JP2006251123A - Position shift correcting method and color image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、デジタルカラー複写機、カラーレーザプリンタ等のカラー画像形成装置で生ずる各色の位置ずれ補正を行うことができる位置ずれ補正方法及びカラー画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a misregistration correction method and a color image forming apparatus capable of correcting misregistration of each color generated in a color image forming apparatus such as a digital color copying machine and a color laser printer.
近年、カラー画像形成装置の高速化に伴い、例えば、4つの感光体ドラムを記録紙の搬送方向に配列し、これらの各感光体ドラムに対応した4つの走査光学系で同時に露光して潜像をつくり、これらの潜像をイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックなどの各々異なる色の現像剤を使用する現像装置で可視像化したのち、これらの可視像を同一の記録紙に順次重ね合わせて転写或いは中間転写体に一旦重ね転写してから記録紙に転写し、カラー画像を得るデジタル複写機やレーザープリンタが実用化されている(所謂、4連タンデム方式)。 In recent years, with the increase in the speed of color image forming apparatuses, for example, four photosensitive drums are arranged in the recording paper conveyance direction, and a latent image is exposed simultaneously by four scanning optical systems corresponding to these photosensitive drums. These latent images are visualized with a developing device that uses developers of different colors such as yellow, magenta, cyan, and black, and these visible images are sequentially superimposed on the same recording paper. Thus, digital copying machines and laser printers that obtain a color image by transferring the image onto a transfer sheet or an intermediate transfer member and then transferring the image onto a recording sheet have been put into practical use (so-called quadruple tandem method).
また、感光体ドラムを1つだけ有し、色の数だけ回転してこの回転の都度、露光、現像、転写を行ない、可視像を同一の記録紙に重ね転写或いは中間転写体に一旦重ね転写してから記録紙に転写し、カラー画像を形成する1ドラム方式もある。 Also, it has only one photosensitive drum and rotates by the number of colors to perform exposure, development, and transfer each time it is rotated, and the visible image is superimposed on the same recording paper or temporarily superimposed on the intermediate transfer member. There is also a one-drum system in which a color image is formed by transferring to a recording sheet after transfer.
4連タンデム方式は1ドラム方式に対して、カラーもモノクロも同じ速度で出力できるため、高速プリントに有利である。その反面、4つの感光体ドラムに対応して、4つの走査光学系を有し、露光をするため装置が大型化する傾向があり小型化が課題となる。また各々の感光体ドラムへの書き込み、現像したトナー像を記録紙に重ね転写する際に色ずれが生じ、これを低減することが課題である。
ここで、特に後者の課題に関する副走査方向の色ずれの発生原因としては以下の要因があると考えられてきた。
(1)感光体ドラムの周方向(副走査方向)の送り速度むら
(2)中間転写体の周方向(副走査方向)の送り速度むら
(3)感光体ドラム間の位置誤差
(4)走査光学系間のビームスポット書き込み位置ずれ
(5)上記(1)〜(4)の環境変動または連続プリント時などの温度変動による位置ずれ
(6)各感光体ドラム上にマルチビームで同時に書き込みを行う場合、ポリゴンスキャナーの回転と感光体ドラム送り速度は、一般に非同期のため、副走査方向でビーム数だけずれる恐れがある。
The quadruple tandem system is advantageous for high-speed printing because it can output color and monochrome at the same speed as the single-drum system. On the other hand, there are four scanning optical systems corresponding to the four photosensitive drums, and the apparatus tends to be enlarged for exposure, so that downsizing becomes a problem. Another problem is to reduce the color misregistration that occurs when the toner images written and developed on the respective photosensitive drums are transferred onto the recording paper.
Here, in particular, it has been considered that the cause of color misregistration in the sub-scanning direction related to the latter problem is as follows.
(1) Uneven feeding speed in the circumferential direction (sub-scanning direction) of the photosensitive drum (2) Uneven feeding speed in the circumferential direction (sub-scanning direction) of the intermediate transfer member (3) Position error between the photosensitive drums (4) Scanning Beam spot writing position deviation between optical systems (5) Position deviation due to environmental fluctuations of (1) to (4) above or temperature fluctuations during continuous printing, etc. (6) Simultaneous writing with multiple beams on each photosensitive drum In this case, since the rotation of the polygon scanner and the photosensitive drum feed speed are generally asynchronous, there is a possibility that the number of beams is shifted in the sub-scanning direction.
この色ずれという技術課題に対し、これまでに幾つかの補正方法に関する発明が提案されている(例えば、特許文献1,2参照)。
With respect to the technical problem of color misregistration, inventions relating to several correction methods have been proposed so far (see, for example,
しかし、特許文献1,2に示すように各色ライン像の基準色ラインに対する色ずれ量を検出し、これを補正するような方式をとった場合、その具体的な方法としては、ラインに照射した光の反射光出力から、ラインのエッジを検出する方法がとられることとなるが、単光源の反射出力から判断すると、カラートナーと黒トナーは多くの場合は識別困難であるため、基準色として黒、補正対象色として他のカラーとする場合が多い。ラインのエッジ検出の検討を行ったところ、色ずれラインパタンを読み取る検知手段、例えば反射型光センサによる読み取りに際して、黒とカラーでは読み取り差が生じる場合がある。
However, as shown in
そこでこの発明は、前記従来のものの問題点を解決し、位置ずれ用パタンを読み取る際に読み取り差(検出差)を補正することができ、各色の位置ずれのない画像形成を可能とする位置ずれ補正方法及びカラー画像形成装置を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention solves the problems of the prior art, and can correct a reading difference (detection difference) when reading a positional deviation pattern, thereby enabling image formation without positional deviation of each color. It is an object of the present invention to provide a correction method and a color image forming apparatus.
