JP5522994B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、レーザプリンタ、複写機、ファクシミリ等の電子写真方式を利用する画像形成装置に関するもので、特にカラー画像形成装置における色ずれ技術に関する。

従来から、電子写真方式を用いるカラー画像形成装置においては、像担持体であるドラム状の電子写真感光体（以下、「感光ドラム」という。）上にイエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの４色のトナー像を形成する。次いで、この感光ドラム上のトナー像を、第２の像担持体である中間転写体に１次転写させた後に、転写材に２次転移させる転写方式が一般的である。

このようなカラー画像形成装置では、全ての色の画像がずれることなく重なるように設計されてはいるものの、部品及び組立時のばらつきを完全に無くすることは非常に困難である。そのため、色ずれを調整する手段が必要になっている。

色ずれ調整手段として、例えば特許文献１には、ブラック等の拡散反射光の反射成分が少ない現像剤の色を基準色にしつつ、拡散反射光成分を受光し色ずれ補正を行う技術が開示されている。

また、特許文献２では、色ずれ補正を行うために像担持体上に転写する転写条件を、通常の画像形成時と異なるようにする技術が開示されている。

特開２００９−９３１５５号公報 特許第３５２６４１２号公報

しかしながら、上記技術においても問題を発生する場合があった。すなわち、装置の使用条件によって、“色ずれ補正の不良”が発生する場合があった。

この課題は、色ずれ補正パターンを光学センサで検出する際に、色ずれパターンの濃度が安定しないために、色ずれ補正が所望の通り制御できないことに起因した課題である。

ここで課題の詳細を説明する。課題を説明するために、所謂、“再転写に関係する課題”と、“パターン特有の課題”を説明する。

＜再転写の課題＞
先ず、色ずれ補正パターンの濃度が安定しない原因は、所謂、再転写が原因である。

再転写とは、色ずれ補正用パターンを像担持体上に形成する際に、上流側の転写部で転写されたトナーが、下流の他の転写部を通過する際に、感光体側へと引き寄せられてしまう現象である。

再転写が起こる理由は、転写部のバイアスによって、感光体の表面をトナーと逆極性側に帯電させてしまうために、上流側の転写部で転写されたトナーが、他の転写部を通過する際に、感光体側へと引き寄せられてしまう現象である。詳細は、特許文献２中にもあるので省略する。

このような再転写が、色ずれ補正パターンで発生すると、パターンエッジが潰れたり、色ずれパターン自体の濃度が薄くなってしまったりして、色ずれ補正パターンを正しく検出できなくなってしまい、色ずれを補正する精度が下がってしまう。そのために、原稿画像に忠実なカラー画像を再現できない場合があった。

＜パターン特有の課題＞
次に、パターン特有の課題を説明する。

色ずれ補正を行うために像担持体上に転写する転写条件を、通常の画像形成時と異なるようにする技術が開示されている。具体的には、色ずれ補正パターンを転写する時の転写バイアスを、通常の画像形成時よりも低くする技術である。この技術は、特許文献２に記述されている内容である。

斯かる技術においては、色ずれ補正パターンの１次色を転写する場合は問題ない。

しかしながら、特許文献１にあるように、色ずれ補正パターンとして、１つの現像剤のパターンを下地にし、他の異なる色の現像剤のパターンを重畳することによって形成する位置ずれ補正パターンを用いる場合は、現像剤のパターンを重畳している。そのために、充分な転写性を得られない場合があった。

そこで、本発明の目的は、色ずれ補正パターンを光学センサで検出する際に、色ずれパターンの濃度を安定させ、所望通りの色ずれ補正制御を行うことのできる画像形成装置を提供することである。

本発明の他の目的は、位置ずれ補正パターンの再転写を防止して、かつ、正確に位置ずれ補正を行う制御を実施できる画像形成装置を提供することである。

本発明の他の目的は、１つの現像剤のパターンを下地にし、他の異なる色の現像剤のパターンを重畳することによって形成する位置ずれ補正パターンを安定して転写させ、正確に位置ずれ補正を行う制御を実施できる画像形成装置を提供することである。

上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、第一の態様によれば、カラー現像剤を用い像担持体にカラートナー像を形成する複数のカラー画像形成部と、ブラック現像剤を用い像担持体にブラックトナー像を形成するブラック画像形成部と、前記像担持体に形成されたトナー像を転写体へと転写する複数の転写手段と、
を備え、前記転写手段に所定の第１のバイアスを印加することでカラートナー像の転写を行い、前記転写手段に所定の第３のバイアスを印加することでブラックトナー像の転写を行う画像形成装置において、
前記カラートナー像からなるパターンを下地にし、前記ブラックトナー像からなるパターンを重畳することによって構成される位置ずれ補正パターンを前記転写体に形成する補正パターン形成モードにおいては、前記転写手段に第２のバイアスを印加することによってカラートナー像の転写を行い、前記転写手段に第４のバイアスを印加することによってブラックトナー像の転写を行うように制御する制御手段を有し、
前記制御手段は、前記第１のバイアスから前記第４のバイアスの関係を、
第２のバイアス／第１のバイアス＜第４のバイアス／第３のバイアス
とし、
前記制御手段は、前記転写体にトナー像が担持されていない状態で前記カラートナー像の転写を行う際には、前記転写手段に前記第１のバイアスより大きい第５のバイアスを印加することでカラートナー像の転写を行うように制御し、
前記位置ずれ補正パターンに光を照射し、反射される反射光を検知する検知手段をさらに備え、
前記転写体にトナー像が担持されていない状態で転写されるカラートナー像は、前記色ずれ補正パターンの下地を形成する現像剤の中で、前記検知手段によって検知される反射光成分が最も少ない現像剤である、
ことを特徴とする画像形成装置が提供される。

