JP2009098267A - 画像形成装置及びその色ずれ補正方法。 - Google Patents

Abstract

【課題】搬送ベルトによって搬送される記録紙に、搬送路に沿って配設された複数の画像形成ユニット及び転写部材で順次トナー像を転写するカラープリンタにおいては、記録紙を搬送する際の搬送速度の変動によっても色ずれが生じ、これを補正するのが困難であった。
【解決手段】搬送ベルト１８によって記録紙４０を搬送していない状態で、画像形成ユニット２Ｋによって形成された黒パターンを搬送ベルト１８に転写し、この搬送ベルト１８によって記録紙４０を搬送している状態で、画像形成ユニット２Ｃによって形成されたシアンパターンを通常印刷時の所定の転写タイミングで搬送ベルト１８に転写し、両パターンの相対的な位置ずれ情報を検出し、記録紙４０への実際の印刷時に、位置ずれ情報に基づいて記録紙４０の搬送速度を補正する。
【選択図】図８

Description

本発明は、電子写真方式を用いた画像形成装置に関し、特にカラー画像形成時の色ずれ補正方法に関する。

従来、複数の画像形成ユニットにより複数色の画像データを順次重ね合わせてカラー印刷を行う画像形成装置において発生する色ずれ方法として、例えば、装置への電源投入時に、トナーの転写部材であり転写媒体の搬送部材でもある搬送ベルト上に直接色ずれ検出用パターンを印刷し、色ずれセンサでこの色ずれ検出用パターンを読み取り、検出された色ずれ量を使って、画像データの書き出し位置を調整するものがあった（例えば、特許文献１参照）。

特開平１０―３１５５４５号公報（第１１〜１４頁、図１０）

然しながら、上記した従来の方法においては、色ずれ量を検出するときの状態が実印刷状態とは異なっている。即ち、従来技術では位置ずれ検出パターンを印刷する際に、転写媒体としての印刷用紙がフィードされていないため、フィード時に生ずる、給紙部や排紙部の走行負荷による色ずれ量が考慮されないまま色ずれ補正が実施されることになり、このため実印刷状態においては正確な色ずれ補正が行えないという問題があった。

本発明の目的は、これらの問題点を解消し、印刷用紙をフィードする実印刷状態において発生する色ずれも含めた色ずれ補正を可能とする画像形成装置及びその色ずれ補正方法を提供することにある。

本発明による画像形成装置は、像担持体に現像剤を付着させて現像する複数の画像形成ユニットを有する画像形成装置において、
前記像担持体との間で転写媒体を挟持搬送する転写部と、該転写部を駆動するための転写部駆動手段と、前記転写媒体を前記転写部に送り出す搬送回転部材と、該搬送回転部材を駆動する為の搬送回転部材駆動手段と、前記転写部の表面に付着した現像剤の色ずれ量を検出する色ずれ量検出部と、前記色ずれ量検出部により検出された色ずれ量に応じて前記搬送部材駆動手段の速度を変更する制御部とを備え、
前記制御部は印刷動作が開始されて対象となる画像形成部に、前記転写媒体の先端が到達する前後で、検出された前記色ずれ量を基に前記搬送部材駆動手段の速度を制御することを特徴とする。

本発明による画像形成装置の色ずれ補正方法は、像担持体に現像剤を付着させて現像を形成する画像形成ユニットを、搬送ベルトによって搬送される転写媒体の搬送経路に沿って複数配置し、異なる色の現像を所定のタイミングで順次前記転写媒体に転写する画像形成装置の色ずれ補正方法であって、
前記搬送ベルトによって前記転写媒体を搬送していない状態で、第１の画像形成ユニットによって形成された第１の検出パターンを前記搬送ベルトに転写する工程と、前記搬送ベルトによって前記転写媒体を搬送している状態で、前記第１の画像形成ユニットより、前記転写媒体の搬送方向の下流側に配置された第２の画像形成ユニットによって形成された第２の検出パターンを前記搬送ベルトに転写する工程と、前記第１の検出パターンと前記第２の検出パターンとの相対的な位置ずれ情報を検出する工程と、前記位置ずれ情報を記憶する工程と、前記転写媒体に前記異なる色の現像を前記所定のタイミングで順次転写する際に、前記位置ずれ情報に基づいて前記転写媒体上の転写位置を補正する工程とを有することを特徴とする。

本発明によれば、転写媒体に通常の印刷を実行する際に、転写媒体の搬送条件に起因して発生する、各色の現像の転写媒体への転写位置ずれを補正することができる。

実施の形態１．
図１は、本発明による画像形成装置としての実施の形態１のプリンタの要部構成を正面からみた要部構成図である。

同図において、プリンタ１００は、ブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の４色を印刷可能な電子写真式プリンタとしての構成を備えている。プリンタ１００の内部には、転写媒体である記録紙４０の搬送経路に沿ってその上流側から順にブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、及びシアン（Ｃ）用の画像形成ユニット２Ｋ，２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ（これらを総称する場合は画像形成ユニット２と称す）が配置されている。

記録紙４０は、図示しない用紙カセットから一枚ずつ分離して取り出され、所定の搬送経路に沿って搬送される。このうち図１に示す搬送経路には、その上流側から順に、入口走行センサ１２、搬送ローラ１４及び従動ローラ１５、書き込み走行センサ１３、無端状で記録紙４０の搬送を行う搬送ベルト１８、この搬送ベルト１８に沿って配置された上記４つの画像形成ユニット２、内部にハロゲンランプなどのヒータ（発熱体）を有して記録紙４０を加熱及び加圧し、記録紙４０に現像剤であるトナーによる現像の定着を行う定着ユニット５０、及び記録紙４０の排出を確認する排出センサ３０が配設されている。

入口走行センサ１２は、記録紙４０が搬送ローラ１４の手前まで到達したことを検出するためのセンサであり、書き込み走行センサ１３は、記録用紙４０が搬送ベルト１８の直前まで到達したことを検出し、更に各画像形成ユニット２がこの検出に同期した所定のタイミングで後述する転写動作を開始するためのセンサである。

搬送ローラ１４は、入口走行センサ１２が記録紙４０を検出した後の、更に記録紙４０が従動ローラ１５とのニップ部に突き当たった後のタイミングで搬送を開始し、これにより記録紙４０の斜行を矯正すると共に、後述するように記録紙４０の搬送を継続する。給紙モータ２２はアイドルギヤ２１を介して搬送ローラ１４を回転させ、従動ローラ１５は搬送ローラ１４とニップを形成し、搬送ローラ１４に連れ周りで回転して記録紙４０の搬送を補助する。

各画像形成ユニット２は、それぞれブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色のトナー現像を形成するため、各々対応する静電潜像を形成する露光装置３Ｋ，３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ（これらを総称する場合は露光装置３と称す）を装着している。尚、直列に並べられた４つの画像形成ユニット２は全て同じ構成であり、使用されるトナーの色、即ち、ブラック（Ｋ）イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）のみが異なる。従って、ここでは代表してブラック（Ｋ）の画像形成ユニット２Ｋを例にしてその内部構成を説明し、他の画像形成ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃの内部構成についての説明は省略する。

ブラック（Ｋ）用の画像形成ユニット２Ｋは、トナー像を担持する像担持体としての感光体ドラム４Ｋ、感光体ドラム４Ｋの表面を帯電させる帯電ローラ５Ｋ、帯電した感光体ドラム４Ｋの表面に静電潜像を形成する露光装置３Ｋ、静電潜像をトナーによりトナー現像として顕像化する現像ローラ６Ｋ、トナー（ここではブラック（Ｋ））を収容して供給する図示しないトナータンク、現像ローラ６Ｋにトナータンクのトナーを供給する図示しないトナー供給用スポンジローラ、及び現像ローラ６Ｋの表面のトナーを薄層化する現像ブレード８Ｋなどを備える。尚、画像形成ユニット２Ｋ中の各ローラに記した矢印は、各ローラの回転方向を示している。

同様にして、帯電ローラ５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ（５Ｋも含め、これらを総称する場合は帯電ローラ５と称す）、ＬＥＤヘッド３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ（３Ｋも含め、これらを総称する場合はＬＥＤヘッド３と称す）、現像ローラ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ（６Ｋも含め、これらを総称する場合は現像ローラ６と称す）、現像ブレード８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ（８Ｋも含め、これらを総称する場合は現像ブレード８と称す）、及び図示しないトナータンクとトナー供給用スポンジローラが、各々画像形成ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃに備えられている。

転写部２５は、記録紙４０を静電吸着して搬送する前記した搬送ベルト１８、アイドルギヤ２３を介してベルトモータ２４によって回転駆動され、搬送ベルト１８を駆動するベルト駆動ローラ１７、ベルト駆動ローラ１７と対を成して搬送ベルト１８を張架するベルト従動ローラ１６、前記した各画像形成ユニット２の感光体ドラム４に、それぞれ搬送ベルト１８を介して対向して圧接するよう配置され、トナー現像を記録紙４０に転写するよう電圧を印加する４つの転写ローラ１０Ｋ，１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ（これらを総称する場合は転写ローラ１０と称す）などを有する。

転写部２５の搬送ベルト１８及び転写ローラ１０は、画像形成ユニット２と同期して駆動され、搬送ベルト１８に静電吸着された記録紙４０に各色のトナー現像を順次重ね合わせて転写する。このようにして各画像形成ユニット２及び転写部２５で画像を転写された記録紙４０は、トナー現像を熱と圧力で記録紙４０の表面に融着させる定着ユニット５０へ送り出される。

定着ユニット５０は、内部にヒータを備えた定着ローラ５１と、バックアップローラ５２とからなるローラ対を備えており、トナー現像が転写されて送り込まれる記録紙４０上のトナー現像に熱と圧力を印加してトナー現像を融解して記録紙４０に定着させる。定着モータ５６は、アイドルギヤ５３，５４，５５を介して定着ローラ５１を回転駆動し、バックアップローラ２５は定着ローラ２４と共に未定着のトナー現像の付着した記録紙４０を挟持搬送しながこのトナー現像を定着させるためのローラである。クリーニングブレード２６は、後述するように搬送ベルト１８上へ転写された位置ずれ検出パターンやその他のトナーを掻き落とす為のもので、掻き落とされた廃トナーは廃トナーボックス２７へ貯められる。

排出走行センサ３０は、記録紙４０が定着ローラ５１の上流側で詰まることなく、通過したことを検出するためのセンサであり、そして色ずれセンサ１９は、後述するように搬送ベルト１８上へ転写された位置ずれ検出パターンを読み取るためのもので、記録紙４０の搬送方向とは垂直な方向に間隔を空けて２つ設置されている。

図２は、プリンタ１００の本発明に関与する動作を制御する制御系の要部構成を示すブロック図である。以下、図１を参照しながらこの制御系について説明する。

同図中、制御部２００は、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力ポート、タイマ、演算部２００ａ、記憶部２００ｂ等によって構成され、ＰＣ等の上位装置から画像データ及び制御コマンドを受信すると、プリンタ１００（図１）の全体のシーケンスを制御し、各種印刷プロセス条件を変更しながら印刷動作を各制御部２０１〜２０４に指示する機能を有する。演算部２００ａでは、後述するように色ずれセンサ１９から入力したセンサ出力に基づいて速度補正量を算出し、記憶部２００ａは、この速度補正量を後述する黒パターン形成領域７１の各領域に対応させて保存する。センサ群２０５は、プリンタ１００の動作状態を監視するための各種センサ、例えば用紙位置を検出する入口走行センサ１２、書込み走行センサ１３、及び排出走行センサ１９（図１）や、上記した色ずれを検知する色ずれセンサ１９（図１）等からなる。

画像形成制御部２０１は、制御部２００の指示によって、トナー現像を形成する画像形成部６０の各動作を制御する。ここでの画像形成部６０は、直列に並べられた４つの画像形成ユニット２及び転写ローラ１０等が相当し、例えば、各画像形成ユニット２（図１）の感光体ドラム４を駆動する図示しない画像形成ユニット駆動モータの回転動作、各露光装置３（図１）の露光開始タイミングを含む露光動作、転写ローラ１０への電圧印加等を実行する。給紙搬送制御部２０２は、制御部２００の指示によって、記録紙４０を搬送するための動作、例えば図１に示す搬送ローラ１４を回転駆動する給紙モータ２２や、図示しない用紙カセットから記録紙を一枚ずつ分離して搬送路に送り出すための給紙部２１０の図示しない各ローラを駆動するモータの回転動作、等を実行する。

ベルト駆動制御部２０３は、制御部２００の指示によって、図１に示すベルト駆動ローラ１７を駆動するベルトモータ２４の回転動作を実行して、搬送ベルト１８の矢印方向移動を制御する。定着制御部２０４は、制御部２００の指示によって、定着ユニット５０（図１）の定着ローラ５１及びバックアップローラ５２を回転駆動する定着モータ５６、及び図示しない熱源としてのハロゲンランプ等の動作を制御し実行する。

以上の構成において、プリンタ１００が行なう色ずれ補正時の各部の動作について、以下に説明する。図３、図４は、転写媒体である記録紙４０が、搬送ローラ１４と従動ローラ１５の対、及び搬送ベルト１８と各感光体ドラム４によって搬送される搬送動作を説明するための動作説明図である。先ず図１〜図４を参照しながら、記録紙４０の搬送動作について説明する。

プリンタ１００は、図示しない電源スイッチがオンされると、イニシャル動作を開始する。一般的に、イニシャル動作では、色ずれ補正、濃度補正、消耗品の実装状態、定着ユニット５０の図示しないヒータのプレヒート等が行われ、所定の確認動作や準備がすべて終了するとオンライン状態になり、ＰＣ等の上位装置からの画像データ及び制御コマンドの受信が可能な状態となる。

印刷命令により印刷が開始されると、記録紙４０が、図示しない用紙カセットから搬送路に送り出され、やがて入口走行センサ１２（図１）に至ってその先端部の通過が検出される。搬送ローラ１４は、入口走行センサ１２によるこの検出に同期して回転を開始し、図３に示すようにニップを形成する従動ローラ１５と共に記録紙４０の斜行を矯正しつつこれを搬送する。
尚、図３、図４では、搬送ローラ１４と従動ローラ１５とのニップ部のニップ位置をＰ６、書き込み走行センサ１３による用紙検出位置をＰ１、搬送ベルト１８を介して各転写ローラ１０Ｋ，１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃと対向する感光体ドラム４Ｋ，４Ｙ，４Ｍ，４Ｃとで形成されるニップ部のニップ位置をＰ２〜Ｐ５として示している。

書き込み走行センサ１３は、検出位置Ｐ１で記録紙４０の通過を検出し、用紙通過を示す印刷プロセス開始トリガ信号を制御部２００（図２）に通知する。制御部２００は、この通知を受けて、各制御部２０１，２０２，２０３，２０４に印刷プロセス開始のための制御を指示する。これにより、例えば各画像形成ユニット２は、所定の転写タイミングで記録紙４０への転写を実行することにより、記録紙４０の所望位置に各色のトナー現像を転写できるように、各露光装置３による上記トリガ信号に同期した感光体ドラム４への露光を開始する。

記録紙４０は、検出位置Ｐ１を通過した後、その先端部が搬送ベルト１８に達し、先端部から順次搬送ベルト１４に吸着されて同方向移動を続け、やがて図４に示すようにその先端部が搬送ベルト１８と感光体ドラム４Ｋのニップ部であるニップ位置Ｐ２に達する。記録紙４０の先端部がニップ位置Ｐ２を通過すると、感光体ドラム４Ｋと搬送ベルト１８で挟持された記録紙４０は、ニップ位置Ｐ２では、ベルトモータ２４（図１）の駆動力を受けた搬送ベルト１８のベルト搬送速度Ｖｂで搬送され、ニップ位置Ｐ６では、給紙モータ２２の駆動力を受けた搬送ローラ１４のローラ搬送速度Ｖｒで搬送されようとする。

ここで、ローラ搬送速度Ｖｒが搬送目標速度にあるベルト搬送速度Ｖｂより小さい場合には、記録紙４０は、ニップ位置Ｐ２のニップ部に入り込む瞬間にブレーキとなる負荷を受け、搬送目標速度よりも一瞬遅い速度で搬送されることになり、これに伴ってベルト搬送速度Ｖｂも搬送目標速度よりも一瞬遅い速度となる。これらの速度低下は、記録紙４０がニップ位置Ｐ２のニップ部に挿入されるときの摩擦負荷とニップ位置Ｐ６で記録紙４０が受けるブレーキ負荷が原因であり、記録紙４０の先端がニップ位置Ｐ２のニップ部を通過した段階で解消される。後述するように、この一瞬の速度低下が色ずれの要因となる。

続いて記録紙４０の先端がニップ位置Ｐ３に到達するとき、記録紙４０と搬送ベルト１８のベルト搬送速度Ｖｂは既に搬送目標速度で安定しているため、記録紙４０によって受ける負荷の影響は無いが、先端がニップ位置Ｐ３のニップ部に挿入するときの摩擦負荷はニップ位置Ｐ２での場合と同様に発生する。このため、ここでも記録紙４０と搬送ベルト１８のベルト搬送速度Ｖｂは、共に搬送目標速度よりも一瞬遅い速度となるが、記録紙４０がニップ位置Ｐ２、Ｐ３の２つのニップ部による強い搬送力を受けるため、ここでの速度低下は、ニップ位置Ｐ２での速度低下に比べて小さくなる。

同様にして、記録紙４０の先端部がニップ位置Ｐ４，Ｐ５を通過する際にも記録紙４０と搬送ベルト１８のベルト搬送速度Ｖｂは、ニップ部に挿入するときの摩擦負荷を受けて一瞬遅い速度となるが、その低下量は、搬送力を受けるニップ部の数が増えるにつれて搬送力が増加し、摩擦負荷の影響が低下するために小さくなっていく。

以上のようにして記録紙４０は、各画像形成ユニット２Ｋ，２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ（図１）を順次通過し、各画像形成ユニット２と転写ローラ１０は、記録紙４０がニップ位置Ｐ２〜Ｐ５の対応するニップ部を通過するタイミングで、順次各色のトナー画像を記録紙４０に転写する。

図５は、ベルト搬送速度Ｖｂ＞ローラ搬送速度Ｖｒ の状態で、上記したように、記録紙４０が各ニップ位置Ｐ２〜Ｐ５を通過して順次トナー画像が転写される際の、搬送ベルト１８のベルト搬送速度Ｖｂの変化を示す速度変化図である。同図において縦軸はベルト搬送速度Ｖｂを、横軸は時間経過をそれぞれ示し、時刻ｔ１は記録紙４０の先端が図３，４に示す検出位置Ｐ１に達した時刻であり、時刻ｔ２〜ｔ５は記録紙４０の先端が図３，４に示すニップ位置Ｐ２〜Ｐ５に順次達した時刻を示している。

記録紙４０の先端が書き込み走行センサ１３による用紙検出位置Ｐ１に達した時刻ｔ１の段階では、また搬送ベルト１８は負荷を受けないため、ベルト搬送速度Ｖｂは搬送目標速度で駆動されている。記録紙４０の先端がニップ位置Ｐ２達した時刻ｔ２において、前記したように搬送ベルト１８が負荷の影響を最も大きく受けてベルト搬送速度Ｖｂが一時的に変動してレベルａまで低下する。但し、この速度変動は、記録紙４０の先端がニップ位置Ｐ１のニップ部を通過し、再び安定した搬送ができる状態になるまでの短時間のみである。

同様に、記録紙４０の先端が、ニップ位置Ｐ３に達した時刻ｔ３、ニップ位置Ｐ４に達した時刻ｔ４、そしてニップ位置Ｐ５に達した時刻ｔ５にも、前記したように摩擦負荷の影響を受けてベルト搬送速度Ｖｂが一時的に変動し、それぞれレベルｂ、レベルｃ、そしてレベルｄまで低下する。低下した時の速度レベルは、前記した理由によって、
レベルａ＜レベルｂ＜レベルｃ＜レベルｄの関係がある。
尚、ベルト搬送速度Ｖｂ≦ローラ搬送速度Ｖｒの場合には、記録紙４０が弛む場合があるものの、ベルト搬送速度Ｖｂは搬送目標速度で駆動される。

次に、ベルト搬送速度Ｖｂの変動と色ずれの関係について説明する。

図６は、記録紙４０の搬送速度が、各ニップ位置Ｐ２〜Ｐ５で上記したようにレベル変動する際の位置ずれ量を示すグラフである。同図のグラフにおける縦軸は搬送経路上の各ニップ位置Ｐ１〜Ｐ５の距離を示し、横軸は上記した時刻ｔ１〜ｔ５を含む時間軸である。同図の線Ｌ１は、記録紙４０の搬送速度に変動がなく、常に搬送目標速度で搬送された場合の記録紙４０の移動の様子を示す。以後、この搬送状態を無負荷状態での搬送と称す。一方、線Ｌ２は、各ニップ位置Ｐ２〜Ｐ５で上記したように速度変動する際の記録紙４０の移動の様子を示している。以後、この搬送状態を負荷状態での搬送と称す。

同図に示すように、記録紙４０が無負荷状態で搬送される場合、記録紙４０は、時間経過に単純に比例して各ニップ位置を通過していく。一方、記録紙４０が負荷状態で搬送されると、記録紙４０は、その先端が、ニップ位置Ｐ２を通過する時刻ｔ２以後遅れ量Ｄ１の遅れを生じ、ニップ位置Ｐ３を通過する時刻ｔ３以後遅れ量Ｄ２の遅れを生じ、ニップ位置Ｐ４を通過する時刻ｔ４以後遅れ量Ｄ３の遅れを生じ、ニップ位置Ｐ５を通過する時刻ｔ５以後遅れ量Ｄ４の遅れを生じる。

尚、各ニップ位置Ｐ２〜Ｐ５で発生する遅れは、前記した変動時の速度レベルａ、速度レベルｂ、速度レベルｃ、速度レベルｄによって決まり、遅れ量Ｄ２〜Ｄ４はこれらの遅れが蓄積されたものとなる。また同図に示す傾きａ〜ｄは、それぞれ速度レベルａ〜速度レベルｄを示すものである。従って、各ニップ位置Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５で発生する遅れ量は、Ｄ１，（Ｄ２−Ｄ１），（Ｄ３−Ｄ２），（Ｄ４−Ｄ３）となる。

従って、図１に示すプリンタ１００において、各色のトナー像を重ね合わせる際に、例えば、記録紙４０が書き込み走行センサ１３を通過してから、無負荷状態で搬送される記録紙４０が各ニップ位置を通過するタイミングに合わせてトナー像の転写タイミングを設定し、この無負荷時設定タイミングで上記した負荷状態で搬送される記録紙４０にトナー像を転写すると、各色（Ｋ），（Ｙ），（Ｍ），（Ｃ）のトナー現像は、それぞれ遅れ量Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４の位置ズレを生じた状態で記録紙４０に転写されることになる。

次に、上記した遅れ量Ｄ１〜Ｄ４の検出方法について説明する。

図７は、上記した遅れ量Ｄ１〜Ｄ４を検出するため、搬送ベルト１８に転写される位置ずれ検出パターンの詳細について説明するためのパターン説明図である。位置ずれ検出パターンは、例えば搬送ベルト１８の幅方向の両端部に転写されるが、ここでは、位置ずれ検出パターンが記録紙４０の搬送方向を基準とする左側の端部にのみ形成され、色ずれセンサ１９がこれらの形成された位置ずれ検出パターンを検出するものとして説明する。

この位置ずれ検出パターンは、後述するように、ベルト搬送速度Ｖｂが、記録紙４０が搬送されない無負荷状態の搬送目標速度で駆動されている搬送ベルト１８に対して、画像形成ユニット２Ｋ及び転写ローラ１０Ｋによって転写される黒パターン７０ｋと、上記した無負荷時設定タイミングで、後述するように無負荷状態及び負荷状態で画像形成ユニット２Ｃ及び転写ローラ１０Ｃによって転写されるシアンパターン７０ｃとからなる。

黒パターン７０ｋは、所定のパターン間隔Ｗｐで搬送方向に幅Ｗｋで形成され、シアンパターン７０ｃは、同じく所定の間隔Ｗｐで搬送方向の幅Ｗｃで形成される。黒パターン７０ｋの幅Ｗｋはシアンパターン７０ｃの幅Ｗｃより広く、且つ位置ずれが生じたときにシアンパターン７０ｃが隣接する黒パターン７０ｋと重ならないように、黒パターン７０ｋの幅Ｗｋ及びパターン間隔Ｗｐが設定されている。更に、各パターンは、位置ずれが生じていない状態で、対となる黒パターン７０ｋとシアンパターン７０ｃの先端位置が一致する形状に設定されている。

尚、この検出パターンに、最上流の画像形成ユニット２Ｋと最下流の画像形成ユニット２Ｃで形成されトナー像を使用するのは、後述するように、全てのニップ位置Ｐ２〜Ｐ５で生じる位置ずれが検出可能となるからである。各部での位置ずれを全て検出する必要がない場合には、他の色の組み合わせでもかまわない。

図８は、これらの検出パターンが搬送ベルト１８上に形成される過程を示す動作説明図である。尚、同図中に点線で示す搬送ベルト１８上の領域は、画像形成ユニット２Ｋ及び転写ローラ１０Ｋによって転写される黒パターン７０ｋが形成された黒パターン形成領域７１である。図９は、検出パターン形成過程の各過程で形成される検出パターンの形状を示す検出パターン形状図である。

先ず、図８（ａ）に示すように、少なくとも黒パターン７０ｋの黒パターン形成領域７１の先端がニップ位置Ｐ５に至るまで、無負荷状態で黒パターン７０ｋが転写されるように、即ち記録紙４０が搬送ベルト１８に至らないように、記録紙４０の搬送タイミングが設定される。

その後、記録紙４０が搬送されてその先端がニップ位置Ｐ２に至るとベルト搬送速度Ｖｂが一時的に変動してレベルａまで低下する。図８（ｂ）はこの時の状態を示すものである。従って、この図８（ｂ）の状態となるまでにニップ位置Ｐ５を通過した黒パターン形成領域７１の領域７１ａには、搬送ベルト４０に遅れが生じていない状態でシアンパターン７０ｃが重ねて転写されるため、図９（ａ）に示すように色ずれのない検出パターンが形成される。

その後、記録紙４０が更に搬送されてその先端がニップ位置Ｐ３に至るとベルト搬送速度Ｖｂが一時的に変動してレベルｂまで低下する。図８（ｃ）はこの時の状態を示すものである。従って、この図８（ｃ）の状態となるまでにニップ位置Ｐ５を通過した黒パターン形成領域７１の領域７１ｂには、記録紙４０の先端がニップ位置Ｐ２に至ったときに生じたレベル変動で生じた遅れ量Ｄ１（図６）に相当する色ずれが生じ、図９（ｂ）に示すように、黒パターン７０ｋに対して遅れ量Ｄ１だけシアンパターン７０ｃが搬送方向にずれて転写される。

その後、記録紙４０が更に搬送されてその先端がニップ位置Ｐ４に至るとベルト搬送速度Ｖｂが一時的に変動してレベルｃまで低下する。図８（ｄ）はこの時の状態を示すものである。従って、この図８（ｄ）の状態となるまでにニップ位置Ｐ５を通過した黒パターン形成領域７１の領域７１ｃには、前記遅れ量Ｄ１に記録紙４０の先端がニップ位置Ｐ３に至ったときに生じたレベル変動で生じた遅れ分が追加された遅れ量Ｄ２（図６）に相当する色ずれが生じ、図９（ｃ）に示すように、黒パターン７０ｋに対して遅れ量Ｄ２だけシアンパターン７０ｃが搬送方向にずれて転写される。

その後、記録紙４０が更に搬送されてその先端がニップ位置Ｐ５に至るとベルト搬送速度Ｖｂが一時的に変動してレベルｄまで低下する。図８（ｅ）はこの時の状態を示すものである。従って、この図８（ｅ）の状態となるまでにニップ位置Ｐ５を通過した黒パターン形成領域７１の領域７１ｄには、前記遅れ量Ｄ２に記録紙４０の先端がニップ位置Ｐ４に至ったときに生じたレベル変動で生じた遅れ分が追加された前記遅れ量Ｄ３（図６）に相当する色ずれが生じ、図９（ｄ）に示すように、黒パターン７０ｋに対して遅れ量Ｄ３だけシアンパターン７０ｃが搬送方向にずれて転写される。

その後、記録紙４０は更に搬送され、その先端がニップ位置Ｐ５を通過する。図８（ｅ）は記録紙４０の先端がニップ位置Ｐ５を所定量通過した時の状態を示すものである。従って、記録紙４０の先端がニップ位置Ｐ５を通過した後にニップ位置Ｐ５を通過した黒パターン形成領域７１の領域７１ｅには、前記遅れ量Ｄ３に記録紙４０の先端がニップ位置Ｐ５に至ったときに生じたレベル変動で生じた遅れ分が追加された前記遅れ量Ｄ４（図６）に相当する色ずれが生じ、図９（ｅ）に示すように、黒パターン７０ｋに対して遅れ量Ｄ４だけシアンパターン７０ｃが搬送方向にずれて転写される。

但し、図８から理解されるように、黒パターン形成領域７１の領域７１ｅには、記録紙４０の先端がニップ位置Ｐ２に至った後に黒パターン７０ｋが形成されるため、この領域７１ｅの黒パターン７０ｋは、前記遅れ量Ｄ１のずれが生じている。このため、図９（ｅ）に示す、領域７１ｅに現れる実際の色ずれは遅れ量（Ｄ４＋Ｄ１）に相当するものとなるが、ここでは、簡単のため領域７１ｅにおける黒パターン７０ｋの遅れによって生じる影響を除いたＤ４（＝（Ｄ４＋Ｄ１）―Ｄ１）で説明する。

更に、黒パターン形成領域７１の領域７１ｅにおいて、黒パターン７０ｋにシアンパターン７０ｃを重ねて転写する際には、すでに記録紙４０がニップ位置Ｐ５に至っているため、これを避けるべく、図７に示すように、検出パターンの形成位置を、搬送方向と直交する記録紙の幅方向において、記録紙４０の搬送領域外に設ける必要がある。但し、ニップ位置Ｐ５における変動分を検出しない場合にはこの限りではない。

次に、搬送ベルト１８に形成された検出パターンを監視し、この検出パターンから色ずれ量（遅れ量）を検出する色ずれセンサ１９の出力について説明する。

図１及び図７に示すように、色ずれセンサ１９は、例えばベルト駆動ローラ１７の近傍のベルトの移動方向の下流側に、且つ検出パターンの通過位置に対応して配置され、図８に示すように、順次通過する、黒パターン形成領域７１に転写された領域７１ａ，７１ｂ，７１ｃ，７１ｄ，７１ｅの検出パターン（図９参照）を検出する。図１０は、このうち、領域７１ａから領域７１ｂにかけて形成された検出パターンを検出して出力する、色ずれセンサ出力を各パターンに対応させて示している。

前記したように、黒パターン７０ｋの幅Ｗｋはシアンパターン７０ｃの幅Ｗｃより広く形成され、ここでは例えば２倍程度としている。同図に示す色ずれ変化点は、前記したように図５に示す時刻ｔ２で、搬送ベルト１８の搬送速度Ｖｂが搬送目標速度から一時的にレベルａまで低下したことによって生じたものであり、黒パターン形成領域７１の領域７１ａでは、黒パターン７０ｋとシアンパターン７０ｃの先端が一致して色ずれがなく、領域７１ｂでは色ずれが発生して、黒パターン７０ｋに対してシアンパターン７０ｃが搬送方向に遅れ量Ｄ１だけずれて形成されている。

色ずれセンサ１９は、例えば各検出パターンでの光の反射光量を検出し、黒パターンの量に比例した電圧レベルを示すセンサ出力を制御部２００（図２）に出力する。従ってセンサ出力は図１０に示すように、領域７１ａの検出パターンを検出しているときに比べ、領域７１ｂの検出パターンを検出しているときの検出レベルが高くなり、図９に示す各ずれ量Ｄ１〜Ｄ４に比例した電圧レベルとなる。

尚、図１０では、色ずれ変化点の近傍でセンサ出力が傾斜して変化するが、これは色ずれセンサ１９が一度に複数の検出パターンを見る場合を想定しているためで、この場合平均化して出力されるため、色ずれ変化点の近傍では出力レベルが傾斜して現れる。

次に、このセンサ出力に基づいて行う、色ずれ補正動作について説明する。

制御部２００は、例えばプリンタ１００への電源投入時などに色ずれ補正動作を実行する。この色ずれ補正時には、前記したように検出パターンを搬送ベルト１８の所定領域に転写するが、図８を用いて説明したように、先ず、図８（ａ）に示すように、少なくとも黒パターン７０ｋの黒パターン形成領域７１の先端がニップ位置Ｐ５に至るまで、無負荷状態で黒パターン７０ｋを転写し、その後の所定のタイミングで記録紙４０の搬送を開始する。

これにより、前記したように搬送ベルト１８の黒パターン形成領域７１の各領域７１ａ，７１ｂ，７１ｃ，７１ｄ，７１ｅには、記録紙４０の先端部が各ニップ位置Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５を通過する際に生じる搬送ベルト１８の遅れによって生じる遅れ量Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４を示す、図９（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ）に示す各検出パターンが形成される。色ずれセンサ１９は、これらの検出パターンが形成された搬送ベルト１８の各領域が通過する際に、各検出パターンが示す遅れ量Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４に比例した電圧レベルｖ１，ｖ２，ｖ３，ｖ４のセンサ出力を制御部２００に送信する。

制御部２００は、この電圧レベルｖ１，ｖ２，ｖ３，ｖ４を速度補正量（％）に換算して各領域と対応して保存する。図１１はこのときの換算方法を説明するための換算グラフである。同図に示すように、換算した速度補正量（％）ｍ１，ｍ２，ｍ３，ｍ４は、搬送ベルト１８のベルト搬送速度Ｖｂを搬送目標速度に対して何％増加して所定時間だけ駆動することによって遅れ量を補正するか、を示す量で、検出した遅れ量に比例する。

換算した速度補正量（％）ｍ１，ｍ２，ｍ３，ｍ４を各領域７１ａ，７１ｂ，７１ｃ，７１ｄ，７１ｅと対応して保存する方法として、例えば記録紙４０が書き込み走行センサ１３を通過してからの、時間或いはベルトモータ２４の回転量を監視することで、色ずれセンサ１９が今どの領域を検出しているかを計ることができるため、これにより各領域７１ｂ，７１ｃ，７１ｄ，７１ｅと、速度補正量（％）ｍ１，ｍ２，ｍ３，ｍ４とを対応させ、保存する。

一方、記録紙４０に通常の印刷を実行する際に、プリンタ１００は、記録紙４０が書き込み走行センサ１３を通過してから所定の転写タイミングで、各画像形成ユニット２及び転写部２５による転写を開始する。この所定の転写タイミングは、前記したように、例えば記録紙４０が書き込み走行センサ１３を通過してから、無負荷状態で搬送される記録紙４０を基準にして設定されている。

従って、本実施の形態による色ずれ補正を実行しつつ、記録紙４０に通常の印刷を実行する際には、記録紙４０が書き込み走行センサ１３を通過してから記録紙４０の先端が対応するニップ位置を通過する直前のタイミングで、所定時間だけ各速度補正量に基づいて給紙モータ２２の回転速度を増加してベルト搬送速度Ｖｂを速め、遅れ量を解消する補正を実行する。

即ち、
記録紙４０がニップ位置Ｐ２に達する直前の所定時間だけ速度補正量ｍ１のモータ速度補正を行ない、
記録紙４０がニップ位置Ｐ３に達する直前の所定時間だけ速度補正量（ｍ２−ｍ１）のモータ速度補正を行ない、
記録紙４０がニップ位置Ｐ４に達する直前の所定時間だけ速度補正量（ｍ３−ｍ２）のモータ速度補正を行ない、
記録紙４０がニップ位置Ｐ５に達する直前の所定時間だけ速度補正量（ｍ４−ｍ３）のモータ速度補正を行なう。

以上のようにモータ速度補正することにより、各ニップ位置Ｐ２、Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５で発生する遅れＤ１，（Ｄ２−Ｄ１），（Ｄ３−Ｄ２），（Ｄ４−Ｄ３），（Ｄ５−Ｄ４）がそれぞれ発生した直後に解消され、各ニップ位置で行われる転写時には、遅れのない状態で転写が行われるため、色ずれが生じない。

以上のように、本実施の形態のプリンタによれば、記録紙に通常の印刷を実行する際に、記録紙の搬送条件に起因して発生する、各色のトナー現像の記録紙への転写位置ずれが補正できるため、色ずれを補正することができる。また、予め設定される、各画像形成ユニット及び転写部による転写の各転写タイミングに誤差が生じている場合も、これらの誤差を同時に補正することができる。

尚、本実施の形態では、色ずれセンサ１９で検出した色ずれに基づいて遅れ量を検出し、実際の印刷時に、搬送ベルト１８のベルト搬送速度Ｖｂを補正して色ずれ発生を防止する構成としたが、これに限定されるものではなく、例えば検出した遅れ量に基づいて各トナー像の転写タイミングをずらすことによって、色ずれ発生を防止しても良いなど種々の態様を取り得るものである。

本発明は、プリンタとしての機能を備えた画像形成装置を例にあげて説明を行なったが、これに限定されるものではない。例えば、ファクシミリ装置、複写機、ＭＦＰ（Ｍｕｌｔｉｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌｓ）等にも適用可能である。

本発明による画像形成装置としての実施の形態１のプリンタの要部構成を正面からみた要部構成図である。 プリンタ１００の本発明に関与する動作を制御する制御系の要部構成を示すブロック図である。 記録紙が、搬送ローラと従動ローラの対、及び搬送ベルトと各感光体ドラムによって搬送される搬送動作を説明するための動作説明図である。 記録紙が、搬送ローラと従動ローラの対、及び搬送ベルトと各感光体ドラムによって搬送される搬送動作を説明するための動作説明図である。 ベルト搬送速度Ｖｂ＞ローラ搬送速度Ｖｒ の状態で、記録紙が各ニップ位置Ｐ２〜Ｐ５を通過して順次トナー画像が転写される際の、搬送ベルトのベルト搬送速度Ｖｂの変化を示す速度変化図である。 記録紙の搬送速度が、各ニップ位置Ｐ２〜Ｐ５でレベル変動する際の位置ずれ量を示すグラフである。 遅れ量Ｄ１〜Ｄ４を検出するため、搬送ベルトに転写される位置ずれ検出パターンの詳細について説明するためのパターン説明図である。 検出パターンが搬送ベルト上に形成される過程を示す動作説明図であり、（ａ）は記録紙の先端部が用紙検出位置Ｐ１に至った状態を示し、（ｂ）〜（ｅ）は記録紙の先端部がそれぞれニップ位置Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５に至った状態を示し（ｆ）は、記録紙の先端部がニップ位置Ｐ５を所定距離通過した時点の状態を示している。 検出パターン形成過程の各過程で形成される検出パターンの形状を示す検出パターン形状図である。 領域７１ａから領域７１ｂにかけて形成された検出パターンと、これを検出して出力する色ずれセンサ出力を対応して示した図である。 色ずれセンサの出力と速度補正量の関係を説明するための換算グラフを示した図である。

符号の説明

２Ｋ，２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ 画像形成ユニット
３Ｋ，３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ 露光装置
４Ｋ，４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ 感光体ドラム
５Ｋ，５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ 帯電ローラ
６Ｋ，６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ 現像ローラ
８Ｋ，８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ 現像ブレード
９，１４ 搬送ローラ
１０Ｋ，１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ 転写ローラ
１２ 入口走行センサ
１３ 書き込み走行センサ
１５ 従動ローラ
１６ ベルト従動ローラ
１７ ベルト駆動ローラ
１８ 搬送ベルト
１９ 色ずれセンサ
２１，２３，５３，５４，５５ アイドルギヤ
２２ 給紙モータ
２４ ベルトモータ
２５ 転写部
２６ クリーニングブレード
２７ 廃トナーボックス
３０ 排出走行センサ
４０ 記録紙
５０ 定着ユニット
５１ 定着ローラ
５２ バックアップローラ
５６ 定着モータ
６０ 画像形成部
７０ｋ 黒パターン
７０ｃ シアンパターン
７１ 黒パターン形成領域
１００ プリンタ
２００ 制御部
２００ａ 演算部
２００ｂ 記憶部
２０１ 画像形成制御部
２０２ 給紙搬送制御部
２０３ ベルト駆動制御部
２０４ 定着制御部

Claims (10)

1. 像担持体に現像剤を付着させて現像する複数の画像形成ユニットを有する画像形成装置において、
   前記像担持体との間で転写媒体を挟持搬送する転写部と、
   該転写部を駆動するための転写部駆動手段と、
   前記転写媒体を前記転写部に送り出す搬送回転部材と、
   該搬送回転部材を駆動する為の搬送回転部材駆動手段と、
   前記転写部の表面に付着した現像剤の色ずれ量を検出する色ずれ量検出部と、
   前記色ずれ量検出部により検出された色ずれ量に応じて前記搬送部材駆動手段の速度を変更する制御部と
   を備え、
   前記制御部は印刷動作が開始されて対象となる画像形成部に、前記転写媒体の先端が到達する前後で、検出された前記色ずれ量を基に前記搬送部材駆動手段の速度を制御することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記転写部は、前記転写媒体を搬送する搬送ベルトと、該搬送ベルトを介して前記像担持体に圧接する転写ローラとを有し、前記色ずれ量検出部が前記搬送ベルトの表面に付着した現像剤の色ずれ量を検出することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記画像形成部は、前記画像形成ユニットと該画像形成ユニットの前記像担持体と前記転写ローラによるニップ部であることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
4. 像担持体に現像剤を付着させて現像を形成する画像形成ユニットを、搬送ベルトによって搬送される転写媒体の搬送経路に沿って複数配置し、異なる色の現像を所定のタイミングで順次前記転写媒体に転写する画像形成装置の色ずれ補正方法であって、
   前記搬送ベルトによって前記転写媒体を搬送していない状態で、第１の画像形成ユニットによって形成された第１の検出パターンを前記搬送ベルトに転写する工程と、
   前記搬送ベルトによって前記転写媒体を搬送している状態で、前記第１の画像形成ユニットより、前記転写媒体の搬送方向の下流側に配置された第２の画像形成ユニットによって形成された第２の検出パターンを前記搬送ベルトに転写する工程と、
   前記第１の検出パターンと前記第２の検出パターンとの相対的な位置ずれ情報を検出する工程と、
   前記位置ずれ情報を記憶する工程と、
   前記転写媒体に前記異なる色の現像を前記所定のタイミングで順次転写する際に、前記位置ずれ情報に基づいて前記転写媒体上の転写位置を補正する工程と
   を有することを特徴とする画像形成装置の色ずれ補正方法。
5. 前記第１の画像形成ユニットは最上流に配置された画像形成ユニットであり、前記第２の画像形成ユニットは最下流に配置された画像形成ユニットであることを特徴とする請求項４記載の画像形成装置の色ずれ補正方法。
6. 前記相対的な位置ずれは、前記転写媒体の先端部が、前記各画像形成ユニットの像担持体と該像担持体に対向して配置された各転写部材によって形成された各ニップ部を通過する際に発生する搬送速度の一時的な低下によるものであることを特徴とする請求項４又は５に記載の画像形成装置の色ずれ補正方法。
7. 前記転写媒体上の転写位置を補正する工程では、前記転写媒体の先端部が前記各ニップ部を通過した直後に前記転写媒体の搬送速度を一時的に補正することを特徴とする請求項６記載の画像形成装置の色ずれ補正方法。
8. 前記転写媒体上の転写位置を補正する工程では、前記所定のタイミングで転写する転写タイミングを補正することを特徴とする請求項６記載の画像形成装置の色ずれ補正方法。
9. 前記第１の検出パターンと前記第２の検出パターンとは、互いに重なるように形成され前記搬送方向における長さ及び光反射特性が異なることを特徴とする請求項４乃至８の何れかに記載の画像形成装置の色ずれ補正方法。
10. 前記位置ずれ情報を検出する工程では、前記第１の検出パターンと前記第２の検出パターンによって形成されるパターンの反射光量を検出することを特徴とする請求項９記載の画像形成装置の色ずれ補正方法。
    
    
    
    

Images