JP2005274916A

JP2005274916A - 画像形成装置

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Publication number: JP2005274916A
Application number: JP2004087447A
Authority: JP
Inventors: Takashi Yashima; 俊八嶋; Norio Hokari; 則雄保苅; Tsutomu Uko; 勉宇高
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2004-03-24
Filing date: 2004-03-24
Publication date: 2005-10-06
Anticipated expiration: 2024-03-24
Also published as: JP4432568B2

Abstract

【課題】
画像形成中に位置ずれ補正のための検出動作を行った場合であっても従来の画像形成装置よりも生産性を向上させることが可能な画像形成装置を提供する。
【解決手段】
画像データ信号に応じ各色の画像を形成する複数の作像手段と、各色の画像が多重転写される転写搬送体と、前記転写搬送体表面に基準パターン像を形成させる基準パターン像制御部と、前記基準パターン像を読み込む検出手段と、この検出手段の検出信号を抽出する検出情報抽出部と、この検出情報抽出部の情報に応じ画像を補正する制御部とから構成され、画像形成中或いは画像形成待機時に前記基準パターン像の形成及び検出動作を行う画像形成装置において、画像形成中の前記基準パターン像は前記転写搬送体のインターイメージ部に形成され、基準色と任意の比較色との組合せを測定単位とし、少なくとも１色の前記測定単位を除外して形成されていることを特徴とするものである。
【選択図】図５

Description

本発明は画像形成中に基準パターン像の検出結果に基づいて画像形成条件を制御する画像形成装置において、画像形成装置の生産性を損なわずに画像形成条件を制御する技術に関する。

特開平１−１４２６８０号公報

近年、電子写真方式を適用しているカラー画像形成装置では高い生産性を確保するため、プロセスの進行方向に各色の感光体を配設しているタンデム方式が主流となっている。このタンデム方式では、各色トナー像を中間転写体ベルト等の像担持体表面に多重転写した後、記録シートへ転写している。この時、中間転写体ベルト上に多重転写される各色のトナー像の転写位置が相対的にずれている場合、記録シートへ転写される記録画像に画質変動が発生し、出力画像の品質が低下してしまう。ユーザの画質変動に対する要求は一段と厳しくなってきており、このような画質変動は防止しなければならない。そのため、カラー画像形成装置では各色トナー像の位置ずれを検出し、補正する必要がある。

位置ずれの補正を行う方法としては、中間転写体ベルト全周に位置ずれ検出用マークを形成し、その位置を中間転写体ベルトの対向位置に配設されている検出手段により検出し、その検出結果から位置ずれ量を計算し、この位置ずれ量に基づき位置ずれの補正を行う方法がある。しかし、ユーザの画像形成時間に対する要求も強く、特に出力枚数が多い場合においては画像形成を中断し、位置ずれ検出用マークを中間転写体ベルト表面に形成し、検出動作を実行する必要があるため、生産性の低下を招くという問題があった。

このような問題を解決するため、画像形成を中断せずに位置ずれ検出を行うことができる画像形成装置が開示されている(特開平１−１４２６８０号公報)。この画像形成装置は、各色の感光体を搬送ベルトの対向位置に配設し、搬送ベルト上を搬送される記録シートへ１色ずつ順次記録画像を転写するものとなっている。この画像形成装置において画像形成中に位置ずれ検出を行うには、ユーザ画像領域とユーザ画像領域との間の領域、つまり搬送ベルト上の記録シート間の領域(以下「インターイメージ部」という)に位置ずれ検出用マークを形成し、この位置ずれ検出用マークをフォトダイオードにより検出する。そして、この検出結果を用いて各色の位置ずれを補正する。

インターイメージ部に位置ずれ検出用マークを形成する際は、特定の基準色に対する他の色の相対的な位置ずれを検出するため、全色の位置ずれ補正を行うには複数の位置ずれ検出用マークが必要となる。この場合、一般的に位置ずれ検出用マークが形成されているインターイメージ部の副走査方向の長さに基づき画像形成中における全ての前記長さが決定される。従って、位置ずれ検出用マークが形成されていないインターイメージ部の副走査方向の長さも長く設定しなければならないため、不必要にインターイメージ部の副走査方向の長さが長くなってしまう。その結果、生産性の低下を防止するためインターイメージ部に位置ずれ検出用マークを形成したものの、それほどの効果が得られないといった問題があった。

本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、画像形成中に位置ずれ補正のための基準パターン像の形成及び検出動作を行った場合であっても従来の画像形成装置よりも生産性を向上させることが可能な画像形成装置を提供することにある。

カラー画像形成装置において記録画像の位置ずれを検出するためには、基準となる色に対する他の色の相対的な位置ずれを検出する必要がある。例えば、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックによりフルカラー画像を形成する画像形成装置において、シアンを基準とした場合、シアンとイエロー、シアンとマゼンタ、シアンとブラックのそれぞれについて基準色シアンに対する各色の相対的な位置ずれを検出することにより、全色の位置ずれ補正を行うことが可能となる。従って、全色の位置ずれ補正を行う場合、基準色とこの基準色に対する相対的な位置ずれを比較する比較色との前記位置ずれ検出用マークの組を最低３組並べ、前記基準パターン像を形成しなければならないため、前記基準パターン像が収まるインターイメージ部の副走査方向の長さが必要となる。その一方、画像形成中に位置ずれ検出を行う場合、画像形成装置の生産性の低下を防止するためには、インターイメージ部が副走査方向に長くなるような設定は避けなければならない。そこで、第１手段として本発明では基準色と任意の比較色との組合せを測定単位とし、少なくとも１色の前記測定単位を除外し、該測定単位を前記インターイメージ部に形成し位置ずれの検出を行う構成としている。また、前記インターイメージ部の副走査方向の長さは、前記測定単位の副走査方向の長さに応じ設定される構成としている。これにより、前記インターイメージ部に基準パターン像が形成される場合であっても、該インターイメージ部の副走査方向の長さを最小限に抑えることが可能である。

