JP2000137358A - カラー画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】各色の可視像の重ね合わせ精度を向上させて良
好なカラー画像を形成できるカラー画像形成装置を提供
する。 【解決手段】感光ドラム１上に帯電器２−１〜２−４、
レーザ露光器３−１〜３−４、現像器４−１〜４−４を
設け、感光ドラム１上で各色の可視像を重ね合わせてカ
ラー画像を形成し、記録用紙９に転写するカラー画像形
成装置において、感光ドラム１上に現像器４−１〜４−
４による可視像形成位置の相対差を検出するための検知
用パターンをレーザ露光器３−１〜３−４および現像器
４−１〜４−４の少なくとも一つを用いて予め形成し、
これをパターン検出器１１で検出してパターン検出信号
発生回路２１、カウンタ回路２２を通して相対差を求
め、これに基づき露光開始タイミング補正回路２３で露
光回路２４を制御して、各レーザ露光器３−１〜３−４
で形成される各静電潜像の相対位置を補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式のカ
ラー画像形成装置に係り、特に潜像担持体上に複数の像
露光器と複数の現像器とを配置し、潜像担持体上で複数
の色の可視像を重ね合わせてカラー画像を形成するカラ
ー画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式により記録用紙上にカラー
画像を形成する画像形成装置には、種々の方式がある。
例えば、単色のトナー像を形成する画像形成ユニットを
３色分（イエロー、マジェンタ、シアン）、場合によっ
ては黒を含めた４色分、記録用紙の搬送方向に並べて配
置し、記録用紙上で各色のトナー像を重ね合わせてカラ
ー画像を形成するタンデム方式、一つの感光ドラム上に
静電潜像を形成するための像露光器と３色または黒を含
めた４色の現像器を設け、各色のトナー像を感光ドラム
上で重ね合わせてカラー画像を形成し、記録用紙に転写
する多重現像方式などが挙げられる。

【０００３】タンデム方式においては、一般に各画像形
成ユニットが記録用紙の搬送方向に連続して所定距離の
間隔をあけて配置して構成されているため、各画像形成
ユニットで同時にトナー像を形成することはできず、先
行する画像形成ユニットで形成されたトナー像が記録用
紙搬送方向にユニット間の距離だけ搬送されたとき、次
の画像形成ユニットで上から重ねてトナー像が形成され
る。このため、各画像形成ユニットの組み立て精度およ
び取り付け位置誤差等により、各トナー像が正確に重な
らない場合がある。また、記録用紙の搬送速度むらなど
により、各トナー像のずれが発生する場合もある。

【０００４】このような各トナー像の相対的な位置ずれ
を補正して、重ね合わせ精度を高めるため、従来では例
えば特開平８−２７８６８０号公報に開示されているよ
うに、各画像形成ユニットによって、所定の検知用パタ
ーンを記録用紙搬送ベルト上に各画像形成ユニット間で
所定距離だけずれるように形成し、それぞれの検知用パ
ターンの所定距離からのずれ量を光ファイバセンサやラ
インセンサなどの検出器を用いて測定し、これに基づい
て各画像形成ユニットによる静電潜像形成開始タイミン
グを調整したり、記録用紙の搬送速度を制御することに
よって位置ずれ補正を行ってきた。

【０００５】しかし、光ファイバセンサやラインセンサ
のように反射光を用いて検知用パターンを検出する検出
器では、検知用パターンの色によって反射光量が変化
し、例えばイエローなどは反射光量が小さくなり、検出
精度が低下するという欠点を有していた。また、検知用
パターンの背景色、すなわち記録用紙の搬送ベルトの色
によっても検知用パターンの有無によるセンサの出力値
の差が十分に得られず、検出精度が低下するという問題
があった。これらの問題は、検出器として撮像素子を用
いた場合も同様と考えられる。

【０００６】一方、後者の多重現像方式には大きく分け
て二つの方式、すなわち、感光ドラム上に一つの像露光
器を配置し、感光ドラムの１回転毎に１回潜像を形成し
１色の現像を行う動作を感光ドラムの３回転または４回
転にわたって行い、各色のトナー像を感光ドラム上で重
ね合わせてカラー画像を形成する第１の方式と、感光ド
ラム上に３色または黒を含めた４色分の像露光器と現像
器を配置し、感光ドラムの１回転中に各色毎の潜像形成
および現像を行い、各トナー像を重ね合わせることによ
ってカラー画像を形成する第２の方式とがある。

【０００７】第１の多重現像方式では、１つの像露光器
によって感光ドラムの１回転毎に潜像が形成され、各色
毎に設けられた現像器により１色ずつ感光ドラム上にト
ナー像が形成されるため、１回転毎に感光ドラム上の同
じ位置で潜像を形成し始めれば、各色のトナー像の位置
ずれは発生しない。しかし、１枚のカラー画像を形成す
るために感光ドラムが３回転、または黒を含めた４回転
する必要があるため、カラー画像形成速度の高速化には
不向きである。

【０００８】一方、像露光器が各現像器に対応して設け
られる第２の多重現像方式では、１色目の像露光器で感
光ドラム上に潜像が形成され、その像露光器のすぐ下流
に設置されている１色目の現像器によって現像が行われ
る。その後、感光ドラムが移動し、その移動速度と１色
目と２色目との間隔から決定される時間間隔後に２色目
の像露光器による潜像の形成と現像器による現像が行わ
れる。以下同様にして３色または黒を含めた４色のトナ
ー像が形成され、かつこれらのトナー像が感光ドラム上
で重ね合わせられることによってカラー画像が形成さ
れ、中間転写媒体または記録用紙に転写される。

