JP6112777B2 - Image forming apparatus - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置における色ずれ制御技術に関する。   The present invention relates to a color misregistration control technique in an image forming apparatus.

現在、コンピュータ・ネットワーク技術の進展により、画像出力端末としてのプリンタが急速に普及している。また、近年では、出力画像のカラー化の進展に伴い、カラープリンタの画質の安定性向上の要求が高まっている。特に、各色間の重ね合わせ精度（カラー・レジストレーション）に関しては、設置環境変化や経時変化、あるいは個々の装置の特性差によらない高度な安定性が求められている。しかし、画像形成装置は、各駆動部材や作像部材の継続使用による摩耗劣化、さらに、装置内の温度変化等により、カラー・レジストレーションが変動して色ずれが発生する。よって、カラー・レジストレーションを最適に保つため、色ずれ又は位置ずれを検知して補正制御を行うことが一般的である。位置ずれ検知は、たとえば、試験用の現像剤像（以下、検出パターンと呼ぶ。）を、感光体、中間転写体、転写搬送ベルト等の循環移動体上に形成し、その検出パターンの相対位置をセンサで計測することにより行う。計測結果と検出パターンを形成したときの条件から、実際の印刷の際にカラー・レジストレーションが適切になるように、カラー・レジストレーションを制御する制御対象、例えば、潜像形成時の露光書き出し位置や画像形成倍率等を制御する。   Currently, printers as image output terminals are rapidly spreading due to advances in computer network technology. In recent years, with the progress of colorization of output images, there is an increasing demand for improving the stability of image quality of color printers. In particular, with regard to the overlay accuracy (color registration) between colors, a high degree of stability is required regardless of changes in the installation environment, changes over time, or differences in the characteristics of individual devices. However, in the image forming apparatus, color registration is fluctuated due to variation in color registration due to wear deterioration due to continuous use of each driving member or image forming member, and temperature change in the apparatus. Therefore, in order to keep color registration optimal, it is common to perform correction control by detecting a color shift or a position shift. The positional deviation detection is performed by, for example, forming a test developer image (hereinafter referred to as a detection pattern) on a circulating moving body such as a photoconductor, an intermediate transfer body, a transfer conveyance belt, and the relative position of the detection pattern. Is measured by a sensor. Control target that controls color registration based on the measurement results and conditions when the detection pattern is formed, so that color registration is appropriate during actual printing, for example, exposure write position when forming a latent image And image forming magnification.

特許文献１には、このような検出パターンを用いたレジストレーション制御に関する技術が開示されている。また特許文献２には、検出パターンが形成される循環移動体の表面状態の影響を受け難い拡散反射光を受光素子で受光し、位置ずれの補正を行う技術が開示されている。   Patent Document 1 discloses a technique related to registration control using such a detection pattern. Patent Document 2 discloses a technique in which diffuse reflected light that is not easily affected by the surface state of a circulating moving body on which a detection pattern is formed is received by a light receiving element, and positional deviation is corrected.

特開２００２−０２３４４５号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2002-023445 特開２００９−０９３１５５号公報JP 2009-093155 A

特許文献２の構成においては、拡散反射する光が少ないブラックの現像剤像を、拡散反射する光が多いカラーの現像剤像の上に重ねている。消耗品である現像剤が少なくなった場合には検出パターンも薄くなるが、カラーの現像剤が少なくなった場合とブラックの現像剤が少なくなった場合ではセンサの検出信号の挙動が異なる。具体的には、カラーの現像剤が少なくなった場合は、下地である循環移動体の影響がセンサの信号に現れる。一方、ブラックの現像剤が少なくなった場合は下地であるカラーの現像剤の影響がセンサの信号に現れる。いずれの場合においても、レジストレーション制御が不安定になり得る。   In the configuration of Patent Document 2, a black developer image with little diffusely reflected light is superimposed on a color developer image with much diffusely reflected light. When the amount of developer, which is a consumable item, decreases, the detection pattern also becomes thin. However, the behavior of the detection signal of the sensor differs when the color developer decreases and the black developer decreases. Specifically, when the color developer is decreased, the influence of the circulating moving body as the base appears in the sensor signal. On the other hand, when the amount of black developer is reduced, the influence of the color developer as the base appears in the sensor signal. In either case, registration control can become unstable.

本発明の目的は、現像剤の残量に拘らず、安定したレジストレーション制御を可能とする画像形成装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide an image forming apparatus that enables stable registration control regardless of the remaining amount of developer.

本発明の一側面によると、画像形成装置は、第１の色の現像剤像の上に前記第１の色の現像剤像とは反射光量が異なる第２の色の現像剤像を形成したパッチを含む検出パターンにより位置ずれ補正を行い、前記第２の色の現像剤像を含むパターンにより濃度補正を行う画像形成装置であって、位置ずれを検出するための前記検出パターンと、前記濃度補正のためのパターンを連続して像担持体の１周以内に形成する画像形成手段と、前記像担持体に向けて光を照射し、その反射光量をサンプリングして、サンプリング値を取得するサンプリング手段と、前記取得したサンプリング値のうち、前記パッチからの反射光に対応するサンプリング値を予め定めた第１閾値に基づき判定する判定手段と、前記パッチの前記第１の色の現像剤像からの反射光量に対応する第１の値と、前記第２の色の現像剤像からの反射光量に対応する第２の値を、前記パッチからの反射光に対応するサンプリング値に基づき決定し、前記第１の値と前記第２の値の間の値であり、前記第１閾値とは異なる値の第２閾値を決定する決定手段と、前記第２閾値に基づき、前記パッチの前記第１の色の現像剤像と前記第２の色の現像剤像との境界を検出する検出手段と、を備え、前記検出手段は、前記濃度補正のためのパターンに含まれる前記第２の色の現像剤像の位置を、前記検出手段が検出した前記パッチの前記第１の色の現像剤像と前記第２の色の現像剤像との境界に基づき決定することを特徴とする。 According to one aspect of the present invention, the image forming apparatus forms a second color developer image having a reflected light amount different from that of the first color developer image on the first color developer image. there line positional deviation correction by detection pattern including a patch, a row cormorants image forming apparatus density correction by the pattern comprising a developer image of the second color, and the detection pattern for detecting the positional deviation, an image forming unit that form within one rotation of the image carrier in succession pattern for the density correction, by irradiating light toward the image bearing member, by sampling the reflected light quantity, a sampling value A sampling means for acquiring; a determining means for determining a sampling value corresponding to reflected light from the patch among the acquired sampling values based on a predetermined first threshold; and developing the first color of the patch Anti-agent image A first value corresponding to the amount of light and a second value corresponding to the amount of light reflected from the developer image of the second color are determined based on a sampling value corresponding to the reflected light from the patch, and Determining means for determining a second threshold value that is between a value of 1 and the second value and is different from the first threshold value, and the first color of the patch based on the second threshold value Detection means for detecting a boundary between the developer image of the second color and the developer image of the second color, and the detection means includes the developer of the second color included in the pattern for density correction. the position of the image, said detecting means is characterized that you determined based on the boundary between the developer image of the second color developer image of the first color of the patch is detected.

カラー及びブラックのいずれの現像剤が少なくなっても、検出パターンの境界位置を安定して検出することができる。   The boundary position of the detection pattern can be detected stably even if the developer of either color or black is decreased.

一実施形態による画像形成装置の画像形成部の構成図。1 is a configuration diagram of an image forming unit of an image forming apparatus according to an embodiment. 一実施形態による画像形成装置の構成を示す図。1 is a diagram illustrating a configuration of an image forming apparatus according to an embodiment. 一実施形態によるセンサと中間転写ベルトとの関係を示す図。The figure which shows the relationship between the sensor and intermediate transfer belt by one Embodiment. 一実施形態によるセンサの構成図。The block diagram of the sensor by one Embodiment. 一実施形態によるセンサとＤＣコントローラ間の構成を示す図。The figure which shows the structure between the sensor and DC controller by one Embodiment. 一実施形態によるセンサの出力信号を示す図。The figure which shows the output signal of the sensor by one Embodiment. 一実施形態による検出パターン位置の判定処理のフローチャート。The flowchart of the determination process of the detection pattern position by one Embodiment. 一実施形態による検出パターンを示す図。The figure which shows the detection pattern by one Embodiment. 一実施形態による検出パターン検出時のセンサの出力信号を示す図。The figure which shows the output signal of the sensor at the time of the detection pattern detection by one Embodiment. 図９よりブラック領域が濃い検出パターン検出時のセンサの出力信号を示す図。The figure which shows the output signal of the sensor at the time of the detection pattern detection in which a black area | region is darker than FIG. 一実施形態による検出パターンを示す図。The figure which shows the detection pattern by one Embodiment.

以下、本発明の例示的な実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては、実施形態の説明に必要ではない構成要素については図から省略する。   Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, components that are not necessary for the description of the embodiments are omitted from the drawings.

