JP2007316523A - 画像形成装置及び色ずれ補正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】カラー画像形成時における色ずれ量そのものを抑え、色ずれ補正頻度を低減する。
【解決手段】 複数色の光ビームを偏向手段によって感光体ドラム９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄの各被走査面に潜像として書き込み、これら感光体ドラムに形成された潜像を現像してトナー画像にし、該トナー画像を転写ベルト１１に転写するとともに、転写ベルト１１上に色ずれ検出用パターンを形成し、この色ずれ検出用パターンの検出結果に基づいて色ずれを補正するカラー画像形成装置において、感光体ドラム９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄは、色ずれ補正基準色の感光体ドラム９Ｄを転写ベルトの通過方向の始端から２番目以降で、且つ終端から２番目以前の位置である感光体ドラム９Ａまたは９Ｂの位置に配置する。
【選択図】図３

Description

本発明は画像信号に応じて変調された複数色の光ビームを偏向手段によって複数の像担持体の各被走査面に潜像として書き込むカラー画像形成装置、及び色ずれ補正方法に係り、好適には、タンデム方式を採用したカラー画像形成装置及びその画像形成装置に適用される色ずれ補正方法に関する。

レーザプリンタ、デジタル複写機等のカラー画像記録装置においては、シアン、イエロー、マゼンタ、ブラックのような複数色の色材を用いて各色毎にトナー像を形成し、各色のトナー像を重ねあわせてフルカラー画像を形成している。複数色を重ねあわせる方式としては、各色のトナー像をそれぞれ別の像担持体であるドラム状の感光体上に形成し、転写部材あるいは記録媒体に各色のトナー像を重ね合わせる、いわゆるタンデム方式が広く実施されている。

しかしながら、複数色を重ねあわせる手段を有する画像形成装置の問題点として、各色の画像を重ね合わせたときに、被転写部材における位置関係が一致せず、色ずれを生じることが知られている。これらの色ずれの要因は多様にあり、光学部のレンズ、ミラー等の走査結像光学素子の位置ばらつきや温度や湿度等の環境による光学素子の特性ばらつき、各色の感光体の回転ムラや、転写部材、記録媒体の移動ムラ等が挙げられる。

これらに起因する色ずれを補正するために、転写部材の画像形成領域外に、各色毎に色ずれ検出用のトナー画像パターンを形成し、転写部材近傍に設けられたトナー画像検出パターンで色ずれ量を検出し、検出したずれ量に応じて、光学部や感光ドラムの位置調整や光源の点灯消灯タイミング調整等を実施している。

しかし、上記のように色ずれ検出および補正には所定の時間がかかるため、画像形成装置が画像形成可能となるまでユーザを待たせてしまうというダウンタイム（プリント動作中断時間）の増加が生じる。また、画像形成装置の起動直後や、装置内部の温度上昇など使用環境の変化や経時変化により、色ずれ調整の必要が生じ、特に高精度の色合わせを必要とする画像形成装置においては、色ずれ調整の頻度を多くするため、ダウンタイムが増加してしまっていた。

そこで、このようなダウンタイムの増加を防止するため、例えば特許文献１では、画像形成手段、中間転写ベルト、転写手段等の近傍の温度を検出する第１の温度検出手段と、この第１の温度検出手段が設けられた部分以外の機内温度を検出する第２の温度検出手段とを設け、第１及び第２の温度検出手段の温度差と、少なくとも一方の温度変動量に基づき、常に適切なタイミングで色ずれ補正動作を実行し、色ずれ補正頻度を抑えることが提案されている。

また、位置ずれ検知制御としては例えば特許文献２に基準色パターンと補正対象色パターンとを重畳して中間転写体上に形成された複数のパッチからなる色ずれ補正パターンを光学的に読み取り、この読み取り結果に基づいて各色の位置ずれを補正する技術が開示されている。
特開２００４−１０１８８９号公報 特開２００５−０３１２２７号公報

