JP2761287B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、互いに異なる色の画像を記録媒体上に形
成する画像形成装置に関するものである。

〔従来の技術〕

近年のカラー複写装置の普及および開発にはめざまし
いものがあり、インクジェット方式，熱転写方式，銀塩
写真方式，電子写真方式を実現するプリンタエンジンの
種類も多い。中でも、電子写真方式は、その高速性と高
画質という利点ゆえに、普及も目覚ましいものがある。

第９図はこの種の画像形成装置の一例を示す断面図で
あり、特に、カラー原稿を画素毎に色分解し、電気信号
としてディジタル的に読み取り、カラーレーザビームプ
リンタ部で、電子写真方式によりフルカラープリント画
像を得るもので、Ａが画像読取り部を示し、Ｂが画像プ
リント部を示す。

以下、構成および動作について説明する。

画像読取り部Ａでは、原稿露光ランプ（証明ランプ）
２により、カラー原稿１が照射され、カラー原稿１より
反射したカラー反射光像は、カラーイメージセンサ３上
に結像する。カラーイメージセンサ３（CCDカラーライ
ンセンサ）で画素毎に、色分解されたカラー画像信号
は、カラー信号処理回路４で、信号処理され、ケーブル
25を通じて画像処理回路５に入力される。

画像処理回路５では、入力信号のディジタル化，色信
号のディジタル画像処理により、色補正した後、ディジ
タル画像信号を、画像プリント部Ｂへ送出する。ケーブ
ル６を介して、画像プリント部Ｂへ送出された画像デー
タに応じて、半導体レーザドライブ部７より半導体レー
ザ８を変調して、ポリゴンミラー９より感光ドラム上
に、ミラー10を介してラスタ状の色分解された単色潜像
を形成する。形成された潜像は、現像装置21〜24におい
て、顕像化（現像）され、色分解トナー像が感光ドラム
11上に順次形成される。14は搬送ベルト、20は露光ラン
プ、19は帯電器である。

一方、カセット17またはカセット18より、コピー紙は
給紙され、転写ドラム12上に巻き付けられ、前述した色
分解トナー像に同期して、コピー紙にトナーが転写され
る。この図に示されるように、１回の画像形成工程で
は、１色分の画像しか形成されないので、原稿の色分解
工程を、トナーの色数分、すなわちイエロー（Ｙ），マ
ゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（Ｋ）の４回分
繰り返し、また、同様に各々の色分解に同期して、各色
成分に応じた潜像形成現像転写の工程も繰り返すこ
とになる。

こうして、転写ドラム12に巻き付けたまま、４色分の
転写を終えるべく、４回転した後分離爪13でコピー紙が
剥離され、熱圧力定着ローラ15,16へと導かれ、コピー
紙上のトナー画像は、定着されて機外へ排出され、１枚
のフルカラー複写が終了する。すなわち、この種のカラ
ー複写装置の場合、どうしても、各色分解画像、Y,M,C,
Kの各工程を互いにオーバラップさせておこなうことに
より、更なる高速化を実現するために第10図に示すよう
な４ドラム方式のカラー画像形成装置も提案されてい
る。

第10図は４ドラム方式のカラー画像形成装置の一例を
示す断面図であり、以下、構成および動作について説明
する。

原稿台に載置されたカラー原稿１が、照明ランプ２に
より照明され、CCDカラーラインセンサ３により色分解
画像が読み取られて、カラー信号処理回路4,ケーブル25
を経由して、画像処理回路５でディジタル画像処理画行
われるまでは、第９図と同様であるが、その後、フルカ
ラー画像信号１ページ分をメモリ装置26に一旦格納す
る。

すなわち、後述するようにこの種の装置では、感光ド
ラム（画像形成部）が複数並置されており、同一時間に
複数色の画像形成を行うため、少なくとも隣接する画像
形成部間の距離分だけの画像を格納する必要があるから
である。