＜第一実施形態＞
図１は、本実施形態の画像形成装置の画像形成部の構成図である。図１において、参照符号にａ、ｂ、ｃ、ｄの文字を付与している構成要素は、それぞれ、第１ステーション、第２ステーション、第３ステーション、第４ステーションの構成要素に対応する。なお、本実施形態において、第１から第４ステーションは、それぞれ、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の現像剤像であるトナー像を、像担持体である中間転写ベルト８０に形成する画像形成ステーションである。なお、第１ステーションから第４ステーションは、それぞれが有する現像剤であるトナーの色以外は同じ構成であり、以下の説明において色を区別する必要がない場合には、文字ａ、ｂ、ｃ、ｄを除いた参照符号を使用する。 <First embodiment>
FIG. 1 is a configuration diagram of an image forming unit of the image forming apparatus according to the present exemplary embodiment. In FIG. 1, the constituent elements to which the letters a, b, c, and d are attached to the reference numerals correspond to the constituent elements of the first station, the second station, the third station, and the fourth station, respectively. In the present embodiment, each of the first to fourth stations uses a toner image that is a developer image of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) as an image carrier. This is an image forming station formed on an intermediate transfer belt 80. The first station to the fourth station have the same configuration except for the color of the toner that is the developer of each, and in the following description, when it is not necessary to distinguish the colors, the letters a, b, c, Use the reference signs excluding d.

帯電ローラ２は、矢印で示す方向に回転する感光体１に当接され、感光体１の表面を負極性に帯電する。露光部１１は、画像信号に基づいて変調された走査ビーム１２で感光体１を走査し、感光体１上に静電潜像を形成する。現像部８は対応する色のトナーを有し、現像ローラ４に印加された現像バイアスにより、感光体１の静電潜像をトナーで現像してトナー像を形成する。１次転写ローラ８１は、トナーと逆極性（すなわち正極性）のＤＣバイアスを印加して、対応する感光体１のトナー像を中間転写ベルト８０に転写する。さらに、クリーニング部３は、中間転写ベルト８０に転写されず、感光体１上に残ったトナーをクリーニングする。本実施形態において、感光体１、現像部８、帯電ローラ２、クリーニング部３は、画像形成装置から着脱自在な一体型のプロセス・カートリッジ９となっている。   The charging roller 2 is in contact with the photosensitive member 1 rotating in the direction indicated by the arrow, and charges the surface of the photosensitive member 1 to a negative polarity. The exposure unit 11 scans the photoconductor 1 with the scanning beam 12 modulated based on the image signal, and forms an electrostatic latent image on the photoconductor 1. The developing unit 8 has toner of a corresponding color, and develops the electrostatic latent image on the photoreceptor 1 with toner by a developing bias applied to the developing roller 4 to form a toner image. The primary transfer roller 81 applies a DC bias having a reverse polarity (that is, positive polarity) to the toner, and transfers the corresponding toner image on the photoreceptor 1 to the intermediate transfer belt 80. Further, the cleaning unit 3 cleans the toner that is not transferred to the intermediate transfer belt 80 but remains on the photoreceptor 1. In this embodiment, the photosensitive member 1, the developing unit 8, the charging roller 2, and the cleaning unit 3 are an integrated process cartridge 9 that is detachable from the image forming apparatus.

中間転写ベルト８０は、その張架部材として二次転写対向ローラ８６、駆動ローラ１４、テンションローラ１５の３本のローラにより支持されており、適当なテンションが維持されるようになっている。駆動ローラ１４を駆動させることにより、中間転写ベルト８０は感光体１に対して順方向に、図中の矢印の方向に略同速度で移動する。第１ステーションから第４ステーションが、各色のトナー像を重ね合わせて中間転写ベルト８０に転写することで、中間転写ベルト８０にはカラー画像が形成される。中間転写ベルト８０に転写されたトナー像は、二次転写ローラ８２により搬送経路８７を搬送される記録材に転写される。記録材に転写されたトナー像は、その後、図示しない定着部により記録材に定着される。本実施形態においては、第４ステーションの、中間転写ベルト８０の搬送方向の下流側にセンサ部６０を設けている。   The intermediate transfer belt 80 is supported by three rollers, that is, a secondary transfer counter roller 86, a driving roller 14, and a tension roller 15 as a stretching member, and an appropriate tension is maintained. By driving the drive roller 14, the intermediate transfer belt 80 moves in the forward direction with respect to the photoreceptor 1 at substantially the same speed in the direction of the arrow in the figure. From the first station to the fourth station, the toner images of the respective colors are superimposed and transferred onto the intermediate transfer belt 80, whereby a color image is formed on the intermediate transfer belt 80. The toner image transferred to the intermediate transfer belt 80 is transferred to the recording material conveyed through the conveyance path 87 by the secondary transfer roller 82. The toner image transferred to the recording material is then fixed on the recording material by a fixing unit (not shown). In the present embodiment, the sensor unit 60 is provided downstream of the fourth station in the conveyance direction of the intermediate transfer belt 80.

図２は、本実施形態における画像形成装置のブロック図である。ホストコンピュータであるＰＣ２７１は、画像形成装置１の内部にあるフォーマッタ２７３に対して印刷指令を出力し、印刷画像の画像データをフォーマッタ２７３に転送する。フォーマッタ２７３は、ＰＣ２７１からの画像データを露光データに変換し、ＤＣコントローラ２７４の露光制御部２７７に転送する。露光制御部２７７は、ＣＰＵ２７６により制御され、露光データのオン／オフ、露光部１１の制御を行なう。ＣＰＵ２７６は、フォーマッタ２７３から印刷指令を受け取ると、画像形成のための制御を開始する。メモリ２７５は、ＣＰＵ２７６の作業用エリアである。   FIG. 2 is a block diagram of the image forming apparatus according to this embodiment. The PC 271 serving as the host computer outputs a print command to the formatter 273 inside the image forming apparatus 1 and transfers the image data of the print image to the formatter 273. The formatter 273 converts the image data from the PC 271 into exposure data and transfers it to the exposure control unit 277 of the DC controller 274. The exposure control unit 277 is controlled by the CPU 276 to turn on / off exposure data and control the exposure unit 11. When receiving a print command from the formatter 273, the CPU 276 starts control for image formation. The memory 275 is a work area for the CPU 276.

また、ＣＰＵ２７６は、センサ部６０が検出する信号を受け取る。図２に示すように、センサ部６０は、２つのセンサ６１及び６２を備えている。ここで、センサ６１は、中間転写ベルト８０の移動方向と直交する方向において、中間転写ベルト８０の一方の端部付近に形成された検出パターンを検出し、センサ６２は、他方の端部付近に形成された検出パターンを検出するものである。   Further, the CPU 276 receives a signal detected by the sensor unit 60. As shown in FIG. 2, the sensor unit 60 includes two sensors 61 and 62. Here, the sensor 61 detects a detection pattern formed near one end of the intermediate transfer belt 80 in a direction orthogonal to the moving direction of the intermediate transfer belt 80, and the sensor 62 is positioned near the other end. The formed detection pattern is detected.

続いて、レジストレーション制御について説明する。レジストレーション制御は、各画像形成ステーションの相対的なトナー像の形成位置を調整するために行われ、いわゆる色ずれを無くして良好な印刷結果を得ることを目的とする。レジストレーション制御は、検出パターンを、たとえば、中間転写ベルト８０に形成して、各画像形成ステーションが形成するトナー像の相対的な位置ずれ量を計測して補正を行う制御である。レジストレーション制御において、中間転写ベルト８０に形成された検出パターンは、それぞれ、センサ６１及び６２で読み取られ、各センサが出力する信号はＣＰＵ２７６を介してメモリ２７５に保存され、ＣＰＵ２７６により処理される。   Next, registration control will be described. Registration control is performed in order to adjust the relative toner image formation position of each image forming station, and aims to eliminate so-called color misregistration and obtain good printing results. In the registration control, for example, a detection pattern is formed on the intermediate transfer belt 80, and the relative positional deviation amount of the toner image formed by each image forming station is measured and corrected. In the registration control, detection patterns formed on the intermediate transfer belt 80 are read by the sensors 61 and 62, and signals output from the sensors are stored in the memory 275 via the CPU 276 and processed by the CPU 276.

