JP4099912B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電子写真方式や静電記録方式などを応用した複写機やプリンター、あるいはファクシミリ等の画像形成装置に関し、特にカラーの画像形成装置において、各色の画像形成位置であるレジストレーションを制御するためのレジストレーションコントロールシステムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、オフィス等において処理されるドキュメントは急速にカラー化が進み、これらのドキュメントを扱う複写機・プリンター・ファクシミリ等の画像形成装置も急速にカラー化されてきている。そして、現在これらのカラー機器は、オフィス等における事務処理の高品位化および迅速化に伴って、一層高画質化および高速化されてきている。かかる要求に応え得るカラー機器としては、例えば、黒(K)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)の各色毎に各々の画像形成ユニットを持ち、各画像形成ユニットで形成された色の異なる画像を搬送される転写材又は中間転写体上に多重に転写し、カラー画像の形成を行なういわゆるタンデム型のカラー画像形成装置が種々提案されており、実際に製品化されている。
【0003】
この種のタンデム型のカラー画像形成装置としては、例えば、次に示すようなものがある。このタンデム型のカラー画像形成装置は、図14に示すように、黒(K)色の画像を形成する黒色画像形成ユニット200Kと、イエロー(Y)色の画像を形成するイエロー色画像形成ユニット200Yと、マゼンタ(M)色の画像を形成するマゼンタ色画像形成ユニット200Mと、シアン(C)色の画像を形成するシアン色画像形成ユニット200Cの4つの画像形成ユニットを備えている。これら4つの画像形成ユニット200K、200Y、200M、200Cは、互いに一定の間隔をおいて水平に配置されている。また、上記黒(K)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)の各画像形成ユニット200K、200Y、200M、200Cの下部には、当該各画像形成ユニットで順次形成されたトナー像を、互いに重ね合わせた状態で転写する中間転写ベルト201が、矢印方向に沿って回動可能に配置されている。この中間転写ベルト201は、例えば、可撓性を有するポリイミド等の合成樹脂フィルムを帯状に形成し、この帯状に形成された合成樹脂フィルムの両端を溶着等の手段によって接続することにより、無端ベルト状に構成されている。従って、上記中間転写ベルト201には、図15に示すように、必然的に合成樹脂フィルムの接続部であるシーム部201aが存在する。
【0004】
上記黒(K)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)の各画像形成ユニット200K、200Y、200M、200Cは、すべて同様に構成されており、これら4つの画像形成ユニット200K、200Y、200M、200Cでは、上述したように、それぞれ黒色、イエロー色、マゼンタ色及びシアン色のトナー像が順次形成されるように構成されている。上記各色の画像形成ユニット200K、200Y、200M、200Cは、感光体ドラム202を備えており、この感光体ドラム202の表面は、一次帯電用のスコロトロン203によって一様に帯電された後、画像露光装置204によって像形成用のレーザ光が画像情報に応じて走査露光され、静電潜像が形成される。上記感光体ドラム202の表面に形成された静電潜像は、各画像形成ユニット200K、200Y、200M、200Cの現像器205によってそれぞれ黒色、イエロー色、マゼンタ色及びシアン色の各色のトナーにより現像されて可視トナー像となり、これらの可視トナー像は、転写帯電器206によって中間転写ベルト201上に互いに重ね合わせた状態で転写される。上記中間転写ベルト201上に多重に転写された黒色、イエロー色、マゼンタ色及びシアン色の各色のトナー像は、転写用紙207上に一括して転写された後、定着装置208によって定着処理を受け、カラー画像の形成が行なわれる。
【0005】
なお、図14中、209は感光体クリーナー、210は中間転写ベルトクリーナーをそれぞれ示すものである。
【0006】
ところで、このように構成されるタンデム型のカラー画像形成装置は、複数個の画像形成ユニット200K、200Y、200M、200Cによって順次形成されたトナー像を、中間転写体201上に多重に転写する方式であるため、大幅に高速化が可能であるが、各色の画像形成ユニット200K、200Y、200M、200Cで形成される画像の転写位置がずれ易く、各色の画像の位置合わせ具合、即ちカラーレジストレーションが頻繁に悪化しやすく、高画質を維持することが困難である。これは、初期的なものとして、各画像露光装置204K、204Y、204M、204C、あるいは各画像形成ユニット200K、200Y、200M、200Cの製造公差、また取り付け公差などに起因し、また経時的なものとして、カラー画像形成装置の機内温度の変化やカラー画像形成装置に外力が加わることなどにより、各画像形成ユニット200K、200Y、200M、200Cを構成する部材が熱膨張したり、変位したりすることなどに起因する。このうち、機内温度の変化や外力は避けられないものであり、例えば、転写用紙の補給動作や紙詰まりの復帰などの日常的な作業が、カラー画像形成装置へ外力を加えることとなる。
【0007】
そこで、従来技術として、図15に示すように、中間転写体201上にカラーレジストレーションのずれ(以下、「カラーレジずれ」と略称する。)を検出するためのパターン211を形成し、このカラーレジずれ検出用のパターン211を、検出器212によってサンプリングして、各色のトナー像のレジずれを補正する技術が、すでに種々提案されており、実機に導入されている。
【0008】
これらのカラーレジストレーションのずれを検出するための技術としては、カラーレジずれ検出用のパターンをサンプリングする際に、低価格の検出器により十分な解像度で、カラーレジずれ検出用のパターンを検出可能とするものが、例えば、特開平6−118735号公報に既に提案されている。
【0009】
この特開平6−118735号公報に係る画像形成装置は、カラーレジずれ量を検出するため、検出用パターン211として、図16に示すように、多色の山形マーク213K、213Y…を組み合わせたパターンを用いるように構成したものである。カラーレジずれ量の検出は、中間転写ベルト210上に形成された山形のパターン211が、当該中間転写ベルト201の移動に伴って移動していく際、パターン211の両端がその下を通過するように配置された2個の検出器212a、212bを用い、これら2つの検出器212a、212b下をパターン211が通過するタイミングでパターン211の各間隔を測定し、カラーレジすれ量を検出するようになっている。
【0010】
図16に示すように、第1の検出器212aが検出基準色のマーク213K(例えば、黒色)を検出してから、検出対象色のマーク213Y(例えば、イエロー色)を検出するまでの時間間隔をT1A、当該検出対象色のマーク213Yを検出してから、次の検出基準色のマーク213Kを検出するまでの時間間隔をT1B、第2の検出器212bが検出基準色のマーク213Kを検出してから、検出対象色のマーク213Yを検出するまでの時間間隔をT2A、当該検出対象色のマーク213Yを検出してから、次の所定の検出対象色のマーク213Yを検出するまでの時間間隔をT2Bとすると、主走査方向カラーレジずれ量Lerrと、副走査方向カラーレジずれ量Perrは、特開平6−118735号公報に開示されているように、以下の算出式により算出される。
Lerr=(T2A−T1A)÷2
Perr=(T2B−T1B)−Lerr
【0011】
ところで、上記検出用パターン211が形成される中間転写ベルト201は、当該中間転写ベルト201を駆動する駆動ロールの偏心などにより、周期的な変動を有しており、当該中間転写ベルト201上に所定の各色の検出用パターン211を形成する各画像形成ユニット200K、200Y、200M、200Cも、感光体ドラム202の偏心などにより、やはり周期的な変動を有している。そのため、上記中間転写ベルト201に所定の間隔で、各色の検出用パターン211を形成したとしても、2つの検出器212a、212bによって検出される検出基準色のマーク213Kと検出対象色のマーク213Yの時間間隔T1A、T1B、T2A、T2B等に、周期的な変動が含まれてしまうことになる。
【0012】
したがって、上記検出基準色のマーク213Kと検出対象色のマーク213Yの時間間隔T1A、T1B、T2A、T2B等をそのまま検出したのでは、検出される時間間隔T1A、T1B、T2A、T2B等に周期的な変動成分が含まれてしまい、主走査方向及び副走査方向のカラーレジずれ量Lerr、Perrを精度よく検出することができない。
【0013】
