JP2005092131A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数の感光体ドラムに形成した画像を重ね転写することにより多色画像をつくる画像形成装置において、感光体ドラムの偏芯位相を簡便な手段で検知し、主走査方向の色ずれを軽減すること。
【解決手段】 主走査方向位置ずれ検知手段（５ａ、５ｂ）によって感光体ドラム（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ）による画像の書き込みで発生する主走査方向位置ずれを検知することにより、感光体ドラムの偏芯位相を算出し、この算出した偏芯位相をもとに感光体ドラムの回転位相を制御することとした。
【選択図】図２

Description

本発明は、転写時色ずれ補正対策がなされた多色の画像形成装置に関し、普通紙複写機、普通紙ファクシミリ、ページプリンタなどの多色用の画像形成装置に適用可能である。

複数の感光体ドラムに形成した画像を重ね転写することにより多色画像をつくる所謂タンデムタイプの画像形成装置において、動的な転写色ずれの原因としては、歯車やジョイントで発生する感光体ドラムの角速度変動、転写ベルトの速度変動、感光体ドラムの偏芯、転写ベルトの伸びによって生じるベルト位置間の速度ムラなどが挙げられ、これらが各感光体ドラムに対応する転写パターンに位置ずれを生じ、最終的にはこれら位置ずれの差が色ずれとなって現れる。

これらのような原因のうち、感光体ドラムの偏芯はドラム1回転の周期の位置ずれを発生するが、これについては、複数ある感光体ドラムについて、その偏芯の位相を適宜、揃えることによって、各感光体ドラムで位置ずれは生じてもドラム間の色ずれは生じなくする、という対策手法が存在する（例えば特許文献１参照）。

感光体ドラムの偏芯を検知する方法としては、接触式および非接触式の変異計を用いる例がある（例えば、特許文献２参照）。接触式は信頼性に問題があり、非接触式（光学式）は構造が複雑。

感光体ドラムの偏芯を揃えるにあたって、まず重要なのは偏芯の検出方法である。トナー像からなる位置ずれ検出用パターンを転写ベルト（無端状ベルト）上に形成し、光学センサでパターンを逐次サンプリングすることによって副走査方向の位置ずれ情報を検出し、そこから偏芯の情報も得ている（例えば特許文献３参照）。

しかしながら、サンプリングして得た副走査方向の位置ずれ情報は、基本的に、前記した複数の転写色ずれ原因による複数の位置ずれが混在するため、実際には非常に複雑な波形となる。そのため、位置ずれ情報から感光体ドラム1回転分の周期の位置ずれ情報を分離するのは極めて困難で、分離した情報の精度も低い。

また、感光体ドラム1回転分の周期の位置ずれは、感光体ドラム自身の偏芯による位置ずれと、感光体ドラム軸の角速度変動による位置ずれの合成として現れ、その位相は感光体ドラム自身の偏芯による位相とは異なる。そのため、ドラム1回転分の周期の位置ずれの位相はわかっても、ドラム偏芯の位相は判らない。

感光体ドラムの偏芯は、副走査方向の位置ずれと主走査方向の位置ずれを生じ、できればその両方を軽減したい。その発生機構の詳細は後述するが、書き込みの光束が感光体表面に対して斜めに入射しているために、感光体ドラムの偏芯で書き込み位置が変動することにより発生している。

副走査方向の位置ずれは、その位相がわからなくても、同周期の角速度変動による位置ずれと合わせた形で補正することが可能だが、主走査方向の位置ずれは位相が判らなくては補正のしようがない。

なお、ここで、主走査方向とは感光体ドラムへの画像書き込み方向と同一方向であり、感光体ドラムの回転軸の方向と平行な方向である。また、副走査方向とは、画像面上、主走査方向と直交する方向である。転写ベルト上では、該転写ベルトの搬送方向に対応する。以下の説明でも同様である。

特開平９−１４６３２９号公報 特開２００１−３３９９７２号公報 特開平９−１４６３２９号公報

本発明の課題は、感光体ドラムの偏芯位相を簡便な手段で検知し、主走査方向の色ずれを軽減することにある。なお、本発明において、位置ずれとは、ベルト上で本来あるべき位置からのずれ量を指し、色ずれとは、各色における位置ずれの差をとった、各色間の相対的なずれ量のことを指す。

