JP2004177809A - Alignment pattern sensor / image forming apparatus / color shift detection method / color shift correction method - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ、インクジェット記録装置等のカラー画像を形成する画像形成装置、該画像形成装置に用いられる位置合わせパターン検知手段としての位置合わせパターン検知センサ、及び色ずれ検知方法、色ずれ補正方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
これまでは、１つ感光体ドラムとリボルバー方式の現像装置を用いて各色のトナー像を形成し、各トナー像を中間転写体に重ね合わせ転写した後、シート状記録媒体としての転写紙上に一括転写する方式のカラー画像形成装置が主流であった。
これに対し、近年におけるカラー画像出力装置の高速化、及び高機能化の流れにより、感光体（像担持体）及びこれに対応した現像装置を含む画像形成ユニットを色別に複数、転写ベルトに対向させた位置に並設し、像担持体上のトナー像を転写紙あるいは転写ベルト上に順次転写させる構成の、いわゆる４連タンデム方式のカラー画像形成装置が主流を占めるようになってきた。
【０００３】
このような方式のカラー画像形成装置にあっては、各色の像担持体上に形成されたトナー像を同時的に転写できるために、プリント速度の高速化を図れる利点があるもの、従来の１ドラム中間転写方式のカラー画像形成装置に比べ、その方式上、各色間の色ずれに対しては不利となる。
この色ずれという技術課題に対し、これまでに幾つもの補正方法が提案されている。例えば特公平７−１９０８４号公報には、転写ベルト上に各色のライン像を作像し、このライン像の通過を検知センサにより検知し、各色のライン像の通過タイミングの理想からのずれ量を測定することにより、各色の位置ずれ量を把握し、補正を行う技術が開示されている。
【０００４】
このような手法は、検知センサを通過するパターンのエッジを検出するする方式であるために、検出精度はサンプリング周波数によって決まってしまう。すなわち、もし解像度が６００ｄｐｉの機械であって補正単位が４２．３μｍ（＝２５．４／６００×１０００）である場合、検知は少なくともその補正単位の±１／２（＝２１．７μｍ）以下の検知ができなければならず、転写ベルト上ライン像の線速が１２５ｍｍ／ｓｅｃである場合には、［サンプリング周波数］＝［線速］／［２５．４／解像度ｄｐｉ／２］の式により、最低必要なサンプリング周波数を求めると６ｋＨｚ以上と計算されるが、この場合（＝６ｋＨｚ）の検出精度（＝検出誤差）は２１．７μｍとなる。
もしこの数値を直接位置ずれ補正にフィードバックする場合には、この程度のサンプリング周波数でも問題ないかもしれないが、この検出結果（＝ｘμｍ）を他の演算にも利用する必要がある場合、例えば、用紙の搬送方向に対し左右両端にてこの様な検知を行い、両端の検知結果に基づきスキュー補正を行う、又は倍率誤差補正を行う等の場合には、より高い検出精度が必要とされるために、例えば検出精度として２μｍが必要である場合には、サンプリング周波数を６０ｋＨｚという具合に非常に高くする必要がある。
【０００５】
このように、必要なサンプリング周波数は線速及び解像度に比例するために、データサンプリング以降の処理ブロックについてもその高速サンプリングに対応できる高い処理速度が必要となるので、色ずれ補正のためにかかるコストが装置の高速化にほぼ比例してアップしてしまうという問題があった。
パターンのエッジの検出精度を向上させるための検出手段として、高精度、高分解能を持つＣＣＤセンサにて検出するような方法も提案されているが、このような検出手段を用いた場合にも、装置の複雑化、コストアップ等の問題を避けられなかった。
【０００６】
このような問題に対処すべく、例えば特許第３２５４２４４号公報には、第１色目のトナー像に第２色目のトナー像を重ねて形成されたトナー像パターンと、２色のパターンの相対的位置関係を所定量ずらしたタイミングで形成されたトナー像パターンとを、光学センサによりその平均的な濃度を検出し、その信号出力から第１色目と第２色目との位置ずれ量と位置ずれ方向を判断し、補正する技術が開示されている。
この技術では、位置ずれ量の検知を、パターン像（ライン像）のエッジ検出によるのではなく、パターン全体の平均的な光学センサの出力信号を検出することによっているために、必要なサンプリング周波数は５００Ｈｚ以下（２ｍｓｅｃ毎）程度、すなわち特公平７−１９０８４号公報に記載されたものと比較して１／１００程度の低いサンプリング周波数で検知可能である。
【０００７】
よって、特許第３２５４２４４号公報記載の位置ずれ検出方法を用いた場合でも、特公平７−１９０８４号公報に記載の技術と同等レベルの検出精度が得られれば、位置ずれ量検出に関してハードウエアをより安価に構成できるため、大幅なコストダウンが可能となる。
特許第３２５４２４４号公報記載の位置ずれ検出方法に類似するものとしては、例えば、特開平１０−３２９３８１号公報、特開２０００−８１７４５号公報、特開２００１−２０９２２３号公報、特開２００２−４０７４６号公報、特開２００２−２２９２８０号公報等に記載のものがある。
ここで、特許第３２５４２４４号公報に示される２色のトナー像の重ね合わせパターンの光学センサからの出力信号に基づいた位置ずれ補正を行うことを考えた場合、もし仮に補正しなければならない最大補正量が±１０ドットであったとしたら、２色の相対的位置関係を１ドットずらしたパターンを２１個形成すれば、その極値を読みとることにより、位置ずれ補正量及びその方向が判断できる。
しかしながら、それだけ多くのパターンを作成してしまうと、無駄なトナー消費量が多くなるだけでなく、位置ずれ自動調整に要する時間も長くなってしまうために望ましくない。
この課題に対し、例えば特開平１０−３２９３８１号公報には、横軸のプリント位置パラメータに対し、縦軸を反射光学濃度としたときの２直線の交点計算により、より高精度に位置ずれ量を検知する方法が示されている。
【０００８】
【特許文献１】
特公平７−１９０８４号公報
【特許文献２】
特許第３２５４２４４号公報
【特許文献３】
特開平６−１００２号公報
【特許文献４】
特開平１０−３２９３８１号公報
【特許文献５】
特開２０００−８１７４５号公報
【特許文献６】
特開２００１−２０９２２３号公報
【特許文献７】
特開２００２−４０７４６号公報
【特許文献８】
特開２００２−２２９２８０号公報
【特許文献９】
特開２００１−３１２１１５号公報
【特許文献１０】
特開２００２−６２７０７号公報
【特許文献１１】
特開平５−１００５５６号公報
【特許文献１２】
特開２００２−１４８８９０号公報
【特許文献１３】
特開２００２−６５８０号公報
【特許文献１４】
特開２０００−３５７０４号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
特開平１０−３２９３８１号公報に開示された方法によれば、最大補正量が±１０ドットであった場合でも、２１個のパターンを形成する必要がなく、適当に数ドットずつ、例えば２ドットずつずらしたパターンを１１個形成すればよいこととなり、また５ドットずつずらしたパターンであれば５個形成すればよいこととなるので、パターン数を大幅に減らし、位置ずれ調整に要する時間を大幅に短縮しながら、より高精度な位置ずれ補正が実現可能となる。
位置ずれ調整というのは通常のプリント動作とは関係ない動作であるため、処理時間が長いとそれだけファーストプリントに要する時間がかかるわけで、生産性を考えた場合、このような調整時間は短ければ短いほどよい。
但し、２直線の直線近似式の交点計算により位置ずれ量を求める場合、各パッチのセンサ出力信号が予め定めた任意のシフト量に対し直線的に増加、ないしは減少する出力特性、すなわち２直線の各近似式の決定係数Ｒ２が限りなく１に近い直線が得られなければならない。
【００１０】
そこで、例えば図１に示すような４連タンデム直接転写方式（転写ベルト１８上に転写紙を静電吸着して該転写紙上に各色の像を順次転写して重ね合わせる方式）のカラー画像形成装置において、図３５に示すように、基準色の黒（Ｂｋ）と他の色（例えばシアン（ｃ））の２色のラインの重ね合わせにより構成されるパッチの各色ラインをその最低構成数である１ラインの重ね合わせにより構成したものを１パッチとし、その２色の相対的位置関係を任意量ずつシフトさせて連続的に１３個（Ｐ１〜Ｐ１３）形成した主走査方向の位置ずれ検知用の検知パターン（位置合わせパターン）Ｐｋを、図３６に示すような従来の光学センサ（位置合わせパターン検知センサ）で読みとり、基準色以外のラインの任意シフト量に対する各パッチの出力電圧をプロットする実験を行った。
【００１１】
図３５において、各パッチは光学センサの走査方向、すなわち、転写ベルトの移動方向に沿って配置されており、主走査方向の色ずれを検知すべく該方向と直交する方向に基準色以外の色が任意量シフトされている。
図３６において、光学センサは、ＬＥＤ（発光ダイオード）７００と、正反射光受光素子７０１と、拡散光（以下、拡散反射光ともいう）受光素子７０２から構成され、これらの素子は支持基板７０３に支持されている。これらの素子は実際には位置合わせパターンの移動平面に対して略垂直面内に配置されているが、図３６（ａ）では判りやすいように９０°倒して平面的に表示している。図３６（ｂ）において、符号７００ａはＬＥＤ７００のスポット形状を、７０１ａは正反射光受光素子７０１のスポット形状を、７０２ａは拡散光受光素子７０２のスポット形状をそれぞれ示している。
【００１２】
実験の結果、図３７に示される通り、極値に対しマイナス側のプロット点により求まる近似直線ではＲ２＝０．９２７５、一方、極値に対しプラス側のプロット点により求まる近似直線ではＲ２＝０．９５５５という具合に、およそ直線とは言い難い出力特性が得られた。
また、この２つの近似直線より交点を計算した結果、位置ずれ量＝３４．７４μｍ（＝０．８２ｄｏｔ）という結果となった。検知パターンや検知センサ等の実験条件は以下の通りである。
【００１３】
［検知パターン］（＝図３５に示したパターンの詳細パラメータ）
Ｂｋライン幅：２４ｄｏｔ（＝１．０１６ｍｍ）
カラーライン幅：２４ｄｏｔ（＝１．０１６ｍｍ）
任意のシフト量：４ｄｏｔ（＝２５．４／６００×１０００×４＝１６９．３μｍ）
総パッチ数：１３パッチ（Ｐ１、Ｐ１３では両者が完全に重なっておらず、Ｐ７では両者が完全に重なっている）
［検知センサ］（＝図３６に示したセンサの詳細仕様）
［線速］
２４５ｍｍ／ｓｅｃ
［サンプリング周波数］
５００Ｓａｍｐｌｉｎｇ／ｓｅｃ
【００１４】
そこで、本発明は、簡易且つ低コストな構成で色ずれを高精度に検知できる位置合わせパターン検知手段としての位置合わせパターン検知センサ、これを用いた画像形成装置、及び色ずれ検知方法、色ずれ補正方法の提供を、その主な目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明では、基準色の像と該基準色以外の色の像とを重ねて形成された位置合わせパターンに、発光部から光を照射して上記位置合わせパターンからの反射光を受光部により検知する位置合わせパターン検知センサにおいて、上記受光部が、上記反射光の拡散反射光又は拡散反射成分を検知するように構成され、上記発光部と受光部が上記位置合わせパターンの走査方向に沿って配置され、少なくとも上記受光部のスポット形状が、上記位置合わせパターンの異なる位置での上記基準色に対する上記基準色以外の色のシフト量に対する面積増分が一定となる形状に設定されている、という構成を採っている。
【００１６】
請求項２記載の発明では、基準色である黒のライン像と該基準色以外の色のライン像とを重ねて形成された複数ラインを１つのパッチとし、２色のライン像の相対的位置関係を任意量ずつずらしたパッチを連続的に形成してなる位置合わせパターンに、発光部から光を照射して上記位置合わせパターンからの反射光を受光部により検知する位置合わせパターン検知センサにおいて、上記受光部が、上記反射光の拡散反射光又は拡散反射成分を検知するように構成され、上記発光部と受光部が上記位置合わせパターンの走査方向に沿って配置され、少なくとも上記受光部のスポット形状が、上記位置合わせパターンの異なる位置での上記基準色の黒のライン像に対する上記基準色以外の色のライン像のシフト量に対する面積増分が一定となる形状に設定されている、という構成を採っている。
【００１７】
請求項３記載の発明では、請求項１又は２記載の位置合わせパターン検知センサにおいて、上記受光部のスポット形状を四角形とした、という構成を採っている。
【００１８】
請求項４記載の発明では、請求項１乃至３のうちの何れか１つに記載の位置合わせパターン検知センサにおいて、上記発光部と受光部の指向特性の中心軸が上記位置合わせパターンの走査方向と一致している、という構成を採っている。
【００１９】
請求項５記載の発明では、請求項１乃至４のうちの何れか１つに記載の位置合わせパターン検知センサにおいて、上記発光部が発光ダイオードにより構成され、上記受光部がフォトダイオード又はフォトトランジスタにより構成されている、という構成を採っている。
【００２０】
請求項６記載の発明では、請求項５記載の位置合わせパターン検知センサにおいて、上記受光部が、広指向角の受光素子である、という構成を採っている。
【００２１】
請求項７記載の発明では、請求項５記載の位置合わせパターン検知センサにおいて、上記発光部、受光部のいずれか一方又は両方の半値角が３０°以上の素子である、という構成を採っている。
【００２２】
請求項８記載の発明では、請求項５記載の位置合わせパターン検知センサにおいて、上記発光部、受光部のいずれか一方又は両方がサイドビュータイプの素子である、という構成を採っている。
【００２３】
請求項９記載の発明では、請求項５記載の位置合わせパターン検知センサにおいて、上記発光部、受光部のいずれか一方又は両方がチップタイプの素子である、という構成を採っている。
【００２４】
請求項１０記載の発明では、請求項９記載の位置合わせパターン検知センサにおいて、上記チップタイプの素子と検知対象である上記位置合わせパターンとの間にコリメートレンズを設けた、という構成を採っている。
【００２５】
請求項１１記載の発明では、複数の像担持体を有し、各像担持体上に形成されたトナー像を順次転写体上に重ねて転写した後、シート状記録媒体に一括転写することによりカラー画像を得る画像形成装置であって、基準色の像と該基準色以外の色の像とを重ねて形成された位置合わせパターンと、該位置合わせパターンを検知する位置合わせパターン検知手段と、該位置合わせパターン検知手段からの出力信号に基づいて上記基準色の像と該基準色以外の色の像との位置ずれ量とその方向を判断し該位置ずれ量を補正する位置ずれ量補正手段を有する画像形成装置において、上記位置合わせパターン検知手段が、請求項１乃至９のうちの何れか１つに記載の位置合わせパターン検知センサである、という構成を採っている。
【００２６】
請求項１２記載の発明では、複数の像担持体を有し、各像担持体上に形成されたトナー像を順次転写体上に重ねて転写した後、シート状記録媒体に一括転写することによりカラー画像を得る画像形成装置であって、基準色である黒のライン像と該基準色以外の色のライン像とを重ねて形成された複数ラインを１つのパッチとし、２色のライン像の相対的位置関係を任意量ずつずらしたパッチを連続的に形成してなる位置合わせパターンと、該位置合わせパターンを検知する位置合わせパターン検知手段と、該位置合わせパターン検知手段からの出力信号に基づいて上記基準色の黒のライン像と該基準色以外の色のライン像との位置ずれ量とその方向を判断し該位置ずれ量を補正する位置ずれ量補正手段を有する画像形成装置において、上記位置合わせパターン検知手段が、請求項１乃至９のうちの何れか１つに記載の位置合わせパターン検知センサである、という構成を採っている。
【００２７】
請求項１３記載の発明では、複数の像担持体を有し、各像担持体上に形成されたトナー像を転写体上に担持されたシート状記録媒体上に順次重ねて転写することによりカラー画像を得る画像形成装置であって、基準色の像と該基準色以外の色の像とを重ねて形成された位置合わせパターンと、該位置合わせパターンを検知する位置合わせパターン検知手段と、該位置合わせパターン検知手段からの出力信号に基づいて上記基準色の像と該基準色以外の色の像との位置ずれ量とその方向を判断し該位置ずれ量を補正する位置ずれ量補正手段を有する画像形成装置において、上記位置合わせパターン検知手段が、請求項１乃至９のうちの何れか１つに記載位置合わせパターン検知センサである、という構成を採っている。
【００２８】
請求項１４記載の発明では、複数の像担持体を有し、各像担持体上に形成されたトナー像を転写体上に担持されたシート状記録媒体上に順次重ねて転写することによりカラー画像を得る画像形成装置であって、基準色である黒のライン像と該基準色以外の色のライン像とを重ねて形成された複数ラインを１つのパッチとし、２色のライン像の相対的位置関係を任意量ずつずらしたパッチを連続的に形成してなる位置合わせパターンと、該位置合わせパターンを検知する位置合わせパターン検知手段と、該位置合わせパターン検知手段からの出力信号に基づいて上記基準色の黒のライン像と該基準色以外の色のライン像との位置ずれ量とその方向を判断し該位置ずれ量を補正する位置ずれ量補正手段を有する画像形成装置において、上記位置合わせパターン検知手段が、請求項１乃至９のうちの何れか１つに記載位置合わせパターン検知センサである、という構成を採っている。
【００２９】
請求項１５記載の発明では、請求項１２又は１４記載の画像形成装置において、基準色である黒ライン像の作像順序は、上記転写体上での色重ねの最終色である、という構成を採っている。
【００３０】
請求項１６記載の発明では、請求項１１乃至１４のうちの何れか１つに記載の画像形成装置において、上記位置合わせパターンを形成する上記転写体の明度（Ｌ＊）が４０以下、好ましくは２０以下である、という構成を採っている。
【００３１】
請求項１７記載の発明では、請求項１２又は１４記載の画像形成装置において、上記位置合わせパターンの基準色ライン像に対する基準色以外のライン像の任意のシフト量に対する上記位置合わせパターン検知手段からの出力信号が１つ以上の極値を持ち、任意のシフト量を横軸としたときに、上記位置ずれ量補正手段は、上記極値に対し両側に形成される２直線の交点を算出することにより基準色に対する基準色以外の色の位置ずれ量とその方向を判断するものであって、その交点算出には極値又は極値近傍におけるデータ点を計算に使わない、という構成を採っている。
【００３２】
請求項１８記載の発明では、請求項１７記載の画像形成装置において、２成分現像方式の現像装置を有している、という構成を採っている。
【００３３】
請求項１９記載の発明では、インクジェット方式によりカラー画像を得る画像形成装置であって、基準色の像と該基準色以外の色の像とを重ねて形成された位置合わせパターンと、該位置合わせパターンを検知する位置合わせパターン検知手段と、該位置合わせパターン検知手段からの出力信号に基づいて上記基準色の像と該基準色以外の色の像との位置ずれ量とその方向を判断し該位置ずれ量を補正する位置ずれ量補正手段を有する画像形成装置において、上記位置合わせパターン検知手段が、請求項１乃至９のうちの何れか１つに記載の位置合わせパターン検知センサである、という構成を採っている。
【００３４】
請求項２０記載の発明では、インクジェット方式によりカラー画像を得る画像形成装置であって、基準色である黒のライン像と該基準色以外の色のライン像とを重ねて形成された複数ラインを１つのパッチとし、２色のライン像の相対的位置関係を任意量ずつずらしたパッチを連続的に形成してなる位置合わせパターンと、該位置合わせパターンを検知する位置合わせパターン検知手段と、該位置合わせパターン検知手段からの出力信号に基づいて上記基準色の黒のライン像と該基準色以外の色のライン像との位置ずれ量とその方向を判断し該位置ずれ量を補正する位置ずれ量補正手段を有する画像形成装置において、上記位置合わせパターン検知手段が、請求項１乃至９のうちの何れか１つに記載の位置合わせパターン検知センサである、という構成を採っている。
【００３５】
請求項２１記載の発明では、基準色の像と該基準色以外の色の像とを重ねて形成された位置合わせパターンを位置合わせパターン検知手段により検知し、該位置合わせパターン検知手段からの出力信号に基づいて上記基準色の像と該基準色以外の色の像との位置ずれ量とその方向を判断する色ずれ検知方法において、上記位置合わせパターン検知センサが拡散反射光又は拡散反射成分を検知するようにし、該位置合わせパターン検知手段の発光部と受光部を上記位置合わせパターンの走査方向に沿って配置し、少なくとも上記受光部のスポット形状を、上記位置合わせパターンの異なる位置での上記基準色に対する上記基準色以外の色のシフト量に対する面積増分が一定となる形状にすることとした。
【００３６】
請求項２２記載の発明では、請求項２１記載の色ずれ検知方法において、上記位置合わせパターンが形成される被検知物体の明度と拡散反射光との相関関係を実験的に把握し、得られたデータから適正値を判断し、これに基づいて上記被検知物体の明度を設定することとした。
【００３７】
請求項２３記載の発明では、請求項２２記載の色ずれ検知方法において、上記位置合わせパターンの基準色と上記被検知物体の明度に係る出力特性を略同等にすることとした。
【００３８】
請求項２４記載の発明では、位置合わせパターンの基準色ライン像に対する基準色以外のライン像の任意のシフト量に対する位置合わせパターン検知手段からの出力信号に基づき、位置ずれ量補正手段により上記出力信号の極値に対し両側に形成される２直線の交点を算出することにより、基準色に対する基準色以外の色の位置ずれ量とその方向を判断してずれを補正する色ずれ補正方法において、上記２直線の交点の算出に、上記極値又は極値近傍におけるデータ点を計算に使わないこととした。
【００３９】
請求項２５記載の発明では、位置合わせパターンの基準色ライン像に対する基準色以外のライン像の任意のシフト量に対する位置合わせパターン検知手段からの出力信号に基づき、位置ずれ量補正手段により上記出力信号の極値に対し両側に形成される２直線の交点を算出することにより、基準色に対する基準色以外の色の位置ずれ量とその方向を判断してずれを補正する色ずれ補正方法において、上記位置合わせパターン検知手段の発光部と受光部を、上記２直線の非線形性を是正するように配置することとした。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施形態を図１乃至図９に基づいて説明する。
まず、図１に基づいて本実施形態における画像形成装置としての４連タンデム直接転写方式のカラープリンタの概略構成を説明する。
カラープリンタは、１つの手差しトレイ３６、２つの給紙カセット３４（第１給紙トレイ）、３４（第２給紙トレイ）の３つの給紙トレイを有しており、手差しトレイ３６より給紙されたシート状記録媒体としての図示しない転写紙は給紙コロ３７により最上のものから順に１枚ずつ分離され、レジストローラ対２３へ向けて搬送される。第１給紙トレイ３４又は第２給紙トレイ３４から給紙された転写紙は、給紙コロ３５により最上のものから順に１枚ずつ分離され、搬送ローラ対３９を介してレジストローラ対２３へ向けて搬送される。
給紙された転写紙は、レジストローラ対２３で一旦停止され、スキューを修正された後、後述する最上流に位置する感光体ドラム１４Ｙ上に形成された画像の先端と転写紙の搬送方向の所定位置とが一致するタイミングで、図示しないレジストクラッチのオン制御によるレジストローラ対２３の回転動作により転写ベルト１８へ向けて搬送される。
転写紙は、転写ベルト１８とこれに当接した紙吸着ローラ４１とで構成される紙吸着ニップを通過する際、紙吸着ローラ４１に印加されるバイアスにより転写ベルト１８に静電力で吸着され、プロセス線速１２５ｍｍ／ｓｅｃにて搬送される。
【００４１】
転写ベルト１８に吸着された転写紙には、転写ベルト１８を挟んで各色の感光体ドラム１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙと対向した位置に配置された転写ブラシ２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｍ、２１Ｙにトナーの帯電極性（マイナス）と逆極性の転写バイアス（プラス）が印加されることにより、各感光体ドラム１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙに作像された各色のトナー像がイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｂｋ）の順で転写される。
各色の転写工程を経た転写紙は、下流側の駆動ローラ１９部位で転写ベルト１８から曲率分離され、定着装置２４へ搬送される。定着装置２４における定着ベルト２５と加圧ローラ２６により構成される定着ニップを通過することにより、トナー像が熱と圧力により転写紙に転写される。定着がなされた転写紙は、片面印刷モードの場合には、装置本体上面に形成されたＦＤ（フェイスダウン）トレイ３０へと排出される。
予め両面印刷モードが選択されている場合には、定着装置２４を出た転写紙は、図示しない反転ユニットへ送られ、該ユニットにて表裏を反転されてから転写ユニット下部に位置する両面搬送ユニット３３に搬送される。転写紙は該両面搬送ユニット３３から再給紙され、搬送ローラ対３９を経てレジストローラ対２３へ搬送される。以降は、片面印刷モード時と同様の動作を経て定着装置２４を通過し、ＦＤトレイ３０へと排出される。
【００４２】
次に、上記カラープリンタの画像形成部における構成及び作像動作を詳細に説明する。
