JP2004109210A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】組み立てや、環境によりレーザ照射位置がずれた場合でも、転写不良が発生しないよう転写高圧印加タイミングを調整する。
【解決手段】・複数の画像形成ステーションにより画像を形成する画像形成装置であって、
・画像を転写するための高圧を生成する手段
・１画像ごとに転写高圧を制御する手段
・各ステーションにおいて各色の補正パターンを形成する手段
・補正パターン検出手段
・検出した補正パターンから、各ステーションのレーザ照射位置を算出する算出手段
・各ステーションにおいて各色の転写高圧印加タイミングを変更する手段
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の感光体を有し、各感光体上に走査される光ビームにより形成された各画像を多重しながらカラー画像を形成するカラー画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、感光ドラム上の記録情報に応じて光変調されたレーザビーム光を照射し、電子写真プロセスによって感光体の静電潜像を現像し、転写紙に画像を転写する記録装置を複数個有し、転写ベルトにより転写紙を各記録装置に順次搬送しながら各色画像を重畳転写してカラー画像を形成可能な画像形成装置が提案されている。
【０００３】
上記の画像形成装置には、転写ベルトを挟んで各感光ドラムと対向して転写ブレードを有し、この転写ブレードにバイアスを印加することにより、転写ベルト上に転写紙を静電吸着させると同時に感光ドラム上のトナー画像の転写を行うものがある。この種の画像形成装置では、転写紙が転写ベルトで搬送され、転写紙の先端および後端が感光ドラムと転写ブレード位置（画像転写位置）に達する際に、転写ブレードにバイアスが印加されていると、縁面放電および転写紙と転写ベルト間のエアギャップ等により感光ドラムと転写ブレード間に電流が流れやすくなり、感光ドラムに予期しない潜像が形成されることがあった。このため図１３に示すように、転写ブレードにバイアスを印加する際は、転写紙先端が転写位置を通過してから画像先端に達するまでの先端余白中にバイアス印加を開始することにより、異常な潜像形成を防止していた。またバイアス印加をオフする際も同様に、画像後端が転写位置を通過してから転写紙後端に達するまでの後端余白中に行っていた。
【０００４】
その実現方法として、図１４に示すようにレーザによる感光ドラムへの潜像形成開始から、感光ドラムが回転してその間に現像された画像が転写位置に至る距離Ｌ１に相当する時間ｔ３をタイマでカウントし、カウント終了後に転写ブレードへのバイアスを印加し、同様にレーザによる感光ドラムへの潜像形終了から、時間ｔ３経過後に転写ブレードへのバイアス印加をオフすることにより、転写紙の先端および後端でバイアスの印加制御を行なっていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記方法においては生産時の感光ドラムへのレーザ照射位置調整のばらつきや、環境温度変化によるミラーの歪み等による感光ドラムへのレーザ照射位置にずれが発生すると、感光ドラム上の顕像に対する画像転写タイミングがずれて転写不良が発生するといった問題があった。これを図１５を用いて説明すると、レーザ照射位置がＬＡ側に傾くと顕像が転写バイアス印加のタイミングよりも距離Ｌ２だけ先に転写位置を通過してしまうため、画像先端部で転写不良が発生し、またレーザ照射位置がＬＢ側に傾くと画像が転写バイアスオンのタイミングよりも距離Ｌ２だけ遅れて転写位置に達するため、画像後端部で転写不良が発生していた。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、請求項第１記載の画像形成装置は、画像坦持体上にそれぞれ異なる色に応じた画像を形成する画像形成手段を有する複数の画像ステーションと、前記画像坦持体上に形成された画像が転写される転写材を搬送する搬送手段と、前記画像坦持体上にレジスト補正マークを形成すべく前記各画像形成手段を制御するパターン形成手段と、前記レジスト補正マークを検出するマーク検出手段と、前記画像坦持体上に形成された画像を前記転写材に転写するためのバイアスを生成する転写バイアス生成手段と、前記画像坦持体上に形成された画像を前記転写材に転写する際に、１画像毎に前記転写バイアス生成手段の出力を制御する転写バイアス制御手段を有する画像形成装置において、前記レジスト補正マーク検出手段で検出された第１の検出結果に基づいて、前記転写バイアス制御手段による転写バイアスの印加タイミングを調整する転写バイアス印加タイミング制御手段を有することを特徴とするものであり、
請求項第２記載の画像形成装置は、前記レジスト補正マーク検出手段で検出された第１の検出結果は、検出したレジスト補正マークから前記画像担持体上に画像を形成する画像形成手段の画像形成位置ずれの算出結果であることを特徴とするものであり、
請求項３記載の画像形成装置は、前記レジスト補正マーク検出手段で検出された第２の検出結果に応じて、前記画像のレジストずれを補正するレジスト補正手段を有することを特徴とするものであり、
