(57)【要約】【課題】中間転写体上に複数のトナー像を形成できる画像形成装置において、中間転写体上の基準位置マークの位置を補正し、所望の画像間隔を得て記録媒体に対する画像位置精度を向上させた画像形成装置を提供する。【解決手段】第１基準位置マーク４１ａを用い、第１測定手段８１によって中間転写体１１の周期長を測定する。さらに第１基準位置マーク４１ａと第２基準位置マーク４１ｂとの距離を第２測定手段８２により測定する。そして、第２基準位置マーク４１ｂの位置を第１基準位置マーク４１ａに対し、理想的基準位置マーク４１ｃに補正する。これにより、第１画像５５ａと第２画像５５ｂの間隔を正確に制御することができる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、
前記像担持体より一次転写位置においてトナー像の転写を受けてから該トナー像を二次転写位置まで移動させるための中間転写体と、
前記中間転写体上に設けられた複数の基準位置マークの通過経路と対向する位置に配置され、前記各基準位置マークを検出するための検出手段と、
前記検出手段から出力される検出信号に基づいて、前記像担持体上のトナー像が前記中間転写体上の前記各基準位置マークから所定長後方までの範囲内にそれぞれ転写されるように画像形成のタイミングを制御する制御手段と、
前記中間転写体上に設けられた基準位置マークの１つを第１基準位置マークとし、前記検出手段から出力される該第１基準位置マークの検出信号に基づいて、前記中間転写体の１回転周期を測定する第１測定手段と、
前記検出手段の検出結果に基づいて、前記第１基準位置マークから該第１基準位置マーク以外の第２基準位置マークまでの周期を測定する第２測定手段と、
前記第１測定手段と前記第２測定手段の測定結果に基づいて、前記第１基準位置マークと前記第２基準位置マークの間隔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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、中間転写体を有するプリンタ装置や複写機、ファクシミリ装置等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
カラー画像形成装置では、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、黒（Ｋ）などの各色毎に設けた感光体ドラム等の複数の像担持体上にトナー像を形成し、そのトナー像は、一旦、中間転写体に重なるように転写された後、転写紙等の転写材に転写される。以下、図を用いて、従来の中間転写体を用いる画像形成装置の構成及び動作について説明する。
【０００３】
図９は、従来の中間転写体を用いる画像形成装置の概略構成を示す図である。
また図１０は、従来の中間転写体上に転写されるトナー像及び基準位置を表すマークの位置関係を示す図であり、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、黒（Ｋ）の内の２色以上の色を用いて画像形成を行う場合のトナー像とマークとの位置関係を表している。
【０００４】
像担持体１は、感光層を外周表面に形成したドラム形状であり、その表面上にはトナー像を形成、担持して図９中の矢印方向に回転し、帯電部２は、像担持体１表面の感光層を一様な極性に帯電させる。書き込み部（ＬＤ）３は、レーザ光等の光学的な画像情報を用いて予め帯電した像担持体１上に静電潜像を書き込み、現像装置４は、像担持体１上の静電潜像をトナーによって現像し、トナー像４５を形成する。フルカラー画像を形成する場合には、現像装置４からはシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、黒（Ｋ）の４色のカラートナーが順次供給される。また、上記した帯電部２、書き込み部３及び現像装置４にて、トナー像形成手段を構成している。
【０００５】
像担持体１上に形成されたトナー像４５は、一次転写位置５において弾性体ベルト等からなる中間転写体１１上に転写される。中間転写体１１は、像担持体１から一次転写位置５においてトナー像４５の転写を受けてからトナー像４５を二次転写位置２２まで移動させることができ、図１０に示した転写可能領域１１ｂの１周の経路長が基準画像寸法の２倍以上の経路長である。
【０００６】
基準画像寸法は、画像形成装置にて画像形成が可能な転写材（例えば、Ａ４サイズの転写紙）の横寸法あるいは縦寸法である。また、中間転写体１１は、駆動ローラ１２、ローラ１３，１４及び第１転写ローラ１５により回転可能に支持され、且つ駆動ローラ１２により回転駆動される。駆動ローラ１２の回転速度は、駆動制御部１８により制御される。また、画像形成処理に係る各部及び各手段の動作は、制御装置５１（制御手段）により制御される。
