JP4345393B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

この発明は、電子写真方式を採用した複写機やプリンタ、あるいはファクシミリ等の画像形成装置に関し、特に、互いに色の異なる画像を形成する複数の画像形成部を備えた画像形成装置において、各画像形成部で形成される画像の相対的な位置ずれを検知して補正するカラーレジストレーション（以下、単に「カラーレジ」という。）のコントロール技術に関するものである。

特許第２７４０２５６号公報

従来、この種の電子写真方式を採用した複写機やプリンタ、あるいはファクシミリ等の画像形成装置において、特に所謂タンデム方式のカラー画像形成装置では、通常、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）や、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）等の画像を形成する上で、複数の感光体ドラムや、当該複数の感光体ドラム上に画像を形成する複数の帯電・露光・現像手段を使用するため、各色の画像のカラーレジを合わせるのが非常に困難であることが知られている。

そのため、上記タンデム方式のカラー画像形成装置では、図９に示すように、各感光体ドラム上に複数のレジずれ検知用のパターン１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｋを形成し、これらのレジずれ検知用パターン１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｋを中間転写ベルト１００上に転写して、複数の検知センサー１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃでレジずれ検知用パターン１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｋを検知し、各検知センサー１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃに対応して設けられたドライバ／信号処理回路１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃにおいて検知信号を処理し、ＩＯＴコントローラ１０４によって、リードずれ、サイドずれ、スキューずれ、ボウずれ、倍率ずれ等の成分を検出し、各カラーレジずれを補正するように構成されている。

特に、上記リードずれ、サイドずれ、スキューずれ、ボウずれ、倍率ずれ等の成分をすべて完全に検出しようとすると、特許第２７４０２５６号公報等に開示されているように、少なくとも３個以上の検知センサーと処理回路が必要となる。

しかしながら、上記従来技術の場合には、次のような問題点を有している。すなわち、上記特許第２７４０２５６号公報等に開示された従来技術の場合には、リードずれ、サイドずれ、スキューずれ、ボウずれ、倍率ずれ等のカラーレジずれ成分をすべて完全に検出しようとすると、図９に示すように、少なくとも３個以上の検知センサー１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃとドライバ／信号処理回路１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃが必要となり、比較的大型の画像形成装置では問題とならないが、小型で安価なカラー画像形成装置を構成する上では、同じ検知センサー１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃとドライバ／信号処理回路１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃが３個必要となり、コスト上大きな弊害となるという問題点を有していた。また、上記３個の検知センサー１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃに対応させて形成される３つのレジずれ検知用パターン１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｋを同時に処理するためには、３個の検知センサー１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃから出力される信号を処理するＩＯＴコントローラ１０４として、高い処理能力が要求され、ＣＰＵ等の演算処理能力を上げるか、ロジック回路で特別に処理させるなどの方法が必要となり、この点からもコストアップを招くという問題点を有していた。

そこで、この発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、コストアップや処理回路の複雑化を招くことなく、カラーレジずれを精度良く検知することができ、カラーレジずれを補正して高画質なカラー画像を形成することが可能な画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項1に記載された発明は、互いに色の異なる画像を形成する複数の画像形成部を備え、前記複数の画像形成部によってカラーレジ検知パターンを、被検知媒体の主走査方向に沿った複数の位置で、副走査方向に沿って形成し、前記被検知媒体上に形成されたカラーレジ検知パターンを、当該カラーレジ検知パターンに対応して被検知媒体の主走査方向に沿って複数配置された検知手段によって検知し、前記複数の画像形成部における画像形成位置を補正する画像形成装置において、
前記複数の画像形成部によって被検知媒体の主走査方向に沿った複数の位置で形成される各カラーレジ検知パターンを、被検知媒体の副走査方向に沿って時間を異ならせて形成するとともに、
前記検知手段によって各カラーレジ検知パターンを検知するタイミングを、前記被検知媒体の変動周期と同期させたことを特徴とする画像形成装置である。

