JP4354693B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、電子写真方式を用いてカラー画像を形成する複写機、プリンタ等の画像形成装置の、各色の位置ずれの検出を簡素化する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等の電子写真方式を用いて画像を形成する画像形成装置には、カラー画像(多色画像ともいう)を形成できるものがある。カラー画像形成装置では、シアン(C),マゼンタ(M),イエロー(Y),ブラック(B)の各色の出力画像における色ずれをなくすことが画像品質向上のために重要であり、特に、画像の書込光学系と像担持体とを各色毎に1セットづつ備えた(4連)タンデム型の画像形成装置の場合は、各色の画像がそれぞれ別の書込光学系と像担持体で形成されるため、色ずれをなくすための各色の位置合わせが重要な課題となっている。
従来のカラー画像形成装置に関して、転写ベルト上に重ね合わせた複数色のトナーマークについて、転写ベルトまでの距離及びトナーマークまでの距離をセンサにより検出して、トナーマークの位置ずれを検出する技術があった(例えば、特許文献1参照。)。また、ブラックの印字パターンの非印字領域にマゼンダの印字が行われるように構成し、位置ずれがある場合は濃度が濃くなるように構成して、相対的な位置ずれを検出する技術があった(例えば、特許文献2参照。)。さらに、基準トナー像の反射光検知に起因する不具合と、透過型フォトセンサの反射光検知に起因する不具合とを解消する技術があった(例えば、特許文献3参照。)。そして、位置ずれ検出用マークを作成するタイミングマークを光センサにより検知したことが確認されたときに位置ずれ検出用マークを書込みして、位置ずれ補正の精度低下を回避する技術もあった(例えば、特許文献4参照。)。
【0003】
【特許文献1】
特開2000−221737号公報(第1頁)
【特許文献2】
特開2002−40746号公報(第1頁)
【特許文献3】
特開2002−148876号公報(第1頁)
【特許文献4】
特開平10−142895号公報(第1頁)
【0004】
また、カラー画像形成装置の画像形成の位置ずれを補正する従来技術として、次のような技術があった。すなわち、転写ベルト等の像担持体に位置ずれ検出を目的とするパターン(位置ずれ検出パターン)を書込み形成し、そこから反射される光をセンサで検出してパターンの位置及び形状を割出し、その結果から、各色のパターンを形成する際に生じた位置ずれの方向やその位置ずれ量を検出するという技術があった。この位置ずれ検出パターンは、例えば、基準色の画像形成位置を規定する基準色パッチと、その他の色(シアン、マゼンタ又はイエローのいずれか)の画像形成位置を規定する非基準色パッチとからなるものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来、位置ずれ検出パターンをセンサで読取り、位置ずれの検出を行う場合には、センサで読取って得た値に対しての計算が必要であり、また、パターンの形状が複雑であること等から、位置ずれ量の算出に処理負担を要するという問題があった。また、位置ずれ検出パターンをセンサで読取って位置ずれを検出し、その上で位置ずれ量を算出するという手順による以上、たとえ位置ずれがなかったとしても、位置ずれがある場合と同様の計算処理等を必要とするから、装置全体としてみた場合の処理が、それだけ非効率でかつ複雑になっているという問題があった。
【0006】
この発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、カラー画像を形成する機構を備えた画像形成装置において、位置ずれ検出パターンを簡素化するとともに、そのような位置ずれ検出パターンによる位置ずれの検出を可能とし、位置ずれ検出が簡単な処理で行えるようにすることを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記の目的を達成するため、レーザビームを走査して静電潜像を形成する手段と、該手段により形成された静電潜像を現像してトナー画像を形成する手段と、一定方向に移動する像担持体に形成された位置ずれ検出パターンを検出するセンサとを備えた画像形成装置であって、上記位置ずれ検出パターンが、基準色の画像形成位置を規定する基準色パッチと、基準色と異なる色の画像形成位置を規定する複数の非基準色パッチとを、上記基準色パッチに続いて上記各非基準色パッチを上記像担持体の進行方向に沿って並べて形成され、上記基準色パッチのセンサ出力と内部クロックとに基づいて基準クロックを生成する基準クロック生成手段を設け、該手段により生成された基準クロックと、上記非基準色パッチのセンサ出力から生成した非基準色検出信号とから得られる位置ずれ検出信号のパルス変動の有無により、画像形成の位置ずれの有無を検出する位置ずれ検出手段を設けた画像形成装置を提供する。
【0012】
この画像形成装置は、上記位置ずれ検出手段が、上記基準色パッチと上記非基準色パッチの非印字領域に対応するパルスの電圧レベル変動を検出して、画像形成の位置ずれの有無を検出するとよい。
また、上記位置ずれ検出パターンのセンサ出力から、画像形成の位置ずれ量算出を行い位置ずれ量を検出する位置ずれ量検出手段を設けるとよい。
さらに、位置ずれ量検出手段が、上記基準色パッチと上記非基準色パッチの非印字領域の検出時間を割出し、該検出時間と上記像担持体の移動速度から、画像形成の位置ずれ量を算出するとよい。
上記位置ずれ検出パターンのセンサ出力から、画像形成の位置ずれ方向を検出する位置ずれ方向検出手段を設けたものが好ましい。
この位置ずれ方向検出手段は、隣接する上記基準色パッチの基準検出時間と、上記パルス変動の開始時間とを比較して、画像形成の位置ずれ方向を検出するようにすることができる。
【0014】
さらに、この発明は、レーザビームを走査して静電潜像を形成する手段と、該手段により形成された静電潜像を現像してトナー画像を形成する手段と、一定方向に移動する像担持体に形成された位置ずれ検出パターンを検出するセンサとを備えた画像形成装置であって、上記位置ずれ検出パターンが、基準色の画像形成位置を規定する基準色パッチと、基準色と異なる色の画像形成位置を規定する複数の非基準色パッチとからなり、上記基準色パッチと上記各非基準色パッチは、いずれも上記像担持体の進行方向と斜めに交差する傾斜辺を有し、かつ上記基準色パッチに続いて上記各非基準色パッチを上記像担持体の進行方向に沿って並べて上記位置ずれ検出パターンが形成され、上記基準色パッチのセンサ出力と内部クロックとに基づいて基準クロックを生成する基準クロック生成手段を設け、該手段により生成された基準クロックと、上記非基準色パッチのセンサ出力から生成した非基準色検出信号とから得られる位置ずれ検出信号のパルス変動の有無により、上記像担持体の進行方向と該進行方向に直交する方向のそれぞれにつき、画像形成の位置ずれの有無を検出する位置ずれ検出手段を設けた画像形成装置を提供する。
【0015】
この画像形成装置は、位置ずれ検出手段が、上記基準色パッチと上記非基準色パッチの非印字領域に対応するパルスの電圧レベル変動を検出して、上記像担持体の進行方向と該進行方向に直交する方向のそれぞれにつき、画像形成の位置ずれの有無を検出するとよい。