【０００９】このように第２の多重現像方式では、１回
転でカラー画像を形成することができるため、画像形成
速度の高速化が可能であり、また感光ドラムの周囲に像
露光器、現像器を配置することができるので、装置全体
を小型化できるというメリットがある。しかし、この第
２の多重現像方式においても、タンデム方式と同様に各
像露光器の組み立て精度、各像露光器間の取り付け精
度、および熱膨張や経時的な誤差によって各色のトナー
像に相対的な位置ずれが生じ、画質劣化の原因となる。

【００１０】そこで、この第２の多重現像方式において
各色のトナー像間の位置ずれを低減して重ね合わせ精度
を高めるために、従来、例えば特開平８−２４０９４９
号公報に記載されているように、感光ドラムの周囲にサ
ポート部材を設けることにより、各像露光器の位置決め
精度を高める方法がとられている。しかし、近年のカラ
ー画像形成装置に対する高速、高精細化の要求に伴い、
各色のトナー像の重ね合わせ精度の向上に対する要求は
さらに高まっており、このような各ユニットの位置決め
精度だけでは十分な重ね合わせ精度が得られない。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、複数
の像露光器により感光ドラムが１回転する間にカラー画
像を形成する多重現像方式のカラー画像形成装置におい
ては、各像露光器の相対位置誤差、各像露光器の組み立
て誤差、または使用環境や経時的な変化により、各色の
可視像の重ね合わせ精度が十分に得られないという問題
点があった。

【００１２】本発明は、複数の色にそれぞれ対応させて
複数の像露光器および現像器を設ける多重現像方式にお
いて、各色の可視像の重ね合わせ精度を向上させて良好
なカラー画像を形成できるカラー画像形成装置を提供す
ることを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明は潜像担持体と、この潜像担持体の表面を異
なる色の画像情報に応じて露光して潜像を形成する複数
の像露光手段と、これらの像露光手段により形成された
潜像を可視像化して潜像担持体にカラー画像を形成する
複数の現像手段と、潜像担持体に形成されるカラー画像
を記録媒体に転写する転写手段とを有する多重現像方式
のカラー画像形成装置において、潜像担持体に複数の現
像手段によるそれぞれの可視像形成位置の相対差を検知
するための検知用情報を複数の像露光手段の少なくとも
一つを用いて形成する検知用情報形成手段と、検知用情
報を検出する検出手段と、この検出手段の検出結果に基
づいて前記相対差を求め、この相対差に応じて複数の像
露光手段によりそれぞれ形成される潜像の相対位置を補
正する補正手段とを備えたことを特徴とする。

【００１４】また、本発明は同様の多重現像方式のカラ
ー画像形成装置において、潜像担持体上に現像手段によ
る可視像形成位置の傾き角を検知するための検知用情報
を像露光手段の少なくとも一つを用いて形成する検知用
情報形成手段と、この検知用情報を検出する検出手段
と、この検出手段の検出結果に基づいて可視像形成位置
の傾き角を求め、この傾き角に基づいて各像露光手段に
よりそれぞれ形成される潜像の相対位置を補正する補正
手段とを備えたことを特徴とする。

【００１５】ここで、検知用情報の形成に際しては、例
えば検知用情報を像露光手段により潜像パターンとして
形成した後、現像手段によりこの潜像パターンを可視像
化する。この場合、複数の像露光手段を用いて複数の潜
像パターンを形成し、複数の現像手段のうち予め定めら
れた所定の色の現像剤を用いた一つの現像手段により潜
像パターンを可視像化して検知用情報を形成するように
してもよい。

【００１６】さらに、検知用情報は潜像担持体上に像露
光手段により形成された潜像パターンのままとし、現像
手段による可視像化を行わなくともよい。その場合、検
出手段は潜像担持体上の潜像パターンとして形成された
検知用情報の帯電量の変化を検出することにより、この
検知用情報を検出することができる。

【００１７】このように本発明のカラー画像形成装置で
は、検知用情報を潜像担持体上に潜像パターンとして形
成するため、この潜像パターンを検出手段による感度の
高い色の現像剤のみで現像することにより、検知用情報
を容易に検出でき、その検出結果に基づいて各現像手段
による可視像形成位置の相対差や傾き角を確実に補正す
ることが可能となる。

【００１８】各現像手段による可視像形成位置の相対差
を検知するための検知用情報は、例えば複数の像露光手
段を用いて少なくとも潜像担持体の移動方向（副走査方
向）に対して直角な方向（主走査方向）に形成される。
この場合、補正手段ではこれらの各検知用情報に対応す
る検出手段の検出結果から、各現像手段による潜像担持
体の移動方向における可視像形成位置の相対差を検知し
て各潜像の相対位置を補正する。

【００１９】また、各現像手段による可視像形成位置の
相対差を検知するための検知用情報としては、複数の像
露光手段を用いて主走査方向に沿った第１の検知用情報
と副走査方向に沿った第２の検知用情報を形成してもよ
い、この場合、補正手段では第１および第２の検知用情
報に対応する検出手段の検出結果から、各現像手段によ
る副走査および主走査両方向における可視像形成位置の
相対差を検知して各潜像の相対位置を補正する。

【００２０】一方、各現像手段による可視像形成位置を
補正する補正手段は、複数の像露光手段による露光開始
タイミングを調整することにより各潜像の相対位置を補
正するようにしてもよいし、像露光手段自体または像露
光手段の内部の光学系構成部品を移動調整することによ
り各潜像の相対位置を補正するようにしてもよい。

【００２１】さらに、検知用情報を像露光手段により潜
像パターンとして形成した後、現像手段により潜像パタ
ーンを可視像化する場合、この検知用情報を検出する検
出手段は、可視像化された検知用情報を潜像担持体上、
または記録媒体上、あるいは潜像担持体上のカラー画像
を記録媒体に転写する経路に設けられた中間転写媒体上
のいずれで検出してもよい。

