JP5365439B2 - Image forming apparatus and color misregistration correction method - Google Patents
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Description
本発明は、画像形成装置、および色ずれ補正方法に関し、特に、タンデム方式のカラー画像形成装置における各色間の色ずれ補正を行うための画像形成装置、および色ずれ補正方法に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus and a color misregistration correction method , and more particularly to an image forming apparatus and a color misregistration correction method for correcting color misregistration between colors in a tandem color image forming apparatus.
従来、ダンデム型のカラー画像形成装置として、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色の書込みユニット(画像形成部)を備え、かかる書込みユニットで生成された異なる色のカラー画像を中間転写ベルト等の像担持体上に順次重ね合わせて形成し、その像担持体上に形成されたカラー画像を紙などの転写媒体に転写することにより、フルカラー画像を形成するものが一般的に知られている。 Conventionally, as a dandem type color image forming apparatus, yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) writing units (image forming units) are provided, and the writing units are generated by such writing units. A color image of a different color is sequentially superimposed on an image carrier such as an intermediate transfer belt, and a full color image is formed by transferring the color image formed on the image carrier to a transfer medium such as paper. It is generally known what to do.
このタンデム型のカラー画像形成装置では、色毎に異なる書込みユニットで生成された画像を中間転写ベルトに転写する際に、例えば用紙搬送方向である副走査方向に微妙に色ずれが生じると、各色同士の画素位置がずれた状態で重なり合う、いわゆる色ずれが発生する。色ずれの発生原因としては、カラー画像形成装置の交換部品の位置ずれの他、ローラや反射ミラーといった様々な書込みユニット部品の温度変化に伴う伸縮に起因するものなどがある。 In this tandem type color image forming apparatus, when an image generated by a writing unit different for each color is transferred to an intermediate transfer belt, for example, if a slight color shift occurs in the sub-scanning direction, which is the paper transport direction, each color A so-called color shift occurs in which the pixel positions overlap with each other. Causes of color misregistration include misalignment caused by temperature changes of various writing unit components such as rollers and reflection mirrors, as well as misalignment of replacement parts of the color image forming apparatus.
このため、従来は、画像形成前に特定の色ずれ補正用パターンを転写ベルト上に形成し、この色ずれ補正用パターンを用いて各色の色ずれの発生を抑制するように補正処理を行う技術が知られている。この種の色ずれ補正技術は、転写ベルト上に各色のトナーパターンを形成し、そのトナーパターンを正反射光センサで検出することにより、色間における色ずれ量を算出し、その算出結果に基づいて色ずれ補正制御を実行するものであった。 For this reason, conventionally, a specific color misregistration correction pattern is formed on a transfer belt before image formation, and correction processing is performed to suppress the occurrence of color misregistration of each color using the color misregistration correction pattern. It has been known. This type of color misregistration correction technology calculates the amount of color misregistration between colors by forming a toner pattern of each color on a transfer belt and detecting the toner pattern with a regular reflection light sensor. Therefore, color misregistration correction control is executed.
図16は、従来の基準色と複数の非基準色の各単色パターンからなる色ずれ補正用パターンとその課題とを示す図である。図16に示す色ずれ補正用パターンは、ベルト搬送方向に対して直交する直線パターンと、ベルト搬送方向に対して傾斜角を成す斜線パターンとが、基準色のブラック(K)と非基準色のイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)のそれぞれに対して所定の間隔をおいて構成されている。このように、転写ベルト上に形成された従来の単色パターンは、正反射光センサを用いて検出され、各色パターンの位置を算出して、各色パターンの位置と基準位置とを比較して色ずれ量を算出し、その色ずれ量を書き込み制御にフィードバックすることにより色合わせ制御を行っていた。 FIG. 16 is a diagram illustrating a color misregistration correction pattern including a conventional standard color and a single color pattern of a plurality of non-reference colors, and the problem. The color misregistration correction pattern shown in FIG. 16 includes a linear pattern orthogonal to the belt conveyance direction and a diagonal line pattern that forms an inclination angle with respect to the belt conveyance direction. A predetermined interval is provided for each of yellow (Y), magenta (M), and cyan (C). As described above, the conventional single color pattern formed on the transfer belt is detected by using a regular reflection light sensor, calculates the position of each color pattern, compares the position of each color pattern with the reference position, and performs color misregistration. The color matching control is performed by calculating the amount and feeding back the color misregistration amount to the writing control.
特許文献1における検査画像パターンは、上記図16とほぼ同様のパターンを採用しており、単色パターン間のベルト表面に傷(あいは、異物や表面の凹凸)があると正反射光センサに入射する光が拡散反射光となるため、「A」というパターン間隔を検出すべきところ、「B」という誤ったパターン間隔として誤検出する恐れがある。そして、この誤検出に基づく色ずれ補正制御が実行されると、予期せぬ色ずれ補正制御が実行されてしまい、さらに大きな色ずれの原因となることがあった。そこで、特許文献1では、画像形成前の転写ベルト上の傷や異物や表面の凹凸などの特徴点を予め検出し、その特徴点情報を記憶することで、その特徴点上、あるいは特徴点を避けた位置に検査画像パターンを形成することにより、転写ベルト上に傷などがあっても、誤検出の無い高精度な色ずれ補正が行われていた。 The inspection image pattern in Patent Document 1 employs a pattern that is almost the same as that in FIG. 16 described above. If there is a scratch (or foreign matter or surface irregularities) on the belt surface between the monochromatic patterns, the pattern is incident on the regular reflection light sensor. Since the light to be diffused is reflected light, the pattern interval “A” should be detected, but there is a risk of erroneous detection as an incorrect pattern interval “B”. When color misregistration correction control based on this erroneous detection is executed, unexpected color misregistration correction control is executed, which may cause a larger color misregistration. Therefore, in Patent Document 1, feature points such as scratches on the transfer belt before image formation, foreign matter, and surface irregularities are detected in advance, and the feature point information is stored, so that the feature points or feature points are stored. By forming the inspection image pattern at the avoided position, even if there is a scratch on the transfer belt, highly accurate color misregistration correction without erroneous detection has been performed.
図17は、従来の位置ずれ補正用パターン例を示す図であり、図18は、図17の位置ずれ補正用パターンのセンサ出力波形とスレッシュレベルとを用いて各色パターンのエッジ検出を説明する波形図である。特許文献2においては、図17に示すように、位置ずれ補正に使用するトナーパターンとして、大きな基準色(ブラック:25BK--_T1)のパターン上に小さな非基準色(マゼンタ:25M_Y、シアン:25C_Y、イエロー:25Y_Y)のパターンをそれぞれベルトの搬送方向(図中の矢印方向)に対して直交方向に形成し、所定間隔を空けて次の大きな基準色(ブラック:25BK--_T2)のパターン上に小さな非基準色(マゼンタ:25M_S、シアン:25C_S、イエロー:25Y_S)のパターンをそれぞれベルトの搬送方向に対して傾斜させて形成する。これを1パターンとし、ベルトの搬送方向に複数パターン分繰り返し形成され、さらに、これをベルトの搬送方向に並列に3列分形成されている。なお、大きな基準色と基準色との間の間隔は、ベルトの搬送方向に直交する方向と傾斜する方向に交互に空けられている。
FIG. 17 is a diagram showing an example of a conventional misregistration correction pattern, and FIG. 18 is a waveform for explaining edge detection of each color pattern using the sensor output waveform and the threshold level of the misregistration correction pattern of FIG. FIG. In
この図17に示す位置ずれ補正用パターンをTMセンサ17、18、19で検出する場合は、図18に示すように、大きな基準色パターンと次の大きな基準色パターンとの間に設けられたベルトの露出部分は、正反射光センサを使って検出するため、両端の大きな振幅の波形が得られる。また、大きな基準色パターン上に形成された小さな非基準色パターンは、基準色と非基準色との濃度差を拡散反射光センサで検出するため、大きな振幅の間の小さな3つの振幅の波形が得られる。このため、特許文献2では、位置ずれ補正用パターンを検出するセンサとして、正反射光センサと拡散反射光センサの2種類が必要となる。
When detecting the misalignment correction pattern shown in FIG. 17 by the TM sensors 17, 18, and 19, as shown in FIG. 18, a belt provided between the large reference color pattern and the next large reference color pattern. Since the exposed portion is detected using a regular reflection light sensor, waveforms with large amplitudes at both ends can be obtained. In addition, the small non-reference color pattern formed on the large reference color pattern detects the density difference between the reference color and the non-reference color by the diffuse reflected light sensor. can get. For this reason, in
このように、特許文献2に示す位置ずれ補正用パターンは、大きな基準色のパターンの上に小さな非基準色のパターンを形成することにより、ベルト表面ができるだけ覆い隠され、ベルト表面の露出面積を少なくすることができるため、ベルト表面に傷や異物や表面の凹凸があっても、位置ずれ補正用パターンと誤認識する可能性を低減させることができる。
As described above, the misregistration correction pattern shown in
しかしながら、上記特許文献1によれば、色ずれ補正を行う場合は画像形成前に転写ベルト上の傷や異物や表面の凹凸などの特徴点を予め検出する処理が必要となるため、検出時間に長時間を要する上、検出した特徴点の数や場所によっては、検査画像パターンを特徴点上に形成するのか、特徴点を避けて形成するのか、あるいは特徴点の除去や回避ができない場合に該当するのかを判断する必要があり、検査画像パターンの形成位置を決めるまでに手間や時間を要するという問題があった。 However, according to Patent Document 1 described above, when performing color misregistration correction, it is necessary to detect in advance a feature point such as a scratch on the transfer belt, foreign matter, or surface irregularities before image formation. Applicable when it takes a long time, depending on the number and location of detected feature points, whether the inspection image pattern is formed on the feature points, avoiding the feature points, or removing or avoiding the feature points There is a problem in that it is necessary to determine whether to perform the inspection, and it takes time and labor to determine the formation position of the inspection image pattern.