【０００７】
図１０に示すように、中間転写体１１上の画像形成領域外１１ａには、トナー像形成手段（帯電部２、書き込み部３及び現像部４）により画像形成するタイミングを得るための基準位置マーク４１ａ、４１ｂが設けられている。基準位置マーク４１ａ、４１ｂの通過経路と対向する位置には、基準位置マーク４１ａ、４１ｂを読み取るためのマーク読み取りセンサ１６が設けられる。
【０００８】
マーク読み取りセンサ１６は、例えば発光装置及び受光装置からなり、基準位置マーク４１ａ、４１ｂを読み取った信号（パルス信号）をマーク間隔判定装置１７に送出する。マーク間隔判定装置１７では、第１回目の基準位置マーク４１ａもしくは４１ｂを検出した時刻のパルス信号から、第２回目の基準位置マーク４１ａもしくは４１ｂを検出した時刻のパルス信号までの時間を計時して制御装置５１に送出する。
【０００９】
制御装置５１では、マーク間隔判定装置１７から受信した計時結果及び中間転写体１１上の１周期長に基づいて演算した移動速度と、駆動ローラ１２の単位時間当りの回転数から演算した中間転写体１１の移動速度との誤差を演算し、駆動制御部１８に対して誤差を補正するように指示を出力する。
【００１０】
一方、制御装置５１は、基準位置マーク４１ａ、４１ｂを検出した場合、中間転写体１１上の１周期長内にトナー像が収まるタイミングにて転写されるように、トナー像形成手段に対して像担持体１上にトナー像４５を形成すべく指示を出力する。転写可能領域１１ｂの１周の経路長が基準画像寸法の２倍以上であって、フルカラー画像等の２色以上のトナー像５５を中間転写体１１上に転写する場合には、基準位置マーク４１ａ、４１ｂの検出タイミングによって中間転写体１１上の１周期長内に２画像を転写する。
【００１１】
また、中間転写ベルトの基準位置マークを検出し、その基準位置マークから画像形成タイミングを形成すると同時に、基準位置マーク間の時間を測定し、その時間誤差を転写ベルトの回転速度にフィードバックする技術も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１２】
【特許文献１】
特開２００１−１６６６６４号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記図９及び図１０の従来例では、基準位置マーク４１ａ、４１ｂの検出タイミングによって中間転写体１１上の１周期長内に２画像を転写する画像形成装置では、プリント時のスループットを高めるため、また低コスト化・装置の小型化を図るため、中間転写体の１周長はできるだけ短くする必要がある。
【００１４】
そのため、中間転写体１１の周長は、２画像分の転写時間分と、それに回転現像器４の色が切り替わるだけの時間分を加えた長さになるわけだが、この際、画像形成タイミングの基準となる基準位置マーク４１ａ、４１ｂの中間転写体１１上での位置精度が重要となってくる。それは、中間転写体の周長を短くし、プリントスピードを上げようとすると、１画像目の後端と２画像目の画像先端とは当然短くする必要があり、その基準位置として、正確な位置に取り付けられた基準位置マーク４１ａ、４１ｂが必要となってくるからである。しかし、基準位置マークの中間転写体上への取り付け精度には限界があり、所望の正確な位置には取り付けにくいという問題があり、中間転写体上の画像間隔を精度良く制御できない。
【００１５】
また、基準位置マークを１つにして、２画像目の画像について基準位置マークを検出してから所定の時間遅らせて画像形成する方式が従来から行われているが、この方式では、基準位置マークから１画像分の画像形成時間の間に発生する中間転写体の回転ムラの影響を拾いやすく、色ずれが発生する可能性があるという問題があった。
【００１６】
また、上記公報の技術では、基準位置マーク間の時間を測定し、その時間誤差を転写ベルトの回転速度にフィードバックするため、構成が複雑になるという問題がある。
【００１７】