前記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、多色のカラー画像を形成するときの各色の位置ずれを補正する位置ずれ補正方法において、黒トナーにより形成した位置ずれ検出用パタンの検出手段による検出結果と、カラートナーにより形成した位置ずれ検出用パタンの検出手段による検出結果とに、検出差が生じたときに、この検出差に応じた補正量を補正手段にフィードバックして位置ずれを補正することを特徴とする。
In order to solve the above problems, the invention according to
請求項2に記載の発明は、像坦持体と、この像坦持体上に多色のカラー画像を形成する複数の画像形成手段と、前記像坦持体上に形成された各色の位置ずれを位置ずれ検出用パタンにより検出する検出手段と、各色の位置ずれを補正する補正手段とを有するカラー画像形成装置において、前記検出手段による黒トナーにより形成した位置ずれ検出用パタンの検出結果と、カラートナーにより形成した位置ずれ検出用パタンの検出結果とに、検出差が生じたときに、この検出差に応じた補正量を前記補正手段にフィードバックして位置ずれを補正するように制御する制御手段を有することを特徴とする。
The invention according to
請求項3に記載の発明は、請求項2において、検出手段は、黒トナーとカラートナーの読み取り差情報を記憶する記憶手段を有していることを特徴とする。請求項4に記載の発明は、請求項3において、検出手段の記憶手段に蓄積された情報から読み取り差を補正する条件を導出し、それを検出手段もしくは画像形成装置本体に設けた記憶手段に記憶させることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the detection means includes storage means for storing read difference information between black toner and color toner. According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect, the condition for correcting the reading difference is derived from the information accumulated in the storage unit of the detection unit, and the condition is stored in the storage unit provided in the detection unit or the image forming apparatus main body. It is memorized.
請求項5に記載の発明は、請求項2ないし4のいずれかにおいて、予め情報を記憶手段に記憶させてある検出手段を用いることを特徴とする。請求項6に記載の発明は、請求項2ないし5のいずれかにおいて、記憶手段は、不揮発性の記憶手段であることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the second to fourth aspects, the detection unit in which information is stored in advance in the storage unit is used. According to a sixth aspect of the present invention, in any one of the second to fifth aspects, the storage unit is a non-volatile storage unit.
この発明は、前記のようであって、黒トナーにより形成した位置ずれ検出用パタンの検出手段による検出結果と、カラートナーにより形成した位置ずれ検出用パタンの検出手段による検出結果とに、検出差が生じたときに、この検出差に応じた補正量を補正手段にフィードバックして位置ずれを補正するので、従来のように黒とカラーで読み取り差が生じる場合があっても、その読み取り差を的確に補正して、各色の位置ずれのない画像形成が可能となる。 The present invention is as described above, and the detection difference between the detection result of the misregistration detection pattern formed by black toner and the detection result of the misregistration detection pattern formed by color toner is detected. When the error occurs, the correction amount corresponding to the detection difference is fed back to the correction means to correct the positional deviation, so that even if there is a reading difference between black and color as in the conventional case, the reading difference is corrected. It is possible to accurately correct and form an image with no color misregistration.
