JP2009008798A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡易な方法で、各色の画像書込み開始位置を高精度に合わせ込むことにより高品位なカラー画像が得られる画像形成装置を提供すること。
【解決手段】 各現像手段（６ａ〜９ａ）とそれぞれ対応する書込み基準マーク（Ｍ１〜Ｍ４）が像担持体（２）に、その移動方向に沿って複数設けられ、書込み基準マークを検出する１つの検出手段（Ｓ）が設けられ、複数の書込み基準マークは、先行するマークが検出手段で検出されてから次の色の書込み開始までに像担持体が移動する距離より僅かに短い間隔をおいて配置され、像担持体（２）が１回転する間に、各色に対応する書込み基準マークそれぞれを検出する検出手段の検出信号に基づく主走査同期信号及び副走査方向の画像形成開始信号に従って書込み手段（２１）による各色の書込みが開始するように制御する制御手段が設けられている。
【選択図】 図１

Description

この発明は、画像形成装置に関し、さらに詳しくは像担持体上の潜像をトナーにより可視像化し、このトナー像を転写媒体に転写する画像形成装置に関するものである。

従来の電子写真方式のカラー画像形成装置は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色トナーを用いて感光体上で各色毎に現像を行い、一度、中間転写ベルト等の中間転写体上で重ね合わせてから、紙やＯＨＰシート上に転写する。このようなカラー画像形成装置において、フルカラー出力を行うときに各色の書込み位置や感光体の位置がずれていると、中間転写体上で重ね合わせるトナー像に色ずれが発生し、最終的な出力画像の画質を低下させてしまう。そこで、先ずはできるだけカラー画像形成装置における各書込み位置及び各感光体の位置の相対距離が設計値通りとなるように高精度な部品作製と位置調整を行う。その後、機械的な方法では達成できない微妙な調整を電気的な方法による書込み開始位置及び重ね合わせ位置を合わせる位置制御で補っている。その一例を挙げると、従来の中間転写体に各色のトナー像を転写して画像を形成する画像形成装置では、中間転写体上に位置合わせ用のマークを１つ設け、このマークをセンサで検出し、マーク検出から画像書込み開始までをハードウェアのカウンタで各色毎にカウントし、予め設定したマーク検出から書込み開始までの設定値と一致すると書込みが開始され、各色の画像の位置合わせを行う方式が知られている。類似の方式として、マークではなく中間転写体上に位置合わせ用のパターンのトナー像を形成して位置ずれ量を求めて画像の位置を補正する方式も提案されている。

前記マークによる方式を採用している代表的な例は、中間転写体の移動面に沿って対向して配置した４組の画像形成ユニットを有する、所謂タンデム型のカラー画像形成装置が知られている。このカラー画像形成装置では、中間転写体上に設けた位置合わせ用マークを検出し、その検出タイミングを基準として、第１色目の書込みを行う。第２色目から第４色目までの書込みは、中間転写体上に画像が重なり合うように、第１色目の基準からの各色の設定時間、つまり画像形成ユニット間の距離を中間転写体が移動する経過時間をおいて、順次書込みが行われる。

また、最近のカラー画像形成装置では、小型化のニーズに応えるために中間転写体を用いない、直接、感光体上で各色のトナー像を重ね合せてから紙などに転写する装置が提案されだしている。このようなカラー画像形成装置の場合は、中間転写体ではなく感光体上に位置合わせ用のマークを設けるかパターンを形成すること以外は、各色の書込みにおいて前記中間転写体方式のときと同じ位置合わせ制御を行う。したがって、位置合わせ制御による位置合わせ精度の効果に違いはない。しかし、感光体上で重ね合せた方が中間転写という１つの画像形成工程を省くことができる、つまり中間転写体の速度変動の影響や中間転写体への転写ロスを無くすことができるので、画像の位置合わせや色再現性などに有利となる。

書込み制御方法の従来例としては、特許文献１，２に示す画像形成装置を挙げることができる。特許文献１の画像形成装置では、書込み手段の主走査同期信号の周期をＴ、基準画像形成時における副走査方向の画像形成開始信号の検出時刻にＴ／２を加えた時刻ｔｘ１から、時刻ｔｘ１後に初めて主走査同期信号が検出される時刻ｔｙ１までに経過する時間（ｔｙ１−ｔｘ１）をｔ１、基準画像外の画像形成時における副走査同期信号の画像形成開始信号の検出時刻ｔｘ２から主走査同期信号の検出時刻ｔｙ２までの時間（ｔｙ２−ｔｘ２）をｔ２としたとき、書込み手段は、基準画像外の画像を形成する際に（ｔ１−ｔ２）が正の場合、１ライン分だけ画像形成の開始を遅延させる、という制御を行っている（特許請求の範囲の請求項２参照）。また、特許文献２の画像形成装置では、副走査方向の画像形成開始位置を決定する画像形成開始信号と主走査同期信号の時間差に応じて最初の１ライン目の記録に用いる光源を複数の光源から選択するとともに、時間差に応じて１ライン目の画像形成の開始を遅延させる、というマルチビームによる制御を行っている（特許請求の範囲の請求項１参照）。
特開２００３−２５５６５６号公報 特開平１１−２１２００９号公報

