(57)【要約】【課題】像担持体上にその移動方向に沿って線状の傷や汚れが付いている場合であっても、簡単にしかも正確にカラーレジパターンを認識できる画像形成装置を提供すること。【解決手段】本発明は、カラーレジストレーションの誤差を測定するためのカラーレジパターンを発生するパターン発生部２と、カラーレジパターンを像担持体１０上に画像として形成する像形成部３ａ〜３ｄと、像担持体１０上に形成されたカラーレジパターンを光学的に読み取って電気信号に変換する読み取り部４と、読み取り部４にて得た電気信号に基づいてカラーレジストレーションの誤差量を求める誤差検出部５とを有する画像形成装置１であって、誤差検出部５が、読み取り部４から得た電気信号の波形について予め設定した閾値を超える領域の重心位置を算出し、その重心位置からカラーレジパターンの位置を求めるものである。【選択図】図１
2006268052.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カラーレジストレーションの誤差を測定するためのカラーレジパターンを発生するパターン発生手段と、該カラーレジパターンを像担持体上に画像として形成する像形成手段と、該像担持体上に形成されたカラーレジパターンを光学的に読み取って電気信号に変換する読み取り手段と、該読み取り手段にて得た電気信号に基づいてカラーレジストレーションの誤差量を求める誤差検出手段とを有する画像形成装置であって、
前記誤差検出手段は、前記読み取り手段から得た電気信号の波形について予め設定した閾値を超える領域の重心位置を算出し、その重心位置から前記カラーレジパターンの位置を求める
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記像担持体の移動方向に沿って付く線状の汚れや傷の幅を検出する汚れ傷幅検出手段と、
前記汚れ傷幅検出手段によって検出した幅よりも太い線幅のカラーレジパターンを設定する線幅設定手段と
を備えていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異なる色の画像を重ね合わせてカラー画像を得る場合において、その色のずれ具合を表すカラーレジストレーション誤差を検出する機能を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、オフィスにおけるドキュメント作成は急速にカラー化が進んでおり、これにともない複写機やプリンタ、ファクシミリ等の機器においてもカラー化への対応が要求されている。また、これらの機器のカラー化を進める場合には、出力画像の高画質化および出力の高速化も要求される。
【０００３】
ところが、出力の高速化を図ろうとするとカラーレジストレーションの悪化によって出力画像の高画質を維持するのが困難となる。また、装置内部の温度変化や記録紙を補給するときの衝撃、人が装置にぶつかってしまった場合の外力などにより各色の像を形成するためのユニットの位置や、各ユニット内部の部品の位置等が微妙に変化してしまうと、高速化を図ろうとした際にこの微妙な位置変化がカラーレジストレーションの悪化を引き起こすことになる。
【０００４】
そこで、特許文献１や特許文献２においては、カラーレジストレーションの誤差量を測定し、これを補正しながら高画質化を図る技術が開示されている。これは、各色に対応したカラーレジパターンを像担持体上に形成し、これらのカラーレジパターンを読み取り手段で光学的に読み取り、その読み取り信号に基づいて各色のカラーレジパターンの間隔を算出してこれを基準値と等しくなるように各色の像形成ユニットの位置や画像形成開始タイミングを補正するものである。
【０００５】
図１３は、このようなカラーレジストレーション誤差を測定する機能を備えた画像形成装置１’を説明する構成図である。すなわち、この画像形成装置１’は各色に対応した所定のカラーレジパターン１１’を発生するパターン発生部２’と、各色に対応するカラーレジパターン１１’を像担持体１０である搬送用ベルト上に画像として形成する像形成部３ａ〜３ｄと、像担持体１０上のカラーレジパターン１１’を光学的に読み取って電気信号に変換する読み取り部４と、読み取り部４にて読み取った電気信号に基づいてカラーレジストレーションの誤差量を求める誤差検出部５とを備え、さらに、各色に対応する画像データを一時的に格納しておく画像一時記憶部６と、各部を制御するコントローラ７とを備えている。
【０００６】
この画像形成装置１’によって通常の画像出力である画像形成モードを実行するには、先ず、一般の画像データ２０を画像一時記憶部６に格納しておく。一般の画像データ２０は、Ｂｌａｃｋ、Ｙｅｌｌｏｗ、Ｍａｇｅｎｔａ、Ｃｙａｎの４色の画像を重ね合わせて多色画像を形成するためのものであり、各色の画像データは各々画像一時記憶部６の「Ｋ」、「Ｙ」、「Ｍ」、「Ｃ」に各々蓄えられる。次いで、駆動ローラ１０ａおよび従動ローラ１０ｂにより図示しない用紙を像担持体１０上に送り込み、搬送させる。