従って、第１手段による本発明の画像形成装置は、画像データ信号に応じ各色の画像を形成する複数の作像手段と、これら作像手段により各色の画像が多重転写される転写搬送体と、それぞれの前記作像手段へ信号を送り、各色の位置検出用マークを形成させ、前記転写搬送体表面に各色の前記位置検出用マークから成る基準パターン像を形成させる基準パターン像制御部と、発光素子及び受光素子を備え、前記転写搬送体表面に形成される前記基準パターン像を読み込む検出手段と、この検出手段から送られる検出信号を抽出する検出情報抽出部と、この検出情報抽出部から送られる情報に応じ前記作像手段における作像位置を補正する制御部とから構成され、画像形成中或いは画像形成待機時に前記基準パターン像の形成及び検出動作を実行する画像形成装置において、画像形成中の前記基準パターン像は前記転写搬送体のユーザ画像領域とユーザ画像領域の間に形成され、基準色の位置ずれ検出用マークと任意の比較色の位置ずれ検出用マークとの組合せを測定単位とし、少なくとも１色の前記測定単位を除外して形成されていることを特徴とするものである。

また、前述の例の通り、全色の位置ずれ補正を行うためには最低３組の前記測定単位を検出しなければならない。しかし、画像形成中に位置ずれ検出を行う場合、画像形成装置の生産性を考慮し、前記測定単位が形成される前記インターイメージ部の副走査方向の長さは１つの前記測定単位が収まる副走査方向の長さより長くなるような設定は避けたい。そこで、全色の位置ずれ補正に必要な３組の前記測定単位をそれぞれ別々の前記インターイメージ部に形成するとよい。これにより、前記基準パターン像が形成される前記インターイメージ部の副走査方向の長さを最小限に抑えながら、全色の位置ずれ補正を行うことができる。

更に、前記検出手段が前記転写搬送体の主走査方向に２個以上配設されている場合には、１つのインターイメージ部に異なる比較色の前記測定単位を該検出手段の対向位置に配列させるとよい。この配列方法により、全色の位置ずれ補正に必要とされるインターイメージ部の個数を減らすことが可能である。

前記インターイメージ部は前記基準パターン像が形成されないのであれば、該インターイメージ部の副走査方向の長さは必要最小限確保されていればよく、その長さは画像形成装置の処理能力に応じ設定することができる。そこで、第２手段として本発明では、前記基準パターン像が形成されている前記インターイメージ部の副走査方向の長さに基づき前記インターイメージ部が設定されるのではなく、前記基準パターン像が形成されている前記インターイメージ部と、前記基準パターン像が形成されていない前記インターイメージ部とのインターイメージ部の副走査方向の長さを別々に設定できるものとしている。これにより、前記基準パターン像が形成されていない前記インターイメージ部の副走査方向の長さを該基準パターン像が形成される該インターイメージ部の長さよりも短く設定することができる。

従って、第２手段による本発明の画像形成装置は、画像データ信号に応じ各色の画像を形成する複数の作像手段と、これら作像手段により各色の画像が多重転写される転写搬送体と、それぞれの前記作像手段へ信号を送り、各色の位置ずれ検出用マークを形成させ、前記転写搬送体表面に各色の前記位置ずれ検出用マークから成る基準パターン像を形成させる基準パターン像制御部と、発光素子及び受光素子を備え、前記転写搬送体表面に形成される前記基準パターン像を読み込む検出手段と、この検出手段から送られる検出信号を抽出する検出情報抽出部と、この検出情報抽出部から送られる情報に応じ前記作像手段における作像位置を補正する制御部とから構成され、画像形成中或いは画像形成待機時に前記基準パターン像の形成及び検出動作を実行する画像形成装置において、画像形成中の前記基準パターン像は前記転写搬送体のユーザ画像領域とユーザ画像領域の間に形成され、前記基準パターン像が形成されない前記ユーザ画像領域とユーザ画像領域の間の副走査方向の長さは、前記基準パターン像が形成される前記ユーザ画像領域とユーザ画像領域の間の副走査方向の長さに比べ短く設定されることを特徴とするものである。

前記基準パターン像を構成する前記位置ずれ検出用マークの間隔は、画像形成装置の生産性を重視しなければならない画像形成中のインターイメージ部に形成される場合と、画像形成装置の生産性を無視することができる画像形成待機時とで異なる設定とするのがよい。そこで、第３手段として本発明では、画像形成中における前記位置ずれ検出用マークの間隔を画像形成待機時における該位置ずれ検出用マークの間隔に比べ小さく設定している。この時、画像形成中における前記位置ずれ検出用マークの間隔は、隣接して配列されている該位置ずれ検出用マーク間の間隔を前記検出手段により検出することができるものであればよく、該転写搬送体の移動速度、感光体の偏心等に起因する周期的な位置ずれ変動の周期、または該検出手段の検出エリア等により適宜設定されている。

