７の、スリット２７ａ以外の領域からの反射光の影響を受けず、Ｓ／Ｎ比の高い測定が行なえる）。
【００４１】
この照明手段は、図７のように、別の場所に設けられた光源から、光ファイバー等によって導かれて、スリットを照明しても良い（少スペース化が図れる）。
また、集光レンズ３０は、一方方向にのみ屈折率をもつシリンドリカルレンズのようなものでも良く、スリットの長手方向の長さは、スリット面上の投光面積内に入るように設定されている（図１６参照）。また、図８のように、シリンドリカルレンズによって投光部を楕円とした方が、円形の場合よりスリット部への照明効率が向上する。
【００４２】
次に、図９に本発明の画像形成装置における書き込み電装系の全体構成の概略をブロック図で示す。
ＣＬＫ発生回路は、図１０の例のように、位相ロックループ（ＰＬＬ）を用いて、クロック周波数を可変可能となっており、主走査方向の倍率を調整する。ＣＰＵからクロック周波数補正値（Δｎ）が分周器に送られることにより、出力クロックは基本周波数ｆ_０の（ｎ＋Δｎ）倍の出力が得られ（ｎは初期（設計）設定値）、Δｎの値により出力周波数を調整することができる。位相比較器において、発振器（ＯＳＣ）の出力ｆ_０とＰＬＬ出力を（ｎ＋Δｎ）分周したものと比較（通常、ＥＸＯＲ型が用いられｆ_０とＦ／（ｎ＋Δｎ）の位相差分が出力される）し、その出力を低域透過フィルター（ＬＰＦ）を介して電圧制御発振器（ＶＣＯ）に入力する。このＶＣＯ出力は入力電圧に対して、出力周波数が変化する。このループにより、Ｆ≒（ｎ＋Δｎ）ｆ_０に固定される。
【００４３】
図１１に同期検知回路の１例を示す。同期検知信号は遅延素子に入力され、複数の１ドット以下の位相のずれた信号を得、それらからＣＰＵによって送られる、１ドット以下の書き出し補正値（ΔＰ_Ｓ）に従って、セレクターによって選択することで１ドット以下の書き出し位置の補正が行なわれる。
次に、セレクターからの信号は、遅延回路に入力され、同期検知から書き出し位置までの距離の設計値（初期値）分の画素数の遅延（Ｐ_Ｌ）と、ＣＰＵからの書き出し位置の補正値（ΔＰ_Ｌ）分の遅延を行なう。そして上記ΔＰ_Ｓ，ΔＰ_Ｌにより、書き出し位置を可変としている。ＣＬＫ選択回路では、ＣＬＫ発生回路からの信号から上記同様、位相の異なる複数のクロックを発生し、同期検知信号と最も近いクロックが選択され、実際の書き込みに使用されるクロック（ＣＬＫ）を出力する。
【００４４】
次に、図１２〜１４を元に具体的な書き出し位置、倍率の測定及び調整の手順の一例を示す。この場合の例はスリットが書き出し位置Ｓ_ｓと書き終り位置Ｓ_ｅの２個所に設けられ、同期検知位置を原点０としている（スリットは別の位置にあってもかまわない）（図１２−（１））。
この時の同期検知位置０から最初のスリットＳ_ｓまでのクロック数，走査画素周波数の初期設定（設計）値をそれぞれＮ_ｓ０，Ｆ_０（Ｈｚ）とし、ビームの走査速度，スリットＳ_ｓからＳ_ｅまでの距離（Ｓ_ｓ，Ｓ_ｅ間のクロック数）をそれぞれＶ（ｍｍ／ｓ），Ｎ_ｅ０（＝一定）とする。上記条件の測定パターンが図９のパターン発生回路により発生され、各色毎に書き込まれる。これは各色同様なので、以下では一色のみについて説明する。
【００４５】
書き込み位置誤差等がなければ、図１２−（２）のように測定パターン（χ_１０，χ_２０）が各スリット（Ｓ_ｓ，Ｓ_ｅ）上に形成される。しかしながら実際には多数の誤差が有り、図１２−（３）のように測定パターン（χ_１１，χ_２１）がスリット（Ｓ_ｓ，Ｓ_ｅ）に対してずれた位置に形成されることになる。この例の場合は、書き出し位置が同期検知位置側にずれており、倍率も小さい例（測定パターン間距離＜Ｎ_ｅ０）を上げている（他の場合でも一般性は失われない）。
そこで第１に図１１のΔＰ_Ｌ，ΔＰ_Ｓを変更することにより、図１２−（４）のように書き出し位置を一方（ここでは＋側）にずらしながらパターンを作成し、そのスリットを介した反射光量を受光センサによりサンプリングする（図１３：図１２−（４）によるセンサ出力とその微分値）。この出力はノイズを低減するために適時平均化、平滑化処理、補間処理が行なわれても良い。図１３に示す例では反射光の検出出力の最小位置がパターンの測定位置となるが、この場合、図１３のように微分処理が行なわれ、その時の０クロス点のΔＰ_Ｌ１，ΔＰ_Ｓ１を記憶し、この時の書き出し位置までのクロック数をＮ_ｓ１（＝Ｎ_ｓ０＋ΔＰ_Ｌ１＋ΔＰ_Ｓ１）とする。この時の測定パターンχ_１２の位置は、図１４−（１）に示すようにＳ_ｓに一致し、各測定パターンの位置は、