画像形成部は、各色共に同様の構成及び動作を有しているのでイエロー画像を形成する構成及び動作を代表して説明し、その他については各色に対応する符号を付して説明を省略する。
転写紙搬送方向の最上流側に位置する感光体ドラム１４Ｙの周囲には、帯電ローラ４２Ｙ、クリーニング手段４３Ｙを有する作像ユニット１２Ｙと、現像ユニット１３Ｙ、光書き込みユニット１６等が設けられている。
画像形成時、感光体ドラム１４Ｙは図示しないメインモータにより時計回り方向に回転駆動され、帯電ローラ４２Ｙに印加されたＡＣバイアス（ＤＣ成分はゼロ）により除電され、その表面電位が略−５０ｖの基準電位となる。
次に、感光体ドラム１４Ｙは、帯電ローラ４２ＹにＡＣバイアスを重畳したＤＣバイアスを印加することによりほぼＤＣ成分に等しい電位に均一に帯電され、その表面電位がほぼ−５００ｖ〜−７００ｖ（目標帯電電位はプロセス制御部により決定される）に帯電される。
プリント画像として図示しないコントローラ部より送られてきたデジタル画像情報は、各色毎の２値化されたＬＤ発光信号に変換され、シリンダレンズ、ポリゴンモータ、ｆθレンズ、第１〜第３ミラー、及びＷＴＬレンズ等を有する光書き込みユニット１６により感光体ドラム１４Ｙ上に露光光１６Ｙが照射される。
照射された部分のドラム表面電位が略−５０ｖとなり、書き込み密度（＝解像度）６００ｄｐｉで画像情報に対応した静電潜像が形成される。
【００４３】
感光体ドラム１４Ｙ上のイエロー画像情報に対応した静電潜像は、現像ユニット１３Ｙにより可視像化される。現像ユニット１３Ｙの現像スリーブ４４ＹにＡＣバイアスを重畳したＤＣ（−３００〜−５００ｖ）が印加されることにより、書き込みにより電位が低下した画像部分にのみトナー（Ｑ／Ｍ：−２０〜−３０μＣ／ｇ）が現像され、トナー像が形成される。現像ユニット１３Ｙは、キャリアとトナーとの混合現像剤が入った、いわゆる２成分現像方式の現像器である。
作像された各色の感光体ドラム１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙ上のトナー画像は、転写ベルト１８上に吸着された転写紙上に上記転写バイアスにより転写される。
【００４４】
本実施形態におけるカラープリンタでは、上述した画像形成動作に先立ち、色ずれ調整動作が行われる。色ずれ調整動作では、転写ベルト１８上に後述する位置合わせパターンが形成され、この位置合わせパターンを位置合わせパターン検知手段としての位置合わせパターン検知センサ４０により読み取る（検知する）ことにより行われる。
位置合わせパターン検知センサ４０は、転写ベルト１８の感光体ドラム１４Ｂに対向する下面側に配置されている。
【００４５】
主走査方向の位置ずれを検知するための位置合わせパターンＰｍは、図２に示すように、基準色である黒のライン像Ｂｋと該基準色以外の色、例えばシアンのライン像Ｃとを重ねて形成された複数ラインを１つのパッチとし、２色のライン像の相対的位置関係を任意量（任意のシフト量）ずつずらしたパッチを連続的に形成して構成されている。なお、基準色を黒に限定する趣旨ではない（以下の他の実施形態において同じ）。
ここで、「任意のシフト量」というのは、Ｐ１〜Ｐ２間のシフト量が５０μｍであり、Ｐ２〜Ｐ３のシフト量が２０μｍというように常に一定でないとしてもよいことを含む。
本実施形態では、位置合わせパターンＰｍは、１つのパッチが基準色以外の１２ｄｏｔ幅（＝０．５０８ｍｍ）のカラーラインの上に、これと同じ幅の黒ラインを重ね合わせた構成となっており、このようなパッチをＢｋラインに対しカラーラインＣを２ｄｏｔずつずらした１３個のパッチにより全体構成をなしている。
ここで、「パッチを連続的に形成して」の意味合いは、走査方向（転写ベルト１８の進行方向）に沿って並べる程度の意味合いであり、並べ方が例えばＰ１、Ｐ１１、Ｐ２、Ｐ１０という具合に順序がばらばらであっても連続的に含まれる意味合いである。また、Ｐ１〜Ｐ２の間隔、Ｐ２〜Ｐ３の間隔がばらばらであっても連続的に含まれるものとする。
【００４６】
本実施形態における位置合わせパターン検知センサ４０は、図３（ｂ）に示すように、発光部としての発光ダイオード（ＬＥＤ）４０Ａと、受光部としてのフォトダイオード（ＰＤ）４０Ｂを有し、これらの素子は支持基板４５により支持されている。受光部はフォトダイオード４０Ｂに代えてフォトトランジスタで構成してもよい。
発光ダイオード４０Ａとフォトダイオード４０Ｂは位置合わせパターンＰｍの走査方向に沿って配置され、フォトダイオード４０Ｂが、位置合わせパターンＰｍからの反射光の拡散反射光のみを受光できるように配置されている。
図３（ａ）に示すように、発光ダイオード４０Ａのスポット形状４０Ａ−１と、フォトダイオード４０Ｂのスポット形状４０Ｂ−１は共に四角形状に形成されている。発光ダイオード４０Ａとフォトダイオード４０Ｂのスポット形状は支持基板４５の上面に形成されたスリットの形状により決定されている。
位置合わせパターンＰｍは、図４に示すように、転写ベルト１８の両側と中央部の３つの位置に形成され、これに対応して位置合わせパターン検知センサ４０も図示しない支持基板に支持されて３個（４０ａ、４０ｂ、４０ｃ）設けられている。これらの位置合わせパターン検知センサ４０ａ、４０ｂ、４０ｃのうち、転写ベルト１８の両側に配置した２つのセンサで、図２に示す主走査方向の位置ずれを検知するための位置合わせパターンＰｍのずれ量を検知することにより、主走査ずれ及び倍率誤差の補正を行う。
また、転写ベルト１８の両側及び中央部に配置した３つのセンサで、図２８に示す副走査方向の位置ずれを検知するための位置合わせパターンＰｓのずれ量を検知することにより、副走査ずれ及びスキューの補正を行う。
【００４７】
次に、位置合わせパターン検知センサ４０の受光部を拡散反射光のみを受光できるように配置した点、少なくとも受光部のスポット形状を四角形状とした点等についての理由、すなわち、本発明を想到、具現化するに至った経緯及び根拠を説明する。
図３７に示したように、従来の光学センサによる位置ずれ検知では、およそ直線とは言い難い出力特性が得られた。
しかしながら、転写ベルト１８上に作成された位置合わせパターンの実際のずれ量を、２００万画素ＣＣＤを搭載したデジタルマイクロスコープにて測定した結果、図１０に示すように、２つのラインが完全に重なり合っているＰ７でのずれ量はほぼゼロであった。これは、実際の位置合わせパターンでは位置ずれはほとんど生じていないのに、従来の光学センサの発光、受光、出力過程で誤差が発生していることを意味する。
図１０に示すように、極値に対しマイナス側のプロット点により求まる近似直線ではＲ２＝０．９９８８、極値に対しプラス側のプロット点により求まる近似直線ではＲ２＝０．９９９６というように、限りなく直線（Ｒ２＝１）に近い結果が得られ、また、この２直線より交点を計算した結果、位置ずれ量＝４．１３μｍと実際（＝０）にほぼ近い値となった。
【００４８】
ここで、図３７に示したセンサの出力電圧プロットと、図１０に示した顕微鏡観察によるずれ量のプロットとの違いには、以下の２つの理由が挙げられる。
▲１▼図１０に示した顕微鏡観察結果では、隣接するパッチ間のずれ量の差分値がほぼ一定（＝線形）であるのに対し、図３７に示した出力電圧値では、隣接するパッチ間の出力電圧の差分（＝変化量）が極値から遠ざかるに従い減少している。
▲２▼図１０に示した顕微鏡観察結果では、鏡像関係にあるパッチ（例えばＰ４とＰ１０）のずれ量はほぼ等しいのに対し、図３７に示した出力電圧では、鏡像関係にあるパッチ（例えばＰ４とＰ１０）の出力電圧には差が見られる。
それ故に、この２点の原因に対し対策をとれば、実際のセンサ信号出力のプロットから得られる２直線から求まる交点計算結果より、高精度な位置ずれ量の算出が可能となるものと推測できる。
【００４９】
そこで、まず、▲１▼の結果について考えるために、図１１に従来のセンサ受光面形状とパターンとの関係を示す。
センサの拡散光出力電圧は、受光面内におけるカラーライン部面積の増加に対しある相関関係があると考えられるため、隣接するパッチ間のずれ量の差分値（この場合４ｄｏｔ）に対し、面積増分が一定であれば直線的となるはずである。
しかし、図１１から明らかなように、受光面が円形であることにより、「Ｐ１〜Ｐ２のカラーライン４ｄｏｔのシフトに対する面積の変化量（Ｐ２における領域Ｐ２−１）」と「Ｐ２〜Ｐ３のカラーライン４ｄｏｔのシフトに対する面積の変化量（Ｐ３における領域Ｐ３−１）」とでは、後者の方が大きくなってしまっていることが判る。これは受光面が円形の場合に限らず、楕円形等においても同様である。
従って、シフト量に対する面積増分を一定にするには、受光面の形状を例えば四角形とすればよいことが判る。
【００５０】
▲１▼の様な結果が、受光面が円形状であることにより生じていることを検証するために、「光学センサの拡散光出力は、受光面内のカラーライン像の面積に対して１次線形関係にある」とする仮定を行い、２色の重ね合わせパターン各パッチの光学センサ受光面内に占めるカラーライン像の面積を計算して、この面積値を各パッチの出力値とするようなシミュレーション計算を行った。
また、この面積値を「横軸の基準色（黒）に対するカラーライン像のシフト量」に対してプロットしたときに得られる２直線の交点計算により、位置ずれ量の検出誤差を求める計算も行った。
【００５１】
［計算式］
図１２に示されるように、受光面中心から距離ａの位置にある１区間の長方形の面積Ｓは、Ｓ＝２×［ａ×ｔａｎ（ａｃｏｓ（ａ／１．５））］×（２５．４／６００）のように、受光面中心からの距離ａの関数で表せる。
［計算条件］
（１）センサ受光径：（直径＝３．０ｍｍ）
（２）ライン幅（Ｂｋ、Ｃｏｌｏｒ）：２４ｄｏｔ（＝１．０１６ｍｍ）
※ここでは６００ｄｐｉ、すなわち１ｄｏｔ＝４２．３μｍとした。
【００５２】
図１３にシミュレーションによる計算結果を示す。図１３に示す結果は、図３７に示した出力電圧の結果と、横軸に対する傾向がほぼ等しいことから、受光面形状が特許第３２５４２４４号公報や、特開平１１−２９１４７７号公報等で開示されているような円形状である場合には、２色のラインの重ね合わせにより構成されるパッチの各色ラインをその最小構成数である１ラインの重ね合わせとした条件においては、カラーラインのシフト量に対するセンサの出力特性に直線性が得られない、すなわち非線形となることが確認された。
従って、２色のライン像の重ね合わせにより構成される複数ライン像を１パッチとし、２色のライン像の相対的位置関係を任意量ずつずらしたパッチを連続的に形成してなる位置合わせパターンを検知するための光学センサの受光面形状は、円形状では、任意のシフト量に対する出力特性に非線形性が生じてしまい、高精度な位置ずれ検知ができないために、シフト量に対する面積増分が一定となる形状、例えば四角形、又は矩形に設定されていることが必要であるという結論が得られる。
【００５３】
次に、▲２▼の結果が得られた原因について検討してみる。
▲２▼で述べている極値に対し鏡像関係にあるパッチ同士の出力が異なる原因としては、▲１▼と同様、両者でカラートナー部の面積が異なることが考えられる。
そこで、黒ラインの中心が受光面中心に対し２ｄｏｔずれている場合について、先と同様のシミュレーション計算を行った。その結果を図１４に示す。
図１４に示す通り、基準色であるＢｋラインの中心が受光面中心に対してずれてしまうことにより、鏡像関係にあるパッチの出力電圧が等しくならないことが判った。これより、図３７に示す実験を行った際、狙いとしてはＢｋライン中心をほぼ受光面中心に合わせたつもりであったが、実際には僅かにずれてしまっていたことにより生じてしまったものと思われる。
なお、図３７に示した結果は、ライン数を最小構成数とした場合におけるものであり、このような誤差要因を無くすためには、ライン幅に対し受光幅を十分に広くすればよいと思われる。
【００５４】
これ以外にこのような鏡像関係にあるパッチの出力電圧に差が生じてしまう要因はないかという点について考えてみると、図３６に示した光学センサは、先に述べた通り、発光素子をＬＥＤ、受光素子をフォトトランジスタにて構成しているが、これら素子には素子単体の特性として指向特性がある。
図１５は図３６で示したＬＥＤの指向特性図を、図１６は図３６で示したフォトトランジスタの指向特性図を示している。素子単体では図１５、図１６に示されるような指向特性を持つために、図１７に示すように、パターン走査方向に対し、発光素子と受光素子の指向特性の中心軸をずらしたような配置（従来におけるセンサ配置）をしてしまうと、明らかに受光エリア内において出力分布を持ってしまうために、▲２▼で述べたような鏡像関係にあるパッチの出力電圧が異なってしまう場合がある。
【００５５】
従って、２色のライン像の重ね合わせにより構成される複数ライン像を１パッチとし、２色のライン像の相対的位置関係を任意量ずつずらしたパッチを連続的に形成してなる位置合わせパターンを検知するための光学センサにおいては、受光素子と発光素子の指向特性の中心軸がパターン走査方向と一致している必要がある。すなわち、受光素子と発光素子とをパターンの走査方向に沿って配置することが必要となる。
この実験に基づく知見を踏まえ、本実施形態では、図５に示すように、パターン走査方向に対し、発光ダイオード４０Ａとフォトダイオード４０Ｂの指向特性の中心軸を合わせた配置としている。
【００５６】
また、受光面内の光強度分布、及び受光感度分布をできるだけ均一にするために、広指向角の受光素子を選択している。図６は発光ダイオード４０Ａの指向特性図を、図７はフォトダイオード４０Ｂの指向特性図を示している。図３６で示した従来の光学センサに対し、発光ダイオード４０Ａの半値角を３５°、フォトダイオード４０Ｂの半値角を４５°と広くしており、半値角を従来に比べ３０°以上の広いものに変更している。
図３６に示した従来の光学センサでは、単にセンサ素子に高出力であることを求めており、発光素子、受光素子共にラジアルタイプ、又はトップビュータイプ、又は砲弾型と呼ばれている素子を採用している。
これに対し、本実施形態では、上述のように、受光面内の発光分布、及び受光感度分布をできるだけなくす、すなわち均一にするために、広指向角であり、素子の製法上指向特性のばらつきの小さい、いわゆるサイドビュータイプの素子を選定している。
【００５７】
また、本実施形態では、位置合わせパターンＰｍが形成される転写ベルト１８には、明度Ｌ＊（ＪＩＳＺ８７２９）＝１．７のポリイミド製のベルトを用いている。これを含む上述のような構成とした理由について以下にさらに詳述する。
（位置合わせパターンの構成について）
図１８は、図３６に示した従来センサのベルト地肌部、Ｂｋベタパッチ部、Ｃ（シアン）パッチ部の正反射光出力電圧を、横軸のＬＥＤ電流に対してプロットしたグラフである。
ここで例えば、転写ベルト地肌部の出力電圧が４．０ｖとなるＬＥＤ電流設定（＝３７ｍＡ）時の各パッチ部の出力電圧を見てみると、表１に示すような結果となる。
【００５８】
【表１】
ここで、図１８の位置合わせパターンを正反射光出力で読むことを考えると、Ｐ１、及びＰ１３の面積比は、黒ライン×５０％＋カラーライン×５０％であり、Ｐ７の面積比は、黒ライン×５０％＋カラーライン×５０％であるために、各パッチ部のセンサ出力はおよそ、以下の通りとなる。
（「Ｂｋライン群」が「カラーライン群」の上に形成されている場合）
Ｐ１、Ｐ１３の出力電圧＝０．１２（Ｂｋベタ）×０．５＋１．９１（Ｃベタ）×０．５＝１．０１５ｖ
Ｐ７の出力電圧＝０．１２（Ｂｋベタ）×０．５＋４．０（ベルト部）×０．５＝２．０６ｖ
（「Ｂｋライン群」が「カラーライン群」の下に形成されている場合）
Ｐ１、Ｐ１３の出力電圧＝０．１２（Ｂｋベタ）×０．５＋１．９１（Ｃベタ）×０．５＝１．０１５ｖ
Ｐ７の出力電圧＝１．９１（Ｃベタ）×０．５＋４．０（ベルト部）×０．５＝２．９５５ｖ
【００６０】
各パッチの出力電圧を、「横軸のカラーラインの任意のシフト量」に対しプロットすると、図１９に示すような結果となる。図１９より、以下のことが判る。（正反射光により検知を行った場合）
（ａ）出力電圧は２色ラインが完全に重なり合ったパッチ（Ｐ７）にて最大となり、その出力電圧はほとんどベルト地肌部からの出力によって決まる。
（ｂ）「黒ライン群」が「カラーライン群」に対して上である場合の方が、下である場合に比べ最小値（Ｐ１、Ｐ１３）と最大値（Ｐ７）との出力差が小さくなる。
このように、正反射光による検知を行った場合の極大値（Ｐ７）の出力は、ベルト地肌部からの出力（∝光沢度）によって決まるために、
（ｃ）経時的な摩耗、又は部分的なキズ等により、光沢度が低下すると、その部分の出力は低下してしまう。換言すれば、経時的な摩耗によるベルト劣化により検知ができなくなるために、これによりベルト寿命が決まる。
【００６１】
つまり、図２で示したＰ２〜Ｐ１２のように、部分的にベルト面が露出しているパッチ部の正反射光出力電圧は、ベルト光沢度、又は表面粗さＲｚ等で表される表面形状特性のノイズの影響を受けやすいために、例えば、Ｐ６パッチの地肌部にキズがあると、これと鏡像関係にあるＰ８とで出力が異なってしまい、結果として計算によって求まる交点位置がずれるという結果が生じてしまう。
【００６２】
これに対し、拡散反射光による検知を行った場合には、転写ベルト１８の表面の粗さの影響をほとんど受けることなく位置ずれ量の検知ができる。
図２０は、図３６で示した従来センサのベルト地肌部、Ｂｋベタ部、Ｃ（シアン）ベタ部の拡散反射光出力電圧を、横軸のＬＥＤ電流に対しプロットしたものである。
正反射光出力が図２２に示す通り、被検知物体（位置合わせパターンが形成された転写ベルト１８）の光沢度との相関が高いのに対し、拡散光出力は図２３に示す通り、被検知物体の明度Ｌ＊との相関が高く光沢度との相関は無いために、本実施形態におけるカラープリンタに搭載されたＬ＊＝１．７の転写ベルト１８は、黒トナーとほぼ同じ出力特性を持つ。図２３から明らかなように、明度Ｌ＊が約４０まで直線性が得られ、明度Ｌ＊が２０まではその直線性が極めて高い。
ここで、先と同様に以下２つのケースについて考えてみると、各部出力電圧は表２に示すような結果となる。
【００６３】
【表２】
（「Ｂｋライン群」が「カラーライン群」の上に形成されている場合）
Ｐ１、Ｐ１３の出力電圧＝０．１６（Ｂｋベタ）×０．５＋３．４２（Ｃベタ）×０．５＝１．７９ｖ
Ｐ７の出力電圧＝０．１６（Ｂｋベタ）×０．５＋０．０７（ベルト部）×０．５＝０．１１５ｖ
（「Ｂｋライン群」が「カラーライン群」の下に形成されている場合）
Ｐ１、Ｐ１３の出力電圧＝０．１６（Ｂｋベタ）×０．５＋３．４２（Ｃベタ）×０．５＝１．７９ｖ
Ｐ７の出力電圧＝３．４２（Ｃベタ）×０．５＋０．０７（ベルト部）×０．５＝１．７４５ｖ
【００６５】
各パッチの出力電圧を、「横軸のカラーラインの任意のシフト量」に対しプロットすると、図２１のような結果となる。図２１より、以下のことが判る。
（拡散反射光により検知を行った場合）
（ａ）出力電圧は２色ラインが完全に重なり合ったパッチ（Ｐ７）にて最小となり、その出力電圧は「カラーライン群」の出力電圧によって決まる。
（ｂ）「黒ライン群」が「カラーライン群」に対し上である場合の方が、下である場合に比べ最大値（Ｐ１、Ｐ１３）と最小値（Ｐ７）との出力差を大きく取れる。
このように、拡散反射光による検知を行った場合の最大値（Ｐ７）の出力は、「カラーライン群」からの出力（∝明度）によって決まるために、
（ｃ）経時的な摩耗、又は部分的なキズ等による影響を全く受ける事がない。換言すれば、検知性能がベルト劣化に依存しないために、転写ベルトの長寿命化が達成可能となる。
【００６６】
以上より、基準色である黒のライン像と基準色以外のライン像とを重ねて形成された複数ラインを１つのパッチとし、２色のライン像の相対的位置関係を任意量ずつずらしたパッチを連続的に形成してなる位置合わせパターンを、この位置合わせパターンを検知するための光学センサにて検知することを考えた場合、転写ベルトの摩耗、又は部分的なキズ等の経時的な変動要因の影響を全く受けることのない検知を行うためには、
（１）拡散光出力による検知をすることが望ましく、
（２）基準色である黒ライン像の作像順序が、転写体上での色重ねの最終色であることが望ましく、
（３）位置合わせパターンを形成する転写体の明度（Ｌ＊）が４０以下、好ましくは２０以下であることが望ましい、ということができる。
【００６７】
なお、図２０に示した結果は、４２種類もの光沢度及び明度の異なる転写ベルトについて、ＬＥＤ電流Ｉｆ＝２０ｍＡ固定としたときの正反射光出力値を、横軸の転写ベルト表面の６０°光沢度に対してプロットしたものである。またこの図に示す光沢度測定値は、日本電色社製の光沢度計ＰＧ−１を使い、測定角度６０°の条件で測定した値である。
図２３に示した結果は、図２２に示したものと同じ４２種類のベルトについて、ＬＥＤ電流２０ｍＡ固定としたときの拡散反射光出力を、横軸の転写ベルト表面の明度Ｌ＊に対してプロットしたものである。なお、この図に示す明度測定値は、Ｘ−Ｒｉｔｅ社製のＸ−Ｒｉｔｅ９３８を使い、光源Ｄ５０、視野角２°の条件で測定した値である。
【００６８】
次に、各パッチ部の出力電圧値から位置ずれ量を算出する方法について述べる。
まず、位置ずれが全くない状態においては、完全に重なりあったパッチ（Ｐ７）にて出力が最小値となるために、この極小値に対しＸ軸方向のプラス側、マイナス側にできる２つの近似直線を例えば最小二乗法により求め、その交点となるＸ軸の値を求めることによりずれ量が計算できる。
すなわち、ｙ＝ａｘ＋ｂ、ｙ＝ｃｘ＋ｄの２つの１次式の連立方程式から、ずれ量ｘ＝（ｄ−ｂ）／（ａ−ｃ）が算出できる。
次に、色ずれが発生した場合を考えると、各パッチの出力値は、その色ずれ量に応じて変化するために、各出力値から得られる２つの線分の交点を求めれば、やはり同様に色ずれ量が計算できることとなる。
【００６９】
ここで、各２つの近似直線を求めるに際して、どのデータ点を用いるかについての検討を行う。まず、実験結果を図２４に示す。
図２４のグラフは、図２で示したようなＢｋラインとカラーライン（Ｃライン）の重ね合わせパターンで、各色のライン幅を１０００μｍとし、Ｂｋラインに対しカラーラインを１００μｍずつずらしたパッチを２１個形成してなる位置合わせパターンを転写ベルト１８上に形成し、２００万画素ＣＣＤ搭載のデジタルマイクロスコープにて各パッチのＣ（シアン）とＢｋとの線幅比を測定し、「横軸のカラーラインの任意のシフト量」に対してプロットしたものであるが、極大値近傍では「横軸のカラーラインの任意のシフト量」に対する線幅比の変化率が減少してしまっていることが判る。
図２５は、各色のライン幅を５００μｍとし、Ｂｋラインに対しカラーラインを１０μｍずつずらしたパッチをセンサで検出したたもので、横軸のシフト量と縦軸のセンサ出力電圧との関係を示すグラフである。本図からも極大値近傍及び極小値近傍で直線性が悪化していることが判る。
【００７０】
このようなことを調べたのは、実際の出力電圧が極大値近傍において出力が飽和してしまう結果を示していたからであるが、これが図２４、図２５に示される通り、実際のパッチでもほぼ同じ様に飽和してしまっていることが確認された。
従って、この極大値及び極小値近傍の出力の飽和現象は、センサ側の問題ではなく、パターン形成をしている画像形成装置側の問題であるといえる。
このような結果となった理由としては、Ｂｋ、Ｃライン共に狙いのライン幅（＝１０００μｍ）に対し太りが生じてしまっていたからであることがデジタルマイクロスコープによる観察で確認できた。このような現象が生じる原因にはトナー濃度の影響等が挙げられるが、特にラインのエッジ効果の生じやすい２成分方式の現像装置を使った場合には顕著となることが確認された。
【００７１】
なお、今回の結果では、図２６に示すように、Ｂｋライン、Ｃラインが共にライン太りしていたために、このような出力の飽和が極大値側のみに現れた。図２６に示すように、共にライン太りが生じている場合、Ｃラインを図２６（ａ）に示すパッチＡの状態から図２６（ｂ）に示すパッチＢの状態にシフトしても、Ｂｋライン間におけるＣラインには変化が生じず出力は同じとなり、検知することができない。
この実験則を踏まえれば、もし仮にＢｋのトナー濃度が非常に高く、その結果Ｂｋラインのみがライン太りが生じ、逆にカラーのトナー濃度が非常に低く、潜像に対し忠実な線幅のラインを形成した場合には、極小値近傍で同様の出力の飽和現象が発生するものと推定できる。
すなわち、図２７に示すように、Ｃラインを図２７（ａ）に示すパッチＡの状態から図２７（ｂ）に示すパッチＢの状態にシフトしても、ＣラインのシフトはＢｋラインの範囲内でなされるために変化は生じず出力は同じとなり、検知することができない。
【００７２】
従って、近似直線を求めるのに用いるデータ点は、画像形成装置の持つ固有の特性による影響を極力排除するために、極大値及び極小値又はそれらの近傍のデータを除外するのが望ましい。具体的には、例えば、複数パッチの出力の最大値と最小値より、（最大値＋最小値）／２±（最大値−最小値）×０．４のデータのみを計算に用いるようにする。
本実施形態における位置合わせパターン検知センサ４０の従来センサに対する明確な効果を示すために、図３５に示した位置合わせパターンＰｋを、図３６で示した従来のセンサで検出した場合との比較データを図８に示す。
位置合わせパターン検知センサ４０を上述した構成とすることにより、２直線の直線性を表す近似直線の決定係数Ｒ２が限りなく１に近づくために、高精度な位置ずれ量検知が可能となることが判る。
【００７３】
なおここでは、近似式の決定係数を同一条件下で比較するために、２直線の近似式は極値に対しＸ軸方向マイナス側のデータ全点、プラス側のデータ全点を使いＲ２を求めているが、先に述べた理由（ラインの太り又は細り）により、交点計算に極値データを使わないとすると、極小値の左側の直線はＲ２＝０．９９６２は０．９９８９となり、右側の直線はＲ２＝０．９９０１は０．９９６７となる。
このように、図１０で示した２００万画素ＣＣＤ搭載のデジタルマイクロスコープによる観察結果から求めた２直線とほぼ同等の直線性（＝決定係数Ｒ２がほぼ同等）が得られることが判った。
【００７４】