従って、第３手段による本発明の画像形成装置は、画像データ信号に応じ各色の画像を形成する複数の作像手段と、これら作像手段により各色の画像が多重転写される転写搬送体と、それぞれの前記作像手段へ信号を送り、各色の位置ずれ検出用マークを形成させ、前記転写搬送体表面に各色の前記位置ずれ検出用マークから成る基準パターン像を形成させる基準パターン像制御部と、発光素子及び受光素子を備え、前記転写搬送体表面に形成される前記基準パターン像を読み込む検出手段と、この検出手段から送られる検出信号を抽出する検出情報抽出部と、この検出情報抽出部から送られる情報に応じ前記作像手段における作像位置を補正する制御部とから構成され、ユーザ画像形成中或いはユーザ画像形成待機時に前記基準パターン像の形成及び検出動作を実行する画像形成装置において、ユーザ画像領域とユーザ画像領域の間に形成される前記基準パターン像における前記位置ずれ検出用マークの間隔は、ユーザ画像形成待機時に形成される前記基準パターン像における前記位置ずれ検出用マークの間隔と比べ小さく設定されることを特徴とするものである。

前記作像手段は、前記転写搬送体に各色の画像を多重転写させることができるものであればよく、電子写真方式を用いた画像形成装置に用いられている作像手段を適用することが好ましいが、各色の画像を重ね合わせてフルカラー画像を形成する装置ならば、電子写真方式に限らない。また、シアン、イエロー、マゼンタ、ブラックの４色以外にもコーポレートカラーなどの特色を加えた構成とすることもできる。

前記転写搬送体としては、タンデム型のカラー電子写真方式の画像形成装置において、各色の感光体表面に形成される記録画像が多重転写される中間転写体ベルトを適用することができる。または、記録シートを静電吸着し搬送する搬送ベルトの対向位置に各色の感光体を配設し、記録シートの搬送と共に順次各色の記録画像が記録シートへ静電転写される搬送ベルトを適用することも可能である。

前記基準パターン像制御部は、前記基準パターン像の検出が必要となった際、前記作像手段へ位置ずれ検出用マークを前記転写搬送体表面へ形成させるための画像データ信号を送るように設定されていればよい。そして、前記基準パターン像の形成位置は前記転写搬送体の対向位置に配設されている検出手段の読み込み位置に対応させることが好ましい。

前記転写搬送体に形成された前記基準パターン像を検出する前記検出手段は、発光素子と受光素子とを組み合わせ、該基準パターン像を発光素子により照射した際に、受光素子へ基準パターン像からの反射光または基準パターン像を透過した透過光を入射できる位置に配置されているものであれば差し支えない。

前記検出情報抽出部は、前記検出手段により検出された出力信号の間隔や出力値より演算処理を行い、前記転写搬送体表面に形成された前記基準パターン像を検出できるものであり、その検出結果を制御部へ送るものであればよい。

前記制御部は、前記検出情報抽出部から送られた検出結果に基づき、前記作像手段により前記転写搬送体表面に形成される記録画像の作像位置を補正し、この補正された作像位置を記録画像へ反映させるため、前記作像手段へ作像位置を調整するために補正された信号を出力できるものであれば差し支えない。

以上のように構成される本発明の画像形成装置によれば、画像形成中に位置ずれ補正のための基準パターン像の形成及び検出動作を行った場合であっても従来の画像形成装置よりも生産性を向上させることが可能となる。

以下添付図面に基づいて本発明の画像形成装置を詳細に説明する。

本発明の位置検出装置を適用可能なカラー画像形成装置の一例を示しているのが図１である。このカラー画像形成装置はイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの各色毎にトナー像を形成する４基の作像エンジン１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋを備えると共に、各作像エンジンからトナー像が一次転写される中間転写体ベルト２０を備え、かかる中間転写体ベルト２０に多重転写されたトナー像を記録シートＰに二次転写してフルカラー画像を形成するように構成されている。

前記中間転写体ベルト２０は無端状に形成されると共に駆動ロール２１を含む３本のベルト搬送ロール２１〜２３に架け回されており、矢線方向に回動しながら各色作像エンジン１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋで形成されたトナー像の一次転写を受けるように構成されている。また、中間転写体ベルト２０を挟んでベルト搬送ロール２３と対向する位置には二次転写ロール３０が配設されており、記録シートＰは互いに圧接する転写ロール３０と中間転写体ベルト２０との間に挿通されて、かかる中間転写体ベルト２０からトナー像の二次転写を受けるようになっている。すなわち、前記ベルト搬送ロール２３は転写ロール３０のパックアップロールとして機能しており、これら転写ロール３０及びベルト搬送ロール２３によって二次転写部が構成されている。

この中間転写体ベルト２０は３本のベルト搬送ロール２１〜２３に張架されており、ベルト搬送ロール２１，２２の間に略水平な受像スパンが形成される一方、この受像スパンの直下に前記二次転写ロール３０と対向する第３のベルト搬送ロール２３が配設されており、全体として逆三角形状に張られている。

