JP2005338164A - 多色画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 機内温度にかかわらずに常に必要なタイミングで適切に色ずれ補正が行なえる多色画像形成装置を提供する。
【解決手段】 像担持体にトナー像を形成する画像形成手段１が複数並置され、各画像形成手段１で形成されたトナー像をベルト式の搬送機構３により搬送される被転写体に転写する転写手段と、前記転写手段により転写されるトナー像の色ずれを補正する色ずれ補正手段１３０とを備えた多色画像形成装置であって、前記搬送機構３によるベルトの搬送速度を検出する速度検出手段１００と、前記速度検出手段１００により検出された搬送速度に基づいて前記色ずれ補正手段１３０の作動時期を決定する補正時期決定手段１１０を備えて構成される。
【選択図】 図４

Description

本発明は、像担持体にトナー像を形成する画像形成手段が複数並置され、各画像形成手段で形成されたトナー像をベルト式の搬送機構により搬送される被転写体に転写する転写手段と、前記転写手段により転写されるトナー像の色ずれを補正する色ずれ補正手段とを備えた所謂タンデム方式の画像形成装置に関する。

上述した画像形成装置は、像担持体と前記像担持体に静電潜像を形成する潜像形成手段と前記潜像形成手段により形成された静電潜像にトナーを付着させて顕像化する現像手段を備えて各画像形成手段を構成してあり、夫々の現像手段に、マゼンダ、シアン、イエロー、ブラックの何れかの色のトナーを収容し、夫々で形成されたトナー像を被転写体上で重なるように転写することにより高速にフルカラー画像を形成することができるものである。

直接転写方式では、前記被転写体がベルト式の搬送機構により搬送される記録紙となり、間接転写方式では、前記被転写体がベルト式の搬送機構に使用されるベルト、即ち転写ベルトで構成される。

何れの方式であっても、機械精度等に起因して各像担持体やベルトの速度ムラや転写位置での像担持体の外周面とベルト表面の速度のずれが生じると、各画像の転写位置がずれ、転写された画像に色ずれが生じるため、電源投入時や像担持体の交換時等に色ずれを検出するテストパターンを形成し、その結果に基づいて色ずれを補正、つまり、画像形成タイミング等を調整していた。

その中でも特に重要なのは、近辺に配置される定着装置の熱の影響を受けて膨張する搬送機構の駆動ローラやベルトを張架するテンションローラにより発生するベルトの撓み等に起因して、ベルトの回転速度が変動して生じる画像のずれで、この問題の対策のために、機内温度を検出する温度センサを設けて、検出された温度に基づいて色ずれ量を予測して補正するものや、検出された温度に基づいて補正タイミングを検出するものが提案されていた。
特開２００３−２０７９７６号公報 特開２００３−９８７９２号公報

しかし、温度検出センサによる検出温度やその変動量が必ずしも色ずれの程度と相関関係を有するものではなく、必要以上に補正動作が行なわれたり、補正動作が実行されずに大きな色ずれが生じる虞があるという問題があった。さらに、必要以上に補正動作が実行されると、テストパターン作成のためのトナー消費量が増すという問題もあった。

本発明は、上述の従来欠点に鑑み、機内温度にかかわらずに常に必要なタイミングで適切に色ずれ補正が行なえる多色画像形成装置を提供する点にある。

上述の目的を達成するため、本発明による多色画像形成装置の第一の特徴構成は、特許請求の範囲の書類の請求項１に記載した通り、像担持体にトナー像を形成する画像形成手段が複数並置され、各画像形成手段で形成されたトナー像をベルト式の搬送機構により搬送される被転写体に転写する転写手段と、前記転写手段により転写されるトナー像の色ずれを補正する色ずれ補正手段とを備えた多色画像形成装置であって、前記搬送機構によるベルトの搬送速度を検出する速度検出手段と、前記速度検出手段により検出された搬送速度に基づいて前記色ずれ補正手段の作動時期を決定する補正時期決定手段とを備えてある点にある。

