JP2008287100A - 画像形成装置及び画像形成装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】位置合わせ用パターンの形成から検出までの時間を短くすることで、ダウンタイムが小さい画像形成装置及び画像形成装置の制御方法を提供する。
【解決手段】搬送ベルト上に位置合わせ用パターンを形成して位置ずれを補正した際に基準経過時間を算出し、基本色の位置合わせ用パターンを複数の感光体ドラムの夫々に形成し、その感光体ドラム上の位置合わせ用パターンを検出し、その検出結果と基準経過時間とに基づいて、位置ずれを補正する。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像形成装置における形成画像の位置ずれ検出技術に関し、特に、画像形成装置及び画像形成装置の制御方法に関する。

複数の画像形成部を有する画像形成装置においては、画像形成を重ねたり、環境温度の変動や装置内の各箇所の温度が変動することにより、色毎に位置ずれを生じてしまう。

この位置ずれを修正するために、搬送ベルト上に位置合わせ用パターンを転写して位置ずれを修正する技術が開示されている。

特許文献１に開示の画像形成装置は、記録材上に順次異なる色で画像形成を行なうための複数の画像形成手段と、位置ずれ検出用パターンを形成する制御手段と位置ずれ検出用パターンを検出する検出手段とを備え、位置ずれ検出用パターンは、第１パターン列と第２パターン列とを含み、第１パターンと第２パターンとは異なる形状であって、第１パターン列を構成する複数の第１パターンの色の順序と第２パターン列を構成する複数の第２パターンの色の順序とは異なるように構成し、ダウンタイムの増加やコストの増大を生じず、高精度の位置ずれ検出を可能とする。

また、図１４に、従来の画像形成装置の内部構成図を示す。

この従来の画像形成装置では、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの各画像形成部が、搬送ベルト上に位置合わせ用パターンを転写する。搬送ベルト上の位置合わせ用パターンがパターン検出センサ１４の位置まで移動すると、パターン検出センサ１４はその位置合わせ用パターンを検出し、検出した位置ずれ量に応じてその位置ずれを修正する。
特開２００６−３５０３２０号公報

しかしながら、この従来の画像形成装置では、ダウンタイムが大きいという問題があった。

この説明をするために、従来の位置合わせ動作における位置合わせ用パターンの転写時と検出時のタイミングチャートを図１５に示す。

画像形成部が、パターン形成領域信号を発生させて位置合わせ用パターンを搬送ベルト上に転写する。その位置合わせ用パターンが搬送ベルト上に転写されてから、パターン検出センサ１４の位置までに移動するまでの時間であるパターン移動時間が長いので、ダウンタイムが大きくなっている。

本発明は上記のような問題を解消するためになされたものであり、位置合わせ用パターンの形成から検出までの時間を短くすることで、ダウンタイムを小さくする画像形成装置及び画像形成装置の制御方法を提供することを目的としている。

本発明の画像形成装置、画像形成装置の制御方法は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。

本発明の画像形成装置は、基本色画像を潜像形成される複数の感光体ドラムと、直接転写や中間転写に利用されるベルトやドラムとしての転写体を備える。

さらに本発明の画像形成装置は、転写手段を備える。この転写手段は、一般的な画像の他、位置合わせ用パターンも転写する。さらに本発明の画像形成装置は、転写体上パターン検出手段として転写体上パターン検出センサを有する。この転写体上パターン検出センサは、転写体上に転写された位置合わせ用パターンを検出する。さらに本発明の画像形成装置は、転写体上位置合わせ手段を備える。この転写体上位置合わせ手段は、転写体上パターン検出センサが検出する検出結果に基づいて、位置ずれを補正する。さらに本発明の画像形成装置は、算出手段を備える。この算出手段は、転写体上位置合わせ手段が位置ずれを補正した際に、基準経過時間を算出する。ここで基準経過時間とは、位置ずれが無い状態における、パターン形成開始トリガから位置合わせ用パターンの横線の中央位置までの時間である。さらに本発明の画像形成装置は、形成手段を備える。この形成手段は、基本色の位置合わせ用パターンを、複数の感光体ドラムの夫々に形成する。さらに本発明の画像形成装置は、感光体上パターン検出手段としての感光体上パターンセンサを備える。この感光体上パターン検出センサは、感光体ドラム上の位置合わせ用パターンを検出する。さらに本発明の画像形成装置は、感光体上位置合わせ手段を備える。この感光体上位置合わせ手段は、感光体上パターン検出センサが検出する検出結果と算出手段が算出する基準経過時間とに基づいて、位置ずれを補正する。

また、本発明の画像形成装置は、判定手段を備えるものとすることもできる。この判定手段は、第一または第二の実行判定条件に合致するか否かを判定する。さらに、第一の実行判定条件に合致すると判定した場合には転写体上位置合わせ手段が位置ずれを補正し、第二の実行判定条件に合致すると判定した場合には感光体上位置合わせ手段が位置ずれを補正するものとすることもできる。

また、本発明の画像形成装置は、第一の実行判定条件として転写体上位置合わせ手段が前回位置ずれを補正してからの積算プリント枚数が所定枚数以上であることを採用することもできる。さらに、第二の実行判定条件として転写体上位置合わせ手段又は感光体上位置合わせ手段が前回位置ずれを補正してからの積算プリント枚数が所定枚数以上であることを採用することもできる。さらに、第一の実行判定条件の所定枚数は、第二の実行判定条件の所定枚数よりも多いものとすることもできる。