前記中間転写体ベルト２０の受像スパン上には前述した４基の作像エンジン１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋが並列的に配設されており、各色の画情報に応じて形成したトナー像を中間転写体ベルト２０に一次転写するようになっている。これら４基の作像エンジンは中間転写体ベルト２０の回動方向に沿ってイエロー１０Ｙ、マゼンタ１０Ｍ、シアン１０Ｃ及びブラック１０Ｂｋの順に配設されており、最も頻繁に使用されるであろうブラックの作像エンジン１０Ｂｋが最も二次転写部の近傍に配置されている。また、これら作像エンジン１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋは、各作像エンジンに具備された感光体ドラム１１を画情報に応じて露光するラスタ走査ユニット１２を夫々備えており、各色の画情報に応じて変調されたレーザ光Ｂｍが各作像エンジン１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋの感光体ドラム１１を露光するようになっている。

また、各作像エンジン１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋは、感光体ドラム１１と、この感光体ドラム１１を一様な背景部電位にまで帯電させる帯電器１３と、前記レーザ光Ｂｍの露光によって感光体ドラム１１上に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像器１４と、トナー像を中間転写体ベルト２０に転写した後の感光体ドラム１１の表面から残留トナーや紙粉を除去するドラムクリーナ１５と、このドラムクリーナによる清掃に先立って残留トナーを除電するクリーニング前除電器１６とを備えており、感光体ドラム１１上に各色の画情報に応じたトナー像を形成し得るように構成されている。

各作像エンジン１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋの感光体ドラム１１と対向する位置には、中間転写体ベルト２０を挟むようにして一次転写ロール１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃ、１７Ｂｋが配設されており、これら転写ロール１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃ、１７Ｂｋに対して所定の転写バイアス電圧を印加することにより、感光体ドラム１１と転写ロール１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃ、１７Ｂｋとの間に電界が形成され、感光体ドラム１１上で電荷を帯びているトナー像がクーロン力で中間転写体ベルト２０に転写されるようになっている。

従って、このカラー画像形成装置によるフルカラー画像の形成に当たっては、先ず、各色の画像情報に応じてラスタ走査ユニット１２が各作像エンジン１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋの感光体ドラム１１を所定のタイミングで露光し、これによって各作像エンジン１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋの感光体ドラム１１上には画情報に応じたトナー像が形成される。各作像エンジン１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋで形成されたトナー像は回動する中間転写体ベルト２０に対して順次転写され、かかる中間転写体ベルト２０上には各色トナー像が重なり合った多重トナー像が形成される。

一方、記録シートＰは給紙ロール４１によって給紙カセット４０から一枚ずつ引き出された後、図中に破線で示す所定のシート給送通路４６を経て中間転写体ベルト２０と二次転写ロール３０とが接する二次転写部に給送される。二次転写部の手前側にはレジストレーションロール４２が設けられており、記録シートＰはこのレジストレーションロール４２によって二次転写部に対する突入タイミングが制御され、中間転写体ベルト２０上に一次転写されたトナー像との位置合わせがなされる。

中間転写体ベルト２０を挟んで二次転写ロール３０と対向するバックアップロール２３は絶縁性ロールの表面を半導電性シートで被覆して形成されており、その表面には所定の転写バイアス電圧が印加された導電性のコンタクトロール５０が当接している。従って、このコンタクトロール５０に対してトナー像と同極性の転写バイアス電圧を印加し、バックアップロール２３の表面に対して電荷を付与すると、記録シートＰの裏面側に位置する転写ロール３０と中間転写体ベルト２０の裏面側に位置するバックアップロール２３との間に転写電界が形成され、中間転写体ベルト２０上に保持されていたトナー像は記録シートＰに静電転写される。

トナー像の二次転写がなされた記録シートＰは中間転写体ベルト２０から剥離された後、直列的に配置された二連のシート搬送ベルト４３によって定着器４４へと搬送される。そして、記録シートＰは定着器４４によってトナー像の定着がなされたのち、排紙トレイ４５に排出され、これによって記録シートＰに対するフルカラー画像の形成が完了する。また、このカラー画像形成装置では記録シートＰの画像面を下向きにした所謂フェイスダウン排出を可能にするため、定着器４４と排紙トレイ４５との間に記録シートＰの表裏を反転させるためのインバータ通路４７が形成されている。更に、このインバータ通路４７はシート再送通路４８によって前述のシート給送通路４６と繋がれており、インバータ通路４７において表裏反転した記録シートＰを再度二次転写部に送り込むことによって、記録シートＰの表裏両面に記録画像を形成することが可能となっている。