本発明は、第二の態様によれば、カラー現像剤を用い像担持体にカラートナー像を形成する複数のカラー画像形成部と、ブラック現像剤を用い像担持体にブラックトナー像を形成するブラック画像形成部と、前記像担持体に形成されたトナー像を転写体へと転写する複数の転写手段と、
を備え、前記転写手段に所定の第１のバイアスを印加することでカラートナー像の転写を行い、前記転写手段に所定の第３のバイアスを印加することでブラックトナー像の転写を行う画像形成装置において、
前記カラートナー像からなるパターンを下地にし、前記ブラックトナー像からなるパターンを重畳することによって構成される位置ずれ補正パターンを前記転写体に形成する補正パターン形成モードにおいては、前記転写手段に第２のバイアスを印加することによって前記複数のカラー画像形成部のうち、最上流のカラー画像形成部以外のカラー画像形成部によって形成されたカラートナー像の転写を行い、前記転写手段に第４のバイアスを印加することによって前記ブラック画像形成部によって形成されたブラックトナー像の転写を行うように制御する制御手段を有し、
前記制御手段は、前記第１のバイアスから前記第４のバイアスの関係を、
第２のバイアス／第１のバイアス＜第４のバイアス／第３のバイアス
とすることを特徴とする画像形成装置が提供される。

本発明によれば、色ずれ補正パターンを光学センサで検出する際に、色ずれパターンの濃度を安定させ、所望通りの色ずれ補正制御を行うことができる。また、位置ずれ補正パターンの再転写を防止して、かつ、正確に位置ずれ補正を行う制御を実施できる。つまり、１つの現像剤のパターンを下地にし、他の異なる色の現像剤のパターンを重畳することによって位置ずれ補正パターンを形成する構成において、位置ずれ補正パターンの濃度を安定させるために、位置ずれ補正パターンの再転写を防止することができる。従って、正確に位置ずれ補正を行うことができる。

本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略構成図である。 位置ずれ補正パターン検出センサを説明する図である。 実施例１の色ずれ補正パターンを説明する図である。 実施例１の色ずれ補正パターンを説明する図である。 実施例１の色ずれ補正パターンを説明する図である。 実施例１における位置ずれ補正方法を説明する図である。 実施例１における転写バイアスと転写効率との関係を説明する図である。 本発明に係る画像形成装置の他の実施例の概略構成図である。

以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。

実施例１
（画像形成装置全体の動作）
先ず、図１を参照して、本発明に係る画像形成装置の一実施例である、４色のトナーを用いたカラー画像形成装置全体の動作について説明する。

本実施例の画像形成装置は、第１〜第４の４つの画像形成ステーションＳ（Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄ）を備えている。本実施例では、カラー現像剤を用い像担持体にカラートナー像を形成する複数のカラートナー像のための画像形成部、即ち、イエロー（Ｙ）の第１ステーションＳａ、マゼンタ（Ｍ）の第２ステーションＳｂ、シアン（Ｃ）の第３ステーションＳｃを備えている。更に、本実施例は、ブラック現像剤を用い像担持体にブラックトナー像を形成するブラックトナー像のための画像形成部、即ち、ブラック（Ｂｋ）の第４ステーションＳｄを備えている。

第１ステーションＳａは、像担持体としてのドラム状の電子写真感光体、即ち、ＯＰＣ感光ドラム１ａを備えている。感光ドラム１ａの周りに、帯電手段としての帯電ローラ２ａ、感光ドラム１ａ上の転写残トナーをクリーニングするクリーニングユニット３ａ、及び現像手段としての現像ユニット８ａが配置されている。現像ユニット８ａは、現像スリーブ４ａ、非磁性一成分現像剤５ａ、現像剤塗布ブレード７ａを備えている。上述の１ａ〜８ａは、一体型のプロセスカートリッジ９ａとなっている。

露光手段１１ａは、レーザー光を多面鏡によって走査させるスキャナユニットから構成され、画像信号に基づいて変調された走査ビーム１２ａを感光ドラム１ａ上に照射する。

第１〜第４の画像ステーションＳ（Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄ）の下方に位置して、ローラ１４、１５、２４に張架されて回転移動する中間転写ベルト１３が配置されている。

次に、画像形成動作について説明する。

本実施例の画像形成装置は、転写材に転写するためのトナー像を形成する、所謂、通常の、プリント画像形成モードと、詳しくは後述するが、位置ずれ補正パターンを中間転写体に形成する補正パターン形成モードとを有している。これらプリント画像形成モードと、補正パターン形成モードとは、操作者の指示により、又は、定期的に自動的に装置本体に設けた制御手段２０４（図２）により制御される。

