JP2004184468A

JP2004184468A - Color image forming apparatus

Info

Publication number: JP2004184468A
Application number: JP2002347860A
Authority: JP
Inventors: Kengo Umeda; 研吾梅田; Tsutomu Imaizumi; 力今泉
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-11-29
Filing date: 2002-11-29
Publication date: 2004-07-02

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an image of high image quality by reducing color slippage in a subscanning direction, as for a color image forming apparatus. <P>SOLUTION: Two sensors 6a and 6b are arranged with a spacing in a direction vertical to the moving direction of a carrying belt 3, and also, arranged with mutually shifting only by a prescribed distance in the moving direction. A pattern formed on the carrying belt 3 by an image forming means is detected by the two sensors 6a and 6b, and the color slippage and the moving speed of the carrying belt are corrected based on the detection results. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式あるいは静電記録方式を用いたプリンタ，複写機などのカラー画像形成装置に関し、特にその搬送ベルトまたは中間転写体の移動速度の変動に伴う色ずれの低減に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真方式あるいは静電記録方式により像担持体に静電潜像を形成し、この静電潜像を現像装置によりトナー像として現像し、このトナー像を記録材に転写して画像を得る画像形成装置がある。
【０００３】
特に、電子写真方式のカラー画像形成装置においては、高速化のために複数の画像形成部を有し、搬送ベルト上に保持された記録材上に順次異なる色の像を転写する方式が各種提案されている。かかるカラー画像形成装置において、各画像形成部は、それぞれ像担持体として、たとえば、ドラム型の電子写真感光体、即ち、感光ドラムを備えており、電子写真画像形成プロセスにより各感光ドラムに形成したトナー像を、記録材担持体として、たとえば、無端移動する搬送ベルト上を各画像形成部へと搬送される記録材に転写してカラー画像を形成する。
【０００４】
ところで、複数の画像形成部を有するカラー画像形成装置の問題として、機械精度などの原因により、複数の感光ドラムや搬送ベルトの移動ムラ、各画像形成部の転写位置での感光ドラム外周面と搬送ベルトの移動量の関係などが各色毎にバラバラに発生し、画像を重ね合わせたときに一致せず、色ずれを生じることが挙げられる。
【０００５】
特に、感光ドラム、およびこの感光ドラム上に静電潜像を形成するための露光手段としてのレーザスキャナを有する複数の画像形成部を備えた装置では、各画像形成部でレーザスキャナと感光ドラム間の距離に誤差があり、この誤差が各画像形成部間で異なると、感光ドラム上でのレーザの走査幅に違いが発生して色ずれが発生する。
【０００６】
また、各感光ドラムの間隔の違いや搬送ベルトの移動速度の変化によって、副走査方向の色ずれが発生する。
【０００７】
色ずれの例を図１１に示す。図中、本来の画像位置７と、色ずれが発生している場合の画像位置８（８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ）が示されている。図１１（ａ），（ｂ），（ｃ）は、主走査方向（記録材搬送方向と直交する方向）に色ずれがある場合であるが、説明のため２つの線を搬送方向に離して描いてある。
【０００８】
図１１（ａ）は主走査線の傾きずれを示し、光学部と感光ドラム間に傾きがある場合などに発生する。たとえば、光学部や感光ドラムの位置や、レンズの位置を調整することによって矢印方向に修正する。
【０００９】
図１１（ｂ）は主走査線幅のバラツキによる色ずれを示し、光学部と感光ドラム間の距離の違いなどによって発生する。光学部がレーザスキャナの場合に発生し易い。たとえば、画像周波数を微調整して、つまり、走査幅が長すぎる場合は、周波数を速くするなどして走査線の長さ変えることよって、矢印方向に修正する。
【００１０】
図１１（ｃ）は主走査方向の書出し位置誤差を示す。たとえば、光学部がレーザスキャナであれば、ビーム検出位置からの書出しタイミングを調整することによって矢印方向に修正する。
【００１１】
図１１（ｄ）は記録材搬送方向の書出し位置誤差を示す。たとえば、用紙先端検出からの各色の書出しタイミングを調整することによって矢印方向に修正する。
【００１２】
従来、これら色ずれを修正するために、カラー画像形成装置（図１は実施例１のハードウエア構成を示す図であるが、光センサ６ａ，６ｂを搬送ベルトの移動方向にずらして配置する点以外は従来と同様なので、参照）は、搬送ベルト３上に、各画像形成部にて形成したトナー像による色ずれ検出（色ずれ測定ともいう）用画像として、各色毎の色ずれ検出パターンを形成し、搬送ベルト３の記録材搬送方向下流部の両サイド（記録材搬送方向と直交する方向の両端部近傍）に設けられた一対の光センサ６ａ，６ｂで検出し、この検出したずれ量に応じて、前述のような各種調整を実施する色ずれ補正手段を有する。これにより、画像形成位置を補正する。
【００１３】
図１２に、色ずれ検出パターンの一例を示す。図１２に示すように、記録材搬送方向（副走査方向）の色ずれ量を検出するための記録材搬送方向用パターン１０，１１，１２，１３、および主走査方向の色ずれ量を検出するための主走査方向用パターン１４，１５，１６，１７が形成される。この例では、主走査方向用パターン１４，１５，１６，１７は、搬送ベルト移動方向に対して４５度の傾きで形成されている。パターン１０，１４はブラック（Ｂｋ）、１１，１５はイエロー（Ｙ）、１２，１６はマゼンタ（Ｍ）、１３，１７はシアン（Ｃ）のパターンであることを示す。おのおの８本のトナー線像（ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈ）で形成され８本の平均位置を検出位置とする。また、図中ｔｓｆ１〜４、ｔｍｆ１〜４、ｔｓｒ１〜４、ｔｍｒ１〜４は各パターンの平均検出タイミングを示し、矢印は搬送ベルト３の移動方向を示す。
【００１４】
ここで、搬送ベルト３の移動速度（回転速度ともいえる）をｖｍｍ／ｓ、ブラックを基準色とし、ブラックの記録材搬送方向用パターン１０，１４と各色のパターン１１，１２，１３および、１５，１６，１７との間の理論距離を、それぞれｄｓＹｍｍ，ｄｓＭｍｍ，ｄｓＣｍｍとする。また、搬送ベルトの移動方向上流側からみて左側の各色の記録材搬送方向用パターン１０ｆ〜１３ｆと主走査方向用パタ―ン１４ｆ〜１７ｆとの間の実測距離を、それぞれｄｍｆＢｋｍｍ，ｄｍｆＹｍｍ，ｄｍｆＭｍｍ，ｄｍｆＣｍｍとし、右側の各色の記録材搬送方向用パターン１０ｒ〜１３ｒと主走査方向用パタ―ン１４ｒ〜１７ｒとの間の実測距離を、それぞれｄｍｒＢｋｍｍ，ｄｍｒＹｍｍ，ｄｍｒＭｍｍ，ｄｍｒＣｍｍとする。ブラックを基準色とすると、記録材搬送方向に関する各色の位置ずれ量δｅｓは、
δｅｓＹ
＝ｖ×｛（ｔｓｆ２−ｔｓｆ１）＋（ｔｓｒ２−ｔｓｒ１）｝／２−ｄｓＹ
・・・（１）
δｅｓＭ
＝ｖ×｛（ｔｓｆ３−ｔｓｆ１）＋（ｔｓｒ３−ｔｓｒ１）｝／２−ｄｓＭ
・・・（２）
δｅｓＣ
＝ｖ×｛（ｔｓｆ４−ｔｓｆ１）＋（ｔｓｒ４−ｔｓｒ１）｝／２−ｄｓＣ
・・・（３）
となる。また、主走査方向に関して、左右各々の各色の位置ずれ量δｅｍｆ，δｅｍｒは、
