JP3227172B2 - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置

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JP3227172B2
JP3227172B2 JP15092091A JP15092091A JP3227172B2 JP 3227172 B2 JP3227172 B2 JP 3227172B2 JP 15092091 A JP15092091 A JP 15092091A JP 15092091 A JP15092091 A JP 15092091A JP 3227172 B2 JP3227172 B2 JP 3227172B2
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image forming
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carrier
forming apparatus
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喜徳 持田
敦朋 吉澤
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  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
  • Paper Feeding For Electrophotography (AREA)
  • Exposure Or Original Feeding In Electrophotography (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばレーザビーム複
写機,ファクシミリ等の電子写真方式を利用して像担持
体上に露光して画像を形成する画像形成装置に係り、特
に光走査手段を複数配設して多重,多色またはカラー画
像を形成する装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、複数個の像担持体を並置し、各像
担持体上に形成された画像を転写ベルトに搬送される記
録媒体に順次転写して複数色の画像を形成可能な画像形
成装置が実用化されている。
【0003】図13はこの種の画像形成装置の構成を説
明する断面構成図であり、プリンタ部Pとリーダ部R等
から構成され、プリンタ部Pはリーダ部Rが読み取った
カラー原稿情報に基づいてフルカラー画像を形成可能に
構成されている。なお、図示されるように、4つの画像
形成ステーションから構成され、イエロー,マゼンタ,
シアン,ブラックの現像剤を順次重ね転写してフルカラ
ー画像を得る画像形成装置に対応している。
【0004】リーダ部Rには、読取り部40が矢印方向
に移動し、原稿台ガラス43上の原稿Oを読み取る。読
取り部40は、照明ランプ143,反射ミラー142,
光学素子141,CCD等の受光素子144等から構成
され、ステッピングモータ49よりタイミングベルト4
8,プーリ47を介して原稿Oに沿って走査される。プ
リンタ部Pのシアン画像形成ステーションは、感光ドラ
ム1C,帯電器101C,レーザ走査光学系3C,現像
器102C,クリーナ103Cが設けられ、周知の電子
写真プロセスによりシアントナー像が形成される。転写
材Sは転写ベルト7に支持され、矢印A方向に搬送さ
れ、転写帯電器7bCにより転写された後、次のマゼン
タ画像形成ステーションに搬送される。
【0005】プリンタ部Pのマゼンタ画像形成ステーシ
ョンは、感光ドラム1M,帯電器101M,レーザ走査
光学系3M,現像器102M,クリーナ103Mが設け
られ、周知の電子写真プロセスによりマゼンタトナー像
が形成される。転写材Sは転写ベルト7に支持され、矢
印A方向に搬送され、転写帯電器7bMにより転写され
た後、次のイエロー画像形成ステーションに搬送され
る。
【0006】プリンタ部Pのイエロー画像形成ステーシ
ョンは、感光ドラム1Y,帯電器101Y,レーザ走査
光学系3Y,現像器102Y,クリーナ103Yが設け
られ、周知の電子写真プロセスによりイエロートナー像
が形成される。転写材Sは転写ベルト7に支持され、矢
印A方向に搬送され、転写帯電器7bYにより転写され
た後、次のブラック画像形成ステーションに搬送され
る。
【0007】プリンタ部Pのブラック画像形成ステーシ
ョンは、感光ドラム1BK,帯電器101BK,レーザ
走査光学系3BK,現像器102BK,クリーナ103
BKが設けられ、周知の電子写真プロセスによりブラッ
クトナー像が形成される。転写材Sは転写ベルト7に支
持され、矢印A方向に搬送され、転写帯電器7bBKに
より転写された後、定着器80により定着され、トレー
90に排紙される。なお、2はレジストローラ、31は
駆動ローラ、Lは間隔である。
【0008】このように複数の画像形成ステーションが
並置される画像形成装置では、同一転写材Sの同一面上
に順次転写するので、各画像形成ステーションにおける
転写画像位置が理想位置からずれると、色味の違い、す
なわち色ずれとなり画像品位を低下させる。また、色ず
れは、部品精度および環境変化等による定常的な色ずれ
(転写材の中で全体が同じようにずれる)と、変動的な
色ずれ(転写材Sの中でずれ方が部分的に異なる)とに
大別され、それが複合されるので非常に厄介な問題とな
る。
【0009】先ず、定常的な色ずれに関して図14を参
照しながら説明する。
【0010】図14は、図13に示した画像形成装置に
おける色ずれ要因を示す模式図であり、矢印A方向が転
写材Sの搬送方向で、矢印B方向が、感光ドラム1Y,
1M,1C,1BKに対するレーザ走査方向である。
【0011】例えば同図(a)に示すように、正規の書
出し位置(図中実線で示す)から矢印A方向に位置ずれ
が発生すると(図中破線で示す)、トップマージンが不
一致となるトップマージンずれが生じる。
【0012】また、同図(b)に示すように、正規の書
出し位置(図中実線で示す)から矢印B方向に位置ずれ
が発生すると(図中破線で示す)、レフトマージンが不
一致となるレフトマージンずれが生じる。
【0013】さらに、同図(c)に示すように、正規の
書出し方向(図中実線で示す)から図中破線で示す斜め
方向に傾くと、傾きずれが発生する。
【0014】また、同図(d)に示すように、正規の書
出し方向(図中実線で示す)から図中破線で示すように
倍率誤差ずれが生ずる場合もある。ただし、これらの色
ずれに対しては、電気的に光学系の走査タイミングを調
整することおよび走査光学系のミラーを移動調整するこ
とによって解消する提案が既になされている。なお、上
記4種のずれ検知処理は、転写ベルト7上に書き込んだ
レジストレーション補正用のマーク(レジストマーク)
を検出器で読み取り、それに基づいて補正を行うので、
各画像ステーションの画像位置ずれを精度良く検出する
ためには、搬送体たる転写ベルト7上に形成されるレジ
ストマークを正確に検出する必要がある。
【0015】ところが、特に異なる色のレジストマーク
が連続して形成された場合には、各画像ステーションで
形成されたレジストマーク画像を分離して識別するのが
難しく、マーク検出制御が著しく低下する。従って、各
画像ステーションのレジストマークを検出できずに対応
する画像ステーション以外のレジストマークを対応する
レジストマーク画像であると誤認し、この誤認されたレ
ジストマークに基づいて位置ずれを補正して初期の目的
とする画像位置ずれを冗長してしまい、非常に低品位の
カラー画像となってしまう問題も発生するので、像担持
体に対して位置ずれ検知マークとなるレジストマークを
転写材搬送方向に所定間隔で形成し、形成された複数の
レジストマークを搬送体たる転写ベルト7上に転写され
ることにより、転写された各レジストマークを精度良く
分離検知することが提案されている。
【0016】また、上述の色ずれとは別に、変動的な色
ずれとしては、転写材Sの1枚の中で、その搬送方向
(図14の矢印A方向)にある周期的に微小な位置ずれ
(色ずれ)が発生する。これは、転写材Sの移動速度が
その駆動要素により変動するため、画像の微小な伸縮が
発生することが原因であり、駆動用モータおよび必要な
減速比歯車列の偏心成分,駆動ローラ31の偏心成分等
が直接的な要因となる。この現象は上記直接的な要因の
精度を高めることによって小さくすることは可能である
が、コスト的に見合うものではなく、さらに精度的にも
限界がある。
【0017】そこで、従来より、各画像ステーションの
間隔を一定にし、その間隔Lを駆動ローラ31の周長の
整数倍にすることおよび駆動用モータから駆動ローラ3
1までの減速比を整数倍にすることによって、各画像ス