【０００７】
像担持体１０上には、各色に対応した像形成部３ａ〜３ｄが配置されており、像担持体１０上を搬送する用紙はこの像形成部３ａ〜３ｄの下を通過する状態となる。この際、搬送される用紙の先端がＢｌａｃｋの像形成部３ｄの真下となる転写ポイントに達するのと、この像形成部３ｄにより形成された画像の先端が転写ポイントに達するのとが同時となるように像形成部３ｄは画像一時記憶部６の「Ｋ」から画像データを順次読み出し、画像の形成を行う。
【０００８】
これによって、像形成部３ｄで形成された画像は転写ポイントで用紙に順次転写されることになる。同様にして用紙の搬送と対応してＹｅｌｌｏｗの像形成部３ｃ、Ｍａｇｅｎｔａの像形成部３ｂおよびＣｙａｎの像形成部３ａは画像一時記憶部６の「Ｙ」、「Ｍ」、「Ｃ」から対応する色の画像データを順次読み出し、画像の形成を行う。このようにして順次タイミングを取りながら各像形成部３ａ〜３ｄにて画像を形成することで用紙に各色の画像が重ね合わされ、カラー画像が形成される。
【０００９】
次に、この画像形成装置１’にてカラーレジストレーションの誤差量を測定し各色の像形成部３ａ〜３ｄの位置や像形成のタイミングを補正するカラーレジ補正モードの実行を説明する。先ず、コントローラ７によって各部に指令が出され、カラーレジ補正モードである旨を通知する。この通知を受けたパターン発生部２’は各色に対応するカラーレジパターン１１’の画像データを画像一時記憶部６に出力する。
【００１０】
このカラーレジ補正モードの場合には、用紙の搬送は行わず駆動ローラ１０ａ、１０ｂの駆動によって像担持体１０のみを回転させる。そして、この状態で各色に対応した像形成部３ａ〜３ｄは、先に説明した画像形成モードと全く同じ動作を同じタイミングで行い、用紙を搬送していない像担持体１０上に直接各色に対応したカラーレジパターン１１’を転写する。
【００１１】
図１４および図１５は像担持体１０上に転写されたカラーレジパターンの例を示す図である。すなわち、図１４に示す例では像担持体１０の移動方向（図中矢印参照）に対して垂直な方向に沿って各色のカラーレジパターン１１ａ’〜１１ｄ’が像担持体１０の両端に順に転写されている。これらのカラーレジパターン１１ａ’〜１１ｄ’は、像担持体１０の移動方向のカラーレジストレーション誤差量を測定するために使用されるものである。
【００１２】
また、図１５に示す例では像担持体１０の移動方向（図中矢印参照）に沿って各色のカラーレジパターン１１ａ’〜１１ｄ’が像担持体１０の両端に順に転写されている。これらのカラーレジパターン１１ａ’〜１１ｄ’は、像担持体１０の移動方向に対して垂直な方向のカラーレジストレーション誤差量を測定するために使用されるものである。
【００１３】
いずれのカラーレジパターン１１ａ’〜１１ｄ’であっても像担持体１０上に転写された後、読み取り部４で光学的に読み取られ、所定の電気信号に変換される。誤差検出部５は読み取り部４から電気信号を得て、各色に対応するカラーレジパターン１１ａ’〜１１ｄ’の間隔を基準値と比較し、その差分であるカラーレジストレーション誤差量をコントローラ７へ通知する。コントローラ７はこのカラーレジストレーション誤差量がゼロとなるように各色の像形成部３ａ〜３ｄの位置や画像形成開始タイミングを補正する。これによって、カラーレジ補正モードを終了する。
【００１４】
このようにしてカラーレジストレーションの誤差が補正された効果は、次の画像形成モードの際に現れることになる。
【００１５】
【特許文献１】特開昭６４−８８４７１号公報
【特許文献２】特開平１−８３６７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、このような画像形成装置においては次のような問題がある。すなわち、画像形成装置を長期間にわたり使用した後にはカラーレジストレーションの誤差量を測定する環境が悪化し、測定精度が下がるという問題が生じる。特に、カラーレジパターンを形成する像担持体は劣化しやすく、汚れや傷が付きやすい。例えば、図１６に示すように像担持体１０の移動方向（図中矢印参照）に沿って線状に傷（汚れでも同様）が付いてしまった場合、正確にカラーレジパターン１１ａ’の位置を検出するのが困難となる。
【００１７】
図１７は、図１６中のＣ部における読み取り部からの出力信号例を示す図である。このように、読み取り部４（図１６参照）では、カラーレジパターン１１ａ’からの信号と傷からの信号との両方を読み取ってしまい、どちらがカラーレジパターン１１ａ’からの信号なのかを区別しなければ正確なカラーレジストレーション誤差量を検出できないことになる。
【００１８】