ところで、特許文献１の画像形成装置では、既に形成された色の書込み開始タイミングが正確に形成されたことを前提として、色ずれ量が最小となるように、それ以降の色の画像形成開始タイミングが決定されている。したがって、中間転写ベルトの速度変動、感光体ドラム径のばらつきや偏心等により、異なる画像形成手段で形成される各色の画像形成位置を書込み走査単位以下のレベルで制御通りに正確に合わせ込むことは非常に困難である。よって、このような制御方法では、前記のような変動等が発生した場合に、実際にはかえって色ずれ量が大きくなることがあるという問題点がある。

また、特許文献２の画像形成装置では、各色毎の画像形成開始信号と主走査同期信号のタイミングにより、画像形成開始の走査遅延を行うことに加えて、ビーム選択を行うため、位置合わせ制御が複雑になるという問題点がある。

さらに、４組の画像形成ユニットを有し、中間転写体を用いた画像形成装置によれば、第１色目の基準色に対して、第２色目から第４色目までの３色の書込み開始タイミングを調整する必要があり、調整に時間がかかり難しいという問題点がある。また、中間転写体に速度変動が生じた場合、第１色目の基準色に対して、第２色目から第４色目の３色がそれぞれずれてしまうという問題点がある。したがって、中間転写体を回転させて４色の画像を形成し、１色目に対する２色目、３色目、４色目の画像形成位置をそれぞれ検出して、位置ずれ量を確認し、書込み開始位置とタイミングを調整する必要がある。

さらにまた、中間転写工程を省き、感光体上で４色のトナー像を重ね合せる画像形成装置によれば、中間転写体を原因とする書込み位置のずれの問題を回避できるので、中間転写体を用いた画像形成装置より画質向上が望める。しかし、感光体上での第１色目の基準色に対する他の３色の書込み開始タイミングの調整は同じように必要である。そして、書込み開始タイミングを調整しても感光体も速度変動が生じるので、第１色目の基準色に対する他の３色がそれぞれずれてしまうという問題点は残る。したがって、この場合も感光体を回転させて４色の画像を形成し、１色目に対する２色目、３色目、４色目の画像形成位置をそれぞれ検出して、位置ずれ量を確認し、書込み開始位置とタイミングを調整する必要がある。

そこでこの発明は、前記のような従来の問題を解決し、感光体の移動方向に沿って順次配置した複数の現像手段を有し、感光体上で複数色のトナー像を重ね合せるカラー画像形成装置において、簡易な方法で、各色の画像書込み開始位置を高精度に合わせ込むことにより高品位なカラー画像が得られる画像形成装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、像担持体と、該像担持体の表面外周に沿って順次配置され、書込み手段による像担持体上の潜像をトナーで可視像化する複数色の現像手段とを具えた画像形成装置において、前記各現像手段とそれぞれ対応する書込み基準マークが前記像担持体に、その移動方向に沿って複数設けられ、前記書込み基準マークを検出する１つの検出手段が設けられ、前記複数の書込み基準マークは、先行するマークが前記検出手段で検出されてから次の色の書込み開始までに前記像担持体が移動する距離より僅かに短い間隔をおいて配置され、前記像担持体が１回転する間に、各色に対応する書込み基準マークそれぞれを検出する前記検出手段の検出信号に基づく主走査同期信号及び副走査方向の画像形成開始信号に従って前記書込み手段による各色の書込みが開始するように制御する制御手段が設けられていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１において、最上流側の書込み基準マークである第１のマークとそれ以外のマークの検出信号レベルに差異を発生させることにより、第１のマークとそれ以外のマークとの違いを判別できるように構成され、常に第１のマークを検出してから第１色目の書込み動作に入るようになっていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２において、複数の書込み基準マークが１つのグループを構成し、このグループが前記像担持体の複数箇所に設けられていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかにおいて、像担持体がベルト状の像担持体であり、書込み基準マークを検出する検出手段が像担持体を駆動する駆動ローラの近傍に設けられていることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、像担持体と、該像担持体の表面外周に沿って順次配置され、書込み手段による像担持体上の潜像をトナーで可視像化する複数色の現像手段とを具えた画像形成装置において、１つの書込み基準マークが前記像担持体に設けられ、この書込み基準マークを検出する検出手段が前記各現像手段とそれぞれ対応する前記像担持体の移動方向に沿って複数設けられ、これら検出手段は、マークが先行する検出手段で検出されてから次の色の書込み開始までに前記像担持体が移動する距離より僅かに短い間隔をおいて配置され、前記像担持体が１回転する間に、各色に対応する検出手段それぞれの基準マークを検出する検出信号に基づく主走査同期信号及び副走査方向の画像形成開始信号に従って前記書込み手段による各色の書込みが開始するように制御する制御手段が設けられていることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項５において、像担持体がベルト状の像担持体であり、書込み基準マークを検出する検出手段のうち、最上流側の検出手段が像担持体を駆動する駆動ローラの近傍に設けられていることを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項１ないし６のいずれかにおいて、複数色の現像手段のうち、像担持体の最下流で最後に現像動作を行う現像手段の色がイエローであることを特徴とする。請求項８に記載の発明は、請求項１ないし６のいずれかにおいて、複数色の現像手段のうち、像担持体の最下流で最後に現像動作を行う現像手段の色がブラックであることを特徴とする。請求項９に記載の発明は、請求項１ないし６のいずれかにおいて、複数色の現像手段のうち、像担持体の最下流で最後に現像動作を行う現像手段の色がブラックであり、該ブラック現像手段の１つ手前の現像手段の色がイエローであることを特徴とする。

