JPH06137812A

JPH06137812A - カラーレジストレーション誤差検出方法

Info

Publication number: JPH06137812A
Application number: JP4308028A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Ashikaga; 英昭足利; Masao Ito; 昌夫伊藤
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1992-10-22
Filing date: 1992-10-22
Publication date: 1994-05-20
Anticipated expiration: 2017-01-15
Also published as: US5457518A; JP3246008B2

Abstract

(57)【要約】【目的】パターン読み取り手段が読み取るカラー画像
のレジストレーションずれ量と種々の振動成分から、本
来のカラーレジストレーションずれ量のみを抽出するこ
とにより、カラーレジストレーションずれの検出精度を
向上させ、高画質化と高速化を両立可能としたカラーレ
ジストレーション誤差検出方法を提供することを目的と
する。【構成】レジストレーション誤差検出用のパターンを
検出するサンプリング長さ及びサンプリング周波数を、サンプリング長さをレジストレーション誤差検出手段
がレジストレーション誤差成分といっしょに読み取って
しまう各部の振動成分の波長又はその整数倍に近づけるサンプリング長さをできるだけ長くするサンプリング周波数及びその整数倍と上記検出信号が
有する振動成分の周波数をできるだけ遠ざけるという条件を満たすように設定するよう構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、異なる色の画像を搬
送される記録部材または中間転写体上に多重転写し、カ
ラー画像を得るカラー画像形成装置に使用され、カラー
画像の形成位置（以下、レジストレーションという）の
誤差を検出するためのカラー画像のレジストレーション
誤差検出方法に関し、特に、カラー画像のレジストレー
ションの誤差を検出するためのパターン位置演算のイン
ターバルと回数を決定するカラーレジストレーション誤
差検出方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、オフィス等において処理されるド
キュメントは急速にカラー化が進み、それらのドキュメ
ントを扱う複写機・プリンター・ファックス等の画像形
成装置も急速にカラー化されてきている。そして、現在
これらのカラー機器は、オフィス等における事務処理の
高品位化および迅速化に伴って、高画質化および高速化
される傾向にある。かかる要求に答え得るカラー機器と
しては、例えば、黒（Ｋ）・イエロー（Ｙ）・マゼンタ
（Ｍ）・サイアン（Ｃ）の各色毎に各々の画像形成ユニ
ットを持ち、各画像形成ユニットで形成された異なる色
の画像を搬送される記録部材または中間転写体上に多重
転写し、カラー画像の形成を行なういわゆるタンデム型
のカラー画像形成装置が既に提案されている。

【０００３】このタンデム型のカラー画像形成装置は、
複数個の個々の画像形成ユニットによって一つの画像を
形成する方式であるため、非常に高速であるが、その反
面、各色の画像形成位置の合わせ具合、即ちカラーレジ
ストレーションがずれ易く、高画質化し難いという大き
な欠点を有している。これは、画像形成装置の機内温度
の変化や画像形成装置に外力が加わることにより、各画
像形成ユニットの位置や画像形成ユニット内の部品の位
置が微妙に変化することに起因する。このうち、機内温
度の変化や外力は避けられないものであり、例えば、紙
詰まりの復帰、メインテナンスによる部品交換、画像形
成装置の移動などの日常的な作業が、画像形成装置へ外
力を加えることとなる。

【０００４】そこで、例えば特開平１−１８３６７６号
公報で示されるように、カラー画像のレジストレーショ
ンを補正しながら高画質化を図る方法が既に提案されて
いる。これは各画像形成ユニットにより所定のレジずれ
測定用のパターンを出力し、それをパターン読み取り手
段によって読み取り、カラーレジストレーションのずれ
量を算出し、これが無くなるように各画像形成ユニット
等を補正することにより、高画質化を実現するというも
のである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来技術においては、次のような問題点を有している。
すなわち、上記従来技術においては、所定のレジストレ
ーションずれ測定用のパターンを読み取る際に、パター
ン読み取り手段は、本来測定したいカラーレジストレー
ションのずれ量以外に、〓）レジストレーションずれ測定用のパターン自体が持
つ振動成分、即ちレジストレーションずれ測定用のパタ
ーンが厳密に等間隔で並んでいないことによる振動成分〓）用紙搬送機構や用紙または中間転写体の位置変動あ
るいは速度変動〓）パターン読み取り手段自身の振動といった振動をも読み取ってしまうため、カラーレジス
トレーションずれの検出精度を大きく悪化させてしま
い、画像形成ユニット等に補正を加えても高品質な画質
を得ることは困難であるという問題点があった。また、
画像形成速度の高速化を進めれば進めるほど上記の振動
成分は大きくなり、カラーレジストレーションずれの検
出精度を更に悪化させるため、高画質化と高速化は両立
しないのが通例であり、高画質かつ高速のカラー画像形
成装置を開発する際の大きな障害となるという問題点が
あった。

【０００６】そこで、この発明は、上記従来技術の問題
点を解決するためになされたもので、その目的とすると
ころは、パターン読み取り手段が読み取るカラー画像の
レジストレーションずれ量と種々の振動成分から、本来
のカラーレジストレーションずれ量のみを抽出すること
により、カラーレジストレーションずれの検出精度を向
上させ、高画質化と高速化を両立可能としたカラーレジ
ストレーション誤差検出方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載の発明は、像担持体上にレジストレ
ーション誤差検出用のパターンを複数回繰り返して形成
するとともに、これらレジストレーション誤差検出用の
パターンを複数回検出し、これらの検出信号からカラー
レジストレーションの誤差を検出するカラーレジストレ
ーション誤差検出方法において、上記レジストレーショ
ン誤差検出用のパターンを検出するサンプリング長さ及
びサンプリング周波数を、サンプリング長さをレジストレーション誤差検出手段
がレジストレーション誤差成分といっしょに読み取って
しまう各部の振動成分の波長又はその整数倍に近づけるサンプリング長さをできるだけ長くするサンプリング周波数及びその整数倍と上記検出信号が
有する振動成分の周波数をできるだけ遠ざけるという条件を満たすように設定するよう構成されてい
る。

