JP2007232763A - Color image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像情報に基づいて記録材上にカラー画像を形成するカラー画像形成装置に関し、特にその色ずれ補正に関するものである。 The present invention relates to a color image forming apparatus that forms a color image on a recording material based on image information, and more particularly to correction of color misregistration.
電子写真方式のカラー画像形成装置においては、高速化のために複数の画像形成部を有し、搬送ベルト上に保持された記録材上に順次異なる色の像を転写する方式が各種提案されている。 Various types of electrophotographic color image forming apparatuses have been proposed which have a plurality of image forming units for speeding up and sequentially transfer images of different colors onto a recording material held on a conveying belt. Yes.
ところで、複数の画像形成部を有する装置の問題は、機械精度等の原因により、複数の感光ドラムや搬送ベルトの移動ムラや、各画像形成部の転写位置での感光ドラム外周面と搬送ベルトの移動量の関係等が各色毎にバラバラに発生することである。そして、画像を重ね合わせたときに一致せず、色ずれを生じることが挙げられる。特に、レーザスキャナと感光ドラムを有する複数の画像形成部を有する装置では、色ずれが発生し易い。たとえば、各画像形成部でレーザスキャナと感光ドラム間の距離に誤差があり、この誤差が各画像形成部間で異なると、感光ドラム上でのレーザの走査幅に違いが発生し、色ずれが発生する（特許文献１）。 By the way, problems with an apparatus having a plurality of image forming units are caused by unevenness of movement of a plurality of photosensitive drums and conveyance belts due to machine accuracy and the like, and between the outer peripheral surface of the photosensitive drum and the conveyance belt at the transfer position of each image forming unit. The relationship of the movement amount etc. occurs for each color. In addition, when the images are overlapped, they do not coincide and color misregistration occurs. In particular, in an apparatus having a plurality of image forming units having a laser scanner and a photosensitive drum, color misregistration is likely to occur. For example, if there is an error in the distance between the laser scanner and the photosensitive drum in each image forming unit, and this error differs between the image forming units, a difference occurs in the laser scanning width on the photosensitive drum, resulting in a color shift. It occurs (Patent Document 1).
色ずれの例を図１４に示す。７は本来の画像位置を、８は色ずれが発生している場合の画像位置を示す。また、（ｂ）（ｃ）は主走査方向に色ずれがある場合であるが、説明の便宜のため、２つの線を搬送方向に離して描いてある。（ａ）は主走査線の傾きずれを示し、光学部と感光ドラム間に傾きがある場合等に発生する。例えば、光学部や感光ドラムの位置や、レンズの位置を調整することによって矢印方向に修正する。（ｂ）は主走査線幅のバラツキによる色ずれを示し、光学部と感光ドラム間の距離の違い等によって発生する。光学部がレーザスキャナの場合に発生し易い。例えば、画像周波数を微調整（走査幅が長い場合は、周波数を高くする。）して、走査線の長さ変えることよって矢印方向に修正する。（ｃ）は主走査方向の書出し位置誤差を示す。例えば、光学部がレーザススキャナであれば、ビーム検出位置からの書出しタイミングを調整することによって矢印方向に修正する。（ｄ）は用紙搬送方向の書出し位置誤差を示す。例えば、用紙先端検出からの各色の書出しタイミングを調整することによって矢印方向に修正する。 An example of color misregistration is shown in FIG. 7 indicates the original image position, and 8 indicates the image position when color misregistration occurs. Also, (b) and (c) are cases where there is a color shift in the main scanning direction, but for convenience of explanation, two lines are drawn apart in the transport direction. (A) shows an inclination shift of the main scanning line, and occurs when there is an inclination between the optical unit and the photosensitive drum. For example, the position is corrected in the direction of the arrow by adjusting the position of the optical unit or the photosensitive drum or the position of the lens. (B) shows color misregistration due to variations in the main scanning line width, which occurs due to a difference in the distance between the optical unit and the photosensitive drum. It tends to occur when the optical unit is a laser scanner. For example, the image frequency is finely adjusted (if the scanning width is long, the frequency is increased), and the length of the scanning line is changed to correct in the arrow direction. (C) shows a writing position error in the main scanning direction. For example, if the optical unit is a laser scanner, it is corrected in the direction of the arrow by adjusting the writing start timing from the beam detection position. (D) shows the writing position error in the paper transport direction. For example, the correction is made in the direction of the arrow by adjusting the writing start timing of each color from the detection of the leading edge of the paper.
これら色ずれを修正するために、搬送ベルト上に、各色毎に位置ずれ検出用のパターン（位置ずれ検出パターン）を形成し、搬送ベルト下流部の両サイドに設けられた１対の光センサで検出し、検出したずれ値に応じて、前述の様な各種調整を実施している。 In order to correct these color misregistrations, a misregistration detection pattern (position misregistration detection pattern) is formed for each color on the transport belt, and a pair of optical sensors provided on both sides of the downstream portion of the transport belt. Various adjustments as described above are performed according to the detected deviation value.
図１５に位置ずれ検出パターン例を示す。９と１０は用紙搬送方向の色ずれ値（位置ずれ値）を検出するためのパターン、１１と１２は用紙搬送方向と直交する主走査方向の色ずれ値を検出するためのパターンである。１１、１２は、この例では４５度の傾きで、ａ〜ｄは各々ブラック（以下Ｋ）、イエロー（以下Ｙ）、マゼンタ（以下Ｍ）、シアン（以下Ｃ）を示す。ｔＬａ〜ｄ、ｔＲａ〜ｄ、ｓ１Ｌａ〜ｄ、ｓ２Ｌａ〜ｄ、ｓ１Ｒａ〜ｄ、ｓ２Ｒａ〜ｄ、は各パターンの検出タイミングを、矢印は搬送ベルト３の移動方向を示す。
FIG. 15 shows an example of a positional deviation detection pattern. 9 and 10 are patterns for detecting color misregistration values (position misalignment values) in the paper conveyance direction, and 11 and 12 are patterns for detecting color misregistration values in the main scanning direction orthogonal to the paper conveyance direction. Reference numerals 11 and 12 denote 45 degrees in this example, and a to d denote black (hereinafter referred to as K), yellow (hereinafter referred to as Y), magenta (hereinafter referred to as M), and cyan (hereinafter referred to as C). tLa to d, tRa to d, s1 La to d, s2 La to d, s1 Ra to d, and s2 Ra to d indicate the detection timing of each pattern, and the arrows indicate the moving direction of the
搬送ベルトの移動速度をｖｍｍ／ｓ、Ｋを基準色とし、用紙搬送方向用パターンの各色とＫパターン間の理論距離をｄＹ、ｄＭ、ｄＣとする。 It is assumed that the moving speed of the conveying belt is vmm / s, K is a reference color, and the theoretical distance between each color of the paper conveying direction pattern and the K pattern is dY, dM, dC.