【００２２】また、このように検知用情報を潜像パター
ンとして形成した後、可視像化する場合、この検知用情
報を検出する検出手段は、例えば像露光手段による露光
に用いられる光と異なる波長の光を可視像化された検知
用情報に照射し、その反射光を検出することにより該検
知用情報を検出することが照射光による潜像担持体の劣
化を避ける上で望ましい。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。（第１の実施形態）図１は、本発
明の第１の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す図
である。図１において、静電潜像担持体としての感光ド
ラム１は、円筒状の導電性基体の表面に有機系もしくは
アモルファスシリコン系の感光層を設けて回転可能に構
成され、図示しないモータにより矢印方向に回転されつ
つ、以下のように感光ドラム１の回転移動方向（図中時
計回りの方向、以下、副走査方向という）に離間した感
光ドラム１上の４個所の位置に配置されている帯電・露
光・現像ステーションを順次通過する。

【００２４】感光ドラム１は、コロナ帯電器もしくはス
コロトロン帯電器からなる第１帯電器２−１により感光
層が均一に帯電された後、帯電器２−１の副走査方向前
方に配置された第１レーザ露光器３−１により、第１の
色画像情報（例えばイエロー画像データ）に従って変調
されたレーザビームが照射されることによって露光さ
れ、感光層表面に第１の静電潜像が形成される。この
後、第１色（例えばイエロー）の現像剤が収納され、レ
ーザ露光器３−１の副走査方向前方に配置された第１現
像器４−１によって、第１レーザ露光器３−１により形
成された静電潜像が現像され、第１色のトナー像が可視
像として形成される。

【００２５】次に、感光ドラム１は第２帯電器２−２に
より均一に帯電され、さらに第２レーザ露光器３−２に
より、第２の色画像情報（例えばマゼンタ画像データ）
に従って、第１の静電潜像が形成された領域と同一領域
に第２の静電潜像が形成された後、第１現像器４−１に
収納されている現像剤とは異なる第２色（例えばマゼン
タ）の現像剤を収納した第２現像器４−２によって現像
され、第２色のトナー像が可視像として形成される。従
って、この現像の後には、感光ドラム１上には第１色の
トナー像と第２色のトナー像が重ね合わせられて形成さ
れている。

【００２６】以下、同様に第３帯電器２−３による均一
帯電、第３レーザ露光器３−３による第３の色画像情報
（例えばシアン画像データ）に従った第３の静電潜像形
成、第３現像器４−３による第３色（例えばシアン）の
トナー像の形成が順次行われ、さらに第４帯電器２−４
による均一帯電、第４レーザ露光器３−４による第４の
色画像情報（例えば、黒画像データ）に従った第４の静
電潜像形成、第４現像器４−４による第４色（例えば
黒）のトナー像の形成が順次行われる。

【００２７】このようにして感光ドラム１上に、例えば
イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒
（Ｋ）の４色のトナー像が重ね合わせられて、フルカラ
ー画像が形成される。

【００２８】この感光ドラム１上のカラー画像は、加圧
ローラ７からなる転写装置によって、搬送路１０上を搬
送される記録用紙９上に転写される。レーザ露光器３−
１〜３−４は、露光回路２４により駆動されて上述した
露光（静電潜像の形成）を行う。露光回路２４は、後述
するように露光開始タイミング補正回路２３によって規
定されたタイミングで露光が開始されるように、レーザ
露光器３−１〜３−４を駆動する。

【００２９】このように本実施形態のカラー画像形成装
置は、各色に対応させてレーザ露光器３−１〜３−４お
よび現像器４−１〜４−３を設けた前述の第２の多重現
像方式に基づくものであり、レーザ露光器３−１〜３−
４の相対位置誤差、組み立て誤差、あるいは使用環境や
経時的な変化に対し、各色のトナー像の相対位置ずれを
なくして、これらのトナー像の重ね合わせ精度を十分に
確保することが要求される。

【００３０】この要求に対し、本実施形態では以下のよ
うにしてカラー画像形成前に各色のトナー像形成位置の
相対差を算出・検知し、この相対差がなくなるように、
レーザ露光器３−１〜３−４によりそれぞれ形成される
静電潜像の相対位置を補正する。まず、各色のトナー像
形成位置の副走査方向の相対差を検知するために、例え
ば図２に示すような副走査方向に対して直角な方向（感
光ドラム１の軸方向＝主走査方向）に沿った帯状の検知
用パターン２０−１〜２０−４をレーザ露光器３−１〜
３−４によって感光ドラム１上に静電潜像として形成す
る。すなわち、図２に示すように感光ドラム１上に、ま
ずレーザ露光器３−１により検知用パターン２０−１が
静電潜像として形成され、さらに現像器４−１によって
可視像化される。次に、レーザ露光器３−１による最初
の露光開始タイミング（静電潜像形成の開始タイミン
グ）Ｔ０から所定時間Ｔ２１だけ遅れたタイミングで、
感光ドラム１上にレーザ露光器３−２により同様の検知
用パターン２０−２が静電潜像として形成され、現像器
４−２によって可視像化される。以下同様に、感光ドラ
ム１上に最初の露光開始タイミングＴ０から所定時間Ｔ
３１，Ｔ４１ずつ遅れたタイミングでレーザ露光器３−
３，３−４により検知用パターン２０−３，２０−４が
静電潜像として形成され、現像器４−３，４−４によっ
て可視像化される。

【００３１】なお、上記時間Ｔ２１，Ｔ３１，Ｔ４１の
情報は露光開始タイミング補正回路２３で予め記憶され
ており、露光回路２４はレーザ露光器３−１を駆動した
後、これらの時間Ｔ２１，Ｔ３１，Ｔ４１の情報に基づ
きレーザ露光器３−２，３−３，３−４を上記のような
タイミングで順次駆動する。

