JP4019637B2

JP4019637B2 - カラーレジストレーション検知装置

Info

Publication number: JP4019637B2
Application number: JP2001015242A
Authority: JP
Inventors: 敦荻原; 邦夫山田
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2001-01-24
Filing date: 2001-01-24
Publication date: 2007-12-12
Anticipated expiration: 2021-01-24
Also published as: JP2002221840A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラー画像のレジストレーション（各色画像相互が符合しないでずれている色ずれ）の検知、特にカラー複写機やプリンタ等の画像形成装置におけるカラーレジストレーションの検知に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年におけるカラー画像形成装置の画質向上は目覚しく、これに伴って、色ずれに対するユーザの要求はますます厳しくなってきており、色ずれ量を１００〜２００μｍ以下に抑えた高精度の画像形成が求められている。
【０００３】
しかし、電子写真方式によるカラー画像形成装置などでは、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンダ）、Ｃ（サイアン）の三色またはそれにＫ（ブラック）を加えた四色のトナー像が形成される。このため、各色毎に帯電・露光・現像装置が使用される場合は、それら各装置の取付位置のずれや、温度変化による機械構造の伸縮などにより色ずれが発生しやすいうえ、中間転写ベルトや用紙搬送ベルトが使用される場合には、ベルトの速度変動や蛇行などにより色ずれが発生してしまう。
【０００４】
このような問題に対し、濃度と色ずれをＣＣＤセンサなどの共用の読み取り装置で検出する技術が特許第２５７３８５５号公報に開示されている。
【０００５】
しかし、この開示された技術は、検知用センサとしてＣＣＤを用いているため、コストが高い。
【０００６】
また、ベルトが進行するプロセス方向のずれを検出する技術が特許第２７６５６２７号公報に開示されているが、この開示された技術では、プロセス方向に交わる主走査方向の色ずれは検出できない。
【０００７】
さらに、予め濃度を検知して画像形成条件を変更することにより濃度ムラを修正し、変更後の画像形成条件に基づいて色ずれ検出用のマークを形成し、色ずれを検出する技術が特開平１０−２６０５６７号公報に開示されている。
【０００８】
この技術によれば、環境変化や経年劣化の影響を受けることなく色ずれを検出できるという利点がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平１０−２６０５６７号公報に開示された技術では色ずれ検出と濃度検出を別個に行うため、これら検出用画像として、ライン状パターンやパッチ画像を形成する必要がある。したがって、検出用画像を形成するためのトナー消費によりランニングコストが増大するという問題がある。また、形成された検知用画像は検知後にクリーニング処理を行う必要があり、クリーナーを高性能化したり、クリーニング処理によって生じた廃トナーの収容容器を大型化する必要がある。さらに、クリーニング不良により、プリントアウトされる画像に画質欠陥が生じる恐れがある。
【００１０】
上記事情に鑑み、本発明は、カラーレジストレーション検知を、ランニングコストをできるだけ低減しつつ、低コストのセンサを用いて精度良く行うことを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明のカラーレジストレーション検知装置は、各色のトナー像を形成する配列された複数の像形成体に接触あるいは近接する所定の経路を経由して所定のプロセス方向に移動し、各像形成体で形成された各色トナー像の、表面への、あるいは表面に担持された被担持体への転写を受ける被転写体に転写された各色トナー像の、該被転写体上の各目標転写位置からの、転写位置ずれを検知するカラーレジストレーション検知装置において、上記複数の像形成体それぞれに、上記プロセス方向の寸法が該プロセス方向に交わる幅方向に単調に変化する形