また、この請求項２に記載された発明は、前記複数の検知手段は、発光素子と受光素子を各々有し、且つ信号処理手段を共通化したことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置である。

さらに、この請求項３に記載された発明は、前記複数の画像形成部によって被検知媒体の主走査方向に沿った複数の位置で形成される各カラーレジ検知パターンは、被検知媒体の副走査方向に沿って特定の周期で時間を異ならせて形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置である。

この発明によれば、複数の検知手段で同時に処理する方式に比べて、カラーレジ検知パターンの検知精度は同等であるが、低コストにてカラーレジ検知パターンを検知することができる。また、単位時間あたりに処理する量が複数の検知手段で同時に処理する方式に比べて少なくなるので、システムにおける負担も減り、さらにコストダウンが可能となる。

以下に、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

実施の形態１
図２はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのタンデム型のデジタルカラープリンターを示すものである。また、図３はこの発明の実施の形態１に係る給紙装置を適用した画像形成装置としてのタンデム型のデジタルカラー複写機を示すものである。

図２及び図３において、１はタンデム型のデジタルカラープリンター及び複写機の本体を示すものであり、デジタルカラー複写機の場合には、図３に示すように、本体１の上部に、原稿２を一枚ずつ分離した状態で自動的に搬送する自動原稿搬送装置（ＡＤＦ）３と、当該自動原稿搬送装置３によって搬送される原稿２の画像を読み取る原稿読取装置４が配設されている。この原稿読取装置４は、プラテンガラス５上に載置された原稿２を光源６によって照明し、原稿２からの反射光像を、フルレートミラー７及びハーフレートミラー８、９及び結像レンズ１０からなる縮小光学系を介してＣＣＤ等からなる画像読取素子１１上に走査露光して、この画像読取素子１１によって原稿２の色材反射光像を所定のドット密度（例えば、１６ドット／ｍｍ）で読み取るようになっている。

上記原稿読取装置４によって読み取られた原稿２の色材反射光像は、例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）（各８ｂｉｔ）の３色の原稿反射率データとしてＩＰＳ（Ｉｍａｇｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）１２に送られ、このＩＰＳ１２では、原稿２の反射率データに対して、シェーディング補正、位置ズレ補正、明度／色空間変換、ガンマ補正、枠消し、色／移動編集等の所定の画像処理が施される。また、ＩＰＳ１２は、パーソナルコンピュータ等から送られてくる画像データに対しても、所定の画像処理を行なうようになっている。

そして、上記の如くＩＰＳ１２で所定の画像処理が施された画像データは、同じくＩＰＳ１２によって、イエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）（各８ビット）の４色の原稿再現色材階調データに変換され、次に述べるように、イエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像形成部１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３ＫのＲＯＳ（Ｒａｓｅｒ Ｏｕｔｐｕｔ Ｓｃａｎｎｅｒ）１４に送られ、この画像露光装置としてのＲＯＳ１４では、所定の色の原稿再現色材階調データに応じてレーザ光ＬＢによる画像露光が行われる。

ところで、上記タンデム型のデジタルカラープリンター及び複写機本体１の内部には、図２及び図３に示すように、イエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４つの画像形成部１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋが、水平方向に一定の間隔をおいて並列的に配置されている。

これらの４つの画像形成部１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋは、すべて同様に構成されており、大別して、所定の速度で回転駆動される像担持体としての感光体ドラム１５と、この感光体ドラム１５の表面を一様に帯電する一次帯電用の帯電ロール１６と、当該感光体ドラム１５の表面に所定の色に対応した画像を露光して静電潜像を形成する画像露光装置としてのＲＯＳ１４と、感光体ドラム１５上に形成された静電潜像を所定の色のトナーで現像する現像器１７と、感光体ドラム１５の表面を清掃するクリーニング装置１８とから構成されている。これらの感光体ドラム１５と周辺に配置される画像形成部材は、一体的にユニット化されており、プリンター及び複写機本体１から個別に交換可能に構成されている。