そこで、上記検出パターン211の読み取り検出は、周期的なカラーレジずれ変動の影響を受けないような設計を行なうことが、一般的に行なわれている。更に説明すると、検出に影響を受けたくない周波数に同期しないように検出パターン211の周波数(繰り返し数及び間隔)を設定し、サンプリング個数を多くする、あるいはその周期の1周期分のサンプル数を多くして同期させる、などのサンプリングパラメータの設計を行い、サンプリングした複数の検出値を平均することにより周期的カラーレジずれ変動による影響を低減し、最終的な検出値を算出するようにしている。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術の場合には、次のような問題点を有している。すなわち、上記特開平6−118735号公報に開示されているように、カラーレジずれ検出用パターン211として、図16に示すように、多色の山形マーク213を組み合わせたパターンを用いることにより、低価格の検出器により十分な解像度で、カラーレジずれ検出用のパターン211を検出することができ、各色のトナー像のレジずれを補正して、高画質のカラー画像を形成することが可能となる。
【0015】
しかし、上記のように特定周波数の影響を除去するようにサンプリングパラメータを設計しても、以下のような不具合が起こる懸念がある。すなわち、中間転写ベルト201の周期に代表される長期間の変動がある場合、この周期にサンプル長を同期させる必要があるが、当該中間転写ベルト201のシーム部201a等により、検出用パターン211を形成することができない領域が存在するため、特定の周波数に同期できなかったり、同期させた場合でも、図17に示すように、中間転写ベルト201のシーム部201aや、ベルト表面の傷や汚れなどの欠陥201bにより、ある位置(位相)の検出用パターン211が検出できない場合が必然的に生じる。この場合には、周期的なカラーレジずれ変動の影響を受けないようにするため、多数の検出用パターン211をサンプリングして、平均化処理を行なったとしても、ある位置(位相)の検出用パターン211のサンプリングデータの欠落により、平均化したカラーレジずれ量がΔVだけシフトしてしまい、中間転写ベルト201の1周や感光体ドラム202の1回転等に起因した、長周期変動の影響を受けた検出誤差が発生するという問題点があった。このように、上記検出用パターン211のサンプリングデータにΔVだけ検出誤差が発生すると、当然のことながら、各画像形成ユニット200K、200Y、200M、200Cによりカラー画像のレジずれを精度良く補正することができず、色ずれなどの画質低下を生じるという問題点があった。
【0016】
また、検出したくない周波数成分をサンプリングパラメータ(周波数と個数)の設定により、影響を最小限に抑えるように設計した場合でも、厳密には影響がまったくなくなるわけではなく、特に変動の振幅が大きい周波数が多数ある場合には、当該振幅が大きい変動の影響により、やはり平均化したカラーレジずれ量がシフトしてしまい、少なからず検出誤差は発生してしまうことになる。
【0017】
そこで、これらの問題点を改善するためには、周期的な変動を低減するために、中間転写ベルト及び当該中間転写ベルトを駆動する駆動ロールの製造を高精度化したり、あるいは中間転写ベルトや感光体ドラムの駆動などに、複雑かつ高精度のフィードバック制御などの対策を施することにより、中間転写ベルトや感光体ドラムの回転変動等に起因する検出誤差を低減することが考えられる。
【0018】
しかし、この場合には、製造コストの大幅な上昇を招くばかりか、装置の構成が複雑となり、いずれにしても大幅なコストアップを招くという新たな問題点を生じる。また、上記の手段では、中間転写ベルト上に事後的に生じる傷や汚れなどによる影響を、回避することはできない。
【0019】
そこで、この発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、構成の複雑化や大幅なコストアップを招くことなく、中間転写体や像担持体等の回転変動に起因する検出用パターンの検出誤差を大幅に低減することができるのは勿論のこと、検出用パターンのサンプリングに伴うカラーレジストレーションのずれの検出を高精度に行なうことが可能な画像形成装置を提供することにある。
【0020】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載された発明は、複数の画像形成ユニットと、前記複数の画像形成ユニットによって形成された画像が転写される中間転写体とを備え、前記中間転写体表面にカラー画像形成位置ずれ検出用パターンを形成し、
前記カラー画像形成位置ずれ検出用パターンをパターン検出手段によって検出することにより、前記中間転写体の表面に前記複数の画像形成ユニットによって形成された画像の位置ずれ量を検出する画像形成装置において、少なくとも前記中間転写体の1周にわたって同一の画像形成ユニットで複数のカラー画像形成位置ずれ検出用パターンを等間隔で形成し、前記同一の画像形成ユニットで形成された複数のカラー画像形成位置ずれ検出用パターンの位置のずれ量を、前記中間転写体の1周にわたって算術平均した値に基づいて、前記カラー画像形成位置ずれ検出用パターンを検出する際の検出誤差を求めることを特徴とする画像形成装置である。
【0021】
この請求項1に記載された発明においては、少なくとも前記中間転写体の1周にわたって同一の画像形成ユニットで複数のカラー画像形成位置ずれ検出用パターンを等間隔で形成し、前記同一の画像形成ユニットで形成された複数のカラー画像形成位置ずれ検出用パターンの位置のずれ量を、前記中間転写体の1周にわたって算術平均した値に基づいて、前記カラー画像形成位置ずれ検出用パターンを検出する際の検出誤差を求めるように構成したので、少なくとも前記中間転写体の1周にわたって同一の画像形成ユニットで複数のカラー画像形成位置ずれ検出用パターンを等間隔で形成することにより、当該同一の画像形成ユニットで形成された画像形成位置ずれ検出用パターンには、基本的に、カラー画像形成時の位置ずれが生じないため、同一の画像形成ユニットで形成された画像形成位置ずれ検出用パターンの間隔測定値は、本来所定の値と等しくなるはずであり、前記同一の画像形成ユニットで形成された画像形成位置ずれ検出用パターンの間隔を、前記中間転写体の1周にわたって算術平均した値と、所定の値との差がカラー画像形成位置ずれ検出用パターンを検出する際の検出誤差となる。
【0022】
したがって、この検出誤差に基づいて、カラー画像形成位置ずれ検出用パターンによって検出されたカラー画像形成位置のずれ量を校正することで、カラー画像形成位置ずれ量を精度良く検出することが可能となる。
【0029】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【0030】
実施の形態1
図2はこの発明の実施の形態1に係る画像形成装置としてのタンデム型のカラー電子写真複写機を示す概略構成図である。
【0031】
図2において、1はタンデム型のデジタルカラー複写機の本体を示すものであり、このデジタルカラー複写機本体1の一端側の上部には、原稿2の画像を読み取る原稿読取装置4が配設されている。また、上記デジタルカラー複写機本体1の内部には、黒(K)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)の各色の画像形成ユニット13K、13Y、13M、13Cが、水平方向に沿って一定の間隔をおいて配列されている。さらに、上記4つの画像形成ユニット13K、13Y、13M、13Cの下方には、これらの画像形成ユニットで順次形成される各色のトナー像を、互いに重ね合わせた状態で転写する中間転写ベルト25が、矢印方向に沿って回動可能に配設されている。そして、上記中間転写ベルト25上に多重に転写された各色のトナー像は、給紙カセット39等から給紙される転写材としての転写用紙34上に一括して転写された後、定着器37によって転写用紙34上に定着され、外部に排出されるようになっている。
【0032】
図3はこの発明の実施の形態1に係る画像形成装置としてのタンデム型のカラー電子写真複写機の構成を、更に詳細に示したものである。
【0033】
なお、ここではタンデム型のカラー電子写真複写機を用いて、本発明の構成を説明するが、本発明は、カラープリンタ/ファクシミリにおいても有効である。以下の実施の形態2、3においても同様である。
【0034】
図3において、1はタンデム型のデジタルカラー複写機の本体を示すものであり、このデジタルカラー複写機本体1の一端側の上部には、原稿2をプラテンガラス5上に押圧するプラテンカバー3と、プラテンガラス5上に載置された原稿2の画像を読み取る原稿読取装置4が配設されている。この原稿読取装置4は、プラテンガラス5上に載置された原稿2を光源6によって照明し、原稿2からの反射光像を、フルレートミラー7及びハーフレートミラー8、9及び結像レンズ10からなる縮小光学系を介してCCD等からなる画像読取素子11上に走査露光して、この画像読取素子11によって原稿2の色材反射光像を所定のドット密度(例えば、16ドット/mm)で読み取るように構成されている。
【0035】
上記原稿読取装置4によって読み取られた原稿2の色材反射光像は、例えば、赤(R)、緑(G)、青(B)(各8bit)の3色の原稿反射率データとしてIPS12(Image Processing System)に送られ、このIPS12では、原稿2の反射率データに対して、シェーデイング補正、位置ズレ補正、明度/色空間変換、ガンマ補正、枠消し、色/移動編集等の所定の画像処理が施される。
【0036】
そして、上記の如くIPS12で所定の画像処理が施された画像データは、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)(各8bit)の4色の原稿色材階調データに変換され、次に述べるように、黒(K)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)の各色の画像形成ユニット13K、13Y、13M、13CのROS14K、14Y、14M、14C(Raster Output Scanner)に送られ、これらのROS14K、14Y、14M、14Cでは、所定の色の原稿色材階調データに応じてレーザー光による画像露光が行われる。