状の各色の検知用トナー像を形成させて、これら各色の検知用トナー像を上記被転写体上にプロセス方向に順次配列された状態に転写させる検知用トナー像形成手段と、上記プロセス方向の、上記複数の像担持体が配備された位置よりも下流側に設置され、上記被転写体表面の、上記検知用トナー像の上記幅方向の寸法よりも狭い検知領域内を経由した光を受光することにより、上記被転写体上に転写された各色の検知用トナー像により変化を受けた受光信号を生成する受光センサと、上記受光センサで得られた受光信号に基づいて、上記被転写体上に転写された各色の検知用トナー像の、上記幅方向の色ずれ量を求める色ずれ算出手段とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
ここで、上記色ずれ算出手段は、上記受光信号に基づいて上記幅方向の色ずれ量を求めるとともに、上記受光センサで得られた受光信号に基づいて、上記被転写体上に転写された各色の検知用のトナー像の上記プロセス方向の位置を求めることにより該プロセス方向の色ずれ量を求めるものであることが好ましい。
また、上記検知用トナー像形成手段は、各色の検知用トナー像として、上記プロセス方向に延びる底辺を持つ三角形もしくは台形のトナー像を形成するものであることが好ましい。
また、上記検知用トナー像形成手段は、上記複数の像形成体それぞれに、各色の検知用トナー像とともに、上記プロセス方向の寸法が前記幅方向について一定な各色の補正用トナー像を形成させて、これら各色の補正用トナー像を上記被転写体上に各色の検知用トナー像とともに上記プロセス方向に順次配列された状態に転写させるものであり、上記受光センサは、上記被転写体の上記検知領域内を経由した光を受光することにより該被転写体上に形成された各色の検知用トナー像により変化を受けた受光信号および各色の補正用トナー像により変化を受けた受光信号を生成するものであり、上記色ずれ算出手段は、上記受光センサで受光された受光信号のうちの各色の検知用トナー像で変化を受けた信号を各色の補正用トナー像で変化を受けた信号に基づいて補正し、補正後の信号に基づいて、上記被転写体上に転写された各色の検知用トナー像の色ずれ量を求めるものであることが好ましい。
【００１３】
さらに、上記検知用トナー像形成手段は、各色の補正用トナー像として、上記プロセス方向の寸法が上記幅方向に一定な矩形のトナー像を形成するものであることが好ましい態様である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施形態について説明する。
【００１５】
図１は、本発明のカラーレジストレーション検知装置が適用される画像形成装置の第１の実施形態をあらわす概略構成図である。
【００１６】
図１には、スコロトロン帯電器で感光体表面に一様帯電を行なった後、レーザ光線の照射により静電潜像を形成し、この静電潜像をトナーにより現像するゼログラフィーエンジンをイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）各色毎に備えたタンデム型のカラー電子写真方式の画像形成装置の画像出力部（ＩＯＴ）の概要が示されている。なお、図１では画像形成装置の画像読取部や画像処理部などは省略されている。
【００１７】
この画像形成装置の画像出力部（ＩＯＴ）には、矢印Ａ方向に回転する４つの感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋを備えている。感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋのそれぞれには、表面を均一に帯電するスコロトロン帯電器２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ、帯電されたこれら各感光体の表面に画像信号に基づいて変調された露光光を照射して静電潜像を形成させるレーザ出力部（ＲＯＳ）３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ、および、それらの静電潜像を現像剤で現像して色トナー像を形成させる現像器４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋが設けられている。