上記のように位置合わせパターン検知センサ側の改良により直線性が改善され、また、交点計算に用いるデータ点から極値データを除外することにより更に直線性が改善されるので、その結果として直線近似式算出に使うデータ点数（すなわちパターン数）を各直線ともに最小で２点まで（全体のパッチ数は４つまで）減らせることができる。
従って、通常のプリント動作とは関係のない、すなわち、生産性に寄与しない位置ずれ調整動作の処理時間を大幅に短縮することが可能となる。
また、このようなセンサを用いた場合でも、高精度な位置ずれ量検知が可能となることから、従来のエッジ検出方式に対し約１／１００の低サンプリング周波数によるサンプリングで十分な位置ずれ量検知が可能となる。
【００７５】
上述した位置合わせパターン検知センサ４０及び手法に基づく位置ずれ補正は、位置ずれ量補正手段によってなされる。この位置ずれ量補正手段４６を図９に基づいて説明する。
位置合わせパターン検知センサ４０ａ、４０ｂ、４０ｃの発光部である発光ダイオード４０Ａは発光量制御部４７により発光量を制御され、出力側であるフォトダイオード４０Ｂはアンプ４８、フィルタ４９、Ａ／Ｄ変換器５０、ＦＩＦＯメモリ５１を介してＩ／Ｏポート５４に接続されている。
位置合わせパターン検知センサ４０ａ、４０ｂ、４０ｃから得られた検知信号は、アンプ（ＡＭＰ）４８によって増幅され、フィルタ４９を通過してＡ／Ｄ変換器５０によってアナログデータからデジタルデータへと変換される。
データのサンプリングはサンプリング制御部５２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５１に格納される。サンプリング制御部５２、書込制御基板５３はＩ／Ｏポート５４に接続されている。
【００７６】
Ｉ／Ｏポート５４、ＣＰＵ５５、ＲＯＭ５６、ＲＡＭ５７はデータバス５８とアドレスバス５９により接続されている。
ＲＯＭ５６には、位置合わせパターンＰｍの位置ずれ量を演算するためのプログラムを始め、各種のプログラムが格納されている。位置合わせパターンＰｍの位置ずれ量を演算するためのプログラムには、上述した交点計算に用いるデータ点から極値データ等を除外する等の条件が盛り込まれている。
アドレスバス５９によって、ＲＯＭアドレス、ＲＡＭアドレス、各種入出力機器の指定を行っている。
ＣＰＵ５５は、位置合わせパターン検知センサ４０ａ、４０ｂ、４０ｃからからの検知信号を定められたタイミングでモニタし、位置合わせパターン検知センサ４０ａ、４０ｂ、４０ｃの発光ダイオード４０Ａの劣化等が起こっても確実に位置合わせパターンＰｍの検知が行えるように、発光ダイオード４０Ａの発光量を発光量制御部４７によって制御し、フォトダイオード４０Ｂからの受光信号の出力レベルが常に一定となるようにする。
【００７７】
また、ＣＰＵ５５は、位置合わせパターン（後述する副走査方向の位置ずれ検知を目的とした位置合わせパターンを含む）の検知結果から求めた補正量に基づき、主、副レジストの変更及び倍率誤差に基づき画周波数を変更するために書込制御基板５３に対してその設定を行う。
書込制御基板５３には、出力周波数を非常に細かく設定できるデバイス、例えばＶＣＯ（Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）を利用したクロックジェネレータ等を、基準色を含め各色に対して備えている。この出力を画像クロックとして用いている。また、ＣＰＵ５５は、位置合わせパターンの検知結果から求めた補正量に基づき、光書き込みユニット１６内の図示しないスキュー調整用のステッピングモータの制御も行っている。
位置合わせパターン検知センサ４０ａ、４０ｂ、４０ｃを除く上記各要素により位置ずれ量補正手段４６が構成されている。位置ずれ量補正手段４６は、カラープリンタのメインコントローラが兼ねることができる。
【００７８】
上記位置ずれ量補正手段４６による位置ずれ調整動作は、▲１▼電源投入時、▲２▼光学系の温度変化が所定値（例えば５ｄｅｇ）以上あった場合、▲３▼ある一定枚数以上のプリントジョブがあったジョブ終了時のいずれかの条件に一致したときに実行される。
本実施形態では、位置合わせパターン検知センサ４０のセンサ単体をできるだけ安価に構成したいという観点から、汎用のサイドビュータイプの素子を選定したが、受光面内の発光分布、又は受光感度分布をできるだけ均一にしたい場合、例えば、広面積のチップタイプのフラットレンズ素子を選定し、該チップタイプの素子の位置合わせパターンＰｍ側の全面に平行光化機能を有するコリメートレンズを設けることにより、より広い範囲において高い線形性を得ることができる（第２の実施形態）。
上記第１の実施形態では、主走査方向の色ずれを検知するための位置合わせパターンについて述べたが、副走査方（転写ベルト１８の進行方向と同方向）の色ずれを検知する場合には、図２８に示すような位置合わせパターンＰｓが転写ベルト１８上に、例えば図４で示した場合と同様の態様で形成される。
位置合わせパターンＰｓは位置合わせパターンＰｍと同様に、基準色である黒のライン像Ｂｋと該基準色以外の色、例えばシアンのライン像Ｃとを重ねて形成された複数ラインを１つのパッチとし、２色のライン像の相対的位置関係を任意量ずつずらしたパッチを連続的に形成して構成されている。
【００７９】
本発明は、ビームスプリッタを用いることにより、光をＰ波、Ｓ波の成分に分解するような構成のセンサの受光面形状及びセンサのパターン走査方向の配置に対しても有効である（第３の実施形態）。
その一例を図２９に基づいて説明する。本実施形態における位置合わせパターン検知手段としての位置合わせパターン検知センサ６０は、１つの発光部としての発光ダイオード（以下、ＬＥＤという）６１と、３つの受光部としてのフォトダイオード（以下、ＰＤという）６２、６３、６４と、２つの偏光ビームスプリッタ（以下、ＰＢＳという）６５、６６を有している。
【００８０】
ＬＥＤ６１から放射された投光６７の偏光状態はランダムであるが、ＰＢＳ６５によって、入射面に対して垂直方向に振動する光成分（Ｓ波光）と、入射面に対して平行方向に振動する光成分（Ｐ波光）とに分離される。Ｓ波光６８はＰＢＳ６５で反射してＰＤ６２に入射し、Ｐ波光６９はＰＢＳ６５を透過して転写ベルト１８の位置合わせパターンに投光される。
位置合わせパターンから反射したＰ波光６９は乱反射によって偏光状態がランダムになり、ＰＢＳ６６によってＰ波光７０とＳ波光７１に分離される。Ｐ波光７０はＰＢＳ６６を透過してＰＤ６３に入射し、Ｓ波光７１はＰＢＳ６６で反射してＰＤ６４に入射する。
本実施形態では、受光部としてのＰＤ６２、６３、６４は、拡散反射光ではなく拡散反射成分を受光する。
【００８１】
上記各実施形態では、４連タンデム直接転写方式のカラー画像形成装置での適用例を示したが、図３０に示すように、４連タンデム構成で中間転写体へ転写した後転写紙へ一括転写する方式のカラー画像形成装置においても同様に実施できる（第４の実施形態）。
本実施形態では上述した位置合わせパターンＰｍ、Ｐｓが中間転写体としての中間転写ベルト２上に形成され、これを支持ローラ２Ｂの近傍に配置された位置合わせパターン検知センサ４０により検知する。位置ずれ量補正手段は第１の実施形態と同様である。
【００８２】
以下に、本実施形態における画像形成装置としてのタンデム型のカラー複写機の構成及び動作の概要を説明する。カラー複写機１は、装置本体中央部に位置する画像形成部１Ａと、該画像形成部１Ａの下方に位置する給紙部１Ｂと、画像形成部１Ａの上方に位置する画像読取部１Ｃを有している。
画像形成部１Ａには、水平方向に延びる転写面を有する転写体としての中間転写ベルト２が配置されており、該中間転写ベルト２の上面には、色分解色と補色関係にある色の画像を形成するための構成が設けられている。すなわち、補色関係にある色のトナー（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）による像を担持可能な像担持体としての感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂが中間転写ベルト２の転写面に沿って並置されている。
【００８３】
各感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂはそれぞれ同じ反時計回り方向に回転可能なドラムで構成されており、その周りには、回転過程において画像形成処理を実行する帯電手段としての帯電装置４、各感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂ上に画像情報に基づいて電位ＶＬの静電潜像を形成するための露光手段としての光書込装置５、各感光体３上の静電潜像を該静電潜像と同極性のトナーで現像する現像手段としての現像装置６、一次転写手段としての転写バイアスローラ７、印加電圧部材１５、クリーニング装置８が配置されている。各符号に付記しているアルファベットは、感光体３と同様、トナーの色別に対応している。各現像装置６にはそれぞれのカラートナーが収容されている。
中間転写ベルト２は、複数のローラ２Ａ〜２Ｃに掛け回されて感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂとの対峙位置において同方向に移動可能な構成を備えている。転写面を支持するローラ２Ａ、２Ｂとは別のローラ２Ｃは、中間転写ベルト２を挟んで２次転写装置９に対向している。図３０の画像形成部１Ａ中、符号１０は中間転写ベルト２を対象としたクリーニング装置を示している。
【００８４】
感光体３Ｙの表面が帯電装置４Ｙにより一様に帯電され、画像読取部１Ｃからの画像情報に基づいて感光体３Ｙ状に静電潜像が形成される。該静電潜像はイエローのトナーを収容した現像装置６Ｙによりトナー像として可視像化され、該トナー像は第１の転写工程として、中間転写ベルト２上に、転写バイアスローラ７Ｙに印加された電圧による電界で引き付けられて転写される。
印加電圧部材１５Ｙは感光体３Ｙの回転方向における転写バイアスローラ７Ｙの上流側に設けられている。印加電圧部材１５Ｙにより、中間転写ベルト２に感光体３Ｙの帯電極性と同極性で且つ絶対値がベタ時ＶＬより大きい電圧を印加し、転写領域にトナー像が入る以前に感光体３Ｙから中間転写ベルト２へトナーが転写することを防止して、感光体３Ｙから中間転写ベルト２へのトナーの転写時のチリによる乱れを防止する。
【００８５】
他の感光体３Ｍ、３Ｃ、３Ｂでもトナーの色が異なるだけで同様の画像形成がなされ、それぞれの色のトナー像が中間転写ベルト２上に順に転写されて重ね合わせられる。
転写後感光体３上に残留したトナーはクリーニング装置８により除去され、また、転写後図示しない除電ランプにより感光体３の電位が初期化され、次の作像工程に備えられる。
２次転写装置９は、帯電駆動ローラ９Ａ及び従動ローラ９Ｂに掛け回されて中間転写ベルト２と同方向に移動する転写ベルト９Ｃを有している。転写ベルト９Ｃを帯電駆動ローラ９Ａにより帯電させることで、中間転写ベルト２に重畳された多色画像あるいは担持されている単一色の画像を転写材としての用紙２８に転写することができる。
【００８６】
２次転写位置には給紙部１Ｂから用紙２８が給送されるようになっている。給紙部１Ｂには用紙２８が積載収容される複数の給紙カセット１Ｂ１と、給紙カセット１Ｂ１に収容された用紙２８を最上のものから順に１枚ずつ分離して給紙する給紙コロ１Ｂ２と、搬送ローラ対１Ｂ３と、２次転写位置の上流に位置するレジストローラ対１Ｂ４等が設けられている。
給紙カセット１Ｂ１から給紙された用紙２８は、レジストローラ対１Ｂ４で一旦停止され、斜めずれ等を修正された後、中間転写ベルト２上のトナー像の先端と搬送方向先端部の所定位置とが一致するタイイングでレジストローラ対１Ｂ４により２次転写位置に送られる。装置本体の右側には起倒可能に手差しトレイ２９が設けられており、該手差しトレイ２９に収容された用紙２８は給紙コロ３１により給送された給紙カセット１Ｂ１からの用紙搬送路と合流する搬送路によりレジストローラ対１Ｂ４に向けて送られる。
【００８７】
光書込装置５では、画像読取部１Ｃからの画像情報あるいは図示しないコンピュータから出力される画像情報により書き込み光が制御されて感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂに対して画像情報に応じた書き込み光を出射して書き込み密度（＝解像度）６００ｄｐｉで静電潜像を形成するようになっている。
画像読取部１Ｃは、自動原稿給送装置１Ｃ１と、原稿載置台としてのコンタクトガラス８０を有するスキャナ１Ｃ２等を有している。自動原稿給送装置１Ｃ１は、コンタクトガラス８０上に繰り出される原稿を反転可能な構成を有し、原稿の表裏各面での走査が行えるようになっている。
光書込装置５により形成された感光体３上の静電潜像２成分（キャリアとトナー）現像装置６によって可視像処理され、中間転写ベルト２に１次転写される。中間転写ベルト２に対して各色毎のトナー像が重畳転写されると、２次転写装置９により用紙２８上に一括して２次転写される。２次転写された用紙２８は定着装置１１へ送られ、ここで熱と圧力により未定着画像を定着される。２次転写後の中間転写ベルト２上の残留トナーは、クリーニング装置１０により除去される。
【００８８】
定着装置１１を通過した用紙２８は、定着装置１１の下流側に設けられた搬送路切り換え爪１２により、排紙トレイ２７に向けた搬送路と反転搬送路ＲＰとに選択的に案内される。排紙トレイ２７に向けて搬送された場合には、排紙ローラ対３２により排紙トレイ２７上に排出され、スタックされる。反転搬送路ＲＰへ案内された場合には反転装置３８により反転され、再度レジストローラ対１Ｂ４に向けて送られる。
【００８９】
以上の構成により、カラー複写機１では、コンタクトガラス８０上に載置された原稿を露光走査することにより、あるいはコンピュータからの画像情報により、一様に帯電された感光体３に対して静電潜像が形成され、該静電潜像が現像装置６によって可視像処理された後、トナー像が中間転写ベルト２に１次転写される。
中間転写ベルト２に転写されたトナー像は、単一画像の場合にはそのまま給紙部１Ｂから繰り出された用紙２８に転写される。多色画像の場合には１次転写が繰り返されることにより重畳された後、用紙２８に一括して２次転写される。
２次転写後の用紙２８は定着装置１１により未定着画像を定着された後、排紙トレイ２７に排出され、あるいは反転されて両面画像形成のために再度レジストローラ対１Ｂ４に向けて送られる。
【００９０】
また、１つ感光体ドラムとリボルバー方式の現像装置を用いて各色のトナー像を形成し、各トナー像を中間転写体に重ね合わせ転写した後、シート状記録媒体としての転写紙上に一括転写する方式のカラー画像形成装置においても同様に実施することができる（第５の実施形態）。その一例を図３１に示す。
本実施形態では、上述した位置合わせパターンＰｍ、Ｐｓが中間転写体としての中間転写ベルト４２６上に形成され、これを駆動ローラ４４４の近傍に配置された位置合わせパターン検知センサ４０により検知する。位置ずれ量補正手段は第１の実施形態と同様である。
【００９１】
以下に、本実施形態における画像形成装置としてのカラー複写機の構成の概要を説明する。
カラー複写機において、露光手段としての書き込み光学ユニット４００は、カラースキャナ２００からのカラー画像データを光信号に変換して原稿画像に対応した光書き込みを行い、像担持体である感光体ドラム４０２上に静電潜像を形成する。
該書き込み光学ユニット４００は、レーザーダイオード４０４、ポリゴンミラー４０６とその回転用モータ４０８、ｆ／θレンズ４１０や反射ミラー４１２等により構成されている。
感光体ドラム４０２は、矢印で示すように反時計回りの向きに回転され、その周囲には、感光体クリーニングユニット４１４、除電ランプ４１６、電位センサ４２０、回転式現像装置４２２のうちの選択された現像器、現像濃度パターン検知器４２４、中間転写体としての中間転写ベルト４２６等が配置されている。
【００９２】
回転式現像装置４２２は、ブラック用現像器４２８、シアン用現像器４３０、マゼンタ用現像器４３２、イエロー用現像器４３４と、各現像器を回転させる図示しない回転駆動部を有している。各現像器は、上記実施形態で示した現像装置４と同様の構成を有している。磁性キャリアの条件や仕様等も同様である。
待機状態では、回転式現像装置４２２は、ブラック現像の位置にセットされており、コピー動作が開始されると、カラースキャナ２００で所定のタイミングからブラック画像のデータの読み取りがスタートし、この画像データに基づいてレーザ光による光書き込み・静電潜像（ブラック潜像）の形成が始まる。
【００９３】
このブラック潜像の先端部から現像するために、ブラック用現像器４２８の現像位置に潜像先端部が到達する前に、現像スリーブを回転開始してブラック潜像をブラックトナーで現像する。感光体ドラム４０２にはマイナス極性のトナーが作像される。
そして、以後、ブラック潜像領域の現像動作を続けるが、潜像後端部がブラック現像位置を通過した時点で、速やかにブラックのための現像位置から次の色の現像位置まで、回転式現像装置４２２が回転する。当該動作は、少なくとも、次の画像データによる潜像先端部が到達する前に完了させる。
像形成サイクルが開始されると、まず、感光体ドラム４０２は矢印で示すように反時計回りの向きに、中間転写ベルト４２６は時計回りの向きに、図示しない駆動モータによって回転させられる。中間転写ベルト４２６の回転に伴って、ブラックトナー像形成、シアントナー像形成、マゼンタトナー像形成、イエロートナー像形成が行われ、最終的にブラック（Ｂｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の順に、中間転写ベルト４２６上に重ねられ（１次転写）、トナー像が形成される。
【００９４】
中間転写ベルト４２６は、感光体ドラム４０２に対向する１次転写電極ローラ４５０、駆動ローラ４４４、２次転写ローラ４５４に対向する２次転写対向ローラ４４６、中間転写ベルト４２６の表面を清掃するクリーニング手段４５２に対向するクリーニング対向ローラ４４８Ａの各支持部材間に張架されており、図示しない駆動モータにより駆動制御されるようになっている。
感光体ドラム４０２に順次形成されるブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各トナー像が中間転写ベルト４２６上で正確に順次位置合わせされ、これによって４色重ねのベルト転写画像が形成される。このベルト転写画像は２次転写対向ローラ４４６により用紙に一括転写される。
【００９５】
給紙バンク４５６内の各記録紙カセット４５８、４６０、４６２には装置本体内のカセット４６４に収容された用紙のサイズとは異なる各種サイズの用紙が収容されており、これらのうち、指定されたサイズ紙の収容カセットから、該指定された用紙が給紙コロ４６６によってレジストローラ対４７０方向に給紙・搬送される。図３１において、符号４６８はＯＨＰ用紙や厚紙等のための手差し給紙トレイを示す。
像形成が開始される時期に、用紙は上記いずれかのカセットの給紙口から給送され、レジストローラ対４７０のニップ部で待機する。そして、２次転写対向ローラ４４６に中間転写ベルト４２６上のトナー像の先端がさしかかるときに、丁度用紙先端がこの像先端に一致するようにレジストローラ対４７０が駆動され、用紙と像のレジスト合わせが行われる。
【００９６】
このようにして、用紙が中間転写ベルト４２６と重ねられて、トナーと同極性の電圧が印加される２次転写対向ローラ４４６の下を通過する。このとき、トナー画像が用紙に転写される。続いて、用紙は除電され、中間転写ベルト４２６から剥離して紙搬送ベルト４７２に移る。
中間転写ベルト４２６から４色重ねトナー像を一括転写された用紙は、紙搬送ベルト４７２によりベルト定着方式の定着装置４７０へ搬送され、この定着装置４７０で熱と圧力によりトナー像を定着される。定着を終えた用紙は排出ローラ対４８０で機外へ排出され、図示しないトレイにスタックされる。これにより、フルカラーコピーが得られる。
【００９７】
本発明における上述した位置合わせパターン検知センサは、２色の重ね合わせパッチを複数形成することにより構成される位置合わせパターンを検出することにより、位置ずれ量を検知、補正を行う画像形成装置であれば、どれでも適用できるために、インクジェット装置の位置ずれ検知センサとしても適用可能である（第６の実施形態）。
その一例を図３２乃至図３４に基づいて説明する。
【００９８】
まず、図３２に基づいて画像形成装置としてのインクジェット記録装置５００の概略構成及び印字機能を説明する。インクジェット記録装置５００は、装置本体５０１の内部に、主走査方向に移動可能なキャリッジ、キャリッジに搭載したインクジェットヘッドからなる記録ヘッド、記録ヘッドへのインクを供給するインクカートリッジ等で構成される印字機構部５０２等を有している。
装置本体５０１の下方部にはシート状記録媒体としての用紙５０３を積載収容可能な給紙カセット５０４が設けられており、該給紙カセット５０４は前方側（図中左側）から装置本体５０１に対して着脱自在に設けられている。
装置本体５０１の前面には手差しトレイ５０５が開閉自在に設けられており、給紙カセット５０４又は手差しトレイ５０５から給紙される用紙５０３を搬送して印字機構部５０２により所定の画像を記録した後、装置本体５０１の後面側に設けられた排紙トレイ５０６に排紙するようになっている。装置本体５０１の上面は上カバー５０７が開閉自在に設けられている。
【００９９】
印字機構部５０２では、図示しない左右の側板間に支持された主ガイドロッド５０８と従ガイドロッド５０９によりキャリッジ５１０が主走査方向（紙面垂直方向）に摺動自在に保持されており、該キャリッジ５１０の下面側には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のインク滴を吐出するノズルを有するインクジェットヘッドからなる記録ヘッド５１１が設けられている。キャリッジ５１０の上側には記録ヘッド５１１に各色のインクを供給するための各インクカートリッジ５１２が交換可能に設けられている。
記録ヘッド５１１としては、各色のインク滴を吐出する複数個のヘッドを主走査方向に並べて配置したもの、あるいは各色のインク滴を吐出するノズルを有する１個のヘッドを用いたものでもよい。
【０１００】
記録ヘッド５１１の下方には、該記録ヘッド５１１による印写位置に対して用紙５０３を副走査方向に搬送するために、搬送ローラ５１３と従動ローラ５１４の間に用紙５０３を静電吸着して搬送する搬送ベルト５１５が掛け回されている。搬送ベルト５１５は中間ローラ５１６によってテンションを付与されている。
搬送ベルト５１５を挟んで搬送ローラ５１３と対向する位置には、搬送ベルト５１５を帯電させるためのバイアスローラ５１７が配設されている。搬送ベルト５１５の平面起点部付近には、用紙５０３を搬送ベルト５１５側に押し付ける押さえローラ５１８が配設されている。ここで、搬送ベルト５１５の平面起点部とは、搬送ベルト５１５の記録ヘッド５１１側で該記録ヘッド５１１と平行になる部分の用紙搬送方向上流側、具体的には搬送ローラ５１３から搬送ベルト５１５１が離れる部分を意味している。
【０１０１】
給紙カセット５０４に収容された用紙５０３は、給紙コロ５１９及びフリクションパッド５２０により最上のものから順に１枚ずつ分離され、湾曲したガイド部材５２１によりバイアスローラ５１７と搬送ベルト５１５のニップ部に向けて搬送される。
搬送ベルト５１５の用紙搬送方向下流側上方には、用紙５０３に形成される位置合わせパターンＰｍを検知する位置合わせパターン検知センサ４０が設けられている。位置ずれ量補正手段は第１の実施形態と同様である。
図３３は搬送ベルト５１５周辺の拡大図であるが、図３２で示した押さえローラ５１８に代えて板状の抑え部材５２２を設けてもよい。
図３４に示すように、位置合わせパターンが形成される転写体としての用紙５０３上に例えば図３５で示した位置合わせパターンＰｋが形成され、これを位置合わせパターン検知センサ４０で検知して色ずれを補正する。
【０１０２】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、基準色の像と該基準色以外の色の像とを重ねて形成された位置合わせパターンに、発光部から光を照射して上記位置合わせパターンからの反射光を受光部により検知する位置合わせパターン検知センサにおいて、上記受光部が、上記反射光の拡散反射光又は拡散反射成分を検知するように構成され、上記発光部と受光部が上記位置合わせパターンの走査方向に沿って配置され、少なくとも上記受光部のスポット形状が、上記位置合わせパターンの異なる位置での上記基準色に対する上記基準色以外の色のシフト量に対する面積増分が一定となる形状に設定されている構成としたので、基準色に対する基準色以外の色のシフト量に対する２直線の非線形要因を無くすことができ、高価なセンサを用いることなく高精度の位置合わせパターン検知を行うことができる。
【０１０３】
請求項２記載の発明によれば、基準色である黒のライン像と該基準色以外の色のライン像とを重ねて形成された複数ラインを１つのパッチとし、２色のライン像の相対的位置関係を任意量ずつずらしたパッチを連続的に形成してなる位置合わせパターンに、発光部から光を照射して上記位置合わせパターンからの反射光を受光部により検知する位置合わせパターン検知センサにおいて、上記受光部が、上記反射光の拡散反射光又は拡散反射成分を検知するように構成され、上記発光部と受光部が上記位置合わせパターンの走査方向に沿って配置され、少なくとも上記受光部のスポット形状が、上記位置合わせパターンの異なる位置での上記基準色の黒のライン像に対する上記基準色以外の色のライン像のシフト量に対する面積増分が一定となる形状に設定されている構成としたので、基準色の黒のライン像に対する基準色以外の色のライン像のシフト量における２直線の非線形要因を無くすことができ、高価なセンサを用いることなく高精度の位置合わせパターン検知を行うことができる。
【０１０４】