【００３２】検知用パターン２０−１〜２０−４は、全
ての現像器４−１〜４−４で現像される必要はなく、パ
ターン検出器１１が最も検出し易い色、例えば感光ドラ
ム１の表面におけるパターン検出器１１の出力と検知用
パターン２０を検出したときのパターン検出器１１の出
力との差が最も大きい色のトナーのみで現像するように
してもよい。

【００３３】このようにして検知用パターン２０−１〜
２０−４が感光ドラム１上に形成された後、パターン検
出器１１によってこれらの検知用パターン２０−１〜２
０−４が検出され、検知用パターン２０−１〜２０−４
に対応してレベルが変化する電気信号が出力される。パ
ターン検出器１１は、例えば光ファイバセンサのよう
に、光を感光ドラム１上に照射して、その反射光の光量
を光電変換素子（フォトディテクタ）で検出し、その受
光量の変化によって検知用パターンを検出するものであ
ってもよいし、ＣＣＤラインセンサ、ＣＣＤエリアセン
サなどにより検知用パターンを撮像するものでもよい。

【００３４】ここで、前者のようにパターン検出器１１
で検知用パターン２０−１〜２０−４を検出するために
感光ドラム１上に光を照射し、検知用パターン２０−１
〜２０−４からの反射光を検出する方式では、その照射
光として感光ドラム１の感光感度の高い波長からずらせ
た波長の光を使用することが望ましく、このように設定
することによってパターン検出器１１からの照射光によ
る感光ドラム１の感光層の劣化を抑制することができ
る。

【００３５】検知用パターン２０−１〜２０−４は、パ
ターン検出器１１で検出された後、記録用紙９に転写さ
れる前に、感光ドラム１上に配置される図示しないクリ
ーニング装置によって除去される。

【００３６】このパターン検出器１１の出力信号は、パ
ターン検出信号発生回路２１に入力され、例えば二値化
されてパターン検出信号が発生される。ここで、検知用
パターンが副走査方向に２０−１→２０−２→２０−３
→２０−４の順序で感光ドラム１上に形成されたとする
と、パターン検出器１１が検知用パターン２０−１〜２
０−４を検出する度に、パターン検出信号発生回路２１
からパターン検出信号が発生される。これらのパターン
検出信号はカウンタ回路２２に入力される。

【００３７】カウンタ回路２２は、このパターン検出信
号に基づいて検知用パターン２０−１と２０−２との検
出時間間隔Ｔ２１′、検知用パターン２０−１と２０−
３との検出時間間隔Ｔ３１′および検知用パターン２０
−１と２０−４との検出時間間隔Ｔ４１′をカウントす
る。カウンタ回路２２のカウント結果は、露光開始タイ
ミング補正回路２３に入力される。

【００３８】露光開始タイミング補正回路２３は、次式
（１）に示すようにレーザ露光器３−１によって検知用
パターン２０−１を形成したときの露光開始タイミング
Ｔ０から、レーザ露光器３−２，３−３，３−４によっ
て検知用パターン２０−２，２０−３，２０−４を形成
したときの露光開始タイミングまでの時間Ｔ２１，Ｔ３
１，Ｔ４１と、カウンタ回路２２で上記のようにして求
められた検出時間間隔Ｔ２１′，Ｔ３１′，Ｔ４１′と
の各々の差ΔＴ２１，ΔＴ３１，Δ４１を本来の露光開
始タイミングからのずれ（以下、露光開始タイミングず
れという）として求める。

【００３９】 ΔＴ２１＝Ｔ２１−Ｔ２１′ ΔＴ３１＝Ｔ３１−Ｔ３１′ ΔＴ４１＝Ｔ４１−Ｔ４１′ （１） さらに、露光開始タイミング補正回路２３は、これらの
露光開始タイミングずれΔＴ２１，ΔＴ３１，Δ４１に
基づいて、レーザ露光器３−１の露光開始タイミングＴ
０からのレーザ露光器３−２，３−３，３−４の露光開
始タイミングＴ２１，Ｔ３１，Ｔ４１に対する補正量を
算出する。

【００４０】すなわち、もしレーザ露光器３−１〜３−
４の相対位置誤差や組み立て誤差、あるいは使用環境や
経時的な変化などがなければ、Ｔ２１＝Ｔ２１′，Ｔ３
１＝Ｔ３１′，Ｔ４１＝Ｔ４１′となるが、実際にはこ
れらの原因により上記のような露光開始タイミングずれ
ΔＴ２１，ΔＴ３１，Δ４１が生じる。これらの露光開
始タイミングずれΔＴ２１，ΔＴ３１，Δ４１によっ
て、レーザ露光器３−１〜３−４の各々により形成され
る静電潜像の位置がずれる。

【００４１】そこで、露光開始タイミング補正回路２３
では、実際の画像形成時に、上記のようにして検出され
た露光開始タイミングずれΔＴ２１，ΔＴ３１，Δ４
１、すなわちレーザ露光器３−１〜３−４によりそれぞ
れ形成される静電潜像の相対位置の情報を基に、レーザ
露光器３−１による露光開始タイミングからレーザ露光
器３−２，３−３，３−４による露光開始タイミングま
での時間間隔Ｔｓ２１，Ｔｓ３１，Ｔｓ３１を次式
（２）のように補正する。

【００４２】 Ｔｓ２１＝Ｔ２１＋ΔＴ２１ Ｔｓ３１＝Ｔ３１＋ΔＴ３１ Ｔｓ４１＝Ｔ４１＋ΔＴ４１ （２） このような露光開始タイミングの補正によって、レーザ
露光器３−１〜３−４による副走査方向における静電潜
像の相対位置が一致するように補正することができ、結
果として各色のトナー像の副走査方向の位置ずれを補正
することができる。