また、本発明の画像形成装置は、第一の実行判定条件として転写体上位置合わせ手段が前回位置ずれを補正してからの自装置の所定箇所の温度上昇が所定温度以上であることを採用することもできる。さらに、第二の実行判定条件として転写体上位置合わせ手段又は感光体上位置合わせ手段が前回位置ずれを補正してからの自装置の所定箇所の温度上昇が所定温度以上であることを採用することもできる。さらに、第一の実行判定条件の所定温度は、第二の実行判定条件の所定温度よりも高いものとすることもできる。

また、本発明の画像形成装置は、第一の実行判定条件として転写体上位置合わせ手段が前回位置ずれを補正してからの所定時間経過していることを採用することもできる。さらに、第二の実行判定条件として転写体上位置合わせ手段又は感光体上位置合わせ手段が前回位置ずれを補正してからの所定時間経過していることを採用することもできる。さらに、第一の実行判定条件の所定時間は、第二の実行判定条件の所定時間よりも長いものとすることもできる。

また、本発明の画像形成装置は、ユーザからの指示を受け付ける受付手段を備えるものとすることもできる。さらに、第一の実行判定条件として、転写体上位置合わせ手段が補正するように受付手段が指示を受け付けたことを採用することもできる。さらに、第二の実行判定条件として、転写体上位置合わせ手段又は感光体上位置合わせ手段が前回位置ずれを補正してから、積算プリント枚数が所定枚数以上であること又は自装置の所定箇所の温度上昇が所定温度以上であること又は所定時間経過していることのいずれかを採用することもできる。

また、本発明の画像形成装置は、基本色の第二の位置合わせ用パターンを、複数の感光体ドラムの夫々に、主走査方向が転写紙の領域内かつ副走査方向が転写紙の領域外に形成するものとすることもできる。

また、本発明の画像形成装置は、基本色の第二の位置合わせ用パターンを、複数の感光体ドラムの夫々に、主走査方向が転写紙の領域外かつ副走査方向が転写紙の領域内に形成するものとすることもできる。

また、本発明の画像形成装置は、転写体上パターン検出手段が画像濃度を制御するためのプロセスコントロール用パターンを検出するものとすることもできる。すなわち、本発明の画像形成装置の転写体上パターン検出センサは、画像濃度を制御するためのプロセスコントロール用パターンを検出する濃度調整用パターン検出センサも兼用するものとすることもできる。

また、本発明の画像形成装置は、搬送ベルト上への位置合わせ用パターン形成や検出の代わりに転写紙上への位置合わせ用パターン形成や検出を採用するものとすることもできる。

本発明の画像形成装置の制御方法は、基本色画像を潜像形成される複数の感光体ドラムと、転写紙を搬送する搬送手段としての転写体を備える画像形成装置の制御方法である。さらに本発明の画像形成装置の制御方法は、転写ステップを備える。この転写ステップでは、一般的な画像の他、位置合わせ用パターンも転写する。さらに本発明の画像形成装置の制御方法では、転写体上パターン検出ステップを備える。この転写体上パターン検出ステップでは、転写体上パターン検出センサにより、転写体上に転写された位置合わせ用パターンを検出する。さらに本発明の画像形成装置の制御方法は、転写体上位置合わせステップを備える。この転写体上位置合わせステップでは、転写体上パターン検出センサが検出する検出結果に基づいて、位置ずれを補正する。さらに本発明の画像形成装置の制御方法は、算出ステップを備える。この算出ステップでは、転写体上位置合わせステップで位置ずれを補正した際に、基準経過時間を算出する。ここで基準経過時間とは、位置ずれが無い状態における、パターン形成開始トリガから位置合わせ用パターンの横線の中央位置までの時間である。さらに本発明の画像形成装置の制御方法は、形成ステップを備える。この形成ステップでは、基本色の位置合わせ用パターンを、複数の感光体ドラムの夫々に形成する。さらに本発明の画像形成装置は、感光体上パターン検出ステップを備える。この感光体上パターン検出ステップでは、感光体上パターンセンサにより、感光体ドラム上の位置合わせ用パターンを検出する。さらに本発明の画像形成装置の制御方法は、感光体上位置合わせステップを備える。この感光体上位置合わせステップでは、感光体上パターン検出センサが検出する検出結果と算出ステップが算出する基準経過時間とに基づいて、位置ずれを補正する。

また、本発明の画像形成装置の制御方法は、第一または第二の実行判定条件に合致するか否かを判定する判定ステップを備えるものとすることもできる。さらに本発明の画像形成装置の制御方法は、判定ステップで第一の実行判定条件に合致すると判定した場合には、転写体上位置合わせステップで位置ずれを補正し、判定ステップで第二の実行判定条件に合致すると判定した場合には、感光体上位置合わせステップで位置ずれを補正するものとすることもできる。

本発明によれば、位置合わせ用パターンの形成から検出までの時間を短くすることで、ダウンタイムを小さくする画像形成装置及び画像形成装置の制御方法を提供することができる。