本発明は上記従来の問題点に鑑み、中間転写体上に複数のトナー像を形成できる画像形成装置において、中間転写体上の基準位置マークの位置を補正し、所望の画像間隔を得て記録媒体に対する画像位置精度を向上させることを可能とした画像形成装置等を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の画像形成装置では、像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、前記像担持体より一次転写位置においてトナー像の転写を受けてから該トナー像を二次転写位置まで移動させるための中間転写体と、前記中間転写体上に設けられた複数の基準位置マークの通過経路と対向する位置に配置され、前記各基準位置マークを検出するための検出手段と、前記検出手段から出力される検出信号に基づいて、前記像担持体上のトナー像が前記中間転写体上の前記各基準位置マークから所定長後方までの範囲内にそれぞれ転写されるように画像形成のタイミングを制御する制御手段と、前記中間転写体上に設けられた基準位置マークの１つを第１基準位置マークとし、前記検出手段から出力される該第１基準位置マークの検出信号に基づいて、前記中間転写体の１回転周期を測定する第１測定手段と、前記検出手段の検出結果に基づいて、前記第１基準位置マークから該第１基準位置マーク以外の第２基準位置マークまでの周期を測定する第２測定手段と、前記第１測定手段と前記第２測定手段の測定結果に基づいて、前記第１基準位置マークと前記第２基準位置マークの間隔を補正する補正手段とを備えたことを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】
［第１実施形態］
＜中間転写体の構成＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の中間転写体の構成を示す斜視図である。なお、図１において、図９に示した従来の画像形成装置と同じ機能の部分については同じ符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２１】
図１に示す様に、本実施形態の画像形成装置では、トナー像形成手段（帯電部２、書き込み部３及び現像部４）により画像形成するタイミングを得るための２個の基準位置マーク４１ａ、４１ｂが中間転写体１１上に設けられている。さらに、基準位置マーク４１ａ、４１ｂの通過経路と対向する各位置には、基準位置マーク４１ａ，４１ｂを読み取るための１個のマーク読み取りセンサ１６ａが設けられている。マーク読み取りセンサ１６ａは、例えば発光素子及び受光素子からなり、基準位置マーク４１ａ，４１ｂを読み取った信号（パルス信号）をマーク検出手段２１へ送出する。
【００２２】
マーク検出手段２１では、基準位置マーク４１ａ，４１ｂの内から任意に決定した１個の基準位置マーク４１ａがマーク読み取りセンサ１６ａによって検出された時刻を示す第１のパルス信号から、前記基準位置マーク４１ａが再び検出されるまでの時間を第１測定手段８１により測定する。
【００２３】
第１測定手段８１は、第１のパルス信号をトリガ信号とし、それを基準にタイマーを動作させ、再び第１のパルス信号が入力されるまでの時間を計測し、測定結果は制御装置５１へ送出される。つまり、この第１測定手段８１により中間転写体１１の周期長を測定することができるのである。
【００２４】
一方、第２測定手段８２では、第１のパルス信号をトリガ信号とし、その信号を基準にタイマーが動作を開始してから、基準位置マーク４１ａ，４１ｂの内の基準位置マーク４１ｂがマーク読み取りセンサ１６ａによって検出された時刻を示す第２のパルス信号までの間の時間を計時して、制御装置５１に送出する。
【００２５】
制御装置５１では、第１測定手段８１から受信した計時結果を基に、中間転写体１１上の１周期長と中間転写体１１の１周の駆動スピードとを演算し、その駆動スピードと、駆動ローラ１２の単位時間当りの回転数（ｒｐｍ）から演算した中間転写体１１の移動速度との誤差を演算し、駆動制御部１８に対して誤差を補正するように指示を出力する。
【００２６】
また、制御装置５１では、第１測定手段８１及び第２測定手段８２から受信した計時結果を基に、中間転写体１１上に設けられた基準位置マーク４１ａ、４１ｂの間隔を演算し、その結果と１周期長の計測結果とに基づいて、基準位置マーク４１ａと４１ｂの間隔が理想とする位置に対して、どの程度ずれているかを演算する。
【００２７】
＜実施形態の動作＞
次に、本実施形態の動作について、図２及び図３を用いて説明する。
【００２８】
図２は、本実施形態に係る、中間転写体１１上に転写されるトナー像及び基準位置マーク４１ａ，４１ｂの位置関係を示す図である。また、図３は、本実施形態の動作タイミングを示すタイムチャートである。
【００２９】
まず、画像形成を行わない段階で、駆動ローラ１２が所定速度で安定して回転をしている間に、選択された基準位置マーク４１ａから、第１測定手段８１により中間転写体１１の周期長６０を測定する。それと同時に、基準位置マーク４１ａから基準位置マーク４１ｂまでの距離（画像使用長６３）を第２測定手段８２で測定する。
【００３０】