請求項第４記載の画像形成装置は、前記第２の検出結果のうち副走査方向のレジストずれに相当する検出結果を用いて前記第１の検出結果を算出することを特徴とするものである。
【０００７】
以上により、装置組み立て時のレーザ照射位置の調整ばらつきや、環境温度の変化によって転写ドラム上のレーザ照射位置がずれた場合でも、転写ベルト上の転写紙に正確に画像を転写することが可能になる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施例を示す画像形成装置の構成を説明する概略構成図であり、図２は画像形成装置全体を表した図である。以下に、画像形成動作について図１、図２を用いて説明する。
【０００９】
マゼンタ（Ｍａ）、シアン（Ｃｙ）、イエロー（Ｙｅ）、ブラック（Ｂｋ）に対応する感光ドラム２〜５はそれぞれドラムモータ１１〜１４により回転駆動され、図示しない帯電ユニットにより一様に帯電される。マゼンタ（Ｍａ）、シアン（Ｃｙ）、イエロー（Ｙｅ）、ブラック（Ｂｋ）に対応する感光ドラム２〜５はビデオ信号により光変調されたレーザビームＬ１とＬ１’、Ｌ２とＬ２’、Ｌ３とＬ３’、及びＬ４とＬ４’により露光され、それぞれの静電潜像が感光ドラム２〜５上に形成され、図示しない現像ユニットにより現像され顕像が形成される。
【００１０】
次に感光ドラム２〜５上に形成された顕像は、給紙手段１１０から給紙された転写紙上に転写される。これは、転写高圧コントローラ４５により所定のタイミングで転写ブレード４１〜４４に高圧を印加して、転写紙を転写ベルト１上に静電吸着すると同時に転写紙上への顕像の転写を行う。顕像の転写が行われた転写紙は、さらにパルスモータ１５の駆動により図中矢印方向に搬送され、定着手段９０を介して定着、排紙される。
【００１１】
読みとり手段１０は照明系（本実施例ではＬＥＤを用いるが、その他にもハロゲンランプ等の照明ランプでも実現可能である）６ａ、６ｂ、７ａ、７ｂ、集光レンズ８ａ、８ｂ、反射ミラー９ａ、９ｂ、ＣＣＤで構成されるセンサ１０ａ、１０ｂ等より構成され、パルスモータ１５の駆動に従って移動する転写ベルト１上に形成されたパターン（例えば所定幅を有する＋字マークで、本実施例では画像処理ステーション５２のビデオコントローラ５２ａが形成する）を照明して得られる反射光をセンサ１０ａ、１０ｂに結像させることにより、パターン読み取りを行う。読み取ったパターン画像信号β５０３、β５０４は、コントローラ部５１が所定の演算処理を行いその結果を各色毎に記憶手段（後述するＲＡＭ６０３、６０４）に記憶させ、補正手段（本実施例では画像処理部５２のＣＰＵ５２ｃ）が記憶された演算結果を解析して各画像ステーション（ＳＴ１〜ＳＴ４）を機械的または電気的に補正する。本実施例におけるレジスト補正は、走査光学系（各ドラム毎に設けられる）の反射ミラー１０００Ｍａ、１０００Ｃｙ、１０００Ｙｅ、１０００Ｂｋの位置をパルスモータＭ１〜Ｍ８により駆動して、レジストレーションの倍率及び傾きのずれを機械的に補正するとともに、レジスト補正パターンの書き込みタイミングは、後述する画像処理ステーション５２内のビデオコントローラ５２ａ、通常の画像データはビデオメモリコントローラ５２ｄによりビデオメモリ５２ｂのデータ読み出しタイミングを制御して、光ビームの走査タイミングを電気的に補正することにより、各ドラム間のレジストを一致させる。
【００１２】
ここで、画像処理ステーション５２とコントローラ部５１については、後に詳述する。
【００１３】
本実施例では、装置の高速化を実現するためにレーザ光学系に２ビームレーザスキャン方式を採用している。この２ビームレーザスキャンについて図２を用いて説明する。
【００１４】
図２（ａ）は図１のポリゴンスキャナ及びレーザドライバの部分を詳細に説明して図であり、本図が示すようにマゼンタ（Ｍａ）、シアン（Ｃｙ）、イエロー（Ｙｅ）、ブラック（Ｂｋ）に対応するレーザビームＬＭ（Ｌ１）、ＬＣ（Ｌ２）、ＬＹ（Ｌ３）、ＬＢＫ（Ｌ４）、ＬＭ’（Ｌ１’）、ＬＣ’（Ｌ２’）、ＬＹ’（Ｌ３’）、ＬＢＫ’（Ｌ４’）の計８本のレーザビームが照射されている。このＬ１とＬ１’、Ｌ２とＬ２’、Ｌ３とＬ３’、及びＬ４とＬ４’のそれぞれ２本のレーザビームによって各色の潜像を感光ドラムに形成するようにしている。
【００１５】
図２（ｂ）は実際にレーザが照射される状態を説明する図である。
【００１６】
図中の○はレーザ走査による１画素を表しており、Ｌ１とＬ１’、Ｌ２とＬ２’、Ｌ３とＬ３’、及びＬ４とＬ４’は１ライン間隔で走査されるように構成されている。こうした２ビームレーザスキャン方式を採用することで、転写材の送り速度（ベルトの移動速度）を高速にしても、転写材またはベルト上に画像を形成する速度は半分で済むため、ポリゴンスキャナの回転数及びレーザ駆動周波数等の制約が大幅に解消されることになる。例えば、１分間に３０枚の画像形成能力を持つ画像形成装置を本２ビームレーザスキャン方式を採用することで、装置全体としての改良をすること無く２倍の６０枚機に仕立てることが可能となる。
【００１７】
図１０は、外部バスβ５０２から入力された画像データを像形成するための画像処理ステーション５２と、インターフェース（Ｉ／Ｆ）５３を説明するブロック図である。
【００１８】