次に、トナー像の形成位置の調整について説明する。ＤＣコントローラ２７４は、露光部１１の露光速度及び露光タイミングを変化させることでトナー像の形成位置を調整することができる。例えば、多面鏡タイプの露光部１１を使用している場合、画像形成の際、ＤＣコントローラ２７４は、露光部１１から受け取る基準パルスに同期した１走査線の露光データを露光部１１に出力する。基準パルスを受け取ってから露光データを送りだすタイミングを画像形成ステーションごとに数ドット程度の時間分変化させることで、各走査線の書き出し位置を数ドット程度だけ変化させることができる。これにより、主走査方向の書き出し位置の調整ができる。また、例えば、１走査線の書き出しタイミングを遅らせると、副走査方向側に１つの走査線全体をシフトでき、副走査方向の位置の調整も可能である。更に、画像形成ステーション間において、多面鏡の回転位相差を制御することで、副走査方向において隣接する走査線の間隔以下の位置合わせも可能となる。さらに露光データのクロック周波数を変えることで主走査方向の倍率の調整を行なうことができる。   Next, adjustment of the toner image formation position will be described. The DC controller 274 can adjust the toner image formation position by changing the exposure speed and exposure timing of the exposure unit 11. For example, when the polygon mirror type exposure unit 11 is used, the DC controller 274 outputs exposure data of one scanning line synchronized with the reference pulse received from the exposure unit 11 to the exposure unit 11 during image formation. By changing the timing at which exposure data is sent after receiving the reference pulse for a time of about several dots for each image forming station, the writing position of each scanning line can be changed by about several dots. As a result, the writing position in the main scanning direction can be adjusted. For example, if the writing timing of one scanning line is delayed, the entire scanning line can be shifted to the sub scanning direction side, and the position in the sub scanning direction can be adjusted. Further, by controlling the rotational phase difference of the polygon mirror between the image forming stations, it is possible to perform alignment not more than the interval between adjacent scanning lines in the sub-scanning direction. Furthermore, the magnification in the main scanning direction can be adjusted by changing the clock frequency of the exposure data.

このように各画像形成ステーション間の色ずれに関して、画像形成タイミングや露光速度（クロック周波数）を変化させて画像形成位置を調整することで、色ずれ量（レジストレーション）を補正することが可能である。レジストレーション制御は、これらの調整量を決めるための相対的な色ずれ量を計測するために行なう。   As described above, the color misregistration amount (registration) can be corrected by adjusting the image forming position by changing the image forming timing and the exposure speed (clock frequency) regarding the color misregistration between the image forming stations. is there. Registration control is performed in order to measure a relative color shift amount for determining these adjustment amounts.

図３は、中間転写ベルト８０とセンサ６１及び６２の関係を示す図である。なお、符号２３８は、中間転写ベルト８０の移動方向、つまり、副走査方向を示している。本実施形態において、レジストレーション制御時、中間転写ベルト８０の各側にそれぞれ検出パターン２３５を形成し、中間転写ベルト８０の各側に設けた２つのセンサ６１及び６２で検出パターンの位置（センサ検出領域の通過時刻）を検出する。   FIG. 3 is a diagram illustrating the relationship between the intermediate transfer belt 80 and the sensors 61 and 62. Reference numeral 238 indicates the moving direction of the intermediate transfer belt 80, that is, the sub-scanning direction. In this embodiment, at the time of registration control, a detection pattern 235 is formed on each side of the intermediate transfer belt 80, and the position of the detection pattern (sensor detection) is detected by two sensors 61 and 62 provided on each side of the intermediate transfer belt 80. (Area passing time) is detected.

センサ６１及び６２の構成は同じであり、以下、代表してセンサ６１について説明を行う。センサ６１は、出射孔２３１から光２３３を中間転写ベルト８０に向けて照射する。符号２３７は、光２３３の照射スポットを示し、たとえば、照射スポット２３７は、直径３ｍｍの略円形である。中間転写ベルト８０又はその表面に形成された検出パターン２３５からの反射光は受光孔２３２を通り、センサ６１内部の受光素子に到達する。受光素子は、受光量に応じた電圧の信号を生成する。   The configurations of the sensors 61 and 62 are the same, and the sensor 61 will be described below as a representative. The sensor 61 irradiates light 233 from the emission hole 231 toward the intermediate transfer belt 80. Reference numeral 237 indicates an irradiation spot of the light 233. For example, the irradiation spot 237 has a substantially circular shape with a diameter of 3 mm. Reflected light from the intermediate transfer belt 80 or the detection pattern 235 formed on the surface thereof passes through the light receiving hole 232 and reaches the light receiving element in the sensor 61. The light receiving element generates a voltage signal corresponding to the amount of received light.

図４は、センサ６１の断面図である。なお、センサ６２の構成も同様である。センサ６１は、たとえば、ＬＥＤといった発光素子２４２と、フォトトランジスタといった受光素子２４４を有している。発光素子２４２からの光は、導光路２４１を通り中間転写ベルト８０に照射される。また、受光素子２４４は、導光路２４５を通る反射光を受光する。本実施形態においては、発光素子２４２が照射し、中間転写ベルト８０の表面又は検出パターン２３５で正反射した光が受光側の導光路２４５に入らないように導光路２４１及び２４５を設ける。図４において、導光路２４１は、中間転写ベルト８０の法線方向となる様に、そして、導光路２４５は、中間転写ベルト８０の法線方向に対して４５度の角度となる様に設けている。   FIG. 4 is a cross-sectional view of the sensor 61. The configuration of the sensor 62 is the same. The sensor 61 includes, for example, a light emitting element 242 such as an LED and a light receiving element 244 such as a phototransistor. Light from the light emitting element 242 passes through the light guide path 241 and is applied to the intermediate transfer belt 80. The light receiving element 244 receives reflected light passing through the light guide path 245. In the present embodiment, the light guide paths 241 and 245 are provided so that the light irradiated by the light emitting element 242 and regularly reflected by the surface of the intermediate transfer belt 80 or the detection pattern 235 does not enter the light guide path 245 on the light receiving side. In FIG. 4, the light guide path 241 is provided so as to be in the normal direction of the intermediate transfer belt 80, and the light guide path 245 is provided so as to be at an angle of 45 degrees with respect to the normal direction of the intermediate transfer belt 80. Yes.

発光素子２４２が発光する光の波長は、ブラック（第２の色）の検出パターンに吸収され、カラー（第１の色）の検出パターンで拡散反射される波長であれば、紫外から赤外までの任意の波長を用いることができる。つまり、ブラックとカラーのトナー像での拡散反射光量が異なる任意の波長を用いることができる。本実施形態では、波長９５０ｎｍの赤外ＬＥＤを用いている。また下地である中間転写ベルト８０表面での拡散反射が多いと、検出パターンの検知が困難になるため、中間転写ベルト８０は、たとえば、拡散反射が少ない黒色とする。   The wavelength of the light emitted from the light emitting element 242 is from ultraviolet to infrared as long as the wavelength is absorbed by the black (second color) detection pattern and diffusely reflected by the color (first color) detection pattern. Any wavelength of can be used. That is, it is possible to use arbitrary wavelengths having different amounts of diffuse reflection between the black and color toner images. In this embodiment, an infrared LED having a wavelength of 950 nm is used. In addition, if there is a large amount of diffuse reflection on the surface of the intermediate transfer belt 80, which is the base, it is difficult to detect the detection pattern.

図５は、センサ６１とＤＣコントローラ２７４との信号処理に関するブロック図である。なお、センサ６２とＤＣコントローラ２７４についても同様である。ＣＰＵ２７６は、発光素子２４２の発光光量を制御する。受光素子２４４は、光信号を電気信号に変換し、増幅器２９３は、受光素子２４４が出力する電気信号を適度な振幅の電気信号に増幅する。増幅器２９３が出力する受光素子２４４の受光量に対応する電気信号は、２通りの経路でＣＰＵ２７６に取り込まれる。一方の経路は、ＣＰＵ２７６のＡＤ変換ポートに増幅器２９３から直接入力する経路である。ＡＤ変換ポートは、入力された電気信号の電圧値を一定周期ごとにサンプリングする。各サンプリング値は、メモリ２７５に保存される。つまり、ＣＰＵ２７６とセンサは、担持体に向けて光を照射し、その反射光量をサンプリングして、サンプリング値を取得するサンプリング部を構成する。他方の経路は、比較器２９５を経由する経路である。比較器２９５は、基準電圧と増幅器２９３が出力する電気信号の電圧を比較し、当該電気信号が基準電圧以上の場合は"ハイ"レベルの信号を、基準電圧未満の場合は"ロー"レベルの信号をＣＰＵ２７６の割り込みポートに出力する。ＣＰＵ２７６は、割り込みポートの状態を常時監視しており、割り込みポートの状態が"ハイ"から"ロー"及び／又は"ロー"から"ハイ"に変化する割り込みがあると直ちにその時刻を記録する。このように、ＣＰＵ２７６は、割り込みポートによる時間分解能が高い時刻計測と、ＡＤ変換ポートによる比較的粗い時刻計測の両方を並列に行うことができる構成を有している。   FIG. 5 is a block diagram relating to signal processing between the sensor 61 and the DC controller 274. The same applies to the sensor 62 and the DC controller 274. The CPU 276 controls the amount of light emitted from the light emitting element 242. The light receiving element 244 converts the optical signal into an electric signal, and the amplifier 293 amplifies the electric signal output from the light receiving element 244 into an electric signal having an appropriate amplitude. An electric signal corresponding to the amount of light received by the light receiving element 244 output from the amplifier 293 is taken into the CPU 276 through two paths. One path is a path directly input from the amplifier 293 to the AD conversion port of the CPU 276. The AD conversion port samples the voltage value of the input electrical signal at regular intervals. Each sampling value is stored in the memory 275. That is, the CPU 276 and the sensor constitute a sampling unit that irradiates light toward the carrier, samples the amount of reflected light, and acquires a sampling value. The other path is a path that passes through the comparator 295. The comparator 295 compares the reference voltage with the voltage of the electric signal output from the amplifier 293. When the electric signal is equal to or higher than the reference voltage, the comparator 295 outputs a “high” level signal. The signal is output to the interrupt port of the CPU 276. The CPU 276 constantly monitors the state of the interrupt port, and if there is an interrupt whose state changes from “high” to “low” and / or “low” to “high”, it immediately records the time. As described above, the CPU 276 has a configuration capable of performing both time measurement with high time resolution by the interrupt port and relatively coarse time measurement by the AD conversion port in parallel.

