(57)【要約】【課題】  温度等の環境の変化にるレジストマークの位置検出精度の低下を抑制し、色ずれや色調低下などの発生を防止することができる画像形成装置を提供することを目的とする。【解決手段】  レジストマークＲＭを中間調トナー像により構成することで、レジストマークＲＭを検出するテストパターンセンサ（光学センサ）１８の出力の温度変動を抑制している。その結果、レジストマークＲＭの位置検出制度が向上し、色ずれや色調低下などの発生を防止することができる。【選択図】  図６
2006195082.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれが互いに異なる色のトナー像を形成する複数の画像形成ステーションを、転写媒体の移動方向に沿って配置し、前記複数の画像形成ステーションにより形成されるトナー像をレジストマークとして前記転写媒体表面上で前記移動方向に離間して形成するとともに、各レジストマークを光学センサにより検出して該光学センサからの出力信号に基づき前記複数色の間での色ずれを補正する画像形成装置において、
前記複数の画像形成ステーションの各々は、前記レジストマークを中間調トナー像で構成することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記中間調トナー像は、２次元中間調パターンで構成した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２次元中間調パターンは、前記移動方向とほぼ平行に伸びる複数の横線を含むパターンであり、前記複数の横線が前記移動方向において前記２次元中間調パターンの上流側から下流側にかけて配置されている請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記２次元中間調パターンは、前記移動方向に対して斜めに伸びる複数の斜線を含むパターンであり、前記複数の斜線が前記移動方向において前記２次元中間調パターンの上流側から下流側にかけて配置されている請求項２記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記２次元中間調パターンは格子状パターンである請求項２ないし４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記複数のレジストマークの各々の位置情報を、前記移動方向における該レジストマークの上流部が前記光学センサを通過した際に得られる出力信号の変化に基づき検出するとともに、前記複数の位置情報に基づき色ずれを補正し、
前記中間調トナー像は、前記移動方向に対してほぼ直交する主走査方向に伸びる直線パターンと２次元中間調パターンからなり、前記直線パターンを前記２次元中間調パターンに対して前記移動方向の上流側に離間配置して構成したことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記複数のレジストマークの各々の位置情報を、前記移動方向における該レジストマークの下流部が前記光学センサを通過した際に得られる出力信号の変化に基づき検出するとともに、前記複数の位置情報に基づき色ずれを補正し、
前記中間調トナー像は、前記移動方向に対してほぼ直交する主走査方向に伸びる直線パターンと２次元中間調パターンからなり、前記直線パターンを前記２次元中間調パターンに対して前記移動方向の下流側に離間配置して構成したことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記中間調トナー像は、前記移動方向に対してほぼ直交する主走査方向に伸びる第１および第２直線パターンと中間調パターンからなり、
前記第１直線パターン、前期中間調パターンおよび前記第２直線パターンを前記移動方向において該順序で互いに離間配置して構成したことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、それぞれが互いに異なる色のトナー像を形成する複数の画像形成ステーションを、転写媒体の移動方向に沿って配置した、いわゆるタンデム方式のカラー画像形成装置に関するものであり、色ずれを補正する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の画像形成装置として、例えば特許文献１に記載の装置が知られている。この画像形成装置では、感光体ドラムなどの潜像担持体の周囲に帯電部、像書込部および現像部を配置した画像形成ステーションが転写ベルトなどの転写媒体に沿って各色毎に設けられている。そして、各画像形成ステーションで形成されたトナー像を転写媒体上で重ね合わせてカラー画像を形成している。
【０００３】
ところで、複数の画像形成ステーションを有する画像形成装置における重大な問題のひとつとして、色ずれがある。これは、互いに異なる画像形成ステーションで形成された各トナー像の転写媒体への転写位置が相互にずれることによって発生するものであり、色調の変化として現れる。そこで、この問題を解消するため、予め色ずれを検出するための基準パターン像（以下、「レジストマーク」という）を転写媒体上に形成するとともに、各レジストマークを光学センサで検出することでレジストマークの位置情報を求め、その位置情報に基づき各トナー像の位置合わせ（色ずれ補正）を行っている。具体的には、レジストマークの位置情報は、レジストマークのエッジ部を検出することにより取得される。すなわち、レジストマークが形成された転写媒体が移動して、（１）該レジレジストマークの上流側エッジ部が光学センサを通過した際に光学センサの出力レベルが予め設定されたスレッショルドレベルを横切ることをもって位置情報を検出したり、（２）逆にレジストマークの下流側エッジ部が光学センサを通過した際に光学センサの出力レベルが予め設定されたスレッショルドレベルを横切ることをもって位置情報を検出している。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１０９６１７号公報（第４頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