また、位置ずれ検出パターンのセンサ出力から、画像形成の位置ずれ量算出を行い上記像担持体の進行方向と該進行方向に直交する方向のそれぞれにつき、位置ずれ量を検出する位置ずれ量検出手段を設けたものがよい。
さらに、位置ずれ量検出手段が、上記基準色パッチと上記非基準色パッチの非印字領域の検出時間を割出し、該検出時間と上記像担持体の移動速度から、上記像担持体の進行方向と該進行方向に直交する方向のそれぞれにつき、画像形成の位置ずれ量を算出するとよい。
位置ずれ検出パターンのセンサ出力から、上記像担持体の進行方向と該進行方向に直交する方向のそれぞれにつき、画像形成の位置ずれ方向を検出する位置ずれ方向検出手段を設けたものが好ましい。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
(1)カラープリンタ1の構成
図1はこの発明による画像形成装置であるカラープリンタ1の概略の構成を示す図である。
カラープリンタ1は、本体内に現像装置10と、光走査ユニット16と、中間転写ベルト18と、定着ユニット24と、搬送ユニット33と、給紙トレイ34とを備え、その周囲にレジストローラ対23、繰出ローラ35、位置ずれ検出センサ40及び位置ずれ検出ユニット60を配置して構成されている。
現像装置10は、Black(B),Cyan(C),Magenta(M),Yellow(Y)の各色ごとに個別の現像ユニットを有し、各現像ユニットが除電及び帯電ユニット12B,12C,12M,12Yと、現像ユニット13B,13C,13M,13Yと、感光体ドラム14B,14C,14M,14Yを有している。
【0017】
光走査ユニット16は、図2及び図3に示すように、半導体レーザ51と、コリメートレンズ52と、アパーチャ53と、シリンドリカルレンズ54とを各色毎に設け、第1,第2のミラー5a,5bからなるポリゴンミラー5を中心に、Fθレンズ6と、補正用レンズ7と、色毎の反射ミラー9B,9C,9M,9Yと、受光センサ10a,10bと、受光レンズ14a,14bと、反射ミラー73と、ミラー81,82,83とを有している。
中間転写ベルト18は、一定方向に移動する像担持体であって、ローラ19に掛け渡されていて、そのローラ19の回転運動に伴い周回運動をして(周動して)一定方向に移動する。また、この中間転写ベルト18には、後述する位置ずれ検出パターンが形成される。さらに、中間転写ベルト18の周囲には転写ローラ21B,21C,21M,21Yが設けられている。
【0018】
続いて、カラープリンタ1のプリント動作について説明すると、以下のようになる。カラープリンタ1は、プリント動作を開始すると、感光体ドラム14B,14C,14M,14Yを矢印方向に周動させながらその表面を除電及び帯電ユニット12B,12C,12M,12Yによって一様に帯電させる。そして、図示しないホストコンピュータ等から送られてくる画像形成信号が光走査ユニット16に入力されると、その画像形成信号のカラー画像に対応する複数色の画像データを画像処理して各色の半導体レーザ51がレーザビームLB,LC,LM,LYを出力する。レーザビームLB,LC,LM,LYは、コリメートレンズ52と、アパーチャ53と、シリンドリカルレンズ54とを通過して所定の回転速度で回転しているポリゴンミラー5にその左右両側から入射する。
【0019】
ポリゴンミラー5は第1,第2のミラー5a,5bによって、それぞれレーザビームLC及びLY、LB及びLMを周期的に偏向させてFθレンズ6に入力する。すると、偏向されたレーザビームLC及びLYと、LB及びLMがそれぞれ等角運動から等速運動へと変換されるとともに、補正用レンズ7による面倒補正が行われ、さらに、ミラー81,82,83により角度を変えられて副走査方向に回転運動をする感光体ドラム14B,14C,14M,14Yの表面に所定径のビームスポットを形成して各色の画像が書込みされ、B,C,M,Yの色ごとの静電潜像が形成される。
【0020】
そして、現像装置10の各現像ユニット13B,13C,13M,13Yが各色の静電潜像をそれぞれの色のトナーで現像して、B,C,M,Yのトナー画像が感光体ドラム14B,14C,14M,14Yの表面に形成される。これと並行して中間転写ベルト18がローラ19の回転に伴い周回運動をしていて、さらに、用紙39が繰出ローラ35により繰り出され、給紙トレイ34から給紙されてレジストローラ対23において一旦停止し、各色の画像の先端部が所定の転写位置に到達するようにタイミングをとって再給紙される(レジスト再給紙)。この再給紙された用紙に、各色のトナー画像が転写ローラ21B,21C,21M,21Yの静電力によって順次転写され、これによりカラー画像が得られる。この各色のトナー画像を多重転写された用紙は、定着ユニット24に送り込まれ、そこで定着ローラ25によりカラー画像が定着された後、排紙トレイ30に排紙される。
【0021】
(2)画像形成の位置ずれ検出手順の第1の実施の形態
カラープリンタ1では、以下に説明する位置ずれ検出パターンを中間転写ベルト18に書込み形成して、位置ずれ検出センサ40がこの位置ずれ検出パターンから反射される光を読取って出力する信号(センサ出力)から、画像形成(パターンの形成)に内在する位置ずれを検出し、その検出結果から位置ずれを補正する。
a)中間転写ベルトと位置ずれ検出センサとの配置関係
図5は、中間転写ベルト18と位置ずれ検出センサ40との配置関係を示す側面図である。位置ずれ検出センサ40は、中間転写ベルト18上に形成された位置ずれ検出パターンから反射される光を読取れるように、中間転写ベルト18上に配置されている。ここで、中間転写ベルト18の進行方向をaとすると、位置ずれ検出センサ40は、中間転写ベルト18に対し相対的にみて、逆方向に平行移動する(この位置ずれ検出センサ40の移動方向を相対移動方向bとする)から、位置ずれ検出パターン100を確実に検出し得る。この位置ずれ検出センサ40の相対移動方向bが画像形成の副走査方向である。
【0022】
b)位置ずれ検出パターンの構成
図4は、中間転写ベルト18と、第1の位置ずれ検出パターンである位置ずれ検出パターン100及び位置ずれ検出センサ40を模式的に示す平面図である。位置ずれ検出パターン100は、中間転写ベルト18の長手辺18aに近接して設けられ、四辺の長さが等しい同じ矩形状の2つの基準色パッチ101,101と、非基準色パッチ102とを進行方向aに沿って交互に配置して形成する。この位置ずれ検出パターン100は、図4では、2つの基準色パッチ101、101の間に1つの非基準色パッチ102が互いに重ならず、非印字領域(隙間)を形成することもなく(すなわち、基準色パッチ101,101の配置間隔とパッチ幅が等しい)配置され、3つのパッチから形成される。そして、位置ずれ検出パターン100は、中間転写ベルト18が周動しながら進行方向aに移動すると、それに伴いこの位置ずれ検出パターン100も、進行方向aに移動する。このとき、位置ずれ検出センサ40は、破線矢印で示すトレースラインTLに沿って、位置ずれ検出パターン100の上を相対移動方向bに移動する。
【0023】
基準色パッチ101は、基準色(以下の説明では、ブラック(B)を基準色とするが基準色はブラックに限定されることはなく、その他の色を基準色に設定してもよい)で作成され、その基準色の画像形成位置を規定する。また、非基準色パッチ102は、基準色とは異なる色(シアン、マゼンタ又はイエローのいずれかの色)で作成され(図4では、シアン(C)を想定している)、その色の画像形成位置を規定する。