ｄｍｆＢｋ＝ｖ×（ｔｍｆ１−ｔｓｆ１）・・・（４）
ｄｍｆＹ＝ｖ×（ｔｍｆ２−ｔｓｆ２）・・・（５）
ｄｍｆＭ＝ｖ×（ｔｍｆ３−ｔｓｆ３）・・・（６）
ｄｍｆＣ＝ｖ×（ｔｍｆ４−ｔｓｆ４）・・・（７）
と
ｄｍｒＢｋ＝ｖ×（ｔｍｒ１−ｔｓｒ１）・・・（８）
ｄｍｒＹ＝ｖ×（ｔｍｒ２−ｔｓｒ２）・・・（９）
ｄｍｒＭ＝ｖ×（ｔｍｒ３−ｔｓｒ３）・・・（１０）
ｄｍｒＣ＝ｖ×（ｔｍｒ４−ｔｓｒ４）・・・（１１）
から、
δｅｍｆＹ＝ｄｍｆＹ−ｄｍｆＢｋ・・・（１２）
δｅｍｆＭ＝ｄｍｆＭ−ｄｍｆＢｋ・・・（１３）
δｅｍｆＣ＝ｄｍｆＣ−ｄｍｆＢｋ・・・（１４）
と
δｅｍｒＹ＝ｄｍｒＹ−ｄｍｒＢｋ・・・（１５）
δｅｍｒＭ＝ｄｍｒＭ−ｄｍｒＢｋ・・・（１６）
δｅｍｒＣ＝ｄｍｒＣ−ｄｍｒＢｋ・・・（１７）
となり、計算結果の正負からずれ方向が判断できる。そして、δｅｍｆから書出し位置を、δｅｍｒ−δｅｍｆから主走査幅を補正する。なお、主走査幅に誤差がある場合は、書出し位置はδｅｍｆのみでなく、主走査幅補正に伴い変化した画像周波数の変化量を加味して算出する。
【００１５】
図１３は、色ずれ検出手段のパターン検出部（光センサ）６の構成を示す図である。パターン検出部６は、発光手段としてたとえばＬＥＤとされる発光素子５１と、受光手段としてたとえばフォトセンサとされる受光素子５２とを有する。
パターン検出部６は、搬送ベルト３上に形成された色ずれ検出パターン１０〜１７を検出する。つまり、発光素子５１から発光光５３を照射して、搬送ベルト３または色ずれ検出パターン１０〜１７からの反射光のうち、受光光５４を受光素子５２で受光する。発光素子５１と受光素子５２とは、搬送ベルト３を反射面として、正反射光学系で構成されており、搬送ベルト３と色ずれ検出パターンの正反射光反射率の差、即ち、反射率の差によって、色ずれ検出パターンの位置を検出する。
【００１６】
図１４は、色ずれ検出手段によるパターン検出信号を処理する、パターン読取り処理部を示す。パターン読取り処理部は、発光素子５１と受光素子５２などを備えて構成されるパターン検出部６と、検出データから各色の位置の時間間隔を求め、求めた時間間隔と予め設定してある時間間隔の値の差から、色ずれ量および補正値を算出する演算部６１と、演算結果に従って画像形成を行う画像出力部６２、および各部のタイミング調整や各種設定を行うタイマ６３とＣＰＵ６４とを備えている。演算部６１，タイマ６３，ＣＰＵ６４などにより、色ずれ検出のパターン検出信号にもとづいて各色画像の画像形成位置を制御する手段が構成される。
【００１７】
次に算出された各種の色ずれに対する補正動作について説明を行う。
【００１８】
主走査方向の色ずれは主走査方向の書出し開始位置を決定する露光手段の画像データ書出しタイミングを各色に対して独立に制御することによって、主走査方向の書出し開始位置が補正される。また、副走査方向の色ずれは用紙先端検出からの書出しタイミングを各色に対して独立に制御することによって副走査方向の印字領域が制御され副走査方向の色ずれが補正される。さらに、主走査幅の色ずれは画像処理を用いて、たとえば各色毎に画像周波数を微調整することによって補正を行う。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、色ずれ補正制御によって色ずれを低減させたとしても、搬送ベルトまたは中間転写体の表面移動速度が駆動ローラの熱膨張などにより変化すると、副走査方向に色ずれが生じる。
【００２０】
このため、印字時の搬送ベルトまたは中間転写体の表面移動速度は色ずれ補正制御の時と同じ移動速度である必要がある。
【００２１】
しかし、搬送ベルト，中間転写体の表面移動速度を精度良く測定するためには、新たにセンサを取り付けるなどの必要からコストが高くなるという問題がある。
【００２２】
また、検出時に駆動ローラの回転ムラの影響を受け、正確に検出できないという問題がある。
【００２３】
本発明は、このような状況のもとでなされたもので、カラー画像形成装置において、副走査方向の色ずれを低減し高画質の画像を提供することを課題とするものである。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明では、カラー画像形成装置を次の（１）ないし（３）のとおりに構成する。
【００２５】
（１）周回移動する搬送ベルトまたは中間転写体の移動方向に沿って、複数の画像形成手段を配置したカラー画像形成装置において、
前記搬送ベルトまたは中間転写体の移動方向に対し垂直方向に離して配置し、さらに移動方向に互いに所定距離だけずらして配置した２個のセンサと、
前記画像形成手段により前記搬送ベルト上または中間転写体上に形成したパターンを前記２個のセンサで検出し、検出結果にもとづいて色ずれ補正および前記搬送ベルトまたは中間転写体の移動速度の補正を行う補正手段と、
を備えたことを特徴とするカラー画像形成装置。
【００２６】
（２）前記（１）記載のカラー画像形成装置において、
前記搬送ベルト上または中間転写体上に形成したパターンは、前記搬送ベルトまたは中間転写体を駆動する駆動ローラの外周長の整数倍の間隔に複数個形成することを特徴とするカラー画像形成装置。
【００２７】
（３）前記（１）または（２）記載のカラー画像形成装置において、
前記パターンは、色ずれ検出用と速度検出用に兼用のパターンであることを特徴とするカラー画像形成装置。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、カラー画像形成装置の実施例により詳しく説明する。
【００２９】
【実施例】
（実施例１）
図１は実施例１である“カラー画像形成装置”の概略構成を示す断面図であり、図２は同じく概略構成を示す斜視図である。本実施例のカラー画像形成装置は、装置本体に通信可能に接続されたパーソナルコンピュータなどの外部機器からの信号に従って、色分解された画像情報に応じた各色のトナー像を各画像形成部で電子写真画像形成プロセスにより形成し、記録材に重ねて転写して４色フルカラーの画像を形成することができるカラーレーザビームプリンタである。
【００３０】
先ず、図１，図２を参照して、本実施例のカラー画像形成装置１００の全体構成について説明する。カラー画像形成装置１００は、４色の像形成手段として、それぞれブラック（Ｂｋ），イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）の画像形成部Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄを有する。各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは、像担持体としてドラム型の電子写真感光体、即ち、感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを備え、その周囲に感光ドラム１ａ〜１ｄを均一に帯電させる帯電手段たる帯電ローラ２１ａ〜２１ｄ、画像信号に応じて各感光ドラム１ａ〜１ｄを露光して感光ドラム１ａ〜１ｄ上に静電潜像を形成する露光手段（潜像形成手段）としてのレーザスキャナ２ａ〜２ｄ、各感光ドラム１ａ〜１ｄに形成された静電潜像にトナーを供給してトナー像として可視化する、現像手段たる現像装置２２ａ〜２２ｄ、感光ドラム１ａ〜１ｄ上に付着したトナーを除去して清掃するクリーニング装置２４ａ〜２４ｄが設けられている。
【００３１】
また、記録材Ｐを各色の画像形成部Ｐａ〜Ｐｄに順次搬送する搬送手段としての無端状の搬送ベルト３が各感光ドラム１ａ〜１ｄに対向して設けられている。
搬送ベルト３は、駆動ローラ４および従動ローラ５とに掛け渡されており、図中矢印方向に移動（回転）する。駆動ローラ４は、モータ，ギアなどを備えた駆動手段と接続され、搬送ベルト３を駆動する。従動ローラ５は、搬送ベルト３の移動に従って回転し、且つ、搬送ベルト３に一定の張力を付与する。搬送ベルト３の内側には、各感光ドラム１ａ〜１ｄに対向して転写部材２３ａ〜２３ｄが搬送ベルト３に当接配置されている。転写部材２３ａ〜２３ｄには転写時に転写バイアス電圧が印加され、搬送ベルト３を介して、搬送ベルト３に担持された記録材Ｐにトナーと逆極性の転写バイアスを印加する。このように搬送ベルト３は転写手段としての転写ベルトとしての機能を兼ねる。
【００３２】
