JP2019117361A - Image forming device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真複写機、電子写真プリンタ等のカラー画像形成装置における色ずれ補正制御に関する。 The present invention relates to color shift correction control in a color image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine and an electrophotographic printer.
複数の感光ドラムを備えたカラー画像形成装置は、各色の画像形成部における機械的要因による各色間の色ずれ（位置ずれ）に配慮する必要がある。各色間の色ずれに対しては、中間転写ベルト上に形成した色ずれ補正用パターンに対して光学センサ（発光素子、受光素子）でずれ量を検出して補正するという制御方法が多く用いられている。また、光学センサ（発光素子、受光素子）による検知精度を向上させる手段として、特許文献１では複数の閾値を用いて各色の相対的な位置関係を検知し、波形振幅の異なる黒色と有彩色とで検知誤差を生じさせない方法が提案されている。 In a color image forming apparatus provided with a plurality of photosensitive drums, it is necessary to take into consideration the color misregistration (positional misregistration) between the respective colors due to the mechanical factor in the image forming portion of each color. With respect to color misregistration between each color, a control method is often used in which the misregistration correction pattern formed on the intermediate transfer belt is corrected by detecting the misregistration amount with an optical sensor (light emitting element, light receiving element). ing. In addition, as a means for improving detection accuracy by an optical sensor (light emitting element, light receiving element), Patent Document 1 detects a relative positional relationship of each color using a plurality of threshold values, and detects black and chromatic colors having different waveform amplitudes. Methods have been proposed that do not cause detection errors.
しかしながら、特許文献１の方法では、波形振幅に対して、複数の閾値を適用し、複数の誤差算出用信号を生成し、これらの信号の立ち上がり時点や立ち下り時点から誤差補正量を算出することによりずれ量を補正するという複雑な処理が必要となっていた。
本発明の目的は、色ずれ補正用パターンを構成する各色で波形振幅の違いに起因して発生する検出の誤差に対する補正方法において、簡易な構成で色ずれ量の検出の精度を向上する方法を提供することである。
However, in the method of Patent Document 1, a plurality of threshold values are applied to the waveform amplitude to generate a plurality of error calculation signals, and the error correction amount is calculated from the rise time and fall time of these signals. Therefore, complicated processing of correcting the amount of deviation has been required.
An object of the present invention is to provide a method of improving the accuracy of detection of color misregistration amount with a simple configuration in a correction method for detection errors generated due to differences in waveform amplitude among the colors constituting the color misregistration correction pattern. It is to provide.
上記目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、
現像剤像を形成する画像形成手段と、
前記画像形成手段によって形成された複数色の現像剤像からなる複数のパッチを含む色ずれを補正するための第１の検出用パターン、又は前記画像形成手段によって形成された複数色の現像剤像からなる複数のパッチを含む前記第１の検出用パターンの濃度を補正するための第２の検出用パターンを担持する像担持体と、
前記像担持体に向けて光を照射し、前記第１の検出用パターン、又は前記第２の検出用パターンに応じた反射光を検出する検出手段と、
前記検出手段によって前記第２の検出用パターンを検出した期間に応じて、前記画像形成手段により形成される前記第１の検出用パターンの濃度を補正する制御手段と、を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the image forming apparatus of the present invention is
An image forming unit for forming a developer image;
A first detection pattern for correcting color misregistration including a plurality of patches consisting of a plurality of developer images formed by the image forming means, or a developer image of a plurality of colors formed by the image forming means An image carrier carrying a second detection pattern for correcting the density of the first detection pattern including a plurality of patches consisting of
A detection unit that emits light toward the image carrier and detects reflected light according to the first detection pattern or the second detection pattern;
And control means for correcting the density of the first detection pattern formed by the image forming means in accordance with a period in which the second detection pattern is detected by the detection means. .
本発明によれば、第２の検出用パターンを検出した期間に応じて、色ずれを補正するための第１の検出用パターンの濃度を補正することにより、簡易な構成で色ずれ量の検出の精度を向上することができる。 According to the present invention, the color shift amount is detected with a simple configuration by correcting the density of the first detection pattern for correcting the color shift in accordance with the period in which the second detection pattern is detected. Accuracy can be improved.
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。すなわち、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。 Hereinafter, with reference to the drawings, modes for carrying out the present invention will be exemplarily described in detail based on examples. However, the dimensions, materials, shapes, etc. of the components described in this embodiment should be changed as appropriate depending on the configuration of the apparatus to which the invention is applied and various conditions. That is, the scope of the present invention is not intended to be limited to the following embodiments.
本発明を適用した電子写真方式の画像形成装置１００（以下、本体と称す）の動作について説明する。図１は中間転写ベルト８を採用して構成した本体の概略構成図である。本体は、本体に対して着脱自在なプロセスカートリッジ５（５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ）を備えている。以降の説明では、各色のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋに係る構成において、各色を示す符号が省略されている場合にはすべての色の機能構成に共通なものとして色に係る符号を省略して説明する。 The operation of the electrophotographic image forming apparatus 100 (hereinafter referred to as a main body) to which the present invention is applied will be described. FIG. 1 is a schematic configuration view of a main body configured to adopt the intermediate transfer belt 8. The main body is provided with process cartridges 5 (5Y, 5M, 5C, 5K) which are attachable to and detachable from the main body. In the following description, in the configuration relating to Y, M, C, and K of each color, when the code indicating each color is omitted, the code relating to the color is omitted as it is common to the functional configurations of all colors. explain.
給紙カセット１３に積載された記録紙Ｐは、給紙ローラ１４、搬送ローラ１５、レジストローラ１６を介して、所定のタイミングで二次転写ローラ１１に搬送される。
プロセスカートリッジ５は、それぞれ現像剤が格納されているトナー容器２３、感光ドラム１、帯電ローラ２、現像手段である現像ローラ３、クリーニング手段４、プロセスカートリッジ５の各色の廃トナーを回収する廃トナー容器２４で一体的に構成される。このプロセスカートリッジ５は、露光手段７と共に画像形成手段１０１の一例を成している。なお、実施例の以降の説明では、現像剤をトナーと記述する。露光手段７から出射されるレーザ光により公知である電子写真プロセスの一連の処理が行われ、感光ドラム１上に未定着のトナー像（現像剤像）が形成される。すなわち、露光手段７が感光ドラム１を露光して、感光ドラム１上に非画像部電位を形成し、この感光ドラム１上の画像部電位にトナーを付着させることにより、感光ドラム１上に未定着のトナー像が形成される。
像担持体の一例である中間転写ベルトユニット１０２は、中間転写ベルト８、駆動ローラ９、二次転写対向ローラ１０、更に、感光体ドラム１に対向して、中間転写ベルト８の内側に配設された一次転写ローラ６から構成されている。感光体ドラム１上のトナー像は、公知の電子写真プロセス処理によって矢印Ａ方向に駆動する中間転写ベルト８へ転写され、更に、中間転写ベルト８上に重ね合わされたトナー像は二次転写ローラ１１まで搬送されてきた記録紙Ｐに転写される。ここで、中間転写ベルト８上に残ったトナーは、中間転写ベルトクリーニング手段２１によって除去され、本体の廃トナーを回収する廃トナー回収容器２２へ回収される。
二次転写ローラ１１で記録紙Ｐに転写されたトナー像は定着装置１７内の加熱ローラ１８及び加圧ローラ１９によって記録紙Ｐに定着され、排紙ローラ２０を介して排出される。
１２は色ずれ量検出手段の一例であり、色ずれ補正制御である後述するレジストレーション補正制御時に中間転写ベルト８上に形成されるトナーパターンを検出するための光学
センサユニットである。
２５は制御基板であり、制御基板２５には制御手段の一例であるＣＰＵ２６が搭載されている。ＣＰＵ２６は記録紙Ｐの搬送に関する駆動源（不図示）やプロセスカートリッジ５の駆動源（不図示）の制御、画像形成に関する制御（画像形成制御）、更には故障検知に関する制御など、本体の動作を一括して制御している。制御する画像形成条件の一例として、色ずれ補正に関わる画像の書き出し位置や傾きや倍率があり、それらの条件の一部または全部を変更する。画像形成条件には他にも、濃度の調整に関わる露光手段７のレーザ光量の調整や現像ローラ３における電圧や電流の調整等が含まれ、色ずれ補正と同様にそれらの条件の一部または全部を変更する。
２８はスイッチング電源であり、電源ケーブル２９から入力される交流電源電圧を、本体で使用するＤＣ電圧に変換し、制御基板２５など本体に供給している。
The recording sheet P stacked on the sheet feeding cassette 13 is conveyed to the secondary transfer roller 11 at a predetermined timing via the sheet feeding roller 14, the conveyance roller 15, and the registration roller 16.
