(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画像出力部を像担持体ベルトに沿って配設し、前記像担持体ベルト上に前記複数の画像出力部によって順次異なる色の画像を重ねて多色の画像を形成可能とした画像形成装置において、
前記像担持体ベルトの主走査方向における異なる複数の位置にレジずれ検出用パターンを形成するレジずれ検出用パターン形成手段と、
前記異なる複数の位置に形成されたレジずれ検出用パターンを読み取り可能な位置へ主走査方向に移動可能なレジセンサと、
前記レジセンサが移動することにより読み取られた、前記異なる複数の位置に形成されたレジずれ検出用パターンの読み取りデータに基づいてレジずれ量の演算を行うレジずれ演算部と、を具備し、
前記レジずれ検出用パターン形成手段、前記レジセンサ及び前記レジずれ演算部は異なる種類のレジずれを検出することが可能であって、検出するレジずれの種類に応じて前記レジセンサによる検出位置を増減することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記レジずれ演算部によって演算されたレジずれ量に基づいてレジ補正を行うレジ補正手段を有することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記レジずれ演算部は、リードレジ、サイドレジ、全倍率ずれ、スキューのうちの少なくとも１つを前記レジずれ量として演算することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記レジずれ演算部は、ＢＯＷ、左右倍率差ずれのうちの少なくとも１つを前記レジずれ量として演算するものであって、
前記ＢＯＷ又は前記左右倍率差ずれを検出する必要がある場合には、前記ＢＯＷ及び前記左右倍率差ずれを検出する必要がない場合よりも、前記検出位置を増やすことを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の画像出力部を像担持体ベルトに沿って配設して多色の画像を形成可能とした画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４はこの種の画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
図４においては、像担持体ベルトとなる中間転写ベルト１が、駆動ロール２、従動ロール３，３及び一対の転写ロール４によってループ状に張設されている。そして、駆動ロール２の回転駆動により中間転写ベルト１が図中矢印方向に走行するようになっている。また、駆動ロール２と従動ロール３との間には、中間転写ベルト１に沿って複数（４つ）の画像出力部５〜８が配設されている。これらの画像出力部５〜８は、ベルト走行方向の上流側から下流側に向かってブラック（Ｋ）用、イエロー（Ｙ）用、マゼンタ（Ｍ）用、シアン（Ｃ）用の順に並設されている。また、各々の画像出力部５〜８は、レーザ書き込み部５ａ〜８ａ、感光体ドラム５ｂ〜８ｂ及びその周辺機器（帯電器、現像器、転写器、クリーナー等）によって構成されている。
【０００３】
上記構成からなる画像形成装置では、レーザ書き込み部５ａ〜８ａによって感光体ドラム５ｂ〜８ｂの表面に書き込まれた静電潜像がトナー像として現像され、そのトナー像が中間転写ベルト１上に転写される。その際、中間転写ベルト１上には、各画像出力部５〜８によって順次異なる色（ブラック→イエロー→マゼンタ→シアン）の画像が重ねて転写され、これによって一つの多色画像（カラー画像）が形成される。さらに、中間転写ベルト１上に形成された多色画像は、用紙トレイ９から転写ロール４へと送り出された用紙１０に一括転写され、その後、用紙１０は定着器１１で画像定着されて装置外部に排出される。また、用紙１０への画像転写後に中間転写ベルト１に残った残留トナーは、駆動ロール２近傍に配設されたクリーナ１２によって取り除かれる。
【０００４】
ところで、この種の画像形成装置においては、中間転写ベルト１上に順次異なる色の画像を重ねて一つの多色画像を形成することから、各画像出力部５〜８において中間転写ベルト１に対する画像の転写位置が相対的にずれた場合には、カラーレジストレーションのずれ（レジずれ）が発生し、結果として出力画像の品質低下を招く。
【０００５】
そこで一般的には、以下のようなレジストレーションコントロール技術に基づいて上述のレジずれを補正している。