【0024】
c)画像形成の位置ずれ検出手順
次に、カラープリンタ1において、上述した位置ずれ検出パターン100を形成して画像形成の位置ずれを検出する手順について説明する。
画像形成の位置ずれ検出は、位置ずれ検出ユニット60により行われる。この位置ずれ検出ユニット60には、後述する位置ずれ検出手段として作動する位置ずれ検出回路61等の回路とともに、CPU(Central Processing Unit:中央処理装置)とROM(Read Only Memory)を有するコントローラ75が設けられている(図22参照)。そして、コントローラ75がROMに記憶されているプログラムにしたがい、図20に示す手順で画像形成処理を制御している。図20は、位置ずれの検出と、位置ずれ補正の手順を含む画像形成処理の手順を示すフローチャートである。なお、図20ではステップをSと略記している。
【0025】
コントローラ75は、画像形成処理開始後ステップ1に進み、光走査ユニット16を位置ずれ検出パターン印刷手段として作動させ、上述の位置ずれ検出パターン100を中間転写ベルト18上に書込みして形成させる。続くステップ2では、コントローラ75の制御にしたがい、位置ずれ検出センサ40が位置ずれ検出パターン100から反射される光を読取り、これに続くステップ3,4,5において、それぞれ、位置ずれ有無(位置ずれが有るか無いか)の検出、位置ずれ方向(どの方向にずれが起きているか)の検出、位置ずれ量(どの程度、例えば何ドットずれているか)の検出が行われる。
【0026】
まず、ステップ2での読取りにより得られる出力信号(センサ出力)が、位置ずれ検出信号として位置ずれ検出ユニット60の位置ずれ検出回路61に入力され、位置ずれ検出回路61がその位置ずれ検出信号に基づき後述の要領で画像形成(パターンの形成)に内在する位置ずれ有無を検出する。また、センサ出力がコントローラ75に入力されると、コントローラ75が位置ずれ方向検出手段として作動し、そのセンサ出力に基づき後述の要領で位置ずれ方向を検出する。さらに、コントローラ75が位置ずれ量検出手段として作動し、センサ出力に基づき後述の要領で位置ずれ量算出を行い位置ずれ量を検出する。そして、コントローラ75は、ステップ3〜5で検出した位置ずれに基づき続くステップ6で位置ずれ補正を行い、ステップ7に進むと補正後の内容で画像形成を行わせて処理を終了する。
【0027】
ここで、ステップ3の位置ずれ検出回路61による位置ずれ有無の検出について説明する。
位置ずれ検出センサ40のセンサ出力は、例えば、図6に示すように中間転写ベルト18上に基準色パッチ101のみが形成された場合(非基準色パッチ102でも同様)には、基準色パッチ101の進行方向aのパッチ幅Wに対応したパルス幅を有するパルス101Pとなる(図6の下段の図は、横軸を時間とし、縦軸をセンサ出力(電圧)としている)。したがって、位置ずれ検出パターン100が図4に示すように、2つの基準色パッチ101、101の間に1つの非基準色パッチ102が互いに重ならず、非印字領域を形成することもことなく配置されている場合、すなわち、基準色パッチ101を基準として非基準色パッチ102が規則正しく配置され、位置ずれが一切ない場合のセンサ出力は、図7に示すように、3つのパッチによるパルスがつながり、ハイレベルが継続する検出パルス100Pとなる。
【0028】
しかし、位置ずれ検出パターン100を形成したものの、何らかの理由で非基準色パッチ102が基準色パッチ101に対してずれる場合がある。例えば、図8に示すように、非基準色パッチ102が2番目の基準色パッチ101(第2の基準色パッチ101b)に重なり、1番目の基準色パッチ101(第1の基準色パッチ101a)との間に非印字領域Dが形成される場合は、その非印字領域Dの部分の反射光が得られないので、センサ出力は、非印字領域Dに対応してパルスの電圧レベルが変動(電圧レベルが正電圧vから0に変動)するパルス変動Xを含んだ検出パルス100Qとなる。
【0029】
そして、位置ずれ検出回路61は、電圧レベルの変動検出部を有するので、センサ出力として、パルス変動Xを含む検出パルス100Qを入力すると、電圧レベルの変動からパルス変動Xの存在を認識し、これにより、「位置ずれ有り」として位置ずれ検出を行う。こうして、位置ずれ検出回路61により、位置ずれ検出パターン100の形成に内在する位置ずれ(位置ずれの有無)を検出することができる。その位置ずれ検出パターン100は、矩形状の基準色パッチ101と非基準色パッチ102とを相対移動方向bに沿って交互に配置したものであり、構造が簡素化されている。また、位置ずれ検出回路61は位置ずれ検出センサ40からのセンサ出力のパルス変動の有無、すなわちセンサ出力にパルス変動が含まれるか否かにより位置ずれ有無を検出するから、位置ずれ検出が簡単な処理で行える。
【0030】
次に、コントローラ75による位置ずれ方向の検出と、位置ずれ量の検出について説明する。
図9に示すように、位置ずれ検出パターン100に、位置ずれを生じて非印字領域Dが形成された場合、センサ出力は、パルス変動Xを含む検出パルス100Qとなる。ここで、第1の基準色パッチ101aの検出開始から第2の基準色パッチ101bの検出終了までの時間(隣り合う基準色パッチをともに検出し得る時間、以下「基準検出時間」という)をTとし、第1の基準色パッチ101aの検出開始からパルス変動Xの発生開始までの時間(パルス変動開始時間)をtとすると、位置ずれ方向は、基準検出時間Tの半分の値(T/2)と、パルス変動開始時間tとの大小比較により、次のようにして検出することができる。
【0031】
すなわち、図に示すように、t<T/2の場合は、非印字領域Dが第1の基準色パッチ101aに隣接して形成されている場合であり、この場合は、非基準色パッチ102が第2の基準色パッチ101b側(図面では、位置ずれなしから右側方向)にずれていると判断することができる。これに対し、t>T/2の場合は、非印字領域Dが第2の基準色パッチ101bに隣接して形成されている場合であり、この場合は、非基準色パッチ102が第1の基準色パッチ101a側(図面では、位置ずれなしから左側方向)にずれていると判断することができる。コントローラ75は、以上の手順により位置ずれ方向を判断する位置ずれ方向検出プログラムにしたがい作動して、基準検出時間Tと欠落開始時間tとに基づき位置ずれ方向を検出する。
【0032】
また、パルス変動Xのパルス幅をΔtとすると、このΔtは、中間転写ベルト18の非印字領域D部分が位置ずれ検出センサ40を通過する時間であり、非印字領域Dの中間転写ベルト18の進行方向に沿った幅WDと比例関係にある。よって、中間転写ベルト18の進行方向aの移動速度をVとすると、幅WDは、WD=V×Δt で与えられる。コントローラ75は、以上の手順により判断する位置ずれ量検出プログラムにしたがい作動して、パルス変動Xのパルス幅Δtと中間転写ベルト18の進行方向aの移動速度Vとに基づき位置ずれ量算出を行って位置ずれ量を検出する。
このように、カラープリンタ1では、簡単な構成の位置ずれ検出パターン100のセンサ出力に基づき単純な四則演算処理により位置ずれ方向と位置ずれ量を検出することができるから、位置ずれが簡単な処理で得られ、位置ずれ検出が簡素化されている。
【0033】