【００４３】さらに、検知用パターン２０−１〜２０−
４をそれぞれ複数回ずつ形成し、その複数回形成した検
知用パターン２０−１〜２０−４の各々について、カウ
ンタ回路２２で先と同様に検出時間間隔Ｔ２１′、Ｔ３
１′、Ｔ４１′を求めた後、それらの代表値または平均
値を式（１）中のＴ２１′、Ｔ３１′、Ｔ４１′に適用
して露光タイミングずれ量ΔＴ２１，ΔＴ３１，Δ４１
を求め、式（２）によって補正された時間間隔Ｔｓ２
１，Ｔｓ３１，Ｔｓ３１を求めるようにしてもよい。こ
のようにすることにより、感光ドラム１の回転速度変動
の影響を低減し、各静電潜像の相対位置の補正精度を高
めることができる。

【００４４】（第２の実施形態）次に、図３を参照して
本発明の第２の実施形態を説明する。本実施形態では、
カラー画像形成装置の構成は第１の実施形態と同様であ
り、検知用パターンの形状と露光開始タイミング補正回
路２３の処理が第１の実施形態と異なっている。

【００４５】図３は、本実施形態における検知用パター
ンと静電潜像の相対位置の補正方法を説明するための図
である。図２中に示した検知用パターン２０−１〜２０
−４では、副走査方向の静電潜像の相対位置の補正のみ
が可能であるが、本実施形態では図３に示すように、検
知用パターン２５−１〜２５−４を主走査方向に平行な
帯状パターン２６と、主走査方向に対して所定の角度θ
をなす斜めの帯状パターン２７とを組み合わせて構成す
ることにより、副走査方向と主走査方向の両方について
静電潜像の相対位置を補正することが可能となる。

【００４６】本実施形態における検知用パターン２５−
１〜２５−４の形成方法は第１の実施形態と同様であ
り、まずレーザ露光器３−１により検知用パターン２５
−１が静電潜像として形成され、現像器４−１によって
可視像化された後、検知用パターン２５−１の露光開始
タイミングＴ０を基準として、時間Ｔ２１，Ｔ３１，Ｔ
４１後のタイミングでにレーザ露光器３−２，３−３，
３−４により検知用パターン２５−２，２５−３，２５
−４が静電潜像として形成され、現像器４−２，４−
３，４−４によって可視像化される。

【００４７】こうして感光ドラム１上に形成された検知
用パターン２５−１〜２５−４はパターン検出器１１で
検出され、このパターン検出器１１の出力からパターン
検出信号発生回路２１でパターン検出信号が生成され
る。そして、カウンタ回路２２で検知用パターン２５−
１中のパターン２６に対応するパターン検出信号を基準
として、他の検知用パターン２５−２，２５−３，２５
−４における主走査方向に平行な帯状パターン２６の検
出時間間隔Ｔ２１′，Ｔ３１′，Ｔ４１′が求められ、
さらに各々の検知用パターン２５−１，２５−２，２５
−３，２５−４における主走査方向に平行な帯状パター
ン２６と主走査方向に対して斜めの帯状パターン２７と
の検出時間差Ｔａ１，Ｔａ２，Ｔａ３，Ｔａ４が求めら
れる。

【００４８】本実施形態における各静電潜像の副走査方
向の相対位置の補正方法は、第１の実施形態と同様であ
る。すなわち、副走査方向の露光開始タイミングずれＴ
２１，ΔＴ３１，Δ４１は、式（１）と同様、次式
（３）となる。 ΔＴ２１＝Ｔ２１−Ｔ２１′ ΔＴ３１＝Ｔ３１−Ｔ３１′ ΔＴ４１＝Ｔ４１−Ｔ４１′ （３） そして、露光開始タイミング補正回路２３では、実際の
画像形成時に露光開始タイミングずれΔＴ２１，ΔＴ３
１，Δ４１を基に、レーザ露光器３−１による露光開始
タイミングからレーザ露光器３−２，３−３，３−４に
よる露光開始タイミングまでの時間間隔Ｔｓ２１，Ｔｓ
３１，Ｔｓ３１を次式（４）のように補正する。

【００４９】 Ｔｓ２１＝Ｔ２１＋ΔＴ２１ Ｔｓ３１＝Ｔ３１＋ΔＴ３１ Ｔｓ４１＝Ｔ４１＋ΔＴ４１ （４） 次に、本実施形態における各静電潜像の主走査方向の相
対位置の補正方法について説明する。カウンタ回路２２
において前述のように検知用パターン２５−１に対応す
るパターン検出信号から、検知用パターン２５−１にお
ける主走査方向に平行な帯状パターン２６と主走査方向
に対して斜めの帯状パターン２７との検出時間差Ｔａ１
が求められ、他の検知用パターン２５−２，２５−３，
２５−４についても、これらに対応するパターン検出信
号から、同様に主走査方向に平行な帯状パターン２６と
主走査方向に対して斜めの帯状パターン２７との検出時
間差Ｔａ２，Ｔａ３，Ｔａ４が求められる。