請求項３記載の発明によれば、請求項１又は２記載の位置合わせパターン検知センサにおいて、上記受光部のスポット形状を四角形とした構成としたので、基準色に対する基準色以外の色のシフト量に対する面積増分が確実に一定となるので、高精度の位置合わせパターン検知を行うことができる。
【０１０５】
請求項４記載の発明によれば、請求項１乃至３のうちの何れか１つに記載の位置合わせパターン検知センサにおいて、上記発光部と受光部の指向特性の中心軸が上記位置合わせパターンの走査方向と一致している構成としたので、２直線の直線性をさらに高めることができ、位置合わせパターン検知の精度を一層高めることができる。
【０１０６】
請求項５記載の発明によれば、請求項１乃至４のうちの何れか１つに記載の位置合わせパターン検知センサにおいて、上記発光部が発光ダイオードにより構成され、上記受光部がフォトダイオード又はフォトトランジスタにより構成されていることとしたので、素子単品の持つ特性により生じる非線形要因を低減でき、２直線の直線性を更に改善できる。
【０１０７】
請求項６記載の発明によれば、請求項５記載の位置合わせパターン検知センサにおいて、上記受光部が、広指向角の受光素子である構成としたので、素子単品の持つ特性により生じる非線形要因を低減でき、２直線の直線性を更に改善できる。
【０１０８】
請求項７記載の発明によれば、請求項５記載の位置合わせパターン検知センサにおいて、上記発光部、受光部のいずれか一方又は両方の半値角が３０°以上の素子である構成としたので、素子単品の持つ特性により生じる非線形要因を低減でき、２直線の直線性を更に改善できる。
【０１０９】
請求項８記載の発明によれば、請求項５記載の位置合わせパターン検知センサにおいて、上記発光部、受光部のいずれか一方又は両方がサイドビュータイプの素子である構成としたので、素子単品の持つ特性により生じる非線形要因を低減でき、２直線の直線性を更に改善できる。
【０１１０】
請求項９記載の発明によれば、請求項５記載の位置合わせパターン検知センサにおいて、上記発光部、受光部のいずれか一方又は両方がチップタイプの素子である構成としたので、素子単品の持つ特性により生じる非線形要因を低減でき、２直線の直線性を更に改善できる。
【０１１１】
請求項１０記載の発明によれば、請求項９記載の位置合わせパターン検知センサにおいて、上記チップタイプの素子と検知対象である上記位置合わせパターンとの間にコリメートレンズを設けた構成としたので、素子単品の持つ特性により生じる非線形要因を低減でき、２直線の直線性を更に改善できる。
【０１１２】
請求項１１記載の発明によれば、複数の像担持体を有し、各像担持体上に形成されたトナー像を順次転写体上に重ねて転写した後、シート状記録媒体に一括転写することによりカラー画像を得る画像形成装置であって、基準色の像と該基準色以外の色の像とを重ねて形成された位置合わせパターンと、該位置合わせパターンを検知する位置合わせパターン検知手段と、該位置合わせパターン検知手段からの出力信号に基づいて上記基準色の像と該基準色以外の色の像との位置ずれ量とその方向を判断し該位置ずれ量を補正する位置ずれ量補正手段を有する画像形成装置において、上記位置合わせパターン検知手段が、請求項１乃至９のうちの何れか１つに記載の位置合わせパターン検知センサである構成としたので、
▲１▼従来のエッジ検出方式に比べ、約１／１００の低サンプリング周波数でも高精度な検知が可能となる。
▲２▼▲１▼の結果として、サンプリング以降の処理回路部も高速化する必要がなくなるために、エレキハードウエア構成を大幅にコストダウン可能となる。
▲３▼カラーラインの任意のシフト量に対する２直線の直線性が大幅に改善されるので、位置合わせパターンを構成するパッチ数を大幅に減らすことが可能となる。
▲４▼▲３▼の結果として、位置ずれ調整の様に、通常プリントとは関係のない調整に要する処理時間を大幅に短縮できるために、生産性を大幅に向上することができる。
また、検知性能が転写ベルト等の転写体（位置合わせパターン担持体）の摩耗劣化に依存しない拡散光を用いた検知方式であるため、正反射光によるエッジ検出方式と同等の検出精度が得られるとともに、ベルト等の位置合わせパターン担持体の長寿命化、すなわちランニングコストの低減に大きく寄与できる。
【０１１３】
請求項１２記載の発明によれば、複数の像担持体を有し、各像担持体上に形成されたトナー像を順次転写体上に重ねて転写した後、シート状記録媒体に一括転写することによりカラー画像を得る画像形成装置であって、基準色である黒のライン像と該基準色以外の色のライン像とを重ねて形成された複数ラインを１つのパッチとし、２色のライン像の相対的位置関係を任意量ずつずらしたパッチを連続的に形成してなる位置合わせパターンと、該位置合わせパターンを検知する位置合わせパターン検知手段と、該位置合わせパターン検知手段からの出力信号に基づいて上記基準色の黒のライン像と該基準色以外の色のライン像との位置ずれ量とその方向を判断し該位置ずれ量を補正する位置ずれ量補正手段を有する画像形成装置において、上記位置合わせパターン検知手段が、請求項１乃至９のうちの何れか１つに記載の位置合わせパターン検知センサである構成としたので、請求項１１に記載の発明と同様の効果を得ることができる。
【０１１４】
請求項１３記載の発明によれば、複数の像担持体を有し、各像担持体上に形成されたトナー像を転写体上に担持されたシート状記録媒体上に順次重ねて転写することによりカラー画像を得る画像形成装置であって、基準色の像と該基準色以外の色の像とを重ねて形成された位置合わせパターンと、該位置合わせパターンを検知する位置合わせパターン検知手段と、該位置合わせパターン検知手段からの出力信号に基づいて上記基準色の像と該基準色以外の色の像との位置ずれ量とその方向を判断し該位置ずれ量を補正する位置ずれ量補正手段を有する画像形成装置において、上記位置合わせパターン検知手段が、請求項１乃至９のうちの何れか１つに記載の位置合わせパターン検知センサである構成としたので、請求項１１に記載の発明と同様の効果を得ることができる。
【０１１５】
請求項１４記載の発明によれば、複数の像担持体を有し、各像担持体上に形成されたトナー像を転写体上に担持されたシート状記録媒体上に順次重ねて転写することによりカラー画像を得る画像形成装置であって、基準色である黒のライン像と該基準色以外の色のライン像とを重ねて形成された複数ラインを１つのパッチとし、２色のライン像の相対的位置関係を任意量ずつずらしたパッチを連続的に形成してなる位置合わせパターンと、該位置合わせパターンを検知する位置合わせパターン検知手段と、該位置合わせパターン検知手段からの出力信号に基づいて上記基準色の黒のライン像と該基準色以外の色のライン像との位置ずれ量とその方向を判断し該位置ずれ量を補正する位置ずれ量補正手段を有する画像形成装置において、上記位置合わせパターン検知手段が、請求項１乃至９のうちの何れか１つに記載の位置合わせパターン検知センサである構成としたので、請求項１１に記載の発明と同様の効果を得ることができる。
【０１１６】
請求項１５記載の発明によれば、請求項１２又は１４記載の画像形成装置において、基準色である黒ライン像の作像順序は、上記転写体上での色重ねの最終色である構成としたので、高いＳＮ比が得られ、検知精度を向上させることができる。
【０１１７】
請求項１６記載の発明によれば、請求項１１乃至１４のうちの何れか１つに記載の画像形成装置において、上記位置合わせパターンを形成する上記転写体の明度（Ｌ＊）が４０以下、好ましくは２０以下である構成としたので、高いＳＮ比が得られ、検知精度を向上させることができる。
【０１１８】
請求項１７記載の発明によれば、請求項１２又は１４記載の画像形成装置において、上記位置合わせパターンの基準色ライン像に対する基準色以外のライン像の任意のシフト量に対する上記位置合わせパターン検知手段からの出力信号が１つ以上の極値を持ち、任意のシフト量を横軸としたときに、上記位置ずれ量補正手段は、上記極値に対し両側に形成される２直線の交点を算出することにより基準色に対する基準色以外の色の位置ずれ量とその方向を判断するものであって、その交点算出には極値又は極値近傍におけるデータ点を計算に使わないこととしたので、位置合わせパターンの形成状態に拘わらず近似直線の直線性をより高められるので、位置ずれ検知精度を向上させることができる。
【０１１９】
請求項１８記載の発明によれば、請求項１７記載の画像形成装置において、２成分現像方式の現像装置を有している構成としたので、位置合わせパターンの形成におけるライン太り又は細りが生じやすいので、特に、近似直線の直線性をより高めて位置ずれ検知精度を向上させる効果を発揮させることができる。
【０１２０】
請求項１９記載の発明によれば、インクジェット方式によりカラー画像を得る画像形成装置であって、基準色の像と該基準色以外の色の像とを重ねて形成された位置合わせパターンと、該位置合わせパターンを検知する位置合わせパターン検知手段と、該位置合わせパターン検知手段からの出力信号に基づいて上記基準色の像と該基準色以外の色の像との位置ずれ量とその方向を判断し該位置ずれ量を補正する位置ずれ量補正手段を有する画像形成装置において、上記位置合わせパターン検知手段が、請求項１乃至９のうちの何れか１つに記載の位置合わせパターン検知センサである構成としたので、請求項１１に記載の発明と同様の効果を得ることができる。
【０１２１】
請求項２０記載の発明によれば、インクジェット方式によりカラー画像を得る画像形成装置であって、基準色である黒のライン像と該基準色以外の色のライン像とを重ねて形成された複数ラインを１つのパッチとし、２色のライン像の相対的位置関係を任意量ずつずらしたパッチを連続的に形成してなる位置合わせパターンと、該位置合わせパターンを検知する位置合わせパターン検知手段と、該位置合わせパターン検知手段からの出力信号に基づいて上記基準色の黒のライン像と該基準色以外の色のライン像との位置ずれ量とその方向を判断し該位置ずれ量を補正する位置ずれ量補正手段を有する画像形成装置において、上記位置合わせパターン検知手段が、請求項１乃至９のうちの何れか１つに記載の位置合わせパターン検知センサである構成としたので、請求項１１に記載の発明と同様の効果を得ることができる。
【０１２２】
請求項２１記載の発明によれば、基準色の像と該基準色以外の色の像とを重ねて形成された位置合わせパターンを位置合わせパターン検知手段により検知し、該位置合わせパターン検知手段からの出力信号に基づいて上記基準色の像と該基準色以外の色の像との位置ずれ量とその方向を判断する色ずれ検知方法において、上記位置合わせパターン検知センサが拡散反射光又は拡散反射成分を検知するようにし、該位置合わせパターン検知手段の発光部と受光部を上記位置合わせパターンの走査方向に沿って配置し、少なくとも上記受光部のスポット形状を、上記位置合わせパターンの異なる位置での上記基準色に対する上記基準色以外の色のシフト量に対する面積増分が一定となる形状にすることとしたので、基準色に対する基準色以外の色のシフト量に対する２直線の非線形要因を無くすことができ、高価なセンサを用いることなく高精度の位置合わせパターン検知を行うことができる。
【０１２３】
請求項２２記載の発明によれば、請求項２１記載の色ずれ検知方法において、上記位置合わせパターンが形成される被検知物体の明度と拡散反射光との相関関係を実験的に把握し、得られたデータから適正値を判断し、これに基づいて上記被検知物体の明度を設定することとしたので、高いＳＮ比が得られ、検知精度を向上させることができる。
【０１２４】
請求項２３記載の発明によれば、請求項２２記載の色ずれ検知方法において、上記位置合わせパターンの基準色と上記被検知物体の明度に係る出力特性を略同等にすることとしたので、高いＳＮ比が得られ、検知精度を向上させることができる。
【０１２５】
請求項２４記載の発明によれば、位置合わせパターンの基準色ライン像に対する基準色以外のライン像の任意のシフト量に対する位置合わせパターン検知手段からの出力信号に基づき、位置ずれ量補正手段により上記出力信号の極値に対し両側に形成される２直線の交点を算出することにより、基準色に対する基準色以外の色の位置ずれ量とその方向を判断してずれを補正する色ずれ補正方法において、上記２直線の交点の算出に、上記極値又は極値近傍におけるデータ点を計算に使わないこととしたので、位置合わせパターンの形成状態に拘わらず近似直線の直線性をより高められるので、位置ずれ検知精度を向上させることができる。
【０１２６】
請求項２５記載の発明によれば、位置合わせパターンの基準色ライン像に対する基準色以外のライン像の任意のシフト量に対する位置合わせパターン検知手段からの出力信号に基づき、位置ずれ量補正手段により上記出力信号の極値に対し両側に形成される２直線の交点を算出することにより、基準色に対する基準色以外の色の位置ずれ量とその方向を判断してずれを補正する色ずれ補正方法において、上記位置合わせパターン検知手段の発光部と受光部を、上記２直線の非線形性を是正するように配置することとしたので、位置ずれ検知精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態における画像形成装置としてのカラープリンタの概要正面図である。
【図２】主走査方向の位置ずれ検知用の位置合わせパターンの概要平面図である。
【図３】位置合わせパターンの走査方向に対する位置合わせパターン検知センサの配置関係を示す概要平面図である。
【図４】転写ベルト上における位置合わせパターンの形成位置と位置合わせパターン検知センサとの位置関係を示す概要平面図である。
【図５】位置合わせパターンの走査方向に対して位置合わせパターン検知センサの各素子の指向特性の中心軸を合わせた状態を示す概要平面図である。
【図６】位置合わせパターン検知センサの発光部の指向特性を示す図である。
【図７】位置合わせパターン検知センサの受光部の指向特性を示す図である。
【図８】従来の光学センサに対する直線性の改善効果を示すグラフである。
【図９】位置ずれ量補正手段を示すブロック図である。
【図１０】顕微鏡観察による各パッチのカラーライン幅の実測値を示すグラフである。
【図１１】従来の光学センサにおける受光面形状が円形であることにより生じる面積増分の非線形性を示す図である。
【図１２】円形の受光面内における長方形の面積を求める図である。
【図１３】カラーラインのシフト量に対するカラーライン部の面積のシミュレーション結果を示すグラフである。
【図１４】Ｂｋラインの中心が受光面の中心に対してずれた場合のシミュレーション結果を示すグラフである。
【図１５】従来の光学センサにおける発光素子の指向特性を示す図である。
【図１６】従来の光学センサにおける受光素子の指向特性を示す図である。
【図１７】位置合わせパターンの走査方向に対する従来の光学センサの各素子の指向特性を示す概要平面図である。
【図１８】従来の光学センサにおけるＬＥＤ発光電流と正反射光出力との関係を示すグラフである。
【図１９】従来の光学センサにおいて正反射光により検知を行った場合の位置ずれパターン出力を示すグラフである。
【図２０】従来の光学センサにおけるＬＥＤ発光電流と拡散反射光出力との関係を示すグラフである。
【図２１】従来の光学センサにおいて拡散反射光により検知を行った場合の位置ずれパターン出力を示すグラフである。
【図２２】転写ベルト表面の光沢度とセンサ出力との関係を示すグラフである。
【図２３】転写ベルト表面の明度と拡散光出力との関係を示すグラフである。
【図２４】転写ベルト上の位置合わせパターンのずれ量の実測結果を示すグラフである。
【図２５】転写ベルト上の位置合わせパターンのずれ量のセンサによる実測結果を示すグラフである。
【図２６】ＢｋラインとＣラインが共にライン太りを生じている状態を示す図である。
【図２７】Ｂｋラインのみにライン太りが生じている状態を示す図である。
【図２８】副走査方向の位置ずれ検知用の位置合わせパターンの概要平面図である。
【図２９】第３の実施形態における位置合わせパターン検知センサの構成を示す図である。
【図３０】第４の実施形態における画像形成装置としてのカラー複写機の概要正面図である。
【図３１】第５の実施形態における画像形成装置としてのカラー複写機の概要正面図である。
【図３２】第６の実施形態における画像形成装置としてのインクジェット記録装置の概要正面図である。
【図３３】図３２における搬送ベルト周辺の拡大図である。
【図３４】インクジェット記録装置における位置合わせパターンの形成と位置合わせパターン検知センサの位置関係を示す概要平面図である。
【図３５】２色のラインの重ね合わせにより構成される位置合わせパターンの概要平面図である。
【図３６】位置合わせパターンの走査方向に対する従来の光学センサの各素子の配置を示す概要平面図である。
【図３７】従来の光学センサを用いた場合の位置ずれパターンの出力電圧と交点計算結果を示すグラフである。
【符号の説明】
Ｐｍ、Ｐｓ 位置合わせパターン
４０、６０ 位置合わせパターン検知手段としての位置合わせパターン検知センサ
４０Ａ 発光部としての発光ダイオード
４０Ｂ 受光部としてのフォトダイオード
４６ 位置ずれ量補正手段
Ｂｋ 黒のライン像[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus for forming a color image such as a copier, a printer, a facsimile, a plotter, an ink jet recording apparatus, an alignment pattern detection sensor as an alignment pattern detection unit used in the image forming apparatus, and a color shift. The present invention relates to a detection method and a color shift correction method.
[0002]
[Prior art]
Until now, a single photosensitive drum and a revolver-type developing device have been used to form toner images of each color, and each toner image has been superimposed and transferred onto an intermediate transfer member, and then collectively transferred onto transfer paper as a sheet-shaped recording medium. Transfer type color image forming apparatuses have been the mainstream.
On the other hand, due to the recent trend toward higher speeds and higher functions of color image output apparatuses, a plurality of image forming units each including a photoconductor (image carrier) and a corresponding developing device are opposed to the transfer belt by color. The so-called quadruple tandem type color image forming apparatus, which is arranged side by side at a set position and sequentially transfers toner images on an image carrier onto a transfer paper or a transfer belt, has come to occupy the mainstream.
[0003]
The color image forming apparatus of this type has an advantage that the printing speed can be increased because the toner images formed on the image carriers of the respective colors can be transferred simultaneously. Compared with the drum intermediate transfer type color image forming apparatus, the method is disadvantageous in terms of color misregistration between colors.
A number of correction methods have been proposed for this technical problem of color misregistration. For example, Japanese Patent Publication No. Hei 7-19084 discloses that a line image of each color is formed on a transfer belt, the passage of the line image is detected by a detection sensor, and the deviation amount of the passage timing of the line image of each color from the ideal is determined. A technique is disclosed in which the amount of misregistration of each color is ascertained by measuring and correction is performed.
[0004]
Since such a method is a method of detecting the edge of the pattern passing through the detection sensor, the detection accuracy is determined by the sampling frequency. That is, if the resolution is 600 dpi and the correction unit is 42.3 μm (= 25.4 / 600 × 1000), the detection is performed at least ±± (= 21.7 μm) or less of the correction unit. If the linear velocity of the line image on the transfer belt is 125 mm / sec, it can be detected, and the following equation is obtained: [sampling frequency] = [linear velocity] / [25.4 / resolution dpi / 2] The minimum required sampling frequency is calculated to be 6 kHz or more. In this case (= 6 kHz), the detection accuracy (= detection error) is 21.7 μm.
If this numerical value is directly fed back to the displacement correction, there may be no problem with such a sampling frequency, but when it is necessary to use this detection result (= x μm) for other calculations, for example, Such detection is performed at both left and right ends in the paper transport direction, and skew correction or magnification error correction is performed based on the detection results at both ends, because higher detection accuracy is required. If, for example, 2 μm is required as the detection accuracy, the sampling frequency needs to be very high, such as 60 kHz.
[0005]
As described above, since the required sampling frequency is proportional to the linear velocity and the resolution, the processing block after data sampling also needs a high processing speed capable of coping with the high-speed sampling. However, there is a problem that the speed increases substantially in proportion to the speeding up of the apparatus.