タンデム方式の画像形成装置においてレジストマークの位置情報に基づく色ずれ補正を高精度に行うためには、レジストマークの検出精度が重要となってくる。しかしながら、従来技術では、この点に関して十分な検討がなされておらず、単純に短冊状のベタ画像をレジストマークとして採用していた。このため、温度等の環境が変化した場合、レジストマークのトナー濃度が変動してレジストマークのエッジ部検出に伴う光学センサ出力レベルの変化量に変動が生じることがあった。このような変化量の変動は、レジストマークの上流側エッジ部および下流側エッジ部が光学センサを通過する際のセンサ出力の変化態様に大きな影響を与える。すなわち、トナー検出時の光学センサの出力レベルが、温度変動に応じて例えば図６(a)の破線、実線および一点鎖線のように変動し、その結果、光学センサ出力レベルがスレッショルドレベルを横切るタイミングが同図(a)の符号Ｔ１ないしＴ３に示すように変動することとなり、位置検出精度が低下する問題があった。また、いわゆるエッジ効果により、レジストマークのエッジ部のトナー濃度は局所的に高くなるため、特にエッジ部において前記トナー濃度の変動が大きくなる。前記のようにレジストマークのエッジ部を検出することにより位置検出を行う場合、前記エッジ部のトナー濃度変動は、特に問題となる。このように、温度等の環境の変化に伴うトナー濃度の変動は、光学センサの出力信号に基づくレジストマークの位置検出精度の低下をもたらし、色ずれ補正を良好に行うことができず、色ずれ状態のまま印字されるという問題や所望の色調が得られないという問題などが発生することがあった。
【０００６】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、温度等の環境の変化によるレジストマークの位置検出精度の低下を抑制し、色ずれや色調低下などの発生を防止することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明にかかる画像形成装置は、それぞれが互いに異なる色のトナー像を形成する複数の画像形成ステーションを、転写媒体の移動方向に沿って配置し、複数の画像形成ステーションにより形成されるトナー像をレジストマークとして転写媒体表面上で移動方向に離間して形成するとともに、各レジストマークを光学センサにより検出して該光学センサからの出力信号に基づき複数色の間での色ずれを補正する画像形成装置にであって、上記目的を達成するため、複数の画像形成ステーションの各々は、レジストマークを中間調トナー像で構成することを特徴としている。
【０００８】
レジストマークを従来技術と同様にベタ画像のみで構成した場合には、温度等の環境の変化によりトナー濃度が変動し、レジストマークの位置情報を正確に検出する上で大きな障害となっている。そこで、この発明では、レジストマークを中間調トナー像で構成することでトナー濃度の変動を抑制し、レジストマークの位置検出精度を向上させている。その結果、色ずれ補正を適切に行うことができる。
【０００９】
ここで、中間調トナー像を２次元中間調パターンで構成してもよい。特に、２次元中間調パターンとしては次のようなパターンを用いるのが好適である：
(a)転写媒体の移動方向とほぼ平行に伸びる複数の横線を含むパターンであり、複数の横線が移動方向において２次元中間調パターンの上流側から下流側にかけて配置したもの；
(b)転写媒体の移動方向に対して斜めに伸びる複数の斜線を含むパターンであり、複数の斜線が移動方向において２次元中間調パターンの上流側から下流側にかけて配置したもの；
(c)格子状パターン。
【００１０】
このように構成した場合、転写媒体の移動方向のトナー濃度むら（バンディング）を抑制することができる。その理由は以下のとおりである。２次元中間調パターンを、例えば転写媒体の移動方向に垂直に伸びる縦線のみから構成した場合、像担持体上に、転写媒体の移動方向には連続してトナーが存在しないため、トナー像を担持する像担持体と転写媒体がトナーを介して接触する期間と、トナーを全く介さずに直接接触する期間とが存在する。そして、トナーを介して接触する期間は、像担持体と転写媒体間の摩擦抵抗は大きく、トナーを介さずに接触する期間は、像担持体と転写媒体間の摩擦抵抗は小さい。このような摩擦抵抗の変動は、像担持体を駆動する駆動系にとっては負荷変動となる。その結果、像担持体の周速度が変動しバンディングが生じる。これに対して上記(a)〜(c)の２次元中間調パターンによりレジストマークを形成した場合には、転写媒体の移動方向に連続してトナーが存在するため、摩擦抵抗の変動は無く、バンディングを抑制することができる。
【００１１】
また、中間調トナー像を、転写媒体の移動方向に対してほぼ直交する主走査方向に伸びる直線パターンと２次元中間調パターンとで構成し、直線パターンを２次元中間調パターンに対して移動方向の上流側および／または下流側に離間配置してもよく、この場合には次のような作用効果が得られる。従来より２次元画像、特にベタ画像のエッジ部のトナー濃度が局所的に高くなる、いわゆるエッジ効果が知られている。このエッジ効果に起因して該エッジ部においてトナー濃度の変動が大きくなる。そのため、レジストマークのエッジ部を検出することにより位置検出を行う場合に、エッジ効果による該エッジ部のトナー濃度変動が大きな問題となる。そこで、この発明では、中間調トナー像を上記のように構成することで、特にレジストマークのエッジ部のトナー濃度変動を抑制し、レジストマークの位置検出精度を向上させている。その結果、色ずれ補正を適切に行うことができる。
【００１２】