また、感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに沿って循環移動し、用紙Ｐを収納する用紙トレイ７から用紙Ｐを搬送する用紙搬送ベルト６が備えられ、その用紙搬送ベルト６を挟んで感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋと対向する位置に、各感光体上の色トナー像を用紙Ｐ上に転写する転写器５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋが設けられている。さらに、用紙搬送ベルト６が循環移動するプロセス方向に関し感光体１Ｋの下流側には転写された色トナー像を加圧および加熱して用紙Ｐ上に定着する定着器９が設けられている。また、感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋが設けられている位置よりもプロセス方向の下流側には、用紙搬送ベルト表面に転写された検知用トナー像の色ずれを検知する受光センサ１０が設けられ、さらに定着器よりプロセス方向の下流側には、用紙搬送ベルト表面の検知用トナー像をクリーニングするベルトクリーナ８が備えられている。なお、各感光体の回転方向Ａに関し、現像器の下流には、図示していないが、感光体の表面をクリーニングするクリーナおよび感光体の表面の残留電荷を除去する除電器が設けられている。
【００１８】
次に、この画像形成装置における画像形成プロセスについて説明する。
【００１９】
先ず、画像処理部（図示せず）で画像処理が行われた画像信号は、各色毎にレーザ出力部（ＲＯＳ）３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋに入力され、画像信号によって変調されたレーザ光線Ｒは、スコロトロン帯電器２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋにより一様に帯電された感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの表面に照射される。４つの感光体表面にレーザ光線Ｒがラスタ照射されると、感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋには各色毎の画像信号に対応した静電潜像が形成される。それらの静電潜像は、各色の現像器４Ｙ、４Ｍ、１４Ｃ、４Ｋの色トナーにより現像されて感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに色トナー像が形成される。
【００２０】
これらの色トナー像は、用紙搬送ベルト６により搬送される用紙Ｐが感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋを通過する際に、転写器５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋにより用紙Ｐ上に転写される。用紙上へのトナー像の転写が終了した感光体１は、図示しないクリーナにより表面に付着した残留トナーなどの付着物がクリーニングされ、図示しない除電器により残留電荷が除去されて次の画像形成プロセスに備える。用紙Ｐ上に重ね合わされて転写された色トナー像は、定着器９によって用紙Ｐ上に定着されカラー画像が得られる。
【００２１】
ここでは、本発明のカラーレジストレーション検知装置を電子写真方式の画像形成装置に適用した実施形態について説明したが、画像形成装置は必ずしも電子写真方式である必要はなく、インクジェット方式であっても、感熱記録方式であってもよい。また、カラーのハードコピーが形成されるものであれば、例えば印刷装置であってもよい。
【００２２】
次に、本実施形態における色ずれ検知用トナー像（以下、「レジ検知用トナー像」と呼ぶ。）の形成及び位置ずれの測定について説明する。
【００２３】
図２は、本実施形態における受光センサと色ずれ算出手段の概略構成図である。
【００２４】
図２において、図のＡ方向が用紙搬送ベルトが移動するプロセス方向に交わる、ＲＯＳの主走査方向である。
【００２５】
図２に示す受光センサ１０は、赤外線を発光するＬＥＤ１０ａからなる光源を用紙搬送ベルト６上のレジ検知用トナー像１５に４５°の角度で照射し、レジ検知用トナー像１５からの正反射光を用紙搬送ベルト６面に対し４５°の角度でレンズ１０ｂを介してフォトダイオード（ＰＤ）１０ｃの受光面に結像させる共役光学系として構成されている。
【００２６】