この発明は、前記のようであって、請求項１に記載の発明は、各現像手段とそれぞれ対応する書込み基準マークが像担持体に、その移動方向に沿って複数設けられ、書込み基準マークを検出する１つの検出手段が設けられ、複数の書込み基準マークは、先行するマークが前記検出手段で検出されてから次の色の書込み開始までに前記像担持体が移動する距離より僅かに短い間隔をおいて配置され、像担持体が１回転する間に、各色に対応する書込み基準マークそれぞれを検出する前記検出手段の検出信号に基づく主走査同期信号及び副走査方向の画像形成開始信号に従って前記書込み手段による各色の書込みが開始するように制御する制御手段が設けられているので、像担持体の速度変動の影響を抑え、各色の書込み開始位置を高精度に合わせ込むことができる。したがって、像担持体上で重ね合わせるトナー像の位置ずれを大幅に低減することができるので、高品位な画像を得ることができる。

以下、図面を参照しながら、この発明の一実施の形態について説明する。

図１は、一実施の形態であるカラー画像形成装置の画像形成部の構成を示す概略側面図である。ここに示すのは、走査型書込み手段により像担持体である感光体に形成した潜像から現像手段によりトナー像を生成し、そのトナー像を感光体上で色毎に順次重ね合わせてカラー画像を形成するカラー画像形成装置である。感光体上で各色のトナー像を重ね合わせるので、中間転写体を用いたカラー画像形成装置よりも位置ずれを少なくすることができる利点を有している。

１はカラー画像形成装置の画像形成部であり、この画像形成部１において、像担持体としてのベルト状の感光体２（以下、感光体ベルト２と称す）が駆動ローラ３、テンションローラ４、転写対向ローラ５などによって展張されて、本実施の形態では縦長に略垂直配置されている。感光体ベルト２は駆動ローラ３と連結された図示しないモータよって矢印Ａ方向に回動される。感光体ベルト２の展張表面の一辺側（左側）には、上から第１作像部６、第２作像部７、第３作像部８、第４作像部９が積み重なるようにして感光体ベルト２の移動方向に沿って一定の間隔を置いて順次配置され、第４作像部９の下部に駆動ローラ３に対向するように転写前除電器１０が配置されている。また、反対側の一辺側（右側）には、上からクリーニング部１１、除電ランプ１２、ベルト除電器１３が配置され、下部に感光体ベルト２を挟んで転写対向ローラ５と転写部１４を形成する転写ローラ１５が配置されている。感光体ベルト２内側の展張裏面には、感光体ベルト２の基準位置となる各作像部に対応したマークＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４がベルト移動方向に沿って設けられ、その表面は感光体ベルト２裏面のベース面と異なる反射率を有している。そして、これらマークＭ１〜Ｍ４を検出する発光器と受光器とからなるマーク検出センサＳが駆動ローラ３の近くに設けられている。マーク検出センサＳを駆動ローラ３の近くに設けることで、感光体ベルト２を介することによる駆動ローラ３からの駆動力伝達ロスを少なくして、マークを基準とする書込み制御や駆動制御などの制御が正確に行うことができるようにしている。また、共振など振動による感光体ベルト２の波うちや撓みなどによる検出ミスの恐れも低減することができる。駆動力伝達ロスや振動などの対策としては駆動ローラ３との対向面でもよいが、曲率面での検出は、マーク検出センサＳの受光器の焦点距離（焦点深度）の問題で検出ミスが起こり易い。そのため、平面部での検出が好ましい。本実施の形態ではマーク検出センサＳを駆動ローラ３の下流側に配置しているが、上流側でも構わない。感光体ベルト２周辺のスペースが確保できれば、作像部が配置されている面と同一平面に設けるのがベストである。

感光体ベルト２の第１〜４作像部６〜９が配置されている側には、各作像部に対応して感光体ベルト２上に潜像を形成する書込みユニット２１が配置されている。また、感光体ベルト２の下方には、転写部１４に対して用紙搬送方向が斜めになるよう、搬入側に給紙ローラ１９やレジストローラ対１８などからなる給紙搬送部１７が配置され、搬出側に定着装置２０が配置されている。

各作像部６〜９について説明すると、１つの作像部、例えば第１作像部６に着目すれば、第１作像部６は第１現像装置６ａ、第１帯電器６ｂ、第１露光部（露光位置）６ｃ、第１現像対向ローラ６ｄなどを備えており、他の第２〜４作像部７〜９もこれと同様な構成となっている。なお、書込みユニット２１から射出されるレーザ光による露光位置である露光部６ｃ〜９ｃの各間隔（６ｃと７ｃ間、７ｃと８ｃ間、８ｃと９ｃ間）は所定の間隔となるよう設定されている。第１〜４現像装置６ａ〜９ａには、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色トナーが格納されており、感光体ベルト２上に各色トナー像を形成し、４色のトナー像を重ね合わせてからカラー画像として用紙に転写する。

