JP4661142B2 - Color image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、像担持体の表面に形成されるマーク像を検出手段により読み込み、記録画像の位置ずれ及び濃度誤差補正を行うカラー画像形成装置における画像領域に対する検出手段の配置位置に関する。 The present invention relates to an arrangement position of a detection unit with respect to an image area in a color image forming apparatus that reads a mark image formed on the surface of an image carrier by a detection unit and corrects a positional deviation and density error of a recorded image.
近年、電子写真方式のカラー画像形成装置では高い生産性を達成するため、タンデム方式が採用されているものが主流となっている。このタンデム方式では、各色の感光体に形成されたトナー像が像担持体上へ多重転写され、この多重転写された記録画像が像担持体から記録シートへ転写されるものと、転写搬送体による記録シートの搬送経路の対向位置に各色の感光体が配設され、記録シートが搬送されると共に順次各色のトナー像が記録シートへ多重転写され、記録画像が形成されるものとがある。何れのものであっても、露光装置、感光体、像担持体、そして転写搬送体のアライメントのずれ等により、各色のトナー像が相対的にずれた位置に記録シートへ転写され、記録画像に位置ずれが発生することがあるため、このような位置ずれの補正を行うことが不可欠である。 In recent years, in order to achieve high productivity in electrophotographic color image forming apparatuses, those adopting a tandem method have become mainstream. In this tandem system, the toner images formed on the photoconductors of the respective colors are multiplex-transferred onto the image carrier, and the multiple-transferred recorded images are transferred from the image carrier to the recording sheet, and the transfer carrier In some cases, a photoconductor for each color is disposed at a position opposite to the recording sheet conveyance path, and the recording sheet is conveyed, and a toner image of each color is sequentially transferred to the recording sheet to form a recording image. In any case, due to misalignment of the exposure device, the photosensitive member, the image carrier, and the transfer carrier, the toner images of the respective colors are transferred to the recording sheet at positions that are relatively displaced, and are recorded on the recording image. Since misalignment may occur, it is essential to correct such misalignment.
この位置ずれ補正を行う方法としては、一般的に像担持体や転写搬送体等の表面にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック各色のマーク像を連続して複数個形成し、これらマーク像の位置をセンサにより検出し、位置ずれを補正する方法がある(特開平8−248721号公報)。この方法においては、センサでの検出結果から各色の成分ごとの平均値が求められることにより、各色の位置ずれ量が算出され、この位置ずれ量に基づきROS、LEDアレイやレーザアレイ等の作像手段へ画像の描きこみタイミングがフィードバックされている。 As a method of correcting the positional deviation, generally, a plurality of yellow, magenta, cyan, and black mark images are successively formed on the surface of an image carrier or transfer carrier, and the positions of these mark images are determined. There is a method of correcting the positional deviation detected by a sensor (Japanese Patent Laid-Open No. 8-248721). In this method, by calculating the average value for each color component from the detection result of the sensor, the amount of misregistration of each color is calculated, and based on this misregistration amount, image formation of ROS, LED array, laser array, etc. The timing of drawing an image is fed back to the means.
マーク像を検出するセンサとしては、CCDセンサ、Bi−Cell型フォトセンサ、1チャンネルのフォトセンサなど幾つかのタイプがある。そして、これらセンサのうち、CCDセンサ及びBi−Cell型フォトセンサについては、検出精度は高いがやや高価であるためコスト高の要因となってしまう。そのため、普及価格帯におけるタンデム方式(以下「普及価格帯タンデム機」という)では、一般的に1チャンネルのフォトセンサで位置ずれ検出及び濃度誤差検出両方の機能を兼ね備えた位置ずれ検出及び濃度誤差検出共用センサ(以下「共用センサ」という)が普及している。 There are several types of sensors for detecting a mark image, such as a CCD sensor, a Bi-Cell type photo sensor, and a one-channel photo sensor. Among these sensors, the CCD sensor and the Bi-Cell type photosensor have high detection accuracy but are somewhat expensive, which causes high costs. Therefore, in the tandem method in the popular price range (hereinafter referred to as “popular price range tandem machine”), the position deviation detection and the density error detection which generally have both functions of the position deviation detection and the density error detection with a one-channel photo sensor. Common sensors (hereinafter referred to as “common sensors”) have become widespread.
この普及価格帯タンデム機の場合、位置ずれ検出用センサは2つ、そして、濃度誤差検出用センサは1つあれば問題は無く、低コスト化及び省スペース化を実現させるという観点からすると、共用センサ1つと、位置ずれ検出専用センサ1つとの計2つのセンサを装備するのがよい。しかし、位置ずれ検出においては、スキューずれや主走査倍率ずれを精度良く検出するために、センサを画像領域両端の近傍2箇所に配置することが要求されるのに対し、像担持体の主走査方向の中心点を通り、かかる像担持体の副走査方向に平行な像担持体の中心線に対し、記録シートが左右対称となる位置に設定されている(以下「センター位置合わせ」という)場合の濃度誤差検出においては、センサを画像領域中央付近に配置することが要求される。つまり、位置ずれ検出と、濃度誤差検出とで共用センサの配置位置の要求が異なる。 In the case of this popular price tandem machine, there are no problems if there are two sensors for detecting displacement and one sensor for detecting density error, and they are common in terms of cost reduction and space saving. It is preferable to equip two sensors in total, one sensor and one sensor for detecting misalignment. However, in the detection of misalignment, in order to detect skew misalignment and main scanning magnification misalignment with high accuracy, it is required to arrange sensors at two locations near both ends of the image area. When the recording sheet is set to a symmetrical position with respect to the center line of the image carrier parallel to the sub-scanning direction of the image carrier (hereinafter referred to as “center alignment”) In this case, it is required to arrange the sensor near the center of the image area. That is, the request for the arrangement position of the shared sensor is different between the position shift detection and the density error detection.
図13は、センター位置合わせを適用している場合における濃度誤差検出の精度向上に重きをおいたセンサ配置を示している。本図において像担持体100の中央部に配置されているセンサ101aは共用センサ、そして、像担持体100の一方の主走査方向端部に配置されているセンサ101bは位置ずれ検出専用センサであり、それぞれ像担持体100の主走査方向の中心を示している中心線C上及び点線W1上のマーク像を読み込むことができる構成となっている。そして、点線W0は、中心線Cに対し点線W1と対称な位置を示している。
FIG. 13 shows a sensor arrangement that places importance on improving accuracy of density error detection when center alignment is applied. In this figure, the
このセンサ101a、101bの配置では、点線W0〜中心線C間と、中心線C〜点線W1間との左右部分倍率差によって、点線W0〜点線W1の全倍率差の検出精度が悪化してしまう。
The
次に、像担持体100上に形成されている像担持体100の主走査方向に平行な直線Lと、曲線Qとをセンサ101a、101bにより検出する様子を示しているのが図14である。本図において像担持体100の中央部に配置されているセンサ101aは共用センサ、そして、像担持体100の一方の主走査方向端部に配置されているセンサ101bは位置ずれ検出専用センサであり、それぞれ像担持体100の主走査方向の中心を示している中心線C上及び点線W1上のマーク像を読み込むことができる構成となっている。そして、点線W0は、中心線Cに対し点線W1と対称な位置を示している。
Next, FIG. 14 shows a state in which a straight line L parallel to the main scanning direction of the
ここで、曲線Qは直線Lに対し、像担持体100の副走査方向に、所謂スキューずれとBOWずれを起こしている。そのため、センサ101a、101bで曲線Qのスキューずれを検出した場合、BOWずれの影響で、中心線C上のスキューずれは点線W1上におけるずれ量(本図の場合ゼロ)との関係から点線W0上ではK2のスキューずれとして検出される。従って、点線W0上での真のスキューずれK1に対して、誤ったスキューずれK2が検出されるため検出誤差が生じ、検出精度が低くなってしまう。
Here, the curve Q causes a so-called skew shift and BOW shift in the sub-scanning direction of the
以上説明した通り、図13及び図14におけるセンサの配置では、センター位置合わせが適用されている場合、画像領域の中央付近に共用センサを配置することにより、高精度な濃度誤差検出を行うことができる。しかし、この共用センサと、像担持体の一方の主走査方向端部に配置されている位置ずれ専用センサとで主走査倍率ずれやスキューずれを検出した場合には、その検出精度が低下してしまう。逆に、共用センサを像担持体の一方の主走査方向端部に配置した場合には、位置ずれ検出の精度は向上するものの、濃度誤差検出の精度が低下してしまう。つまり、濃度誤差と、スキューずれや主走査倍率ずれといった位置ずれとの相反する特性の検出を満足させるセンサ配置が難しく、これら両特性を高い精度で検出することは困難であるという問題があった。 As described above, in the sensor arrangement in FIGS. 13 and 14, when center alignment is applied, a highly accurate density error detection can be performed by arranging a shared sensor near the center of the image area. it can. However, if the main scanning magnification deviation or skew deviation is detected by this common sensor and the position deviation dedicated sensor arranged at one main scanning direction end of the image carrier, the detection accuracy is reduced. End up. On the contrary, when the shared sensor is arranged at one end in the main scanning direction of the image carrier, the accuracy of detecting the position error is improved, but the accuracy of detecting the density error is lowered. In other words, it is difficult to arrange a sensor that satisfies the detection of the opposite characteristics of density error and positional deviation such as skew deviation and main scanning magnification deviation, and it is difficult to detect both characteristics with high accuracy. .