上記ＲＯＳ１４は、図２及び図３に示すように、４つの画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋに共通に構成されており、図示しない４つの半導体レーザを各色の原稿再現色材階調データに応じて変調して、これらの半導体レーザからレーザ光ＬＢ−Ｙ、ＬＢ−Ｍ、ＬＢ−Ｃ、ＬＢ−Ｋを階調データに応じて出射するように構成されている。なお、上記ＲＯＳ１４は、複数の画像形成ユニット毎に個別に構成しても勿論よい。上記半導体レーザから出射されたレーザ光ＬＢ−Ｙ、ＬＢ−Ｍ、ＬＢ−Ｃ、ＬＢ−Ｋは、図示しないｆ−θレンズを介してポリゴンミラー１９に照射され、このポリゴンミラー１９によって偏向走査される。上記ポリゴンミラー１９によって偏向走査されたレーザ光ＬＢ−Ｙ、ＬＢ−Ｍ、ＬＢ−Ｃ、ＬＢ−Ｋは、図示しない結像レンズ及び複数枚のミラーを介して、感光体ドラム１５上の露光ポイントに、斜め下方から走査露光される。

上記ＲＯＳ１４は、図２に示すように、下方から感光体ドラム１５上に画像を走査露光するものであるため、このＲＯＳ１４には、上方に位置する４つの画像形成部１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの現像器１７などからトナー等が落下して、汚損される虞れを有している。そのため、ＲＯＳ１４は、その周囲が直方体状のフレーム２０によって密閉されているとともに、当該フレーム２０の上部には、４本のレーザ光ＬＢ−Ｙ、ＬＢ−Ｍ、ＬＢ−Ｃ、ＬＢ−Ｋを、各画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの感光体ドラム１５上に露光するため、シールド部材としての透明なガラス製のウインドウ２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋが設けられている。

上記ＩＰＳ１２からは、イエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像形成部１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋに共通して設けられたＲＯＳ１４に、各色の画像データが順次出力され、このＲＯＳ１４から画像データに応じて出射されたレーザ光ＬＢ−Ｙ、ＬＢ−Ｍ、ＬＢ−Ｃ、ＬＢ−Ｋは、対応する感光体ドラム１５の表面に走査露光され、静電潜像が形成される。上記感光体ドラム１５上に形成された静電潜像は、現像器１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃ、１７Ｋによって、それぞれイエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像として現像される。

上記各画像形成部１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの感光体ドラム１５上に、順次形成されたイエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像は、各画像形成部１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの上方にわたって配置された無端状のベルト部材としての中間転写ベルト（像担持体）２５上に、４つの一次転写ロール２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋによって多重に転写される。これらの一次転写ロール２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋは、各画像形成部１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの感光体ドラム１５に対応した中間転写ベルト２５の裏面側に配設されている。この実施の形態における一次転写ロール２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋの体積抵抗値は、１０⁵ 〜１０⁸ Ωｃｍに抵抗調整されたものを使用している。そして、一次転写ロール２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋには、転写バイアス電源（図示しない）が接続されており、所定のトナー極性とは逆極性（本実施の形態では正極性）の転写バイアスが所定のタイミングで印加されるようになっている。

