JPH10282857A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 タンデム型フルカラー画像形成装置におい
て、搬送ベルトにレジストマークを形成し、そのマーク
の転写位置を画像転写位置情報として用いる場合に、搬
送ベルト本来の色とマークとの色差を得るために当該ベ
ルトを加工することによって生じる耐久性等の問題を克
服し、安定した良好な画像形成を行える装置を提供する
ことにある。 【解決手段】 各感光体ドラム４１Ｃ〜４１ＢＫから搬
送ベルト６０の所定の位置に形成されるレジストマーク
を、搬送ベルト６０の回動駆動により再転写ローラ７０
上に直接転写し、当該ローラ７０上のレジストマークの
転写位置をレジストマーク位置検出器１０５ａ、ｂ〜１
０７ａ、ｂで検出して、画像転写位置情報として色ズレ
補正に用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は画像形成装置に関
し、特にタンデム型フルカラー画像形成装置における色
ズレ防止技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、搬送ベルト上に複数の感光体ドラ
ム等の像担持体が配列され、各像担持体上に形成された
画像を、搬送ベルト上を搬送されるペーパー等の転写材
に転写し、転写材上に一つの画像として重ね合わせて形
成するタンデム型画像形成装置が提案されている。タン
デム型画像形成装置は、通常、像担持体に形成される画
像をシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの画像デー
タに対応したものにして、タンデム型フルカラー画像形
成装置として使用される。

【０００３】このようなタンデム型フルカラー画像形成
装置において、高品質画像を形成する上で重要な課題
は、転写材上にシアン、マゼンタ、イエローの各色に対
応した像担持体上の画像を、転写材上に位置ズレ（以
下、単に「色ズレ」という）させることなく形成するこ
とである。通常、タンデム型フルカラー画像形成装置で
は、周囲環境の温度の温度変化等を原因として、像担持
体上に形成される画像の位置が変化しやすく、色ズレが
発生しやすい性質を有している。

【０００４】この課題に対して、例えば搬送ベルト上に
レジストマーク領域を設け、この領域に対向する感光体
ドラムからレジストマークを転写して、そのマークの検
出により各色間の転写位置補正を行う技術がある。これ
についてはさらに、本来のベルトの色とレジストマーク
の各色との色差を明確にしてマーク位置を検出し易くす
るために、搬送ベルトのレジストマーク領域を白色系に
塗装するか、白色系の部材を取り付ける提案（特開昭６
３−３００２６２）等がさなれている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前述した
従来技術のうち、白色系の塗装を行う場合には、ベルト
本来の色を隠蔽するために厚塗りする必要があり、これ
によってひび割れ等の問題を生じる可能性があった。一
方、白色系部材を取り付ける場合においては、貼着する
と次第に接着力の低下によって剥がれたり、ベルト自体
に穴を開ける等の加工を行うと物理的耐久性に問題があ
った。したがって、何れも長期使用または高速駆動等に
おいて支障が生じ易かった。

【０００６】本発明はこのような問題に鑑みてなされた
ものであって、その目的は搬送ベルトを加工することに
よって生じる塗装面のひび割れや物理的耐久性の劣化を
回避して、安定して精度よく画像の転写位置ズレを補正
し、良好な画像形成を行うことが可能な装置を提供する
ことにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は 搬送ベルト上に複数の像担持体が配列さ
れ、各像担持体上に形成された画像を、搬送ベルト上を
搬送される転写材に転写し、画像形成を行う画像形成装
置において、各像担持体にレジストマーク用画像を形成
する画像書き込み手段と、前記画像書き込み手段によっ
て像担持体上に形成され、さらに前記搬送ベルト上に転
写されたレジストマークを、前記搬送ベルトから表面に
再転写させる再転写部材と、前記再転写部材上に形成さ
れたレジストマークの相対位置情報を検出する検出手段
と、前記検出手段により検出されたレジストマークの相
対位置情報に基づいて、像担持体上に形成される画像の
位置を補正する補正手段とを備えたことを特徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一適用例である、
タンデム型フルカラー複写機１（以降、単に複写機１と
いう）について説明する。図１は、複写機１の全体の構
成を示す正面断面図である。同図に示すように、複写機
１は、大きく分けて原稿画像を読み取るイメージリーダ
部１０と、読み取った画像を記録紙Ｓにプリントして再
現するプリンタ部２０とから構成されている。