先ず、通常のプリント画像形成モードについて説明する。

画像形成動作がスタートすると、感光ドラム１ａ〜１ｄや中間転写ベルト１３等は所定のプロセススピードで矢印方向に回転を始める。

最初に第１ステーションＳａの動作について説明する。

感光ドラム１ａは、帯電ローラ２ａに電源２０ａから供給されるバイアスによって一様に負極性に帯電され、続いて露光手段１１ａからの走査ビーム１２ａによって画像情報に従った静電潜像が形成される。現像ユニット８ａ内のトナー５ａは、現像剤塗布ブレード７ａによって負極性に帯電されて現像スリーブ４ａに塗布される。そして、現像スリーブ４ａには、現像バイアス電源２１ａより、バイアスが供給される。感光ドラム１ａが回転して感光ドラム１ａ上に形成された静電潜像が現像スリーブ４ａに到達すると、静電潜像は負極性のトナーによって可視化され、感光ドラム１ａ上には第１色目（本実施例では、Ｙ）のトナー像が形成される。

尚、第２〜第４ステーションＳｂ、Ｓｃ、Ｓｄも第１ステーションＳａと同様の構成としているので説明を省略する。

一方、本実施例にてトナー像担持体である中間転写体、即ち、中間転写ベルト１３は、４つの感光ドラム１ａ〜１ｄ全てに対し当接する様に配置される。中間転写ベルト１３は、その張架部材として２次転写ローラ２５の対向位置に設けられた支持ローラ２４、駆動ローラ１４、テンションローラ１５の３本のローラにより支持されており、適当なテンションが維持されるようになっている。駆動ローラ１４を駆動させることにより中間転写ベルト１３は、矢印方向に回転し、感光ドラム１ａ〜１ｄに対して順方向に略同速度で移動する。また、１次転写手段である１次転写ローラ１０ａ〜１０ｄが、中間転写ベルト１３をはさんで感光ドラム１ａと反対側に配置されている。また、上述のように、支持ローラ２４に対向して２次転写ローラ２５が配置されている。

１次転写ローラ１０ａ〜１０ｄは、電圧供給手段である１次転写電源２２ａ〜２２ｄに接続されており、２次転写ローラ２５は２次転写電源２６に接続されている。

更に説明すると、中間転写ベルト１３の内周部には感光ドラム１ａ〜１ｄとの対向部に、各々の感光ドラム１ａ〜１ｄに対応させて１次転写ローラ１０ａ〜１０ｄが配置されている。各色の１次転写位置間の距離に応じて、各色毎、一定のタイミングでコントローラ２０４（図２）からの書き出し信号を遅らせながら、露光による静電潜像を各感光ドラム１ａ〜１ｄ上に形成する。そして、それぞれの１次転写ローラ１０ａ〜１０ｄに１次転写電源２２ａ〜２２ｄよりトナーと逆極性の電圧を印加するようにする。

以上の工程により、感光ドラム１０ａ〜１０ｄのトナー像を順に中間転写ベルト１３に転写していき、中間転写ベルト１３上に多重画像が形成される。その後、露光による静電潜像の作像に合わせて、転写材カセット１６に積載されている転写材Ｐは、給紙ローラ１７によりピックアップされ、不図示の搬送ローラによりレジストローラ１８にまで搬送される。転写材Ｐは、中間転写ベルト１３上のトナー像に同期してレジストローラ１８によって、中間転写ベルト１３と２次転写ローラ２５とで形成される当接部（２次転写部）へ搬送される。２次転写ローラ２５には２次転写電源２６により、トナーと逆極性の電圧印加を行い、転写材Ｐ上に中間転写ベルト１３上に担持された４色の多重トナー像が一括して２次転写される。

尚、本実施例では、１次転写ローラ１０ａ〜１０ｄは、直径８ｍｍのニッケルメッキ鋼棒に抵抗値を１０⁶Ωで厚み４ｍｍに調整したＮＢＲの発泡スポンジ体で覆った外径１６ｍｍのものを用いた。

２次転写ローラ２５は、直径１２ｍｍのニッケルメッキ鋼棒に抵抗値を１０⁸Ωで厚み４ｍｍに調整したＮＢＲの発泡スポンジ体で覆った外径２０ｍｍのものを用いた。また、２次転写ローラ２５は、中間転写ベルト１３に対して、５〜１５ｇ／ｃｍ程度の線圧で当接させ、且つ中間転写ベルト１３の移動方向に対して順方向に略等速度で回転するように配置した。

一方、２次転写を終えた後、中間転写ベルト１３上に残留した転写残トナーと、転写材Ｐが搬送されることによって発生する紙粉は、中間転写ベルト１３に当接配置されたベルトクリーニング手段２７により、その表面から除去・回収される。

尚、本実施例の画像形成装置ではベルトクリーニング手段２７としてウレタンゴム等で形成された弾性を有するクリーニングブレードを用いた。２次転写終了後の転写材Ｐは定着手段１９へと搬送され、トナー像の定着を受けて画像形成物（プリント、コピー）として画像形成装置外へと排出される。

尚、中間転写ベルト１３の構成としては、厚さ１００μｍ、体積抵抗率１０¹⁰ΩｃｍのＰＶＤＦを用いている。張架部材としての駆動ローラ１４は、Ａｌ芯金にカーボンを導電剤として分散した抵抗１０⁴Ω、肉厚１．０ｍｍのＥＰＤＭゴムを被覆した直径２５ｍｍのものを用いている。張架部材としてのテンションローラ１５は、直径２５ｍｍのＡｌの金属棒を用いており、テンションは片側１９．６Ｎ、総圧３９．２Ｎとしている。