Ｋを基準色とし、搬送方向に関して、各色の色ずれ値Δｙは、
ΔｙＹ＝ｖ＊｛（ｔＬｂ−ｔＬａ）＋（ｔＲｂ−ｔＲａ）｝／２−ｄＹ ［式１］
ΔｙＭ＝ｖ＊｛（ｔＬｃ−ｔＬａ）＋（ｔＲｃ−ｔＲａ）｝／２−ｄＭ ［式２］
ΔｙＹ＝ｖ＊｛（ｔＬｄ−ｔＬａ）＋（ｔＲｄ−ｔＲａ）｝／２−ｄＣ ［式３］
となる。
With K as a reference color, the color misregistration value Δy of each color in the transport direction is
ΔyY = v * {(tLb−tLa) + (tRb−tRa)} / 2−dY [Formula 1]
ΔyM = v * {(tLc−tLa) + (tRc−tRa)} / 2−dM [Formula 2]
ΔyY = v * {(tLd−tLa) + (tRd−tRa)} / 2−dC [Formula 3]
It becomes.
主走査方向に関して、左右各々の各色の色ずれ値ΔｘＬ、ΔｘＲは、
ΔｘＬＹ＝ｖ＊｛（ｓ１Ｌｂ−ｓ２Ｌｂ）−（ｓ１Ｌａ−ｓ２Ｌａ）｝／２ ［式４］
ΔｘＬＭ＝ｖ＊｛（ｓ１Ｌｃ−ｓ２Ｌｃ）−（ｓ１Ｌａ−ｓ２Ｌａ）｝／２ ［式５］
ΔｘＬＣ＝ｖ＊｛（ｓ１Ｌｄ−ｓ２Ｌｄ）−（ｓ１Ｌａ−ｓ２Ｌａ）｝／２ ［式６］
と
ΔｘＲＹ＝ｖ＊｛（ｓ１Ｒｂ−ｓ２Ｒｂ）−（ｓ１Ｒａ−ｓ２Ｒａ）｝／２ ［式７］
ΔｘＲＭ＝ｖ＊｛（ｓ１Ｒｃ−ｓ２Ｒｃ）−（ｓ１Ｒａ−ｓ２Ｒａ）｝／２ ［式８］
ΔｘＲＣ＝ｖ＊｛（ｓ１Ｒｄ−ｓ２Ｒｄ）−（ｓ１Ｒａ−ｓ２Ｒａ）｝／２ ［式９］
となる。
Regarding the main scanning direction, the color misregistration values ΔxL and ΔxR of the respective colors on the left and right are
ΔxLY = v * {(s1Lb−s2Lb) − (s1La−s2La)} / 2 [Formula 4]
ΔxLM = v * {(s1Lc−s2Lc) − (s1La−s2La)} / 2 [Formula 5]
ΔxLC = v * {(s1Ld−s2Ld) − (s1La−s2La)} / 2 [Formula 6]
And ΔxRY = v * {(s1Rb−s2Rb) − (s1Ra−s2Ra)} / 2 [Formula 7]
ΔxRM = v * {(s1Rc−s2Rc) − (s1Ra−s2Ra)} / 2 [Formula 8]
ΔxRC = v * {(s1Rd−s2Rd) − (s1Ra−s2Ra)} / 2 [Formula 9]
It becomes.
以上の計算結果の正負からずれ方向が判断出来、ΔｘＬから書出し位置を、ΔｘＲ−ΔｘＬ、から主走査幅を補正する。
しかしながら、前述の従来例では以下のような問題があった。
感光ドラムの回転速度や搬送ベルト、または中間転写ベルトの搬送速度には、駆動モータ、ギア、ローラ偏心などの要因によって周期的な速度ムラ等の影響が重畳され、位置ずれ検出パターンが搬送ベルトの搬送方向または主走査方向にずれる。その結果、位置ずれ検出パターンからパターン位置を検知する際にこの周期的なムラの誤差も含んだ検出結果となる。すなわち、これらの色間の差をとった色ずれ算出結果にも前述の複数の周期的なムラの誤差が含まれる。
However, the conventional example described above has the following problems.
The rotational speed of the photosensitive drum, the conveyance belt, or the conveyance speed of the intermediate transfer belt is superimposed on the influence of periodic speed unevenness due to factors such as drive motor, gear, and roller eccentricity, and the misalignment detection pattern is Deviation in the transport direction or main scanning direction. As a result, when the pattern position is detected from the misregistration detection pattern, the detection result includes the periodic unevenness error. That is, the color misregistration calculation result obtained by taking the difference between these colors also includes the plurality of periodic unevenness errors.
図１６に周期ムラによる位置ずれを示す。周期ムラによる位置ずれは、例えば感光ドラムの直結ギアの回転速度ムラならば、その感光ドラムの１回転周期のドラム周期Ｄで、位置ずれ量が周期的に変動する正弦波で表されるような位置ずれ１００である。また、例えば駆動ローラの直結ギアの回転速度ムラならば、その駆動ローラの１回転周期の駆動ローラ周期Ｔで同じく正弦波で表されるような位置ずれ１０１である。
FIG. 16 shows misalignment due to periodic unevenness. For example, if the rotational speed of the direct connection gear of the photosensitive drum is uneven, the positional shift due to the periodic unevenness is represented by a sine wave in which the positional shift amount periodically varies in the drum cycle D of one rotation cycle of the photosensitive drum. The positional deviation is 100. Further, for example, if the rotational speed of the direct connection gear of the driving roller is uneven, the
このような周期ムラによる検出誤差を減少させるべく以下のような手法が考えられる。例えば、図１５のような位置ずれ検出パターンを１セットとして、複数セットの位置ずれ検出パターンを形成、位置検出し平均化処理を行うことで周期ムラによる検出誤差をある程度減少させることが可能である。しかし、周期ムラは検出タイミングなどによって周期ムラと検出パターンとの位相関係が異なり検出誤差が変化するため、結果として色ずれ補正後の色ずれ量は小さく収束せず、また正確な補正を行うことができない。 In order to reduce the detection error due to such periodic unevenness, the following method can be considered. For example, it is possible to reduce the detection error due to the periodic unevenness to some extent by forming a plurality of sets of misregistration detection patterns as shown in FIG. . However, since the phase irregularity differs in the phase relationship between the periodic irregularity and the detection pattern depending on the detection timing and the detection error changes, the amount of color misregistration after color misregistration correction is small and does not converge, and accurate correction is performed. I can't.