よって、本発明は像担持体上にその移動方向に沿って線状の傷や汚れが付いている場合であっても、簡単にしかも正確にカラーレジパターンを認識できる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明はこのような目的を達成するために成されたものである。すなわち、本発明は、カラーレジストレーションの誤差を測定するためのカラーレジパターンを発生するパターン発生手段と、カラーレジパターンを像担持体上に画像として形成する像形成手段と、像担持体上に形成されたカラーレジパターンを光学的に読み取って電気信号に変換する読み取り手段と、読み取り手段にて得た電気信号に基づいてカラーレジストレーションの誤差量を求める誤差検出手段とを有する画像形成装置であって、誤差検出手段が、読み取り手段から得た電気信号の波形について予め設定した閾値を超える領域の重心位置を算出し、その重心位置からカラーレジパターンの位置を求めるものである。また、上記構成に加え、像担持体の移動方向に沿って付く線状の汚れや傷の幅を検出する汚れ傷幅検出手段と、汚れ傷幅検出手段によって検出した幅よりも太い線幅のカラーレジパターンを設定する線幅設定手段とを備える画像形成装置でもある。
【００２０】
本発明では、線幅設定手段によってカラーレジパターンの線幅を、像担持体の移動方向に沿って付く線状の汚れや傷の幅よりも太く設定し、パターン発生手段によってその設定された線幅のカラーレジパターンを発生している。このため、像形成手段が像担持体上に形成するカラーレジパターンは汚れや傷の幅よりも太いものとなる。また、カラーレジパターンの線幅が汚れや傷の幅より太いということから、認識手段は、読み取り手段から得た電気信号に基づくカラーレジパターンと汚れや傷とをその信号差から的確に区別し、結果を誤差検出手段へ渡している。また、汚れ傷幅検出手段を備える場合には、像担持体に付いた線状の汚れや傷の幅を予め検出している。これによって、像担持体に付いている汚れや傷の幅に応じて、その幅よりも太い線幅のカラーレジパターンを形成できるようになる。また、誤差検出手段によって、読み取り手段から得た電気信号の波形について予め設定した閾値を超える領域の重心位置を算出し、その重心位置からカラーレジパターンの位置を求めるため、カラーレジパターンと汚れや傷とをその信号差から的確に区別することができるようになる。
【発明の効果】
【００２１】
したがって、本発明の画像形成装置によれば次のような効果がある。すなわち、カラーレジストレーション誤差を測定するにあたり、像担持体に汚れや傷が付いている場合であっても、簡単で安価な構成によりその汚れや傷の影響を受けることなく確実にカラーレジパターンの位置を認識することが可能となる。しかも、像担持体に付いている汚れや傷の幅を検出し、これに応じたカラーレジパターンの線幅を設定等を行うことで、画像形成装置の使用にともなって変化する汚れや傷にも対応してカラーレジストレーションの誤差を測定することが可能となる。これにより、長期間にわたり高精度にカラーレジストレーション誤差の測定を行うことが可能となることから、常に高画質の画像出力を提供できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に、本発明における画像形成装置の実施例を図に基づいて説明する。図１は本発明の第１実施例における画像形成装置を説明する構成図である。この画像形成装置１は、例えばＢｌａｃｋ、Ｙｅｌｌｏｗ、Ｍａｇｅｎｔａ、Ｃｙａｎから成る４色の画像を重ね合わせて多色画像を記録する装置であり、カラーレジストレーションの誤差量を補正する機能を有するものである。
【００２３】
このため、画像形成装置１は、各色に対応した所定のカラーレジパターン１１を発生するパターン発生部２と、カラーレジパターン１１を像担持体１０である搬送用ベルト上に画像として形成する像形成部３ａ〜３ｄと、カラーレジパターン１１を光学的に読み取り電気信号に変換する読み取り部４と、この電気信号に基づいてカラーレジストレーションの誤差量を求める誤差検出部５と、各色に対応する画像データを一時的に格納しておく画像一時記憶部６と、各部を制御するコントローラ７とを備え、さらに、カラーレジパターン１１の線幅を所定の太さに設定する線幅設定部８と、読み取り部４からの電気信号に基づきカラーレジパターン１１を認識する認識手段であるローパスフィルター９とを備える構成となっている。
【００２４】
パターン発生部２は、図示しない記憶手段を内蔵しており、線幅設定部８により設定された所定の線幅から成るカラーレジパターン１１の画像データを蓄えている。なお、この記憶手段としては、画像形成装置１の電源を切ってもデータ消失しないようなＲＯＭやハードディスク等が用いられる。
【００２５】
図２および図３は、パターン発生部２により発生するカラーレジパターンの例を示す図である。図２に示す例では、像担持体１０の移動方向（図中矢印参照）に対して垂直な方向に沿って各色のカラーレジパターン１１ａ〜１１ｄが像担持体１０の両端に順に転写されている。これらのカラーレジパターン１１ａ〜１１ｄは、像担持体１０の移動方向のカラーレジストレーション誤差量を測定するために使用される。