【０００８】上記像担持体としては、例えば、記録用紙
を保持する転写搬送用のベルトが用いられるが、これに
限定されるわけではなく、複数の画像形成ユニットで形
成された画像を一旦保持する中間転写体等、あるいはド
ラム状のもの等を用いても勿論よい。

【０００９】また、上記画像形成ユニットとしては、例
えば、電子写真工程により画像を形成するものが用いら
れる。

【００１０】しかし、上記画像形成ユニットとしては、
これ以外にも、インクリボンの顔料等を熱や衝撃力によ
り転写し画像を形成するもの、インクを飛散させること
により画像を形成するもの等、画像を形成可能なユニッ
トであれば何でも良い。

【００１１】また、請求項２に記載された発明は、複数
回のカラーレジストレーション誤差を検出するインター
バルを、レジストレーション誤差検出手段がレジストレ
ーション誤差成分といっしょに読み取ってしまう種々の
振動成分（ｆ_i(t) ：ｔ＝時間、ｉ＝１〜ｍ）との関連
で、誤差＝｛ΣΣｆ_i(int×j)｝／ｎ（ここで、最初のΣはｉ＝１〜ｍまで、２番目のΣはｊ
＝１〜ｎまで取るものとし、ｍは振動の種類、ｎはカラ
ーレジストレーション誤差の検出回数、int はカラーレ
ジストレーション誤差の検出のインターバルである。）
の式より、検出するように構成したものである。

【００１２】更に、請求項３に記載された発明は、カラ
ーレジストレーション誤差を検出する回数を、レジスト
レーション誤差検出手段がレジストレーション誤差成分
といっしょに読み取ってしまう種々の振動成分（ｆ
_i(t) ：ｔ＝時間、ｉ＝１〜ｍ）との関連で、誤差＝｛ΣΣｆ_i(int×j)｝／ｎ＝｛Σ∫ｆ_i(t) ｄｔ｝／ｌ（ここで、最初のΣはｉ＝１〜ｍまで、２番目のΣはｊ
＝１〜ｎまで、積分は０〜ｌまで取るものとし、ｍは振
動の種類、ｎはカラーレジストレーション誤差の検出回
数、int はカラーレジストレーション誤差の検出のイン
ターバル、ｌ＝ｎ×int である。）の式より、検出する
ように構成したものである。

【００１３】また更に、請求項４に記載された発明は、
複数回のカラーレジストレーション誤差を検出するイン
ターバルとカラーレジストレーション誤差を検出する回
数を、両方とも、レジストレーション誤差検出手段がレ
ジストレーション誤差成分といっしょに読み取ってしま
う種々の振動成分（ｆ_i(t) ：ｔ＝時間、ｉ＝１〜ｍ）
との関連で、誤差＝｛ΣΣｆ_i(int×j)｝／ｎ＝｛Σ∫ｆ_i(t) ｄｔ｝／ｌ（ここで、最初のΣはｉ＝１〜ｍまで、２番目のΣはｊ
＝１〜ｎまで、積分は０〜ｌまで取るものとし、ｍは振
動の種類、ｎはカラーレジストレーション誤差の検出回
数、int はカラーレジストレーション誤差の検出のイン
ターバル、ｌ＝ｎ×int である。）の式より、検出する
ように構成したものである。

【００１４】また、請求項５に記載された発明は、上記
請求項２乃至４のいずれかにおいて、レジストレーショ
ン誤差検出手段がレジストレーション誤差成分といっし
ょに読み取ってしまう種々の振動の周波数（以下、Ｆ_ac
という）の２倍よりカラーレジストレーション誤差の検
出周波数（以下、Ｆ_Sという）が小さいときは、両者に
より発生するモアレ信号（周波数＝｜Ｆ_ac−Ｆ_S×ｋ
｜、Ｆ_S／２＜Ｆ_ac≦３Ｆ_S／２のときｋ＝１、３Ｆ_S
／２＜Ｆ_ac≦５Ｆ_S／２のときｋ＝２、以下同様）をｆ
_i(t) （ｔ＝時間、ｉ＝１〜ｍ）として用い、誤差を求
めるように構成したものである。

【００１５】

【作用】本発明者は、種々の検討の結果、複数のレジス
トレーション誤差検出用のパターンを検出するサンプリ
ング長さ及びサンプリング周波数を、サンプリング長さを上記検出信号が有する振動成分の
波長又はその整数倍に近づけるサンプリング長さをできるだけ長くするサンプリング周波数及びその整数倍と上記検出信号が
有する振動成分の周波数をできるだけ遠ざけるという条件を満たすように設定することにより、カラー
レジストレーション誤差の検出精度を向上させることが
できることを明らかにした。

【００１６】

【実施例】以下にこの発明を図示の実施例に基づいて説
明する。

【００１７】図２はこの発明に係るカラーレジストレー
ション誤差検出方法を適用したカラー画像形成装置の一
実施例としてのデジタルカラー複写機を示す全体構成図
である。