図１０において、像形成するためのビデオ信号が外部バスβ５０２（外部インターフェースはＧＰＩＢなどの汎用インターフェースでも可能）を介し、外部インターフェース部５３ａを経由して、画像処理ステーション５２とのビデオインターフェースβ５０１ｂによりビデオメモリ５２ｂに格納される。この際、外部インターフェース部５３ａのインターフェース制御は、ＣＰＵ５２ＣがＣＰＵインターフェースβ５０１ａにより、インターフェースコントローラ５３ｂを駆動し、β５１０によりコントロールしている。
【００１９】
像形成を行うために、ビデオメモリコントローラ５２ｄによりビデオメモリ５２ｂのメモリアドレス制御および書き込み、読み出し制御が実施され、ビデオデータの受け渡し制御が行われる。この際、ビデオメモリコントローラ５２ｄは、制御バスβ５０４によりＣＰＵ５２Ｃがコントロールしている。ビデオメモリ５２ｂはビデオコントローラ５２ａにビデオ信号β５２１ａ、β５２１ｂを送り、先に説明したようにＰＷＭ変調されたレーザ光Ｌ１とＬ１’、Ｌ２とＬ２’、Ｌ３とＬ３’、及びＬ４とＬ４’をそれぞれ形成し、それぞれの感光ドラム上に潜像を形成していく。さらに、ビデオコントローラ５２ａは、ビデオコントローラバスβ５０３によりＣＰＵ５２Ｃで制御され、後で説明するレジストレーション補正パターンを含む各パターンの形成を行う。なお、このビデオコントローラ５２ａの詳細は後に述べる。
【００２０】
また、ＣＰＵ５２ｃはＣＰＵバスβ５００を介してコントローラ部５１に接続され、レジストレーションずれデータを受け取り、電気的および機械的なレジストレーション補正目標データをコントローラ部５１に受け渡し、本発明の転写高圧タイミング補正およびレジストレーション補正を統括的に制御している。
【００２１】
以下に、本画像形成装置における補正用パターン画像の形成、および読み取りについて図３、図４、図５、図６を用いて詳細に説明する。
【００２２】
図３は転写タイミング補正用パターンの画像形成タイミングを示すタイミングチャート、図５は図３のタイミングで転写ベルト上に形成された転写タイミング補正パターンの状態を示す図である。後述するビデオコントローラ５２ａ内のパターン形成回路により画像パターン形成起動信号Ｓ１をトリガにして図３に示すタイミングで各感光ドラム２〜５に顕像化されたパターン画像は、図５に示すような間隔で各々転写ベルト１上に転写される。そして搬送されたパターン画像は、搬送方向の下流の照明ランプ６ａ、６ｂ、７ａ、７ｂ、集光レンズ８ａ、８ｂ、反射ミラー９ａ、９ｂからなるパターン読み取り手段１０が配置された読み取りエリアＡ１、Ａ２で読み取られる。各色パターンの読み取りは、画像パターン形成起動信号Ｓ１を所定時間カウントすることにより読み取りタイミングを生成する。なお画像パターン形成起動信号Ｓ１は、ＣＰＵ５２Ｃにより生成される。
【００２３】
なお、図３において、各色の補正パターンイネーブル信号は、前述したように２ビームレーザスキャン方式であるため、図中＊部拡大図に示すように各色に対してＳ２とＳ２’，Ｓ３とＳ３’，Ｓ４とＳ４’，Ｓ５とＳ５’のようにイネーブルの幅は同一で、１ライン分の間隔を有するイネーブル信号を２系統出力でき、これに応じて各レーザビームに対応した合計４×２の計８つのイネーブル信号に基づいた補正パターンの画像をおのおの形成している。また、通常の画像形成動作においても同様なイネーブル信号を形成している。
【００２４】
図６は、画像処理ステーション５２中にあるビデオコントローラ５２ａの画像形成装置においてパターン形成部の構成を説明する回路ブロック図である。レーザビームの記録区域外の走査によって得られ、主走査信号の同期信号となるビームディテクト信号（ＢＤ）β５２８が主走査方向のイネーブル信号生成回路（Ｈイネーブル信号生成回路）２７に加えられ、２本のレーザビームのレジストレーション補正用画像パターン信号のＨ方向イネーブル信号β５１６ａ、β５１６ｂが生成される。この時ＢＤは２つのビームで各々持つわけではなく、２つのビームのうちどちらか一方あるいは、２つのビームの合成信号を用いている。
【００２５】
また、補正用画像パターン形成の起動信号（ＩＴＯＰ）β５２９が副走査方向のイネーブル信号生成回路（Ｖイネーブル信号生成回路）２８に加えられ、各色画像パターン信号の２本のレーザビームの補正用画像パターン信号のＶ方向イネーブル信号β５１７ａ、β５１７ｂが生成される。Ｈ方向イネーブル信号β５１６ａ、β５１６ｂ、Ｖ方向イネーブル信号β５１７ａ、β５１７ｂはアドレスカウンタ２９に供給され、次の補正用画像のパターンＲＡＭ３０ａ、３０ｂのアドレス信号β５３１ａ、β５３１ｂを生成する。このアドレス信号に従って画像パターンＲＡＭ３０ａ、３０ｂから画像パターン信号β５１８ａ、β５１８ｂが出力される（本実施例では＋字パターン）。
【００２６】
画像パターンを形成するモードにおいては、選択信号β５２７により画像パターンが選択され、選択された画像情報β５２２ａ、β５２２ｂがγＲＡＭ３４ａ、３４ｂに出力され、γ変換された画像情報β５２３ａ、β５２３ｂがゲート回路３７ａ、３７ｂを介してビデオ信号β５２５ａ、β５２５ｂとしてレーザドライバ３８ａ、３８ｂに出力される。レーザドライバ３８ａ、３８ｂには、ＮＡＮＤゲート３６ａ、ｂを介してゲート信号β５２４ａ、β５２４ｂが入力される。半導体レーザ３９ａ、３９ｂはレーザドライバ３８ａ、３８ｂに入力される画像信号β５２５ａ、β５２５ｂに基づいてＯＮ／ＯＦＦ変調され、ポリゴンスキャナや反射ミラー等の光学走査系を介して感光ドラム２〜５に潜像が形成される。