このようなカラー画像形成装置では、中間転写体ベルト２０の回転中に該ベルト２０が回転方向と直交する幅方向へ位置ずれを生じ、あるいは回転速度に変動が生じると、各作像エンジン１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋから一次転写されるトナー像を中間転写体ベルト２０上で正確に重ね合わせることができず、最終的に記録シートＰに形成されたフルカラー記録画像に色ずれが発生してしまい、画像品質が著しく低下してしまうといった不具合がある。また、各作像エンジン１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋに含まれるラスタ走査ユニット１２の取り付け位置に位置ずれが存在する場合や、各作像エンジンの中間転写ベルトの周方向に沿った取り付け位置に位置ずれが存在する場合も、やはり各作像エンジン１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋから中間転写体ベルト２０に一次転写されるトナー像を該中間転写体ベルト２０上で正確に重ね合わせることができなくなってしまう。更に、温度変動や振動によるフレームの変形、そして、露光装置としてＲＯＳやＬＥＤアレイ等を適用した場合、これら光学素子の変異により位置ずれが発生してしまうことがある。このため、この種のカラー画像形成装置では、中間転写体ベルト２０の表面に定期的に位置ずれ検出用マークを形成すると共に、かかる位置ずれ検出用マークを位置検出装置１を用いて検出し、その検出結果を利用して中間転写体ベルト２０の幅方向の位置ずれや速度変動、ひいては各作像エンジン１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋのラスタ走査ユニット１２や感光体ドラム１１の位置ずれを把握し、各作像エンジン１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋにおけるトナー像の形成タイミングや感光体ドラム１１上におけるトナー像の形成位置を修正し、更に中間転写体ベルト２０の幅方向位置の修正を行うように構成されている。このとき、位置ずれ検出用マークは各作像エンジン１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋによってトナー像として形成され、各作像エンジン１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋの感光体ドラム１１から中間転写ベルト２０に対して転写された位置ずれ検出用マーク（トナー像）を検出することで、中間転写体ベルト２０の速度変動の周期や幅方向の位置ずれ量、ラスタ走査ユニット１２や感光体ドラム１１の取り付け位置のずれ量等を把握することができるようになっている。

図２は、図１に示されているカラー画像形成装置における、画像の補正の流れを示しているブロック図である。感光体１１を接触帯電器１３で帯電し、基準パターン像制御部１８から出力される基準パターン像信号に応じてラスタ走査ユニット１２で感光体１１を露光することで静電潜像を形成し、現像器１４により現像した後、中間転写体ベルト２０に基準パターン像を転写する。そして、中間転写体ベルト２０上に転写された基準パターン像を位置検出装置１で読み込む。

検出情報抽出部１９は、位置検出装置１から出力される信号より、基準パターン像の情報を検出し、制御部１００は、位置検出装置１から出力される出力信号に応じて、ラスタ走査ユニット１２の書き込みタイミングを制御し、画像形成位置を補正する。

Ｂｉ−Ｃｅｌｌ型のフォトダイオードにより位置ずれ検出用マークを検出する例を示しているのが図３である。このＢｉ−Ｃｅｌｌ型フォトダイオードは受光面を有する一対のセル１０１、１０２が一組となってフォトダイオードが構成されており、分図（ａ）に示されているように、この例における位置検出装置では一対のセル１０１、１０２を位置ずれ検出用マークｍの移動方向に沿って互いに隣接させ、位置ずれ検出用マークｍがこれらセル１０１、１０２の視野領域を通過するように構成されている。位置ずれ検出用マークｍが各セル１０１、１０２の視野領域を通過すると、各セル１０１、１０２の受光出力信号は分図（ｂ）に示すような三角波となる。この２つの受光出力信号のうち一方を反転させ、もう一方の出力信号と加算・合成すると、分図（ｃ）のような合成信号波形を得ることができる。この合成信号波形を所定の検出閾値と比較し、分図（ｄ）に示すように、かかる閾値を上回った場合あるいは下回った場合にパルス信号を出力するように構成すると、位置ずれ検出用マークｍの中心位置又は重心位置がＢｉ−Ｃｅｌｌ型フォトダイオードの中心、すなわち互いに隣接するセル１０１、１０２の境界を通過した際に、前記パルス信号の立ち上がりまたは立ち下りエッジが発生することになる。尚、本図では合成信号波形が検出閾値を上回った場合に立ち上がりエッジパルスが出力される例を示しているものである。

位置検出装置に装備されたフォトダイオードの視野領域と位置ずれ検出用マークの配列を示しているのが図４である。本実施例においては、シアンを基準色としており、基準色シアンの位置ずれ検出用マーク(Ｍｃ)とその他の比較色とが組合わされ、シアン(Ｍｃ)とイエロー(Ｍｙ)の組合せ、シアン(Ｍｃ)とマゼンタ(Ｍｍ)の組合せ、シアン(Ｍｃ)とブラック(Ｍｂ)の組合せが順に配列されている。そして、位置検出装置１に装備された１組のフォトダイオード１ａ、１ｂの視野領域は、位置ずれ検出用マークのそれぞれの辺に平行となるように設定されている。ここで、位置ずれ検出用マークが図中矢印の方向へ移動し、フォトダイオード１ａ、１ｂの視野領域を通過すると、各フォトダイオードにより位置ずれ検出用マークの各辺の中心位置がパルス信号として出力され、基準色シアンに対する各比較色の位置ずれ量が検出される構成となっている。

尚、位置ずれ検出用マークの説明に当たり、基準色と比較色との組合わせを測定単位とし、位置ずれ検出用マークＭｃ、Ｍｙの組合わせを測定単位Ｍ₁、位置ずれ検出用マークＭｃ、Ｍｍの組合せを測定単位Ｍ₂、位置ずれ検出用マークＭｃ、Ｍｂの組合せを測定単位Ｍ₃とする。また、全ての位置ずれ検出用マーク又は全ての測定単位をまとめて基準パターン像Ｍとする。