一方、以上の説明では、非基準色パッチ102を1種類に設定しているが、基準色と異なる色としては、少なくともシアン、マゼンタ又はイエローの3種類が考えられる。ただし、具体的な色は、シアン、マゼンタ又はイエローには必ずしも限定されない。そのため、位置ずれ検出パターン100を形成する場合は、図10に示すように4つの基準色パッチ101,101,101,101の間に、例えば、シアン(C)、マゼンタ(M)又はイエロー(Y)のそれぞれの色で形成され、それぞれの色の画像形成位置を規定する非基準色パッチ102a,102b,102cを順次配置して、基準色パッチ101と非基準色パッチ102とを交互に配置するとよい。こうすることにより、シアン、マゼンタ又はイエローのそれぞれの色について位置ずれの有無を検出するとともに、位置ずれ量及び位置ずれ方向を検出することができる。
【0034】
この位置ずれ検出パターン100のセンサ出力は、図11に示す検出パルス100Rとなる。この検出パルス100Rについて、第1の基準色パッチ101aから数えて1番目、2番目、3番目の非基準色パッチ102a,102b,102cは、それぞれのパルス変動開始時間をt1,t2,t3とした場合、位置ずれ方向は、そのそれぞれと、T/2、(2T/3)+(T/2)、(2T/3)+(2T/3)+(T/2)との大小比較により検出することができる。つまり、第1の基準色パッチ101aから数えてn番目の非基準色パッチ102nの位置ずれ方向は、そのパルス変動開始時間tnと、Tn=(2T/3)×(n−1)+(T/2)との大小比較により検出することができる。
【0035】
また、この基準色パッチ101と、シアン、マゼンタ又はイエローのそれぞれの色で形成された非基準色パッチ102a,102b,102cを交互に配置したパターンを1ユニットとし(このパターンを「ユニットパターン」という)、このユニットパターンを各画像の傾斜を等しく揃える工程(傾斜統一工程)と、その傾斜を揃えた各画像の書出し位置を統一して、各画像の倍率を調整する工程(書出し倍率調整工程)のそれぞれの工程で形成してもよい。この場合、各工程で形成されるのは、ユニットパターンであるから、全体のパターン構造が簡素化されそれによる位置ずれ検出も簡単な処理で行える。特に、1ユニットのパッチ総数は7個であるから、全体のパッチ総数も少なく、形成されるパッチ数の削減効果は著しいものとなる。
【0036】
ところで、以上の説明では、基準色パッチ101と、非基準色パッチ102は四辺の長さを等しくした同じ矩形状で形成している。しかしながら、基準色パッチ101と、非基準色パッチ102の形状はこれに限定されることはなく、次のようにしてもよい。
例えば、図12(a)に示すように、基準色パッチ101と、非基準色パッチ102とは、進行方向aのパッチ幅がW、これと直交する主走査方向cのパッチ幅がW1(>W)の主走査方向cに長い矩形状にすることができる。また、同図(b)に示すように、進行方向aのパッチ幅がW1、これと直交する主走査方向cのパッチ幅がWの進行方向aに長い矩形状にしてもよい。
【0037】
また、同図(c)に示すように、基準色パッチ101と、非基準色パッチ102とは、互いに主走査方向cのパッチ幅が異なる別々の形状にしてもよい。例えば、基準色パッチ101を進行方向aのパッチ幅がW、これと直交する主走査方向bのパッチ幅がW1の主走査方向cに長い矩形状とし、非基準色パッチ102を四辺の長さが等しいパッチ幅Wの矩形状としてもよい。しかし、位置ずれ検出パターン100を形成する処理負担をできるだけ軽減するには、基準色パッチ101と、非基準色パッチ102とは、図4に示すように、四辺の長さが等しい同じ矩形状で形成するのが好ましい。
【0038】
さらに、上述の説明では、基準色パッチ101同士の配置間隔をパッチ幅Wと同じに設定しているが、配置間隔をパッチ幅Wと異ならせてもよい。例えば、図13に示すように、配置間隔をパッチ幅Wよりも大きいW2(>W)に設定してもよい。この場合、センサ出力は、たとえ位置ずれがなくても、配置間隔W2とパッチ幅Wとの差に対応するパルス変動を含むが、この位置ずれがない場合のパルス変動は、配置間隔W2とパッチ幅Wとの差に対応しているため、パルス幅が固定される(このパルス幅を「定パルス幅」という)。そのため、得られたセンサ出力のパルス変動について、定パルス幅とのパルス幅の差を求め、その求めたパルス幅に基づき位置ずれ検出を行うことができる。ただし、上述したように、基準色パッチ101同士の配置間隔をパッチ幅と等しく設定すると、位置ずれがない場合のセンサ出力がパルス変動X無しで生成されるので、位置ずれ有無の判断が確実かつ簡単に行え、位置ずれ量や位置ずれ方向の検出も簡単な処理で行えるという利点が得られる。
【0039】
(3)画像形成の位置ずれ検出手順の第2の実施の形態
図14は、第2の位置ずれ検出パターンである位置ずれ検出パターン200の要部と、そのセンサ出力から得られる基準クロックとを模式的に示す図である。
位置ずれ検出パターン200は、四辺の長さが等しい同じ矩形状の基準色パッチ101と複数の非基準色パッチ102とを、互いの配置間隔をパッチ幅Wに設定し(幅Wの非印字領域を設けて)、かつ基準色パッチ101に続いて各非基準色パッチ102を進行方向aに沿って並べて形成する。この位置ずれ検出パターン200も、位置ずれ検出パターン100と同様に、中間転写ベルト18の長手辺18aに近接して形成する。そして、中間転写ベルト18が周動しながら進行方向aに移動すると、それに伴い位置ずれ検出パターン200も進行方向aに移動する。このとき、位置ずれ検出センサ40は、トレースラインTLに沿って、位置ずれ検出パターン200の上を相対移動方向bに移動する。なお、基準色パッチ101、非基準色パッチ102は、いずれも、位置ずれ検出パターン100と同じ形状にしている。
【0040】
位置ずれ検出パターン200を形成して画像形成の位置ずれ量を検出するときは、パターンの形状は相違するが、位置ずれ検出パターン100を形成する場合と同様、コントローラ75が図20に示す手順にしたがい作動する。そして、そのとき形成される位置ずれ検出パターン200に位置ずれがあるとする。この場合、コントローラ75がステップ1,2を実行後ステップ3に進むと、後述のようにしてその位置ずれをステップ3の位置ずれ有無の検出により検出し、続くステップ4,5を実行すると、位置ずれ方向の検出と、位置ずれ量の検出が行われる。位置ずれの有無の検出、位置ずれ方向の検出及び位置ずれ量の検出は次のようにして行われる。
まず、ステップ2での読取りにより得られるセンサ出力が位置ずれ検出ユニット60の基準クロック生成回路62に入力される。すると、基準クロック生成回路62が作動して、そのセンサ出力に基づき基準クロックSGを生成する。このとき生成される基準クロックSGは、図14に示すように、位置ずれ検出センサ40が基準色パッチ101を通過する時間(基準色パッチ101を検出する時間)の2倍の時間を一周期として一定幅のパルスが繰返される周期パルスである。この基準クロックSGの生成については後述する。
【0041】
次に、非基準色検出信号生成回路63が、非基準色パッチ102を検出したことで得られる非基準色検出信号STをセンサ出力から生成する。このとき、生成される非基準色検出信号STは、例えば、図15に示すようなもので、位置ずれ検出センサ40が各非基準色パッチ102を通過する通過時間に対応するパルス幅のパルス信号を、各非基準色パッチ102の通過タイミングに出力したものである。
【0042】