しかしながら、前記特許文献１及び２記載の技術は、色ずれ量そのものを抑える技術でないため、不要な色ずれ補正動作を省いたとしても、抑えられる色ずれ補正頻度の限界は変わらない。

本発明はこのような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、解決すべき課題は、カラー画像形成時における色ずれ量そのものを抑え、色ずれ補正頻度を低減することにある。

前記目的を達成するため、第１の手段は、複数の像担持体上にそれぞれ形成された単色の画像を一色ずつ転写媒体上に転写し、各画像を重畳してカラー画像を形成するとともに、前記転写媒体上に色ずれ検出用パターンを形成し、この色ずれ検出用パターンの検出結果に基づいて色ずれを補正するカラー画像形成装置において、前記複数の像担持体のうち、色ずれ補正基準色の像担持体が画像転写方向最上流側の像担持体から２番目以降で、かつ、最下流側の像担持体から２番目以前に配置されていることを特徴とする。

第２の手段は、第１の手段において、前記色ずれ補正基準色の像担持体が前記最上流側の像担持体と前記最下流側の像担持体間のほぼ中央部に配置されていることを特徴とする。

第３の手段は、第１の手段において、前記複数の像担持体の数が奇数でＮ個（Ｎは３以上）であるとき、前記複数の像担持体のうち、前記色ずれ補正基準色の像担持体が、前記最上流側の像担持体から（Ｎ＋１）／２番目、又は前記最下流側の像担持体から（Ｎ＋１）／２番目に配置されていることを特徴とする。

第４の手段は、第１の手段において、前記複数の像担持体の数が偶数でＭ個（Ｍは２以上）であるとき、前記複数の像担持体のうち、前記色ずれ補正基準色の像担持体が、前記最上流側の像担持体からＭ／２番目、又は最下流側の像担持体からＭ／２番目に配置されていることを特徴とする。

第５の手段は、第１ないし第４のいずれかの手段において、前記複数の像担持体上にそれぞれ形成された単色の画像が、画像信号に応じて変調された複数色の光ビームを所定電位に帯電された像担持体上に偏向手段によって照射して潜像を形成し、形成された潜像をトナー現像した画像であることを特徴とする。

第６の手段は、第１ないし第４のいずれかの手段において、前記複数の像担持体上にそれぞれ形成された単色の画像が、画像信号に応じて点灯制御されるレーザダイオードアレイと、該レーザダイオードアレイから出射された光束を結像する結像光学系とにより構成される光学部からの光束を結像して潜像を形成し、形成された潜像をトナー現像した画像であることを特徴とする。

第７の手段は、複数の像担持体上にそれぞれ形成された単色の画像を一色ずつ転写媒体上に転写し、各画像を重畳してカラー画像を形成するとともに、前記転写媒体上に色ずれ検出用パターンを形成し、この色ずれ検出用パターンの検出結果に基づいて色ずれを補正する色ずれ補正方法において、色ずれ補正基準色の像担持体の位置と他色の像担持体との距離が相対的に最小となるように前記各像担持体を配置して色ずれを補正することを特徴とする。

第８の手段は、第７の手段において、前記最小となる配置が、複数の像担持体のうち、色ずれ補正基準色の像担持体を画像転写方向最上流側の像担持体から２番目以降で、かつ、最下流側の像担持体から２番目以前とする配置であることを特徴とする。

なお、後述の実施形態では、複数の像担持体は９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄに、偏向手段は偏向器４に、色ずれ補正基準色の像担持体は感光体ドラム９Ｄにそれぞれ対応する。

本発明によれば、色ずれ補正基準色の感光体ドラムの位置と他色の感光体ドラム位置との距離を最小となるように、具体的には、複数の像担持体のうち、色ずれ補正基準色の像担持体が画像転写方向最上流側の像担持体から２番目以降で、かつ、最下流側の像担持体から２番目以前としたので、色ずれ補正基準色の像担持体が転写手段の通過方向の始端または終端色にある場合より、色ずれ量そのものを抑え、色ずれ補正頻度を低減することが可能となる。