ここで、光学センサによるレジストマークの位置情報を得るための具体的な手法として、例えば(1)転写媒体の移動方向における該レジストマークの上流部が光学センサを通過した際に得られる出力信号の変化に基づき位置情報を検出したり、(2)転写媒体の移動方向における該レジストマークの下流部が光学センサを通過した際に得られる出力信号の変化に基づき位置情報を検出することができる。特に前者(1)によりレジストマークの位置情報を取得する場合には、中間調トナー像は、直線パターンを２次元中間調パターンに対して転写媒体の移動方向の上流側に離間配置して構成するのが望ましい。これにより移動方向の上流側でのレジストマークエッジ部のトナー濃度変動が抑制されて位置検出精度を高めることができる。一方、後者(2)によりレジストマークの位置情報を取得する場合には、中間調トナー像は、直線パターンを２次元中間調パターンに対して転写媒体の移動方向の下流側に離間配置して構成するのが望ましい。これにより移動方向の下流側でのエッジ効果が抑制されて位置検出精度を高めることができる。
【００１３】
また、２次元中間調パターンに対して移動方向の上流側および下流側に直線パターンを離間配置したレジストマークを用いてもよい。すなわち、中間調トナー像を、転写媒体の移動方向に対してほぼ直交する主走査方向に伸びる第１および第２直線パターンと中間調パターンからなり、第１直線パターン、前期中間調パターンおよび第２直線パターンを移動方向において該順序で互いに離間配置して構成してもよい。
【００１４】
なお、２次元中間調パターンについては、(1)転写媒体の移動方向とほぼ平行に伸びる複数の横線を含むパターンであり、複数の横線が移動方向において２次元中間調パターンの上流側から下流側にかけて配置して構成してもよいし(2)転写媒体の移動方向に対して斜めに伸びる複数の斜線を含むパターンであり、複数の斜線が移動方向において２次元中間調パターンの上流側から下流側にかけて配置して構成してもよいし(3)格子状パターンで構成しても良い。このように構成した場合、次に説明するように、転写媒体の移動方向のトナー濃度むら（バンディング）を抑制することができ好適である。
【００１５】
２次元中間調パターンを、転写媒体の移動方向に垂直に伸びる縦線のみから構成した場合において、像担持体表面に形成されたトナー像を転写媒体に転写する過程について考察する。この場合、像担持体上に、転写媒体の移動方向には連続してトナーが存在しないため、トナー像を担持する像担持体と転写媒体がトナーを介して接触する期間と、トナーを全く介さずに直接接触する期間とが存在する。そして、トナーを介して接触する期間は、像担持体と転写媒体間の摩擦抵抗は大きく、トナーを介さずに接触する期間は、像担持体と転写媒体間の摩擦抵抗は小さい。このような摩擦抵抗の変動は、像担持体を駆動する駆動系にとっては負荷変動となる。その結果、像担持体の周速度が変動しバンディングが生じる。一方、２次元中間調パターンを、段落００１３の(1)ないし(3)に記載のとおり構成した場合は、転写媒体の移動方向に連続してトナーが存在するため、摩擦抵抗の変動は無く、バンディングを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
Ａ．第１実施形態
図１は本発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図である。また、図２は図１の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。この装置１は、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の４色のトナー（現像剤）を重ね合わせてフルカラー画像を形成するカラー印字処理、およびブラック（Ｋ）のトナーのみを用いてモノクロ画像を形成する単色印字処理を選択的に実行する画像形成装置である。この画像形成装置１では、ホストコンピュータなどの外部装置から画像形成指令（印字指令）がメインコントローラ５１に与えられると、このメインコントローラ５１からの指令に応じてエンジンコントローラ５２がエンジン部ＥＧ各部を制御して所定の画像形成動作を実行し、複写紙、転写紙、用紙およびＯＨＰ用透明シートなどのシート（記録材）Ｓに画像形成指令に対応する画像を形成する。
【００１７】
図１において、本実施形態の画像形成装置１は、ハウジング本体２と、ハウジング本体２の前面（同図の右手側面）に開閉自在に装着された第１の開閉部材３と、ハウジング本体２の上面に開閉自在に装着された第２の開閉部材（排紙トレイを兼用している）４とを有している。また、第１の開閉部材３には、開閉蓋３ａがハウジング本体２の前面に開閉自在に装着されている。なお、この開閉蓋３ａは第１の開閉部材３と連動して、または独立して開閉可能となっている。
【００１８】
ハウジング本体２内には、電源回路基板、メインコントローラ５１およびエンジンコントローラ５２を内蔵する電装品ボックス５が設けられている。また、画像形成ユニット６、送風ファン７、転写ベルトユニット９および給紙ユニット１０もハウジング本体２内に配設されている。一方、第１の開閉部材３側には、２次転写ユニット１１、定着ユニット１２およびシート搬送機構１３が配設されている。なお、この実施形態では、画像形成ユニット６および給紙ユニット１０内の消耗品は、装置本体に対して着脱自在に構成されている。そして、これらの消耗品および転写ベルトユニット９については、それぞれ取り外して修理または交換を行うことが可能な構成になっている。
【００１９】
