JP3784468B2

JP3784468B2 - カラー画像形成装置

Info

Publication number: JP3784468B2
Application number: JP23103796A
Authority: JP
Inventors: 卓人磯部; 賢一郎朝田; 信行佐藤; 和幸二見; 俊男島崎; 英明菅田; 博司小野
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1996-08-30
Filing date: 1996-08-30
Publication date: 2006-06-14
Anticipated expiration: 2016-08-30
Also published as: DE19737801C2; JPH1073981A; US5867759A; DE19737801A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の感光体上に形成された画像を転写部材に重畳させるカラー画像形成装置に関し、特に転写部材上に色検知用パターンを形成して色ずれを防止するカラー画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、複数の感光体を有するデジタルカラー画像形成装置では、各感光体に対して画像を独立して書き込み、各感光体上の画像を重ね合わせるので、各感光体の機械的な位置精度、各感光体に対する書き込み位置精度、書き込みレンズのバラツキに起因する走査線の曲がり、傾き及び倍率誤差、各感光体の速度誤差、温度上昇による機械全体の書き込み位置及び倍率の変動等により色ずれが発生しやすく、その結果、最終的に重畳されるカラー画像において色むら、色ずれになって現れ、画像品質を劣化させる要因となっている。
【０００３】
これらのずれを補正してずれのない良好な画像を得る方法として、例えば特開昭６３−２７８０７４号公報や特開昭６３−２７９２７０号公報に示すように、各感光体毎に反射型センサを設け、それぞれの時間差によりずれを検出する方法が提案されている。また、他の方法として、例えば特開昭６３−２８６８６４号公報に示すように、横線と斜め線のパターンを転写ベルト上に作成し、各感光体毎の反射型センサまでの到達時間を測定することにより主走査方向の倍率を測定してクロックと書き出し位置を補正する方法が提案されている。また、他の方法として、例えば特開昭６３−２８６８６６号公報や特開昭６３−２７９２７３号公報に示すように、各感光体毎に反射型センサの出力を２値化し、中央値を演算により求めることによりラインの太りに対する影響を少なくする方法が提案されている。
【０００４】
しかしながら、上記位置ずれ検知方法では、その原理上、転写ベルトに傷等の外乱がある場合にはその外乱により誤動作することがある。そこで、その解決策の１つとして特開平４−３３７７５４号公報には、予め転写ベルト上の傷等の表面状態を読み取ってメモリに記憶し、位置ずれ検知パターンと比較する方法が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の方法では、予め転写ベルト上の傷等の表面状態を読み取ってその値をメモリに記憶するので大容量のメモリが必要となり、また、この表面状態と位置ずれ検知パターンを比較するので演算処理も複雑になって、結果的にコストアップとなるという問題点がある。
【０００６】
本発明は上記従来の問題点に鑑み、安価な構成で多色印字による色ずれを防止することができるカラー画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、複数の感光体上に形成された画像を転写部材に重畳させるカラー画像形成装置において、前記転写部材上に位置ずれ検知用パターンを作像する作像手段と、前記作像手段により形成される位置ずれ検知用パターンを検知する検知手段と、各色の理論的な作像タイミング及び作像位置と、前記検知手段によって検知した前記転写部材上の検知用パターンの位置とに基づいて位置ずれを検知し、検知結果に基づいて色ずれを補正する色ずれ補正手段と、前記位置ずれを検知する前に前記転写部材上の傷検知を行う傷検知手段と、前記転写部