As a detection means for improving the detection accuracy of the edge of the pattern, a method of detecting with a high-precision, high-resolution CCD sensor has been proposed, but even when such a detection means is used, Problems such as the complexity of the apparatus and the increase in cost were unavoidable.
[0006]
To cope with such a problem, for example, Japanese Patent No. 3254244 discloses a relative position between a toner image pattern formed by superimposing a second color toner image on a first color toner image and a two color pattern. The average density of the toner image pattern formed at the timing when the relationship is shifted by a predetermined amount is detected by an optical sensor, and the position shift amount and the direction of the position shift between the first color and the second color are determined from the signal output. A technique for determining and correcting is disclosed.
In this technique, the amount of displacement is detected not by detecting the edge of the pattern image (line image), but by detecting the average output signal of the optical sensor of the entire pattern. Detection is possible at a sampling frequency of about 500 Hz or less (every 2 msec), that is, about 1/100 of the sampling frequency described in Japanese Patent Publication No. Hei 7-19084.
[0007]
Therefore, even when the displacement detection method described in Japanese Patent No. 3254244 is used, if the detection accuracy at the same level as the technology described in Japanese Patent Publication No. Hei 7-19084 is obtained, more hardware is required for the detection of the displacement. Since it can be configured at low cost, it is possible to significantly reduce costs.
Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 10-329381, 2000-81745, 2001-209223, and 2002-40746 disclose similar methods to the position shift detection method described in Japanese Patent No. 3254244. And Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-229280.
Here, in the case where the position shift correction based on the output signal from the optical sensor of the superposition pattern of the two-color toner image disclosed in Japanese Patent No. 3254244 is considered, the maximum correction which must be temporarily corrected If the amount is ± 10 dots, if 21 patterns are formed in which the relative positional relationship between the two colors is shifted by one dot, the amount of misalignment correction and its direction can be determined by reading its extreme value.
However, if such a large number of patterns are created, not only the amount of wasteful toner consumption is increased, but also the time required for the automatic adjustment of the positional deviation is undesirably increased.
To cope with this problem, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-329381 discloses a method of calculating the position shift amount with higher accuracy by calculating the intersection of two straight lines when the vertical axis is the reflection optical density with respect to the print position parameter on the horizontal axis. The method of detecting is shown.
[0008]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Publication No. 7-19084
[Patent Document 2]
Japanese Patent No. 3254244
[Patent Document 3]
JP-A-6-1002
[Patent Document 4]
JP-A-10-329381
[Patent Document 5]
JP 2000-81745 A
[Patent Document 6]
JP 2001-209223 A
[Patent Document 7]
JP-A-2002-40746
[Patent Document 8]
JP 2002-229280 A
[Patent Document 9]
JP 2001-212115 A
[Patent Document 10]
JP-A-2002-62707
[Patent Document 11]
JP-A-5-100556
[Patent Document 12]
JP 2002-148890 A
[Patent Document 13]
JP-A-2002-6580
[Patent Document 14]
JP 2000-35704 A
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
According to the method disclosed in JP-A-10-329381, even when the maximum correction amount is ± 10 dots, it is not necessary to form 21 patterns, and it is appropriately several dots at a time, for example, two dots at a time. It is only necessary to form 11 shifted patterns, and if it is a pattern shifted by 5 dots, it is sufficient to form 5 patterns. Therefore, the number of patterns is greatly reduced, and the time required for positional deviation adjustment is greatly reduced. While shortening, more accurate positional deviation correction can be realized.
Since the misregistration adjustment is an operation that is not related to the normal printing operation, the longer the processing time, the longer the time required for the first printing, and in consideration of productivity, if such an adjustment time is short, Shorter is better.
However, when the amount of displacement is obtained by calculating the intersection of two straight line approximation formulas, the output characteristics of the sensor output signal of each patch linearly increasing or decreasing with respect to a predetermined shift amount, that is, the output characteristics of the two straight lines Determination coefficient R of each approximation formula 2 Must be obtained as close as possible to a straight line.
[0010]
Therefore, for example, a color image forming apparatus of a quadruple tandem direct transfer system (a system in which a transfer sheet is electrostatically adsorbed on a
[0011]
In FIG. 35, each patch is arranged along the scanning direction of the optical sensor, that is, along the moving direction of the transfer belt, and a color other than the reference color is set in a direction orthogonal to the main scanning direction in order to detect a color shift in the main scanning direction. Are shifted by an arbitrary amount.
36, the optical sensor includes an LED (light emitting diode) 700, a regular reflection
[0012]
As a result of the experiment, as shown in FIG. 37, the approximate straight line obtained from the plot points on the minus side with respect to the extreme value is R 2 = 0.9275, while the approximate straight line obtained from the plot point on the plus side with respect to the extreme value is R 2 = 0.9555, an output characteristic that was hardly a straight line was obtained.
Further, as a result of calculating the intersection from these two approximate straight lines, the result is that the positional deviation amount is 34.74 μm (= 0.82 dots). Experimental conditions such as a detection pattern and a detection sensor are as follows.
[0013]
[Detection pattern] (= Detailed parameters of the pattern shown in FIG. 35)
Bk line width: 24 dots (= 1.016 mm)
Color line width: 24 dots (= 1.016 mm)
Arbitrary shift amount: 4 dots (= 25.4 / 600 × 1000 × 4 = 169.3 μm)
Total number of patches: 13 patches (both do not completely overlap in P1 and P13 and both completely overlap in P7)
[Detection sensor] (= Detailed specification of sensor shown in Fig. 36)
[Line speed]
245mm / sec
[Sampling frequency]
500 Sampling / sec
[0014]
Therefore, the present invention provides a registration pattern detection sensor as a registration pattern detection unit capable of detecting color misregistration with high accuracy with a simple and low-cost configuration, an image forming apparatus using the same, a color misregistration detection method, and color misregistration. The main purpose is to provide a correction method.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a light emitting unit irradiates light to a positioning pattern formed by superimposing an image of a reference color and an image of a color other than the reference color. In a positioning pattern detection sensor for detecting reflected light from a positioning pattern by a light receiving unit, the light receiving unit is configured to detect diffuse reflection light or a diffuse reflection component of the reflected light, and the light emitting unit and the light receiving unit Are arranged along the scanning direction of the alignment pattern, and at least the spot shape of the light receiving unit has a constant area increment with respect to the shift amount of a color other than the reference color with respect to the reference color at a different position of the alignment pattern. The configuration is such that the shape is set as follows.
[0016]
According to the second aspect of the present invention, a plurality of lines formed by superimposing a black line image as a reference color and a line image of a color other than the reference color are defined as one patch, and the relative positions of the two color line images are determined. An alignment pattern detection sensor that irradiates light from a light emitting unit and detects reflected light from the alignment pattern with a light receiving unit on an alignment pattern formed by continuously forming patches whose relationship is shifted by an arbitrary amount, The light receiving unit is configured to detect diffuse reflection light or a diffuse reflection component of the reflected light, the light emitting unit and the light receiving unit are arranged along a scanning direction of the alignment pattern, and at least a spot of the light receiving unit. The shape is such that the area increment with respect to the shift amount of the line image of a color other than the reference color with respect to the black line image of the reference color at a different position of the alignment pattern is constant. It adopts a configuration that is set to.
[0017]
According to a third aspect of the present invention, in the positioning pattern detection sensor according to the first or second aspect, the spot shape of the light receiving section is square.
[0018]
According to a fourth aspect of the present invention, in the alignment pattern detection sensor according to any one of the first to third aspects, the central axis of the directional characteristics of the light-emitting unit and the light-receiving unit is a scanning direction of the alignment pattern. The configuration is adopted.
[0019]
According to a fifth aspect of the present invention, in the alignment pattern detection sensor according to any one of the first to fourth aspects, the light emitting unit is configured by a light emitting diode, and the light receiving unit is configured by a photodiode or a phototransistor. Is configured.
[0020]
According to a sixth aspect of the present invention, in the alignment pattern detection sensor according to the fifth aspect, the light receiving section is a light receiving element having a wide directivity angle.
[0021]
According to a seventh aspect of the present invention, in the alignment pattern detecting sensor according to the fifth aspect, a configuration is adopted in which one or both of the light emitting unit and the light receiving unit is an element having a half value angle of 30 ° or more. .
[0022]
According to an eighth aspect of the present invention, in the alignment pattern detection sensor according to the fifth aspect, one or both of the light emitting unit and the light receiving unit is a side view type element.
[0023]
According to a ninth aspect of the present invention, in the alignment pattern detecting sensor according to the fifth aspect, one or both of the light emitting unit and the light receiving unit is a chip type element.
[0024]
According to a tenth aspect of the present invention, in the alignment pattern detection sensor according to the ninth aspect, a collimating lens is provided between the chip-type element and the alignment pattern to be detected. .
