(57)【要約】【課題】  中間転写ベルトに対するトナー像の転写位置ずれを防止して、色ずれのない良好なフルカラー画像を形成することが可能なカラー画像形成装置を提供する。【解決手段】  テストパターン検出手段３０が、隣接する上流側のトナー像形成ユニット２０が中間転写ベルト１１上に形成したテストパターントナー像４０を検出してから、所定時間経過後に露光部２３１が、感光体ドラム２１表面に対して印刷画像トナー像５０に対応する静電潜像形成を開始するように構成する。【選択図】      図１
2010002784.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数色のそれぞれのトナー像を中間転写体上に順次重ね合わせた後、これら複数のトナー像を記録媒体上に一括して転写してカラー画像を形成するカラー画像形成装置において、
複数のトナー像に応じたそれぞれの静電潜像を担持し、トナーが供給されてトナー像が形成される像担持体を備える複数のトナー像形成ユニットであって、回転する中間転写体の回転方向に沿って、所定の間隔で、中間転写体に対向配置されるトナー像形成ユニットと、
静電潜像に応じた信号光を像担持体に露光する露光ユニットと、
露光ユニットによる複数の像担持体に対するそれぞれの露光開始タイミングを制御する制御手段とを含んで構成され、
前記トナー像形成ユニットは、
中間転写体の回転方向において上流側に隣接するトナー像形成ユニットで中間転写体上に形成され、中間転写体とともに回転移動してくるテストパターントナー像を、トナー像形成ユニット内の所定の位置で検出して、パターン検出信号を生成するテストパターン検出手段を備え、
前記制御手段は、前記テストパターン検出手段が生成した前記パターン検出信号に基づいて、露光ユニットによる像担持体に対する露光開始タイミングを制御することを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項２】
前記露光ユニットは、複数のトナー像形成ユニットのそれぞれの像担持体に対応した複数のＬＥＤ露光ヘッドを有することを特徴とする請求項１に記載のカラー画像形成装置。
【請求項３】
前記テストパターン検出手段は、中間転写体の回転方向の最上流側に配設されるトナー像形成ユニット以外のトナー像形成ユニットのそれぞれに備えられることを特徴とする請求項１または２に記載のカラー画像形成装置。
【請求項４】
前記テストパターン検出手段は、中間転写体上に形成されたテストパターントナー像を検出するとともに、中間転写体の回転方向に垂直な主走査方向に走査して、テストパターントナー像の主走査方向の位置を検出するラインセンサであり、
前記制御手段は、前記露光ユニットを制御して、前記テストパターン検出手段が検出したテストパターントナー像の主走査方向の位置に基づいて、像担持体に対する主走査方向の露光位置を調整させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のカラー画像形成装置。
【請求項５】
前記制御手段は、中間転写体の回転方向下流側に配置されるトナー像形成ユニットが、上流側に配置されるトナー像形成ユニットが中間転写体上に形成したテストパターントナー像よりも、中間転写体上の回転方向下流側にテストパターントナー像を形成するように、前記露光ユニットによる像担持体に対する露光開始タイミングを制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のカラー画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数色のそれぞれのトナー像を中間転写体上に順次重ね合わせてカラー画像を形成するカラー画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
４色フルカラー画像を形成するカラー画像形成装置では、中間転写ベルト上にトナー像を形成するためのトナー像形成ユニットが、カラー画像情報に含まれるイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像情報に対応するために、４つ設けられている。そして、各トナー像形成ユニットで形成される各色のトナー像が、中間転写ベルト上に順次重ねて転写されることによって、フルカラートナー像が形成される。
【０００３】
カラー画像形成装置において、色ずれのない良好なフルカラー画像を形成するためには、中間転写ベルトに対するトナー像の転写位置ずれを防止する必要がある。特許文献１には、中間転写ベルトに対するトナー像の転写位置ずれを防止することが可能なカラー画像形成装置が開示されている。
【０００４】
特許文献１に開示されるカラー画像形成装置では、中間転写ベルトの回転方向に沿って４色に対応するトナー像形成ユニットがそれぞれ所定の設置間隔で配置されている。そして、中間転写ベルトの回転方向に沿っての最下流側に配置される最終色のトナー像形成ユニットのさらに下流側には、中間転写ベルトに対向して、トナー像形成ユニットの設置間隔と同間隔で、複数の光学センサが配置されている。そして、複数の光学センサは、上流側の第１色目のトナー像形成ユニットにて中間転写ベルトへのトナー像の転写を開始したと同時に、下流側の最終色のトナー像形成ユニットにて中間転写ベルト上に転写された画像先端位置補正用テストパターンを順次読み取ることにより、第２色目以降のトナー像形成ユニットにおける画像形成開始信号を生成し、該画像形成開始信号に基づいて第２色目以降の画像形成を開始する。
【０００５】