【0037】
ところで、上記タンデム型のデジタルカラー複写機本体1の内部には、上述したように、黒(K)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)の4つの画像形成ユニット13K、13Y、13M、13Cが、水平方向に一定の間隔をおいて並列的に配置されている。
【0038】
これらの4つの画像形成ユニット13K、13Y、13M、13Cは、すべて同様に構成されており、大別して、矢印方向に沿って所定の回転速度で回転する感光体ドラム15と、この感光体ドラム15の表面を一様に帯電する一次帯電用のスコロトロン16と、当該感光体ドラム15の表面に各色に対応した画像を露光して静電潜像を形成するROS14と、感光体ドラム15上に形成された静電潜像を現像する現像器17、クリーニング装置18とから構成されている。
【0039】
上記ROS14は、図3に示すように、半導体レーザー19を原稿色材階調データに応じて変調して、この半導体レーザー19からレーザー光LBを階調データに応じて出射する。この半導体レーザー19から出射されたレーザー光LBは、反射ミラー20、21を介して回転多面鏡22によって偏向走査され、再び反射ミラー20、21及び複数枚の反射ミラー23、24を介して像担持体としての感光体ドラム15上に走査露光される。
【0040】
上記IPS12からは、黒(K)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)の各色の画像形成ユニット13K、13Y、13M、13CのROS14K、14Y、14M、14Cに各色の画像データが順次出力され、これらのROS14K、14Y、14M、14Cから画像データに応じて出射されるレーザービームLBが、それぞれの感光体ドラム15K、15Y、15M、15Cの表面に走査露光されて静電潜像が形成される。上記各感光体ドラム15K、15Y、15M、15Cに形成された静電潜像は、現像器17K、17Y、17M、17Cによって、それぞれ黒(K)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)の各色のトナー像として現像される。
【0041】
上記各画像形成ユニット13K、13Y、13M、13Cの感光体ドラム15K、15Y、15M、15C上に、順次形成された黒(K)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)の各色のトナー像は、各画像形成ユニット13K、13Y、13M、13Cの下方に配置された中間転写体としての中間転写ベルト25上に、一次転写ロール26K、26Y、26M、26Cによって多重に転写される。この中間転写ベルト25は、ドライブロール27と、ストリッピングロール28と、ステアリングロール29と、アイドルロール30と、バックアップロール31と、アイドルロール32との間に一定のテンションで掛け回されており、図示しない定速性に優れた専用の駆動モーターによって回転駆動されるドライブロール27により、矢印方向に所定の速度で循環駆動されるようになっている。上記転写ベルト25としては、例えば、可撓性を有するポリイミド等の合成樹脂フィルムを帯状に形成し、この帯状に形成された合成樹脂フィルムの両端を溶着等の手段によって接続することにより、無端ベルト状に形成したものが用いられる。従って、上記中間転写ベルト25には、図4に示すように、必然的に合成樹脂フィルムの接続部であるシーム部25aが存在する。
【0042】
上記転写ベルト25上に多重に転写された黒(K)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)の各色のトナー像は、バックアップロール31に圧接する2次転写ロール33によって、圧接力及び静電気力で転写用紙34上に2次転写され、この各色のトナー像が転写された転写用紙34は、2連の搬送ベルト35、36によって定着器37へと搬送される。そして、上記各色のトナー像が転写された転写用紙34は、定着器37によって熱及び圧力で定着処理を受け、複写機本体1の外部に設けられた排出トレイ38上に排出される。
【0043】
上記転写用紙34は、図3に示すように、複数の給紙カセット39、40、41のうちの何れかから所定のサイズのものが、給紙ローラ42及び用紙搬送用のローラ対43、44、45からなる用紙搬送経路46を介して、レジストロール47まで一旦搬送される。上記給紙カセット39、40、41のうちの何れかから供給された転写用紙34は、所定のタイミングで回転駆動されるレジストロール47によって中間転写ベルト25上へ送出される。
【0044】
そして、上記黒色、イエロー色、マゼンタ色及びシアン色の4つの画像形成ユニット13K、13Y、13M、13Cでは、上述したように、それぞれ黒色、イエロー色、マゼンタ色、シアン色のトナー像が所定のタイミングで順次形成されるようになっている。
【0045】
なお、上記感光体ドラム15K、15Y、15M、15Cは、トナー像の転写工程が終了した後、クリーニング装置18K、18Y、18M、18Cによって残留トナーや紙粉等が除去されて、次の画像形成プロセスに備える。また、中間転写ベルト25は、ベルト用クリーナー48によって残留トナーが除去される。
【0046】
ところで、この実施の形態では、中間転写ベルト25上に所定のタイミングで、カラーレジずれ検出用のパターンを形成し、このカラーレジずれ検出用パターンを検出して、各画像形成ユニット13K、13Y、13M、13Cのカラーレジずれを補正した後、カラー画像を形成するように構成されている。
【0047】
カラーレジずれ検出用パターン50としては、図6に示すように、第1の基準色からなる第1番目の山形マーク51KKと、第2の被測定色からなる第2番目の山形マーク51YYと、第1の色と第2の色からなる第3番目の山形マーク51KYマークを、1つの単位として被測定色のすべてを組み合わせたパターンが用いられる。図5に示すパターン50の組み合わせが基準色と対象色における1ブロックとする。このパターンを実際に用いる場合には、図6に示すように、数ブロック分繰り返して形成してサンプルする。ここでは、中間転写ベルト25の1周分のサンプルを仮定して、本発明の実施の形態1を説明する。
【0048】
図7は上記カラーレジずれ検出用のパターン検出器60を示す斜視構成図である。
【0049】
図7において、61はパターン検出器60の筐体であり、62a、62bは中間転写ベルト25上に形成されたカラーレジずれ検出用のパターン50をそれぞれ照明する2つの発光素子であり、63a、63b及び64a、64bは中間転写ベルト25上に形成されたカラーレジずれ検出用パターン50の異なった山型マーク51からからの反射光をそれぞれ受光する2組の各受光素子を示すものである。上記2つの発光素子62a、62bとしては、例えば、特定波長の光、あるいは所定の波長分布を持った光を出射するLEDなどが用いられ、これらの発光素子62a、62bは、中間転写ベルト25上の1つの検出位置を、互いに所定の角度だけ傾斜した反対側の斜め方向から照明するように配置されている。また、上記2組み受光素子63a、63b及び64a、64bは、中央部が互いに接触し、両端部が水平方向に対して所定の角度だけ下方に傾斜した状態で配置された、2つの受光素子63a、63bと64a、64bとを備えており、各受光素子63a、63bと64a、64bは、図1に示すように、反射光の検知タイミング及び検知角度が互いに異なるように設定されている。
【0050】
上記パターン検出器60は、図8に示すように、中間転写ベルト25上に形成されたカラーレジずれ検出用パターン50を検出すると、当該カラーレジずれ検出用パターン50の直線状のマーク51によって、一方の受光素子63bからは、図8(a)に示すように、先に滑らかな山型の波形が出力され、幾らか遅れて、他方の受光素子63aからも、図8(b)に示すように、滑らかな山型の波形が出力される。そして、これら2つの受光素子63b、63aから出力される波形を増幅してから差分をとるか、差分をとってから増幅することにより、図8(c)に示すように、一旦大きく山型に立ち下がってから、今度は大きく山型に立ち上がる出力波形が得られる。そこで、上記2つの受光素子63a、63bから出力される波形の差分をとることにより、CCD等の高精度のセンサーを使用しなくとも、図8(d)に示すように、カラーレジずれ検出用パターン50の直線状のマーク51を、高解像度で精度良く検出することが可能となる。
【0051】
図9はこの実施の形態1に係るカラーレジずれ補正装置の一実施の形態を示すブロック図である。
【0052】