【００１８】図２において、プラテンガラス１上に載置
された原稿２は、光源及び走査ミラー等からなる走査光
学系を介して、カラーＣＣＤセンサー３を備えたイメー
ジスキャナーによりＲＧＢのアナログ画像信号として読
み取られる。そして、上記カラーＣＣＤセンサー３によ
って読み取られたＲＧＢのアナログ画像信号は、画像処
理部４によってＫＹＭＣの画像信号に変換され、画像処
理部４の内部に設けられたメモリーに一時蓄積される。

【００１９】画像処理部４からは、各画像形成ユニット
のレーザービーム走査装置５Ｋ、５Ｙ、５Ｍ、５Ｃに各
色の画像データが順次出力され、これらのレーザービー
ム走査装置５Ｋ、５Ｙ、５Ｍ、５Ｃによってそれぞれの
感光体ドラム６Ｋ、６Ｙ、６Ｍ、６Ｃに静電潜像が形成
される。上記各感光体ドラム６Ｋ、６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ上
に形成された静電潜像は、現像器７Ｋ、７Ｙ、７Ｍ、７
Ｃによって、それぞれ黒（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼ
ンタ（Ｍ）、サイアン（Ｃ）の各色のトナー像として現
像される。

【００２０】上記各感光体ドラム６Ｋ、６Ｙ、６Ｍ、６
Ｃ上に形成された各色のトナー像を記録する記録用紙１
１は、給紙カセット１２から供給される。この給紙カセ
ット１２から供給された記録用紙１１は、所定のタイミ
ングで回転駆動される給送ローラ１３によって転写搬送
ベルト８上へ送出される。この転写搬送ベルト８は、駆
動ローラ９と従動ローラ１０との間に一定のテンション
で無端状に掛け回されており、図示しない定速性に優れ
た専用のモーターによって回転駆動される駆動ローラ９
により、矢印方向に所定の速度で循環駆動されるように
なっている。

【００２１】上記転写搬送ベルト８によって搬送された
記録用紙１１の先端と、画像形成ユニットにて形成され
た第一の感光体ドラム６Ｋ上の画像の先端は、感光体ド
ラム６Ｋの最下点の転写ポイントにて一致するように、
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１１は、転
写用の図示しないコロトロン等によって、感光体ドラム
６上の可視画像が転写され、更に感光体ドラム６Ｙの真
下の転写ポイントに達する。感光体ドラム６Ｙの真下の
転写に達した記録用紙１１は、感光体ドラム６Ｋで転写
されたのと同様に感光体ドラム６Ｙ上の可視画像が転写
される。同様に全ての転写を終えた記録用紙１１は、更
にベルト８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１１を転写搬送ベル
ト８から剥離するためのコロトロンやストリッパー等に
より、転写搬送ベルト８から剥離される。その後、４色
のトナー像が転写された記録用紙１１は、定着装置１４
により定着され、排出トレイ１５上に排出され、カラー
画像の複写が行われる。

【００２２】図３は上記カラーレジストレーション誤差
検出方法を適用した多重転写方式のデジタルカラー複写
機を示す概略図である。

【００２３】図において、２０は各画像形成ユニット２
１Ｋ、２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃによって形成された転写
搬送ベルト８上の画像位置検出用のパターン像２２を検
出する画像位置検出用のパターン検出手段であり、この
パターン検出手段２０は、転写搬送ベルト８の画像領域
においてその幅方向の両端に各々１組ずつ配置された光
源２３と受光素子２４とを備えている。上記光源２３
は、転写搬送ベルト８上の画像位置検出用のパターン像
を検出するために必要な背景光を作り出すためのＬＥＤ
からなるものである。また、受光素子２４は、当該光源
２３と転写搬送ベルト８を介して対向するように配置さ
れたものである。

【００２４】２５Ｋ、２５Ｙ、２５Ｍ、２５Ｃは各画像
形成ユニット２１Ｋ、２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ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
ェイス基板であり、２６はレジずれ補正系を一括して制
御する補正用基板である。２７はメモリー並びに画像処
理関係を一括して担当する画像処理用基板であり、２８
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。

【００２５】図４は上記画像位置検出用のパターン検出
手段を示す断面図である。

【００２６】図において、３０はパターン検出手段の筺
体であり、３１は前記受光素子２４としてのリニアＣＣ
Ｄであり、３２はリニアＣＣＤ３１とそれを駆動する周
辺回路を載せた基板である。この基板３２は、断面Ｌ字
形状のアングル３３を介して筺体３０に取付けられてい
る。また、３４は屈折率分布型レンズアレイで、３５は
前記光源２４としての照明光源３６とそれを駆動する周
辺回路を載せた基板である。

【００２７】また、図５は、センサ基板３２と屈折率分
布型レンズアレイ３４と転写搬送ベルト８上の画像位置
検出用のパターン像２２の位置関係を立体的に示したも
のであり、筺体３０内には、ここに示すセンサ基板３２
と屈折率分布型レンズアレイ３４のペアが２組配置され
ている。しかも、上記筺体３０は、転写搬送ベルト８の
画像領域内に幅方向の両端にそれぞれ１つずつ配列され
ている。上記一方のセンサ基板３２に取付けられたリニ
アＣＣＤ３１は、手前側のレジストレーション誤差検出
用パターン２２の主走査・副走査方向両方を検出するた
めのものであり、他方のセンサ基板３２に取付けられた
リニアＣＣＤ３１は、奥側のそれらを検出するためのも
のである。このように、センサを２個使うことで、コピ
ーの中央付近の主走査方向のずれ、コピーの中央付近の
副走査方向のずれ、主走査・副走査方向の倍率誤差、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
整が可能となるが、例えば主走査方向の調整のみを行う
のであれば１個の検出用センサのみでも良い。そして、
このように構成される２個のセンサを内蔵した筺体３０
が、図３に示すように、転写搬送ベルト８の画像領域に
おける幅方向の両端部にそれぞれ１つずつ配設されてい
る。