ここで、レンズ１０ｂはφ３ｍｍ、焦点距離４ｍｍのものが用られ、レジ検知用トナー像１５からレンズ１０ｂまでの距離とレンズ１０ｂからフォトダイオード（ＰＤ）１０ｃまでの距離がともに８ｍｍであり、光学系の倍率は１倍である。
【００２７】
さらに、フォトダイオード（ＰＤ）１０ｃの直前には、フォトダイオード（ＰＤ）１０ｃがレジ検知用トナー像の主走査方向の幅よりも狭い検知領域内を経由した正反射光を受光するように、正反射光の通過領域を制限するウインドウを持ったマスク１０ｄが設けられ、マスク１０ｄのウインドウ以外の部分は迷光防止のため黒に彩色されている。
【００２８】
検知領域内を経由した光だけが通過するように制限されたレジ検知用トナー像１５の光学像がフォトダイオード１０ｃの受光面上に投影されると、フォトダイオード１０ｃは光学像の濃淡に応じて変化する受光信号電流を出力する。フォトダイオード１０ｃから出力された受光信号電流は電圧に変換され、Ａ／Ｄコンバータ１１で８ビットのデジタル受光信号に変換される。Ａ／Ｄコンバータ１１から出力された８ビットのデジタル受光信号はデータメモリ１２に記憶される。データメモリ１２に記憶されたデジタル受光信号は色ずれ算出手段１３に入力され、レジ検知用トナー像１５のレジずれ量が演算される。
【００２９】
これらの動作の詳細については後程説明する。
【００３０】
次に、レジ検知用トナー像について説明する。
【００３１】
図３（ａ）は、本実施形態におけるレジ検知用トナー像の平面図であり、図３（ｂ）は、受光センサーの出力信号を示す模式図である。
【００３２】
図３（ａ）において、図のＡ方向が用紙搬送ベルトの移動方向と交わる方向であり、ＲＯＳの主走査方向である。また、図のＢ方向が用紙搬送ベルトの移動方向であり、画像形成のプロセス方向である。
【００３３】
図３（ａ）に示すように、レジ検知用トナー像Ｐｙ，Ｐｍ，Ｐｃ，Ｐｋが、図１において説明した画像出力部の画像形成プロセスを経て、プロセス方向に沿って互いに重ならないように順次配列された状態に用紙搬送ベルト上に形成される。
【００３４】
各色のレジ検知用トナー像Ｐｙ，Ｐｍ，Ｐｃ，Ｐｋは、プロセス方向に延びる底辺を持つ二等辺三角形をなし、それぞれの形状とサイズが同じである。
【００３５】
ここで、レジ検知用トナー像Ｐｙ，Ｐｍ，Ｐｃ，Ｐｋの形状は、プロセス方向に交わる幅方向に単調に変化する形状のものであればよく、例えば主走査方向に斜辺を持つ三角形でも、あるいはプロセス方向に延びる底辺を持つ台形であってもよい。幅方向に単調に変化する形状のものであれば、目標とする位置からずれると、その形状の幅方向の寸法よりも狭い検知領域を通過する面積が、ずれ量に比例して変化し、フォトダイオードで受光される光量も変化するからである。
【００３６】
図３（ａ）の上方に四角の枠で示した検知領域１６は、その検知領域１６を経由した光をフォトダイオードの受光面で受光することができる制限されたぎりぎりの限界領域となっている。
【００３７】
検知領域１６のプロセス方向Ｂの長さｈと、レジ検知用トナー像Ｐｙ，Ｐｍ，Ｐｃ，Ｐｋのプロセス方向の最大幅ｊとの間には、ｈ＞ｊの関係が成り立つように受光手段の検知領域の長さとレジ検知用トナー像Ｐｙ，Ｐｍ，Ｐｃ，Ｐｋのサイズが設定されている。
【００３８】
ここでは、ｈ＝１ｍｍ、ｊ＝５００μｍに設定されているが、これに限定されるものではなく、任意に設定することができる。
【００３９】
また、検知領域１６の主走査方向Ａの幅Ｗと、レジ検知用トナー像の主走査方向の長さＶは、想定される主走査方向のレジストレーションの最大値をＬとすれば、Ｗ＜Ｖ−Ｌの関係が成り立つように受光センサの検知領域の幅とレジ検知用トナー像Ｐｙ，Ｐｍ，Ｐｃ，Ｐｋのサイズが設定され、レジ検知用トナー像Ｐｙ，Ｐｍ，Ｐｃ，Ｐｋが検知エリアから外れないようにする。なお、Ｌの値はあらかじめ実験的に求めておく。
【００４０】
ここでは、Ｗ＝２００μｍ、Ｖ＝１ｍｍ、Ｌは実験的に求めて７５０μｍとしているが、これに限定されるものではなく、任意に設定することができる。
【００４１】
次に、図３（ｂ）を用いて、受光センサーから出力される受光信号の電圧出力レベルについて説明する。
【００４２】
図３（ｂ）において、縦軸は時間、横軸は受光信号の電圧出力レベルをあらわす。
【００４３】
図３（ｂ）の出力レベルは、レジ検知用トナー像Ｐｙ，Ｐｍ，Ｐｃ，Ｐｋが、図３（ａ）に示す状態にあるときの受光センサの電圧出力レベルを模式的に示している。
【００４４】