図２に示すマーク４１ｃは、基準位置マーク４１ａから基準位置マーク４１ｂまでの理想とする距離（理想的画像使用長７１）である。測定された基準位置マーク４１ａと４１ｂ間の距離がこの理想的基準位置マーク４１ｃに対し、どの程度ずれているかを制御装置５１が演算し、図２に示すマーク位置補正長７０を求める。
【００３１】
基準位置マーク４１ａで第１画像５５ａの画像形成タイミングを制御する場合は、基準位置マーク４１ａを検出した直後、画像位置調整長６１分だけ遅らせたタイミングで画像形成を開始する。第２画像５５ｂは、第２マークである基準位置マーク４１ｂを検出してから、まずマーク位置補正長７０だけ遅延させ（つまり、理想的基準位置マーク４１ｃの位置に補正）、そこから更に画像位置調整長６１分遅延させたタイミングで画像形成を開始する。
【００３２】
基準位置マーク４１ｂを検出して理想的基準位置マーク４１ｃに補正するには次のような理由がある。まず、基準位置マーク４１ａだけで第１画像５５ａと第２画像５５ｂの画像形成タイミングを制御すると、基準位置マーク４１ａから時をおかず画像形成を開始する第１画像５５ａは、中間転写体１１の回転ムラに殆ど影響なく画像形成を行えるため色ずれが殆ど発生しない。しかし、基準位置マーク４１ａから第１画像５５ａの形成時間を経て画像形成を開始することになる第２画像５５ｂでは、基準位置マーク４１ａを検出してからの中間転写体１１の回転ムラの影響を受けやすく、カラー画像の場合は色ずれを発生させる原因となってしまうのである。そのため本実施形態では、第２画像５５ｂにおいても第１画像５５ａと同様に中間転写体１１の回転ムラの影響を殆ど受けないようにするため、第２画像５５ｂにおいても基準位置マーク４１ｂから所定タイミングで画像形成を行うものである。
【００３３】
１色目２枚目の第２画像５５ｂの画像形成後は、回転現像器４の回転期間８０を経て、２色目一枚目の第１画像５５ａの画像形成へ移行する。
【００３４】
本実施形態では、第１基準位置マーク４１ａを用い、第１測定手段８１によって中間転写体１１の周期長を正確に測定することができ、さらに第１基準位置マーク４１ａと第２基準位置マーク４１ｂとの距離を第２測定手段８２により測定することができる。これにより、第２基準位置マーク４１ｂの位置を第１基準位置マーク４１ａに対し、理想的基準位置マーク４１ｃに補正することができるので、次のような効果が得られる。
【００３５】
（１）第２画像５５ｂにおいても第１画像５５ａと同様に基準位置マークから所定タイミングで画像形成を行うため、中間転写体の回転ムラの影響を殆ど受けなくなり、色ずれを低減することができる。
【００３６】
（２）第１画像５５ａと第２画像５５ｂの間隔を正確に保て、中間転写体上の理想的な位置に画像を形成することができるので、その後に第１画像５５ａと第２画像５５ｂを記録媒体へ転写する際にも、記録媒体の所望の位置に正確に転写することが可能となる。特にプリントスピードが速く且つ中間転写体の周期長を極力抑えることにより第１画像５５ａと第２画像５５ｂとの間隔が狭くなる構成の画像形成装置であっても、常に正確な画像間隔が保て、記録媒体の所望の位置に正確に転写することが可能となり、中間転写体の周期長を最小に抑え、且つ高速で色ずれに少ない画像形成装置を実現することができる。
【００３７】
［第２実施形態］
図４は、本発明の第２実施形態に係る、中間転写体１１上に転写されるトナー像及び基準位置マークの位置関係を示す図である。また、図５は本実施形態の動作タイミングを示すタイムチャートである。
【００３８】
上述の図２及び図３で説明した第１実施形態においては、第２画像５５ｂの画像形成時では、基準位置マーク４１ｂを検出したタイミングよりマーク位置補正長７０だけ遅延させて、その後、第１画像５５ａの画像形成時と同じ画像位置調整長６１だけ遅延させる制御方法であった。これに対して、図４及び図５で示す第２実施形態では、第１画像５５ａ用の画像位置調整長６１ａと第２画像５５ｂ用の画像位置調整長６１ｂをそれぞれ有し、画像位置調整長６１ｂには、マーク位置補正長７０を加味して調整できるように構成した点が特徴となっている。その他の構成は上記第１実施形態と同様である。
【００３９】
このような構成においても、上記第１実施形態と同等の効果を奏する。
【００４０】
［第３実施形態］
図６は、本発明の第３実施形態に係る画像形成装置の中間転写体の構成を示す斜視図であり、図７は、第３実施形態に係る、中間転写体１１上に転写されるトナー像及び基準位置マークの位置関係を示す図である。また図８は、本実施形態の動作タイミングを示すタイムチャートである。
【００４１】