また、上記中間転写ベルト２５は、図２に示すように、ベルトユニット２２の駆動ロール２７と、互いに水平に配置された一対の１次転写面出しロール２８ａ、２８ｂと、中間転写ベルト１００にテンションを付与するテンションロール２８ｃと、二次転写ロール２９と中間転写ベルト２５を介して接触するバックアップロール２８ｄとの間に一定のテンションで張架されており、定速性に優れた専用の駆動モータ（駆動源）によって回転駆動されるドライブロール２７により、矢印方向に所定の速度で循環駆動されるようになっている。なお、上記中間転写ベルト２５は、感光体ドラム１５の周速と等しい速度で循環移動するように駆動しても良いが、感光体ドラム１５から中間転写ベルト２５へのトナー像の転写効率を向上させるため、感光体ドラム１５と中間転写ベルト２５との間に、３％程度の所定の周速差（中間転写ベルト２５が速い）を設定するように構成しても良い。また、上記中間転写ベルト２５は、例えば、チャージアップを起こさないべルト素材（ゴムまたは樹脂）にて構成されており、その体積抵抗値は、１０⁵ 〜１０¹²Ωｃｍ程度に抵抗調整されたものが使用されている。

上記中間転写ベルト２５上に多重に転写されたイエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像は、図２に示すように、バックアップロール２８ｄに圧接する二次転写ロール２９によって、圧接力及び電界で記録媒体としての記録用紙３０上に二次転写され、これらの各色のトナー像が転写された記録用紙３０は、上方に位置する定着器３１へと搬送される。上記二次転写ロール２９は、バックアップロール２８ｄの側方に圧接しており、下方から上方に搬送される記録用紙３０上に、各色のトナー像を二次転写するようになっている。そして、上記各色のトナー像が転写された記録用紙３０は、定着器３１によって熱及び圧力で定着処理を受けた後、排出ロール３２によって本体１の上部に設けられた排出トレイ３３上に排出される。

上記記録用紙３０は、図２及び図３に示すように、後述するように、給紙装置としての給紙トレイ３４から所定のサイズのものが、ナジャーロール３５及び用紙分離搬送用のフィードロール３６ａとリタードロール３６ｂにより給紙され、搬送ロール３７ａが設けられた用紙搬送路３７を介して、レジストロール３８まで一旦搬送され、停止される。給紙された記録用紙３０の搬送経路３７は、垂直方向上向きとなっている。上記給紙トレイ３４から供給された記録用紙３０は、所定のタイミングで回転するレジストロール３８によって中間転写ベルト２５の二次転写位置へ送出される。

なお、上記デジタルカラープリンター及び複写機において、フルカラー等の両面コピーをとる場合には、片面に画像が定着された記録用紙３０を、排出ロール３２によって排出トレイ３３上にそのまま排出せずに、図示しない切替ゲートによって搬送方向を切り替え、用紙搬送用のローラ対３９を介して両面用搬送ユニット４０へと搬送する。そして、この両面用搬送ユニット４０では、搬送径路４１に沿って設けられた搬送用のローラ対４５、４６により、記録用紙３０の表裏が反転された状態で、再度レジストロール３８へと搬送され、今度は、当該記録用紙３０の裏面に画像が転写・定着された後、排出トレイ３３上に排出される。

図２及び図３中、４４Ｙ、４４Ｍ、４４Ｃ，４４Ｋは、イエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の現像器１７に、所定の色のトナーを供給するトナーカートリッジをそれぞれ示している。

図４は上記デジタルカラープリンター及び複写機の各画像形成ユニットを示すものである。

上記イエロー色、マジェンタ色、シアン色及びブラック色の４つの画像形成部１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋは、図４に示すように、すべてが同様に構成されており、これらの４つの画像形成部１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋでは、上述したように、それぞれイエロー色、マジェンタ色、シアン色及びブラック色のトナー像が所定のタイミングで順次形成されるように構成されている。上記各色の画像形成部１３Ｙ、１３Ｍ，１３Ｃ、１３Ｋは、上述したように、感光体ドラム１５を備えており、これらの感光体ドラム１５の表面は、一次帯電用の帯電ロール１６によって一様に帯電される。その後、上記感光体ドラム１５の表面は、ＲＯＳ１４から画像データに応じて出射される画像形成用のレーザ光ＬＢが走査露光されて、各色に対応した静電潜像が形成される。上記感光体ドラム１５上に走査露光されるレーザ光ＬＢは、当該感光体ドラム１５の直下よりやや右側寄りの斜め下方から露光されるように設定されている。上記感光体ドラム１５上に形成された静電潜像は、各画像形成部１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの現像器１７の現像ロール１７ａによってそれぞれイエロー色、マジェンタ色、シアン色、ブラック色の各色のトナーにより現像されて可視トナー像となり、これらの可視トナー像は、一次転写ロール２６の帯電によって中間転写ベルト２５上に順次多重に転写される。