次に、補正パターン形成モードについて説明する。補正パターン形成モードでは、カラートナー像からなるパターンを下地にし、ブラックトナー像からなるパターンを重畳することによって構成される複数の位置ずれ補正パターンを中間転写体、即ち、中間転写ベルト１３に形成する。

上記中間転写ベルト１３である中間転写体上の位置ずれ補正パターンは、検知手段としての位置ずれ補正パターン検知センサ２８により光が照射され、反射される反射光が検知される。この検知手段２８による検知結果に基づき、位置ずれ補正パターンの相対的な位置のずれ量が演算手段８０１（図２）により演算され求められる。

（光学センサを用いた位置ずれ補正制御）
次に、本実施例の位置ずれ補正制御方法について説明をする。

（位置ずれ補正概要）
図１にて、画像形成装置は、レジストレーションずれ量検出のための検知手段である色ずれ検出パターン検出センサ（以下、「レジセンサ」ともいう。）２８を備えている。このセンサ２８は、中間転写ベルト１３に形成された色ずれ検出パターンを検出するためのパターン検出センサである。そして、画像形成時以外の所望のタイミングで中間転写ベルト１３上に形成された各色の画像の位置を読み取り、各色の画像レジストレーション位置を調整する。

（レジセンサ詳細）
次に、色ずれ量検出パターンを検出する回路の一例を図２に示す。

ここで色ずれ量とは、各色間でのレジストレーションずれ量のことを意味し、色ずれ量検出パターンのことをレジストレーションずれ量検出パターン（即ち、色レジパターン）と呼んでも良い。以下では、この「色ずれ量」の文言を用いて説明を行う。

パターン検出センサ２８は発光部２８１（例えばＬＥＤ等）と受光部２８２（例えばフォトトランジスタ等）からなる。発光部２８１から発光（照射）された光が中間転写体１３で拡散反射される拡散反射光を受光部２８２で検出し、受光部２８２は検出した光をＩ−Ｖ変換してエンジンコントローラ２１０にあるコンパレータ２１１に信号を送出する。コンパレータ２１１では、予め決められた閾値電圧を基準に受光部２８２から送出されるアナログ信号を２値化して信号検出部２１２に送出する。信号検出部２１２は、ＣＰＵ、ＡＳＩＣのように、信号を時系列に取り込み、記憶できる機能を有するものによって構成される。信号検出部２１２の出力（検知結果）は、演算手段８０１を有したコントローラ（制御手段）２０４に取り込まれ、レジストレーションずれ検知用データとして利用される。即ち、パターン検出センサ２８による検知結果に基づき、位置ずれ補正パターンの相対的な位置のずれ量が、制御手段２０４の演算手段８０１により演算される。

（色ずれ量検出パターン詳細）
次に、本実施例における、補正パターン形成モード時における、色ずれ量検出パターン１セットの構成、色ずれ補正制御を行う際の中間転写ベルト１３上に形成される色ずれ量検出パターンの概略、色ずれ補正方法について順次説明する。

図３に色ずれ量検出パターン１セットの構成例を示す。図３の色ずれ量検出パターンは各々のパターンが平行四辺形になっている。この色ずれ検出パターンが本来あるべき位置からどれだけずれているかで、主走査方向及び副走査方向の各々の色ずれを演算することができる。また、カラー現像剤である第一現像剤の補正パターン（Ｙ、Ｍ、Ｃのトナー像）に、ブラック現像剤である第二現像剤の補正パターン（Ｂｋのトナー像）が重畳されている。

この図３で示した色ずれ量検出パターンは、図４（ａ）に示す測定色のイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）のパターンを下地として、この下地上に図４（ｂ）に示す基準色であるブラック（Ｂｋ）のパターンを重畳したものである。このパターンのことを重畳パターンと呼ぶ。

また、本実施例では、上述したように、ブラックの現像剤を、拡散反射光をセンサ２８により十分に検出（検知）できない部類の現像剤として第二現像剤と呼ぶ。他方、カラー現像剤であるイエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の現像剤を、拡散反射光をセンサ２８により検出（検知）できる部類の現像剤として第一現像剤と呼ぶ。第一現像剤、第二現像剤、第一現像剤の順でセンサ２８の下を通過し、拡散反射光検出（検知）による重畳パターン検知（検出）が行われる。

図５は、図３で示したパターンをパターン検出センサ２８で検出した場合の検出波形を示している。中間転写ベルト１３の表面及びブラック（Ｂｋ）の現像剤が存在する部分では、パターン検出センサ２８の発光部から出力（照射）された光の拡散反射光が受光部で受光される量が、予め設定された閾値を超えるためには不十分であるためＬＯＷレベルを示している。また、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の現像剤が存在する部分では、パターン検出センサ２８の発光部から出力された光の拡散反射が受光部で受光される量が、予め設定された閾値を超えるために十分な量になるためＨＩＧＨレベルを示している。

（位置ずれ補正方法）
図６を用いて、本実施例では中間転写ベルト１３とされる中間転写体の移動方向に対して、位置ずれを補正する方法を説明する。

図６の上側には、検出パターンであるイエローの下地にブラックを重畳させたパターンの図を示し、下側には、そのパターンが、パターン検知センサ２８を通過した時の検出レベルを説明する図を示す。

下側の図のグラフの横軸は時間を示し、縦軸はセンサの検出レベルを示している。Ｓ０は、中間転写体の検出レベル、Ｓ１は、イエローの検出レベル、Ｓ２は、中間転写体とイエローの境目およびイエローとブラックの境目を判断するための閾値のレベル、Ｓ３はブラックの検出レベルを示している。