図9において、70はタンデム型のデジタルカラー複写機の画像形成動作、及びカラーレジずれの検出並びに校正動作などを制御するCPU、71はCPU70が実行する画像形成動作や、カラーレジずれの検出並びに校正動作などを制御するためのソフトウエアのプログラムを記憶したROM、72はパターン検出器60の発光素子62a、62bを構成するLEDを点灯するLEDドライバー、73はパターン検出器60の受光素子63a、63b及び64a、64bでデータをサンプリングする閾値を制御するPWM回路(パルス幅変調回路)、60は中間転写ベルト25の例えば幅方向の両端部と中央部の3箇所(必要に応じて、両端部のみ等でもよい)に形成されるカラーレジずれ検出用パターンを検出するパターン検出器、74はこれらのパターン検出器60から出力されるカラーレジずれ検出用パターン検出時の所定のパルス間(立ち上がり)の時間間隔を、基準クロックパルスに基づいて計測するカウンタ、75はCPU70からの指令にも基づいて、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(BK)の各色の画像形成ユニット13Y、13M、13C、13BKのROS14Y、14M、14C、14BKに、所定のタイミングで原稿2の画像情報あるいはカラーレジずれ検出用パターン50を形成するための画像情報を出力する画像出力回路、76はカラーレジずれ検出用パターン50の画像情報を予め記憶したレジパターン格納ROMをそれぞれ示すものである。
【0053】
そして、この実施の形態では、上記CPU70によってタンデム型のデジタルカラー複写機の画像形成動作を制御するのは勿論のこと、当該タンデム型のデジタルカラー複写機の電源が投入された直後、あるいは複写機本体1内の温度が所定の温度以上変化したとき、複写機で所定枚数だけコピーがとられたとき、フロントカバーが開閉されたとき、など所定のタイミングで、CPU70は、中間転写ベルト25上に図4乃至図6に示すようなカラーレジずれ検出用パターン50を形成し、このカラーレジずれ検出用パターン50をパターン検出器60によって検出して、基準となる色のパターンに対して対象となる画像形成ユニット13Y、13M、13Cで形成されるカラーレジずれ検出用パターン50がどの程度ずれているかを検出して、このカラーレジずれを校正する制御を行なうように構成されている。
【0054】
ところで、上記CPU70は、図9に示すように、画像出力回路75を介して、各色の画像形成ユニット13K、13Y、13M、13CのROS14K、14Y、14M、14Cに、所定の画像情報を出力することにより、中間転写ベルト25上に図4乃至図6に示すようなカラーレジずれ検出用パターン50を繰り返して形成する。
【0055】
上記カラーレジずれ検出用パターン50を繰り返して形成する際の間隔、すなわちカラーレジずれ検出用パターン50の周波数は、一般的には画像形成における周期的な変動分を除去するように設計されている。例えば、感光体ドラム15の周長を250mm、ベルト駆動ロール27の周長を100mmとした場合、感光体ドラム15による周期変動は250mm毎に、ベルト駆動ロール27による周期変動は100mm毎に発生することになる。感光体ドラム15の1回転の周期のように、ある程度長い周期の変動の場合は、パターン1ブロックの周期は可能な限り短くし、感光体ドラム15の1回転の周期変動内で、カラーレジずれ検出用パターン50をできるだけ多くサンプルするように設定することが望ましい。また、ベルト駆動ロール27のように比較的短い周期の変動の場合は、この周期と非同期となるような周波数で設定するのが望ましい。
【0056】
実際の画像出力時には、感光体ドラム15とベルト駆動ロール27の変動が合成された変動となるため、この実施の形態では、カラーレジずれ検出用パターン50の周波数を高く、またベルト駆動ロール27の周期と非同期となるように、パターン50の周期(周波数)を設定している。パターン50の構成上、検出カラーレジずれ量とパターン検出器60の特性によるパターンの制限、例えば、最小パターン間隔で形成可能な最小ブロックの形成長を50mm(ここでは、基準色と3つの対象色の組み合わせ3つのブロックを1ブロック)とすると、この50mmの周期は、図6に示すパターン周期で最高の周波数であるが、ベルト駆動ロール27の周波数と同期するため望ましくない。そこで、60〜70mmの最小ブロック形成長が、ベルト駆動ロール27に同期せずかつ高い周波数となるので、妥当な設定値である。中間転写ベルト25の1周を2000mmと仮定すると、60mmのブロック長でベルト1周では、33ブロックのカラーレジずれ検出用パターン50を形成することが可能である。ここでは、感光体ドラム15とベルト駆動ロール27の2つの変動要因について、パターン50のブロック周波数の設計について説明したが、実際の画像形成装置では、感光体ドラム15やベルト駆動ロール27などを駆動する駆動系など、他の変動要因をも考慮する必要がある。
【0057】
しかしながら、このように周期的変動による検出誤差を低減するようにパターン50の設計パラメータを設計しても、従来技術の問題点で説明したように、長周期の変動(例えば、感光体ドラムやベルトなど)がある場合、その周期のベルトシーム部25aやベルトの傷などの欠陥25bの特定位相の箇所において、カラーレジずれ検出用パターン50を検出することができなかった場合、カラーレジずれ検出用パターン50に基づく、主走査方向カラーレジずれ量Lerrと、副走査方向カラーレジずれ量Perrの検出値は、ある程度の検出誤差を持つことが予想される。例えば、感光体ドラム15や中間転写ベルト25の周期的変動によるカラーレジ変動が、図10に示すように、数十〜百数十μmの振幅で発生する場合、これらの変動による検出誤差は、十数〜数μm程度となることが考えられる。
【0058】
また、感光体ドラム15や中間転写ベルト25等に起因する周期的変動による影響をゼロにするように、カラーレジずれ検出用パターン50のパターン周期を設定することが難しい場合もあり、このようなとき不適切なパターン周波数を設定して大きな検出誤差が生じることもある。
【0059】
そこで、この実施の形態では、上記のカラーレジずれ検出用パターンに基づく、主走査方向カラーレジずれ量Lerrと、副走査方向カラーレジずれ量Perrの検出誤差を、次のようにして低減するものである。以下にその手順を説明する。
【0060】
この実施の形態1では、不適切なパターン周波数が原因で発生する読み取り時の検出誤差の校正について説明する。
【0061】
すなわち、この実施の形態1では、カラーレジずれ検出用パターン50に基づく、主走査方向カラーレジずれ量Lerrと、副走査方向カラーレジずれ量Perrの検出動作に先立って、図1に示すように、カラーレジずれ検出用のパターン50のブロックを、すべて単色(例えば、黒色)で置き換える山型のマーク51からなるパターンブロック55を、通常のパターン50と同じ間隔で中間転写ベルト25上に形成する動作を行なう。
【0062】
そして、この中間転写ベルト25上に形成された単色(例えば、黒色)で置き換えるパターン55のブロックを、パターン検出器60によって検出し、通常のパターン50と同様に、時間間隔T1A、T1B、T2A、T2Bを求め、これらの時間間隔T1A、T1B、T2A、T2Bに基づいて、以下の算出式により、各パターン55毎の主走査方向カラーレジずれ量Lerrと、副走査方向カラーレジずれ量Perrを算出する。
Lerr=(T2A−T1A)÷2
Perr=(T2B−T1B)−Lerr
【0063】
そして、上記中間転写ベルト25表面の全周にわたって、所定のブロック周波数で形成された単色の各パターン55のブロックに基づいて算出された主走査方向カラーレジずれ量Lerrと、副走査方向カラーレジずれ量Perrの値を算術平均する。すると、同一の画像形成ユニット13BKで形成された単色のパターン55のブロックは、各パターン55の直線状のマーク56が所定の間隔で中間転写ベルト25上に形成されているはずであり、中間転写ベルト25や感光体ドラム25の周期的な変動に基づく要因を、算術平均することによって除去すれば、その結果得られる主走査方向カラーレジずれ量Lerrと、副走査方向カラーレジずれ量Perrの値は、共にゼロとなるはずである。
【0064】
ここではゼロとならずに、図10に示すように、十数〜数μm程度のずれΔVが算出されると、その値が中間転写ベルト25のシーム部25aやベルト表面の傷などの欠陥25bに起因する検出誤差といえる。
【0065】
更に説明すると、上記中間転写ベルト25表面の全周にわたって、図1に示すように、所定のブロック周波数で形成された単色の各パターン55のブロックは、同一の画像形成ユニット13BKが形成するものであるため、単色の各パターン55のブロックには、いわゆるカラーレジずれは存在せず、黒色の画像形成ユニット13BKとイエロー色の画像形成ユニット13Y等で、パターン50のブロックを形成した場合のように、各画像形成ユニット間の位置ずれや画像形成タイミングのずれなどに起因する主走査方向カラーレジずれ量Lerrと、副走査方向カラーレジずれ量Perrが生じることがなく、これら主走査方向カラーレジずれ量Lerrと、副走査方向カラーレジずれ量Perrの値は、本来ゼロになるはずである。
【0066】
ただし、上記中間転写ベルト25上に形成された単色の各パターン55のブロックを、パターン検出器60によって検出する際に、中間転写ベルト25や感光体ドラム15の回転変動などに起因する位置ずれが、単色の各パターン55のブロックであっても当然生じるため、測定された主走査方向カラーレジずれ量Lerrと、副走査方向カラーレジずれ量Perrの値は、図10に示すように、周期的に変動するものとなっている。
【0067】
そこで、上記中間転写ベルト25表面の全周にわたって、図1に示すように、所定のブロック周波数で単色の各パターン55のブロックを形成し、これらの単色の各パターン55のブロックに基づいて、主走査方向カラーレジずれ量Lerrと、副走査方向カラーレジずれ量Perrの値を各々求め、これらの主走査方向カラーレジずれ量Lerrと、副走査方向カラーレジずれ量Perrの値の算術平均を求めれば、周期的な変動に基づく要因は相殺されて、算術平均の結果得られた主走査方向カラーレジずれ量Lerrと、副走査方向カラーレジずれ量Perrの値は、本来ゼロになるはずである。
