JPH06127038A - レジストレーションずれ補正方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 検出用センサの位置を調整することによって
紙の位置を確定した後に、レジストレーションのずれを
補正するレジストレーションずれ補正方法を提供するこ
とである。 【構成】 複数の画像形成部により形成された画像位置
検出用パターン像を検出するセンサを、他の光学系構成
部品と共に、画像形成装置のフレームとは別の筺体上で
調整し、この調整したセンサーを画像形成装置に組み込
むこの画像形成装置を用いてレジストレーションずれの
補正を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、異なる色の画像を搬送
する記録紙上に多重転写しカラー画像を得る画像形成装
置におけるレジストレーションずれを検知して補正する
レジストレーションずれ補正方法に関わる。

【０００２】

【従来の技術】一般的に高速な多重転写装置は、感光体
ドラムと、これに画像情報データを書き込むレーザービ
ーム走査装置と、感光体ドラムに形成された静電潜像を
現像する現像器等を有する複数の画像形成装置と、各画
像形成装置において形成された画像を一つの記録媒体上
に順次転写し搬送させるベルトから成る転写搬送装置を
備えている。この多重転写装置は、各画像形成装置にお
いてそれぞれ異なる色の画像を形成し、それらを重ね合
わせることにより、カラー画像を形成できる装置であ
る。このような方式を用いる画像形成装置は、カラー画
像を効率よく生産できるかわりに各色独自の画像形成装
置を持つ為、各色の転写する位置が正確には一致せず、
結果的に作られるカラー画像には微妙な色ずれが生じて
良好な画質が得られないという大きな問題点がある。

【０００３】この問題の原因には、各ドラムの速度誤
差、転写搬送部の速度誤差、画像書き出しタイミング誤
差等があり、また、外力や環境変化による各画像形成装
置間の微小変化やそれ自体の変形、各制御タイミングの
変動等もある。前者は、機械の出荷時等の各種調整手段
を設けることで、色ずれを許容できるレベルまで押さえ
込むことが出来るが、後者の場合は、例えば販売後にお
いても日々発生し得ることであり、結果的に、本システ
ムだけでは、安定して良好な画質が得られる画像形成装
置を提供できない。

【０００４】特開昭６３−２７１２７５号公報、特開平
１−２８１４６８号公報などでは、かかる問題にたいし
て、各画像形成装置において形成された画像位置検出用
の特定のパターン像を画像位置検出用センサを用いて検
出し、各色のレジストレーションずれ量を計算したあ
と、そのずれ量分を各画像形成装置において補正するこ
とで常に安定した画像を得るという方法が提案されてい
る。このようなレジストレーション補正装置において高
精度なパターン像の検出をおこなうためにＣＣＤ（ Cha
rge Coupled Device）を用いたものが多数提案されてい
る。さらにレジストレーション補正装置における検出手
段を高精度で調整を行い画像形成装置に組み込むものが
特願平４ー１９５１１４号公報において提案されてい
る。

【０００５】高画質の多色画像形成装置を造るために
は、レジストレーションずれが非常に大きな問題であ
る。一般的に、高品質なカラー画像のレジストレーショ
ンの許容量は、最大でも0.１５mm程度である。レジスト
レーションずれをなくすには、各画像形成手段により転
写搬送手段上にレジストレーションずれを検出するため
のパターンのマーキングを行い、このパターンを検出
し、検出データに基づいてレジストレーション合わせを
行なえば良い。これらの補正においてはＹ(Yellow)、Ｍ
(Magenta) 、Ｃ(Cyan)、Ｋ(Black) の画像形成装置の
内、一色の書き出し画像を基準として他の色の画像形成
装置を調整することによりレジストレーションずれを押
さえ込む手法が一般的に取られている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
技術においては、較正が容易なため、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの
４色のうちのいずれか一色を基準として相対的な位置を
検出してレジストレーションずれの補正を行なってき
た。従って、紙上の各色に対する相対的な位置を決定で
きても、紙上の絶対的位置を決定できなかった。

【０００７】よって、本発明の目的は、検出用センサの
位置を調整することによって紙の位置を確定した後に、
レジストレーションのずれを補正するレジストレーショ
ンずれ補正方法を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段と作用】複数の画像形成部
により形成された画像位置検出用パターン像を検出する
センサを、他の光学系構成部品と共に、画像形成装置の
フレームとは別の筐体上で調整し、画像形成装置の所望
の位置に取付ける。これにより、機械内部での複雑な組
立てや調整工程を無くし、機械を設置後のメンテナンス
の容易化を図りながらも、筐体上で調整により簡単に精
度良く常に安定した画像位置検出が出来る画像形成装置
を提供できる。さらにこのような高精度な検出機構装置
を基準として各色の画像形成部の調整を行うことで、用
紙にたいして画像位置ずれの無い画像形成装置を提供で
きる。