更に、カラー画像形成装置１００は、記録材Ｐを収容するカセット２５ａ，記録材供給ローラ２５ｂ，搬送ローラ（図示せず），ガイド（図示せず），レジストローラ２５ｃなどを備えた記録材供給装置２５を有する。また、搬送ベルト３の記録材搬送方向下流側には、各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄにおいて記録材Ｐに転写された未定着のトナー像を記録材Ｐに定着する定着装置２６が設けられている。
【００３３】
かかる構成のカラー画像形成装置１００に、パーソナルコンピュータなどの外部機器から画像形成すべきデータが送られ、プリンタエンジンの方式に応じた画像情報処理が終了して画像形成可能状態となると、カセット２５ａから記録材供給ローラ２５ｂなどにより記録材Ｐが供給され、搬送ベルト３に到達する。そして、搬送ベルト３により記録材Ｐが各色の画像形成部Ｐａ〜Ｐｄに順次搬送される。搬送ベルト３による記録材Ｐの搬送とタイミングを合せて、各色の画像信号が各レーザスキャナ２ａ〜２ｄに送られ、感光ドラム１ａ〜１ｄ上に静電潜像が形成される。この静電潜像は、各現像装置２２ａ〜２２ｄで現像された後、転写部材２３ａ〜２３ｄにより記録材Ｐ上に重ねて転写される。
【００３４】
その後、記録材Ｐは搬送ベルト３から分離され、定着装置２６で熱によってトナー像が記録材Ｐ上に定着され、装置外部へと排出される。
【００３５】
各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄにおける動作は同様であるので、ブラック画像形成部Ｐａを例に説明すると、図中矢印方向に回転駆動される感光ドラム１ａの表面は、帯電ローラ２１ａによって一様に帯電される。その表面を、画像情報に色分解されたブラック画像情報に従ってレーザスキャナ２ａが走査露光して、感光ドラム１ａ上に静電潜像を形成する。次いで、感光ドラム１ａに形成された静電潜像は、現像装置２２ａによってトナーが供給されてトナー像として可視化される。
現像装置２２ａは、現像剤として、たとえば、主に樹脂トナー粒子（トナー）と磁性キャリア粒子（キャリア）とを備えており、感光ドラム１ａに対向する現像領域まで現像剤担持体によりこの現像剤を担持搬送し、また現像剤担持体に、通常、ＡＣ電圧とＤＣ電圧とを重畳した現像バイアスを印加することによって感光ドラム１ａ上の静電潜像を現像する。
【００３６】
一方、カセット２５ａから供給ローラ２５ｂなどによって供給され、各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄにおけるトナー像の形成と同期するように搬送ベルト３に静電吸着された記録材Ｐが搬送されてくる。そして、感光ドラム１ａと転写部材２３ａとが搬送ベルト３を介して対向する転写領域において、転写部材２３ａに印加される転写バイアスにより、感光ドラム１ａから記録材Ｐへとトナー像が転写される。
【００３７】
次いで、記録材Ｐは搬送ベルト３から分離され、定着装置２６へと搬送される。ここで、トナー像は記録材Ｐに定着されて永久画像（ハードコピー）となる。
その後、記録材Ｐは装置外部に設けられた記録材排出トレー（図示せず）などに排出される。また、トナー像の転写後の感光ドラム１ａは、クリーニング装置２４ａによってその表面に付着した転写残トナーが除去され、続く画像形成に備える。
【００３８】
本実施例のカラー画像形成装置１００は、図１１を参照して説明したような各種色ずれを補正するために、色ずれ補正手段を有する。色ずれ補正手段の基本的構成および動作は、前述して説明した従来のものと同様であるので、同一機能，構成を有する要素には同一符号を付して重複する説明は省略する。
【００３９】
色ずれを低減させるために、搬送ベルト３上に図１２に示す色ずれ検出用パターンを形成する。これらパターンを、搬送ベルト３の記録材搬送方向においてブラック画像形成部Ｐａより下流側であり、搬送ベルト３の主走査方向両サイド近傍に並んで設けられた、色ずれ検出手段の一対のパターン検出部（光センサ）６ａ，６ｂで読み取り、各色間の色ずれ量を検出する。この検出したずれ量に応じて、前述のような各種調整を実施して画像形成位置を補正する。
【００４０】
図１２に示すように、色ずれ検出用パターンは、搬送ベルト３の移動方向上流側から見て左側および右側に、ブラック，イエロー，マゼンタ，シアンの記録材搬送方向用パターン１０〜１３を有する。また、この記録材搬送方向用パターン１０〜１３の搬送ベルト３の移動方向上流側において、搬送ベルト３の移動方向上流側から見て左側および右側に、ブラック，イエロー，マゼンタ，シアンの主走査方向用パターン１４〜１７を有する。
【００４１】
色ずれ補正を開始すると、発光素子（本実施例では、ＬＥＤ）５１を発光させる。発光素子５１のオン・オフは、発光素子５１と電源またはＧＮＤ間に入れたスイッチをＣＰＵ６４からの信号でオン・オフすることにより可能である。
【００４２】
図１２に示す色ずれ検出パターン１０〜１７を形成する。時間が経過すると、搬送ベルト３が移動し、受光素子５２にはブラックトナーにより形成された色ずれ検出パターン１０からの反射光が入射する。
【００４３】
続けて、搬送ベルト３が進むとイエロー，マゼンタ，シアンの色ずれ検出パターン１１，１２，１３を同様に一色ずつ読み込む。パターン検出部６はそれぞれの色ずれ検出パターン１０〜１３が読み込こまれることで、位置情報波形が得られる。
【００４４】
全ての色のパターンが読み終わると、演算部６１は、得られた位置情報波形から各トナーの位置を求め、前述の式（１）〜（１７）により各色の色ずれ量を計算し、タイマ６３，ＣＰＵ６４などにより画像周波数の微調整や書出しタイミングの調整といった色ずれ補正を行う。
【００４５】
以下、本実施例の要部である搬送ベルト速度制御について説明する。
【００４６】
色ずれ補正シーケンスの直後のタイミングにおいて、図３に示すように、搬送ベルトの移動速度を測定するパターン（以降は速度測定パターンと記す）１８ｆａと１８ｒａを画像形成手段により搬送ベルト３上に形成する。
【００４７】
速度測定パターン１８は同一色のトナー像で構成されており、同一の画像形成手段により形成される。各パターンは搬送ベルトの搬送方向に対し垂直方向の直線で構成されている。また、１８ｆａと１８ｒａは同一直線上にある。
【００４８】
各速度測定パターン１８ｆａ，１８ｒａは、搬送ベルト３により一定速度ｖで搬送され、色ずれパターン検出センサ６ａ，６ｂの下を通過する。色ずれパターン検出センサ６ａと６ｂは、図３に示すように、搬送ベルト３の移動方向に対し垂直方向に設置され、さらに搬送ベルト３の移動方向にΔｘだけずれている。そのため、同一直線で構成された速度測定パターン１８ｆａ，１８ｒｓは６ａと６ｂの各センサに到達するのに時間差Δｔが生じる。
【００４９】
この時間差Δｔはセンサ６ａ，６ｂのずらし量Δｘと搬送ベルトの移動速度ｖにより決定され、
Δｔ＝Δｘ／ｖ・・・（１８）
であらわされる。
【００５０】
このように、色ずれパターン検出センサ６で検出した時間差Δｔは図４のように搬送ベルトの移動速度に反比例する。ただし、実際の移動速度の変化量は最大でも１％程度であるので、移動速度の変化量Δｖは移動速度の初期値ｖに対して十分小さいため（１８）式は以下のように近似することも可能である。
Δｔ≒（Δｘ／ｖ）−（Δｘ／ｖ）×（Δｖ／ｖ）・・・（１８’）
図５にこのときのセンサ６ａと６ｂの出力波形を示す。ＣＰＵ６４はこの波形からΔｔを測定し、色ずれ補正シーケンス直後の値として記憶しておく。
【００５１】
移動速度の測定後、速度測定パターンは搬送ベルトクリーニング装置２４によりクリーニングされ、印字可能状態となる。
【００５２】
この後、印字が行われ、たとえば記録材を１０枚通紙する度に速度測定パターンを形成し、搬送ベルトの移動速度測定を行う。
【００５３】
このとき、一般的には駆動ローラ４が定着器２６の熱により膨張するため、駆動ローラ４が同じ回転数で回っていると搬送ベルト３の移動速度は、図６のように初期より速くなる（このときの移動速度をｖ＋Δｖとする）。よって、図７に示すように同じ速度測定パターンを検出したときの色ずれパターン検出センサ６ａと６ｂの時間差Δｔ’は、センサのずらし量Δｘは変化しないため下記の式１９で表される。
Δｔ’＝Δｘ／（ｖ＋Δｖ）・・・（１９）
ＣＰＵ６４は色ずれパターン検出センサ６ａと６ｂの出力から時間差Δｔ’を検出し、記憶していた色ずれ補正シーケンス直後のΔｔと比較することで搬送ベルト移動速度の増減量を求めることが出来る。ＣＰＵ６４は求めた搬送ベルト移動速度の変化量（下記の式２０参照）から、移動速度が色ずれ補正シーケンス直後と同じになるように、搬送ベルトの駆動ローラ４の回転数を制御する。
Δｖ／ｖ≒（ｖ／Δｘ）×（Δｔ−Δｔ’）・・・（２０）