【0068】
したがって、この算術平均の結果得られた主走査方向カラーレジずれ量Lerrと、副走査方向カラーレジずれ量Perrの値が、図10に示すように、ゼロにならなければ、その値ΔVそのものが、中間転写ベルト25のシーム部25aやベルト表面の傷等の欠陥25bによって、単色のパターン55のブロックを検出することができなかったことに基づく、検出誤差となる。
【0069】
そこで、実際のカラーレジずれ検出サイクルの前に、このように単色のパターンブロックによる検出誤差量測定サイクルを設け、検出誤差量ΔVを把握する。実際のカラーレジずれ検出サイクルで算出されたずれ量を事前に把握した検出誤差データにより校正することにより、検出誤差が含まれないカラーレジずれの検出が可能となる。
【0070】
具体的に説明する。検出誤差量測定サイクルにおいて、基準色の検出対象色に相当するカラーレジずれ検出誤差量がプロセス方向7μm、ラテラル方向−5μm、カラーレジずれ検出サイクルにおける基準色に対する検出対象色のカラーレジずれ量がプロセス−56μm、ラテラル42μmであるとすると、検出誤差量により校正を行い、最終カラーレジずれ検出値をプロセス−49μm、ラテラル37μmとすればよい。
【0071】
こうすることによって、構成の複雑化や大幅なコストアップを招くことなく、中間転写ベルト25や感光体ドラム15等の回転変動に起因する検出用パターン50の検出誤差を大幅に低減することができるのは勿論のこと、検出用パターン50のサンプリングに伴うカラーレジストレーションのずれの検出を高精度に行なうことが可能となる。
【0072】
実施の形態2
図11はこの発明の実施の形態2を示すものであり、前記実施の形態1と同一の部分には同一の符号を付して説明すると、前記実施の形態1では、カラーレジずれ検出サイクルの前に検出誤差検出サイクルを設けたが、この実施の形態2では、カラーレジずれ検出サイクルを用いての検出誤差の把握と検出データの校正を同時に行うように構成したものである。これは長周期の変動にサンプル長が同期しない場合に発生する検出誤差の校正に関するものである。
【0073】
図11は、カラーレジずれ検出に用いるパターン50を、検出するブロック数だけ一部省略して配列したものである。図中、TIA2/T2A2は2番目の検出対象の色パターンにおける間隔を示すものである。ここで、パターン50の間隔データT2B1とT1C1に注目する。これらの間隔T2B1とT1C1は、例えば、イエロー色同士及び黒色同士など、同一色のパターンの間隔を示している。すなわち、T2B1はカラーレジずれ検出の対象色(例えば、イエロー色)同士で形成される間隔、T1C1は同様に基準色(例えば、黒色)同士での間隔である。基準色と検出対象色で周期的な変動がない場合、この同一の色同士の測定値と設計値との差は、同一の値となるはずである(測定値と設計間隔値の差は、感光体ドラム/ベルトの回転速度の設計値と実際の速度の差で発生する。)。この二つの間隔データにおける測定値と設計値の差分が異なった場合、この差分のずれは、基準色に対するカラーレジ検出対象色の周期的なカラーレジ変動量に起因するものである。
【0074】
これらの間隔データから算出される周期的カラーレジ変動より、検出誤差を算出する。以下に、具体例を説明する。
【0075】
パターン50のブロック長を60mm、中間転写ベルト25の周長を2000mm、サンプル長を1800mm、またT2B1とT1C1の設計値間隔を3mmとすると仮定する。1ブロック毎にT2B1/T1C1のパターン間隔の設計値と実測値の誤差を算出し、サンプル長1800mmにおけるサンプル個数分の誤差データの平均化を行なう。平均化後のT2B1の誤差が30μm、T1C1の誤差が25μmであった場合は、その差分5μmがカラーレジ変動による検出誤差となる。これらの検出誤差を実際のカラーレジずれ量の算出前に算出し、間隔データを校正した上でカラーレジずれ量を算出する。すなわち、1ブロック毎に検出されたT2B1/T1C1のデータについて、カラーレジずれの検出誤差についてそれぞれ実測データより、5μm分を差し引く。この校正を行なった間隔データよりカラーレジずれ量を算出すれば、検出誤差を除去したカラーレジずれ量の算出が可能となる。
【0076】
このように、通常のカラーレジずれ検出パターン50を用いて、同一の基準色同士のマークの間隔、及び同一の検出対象色同士のマークの間隔を利用して、基準色のマーク間隔から同一の検出対象色同士のマーク間隔を引くことによって、対象とする色のカラーレジずれの検出誤差を、通常のパターン検出と同時に求めることができる。そのため、カラーレジずれ量の校正動作を速く行なうことができ、全体のカラーレジずれ量の校正動作及び補正動作に要する時間を短縮することが可能となる。
【0077】
なお、上記の実施の形態2では、説明の都合上、パターン間隔を距離で説明したが、時間間隔で行なっても勿論よい。
【0078】
その他の構成及び作用は、前記実施の形態1と同様であるので、その説明を省略する。
【0079】
実施の形態3
図12はこの発明の実施の形態3を示すものであり、前記実施の形態1と同一の部分には同一の符号を付して説明すると、この実施の形態3では、実施の形態1と異なり、中間転写体ベルト上に各画像形成ユニットで形成されたトナー像を一旦多重に転写するのではなく、転写材担持体としての転写材搬送ベルト90上に担持された転写用紙34上に、各画像形成ユニットで形成されたトナー像を直接多重に転写するように構成したものである。
【0080】
なお、図中、91、92は転写材搬送ベルト90を張架する駆動ロールと従動ロール、93は転写材搬送ベルト90上に転写用紙34を搬送するための用紙搬送ロールを示すものである。
【0081】
その他の構成及び作用は、前記実施の形態1と同様であるので、その説明を省略する。
【0082】
実施の形態4
図13はこの発明の実施の形態4を示すものであり、この実施の形態4では、実施の形態1と異なり、像担持体としての感光体ドラム上に、当該感光体ドラムの1回転毎に順次色の異なるトナー像を形成し、このトナー像を中間転写体上に互いに重ね合わせた状態で転写するように構成したものである。
【0083】
図13はこの発明の実施の形態4に係る画像形成装置としてのカラー電子写真複写機を示すものである。なお、ここでは複写機を用いて本発明の構成を説明するが、本発明はカラープリンタ/ファクシミリにおいても有効である。
【0084】
図13において、101はカラー電子写真複写機の本体を示すものであり、このカラー電子写真複写機本体101の上部には、原稿102を1枚ずつ分離した状態で自動的に搬送する自動原稿搬送装置103と、当該自動原稿搬送装置103によって搬送される原稿102の画像を読み取る原稿読取装置104が配設されている。この原稿読取装置104は、プラテンガラス105上に載置された原稿102を光源106によって照明し、原稿102からの反射光像を、フルレートミラー107及びハーフレートミラー108、109及び結像レンズ110からなる縮小光学系を介してCCD等からなる画像読取素子111上に走査露光して、この画像読取素子111によって原稿2の色材反射光像を所定のドット密度(例えば、16ドット/mm)で読み取るようになっている。
【0085】
上記原稿読取装置4によって読み取られた原稿2の色材反射光像は、例えば、赤(R)、緑(G)、青(B)(各8bit)の3色の原稿反射率データとして画像処理装置112に送られ、この画像処理装置112では、原稿2の反射率データに対して、シェーデイング補正、位置ズレ補正、明度/色空間変換、ガンマ補正、枠消し、色/移動編集等の所定の画像処理が施される。
【0086】
そして、上記の如く画像処理装置112で所定の画像処理が施された画像データは、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(BK)(各8bit)の4色の原稿色材階調データとしてROS113(Raster Output Scanner)に送られ、このROS113では、原稿色材階調データに応じてレーザー光による画像露光が行われる。
【0087】
上記カラー電子写真複写機本体101の内部には、色の異なる複数のトナー像を形成可能な画像形成手段Aが配設されている。この画像形成手段Aは、主として、静電潜像が形成される像担持体としての感光体ドラム117と、前記感光体ドラム117上に形成された静電潜像を現像して色の異なる複数のトナー像を形成可能な現像手段としてのロータリー方式の現像装置119とから構成されている。
【0088】
上記ROS113は、図13に示すように、図示しない半導体レーザーを原稿再現色材階調データに応じて変調し、この半導体レーザーからレーザー光LBを階調データに応じて出射する。この半導体レーザーから出射されたレーザー光LBは、回転多面鏡114によって偏向走査され、f・θレンズ115及び反射ミラー116を介して像担持体としての感光体ドラム117上に走査露光される。
【0089】
