JP2003107842A

JP2003107842A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2003107842A
Application number: JP2001296649A
Authority: JP
Inventors: Kenji Izumiya; 賢二泉宮; Hiroyuki Maruyama; 宏之丸山; Tadayuki Ueda; 忠行植田; Takaharu Okutomi; 隆治奥富; Shinobu Kishi; 岸　　忍; Tomohito Ogata; 智史小片; Hidefumi Nishikawa; 英史西川
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2001-09-27
Filing date: 2001-09-27
Publication date: 2003-04-09

Abstract

(57)【要約】【課題】主走査方向の色ずれ量を精度良く検出できる
カラーレジストマークを有する画像形成装置を提供する
こと。【解決手段】それぞれの画像形成手段によって像担持
体上に形成された画像の主走査方向の色ずれ量を、前記
像担持体上の主走査方向に設けられたＺ形状のレジスト
マークを読み取ることによって検出する検出手段と、当
該色ずれ量を補正する補正手段とを用い、前記検出手段
によって検出された、前記レジストマークの先頭ライン
から後尾ライン迄の距離と、前記先頭ラインが前記検出
手段を通過する点から前記先頭ラインと前記後尾ライン
の対角ラインが前記検出手段を通過する点迄の距離との
比によって、補正することを特徴とする画像形成装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カラー画像の色ず
れ量を補正する電子写真方式の画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、色ずれ量を検出するのに、安価な
反射型センサを用いて像担持体上に形成された「フの
字」の形状のレジストマークを検出し、前記反射型セン
サの走査ライン上で、当該フの字の先頭ラインと斜めラ
インの交差する点の距離（時間）と像担持体の周速（以
下、走行速度ともいう）から色ずれ量を計測する技術が
公開されている。

【０００３】図５は駆動ローラ偏心、中間転写ベルトの
厚みムラによる周期的な周速変動の傾向を示す図である
が、図において、画像形成装置の駆動系の回転ムラや、
中間転写ベルトの厚みムラ、駆動ローラ偏心等による周
速変動が生じ、これらの合成された周速変動の影響がベ
ルトの周速に現れるため、色ずれ量を検出する上で、高
精度が得られない問題があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、像担持体面
の周速変動が生じる場合でも、精度良くレジストマーク
を検出し、色ずれ量を補正できる画像形成装置を提供す
ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】それぞれ感光体、帯電
器、露光ユニット、現像器を有する複数の画像形成手段
によって形成されたトナー像を重ね合わせて像担持体上
にカラー画像を形成する画像形成装置において、各画像
形成手段によって前記像担持体上に形成された画像の主
走査方向の色ずれ量を、前記像担持体上の主走査方向に
設けられたＺ形状のレジストマークを読み取ることによ
って検出する検出手段と、当該色ずれ量を補正する補正
手段とを用い、前記検出手段によって検出された、前記
レジストマークの先頭ラインから後尾ライン迄の距離
と、前記先頭ラインが前記検出手段を通過する点から前
記先頭ラインと前記後尾ラインの対角ラインが前記検出
手段を通過する点迄の距離との比によって、補正するこ
とを特徴とする画像形成装置。

【０００６】

【発明の実施の形態】はじめに、本発明に係わる画像形
成装置について説明する。

【０００７】本発明の実施の形態における説明では、本
明細書に用いる用語により本発明の技術範囲が限定され
ることはない。

【０００８】図１は画像形成装置の全体構成の一例を示
す模式図である。図において、１０は感光体、１１は帯
電手段であるスコロトロン帯電器、１２は画像書き込み
手段である書き込み装置、１３は現像手段である現像
器、１４は感光体１０の表面を清掃するためのクリーニ
ング装置、１５はクリーニングブレード、１６は現像ス
リーブ、２０は像担持体である中間転写ベルトを示す。
画像形成手段１は感光体１０、スコロトロン帯電器１
１、現像器１３、およびクリーニング装置１４等からな
っており、各色毎の画像形成手段１の機械的な構成は同
じであるので、図ではＹ（イエロー）系列のみの構成に
ついて参照符号を付けており、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シ
アン）およびＫ（黒）の構成要素については参照符号を
省略した。