このようにして、特許文献１に開示されるカラー画像形成装置においては、上流側のトナー像形成ユニットで中間転写ベルト上に作成したテストパターンの位置を光学センサが検出して、下流側のトナー像形成ユニットでの画像書き込みタイミングを制御することによって、中間転写ベルトに対するトナー像の転写位置ずれを抑制する。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−８１７４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に開示されるカラー画像形成装置では、テストパターンを検出する光学センサの配置位置と、トナー像形成ユニットの配置位置との位置関係に変動が生じると、精度の高い位置ずれ補正を行うことができない。特に、カラー画像形成装置の軽量化のために、トナー像形成ユニットなどの各構成部材が支持される装置本体の本体フレームが樹脂製である場合には、本体フレームの熱膨張によって、光学センサの配置位置と、トナー像形成ユニットの配置位置との位置関係に変動が生じ、中間転写ベルトに対するトナー像の転写位置ずれが生じやすくなる。
【０００８】
したがって本発明の目的は、中間転写体に対するトナー像の転写位置ずれを防止して、色ずれのない良好なフルカラー画像を形成することが可能なカラー画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、複数色のそれぞれのトナー像を中間転写体上に順次重ね合わせた後、これら複数のトナー像を記録媒体上に一括して転写してカラー画像を形成するカラー画像形成装置において、
複数のトナー像に応じたそれぞれの静電潜像を担持し、トナーが供給されてトナー像が形成される像担持体を備える複数のトナー像形成ユニットであって、回転する中間転写体の回転方向に沿って、所定の間隔で、中間転写体に対向配置されるトナー像形成ユニットと、
静電潜像に応じた信号光を像担持体に露光する露光ユニットと、
露光ユニットによる複数の像担持体に対するそれぞれの露光開始タイミングを制御する制御手段とを含んで構成され、
前記トナー像形成ユニットは、
中間転写体の回転方向において上流側に隣接するトナー像形成ユニットで中間転写体上に形成され、中間転写体とともに回転移動してくるテストパターントナー像を、トナー像形成ユニット内の所定の位置で検出して、パターン検出信号を生成するテストパターン検出手段を備え、
前記制御手段は、前記テストパターン検出手段が生成した前記パターン検出信号に基づいて、露光ユニットによる像担持体に対する露光開始タイミングを制御することを特徴とするカラー画像形成装置である。
【００１０】
また本発明は、前記露光ユニットは、複数のトナー像形成ユニットのそれぞれの像担持体に対応した複数のＬＥＤ露光ヘッドを有することを特徴とする。
【００１１】
また本発明は、前記テストパターン検出手段は、中間転写体の回転方向の最上流側に配設されるトナー像形成ユニット以外のトナー像形成ユニットのそれぞれに備えられることを特徴とする。
【００１２】
また本発明は、前記テストパターン検出手段は、中間転写体上に形成されたテストパターントナー像を検出するとともに、中間転写体の回転方向に垂直な主走査方向に走査して、テストパターントナー像の主走査方向の位置を検出するラインセンサであり、
前記制御手段は、前記露光ユニットを制御して、前記テストパターン検出手段が検出したテストパターントナー像の主走査方向の位置に基づいて、像担持体に対する主走査方向の露光位置を調整させることを特徴とする。
【００１３】
また本発明は、前記制御手段は、中間転写体の回転方向下流側に配置されるトナー像形成ユニットが、上流側に配置されるトナー像形成ユニットが中間転写体上に形成したテストパターントナー像よりも、中間転写体上の回転方向下流側にテストパターントナー像を形成するように、前記露光ユニットによる像担持体に対する露光開始タイミングを制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、カラー画像形成装置が備える制御手段は、所定の間隔で配置されるトナー像形成ユニット内の所定位置に設置されるテストパターン検出手段が、隣接する上流側のトナー像形成ユニットで形成されたテストパターントナー像を検出して生成したパターン検出信号に基づいて、露光ユニットによる複数の像担持体に対するそれぞれの露光開始タイミングを制御する。これによって、テストパターン検出手段の配置位置と、トナー像形成ユニットの配置位置との位置関係に変動が生じても、複数のトナー像形成ユニットが中間転写体上に形成する、それぞれの所望の印刷画像に対応するトナー像である印刷画像トナー像の位置ずれを、精度よく補正することができる。したがって、カラー画像形成装置は、色ずれのない良好な画像を形成することができる。
【００１５】
また本発明によれば、露光ユニットは、複数のトナー像形成ユニットのそれぞれの像担持体に対応した複数のＬＥＤ露光ヘッドを有する。これによって、露光ユニットは、各像担持体のそれぞれに対応して走査して露光動作を行う必要がないので、走査機構が不要となり、装置全体を小型、軽量化することができる。
【００１６】
また本発明によれば、テストパターン検出手段は、中間転写体の回転方向の最上流側に配設されるトナー像形成ユニット以外のトナー像形成ユニットのそれぞれに備えられる。これによって、複数の所望の印刷画像トナー像の位置ずれを、充分に補正することができる。
【００１７】
また本発明によれば、テストパターン検出手段は、中間転写体上に形成されたテストパターントナー像を検出するとともに、中間転写体の回転方向に垂直な主走査方向に走査して、テストパターントナー像の主走査方向の位置を検出するラインセンサである。そして、制御手段は、露光タイミングの制御による副走査方向（中間転写体の回転方向）の位置ずれ補正に加えて、露光ユニットを制御して、テストパターン検出手段が検出したテストパターントナー像の主走査方向の位置に基づいて、像担持体に対する主走査方向の露光位置を調整させる。これによって、主走査方向の位置ずれも防止した状態で、中間転写体上にトナー像を形成することができる。したがって、カラー画像形成装置は、色ずれのない良好な画像を形成することができる。
【００１８】