また、上記特許文献2によれば、図17に示すように、位置ずれ補正に使用するトナーパターンの大きな基準色(25BK--_T1)と、これに続く大きな基準色(25BK--_T2)との間のベルトの搬送方向に対して傾斜した間隔部分は、転写ベルト表面が露出しているため、正反射光センサで検出する必要がある。また、大きな基準色(25BK--_T1)のパターン上に形成された小さな非基準色(マゼンタ:25M_Y、シアン:25C_Y、イエロー:25Y_Y)のパターンは、いずれも拡散反射光であるため、拡散反射光センサで検出する必要がある。このように、特許文献2における位置ずれ補正用のトナーパターンの検出には、2種類のセンサが必要となるためコストがかかる上、センサ数が増加することで特性のバラツキによる誤検出の可能性が高くなるという問題があった。
According to
さらに、上記特許文献2によれば、図18に示すように、正反射光センサと拡散反射光センサとで検出された2種類の検出波形とスレッシュレベルとを用いてトナーパターンのエッジを検出する場合、振幅の小さい非基準色パターンの検出波形に合わせてスレッシュレベルを設定する必要があるため、スレッシュレベル設定可能範囲が非常に狭く、状況によってはスレッシュレベルの設定が困難になったり、あるいはセンサ出力に電気的ノイズが乗って誤検出が発生し易くなったりするという問題があった。
Further, according to
また、上記特許文献2によれば、図17に示すように、ベルトの搬送方向に対して直交方向に伸びる小さな非基準色(マゼンタ:25M_Y、シアン:25C_Y、イエロー:25Y_Y)のパターンと、ベルトの搬送方向に対して傾斜する方向に伸びる小さな非基準色(マゼンタ:25M_S、シアン:25C_S、イエロー:25Y_S)のパターンとは、1組のパターンに備わっている。しかし、大きな基準色(25BK--_T1)と次の大きな基準色(25BK--_T2)との間のベルトの搬送方向に対して傾斜した間隔は、基準色(ブラック)の一方の位置を示しているが、ベルトの搬送方向に対して直交方向に伸びる間隔は、2組目のパターンを形成して初めて完成するため、ベルトの搬送方向に必ず余分なパターンを形成する必要があり、その分トナーが浪費されるという問題があった。
According to
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、像担持体上の傷や異物や表面の凹凸などによる影響を受けることなく、短時間で高精度な色ずれ補正を簡易かつ低コストで行うことができる色ずれ画像形成装置、および色ずれ補正方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and it is simple and low-cost to perform high-precision color misregistration in a short time without being affected by scratches on the image carrier, foreign matter, or surface irregularities. An object of the present invention is to provide a color misregistration image forming apparatus and a color misregistration correction method that can be performed.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る画像形成装置は、基準色と複数の非基準色の画像を重ね合わせてカラー画像を形成する画像形成装置であって、色ずれ補正用パターンを像担持体上に形成するパターン形成手段と、前記像担持体上に形成された前記色ずれ補正用パターンの基準色と複数の非基準色によりそれぞれ形成された各色パターンを検出するパターン検出手段と、前記パターン検出手段による検出信号をサンプリング処理するサンプリング手段と、前記サンプリング手段によるサンプリング波形と所定のスレッシュレベルとにより前記各色パターンのエッジを検出し、該エッジから中間点を算出して各色パターンの位置を検出するパターン位置検出手段と、前記パターン位置検出手段により検出した前記各色パターンの位置と基準位置とを比較して色ずれ量を算出すると共に、該色ずれ量に基づいて色ずれ補正量を算出する演算手段と、前記演算手段により算出された色ずれ補正量に基づいて色ずれに関連する装置本体各部を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段により装置本体各部を制御することにより色ずれ補正を行い、前記色ずれ補正用パターンは、同色の色パターンがある所定間隔を隔てて像担持体の搬送方向の下流側と上流側にそれぞれ形成され、前記色パターンは、前記基準色と前記複数の非基準色とでそれぞれ構成され、前記各色パターンが前記像担持体の搬送方向に沿って隣接して配置され、前記基準色および前記複数の非基準色の色パターン同士が隣接する部分は、前記像担持体の搬送方向に対してある所定幅重なり合って形成されていることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, an image forming apparatus according to the present invention is an image forming apparatus that forms a color image by superimposing a reference color and a plurality of non-reference color images. A pattern forming unit that forms a misregistration correction pattern on the image carrier, and detects each color pattern formed by a reference color and a plurality of non-reference colors of the color misregistration correction pattern formed on the image carrier. Detecting the edge of each color pattern based on the sampling waveform obtained by the sampling means and a predetermined threshold level, and calculating an intermediate point from the edge Pattern position detecting means for detecting the position of each color pattern, and each of the pattern positions detected by the pattern position detecting means Comparing the position of the pattern with the reference position to calculate the color misregistration amount, calculating means for calculating the color misregistration amount based on the color misregistration amount, and based on the color misregistration correction amount calculated by the calculating means Control means for controlling each part of the apparatus main body related to color misregistration, and performing color misregistration correction by controlling each part of the apparatus main body by the control means, and the color misregistration correction pattern has the same color pattern. The color patterns are respectively formed on the downstream side and the upstream side in the conveyance direction of the image carrier at a predetermined interval, and the color pattern is composed of the reference color and the plurality of non-reference colors, respectively. A portion of the reference color and the plurality of non-reference color color patterns adjacent to each other along the conveyance direction of the carrier overlaps with a predetermined width with respect to the conveyance direction of the image carrier. Characterized in that it is formed Te.
また、本発明に係る色ずれ補正方法は、画像形成装置で実行される色ずれ補正方法であって、前記画像形成装置は、パターン形成手段と、パターン検出手段と、サンプリング手段と、パターン位置検出手段と、演算手段と、制御手段とを備え、前記パターン形成手段が、色ずれ補正用パターンを像担持体上に形成する工程と、前記パターン検出手段が、前記像担持体上に形成された前記色ずれ補正用パターンの基準色と複数の非基準色によりそれぞれ形成された各色パターンを検出する工程と、前記サンプリング手段が、前記色ずれ補正用パターンの検出信号をサンプリング処理する工程と、前記パターン位置検出手段が、サンプリング波形と所定のスレッシュレベルとにより前記各色パターンのエッジを検出し、該エッジから中間点を算出して各色パターンの位置を検出する工程と、前記演算手段が、前記各色パターンの位置と基準位置とを比較して色ずれ量を算出し、該色ずれ量に基づいて色ずれ補正量を算出する工程と、前記制御手段が、前記色ずれ補正量に基づいて色ずれに関連する装置本体各部を制御する工程と、を含み、前記装置本体各部を制御して色ずれ補正を行い、前記色ずれ補正用パターンは、同色の色パターンがある所定間隔を隔てて像担持体の搬送方向の下流側と上流側にそれぞれ形成され、前記色パターンは、前記基準色と前記複数の非基準色とでそれぞれ構成され、前記各色パターンが前記像担持体の搬送方向に沿って隣接して配置され、前記基準色および前記複数の非基準色の色パターン同士が隣接する部分は、前記像担持体の搬送方向に対してある所定幅重なり合って形成されていることを特徴とする。 A color misregistration correction method according to the present invention is a color misregistration correction method executed by an image forming apparatus, and the image forming apparatus includes a pattern forming unit, a pattern detecting unit, a sampling unit, and a pattern position detecting unit. Means, a calculation means, and a control means, wherein the pattern forming means forms a color misregistration correction pattern on the image carrier, and the pattern detection means is formed on the image carrier. Detecting each color pattern formed by the reference color of the color misregistration correction pattern and a plurality of non-reference colors, the sampling means sampling the detection signal of the color misregistration correction pattern, and Pattern position detection means detects the edge of each color pattern based on the sampling waveform and a predetermined threshold level, and calculates an intermediate point from the edge The step of detecting the position of each color pattern and the calculation means compare the position of each color pattern with a reference position to calculate a color misregistration amount, and calculate a color misregistration correction amount based on the color misregistration amount. And a step of controlling each part of the apparatus main body related to color misregistration based on the color misregistration correction amount, controlling each part of the apparatus main body to perform color misregistration correction, and the color misregistration. The correction patterns are respectively formed on the downstream side and the upstream side in the conveyance direction of the image carrier at a predetermined interval with the same color pattern, and the color pattern includes the reference color and the plurality of non-reference colors. Each of the color patterns is arranged adjacently along the conveyance direction of the image carrier, and a portion where the color patterns of the reference color and the plurality of non-reference colors are adjacent to each other is conveyed by the image carrier. Is against the direction Characterized in that it is formed by overlapping of constant width.