図６は、センサ６１及び６２の出力信号の出力特性を説明する図である。なお、図６は照射スポットに、均一濃度の検出パターンを通過させた場合のセンサ６１及び６２の出力信号を示している。なお、図中のＶｔｈは、比較器２９５が使用する基準電圧である。なお、実際には、検出パターン２３５が移動し、照射スポットは固定的な位置であるが、図６においては、検出パターン２３５の位置に対し、丸で示す照射スポットが相対的に動いている様に示している。照射スポット内に検出パターン２３５が無い時の出力信号レベルは、受光素子２４４の暗電圧と同等であり低いレベルにある。時刻ｔ１において、照射スポットに検出パターン２３５が入り始めると、センサの出力信号が立ち上がり始める。時刻ｔ３において、照射スポットの全範囲に検出パターン２３５が入った以後は、出力信号は一定になる。出力信号の立ち上がりに要する時間は、照射スポットの直径を中間転写ベルト８０の移動速度で割った時間にほぼ等しい。時刻ｔ４において、照射スポットから検出パターン２３５が抜け始めると、センサの出力信号が立ち下がり始める。時刻ｔ６において、照射スポットから検出パターン２３５が抜けると出力信号は暗電圧に戻る。出力信号の立ち下がりに要する時間は、立ち上がりに要する時間と同様である。   FIG. 6 is a diagram for explaining the output characteristics of the output signals of the sensors 61 and 62. FIG. 6 shows output signals from the sensors 61 and 62 when a detection pattern having a uniform density is passed through the irradiation spot. Note that Vth in the figure is a reference voltage used by the comparator 295. Actually, the detection pattern 235 moves and the irradiation spot is a fixed position. However, in FIG. 6, the irradiation spot indicated by a circle moves relative to the position of the detection pattern 235. It shows. The output signal level when there is no detection pattern 235 in the irradiation spot is equivalent to the dark voltage of the light receiving element 244 and is at a low level. When the detection pattern 235 starts to enter the irradiation spot at time t1, the output signal of the sensor starts to rise. At time t3, after the detection pattern 235 enters the entire range of the irradiation spot, the output signal becomes constant. The time required for the rise of the output signal is substantially equal to the time obtained by dividing the diameter of the irradiation spot by the moving speed of the intermediate transfer belt 80. When the detection pattern 235 starts to come off from the irradiation spot at time t4, the output signal of the sensor starts to fall. At time t6, when the detection pattern 235 is removed from the irradiation spot, the output signal returns to the dark voltage. The time required for the fall of the output signal is the same as the time required for the rise.

レジストレーション制御においては、検出パターンの位置を検出するため、センサの出力信号が比較器２９５の基準電圧Ｖｔｈと交差する時刻を記録する。例えば、出力信号の立ち上がりと基準電圧Ｖｔｈの交差時刻を、検出パターンの先端を検出した時刻ｔ２とし、出力信号の立ち下がりと基準電圧Ｖｔｈの交差時刻を、検出パターンの後端を検出した時刻ｔ５とし、その平均時刻を検出パターンの位置として記録する。先端と後端の平均時刻を位置として用いることで、閾値や、出力信号レベルが変動しても計測される検出パターンの位置には影響しないという利点がある。   In registration control, in order to detect the position of the detection pattern, the time when the output signal of the sensor crosses the reference voltage Vth of the comparator 295 is recorded. For example, the intersection time between the rising edge of the output signal and the reference voltage Vth is the time t2 when the leading edge of the detection pattern is detected, and the intersection time between the falling edge of the output signal and the reference voltage Vth is the time t5 when the trailing edge of the detection pattern is detected. And the average time is recorded as the position of the detection pattern. By using the average time of the front end and the rear end as the position, there is an advantage that the position of the detection pattern to be measured is not affected even if the threshold value or the output signal level changes.

本実施形態のように拡散反射光を検知することで検出パターンの位置を検出する方式は、下地である中間転写ベルト８０に傷等があっても拡散反射光はあまり影響を受けないため、精度が安定するという利点がある。また、長期の使用に渡って検知精度が変化しないという利点もある。   The method of detecting the position of the detection pattern by detecting the diffuse reflected light as in this embodiment does not affect the diffuse reflected light so much even if the intermediate transfer belt 80 as a base is scratched. Has the advantage of being stable. There is also an advantage that the detection accuracy does not change over a long period of use.

続いて、本実施形態におけるレジストレーション制御について図７を用いて説明する。Ｓ１０において、画像形成装置のＣＰＵ２７６は、レジストレーション制御を開始する。Ｓ１０においては、通常の印刷を行うときと同様に各アクチュエータを動作させ作像準備を行う。また、センサ６１及び６２の発光素子２４２を消灯した状態でのセンサ出力、つまり、受光素子２４４の暗電圧を各センサについて計測する。次にセンサ６１及び６２の発光素子２４２を所定光量で発光させる。発光素子２４２の光出力が安定するまで、数秒程度必要であるため、実際の計測を開始する充分前から発光を開始させておいても良い。   Next, registration control in the present embodiment will be described with reference to FIG. In S10, the CPU 276 of the image forming apparatus starts registration control. In S10, each actuator is operated to prepare for image formation as in normal printing. Further, the sensor output when the light emitting element 242 of the sensors 61 and 62 is turned off, that is, the dark voltage of the light receiving element 244 is measured for each sensor. Next, the light emitting elements 242 of the sensors 61 and 62 are caused to emit light with a predetermined light amount. Since it takes several seconds until the light output of the light emitting element 242 is stabilized, the light emission may be started sufficiently before the actual measurement is started.

ＣＰＵ２７６は、Ｓ１１で中間転写ベルト８０に検出パターンを形成する。図８は、本実施形態による検出パターン２３５の一部を示す図である。既に説明した様に、図８に示すような検出パターン２３５を、中間転写ベルト８０の各側にそれぞれ作成する。なお、図８（Ｂ）は、中間転写ベルトの面に形成される検出パターン２３５の平面図であり、図８（Ａ）は、図８（Ｂ）のＡ−Ａ線の断面図である。図においてパッチ画像２１１は、イエローのトナーによる菱形状のパッチ画像の上に、ブラックのトナーによる菱形状のパッチ画像を形成したパッチ画像である。なお、ブラックのトナーによる菱形状のパッチ画像は、イエローのトナーによる菱形状のパッチ画像より小さい。また、パッチ画像２１２は、マゼンタのトナーによる菱形状の画像であり、パッチ画像２１３は、シアンのトナーによる菱形状の画像である。また、パッチ画像２１４、２１５及び２１６は、パッチ画像２１１、２１２及び２１３の順序と、菱形の向きを逆にしたものである。各パッチ画像は、センサ６１、６２による読み取りにおいて、コントラストを確保するために、トナー量が多く濃度が高い、いわゆるベタ画像を用いることができる。検出パターン２３５は、中間転写ベルト８０の進行方向前側にあるパッチ画像２１１からセンサ６１、６２で検知される。   The CPU 276 forms a detection pattern on the intermediate transfer belt 80 in S11. FIG. 8 is a diagram showing a part of the detection pattern 235 according to the present embodiment. As already described, detection patterns 235 as shown in FIG. 8 are created on each side of the intermediate transfer belt 80. 8B is a plan view of the detection pattern 235 formed on the surface of the intermediate transfer belt, and FIG. 8A is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 8B. In the figure, a patch image 211 is a patch image in which a diamond-shaped patch image with black toner is formed on a diamond-shaped patch image with yellow toner. Note that the diamond-shaped patch image using black toner is smaller than the diamond-shaped patch image using yellow toner. The patch image 212 is a rhombus image using magenta toner, and the patch image 213 is a rhombus image using cyan toner. The patch images 214, 215, and 216 are obtained by reversing the order of the patch images 211, 212, and 213 and the rhombus direction. Each patch image can be a so-called solid image having a large amount of toner and a high density in order to ensure contrast in reading by the sensors 61 and 62. The detection pattern 235 is detected by the sensors 61 and 62 from the patch image 211 on the front side in the traveling direction of the intermediate transfer belt 80.