本発明を実施する好適な実施の形態について説明する。

本発明に係る画像形成装置について図１を用いて説明する。
図１は、本発明の画像形成装置１の内部構成図である。

画像形成装置１は、搬送ベルトに沿って画像形成部が並んだ、いわゆるタンデムタイプかつ直接転写方式のものである。

画像形成装置１は、搬送ベルト２、駆動ローラ３、従動ローラ４、給紙トレイ５、感光体ドラム６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ、帯電器７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋ、露光器８、現像器９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋ、感光体クリーナ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ、感光体上パターン検出センサ１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ、転写器１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ、定着器１３、搬送ベルト上パターン検出センサ１４、クリーニングユニット１５などを中心に構成される。なお、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋはそれぞれイエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの基本色を表す。

駆動ローラ３と従動ローラ４は、搬送ベルト２を回転駆動させるためのローラである。搬送ベルト２は、駆動ローラ３と従動ローラ４との回転により矢印Ａ方向に回転駆動して転写紙１６を搬送するベルトである。

給紙トレイ５は、搬送ベルト２の下部に設けられ、転写紙１６を収納するものであり、最上位置にある転写紙１６は画像形成時に給紙されて静電吸着により搬送ベルト２に吸着されて搬送される。感光体ドラム６Ｙは、表面に後述の静電潜像やトナー像を形成されるものである。

帯電器７Ｙは、感光体ドラム６Ｙを帯電させるものである。露光器８Ｙは、イエローの画像に対応したレーザー光１７Ｙにより感光体ドラム６Ｙを露光して静電潜像を形成するものである。

現像器９Ｙは、感光体ドラム６上の静電潜像を現像してトナー像を形成するものである。感光体上パターン検出センサ１１Ｙは、感光体ドラム６上に形成された位置合わせ用パターンを検知するためのセンサである。

転写器１２Ｙは、感光体ドラム６Ｙと搬送ベルト２上の転写紙１６とが接する位置（転写位置）でトナー像を転写して転写紙１６上にイエローの画像を形成するものである。

感光体クリーナ１０Ｙは、転写が終わった感光体ドラム６Ｙの表面に残った不要なトナーをクリーニングして次の画像形成に備えるものである。

定着器１３は、搬送ベルト２から剥離した転写紙１６にカラー画像を定着するものであり、転写紙１６は定着後に排紙される。搬送ベルト上パターン検出センサ１４は、搬送ベルト２上に転写された位置合わせ用パターンを検知するためのセンサである。

クリーニングユニット１５は、位置合わせ用パターンをクリーニングするものである。

なお、上記説明にてイエローの転写について述べたが、マゼンダ、シアン、ブラックの転写についても同様である。転写紙１６は搬送ベルト２によって搬送され、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックと転写されてカラー画像を形成する。

図２は、本発明の画像形成装置のハードウェア構成図である。

図示するように、中央演算処理装置としてのＣＰＵ５０は、処理プログラムなどを記憶するＲＯＭ６０、一時的にデータを記憶するＲＡＭ７０、ユーザからの指示を受け付けるＵ／Ｉ部８０、画像の形成を制御する画像形成制御部９０、パターンを検出するパターン検出部１００、セットされた原稿の読み取りを行うスキャナ１０１などに接続されている。

ＣＰＵ５０はＲＯＭ６０に格納されているプログラムに従い、ＲＡＭ７０との間でデータの格納や読出しを行いながら位置合わせの演算や設定を行い、その設定を画像形成制御部９０へ通知する。画像形成制御部９０は、その設定に基づいて図１の各部を制御して画像形成装置の画像形成プロセスを行う。

パターン検出部１００は、感光体上パターン検出センサ１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋに接続され、感光体ドラム６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ上に形成された位置合わせ用パターンを検出する。また、パターン検出部１００は、搬送ベルト上パターン検出センサ１４にも接続され、搬送ベルト２上に転写された位置合わせ用パターンを検出する。

なお、図２には、感光体上パターン検出センサ１１Ｙのみ示したが、パターン検出部１００は、感光体上パターン検出センサ１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋも同様に備える。

図３は、感光体上パターン検出センサ１１Ｙのハードウェア構成と位置合わせ用パターン１１０、１２０、１３０との関係を表す図である。

感光体上パターン検出センサ１１Ｙには、感光体ドラム６Ｙの長手方向（主走査方向）に沿った両端部と中央部に、位置合わせ用センサ１１Ｙ−１、１１Ｙ−２、１１Ｙ−３が配置される。

位置合わせ用センサ１１Ｙ−１、１１Ｙ−２、１１Ｙ−３は公知のものであるため詳細な説明を省略するが、図示しない発光素子と受光素子からなる。発光素子は、搬送ベルト２の表面の垂直方向に対して３０度の角度で設置されており、光を後述の搬送ベルト２上の位置合わせ用パターン１１０、１２０、１３０に照射する。

受光素子は、発光素子に対して対称位置に設置されており、位置合わせ用パターン１１０、１２０、１３０からの正反射光を検出する。なお、正反射光ではなく拡散光を検出しても良い。画像形成制御部９０は、イエローの横線、斜め線からなる位置合わせ用パターン１１０、１２０，１３０を、位置合わせ用センサ１１Ｙ−１、１１Ｙ−２、１１Ｙ−３がそれぞれ検出できる位置に、感光体ドラム６Ｙの円周上（副走査方向）に８組形成させる。感光体上パターン検出センサ１１Ｙは、位置合わせ用センサ１１Ｙ−１、１１Ｙ−２、１１Ｙ−３の３箇所にて位置合わせ用パターン１１０、１２０、１３０の検出を行う。