[0025]
According to the eleventh aspect of the present invention, a plurality of image carriers are provided, and the toner images formed on each image carrier are sequentially transferred onto the transfer member in a superimposed manner, and then collectively transferred to a sheet-shaped recording medium. An image forming apparatus that obtains a color image, an alignment pattern formed by superimposing a reference color image and an image of a color other than the reference color, and an alignment pattern detection unit that detects the alignment pattern, A position shift amount correcting unit for determining a position shift amount and a direction of an image of the reference color and an image of a color other than the reference color based on an output signal from the alignment pattern detecting unit and correcting the position shift amount; In the image forming apparatus having the above configuration, the alignment pattern detecting means is the alignment pattern detection sensor according to any one of
[0026]
According to the twelfth aspect of the present invention, a plurality of image carriers are provided, and the toner images formed on each image carrier are successively superimposed on a transfer body and transferred, and then collectively transferred to a sheet-shaped recording medium. An image forming apparatus for obtaining a color image, wherein a plurality of lines formed by superposing a black line image as a reference color and a line image of a color other than the reference color as one patch are used as one patch. A positioning pattern formed by continuously forming patches whose relative positional relationship is shifted by an arbitrary amount; a positioning pattern detecting means for detecting the positioning pattern; and an output signal from the positioning pattern detecting means. In the image forming apparatus, the image forming apparatus further includes a position shift amount correcting unit that determines a position shift amount and a direction of the black line image of the reference color and a line image of a color other than the reference color and corrects the position shift amount. Rank The combined pattern detecting means is a alignment pattern detection sensor according to any one of
[0027]
According to the thirteenth aspect of the present invention, the image forming apparatus includes a plurality of image carriers, and the toner images formed on the respective image carriers are sequentially transferred onto a sheet-like recording medium carried on a transfer body by transferring the toner images. An image forming apparatus for obtaining an image, an alignment pattern formed by superimposing an image of a reference color and an image of a color other than the reference color, an alignment pattern detection unit for detecting the alignment pattern, Based on an output signal from the alignment pattern detecting means, a positional shift amount correcting means for determining a positional shift amount and a direction between the image of the reference color and an image of a color other than the reference color and correcting the positional shift amount is provided. In the image forming apparatus having the configuration, the alignment pattern detection unit is a positioning pattern detection sensor according to any one of
[0028]
According to the fourteenth aspect of the present invention, the image forming apparatus has a plurality of image carriers, and the toner images formed on each image carrier are sequentially transferred onto a sheet-like recording medium carried on a transfer body by transferring the toner images. An image forming apparatus for obtaining an image, wherein a plurality of lines formed by superimposing a black line image as a reference color and a line image of a color other than the reference color are defined as one patch, and the relative positions of the two color line images are determined. Based on a positioning pattern formed by continuously forming patches whose target positional relationship is shifted by an arbitrary amount, a positioning pattern detecting means for detecting the positioning pattern, and an output signal from the positioning pattern detecting means. In the image forming apparatus, the image forming apparatus includes a position shift amount correcting unit that determines a position shift amount and a direction of the black line image of the reference color and a line image of a color other than the reference color and corrects the position shift amount. Combination Was pattern detecting means is a alignment pattern detection sensor according to any one of
[0029]
According to a fifteenth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the twelfth or twelfth aspect, the image forming order of the black line image as the reference color is a final color of the color superimposition on the transfer body. I am taking it.
[0030]
According to a sixteenth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the eleventh to fourteenth aspects, the brightness (L) of the transfer body on which the alignment pattern is formed is formed. * ) Is 40 or less, preferably 20 or less.
[0031]
According to a seventeenth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the twelfth or twelfth aspect, the alignment pattern detecting means detects an arbitrary shift amount of a line image other than a reference color with respect to a reference color line image of the alignment pattern. When the output signal has one or more extreme values and an arbitrary shift amount is set on the horizontal axis, the position shift amount correcting means calculates an intersection of two straight lines formed on both sides of the extreme value. Is used to determine the amount of misregistration and the direction of a color other than the reference color with respect to the reference color, and the calculation of the intersection does not use an extreme value or a data point near the extreme value in the calculation. .
[0032]
According to an eighteenth aspect of the present invention, the image forming apparatus according to the seventeenth aspect has a configuration in which a developing device of a two-component developing system is provided.
[0033]
20. The image forming apparatus according to claim 19, wherein the image forming apparatus obtains a color image by an ink-jet method, wherein the registration pattern is formed by superimposing a reference color image and an image of a color other than the reference color. A positioning pattern detecting means for detecting a pattern, and determining a positional deviation amount and a direction between the image of the reference color and an image of a color other than the reference color based on an output signal from the positioning pattern detecting means. In an image forming apparatus having a position shift amount correcting unit for correcting a position shift amount, the alignment pattern detection unit is the alignment pattern detection sensor according to any one of
[0034]
According to an embodiment of the present invention, there is provided an image forming apparatus for obtaining a color image by an inkjet method, wherein a plurality of lines formed by superposing a black line image as a reference color and a line image of a color other than the reference color are formed. An alignment pattern formed by continuously forming patches in which the relative positional relationship between the two color line images is shifted by an arbitrary amount as one patch, an alignment pattern detecting means for detecting the alignment pattern, A position shift for correcting the position shift amount by judging a position shift amount and a direction between a black line image of the reference color and a line image of a color other than the reference color based on an output signal from the alignment pattern detecting means. In an image forming apparatus having an amount correction unit, the alignment pattern detection unit is the alignment pattern detection sensor according to any one of
[0035]
According to the twenty-first aspect, an alignment pattern formed by superimposing an image of a reference color and an image of a color other than the reference color is detected by an alignment pattern detection unit, and an output from the alignment pattern detection unit is output. In the color misregistration detection method for judging the amount of misregistration and the direction between the image of the reference color and the image of a color other than the reference color based on a signal, the alignment pattern detection sensor detects diffused reflected light or a diffused reflected component. So that the light-emitting portion and the light-receiving portion of the alignment pattern detection means are arranged along the scanning direction of the alignment pattern, and at least the spot shape of the light-receiving portion is set at a different position of the alignment pattern. The shape is such that the area increment with respect to the shift amount of a color other than the reference color with respect to the reference color is constant.
[0036]
According to a twenty-second aspect of the present invention, in the color misregistration detection method according to the twenty-first aspect, the correlation between the brightness of the detected object on which the alignment pattern is formed and the diffuse reflection light is experimentally grasped. An appropriate value is determined from the data, and the brightness of the detected object is set based on the appropriate value.
[0037]
According to a twenty-third aspect of the present invention, in the color misregistration detecting method according to the twenty-second aspect, the reference color of the alignment pattern and the output characteristic relating to the brightness of the detected object are made substantially equal.
[0038]
In the invention according to
[0039]
According to a twenty-fifth aspect of the present invention, based on an output signal from the alignment pattern detection means for an arbitrary shift amount of a line image other than the reference color with respect to the reference color line image of the alignment pattern, the output signal is corrected by the displacement amount correction means. Calculating a point of intersection of two straight lines formed on both sides with respect to the extreme value of, and determining the amount and direction of a positional shift of a color other than the reference color with respect to the reference color to correct the shift. The light emitting section and the light receiving section of the alignment pattern detecting means are arranged so as to correct the nonlinearity of the two straight lines.
[0040]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
First, a schematic configuration of a four-tandem direct transfer type color printer as an image forming apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
The color printer has three paper feed trays, one
The fed transfer paper is temporarily stopped by the pair of
When the transfer paper passes through a paper suction nip constituted by the
[0041]
Transfer brushes 21B, 21C, 21M, and 21Y, which are arranged at positions opposed to the photosensitive drums 14B, 14C, 14M, and 14Y of the respective colors with the
The transfer paper that has undergone the transfer process of each color is separated from the
When the double-sided printing mode is selected in advance, the transfer paper exiting the fixing
[0042]
Next, a configuration and an image forming operation in the image forming unit of the color printer will be described in detail.
Since the image forming section has the same configuration and operation for each color, the configuration and operation for forming a yellow image will be described as a representative, and the other portions will be denoted by the reference numerals corresponding to the respective colors and description thereof will be omitted.
Around the photosensitive drum 14Y located on the most upstream side in the transfer paper transport direction, there are provided an image forming unit 12Y having a charging
At the time of image formation, the photosensitive drum 14Y is driven to rotate clockwise by a main motor (not shown), is discharged by an AC bias (DC component is zero) applied to the charging
Next, the photosensitive drum 14Y is uniformly charged to a potential substantially equal to a DC component by applying a DC bias in which an AC bias is superimposed on the charging
Digital image information sent from a controller unit (not shown) as a print image is converted into a binarized LD light emission signal for each color, and a cylinder lens, a polygon motor, an fθ lens, first to third mirrors, and WTL The
The drum surface potential of the irradiated portion becomes approximately −50 V, and an electrostatic latent image corresponding to image information is formed at a writing density (= resolution) of 600 dpi.
[0043]
The electrostatic latent image corresponding to the yellow image information on the photosensitive drum 14Y is visualized by the developing unit 13Y. By applying DC (−300 to −500 V) with an AC bias superimposed on the developing sleeve 44Y of the developing unit 13Y, the toner (Q / M: −20 to −30 μC / g) is developed to form a toner image. The developing unit 13Y is a so-called two-component developing type developing device containing a mixed developer of a carrier and a toner.
The formed toner images on the photosensitive drums 14B, 14C, 14M, and 14Y of the respective colors are transferred onto the transfer paper attracted onto the
[0044]
In the color printer according to the present embodiment, a color misregistration adjustment operation is performed prior to the above-described image forming operation. In the color misregistration adjustment operation, an alignment pattern, which will be described later, is formed on the
The alignment
[0045]
As shown in FIG. 2, a registration pattern Pm for detecting a displacement in the main scanning direction overlaps a black line image Bk as a reference color with a color other than the reference color, for example, a cyan line image C. Are formed as one patch, and patches in which the relative positional relationship between the two color line images is shifted by an arbitrary amount (an arbitrary shift amount) are continuously formed. It is not intended to limit the reference color to black (the same applies to other embodiments described below).
Here, the “arbitrary shift amount” includes that the shift amount between P1 and P2 is 50 μm and the shift amount between P2 and P3 is not always constant such as 20 μm.
In the present embodiment, the alignment pattern Pm is configured such that one patch is superimposed on a color line having a width of 12 dots (= 0.508 mm) other than the reference color and a black line having the same width as this. The whole configuration is composed of 13 patches in which the color line C is shifted by 2 dots with respect to the Bk line.
Here, the meaning of "continuously forming patches" means that the patches are arranged along the scanning direction (the traveling direction of the transfer belt 18), and the arrangement is, for example, P1, P11, P2, and P10. Even if the order is different, the meaning is included continuously. Further, it is assumed that even if the interval between P1 and P2 and the interval between P2 and P3 are different, they are continuously included.
[0046]
As shown in FIG. 3B, the alignment
The
As shown in FIG. 3A, the
As shown in FIG. 4, the alignment pattern Pm is formed at three positions on both sides and the center of the
Further, the three sensors disposed on both sides and the center of the
[0047]
Next, the reason why the light receiving portion of the alignment
As shown in FIG. 37, in the displacement detection by the conventional optical sensor, an output characteristic which is hardly a straight line was obtained.
However, as a result of measuring the actual shift amount of the alignment pattern created on the
As shown in FIG. 10, the approximate straight line obtained from the plot points on the minus side with respect to the extreme value is R 2 = 0.9988, and the approximate straight line obtained from the plot point on the plus side with respect to the extreme value is R 2 = 0.9996, an infinitely straight line (R 2 = 1), and the intersection was calculated from these two straight lines. As a result, the displacement amount was 4.13 μm, which was almost a value close to the actual value (= 0).
[0048]
Here, the difference between the plot of the output voltage of the sensor shown in FIG. 37 and the plot of the amount of deviation by microscopic observation shown in FIG. 10 is due to the following two reasons.
{Circle around (1)} According to the microscopic observation results shown in FIG. 10, the difference value of the shift amount between the adjacent patches is almost constant (= linear), whereas the output voltage value shown in FIG. The output voltage difference (= change amount) decreases as the distance from the extreme value increases.
{Circle around (2)} According to the microscope observation results shown in FIG. 10, the shift amounts of the patches (for example, P4 and P10) having a mirror image relationship are almost equal, while the output voltages shown in FIG. There is a difference between the output voltages of P4 and P10).
Therefore, if countermeasures are taken against the causes of these two points, it can be inferred that it is possible to calculate the displacement amount with high accuracy from the intersection calculation results obtained from the two straight lines obtained from the plots of the actual sensor signal outputs. .
[0049]
Therefore, first, in order to consider the result of (1), FIG. 11 shows a relationship between a conventional sensor light receiving surface shape and a pattern.
Since it is considered that the diffused light output voltage of the sensor has a certain correlation with the increase in the area of the color line portion in the light receiving surface, the difference in the amount of shift between adjacent patches (4 dots in this case) increases the area increase. If is constant, it should be linear.
However, as is apparent from FIG. 11, since the light receiving surface is circular, “the amount of change in area (region P2-1 in P2) with respect to the shift of the color lines 4dot of P1 and P2” and “the colors of P2 and P3” In the case of "the amount of change in area with respect to the shift of the line 4dot (region P3-1 in P3)", it can be seen that the latter is larger. This is not limited to the case where the light receiving surface is circular, but the same applies to an elliptical shape or the like.
Therefore, it is understood that the shape of the light receiving surface may be, for example, a square in order to keep the area increment with respect to the shift amount constant.
[0050]
In order to verify that the result of (1) is caused by the circular shape of the light receiving surface, “the diffused light output of the optical sensor is 1 to the area of the color line image in the light receiving surface. The following linear relationship is assumed, the area of the color line image occupying the optical sensor light receiving surface of each patch of the two-color superimposed pattern is calculated, and this area value is used as the output value of each patch. Simulation calculations were performed.
In addition, a calculation for obtaining a detection error of the displacement amount is also performed by calculating an intersection of two straight lines obtained when the area value is plotted with respect to the “shift amount of the color line image with respect to the reference color (black) on the horizontal axis”. Was.
[0051]
[a formula]
As shown in FIG. 12, the rectangular area S of one section located at a distance a from the center of the light receiving surface is S = 2 × [a × tan (acos (a / 1.5))] × (25. 4/600) as a function of the distance a from the center of the light receiving surface.
[Calculation condition]
(1) Sensor light receiving diameter: (diameter = 3.0 mm)
(2) Line width (Bk, Color): 24 dots (= 1.016 mm)
* Here, 600 dpi, that is, 1 dot = 42.3 μm.
[0052]
FIG. 13 shows a calculation result by simulation. The result shown in FIG. 13 is almost equal to the result of the output voltage shown in FIG. 37 with respect to the horizontal axis. In the case of a circular shape as described above, under the condition that each color line of a patch formed by superimposing two color lines is superimposed on one line which is the minimum number of the lines, the shift amount of the color line It has been confirmed that the output characteristics of the sensor with respect to are not linear, ie, non-linear.
Therefore, an alignment pattern formed by continuously forming patches in which the relative positional relationship between the two-color line images is shifted by an arbitrary amount by using a plurality of line images formed by superimposing the two-color line images as one patch. If the shape of the light-receiving surface of the optical sensor for detecting the shift is circular, the output characteristics for an arbitrary shift amount will be non-linear, and high-precision position shift detection cannot be performed. It is concluded that the shape needs to be set to, for example, a square or a rectangle.
[0053]
Next, the reason why the result of (2) was obtained will be examined.
The reason why the output of patches having a mirror image relationship with respect to the extremum described in (2) is different may be that the area of the color toner portion is different between the two as in (1).
Therefore, the same simulation calculation as above was performed for the case where the center of the black line was shifted by 2 dots from the center of the light receiving surface. FIG. 14 shows the result.
As shown in FIG. 14, since the center of the Bk line as the reference color is shifted with respect to the center of the light receiving surface, it has been found that the output voltages of the patches having a mirror image relationship are not equal. From this, when the experiment shown in FIG. 37 was performed, it was intended that the center of the Bk line was substantially aligned with the center of the light receiving surface, but actually, it was caused by being slightly shifted. I think that the.
Note that the results shown in FIG. 37 are obtained when the number of lines is set to the minimum number of lines. In order to eliminate such an error factor, it is considered that the light receiving width should be made sufficiently wider than the line width. It is.
[0054]
Considering other factors that may cause a difference in the output voltage of such a patch having a mirror image relationship, the optical sensor shown in FIG. Although the LED and the light receiving element are constituted by phototransistors, these elements have directivity as a characteristic of the element alone.
FIG. 15 shows a directional pattern of the LED shown in FIG. 36, and FIG. 16 shows a directional pattern of the phototransistor shown in FIG. Since the element itself has the directional characteristics shown in FIGS. 15 and 16, the arrangement is such that the central axes of the directional characteristics of the light emitting element and the light receiving element are shifted with respect to the pattern scanning direction as shown in FIG. If (sensor arrangement in the related art) is performed, the output voltage of the patches having a mirror image relationship as described in (2) may be different because the output distribution clearly exists in the light receiving area. .
[0055]
Therefore, an alignment pattern formed by continuously forming patches in which the relative positional relationship between the two-color line images is shifted by an arbitrary amount by using a plurality of line images formed by superimposing the two-color line images as one patch. In the optical sensor for detecting the direction, it is necessary that the central axes of the directional characteristics of the light receiving element and the light emitting element coincide with the pattern scanning direction. That is, it is necessary to arrange the light receiving element and the light emitting element along the scanning direction of the pattern.
Based on the knowledge based on this experiment, in the present embodiment, as shown in FIG. 5, the arrangement is such that the central axes of the directional characteristics of the
[0056]
Further, in order to make the light intensity distribution and the light receiving sensitivity distribution in the light receiving surface as uniform as possible, a light receiving element having a wide directivity angle is selected. FIG. 6 shows a directional pattern of the
In the conventional optical sensor shown in FIG. 36, simply demanding a high output from the sensor element is adopted, and both a light emitting element and a light receiving element adopt an element called a radial type, a top view type, or a shell type. are doing.
On the other hand, in the present embodiment, as described above, in order to minimize the light emission distribution and the light receiving sensitivity distribution in the light receiving surface, that is, to make the distribution uniform, a wide directional angle is used, and the directional characteristics of the element manufacturing process vary. , A so-called side-view type element is selected.
[0057]
In the present embodiment, the
(About the configuration of the alignment pattern)
FIG. 18 is a graph in which the regular reflection light output voltage of the belt background portion, the Bk solid patch portion, and the C (cyan) patch portion of the conventional sensor shown in FIG. 36 is plotted against the LED current on the horizontal axis.
Here, for example, when looking at the output voltage of each patch when the LED current is set (= 37 mA) at which the output voltage of the background portion of the transfer belt is 4.0 V, the result shown in Table 1 is obtained.
[0058]
[Table 1]
Here, considering that the alignment pattern of FIG. 18 is read with regular reflection light output, the area ratio of P1 and P13 is black line × 50% + color line × 50%, and the area ratio of P7 is Since black line × 50% + color line × 50%, the sensor output of each patch section is approximately as follows.
(When "Bk line group" is formed on "Color line group")
Output voltage of P1 and P13 = 0.12 (Bk solid) x 0.5 + 1.91 (C solid) x 0.5 = 1.015v
P7 output voltage = 0.12 (Bk solid) × 0.5 + 4.0 (belt) × 0.5 = 2.06v
(When “Bk line group” is formed below “Color line group”)
Output voltage of P1 and P13 = 0.12 (Bk solid) x 0.5 + 1.91 (C solid) x 0.5 = 1.015v
P7 output voltage = 1.91 (solid C) × 0.5 + 4.0 (belt) × 0.5 = 2.955v
[0060]
When the output voltage of each patch is plotted against “arbitrary shift amount of the color line on the horizontal axis”, a result as shown in FIG. 19 is obtained. The following can be seen from FIG. (When detection is performed using specular reflection light)
(A) The output voltage is maximum at the patch (P7) where the two color lines completely overlap, and the output voltage is almost determined by the output from the belt background.
(B) The output difference between the minimum value (P1, P13) and the maximum value (P7) is smaller when the "black line group" is above the "color line group" than when it is below. Become.
As described above, the output of the maximum value (P7) when the detection is performed by the specular reflection light is determined by the output from the belt background (∝ gloss).
(C) When the glossiness is reduced due to abrasion with time or partial scratches, the output of that portion is reduced. In other words, the belt cannot be detected due to deterioration of the belt due to abrasion with time, and this determines the life of the belt.
[0061]
That is, like P2 to P12 shown in FIG. 2, the specular reflected light output voltage of the patch portion where the belt surface is partially exposed is the surface shape expressed by the belt glossiness or the surface roughness Rz. For example, if the background portion of the P6 patch has a flaw, the output is different from that of P8 which has a mirror image relationship because the characteristic portion is susceptible to the influence of noise. As a result, the intersection position obtained by calculation is shifted. Will occur.
[0062]
On the other hand, when the detection is performed by the diffuse reflection light, the displacement amount can be detected without being substantially affected by the roughness of the surface of the
FIG. 20 is a graph in which the diffuse reflection light output voltage of the belt background portion, the Bk solid portion, and the C (cyan) solid portion of the conventional sensor shown in FIG. 36 is plotted against the LED current on the horizontal axis.
As shown in FIG. 22, the regular reflection light output has a high correlation with the glossiness of the detected object (the
Here, when the following two cases are considered in the same manner as above, the output voltages of the respective parts are as shown in Table 2.
[0063]
[Table 2]
(When "Bk line group" is formed on "Color line group")
Output voltage of P1 and P13 = 0.16 (Bk solid) × 0.5 + 3.42 (C solid) × 0.5 = 1.79v
P7 output voltage = 0.16 (Bk solid) × 0.5 + 0.07 (belt) × 0.5 = 0.115 v
(When “Bk line group” is formed below “Color line group”)
Output voltage of P1 and P13 = 0.16 (Bk solid) × 0.5 + 3.42 (C solid) × 0.5 = 1.79v
Output voltage of P7 = 3.42 (solid C) × 0.5 + 0.07 (belt) × 0.5 = 1.745v
[0065]
When the output voltage of each patch is plotted against “arbitrary shift amount of the color line on the horizontal axis”, a result as shown in FIG. 21 is obtained. The following can be seen from FIG.
(When detection is performed using diffuse reflection light)
(A) The output voltage is minimized at the patch (P7) where the two color lines completely overlap, and the output voltage is determined by the output voltage of the “color line group”.
(B) The output difference between the maximum value (P1, P13) and the minimum value (P7) can be larger when the "black line group" is above the "color line group" than when it is below. .
As described above, the output of the maximum value (P7) when the detection is performed by the diffuse reflection light is determined by the output (∝lightness) from the “color line group”.
(C) There is no influence of wear over time or partial scratches. In other words, since the detection performance does not depend on the belt deterioration, it is possible to achieve a longer life of the transfer belt.