Ｓ１２において、ＣＰＵ２７６は、センサ６１及び６２の出力信号をサンプリングして、サンプリング値をメモリ２７５に保存する。図９は、図８のパッチ画像２１１及び２１２が、センサ６１又は６２の検出範囲を通過したときに保存されるサンプリング値の一例を表している。なお、図９は、６ミリ秒ごとにサンプリングしたときのものであり、黒丸がサンプリング点及びサンプリング値を示している。中間転写ベルト８０の両端近傍に設けられた各センサは、検出パターンが到達する前からサンプリング値の保存を開始し、ＣＰＵ２７６は、総ての検出パターンがセンサの検出範囲を通過する間、そのサンプリング値をメモリ２７５に保存する。   In S <b> 12, the CPU 276 samples the output signals of the sensors 61 and 62 and stores the sampling value in the memory 275. FIG. 9 shows an example of sampling values stored when the patch images 211 and 212 in FIG. 8 pass through the detection range of the sensor 61 or 62. FIG. 9 shows a case where sampling is performed every 6 milliseconds, and black dots indicate sampling points and sampling values. Each sensor provided in the vicinity of both ends of the intermediate transfer belt 80 starts storing the sampling value before the detection pattern reaches, and the CPU 276 performs sampling while all the detection patterns pass through the detection range of the sensor. The value is stored in the memory 275.

その後、Ｓ１３からＳ１６において、ＣＰＵ２７６は、パッチ画像２１１のイエローのトナー像の領域、つまり、下地領域と、パッチ画像２１１のブラック領域を特定する。以下、詳細に説明する。ＣＰＵ２７６は、メモリ２７５に保存されたサンプリング値において、最初に第１閾値（図９の線３１１）を超えた直後のサンプリング点２０９と、サンプリング値が第１閾値以上の値から最初に第１閾値を下回る直前のサンプリング点２１０を探索する。つまり、パッチ画像２１１の先端及び後端近傍のサンプリング値を判定する。なお、探索範囲は、静電潜像の生成を開始した時刻から検出パターンがセンサの検出範囲に到達するまでの時間に、製造でのバラツキや、使用温度環境による変化を考慮したマージンを設けることで決定することができる。本実施形態においては、立ち上がりの捜索範囲を、０〜０．０８秒の範囲とし、立下りの捜索範囲を０．１９〜０．２７秒の範囲とした。また、第１閾値は、受光素子２４４の暗電圧より高い値で、かつ、検出パターン検知時の最大出力より十分低い値で予め定めておくことができる。中間転写ベルト８０の表面が部分的に汚れた場合、その部分の出力は、０．１から０．２Ｖ程度上昇するため、本実施形態においては、暗電圧０．１Ｖに中間転写ベルトの汚れの影響を防ぐように０．３Ｖを加えた０．４Ｖを第１閾値としている。   Thereafter, in S13 to S16, the CPU 276 specifies the yellow toner image area of the patch image 211, that is, the background area and the black area of the patch image 211. Details will be described below. In the sampling value stored in the memory 275, the CPU 276 first starts from the sampling point 209 immediately after exceeding the first threshold (line 311 in FIG. 9), and the sampling value is equal to or greater than the first threshold. The sampling point 210 immediately before the search is searched. That is, the sampling values near the front end and the rear end of the patch image 211 are determined. The search range should be provided with a margin that takes into account variations in manufacturing and changes due to the operating temperature environment from the time when generation of the electrostatic latent image starts until the detection pattern reaches the detection range of the sensor. Can be determined. In this embodiment, the rising search range is set to a range of 0 to 0.08 seconds, and the falling search range is set to a range of 0.19 to 0.27 seconds. Further, the first threshold value can be determined in advance as a value higher than the dark voltage of the light receiving element 244 and sufficiently lower than the maximum output during detection pattern detection. When the surface of the intermediate transfer belt 80 is partially contaminated, the output of the portion increases by about 0.1 to 0.2 V. Therefore, in this embodiment, the darkness of the intermediate transfer belt is reduced to 0.1 V. In order to prevent the influence, 0.4V obtained by adding 0.3V is set as the first threshold value.

Ｓ１４において、ＣＰＵ２７６は、パッチ画像２１１のイエロー領域からの拡散反射光に対応する出力レベルであるＹレベル（第１の値）と、ブラック領域からの拡散反射光に対応する出力レベルであるＫレベル（第２の値）を決定する。Ｓ１３で特定したサンプリング点２０９及び２１０は、それぞれ、パッチ画像２１１の先端及び後端近傍のサンプリング点である。既に説明した様に、センサの出力信号の立ち上がり及び立下りには、スポット径に依存する時間がかかる。したがって、この立ち上がり及び立下りの時間に対応する所定数のサンプリング値については、出力信号が安定していないためＹレベルの決定から除外する構成とすることができる。具体的には、パッチ画像２１１からの最初のサンプリング点２０９から、スポット径に相当する距離だけ移動するのに必要な時間（約２０ミリ秒）に対応するサンプリング数のサンプリング値については、Ｙレベルの決定に使用しない構成とすることができる。同様に、パッチ画像２１１の最後のサンプリング点２１０と、それ以前の約２０ミリ秒のサンプリング点２０２との間のサンプリング値については、Ｙレベルの決定に使用しない構成とすることができる。つまり、サンプリング点２０１からサンプリング点２０２までの間において、サンプリング値が相対的に低い部分ブラック領域からの反射光に対応するサンプリング値を除いたサンプリング値からＹレベルを決定する。   In S14, the CPU 276 outputs the Y level (first value) corresponding to the diffuse reflected light from the yellow area of the patch image 211 and the K level as the output level corresponding to the diffuse reflected light from the black area. (Second value) is determined. The sampling points 209 and 210 specified in S13 are sampling points near the front end and the rear end of the patch image 211, respectively. As already described, it takes time depending on the spot diameter to rise and fall of the output signal of the sensor. Therefore, the predetermined number of sampling values corresponding to the rising and falling times can be excluded from the determination of the Y level because the output signal is not stable. Specifically, the sampling level corresponding to the time (about 20 milliseconds) required to move from the first sampling point 209 from the patch image 211 by a distance corresponding to the spot diameter is the Y level. It can be set as the structure which is not used for determination of this. Similarly, the sampling value between the last sampling point 210 of the patch image 211 and the previous sampling point 202 of about 20 milliseconds may be configured not to be used for determining the Y level. That is, between the sampling point 201 and the sampling point 202, the Y level is determined from the sampling value excluding the sampling value corresponding to the reflected light from the partial black region where the sampling value is relatively low.

例えば、サンプリング点２０１を含む、その後の所定の数、例えば３つのサンプリング点のサンプリング値の平均をＹレベルとすることができる。なお、所定の数は、ブラック領域の色ずれが最大であるときの、下地のイエロー領域の副走査方向の最小の長さを計算し、この長さ内のサンプリング点数に基づき決定することができる。また、より簡易には、サンプリング点２０１からサンプリング点２０２までの間の最大値に対応するサンプリング点をＹレベルとすることができる。なお、サンプリング点２０２を含む、それ以前の所定の数のサンプリング点のサンプリング値の平均をＹレベルとすることもできる。   For example, an average of sampling values of a predetermined number thereafter including, for example, three sampling points including the sampling point 201 can be set as the Y level. The predetermined number can be determined on the basis of the number of sampling points within this length by calculating the minimum length in the sub-scanning direction of the underlying yellow region when the color shift of the black region is maximum. . More simply, the sampling point corresponding to the maximum value between the sampling point 201 and the sampling point 202 can be set to the Y level. It should be noted that the average of the sampling values of a predetermined number of sampling points including the sampling point 202 can be set to the Y level.

また、本実施形態においては、サンプリング点２０１からサンプリング点２０２までのサンプリング値の最小値に対応するサンプリング点２０３を、Ｋレベルとして保存する。なお、サンプリング点２０１からサンプリング点２０２の時間的に中心付近の所定の時間範囲内のサンプリング値の平均をＫレベルとしても良い。また、所定の時間範囲内のサンプリング値から選択したＹレベルより低い所定の数、例えば、３つのサンプリング値の平均をＫレベルとしても良い。   In the present embodiment, the sampling point 203 corresponding to the minimum sampling value from the sampling point 201 to the sampling point 202 is stored as the K level. Note that an average of sampling values within a predetermined time range near the center in time from the sampling point 201 to the sampling point 202 may be set as the K level. Further, a predetermined number lower than the Y level selected from the sampling values within a predetermined time range, for example, an average of three sampling values may be set as the K level.

Ｓ１５において、ＣＰＵ２７６は、パッチ画像２１１のイエロー領域とブラック領域の境界を判定するための第２閾値を決定する。図９においては、線２０４が第２閾値を表している。イエロー領域とブラック領域の境界では、センサの出力信号が急峻に変化する。なるべく正確に境界位置を特定するためには、急峻に出力信号が変化している時刻を測定することが好ましい。本実施形態では、Ｓ１４で決定したＹレベルとＫレベルの平均値を第２閾値とする。しかしながら、ＹレベルとＫレベルの間の任意の値を使用することができる。第２閾値をセンサの出力信号が跨ぐ時刻を測定することで、精度よくイエロー領域とブラック領域の境界を特定することができる。   In S15, the CPU 276 determines a second threshold value for determining the boundary between the yellow area and the black area of the patch image 211. In FIG. 9, the line 204 represents the second threshold value. At the boundary between the yellow area and the black area, the output signal of the sensor changes sharply. In order to specify the boundary position as accurately as possible, it is preferable to measure the time when the output signal changes steeply. In the present embodiment, the average value of the Y level and the K level determined in S14 is set as the second threshold value. However, any value between the Y level and the K level can be used. By measuring the time when the output signal of the sensor crosses the second threshold value, the boundary between the yellow region and the black region can be specified with high accuracy.