この発明の一実施の形態を、図面を参照して説明する。 An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、実施の形態に係るカラー画像形成装置の概略構成を示した概要図である。実施の形態では、カラー画像形成装置の一例として図1に示したように、搬送ベルトに沿って複数の画像形成部が並んだタンデムタイプといわれている画像形成装置について説明する。このカラー画像形成装置の各画像形成部はドラム状の感光体を有し、これら各感光体の表面に異なる色情報の潜像を形成する潜像形成手段と、潜像を顕像化する手段とを備え、各感光体上の顕像を、搬送ベルト上を搬送される記録紙に転写することにより、カラー画像を得ることが可能になっている。具体的には、記録紙4を搬送する搬送ベルト5、駆動ローラ7、従動ローラ8、給紙トレイ1、露光装置11、定着装置16及び複数の画像形成部(イエロー画像形成部6Y、マゼンダ画像形成部6M、シアン画像形成部6C、ブラック画像形成部6BK)を具えている。
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of a color image forming apparatus according to an embodiment. In the embodiment, as an example of a color image forming apparatus, as shown in FIG. 1, an image forming apparatus called a tandem type in which a plurality of image forming units are arranged along a conveyor belt will be described. Each image forming section of this color image forming apparatus has a drum-shaped photoconductor, and latent image forming means for forming latent images of different color information on the surface of each photoconductor, and means for visualizing the latent image And transferring a visible image on each photoconductor onto a recording sheet conveyed on a conveying belt, thereby obtaining a color image. Specifically, the conveyance belt 5 that conveys the
各画像形成部6Y,6M,6C,6BKは同様な構造となっているので、そのうちのイエロー画像形成部6Yについて説明する。イエロー画像形成部6Yはイエローの画像形成を行うもので、感光体9Y、この感光体9Yの周囲に配置された帯電装置10Y、現像装置12Y、クリーニング装置(図示せず)、除電装置13Y及び転写装置15Yを具えている。イエロー画像形成部6Y以外の画像形成部には同一符号にM、C、BKを付して説明を省略する。
Since the
そしてこのような画像形成部においては、給紙トレイ1に収納された記録紙束の最上位にある記録紙4が給紙されて、静電吸着により搬送ベルト5上に吸着された後、イエロー画像形成部6Yに搬送され、ここでイエローの画像形成が行われる。この画像形成に際しては、感光体9Yの表面は、帯電装置10Yで一様に帯電された後、露光装置11からイエロー画像に対応したレーザ光14Yで露光され、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、現像装置12Yで現像され、感光体9Y上にトナー像が形成される。このトナー像は感光体9Yと搬送ベルト5上の記録紙4と接する転写位置で転写装置15Yによって記録紙4に転写され、記録紙上にイエローの画像が形成される。転写が終わった感光体9Yはその表面に残った不要なトナーがクリーニング装置によってクリーニングされ、次の画像形成に備えることになる。
In such an image forming unit, the
そしてイエロー画像形成部6Yでイエローを転写された記録紙4は、搬送ベルト5によってマゼンダ画像形成部6Mに搬送され、ここでも同様な作動が行われてマゼンダの画像形成が行われる。マゼンダを転写された記録紙4は、搬送ベルト5によってさらにシアン画像形成部6C、ブラック画像形成部6BKに順次搬送され、それぞれのところでシアンの画像形成、ブラック画像形成が行われる。そして、Y、M、C、BKの全ての画像形成が終了し、記録紙上にカラー画像が形成されると、この記録紙4は搬送ベルト5から剥離され、定着装置16にてトナー画像が定着された後、排紙される。
Then, the
図1において2は給紙ローラ、3は搬送ローラである。また17,18,19はカラー画像形成装置で生じる各色の位置ずれを位置ずれ検出用パタンにより検出する検出手段を構成する、それぞれ前センサ、中央センサ、後センサであり、ブラック画像形成部6BKの下流側に設けられている。これらの前センサ17、中央センサ18、後センサ19は、搬送ベルト5に対向し、該ベルトの搬送方向の矢印方向と直交する主走査方向に沿うように同一の基板上に支持されている。前記センサ17,18,19は反射型光センサとなっている。パタン検出手段としての前センサ17、中央センサ18、後センサ19は、図2に示すように制御手段21に検出信号が入力されるように接続され、該制御手段には補正手段として制御対象となる露光装置11が接続されている。露光装置11は制御手段21からの制御信号によりその構成部材であるミラーが角度調整可能になっている。
In FIG. 1, 2 is a paper feed roller, and 3 is a transport roller. Reference numerals 17, 18 and 19 denote a front sensor, a central sensor and a rear sensor, respectively, which constitute a detection means for detecting a positional shift of each color generated in the color image forming apparatus by a positional shift detection pattern, and each of the black image forming section 6BK. It is provided on the downstream side. The front sensor 17, the center sensor 18, and the rear sensor 19 are supported on the same substrate so as to face the conveyor belt 5 and along the main scanning direction orthogonal to the arrow direction of the belt conveyance direction. The sensors 17, 18, and 19 are reflection type optical sensors. The front sensor 17, the center sensor 18, and the rear sensor 19 as pattern detection means are connected so that a detection signal is input to the control means 21 as shown in FIG. An
前センサ17、中央センサ18、後センサ19によって検出される搬送ベルト5の位置にはトナーパタンからなる位置ずれ検出用パタンが形成される。この位置ずれ検出用パタンは、例えば図3,4に示すように横線、斜め線として搬送ベルト5上にカラー画像形成装置により形成される。図3は形成されるパタンの概要を示し、図4はその一部の拡大概要を示す。 At the position of the conveyor belt 5 detected by the front sensor 17, the center sensor 18, and the rear sensor 19, a misregistration detection pattern composed of a toner pattern is formed. For example, as shown in FIGS. 3 and 4, the misregistration detection pattern is formed on the conveying belt 5 by a color image forming apparatus as horizontal lines and diagonal lines. FIG. 3 shows an outline of a pattern to be formed, and FIG. 4 shows an enlarged outline of a part thereof.