上記ROS113によってレーザー光LBが走査露光される感光体ドラム117は、図示しない駆動手段によって矢印方向に沿って所定の速度で回転駆動されるようになっている。この感光体ドラム117の表面は、予め一次帯電用のスコロトロン118によって所定の極性(例えば、マイナス極性)及び電位に帯電された後、原稿再現色材階調データに応じてレーザー光LBが走査露光されることによって静電潜像が形成される。上記感光体ドラム117上に形成された静電潜像は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(BK)の4色の現像器119Y、119M、119C、119BKを備えたロータリー方式の現像装置119によって、例えば、感光体ドラム117の帯電極性と同極性のマイナス極性に帯電したトナー(帯電色材)によって反転現像され、所定の色のトナー像となる。尚、上記感光体ドラム117上に形成されたトナー像は、必要に応じて転写前帯電器120によってマイナス極性の帯電を受け、電荷量が調整されるようになっている。
【0090】
上記感光体ドラム117上に形成された各色のトナー像は、当該感光体ドラム117の下部に配置された中間転写体としての中間転写ベルト121上に、第1の転写手段としての1次転写ロール122によって多重に転写される。この中間転写ベルト121は、駆動ロール123、従動ロール124a、テンションロール124b及び2次転写手段の一部を構成する対向ロールとしてのバックアップロール125によって、感光体ドラム117の周速と同一の移動速度で矢印方向に沿って回動可能に支持されている。
【0091】
上記中間転写ベルト121上には、形成する画像の色に応じて、感光体ドラム117上に形成されるイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(BK)の4色のすべて又はその一部のトナー像が、一次転写ロール122によって順次重ね合わせた状態で転写される。この中間転写ベルト121上に転写されたトナー像は、所定のタイミングで2次転写位置へと搬送される記録媒体としての転写用紙126上に、中間転写ベルト121を支持するバックアップロール125と、当該バックアップロール125に圧接する第2の転写手段の一部を構成する2次転写ロール127の圧接力及び静電吸引力によって転写される。上記転写用紙126は、図13に示すように、カラー電子写真複写機本体101内の下部に配置された複数の記録媒体収容部材としての給紙カセット128、129、130、131の何れかから、所定のサイズのものがフィードロール128a、129a、130a、131aによって給紙される。給紙された転写用紙126は、複数の搬送ロール132及びレジストロール133によって、所定のタイミングで中間転写ベルト121の2次転写位置まで搬送される。そして、上記転写用紙126には、上述したように、2次転写手段としてのバックアップロール125と2次転写ロール127とによって、中間転写ベルト121上から所定の色のトナー像が一括して転写されるようになっている。
【0092】
また、上記中間転写ベルト121上から所定の色のトナー像が転写された転写用紙126は、中間転写ベルト121から分離された後、搬送ベルト134によって定着装置135へと搬送され、この定着装置135によって熱及び圧力でトナー像が転写用紙126上に定着され、片面複写の場合には、そのまま排紙トレイ136上に排出されてカラー画像の複写工程が終了する。
【0093】
一方、両面複写の場合には、第1面(表面)にカラー画像が形成された転写用紙126を、そのまま排紙トレイ136上に排出せずに、図示しない反転ゲートによって下向きに搬送方向が変更され、3つのロールが圧接されたトリロール137及び反転ロール138によって、反転通路139へと一旦搬送される。そして、上記転写用紙126は、今度は逆転する反転ロール138によって両面用通路140へと搬送され、この両面用通路140に設けられた搬送ロール141によってレジストロール133まで一旦搬送されて停止する。転写用紙126は、中間転写ベルト121上のトナー像と同期して、再度レジストロール133によって搬送が開始され、当該転写用紙126の第2面(裏面)に対してトナー像の転写・定着工程が行われた後、排出トレイ136上に排出されるようになっている。
【0094】
なお、図13中、142は転写工程が終了した後の感光体ドラム117の表面から残留トナーや紙粉等を除去するためのクリーニング装置、143は中間転写ベルト121の清掃を行うための中間転写ベルト用クリーナー、144は手差しトレイをそれぞれ示している。
【0095】
その他の構成及び作用は、前記実施の形態1と同様であるので、その説明を省略する。
【0096】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、構成の複雑化や大幅なコストアップを招くことなく、中間転写体や像担持体等の回転変動に起因する検出用パターンの検出誤差を大幅に低減することができるのは勿論のこと、検出用パターンのサンプリングに伴うカラーレジストレーションのずれの検出を高精度に行なうことが可能なカラー画像形成位置ずれ検出装置及びこれを用いた画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1はこの発明の実施の形態1に係るカラー画像形成位置ずれ検出装置で使用されるカラーレジずれ検出用パターンを示す説明図である。
【図2】 図2はこの発明の実施の形態1に係るカラー画像形成位置ずれ検出装置を適用した画像形成装置としてのデジタルカラー複写機を示す構成図である。
【図3】 図3はこの発明の実施の形態1に係るカラー画像形成位置ずれ検出装置を適用した画像形成装置としてのデジタルカラー複写機を示す構成図である。
【図4】 図4は中間転写ベルトを示す斜視図である。
【図5】 図5はこの発明の実施の形態1に係るカラー画像形成位置ずれ検出装置で使用されるカラーレジずれ検出用パターンを示す説明図である。
【図6】 図6はこの発明の実施の形態1に係るカラー画像形成位置ずれ検出装置で使用されるカラーレジずれ検出用パターンを示す説明図である。
【図7】 図7はパターン検出器を示す斜視構成図である。
【図8】 図8はパターン検出器の検出状態を示す説明図である。
【図9】 図9はカラーレジずれ補正回路を示すブロック図である。
【図10】 図10はカラーレジずれ補正回路の検出誤差の検出状態を示す説明図である。
【図11】 図11はこの発明の実施の形態2に係るカラー画像形成位置ずれ検出装置で使用されるカラーレジずれ検出用パターンを示す説明図である。
【図12】 図12はこの発明の実施の形態3に係るカラー画像形成位置ずれ検出装置を適用した画像形成装置としてのデジタルカラー複写機を示す構成図である。
【図13】 図13はこの発明の実施の形態4に係るカラー画像形成位置ずれ検出装置を適用した画像形成装置としてのデジタルカラー複写機を示す構成図である。
【図14】 図14は従来のカラー画像形成位置ずれ検出装置を適用した画像形成装置としてのデジタルカラー複写機を示す構成図である。
【図15】 図15は従来のカラー画像形成位置ずれ検出装置で使用されるカラーレジずれ検出用パターンを示す説明図である。
【図16】 図16は従来のカラー画像形成位置ずれ検出装置で使用されるカラーレジずれ検出用パターンを示す説明図である。
【図17】 図17はカラーレジずれ補正回路の検出誤差の検出状態を示す説明図である。
【符号の説明】
50:カラーレジずれ検出用パターン、51KK:第1のマーク、51YY:第2のマーク、51KY:第3のマーク、55:同一色のカラーレジずれ検出用パターン、56K:マーク。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
BACKGROUND OF THE
[0002]
[Prior art]
In recent years, documents processed in offices and the like have been rapidly colored, and image forming apparatuses such as copying machines, printers, and facsimiles that handle these documents have also been rapidly colored. Currently, these color devices have been further improved in image quality and speed as the quality of office processing in offices and the like has become higher and faster. As a color device that can meet such a requirement, for example, each color forming unit has black (K), yellow (Y), magenta (M), and cyan (C), and each image forming unit is formed. Various so-called tandem type color image forming apparatuses have been proposed and actually commercialized, which form multiple color images by transferring images of different colors onto a transfer material or intermediate transfer member to be conveyed. .