テーションでの転写材の移動速度の微小な変動が生じて
もそれが駆動ローラ31の1回転を1周期とする周期関
数となり、さらに各画像ステーションでのその位相が一
致することにより、画像伸縮は起こるが、それが各画像
ステーションで同じパターンとなるので、結果として各
画像ステーションの画像伸縮による位置ずれ量の差分と
して表われる周期的色ずれは、「0」になるという構成
がとられている。
【0018】さらに、上述の定常的な色ずれとは別に変
動的な色ずれが上記要因とは異なる要因によっても発生
する。すなわち、転写材Sの1枚の中で、その搬送方向
にある周期的に微小な位置ずれが生ずるため、色ずれと
なるものである。そして、この原因としては、像担持体
たる上記4本の感光ドラム1Y,1M,1C,1BKの
回転速度がその駆動要素により変動するため、画像の微
小な伸縮が各ステーション毎に発生し、その位相が各ス
テーションで異なることが原因であり、駆動用モータお
よび減速比歯車列等の偏心成分等が直接的な要因とな
る。この現象は、上記直接的な要因の精度を高めること
によって小さくすることは可能であるが、コスト的にデ
メリットであり、さらにある程度の限界もある。そこ
で、従来より4本の感光ドラムを同一の駆動系を用いて
その回転速度変動の周波数を同一とし、さらにその位相
を転写材S上で一致するように構成とすることにより、
画像伸縮は各ステーションで発生するが、どのステーシ
ョンでも同様に起こるので、結果として各画像ステーシ
ョンの画像伸縮の差によって生じる変動的な色ずれが解
決される方法を採用している。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
定常的な色ずれの1つであるトップマージンを調整する
際、転写材Sの移動速度変動に伴う画像伸縮または感光
ドラムの回転速度の速度変動に伴う画像伸縮が問題とな
る。何故ならば、ずれを検知するために形成されるレジ
ストマークは、定常的な色ずれ、変動する色ずれの複合
した色ずれとして表われ、その検知において、両者を分
離することができないからである。例えばシアン,マゼ
ンタの位置ずれΔLC ,ΔLM をそれぞれ、下記第(1)
のように表わすことができる。 ΔLC =LC +AF(t) ΔLM =LM +AF(t) ………(1) 上記第(1)式において、右辺の第1項が定常的な位置
ずれに対応する成分を表わし、右辺の第2項が変動的な
位置ずれ成分を表わし、F(t)は−1〜1の大きさを
持つ周期関数である。この時、レジストマークがΔLC
=LC +A,ΔLM =LM −Aとして形成されると、色
ずれ量ΔLC−ΔLM は、下記第(2)式となる。 2ΔLC −ΔLM =(LC −LM )+2A ………(2) つまり、トップマージンの調整は、(LC −LM )を調
整しなければならないのに、(LC −LM )+2Aを調
整してしまい、誤差が生じて、2Aを色ずれ量として転
写材Sの中で全体が同じようにずれて、特に搬送ベルト
7の速度変動に起因したレジストレーション補正精度が
悪化したり、感光ドラムの表面速度変動に起因したレジ
ストレーション補正の精度が著しく悪化したりして画像
品位を著しく低下させてしまう問題点があった。
【0020】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたもので、像担持体となる感光体を駆動する駆動
系または搬送体を移動させる駆動系中の少なくとも1つ
の速度変動要因の周期間隔で離隔しながらレジストレー
ション補正のマークを搬送する搬送体上に対して形成す
ることにより、複合する定常的および変動的位置ずれを
分離して定常的な位置ずれを検出してレジストレーショ
ンを精度高く補正できる画像形成装置を得ることを目的
とする。
【0021】
【問題点を解決するための手段】本発明に係る画像形成
装置は、複数の像担持体駆動系の少なくとも1つの速度
変動要素の速度変動周期に基づいて前記搬送体に転写す
る各レジストマークの離隔間隔を決定するタイミング決
定手段と、タイミング決定手段により決定された前記
離隔間隔に基づいて各画像形成手段による前記搬送体に
対するレジスト補正用のレジストマーク形成を制御す
御手段とを設けたものである。
【0022】また、前記タイミング決定手段は、前記
度変動周期の整数倍の時間間隔となるように前記離隔間
隔を決定するように構成したものである。
【0023】さらに、複数の像担持体駆動系の少なくと
も1つの速度変動要素の速度変動周期に基づいて前記搬
送体に転写する複数組のレジストマーク列間の離隔間隔
を決定するタイミング決定手段と、該タイミング決定手
段により決定された前記離隔間隔に基づいて各画像形成
手段による前記搬送体に対するレジスト補正用のレジス
トマーク形成を制御する制御手段とを設けたものであ
る。 また、前記タイミング決定手段は、前記速度変動周
期の半周期の奇数倍の時間間隔となるように前記離隔間
隔を決定するように構成したものである。
【0024】さらに、前記読取り手段からレジストマー
ク列毎に出力される読りデータを偶数個単位で平均化
演算を行う演算手段を有し演算手段の演算結果によ
り得られる位置ずれ量に基づいて前記補正手段が各画像
ステーションのレジストを補正するように構成したもの
である。
【0025】また、複数の搬送体駆動系の少なくとも1
つの速度変動要素の速度変動周期に基づいて前記搬送体
に転写する各レジストマークの離隔間隔を決定するタ
ミング決定手段と、タイミング決定手段により決定さ
れた前記離隔間隔に基づいて各画像形成手段による前記
搬送体に対するレジスト補正用のレジストマーク形成を
制御する制御手段とを設けものである。
【0026】さらに、前記タイミング決定手段は、前記
速度変動周期の整数倍の時間間隔となるように前記離隔
間隔を決定するように構成したものである。
【0027】また、複数の搬送体駆動系の少なくとも1
つの速度変動要素の速度変動周期に基づいて前記搬送体
に転写する複数組のレジストマーク列間の離隔間隔を決
定するタイミング決定手段と、該タイミング決定手段に
より決定された前記離隔間隔に基づいて各画像形成手段
による前記搬送体に対するレジスト補正用のレジストマ
ーク形成を制御する制御手段とを設けたものである。
らに、前記タイミング決定手段は、前記速度変動周期の
半周期の奇数倍の時間間隔となるように前記離隔間隔を
決定するように構成したものである。
【0028】また、前記読取り手段からレジストマーク
列毎に出力される読りデータを偶数個単位で平均化演
算を行う演算手段を有し演算手段の演算結果により
得られる位置ずれ量に基づいて前記補正手段が各画像ス
テーションのレジストを補正するように構成したもので
ある。
【0029】さらに、各画像ステーションはそれぞれ異
なる色で画像を形成可能に構成したものである。
【0030】
【0031】
【0032】
【0033】
【0034】
【0035】
【0036】
【0037】
【0038】
【0039】
【実施例】図1は本発明の一実施例を示す画像形成装置
の構成を説明する斜視図であり、4ドラムフルカラー方
式の画像形成装置の場合を示してある。
【0040】図において、感光ドラム1C,1M,1
Y,1BKはシアン,マゼンタ,イエロー,ブラックの
各色の現像材(トナー)を備えた各画像形成ステーショ
ンにおける感光ドラムである。これらの感光ドラム1
C,1M,1Y,1BK(所定間隔Lをもって配設され
ている)は図中矢印方向に回転するもので、これら感光
ドラム1C,1M,1Y,1BKの周囲には、一様帯電
を施すための図示しない一次帯電器,画像書込み手段
(潜像形成手段)としてのレーザ走査光学系3C,3
M,3Y,3BK,潜像をトナーで顕像化する現像器
(図示しない),クリーナ,転写帯電器が各々配設され
ている。2はレジストローラで、このレジストローラ2
の駆動に基づいてコントローラ16が各感光ドラム1
C,1M,1Y,1BKに形成されるレジストマークの
形成タイミングを制御する。
【0041】4C,4M,4Y,4BKは走査ミラー
で、各画像形成ステーション毎に設けられるレーザ走査
光学系3C,3M,3Y,3BKから発射される光を各
感光ドラム1C,1M,1Y,1BKに結像させる。5
a,5bは例えばリニアステッピングモータ等で構成さ
れるアクチュエータで、後述するマーク検出器により検
知されるレジストマーク画像の検出タイミングに応じて
走査ミラー4C,4M,4Y,4BKを水平方向に前後
移動させ、走査線傾き等を調整する。6は例えばリニア
ステッピングモータ等で構成されるアクチュエータで、
後述するマーク検出器により検知されるレジストマーク
画像の検出タイミングに応じて走査ミラー4C,4M,
4Y,4BKを鉛直方向に上下移動させ、走査線の倍率
誤差を調整する。 7は搬送体を構成する搬送ベルト