本発明は、このような状況のもとでなされたもので、高精度な色ずれ検出を可能とし、色ずれの少ない高品位なカラー画像を形成することのできるカラー画像形成装置を提供することを課題とするものである。 The present invention has been made under such circumstances, and provides a color image forming apparatus capable of detecting a color shift with high accuracy and forming a high-quality color image with little color shift. Is an issue.
前記課題を解決するため、本発明では、カラー画像形成装置を次の（１）のとおりに構成する。 In order to solve the above problems, in the present invention, a color image forming apparatus is configured as described in (1) below.
（１）各々、光学部と潜像形成する感光ドラムを有する複数の画像形成部と、
駆動ローラにより駆動され前記複数の画像形成部を順次通過する無端状ベルトと、
前記無端状ベルト上または、前記無端状ベルト上に保持されつつ搬送される記録材上に、前記複数の画像形成部で形成した画像を転写する複数の転写手段と、
前記無端状ベルト上に位置ずれ検出パターンを形成する位置ずれ検出パターン形成手段と、
前記無端状ベルト上に形成された位置ずれ検出パターンを検出する位置ずれ検出パターン検出手段と、
前記位置ずれ検出パターン検出手段による検出結果から基準色に対する検出色の色ずれ値を算出する算出手段と、
前記算出手段で算出された色ずれ値から画像形成条件を補正する補正手段とを備えたカラー画像形成装置において、
前記位置ずれ検出パターン形成手段は、各々の色の位置ずれ検出パターンを位置ずれの要因となる周期ムラの第一の周期の整数倍を等分割したパターン間隔で配置し、異なる色の前記位置ずれ検出パターンを位置ずれの要因となる周期ムラの第二の周期の整数倍としたパターン間隔で配置するカラー画像形成装置。
(1) a plurality of image forming units each having an optical unit and a photosensitive drum for forming a latent image;
An endless belt driven by a driving roller and sequentially passing through the plurality of image forming units;
A plurality of transfer means for transferring the image formed by the plurality of image forming units onto the endless belt or onto a recording material conveyed while being held on the endless belt;
A displacement detection pattern forming means for forming a displacement detection pattern on the endless belt;
A displacement detection pattern detection means for detecting a displacement detection pattern formed on the endless belt;
Calculating means for calculating a color deviation value of a detected color with respect to a reference color from a detection result by the positional deviation detection pattern detecting means;
In a color image forming apparatus comprising a correcting unit that corrects an image forming condition from the color shift value calculated by the calculating unit,
The misregistration detection pattern forming means arranges misregistration detection patterns of each color at pattern intervals obtained by equally dividing an integer multiple of a first period of periodic unevenness that causes misregistration, and the misregistration of the different colors. A color image forming apparatus in which detection patterns are arranged at a pattern interval that is an integral multiple of a second period of periodic unevenness that causes positional deviation.
本発明によれば、感光ドラムの回転ムラや駆動ローラの駆動ムラ等に起因した色ずれ検出誤差を抑制して、高精度な色ずれ検出を可能とし、色ずれの少ない高品位なカラー画像を形成するができる。 According to the present invention, it is possible to suppress color misregistration detection errors caused by uneven rotation of a photosensitive drum, drive unevenness of a driving roller, and the like, thereby enabling highly accurate color misregistration detection, and producing a high-quality color image with little color misregistration. Can be formed.
以下、本発明を実施するための最良の形態を、カラー画像形成装置の実施例により詳しく説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to an embodiment of a color image forming apparatus.
図３は、実施例１である“カラー画像形成装置”のの概略構成を示す図である。
本実施例は、４色すなわち、イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＫの画像形成部を備えたカラー画像形成装置を示す。同図において、１は静電潜像を形成する感光ドラム（ａ、ｂ、ｃ、ｄは各々Ｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃ用を示す）、２は画像信号に応じて露光を行い感光ドラム１上に静電潜像を形成するレーザスキャナである。３は用紙を各色の画像形成部に順次搬送する、転写ベルトを兼ねた無端状の搬送ベルト、４は図示しないモータとギア等でなる駆動装置と接続され、搬送ベルト３を駆動する駆動ローラである。５は搬送ベルト３の移動に従って回転し、かつ搬送ベルト３に一定の張力を付与する従動ローラ、６（６Ｌ、６Ｒ）は搬送ベルト３上に形成された位置ずれ検知用パターンを検出する、搬送ベルトの両サイドに設けられた１対の光センサである。
FIG. 3 is a diagram illustrating a schematic configuration of a “color image forming apparatus” according to the first embodiment.
This embodiment shows a color image forming apparatus provided with image forming units of four colors, that is, yellow Y, magenta M, cyan C, and black K. In the figure,
ＰＣ（パソコン）からプリントすべきデータがプリンタに送られ、プリンタエンジンの方式に応じた画像形成が終了しプリンタ可能状態となると、用紙カセットから用紙が供給され搬送ベルト３に到達する。そして、搬送ベルト３により用紙が各色の画像形成部に順次搬送される。搬送ベルト３による用紙搬送とタイミングを合せて、各色の画像信号が各レーザスキャナ２に送られ、感光ドラム３上に静電潜像が形成され、図示しない現像器でトナーが現像される。そして、図示しない転写部で用紙上に転写される。
When data to be printed is sent from a PC (personal computer) to a printer and image formation according to the system of the printer engine is completed and the printer is ready, paper is supplied from the paper cassette and reaches the
図３では、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋの順に順次画像形成される。その後用紙は搬送ベルト３から分離され、図示しない定着器で熱によってトナー像が用紙上に定着され、外部へ排出される。
In FIG. 3, images are sequentially formed in the order of C, M, Y, and K. Thereafter, the paper is separated from the
以下、本実施例の動作について説明する。
搬送ベルト３上に後述する図１、図２に示すような位置ずれ検出用のパターンを形成し、搬送ベルトの両サイドに設けられた１対の位置ずれ検出センサ６で読み取り、予め定められた基準色との差を取った各色間の色ずれ値を検出する。検出された色ずれ値の結果に応じて色ずれ補正を行う。なお、この一連の色ずれ補正処理は通常の画像形成処理とは独立したタイミングで行われ、例えば、電源投入時に行われるものである。
Hereinafter, the operation of this embodiment will be described.