本発明は、前記課題を達成するため以下の構成とした。
（１）． 複数の感光体ドラムに形成した画像を重ね転写することにより画像をつくる多色画像形成装置において、主走査方向位置ずれ検知手段によって感光体ドラムによる画像の書き込みで発生する主走査方向位置ずれを検知することにより、感光体ドラムの偏芯位相を算出し、この算出した偏芯位相をもとに感光体ドラムの回転位相を制御することとした（請求項１）。
（２）． （１）記載の画像形成装置において、前記複数の感光体ドラムは複数のローラ間に掛け回されたベルトに対向させてかつ、該転写ベルトの回動方向に沿って配置されていて、前記主走査方向位置ずれ検知手段は、前記感光体ドラム上で画像形成されたのちにベルト上に転写された位置ずれ検出用パターンの位置を検知するセンサであることとした（請求項２）。
（３）． （２）記載の画像形成装置において、前記複数のローラの中の１つのローラがベルト駆動ローラであり、この転写ベルト駆動ローラの周長が前記感光体ドラム周長のＮ倍または１／Ｎ倍（Ｎは２以上の整数）であることとした（請求項３）。
（４）． （２）又は（３）記載の画像形成装置において、前記位置ずれ検出用パターンを前記転写ベルトの幅方向上の両端部にそれぞれ設け、これら両パターンから検出された主方向位置ずれを比較することよって、感光体ドラムの偏芯に起因する主走査方向位置ずれと転写ベルト駆動ローラによってベルトに発生する主走査方向の「寄り」とを区別することとした（請求項４）。
（５）． （１）記載の画像形成装置において、前記主走査方向位置ずれ検知手段は、感光体ドラム表面と対向する位置にセンサを設け、照射した書き込み光の反射位置を検知するという手段とした（請求項５）。
（６）． 光ビームを被走査面を有する感光体ドラムに夫々走査して静電潜像を形成し、これらの静電潜像を各光ビームのカラー画像情報に対応するトナーで可視像化したのち、最終的にこれら可視像をシート状媒体上に転写して画像を得る画像形成装置において、（１）乃至（５）の何れかに記載の手段により感光体ドラムの回転位相を制御することとした（請求項６）。
（７）． （１）乃至（６）記載の画像形成装置において、前記ベルトは、複数の感光体ドラムに形成した画像が重ね転写され、さらに、このベルト上の重ね画像をシート状媒体に転写するタイプの多色カラー画像形成装置にあっては、中間転写ベルトが該当し、複数の感光体ドラムに形成した画像を直接シート状媒体に重ね転写するタイプの画像形成装置にあっては上記シート状媒体を搬送する搬送ベルトが該当することとした（請求項７）。

請求項１記載の発明は、感光体ドラムの書き込みで発生する主走査方向位置ずれは、感光体ドラムの偏芯でほぼ一意的に定まり、かつ、変動周期が感光体ドラムの回転周期と同一となる唯一の主走査方向位置ずれなので、ベルトの速度変動などの影響を受けにくく、単純な算出方法で正確な偏芯情報が得られ、主走査方向のドラム周期位置ずれの軽減などが可能になる。

請求項２記載の発明では、この主走査方向位置ずれ検知手段は、ベルトの速度変動検知や「寄り」の補正などと兼ねることができるので、専用のセンサ追加が必要なく、単純な構成が可能となる。

請求項３記載の発明では、転写ベルト駆動ローラによってベルトに発生する主走査方向の「寄り」の周期が、感光体ドラムの書き込みで発生する主走査方向位置ずれ周期のＮ倍または、１／Ｎ倍になるので、両者が干渉して（２種類の波の重なりで起こる）「うなり」をおこすことがなく、感光体ドラムの書き込みで発生する主走査方向位置ずれが検知しやすくなる。

請求項４記載の発明では、副走査方向の両端部におけるこれら両位置ずれ検出パターンで検出された主方向位置ずれの差を２で除すことによって、感光体ドラムの書き込みで発生する主走査方向位置ずれが求まり、両位置ずれ検出パターンで検出された主方向位置ずれを平均することによって簡単に「寄り」が求まる。

請求項５記載の発明では、この主走査方向位置ずれ検知手段は、感光体ドラムの書き込みで発生する主走査方向位置ずれのみをリアルタイムに検出することが可能であり、請求項２に記載した検知手段よりもさらに精度の良い偏芯情報が得られる。

請求項６記載の発明では、光ビームを被走査面を有する感光体ドラムに夫々走査して静電潜像を形成し、これらの静電潜像を各光ビームのカラー画像情報に対応するトナーで可視像化したのち、最終的にこれら可視像をシート状媒体上に転写して画像を得る画像形成装置において感光体ドラムの書き込みで発生する主走査方向位置ずれは、感光体ドラムの偏芯でほぼ一意的に定まり、かつ、変動周期が感光体ドラムの回転周期と同一となる唯一の主走査方向位置ずれなので、ベルトの速度変動などの影響を受けにくく、単純な算出方法で正確な偏芯情報が得られ、主走査方向のドラム周期位置ずれの軽減などが可能になる。

請求項７記載の発明では、複数の感光体ドラムに形成した画像がベルト上に重ね転写され、さらに、このベルト上の重ね画像をシート状媒体に転写するタイプの多色カラー画像形成装置或いは複数の感光体ドラムに形成した画像を直接シート状媒体に重ね転写するタイプの画像形成装置の何れにおいても、ベルト上に転写された位置ずれ検出用パターンの位置を検知することで、ベルトの速度変動などの影響を受けにくく、単純な算出方法で正確な偏芯情報が得られ、主走査方向のドラム周期位置ずれの軽減などが可能になる。

[１] 請求項に対応する例
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
副走査方向の位置ずれは、前述のように非常に複雑な位置ずれ波形の中に埋もれてしまうが、それに対して主走査方向の位置ずれは、副走査方向と比べて、感光体ドラムの偏芯に起因する書き込み位置変動以外の位置ずれ原因が少ない。少なくともドラム回転周期に相当する位置ずれは、感光体ドラムの偏芯のみが原因となる。