【０００９】各色毎の画像形成手段１の配置は中間転写
ベルト２０の走行方向に対して、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの順に
なっており、各感光体１０は中間転写ベルト２０の張設
面に接触し、接触点で中間転写ベルト２０の走行方向と
同方向、かつ、同線速度で回転する。

【００１０】中間転写ベルト２０は駆動ローラ２１、ア
ースローラ２２、テンションローラ２３、除電ローラ２
７、従動ローラ２４に張架され、これらのローラと中間
転写ベルト２０、転写器２５、クリーニング装置２８等
でベルトユニット３を構成する。また、図５で示すよう
に、各感光体のピッチＤは中間転写ベルト２０の駆動ロ
ーラの周長の整数倍にしてあり、各色の転写部で、中間
転写ベルト２０の走行速度が同速になり、駆動ローラの
周速変動の影響を極力受け難くしてある。

【００１１】中間転写ベルト２０の走行は不図示の駆動
モータによる駆動ローラ２１の回転によって行われる。

【００１２】感光体１０は、例えばアルミ材によって形
成される円筒状の金属基体の外周に導電層、ａ−Ｓｉ層
あるいは有機感光体（ＯＰＣ）等の感光層を形成したも
のであり、導電層を接地した状態で図の矢印で示す反時
計方向に回転する。

【００１３】読み取り装置８０からの画像データに対応
する電気信号は不図示の半導体レーザで光信号に変換さ
れ、感光体１０上に投射される。

【００１４】現像器１３は、感光体１０の周面に対し所
定の間隔を保ち、感光体１０の回転方向と最接近におい
て同方向に回転する円筒状の非磁性ステンレスあるいは
アルミ材で形成された現像スリーブ１６を有している。

【００１５】中間転写ベルト２０は、体積抵抗率１０⁶
〜１０¹²Ω・ｃｍの無端ベルトであり、例えば変性ポリ
イミド、熱硬化ポリイミド、エチレンテトラフルオロエ
チレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、ナイロンアロ
イ等のエンジニアリングプラスチックに導電材料を分散
した、厚さ０．１〜１．０ｍｍの半導電性フィルム基体
の外側に、好ましくはトナーフィルミング防止層として
厚さ５〜５０μｍのフッ素コーティングを行った、２層
構成のシームレスベルトである。ベルトの基体として
は、この他に、シリコンゴム或いはウレタンゴム等に導
電材料を分散した厚さ０．５〜２．０ｍｍの半導電性ゴ
ムベルトを使用することもできる。

【００１６】２５は転写器で、トナーと反対極性（本実
施の形態においてはプラス極性）の直流が印加され、感
光体１０上に形成されたトナー像を中間転写ベルト２０
上に転写させる機能を有する。転写器２５としてはコロ
ナ放電器の他に転写ローラを用いることもできる。

【００１７】２６はアースローラ２２から当接解除可能
な転写ローラで、中間転写ベルト２０上に形成されたト
ナー像を転写材Ｐに再転写する。

【００１８】２８はクリーニング装置で、中間転写ベル
ト２０を挟んで従動ローラ２４に対向して設けられてい
る。トナー像を転写材Ｐに転写後、中間転写ベルト２０
は、トナーと同極性または逆極性の直流電圧を重畳した
交流電圧が印加された除電ローラ２７で残留トナーの電
荷が弱められ、クリーニングブレード２９によって周面
上に残ったトナーが清掃される。

【００１９】３５は本発明に係わるレジストマークを読
み取ることによって色ずれ量を検出する検出手段である
レジストセンサである。

【００２０】４０は加熱手段である定着装置で第１定着
ローラ４１と圧着手段である第２定着ローラ４２を有し
ている。

【００２１】７０は紙送り出しローラ、７１はタイミン
グローラ、７２は紙カセット、７３は搬送ローラであ
る。

【００２２】以下、本発明に係わる主走査方向の色ずれ
量の検出と補正について説明をする。

【００２３】図２はベルト上に形成されたレジストマー
クの図である。図において、２０は中間転写ベルト、６
０、６１、６２、６３は先頭ラインと後尾ラインに４５
°の対角ラインを有するＺ形状のレジストマークであ
る。３５はレジストセンサで、中間転写ベルト２０の表
面に近設されている。