本実施形態は、上記第２実施形態に示す構成において、２つのマーク読み取りセンサ１６ａ，１６ｂを用いたものである。すなわち、第１測定手段８１は、基準位置マーク４１ａがマーク読み取りセンサ１６ａで検出された時刻に相当する第１のパルス信号をトリガ信号とし、それを基準にタイマーを動作させ、再び第１のパルス信号が入力されるまでの時間を計測し、その測定結果は制御装置５１へ送出される。つまり、この第１測定手段８１により中間転写体１１の周期長を測定することができる。
【００４２】
一方、第２測定手段８２では、第１のパルス信号をトリガ信号とし、その信号を基準にタイマーが動作を開始から、基準位置マーク４１ｂがマーク読み取りセンサ１６ｂで検出された時刻に相当する第２のパルス信号までの間の時間を計時して、制御装置５１へ送出する。
【００４３】
その後の第１測定手段８１及び第２測定手段８２の動作は、上記第１実施形態で説明したものと同様である。
【００４４】
このような構成においても、上記第１実施形態と同等の効果を奏する。
【００４５】
なお、本発明は、上述した実施形態の装置に限定されず、複数の機器から構成されるシステムに適用しても、１つの機器から成る装置に適用してもよい。前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記憶した記憶媒体をシステムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても、完成されることは言うまでもない。
【００４６】
この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭを用いることができる。また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけではなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００４７】
さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、次のプログラムコードの指示に基づき、その拡張機能を拡張ボードや拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが処理を行って実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、中間転写体上に複数のトナー像を形成可能な画像形成装置において、常に正確な画像間隔を保つことができ、記録媒体上に転写する際にも、記録媒体の所望の位置に正確に転写することができる。これにより、高速で色ずれの少ない画像形成装置を実現することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の中間転写体の構成を示す斜視図である。
【図２】第１実施形態に係る、中間転写体上に転写されるトナー像及び基準位置マークの位置関係を示す図である。
【図３】第一実施形態の動作タイミングを示すタイムチャートである。
【図４】第２実施形態に係る、中間転写体上に転写されるトナー像及び基準位置マークの位置関係を示す図である。
【図５】第２実施形態の動作タイミングを示すタイムチャートである。
【図６】本発明の第３実施形態に係る画像形成装置の中間転写体の構成を示す斜視図である。
【図７】第３実施形態に係る、中間転写体上に転写されるトナー像及び基準位置マークの位置関係を示す図である。
【図８】第３実施形態の動作タイミングを示すタイムチャートである。
【図９】従来の中間転写体を用いる画像形成装置の概略構成を示す図である。
【図１０】従来の中間転写体上に転写されるトナー像及び基準位置マークの位置関係を示す図である。
【符号の説明】
２  帯電部
３  書き込み部
４  現像部
１１  中間転写体
１６ａ  マーク読み取りセンサ
１８  駆動制御部
２１  マーク検出手段
４１ａ、４１ｂ  基準位置マーク
４１ｃ  理想的基準位置マーク
５１  制御装置
５５ａ  第１画像５５ａ
５５ｂ  第２画像５５ｂ
６０  中間転写体の周期長
６１  画像位置調整長
６３  画像使用長
７０  マーク位置補正長
７１  理想的画像使用長
８１  第１測定手段
８２  第２測定手段
【図１】
2004226805.tif 000003
【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】
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【図９】
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【図１０】
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