また本発明によれば、制御手段は、中間転写体の回転方向下流側に配置されるトナー像形成ユニットが、上流側に配置されるトナー像形成ユニットが中間転写体上に形成したテストパターントナー像よりも、中間転写体上の回転方向下流側にテストパターントナー像を形成するように、露光ユニットによる像担持体に対する露光開始タイミングを制御する。これによって、複数のトナー像形成ユニットに備えられる各テストパターン検出手段では、隣接する上流側のトナー像形成ユニットで形成されたテストパターントナー像が最初に検出されることになる。したがって、何番目のテストパターントナー像を検出すべきかを判定する必要がなく、処理を簡単化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は、本発明の実施の一形態であるカラー画像形成装置１００の構成を示す図である。カラー画像形成装置１００は、イエロー（ｙ）、マゼンタ（ｍ）、シアン（ｃ）、ブラック（ｋ）の各色の画像情報に対応する４色のトナー像を、転写手段１０が有する中間転写体である中間転写ベルト１１上に順次重ね合わせてフルカラートナー像を形成し、そのフルカラートナー像に基づいてフルカラー画像を記録媒体に形成する４色フルカラー画像形成装置である。
【００２０】
カラー画像形成装置１００には、カラー画像情報に含まれるイエロー（ｙ）、マゼンタ（ｍ）、シアン（ｃ）、ブラック（ｋ）の各色の画像情報に対応するために、中間転写ベルト１１上にトナー像を形成するための４つのトナー像形成ユニット２０ｙ，２０ｍ，２０ｃ，２０ｋが設けられている。４つのトナー像形成ユニット２０ｙ，２０ｍ，２０ｃ，２０ｋは、中間転写ベルト１１に対向するように、中間転写ベルト１１の回転方向Ａに沿って、回転方向Ａ上流側から下流側に、トナー像形成ユニット２０ｙ、トナー像形成ユニット２０ｍ、トナー像形成ユニット２０ｃ、トナー像形成ユニット２０ｋの順番に配置されている。ここでは、各色に応じて４つ設けられるトナー像形成ユニット２０ｙ，２０ｍ，２０ｃ，２０ｋを構成する各部材は、各色を表すアルファベットを参照符号の末尾に付して区別し、総称する場合は参照符号のみで表す。
【００２１】
トナー像形成ユニット２０は、像担持体である感光体ドラム２１と、帯電手段２２と、露光ユニット２３と、現像手段２４と、テストパターン読取手段３０とを含んで構成されている。
【００２２】
像担持体である感光体ドラム２１は、図示しない駆動手段によって軸線回りに回転駆動可能に支持され、後述する中間転写ベルト１１に対向するように配置され、その表面に静電潜像ひいてはトナー像が形成される感光膜を有するローラ状部材である。４つのトナー像形成ユニット２０ｙ，２０ｍ，２０ｃ，２０ｋにそれぞれ備えられる感光体ドラム２１ｙ，２１ｍ，２１ｃ，２１ｋは、中間転写ベルト１１の回転方向Ａにおいて同間隔で配置されている。
【００２３】
感光体ドラム２１には、たとえば、図示しない導電性基体と、導電性基体表面に形成される図示しない感光膜とを含むものを使用できる。導電性基体には、円筒状、円柱状、シート状などの導電性基体を使用でき、その中でも円筒状導電性基体が好ましい。感光膜としては、有機感光膜、無機感光膜などが挙げられる。有機感光膜としては、電荷発生物質を含む樹脂層である電荷発生層と、電荷輸送物質を含む樹脂層である電荷輸送層との積層体、１つの樹脂層中に電荷発生物質と電荷輸送物質とを含む樹脂層などが挙げられる。無機感光膜としては、酸化亜鉛、セレン、アモルファスシリコンなどから選ばれる１種または２種以上を含む膜が挙げられる。導電性基体と感光膜との間には、下地膜を介在させてもよく、感光膜の表面には主に感光膜を保護するための表面膜（保護膜）を設けてもよい。
【００２４】
帯電手段２２は、図示しない電源が接続され、該電源から電圧の印加を受けて、感光体ドラム２１表面を所定の極性および電位に帯電させる。帯電手段２２には、感光体ドラム２１表面に接触下に電荷を付与する帯電ローラ、コロナ帯電器、ブラシ型帯電器、チャージャー型帯電器などを使用できる。
【００２５】
露光ユニット２３は、感光体ドラム２１表面に画像情報に応じた信号光２３ａを照射（露光）し、画像情報に対応する静電潜像を形成する。画像情報は、カラー画像形成装置１００に入力される印刷指令に含まれる。露光ユニット２３は、各色に対応する露光部２３１ｙ，２３１ｍ，２３１ｃ，２３１ｋを備える。露光ユニット２３としては、たとえば、レーザスキャニングユニット（以下「ＬＳＵ」とする）を使用することができる。ＬＳＵは、レーザ発射手段と、レーザ反射手段とを含む。レーザ発射手段は、画像情報に応じた信号光２３ａを出射する。レーザ発射手段には半導体レーザを使用する。レーザ反射手段は、レーザ発射手段から出射される信号光２３ａを反射して、各色に対応する露光部２３１ｙ，２３１ｍ，２３１ｃ，２３１ｋにおいて、各色に対応する感光体ドラム２１ｙ，２１ｍ，２１ｃ，２１ｋ表面の所定の感光体露光位置２１１ｙ，２１１ｍ，２１１ｃ，２１１ｋに到達させる。これによって、各色に対応する感光体ドラム２１ｙ，２１ｍ，２１ｃ，２１ｋ表面に画像情報に応じた静電潜像が形成される。レーザ反射手段には反射ミラーなどを使用できる。
【００２６】
また、露光ユニット２３としては、ＬＥＤ（発光ダイオード）を光源に用いたＬＥＤ露光ヘッド方式を採用することもできる。ＬＥＤ露光ヘッド方式では、各色の感光体ドラム２１ｙ，２１ｍ，２１ｃ，２１ｋに対応して、各露光部２３１ｙ，２３１ｍ，２３１ｃ，２３１ｋにそれぞれＬＥＤ露光ヘッドを備える構成であり、各ＬＥＤ露光ヘッドから出射される信号光２３ａは、各色に対応する感光体ドラム２１ｙ，２１ｍ，２１ｃ，２１ｋ表面の所定の感光体露光位置２１１ｙ，２１１ｍ，２１１ｃ，２１１ｋに到達する。このように、露光ユニット２３としてＬＥＤ露光ヘッド方式を採用することによって、走査機構が不要なので、装置全体を小型、軽量化することができる。
【００２７】
現像手段２４は、感光体ドラム２１表面を臨むように配置され、感光体ドラム２１の表面に形成された静電潜像にトナーを供給して現像し、感光体ドラム２１上に可視像であるトナー像を形成する。