転写ベルトユニット９は、ハウジング本体２の下方に配設され後述するブラック用駆動モータにより回転駆動される駆動ローラ１４と、駆動ローラ１４の斜め上方に配設される従動ローラ１５と、この２本のローラ１４、１５間に張架されて図示矢印方向Ｄ16へ循環駆動される中間転写ベルト１６と、中間転写ベルト１６の表面に当接されるベルトクリーナ１７とを備えている。この従動ローラ１５は駆動ローラ１４に対して斜め上方（図１中の左手上方）に配置されている。このため、中間転写ベルト１６は傾斜状態のまま方向Ｄ16に回転移動する。また、中間転写ベルト１６を駆動した際のベルト搬送方向Ｄ16が下向き（図１の右下向き）になるベルト面１６ａは下方に位置している。本実施形態においては、ベルト面１６ａがベルト駆動時のベルト張り面（駆動ローラ１４により引っ張られる面）となっており、各色の感光体ドラム（像担持体）２０の周速よりも遅い周速を有している。このように中間転写ベルト１６の周速を各感光体ドラム２０の周速よりも遅くなるように設定することで、感光体ドラム２０は中間転写ベルト１６に回転を抑える向きに引っ張られるようにして駆動している。
【００２０】
駆動ローラ１４は、２次転写ローラ１９のバックアップローラを兼ねている。駆動ローラ１４の周面には、厚さ３ｍｍ程度、体積抵抗率が１０５Ω・ｃｍ以下のゴム層が形成されており、金属製の軸を介して接地することにより、図示を省略する２次転写バイアス発生部から２次転写ローラ１９を介して供給される２次転写バイアスの導電経路としている。このように駆動ローラ１４に高摩擦かつ衝撃吸収性を有するゴム層を設けることにより、２次転写部へシートＳが進入する際の衝撃が中間転写ベルト１６に伝達しにくく、画質の劣化を防止することができる。  
【００２１】
また、本実施形態においては、駆動ローラ１４の径を従動ローラ１５の径より小さくしている。これにより、２次転写後のシートＳがシートＳ自身の弾性力で剥離し易くすることができる。また、従動ローラ１５をベルトクリーナ１７のバックアップローラとして兼用させている。このベルトクリーナ１７は、搬送方向下向きのベルト面１６ａ側に設けられており、図１に示すように、残留トナーを除去するクリーニングブレード１７ａと、除去したトナーを搬送するトナー搬送部材とを備えている。そして、クリーニングブレード１７ａは従動ローラ１５への中間転写ベルト１６の巻きかけ部において中間転写ベルト１６に当接して２次転写後に中間転写ベルト１６の表面に残留しているトナーをクリーニング除去する。
【００２２】
駆動ローラ１４および従動ローラ１５は転写ベルトユニット９の支持フレーム（図示省略）に回転自在に支持されている。また、中間転写ベルト１６の搬送方向下向きのベルト面１６ａ裏面には、後述する各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの感光体ドラム２０に対向して１次転写ローラ２１が設けられている。これら４つの１次転写ローラ２１は上記支持フレームに対して回転自在に軸支され、図示を省略する１次転写バイアス発生部と電気的に接続されており、適当なタイミングで１次転写バイアス発生部から１次転写バイアスが印加される。
【００２３】
上記支持フレームは、駆動ローラ１４を回動中心として矢印方向Ｄ21にハウジング本体２に対して回動自在となっている。そして、図示を省略するアクチュエータを作動させることで支持フレームが回動してイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）およびシアン（Ｃ）の画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃの感光体ドラム２０に対向して配置された１次転写ローラ２１が感光体ドラム２０に向かって近接し、また感光体ドラム２０から離間移動する。このため、イエロー、マゼンタおよびシアン用の１次転写ローラ２１が感光体ドラム２０に向かって近接移動すると、中間転写ベルト１６を挟んで該感光体ドラム２０に当接する（図１中の実線）。そして、この当接位置が１次転写位置となっており、該１次転写位置でトナー像が中間転写ベルト１６に転写される。逆に、イエロー、マゼンタおよびシアン用の１次転写ローラ２１が感光体ドラム２０から離間移動すると、画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃの感光体ドラム２０と中間転写ベルト１６とは互いに離間する（図１中の破線）。一方、ブラック（Ｋ）の画像形成ステーションＫの感光体ドラム２０に対向して配置された１次転写ローラ２１については、中間転写ベルト１６を挟んで該感光体ドラム２０に当接されたまま回転するように構成されている。したがって、図１の実線で示すように、全１次転写ローラ２１を感光体ドラム２０側に位置させることでカラー印字処理が実行可能となる。一方、同図の破線で示すように、ブラック用の１次転写ローラ２１を残して他の１次転写ローラ２１を感光体ドラム２０から離間させることでモノクロ印字処理のみを実行しつつ中間転写ベルト１６が画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃから離間してイエロー、マゼンタおよびシアン色については非印字状態とすることができる。なお、ブラック用の１次転写ローラ２１についても、必要に応じて感光体ドラム２０から離間移動させるように構成してもよい。
【００２４】
また、転写ベルトユニット９の支持フレームには、駆動ローラ１４に近接して本発明の「光学センサ」としてテストパターンセンサ１８が設置されている。このテストパターンセンサ１８は、いわゆる反射方式の光センサであり、中間転写ベルト１６の表面に向けて光を照射する投光部（図示省略）と、中間転写ベルト１６の表面や後述するレジストマークにより反射された光を受光する受光部（図示省略）を備えている。そして、投光部から中間転写ベルト１６上のレジストマークに光が照射される一方、該レジストマークからの光が受光部で受光されて該受光部での受光量に対応する信号がテストパターンセンサ１８から出力される。そして、テストパターンセンサ１８からの出力信号に基づき中間転写ベルト１６上の各色トナー像の位置決めを行うとともに、各色トナー像の濃度を検出し、各色画像の色ずれや画像濃度を補正する。なお、この実施形態において使用されるレジストマークの構成については後で詳述する。
【００２５】