材上の傷のない距離をカウントする第１のカウンタと、前記転写ベルトの移動距離をカウントする第２のカウンタと、前記第２のカウンタのカウント値を記憶する記憶手段と、を備え、前記傷検知手段は、前記検知手段の検知出力が所定値以内、かつ前記第１のカウンタのカウンタ値が前記位置ずれ検知用パターンの所定の長さ以下のときに前記転写部材上に傷がないあるいは傷があっても問題ないと判断して前記第１のカウンタ及び前記第２のカウンタをインクリメントし、前記記憶手段は前記検知手段の検知出力が所定値以内、かつ前記第１のカウンタのカウンタ値が前記位置ずれ検知用パターンの所定の長さより大きくなったときに前記第２のカウンタのカウント値を記憶し、前記作像手段は前記位置ずれ検知用パターン末尾が前記記憶手段に記憶されたカウント値に相当する位置になるように前記位置ずれ検知用パターンを作像することを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００１３】
図１は本発明に係るカラー画像形成装置の一実施形態を示す構成図、図２は色ずれ検知用パターンを示す説明図、図３は図１のカラー画像形成装置を示すブロック図、図４は図３の制御部の位置ずれ補正処理を説明するためのフローチャート、図５は位置ずれ検知用センサにより検知される傷パターンと位置ずれ検知用パターンの検出信号を示す説明図である。
【００１４】
図１に示すカラー画像形成装置は、多色印字を行うために黒画像（Ｋ）用、マゼンタ画像（Ｍ）用、イエロー画像（Ｙ）用及びシアン画像（Ｃ）用の光書き込みユニット１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄとＫ、Ｍ、Ｙ及びＣ用の感光体（及び作像プロセスユニット）２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄを有し、光書き込みユニット１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄによりそれぞれＫ、Ｍ、Ｙ及びＣ用の潜像が感光体２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ上に形成され、次いで感光体２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ上の各潜像がＫ、Ｍ、Ｙ及びＣのトナーにより現像される。
【００１５】
印字用紙は給紙カセット３から給紙され、エンドレスの転写ベルト４及びその駆動モータ４ａにより搬送される。感光体２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄは転写ベルト４に対してこの順番で配置され、転写ベルト４により搬送されてくる用紙上に、感光体２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ上に形成された各トナー像が重畳するように転写される。この用紙は、転写されたトナー像が定着ユニット５により定着された後に外部に排出される。
【００１６】
このような構成において、転写ベルト４により搬送されてくる用紙上に転写されるＫ、Ｍ、Ｙ及びＣのトナー像の位置がずれると、所望のカラー画像を表現できなくなる。このため、図２に示すように光書き込みユニット１ａ〜１ｄにより位置ずれ検知用のパターンＰの各潜像をそれぞれ感光体２ａ〜２ｄ上に形成し、これを現像して転写ベルト４上に転写する。そして、このパターンは転写ベルト４の移動により下流に移動し、これを位置ずれ検知センサ６により検知する。この場合、各色の理論的な作像タイミングと作像位置は予めわかっているので、転写ベルト４上の実際のパターン位置と比較すれば位置ずれを検知することができる。
【００１７】
位置ずれ検知センサ６は一例として、転写ベルト４を挟んで配置された光源６ａと、光源６ａの光が転写ベルト４を透過したものを検知するフォトダイオード６ｂを有する透過型で構成されている。なお、透過型の代わりにＣＣＤを用いたセンサや反射型等、パターンＰと転写ベルト４の傷を検知できればどの形式でもよい。
【００１８】