これにより、搬送ベルトの移動速度は色ずれ補正シーケンス時と同じに保たれ、搬送ベルトの移動速度の変動に起因する副走査方向の色ずれを低減することが出来る。
【００５４】
以上説明したように、本実施例によれば、色ずれ検出用センサの位置を搬送ベルトの移動方向にずらして設置することによって搬送ベルトの移動速度を検出することができ、搬送ベルトの移動速度の変動に起因する色ずれが低減され、コストアップすることなく印字品質を向上したカラー画像形成装置を提供することが出来る。
【００５５】
（実施例２）
次に、実施例２である“カラー画像形成装置”について説明する。本実施例のカラー画像形成装置の基本構成および動作は、実施例１と同様であるので、同一機能，構成を有する要素には同一符号を付し、詳しい説明は省略する。
【００５６】
以下、本実施例における搬送ベルト速度制御について説明する。
【００５７】
色ずれ補正シーケンスの直後のタイミングにおいて、図８に示すように、搬送ベルトの移動速度を測定するパターン（以降は速度測定パターンと記す）１９ｆａ〜１９ｆｄ，１９ｒａ〜１９ｒｄを画像形成手段により搬送ベルト３上に形成する。
【００５８】
このとき、１９ｆａから１９ｆｄまでの間隔および１９ｒａから１９ｒｄまでの間隔は搬送ベルト３の駆動ローラ４の外周一周分の長さ即ち外周長に相当する（外周長の整数倍でもよい）。
【００５９】
速度測定パターン１９は全て同一色のトナー像で構成されており、同一の画像形成手段により形成される。各パターンは搬送ベルト３の搬送方向に対し垂直方向の直線で構成されている。また、１９ｆａと１９ｒａ、１９ｆｂと１９ｒｂ、１９ｆｃと１９ｒｃ、１９ｆｄと１９ｒｄはそれぞれ同一直線上にある。
【００６０】
各速度測定パターンは、搬送ベルト３により一定速度ｖで搬送され、色ずれパターン検出センサ６ａ，６ｂの下を通過する。色ずれパターン検出センサ６ａと６ｂは、図８に示すように、搬送ベルトの移動方向に対し垂直方向に設置され、さらに搬送ベルトの移動方向にΔｘだけずれている。そのため、同一直線で構成された速度測定パターンは６ａと６ｂの各センサに到達するのに時間差Δｔが生じる。
【００６１】
図９にこのときの光センサ６ａと６ｂの出力波形を示す。ＣＰＵ６４はこの波形から１本目のΔｔ_１、２本目のΔｔ_２、３本目のΔｔ_３、４本目のΔｔ_４をそれぞれ測定し、駆動ローラの駆動ムラの影響を除去するために、４本の測定値の平均Δｔを求め、色ずれ補正シーケンス直後の値として記憶しておく。
【００６２】
搬送ベルト３の移動速度の測定後、速度測定パターン１９は搬送ベルトクリーニング装置２４によりクリーニングされ、印字可能状態となる。
【００６３】
この後、印字が行われ、たとえば記録材を１０枚通紙する度に速度測定パターン１９を形成し、搬送ベルト３の移動速度測定を行う。
【００６４】
１０枚通紙後、同じ速度測定パターン１９を検出したときの色ずれパターン検出センサ６ａと６ｂの時間差は、図１０に示すように、Δｔ_１’，Δｔ_２’，Δｔ_３’，Δｔ_４’となる。ＣＰＵ６４は色ずれパターン検出センサ６ａと６ｂの出力から時間差Δｔ_１’，Δｔ_２’，Δｔ_３’，Δｔ_４’の４本を検出、平均し、記憶していた色ずれ補正シーケンス直後の平均値Δｔと比較することで搬送ベルト移動速度の増減量を求めることが出来る。ＣＰＵ６４は求めた搬送ベルト移動速度の変化量から、移動速度が色ずれ補正シーケンス直後と同じになるように、搬送ベルト３の駆動ローラ４の回転数を制御する。
【００６５】
これにより、駆動ローラ４の回転ムラに影響されること無く、搬送ベルトの移動速度を検出でき、搬送ベルト３の移動速度は色ずれ補正シーケンス時と同じに保たれ、搬送ベルト３の移動速度の変動に起因する副走査方向の色ずれを低減することが出来る。
【００６６】
以上説明したように、本実施例によれば、色ずれ検出用センサの位置を搬送ベルトの移動方向にずらして設置することによって搬送ベルトの移動速度を検出することができ、搬送ベルトの駆動ムラの影響を受けないようにパターンを配置することで検出精度を向上させることができ、搬送ベルト移動速度の変動に起因する色ずれが低減され、コストアップすることなく印字品質を向上したカラー画像形成装置を提供することが出来る。
【００６７】
（実施例３）
次に、実施例３である“カラー画像形成装置”について説明する。本実施例のカラー画像形成装置の基本構成および動作は、実施例１のものと同様であるので、同一機能，構成を有する要素には同一符号を付し、詳しい説明は省略する。
【００６８】
以下、本実施例における搬送ベルト速度制御について説明する。
【００６９】
図１２に示す色ずれ補正シーケンスにおいて形成されるパターンは、副走査色ずれ検出用パターン１０〜１３を図８同様左右それぞれ同一直線上となるように形成されている。色ずれパターン検出センサ６ａと６ｂは、図３と同様に、搬送ベルト３の移動方向に対し垂直方向に設置され、さらに搬送ベルト３の移動方向にΔｘだけずらして配置する。
【００７０】
ＣＰＵ６４は色ずれ補正演算と同時に、パターン１０〜１３から左右の時間差を検出して平均する。この後、印字が行われ、たとえば記録材を１００枚通紙する度に色ずれ検出シーケンスを実行し、同時に搬送ベルト３の移動速度測定を行う。測定した結果から、色ずれ補正と同時に搬送ベルト３の移動速度を前回の色ずれ検出シーケンスの速度測定値との比較から補正を行う。このとき、補正する速度設定値にあわせて色ずれ補正値を修正する必要がある。
【００７１】
これにより搬送ベルトの移動速度を長期的に一定に保つことができ、印字精度が向上する。また色ずれ補正用パターンにより搬送ベルトの移動速度を検出することができ、速度測定用にトナー消費することをなくすることが出来る。
【００７２】
なお、前述の各実施例は、搬送ベルトを用いるカラー画像形成装置の例であるが、各感光ドラム上に形成されたトナー像を中間転写体を介して記録媒体に転写するタイプのカラー画像形成装置においても、色ずれパターン検出センサを、中間転写体の表面の移動方向に対し垂直方向に設置し、さらに中間転写体の表面の移動方向にΔｘだけずらして配置することにより、同様に実施することができる。また、前記各実施例は、色ずれパターン検出センサを２個用いる例であるが、パターン検出センサを３個以上用いるカラー画像形成装置においても、その内の２個を各実施例同様に、移動方向にΔｘだけずらして配置することにより、同様に実施することができる。
【００７３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、搬送ベルトまたは中間転写体の表面移動速度をコストアップすることなく測定し一定に制御することで、副走査方向の色ずれを低減し高画質のカラー画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の概略構成を示す断面図
【図２】実施例１の概略構成を示す斜視図
【図３】実施例１における搬送ベルトの移動速度検出の説明図
【図４】搬送ベルトの移動速度とセンサの検出時間差の関係を示す図
【図５】色ずれ補正シーケンス直後における光センサ６ａ，６ｂの出力波形を示す図
【図６】連続通紙に伴う搬送ベルトの移動速度の変化を示す図
【図７】所定枚数通紙後における光センサ６ａ，６ｂの出力波形を示す図
【図８】実施例２における搬送ベルトの移動速度検出の説明図
【図９】色ずれ補正シーケンス直後における光センサ６ａ，６ｂの出力波形を示す図
【図１０】所定枚数通紙後における光センサ６ａ，６ｂの出力波形を示す図
【図１１】各種色ずれの説明図
【図１２】色ずれ検出パターンを示す図
【図１３】光センサの構成を示す図
【図１４】パターン読取り処理部の構成を示すブロック図
【符号の説明】
３搬送ベルト
４搬送ベルトの駆動ローラ
６ａ，６ｂ光センサ
１０〜１７色ずれ検出パターン
６１演算部
６４ＣＰＵ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a color image forming apparatus such as a printer or a copying machine using an electrophotographic method or an electrostatic recording method, and more particularly to a method for reducing a color shift due to a change in a moving speed of a transport belt or an intermediate transfer member. .