本発明によれば、同色の色パターンがある所定間隔を隔てて像担持体の搬送方向の下流側と上流側にそれぞれ形成され、その色パターンは基準色と複数の非基準色とでそれぞれ構成されており、その各色パターンが像担持体の搬送方向に沿って隣接して配置された形状の色ずれ補正用パターンとしたため、像担持体の表面の大部分を色ずれ補正用パターンで覆うことが可能となり、像担持体上の傷や異物や表面の凹凸の影響を受けることなく、短時間で高精度な色ずれ補正を簡易かつ低コストで行うことができるという効果を奏する。 According to the present invention, the same color pattern is formed on the downstream side and the upstream side in the transport direction of the image carrier at a predetermined interval, and the color pattern is composed of a reference color and a plurality of non-reference colors, respectively. Since each color pattern is a color misregistration correction pattern having a shape arranged adjacently along the conveyance direction of the image carrier, most of the surface of the image carrier is covered with the color misregistration correction pattern. Thus, it is possible to perform highly accurate color misregistration correction in a short time and at a low cost without being affected by scratches on the image carrier, foreign matter, or surface irregularities.
また、本発明によれば、パターン形成手段により前記色ずれ補正用パターンを像担持体上に形成し、パターン検出手段でその色ずれ補正用パターンの各色パターンを検出し、サンプリング手段でその検出信号をサンプリング処理し、パターン位置検出手段によりサンプリング波形と所定のスレッシュレベルとにより各色パターンのエッジを検出し、そのエッジから中間点を算出して各色パターンの位置を検出し、演算手段がパターン位置検出手段で検出した各色パターンの位置と基準位置とを比較して色ずれ量を算出すると共に、色ずれ量に基づいて色ずれ補正量を算出し、制御手段がその色ずれ補正量に基づいて色ずれに関連する装置本体各部を制御して色ずれ補正を行うため、像担持体の表面の大部分を覆う色ずれ補正用パターンにより、像担持体上の傷や異物や表面の凹凸の影響を受けることがなくなり、短時間で高精度な色ずれ補正を簡易かつ低コストで行うことができるという効果を奏する。 According to the invention, the color misregistration correction pattern is formed on the image carrier by the pattern forming means, each color pattern of the color misregistration correction pattern is detected by the pattern detection means, and the detection signal is detected by the sampling means. The pattern position detection means detects the edge of each color pattern based on the sampling waveform and a predetermined threshold level, calculates the intermediate point from the edge to detect the position of each color pattern, and the calculation means detects the pattern position. The position of each color pattern detected by the means is compared with the reference position to calculate the color misregistration amount, and the color misregistration correction amount is calculated based on the color misregistration amount, and the control means calculates the color misregistration amount based on the color misregistration correction amount. In order to perform color misregistration correction by controlling each part of the apparatus main body related to misregistration, a color misregistration correction pattern that covers most of the surface of the image carrier is used. It prevents affected by irregularities of scratches or foreign matter and the surface on the image bearing member, an effect that a highly accurate color misregistration correction in a short time can be carried out easily and inexpensively.
また、本発明によれば、パターン形成手段が、色ずれ補正用パターンを像担持体上に形成し、パターン検出手段が、像担持体上に形成された色ずれ補正用パターンの基準色と複数の非基準色によりそれぞれ形成された各色パターンを検出し、サンプリング手段が、色ずれ補正用パターンの検出信号をサンプリング処理し、パターン位置検出手段が、サンプリング波形と所定のスレッシュレベルとにより各色パターンのエッジを検出し、そのエッジから中間点を算出して各色パターンの位置を検出し、演算手段が、各色パターンの位置と基準位置とを比較して色ずれ量を算出し、その色ずれ量に基づいて色ずれ補正量を算出し、制御手段が、色ずれ補正量に基づいて色ずれに関連する装置本体各部を制御して色ずれ補正を行うため、像担持体の表面の大部分を覆う色ずれ補正用パターンにより、像担持体上の傷や異物や表面の凹凸の影響を受けることがなくなり、短時間で高精度な色ずれ補正を簡易かつ低コストで行うことができるという効果を奏する。 According to the invention, the pattern forming unit forms a color misregistration correction pattern on the image carrier, and the pattern detection unit includes a plurality of reference colors of the color misregistration correction pattern formed on the image carrier. The color pattern formed by each non-reference color is detected, the sampling means samples the detection signal of the color misregistration correction pattern, and the pattern position detection means detects each color pattern based on the sampling waveform and a predetermined threshold level. An edge is detected, an intermediate point is calculated from the edge to detect the position of each color pattern, and the arithmetic means compares the position of each color pattern with a reference position to calculate a color misregistration amount. The color misregistration correction amount is calculated based on the color misregistration correction amount. The color misregistration correction pattern that covers most of the surface eliminates the effects of scratches on the image carrier, foreign matter, and surface irregularities, and enables highly accurate color misregistration correction in a short time and at a low cost. There is an effect that can be.
以下に添付図面を参照して、本発明の最良な実施の形態を詳細に説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
(第1の実施の形態)
図1は、本発明の第1の実施の形態にかかる色ずれ補正用パターンの形状を説明する図である。図1に示す色ずれ補正用パターン10は、像担持体である中間転写ベルトの搬送方向(図中の白抜き矢印方向)の下流側と上流側にそれぞれ同色の色パターンをある所定間隔を隔てて形成されている。ここでは、色パターンの種類として、基準色であるブラック(K)と、複数の非基準色であるイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)とがある。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram for explaining the shape of a color misregistration correction pattern according to the first embodiment of the present invention. A color
例えば、図1に示すように、中間転写ベルトの搬送方向の下流側から、イエロー(Y)の矩形状のトナーパターン10Ydが形成され、そこから所定の間隔10YRを隔てて、上流側にイエロー(Y)の矩形状のトナーパターン10Yuが形成されている。そして、ブラック(K)、マゼンタ(M)、シアン(C)についても、上記したイエロー(Y)と同様に、矩形状のトナーパターン10Kd、10Ku、10Md、10Mu、10Cd、10Cuが形成され、各色パターン同士はベルトの搬送方向に沿って隣接して配置されている。この場合、各色パターンで形成される間隔10YR、10KR、10MR、10CRは、ベルトの搬送方向に対して直交する方向に伸びる間隔を形成している。 For example, as shown in FIG. 1, a yellow (Y) rectangular toner pattern 10Yd is formed from the downstream side in the conveyance direction of the intermediate transfer belt, and a yellow ( A rectangular toner pattern 10Yu of Y) is formed. Then, for black (K), magenta (M), and cyan (C), similarly to the above-described yellow (Y), rectangular toner patterns 10Kd, 10Ku, 10Md, 10Mu, 10Cd, and 10Cu are formed. The patterns are arranged adjacent to each other along the belt conveyance direction. In this case, the intervals 10YR, 10KR, 10MR, 10CR formed by the respective color patterns form intervals extending in a direction orthogonal to the belt conveyance direction.
上記した矩形状のトナーパターン10Cuに隣接して、イエロー(Y)の三角形状のトナーパターン10Ydが形成され、そこから所定の間隔10YSを隔てて、上流側にイエロー(Y)の三角形状のトナーパターン10Yuが形成されている。そして、この場合も上記したイエロー(Y)と同様に、ブラック(K)、マゼンタ(M)、シアン(C)について三角形状のトナーパターン10Kd、10Ku、10Md、10Mu、10Cd、10Cuが形成され、各色パターン同士はベルトの搬送方向に沿って隣接して配置されている。この場合、各色パターンで形成される間隔10YS、10KS、10MS、10CSは、ベルトの搬送方向に対して所定の角度(ここでは、約45°)で傾斜した方向に伸びる間隔を形成している。 A yellow (Y) triangular toner pattern 10Yd is formed adjacent to the rectangular toner pattern 10Cu, and a yellow (Y) triangular toner is upstream from the toner pattern 10Yd by a predetermined interval 10YS. A pattern 10Yu is formed. In this case, similarly to the above-described yellow (Y), triangular toner patterns 10Kd, 10Ku, 10Md, 10Mu, 10Cd, and 10Cu are formed for black (K), magenta (M), and cyan (C). The color patterns are arranged adjacent to each other along the belt conveyance direction. In this case, the intervals 10YS, 10KS, 10MS, and 10CS formed by the respective color patterns form intervals extending in a direction inclined at a predetermined angle (about 45 ° in this case) with respect to the belt conveyance direction.