A pattern for detecting misalignment as shown in FIGS. 1 and 2 to be described later is formed on the
以下、本実施例の色ずれ補正動作を説明する。
図４、図５は本実施例における副走査方向の傾きの補正に関する動作を説明する図である。
１は感光ドラム、２はレーザスキャナ、１３はポリゴンミラー、１４は傾き補正レンズ、１６はモータ、１５はカムである。傾き補正レンズ１４は、モータ１６軸に取り付けられたカム１５にて一方を保持されている。モータ１６が動作してカム１５が回転すると、傾き補正レンズ１４の一方端が、ドラム１の回転方向に移動し、ポリゴンミラー１３にて偏向されたレーザ光のドラム１への入射位置が変化する。検出された色ずれ値に応じてモータ１６を動作させて、副走査方向の傾きを補正する。この時、傾き補正レンズ１４は、一方端を基準にして他方端のみ移動するので、画像上では、例えば左端側を固定して、右端側のみ上下するので、同時に副走査方向の書出し位置も変化する。よって、傾き補正動作による傾き補正レンズ１４の動作量に応じて、副走査方向の書出し位置も補正される。
Hereinafter, the color misregistration correction operation of this embodiment will be described.
FIG. 4 and FIG. 5 are diagrams for explaining operations related to correction of the inclination in the sub-scanning direction in the present embodiment.
図６、図７、図８は本実施例における副走査方向の書出し位置の補正に関する動作を説明する図である。
検出した色ずれ値が、例えば、基準色に対し検出色が２と１／４ラインの誤差がある場合は以下の様に補正する。但し、この時に、前述した、傾き補正が行われている場合は、傾き補正による書出し位置の変動も加味した補正値を算出し補正動作を行う。レーザスキャナを用いた系では、ライン毎の書出し位置を揃えるため、ポリゴンモータ駆動部によって駆動されるポリゴンミラーの回転に同期して、ポリゴンミラーの面毎に水平同期信号生成部で生成される、水平同期信号を用いる。コントローラは、画像形成領域内でライン毎にエンジンから送信される水平同期信号に同期して画像データを送信する。１ライン単位の色ずれ量は、コントローラに送信する水平同期信号のタイミングをライン単位で早くまたは遅くすることにより行う。２ライン遅くする場合は、図８に示す副走査方向の基準位置を示す垂直同期信号から、コントローラへの水平同期信号の送信を開始するまでのエンジン内部の水平同期信号のカウント数を＋２にする。１ライン以内の補正は、ポリゴンの面位相を制御することにより行う。基準水平同期信号は、エンジンの内部タイマによって、１ライン周期の間に等間隔で４つ生成される信号である。各色の水平同期信号が、基準水平同期信号の４位相の中の所望の位相に同期する様に、ポリゴンの面位相は制御される。そこで、１／４ライン遅くする場合は、１／４位相から２／４位相に基準位相を切り換える（図７）。
6, 7, and 8 are diagrams for explaining operations related to correction of the writing position in the sub-scanning direction in the present embodiment.
For example, when the detected color misregistration value has an error of 2 and 1/4 lines of the detected color with respect to the reference color, the correction is performed as follows. However, at this time, if the inclination correction described above is performed, a correction value is calculated in consideration of the change in the writing position due to the inclination correction, and the correction operation is performed. In a system using a laser scanner, in order to align the writing position for each line, the horizontal synchronization signal generator generates each polygon mirror surface in synchronization with the rotation of the polygon mirror driven by the polygon motor driver. A horizontal sync signal is used. The controller transmits image data in synchronization with a horizontal synchronization signal transmitted from the engine for each line in the image forming area. The amount of color misregistration in units of one line is performed by increasing or decreasing the timing of the horizontal synchronization signal transmitted to the controller in units of lines. In the case of delaying by two lines, the count number of the horizontal synchronization signal in the engine from the vertical synchronization signal indicating the reference position in the sub-scanning direction shown in FIG. 8 to the start of transmission of the horizontal synchronization signal to the controller is set to +2. . Correction within one line is performed by controlling the surface phase of the polygon. Four reference horizontal synchronization signals are generated at equal intervals during one line period by an internal timer of the engine. The surface phase of the polygon is controlled so that the horizontal synchronizing signal of each color is synchronized with a desired phase among the four phases of the reference horizontal synchronizing signal. Therefore, when the 1/4 line is delayed, the reference phase is switched from the 1/4 phase to the 2/4 phase (FIG. 7).
図９は本実施例における主走査幅（全体倍率）の補正に関する動作を説明する図である。
画像制御部は、いわゆるＰＬＬ回路で構成されている。Ｘ’ｔａｌと、Ｘ’ｔａｌの出力を分周する１／ＮＲ分周器と、ビデオクロック出力を分周する１／ＮＦ分周器と、１／ＮＲ分周器と１／ＮＦ分周器の出力の位相差に応じて極性と幅の異なるパルスを出力する位相比較器を有する。さらに、位相比較器の出力を平滑化するローパスフィルタと、入力電圧に応じて出力周波数が異なるＶＣＯ（電圧制御発振器）とを有する。
FIG. 9 is a diagram for explaining the operation relating to the correction of the main scanning width (overall magnification) in the present embodiment.
The image control unit is configured by a so-called PLL circuit. X'tal, 1 / NR divider that divides the output of X'tal, 1 / NF divider that divides the video clock output, 1 / NR divider, and 1 / NF divider A phase comparator that outputs pulses having different polarities and widths according to the output phase difference. Furthermore, it has a low-pass filter that smoothes the output of the phase comparator, and a VCO (voltage controlled oscillator) whose output frequency varies depending on the input voltage.