[0003]
Examples of this type of tandem color image forming apparatus include the following. As shown in FIG. 14, the tandem type color image forming apparatus includes a black
[0004]
The black (K), yellow (Y), magenta (M), and cyan (C)
[0005]
In FIG. 14,
[0006]
By the way, the tandem type color image forming apparatus configured as described above is a system in which toner images sequentially formed by a plurality of
[0007]
Therefore, as a conventional technique, as shown in FIG. 15, a
[0008]
As a technology for detecting these color registration shifts, when registering a color registration shift detection pattern, a low-cost detector can detect the color registration shift detection pattern with sufficient resolution. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 6-118735 has already been proposed.
[0009]
In the image forming apparatus according to Japanese Patent Laid-Open No. 6-118735, as shown in FIG. 16, a pattern in which
[0010]
As shown in FIG. 16, the time interval from when the
Lerr = (T2A-T1A) / 2
Perr = (T2B−T1B) −Lerr
[0011]
By the way, the
[0012]
Therefore, if the time intervals T1A, T1B, T2A, T2B, etc. between the detection
[0013]
Therefore, the reading detection of the
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional technique has the following problems. That is, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-118735, as a color registration
[0015]
However, even if the sampling parameter is designed so as to remove the influence of the specific frequency as described above, there is a concern that the following problems may occur. That is, when there is a long-term fluctuation represented by the cycle of the
[0016]
Also, even if the frequency components that you do not want to detect are designed to minimize the influence by setting the sampling parameters (frequency and number), the influence is not completely eliminated, and the fluctuation amplitude is particularly large. When there are a large number of frequencies, the averaged color registration shift amount is also shifted due to the influence of a large fluctuation in the amplitude, so that a detection error is generated not a little.
[0017]
Therefore, in order to improve these problems, in order to reduce periodic fluctuations, the production of the intermediate transfer belt and the drive roll that drives the intermediate transfer belt is made highly accurate, or the intermediate transfer belt and the photosensitive belt are photosensitive. It is conceivable to reduce detection errors caused by rotational fluctuations of the intermediate transfer belt and the photosensitive drum by taking measures such as complicated and highly accurate feedback control for driving the photosensitive drum.
[0018]
However, in this case, not only a significant increase in manufacturing cost is caused, but also the configuration of the apparatus becomes complicated, and in any case, a new problem is caused that a significant cost increase is caused. In addition, the above-described means cannot avoid the influence of subsequent scratches or dirt on the intermediate transfer belt.
[0019]
Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and the object of the present invention is to achieve an intermediate transfer member and an image carrier without incurring a complicated configuration and a significant increase in cost. Not only can the detection error of the detection pattern due to rotational fluctuations of the body, etc. be greatly reduced, it is also possible to detect the color registration shift accompanying the sampling of the detection pattern with high accuracy. Is to provide a simple image forming apparatus.
[0020]
[Means for Solving the Problems]
The invention described in
By detecting the color image formation misregistration detection pattern by pattern detection means, the misregistration amount of the image formed by the plurality of image forming units on the surface of the intermediate transfer member is detected. Image forming apparatus A plurality of color image formation misregistration detection patterns in the same image forming unit over at least one turn of the intermediate transfer member. Equally spaced The positions of a plurality of color image formation misregistration detection patterns formed and formed by the same image forming unit Deviation amount Over one turn of the intermediate transfer member Arithmetic average value And detecting a detection error when detecting the color image forming position shift detection pattern based on Image forming apparatus It is.
[0021]
According to the first aspect of the present invention, a plurality of color image formation misregistration detection patterns are formed by the same image forming unit over at least one turn of the intermediate transfer member. Equally spaced The positions of a plurality of color image formation misregistration detection patterns formed and formed by the same image forming unit Deviation amount Over one turn of the intermediate transfer member Arithmetic average value Therefore, a plurality of color image forming position shifts are detected by the same image forming unit over at least one turn of the intermediate transfer member. Detection pattern Equally spaced By forming, the image forming position deviation detection pattern formed by the same image forming unit is basically formed by the same image forming unit because there is no position deviation at the time of color image formation. The interval measurement value of the image formation misregistration detection pattern should be essentially equal to a predetermined value, and the image formation misregistration detection pattern formed by the same image formation unit. interval Over one turn of the intermediate transfer member Arithmetic average value And the predetermined value Difference This is a detection error when detecting a color image forming position shift detection pattern.
[0022]
Therefore, by calibrating the color image formation position deviation amount detected by the color image formation position deviation detection pattern based on this detection error, the color image formation position deviation amount can be accurately detected. .
[0029]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0030]
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a tandem type color electrophotographic copying machine as an image forming apparatus according to
[0031]
In FIG. 2,
[0032]
FIG. 3 shows in more detail the configuration of the tandem type color electrophotographic copying machine as the image forming apparatus according to the first embodiment of the present invention.
[0033]
Here, the configuration of the present invention will be described using a tandem type color electrophotographic copying machine, but the present invention is also effective in a color printer / facsimile. The same applies to the following second and third embodiments.
[0034]
In FIG. 3,
[0035]
The color material reflected light image of the
[0036]
The image data that has been subjected to the predetermined image processing by the
[0037]
Incidentally, inside the tandem type digital color copying machine
[0038]
These four
[0039]
As shown in FIG. 3, the
[0040]
From the
[0041]
Black (K), yellow (Y), magenta (M), and cyan (C) are sequentially formed on the
[0042]
The black (K), yellow (Y), magenta (M), and cyan (C) toner images transferred onto the
[0043]
As shown in FIG. 3, the
[0044]
In the four
[0045]
The
[0046]
By the way, in this embodiment, a color registration misalignment detection pattern is formed on the
[0047]
As shown in FIG. 6, the color registration
[0048]
FIG. 7 is a perspective view showing the
[0049]
In FIG. 7,
[0050]
As shown in FIG. 8, when the
[0051]
FIG. 9 is a block diagram showing an embodiment of the color registration misalignment correction apparatus according to the first embodiment.
[0052]
In FIG. 9,
[0053]
In this embodiment, the
[0054]
By the way, as shown in FIG. 9, the
[0055]
The interval at which the color registration
[0056]
At the time of actual image output, the fluctuation of the photosensitive drum 15 and the
[0057]
However, even if the design parameters of the
[0058]
In addition, it may be difficult to set the pattern period of the color registration
[0059]
Therefore, in this embodiment, the detection error of the color registration misregistration amount Lerr in the main scanning direction and the color registration misregistration amount Perr in the sub-scanning direction based on the color registration misregistration detection pattern is reduced as follows. It is. The procedure will be described below.