まず、用紙搬送ベルト表面に対応した電圧Ｖｏを出力しているが、イエロー（Ｙ）のレジ検知用トナー像Ｐｙが検知領域を通過すると、その検知領域を経由した光は検知領域を通過する面積に比例するので、電圧出力レベルは、検知領域を通過するレジ検知用トナー像の面積に比例する電圧Ｖｙまで低下する。レジ検知画像Ｐｙが通過した後は、電圧出力レベルは、再び電圧Ｖｏに復帰する。その後、マゼンダ（Ｍ）、サイアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）各色のレジ検知用トナー像Ｐｍ，Ｐｃ，Ｐｋが通過するにしたがって、電圧出力レベルは、検知領域を通過するレジ検知用トナー像のそれぞれの面積に比例する電圧Ｖｍ，Ｖｃ，Ｖｋまで低下し、通過後は、用紙搬送ベルト表面に対応した電圧Ｖｏに復帰するという状態が繰り返される。
【００４５】
レジ検知用トナー像の通過に伴って電圧が低下するのは、用紙搬送ベルト表面の反射率にくらべ、レジ検知用トナー像の反射率が小さいためである。
【００４６】
次に、図３（ｂ）に示す電圧出力レベルを用いてレジずれ量を演算する方法について説明する。
【００４７】
まず、主走査方向Ａの色ずれ量を演算する方法について説明する。
【００４８】
検知領域を通過する各色のレジ検知用トナー像の面積に比例する電圧出力レベルの最小値であるＶｙ、Ｖｍ、Ｖｃ、Ｖｋを用紙搬送ベルト表面の出力電圧Ｖｏで除した、用紙搬送ベルト面を基準とする相対反射率を求める。
【００４９】
この相対反射率を求めることにより、受光素子や回路の温度変化、ばらつき、あるいは受光素子面の汚れによる電圧出力レベル低下などにより生じる測定誤差を補正することができる。
【００５０】
次に、各色の相対反射率の目標値、色ずれ量がゼロの場合における検知領域を通過する各色のレジ検知用トナー像の面積に比例する電圧出力レベルＶｙｏ，Ｖｍｏ，Ｖｃｏ，Ｖｋｏと、その際の用紙搬送ベルト表面の電圧出力レベルＶｏｏをあらかじめ実験などにより求めておき、色ずれ量がゼロの場合の相対反射率目標値と、色ずれのある測定された相対反射率との差分を計算し、この差分にあらかじめ求めておいた換算係数Ｒを乗算することにより、主走査方向の色ずれ量Δfsiを検出する。なお、この関係を式１に示す。
【００５１】
【数１】

【００５２】
次に、プロセス方向Ｂの色ずれ量を演算する方法について説明する。
【００５３】
プロセス方向の色ずれ量は、イエロー（Ｙ）のレジ検知用トナー像Ｐｙを基準に、それぞれのレジ検知用トナー像の中央部が測定位置を通過する時間間隔Ｔｙｍ，Ｔｙｃ，Ｔｙｋからそれぞれのレジ検知用トナー像のプロセス方向の位置を求めることにより検出することができる。
【００５４】
ここでは、Ａ／Ｄコンバータのサンプリング周期と、各レジ検知用トナー像の出力レベルおよび用紙搬送ベルト表面の出力レベルからそれぞれサンプリングされたデータ数を用いて時間間隔Ｔｙｍ，Ｔｙｃ，Ｔｙｋを算出する。なお、これらの演算は、データメモリに記憶された受光信号に基づいて、色ずれ算出手段が行う。
【００５５】
本実施形態に示した電子写真方式の画像形成装置は一例であり、用紙搬送ベルトの代わりに、中間転写ベルトを用い、３色（Ｙ，Ｍ，Ｃ）または４色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）あるいは、それ以上の色のトナー像を重ねあわせた後、用紙上に一括転写するタイプの画像形成装置でもよく、さらに、電子写真方式以外の画像形成装置においてもも適用することができる。
【００５６】
次に本発明の第２の実施形態について説明する。
【００５７】
本実施形態では、第１の実施形態とくらべて、形成されるレジ検知用トナー像は異なるが、画像形成装置の構成、受光センサと色ずれ算出手段の構成は同じであり、それらの図および説明は省略する。
【００５８】
図４（ａ）は、本実施形態におけるレジ検知用トナー像の平面図であり、図４（ｂ）は、受光信号の出力レベルを示す模式図である。
【００５９】
本実施形態におけるレジ検知用トナー像は、２つの異なる形状のもので構成されている。ここでは、イエロー（Ｙ）の第１のレジ検知用トナー像Ｐｙ１とイエロー（Ｙ）の第２のレジ検知用トナー像Ｐｙ２のみを示し、マゼンダ（Ｍ），サイアン（Ｃ），ブラック（Ｋ）それぞれの、第１および第２のレジ検知用トナー像は、イエロー（Ｙ）の第１のレジ検知用トナー像Ｐｙ１、およびイエロー（Ｙ）の第２のレジ検知用トナー像Ｐｙ２とそれぞれ形状およびサイズが同じものであるから、それらの図および説明は省略する。
【００６０】