ビデオクロック周波数ｆＶは、Ｘ’ｔａｌの周波数をｆＸとすると、
ｆＶ＝（ＮＲ／ＮＦ）＊ｆＸ ［式１８］
となる。
The video clock frequency fV is X'tal, where fX is
fV = (NR / NF) * fX [Formula 18]
It becomes.
ＮＲ（整数）とＮＦ（整数）を微調整することにより、ｆＶが微調整出来る。検出された色ずれ値に応じてＮＲとＮＦの設定値を変更し、主走査幅を補正する。例えば、幅が狭い方向に色ずれ値が検出された場合は、ＮＲとＮＦの比を小さくしてｆＶを低く（周期を長く）する。この時、ビデオ周波数が変わるので、主走査方向の書出し位置も変化する（主走査方向の書出し位置の詳細は後述する）。よって、主走査幅の補正によるビデオクロックの変化量に応じて、主走査方向の書出し位置も補正される。また、ＮＲとＮＦの設定値は、同じ色ずれ値に対しても、コントローラの回路構成により異なる。さらに、コントローラの回路構成とＮＲとＮＦの設定値の関係によって、ビデオクロック周波数のジッタが悪化する場合がある。この様な場合には、他の色も含めた全色の補正値に対し微少（目視で画像の全体サイズに対しては影響の無い範囲）な量を加算または減算させて、ジッタが悪化する設定を避ける手法がある。 By finely adjusting NR (integer) and NF (integer), fV can be finely adjusted. The set values of NR and NF are changed according to the detected color misregistration value, and the main scanning width is corrected. For example, when a color misregistration value is detected in a direction where the width is narrow, the ratio of NR and NF is decreased to decrease fV (the period is increased). At this time, since the video frequency changes, the writing position in the main scanning direction also changes (details of the writing position in the main scanning direction will be described later). Therefore, the writing position in the main scanning direction is also corrected in accordance with the change amount of the video clock due to the correction of the main scanning width. Also, the set values of NR and NF differ depending on the circuit configuration of the controller even for the same color shift value. Furthermore, the jitter of the video clock frequency may be deteriorated depending on the circuit configuration of the controller and the relationship between the NR and NF set values. In such a case, jitter is worsened by adding or subtracting a minute amount (a range that does not affect the overall image size visually) to the correction values of all colors including other colors. There is a method to avoid setting.
図１０、図１１は本実施例における主走査方向の書出し位置の補正に関する動作を説明する図である。
検出した色ずれ値が、例えば、基準色に対し検出色が２と１／４ドットの誤差がある場合は以下の様に補正する。但し、この時に、前述した、主走査幅の補正が行われている場合は、主走査幅補正による書出し位置の変動量も加味した補正値を算出し補正動作を行う。レーザスキャナを用いた系では、ライン毎の書出し位置を揃えるため、次のとおりに構成する。前述した様に、コントローラは、エンジンの水平同期信号生成部で生成され、画像形成領域内でライン毎に送信される水平同期信号に同期して、ビデオクロック生成部でビデオクロックを生成する。生成されたビデオクロックに同期して、ビデオデータ生成部で生成されたビデオデータ（画像データ）を直接エンジンのレーザ駆動部に送信する。１ドット単位の色ずれ量は、水平同期信号からビデオデータの送信を開始する位置（画像形成を開始する位置）までの、ビデオクロックのカウント数を変更して行う。２ドット遅くする場合は、カウント数を＋２にする。１ドット以内の補正は、水平同期信号の同期位相を制御することにより行う。サンプリングクロックは、水平同期信号の同期位相を制御するために、ビデオクロックの４倍の周波数を有する。水平同期信号の立ち上がりエッジからの４クロックの中の所望の立ち上がりエッジに同期してビデオクロック（サンプリングクロックの４個分）の出力を開始して、水平同期信号に対するビデオクロックの位相を制御する。そこで、１／４ドット遅くする場合は、１／４位相から２／４位相にサンプリング位相を切り換える（図１１）。
10 and 11 are diagrams for explaining the operation relating to the correction of the writing position in the main scanning direction in the present embodiment.
For example, when the detected color misregistration value has an error of 2 and 1/4 dots of the detected color with respect to the reference color, the correction is performed as follows. However, at this time, if the above-described correction of the main scanning width is performed, a correction value including the amount of change in the writing position due to the main scanning width correction is calculated and the correction operation is performed. The system using the laser scanner is configured as follows in order to align the writing position for each line. As described above, the controller generates a video clock at the video clock generation unit in synchronization with the horizontal synchronization signal generated by the horizontal synchronization signal generation unit of the engine and transmitted line by line within the image forming area. In synchronization with the generated video clock, the video data (image data) generated by the video data generation unit is directly transmitted to the laser drive unit of the engine. The amount of color misregistration in units of one dot is performed by changing the count number of the video clock from the horizontal synchronization signal to the position where video data transmission is started (position where image formation is started). To delay 2 dots, the count number is set to +2. Correction within one dot is performed by controlling the synchronizing phase of the horizontal synchronizing signal. The sampling clock has a frequency four times that of the video clock in order to control the synchronizing phase of the horizontal synchronizing signal. The output of the video clock (four sampling clocks) is started in synchronization with a desired rising edge among the four clocks from the rising edge of the horizontal synchronizing signal, and the phase of the video clock with respect to the horizontal synchronizing signal is controlled. Therefore, when delaying by 1/4 dot, the sampling phase is switched from 1/4 phase to 2/4 phase (FIG. 11).
以下、本実施例の詳細な色ずれ検出動作を説明する。
図１において２０ａ〜ｄ、２１ａ〜ｄはそれぞれ副走査方向の位置ずれ量を検出するためのパターンである。図２において２２ａ〜ｄ、２３ａ〜ｄはそれぞれ主走査方向の位置ずれ量を検出するためのパターンで、ベルト方向に対して４５度の傾きを持つパターンとしている。なお、この角度は特に４５度に限ることはなく、他の角度でも良い。
The detailed color misregistration detection operation of this embodiment will be described below.
In FIG. 1, 20a to d and 21a to d are patterns for detecting the amount of positional deviation in the sub-scanning direction. In FIG. 2, 22a to d and 23a to d are patterns for detecting the amount of positional deviation in the main scanning direction, and are patterns having an inclination of 45 degrees with respect to the belt direction. This angle is not particularly limited to 45 degrees, and may be another angle.