図６に示すような波形において、ブラック及びイエローの中心値は、時間軸でブラック中心（Ｔ２＋Ｔ３）／２と、イエロー中心（Ｔ１＋Ｔ４）／２を算出する。

図６に示す、位置ずれ検出パターンは、本来、ブラック中心とイエロー中心が揃うのが正しく、そのずれ量があった場合には、その分を補正して、画像形成を行う際の画像データの書き込みタイミングを調整するようになっている。

次に、本発明の特徴である、位置ずれ補正パターンを中間転写体に転写する時の１次転写バイアスの制御方法について説明する。

各１次転写部の転写バイアスは、転写部のインピーダンス検知を定電流制御で行い、その検出結果に基づいて決定する。

具体的には、位置ずれ補正パターンを形成する前に、転写部に一定電流を定電流制御で所定の時間付与し、その時の発生電圧を平均化して、転写バイアスを決定する方式である。所謂、特開平２−１２３３８５号公報で公開されているような制御方式である。

いま、本実施例にて、補正パターン形成モード時に、感光ドラムのカラートナー像を中間転写体に転写する時の１次転写バイアスをＶｐａｔｃｈ（単色）とする。また、プリント画像形成モード時に、感光ドラムのカラートナー像を中間転写体に転写する１次転写バイアスをＶｐｒｉｎｔ（単色）とする。

本実施例では、Ｖｐａｔｃｈ（単色）と、Ｖｐｒｉｎｔ（単色）は、表１のようになっている。

表１は、画像形成時及び位置ずれ補正パターンを、それぞれ、中間転写体に転写する時の転写電圧Ｖｐａｔｃｈと、Ｖｐｒｉｎｔを決定するために行う定電流制御値である。即ち、各ステーション毎、即ち、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの値Ｉ（ｙ）、（ｍ）、Ｉ（ｃ）、Ｉ（ｂｋ）を示しており、バイアスの強弱を示している。

各イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの値、即ち、Ｉ（ｙ）、Ｉ（ｍ）、Ｉ（ｃ）は、画像形成時と比較して、異なる値を使用している。例えば、位置ずれ補正パターン形成時のＩ（ｍ）が７０になっているのは、通常の画像形成パターンを中間転写体に転写する時のバイアスＩ（ｍ）のバイアス強度を１００として、その値と比較したものである。

本実施例では、プリント時の転写バイアスを定電圧にするようにしており、その電圧を決定するために、プリント動作前に、定電流制御をしてその平均電圧を求めて決定している。例えば、このプリント時の転写電圧を決定する定電流制御の値が、１０μＡとしている。これに基づいて決定した転写電圧を１００としていて、色ずれ検出パターンを形成する時の転写電圧を決定するために、定電流制御を行う値は、１０μＡ×（７０／１００）＝７μＡであることを意味する。

次に、図７を用いて、転写バイアスと、１次色の転写効率、２次色の転写効率、１次色の再転写について説明する。

図７の横軸は、前述したバイアスの強度を示し、縦軸は、１次色及び２次色の転写効率と再転転写を示している。

転写効率は、中間転写体に転写される前のトナー重量Ｍ（転写前）に対して、転写された重量Ｍ（転写後）の比を％で示したものである。

再転写は、上流側の転写ステーションで転写されたトナー重量Ｍ（転写後）に対して、下流側の転写ステーションを通過して、中間転写体に残っているトナー重量Ｍ（通過後）の比を％で示したもので、以下式によって定義されるものである。
・転写効率＝（トナー重量Ｍ（転写後）／トナー重量Ｍ（転写前））×１００％
・再転写＝（トナー重量Ｍ（通過後）／トナー重量Ｍ（転写後））×１００％

つまり、転写効率の値が高いほど、中間転写体に多くのトナーが転写され、再転写の値が高いほど、ドラムに戻るトナーが少なく、中間転写体に多くのトナーが残っていることを意味する。

本実施例では、通常画像形成時のバイアスの強度は１００のところを使用している。これは、１次色の転写効率と、２次色の転写効率と、再転写の効率を鑑みて、文字画像、ハーフトーン画像、２次色のベタ画像など様々な実用画像に対してバランスの良いとこを選択しているからである。

一方、位置ずれ検出パターンを形成する時の転写バイアスＶｐａｔｃｈは、表中のようになっている。Ｉ（ｍ）、Ｉ（ｃ）で、画像形成時の転写バイアスＶｐｒｉｎｔより下げているのは、位置ずれ検出パターンを形成する時は、マゼンダステーション、シアンステーションともに、１次色のみを転写するため、さほど強いバイアスを使用する必要がないからである。また、弱いバイアスに下げることで、再転写を少なくすることができることが判る。

Ｉ（ｂｋ）の値を、画像形成時と変えていないのは、ブラックステーションは、イエロー、マゼンダ、シアン色のパターン上に、ブラックを重畳するために、通常の画像形成時と同様の強いバイアスが必要であるためである。

また、Ｉ（ｙ）を強くしているのは、最上流のステーションであるため、再転写を気にせず、最もイエロートナーの転写効率が良いところを選んでいるわけである。通常のプリント画像形成時のＩ（ｙ）を強くしていないのは、位置ずれ検出パターン以外のハーフトーン画像や小さな文字画像を転写する際の転写性を考慮しているためである。

