(57)【要約】【課題】コストアップを生じず、ダウンタイムを極力減らし、高精度に色ずれを検知することを目的とする。【解決手段】色ずれ検出用パターンを形成した前記無端ベルトを複数回周回させ、複数回同じ色ずれ検出用パターンを検知することを特徴とするカラー画像形成装置。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学部と潜像形成媒体を有する複数の画像形成手段と、形成された画像を、前記複数の画像形成部を順次通過する無端状ベルト上、又は、前記無端状ベルト上に保持されつつ搬送される記録材上に、転写する複数の転写手段と、前記無端状ベルト上に色ずれ検出用パターンを形成する手段と、前記無端状ベルト上に形成された色ずれ検出用パターンを検出する手段と、前記無端状ベルト上に形成された色ずれ検出用パターンを補正する手段と、前記無端状ベルト上に形成した色ずれ検出用パターンをカートリッジ内に回収するクリーニング手段とを有するカラー画像形成装置において、前記無端状ベルト１周内に色ずれ検出用パターンを形成し、前記無端状ベルトを複数回周回させ、複数回同じ色ずれ検出用パターンを検知することを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項２】
前記無端ベルト１周上に形成する色ずれ検出用パターンは感光ドラム周期の駆動むらをキャンセルするように配置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】
前記無端状ベルトを複数回周回させ、複数回同じ色ずれ検出用パターンを検知することにより前記無端状ベルト駆動ローラ周期の駆動むらをキャンセルするように配置することを特徴とする請求項１又は２に記載のカラー画像形成装置。
【請求項４】
色ずれ検出用パターンを形成した前記無端ベルトを複数回周回させる際に転写バイアスをＯＦＦすることを特徴とする請求項１、２、３いずれかに記載のカラー画像形成装置。
【請求項５】
前記無端ベルト長は前記無端ベルト駆動ローラ周長の整数分の１ではないことを特徴とする請求項１、２、３いずれか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、カラープリンタ、カラー複写機等の、特に、複数の画像形成部を有する電子写真方式のカラー画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式のカラー画像形成装置においては、高速化のために複数の画像形成部を有し、搬送ベルト上に保持された記録材上に順次異なる色の像を転写する方式が各種提案されている。
【０００３】
ところで、複数の画像形成部を有する装置の問題点としては、機械精度等の原因により、複数の感光ドラムや搬送ベルトの移動むらや、各画像形成部の転写位置での感光ドラム外周面と搬送ベルトの移動量の関係等が各色毎にバラバラに発生し、画像を重ね合わせたときに一致せず、色ずれ（位置ずれ）を生じることが挙げられる。特に、レーザスキャナと感光ドラムを有する複数の画像形成部を有する装置では、各画像形成部でレーザスキャナと感光ドラム間の距離に誤差があり、この誤差が各画像形成部間で異なると、感光ドラム上でのレーザの走査幅に違いが発生し、色ずれが発生する。
【０００４】
色ずれの例を図２に示す。９は本来の画像位置を、１０は色ずれが発生している場合の画像位置を示す。又、（ａ）（ｂ）（ｃ）は走査方向に色ずれがある場合であるが、説明の為、２つの線を搬送方向に離して描いてある。（ａ）は走査線の傾きずれを示し、光学部と感光ドラム間に傾きがある場合等に発生する。例えば、光学部や感光ドラムの位置や、レンズの位置を調整することによって矢印方向に修正する。（ｂ）は走査線幅のバラツキによる色ずれを示し、光学部と感光ドラム間の距離の違い等によって発生する。光学部がレーザスキャナの場合に発生し易い。例えば、画像周波数を微調整（走査幅が長い場合は、周波数を速くする。）して、走査線の長さ変えることよって矢印方向に修正する。（ｃ）は走査方向の書出し位置誤差を示す。例えば、光学部がレーザススキャナであれば、ビーム検出位置からの書出しタイミングを調整することによって矢印方向に修正する。（ｄ）は記録紙搬送方向の書出し位置誤差を示す。例えば、記録紙先端検出からの各色の書出しタイミングを調整することによって矢印方向に修正する。