したがって、主走査方向の位置ずれを検知して、そこから感光体ドラムの偏芯を算出するほうが容易で、かつ精度も高い。以下、感光体の偏芯による転写位置ずれ発生の機構とその対策を説明する。

図１、図２は多色画像形成装置の感光体ドラムまわりの要部構成を抜き出して示したもので、複数の感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上に形成した画像を複数のローラ３ａ、３ｂ間に巻きまわされたベルト２上に直接、或いは、該ベルト２上に乗せられて搬送されるシート状媒体上に重ね転写することにより多色画像をつくる。

図１は感光体の軸方向から見た図であり、ベルト２の上面が図中、左右方向に移動する。該ベルトの上面上、左右方向が副走査方向である。図２は図１の構成を上から見た図であり、左右方向が副走査方向であり、この副走査方向に直交する方向、つまり、感光体ドラムの回転軸方向が主走査方向である。

各感光体ドラムは機械製作の手法で製作されるが、回転軸を中心に回転する際の偏芯を無くすることはできない。感光体ドラムの偏芯が転写位置ずれに与える影響で主要なものは、書き込み位置の変動によって生じる。

図１、図２で示した各感光体ドラムのうち、これらの任意の１つを選びこれを代表して符号１で表すこととし、図３に示した。図３において、感光体ドラム１の本来の位置を破線の円で表し、これに符号ＦＧ１を付した。これに対して、該感光体ドラム１が回転によりその位置を偏芯量だけ変位したのちの位置を実線の円で示し、これに符号ｆｇ１を付した。

一般的な多色画像形成装置として構成されるレーザビームなどを用いる所謂電子写真装置では、感光体ドラムの表面部に構成される感光体界面における多重反射の影響を少なくするため、書き込み光は副走査方向において感光体表面に対して斜めに入射させる。

図３では、本来のドラム位置ＦＧ１において右斜め上方からドラム回転軸１５の真上に書き込み光Ｌｂが入射するように設定してある。そして、偏芯によってドラム表面の高さが破線表示の本来の位置から実線表示の偏芯により変位した位置に変わると、該感光体ドラムの表面での書き込み光の照射位置も書き込み位置位置ａから位置ｂへとずれる。このずれの量は、該感光体ドラム表面を図４に示すように、平面に置き換えることにより、求めることができる。

図４において、書き込み光Ｌｂの感光体表面（副走査方向）に対する入射角度をθ、偏芯量をEとおいたとき、書き込み位置ずれ量（振幅）dLは、
dL=E／θ…（１）
となる。

また、書き込み位置ずれの周期は、偏芯の周期、すなわちドラム回転周期と同じになる。この書き込み位置ずれが、そのままベルト２上の位置ずれとなる。同様の書き込み位置ずれは、主走査方向にも発生する。この主走査方向は、図３、図４では紙面を貫く方向（感光体ドラムの回転軸方向）に対応する。

主走査は、例えばレーザ光をある一点（ポリゴンミラーやガル場のミラーなど）を中心に振ることでにより行われる。主走査方向中央部では、書き込み光Ｌｂは感光体表面の主走査方向に対して垂直に入射するため、書き込み位置ずれは起きない。しかし、主走査方向の両端に行くにしたがって、主走査方向に対して斜めに入射するようになる。このため、主走査方向の両端部では偏芯を原因とする書き込み位置ずれを生じてしまう。このとき書き込み位置ずれ量の上記（１）式のθを主走査方向に対する入射角と考えることで、主走査方向の書き込み位置ずれが求められる。

主走査方向の書き込み位置ずれは、副走査方向のそれには無い二つの特徴を備えている。
第1に、両端の位置変動は、互いに量が同じで向きが反対の位置変動であり、したがって、偏芯によって主走査方向の画像の幅が変化する。
第2に、副走査方向の位置ずれにおいては、もしも感光体ドラムの角速度に変動があった場合には、その変動も位置ずれとして現れるが、主走査方向の位置ずれにおいては、角速度変化は位置ずれに影響を与えない。すなわち、ベルト上において主走査方向でかつドラム回転周期の位置ずれは書き込み位置ずれだけといえる。

これらの特徴を活用することにより、主走査方向の位置ずれから感光体ドラムの偏芯を算出することが容易となる。なお、他に感光体ドラムの偏芯による転写位置の変動を原因とする位置ずれも存在するが、これは書き込み位置の変動による位置ずれと比べて量が非常に小さいので、説明を割愛する。

次に、主走査方向の書き込み位置ずれを検出する方法について説明する。
第1に、感光体ドラム上で画像形成されたのちにベルト上に転写された位置ずれ検出用パターンの位置を、主走査方向位置ずれ検知手段としてのセンサにより検知する方法がある（請求項２）。

この位置ずれ検出パターンの形状を例示すると、図５（ａ）に示すように、副走査方向に対して角度を持たせた斜線を副走査方向に等間隔ピッチで連ねたパターンや、図５（ｂ）に示すように、山形をした位置ずれ検出パターンを副走査方向に等間隔ピッチで連ねた位置ずれ検出パターンがある。