以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。

図１は本発明の実施形態に係るカラー画像形成装置の走査光学装置の光学部を同一平面上に展開して示す説明図、図２は図１の光学部の一部および作像部を示す構成図である。

これらの図において、走査光学装置１は、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の光源となる半導体レーザ１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄと、これら各半導体レーザ１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄからそれぞれ出射されたレーザ光による光束を偏向するためのポリゴンミラー（回転部材）２４と、このポリゴンミラー２４を高速で回転駆動するポリゴンモータ２３と、前記ポリゴンミラー２４より偏向された複数の光束を等角速度偏向から等速度偏向に変換する走査レンズ（ｆθレンズ）５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄと、走査レンズ５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄを透過したレーザ光を折り返す折り返しミラー６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ、７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄ、８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄと、前記ポリゴンミラー２４によって走査されるレーザ光の光学特性を測定するために折り返しミラー１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄを介して前記レーザ光をそれぞれ検知する複数の光学特性測定手段１５Ａ１〜１５Ａ４，１５Ｂ１〜１５Ｂ４，１５Ｃ１〜１５Ｃ４とを備えている。

ポリゴンモータ２３とポリゴンミラー２４は偏向器４を構成し、前記ｆθレンズ５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄと前記複数の光束を折り返しミラー６Ａ〜６Ｄ，７Ａ〜７Ｄ，８Ａ〜８Ｄは結像光学系を構成し、前記各レーザ光は図２に示す被走査体にして像担持体である感光体ドラム９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄ上をそれぞれ主走査方向に走査する。なお、図１における２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄは、感光体ドラム９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄ上を走査するレーザ光を折り返しミラー１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄを介して取り込んで、同期検知を行う同期検知板である。

これら４つの感光体ドラム９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄは、例えば感光体ドラム９Ａはシアン（Ｃ）に、感光体ドラム９Ｂはイエロー（Ｙ）に、感光体ドラム９Ｃはマゼンタ（Ｍ）に、感光体ドラム９Ｄはブラック（Ｂｋ）にそれぞれ対応した画像を形成する。この色の順は任意に設定することができる。これら４つの感光体ドラム９ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄの各々の周囲には、図示していないが、電子写真プロセスにより画像形成を行うための、帯電ローラ、帯電ブラシあるいは帯電チャージャ等で構成された帯電部と、光書き込み装置から出射されたレーザビーム（レーザ光）の露光部と、Ｃ，Ｙ，Ｍ，Ｂｋの各色の現像装置で構成された現像部と、転写紙を搬送しながら画像を転写する転写搬送ベルト、及び転写ローラ、転写ブラシ等で構成された転写部を備えた転写搬送装置と、クリーニングブレード、クリーニングブラシ等で構成されたクリーニング部等が配置され、それぞれの感光体ドラム９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄに各色の画像形成を行うことができるようになっている。これらの構成は公知の構成である。

各感光体ドラム９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄの表面は、図示しない帯電装置によりそれぞれ所定の電位に帯電されている。従って、各感光体ドラム９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄの帯電面が露光されると、前記帯電面に各色（シアン、イエロー、マゼンダ、ブラック）に対応する潜像が形成され、その各潜像が各色に対応する図示しない現像装置により現像されて各色のトナー画像となる。前記各感光体ドラム９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄ上に形成された各トナー画像は、転写ベルト１１上に静電吸着されて図２において左方に搬送される記録媒体である転写紙に順次重ね合わされて転写される。転写（搬送）ベルト１１はエンドレスベルトの形状をしており、駆動ローラ１２ａ、従動ローラ１２ｃ、テンションローラ1２ｂ間に渡され、図示反時計方向に移動するように駆動される。