なお、トナー像の転写工程が終了した後の感光体ドラム１５の表面は、クリーニング装置１８によって残留トナーや紙粉等が除去されて、次の画像形成プロセスに備える。上記クリーニング装置１８は、クリーニングブレード４２を備えており、このクリーニングブレード４２によって、感光体ドラム１５上の残留トナーや紙粉等を除去するようになっている。また、トナー像の転写工程が終了した後の中間転写ベルト２５の表面は、図２及び図３に示すように、クリーニング装置４３によって残留トナーや紙粉等が除去されて、次の画像形成プロセスに備える。上記クリーニング装置４３は、クリーニングブラシ４３ａ及びクリーニングブレード４３ｂを備えており、これらのクリーニングブラシ４３ａ及びブレード４２によって、中間転写ベルト２５上の残留トナーや紙粉等を除去するようになっている。

なお、このプリンター本体１は、図２に示すように、左側の側面に手差しトレイ４７を備えており、この手差しトレイ４７を反時計回り方向に略水平な位置まで回動させて停止させることによって、当該手差しトレイ４７からは、ＯＨＰシートやハガキ等の材質やサイズの異なる転写媒体なども給紙可能となっている。

ところで、上記の如く構成されるタンデム方式のデジタルカラー複写機等では、運搬・設置時の振動や、給紙トレイの開け閉め、あるいは温度変化や経年変化等、種々の要因によって、各画像形成部そのものの位置や、各画像形成部の感光体ドラム等に位置的な変動が生じ、画像の位置ずれが発生する虞れがある。

そこで、この実施の形態では、互いに色の異なる画像を形成する複数の画像形成部を備え、前記複数の画像形成部によってカラーレジ検知パターンを、被検知媒体の主走査方向に沿った複数の位置で、副走査方向に沿って形成し、前記被検知媒体上に形成されたカラーレジ検知パターンを、当該カラーレジ検知パターンに対応して被検知媒体の主走査方向に沿って複数配置された検知手段によって検知し、前記複数の画像形成部における画像形成位置を補正する画像形成装置において、前記複数の画像形成部によって被検知媒体の主走査方向に沿った複数の位置で形成される各カラーレジ検知パターンを、被検知媒体の副走査方向に沿って時間を異ならせて形成するように構成されている。

また、この実施の形態では、前記複数の検知手段が、発光素子と受光素子を各々有し、且つ信号処理手段を共通化するように構成されている。

さらに、この実施の形態では、前記複数の画像形成部によって被検知媒体の主走査方向に沿った複数の位置で形成される各カラーレジ検知パターンは、被検知媒体の副走査方向に沿って特定の周期で時間を異ならせて形成されるように構成されている。

すなわち、この実施の形態では、図１に示すように、中間転写ベルト２５上に所定のタイミングで、カラーレジ検知パターン５０を形成し、このカラーレジ検知パターン５０をパターン検知手段としてのパターン検知器６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃによって検知して、各画像形成部１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋで形成される画像の位置ずれ量を求めて補正した後、所望のカラー画像を形成するように構成されている。なお、上記パターン検知器６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃは、図５に示すように、ブラック色の画像形成部１３Ｋの下流側に設けられた検出位置において、図１に示すように、主走査方向に沿って、カラー複写機本体１のアウト側（図中、左側）と、センター部（中央部）と、イン側（図中、右側）にそれぞれ配置されているが、必要に応じて、中間転写ベルト２５の幅方向に沿って等間隔に複数個（４個以上）設けてもよく、検知する画像位置ずれの種類に応じて適宜配置される。