このように３箇所の位置合わせ用パターン１１０、１２０、１３０の傾きに基づいて様々な走査線曲がり（湾曲）を検出できるので、副走査レジスト補正の最適化とともに主走査の倍率誤差偏差の最適化をもすることができる。

また、感光体上パターン検出センサ１１Ｙは、位置ずれが無い状態における、パターン形成開始トリガから位置合わせ用パターンの横線の中央位置までの時間（以下、基準経過時間と称する）を算出するためにも用いられる。なお、上述の説明では、イエローのみについて説明したが、マゼンダ、シアン、ブラックについても同様である。

図４は、搬送ベルト上パターン検出センサ１４のハードウェア構成と位置合わせ用パターン１４０、１５０、１６０との関係を表す図である。

搬送ベルト上パターン検出センサ１４は、基準色に対するスキュー、副走査レジストずれ、主走査レジストずれ、主走査倍率誤差を計測するために用いられる。搬送ベルト上パターン検出センサ１４には、搬送ベルト２の長手方向（主走査方向）に沿った両端部と中央部に、位置合わせ用センサ１４−１、１４−２、１４−３が配置される。

画像形成制御部９０は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの全色の横線、斜め線からなる位置合わせ用パターン１４０、１５０，１６０を、位置合わせ用センサ１４−１、１４−２、１４−３がそれぞれ検出できる位置に、搬送ベルト２の短手方向（副走査方向）に沿って搬送ベルト２上に８組転写させる。搬送ベルト上パターン検出センサ１４は、位置合わせ用センサ１４−１、１４−２、１４−３の３箇所にて位置合わせ用パターン１４０、１５０、１６０の検出を行う。

このように３箇所の位置合わせ用パターン１４０、１５０、１６０の傾きに基づいて様々な走査線曲がり（湾曲）を検出できるので、副走査レジスト補正の最適化とともに主走査の倍率誤差偏差の最適化をもすることができる。

ここで、搬送ベルト上位置合わせ処理により位置ずれ無く画像を形成できる状態となった後に、感光体上パターン検出センサ１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋを用いてty1・・・ty8を計測して基準経過時間を算出する。なお、上述の説明では、イエローのみについて説明したが、マゼンダ、シアン、ブラックについても同様である。

図５は、本発明の画像形成装置が、感光体ドラム６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ上に位置合わせ用パターン１４０、１５０、１６０を形成および検出する際のタイミングチャートを示す図である。

感光体ドラム６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋに対向して感光体上パターン検出センサ１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋを備えているので、従来に比べて、感光体ドラム６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ上に形成されたパターンが感光体上パターン検出センサ１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋまで移動する距離を短くし、移動時間を短くし、パターン検出開始を極力早く行う事が出来る。

画像形成制御部９０が、パターン形成領域信号＿Ｙを発生させ、図１の各部を制御してイエローの位置合わせ用パターン１１０、１２０、１３０を形成させる。

その後、感光体ドラム６Ｙが回ることにより、感光体上パターン検出センサ１１Ｙが、イエローの位置合わせ用パターン１１０、１２０、１３０を検出する。画像形成制御部９０がパターン形成領域信号＿Ｙを発生させてから、感光体上パターン検出センサ１１Ｙがイエローの位置合わせ用パターン１１０、１２０、１３０を検出するまでの移動時間が、パターン移動時間＿Ｙである。

同様に、パターン形成領域信号＿Ｍを発生させてからマゼンダのパターンを検出するまでの移動時間がパターン移動時間＿Ｍであり、パターン形成領域信号＿Ｃを発生させてからシアンのパターンを検出するまでの移動時間がパターン移動時間＿Ｃであり、パターン形成領域信号＿Ｋを発生させてからブラックのパターンを検出するまでの移動時間がパターン移動時間＿Ｋである。

なお、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの順番で、パターン形成領域信号を発生して位置合わせ用パターンを検出する。

図６は、本発明の位置合わせ処理フローを表す図である。

ここで、搬送ベルト２上に位置合わせ用パターン１１０、１２０、１３０を転写および検出して位置合わせを行う処理を以下、搬送ベルト上位置合わせ処理と称する。また、感光体ドラム６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ上に位置合わせ用パターン１４０、１５０、１６０を形成および検出して位置合わせを行う処理を以下、感光体ドラム上位置合わせ処理と称する。

まず、工場組み付け時に搬送ベルト上位置合わせ処理を実行する（Ｓ１）。なお、この搬送ベルト上位置合わせ処理は、本発明の画像形成装置の電源がＯＦＦからＯＮになったときには実行せず、工場組み付け後はステップ３〜７を実行する。