【０００９】イメージリーダ部１０は透明な原稿載置板
（不図示）とその直下に配置されたＣＣＤなどのイメー
ジセンサ（不図示）から構成される。このイメージリー
ダ部１０で得られるＲ，Ｇ，Ｂ各色成分毎の原稿画像デ
ータは、制御ユニット３０において各種のデータ処理を
受け、さらにシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー
（Ｙ）、ブラック（ＢＫ）の各再現色の画像データに変
換されて（以下、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラッ
クの各再現色を単にＣ、Ｍ、Ｙ、ＢＫと表し、各再現色
に関連する構成部分の番号にこのＣ、Ｍ、Ｙ、ＢＫを添
字として付加する）制御ユニット３０の画像メモリ（不
図示）に一旦格納される。その後画像データは記録紙Ｓ
の供給と同期してレーザ光に変調され、光学ユニット４
０を経て画像形成に供される。尚、画像メモリにはイメ
ージリーダ部１０で読み取った原稿画像の他に、複写画
像の色ズレ補正用に用いるレジストマーク形成用の画像
も記憶している。

【００１０】プリンタ部２０は、光学ユニット４０と、
記録紙Ｓの搬送方向Ｘに沿って所定間隔で配置された感
光体ドラム４１Ｃ〜４１ＢＫと、記録紙Ｓの搬送方向Ｘ
上流側に配置された給紙部５０と、給紙部５０から給紙
された記録紙Ｓを搬送する搬送ベルト６０と、搬送方向
下流側に配置された定着部８０と、更にその下流側に配
置された排紙トレー９０とから構成される。

【００１１】光学ユニット４０は、図２に示すように４
つのレーザダイオード１ａ、２ａ、３ａ、４ａから発し
た光を一つのポリゴンミラー３１で主走査方向に偏向走
査した後、４組のミラー１ｄ、２ｃ、３ｃ、３ｄ、４ｄ
で各感光体ドラム４１Ｃ〜４１ＢＫを露光する４つの光
線に分配するよう各光学部品を所定の光学的関係に配置
したものである。

【００１２】すなわち、４個のレーザダイオード１ａ、
２ａ、３ａ、４ａのうちレーザダイオード２ａと３ａか
ら発したレーザ光は（以下、第２、第３のレーザ光とい
う）直接ポリゴンミラー３１のミラー面に入射される
が、残りのレーザダイオード１ａと４ａから発したレー
ザ光（以下、第１、第４レーザ光という）は前記第２、
第３レーザ光の光路の直下方に設けたミラー１ｃ、４ｃ
で反射されて当該第２、第３のレーザ光と平行な方向に
変換され、ポリゴンミラー３１のミラー面に入射され
る。そして、第１、第２のレーザ光は一つのミラー面
で、第３、第４のレーザ光は他の一のミラー面で夫々反
射されて主走査方向に偏向される。偏向後の第１、第２
のレーザ光は走査レンズ３２ａを通過し、また偏向後の
第３、第４のレーザ光は走査レンズ３２ｂを通過してミ
ラー１ｄ、２ｃ、３ｃ、４ｄに入射する。この場合、第
１のレーザ光の偏向面と第２のレーザ光の偏向面は上下
にずれているし、ミラー１ｄと２ｃは図１に示されてい
るように前記２つのレーザ光の偏向面のズレ量相当分上
下にズレて配されているので、第１のレーザ光はミラー
１ｄで反射されて感光体ドラム４１Ｃを露光し、第２の
レーザ光はミラー２ｃ、２ｄで反射されて感光体ドラム
４１Ｍを露光する。