【００２８】さらに、上記照明光源３６としては、ＬＥ
Ｄが用いられており、１つのＬＥＤでは必要な照明範囲
を確保できないときは、複数のＬＥＤを使用しても良
い。例えば、一つのセンサＣＣＤ３１でレーザービーム
走査装置の走査開始位置すなわち主走査方向のずれと転
写搬送方向即ち副走査方向のずれを比較的近接した位置
で検出する場合にはＬＥＤ３６を１つ、比較的離れた位
置で検出する場合にはＬＥＤを２つ割り当てるものとす
る。このとき、集光型のＬＥＤ３６を転写搬送ベルト８
に近づけることでＬＥＤの外形にほぼ等しい照明幅が得
られ、点灯するＬＥＤは数個であるため、その消費電力
は非常に小さく抑えることができる。

【００２９】また、この実施例では、転写搬送手段とし
て例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）からな
る透明なベルト８を用いるが、この場合の代表的な透過
特性は図６に示すように波長が長くなるに従い、その透
過率は高くなる。また、ＣＣＤ３１の代表的な感度特性
を図７に示すが、可視光領域においては良好な感度を有
している。一方、高輝度の得られるＬＥＤ３６の発光波
長は赤色領域（６００〜７００ｎｍ）であり、これらを
組み合わせることで大きなセンサ出力を得ることが可能
になる。検出位置に転写搬送ベルト８上のパターン像２
２が到達すると、パターン像２２を形成するトナーは色
に関わらず不透明体であるからパターン位置での透過率
は０に近くセンサ出力は非常に小さくなる。このセンサ
出力の差が大きい程安定した検出が可能であり、本構成
での出力例を図９及び図１０に示すがＫＹＭＣの各色に
対してほぼ同等の出力が得られている。

【００３０】図１はこの発明に係るカラーレジストレー
ション誤差検出装置の制御部の一実施例を示すブロック
図である。この制御部は、図３に示す補正基板２６内に
設けられている。

【００３１】図において、４０はパターン位置演算手
段、４１は演算数カウント手段、４２は演算タイミング
発生手段、４３はカラーレジずれ演算手段、４４はレジ
測定パターンの各色の先頭到着時刻演算手段、４５Ｋ、
４５Ｙ、４５Ｍ、４５Ｃは各色に対応したパターン位置
メモリ、４６は画像形成ユニット補正値演算手段をそれ
ぞれ示している。

【００３２】以上の構成において、この実施例に係るカ
ラーレジストレーション誤差検出装置では、次のように
してカラーレジストレーションの誤差が検出される。す
なわち、上記カラーレジストレーション誤差検出装置が
適用されたデジタルカラー複写機では、通常の画像形成
モード（プリントモード）の間に、必要に応じてカラー
レジストレーションの誤差検出に基づく補正モードが実
施される。

【００３３】このカラーレジストレーションの補正モー
ドでは、図３に示すように、コントロール基板２８によ
り各部に指令が出され、各インターフェイス基板２５
Ｋ、２５Ｙ、２５Ｍ、２５Ｃは、内蔵するレジストレー
ション測定パターン出力手段により、レジストレーショ
ン測定パターンの画像データを各々対応する画像形成ユ
ニット２１Ｋ、２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃに順次出力し始
める。このとき、各インターフェイス基板２５Ｋ、２５
Ｙ、２５Ｍ、２５Ｃが画像データの出力を開始するタイ
ミングは、通常の画像形成モード（プリントモード）の
タイミングと全く同じである。これにより、各画像形成
ユニット２１Ｋ、２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃは、この画像
データに基づいて各々所定のパターン２２を形成し、通
常の画像形成モード（プリントモード）と同じタイミン
グで順次転写搬送ベルト８に多重転写し、レジストレー
ション測定パターン２２が転写搬送ベルト８上に形成さ
れる。

【００３４】このレジストレーション測定パターン２２
としては、例えば、図８に示すように主走査方向のカラ
ーレジストレーション測定パターン２２ｂと副走査方向
のカラーレジストレーション測定パターン２２ａとから
構成され、画像形成ユニットの手前側と奥側に１個づつ
配置される画像位置検出用のパターン検出手段２０によ
って読み取れるような所定位置に２２ａと２２ｂが１組
づつ多重転写される。

【００３５】ところで、補正用基板２６は、各インター
フェイス基板２５Ｋ、２５Ｙ、２５Ｍ、２５Ｃが各々対
応する画像形成ユニット２１Ｋ、２１Ｙ、２１Ｍ、２１
Ｃにレジ測定パターンの画像データを順次出力し始める
タイミングをモニターしており、引き続きこのタイミン
グから、レジ測定パターン２２の一つ一つがパターン検
出手段２０の真下に来る時刻を算出する。この時刻の算
出は、図３に示すように、レジ測定パターンの各色の先
頭到着時刻演算手段４４によって行われる。そして、こ
の時刻になると補正用基板２６は、センサ基板３２がパ
ターン検出手段２０を駆動してレジ測定パターン２２を
サンプリングしているサンプリングデータを参照し、こ
れに補正用基板２６に内蔵のパターン位置演算手段４０
を働かせ、レジ測定パターン２２の一つ一つの位置を算
出して行く。