【０００９】

【実施例】図１は、複数の画像形成部を持つ多重転写方
式のデジタルカラー複写機の全体の構成を示す。以下、
本図をもとに画像形成プロセスを説明する。プラテン１
上に置かれた原稿２は、カラーＣＣＤ（Charge Coupled
Device ）センサー３を持つイメージスキャナーにより
ＲＧＢアナログ信号として読み取られ、４の画像処理部
によりＹ(Yellow)、Ｍ(Magenta) 、Ｃ(Cyan)、Ｋ(Blac
k) のＹＭＣＫの画像信号に変換され、画像処理部４の
内部にあるメモリーに一時蓄積される。

【００１０】画像処理部からは各色のデータを順次各色
に対応した画像形成部のレーザービーム走査装置５Ｙ，
５Ｍ，５Ｃ，５Ｋにおいてそれぞれの感光体ドラム６
Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋに静電潜像を形成し、更に現像器
７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋにより可視画像化される。この
時、５Ｙ，６Ｙ，７Ｙを組み合せたものが一つの画像形
成部であり、本実施例では、５Ｙ，６Ｙ，７Ｙが、例え
ばイエローの色を形成する装置であり、同様に５Ｍ，６
Ｍ，７Ｍがマゼンタ、５Ｃ，６Ｃ，７Ｃがサイアン、５
Ｋ，６Ｋ，７Ｋが黒を、それぞれ形成する装置である。

【００１１】これら各色の画像を、記録する用紙１１
は、用紙トレイ１２より支給される。トレイを出た記録
用紙は、所定のタイミングで送りローラ１３により、転
写搬送ベルト８の上に送りこまれる。転写ベルト８は図
示しない定速性に優れた専用のモーターに連結している
駆動ローラ９によって、記録用紙を排出トレイ１５に送
り出す方向に駆動されている。また、駆動ローラと対向
側には従動ローラ１０があり、転写ベルトに一定のテン
ションが掛かるように支持されている。

【００１２】転写ベルト８によって搬送された記録用紙
の先端と、画像形成装置にて形成された第一の感光体ド
ラム６Ｙ上の画像の先端は、感光体ドラム６Ｙの最下点
の転写ポイントに一致する様に、その紙送りタイミング
や画像書き込みタイミングが決められている。転写ポイ
ントに達した記録用紙は、転写用コロトロン等によっ
て、感光体ドラム６Ｙ上の可視画像を転写され、更に感
光体ドラム６Ｍの真下の転写ポイント達する。感光体ド
ラム６Ｍの真下の転写に達した記録用紙は、感光体ドラ
ム６Ｙで転写されたのと同様に感光体ドラム６Ｍ上の可
視画像を転写される。全ての転写を終えた用紙は更にベ
ルトによって搬送され、従動ローラ１０の付近まで達す
ると、図示しないが、記録用紙を転写ベルトから剥離す
る為のコロトロンやストリッパー等により、転写ベルト
から剥離される。その後、定着装置１４により定着さ
れ、排出トレイ１５上に排出される。

【００１３】図２は多重転写方式のデジタルカラー複写
機の色ずれ補正システムの概略である。１０１は、画像
形成装置１０５Ｙ，１０５Ｍ，１０５Ｃ，１０５Ｋによ
って形成された転写ベルト８上の画像位置検出用の特定
のパターン像を読み込む検知部であり、画像領域の両端
に各々１個の検出用センサを配置している。１０２は、
検出用センサ１０１が転写ベルト８上の像を検出する為
に必要な背景光を作り出す為の光源であり、ＬＥＤ（ L
ight Emitting Diode ）が用いられている。またＬＥＤ
の代わりにハロゲンランプ等、センサの光源として充分
−な光量を確保できるものであれば何でもよい。１０４
Ｙ，１０４Ｍ，１０４Ｃ，１０４Ｋは、画像形成装置内
のレーザービーム走査装置に対して画像信号を送るイン
ターフェース基板であり、１０６はレジずれ補正系を一
括して担当する基板である。１０９はメモリー並びに画
像処理関係を一括して担当する基板であり、１０７はそ
れらの基板全てと、装置全体の動きを管理するコントロ
ール基板である。