本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、像担持体の表面に形成されたマーク像を検出手段により読み込むことにより位置ずれ及び濃度誤差の補正を行う際、スキューずれ等と濃度誤差の読み取り位置によって、相反する特性を高精度で検出することができるカラー画像形成装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to correct a positional deviation and a density error by reading a mark image formed on the surface of an image carrier with a detection unit. At the same time, it is an object of the present invention to provide a color image forming apparatus capable of detecting contradictory characteristics with high accuracy depending on the skew misalignment and density error reading positions.
前記目的を達成するために、本発明のカラー画像形成装置は、画像データ信号に応じ各色のトナー像が感光体の表面に形成される複数の作像手段と、前記感光体から各色のトナー像が多重転写される像担持体と、各作像手段へ信号を送り、前記像担持体の表面に画像の位置ずれ及び濃度誤差を補正するための各色のマーク像を順次転写させる補正モード制御部と、各色のマーク像を光学的に読み込む第1検出手段及び第2検出手段と、これら検出手段の検出信号から各色トナー像の位置ずれ情報及び濃度誤差情報の双方を抽出する検出情報抽出部と、前記位置ずれ情報及び濃度誤差情報に応じ各作像手段におけるトナー像の作像条件を補正する条件補正部とから構成されるカラー画像形成装置において、前記第1検出手段は前記像担持体における何れかの主走査方向端部近傍に配置される一方、前記第2検出手段は前記像担持体の副走査方向に平行な中心線に対し、前記第1検出手段と非対称となる位置に配置されることを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, a color image forming apparatus according to the present invention includes a plurality of image forming means for forming a toner image of each color on the surface of a photoconductor according to an image data signal, and a toner image of each color from the photoconductor. And a correction mode control unit for sequentially transferring a mark image of each color for sending a signal to each image forming means and correcting a positional deviation and a density error of the image on the surface of the image carrier. A first detection unit and a second detection unit that optically read mark images of each color, and a detection information extraction unit that extracts both positional deviation information and density error information of each color toner image from detection signals of these detection units; In the color image forming apparatus comprising a condition correction unit that corrects the image forming condition of the toner image in each image forming means according to the positional deviation information and density error information, the first detecting means is provided on the image carrier. Oh The second detection means is disposed at a position that is asymmetric with respect to the center line parallel to the sub-scanning direction of the image carrier. It is characterized by that.
このような本発明の画像形成装置において、前記作像手段は、前記像担持体に各色の画像を多重転写させることができるものであればよく、電子写真方式用いた画像形成装置に用いられている作像手段を適用することが好ましいが、各色の画像を重ね合わせてフルカラー画像を形成する装置ならば、電子写真方式に限らない。また、シアン、イエロー、マゼンタ、ブラックの4色以外にもコーポレートカラーなどの特色を加えた構成とすることもできる。 In such an image forming apparatus of the present invention, the image forming means may be any means as long as it can transfer images of each color onto the image carrier, and is used in an image forming apparatus using an electrophotographic method. However, the present invention is not limited to the electrophotographic method as long as it is an apparatus that forms a full-color image by superimposing images of respective colors. In addition to the four colors of cyan, yellow, magenta, and black, a special color such as a corporate color may be added.
前記像担持体としては、タンデム方式のカラー画像形成装置において各色の感光体表面に形成される記録画像が多重転写される中間転写体ベルトを適用することができる。または、記録シートを静電吸着し搬送する搬送ベルトの対向位置に各色の感光体を配設し、前記記録シートの搬送と共に順次各色の記録画像が当該記録シートへ静電転写される搬送ベルトを適用することも可能である。 As the image carrier, an intermediate transfer body belt on which a recording image formed on the surface of each color photoreceptor is transferred in a tandem color image forming apparatus can be applied. Alternatively, a photosensitive belt of each color is disposed at a position opposite to the conveyance belt that electrostatically attracts and conveys the recording sheet, and a conveyance belt that sequentially transfers the recorded images of each color onto the recording sheet as the recording sheet is conveyed. It is also possible to apply.
前記補正モード制御部は、前記マーク像の検出が必要となった際、各色の前記作像手段へマーク像を前記像担持体表面へ転写させるための画像データ信号を送るように設定されていればよい。そして、前記マーク像の形成位置は前記像担持体の対向位置に配設されている検出手段の読み込み位置に対応させることが好ましい。 The correction mode control unit is set to send an image data signal for transferring the mark image to the surface of the image carrier to the image forming means of each color when the mark image needs to be detected. That's fine. The mark image formation position preferably corresponds to the reading position of the detection means disposed at the position facing the image carrier.
前記像担持体に形成された前記マーク像を検出する前記第1検出手段及び第2検出手段は、発光素子と受光素子とを組み合わせ、該マーク像を発光素子により照射した際に、受光素子へマーク像からの反射光またはマーク像を透過した透過光を入射できる位置に配置されているものであれば差し支えない。本発明において、前記第1検出手段は、前記像担持体の何れかの主走査方向端部近傍に配置されていればよい。そして、前記第1検出手段は、位置ずれ検出専用として機能させることが好ましい。また、スキューずれや主走査倍率ずれは、位置ずれ検出可能な検出手段を2個使用することによりはじめて検出できることから、前記第2検出手段は、位置ずれ検出が可能であり、且つ、濃度誤差も検出するため、位置ずれ検出及び濃度誤差検出共用として機能させるのがよい。更に、前記第2検出手段は、前記像担持体の主走査方向の中心点を通り、かかる像担持体の副走査方向に平行な中心線に対し、前記第1検出手段とは反対側で、尚且つ、前記第1検出手段と非対称となる位置に配置されているのがよい。この前記第1検出手段及び前記第2検出手段の配置位置は、位置ずれ検出及び濃度誤差検出共に、多少検出精度が犠牲になるものの、2つの検出手段であっても最低限の精度を保ちつつ位置ずれ検出及び濃度誤差検出を両立することが可能である。 The first detection means and the second detection means for detecting the mark image formed on the image carrier combine a light emitting element and a light receiving element, and when the mark image is irradiated by the light emitting element, to the light receiving element. There is no problem as long as it is arranged at a position where the reflected light from the mark image or the transmitted light transmitted through the mark image can enter. In the present invention, the first detection unit may be disposed in the vicinity of one end of the image carrier in the main scanning direction. And it is preferable to make the said 1st detection means function only for position shift detection. Further, since skew deviation and main scanning magnification deviation can be detected only by using two detection means capable of detecting positional deviation, the second detection means can detect positional deviation and also has density error. In order to detect, it is good to function as both misalignment detection and density error detection. Further, the second detection means passes through a center point of the image carrier in the main scanning direction and is opposite to the first detection means with respect to a center line parallel to the sub-scanning direction of the image carrier. In addition, it is preferable that the first detection means is disposed at a position that is asymmetric. The arrangement positions of the first detection means and the second detection means, while the detection accuracy is somewhat sacrificed for both the positional deviation detection and the density error detection, even if two detection means are used, the minimum accuracy is maintained. It is possible to achieve both misalignment detection and density error detection.
前記検出情報抽出部は、前記第1検出手段及び前記第2検出手段により検出された出力信号の間隔や出力値より演算処理を行い、前記像担持体表面に形成された前記マーク像を検出できるものであり、その検出結果を条件補正部へ送るものであればよい。具体的には、検出された出力信号の間隔により位置ずれを、そして、検出された出力値により濃度誤差を検出するものとなっている。 The detection information extraction unit can detect the mark image formed on the surface of the image carrier by performing arithmetic processing based on the interval and output value of the output signals detected by the first detection unit and the second detection unit. It is only necessary to send the detection result to the condition correction unit. Specifically, the positional deviation is detected based on the detected output signal interval, and the density error is detected based on the detected output value.
前記条件補正部は、前記検出手段の検出結果から導き出された各色トナー像の位置ずれ情報及び濃度誤差情報に基づき、前記作像手段により前記像担持体表面に形成される記録画像の作像位置を補正し、この補正された作像位置を記録画像へ反映させるため、前記作像手段へ作像位置を調整するために補正された信号を出力できるものであれば差し支えない。 The condition correction unit is configured to generate an image forming position of a recording image formed on the surface of the image carrier by the image forming unit based on positional deviation information and density error information of each color toner image derived from the detection result of the detecting unit. In order to reflect the corrected image forming position in the recorded image, any signal can be used as long as it can output a signal corrected to adjust the image forming position to the image forming means.
画像形成装置において、前記像担持体の主走査方向の幅に対する前記記録シートの位置合わせには、センター位置合わせの他に、記録シートの搬送方向と直交する搬送経路の主走査方向幅の一方の端に、全ての記録シートの一辺を寄せて設定させる(以下「サイド位置合わせ」という)ものがある。尚、サイド位置合わせが適用されている場合において、記録シートの一辺が合わせられている前記像担持体の主走査方向端部を基準側とする。 In the image forming apparatus, for the alignment of the recording sheet with respect to the width of the image carrier in the main scanning direction, in addition to center alignment, one of the widths in the main scanning direction of the conveyance path orthogonal to the conveyance direction of the recording sheet is used. At the end, there is a type in which one side of all the recording sheets is set together (hereinafter referred to as “side alignment”). When side alignment is applied, the end portion in the main scanning direction of the image carrier on which one side of the recording sheet is aligned is defined as a reference side.