【００１３】第３のレーザ光の偏向面と第４のレーザ光
の偏向面は第１のレーザ、第２のレーザと同じ関係にあ
り、ミラー３ｃと４ｄもミラー１ｄと２ｃと同じ関係に
あるので、第３のレーザ光は感光体ドラム４１Ｙを、第
４のレーザ光は感光体ドラム４１ＢＫを露光することと
なる。尚、説明を省略したが、各レーザ光路には図示し
たようにシリンドリカルレンズ３３ａ、３３ｂ、１ｅ、
２ｆ、３ｆ、４ｅ、コリメータレンズ１ｂ〜４ｂ、ミラ
ー２ｄ、２ｅ、３ｅ、３ｄ、３５ａ、３５ｂ、ＳＯＳセ
ンサ３４ａ、３４ｂが所定の位置に配されている。

【００１４】各感光体ドラム４１Ｃ〜４１ＢＫはその周
囲にコロナ帯電器４２Ｃ〜４２ＢＫ、現像器４４Ｃ〜４
４ＢＫ等が配されており、公知のカールソンプロセスに
よって各色成分の画像が形成される。 給紙部５０は記
録紙Ｓを積載したカセット５１とカセット５１から記録
紙Ｓを繰り出す繰り出しローラ５２および捌きローラ５
３から構成されている。

【００１５】搬送ベルト６０は図１に示すように定着部
８０の近傍に設けた駆動ローラ６１と給紙部５０の近傍
に設けた従動ローラ６２、および複写機筐体中央底部付
近に設けた従動ローラ６３の３つのローラにまたがって
掛設され、駆動ローラ６１の駆動力を受けて図示Ｘ方向
に回動する。搬送ベルト６０としては、４色重ね合わせ
による複写画像の色ズレを防止する上で伸縮性が少ない
可撓性材料で作製されたものが用いられている。搬送ベ
ルト６０の下地色としては、レジストマークを検出する
上で各トナー色との色差のある色、例えば白色が望まし
いが、上記材料的な制約から黒色に近いものとなってい
る。このため、黒色トナーで作製されるレジストマーク
が搬送ベルト６０上では検出しずらいものとなってい
る。

【００１６】前記感光体ドラム４１Ｃ〜４１ＢＫの直下
方の搬送ベルト裏面側には、夫々帯電チャージャ４３Ｃ
〜４３ＢＫが設けられ、感光体ドラム４１Ｃ〜４１ＢＫ
上に作製されたトナー像を記録紙Ｓまたは搬送ベルト６
０上に転写するようにしてある。定着部８０近傍の記録
紙搬送方向最下流位置よりも駆動ローラ６１周面に沿っ
て下方に周り込んだ部所には搬送ベルト６０と接触する
状態で再転写ローラ７０が設けられている。この再転写
ローラ７０は、各感光体ドラム４１Ｃ〜４１ＢＫから直
接搬送ベルト６０に転写されたレジストマークが表面に
転写されるローラである。ここで、レジストマークは本
実施例では図２および図４に３０１〜３０９で示すよう
に文字Ｋを横倒しにした形状を持っている。レジストマ
ークについての形状、転写の詳細は後述する。

【００１７】このレジストマーク３０１〜３０９を再転
写ローラ７０の表面に歪みなく、奇麗に転写するために
再転写ローラ７０を含め駆動ローラ６１は次のように工
夫されている。すなわち、駆動ローラ６１と再転写ロー
ラ７０は図２に示すように適切なギヤ比をもつ一対のギ
ヤ１１０、１１１で連結され、再転写ローラ７０と搬送
ベルト６０とは接触箇所において同一方向にしかも同一
周速で回動、搬送されるようにしてある。

【００１８】また、駆動ローラ６１は図４に示すように
接地されているとともに、少なくとも周面は半導体材料
で構成されている。このため、トナー粒子からなるレジ
ストマークを搬送ベルト６０上に吸着するために帯電チ
ャージャ４３Ｃ〜４３ＢＫによって搬送ベルト６０に供
給された電荷（図４に示すように正電荷）は、搬送ベル
ト６０が駆動ローラ６１の周面と接触している間に半導
体材料の抵抗値によって決まる量だけ大地に逃げること
となる。そして、残った電荷によってトナー粒子は搬送
ベルト６０上に吸着され、やがて再転写ローラ７０周面
と接触することとなる。