図２に示した例では、ベルト２の表面であって、主走査方向の両端部にそれぞれ、図５（ｂ）に示した位置ずれ検出パターン４を例示している。

主走査方向の位置ずれでは、副走査方向の位置ずれの場合よりも感光体ドラムの書き込み位置ずれを分離しやすいが、それでも、別原因による位置ずれと区別するための工夫が必要になる。

主走査方向の位置ずれ原因として、感光体ドラムの偏芯以外には、ベルト２の「寄り」が挙げられる。この「寄り」というのは、ベルトが主走査方向に振れる現象で、その周期は、ベルトを掛けまわしているローラの中の駆動ローラの周期に等しい場合が多い。したがって、特に駆動ローラの回転周期が感光体ドラムの回転周期に近いと、互いに干渉して位置ずれ波形が複雑な形になり、書き込み位置ずれを分離に支障をきたすこともありうる。

この対策には、2つの対処方法が考えられる。

ひとつは、ベルトを駆動する駆動ローラの回転周期を感光体ドラムの回転周期のＮ倍または1/N倍（Nは2以上の整数）にして、干渉を最小限にし、かつ周期で位置ずれ原因の区別がつくようにする（請求項３）。
もうひとつは、位置ずれ検出用のパターンを転写ベルト上の主走査方向両端部に設け、両パターンで検出された主方向位置ずれを比較することよって、前述の主走査方向の書き込み位置ずれの特徴のひとつである主走査方向の画像の幅の変化を検知することで、主走査方向の書き込み位置ずれだけを分離する（請求項５）。

次に、このような位置ずれが、例えば左右方向に並ぶ任意の2つの感光体ドラムで発生することを考える。このとき、まず左右２つの感光体ドラムとも、感光体ドラムの偏芯量が同じとしてみる。すると、図６に示すように、振幅の等しい2つの位置ずれ曲線が生じる。

ここで、色ずれとして認識されるのは、図６中で矢印で示しているように2つの曲線の差分なので、２つの曲線の位相を揃えて（位相差を０にして）しまえば、色ずれは無くなる。逆に2つの曲線の位相差がちょうど180°だと、色ずれの振幅は、位置ずれの2倍になる。また、2つの曲線の位相を揃えたたうえで、ベルト２の速度変動を、感光体ドラムの位置ずれと同周期かつ同位相になるように制御すると、位置ずれも無くなる。

主走査方向と副走査方向の書き込み位置ずれの位相の関係は、全ての感光体ドラムにおいて同じなので、副走査方向の書き込み位置ずれ曲線の位相差が感光体ドラム間で０になれば、主走査方向の書き込み位置ずれ曲線でも位相差が０になり、両者とも色ずれが０になる。

２つの曲線の位相差を０にするには、それぞれの感光体ドラムの偏芯位相を、感光体ドラムの軸間距離に応じて調整すればよい。より具体的には、副走査方向で隣接する感光体ドラムの軸間距離を感光体ドラムの半径で除した値（単位はラジアン）だけ、転写ベルト２の上流側の感光体ドラムの偏芯位相を下流側の感光体ドラムに対してその回転方向に先行させることで達成される。

なお、実際の感光体ドラムの偏芯量は、一定ではなく製造のバラツキの影響を受ける。例えば、仮に図６における２つの感光体ドラムの中の、どちらかの感光体ドラムの偏芯量が０だったときには、その感光体ドラムについては転写位置ずれが無いのであるから、図６に示した２つの曲線の１つは消えて、図７に示すようなグラフになる。当然のことながら、感光体ドラムの偏芯の位相をいかように変えても、2つの曲線が重なることは無く、ゆえに色ずれは消えない。したがって、感光体ドラム偏芯の位相を位置ずれの位相差が０になるように調整することによって、色ずれを最小にすることはできるが、０にすることは事実上不可能である。

[２] センサの配置例
2.1 例１
図１、図２に示したタンデム型の多色画像形成装置において、本装置では、各感光体ドラム１Ｙ〜１Ｋの径が100mmで、ローラ３ａ、３ｂの径は50mm、ローラ３ｂを駆動ローラとした。

ベルト２上には、図２に示されるようにトナー像からなる位置ずれ検出パターン４ａ、４ｂが当該ベルト２の副走査方向両端部にそれぞれ一列づつ形成されていて、これらをそれぞれ、感光体ドラム１Ｋの下流位置に設けたセンサ５ａ、５ｂで逐次サンプリングする構成になっている。光学センサ５ａ、５ｂはCCDラインセンサで、主走査方向に平行にラインが向いている。位置ずれ検出パターン４は、該パターンを構成するラインが主走査方向、副走査方向何れにも交差する関係になっているので、センサ５ａ、５ｂにより主走査方向、副走査方向の位置ずれを共に検出することができる。よって、センサ５ａ、５ｂは主走査方向位置ずれ検知手段であるとともに、副走査方向位置ずれ検知手段でもある。後述するセンサ５ｃも同様である。