【００２６】
また、図３に示す例では像担持体１０の移動方向（図中矢印参照）に沿って各色のカラーレジパターン１１ａ〜１１ｄが像担持体１０の両端に順に転写されている。これらのカラーレジパターン１１ａ〜１１ｄは、像担持体１０の移動方向に対して垂直な方向のカラーレジストレーション誤差量を測定するために使用される。いずれもカラーレジパターン１１ａ〜１１ｄであっても、像担持体１０上に転写された後、読み取り部４によって光学的に読み取られることになる。
【００２７】
像形成部３ａ〜３ｄは、各色に対応した画像を形成するためのものであり、画像形成モードの場合には一般の画像データ２０に基づく画像を図示しない用紙に形成し、カラーレジ補正モードの場合にはパターン発生部２から送られるカラーレジパターン１１の画像データに基づく画像を形成する。このため、像形成部３ａ〜３ｄは、感光体と走査光学系と現像手段とを組み合わせて電子写真方式により画像を形成するものや、インクリボンの顔料等を熱や衝撃力により転写し画像を形成するもの、インクを飛散させることにより画像を形成するものなど、画像を形成するユニットであれば何でもよい。これら各色に対応した像形成部３ａ〜３ｄは、通常ほぼ等間隔に設置されている。
【００２８】
読み取り部４は、像形成部３ａ〜３ｄによって像担持体１０上に形成されたカラーレジパターン１１を光学的に読み取って、所定の電気信号に変換するものである。図４の拡大断面図に示すように、読み取り部４は、像担持体１０の下側に配置される照明手段４０から像担持体１０の上側に透過する光を取り込むウインド４１と、ウインド４１から取り込んだ光を結像する結像光学系４２と、結像光学系４２によって結像された光を受ける光電変換手段４３と、光電変換手段４３を固定するとともに駆動回路を備える駆動回路基板４４とを備え、これらが筐体４５内に収納されているものである。
【００２９】
照明手段４０は、像担持体１０上に形成されたカラーレジパターン１１（図１参照）を像担持体１０の下側から照明する。このため、例えばＬＥＤやハロゲンランプ、蛍光灯等の充分な光量を確保できるものを使用する。この例では像担持体１０が半透明な部材であることを前提とし、照明手段４０を像担持体１０の下側に配置しているが（透過型照明系）、像担持体１０を不透明な部材とした場合には、像担持体１０の斜め上方に照明手段４０を配置し光を反射させるようにする（反射型照明系）。
【００３０】
また、この照明手段４０は図示しない照明制御手段によって制御されており、照明光量を調整できるようになっている。これによって、照明手段４０の劣化による光量低下、像担持体１０の透過率低下、光電変換手段４３の感度低下、照明手段４０およびウインド４１の汚れ付着による光量低下などが発生しても光電変換手段４３を最適な受光状態に保つことができるようになる。なお、読み取り部４が十分明るいところに配置されている場合には照明手段４０を省略してもかまわない。
【００３１】
また、読み取り部４における結像光学系４２は、セルフォックレンズアレー、アクロマチックレンズ、フォログラムレンズ等から成り、像担持体１０表面と光電変換手段４３とを共役関係に保つものであれば何でもよい。
【００３２】
読み取り部４の主要構成要素である光電変換手段４３は、結像光学系４２によって作られたカラーレジパターン１１（図１参照）の像を読み取り電気信号に変換するもので、例えばＣＣＤイメージセンサなどの撮像素子やフォトダイオード等の光電変換素子により構成されている。また、駆動回路基板４４は、光電変換手段４３を駆動する回路を備えるとともに、光電変換手段４３の出力する電気信号を図１に示すローパスフィルター９に向けて出力するインタフェースの機能を備えている。
【００３３】
筐体４５は、結像光学系４２、光電変換手段４３、駆動回路基板４４を収納するためのものであり、その下部には照明手段４０からの光を内部に入射させる開口が設けられ、この開口にトナーやごみ等の進入を防ぐためのウインド４１が取り付けられている。また、筐体４５の上部にはカバーが取り付けられている。
【００３４】
次に、誤差検出部５の説明を行う。図５のブロック図に示すように、誤差検出部５は、ローパスフィルター９により帯域制限された信号を受けて各色に対応するカラーレジパターン１１（図１参照）の間隔を算出し、これを基準値と比較してその差分であるカラーレジストレーション誤差量５５をコントローラ７（図１参照）に通知するものである。
【００３５】
このため、誤差検出部５は、ローパスフィルター９からの信号を処理しカラーレジパターン１１（図１参照）の個々のパターン位置を算出するパターン位置算出手段５１と、その算出結果を各色毎に一時記憶するパターン位置メモリ５２ａ〜５２ｄと、パターン位置算出手段５１の算出回数をカウントしてカラーレジパターン１１の全てが読み取り部４（図１参照）の下を通過したことを知らせる終了信号発生手段５４と、終了信号発生手段５４の終了信号を受けてパターン位置メモリ５２ａ〜５２ｄの内容を参照しながら各色のカラーレジパターン１１の間隔を算出し、これを基準値とを比較してカラーレジストレーション誤差量５５を求めるカラーレジストレーション誤差演算手段５３とを備える構成となっている。