で、矢印A方向に一定速度P(mm/秒)で搬送されの
で、配置間隔をLとすると、搬送ベルト7の各ドラム間
通過時間Δt1 ,Δt2 ,Δt3 はL/P秒とすべて同
一となる。なお、搬送体は図2に示すような駆動機構に
より駆動される。
【0042】8はクリーナ部材で、搬送ベルト7に転写
された、例えば「+」字形のレジストマーク9,10を
回収する。11,12はCCD等の電荷結合素子で構成
されるマーク検出器で、ファクシミリ等で一般に使用さ
れる画像読取りセンサと類似するもので、最終画像形成
ステーションよりも下流側に設定される。マーク検出器
11は搬送ベルト7に所定間隔Lで、かつ各画像ステー
ションで所定の離隔をもって転写されたレジストマーク
画像をランプ13bから搬送ベルト7に照射される光の
反射光をレンズ14bを介して受光する。
【0043】15C,15M,15Y,15BKはBD
センサで、レーザ走査光学系3C,3M,3Y,3BK
から発射されるレーザビームLB(後述する)を画像書
込み前に検知し、コントローラ16に検知出力となるB
D信号を送出する。マーク検出器12は搬送ベルト7に
所定間隔Lで、かつ各画像ステーションで所定の離隔を
もって転写されたレジストマーク画像をランプ13aか
ら搬送ベルト7に照射される光の反射光をレンズ14a
を介して受光する。
【0044】このように構成された画像形成装置におい
て、第1のタイミング決定手段16が決定する各レジス
トマークまたはレジストマーク列の離隔間隔を複数の像
担持体駆動系の少なくとも1つの速度変動要素の速度変
動周期となるように決定し、第1の制御手段16bが決
定された各レジストマークまたはレジストマーク列の離
隔間隔に基づいて各画像形成手段による搬送体に対する
レジスト補正用のレジストマーク形成を制御し、読取り
手段(マーク検出器11,12)が読み取るレジストマ
ークまたはレジストマーク列により像担持体駆動系に起
因(本実施例では後述するウォーム等)するような定常
的位置ずれ成分のみを抽出可能とする。
【0045】また、第1のタイミング決定手段16a
は、複数の像担持体駆動系の少なくとも1つの速度変動
要素の速度変動周期の整数倍の時間間隔となるように各
レジストマークの離隔間隔を決定し、読取り手段が離隔
間隔して転写された各レジストマークを読み取ることに
より、像担持体駆動系に起因するような搬送体に定常的
位置ずれ成分のみを抽出可能とする。
【0046】さらに、第1のタイミング決定手段16a
は、前記複数の像担持体駆動系の少なくとも1つの速度
変動要素の速度変動半周期の奇数倍の時間間隔となるよ
うにレジストマーク列の離隔間隔を決定し、読取り手段
が離隔間隔して転写されたレジストマーク列を連続して
読み取ることにより、像担持体駆動系に起因するような
搬送体に定常的位置ずれ成分のみを抽出可能とする。
【0047】また、読取り手段(マーク検出器11,1
2)により離隔間隔して転写されたレジストマーク列を
連続して読み取られると、第1の演算手段16cが読取
り手段からレジストマーク列毎に偶数回出力される各読
取りレジストマークデータの平均化演算を行い、補正手
段(アクチュエータ5a,5b,6等)が平均化された
演算データにより得られる定常的位置ずれ量に基づいて
像担持体駆動系に起因する各画像ステーションのレジス
トを補正することを可能とする。
【0048】さらに、第2のタイミング決定手段17a
が決定する各レジストマークまたはレジストマーク列の
離隔間隔を複数の搬送体駆動系の少なくとも1つの速度
変動要素の速度変動周期となるように決定し、第2の制
御手段17bが決定された各レジストマークまたはレジ
ストマーク列の離隔間隔に基づいて各画像形成手段によ
る搬送体に対するレジスト補正用のレジストマーク形成
を制御し、読取り手段(マーク検出器11,12)が読
み取るレジストマークまたはレジストマーク列により搬
送体駆動系に起因(本実施例では後述するウォーム等)
するような定常的位置ずれ成分のみを抽出可能とする。
【0049】また、第2のタイミング決定手段17a
は、前記複数の搬送体駆動系の少なくとも1つの速度変
動要素の速度変動半周期の奇数倍の時間間隔となるよう
にレジストマーク列の離隔間隔を決定し、読取り手段が
離隔間隔して転写された各レジストマークを読み取るこ
とにより、搬送体駆動系に起因するような搬送体に定常
的位置ずれ成分のみを抽出可能とする。
【0050】さらに、第2のタイミング決定手段17b
は、複数の搬送体駆動系の少なくとも1つの速度変動要
素の速度変動半周期の奇数倍の時間間隔となるようにレ
ジストマーク列の離隔間隔を決定し、読取り手段が離隔
間隔して転写されたレジストマーク列を連続して読み取
ることにより、搬送体駆動系に起因するような搬送体に
定常的位置ずれ成分のみを抽出可能とする。
【0051】また、読取り手段(マーク検出器11,1
2)により離隔間隔して転写されたレジストマーク列が
連続して読み取られると、第2の演算手段17cが読取
り手段からレジストマーク列毎に偶数回出力される各読
取りレジストマークデータの平均化演算を行い、補正手
段(アクチュエータ5a,5b,6等)が平均化された
演算データにより得られる定常的位置ずれ量に基づいて
搬送体駆動系に起因する各画像ステーションのレジスト
を補正することを可能とする。
【0052】さらに、各画像ステーションがそれぞれ色
の異なる画像を形成してフルカラー画像を形成すること
を可能とする。なお、本実施例ではコントローラ16の
機能手段として上記各手段16a〜16cまたは上記各
手段17a〜17cを構成する場合について説明する
が、各手段を独立のハードウエアで構成することも可能
である。なお、31は駆動ローラ、32はDCモータで
ある。
【0053】図2は、図1に示した搬送ベルト7の駆動
機構を説明する要部詳細図である。図において、31は
摩擦力により搬送ベルト7を直接駆動する駆動ローラ
で、その周長はπDはドラムの配置間隔Lの整数分の1
(本実施例では1/1)で構成されている。30は減速
歯車列で、DCモータ32の回転を減速して、駆動ロー
ラ31に伝達する。減速歯車列30を構成する歯車30
a,30bの歯数Za,Zbの比は、1:15の整数比
になっている。さらに、出力軸34と駆動ローラ端のロ
ーラ軸35はカップリング33によって固定され、一体
的に駆動するように構成されている。
【0054】以上のような構成では、搬送ベルト7が画
像ステーション間隔Lを搬送される間に駆動ローラ31
は1回転し、DCモータ32は15回転することにな
り、搬送ベルト7の移動速度v(t)は歯車30a,3
0bおよび駆動ローラ周長とローラ軸35の偏心成分等
によって下記第(3)式に示すように周期関数的に変化
する。
【0055】 v(t)=P+Δv(t) =P+a1 cosωt+a2 cos(ωt+φ1 ) +a3 cos(15ωt+φ1 )+F(t) ……(3) ここで、ωは駆動ローラの回転角速度であり、ω=2π
f,F(t)は歯車の噛み合い誤差による回転速度変動
成分で、これも駆動ローラの1回転と1周期とする周期
関数となる。
【0056】図3は、図1に示した走査ミラーと光学走
査系との配置構成を説明する斜視図であり、図1と同一
のものには同じ符号を付してある。なお、この構成と同
一のものが各画像形成ステーション毎に設けられてお
り、特にマゼンタ,イエロー,ブラックステーションの
場合を示してある。
【0057】図において、20はfθレンズで、レーザ
光源22から発生され、一定速度で回転するポリゴンミ
ラー21により偏向されるレーザビーム(光ビーム)L
Bを、例えば感光ドラム1Cに等速度で結像させる。2
3は光学箱で、上記20〜22を一体収容している。な
お、レーザ光源22から発射されたレーザビームLBは
fθレンズ20を介して開口部23aより出射される。
24aは第1反射ミラーで、この第1反射ミラー24a
に略直角に対向して設けられた第2反射ミラー24bに
より図1に示した走査ミラー4C,4M,4Y,4BK
に対応する反射体24が構成される。なお、レーザ光源
22から発射されたレーザビームLBは、第1反射ミラ
ー24a,第2反射ミラー24bを介して、例えば感光
ドラム1C,1M,1Y,1BKに結像するように構成
されている。
【0058】25は例えばステッピングモータで構成さ
れるリニアステップアクチュエータ(アクチュエータ)
で、コントローラ16から出力されるステップ量に応じ
て第1反射ミラー24a,第2反射ミラー24bが一体
支持される反射体24を図中のa方向に対して段階的に
上下移動させる。26,27は例えばステッピングモー
タで構成されるリニアステップアクチュエータ(アクチ
ュエータ)で、コントローラ16から出力されるステッ
プ量に応じて第1反射ミラー24a,第2反射ミラー2