ここで、記録シートの位置合わせとしてサイド位置合わせが適用されている場合には、前記第2検出手段の配置位置は、記録シートにおける基準側の主走査方向端部近傍に設定するのがよい。これにより、前記第2検出手段は如何なるサイズの記録シートに対しても常に当該記録シートの画像領域内において前記マーク像を読み込むことができ、高精度で位置ずれ及び濃度誤差の検出をすることが可能となる。 Here, when the side alignment is applied as the alignment of the recording sheet, the arrangement position of the second detecting means is preferably set in the vicinity of the reference side main scanning direction end of the recording sheet. Thereby, the second detection means can always read the mark image in the image area of the recording sheet of any size, and can detect the positional deviation and the density error with high accuracy. It becomes possible.
画像形成装置において、スキューずれを正確に検出するためには、前記像担持体の主走査方向の両端部で前記マーク像を読み込み、それぞれの読み込み位置での位置ずれ量からスキューずれを検出するのが好ましい。しかし、本発明の前記第2検出手段の配置位置では、前記像担持体の主走査方向の両端部で前記マーク像を読み込みスキューずれを検出する場合と比較して、スキューずれの検出精度が低くなる。そこで、前記第2検出手段に、当該第2検出手段を前記像担持体の主走査方向幅領域内を主走査方向に移動させる移動手段を備えるとよい。そして、前記条件補正部に各読み込み位置での検出結果を記憶する記憶部を備えるとよい。これにより、前記第2検出手段を前記像担持体の主走査方向の端部に移動させて検出したスキューずれと、前記第2検出手段の配置位置において検出したスキューずれとの差を予め前記記憶部に記憶させ、検出結果に、この記憶された情報を加味してスキューずれを補正することにより、前記第2検出手段の配置位置によるスキューずれの検出精度の低下を解消させることが可能となる。 In the image forming apparatus, in order to accurately detect the skew deviation, the mark image is read at both ends of the image carrier in the main scanning direction, and the skew deviation is detected from the amount of positional deviation at each reading position. Is preferred. However, in the arrangement position of the second detection means of the present invention, the skew deviation detection accuracy is lower than when the mark image is read at both ends in the main scanning direction of the image carrier and the skew deviation is detected. Become. Therefore, it is preferable that the second detection means includes a moving means for moving the second detection means in the main scanning direction width region of the image carrier. And it is good to provide the memory | storage part which memorize | stores the detection result in each reading position in the said condition correction | amendment part. Thereby, the difference between the skew deviation detected by moving the second detection means to the end of the image carrier in the main scanning direction and the skew deviation detected at the position where the second detection means is arranged is stored in advance. By storing this information in the unit and adding the stored information to the detection result to correct the skew deviation, it is possible to eliminate a decrease in detection accuracy of the skew deviation due to the arrangement position of the second detection means. .
また、記録シートの位置合わせとしてセンター位置合わせが適用されている場合、濃度誤差は記録シートの画像領域の中央部で検出することが好ましい。しかし、この場合において、本発明の前記第2検出手段の配置位置では記録シートの画像領域の中央部で濃度誤差を検出することができないため、検出誤差が生じる。そこで、前記第2検出手段を記録シートの画像領域の中央部に移動させ検出した濃度誤差と、前記第2検出手段の配置位置において検出した濃度誤差との差を前記記憶部に記憶させるとよい。これにより、前記第2検出手段の配置位置において検出された濃度誤差に、前記記憶部に記憶された情報を加味することにより高精度の補正を行うことができる。 Further, when center alignment is applied as the alignment of the recording sheet, it is preferable to detect the density error at the center of the image area of the recording sheet. However, in this case, since the density error cannot be detected at the center of the image area of the recording sheet at the position where the second detection means of the present invention is arranged, a detection error occurs. Therefore, it is preferable to store the difference between the density error detected by moving the second detection means to the center of the image area of the recording sheet and the density error detected at the arrangement position of the second detection means in the storage unit. . Thereby, it is possible to perform highly accurate correction by adding the information stored in the storage unit to the density error detected at the arrangement position of the second detection means.
前記第2検出手段を移動させてマーク像を検出するタイミングについては、工場出荷時やサービスモード時といった画像形成装置の調整時、或いは、トナーカートリッジや中間転写体ベルト等といった消耗部品を交換した時等が好ましい。そして、予めスキューずれ、BOWずれ、リニアリティずれ、主走査倍率バランスずれ、主走査部分倍率ずれ及び画像領域における濃度分布等を記憶させるのがよい。これにより、前記記憶部に記憶されている各検出情報と、新たに検出された検出情報とを比較し、その差に基づき上記特性並びに位置ずれ及び/または濃度誤差を補正することができる。 The timing for detecting the mark image by moving the second detection means is when the image forming apparatus is adjusted at the time of factory shipment or in the service mode, or when a consumable part such as a toner cartridge or an intermediate transfer belt is replaced. Etc. are preferred. Then, it is preferable to store in advance skew deviation, BOW deviation, linearity deviation, main scanning magnification balance deviation, main scanning partial magnification deviation, density distribution in the image area, and the like. Thereby, each detection information memorize | stored in the said memory | storage part and the newly detected detection information can be compared, and the said characteristic, position shift, and / or density | concentration error can be correct | amended based on the difference.
以上のように構成される本発明のカラー画像形成装置によれば、像担持体の表面に形成されたマーク像を検出手段により読み込むことにより位置ずれ及び濃度誤差の補正を行う際、スキューずれ等と濃度誤差の読み取り位置によって、相反する特性を高精度で検出することが可能となる。 According to the color image forming apparatus of the present invention configured as described above, when correcting the positional deviation and density error by reading the mark image formed on the surface of the image carrier by the detecting means, skew deviation or the like is performed. Depending on the reading position of the density error, it is possible to detect the contradictory characteristics with high accuracy.
以下添付図面に基づいて本発明のカラー画像形成装置を詳細に説明する。 Hereinafter, a color image forming apparatus of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明が適用される電子写真方式を用いたカラー画像形成装置の概略構成図である。本概略構成図は、接触帯電器で感光体表面を帯電した後、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エンジンをイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色について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IOT(イメージアウトプットターミナル:画像出力部)の概要が示されている。尚、図中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している。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a color image forming apparatus using an electrophotographic system to which the present invention is applied. In this schematic configuration diagram, the surface of the photoconductor is charged by a contact charger, an electrostatic latent image is formed by irradiation with a laser beam, and the xerographic engine that develops the electrostatic latent image with toner is yellow, magenta, cyan. 1 shows an overview of an IOT (image output terminal: image output unit) of a tandem color electrophotographic image forming apparatus provided for each color of black. In the drawing, the image reading unit and the image processing unit of the image forming apparatus are omitted.