感光体地肌部の反射率がトナーより高い場合、エッジ検出には正反射型光センサが多く用いられる。そのため、この実施の形態でも反射型光センサ17,18,19として、正反射型光センサを用いている。正反射型光センサは、少なくとも1つの発光部と少なくとも1つの受光部からなり、発光部から位置ずれ検出用パタンが形成された搬送ベルト5上に照射された光が、地肌あるいはカラートナーによって正反射された光を受光部で検出する。トナーに比べて高い反射率を持つ地肌からは正反射光が得られるが、トナーに照射された光はトナーによって拡散されてしまうので、正反射光は実質的には少ない。この出力差を利用して、トナーのエッジ部の検出を行う。 When the reflectance of the photoconductor background is higher than that of toner, a regular reflection type optical sensor is often used for edge detection. Therefore, in this embodiment, specular reflection type optical sensors are used as the reflection type optical sensors 17, 18, and 19. The specular reflection type optical sensor includes at least one light emitting unit and at least one light receiving unit, and the light emitted from the light emitting unit onto the conveyance belt 5 on which the positional deviation detection pattern is formed is corrected by the background or color toner. The reflected light is detected by the light receiving unit. Although regular reflection light can be obtained from the background having a higher reflectance than that of the toner, the light irradiated on the toner is diffused by the toner, so that the regular reflection light is substantially small. Using this output difference, the edge portion of the toner is detected.
しかし、トナーからは正反射光よりはレベルは小さいものの拡散反射光がある。これらの拡散光は、黒トナーではほぼ0であり、カラートナーでのみ検出される。具体的に記すと、図5(1)のようにセンサがカラートナーパタン上(ラインパタンa1)を検出しているときは、地肌からの正反射光(実際はトナーに遮られるので少ない)と、カラートナーからの拡散反射光が、合わさったものが、センサの出力となる。ラインの終端を通過中の図5(2)のときも同様である。全て地肌のみを検出しているときの図5(3)は地肌からの正反射光のみがセンサ出力となる。図5(4)のようにラインの先端を検出し始めると、トナーからの拡散光が含まれる。 However, there is diffuse reflected light from the toner, although the level is lower than the regular reflected light. These diffused light is almost zero with black toner, and is detected only with color toner. Specifically, when the sensor detects the color toner pattern (line pattern a1) as shown in FIG. 5 (1), specularly reflected light from the background (actually less because it is blocked by the toner), The combined diffuse reflection light from the color toner is the sensor output. The same applies to the case of FIG. 5 (2) passing through the end of the line. In FIG. 5 (3) when only the background is detected, only the specularly reflected light from the background is the sensor output. When the line tip is detected as shown in FIG. 5 (4), diffused light from the toner is included.
このようにラインパタンをスキャンしていくのであるが、例えば、センサの光軸がばらついていたり、光学素子そのものの指向性のばらつきがあったりすると、図5(2)と(4)のカラートナーからの拡散光の受光状態がセンサによって異なってくる。すると、出力電圧波形の肩が上がったり下がったりする。出力電圧としては微少な違いではあるが、ミクロンオーダーの位置ずれとなるには充分な変動量で、ある閾値電圧Vthにてみるとあたかもラインの位置がずれているように検出される。 In this way, the line pattern is scanned. For example, if the optical axis of the sensor varies or the directivity of the optical element itself varies, the color toners shown in FIGS. The light receiving state of the diffused light from the sensor varies depending on the sensor. Then, the shoulder of the output voltage waveform goes up and down. Although the output voltage is a slight difference, it is detected as if the position of the line is deviated when viewed at a certain threshold voltage Vth with a sufficient amount of fluctuation for a position deviation on the order of microns.
感光体は回転しており、絶対的な位置を検出するのは部品などが余計に必要となるため、ここでは黒を基準として相対的に位置ずれを検出しているのに、黒とカラーで検出差が生ずるとなると、センサの検出結果の信頼性が大きく下がることになる。あるセンサにおいて、拡散光の影響がない黒トナーによるライン検出は正確に行なわれ、カラーにラインを読み取った際に、実際はずれていないのに、カラーラインは基準の位置からずれていると判定されることも生じてしまう。しかも、これは、どのセンサにも同等に発生することではない。そもそも、拡散光の飛びこみ度合によって差が生じてしまう。これらのセンサ単体のばらつきによって、差が生じるものを一括して補正することは難しい。 Since the photoconductor is rotating and extra parts are required to detect the absolute position, the relative displacement is detected with reference to black. When a detection difference occurs, the reliability of the detection result of the sensor is greatly reduced. In a certain sensor, line detection with black toner that is not affected by diffused light is accurately performed, and it is determined that the color line is shifted from the reference position even though it is not actually deviated when the line is read into the color. It also happens. Moreover, this does not occur equally in any sensor. In the first place, a difference occurs depending on the degree of diffusion of diffused light. It is difficult to correct all the differences that occur due to the variation of these sensors alone.
そこで、光センサ17,18,19にメモリ機能をもたせ、そこに個々の個別の情報を該センサに設けた図示しない記憶手段にあらかじめ記憶している。個別の読み取り差の情報を得るには、実機(製造前の画像形成装置本体)に組付け後は望ましくない。実機組付け後に、何らかの評価やデータ取りを行っても、センサの個体差の他に、機械の個体差が含まれてしまい、正確な読み取り差を算出することは容易ではないからである。 Therefore, the optical sensors 17, 18 and 19 are provided with a memory function, and individual information is stored in advance in storage means (not shown) provided in the sensors. In order to obtain individual reading difference information, it is not desirable after assembly into an actual machine (image forming apparatus body before manufacture). This is because even if some evaluation or data collection is performed after assembly of the actual machine, individual differences of machines are included in addition to individual differences of sensors, and it is not easy to calculate an accurate reading difference.