4bが一体支持される反射体24を図中のb方向にそれ
ぞれ独立して水平移動させる。また、アクチュエータ5
a,5bは図3のアクチュエータ26,27に対応し、
アクチュエータ6はアクチュエータ25に対応する。
【0059】また、リニアステップアクチュエータ25
〜27は、ステッピングモータの出力軸を直線運動させ
るものであり、構造としてはモータローラ内部と出力軸
に台形ネジを形成したものであり、主にフロッピーディ
スク等のヘッド送り用として通常使用されるものに相応
している。なお、上記リニアステップアクチュエータ2
5〜27に代えて、通常のステッピングモータの軸にリ
ードスクリュー(軸に螺子を切ったもの)を固着したも
のに、上記リードスクリューに対応してネジを形成した
可動部材を用いても同様に機能させることは可能であ
る。
【0060】具体的にはリードスクリューに形成された
螺子が4P0.5(呼び径4mm,ピッチ0.5mm),ス
テッピングモータのステップ角が48ステップ/1周で
ある場合には、出力部の進み量SSは、SS=0.5/
48=10.42μm/ステップとなり、この10.4
2μm/ステップ毎の送り量で上記反射体24を駆動制
御可能となる。
【0061】以下、図14(a)〜(d)を参照しなが
ら図1,図3に示したアクチュエータ25〜27の駆動
動作について説明する。
【0062】図14(a)〜(d)は像担持体の画像ず
れ状態例を示し、Sは転写材を示し、この転写材Sが矢
印A方向(搬送ベルト7の搬送方向)に搬送される。こ
こで、アクチュエータ25をレーザ走査光学系からの光
ビームLBの発射方向であるa1 方向に駆動することに
より、反射体24はa方向に略平行移動され、感光ドラ
ム1Cまでの光路長を短くし、アクチュエータ25をa
2方向に駆動することにより、光路長を長く調整するこ
とができる。このように、光路長を調整することによ
り、所定の広がり角を有する光ビームLBの感光ドラム
1C上の走査線の長さを、例えば図14(d)に示すよ
うにm0 (実線)からm1 (破線)に可変することがで
きる。
【0063】また、アクチュエータ26,27を同時に
同方向に、例えばb1方向に駆動することにより、反射
体24は上記a1 方向と略垂直な方向であるb方向に平
行移動され、これにより図14(a)の走査線m0 を走
査線m2 (破線)の位置まで平行移動させることができ
る。また、アクチュエータ26,27のいずれか一方を
駆動した場合、またはアクチュエータ26をb1 方向
へ、アクチュエータ27をb2 方向へ駆動させるような
互いに反対方向の駆動を与えた場合には、図14(c)
の走査線m0 を走査線m3 (破線)のように傾きを可変
することができる。
【0064】このように、一対の第1,第2の反射ミラ
ー24a,24bを略直角に組み込んだ反射体24をレ
ーザ走査光学系から感光ドラム1Cまでの光ビームLB
光路内に配設し、反射体24位置をアクチュエータ25
またはアクチュエータ26,27により調整することに
よって光路長または光ビーム走査位置を各々独立に調整
することができる。すなわち、ハの字形に配設された一
対の第1,第2の反射ミラー24a,24bを有する反
射体24をa方向に移動することによって、感光ドラム
1C上に結像された走査線の位置を変えることなく、光
ビームLBの光路長のみを補正することができ、また反
射体24をb方向に移動することによって光ビームLB
の光路長を可変することなく、感光ドラム1C上の結像
位置および角度の補正を行うことができる。
【0065】なお、本実施例においては、4ドラム方式
のフルカラープリンタに上記反射体24と、この反射体
24の位置を調整するアクチュエータ機構を個別にそれ
ぞれ備え、各画像形成手段となる像担持体毎にそれぞれ
独立に感光ドラム1C,1M,1Y,1BKにおいて、
走査線の傾きおよび光路長差に基づく倍率誤差,トップ
マージン,レフトマージンを個別に補正して、転写材S
に順次転写される各色トナー間の色ずれを除去するよう
に構成されている。〔搬送体駆動系の定常的位置ずれ分
離処理〕次に、図4,図5を参照しながら、本発明に係
る画像形成装置におけるレジストマークに対する副走査
方向の形成タイミングについて詳述する。
【0066】図4は本発明に係る画像形成装置における
レジストマークに対する副走査方向の形成タイミングを
説明するタイミングチャートであり、図5は、図1に示
した転写ベルト7に転写されたレジストマーク9,10
の配置状態を示す平面図である。
【0067】例えば図4に示すように、レジストローラ
2の駆動信号に基づいて各画像ステーション毎にある時
間のディレイt1 ,t1 +t2 ,t1 +t3 ,t1 +t
4 をかけてレジストマークC,M,Y,BKを形成す
る。また、この時、例えばレジストマークCとレジスト
マークMの時間差t2 はt2 =L/P(秒)とすると、
上述したようにレジストマーク9,10の重なりが生
じ、その読み取り精度を悪化させる。そこで、所定間隔
1を空けるために、上述の時間t2 ,t3 ,t4 はそれ
ぞれ下記第(4)の関係を満たす。
【0068】 t2 =(L/P)+T1 t3 =2×{(L/P)+T1 } t4 =3×{(L/P)+T1 } ……(4) そして、搬送ベルト7上には、図5に示すように「+」
字のレジストマーク9C,9M,9Y,9BK,10
C,10M,10Y,10BKが搬送ベルト7の端部に
搬送方向に略平行で、かつ所定間隔l1 l2 ,l3 で形
成される。ただし、所定間隔l1 l2 ,l3 がl1 ≒l
2 ≒l3 の場合、所定間隔l1 l2 ,l3は上記第
(4)式の時間T1 に依存する。
【0069】さらに、時間T1 について説明する。前述
の第(4)式における速度変動Δvを時間に関し積分す
ると、これは一定速度Pで搬送ベルト7が移動した時の
正規の位置からの位置ずれ量Δlを与える。また、上記
第(3)式において、式中のa1 ,a2 ,F(t)≪a
3 とすると、上記第(3)式で定義されるΔvは、下記
第(5)式で定義することができ、 v(t)=Δv(t) =a3 cos(4ωt+φ1 ) ……(5) よって、Δl(t)は、下記第(6)式で表わされる。
【0070】 Δl(t)=a3 ・sin(4ωt+φ1 )/4ω ……(6) 図6は、図1に示した転写ベルト7に形成される第1の
レジストマーク転写位置ずれ量Δlの特性を示す図であ
り、横軸は時間tを示し、縦軸は位置ずれ量Δlを示
す。
【0071】この図に示すように、各レジストマーク
C,M,Y,BKの離隔間隔を決定する時間T1 を速度
変動のΔv(あるいはΔl)の周期の整数倍(本実施例
では1倍T1 =1/4ω)とすると、速度変動によって
位置ずれが生じてもC,M,Y,BKでは常にすべて同
じ量だけ(本実施例ではa3/4ω)正規の位置よりず
れた位置にレジストマークが形成されることになる。つ
まり、速度変動にによって生じる位置ずれ量の補正量
は、各画像ステーションで同じになるので、上述した問
題は発生しない。
【0072】例えばシアン,マゼンタの位置ずれ量ΔL
C ,ΔLM はΔLC =LC +(a3/4ω),ΔLM =
LM +(a3 /4ω)となり、色ずれ量ΔLC −ΔLM
は、ΔLC −ΔLM =LC −LM となり、定常的な位置
ずれのみが抽出可能となり、正確なトップマージンの調
整が可能となる。
【0073】すなわち、本実施例では図5に示したレジ
ストマーク9C,9M,9Y,9BKおよびレジストマ
ーク10C,10M,10Y,10BKの間隔l1 l2
,l3 が速度変動Δvの周期の整数倍となるタイミン
グを満足させながら各ステーションでのパターン画像形
成が制御されている。なお、速度変動要因は、ドラム駆
動系と転写ベルト駆動系となる。 〔ドラム駆動系の定常的位置ずれ分離処理〕次に、図7
を参照しながら図1に示した各感光ドラム1C,1M,
1Y,1BKの駆動機構について説明する。
【0074】図7は、図1に示した各感光ドラム1C,
1M,1Y,1BKの駆動機構を説明する斜視図であ
る。
【0075】この図に示されるように、各感光ドラム1
C,1M,1Y,1BKは共通の駆動源である駆動モー
タ34aによって図中矢印方向に回転駆動される。すな
わち、駆動モータ34aに連結された駆動軸35aに
は、ウォームギア32C,32M,32Y,32BKが
固設されており、上記ウォームギア32C,32M,3
2Y,32BKはそれぞれ各感光ドラム1C,1M,1
Y,1BKのドラム軸33C,33M,33Y,33B
Kの端部に結着されたウォームホイール31C,31
M,31Y,31BKに噛合している。従って、駆動モ
ータ34aによって駆動軸35aが回転駆動されると、
駆動軸35aの回転は、ウォームギア32C,32M,
32Y,32BKおよびウォームホイール31C,31
M,31Y,31BKを経て軸に支承された感光ドラム