一方、像形成部は、各成分、マゼンタ（Ｍ），シアン
（Ｃ），イエロー（Ｙ），ブラック（Ｋ）用に独立し
て、それぞれ感光ドラム29〜32、一次帯電器41〜44,現
像器33〜36、転写帯電器37〜40,クリーナ装置62〜65を
有しており、カセットから給紙した紙の進行に伴って、
紙の先端検出器（ITOPセンサ）67で検出されると、紙の
先端信号に同期して図示しないタイミング制御回路によ
り、既にメモリ装置26に格納された、各色成分毎の画像
信号が適正なタイミングで読み出され、第２のディジタ
ル画像処理部27で信号処理された後、マゼンタ（Ｍ）画
像は、半導体レーザ50,57〜59等より変調された光ビー
ムがポリゴンミラー28,反射ミラー45〜49,51〜53,54〜5
6により反射されて、感光ドラム29に照射され、潜像が
形成された後、現像器33でマゼンタ色のトナーが現像さ
れ、転写帯電器37により、コピー紙の上に第１色目のマ
ゼンタ画像が形成される。引き続き、第2,第3,第４ステ
ーションで、同様にシアン（Ｃ），イエロー（Ｙ），ブ
ラック（Ｋ）が精度良く現像され、転写された後、定着
ローラ15,16により、定着されて１枚のコピーが完結す
る。16はカセット、66はインタフェース回路である。

かかる装置においては、前述したように各色成分画像
を形成するためのドラムステーションが４箇所、潜像を
形成するためのレーザビーム発生器が４個、さらに各々
のレーザビームを各々の感光ドラムに精度良く照射する
ための光学系装置が、やはり４個必要となる。

一方、高精度なフルカラー複写装置では、各色成分画
像の重ね合せのための、位置精度は100〜150μｍ以下で
ある必要であり、画像形成のための各構成要素を、こう
した精度で調整するのは非常に困難である。また、たと
え調整できたとしても、例えば温度変動による各構成要
素の熱膨張に起因する位置ずれ、ジャム処理後の機械位
置精度の再現性に起因する位置ずれ、あるいはドラム傷
や現像装置の不具合等による部品交換等で調整された位
置はすぐにずれてしまい、一旦ずれてしまうとこれをユ
ーザが調整するのは事実上可能である。

そこで、かかる調整を自動でできるように、例えば第
11図の如く転写ベルト上に、一定のインターバル時間を
もって、各色成分イエロー，マゼンタ，シアン，ブラッ
クのレジスト合せ用のマークを印字し、これを奥，手前
側の２箇所で、例えばCCDで構成されるセンサ80,81で読
み取ることにより、各プリントステーションでの、主走
査，副走査方向のずれ量，傾き等を検出して、次のよう
な補正手段もって副走査方向および主走査方向のずれを
自動補正する装置が提案されている。

〔副走査方向の自動補正〕

第12図（ａ）はこの種の画像形成装置におけるレジス
ト合せ用のマーク形成タイミングを示すタイミングチャ
ートである。

この図に示すように、副走査方向は、コピー用紙の先
端を検知するITOPセンサ67からの出力信号ITOPの立ち上
がりから図示しないカウンタ回路において、ライン数を
カウントし、例えばマゼンタではtm時間カウントした
後、シアンではtc時間カウントした後、イエローではty
時間カウントした後、ブラックではtk時間カウントした
後に、それぞれ出力信号MTOP,CTOP,YTOP,KTOP信号を発
生し、各々の信号の立ち上がりから画像信号を送出する
ことで、前述したレジスト合せ用のマーク（例えばマー
ク＃）がセンサ80,81で検出されるタイミングに基づ
き、カウント値tm〜tkを決定すれば良い。

〔主走査方向の自動補正〕

第12図（ｂ）はこの種の画像形成装置におけるレジス
ト合せ用のマーク形成タイミングを示すタイミングチャ
ートである。

各信号MBD,CBD,YBD,KBDはイエロー，マゼンタ，シア
ン，ブラックの潜像を形成するためのレーザビームの検
出信号であり、各々の信号が、各位置の画像の主走査位
置を決定するための基準信号である。各色画像は、レー
ザビームの検出信号MBD,CBD,YBD,KBDからそれぞれ画素
カウントxm,xc,xy,xkの後に発生されるイネーブル信号M
EN,CEM,YEN,KENで決定されるので、これも前述したマー
クがセンサ80,81で検出される位置に基づいて各々の値
を、適切に決定してやれば良い。