【０００５】
例えば、これら色ずれを修正する為に、搬送ベルト３上に、各色毎に色ずれ検出用パターンを形成し、搬送ベルト下流部の両サイドに設けられた１対の光センサで検出し、検出したずれ量に応じて、前記の様な各種調整を実施している。
【０００６】
しかし色ずれ検出用センサにより色ずれを検出する際には感光ドラムの影響による駆動むら及び搬送ベルト駆動ローラの影響による駆動むら等の影響により色ずれ量を正確に検出することができない。そのため感光ドラムの影響による駆動むらを取り除くためには、感光ドラム起因の駆動むらを発生させないように感光ドラム駆動モータを制御する方法や感光ドラム周期の駆動むらをキャンセルするように色ずれ検出用パターンを配置する方法が提案されている。
【０００７】
また搬送ベルト駆動ローラの影響による駆動むらを取り除くためには、搬送ベルト駆動ローラ起因の駆動むらを発生させないように搬送ベルト駆動ローラ駆動モータを制御する方法や搬送ベルト駆動ローラ周期の駆動むらをキャンセルするように色ずれ検出用パターンを配置する方法が提案されている。
【０００８】
以下に感光ドラム周期の駆動むら及び搬送ベルト駆動ローラ周期の駆動むらをキャンセルするための色ずれ検出用パターン配置方法について説明する。搬送ベルトの駆動ローラの周長を５０ｍｍ、感光ドラムの周長を６０ｍｍ、搬送ベルト駆動ローラ起因の駆動むらの最大値を６０μｍ、感光ドラム起因の駆動むらの最大値を４０μｍとする。また搬送ベルト上に形成された色ずれ検出用パターンを図３に示す。ここで１１〜１６は記録紙搬送方向及び走査方向の色ずれ量を検出する為のパターンであり、８は色ずれ検出用のセンサである。
【０００９】
パターンの各セット間の間隔を４０ｍｍ毎に配置した際の搬送ベルト駆動ローラ起因及び感光ドラム起因の駆動むらとパターンの配置関係を図６に示す。
【００１０】
搬送ベルトの駆動ローラの周長５０ｍｍ、感光ドラムの周長６０ｍｍ、パターンの各セットを４０ｍｍの最小公倍数である６００ｍｍを搬送ベルトの周長とすると、パターン全１５セットが受ける駆動むらＬ１は
Ｌ１＝２２．１−８０．９−１６．０＋１４．９＋２５．２＋５６．７−４６．２−８５．３＋４９．６＋５９．９−１２．６−１１．６−５０．７−１９．７＋９４．５＝０．０［μｍ］      （式１）
となり、感光ドラム周期の駆動むら及び搬送ベルト駆動ローラ周期の駆動むらを完全にキャンセルすることができる。
【００１１】
しかし上記と同条件で、搬送ベルトの周長３００ｍｍに変更した場合の搬送ベルト駆動ローラ起因及び感光ドラム起因の駆動むらとパターンの配置関係を図７に示す。
【００１２】
このときのパターン全７セットが受ける駆動むらＬ２は
Ｌ２＝２２．１−８０．９−１６．０＋１４．９＋２５．２＋５６．７−４６．２＝２４．１［μｍ］      （式２）
となり、搬送ベルトの周長が短くなると、感光ドラム周期の駆動むら及び搬送ベルト駆動ローラ周期の駆動むらを完全にキャンセルすることができない。
【特許文献１】特開２００１−３１２１１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上記従来例では、以下のような欠点があった。
【００１４】
感光ドラムによる駆動むらを取り除くために採用しているモータを制御する方法、及び搬送ベルト駆動ローラによる駆動むらを取り除くために採用しているモータを制御する方法に関しては駆動むらを検知する機構が必要であり、コストアップの要因となる。また感光ドラム周期の駆動むら及び搬送ベルト駆動ローラ周期の駆動むらをキャンセルするように色ずれ検出用パターンを配置する方法は搬送ベルト上のトナーをカートリッジ内に回収する構成では搬送ベルト１周以内に色ずれ検出用パターンを配置する必要がある。仮に搬送ベルト１周以内に色ずれ検出用パターンを配置できなければ、全ての色ずれ検出用パターンを形成するまでにクリーニングを行う必要があるため、ダウンタイムが生じる。小型機では搬送ベルトの周長が短いため、搬送ベルト１周以内に色ずれ検出用パターンを配置するのは困難である。また搬送ベルト１周以内に色ずれ検出用パターンを配置するために、スポット径の小さい特殊なセンサを使用すれば、コストアップの要因となる。
【００１５】