スポット径が約1mmφである、メモリ機能搭載の反射型光センサを用いた場合の例を説明する。まず、センサ個々の読み取り差情報を取得する。例えば、出荷検査など、事前の実機に組付ける所定の段階で、光センサの黒とカラーのラインの検出差を調べる。検査機は、ラインパタンのスキャン速度変動などの外因を無視できるくらい精度の良い測定機があれば理想的である。もしくは、動的な要因が寄与しないくらいゆっくりとスキャンし、ラインパタンを検出した場合の光学的な特性のみが検出できるような測定機にて測定を行う。 An example in the case of using a reflective optical sensor with a memory function and having a spot diameter of about 1 mmφ will be described. First, reading difference information of each sensor is acquired. For example, the detection difference between the black and color lines of the optical sensor is examined at a predetermined stage to be assembled in the actual machine in advance such as shipping inspection. An inspection machine is ideal if there is a measuring machine that is accurate enough to ignore external factors such as line pattern scan speed fluctuations. Alternatively, the measurement is performed with a measuring machine that scans slowly so that no dynamic factor contributes and can detect only the optical characteristics when the line pattern is detected.
検査用ラインパタンは、実仕様と同等に、感光体上のトナーパタンを用いる。あるいは、例えば、感光体と同等の反射率を持つ物体(例えば光学ガラス)に、ラインパタンに見たてた溝を掘り、そこにカラートナーと、黒トナーを所定(埋めこむトナーの量に準じて検出特性が変化するので)の量を埋め込んだような擬似的なラインでも可である。ラインパタンは、実機と同等に、水平ラインパタン(副走査方向に垂直なラインパタン):幅23dot(0.974mm)、ピッチ70dot(2.963mm)の等間隔、あるいは斜めラインパタン:45度の少なくとも1セットを使用する(図5,6)。ラインの数や色の順番などは必ずしも実機と同等である必要はなく、得たい情報を得るために任意で構わない。 As the inspection line pattern, the toner pattern on the photosensitive member is used as in the actual specification. Alternatively, for example, an object having a reflectance equivalent to that of the photosensitive member (for example, optical glass) is dug into a groove that is seen as a line pattern, and color toner and black toner are added to the predetermined amount (according to the amount of toner to be embedded). It is also possible to use a pseudo line in which the amount of the detection characteristic is embedded). The line pattern is the same as the actual machine: horizontal line pattern (line pattern perpendicular to the sub-scanning direction): width of 23 dots (0.974 mm), pitch of 70 dots (2.963 mm), or diagonal line pattern: 45 degrees At least one set is used (FIGS. 5 and 6). The number of lines, the order of colors, and the like are not necessarily the same as those of the actual machine, and may be arbitrary in order to obtain information to be obtained.
前記のような治具と検出用ラインパタンにて、検査を行う。この検査上、ラインパタンに書きこみ誤差は混入していないし、動的な誤差も前述のとおり排除してあるので、検出結果の差がそのままセンサの読み取り差となって取り出すことが可能である。 Inspection is performed with the jig and the detection line pattern as described above. In this inspection, the writing error is not mixed in the line pattern, and the dynamic error is eliminated as described above, so that the difference in the detection result can be taken out as it is as the reading difference of the sensor.
オシロスコープなどの波形検出装置で検出した波形データを、所定の閾値電圧Vth1で切り、その時間(または距離)を記録する。黒ラインを基準とすると、読み取り差のあるセンサでは、本来は等間隔に検出されるカラーラインがずれて検出されていることがわかる。このずれ量Dμm、というのがこのセンサの読み取り差となり、この情報を光センサの記憶手段に記録する。この情報を書きこむまでを実機組付け前までに行う。 Waveform data detected by a waveform detector such as an oscilloscope is cut at a predetermined threshold voltage Vth1, and the time (or distance) is recorded. When the black line is used as a reference, it can be seen that the color lines that are originally detected at equal intervals are detected with a deviation in the sensor having a reading difference. This deviation amount D μm is a reading difference of this sensor, and this information is recorded in the storage means of the optical sensor. This information is written before the actual machine is assembled.
実機上で、例えば図3のような位置ずれ検出用パタンを感光体上に形成して、位置ずれ検出を行う。この場合は、センサは3個使用し、記録紙の両端とセンターの位置ずれを検出する。センサの検出結果から算出される位置ずれとしてXμmという値が算出される。(実際には、書きこみ誤差や、駆動のばらつきも含まれてしまうこともある)。これから、光センサもしくは画像形成装置本体に記憶されたセンサの読み取り差を呼び出し、各センサ毎に補正をかける。すると、少なくとも読み取り差は排除することができ、精度の高い位置ずれを検出することができる。1つの画像形成装置に対して、複数個の光センサを使用する場合は、同様に行えば良い。 On the actual machine, for example, a misregistration detection pattern as shown in FIG. 3 is formed on the photoconductor to detect misregistration. In this case, three sensors are used to detect misalignment between both ends and the center of the recording paper. A value of X μm is calculated as the positional deviation calculated from the detection result of the sensor. (In practice, writing errors and drive variations may be included). From this, the reading difference of the optical sensor or the sensor stored in the image forming apparatus main body is called, and correction is applied for each sensor. Then, at least the reading difference can be eliminated, and a highly accurate positional shift can be detected. If a plurality of optical sensors are used for one image forming apparatus, the same operation may be performed.