【００２４】はじめに、画像形成手段１（図１参照）に
よる原稿情報からの各色トナー像を中間転写ベルト上に
重ね合わす画像形成プロセスに入る前に、不図示のパタ
ーンジェネレータからの信号によるＺ形状の各色のレジ
ストマーク６０（Ｋ）、６１（Ｃ）、６２（Ｍ）、６３
（Ｙ）が、同時露光で各像形成手段１によって感光体１
０上に形成され、中間転写ベルト２０上に４色同時に転
写される（同時転写により、ベルト駆動ローラの周速変
動の影響を受け難くしている）。ただし、本実施の形態
では、図２に示すように、前記中間転写ベルト２０の主
走査方向の両端近傍に各々１セット（各２ケ）の各色の
Ｚ形状のレジストマークを形成する（複数個のレジスト
マークを検知し、その平均をとることによって補正精度
を上げている）。当該レジストマークは矢印Ｆ方向に走
行する中間転写ベルト２０と共に送られ、レジストセン
サ３５近傍に搬送されてくると、当該レジストセンサ３
５のＬＥＤがＯＮとなり、レジストマーク検出動作に入
る（なお、全レジストマークの通過後はＬＥＤはＯＦＦ
する）。

【００２５】レジストセンサ３５は先頭の基準となるＫ
（黒）のレジストマーク６０の先頭ラインから後尾ライ
ン迄の距離（時間）と、前記先頭ラインから前記先頭ラ
インと前記後尾ラインの対角ライン間をレジストセンサ
３５によって走査される距離（時間）が検知され、制御
部Ｓ（図１参照）でそれら距離比が記憶される。次に、
前記レジストセンサ３５はＣ、Ｍ、Ｙの順に、Ｋのレジ
ストマークの検出と同様に距離比が記憶され、前記Ｋと
各色の距離比が比較され、主走査方向の色ずれ量が検出
される。

【００２６】前記色ずれ量は、制御部Ｓ内の補正手段に
よって、主走査有効画像領域信号（Ｈ−Ｖａｌｉｄ）を
ずらし、さらに、高精度に調整するために、ビームディ
テクト信号（ＩＮＤＥＸ）をディレイ素子で僅かに遅延
させ、書き込み装置１２（図１参照）の投光（発光）タ
イミングを微妙に調整することによって、補正される。

【００２７】また、ビームスキャン方向の倍率である主
走査倍率は、画素ＣＬＫ（ＣＬＯＣＫ）の周波数の調整
によって補正され、ビームスキャン方向の左右の倍率差
である部分横倍率は、書き込み装置１２（図１参照）と
露光面との平行度の調整によって補正される。

【００２８】Ｚ形状のレジストマークによる検出プロセ
スは色ずれ量が規定値になるまで繰り返されて、その
後、実際の重ね合わせ画像形成のプロセスに至る。

【００２９】この色ずれ量の補正プロセスは、機内温度
の変化により機内各部材の膨張が色ずれ発生の原因にな
るので、所定の機内温度（特に書き込み装置近辺の温
度）に達したら実施される。または、コピー量に応じ
て、例えば、５００〜６００コピーに一回程度の割でユ
ーザが行ってもよいし、定期点検時に実施されてもよ
い。

【００３０】次に、本発明に係わるＺ形状のレジストマ
ークによる主走査方向の色ずれ量の検知法について詳し
く説明をする。

【００３１】図３はＺ形状のレジストマークを拡大した
図である。図において、Ｆはレジストマークが走行する
方向、６０４はレジストセンサ３５の走査ラインで、Ｔ
₂は先頭ライン６０１と後尾ライン６０３間をレジスト
センサ３５（図２参照）が検出する時間である。Ｔ
₁は、前記先頭ライン６０１と対角ライン６０２をレジ
ストセンサ３５が検出する時間である。いま、先頭ライ
ン６０１と後尾ライン６０３間の理想画素（以下、ドッ
トともいう）数をＬドットとすると、走査ライン６０４
上での先頭ライン６０１と対角ライン６０２間のドット
数Ｈ＝Ｌ×Ｔ₁／Ｔ₂となる。