次に、基準経過時間を取得する（Ｓ２）。

そして、ＣＰＵ５０は、第一の実行判定条件に合致するか否かを判定する（Ｓ３）。

本実施例では、第一の実行判定条件として、前回の搬送ベルト上位置合わせ処理（ステップＳ１またはステップＳ４の搬送ベルト上位置合わせ処理）をしてからの積算プリント枚数が２０００枚以上になったことを採用する。ステップＳ１でＣＰＵ５０が、第一の実行判定条件に合致すると判定したときは、搬送ベルト２上位置合わせ処理を実行する（Ｓ４）。

その後、あらためて基準経過時間を取得して更新する（Ｓ５）。

一方、ステップＳ１でＣＰＵ５０が、第一の実行判定条件に合致しないと判定したときは、ＣＰＵ５０は第二の実行判定条件に合致するか否かを判定する（Ｓ６）。

本実施例では、第二の実行判定条件として、前回の搬送ベルト上位置合わせ処理（ステップＳ１またはステップＳ４の搬送ベルト上位置合わせ処理）または前回の感光体上位置合わせ処理（ステップＳ７の感光体上位置合わせ処理）をしてからの積算プリント枚数が５００枚以上になったことを採用する。

搬送ベルト上位置合わせ処理をした後に５００枚程度画像形成を重ねることで位置ずれが発生すると考えられるからである。ステップＳ６でＣＰＵ５０が、第二の実行判定条件に合致すると判定したときは、感光体ドラム６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ上に位置合わせ用パターン１４０、１５０、１６０を形成および検出して位置合わせを行う処理（以下、感光体ドラム上位置合わせ処理と称する）を実行する（Ｓ７）。

一方、ステップＳ５でＣＰＵ５０が、第二の実行判定条件に合致しないと判定したときはリターンする。

搬送ベルト上位置合わせ処理は、基準色に対するスキュー、副走査レジストずれ、主走査レジストずれ、主走査倍率誤差を補正する処理であり、本処理を行った直後は位置ずれが無い状態と考えられる。

この位置ずれが無い状態で基準経過時間の算出を行う。この搬送ベルト上位置合わせ処理は、従来と同様の方法で行うものであり本発明の特徴部分ではないため、詳細を省略する。

図７により、基準経過時間の算出を説明する。
ここで説明の簡略化のため、位置合わせ用センサ１１Ｙ−１、１１Ｙ−２、１１Ｙ−３のセンサ出力のうちの位置合わせ用センサ１１Ｙ−１のセンサ出力のみ示し、８組形成された横線、斜め線からなる位置合わせ用パターンのうち先頭の１組目の横線の検出信号のみを示す。

まず、画像形成制御部９０は露光器８に設けられた不図示のライン同期センサから出力される水平同期信号に同期して、パターン形成開始トリガを生成させる。そして、画像形成制御部９０は、パターン形成開始トリガから所定のパターン遅延ライン数＿Ｙ分だけ遅れてパターン形成領域信号＿Ｙを生成して、位置合わせ用パターン１１０を感光体ドラム６Ｙに形成させる。この後、感光体ドラム６Ｙが回ることにより、感光体上パターン検出センサ１１Ｙが位置合わせ用パターン１１０を検出すると、感光体上パターン検出センサ１１Ｙの出力である電圧が変化する。

すなわちパターン検出信号の電圧であるパターン検出信号＿Ｙが変化する。パターン検出部１００は、検出電圧波形を所定のスレッシュ電圧と比較し、立下り／立ち上がりのポイントを抽出し、その中央をパターン中央位置と認識する。そして、パターン形成開始トリガの時間起点（t0）から１組目の横線の中央位置までの時間（ty1）を計測する。２組目以降同様に横線の中央位置までの時間をそれぞれty2、ty3、・・・ty8として計測する。その後、経過時間として、それぞれΔty1（=ty1-t0）、Δty2（=ty2-t0）、・・・Δty8（=ty8-t0）を算出する。

ここで、上述したとおり、搬送ベルト上位置合わせ処理を行った直後は位置ずれが無い状態なので、ty1・・・ty8は基準経過時間の算出のために用いて良い値である。そこで、このΔty1・・・Δty8を基準経過時間であるΔty10・・・Δty80としてそれぞれ扱い、不図示の不揮発性メモリに記憶しておく。このようにして、本発明の画像形成装置は、基準経過時間を算出する。

なお、上述の説明では、イエローのみについて説明したが、マゼンダ、シアン、ブラックについても同様である。

次に、感光体ドラム上位置合わせ処理を説明する。上述と同様に、経過時間Δty1・・・Δty8を算出する。ここで、搬送ベルト上位置合わせ処理や感光体上位置合わせ処理をした後に画像形成を重ねることで位置ずれが生じると考えられる。

すなわち、Δty1・・・Δty8はΔty10・・・Δty80に対して変動していると考えられる。変動分が位置ずれ量に相当するから、ＣＰＵ５０はΔty1〜Δty8とΔty10〜Δty80の差異からずれ量を以下のように算出する。
n=8
（Ｙの副走査ずれ量）＝Ｐ/8*Σ（Δtyn - Δtyn0）
n=1
ここで、Ｐ：時間をずれ量に換算するための係数[mm/s]である。

ＣＰＵ５０は、この式により求められたずれ量に相当するライン数の水平同期信号分だけパターン遅延ライン数＿Ｙを増減させることにより位置ずれを補正する。なお、上述の説明では、イエローのみについて説明したが、マゼンダ、シアン、ブラックについても同様である。また本実施例では、補正に当たり各色毎に独立して行ったが、基準色であるＢＫに対する相対的なずれ量を求め、Ｙ、Ｍ、Ｃ色のみ補正を行っても良い。