また、本実施例では、色ずれ補正パターンの下地を形成するトナーの中で、検出センサ２８で検知される反射光成分は、イエロートナーが最も低い。そのため、イエロートナーをなるべく転写させ、かつ再転写させないような設定とした。

つまり、本実施例では、複数のカラートナー像のための画像形成部の中の、最初のカラートナー像のための画像形成部を除く画像形成部においては、
Ｖｐａｔｃｈ（単色）＜Ｖｐｒｉｎｔ（単色）
の関係とされる。

また、補正パターン形成モード時に位置ずれ補正パターンを中間転写体に転写する時の１次転写バイアスをＶｐａｔｃｈ（重畳）とし、プリント画像形成モード時に感光ドラムのトナー像を中間転写体に転写する１次転写バイアスをＶｐｒｉｎｔ（重畳）とする。即ち、本実施例にて、Ｖｐａｔｃｈ（重畳）、Ｖｐｒｉｎｔ（重畳）は、Ｉ（ｂｋ）の１次転写バイアスに相当する。このとき、表１から理解されるように、複数のカラートナー像のための画像形成部の中の、最初のカラートナー像のための画像形成部を除く画像形成部においては、
Ｖｐａｔｃｈ（単色）／Ｖｐｒｉｎｔ（単色）＜Ｖｐａｔｃｈ（重畳）／Ｖｐｒｉｎｔ（重畳）
の関係にある。

以上のように、本実施例によれば、位置ずれ補正パターンを形成する下地の現像剤の再転写を少なくしてかつ、位置ずれ補正パターンを形成する下地の上に重畳する現像剤を良好に転写することができる。

従って、位置ずれ補正パターンの濃度を安定させるために、位置ずれ補正パターンの再転写を防止して、正確に位置ずれ補正を行う制御を実施できる画像形成装置を実現することができる。

実施例２
本実施例２では、カラー現像剤とブラック現像剤を用いて、位置ずれ補正パターンを形成する像担持体は、転写材を担持搬送する転写材搬送体であって、位置ずれ補正パターンを検出するセンサは正反射光成分を検出するセンサが用いられる。

本実施例の画像形成装置の概略構成を図８に示す。図８を参照して、本実施例の画像形成装置の構成について説明する。

なお、本実施例では、第１ステーションＳａをＹ（イエロー）、第２ステーションＳｂをＭ（マゼンタ）、第３ステーションＳｃをＣ（シアン）、第４ステーションＳｄをＢｋ（ブラック）としている。

第１ステーションＳａでは、像担持体としてのＯＰＣ感光ドラム１ａの周りに、帯電ローラ２ａ、感光ドラム１ａ上の転写残トナーをクリーニングするクリーニングユニット３ａ、及び現像ユニット８ａが配置されている。現像ユニット８ａは、現像スリーブ４ａ、非磁性一成分現像剤５ａ、現像剤塗布ブレード７ａを備えている。

上述の感光ドラム１ａ、帯電ローラ２ａ、クリーニングユニット３ａ、及び現像ユニット８ａは、一体型のプロセスカートリッジ９ａとなっている。

露光手段１１ａは、レーザー光を多面鏡によって走査させるスキャナユニットから構成され、画像信号に基づいて変調された走査ビーム１２ａを感光ドラム１ａ上に照射する。転写材搬送体である転写ベルト１１０は、転写ベルト１１０を駆動させる駆動ローラ１４、転写ベルト１１０にテンションをかけるテンションローラ１５によって張架され、矢印方向に回転し転写材Ｐの搬送を行う。また、転写ローラ１１１ａは、転写ベルト１１０をはさんで感光ドラム１ａと反対側に配置されている。また、帯電ローラ２ａ、現像スリーブ４ａ、転写ローラ１１１ａは、それぞれ、帯電ローラ電圧供給手段である帯電電源２０ａ、現像スリーブ電圧供給手段である現像電源２１ａ、転写部材電圧供給手段である転写電源２２ａに接続されている。

以上が第１ステーションＳａの構成であり、第２、第３、第４ステーションＳｂ、Ｓｃ、Ｓｄも同様の構成とされ、同じ機能の部材には、同一の参照番号に添え字ｂ、ｃ、ｄを付して示している。

次に、画像形成動作について説明する。

画像形成動作がスタートすると、感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄや転写ベルト１１０等は所定のプロセススピードで矢印方向に回転を始める。感光ドラム１ａは、帯電ローラ２ａに電源２０ａよって一様に負極性に帯電され、続いて露光手段１１ａからの走査ビーム１２ａによって画像情報に従った静電潜像が形成される。現像ユニット８ａ内のトナー５ａは、現像剤塗布ブレード７ａによって負極性に帯電されて現像スリーブ４ａに塗布される。そして、現像スリーブ４ａには、現像電源２１ａより、電圧が供給される。感光ドラム１ａが回転して感光ドラム１ａ上に形成された静電潜像が現像スリーブ４ａに到達すると、静電潜像は負極性のトナーによって可視化され、感光ドラム１ａ上には第１色目（本実施例では、Ｙ）のトナー像が形成される。