【００３２】ある時間（例えばＫの検出時間）の中間転
写ベルト（レジストマーク）の走行速度をＶ₀、別の時
間（例えばＣの検知時間）の走行速度をＶ₁とすると、
検知時間は、それぞれＬ／Ｖ₀、Ｌ／Ｖ₁となり、異なる
時間を識別してしまう。ここで、走査ライン６０４上で
前記先頭ライン６０１と対角ライン６０２間のドット数
をＨ（同時露光、同時転写により一定）とすると、ある
時間ではＴ₁＝Ｈ／Ｖ₀、Ｔ₂＝Ｌ／Ｖ₀で、別の時間では
Ｔ₁＝Ｈ／Ｖ₁、Ｔ₂＝Ｌ／Ｖ₁となり、前記のＬ×Ｔ₁／
Ｔ₂の式にＴ₁、Ｔ₂を入れると、Ｌ×（Ｈ／Ｖ₀）／（Ｌ
／Ｖ₀）＝Ｈ、Ｌ×（Ｈ／Ｖ₁）／（Ｌ／Ｖ₁）＝Ｈとな
る。したがって、周速変動に関係なく先頭ライン６０１
と対角ライン６０２がレジストセンサ３５を通過する時
間のドット数Ｈを検出する。すなわち、基準となるＫの
Ｈと比較する色のＨとの差から主走査方向の色ずれ量を
補正することができる。

【００３３】なお、本実施の形態においては先頭ライン
と後尾ライン間との距離（時間）と先頭ラインと対角ラ
イン間との距離（時間）の比で説明したが、先頭ライン
と後尾ライン間との距離（時間）と対角ラインと後尾ラ
イン間との距離（時間）の比を用いることもできる。

【００３４】図４は従来のフの字型レジストマークとＺ
形状レジストマークの比較説明のための図である。

【００３５】図（ａ）において、基準となるレジストマ
ーク（Ｋ）の走行速度ｖ₀のとき、先頭ライン６０１
と、対角ライン６０２の走査ライン６０４との交点間の
ドット数ｈ、先頭ライン６０１と後尾ライン６０３間の
ドット数ｋと検出した場合、比較されるレジストマーク
（例えば、Ｃの場合）のときの走行速度がｖ₁のとき、
主走査方向にｄドットの差（ずれ）が生じていたとする
と、先頭ライン６０１と、対角ライン６０２の走査ライ
ン６０４との交点間のドット数をｎと検知するので、ｄ
＝ｎ−ｈドットの主走査方向のずれを補正すれば良いこ
とになる。

【００３６】図（ｂ）は従来のフの字型レジストマーク
である。図に示すように、基準となるレジストマーク
（Ｋ）の走行速度がｖ₀のときと比較されるレジストマ
ーク（例えば、Ｃの場合）の走行速度がｖ₁のとき、主
走査方向に色ずれがなく、先頭ライン６０１と斜めライ
ン６０５の走査ライン６０４との交点間の距離ｍが同一
の場合でも、周速変動のため異なる時間ｔ₀、ｔ₁と検出
してしまいｔ₁×ｖ₁−ｔ ₀×ｖ₀なる画素ずれと検出して
しまう危険性がある。

【００３７】したがって、本発明は、先頭ラインと後尾
ライン間がレジストセンサを通過する距離（時間）と先
頭ラインと対角ラインがレジストセンサを通過する距離
（時間）の比をとることにより、検知される主走査方向
の色ずれ量が像担持体の周速変動の影響を受けないよう
にしたことを特徴としている。

【００３８】次に、図１に基づいて画像形成プロセスを
説明する。はじめに、色ずれ補正プロセスから始める。
不図示の感光体駆動モータの始動により、感光体１０は
矢印で示す反時計方向に回転され、同時にスコロトロン
帯電器１１の帯電作用により感光体１０に電位の付与が
開始される。