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an electrostatic latent image is formed on an image carrier by an electrophotographic method or an electrostatic recording method, the electrostatic latent image is developed as a toner image by a developing device, and the toner image is transferred to a recording material to form an image. There is an image forming apparatus to obtain.
[0003]
Particularly, in an electrophotographic color image forming apparatus, various methods have been proposed in which a plurality of image forming units are provided for speeding up, and images of different colors are sequentially transferred onto a recording material held on a transport belt. Have been. In such a color image forming apparatus, each image forming section includes, for example, a drum-type electrophotographic photosensitive member, that is, a photosensitive drum, as an image carrier, and is formed on each photosensitive drum by an electrophotographic image forming process. The toner image is transferred to a recording material conveyed to each image forming unit on a conveyer belt that moves endlessly as a recording material carrier, thereby forming a color image.
[0004]
By the way, problems of a color image forming apparatus having a plurality of image forming units include unevenness in movement of a plurality of photosensitive drums and a conveyance belt due to mechanical accuracy and the like, and a transfer between an outer peripheral surface of the photosensitive drum and a transfer position of each image forming unit. For example, the relationship of the amount of movement of the belt may be different for each color, may not match when the images are superimposed, and may cause a color shift.
[0005]
In particular, in an apparatus including a photosensitive drum and a plurality of image forming units having a laser scanner as an exposure unit for forming an electrostatic latent image on the photosensitive drum, the image forming unit includes a laser scanner and a photosensitive drum. If there is an error in the distance between the image forming units, and this error differs between the image forming units, a difference occurs in the scanning width of the laser beam on the photosensitive drum, and a color shift occurs.
[0006]
Further, a color shift in the sub-scanning direction occurs due to a difference in the interval between the photosensitive drums and a change in the moving speed of the conveyor belt.
[0007]
FIG. 11 shows an example of color misregistration. In the figure, an original image position 7 and an image position 8 (8a, 8b, 8c, 8d) when a color shift has occurred are shown. FIGS. 11A, 11B, and 11C show cases in which there is a color shift in the main scanning direction (a direction orthogonal to the recording material conveyance direction). It is painted.
[0008]
FIG. 11A shows an inclination deviation of the main scanning line, which occurs when there is an inclination between the optical unit and the photosensitive drum. For example, the position is corrected in the direction of the arrow by adjusting the position of the optical unit, the photosensitive drum, and the position of the lens.
[0009]
FIG. 11B shows a color shift due to a variation in the main scanning line width, which is caused by a difference in a distance between the optical unit and the photosensitive drum. This is likely to occur when the optical unit is a laser scanner. For example, if the image frequency is finely adjusted, that is, if the scanning width is too long, the frequency is corrected in the direction of the arrow by changing the length of the scanning line by increasing the frequency.
[0010]
FIG. 11C shows the writing position error in the main scanning direction. For example, if the optical unit is a laser scanner, the correction is made in the direction of the arrow by adjusting the writing start timing from the beam detection position.
[0011]
FIG. 11D shows a writing position error in the recording material conveyance direction. For example, the correction is made in the direction of the arrow by adjusting the writing start timing of each color from the detection of the leading edge of the sheet.
[0012]
Conventionally, in order to correct these color shifts, a color image forming apparatus (FIG. 1 is a diagram showing the hardware configuration of the first embodiment, but the optical sensors 6a and 6b are shifted in the moving direction of the transport belt. Are the same as those in the related art, so that a color shift detection pattern for each color is used as an image for color shift detection (also referred to as color shift measurement) by a toner image formed by each image forming unit on the transport belt 3. And a pair of optical sensors 6a and 6b provided on both sides (near both ends in a direction perpendicular to the recording material conveyance direction) of the conveyance belt 3 in the downstream direction of the recording material conveyance direction. And a color misregistration correction unit for performing various adjustments as described above. Thereby, the image forming position is corrected.
[0013]
FIG. 12 shows an example of the color misregistration detection pattern. As shown in FIG. 12, the recording material conveyance direction patterns 10, 11, 12, 13 for detecting the color misregistration amount in the recording material conveyance direction (sub-scanning direction), and the color misregistration amount in the main scanning direction are detected. Main scanning direction patterns 14, 15, 16, 17 are formed. In this example, the patterns 14, 15, 16, 17 for the main scanning direction are formed at an inclination of 45 degrees with respect to the transport belt moving direction. Patterns 10 and 14 indicate black (Bk), 11 and 15 indicate yellow (Y), 12 and 16 indicate magenta (M), and 13 and 17 indicate cyan (C). An average position of eight toner line images (a, b, c, d, e, f, g, h) formed by eight toner line images is set as a detection position. Further, in the drawing, tsf1 to 4, tmf1 to 4, tsr1 to 4, and tmr1 to 4 indicate the average detection timing of each pattern, and the arrows indicate the moving direction of the transport belt 3.
[0014]
Here, the moving speed (also referred to as the rotational speed) of the transport belt 3 is vmm / s, black is used as a reference color, and the black recording material transport direction patterns 10, 14 and the patterns 11, 12, 13, and 15, The theoretical distances between 16 and 17 are dsYmm, dsMmm, and dsCmm, respectively. Further, the actual measured distances between the recording material conveying direction patterns 10f to 13f and the main scanning direction patterns 14f to 17f on the left side when viewed from the upstream side in the moving direction of the conveying belt are dmfBkmm, dmfYmm, dmfMmm, dmfCmm, and the actually measured distances between the recording material transport direction patterns 10r to 13r of each color on the right and the main scanning direction patterns 14r to 17r are dmrBkmm, dmrYmm, dmrMmm, and dmrCmm, respectively. When black is used as a reference color, the positional shift amount δes of each color in the recording material conveyance direction is
δesY
= V × {(tsf2-tsf1) + (tsr2-tsr1)} / 2-dsY
... (1)
δesM
= V × {(tsf3-tsf1) + (tsr3-tsr1)} / 2-dsM
... (2)
δesC
= V × {(tsf4-tsf1) + (tsr4-tsr1)} / 2-dsC
... (3)
It becomes. Further, with respect to the main scanning direction, the positional deviation amounts δemf and δemr of the respective left and right colors are:
dmfBk = v × (tmf1-tsf1) (4)
dmfY = v × (tmf2−tsf2) (5)
dmfM = v × (tmf3−tsf3) (6)
dmfC = v × (tmf4-tsf4) (7)
When
dmrBk = v × (tmr1-tsr1) (8)
dmrY = v × (tmr2−tsr2) (9)
dmrM = v × (tmr3−tsr3) (10)
dmrC = v × (tmr4−tsr4) (11)
From
δemfY = dmfY−dmfBk (12)
δemfM = dmfM−dmfBk (13)
δemfC = dmfC−dmfBk (14)
When
δemrY = dmrY−dmrBk (15)
δemrM = dmrM−dmrBk (16)
δemrC = dmrC−dmrBk (17)
Thus, the direction of deviation from the positive or negative of the calculation result can be determined. Then, the writing position is corrected from δemf, and the main scanning width is corrected from δemr−δemf. If there is an error in the main scanning width, the writing position is calculated not only by δemf but also by taking into account the amount of change in the image frequency that has changed due to the main scanning width correction.