Ｓ１６において、ＣＰＵ２７６は、ブラック領域の位置を特定する。図９において、第２閾値２０４を、立ち下がりで跨ぐ前後のサンプリング点は、サンプリング点２０５と２０６である。さらに、第２閾値２０４を、立ち上がりで跨ぐ前後のサンプリング点は、サンプリング点２０８と２０７である。例えば、第２閾値を上回るサンプリング点のうち、第２閾値と出力信号が立ち下がりで交差する位置に最も近いサンプリング点２０５と、立ち上がりで交差する位置に最も近いサンプリング点２０７をブラック領域の境界とすることができる。または、第２閾値を下回るサンプリング点から選択することもでき、この場合には、サンプリング点２０６及び２０８がブラック領域の境界となる。さらに、サンプリング点２０５と２０６のうちの第２閾値との差が少ないサンプリング点と、サンプリング点２０７と２０８のうちの第２閾値との差が少ないサンプリング点をブラック領域の位置としても良い。さらに、サンプリング点２０５とサンプリング点２０６とを線形補間し、さらに、サンプリング点２０８と２０７の間を線形補完し、これにより求めた出力信号の立ち上がりと立下り部分が第２閾値２０４と交差する時刻を、ブラック領域の境界としても良い。これにより、ブラック領域の境界を精度よく推定できる。   In S16, the CPU 276 specifies the position of the black area. In FIG. 9, sampling points 205 and 206 are the sampling points before and after the second threshold value 204 is straddled at the falling edge. Further, sampling points 208 and 207 before and after the second threshold value 204 is straddled at the rising edge. For example, among sampling points that exceed the second threshold, the sampling point 205 that is closest to the position where the output signal intersects the second threshold and the sampling point 207 that is closest to the position where the output signal intersects at the rising edge are defined as the boundaries of the black region. can do. Alternatively, a sampling point that falls below the second threshold can be selected, and in this case, the sampling points 206 and 208 are the boundaries of the black region. Further, a sampling point having a small difference between the second threshold value among the sampling points 205 and 206 and a sampling point having a small difference between the second threshold values among the sampling points 207 and 208 may be set as the position of the black region. Further, linear interpolation is performed between the sampling point 205 and the sampling point 206, and linear interpolation is performed between the sampling points 208 and 207, and the time when the rising and falling portions of the output signal obtained thereby intersect the second threshold value 204. May be the boundary of the black region. Thereby, the boundary of the black region can be estimated with high accuracy.

その後、ＣＰＵ２７６は、Ｓ１７において、パッチ画像２１２から２１５の領域と、パッチ画像２１６のイエロー領域とブラック領域の境界をそれぞれ特定する。なお、パッチ画像２１６のイエロー領域とブラック領域の境界の判定はパッチ画像２１１と同様である。さらに、パッチ画像２１２から２１５についても、第１閾値によりその境界を特定することができる。或いは、パッチ画像２１２から２１５は、イエローレベルの決定と同様の方法で、対応する色レベルを決定し、そのレベルと暗電圧レベルの平均値により閾値を設定して、境界を特定することもできる。   Thereafter, in S17, the CPU 276 specifies the areas of the patch images 212 to 215 and the boundaries of the yellow area and the black area of the patch image 216, respectively. The determination of the boundary between the yellow area and the black area of the patch image 216 is the same as that for the patch image 211. Further, the boundaries of the patch images 212 to 215 can be specified by the first threshold value. Alternatively, the patch images 212 to 215 can specify the boundary by determining the corresponding color level in the same manner as the determination of the yellow level and setting a threshold value based on the average value of the level and the dark voltage level. .

以上のように、本実施形態においては、各閾値を決定してパッチ画像の境界を特定する。例えば、ブラックのトナー量が少なくなると、ブラックの検出パターンが薄くなることがあり得る。この場合、ブラック領域からの拡散反射光も増加し、よって、センサの出力信号レベルは十分に下がらない。   As described above, in this embodiment, each threshold value is determined and the boundary of the patch image is specified. For example, when the amount of black toner decreases, the black detection pattern may become lighter. In this case, the diffuse reflected light from the black region also increases, and therefore the output signal level of the sensor does not decrease sufficiently.

例えば、図１０は、パッチ画像２１１のブラックのトナー量が十分にある場合の、図９は、パッチ画像２１１のブラックのトナー量が図１０より少ない場合のセンサの出力信号を表している。図９及び図１０において、Ｖｔｈで示す線は、比較器２９５の基準電圧Ｖｔｈ（第３閾値）である。図１０に示す様に、ブラック領域のトナー量が十分にあると、センサの出力信号も十分に低くなり、イエロー領域とブラック領域の境界に対応する時刻ｔ２及びｔ３で割り込みが発生し、よって、ＣＰＵ２７６は時刻を記録することができる。一方、図９においては、ブラック領域のトナー量が少ないため、センサの出力信号は、ブラック領域を検出している間も基準電圧Ｖｔｈより大きくなり、よって、基準電圧Ｖｔｈでは、ブラック領域の境界を検出できない。本実施形態では、適応的に閾値を変化させるため、ブラックのトナー量が変化したとしてもブラックの領域を特定できる。   For example, FIG. 10 shows the output signal of the sensor when the black toner amount of the patch image 211 is sufficient, and FIG. 9 shows the output signal of the sensor when the black toner amount of the patch image 211 is smaller than that of FIG. 9 and 10, the line indicated by Vth is the reference voltage Vth (third threshold value) of the comparator 295. As shown in FIG. 10, when the amount of toner in the black area is sufficient, the output signal of the sensor also becomes sufficiently low, and an interrupt occurs at times t2 and t3 corresponding to the boundary between the yellow area and the black area. The CPU 276 can record the time. On the other hand, in FIG. 9, since the amount of toner in the black area is small, the output signal of the sensor is larger than the reference voltage Vth while the black area is detected. It cannot be detected. In this embodiment, since the threshold value is adaptively changed, the black region can be specified even if the amount of black toner changes.

例えば、通常は、比較器２９５を使用したレジストレーション制御を実行し、比較器２９５による検出パターンの位置測定が成功しない場合に、上記サンプリング値を用いた位置測定を実行する構成とすることができる。これは、比較器２９５による各色の領域の位置測定の精度が高いためであり、この構成により、トナーの量が減少しても安定したレジストレーション制御が可能となる。本実施形態の方法では、メモリ２７５に保存したサンプリング値を後から処理することで位置の特定ができるため、比較器２９５による位置測定の成否を判断した後であっても、サンプリング値により位置測定を行うことができるという利点がある。比較器２９５による位置測定では、検出パターンにより割り込みが生じる回数が既知であるため、生じた割り込み回数が必要な回数と異なる場合、比較器２９５による位置測定が成功しなかったと判断できる。   For example, the registration control using the comparator 295 is normally executed, and when the position measurement of the detection pattern by the comparator 295 is not successful, the position measurement using the sampling value can be executed. . This is because the accuracy of position measurement of each color region by the comparator 295 is high, and this configuration enables stable registration control even when the amount of toner is reduced. In the method of this embodiment, since the position can be specified by processing the sampling value stored in the memory 275 later, the position measurement is performed based on the sampling value even after the position measurement by the comparator 295 is determined. There is an advantage that can be done. In the position measurement by the comparator 295, since the number of times that an interrupt is generated is known according to the detection pattern, it can be determined that the position measurement by the comparator 295 has not been successful if the number of generated interrupts is different from the required number.

以上、本実施形態においては、いずれかのトナーによるパターンが薄くなっても検出パターンの位置を特定することができ、色ずれ量の測定および補正を行うことが可能となる。   As described above, in the present embodiment, the position of the detection pattern can be specified even if the pattern of any one of the toners becomes thin, and the color misregistration amount can be measured and corrected.