図1のように形成された、本第1の実施の形態にかかる色ずれ補正用パターンは、電子写真技術を用いたタンデム型のカラー画像形成装置において、色ずれ補正を行う場合のパターンとして用いられ、図16に示した従来の色ずれ補正用パターンと比べると、丁度これを反転させた形状となっている。なお、図1に示す色ずれ補正用パターン10において、各色パターン同士の隣接部分YKP、KMP、MCP、CYP、YKP、KMP、MCPについては、色ずれが発生している場合であっても隙間が生じることがないように、ある所定幅重なり合って形成されている。しかし、色ずれ幅が大きい場合については、所定幅の重なりだけでは対応しきれないことも考えられる。そこで、その場合は、大きさの異なる複数の色ずれ補正用パターンを使い、まず大きい色ずれ補正用パターンを形成して大まかに色ずれ補正を行い、続いて小さい色ずれ補正用パターンを形成して微細な色ずれ補正を行うように、段階的に色ずれ補正精度を上げるようにすれば、各色パターン同士を所定幅重ねた色ずれ補正用パターンで足りる。
The color misregistration correction pattern according to the first embodiment formed as shown in FIG. 1 is used as a pattern for color misregistration correction in a tandem type color image forming apparatus using electrophotography technology. Compared with the conventional color misregistration correction pattern shown in FIG. 16, the shape is just inverted. In the color
そして、図1に示す色ずれ補正用パターン10を後述する正反射光センサを用いて検出すると、各色パターンで構成される所定幅の間隔10YR、10KR、10MR、10CR、10YS、10KS、10MS、10CSの部分だけ中間転写ベルトが露出しているため、正反射光を検出することができる。この検出波形をあるスレッシュレベルで切ることによって、各色パターンのエッジ位置をそれぞれ正確に検出することができる。
When the color
次に、上記した図1の色ずれ補正用パターンが形成可能なカラー画像形成装置について説明する。図2は、第1の実施の形態にかかるカラー複写機の概略構成を説明する断面図であり、図3は、図2の光学装置を説明するD方向矢指図であり、図4は、図2の中間転写ベルトの表面状態を検出する正反射光センサの原理説明図であり、図5は、色ずれ補正処理を行う構成部のブロック図であり、図6は、図5のCPUの機能を説明する機能ブロック図である。 Next, a color image forming apparatus capable of forming the color misregistration correction pattern shown in FIG. 1 will be described. 2 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the color copying machine according to the first embodiment, FIG. 3 is a D-direction arrow diagram illustrating the optical apparatus of FIG. 2, and FIG. FIG. 5 is a diagram for explaining the principle of a regular reflection light sensor that detects the surface state of the intermediate transfer belt of FIG. 2, FIG. 5 is a block diagram of components that perform color misregistration correction processing, and FIG. It is a functional block diagram explaining these.
まず、図2に示すように、画像形成装置100は、半導体レーザ、ポリゴンミラーなどの光学要素を含む露光装置102と、感光体ドラム、帯電装置、現像装置などを含む像形成部112と、中間転写ベルトなどを含む転写部122を含んで構成されている。露光装置102は、半導体レーザ(図示せず)などの光源から放出された光ビームを、ポリゴンミラー102Pにより偏向させ、fθレンズ102KY、および102CMに入射させている。光ビームは、後述の図3で説明するように、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、ブラック(K)の各色に対応した数だけ発生され、fθレンズ102KY、および102CMを通過した後、反射ミラー102Y、102K、102C、および102Mで反射される。
First, as shown in FIG. 2, an
WTLレンズ102dでは、光ビームを整形した後、反射ミラー102eへと光ビームを偏向させて、露光のために使用される光ビームLとして感光体ドラム108aへと光ビームを像状照射する。他の感光体ドラム104a、106a、110aに対しても、同様に光ビームLが像状照射される。感光体ドラム104a、106a、108a、110aへの光ビームLの照射は、上述したように複数の光学要素を使用して行われるため、主走査方向および副走査方向に関して、タイミングの同期が図られている。なお、以下、主走査方向を、光ビームの走査方向として定義し、副走査方向を、主走査方向に対して直交する方向、多くの画像形成装置100では、感光体ドラム104a、106a、108a、110aの回転する方向として定義する。
The
感光体ドラム104a、106a、108a、110aは、アルミニウムなどの導電性ドラム上に、少なくとも電荷発生層と、電荷輸送層とを含む光導電層を備えている。光導電層は、それぞれ感光体ドラム104a、106a、108a、110aに対応して配設され、コロトロン、スコロトロン、または帯電ローラなどを含んで構成される帯電器104b、106b、108b、110bにより表面電荷が付与される。
Each of the
各帯電器104b、106b、108b、110bにより感光体ドラム104a、106a、108a、110a上に付与された静電荷は、光ビームLにより像状露光され、静電潜像が形成される。感光体ドラム104a、106a、108a、110a上に形成された静電潜像は、現像スリーブ、現像剤供給ローラ、規制ブレードなどを含む現像器104c、106c、108c、110cにより現像され、現像剤像が形成される。
The electrostatic charges imparted on the
感光体ドラム104a、106a、108a、110a上に担持された現像剤像は、搬送ローラ114a、114b、114cにより矢線Eの方向に移動する中間転写ベルト114上に転写される。中間転写ベルト114は、K、Y、C、Mの現像剤を担持した状態で2次転写部へと搬送される。2次転写部は、2次転写ベルト118と、搬送ローラ118a、118bとを含んで構成されている。2次転写ベルト118は、搬送ローラ118a、118bにより矢線Fの方向に搬送される。2次転写部には、給紙カセットなどの受像材収容部128から上質紙、プラスチックシートなどの転写部材124が搬送ローラ126により供給される。
The developer images carried on the
2次転写部は、2次転写バイアスを印加して、中間転写ベルト114上に担持された多色現像剤像を2次転写ベルト118上に吸着保持された転写部材124に転写する。転写部材124は、2次転写ベルト118の搬送と共に定着装置120へと供給される。定着装置120は、シリコーンゴム、フッソゴムなどを含む定着ローラなどの定着部材130を含んで構成されていて、転写部材124と多色現像剤像とを加圧加熱し、印刷物132として画像形成装置100の外部へと出力する。多色現像剤像を転写した後の転写ベルト114は、クリーニングブレードを含むクリーニング部116により転写残現像剤が除去された後、次の像形成プロセスへと供給される。
The secondary transfer unit applies a secondary transfer bias to transfer the multicolor developer image carried on the
なお、各感光体ドラム104a、106a、108a、110aの主走査方向の終点付近には、中間転写ベルト114上に形成された色ずれ補正用パターンを検出するため、正反射光センサである検出センサ115a〜cが設置されている。この色ずれ補正用パターンの検出結果に基づいて、基準色に対する各色の各種ずれ量(スキュー、主副レジスト、倍率)を算出して、色ずれ補正が行われる。
A detection sensor that is a regular reflection light sensor is used to detect a color misregistration correction pattern formed on the
次に、図3を用いて光学ユニットである露光装置について説明する。この図3は、図2の露光装置102をD方向から見た図である。LD(レーザダイオード)ユニット19K、19Cからの光ビームは、それぞれシリンダレンズ20K、20Cを通り、反射ミラー21K、21Cによってポリゴンミラー102Pの下方面に入射し、ポリゴンミラー102Pが矢印方向に回転することにより光ビームを偏向し、fθレンズ102KY、102CMを通り、第1ミラー102K、102Mによって折り返される。
Next, an exposure apparatus that is an optical unit will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a view of the
一方、LDユニット19Y、19Mからの光ビームは、シリンダレンズ20Y、20Mを通り、ポリゴンミラー102Pの上方面に入射し、ポリゴンミラー102Pが回転することにより光ビームを偏向し、fθレンズ102KY、102CMを通り、第1ミラー102Y、102Cによって折り返される。
On the other hand, the light beams from the
主走査方向の書き出し位置より上流側にシリンダミラー25KY、25CM、そしてセンサ26KY、26CMが備わっており、fθレンズ102KY、102CMを通った光ビームがシリンダミラー25KY、25CMによって反射集光されて、センサ26KY、26CMに入射するような構成となっている。これらのセンサ26KY、26CMは、主走査方向の同期を取るための同期検知センサである。また、主走査方向の画像領域より下流側に、上述した上流側と同様に、シリンダミラー27KY、27CM、そしてセンサ28KY、28CMが備わっており、fθレンズ102KY、102CMを通った光ビームがシリンダミラー27KY、27CMによって反射集光されて、センサ28KYおよびセンサ28CMに入射するような構成となっている。 Cylinder mirrors 25KY and 25CM and sensors 26KY and 26CM are provided on the upstream side from the writing position in the main scanning direction, and the light beams that pass through the fθ lenses 102KY and 102CM are reflected and condensed by the cylinder mirrors 25KY and 25CM. It is configured to be incident on 26KY, 26CM. These sensors 26KY and 26CM are synchronization detection sensors for synchronizing in the main scanning direction. Further, similarly to the upstream side described above, cylinder mirrors 27KY and 27CM and sensors 28KY and 28CM are provided on the downstream side of the image region in the main scanning direction, and the light beam that has passed through the fθ lenses 102KY and 102CM is provided in the cylinder mirror. The light is reflected and collected by 27KY and 27CM and is incident on the sensor 28KY and the sensor 28CM.