一方、転写材カセット１６に積載されている転写材Ｐは、給紙ローラ１７によりピックアップされ、レジストローラ１８にまで搬送される。そして、感光ドラム１ａ上のトナー像に同期してレジストローラ１８によって転写材Ｐは転写材搬送体、即ち、転写ベルト１１０へと送給される。転写ベルト１１０により担持され、搬送される転写材Ｐは、第１ステーションＳａにおいて感光ドラム１ａ上のトナー像が正極性の電圧を転写電源１１２ａより供給された転写ローラ１１１ａによって転写材Ｐ上に転写される。そして、転写材Ｐが転写ベルト１１０によって搬送されていくのに同期して、第２ステーションＳｂから第４ステーションＳｄのＭ、Ｃ、Ｂｋのトナー像の形成及び転写材Ｐへの転写が行われる。Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋのトナー像が転写された転写材Ｐは、転写ベルト１１０から分離されて定着装置１９に送られ、転写材Ｐ上のトナー像が溶融固着されてカラー画像が得られる。また、感光ドラム１ａ〜１ｄに残留したトナーはブレード手段によるクリーニング装置３ａ〜３ｄによって清掃される。

本実施例では、実施例１で用いたものと同様に、色ずれ検出パターン検出センサ、即ち、反射型の光学センサ２８が図８中に設けられている。光学センサ２８は、転写ベルト１１０上に形成された位置ずれ補正パターンのトナー像（パッチ）Ｔに対して、発光素子からの光を照射し、そこからの反射光を受光素子で受け取ることで、位置ずれ補正パターンのトナーを検出するようになっている。

なおこの検出するためのセンサ２８には、トナー像に光を照射して、正反射成分を受光するセンサが用いられている。正反射成分を受光するセンサ自体は公知のものを利用すれば良く、ここでは詳しい説明を省略する。

その他、光学センサを用いた位置ずれ補正制御方法や位置ずれ補正パターンについては、実施例１と同様であるので説明を省略する。

次に、本実施例２の位置ずれ補正パターンを転写材搬送体、即ち、転写ベルト１１０に転写する時のバイアスＶｐａｔｃｈと、通常の画像形成時のバイアスＶｐｒｉｎｔを比較した表を表２に示す。

このように本実施例２のようなバイアスを使用することで、上流側で転写された現像剤即ち、マゼンダステーションＳｂの場合は、イエローの再転写を少なくすることができる。シアンステーションＳｃの場合は、イエロー及びマゼンダの再転写を少なくすることができる。また、第４ステーションＳｄにあたるブラックを転写する際の転写バイアスより若干下げるものの、第２ステーションＳｂや、第３ステーションＳｃほど、第４ステーションＳｄでバイアスを下げない。その理由は、次の通りである。即ち、イエロー、マゼンダ、シアンなどで、下地を形成した上にブラックを転写するために、イエローや、マゼンダステーションより、大きな転写バイアスが必要である。そのため、転写バイアスを下げてしまうと、ブラックトナーの転写不良になってしまうからである。

実施例１と比較して、位置ずれ補正パターン形成時の転写バイアスを下げる量が多くなっている。それは、以下の理由による。

本実施例２では、位置ずれ補正パターンを形成する像担持体は、転写材を担持搬送する転写材搬送体であるため、通常の画像形成時は、転写材を介してトナーを転写するのに比較的強い転写バイアスが必要である。一方、転写材を介さず、直接転写材搬送体に、位置ずれ補正パターンを転写する時は、それほど大きな転写バイアスを必要としないからである。

また、イエローステーションＳａの転写バイアスは、通常のプリント画像形成時よりも大きなバイアスを使用している。これは、イエロートナーは、他のマゼンダトナーやシアントナーと比較して、反射光成分が少ないことと、もっとも最上流ステーションであるためである。最上流ステーションのトナーは、下流のステーションを通過する機会が他のトナーと比較して多く、再転写でトナーがドラム側に戻ってしまう分多い。そのような状況でも最終的に、検知手段２８によって、充分な反射光成分を得られるようにするためである。

つまり、本実施例にて、補正パターン形成モード時に、カラートナー像を転写材搬送体に転写する時の１次転写バイアスをＶｐａｔｃｈ（単色）とする。また、プリント画像形成モード時に、感光ドラムのカラートナー像を転写材に転写する１次転写バイアスをＶｐｒｉｎｔ（単色）とする。本実施例では、複数のカラートナー像のための画像形成部の中の、最初のカラートナー像のための画像形成部を除く画像形成部においては、
Ｖｐａｔｃｈ（単色）＜Ｖｐｒｉｎｔ（単色）
の関係とされる。

また、補正パターン形成モード時に、位置ずれ補正パターンを転写材搬送体に転写する時の１次転写バイアスをＶｐａｔｃｈ（重畳）とし、プリント画像形成モード時に、感光ドラムのトナー像を転写材に転写する１次転写バイアスをＶｐｒｉｎｔ（重畳）とする。この時、表２から理解されるように、複数のカラートナー像のための画像形成部の中の、最初のカラートナー像のための画像形成部を除く画像形成部においては、
Ｖｐａｔｃｈ（単色）／Ｖｐｒｉｎｔ（単色）＜Ｖｐａｔｃｈ（重畳）／Ｖｐｒｉｎｔ（重畳）
の関係にある。

以上説明したように、本発明による実施例２に構成のように複数の画像形成部を備え、各画像形成部で形成したテスト画像を転写媒体上に順次転写していく構成の画像形成装置においても格別な作用効果を奏し得る。即ち、本実施例においても、１つの現像剤のパターンを下地にし、他の異なる色の現像剤のパターンを重畳することによって形成する位置ずれ補正パターンの濃度を安定させる。それにより、位置ずれ補正パターンの再転写を防止して、正確に位置ずれ補正を行う制御を実施できる画像形成装置を実現することができる。