＜第二実施形態＞
続いて、第二実施形態について、第一実施形態との相違点を中心に説明する。図１１は、本実施形態で用いる検出パターンである。本実施形態では、レジストレーション制御と濃度補正制御を連続したシーケンスで実行する。したがって、図１１に示す様に第一実施形態と同じ、レジストレーション制御用のパッチ画像２１１〜２１６に加えて、濃度制御用の検出パターンを構成するパッチ画像２１７から２２０を中間転写ベルト８０に形成する。図１１に示すパッチ画像２１１〜２２０を１組として、中間転写ベルト８０には、複数の組の検出パターンを中間転写ベルト８０の１周以内に形成する。なお、パッチ画像２１７から２２０は、それぞれ、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）のトナーにより形成されている。なお、本実施形態においては、濃度制御用の各色のパッチ画像では、それぞれ、３つの異なる濃度を使用しているが、濃度の階調数は一例であり、濃度補正用のパッチ画像は、複数の任意の階調で形成することが可能である。なお、濃度制御を行うためには、検出パターンの下地からの正反射光を検知する必要がある。したがって、センサには、発光素子と、該発光素子が照射し、中間転写ベルトで拡散反射する光を受光する受光素子と、中間転写ベルトで正反射する光を受光する受光素子とを備えたものを使用する。 <Second embodiment>
Next, the second embodiment will be described focusing on the differences from the first embodiment. FIG. 11 shows detection patterns used in the present embodiment. In the present embodiment, registration control and density correction control are executed in a continuous sequence. Accordingly, as shown in FIG. 11, in addition to the registration control patch images 211 to 216, patch images 217 to 220 constituting a density control detection pattern are formed on the intermediate transfer belt 80 as in the first embodiment. To do. As a set of patch images 211 to 220 shown in FIG. 11, a plurality of sets of detection patterns are formed on the intermediate transfer belt 80 within one turn of the intermediate transfer belt 80. The patch images 217 to 220 are formed of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) toners, respectively. In the present embodiment, each color patch image for density control uses three different densities, but the number of density gradations is an example, and there are a plurality of density correction patch images. It is possible to form with any gradation. In order to perform density control, it is necessary to detect regular reflection light from the ground of the detection pattern. Accordingly, the sensor includes a light emitting element, a light receiving element that receives the light that is emitted from the light emitting element and diffusely reflected by the intermediate transfer belt, and a light receiving element that receives the light regularly reflected by the intermediate transfer belt. Is used.

濃度制御用の検出パターンの各パッチ画像は、その先端と後端の濃度がエッジ効果により変動することがあるため、各濃度のパッチ画像の中央部で濃度を測定することが好ましい。このためには、濃度制御用の検出パターンの位置ずれ量をおおまかに知る必要がある。これには、第一実施形態で説明した検出パターンの位置特定方法を用いることができる。   Since each patch image of the detection pattern for density control may vary in density at the front and rear ends due to the edge effect, it is preferable to measure the density at the center of the patch image of each density. For this purpose, it is necessary to roughly know the positional deviation amount of the detection pattern for density control. For this, the detection pattern position specifying method described in the first embodiment can be used.

例えば、図１１に示すパッチ画像２１１及び２１６の各ブラック領域の位置を第一実施形態にて説明した方法で計測する。この２つのブラック領域の位置の平均値をＡとする。この場合、平均値Ａと、ブラックの濃度制御用のパッチ画像２２０までの距離、又は、時間は、同じ色であるため固定的である。よって、Ａの時刻を計測し、Ａから所定の時間後のサンプリング値を使用することで、ブラックのトナー像の位置ずれ量によらず、ブラックの濃度制御用のパッチ画像２２０の各色の中央部で濃度を測定することが可能になる。なお、他の色についても同様である。また、パッチ画像２１１及び２１６のいずれかのブラック領域の位置を基準にブラックの濃度制御用のパッチ画像２２０の位置を特定する構成であっても良い。   For example, the position of each black area of the patch images 211 and 216 shown in FIG. 11 is measured by the method described in the first embodiment. An average value of the positions of the two black areas is A. In this case, the average value A and the distance or time to the patch image 220 for black density control are fixed because they are the same color. Therefore, by measuring the time of A and using the sampling value after a predetermined time from A, the central portion of each color of the patch image 220 for black density control is used regardless of the amount of displacement of the black toner image. It becomes possible to measure the concentration. The same applies to other colors. Further, the configuration may be such that the position of the black density control patch image 220 is specified with reference to the position of one of the black areas of the patch images 211 and 216.

以上、本実施形態においては、濃度制御とレジストレーション制御を同一シーケンスで行う場合に、各色の相対的な位置ずれ量に拘らず、精度よく濃度制御を行うことができる。濃度制御が成功すると以後のレジストレーション制御も精度よく行うことができるようになるため、変化に強いキャリブレーションを実現することができる。   As described above, in the present embodiment, when the density control and the registration control are performed in the same sequence, the density control can be accurately performed regardless of the relative positional deviation amount of each color. If the density control is successful, the subsequent registration control can be performed with high accuracy, so that it is possible to realize calibration that is resistant to changes.

＜その他の実施形態＞
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。 <Other embodiments>
The present invention can also be realized by executing the following processing. That is, software (program) that realizes the functions of the above-described embodiments is supplied to a system or apparatus via a network or various storage media, and a computer (or CPU, MPU, or the like) of the system or apparatus reads the program. It is a process to be executed.

Claims (20)