図３は転写ベルト１１上に形成される色ずれ検出用パターンを説明するための図である。感光体ドラム９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄは距離Ｌ（ｍｍ）の等間隔に配置されており、色ずれ検出用トナー画像パターンも前記トナー画像と同様に、転写ベルト１１上に形成される。本実施形態では、図３に示すように、転写紙１００の領域外であるＡの領域に形成する。転写ベルト１１の搬送速度Ｖ（ｍｍ／ｓｅｃ）に伴い、Ａの領域が順次、各色感光体ドラム９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄの位置を通過する。この通過するタイミングに併せて、色ずれ検出用のトナー画像パターンが形成される。なお、色ずれ検出用のトナー画像パターンとしては、例えば前述の特許文献２に記載されたような公知のパターンが使用される。この実施形態では、色ずれ検知パターンに特徴があるものではなく、色ずれが検知できるような公知のパターンで十分であるので、ここでは、特に説明しない。

図２に示すように、感光体ドラム９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄの位置を転写ベルト１１が順次通過するように直線的に配置されている場合の色ずれ量の変化を図４に示す。図４において、横軸は連続印刷枚数で、縦軸は基準色（Ｂｋ）に対する色ずれ変化量である。このとき、色ずれ補正の基準となるＢｋ色の感光体ドラムは９Ｄであり、また、感光体ドラム９Ｄから近い順に、感光体ドラム９Ｂ、９Ａ、９Ｃが配置される。図４では連続印刷枚数の増加に伴い、各色の色ずれ量も増加する。これは、連続印刷による装置内の温度上昇などの環境変化に起因するところが大きい。また、基準色から、補正色の感光体ドラムの距離が離れるに連れて、色ずれ量が多くなっている。これは、装置内部の温度勾配に起因するところが大きいが、この特性図から基準色の感光体ドラムの位置と他の色の感光体ドラムの位置との距離を小さくすれば、色ずれ量を抑制できることが分かる。

したがって、色ずれ補正基準色の感光体ドラムの配置を、転写ベルト１１の通過方向の始端や終端ではなく、始端から２番目以降で、且つ、終端から２番目以前にし、色ずれ補正基準色の感光体ドラムの位置を、他色の感光体ドラムの位置と近づけることにより、色ずれ補正基準色の感光体ドラム９Ｄが転写ベルト１１の通過方向の始端または終端色にある場合より、色ずれ量そのものを抑えることができる。すなわち、この実施形態においては、基準色の感光体ドラム９Ｄを、感光体ドラム９Ａあるいは９Ｂの位置に配置すればよい。また、これにより、画像形成装置における色ずれの許容量が同じであれば、始端や終端にある場合に比べて、色ずれ補正頻度を低減することが可能となる。

さらに、色ずれ補正基準色の感光体ドラムの位置と他色の感光体ドラムの位置との距離を最小とする感光体ドラムの配置について説明する。

複数の感光体ドラムのうち、色ずれ補正基準色の感光体ドラムの配置を、転写ベルト１１の通過方向の始端から終端までの間隔の中心付近に配置するためには、感光体ドラムの数が奇数でＮ個（Ｎは３以上）であるときは、転写ベルト１１の通過方向の始端から（Ｎ＋１）／２番目、または、終端から（Ｎ＋１）／２番目とすれば良い。また、感光体ドラムの数が偶数でＭ個（Ｍは２以上）であるときには、色ずれ補正基準色の感光体の配置を、転写ベルト１１の通過方向の始端からＭ／２番目、または、終端からＭ／２番目とすれば良い。これにより、あらかじめ決められた感光体ドラムの配置の中で、色ずれ補正基準色の感光体ドラムと他の感光ドラムとの相対的な距離が最小となるように感光体ドラムの位置関係を設定することができる。

このように、ずれ補正基準色の感光体ドラムの位置と他色の感光体ドラム位置との距離が相対的に最小となるように配置すれば、色ずれ量そのものをより効果的に抑え、色ずれ補正頻度をさらに低減が可能となる。