図３において、位置ずれ検知センサ６は転写ベルト４上のパターンＰを検知すると共に転写ベルト４の傷等の外乱を検知するために、転写ベルト４の透過光量（出力値ｃ）を検出して制御部１０に出力する。Ｚカウンタ１１は転写ベルト４の移動距離Ｚを制御部１０の制御に基づいてカウントし、Ｙカウンタ１２は図５（ａ）に示すように転写ベルト４上の傷のない距離Ｙを制御部１０の制御に基づいてカウントする。記憶部１３はＺカウンタ１１によりカウントされた転写ベルト４の移動距離Ｚを制御部１０の制御に基づいて記憶し、また、作像部１４はパターンＰを制御部１０の制御に基づいて転写ベルト４上に作像する。
【００１９】
次に、図４を参照して制御部１０の位置ずれ補正処理を説明する。位置ずれ補正処理をスタートすると（ステップＳ１）、先ず、上記位置ずれ検知用のパターンＰを形成して位置ずれを検知する処理（ステップＳ１１）の前に、転写ベルト４上を検知部６により読み取ることにより、転写ベルト４の傷の読み取り処理をスタートする（ステップＳ２）。この処理では、先ず、Ｙカウンタ１２とＺカウンタ１１を共に「０」にリセットし（ステップＳ３）、次いで位置ずれ検知センサ６の出力値ｃをサンプリングする（ステップＳ４）。
【００２０】
次いで出力値ｃと、図５（ａ）に示すように予め設定された正規の信号と雑音とを区別するための閾値ａを比較する（ステップＳ５）。そしてｃ＜ａでない場合には傷と判定し、Ｙカウンタ１２すなわち転写ベルト４上の傷のない距離Ｙを「０」にリセットすると共に、Ｚカウンタ１１すなわち転写ベルト４の移動距離Ｚを１つインクリメントし（ステップＳ６）、次いでステップＳ４に戻ってセンサ６の出力値ｃを再サンプリングする。
【００２１】
他方、ステップＳ５においてｃ＜ａの場合には傷でないと判定し、Ｙカウンタ１２の値と図５（ｂ）に示すようにパターンＰの所定の長さＸを比較し（ステップＳ７）、Ｙ＜Ｘの場合すなわち転写ベルト４上の傷のない距離ＹがパターンＰの所定の長さＸより短い場合にはＹカウンタ１２とＺカウンタ１１を共に１つインクリメントし（ステップＳ８）、次いでステップＳ４に戻ってセンサ６の出力値ｃを再サンプリングする。
【００２２】
そして、出力値ｃが閾値ａより小さく、且つ転写ベルト４上の傷のない距離ＹがパターンＰの所定の長さＸ以上になるとＺの値を記憶部１３に記憶してその位置で傷検知を終了し（ステップＳ９）、次いでＺ−Ｘの位置まで転写ベルト４を戻し（ステップＳ１０）、位置ずれ検知処理をスタートする（ステップＳ１１）。
【００２３】
この位置ずれ検知処理では、作像部１４を制御することにより転写ベルト４上の位置（Ｚ−Ｘ）から位置Ｚまでの傷のない領域に長さＸの位置ずれ検知用のパターンＰを作像し、次いでこのパターンＰを位置ずれ検知センサ６により検知して図５（ｂ）に示すような閾値ｂにより抽出し、各色の理論的な作像タイミング及び作像位置と転写ベルト４上の実際のパターンＰの位置に基づいて位置ずれを検知し、検知結果に基づいて色ずれを防止する。
【００２４】
したがって、上記実施形態によれば、転写ベルト４上の傷のない位置、有ったとしても雑音と識別可能な位置にパターンＰを形成するので、誤動作することなく正確に位置ずれを検知することができる。また、記憶部１３にはＺカウンタ１１によりカウントされた転写ベルト４の移動距離Ｚを記憶するのみであるので、大容量のメモリが不要であり、また、演算処理も簡単であるので安価な構成で多色印字による色ずれを防止することができる。
【００２５】
次に、図６及び図７を参照して第２の実施形態について説明する。ここで、図６に示すＹカウンタは、転写ベルト４上にパターンＰを形成してこれを読み取ったレベルＣが閾値ａ以上の場合の距離をカウントし、また、Ｚカウンタ１１と転写ベルト４の移動距離Ｚを記憶する記憶部１３は用いられていない。
【００２６】
位置ずれ補正処理をスタートすると（ステップＳ２１）、先ず、図７（ｂ）に示すように所定の長さＸの位置ずれ検知パターンＰを転写ベルト４上に作像する（ステップＳ２２）。次いでＹカウンタを「０」にリセットし（ステップＳ２３）、次いで検知パターンＰが位置ずれ検知センサ６の位置を通過する直前から、位置ずれ検知センサ６の出力値Ｃのサンプリングを開始する（ステップＳ２４）。
【００２７】