画像形成中の記録シート間のインターイメージ部に形成される位置ずれ検出用マークの第１実施例及び従来例を示しているのが図５である。分図(ａ)、分図(ｂ)共に図中矢印の向きに記録シート及び位置ずれ検出用マークが移動しており、記録シートＰ₁、Ｐ₂、Ｐ₃、Ｐ₄の順に処理される際のそれぞれの配列が示されている。そして、位置ずれ検出用マークは記録シートＰ₁、Ｐ₂間及びＰ₂、Ｐ₃間に形成されており、記録シートの処理中にそれぞれの記録シート間の位置ずれ検出用マークが主走査方向に配列された３つのフォトダイオードにより検出されている。また、分図(ａ)のＬ_A、Ｌ_B及び分図(ｂ)のｌ_A、ｌ_Bはそれぞれインターイメージ部の副走査方向長さを示している。

第１実施例における位置ずれ検出用マークは、基準パターン像Ｍを測定単位Ｍ₁、Ｍ₂の組合わせと、測定単位Ｍ₃との２つに分け、それぞれ記録シートＰ₁、Ｐ₂間と記録シートＰ₂、Ｐ₃間とのインターイメージ部の主走査方向に３箇所ずつ形成されている(分図(ａ))。従って、基準色シアンに対する比較色イエロー及びマゼンタの位置ずれと、基準色シアンに対する比較色ブラックの位置ずれとは別々のインターイメージ部で検出され、２つのインターイメージ部を利用して基準パターン像Ｍを３個検出するものとなっている。そして、インターイメージ部の副走査方向長さは、インターイメージ部に形成されている位置ずれ検出用マークの副走査方向の長さ(本実施例の場合では測定単位Ｍ₁、Ｍ₂の組合わせによる副走査方向の長さ)に基づき設定され、本実施例におけるＬ_A、Ｌ_Bは等しい。また、本実施例では基準パターン像Ｍを２つに分けているが、測定単位の分け方はこれに限られるものではない。

一方、従来例においては、基準パターン像Ｍがインターイメージ部の主走査方向に３箇所ずつ形成され、ひとつのインターイメージ部で基準色シアンに対する各比較色の位置ずれを検出するものとなっている(分図(ｂ))。そして、インターイメージ部の副走査方向長さは、インターイメージ部に形成されている基準パターン像Ｍの副走査方向の長さに基づき設定され、従来例におけるｌ_A、ｌ_Bは等しい。

本実施例では、画像形成中において位置ずれ検出を行う場合に、インターイメージ部の副走査方向の長さを短くすることにより生産性の低下を防止するという観点から基準パターン像Ｍを測定単位Ｍ₁、Ｍ₂の組合わせと、測定単位Ｍ₃との２つに分けている。これにより、本実施例におけるＬ_Aは従来例におけるｌ_Aよりも測定単位Ｍ₃の副走査方向の長さだけ短く設定することができ、画像形成中の位置ずれ検出を実行可能とすることに伴う生産性の低下を抑制することが可能である。

また、モノクロモード後にフルカラーモードの画像形成を行う場合、モノクロモードではブラックの作像エンジンのみが作動し、イエロー、マゼンタ、シアンの作像エンジンは停止しているので、イエロー、マゼンタ、シアン間の位置ずれは、ブラックとその他の色との間の位置ずれと比較して小さい。従って、基準色とブラックとの間の位置ずれを測定するための測定単位だけを用いて位置ずれを補正するだけでよく、生産性の低下を抑制することができる。

更に、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック以外にコーポレートカラー等の特色を含むカラー画像形成装置では、通常の画像形成時はイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの位置ずれ検出用マークで位置ずれの補正を実施し、特色を含む画像形成前だけにおいて基準色に対する特色の位置ずれ検出用マークを形成し、位置ずれの補正をする方法も考えられる。この方法により、高価になりがちな特色の画形材の無駄な消耗を抑えることが可能である。

画像形成中の記録シート間のインターイメージ部に形成される位置ずれ検出用マークの第２実施例を示しているのが図６である。第１実施例と同様に、記録シート及び位置ずれ検出用マークは図中矢印の向きに移動しており、記録シートＰ₁、Ｐ₂、Ｐ₃、Ｐ₄の順に処理される際のそれぞれの配列が示されている。そして、位置ずれ検出用マークは記録シートＰ₁、Ｐ₂間及びＰ₂、Ｐ₃間のインターイメージ部に形成されており、記録シートの処理中にそれぞれの記録シート間の位置ずれ検出用マークが主走査方向に配列された３つのフォトダイオードにより検出されている。また、Ｌ_a、Ｌ_bはそれぞれインターイメージ部の副走査方向長さを示している。

本実施例における位置ずれ検出用マークは、第１実施例と同様に、基準パターン像Ｍを測定単位Ｍ₁、Ｍ₂の組合わせと、測定単位Ｍ₃との２つに分け、それぞれ記録シートＰ₁、Ｐ₂間と記録シートＰ₂、Ｐ₃間とのインターイメージ部の主走査方向に３箇所ずつ形成されている。そして、第１実施例と同様に基準色シアンに対する比較色イエロー及びマゼンタの位置ずれと、基準色シアンに対する比較色ブラックの位置ずれとは別々のインターイメージ部で検出され、２つのインターイメージ部を利用して基準パターン像Ｍを３個検出するものとなっている。また、Ｌ_aはインターイメージ部に形成されている位置ずれ検出用マークの副走査方向の長さ(本実施例の場合では測定単位Ｍ₁、Ｍ₂の組合わせによる副走査方向の長さ)に基づき設定されている。しかし、本実施例におけるＬ_b、つまり位置ずれ検出用マークが形成されていないインターイメージ部の副走査方向長さは、第１実施例と異なり、インターイメージ部に形成されている位置ずれ検出用マークの副走査方向長さに基づき設定されず、任意にその長さが設定される構成となっている。従って、本実施例では、Ｌ_bはＬ_aよりも短く設定することができ、第１実施例によるインターイメージ部の設定よりも生産性を向上させることが可能である。尚、Ｌ_bは画像形成装置の処理能力等に応じ、適宜設定することができる。