χ_１２＝（Ｖ／Ｆ_０）Ｎ_ｓ１＝Ｓ_ｓ
χ_２２＝（Ｖ／Ｆ_０）Ｎ_ｅ１（Ｎ_ｅ１＝Ｎ_ｓ１＋Ｎ_ｅ０）
となる。
【００４６】
次に、図１０のクロック周波数補正値Δｎを変化させ（この例では周波数が下がって倍率を大きくする方向）、上記と同様にＳ_ｅ側の反射光の微分値が０クロスした時の周波数Ｆ_１を記憶する。この時の測定パターンχ_２３の位置はＳ_ｅに一致する。この時の各測定パターンの位置は図１４−（２）に示すように、
χ_１３＝Ｎ_ｓ１・Ｖ／Ｆ_１
χ_２３＝Ｎ_ｅ１・Ｖ／Ｆ_１＝Ｓ_ｅ
となり、各パターン間距離Ｌ_Ｓ１は、
Ｌ_Ｓ１＝χ_２３−χ_１３＝（Ｎ_ｅ１−Ｎ_ｓ１）・Ｖ／Ｆ_１
となる。
ここで、スリット間隔をＬ_Ｓ０とすれば、測定パターン間隔をスリット間隔に合わせるための周波数（倍率）Ｆ_２は、
Ｆ_２＝（Ｌ_Ｓ１／Ｌ_Ｓ０）・Ｆ_１
により求まる。
【００４７】
周波数をＦ_２にした場合の測定パターンの位置（χ_１４，χ_２４）を図１４−（３）に示す。この時の書き出し位置のＳ_ｓに対するズレ量ΔＤは、
χ_１４＝Ｖ・Ｎ_ｓ１／Ｆ_２
であるから、
ΔＤ＝Ｖ・Ｎ_ｓ１（１／Ｆ_２−１／Ｆ_０）
となり、ΔＤを補正するための位相を含めたクロック数Ｎ_ｓ２は、
Ｎ_ｓ２＝Ｎ_ｓ１（１−Ｆ_２／Ｆ_０）
であり、最終的に書き出し位置をＳ_ｓに合わせるための書き出しクロック数Ｎ_ｓ３は、
Ｎ_ｓ３＝Ｎ_ｓ１・Ｆ_２／Ｆ_０
によって求められる。
【００４８】
この時の測定パターンの位置（χ_１５，χ_２５）は図１４−（４）に示すようになり、各測定パターンの位置を正確にスリットの位置（Ｓ_ｓ，Ｓ_ｅ）に合わせることができる。
また、他の色のトナーについても同様にしてスリットの位置に測定パターンの位置を合わせることで、全色の書き出し位置と倍率を合わせることができる。従って、色ズレの無い良好な画像が得られる。
【００４９】
尚、別の調整手段の例として、書き出しクロック数または周波数のみを変化させてパターン位置の測定を行ない、周波数、書き出し位置が決定されても良い。また、これらの調整は、コピー枚数や機内の温度上昇等に応じて適時行なわれる。また、本実施例は、書き出し位置、倍率の調整であるが、副走査方向の場合のズレも図５に示したスリットを用いて正確に測定し、調整することが可能である。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の画像形成装置においては、測定パターンのライン幅と同程度の幅のスリットを設けたことで、検出波形をシャープにし、正確な位置検出及び補正を行なうことができる。従って色ズレの無い良好な画像を得ることが可能となる。
【００５１】
そして請求項１の画像形成装置においては、スリットを同一部材に複数個設けることで、絶対的な倍率及び位置に対する各色のズレを検出することができ、相対的なずれではなく正確な倍率調整ができる。
【００５２】
尚、上記画像形成装置においては、スリットの長手方向と概ね平行なライン状の測定パターンを形成することで検出波形がシャープになり、位置検出精度の向上が図れる。
【００５３】
請求項２の画像形成装置においては、スリットを感光体長手方向と概ね直角に配置し、測定パターンをスリット長手方向と概ね平行にし、クロック、書き出し位置を変化させ、スリット上を測定パターンを移動させることで、主走査方向の各スリットの絶対寸法に対する倍率及び、書き出し位置を正確に測定し、この結果に基づいて書き出し位置、クロックを補正することにより、ズレの無い良好な画像を得ることができる。
【００５４】
請求項３の画像形成装置においては、反射光もしくは透過光の検出出力の最大位置または最小位置（検出信号（波形）を微分すれば、０クロス点が最大または最小位置となる）をパターンの測定位置とすることで、従来のような２値化に伴う誤差を発生させず、常に測定パターンの中央値を検出し正確な位置検出を行なうことができる。
【００５５】