1C,1M,1Y,1BKが回転駆動される。このよう
な構成で、駆動モータ34aを駆動すると、感光ドラム
1C,1M,1Y,1BKのドラム軸33C,33M,
33Y,33BKの回転変動ΔvM ,ΔvC ,ΔvY ,
ΔvBKは、ウォームギア32C,32M,32Y,32
BKの偏心成分,ウォームホイール31C,31M,3
1Y,31BKの偏心成分等によって転写紙上に置換す
ると、下記第(7)式に示すように周期的に変化する。
【0076】 ΔvC =a1 ・cosω1t+a2 ・cos(ω2t+φ1C) ΔvM =a1 ・cos(ω1t+φ2M)+a2 ・cos(ω2t+φ1M+φ2M) ΔvY =a1 ・cos(ω1t+φ2Y)+a2 ・cos(ω2t+φ1Y+φ2Y) ΔvBK=a1 ・cos(ω1t+a2BK )+a2 ・cos(ω2t+φ1BK +φ2BK ) ……(7) ここで、ω1 はウォームの回転角速度を表し、ω2 はウ
ォームホイールの回転角速度である。また、φ2 は、感
光ドラムがある間隔Lだけ離れていることによる位相差
を考慮しつつ、駆動軸35aにウォームを固設する時、
その取付け角を変化させることで、転写紙上での位相を
合せるように調整される。また、φ1 はウォームとウォ
ームホイールの偏心成分による速度変動の位相差を示
し、ウォームホイールをドラム軸に決着する際に、その
取り付け角度を調整することで、各ステーションで同じ
になるように調整される。
【0077】速度変動Δvと感光ドラム1C,1M,1
Y,1BKの半径RΔvを時間に関して積分すると、こ
れは、一定速度で回転した時の感光ドラム表面の正規の
位置からの位置ずれ量ΔLとなる。変動的な色ずれはこ
の位置ずれ量が各ステーションで異なるために起こる
が、本実施例では発生する速度変動の周波数およびその
位相が転写紙(転写材)上Sで一致するので非常に小さ
く抑えられる。
【0078】さらに、上述の時間T1 をシアンとマゼン
タとの関係において説明する。
【0079】上記第(7)式において、a1 ≫a2 との
関係を満足する場合が多いので、便宜的には第(7)式
を簡略すると、第(8)式に示すように書き換えること
ができる。 ΔvC =a1 ・cosω1t ΔvM =a1 ・cos(ω1t+φ2M) ……(8) この第(8)式を前述した位置ずれ量ΔLに換算する
と、下記第(9)式に示すように表わすことができる。 ΔLC =(a1 /ω1 )sinω1t ΔLM =(a1 /ω1 )sin(ω1t+φ2M) ……(9) ここで、各ステーション間隔Lによる位相差をφ2Mで調
整すると、画像に対して(転写材Sに対して)位置ずれ
量の特性は、図8に示すようになる。
【0080】図8は、図1に示した転写ベルト7に形成
される第2のレジストマーク転写位置ずれ量Δlの特性
を示す図であり、横軸は時間tを示し、縦軸は位置ずれ
量Δlを示す。
【0081】この図に示すように、時間T1 を速度変動
のΔv(あるいはΔl)の周期の整数倍(本実施例では
1倍T1 =1/4ω)とすると、ドラム駆動系の速度変
動によって位置ずれが生じてもC,M,Y,BKでは常
にすべて同じ量だけ(本実施例ではa3 /4ω)正規の
位置よりずれた位置にレジストマークが形成されること
になる。つまり、ドラム駆動系の速度変動にによって生
じる位置ずれ量の補正量は、各画像ステーションで同じ
になるので、上述した問題は発生しない。
【0082】例えばシアン,マゼンタの位置ずれ量ΔL
C ,ΔLM はΔLC =LC +A,ΔLM =LM +Aとな
り、色ずれ量ΔLC −ΔLM は、ΔLC −ΔLM =LC
−LM となり、定常的な位置ずれのみが抽出可能とな
り、正確なトップマージンの調整が可能となる。以上、
シアンとマゼンタとの関係について説明したが、イエロ
ー,ブラックについても同様に実施され、正確なトップ
マージンの調整がなされる。
【0083】次に、図9,図10を順次参照しながらレ
ジストマーク9,10の検知処理動作について説明す
る。
【0084】図9はレジストレーション補正処理回路の
一例を説明するブロック図であり、例えばコントローラ
16に設けられている。
【0085】図において、51はCPUで、ROM,R
AMを備え、ROMに格納された制御プログラムに基づ
いてレジストマーク位置ずれ補正処理,画像形成に必要
な駆動制御信号出力処理を総括的に制御する。52aは
位置ずれ検知部で、図1に示したマーク検出器12を有
し、搬送ベルト7の搬送方向に対して所定の右端位置に
転写されたレジストマーク10中の各レジストマーク画
像(所定間隔で離隔しながら転写される)を光学的に、
すなわちライトランプ54aから搬送ベルト7に照射さ
れる光の反射光をフィルタ53aを介して受光し、位置
ずれ検知画像アナログ信号を増幅器56aに出力する。
57aはローパスフィルタで、増幅器56aから出力さ
れるライト位置ずれ検知画像アナログ信号に含まれる高
周波成分を除去する。58aはA/D変換器で、ローパ
スフィルタ57aから出力されるライト位置ずれ検知画
像アナログ信号をA/D変換して、例えば8ビットのラ
イト位置ずれ検知画像データを出力する。59aはライ
ト画像データメモリ部で、例えば32Kバイトのメモリ
容量を有するライト画像データメモリ59Ca,59M
a,59Ya,58BKaから構成され、搬送ベルト7
に所定間隔、かつ離隔されながら転写されるシアン,マ
ゼンタ,イエロー,ブラック用の各ライト位置ずれ検知
画像に対応するライト画像データを個別に記録する。
【0086】52bは位置ずれ検知部で、図1に示した
マーク検出器12を有し、搬送ベルト7の搬送方向に対
して所定の右端位置に転写されたレジストマーク10中
の各レジストマーク画像(所定間隔で離隔しながら転写
される)を光学的に、すなわちライトランプ54bから
搬送ベルト7に照射される光の反射光をフィルタ53b
を介して受光し、位置ずれ検知画像アナログ信号を増幅
器56bに出力する。57bはローパスフィルタで、増
幅器56bから出力されるレフト位置ずれ検知画像アナ
ログ信号に含まれる高周波成分を除去する。58bはA
/D変換器で、ローパスフィルタ57bから出力される
レフト位置ずれ検知画像アナログ信号をA/D変換し
て、例えば8ビットのレフト位置ずれ検知画像データを
出力する。59bはレフト画像データメモリ部で、例え
ば32Kバイトのメモリ容量を有するレフト画像データ
メモリ59Cb,59Mb,59Yb,58BKbから
構成され、搬送ベルト7に所定間隔、かつ離隔されなが
ら転写されるシアン,マゼンタ,イエロー,ブラック用
の各レフト位置ずれ検知画像に対応するレフト画像デー
タを個別に記録する。
【0087】55aはランプ駆動器で、CPU51から
出力されるドライブ信号に基づいて、ライトランプ54
aを照明する。55bはランプ駆動器で、CPU51か
ら出力されるドライブ信号に基づいてライトランプ54
bを照明する。60はタイマカウンタで、比較器61に
カウントデータを出力する。比較器61はタイマカウン
タ60から出力されるカウントデータがCPU51から
出力される読み取り開始制御データ(後述する)に一致
するタイミングで、メモリ制御回路62がライト画像デ
ータメモリ部59aおよびレフト画像データメモリ部5
9bのメモリバンクを切り換える制御信号を出力する。
【0088】図10はレジストレーション誤差検知動作
を説明する平面図であり、図1と同一のものには同じ符
号を付してある。
【0089】図において、65Cb,65Mb,65Y
b,65BKbはレフトレジストオマーク画像検知領域
で、マーク検出器11により検知可能な範囲を示し、レ
ジストマーク9を構成するブラック用のレジストマーク
画像が描画された時点を基準として、マーク検出器11
の配置位置からレフトシアン画像検知領域65Cbの進
行方向(副走査方向)先端までは、マーク検出器11か
ら搬送ベルト7の搬送速度(一定)で時間Y1〜Y4の
距離となる。
【0090】先ず、CPU51は上述したレジストマー
ク形成タイミングに応じてレーザドライバを動作させて
各半導体レーザにより各感光ドラム1C,1M,1Y,
1BKに対応して1対からなるレジストマーク9,10
を順次形成し、各固有の有色トナーで所定間隔をもって
現像し、一定速度で搬送される搬送ベルト7の左右の対
象位置に転写する。すると、図10に示したようにレジ
ストマーク画像9C,9M,9Y,9BK,10C,1
0M,10Y,10BKが転写されて副走査方向に搬送
され、マーク検出器11,12によるレジストレーショ
ン誤差検知処理準備工程が終了する。
【0091】そこで、レジストマーク画像9BK,10
BKの描画動作が終了した旨を示す制御信号がCPU5
1に入力されると、CPU51はランプ駆動器55a,
55bに照明信号を出力し、ライトランプ54a,54