カラーレジ検知パターン５０としては、種々の形状のものを用いることができるが、例えば、図１に示すように、右上から左下に向けて４５度に傾斜した直線状の画像５１a と、当該直線状画像５１ａの下端部から右下に向けて４５度に傾斜した直線状の画像５１ｂとを組み合わせた略「く」の字状の画像を、マゼンタ、シアン等の異なる色によって、副走査方向に沿って複数連続して形成したものが用いられる。

なお、図１に示す実施の形態では、マゼンタとシアンのパターン５０を、副走査方向に沿って交互に形成した場合について説明したが、他のイエローや黒についても同様に形成すれば良いことは勿論である。また、上記カラーレジ検知パターン５０の形状としては、斜め４５度の直線状パターンや、十字形状のパターンなど、既に知られている各基準色に対するずれ分を測定可能な任意の形状のものを用いることができる。

上記カラーレジ検知パターン５０を検出するパターン検知器６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃは、中間転写ベルト２５上に形成されたカラーレジ検知パターン５０を照明する発光素子としてのＬＥＤ６１と、カラーレジ検知パターン５０からの反射光を受光する受光素子としてのフォトセンサ６２とから構成されている。

上記パターン検知器６０からの検知信号は、図１に示すように、セレクター６３を介してドライバ／信号処理回路６４に入力されるようになっている。上記セレクター６３は、ＩＯＴコントローラ６５からの制御信号によって、３つのパターン検知器６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃからの検知信号を順次繰り替えるように構成されている。

上記ＩＯＴコントローラ６５は、３つのパターン検知器６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃからの検知信号に基づいて、各画像形成部１３Ｙ、１３Ｍ，１３Ｃ、１３Ｋによって形成されたカラーレジ検知パターン５０の位置を検出し、当該カラーレジ検知パターン５０の検出位置に基づいて、リードずれ、サイドずれ、スキューずれ、ボウずれ、倍率ずれ等の成分を求め、カラーレジずれの補正値を演算して、これらのリードずれ、サイドずれ、スキューずれ、ボウずれ、倍率ずれ等のカラーレジずれを補正するようになっている。

上記ＩＯＴコントローラ６５は、カラーレジずれの補正に際して、図１に示すようなカラーレジ検知パターン５０が中間転写ベルト２５の外周面上に形成されるように画像形成部１３Ｙ、１３Ｍ，１３Ｃ、１３Ｋを制御するが、当該ＩＯＴコントローラ６５は、これら画像形成部１３Ｙ、１３Ｍ，１３Ｃ、１３Ｋによって中間転写ベルト２５の主走査方向に沿った３箇所の位置で形成される各カラーレジ検知パターン５０を、中間転写ベルト２５の副走査方向（移動方向）に沿って時間を異ならせて形成するように構成されている。

以上の構成において、この実施の形態に係る画像形成装置では、次のようにして、コストアップや処理回路の複雑化を招くことなく、カラーレジずれを精度良く検知することができ、カラーレジずれを補正して高画質なカラー画像を形成することが可能となっている。

すなわち、この実施の形態に係る画像形成装置としてのデジタルカラープリンター及び複写機では、図２に示すように、４つの画像形成部１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋによって、イエロー色、マジェンタ色、シアン色及びブラック色の各トナー像が形成され、これら各色のトナー像は、中間転写ベルト２５上に一旦多重に転写された後、記録用紙３０上に一括して二次転写され、フルカラー画像が形成される。

ところで、上記デジタルカラープリンター等では、運搬・設置時の振動や、給紙トレイの開け閉め、あるいは温度変化や経年変化等、種々の要因によって、各画像形成部１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋそのものの位置や、各画像形成部１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの感光体ドラム１５等に位置的な変動が生じ、画像の位置ずれが発生する虞れがある。