【００２７】
上記の様に、２ビームレーザスキャン構成のレーザドライバであるため、画像データを形成する系を２系統有し、各々レーザを駆動する構成になっている。
【００２８】
補正パターンの画像書き出し位置制御は、ＣＰＵ５２ＣによりＣＰＵバスβ５０３を介して、主走査及び副走査のイネーブル信号を制御して行っている。また通常の画像データは、各色のずれ量を算出したデータを基に、ＣＰＵ５２Ｃからビデオメモリコントロールバスβ５０４を介して、ＢＤβ５２８及びＩＴＯＰβ５２９信号を基準にビデオメモリコントローラ５２ｄのビデオデータアドレス生成信号を操作し、ビデオメモリ制御バスβ５０９を介してビデオメモリ５２ｂからのビデオデータの読みだしタイミングを変更することで行っている。
【００２９】
ビデオメモリ５２ｂには４色分の画像データが外部ビデオデータバスβ５０１ｂを介して外部インターフェース５３ａより入力され、予め保存されている。外部インターフェース５３ａはＣＰＵ５２ｃによりインターフェースバスβ５０１ａを介してインターフェースコントローラ５３ｂにより、制御バスβ５１０を介してビデオメモリ５２ｂへのデータの格納をコントロールしている。
【００３０】
ビデオメモリ５２ｂからのビデオデータの読み出しは、色ずれ補正をされた後、各色の画像が正確に重なり合うタイミングで読み出され、転写紙上に形成されることになる。
【００３１】
なお、本実施例では、各色毎にそれぞれパターン発生回路を設ける構成としているが、パターンＲＡＭ３０ａ、３０ｂ等については各色用に兼用する構成とすることも可能である。
【００３２】
図４は、コントローラ部５１の詳細構成を説明するブロック図である。転写ベルト１の搬送方向に対して手前側と奥側に形成された各色のパターン画像は、ＬＥＤ６ａ、６ｂ、７ａ、７ｂにより光照射され、各パターン画像からの反射光がＣＣＤセンサ１０ａ、１０ｂで読み取られる。ＣＣＤドライバ１８、１９には、補正パターン検出部２０から原発信クロックβ５０７、β５０８が送出され、そこでＣＣＤセンサ１０ａ、１０ｂの駆動に必要なクロック（転送パルス、リセットパルス、シフトパルス等）β５０１、β５０２が生成されてＣＣＤセンサ１０ａ、１０ｂに供給される。ＣＣＤ１０ａ、１０ｂにより読み取られたパターン画像信号β５０３、β５０４は、Ａ／Ｄコンバータ４０１、４０２により増幅、クランプ、オフセット調整、Ａ／Ｄ変換等の処理が施され、デジタル信号β５０５、β５０６としてレジストレーションコントローラ２０に送出される。
【００３３】
補正パターン検出部２０で受け取った各色パターン画像信号は、補正用パターン認識処理を行った後、複数の認識処理データがメモリに格納され、ＣＰＵバスβ５００を介してＣＰＵ５２Ｃにより、所定の色のパターン画像を基準としてその他の色のパターンのずれ量から、各色のレジストレーションのずれ量を演算する。各色主走査及び副走査の電気的書き出しタイミングは、補正パターンはビデオコントローラ５２ａを、通常の画像はビデオメモリコントローラ５２ｄによりビデオメモリ５２ｂのメモリ読み出しタイミングを制御して各色の色ずれ補正を行っている。また、記録レーザビームの光路長変化及び光路変化を補正して、各色の倍率補正及び傾き補正を行うために、光路中に設けられた反射ミラー１０００Ｍａ，Ｃｙ，Ｙｅ，Ｂｋを駆動する傾き補正パルスモータＭ５〜Ｍ８及び倍率補正パルスモータＭ１〜Ｍ４の各モータを制御すべく、ＣＰＵ５２Ｃによりミラーモータコントローラ２１に駆動パルスデータを送出し、ミラーモータドライバにパルスモータ駆動パルス値をβ５１１を介して設定し、β５１２ａ、β５１２ｂ〜β５１５ａ、β５１５ｂの駆動パルスにより各モータが駆動される。その結果、反射ミラー１０００Ｍａ，１０００Ｃｙ，１０００Ｙｅ，１０００Ｂｋの位置決め制御が行われる。また、補正パターンの認識処理結果より本発明の転写高圧タイミング制御の実行方法に関しては後に詳述する。
【００３４】
以下、図７、図８を用いて補正パターンの形状算出処理について詳細に説明する。
【００３５】
図７は、補正パターン検出部２０の内部構成を説明するブロック図である。２０２は、補正パターン読み取り用の副走査イネーブル信号生成回路で、ＣＰＵ５２Ｃから出力されたＩＴＯＰ信号β５２９を入力して、ＣＰＵバスβ５００によりＣＰＵ５２Ｃで設定された所定のタイミングで補正パターン読み取り用の主走査イネーブル信号（ＬＥＮ）β２０１に同期した副走査方向のイネーブル信号（ＶＥＮ）β４０１を生成する。ＤＦ１〜ＤＦ４はＤ型のフリップフロップ、６０１、６０２は加算器で、画像クロック（ＶＣＬＫ）β２０２に同期してＡに入力されるＣＣＤ画像データβ５０５、β５０６と、Ｂに入力されるデータとの加算を行う。６０３はＲＡＭで、各色のパターンの副走査方向の濃度比ヒストグラムを図８に示すタイミングチャートに従うタイミングで記憶する。６０４はＲＡＭで、各色のパターンの主走査方向の濃度ヒストグラムを図８に示すタイミングチャートに従うタイミングで記憶する。６０７はバスコントローラで、各種のタイミング信号、バンク選択信号ＢＡＮＫＳＥＬを出力する。