【００３６】
誤差検出部５は、図２および図３に示すような各色に対応するカラーレジパターン１１ａ〜１１ｄの位置を算出し、各方向に応じたカラーレジストレーション誤差量５５を算出する。つまり、図２に示すカラーレジパターン１１ａ〜１１ｄの場合には、各色のカラーレジパターン１１ａ〜１１ｄの間隔（像担持体１０の移動方向に沿った間隔）の設計値を基準としてカラーレジストレーション誤差量５５を算出し、図３に示すカラーレジパターン１１ａ〜１１ｄの場合には、各色のカラーレジパターン１１ａ〜１１ｄの間隔（像担持体１０の移動方向に対して垂直な方向の間隔）の設計値すなわちゼロを基準としてカラーレジストレーション誤差量５５を算出する。
【００３７】
図１に示す画像形成装置１の画像一時記憶部６は、一般の画像データ２０を一時的に記憶したり、カラーレジパターン１１の画像データを一時的に記憶するもので、画像形成モードかカラーレジ補正モードかによって両者の選択を行う。このため、画像形成装置１の電源が切れてデータが消失してもかまわないＤＲＡＭやＳＲＡＭ、ハードディスク等で使用される。また、コントローラ７は、画像形成モードやカラーレジ補正モードの開始を各部に通知するとともに、カラーレジ補正モードの終了時には誤差検出部５より出力されるカラーレジストレーション誤差量５５（図５参照）を受けて、これがゼロになるよう各色に対応する像形成部３ａ〜３ｄの位置や画像形成開始タイミングを補正する作業を行う。
【００３８】
第１実施例における画像形成装置１では、特にカラーレジパターン１１（図１参照）の線幅を設定する線幅設定部８を備えるとともに、読み取り部４からの電気信号に基づいてカラーレジパターン１１を認識する認識手段であるローパスフィルター９を備えている点に特徴がある。
【００３９】
線幅設定部８は、画像形成装置１の特性上（機構上）予想される像担持体１０の移動方向に沿って線状に付く汚れや傷の幅よりも、形成するカラーレジパターン１１の線幅を太くするための設定を行っている。パターン発生部２は、線幅設定部８により設定される線幅のカラーレジパターン１１を発生し、画像一時記憶部６にその画像データを渡すことになる。
【００４０】
また、図６はローパスフィルター９（図１参照）の一例であるラプラシアンフィルターの帯域特性図である。例えば、１１タップのラプラシアンフィルターを用いる場合、その係数を−０．０５４７１，−０．０１１６７，０．０８４１６，０．１４７７８，０．２１４６６，０．２３９５６，０．２１４６６，０．１４７７８，０．０８４１６，−０．０１１６７，−０．０５４７１に取れば、図６に示すような帯域特性となりローパス特性を得ることができるようになる。
【００４１】
なお、ローパスフィルター９は、プログラム処理で構成しても、一般に市販されているコイルとコンデンサとで素子を構成し、次数と素子の定数を最適に設計して所望の特性を得るようにしてもよい。また、読み取り部４（図１参照）出力は通常アナログ信号であるため、ラプラシアンフィルターを採用する場合には、事前にＡ／Ｄ変換手段（図示せず）を設けてデジタル信号に変換しておく必要がある。
【００４２】
次に、このような構成による画像形成装置１でのカラーレジストレーションの誤差量の測定手順を説明する。なお、ここでは図７に示すように像担持体１０の移動方向に沿って傷（幅ｈ）が付いている場合の読み取りを例とする。先ず、図１に示す各像形成部３ａ〜３ｄにより像担持体１０の移動方向に沿って各色に対応したカラーレジパターン１１を形成する。これにより、図７に示すように像担持体１０の両端にその移動方向に沿って各色に対応してカラーレジパターン１１ａ〜１１ｄが順に形成される。なお、このカラーレジパターン１１ａ〜１１ｄの線幅Ｈは、先に説明した線幅設定部８（図１参照）によって傷の幅ｈよりも太く設定されている。
【００４３】
次いで、カラーレジパターン１１ａ〜１１ｄが形成された像担持体１０を移動して、順次カラーレジパターン１１ａ〜１１ｄに基づく信号を読み取り部４によって読み取っていく。図８は読み取り部４からの出力信号例を示す図であり、（ａ）は図７のＡ部、（ｂ）は図７のＢ部での読み取りに対応している。各図において受光量の低下している部分は照明手段４０（図４参照）からの光が遮られた部分を示しており、例えば、図８（ａ）の場合にはカラーレジパターン１１ａ（図７参照）の部分であり、図８（ｂ）の場合にはカラーレジパターン１１ａおよび傷の部分である。
【００４４】