また、LDユニット19K、19Yからの光ビームでは、書き出し側では共通のシリンダミラー25KYならびにセンサ26KY、終了側では共通のシリンダミラー27KYならびにセンサ28KYを使用している。LDユニット19CおよびLDユニット19Mについても同様である。同じセンサに2色の光ビームが入射することとなるので、各色の光ビームのポリゴンミラー102Pの入射角を異なるようにすることによって、それぞれの光ビームが各センサに入射するタイミングを変え、時系列的にパルス列として出力されるようになっている。図3からも分かるように、ブラック(K)とイエロー(Y)、およびシアン(C)とマゼンタ(M)は逆方向に走査される。各々の色のビームは、2つのビーム検出センサを通過することとなり、各々の2つのセンサの通過時間間隔を画素クロック等によりカウントすることによって計測し、それらのカウント値と予め設定された基準カウント値とが一致するように書込み画周波数の変更を行い、倍率の補正を行う(2点同期方式の倍率補正)。
In the light beams from the
中間転写ベルト114に色ずれ補正用パターンを形成し、検出、補正を行うと時間がかかるため、頻繁には行えない。連続プリント時などには、特に露光装置102内のfθレンズの温度上昇により、倍率の変化が急激となるので、短時間で実行できる2点同期方式の倍率補正技術は必須である。特に、fθレンズの材質がプラスチック等であると温度上昇は急激となるので、なおさらである。このような背景のため、2点同期方式による倍率補正を行っている。
If a color misregistration correction pattern is formed on the
また、図1のカラー画像形成装置100の中間転写ベルト114付近に設けられた正反射光センサである検出センサ115a〜cは、図4のように構成されていて、発光部30から中間転写ベルト114に向けて照射された光を受光部31で受光することにより、中間転写ベルト114の表面の状態を検出するものである。中間転写ベルト114の表面では、正反射されて受光部31に受光されるが、トナーパターンからなる色ずれ補正用パターン10の表面では拡散反射された拡散反射光が受光される。この受光部31で検出された波形を処理することによって、色ずれ補正用パターン10の状態を検出することができる。図4に示す中間転写ベルト114上の傷114aは、正反射光センサの光が拡散反射光となるため、トナーパターンと誤検知されるおそれがあった。
Further, the
しかしながら、本第1の実施の形態の色ずれ補正用パターン10は、図1に示すように、中間転写ベルト114の表面をできるだけ覆うパターン形状をしているため、図4に示す中間転写ベルト114の表面に傷(異物や凹凸も同様)114aがあったとしても、その上に色ずれ補正用パターン10を形成することで、誤検出を防止することができる。
However, since the color
次に、図5を参照しながら、検出データ処理について説明する。図5の検出センサ115a〜cの受光部31から得られた信号は、増幅部32によって増幅され、フィルタ33によってライン検知の信号成分のみを通過させ、A/D変換部34によって、アナログデータからデジタルデータに変換される。データのサンプリング処理は、サンプリング制御部35によって制御され、サンプリングされたデータはFIFOメモリ36に格納される。一組の色ずれ補正用パターンの検出が終了した後、FIFOメモリ36に格納されていたデータは、I/Oポート37を介して、データバス38によりCPU39、およびRAM41にロードされ、CPU39は、所定の演算処理を行うことによって、上述した各種の色ずれ量を求める。ROM40には、上述した各種色ずれ量を演算するためのプログラムをはじめ、色ずれ補正装置および画像形成装置を制御するための各種プログラムが格納されている。また、CPU39は、受光部31からの検出信号を適当なタイミングでモニタしており、中間転写ベルト114および発光部30の劣化等が起こっても確実に検出できるように、発光量制御部42によって発光量を制御しており、受光部31からの受光信号のレベルが常に一定になるように制御している。このように、CPU39とROM40とは、画像形成装置全体の動作を制御する制御手段として機能している。
Next, detection data processing will be described with reference to FIG. Signals obtained from the
図5のCPU39における機能ブロックを示したのが、図6である。図6に示すように、CPU39は、サンプリング制御を行うサンプリング手段としてのサンプリング部391、色ずれ補正用パターン10の各色パターンの位置を検出するパターン位置検出手段としてのパターン位置検出部392、各種演算処理を行う演算手段としての演算部393、後述する適切な検出結果が得られなった場合に検出したデータを破棄する検出結果破棄手段としての検出結果破棄部394などを含んでいる。なお、上記した演算部393には、検出した各色パターンの位置と基準位置とを比較して色ずれ量を算出する色ずれ量算出手段と、算出され各色パターンの色ずれ量に基づいて色ずれ補正量を算出する色ずれ補正量算出手段の機能を備えている。
FIG. 6 shows functional blocks in the
図7は、第1の実施の形態において中間転写ベルトに形成した色ずれ補正用パターンの一形成例を示す図であり、図8は、同色パターンの間隔にベルトの傷が露出した状態を説明する図であり、図9は、第1の実施の形態にかかる色ずれ補正処理を説明するフローチャートである。図7に示すように、第1の実施の形態では、中間転写ベルト114の表面に図16に示す従来の色ずれ補正用パターンを反転させた図1に示す1組の色ずれ補正用パターンを中間転写ベルトの搬送方向に並列に3列形成すると共に、図示していないが、ベルト搬送方向にさらに8組形成している。そして、検出センサ115a〜cは、中間転写ベルト上に3列に並列形成された色ずれ補正用パターンを検出する位置に設置されている。このため、検出センサ115a〜cのセンサ出力は、色ずれ補正用パターンの各色パターンの間隔部分で正反射光を検出するため、図7の上方に示すようなセンサ出力波形を検出することができる。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of forming a color misregistration correction pattern formed on the intermediate transfer belt in the first embodiment, and FIG. 8 illustrates a state in which a scratch on the belt is exposed at the same color pattern interval. FIG. 9 is a flowchart for explaining the color misregistration correction processing according to the first embodiment. As shown in FIG. 7, in the first embodiment, the set of color misregistration correction patterns shown in FIG. 1 obtained by inverting the conventional color misregistration correction pattern shown in FIG. Three rows are formed in parallel in the conveyance direction of the intermediate transfer belt, and eight sets are further formed in the belt conveyance direction, although not shown. The
ただ、確率的には非常に少ないが、図8に示すように、色ずれ補正用パターンの各色パターンの間隔部分にたまたま傷(異物やベルトの凸凹)114aが含まれていると、センサ出力の出力波形が正常な間隔部分とは異なる波形を検出する。図8では、ベルトの搬送方向に直交する方向に細長い傷114aがある場合であり、傷114aの部分で拡散光となるためセンサ出力が低下し、出力波形の山が2つに分かれている。本第1の実施の形態では、このような場合であっても後述する処理を施すことによって誤検出を防止することができる。
However, although the probability is very small, as shown in FIG. 8, if an occasional scratch (foreign matter or unevenness of the belt) 114 a is included in the interval portion of each color pattern of the color misregistration correction pattern, the sensor output A waveform whose output waveform is different from the normal interval is detected. FIG. 8 shows a case where there is a long and
そこで、本第1の実施の形態における色ずれ補正処理の動作について図9を用いて説明する。色ずれ補正処理は、例えば、電源ON時、温度などの環境変化時、または所定枚数以上印刷された場合などに実施することにより、色ずれ量が常に所定の範囲以下になるように制御することができる。もちろん上記タイミングには必ずしも限定されず、ユーザが任意に実行することも可能である。 Therefore, the operation of the color misregistration correction process in the first embodiment will be described with reference to FIG. The color misregistration correction process is performed so that the color misregistration amount is always within a predetermined range by performing, for example, when the power is turned on, when the environment such as temperature changes, or when a predetermined number of sheets are printed. Can do. Of course, the timing is not necessarily limited, and the user can arbitrarily execute the timing.