【００３６】
本実施例では各色パターン位置及びパターン形状を算出するために読み取られるパターンデータ主走査、副走査に対して各ライン毎の各画素毎に積算データを作成し、作成された積算データに基づいて形状認識を行っている。
【００３７】
先ず副走査方向の積算データの作成は、例えばＣＣＤセンサ１０ａから出力される１副走査ラインのパターンデータをリセット信号ＲＥＳ１により初期クリアした後、加算器６０２により１ライン分のデータを加算して求め、図８に示すタイミングで出力される主走査イネーブル信号ＬＥＮβ２０１に基づいてアドレスカウンタ６０６が決定するアドレスに従いながら書き込み信号ＲＡＭＷＲ２に同期してＲＡＭ６０４に書き込まれる。なおアドレスカウンタ６０６、およびＲＡＭ６０４は、副走査方向イネーブル信号（ＶＥＮ）β４０１が送出されている間はイネーブルとなる。
【００３８】
一方、主走査方向の積算データの作成は、初めにリセット信号ＲＥＳ２により主走査１ライン分のパターンデータをクリアした後、ＲＡＭ６０３に格納する。その後、図８に示すタイミングで入力される画像クロックＶＣＬＫβ２０２に基づいてアドレスカウンタ６０５が決定するアドレスに従いながら各画素毎に書き込み信号ＲＡＭＷＲ１、ＲＡＭＯＥ１及びデータ方向切り替え信号ＲＡＭＤＩＲによりリードモディファイライト動作を繰り返し、加算器６０１に加算された各画素毎に各主走査ラインの積算データをＲＡＭ６０３に格納する。なおアドレスカウンタ６０５は主走査イネーブル信号（ＬＥＮ）β２０１が送出される間はイネーブルとなり、ＲＡＭ６０３は、副走査方向イネーブル信号（ＶＥＮ）β４０１が送出されている間はイネーブルとなる。
【００３９】
この結果、図９に示すようなパターン画像に対する主走査／副走査の積算データを各色毎にＲＡＭ６０３，６０４に格納されることとなる。なお、上記パターン処理回路はＣＣＤ１０ａ、１０ｂに対応してレジストレーションコントローラ２０の内部に２回路分有する構成になっている。
【００４０】
バンク選択信号ＢＡＮＫＳＥＬにより各色のバンクと、各セットのバンクをＲＡＭアドレスの上位に送ることにより、メモリ空間の使い分けを行っている。
【００４１】
先に説明したように、イエロー（Ｙｅ）、マゼンタ（Ｍａ）、シアン（Ｃｙ）、ブラック（Ｂｋ）のパターン画像は図９に示すような主走査、副走査それぞれの積算データＨＤ，ＶＤを得てＲＡＭ６０３，６０４に格納される。該ＲＡＭ６０３，６０４に格納されている積算データＨＤ，ＶＤを基に積算データのピークの中心位置をＣＰＵ５２ｃによりＲＡＭ６０３，６０４にアクセスして算出する。
【００４２】
各々算出された各色、主走査、副走査の中心位置がパターン画像の中心となる各色の中心位置を合わせ込む手法としては、各色の中心位置が一致するように、前述した主走査、副走査のそれぞれの書き出し位置を制御すると同時に、反射ミラー１０００Ｍａ、Ｃｙ、Ｙｅ、Ｂｋを倍率（光路長可変）補正用モータＭ１〜Ｍ４、傾き（光路可変）補正モータＭ５〜Ｍ７をミラーモータコントローラ２１を介してミラーモータドライバ２２により駆動することで補正している。モータの制御はＣＰＵ５２ｃによりバスβ５００を介して行っている。
【００４３】
次に図１６、１７、１８を用いて、本発明の画像形成装置における転写高圧タイミング制御について説明する。
【００４４】
図１６は転写高圧コントローラ４５の内部構成を説明するブロック図である。Ｄ／Ａコンバータ３０１０には、コントローラ部５１からＣＰＵバスβ５００を介して、転写紙の種類および環境に応じて転写に必要な高圧が転写ブレード４１〜４４に印加されるよう高圧設定値が予め入力され、高圧設定信号３０２０が出力される。またコントローラ部５１は、同じくＣＰＵバスβ５００を介して、各色のレーザビームＬ１〜Ｌ４、Ｌ１’〜Ｌ４’によるドラムへの照射開始位置から転写ベルト１上の転写位置までの距離を、画像形成の１ライン（６００ｄｐｉで４２．３μｍ）単位のデータに換算してレジスタ３０１２に設定する。
【００４５】
高圧イネーブル生成回路３０１３は、Ｖ方向イネーブル信号β５１７ａ、β５１７ｂを入力すると、Ｈ方向イネーブル信号β５１６ａ、β５１６ｂをカウントしてレジスタ３０１２の設定値に応じた時間だけ遅延させて、転写高圧イネーブル信号３００１を出力する。セレクタ回路３０１１は、高圧イネーブル信号３００１を入力すると、Ｄ／Ａコンバータ３０１０から出力された高圧設定信号３０２０を選択し、高圧制御信号３０２１を出力する。高圧電源ユニット３０１４は、入力された高圧制御信号３０２１に応じて転写高圧３０２２を出力してブレード４１〜４４に印加する。
【００４６】
転写高圧コントローラ４５内には以上の回路が各色につき１回路有し、各色で独立に転写高圧のタイミング調整が可能である。
【００４７】
図１７、図１８は高圧イネーブル生成回路３０１３の動作を示すタイミングチャートである。
【００４８】
まず始めに、図１７を用いて説明する。各色において、Ｖ方向イネーブル信号β５１７ａ、β５１７ｂが出力されると、同時に対応した色のレーザビームＬ１〜Ｌ４、Ｌ１’〜Ｌ４’がドラム２〜５上に照射され潜像形成が開始される。高圧イネーブル生成回路３０１３は、Ｖ方向イネーブル信号β５１７ａ、β５１７ｂが入力されると、レジスタ３０１２に設定した値ＤをＨ方向イネーブル信号β５１６ａ、β５１６ｂでカウントして高圧イネーブル信号３００１を出力する。Ｖ方向イネーブル信号β５１７ａ、β５１７ｂは画像形成領域で出力されているため、高圧イネーブル信号３００１は画像の先端でＨとなり、後端でＬとなるため、ブレード４１〜４４に印加される転写高圧３０２２が画像領域中で出力される。