bを照明し、マーク検出器11,12によるレジストレ
ーション誤差検知処理開始準備を整えた後、比較器61
に時間Y1をセットし、タイマカウンタ60をスタート
する。この状態で、マーク検出器11,12が画像読取
りを開始し、搬送ベルト7上に転写された画像を読み取
り、画像に対応するアナログ信号を増幅器56a,56
bにそれぞれ個別に出力する。増幅器56a,56bか
らの出力を後段のローパスフィルタ57a,57bを介
して高周波成分が除去され、A/D変換器58a,58
bにより、例えば8ビットディジタル信号に変換されて
各画像データメモリ59Ca,59Cbに記憶される。
【0092】しかし、時間Y1が経過するまでは無意味
なデータであるため、メモリ制御回路62が画像書込み
をディスイネーブルとする。比較器61がタイマカウン
タ60から出力されるカウントデータが、CPU51か
ら出力された時間Y1と一致したタイミングで書込みを
イネーブルとする書込み制御信号をメモリ制御回路62
に出力する。これを受けて、メモリ制御回路62が各画
像データメモリ59Ca,59Cbをイネーブルとし、
A/D変換器58a,58bから出力されるシアン用の
レジストマーク画像9C,10Cに対応する画像データ
を、例えば32Kバイト分記憶する。
【0093】次いで、CPU51は比較器61に時間Y
2をセットし、タイマカウンタ60からのカウントデー
タが時間Y2に到達した時点で、書込みをイネーブルと
する書込み制御信号をメモリ制御回路62に出力する。
これを受けて、メモリ制御回路62が各画像データメモ
リ59Ma,59Mbをイネーブルとし、A/D変換器
58a,58bから出力されるマゼンタ用のレジストマ
ーク画像9M,10Mに対応する画像データを、例えば
32Kバイト分記憶する。
【0094】同様にしてイエロー,ブラックの順にレジ
ストマーク画像9Y,10Y,9BK,10BKの画像
データを各画像データメモリ59Ya,59Yb,59
BKa,59BKbに順次書き込んで行く。
【0095】次いで、CPU51は各画像データメモリ
59Ca,59Cb,59Ma,59Mb,59Ya,
59Yb,59BKa,59BKbに対する画像データ
に基づいて走査線の位置ずれ量を計算し、前述した走査
光学系のミラー類をアクチュエータ25,26,27を
で駆動することで位置ずれを補正する。
【0096】なお、上記実施例では感光ドラム1C,1
M,1Y,1BKの駆動系はウォームホイールに限定す
ることなく、タイミングプーリとタイミングベルトの組
み合わせや歯車列によって構成してもよい。
【0097】なお、上記実施例では搬送体および像担持
体の速度変動要因に伴う定常的速度変動を分離検知する
ために、各ステーションにおけるレジストマーク形成間
隔を位置ずれ量ΔLの周期の整数倍の時間T1 として、
一定速度で搬送される搬送ベルト7に転写形成する場合
について説明したが、マーク形成間隔を後述する第2の
実施例のように、速度変動要因(転写ベルト7の駆動系
または感光ドラム1C,1M,1Y,1BKの駆動系等
の速度変動要因)の変動半周期の奇数倍の時間間隔をも
って連続して複数回形成する構成であっても、定常的位
置ずれを抽出することができる。 〔第2実施例〕以下、図11,図12を参照しながらレ
ジストレーション補正処理動作についてさらに詳述す
る。
【0098】図11は、図1に示した転写ベルト7に転
写されるレジストマーク位置ずれ量ΔLの特性を示す図
であり、例えば第1回目と第N回目に対応する。
【0099】図12は本発明に係る画像形成装置におけ
るレジストレーション補正処理手順の一例を示すフロー
チャートである。なお、(1) 〜(11)は各ステップを示
す。
【0100】先ず、1回目の第1レジストマーク列(レ
ジストマーク9C,9M,9Y,9BKを1列とする)
形成,読み取りのためのパラメータi,jに初期値
「1」がセットされる(1) ,(2) 。次いで、感光ドラム
1C,1M,1Y,1BKに第1レジストマークが露
光,現像され、搬送ベルト7上に転写される(3) 。さら
に、レジストマーク9,10は搬送ベルト7により、前
述のレジストマーク検出部となるマーク検出器11,1
2で読み取られて(4) 、レジストレーションのずれデー
タD11(各1C,1M,1Y,1BK)を演算算出する
(5) 。続けて、次の第2のレジストマーク列形成,読み
取りを行うため、パラメータjを「1」インクリメント
し(6) 、上述の所定時間T1 を経て形成された第1のレ
ジストマークと第2レジストマーク列は1組のデータと
して、1回目のレジストレーション検出を終了したかど
うかを、すなわちパラメータjが「3」かどうかを判断
し(7)、NOならばステップステップ(3) に戻り、第2
のレジストマーク列形成,読取りがセットされ、露光,
現像,転写工程を経て第2レジストマーク列が形成さ
れ、マーク検出器11,12で読み取られて、レジスト
レーションのずれデータD12が演算,算出される。ただ
し、ここで形成される第1レジストマーク列と第2レジ
ストマーク列は所定の時間間隔T1 (詳細は後述する)
で決定される離隔間隔もって偶数個連続して形成される
ものとする。
【0101】一方、ステップ(7) の判断でYESの場合
は、パラメータiが「N」に等しいかどうかを判断し
(8) 、NOならばパラメータiを「1」インクリメント
し(9)、ステップ(2) に戻り、YESならばN回のレジ
ストマーク列形成,読み取り,算出が終了したものとみ
なす。この時、2×Nこのレジストレーションずれデー
タが得られるので、このデータを平均化して各色のレジ
ストレーションのずれ量DDC,DDM,DDY,DD
BK)を算出する(10)。そして、ずれ量から反射ミラー
の移動量を演算し、アクチュエータ25〜27を動作さ
せて、レジストレーションの補正を行い(11)、補正モー
ドの処理を終了する。
【0102】以下、上述した第1レジストマーク列と第
2レジストマーク列形成の時間間隔T1 について述べ
る。なお、説明上単色を例にして説明する。
【0103】上記第(3)式における速度変動Δvを時
間に関し積分すると、これは一定速度Pで搬送ベルト7
が移動した時の正規の位置からの位置ずれ量ΔLを与え
る。また、第(3)式において、a1 ≫a2 ,a3 ,F
(t)とすると、速度変動Δvは、位置ずれ量ΔLは下
記第(10)式で表わす。 Δv=a1 cosωt ΔL=(a1 /ω)sinωt ……(10) ここで、ωは前記転写ベルト7を駆動する駆動ローラ3
1の回転角速度を示す。
【0104】図11に示すように、任意の時間t1 に1
回目の第1レジストマーク列が形成される。この時、位
置ずれ量ΔL1 は、下記第(11)式により与えられ
る。
【0105】 ΔL1 =L+ΔL1 =L+(a1 /ω)sinωt ……(11) 次に、搬送ベルト7の移動速度の変動要素たる駆動ロー
ラ31の1回転周期(2π/ω)の半周期(π/ω)の
奇数倍をT1 (T1 =(π/ω)×(2M−1),M=
1,2,…)とし、第2レジストマーク列を第1レジス
トマーク列形成後、上記時間T1 の間隔を経て形成する
と、位置ずれ量ΔL2 は下記第(12)式により与えら
れる。 ΔL2 =L+ΔL2 =L+(a1 /ω)sinω(t1 +T1 ) =L+(a1 /ω)sin(ωt1 +π(2M−1)) =L−(a1 /ω)sinωt1 ……(12) ここで、間隔Lは定常的な位置ずれ量を示し、速度変動
に起因する変動的な、図11に示す位置ずれA,Bは、
下記第(13)式で表わされる。 A=(a1 /ω)sinωt1 ,B=−(a1 /ω)sinωt1 ……(13) これらの第1,第2レジストマーク列が1組のデータと
して位置ずれ量を与える。そして、これらの平均化を行
うと、位置ずれ量の平均値ΔLLは、上記第(11)
式,第(12)式より、下記第(14)式で与えられ
る。
【0106】 ΔLL=(ΔL1 +ΔL2 )/2 ……(14) その結果、位置ずれ量の平均値ΔLLはLとなる。すな
わち、前述したように所定時間T1 を設定して第1,第
2レジストマーク列を1組として平均化を行うと、位置
ずれ量は変動的な成分を含まない定常的な位置ずれのみ
に分離されることになる。そして、この平均化がすべて
の色に対して行われると、すべての色の位置ずれ量は、
定常的な位置ずれのみが抽出されるので、トップマージ
ンの調整の際、従来例でしめしたような誤差が生じな
く、正確なレジストレーション補正が可能となる。ま
た、これらの平均化は1回でもよいが本実施例のように
N回行えば、さらにデータの信頼性もアップすることに
なる。
【0107】本実施例では整数比の減速系をもつ搬送ベ
ルト7の駆動系について説明したが、本発明の技術的思
想から明らかなように、いかなる駆動系であっても実施