速度検出手段により検出されるベルトの速度が、所定の基準速度に対して上下何れに変動した場合であっても、その変動の程度に応じて現れる色ずれ量が把握できるようになる。従って、例えば許容される色ずれ量を超えるような場合に色ずれ補正手段を作動させるように作動時期を決定することにより、機内温度にかかわらずに、色ずれ補正手段の不必要な作動を抑制し、必要な時期に適切に作動させることができるようになるのである。

同第二の特徴構成は、同請求項２に記載した通り、上述の第一特徴構成に加えて、前記速度検出手段は、前記ベルトの所定位置に形成されたマーカーと、前記マーカーを検出するマーカーセンサと、前記マーカーセンサによる前記マーカーの検出タイミングに基づいて前記搬送速度を検出する速度演算手段とで構成してある点にある。

ベルトの所定位置に形成されたマーカーを検出することにより、熱膨張等により変動するベルトの搬送速度を精度良く検出できるものである。ここに、マーカーは特に限定されるものではなく、ペイント、切欠、ノッチ、シール等適宜選択されるものである。

同第三の特徴構成は、同請求項３に記載した通り、上述の第一または第二特徴構成に加えて、前記マーカーが、前記ベルトのうち被転写体への画像の転写領域の外部領域に形成されている点にある。

前記ベルトのうち被転写体への画像の転写領域の外部領域にマーカーを形成することにより、マーカーによる画像の欠損などの不都合が生じない状態で、通常の画像形成動作中であっても何ら障害なくベルトの搬送速度を検出することができるものである。

同第四の特徴構成は、同請求項４に記載した通り、上述の第一から第三の何れかの特徴構成に加えて、前記ベルトが前記被転写体を構成する転写ベルトである点にある。

前記搬送機構のベルトが間接転写方式における転写ベルト、即ち、被転写体である場合であっても同様である。

同第五の特徴構成は、同請求項５に記載した通り、上述の第一から第四の何れかの特徴構成に加えて、前記補正時期決定手段は、前記色ずれ補正手段による直前の作動時における前記ベルトの搬送速度に基づいて作動時期を決定するものである点にある。

色ずれ補正手段の作動により色ずれが調整されるので、そのときの搬送速度を基準としてどの程度速度が変動したかを判断することにより、色ずれの程度が間接的に把握できるようになるのである。

以上説明した通り、本発明によれば、機内温度にかかわらずに常に必要なタイミングで適切に色ずれ補正が行なえる多色画像形成装置を提供することができるようになった。

以下に本発明による多色画像形成装置の実施の形態を説明する。多色画像形成装置の一例であるプリンタは、図１に示すように、被転写体としての記録紙を収容するカセット７と、前記カセット７から記録紙を給紙する給紙手段２と、前記給紙手段２から給紙された記録紙を搬送するベルト式の搬送機構３と、前記搬送機構３に沿って配置される複数の画像形成手段１と、各画像形成手段１で形成されたトナー像を記録紙に転写する転写手段４と、前記転写手段４により記録紙に転写されたトナー像を定着処理する定着手段５と、定着処理された記録紙を機外に排出する排紙手段６とを備えて構成してある。

前記画像形成手段１は、像担持体としての感光体１１と、感光体１１に静電潜像を形成する潜像形成手段としての帯電チャージャー１２及び露光ヘッド１３と、潜像形成手段により形成された静電潜像にトナーを付着させて顕像化する現像手段１４と、転写後に感光体１１に残存したトナーを除去するクリーニングブレード１５等を備えて構成してあり、記録紙の搬送方向上流側から４組並置され、各現像手段には上流側から順にブラックＫ，シアンＣ，マゼンダＭ，イエローＹの各色のトナーが収容されている。

前記給紙手段２は、カセット７に収容された記録紙を一枚ずつ給紙する給紙ローラ２１と、給紙された記録紙を所定のタイミングで搬送機構に供給するレジストローラ２２等を備えて構成してある。