まず、色ずれ補正処理が開始されると、中間転写ベルト114上に複数色が連なった図7に示すような色ずれ補正用パターンを図2の像形成部112により形成し(ステップS100)、それを検出センサ115a〜cで検出する(ステップS101)。検出センサ115a〜cの受光部31から出力される検出信号は、図5の増幅部32で増幅され、フィルタ33を介して、A/D変換部34でデジタル信号に変換され、サンプリング制御部35によってサンプリング処理される(ステップS102)。サンプリング波形は、FIFOメモリ36に一旦格納された後、I/Oポート37を介してRAM41に保存され、CPU39のパターン位置検出部392により、所定のスレッシュレベルを用いて各色パターンのエッジを検出し(ステップS103)、検出した各色パターンのエッジ間隔が所定間隔あるか否かを判別する(ステップS104)。
First, when the color misregistration correction process is started, a color misregistration correction pattern as shown in FIG. 7 in which a plurality of colors are arranged on the
ここで、図8に示すように、各色パターンのエッジ間隔が所定間隔(a)であれば、CPU39は適正な間隔と判断して(ステップS104でYES)、ステップS105においてエッジの中間位置から各色パターンの位置を算出して、RAM41に保存する。
Here, as shown in FIG. 8, if the edge interval of each color pattern is a predetermined interval (a), the
続いて、CPU39は、検出した各色パターンの位置と、ROM40などに保存されている各色パターンの正常な基準位置とを比較して各種の色ずれ量を算出する(ステップS106)。そして、算出された色ずれ量に基づいて各種色ずれ補正量を算出してRAM41に保存する(ステップS107)。
Subsequently, the
このようにして求めた各種色ずれ補正量は、カラー画像形成装置の色ずれ補正に関連する各部を調整するためのパラメータとして利用し、これを自動あるいは手動によって調整することにより、高精度な色ずれ補正を行うことができる(ステップS108)。 The various color misregistration correction amounts obtained in this way are used as parameters for adjusting each section related to the color misregistration correction of the color image forming apparatus, and the color misregistration correction amount is adjusted automatically or manually to thereby obtain a highly accurate color. Deviation correction can be performed (step S108).
また、上記ステップS104において、図8に示す各色パターンのエッジ間隔が所定間隔でない場合、例えば、所定間隔未満(b)であれば、CPU39は傷や異物やベルトの凹凸によって適正な間隔を検出できていないと判断し(ステップS104でNO)、CPU39の検出結果破棄部394によって検出結果を破棄する(ステップS109)。この時、1組の一部で適正な間隔が検出できなかった場合、種々の扱いが考えられる。例えば、(1)1つの間隔で適正な間隔が検出できなかった場合は、形成した全パターンの検出データ全てを破棄する場合と、(2)適正な間隔が検出できなかった組のパターンのみの検出データを破棄し、残りの検出データで色ずれ補正を行う場合と、(3)適正な間隔が検出できなかった組が全体の一定の割合に達するまでは有効とし、それを超えた場合のみ検出データ全てを破棄するという場合などが考えられる。なお、これは一例を示したものであり、これ以外の扱い方を採用しても勿論良い。
In step S104, if the edge interval of each color pattern shown in FIG. 8 is not a predetermined interval, for example, if it is less than the predetermined interval (b), the
このように、第1の実施の形態によれば、カラー画像形成装置100が図1あるいは図7に示す色ずれ補正用パターンを中間転写ベルトに形成し、これを用いて色ずれ補正処理を行うことにより、中間転写ベルト上に傷や異物や表面の凹凸があったとしても、それらによる影響を受ける確率を非常に少なくすることが可能となり、仮に色パターンの間隔に傷や異物や表面の凹凸が露出した場合でも、間隔の幅をチェックすることにより適正なデータか否かを容易に判別することができるので、短時間で高精度な色ずれ補正を簡易に行うことができる。特に、第1の実施の形態では、検出センサとして正反射光センサのみを用いているので、特許文献2に示すような正反射光センサと拡散反射光センサの2つを用いる必要が無いため、より低コスト化することができる。また、第1の実施の形態にかかる色ずれ補正用パターン10は、図1に示すように、1組のパターンだけで、Y、K、M、Cの全てのパターン位置が検出できるため、1組のパターンだけでも色ずれ補正を行うことが可能である。しかし、図17の従来の補正用パターンでは、1組だけではブラック(K)の位置が検出できないため、複数組のパターン形成を行う必要があり、それだけトナー消費が余分に必要となる。
As described above, according to the first embodiment, the color
(第2の実施の形態)
第2の実施の形態の特徴は、中間転写ベルトの状態に応じて色ずれ補正用パターンを選択できるようにして、トナー消費量をできるだけ抑えられるようにした点にある。
(Second Embodiment)
A feature of the second embodiment is that a color misregistration correction pattern can be selected according to the state of the intermediate transfer belt so that the toner consumption can be suppressed as much as possible.
図10は、第2の実施の形態で用いる色ずれ補正用パターンを示す図であり、図11は、第2の実施の形態におけるスレッシュレベルの設定可能範囲を説明する波形図であり、図12は、各色パターンの検出データと色ずれ補正内容との関係を説明する図であり、図13は、従来の色ずれ補正用パターンの形成例を示す図であり、図14は、第2の実施の形態にかかる色ずれ補正処理の動作を説明するフローチャートであり、図15は、露光装置に用いる光源を選択できるようにしたことで色ずれ補正用パターンの描画解像度を変えた場合のパターンエッジ部分の拡大図である。 FIG. 10 is a diagram showing a color misregistration correction pattern used in the second embodiment, and FIG. 11 is a waveform diagram for explaining a threshold level settable range in the second embodiment. FIG. 13 is a diagram for explaining a relationship between detection data of each color pattern and details of color misregistration correction, FIG. 13 is a diagram illustrating an example of forming a conventional color misregistration correction pattern, and FIG. 14 is a diagram illustrating a second embodiment. 15 is a flowchart for explaining the operation of the color misregistration correction process according to the embodiment, and FIG. 15 is a pattern edge portion when the drawing resolution of the color misregistration correction pattern is changed by enabling the selection of the light source used in the exposure apparatus. FIG.
第2の実施の形態では、図2の像形成部112が、図10に示すような複数色の色パターンが連なった本発明の色ずれ補正用パターンと、従来の単色パターンからなる色ずれ補正用パターンの両方を選択的に形成することができる。図10に示すように、本発明と従来の色ずれ補正用パターンとは、丁度反転させた関係のパターンであることが分かり、それらのセンサ出力も逆位相になっている。このため、スレッシュレベルも設定の仕方によっては、共通のスレッシュレベルを使うことが可能であり、いずれのパターンも正反射光センサだけで検出することかできるため、色ずれ補正処理のハードウェアもソフトウェアも同じものを使って処理することが可能となる。
In the second embodiment, the
このスレッシュレベルの設定可能範囲については、図11に示すように、パターンのエッジを正反射光センサで検出しているため、スレッシュレベルの設定可能範囲を非常に広くとることができ、特許文献2における正反射光センサと拡散反射光センサの両方を用いて検出した図18に示すセンサ出力波形と比較すると、明らかに違いがあることがわかる。このため、図11に示すように、スレッシュレベルの設定の仕方によってセンサ出力波形に電気的ノイズが乗っていたとしても、この影響を排除できるという利点がある。特に、第2の実施の形態では、従来例の色ずれ補正用パターンと切り替えて用いる場合であるが、図10および図11に示すように、スレッシュレベルの設定範囲はいずれも広くとることが可能である。 With respect to the settable range of the threshold level, as shown in FIG. 11, since the edge of the pattern is detected by the regular reflection light sensor, the settable range of the threshold level can be very wide. When comparing with the sensor output waveform shown in FIG. 18 detected using both the regular reflection light sensor and the diffuse reflection light sensor in FIG. For this reason, as shown in FIG. 11, even if electrical noise is on the sensor output waveform depending on how the threshold level is set, there is an advantage that this influence can be eliminated. In particular, the second embodiment is a case of switching to the conventional color misregistration correction pattern, but as shown in FIG. 10 and FIG. 11, the setting range of the threshold level can be wide. It is.