[0015]
FIG. 13 is a diagram showing a configuration of the pattern detection unit (optical sensor) 6 of the color misregistration detection unit. The pattern detecting section 6 has a light emitting element 51 such as an LED as a light emitting means, and a light receiving element 52 such as a photo sensor as a light receiving means.
The pattern detector 6 detects the color shift detection patterns 10 to 17 formed on the transport belt 3. That is, the light-emitting element 51 emits the light-emitting light 53, and the light-receiving light 52 is received by the light-receiving element 52 of the reflected light from the transport belt 3 or the color misregistration detection patterns 10 to 17. The light emitting element 51 and the light receiving element 52 are configured by a regular reflection optical system using the conveyance belt 3 as a reflection surface, and the difference between the regular reflection light reflectance of the conveyance belt 3 and the color misregistration detection pattern, that is, the reflectance The position of the color misregistration detection pattern is detected based on the difference.
[0016]
FIG. 14 shows a pattern reading processing unit for processing a pattern detection signal by the color misregistration detecting means. The pattern reading processing unit includes a pattern detection unit 6 including a light emitting element 51 and a light receiving element 52, a time interval between the positions of the respective colors obtained from the detected data, and a calculated time interval and a preset time interval. A calculation unit 61 for calculating a color shift amount and a correction value from the difference between the values, an image output unit 62 for performing image formation in accordance with the calculation result, and a timer 63 and a CPU 64 for adjusting the timing of each unit and performing various settings. I have. The arithmetic unit 61, the timer 63, the CPU 64, and the like constitute a unit for controlling an image forming position of each color image based on a pattern detection signal for detecting a color shift.
[0017]
Next, the correction operation for the calculated various color shifts will be described.
[0018]
The color shift in the main scanning direction is corrected by independently controlling the image data writing timing of the exposure means for determining the writing start position in the main scanning direction for each color. The color shift in the sub-scanning direction is controlled by independently controlling the writing timing from the detection of the leading edge of the paper for each color, so that the printing area in the sub-scanning direction is controlled and the color shift in the sub-scanning direction is corrected. Further, the color shift of the main scanning width is corrected by using image processing, for example, by finely adjusting the image frequency for each color.
[0019]
[Problems to be solved by the invention]
However, even if the color misregistration is reduced by the color misregistration correction control, a color misregistration occurs in the sub-scanning direction if the surface moving speed of the transport belt or the intermediate transfer body changes due to thermal expansion of the driving roller or the like.
[0020]
For this reason, the surface moving speed of the conveyor belt or the intermediate transfer body at the time of printing needs to be the same as that at the time of the color misregistration correction control.
[0021]
However, in order to accurately measure the surface moving speed of the transport belt and the intermediate transfer member, there is a problem that the cost is increased due to the necessity of newly installing a sensor or the like.
[0022]
In addition, there is a problem that the detection cannot be accurately performed due to the influence of the rotation unevenness of the driving roller at the time of detection.
[0023]
The present invention has been made under such circumstances, and it is an object of the present invention to provide a high-quality image by reducing color misregistration in the sub-scanning direction in a color image forming apparatus.
[0024]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, in the present invention, a color image forming apparatus is configured as in the following (1) to (3).
[0025]
(1) In a color image forming apparatus in which a plurality of image forming units are arranged along a moving direction of a conveyer belt or an intermediate transfer body that moves around,
Two sensors arranged in a direction perpendicular to the moving direction of the conveyor belt or the intermediate transfer body, and further shifted by a predetermined distance from each other in the moving direction;
A pattern formed on the transport belt or the intermediate transfer body by the image forming unit is detected by the two sensors, and color shift correction and correction of the moving speed of the transport belt or the intermediate transfer body are performed based on the detection results. Correction means to perform;
A color image forming apparatus comprising:
[0026]
(2) In the color image forming apparatus according to (1),
A color image forming apparatus, wherein a plurality of patterns formed on the transport belt or the intermediate transfer body are formed at intervals of an integral multiple of the outer peripheral length of a drive roller for driving the transport belt or the intermediate transfer body.
[0027]
(3) In the color image forming apparatus according to (1) or (2),
The color image forming apparatus according to claim 1, wherein the pattern is a pattern for both color shift detection and speed detection.
[0028]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to examples of a color image forming apparatus.
[0029]
【Example】
(Example 1)
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a “color image forming apparatus” according to a first embodiment, and FIG. 2 is a perspective view illustrating the same schematic configuration. The color image forming apparatus according to the present embodiment is configured such that toner images of each color corresponding to color-separated image information are electronically formed in each image forming unit according to a signal from an external device such as a personal computer communicably connected to the apparatus main body. This is a color laser beam printer which can be formed by a photographic image forming process, transferred to a recording material and transferred to form a full-color image of four colors.
[0030]
First, an overall configuration of a color image forming apparatus 100 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. The color image forming apparatus 100 has black (Bk), yellow (Y), magenta (M), and cyan (C) image forming units Pa, Pb, Pc, and Pd, respectively, as image forming units of four colors. Each of the image forming units Pa to Pd includes a drum type electrophotographic photosensitive member as an image carrier, that is, photosensitive drums 1a, 1b, 1c, and 1d, and charging means for uniformly charging the photosensitive drums 1a to 1d around the photosensitive drums. The charging rollers 21a to 21d, laser scanners 2a to 2d as exposure means (latent image forming means) for exposing each of the photosensitive drums 1a to 1d in accordance with an image signal to form an electrostatic latent image on the photosensitive drums 1a to 1d. 2d, developing devices 22a to 22d as developing means for supplying toner to the electrostatic latent images formed on the respective photosensitive drums 1a to 1d and visualizing the electrostatic latent images as toner images, and removing toner attached to the photosensitive drums 1a to 1d. Cleaning devices 24a to 24d are provided.
[0031]
In addition, an endless transport belt 3 as transport means for sequentially transporting the recording material P to the image forming units Pa to Pd of each color is provided facing each of the photosensitive drums 1a to 1d.
The transport belt 3 is stretched around a driving roller 4 and a driven roller 5, and moves (rotates) in the direction of the arrow in the figure. The drive roller 4 is connected to drive means including a motor, gears, and the like, and drives the transport belt 3. The driven roller 5 rotates according to the movement of the transport belt 3 and applies a constant tension to the transport belt 3. Inside the conveyor belt 3, transfer members 23a to 23d are arranged in contact with the conveyor belt 3 so as to face the respective photosensitive drums 1a to 1d. A transfer bias voltage is applied to the transfer members 23 a to 23 d at the time of transfer, and a transfer bias having a polarity opposite to that of the toner is applied to the recording material P carried on the transport belt 3 via the transport belt 3. Thus, the transport belt 3 also functions as a transfer belt as a transfer unit.
[0032]
Further, the color image forming apparatus 100 includes a cassette 25a for accommodating the recording material P, a recording material supply roller 25b, a conveyance roller (not shown), a guide (not shown), a registration roller 25c, and the like. 25. Further, a fixing device 26 that fixes the unfixed toner image transferred to the recording material P on the recording material P in each of the image forming units Pa to Pd is provided downstream of the conveyance belt 3 in the recording material conveyance direction. .
[0033]
When data to be subjected to image formation is sent from an external device such as a personal computer to the color image forming apparatus 100 having such a configuration, and image information processing according to the method of the printer engine is completed and an image can be formed, the cassette 25a The recording material P is supplied by the recording material supply roller 25b or the like, and reaches the transport belt 3. Then, the recording material P is sequentially conveyed to the image forming units Pa to Pd of each color by the conveying belt 3. Image signals of the respective colors are sent to the laser scanners 2a to 2d at the same time as the conveyance of the recording material P by the conveyor belt 3, and an electrostatic latent image is formed on the photosensitive drums 1a to 1d. After the electrostatic latent images are developed by the developing devices 22a to 22d, they are transferred onto the recording material P by the transfer members 23a to 23d in a superimposed manner.