また、各パターンにおいて、添え字ａで示したパターンは基準色Ｋのパターンであり、添え字ｂは検出色Ｙ、添え字ｃは検出色Ｍ、添え字ｄは検出色Ｃのパターンである。 In each pattern, the pattern indicated by the subscript a is a reference color K pattern, the subscript b is the detection color Y, the subscript c is the detection color M, and the subscript d is the detection color C pattern.
また、ｔＬａ１〜ｔＬａｎ、ｔＲａ１〜ｔＲａｎ、ｔＬｂ１〜ｔＬｂｎ、ｔＲｂ１〜ｔＲｂｎ、ｔＬｃ１〜ｔＬｃｎ、ｔＲｃ１〜ｔＲｃｎ、ｔＬｄ１〜ｔＬｄｎ、ｔＲｄ１〜ｔＲｄｎ、ｓ１Ｌａ１〜ｓ１Ｌａｍ、ｓ２Ｌａ１〜ｓ２Ｌａｍ、ｓ１Ｒａ１〜ｓ１Ｒａｍ、ｓ２Ｒａ１〜ｓ２Ｒａｍ、ｓ１Ｌｂ１〜ｓ１Ｌｂｍ、ｓ２Ｌｂ１〜ｓ２Ｌｂｍ、ｓ１Ｒｂ１〜ｓ１Ｒｂｍ、ｓ２Ｒｂ１〜ｓ２Ｒｂｍ、ｓ１Ｌｃ１〜ｓ１Ｌｃｍ、ｓ２Ｌｃ１〜ｓ２Ｌｃｍ、ｓ１Ｒｃ１〜ｓ１Ｒｃｍ、ｓ２Ｒｃ１〜ｓ２Ｒｃｍ、ｓ１Ｌｄ１〜ｓ１Ｌｄｍ、ｓ２Ｌｄ１〜ｓ２Ｌｄｍ、ｓ１Ｒｄ１〜ｓ１Ｒｄｍ、ｓ２Ｒｄ１〜ｓ２Ｒｄｍは、各パターンの検出タイミングである。ｎ、ｍは後述する平均化処理するための各パターンのサンプル数である。矢印は搬送ベルト３の搬送方向を示す。また、搬送ベルト３の搬送速度をｖｍｍ／ｓとする。
TLa1 to tLan, tRa1 to tRan, tLb1 to tLbn, tRb1 to tRbn, tLc1 to tLcn, tRc1 to tRcn, tLd1 to tLdn, tRd1 to tRdn, s1La1 to s1Lam, s2La1 to s2Lam, s1Ram1 s1Lb1 to s1Lbm, s2Lb1 to s2Lbm, s1Rb1 to s1Rbm, s2Rb1 to s2Rbm, s1Lc1 to s1Lcm, s2Lc1 to s2Lcm, s1Rc1 to s1Rcm, s2Rc1 to s2Rcm, s1Ld1 to s1Ld1 This is the pattern detection timing. n and m are the number of samples of each pattern for averaging processing described later. The arrow indicates the conveyance direction of the
色ずれの算出の概要は、主走査方向、副走査方向、各々、第一に各色の複数パターンの検出タイミングから各色のパターン平均位置を算出し、第二にパターン平均位置から基準色Ｋとの差を取った各検出色間の色ずれ値を算出するものである。 The outline of the calculation of color misregistration is as follows. First, the pattern average position of each color is calculated from the detection timing of a plurality of patterns of each color in the main scanning direction and the sub-scanning direction, and second, the reference color K is calculated from the pattern average position. The color misregistration value between each detected color which took the difference is calculated.
各検出色と基準色Ｋパターン間の理論距離をｄＹ、ｄＭ、ｄＣとし、搬送ベルト３の両サイドの各色の色ずれ値をΔｙＬ、ΔｙＲとすると、
When the theoretical distance between each detected color and the reference color K pattern is dY, dM, dC, and the color misregistration value of each color on both sides of the
よって、副走査方向の書出し位置の色ずれはこれら左右の平均（ΔｙＬ＋ΔｙＲ）／２、傾きは左右の差（ΔｙＲ−ΔｙＬ）から各色算出することができ、この結果に応じて前述した補正手法で補正処理を行う。 Therefore, the color deviation at the writing position in the sub-scanning direction can be calculated from the average of the left and right (ΔyL + ΔyR) / 2, and the inclination can be calculated from the difference between the left and right (ΔyR−ΔyL). Perform correction processing.
搬送ベルト３の両サイドの各色の主走査方向の色ずれ値をΔｘＬ、ΔｘＲとすると、
If the color shift values in the main scanning direction of the colors on both sides of the
よって、主走査方向の書出し位置の色ずれはこれら左パターンのΔｘＬから、主走査幅は左右の差（ΔｘＲ−ΔｘＬ）から各色算出することができ、この結果に応じて前述した補正手法で補正処理を行う。 Therefore, the color shift at the writing position in the main scanning direction can be calculated from ΔxL of the left pattern, and the main scanning width can be calculated from the difference between the left and right (ΔxR−ΔxL). Process.
次に位置ずれ検出パターンのパターン配置の手法について説明する。
まず、同色間のパターン配置について以下に説明する。複数ある周期ムラの中から所望の周期ムラ、例えばドラム周期Ｄによる色ずれ検出誤差をなくするために（小さくするために）、次のとおりにする。パターン２０ａ〜ｄ、２１ａ〜ｄ、２２ａ１〜ｄ１、２１ａ２〜ｄ２、２３ａ１〜ｄ１、２３ａ２〜ｄ２の同色間のパターン間隔は、ドラム周期Ｄの整数倍をサンプリング数ｎ、ｍで割った距離とする。サンプリング数ｎ、ｍは、大きい数であればあるほどドラム周期Ｄによる色ずれ検出誤差を小さくすることができ、奇数より偶数を選ぶことによって更に検出誤差を小さくすることができる。例えば、サンプリング数をｎは１０、ｍは８とするものである。これにより、各色のパターン平均位置を算出する過程（［式１０］〜［式１７］、［式２４］〜［式３９］）において、ドラム周期Ｄの周期ムラによる検出誤差を除去することができる。
Next, a pattern arrangement method for the misregistration detection pattern will be described.