各現像装置６ａ〜９ａは、先行する現像装置により感光体ベルト２上に形成されたトナー像の上から次の現像装置の潜像を現像するので、先行する現像装置のトナー像を乱さないように非接触の現像装置である必要がある。第１現像装置６ａは最初に現像を行うので接触現像でも構わない。第１現像装置６ａに注目すると、第１現像装置６ａは、トナー担持ローラ６ｅ、マグローラ６ｆ、２本の攪拌スクリュ６ｇと、それらを収納するケース６ｈなどで構成され、例えばイエローの２成分現像剤が格納されている。磁性キャリアにトナーを混合させた２成分現像剤を永久磁石が内包されたマグローラ６ｆによってトナー担持ローラ６ｅまで搬送し、そこでトナーの一部が印加され、そのバイアス電位によってトナー担時ローラ６ｅに転移する。トナー担持ローラ６ｅに転移されたトナーは、クラウド状態（トナーが浮遊している状態）となり、トナー担持ローラ６ｅの回転によって現像位置（感光体ベルト２との対向部）へと運ばれ、感光体ベルト２表面から０.２〜０.５mm程度のギャップが設けられたトナー担持ローラ６ｅ表面の平均電位と感光体ベルト２の表面電位との差によって現像が行われる（トナー像が形成される）。現像されなかったトナーは再びマグローラ６ｆに戻ってくるようになっている。クラウドはトナーの付着力が非常に低い状態なので、現像されず戻ってきたトナーは、マグローラ６ｆの回転に追随した２成分現像剤の穂によって容易に掻き取られたり均されたりする。これを繰り返すことによって、トナー担持ローラ６ｅ上には常にほぼ一定量のトナーがクラウド状態として担持される。他の現像装置７ａ〜９ａもこれと同様な構成となっている。

前記のクラウド現像の詳細な原理、構成に関してはここでは説明を省略するが、これは１つの現像方式を示すものであって、非接触であれば現像方式は問わない。現像剤も１成分であってもよい。

各帯電器６ｂ〜９ｂはコロナ帯電器である。解り易くするため具体的な数値を示して説明すると、コロナ電極に印加する交流電圧をピーク間電圧１２ｋＶ、周波数２ｋＨｚ、感光体ベルト２の回転方向の上流側のシールドに印加する直流電圧を−８００Ｖ、下流側のシールドに印加する直流電圧を−４００Ｖとし、帯電の目標電位を−４００Ｖとする。感光体ベルト２の回転方向の上流側では目標電位の−４００Ｖよりも大きい−８００Ｖをシールドに印加するので帯電速度が大きく、一時的に−４００Ｖより大きく感光体ベルト２は帯電される。そして、感光体ベルト２の回転方向の下流側のシールドに−４００Ｖの電圧を印加するので、−４００Ｖまで除電されて収束することになる。このように、一度電位を上げてから下げる経路を経ると、感光体ベルト２上にトナー層が形成されている時に、トナーが持つ電荷を除電（または、帯電量の増加を抑えること）することが可能となる。

次に、前記カラー画像形成装置における画像形成動作について説明する。駆動ローラ３により所定の線速で回動される感光体ベルト２を、先ず第１作像部６において第１帯電器６ｂにより、例えば−４００Ｖで一様に帯電させる。そして、画像のイエロー情報により変調された書込みユニット２１のレーザ光が露光部（露光位置）６ｃで感光体ベルト２を露光すると、露光部分の電位が低下しイエローの静電潜像を形成する。その静電潜像は、例えば−３００Ｖの現像バイアスの第１現像装置６ａによってイエロートナー像として感光体ベルト２上に形成する。

さらに、感光体ベルト２の回動により、現像されたイエロートナー像は第２作像部７まで移動し、第２帯電器７ｂにより再帯電され、露光部（露光位置）７ｃでの露光後、第２現像装置７ａでマゼンタトナー像をイエロートナー像の上に重なり合うよう現像する。続けて、感光体ベルト２の回動により、現像されたイエローとマゼンタの２色重ねトナー像は第３作像部８まで移動し、第３帯電器８ｂにより再再帯電され、露光部（露光位置）８ｃでの露光後、第３現像装置８ａでシアントナー像をイエローとマゼンタのトナー像の上に重なり合うよう現像する。最後に、感光体ベルト２の回動により、現像されたイエロー、マゼンタとシアンの３色重ねトナー像は第４作像部９まで移動し、第４帯電器９ｂにより３度目の帯電を行い、露光部（露光位置）９ｃでの露光後、第４現像装置９ａでブラックトナー像をイエロー、マゼンタとシアンのトナー像の上に重なり合うよう現像する。

感光体ベルト２上に形成した４色の重ねトナー像は、用紙への転写効率が最適となるよう転写前除電器１０で電荷が調整され、転写部１４まで進む。前記作像動作に同期して給紙搬送部１７で用紙搬送シーケンスが動作し、給紙ローラ１９やレジストローラ対１８などにより用紙が搬送され、感光体ベルト２の表面に沿うように接触する。そして転写部１４でトナー像と用紙が合わさり、転写ローラ１５のバイアス印加により感光体ベルト２上の４色のトナー像が一括して用紙に転写される。転写後の用紙は、図示しない除電針などにより感光体ベルト２から剥離され、定着装置２０に送られ定着される。

転写後の残トナー及び感光体ベルト２は、ベルト除電器１３、除電ランプ１２で帯電状態が調整され、残トナーはクリーニング部１１でクリーニングされ、感光体ベルト２は次の画像形成に備える。

以上で４色の画像形成動作が完了する。このようなカラー画像形成装置によれば、中間転写体を用いることなく感光体ベルト２上に４色を重ね合わせ、感光体ベルト２の１回転でカラー画像を出力するので、高品位なカラー画像を高速で出力することができ、しかも装置の小型化が可能となる。