[0066]
As described above, a plurality of lines formed by superimposing a black line image as a reference color and a line image other than the reference color are defined as one patch, and the relative positional relationship between the two color line images is shifted by an arbitrary amount. Considering that an alignment pattern formed by continuously forming the alignment pattern is detected by an optical sensor for detecting the alignment pattern, a change over time such as abrasion of the transfer belt or a partial scratch is considered. In order to perform detection without being affected by factors at all,
(1) It is desirable to detect by diffused light output,
(2) It is desirable that the image forming order of the black line image as the reference color is the final color of the color superimposition on the transfer body,
(3) The brightness (L) of the transfer member forming the alignment pattern * ) Is desirably 40 or less, preferably 20 or less.
[0067]
The results shown in FIG. 20 show that the specular output light value when the LED current If was fixed to 20 mA was used for the transfer belts having as many as 42 types of gloss and lightness different from each other. It is plotted against degrees. The measured gloss value shown in this figure is a value measured using a gloss meter PG-1 manufactured by Nippon Denshoku Co., Ltd. at a measurement angle of 60 °.
The results shown in FIG. 23 show that, for the same 42 belts as those shown in FIG. 22, the diffuse reflected light output when the LED current was fixed at 20 mA was the lightness L of the transfer belt surface on the horizontal axis. * Is plotted against. The lightness measurement values shown in this figure are values measured using X-Rite 938 manufactured by X-Rite under the conditions of a light source D50 and a viewing angle of 2 °.
[0068]
Next, a method of calculating the amount of displacement from the output voltage value of each patch will be described.
First, in the state where there is no displacement, since the output becomes the minimum value in the patch (P7) which is completely overlapped, two approximations that can be made on the plus side and the minus side in the X-axis direction with respect to this minimum value. The amount of deviation can be calculated by obtaining a straight line by, for example, the least-squares method and obtaining the value of the X-axis at the intersection.
That is, the shift amount x = (db) / (ac) can be calculated from the simultaneous equations of two linear equations of y = ax + b and y = cx + d.
Next, considering the case where a color shift occurs, the output value of each patch changes in accordance with the amount of the color shift, so if the intersection of two line segments obtained from each output value is obtained, the same applies. Thus, the color shift amount can be calculated.
[0069]
Here, a study will be made as to which data point is used in obtaining each of the two approximate straight lines. First, the experimental results are shown in FIG.
The graph of FIG. 24 is a superimposition pattern of the Bk line and the color line (C line) as shown in FIG. 2, in which the line width of each color is 1000 μm, and the patches in which the color line is shifted by 100 μm from the Bk line are 21 The alignment pattern formed on the
FIG. 25 shows the relationship between the amount of shift on the horizontal axis and the sensor output voltage on the vertical axis, with the line width of each color being 500 μm and the patch in which the color line is shifted by 10 μm from the Bk line detected by the sensor. It is a graph. It can also be seen from this figure that the linearity has deteriorated near the local maximum value and the local minimum value.
[0070]
The reason for examining this is that the output was saturated near the maximum value of the actual output voltage, and this was substantially the same for the actual patch as shown in FIGS. It was confirmed that the saturation had occurred.
Therefore, it can be said that the saturation phenomenon of the output in the vicinity of the maximum value and the minimum value is not a problem on the sensor side but a problem on the image forming apparatus forming the pattern.
It was confirmed by observation with a digital microscope that the reason for such a result was that both the Bk and C lines were thicker than the target line width (= 1000 μm). The cause of such a phenomenon includes the influence of the toner density and the like. However, it has been confirmed that the phenomenon is particularly remarkable when a two-component developing apparatus in which a line edge effect is easily generated is used.
[0071]
In the present result, as shown in FIG. 26, since both the Bk line and the C line were thickened, such output saturation appeared only on the local maximum value side. As shown in FIG. 26, when both lines are thickened, even if the C line is shifted from the state of patch A shown in FIG. 26A to the state of patch B shown in FIG. There is no change in the C line between the outputs, the output is the same, and it cannot be detected.
Based on this experimental rule, if the toner density of Bk is very high, as a result, only the Bk line causes line thickening, and on the contrary, the color toner density is very low, and the line width is faithful to the latent image. Is formed, it can be estimated that a similar output saturation phenomenon occurs near the minimum value.
That is, as shown in FIG. 27, even if the C line is shifted from the state of the patch A shown in FIG. 27A to the state of the patch B shown in FIG. 27B, the shift of the C line is within the range of the Bk line. Since no change is made, the output is the same and cannot be detected.
[0072]
Therefore, it is desirable that the data points used for obtaining the approximate straight line exclude the local maximum value and the local minimum value or data in the vicinity thereof in order to minimize the influence of the inherent characteristics of the image forming apparatus. Specifically, for example, only the data of (maximum value + minimum value) / 2 ± (maximum value−minimum value) × 0.4 from the maximum value and the minimum value of the output of a plurality of patches is used for the calculation. .
In order to show a clear effect of the alignment
With the alignment
[0073]
Here, in order to compare the determination coefficients of the approximate expressions under the same condition, the two linear approximations use all data points on the minus side and all data points on the plus side with respect to the extreme value in the X-axis direction. 2 However, if the extremum data is not used for the intersection calculation for the reason described above (thickness or thinning of the line), the straight line on the left side of the minimal value is R 2 = 0.9962 becomes 0.9989, and the straight line on the right is R 2 = 0.9901 becomes 0.9967.
Thus, the linearity (= determination coefficient R) almost equal to the two straight lines obtained from the observation result by the digital microscope equipped with the 2 million pixel CCD shown in FIG. 2 (Almost the same).
[0074]
As described above, the linearity is improved by the improvement of the alignment pattern detection sensor side, and the linearity is further improved by excluding the extreme value data from the data points used in the intersection calculation. The number of data points (that is, the number of patterns) used for calculating the equation can be reduced to a minimum of two points for each straight line (the total number of patches is reduced to four).
Therefore, it is possible to greatly reduce the processing time of the misregistration adjustment operation which is not related to the normal printing operation, that is, does not contribute to the productivity.
In addition, even when such a sensor is used, it is possible to detect a positional deviation amount with high accuracy. Therefore, it is sufficient to detect a positional deviation amount by sampling at a low sampling frequency of about 1/100 of the conventional edge detection method. Becomes possible.
[0075]
The misregistration correction based on the above-described registration
The
Detection signals obtained from the alignment
The sampling of data is controlled by the
[0076]
The I / O port 54, the
The
The
The
[0077]
In addition, the
The
The above-described elements other than the alignment
[0078]
The position shift adjustment operation by the position shift
In the present embodiment, a general-purpose side-view type element is selected from the viewpoint of configuring the sensor unit of the alignment
In the first embodiment, the alignment pattern for detecting the color shift in the main scanning direction has been described. However, when detecting the color shift in the sub-scanning direction (the same direction as the traveling direction of the transfer belt 18), 28, an alignment pattern Ps is formed on the
Similar to the positioning pattern Pm, the positioning pattern Ps includes a plurality of lines formed by superimposing a black line image Bk as a reference color and a color other than the reference color, for example, a cyan line image C, as one patch. And patches in which the relative positional relationship between the two color line images is shifted by an arbitrary amount are continuously formed.
[0079]
The present invention is also effective for the shape of the light receiving surface of the sensor configured to decompose light into P-wave and S-wave components and the arrangement of the sensor in the pattern scanning direction by using the beam splitter (third). Embodiment).
An example will be described with reference to FIG. The alignment
[0080]
Although the polarization state of the
The polarization state of the P-
In the present embodiment, the
[0081]
In each of the above embodiments, an example of application to a four-tandem direct transfer type color image forming apparatus has been described. However, as shown in FIG. 30, a four-tandem tandem configuration is used to transfer to an intermediate transfer body and then collectively transfer to transfer paper. The present invention can be similarly applied to a color image forming apparatus of the following type (fourth embodiment).
In the present embodiment, the above-described alignment patterns Pm and Ps are formed on the
[0082]
An outline of the configuration and operation of a tandem-type color copying machine as an image forming apparatus according to the present embodiment will be described below. The
In the image forming section 1A, an
[0083]
Each of the photoconductors 3Y, 3M, 3C, and 3B is formed of a drum that is rotatable in the same counterclockwise direction. Around the
The
[0084]
The surface of the photoconductor 3Y is uniformly charged by the charging device 4Y, and an electrostatic latent image is formed on the photoconductor 3Y based on image information from the image reading unit 1C. The electrostatic latent image is visualized as a toner image by a developing device 6Y containing yellow toner, and the toner image is applied to a transfer bias roller 7Y on the
The applied voltage member 15Y is provided on the upstream side of the transfer bias roller 7Y in the rotation direction of the photoconductor 3Y. The applied voltage member 15Y causes the
[0085]
Similar image formation is performed on the
After the transfer, the toner remaining on the
The
[0086]
The
The
[0087]
In the optical writing device 5, writing light is controlled by image information from the image reading unit 1C or image information output from a computer (not shown) to write the
The image reading unit 1C includes an automatic document feeder 1C1, a scanner 1C2 having a
The electrostatic latent image two-component (carrier and toner) on the
[0088]
The
[0089]
With the above configuration, the
In the case of a single image, the toner image transferred to the
After the secondary transfer, the
[0090]
Further, a toner image of each color is formed by using one photosensitive drum and a revolver type developing device, and each toner image is superimposedly transferred onto an intermediate transfer member, and then transferred collectively onto transfer paper as a sheet-shaped recording medium. The same can be applied to a color image forming apparatus of the system (fifth embodiment). One example is shown in FIG.
In the present embodiment, the above-described alignment patterns Pm and Ps are formed on an
[0091]
Hereinafter, an outline of a configuration of a color copying machine as an image forming apparatus according to the present embodiment will be described.
In a color copier, a writing
The writing
The
[0092]
The
In the standby state, the
[0093]
In order to develop from the leading end of the black latent image, before the leading end of the latent image reaches the developing position of the black developing
Thereafter, the developing operation of the black latent image area is continued, but when the rear end of the latent image passes the black developing position, the rotary developing operation is promptly performed from the developing position for black to the developing position for the next color. The
When the image forming cycle is started, first, the
[0094]
The
The black, cyan, magenta, and yellow toner images sequentially formed on the
[0095]
Each of the
At the time when the image formation is started, the paper is fed from the paper feed port of any one of the cassettes, and waits at the nip portion of the pair of
[0096]
In this way, the sheet is superimposed on the
The sheet on which the four-color superimposed toner image has been collectively transferred from the
[0097]
The above-described registration pattern detection sensor according to the present invention is an image forming apparatus that detects and corrects a displacement amount by detecting a registration pattern formed by forming a plurality of overlapping patches of two colors. Since any of them can be applied, the present invention can also be applied as a position shift detection sensor of an ink jet device (sixth embodiment).
One example will be described with reference to FIGS.
[0098]
First, a schematic configuration and a printing function of an
A
A
[0099]
In the
As the
[0100]
Below the
A
[0101]
The
An alignment
FIG. 33 is an enlarged view of the vicinity of the
As shown in FIG. 34, for example, an alignment pattern Pk shown in FIG. 35 is formed on a
[0102]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, the alignment pattern formed by superimposing the image of the reference color and the image of the color other than the reference color is irradiated with light from the light emitting unit and reflected from the alignment pattern. In an alignment pattern detection sensor that detects light by a light receiving unit, the light receiving unit is configured to detect diffuse reflection light or a diffuse reflection component of the reflected light, and the light emitting unit and the light receiving unit are configured to detect the alignment pattern. Arranged along the scanning direction, at least the spot shape of the light receiving portion is set to a shape such that the area increment with respect to the shift amount of a color other than the reference color with respect to the reference color at a different position of the alignment pattern is constant. With such a configuration, it is possible to eliminate the non-linear factor of two straight lines with respect to the shift amount of a color other than the reference color with respect to the reference color. It can be aligned pattern detection degrees.
[0103]
According to the second aspect of the present invention, a plurality of lines formed by superimposing a black line image as a reference color and a line image of a color other than the reference color are defined as one patch, and the relative positions of the two color line images are determined. Positioning pattern detection sensor that irradiates light from a light emitting unit to a positioning pattern formed by continuously forming patches whose target positional relationship is shifted by an arbitrary amount and detects reflected light from the positioning pattern by a light receiving unit. In the above, the light receiving unit is configured to detect diffuse reflection light or a diffuse reflection component of the reflected light, the light emitting unit and the light receiving unit are arranged along a scanning direction of the alignment pattern, and at least the light receiving unit Of the spot shape, the area increment with respect to the shift amount of the line image of a color other than the reference color with respect to the black line image of the reference color at a different position of the alignment pattern becomes constant. Since the configuration is set to the shape, it is possible to eliminate the non-linear factor of the two straight lines in the shift amount of the line image of a color other than the reference color with respect to the black line image of the reference color, and it is possible to eliminate the need for expensive sensors. Accurate alignment pattern detection can be performed.
[0104]
According to the third aspect of the present invention, in the positioning pattern detection sensor according to the first or second aspect, the spot shape of the light receiving section is configured as a square, so that the shift amount of a color other than the reference color with respect to the reference color. Since the area increment with respect to is surely constant, highly accurate alignment pattern detection can be performed.
[0105]
According to a fourth aspect of the present invention, in the alignment pattern detection sensor according to any one of the first to third aspects, the central axis of the directional characteristics of the light emitting unit and the light receiving unit is the same as that of the alignment pattern. Since the configuration coincides with the scanning direction, the linearity of the two straight lines can be further enhanced, and the accuracy of the alignment pattern detection can be further enhanced.
[0106]
According to a fifth aspect of the present invention, in the alignment pattern detecting sensor according to any one of the first to fourth aspects, the light emitting unit is configured by a light emitting diode, and the light receiving unit is configured by a photodiode or a photo diode. Since the transistor is constituted by a transistor, non-linear factors caused by the characteristics of a single element can be reduced, and the linearity of two straight lines can be further improved.
[0107]
According to the sixth aspect of the present invention, in the positioning pattern detecting sensor according to the fifth aspect, the light receiving section is a light receiving element having a wide directivity angle. And the linearity of the two straight lines can be further improved.
[0108]
According to the seventh aspect of the present invention, in the alignment pattern detection sensor according to the fifth aspect, since one or both of the light emitting unit and the light receiving unit are elements having a half value angle of 30 ° or more, Non-linear factors caused by the characteristics of a single element can be reduced, and the linearity of two straight lines can be further improved.
[0109]
According to the invention described in
[0110]
According to the ninth aspect of the present invention, in the alignment pattern detection sensor according to the fifth aspect, one or both of the light-emitting portion and the light-receiving portion is configured as a chip-type element. Non-linear factors caused by characteristics can be reduced, and the linearity of two straight lines can be further improved.
[0111]
According to the tenth aspect of the present invention, in the alignment pattern detection sensor according to the ninth aspect, a collimating lens is provided between the chip type element and the alignment pattern to be detected. Non-linear factors caused by the characteristics of a single element can be reduced, and the linearity of two straight lines can be further improved.
[0112]
According to the eleventh aspect of the present invention, the image forming apparatus has a plurality of image carriers, and the toner images formed on each image carrier are sequentially superimposed on a transfer body and transferred, and then collectively transferred to a sheet-shaped recording medium. And an alignment pattern formed by superimposing an image of a reference color and an image of a color other than the reference color, and an alignment pattern detecting means for detecting the alignment pattern. And a positional deviation amount for determining the positional deviation amount and the direction between the image of the reference color and an image of a color other than the reference color based on the output signal from the alignment pattern detecting means and correcting the positional deviation amount. In the image forming apparatus having the correction unit, the alignment pattern detection unit is configured to be the alignment pattern detection sensor according to any one of
{Circle around (1)} Compared with the conventional edge detection method, highly accurate detection is possible even at a low sampling frequency of about 1/100.
As a result of (2) and (1), it is not necessary to increase the speed of the processing circuit unit after sampling, so that the cost of the electric hardware configuration can be greatly reduced.
{Circle around (3)} Since the linearity of two straight lines with respect to an arbitrary shift amount of the color line is greatly improved, the number of patches constituting the alignment pattern can be significantly reduced.
As a result of (4) and (3), the processing time required for the adjustment not related to the normal printing, such as the positional deviation adjustment, can be greatly reduced, so that the productivity can be greatly improved.
In addition, since the detection method uses a diffused light whose detection performance does not depend on the wear deterioration of a transfer member (positioning pattern carrier) such as a transfer belt, detection accuracy equivalent to the edge detection method using specular reflection light can be obtained. At the same time, the life of the alignment pattern carrier such as a belt can be extended, that is, the running cost can be greatly reduced.
[0113]
According to the twelfth aspect of the present invention, the image forming apparatus has a plurality of image carriers, and the toner images formed on each image carrier are sequentially superimposed on the transfer body and transferred, and then collectively transferred to a sheet-shaped recording medium. An image forming apparatus for obtaining a color image by using a plurality of lines formed by superimposing a black line image as a reference color and a line image of a color other than the reference color as one patch, and forming a two-color line An alignment pattern formed by continuously forming patches in which the relative positional relationship between images is shifted by an arbitrary amount; alignment pattern detection means for detecting the alignment pattern; and an output signal from the alignment pattern detection means. The image forming apparatus includes a position shift amount correcting unit that determines a position shift amount and a direction of the black line image of the reference color and a line image of a color other than the reference color based on the position shift amount and corrects the position shift amount. ,Up Since the positioning pattern detecting means is configured to be the positioning pattern detecting sensor according to any one of the first to ninth aspects, the same effect as the invention according to the eleventh aspect can be obtained. .
[0114]
According to the thirteenth aspect of the present invention, the image forming apparatus has a plurality of image carriers, and the toner images formed on the respective image carriers are sequentially transferred onto the sheet-shaped recording medium carried on the transfer body. An image forming apparatus that obtains a color image by: an alignment pattern formed by superimposing an image of a reference color and an image of a color other than the reference color; and an alignment pattern detection unit that detects the alignment pattern. A position shift amount correcting unit that determines a position shift amount and a direction of an image of the reference color and an image of a color other than the reference color based on an output signal from the alignment pattern detection unit and corrects the position shift amount. In the image forming apparatus having the means, the positioning pattern detecting means is configured to be the positioning pattern detecting sensor according to any one of the first to ninth aspects. Same as It is possible to obtain an effect.
[0115]
According to the fourteenth aspect of the present invention, a plurality of image carriers are provided, and the toner images formed on each of the image carriers are sequentially transferred onto a sheet-like recording medium carried on a transfer body. A plurality of lines formed by superposing a black line image as a reference color and a line image of a color other than the reference color as one patch, and a two-color line image An alignment pattern formed by continuously forming patches in which the relative positional relationship is shifted by an arbitrary amount; an alignment pattern detection means for detecting the alignment pattern; and an output signal from the alignment pattern detection means. In the image forming apparatus, the image forming apparatus includes a position shift amount correcting unit that determines a position shift amount and a direction of the black line image of the reference color and a line image of a color other than the reference color based on the position shift amount and corrects the position shift amount. Above rank The combined pattern detecting means, since a configuration is a alignment pattern detection sensor according to any one of
[0116]
According to a fifteenth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the twelfth or twelfth aspect, the image forming order of the black line image as the reference color is a final color of the color overlap on the transfer body. Therefore, a high SN ratio can be obtained, and the detection accuracy can be improved.
[0117]
According to a sixteenth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the eleventh to fourteenth aspects, the brightness (L) of the transfer body on which the alignment pattern is formed is formed. * ) Is 40 or less, preferably 20 or less, so that a high SN ratio can be obtained and the detection accuracy can be improved.
[0118]
According to a seventeenth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the twelfth or twelfth aspect, the alignment pattern detecting means for an arbitrary shift amount of a line image other than a reference color with respect to a reference color line image of the alignment pattern. When the output signal has one or more extreme values and an arbitrary shift amount is set on the horizontal axis, the position shift amount correcting means calculates an intersection of two straight lines formed on both sides of the extreme value. By doing so, the amount of misregistration and the direction of the color other than the reference color with respect to the reference color are determined, and the data point in the vicinity of the extreme value or the extreme value is not used for the calculation of the intersection. Since the linearity of the approximate straight line can be further improved irrespective of the state of formation of the alignment pattern, it is possible to improve the positional deviation detection accuracy.
[0119]
According to the eighteenth aspect of the present invention, the image forming apparatus according to the seventeenth aspect has a configuration in which the developing device of the two-component developing system is used. Therefore, in particular, the effect of improving the linearity of the approximate straight line and improving the positional deviation detection accuracy can be exhibited.
[0120]
According to the invention of claim 19, there is provided an image forming apparatus for obtaining a color image by an ink jet method, wherein an alignment pattern formed by superimposing an image of a reference color and an image of a color other than the reference color, Positioning pattern detecting means for detecting a positioning pattern; and determining a displacement amount and a direction between the image of the reference color and an image of a color other than the reference color based on an output signal from the positioning pattern detecting means. In an image forming apparatus having a displacement amount correcting means for correcting the displacement amount, the positioning pattern detecting means is the positioning pattern detecting sensor according to any one of
[0121]
According to the twentieth aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus for obtaining a color image by an ink jet method, wherein a plurality of line images formed by superimposing a black line image as a reference color and a line image of a color other than the reference color. A positioning pattern formed by continuously forming patches in which the line is regarded as one patch and the relative positional relationship between the two color line images is shifted by an arbitrary amount, and a positioning pattern detecting means for detecting the positioning pattern; Determining the amount of misalignment and the direction between the black line image of the reference color and the line image of a color other than the reference color based on the output signal from the alignment pattern detecting means, and correcting the amount of misalignment. In the image forming apparatus having the displacement amount correcting means, the positioning pattern detecting means is the positioning pattern detecting sensor according to any one of
[0122]
According to the invention described in claim 21, an alignment pattern formed by superimposing an image of a reference color and an image of a color other than the reference color is detected by an alignment pattern detection unit, A color misregistration detection method for judging the amount of misregistration between the image of the reference color and the image of a color other than the reference color and the direction based on the output signal of the reference color. Component to be detected, the light emitting unit and the light receiving unit of the alignment pattern detecting means are arranged along the scanning direction of the alignment pattern, and at least the spot shape of the light receiving unit is set at a different position of the alignment pattern. Since the shape is such that the area increment with respect to the shift amount of a color other than the reference color with respect to the reference color is constant, a color other than the reference color with respect to the reference color Shift can be eliminated
[0123]
According to a twenty-second aspect of the present invention, in the color misregistration detecting method according to the twenty-first aspect, the correlation between the brightness of the detected object on which the alignment pattern is formed and the diffuse reflection light is experimentally grasped. Since an appropriate value is determined from the obtained data and the brightness of the detected object is set based on the appropriate value, a high SN ratio can be obtained, and the detection accuracy can be improved.