図４（ａ）に示す、第１のレジ検知用トナー像Ｐｙ１は、第１の実施形態におけるレジ検知用トナー像と形状およびサイズが同じであり、プロセス方向Ｂに延びた底辺をもつ二等辺三角形をなしている。第２のレジ検知用トナー像Ｐｙ２は、プロセス方向の寸法が幅方向である主走査方向Ａについて一定な、長方形をなしている。
【００６１】
ここで、第１のレジ検知用トナー像は、プロセス方向Ｂの寸法が、プロセス方向に交わる幅方向、すなわち主走査方向Ａに単調に変化する形状のものであればよく、例えば主走査方向Ａに斜辺を持つ三角形でも、あるいはプロセス方向に延びる底辺を持つ台形であってもよい。
【００６２】
第２のレジ検知用トナー像Ｐｙ２の大きさは、主走査方向Ａの寸法及び位置が第１のレジ検知用トナー像Ｐｙ１と等しく、プロセス方向Ｂの幅が、第１のレジ検知用トナー像Ｐｙ１の最大幅ｈの１／２である。
【００６３】
ここで、第２のレジ検知用トナー像の主走査方向Ａの寸法は、第１のレジ検知用トナー像と同程度であればよく、特に規定はない。また、形状は、例えば平行四辺形であってもよく、プロセス方向Ｂの幅が一定であればよい。
【００６４】
このように、２種類のレジ検知用トナー像Ｐｙ１，Ｐｙ２を用いる理由は、環境変動や、経時劣化などにより画像形成装置の出力画像の濃度が変動し、レジ検知用トナー像の濃度変動を無視しえないときに、それを補正するためである。
【００６５】
すなわち、第１のレジ検知用トナー像Ｐｙ１の出力レベルは、主走査方向Ａの色ずれと、レジ検知用トナー像の濃度変動の双方に基づいて変化するため、第１のレジ検知用トナー像Ｐｙ１と用紙搬送ベルト表面との相対反射率を求めるのみでは色ずれ量を一義的に決定できないので、濃度変動による影響を補正する必要がある。
【００６６】
一方、第２のレジ検知用トナー像Ｐｙ２は、プロセス方向Ｂの幅が主走査方向Ａに沿って一定であるため、主走査方向Ａにずれが生じても出力レベルは影響を受けることはない。したがって、出力レベルの変化を捉えることにより第二のレジ検知用トナー像の濃度変動を検出することができる。
【００６７】
この第二のレジ検知用トナー像の濃度の検出結果により、第１のレジ検知用トナー像の出力レベルを濃度補正し、濃度補正後の色ずれ量を検知することができる。
【００６８】
主走査方向Ａの色ずれについては、先ず、第１のレジ検知用トナー像Ｐｙ１の出力レベルＶｙ１を、第２のレジ検知用トナー像Ｐｙ２の出力レベルＶｙ２で除した後、用紙搬送ベルト表面の出力レベルＶｏで除することにより、第２のレジ検知用トナー像Ｐｙ２の濃度で補正した、用紙搬送ベルト面を基準とする相対反射率を求める。次に、あらかじめ実験などにより求めておいた相対反射率の目標値、すなわち色ずれ量がゼロである第１のレジ検知用トナー像Ｐｙ１の受光センサの出力レベルＶｙｌｏを第２のレジ検知用トナー像Ｐｙ２の出力レベルＶｙ２で除した後、その際の用紙搬送ベルト面における出力レベルＶｏｏで除した値との差分を計算し、この差分にあらかじめ求めておいた換算係数Ｒ’を乗算して、主走査方向Ａの色ずれ量Δｆｓｉ’を検出することができる。この関係を式２に示す。
【００６９】
【数２】

【００７０】
一方、プロセス方向Ｂの色ずれについては、レジ検知用トナー像の濃度変動による影響は受けないので、第１の実施形態において示したと同様の方法で算出することができる。
【００７１】
本実施形態に示した電子写真方式の画像形成装置は一例であり、用紙搬送ベルトの代わりに、中間転写ベルトを用いて、３色または４色、あるいは、それ以上の色のトナー像を重ねあわせた後、用紙上に一括転写するタイプの画像形成装置でもよく、さらに、電子写真方式以外の画像形成装置や印刷機に適用することもできる。
【００７２】
【発明の効果】
本発明により、高価なＣＣＤやカラーセンサーを用いることなく、単眼のセンサ、単一の光源という簡易かつ低コストな構成を用い、精度よく色ずれ量を検知できるカラーレジストレーション検知装置を提供することができる。また、レジ検知用トナー像のサイズを数十ミクロン〜数百ミクロン程度と極めて微小にすることができるため、クリーナーの負荷が軽く、トナー使用量も少ない、低ランニングコストのカラーレジストレーション検知装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のカラーレジストレーション検知装置が適用される電子写真方式を用いた画像形成装置の第１の実施形態をあらわす概略構成図である。
【図２】本実施形態における受光センサおよび色ずれ算出手段の概略構成図である。