前記搬送機構３は、エンドレスの搬送ベルト３１と、前記搬送ベルト３１内部の両端部に配置され当該搬送ベルト３１を駆動する駆動ローラ３２及び従動ローラ３３と、前記搬送ベルト３１を張架するテンションローラ３４を備えて構成してある。

各画像形成手段１の下方であって前記搬送ベルト３１の裏面位置には、前記感光体１１に形成されたトナー像を記録紙に転写する転写手段４としての転写ローラ４１を設けてある。

前記搬送ベルト３１上で搬送される記録紙に転写される画像先端が揃うように各画像形成手段１の感光体１１に所定のタイミングで順次トナー像が形成され、各トナー像が転写された記録紙は、前記定着手段５により定着されて、前記排紙手段６により機外に排出される。

記録紙は前記レジストローラ２２により前記搬送ベルト３１に供給され、ブラックＫの画像形成手段１における転写位置に搬送される。図２に示すように、前記露光ヘッド１３は、記録紙の先端がブラックＫの転写位置に到達する時点より、前記感光体１１の露光位置で形成された潜像が前記現像手段１４によりトナーが付着され顕像化されて前記感光体１１の転写位置にまで回転移動するのに要する時間（Ｔ_Ｋ）だけ前に、露光動作を開始する。

シアンＣ、マゼンダＭ、イエローＹの画像形成手段１の露光ヘッド１３も同様に記録紙の先端が転写位置に到達する時点よりＴ_Ｃ、Ｔ_Ｍ、Ｔ_Ｙ前に露光動作を開始する。

上述のプリンタには、前記転写手段４により転写されるトナー像の色ずれを補正する色ずれ補正手段１３０を備えてある。当該色ずれ補正手段１３０は、記録紙に転写される画像先端が揃うように各感光体１１に配置された前記露光ヘッド１３の露光動作の開始時期を調整するもので、パターン検出手段１３５を備えて成る。

具体的には、前記画像形成手段１により作成された、ブラックＫ，シアンＣ，マゼンダＭ，イエローＹの各色が副走査方向に所定の間隔に並べられたテストパターンを、パターン検出手段１３５により検出し、各色ごとのパターン間隔を演算し、その演算結果に基づいて前記色ずれ補正手段１３０は各露光ヘッドの露光動作の開始時期を調整する露光時期テーブルデータ１４０を変更する。

さらに、上述のプリンタには、前記搬送機構３によるベルトの搬送速度を検出する速度検出手段１００と、前記速度検出手段１００により検出された搬送速度に基づいて前記色ずれ補正手段１３０の作動時期を決定する補正時期決定手段１１０と、前記色ずれ補正手段１３０による直前の作動時における前記搬送ベルトの搬送速度を記憶する検出速度記憶手段１２０を備えてある。

図３に示すように、前記速度検出手段１００は、前記搬送ベルト３１の所定位置に形成されたマーカー１０１と、前記マーカー１０１を検出するマーカーセンサ１０２と、前記マーカーセンサ１０２による前記マーカー１０１の検出タイミングに基づいて前記搬送速度を演算する速度演算手段１０５とで構成してある。

前記マーカー１０１は前記搬送ベルト３１のうち被転写体への画像の転写領域の外部領域に設けられており、前記マーカー１０１による画像の欠損などの不都合が生じる事は無い。ここに、前記マーカー１０１は特に限定されるものではなく、ペイント、切欠、ノッチ、シール等適宜選択されるものである。また、図３では、前記マーカー１０１は前記搬送ベルト３１に二ヶ所設けられているが、これに限定されるものでなく、前記マーカー１０１は少なくとも一ヶ所設けられれば良く、さらに複数ヶ所設けられるものであってもよい。

前記マーカー１０１が一ヶ所に設けられる場合には、前記マーカーセンサ１０２が前記マーカー１０１を検出してから、前記マーカー１０１が搬送ベルトの回転に伴って移動し、再び前記マーカーセンサ１０２に検出されるまでの時間を測定することで搬送ベルトの搬送速度が検出される。