次いで出力値Ｃと、図７（ａ）に示すように予め設定された正規の信号と雑音とを区別するための閾値ａを比較し（ステップＳ２５）、Ｃ＞ａの場合にはＹカウンタ１２を１つインクリメントし（ステップＳ２６）、次いでステップＳ２４に戻ってセンサ６の出力値Ｃを再サンプリングする。
【００２８】
他方、ステップＳ２５においてＣ＞ａでない場合には、Ｙカウンタ１２の値と位置ずれ検知パターンＰの所定の長さＸを比較する（ステップＳ２７）。そして、Ｙ＝Ｘでない場合には検出パターンはノイズと判断し（ステップＳ２８）、ステップＳ２４に戻ってセンサ６の出力値Ｃを再サンプリングし、他方、Ｙ＝Ｘの場合には検出パターンは位置ずれ検知パターンＰと判断し（ステップＳ２９）、この位置ずれ補正処理を終了して前述した位置ずれ検知処理を実行する。
【００２９】
したがって、この第２の実施形態によれば、転写ベルト４上にパターンＰを形成してこれを読み取ったレベルＣが閾値ａ以上の距離Ｙが位置ずれ検知パターンＰの所定の長さＸだけ継続した場合に、検知パターンが位置ずれ検知パターンＰと判断して位置ずれ検知処理を行うので、正確に位置ずれを検知することができ、また、メモリは全く不要である。
【００３０】
次に、図８及び図９を参照して第３の実施形態について説明する。位置ずれ補正処理をスタートすると（ステップＳ３１）、先ず、第２の実施形態と同様に所定の長さＸの位置ずれ検知パターンＰを転写ベルト４上に作像する（ステップＳ３２）。次いで検知パターンＰが位置ずれ検知センサ６の位置を通過する直前から、位置ずれ検知センサ６の出力値Ｃのサンプリングを開始する（ステップＳ３３）。
【００３１】
そして、この第３の実施形態では、図９（ａ）に示すようにサンプリング値Ｃの最大値ＭＡＸ（Ｃ’）を演算し（ステップＳ３４）、次いでこの最大値Ｃ’が、図９（ｂ）に示すようにパターンを検知したときに正規の出力値が取り得る基準レベル範囲Ａ内か否かを判断する（ステップＳ３５）。そして、範囲Ａの外（Ｃ’＜ＡまたはＡ＜Ｃ’）であればノイズと判断し（ステップＳ３６）、次いでステップＳ３３に戻ってセンサ６の出力値Ｃを再サンプリングする。他方、ステップＳ３５において範囲Ａ内（Ｃ’＜ＡまたはＡ＜Ｃ’）であれば検出信号が正規の位置ずれ検知パターンＰの検出信号と判断する（ステップＳ３７）。そして、図には示されていないが、正規の位置ずれ検知パターンＰの検出信号と判定した区間が位置ずれ検知パターンＰの所定の長さＸだけ継続すると、この位置ずれ補正処理を終了してそのパターンを用いて前述した位置ずれ検知処理を実行する。
【００３２】
したがって、この第３の実施形態によれば、サンプリング値ｃの最大値Ｃ’が、パターンを検知したときに正規の出力値が取り得る基準レベル範囲Ａ内であるか否かに応じて検知パターンが位置ずれ検知パターンＰと判断して位置ずれ検知処理を行うので、正確に位置ずれを検知することができ、また、メモリは全く不要である。
【００３３】
次に、図１０及び図１１を参照して第４の実施形態について説明する。位置ずれ補正処理をスタートすると（ステップＳ４１）、先ず、第２の実施形態と同様に所定の長さＸの位置ずれ検知パターンＰを転写ベルト４上に作像し（ステップＳ４２）、次いでＹカウンタ１２を「０」にリセットし（ステップＳ４３）、次いで検知パターンＰが位置ずれ検知センサ６の位置を通過する直前から、位置ずれ検知センサ６の出力値Ｃのサンプリングを開始する（ステップＳ４４）。
【００３４】
次いで出力値Ｃと、図１１に示すように予め設定された正規の信号と雑音とを区別するための閾値ａを比較し（ステップＳ４５）、Ｃ＞ａの場合にはＹカウンタ１２を１つインクリメントし（ステップＳ４６）、次いでステップＳ４４に戻ってセンサ６の出力値Ｃを再サンプリングする。他方、ステップＳ４５においてＣ＞ａでない場合には、Ｙカウンタ１２の値と位置ずれ検知パターンＰの所定の長さＸを比較し（ステップＳ４７）、Ｙ＝Ｘでない場合には検出パターンはノイズと判断（ステップＳ４８）してステップＳ４４に戻り、センサ６の出力値Ｃを再サンプリングする。
【００３５】