【００３６】このパターン位置演算手段４０を働かせる
サンプリングデータは、例えば、図９及び図１０に示す
プロファイルを有しており、レジ測定パターン２２の一
つ一つがパターン検出手段２０の下を横切ったことによ
る光量の変化を含んでいる。上記パターン位置演算手段
４０は、このプロファイルから、例えば光量の変化の重
心位置、または光量の変化の中央位置を算出し、所定の
各色に対応したパターン位置メモリ４５Ｋ、４５Ｙ、４
５Ｍ、４５Ｃにそのパターン位置を格納する。補正用基
板２６は、この操作を、補正用基板２６に内蔵の演算数
カウント手段４１が、各色ごとに演算回数をカウントし
所定の回数に達して、当該演算数カウント手段４１がレ
ジ測定パターン２２の読み取りの終了を指示するまで繰
り返す。また、パターン位置演算のインターバルは、補
正用基板２６に内蔵の演算タイミング発生手段４２の発
生により制御される。尚、パターン位置演算のインター
バルと、レジ測定パターンの間隔を調整して、インター
フェイス基板２５Ｋ、２５Ｙ、２５Ｍ、２５Ｃは、各々
対応する画像形成ユニット２１Ｋ、２１Ｙ、２１Ｍ、２
１Ｃに画像データを予め出力している。

【００３７】そして、上記補正用基板２６に内蔵された
カラーレジずれ演算手段４３は、こうして算出された各
色複数のパターン位置より、複数個のカラーレジずれ量
を算出し、次に所定の演算を施すことによりカラーレジ
ずれを高精度で算出する。ここで、所定の演算には、単
純平均を取る、最大値と最小値を求めその中央値を取
る、複数個のカラーレジずれ量が最も多く分布する値を
取る、等が挙げられる。また、複数個のカラーレジずれ
量の分布や推移を観て異常な（カラーレジすれ算出に適
当でない）データを除いた後に、所定の演算を施すこと
にすることにより、高精度でカラーレジずれを算出でき
る。

【００３８】更に、補正用基板２６は、求められたカラ
ーレジずれより内蔵の画像形成ユニット補正値演算手段
４６によって、各画像形成ユニット２１Ｋ、２１Ｙ、２
１Ｍ、２１Ｃを補正する補正値を算出し、各画像形成ユ
ニット２１Ｋ、２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃに出力・設定し
て、カラーレジずれ補正モードを終了する。

【００３９】このように、通常の画像形成モード（プリ
ントモード）の間に、必要に応じてカラーレジストレー
ションの補正モードを実施することにより、基本的に
は、カラーレジストレーションのずれを最小限に維持す
ることが可能となる。

【００４０】しかし、カラーレジストレーションのずれ
を検出するためのパターン２２を読み取るとき、レジ測
定パターン２２は種々の振動を含んだ形でパターン読み
取り手段２０によって読み取られる。この中には、前述
したように、〓）レジストレーションずれ測定用のパターン自体が持
つ振動成分、即ちレジストレーションずれ測定用のパタ
ーンが厳密に等間隔で並んでいないことによる振動成分〓）用紙搬送機構や用紙または中間転写体の位置変動あ
るいは速度変動〓）パターン読み取り手段自身の振動が含まれている。したがって、パターン読み取り手段２
０によってレジ測定パターン２２を読み取った信号に振
動成分が含まれていると、カラーレジストレーションの
誤差を正確に検出することができない。そのため、上記
の如くカラーレジずれ補正モードを実行しても、カラー
レジストレーションのずれを最小限に維持することがで
きず、そのままでは高速かつ高画質の画像形成を行なう
ことができない。よって、カラーレジストレーションの
誤差の検出精度を上げるためには、こうした振動の影響
を受けないように配慮する必要がある。

【００４１】そこで、この実施例に係るカラーレジスト
レーション誤差検出方法では、次のようにして、上記振
動の影響を受けずにカラーレジストレーションの誤差を
高精度に検出可能となっている。

【００４２】以下、この発明に係るカラー画像形成位置
誤差検出方法の一実施例におけるパターン位置演算のイ
ンターバルと回数の決定方法について詳しく説明する。
ここでは、パターン位置演算のインターバルをサンプリ
ング周波数、パターン位置演算の回数をサンプリング長
さとして説明する。尚、これらの関係は、次の数１の通
りである。

【００４３】

【数１】

【００４４】まず、本発明者は、データのサンプリング
を行なう際に通常使用される”サンプリング定理”につ
いて考察を進め、振動とカラーレジずれの検出精度の関
連を明らかにし、振動の影響が最小となるようなサンプ
リング周波数とサンプリング長さの条件を求めた。

【００４５】さて、サンプリング定理とは、「時間ｔの
関数である信号ｆ（ｔ）の周波数成分がＷヘルツ以下に
限定されているとき、１／２Ｗの時間間隔で測定した信
号の値ｆ（ｉ／２Ｗ）（ｉ＝１、２、…）から信号ｆ
（ｔ）が完全に復元できる」という定理であり、表現を
変えれば、「サンプリングデータより原信号を再現する
ためには、サンプリング周波数は、原信号の持つスペク
トラム分布の最大周波数の２倍以上必要である。」とい
うものである。