次に、説明が前後するが書込みユニット２１に関して説明する。本実施の形態の書込みユニット２１は一般的なレーザ走査光学系の書込み手段であり、各色の画像情報毎に変調されたレーザ光を順次、射出する。一般的にレーザ光は、コリメートレンズを通過して走査手段としてのポリゴンミラーによりその偏向反射面で偏向され、ポリゴンミラーの回転により主走査方向に走査する。ポリゴンミラーにより走査されるレーザ光は結像レンズにより集光されて感光体ベルト２上の各露光部（露光位置）に結像され、感光体ベルト２の副走査方向の動きと同期して画像全体の潜像を形成する。また、書込みユニット２１内部には、主走査同期信号発生手段としての主走査同期信号検出センサが配置されており、ポリゴンミラーからのレーザ光を受光／検出し、主走査方向の記録開始位置を決定する主走査同期信号を発生する。一方、副走査方向の画像形成開始位置を決定する副走査方向の画像形成開始信号は、感光体ベルト２の裏面に設けたマークの最上流側（先頭）のマークＭ１を、マーク検出センサＳで検出することにより副走査方向の画像形成開始信号を発生する。よって、書込みユニット２１への書込みタイミングも主走査同期信号検出センサによる主走査同期信号、及びマーク検出センサＳによる副走査方向の画像形成開始信号に従って開始される。しかし、従来のように１つのマーク検出センサで１つのマークを検出したのでは、書込みタイミングも含め全ての画像形成タイミングが、そのマークを基準に時間管理することとなり、感光体ベルト２に速度変動が生じた場合、位置ずれを防ぐことはできない。１色目に対するずれは、重ね合わせる色順次に大きくなる。そこで、本実施の形態では、少なくとも基準マークを現像する色に対応するように設け、各マーク間を所定の間隔に設定することで位置ずれを低減するようにした。以下、図１，２を用いて説明する。

すなわち、図示しない書込み制御手段がプリント指示を受けると、先ず感光体ベルト２が駆動される。感光体ベルト２が駆動されると、マークＭ１がマーク検出センサＳで検出されてマーク検出信号がＣＰＵに出力される。感光体ベルト２の線速が所定速度に達した後に先頭のマークＭ１を基準として、画像形成動作を開始する。感光体ベルト２の所定速度への到達は、予め所定速度到達時間を求めておいて、感光体ベルト２の駆動時間を計測することで判断する。なお、複数あるマークの中からのマークＭ１の特定は、マーク検出センサＳで検出されたマーク検出信号の信号レベルに示す（図２）ように、全てのマーク表面が感光体ベルト２裏面のベース面と異なる反射率を有して、例えばベース面をＨ（high）レベル、マーク全てをＬ（low）レベルとなるようにし、さらにマークＭ１だけを他のマークと異なる信号レベルとなるようマークの中でも異なる反射率とし、マークＭ１の判別ができるようにした。実際の実験では、ベース面がニッケル面（ほぼ鏡面）であったのでマークＭ１に白色テープ、マークＭ２、Ｍ３、Ｍ４に黒色テープを使用した。

感光体ベルト２に設けられているマークＭ１をマーク検出センサＳで検出したら、そのタイミングで第１作像部６により第１色目のイエローの画像形成を開始する。次に、マークＭ２をマーク検出センサＳで検出したら、そのタイミングを基準に第２作像部７により第２色目のマゼンタの画像形成を開始するのだが、このとき図１に示すようにマークＭ１から２色目のマゼンタの書込み開始までに感光体ベルト２が移動する距離Ｙよりも、マークＭ１とマークＭ２の間隔ｙ１をほんの僅かに短い間隔（つまり、マークＭ２を距離Ｙより僅かに短い距離をおいて配置）とし、マークＭ２検出後に微少の時間をおいて第２色目のマゼンタの画像形成を開始するようにしている。このマゼンタの画像形成開始タイミングは、イエローのトナー像にマゼンタのトナー像がずれることなく重なり合うように予め調整／設定されている。シアン、ブラックに関しても同様であり、先行するマークから次の色の書込み開始までに感光体ベルト２が移動する距離Ｙよりも僅かに短い間隔ｙ２、ｙ３のマークＭ３及びＭ４をマーク検出センサＳで検出し、そのタイミングを基準に、第３作像部８及び第４作像部９によりシアン、ブラックの画像形成を開始する。

マークＭ１がマーク検出センサＳで検出されると、マークＭ１を検出してから主走査同期信号のカウンタがリセットされカウントを開始する。マークＭ１のマーク検出信号から、例えば１つ目の主走査同期信号のタイミング、すなわち主走査同期信号のカウント値が１になると、第１作像部６において、書込みユニット２１により第１色目のイエローの書込みが開始され、感光体ベルト２への潜像の形成が開始される。この潜像を第１現像装置６ａで現像を行い、感光体ベルト２上にイエローのトナー像を形成する。マーク検出信号と主走査同期信号は非同期であるため、検出タイミングによりマーク検出信号から次の主走査同期信号検出までの時間差が最大で１走査分となる。

次に、マークＭ２がマーク検出センサＳで検出されると、主走査同期信号のカウンタはリセットされカウントを開始する。マークＭ２のマーク検出信号から、例えば３つ目の主走査同期信号のタイミング、すなわち主走査同期信号のカウント値が３になると、第２作像部７において、書込みユニット２１により第２色目のマゼンタの書込みが開始され、感光体ベルト２への潜像の形成が開始される。この潜像を第２現像装置７ａで現像を行い、感光体ベルト２のイエローのトナー像上にマゼンタのトナー像が重ね形成される。

以後、同様にマークＭ３、Ｍ４の検出により、主走査同期信号のカウント値が、例えば４及び５となると、第３作像部８、第４作像部９において、各書込みが開始され、第３現像装置８ａ、第４現像装置９ａでシアン、ブラックの現像を行い、感光体ベルト２上に４色のトナー像が重ね形成される。