なお、傾きの自動補正は、例えばマゼンタに関して
は、反射ミラー45,46,47を図示しないアクチュエータに
より傾けることにより、自動補正が実現される。

〔発明が解決しようとする課題〕

このようにして転写ベルトに転写されたパターンをセ
ンサ80,81が読み取ることにより、レジストレーション
ずれを検知可能となるが、第13図（ａ），（ｂ）に示す
ように、転写ベルトおよびブラックトナーはどの波長領
域においても反射領域を有しないので、転写ベルト上の
ブラックトナーで形成されたパターンを識別することが
できなくなる。

すなわち、イエロー，マゼンタ，シアンの各トナーは
それぞれ400〜500nm、500〜600nm,600〜700nmの波長の
光を吸収するので、逆に言えばそれ以外の波長で、反射
領域を持つがブラックのトナーは、どの波長において
も、反射領域を持たない。

一方、転写ベルトは、赤外領域でのみ反射するので、
センサ80,81の手前に、赤外カットフィルタを配置する
ことにより、前述のマゼンタ，シアン，イエローのマー
クを読み取ることができるが、ブラックのマークはどの
領域にも反射する領域を有しないため、両者を識別する
ことができす、結果としてブラックステーションのレジ
ストレーションずれを検知できないという問題点があっ
た。

この発明は、前述の如き問題点を解決し、記録媒体上
に形成されたレジストマーク画像を正確に検出でき、画
像の位置を正確に補正可能な装置を提供することを目的
とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る画像形成装置は、記録媒体上に互いに
異なる色の画像を形成する複数の画像形成手段と、前記
複数の画像形成手段により前記記録媒体上に形成された
複数のレジストマーク画像を検出する検出手段と、前記
検出手段の出力を用いて前記複数の画像形成手段により
形成される画像の位置を補正する補正手段と、前記記録
媒体上に形成された複数のレジストマーク画像のうち所
定のレジストマーク画像とは異なる反射特性を有する色
の下地画像を前記記録媒体上に形成し、前記所定のレジ
ストマーク画像を前記下地画像上に多重して形成するべ
く前記複数の画像形成手段を制御する制御手段とを備え
るものである。

〔作用〕

この発明によれば、記録媒体上のレジストマーク画像
を正確に検出することができ、画像の位置を正確に補正
可能となる。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例を示す画像形成装置の要
部構成を説明する断面図であり、第10図と同一のものに
は同じ符号を付してある。

この図において、27aはレジストレーション補正パタ
ーン発生制御部で、このレジストレーション補正パター
ン発生制御部27aから出力されるビデオ信号をレーザド
ライバ27bに出力して、各レーザ走査光学系を介して各
感光ドラム29〜32の所望位置にレジストレーション補正
パターンに対応する静電潜像を形成する。

このように構成された画像形成装置において、パター
ン形成手段（各第１〜第４ステーション）による感光体
への所定のレジスト合せパターン形成処理が開始される
と、転写制御手段（この実施例ではレジストレーション
補正パターン発生制御部27a）がレジスト合せパターン
を形成する搬送部材（この実施例では転写ベルト）の分
光反射特性の合致する色現像剤（この実施例ではブラッ
ク）のパターン転写に先行して、分光反射特性と異なる
分光反射特性を有する色現像剤による色敷き転写と搬送
部材の分光反射特性と合致する色現像剤のパターン転写
との多重転写を制御し、搬送部材の分光反射特性と合致
する色現像剤のパターンを異なる分光反射特性を有する
色現像剤（この実施例ではイエロー）による色敷き転写
領域上に多重転写させることを可能とし、このようにし
て搬送部材に転写された各色のレジスト合せパターンが
検知手段（センサ80,81）に検知されると、タイミング
制御手段（ディジタル画像処理部17が兼ねる）が検知手
段の出力に基づいて画像形成タイミングを個別的に制御
して、各色のレジスト合せを行う。