図3のラインパタンを検出した結果の一例が、図7である。PI(ポリイミド)からなる搬送ベルト5上のラインパタンを正反射光センサ17,18,19で検出したものである。図7は横軸に時間、縦軸に検出電圧をとっている。ラインパタンを検出すると、地肌の出力に対して、ライン部は出力が落ち込む。この波形において、あるスレッシュ電圧における、立下り、立ち上がりの時間を算出し、ラインの位置を求める。ところが、点線丸で囲った箇所は突起のようになっており、地肌部の出力より出力が上昇していることがわかる。従来のPIではない材質からなるベルトであれば、この突起はなく、地肌部は地肌部出力のまま同じ出力をするのであるが、PIベルト上のラインパタンを検出すると、このように突起が現れる。この突起は黒トナーの検出開始、検出終了のポイントでは検出されないが、カラートナーのライン検出開始、検出終了のポイントで検出される。この突起があることで、突起がない場合に比べて、立下り、立ち上がりの傾きが異なり、突起に引っ張られて、スレッシュ電圧付近の検出電圧値が引っ張られて上昇する。これにより、この検出電圧の変化によって、ライン位置の検出をする際に、黒トナーとカラートナーで検出差が生じていることが確認できる。 An example of the result of detecting the line pattern in FIG. 3 is shown in FIG. The line pattern on the conveyor belt 5 made of PI (polyimide) is detected by the regular reflection light sensors 17, 18 and 19. In FIG. 7, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents detection voltage. When the line pattern is detected, the output of the line portion falls with respect to the output of the background. In this waveform, the falling and rising times at a certain threshold voltage are calculated to determine the line position. However, the portion surrounded by the dotted circle is like a protrusion, and it can be seen that the output is higher than the output of the background portion. If the belt is made of a material other than the conventional PI, this protrusion is not present, and the background portion outputs the same as the background portion output. However, when the line pattern on the PI belt is detected, such a protrusion appears. . This protrusion is not detected at the black toner detection start and detection end points, but is detected at the color toner line detection start and detection end points. Due to the presence of this protrusion, the slopes of falling and rising are different from those in the case where there is no protrusion, and the detected voltage value near the threshold voltage is increased by being pulled by the protrusion. Thereby, it can be confirmed that a difference in detection occurs between the black toner and the color toner when the line position is detected due to the change in the detection voltage.
次に、拡散光が位置ずれ検出に与える影響について説明する。
何故、黒トナーの両端には突起が現れないのに、カラートナーの両端に突起が現れるのかを考察した。トナーは正反射しないので、トナーがあることで正反射光出力が地肌部より大きくなることは考えにくい。しかも黒トナーには影響がないことから、黒トナーとカラートナーの違いである拡散光の影響があると考える。光センサ17,18,19は発光部と受光部からなり、発光部からの発光光はある領域をもって反射体に照射される。反射体で反射光は反射されるが、そのうち正反射受光部に飛び込むものが、正反射光として検出される。黒トナーパタンに発光光が照射されると、光は吸収され反射しない(正反射光も拡散反射光も発生しない)。カラートナーパタンに発光光が照射されると、光は拡散反射される。放射状に拡散されてしまうので、正反射光センサに飛び込む拡散反射光は、正反射光に比べると小さい。しかし、地肌に低反射率の部材が用いられ、センサのゲインが高められたことによって、正反射センサに受光される反射光のうち、拡散反射光の占める割合が大きくなったので、拡散光が目に見えて影響を与えることになった、と考える。拡散光成分の影響が、センサ毎に同じであれば一様の補正を行うことで制御が可能であるが、センサ個々によって、ばらつきがあることがわかった。
Next, the influence of diffused light on misalignment detection will be described.
The reason why the protrusions appear at both ends of the color toner while the protrusions do not appear at both ends of the black toner was considered. Since toner does not reflect regularly, it is unlikely that the output of specular reflection light will be greater than the background due to the presence of toner. Moreover, since there is no effect on the black toner, it is considered that there is an influence of diffused light, which is the difference between the black toner and the color toner. The optical sensors 17, 18, and 19 include a light emitting unit and a light receiving unit, and light emitted from the light emitting unit is applied to the reflector with a certain region. Although the reflected light is reflected by the reflector, the one that jumps into the regular reflection light receiving portion is detected as regular reflection light. When the black toner pattern is irradiated with emitted light, the light is absorbed and not reflected (no specular reflection light or diffuse reflection light is generated). When the color toner pattern is irradiated with emitted light, the light is diffusely reflected. Since the light is diffused radially, the diffuse reflection light jumping into the regular reflection light sensor is smaller than the regular reflection light. However, a low-reflectance member is used for the background and the gain of the sensor is increased, so that the proportion of diffused reflected light in the reflected light received by the regular reflection sensor has increased. I think that it was visibly influenced. If the influence of the diffused light component is the same for each sensor, it can be controlled by performing a uniform correction, but it has been found that there is variation among the sensors.