【００２８】
転写手段１０は、感光体ドラム２１の上方に配置され、中間転写体である中間転写ベルト１１と、駆動ローラ１２と、従動ローラ１３と、中間転写ローラ１４（ｙ，ｍ，ｃ，ｋ）と、転写ローラ１５とを含む。
【００２９】
中間転写ベルト１１は、駆動ローラ１２と従動ローラ１３とによって張架されてループ状の移動経路を形成する無端ベルト状部材であり、回転方向Ａの方向に回転駆動する。中間転写ベルト１１が、感光体ドラム２１に接しながら感光体ドラム２１を通過するとき、中間転写ベルト１１を介して感光体ドラム２１に対向配置される中間転写ローラ１４から、感光体ドラム２１表面のトナーの帯電極性とは逆極性の転写バイアスが印加され、感光体ドラム２１の表面に形成されたトナー像が中間転写ベルト１１上へ転写される。ここで、各色に対応する感光体ドラム２１ｙ，２１ｍ，２１ｃ，２１ｋの表面に形成されたトナー像が中間転写ベルト１１上に転写される位置、つまり、各感光体ドラム２１ｙ，２１ｍ，２１ｃ，２１ｋにおいて、各中間転写ローラ１４ｙ，１４ｍ，１４ｃ，１４ｋが対向配置される配置位置に対応する位置を、感光体転写位置２１２ｙ，２１２ｍ，２１２ｃ，２１２ｋとする。
【００３０】
カラー画像形成装置１００においては、各感光体ドラム２１で形成される各色のトナー像が、中間転写ベルト１１上に順次重ねて転写されることによって、中間転写ベルト１１上にフルカラートナー像が形成される。駆動ローラ１２は図示しない駆動手段によってその軸線回りに回転駆動可能に設けられ、その回転駆動によって、中間転写ベルト１１を回転方向Ａ方向へ回転駆動させる。従動ローラ１３は駆動ローラ１２の回転駆動に従動回転可能に設けられ、中間転写ベルト１１が弛まないように一定の張力を中間転写ベルト１１に付与する。中間転写ローラ１４は、中間転写ベルト１１を介して感光体ドラム２１に圧接し、かつ図示しない駆動手段によってその軸線回りに回転駆動可能に設けられる。中間転写ローラ１４は、前述のように転写バイアスを印加する図示しない電源が接続され、感光体ドラム２１表面のトナー像を中間転写ベルト１１に転写する機能を有する。
【００３１】
転写ローラ１５は、中間転写ベルト１１を介して従動ローラ１３に圧接し、図示しない駆動手段によって軸線まわりに回転駆動可能に設けられる。転写ローラ１５と従動ローラ１３との圧接部（転写ニップ部）において、中間転写ベルト１１に担持されて搬送されてくるフルカラートナー像が、記録媒体に転写される。そして、記録媒体に転写されたフルカラートナー像が図示しない定着手段によって定着されて、記録媒体上にフルカラー画像が形成される。
【００３２】
また、本発明のカラー画像形成装置１００は、テストパターン検出手段３０を備える。テストパターン検出手段３０は、中間転写ベルト１１に対向するように設けられて、中間転写ベルト１１の回転方向Ａにおいて、トナー像形成ユニット２０内の感光体ドラム２１の位置よりも上流側に配置される。テストパターン検出手段３０は、各色に対応するトナー像形成ユニット２０ｙ，２０ｍ，２０ｃ，２０ｋのそれぞれに設けられてもよいが、本実施の形態では、中間転写ベルト１１の回転方向Ａの最上流側のトナー像形成ユニット２０ｙ以外の各トナー像形成ユニット２０ｍ，２０ｃ，２０ｋに設けられている。
【００３３】
トナー像形成ユニット２０ｍ，２０ｃ，２０ｋのそれぞれに設けられるテストパターン検出手段３０ｍ，３０ｃ，３０ｋは、中間転写ベルト１１上において各トナー像形成ユニット２０ｙ，２０ｍ，２０ｃ，２０ｋが形成する印刷画像トナー像の形成位置補正用に、中間転写ベルト１１上の画像形成領域以外の領域に形成されたパターン（以下「テストパターントナー像」という）を読み取るためのものである。
【００３４】
ここで、各トナー像形成ユニット２０ｙ，２０ｍ，２０ｃ，２０ｋが中間転写ベルト１１上に形成する印刷画像トナー像とは、カラー画像形成装置１００によって最終的に記録媒体上に転写定着して形成するフルカラー画像に対応する、中間転写ベルト１１上に形成されるトナー像のことであり、便宜上、トナー像形成ユニット２０ｙが形成するものを印刷画像トナー像５０ｙ、トナー像形成ユニット２０ｍが形成するものを印刷画像トナー像５０ｍ、トナー像形成ユニット２０ｃが形成するものを印刷画像トナー像５０ｃ、トナー像形成ユニット２０ｋが形成するものを印刷画像トナー像５０ｋとする。
【００３５】
前記テストパターントナー像は、中間転写ベルト１１の回転方向Ａの最下流側のトナー像形成ユニット２０ｋ以外の各トナー像形成ユニット２０ｙ，２０ｍ，２０ｃが、中間転写ベルト１１上に形成するものであり、便宜上、トナー像形成ユニット２０ｙが形成するものをテストパターントナー像４０ｙ、トナー像形成ユニット２０ｍが形成するものをテストパターントナー像４０ｍ、トナー像形成ユニット２０ｃが形成するものをテストパターントナー像４０ｃとする。
【００３６】
また、テストパターン検出手段３０としては、光学センサ、主走査方向に複数の画素を有するラインセンサなどを挙げることができるが、本実施の形態では、テストパターン検出手段３０は、ラインセンサである。
【００３７】
図２は、テストパターン検出手段３０がテストパターントナー像４０を検出するときの動作を説明する図である。ラインセンサからなるテストパターン検出手段３０は、中間転写ベルト１１と対向して、主走査方向Ｂが中間転写ベルト１１の幅方向と同一になるように配置されている。そして、中間転写ベルト１１が回転方向Ａに回転し、中間転写ベルト１１上に形成されたテストパターントナー像４０の回転方向Ａ下流側端部４０１が、テストパターン検出手段３０の回転方向Ａにおける中心線上を通過したときに、テストパターン検出手段３０は、テストパターントナー像４０を検出したことを示すパターン検出信号を生成する。また、ラインセンサからなるテストパターン検出手段３０は、中間転写ベルト１１の回転方向Ａに垂直な主走査方向Ｂに走査して、テストパターントナー像４０の主走査方向の位置も検出する。
【００３８】