１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ） 感光ドラム（像担持体）
２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ） 帯電ローラ（帯電手段）
５ａ、５ｂ、５ｃ カラー現像剤
５ｄ ブラック現像剤
８（８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ） 現像ユニット
９（９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ） プロセスカートリッジ
１０（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ） １次転写ローラ（１次転写手段）
１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ） 露光手段
１３ 中間転写ベルト（中間転写体）
１９ 定着手段
２０ 電源
２１ 現像バイアス電源
２２（２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ） １次転写電源
２５ ２次転写ローラ（２次転写手段）
２６ ２次転写電源
２８ 位置ずれ補正パターン検出センサ（光学センサ、検知手段）
１１０ 転写ベルト（転写材搬送体）
２０４ コントローラ（制御手段）
８０１ 演算手段
Ｐ 転写材

Claims (11)

1. カラー現像剤を用い像担持体にカラートナー像を形成する複数のカラー画像形成部と、ブラック現像剤を用い像担持体にブラックトナー像を形成するブラック画像形成部と、前記像担持体に形成されたトナー像を転写体へと転写する複数の転写手段と、
   を備え、前記転写手段に所定の第１のバイアスを印加することでカラートナー像の転写を行い、前記転写手段に所定の第３のバイアスを印加することでブラックトナー像の転写を行う画像形成装置において、
   前記カラートナー像からなるパターンを下地にし、前記ブラックトナー像からなるパターンを重畳することによって構成される位置ずれ補正パターンを前記転写体に形成する補正パターン形成モードにおいては、前記転写手段に第２のバイアスを印加することによってカラートナー像の転写を行い、前記転写手段に第４のバイアスを印加することによってブラックトナー像の転写を行うように制御する制御手段を有し、
   前記制御手段は、前記第１のバイアスから前記第４のバイアスの関係を、
   第２のバイアス／第１のバイアス＜第４のバイアス／第３のバイアス
   とし、
   前記制御手段は、前記転写体にトナー像が担持されていない状態で前記カラートナー像の転写を行う際には、前記転写手段に前記第１のバイアスより大きい第５のバイアスを印加することでカラートナー像の転写を行うように制御し、
   前記位置ずれ補正パターンに光を照射し、反射される反射光を検知する検知手段をさらに備え、
   前記転写体にトナー像が担持されていない状態で転写されるカラートナー像は、前記色ずれ補正パターンの下地を形成する現像剤の中で、前記検知手段によって検知される反射光成分が最も少ない現像剤である、
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御手段は、前記転写手段に前記第１のバイアスより小さい前記第２のバイアスを印加することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御手段は、複数のカラー画像形成部のうち、最初にカラートナー像を形成するカラー画像形成部を除くカラー画像形成部において、前記第１のバイアスから前記第４のバイアスの関係を、
   第２のバイアス／第１のバイアス＜第４のバイアス／第３のバイアス
   とす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。
4. 前記転写体は、中間転写体であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記転写体は、転写材搬送体であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. カラー現像剤を用い像担持体にカラートナー像を形成する複数のカラー画像形成部と、ブラック現像剤を用い像担持体にブラックトナー像を形成するブラック画像形成部と、前記像担持体に形成されたトナー像を転写体へと転写する複数の転写手段と、
   を備え、前記転写手段に所定の第１のバイアスを印加することでカラートナー像の転写を行い、前記転写手段に所定の第３のバイアスを印加することでブラックトナー像の転写を行う画像形成装置において、
   前記カラートナー像からなるパターンを下地にし、前記ブラックトナー像からなるパターンを重畳することによって構成される位置ずれ補正パターンを前記転写体に形成する補正パターン形成モードにおいては、前記転写手段に第２のバイアスを印加することによって前記複数のカラー画像形成部のうち、最上流のカラー画像形成部以外のカラー画像形成部によって形成されたカラートナー像の転写を行い、前記転写手段に第４のバイアスを印加することによって前記ブラック画像形成部によって形成されたブラックトナー像の転写を行うように制御する制御手段を有し、
   前記制御手段は、前記第１のバイアスから前記第４のバイアスの関係を、
   第２のバイアス／第１のバイアス＜第４のバイアス／第３のバイアス
   とすることを特徴とする画像形成装置。
7. 前記制御手段は、前記転写手段に前記第１のバイアスより小さい前記第２のバイアスを印加することを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記制御手段は、前記転写体にトナー像が担持されていない状態で前記カラートナー像の転写を行う際には、前記転写手段に前記第１のバイアスより大きい第５のバイアスを印加することでカラートナー像の転写を行うように制御することを特徴とする請求項６又は７に記載の画像形成装置。
9. 前記位置ずれ補正パターンに光を照射し、反射される反射光を検知する検知手段をさらに備え、
   前記転写体にトナー像が担持されていない状態で転写されるカラートナー像は、前記色ずれ補正パターンの下地を形成する現像剤の中で、前記検知手段によって検知される反射光成分が最も少ない現像剤であることを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
10. 前記転写体は、中間転写体であることを特徴とする請求項６乃至９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
11. 前記転写体は、転写材搬送体であることを特徴とする請求項６乃至１０のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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