図１、図２に示したような構成のタンデム型の多色画像形成装置において、各感光体ドラム１Ｙ〜１Ｋについて、それぞれ、パルスモータを駆動源とし、歯車による１段減速による独立駆動する駆動方式としているときの、位置ずれ検出パターンのサンプリングデータを図８に示す。これらは、センサ５ａ、５ｂで検知できる。

図８の横軸方向は副走査方向でのベルト上の位置であり、縦軸方向は副走査方向での位置ずれ量である。４種類の波形が示されているが、これらの一つ一つの波形は４つの感光体ドラム１Ｙ〜１Ｋのそれぞれの位置ずれに対応する。ただ、副走査方向では各感光体ドラムの偏芯や、駆動源の振動、ベルトの速度ムラなど、種々の位置ずれ要因を含んでいるので、複雑な波形となっている。つまり、図から、周期的なパターンが存在することは見て取れるが、比較的高周波の位置ずれも重畳されていて、この図８の内容から感光体ドラム周期の位置ずれの位相と振幅を読み取るのは困難である。

一方、図９および図１０は、ベルト２の主走査方向の一端部と他端部でセンサ５ａ、５ｂでそれぞれ位置ずれ検出パターンを検知した主走査方向の位置ずれのサンプリングデータである。主走査方向でサンプリングしているので、ベルトの速度変動の影響が殆ど出てこない。したがって、図８のデータと比べて高周波の位置ずれが減って、波形が読みやすくなっている。

但し、これらの主走査方向のデータは、ベルトの「寄り」に起因する位置ずれ変動を含んでいる。位置ずれ検出用パターンを前記ベルトの幅方向上の両端部にそれぞれ形成し、これら両位置ずれ検出用パターンから検出された主方向位置ずれを比較することよって、感光体ドラムの偏芯に起因する主走査方向位置ずれと転写ベルト駆動ローラによって前記ベルトに発生する主走査方向の「寄り」とを区別することができる（請求項４）。

つまり、後述するように、両位置ずれ検出用パターンで検出された主方向位置ずれを平均することによって簡単に「寄り」の量が求まるので、その値に基づき、「寄り」を修正することもできる。

また、この「寄り」の要因を除いて、感光体ドラムの偏芯に起因する主走査方向位置ずれを表すデータを得る。この「寄り」の要因を除く操作として、これら図９、図１０に示された各データについて、感光体ドラム毎に、各図における副走査方向（横軸）での同一（時点）位置における主走査方向（縦軸）での位置ずれ量の差をとる。これにより、ベルトの「寄り」に起因する位置ずれ変動が除かれて、感光体ドラムの偏芯データが得られる。

例示すると、図９においてドラム４の波形で、主走査方向の任意の位置（時点）での位置ずれ量をａ１とし、図１０において感光体ドラム１Ｋについて、主走査方向の同一位置（時点）での位置ずれ量をａ２とすると、これら位置ずれ量ａ１と位置ずれ量ａ２との差「Δ（ａ１−ａ２）」を得、同様の操作をで得た値を連続的にプロットして得たのが図１１の波形である。

上記例では、波形の中心より上側の値を位置ずれ量として差を算出したが、振幅で差を算出する場合には、主走査方向の両端部につくられた両位置ずれ検出パターンを検出して得た主方向位置ずれの差を２で除すことによって、感光体ドラムの書き込みで発生する主走査方向位置ずれが求まり、両位置ずれ検出パターンで検出された主方向位置ずれを平均することによって簡単に「寄り」が求まる。

このような操作により求めたベルトの「寄り」の影響を除くと、位置ずれがほぼ完全な正弦波形状をなしている図１１が得られる。

図１１に示した各曲線の振幅と位相は、各感光体ドラムの偏芯位相と振幅に１対１で対応している。そこで、図１１のデータに基づき、感光体ドラム間の偏芯の位相差を０にする処理を行うので、曲線の中から、隣接している感光体ドラム同士のピーク間距離を測り、それを感光体ドラムの半径で除した値だけ、感光体ドラムの位相を変更するという処理を行えばよい（請求項１）。

例えば、副走査方向上で隣接する２つの感光体ドラムにおいて、位置ずれ量が最大となる位置間の距離を測り、これを感光体ドラムの半径で除した値だけ、感光体ドラムの位相をずらすことで、感光体ドラムにおける位相を合致させる。具体的には、合わせる側の感光体ドラムの駆動用パルスモータの駆動パルスの位相をずらす。このようにして、感光体ドラムの回転位相を制御する。これにより、ベルト2上の同一位置が各感光体ドラムにおける偏芯ピーク位置と合致し、感光体ドラムの偏芯に起因する副走査方向での位置ずれがなくなる。

主走査方向位置ずれ検知手段としてのセンサ５ａ、５ｂは、ベルトの速度変動検知や「寄り」の補正などと兼ねることができるので、既設のものを適用させることができ、専用のセンサ追加が必要なく、単純な構成が可能となる（請求項２）。