【００１４】以下、本システムの詳細について説明す
る。本装置即ちレジずれ補正は、装置に予め設定されて
いる専用の補正サイクルに入ることにより実行される。
本装置の目的は、外力や、温度変化等による微小なドラ
ム位置ずれやタイミング変動から起こる各色の色ズレを
補正するものである。従って、例えば紙ずまりが発生し
た後の転写装置の出し入れだとか、機内の温度変化があ
る一定量をオーバーした時などを、本装置の補正サイク
ルに入る開始条件とすればよい。

【００１５】補正サイクルに入ると、コントロール基板
１０７より各基板に指令が出され、インターフェース基
板１０４Ｙ，１０４Ｍ，１０４Ｃ，１０４Ｋは、レジず
れ測定用のパターンを出力するパターンジェネレーター
の役割を果たす。レジずれ補正基板１０６は、インター
フェース基板１０４Ｙ，１０４Ｍ，１０４Ｃ，１０４Ｋ
から画像形成装置１０５Ｙ，１０５Ｍ，１０５Ｃ，１０
５Ｋへ送信され、画像形成装置１０５Ｙ，１０５Ｍ，１
０５Ｃ，１０５Ｋで出力されたレジずれ測定用のパター
ンをサンプリングする準備をする。

【００１６】補正サイクルが始まると、まず初めにイン
ターフェース基板１０４Ｙから画像形成装置１０５Ｙで
出力するレジずれ測定用のパターンが画像形成装置１０
５Ｙへ送信され、画像形成装置１０５Ｙで形成されたレ
ジずれ測定用のパターンが、転写ベルト８上に１０８Ｙ
の如く転写される。インターフェース基板１０４Ｙから
画像形成装置１０５Ｙで出力するレジずれ測定用のパタ
ーンが画像形成装置１０５Ｙへ送信された後、画像形成
装置１０５Ｙと１０５Ｍの転写ポイントの距離の差に該
当する一定時間後に、続いてインターフェース基板１０
４Ｍから画像形成装置１０５Ｍで出力するレジずれ測定
用のパターンが画像形成装置１０５Ｍへ送信される。画
像形成装置１０５Ｍで形成されたレジずれ測定用のパタ
ーンが、転写ベルト８上に１０８Ｍの如く転写される。
この時１０８Ｍのパターンは、既に転写されている１０
８Ｙの上に更に画像形成装置１０５Ｍで形成されたレジ
ずれ測定用のパターンが重ね書きされたパターンとなっ
ている。

【００１７】同様にして、全ての画像形成装置で形成さ
れたレジずれ測定用のパターンが重ね書きされたパター
ンが、転写ベルト８上の１０８Ｋで完成される。完成さ
れたレジずれ測定用のパターン１０８Ｋは、更に転写ベ
ルトによって搬送されセンサー１０１の真下に達する。
センサー１０１からの画像データをサンプルするレジず
れ補正基板１０６は、インターフェース基板１０４Ｙ、
１０４Ｍ、１０４Ｃ、１０４Ｋのレジずれ測定用のパタ
ーン出力タイミングのうち少なくとも一つをモニターし
ている。その少なくとも一つのインターフェース基板の
出力タイミングから、レジずれ測定用のパターンがセン
サー１０１の真下に達する時間を、割り出すことがで
き、また、予めそのインターフェース基板から出力され
たレジずれ測定用のパターンを形成する画像形成装置と
センサー１０１間のピッチから、レジずれ測定用のパタ
ーンをサンプルするのに必要かつ充分なサンプル開始タ
イミング及びサンプル終了タイミングを割り出すことが
できる。

【００１８】レジずれ補正基板１０６はサンプル開始タ
イミングになると、センサー１０１からの画像信号を高
速メモリーに取り込み始め、サンプル終了タイミングに
なると取り込みを終わる。取り込みを終えると同時に、
次に来るレジずれ測定用のパターンを終了する前迄に、
それらの取り込んだデータから、重心法によって像位置
を確定し、それを像位置アドレスとしてメインメモリー
に格納する。この操作を何度が繰り返すことによって、
各画像形成装置毎に幾つかの確定した像位置アドレスが
得られる。ここでは確定した像位置アドレス精度を上げ
る為に、それら幾つかの確定した像位置アドレスを、各
画像形成装置毎に平均をとっても良い。