なお、多重転写制御については、レジストレーション
補正パターン発生制御部27aがレーザドライバ27bに対し
て、後述する第４図に示すタイミングチャートに従って
イネーブル信号YENBを２回「Ｈレベル」に設定すること
により、感光ドラム32で形成され、転写ベルトに転写さ
れるブラック用のレジストレーション補正パターンの転
写領域に、直前のイエローステーション（第３ステーシ
ョン）にイエロートナーをベタに下敷き転写する。

そして、このイエロートナーで下敷き転写されたイエ
ローべタ領域に、現像されたブラックトナーにより現像
されたレジストレーション補正パターンが重畳転写さ
れ、更に搬送されてセンサ80,81おいて、現像されたブ
ラック用のレジストレーション補正パターンを識別性よ
く検知させることが可能となる。

第２図は、第１図に示したレジストレーション補正パ
ターン発生制御部27aの要部構成を説明する回路ブロッ
ク図であり、以下、構成および動作について説明する。

図において、85はビットカウンタで、水平同期信号HS
YNCが発生してからの画像数をカウントする。90〜93は
コンパレータで、図示しないCPU等によってレジスト86
〜89に設定されるカウント値と、ビットカウンタ85の値
とが一致したタイミングで、各々の出力が「Ｈレベル」
となるように構成されており、例えばレジスタ86〜89
に、それぞれ値X1,Y1,X2,Y2を設定すると、J/Kフリップ
フロップ94の出力は、値X1画素目で「Ｈレベル」とな
り、値Y1画素目で「Ｌレベル」となり、J/Kフリップフ
ロップ95の出力は、値X2画素目で「Ｈレベル」になり、
Y2画素目で「Ｌレベル」になる。従って、ORゲート96の
出力には、第３図（ａ）に示すタイミングチャートに示
されるようなイネーブル信号ENB（１〜Ｎ）が得られ
る。

なお、１〜Ｎはライン数を示し、１は１ライン目、２
はライン目,NはＮライン目に発生される信号に対応す
る。200は色敷き制御信号で、第１図に示したレジスト
レーション補正パターン発生制御部27aより生成出力さ
れる。201はイネーブル信号入力で、イネーブル信号NEN
B（イネーブル信号CENB,YENB,BKENBも同様）がレジスト
レーション補正パターン発生制御部27aから入力され
る。

90はパターンROMで、第３図（ｂ）に示すパターン
（この実施例では例えばパターン「＃」）に対応するパ
ターンデータが格納されており、アドレスカウンタ97,
ドレスカウンタ98によって発生されるアドレスに応じて
パターン「＃」が読み出される。VD1,2,VDK,K＋1,VDL,L
＋1,VDM,M＋1,VDN,N＋１は、ライン番号1,2,K,K＋1,L,L
＋1,M,M＋1,N,N＋１に対応するパターン形成のためのビ
デオ信号である。

これらのビデオ信号VD1,2,VDK,K＋1,VDL,L＋1,VDM,M
＋1,VDN,N＋１を所定のタイミングでオアゲート100に出
力することにより、第３図（ｂ）に示すパターンに対応
する静電潜像が感光ドラム29〜32に形成され、図示しな
い現像器に収容される各トナーにより顕像化され、搬送
される転写ベルト上に転写される。

以下、第４図に示すタイミングチャートを参照しなが
ら上記パターンの転写処理について説明する。

第４図は、第３図（ｂ）に示したパターン形成タイミ
ングを説明するタイミングチャートである。

この図に示されるように、第１図に示した基準となる
ITOPセンサ67からの出力信号ITOPの立ち上がから、所定
時間t_m，t_c，t_y，t_k（ただし、転写ベルトの搬送速度が
一定）のタイミングで各々のドラムに対して、画像形成
のためのレーザ露光を開始すると、転写ベルト上または
プリント用紙上で４色が丁度重なるように構成されてい
る。従って、第５図の如くマゼンタ，シアン，イエロ
ー，ブラックのパターンを、転写ベルトに形成するため
には、，シアン，イエロー，ブラックそれぞれ所定時間
t_m，所定時間t_c−（3/2）Δ（ただし、Δはパターン印
字に要する時間を示す）所定時間t_y−（5/2）Δ，所定
時間t_k−（7/2）Δのタイミングで印字すれば良い。