【００１９】一方、再転写ローラ７０は絶縁体であり、
レジストマークとの色差を得るために白色系の顔料を含
むＡＢＳ等の硬質・耐久性に優れた工業用樹脂で作製さ
れている。そして、再転写ローラ７０の周面にはコロナ
帯電器７１、除電器７２、クリーナ７３等が図４で示す
位置関係で配設されていて、搬送ベルト６０と接触する
前にコロナ帯電器７１によって表面に正電荷を供給し、
レジストマークを表面に再転写後、除電器７２で再転写
ローラ７０の除電を行い、続いて、再転写されたレジス
トマーク（トナー粒子）をクリーナ７３で再転写ローラ
７０表面から除去するようにしている。

【００２０】尚、再転写ローラ７０と搬送ベルト６０と
の接触部分において、トナー粒子は搬送ベルト６０に残
留する電荷の静電吸引力と、再転写ローラ７０に供給さ
れた電荷の静電吸引力との両方の作用を受けるが、既述
したように搬送ベルト６０の表面の電荷は駆動ローラ６
１を通過時に大半が除去されているので、再転写ローラ
７０表面の電荷による静電吸引力が圧倒的に勝り、従っ
てトナー粒子は整然と再転写される。

【００２１】再転写ローラ７０の表面であって搬送ベル
ト６０との接触部所から除電器７２に至るまで表面部位
と対向して図２に示すように、レジストマーク位置検出
器１０５ａ、１０５ｂ、１０６ａ、１０６ｂ、１０７
ａ、１０７ｂが配されている。各検出器１０５ａ、ｂ〜
１０７ａ、ｂは夫々一対のフォトカプラーからなる。各
フォトカプラー１０５ａ、ｂ〜１０７ａ、ｂは主走査方
向において各レジストマーク３０７、３０８、３０９の
再転写相当箇所に配されている。より厳密に言えば、各
フォトカプラー１０５ａ、ｂの検出視野の通過域が図３
に破線ｒ1〜ｒ6で示すように各レジストマーク３０７〜
３０９の端寄りとなるよう設定されている。

【００２２】前記各フォトカプラー１０５ａ、ｂ〜１０
７ａ、ｂの検出信号は、図示しない制御部を通じて色ズ
レ量として検出され、原稿画像の複写に際して色ズレの
補正に供される。次に上記構成の複写機において、レジ
ストマークを用いて色ズレを補正する動作を説明する。

【００２３】操作者がプリントスタートキーを押して
後、定着器８０が定着可能な温度に達するまでの所定期
間に画像メモリからレジストマーク用画像が読み出さ
れ、各レーザダイオード１ａ〜４ａを通じて各感光体ド
ラム４１Ｃ〜４１ＢＫを露光する。各感光体ドラム４１
Ｃ〜４１ＢＫを露光するタイミングは、上流の感光体ド
ラムほど早く、従って搬送ベルト６０上に転写される各
色のレジストマークは感光体ドラム４１Ｃ〜４１ＢＫの
配列ピッチよりも短ピッチとなる。また各色のレジスト
マークは図２、３に示すように主走査方向に３個ずつ形
成される。これは主走査線の歪みであるスキューとかボ
ーも検出できるよう対処するためである。