この画像形成装置のIOTは、図中矢印Aの方向にて回転する4つの感光体1Y、1M、1C、1Kと、この各感光体の表面を帯電する接触帯電器2Y、2M、2C、2Kと、帯電された各感光体表面を各色の画像情報に基づいて変調された露光光により露光し、各感光体上に静電潜像を形成するROS(レーザ出力部)3Y、3M、3C、3Kと、各感光体上の静電潜像を各色現像剤で現像して感光体上にトナー像を形成する現像器4Y、4M、4C、4Kと、感光体上の各色トナー像を中間転写体ベルト6に転写する一次転写器5Y、5M、5C、5Kと、中間転写体ベルト6上のトナー像を用紙Pに転写する二次転写器7と、用紙Pに転写されたトナー像を定着する定着器9と、用紙Pを収納する用紙トレイTと、各感光体の表面をクリーニングするクリーナ(図示せず)と、各感光体表面の残留電荷を除去する除電器(図示せず)と、中間転写体ベルト6表面に転写されたマーク像を検出するフォトセンサ10と、中間転写体ベルト6表面をクリーニングするベルトクリーナ8とから構成されている。
The IOT of this image forming apparatus includes four
本構成図に示されている画像形成装置における画像形成動作としては、先ず、画像読取部(図示せず)で原稿から読み取られた原画像信号、或いは外部のコンピュータ(図示せず)などで作成された原画像信号は画像処理部(図示せず)に入力される。この入力画像信号は、各色の画像情報に分解された後、ROS(レーザ出力部)3Y、3M、3C、3Kに入力され、レーザ光線Lが変調される。そして、この変調されたレーザ光線Lは、接触帯電器2Y、2M、2C、2Kにより一様帯電された感光体1Y、1M、1C、1Kの表面に照射される。この各感光体表面にレーザ光線Lがラスタ照射されると、各感光体上にはそれぞれ入力画像信号に対応した静電潜像が形成される。続いて、各色現像器4Y、4M、4C、4Kにより各感光体上の静電潜像がトナーにより現像され、各感光体上にトナー像が形成される。各感光体上に形成されたトナー像は、各一次転写器5Y、5M、5C、5Kにより中間転写体ベルト6に転写される。この中間転写体ベルト6へトナー像の転写が終了した各感光体は、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、除電器により残留電荷が除去される。
As an image forming operation in the image forming apparatus shown in the configuration diagram, first, an original image signal read from an original by an image reading unit (not shown) or an external computer (not shown) is used. The original image signal is input to an image processing unit (not shown). The input image signal is decomposed into image information of each color and then input to ROS (laser output units) 3Y, 3M, 3C, and 3K, and the laser beam L is modulated. The modulated laser beam L is applied to the surfaces of the
次に、中間転写体ベルト6上のトナー像は、二次転写器7により、用紙トレイから送られてくる用紙P上に転写された後、定着器9により用紙P上に転写されたトナー像が定着され所望の画像が得られる。用紙P上へのトナー像の転写が終了した中間転写体ベルト6は、ベルトクリーナ8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、一回の画像形成動作が終了する。
Next, the toner image on the
電子写真方式のカラー画像形成装置においては、温度・湿度などの環境条件や経時劣化などの影響により、画像濃度、各色トナー像の位置ずれ、色再現及び階調性やカブリといった画像変動が起こる。そのため、用紙Pへの画像出力前、或いは出力待機中に位置ずれや濃度誤差の補正を行う必要がある。その方法としては、まず、中間転写体ベルト6上に、マーク像を形成する。そして、マーク像をフォトセンサ10により検出し、制御部へ出力信号を送る。更に、この出力信号から得られた位置ずれ量や濃度誤差の結果より、必要に応じ、位置ずれ及び濃度誤差の補正を行っている(以下この補正動作を「補正モード」という)。
In an electrophotographic color image forming apparatus, image fluctuations such as image density, positional deviation of each color toner image, color reproduction, gradation, and fogging occur due to environmental conditions such as temperature and humidity and deterioration over time. For this reason, it is necessary to correct misalignment and density error before outputting an image to the paper P or while waiting for output. As the method, first, a mark image is formed on the
本発明を適用するカラー画像形成装置は、位置ずれ検出専用センサと、位置ずれ検出及び濃度誤差検出共用センサとの2つのフォトセンサを装備しており(図1においては1つを図示)、位置ずれ検出専用センサは中間転写体ベルト6の一方の主走査方向端部近傍に配置される。そして、共用センサについては、移動手段(図示せず)を備え、当該共用センサを配置位置以外の位置へ移動させる構成としてもよい。この場合、共用センサは、中間転写体ベルト6の主走査方向に平行な直線上を移動するものとなっている。これにより、中間転写体ベルト6の複数の位置で位置ずれ及び濃度誤差を検出することができる構成となっている。
A color image forming apparatus to which the present invention is applied is equipped with two photosensors, a position shift detection dedicated sensor and a position shift detection and density error detection shared sensor (one is shown in FIG. 1). The shift detection dedicated sensor is disposed in the vicinity of one main scanning direction end of the
図2は、図1に示されているカラー画像形成装置における、位置ずれ及び濃度誤差の補正の流れを示しているブロック図である。感光体1を接触帯電器2で帯電し、補正モード制御部11から出力されるマーク像の信号に応じてROS3で感光体1を露光することで静電潜像を形成し、現像器4により現像した後、中間転写体ベルト6にマーク像を転写する。そして、中間転写体ベルト6上に転写されたマーク像をフォトセンサ10で読み込む。
FIG. 2 is a block diagram showing a flow of correction of positional deviation and density error in the color image forming apparatus shown in FIG. The
検出情報抽出部12は、フォトセンサ10から出力される信号より、位置ずれ及び濃度誤差を検出し、記憶部13は、検出情報抽出部12から送られる位置ずれ情報及び濃度誤差情報を記憶する。そして、条件補正部14は、記憶部13に記憶された位置ずれ情報及び濃度誤差情報を基に補正に適している情報を適用し、ROS3の書き込みタイミングを制御することにより画像形成位置を補正すると共に、ROS3のレーザパワーを制御することにより画像濃度を補正する。
The detection
本発明に適用されているマーク像の配列を示しているのが図3である。本実施例においては、シアンを基準色としており、基準色シアンの基準マーク象(Mc)とその他の比較色とが組合わされ、シアン(Mc)とイエロー(My)の組合せ、シアン(Mc)とマゼンタ(Mm)の組合せ、シアン(Mc)とブラック(Mb)の組合せが順に配列されている。そして、これらマーク像は図中矢印の方向に移動し、マーク像Mcからマーク像Mbまで順次フォトセンサ10の検出視野(図示せず)を通過することにより、位置ずれ及び濃度誤差が検出される構成となっている。尚、マーク像の説明に当たり、全ての組合せをまとめてパターン像Mとする。 FIG. 3 shows an arrangement of mark images applied to the present invention. In this embodiment, cyan is used as a reference color, a reference mark image (Mc) of the reference color cyan is combined with other comparative colors, a combination of cyan (Mc) and yellow (My), cyan (Mc) and A combination of magenta (Mm) and a combination of cyan (Mc) and black (Mb) are sequentially arranged. These mark images move in the direction of the arrow in the figure, and sequentially pass through the detection field of view (not shown) of the photosensor 10 from the mark image Mc to the mark image Mb, thereby detecting misalignment and density error. It has a configuration. In the description of the mark image, all combinations are collectively referred to as a pattern image M.
本発明が適用されているカラー画像形成装置におけるフォトセンサ10の概略構成図を示しているのが図4である。このフォトセンサ10は、照明手段と、受光光学系と、受光素子とから構成されている。この照明手段は、2つのLED10a、10bから成る。そして、受光光学系は、レンズ10cと、マスク10eとから構成されている。本図において、左右方向が主走査方向である。また、図5は、フォトダイオード10dからの出力信号が検出情報抽出部12で処理される流れを示すブロック図であり、AMPと、ピーク検出回路と、アンダーピーク検出回路と、2つのサンプル&ホールド回路とから構成され、各回路からの出力信号は、図2における記憶部13へ送られる。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of the photosensor 10 in the color image forming apparatus to which the present invention is applied. The
フォトセンサ10で位置ずれ及び濃度誤差を検知するためには、図3に示されているパターン像Mを照明手段により照射する必要がある。従って、シアン、イエロー、シアン、マゼンタ、シアン、ブラックの順に並ぶマーク像から成るパターン像Mを照明手段により照射する。しかし、シアン、イエロー、マゼンタのマーク像からの反射光と、ブラックのマーク像からの反射光とは、反射光の種類が異なる。そのため、これら2種類の反射光をひとつの受光素子(フォトダイオード10d)で検知するには、この受光素子へそれぞれの反射光が入射し得る位置からマーク像を照射しなければならず、照射するマーク像に応じ、2つの照明手段を使い分けている。
In order for the photosensor 10 to detect a positional shift and a density error, it is necessary to irradiate the pattern image M shown in FIG. Accordingly, the illumination unit emits a pattern image M composed of mark images arranged in the order of cyan, yellow, cyan, magenta, cyan, and black. However, the reflected light from the cyan, yellow, and magenta mark images differs from the reflected light from the black mark image. Therefore, in order to detect these two types of reflected light with one light receiving element (
受光光学系のレンズ10cは、2種類の反射光のうち、1つの反射光については、フォトダイオード10dの受光面上に、反射光を結像させられるような配置となっている。しかし、反射光をフォトダイオード10dへ入射させる際には、その受光面上に反射光を結像させるか結像させないかに限らず、位置ずれ検出や濃度誤差検出に不要な反射光も入射してしまう。そのため、この不要な反射光を遮り、それぞれの検出に有効な反射光の成分だけをフォトダイオード10d受光面上へ導く必要がある。そこで、フォトダイオード10dの直前には、フォトダイオード10d受光面の検出視野を規制するマスク10eが設けられている。そして、このマスク10eは、迷光防止のため、黒色としている。この受光光学系を構成するレンズ10cとマスク10eにより、何れの反射光を入射させる場合であっても、フォトダイオード10d受光面の検出視野をほぼ等しくすることが可能となっている。