そして、位置ずれ検出ユニット60の位置ずれ検出信号生成回路64に基準クロックSGと非基準色検出信号STが入力される。位置ずれ検出信号生成回路64は、図23に示すように、インバータ64a,論理和ゲート64bとを有し、そのインバータ64aにより基準クロックSGを反転した上で、論理和ゲート64bにより非基準色検出信号STとの論理和合成を行い、位置ずれ検出信号SGTを出力する。こうして生成される位置ずれ検出信号SGTは、例えば図15に示すように各非基準色パッチ102の位置ずれによるパルス変動X1、X2、X3を含むものとなる。この位置ずれ検出信号SGTは、各非基準色パッチ102のパルス変動開始時間t1,t2,t3を基準色パッチ101の検出パルス101Pの立下りを基準に設定すると、第1の実施の形態の場合の検出パルス100Rと同じパルス信号になる。したがって、第1の実施の形態と同じ要領で、位置ずれの有無、位置ずれ方向及び位置ずれ量を検出することができる。
【0043】
この第2の実施の形態も、第1の実施の形態と同様に、矩形状の基準色パッチ101と非基準色パッチ102とを相対移動方向bに沿って交互に配置したものであるから構造が簡素化されており、そのセンサ出力に基づき単純な四則演算処理により位置ずれ方向と位置ずれ量を検出することができるから、位置ずれが簡単な処理で得られ、位置ずれ検出が簡素化されている。
ところで、上述の基準クロックSGは、基準クロック生成回路62により次のようにして生成することができる。しかし、基準クロックSGは、他の手段により生成してもよい。基準クロック生成回路62は、図28に示すように、2つのカウンタ62a,62bと、コンパレータ62cと、フリップフロップ62dとを有し、図33に示すフローチャートにしたがい作動して、基本パルスSSを生成するとともに、基準クロックSGを生成する(図31参照)。
【0044】
基準クロック生成回路62には、図28に示すように、内部クロックclkがカウンタ62a,62bに入力されている。そして、図34のステップ10において、カウンタ62bがセンサ出力から、基準色パッチ101の端部を検出すると、ステップ11に進んでリセットされ、続くステップ12で基準色パッチ101を検出するとステップ13でカウンタ62bがカウントを行い、そのカウントを基準色パッチ101の読取り終了まで継続する。一方、基準色パッチ101が検出されなくなるとステップ14に進んでカウント数aaが取得され、ステップ15でカウント数aaに対応する時間Taが取得される。これにより、カウント数aaをもって基準色パッチ101の読取り時間に対応する内部クロックclkのクロック数を反映する形で基準色パッチ101の読取り時間Taが得られる。
【0045】
次に、カウンタ62aがステップ16でリセットされ、内部クロックclkのクロック数をカウントする。続くステップ17でコンパレータ62cがそのカウント数bbとカウント数aaとを比較して、一致する場合はフリップフロップ62dの出力を反転させてステップ16に戻り、カウンタ62aをリセットする。不一致の場合はステップ18でカウンタ62aがカウントを継続する。このようにして、内部クロックclkをカウントしたクロック数がカウント数aaに一致するたびにフリップフロップ62dの出力が反転し、その出力を2回反転する動作を1クロックとして基準クロックSGが生成される(図31参照)。
【0046】
(4)画像形成の位置ずれ検出手順の第3の実施の形態
上述した位置ずれ検出パターン100,200は、矩形状の基準色パッチ101、非基準色パッチ102を進行方向aに沿って配置して形成したもので、その読取りを位置ずれ検出センサ40が相対移動方向(副走査方向)bに移動して行うため、副走査方向の位置ずれは検出できるが、主走査方向の位置ずれを検出するのは困難である。位置ずれの検出を簡単にするためには、1つの位置ずれ検出パターンにより、副走査方向のみならず主走査方向についても位置ずれの検出を可能するのが望ましい。そのためには、次の位置ずれ検出パターン300を形成するとよい。
図16は、第3の位置ずれ検出パターンである位置ずれ検出パターン300の要部と、そのセンサ出力から得られる基準クロックとを模式的に示す図である。位置ずれ検出パターン300は、基準色パッチ301と、非基準色パッチ302とを、基準色パッチ301に続いて各非基準色パッチ302を進行方向aに沿って平行に並べて形成する。
【0047】
この基準色パッチ301は、基準色パッチ101同様に基準色で形成する。基準色パッチ301は、後述する副走査基準クロックRGと、主走査基準クロックRUを生成するために設けたもので、2つのユニットパッチ303,304からなっている。ユニットパッチ303,304は、トレースラインTLに対し斜め(傾斜角α:45度)に設定された傾斜辺301aと、トレースラインTLと平行な交差辺301bと、直交する交差辺301cとを有する直角二等辺三角形に形成され、相対移動方向bに向かって交差辺301cよりも傾斜辺301aが後側に並ぶように形成する。非基準色パッチ302は、非基準色パッチ102と同様にシアン、マゼンタ又はイエローの各色で形成し、ユニットパッチ303,304と同じ直角二等辺三角形に形成する。この非基準色パッチ302が何らかの理由で主走査方向cにずれた場合、例えば、シアンの非基準色パッチ302が、図17に示すように、基準色パッチ301よりもトレースラインTLを基準にして一方(図では上側)にずれた場合、トレースラインTL上のパッチ幅WYが変化する(図の場合は狭まる)ことになる。これを利用して、副走査方向だけでなく、主走査方向の位置ずれも検出する。
【0048】
以上のような位置ずれ検出パターン300により画像形成の位置ずれを検出するときは、パターンが相違するだけで、位置ずれ検出パターン100を形成する場合と同様、コントローラ75が図20に示す手順にしたがい作動する。すなわち、コントローラ75がステップ1,2を実行後ステップ3に進むと、後述のようにしてその位置ずれをステップ3の位置ずれ有無の検出により検出し、続くステップ4,5を実行すると、位置ずれ方向の検出と、位置ずれ量の検出が行われる。位置ずれの有無の検出、位置ずれ方向の検出及び位置ずれ量の検出は、次のようにして行われる。
【0049】
まず、ステップ2での読取りにより得られるセンサ出力が位置ずれ検出ユニット60の副走査基準クロック生成回路65に入力される。すると、副走査基準クロック生成回路65が作動して、そのセンサ出力に基づき副走査基準クロックRGを生成する。ここで生成される副走査基準クロックRGは、図16に示すような周期パルスである。副走査基準クロックRGの生成については後述する。
次に、非基準色検出信号生成回路63が、センサ出力から、非基準色パッチ302を検出したことで得られる非基準色検出信号RTを生成する。このとき、生成される非基準色検出信号RTは、例えば、図17に示すようなもので、位置ずれ検出センサ40が各非基準色パッチ302をトレースラインTLに沿って通過するとき、その通過時間に対応するパルス幅のパルス信号を、各非基準色パッチ302の通過タイミングに出力したものである。
【0050】