図8に正反射光センサ17,18,19の、正反射光受光領域(a)と拡散反射光受光領域(b)を模式的に表したものを示す。光が照射され、カラートナーによって拡散反射光が発生した場合、正反射光より広い範囲の拡散反射光が正反射光受光部に飛び込むことが考えられる。正反射光センサ17,18,19は、正反射光より広範囲の拡散反射光を受光している。この受光領域の位置関係が、常に一定であればいいのであるが、発光部の指向性のばらつき、受光部の感度分布のばらつき、などが影響し、受光領域(a),(b)の位置関係は、ばらつきを持っているといえる。すなわち、図7の波形において、点線丸の状態は、あるセンサは高い突起を持った特性となり、あるセンサはそれほど突起が高くない特性となり、常に一定とはいえないのである。 FIG. 8 schematically shows the regular reflection light receiving area (a) and the diffuse reflection light receiving area (b) of the regular reflection light sensors 17, 18, and 19. When light is irradiated and diffuse reflected light is generated by the color toner, it is conceivable that diffuse reflected light in a wider range than the regular reflected light jumps into the regular reflected light receiving unit. The regular reflection light sensors 17, 18, and 19 receive diffuse reflection light in a wider range than regular reflection light. The positional relationship between the light receiving areas may be constant at all times. However, the positions of the light receiving areas (a) and (b) are affected by variations in the directivity of the light emitting sections, variations in the sensitivity distribution of the light receiving sections, and the like. It can be said that the relationship has variation. That is, in the waveform of FIG. 7, the state of the dotted line circle has a characteristic that a certain sensor has a high protrusion, and a certain sensor has a characteristic that the protrusion is not so high, and is not always constant.
よって、位置ずれ検出に与える拡散光の影響を高精度に補正したい場合は、センサ個々に補正量を算出する必要がある。ちなみに、トナーによる光の拡散はトナーの色には差がなく、トナーの粒径に依存する。よって、トナー色間に粒径の差がなければ、同一センサにおいて色毎の検出差は考慮しなくてよい。 Therefore, when it is desired to correct the influence of the diffused light on the positional deviation detection with high accuracy, it is necessary to calculate the correction amount for each sensor. Incidentally, the diffusion of light by the toner has no difference in the color of the toner and depends on the particle diameter of the toner. Therefore, if there is no difference in particle diameter between toner colors, it is not necessary to consider the detection difference for each color in the same sensor.
次に、補正制御のフローを説明する。
(1)センサ17,18,19の記憶手段にセンサ個々の補正量1を記録する。
補正量とは形成されるラインパタンの位置情報(=真値)と拡散光の影響があった場合の読み取り値の差である。ラインパタンは、物理的に測定すれば求まり、センサの読み取り値は治具などで検出する。実機に搭載する前に、搭載センサの読み取り差情報が必要であるので、真値と事前に測定したセンサの読み取り値の差(=補正量1)を、各センサの記憶手段に記録する。一組に複数のセンサがあれば、その複数の情報が記録される。位置ずれは、基準色からの相対的なずれ量を指す。例えば、図3のラインパタンの最初のYを基準とする。次のBK、その次のC、最後のMのパタン間隔ΔLが3000μmとする。そのようなラインパタンを検出した場合、最初のY〜BKまでの副走査方向長さΔL(yk)が3050μm、Y〜Cまでの副走査方向長さΔL(yc)が6005μm、Y〜Mまでの副走査方向長さΔL(ym)が8995μmであった。
補正量1(BK)=3050−3000=50μm
補正量1(C)=6005−6000=5μm
補正量1(M)=8995−9000=−5μm
補正量1(カラー)=補正量1(C)と補正量1(M)の平均値=0mm
となる。色毎に3つの値を記録してもよいし、補正量1(黒)、補正量1(カラー)(=例えば、平均値を採用するなど)としてもよい。
Next, the flow of correction control will be described.
(1) The
The correction amount is the difference between the position information (= true value) of the formed line pattern and the read value when there is an influence of diffused light. The line pattern can be obtained by physical measurement, and the sensor reading value is detected by a jig or the like. Since it is necessary to read the reading difference information of the mounted sensor before mounting on the actual machine, the difference between the true value and the reading value of the sensor measured in advance (= correction amount 1) is recorded in the storage means of each sensor. If there are a plurality of sensors in a set, the plurality of information is recorded. The positional deviation refers to a relative deviation amount from the reference color. For example, the first Y of the line pattern in FIG. The pattern interval ΔL of the next BK, the next C, and the last M is set to 3000 μm. When such a line pattern is detected, the sub-scanning direction length ΔL (yk) from the first Y to BK is 3050 μm, and the sub-scanning direction length ΔL (yc) from Y to C is 6005 μm, from Y to M. The length ΔL (ym) in the sub-scanning direction was 8995 μm.