また、この実施形態では、上記センサ１８に加えて、中間転写ベルト１６の特徴部位（例えば幅方向に突設された突起部）を検出する垂直同期センサ６０（図２）が支持フレームに取り付けられている。このため、中間転写ベルト１６の特徴部位がセンサ６０を通過するたびに垂直同期信号（基準信号）が出力される。
【００２６】
画像形成ユニット６は、複数（本実施形態では４つ）の異なる色の画像を形成する画像形成ステーションＹ（イエロー用），Ｍ（マゼンタ用），Ｃ（シアン用），Ｋ（ブラック用）を備えている。各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋにはそれぞれ感光体ドラム２０が設けられている。また、各感光体ドラム２０の周囲には、帯電部２２、像書込部２３、現像部２４および感光体クリーナ２５が配設されている。そして、これらの機能部によって帯電動作、潜像形成動作およびトナー現像動作が実行される。なお、図１において、画像形成ユニット６の各画像形成ステーションは構成が互いに同一のため、図示の便宜上、一部の画像形成ステーションのみに符号を付けて他の画像形成ステーションについては符号を省略する。また、各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの配置順序は任意である。
【００２７】
各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの感光体ドラム２０は１次転写位置ＴＲ1で中間転写ベルト１６の搬送方向下向きのベルト面１６ａに当接されるように配置されている。また、これらの感光体ドラム２０はそれぞれ専用の駆動モータに接続され、図示矢印Ｄ20に示すように、中間転写ベルト１６の搬送方向に所定周速で回転駆動される。
【００２８】
帯電部２２は、その表面が弾性ゴムで構成された帯電ローラを備えている。この帯電ローラは帯電位置で感光体ドラム２０の表面と当接して従動回転するように構成されており、感光体ドラム２０の回転動作に伴って感光体ドラム２０に対して従動方向に周速で従動回転する。また、この帯電ローラは帯電バイアス発生部（図示省略）に接続されており、帯電バイアス発生部からの帯電バイアスの給電を受けて帯電位置で感光体ドラム２０の表面を帯電させる。
【００２９】
像書込部２３は、図３に示すように、発光ダイオード２３１を感光体ドラム２０の軸方向に列状に配列したアレイ状書込ヘッド２３２を用いており、感光体ドラム２０から離間配置されている。すなわち、複数の発光ダイオード２３１が中間転写ベルト１６の搬送方向（本発明の「移動方向」に相当）Ｄ16に対してほぼ直交する主走査方向Ｘに一列に配列されており、図２の駆動ドライバ５２６により全発光ダイオード２３１が同時点灯すると、図４（ａ）に示すように、１ドットライン状の潜像パターンが感光体ドラム２０上に形成される。また、全発光ダイオード２３１を点灯させた状態のままｎ（ｎ＝２，３，…）ドット分中間転写ベルト１６が移動すると、同図（ｂ）に示すようにｎドットラインの潜像パターンが形成される。そして、該ライン潜像をトナー現像することで本発明の「直線パターン」を形成することが可能となっている。もちろん、駆動ドライバ５２６からの駆動指令にしたがって各発光ダイオード２３１の点灯／消灯を制御することで種々の２次元中間調パターンを形成することができる。
【００３０】
このように構成されたアレイ状書込ヘッド２３２は、レーザー走査光学系よりも光路長が短くてコンパクトであり、感光体ドラム２０に対して近接配置が可能であり、装置全体を小型化できるという利点を有する。そして、本実施形態においては、各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの感光体ドラム２０、帯電部２２、現像部２４および感光体クリーナ２５を交換カートリッジ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋ（図２）としてユニット化している。また、各交換カートリッジ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋには、該交換カートリッジに関する情報を記憶するための不揮発性メモリ９１〜９４がそれぞれ設けられている。そして、各交換カートリッジに設けられた送受信部５３Ｙ，５３Ｍ，５３Ｃ，５３Ｋと、本体側に設けられた送受信部５２２Ｙ，５２２Ｍ，５２２Ｃ，５２２Ｋとがそれぞれ互いに近接配置され、エンジンコントローラ５２のＣＰＵ５２１とメモリ９１〜９４との間で無線通信が行われる。こうすることで、各交換カートリッジに関する情報がＣＰＵ５２１に伝達されるとともに、各メモリ９１〜９４内の情報が更新記憶される。
【００３１】
次に、現像部２４の詳細について、画像形成ステーションＫを代表して説明する。この現像部２４は、トナーを貯留するトナー貯留容器２６と、このトナー貯留容器２６内に配設された２つのトナー撹拌供給部材２８，２９と、トナー撹拌供給部材２９に近接配置された仕切部材３０と、仕切部材３０の上方に配設されたトナー供給ローラ３１と、トナー供給ローラ３１および感光体ドラム２０に当接して所定の周速で図示矢印方向に回転する現像ローラ３３と、現像ローラ３３に当接される規制ブレード３４とから構成されている。
【００３２】
そして、各現像部２４では、トナー撹拌供給部材２９により撹拌、運び上げられたトナーは、仕切部材３０の上面に沿ってトナー供給ローラ３１に供給される。また、こうして供給されたトナーは供給ローラ３１を介して現像ローラ３３の表面に供給される。そして、現像ローラ３３に供給されたトナーは規制ブレード３４により所定厚さの層厚に規制され、感光体ドラム２０へと搬送される。そして、現像ローラ３３と電気的に接続された現像バイアス発生部５２５から現像ローラ３３に印加される現像バイアスによって、現像ローラ３３と感光体ドラム２０とが当接する現像位置において、帯電トナーが現像ローラ３３から感光体ドラム２０に移動して、像書込部２３により形成された静電潜像が顕像化される。
【００３３】