そこで、この実施の形態では、各画像形成部１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋによってカラーレジ検知パターン５０が、中間転写ベルト２５上の主走査方向に沿った左右両端部及び中央部の３箇所の位置で、副走査方向に沿って形成される。

その際、上記中間転写ベルト２５上の主走査方向に沿った左右両端部及び中央部の３箇所に形成されるカラーレジ検知パターン５０は、同時に形成されるのではなく、図１に示すように、中間転写ベルト２５上の副走査方向に沿って互いに時間を異ならせて形成される。

図示例では、図１に示すように、中間転写ベルト２５上の左側の端部に、マゼンタとシアンのカラーレジ検知パターン５０が交互に４つ形成された後、中間転写ベルト２５上の中央部に、マゼンタとシアンのカラーレジ検知パターン５０が交互に４つ形成され、次に、中間転写ベルト２５上の右側の端部に、マゼンタとシアンのカラーレジ検知パターン５０が交互に４つ形成される。

そして、この実施の形態では、最初、ＩＯＴコントローラ６５によって、セレクター６３を介して、左側の端部に配置された第１のパターン検知器６０Ａに切り替え、当該パターン検知器６０Ａによって、中間転写ベルト２５の左側の端部に形成されたカラーレジ検知パターン５０が検知される。このパターン検知器６０Ａによる検知結果は、ドライバ／信号処理回路６４によって所定の処理が施された後、ＩＯＴコントローラ６５に送られ、マゼンタ及びシアンのカラーレジ検知パターン５０の位置が検出される。

次に、上記ＩＯＴコントローラ６５によって、セレクター６３を介して、中央部に配置された第２のパターン検知器６０Ｂに切り替えられ、当該パターン検知器６０Ｂによって、中間転写ベルト２５の中央部に形成されたカラーレジ検知パターン５０が検知される。このパターン検知器６０Ｂによる検知結果は、ドライバ／信号処理回路６４によって所定の処理が施された後、ＩＯＴコントローラ６５に送られ、マゼンタ及びシアンのカラーレジ検知パターン５０の位置が検出される。

その後、上記ＩＯＴコントローラ６５によって、セレクター６３を介して、右側の端部に配置された第３のパターン検知器６０Ｃに切り替えられ、当該パターン検知器６０Ｃによって、中間転写ベルト２５の右側の端部に形成されたカラーレジ検知パターン５０が検知される。このパターン検知器６０Ｃによる検知結果は、ドライバ／信号処理回路６４によって所定の処理が施された後、ＩＯＴコントローラ６５に送られ、マゼンタ及びシアンのカラーレジ検知パターン５０の位置が検出される。

そして、上記ＩＯＴコントローラ６５によって、カラーレジ検知パターン５０の検知結果に基づいて、リードずれ、サイドずれ、スキューずれ、ボウずれ、倍率ずれ等の成分を検出し、各カラーレジずれを補正するように構成されている。上記リードずれ及びサイドずれは、各画像形成部１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋにおける画像露光タイミングを制御することによって、スキューは、ＲＯＳ１４のミラーチルトによって、倍率ずれは、画像クロックの周波数変更などによって補正される。

このように、上記実施の形態では、パターン検知器６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃの受光部は、ドライバ以降信号処理回路６４を１系統に統一することができ、同時に処理するのは、１個のパターン検知器６０の直下のパターン５０のみとなっている。このために、カラーレジ検知パターン５０は、中間転写ベルト２５上に同時に２次転写されることなく、異なった時間で時分割状態で形成されることになる。

そして、ＩＯＴコントローラ６５の処理は、同時に１系統だけ処理すれば良いので、リアルタイムに処理する量が少なく回路規模も小さくて済むことになる。その後、全データを時間的に余裕のあるタイミングで各成分に分解し、補正する。ここでは、ドライバ以降を共通化したが、ノイズやコストに応じて、共通部分を小さくしても良い。また、最終的に１系統のみ同時処理すると説明したが、場合によっては、イン／アウトを同時でセンターを時分割という組み合わせでも良い。