[0034]
Thereafter, the recording material P is separated from the conveyance belt 3, and the toner image is fixed on the recording material P by heat in the fixing device 26, and is discharged outside the device.
[0035]
Since the operation in each of the image forming units Pa to Pd is the same, taking the black image forming unit Pa as an example, the surface of the photosensitive drum 1a driven to rotate in the direction of the arrow in the figure is uniformly charged by the charging roller 21a. Is done. The laser scanner 2a scans and exposes the surface in accordance with black image information color-separated into image information to form an electrostatic latent image on the photosensitive drum 1a. Next, the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 1a is supplied with toner by the developing device 22a and is visualized as a toner image.
The developing device 22a mainly includes, for example, resin toner particles (toner) and magnetic carrier particles (carrier) as a developer, and the developer is carried by the developer carrier up to a developing region facing the photosensitive drum 1a. The electrostatic latent image on the photosensitive drum 1a is developed by carrying and transporting the developer and applying a developing bias in which an AC voltage and a DC voltage are superimposed on the developer carrier.
[0036]
On the other hand, the recording material P supplied from the cassette 25a by the supply roller 25b or the like and electrostatically attracted to the transport belt 3 is conveyed in synchronization with the formation of the toner image in each of the image forming units Pa to Pd. Then, in a transfer area where the photosensitive drum 1a and the transfer member 23a face each other via the transport belt 3, a toner image is transferred from the photosensitive drum 1a to the recording material P by a transfer bias applied to the transfer member 23a.
[0037]
Next, the recording material P is separated from the transport belt 3 and transported to the fixing device 26. Here, the toner image is fixed on the recording material P and becomes a permanent image (hard copy).
Thereafter, the recording material P is discharged to a recording material discharge tray (not shown) provided outside the apparatus. After the transfer of the toner image, the cleaning device 24a removes the transfer residual toner attached to the surface of the photosensitive drum 1a, and prepares for the subsequent image formation.
[0038]
The color image forming apparatus 100 of this embodiment has a color misregistration correction unit for correcting various color misregistrations described with reference to FIG. Since the basic configuration and operation of the color misregistration correcting means are the same as those of the conventional one described above, elements having the same functions and configurations are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
[0039]
In order to reduce the color misregistration, a color misregistration detection pattern shown in FIG. These patterns are detected by a pair of pattern detection units of color misregistration detecting means, which are provided on the downstream side of the black image forming portion Pa in the recording material conveyance direction of the conveyance belt 3 and near both sides of the conveyance belt 3 in the main scanning direction. The light is read by the units (optical sensors) 6a and 6b, and the amount of color shift between the colors is detected. According to the detected shift amount, the various adjustments described above are performed to correct the image forming position.
[0040]
As shown in FIG. 12, the color misregistration detection pattern includes black, yellow, magenta, and cyan recording material transport direction patterns 10 to 13 on the left and right sides as viewed from the upstream side in the moving direction of the transport belt 3. Further, on the upstream side in the moving direction of the conveying belt 3 of the recording material conveying direction patterns 10 to 13, the main scanning directions of black, yellow, magenta, and cyan are on the left and right sides when viewed from the upstream side in the moving direction of the conveying belt 3. Patterns 14-17.
[0041]
When the color shift correction is started, the light emitting element (LED in this embodiment) 51 emits light. The light emitting element 51 can be turned on / off by turning on / off a switch provided between the light emitting element 51 and a power supply or GND by a signal from the CPU 64.
[0042]
The color shift detection patterns 10 to 17 shown in FIG. 12 are formed. After a lapse of time, the transport belt 3 moves, and reflected light from the color misregistration detection pattern 10 formed of black toner enters the light receiving element 52.
[0043]
Subsequently, as the transport belt 3 advances, the color misregistration detection patterns 11, 12, and 13 for yellow, magenta, and cyan are read in a similar manner for each color. The pattern detection unit 6 obtains the positional information waveform by reading the respective color shift detection patterns 10 to 13.
[0044]
When all color patterns have been read, the calculation unit 61 calculates the position of each toner from the obtained position information waveform, calculates the amount of color misregistration of each color by the above-described equations (1) to (17), and 63, the CPU 64 and the like perform color misregistration correction such as fine adjustment of image frequency and adjustment of write start timing.
[0045]
Hereinafter, the conveyance belt speed control which is a main part of the present embodiment will be described.
[0046]
At a timing immediately after the color misregistration correction sequence, as shown in FIG. 3, patterns 18fa and 18ra for measuring the moving speed of the conveyor belt (hereinafter referred to as speed measurement patterns) are formed on the conveyor belt 3 by the image forming means. .
[0047]
The speed measurement pattern 18 is composed of the same color toner image and is formed by the same image forming means. Each pattern is composed of a straight line perpendicular to the transport direction of the transport belt. Also, 18fa and 18ra are on the same straight line.
[0048]
Each of the speed measurement patterns 18fa and 18ra is conveyed by the conveyance belt 3 at a constant speed v and passes below the color misregistration pattern detection sensors 6a and 6b. As shown in FIG. 3, the color misregistration pattern detection sensors 6a and 6b are installed in a direction perpendicular to the moving direction of the conveyor belt 3, and are further shifted by Δx in the moving direction of the conveyor belt 3. Therefore, a time difference Δt occurs between the speed measurement patterns 18fa and 18rs formed by the same straight line to reach the sensors 6a and 6b.
[0049]
The time difference Δt is determined by the shift amount Δx of the sensors 6a and 6b and the moving speed v of the transport belt,
Δt = Δx / v (18)
It is represented by
[0050]
As described above, the time difference Δt detected by the color misregistration pattern detection sensor 6 is inversely proportional to the moving speed of the transport belt as shown in FIG. However, since the actual change amount of the moving speed is about 1% at the maximum, the change amount Δv of the moving speed is sufficiently smaller than the initial value v of the moving speed, so that the equation (18) is approximated as follows. Is also possible.
Δt ≒ (Δx / v) − (Δx / v) × (Δv / v) (18 ′)
FIG. 5 shows output waveforms of the sensors 6a and 6b at this time. The CPU 64 measures Δt from this waveform and stores it as a value immediately after the color misregistration correction sequence.
[0051]
After the measurement of the moving speed, the speed measurement pattern is cleaned by the conveyor belt cleaning device 24 to be in a printable state.
[0052]
Thereafter, printing is performed. For example, every time 10 sheets of recording material are passed, a speed measurement pattern is formed, and the moving speed of the transport belt is measured.
[0053]
At this time, since the driving roller 4 generally expands due to the heat of the fixing device 26, if the driving roller 4 rotates at the same rotation speed, the moving speed of the transport belt 3 becomes faster than the initial speed as shown in FIG. (The moving speed at this time is assumed to be v + Δv). Therefore, as shown in FIG. 7, the time difference Δt ′ between the color misregistration pattern detection sensors 6a and 6b when the same speed measurement pattern is detected is expressed by the following equation 19 since the sensor displacement Δx does not change.
Δt ′ = Δx / (v + Δv) (19)
The CPU 64 detects the time difference Δt ′ from the outputs of the color misregistration pattern detection sensors 6a and 6b, and compares it with the stored Δt immediately after the color misregistration correction sequence to determine the amount of increase or decrease in the transport belt moving speed. The CPU 64 controls the number of rotations of the drive roller 4 of the transport belt based on the change amount of the transport belt moving speed (see Expression 20 below) so that the moving speed becomes the same as immediately after the color misregistration correction sequence.
Δv / v ≒ (v / Δx) × (Δt−Δt ′) (20)
Thereby, the moving speed of the transport belt is kept the same as in the color shift correction sequence, and the color shift in the sub-scanning direction due to the fluctuation of the moving speed of the transport belt can be reduced.
[0054]
As described above, according to the present embodiment, the moving speed of the conveyor belt can be detected by displacing the position of the color misregistration detection sensor in the moving direction of the conveyor belt, and the moving speed of the conveyor belt can be detected. It is possible to provide a color image forming apparatus in which color misregistration caused by fluctuations in the image quality is reduced and print quality is improved without increasing costs.
[0055]
(Example 2)
Next, a “color image forming apparatus” according to a second embodiment will be described. Since the basic configuration and operation of the color image forming apparatus of the present embodiment are the same as those of the first embodiment, elements having the same functions and configurations are denoted by the same reference numerals, and detailed description is omitted.