書込みタイミングを決める主走査同期信号のカウント値は、重なり合うトナー像の位置がずれることのないように所定のカウント値が各色ごとに予め調整／設定される。カウント値の数が多いということは、距離Ｙからマークが離れていることを意味し、マーク検出から書込み開始までの時間がかかることとなり、感光体ベルト２の速度変動の影響を受け易くなる。したがって、カウント値の数ができるだけ少なくなるように、各マークの位置を距離Ｙよりもほんの僅かに短い距離をおいて配置する必要がある。

図３は、図１の感光体ベルト２に別の形態例を施したものである。図３に示すように、第１色目のイエローの書込み開始基準となるマークＭ１から第２色目のマゼンタの書込み開始までに移動する距離と僅かに短い距離をおいて配置されるマークＭ２、マークＭ２から第３色目のシアンの書込み開始までに移動する距離と僅かに短い距離をおいて配置されるマークＭ３、マークＭ３から第４色目のブラックの書込み開始までに移動する距離と僅かに短い距離をおいて配置されるマークＭ４の、４つのマークＭ１〜Ｍ４組合せグループをもう１組、感光体ベルト２の別の箇所に配置した。本実施の形態では、感光体ベルト２の長さの関係で合計２組としたが、周長が長くなれば更に組数を増やすことができる。通常は、画像形成動作開始時に制御手段のタイマを用いて各マーク間の時間間隔を求め、その時間と予め計測しておいた時間を比較することにより、マークＭ１を特定するが、前述したように反射率の違いによりマーク検出センサＳの信号出力でマークＭ１を判別できるようにした方が、制御手段の負荷を低減することができる。２個あるマークＭ１から書込み開始基準とするマークＭ１を任意（どちらが基準となっても構わない）に決め、決めたマークＭ１のグループを判別し、そのマークＭ１以降に検出されるマークＭ２〜Ｍ４を特定する。以下、各マークを各色の書込み開始基準として書込みを開始する。

図４は、図１の画像形成部１とは別の実施の形態の構成を示す概略側面図である（説明に係わる主要部のみ図示し、その他は省略している）。単一のマークＭと、そのマークを検出し各色の画像形成動作開始基準とするマーク検出センサＳ1〜Ｓ４が感光体ベルト２の移動方向に沿って配置された形態例である。つまり、図１のマークＭ１〜Ｍ４とマーク検出センサＳの関係とは逆の関係となっており、図１のマークＭ１〜Ｍ４の代わりにマーク検出センサＳ1〜Ｓ４、図１のマーク検出センサＳの代わりにマークＭを設けている。マーク検出センサＳ1〜Ｓ４の配置関係は図１のマークＭ１〜Ｍ４の配置関係と同様である。つまり、マーク検出センサＳ２〜Ｓ４を、マークＭが上流側のマーク検出センサを通過してから次の色の書込み開始までに感光体ベルト２が移動する距離より僅かに短い距離をおいて配置した。また、マーク検出センサＳ1〜Ｓ４のうち、マーク検出センサＳ１は各色の重ね合せの基準である第１色目の書込み基準となるので、マーク検出センサＳ1を駆動ローラ３のできるだけ近くに設けた。理由は図１の場合と同じように、駆動ローラ３からの駆動力伝達ロスや感光体ベルト２の波うちや撓みなどの問題を低減し、書込み制御や駆動制御などの制御を正確に行うことができるようにするためである。マーク検出センサＳ１は駆動ローラ３の近傍であれば駆動ローラ３の上流側でも下流側でもよい。具体的に図４，５を用いて説明する。

感光体ベルト２に設けられているマークＭをマーク検出センサＳ１で検出したら、そのタイミングで第１作像部６により第１色目のイエローの画像形成を開始する。次に、マークＭをマーク検出センサＳ２で検出したら、そのタイミングを基準に第２作像部７により第２色目のマゼンタの画像形成を開始する。このとき図４に示すようにマーク検出センサＳ１のマークＭ検出から２色目のマゼンタの書込み開始までに感光体ベルト２が移動する距離Ｙよりも、マーク検出センサＳ１とＳ２の間隔ｙ１をほんの僅かに短い間隔（つまり、マーク検出センサＳ２を距離Ｙより僅かに短い距離をおいて配置）とし、マークＭをマーク検出センサＳ２で検出後に微少の時間をおいて第２色目のマゼンタの画像形成を開始するようにしている。このマゼンタの画像形成を開始タイミングは、イエローのトナー像にマゼンタのトナー像がずれることなく重なり合うように予め調整／設定されている。シアン、ブラックに関しても同様であり、上流側に配置しているマーク検出センサのマークＭ検出から次の色の書込み開始までに感光体ベルト２が移動する距離Ｙよりも僅かに短い間隔ｙ２、ｙ３のマーク検出センサＳ３及びＳ４でマークＭを検出し、そのタイミングを基準に、第３作像部８及び第４作像部９によりシアン、ブラックの画像形成を開始する。

図５に示すように、マークＭがマーク検出センサＳ１で検出されると、マークＭを検出してから主走査同期信号のカウンタがリセットされカウントを開始する。マーク検出センサＳ１によるマークＭのマーク検出信号から、例えば１つ目の主走査同期信号のタイミング、すなわち主走査同期信号のカウント値が１になると、第１作像部６において、書込みユニット２１により第１色目のイエローの書込みが開始され、感光体ベルト２への潜像の形成が開始される。この潜像を第１現像装置６ａで現像を行い、感光体ベルト２上にイエローのトナー像を形成する。マーク検出信号と主走査同期信号は非同期であるため、検出タイミングによりマーク検出信号から次の主走査同期信号検出までの時間差が最大で１走査分となる。