The process cartridge 5 is a waste toner for collecting waste toner of each color of the toner container 23 in which the developer is stored, the photosensitive drum 1, the charging roller 2, the developing roller 3 as developing means, the cleaning means 4 and the process cartridge 5. The container 24 is integrally configured. The process cartridge 5 and the exposure unit 7 constitute an example of the image forming unit 101. In the following description of the embodiment, the developer is described as toner. A series of processes of the well-known electrophotographic process are performed by the laser beam emitted from the exposure unit 7, and an unfixed toner image (developer image) is formed on the photosensitive drum 1. That is, the exposure unit 7 exposes the photosensitive drum 1 to form a non-image portion potential on the photosensitive drum 1 and causes toner to adhere to the image portion potential on the photosensitive drum 1. The formed toner image is formed.
An intermediate transfer belt unit 102, which is an example of an image carrier, is disposed inside the intermediate transfer belt 8 so as to face the intermediate transfer belt 8, the drive roller 9, the secondary transfer opposing roller 10, and the photosensitive drum 1. The primary transfer roller 6 is composed of The toner image on the photosensitive drum 1 is transferred to the intermediate transfer belt 8 driven in the direction of arrow A by a known electrophotographic process, and the toner image superimposed on the intermediate transfer belt 8 is a secondary transfer roller 11. It is transferred to the recording sheet P which has been conveyed up to the end. Here, the toner remaining on the intermediate transfer belt 8 is removed by the intermediate transfer belt cleaning unit 21 and collected into a waste toner collection container 22 for collecting the waste toner of the main body.
The toner image transferred onto the recording paper P by the secondary transfer roller 11 is fixed to the recording paper P by the heating roller 18 and the pressure roller 19 in the fixing device 17, and is discharged through the paper discharge roller 20.
Reference numeral 12 denotes an example of color misregistration amount detection means, which is an optical sensor unit for detecting a toner pattern formed on the intermediate transfer belt 8 at the time of registration correction control described later which is color misregistration correction control.
Reference numeral 25 denotes a control board, on which the CPU 26 as an example of control means is mounted. The CPU 26 controls the operation of the main unit such as control of a drive source (not shown) for transporting the recording paper P and a drive source (not shown) of the process cartridge 5, control for image formation (image formation control) and further control for failure detection. It controls collectively. As an example of the image forming conditions to be controlled, there are a writing start position, an inclination, and a magnification of an image involved in color misregistration correction, and some or all of the conditions are changed. The image forming conditions also include adjustment of the laser light amount of the exposure means 7 related to density adjustment, adjustment of the voltage and current at the developing roller 3, etc. Change everything.
Reference numeral 28 denotes a switching power supply, which converts an AC power supply voltage input from the power supply cable 29 into a DC voltage used in the main body, and supplies the DC voltage to the main body such as the control board 25.
図２（ａ）は、中間転写ベルト８と光学センサユニット１２の配置関係を示した図である。本実施例における光学センサユニット１２は、２個の光学センサ３０、３１で構成されており、中間転写ベルト８の搬送方向（図２（ａ）中の矢印Ａ方向）と直交する方向に並べて配置されている。本体のレジストレーション補正制御時には、中間転写ベルト８上の、光学センサ３０、３１の配置に対応する位置にトナーパターン（ＴＰ）（以下、パッチと称す）が形成される。 FIG. 2A is a view showing the positional relationship between the intermediate transfer belt 8 and the optical sensor unit 12. The optical sensor unit 12 in the present embodiment is composed of two optical sensors 30 and 31, and is arranged side by side in the direction orthogonal to the conveyance direction of the intermediate transfer belt 8 (the direction of arrow A in FIG. 2A). It is done. At the time of registration correction control of the main body, a toner pattern (TP) (hereinafter referred to as patch) is formed on the intermediate transfer belt 8 at a position corresponding to the arrangement of the optical sensors 30 and 31.
以下で本実施例の特徴である時間幅調整制御とレジストレーション補正制御の概要について説明する。説明を簡略化するために、光学センサ３０を例に説明し、同様の構成／用途である光学センサ３１の説明は省略する。
時間幅調整制御ではレジストレーション補正制御の準備として、中間転写ベルト８上に形成された各色のパッチの時間幅を検出し、検出された時間幅を基にしてレジストレーション補正制御で使用される各色のパッチの濃度を決定する。パッチの濃度を調整する手段の一例としては公知の技術である、前述したレーザ光量の調整や現像時における電圧の調整等がある。レジストレーション補正制御では時間幅調整制御で決定された濃度で各色のパッチを中間転写ベルト８上に形成し、光学センサ３０で色ずれ量を検出し、画像形成時の書き出し位置や傾き及び倍率を変更する。
両者の制御に関してパッチの構成について説明する。レジストレーション補正制御で用いられる検出用パターン列（第１の検出用パターン）においては、中間転写ベルト８上に形成されるパッチを平均化処理するために形成されるパッチの数は多い方が望ましい。一方、時間幅調整制御で用いられる検出用パターン列（第２の検出用パターン）は各色の時間幅が検出できればよく、検出するパッチの数は各色１つでもよい。尚、時間幅調整制御の詳細については後述する。
An outline of time width adjustment control and registration correction control, which are features of the present embodiment, will be described below. In order to simplify the description, the optical sensor 30 is described as an example, and the description of the optical sensor 31 having the same configuration / application is omitted.
The time width adjustment control detects the time width of each color patch formed on the intermediate transfer belt 8 as preparation for the registration correction control, and each color used in the registration correction control based on the detected time width Determine the patch density of As an example of the means for adjusting the density of the patch, there are known techniques such as the adjustment of the amount of laser light and the adjustment of the voltage at the time of development. In the registration correction control, patches of each color are formed on the intermediate transfer belt 8 at the density determined by the time width adjustment control, the color shift amount is detected by the optical sensor 30, and the writing position, inclination and magnification at the image formation are calculated. change.
The configuration of the patch will be described with respect to the control of both. In the detection pattern sequence (first detection pattern) used in registration correction control, it is desirable that the number of patches formed for averaging the patches formed on the intermediate transfer belt 8 be larger. . On the other hand, the detection pattern row (second detection pattern) used in the time width adjustment control only needs to detect the time width of each color, and the number of patches to be detected may be one for each color. The details of the time width adjustment control will be described later.
先にレジストレーション補正制御について説明を行う。図２（ｂ）は光学センサ３０の断面図を示したものである。本実施例における光学センサ３０は、発光素子であるＬＥＤ３２、受光素子であるフォトトランジスタ３３から構成されている。図２（ｂ）の点線のように、ＬＥＤ３２が発光した光は、中間転写ベルト８で反射され、正反射光がフォトトランジスタ３３で受光される光路が形成されている。
図３は、光学センサ３０により検出したパッチ（ＴＰ）検出波形（出力信号）を処理するための回路の回路図である。ＣＰＵ２６のポートＡは、光学センサ３０のＬＥＤ３２の点灯／消灯を制御するＰＷＭ出力ポートであり、ＣＰＵ２６が出力したＰＷＭ信号は、抵抗３４及びコンデンサ３５で平滑され、その平滑された電圧によってトランジスタ３６をＯＮ／ＯＦＦしている。ここでＬＥＤ３２に通電される電流値は、平滑された電圧レベル、トランジスタ３６のベース−エミッタ間電圧、更に、抵抗３７で決定されている。ＣＰＵ２６は出力するＰＷＭ信号のＤｕｔｙを変化させることによってＬＥＤ３２に流れる電流（光量）を制御している。
一方、中間転写ベルト８で反射された光を受光することでフォトトランジスタ３３に流
れる電流は、抵抗３８でＩ／Ｖ変換されてアナログ電圧信号（Ｐ点）となる。このアナログ電圧信号はコンパレータ４１へ入力される。コンパレータ４１に入力されたアナログ電圧信号は、抵抗３９、４０によって生成された基準電圧を閾値（以下、閾値電圧）としてＨ／Ｌレベル信号（２値化信号）にデジタル化（２値化）された後、ＣＰＵ２６のポートＢに入力される。ここで４２はコンパレータ４１の出力レベルを確定するためのプルアップ抵抗である。
The registration correction control will be described first. FIG. 2 (b) shows a cross-sectional view of the optical sensor 30. The optical sensor 30 in the present embodiment is composed of an LED 32 as a light emitting element and a phototransistor 33 as a light receiving element. As indicated by a dotted line in FIG. 2B, the light emitted from the LED 32 is reflected by the intermediate transfer belt 8, and an optical path is formed so that the specularly reflected light is received by the phototransistor 33.