すなわち、中間転写ベルト１上にレジずれ検出用パターンを形成するとともに、そのレジずれ検出用パターンをレジセンサ１３にて読み取る。このとき、レジセンサ１３で読み取ったパターンの位置が正規の位置からどの程度ずれているかを検出し、そのずれ量に応じて、例えばレーザ書き込み部５ａ〜８ａの書き出しタイミングを調整するなどのレジ補正を行う。
【０００６】
ここで、レジずれの種類には、中間転写ベルト１の幅方向に相当する主走査方向の画像書き出し位置のずれ（以下、サイドレジ）や、中間転写ベルト１の走行方向に相当する副走査方向の画像書き出し位置のずれ（以下、リードレジ）、さらには斜め方向の画像傾きずれ（以下、スキュー）や、主走査方向における全倍率ずれがある。また、これ以外にも、図５（ａ）に示すように画像が副走査方向に湾曲したようにずれるＢＯＷや、図５（ｂ）に示すように主走査方向で左右の倍率に差がでる左右倍率差ずれがある。
こうした各種のレジずれに伴い、例えば図５（ａ），（ｂ）に示すようにブラック（Ｋ）の画像位置に対してマゼンタ（Ｍ）の画像位置が相対的にずれると、そのずれ量α，βに応じた色ずれが発生し、高品質な画像が得られなくなる。
そこで、上述した各種のレジずれのうち、サイドレジやリードレジについては、中間転写ベルト１の幅方向（主走査方向）においてその一端にレジずれ検出用パターンを形成し、これをレジセンサ１３にて読み取ることにより検出することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、スキューや全倍率ずれを検出するには、少なくとも中間転写ベルト１の両端（ＩＮ／ＯＵＴ）にレジずれ検出用パターンを形成する必要があり、ＢＯＷや左右倍率差ずれを検出するには、少なくとも中間転写ベルト１の両端とその中央（ＣＥＮＴＥＲ）にレジずれ検出用パターンを形成する必要がある。
そこで従来においては、スキューや全倍率ずれについては、中間転写ベルト１の両端に形成したレジずれ検出用パターンを２個のレジセンサ１３で読み取るようにし、ＢＯＷや左右倍率差ずれについては、図６に示すように中間転写ベルト１の両端とその中央に形成したレジずれ検出用パターンＰを３個のレジセンサ１３ａ〜１３ｃで読み取るようにしているが、レジセンサ１３はそれ自体非常に高価なものであるため、センサの個数を増やすことは、装置全体の大幅なコストアップにつながっていた。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、レジセンサの個数を増やすことなく、各種のレジずれを検出することができる画像形成装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するためになされたもので、複数の画像出力部を像担持体ベルトに沿って配設し、像担持体ベルト上に複数の画像出力部によって順次異なる色の画像を重ねて多色の画像を形成可能とした画像形成装置において、像担持体ベルトの主走査方向における異なる複数の位置にレジずれ検出用パターンを形成するレジずれ検出用パターン形成手段と、異なる複数の位置に形成されたレジずれ検出用パターンを読み取り可能な位置へ主走査方向に移動可能なレジセンサと、レジセンサが移動することにより読み取られた、異なる複数の位置に形成されたレジずれ検出用パターンの読み取りデータに基づいてレジずれ量の演算を行うレジずれ演算部と、を具備し、レジずれ検出用パターン形成手段、レジセンサ及びレジずれ演算部は異なる種類のレジずれを検出することが可能であって、検出するレジずれの種類に応じてレジセンサによる検出位置を増減するものである。
【００１０】
上記構成からなる画像形成装置においては、複数の画像出力部によって像担持体ベルト上に形成されたレジずれ検出用パターンをレジセンサで読み取るにあたり、そのレジずれ検出用パターンの形成位置に応じてレジセンサを主走査方向に移動させることにより、像担持体ベルト上の主走査方向において複数箇所にわたりレジずれ検出用パターンを形成する場合でも、各箇所のレジずれ検出用パターンを１個のレジセンサで読み取ることが可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
なお、本実施形態においては、上記従来技術で例示した画像形成装置（図４参照）と同様の構成部分に同じ符号を付し、重複する説明は省略する。
図１は本発明に係る画像形成装置の一実施形態を示す概略構成図である。
図１においては、中間転写ベルト（像担持体ベルト）１に沿って配設された各々の画像出力部５〜８が、コントローラ１４からの制御信号に従って画像形成を行うとともに、図示せぬパターンジェネレータで作成されたレジずれ検出用パターンＰを感光体ドラム５ｂ（６ｂ，７ｂ，８ｂ）上に形成し、そのレジずれ検出用パターンＰを中間転写ベルト１上に転写するようになっている。