例可能であり、同様の効果を得ることができる。
【0108】なお、上記実施例では搬送体を駆動する駆
動系の定常的な位置ずれを検知する場合について説明し
たが、感光ドラム系を駆動する駆動系の定常的な位置ず
れを検知することも同様に可能である。以下、シアンを
例にして説明する。
【0109】上記第(3)式における速度変動Δvを時
間に関し積分すると、これは一定速度Pで感光ドラム1
Cが移動した時の正規の位置からの位置ずれ量Δlを与
える。また、第(3)式において、a1 ≫a2 となるこ
とが多いので、速度変動ΔvC は、位置ずれ量Δlは下
記第(15)式で表わす。 ΔvC =a1 cosω1 t Δl=(a1 /ω)sinω1 t ……(15) ここで、ωは前記ウォームの回転角速度を示す。 図1
1に示すように、任意の時間t1 に1回目の第1レジス
トマーク列が形成される。この時、位置ずれ量ΔL1
は、下記第(16)式により与えられる。 ΔL1 =l+Δl1 =l+(a1 /ω1 )sinω1 t ……(16) 次に、感光ドラム1Cの表面移動速度の変動要素たるウ
ォームの1回転周期(2π/ω1 )の半周期(π/ω1
)の奇数倍をT1 (T1 =(π/ω1 )×(2M−
1),M=1,2,…)とし、第2レジストマーク列を
第1レジストマーク列形成後、上記時間T1 で決定され
る離隔間隔をもって形成すると、位置ずれ量ΔL2 は下
記第(17)式により与えられる。 ΔL2 =l+Δl2 =l+(a1 /ω1 )sinω1 (t1 +T1 ) =l+(a1 /ω1 )sin(ω1 t1 +π(2M−1)) =l−(a1 /ω1 )sinω1 t1 ……(17) ここで、lは定常的な位置ずれ量を示し、速度変動に起
因する変動的な、図11に示す位置ずれA,Bは、下記
第(18)式で表わされる。
【0110】 A=(a1 /ω1 )sinω1 t1 B=−(a1 /ω1 )sinω1 t1 ……(18) これらの第1,第2レジストマーク列が1組のデータと
して位置ずれ量を与える。そして、これらの平均化を行
うと、位置ずれ量の平均値ΔLLは、上記第(11)
式,第(12)式より、下記第(19)式で与えられ、
上記定常的な位置ずれ量lに一致する。
【0111】 ΔLL=(ΔL1 +ΔL2 )/2 ……(19) その結果、位置ずれ量の平均値ΔLLはLとなる。すな
わち、前述したように所定時間T1 を設定して第1,第
2レジストマーク列を1組として平均化を行うと、位置
ずれ量は変動的な成分を含まない定常的な位置ずれのみ
に分離されることになる。
【0112】そして、この平均化がすべての色に対して
行われると、すべての色の位置ずれ量は、定常的な位置
ずれのみが抽出されるので、トップマージンの調整の
際、従来例で示したような誤差が生じなく、正確なレジ
ストレーション補正が可能となる。また、これらの平均
化は1回でもよいが本実施例のようにN回行えば、さら
にデータの信頼性もアップすることになる。
【0113】また、本実施例では同一の駆動系を用いた
が、別々の駆動系を用いて独立に4本の感光ドラムを駆
動しても、(それぞれに独立した時間T1 でも)本発明
を実施可能であり、同様の効果を得ることができる。
【0114】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、複数の
像担持体駆動系の少なくとも1つの速度変動要素の速度
変動周期に基づいて前記搬送体に転写する各レジストマ
クの離隔間隔を決定するタイミング決定手段と、
イミング決定手段により決定された前記離隔間隔に基づ
いて各画像形成手段による前記搬送体に対するレジスト
補正用のレジストマーク形成を制御する制御手段とを設
けたので、複数の像担持体駆動系の少なくとも1つの速
度変動要素の速度変動に起因した複合する定常的な位置
ずれと変動的な位置ずれから定常的な位置ずれのみを抽
出できるようにレジスト補正用のレジストマークを搬送
体に形成できる。
【0115】また、前記タイミング決定手段は、前記
度変動周期の整数倍の時間間隔となるように前記離隔間
隔を決定するように構成したので、複数の像担持体駆動
系の少なくとも1つの速度変動要素の速度変動に起因し
た複合する定常的な位置ずれと変動的な位置ずれから定
常的な位置ずれのみを各ステーションのマークと混色す
ることなく抽出できるようにレジスト補正用のレジスト
マークを所定の間隔をもちながら離隔した状態で搬送体
に形成できる。
【0116】さらに、複数の像担持体駆動系の少なくと
も1つの速度変動要素の速度変動周期に基づいて前記搬
送体に転写する複数組のレジストマーク列間の離隔間隔
を決定するタイミング決定手段と、該タイミング決定手
段により決定された前記離隔間隔に基づいて各画像形成
手段による前記搬送体に対するレジスト補正用のレジス
トマーク形成を制御する制御手段とを設けたので、複数
の像担持体駆動系の少なくとも1つの速度変動要素の速
度変動に起因した複合する定常的な位置ずれと変動的な
位置ずれから定常的な位置ずれのみを抽出できるように
レジスト補正用のレジストマークを搬送体に形成でき
る。 また、前記タイミング決定手段は、前記速度変動周
期の半周期の奇数倍の時間間隔となるように前記離隔間
隔を決定するように構成したので、複数の像担持体駆動
系の少なくとも1つの速度変動要素の速度変動に起因し
た複合する定常的な位置ずれと変動的な位置ずれから定
常的な位置ずれのみを各ステーションのマークと混色す
ることなく抽出できるようにレジスト補正用のレジスト
マークを所定の最小間隔をもちながら離隔した状態で搬
送体に形成できる。
【0117】さらに、前記読取り手段からレジストマー
ク列毎に出力される読りデータを偶数個単位で平均化
演算を行う演算手段を有し演算手段の演算結果によ
り得られる位置ずれ量に基づいて前記補正手段が各画像
ステーションのレジストを補正するように構成したの
で、複数の像担持体駆動系の少なくとも1つの速度変動
要素の速度変動に起因した変動的な位置ずれに関わりな
レジストレーションずれを位置精度高く補正すること
ができる。
【0118】また、複数の搬送体駆動系の少なくとも1
つの速度変動要素の速度変動周期に基づいて前記搬送体
に転写する各レジストマークの離隔間隔を決定するタ
ミング決定手段と、タイミング決定手段により決定さ
れた前記離隔間隔に基づいて各画像形成手段による前記
搬送体に対するレジスト補正用のレジストマーク形成を
制御する制御手段とを設けたので、複数の像担持体駆動
系の少なくとも1つの速度変動要素の速度変動に起因し
た複合する定常的な位置ずれと変動的な位置ずれから定
常的な位置ずれのみを抽出できるようにレジスト補正用
のレジストマークを搬送体に形成できる。
【0119】さらに、前記タイミング決定手段は、前記
速度変動周期の整数倍の時間間隔となるように前記離隔
間隔を決定するように構成したので、複数の像担持体駆
動系の少なくとも1つの速度変動要素の速度変動に起因
した複合する定常的な位置ずれと変動的な位置ずれから
定常的な位置ずれのみを各ステーションのマークと混色
することなく抽出できるようにレジスト補正用のレジス
トマークを所定の間隔を持ちながら離隔した状態で搬送
体に形成できる。
【0120】また、複数の搬送体駆動系の少なくとも1
つの速度変動要素の速度変動周期に基づいて前記搬送体
に転写する複数組のレジストマーク列間の離隔間隔を決
定するタイミング決定手段と、該タイミング決定手段に
より決定された前記離隔間隔に基づいて各画像形成手段
による前記搬送体に対するレジスト補正用のレジストマ
ーク形成を制御する制御手段とを設けたので、複数の像
担持体駆動系の少なくとも1つの速度変動要素の速度変
動に起因した複合する定常的な位置ずれと変動的な位置
ずれから定常的な位置ずれのみを抽出できるようにレジ
スト補正用のレジストマークを搬送体に形成できる。
らに、前記タイミング決定手段は、前記速度変動周期の
半周期の奇数倍の時間間隔となるように前記離隔間隔を
決定するように構成したので、複数の像担持体駆動系の
少なくとも1つの速度変動要素の速度変動に起因した複
合する定常的な位置ずれと変動的な位置ずれから定常的
な位置ずれのみを各ステーションのマークと混色するこ
となく抽出できるようにレジスト補正用のレジストマー
ク列を所定の最小間隔を持ちながら離隔した状態で搬送
体に形成できる。
【0121】また、前記読取り手段からレジストマーク
列毎に出力される読りデータを偶数個単位で平均化演
算を行う演算手段を有し演算手段の演算結果により
得られる位置ずれ量に基づいて前記補正手段が各画像ス
テーションのレジストを補正するように構成したので、
複数の像担持体駆動系の少なくとも1つの速度変動要素
の速度変動に起因した変動的な位置ずれに関わりなく
ジストレーションずれを精度高く補正することができ
る。