The
マーク像からの反射光がフォトダイオード10dの受光面上に投影されると、フォトダイオード10dはこの反射光量、すなわちマーク像の濃淡に応じた電流を出力する。図5に示すように、フォトダイオード10dから出力された電流は、AMP20で電流電圧変換/増幅された後、センサ出力信号として記憶部(図示せず)、ピーク検出回路21、アンダーピーク検出回路23、及び、2つのサンプル&ホールド回路22、24に供給される。
When the reflected light from the mark image is projected onto the light receiving surface of the
ピーク検出回路21では、センサ出力信号の最大位置を検出し、ピーク検出信号としてサンプル&ホールド回路22に供給するとともに、記憶部に出力される。このピーク検出回路21を用い、センサ出力信号の最大位置を検出することで、マーク像の太さ方向における中心位置の検出が可能となる。そして、記憶部では、このピーク検出信号が各色マーク像の位置ずれ情報として記憶されている。
The
サンプル&ホールド回路22では、ピーク検出回路21から出力されるピーク検出信号をトリガとして、AMP20から出力されるセンサ出力信号をホールドする。これにより、センサ出力信号の最大値がホールドされ、ピークホールド信号として、記憶部に出力される。記憶部では、出力信号の最大値のホールド信号がシアン、イエロー、マゼンタ各色マーク像の濃度誤差情報として記憶されている。
The sample & hold
アンダーピーク検出回路23では、センサ出力信号の最小位置を検出し、アンダーピーク検出信号としてサンプル&ホールド回路24に供給する。サンプル&ホールド回路24では、アンダーピーク検出回路23から出力されるアンダーピーク検出信号をトリガとして、AMP20から出力されるセンサ出力信号をホールドする。これにより、センサ出力信号の最小値がホールドされ、アンダーピークホールド信号として、記憶部に出力される。そして、記憶部では、この最小値のホールド信号がブラックのマーク像の濃度誤差情報として記憶されている。尚、AMP20、ピーク検出回路21、アンダーピーク検出回路23、サンプル&ホールド回路22、24は、一般的な電気回路を適用すればよく、それらの説明は省略する。
The under
フォトダイオード10dからの出力信号によりパターン像Mの濃度を検出するには、基準となる出力信号とパターン像Mより検出される出力信号とを比較しなければならない。そのため、基準光をフォトダイオード10dへ入射させる場合と、パターン像Mからの反射光を入射させる場合とで切換えが可能な手段が必要となる。そこで、フォトセンサ10には、図6に示されているようなシャッター10fが、中間転写体ベルト6に対面するフォトセンサ10の筐体に摺動可能な状態で取り付けられている(図4)。本図は、シャッター10fをLED側から見た平面図である。このシャッター10fには、測定用窓10gと、センサの出力電圧の基準を得るための基準板10hが設けられている。そして、フォトダイオード10dへ入射させる反射光に応じ、図中の矢印方向に駆動装置(図示せず)により移動する機構を備えている。シャッター10fは、通常閉じた状態において基準板10hが受光系光軸上に配置されるような位置にあり、パターン像M測定時のみシャッター10fが開き測定用窓10gが受光系光軸上に配置されるように移動する。
In order to detect the density of the pattern image M by the output signal from the
図7は、中間転写体ベルト6上に形成されたマーク像mとフォトセンサ10の中間転写体ベルト6上における検出視野Rとの位置関係を時経過に沿って示しているものであり、下方のグラフ(a)はフォトセンサ10の検出視野Rの位置に応じたセンサ出力信号の波形を示すものである。また、最下段のグラフ(b)は前記ピーク検知回路から出力されるマーク像mのピーク検知信号を時経過と対応させて示したものである。ここで、マーク像はその各辺m1、m2の太さtが検出視野Rの直径d(1mm)と同一より僅かに小さく形成されている。
FIG. 7 shows the positional relationship between the mark image m formed on the
中間転写体ベルト6上に一次転写されたマーク像mは、かかる中間転写体ベルト6の回転に伴ってフォトセンサ10の前面を通過し、フォトセンサ10の検出視野Rを横切ることになる。マーク像mが中間転写体ベルト6と共に移動し、フォトセンサ10の検出視野Rが図7に示される中間転写体ベルト6上のA点に差し掛かると、かかる検出視野R内にマーク像mの一辺m1が進入してくることになるので、センサ出力信号が変化を開始する。更にマーク像mが移動すると、検出視野Rに含まれるマーク像mの面積、すなわち検出視野Rとマーク像mの一辺m1との重複面積が拡大するので、センサ出力信号は徐々に上昇し、検出視野Rがマーク像mによって略覆われるB点においてセンサ出力信号は最大となる。
The mark image m primarily transferred onto the
前述の如く、マーク像mの各辺m1、m2の太さtはフォトセンサ10の検出視野Rの直径dよりも僅かに小さく形成されていることから、マーク像mがB点を過ぎると、今度は検出視野Rに含まれるマーク像mの面積、すなわち検出視野Rとマーク像mとの重複面積が減少していくので、センサ出力信号は徐々に下降し、マーク像mがフォトセンサ10の検出視野Rから完全に脱した時点でセンサ出力信号は最小となる(C点)。
As described above, since the thickness t of each side m 1 and m 2 of the mark image m is formed slightly smaller than the diameter d of the detection field R of the
このように図7に示した例では、マーク像mの一辺m1がフォトセンサ10の検出視野Rを通過する際に(A点からB点の間)、かかる検出視野Rとマーク像mとの重複面積が中間転写体ベルト6の進行に伴って連続的に変化しており、同じ強度のセンサ出力信号が継続してフォトセンサ10から出力されることがないように構成されている。すなわち、センサ出力信号には瞬間的に最大値が発生することになる。このようなセンサ出力信号の波形は、フォトセンサ10の検出視野Rを円形状に形成すると共に、マーク像mの太さを検出視野Rの直径dと同一にするか、それよりも小さくすることで容易に得ることができる。
Thus, in the example shown in FIG. 7, when one side m 1 of the mark image m passes through the detection field R of the photosensor 10 (between points A and B), the detection field R and the mark image m Are overlapped with the progress of the
多色刷印刷機、カラー複写機、カラープリンタ等では、マーク像mを中間転写体ベルト等の移動体上に形成する際に、その時の温度湿度等の環境条件によってマーク像mの太さが変化してしまうこともあり、フォトセンサ10の検出視野Rの直径dと完全に同一の太さのマーク像mを形成することは困難である。従って、前述の如く、マーク像mの太さが検出視野Rの直径dよりも小さい場合であっても、センサ出力信号の波形に瞬間的な最大値が発生することは、実際にカラープリンタ等を構成する際に有利である。
In multi-color printing machines, color copiers, color printers, etc., when the mark image m is formed on a moving body such as an intermediate transfer belt, the thickness of the mark image m changes depending on the environmental conditions such as temperature and humidity. In other words, it is difficult to form a mark image m having the same thickness as the diameter d of the detection visual field R of the
図7に示すようにセンサ出力信号の波形に瞬間的な最大値が発生する場合、その最大値はマーク像mの一辺m1の太さ方向の中心位置(重心位置)がフォトセンサ10の検出視野Rの中心位置に合致した場合に発生する。従って、前記ピーク検知回路でセンサ出力信号の最大値(ピーク)を検知し、図7(b)に示すように、この最大値に合わせてパルス状のピーク検知信号を出力するように構成すれば、かかるピーク検知信号の立ち上がりエッジ部分がマーク像mの一辺m1の中心位置(重心位置)を示していることになり、かかるm1の位置を正確に検出することができる。 As shown in FIG. 7, when a momentary maximum value occurs in the waveform of the sensor output signal, the maximum value is detected by the photosensor 10 in the center position (center of gravity position) in the thickness direction of one side m 1 of the mark image m. Occurs when it matches the center position of the field of view R. Therefore, if the peak detection circuit detects the maximum value (peak) of the sensor output signal and, as shown in FIG. 7B, a pulse-shaped peak detection signal is output in accordance with this maximum value. The rising edge portion of the peak detection signal indicates the center position (center of gravity position) of one side m 1 of the mark image m, and the position of m 1 can be accurately detected.
また、図7に示したマーク像mは、中間転写体ベルト6の移動方向に対して異なる方向へ略45度に傾斜した2辺m1、m2を有してV字状に形成されていることから、このマーク像mの一つを本実施例のフォトセンサ10で検出することにより、主走査方向と副走査方向の位置ずれ量を一度に把握することができるようになっている。すなわち、センサ出力信号は検出視野RがC点に達することで一旦は最小となるが、かかる検出視野RがD点を過ぎると、再びマーク像mの辺m2と検出視野Rが重なり始めることから、再度立ち上がり始め、かかる辺m2の太さ方向の中心位置が検出視野Rの中心位置と重なったE点で最大値を示す。そして、m2と検出視野Rの重複面積が減少するにつれて、センサ出力信号も小さくなり、マーク像mが検出視野Rから脱したF点で最小出力に戻るのである。
Further, the mark image m shown in FIG. 7 is formed in a V shape having two sides m 1 and m 2 inclined at approximately 45 degrees in different directions with respect to the moving direction of the
このため、V字状のマーク像mをフォトセンサ10で読み込むと、図7(b)に示すように、マーク像mの各辺m1、m2太さ方向の中心位置(重心位置)が検出視野Rの中心位置と重なったB点及びE点に対応して、一対のパルス状ピーク検知信号がピーク検知回路から出力される結果となる。
For this reason, when the V-shaped mark image m is read by the
続いて、本発明の補正モードにおける位置ずれ補正及び濃度誤差補正の動作を本フローチャートにおけるフォトセンサが共用センサである場合を例として、図8のフローチャートを用いて説明する。先ず、ステップS1において、フォトセンサ10を読み込み位置へ移動する。そして、ステップS2において、図3に示したパターン像Mを中間転写体ベルト6上に形成する。その後、ステップS3において、フォトセンサ10によりパターン像Mを測定し、フォトダイオード10dの出力信号を基に位置ずれ及び濃度誤差が補正される。
Subsequently, the operation of the positional deviation correction and the density error correction in the correction mode of the present invention will be described with reference to the flowchart of FIG. 8 by taking as an example the case where the photosensor in this flowchart is a common sensor. First, in step S1, the
位置ずれ補正では、ステップS11において、フォトダイオード10dの出力信号をもとに検出情報抽出部12にてピーク検出回路21から出力されたピーク検出信号より、基準色シアンの主走査方向の目標値に対する絶対値位置ずれ量、基準色シアンに対する、イエロー、マゼンタの相対位置ずれ量の測定および計算を行う。
In the misalignment correction, in step S11, the detection
本実施例において、マーク像の位置ずれ量は、図9に示されているマーク像測定時のタイミングチャートから計算して求められている。図9において、上からフォトセンサ10のシャッター10fの動作信号、フォトセンサ10のLED10a、10bの点灯信号、センサ出力信号、ピーク検知信号、ピークホールド信号、アンダーピーク検知信号、アンダーピークホールド信号の波形が示されている。