【００１２】
また、中間転写ベルト１の走行方向下流側には、そのベルトに対向する状態でレジセンサ１３が配設されている。このレジセンサ１３は、上述のごとく中間転写ベルト１上に形成されたレジずれ検出用パターンＰを読み取るもので、例えば複数の読取画素を直線状に配列してなるＣＣＤセンサや、レジずれ検出用パターン形状に対応したフォトセルから成るものである。
なお、レジずれ検出用パターンＰについては、図示のごとく副走査方向（ベルト走行方向）に対して所定の傾きをもった線分で構成されたパターン（シェブロン）や、主走査方向に沿った線分と副走査方向に沿った線分との組み合わせからなる縦・横パターンなど、いずれの形状のものを採用してもかまわない。
【００１３】
さらに本実施形態では、上述のレジセンサ１３を中間転写ベルト１の幅方向、つまり主走査方向Ｘに移動させるセンサ移動手段として、以下のようなセンサ移動機構１５が設けられている。
このセンサ移動機構１５は、主として、中間転写ベルト１の幅方向（主走査方向Ｘ）に沿って架け渡されたセンサ支持軸１６と、このセンサ支持軸１６の一端に連結されたパルスモータ１７とから構成されている。このうち、センサ支持軸１６は、例えばその外周面に螺旋状の溝を有するボールネジ軸からなるもので、このボールネジ軸が、レジセンサ１３の筐体内部に組み込まれたナット部材（不図示）に係合している。そして、パルスモータ１７を回転させると、これに連動してセンサ支持軸１６も回転し、その回転量及び回転方向に応じてレジセンサ１３が主走査方向Ｘに移動する構成となっている。
【００１４】
コントローラ１４は、レジセンサ１３で読み取ったレジずれ検出用パターンＰの読み取りデータを取り込み、その読み取りデータに基づいて各色のレジずれ量を演算し且つその演算結果に基づいてレジずれを補正するものである。また、レジずれ検出に際して、コントローラ１４は、センサ移動指令としてのパルス信号を上記パルスモータ１７に与え、そのパルス信号に従ったパルスモータ１７の回転駆動によりレジセンサ１３を主走査方向Ｘに移動させる。
【００１５】
なお、センサ移動手段としては、コントローラ１４からのセンサ移動指令に従ってレジセンサ１３を主走査方向Ｘに移動し得るものであれば、上記センサ移動機構１５に限らず、他のメカ構成、例えばモータの動力を歯車、ベルト等の動力伝達機構でレジセンサ１３の直線運動に変換したり、入力パルス信号によって一定ピッチずつ直線方向に歩進するリニアパルスモータを利用してレジセンサ１３を主走査方向Ｘに移動させるものであってもよい。
さらに、モータ等の駆動源を利用しない簡易的な手段として、例えば任意のガイド機構によりレジセンサ１３を主走査方向Ｘに移動可能に支持し、レジずれ検出にあたっては、上述のごとく支持したレジセンサ１３を手動操作で主走査方向Ｘに移動させるものであってもよい。
【００１６】
図２は本発明に係る画像形成装置において、レジずれ検出及び補正の動作手順を示すフローチャートである。
先ず、レジずれ検出にあたって、コントローラ１４は、予め設定されたパターン形成位置に応じてセンサ移動機構１５を駆動制御し、これによってレジセンサ１３を、例えば図３（ａ）に示す中間転写ベルト１の一端Ａ（以下、ポジションＡ）に移動させる（ステップＳ１）。
次に、コントローラ１４は、各々の画像出力部５〜８を動作させ、これによって図３（ａ）に示すように上記ポジションＡの位置に対応したかたちで中間転写ベルト１上にレジずれ検出用パターンＰａを形成させる（ステップＳ２）。
そして、このレジずれ検出用パターンＰａをポジションＡの位置でレジセンサ１３により読み取らせる（ステップＳ３）。このとき、レジセンサ１３におけるレジずれ検出用パターンＰａの読み取り長さ（サンプリング期間）としては、少なくともコントローラ１４でのレジずれ演算に必要なデータ数を満たす長さ分とし、具体的には中間転写ベルト１一周分でもよいし、感光体ドラム５ｂ一周分でもよい。
【００１７】
その後、コントローラ１４は、上記ポジションＡの場合と同様にレジセンサ１３を図３（ｂ）に示す中間転写ベルト１の中央Ｂ（以下、ポジションＢ）、さらには図３（ｃ）に示す中間転写ベルト１の他端Ｃ（以下、ポジションＣ）へと順次移動させるとともに、各々のポジションＢ，Ｃ位置に対応して図３（ｂ），（ｃ）のようにレジずれ検出用パターンＰｂ，Ｐｃを形成し、且つそれぞれのレジずれ検出用パターンＰｂ，ＰｃをポジションＢ，Ｃの位置でレジセンサ１３により読み取らせる（ステップＳ４〜Ｓ９）。
【００１８】