【0122】さらに、各画像ステーションはそれぞれ異
なる色で画像を形成可能に構成したので、色ずれのない
鮮明なカラー画像を常時形成可能となる。
【0123】従って、搬送体もしくは像担持体駆動系の
速度変動に起因して発生する位置ずれ変動が複合的に、
すなわち定常的および変動的に生じても、常に定常的な
位置ずれを精度良く検出して、精度の高いレジストレー
ション補正、特にトップマージン補正を行うことができ
る優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す画像形成装置の構成を
説明する斜視図である。
【図2】図1に示した搬送ベルトの駆動機構を説明する
要部詳細図である。
【図3】図1に示した走査ミラーと光学走査系との配置
構成を説明する斜視図である。
【図4】本発明に係る画像形成装置におけるレジストマ
ークに対する副走査方向の形成タイミングを説明するタ
イミングチャートである。
【図5】本発明に係る画像形成装置におけるレジストマ
ークに対する副走査方向の形成状態を示す平面図であ
る。
【図6】図1に示した転写ベルトに形成される第1のレ
ジストマーク転写位置ずれ量の特性を示す図である。
【図7】図1に示した各感光ドラムの駆動機構を説明す
る斜視図である。
【図8】図1に示した転写ベルトに形成される第2のレ
ジストマーク転写位置ずれ量の特性を示す図である。
【図9】レジストレーション補正処理回路の一例を説明
するブロック図である。
【図10】レジストレーション誤差検知動作を説明する
平面図である。
【図11】図1に示した転写ベルトに転写されるレジス
トマーク位置ずれ量ΔLの特性を示す図である。
【図12】本発明に係る画像形成装置におけるレジスト
レーション補正処理手順の一例を示すフローチャートで
ある。
【図13】この種の画像形成装置の構成を説明する断面
構成図である。
【図14】図13に示した画像形成装置における色ずれ
要因を示す模式図である。
【符号の説明】
16 コントローラ 16a 第1のタイミング決定手段 16b 第1の制御手段 16c 第1の演算手段 17a 第2のタイミング決定手段 17b 第2の制御手段 17c 第2の演算手段
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03G 13/01 G03G 15/01 - 15/01 117

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の像担持体駆動系を介して無端移動
    する像担持体の周囲に画像形成手段が配設された複数の
    画像ステーションと、複数の搬送体駆動系を介して転写
    材を順次所定方向に搬送する搬送体と、各画像ステーシ
    ョンに設けられる各画像形成手段により前記搬送体に形
    成されたレジスト補正用の各レジストマークを読み取る
    読取り手段と、読取り手段から出力される各レジスト
    マークの読取りデータを解析して各画像ステーションの
    レジストを補正する補正手段とを備えた画像形成装置に
    おいて、 前記複数の像担持体駆動系の少なくとも1つの速度変動
    要素の速度変動周期に基づいて前記搬送体に転写する各
    レジストマークの離隔間隔を決定するタイミング決定手
    段と、 タイミング決定手段により決定された前記離隔間隔に
    基づいて各画像形成手段による前記搬送体に対するレジ
    スト補正用のレジストマーク形成を制御する制御手段
    を具備したことを特徴とする画像形成装置。
  2. 【請求項2】 前記タイミング決定手段は、前記速度変
    動周期の整数倍の時間間隔となるように前記離隔間隔を
    決定することを特徴とする請求項1記載の画像形成装
    置。
  3. 【請求項3】 複数の像担持体駆動系を介して無端移動
    する像担持体の周囲に画像形成手段が配設された複数の
    画像ステーションと、複数の搬送体駆動系を介して転写
    材を順次所定方向に搬送する搬送体と、各画像ステーシ
    ョンに設けられる各画像形成手段により前記搬送体に形
    成されたレジスト補正用の各レジストマークを読み取る
    読取り手段と、該読取り手段から出力される各レジスト
    マークの読取りデータを解析して各画像ステーションの
    レジストを補正する補正手段とを備えた画像形成装置に
    おいて、 前記複数の像担持体駆動系の少なくとも1つの速度変動
    要素の速度変動周期に基づいて前記搬送体に転写する複
    数組のレジストマーク列間の離隔間隔を決定するタイミ
    ング決定手段と、 該タイミング決定手段により決定された前記離隔間隔に
    基づいて各画像形成手 段による前記搬送体に対するレジ
    スト補正用のレジストマーク形成を制御する制御手段
    と、 を具備したことを特徴とする画像形成装置。
  4. 【請求項4】 前記タイミング決定手段は、前記速度変
    動周期の半周期の奇数倍の時間間隔となるように前記
    隔間隔を決定することを特徴とする請求項記載の画像
    形成装置。
  5. 【請求項5】 前記読取り手段からレジストマーク列毎
    に出力される読りデータを偶数個単位で平均化演算を
    う演算手段を有し 演算手段の演算結果により得られる位置ずれ量に基づ
    いて前記補正手段が各画像ステーションのレジストを補
    正することを特徴とする請求項記載の画像形成装置。
  6. 【請求項6】 複数の像担持体駆動系を介して無端移動
    する像担持体の周囲に画像形成手段が配設された複数の
    画像ステーションと、複数の搬送体駆動系を介して転写
    材を順次所定方向に搬送する搬送体と、各画像ステーシ
    ョンに設けられる各画像形成手段により前記搬送体に形
    成されたレジスト補正用のレジストマークを読み取る読
    取り手段と、この読取り手段から出力される前記レジス
    トマークの読取りデータを解析して各画像ステーション
    のレジストを補正する補正手段とを備えた画像形成装置
    において、 前記複数の搬送体駆動系の少なくとも1つの速度変動要
    素の速度変動周期に基づいて前記搬送体に転写する各レ
    ジストマークの離隔間隔を決定するタイミング決定手段
    と、 タイミング決定手段により決定された前記離隔間隔に
    基づいて各画像形成手段による前記搬送体に対するレジ
    スト補正用のレジストマーク形成を制御する制御手段
    を設けたことを特徴とする画像形成装置。
  7. 【請求項7】 前記タイミング決定手段は、前記速度変
    動周期の整数倍の時間間隔となるように前記離隔間隔を
    決定することを特徴とする請求項記載の画像形成装
    置。
  8. 【請求項8】 複数の像担持体駆動系を介して無端移動
    する像担持体の周囲 に画像形成手段が配設された複数の
    画像ステーションと、複数の搬送体駆動系を介して転写
    材を順次所定方向に搬送する搬送体と、各画像ステーシ
    ョンに設けられる各画像形成手段により前記搬送体に形
    成されたレジスト補正用の各レジストマークを読み取る
    読取り手段と、この読取り手段から出力される各レジス
    トマークの読取りデータを解析して各画像ステーション
    のレジストを補正する補正手段とを備えた画像形成装置
    において、 前記複数の搬送体駆動系の少なくとも1つの速度変動要
    素の速度変動周期に基づいて前記搬送体に転写する複数
    組のレジストマーク列間の離隔間隔を決定するタイミン
    グ決定手段と、 該タイミング決定手段により決定された前記離隔間隔に
    基づいて各画像形成手段による前記搬送体に対するレジ
    スト補正用のレジストマーク形成を制御する制御手段
    と、 を具備したことを特徴とする画像形成装置。
  9. 【請求項9】 前記タイミング決定手段は、前記速度変
    動周期の半周期の奇数倍の時間間隔となるように前記
    隔間隔を決定することを特徴とする請求項記載の画像
    形成装置。
  10. 【請求項10】 前記読取り手段からレジストマーク列
    に出力される読りデータを偶数個単位で平均化演算
    を行う演算手段を有し 演算手段の演算結果により得られる位置ずれ量に基づ
    いて前記補正手段が各画像ステーションのレジストを補
    正することを特徴とする請求項記載の画像形成装置。
  11. 【請求項11】 前記各画像ステーションはそれぞれ異
    なる色で画像を形成可能なことを特徴する請求項1〜
    の何れかに記載の画像形成装置。
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