そこで本発明は上記のような課題を解消するためになされたもので、コストアップを生じず、ダウンタイムを極力減らし、高精度に色ずれを検知することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するため、本出願に係る第１の発明は、光学部と潜像形成媒体を有する複数の画像形成手段と、形成された画像を、前記複数の画像形成部を順次通過する無端状ベルト上、又は、前記無端状ベルト上に保持されつつ搬送される記録材上に、転写する複数の転写手段と、前記無端状ベルト上に色ずれ検出用パターンを形成する手段と、前記無端状ベルト上に形成された色ずれ検出用パターンを検出する手段と、前記無端状ベルト上に形成された色ずれ検出用パターンを補正する手段と、前記無端状ベルト上に形成した色ずれ検出用パターンをカートリッジ内に回収するクリーニング手段とを有するカラー画像形成装置において、前記無端状ベルト１周内に色ずれ検出用パターンを形成し、前記無端状ベルトを複数回周回させ、複数回同じ色ずれ検出用パターンを検知することを特徴とする。
【００１７】
本出願に係る第２の発明は、前記無端ベルト１周上に形成する色ずれ検出用パターンは感光ドラム周期の駆動むらをキャンセルするように配置することを特徴とする。
【００１８】
本出願に係る第３の発明は、前記無端状ベルトを複数回周回させ、複数回同じ色ずれ検出用パターンを検知することにより前記無端状ベルト駆動ローラ周期の駆動むらをキャンセルするように配置することを特徴とする。
【００１９】
本出願に係る第４の発明は、色ずれ検出用パターンを形成した前記無端ベルトを複数回周回させる際に転写バイアスをＯＦＦすることを特徴とする。
【００２０】
本出願に係る第５の発明は、前記無端ベルト長は前記無端ベルト駆動ローラ周長の整数分の１ではないことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように、本出願に係る第１〜３、５の発明によれば、色ずれ検出用パターンを形成した搬送ベルトを複数回周回させ、複数回同じ色ずれ検出用パターンを検知することにより、コストアップを生じず、ダウンタイムを極力減らし、高精度に色ずれを検知することができる。
【００２２】
また、本出願による第４の発明によれば、色ずれ検出用パターンを形成した搬送ベルトを複数回周回させる際に転写バイアスをＯＦＦすることにより、転写時にトナーの電位が逆極性になる系においてＣＲＧへの再転写を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００２４】
図１は本発明の実施例に係る画像形成装置の全体を説明する図である。
【００２５】
図１は、４色すなわち、イエローＹ、マゼンダＭ、シアンＣ、ブラックＫの画像形成手段を備えたカラー画像形成装置を示すもので、同図において、１は画像信号に応じて露光を行い感光ドラム上に静電潜像を形成するレーザスキャナ（ａ、ｂ、ｃ、ｄは各々Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用を示す）、２は現像器へ補給するトナーを格納しているトナー格納部、３は静電潜像を形成する感光ドラム、４は感光体表面を均一に帯電させるための帯電器、４Ｓは帯電ローラ、５は感光体表面に静電潜像に対応させてトナーを付着させるための現像器、５Ｓは現像スリーブ、６は感光体上に形成されたトナー像が転写される搬送ベルト、７は搬送ベルトを駆動する駆動ローラである。
【００２６】
ＰＣからプリントすべきデータがプリンタに送られ、プリンタエンジンの方式に応じた画像形成が終了しプリント可能状態となると、用紙カセットから用紙が供給される。用紙搬送とタイミングを合わせて、各色の画像信号が各レーザスキャナ１に送られ、感光ドラム３上に静電潜像が形成され、現像器により静電潜像がトナーで現像され、転写部で用紙上に転写される。同図においては、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの順に順次画像形成される。その後用紙は搬送ベルトから分離され、定着器で熱によってトナー像が用紙上に定着され、外部へ排出される。一方、搬送ベルト６上に残った残トナーは転写時に印加したバイアスとは逆極性のバイアスを印加することにより、残トナーをカートリッジに回収させる。
【００２７】