次に、この読み取り部４からの出力信号をローパスフィルター９（図１参照）に渡し、帯域制限を行う。図９はローパスフィルター９からの出力信号例を示す図である。すなわち、図９（ａ）は、図７のＢ図の位置での読み取り出力信号（図８（ｂ）参照）をローパスフィルター９に通して得たものである。この例では、図７に示す傷の幅ｈが０．１ｍｍ（基本周波数が５Ｌｉｎｅ−ｐａｉｒ／ｍｍ）程度であるため、図６に示す帯域特性からゲインのない周波数となり、これに対し、カラーレジパターン１１ａの線幅Ｈが０．５ｍｍ（基本周波数１Ｌｉｎｅ−ｐａｉｒ／ｍｍ）程度であるため、ゲインがほとんど「１」の状態となる。このため、図９（ａ）に示すように、カラーレジパターンと傷とにおいて大きな波形差が生じることになる。
【００４５】
同様に、図１６のＣ位置における読み取り信号を、図１のローパスフィルター９に通して得た出力信号を図９（ｂ）に示す。従来のように、傷の幅とカラーレジパターン１１ａ’の線幅との差が少ない場合であってもローパスフィルター９を通過させることで波形に差を生じさせることができ、カラーレジパターンの位置を容易に認識できるようになる。
【００４６】
次に、この出力信号を図１に示す誤差検出部５に渡す。誤差検出部５では、この信号を図５に示すパターン位置算出手段５１で受け、図９に示すような各閾値の設定を行う。図９（ａ）に示すように、カラーレジパターン１１ａ（図７参照）の波形と傷の波形とに大きな差が生じている場合には閾値として５０％程度を設定し、パターン位置算出手段５１（図５参照）はこの閾値を越える図９（ａ）中ハッチングの部分の重心位置を算出する。これがカラーレジパターン１１ａの位置となる。
【００４７】
また、図９（ｂ）に示すように、カラーレジパターン１１ａの波形と傷の波形とに大きな差が生じていない場合には閾値として８０％程度を設定し、同様にこの閾値を越える図９（ｂ）中ハッチングの部分の重心位置を算出する。このような位置算出を各カラーレジパターン１１ａ〜１１ｄについて計算する。これによって、像担持体１０に傷（汚れを含む）が付いている場合であってもカラーレジパターン１１の位置のみを的確に抽出することができるようになる。
【００４８】
図５に示すパターン位置算出手段５１によって算出された各色のカラーレジパターン１１ａ〜１１ｄの位置は、パターン位置メモリ５２ａ〜５２ｄに一時記憶されることになる。なお、この一時記憶の操作は、像担持体１０上に形成された全てのカラーレジパターン１１ａ〜１１ｄに対して繰り返し行われる。カラーレジパターン１１ａ〜１１ｄの総数は通常像形成部３ａ〜３ｄ（図１参照）の種類の整数倍で、像担持体１０の一周にわたり形成できる長さにすることが多い。
【００４９】
このため、総数またはカラーレジパターン１１ａ〜１１ｄが読み取り部４の下を通過するのに要する必要時間は一意的に決まる。この性質を利用して、図５に示す終了信号発生手段５４は、パターン位置算出手段５１の動作回数またはカラーレジパターン１１ａ〜１１ｄの最初の検出からの経過時間をモニターしていて、これらが所定の値を越えたとき、カラーレジストレーション誤差演算手段５３に終了信号を送る。
【００５０】
次に、終了信号発生手段５４の終了信号を受けたカラーレジストレーション誤差演算手段５３は、パターン位置メモリ５２ａ〜５２ｄの内容を参照しながら各色におけるカラーレジパターン１１ａ〜１１ｄの間隔を算出し、これを基準値と比較してカラーレジストレーション誤差量５５を求める。カラーレジストレーション誤差量５５の算出手順は次の通りである。
【００５１】
まず初めにＢｌａｃｋのカラーレジパターン１１ａの位置が格納されている「Ｋ」用パターン位置メモリ５２ａの値を順次読み出しその平均を求め、次にＹｅｌｌｏｗのカラーレジパターン１１ｂの位置が格納されている「Ｙ」用パターン位置メモリ５２ｂの値を読み出しその平均を求める。これを「Ｍ」用パターン位置メモリ５２ｃおよび「Ｃ」用パターン位置メモリ５２ｄについても行い、それらの差分を求める。
【００５２】
例えば、Ｂｌａｃｋを基準と取ると、「Ｙ」用パターン位置メモリ５２ｂの平均値と「Ｋ」用パターン位置メモリ５２ａの平均値との差分、「Ｍ」用パターン位置メモリ５２ｃの平均値と「Ｋ」用パターン位置メモリ５２ａの平均値との差分および「Ｃ」用パターン位置メモリ５２ｄの平均値と「Ｋ」用パターン位置メモリ５２ａの平均値との差分をそれぞれ求める。これが各色に対応するカラーレジパターン１１ａ〜１１ｄの間隔となる。
【００５３】
次に、カラーレジストレーション誤差演算手段５３は先に算出した各色に対応するカラーレジパターン１１ａ〜１１ｄの間隔を、所定の基準値（像担持体１０の移動方向では各色のカラーレジパターンの間隔の設計値であり、像担持体１０の移動方向に対して垂直な方向ではゼロである。）と比較し、その差分であるカラーレジストレーション誤差値５５を図１に示すコントローラ７に通知する。
【００５４】
コントローラ７は、このカラーレジストレーション誤差値５５（図５参照）がゼロとなるように各色の像形成部３ａ〜３ｄ（図１参照）の位置や画像形成開始タイミングを補正する。これによって、カラーレジストレーションの誤差補正を行うことができるようになる。