次に、マークＭがマーク検出センサＳ２で検出されると、主走査同期信号のカウンタはリセットされカウントを開始する。マーク検出センサＳ２によるマークＭのマーク検出信号から、例えば３つ目の主走査同期信号のタイミング、すなわち主走査同期信号のカウント値が３になると、第２作像部７において、書込みユニット２１により第２色目のマゼンタの書込みが開始され、感光体ベルト２への潜像の形成が開始される。この潜像を第２現像装置７ａで現像を行い、感光体ベルト２のイエローのトナー像上にマゼンタのトナー像が重ね形成される。

以後、同様にマーク検出センサＳ３、Ｓ４によるマークＭの検出により、主走査同期信号のカウント値が、例えば４及び５となると、第３作像部８、第４作像部９において、各書込みが開始され、第３現像装置８ａ、第４現像装置９ａでシアン、ブラックの現像を行い、感光体ベルト２上に４色のトナー像が重ね形成される。

書込みタイミングを決める主走査同期信号のカウント値は、重なり合うトナー像の位置がずれることのないように所定のカウント値が各色ごとに予め調整／設定される。カウント値の数が多いということは、距離Ｙに対してマークＭが通過するマーク検出センサＳ２、Ｓ３、Ｓ４に位置が離れていることを意味し、マーク検出から書込み開始までの時間がかかることとなり、感光体ベルト２の速度変動の影響を受け易くなる。したがって、カウント値の数ができるだけ少なくなるように、マーク検出センサＳ２、Ｓ３、Ｓ４の位置を距離Ｙよりもほんの僅かに短い距離をおいて配置する必要がある。なお、各色の書込み開始基準となる各マーク検出センサの特定は、ハード的な違いを制御手段の中で容易に判別できるので特別なことをしなくてよい。

図１及び図４に示す画像形成部１において、本実施の形態の書込み制御手段によれば位置ずれを低減することができる。しかし、第１作像部６で形成される第１色目と、第４作像部９で形成される第４色目では、微小な誤差が累積され色ずれが起り易い。したがって、色ずれの起り易い第４作像部９で形成される第４色目をイエローとすることにより、イエローのような淡色部を多く含む画像形成において、目視で認識される色ずれ量を低減した画像形成を行うことができる。また、第４色目をブラックとすることにより、テキスト等の黒文字を多く含む画像形成において、目視で認識されるカラー画像部の色ずれ量を低減した画像形成を行うことができる。更には、最も色ずれが起り易い第４色目をブラック、その次に色ずれが起り易い第３色目をイエローとすることにより、淡色部と黒文字等を多く含む画像形成において、目視で認識される色ずれ量を低減した画像形成を行うことができる。

なお、前記実施の形態は、好ましい一例を示したにすぎずない。像担持体としては感光体ベルトに限らず、感光体ドラムや中間転写ベルト等でもよい。また、書込み基準マークや検出手段として示したマークやセンサも、実施の形態に限定されるものではなく、その具体的な構成は特許請求の範囲内の記載であれば他の設計に変形したりすることが可能であることは言うまでもない。

次に、特許請求の範囲の請求項２以下に記載した発明の特有な効果について説明する。請求項２に記載した発明によれば、最上流側の書込み基準マークである第１のマークを特定できるようにし、常に第１のマークを検出してから第１色目の書込み動作に入るようにしたので、マーク検出ミスによる誤動作が起こらない安定確実な画像形成が可能となる。また、第１のマークの特定を複雑な制御手段の判別機能によらず、簡単な方法でできるので、制御手段の簡略化、低コスト化が可能となる。

請求項３に記載した発明によれば、書込み基準マークの組合せグループを像担持体の複数箇所に設けたので、像担持体の常に同じ位置で画像形成を行うことを回避することができ、画像形成の際に像担持体が受ける種々の消耗、例えば帯電部での放電等による電気的消耗や、書込み等による光疲労、クリーニング部でのブレード等による機械的消耗、などを原因とする像担持体の寿命時期、交換時期を遅らせることができる。また、像担持体上の複数箇所に書込み開始位置が得られるので、像担持体に複数枚数の画像を形成しても、それぞれの書込み開始位置を高精度に合わせ込むことができ、高品位な画像を得ることができる。

請求項４に記載した発明によれば、像担持体がベルト状である場合、書込み基準マークを検出する検出手段を駆動ローラの近傍に設けたので、像担持体を介することによる駆動ローラからの駆動力伝達ロスを少なくして、マークを基準とする書込み制御や駆動制御などの制御を正確に行うことができる。また、共振など振動による像担持体の波うちや撓みなどによる検出ミスの恐れも低減することができる。

請求項５に記載した発明によれば、複数の検出手段を、マークが上流側検出手段を通過してから次の色の書込み開始までに像担持体が移動する距離より僅かに短い間隔をおいて配置し、各色の書込みタイミングを、各色に対応する検出手段のそれぞれの検出信号に基づく主走査同期信号及び副走査画像形成開始信号に従って開始するようにしたので、像担持体の速度変動の影響を抑え、各色の書込み開始位置を高精度に合わせ込むことができる。したがって、像担持体上で重ね合わせるトナー像の位置ずれを大幅に低減することができるので、高品位な画像を得ることができる。