ただし、上記実施の形態だけでは、場合によっては検知精度を悪くする要因がある。それは、図６に示すように、マゼンタとシアンの差分の変動を表している、例えば、中間転写ベルト２５の進行方向に各色ごと周期的な変動（特に感光体ドラムの１回転周期等）があると、サンプリングの仕方によっては、イン側をサンプリングしたときのＭ−Ｃ差と、センター部をサンプルしたときのＭ−Ｃ差が本来同じ平均ずれ量でも異なった値となって検出されてしまうことになる。

そこで、サンプリングの方法を図７に示すように、変動周期と同期させ、サンプリングする中間転写ベルト２５の進行方向の位置が異なっても、同じ変動周期でサンプリングすれば、上記問題を解決することができる。もちろん複数の変動成分があるときは、一番誤差の少ないサンプリング数とサンプリング長を選択すれば良い。

また、本発明の変形例として、図８に示す方法も有効である。これは、一度にサンプリングするパターンの数を減らして（例えばＭとＣを一組として）、イン→センター→アウト→イン→センター→アウト→イン・・・というように、細かく時分割を繰り返す方法である。このように、カラーレジ検知パターン５０を副走査方向に細かく時分割して形成せることにより、感光体ドラム１５等の回転変動を平均化することができ、カラーレジ検知パターン５０によるレジずれ量の検知精度を向上させることができる。

あるいは、中間転写ベルト２５のイン側の全周に、カラーレジ検知パターン５０を形成した後、順次、中間転写ベルト２５のセンターの全周に、中間転写ベルト２５のアウト側の全周というように、カラーレジ検知パターン５０を形成するように構成しても良い。

この発明は、電子写真方式を採用した複写機やプリンタ、あるいはファクシミリ等の画像形成装置として利用可能である。

図１はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのデジタルカラープリンターの要部を示す構成図である。 図２はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのデジタルカラープリンターを示す構成図である。 図３はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのデジタルカラー複写機を示す構成図である。 図４はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのデジタルカラープリンター及び複写機の画像形成部を示す構成図である。 図５はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのデジタルカラープリンターの要部を示す構成図である。 図６はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのデジタルカラープリンターのサンプリングのタイミングを示すグラフである。 図７はデジタルカラープリンターの他のサンプリングタイミングを示すグラフである。 図８はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのデジタルカラープリンターの変形例の要部を示す構成図である。 図９は従来の画像形成装置の要部を示す構成図である。

符号の説明

１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋ：画像形成部、１５：感光体ドラム（像担持体）、２５：中間転写ベルト、５０：カラーレジずれ検知パターン、６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ：パターン検知器（検知手段）。

Claims (3)

1. 互いに色の異なる画像を形成する複数の画像形成部を備え、前記複数の画像形成部によってカラーレジ検知パターンを、被検知媒体の主走査方向に沿った複数の位置で、副走査方向に沿って形成し、前記被検知媒体上に形成されたカラーレジ検知パターンを、当該カラーレジ検知パターンに対応して被検知媒体の主走査方向に沿って複数配置された検知手段によって検知し、前記複数の画像形成部における画像形成位置を補正する画像形成装置において、
   前記複数の画像形成部によって被検知媒体の主走査方向に沿った複数の位置で形成される各カラーレジ検知パターンを、被検知媒体の副走査方向に沿って時間を異ならせて形成するとともに、
   前記検知手段によって各カラーレジ検知パターンを検知するタイミングを、前記被検知媒体の変動周期と同期させたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記複数の検知手段は、発光素子と受光素子を各々有し、且つ信号処理手段を共通化したことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記複数の画像形成部によって被検知媒体の主走査方向に沿った複数の位置で形成される各カラーレジ検知パターンは、被検知媒体の副走査方向に沿って特定の周期で時間を異ならせて形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。

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