【００５５】
なお、図１に示すローパスフィルター９は、説明を分かりやすくするため独立の構成となっているが、読み取り部４や誤差検出部５に内蔵される構成であっても同様である。さらに、この実施例ではローパスフィルター９として電気的なものを用いる例を説明したが、読み取り部４の光学系を工夫することで光学的なローパスフィルター９を実現することも可能である。
【００５６】
例えば、図４に示す像担持体１０から光電変換手段４３の間の光学系中に擦りガラス等を入れ、光電変換手段４３に結像する像担持体１０の表面のカラーレジパターン１１（図１参照）の像をぼかすようにして光学的にローパスフィルターの特性を得ることもできる。これは、ウインド４１を透明ガラスから擦りガラスに変更することで容易に実現できる。
【００５７】
また、他の手段として、図１０の拡大断面図に示すように、像担持体１０と結像光学系４２と光電変換手段４３との位置関係を意図的にずらし、像担持体１０と光電変換手段４３との共役関係をわずかに崩すことで光電変換手段４３に結像するカラーレジパターン１１（図１参照）の像をぼかし、光学的にローパスフィルターの特性を得ることもできる。
【００５８】
このように、第１実施例における画像形成装置１では、線幅設定部８によって傷や汚れの幅よりもカラーレジパターン１１の線幅を太くし、しかもローパスフィルター９の作用によって的確にカラーレジパターン１１の位置を認識することができ、良好なカラーレジストレーションの誤差量測定を行うことが可能となる。
【００５９】
次に、本発明の第２実施例における画像形成装置１を説明する。図１１は第２実施例における画像形成装置１を説明する構成図である。すなわち、この画像形成装置１においては汚れ傷幅検出部１２、特性変更部１３およびパターン幅変更部１４を備えている点に特徴がある。
【００６０】
汚れ傷幅検出部１２は、読み取り部４からローパスフィルター９への出力信号をモニターできるようになっており、この出力信号が所定の閾値を下回る期間を検出し、これにより像担持体１０上の汚れや傷の幅を測定できる構成となっている。この出力信号と閾値との比較はアナログまたはデジタルのコンパレータにより構成される比較器（図示せず）にて行われる。また、この出力信号が閾値を下回る期間の測定は比較器の出力を受けたカウンター（図示せず）により行われる。汚れ傷幅検出部１２は、測定した汚れや傷の幅を特性変更部１３およびパターン幅変更部１４に通知している。
【００６１】
特性変更部１３は、ローパスフィルター９に対して設定すべき係数を数種類持ったルックアップテーブルを内蔵しており、汚れ傷幅検出部１２から汚れや傷の幅の信号を受け取った後、ルックアップテーブルによってその汚れや傷の幅に対応する係数を参照し、この参照した係数によってローパスフィルター９の特性を変更および設定できるよう構成されている。このルックアップテーブルは画像形成装置１の電源が切れてもデータを消失しないようなＲＯＭやハードディスク内に格納されている。
【００６２】
パターン幅変更部１４は、パターン発生部２に内蔵されており、同じくパターン発生部２に内蔵されている太さの異なるカラーレジパターン１１（図１参照）を数種類記憶した記憶手段（図示せず）から、汚れ傷幅検出部１２より得た汚れや傷の幅の信号に基づいて一つのカラーレジパターン１１の線幅を設定できるよう構成されている。
【００６３】
次に、このような構成となっている第２実施例における画像形成装置１でのカラーレジストレーション誤差の補正手順を説明する。先ず、コントローラ７により各部に指令が出されると、汚れ傷幅検出部１２は、像担持体１０上に付いている汚れや傷の幅の検出動作に移行する。この際、パターン発生部２、画像一時記憶部６および像形成部３ａ〜３ｄは一時的に休止状態に入り、カラーレジパターン１１の形成されていない像担持体１０のみが回転する状態となる。
【００６４】
次いで、読み取り部４は、カラーレジパターン１１の形成されていない像担持体１０を、カラーレジパターン１１が形成されている場合と同様に読み取る動作を行う。これによって、像担持体１０に付いた汚れや傷からの信号を読み取ることになる。
【００６５】
次に、汚れ傷幅検出部１２は、読み取り部４からローパスフィルター９への出力信号をモニターして、図１２に示すような出力信号を得る。そして、これを所定の閾値と比較し、出力信号が閾値を下回る期間を測定する。所定の閾値は、カラーレジパターン１１を読み取った場合の信号のボトムに対し、約半分の受光量に予め設定されている。汚れ傷幅検出部１２は、この動作を像担持体１０の一周にわたり行い、検出した汚れや傷の最大値を求めてこれを汚れや傷の幅とし、その値を特性変更部１３へ通知する。
【００６６】