そして、その副走査基準クロックRGと非基準色検出信号RTが位置ずれ検出ユニット60の位置ずれ検出信号生成回路66に入力される。位置ずれ検出信号生成回路66は、図24に示すように、排他的論理和ゲート66aと、インバータ66bとを有し、排他的論理和ゲート66aにより、副走査基準クロックRGと非基準色検出信号RTの排他的論理和出力を得て、それをインバータ66bにより反転して位置ずれ検出信号RGTを出力する。この位置ずれ検出信号RGTが図17に示すように、パルス変動X4を含む場合は、位置ずれ検出回路61により、そのパルス変動X4の存在から位置ずれ有りと判断される。パルス変動が無ければ位置ずれ無しとなる。しかしながら、この位置ずれ検出信号RGTには各非基準色パッチ302の位置ずれを検出するのに不要なパルス変動(例えば、不要パルス変動PX)が混入する可能性がある。そこで、その不要パルス変動PXを除去するため、図25に示すような構成を有するパルス除去信号生成回路67により、次の要領でパルス除去信号EXPを生成する。
【0051】
まず、図18に示すように、副走査基準クロックRGと非基準色検出信号RTとがともに立下りになった時点を検出開始タイミングT1に設定し、その一方、副走査基準クロックRGが次に立下りになった時点を次の検出開始タイミングT2に設定し、その検出開始タイミングT1,T2の間の期間を検出期間T3に設定する(この場合、副走査基準クロックRGの一周期が検出期間T3になる)。そして、この検出期間T3内において、副走査基準クロックRGと非基準色検出信号RTとがともにハイレベルになったら、レベルをハイレベルにしてパルスP2を生成し、これをもってパルス除去信号EXPが生成される。
【0052】
パルス除去信号EXPが生成されると、そのパルス除去信号EXPと位置ずれ検出信号RGTが位置ずれ検出ユニット60の位置ずれ検出信号生成回路68に入力される。位置ずれ検出信号生成回路68は、図26に示すように、論理和ゲート68aを有し、その論理和ゲート68aにより、位置ずれ検出信号RGTとパルス除去信号EXPとの論理和合成を行い、位置ずれ検出信号RPTを出力する。こうして生成される位置ずれ検出信号RPTは、例えば図17に示すように不要なパルス変動PXが除去され、非基準色パッチ102によるパルス変動X4を含むものとなる。位置ずれ検出信号RPTからの位置ずれ有無の検出は、位置ずれ検出回路61により、第1の実施形態の同様にして行われる。
また、位置ずれ方向の検出及び位置ずれ量の検出は、コントローラ75の処理により、次のようにして行われる。
【0053】
まず、検出期間T3内において、副走査基準クロックRGの立上がり(図18の矢印参照)のタイミングt4と、位置ずれ検出信号RPTの立上がりのタイミングt5とを比較して両者の前後関係から位置ずれ方向を判断する。すなわち、図18に示すように、t4<t5 すなわち、t4よりもt5が後であれば位置ずれなしの状態から右側方向にずれていると判断され、t4>t5 すなわち、t4よりもt5が先であれば位置ずれなしから左側方向にずれていると判断される。
また、位置ずれ検出信号RPTに含まれるパルス変動X4のパルス幅をΔtとすると、中間転写ベルト18の進行方向aの移動速度Vとから、非印字領域Dの進行方向幅WDは、WD=V×Δt で与えられ、このWDにより位置ずれ量が求まる。このように、コントローラ75が位置ずれ検出信号RPTのパルス幅Δtと中間転写ベルト18の移動速度Vとに基づき位置ずれ量を検出する。このように、位置ずれは、副走査基準クロックRGの立上がりを基準に検出している。
【0054】
また、位置ずれの有無の検出、位置ずれ方向の検出及び位置ずれ量の検出は、主走査方向については、次のようになる。
例えば、図19に示すように、位置ずれ検出パターン300に副走査方向の位置ずれがなく、主走査方向の位置ずれがあるとする。このとき、ステップ2での読取りにより得られるセンサ出力が位置ずれ検出ユニット60の主走査基準クロック生成回路69に入力される。すると、主走査基準クロック生成回路69が作動して、そのセンサ出力に基づき主走査基準クロックRUを生成する。ここで生成される主走査基準クロックRUは、図19に示すような周期パルスである。主走査基準クロックRUの生成については後述する。
【0055】
次に、主走査基準クロックRUと、上述した非基準色検出信号生成回路63から出力される非基準色検出信号RTとが位置ずれ検出信号生成回路70に入力される。位置ずれ検出信号生成回路70は、図27に示すように、排他的論理和ゲート70aと、インバータ70bとを有し、その排他的論理和ゲート70aにより、主走査基準クロックRUと非基準色検出信号RTの排他的論理和出力を得て、それをインバータ70bにより反転して位置ずれ検出信号RUTを出力する。この位置ずれ検出信号RUTが図19に示すように、パルス変動X5を含む場合は、位置ずれ検出回路61により、そのパルス変動X5の存在から位置ずれ有りと判断される。
続いて、位置ずれ方向の検出及び位置ずれ量の検出は、コントローラ75の処理により、次のようにして行われる。
【0056】
主走査基準クロックRUの立下がりタイミングt6と、位置ずれ検出信号RUTの立下がりタイミングt7とを比較して両者の前後関係から位置ずれ方向を判断する。すなわち、図19に示すように、t6>t7 すなわち、t6よりもt7が前にあれば、位置ずれなしの状態から、トレースラインTLよりも右側(図のように上側)方向にずれていると判断され、t6<t7 すなわち、t6よりもt7が後にあれば、位置ずれなしの状態から、トレースラインTLよりも左側方向にずれていると判断される。
また、位置ずれ検出信号RUTに含まれるパルス変動X5のパルス幅をΔtとすると、中間転写ベルト18の進行方向aの移動速度Vとから、位置ずれEの幅WEはWE=V×Δt で与えられ、このWEから位置ずれ量が求まる。このように、コントローラ75が、パルス幅Δtと中間転写ベルト18の移動速度Vとに基づき位置ずれ量を検出する。このように、位置ずれは、主走査基準クロックRUの立下りを基準にして検出している。
【0057】
以上のように、位置ずれ検出パターン300は、直角二等辺三角形のパッチを一定方向に並べて形成したものであるから、そのパターンの構成が非常に簡単である。また、この簡単な構成の位置ずれ検出パターン300により、単純な四則演算処理により、位置ずれ量と位置ずれ方向を検出することができるから、位置ずれが簡単な処理で得られ、位置ずれ検出を簡素化することできる。しかも、位置ずれ検出パターン300は、各パッチが傾斜辺を有しているので、トレースラインTLに直交する方向に移動させると、トレースラインTL上のパッチ幅が変化するから、上述の要領にしたがえば、位置ずれ検出パターン300だけで、副走査方向のみならず、主走査方向についても位置ずれ検出が可能となる。
【0058】
ただし、位置ずれ検出パターン300は、副走査基準クロックRG、主走査基準クロックRUを生成するために基準色パッチ301を設けているが、この基準色パッチ301は、図21(a)に示すように、ユニットパッチ304の代わりに、交差辺301cと同じ長さの交差辺305aを有する矩形状のユニットパッチ305を形成してもよい。この場合は、交差辺305aがユニットパッチ304の交差辺301cに対応し、その交差辺305aと、ユニットパッチ303の交差辺301cとによって、副走査基準クロックRGと主走査基準クロックRUの周期が決まる。また、図21(b)に示すように、ユニットパッチ304の代わりに交差辺301cと同じ長さで適度な幅を有するライン(帯)状のユニットパッチ306を形成してもよい。この場合は、ユニットパッチ306と、ユニットパッチ303の交差辺301cとによって、副走査基準クロックRGと主走査基準クロックRUの周期が決まる。
【0059】