FIG. 3 is a circuit diagram of a circuit for processing a patch (TP) detection waveform (output signal) detected by the optical sensor 30. As shown in FIG. The port A of the CPU 26 is a PWM output port for controlling turning on / off of the LED 32 of the optical sensor 30. The PWM signal output by the CPU 26 is smoothed by the resistor 34 and the capacitor 35, and the smoothed voltage makes the transistor 36 It is ON / OFF. Here, the current value supplied to the LED 32 is determined by the smoothed voltage level, the voltage between the base and the emitter of the transistor 36, and the resistor 37. The CPU 26 controls the current (light amount) flowing through the LED 32 by changing the duty of the PWM signal to be output.
On the other hand, when the light reflected by the intermediate transfer belt 8 is received, the current flowing through the phototransistor 33 is I / V converted by the resistor 38 and becomes an analog voltage signal (point P). This analog voltage signal is input to the comparator 41. The analog voltage signal input to the comparator 41 is digitized (binarized) into an H / L level signal (binarized signal) using the reference voltage generated by the resistors 39 and 40 as a threshold (hereinafter referred to as threshold voltage). Then, it is input to port B of the CPU 26. Here, 42 is a pull-up resistor for determining the output level of the comparator 41.
図４は、ＣＰＵ２６のポートＢに入力される波形の説明図である。図４は、一定速度で駆動している中間転写ベルト８上に、複数色のパッチとしてＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色のパッチを所定間隔で形成し、各色のパッチを光学センサ３０で検出した時の波形を示したものである。
図４（ａ）は図３のＰ点における波形例である。図４（ａ）は、中間転写ベルト８の反射率がパッチに比べて高く、また、パッチの中でもＹ，Ｍ，Ｃ色パッチの反射率がＫ色パッチに比べて高くなる特性関係の場合を例として示している。各色のパッチの濃度が同じ場合、反射率が高い色ほど光学センサ３０の出力の電圧も高くなる。中間転写ベルト８の反射率はパッチより高く、無彩色の反射率は有彩色の反射率より低い。よって、濃度が略等しい場合のパッチおよび中間転写ベルト８を、光学センサ３０で検出した出力の関係は式（１）となる。尚、本実施例におけるＶｂｅｌｔの値は、ＣＰＵ２６がＬＥＤ３２の光量を調整することによって常に一定となるように制御されている。
Ｖｂｅｌｔ＞Ｖｙ≒Ｖｍ≒Ｖｃ＞Ｖｋ・・・（１）
図４（ｂ）は、図４（ａ）の波形をコンパレータ４１によって２値化した波形である。図４（ｂ）におけるＴ＊１（＊：ｙ、ｍ、ｃ、ｋ）は、ＣＰＵ２６のポートＢに入力される各色のパッチに対する波形の立ち下がり時点を示している。同様に、Ｔ＊２（＊：ｙ、ｍ、ｃ、ｋ）は、各色パッチに対する波形の立ち上がり時点を示している。式（２）を用いてＴ＊１とＴ＊２より各色パッチの反射光を検出している期間である時間幅Ｔ＊が検出できる。
Ｔ＊＝Ｔ＊２−Ｔ＊１（＊：ｙ、ｍ、ｃ、ｋ）・・・（２）
ここで電圧Ｖ＊と時間幅Ｔ＊の関係について説明する。式（１）より無彩色であるＫ色は他の有彩色と比べて反射率が低いため、Ｖｋも低いことがわかる。Ｖｋが有彩色と異なる場合、出力の変動する時間幅Ｔｋも異なる。図４（ｂ）で示すように式（３）の関係が成り立つ。尚、電圧Ｖ＊と時間幅Ｔ＊の関係について詳細な説明は後述する。
Ｔｋ＞Ｔｙ≒Ｔｍ≒Ｔｃ・・・（３）
ＣＰＵ２６は以下の式に基づいて、各色パッチのパッチ中心位置Ｐｙ，Ｐｍ，Ｐｃ，Ｐｋのタイミング（中間時点）を求めている。
Ｐｙ＝（Ｔｙ１＋Ｔｙ２）／２・・・（４）
Ｐｍ＝（Ｔｍ１＋Ｔｍ２）／２・・・（５）
Ｐｃ＝（Ｔｃ１＋Ｔｃ２）／２・・・（６）
Ｐｋ＝（Ｔｋ１＋Ｔｋ２）／２・・・（７）
ここでＣＰＵ２６は、上記の計算から求めた各色パッチの中心位置の検出タイミングから、各色間の相対的な色ずれを算出する。本実施例においては、Ｋ色を基準として相対的な色ずれを算出するものとして説明する。また、図４に示したようにレジストレーション補正制御時の中間転写ベルト８上に形成する各色のパッチ幅は、中間転写ベルト８の搬送方向に対して５０ｄｏｔ（１ｄｏｔ≒４２μｍ）とする。そして、６００ｄｐｉ（ｄｏｔ
ｐｅｒ ｉｎｃｈ）の場合におけるパッチ間隔も、同様に中間転写ベルト８の搬送方向に対して５０ｄｏｔ（１ｄｏｔ≒４２μｍ）とする。併せて、画像形成時、及び、レジストレーション補正制御時の中間転写ベルト８の搬送速度を２１０ｍｍ／ｓｅｃとする。
FIG. 4 is an explanatory view of a waveform input to the port B of the CPU 26. As shown in FIG. In FIG. 4, patches of each color of Y, M, C, and K are formed at predetermined intervals as patches of a plurality of colors on the intermediate transfer belt 8 driven at a constant speed, and the patches of each color are detected by the optical sensor 30. Shows the waveform when the
FIG. 4A shows an example of a waveform at point P in FIG. FIG. 4A shows a characteristic relationship in which the reflectance of the intermediate transfer belt 8 is higher than that of the patch, and among the patches, the reflectance of the Y, M, and C patches is higher than that of the K color patch. It is shown as an example. When the density of each color patch is the same, the higher the reflectance, the higher the voltage of the output of the optical sensor 30. The reflectance of the intermediate transfer belt 8 is higher than that of the patch, and the achromatic reflectance is lower than the chromatic reflectance. Therefore, the relationship between the output of the patch and the intermediate transfer belt 8 detected by the optical sensor 30 in the case where the densities are substantially equal to each other is expressed by Formula (1). Incidentally, the value of Vbelt in this embodiment is controlled so as to be always constant by the CPU 26 adjusting the light amount of the LED 32.
Vbelt> Vy ≒ Vm ≒ Vc> Vk (1)
FIG. 4B is a waveform obtained by binarizing the waveform of FIG. 4A by the comparator 41. T * 1 (*: y, m, c, k) in FIG. 4B indicates the falling point of the waveform for the patch of each color input to the port B of the CPU 26. Similarly, T * 2 (*: y, m, c, k) indicates the rising point of the waveform for each color patch. The time width T * which is a period in which the reflected light of each color patch is detected can be detected from T * 1 and T * 2 using the equation (2).
T * = T * 2-T * 1 (*: y, m, c, k) (2)
Here, the relationship between the voltage V * and the time width T * will be described. From the equation (1), it is understood that the achromatic color K has a low reflectance as compared with other chromatic colors, and hence the Vk is also low. When Vk is different from the chromatic color, the output time width Tk is also different. As shown in FIG. 4 (b), the relationship of equation (3) holds. A detailed description of the relationship between the voltage V * and the time width T * will be given later.
Tk> Ty ≒ Tm ≒ Tc (3)
The CPU 26 obtains the timing (intermediate time) of the patch center positions Py, Pm, Pc, and Pk of each color patch based on the following equation.
Py = (Ty1 + Ty2) / 2 (4)
Pm = (Tm1 + Tm2) / 2 (5)
Pc = (Tc1 + Tc2) / 2 (6)
Pk = (Tk1 + Tk2) / 2 (7)
Here, the CPU 26 calculates relative color deviation between each color from the detection timing of the center position of each color patch obtained from the above calculation. In the present embodiment, description will be made assuming that relative color shift is calculated based on K color. Further, as shown in FIG. 4, the patch width of each color formed on the intermediate transfer belt 8 at the time of registration correction control is 50 dots (1 dot ≒ 42 μm) in the conveyance direction of the intermediate transfer belt 8. And 600 dpi (dot
Similarly, the patch interval in the case of “per inch” is 50 dots (1 dot ≒ 42 μm) in the conveyance direction of the intermediate transfer belt 8. At the same time, the conveyance speed of the intermediate transfer belt 8 during image formation and registration correction control is set to 210 mm / sec.