特性変更部１３は、汚れ傷幅検出部１２から得た汚れや傷の幅の信号を受け取って、カットオフ周波数がその汚れや傷の幅の基本周波数の２〜３倍になるような係数をローパスフィルター９に設定するよう、ルックアップテーブルから対応する係数を選択する。そして、この選択した係数をローパスフィルター９に対して変更および設定する。
【００６７】
また、パターン幅変更部１４は、特性変更部１３と同様に汚れ傷幅検出部１２から汚れや傷の幅の信号を受け取って、カラーレジパターン１１の線幅がその汚れや傷の幅の約５倍程度になるよう記憶手段に記憶されているカラーレジパターンを選択する。これによって、像担持体１０に付いている汚れや傷の幅よりも太い線幅から成るカラーレジパターン１１を像形成部３ａ〜３ｄから像担持体１０上に形成できるとともに、読み取り部４にて読み取った信号に基づいて確実にカラーレジパターン１１の位置を認識できるようなローパスフィルター９を設定できるようになる。
【００６８】
このようにローパスフィルター９の特性変更およびカラーレジパターン１１の線幅変更を行った後は、第１実施例で説明したと同様なカラーレジストレーションの誤差量の測定を行う。これによって、長期間の使用で像担持体１０が劣化し、付着する汚れが傷の状態が変化しても、それに応じて常に良好なカラーレジストレーションの誤差測定を行うことが可能となる。
【００６９】
また、第２実施例における画像形成装置１の応用例として、汚れや傷の幅を検出する際に、誤差検出部５のパターン位置算出手段５１（図５参照）で汚れや傷におけるローパスフィルター９通過後の信号をモニターしてその信号ボトムを検出しておき、カラーレジ補正モードの際に、ローパスフィルター９の出力信号のボトムと先に求めた汚れや傷の信号ボトムとの中間にパターン位置算出手段５１の閾値を設定するようにする。
【００７０】
これによって、汚れや傷によるカラーレジストレーション誤差の測定環境が悪化した場合であっても、確実にカラーレジパターン１１の位置と汚れや傷の位置とを区別することが可能となり、常に良好なカラーレジストレーション誤差の測定を行うことが可能となる。
【００７１】
なお、本実施例においては、Ｂｌａｃｋ、Ｙｅｌｌｏｗ、Ｍａｇｅｎｔａ、Ｃｙａｎの４色の画像を重ね合わせて多色画像を記録する画像形成装置１を例として説明したが、本発明はこれに限定されず、他の色（モノトーンを含む）を重ね合わせて画像を形成する装置であっても同様である。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の第１実施例を説明する構成図である。
【図２】カラーレジパターンの例を示す図（その１）である。
【図３】カラーレジパターンの例を示す図（その２）である。
【図４】読み取り部を説明する拡大断面図である。
【図５】誤差検出部を説明するブロック図である。
【図６】ラプラシアンフィルターの帯域特性図である。
【図７】傷の入った状態を説明する図である。
【図８】読み取り部からの出力信号例を示す図である。
【図９】ローパスフィルターからの出力信号例を示す図である。
【図１０】他の例を説明する拡大断面図である。
【図１１】本発明の第２実施例を説明する構成図である。
【図１２】汚れ傷を読み取った場合の出力信号例を示す図である。
【図１３】従来例を説明する構成図である。
【図１４】従来のカラーレジパターンの例を示す図（その１）である。
【図１５】従来のカラーレジパターンの例を示す図（その２）である。
【図１６】傷の入った状態を示す図である。
【図１７】読み取り部からの出力信号例を示す図である。
【符号の説明】
【００７３】
１…画像形成装置、２…パターン発生部、３ａ〜３ｄ…像形成部、４…読み取り部、５…誤差検出部、６…画像一時記憶部、７…コントローラ、８…線幅設定部、９…ローパスフィルター、１０…像担持体、１１…カラーレジパターン、１２…汚れ傷幅検出部、１３…特性変更部、１４…パターン幅変更部
【図１】
2006268052.tif 000003
【図２】
2006268052.tif 000004
【図３】
2006268052.tif 000005
【図４】
2006268052.tif 000006
【図５】
2006268052.tif 000007
【図６】
2006268052.tif 000008
【図７】
2006268052.tif 000009
【図８】
2006268052.tif 000010
【図９】
2006268052.tif 000011
【図１０】
2006268052.tif 000012
【図１１】
2006268052.tif 000013
【図１２】
2006268052.tif 000014
【図１３】
2006268052.tif 000015
【図１４】
2006268052.tif 000016
【図１５】
2006268052.tif 000017
【図１６】
2006268052.tif 000018
【図１７】
2006268052.tif 000019