第１の色の現像剤像の上に前記第１の色の現像剤像とは反射光量が異なる第２の色の現像剤像を形成したパッチを含む検出パターンにより位置ずれ補正を行い、前記第２の色の現像剤像を含むパターンにより濃度補正を行う画像形成装置であって、
位置ずれを検出するための前記検出パターンと、前記濃度補正のためのパターンを連続して像担持体の１周以内に形成する画像形成手段と、
前記像担持体に向けて光を照射し、その反射光量をサンプリングして、サンプリング値を取得するサンプリング手段と、
前記取得したサンプリング値のうち、前記パッチからの反射光に対応するサンプリング値を予め定めた第１閾値に基づき判定する判定手段と、
前記パッチの前記第１の色の現像剤像からの反射光量に対応する第１の値と、前記第２の色の現像剤像からの反射光量に対応する第２の値を、前記パッチからの反射光に対応するサンプリング値に基づき決定し、前記第１の値と前記第２の値の間の値であり、前記第１閾値とは異なる値の第２閾値を決定する決定手段と、
前記第２閾値に基づき、前記パッチの前記第１の色の現像剤像と前記第２の色の現像剤像との境界を検出する検出手段と、
を備え、
前記検出手段は、前記濃度補正のためのパターンに含まれる前記第２の色の現像剤像の位置を、前記検出手段が検出した前記パッチの前記第１の色の現像剤像と前記第２の色の現像剤像との境界に基づき決定することを特徴とする画像形成装置。 There line positional deviation correction by the detection pattern wherein the first color developer image containing the patches forming the developer image of the second color reflected light is different on the first color developer image, a row cormorants image forming apparatus density correction by the pattern comprising a developer image of the second color,
Said detection pattern for detecting the positional deviation, an image forming unit that form within one rotation of the image carrier in succession pattern for the density correction,
Sampling means for irradiating the image carrier with light, sampling the amount of reflected light, and obtaining a sampling value;
Determination means for determining a sampling value corresponding to the reflected light from the patch among the acquired sampling values based on a predetermined first threshold;
A first value corresponding to the reflected light amount from the first color developer image of the patch and a second value corresponding to the reflected light amount from the second color developer image are obtained from the patch. Determining means for determining a second threshold value that is a value between the first value and the second value, and is different from the first threshold value, based on a sampling value corresponding to the reflected light of
Detecting means for detecting a boundary between the first color developer image and the second color developer image of the patch based on the second threshold;
Equipped with a,
The detection means detects the position of the developer image of the second color included in the pattern for density correction and the position of the developer image of the first color of the patch detected by the detection means and the second color. an image forming apparatus comprising decision to Rukoto based on the boundary between the color of the developer image. 前記検出手段は、前記第１閾値に基づき、前記像担持体と前記パッチの前記第１の色の現像剤像との境界を検出することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1, wherein the detection unit detects a boundary between the image carrier and the developer image of the first color of the patch based on the first threshold value. 前記第２の値は、前記パッチからの反射光に対応するサンプリング値のうちの所定の時間範囲内のサンプリング値から決定される、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。 The second value is determined from a sampling value within a predetermined time range among sampling values corresponding to reflected light from the patch.
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus is an image forming apparatus. 前記所定の時間範囲は、前記パッチからの反射光に対応するサンプリング値の時間的に中心のサンプリング値を含む時間範囲である、
ことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。 The predetermined time range is a time range including a sampling value centered in time of a sampling value corresponding to the reflected light from the patch,
The image forming apparatus according to claim 3. 前記第２の値は、前記所定の時間範囲内のサンプリング値の最小値である、
ことを特徴とする請求項３又は４に記載の画像形成装置。 The second value is a minimum value of sampling values within the predetermined time range.
The image forming apparatus according to claim 3, wherein the image forming apparatus is an image forming apparatus. 前記第２の値は、前記所定の時間範囲内のサンプリング値から選択したサンプリング値の平均値である、
ことを特徴とする請求項３又は４に記載の画像形成装置。 The second value is an average value of sampling values selected from sampling values within the predetermined time range.
The image forming apparatus according to claim 3, wherein the image forming apparatus is an image forming apparatus. 前記第１の値は、前記パッチからの反射光に対応するサンプリング値のうち、時間的に最初の所定数のサンプリング値と、時間的に最後の所定数のサンプリング値と、前記所定の時間範囲内のサンプリング値を除いたサンプリング値から決定される、
ことを特徴とする請求項３から６のいずれか１項に記載の画像形成装置。 The first value is the first predetermined number of sampling values in time among the sampling values corresponding to the reflected light from the patch, the last predetermined number of sampling values in time, and the predetermined time range. Determined from the sampling value excluding the sampling value in
The image forming apparatus according to claim 3, wherein the image forming apparatus is an image forming apparatus. 前記第１の値は、前記パッチからの反射光に対応するサンプリング値のうち、時間的に最初の所定数のサンプリング値と、時間的に最後の所定数のサンプリング値と、前記所定の時間範囲内のサンプリング値を除いたサンプリング値の最大値である、
ことを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。 The first value is the first predetermined number of sampling values in time among the sampling values corresponding to the reflected light from the patch, the last predetermined number of sampling values in time, and the predetermined time range. It is the maximum value of the sampling value excluding the sampling value in
The image forming apparatus according to claim 7. 前記第１の値は、前記パッチからの反射光に対応するサンプリング値のうち、時間的に最初の所定数のサンプリング値と、時間的に最後の所定数のサンプリング値と、前記所定の時間範囲内のサンプリング値を除いたサンプリング値から選択したサンプリング値の平均値である、
ことを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。 The first value is the first predetermined number of sampling values in time among the sampling values corresponding to the reflected light from the patch, the last predetermined number of sampling values in time, and the predetermined time range. The average value of the sampling values selected from the sampling values excluding the sampling values in
The image forming apparatus according to claim 7. 前記時間的に最初の所定数及び前記時間的に最後の所定数は、前記サンプリング手段が照射する光の前記像担持体でのスポット径に相当する距離だけ前記像担持体が移動する間のサンプリング数に対応する、
ことを特徴とする請求項７から９のいずれか１項に記載の画像形成装置。 The first predetermined number in time and the last predetermined number in time are sampled while the image carrier moves by a distance corresponding to the spot diameter of the light irradiated by the sampling means on the image carrier. Corresponding to the number,
The image forming apparatus according to claim 7, wherein the image forming apparatus is an image forming apparatus. 前記検出手段は、予め定めた第３閾値により前記パッチの前記第１の色の現像剤像と前記第２の色の現像剤像との境界を検出し、前記第３閾値により前記パッチの前記第１の色の現像剤像と前記第２の色の現像剤像との境界を検出できない場合、前記決定手段が決定した前記第２閾値に基づき、前記パッチの前記第１の色の現像剤像と前記第２の色の現像剤像との境界を検出する、
ことを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の画像形成装置。 Said detecting means, a boundary between the first color developer image and the second color developer image of the patch is detected by the third threshold value preset, wherein said patch by said third threshold value When the boundary between the developer image of the first color and the developer image of the second color cannot be detected, the developer of the first color of the patch is based on the second threshold determined by the determination unit Detecting a boundary between the image and the developer image of the second color;
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus is an image forming apparatus. 第１の色の現像剤像の上に前記第１の色の現像剤像とは反射光量が異なる第２の色の現像剤像を形成したパッチを含む検出パターンにより位置ずれ補正を行い、前記第２の色の現像剤像を含むパターンにより濃度補正を行う画像形成装置であって、
位置ずれを検出するための前記検出パターンと、前記濃度補正のためのパターンを連続して像担持体の１周以内に形成する画像形成手段と、
前記像担持体に向けて光を照射し、その反射光量をサンプリングして、サンプリング値を取得するサンプリング手段と、
前記パッチの前記第１の色の現像剤像と前記第２の色の現像剤像との境界を検出するために予め定められた閾値により前記境界が検出できない場合、前記パッチの前記第１の色の現像剤像からの反射光量に対応する第１の値と、前記第２の色の現像剤像からの反射光量に対応する第２の値を、前記パッチからの反射光に対応するサンプリング値に基づき決定し、前記第１の値と前記第２の値の間の値である閾値を決定する決定手段と、
前記予め定められた閾値、又は、前記第１の値と前記第２の値の間の値である閾値により、前記パッチの前記第１の色の現像剤像と前記第２の色の現像剤像との境界を検出する検出手段と、
を備え、
前記検出手段は、前記濃度補正のためのパターンに含まれる前記第２の色の現像剤像の位置を、前記検出手段が検出した前記パッチの前記第１の色の現像剤像と前記第２の色の現像剤像との境界に基づき決定することを特徴とする画像形成装置。 There line positional deviation correction by the detection pattern wherein the first color developer image containing the patches forming the developer image of the second color reflected light is different on the first color developer image, a row cormorants image forming apparatus density correction by the pattern comprising a developer image of the second color,
Said detection pattern for detecting the positional deviation, an image forming unit that form within one rotation of the image carrier in succession pattern for the density correction,
Sampling means for irradiating the image carrier with light, sampling the amount of reflected light, and obtaining a sampling value;
If the boundary cannot be detected by a predetermined threshold for detecting the boundary between the first color developer image and the second color developer image of the patch, the first color of the patch A first value corresponding to the amount of reflected light from the color developer image and a second value corresponding to the amount of reflected light from the second color developer image are sampled corresponding to the reflected light from the patch. Determining means for determining based on a value and determining a threshold value that is a value between the first value and the second value;
The developer image of the first color and the developer of the second color of the patch according to the predetermined threshold value or a threshold value that is a value between the first value and the second value. Detection means for detecting a boundary with the image;
Equipped with a,
The detection means detects the position of the developer image of the second color included in the pattern for density correction and the position of the developer image of the first color of the patch detected by the detection means and the second color. An image forming apparatus characterized in that it is determined based on a boundary with a developer image of any color . 前記第２の値は、前記パッチからの反射光に対応するサンプリング値のうちの所定の時間範囲内のサンプリング値から決定される、
ことを特徴とする請求項１２に記載の画像形成装置。 The second value is determined from a sampling value within a predetermined time range among sampling values corresponding to reflected light from the patch.
The image forming apparatus according to claim 12 . 前記所定の時間範囲は、前記パッチからの反射光に対応するサンプリング値の時間的に中心のサンプリング値を含む時間範囲である、
ことを特徴とする請求項１３に記載の画像形成装置。 The predetermined time range is a time range including a sampling value centered in time of a sampling value corresponding to the reflected light from the patch,
The image forming apparatus according to claim 13 . 前記第２の値は、前記所定の時間範囲内のサンプリング値の最小値である、
ことを特徴とする請求項１３又は１４に記載の画像形成装置。 The second value is a minimum value of sampling values within the predetermined time range.
The image forming apparatus according to claim 13 or 14, characterized in that. 前記第２の値は、前記所定の時間範囲内のサンプリング値から選択したサンプリング値の平均値である、
ことを特徴とする請求項１３又は１４に記載の画像形成装置。 The second value is an average value of sampling values selected from sampling values within the predetermined time range.
The image forming apparatus according to claim 13 or 14, characterized in that. 前記第１の値は、前記パッチからの反射光に対応するサンプリング値のうち、時間的に最初の所定数のサンプリング値と、時間的に最後の所定数のサンプリング値と、前記所定の時間範囲内のサンプリング値を除いたサンプリング値から決定される、
ことを特徴とする請求項１３から１６のいずれか１項に記載の画像形成装置。 The first value is the first predetermined number of sampling values in time among the sampling values corresponding to the reflected light from the patch, the last predetermined number of sampling values in time, and the predetermined time range. Determined from the sampling value excluding the sampling value in
The image forming apparatus according to any one of claims 13 16, characterized in that. 前記第１の値は、前記パッチからの反射光に対応するサンプリング値のうち、時間的に最初の所定数のサンプリング値と、時間的に最後の所定数のサンプリング値と、前記所定の時間範囲内のサンプリング値を除いたサンプリング値の最大値である、
ことを特徴とする請求項１７に記載の画像形成装置。 The first value is the first predetermined number of sampling values in time among the sampling values corresponding to the reflected light from the patch, the last predetermined number of sampling values in time, and the predetermined time range. It is the maximum value of the sampling value excluding the sampling value in
The image forming apparatus according to claim 17 . 前記第１の値は、前記パッチからの反射光に対応するサンプリング値のうち、時間的に最初の所定数のサンプリング値と、時間的に最後の所定数のサンプリング値と、前記所定の時間範囲内のサンプリング値を除いたサンプリング値から選択したサンプリング値の平均値である、
ことを特徴とする請求項１７に記載の画像形成装置。 The first value is the first predetermined number of sampling values in time among the sampling values corresponding to the reflected light from the patch, the last predetermined number of sampling values in time, and the predetermined time range. The average value of the sampling values selected from the sampling values excluding the sampling values in
The image forming apparatus according to claim 17 . 前記時間的に最初の所定数及び前記時間的に最後の所定数は、前記サンプリング手段が照射する光の前記像担持体でのスポット径に相当する距離だけ前記像担持体が移動する間のサンプリング数に対応する、
ことを特徴とする請求項１７から１９のいずれか１項に記載の画像形成装置。 The first predetermined number in time and the last predetermined number in time are sampled while the image carrier moves by a distance corresponding to the spot diameter of the light irradiated by the sampling means on the image carrier. Corresponding to the number,
The image forming apparatus according to any one of claims 17 19, characterized in that.

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