例として、Ｙ色パッチとＫ色パッチの相対的な位置ずれ補正方法について説明する。
図４より、Ｙ色パッチの中心位置とＫ色パッチの中心位置の理想的距離は３００ｄｏｔ（＝５０ｄｏｔ×６）であり、これを光学センサ３０による検出タイミング差に換算する
と６０ｍｓｅｃ（＝（４２μｍ×３００ｄｏｔ）／（２１０ｍｍ／ｓｅｃ））となる。この値がＹ色パッチの中心位置とＫ色パッチの中心位置の理想とする検出タイミング差となる。ここで、仮に色ずれが発生している場合にはレジストレーション補正制御時に、式（４）から（７）で求めた実際の検出タイミング差が５９.８ｍｓｅｃであると、理想とす
る検出タイミング差との差分が０．２ｍｓｅｃとなる。そのため、１ｄｏｔ分（＝（０．２ｍｓ×２１０ｍｍ／ｓｅｃ）／４２μｍ）だけ実際の画像形成時にＹ色の書き出しタイミングを早める必要があることがわかる。上記は、光学センサ３０を用いたＹ色とＫ色の色ずれ補正方法について説明したものの、Ｍ色、Ｃ色に対しても同様の考えに基づいて補正できる。尚、前述したように中間転写ベルト８の変動による影響を低減するために中間転写ベルト８の１周で複数回パッチを検出し、平均化処理することが望ましい。一例として、レジストレーション補正制御において図４で示した色ずれ量検出用パターンを複数回形成する構成がある。
As an example, a relative positional deviation correction method of the Y color patch and the K color patch will be described.
As shown in FIG. 4, the ideal distance between the center position of the Y color patch and the center position of the K color patch is 300 dots (= 50 dots × 6), which translates to a detection timing difference by the optical sensor 30 of 60 msec (= (42 μm × It becomes 300 dots) / (210 mm / sec)). This value is an ideal detection timing difference between the center position of the Y color patch and the center position of the K color patch. Here, if there is a color shift, it is an ideal detection timing difference that the actual detection timing difference obtained by equations (4) to (7) is 59.8 msec during registration correction control. And the difference between them is 0.2 msec. Therefore, it is understood that it is necessary to advance the writing start timing of Y color at the time of actual image formation by 1 dot (= (0.2 ms × 210 mm / sec) / 42 μm). Although the above describes the Y-color and K-color misregistration correction methods using the optical sensor 30, correction can be made for M and C colors based on the same idea. As described above, in order to reduce the influence of the fluctuation of the intermediate transfer belt 8, it is desirable to detect and average the patch a plurality of times in one rotation of the intermediate transfer belt 8. As an example, there is a configuration in which the color misregistration amount detection pattern shown in FIG. 4 is formed a plurality of times in the registration correction control.
続いて、光学センサ３０による検出波形に歪が生じた場合の影響について図５を用いて説明する。
図５（ａ）は、Ｙ、Ｍ、Ｃ色パッチとＫ色パッチで波形が歪んだ場合のパッチ中心位置の検出タイミング誤差（以下、検出誤差）を示したものである。ここで光学センサ３０の検出波形の歪は、光学センサ３０の取り付け状態に依存する。図５（ｂ）は、波形歪の有無と光学センサ３０の取り付け姿勢の関係を示しており、理想的な光学センサ３０の取り付け姿勢は、発光／受光の光路が二次転写ローラ１０の接線方向に対して垂直な関係となる。この場合、光学センサ３０の検出位置（中間転写ベルト８上の検出エリア）を通過するパッチは、光学センサ３０の照射スポットに進入後、照射スポットの中心に到達するまでの時間と中心から照射スポットを抜けるまでの時間が等しくなる。このため、光学センサ３０による検出波形は左右対称な歪のない波形となる。一方、光学センサ３０の取り付け姿勢（角度）が理想的な状態に対してθ［ｄｅｇ］だけ傾いた状態となった場合には、照射スポットに変化が生じ、光学センサ３０の照射スポットに進入するタイミングが相対的に早くなる。このため、中心に到達するまでの時間が長くなり、中心から照射スポットを抜けるまでの時間が短くなる。したがって、光学センサ３０による検出波形は左右対称性のくずれた歪んだ波形となる。
つまり、図５（ａ）に示すように、Ｙ、Ｍ、Ｃ色のパッチにおいては波形の歪の有無によりパッチの理想位置（図５（ａ）では波形歪なしにおけるパッチ中心に該当）との検出時間のずれ量ΔＰｙｍｃ、Ｋ色においてはΔＰｋが生じる。ここで、図５（ａ）に示すように波形振幅が異なると理想位置との検出時間のずれ量も異なることがわかる（ΔＰｙｍｃ≠ΔＰｋ）。Ｙ、Ｍ、Ｃ色の理想位置とのずれ量ΔＰｙｍｃに対して波形振幅の異なるＫ色のずれ量ΔＰｋは小さくなっている。この検出誤差がある状態で、各色の相対的な色ずれ補正を行うと、Ｙ，Ｍ，Ｃ色とＫ色間での色ずれ補正制御に影響が生じる。
そこで本実施例では、実際のレジストレーション補正制御を実施する前に、波形振幅の異なる各色のパッチを光学センサ３０で検出する工程を追加することにした。本実施例ではこの工程を時間幅調整制御と呼ぶ。時間幅調整制御で得られる波形振幅の差分を時間幅Ｔ＊に基づいて推測し、実際のレジストレーション補正制御において時間幅Ｔ＊が等しくなるように各色の濃度を調整することで、検出誤差を低減できる。波形振幅と濃度の関係については後述する。
Subsequently, the influence when distortion occurs in the waveform detected by the optical sensor 30 will be described with reference to FIG.
FIG. 5A shows a detection timing error (hereinafter, detection error) of the patch center position when the waveform is distorted by the Y, M, C color patches and the K color patch. Here, the distortion of the detection waveform of the optical sensor 30 depends on the mounting state of the optical sensor 30. FIG. 5B shows the relationship between the presence or absence of waveform distortion and the mounting attitude of the optical sensor 30, and in the ideal mounting attitude of the optical sensor 30, the light path of the light emitting / receiving is the tangential direction of the secondary transfer roller 10. The relationship is perpendicular to In this case, the patch passing through the detection position of the optical sensor 30 (the detection area on the intermediate transfer belt 8) enters the irradiation spot of the optical sensor 30, and the time and the irradiation spot from the center until reaching the center of the irradiation spot It takes equal time to leave the For this reason, the detection waveform by the optical sensor 30 is a symmetrical waveform without distortion. On the other hand, when the mounting attitude (angle) of the optical sensor 30 is inclined by θ [deg] with respect to the ideal state, a change occurs in the irradiation spot, and the light spot enters the irradiation spot of the optical sensor 30 The timing is relatively early. For this reason, the time to reach the center becomes long, and the time to leave the irradiation spot from the center becomes short. Therefore, the waveform detected by the optical sensor 30 is a distorted waveform which is broken in the left-right symmetry.
That is, as shown in FIG. 5A, in the case of Y, M, and C patches, the patch position with the ideal position of the patch (corresponding to the patch center without waveform distortion in FIG. 5A) depends on the presence or absence of waveform distortion. An amount of deviation ΔPymc of the detection time, ΔPk occurs for the K color. Here, as shown in FIG. 5A, it can be seen that when the waveform amplitude is different, the amount of deviation of the detection time from the ideal position is also different (ΔPymc ≠ ΔPk). The amount of deviation ΔPk of the K color having a different waveform amplitude is smaller than the amount of deviation ΔPymc from the ideal positions of the Y, M, and C colors. If relative color misregistration correction of each color is performed in the presence of this detection error, color misregistration correction control between Y, M, C and K colors is affected.
In the present embodiment, therefore, the step of detecting patches of each color having different waveform amplitudes by the optical sensor 30 is added before the actual registration correction control is performed. In this embodiment, this process is called time width adjustment control. The difference between the waveform amplitudes obtained by the time width adjustment control is estimated based on the time width T *, and the detection error is calculated by adjusting the density of each color so that the time width T * becomes equal in actual registration correction control. It can be reduced. The relationship between the waveform amplitude and the concentration will be described later.