Correction amount 1 (BK) = 3050-3000 = 50 μm
Correction amount 1 (C) = 6005-6000 = 5 μm
Correction amount 1 (M) = 8995−9000 = −5 μm
Correction amount 1 (color) = Average value of correction amount 1 (C) and correction amount 1 (M) = 0 mm
It becomes. Three values may be recorded for each color, or a correction amount 1 (black) and a correction amount 1 (color) (= for example, an average value may be adopted).
(2)画像形成装置において補正手段にフィードバックさせる補正量2を算出する。
画像形成装置において、位置ずれ検出モードを実行すると、図3のラインパタンを作像し、(1)で事前評価したセンサ17,18,19でラインパタンを検出した結果が得られ、その結果から真値からのずれ量0が算出される。しかし、ここで算出されるずれ量0は、センサ個々が持つ読み取り差も含まれているので、補正手段として露光装置11にある書き込みのための図示しないミラーにフィードバックさせる補正量2は、
補正量2=ずれ量0−補正量1となる。
位置ずれ検出を実行させたところ、ΔL(yk)=3125μm、ΔL(yc)が6125μm、ΔL(ym)が9125μm、を検出した。その結果から算出されるずれ量0は、
ずれ量0(K)=ずれ量0(C)=ずれ量0(M)=125μmである。
その結果をそのまま書き込みを行う前記ミラーにフィードバックさせてしまうと、センサ個々の読み取り差まで含まれてしまうので、あらかじめ記録していた補正量1で補正する。例えば、黒の補正量2(K)=125−50=75μmであり、カラーをひとまとめに考えた場合、補正量2(カラー)=125−0=125μmとなる。
(2) A
When the misregistration detection mode is executed in the image forming apparatus, the line pattern of FIG. 3 is imaged, and the result of detecting the line pattern by the sensors 17, 18, and 19 evaluated in advance in (1) is obtained. A
When the position shift detection was executed, ΔL (yk) = 3125 μm, ΔL (yc) was 6125 μm, and ΔL (ym) was 9125 μm. The
Deviation amount 0 (K) = deviation amount 0 (C) = deviation amount 0 (M) = 125 μm.
If the result is fed back to the mirror to be written as it is, the reading difference of each sensor is included, so correction is performed with a
(3)算出した補正量2をフィードバックさせる。
位置ずれ検出により、算出された補正量2は、制御手段21から補正手段としての露光装置11にフィードバックされる。書き込み位置の補正は、制御手段21からの制御により露光装置11のミラーの角度が変えられる、などの光走査装置が適正に調整されることで行われる。
(3) The calculated
The
前記のように検出差に応じて算出し、フィードバックさせる補正量2は、一例を示したものであり、適正な補正量としてフィードバックし、各色の位置ずれを補正することが可能なものであれば任意のものとすることができる。
The
次に、特許請求の範囲の請求項2以下に記載した発明の特有な効果について説明する。請求項2に記載の発明によれば、各色の位置ずれのない画像形成が可能なカラー画像形成装置を提供することができる。請求項3に記載の発明によれば、位置ずれパタン検出手段個別の情報を記憶手段に個別に蓄積することができる。請求項4に記載の発明によれば、記録された情報を元にした補正条件を導出することで、検出手段個々に適した補正条件を適用することができる。請求項5に記載の発明によれば、出荷検査時に高精度な測定を行ないその情報を記録し、組み付け後は得られない(実機内では評価できない)情報を有効に使うことができる。また、位置ずれパタン検出手段個々の固有情報を使用することができるので、センサの特性ばらつきを考慮しなくて済む。さらに、ロット等の生産時の情報管理が容易になる。請求項6に記載の発明によれば、情報を蓄積し更新続けることで、補正条件の信頼性を上げることができる。
Next, a characteristic effect of the invention described in
1 給紙トレイ 2 給紙ローラ
4 記録紙 5 搬送ベルト
6Y,6M,6C,6B 画像形成部 7 駆動ローラ
8 従動ローラ 9Y 感光体
10Y 帯電装置 11 露光装置(補正手段)
12Y 現像装置 16 定着装置
17,18,19 反射型光センサ(位置ずれパタン検出手段)
21 制御手段
DESCRIPTION OF
21 Control means
Claims (6)
前記検出手段による黒トナーにより形成した位置ずれ検出用パタンの検出結果と、カラートナーにより形成した位置ずれ検出用パタンの検出結果とに、検出差が生じたときに、この検出差に応じた補正量を前記補正手段にフィードバックして位置ずれを補正するように制御する制御手段を有することを特徴とするカラー画像形成装置。 An image carrier, a plurality of image forming means for forming a multicolor image on the image carrier, and a positional deviation detection pattern for detecting a positional deviation of each color formed on the image carrier. In a color image forming apparatus having a detecting unit that performs correction and a correcting unit that corrects a positional deviation of each color,
When a detection difference is generated between the detection result of the misregistration detection pattern formed by the black toner and the detection result of the misregistration detection pattern formed by the color toner by the detection means, a correction corresponding to the detection difference is made. A color image forming apparatus, comprising: a control unit that performs control so as to correct a positional deviation by feeding back an amount to the correction unit.
6. The color image forming apparatus according to claim 2, wherein the storage unit is a non-volatile storage unit.
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