請求項４の画像形成装置においては、スリットに対する各色のズレを、書き込みクロック、書き出し位置を変更することによって補正することができ、低コストで良好な位置合わせが行なえ、色ズレの無い良好な画像を得ることができる。
【００５６】
請求項５の画像形成装置においては、スリットを照明する光源の発光波長が、少なくとも各色トナーと補色関係にあるスペクトルを有することで、全てのトナーに対する位置検出を精度良く行なうことができる。
【００５７】
請求項６の画像形成装置においては、位置検出が行なわれる以前に、スリットを介して非画像部とベタ部の反射もしくは透過光量を測定し、適切に照明光量や受光部のゲインを自動的に調整することで、検出出力のＳ／Ｎ比を向上させ位置検出精度の向上を図ることができる。また、このゲイン調整を定期的に行なうことで、トナー飛散や照明部の光量低下、転写ベルトの汚れ等による、経時的な変化にも強く、高精度な位置検出を維持することができる。
【００５８】
請求項７の画像形成装置においては、スリット近傍に集光レンズもしくは集光板を配置して効率良く光を集め、投光部の照度を増やし、反射光量のＳ／Ｎ比を高めることによって、検出精度の向上を図ることができる。
【００５９】
請求項８の画像形成装置においては、反射型センサの投光位置及びスリットの位置を転写ベルトの搬送ローラ上とすることで転写ベルトの弛みによる影響を低減し、転写ベルトの少なくとも検出部を無色透明、搬送ローラを白色拡散面とすることで、特に黒トナーに対するＳ／Ｎ比を向上させ、検出精度の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用されるデジタルカラー画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】図１に示す画像形成装置の制御系の一例を示すシステムブロック図である。
【図３】本発明の一実施例を示す図であって、（ａ）は転写ベルト部の概略正面図、（ｂ）は転写ベルト部を上方から見た時の概略例を示す上面図である。
【図４】本発明の実施例の説明図であって、スリットの配置と測定用パターンの一例を示す図である。
【図５】本発明の実施例の説明図であって、スリットの配置と測定用パターンの別の例を示す図である。
【図６】本発明の実施例の説明図であって、スリット部材の一例を示す図である。
【図７】本発明の実施例の説明図であって、照明手段の一例を示す図である。
【図８】本発明の実施例の説明図であって、照明手段による投光部形状の一例を示す図である。
【図９】本発明の画像形成装置における書き込み電装系の全体構成の概略を示すブロック図である。
【図１０】図９に示す書き込み電装系におけるＣＬＫ発生回路の一例を示すブロック図である。
【図１１】図９に示す書き込み電装系における同期検知回路の一例を示すブロック図である。
【図１２】本発明による画像形成装置における具体的な書き出し位置、倍率の測定及び調整の手順の一例を示す図であって、（１）は同期検知位置に対するスリット位置を示す図、（２）は誤差が無い場合の測定パターン位置を示す図、（３）は誤差が有った場合の測定パターン位置を示す図、（４）は書き出し位置をずらしながら測定パターンを形成する例を示す図である。
【図１３】図１２の（４）の書き出し位置をずらしながら測定パターンを形成した時のセンサ出力とその微分値を示す図である。
【図１４】図１２に示す書き出し位置、倍率の測定及び調整の手順の続きを示す図であって、（１）は図１３に示す微分値が０クロスした時の測定パターン位置を示す図、（２）は周波数をずらして書込終了側の測定パターン位置をスリット位置に合わせた時の測定パターン位置を示す図、（３）は測定パターン間隔を補正してスリット間隔に合わせた時の測定パターン位置を示す図、（４）は書き出し位置及び倍率のずれ量を補正した時の測定パターン位置を示す図である。
【図１５】従来技術の説明図であって、（ａ）は従来の反射型センサにおける測定ラインパターン位置の検出方法を示す図、（ｂ）は従来のセンサ出力の一例を示す図である。
【図１６】本発明による検知方法の説明図であって、（ａ）は本発明における反射型センサとスリットを用いた測定ラインパターン位置の検出方法を示す図、（ｂ）は本発明におけるセンサ出力の一例を示す図である。