また、この実施形態では、感光体ドラム２０の回転方向Ｄ20において１次転写位置ＴＲ1の下流側に、感光体ドラム２０の表面に当接して感光体クリーナ２５が設けられている。この感光体クリーナ２５は、感光体ドラム２０の表面に当接することで１次転写後に感光体ドラム２０の表面に残留するトナーをクリーニング除去する。
【００３４】
給紙ユニット１０は、シートＳが積層保持されている給紙カセット３５と、給紙カセット３５からシートＳを一枚ずつ給送するピックアップローラ３６とからなる給紙部を備えている。第１の開閉部材３内には、２次転写領域ＴＲ2へのシートＳの給紙タイミングを規定するレジストローラ対３７と、駆動ローラ１４および中間転写ベルト１６に圧接される２次転写手段としての２次転写ローラ１９と、定着ユニット１２と、排紙ローラ対３９と、両面プリント用搬送路４０を備えている。
【００３５】
２次転写ローラ１９は、中間転写ベルト１６に対して離当接自在に設けられ、２次転写ローラ駆動機構（図示省略）により離当接駆動される。定着ユニット１２は、ハロゲンヒータ等の発熱体を内蔵して回転自在な加熱ローラ４５と、この加熱ローラ４５を押圧付勢する加圧ローラ４６とを有している。そして、シートＳに２次転写された画像は、加熱ローラ４５と加圧ローラ４６で形成するニップ部で所定の温度でシートＳに定着される。本実施形態においては、中間転写ベルト１６の斜め上方に形成される空間、換言すれば、中間転写ベルト１６に対して画像形成ユニット６と反対側の空間に定着ユニット１２を配設することが可能になり、電装品ボックス５、画像形成ユニット６および中間転写ベルト１６への熱伝達を低減することができ、各色の色ずれ補正動作を行う頻度を少なくすることができる。
【００３６】
また、こうして定着処理を受けたシートＳは排紙ローラ対３９を経由してハウジング本体２の上面部に設けられた第２の開閉部材（排紙トレイ）４に搬送される。また、シートＳの両面に画像を形成する場合には、上記のようにして片面に画像を形成されたシートＳの後端部が排紙ローラ対３９後方の反転位置まで搬送されてきた時点で排紙ローラ対３９の回転方向を反転し、これによりシートＳは両面プリント用搬送路４０に沿って搬送される。そして、レジストローラ対３７の手前で再び搬送経路に乗せられるが、このとき、２次転写領域ＴＲ2において中間転写ベルト１６と当接して画像を転写されるシートＳの面は、先に画像が転写された面とは反対の面である。このようにして、シートＳの両面に画像を形成することができる。
【００３７】
また、この装置１では、図２に示すように、メインコントローラ５１のＣＰＵ５１１により制御される表示部５４を備えている。この表示部５４は、例えば液晶ディスプレイにより構成され、ＣＰＵ５１１からの制御指令に応じて、ユーザへの操作案内や画像形成動作の進行状況、さらに装置の異常発生やいずれかのユニットの交換時期などを知らせるための所定のメッセージを表示する。
【００３８】
なお、図２において、符号５１３はホストコンピュータなどの外部装置よりインターフェース５１２を介して与えられた画像を記憶するためにメインコントローラ５１に設けられた画像メモリである。また、符号５２３はＣＰＵ５２１が実行する演算プログラムやエンジン部ＥＧを制御するための制御データなどを記憶するためのＲＯＭ、また符号５２４はＣＰＵ５２１における演算結果やその他のデータを一時的に記憶するＲＡＭである。
【００３９】
図５は図１の画像形成装置の動作を示す図である。この装置では、電源投入時やカートリッジ交換などの適当なタイミングでレジストマークを用いた色ずれ補正処理が実行される。より具体的には、ＲＯＭ５２３に記憶されている色ずれ補正に関するプログラムにしたがってエンジンコントローラ５２のＣＰＵ５２１が装置各部を以下のように制御してレジストマークの形成・検出および色ずれ補正処理を実行する。
【００４０】
まず、エンジンコントローラ５２のＣＰＵ５２１からの制御指令にしたがって画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋで、同図(a)のように搬送方向D16に直交する主走査方向に伸びる複数の直線からなる２次元中間調パターンにより構成した中間調トナー像を、レジストマークＲＭとして形成するが、各レジストマークＲＭの全体寸法、中間転写ベルト１６上に形成される複数のレジストマークＲＭの相互間隔、配列および個数などについては任意であり、種々の態様が従来から数多く提案されている。この実施形態では、例えば、図５に示すように、レジストマークＲＭを、Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの順に搬送方向（副走査方向）D16にそれぞれ所定間隔（例えば０．５ｍｍ）の間隔をおいて形成している。なお、同図（ａ）には、イエローのレジストマークＲＭ(Y)、ブラックのレジストマークＲＭ(K)、シアンのレジストマークＲＭ(C)、マゼンタのレジストマークＲＭ(M)およびイエローのレジストマークＲＭ(Y)のみが図示されているが、各色について複数本ずつ形成している。
【００４１】
ここでは、イエローのレジストマークＲＭ(Y)を拡大し、その構成について同図（ｂ）を参照しつつ説明する。この実施形態では、の通り、レジストマークＲＭ(Y)は中間調トナー像により構成し、該中間調トナー像として搬送方向D16に直交する主走査方向に伸びる複数の直線からなる２次元中間調パターンを採用している。なお、イエロー用のレジストマークＲＭ(Y)について説明したが、他のトナー色のレジストマークＲＭ(K)、ＲＭ(C)、ＲＭ(M)も同様に構成されている。
【００４２】