画像形成中の記録シート間のインターイメージ部に形成される位置ずれ検出用マークの第３実施例を示しているのが図７である。第１・第２実施例と同様に、記録シート及び位置ずれ検出用マークは図中矢印の向きに移動しており、記録シートＰ₁、Ｐ₂、Ｐ₃、Ｐ₄の順に処理される際のそれぞれの配列が示されている。そして、位置ずれ検出用マークは記録シートＰ₁、Ｐ₂間及びＰ₂、Ｐ₃間のインターイメージ部に形成されており、記録シートの処理中にそれぞれの記録シート間の位置ずれ検出用マークが主走査方向に配列された３つのフォトダイオードにより検出されている。また、Ｌα、Ｌβはそれぞれインターイメージ部の副走査方向長さを示している。

本実施例における位置ずれ検出用マークは、基準パターン像Ｍを測定単位Ｍ₁、Ｍ₂、Ｍ₃に分け、それぞれ記録シートＰ₁、Ｐ₂間と記録シートＰ₂、Ｐ₃間とのインターイメージ部の主走査方向に３箇所ずつ形成され、２つのインターイメージ部を利用して基準パターン像Ｍを２個検出するものとなっている。そして、Ｌαは、第１・第２実施例と同様にインターイメージ部に形成されている位置ずれ検出用マークの副走査方向の長さに基づき設定される。本実施例においては測定単位１個の副走査方向の長さに基づきインターイメージ部の副走査方向長さが設定されるため、Ｌαは測定単位２個の副走査方向の長さに基づき設定されている第１実施例におけるＬ_A及び第２実施例おけるＬ_aよりも短く設定される。また、インターイメージ部に位置ずれ検出用マークが形成されていないインターイメージ部Ｌβの副走査方向長さは、Ｌαに基づき設定されず、任意にその長さが設定されるため、ＬβはＬαより短く設定することができる。従って、本実施例では、Ｌαを第２実施例におけるＬ_aよりも短く設定することができ、第２実施例によるインターイメージ部の設定よりも更に生産性を向上させることが可能である。尚、Ｌβは第２実施例と同様に画像形成装置の処理能力等に応じ、適宜設定することができる。

第１から第３の実施例の中では、第３実施例によるインターイメージ部の設定を適用することにより最も生産性を向上させることができる。ところが、第３実施例では１つのインターイメージ部につき、同一の測定単位が主走査方向に１個しか検出できず、位置ずれ補正に影響を及ぼすような印象を受ける。しかし、温度上昇による画像形成位置のずれは、主に副走査方向の位置ずれとして現れ、そのずれの大きさも比較的小さいので、主走査方向に同一の測定単位が配置されていなくても、大きな位置ずれとはならない。そのため、ユーザの画像形成時間に対する強い要求を考慮し、本発明は生産性の向上を優先させている。

基準パターン像の副走査方向長さと、隣接する位置ずれ検出用マーク間の間隔を示しているのが図８である。分図(ａ)には画像形成中に位置ずれ検出を行う際に形成される基準パターン像Ｍ_Aの副走査方向長さＡと、基準パターン像Ｍ_Aを構成する各位置ずれ検出用マークの間隔ａとが示されている。そして、分図(ｂ)には画像形成待機時に位置ずれ検出を行う際に形成される基準パターン像Ｍ_Bの副走査方向長さＢと、基準パターン像Ｍ_Bを構成する各位置ずれ検出用マークの間隔ｂとが示されている。

画像形成中においては、生産性を無視することはできないため、間隔ａは可能な限り小さく設定されている。一方、画像形成待機時においては、生産性を考慮する必要はないため、間隔ｂは間隔ａに比べ大きく設定されている。その結果、基準パターン像Ｍ_Aの副走査方向長さＡは、基準パターン像Ｍ_Bの副走査方向長さＢよりも短く設定される。従って、画像形成中における基準パターン像Ｍ_Aと、画像形成待機時における基準パターン像Ｍ_Bとを区別し、画像形成中における副走査方向長さＡを短く設定することにより、インターイメージ部の副走査方向長さを短く設定することができ、生産性を低下させずに位置ずれ検出を行うことが可能となる。

上記実施例では、Ｂｉ−Ｃｅｌｌ型のフォトダイオードを位置検出装置として適用している場合における位置ずれ検出用マークの配列が示されているが、発光素子及び受光素子から構成されるフォトセンサを位置検出装置とすることが可能である。この場合、前記フォトセンサにより検出可能な位置ずれ検出用マークを適用し、上記実施例と同様に基準パターン像を測定単位に分け、複数のインターイメージ部に各測定単位を形成することにより、インターイメージ部の副走査方向長さを短く設定することができる。また、各位置ずれ検出用マークの間隔を小さく設定することにより、基準パターン像或いは測定単位の副走査方向長さを短く設定することができ、同様にインターイメージ部の副走査方向長さを短く設定することが可能である。これにより、上記実施例と同等の効果が期待でき、画像形成中の位置ずれ検出による生産性の低下を防止することができる。