第５図はこの発明に係る画像形成装置におけるパター
ン転写状態を示す模式図である、転写ベルトVVの搬送方
向と直交する幅方向の所定位置に対応するように一対ず
つ転写される。なお、図中の斜線領域は、第３ステーシ
ョン（イエロー用）でイエロー転写された色敷き領域
で、この色敷き領域上に第４ステーションで形成された
パターンが重畳転写された状態に対応する。

第４図に示すように、ITOPセンサ67からの出力信号IT
OPの立ち上がりから、所定時間t_m，所定時間t_c−（3/
2）Δ（ただし、Δはパターン印字に要する時間を示
す）所定時間t_y−（5/2）Δ，所定時間t_k−（7/2）Δ経
過のタイミングで、パターンROM99に記憶されたパター
ンデータが読み出されてオアゲート100を介して第１図
に示したレーザドライバ27bに出力されることにより、
各マゼンタ，シアン，イエローステーションのレジスト
レーション補正用のパターンが転写ベルトVVに転写され
る。

また、ITOPセンサ67からの出力信号ITOPの立ち上がり
から所定時間t_y−（7/2）Δで、レジストレーション補
正パターン発生制御部27aが色敷き制御信号200を出力す
ることにより、第４ステーションのレジストレーション
補正のためのブラックトナーによるパターン転写領域上
（転写ベルトVV上（第５図に示す斜線領域））にイエロ
ートナーが色敷き（下色として）転写され、同様にITOP
センサ67からの出力信号ITOPの立ち上がりから所定時間
t_k−（7/2）Δ経過のタイミングで、レジストレーショ
ン補正用のブラックパターンが色敷き領域に転写され
る。

このようにして、転写された各ステーションのレジス
トレーション補正用のパターンが転写ベルトVVの搬送方
向下流に設けられるセンサ80,81により識別検知される
こととなる。

第６図はこの発明に係る画像形成装置におけるレジス
トレーション補正パターン形成処理動作の一例を示すフ
ローチャートである。なお、（１）〜（13）は各ステッ
プを示す。

まず、ITOPセンサ67からの出力信号ITOPを検知したら
（１）、タイマ（図示しない）を起動し（２）、そのタ
イマ値が所定時間t_mに一致したら（３）、パターンROM9
9から出力パターンに基づいてマゼンタステーションで
のパターン形成露光を行い（４）、マゼンタトナーで現
像してパターンを転写ベルトVVに転写する。

次いで、タイム値が所定時間t_y−（5/2）Δに一致し
たら（７）、パターンROM99から出力パターンに基づい
てイエローステーションでのパターン形成露光を行い
（８）、現像してパターンを転写ベルトVVに転写すると
ともに、タマ値が所定時間t_y−（7/2）Δに一致したら
（９）、レジストレーション補正パターン発生制御部27
aが色敷き制御信号200をアンドゲート101に出力すると
ともに、色敷きパターンに基づいてイエローステーショ
ンでのパターン形成露光を行い（10）、現像して色敷き
パターンを転写ベルトVVのブラックパターン転写領域に
転写する（11）。

次いで、タイマ値が所定時間t_k−（7/2）Δに一致し
たら（12）、パターンROM99から出力パターンに基づい
てブラックステーションでのパターン形成露光を行い
（13）、現像してブラックパターンを転写ベルトVVのイ
エロー色敷き領域に転写し、処理を終了する。

なお、上記実施例では４ドラム方式のフルカラーの画
像形成装置を例にして説明したが、第７図に示すように
現像器112,114,116,118が感光ドラム110の周囲に配設さ
れる画像形成装置にもこの発明を適用できる。

第７図はこの発明の他の実施例を示す画像形成装置の
構成を説明する要部断面であり、110は感光ドラムで、
現像器112,114,116,118がこの順に矢印方向に配設され
ている。111,113,115,117は帯電器で、感光ドラム110を
一様帯電する。なお、Ｐは記録媒体である。