次に、カラー画像形成装置１００における、トナー像形成ユニット２０を構成する各部材と中間転写ベルト１１との位置関係について詳細に説明する。図３は、トナー像形成ユニット２０を構成する各部材の中間転写ベルト１１に対する配置位置を示す図である。
【００３９】
中間転写ベルト１１の回転方向Ａにおける、テストパターン検出手段３０の中心線から感光体ドラム２１表面の感光体転写位置２１２までの長さＣであるΔＤｔと、感光体ドラム２１表面における感光体転写位置２１２から感光体露光位置２１１までの周方向長さＤであるΔＤｅとの関係は、ΔＤｔ＞ΔＤｅを満たす必要がある。ΔＤｔ＞ΔＤｅの関係を満たすことによって、後述する制御手段は、テストパターン検出手段３０が上流側のトナー像形成ユニット２０で形成されたテストパターントナー像４０を検出して生成したパターン検出信号に基づいて、露光ユニット２３による感光体ドラム２１に対する露光開始タイミングを制御することができる。
【００４０】
本発明のカラー画像形成装置１００は、トナー像形成ユニット２０が中間転写ベルト１１上にトナー像を転写形成するトナー像形成動作を制御する図示しない制御手段を備える。図４は、中間転写ベルト１１上に形成されるテストパターントナー像４０と印刷画像トナー像５０との位置関係を示す図である。
【００４１】
カラー画像形成装置１００において、制御手段は、テストパターン検出手段３０が中間転写ベルト１１の回転方向Ａの上流側に位置するトナー像形成ユニット２０で形成されたテストパターントナー像４０を検出して生成したパターン検出信号に基づいて、露光ユニット２３による感光体ドラム２１への静電潜像形成が開始されるように静電潜像形成開始タイミングを制御する。
【００４２】
制御手段は、図４に示すように、テストパターントナー像４０ｍが、テストパターントナー像４０ｙよりも中間転写ベルト１１上の回転方向Ａ下流側に形成され、テストパターントナー像４０ｃが、テストパターントナー像４０ｍよりも中間転写ベルト１１上の回転方向Ａ下流側に形成されるように、静電潜像形成開始タイミングを制御する。これによって、各テストパターン検出手段３０では、回転方向Ａ上流側の隣接するトナー像形成ユニット２０で形成されたテストパターントナー像４０が最初に検出されることになる。たとえば、テストパターン検出手段３０ｍはテストパターントナー像４０ｙを最初に検出し、テストパターン検出手段３０ｃはテストパターントナー像４０ｍを最初に検出する。したがって、何番目のテストパターントナー像４０を検出すべきかを判定する必要がなく、処理を簡単化することができる。
【００４３】
また、前述したように、各トナー像形成ユニット２０ｙ，２０ｍ，２０ｃ，２０ｋにそれぞれ備えられる感光体ドラム２１ｙ，２１ｍ，２１ｃ，２１ｋは、中間転写ベルト１１の回転方向Ａにおいて同間隔で配置されているので、テストパターントナー像４０ｙ，４０ｍ，４０ｃは中間転写ベルト１１上に同間隔で形成される。
【００４４】
また、制御手段は、前述したように、テストパターン検出手段３０が中間転写ベルト１１の回転方向Ａの上流側に位置するトナー像形成ユニット２０で形成されたテストパターントナー像４０を検出して生成したパターン検出信号に基づいて、静電潜像形成開始タイミングを制御するので、中間転写ベルト１１上において、印刷画像トナー像５０は、テストパターントナー像４０よりも回転方向Ａ上流側に形成されることになる。
【００４５】
次に、中間転写ベルト１１上に形成されたテストパターントナー像４０ｙの回転方向Ａ下流側端部から上流側に、所定の距離ＥとしてΔＤｓＹだけはなれた位置に印刷画像トナー像５０ｙ、テストパターントナー像４０ｍの回転方向Ａ下流側端部から上流側に、所定の距離ＦとしてΔＤｓＭだけはなれた位置に印刷画像トナー像５０ｍ、テストパターントナー像４０ｃの回転方向Ａ下流側端部から上流側に、所定の距離ＧとしてΔＤｓＣだけはなれた位置に印刷画像トナー像５０ｃが形成されるように、制御手段が静電潜像形成開始タイミングを制御する場合を例に挙げて、具体的に説明する。
【００４６】
図５は、テストパターン検出手段３０がテストパターントナー像４０を検出して生成したパターン検出信号に基づいて、トナー像形成ユニット２０が中間転写ベルト１１上に印刷画像トナー像５０を形成するときのタイミングを示すタイミングチャートである。また、図６は、カラー画像形成装置１００において中間転写ベルト１１上に印刷画像トナー像５０を形成する手順を示すフローチャートである。
【００４７】
カラー画像形成装置１００においては、制御手段が、感光体ドラム２１および中間転写ベルト１１を所定のプロセス速度（感光体ドラムの周速度、中間転写ベルトの回転方向における搬送速度）Ｖｐで回転駆動させた上でステップｓ１に進み、中間転写ベルト１１に印刷画像トナー像５０を形成する動作を開始する。
【００４８】
ステップｓ１では、制御手段は、露光ユニット２３が備える、トナー像形成ユニット２０ｙに対応する露光部２３１ｙを制御して、感光体ドラム２１ｙ表面の感光体露光位置２１１ｙに、テストパターントナー像４０ｙに対応する露光を開始させ、感光体ドラム２１ｙ表面に静電潜像を形成させる。次にステップｓ２では、制御手段は、所定の時間Ｔ１が経過したか否かを判断する。時間Ｔ１が経過したと判断するとステップｓ３に進み、経過していないと判断するとステップｓ２を繰り返す。このとき、時間Ｔ１は、下記式（１）によって導かれる時間である。
【００４９】
【数１】
2010002784.tif 000003
【００５０】
ステップｓ３では、制御手段は、露光部２３１ｙを制御して、感光体ドラム２１ｙ表面の感光体露光位置２１１ｙに、印刷画像トナー像５０ｙに対応する露光を開始させ、感光体ドラム２１ｙ表面に静電潜像を形成させる。
【００５１】