【００１９】次に、レジずれ補正基板１０６に於ては、
各画像形成装置毎に確定した像位置アドレスから予め決
められたアルゴリズムによって、各画像形成装置間のレ
ジずれを補正する補正値を、幾つかのレジずれ補正パラ
メーター毎に、かつ各画像形成装置毎に算出する。幾つ
かのレジずれ補正パラメータには、レーザービーム走査
装置の走査開始位置、即ち主走査方向のずれ、転写搬送
方向、即ち副走査方向のずれ、主走査方向倍率のずれ、
主走査方向に対する角度ずれ等がある。算出されたそれ
らの補正値は、レジずれ補正基板１０６から画像形成装
置１０５Ｙ、１０５Ｍ、１０５Ｃ、１０５Ｋやインター
フェース基板１０４Ｙ、１０４Ｍ、１０４Ｃ、１０４Ｋ
等へ直接若しくは間接的に設定され、本補正サイクルは
終了する。

【００２０】この補正サイクルが終了後、次に本画像形
成装置の本来の機能であるカラー画像作成作業をした時
には、各画像形成装置間での色ずれ量を最小限に止めた
良好な画像が得られる。しかしながら、この色ずれを最
小限に抑える為には、そのずれ量を検出する部分にて許
容色ずれ量よりも細かいレベルでそのずれ量を把握でき
なければ意味がなく、更に商品としてのメンテナンス性
や信頼性等も考慮したもののでなければ、ユーザーの満
足できる商品を提供できない。以下、これらの問題を解
決した検出部分の構成について説明する。

【００２１】図３の筺体２００は、図２の検知部１０１
を具体的に構成したものである。図４は図３の構成を図
示Ａ方向から見た断面図である。筺体２００は機械で言
う手前側にスタッド２０１ａ、２０１ｂを有し、奥側に
スタッド２０２ａ、２０２ｂを有する。２０３、２０４
は画像形成装置のフレームを示す。筺体２００は、スタ
ッド２０２ａ、２０２ｂをリア側のフレーム２０３上の
穴２０３ａ、２０３ｂにそれぞれ挿入し、スタッド２０
１ａ、２０１ｂをプレート２０５上の穴２０５ａ、２０
５ｂに挿入し、更にプレート２０５を固定用ネジ２０６
でフロント側フレームに締めつけることにより固定す
る。リアフレーム２０３上の穴２０３ａ、２０３ｂと、
フロントフレーム上の穴２０４ａ、２０４ｂは、転写ベ
ルト８からの距離及び両者のアライメントがある規格値
以内になる様に管理された寸法で開けられている。この
ような構成により筺体２００は画像形成装置のフレーム
に対して簡単に着脱可能であり、しかもその時に転写ベ
ルトと筺体上のスタッドの位置関係が、ある規格値内に
収まる様な形となる。

【００２２】図５は筺体２００の断面図を示す。２１０
はリニアイメージセンサであり、２１１は、センサ２１
０とそれを駆動する周辺回路を載せた基板である。２１
２は短焦点レンズアレイで、２１８は、照明光源２１７
とそれを駆動する周辺回路を載せた基板である。図６
は、センサ基板２１１と短焦点レンズアレイ２１２と転
写ベルト上のレジストレーションずれ検出用パターンの
位置関係を立体的に示したものである。筺体２００上に
は、ここに示すセンサ基板２１１と短焦点レンズアレイ
２１２のペアを２個並べている。センサを２個使うこと
で、主走査方向のずれ、副走査方向のずれ、倍率誤差、
主走査方向に対する角度ずれ等色ずれの全ての方向での
調整が可能となる。

【００２３】２１８は短焦点レンズアレイ２１２を保持
する部材であり、筺体２００に対し上下方向に調整可能
である。またセンサ基板２１１は、筺体２００に固定さ
れているスタッド２１４に対し調整可能となっている。
これらの機構をもつことにより、筺体上でセンサとレン
ズの位置関係を任意に調整でき、要求性能に見合った所
望の精度にて取り付けることが可能となる。以下、セン
サとレンズの調整方法に付いて説明する。

【００２４】図７は、筺体内のセンサとレンズの位置関
係を治具上で調整する場合を示す。３００は治具を示
し、３０１は仮想の転写ベルト面であり、その下に照明
用ランプ３０２を有する。また、３０３ａ、３０３ｂ、
３０３ｃ、３０３ｄは、本体のフレーム上の取付け穴に
相当した筺体の位置決め用の穴であり、この取付け穴と
仮想転写ベルト面３０１との位置関係は治具上で厳しい
寸法公差で作られている。調整は、まず筺体を治具にセ
ットし、仮想転写ベルト上の調整用のターゲット像をセ
ンサに読み込みその出力をオシロスコープ等でモニター
しながら最良の位置になる様に、短焦点レンズアレイ保
持部材２１３や、センサ基板２１１を調整し、固定す
る。