[0060]
In the first embodiment, calibration of a detection error at the time of reading caused by an inappropriate pattern frequency will be described.
[0061]
That is, in the first embodiment, as shown in FIG. 1, prior to the detection operation of the color registration displacement amount Lerr in the main scanning direction and the color registration displacement amount Perr in the sub scanning direction based on the color registration
[0062]
Then, the block of the
Lerr = (T2A-T1A) / 2
Perr = (T2B−T1B) −Lerr
[0063]
The main scanning direction color registration deviation amount Lerr calculated based on the blocks of the single-
[0064]
Here, when the deviation ΔV of about 10 to several μm is calculated instead of being zero as shown in FIG. 10, the value is a
[0065]
More specifically, as shown in FIG. 1, the blocks of single-
[0066]
However, when the
[0067]
Therefore, as shown in FIG. 1, a block of each
[0068]
Therefore, if the values of the main scanning direction color registration deviation amount Lerr and the sub-scanning direction color registration deviation amount Perr obtained as a result of the arithmetic average do not become zero as shown in FIG. A detection error based on the fact that the block of the
[0069]
Therefore, a detection error amount measurement cycle using a monochromatic pattern block is provided in this way before the actual color registration error detection cycle, and the detection error amount ΔV is grasped. By calibrating the amount of deviation calculated in the actual color registration deviation detection cycle with detection error data obtained in advance, it is possible to detect color registration deviation that does not include a detection error.
[0070]
This will be specifically described. In the detection error amount measurement cycle, the color registration error detection error amount corresponding to the reference color detection target color is 7 μm in the process direction, the lateral direction is −5 μm, and the color registration error amount of the detection target color with respect to the reference color in the color registration error detection cycle is Assuming that the process is 56 μm and the lateral 42 μm, calibration is performed based on the detection error amount, and the final color registration misalignment detection value may be the process −49 μm and the lateral 37 μm.
[0071]
By doing so, the detection error of the
[0072]
FIG. 11 shows a second embodiment of the present invention. The same reference numerals are given to the same parts as those in the first embodiment. In the first embodiment, the color registration misalignment detection cycle is described. The detection error detection cycle is provided before. In the second embodiment, the detection error is grasped and the detection data is calibrated simultaneously using the color registration error detection cycle. This relates to the calibration of detection errors that occur when the sample length is not synchronized with long period fluctuations.
[0073]
FIG. 11 shows an arrangement in which a part of the
[0074]
The detection error is calculated from the periodic color registration fluctuation calculated from the interval data. A specific example will be described below.
[0075]
Assume that the block length of the
[0076]
In this way, using the normal color registration
[0077]
In the second embodiment, the pattern interval is described as a distance for convenience of explanation, but it may be performed at a time interval.
[0078]
Since other configurations and operations are the same as those of the first embodiment, description thereof is omitted.
[0079]
Embodiment 3
FIG. 12 shows a third embodiment of the present invention. The same parts as those of the first embodiment will be described with the same reference numerals. The third embodiment is different from the first embodiment. The toner images formed by the image forming units on the intermediate transfer body belt are not transferred once in a multiple manner, but on the
[0080]
In the figure,
[0081]
Since other configurations and operations are the same as those of the first embodiment, description thereof is omitted.
[0082]
Embodiment 4
FIG. 13 shows a fourth embodiment of the present invention. In the fourth embodiment, unlike the first embodiment, on the photosensitive drum as the image carrier, every rotation of the photosensitive drum. In this configuration, toner images of different colors are sequentially formed, and the toner images are transferred onto the intermediate transfer member in a state of being superimposed on each other.
[0083]
FIG. 13 shows a color electrophotographic copying machine as an image forming apparatus according to Embodiment 4 of the present invention. Here, the configuration of the present invention will be described using a copying machine, but the present invention is also effective in a color printer / facsimile.
[0084]
In FIG. 13,
[0085]
The color material reflected light image of the
[0086]
The image data subjected to the predetermined image processing by the
[0087]
An image forming unit A capable of forming a plurality of toner images having different colors is disposed inside the color electrophotographic copying machine
[0088]
As shown in FIG. 13, the
[0089]
The
[0090]
The toner images of the respective colors formed on the
[0091]
On the
[0092]
The
[0093]
On the other hand, in the case of duplex copying, the
[0094]
In FIG. 13,
[0095]
Since other configurations and operations are the same as those of the first embodiment, description thereof is omitted.
[0096]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the detection error of the detection pattern due to the rotational fluctuation of the intermediate transfer member or the image carrier is greatly reduced without complicating the configuration and significantly increasing the cost. As a matter of course, it is possible to provide a color image forming position deviation detecting device capable of detecting a color registration deviation accompanying sampling of a detection pattern with high accuracy, and an image forming apparatus using the same. can do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a color registration misalignment detection pattern used in a color image formation position misalignment detection apparatus according to
FIG. 2 is a block diagram showing a digital color copying machine as an image forming apparatus to which a color image forming position deviation detecting apparatus according to
FIG. 3 is a block diagram showing a digital color copying machine as an image forming apparatus to which a color image forming position shift detecting apparatus according to
FIG. 4 is a perspective view showing an intermediate transfer belt.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a color registration misalignment detection pattern used in the color image forming position misalignment detecting apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a color registration misalignment detection pattern used in the color image forming position misalignment detecting apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a perspective configuration diagram showing a pattern detector.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a detection state of the pattern detector.
FIG. 9 is a block diagram illustrating a color registration misalignment correction circuit.
FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating a detection state of a detection error of the color registration error correction circuit.
FIG. 11 is an explanatory diagram showing a color registration misalignment detection pattern used in the color image forming position misalignment detecting apparatus according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a block diagram showing a digital color copying machine as an image forming apparatus to which a color image forming position deviation detecting apparatus according to Embodiment 3 of the present invention is applied.
FIG. 13 is a block diagram showing a digital color copying machine as an image forming apparatus to which a color image forming positional deviation detecting apparatus according to Embodiment 4 of the present invention is applied.
FIG. 14 is a block diagram showing a digital color copying machine as an image forming apparatus to which a conventional color image forming position deviation detecting device is applied.
FIG. 15 is an explanatory diagram showing a color registration misalignment detection pattern used in a conventional color image formation misregistration detection apparatus.
FIG. 16 is an explanatory diagram showing a color registration misalignment detection pattern used in a conventional color image forming position misalignment detection apparatus.
FIG. 17 is an explanatory diagram illustrating a detection state of a detection error of the color registration misalignment correction circuit.
[Explanation of symbols]
50: Color registration error detection pattern, 51KK: First mark, 51YY: Second mark, 51KY: Third mark, 55: Color registration error detection pattern of the same color, 56K: Mark.
Claims (1)
前記複数の画像形成ユニットによって形成された画像が転写される中間転写体とを備え、
前記中間転写体表面にカラー画像形成位置ずれ検出用パターンを形成し、
前記カラー画像形成位置ずれ検出用パターンをパターン検出手段によって検出することにより、前記中間転写体の表面に前記複数の画像形成ユニットによって形成された画像の位置ずれ量を検出する画像形成装置において、
少なくとも前記中間転写体の1周にわたって同一の画像形成ユニットで複数のカラー画像形成位置ずれ検出用パターンを等間隔で形成し、
前記同一の画像形成ユニットで形成された複数のカラー画像形成位置ずれ検出用パターンの位置のずれ量を、前記中間転写体の1周にわたって算術平均した値に基づいて、前記カラー画像形成位置ずれ検出用パターンを検出する際の検出誤差を求めることを特徴とする画像形成装置。A plurality of image forming units;
An intermediate transfer body onto which images formed by the plurality of image forming units are transferred,
Forming a color image forming position shift detection pattern on the surface of the intermediate transfer member,
In the image forming apparatus for detecting the amount of positional deviation of the image formed by the plurality of image forming units on the surface of the intermediate transfer body by detecting the color image formation positional deviation detection pattern by a pattern detection unit,
Forming a plurality of color image formation misregistration detection patterns at equal intervals with the same image forming unit over at least one turn of the intermediate transfer member;
The color image formation position shift detection based on the arithmetic average value of the position shift amounts of the plurality of color image formation position shift detection patterns formed by the same image forming unit over one turn of the intermediate transfer member. An image forming apparatus characterized by obtaining a detection error when detecting a pattern for use.
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