さらに、基準色パッチ301は、図21(c)に示すように、2つのユニットパッチ303,304を、傾斜辺301aのトレースラインTLに対する傾斜角αを135度に設定して配置してもよい。
ところで、上述の副走査基準クロックRGは、副走査基準クロック生成回路65により次のようにして生成することができる。しかし、副走査基準クロックRGは他の手段により生成してもよい。副走査基準クロック生成回路65は、図29に示すように、カウンタ65a,65b,65c,65dと、コンパレータ65e,65fと、フリップフロップ65gとを有し、図35,36に示すフローチャートにしたがい作動して、基本パルスRRを生成するとともに、副走査基準クロックRGを生成する(図32参照)。
副走査基準クロック生成回路65には、図29に示すように、内部クロックclkがカウンタ65a,65b,65c,65dに入力されている。そして、図35においてステップ20,30に進み、センサ出力から、基準色パッチ301(ユニットパッチ303)の端部の検出有無を判断する。図35に示すフローチャートの左側は基準色パッチ301のパッチ幅の検出手順、右側は非印字領域の検出手順を示している。
【0060】
ステップ20では、カウンタ65a、65cが基準色パッチ301の左端部を検出するとステップ21に進んでリセットされ、続くステップ22で基準色パッチ301を検出するとステップ23に進み、カウンタ65a、65cをカウントさせて基準色パッチ301の読取り終了までカウントを継続する。検出されなくなるとステップ24でカウント数ccが取得される。
また、ステップ30では、カウンタ65bが基準色パッチ301の端部が検出されなくなった場合にステップ31でリセットされ、続くステップ32で基準色パッチ301(ユニットパッチ304の左端部)を検出しないときにステップ33でカウントを行い、そのカウントを非印字領域の読取り終了まで継続する。2つ目のパッチである基準色パッチ301(ユニットパッチ304)の左端部を検出するとステップ34でカウント数ddが取得される。
以上により、基準色パッチ301の読取り時間に対応する内部クロックclkのクロック数を反映する形で基準色パッチ301の読取り時間Taが得られ、非印字領域の読取り時間に対応する内部クロックclkのクロック数を反映する形で非印字領域の読取り時間Tbが得られる。
【0061】
次に、カウンタ65dがステップ25でリセットされて、ステップ26でコンパレータ65eにより、カウンタ65dのカウント数eeとカウント数ccとが比較され、一致する場合はステップ27でフリップフロップ65gの出力が反転される。不一致の場合はステップ28でカウンタ65dがカウントを継続する。さらに、ステップ25に続くステップ35でコンパレータ65fがカウント数eeとカウント数cc及びddの和を比較し、一致する場合はステップ27でフリップフロップ65gの出力を反転させる。不一致の場合はステップ36でカウンタ65dがカウントを継続する。こうして、内部クロックclkを基準色パッチ301に対応してカウントしたクロック数がカウント数ccに一致するとフリップフロップ65gの出力が反転し、さらに、カウント数がcc+ddに一致するとフリップフロップ65gの出力が反転する。この動作を繰返し行い副走査基準クロックRGが生成される(図32参照)。
【0062】
また、主走査基準クロックRUは、主走査基準クロック生成回路69により次のようにして生成することができる。しかし、主走査基準クロックRUも他の手段により生成してよい。主走査基準クロック生成回路69は、図30に示すように、副走査基準クロック生成回路65と比較して、カウンタ65dがカウンタ65hとなっている点で相違している。この主走査基準クロック生成回路69は、副走査基準クロック生成回路65と、読取り時間Ta、Tbを得る点では一致している。図35に示すステップ24,34を実行後、図37に示すフローチャートのステップ35に進み、カウンタ65hがセンサ出力から非基準色パッチ302の端部を検出するとステップ36に進んでリセットされる。
【0063】
そして、ステップ37でコンパレータ65eにより、カウンタ65hのカウント数ffとカウント数ccとが比較され、一致する場合はステップ38でフリップフロップ65gの出力が反転される。不一致の場合はステップ39でカウンタ65hがカウントを継続する。さらに、ステップ36に続くステップ40でコンパレータ65fがカウント数ffとカウント数cc及びddの和を比較し、一致するとステップ38でフリップフロップ65gの出力を反転させる。不一致ならステップ41でカウンタ65hがカウントを継続する。こうして、内部クロックclkを非基準色パッチ302に対応してカウントしたクロック数がカウント数ccに一致するとフリップフロップ65gの出力が反転し、さらに、カウント数がcc+ddに一致するとフリップフロップ65gの出力が反転する。この動作を繰返し行い主走査基準クロックRUが生成される(図33参照)。
【0064】
【発明の効果】
以上説明してきたように、この発明によれば、センサからみた実効アパーチャの周縁部分を固定的に通過するパターンが発生することはなく、アパーチャ内ではずれの大きさが略連続して変化するようになるから、位置ずれ量を精度良く求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明による画像形成装置であるカラープリンタの概略の構成を示す図である。
【図2】図1に示したカラープリンタ内部の光走査ユニットの概略構成の片側を示す側面図である。
【図3】図1に示したカラープリンタ内部の光走査ユニットの概略構成を示す平面図である。
【図4】中間転写ベルトと、位置ずれ検出パターン及び位置ずれ検出センサを模式的に示す平面図である。
【図5】中間転写ベルトと位置ずれ検出センサとの配置関係を示す側面図である。
【図6】基準色パッチと、そのセンサ出力とを模式的に示す図である。
【図7】位置ずれ検出パターンと、そのセンサ出力とを模式的に示す図である。
【図8】位置ずれが有る場合の位置ずれ検出パターンと、そのセンサ出力とを模式的に示す図である。
【図9】位置ずれが有る場合のセンサ出力から、位置ずれ方向、位置ずれ量を求める手順の説明図である。
【図10】非基準色パターンが複数色で構成されている場合の位置ずれ検出パターンを模式的に示す平面図である。
【図11】図11の位置ずれ検出パターンで位置ずれ方向、位置ずれ量を求める手順の説明図である。
【図12】(a)は主走査方向に長い位置ずれ検出パターン、(b)は副走査方向に長い位置ずれ検出パターン、(c)は基準色パッチと非基準色パッチの形状が異なる場合の位置ずれ検出パターンをそれぞれ示す図である。
【図13】別の位置ずれ検出パターンを示す図である。
【図14】別の位置ずれ検出パターンと基準クロックを示す図である。
【図15】図14の位置ずれ検出パターンと、その位置ずれ検出パターンから基準クロックを生成する手順の説明図である。
【図16】さらに別の位置ずれ検出パターンと基準クロックを示す図である。
【図17】図16の位置ずれ検出パターンと、その位置ずれ検出パターンから位置ずれ方向、位置ずれ量を求める手順の説明図である。
【図18】図17の要部拡大図である。
【図19】図16の位置ずれ検出パターンで、主走査方向の位置ずれが有る場合の位置ずれ方向、位置ずれ量を求める手順の説明図である。
【図20】画像形成の位置ずれ検出の手順を示すフローチャートである