また、図９、図１０のデータにおいて、両位置ずれ検出パターンで検出された主方向位置ずれの差を２で除すことによって、感光体ドラムの書き込みで発生する主走査方向位置ずれが求まり、両位置ずれ検出パターンで検出された主方向位置ずれを平均することによって簡単に「寄り」の量が求まるので、その値に基づき、「寄り」を修正することもできる。

2.2 例２
タンデム型の多色画像形成装置の別の構成例を、図１２に示す。図１２は図１の装置を副走査方向から見た図に相当する。基本構成は図１、図２に示した構成と同じであるが、図１２に示すようにセンサ５ｃを追加している。

図１２において、センサ５ｃは、感光体ドラム１Ｙの近傍で、該感光体ドラム１Ｙに入射した書き込み光Ｌｂが反射して当る位置に配置されている。なお、図示はしないが、他の感光体ドラム１Ｍ、１Ｃ、１Ｋについても、それぞれ、センサ５ｃに準じて、センサが配置されている。

センサ５ｃは、前記例1におけると同様に、CCDラインセンサを用いていて、やはり、主走査方向に平行にラインが向いている。このセンサ５ｃを用いてサンプリングした主走査方向位置ずれデータを図１３に示す。

図１３のデータを見ればわかるように、図１１と位相や振幅がほぼ同じ位置ずれデータが得られている。波形を見れば、図１１よりもさらに整った正弦波になっている。このデータから感光体ドラムの位相を変更する処理は、次のようにして行う。

図１３のデータにおいて、隣合う感光体ドラム、例えば、感光体ドラム１Ｙの波形ピークから感光体ドラム１Ｍの波形ピーク間の時間を距離に換算した値が、多色画像形成装置における感光体ドラム１Ｙのベルト２への転写位置から感光体１Ｍのベルト２への転写位置までの距離に合致するように感光体ドラムの駆動用パルスモータの駆動パルスの位相をずらす。このようにして、感光体ドラムの回転位相を制御する。これにより、移動するベルト2上の同一位置が各感光体ドラムにおける偏芯ピーク位置と合致し、感光体ドラムの偏芯に起因する副走査方向での位置ずれがなくなる。

[３] 多色画像形成装置の例
以下に説明するのは、光ビームを被走査面を有する感光体ドラムに夫々走査して静電潜像を形成し、これらの静電潜像を各光ビームのカラー画像情報に対応するトナーで可視像化したのち、最終的にこれら可視像をシート状媒体上に転写して画像を得る多色画像形成装置の具体例である。

3.1 中間転写ベルトを用いた多色画像形成装置の例
本例は、複数の感光体ドラムに形成した画像が重ね転写され、さらに、このベルト上の重ね画像をシート状媒体に転写するタイプの多色カラー画像形成装置であり、図１、図２などで説明したベルト２は、本例における中間転写ベルトに相当する。

図１４において、光走査手段は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成用として構成されていて、これら符号500-1、500-2、500-3、500-4で示す光走査手段には、夫々感光体ドラム504-1、504-2、504-3、504-4が対応している。

光走査手段500-1、500-2、500-3、500-4により、感光体ドラム504-1、504-2、504-3、504-4に1色ずつ画像形成されるようになっている。各感光体ドラム504-1、504-2、504-3、504-4の下方には、これら各感光体ドラムに対して共通に接触するようにして、転写ベルト501が配置されている。

図１４に図示の例では、各光走査手段500-1、500-2、500-3、500-4を光ビームの射出方向が下向きとなるように配備している。

転写ベルト501は、１つの駆動ローラＲ１と２つの支持ローラＲ２、Ｒ３により支持されている。各感光体ドラム504-1、504-2、504-3、504-4は、矢印で示す転写ベルト501の移動方向に沿って均等間隔で配列されている。

各感光体ドラム504-1、504-2、504-3、504-4のまわりには、これら感光体ドラムの順に、帯電器503-1、503-2、503-3、503-4および、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に対応したトナーで現像を行う現像装置502-1、502-2、502-3、502-4、さらに、転写された後の残トナーをブレードで掻き取り備蓄するクリーニング装置508-1、508-2、508-3、508-4が配置されている。

各感光体ドラム504-1、504-2、504-3、504-4において、帯電器と現像装置との間の位置に、光走査手段からの走査用のレーザビームが照射されて、その光走査手段の受け持つ色の画像情報による静電像が形成される。

本例では、前記図１、図２の例に準じて、転写ベルト５０１の上面に前記図２などで説明した位置ずれ検出パターンの４ａ、４ｂなどのような位置ずれ検出パターンをつくり、この位置ずれ検出パターンを転写ベルト５０１に対向して配置したセンサ５ａ、５ｂなどで検知して、各感光体ドラムの偏芯位相を算出し、この算出した偏芯位相をもとに感光体ドラムの回転位相を制御する。

或いは、前記図１２の例に準じて、各感光体ドラムに直接センサ５ｃを対向配置して、書き込み光Ｌｂの感光体からの反射光を直接センサ５ｃで受光検知して前記図１３のような検知データを得て、このデータから感光体ドラムの位相を変更する処理を行う。