追加した工程の説明を行う前に、時間幅と波形振幅の関係について図６を用いて説明する。本実施例では図６（ａ）に示すように一例としてＶｂｅｌｔ＝２．５Ｖ、閾値電圧が１．５Ｖの場合における波形振幅（ここではＶｐとする）と時間幅Ｔ＊の関係を説明する。図６（ｂ）の横軸はパッチを検出した際の時間幅Ｔ＊を示し、縦軸は波形振幅Ｖｐを示している。図６（ｂ）で示されるように時間幅Ｔ＊が７〜１２ｍｓにおいては、時間幅Ｔ＊と波形振幅Ｖｐは比例関係に近似できることがわかる。よって、波形振幅Ｖｐは図６（ｂ）に基づいて下記の式（推測式）（７）で近似される。
Ｖｐ＝０．２１×Ｔ＊−０．１８・・・（７）
つまり、上記式（７）を保持しておくことにより、各色パッチの時間幅Ｔ＊を検出することで波形振幅Ｖｐを推測することが可能である。前述したように、時間幅Ｔ＊はＴ＊１及びＴ＊２から演算される。Ｔ＊２及びＴ＊１は実際のレジストレーション補正制御に使用される情報であり、パッチ検出の測定系を簡易な構成にすることができる。一例として波形振幅を検出するために必要としていたＣＰＵ２６のＡＤポートを省略することができ、ＣＰＵ２６のポート数を削減したり、処理に関わる負荷を低減したりすることが可能となる。
続いて、各色のパッチを検出する工程について説明する。時間幅調整制御では、中間転写ベルト８上に各色のパッチを形成し、光学センサ３０で検出する。時間幅調整制御で形成されるパッチの一例として実際のレジストレーション補正制御で用いられる一部または全部のパターンを形成することが望ましい。例えば図４のパターンを用いてもよい。尚、レジストレーション補正制御とは異なり、各色の時間幅が検出できればよく、各色のパッチを少なくとも１つ形成すればよい。
時間幅調整制御でＣＰＵ２６は前述した各色の時間幅Ｔ＊を算出する。得られたＴ＊と近似式を参照し、時間幅Ｔ＊に基づいて波形振幅を推測する。波形振幅に基づいて画像形成時の濃度を調整することで各色の波形振幅を等しくすることができる。ここで、波形振幅と濃度の関係について説明する。図７は、濃度を表す中間転写ベルト８の下地上のトナー量（現像剤量）と波形振幅Ｖｐの関係を示す図である。波形振幅は反射光量によって決まり、中間転写ベルト８の下地にパッチが形成された場合、トナー量の増加に伴って波形振幅も増加する。反射率の違いによって無彩色と有彩色で波形振幅Ｖｐが異なる。上述した関係から波形振幅より濃度がわかることになる。また図６および図７の特性を関係づけた情報をＣＰＵ２６等に保持しておき、この特性関係を基に濃度を調整することで波形振幅が変更され、時間幅も調整することができる。一例として図７には時間幅調整制御において無彩色のトナー量を調整し、レジストレーション補正制御において有彩色と波形振幅Ｖｐを揃えた場合のトナー量を示した。尚、有彩色のトナー量は変更していない。図６（ｂ）より波形振幅が等しくなれば時間幅も等しくなるため、レジストレーション補正制御における検出誤差を低減することが可能となる。
Before describing the added steps, the relationship between the time width and the waveform amplitude will be described with reference to FIG. In this embodiment, as shown in FIG. 6A, the relationship between the waveform amplitude (here, Vp) and the time width T * in the case of Vbelt = 2.5 V and the threshold voltage of 1.5 V will be described as an example. The horizontal axis of FIG. 6B indicates the time width T * when the patch is detected, and the vertical axis indicates the waveform amplitude Vp. As shown in FIG. 6B, when the time width T * is 7 to 12 ms, it can be seen that the time width T * and the waveform amplitude Vp can be approximated to a proportional relationship. Therefore, the waveform amplitude Vp is approximated by the following equation (estimate equation) (7) based on FIG. 6 (b).
Vp = 0.21 × T * −0.18 (7)
That is, by holding the equation (7), it is possible to estimate the waveform amplitude Vp by detecting the time width T * of each color patch. As mentioned above, the time width T * is calculated from T * 1 and T * 2. T * 2 and T * 1 are information used for actual registration correction control, and the patch detection measurement system can be simplified. As an example, the AD port of the CPU 26 required to detect the waveform amplitude can be omitted, and the number of ports of the CPU 26 can be reduced, and the load associated with processing can be reduced.
Subsequently, a process of detecting patches of each color will be described. In the time width adjustment control, patches of each color are formed on the intermediate transfer belt 8 and detected by the optical sensor 30. It is desirable to form a part or all of the patterns used in actual registration correction control as an example of the patch formed by the time width adjustment control. For example, the pattern of FIG. 4 may be used. Note that, unlike the registration correction control, it is only necessary to detect the time width of each color, and at least one patch of each color may be formed.
In time width adjustment control, the CPU 26 calculates the time width T * of each color described above. The waveform amplitude is estimated based on the time width T * with reference to the obtained T * and the approximate expression. The waveform amplitude of each color can be made equal by adjusting the density at the time of image formation based on the waveform amplitude. Here, the relationship between the waveform amplitude and the density will be described. FIG. 7 is a graph showing the relationship between the amount of toner (the amount of developer) on the base of the intermediate transfer belt 8 representing the density and the waveform amplitude Vp. The waveform amplitude is determined by the amount of reflected light, and when a patch is formed on the base of the intermediate transfer belt 8, the waveform amplitude also increases as the amount of toner increases. The waveform amplitude Vp differs between the achromatic color and the chromatic color depending on the difference in reflectance. From the relationship described above, the concentration is known from the waveform amplitude. Further, information relating the characteristics shown in FIGS. 6 and 7 is held in the CPU 26 or the like, and the waveform amplitude is changed by adjusting the concentration based on this characteristic relationship, and the time width can also be adjusted. As an example, FIG. 7 shows the toner amount in the case where the achromatic toner amount is adjusted in the time width adjustment control and the chromatic color and the waveform amplitude Vp are aligned in the registration correction control. The chromatic toner amount is not changed. As shown in FIG. 6B, since the time widths become equal if the waveform amplitudes become equal, it is possible to reduce the detection error in the registration correction control.
続いて、本実施例における制御基板２５に実装されているＣＰＵ２６による色ずれ補正量の決定の流れを図８のフローチャートを用いて説明する。
Ｓ１０１でレジストレーション補正制御の実行要求があると、Ｓ１０２で時間幅調整制御を実施し、中間転写ベルト８上に形成された各色のパッチを光学センサ３０で検出する。Ｓ１０３で検出値に基づいて各色のパッチの出力が変動した時間幅Ｔ＊を演算する。Ｓ１０４で、検出した各色の時間幅Ｔ＊が略等しいか確認する。
各色の時間幅Ｔ＊が略等しい場合は、Ｓ１０６で時間幅調整制御のパッチの濃度で実際のレジストレーション補正制御を実行する。Ｓ１０４で各色の時間幅Ｔ＊が等しくない場合には、Ｓ１０５で各色の時間幅Ｔ＊に基づいて各色の濃度の設定値を調整し、Ｓ１０６でレジストレーション補正制御を実行する。Ｓ１０７でレジストレーション補正制御の結果に基づいて画像形成時の色ずれ補正量を決定し、終了する。尚、時間幅調整制御の実行要求は、本体に装着されるプロセスカートリッジ５が変更された時、又は、環境変化やプロセスカートリッジ５の耐久状況など、パッチの濃度が変化する可能性がある条件に基づいて要求されるものであってもよい。
Subsequently, the flow of determination of the color misregistration correction amount by the CPU 26 mounted on the control board 25 in the present embodiment will be described using the flowchart of FIG.
When there is a request for execution of registration correction control in S101, time width adjustment control is performed in S102, and patches of each color formed on the intermediate transfer belt 8 are detected by the optical sensor 30. In step S103, the time width T * at which the output of the patch of each color fluctuates is calculated based on the detected value. At S104, it is checked whether the detected time widths T * of the respective colors are substantially equal.
If the time widths T * of the respective colors are substantially equal, the actual registration correction control is executed with the density of the time width adjustment control patch in S106. If the time width T * of each color is not equal in S104, the set value of the density of each color is adjusted based on the time width T * of each color in S105, and the registration correction control is executed in S106. At S107, the color misregistration correction amount at the time of image formation is determined based on the result of the registration correction control, and the process ends. The request for execution of the time width adjustment control is a condition that the patch density may change, such as when the process cartridge 5 mounted on the main unit is changed, or when the environment changes or the endurance condition of the process cartridge 5. It may be required based on that.
本実施例においては、各色のパッチの検出時間幅が等しくなるようにトナー濃度を調整している。各色のパッチの検出時間幅と、各色のパッチを検出する光学センサの検出信号の波形振幅との間には近似式で表される関係がある。一方で、光学センサの検出波形に歪が生じた場合と歪がない場合とのパッチの中心位置の検出時間のずれ量は、光学センサの出力信号の波形振幅の違いによるものである。従って、各色のパッチの検出時間幅を等しくすることによって、光学センサの出力信号の波形振幅の違いを低減し、検出波形に歪が
生じた場合のパッチの中心位置のずれ量を低減することができる。本実施例によれば、光学センサ３０による検出波形に歪が生じた場合であっても、光学センサ３０による検出波形の波形振幅の違い（パッチの反射率の違い）の影響を受けることなく色ずれ補正量を決定できるため、安定した色ずれ補正制御が可能となる。
In the present embodiment, the toner density is adjusted so that the detection time widths of the patches of the respective colors become equal. There is an approximate expression between the detection time width of each color patch and the waveform amplitude of the detection signal of the optical sensor that detects each color patch. On the other hand, the shift amount of the detection time of the center position of the patch between the case where distortion occurs in the detection waveform of the optical sensor and the case where no distortion occurs is due to the difference in the waveform amplitude of the output signal of the optical sensor. Therefore, by equalizing the detection time width of the patches of each color, it is possible to reduce the difference in the waveform amplitude of the output signal of the optical sensor and to reduce the shift amount of the center position of the patch when distortion occurs in the detected waveform. it can. According to the present embodiment, even if distortion occurs in the detection waveform by the optical sensor 30, the color is not influenced by the difference in the waveform amplitude of the detection waveform by the optical sensor 30 (difference in the reflectance of the patch). Since the misregistration correction amount can be determined, stable misregistration correction control can be performed.
実施例１では各色の時間幅Ｔ＊が等しくなるように時間幅調整制御を実施した。しかし、トナー残量の低下等によって各色の時間幅Ｔ＊を合わせなくとも検出精度を向上できる場合もある。本実施例では、波形歪による検出誤差への影響が大きい有彩色と無彩色との検出誤差及び、有彩色で波形振幅が異なる場合の検出誤差を低減する方法について説明する。
実施例１では有彩色では波形振幅が略等しいことを前提に説明した。しかしながら、有彩色と無彩色の差異ほどではないにしても有彩色間で波形振幅に差異を有する場合がある。この場合、式（８）または式（９）のような関係になる。
Ｖｂｅｌｔ＞Ｖｙ≠Ｖｍ≠Ｖｃ＞Ｖｋ・・・（８）
Ｔｋ＞Ｔｙ≠Ｔｍ≠Ｔｃ・・・（９）
また、トナー残量が低下して特定色の波形振幅を上げられない場合もある。図９ではシアントナーの残量が低下し、所望の濃度を得られない場合を示している。レジストレーション補正制御の実行には閾値電圧以上の波形振幅が必要であるため、一定以上の波形振幅を得られることが望ましい。よって、この場合にシアンと他の色の濃度を合わせることは好ましくない。
In the first embodiment, the time width adjustment control is performed so that the time widths T * of the respective colors become equal. However, in some cases, the detection accuracy can be improved even if the time widths T * of the respective colors are not matched due to a decrease in the toner remaining amount. In this embodiment, a method of reducing detection errors between chromatic colors and achromatic colors that have a large influence on detection errors due to waveform distortion and detection errors when the waveform amplitudes are different between chromatic colors will be described.
The first embodiment has been described on the premise that the waveform amplitudes are substantially equal in the chromatic color. However, there may be a difference in waveform amplitude between the chromatic colors even if not to the extent of the difference between the chromatic colors and the achromatic colors. In this case, the relationship is as shown in equation (8) or equation (9).
Vbelt> Vy ≠ Vm ≠ Vc> Vk (8)
Tk> Ty ≠ Tm ≠ Tc (9)
In addition, in some cases, the toner residual amount may decrease and the waveform amplitude of a specific color can not be increased. FIG. 9 shows the case where the residual amount of cyan toner decreases and a desired density can not be obtained. Since the execution of the registration correction control requires a waveform amplitude equal to or higher than the threshold voltage, it is desirable to obtain a predetermined waveform amplitude or more. Therefore, in this case, it is not preferable to match the densities of cyan and other colors.
以上述べたような状況において、本実施例では時間幅調整制御において有彩色と無彩色の検出誤差を低減する方法を説明する。
まず、実施例１と同様に時間幅調整制御を実施し、各色の時間幅Ｔ＊（＊：ｙ、ｍ、ｃ、ｋ）を検出する。ここで有彩色の時間幅をＴ＃（＃＝ｙ、ｍ、ｃ）、有彩色の時間幅の平均をＴ＃ａｖｅ１としておく。さらに本実施例では一例として、図９に示すようにシアンの電圧Ｖｃが高い場合を説明する。
続いて、有彩色の電圧Ｖ＃に異常がないかを時間幅Ｔ＃から判定する。有彩色の時間幅の平均Ｔ＃ａｖｅ１と各有彩色の時間幅Ｔ＃を式（１０）〜（１２）に代入して比較し、最も差分の大きい時間幅ΔＴｍａｘを決定する。
｜Ｔｙ−Ｔ＃ａｖｅ１｜・・・（１０）
｜Ｔｍ−Ｔ＃ａｖｅ１｜・・・（１１）
｜Ｔｃ−Ｔ＃ａｖｅ１｜・・・（１２）
図９の場合にはΔＴｍａｘ＝Ｔｃとなる。次に、得られた最大の差分が所定値を超えたか式（１３）で判定する。本実施例では、一例としてトナー残量が十分な通常の場合の時間幅が１２ｍｓであり、トナー残量がわずかである場合の時間幅が７ｍｓと仮定している。上述した条件では通常時には｜Ｔ＃−Ｔ＃ａｖｅ１｜が２．３ｍｓ以内であり、２．３ｍｓ以上となればトナー残量が通常状態よりも低下していると判断できる。
｜Ｔｃ−Ｔ＃ａｖｅ１｜＜２．３ｍｓ・・・（１３）
ここで、判定式（１３）は、濃度調整の基準として用いる有彩色を選別する条件を表している。尚、一例として２．３ｍｓとしているものの、任意に設定することが可能である。例えばトナー残量が僅かとなった状態の波形振幅と時間幅Ｔ＃の関係をＣＰＵ２６に保存しておき、残量が十分な場合と残量が僅かとなった場合の時間幅Ｔ＃の差分を所定値としてもよい。所定値以内であれば、有彩色全ての時間幅の平均Ｔ＃ａｖｅ１と無彩色の時間幅Ｔｋが等しくなるように濃度を調整する。所定値以上の場合には、トナー残量の減少やノイズが混入した可能性があるとして、最も差分の大きい有彩色は除外して有彩色の平均Ｔ＃ａｖｅ２を求める。本実施例ではＴｃを除外し、Ｔｙ及びＴｍの平均を有彩色の時間幅Ｔ＃ａｖｅ２と確定して、無彩色の時間幅Ｔｋと等しくなるように濃度を調整する。
ここで、本実施例では時間幅調整制御後に濃度を調整するのは無彩色のみとする。無彩
色のみとすることで、レジストレーション補正制御で画像形成条件を変更するのはＫ色に関わる部分のみとなり、制御を簡略化できる。通常のトナー残量が十分な状態では、波形振幅の差異は無彩色と有彩色で大きい。無彩色の濃度を変更し、波形振幅を有彩色に合わせることで特定の有彩色間に波形振幅の差異が生じた場合にも無彩色との検出誤差を低減できる。また、複数の有彩色の時間幅の平均を基準としているため、再調整によって基準となる時間幅が変化する可能性を低減することができる。
In the above-described situation, in this embodiment, a method of reducing detection errors of chromatic color and achromatic color in time width adjustment control will be described.
First, time width adjustment control is performed as in the first embodiment, and the time width T * (*: y, m, c, k) of each color is detected. Here, the time width of the chromatic color is T # (# = y, m, c), and the average time width of the chromatic color is T # ave1. Further, in the present embodiment, as an example, the case where the voltage Vc of cyan is high as shown in FIG. 9 will be described.
Subsequently, it is determined from the time width T # whether the voltage V # of the chromatic color is abnormal. The average T # ave1 of the chromatic color time width and the time width T # of each chromatic color are substituted in the equations (10) to (12) and compared to determine the time width ΔTmax with the largest difference.
| Ty-T # ave 1 | (10)
| Tm-T # ave1 | (11)
| Tc-T # ave 1 | ... (12)
In the case of FIG. 9, ΔTmax = Tc. Next, it is determined by equation (13) whether the obtained maximum difference exceeds a predetermined value. In this embodiment, as an example, it is assumed that the time width in the normal case where the toner remaining amount is sufficient is 12 ms, and the time width in the case where the toner remaining amount is slight is 7 ms. Under the above conditions, | T # -T # ave1 | is within 2.3 ms under normal conditions, and when it is 2.3 ms or more, it can be determined that the toner remaining amount is lower than that under the normal condition.
| Tc-T # ave 1 | <2.3 ms (13)
Here, the judgment formula (13) represents a condition for selecting a chromatic color used as a reference of density adjustment. In addition, although it is 2.3 ms as an example, it is possible to set arbitrarily. For example, the relationship between the waveform amplitude and the time width T # when the toner remaining amount is small is stored in the CPU 26, and the difference between the time width T # when the remaining amount is sufficient and when the remaining amount becomes small. May be set as a predetermined value. If it is within the predetermined value, the density is adjusted so that the average T # ave 1 of all the chromatic color widths and the achromatic color width T k become equal. If the value is equal to or more than the predetermined value, the chromatic difference having the largest difference is excluded, and the average of the chromatic colors T # ave2 is determined, since there is a possibility that the toner remaining amount may decrease or noise may be mixed. In this embodiment, Tc is excluded, the average of Ty and Tm is determined as the chromatic color time width T # ave2, and the density is adjusted to be equal to the achromatic color time width Tk.
Here, in the present embodiment, only the achromatic color is adjusted after the time width adjustment control. By setting only the achromatic color, only the portion related to the K color is changed in the image formation condition by the registration correction control, and the control can be simplified. When the normal toner remaining amount is sufficient, the difference between the waveform amplitudes is large between the achromatic color and the chromatic color. By changing the density of the achromatic color and matching the waveform amplitude to the chromatic color, it is possible to reduce the detection error from the achromatic color even when a difference in the waveform amplitude occurs between specific chromatic colors. Further, since the average of the time widths of a plurality of chromatic colors is used as a reference, it is possible to reduce the possibility that the reference time width is changed by readjustment.
続いて、本実施例における制御基板２５に実装されているＣＰＵ２６による色ずれ補正量の決定の流れを図１０のフローチャートを用いて説明する。尚、実施例１と重複する部分は簡略化のために同じ符号を用いて説明を省略する。
Ｓ１０３において各色のパッチの時間幅を演算後、Ｓ２０１で、有彩色の時間幅の平均Ｔ＃ａｖｅ１を求め、差分が最大となる有彩色の時間幅ΔＴｍａｘを判別する。Ｓ２０２で求めた差分が所定値（本実施例では２．３ｍｓ）以下か判定する。２．３ｍｓ以下の場合はＳ２０３で有彩色の時間幅の平均Ｔ＃ａｖｅ１と無彩色の時間幅Ｔｋが等しくなるようにＫ色の濃度を調整し、Ｓ１０６でレジストレーション補正制御を実行する。Ｓ２０２で差分が２．３ｍｓを超える場合は、Ｓ２０４で差分が最大となる有彩色を除いた、有彩色の時間幅の平均Ｔ＃ａｖｅ２と無彩色の時間幅Ｔｋが等しくなるようにＫ色の濃度を調整し、Ｓ１０６でレジストレーション補正制御を実行する。
Subsequently, the flow of determination of the color misregistration correction amount by the CPU 26 mounted on the control substrate 25 in the present embodiment will be described using the flowchart of FIG. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals for simplification, and the description thereof is omitted.
After calculating the time widths of the patches of each color in S103, the average T_ave1 of the time widths of chromatic colors is obtained in S201, and the time width ΔTmax of chromatic colors for which the difference is maximum is determined. It is determined whether the difference obtained in S202 is equal to or less than a predetermined value (2.3 ms in this embodiment). In the case of 2.3 ms or less, the density of the K color is adjusted in S203 so that the average T # ave1 of the chromatic time width and the achromatic time width Tk become equal, and the registration correction control is executed in S106. If the difference exceeds 2.3 ms in S202, the average time width T_ave2 of the chromatic color and the time width Tk of the achromatic color become equal, excluding the chromatic color for which the difference is maximum in S204. The density is adjusted, and registration correction control is executed in S106.
本実施例によれば、有彩色の時間幅の平均と無彩色の時間幅Ｔｋに基づいて濃度を調整することで、特定の有彩色と無彩色での時間幅の差分の影響を低減することができる。また、特定の有彩色のトナー濃度が減少した場合やノイズが混入して正確な時間幅を検出できなかった場合にも有彩色と無彩色での時間幅の検出誤差を低減することができる。 According to the present embodiment, by adjusting the density based on the average of the chromatic time width and the achromatic time width Tk, the influence of the difference between the specific chromatic color and the achromatic time width can be reduced. Can. In addition, even when the toner concentration of a specific chromatic color decreases or noise is mixed in and the accurate time width can not be detected, it is possible to reduce the detection error of the time width between the chromatic color and the achromatic color.
実施例１及び実施例２の光学センサ３０は、ＬＥＤ３２、フォトトランジスタ３３の配置が、図２（ｂ）で示したように中間転写ベルト８による正反射光を受光する関係となっていた。本実施例では乱反射光を受光する光学センサ３０における検出誤差の低減の方法を説明する。
図１１は本実施例における光学センサ３０の断面図（光学センサ３１も同様）であり、図２（ｂ）に対してフォトトランジスタ３３の配置を変更し、中間転写ベルト８による乱反射光を受光する配置関係としている。尚、パッチ検出波形の処理回路は図３と同じとする。
In the optical sensor 30 according to the first embodiment and the second embodiment, the arrangement of the LED 32 and the phototransistor 33 is in a relationship of receiving regular reflection light by the intermediate transfer belt 8 as shown in FIG. 2B. In the present embodiment, a method of reducing detection errors in the optical sensor 30 that receives diffusely reflected light will be described.
FIG. 11 is a cross-sectional view of the optical sensor 30 in the present embodiment (same as in the optical sensor 31), and the arrangement of the phototransistor 33 is changed with respect to FIG. It has an arrangement relationship. The processing circuit for the patch detection waveform is the same as that shown in FIG.
図１２（ａ）は図３のＰ点における波形例であり、本実施例では乱反射光量の少ないＫ色パッチを検出するために、Ｋ色パッチの前後にＹ、Ｍ，Ｃ色パッチを形成する構成となっている。また、図１２（ａ）は、Ｙ色パッチの乱反射率が最も高く、続いてＭ，Ｃ色パッチの乱反射率が高く、Ｋ色パッチと中間転写ベルトは乱反射率が低い特性関係を例にとっている為、各色のトナーパッチ濃度が同じ場合、以下の関係となる。
Ｖｙ＞Ｖｍ≒Ｖｃ＞Ｖｋ≒Ｖｂｅｌｔ・・・（１４）
Ｔｙ＞Ｔｍ≒Ｔｃ・・・（１５）
図１２（ｂ）は、コンパレータ４１によって図１２（ａ）の波形を閾値電圧に対して２値化した波形である。図１２（ｂ）におけるＴ*１〜Ｔ*４（＊：ｙ、ｍ、ｃ、ｋ）は、ＣＰＵ２６のポートＢに入力される各色パッチに対する立ち下がり、又は、立ち上がりのタイミングをそれぞれ示している。ＣＰＵ２６は実施例１と同様の方法で各色パッチのパッチ中心位置のタイミングを求め、以下の式に基づいて、Ｋ色パッチに対するＹ，Ｍ，Ｃ色パッチの相対的な色ずれ量Ｐｙｋ、Ｐｍｋ、Ｐｃｋをそれぞれ求めることができる。
Ｐｙｋ＝Ｐｋ１−（Ｐｙ１＋Ｐｙ２）／２・・・（１６）
Ｐｍｋ＝Ｐｋ２−（Ｐｍ１＋Ｐｍ２）／２・・・（１７）
Ｐｃｋ＝Ｐｋ３−（Ｐｃ１＋Ｐｃ２）／２・・・（１８）
FIG. 12A shows a waveform example at point P in FIG. 3. In this embodiment, Y, M and C color patches are formed before and after the K color patch in order to detect a K color patch having a small amount of diffuse reflection. It is a structure. FIG. 12 (a) illustrates the characteristic relationship in which the irregular reflectance of the Y color patch is the highest, the irregular reflectance of the M and C patches is high, and the K color patch and the intermediate transfer belt have the low irregular reflectance. Therefore, when the toner patch density of each color is the same, the following relationship is established.
Vy> Vm ≒ Vc> Vk ≒ Vbelt (14)
Ty> Tm ≒ Tc (15)
12B is a waveform obtained by binarizing the waveform of FIG. 12A with respect to the threshold voltage by the comparator 41. T * 1 to T * 4 (*: y, m, c, k) in FIG. 12B respectively indicate the falling or rising timing for each color patch input to port B of the CPU 26. . The CPU 26 obtains the timing of the patch center position of each color patch in the same manner as in the first embodiment, and the relative color shift amount Pyk, Pmk, of the Y, M, C color patches with respect to the K color patch is obtained based on the following equation. Pck can be determined respectively.
Pyk = Pk1- (Py1 + Py2) / 2 (16)
Pmk = Pk2− (Pm1 + Pm2) / 2 (17)
Pck = Pk3− (Pc1 + Pc2) / 2 (18)
続いて本実施例における検出誤差を低減する方法について説明する。本実施例では、反射率の高いＹ色パッチに対して時間幅Ｔｙに基づき、濃度の調整を行う。また無彩色に対して濃度の調整は実施しない。
まず、実施例１と同様に時間幅調整制御を実施する。実施例１と同様に時間幅調整制御で形成されるパッチの一例として図１２で示すパターンを用いてもよい。尚、有彩色の時間幅が検出できればよく、この限りではない。また実施例１の正反射と同様に、ＣＰＵ２６に乱反射における時間幅Ｔ＊と波形振幅の近似式および波形振幅とトナー量の関係を有しておく。時間幅調整制御でＣＰＵ２６は前述した各色の時間幅Ｔ＊を算出する。得られたＴ＊と波形振幅との近似式を参照し、時間幅Ｔ＊に基づいて波形振幅を推測する。波形振幅に基づいて、レジストレーション補正制御時の濃度を調整することで各色の時間幅を等しくすることができる。波形振幅が略等しい場合、時間幅Ｔ＊も略等しくなるため、パッチの検出誤差を低減することが可能となる。
また、本実施例におけるＣＰＵ２６による色ずれ補正量の決定の流れ（フローチャート）については、実施例１と同様であるため省略する。
Subsequently, a method of reducing a detection error in the present embodiment will be described. In this embodiment, the density adjustment is performed on the Y color patch with high reflectance based on the time width Ty. Also, adjustment of density is not performed for the achromatic color.