前記マーカー１０１が複数ヶ所設けられる場合には、前記搬送ベルト３１上に前記マーカー１０１を等間隔に配置し、一つの前記マーカー１０１が検出されてから次の前記マーカー１０１が検出されるまでの時間を測定することで、各間隔ごとの搬送速度を検出する。これにより部分的に速度のずれが生じている場合でも検出することが出来る。

前記補正時期決定手段１１０は、前記色ずれ補正手段１３０による直前の作動時における前記搬送ベルト３１の搬送速度に基づいて作動時期を決定する。前記検出速度記憶手段１２０には前記色ずれ補正手段１３０による直前の作動時における前記搬送ベルト３１の搬送速度が記憶されており、そのベルトの搬送速度と画像形成動作に伴うベルトの搬送速度が比較され搬送速度の差が所定範囲から逸脱する場合に、前記搬送ベルト３１の搬送速度のずれにより生じるトナー像の転写の色ずれを補正するために、前記補正時期決定手段１１０は前記色ずれ補正手段１３０を作動させるものである。

前記搬送ベルト３１の搬送速度の差が所定範囲に収まる場合は、前記搬送ベルト３１の搬送速度のずれにより生じるトナー像の転写の色ずれが、形成されるカラー画像の品質に影響を与えない範囲であり、前記所定範囲は実験等により決定されるものである。前記所定範囲は、搬送速度に基づいて異なる範囲に設定してもよく、例えば、搬送速度が速くなるほど色ずれの影響が大きく現われる点に留意して、搬送速度が速くなるほど許容される設定範囲が狭くなるように設定されるものであってもよい。

図４に基づいて、補正時期決定手段１１０による色ずれ補正手段１３０の作動を説明する。画像形成ジョブが実行され前記搬送機構３の前記搬送ベルト３１が搬送されると前記速度検出手段１００によりその速度は検出され、前記検出速度記憶手段１２０に記憶された前記搬送ベルト３１の搬送速度と補正時期決定手段１１０により比較される。速度検出手段１００により検出された搬送速度と前記検出速度記憶手段１２０に記憶された搬送速度との差が所定範囲から逸脱する場合には色ずれ補正手段１３０が作動される。

前記色ずれ補正手段１３０が作動すると、画像形成制御手段１５０は前記画像形成手段１を駆動し、前記画像形成手段１によりテストパターンが形成される。形成された各色のテストパターンはパターン検出手段１３５により検知され、検知されたデータに基づいて各画像形成手段の露光開始時期を定めたデータである露光時期テーブルデータ１４０が変更される。前記色ずれ補正動作が作動すると、その作動時における前記搬送ベルト３１の搬送速度は前記検出速度記憶手段１２０に記憶される。

図５のフローチャートに基づいて、色ずれ補正手段１３０の動作を説明する。色ずれ補正手段１３０により色ずれ補正が実行されると（Ｓ１）、その補正におけるベルト搬送速度が前記検出速度記憶手段１２０に記憶される（Ｓ２）。

通常の画像形成ジョブが動作されると（Ｓ３）、前記速度検出手段１００によりベルト搬送速度が検出される。ここで、検出されたベルト搬送速度と前記検出速度記憶手段１２０に記憶されているベルト搬送速度との差が所定範囲に収まる場合で（Ｓ４）、さらに他の色ずれ補正開始条件にも該当しない場合には（Ｓ５）、色ずれ補正は作動されない。他の色ずれ補正開始条件に該当する場合には（Ｓ５）、画像形成ジョブの終了後、前記色ずれ補正手段１３０が作動される（Ｓ１）。ここで、他の色ずれ補正開始条件としては、予め設定された所定枚数（例えば５００枚）のプリントの終了時であるか否かなどを規定することができ、この場合には、所定枚数のプリントの終了の度に前記色ずれ補正手段１３０が作動される。

前記速度検出手段１００により検出されたベルト搬送速度と前記検出速度記憶手段１２０に記憶されたベルト搬送速度との差が所定範囲から逸脱する場合には（Ｓ４）、画像形成ジョブの終了後、色ずれ補正手段１３０が作動される（Ｓ１）。