In this embodiment, the amount of misalignment of the mark image is obtained by calculation from the timing chart at the time of mark image measurement shown in FIG. In FIG. 9, from the top, the waveforms of the operation signal of the
図9中に示されているように、補正モードでは、先ず、シャッター10fを閉じた状態でLED10bを点灯させ、濃度誤差補正のため基準板10hの反射光を測定する。その後、中間転写体ベルト6の移動方向に対し先頭に配列されているマーク像がフォトセンサ10の検出視野を通過する前にシャッター10fを開き、フォトダイオード10dへマーク像からの反射光を入射できる状態にする。この時、センサ出力信号は、0Vとなっている。これは、本実施例で使用されている中間転写体ベルト6は、表面が黒色で鏡面または光沢を持ったものであり、中間転写体ベルト6表面の非画像部では、LED照明光をほとんど拡散しないため、センサ出力信号は0Vとなるのである。
As shown in FIG. 9, in the correction mode, first, the
センサの出力信号は、シャッター10fが開いた状態のまま、シアンのマーク像の1辺が通過することにより、シアンのトナー量に対応したパルス状の波形となる。この際、図5に示されているように、ピーク検出回路21で、センサ出力信号の最大値を検出し、ピーク検出信号が出力される。ここで、位置ずれ測定開始からピーク検出信号が出力されるまでの時刻をtA1とする。そして、マーク像の残り1辺の通過に伴い、ピーク検出回路21で検出されるピーク検出信号が出力されるまでの時刻をtA2とする。以後、同様にして、イエロー、シアン、マゼンタ、シアン、ブラックのマーク像の通過に伴い、ピーク検出信号が出力されるまでの時刻tT1、tT2、tB1、tB2を順次測定する。
The sensor output signal has a pulse-like waveform corresponding to the amount of cyan toner by passing one side of the cyan mark image while the
前述の通り、ブラックのマーク像の反射光は、シアン、イエロー、マゼンタのマーク像の反射光と種類が異なるため、ブラックのマーク像の通過に合わせLED10bを消灯すると同時にLED10aを点灯させる。この時、センサ出力信号は中間転写体ベルト6からの反射光に応じた電圧値にて出力される。そして、ブラックのマーク像の通過により、センサの出力電圧は、ブラックのトナー量に対応して減少するパルス状の波形となる。ここで、図5に示されているように、アンダーピーク検出回路23により、センサ出力信号の最小値が検出され、このアンダーピーク検出信号が出力されるまでの時刻tU1、tU2を測定する。尚、図9においては、シアン、イエロー、シアン、そして一部省略し、ブラックのマーク像、つまり1つのパターン像Mがフォトセンサ10の検出視野を通過するまでの状態が示されており、通常の補正モードにおいては、濃度の異なる複数のパターン像Mが連続して中間転写体ベルト6上に形成される。
As described above, since the reflected light of the black mark image is different from the reflected light of the cyan, yellow, and magenta mark images, the
位置ずれ量の計算は、基準色シアンの主走査方向の目標値に対する絶対値位置ずれ量、基準色シアンに対する、イエロー、マゼンタの相対位置ずれ量を求めることにより行っている。先ず、基準色シアンの主走査方向絶対値位置ずれ量は、
主走査方向絶対値位置ずれ量 ={(tA2−tA1)−目標値}/2
で求められ、基準色シアンに対する、イエローの相対位置ずれは、
副走査方向位置ずれ=[(tT2+tT1)/2−((tA2+tA1)/2+(tB2+tB1)/2)/2]×PS
= [(tT2+tT1)/2−(tA2+tA1)/4−(tB2+tB1)/4]×PS
主走査方向位置ずれ = [((tB1+tA1)/2−tT1+副走査方向誤差
+tT2−(tB2+tA2)/2−副走査方向誤差)/2]×PS
= [((tB1+tA1)/2−tT1+tT2−(tB2+tA2)/2)/2]×PS
で求めることができる。ここで、tA1、tA2、tT1、tT2、tB1、tB2は、位置ずれ測定開始からピーク検出信号が出力されるまでの時刻(μs)、PSは、プロセス速度(mm/s)である。基準色シアンに対する、マゼンタ、ブラックの相対位置ずれ量も同様に計算する。尚、この計算は、図8のステップS11に該当する。これを主走査方向の2箇所で検出すれば、主走査、副走査のオフセットずれに加え、副走査方向のスキューずれや、主走査方向の全倍率ずれを検出することができる。更に、3箇所以上で検出すれば、走査線の曲がりによる位置ずれ(BOWずれやリニアリティずれ)や主走査方向の部分倍率ずれ等を検出できる。
The calculation of the positional deviation amount is performed by obtaining the absolute positional deviation amount with respect to the target value of the reference color cyan in the main scanning direction and the relative positional deviation amounts of yellow and magenta with respect to the reference color cyan. First, the absolute value position shift amount of the reference color cyan in the main scanning direction is
Absolute value position deviation amount in main scanning direction = {(tA2−tA1) −target value} / 2
The relative positional deviation of yellow relative to the reference color cyan is
Sub-scanning direction positional deviation = [(tT2 + tT1) / 2 − ((tA2 + tA1) / 2 + (tB2 + tB1) / 2) / 2] × PS
= [(tT2 + tT1) / 2- (tA2 + tA1) / 4- (tB2 + tB1) / 4] × PS
Position deviation in main scanning direction = [((tB1 + tA1) / 2−tT1 + sub scanning direction error
+ TT2− (tB2 + tA2) / 2−sub-scanning direction error) / 2] × PS
= [((tB1 + tA1) / 2-tT1 + tT2- (tB2 + tA2) / 2) / 2] × PS
Can be obtained. Here, tA1, tA2, tT1, tT2, tB1, and tB2 are times (μs) from the start of positional deviation measurement until the peak detection signal is output, and PS is a process speed (mm / s). The relative misregistration amounts of magenta and black with respect to the reference color cyan are similarly calculated. This calculation corresponds to step S11 in FIG. If this is detected at two locations in the main scanning direction, it is possible to detect a skew deviation in the sub-scanning direction and a total magnification deviation in the main scanning direction in addition to the offset deviation in the main scanning and sub-scanning. Furthermore, if the detection is performed at three or more locations, it is possible to detect a positional deviation (BOW deviation or linearity deviation) due to the bending of the scanning line, a partial magnification deviation in the main scanning direction, or the like.
次に、濃度誤差補正では、図8のステップS21において、中間転写体ベルト6の中央部におけるフォトダイオード10dの検出信号をもとに検出情報抽出部12にてサンプル&ホールド回路から出力されたホールド信号から、マーク像の濃度誤差を計算する。
Next, in the density error correction, in step S21 of FIG. 8, the hold information output from the sample & hold circuit in the detection
本実施例において、マーク像の濃度誤差は、図9に示されているマーク像測定時のタイミングチャートから計算して求められている。前述の通り、補正モードでは、先ず、シャッター10fを閉じた状態でLED10bを点灯させる。これにより、センサ出力信号は、シャッター10fの基準板10hからの反射光に対応した電圧値が出力され、これをセンサの基準板出力電圧(Vref)として測定する。そして、中間転写体ベルト6の移動方向に対し先頭に配列されているマーク像がセンサの測定位置を通過する前にシャッター10fを開き、フォトダイオード10dへマーク像からの反射光を入射できる状態にする。
In this embodiment, the density error of the mark image is obtained by calculation from the timing chart when measuring the mark image shown in FIG. As described above, in the correction mode, first, the
センサの出力信号は、シャッター10fを開いた後、シアンのマーク像の通過により、シアンのトナー量に対応したパルス状の波形となる。この際、ピーク検出回路21により、センサ出力信号の最大値が検出され、ピーク検出信号が出力される。サンプル&ホールド回路22では、ピーク検出回路21から出力されるピーク検出信号の立上がりパルスをトリガとして、シアンのトナー量に対応したセンサ出力信号の最大値をホールドすることにより、シアンの濃度電圧(Vc)が測定される。以後、同様にして、イエロー、シアン、マゼンタ(図中省略)、シアン(図中省略)のマーク像の通過により、イエローの濃度電圧(Vy)、マゼンタの濃度電圧(Vm)を測定する。
The sensor output signal has a pulse-like waveform corresponding to the cyan toner amount due to the passage of the cyan mark image after the
次に、ブラックのマーク像の通過に合わせLED10bを消灯すると同時にLED10aを点灯させる。この時、センサ出力信号は中間転写体ベルト6からの反射光に応じた電圧値にて出力される。そして、ブラックのマーク像の通過により、センサの出力電圧は、ブラックのトナー量に対応して減少するパルス状の波形となる。ここで、図5に示されているように、アンダーピーク検出回路23により、センサ出力信号の最小値が検出され、アンダーピーク検出信号が出力される。サンプル&ホールド回路24では、アンダーピーク検出回路23から出力されるアンダーピーク検出信号の立上がりパルスをトリガとして、ブラックのトナー量に対応したセンサ出力信号の最小値をホールドすることにより、ブラックの濃度電圧(Vk)が測定される。次に、ブラックのマーク像通過後、センサ出力信号は、再び、中間転写体ベルト6からの正反射光に応じた電圧値を示すこととなり、この値をベルト面電圧(Vbelt)として測定する。そして、このベルト面電圧測定後、LED10aを消灯すると共に、LED10bを点灯することにより、センサ出力信号は0Vとなる。
Next, the
画像濃度の計算は、ブラックと、カラー(CYM)でその計算方法が異なる。ブラックの画像濃度は、中間転写体ベルト6の非画像面に対する相対値を
画像濃度:Dk= Vk / Vbelt
と定義し、計算する。それに対し、カラー(CYM)の画像濃度は、基準板10hの出力に対する相対値を
画像濃度:Dn=(( Vn平均値 ) / Vref )
ただし、n=トナー色(c、y、m)
定義し、計算する。
The image density is calculated differently between black and color (CYM). The image density of black is a relative value with respect to the non-image surface of the
And calculate. On the other hand, the color (CYM) image density is a relative value to the output of the
Image density: Dn = ((Vn average value) / Vref)
Where n = toner color (c, y, m)
Define and calculate.