【００５０】そして、次式（５）に示すように、検出時
間差Ｔａ１を基準として検出時間差Ｔａ２，Ｔａ３，Ｔ
ａ４との差Ｔａ２１，Ｔａ３１，Ｔａ４１が求められ
る。

【００５１】 Ｔａ２１＝Ｔａ２−Ｔａ１ Ｔａ３１＝Ｔａ３−Ｔａ１ Ｔａ４１＝Ｔａ４−Ｔａ１ （５） これらの時間差Ｔａ２１，Ｔａ３１，Ｔａ４１より、レ
ーザ露光器３−１に対する他のレーザ露光器３−２，３
−３，３−４による主走査方向の露光開始タイミングず
れΔＴｍ２１，ΔＴｍ３１，ΔＴｍ３１は、副走査速度
（感光ドラム１の相対移動速度）をＶｓ、主走査方向の
画像形成速度をＶｉｍｇとすると、次式（６）で与えら
れる。 ΔＴｍ２１＝Ｖｓ・Ｔａ２１／ｔａｎθ／Ｖｉｍｇ ΔＴｍ３１＝Ｖｓ・Ｔａ３１／ｔａｎθ／Ｖｉｍｇ ΔＴｍ４１＝Ｖｓ・Ｔａ４１／ｔａｎθ／Ｖｉｍｇ （６） これらの露光開始タイミングずれΔＴｍ２１，ΔＴｍ３
１，ΔＴｍ４１に従って、レーザ露光器３−１による露
光開始タイミングを基準に、他のレーザ露光器３−２，
３−３，３−４による露光開始タイミングを主走査方向
に関して補正することによって、各静電潜像の主走査方
向の相対位置を補正することが可能となる。

【００５２】このように本実施形態では、図３に示すよ
うな検知用パターンを用いることにより、レーザ露光器
３−１〜３−４により形成される各静電潜像の副走査お
よび主走査の両方向における相対位置の補正を行うこと
ができ、各色のトナー画像の重ね合わせ精度をさらに高
くすることができる。

【００５３】（第３の実施形態）次に、本発明の第３の
実施形態として、主走査方向における静電潜像形成位置
の傾きを補正する方法について説明する。図４は、本実
施形態における検知用パターンと、主走査方向での静電
潜像位置の傾き補正方法を説明するための図である。本
実施形態に係るカラー画像形成装置の構成は、パターン
検出器の構成を除いて図１に示した第１の実施形態と同
様である。

【００５４】本実施形態においては、図１中のレーザ露
光器３−１〜３−４の一つ、例えばレーザ露光器３−１
によって、主走査方向の画像領域両側に帯状パターンか
らなる検知用パターン２８−１，２８−２がそれぞれ形
成される。そして、これらの検知用パターン２８−１，
２８−２を検出できる位置に、パターン検出器１１−
１，１１−２がそれぞれ配置される。パターン検出器１
１−１，１１−２の出力信号は、パターン検出信号発生
回路２１に入力され、検知用パターン２８−１，２８−
２に対応するパターン検出信号が生成される。これらの
パターン検出信号は、カウンタ回路２２に入力される。

【００５５】カウンタ回路２２では、検知用パターン２
８−１に対応するパターン検出信号と検知用パターン２
８−２に対応するパターン検出信号との時間差（パター
ン検出器１１−１，１１−２による検知用パターン２８
−１，２８−２の検出タイミングの差）ΔＴｓｋが求め
られ、この時間差ΔＴｓｋから図示しない演算回路によ
り主走査方向に対する静電潜像形成位置の傾き角θが求
められる。具体的には、例えば主走査方向におけるパタ
ーン検出器１１−１，１１−２間の距離をＬｓ、感光ド
ラム１の相対移動速度をＶｓとすると、主走査方向にお
ける静電潜像形成位置の傾き角θは、次式（７）で求め
られる。 θ＝ａｒｃｔａｎ（ΔＴｓｋ・Ｖｓ／Ｌｓ） （７） 従って、この傾き角θの計算結果を基に、（イ）レーザ
露光器３−１〜３−４の内部のミラーなどの光学系構成
部品を移動調整したり、（ロ）レーザ露光器３−１〜３
−４自体の位置を圧電素子その他の駆動源を用いて移動
調整することにより、主走査方向における静電潜像位置
の傾きを補正することが可能である。

【００５６】図５は、前者の例（イ）を示したもので、
回転多面鏡３０とｆθレンズ３１などの光学系で構成さ
れるレーザ露光器３−１〜３−４内にミラー３２を追加
し、このミラー３２を傾き角θの計算結果に従って圧電
素子その他の駆動源により矢印で示す方向に移動調整す
ることによって、主走査方向における静電潜像位置の傾
きを補正するように構成されている。

【００５７】また、このように光学的・機械的な手法で
なく、露光回路２４に供給する画像データを画像処理に
より傾き角θだけ回転処理して生成することにより、同
様に主走査方向における静電潜像位置の傾きを補正する
ことも可能である。

【００５８】（第４の実施形態）図６に、本発明の第４
の実施形態に係るカラー画像形成装置の構成を示す。

【００５９】図１と同一部分は同一符号を付して詳細な
説明を省略し、第１乃至第３の実施形態との相違点を説
明する。

【００６０】第１の実施形態では、パターン検出器１１
が感光ドラム１に対向して設けられていたが、本実施形
態では搬送路１０を搬送される記録用紙９の表面に対向
してパターン検出器１１が設けられている。すなわち、
パターン検出器１１は検知用パターンが記録用紙９に転
写された後、検出を行う。この場合、検知用パターンは
記録用紙９に転写され出力されるため、装置の使用者が
カラー画像形成装置を使用していない時に検知用パター
ンの形成を行うようにすることが望ましい。

【００６１】また、本実施形態の構成は第１の実施形態
のみでなく、第２、第３の実施形態と組み合わせて実施
することも可能である。

【００６２】（第５の実施形態）図７は、本発明の第５
の実施形態に係るカラー画像形成装置の構成を示す図で
あり、感光ドラム１上のカラー画像を記録用紙９に直接
転写せず、中間転写媒体６に一旦転写した後、記録用紙
９に転写する例である。