以下に本実施例を示す。本実施例では感光ドラム周期の駆動むらをキャンセルする色ずれ検出用パターンを搬送ベルト１周分に形成し、搬送ベルトを２周させることにより搬送ベルト駆動ローラ周期の駆動むらをキャンセルする。
【００２８】
本実施例の流れとしてはまず感光ドラム周期の駆動むらをキャンセルする色ずれ検出用パターンを搬送ベルト上に形成する。そして形成された色ずれ検出用パターンの色ずれ量１を色ずれ検出用センサで検出する。そして転写バイアスを印加しながら搬送ベルトをもう１周させ、同じ色ずれ検出用パターンの色ずれ量２を検出する。検出された色ずれ量１、２より現在の色ずれ量を算出する。
【００２９】
本実施例の１例を示す。搬送ベルトの駆動ローラの周長を５０ｍｍ、感光ドラムの周長を６０ｍｍ、搬送ベルト駆動ローラ起因の駆動むらの最大値を６０μｍ、感光ドラム起因の駆動むらの最大値を４０μｍ、搬送ベルトの周長を２７５ｍｍとする。また搬送ベルト上に、パターンの各セットを４０ｍｍ毎に６セット形成した色ずれ検出用パターンを図４に示す。ここで１７〜２８は記録紙搬送方向及び走査方向の色ずれ量を検出する為のパターンである。パターンの各セット間の間隔を４０ｍｍ毎に配置した際の搬送ベルト駆動ローラ起因及び感光ドラム起因の駆動むらとパターンの配置関係を図８、感光ドラム起因の駆動むらとパターンの配置関係を図９に示す。
【００３０】
まずパターンの各セットを４０ｍｍ毎に６セット色ずれ検出用パターンを形成すると、搬送ベルト１周期の間に感光ドラム２／３周期位相をずらした位置にパターンを６セット形成しているため、色ずれ検出時に感光ドラム周期の駆動むらをキャンセルすることができる（図９参照）。また色ずれ検出用パターン１７〜２８は搬送ベルト１周目と２周目で検知した際に駆動ローラの周期が１／２周期ずれている位置で検知している。そのため搬送ベルトを２周周回させ、色ずれ検出用パターンを検知することにより、パターン全１２セットが受ける駆動むらＬ３は
Ｌ３＝２２．１−８０．９−１６．０＋１４．９＋２５．２＋５６．７−４２．１＋８６．２＋３０．７−３４．９−１９．９−４２．１＝０．０［μｍ］    （式３）
となり、感光ドラム周期の駆動むら及び搬送ベルト駆動ローラ周期の駆動むらを完全にキャンセルすることができる。
【００３１】
本実施例のように搬送ベルトの周長をＬｂｅｌｔとし、搬送ベルト駆動ローラの周長をＬｒｏｌｌｅｒとすると、Ｌｂｅｌｔ＝（ｎ＋１／２）Ｌｒｏｌｌｅｒ（ｎは自然数）の関係を保つことにより、搬送ベルト上に形成した色ずれ検出用パターンを搬送ベルト２周分検出することで色ずれ検出時に感光ドラム周期の駆動むら及び搬送ベルト駆動ローラ周期の駆動むらを完全にキャンセルすることができる。
【実施例２】
【００３２】
以下に本実施例を示す。本実施例では感光ドラム周期の駆動むらをキャンセルする色ずれ検出用パターンを搬送ベルト１周分に形成し、搬送ベルトを複数周回転させることにより搬送ベルト駆動ローラ周期の駆動むらをキャンセルする。
【００３３】
本実施例の流れとしてはまず感光ドラム周期の駆動むらをキャンセルする色ずれ検出用パターンを搬送ベルト上に形成する。そして形成された色ずれ検出用パターンの色ずれ量を色ずれ検出用センサで検出する。そして転写バイアスを印加しながら搬送ベルトを複数回周回させ、複数周回数だけ同じ色ずれ検出用パターンの色ずれ量を検出する。検出された色ずれ量より現在の色ずれ量を算出する。
【００３４】
本実施例の１例を示す。
【００３５】
搬送ベルトの駆動ローラの周長を６０ｍｍ、感光ドラムの周長を５０ｍｍ、搬送ベルト駆動ローラ起因の駆動むらの最大値を６０μｍ、感光ドラム起因の駆動むらの最大値を４０μｍ、搬送ベルトの周長を２００ｍｍとする。また搬送ベルト上に、パターンの各セットを４０ｍｍ毎に５セット形成した色ずれ検出用パターンを図５に示す。ここで２９〜３８は記録紙搬送方向及び走査方向の色ずれ量を検出する為のパターンである。パターンの各セット間の間隔を４０ｍｍ毎に配置した際の搬送ベルト駆動ローラ起因及び感光ドラム起因の駆動むらとパターンの配置関係を図１０、感光ドラム起因の駆動むらとパターンの配置関係を図１１に示す。
【００３６】