図８は、ずれ量を補正する際のタイミングチャートを示す図である。

露光器８に設けられた不図示のライン同期センサから出力される水平同期信号に同期して、画像形成制御部９０は画像形成開始トリガを生成する。

画像形成制御部９０は、ずれ量に相当するライン数の水平同期信号分だけパターン遅延ライン数＿Ｙを増減させた画像遅延ライン数＿Ｙ分だけ、画像形成開始トリガから遅れて画像形成領域信号＿Ｙを生成する。なお、上述の説明では、イエローのみについて説明したが、マゼンダ、シアン、ブラックについても同様である。

図９は、感光体ドラム上位置合わせ処理のうち、画像形成領域信号＿Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの出力と位置合わせ用パターン１１０、１２０、１３０の形成とを行うタイミングチャートを表す図である。

本実施例では、連続印刷中のページ間すなわちページＮとページＮ＋１との間である、主走査方向が転写紙の領域内かつ副走査方向が転写紙の領域外Ａにおいて、位置合わせ用パターン１１０、１２０、１３０を形成する。

また本実施例では、１回の位置合わせ用パターンの形成にて、横線、斜め線からなる８組全部を形成する。なお、１回の位置合わせ用パターンの形成にて、横線、斜め線からなる８組のうち一部を形成し、複数回の位置合わせ用パターンの形成にて８組を形成しても良い。

また、本実施例では第一の実行判定条件として前回の搬送ベルト上位置合わせ処理をしてからの積算プリント枚数が２０００枚以上になったことを採用したが、前回の搬送ベルト上位置合わせ処理をしてから装置内の所定箇所の温度上昇が５℃以上になったことを採用しても良い。

環境温度の変動や装置内の各箇所の温度が変動することにより、大きな位置ずれが発生すると考えられるからである。また、温度上昇は５℃に限定されるものではなく、７℃など他の温度を採用しても良い。

さらに、第一の実行判定条件として前回の搬送ベルト上位置合わせ処理をしてから１時間を経過したことを採用しても良い。また、経過時間は１時間に限定されるものではなく、２時間など他の時間を採用しても良い。

さらに、図１０に示すように、第一の実行判定条件としてユーザがＵ／Ｉ部８０を介して搬送ベルト上位置合わせ処理を指示したことを採用しても良い。

また、本実施例では第二の実行判定条件として前回の搬送ベルト上位置合わせ処理または感光体上位置合わせ処理をしてからの積算プリント枚数が５００枚以上になったことを採用したが、前回の搬送ベルト上位置合わせ処理または感光体上位置合わせ処理をしてから装置内の所定箇所の温度上昇が３℃以上になったことを採用しても良い。

環境温度の変動や装置内の各箇所の温度が変動することにより、ある程度の位置ずれが発生すると考えられるからである。また、温度上昇は３℃に限定されるものではなく、５℃など他の温度を採用しても良い。

さらに前回の搬送ベルト上位置合わせ処理または感光体上位置合わせ処理をしてから３０分を経過したことを採用しても良い。また経過時間は３０分に限定されるものではなく、１時間など他の時間を採用しても良い。

ここで、搬送ベルト上位置合わせ処理は感光体上位置合わせ処理に比べて時間がかかるので、普段は感光体上位置合わせ処理を実行し、時々搬送ベルト上位置合わせ処理を実行するようにする。すなわち、第一の実行判定条件を第二の実行判定条件よりも実行頻度を少なくする。

また、本実施例では、基準経過時間を搬送ベルト上位置合わせ処理により算出しているが、図１１に示す転写紙上の画像を不図示のスキャナあるいはネットワーク上に接続されたスキャナにより読み取ることにより算出しても良い。

すなわち、図１２に示すように、スキャナ１０１で図１１に示す転写紙上の位置合わせ用パターンを読み取って（Ｓ９）、読み取って得た画像データ情報を処理し（Ｓ１０）、その処理した画像データ情報を元に各色間の種々の色ずれ量（湾曲、主走査副走査レジスト、主走査の倍率誤差偏差）を算出し（Ｓ１１）、その算出した位置ずれ量に基づいて位置ずれ量を補正する（Ｓ１２）。

この補正により、画像形成制御部９０は位置ずれ無く画像を形成できる状態となる。その後、上述と同様に、感光体上パターン検出センサ１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋを用いてty1・・・ty8を計測して基準経過時間を取得する（Ｓ１３）。

このように、搬送ベルト上への位置合わせ用パターン形成や検出の代用として転写紙上への位置合わせ用パターン形成や検出を採用しても良い。

また、本実施例では位置合わせ用パターンの形成を連続印刷中のページ間において実行したが、ユーザからＵ／Ｉ部８０を介して画像の印刷指示を受け付けてからその画像を形成するまでの間に搬送ベルト上位置合わせ処理を実行しても良い。

この場合、Ｙ−Ｍ−Ｃ−Ｋの順番で時間差をもってパターン形成を行うのではなく、各色同時に形成を行うこととする。これにより、検出を行う時間の短縮ができる。また、印刷指示にかかる印刷処理を行った直後に実行しても良い。これにより、ユーザーの待ち時間を少なくすることができる。