【００４６】しかし、カラーレジストレーションのずれ
の検出においては、単に原信号の平均値のみを正確に求
めることができれば十分である、すなわち、レジずれ測
定用パターン２２の検出信号の振動成分を除いたものを
正確に求めることができれば十分であるから、もっと緩
やかな条件が適用できるはずである。

【００４７】先ず、簡単のために再現すべき原信号（レ
ジずれ測定用パターン２２の検出信号）が正弦波である
場合を例に挙げて考えてみる。任意の正弦波を離散的に
十分長い時間にわたりサンプリングした場合、正弦波の
周波数がサンプリング周波数の１／２以下のとき、サン
プリング定理から明らかなように、原信号を再現できる
しその平均値も求まる。また、正弦波の周波数がサンプ
リング周波数の１／２以上であって３／２以下のとき再
現されるのは、正弦波周波数とサンプリング周波数の差
の周波数を持つ信号である。これを仮想の正弦波と呼
ぶ。つまり、これは原信号を再現できないということで
あるが、サンプリング時間が十分長いとき、仮想の正弦
波の平均値と原信号の平均値は等しく、仮想の正弦波の
平均値を求めても良い。同様に、正弦波の周波数がサン
プリング周波数の３／２以上であって５／２以下のと
き、５／２以上であって７／２以下のとき、……につい
ても、原信号そのものは再現できないが、仮想の正弦波
より原信号の平均値だけは正確に測定できることがわか
る。

【００４８】ここまで考えを進めてきたが、この考察に
は例外がある。それは正弦波の周波数がサンプリング周
波数またはその整数倍と等しい場合である。このとき
は、常に正弦波の同位相を測定することになるため、最
悪の場合誤差が正弦波の振幅に等しくなってしまう。

【００４９】以上の点をまとめると、任意の正弦波を離
散的にサンプリングし、その平均値を求めたとき、誤差
（正弦波の真の平均値とサンプリングデータより求めた
平均値との差）が０となる条件は、サンプリング長さが無限であることかつ正弦波の周波数がサンプリング周波数またはその整数
倍と一致しないことである。

【００５０】上記、の条件の内は実現可能である
が、は、実際のカラー画像形成装置では絶えずカラー
レジずれを測定するわけにはいかないので、実現不可能
である。そこで、次に、正弦波をある有限の長さに限っ
てサンプリングした場合の正弦波の平均値を正確に求め
るための条件について考察する。

【００５１】正弦波からなる原信号をサンプリングする
とき、同じ長さをサンプリングした場合でも、たまたま
サンプリングした正弦波の位相によって誤差は大きく異
なる。すなわち、図１１に示す正弦波において、区間Ａ
Ｂ、ＥＦをサンプリングした場合は誤差が最大となり、
区間ＣＤ，ＧＨでは誤差は０となる。ここでは、最悪の
場合を考えて区間ＥＦのように正弦波が最大値を取る点
が中央に来るようにサンプリング区間を取った場合につ
いて話を進める。このとき図１２の通り、Ｘ_-n，
Ｘ_-n+1，…，Ｘ₀，…，Ｘ_n-1，Ｘ_nのポイントで離散
的にサンプリングすると、そのデータはｆ(X) で、平均
値は、次の数２のようになる。

【００５２】

【数２】

【００５３】真の平均値が０であるから、この平均値の
絶対値がそのまま誤差となり、誤差は、次の数３のよう
に表すことができる。

【００５４】

【数３】

【００５５】また、ΔＸ＝（Ｘ_n−Ｘ_-n）／ｎとおくと
（１）式は、次の数４のようになる。

【００５６】

【数４】

【００５７】これは離散的なサンプリングでの誤差を表
しているが、サンプリングデータが十分多いとき、離散
的サンプリングの平均値と連続サンプリングの平均値が
ほぼ等しいことを利用すると、（２）式は、次の数５の
ようになる。

【００５８】

【数５】

【００５９】更に図１３に示す通りにｆ(X) 軸を取り、
サンプリング長さをｌとしサンプリング区間を−ｌ／２
から＋ｌ／２までとすると、誤差は、次の数６のように
なる。

【００６０】

【数６】

【００６１】ここで、λ＝２π／ｋ（λは正弦波の波
長）を代入すると、誤差は、次の数７のように表すこと
ができる。

【００６２】

【数７】

【００６３】この（３）式をグラフで表すと図14とな
り、ある長さに限ってサンプリングした場合に誤差が０
となる条件は、ｌ＝λｍ（ｍは正の整数）または、 λ→０（λが小さくなるに従い誤差も小さくなり、０
に収束する。）となる。尚、正弦波の周波数がサンプリング周波数の１／２以上
のときは、仮想の正弦波についてこの議論が適用でき
る。

【００６４】さて、今までの考察より誤差が０となる条
件を、カラーレジずれの検出に当てはめてみる。ＣＣＤ
センサが読み取る実際の振動は正弦波ではない。しか
し、任意の波形は複数の正弦波の重ね合わせで表せるこ
とを利用し、各々の振動成分に対しこの条件を適用すれ
ば良い。ただ実際には、振動成分の周波数ごとにサンプ
リング周波数や長さを変えるわけにはいかないので、全
ての振動成分に対して誤差が０となるような条件は無
い。今までの誤差が０となる条件より誤差が最小限とな
る条件を求めると、サンプリング長さを正弦波または仮想の正弦波の波
長またはその整数倍に近づける。かつサンプリング長さをできるだけ長くする。かつ仮想の正弦波の波長をできるだけ小さくする。すな
わち、サンプリング周波数およびその整数倍と正弦波の
周波数をできるだけ遠ざける。といった３つの条件になる。