まずパターンの各セットを４０ｍｍ毎に５セット色ずれ検出用パターンを形成すると、搬送ベルト１周期の間に感光ドラム４／５周期位相をずらした位置にパターンを５セット形成しているため、色ずれ検出時に感光ドラム周期の駆動むらをキャンセルすることができる（図１１参照）。また色ずれ検出用パターン２９〜３８は搬送ベルト１周目と２周目で検知した際に駆動ローラの周期が１／３周期ずれている位置で検知している。そのため搬送ベルトを３周周回させ、色ずれ検出用パターンを検知することにより、パターン全１５セットが受ける駆動むらＬ４は
Ｌ４＝３６．０−８０．６＋６．６＋１２．４−１９．０＋６８．１−１１．０−９５．１＋４４．６＋５０．５−３３．６＋２１．１−２５．６−５７．１＋８２．６＝０．０［μｍ］      （式４）
となり、感光ドラム周期の駆動むら及び搬送ベルト駆動ローラ周期の駆動むらを完全にキャンセルすることができる。
【００３７】
本実施例のように搬送ベルトの周回回数をｍ、搬送ベルトの周長をＬｂｅｌｔとし、搬送ベルト駆動ローラの周長をＬｒｏｌｌｅｒとすると、ｍ＝ｎ×Ｌｒｏｌｌｅｒ／Ｌｂｅｌｔ（ｍ、ｎは自然数）の関係を保つことにより、搬送ベルト上に形成した色ずれ検出用パターンを搬送ベルトｍ周分検出することで色ずれ検出時に感光ドラム周期の駆動むら及び搬送ベルト駆動ローラ周期の駆動むらを完全にキャンセルすることができる。
【実施例３】
【００３８】
実施例１、２では色ずれ検出用パターンを形成した搬送ベルトを複数回周回させる際には転写バイアスを印加していた。搬送ベルトを複数回周回させる度に搬送ベルトへのトナーの保持力が弱まっていく時には、カートリッジへの再転写を防ぐために転写バイアスを印加していた。しかし環境及びトナーの特性により色ずれ検出用パターンを搬送ベルトに形成する際にトナーの電位が逆極性になってしまうトナーが表れる。この場合、色ずれ検出用パターンを形成した搬送ベルトを複数回周回させる際に転写バイアスを印加してしまうと、逆にカートリッジへ再転写してしまう。このような系においては色ずれ検出用パターンを形成した搬送ベルトを複数回周回させる際には転写バイアスをＯＦＦすることにより再転写を防ぐことができる。
【００３９】
また第１、２、３の実施例において搬送ベルトを有する構成について説明した。しかし中間転写ベルト等、クリーニング手段がカートリッジに回収する手段であれば、本構成には限らない。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施例に係る画像形成装置の全体を説明する図
【図２】各種色ずれ（位置ずれ）を説明する図
【図３】本発明の従来例に係る色ずれ検出用パターンを説明する図
【図４】本発明の実施例１に係る色ずれ検出用パターンを説明する図
【図５】本発明の実施例２に係る色ずれ検出用パターンを説明する図
【図６】本発明の従来例に係る搬送ベルト駆動ローラ起因及び感光ドラム起因の駆動むらとパターンの配置関係を説明する図（搬送ベルト周長：６００ｍｍのとき）
【図７】本発明の従来例に係る搬送ベルト駆動ローラ起因及び感光ドラム起因の駆動むらとパターンの配置関係を説明する図（搬送ベルト周長：３００ｍｍのとき）
【図８】本発明の実施例１に係る搬送ベルト駆動ローラ起因及び感光ドラム起因の駆動むらとパターンの配置関係を説明する図
【図９】本発明の実施例１に係る感光ドラム起因の駆動むらとパターンの配置関係を説明する図
【図１０】本発明の実施例２に係る搬送ベルト駆動ローラ起因及び感光ドラム起因の駆動むらとパターンの配置関係を説明する図
【図１１】本発明の実施例２に係る感光ドラム起因の駆動むらとパターンの配置関係を説明する図
【符号の説明】
【００４１】
１  レーザスキャナ
２  トナーカートリッジ
３  感光ドラム
４  帯電器
５  現像器
６  搬送ベルト
７  駆動ローラ
８  濃度センサ
１１〜３８  色ずれ検出用パターン
【図１】
2006126713.tif 000003
【図２】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2006126713.tif 000008
【図１０】
2006126713.tif 000009
【図１１】
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【図３】
2006126713.tif 000011
【図４】
2006126713.tif 000012
【図５】
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