このような構成を有するレジストマークＲＭの全部または一部を形成すると、テストパターンセンサ（光学センサ）１８の投光部（図示省略）を点灯させてテストパターンセンサ１８によるレジストマークＲＭの検出を可能とする。すなわち、上記のようにして中間転写ベルト１６上に形成されたレジストマークＲＭ(K)、ＲＭ(C)、ＲＭ(M)、ＲＭ(Y)は中間転写ベルト１６の移動とともに搬送方向Ｄ16に移動してテストパターンセンサ１８の検出領域１８１を通過する。このとき、テストパターンセンサ１８の受光部（図示省略）で反射光が受光され、テストパターンセンサ１８から出力される信号の電圧レベルが受光量に応じて変化する。そして、テストパターンセンサ１８の出力電圧は、あるタイミングで予め設定されたシュレッショルド電圧を横切る。従って、該タイミングを検出することで各レジストマークＲＭが通過するタイミングを測定することができ、レジストマークＲＭの位置情報を取得することができる。具体的には、コンパレーター（図示省略）により光学センサ出力をスレッショルド電圧と比較し、該コンパレータ出力の切り替わりを検出する。これによって、レジストマークＲＭの位置情報を取得することができる。そして、その位置情報に基づきレジストマークＲＭの相互間隔を求めることが可能となる。また、全てのレジストマークＲＭについて位置情報が得られると、それらの位置情報に基づき色ずれ補正を行う。
【００４３】
以上のように、この実施形態によれば、各レジストマークＲＭを上記のように構成しているため、レジストマークＲＭの位置情報を高精度に検出することができる。その結果、色ずれ補正を適切に行うことができる。その理由は以下のとおりである。すなわち、レジストマークを従来技術と同様にベタ画像で構成した場合には、上述のように温度等の環境の変化によるトナー濃度の変動は、光学センサ出力レベルの変動となるため、図６(a)に示すように、光学センサ出力レベルがスレッショルドレベルを横切るタイミングは、符号Ｔ１ないしＴ３で示すように変動する。その結果、位置検出精度が低下し色ずれ補正が適切に行うことが困難となる。これに対し、この実施形態では、各レジストマークＲＭとして、搬送方向D16に直交する主走査方向に伸びる複数の直線からなる図５(a)の２次元中間調パターンにより構成された中間調トナー像を採用することで、温度等の環境の変化によるトナー濃度の変動が抑えられるため、テストパターンセンサ（光学センサ）１８の出力レベルが安定する。従って、光学センサ出力がスレッショルドレベルを横切るタイミングも、図６(a)の符号Ｔ４ないし符号Ｔ６のように安定する。その結果、レジストマークＲＭの位置検出精度が向上し適切な色ずれ補正が可能となる。
【００４４】
なお、上記実施形態では、２次元中間調パターンとして図７(a)に示す２次元中間調パターンを採用しているが、２次元中間調パターンはこれに限定されるものではなく、任意なものを採用することができる。例えば、図７(b)ないし(h)の２次元中間調パターンを用いてもよい。特に図７(d)ないし(h)の２次元中間調パターンを用いた場合は、中間転写ベルト１６などの転写媒体の搬送方向のトナー濃度むら（バンディング）を抑制することができ好適である。その理由は以下のとおりである。すなわち、図７(a)ないし図７(c)の２次元中間調パターンは、搬送方向D16に直交する主走査方向に伸びる直線または点のみから構成されているため、搬送方向D16に対しては、トナーが不連続にしか存在しない。そのため、トナー像を担持する感光体ドラム２０と中間転写ベルト１６がトナーを介して接触する期間と、トナーを全く介さずに直接接触する期間とが存在する。そして、トナーを介して接触する期間は、両者間の摩擦抵抗は大きく、トナーを介さずに接触する期間は、両者間の摩擦抵抗は小さい。このような摩擦抵抗の変動は、感光体ドラム２０を駆動する駆動系にとっては負荷変動となる。その結果、感光体ドラム２０の周速度が変動しバンディングが生じる。これに対し、図７(d)ないし(h)の２次元中間調パターンは、その上流側（同図の右手側）から下流側（同図の左手側）にかけて連続的にトナーが配置されているため、トナー像を担持する感光体ドラム２０と中間転写ベルト１６が常にトナーを介して接触する。従って、上記のような摩擦抵抗の変動がなく、感光体ドラム２０を駆動する駆動系に対して常に一定の負荷がかかることとなる。その結果、感光体ドラム２０の周速度が安定しバンディングが抑制される。
【００４５】
Ｂ．第２実施形態
第１実施形態に記載したとおり、レジストマークＲＭ検出は、レジストマークＲＭのエッジ部を検出することにより行っていたが、第２実施形態では、特に搬送方向D16に対してレジストマークＲＭの上流側エッジ部を検出する。すなわち、複数のレジストマークＲＭの各々の位置情報を、搬送方向D16におけるレジストマークＲＭの上流側エッジ部がテストパターンセンサ（光学センサ）１８を通過した際に得られる出力信号の変化に基づき検出するとともに、これら複数の位置情報に基づき色ずれを補正を行う。また、図８(a)に示すように、レジストマークＲＭを構成する中間調トナー像は、搬送方向D16に対してほぼ直交する主走査方向Ｘに伸びる直線パターンＬＰ1と任意の２次元中間調パターンＴＰからなり、直線パターンＬＰ1を２次元中間調パターンＴＰに対して搬送方向D16の上流側（同図の右手側）に離間配置して構成している。なお、第２実施形態では、画像形成装置の電気的及び光学的構成は第１実施形態のそれらと全く同一であるため、それらの説明については省略する。
【００４６】
第２実施形態では、レジストマークＲＭを上述のように構成することで、レジストマークＲＭの位置情報を高精度に検出することができる。その結果、色ずれ補正を適切に行うことができる。その理由は以下のとおりである。すなわち、レジストマークＲＭを構成する中間調トナー像を２次元中間調パターンＴＰのみで構成し、上記直線パターンＬＰ1を設けない場合は、いわゆるエッジ効果により、レジストマークＲＭのエッジ部のトナー濃度は局所的に高くなる。従って、温度等の環境が変動した場合、特に該エッジ部においてトナー濃度の変動が大きくなる。該エッジ部のトナー濃度変動は、レジストマークＲＭのエッジ部を検出することにより位置検出を行う場合に、大きな問題となる。これに対して、本実施形態においては、２次元中間調パターンＴＰに対して搬送方向D16の上流側に、主走査方向Ｘに伸びる直線パターンＬＰ1を該２次元中間調パターンＴＰと離間して配置している。これにより、レジストマークＲＭのエッジ部分が局所的に高濃度となるというエッジ効果を抑制することができ、温度等の環境の変化による該エッジ部の濃度変動が抑制される。これにより、レジストマークＲＭのエッジ部の検出を、より高精度に行うことができる。