そして、ステップｓ１において感光体ドラム２１ｙ表面に形成されたテストパターントナー像４０ｙに対応する静電潜像は、現像手段２４ｙで現像され、感光体ドラム２１ｙ表面における感光体転写位置２１２ｙ（中間転写ローラ１４ｙが配置されている位置）にきた時点で、中間転写ベルト１１上への転写が開始され、テストパターントナー像４０ｙが形成される。このとき、テストパターントナー像４０ｙに対応する露光が開始されてから中間転写ベルト１１上への転写が開始されるまでの時間Ｔ２は、下記式（２）によって導かれる時間である。
【００５２】
【数２】
2010002784.tif 000004
【００５３】
また、ステップｓ３において感光体ドラム２１ｙ表面に形成された印刷画像トナー像５０ｙに対応する静電潜像は、現像手段２４ｙで現像され、感光体ドラム２１ｙ表面における感光体転写位置２１２ｙ（中間転写ローラ１４ｙが配置されている位置）にきた時点で、中間転写ベルト１１上への転写が開始され、印刷画像トナー像５０ｙが形成される。このとき、印刷画像トナー像５０ｙに対応する露光が開始されてから中間転写ベルト１１上への転写が開始されるまでの時間は、前記時間Ｔ２と同じである。
【００５４】
以上のようにして、トナー像形成ユニット２０ｙによって、中間転写ベルト１１上にテストパターントナー像４０ｙおよび印刷画像トナー像５０ｙが形成されると、ステップｓ４に進む。
【００５５】
ステップｓ４では、トナー像形成ユニット２０ｍに備えられるテストパターン検出手段３０ｍが、中間転写ベルト１１上に形成されているテストパターントナー像４０ｙを検出してパターン検出信号を生成する。このとき、テストパターン検出手段３０ｍがテストパターントナー像４０ｙを検出するのは、テストパターントナー像４０ｙが中間転写ベルト１１上に転写開始されてから時間Ｔ３後であり、時間Ｔ３は、下記式（３）によって導かれる時間である。
【００５６】
【数３】
2010002784.tif 000005
[式中、ΔＷは、隣接するトナー像形成ユニット間における、感光体ドラム表面の感光体転写位置からテストパターン検出手段までの距離である。]
【００５７】
また、テストパターン検出手段３０ｍは、主走査方向Ｂに走査して、テストパターントナー像４０ｙの画素を読み取って、テストパターントナー像４０ｙの主走査方向の位置ずれ量を検出する。
【００５８】
次にステップｓ５では、制御手段は、トナー像形成ユニット２０ｍに対応する露光部２３１ｍを制御して、テストパターン検出手段３０ｍが検出したテストパターントナー像４０ｙの主走査方向位置の位置ずれ量に基づいて、感光体ドラム２１ｍ表面の感光体露光位置２１１ｍにおける主走査方向位置を調整させる。具体的には、制御手段は、テストパターン検出手段３０ｍが検出したテストパターントナー像４０ｙの主走査方向の端部位置を読み取って、読み取った位置と、テストパターントナー像４０ｙ端部の設計上の位置（基準）とを比較して主走査方向の位置ずれ量を算出する。そして、制御手段は、この算出結果に基づいて、感光体ドラム２１ｍ表面の感光体露光位置２１１ｍにおける主走査方向位置を、上流側の感光体ドラム２１ｙ表面の感光体露光位置２１１ｙの位置ずれ量と同じになるようにずらすことで、感光体露光位置２１１ｍにおける主走査方向位置を一致させる。このように、制御手段は、露光タイミングの制御による副走査方向（中間転写ベルト１１の回転方向Ａ）の位置ずれ補正に加えて、主走査方向Ｂの位置ずれ補正も制御する。
【００５９】
次にステップｓ６では、制御手段は、所定の時間Ｔ４が経過したか否かを判断する。時間Ｔ４が経過したと判断するとステップｓ７に進み、経過していないと判断するとステップｓ６を繰り返す。このとき、時間Ｔ４は、下記式（４）によって導かれる時間である。
【００６０】
【数４】
2010002784.tif 000006
【００６１】
ステップｓ７では、制御手段は、露光部２３１ｍを制御して、感光体ドラム２１ｍ表面の感光体露光位置２１１ｍに、テストパターントナー像４０ｍに対応する露光を開始させ、感光体ドラム２１ｍ表面に静電潜像を形成させる。次にステップｓ８では、制御手段は、所定の時間Ｔ５が経過したか否かを判断する。時間Ｔ５が経過したと判断するとステップｓ９に進み、経過していないと判断するとステップｓ８を繰り返す。このとき、時間Ｔ５は、下記式（５）によって導かれる時間である。
【００６２】
【数５】
2010002784.tif 000007
【００６３】
ステップｓ９では、制御手段は、露光部２３１ｍを制御して、感光体ドラム２１ｍ表面の感光体露光位置２１１ｍに、印刷画像トナー像５０ｍに対応する露光を開始させ、感光体ドラム２１ｍ表面に静電潜像を形成させる。
【００６４】
そして、ステップｓ７において感光体ドラム２１ｍ表面に形成されたテストパターントナー像４０ｍに対応する静電潜像は、現像手段２４ｍで現像され、感光体ドラム２１ｍ表面における感光体転写位置２１２ｍ（中間転写ローラ１４ｍが配置されている位置）にきた時点で、中間転写ベルト１１上への転写が開始され、テストパターントナー像４０ｍが形成される。このとき、テストパターントナー像４０ｍに対応する露光が開始されてから中間転写ベルト１１上への転写が開始されるまでの時間Ｔ６は、前記時間Ｔ２と同じであり、前記式（２）によって導かれる時間である。
【００６５】
また、ステップｓ９において感光体ドラム２１ｍ表面に形成された印刷画像トナー像５０ｍに対応する静電潜像は、現像手段２４ｍで現像され、感光体ドラム２１ｍ表面における感光体転写位置２１２ｍ（中間転写ローラ１４ｍが配置されている位置）にきた時点で、中間転写ベルト１１上への転写が開始され、印刷画像トナー像５０ｍが形成される。このとき、印刷画像トナー像５０ｍに対応する露光が開始されてから中間転写ベルト１１上への転写が開始されるまでの時間は、前記時間Ｔ６と同じであり、前記時間Ｔ２と同じである。
【００６６】
ここで、印刷画像トナー像５０ｙに対する中間転写ベルト１１上への転写が開始されてから、印刷画像トナー像５０ｍが転写開始されるまでに経過する時間Ｈ１は、前述した経過時間より、下記式（６）に示すように算出できる。
【００６７】
【数６】
2010002784.tif 000008
【００６８】