請求項６に記載した発明によれば、像担持体がベルト状である場合、書込み基準マークを検出する検出手段のうち、最上流側の検出手段を駆動ローラの近傍に設けたので、像担持体を介することによる駆動ローラからの駆動力伝達ロスを少なくして、マークを基準とする書込み制御や駆動制御などの制御を正確に行うことができる。また、共振など振動による像担持体の波うちや撓みなどによる検出ミスの恐れも低減することができる。

請求項７に記載した発明によれば、像担持体の最下流の現像手段をイエローとすることで、目視で認識し難い色を考慮し、実際に目視で認識される色ずれ量を低減した高品位な画像を得ることができる。請求項８に記載した発明によれば、像担持体の最下流の現像手段をブラックとすることで、テキスト等の黒文字を多く含む画像で、目視で認識される色ずれ量を低減した高品位な画像を得ることができる。請求項９に記載した発明によれば、像担持体の最下流の現像手段をブラック、そのブラック現像手段の１つ手前の現像手段をイエローとすることで、目視で認識し難い色と黒文字等を多く含む画像で、目視で認識される色ずれ量を低減した高品位な画像を得ることができる。

この発明の一実施の形態であるカラー画像形成装置の画像形成部の構成を示す概略側面図である。 同上のマーク検出センサのマーク検出信号、副走査方向の画像形成開始信号、主走査同期信号のタイミング等を示す図面である。 感光体ベルト上の複数箇所にマークグループを配置した例を示す図面である。 別の実施の形態の構成を示す概略側面図である。 同上のマーク検出センサのマーク検出信号、副走査方向の画像形成開始信号、主走査同期信号のタイミング等を示す図面である。

符号の説明

１ 画像形成部
２ 感光体ベルト（像担持体）
３ 駆動ローラ
４ テンションローラ
５ 転写対向ローラ
６ 第１作像部
６ａ 第１現像装置（現像手段）
７ 第２作像部
７ａ 第２現像装置（現像手段）
８ 第３作像部
８ａ 第３現像装置（現像手段）
９ 第４作像部
９ａ 第４現像装置（現像手段）
２１ 書込みユニット（書込み手段）
Ｓ，Ｓ1〜Ｓ４ マーク検出センサ（検出手段）
Ｍ，Ｍ１〜Ｍ４ マーク（書込み基準マーク）

Claims (9)

1. 像担持体と、該像担持体の表面外周に沿って順次配置され、書込み手段による像担持体上の潜像をトナーで可視像化する複数色の現像手段とを具えた画像形成装置において、
   前記各現像手段とそれぞれ対応する書込み基準マークが前記像担持体に、その移動方向に沿って複数設けられ、前記書込み基準マークを検出する１つの検出手段が設けられ、前記複数の書込み基準マークは、先行するマークが前記検出手段で検出されてから次の色の書込み開始までに前記像担持体が移動する距離より僅かに短い間隔をおいて配置され、前記像担持体が１回転する間に、各色に対応する書込み基準マークそれぞれを検出する前記検出手段の検出信号に基づく主走査同期信号及び副走査方向の画像形成開始信号に従って前記書込み手段による各色の書込みが開始するように制御する制御手段が設けられていることを特徴とする画像形成装置。
2. 最上流側の書込み基準マークである第１のマークとそれ以外のマークの検出信号レベルに差異を発生させることにより、第１のマークとそれ以外のマークとの違いを判別できるように構成され、常に第１のマークを検出してから第１色目の書込み動作に入るようになっている請求項１に記載の画像形成装置。
3. 複数の書込み基準マークが１つのグループを構成し、このグループが前記像担持体の複数箇所に設けられている請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 像担持体がベルト状の像担持体であり、書込み基準マークを検出する検出手段が像担持体を駆動する駆動ローラの近傍に設けられている請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 像担持体と、該像担持体の表面外周に沿って順次配置され、書込み手段による像担持体上の潜像をトナーで可視像化する複数色の現像手段とを具えた画像形成装置において、
   １つの書込み基準マークが前記像担持体に設けられ、この書込み基準マークを検出する検出手段が前記各現像手段とそれぞれ対応する前記像担持体の移動方向に沿って複数設けられ、これら検出手段は、マークが先行する検出手段で検出されてから次の色の書込み開始までに前記像担持体が移動する距離より僅かに短い間隔をおいて配置され、前記像担持体が１回転する間に、各色に対応する検出手段それぞれの基準マークを検出する検出信号に基づく主走査同期信号及び副走査方向の画像形成開始信号に従って前記書込み手段による各色の書込みが開始するように制御する制御手段が設けられていることを特徴とする画像形成装置。
6. 像担持体がベルト状の像担持体であり、書込み基準マークを検出する検出手段のうち、最上流側の検出手段が像担持体を駆動する駆動ローラの近傍に設けられている請求項５に記載の画像形成装置。
7. 複数色の現像手段のうち、像担持体の最下流で最後に現像動作を行う現像手段の色がイエローである請求項１ないし６のいずれかに記載の画像形成装置。
8. 複数色の現像手段のうち、像担持体の最下流で最後に現像動作を行う現像手段の色がブラックである請求項１ないし６のいずれかに記載の画像形成装置。
9. 複数色の現像手段のうち、像担持体の最下流で最後に現像動作を行う現像手段の色がブラックであり、該ブラック現像手段の１つ手前の現像手段の色がイエローである請求項１ないし６のいずれかに記載の画像形成装置。

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