こうして各ポジションＡ，Ｂ，Ｃでのパターン読み取りが完了すると、コントローラ１４は、各ポジションＡ，Ｂ，Ｃでの読み取りデータを基に各種のレジずれ（リードレジ、サイドレジ、全倍率ずれ、スキュー、ＢＯＷ、左右倍率差ずれ）を検出し（ステップＳ１０）、各々のレジずれ量に基づいてレジ補正を行う（ステップＳ１１）。
【００１９】
なお、上記実施形態においては、各々のポジションＡ，Ｂ，Ｃにレジセンサ１３を移動させた段階で、その都度、レジずれ検出用パターンＰａ，Ｐｂ，Ｐｃの形成及び読み取りを行うようにしたが、これ以外にも、例えば中間転写ベルト１の両端（ＩＮ，ＯＵＴ）とその中央（ＣＥＮＴＥＲ）に同時にレジずれ検出用パターンＰａ，Ｐｂ，Ｐｃを形成し、その後、それぞれのパターン形成位置に対応した各ポジションＡ，Ｂ，Ｃに順次レジセンサ１３を移動してレジずれ検出用パターンＰａ，Ｐｂ，Ｐｃを読み取るようにしてもよい。
【００２０】
ちなみに、各種のレジずれのうち、スキュー、全倍率ずれ、ＢＯＷ、左右倍率差ずれについては、中間転写ベルト１が数回転する期間内では殆ど変化しないため、本実施形態のようにレジセンサ１３を移動して検出する場合と、従来のように複数のレジセンサ１３で検出する場合とでは、双方の検出データに殆ど誤差が生じず、仮に生じたとして極僅かな誤差（数μｍ以内）にとどまる。
【００２１】
さらに、上記実施形態においては、レジセンサ１３の移動ステップを上記ポジションＡ，Ｂ，Ｃに対応して３ステップとしたが、レジずれ検出時のセンサ移動ステップとしては必ずしも３ステップに限らず、例えばＢＯＷ、左右倍率差ずれを検出する必要がない場合にはポジションＡ，Ｃだけに対応してセンサ移動ステップを２ステップとし、さらに各種のレジずれをより高精度に検出したい場合にはセンサ移動ステップを４ステップ以上とすればよい。
【００２２】
また、上述のようにレジセンサ１３の移動を伴うレジずれ検出は、レジずれ補正に先立って毎回行うようにしてもよいが、レジセンサ１３を移動する場合は移動しない場合よりもレジずれ検出の所要時間が長くなるため、例えば以下に列挙する（１）〜（６）の条件のいずれか一つを満たしたときだけ行うようにした方が好適である。
（１）装置電源を投入したとき
（２）ベルトモジュール・感光体ドラム等の部品を交換したとき
（３）装置のメンテナンスに際してベルトモジュールを上下動させたとき
（４）装置内部の温度が変動したとき
（５）画像形成の処理枚数が規定枚数に達したとき
（６）リードレジ又はサイドレジが許容値を超えたとき
【００２３】
加えて、上記実施形態においては、中間転写ベルト１上にレジずれ検出用パターンを形成する画像形成装置について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、例えば、感光体ベルト上にレジずれ検出用パターンを形成する画像形成装置、或いは用紙搬送ベルトまたはそのベルト上の用紙にレジずれ検出用パターンを形成する画像形成装置等にも同様に適用することができる。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の画像形成装置によれば、レジずれ検出用パターンの形成位置に応じてレジセンサを主走査方向に移動可能としたので、像担持体ベルト上の主走査方向において複数箇所にわたりレジずれ検出用パターンを形成する場合でも、各箇所のレジずれ検出用パターンを１個のレジセンサで読み取ることが可能となる。これにより、各種のレジずれ（リードレジ、サイドレジ、全倍率ずれ、スキュー、ＢＯＷ、左右倍率差ずれ）を検出する場合でも、１個のレジセンサを主走査方向に移動させることによって、検出するずれの種類に応じて検出位置を増やすことで対処することができ、センサ個数の低減によって装置全体のコストダウンを図ることができる。さらに、レジセンサの移動ステップを細かく設定することで、より精度の高いレジずれ検出が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】  レジずれ検出・補正の動作手順を示すフローチャートである。
【図３】  レジずれ検出時のセンサ移動位置を説明する図である。
【図４】  画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図５】  レジずれの種類を説明する図である。
【図６】  従来例を説明する図である。
【符号の説明】
１  中間転写ベルト
５〜８  画像出力部
１３  レジセンサ
１４  コントローラ
１５  センサ移動機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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