【００２４】搬送ベルト６０上に転写された各色のレジ
ストマーク３０１〜３０９（実際には３個ずつ４列転写
されるが便宜上３列しか示していない）は、搬送ベルト
６０の搬送に伴って下流へ搬送され、やがて再転写ロー
ラ７０表面に最前列のマークから順に再転写される。再
転写されたレジストマーク３０１〜３０９は、フォトカ
プラー１０５ａ、ｂ〜１０７ａ、ｂによってそれの検出
視野通過域ｒ1〜ｒ6上にあるトナー粒子部分が各フォト
カプラー１０５ａ、ｂ〜１０７ａ、ｂの検出視野に侵入
する度に検出される。ここで、各レジストマークは文字
Ｋを横倒した形状であり、より詳しくは図５に示すよう
に主走査方向に延長された一本の線分３０１ａと、その
線分３０１ａの中央部分から略４５°の傾き角で共役な
方向に延びた２本の傾斜線３０１ｂ、３０１ｃからな
り、フォトカプラー１０５ａ、ｂの検出視野通過域ｒ1
〜ｒ6が図の位置だとすると、フォトカプラー１０５
ａ、ｂ〜１０７ａ、ｂは１つ目のレジストマークについ
て線分３０１ａ〜３０３ａを検出した後時刻ｔ1〜ｔ6後
に傾斜線３０１ｂ、ｃ〜３０３ｂ、ｃを検出し、続いて
次の色成分のレジストマークの線分３０４ａ〜３０６ａ
を前のレジストマークの線分３０１ａ〜３０３ａ検出時
から時刻ＴＬ1〜ＴＬ3後に検出し、更に線分３０４ａ〜
３０６ａ検出後時刻ｔ1'〜ｔ6'後に傾斜線３０４ｂ、ｃ
〜３０６ｂ、ｃを検出する。

【００２５】このようにして、各フォトカプラー１０５
ａ、ｂ〜１０７ａ、ｂによって各レジストマークの線分
３０１ａ〜３０６ａと傾斜線３０４ｂ、ｃ〜３０６ｂ、
ｃを検出することにより、各レジストマークについて線
分検出から傾斜線検出までの時刻ｔ1、ｔ2、ｔ1'、ｔ
2'、・・・および先頭のレジストマークの線分検出から
後続のレジストマークの線分検出までの時刻ＴＬ1、Ｔ
Ｌ2、・・・を求めることができ、この時刻情報によっ
て次のようにして色ズレの検出ができる。

【００２６】まず、各色間において主走査方向に色ズレ
が生じていないとすると、次式が成立する。すなわち、
Ｔ1＝t1-t2、Ｔ2＝t1'-t2'、Ｔ3＝t3-t4、Ｔ4＝t3'-t
4'、Ｔ5＝t5-t6、Ｔ6＝t5'-t6'とすると、 Ｔ1−Ｔ2＝Ｔ3−Ｔ4＝Ｔ5−Ｔ6＝０ となる。一方、この関係が不成立の場合、例えば、 Ｔ1−Ｔ2≠Ｔ3−Ｔ4 の場合にはＢＫ色とＹ色との間で主走査方向に色ズレを
起こしているといえる。色ズレ量は（Ｔ1−Ｔ2）−（Ｔ
3−Ｔ4）によって求められる。

【００２７】また、Ｙ色の主走査線がボーとかスキュー
を生じておらず、主走査方向に正確に直線的である場合
には、 ＴＬ1＝ＴＫ2＝ＴＬ3 が成立する。一方、Ｙ色の主走査線がボーとかスキュー
を生じている場合は上式が成立しない。例えば、 ＴＬ1＝ＴＬ3≠ＴＬ2 の場合はボーであり、 ＴＬ1≠ＴＬ2≠ＴＬ3 の場合はスキューであると判断できる。そして、ＴＬ
1、ＴＬ2、ＴＬ3の差分を求めることにより、ボー、ス
キューの量を検出することができる。

【００２８】尚、上記主走査方向のズレ、ボー、スキュ
ーの検出に際しては４つのトナー色のうち何れかのトナ
ーの色を基準とし、他のトナー色の画像が基準色の画像
に対して相対的にズレていたり、ボー、スキューを生じ
ていると判断されるものである。基準色としては、通常
は黒色トナーを設定する。検出された色ズレが主走査方
向のズレである場合は、該当する色成分について画像メ
モリから各ライン毎の読み出しタイミングを制御するこ
とにより対処する。この場合、色ズレ量は、Ｔ1〜Ｔ4を
用いた演算によって数値で求めることができるので、読
み出しタイミングの遅速制御量も数値で与えることがで
き、従ってレジストマークによる色ズレ検出の結果を直
ちに次の複写に適用して確実に色ズレの補正を行うこと
ができるという利点がある。