First, time width adjustment control is performed as in the first embodiment. As in the first embodiment, the pattern shown in FIG. 12 may be used as an example of the patch formed by the time width adjustment control. In addition, as long as the time width of a chromatic color can be detected, it is not this limitation. Further, similar to the regular reflection in the first embodiment, the CPU 26 has an approximate expression of the time width T * and the waveform amplitude in irregular reflection and the relationship between the waveform amplitude and the toner amount. In time width adjustment control, the CPU 26 calculates the time width T * of each color described above. The waveform amplitude is estimated based on the time width T * with reference to the obtained approximate expression of T * and the waveform amplitude. The time width of each color can be made equal by adjusting the density at the time of registration correction control based on the waveform amplitude. When the waveform amplitudes are approximately equal, the time width T * is also approximately equal, so that the detection error of the patch can be reduced.
Further, the flow (flow chart) of the determination of the color misregistration correction amount by the CPU 26 in the present embodiment is the same as that of the first embodiment, and thus will not be described.
本実施例を用いることによって、光学センサ３０の検出方式（正反射、乱反射）を問わず、実施例１と同様の効果が得られる。尚、実施例１から３において全色のパッチの時間幅を合わせることを前提に説明したものの、この限りではない。一例として、実施例１において有彩色間で反射率の差異は小さいため、任意の有彩色１色と、反射率が異なる無彩色のパッチの波形振幅を合わせることでも実施例１と同様の効果が得られる。この場合、時間幅調整制御において形成されるパッチは任意の有彩色１色と無彩色の２色でよい。また、実施例３でも同様に、時間幅調整制御において反射率が異なるＹ色パッチとＹ色以外の任意の有彩色のパッチの時間幅に基づいて濃度を調整しても実施例１と同様の効果が得られる。また、実施例１から３においてレジストレーション補正制御とは別に時間幅調整制御を実施したものの、これに限定されるものではない。一例として、時間幅調整制御とレジストレーション補正制御のパッチを兼用し、レジストレーション補正制御内で時間幅調整制御を実施してもよい。また、レジストレーション補正制御において同じ色ずれ量検出用パターンが繰り返し形成される場合には、最初の色ずれ量検出用パターンで時間幅を検出して最適な濃度設定を決定し、次のパターンにおいて濃度を調整することで検出誤差を低減することもできる。また実施例１から３において時間幅に基づいて各色の波形振幅を推測したものの、この限りではない。一例として、実施例１においてＣＰＵ２６に各色の時間幅と濃度の関係をテーブルとして有しておき、時間幅に基づいて電圧振幅を推測する過程を経ることなく各色の濃度を決定することでも同様の効果が得られる。 By using this embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained regardless of the detection method (regular reflection, diffuse reflection) of the optical sensor 30. In addition, although it demonstrated on the assumption that the time width of the patch of all the colors was matched in Example 1 to 3, it is not this limitation. As an example, since the difference in reflectance between chromatic colors is small in Example 1, the same effect as Example 1 can be obtained by combining the waveform amplitudes of one arbitrary chromatic color and an achromatic patch having different reflectivities. can get. In this case, patches formed in the time width adjustment control may be any one chromatic color and two achromatic colors. Also in the third embodiment, similarly to the first embodiment, the density is adjusted based on the time width of Y color patch having different reflectance and any chromatic color patch other than Y in time width adjustment control. An effect is obtained. Although the time width adjustment control is performed separately from the registration correction control in the first to third embodiments, the present invention is not limited to this. As an example, the patch of the time width adjustment control and the registration correction control may be used together, and the time width adjustment control may be performed within the registration correction control. When the same color shift amount detection pattern is repeatedly formed in the registration correction control, the time width is detected by the first color shift amount detection pattern to determine the optimum density setting, and the next pattern is determined. The detection error can also be reduced by adjusting the concentration. Although the waveform amplitude of each color is estimated based on the time width in the first to third embodiments, the present invention is not limited to this. As an example, the relationship between the time width and density of each color is stored as a table in the CPU 26 in the first embodiment, and the density of each color is determined without going through the process of estimating the voltage amplitude based on the time width. An effect is obtained.
８…中間転写ベルト、１２‥‥光学センサユニット、２５‥‥制御基板、１００‥‥画像形成装置、１０１‥‥画像形成手段
8 intermediate transfer belt 12 optical sensor unit 25 control substrate 100 image forming apparatus 101 image forming means
Claims (17)
前記画像形成手段によって形成された複数色の現像剤像からなる複数のパッチを含む色ずれを補正するための第１の検出用パターン、又は前記画像形成手段によって形成された複数色の現像剤像からなる複数のパッチを含む前記第１の検出用パターンの濃度を補正するための第２の検出用パターンを担持する像担持体と、
前記像担持体に向けて光を照射し、前記第１の検出用パターン、又は前記第２の検出用パターンに応じた反射光を検出する検出手段と、
前記検出手段によって前記第２の検出用パターンを検出した期間に応じて、前記画像形成手段により形成される前記第１の検出用パターンの濃度を補正する制御手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。 An image forming unit for forming a developer image;
A first detection pattern for correcting color misregistration including a plurality of patches consisting of a plurality of developer images formed by the image forming means, or a developer image of a plurality of colors formed by the image forming means An image carrier carrying a second detection pattern for correcting the density of the first detection pattern including a plurality of patches consisting of
A detection unit that emits light toward the image carrier and detects reflected light according to the first detection pattern or the second detection pattern;
And control means for correcting the density of the first detection pattern formed by the image forming means in accordance with a period in which the second detection pattern is detected by the detection means. Image forming apparatus.
前記第２の検出用パターンに含まれる前記有彩色を基準として、前記第１の検出用パターンに含まれる無彩色のパッチの濃度を調整することを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。 The first detection pattern includes a patch of the same color as a patch constituting the second detection pattern,
9. The image forming apparatus according to claim 8, wherein the density of the achromatic patch included in the first detection pattern is adjusted based on the chromatic color included in the second detection pattern. .
前記第２の検出用パターンに含まれる前記無彩色を基準として、第１の前記検出用パターンに含まれる有彩色のパッチの濃度を調整することを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。 The first detection pattern includes a patch of the same color as a patch constituting the second detection pattern,
9. The image forming apparatus according to claim 8, wherein the density of the chromatic color patch included in the first detection pattern is adjusted based on the achromatic color included in the second detection pattern. .
前記第１の検出用パターンは、前記第２の検出用パターンを構成するパッチと同じ色のパッチを含み、
前記第２の検出用パターンに含まれる有彩色のうち、前記無彩色のパッチの濃度の調整の基準として用いる有彩色を選別する条件を満たす有彩色の前記時間幅を基準とすることを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。 The second detection pattern includes at least two chromatic colors,
The first detection pattern includes a patch of the same color as a patch constituting the second detection pattern,
Among the chromatic colors included in the second detection pattern, the time width of the chromatic color satisfying the condition for selecting the chromatic color used as a reference for adjusting the density of the achromatic patch is used as a reference. The image forming apparatus according to claim 10.
前記第１の検出用パターンに含まれるパッチの濃度を調整するための画像形成条件とは、前記露光手段の光量、前記現像手段の電圧及び前記現像手段の電流のうち少なくともいずれかであることを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
As the image forming means, a photosensitive body, an exposing means for exposing the photosensitive body to form a non-image area potential, and a developing means for causing a developer to adhere to the image area on the photosensitive body to form an image Equipped
The image forming condition for adjusting the density of the patch included in the first detection pattern is at least any one of the light amount of the exposure unit, the voltage of the developing unit, and the current of the developing unit. The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 16, characterized in that:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017252585A JP2019117361A (en) | 2017-12-27 | 2017-12-27 | Image forming device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017252585A JP2019117361A (en) | 2017-12-27 | 2017-12-27 | Image forming device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2019117361A true JP2019117361A (en) | 2019-07-18 |
Family
ID=67304485
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2017252585A Pending JP2019117361A (en) | 2017-12-27 | 2017-12-27 | Image forming device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2019117361A (en) |
-
2017
- 2017-12-27 JP JP2017252585A patent/JP2019117361A/en active Pending
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