First, the pattern arrangement between the same colors will be described below. In order to eliminate (or reduce) a color misregistration detection error caused by a desired period unevenness, for example, a drum period D, from a plurality of period unevennesses, the following is performed. The pattern interval between the same colors of the
図１２はドラム周期Ｄの検出誤差を除去する様子を示した図である。例えば、副走査方向のある色のパターン（ｎ＝１０）において、ドラム周期Ｄの１周期をｎ等分したパターン配置である場合、図中２５０のようになる。すなわち、ドラム周期の位置ずれの中で１周期の間を満遍なく検出することになるので、これを平均化した結果は検出誤差である位置ずれが０または極めて小さな値となる。 FIG. 12 shows how the detection error of the drum period D is removed. For example, when a pattern of a certain color in the sub-scanning direction (n = 10) has a pattern arrangement in which one period of the drum period D is equally divided into n, the result is 250 in the figure. That is, since one period is detected evenly among the positional deviations of the drum period, the averaged result is zero or an extremely small value of the positional deviation as a detection error.
次に他色間のパターン配置について説明する。
複数ある周期ムラの中で、先の例の様に平均化処理を行って除去した周期ムラ成分とは異なる所望の周期ムラ、例えば駆動ローラ周期Ｔによる色ずれ検出誤差をなくするために（小さくするために）、パターン間隔を次のとおりにする。すなわち、パターン２０ａ〜ｄ、２１ａ〜ｄ、２２ａ〜ｄ、２３ａ〜ｄの他色間のパターン間隔２０１〜２０３、２１１〜２１３、２２１〜２２３、２３１〜２３３は、駆動ローラ周期Ｔの整数倍とした距離とするものである。これにより、各色間の差を計算する過程（［式１８］〜［式２３］、［式４０］〜［式４５］）において、駆動ローラ周期Ｔの周期ムラによる検出誤差を除去することができる。
Next, the pattern arrangement between other colors will be described.
Among a plurality of periodic unevennesses, in order to eliminate a desired periodic unevenness different from the periodic unevenness component removed by performing the averaging process as in the previous example, for example, a color shift detection error due to the driving roller period T (small) For this purpose, the pattern interval is as follows. That is, the
図１３は駆動ローラ周期Ｔの検出誤差を除去する様子を示した図である。例えば、副走査方向のある色のパターン（ｎ＝１０）において、先の例で説明したドラム周期Ｄの１周期をｎ等分したパターン配置で検知した場合である。この場合、駆動ローラ周期Ｔの位置ずれが図中２５１のように検知され、これを平均化処理して得られる値が駆動ローラ周期Ｔの検出誤差となる。しかし、他色のパターン配置を駆動ローラ周期Ｔの整数倍、例えば２周期分の間隔とすることによって、他色のパターンが２５２のように検知される。これにより、２５１の平均化した検出誤差と２５２の平均化した検出誤差が同位相の関係から常に同値となり、この差を取った結果、駆動ローラ周期Ｔの検出誤差を除去することができる。
よって、本実施例における色ずれ検出手法を行えば、簡単な構成で高精度な色ずれ検出を可能とする。
FIG. 13 is a diagram showing how the detection error of the driving roller period T is removed. For example, in a pattern of a certain color in the sub-scanning direction (n = 10), the detection is performed with a pattern arrangement in which one period of the drum period D described in the previous example is divided into n equal parts. In this case, a positional deviation of the driving roller period T is detected as indicated by
Therefore, if the color misregistration detection method in the present embodiment is performed, highly accurate color misregistration detection can be performed with a simple configuration.
なお、転写材上に形成する色ずれ検出用のパターンは本実施例で用いたパターンには限らない。
また、本実施例では副走査、主走査方向の検出パターンで左右と全色で同じサンプル数ｎ、ｍとした。しかし、左右と全色で同じサンプル数に限らず、左右、色毎にサンプル数が異なってもよい。
Note that the color misregistration detection pattern formed on the transfer material is not limited to the pattern used in this embodiment.
In the present embodiment, the same number of samples n and m are used for the left and right and all colors in the detection pattern in the sub-scanning and main-scanning directions. However, the number of samples is not limited to the same for both the left and right colors, and the number of samples may be different for each of the left and right colors.
さらに、本実施例では、副走査、主走査方向の検出パターンで他色間のパターン間隔を左右と全色間で同じ周期ムラの周期の整数倍とした。しかし、左右と全色間で同じ間隔と限らず、左右、色間毎に同周期ムラの周期の整数倍であれば異なる間隔であってもよい。 Furthermore, in the present embodiment, the pattern interval between the other colors in the detection pattern in the sub-scanning and main-scanning directions is set to an integral multiple of the same period unevenness period between the left and right and all colors. However, the interval is not limited to the same between the left and right and all colors, and may be different as long as it is an integral multiple of the period of the same period unevenness between the left and right and between colors.
さらに、本実施例では副走査、主走査方向の検出パターンにおいて、検出誤差を除去したい周期ムラとして、同色間ではドラム周期、他色間では駆動ローラ周期としてパターン配置した。しかし、この組合せに限らず、逆の組合せ、または他の異なる周期の周期ムラであってもよい。ただし、同色間では、周期ムラは各色でどのような位相状態、振幅であっても正弦波に近い位置ずれであれば高精度に除去できる。しかし、他色間では、周期ムラによる位置ずれは、位相状態、振幅が各色で同程度のものでなければ精度良く除去できない。そのため、色間で位相や振幅が揃い難いドラム周期の周期ムラは同色間で、色間で位相や振幅が揃い易い駆動ローラ周期の周期ムラは他色間で除去するような、本実施例で示した組合せが最良である。 Further, in the present embodiment, in the detection patterns in the sub-scanning and main-scanning directions, the pattern is arranged as a period unevenness to remove detection errors as a drum period between the same colors and as a driving roller period between other colors. However, the present invention is not limited to this combination, and may be a reverse combination or other periodic irregularities with different periods. However, between the same colors, the periodic unevenness can be removed with high accuracy if the positional deviation is close to a sine wave regardless of the phase state and amplitude of each color. However, between other colors, the position shift due to the periodic unevenness cannot be accurately removed unless the phase state and amplitude are the same for each color. For this reason, in this embodiment, the irregularity of the drum cycle, in which the phase and amplitude are difficult to match between colors, is removed between the same color, and the irregularity of the driving roller cycle, in which the phase and amplitude are easily uniform between colors, is removed between the other colors. The combination shown is the best.