【００４７】
なお、この第２実施形態では、２次元中間調パターンＴＰに対して上流側に直線パターンＬＰ1を設けているが、搬送方向D16に対してレジストマークの下流側エッジ部を検出するとともに、図８(b)に示すように、中間調トナー像を、搬送方向D16に対してほぼ直交する主走査方向Ｘに伸びる直線パターンＬＰ2と２次元中間調パターンＴＰからなり、直線パターンＬＰ2を２次元中間調パターンＴＰに対して搬送方向D16の下流側に離間配置して構成してもよい。また、図８(c)に示すように、中間調トナー像を、中間転写ベルト１８の搬送方向D16に対してほぼ直交する主走査方向Ｘに伸びる第１および第２直線パターンＬＰ1、ＬＰ2と中間調パターンＴＰからなり、第１直線パターンＬＰ1、中間調パターンＴＰおよび第２直線パターンＬＰ2を搬送方向D16において該順序で互いに離間配置して構成してもよい。また、２次元中間調パターンＴＰとして、例えば、図７に記載した中間調パターンを任意に採用できることは、言うまでも無い。
【００４８】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では、発光ダイオード２３１を発光素子として列状に配列したアレイ状書込ヘッド２３２により像書込部を構成しているが、発光素子としてはこれ以外、例えば有機ＥＬ素子を用いてもよい。図９は有機ＥＬ素子を用いた像書込部の概略斜視図である。同図においては、像書込部２３に設けるラインヘッドの細部が示されている。各像書込部２３の書込ヘッド２３２では、有機ＥＬ素子２３３からなる発光素子アレイは、長尺のハウジング中に保持されている。この像書込部２３は、ガラス基板２３４上に有機ＥＬ素子２３３からなる発光素子アレイの発光部を載置し、同じガラス基板２３４上に形成されたＴＦＴ２３５により駆動される。屈折率分布型ロッドレンズアレイ２３６は結像光学系を構成し、発光部の前面に配置される屈折率分布型ロッドレンズ２３７を俵積みしている。ハウジングは、ガラス基板２３４の周囲を覆い、感光体ドラム２０に面した側は開放する。このようにして、屈折率分布型ロッドレンズ２３７から感光体ドラム２０に光線を射出する。ハウジングのガラス基板２３４の端面と対向する面には、光吸収性の部材（塗料）が設けられている。
【００４９】
図１０は像書込部２３の副走査方向の断面図である。像書込部２３には、ハウジング中の屈折率分布型ロッドレンズアレイ２３６の後面に面して取り付けられた有機ＥＬ素子２３３からなる発光素子アレイと、ハウジングの背面からその中の有機ＥＬ素子２３３からなる発光素子アレイを遮蔽する不透明なカバー２３８とが設けられている。また、固定板バネ２３９によりハウジング背面に対してカバー２３８を押圧して、ハウジング内を光密に密閉する。すなわち、ガラス基板２３４は、固定板バネ２３９によりハウジングで光学的に密閉されている。このため、ガラス基板２３４の端面における全反射を防止し、効率良く光を吸収することができる。固定板バネ２３９は、ハウジングの長手方向に複数個所設けられている。
【００５０】
また、バックライトを備えた液晶シャッタ等の素子を感光体ドラム２０の軸方向に列状に配列した書込ヘッドを用いてもよい。もちろん、レーザー走査光学系により構成される像書込部を採用してもよい。
【００５１】
さらに、上記実施形態では、中間転写ベルト１６上にレジストマークＲＭを形成する画像形成装置に本発明を適用しているが、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではなく、中間転写ドラムや転写シートなどの転写媒体にレジストマークを形成して色ずれ処理を行う装置全般に対して本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図。
【図２】図１の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図。
【図３】書き込みヘッドの概略構成を示す模式図。
【図４】図３の書き込みヘッドにより形成されるライン潜像を示す図。
【図５】レジストマークとテストパターンセンサとの関係を示す図。
【図６】トナー検出時の光学センサ出力の温度変動と位置検出変動との関係を示す図。
【図７】２次元中間調パターンを例示した図。
【図８】エッジ効果を抑制する中間調トナー像を示した図。
【図９】本発明にかかる画像形成装置の別の実施形態を示す図。
【図１０】本発明にかかる画像形成装置のさらに別の実施形態を示す図。
【符号の説明】
【００５３】
１…画像形成装置、１６…中間転写ベルト（転写媒体）、１８…テストパターンセンサ（光学センサ）、D16…搬送方向（移動方向）、ＬＰ1，ＬＰ2…直線パターン、  ＲＭ、ＲＭ(Ｋ)、ＲＭ(Ｙ)、ＲＭ(Ｍ)、ＲＭ(Ｃ)…レジストマーク、ＴＰ…２次元中間調パターン、  Ｘ…主走査方向、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ…画像形成ステーション
【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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【図７】
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【図８】
2006195082.tif 000010
【図９】
2006195082.tif 000011
【図１０】
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