【図３】第１の実施形態におけるレジ検知用トナー像の平面図、および受光センサの受光信号の出力レベルを示す図である。
【図４】第２の実施形態におけるレジ検知用トナー像の平面図、および受光センサの受光信号の出力レベルを示す図である。
【符号の説明】
１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ感光体
２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋスコロトロン帯電器
３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋレーザ出力部（ＲＯＳ）
４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ現像器
５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ転写器
６用紙搬送ベルト
７用紙トレイ
８ベルトクリーナ
９定着器
１０受光センサ
１０ａ光源
１０ｂレンズ
１０ｃフォトダイオード
１０ｄマスク
１１Ａ／Ｄコンバータ
１２データメモリ
１３色ずれ算出手段
１５レジ検知用トナー像
１６検知領域

Claims

各色のトナー像を形成する配列された複数の像形成体に接触あるいは近接する所定の経路を経由して所定のプロセス方向に移動し、各像形成体で形成された各色トナー像の転写を表面に受け、あるいは該各色トナー像の転写を、表面に担持された被担持体に受ける被転写体に転写された各色トナー像の、該被転写体上の各目標転写位置からの、転写位置ずれを検知するカラーレジストレーション検知装置において、
前記複数の像形成体それぞれに、前記プロセス方向の寸法が該プロセス方向に交わる幅方向に単調に変化する形状の各色の検知用トナー像を形成させて、これら各色の検知用トナー像を前記被転写体上にプロセス方向に順次配列された状態に転写させる検知用トナー像形成手段と、
前記プロセス方向の、前記複数の像担持体が配備された位置よりも下流側に設置され、前記被転写体表面の、前記検知用トナー像の前記幅方向の寸法よりも狭く、該検知用トナー像の前記プロセス方向の最大寸法よりも長い検知領域内を経由した、該検知用トナー像と該検知領域との前記幅方向における相対的な位置関係に応じた光量の光を受光することにより、該光の光量を表わす受光信号を生成する受光センサと、
前記受光センサで得られた受光信号が表わす光量を使って、前記被転写体上に転写された各色の検知用トナー像の、前記幅方向における色ずれ量を求める色ずれ算出手段とを備えたことを特徴とするカラーレジストレーション検知装置。
前記色ずれ算出手段は、前記受光信号が表わす光量を使って前記幅方向の色ずれ量を求めるとともに、前記受光センサで得られた受光信号に基づいて、前記被転写体上に転写された各色の検知用のトナー像の前記プロセス方向の位置を求めることにより該プロセス方向の色ずれ量を求めるものであることを特徴とする請求項１記載のカラーレジストレーション検知装置。
前記検知用トナー像形成手段は、各色の検知用トナー像として、前記プロセス方向に延びる底辺を持つ三角形もしくは台形のトナー像を形成するものであることを特徴とする請求項１記載のカラーレジストレーション検知装置。
前記検知用トナー像形成手段は、前記複数の像形成体それぞれに、各色の検知用トナー像とともに、前記プロセス方向の寸法が前記幅方向について一定な各色の補正用トナー像を形成させて、これら各色の補正用トナー像を前記被転写体上に各色の検知用トナー像とともに前記プロセス方向に順次配列された状態に転写させるものであり、
前記受光センサは、前記被転写体の前記検知領域内に前記検知用トナー像が存在するときの光量を表わす第１の受光信号を生成し、該検知領域内に前記補正用トナー像が存在するときの光量を表わす第２の受光信号も生成するものであり、
前記色ずれ算出手段は、前記受光センサで生成された受光信号のうちの前記第１の受光信号から、前記検知用トナー像の濃度変動による影響を除く補正を、前記第２の受光信号に基づいて行い、補正後の受光信号に基づいて、前記被転写体上に転写された各色の検知用トナー像の色ずれ量を求めるものであることを特徴とする請求項１記載のカラーレジストレーション検知装置。
前記検知用トナー像形成手段は、各色の補正用トナー像として、前記プロセス方向の寸法が前記幅方向に一定な矩形のトナー像を形成するものであることを特徴とする請求項４記載のカラーレジストレーション検知装置。