【００２５】調整には微妙な動きが必要となるので本実
施例では、図示しないが、治具上にＸ、Ｙステージと一
体となったピンを設置し、そのピンを調整部材２１３や
２１１に挿入しておいてステージを動かすことにより微
妙な調整が出来る様な構成をとっている。このような治
具上で、フォーカス方向をベストピント位置で、またセ
ンサの絶対位置も±0.１mm程度の誤差内に調整を行う。
本治具上の基準は、機械本体の取付け位置と同様に筺体
上のスタッドが取り付く穴としているので、筺体を機械
本体に取り付けたときフレーム側の公差を加味しても、
色ずれ補正システムから要求される検出精度を充分に満
足できるものである。

【００２６】本実施例では、透明な転写ベルト材による
透過照明型の構成であるが、ベルト材が不透明であれ
ば、照明ランプも筺体上に取り込んだ形とすることで同
じような高精度でメンテナンス等も簡単なセンシング部
を構成できるのは言うまでもない。さらに、このような
高精度の検出部分を機械本体にとり付けることにより、
検出部分の絶対位置を安定して得ることが可能になる。
レジずれ測定用のパターンは用紙端から規定の距離に出
力されるが、その位置は機械本体の初期調整時にのみ管
理されている。一方、二か所のセンサの絶対位置はパタ
ーンの出力位置に合わせて調整されているので、ＣＣＤ
上で本来検知されるパターン位置は既知である。

【００２７】図８は、本発明を用いた場合のＣＣＤの出
力を示す図である。ここで、「本来のパターン位置」は
センサを基準として４色Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋのいずれの色も
補正の対象とするものである。また、「検出されたパタ
ーン位置」は、４色Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋのうちのいずれか１
色を基準とし、他の３色を補正の対象とするものであ
る。

【００２８】図８に示されるように、実際にサンプルさ
れるパターンの位置は外力や環境変化による各画像形成
装置間の微小変化やそれ自体の変形、各制御タイミング
の変動の影響をうけ規定位置よりはずれた位置に出力さ
れているが、ＣＣＤの画素間隔は既知であるためにパタ
ーンの絶対位置が算出可能になる。二か所のセンサの情
報に基ずき全画像形成装置の補正を行うことにより、主
走査方向のずれ、副走査方向のずれ、倍率誤差、主走査
方向に対する角度ずれ等色ずれの全ての方向での調整を
絶対位置で制御することが可能になる。

【００２９】用紙位置は用紙が転写搬送手段に引きわた
される際にその位置が制御されるので、画像位置が絶対
位置で制御されることにより、用紙に対する位置がずれ
ることなく画像を形成することが可能になる。用紙位置
が出荷調整時に本検知手段の出力を用いて調整されるこ
とでより高精度の画像位置制御が可能になることは言う
までもない。

【００３０】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、パターン
の検出手段を画像形成装置本体より独立して構成し、治
具を用いセンサ位置の調整を高精度に行い、画像形成装
置本体に組み込むことにより、レジストレーションずれ
検出用パターン位置を絶対位置として観測することが可
能になる。

【００３１】また、レジストレーションずれを低減する
とともに、用紙に対する画像位置を制御することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】多重転写方式の画像形成装置例の概略図であ
る。

【図２】図１の画像形成装置の主要部を示す概略図であ
る。

【図３】検知部の構成を示す図である。

【図４】検知部の断面図を示す。

【図５】検知部筺体の断面図を示す。

【図６】センサ、レンズ、及びレジストレーションずれ
検出用パターンの位置関係を示す図である。

【図７】治具を用いた検知部の調整を示す図である。

【図８】本発明を用いた場合のＣＣＤの出力を示す図で
ある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像情報に基づき画像を形成する画像形
   成手段と、画像を順次転写搬送する転写搬送手段と、該
   転写搬送手段上に転写されたレジストレーションずれ検
   出用パターンを検出する検出手段と、検出データに基づ
   き画像形成手段上の画像の位置を補正する補正手段を有
   するカラー画像形成装置において、 所定の治具により基準面に対して前記検出手段の位置の
   調整を高精度に行い、その調整されたその検出手段を画
   像形成装置に組み込み、そしてその検出手段の位置を基
   準として前記画像形成手段上の画像の位置を補正するこ
   とを特徴とするレジストレーションずれ補正方法。