また、上記実施例のように各色感光体表面のトナー像が中間転写体ベルト表面へ１次転写(多重転写)された後、記録シートへ２次転写される画像形成装置に限らず、記録シートが転写搬送ベルトにより搬送されながら、各色感光体表面のトナー像が記録シートへ順次転写される画像形成装置についても適用できる。この場合、転写搬送ベルト上の記録シート間に位置ずれ検出用マークを上記実施例の方法にて形成することにより、同様にして画像形成装置の生産性の低下を防止することが可能である。

本発明が適用される電子写真方式を用いたカラー画像形成装置の概略構成図である。図１のカラー画像形成装置における画像補正の流れを示しているブロック図である。Ｂｉ−Ｃｅｌｌ型のフォトダイオードにより位置ずれ検出用マークを検出する例を示している図である。位置検出装置に装備されたフォトダイオードの視野領域と位置ずれ検出用マークの配列を示している図である。本発明の第１実施例及び従来例を示している図である。本発明の第２実施例を示している図である。本発明の第３実施例を示している図である。基準パターン像の副走査方向長さと、隣接する位置ずれ検出用マーク間の間隔を示している図である。

符号の説明

Ｍ₁、Ｍ₂、Ｍ₃・・・測定単位、Ｐ₁、Ｐ₂、Ｐ₃、Ｐ₄・・・記録シート、Ｌ_A、Ｌ_B、ｌ_A、ｌ_B・・・インターイメージ部の副走査方向長さ

Claims

画像データ信号に応じ各色の画像を形成する複数の作像手段と、これら作像手段により各色の画像が多重転写される転写搬送体と、それぞれの前記作像手段へ信号を送り、各色の位置ずれ検出用マークを形成させ、前記転写搬送体表面に各色の前記位置ずれ検出用マークから成る基準パターン像を形成させる基準パターン像制御部と、発光素子及び受光素子を備え、前記転写搬送体表面に形成される前記基準パターン像を読み込む検出手段と、この検出手段から送られる検出信号を抽出する検出情報抽出部と、この検出情報抽出部から送られる情報に応じ前記作像手段における作像位置を補正する制御部とから構成され、画像形成中或いは画像形成待機時に前記基準パターン像の形成及び検出動作を実行する画像形成装置において、
画像形成中の前記基準パターン像は、前記転写搬送体のユーザ画像領域とユーザ画像領域の間に形成され、基準色の位置ずれ検出用マークと任意の比較色の位置ずれ検出用マークとの組合せを測定単位とし、少なくとも１色の前記測定単位を除外して形成されていることを特徴とする画像形成装置。
前記基準パターン像の異なる比較色の測定単位が別々のユーザ画像領域とユーザ画像領域との間に形成されていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
前記基準パターン像の異なる比較色の測定単位が同一のユーザ画像領域とユーザ画像領域との間に前記転写搬送体の主走査方向に配列されていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
画像データ信号に応じ各色の画像を形成する複数の作像手段と、これら作像手段により各色の画像が多重転写される転写搬送体と、それぞれの前記作像手段へ信号を送り、各色の位置ずれ検出用マークを形成させ、前記転写搬送体表面に各色の前記位置ずれ検出用マークから成る基準パターン像を形成させる基準パターン像制御部と、発光素子及び受光素子を備え、前記転写搬送体表面に形成される前記基準パターン像を読み込む検出手段と、この検出手段から送られる検出信号を抽出する検出情報抽出部と、この検出情報抽出部から送られる情報に応じ前記作像手段における作像位置を補正する制御部とから構成され、画像形成中或いは画像形成待機時に前記基準パターン像の形成及び検出動作を実行する画像形成装置において、
画像形成中の前記基準パターン像は前記転写搬送体のユーザ画像領域とユーザ画像領域の間に形成され、前記基準パターン像が形成されない前記ユーザ画像領域とユーザ画像領域の間の副走査方向の長さは、前記基準パターン像が形成される前記ユーザ画像領域とユーザ画像領域の間の副走査方向の長さに比べ短く設定されることを特徴とする画像形成装置。
画像データ信号に応じ各色の画像を形成する複数の作像手段と、これら作像手段により各色の画像が多重転写される転写搬送体と、それぞれの前記作像手段へ信号を送り、各色の位置ずれ検出用マークを形成させ、前記転写搬送体表面に各色の前記位置ずれ検出用マークから成る基準パターン像を形成させる基準パターン像制御部と、発光素子及び受光素子を備え、前記転写搬送体表面に形成される前記基準パターン像を読み込む検出手段と、この検出手段から送られる検出信号を抽出する検出情報抽出部と、この検出情報抽出部から送られる情報に応じ前記作像手段における作像位置を補正する制御部とから構成され、ユーザ画像形成中或いはユーザ画像形成待機時に前記基準パターン像の形成及び検出動作を実行する画像形成装置において、
ユーザ画像領域とユーザ画像領域の間に形成される前記基準パターン像における前記位置ずれ検出用マークの間隔は、ユーザ画像形成待機時に形成される前記基準パターン像における前記位置ずれ検出用マークの間隔と比べ小さく設定されることを特徴とする画像形成装置。