【００６３】パターン検出器１１を中間転写媒体６に対
向して設け、感光ドラム１から中間転写媒体６に転写さ
れた検知用パターンを検出する。そして、中間転写媒体
６上に転写された検知用パターンをパターン検出器１１
が検出した後、直ぐに中間転写媒体６上の検知用パター
ンを図示しないクリーニング装置により除去するように
する。

【００６４】また、中間転写媒体６上の検知用パターン
を記録用紙９に転写して出力するようにしてもよく、そ
の場合は装置の使用者がカラー画像形成装置を使用して
いない時に検知用パターンの形成を行うようにすること
が望ましい。

【００６５】感光ドラム１から中間転写媒体６への転
写、および中間転写媒体６から記録用紙９への転写にお
いては、それぞれの媒体への転写ができれば、圧力（及
び熱）による転写、電界による転写のいずれを用いてい
もよい、 （第６の実施形態）図８は、本発明の第６の実施形態に
係るカラー画像形成装置の構成を示す図である。本実施
形態では、最後に現像を行う現像器４−４と転写装置で
ある加圧ローラ７との間にパターン転写ローラ３５が設
けられ、この転写ローラ３５上にパターン検出器１１が
配置されている。感光ドラム１上に形成された検知用パ
ターンは、パターン転写ローラ３５に転写された後、パ
ターン検出器１１によって検出されることになる。パタ
ーン転写ローラ３５に転写された検知用パターンは、パ
ターン転写ローラ３５上でパターン検出器１１で検出さ
れた後、クリーニング装置３６により除去される。

【００６６】この場合、パターン転写ローラ３５の表面
をパターン検出器１１で検知用パターンが検出し易い色
にすることによって、パターン検出器１１の検出精度を
高めることができる。また、パターン転写ローラ３５に
検知用パターンを形成していない場合は、パターン転写
ローラ３５を感光ドラム１から離脱させることによっ
て、検知用パターン以外の画像をパターン転写ローラ３
５に転写するのを抑制する。

【００６７】以上、本発明の実施形態をいくつか説明し
たが、本発明は上記実施形態に限定されるものでなく、
次のように種々変形して実施することができる。

【００６８】（１）上記実施形態では、検知用パターン
を可視像化し、この可視像化された検知用パターンを検
出器で光学的に検出するようにしたが、検知用パターン
を現像せずに静電潜像パターンのままにしておき、これ
を表面電位計のような感光ドラム上の表面電荷量を測定
する装置により検出するようにしてもよい。このように
感光ドラムの表面電位の差を測定して検知用パターンを
検出するようにすると、感光ドラム上にレーザ露光器で
検知用パターンを形成した後、現像器によって現像を行
う必要がないため、検知用パターンをクリーニング装置
により除去する必要がなくなるというメリットがある。

【００６９】（２）上記実施形態では、検知用パターン
の検出結果に基づいて各静電潜像の相対位置を補正する
ために、レーザ露光器による副走査方向や主走査方向に
おける露光開始タイミングを補正するようにしたが、複
数のレーザ露光器の機械的な相対位置を補正したり、あ
るいは図５に示したような構成でレーザ露光器内部の光
学系構成部品、例えば図５中のミラー３２を移動調整す
るなどの方法によって各静電潜像の相対位置を補正する
ようにしても同様の効果が得られる。

【００７０】（３）上記実施形態では、静電潜像担持体
として感光ドラムを用いたが、べルト状の担持体を用
い、この担持体を移動させながら画像形成を行うカラー
画像形成装置にも本発明を適用することができる。

【００７１】（４）上記実施形態では、検知用パターン
としてある程度の幅を持つ帯状のものを示したが、検出
可能なパターンであれば、細い線状でもよく、また形状
によっては塗り潰したパターンでも構わない。さらに、
各レーザ露光器で形成された検知用パターンを副走査方
向にずらせたが、検知用パターンの形状やパターン検出
器の構成によっては、各検知用パターンを重ねて形成し
ても構わない。

【００７２】（５）また、インクジェットプロセスなど
により画像形成体上にフルカラー画像を形成するカラー
画像形成装置に本発明を適用することも可能である。

【００７３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば各
像露光器の相対位置誤差や組み立て誤差、使用環境や経
時的な変化等に対して、各色の可視像の重ね合わせを高
精度に行うことができ、高画質のカラー画像形成が可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係るカラー画像形成
装置の概略構成を示す図

【図２】同実施形態における検知用パターンと副走査方
向の静電潜像形成位置の補正方法を説明する図

【図３】本発明の第２の実施形態における検知用パター
ンと副走査方向および主走査方向の静電潜像形成位置の
補正方法を説明する図

【図４】本発明の第３の実施形態における検知用パター
ンと静電潜像形成位置の主走査方向の傾きの補正方法を
説明する図

【図５】同実施形態に係るカラー画像形成成装置の一部
の構成を示す斜視図

【図６】本発明の第４の実施形態に係るカラー画像形成
装置の概略構成を示す図

【図７】本発明の第５の実施形態に係るカラー画像形成
装置の概略構成を示す図

【図８】本発明の第６の実施形態に係るカラー画像形成
装置の概略構成を示す図

【符号の説明】

１…感光ドラム（潜像担持体） ２…帯電器 ３…レーザ露光器 ４…現像器 ５…転写装置 １１…パターン検出器（検出手段） ２０−１〜２０−４…検知用パターン（検知用情報） ２１…パターン検出信号発生回路（補正手段） ２２…カウンタ回路（補正手段） ２３…露光開始タイミング補正回路（補正手段） ２５−１〜２５−４…検知用パターン（検知用情報） ２８−１，２８−２…検知用パターン（検知用情報）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 横田 泰宏 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 吉川 紀夫 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内 Ｆターム(参考） 2H027 DA38 EB04 EC03 EC06 EC20 ED02 ED06 ED08 ED24 EE02 EE07 EF09 2H030 AA01 AD01 AD04 AD12 BB02 BB16 BB23 BB42 BB44 BB56