【００６５】次に、シミュレーションにより、最良のサ
ンプリング周波数と長さを求めてみる。離散的サンプリ
ングであるから（３）式は使えない。よって、（１）式
にｆ(X) ＝ｃｏｓ(kX)を代入し、Ｘ_-n，Ｘ_-n+1，…，Ｘ
₀，…，Ｘ_n-1，Ｘ_nのポイントでサンプリングすると
して、シミュレーションの手順を具体的に列挙すると、
次のようになる。

【００６６】1) パターン読み取り手段がカラーレジず
れと一緒に読み取る振動成分のスペクトラム分布（周波
数と振幅）を求める。

【００６７】2) シミュレーションするサンプリング周
波数（以下、ｆ_sとする）と長さ（以下、ｌとする）の
範囲を求める。これは電気回路の処理能力や所要時間、
Ｓ／Ｗの作成上の都合などの条件より決まる。

【００６８】3) 先ずサンプリング周波数（ｆ_s）を振
ってシミュレーションする。このため、サンプリング長
さ（ｌ）の有力候補を2)で決めたサンプリング長さの範
囲から選ぶ。

【００６９】4) 2)、3)で決めたサンプリング周波数
（ｆ_s）と長さ（ｌ）の組み合わせで、サンプリングポ
イントＸ_-n，Ｘ_-n+1，…，Ｘ₀，…，Ｘ_n-1，Ｘ_nを求
める。一般にサンプリングポイントは、次の数８の通り
である。

【００７０】

【数８】

【００７１】ここで、Ｖ_Pは転写搬送ベルト８の移動速
度である。サンプリング数（＝１／（Ｖ_P／ｆ_s）が２
未満のときは、Ｘ₀＝０のみの１点でサンプリングする
ことを意味する。

【００７２】5) （１）式にｆ(X) ＝ｃｏｓ(kX)を代入
した式を用いて、変動成分ごとに4)で求めたサンプリン
グポイントでの誤差を算出し、次に全変動成分の総和を
求める。

【００７３】6) 4)、5)の操作を2)で決めたシミュレー
ションするサンプリング周波数範囲で繰り返し、図15に
例示したような「サンプリング周波数ｖｓ誤差の総和」
のグラフを作る。

【００７４】7) この「サンプリング周波数ｖｓ誤差の
総和」のグラフから、誤差が少ないこと、多少周波数が
変動しても誤差が極端に増えないこと、できるだけ高周
波数であること、を考慮して最良のサンプリング周波数
を決定する。

【００７５】8) 次に、サンプリング周波数を7)で求め
た値に固定し、今度はサンプリング長さを振って4)、5)
の操作を繰り返し、図16に例示したような「サンプリン
グ長さｖｓ誤差の総和」のグラフを作る。

【００７６】9) この「サンプリング長さｖｓ誤差の総
和」のグラフから、誤差が少ないこと、多少の長さが変
動しても誤差が極端に増えないこと、処理時間短縮の観
点からできるだけ短いこと、を考慮して最良のサンプリ
ング長さを決定する。

【００７７】図15、16の例では、本発明を用いずにサン
プリング周波数をきめた場合最大で約４０μｍ、本発明
を用いずにサンプリング長さをきめた場合最大で約６０
μｍの誤差を発生するが、本発明を用いてサンプリング
周波数のみを決めたときで約１０μｍ、本発明を用いて
サンプリング周波数とサンプリング長さを決めたときは
僅か１〜２μｍの誤差しか発生しないことがわかる。

【００７８】このように、像担持体上に複数回色の異な
るレジストレーション誤差検出用のパターン２２を形成
するとともに、これら複数のレジストレーション誤差検
出用のパターン２２を検出し、これらの検出信号からカ
ラーレジストレーションの誤差を検出するカラーレジス
トレーション誤差検出方法において、上記複数のレジス
トレーション誤差検出用のパターンを検出するサンプリ
ング長さ及びサンプリング周波数を、サンプリング長さを上記検出信号が有する振動成分の
波長又はその整数倍に近づけるサンプリング長さをできるだけ長くするサンプリング周波数及びその整数倍と上記検出信号が
有する振動成分の周波数をできるだけ遠ざけるという条件を満たすように設定したので、パターン検出
手段２２が検出するカラー画像のレジストレーションず
れ量と種々の振動成分から、本来のカラーレジストレー
ションずれ量のみを抽出することにより、カラーレジス
トレーションずれの検出精度を向上させることができ
る。そのため、カラー画像形成装置の高画質化と高速化
を両立可能としたカラーレジストレーション誤差検出方
法を提供することができる。

【００７９】

【発明の効果】この発明は、以上の構成及び作用からな
るもので、パターン読み取り手段が読み取るカラー画像
のレジストレーションずれ量と種々の振動成分から、本
来のカラーレジストレーションずれ量のみを抽出するこ
とにより、カラーレジストレーションずれの検出精度を
向上させ、高画質化と高速化を両立可能としたカラーレ
ジストレーション誤差検出方法を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はこの発明に係るカラーレジストレーシ
ョン誤差検出方法の一実施例を示すブロック図である。