そして、この第４の実施形態では、ステップＳ４７においてＹ＝Ｘの場合には、第３の実施形態と同様にサンプリング値Ｃの最大値ＭＡＸ（Ｃ’）を演算し（ステップＳ４９）、次いでこの最大値Ｃ’が、図１１に示すようにパターンを検知したときに正規の出力値が取り得る基準レベル範囲Ａより小さいか又は大きいかを判断する（ステップＳ５０）。そして、Ｃ’＜ＡまたはＡ＜Ｃ’であればノイズと判断し（ステップＳ４８）、次いでステップＳ４４に戻ってセンサ６の出力値Ｃを再サンプリングする。他方、ステップＳ５０においてＣ’＜ＡまたはＡ＜Ｃ’であれば検出パターンは位置ずれ検知パターンＰと判断し（ステップＳ５１）、この位置ずれ補正処理を終了して位置ずれ検知処理を実行する。
【００３６】
したがって、この第４の実施形態によれば、第２の実施形態のように転写ベルト４上にパターンＰを形成してこれを読み取ったレベルＣが閾値ａ以上の距離Ｙが位置ずれ検知パターンＰの所定の長さＸだけ継続し、且つ第３の実施形態のようにサンプリング値ｃの最大値Ｃ’が、パターンを検知したときに正規の出力値が取り得る基準レベル範囲Ａ内であるか否かに応じて検知パターンが位置ずれ検知パターンＰと判断して位置ずれ検知処理を行うので、更に正確に位置ずれを検知することができ、また、メモリは全く不要である。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、検知用パターンを転写部材の傷のない位置に確実に作像することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るカラー画像形成装置の一実施形態を示す構成図である。
【図２】色ずれ検知用パターンを示す説明図である。
【図３】図１のカラー画像形成装置を示すブロック図である。
【図４】図３の制御部の位置ずれ補正処理を説明するためのフローチャートである。
【図５】位置ずれ検知用センサにより検知される傷パターンと位置ずれ検知用パターンの検出信号を示す説明図である。
【図６】第２の実施形態の位置ずれ補正処理を説明するためのフローチャートである。
【図７】第２の実施形態の位置ずれ検知用センサにより検知されるノイズパターンと位置ずれ検知用パターンの検出信号を示す説明図である。
【図８】第３の実施形態の位置ずれ補正処理を説明するためのフローチャートである。
【図９】第３の実施形態の位置ずれ検知用センサにより検知されるノイズパターンと位置ずれ検知用パターンの検出信号を示す説明図である。
【図１０】第４の実施形態の位置ずれ補正処理を説明するためのフローチャートである。
【図１１】第４の実施形態の位置ずれ検知用センサにより検知されるノイズパターンと位置ずれ検知用パターンの検出信号を示す説明図である。
【符号の説明】
１ａ．１ｂ．１ｃ．１ｄ光書き込みユニット
２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ感光体
４転写ベルト
６位置ずれ検知用センサ
１１Ｚカウンタ
１２Ｙカウンタ
１３記憶部

Claims

複数の感光体上に形成された画像を転写部材に重畳させるカラー画像形成装置において、
前記転写部材上に位置ずれ検知用パターンを作像する作像手段と、
前記作像手段により形成される位置ずれ検知用パターンを検知する検知手段と、
各色の理論的な作像タイミング及び作像位置と、前記検知手段によって検知した前記転写部材上の検知用パターンの位置とに基づいて位置ずれを検知し、検知結果に基づいて色ずれを補正する色ずれ補正手段と、
前記位置ずれを検知する前に前記転写部材上の傷検知を行う傷検知手段と、
前記転写部材上の傷のない距離をカウントする第１のカウンタと、
前記転写ベルトの移動距離をカウントする第２のカウンタと、
前記第２のカウンタのカウント値を記憶する記憶手段と、
を備え、
前記傷検知手段は、前記検知手段の検知出力が所定値以内、かつ前記第１のカウンタのカウンタ値が前記位置ずれ検知用パターンの所定の長さ以下のときに前記転写部材上に傷がないあるいは傷があっても問題ないと判断して前記第１のカウンタ及び前記第２のカウンタをインクリメントし、
前記記憶手段は前記検知手段の検知出力が所定値以内、かつ前記第１のカウンタのカウンタ値が前記位置ずれ検知用パターンの所定の長さより大きくなったときに前記第２のカウンタのカウント値を記憶し、
前記作像手段は前記位置ずれ検知用パターン末尾が前記記憶手段に記憶されたカウント値に相当する位置になるように前記位置ずれ検知用パターンを作像することを特徴とするカラー画像形成装置。