このように、画像濃度として中間転写体ベルト6面、或いは基準板10hの出力に対する相対値を用いる理由は、センサの汚れや、経時変化、温度変化によりLED光量やPD感度などの変動が生じても、パターン像Mの濃度を高精度に測定するためである。このようにして、図8のステップS21で、パターン像Mの画像濃度が計算され、ステップS22で予め決められている濃度目標値と、計算された画像濃度との誤差が計算される。
As described above, the reason why the relative value for the output of the
検出情報抽出部12において位置ずれ量及び濃度誤差の計算が行われた後には、ステップS31でその計算結果が記憶部13に記憶される。その後、ステップS32で共用センサが全ての読み込み位置でパターン像Mを読み込んだか否かを確認する。ここで、全ての読み込み位置での読み込みが終了していない場合、ステップS1へ戻り、フォトセンサ10は次の読み込み位置へ移動され、その読み込み位置でパターン像Mが読み込まれる。そして、同様にして次の読み込み位置における位置ずれ量及び濃度誤差が計算され、記憶部13にその計算結果が記憶される。
After the detection
これに対し、全ての読み込み位置においてパターン像Mが読み込まれ、その計算結果が記憶部13に記憶されている場合、条件補正部14は各読み込み位置の計算結果に基づき位置ずれ補正及び濃度誤差補正を行う。具体的には、図8のステップS41で出力画像形成時の画像形成位置、すなわちROSによる主走査方向、および副走査方向の露光タイミングを設定し、位置ずれ補正をする。そして、ステップS51における、ROSレーザーパワーの補正量:ΔLPは、
レーザーパワーの補正量:ΔLP=ΔDn / An
ただし、n=トナー色(k、c、y、m)
で求められる。ここで、ΔDnはステップS22で求めた、パターン像Mの濃度誤差、Anはレーザーパワーとパターン像Mの画像濃度との対応関係を示す係数であり、この係数は、予め実験などにより求めておく。
On the other hand, when the pattern images M are read at all the reading positions and the calculation results are stored in the
Laser power correction amount: ΔLP = ΔDn / An
Where n = toner color (k, c, y, m)
Is required. Here, ΔDn is the density error of the pattern image M obtained in step S22, and An is a coefficient indicating the correspondence between the laser power and the image density of the pattern image M. This coefficient is obtained in advance by experiments or the like. .
次に、ステップS52で、パターン像M形成時のレーザーパワーから、ステップS51で求めたレーザーパワーの補正量:ΔLPを減じることにより、レーザーパワーの設定値を補正し、濃度誤差を補正する。この際得られたレーザーパワー設定値は、出力画像形成時のレーザーパワーとしてROS3に供給される。従って、露光タイミングの設定で位置ずれを、そして、レーザーパワーの設定で濃度誤差をそれぞれ補正する。以上のように、補正モードにおいて位置ずれ補正及び濃度誤差補正を同時に行い、これら補正を定期的に繰り返すことにより、画像形成位置及び出力画像濃度が一定に保たれている。
Next, in step S52, the laser power set value is corrected by subtracting the laser power correction amount ΔLP obtained in step S51 from the laser power when the pattern image M is formed, thereby correcting the density error. The laser power setting value obtained at this time is supplied to the
尚、図8のフローチャートでは、フォトセンサが共用センサである場合を例として位置ずれ補正及び濃度誤差補正の動作を説明しているが、フォトセンサが位置ずれ検出専用センサである場合には、フォトセンサは移動せず(ステップS1)、検出情報抽出部12での位置ずれ量の計算(ステップS11)及び記憶部13への位置ずれ情報の記憶(ステップS31)をした直後に露光タイミングを設定し、位置ずれを補正(ステップS41)する。 In the flowchart of FIG. 8, the operation of the positional deviation correction and the density error correction is described by taking the case where the photosensor is a common sensor as an example. However, if the photosensor is a position deviation detection dedicated sensor, The sensor does not move (step S1), and the exposure timing is set immediately after calculating the misregistration amount in the detection information extraction unit 12 (step S11) and storing the misregistration information in the storage unit 13 (step S31). Then, the positional deviation is corrected (step S41).
センター位置合わせにおける記録シートとセンサの配置位置を示しているのが図10であり、中間転写体ベルト6と、その対向位置に配置されている2つのセンサとの位置関係、更には、記録画像形成時における中間転写体ベルト6と、記録シートとの位置関係が模式的に示されている。本図において記録シートP1(A4サイズ)及び記録シートP2(A3サイズ)は、センター位置合わせを適用しているため、それぞれ中間転写体ベルト6の主走査方向の中心を示し、中間転写体ベルト6の副走査方向に平行な中心線Cに対し、左右対称となるようにその位置が合わされている。そして、センサ10Xは、位置ずれ検出専用センサであり、中間転写体ベルト6の主走査方向端部近傍に配置されている。それに対し、センサ10Yは共用センサであり、中心線Cに対し、センサ10Xとは反対側における記録シートP1の主走査方向端部に配置されている。尚、センサ10Yに移動手段(図示せず)を備え、所定のタイミングにおいて中間転写体ベルト6の主走査方向領域内を主走査方向に移動させる構成としてもよい。
FIG. 10 shows the arrangement positions of the recording sheet and the sensor in the center alignment. The positional relationship between the
本図に示されているように、センサ10Yの配置位置は、記録シートP1及び記録シートP2の画像領域内に設定されているが、一般的に使用頻度の高いA4サイズ等の主走査方向端部近傍に設定するのが好ましい。これにより、一般的な画像領域内で濃度誤差を検出できる上、位置ずれの検出についても十分な精度を確保することができる。
As shown in this figure, position of the
サイド位置合わせにおける記録シートとセンサの配置位置を示しているのが図11であり、図10と同様に、中間転写体ベルト6と、その対向位置に配置されている2つのセンサとの位置関係、更には、記録画像形成時における中間転写体ベルト6と、記録シートとの位置関係が模式的に示されている。本図において、記録シートP1(A4サイズ)及び記録シートP2(A3サイズ)は、サイド位置合わせを適用しているため、基準側となる中間転写体ベルト6の片側(図では左側)にそれぞれその位置が合わされている。そして、センサ10Xは、位置ずれ検出専用センサであり、中間転写体ベルト6の主走査方向端部に配置されている。それに対し、センサ10Yは、移動手段(図示せず)を備えている共用センサであり、中心線Cに対し、センサ10Xとは反対側における記録シートP1及び記録シートP2の主走査方向端部に配置されている。そして、センサ10Yは、所定のタイミングにおいて中間転写体ベルト6の主走査方向領域内を主走査方向に移動するが、通常の記録画像形成時においては配置位置に止まっている。
FIG. 11 shows the arrangement positions of the recording sheet and the sensor in the side alignment. Similar to FIG. 10, the positional relationship between the
本図に示されているように、センサ10Yの配置位置は、サイド位置合わせにおける基準側に設定されている。そのため、記録シートP1及び記録シートP2に限らず、全てのサイズの記録シートについて、その画像領域内における同一の主走査方向端部で常に位置ずれ及び濃度誤差を検出することができる。
As shown in the figure, the arrangement position of the
尚、図10及び図11に示されているように、センター位置合わせ及びサイド位置合わせの何れにおいても位置ずれ専用センサであるセンサ10Xは、中間転写体ベルト6の一方の主走査方向端部に配置される。そして、センサ10X及びセンサ10Yは、それぞれのセンサに近い中間転写体ベルト6の主走査方向端部からの距離は異なり、中心線Cに対し非対称な位置関係に配置される。
As shown in FIGS. 10 and 11, the
中間転写体ベルトの対向位置に配置されている2つのセンサの位置関係及び移動手段を備えた共用センサの読み込み位置を示しているのが図12である。本図において、センサ10Xは位置ずれ検出専用センサであり、センサ10Yは位置ずれ及び濃度誤差検出共用センサである。そして、センサ10Xは、中間転写体ベルト6の主走査方向端部に配置されているのに対し、センサ10Yは、移動手段(図示せず)により、中間転写体ベルト6の主走査方向領域内を主走査方向に移動し、複数の読み込み位置においてパターン像Mを検出し、各読み込み位置での検出結果を記憶部13に記憶するものとなっている。また、中心線Cは中間転写体ベルト6の主走査方向の中心と、センサ10Yが中間転写体ベルト6の中央部で停止し(点線矩形10Y3にて図示)、マーク像を読み込む際のセンサ10Yの検出視野中心とを示している。更に、点線W0は、センサ10Xの配置位置における検出視野中心を示し、点線W1は、センサ10Yの配置位置における検出視野中心を示し、点線W2は、センサ10Yがセンサ10Xとは反対側の中間転写体ベルト6の主走査方向端部に停止し(点線矩形10Y2にて図示)、マーク像を読み込む際のセンサ10Yの検出視野中心を示している。更にまた、点線Tは、中間転写体ベルト6の主走査方向を示している主走査線である。
FIG. 12 shows the positional relationship between the two sensors arranged at the position facing the intermediate transfer belt and the reading position of the common sensor provided with the moving means. In this figure, the
この構成において、移動手段を備えるセンサ10Yで配置位置における位置ずれだけを検出したのでは、高精度のスキューずれ検出が求められる場合に問題がある。図中の点線Tに対し、走査線が曲がりを有する曲線Q1及び曲線Q2のスキューずれ量を検出する場合、センサ10Xの配置位置である点線円Z0の位置と、点線円Z1の位置、つまり、センサ10Yの配置位置とにおいてマーク像を読み込んだのでは、点線Tと曲線Q1及び曲線Q2が点U0、Uにて交差しており、それぞれ点線Tに対する副走査方向のずれ量はゼロであるため、スキューずれは発生していないものとして検出されてしまう。そこで、移動手段によりセンサ10Yを移動させ、点線矩形10Y2においてマーク像を読み込むとよい。ここで、点線円Z2の位置では、点線Tに対しそれぞれ副走査方向にずれているため、それぞれの位置において点線Tに対する曲線Q1及び曲線Q2のずれ量を検出し、それぞれ記憶部13に記憶させることにより、正確にスキューずれを検出することができる。更に、走査線の曲がり(リニアリティ)は、変化し難いことから、一度センサ10Yの配置位置及び点線矩形10Y2の各位置において走査線の曲がりを検出し、各位置での点線Tに対する副走査方向のずれ量の差分を記憶部13に記憶させるとよい。これにより、それ以降については、ずれ量の差分を加味するだけで高精度のスキューずれの補正が可能となる。
In this configuration, if only the positional deviation at the arrangement position is detected by the
また、スキューずれに限らず、BOWずれ、リニアリティずれ、主走査倍率バランスずれ、主走査部分倍率ずれ及び画像領域における濃度分布等を予め記憶させてもよい。 In addition to skew deviation, BOW deviation, linearity deviation, main scanning magnification balance deviation, main scanning partial magnification deviation, density distribution in an image area, and the like may be stored in advance.