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】潜像担持体と、 前記潜像担持体の表面を異なる色の画像情報に応じて露
   光して潜像を形成する複数の像露光手段と、 前記像露光手段により形成された前記潜像を可視像化し
   て前記潜像担持体にカラー画像を形成する複数の現像手
   段と、 前記潜像担持体に形成されるカラー画像を記録媒体に転
   写する転写手段と、 前記潜像担持体に前記複数の現像手段によるそれぞれの
   可視像形成位置の相対差を検知するための検知用情報を
   前記複数の像露光手段の少なくとも一つを用いて形成す
   る検知用情報形成手段と、 前記検知用情報を検出する検出手段と、 前記検出手段の検出結果に基づいて前記相対差を求め、
   求められる前記相対差に応じて前記複数の像露光手段に
   よりそれぞれ形成される潜像の相対位置を補正する補正
   手段と、を備えることを特徴とするカラー画像形成装
   置。
2. 【請求項２】潜像担持体と、 前記潜像担持体の表面を異なる色の画像情報に応じて露
   光して潜像を形成する複数の像露光手段と、 前記像露光手段により形成された前記潜像を可視像化し
   て前記潜像担持体にカラー画像を形成する複数の現像手
   段と、 前記潜像担持体に形成されるカラー画像を記録媒体に転
   写する転写手段と、 前記潜像担持体上に前記現像手段による可視像形成位置
   の傾き角を検知するための検知用情報を前記像露光手段
   の少なくとも一つを用いて形成する検知用情報形成手段
   と、 前記検知用情報を検出する検出手段と、 前記検出手段の検出結果に基づいて前記傾き角を求め、
   求められる前記傾き角に基づいて前記複数の像露光手段
   によりそれぞれ形成される潜像の相対位置を補正する補
   正手段と、を備えたことを特徴とするカラー画像形成装
   置。
3. 【請求項３】前記検知用情報形成手段は、前記検知用情
   報を前記像露光手段により潜像パターンとして形成した
   後、前記現像手段により該潜像パターンを可視像化する
   ことを特徴とする請求項１または２記載のカラー画像形
   成装置。
4. 【請求項４】前記検知用情報形成手段は、前記複数の像
   露光手段を用いて複数の潜像パターンを形成し、前記複
   数の現像手段のうち予め定められる所定の色の現像剤を
   用いる一つの現像手段により前記潜像パターンを可視像
   化して前記検知用情報を形成することを特徴とする請求
   項１または２記載のカラー画像形成装置。
5. 【請求項５】前記検知用情報形成手段は、前記複数の像
   露光手段を用いて前記検知用情報を前記潜像担持体の移
   動方向に対して直角な方向に形成し、 前記補正手段は、複数の検知用情報に対応する前記検出
   手段の検出結果から、前記複数の現像手段による前記潜
   像担持体の移動方向における可視像形成位置の相対差を
   求めて、前記潜像の相対位置を補正することを特徴とす
   る請求項１、３、４のいずれか１項記載のカラー画像形
   成装置。
6. 【請求項６】前記検知用情報形成手段は、前記潜像担持
   体の移動方向に対して直角な方向および前記移動方向に
   それぞれ第１および第２の検知用情報を形成し、 前記補正手段は、前記第１および第２の検知用情報に対
   応する前記検出手段の検出結果から、前記複数の現像手
   段による前記移動方向および前記移動方向に直角な方向
   における可視像形成位置の相対差を求めて、前記潜像の
   相対位置を補正することを特徴とする請求項１、３、４
   のいずれか１項記載のカラー画像形成装置。
7. 【請求項７】前記補正手段は、前記複数の像露光手段に
   よる露光開始タイミングを調整することにより、前記潜
   像の相対位置を補正することを特徴とする請求項１乃至
   ６のいずれか１項記載のカラー画像形成装置。
8. 【請求項８】前記補正手段は、前記複数の像露光手段自
   体または前記像露光手段の内部の光学系構成部品を移動
   調整することにより、前記潜像の相対位置を補正するこ
   とを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項記載のカ
   ラー画像形成装置。
9. 【請求項９】前記検知用情報形成手段は、前記検知用情
   報を前記像露光手段により潜像パターンとして形成した
   後、前記現像手段により該潜像パターンを可視像化し、 前記検出手段は、前記可視像化される検知用情報を前記
   潜像担持体、または前記記録媒体、あるいは前記潜像担
   持体に形成されたカラー画像を前記記録媒体に転写する
   経路に設けられた中間転写媒体において検出することを
   特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項記載のカラー
   画像形成装置。
10. 【請求項１０】前記検知用情報形成手段は、前記検知用
    情報を前記像露光手段により潜像パターンとして形成し
    た後、前記現像手段により該潜像パターンを可視像化
    し、 前記検出手段は、前記像露光手段による露光に用いられ
    る光と異なる波長の光を前記可視像化された検知用情報
    に照射し、照射した光の反射光を検出することにより該
    検知用情報を検出することを特徴とする請求項１乃至９
    のいずれか１項記載のカラー画像形成装置。
11. 【請求項１１】前記検知用情報形成手段は、前記検知用
    情報を前記潜像担持体上に前記像露光手段により潜像パ
    ターンとして形成し、 前記検出手段は、前記潜像担持体の前記潜像パターンと
    して形成された検知用情報の帯電量の変化を検出するこ
    とにより該検知用情報を検出することを特徴とする請求
    項１乃至８のいずれか１項記載のカラー画像形成装置。