LM,LC,LY,LKは露光ビームを示す。

以下、第８図（ａ），（ｂ）を参照しながら第７図の
動作について説明する。

第８図（ａ）は、第７図に示した感光ドラム110の分
光反射率を示す特性図であり、横軸は波長を示し、縦軸
は反射率を示す。

第８図（ｂ）は、第７図に示した感光ドラム110に形
成される色敷き（ブラックトナーによる）付のイエロー
用レジストレーションパターン形成状態を示す模式図で
ある。

第８図（ａ）に示すような分光反射特性を備えた感光
ドラム110は、第３図（ａ）に示したイエロートナーの
分光反射特性とおおよそ一致するため、感光ドラム110
上のイエローマークは検出できなくなる。

そこで、所定のタイミングで感光ドラム110上のイエ
ローマーク転写領域に先行してブラックトナーを色敷き
転写することにより、上述と同様にイエローによるパタ
ーンを確実に識別検知可能となる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、所定のレジ
ストマーク画像とは異なる反射特性を有する下地画像上
にレジストマーク画像を形成しているので、例えば、記
録媒体の反射特性がレジストマーク画像と同じ場合であ
ってもレジストマーク画像を正確に検出することができ
る。

従って、画像の位置を正確に補正することが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す画像形成装置の要部
構成を説明する断面図、第２図は、第１図に示した補正
パターン発生制御部の要部構成説明する回路ブロック
図、第３図（ａ）は、第１図に示した補正パターン発生
制御部による補正パターンデータ形成タイミングを示す
タイミングチャート、第３図（ｂ）は、第１図に示した
補正パターン発生制御部により形成されるパターンの一
例示す平面図、第４図は、第３図（ｂ）に示したパター
ン形成タイミングを説明するタイミングチャート、第５
図はこの発明に係る画像形成装置におけるパターン転写
状態を示す模式図、第６図はこの発明に係る画像形成装
置におけるレジストレーション補正パターン形成処理動
作の一例を示すフローチャート、第７図はこの発明の他
の実施例を示す画像形成装置の構成を説明する要部断
面、第８図（ａ）は、第７図に示した感光ドラムの分光
反射率を示す特性図、第８図（ｂ）は、第７図に示した
感光ドラムに形成される色敷き付のイエロー用レジスト
レーションパターン形成状態を示す模式図、第９図はこ
の種の画像形成装置の一例を示す断面図、第10図は４ド
ラム方式のカラー画像形成装置の一例を示す断面図、第
11図はこの種の装置におけるレジスト合せ用のマーク検
出機構を示す斜視図、第12図（ａ）はこの種の画像形成
装置におけるレジスト合せ用のマーク形成タイミングを
示すタイミングチャート、第12図（ｂ）はこの種の画像
形成装置におけるレジスト合せ用のマーク形成タイミン
グを示すタイミングチャート、第13図は各色トナーの分
光反射特性図である。 図中、27はディジタル画像処理部、27aはレジストレー
ション補正パターン発生制御部、27bはレーザドライ
バ、80,81はセンサである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｇ０３Ｇ 15/16 Ｂ４１Ｊ 3/00 Ｍ (72)発明者 小出 純 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 田原 資明 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−149472（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−147280（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−239180（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−3852（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】記録媒体上に互いに異なる色の画像を形成
   する複数の画像形成手段と、 前記複数の画像形成手段により前記記録媒体上に形成さ
   れた複数のレジストマーク画像を検出する検出手段と、 前記検出手段の出力を用いて前記複数の画像形成手段に
   より形成される画像の位置を補正する補正手段と、 前記記録媒体上に形成された複数のレジストマーク画像
   のうち所定のレジストマーク画像とは異なる反射特性を
   有する色の下地画像を前記記録媒体上に形成し、前記所
   定のレジストマーク画像を前記下地画像上に多重して形
   成するべく前記複数の画像形成手段を制御する制御手段
   と、 を備えることを特徴とする画像形成装置。