[0124]
According to the twenty-third aspect of the present invention, in the color misregistration detecting method according to the twenty-second aspect, the reference characteristic of the alignment pattern and the output characteristic of the brightness of the detected object are made substantially equal to each other. An SN ratio can be obtained, and detection accuracy can be improved.
[0125]
According to the twenty-fourth aspect of the present invention, based on the output signal from the alignment pattern detecting means for an arbitrary shift amount of the line image other than the reference color with respect to the reference color line image of the alignment pattern, the position shift amount correcting means performs the above. A color misregistration correction method for calculating an intersection of two straight lines formed on both sides with respect to an extreme value of an output signal, thereby determining a misregistration amount and a direction of a color other than the reference color with respect to the reference color and correcting the misregistration. Since the calculation of the intersection of the two straight lines does not use the data point in the vicinity of the extreme value or the extreme value, the linearity of the approximate straight line can be further improved regardless of the state of formation of the alignment pattern. It is possible to improve the displacement detection accuracy.
[0126]
According to the twenty-fifth aspect of the present invention, based on an output signal from the alignment pattern detecting means for an arbitrary shift amount of a line image other than the reference color with respect to the reference color line image of the alignment pattern, the position shift amount correcting means makes the correction. A color misregistration correction method for calculating an intersection of two straight lines formed on both sides with respect to an extreme value of an output signal, thereby determining a misregistration amount and a direction of a color other than the reference color with respect to the reference color and correcting the misregistration. Since the light emitting portion and the light receiving portion of the alignment pattern detecting means are arranged so as to correct the non-linearity of the two straight lines, the accuracy of detecting the displacement can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic front view of a color printer as an image forming apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic plan view of a registration pattern for detecting a displacement in the main scanning direction.
FIG. 3 is a schematic plan view showing an arrangement relationship of an alignment pattern detection sensor with respect to a scanning direction of the alignment pattern.
FIG. 4 is a schematic plan view showing a positional relationship between a position at which a positioning pattern is formed on a transfer belt and a positioning pattern detection sensor.
FIG. 5 is a schematic plan view showing a state where the central axes of the directivity characteristics of the respective elements of the alignment pattern detection sensor are aligned with the scanning direction of the alignment pattern.
FIG. 6 is a diagram illustrating the directional characteristics of a light emitting unit of the alignment pattern detection sensor.
FIG. 7 is a diagram illustrating the directional characteristics of a light receiving unit of the alignment pattern detection sensor.
FIG. 8 is a graph showing the effect of improving the linearity of a conventional optical sensor.
FIG. 9 is a block diagram illustrating a displacement amount correcting unit.
FIG. 10 is a graph showing actually measured values of the color line width of each patch by microscopic observation.
FIG. 11 is a diagram showing a non-linearity of an area increment caused by a circular light-receiving surface shape in a conventional optical sensor.
FIG. 12 is a diagram for obtaining a rectangular area within a circular light receiving surface.
FIG. 13 is a graph showing a simulation result of an area of a color line portion with respect to a shift amount of a color line.
FIG. 14 is a graph showing a simulation result when the center of the Bk line is shifted from the center of the light receiving surface.
FIG. 15 is a diagram showing the directional characteristics of a light emitting element in a conventional optical sensor.
FIG. 16 is a diagram showing the directional characteristics of a light receiving element in a conventional optical sensor.
FIG. 17 is a schematic plan view showing directivity characteristics of each element of a conventional optical sensor with respect to a scanning direction of an alignment pattern.
FIG. 18 is a graph showing a relationship between an LED emission current and a regular reflection light output in a conventional optical sensor.
FIG. 19 is a graph showing a displacement pattern output when detection is performed by specular reflection light in a conventional optical sensor.
FIG. 20 is a graph showing a relationship between an LED emission current and a diffuse reflection light output in a conventional optical sensor.
FIG. 21 is a graph showing a misregistration pattern output when detection is performed using diffuse reflection light in a conventional optical sensor.
FIG. 22 is a graph showing the relationship between the glossiness of the transfer belt surface and the sensor output.
FIG. 23 is a graph showing the relationship between the brightness of the transfer belt surface and the diffused light output.
FIG. 24 is a graph showing actual measurement results of the amount of displacement of the alignment pattern on the transfer belt.
FIG. 25 is a graph showing a measurement result of a displacement amount of an alignment pattern on a transfer belt by a sensor.
FIG. 26 is a diagram illustrating a state in which both the Bk line and the C line are thickened.
FIG. 27 is a diagram showing a state where line thickening occurs only in the Bk line.
FIG. 28 is a schematic plan view of an alignment pattern for detecting a positional shift in the sub-scanning direction.
FIG. 29 is a diagram illustrating a configuration of an alignment pattern detection sensor according to a third embodiment.
FIG. 30 is a schematic front view of a color copying machine as an image forming apparatus according to a fourth embodiment.
FIG. 31 is a schematic front view of a color copying machine as an image forming apparatus according to a fifth embodiment.
FIG. 32 is a schematic front view of an ink jet recording apparatus as an image forming apparatus according to a sixth embodiment.
FIG. 33 is an enlarged view of the vicinity of the conveyance belt in FIG. 32;
FIG. 34 is a schematic plan view showing the positional relationship between the formation of the alignment pattern and the alignment pattern detection sensor in the ink jet recording apparatus.
FIG. 35 is a schematic plan view of an alignment pattern formed by overlapping two color lines.
FIG. 36 is a schematic plan view showing an arrangement of each element of a conventional optical sensor in a scanning direction of an alignment pattern.
FIG. 37 is a graph showing an output voltage of a misregistration pattern and an intersection calculation result when a conventional optical sensor is used.
[Explanation of symbols]
Pm, Ps Positioning pattern
40,60 Alignment pattern detection sensor as alignment pattern detection means
40A light emitting diode as light emitting part
40B Photodiode as light receiving part
46 Position shift amount correction means
Bk black line image
Claims (25)
上記受光部が、上記反射光の拡散反射光又は拡散反射成分を検知するように構成され、上記発光部と受光部が上記位置合わせパターンの走査方向に沿って配置され、少なくとも上記受光部のスポット形状が、上記位置合わせパターンの異なる位置での上記基準色に対する上記基準色以外の色のシフト量に対する面積増分が一定となる形状に設定されていることを特徴とする位置合わせパターン検知センサ。A positioning pattern in which a light emitting unit irradiates light to a positioning pattern formed by superimposing an image of a reference color and an image of a color other than the reference color, and the reflected light from the positioning pattern is detected by a light receiving unit. In the detection sensor,
The light receiving unit is configured to detect diffuse reflection light or a diffuse reflection component of the reflected light, the light emitting unit and the light receiving unit are arranged along a scanning direction of the alignment pattern, and at least a spot of the light receiving unit. An alignment pattern detection sensor, wherein the shape is set to a shape in which an area increment with respect to a shift amount of a color other than the reference color with respect to the reference color at a different position of the alignment pattern is constant.
上記受光部が、上記反射光の拡散反射光又は拡散反射成分を検知するように構成され、上記発光部と受光部が上記位置合わせパターンの走査方向に沿って配置され、少なくとも上記受光部のスポット形状が、上記位置合わせパターンの異なる位置での上記基準色の黒のライン像に対する上記基準色以外の色のライン像のシフト量に対する面積増分が一定となる形状に設定されていることを特徴とする位置合わせパターン検知センサ。A plurality of lines formed by superimposing a black line image as a reference color and a line image of a color other than the reference color as one patch, and a patch in which the relative positional relationship between the two color line images is shifted by an arbitrary amount. In a positioning pattern detection sensor that irradiates light from the light emitting unit and detects reflected light from the positioning pattern by the light receiving unit,
The light receiving unit is configured to detect diffuse reflection light or a diffuse reflection component of the reflected light, the light emitting unit and the light receiving unit are arranged along a scanning direction of the alignment pattern, and at least a spot of the light receiving unit. The shape is set to a shape such that an area increment with respect to a shift amount of a line image of a color other than the reference color with respect to a black line image of the reference color at a different position of the alignment pattern is constant. Alignment pattern detection sensor.
上記受光部のスポット形状を四角形としたことを特徴とする位置合わせパターン検知センサ。The alignment pattern detection sensor according to claim 1 or 2,
An alignment pattern detection sensor, wherein the spot shape of the light receiving section is square.
上記発光部と受光部の指向特性の中心軸が上記位置合わせパターンの走査方向と一致していることを特徴とする位置合わせパターン検知センサ。The alignment pattern detection sensor according to any one of claims 1 to 3,
An alignment pattern detection sensor, wherein the central axis of the directional characteristics of the light emitting unit and the light receiving unit coincides with the scanning direction of the alignment pattern.
上記発光部が発光ダイオードにより構成され、上記受光部がフォトダイオード又はフォトトランジスタにより構成されていることを特徴とする位置合わせパターン検知センサ。The alignment pattern detection sensor according to any one of claims 1 to 4,
The alignment pattern detection sensor according to claim 1, wherein the light emitting unit is configured by a light emitting diode, and the light receiving unit is configured by a photodiode or a phototransistor.
上記受光部が、広指向角の受光素子であることを特徴とする位置合わせパターン検知センサ。The alignment pattern detection sensor according to claim 5,
The alignment pattern detection sensor, wherein the light receiving section is a light receiving element having a wide directivity angle.
上記発光部、受光部のいずれか一方又は両方の半値角が３０°以上の素子であることを特徴とする位置合わせパターン検知センサ。The alignment pattern detection sensor according to claim 5,
An alignment pattern detecting sensor, wherein one or both of the light emitting unit and the light receiving unit are elements having a half-value angle of 30 ° or more.
上記発光部、受光部のいずれか一方又は両方がサイドビュータイプの素子であることを特徴とする位置合わせパターン検知センサ。The alignment pattern detection sensor according to claim 5,
A positioning pattern detection sensor, wherein one or both of the light emitting unit and the light receiving unit are side view type elements.
上記発光部、受光部のいずれか一方又は両方がチップタイプの素子であることを特徴とする位置合わせパターン検知センサ。The alignment pattern detection sensor according to claim 5,
An alignment pattern detection sensor, wherein one or both of the light emitting unit and the light receiving unit are chip type elements.
上記チップタイプの素子と検知対象である上記位置合わせパターンとの間にコリメートレンズを設けたことを特徴とする位置合わせパターン検知センサ。The alignment pattern detection sensor according to claim 9,
An alignment pattern detection sensor, wherein a collimating lens is provided between the chip type element and the alignment pattern to be detected.
上記位置合わせパターン検知手段が、請求項１乃至９のうちの何れか１つに記載の位置合わせパターン検知センサであることを特徴とする画像形成装置。An image forming apparatus that has a plurality of image carriers and sequentially transfers the toner images formed on each image carrier onto a transfer body, and then collectively transfers the toner images to a sheet-shaped recording medium to obtain a color image. An alignment pattern formed by superimposing an image of a reference color and an image of a color other than the reference color; an alignment pattern detection unit for detecting the alignment pattern; An image forming apparatus including a position shift amount correcting unit that determines a position shift amount and a direction of an image of the reference color and an image of a color other than the reference color based on the output signal and corrects the position shift amount.
An image forming apparatus, wherein the alignment pattern detecting means is the alignment pattern detection sensor according to any one of claims 1 to 9.
上記位置合わせパターン検知手段が、請求項１乃至９のうちの何れか１つに記載の位置合わせパターン検知センサであることを特徴とする画像形成装置。An image forming apparatus having a plurality of image carriers, and sequentially transferring the toner images formed on each image carrier on a transfer body, and then collectively transferring the toner images to a sheet-shaped recording medium to obtain a color image. A plurality of lines formed by superimposing a black line image as a reference color and a line image of a color other than the reference color are defined as one patch, and the relative positional relationship between the two color line images is determined by an arbitrary amount. A positioning pattern formed by continuously forming shifted patches; positioning pattern detecting means for detecting the positioning pattern; and a black line of the reference color based on an output signal from the positioning pattern detecting means. In an image forming apparatus having a position shift amount correcting unit that determines a position shift amount and a direction of an image and a line image of a color other than the reference color and corrects the position shift amount,
An image forming apparatus, wherein the alignment pattern detecting means is the alignment pattern detection sensor according to any one of claims 1 to 9.
上記位置合わせパターン検知センサが、請求項１乃至９のうちの何れか１つに記載の位置合わせパターン検知センサであることを特徴とする画像形成装置。An image forming apparatus having a plurality of image carriers, and obtaining a color image by sequentially superimposing and transferring the toner images formed on each image carrier onto a sheet-shaped recording medium carried on a transfer body. A positioning pattern formed by superimposing an image of a reference color and an image of a color other than the reference color, positioning pattern detecting means for detecting the positioning pattern, and an output from the positioning pattern detecting means. An image forming apparatus including a position shift amount correcting unit that determines a position shift amount and a direction of an image of the reference color and an image of a color other than the reference color based on a signal and corrects the position shift amount.
An image forming apparatus, wherein the alignment pattern detection sensor is the alignment pattern detection sensor according to any one of claims 1 to 9.
上記位置合わせパターン検知手段が、請求項１乃至９のうちの何れか１つに記載の位置合わせパターン検知センサであることを特徴とする画像形成装置。An image forming apparatus having a plurality of image carriers, and obtaining a color image by sequentially superimposing and transferring the toner images formed on each image carrier onto a sheet-shaped recording medium carried on a transfer body. A plurality of lines formed by superimposing a black line image as a reference color and a line image of a color other than the reference color are defined as one patch, and the relative positional relationship between the two color line images is shifted by an arbitrary amount. An alignment pattern formed by successively forming patches, alignment pattern detection means for detecting the alignment pattern, and a black line image of the reference color based on an output signal from the alignment pattern detection means. And an image forming apparatus having a position shift amount correcting unit that determines a position shift amount and a direction of a line image of a color other than the reference color and the direction thereof, and corrects the position shift amount.
An image forming apparatus, wherein the alignment pattern detecting means is the alignment pattern detection sensor according to any one of claims 1 to 9.
基準色である黒ライン像の作像順序は、上記転写体上での色重ねの最終色であることを特徴とする画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 12, wherein
An image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming order of the black line image as the reference color is the final color of the color superposition on the transfer body.
上記位置合わせパターンを形成する上記転写体の明度（Ｌ＊）が４０以下、好ましくは２０以下であることを特徴とする画像形成装置。The image forming apparatus according to any one of claims 11 to 14,
An image forming apparatus, wherein the lightness (L * ) of the transfer body for forming the alignment pattern is 40 or less, preferably 20 or less.
上記位置合わせパターンの基準色ライン像に対する基準色以外のライン像の任意のシフト量に対する上記位置合わせパターン検知手段からの出力信号が１つ以上の極値を持ち、任意のシフト量を横軸としたときに、上記位置ずれ量補正手段は、上記極値に対し両側に形成される２直線の交点を算出することにより基準色に対する基準色以外の色の位置ずれ量とその方向を判断するものであって、その交点算出には極値又は極値近傍におけるデータ点を計算に使わないことを特徴とする画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 12, wherein
An output signal from the alignment pattern detecting means for an arbitrary shift amount of a line image other than the reference color with respect to the reference color line image of the alignment pattern has one or more extreme values, and the arbitrary shift amount is represented by a horizontal axis. Then, the position shift amount correction means determines the position shift amount and direction of a color other than the reference color with respect to the reference color by calculating the intersection of two straight lines formed on both sides with respect to the extreme value. An image forming apparatus characterized in that an extremum or a data point near an extremum is not used in the calculation of the intersection.
２成分現像方式の現像装置を有していることを特徴とする画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 17,
An image forming apparatus comprising a two-component developing type developing device.
上記位置合わせパターン検知手段が、請求項１乃至９のうちの何れか１つに記載の位置合わせパターン検知センサであることを特徴とする画像形成装置。An image forming apparatus for obtaining a color image by an inkjet method, comprising: an alignment pattern formed by superimposing a reference color image and an image of a color other than the reference color; and an alignment pattern detection for detecting the alignment pattern. Means for determining the amount of misalignment and the direction of the image of the reference color and the image of a color other than the reference color based on the output signal from the alignment pattern detecting means, and correcting the amount of misalignment. In an image forming apparatus having an amount correcting unit,
An image forming apparatus, wherein the alignment pattern detecting means is the alignment pattern detection sensor according to any one of claims 1 to 9.
上記位置合わせパターン検知手段が、請求項１乃至９のうちの何れか１つに記載の位置合わせパターン検知センサであることを特徴とする画像形成装置。An image forming apparatus for obtaining a color image by an ink jet method, wherein a plurality of lines formed by superimposing a black line image as a reference color and a line image of a color other than the reference color are defined as one patch and two colors are formed. An alignment pattern formed by continuously forming patches in which the relative positional relationship of the line images is shifted by an arbitrary amount, an alignment pattern detection unit for detecting the alignment pattern, and an output from the alignment pattern detection sensor An image forming apparatus including a position shift amount correcting unit that determines a position shift amount and a direction of a black line image of the reference color and a line image of a color other than the reference color based on a signal and corrects the position shift amount. At
An image forming apparatus, wherein the alignment pattern detecting means is the alignment pattern detection sensor according to any one of claims 1 to 9.
上記位置合わせパターン検知手段が拡散反射光又は拡散反射成分を検知するようにし、該位置合わせパターン検知手段の発光部と受光部を上記位置合わせパターンの走査方向に沿って配置し、少なくとも上記受光部のスポット形状を、上記位置合わせパターンの異なる位置での上記基準色に対する上記基準色以外の色のシフト量に対する面積増分が一定となる形状にすることを特徴とする色ずれ検知方法。An alignment pattern formed by superimposing an image of a reference color and an image of a color other than the reference color is detected by an alignment pattern detection unit, and the reference color image is detected based on an output signal from the alignment pattern detection unit. In a color misregistration detection method for determining the amount of misregistration between an image and an image of a color other than the reference color and its direction,
The alignment pattern detecting means detects diffuse reflection light or a diffuse reflection component, and a light emitting unit and a light receiving unit of the alignment pattern detecting means are arranged along a scanning direction of the alignment pattern, and at least the light receiving unit Wherein the spot shape is a shape in which the area increment with respect to the shift amount of a color other than the reference color with respect to the reference color at a different position of the alignment pattern is constant.
上記位置合わせパターンが形成される被検知物体の明度と拡散反射光との相関関係を実験的に把握し、得られたデータから適正値を判断し、これに基づいて上記被検知物体の明度を設定することを特徴とする色ずれ検知方法。22. The color misregistration detection method according to claim 21,
The correlation between the lightness of the detected object on which the alignment pattern is formed and the diffuse reflected light is experimentally grasped, an appropriate value is determined from the obtained data, and the lightness of the detected object is determined based on this. A color shift detection method characterized by setting.
上記位置合わせパターンの基準色と上記被検知物体の明度に係る出力特性を略同等にすることを特徴とする色ずれ検知方法。The color misregistration detection method according to claim 22,
A color misregistration detection method, wherein a reference color of the alignment pattern and an output characteristic relating to the brightness of the detected object are made substantially equal.
上記２直線の交点の算出に、上記極値又は極値近傍におけるデータ点を計算に使わないことを特徴とする色ずれ補正方法。Based on the output signal from the alignment pattern detection means for an arbitrary shift amount of the line image other than the reference color with respect to the reference color line image of the alignment pattern, the position deviation amount correction means forms on both sides of the extreme value of the output signal. A color misregistration correction method for compensating the misregistration by determining the amount of misregistration and the direction of a color other than the reference color with respect to the reference color by calculating the intersection of the two straight lines,
A color misregistration correction method, characterized in that the extremum or a data point near the extremum is not used in the calculation of the intersection of the two straight lines.
上記位置合わせパターン検知手段の発光部と受光部を、上記２直線の非線形性を是正するように配置することを特徴とする色ずれ補正方法。Based on the output signal from the alignment pattern detection means for an arbitrary shift amount of the line image other than the reference color with respect to the reference color line image of the alignment pattern, the position deviation amount correction means forms on both sides of the extreme value of the output signal. A color misregistration correction method for compensating the misregistration by determining the amount of misregistration and the direction of a color other than the reference color with respect to the reference color by calculating the intersection of the two straight lines,
A color misregistration correction method, comprising: arranging a light emitting part and a light receiving part of the alignment pattern detecting means so as to correct the nonlinearity of the two straight lines.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006102997A (en) * | 2004-09-30 | 2006-04-20 | Canon Inc | Printing position adjustment method and printing device |
| JP2007163958A (en) * | 2005-12-15 | 2007-06-28 | Fuji Xerox Co Ltd | Image forming apparatus |
| JP2011150290A (en) * | 2009-12-21 | 2011-08-04 | Canon Inc | Image information detecting apparatus |
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