実施例２の“カラー画像形成装置”について説明する。ハードウエア構成は、以下に説明する選択部を備える点を除いて実施例１と同様なので、実施例１の説明を援用する。 A “color image forming apparatus” of Example 2 will be described. Since the hardware configuration is the same as that of the first embodiment except that the selection unit described below is provided, the description of the first embodiment is cited.
本実施例２では、位置ずれ検出パターンを異なる２つの周期ムラを除去する検出パターンとするか、しないかを選択する選択部を備えることを特徴とする。 The second embodiment is characterized by including a selection unit that selects whether or not the misregistration detection pattern is a detection pattern for removing two different periodic unevennesses.
これは、除去する、異なる２つの周期の関係により、他色間のパターン間隔が大きくなり、しいてはパターンのない間隔が大きくなってしまう場合を勘案してのことである。例えば、同色間をドラム周期１００［ｍｍ］で、他色間を駆動ローラ周期の２周期分１５０［ｍｍ］とすれば、パターンのない間隔が５０［ｍｍ］と大きい場合、このパターンのない間隔は無駄な間隔であり、色ずれ検出時間を遅らせることになる。よって検出精度より時間を優先するような場合に問題となる。 This is in consideration of the case where the pattern interval between other colors becomes large due to the relationship between two different periods to be removed, and the interval without a pattern becomes large. For example, if the interval between the same colors is a drum cycle of 100 [mm] and the interval between the other colors is 150 [mm] for two drive roller cycles, if the interval without the pattern is as large as 50 [mm], the interval without this pattern Is a useless interval and delays the color misregistration detection time. Therefore, it becomes a problem when time is prioritized over detection accuracy.
特に、駆動ローラの磨耗などが原因となるようなプリント枚数に応じて周期ムラの位置ずれ振幅が悪化するような場合、プリント枚数が少ない初期の段階では位置ずれ振幅が小さい周期ムラの除去はしないパターンとするものである。例えば、前述の例では他色間のパターンのない間隔５０［ｍｍ］をなくするとしたような検出パターンである。
よって、本実施例における選択部を備えれば、その状態に応じた最適な色ずれ検出を行うことができる。
In particular, when the positional deviation amplitude of the periodic unevenness deteriorates according to the number of prints caused by wear of the driving roller, the periodic unevenness with a small positional deviation amplitude is not removed at the initial stage when the number of printed sheets is small. It is a pattern. For example, in the above-described example, the detection pattern is such that the interval 50 [mm] having no pattern between other colors is eliminated.
Therefore, if the selection unit in this embodiment is provided, optimal color misregistration detection according to the state can be performed.
１ａ〜１ｄ 感光ドラム
２ａ〜２ｄ レーザスキャナ
６Ｒ，６Ｌ 光センサ
２０ａ〜２０ｄ，２１ａ〜２１ｄ 副走査方向の位置ずれ検出パターン
２２ａ〜２２ｄ，２３ａ〜２３ｄ 主走査方向の位置ずれ検出パターン
1a to 1d
Claims (3)
駆動ローラにより駆動され前記複数の画像形成部を順次通過する無端状ベルトと、
前記無端状ベルト上または、前記無端状ベルト上に保持されつつ搬送される記録材上に、前記複数の画像形成部で形成した画像を転写する複数の転写手段と、
前記無端状ベルト上に位置ずれ検出パターンを形成する位置ずれ検出パターン形成手段と、
前記無端状ベルト上に形成された位置ずれ検出パターンを検出する位置ずれ検出パターン検出手段と、
前記位置ずれ検出パターン検出手段による検出結果から基準色に対する検出色の色ずれ値を算出する算出手段と、
前記算出手段で算出された色ずれ値から画像形成条件を補正する補正手段とを備えたカラー画像形成装置において、
前記位置ずれ検出パターン形成手段は、各々の色の位置ずれ検出パターンを位置ずれの要因となる周期ムラの第一の周期の整数倍を等分割したパターン間隔で配置し、異なる色の前記位置ずれ検出パターンを位置ずれの要因となる周期ムラの第二の周期の整数倍としたパターン間隔で配置することを特徴とするカラー画像形成装置。 A plurality of image forming units each having an optical unit and a photosensitive drum for forming a latent image;
An endless belt driven by a driving roller and sequentially passing through the plurality of image forming units;
A plurality of transfer means for transferring the image formed by the plurality of image forming units onto the endless belt or onto a recording material conveyed while being held on the endless belt;
A displacement detection pattern forming means for forming a displacement detection pattern on the endless belt;
A displacement detection pattern detection means for detecting a displacement detection pattern formed on the endless belt;
Calculating means for calculating a color deviation value of a detected color with respect to a reference color from a detection result by the positional deviation detection pattern detecting means;
In a color image forming apparatus comprising a correcting unit that corrects an image forming condition from the color shift value calculated by the calculating unit,
The misregistration detection pattern forming means arranges misregistration detection patterns of each color at pattern intervals obtained by equally dividing an integer multiple of a first period of periodic unevenness that causes misregistration, and the misregistration of the different colors. A color image forming apparatus, wherein detection patterns are arranged at a pattern interval that is an integer multiple of a second period of periodic unevenness that causes positional deviation.
前記第一の周期を前記感光ドラム１周の位置ずれ周期とし、前記第二の周期を前記駆動ローラ１周の位置ずれ周期とすることを特徴とするカラー画像形成装置。 The color image forming apparatus according to claim 1.
2. A color image forming apparatus according to claim 1, wherein the first period is a position shift period of one rotation of the photosensitive drum, and the second period is a position shift period of one rotation of the drive roller.
前記位置ずれ検出パターン形成手段により、前記配置の位置ずれ検出パターンを形成するか、それ以外の配置の位置ずれ検出パターンを形成するかを選択する選択手段を備えることを特徴とするカラー画像形成装置。 The color image forming apparatus according to claim 1 or 2,
A color image forming apparatus, comprising: a selection unit configured to select whether the misalignment detection pattern of the arrangement or the misalignment detection pattern of any other arrangement is formed by the misalignment detection pattern forming unit. .
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