【００４９】
上記において、転写高圧イネーブル信号３００１が出力され転写高圧制御信号３０２１が高圧電源ユニット３０１４に入力されても、転写高圧出力が即座に追従しない場合がある。その場合、レジスタ３０１２に、高圧立ち上げ用の設定値Ｄ１と立ち下げ用の設定値Ｄ２を用意しておき、図１８に示すように高圧イネーブル信号３００１の立ち上げは設定値Ｄより前に立ち上がる設定値Ｄ１で行い、立ち下げはＤと同様の設定値Ｄ２で行う。この場合、転写高圧は転写紙の先端余白中に立ち上がり、後端余白中で立ち下がるのが望ましく、高圧電源ユニット３０１４の高圧出力追従性は上記余白範囲内にする。
【００５０】
図１２は、本発明の画像形成装置における転写高圧タイミング補正、およびレジストレーション補正シーケンスを説明するフローチャートである。
【００５１】
先に説明したように、本発明による装置は２ビームレーザスキャン方式を用いて画像を形成する構成をとっている。即ち、各色に対しておのおの２本のレーザビームを有しており、レジストレーション補正もその各々に対して行う必要がある。以下にフローチャートに従って各色おのおの２種類のレーザ走査に対するレジストレーション補正、および転写高圧タイミング補正のシーケンスを順次説明する。
【００５２】
まず、各色に対して２本づつ照射されるレーザのうち、第１レーザ（本発明ではベルト移動方向に対して先行するレーザＬ１〜Ｌ４）のＬ１をアクティブにし、他方のレーザＬ１’に関してはＯＦＦまたはバイアス点灯などのレーザ光が強く照射されない状態にし、マゼンタの補正パターンを転写ベルト上に形成する（Ｓ１０１）。形成されるパターンは先に説明した図５に示されるパターンである。続いて、Ｓ１０１のステップとは逆に、Ｌ１’をアクティブにし、Ｌ１はＯＦＦまたはバイアス点灯などのレーザ光が強く照射されない状態にし、第２レーザによるマゼンタの補正パターンを転写ベルト上に形成する（Ｓ１０２）。以下マゼンタのパターンを形成したのと同様にシアンＳ１０３、Ｓ１０４、イエローＳ１０５、Ｓ１０６、ブラックＳ１０７、Ｓ１０８のパターンも転写ベルト上に形成する。
【００５３】
次に、転写ベルト上に形成された各色、および各レーザの補正パターンを先に説明したとおり順次ヒストグラムデータを作成しつつ読み取る（Ｓ１０９〜Ｓ１１６）。マゼンタの第１レーザ補正パターンが送られてきた際に、パターン画像の読み取りを開始して、ヒストグラムデータを作成しつつ読み取りを行って、補正パターン検出部２０内のＲＡＭ６０３、６０４に格納する（Ｓ１０９）。次に送られてくるマゼンタの第２レーザ補正パターンも同様にして画像の読み取りを行う（Ｓ１１０）。
【００５４】
以下、同様にしてシアン、イエロー、ブラックの補正パターンの読み取りを行う（Ｓ１１１〜Ｓ１１６）。
【００５５】
以上の補正用パターンの形成と読み取りを８回繰り返し、第１レーザによる補正パターン８セット、第２レーザによる補正パターン８セット、合計１６セットの補正パターンの形成と読み取りを行う（Ｓ１１７）。これは、各補正パターンを複数個読み取ることで、ベルト上への補正パターンの形成不良による補正ミスまたは補正誤差を減らし、補正制御のレベルを向上させるための措置である。
【００５６】
そして各色８×２セット分の補正パターン検出部２０内のＲＡＭ６０３、６０４に格納されたレジ補正用パターン画像データは、ＣＰＵ５２ｃによりアクセスされ（Ｓ１１８）、先に説明したように各色パターンの主走査／副走査のヒストグラムデータのピークを算出することで各パターンの位置を導き出している。また、このパターン位置データはデータの有効性を高めるため、８セットが読み取られているため、この８つのデータを各々平均してパターンの位置データとしている（Ｓ１１９）。各色パターンのベルト移動方向の読み取りタイミングは、補正パターンの大きさの２倍の距離に換算した一定の間隔で読み取られる。パターンの形成も同様のタイミングで形成される。そのため、各色のヒストグラムデータの中心位置ずれが、各色の相対的なレジストレーションずれ量に相当することになる。
【００５７】
続いて、第１レーザの基準色（本実施例ではＣｙのパターン）に対するその他の色の第１レーザ及び第２レーザのパターンの相対的なレジストずれ量を算出する（Ｓ１２０）。本実施例では各色ともに主走査／副走査で読み取り位置精度を２５６／２５６ステップ有しており、１ステップは補正パターン読み取りセンサの精度である１４μｍの分解能を持っている（ベルト進行方向が副走査であり、それと直行する方向が主走査とする）。ここで例えば主、副走査とも解像度６００ｄｐｉ（４２．３μｍ）の画像形成装置で、正常時ベルト進行方向に対して第１および第２のレーザビーム右側のデータが主走査／副走査で１２８／１２８、左側も１２８／１２８の位置にパターンが形成される場合、Ｃｙの第１レーザ右側が主走査／副走査で１２８／１２５、左側も１２８／１２５の位置にパターンが形成されていたと認識した場合、その際Ｍａの第１レーザの右側が１３２／１１９、左側が１２４／１１９と認識した場合は、Ｃｙの第１レーザに対するＭａの第１レーザは主走査方向の倍率が８ステップ（１１２μｍ）、副走査方向の画像書き出し位置が６ステップ（８４μｍ）先行していることになる。この様にＣｙの第１レーザに対するその他の色のずれ量から、Ｃｙの第１レーザ以外の各色第１レーザ、第２レーザのレジストレーション補正データを算出する（Ｓ１２１）。