【図１７】従来技術の説明図であって、（ａ）は反射型センサにおける投光部の光量分布と測定ラインパターンとの関係の説明図、（ｂ）は（ａ）に示す光量分布の時のセンサ出力を示す図である。
【符号の説明】
１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｂｋ：レーザ光出射装置（書き込み手段）
１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｂｋ：記録装置
１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｂｋ：感光体
１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｂｋ：帯電チャージャ
１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃ，１６Ｂｋ：現像装置（顕像手段）
１７Ｙ，１７Ｍ，１７Ｃ，１７Ｂｋ：転写チャージャ
２１：転写ベルト
２４：従動ローラ
２５：転写ベルト搬送ローラ
２６：転写ベルトクリーニングユニット
２７：スリット部材
２７ａ，２７ｂ：スリット
２８：照明光源
２９：受光センサ
３０：集光レンズ

Claims

複数の感光体と、それぞれの感光体に異なった色の情報を書き込む書き込み手段と、書き込まれた情報を顕像化する顕像手段を有し、各感光体上の顕像を順次、転写ベルト上を搬送される転写紙に転写して、カラー画像を得る画像形成装置であって、転写ベルトもしくは転写紙上に各色毎に測定用パターン画像を作成し、それぞれの位置を測定することによって各色のずれを補正する手段を備え、転写ベルトもしくは転写紙の移動経路中に、上記測定パターンのライン幅と同程度の幅のスリットを有するスリット部材を少なくとも１個有する構成の画像形成装置において、
上記スリットを感光体長手方向に複数個有し、該複数のスリットが同一部材に形成されていることを特徴とする画像形成装置。
複数の感光体と、それぞれの感光体に異なった色の情報を書き込む書き込み手段と、書き込まれた情報を顕像化する顕像手段を有し、各感光体上の顕像を順次、転写ベルト上を搬送される転写紙に転写して、カラー画像を得る画像形成装置であって、転写ベルトもしくは転写紙上に各色毎に測定用パターン画像を作成し、それぞれの位置を測定することによって各色のずれを補正する手段を備え、転写ベルトもしくは転写紙の移動経路中に、上記測定パターンのライン幅と同程度の幅のスリットを有するスリット部材を少なくとも１個有する構成の画像形成装置において、
上記スリットは、感光体の長手方向に概ね直角に配置されており、該スリットを照明する照明手段を有し、該照明手段により上記スリットを照明し、書き込みクロックを変化させながら反射光もしくは透過光を検出することにより、各スリットに対する主走査方向の各色のずれを測定することを特徴とする画像形成装置。
請求項２記載の画像形成装置において、上記反射光もしくは透過光の検出出力の最大位置または最小位置をパターンの測定位置とすることを特徴とする画像形成装置。
請求項２または３記載の画像形成装置において、上記測定された各色のパターン位置に応じて各色の書き込みクロック及び画像書き出し位置を決定することを特徴とする画像形成装置。
請求項２〜４のいずれか一つに記載の画像形成装置において、上記スリットを照明する照明手段の発光波長は、少なくとも使用される色トナーの主波長のスペクトルと補色関係にある色のスペクトルを有することを特徴とする画像形成装置。
請求項２〜５のいずれか一つに記載の画像形成装置において、測定用パターン発生手段は、各色のベタを作成する手段も有し、スリットを介してベタ部及び非画像部の反射光もしくは透過光を検出し、その結果に基づいて照明手段の光量もしくは受光部のゲインを可変とすることを特徴とする画像形成装置。
請求項２〜６のいずれか一つに記載の画像形成装置において、上記照明手段とスリットまでの間に、照明光をスリット近傍に集光させるための集光レンズを有することを特徴とする画像形成装置。
請求項２〜７のいずれか一つに記載の画像形成装置において、上記パターンの検出位置は、転写ベルトを搬送するための搬送ローラ上とし、搬送ローラの色は少なくとも検出部は白色とし、転写ベルトは無色透明とすることを特徴とする画像形成装置。