各感光体ドラム504-1、504-2、504-3、504-4に形成された静電潜像は、各感光体ドラムの回転方向下流側に位置する現像装置502-1、502-2、502-3、502-4において、トナー現像により可視像化され、各感光体ドラム504-1、504-2、504-3、504-4から転写ベルト５０１の同一画像領域に、順に転写され、重ねカラートナー画像が形成される。

この重ねカラートナー画像は、給紙トレイ509から給紙コロ506 により送り出されてレジストローラ510の部位でタイミングを調整されてから送り出されるシート状媒体Ｓに、従動ローラR2と転写器が転写ベルトを間にして対向配置されている二次転写部で転写される。転写後のシート状媒体Ｓは、搬送ベルト511により定着装置512に送られ、定着装置512を出たのち、排出ローラ513により排紙トレイ514に送り出される。

転写ベルト501にトナー画像が転写されたのちの各感光体ドラム504-1、504-2、504-3、504-4は、クリーニング装置508-1、508-2、508-3、508-4により残留トナーが除去されて、次の画像形成に備えられる。

3.2 中間転写ベルトを用いず、感光体からシート状媒体に直接重ね転写する多色画像形成装置の例
本例は、複数の感光体ドラムに形成した画像を直接シート状媒体に重ね転写するタイプの画像形成装置の例であり、図１５を用いて説明する。図１５に示す構成の画像形成装置は、光走査装置から射出されるカラー画像情報を含む複数の光ビームを被走査面を有する像担持体（感光体ドラム）に夫々走査して静電潜像を形成し、これらの静電潜像を各光ビームのカラー画像情報に対応するカラートナーで可視像化したのち、これら可視像をシート状媒体上に直接転写してカラー画像を得る画像形成装置である。

本例における画像形成装置は、タンデム型フルカラーレーザプリンタとして構成されている。図において、先ず、装置内の下部側には水平方向に配設されて給紙カセット200から給紙されるシート状媒体（図示せず）を搬送する搬送ベルト210が設けられている。搬送ベルト210はローラ30a、30b間に掛けまわされている。ローラ30bは駆動ローラである。

この搬送ベルト210上にはイエロー(Ｙ)用の感光体ドラム22Y、マゼンタ（Ｍ）用の感光体ドラム22M、シアン（Ｃ）用の感光体ドラム22C及びブラックＫ用の感光体ドラム22Kが矢印で示す用紙の搬送方向での上流側から順に等間隔で配設されている。なお、以下、符号に対する添字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを適宜付けて区別するものとする。

これらの感光体ドラム22Y、22M、22C、22Kは全て同一径に形成されたもので、その周囲には、電子写真プロセスに従いプロセス部材が順に配設されている。感光体ドラム22Yを例に採れば、帯電チャージャ23Y、第１の光走査手段24Y、現像装置25Y、転写チャージャ26Y、クリーニング装置35Y等が順に配設されている。他の感光体ドラム22M、22C、22Kに対しても同様である。

感光体ドラム22Mについては、帯電チャージャ23M、第１の光走査手段24M、現像装置25M、転写チャージャ26M、クリーニング装置35M等が順に配設されている。感光体ドラム22Cについては、帯電チャージャ23C、第１の光走査手段24C、現像装置25C、転写チャージャ26C、クリーニング装置35C等が順に配設されている。

感光体ドラム22Kについては、帯電チャージャ23K、第１の光走査手段24K、現像装置25K、転写チャージャ26K、クリーニング装置35K等が順に配設されている。

本例では、感光体ドラム22M、22C、22Kの周面を対応する各色毎に設定された被走査面とするものであり、各々に対して第１の光走査手段24Y、第２の光走査手段24M、第３の光走査手段24C、第４の光走査手段24Kが１対１の対応関係で設けられている。但し、ポリゴンミラー２１３および走査レンズ（ｆθレンズ218A）については、第１の光走査手段24Y、第２の光走査手段24M、第３の光走査手段24C、第４の光走査手段24Kで共通使用とする。

また、搬送ベルト210の周囲には、感光体ドラム22Yよりも上流側に位置させてレジストローラ27と、ベルト帯電チャージャ280が設けられ、感光体ドラム22Kよりも下流側に位置させてベルト分離チャージャ29、除電チャージャ300、クリーニング装置310等が順に設けられている。また、ベルト分離チャージャ２９よりも搬送方向下流側には定着装置320が設けられ、排紙トレイ330に向けて排紙ローラ34で結ばれている。

例えば、フルカラーモード（複数色モード）時であれば、各感光体ドラム22Y、22M、22C、22Kに対してイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック用の各色の画像信号に基づき各々の光走査手段である、第１の光走査手段24Y、第2の光走査手段24M、第3の光走査手段24C、第4の光走査手段24Kによる光ビームの光走査で静電潜像が形成される。

これらの静電潜像は各々の対応する色トナーで現像されてトナー像となり、搬送ベルト210上に静電的に吸着されて搬送されるシート状媒体上に順次転写されることにより重ね合わせられ、フルカラー画像として定着された後、排紙台３３０に排紙される。