【図２】図２は同カラーレジストレーション誤差検出
方法の一実施例を適用し得るカラー画像形成装置を示す
構成図である。

【図３】図３は同斜視構成図である。

【図４】図４は同カラーレジストレーション誤差検出
方法の一実施例を適用し得るカラー画像形成装置を示す
要部の断面構成図である。

【図５】図５は同斜視構成図である。

【図６】図６は透過率と波長との関係を示すグラフで
ある。

【図７】図７は相対出力と入力光波長との関係を示す
グラフである。

【図８】図８はテストパターンを示す模式図である。

【図９】図９は検出信号を示す波形図である。

【図１０】図１０は検出信号を示す波形図である。

【図１１】図１１はこの発明に係るカラーレジストレ
ーション誤差検出方法の一実施例を示す波形図である。

【図１２】図１２はこの発明に係るカラーレジストレ
ーション誤差検出方法の一実施例を示す波形図である。

【図１３】図１３はこの発明に係るカラーレジストレ
ーション誤差検出方法の一実施例を示す波形図である。

【図１４】図１４はこの発明に係るカラーレジストレ
ーション誤差検出方法の一実施例を示す波形図である。

【図１５】図１５はこの発明に係るカラーレジストレ
ーション誤差検出方法の一実施例を示す波形図である。

【図１６】図１６はこの発明に係るカラーレジストレ
ーション誤差検出方法の一実施例を示す波形図である。

【符号の説明】

２０パターン検出手段、２１Ｋ、２１Ｙ、２１Ｍ、２
１Ｃ画像形成ユニット、２２パターン、２３光
源、２４受光素子。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体上にレジストレーション誤差検
出用のパターンを複数回繰り返して形成するとともに、
これらレジストレーション誤差検出用のパターンを複数
回検出し、これらの検出信号からカラーレジストレーシ
ョンの誤差を検出するカラーレジストレーション誤差検
出方法において、上記レジストレーション誤差検出用の
パターンを検出するサンプリング長さ及びサンプリング
周波数を、サンプリング長さをレジストレーション誤差検出手段
がレジストレーション誤差成分といっしょに読み取って
しまう各部の振動成分の波長又はその整数倍に近づけるサンプリング長さをできるだけ長くするサンプリング周波数及びその整数倍と上記検出信号が
有する振動成分の周波数をできるだけ遠ざけるという条件を満たすように設定したことを特徴とするカ
ラーレジストレーション誤差検出方法。
【請求項２】複数回のカラーレジストレーション誤差
を検出するインターバルを、レジストレーション誤差検
出手段がレジストレーション誤差成分といっしょに読み
取ってしまう種々の振動成分（ｆ_i(t) ：ｔ＝時間、ｉ
＝１〜ｍ）との関連で、誤差＝｛ΣΣｆ_i(int×j)｝／ｎ（ここで、最初のΣはｉ＝１〜ｍまで、２番目のΣはｊ
＝１〜ｎまで取るものとし、ｍは振動の種類、ｎはカラ
ーレジストレーション誤差の検出回数、int はカラーレ
ジストレーション誤差の検出のインターバルである。）
の式より、検出することを特徴とする請求項第１項記載
のカラーレジストレーション誤差検出方法。
【請求項３】カラーレジストレーション誤差を検出す
る回数を、レジストレーション誤差検出手段がレジスト
レーション誤差成分といっしょに読み取ってしまう種々
の振動成分（ｆ_i(t) ：ｔ＝時間、ｉ＝１〜ｍ）との関
連で、誤差＝｛ΣΣｆ_i(int×j)｝／ｎ＝｛Σ∫ｆ_i(t) ｄｔ｝／ｌ（ここで、最初のΣはｉ＝１〜ｍまで、２番目のΣはｊ
＝１〜ｎまで、積分は０〜ｌまで取るものとし、ｍは振
動の種類、ｎはカラーレジストレーション誤差の検出回
数、int はカラーレジストレーション誤差の検出のイン
ターバル、ｌ＝ｎ×int である。）の式より、検出する
ことを特徴とする請求項第１項記載のカラーレジストレ
ーション誤差検出方法。
【請求項４】複数回のカラーレジストレーション誤差
を検出するインターバルとカラーレジストレーション誤
差を検出する回数を、両方とも、レジストレーション誤
差検出手段がレジストレーション誤差成分といっしょに
読み取ってしまう種々の振動成分（ｆ_i(t) ：ｔ＝時
間、ｉ＝１〜ｍ）との関連で、誤差＝｛ΣΣｆ_i(int×j)｝／ｎ＝｛Σ∫ｆ_i(t) ｄｔ｝／ｌ（ここで、最初のΣはｉ＝１〜ｍまで、２番目のΣはｊ
＝１〜ｎまで、積分は０〜ｌまで取るものとし、ｍは振
動の種類、ｎはカラーレジストレーション誤差の検出回
数、int はカラーレジストレーション誤差の検出のイン
ターバル、ｌ＝ｎ×int である。）の式より、検出する
ことを特徴とする請求項第１項記載のカラーレジストレ
ーション誤差検出方法。
【請求項５】レジストレーション誤差検出手段がレジ
ストレーション誤差成分といっしょに読み取ってしまう
種々の振動の周波数（以下、Ｆ_acという）の２倍よりカ
ラーレジストレーション誤差の検出周波数（以下、Ｆ_S
という）が小さいときは、両者により発生するモアレ信
号（周波数＝｜Ｆ_ac−Ｆ_S×ｋ｜、Ｆ_S／２＜Ｆ_ac≦３
Ｆ_S／２のときｋ＝１、３Ｆ_S／２＜Ｆ_ac≦５Ｆ_S／２
のときｋ＝２、以下同様）をｆ_i(t) （ｔ＝時間、ｉ＝
１〜ｍ）として用い、誤差を求めることを特徴とする請
求項第２項乃至第４項のいずれかに記載のカラーレジス
トレーション誤差検出方法。