第2の実施の形態において、本発明と従来例パターンは、パターン形状は全く異なっているが、各色パターンのエッジを検出した後の処理については同じであるため、図12の従来例パターンを用いて各種色ずれ量の算出を説明する。ここではY、K、M、Cの4色を用いて描画しており、正反射光センサによりパターンを読み取る。正反射光センサセンサでは、一定のサンプリング間隔でパターンの時間間隔を計測する。CPU39の演算部393は、その時間を距離に換算することでパターンの距離を取得することができる。このような手法を使って、図12に示されている同色の横線パターンと斜め線パターンとの間の長さを計測し、各々の長さを比較することによって色ずれ量を算出することができる。例えば、副走査方向(ベルト搬送方向)の色ずれ量を算出するには横線パターンを使用し、基準色であるブラック(K)と対象色のパターン間隔(y1、m1、c1)を計測し、理想の間隔(基準間隔)と比較することにより算出することができる。
In the second embodiment, the pattern of the present invention and the conventional pattern are completely different, but the processing after detecting the edge of each color pattern is the same, so the conventional pattern of FIG. 12 is used. The calculation of various color misregistration amounts will be described. Here, drawing is performed using four colors Y, K, M, and C, and the pattern is read by a regular reflection light sensor. In the regular reflection light sensor, the pattern time interval is measured at a constant sampling interval. The
一方、主走査方向の色ずれ量を算出する場合については、横線パターンと斜め線パターンを使用する。各色の横線パターンと斜め線パターンとの間隔(y2、k2、m2、c2)を計測する。その計測した間隔を、基準色であるブラック(K)と非基準色であるイエロー(Y)との差分を算出した(y2−k2)が主走査方向の色ずれ量となる(斜めパターンは45°の傾きをもっているため)。このようにして、副走査方向および主走査方向の色ずれ量を取得することができる。 On the other hand, when calculating the color misregistration amount in the main scanning direction, a horizontal line pattern and an oblique line pattern are used. The interval (y2, k2, m2, c2) between the horizontal line pattern and the diagonal line pattern of each color is measured. For the measured interval, the difference (y2-k2) in which the difference between black (K) as the reference color and yellow (Y) as the non-reference color is calculated is the color shift amount in the main scanning direction (45 for the oblique pattern). (Because it has an inclination of °). In this way, the amount of color misregistration in the sub-scanning direction and main scanning direction can be acquired.
また、上記について、主走査位置の異なる検出センサ115a〜cを用いて行うことにより、各成分を検出することが可能である。例えば、スキュー成分であれば、図13に示す検出センサ115aと115cとで検出される副走査方向の色ずれ量の差分を算出することにより取得可能であり、また115aと115b、115bと115cとのそれぞれの主走査方向の色ずれ量の差分を算出することで、倍率誤差偏差を取得することが可能である。このようにして、得られた各種色ずれ量を各デバイスの補正形式に変換し、色ずれ補正を行うことができる。図13の場合も図7と同様であって、中間転写ベルト114上に従来の単色パターンを各色の横線4本、斜め線4本からなるパターンを1組とし、この組を8組形成するようにする。これらの検出結果の平均を算出した結果から補正量を決定することにより、各色パターンにおける位置ずれの少ない高画質の画像を形成することができる。この8組のY、K、M、Cの横線パターンと斜め線パターンとをそれぞれ形成し、主走査方向に並べられたセンサ115a,115b、115cを用いて検出することにより、基準色であるブラック(K)に対するスキュー、副走査レジストずれ、主走査レジストずれ、主走査倍率誤差の計測が可能となる。各種のずれ量、補正量の算出および補正の実行命令は、CPU39の演算部393によって行われる。検出の終わったパターンは、図1に示すクリーニング部116によってクリーニングが行われる。
In addition, each component can be detected by using the
続いて、図14を用いて第2の実施の形態にかかる色ずれ補正動作を説明する。図14に示すフローチャートは、図9示したフローチャートの一部に色ずれ補正用パターンの切り替え動作を追加したものである。図14に示すように、色ずれ補正動作を開始すると、まず中間転写ベルトの表面の状態をセンサで検出し(ステップS200)、その検出結果に基づいてベルト表面に傷や異物、あるいは凹凸等が検出されたか否かを判断する(ステップS201)。 Next, the color misregistration correction operation according to the second embodiment will be described with reference to FIG. The flowchart shown in FIG. 14 is obtained by adding a color misregistration correction pattern switching operation to a part of the flowchart shown in FIG. As shown in FIG. 14, when the color misregistration correction operation is started, the state of the surface of the intermediate transfer belt is first detected by a sensor (step S200), and based on the detection result, there are scratches, foreign matter, irregularities, etc. on the belt surface. It is determined whether or not it has been detected (step S201).
そして、ベルト表面の状態が良好で、傷や異物や凹凸等が検出されなかった場合は(ステップS201でNO)、ステップS202に移行して、CPU39が露光装置102に中間転写ベルト114に対して、図13に示す従来の単色パターンからなる色ずれ補正用パターンを形成するように切り替え制御する。その後の図9におけるステップS101以下の処理については、上記第1の実施の形態での説明と同じであるので省略する。
If the surface of the belt is good and no scratches, foreign matter, unevenness, or the like is detected (NO in step S201), the process proceeds to step S202, and the
また、上記ステップS201において、ベルト表面に傷や異物や凹凸等が検出された場合については(ステップS201でYES)、図9のステップS100に移行し、CPU39が露光装置102に中間転写ベルト114に対して、図7に示す本発明の複数色パターンからなる色ずれ補正用パターンを形成するように切り替え制御する。ステップS100以下の処理については、上記第1の実施の形態での説明と同じであるので省略する。
If scratches, foreign matter, irregularities, or the like are detected on the belt surface in step S201 (YES in step S201), the process proceeds to step S100 in FIG. 9, and the
また、図15では、露光装置が用いる露光用の光源を高解像度で再現できるものに切り替えて利用できるように構成することによって、色ずれ補正精度をさらに向上させることが可能となる。例えば、図15に示すように、色ずれ補正用パターンのエッジ部分を拡大すると、1200dpiでの形成時に比べて、より高解像度で再現可能な光源に切り替えることにより、4800dpiの解像度で形成することが可能となり、より正確なパターン形状が再現できることから、一層高精度な色ずれ補正処理を実施することができる。 Further, in FIG. 15, it is possible to further improve the color misregistration correction accuracy by switching the exposure light source used by the exposure apparatus to one that can be reproduced with high resolution. For example, as shown in FIG. 15, when the edge portion of the color misregistration correction pattern is enlarged, the light source can be formed at a resolution of 4800 dpi by switching to a light source that can be reproduced at a higher resolution than when forming at 1200 dpi. As a result, a more accurate pattern shape can be reproduced, so that a more accurate color misregistration correction process can be performed.
このように、第2の実施の形態によれば、色ずれ補正処理を行う前に、中間転写ベルトの表面状態を事前にセンサを使って検出し、その検出結果に基づいて本発明の複数色パターンを形成するか、従来の単色パターンを形成するかを切り替えることができるため、トナー消費量をできるだけ少なくしつつ、短時間で高精度な色ずれ補正を簡易に行うことができる。また、第2の実施の形態の場合も検出センサとして正反射光センサのみを用いることができるため、特許文献2に示すような正反射光センサと拡散反射光センサの2つを用いる必要が無く、同様に低コスト化することができる。
As described above, according to the second embodiment, before performing the color misregistration correction process, the surface state of the intermediate transfer belt is detected in advance using the sensor, and the multiple colors of the present invention are based on the detection result. Since it is possible to switch between forming a pattern and forming a conventional single color pattern, it is possible to easily perform highly accurate color misregistration correction in a short time while minimizing toner consumption. Also in the second embodiment, since only the regular reflection light sensor can be used as the detection sensor, there is no need to use two of the regular reflection light sensor and the diffuse reflection light sensor as shown in
また、第2の実施の形態によれば、露光装置の露光用光源を選択可能とし、より高解像度で再現できるものに切り替えることによって、一層高精度な色ずれ補正処理を実施することができる。 According to the second embodiment, the exposure light source of the exposure apparatus can be selected and switched to one that can be reproduced at a higher resolution, so that a more accurate color misregistration correction process can be performed.
なお、上記した各実施の形態では、本発明の画像形成装置を、カラー複写機に適用した例を挙げて説明したが、コピー機能、プリンタ機能、スキャナ機能およびファクシミリ機能のうち少なくとも2つの機能を有する複合機に適用した例、あるいは、プリンタやファクシミリ装置等の画像形成装置に適用したいずれの例であっても適用することができる。 In each of the embodiments described above, the image forming apparatus of the present invention has been described as an example applied to a color copying machine. However, at least two functions of a copy function, a printer function, a scanner function, and a facsimile function are provided. The present invention can be applied to any example applied to a multifunction peripheral having the above-mentioned or any example applied to an image forming apparatus such as a printer or a facsimile machine.