【図21】図16の位置ずれ検出パターンの基準色パッチの変形例で、(a)は一方のユニットパッチが矩形状の場合、(b)は帯状の場合、(c)は傾斜辺の傾斜角が異なる場合をそれぞれ示す図である。
【図22】位置ずれ検出ユニットの内部構成を示すブロック図である。
【図23】位置ずれ検出信号生成回路の内部構成を示すブロック図である。
【図24】別の位置ずれ検出信号生成回路の内部構成を示すブロック図である。
【図25】パルス除去信号生成回路の内部構成を示すブロック図である。
【図26】さらに別の位置ずれ検出信号生成回路の内部構成を示すブロック図である。
【図27】また別の位置ずれ検出信号生成回路の内部構成を示すブロック図である。
【図28】基準クロック生成回路の内部構成を示すブロック図である。
【図29】副走査基準クロック生成回路の内部構成を示すブロック図である。
【図30】主走査基準クロック生成回路の内部構成を示すブロック図である。
【図31】基準クロックを生成する手順を示す説明図である。
【図32】副走査基準クロックを生成する手順を示す説明図である。
【図33】主走査基準クロックを生成する手順を示す説明図である。
【図34】基準クロックを生成する手順を示すフローチャートである。
【図35】副走査基準クロックを生成する手順を示すフローチャートである。
【図36】図35の後続を示すフローチャートである。
【図37】図35の後続の手順であり、主走査基準クロックを生成する手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1:カラープリンタ 10:現像装置
16:光走査ユニット 18:中間転写ベルト
24:定着ユニット 23:レジストローラ対
40:位置ずれ検出センサ
60:位置ずれ検出ユニット
61:位置ずれ検出回路
62:基準クロック生成回路
63:非基準色検出信号生成回路
64,66,68,70:位置ずれ検出信号生成回路
65:副走査基準クロック生成回路
67:パルス除去信号生成回路
69:主走査基準クロック生成回路
75:コントローラ
100,200,300:位置ずれ検出パターン
200,300:位置ずれ検出パターン
101,301:基準色パッチ
102,302:非基準色パッチ
303,304,305,306:ユニットパッチ
301a:傾斜辺 301b,301c:交差辺
Claims (11)
- レーザビームを走査して静電潜像を形成する手段と、該手段により形成された静電潜像を現像してトナー画像を形成する手段と、一定方向に移動する像担持体に形成された位置ずれ検出パターンを検出するセンサとを備えた画像形成装置であって、
前記位置ずれ検出パターンが、基準色の画像形成位置を規定する基準色パッチと、基準色と異なる色の画像形成位置を規定する複数の非基準色パッチとを、前記基準色パッチに続いて前記各非基準色パッチを前記像担持体の進行方向に沿って並べて形成され、
前記基準色パッチのセンサ出力と内部クロックとに基づいて基準クロックを生成する基準クロック生成手段を設け、
該手段により生成された基準クロックと、前記非基準色パッチのセンサ出力から生成した非基準色検出信号とから得られる位置ずれ検出信号のパルス変動の有無により、画像形成の位置ずれの有無を検出する位置ずれ検出手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。 - 前記位置ずれ検出手段が、前記基準色パッチと前記非基準色パッチの非印字領域に対応するパルスの電圧レベル変動を検出して、画像形成の位置ずれの有無を検出することを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
- 請求項1又は2記載の画像形成装置において、
前記位置ずれ検出パターンのセンサ出力から、画像形成の位置ずれ量算出を行い位置ずれ量を検出する位置ずれ量検出手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。 - 前記位置ずれ量検出手段が、前記基準色パッチと前記非基準色パッチの非印字領域の検出時間を割出し、該検出時間と前記像担持体の移動速度から、画像形成の位置ずれ量を算出することを特徴とする請求項3記載の画像形成装置。
- 請求項1乃至4のいずれか一項記載の画像形成装置において、
前記位置ずれ検出パターンのセンサ出力から、画像形成の位置ずれ方向を検出する位置ずれ方向検出手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。 - 前記位置ずれ方向検出手段は、隣接する前記基準色パッチの基準検出時間と、前記パルス変動の開始時間とを比較して、画像形成の位置ずれ方向を検出することを特徴とする請求項5記載の画像形成装置。
- レーザビームを走査して静電潜像を形成する手段と、該手段により形成された静電潜像を現像してトナー画像を形成する手段と、一定方向に移動する像担持体に形成された位置ずれ検出パターンを検出するセンサとを備えた画像形成装置であって、
前記位置ずれ検出パターンが、基準色の画像形成位置を規定する基準色パッチと、基準色と異なる色の画像形成位置を規定する複数の非基準色パッチとからなり、
前記基準色パッチと前記各非基準色パッチは、いずれも前記像担持体の進行方向と斜めに交差する傾斜辺を有し、かつ前記基準色パッチに続いて前記各非基準色パッチを前記像担持体の進行方向に沿って並べて前記位置ずれ検出パターンが形成され、
前記基準色パッチのセンサ出力と内部クロックとに基づいて基準クロックを生成する基準クロック生成手段を設け、
該手段により生成された基準クロックと、前記非基準色パッチのセンサ出力から生成した非基準色検出信号とから得られる位置ずれ検出信号のパルス変動の有無により、前記像担持体の進行方向と該進行方向に直交する方向のそれぞれにつき、画像形成の位置ずれの有無を検出する位置ずれ検出手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。 - 前記位置ずれ検出手段が、前記基準色パッチと前記非基準色パッチの非印字領域に対応するパルスの電圧レベル変動を検出して、前記像担持体の進行方向と該進行方向に直交する方向のそれぞれにつき、画像形成の位置ずれの有無を検出することを特徴とする請求項7記載の画像形成装置。
- 請求項7又は8記載の画像形成装置において、
前記位置ずれ検出パターンのセンサ出力から、画像形成の位置ずれ量算出を行い前記像担持体の進行方向と該進行方向に直交する方向のそれぞれにつき、位置ずれ量を検出する位置ずれ量検出手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。 - 前記位置ずれ量検出手段が、前記基準色パッチと前記非基準色パッチの非印字領域の検出時間を割出し、該検出時間と前記像担持体の移動速度から、前記像担持体の進行方向と該進行方向に直交する方向のそれぞれにつき、画像形成の位置ずれ量を算出することを特徴とする請求項7記載の画像形成装置。
- 請求項7乃至10のいずれか一項記載の画像形成装置において、
前記位置ずれ検出パターンのセンサ出力から、前記像担持体の進行方向と該進行方向に直交する方向のそれぞれにつき、画像形成の位置ずれ方向を検出する位置ずれ方向検出手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
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