以下に本発明の別実施形態を説明する。上述した実施形態では各色のトナー像を記録紙に互いに重ね合わせて直接転写することでカラー画像を形成する直接転写方式について説明したが、本発明は、図６に示すような、各色のトナー像を中間転写ベルト３１ａに互いに重ね合わせて一次転写した後、中間転写ベルト３１ａから従動ローラに圧接する二次転写ローラ３５により、重ね合わされたトナー像を記録紙に一括して二次転写しカラー画像を形成する間接転写方式にも適用することができる。

上述した実施形態では、前記色ずれ補正手段１３０は画像形成ジョブの終了後に作動されるものであったが、前記色ずれ補正手段１３０は、画像形成ジョブが終了してから一定時間、例えば三分間、プリンタに対して操作がない場合に作動されるものであってもよく、又、前記色ずれ補正手段１３０は、画像形成ジョブが終了して次の画像形成ジョブが実行される直前に作動されるものであってもよく、又、例えば、１００枚の連続プリントを実行する場合に５０枚のプリントが終了した時点で前記色ずれ補正手段１３０を作動させ、その後、残り５０枚のプリントを実行するといった、前記色ずれ補正手段１３０を画像形成ジョブの途中に作動させるものでもよい。

上述した実施形態では、前記色ずれ補正手段１３０作動時の前記搬送ベルト３１の搬送速度を前記検出速度記憶手段１２０に記憶し、それに基づき前記補正時期決定手段１１０が、前記色ずれ補正手段１３０の作動を決定するものであったが、所定の速度で初期調整されたテーブルデータを記憶しておき、前記色ずれ補正手段１３０の直前の作動に基づく現在のテーブルデータとの比較において、直前の作動時の速度を求めてもよい。

上述した実施形態では多色画像形成装置としてプリンタについて説明したが、本発明は複写機、ファクシミリ等にも適用することができる。

多色画像形成装置の概略の構成図 画像形成手段の露光動作のタイミングチャート （ａ）は速度検出手段の要部平面図、（ｂ）は速度検出手段の要部正面図 多色画像形成装置の要部の概略のブロック構成図 フローチャート 別実施形態における多色画像形成装置の概略の構成図

符号の説明

１：画像形成手段
３：搬送機構
１３：露光ヘッド
３１：搬送ベルト
１００：速度検出手段
１０１：マーカー
１０２：マーカーセンサ
１０５：速度演算手段
１１０：補正時期決定手段
１３０：色ずれ補正手段

Claims (5)

1. 像担持体にトナー像を形成する画像形成手段が複数並置され、各画像形成手段で形成されたトナー像をベルト式の搬送機構により搬送される被転写体に転写する転写手段と、前記転写手段により転写されるトナー像の色ずれを補正する色ずれ補正手段とを備えた多色画像形成装置であって、
   前記搬送機構によるベルトの搬送速度を検出する速度検出手段と、前記速度検出手段により検出された搬送速度に基づいて前記色ずれ補正手段の作動時期を決定する補正時期決定手段とを備えてある多色画像形成装置。
2. 前記速度検出手段は、前記ベルトの所定位置に形成されたマーカーと、前記マーカーを検出するマーカーセンサと、前記マーカーセンサによる前記マーカーの検出タイミングに基づいて前記搬送速度を検出する速度演算手段とで構成してある請求項１記載の多色画像形成装置。
3. 前記マーカーが、前記ベルトのうち被転写体への画像の転写領域の外部領域に形成されている請求項１または２記載の多色画像形成装置。
4. 前記ベルトが前記被転写体を構成する転写ベルトである請求項１から３の何れかに記載の多色画像形成装置。
5. 前記補正時期決定手段は、前記色ずれ補正手段による直前の作動時における前記ベルトの搬送速度に基づいて作動時期を決定するものである請求項１から４の何れかに記載の多色画像形成装置。

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