【００５８】
ここでのレジストレーション補正データとは、上記の例を用いると、Ｃｙの第１レーザに対してＭａの第１レーザの副走査方向の書き出し位置を調整して８４μｍ遅らせ、更にレーザ走査光学系の反射ミラー１０００Ｍａの倍率補正モータＭ１を駆動し、１１２μｍに相当する倍率調整を実施する。本例では、傾きがずれていないため傾き補正モータは駆動しないが、倍率調整と同様に、傾きがずれている場合は傾き補正が実施される（Ｓ１２２）。
【００５９】
また、各色の第１レーザ及び第２レーザは共通の光学系を経由して感光ドラム上に照射されるため、例えば、上記例の様にＭａの第１レーザの倍率調整を実施した後は、第２レーザの倍率調整は実施する必要はなくなる。即ち、第１レーザＣｙに対するその他の色の第１レーザのレジスト調整（傾き／倍率調整の光路修正と書き出し位置修正）を実施した後、次にＣｙの第１レーザに対するＭａ、Ｃｙ、Ｙｅ、Ｂｋの第２レーザのレジスト調整は各レーザの書き出し位置調整のみを実施することになる。
【００６０】
次に転写高圧のタイミング調整を行うために、まず始めに各色でレーザＬ１〜Ｌ４、Ｌ１’〜Ｌ４’がドラム２〜５に照射する副走査方向の照射位置ずれ量ＬＤＣｎ、ＬＤＭｎ、ＬＤＹｎ、ＬＤＫｎを、Ｃｙの副走査方向の補正パターンデータ、および初期のレジストレーション補正データＲＤＭ１、ＲＤＹ１、ＲＤＫ１を含む前回までに行なわれた補正動作で算出されたレジストレーション補正データＲＤＭ１〜ｎ−１、ＲＤＹ１〜ｎ−１、ＲＤＫ１〜ｎ−１、および今回算出されたレジストレーション補正データＲＤＭｎ、ＲＤＹｎ、ＲＤＫｎ、また今回算出したＣｙのレーザ照射位置ずれ量ＬＤＣｎより算出する。ここでＬＤＣｎはＣｙの照射位置ずれ量であり、ＬＤＭｎとＲＤＭｎはそれぞれＭａのｎ回目の照射位置ずれ量と補正データを表し、ＹｅとＢｋも同様にそれぞれＬＤＹｎとＲＤＹｎおよびＬＤＫｎとＲＤＫｎで表す。また初期のレジストレーション補正データＬＤＭ１、ＬＤＹ１、ＬＤＫ１とは、主に装置生産時に補正データを０として理想的なイニシャルデータを用いて補正動作を実行した際に算出されたデータである。さらに過去の補正データＲＤＭ１〜ｎ−１、ＲＤＹ１〜ｎ−１、ＲＤＫ１〜ｎ−１および照射位置ずれ量ＬＤＣ１〜ｎ−１、ＬＤＭ１〜ｎ−１、ＬＤＹ１〜ｎ−１、ＬＤＫ１〜ｎ−１は、コントローラ部５１が図示しないメモリに保存し、過去の変動履歴が確認できるようになっている。ここで副走査方向のレーザ照射位置のずれが０の場合、副走査は左右とも１２８の位置にパターンが形成され、Ｃｙはレジストレーション補正が実行されないために、この位置を基準に照射位置ずれ量が算出できる。先ほどのパターンデータよりＣｙの第１レーザの副走査方向のパターンデータは１２５よりＣｙの照射位置ずれ量ＬＤＣｎは１２８−１２５で３ステップ（４２μｍ）となるため、４２μｍに相当する時間だけ転写高圧の印加タイミングを早く立ち上げる様に調整する。またその他の色の照射位置ずれ量ＬＤＭｎ、ＬＤＹｎ、ＬＤＫｎに関しては、まず始めにＣｙの照射位置に対する各色の照射位置ずれ量を算出するために、前回算出された照射位置ずれ量ＬＤＭｎ−１、ＬＤＹｎ−１、ＬＤＫｎ−１と今回算出されたレジストレーション補正データＲＤＭｎ、ＲＤＹｎ、ＲＤＫｎをそれぞれ加算して算出する。ここで前回の照射位置ずれ量ＬＤＭｎ−１、ＬＤＹｎ−１、ＬＤＫｎ−１は、例えばＭａを例にすると、これまでの補正データを用いてＲＤＭ１＋ＲＤＭ２＋・・・・・＋ＲＤＭｎ−２＋ＲＤＭｎ−１で算出され、他の色も同様に計算できる。次にここで算出したＣｙの照射位置に対する各色の照射位置ずれ量と先ほど算出したＣｙの副走査方向の照射位置ずれ量ＬＤＣｎの加算により各色の照射位置ずれ量ＬＤＭｎ、ＬＤＹｎ、ＬＤＫｎが算出できる。
【００６１】
例えば、１２８の位置に対してベルト進行方向のずれをプラス（＋）、それと逆方向のずれをマイナス（−）で表し、Ｍａ第１レーザの前回の照射位置ずれ量ＬＤＭｎ−１が−９ステップ（１２６μｍ）だとすると、今回のＣｙの第１レーザに対するＭａ第１レーザのレジストレーション補正データＲＤＭｎが＋６ステップ（８４μｍ）であるので、Ｃｙの第１レーザに対するＭａ第１レーザの照射位置ずれは−３ステップ（４２μｍ）となる。そしてＣｙの照射位置ずれ量ＬＤＣｎは＋３ステップ（４２μｍ）であるので、Ｍａの第１レーザの照射位置ずれ量ＬＤＭｎは０ステップ（０μｍ）となる。ＹｅとＢｋの第１レーザにおいても同様の方法で算出することにより、各色の副走査方向のレーザ照射位置ずれ量ＬＤＹｎ、ＬＤＫｎが算出できる（Ｓ１２３）。ここで第１レーザのみで副走査方向のレーザ照射位置ずれ量が算出できるので、第２レーザによる補正データを用いた演算は必要ない。
【００６２】
以上より算出された各色の副走査方向レーザ照射位置ずれ量から、各色の転写高圧タイミング補正データを算出する（Ｓ１２４）。