時間Ｈ１が経過する間に、中間転写ベルト１１が回転搬送される搬送距離Ｌ１は、Ｈ１×Ｖｐ（プロセス速度）なので、式（６）より搬送距離Ｌ１＝（ΔＷ＋ΔＤｔ）となる。この（ΔＷ＋ΔＤｔ）で表される搬送距離Ｌ１は、感光体ドラム２１ｙ表面の感光体転写位置２１２ｙから感光体ドラム２１ｍ表面の感光体転写位置２１２ｍまでの距離に等しいので、印刷画像トナー像５０ｙと印刷画像トナー像５０ｍとの形成位置は、中間転写ベルト１１上で一致することになる。
【００６９】
以上のようにして、トナー像形成ユニット２０ｍによって、中間転写ベルト１１上にテストパターントナー像４０ｍおよび印刷画像トナー像５０ｍが形成されると、ステップｓ１０に進む。
【００７０】
ステップｓ１０では、トナー像形成ユニット２０ｃに備えられるテストパターン検出手段３０ｃが、中間転写ベルト１１上に形成されているテストパターントナー像４０ｍを検出してパターン検出信号を生成する。このとき、テストパターン検出手段３０ｃがテストパターントナー像４０ｍを検出するのは、テストパターントナー像４０ｍが中間転写ベルト１１上に転写開始されてから前記式（３）で導かれる前記時間Ｔ３後である。
【００７１】
また、テストパターン検出手段３０ｃは、主走査方向Ｂに走査して、テストパターントナー像４０ｍの画素を読み取って、テストパターントナー像４０ｍの主走査方向の位置ずれ量を検出する。
【００７２】
次にステップｓ１１では、制御手段は、トナー像形成ユニット２０ｃに対応する露光部２３１ｃを制御して、テストパターン検出手段３０ｃが検出したテストパターントナー像４０ｍの主走査方向位置の位置ずれ量に基づいて、感光体ドラム２１ｃ表面の感光体露光位置２１１ｃにおける主走査方向位置を調整させる。このように、制御手段は、露光タイミングの制御による副走査方向（中間転写ベルト１１の回転方向Ａ）の位置ずれ補正に加えて、主走査方向Ｂの位置ずれ補正も制御する。
【００７３】
次にステップｓ１２では、制御手段は、所定の時間Ｔ７が経過したか否かを判断する。時間Ｔ７が経過したと判断するとステップｓ１３に進み、経過していないと判断するとステップｓ１２を繰り返す。このとき、時間Ｔ７は、下記式（７）によって導かれる時間である。
【００７４】
【数７】
2010002784.tif 000009
【００７５】
ステップｓ１３では、制御手段は、露光部２３１ｃを制御して、感光体ドラム２１ｃ表面の感光体露光位置２１１ｃに、テストパターントナー像４０ｃに対応する露光を開始させ、感光体ドラム２１ｃ表面に静電潜像を形成させる。次にステップｓ１４では、制御手段は、所定の時間Ｔ８が経過したか否かを判断する。時間Ｔ８が経過したと判断するとステップｓ１５に進み、経過していないと判断するとステップｓ１４を繰り返す。このとき、時間Ｔ８は、下記式（８）によって導かれる時間である。
【００７６】
【数８】
2010002784.tif 000010
【００７７】
ステップｓ１５では、制御手段は、露光部２３１ｃを制御して、感光体ドラム２１ｃ表面の感光体露光位置２１１ｃに、印刷画像トナー像５０ｃに対応する露光を開始させ、感光体ドラム２１ｃ表面に静電潜像を形成させる。
【００７８】
そして、ステップｓ１３において感光体ドラム２１ｃ表面に形成されたテストパターントナー像４０ｃに対応する静電潜像は、現像手段２４ｃで現像され、感光体ドラム２１ｃ表面における感光体転写位置２１２ｃ（中間転写ローラ１４ｃが配置されている位置）にきた時点で、中間転写ベルト１１上への転写が開始され、テストパターントナー像４０ｃが形成される。このとき、テストパターントナー像４０ｃに対応する露光が開始されてから中間転写ベルト１１上への転写が開始されるまでの時間Ｔ９は、前記時間Ｔ２と同じであり、前記式（２）によって導かれる時間である。
【００７９】
また、ステップｓ１５において感光体ドラム２１ｃ表面に形成された印刷画像トナー像５０ｃに対応する静電潜像は、現像手段２４ｃで現像され、感光体ドラム２１ｃ表面における感光体転写位置２１２ｃ（中間転写ローラ１４ｃが配置されている位置）にきた時点で、中間転写ベルト１１上への転写が開始され、印刷画像トナー像５０ｃが形成される。このとき、印刷画像トナー像５０ｃに対応する露光が開始されてから中間転写ベルト１１上への転写が開始されるまでの時間は、前記時間Ｔ９と同じであり、前記時間Ｔ２と同じである。
【００８０】
ここで、印刷画像トナー像５０ｍに対する中間転写ベルト１１上への転写が開始されてから、印刷画像トナー像５０ｃが転写開始されるまでに経過する時間Ｈ２は、前述した経過時間より、下記式（９）に示すように算出できる。
【００８１】
【数９】
2010002784.tif 000011
【００８２】
時間Ｈ２が経過する間に、中間転写ベルト１１が回転搬送される搬送距離Ｌ２は、Ｈ２×Ｖｐ（プロセス速度）なので、式（９）より搬送距離Ｌ２＝（ΔＷ＋ΔＤｔ）となる。この（ΔＷ＋ΔＤｔ）で表される搬送距離Ｌ２は、感光体ドラム２１ｍ表面の感光体転写位置２１２ｍから感光体ドラム２１ｃ表面の感光体転写位置２１２ｃまでの距離に等しいので、印刷画像トナー像５０ｍと印刷画像トナー像５０ｃとの形成位置は、中間転写ベルト１１上で一致することになる。
【００８３】
以上のようにして、トナー像形成ユニット２０ｃによって、中間転写ベルト１１上にテストパターントナー像４０ｃおよび印刷画像トナー像５０ｃが形成されると、ステップｓ１６に進む。
【００８４】
ステップｓ１６では、トナー像形成ユニット２０ｋに備えられるテストパターン検出手段３０ｋが、中間転写ベルト１１上に形成されているテストパターントナー像４０ｃを検出してパターン検出信号を生成する。このとき、テストパターン検出手段３０ｋがテストパターントナー像４０ｃを検出するのは、テストパターントナー像４０ｃが中間転写ベルト１１上に転写開始されてから前記式（３）で導かれる前記時間Ｔ３後である。
【００８５】
また、テストパターン検出手段３０ｋは、主走査方向Ｂに走査して、テストパターントナー像４０ｃの画素を読み取って、テストパターントナー像４０ｃの主走査方向の位置ずれ量を検出する。