【００３９】感光体１０は電位を付与されたあと、不図
示のパターンジェネレータからＺ形状のレジストマーク
の信号が光信号に変換され、当該光信号は書き込み装置
１２によって各感光体１０上へ同時に投光され、静電潜
像を形成する。さらに、各色の画像形成手段１によって
各感光体１０上に各色トナーのレジストマークが同時に
形成される。当該レジストマークは各転写器２５で、同
時に、中間転写ベルト２０上へ転写され、各色のレジス
トマーク（図２参照）が形成される。その後、各色のレ
ジストマークは、中間転写ベルト２０上に担持されて、
Ｋを先頭にＣ、Ｍ、Ｙの順に搬送され、転写ローラ２６
（転写ローラ２６は、レジストマークが転写領域を搬送
されている間は、中間転写ベルト２０から当接解除され
ている）を経て色ずれ検出部であるレジストセンサ３５
に至る。ここで、基準となるＫと各Ｃ、Ｍ、Ｙの主走査
方向の色ずれ量が検知され、制御部Ｓ内の補正手段によ
って当該色ずれ量が所定の規格内に補正されて補正プロ
セスは完了する。

【００４０】次に、色ずれ補正がなされた状態で、画像
記録のスタートにより不図示の感光体駆動モータの始動
により第１の色信号Ｙ（イエロー）の感光体１０は矢印
で示す反時計方向に回転され、同時にスコロトロン帯電
器１１の帯電作用により感光体１０に電位の付与が開始
される。

【００４１】感光体１０は電位を付与されたあと、書き
込み装置１２によって第１の色信号、すなわち、Ｙの画
像データに対応する画像の書き込みが開始され、感光体
１０の表面に原稿画像のＹの画像に対応する静電潜像が
形成される。

【００４２】前記の静電潜像は現像器１３により非接触
の状態で反転現像され、感光体１０の回転に応じＹのト
ナー像が感光体１０上に形成される。

【００４３】当該感光体１０上に形成されたＹのトナー
像は、Ｙの転写器２５の作用により、中間転写ベルト２
０上に転写される。

【００４４】その後、前記感光体１０はクリーニング装
置１４によって清掃され、次の画像形成サイクルにはい
る（以下、Ｍ、Ｃ、Ｋのクリーニングプロセスにても同
様故、説明を省略する）。

【００４５】次いで中間転写ベルト２０は、前記Ｙのト
ナー像と同期が取られ、書き込み装置１２によってＭ
（マゼンタ）の画像データに対応する画像書き込みが行
われ、Ｍの画像形成手段１によりＭのトナー像が、感光
体１０上に形成され、Ｍの転写器２５において、前記の
Ｙのトナー像の上から重ね合わされる。

【００４６】同様のプロセスにより、Ｙ、Ｍの重ね合わ
せトナー像と同期が取られ、Ｃ（シアン）の画像形成手
段１により、感光体１０上に形成された、Ｃの画像デー
タに対応するトナー像が、Ｃの転写器２５において、前
記のＹ、Ｍのトナー像上へ重ね合わされ、更にＹ、Ｍ、
Ｃの重ね合わせトナー像と同期が取られ、Ｋ（黒）の画
像形成手段１により、感光体１０上に形成された、Ｋの
画像データに対応するトナー像が、Ｋの転写器２５にお
いて、前記のＹ、Ｍ、Ｃのトナー像上へ重ね合わされ、
中間転写ベルト２０上にＹ、Ｍ、ＣおよびＫの重ね合わ
せトナー像が形成される。

【００４７】重ね合わせトナー像が担持されている中間
転写ベルト２０は矢印のように時計方向に送られ、転写
材Ｐが紙カセット７２より、紙送り出しローラ７０によ
って送り出され、搬送ローラ７３を経て、タイミングロ
ーラ７１へ搬送され、当該タイミングローラ７１の駆動
によって、中間転写ベルト２０上の重ね合わせトナー像
と同期がとられて、トナーと反対極性の直流電圧がに印
加されている転写ローラ２６（中間転写ベルト２０に当
接状態）の領域に給送され、中間転写ベルト２０上の重
ね合わせトナー像が転写材Ｐに転写される。