ここでの転写高圧タイミング補正データとは、転写高圧制御のタイミングを変更するためにレジスタ３０１２に設定するデータであり、各色の副走査方向レーザ照射位置ずれ量ＬＤＣｎ、ＬＤＭｎ、ＬＤＹｎ、ＬＤＫｎから算出できる。上記の例を用いると、Ｃｙのレーザ照射位置ずれ量ＬＤＣｎは３ステップ（４２μｍで約１ライン）であるので、レジスタ３０１２の理論設定値Ｄ（またはＤ１およびＤ２）を−１した値をＣｙの転写高圧タイミング補正データとして設定し、転写タイミングを１ライン早く立ち上げるようにする。またＭａに関しては、レーザ照射位置ずれ量ＬＤＭｎが０ステップであるので転写高圧タイミング補正データの変更は必要ない。またＹｅ、Ｂｋに関しても同様に行うことにより転写高圧タイミング補正データが算出できる（Ｓ１２４）。
【００６３】
最後に、各色で算出した転写高圧タイミング補正データを各色のレジスタ３０１２に設定することで、転写高圧の立ち上げ／立ち下げタイミングが最適になり、以降の画像形成で転写紙上に良好な画像転写が行われる（Ｓ１２５）。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、補正パターンを読み取って、測定したパターンデータからドラムに入射されるレーザの副走査方向の照射位置ずれ量を算出し、転写高圧の立ち上げ／立ち下げタイミングを調整するために、装置組み立て時のレーザ照射位置の調整ばらつきや、環境温度の変化によって転写ドラム上のレーザ照射位置がずれた場合でも、転写ベルト上の転写紙に正確に画像を転写することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す画像形成装置の構成を説明する概略構成図である。
【図２】画像形成装置全体を表した図である。
【図３】転写タイミング補正用パターンの画像形成タイミングを示すタイミングチャートである。
【図４】コントローラ部５１の詳細構成を説明するブロック図である。
【図５】図３のタイミングで転写ベルト上に形成された転写タイミング補正パターンの状態を示す図である。
【図６】画像処理ステーション５２中にあるビデオコントローラ５２ａの画像形成装置においてパターン形成部の構成を説明する回路ブロック図である。
【図７】補正パターン検出部２０の内部構成を説明するブロック図である。
【図８】濃度比ヒストグラム記憶するタイミングチャートである。
【図９】パターン画像に対する主走査／副走査の積算データである。
【図１０】外部バスβ５０２から入力された画像データを像形成するための画像処理ステーション５２と、インターフェース（Ｉ／Ｆ）５３を説明するブロック図である。
【図１１】画像形成装置全体を表した図である。
【図１２】画像形成装置における転写高圧タイミング補正、およびレジストレーション補正シーケンスを説明するフローチャートである。
【図１３】従来の画像形成装置における異常な潜像形成防止機構の説明図である。
【図１４】従来の画像形成装置における異常な潜像形成防止機構の実現方法を示した説明図である。
【図１５】転写不良が発生するといった問題を示す説明図である。
【図１６】画像形成装置における転写高圧タイミング制御の説明図である。
【図１７】高圧イネーブル生成回路３０１３の動作を示すタイミングチャートである。
【図１８】高圧イネーブル生成回路３０１３の動作を示すタイミングチャートである。

Claims (4)

1. 画像坦持体上にそれぞれ異なる色に応じた画像を形成する画像形成手段を有する複数の画像ステーションと、前記画像坦持体上に形成された画像が転写される転写材を搬送する搬送手段と、前記画像坦持体上にレジスト補正マークを形成すべく前記各画像形成手段を制御するパターン形成手段と、前記レジスト補正マークを検出するマーク検出手段と、前記画像坦持体上に形成された画像を前記転写材に転写するためのバイアスを生成する転写バイアス生成手段と、前記画像坦持体上に形成された画像を前記転写材に転写する際に、１画像毎に前記転写バイアス生成手段の出力を制御する転写バイアス制御手段を有する画像形成装置において、
   前記レジスト補正マーク検出手段で検出された第１の検出結果に基づいて、前記転写バイアス制御手段による転写バイアスの印加タイミングを調整する転写バイアス印加タイミング制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記レジスト補正マーク検出手段で検出された第１の検出結果は、検出したレジスト補正マークから前記画像担持体上に画像を形成する画像形成手段の画像形成位置ずれの算出結果であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記画像形成装置は、前記レジスト補正マーク検出手段で検出された第２の検出結果に応じて、前記画像のレジストずれを補正するレジスト補正手段を有することを特徴とする請求項１、および２記載の画像形成装置。
4. 前記第２の検出結果のうち副走査方向のレジストずれに相当する検出結果を用いて前記第１の検出結果を算出することを特徴とする請求項１、２および３記載の画像形成装置。

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