10 色ずれ補正用パターン
30 発光部
31 受光部
32 増幅部
33 フィルタ
34 A/D変換部
35 サンプリング制御部
36 FIFOメモリ
37 I/Oポート
39 CPU
40 ROM
41 RAM
42 発光量制御部
102 露光装置
112 像形成部
114 中間転写ベルト(像担持体)
115a〜c 検出センサ(正反射光センサ)
391 サンプリング部
392 パターン位置検出部
393 演算部
394 検出結果破棄部
DESCRIPTION OF
40 ROM
41 RAM
42 Light emission
115a-c Detection sensor (regular reflection light sensor)
391
Claims (7)
色ずれ補正用パターンを像担持体上に形成するパターン形成手段と、
前記像担持体上に形成された前記色ずれ補正用パターンの基準色と複数の非基準色によりそれぞれ形成された各色パターンを検出するパターン検出手段と、
前記パターン検出手段による検出信号をサンプリング処理するサンプリング手段と、
前記サンプリング手段によるサンプリング波形と所定のスレッシュレベルとにより前記各色パターンのエッジを検出し、該エッジから中間点を算出して各色パターンの位置を検出するパターン位置検出手段と、
前記パターン位置検出手段により検出した前記各色パターンの位置と基準位置とを比較して色ずれ量を算出すると共に、該色ずれ量に基づいて色ずれ補正量を算出する演算手段と、
前記演算手段により算出された色ずれ補正量に基づいて色ずれに関連する装置本体各部を制御する制御手段と、
を備え、前記制御手段により装置本体各部を制御することにより色ずれ補正を行い、
前記色ずれ補正用パターンは、
同色の色パターンがある所定間隔を隔てて像担持体の搬送方向の下流側と上流側にそれぞれ形成され、
前記色パターンは、前記基準色と前記複数の非基準色とでそれぞれ構成され、前記各色パターンが前記像担持体の搬送方向に沿って隣接して配置され、
前記基準色および前記複数の非基準色の色パターン同士が隣接する部分は、前記像担持体の搬送方向に対してある所定幅重なり合って形成されていることを特徴とする
画像形成装置。 An image forming apparatus that forms a color image by superimposing a reference color and a plurality of non-reference color images,
Pattern forming means for forming a color misregistration correction pattern on the image carrier;
Pattern detecting means for detecting each color pattern formed by a reference color and a plurality of non-reference colors of the color misregistration correction pattern formed on the image carrier;
Sampling means for sampling the detection signal by the pattern detection means;
Pattern position detection means for detecting an edge of each color pattern by a sampling waveform by the sampling means and a predetermined threshold level, calculating an intermediate point from the edge, and detecting a position of each color pattern;
A color shift amount is calculated by comparing the position of each color pattern detected by the pattern position detection unit with a reference position, and a color shift correction amount is calculated based on the color shift amount;
Control means for controlling each part of the apparatus main body related to color misregistration based on the color misregistration correction amount calculated by the arithmetic means;
Color misregistration correction by controlling each part of the apparatus body by the control means ,
The color misregistration correction pattern is:
A color pattern of the same color is formed on each of the downstream side and the upstream side in the conveyance direction of the image carrier at a predetermined interval,
The color pattern is composed of the reference color and the plurality of non-reference colors, respectively, and the color patterns are arranged adjacent to each other along the conveyance direction of the image carrier,
A portion where the color patterns of the reference color and the plurality of non-reference colors are adjacent to each other is formed to overlap with a predetermined width with respect to the conveyance direction of the image carrier.
Image forming apparatus.
前記パターン位置検出手段により検出した前記各色パターンの位置と、各色パターンの基準位置とを比較して色ずれ量を算出する色ずれ量算出手段と、
前記色ずれ量算出手段により算出された前記各色パターンの色ずれ量に基づいて色ずれ補正量を算出する色ずれ補正量算出手段と、
を備えていることを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成装置。 The computing means is
A color misregistration amount calculating unit that calculates a color misregistration amount by comparing the position of each color pattern detected by the pattern position detecting unit with a reference position of each color pattern;
Color misregistration correction amount calculating means for calculating a color misregistration correction amount based on the color misregistration amount of each color pattern calculated by the color misregistration amount calculating means;
The image forming apparatus according to claim 1, further comprising:
前記パターン間隔検出手段によって前記各色パターンの少なくとも一つの間隔が所定間隔よりも狭いと検出されると、前記各色パターンの検出結果を破棄する検出結果破棄手段と、
を備えていることを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載の画像形成装置。 Pattern interval detection means for detecting whether the edge interval of each color pattern is a predetermined interval based on the edge of each color pattern detected by the pattern position detection means;
A detection result discarding unit that discards the detection result of each color pattern when the pattern interval detection unit detects that at least one interval of each color pattern is narrower than a predetermined interval;
The image forming apparatus according to claim 1, further comprising:
第1の前記色ずれ補正用パターンと、該第1の色ずれ補正用パターンを反転させて、各色パターンの間隔に相当する位置に単色パターンを形成する第2の前記色ずれ補正用パターンとを前記像担持体上に形成可能であって、
前記像担持体の表面の状態を検出する表面状態検出手段をさらに備え、
画像形成前に前記表面状態検出手段によって前記像担持体の表面に傷や異物が検出された場合は、前記パターン形成手段に対して前記第1の色ずれ補正用パターンを前記像担持体上に形成するように制御し、前記表面状態検出手段によって前記像担持体の表面に傷や異物が検出されない場合は、前記パターン形成手段に対して前記第2の色ずれ補正用パターンを前記像担持体上に形成するように切り替え制御を行う切り替え制御手段と、
を備えていることを特徴とする請求項1から4の何れか1項に記載の画像形成装置。 The pattern forming means includes
A first of the color misregistration correction pattern, by inverting the color registration patterns of the first and the second of the color misregistration correction pattern to form a single color pattern in positions corresponding to the spacing of the respective color patterns It can be formed on the image carrier,
Surface state detecting means for detecting the surface state of the image carrier,
If scratches or foreign matter are detected on the surface of the image carrier before the image formation, the first color misregistration correction pattern is placed on the image carrier with respect to the pattern formation unit. And when the surface state detection means detects no scratches or foreign matter on the surface of the image carrier, the image carrier is provided with the second color misregistration correction pattern for the pattern formation means. Switching control means for performing switching control so as to form on the top,
The image forming apparatus according to claim 1, further comprising:
前記画像形成装置は、パターン形成手段と、パターン検出手段と、サンプリング手段と、パターン位置検出手段と、演算手段と、制御手段とを備え、
前記パターン形成手段が、色ずれ補正用パターンを像担持体上に形成する工程と、
前記パターン検出手段が、前記像担持体上に形成された前記色ずれ補正用パターンの基準色と複数の非基準色によりそれぞれ形成された各色パターンを検出する工程と、
前記サンプリング手段が、前記色ずれ補正用パターンの検出信号をサンプリング処理する工程と、
前記パターン位置検出手段が、サンプリング波形と所定のスレッシュレベルとにより前記各色パターンのエッジを検出し、該エッジから中間点を算出して各色パターンの位置を検出する工程と、
前記演算手段が、前記各色パターンの位置と基準位置とを比較して色ずれ量を算出し、該色ずれ量に基づいて色ずれ補正量を算出する工程と、
前記制御手段が、前記色ずれ補正量に基づいて色ずれに関連する装置本体各部を制御する工程と、
を含み、前記装置本体各部を制御して色ずれ補正を行い、
前記色ずれ補正用パターンは、
同色の色パターンがある所定間隔を隔てて像担持体の搬送方向の下流側と上流側にそれぞれ形成され、
前記色パターンは、前記基準色と前記複数の非基準色とでそれぞれ構成され、前記各色パターンが前記像担持体の搬送方向に沿って隣接して配置され、
前記基準色および前記複数の非基準色の色パターン同士が隣接する部分は、前記像担持体の搬送方向に対してある所定幅重なり合って形成されていることを特徴とする
色ずれ補正方法。 A color misregistration correction method executed in an image forming apparatus,
The image forming apparatus includes a pattern forming unit, a pattern detection unit, a sampling unit, a pattern position detection unit, a calculation unit, and a control unit.
The pattern forming means forming a color misregistration correction pattern on the image carrier;
The pattern detecting means detecting each color pattern formed by a reference color and a plurality of non-reference colors of the color misregistration correction pattern formed on the image carrier;
The sampling means sampling the detection signal of the color misregistration correction pattern; and
The pattern position detecting means detects an edge of each color pattern based on a sampling waveform and a predetermined threshold level, calculates an intermediate point from the edge, and detects a position of each color pattern;
A step of calculating a color misregistration amount by comparing the position of each color pattern with a reference position, and calculating a color misregistration correction amount based on the color misregistration amount;
The control means controlling each part of the apparatus main body related to color misregistration based on the color misregistration correction amount;
Color correction by controlling each part of the apparatus body ,
The color misregistration correction pattern is:
A color pattern of the same color is formed on each of the downstream side and the upstream side in the conveyance direction of the image carrier at a predetermined interval,
The color pattern is composed of the reference color and the plurality of non-reference colors, respectively, and the color patterns are arranged adjacent to each other along the conveyance direction of the image carrier,
A portion where the color patterns of the reference color and the plurality of non-reference colors are adjacent to each other is formed to overlap with a predetermined width with respect to the conveyance direction of the image carrier.
Color misregistration correction method.
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