【００２９】検出された色ズレがスキュー、ボーが原因
である場合には、画像メモリから画像を読み出す際に画
素毎の読み出しアドレスを制御することにより対処す
る。この場合にもスキューとかボーによる走査線の傾き
量、歪み量を数値として把握できるので、主走査線のズ
レの場合と同様、直ちに次の複写における色ズレの解消
を図ることができる。

【００３０】上記実施形態において、レジストマークは
「Ｋ」型マークを用い、それを各色毎に副走査方向に間
隔をおいて転写する方法をとっているが、レジストマー
クとしては例えば特開昭６３−３００２６２号公報に示
されているように各色毎に異なったパターンを用い、そ
れを搬送ベルト上の同一位置に重ね合わせて転写するよ
うにし、重ね合わない量を色ズレ量として検知する方法
を用いることができる。

【００３１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は搬送ベルト上に複数の像担持体が配列され、各像担持
体上に形成された画像を、搬送ベルト上を搬送される転
写材に転写し、画像形成を行う画像形成装置において、
各像担持体にレジストマーク用画像を形成する画像書き
込み手段と、前記画像書き込み手段によって像担持体上
に形成され、さらに前記搬送ベルト上に転写されたレジ
ストマークを、前記搬送ベルトから表面に再転写させる
再転写部材と、前記再転写部材上に形成されたレジスト
マークの相対位置情報を検出する検出手段と、前記検出
手段により検出されたレジストマークの相対位置情報に
基づいて、像担持体上に形成される画像の位置を補正す
る補正手段とを備えているので、搬送べルトの材質や色
調に依存せずに正確な画像転写位置情報をレジストマー
ク位置検出器に伝えることができ、それに基づいて良好
な転写位置補正を行えるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一適応例としてのタンデム型フルカラ
ー複写機１の全体構成を表す正面断面図である。

【図２】前記複写機１のプリンタ部２０の主要構成周辺
の斜視図である。

【図３】レジストマーク再転写機構を横倒し「Ｋ」型レ
ジストマークとともに表す再転写ローラ７０周辺の正面
図である。

【図４】レジストマーク再転写機構を静電作用的に表す
再転写ローラ７０周辺の側面断面図である。

【図５】再転写ローラ７０上に再転写されたレジストマ
ーク３０１〜３０９の位置を表す当該ローラ周面の展開
図である。

【符号の説明】

１ タンデム型フルカラー複写機 １０ イメージリーダ部 ２０ プリンタ部 ３０ 制御ユニット ４０ 光学ユニット ４１Ｃ〜４１ＢＫ 感光体ドラム ５０ 給紙部 ５１ カセット ５２ 繰り出しローラ ５３ 捌きローラ ６０ 搬送ベルト ６１ 駆動ローラ ６２、６３ 従動ローラ ７０ レジストマーク再転写ローラ ７１ コロナ帯電器 ７２ 除電器 ７３ クリーナ ８０ 定着部 ９０ 排紙トレー １０５ａ、ｂ〜１０７ａ、ｂ レジストマーク位置検出
器 １１０、１１１ ギヤ ３０１〜３０９ 横倒し「Ｋ」型レジストマーク

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 搬送ベルト上に複数の像担持体が配列さ
   れ、各像担持体上に形成された画像を、搬送ベルト上を
   搬送される転写材に転写し、画像形成を行う画像形成装
   置において、 各像担持体にレジストマーク用画像を形成する画像書き
   込み手段と、 前記画像書き込み手段によって像担持体上に形成され、
   さらに前記搬送ベルト上に転写されたレジストマーク
   を、前記搬送ベルトから表面に再転写させる再転写部材
   と、 前記再転写部材上に形成されたレジストマークの相対位
   置情報を検出する検出手段と、 前記検出手段により検出されたレジストマークの相対位
   置情報に基づいて、像担持体上に形成される画像の位置
   を補正する補正手段と、 を備えたことを特徴とする画像形成装置。