【００８６】
次にステップｓ１７では、制御手段は、トナー像形成ユニット２０ｋに対応する露光部２３１ｋを制御して、テストパターン検出手段３０ｋが検出したテストパターントナー像４０ｃの主走査方向位置の位置ずれ量に基づいて、感光体ドラム２１ｋ表面の感光体露光位置２１１ｋにおける主走査方向位置を調整させる。このように、制御手段は、露光タイミングの制御による副走査方向（中間転写ベルト１１の回転方向Ａ）の位置ずれ補正に加えて、主走査方向Ｂの位置ずれ補正も制御する。
【００８７】
次にステップｓ１８では、制御手段は、所定の時間Ｔ１０が経過したか否かを判断する。時間Ｔ１０が経過したと判断するとステップｓ１９に進み、経過していないと判断するとステップｓ１８を繰り返す。このとき、時間Ｔ１０は、下記式（１０）によって導かれる時間である。
【００８８】
【数１０】
2010002784.tif 000012
【００８９】
ステップｓ１９では、制御手段は、露光部２３１ｋを制御して、感光体ドラム２１ｋ表面の感光体露光位置２１１ｋに、印刷画像トナー像５０ｋに対応する露光を開始させ、感光体ドラム２１ｋ表面に静電潜像を形成させる。
【００９０】
そして、ステップｓ１９において感光体ドラム２１ｋ表面に形成された印刷画像トナー像５０ｋに対応する静電潜像は、現像手段２４ｋで現像され、感光体ドラム２１ｋ表面における感光体転写位置２１２ｋ（中間転写ローラ１４ｋが配置されている位置）にきた時点で、中間転写ベルト１１上への転写が開始され、印刷画像トナー像５０ｋが形成される。
【００９１】
このとき、印刷画像トナー像５０ｋに対応する露光が開始されてから中間転写ベルト１１上への転写が開始されるまでの時間Ｔ１１は、前記時間Ｔ２と同じである。
【００９２】
ここで、印刷画像トナー像５０ｃに対する中間転写ベルト１１上への転写が開始されてから、印刷画像トナー像５０ｋが転写開始されるまでに経過する時間Ｈ３は、前述した経過時間より、下記式（１１）に示すように算出できる。
【００９３】
【数１１】
2010002784.tif 000013
【００９４】
時間Ｈ３が経過する間に、中間転写ベルト１１が回転搬送される搬送距離Ｌ３は、Ｈ３×Ｖｐ（プロセス速度）なので、式（１１）より搬送距離Ｌ３＝（ΔＷ＋ΔＤｔ）となる。この（ΔＷ＋ΔＤｔ）で表される搬送距離Ｌ３は、感光体ドラム２１ｃ表面の感光体転写位置２１２ｃから感光体ドラム２１ｋ表面の感光体転写位置２１２ｋまでの距離に等しいので、印刷画像トナー像５０ｃと印刷画像トナー像５０ｋとの形成位置は、中間転写ベルト１１上で一致することになる。
【００９５】
以上のようにして、トナー像形成ユニット２０ｋによって、中間転写ベルト１１上に印刷画像トナー像５０ｋが形成されると、中間転写ベルト１１上に４色に対応する印刷画像トナー像が全て形成されたことになる。このようにして中間転写ベルト１１上に形成された印刷画像トナー像は、転写ローラ１５と従動ローラ１３との圧接部（転写ニップ部）において、記録媒体に転写される。そして、記録媒体に転写された印刷画像トナー像が定着手段によって定着されて、記録媒体上にフルカラー画像が形成され、カラー画像形成装置１００における画像形成動作が終了する。連続してフルカラー画像を形成する場合には、ステップｓ１〜ｓ１９が繰り返される。
【００９６】
また、各テストパターン検出手段３０ｍ，３０ｃ，３０ｋが、ラインセンサではない場合には、感光体ドラム２１表面の感光体露光位置２１１における主走査方向位置を調整するステップｓ５，ｓ１１，ｓ１７は省略される。
【００９７】
本発明のカラー画像形成装置１００においては、前述のように、テストパターン検出手段３０が、隣接する上流側のトナー像形成ユニット２０が中間転写ベルト１１上に形成したテストパターントナー像４０を検出してから、所定時間経過後に露光部２３１が、感光体ドラム２１表面に対して印刷画像トナー像５０に対応する静電潜像形成を開始するので、中間転写ベルト１１上における各色の印刷画像トナー像５０ｙ，５０ｍ，５０ｃ，５０ｋの位置ずれを、精度よく補正することができる。したがって、カラー画像形成装置１００は、色ずれのない良好なフルカラー画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明の実施の一形態であるカラー画像形成装置１００の構成を示す図である。
【図２】テストパターン検出手段３０がテストパターントナー像４０を検出するときの動作を説明する図である。
【図３】トナー像形成ユニット２０を構成する各部材の中間転写ベルト１１に対する配置位置を示す図である。
【図４】中間転写ベルト１１上に形成されるテストパターントナー像４０と印刷画像トナー像５０との位置関係を示す図である。
【図５】テストパターン検出手段３０がテストパターントナー像４０を検出して生成したパターン検出信号に基づいて、トナー像形成ユニット２０が中間転写ベルト１１上に印刷画像トナー像５０を形成するときのタイミングを示すタイミングチャートである。
【図６】カラー画像形成装置１００において中間転写ベルト１１上に印刷画像トナー像５０を形成する手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００９９】
１０  転写手段
１１  中間転写ベルト
２０  トナー像形成ユニット
２１  感光体ドラム
２２  帯電手段
２３  露光ユニット
２４  現像手段
３０  テストパターン検出手段
４０  テストパターントナー像
５０  印刷画像トナー像
１００  カラー画像形成装置
２１１  感光体露光位置
２１２  感光体転写位置
【図１】
2010002784.tif 000014
【図３】
2010002784.tif 000015
【図４】
2010002784.tif 000016
【図５】
2010002784.tif 000017
【図６】
2010002784.tif 000018
【図２】
2010002784.tif 000019