なお、本実施形態においては、光束を偏光走査する偏光走査光学部を有する光走査装置を備えた画像形成装置を例にとって説明したが、画像データに応じて点灯制御されるレーザダイオードアレイから出射された光束を結像する結像光学系を有する光書き込み装置にも適用できることは言うまでもない。

本発明に係るカラー画像形成装置の一実施の形態における走査光学装置の光学部を同一平面上に展開して示す説明図である。 図１の光学部の一部および作像部を示す構成図である。 転写ベルトに形成される色ずれ検出用パターンを説明するための図である。 各感光体ドラムの色ずれ量の変化を示すグラフである。

符号の説明

１ 走査光学装置
４ 偏向器
５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ 走査レンズ（ｆθレンズ）
６Ａ〜６Ｄ，７Ａ〜７Ｄ，８Ａ〜８Ｄ 折り返しミラー
９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄ 感光体ドラム（９Ｄ 色ずれ補正基準色の感光体ドラム）
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ 半導体レーザ
１１ 転写ベルト
２３ ポリゴンモータ
２４ ポリゴンミラー器
１００ 転写紙

Claims (8)

1. 複数の像担持体上にそれぞれ形成された単色の画像を一色ずつ転写媒体上に転写し、各画像を重畳してカラー画像を形成するとともに、前記転写媒体上に色ずれ検出用パターンを形成し、この色ずれ検出用パターンの検出結果に基づいて色ずれを補正するカラー画像形成装置において、
   前記複数の像担持体のうち、色ずれ補正基準色の像担持体が画像転写方向最上流側の像担持体から２番目以降で、かつ、最下流側の像担持体から２番目以前に配置されていることを特徴とするカラー画像形成装置。
2. 前記色ずれ補正基準色の像担持体が前記最上流側の像担持体と前記最下流側の像担持体間のほぼ中央部に配置されていることを特徴とする請求項１記載のカラー画像形成装置。
3. 前記複数の像担持体の数が奇数でＮ個（Ｎは３以上）であるとき、前記複数の像担持体のうち、前記色ずれ補正基準色の像担持体が、前記最上流側の像担持体から（Ｎ＋１）／２番目、又は前記最下流側の像担持体から（Ｎ＋１）／２番目に配置されていることを特徴とする請求項１記載のカラー画像形成装置。
4. 前記複数の像担持体の数が偶数でＭ個（Ｍは２以上）であるとき、前記複数の像担持体のうち、前記色ずれ補正基準色の像担持体が、前記最上流側の像担持体からＭ／２番目、又は最下流側の像担持体からＭ／２番目に配置されていることを特徴とする請求項１記載のカラー画像形成装置。
5. 前記複数の像担持体上にそれぞれ形成された単色の画像が、画像信号に応じて変調された複数色の光ビームを所定電位に帯電された像担持体上に偏向手段によって照射して潜像を形成し、形成された潜像をトナー現像した画像であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のカラー画像形成装置。
6. 前記複数の像担持体上にそれぞれ形成された単色の画像が、画像信号に応じて点灯制御されるレーザダイオードアレイと、該レーザダイオードアレイから出射された光束を結像する結像光学系とにより構成される光学部からの光束を結像して潜像を形成し、形成された潜像をトナー現像した画像であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のカラー画像形成装置。
7. 複数の像担持体上にそれぞれ形成された単色の画像を一色ずつ転写媒体上に転写し、各画像を重畳してカラー画像を形成するとともに、前記転写媒体上に色ずれ検出用パターンを形成し、この色ずれ検出用パターンの検出結果に基づいて色ずれを補正する色ずれ補正方法において、
   色ずれ補正基準色の像担持体の位置と他色の像担持体との距離が相対的に最小となるように前記各像担持体を配置して色ずれを補正することを特徴とする色ずれ補正方法。
8. 前記最小となる配置が、複数の像担持体のうち、色ずれ補正基準色の像担持体を画像転写方向最上流側の像担持体から２番目以降で、かつ、最下流側の像担持体から２番目以前とする配置であることを特徴とする請求項７記載の色ずれ補正方法。

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