尚、センサ10Yを中間転写体ベルト6の主走査方向幅領域内で停止させる位置に関しては、センター位置合わせ或いはサイド位置合わせの何れを適用している場合であっても、位置ずれ及び濃度誤差の検出に必要とされる検出精度に応じ適宜設定することが可能である。
Incidentally, regarding the position where the
6・・・中間転写体ベルト、10X、10Y・・・センサ、P1、P2・・・記録シート 6 ... intermediate transfer belt, 10X, 10Y ... sensor, P 1, P 2 ··· recording sheet
Claims (4)
前記各色の作像手段へ信号を送り、位置ずれ及び濃度誤差を補正するためのマーク像を前記感光体に形成してから像担持体に順次転写させる補正モード制御部と、
各色のマーク像を光学的に読み込む第1検出手段及び第2検出手段と、
これら検出手段の検出信号から各色の画像の位置ずれ情報及び濃度誤差情報の双方を抽出する検出情報抽出部と、
前記位置ずれ情報及び濃度誤差情報に応じ各作像手段における画像の作像条件を補正する条件補正部と
から構成されるカラー画像形成装置において、
記録シートに記録画像を形成する際に、前記像担持体の主走査方向の中心点を通るとともにその副走査方向に平行な中心線に対し、前記記録シートが左右対称になる位置となるように搬送されるよう設定されており、
前記第1検出手段が位置ずれ検出専用の検出手段であり、前記第2検出手段が位置ずれ検出及び濃度誤差検出共用の検出手段であり、
前記第1検出手段は、前記像担持体における何れかの主走査方向端部近傍に配置される一方、前記第2検出手段は前記像担持体の副走査方向に平行な中心線に対し、前記第1検出手段と非対称となる画像領域内でかつ使用頻度の高いサイズの記録シートの主走査方向端部近傍の位置に配置されることを特徴とするカラー画像形成装置。 A plurality of image forming means for forming an image of each color on the photoconductor in accordance with an image data signal;
A correction mode control unit that sends a signal to the image forming means for each color, forms a mark image on the photoconductor for correcting positional deviation and density error, and sequentially transfers the mark image to the image carrier;
First detection means and second detection means for optically reading mark images of respective colors;
A detection information extraction unit that extracts both positional deviation information and density error information of each color image from the detection signals of these detection means;
In a color image forming apparatus including a condition correction unit that corrects an image forming condition of each image forming unit according to the positional deviation information and density error information.
When forming a recording image on a recording sheet, the recording sheet is positioned symmetrically with respect to a center line passing through the center point of the image carrier in the main scanning direction and parallel to the sub-scanning direction. Set to be transported,
The first detection means is a detection means dedicated to misregistration detection, and the second detection means is a detection means for both misalignment detection and density error detection,
The first detection means is disposed in the vicinity of any end portion in the main scanning direction of the image carrier, while the second detection means is arranged with respect to a center line parallel to the sub-scanning direction of the image carrier. A color image forming apparatus, wherein the color image forming apparatus is disposed in a position near an end portion in a main scanning direction of a recording sheet having a size that is frequently used in an image area that is asymmetric with the first detection unit.
前記各色の作像手段へ信号を送り、位置ずれ及び濃度誤差を補正するためのマーク像を前記感光体に形成してから像担持体に順次転写させる補正モード制御部と、
各色のマーク像を光学的に読み込む第1検出手段及び第2検出手段と、
これら検出手段の検出信号から各色の画像の位置ずれ情報及び濃度誤差情報の双方を抽出する検出情報抽出部と、
前記位置ずれ情報及び濃度誤差情報に応じ各作像手段における画像の作像条件を補正する条件補正部と
から構成されるカラー画像形成装置において、
記録シートに記録画像を形成する際に、前記記録シートの搬送方向と直交する搬送経路の主走査方向幅の一方の端に、全ての記録シートの一辺を寄せて搬送し、その一辺を基準側として設定されており、
前記第1検出手段が位置ずれ検出専用の検出手段であり、前記第2検出手段が位置ずれ検出及び濃度誤差検出共用の検出手段であり、
前記第1検出手段は、前記像担持体における何れかの主走査方向端部近傍に配置される一方、前記第2検出手段は前記像担持体の副走査方向に平行な中心線に対し、前記第1検出手段と非対称となる画像領域内でかつ記録シートの前記基準側となる端部近傍の位置に配置されることを特徴とするカラー画像形成装置。 A plurality of image forming means for forming an image of each color on the photoconductor in accordance with an image data signal;
A correction mode control unit that sends a signal to the image forming means for each color, forms a mark image on the photoconductor for correcting positional deviation and density error, and sequentially transfers the mark image to the image carrier;
First detection means and second detection means for optically reading mark images of respective colors;
A detection information extraction unit that extracts both positional deviation information and density error information of each color image from the detection signals of these detection means;
A condition correction unit that corrects the image forming condition of each image forming unit in accordance with the positional deviation information and the density error information;
In a color image forming apparatus comprising:
In forming a recorded image on a recording sheet, on one end in the main scanning direction width of the conveying path which is perpendicular to the conveying direction of the recording sheet, conveyed Intention one side of all of the recording sheet, the reference side one side and to have been set,
The first detection means is a detection means dedicated to misregistration detection, and the second detection means is a detection means for both misalignment detection and density error detection,
The first detection means is disposed in the vicinity of any end portion in the main scanning direction of the image carrier, while the second detection means is arranged with respect to a center line parallel to the sub-scanning direction of the image carrier. A color image forming apparatus, wherein the color image forming apparatus is disposed in an image region that is asymmetric with the first detection means and in the vicinity of the end portion on the reference side of the recording sheet .
前記移動手段は前記第2検出手段の配置位置を含む複数の読み込み位置で当該第2検出手段を停止でき、その移動を画像形成装置の調整時又は消耗部品の交換時に行うことを特徴とする請求項1または2に記載のカラー画像形成装置。 The second detection means includes a moving means for moving the second detection means in a main scanning direction width region of the image carrier,
The moving means can stop the second detecting means at a plurality of reading positions including an arrangement position of the second detecting means, and the movement is performed when the image forming apparatus is adjusted or when consumable parts are replaced. Item 3. The color image forming apparatus according to Item 1 or 2.
前記第1検出手段及び前記第2検出手段の検出結果に前記記憶部に記憶された情報を加味して位置ずれ及び/または濃度誤差を補正することを特徴とする請求項3に記載のカラー画像形成装置。 The condition correction unit includes each detection information at the plurality of reading positions of the second detection unit, or detection information at an arrangement position of the second detection unit, and detection information at the plurality of reading positions. A storage unit for storing the difference,
4. The color image according to claim 3 , wherein a positional deviation and / or a density error is corrected by adding information stored in the storage unit to detection results of the first detection unit and the second detection unit. Forming equipment.
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