また、本実施例では、位置合わせ用パターンの形成および検出を、主走査方向が転写紙の領域内かつ副走査方向が転写紙の領域外にて実行しているが、主走査方向が転写紙の領域外かつ副走査方向が転写紙の領域内にて実行しても良い。

これにより、画像とともに位置合わせ用パターンを形成するので、主走査方向が転写紙の領域内かつ副走査方向が転写紙の領域外にて実行する場合よりも、位置ずれを補正した後すぐに画像を形成することができる。

また、感光体上パターン検出センサ１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋを搬送ベルト上パターン検出センサ１４と兼用させてもよい。例えば、最終の画像形成部である感光体上パターン検出センサ１１Ｋを不図示のクラッチ、ソレノイド等の駆動源を用い、搬送ベルト２上の位置合わせ用パターン１４０、１５０，１６０を検出できる位置までセンサを移動させることで感光体上パターン検出センサ１１Ｋを搬送ベルト上パターン検出センサ１４と兼用させてもよい。これにより、センサの数を減らすことで低コスト化を図ることができる。

また、本実施例では位置合わせ用パターンについて述べたが、本発明をプロセスコントロール用パターンに適用しても良い。

図１３に、搬送ベルト２上に形成されたプロセスコントロール用パターンの一例を示す。Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ各色のプロセスコントロール用パターンは、複数の階調にて各濃度調整用パターン検出センサの直下に形成されている。

濃度調整用パターン検出センサは公知のものであるため詳細な説明を省略するが、濃度調整用パターン検出センサは各色のプロセスコントロール用パターンを検出し、その検出結果に基づいてＣＰＵ５０は不図示の現像バイアス、帯電バイアス、レーザ露光パワー設定等を行い、画像濃度を最適に制御する。

また、本実施例ではＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの４色について述べたが、本発明を単色や５色以上についても同様である。

また、本実施例では直接転写方式を採用したが、本発明は中間転写方式にも適用可能である。この場合、上述した搬送ベルト２が中間転写体であり、中間転写体から転写紙への転写は図１における駆動ローラ３の位置で行われる。

本発明の画像形成装置の内部構成図である。 本発明の画像形成装置のハードウェア構成図である。 本発明の感光体上パターン検出センサのハードウェア構成と位置合わせ用パターンとの関係を表す図である。 本発明の搬送ベルト上パターン検出センサのハードウェア構成と位置合わせ用パターンとの関係を表す図である。 本発明の画像形成装置が、感光体ドラム上に位置合わせ用パターンを形成および検出する際のタイミングチャートを示す図である。 本発明の位置合わせ処理（１）のフローチャートを表す図である。 本発明の基準経過時間の算出を説明する図である。 本発明のずれ量を補正する際のタイミングチャートを示す図である。 本発明の感光体ドラム上位置合わせ処理のうち、画像形成領域信号＿Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの出力と位置合わせ用パターンの形成とを行うタイミングチャートを表す図である。 本発明の位置合わせ処理（２）のフローチャートを表す図である。 本発明の転写紙上の画像を表す図である。 本発明の位置合わせ処理（３）のフローチャートを表す図である。 本発明の濃度調整用パターン検出センサとプロセスコントロール用パターンとの関係を表す図である。 従来の画像形成装置の内部構成図である。 従来の位置合わせ動作における位置合わせ用パターンの転写時と検出時のタイミングチャートを示す図である。

符号の説明

１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ 感光体上パターン検出センサ
１４ 搬送ベルト上パターン検出センサ
５０ ＣＰＵ
９０ 画像形成制御部
１００ パターン検出部

Claims (12)