[0056]
Hereinafter, the conveyance belt speed control in this embodiment will be described.
[0057]
At a timing immediately after the color misregistration correction sequence, as shown in FIG. 8, patterns (to be referred to as speed measurement patterns hereinafter) 19fa to 19fd and 19ra to 19rd for measuring the moving speed of the conveyor belt are transferred to the conveyor belt 3 by the image forming means. Form on top.
[0058]
At this time, the interval from 19fa to 19fd and the interval from 19ra to 19rd correspond to the length of one circumference of the outer circumference of the driving roller 4 of the conveyor belt 3, that is, the outer circumference (which may be an integral multiple of the outer circumference).
[0059]
The speed measurement patterns 19 are all composed of toner images of the same color, and are formed by the same image forming means. Each pattern is formed of a straight line perpendicular to the transport direction of the transport belt 3. 19fa and 19ra, 19fb and 19rb, 19fc and 19rc, and 19fd and 19rd are on the same straight line, respectively.
[0060]
Each speed measurement pattern is transported by the transport belt 3 at a constant speed v, and passes below the color misregistration pattern detection sensors 6a and 6b. As shown in FIG. 8, the color misregistration pattern detection sensors 6a and 6b are installed in a direction perpendicular to the moving direction of the conveyor belt, and are further shifted by Δx in the moving direction of the conveyor belt. Therefore, a time difference Δt occurs between the speed measurement patterns formed by the same straight line and reaching the sensors 6a and 6b.
[0061]
FIG. 9 shows output waveforms of the optical sensors 6a and 6b at this time. The CPU 64 calculates the first Δt from this waveform. ₁ The second Δt ₂ The third Δt ₃ The fourth Δt ₄ Are measured, and the average Δt of the four measured values is obtained and stored as a value immediately after the color misregistration correction sequence in order to eliminate the influence of driving unevenness of the driving roller.
[0062]
After the measurement of the moving speed of the conveyor belt 3, the speed measurement pattern 19 is cleaned by the conveyor belt cleaning device 24, and is ready for printing.
[0063]
Thereafter, printing is performed. For example, every time ten recording materials are passed, a speed measurement pattern 19 is formed, and the moving speed of the transport belt 3 is measured.
[0064]
As shown in FIG. 10, the time difference between the color misregistration pattern detection sensors 6a and 6b when the same speed measurement pattern 19 is detected after 10 sheets have passed is Δt ₁ ', Δt ₂ ', Δt ₃ ', Δt ₄ '. The CPU 64 calculates the time difference Δt from the outputs of the color misregistration pattern detection sensors 6a and 6b. ₁ ', Δt ₂ ', Δt ₃ ', Δt ₄ By detecting and averaging the four lines, and comparing the detected average with the stored average value Δt immediately after the color misregistration correction sequence, the amount of increase or decrease in the transport belt moving speed can be obtained. The CPU 64 controls the number of rotations of the drive roller 4 of the transport belt 3 based on the obtained change amount of the transport belt travel speed so that the travel speed becomes the same as immediately after the color misregistration correction sequence.
[0065]
Thereby, the moving speed of the transport belt can be detected without being affected by the rotation unevenness of the drive roller 4, the moving speed of the transport belt 3 is kept the same as in the color misregistration correction sequence, and the moving speed of the transport belt 3 is reduced. The color shift in the sub-scanning direction due to the fluctuation can be reduced.
[0066]
As described above, according to the present embodiment, the moving speed of the transport belt can be detected by displacing the position of the color misregistration detection sensor in the moving direction of the transport belt, and the driving unevenness of the transport belt can be detected. The accuracy of detection can be improved by arranging patterns so as not to be affected by color shift, which reduces color misregistration caused by fluctuations in the transport belt moving speed, and improves print quality without increasing costs. Equipment can be provided.
[0067]
(Example 3)
Next, a “color image forming apparatus” according to a third embodiment will be described. Since the basic configuration and operation of the color image forming apparatus of the present embodiment are the same as those of the first embodiment, elements having the same functions and configurations are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
[0068]
Hereinafter, the conveyance belt speed control in this embodiment will be described.
[0069]
The patterns formed in the color misregistration correction sequence shown in FIG. 12 are formed such that the left and right sub-scanning color misregistration detection patterns 10 to 13 are on the same straight line as in FIG. 3, the color misregistration pattern detection sensors 6a and 6b are installed in a direction perpendicular to the moving direction of the conveyor belt 3, and are further shifted by Δx in the moving direction of the conveyor belt 3.
[0070]
The CPU 64 detects and averages the time difference between left and right from the patterns 10 to 13 at the same time as the color misregistration correction calculation. Thereafter, printing is performed. For example, every time 100 sheets of recording material are passed, a color misregistration detection sequence is executed, and at the same time, the moving speed of the transport belt 3 is measured. Based on the measured result, the moving speed of the conveyor belt 3 is corrected by comparing the moving speed of the conveyor belt 3 with the speed measurement value of the previous color shift detection sequence at the same time as the color shift correction. At this time, it is necessary to correct the color misregistration correction value according to the speed setting value to be corrected.
[0071]
Thereby, the moving speed of the transport belt can be kept constant for a long period of time, and the printing accuracy is improved. In addition, the moving speed of the transport belt can be detected from the color misregistration correction pattern, so that toner consumption for measuring the speed can be eliminated.
[0072]
Each of the above-described embodiments is an example of a color image forming apparatus using a transport belt. However, a color image forming apparatus of a type in which a toner image formed on each photosensitive drum is transferred to a recording medium via an intermediate transfer member. Also in the apparatus, the color shift pattern detection sensor is installed in a direction perpendicular to the moving direction of the surface of the intermediate transfer body, and is further shifted by Δx in the moving direction of the surface of the intermediate transfer body. be able to. In each of the above embodiments, two color misregistration pattern detection sensors are used. However, in a color image forming apparatus using three or more pattern detection sensors, two of them are moved similarly to each embodiment. By arranging them in the direction by Δx, the same can be achieved.
[0073]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, by controlling the surface moving speed of the conveyor belt or the intermediate transfer member without increasing the cost and controlling the surface moving speed to be constant, color shift in the sub-scanning direction is reduced, and high-quality color Images can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing a schematic configuration of a first embodiment.
FIG. 2 is a perspective view showing a schematic configuration of the first embodiment.
FIG. 3 is an explanatory diagram of detection of a moving speed of a conveyor belt according to the first embodiment.
FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship between a moving speed of a conveyor belt and a detection time difference of a sensor.
FIG. 5 is a diagram showing output waveforms of optical sensors 6a and 6b immediately after a color misregistration correction sequence.
FIG. 6 is a diagram showing a change in the moving speed of the transport belt due to continuous paper passing;
FIG. 7 is a diagram showing output waveforms of optical sensors 6a and 6b after a predetermined number of sheets have passed.
FIG. 8 is an explanatory diagram of detection of a moving speed of a conveyor belt according to a second embodiment.
FIG. 9 is a diagram showing output waveforms of the optical sensors 6a and 6b immediately after a color misregistration correction sequence.
FIG. 10 is a diagram showing output waveforms of the optical sensors 6a and 6b after a predetermined number of sheets have passed.
FIG. 11 is an explanatory diagram of various color shifts.
FIG. 12 is a diagram showing a color misregistration detection pattern.
FIG. 13 illustrates a configuration of an optical sensor.
FIG. 14 is a block diagram illustrating a configuration of a pattern reading processing unit.
[Explanation of symbols]
3 Conveyor belt
4 Conveyor belt drive rollers
6a, 6b Optical sensor
10-17 color shift detection pattern
61 Arithmetic unit
64 CPU

Claims

In a color image forming apparatus in which a plurality of image forming units are arranged along a moving direction of a conveyer belt or an intermediate transfer body that moves around,
Two sensors arranged in a direction perpendicular to the moving direction of the conveyor belt or the intermediate transfer body, and further shifted by a predetermined distance from each other in the moving direction;
A pattern formed on the transport belt or the intermediate transfer body by the image forming unit is detected by the two sensors, and color shift correction and correction of the moving speed of the transport belt or the intermediate transfer body are performed based on the detection results. Correction means to perform;
A color image forming apparatus comprising: