JP2011028035A - 画像形成方法および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置内部に温度分布が生じたとしても、各像形成部で形成される像の相対的な位置ずれ、つまりレジストずれを効果的に抑制して優れた画像品質が得られる画像形成方法および画像形成装置を提供する。
【解決手段】第１、第２、第３および第４ベルト位置センサーがそれぞれ画像形成ステーションの一次転写位置の近傍位置に配置されて中間転写ベルトのタブ部（被検出部）を検出している。そして、イエロー色を基準色としてイエロー用画像形成ステーションでは、常に固定されたタイミングで潜像形成を開始する。一方、他のトナー色については第１、第２、第３および第４ベルト位置センサーの検出結果に基づき書き出し開始時間(マゼンタ）、書き出し開始時間（シアン）および書き出し開始時間（ブラック）を補正し、各画像形成ステーションでの潜像の形成タイミングを調整している。
【選択図】図７

Description

この発明は、潜像担持体の表面に潜像を形成するとともに当該潜像を現像して得られる像を像担持体ベルトに転写する、像形成部を３つ以上有し、各像形成部で形成される像を像担持体ベルト上で重ね合わせてカラー画像を形成する、いわゆるタンデム方式の画像形成方法および画像形成装置に関するものである。

この種の画像形成装置では、駆動ローラーと少なくとも１本以上の従動ローラーに無端状の中間転写ベルト（本発明の「像担持体ベルト」に相当）が巻き掛けられており、駆動ローラーを回転させることで中間転写ベルトを所定のベルト速度で周回移動させている。そして、この中間転写ベルトに沿って互いに異なる４つの一次転写位置に対応してイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの像形成部がそれぞれ設けられており、各像形成部で形成した像を中間転写ベルト上で重ね合わせることでカラー画像が形成される。したがって、このような画像形成装置では、各色像を所定の位置関係で重ね合わせることが画像品質を高める上で重要となる。つまり、レジストずれを抑制することが優れた画像品質を得るために必要となっている。

ここで、レジストずれが発生する要因のひとつとして装置内部の温度変化がある。すなわち、装置内部の温度が変化すると、それに応じて中間転写ベルトが伸縮したり、ローラー径が変化してベルト速度が変動することがある。その結果、中間転写ベルトに転写される各色像が相対的にずれてしまい、画像品質の低下を招くことがあった。

そこで、例えば特許文献１に記載の技術を適用することが考えられる。すなわち、この特許文献１に記載の装置では、無端ベルトの移動方向に２つのセンサーが並設され、無端ベルトに設けた開孔（本発明の「被検出部」に相当）が２つのセンサーを通過する時間が検出される。また、その検出結果に基づきベルト速度が求められ、それに対応して潜像の形成タイミングが制御される。これによってレジストずれが補正されている。

特開平８−１０１５５４号公報（００５３、図９）

しかしながら、上記特許文献１に記載の装置では、画像形成装置の内部温度の変化に対しては対応することができるものの、装置内部における温度分布については全く考慮されていない。したがって、温度分布によるレジストずれを抑制することはできなかった。

この発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、装置内部に温度分布が生じたとしても、各像形成部で形成される像の相対的な位置ずれ、つまりレジストずれを効果的に抑制して優れた画像品質が得られる画像形成方法および画像形成装置を提供することを目的とする。

この発明にかかる画像形成方法は、上記目的を達成するため、被検出部を有して周回移動する像担持体ベルトに対し、互いに異なる位置に配置された第１、第２および第３のセンサーで像担持体ベルトの被検出部を検出し、像担持体ベルトの第１の転写位置で対向して配設された第１の潜像担持体に第１の潜像を形成するとともに、第１の潜像を現像して得られる第１の像を像担持体ベルトに転写し、第１の転写位置と異なる像担持体ベルトの第２の転写位置で対向して配設された第２の潜像担持体に第２の潜像を形成するとともに、第２の潜像を現像して得られる第２の像を第１の像が転写された像担持体ベルトに転写し、第１の転写位置および第２の転写位置と異なる像担持体ベルトの第３の転写位置で対向して配設された第３の潜像担持体に第３の潜像を形成するとともに第３の潜像を現像して得られる第３の像を第２の像が転写された像担持体ベルトに転写するときに、第１および第２のセンサーの検出結果に基づき第２の潜像の形成タイミングを調整するとともに、第１および第３の検出結果に基づき第３の潜像の形成タイミングを調整することを特徴としている。

また、この発明にかかる画像形成装置は、上記目的を達成するため、被検出部を有し、周回移動する像担持体ベルトと、第１の転写位置で像担持体ベルトに対向して配設された第１の潜像担持体に第１の潜像を形成するとともに、第１の潜像を現像して得られる第１の像を像担持体ベルトに転写する第１の像形成部と、第１の転写位置と異なる第２の転写位置で像担持体ベルトに対向して配設された第２の潜像担持体に第２の潜像を形成するとともに、第２の潜像を現像して得られる第２の像を第１の像が転写された像担持体ベルトに転写する第２の像形成部と、第１の転写位置および第２の転写位置と異なる第３の転写位置で像担持体ベルトに対向して配設された第３の潜像担持体に第３の潜像を形成するとともに、第３の潜像を現像して得られる第３の像を第２の像が転写された像担持体ベルトに転写する第３の像形成部と、像担持体ベルトの被検出部を検出する第１センサーと、第１のセンサーと異なる位置に配設されて像担持体の被検出部を検出する第２のセンサーと、第１のセンサー及び第２のセンサーと異なる位置に配設されて像担持体の被検出部を検出する第３のセンサーと、第１および第２のセンサーの検出結果に基づき第２の潜像の形成タイミングを調整するとともに、第１および第３の検出結果に基づき第３の潜像の形成タイミングを調整する制御部とを備えていることを特徴としている。

このように構成された発明（画像形成方法および画像形成装置）では、第１、第２および第３のセンサーが互いに異なる位置に配置されて像担持体ベルトの被検出部を検出する。そして、第１および第２のセンサーの検出結果に基づき第２の潜像の形成タイミングが調整され、また第１および第３の検出結果に基づき第３の潜像担持体の表面への潜像の形成タイミングが調整される。このように装置内部に温度分布による影響を考慮して第１、第２および第３の像の相対位置が制御されるため、第１、第２および第３の像を像担持体ベルトに転写して形成される画像は良好なものとなる。

ここで、第１のセンサーを第１の転写位置または第１の転写位置の近傍に配設して当該第１の転写位置またはその近傍で被検出部を検出し、第２のセンサーを第２の転写位置または第２の転写位置の近傍に配設して当該第２の転写位置またはその近傍で被検出部を検出し、さらに第３のセンサーを第３の転写位置または第３の転写位置の近傍に配設して当該第３の転写位置またはその近傍で被検出部を検出するように構成してもよい。このように構成することで第１、第２および第３の転写位置の間における温度分布に対応して第１、第２および第３の像の相対位置を制御することができ、画像品質をさらに高めることができる。

また、第１の潜像を所定の形成タイミングで形成する一方、第２および第３の潜像を調整された形成タイミングで形成することで第１、第２および第３の像の相対位置を調整して第１、第２および第３の像の相対位置を制御してもよい。このように第１の像を基準とし、第２および第３の像を第１の像に対応させることができる。

また、第１、第２および第３のセンサーを取り付けたフレームが温度変化により線膨張すると、センサー間の距離が変動して検出結果に誤差が生じる可能性がある。そこで、各潜像担持体に潜像を形成する露光ヘッド、潜像担持体およびセンサーを次のように構成すると、上記誤差を解消することができる。例えば、互いに独立した第１、第２および第３の像形成部フレームを設け、第１の像形成部フレームに対して第１の潜像担持体、第１の露光ヘッドおよび第１のセンサーを取り付け、第２の像形成部フレームに対して第２の潜像担持体、第２の露光ヘッドおよび第２のセンサーを取り付け、第３の像形成部フレームに対して第３の潜像担持体、第３の露光ヘッドおよび第３のセンサーを取り付けてよい。このように各センサーは対応する潜像担持体および露光ヘッドと同一の像形成部フレームに固定されるため、温度変化により各センサー位置が変位して上記のように検出誤差が発生するが、第１のセンサー、第１の潜像担持体および第１の露光ヘッドは第１の像形成部フレームの線膨張に伴って一体的に変位する。また、第２および第３の像形成部フレームについても全く同様である。したがって、上記のように線膨張に起因する検出誤差が生じたとしても、同時に潜像担持体および露光ヘッドも温度変化に伴って変動するため、検出誤差と、潜像担持体および露光ヘッドの位置変動がキャンセルされる。その結果、像形成部フレームの線膨張が生じたと場合であっても、第１、第２および第３の像の相対位置を高精度に制御することができ、画像品質をさらに高めることができる。

また、第１、第２および第３の潜像担持体を潜像担持体フレームに支持し、第１、第２および第３の露光ヘッドを露光ヘッドフレームに支持し、第１、第２および第３のセンサーをセンサーフレームに支持する場合、潜像担持体フレーム、露光ヘッドフレームおよびセンサーフレームが同一または略同一の線膨張係数を有するように構成してもよい。この場合、センサーフレームの線膨張により各センサー位置が変位して上記のように検出誤差が発生するが、潜像担持体フレームおよび露光ヘッドフレームも上記センサーフレームと同様に線膨張するため、検出誤差と、潜像担持体および露光ヘッドの位置変動がキャンセルされる。その結果、第１、第２および第３のフレームを用いて取り付ける場合と同様に、第１、第２および第３の像の相対位置を高精度に制御することができ、画像品質をさらに高めることができる。

本発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す概略構成図。 本体フレームへのプロセスユニットの着脱を示す斜視図。 プロセスユニットの構成を示す斜視図。 本体フレームへのプロセスユニットの取付状態を示す斜視図。 図１に示す画像形成装置の主要な電気的構成を示すブロック図。 初期化処理を示すフローチャート。 印字処理を示すフローチャート。 潜像の形成タイミングを示すタイミングチャート。 ベルト位置センサーによるタブ部の検出を示すタイミングチャート。 本発明にかかる画像形成装置の他の実施形態を示す概略構成図。 図１０に示す画像形成装置の転写ユニットの構成を示す斜視図。 図１０に示す画像形成装置の主要な電気的構成を示すブロック図。

図１は本発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す概略構成図である。また、図２は本体フレームへのプロセスユニットの着脱を示す斜視図である。また、図３はプロセスユニットの構成を示す斜視図である。図４は本体フレームへのプロセスユニットの取付状態を示す斜視図である。さらに、図５は図１に示す画像形成装置の主要な電気的構成を示すブロック図である。これらの図面のうち図２では本体フレームに対するプロセスユニットの位置関係を明確にするため、装置カバーを外したときの様子を図示し、図４では本体フレームに対するプロセスユニットの構成要素の位置関係を明確にするため、さらに転写ユニットを取り外した様子を図示している。

この画像形成装置１は、互いに異なる色の画像を形成する４個の画像形成ステーション２Ｙ（イエロー用）、２Ｍ（マゼンタ用）、２Ｃ（シアン用）および２Ｂｋ（ブラック用）を備えている。そして、画像形成装置１は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｂｋ）の４色のトナーを重ね合わせてカラー画像を形成するカラーモードと、ブラック（Ｂｋ）のトナーのみを用いてモノクロ画像を形成するモノクロモードとを選択的に実行可能となっている。この画像形成装置は、ホストコンピュータなどの外部装置から画像形成指令が与えられると、装置各部を制御して所定の画像形成動作を実行し、複写紙、転写紙、用紙およびＯＨＰ用透明シートなどのシート状の記録媒体ＲＭに画像形成指令に対応する画像を形成する。

各画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｂｋは本発明の「像形成部」に相当するものであり、各画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｂｋには、それぞれの色のトナー像の潜像がその表面に形成される、潜像担持体の一例として感光体ドラム２１が設けられている。各感光体ドラム２１は、その回転軸が主走査方向（図１の紙面に対して垂直な方向）に平行もしくは略平行となるように配置されており、図１中矢印Ｄ21の方向に所定速度で回転駆動される。

各感光体ドラム２１の周囲には、感光体ドラム２１表面を所定の電位に帯電させるコロナ帯電器である帯電器２２と、感光体ドラム２１表面を画像信号に応じて露光することで静電潜像を形成する露光ヘッド２３と、該静電潜像をトナー像として顕像化する現像部２４と、スクイーズ部２５と、該トナー像を転写ユニット３の中間転写ベルト３１に一次転写する一次転写部と、転写後の感光体ドラム２１の表面をクリーニングするクリーニング部と、クリーナブレードとが、それぞれこれらの順に感光体ドラム２１の回転方向Ｄ２１（図１では、時計回り）に沿って配設されている。

この実施形態では、感光体ドラム２１、露光ヘッド２３および後で説明するベルト位置センサー６１がプロセスフレーム２０に取り付けられて感光体カートリッジが構成されており、図２に示すように、装置１の正面側（同図の左下側）から装置本体に対して着脱自在となっている。このように本実施形態では、プロセスフレーム２０が本発明の「像形成部フレーム」に相当している。

プロセスフレーム２０は、図２および図３に示すように、主走査方向に互いに離間して対向対置された側板２０Ａ、２０Ｂと、両側板２０Ａ、２０Ｂを橋渡しするように連結する複数の連結プレートとを有している。これらの側板２０Ａ、２０Ｂは主走査方向における感光体ドラム２１の表面長さよりも広い間隔だけ離間しており、両者の間に感光体ドラム２１が配置されるとともに、感光体ドラム２１の両端部（回転軸）がそれぞれ側板２０Ａ、２０Ｂで軸支されており、感光体ドラム２１がプロセスフレーム２０に対して回転自在に設けられている。また、側板２０Ａ、２０Ｂの内面下端部から主走査方向にヘッド支持部材２０Ｄ、２０Ｅが延設されるとともに、当該ヘッド支持部材２０Ｄ、２０Ｅに対して露光ヘッド２３が感光体ドラム２１の表面（被露光面）に対向するとうに取り付けられている。

上記した複数の連結プレートのうちの１つがセンサー支持用の連結プレート２０Ｃであり、当該連結プレート２０Ｃの正面側端部（感光体カートリッジを着脱する側の端部）にベルト位置センサー６１が固定されている。このベルト位置センサー６１はいわゆる反射型センサーであり、投光素子から中間転写ベルト３１の表面に向けて光を出射するとともに中間転写ベルト３１の表面で反射された光を受光素子で受光して中間転写ベルト３１の正面側端部に設けられたタグ部（後述する図１１中の符号３１Ａ参照）を検出可能となっている。そして、全色の感光体カートリッジが装置本体に装着されると、各画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｂｋの一次転写位置ＴＲ１に対して下流側近傍にベルト位置センサー６１がそれぞれ位置決めされて各一次転写位置ＴＲ１の下流側近傍でタグ部を検出可能となる。また、このように配置される４個のベルト位置センサー６１は、図４に示すように、装置１の正面側でベルト位置センサー６１が主走査方向とほぼ直交し、後述するように中間転写ベルト３１の移動方向と平行な方向に互いに離間しながら一列に配置される。なお、本実施形態では、タグ部を被検出部としてベルト位置センサー６１で検出するように構成しているが、被検出部の形状や個数などについてはこれに限定されるものではない。

帯電器２２は感光体ドラム２１の表面に接触しないものであり、この帯電器２２には、従来周知慣用のコロナ帯電器を用いることができる。コロナ帯電器にスコロトロン帯電器を用いた場合には、スコロトロン帯電器のチャージワイヤにはワイヤ電流が流されるとともに、グリッドには直流（ＤＣ）のグリッド帯電バイアスが印加される。帯電器２２によるコロナ放電で感光体ドラム２１が帯電されることで、感光体ドラム２１の表面の電位が略均一の電位に設定される。

露光ヘッド２３は、外部装置から与えられた画像信号に応じて光ビームにより感光体ドラム２１表面を露光して画像信号に対応する静電潜像を形成する。本実施形態では、図５に示すように、画像信号を生成するホストコンピュータなどの外部装置からインタフェース１１を介して画像信号が与えられると、この画像信号が画像処理ユニット１２によって所定の処理を施される。この画像信号は、ＣＰＵ１３１およびメモリー１３２を有して装置全体の動作を制御する制御ユニット（制御部）１３を介して露光ヘッド２３に受け渡される。露光ヘッド２３は画像信号に応じて感光体ドラム２１表面に光ビームを照射して露光し、露光された感光体ドラム２１の表面領域（露光部）では電荷が中和されて、露光されなかった表面領域（非露光部）とは異なる表面電位に変化する。こうして感光体ドラム２１上に画像信号に対応した静電潜像が形成される。なお、本実施形態では、露光ヘッド２３として発光素子を主走査方向に配列したラインヘッド等により構成しているが、半導体レーザからの光ビームをポリコンミラーにより走査させるもの等を用いてもよい。

こうして形成された静電潜像に対して現像部２４からトナーが付与されて、静電潜像がトナーにより現像される。なお、この画像形成装置１の現像部２４では、キャリア液内にトナーを概略重量比２０％程度に分散させた液体現像剤を用いてトナー現像が行われる。この実施形態では、従来一般的に使用されている、Isopar（商標：エクソン）をキャリア液とした低濃度（１〜２ｗｔ％）かつ低粘度の常温で揮発性を有する揮発性液体現像剤ではなく、高濃度かつ高粘度の、常温で不揮発性樹脂中へ顔料などの着色剤を分散させた平均粒径１μｍの固形子を、有機溶媒、シリコンオイル、鉱物油又は食用油等の液体溶媒中へ分散剤とともに添加し、トナー固形分濃度を約２０%とした高粘度（３０〜１００００ｍＰａ・ｓ程度）の液体現像剤が用いられる。

感光体ドラム２１の回転方向Ｄ２１において現像位置の下流側に、スクイーズ部２５が配置されている。このスクイーズ部２５にはスクイーズローラーが設けられている。そして、スクイーズローラーが感光体ドラム２１の表面と当接してトナー像の余剰キャリア液やカブリトナーを除去する。なお、本実施形態では１つのスクイーズ部２５により余剰キャリア液やカブリトナーを除去しているが、スクイーズ部の個数や配置などはこれに限定されるものではなく、例えば回転方向Ｄ２１においてスクイーズ部２５の下流側に、さらに別のスクイーズ部を追加配置してもよい。

スクイーズ部２５を通過してきたトナー像は一次転写部により中間転写ベルト３１に１次転写される。この中間転写ベルト３１は互いに離間して配設されたベルト搬送ローラー３２〜３５に張架されており、ベルト駆動モーターによるローラー駆動により所定方向Ｄ３１に周回回転させられる。より詳しくは、これらのベルト搬送ローラー３２〜３５のうち図１中の右側ローラー３２が駆動ローラーとなっており、当該駆動ローラー３２に対してベルト駆動モーターが機械的に接続されている。また、本実施形態では、ベルト駆動モーターを駆動させるためにドライバー（図示省略）が設けられており、制御ユニット１３から与えられる指令パルスに応じた駆動信号をベルト駆動モーターに出力して位置制御する。これにより、駆動ローラー（ベルト搬送ローラー）３２は指令パルスに対応する周速度で図１中の矢印方向Ｄ３２に回転し、中間転写ベルト３１の表面は所定方向Ｄ３１に周回移動する。なお、駆動ローラー３２以外のローラー３３〜３５はそれぞれ第１テンションローラー３３、第２テンションローラー３５および第３テンションローラー３６であり、中間転写ベルト３１を張架している。

一次転写部はバックアップローラー２６を有しており、バックアップローラー２６が一次転写位置ＴＲ１で中間転写ベルト３１を挟んで感光体ドラム２１と対向して配設されて感光体ドラム２１上のトナー像を中間転写ベルト３１に転写する。そして、各色の転写ユニット２７でトナー像の転写が実行されることで、感光体ドラム２１上の各色のトナー像が中間転写ベルト３１上に順次重ね合わされ、フルカラーのトナー像が形成される。このように、本実施形態では、上記のように構成された中間転写ベルト３１が本発明の「像担持体ベルト」に相当している。

こうして中間転写ベルト３１に転写されたトナー像は図１に示すように二次転写位置ＴＲ２に搬送される。この二次転写位置ＴＲ２では、二次転写ローラー４が中間転写ベルト３１を挟んで駆動ローラー３２と対向配置されて巻き掛けニップを形成する。こうしてニップが形成された二次転写位置ＴＲ２で、中間転写ベルト３１に担持された単色、あるいは複数色のトナー像が一対のゲートローラー５１、５１から搬送経路に沿って搬送される記録媒体ＲＭに転写される。

また、図１に示すように、中間転写ベルト３１の移動方向Ｄ３１において巻き掛けニップの上流側でレジストセンサー６２が中間転写ベルト３１を挟んで駆動ローラー３２と対向配置されている。このレジストセンサー６２は後述するようにして中間転写ベルト３１上に形成されるレジストマークを検出するセンサーである。

また、本実施形態では、第１テンションローラー３３の上流側近傍に透過型の垂直同期センサー６３が配設されており、中間転写ベルト３１の正面側端部に設けられたタグ部（図１１の符号３１Ａ参照）を検出可能となっている。そして、この垂直同期センサー６３がタグ部を検出した際に出力する垂直同期信号Ｖsyncに基づき各画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｂｋでの画像形成が制御される。

トナー像が二次転写された記録媒体ＲＭは二次転写ローラー４から搬送経路に沿って定着ユニット（図示省略）に送り込まれ、記録媒体ＲＭに転写された単色、あるいは複数色のトナー像に、熱や圧力などが加えられて記録媒体ＲＭへのトナー像の定着が行われる。

次に、上記のように構成された画像形成装置の動作、特にレジストずれの補正に関する動作を中心に図６ないし図９を参照しつつ説明する。この画像形成装置１では、装置の電源が投入されると、制御ユニット１３のメモリー１３２に予め記憶されたプログラムにしたがってＣＰＵ１３１が図６示す初期化処理を実行し、これにより装置は外部からの画像形成指令を受け付けて画像を形成することが可能な状態に移行する。その後、装置外部からの画像形成指令が制御ユニット１３に入力されると、図７に示す印字処理を実行する。以下、初期化処理と印字処理に分けて説明する。

図６は初期化処理を示すフローチャートである。装置の電源が投入されると、メモリー１３２に予め記憶されている標準書き出し開始時間、
Tdely_std_Y：標準書き出し開始時間(イエロー）
Tdely_std_M：標準書き出し開始時間(マゼンタ）
Tdely_std_C：標準書き出し開始時間(シアン）
Tdely_std_Bk：標準書き出し開始時間(ブラック）
を読み出し、垂直同期信号Ｖsyncから各画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｂｋでの露光開始までの時間、つまり書き出し開始時間Tdely_Y、Tdely_M、Tdely_C、Tdely_Bkをそれぞれ標準書き出し開始時間Tdely_std_Y、Tdely_std_M、Tdely_std_C、Tdely_std_Bkに設定し、レジストパターンを印字する（ステップＳ１）。この実施形態では、レジストパターンを示す画像データが予めメモリー１３２に記憶されており、垂直同期センサー６３が中間転写ベルト３１のタブ部を検出して垂直同期信号Ｖsyncを出力すると、図８（ａ）に示すように、その信号出力から標準書き出し開始時間(イエロー）Tdely_std_Yが経過すると、メモリー１３２内のレジストパターン用画像データに基づき画像形成ステーション２Ｙでイエローのレジストパターンの形成が開始される。その後、垂直同期信号Ｖsyncから標準書き出し開始時間(マゼンタ）Tdely_std_M、標準書き出し開始時間(シアン）書き出し開始時間(マゼンタ）Tdely_std_C、標準書き出し開始時間(ブラック）Tdely_std_Bkがそれぞれ経過すると、イエローと同様にして、画像形成ステーション２Ｍ、２Ｃ、２Ｂｋでレジストパターンの形成がそれぞれ開始される。なお、本実施形態ではレジストパターンを示す画像データを予めメモリー１３２に記憶しているが、同画像データを装置外部から与えるように構成してもよい。

こうして形成されたレジストパターンは中間転写ベルト３１に転写され、それぞれレジストセンサー６２を通過する。このとき、レジストパターンに対応する検出信号がレジストセンサー６２から出力され、制御ユニット１３に送られる（ステップＳ２）。これらの信号を受け取った制御ユニット１３はレジストパターンの検出結果に基づきレジスト補正時間、
Tdely_adj_R_M : レジスト補正時間(マゼンタ)
Tdely_adj_R_C : レジスト補正時間(シアン)
Tdely_adj_R_Bk : レジスト補正時間(ブラック)
を算出する（ステップＳ３）。この実施形態では、イエロー色を基準色とし、その他の色の画像形成タイミングを調整することでレジスト補正を行うため、イエロー色のレジスト補正時間は算出していない。もちろん、別の色を基準としたり、別の基準を設定する場合には、レジスト補正時間(イエロー)を求める。なお、レジスト補正時間の算出方法、レジストパターンの種類や数などについては、従来より種々の技術が多用されているため、ここではそれらの説明は省略する。

次のステップＳ４では、中間転写ベルト３１をさらに少なくともタブ部が４つのベルト位置センサー６１を全て通過するように、例えば１周分だけ中間転写ベルト３１を移動させる。そして、図９（ａ）に示すように、ベルト移動中に中間転写ベルト３１のタブ部が各ベルト位置センサー６１を通過する毎にベルト検出信号がベルト位置センサー６１から出力され、それらの信号が制御ユニット１３に与えられる。同図中の「第１ベルト位置センサー」、「第２ベルト位置センサー」、「第３ベルト位置センサー」および「第４ベルト位置センサー」は、それぞれ画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｂｋの一次転写位置ＴＲ１の下流側近傍に位置するベルト位置センサー６１を意味している。

そして、これらの信号を受け取った制御ユニット１３は基準となる第１ベルト位置センサー（イエロー）６１によるタブ部の検出から他色の一次転写位置ＴＲ１の下流側近傍に位置する第２〜第４ベルト位置センサー６１によるタブ部の検出までのベルト検出時間、
T_meas_M：ベルト検出時間（マゼンタ）
T_meas_C：ベルト検出時間（シアン）
T_meas_Bk：ベルト検出時間（ブラック）
を計測する。なお、この実施形態では、レジスト補正時間の算出に続いてベルト検出時間を計測しているが、レジストパターンの形成動作と並行して中間転写ベルト３１のタブ部を検出してベルト検出時間を求めてもよい。また、中間転写ベルト３１を複数回周回移動させながら各色についてベルト検出時間を求めてもよい。

このように初期化処理時に求めたベルト検出時間、つまり初期ベルト検出時間T_meas_def_M、T_meas_def_C、T_meas_def_Bkをそれぞれ上記ベルト検出時間T_meas_M、T_meas_C、T_meas_Bkに設定する（ステップＳ５）。これらの初期ベルト検出時間T_meas_def_M、T_meas_def_C、T_meas_def_Bkについては後でベルト補正時間の算出時に利用するために、メモリー１３２に書き込んでおき、記憶する。こうして初期化処理が完了すると、初期化動作中または初期化動作後に装置外部からの与えられた画像形成指令に基づき図７に示す印字処理を実行する。

図７は印字処理を示すフローチャートである。装置外部からの画像形成指令が制御ユニット１３に入力されると、制御ユニット１３は中間転写ベルト３１の駆動を開始する。そして、ベルト移動中に中間転写ベルト３１のタブ部が各ベルト位置センサー６１を通過する毎に、図９（ｂ）に示すように、ベルト検出信号がベルト位置センサー６１から出力される。それらの信号に基づき、制御ユニット１３は第１ベルト位置センサー（イエロー）６１によるタブ部の検出から他色の一次転写位置ＴＲ１の近傍に位置する第２〜第４ベルト位置センサー６１によるタブ部の検出までのベルト検出時間T_meas_M、T_meas_C、T_meas_Bkをそれぞれ計測する（ステップＳ１１）。

次のステップＳ１２では、制御ユニット１３は上記ベルト検出時間T_meas_M、T_meas_C、T_meas_BkとステップＳ５で求めた初期化時のベルト検出時間T_meas_def_M、T_meas_def_C、T_meas_def_Bkとそれぞれ比較する。これは、温度変化に伴いベルト速度が変動することを考慮したものであり、次式、
Tdely_adj_B_M = T_meas_M - T_meas_def_M
Tdely_adj_B_C = T_meas_C - T_meas_def_C
Tdely_adj_B_Bk = T_meas_Bk - T_meas_def_Bk
にしたがってベルト補正時間(マゼンタ)Tdely_adj_B_M、ベルト補正時間(シアン)Tdely_adj_B_C、ベルト補正時間(ブラック)Tdely_adj_B_Bkをそれぞれ算出し（ステップＳ１２）、メモリー１３２に記憶する。

これらベルト補正時間(マゼンタ)Tdely_adj_B_M、ベルト補正時間(シアン)Tdely_adj_B_C、ベルト補正時間(ブラック)Tdely_adj_B_Bkは潜像の書き出し開始補正時間に相当するものであり、次式、
Tdely_Y = Tdely_std_Y
Tdely_M = Tdely_std_M + Tdely_adj_R_M + Tdely_adj_B_M
Tdely_C = Tdely_std_C + Tdely_adj_R_C + Tdely_adj_B_C
Tdely_Bk = Tdely_std_Bk + Tdely_adj_R_Bk + Tdely_adj_B_Bk
に基づき書き出し開始時間(イエロー）Tdely_Y、書き出し開始時間(マゼンタ）Tdely_M、書き出し開始時間（シアン）Tdely_Cおよび書き出し開始時間（ブラック）Tdely_Bkを算出する（ステップＳ１３）。

そして、制御ユニット１３は上記書き出し開始時間Tdely_Y、Tdely_M、Tdely_C、Tdely_Bkを用いて印字動作を実行する（ステップＳ１４）。すなわち、イエローについては、垂直同期信号Ｖsyncから書き出し開始時間Tdely_Yが経過すると、画像形成ステーション２Ｙでは露光ヘッド２３による潜像形成が開始され、この露光ヘッド２３により形成される潜像が現像部２４により現像されてイエロー像が形成され、画像形成ステーション２Ｙの一次転写位置ＴＲ１で中間転写ベルト３１に一次転写される。また、垂直同期信号Ｖsyncから書き出し開始時間Tdely_M（＞Tdely_Y ）が経過すると、次の画像形成ステーション２Ｍにおいて露光ヘッド２３による潜像形成が開始され、この露光ヘッド２３により形成される潜像が現像部２４により現像されてマゼンタ像が形成され、画像形成ステーション２Ｍの一次転写位置ＴＲ１で中間転写ベルト３１に一次転写される。これによりイエロー像上にマゼンタ像が重ね合わされる。さらに、垂直同期信号Ｖsyncから書き出し開始時間Tdely_C、Tdely_Bkがそれぞれ経過する毎に上記マゼンタ用の画像形成ステーション２Ｍと同様にしてシアン像およびブラック像が形成され、中間転写ベルト３１上に一次転写される。こうして、４色のトナー像を重ね合わせたカラー画像が形成される。その後、二次転写位置ＴＲ２でカラー画像が記録媒体ＲＭに転写され、さらに定着ユニットにより定着される。こうして、記録媒体ＲＭへの印字が行われる。

以上のように、この実施形態によれば、第１、第２、第３および第４ベルト位置センサー６１がそれぞれ画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｂｋの一次転写位置ＴＲ１の近傍位置に配置されて中間転写ベルト３１のタブ部（被検出部）を検出している。そして、イエロー色を基準色としてイエロー用画像形成ステーション２Ｙでは、常に固定されたタイミング、つまり垂直同期信号Ｖsyncから標準書き出し開始時間(イエロー）Tdely_std_Yが経過したタイミングで潜像形成を開始する。一方、他のトナー色については第１、第２、第３および第４ベルト位置センサー６１の検出結果に基づき書き出し開始時間(マゼンタ）Tdely_M、書き出し開始時間（シアン）Tdely_Cおよび書き出し開始時間（ブラック）Tdely_Bkを補正し、各画像形成ステーション２Ｍ、２Ｃ、２Ｂｋでの潜像の形成タイミングを調整している。したがって、装置内部に温度分布が生じたとしても、その温度分布に応じてイエロー像、マゼンタ像、シアン像およびブラック像の相対位置が制御され、レジストずれが効果的に抑制されている。したがって、優れた画質でカラー画像を形成することができる。

また、温度変化が生じている場合には、各色のプロセスフレーム２０の線膨張して
第１、第２、第３および第４ベルト位置センサー６１間の距離が変動して検出結果に誤差が生じる可能性がある。この点に関し、本実施形態では、プロセスフレーム２０は互いに独立して設けられ、各プロセスフレーム２０に対して感光体ドラム２１、露光ヘッド２３およびベルト位置センサー６１が取り付けられている。したがって、温度変化により各ベルト位置センサー６１の位置が変位して上記のように検出誤差が発生したとしても、イエロー用の画像形成ステーション２Ｙでプロセスフレーム２０の線膨張に伴って感光体ドラム２１、露光ヘッド２３およびベルト位置センサー６１が一体的に変位する。また、他色の画像形成ステーション２Ｍ、２Ｃ、２Ｂｋにおいても、全く同様である。したがって、上記のように線膨張に起因する検出誤差が生じたとしても、同時に感光体ドラム２１および露光ヘッド２３はベルト位置センサー６１と同様に温度変化に伴って変動するため、検出誤差と、感光体ドラム２１および露光ヘッド２３の位置変動とが相互にキャンセルされる。その結果、プロセスフレーム２０の線膨張が生じたと場合であっても、イエロー像、マゼンタ像、シアン像およびブラック像の相対位置を高精度に制御することができ、画像品質を高めることができる。

図１０は本発明にかかる画像形成装置の他の実施形態を示す概略構成図である。また、図１１は図１０に示す画像形成装置の転写ユニットの構成を示す斜視図であり、画像形成ステーション側から見た図である。さらに、図１２は図１０に示す画像形成装置の主要な電気的構成を示すブロック図である。この実施形態が先の実施形態と大きく相違する点は、ベルト位置センサーの構成と、感光体ドラム２１、露光ヘッド２３およびベルト位置センサーの支持取付構成とであり、その他の構成および動作は基本的に同一である。したがって、以下においては、相違点を中心に説明し、同一構成については同一符号を付して説明を省略する。

この実施形態では、図１１に示すように、ベルト位置センサー６４Ｙ、６４Ｍ、６４Ｃ、６４Ｂｋは垂直同期センサー６３と同様に透過型であり、転写ユニット３に取り付けられている。すなわち、転写ユニット３は２枚の側板３０Ａ、３０Ｂを有する転写本体フレーム３０を有しており、それら側板のうち正面側側板３０Ａの下方側（図１１の図面では上方）にベルト位置センサー６４Ｙ、６４Ｍ、６４Ｃ、６４Ｂｋが画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｂｋの一次転写位置ＴＲ１の近傍にそれぞれ対向するように取り付けられている。各ベルト位置センサー６４Ｙ、６４Ｍ、６４Ｃ、６４Ｂｋは投光素子と受光素子を有しており、中間転写ベルト３１のタブ部３１Ａを挟み込むように配置されている。したがって、中間転写ベルト３１のタブ部３１Ａが各ベルト位置センサー６４Ｙ、６４Ｍ、６４Ｃ、６４Ｂｋを通過する際に投光素子からの光がタブ部３１Ａで遮光されてタブ部３１Ａを検出可能となっている。

そして、先の実施形態と同様に、イエロー色を基準色としてイエロー用画像形成ステーション２Ｙでは、常に固定されたタイミング、つまり垂直同期信号Ｖsyncから標準書き出し開始時間(イエロー）Tdely_std_Yが経過したタイミングで潜像形成を開始する。一方、他のトナー色については第１、第２、第３および第４ベルト位置センサー６４Ｙ、６４Ｍ、６４Ｃ、６４Ｂｋの検出結果に基づき書き出し開始時間(マゼンタ）Tdely_M、書き出し開始時間（シアン）Tdely_Cおよび書き出し開始時間（ブラック）Tdely_Bkを補正し、各画像形成ステーション２Ｍ、２Ｃ、２Ｂｋでの潜像の形成タイミングを調整している。したがって、装置内部に温度分布が生じたとしても、その温度分布に応じてイエロー像、マゼンタ像、シアン像およびブラック像の相対位置が制御され、レジストずれが効果的に抑制されている。したがって、優れた画質でカラー画像を形成することができる。

また、各色の感光体ドラム２１は共通のドラム支持フレーム（図示省略）により支持されるとともに、各色の露光ヘッド２３は共通の露光ヘッド支持フレーム（図示省略）により支持されている。このように本実施形態では、転写本体フレーム３０、ドラム支持フレームおよび露光ヘッド支持フレームがそれぞれ本発明の「センサーフレーム」、「潜像担持体フレーム」、「露光ヘッドフレーム」に相当しており、ベルト位置センサー６４Ｙ、６４Ｍ、６４Ｃ、６４Ｂｋと、感光体ドラム２１と、露光ヘッド２３とが互いに異なるフレームに取り付けられている。したがって、転写本体フレーム３０が温度変化により線膨張すると、ベルト位置センサー６４Ｙ、６４Ｍ、６４Ｃ、６４Ｂｋ間の距離が変動して検出結果に誤差が生じる可能性がある。そこで、本実施形態では、転写本体フレーム３０、ドラム支持フレームおよび露光ヘッド支持フレームを同一材料で構成して各フレームの線膨張係数を一致させている。したがって、上記のように転写本体フレーム３０の線膨張により各ベルト位置センサー６４Ｙ、６４Ｍ、６４Ｃ、６４Ｂｋの位置が変位して上記のように検出誤差が発生するが、ドラム支持フレームおよび露光ヘッド支持フレームも転写本体フレーム３０と同様に線膨張するため、検出誤差と、検出誤差と、感光体ドラム２１および露光ヘッド２３の位置変動とが相互にキャンセルされる。その結果、プロセスフレーム２０の線膨張が生じたと場合であっても、イエロー像、マゼンタ像、シアン像およびブラック像の相対位置を高精度に制御することができ、画像品質を高めることができる。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば上記実施形態では、ベルト位置センサー６１、６４Ｙ、６４Ｍ、６４Ｃ、６４Ｂｋを一次転写位置ＴＲ１の下流側近傍に配置しているが、ベルト位置センサー６１の位置はこれに限定されるものではなく、例えば一次転写位置ＴＲ１に配置してもよい。

また、上記実施形態では、印字動作の際にベルト補正時間を求め、書き出し開始時間を算出しているが、それらの実行頻度は任意であり、例えば装置１の稼働時間や印字枚数などが一定値に達する毎に行うように構成してもよい。

また、図１０に示す実施形態では、転写本体フレーム３０、ドラム支持フレームおよび露光ヘッド支持フレームを同一材料で構成しているが、これが必須事項ではなく、各フレームの線膨張係数が一致または略一致するように各構成材料を設定することができる。

また、上記実施形態では、液体現像剤を用いて潜像を現像しているが、現像方式はこれに限定されるものではなく、潜像をトナー現像する画像形成装置および該装置により画像を形成する画像形成方法全般に対して本発明を適用することができる。

また、上記実施形態では、４つの画像形成ステーション（像形成部）を有する画像形成装置１に対して本発明を適用しているが、その適用対象はこれに限定されるものではなく、３つ以上の像形成部を有する画像形成装置および該装置により画像を形成する画像形成方法全般に対して適用することができる。

１…画像形成装置、 ２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｂｋ…画像形成ステーション（像形成部）、 １３…制御ユニット（制御部）、 ２０…プロセスフレーム（像形成部フレーム）、 ２１…感光体ドラム（第１、第２、第３の潜像担持体）、 ２３…露光ヘッド、 ３０…転写本体フレーム（センサーフレーム）、 ３１…中間転写ベルト（像担持体ベルト）、 ３１Ａ…タブ部（被検出部）、 ６１、６４Ｙ、６４Ｍ、６４Ｃ、６４Ｂｋ…ベルト位置センサー、 １３１…ＣＰＵ（制御部）、 ＴＲ１…一次転写位置

Claims (8)

1. 被検出部を有して周回移動する像担持体ベルトに対し、互いに異なる位置に配置された第１、第２および第３のセンサーで前記像担持体ベルトの前記被検出部を検出し、
   前記像担持体ベルトの第１の転写位置で対向して配設された第１の潜像担持体に第１の潜像を形成するとともに、前記第１の潜像を現像して得られる第１の像を前記像担持体ベルトに転写し、
   前記第１の転写位置と異なる前記像担持体ベルトの第２の転写位置で対向して配設された第２の潜像担持体に第２の潜像を形成するとともに、前記第２の潜像を現像して得られる第２の像を前記第１の像が転写された前記像担持体ベルトに転写し、
   前記第１の転写位置および前記第２の転写位置と異なる前記像担持体ベルトの第３の転写位置で対向して配設された第３の潜像担持体に第３の潜像を形成するとともに前記第３の潜像を現像して得られる第３の像を前記第２の像が転写された前記像担持体ベルトに転写するときに、
   前記第１および第２のセンサーの検出結果に基づき前記第２の潜像の形成タイミングを調整するとともに、前記第１および第３の検出結果に基づき前記第３の潜像の形成タイミングを調整することを特徴とする画像形成方法。
2. 前記第１のセンサーは前記第１の転写位置または前記第１の転写位置の近傍に配設されて前記被検出部を検出し、
   前記第２のセンサーは前記第２の転写位置または前記第２の転写位置の近傍に配設されて前記被検出部を検出し、
   前記第３のセンサーは前記第３の転写位置または前記第３の転写位置の近傍に配設されて前記被検出部を検出する請求項１に記載の画像形成方法。
3. 前記第１の潜像を所定の形成タイミングで形成し、
   前記第２および第３の潜像を調整された形成タイミングで形成することで前記第１、第２および第３の像の相対位置を制御する請求項１または２に記載の画像形成方法。
4. 被検出部を有し、周回移動する像担持体ベルトと、
   第１の転写位置で前記像担持体ベルトに対向して配設された第１の潜像担持体に第１の潜像を形成するとともに、前記第１の潜像を現像して得られる第１の像を前記像担持体ベルトに転写する第１の像形成部と、
   前記第１の転写位置と異なる第２の転写位置で前記像担持体ベルトに対向して配設された第２の潜像担持体に第２の潜像を形成するとともに、前記第２の潜像を現像して得られる第２の像を前記第１の像が転写された前記像担持体ベルトに転写する第２の像形成部と、
   前記第１の転写位置および前記第２の転写位置と異なる第３の転写位置で前記像担持体ベルトに対向して配設された第３の潜像担持体に第３の潜像を形成するとともに、前記第３の潜像を現像して得られる第３の像を前記第２の像が転写された前記像担持体ベルトに転写する第３の像形成部と、
   前記像担持体ベルトの前記被検出部を検出する第１センサーと、
   前記第１のセンサーと異なる位置に配設されて前記像担持体の前記被検出部を検出する第２のセンサーと、
   前記第１のセンサー及び前記第２のセンサーと異なる位置に配設されて前記像担持体の前記被検出部を検出する第３のセンサーと、
   前記第１および第２のセンサーの検出結果に基づき前記第２の潜像の形成タイミングを調整するとともに、前記第１および第３の検出結果に基づき前記第３の潜像の形成タイミングを調整する制御部と
   を備えていることを特徴とする画像形成装置。
5. 前記第１のセンサーは前記第１の転写位置または前記第１の転写位置の近傍に配置され、
   前記第２のセンサーは前記第２の転写位置または前記第２の転写位置の近傍に配置され、
   前記第３のセンサーは前記第３の転写位置または前記第３の転写位置の近傍に配置される請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記第１の像形成部は前記第１の潜像を形成する第１の露光ヘッドを有し、
   前記第２の像形成部は前記第２の潜像を形成する第２の露光ヘッドを有し、
   前記第３の像形成部は前記第３の潜像を形成する第３の露光ヘッドを有する請求項４または５に記載の画像形成装置。
7. 前記第１の潜像担持体、前記第１の露光ヘッドおよび前記第１のセンサーを支持する第１の像形成部フレームと、
   前記第２の潜像担持体、前記第２の露光ヘッドおよび前記第２のセンサーを支持する第２の像形成部フレームと、
   前記第３の潜像担持体、前記第３の露光ヘッドおよび前記第３のセンサーを支持する第３の像形成部フレームと、を有し、
   前記第１、第２および第３フレームは互いに独立して設けられている請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記第１、第２および第３の潜像担持体を支持する潜像担持体フレームと、
   前記第１、第２および第３の露光ヘッドを支持する露光ヘッドフレームと、
   前記第１、第２および第３のセンサーを支持するセンサーフレームと、を有し、
   前記潜像担持体フレーム、前記露光ヘッドフレームおよび前記センサーフレームは同一または略同一の線膨張係数を有する請求項６に記載の画像形成装置。

Images