【００４８】その後、中間転写ベルト２０は走行し、除
電ローラ２７で残留トナーの電荷が弱められ、当該中間
転写ベルト２０に当接したクリーニングブレード２９に
より清掃され、次の画像形成サイクルに入る。

【００４９】重ね合わせトナー像が転写された転写材Ｐ
は、更に定着装置４０へと送られ、第１定着ローラ４１
と第２定着ローラ４２の間のニップ部Ｔで熱と圧力とが
加えられながら挟持搬送され、重ね合わせトナー像が溶
融定着された転写材Ｐは排紙ローラ８１によって排紙皿
８２へ搬送される。

【００５０】

【発明の効果】中間転写ベルトの厚みや、駆動ローラの
偏心等による周期的な周速変動の要因がある場合でも、
本発明に係るレジストマークにより中間転写ベルトの周
速変動の影響を受けることなく、精度良く主走査方向の
色ずれ量が検出できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】画像形成装置の全体構成の一例を示す模式図で
ある。

【図２】ベルト上に形成されたレジストマークの図であ
る。

【図３】Ｚ形状のレジストマークを拡大した図である。

【図４】従来のフの字型レジストマークとＺ形状レジス
トマークの比較説明のための図である。

【図５】駆動ローラ偏心、中間転写ベルトの厚みムラに
よる周速変動の傾向を示す図である。

【符号の説明】

１画像形成手段１０感光体１２書き込み装置２０中間転写ベルト２５転写器２６転写ローラ３ベルトユニット３５レジストセンサ６０，６１，６２，６３レジストマーク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者奥富隆治東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式会社内 (72)発明者岸忍東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式会社内 (72)発明者小片智史東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式会社内 (72)発明者西川英史東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式会社内Ｆターム(参考） 2H027 DA09 DA44 DE02 DE07 DE10 EC03 EC06 EC07 EC09 EC10 ED01 ED06 ED24 EE02 EE03 EE04 FA28 2H030 AA01 AB02 AD07 AD17 BB16 BB23 BB36 BB42 BB46 BB56 BB63 2H200 FA04 FA17 GA12 GA16 GA18 GA23 GA34 GA44 GA47 GA51 GB22 HA03 HA12 HB03 HB12 HB22 JA02 JC03 JC11 JC12 JC15 JC16 JC18 JC19 JC20 MA04 MA11 MA20 MB02 MB04 NA06 PA12 PA19 PA26 PB13 PB15 PB16 PB20 PB27 PB33

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】それぞれ感光体、帯電器、露光ユニッ
ト、現像器を有する複数の画像形成手段によって形成さ
れたトナー像を重ね合わせて像担持体上にカラー画像を
形成する画像形成装置において、各画像形成手段によっ
て前記像担持体上に形成された画像の主走査方向の色ず
れ量を、前記像担持体上の主走査方向に設けられたＺ形
状のレジストマークを読み取ることによって検出する検
出手段と、当該色ずれ量を補正する補正手段とを用い、
前記検出手段によって検出された、前記レジストマーク
の先頭ラインから後尾ライン迄の距離と、前記先頭ライ
ンが前記検出手段を通過する点から前記先頭ラインと前
記後尾ラインの対角ラインが前記検出手段を通過する点
迄の距離との比によって、補正することを特徴とする画
像形成装置。
【請求項２】前記レジストマークは主走査方向、副走
査方向に各色複数設けられており、前記検出手段による
各色の検出データの平均値をとり、その中の１色のデー
タを基準として各色の主走査方向の色ずれ量を前記補正
手段によって補正することを特徴とする請求項１に記載
の画像形成装置。
【請求項３】前記像担持体は転写ベルト、中間転写ベ
ルト、感光体ベルトのいずれかであることを特徴とする
請求項１に記載の画像形成装置。