本例でも、前記図１、図２の例に準じて、搬送ベルト210の上面に前記図２などで説明した位置ずれ検出パターンの４ａ、４ｂなどのような位置ずれ検出パターンをつくり、この位置ずれ検出パターンを搬送ベルト210に対向して配置したセンサ５ａ、５ｂなどで検知して、各感光体ドラムの偏芯位相を算出し、この算出した偏芯位相をもとに感光体ドラムの回転位相を制御する。

或いは、前記図１２の例に準じて、各感光体ドラムに直接センサ５ｃを対向配置して、書き込み光Ｌｂの感光体からの反射光を直接センサ５ｃで受光検知して前記図１３のような検知データを得て、このデータから感光体ドラムの位相を変更する処理を行う。

多色画像形成装置の感光体ドラムまわりの要部構成を抜き出して示した正面図である。 多色画像形成装置の感光体ドラムまわりの要部構成を抜き出して示した平面図である。 感光体ドラムの偏芯量に対応する書き込み位置の変位を説明した図である。 該感光体ドラム表面を平面に置き換えて模視的に示し、感光体ドラムの偏芯量に対応する書き込み位置の変位を説明した図である。 図５（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、位置ずれ検出パターンの例示した図である。 偏心量が等しい２つの感光体ドラムについて、書き込み位置のずれを表す２つの曲線が、同一振幅で位相のみずれる様子を説明した図である。 図６に対応する２つの感光体ドラムの一方の偏心量が仮に０であるときの、書き込み位置のずれを表した図である。 ４つの感光体ドラムについて、ベルト上で検知した、偏芯に起因する副走査方向の位置ずれを示す曲線の図である。 ４つの感光体ドラムについて、ベルト上副走査方向の一端側で検知した、偏芯に起因する主走査方向の位置ずれを示す曲線の図である。 ４つの感光体ドラムについて、ベルト上副走査方向の他端側で検知した、偏芯に起因する主走査方向の位置ずれを示す曲線の図である。 ４つの感光体ドラムについて、ベルトの「寄り」による影響を排除して、偏芯に起因する主走査方向の位置ずれを示す曲線として表した図である。 センサを感光体ドラムに対向させて配置した構成例を説明した図である。 ４つの感光体ドラムについて、各感光体ドラムに対向させて配置したセンサにより、偏芯に起因する副走査方向の位置ずれを示す曲線として表した図である。 多色画像形成装置の全体の構成概要の一例を説明した正面図である。 偏芯に起因する主走査方向の位置ずれを示す曲線として表した図である。

符号の説明

１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ、２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋ、５０４−１、５０４−４−２、５０４−３、５０４−４ 感光体ドラム
５ａ、５ｂ、５ｃ センサ

Claims (7)

1. 複数の感光体ドラムに形成した画像を重ね転写することにより多色画像をつくる画像形成装置において、主走査方向位置ずれ検知手段によって感光体ドラムによる画像の書き込みで発生する主走査方向位置ずれを検知することにより、感光体ドラムの偏芯位相を算出し、この算出した偏芯位相をもとに感光体ドラムの回転位相を制御することを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１記載の画像形成装置において、前記複数の感光体ドラムは複数のローラ間に掛け回されたベルトに対向させてかつ、該転写ベルトの回動方向に沿って配置されていて、前記主走査方向位置ずれ検知手段は、前記感光体ドラム上で画像形成されたのちに前記ベルト上に転写された位置ずれ検出用パターンの位置を検知するセンサであることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項２記載の画像形成装置において、前記複数のローラの中の１つのローラが転写ベルト駆動ローラであり、この転写ベルト駆動ローラの周長が前記感光体ドラム周長のＮ倍または１／Ｎ倍（Ｎは２以上の整数）であることを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項２又は３記載の画像形成装置において、
   前記位置ずれ検出用パターンを前記ベルトの幅方向上の両端部にそれぞれ設け、これら両パターンから検出された主方向位置ずれを比較することよって、感光体ドラムの偏芯に起因する主走査方向位置ずれと転写ベルト駆動ローラによって前記ベルトに発生する主走査方向の「寄り」とを区別することを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１記載の画像形成装置において、
   前記主走査方向位置ずれ検知手段は、感光体ドラム表面と対向する位置にセンサを設け、照射した書き込み光の反射位置を検知するという手段であることを特徴とする画像形成装置。
6. 光ビームを被走査面を有する感光体ドラムに夫々走査して静電潜像を形成し、これらの静電潜像を各光ビームのカラー画像情報に対応するトナーで可視像化したのち、最終的にこれら可視像をシート状媒体上に転写して画像を得る画像形成装置において、請求項１乃至５の何れかに記載の手段により感光体ドラムの回転位相を制御することを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項１乃至６記載の画像形成装置において、前記ベルトは、複数の感光体ドラムに形成した画像が重ね転写され、さらに、このベルト上の重ね画像をシート状媒体に転写するタイプの多色カラー画像形成装置にあっては、中間転写ベルトが該当し、複数の感光体ドラムに形成した画像を直接シート状媒体に重ね転写するタイプの画像形成装置にあっては上記シート状媒体を搬送する搬送ベルトが該当することを特徴とする画像形成装置。
   

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