1. 基本色画像を潜像形成される複数の感光体ドラムと、
   転写体に第一の位置合わせ用パターンを転写する転写手段と、
   前記転写手段が転写した前記第一の位置合わせ用パターンを検出する転写体上パターン検出手段と、
   前記転写体上パターン検出手段が検出する検出結果に基づいて、位置ずれを補正する転写体上位置合わせ手段とを備えた画像形成装置であって、
   前記転写体上位置合わせ手段が位置ずれを補正した際に、基準経過時間を算出する算出手段と、
   基本色の第二の位置合わせ用パターンを、前記複数の感光体ドラムの夫々に形成する形成手段と、
   前記形成手段が形成した前記第二の位置合わせ用パターンを検出する感光体上パターン検出手段と、
   前記感光体上パターン検出手段が検出する前記検出結果と前記算出手段が算出する前記基準経過時間とに基づいて、位置ずれを補正する感光体上位置合わせ手段と
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置であって、
   第一または第二の実行判定条件に合致するか否かを判定する判定手段をさらに備え、
   前記判定手段が前記第一の実行判定条件に合致すると判定した場合には、前記転写体上位置合わせ手段が位置ずれを補正し、
   前記判定手段が前記第二の実行判定条件に合致すると判定した場合には、前記感光体上位置合わせ手段が位置ずれを補正することを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項２に記載の画像形成装置であって、
   前記第一の実行判定条件は、前記転写体上位置合わせ手段が前回位置ずれを補正してからの積算プリント枚数が所定枚数以上であり、
   前記第二の実行判定条件は、前記転写体上位置合わせ手段又は前記感光体上位置合わせ手段が前回位置ずれを補正してからの積算プリント枚数が所定枚数以上であり、
   前記第一の実行判定条件の所定枚数は、前記第二の実行判定条件の所定枚数よりも多いことを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項２に記載の画像形成装置であって、
   前記第一の実行判定条件は、前記転写体上位置合わせ手段が前回位置ずれを補正してからの自装置の所定箇所の温度上昇が所定温度以上であり、
   前記第二の実行判定条件は、前記転写体上位置合わせ手段又は前記感光体上位置合わせ手段が前回位置ずれを補正してからの自装置の所定箇所の温度上昇が所定温度以上であり、
   前記第一の実行判定条件の所定温度は、前記第二の実行判定条件の所定温度よりも高いことを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項２に記載の画像形成装置であって、
   前記第一の実行判定条件は、前記転写体上位置合わせ手段が前回位置ずれを補正してからの所定時間経過していることであり、
   前記第二の実行判定条件は、前記転写体上位置合わせ手段又は前記感光体上位置合わせ手段が前回位置ずれを補正してからの所定時間経過していることであり、
   前記第一の実行判定条件の所定時間は、前記第二の実行判定条件の所定時間よりも長いことを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項２に記載の画像形成装置であって、
   ユーザからの指示を受け付ける受付手段をさらに備え、
   前記第一の実行判定条件は、前記転写体上位置合わせ手段が補正するように前記受付手段が指示を受け付けたことであり、
   前記第二の実行判定条件は、前記転写体上位置合わせ手段又は前記感光体上位置合わせ手段が前回位置ずれを補正してから、積算プリント枚数が所定枚数以上であること又は自装置の所定箇所の温度上昇が所定温度以上であること又は所定時間経過していることのいずれかであることを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項１乃至６のいずれかに記載の画像形成装置であって、
   前記形成手段は、基本色の第二の位置合わせ用パターンを、前記複数の感光体ドラムの夫々に、主走査方向が転写紙の領域内かつ副走査方向が転写紙の領域外に形成することを特徴とする画像形成装置。
8. 請求項１乃至６のいずれかに記載の画像形成装置であって、
   前記形成手段は、基本色の第二の位置合わせ用パターンを、前記複数の感光体ドラムの夫々に、主走査方向が転写紙の領域外かつ副走査方向が転写紙の領域内に形成することを特徴とする画像形成装置。
9. 請求項１乃至８に記載の画像形成装置であって、
   前記転写体上パターン検出手段は、画像濃度を制御するためのプロセスコントロール用パターンを検出することを特徴とする画像形成装置。
10. 基本色画像を潜像形成される複数の感光体ドラムと、
    転写紙に第一の位置合わせ用パターンを転写する転写手段と、
    前記転写紙を読み取る読取手段と、
    前記読取手段が読み取った転写紙上の前記第一の位置合わせ用パターンを検出する転写紙上パターン検出手段と、
    前記転写紙上パターン検出手段が検出する検出結果に基づいて、位置ずれを補正する転写紙上位置合わせ手段とを備えた画像形成装置であって、
    前記転写紙上位置合わせ手段が位置ずれを補正した際に、基準経過時間を算出する算出手段と、
    基本色の第二の位置合わせ用パターンを、前記複数の感光体ドラムの夫々に形成する形成手段と、
    前記形成手段が形成した前記第二の位置合わせ用パターンを検出する感光体上パターン検出手段と、
    前記感光体上パターン検出手段が検出する前記検出結果と前記算出手段が算出する前記基準経過時間とに基づいて、位置ずれを補正する感光体上位置合わせ手段と
    を備えたことを特徴とする画像形成装置。
11. 基本色画像を潜像形成される複数の感光体ドラムと、
    転写体とを備えた画像形成装置の制御方法であって、
    前記転写体に第一の位置合わせ用パターンを転写する転写ステップと、
    前記転写ステップで転写した前記第一の位置合わせ用パターンを検出する転写体上パターン検出ステップと、
    前記転写体上パターン検出ステップで検出する検出結果に基づいて、位置ずれを補正する転写体上位置合わせステップとを備え、
    前記転写体上位置合わせステップで位置ずれを補正した際に、基準経過時間を算出する算出ステップと、
    基本色の第二の位置合わせ用パターンを、前記複数の感光体ドラムの夫々に形成する形成ステップと、
    前記形成ステップで形成した前記第二の位置合わせ用パターンを検出する感光体上パターン検出ステップと、
    前記感光体上パターン検出ステップで検出する前記検出結果と前記算出ステップで算出する前記基準経過時間とに基づいて、位置ずれを補正する感光体上位置合わせステップと
    を備えたことを特徴とする画像形成装置の制御方法。
12. 請求項１１に記載の画像形成装置の制御方法であって、
    第一または第二の実行判定条件に合致するか否かを判定する判定ステップをさらに備え、
    前記判定ステップで前記第一の実行判定条件に合致すると判定した場合には、前記転写体上位置合わせステップで位置ずれを補正し、
    前記判定ステップで前記第二の実行判定条件に合致すると判定した場合には、前記感光体上位置合わせステップで位置ずれを補正することを特徴とする画像形成装置の制御方法。

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