(57)【要約】【課題】無端ベルトを用いた搬送ベルト及び中間転写体を使用したカラー画像形成装置において、画像先端のレジストレーションあわせる。【解決手段】複数のカートリッジが併設されたカラー画像形成装置において、印字開始のｔｏｐ信号を発生させる前に、ＥＴＢ（ＩＴＢ）上に補正用のパターンを形成する。そのパターンを上流にあるセンサ（レジ検センサなど）で読み取り、ＥＴＢの速度を画像形成（ジョブ）毎に検知する。その速度とプロセス速度のズレを演算し各色の副走査ｔｏｐをだすタイミングに補正を加え、先端のレジをあわせる。あるいはズレがある場合はＥＴＢの速度制御が安定するのを待つ。あるいはＥＴＢの駆動速度に補正を加える。【選択図】　　　　図１
2004069909.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の現像装置を並置し、現像装置内の各像担持体上に各色のトナー像を形成し、そのトナー像を無端ベルト状の中間転写体に転写し、印字媒体へ再転写する、あるいは、無端ベルト状の搬送ベルトにより搬送された印字媒体上へ直接転写する画像形成装置において、無端ベルトに対向し、無端ベルト上に形成された印字パターンを検知する手段を備え、画像形成開始時に正規印字画像を形成する所定時間前に複数色同時にパターンを形成し、無端ベルトの搬送につれて順次検知手段によりパターンを形成したタイミングから検知手段で検知するまでの時間を計測することにより無端ベルトの搬送速度を検知し、正規印字画像形成時の画像書き出しタイミングに補正を加える事を特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
上記請求項１記載の画像形成装置において装置の設置後、最初に電源を入れた際に、複数色同時にパターンを形成し、無端ベルトの搬送につれて順次検知手段によりパターンを形成したタイミングから検知手段で検知するまでの時間を計測することにより無端ベルトの搬送速度を検知し、この値を格納手段へ格納し、画像形成開始毎に測定した値と格納手段に格納された値を比較手段により比較し、その差分に応じて画像書き出しタイミングに補正を加える事を特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
上記請求項１、２の構成において複数色同時形成する速度検知用のパターンは同一の画像形成開始信号により形成を開始することを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項４】
上記請求項１，２，３の構成において無端ベルトの搬送速度を計測するためのパターンは各ジョブの画像形成毎に形成することを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項５】
上記請求項１，２，３記載の画像形成装置において、画像書き出しタイミング補正の実行と不実行とを切り換える手段を有し、単色での画像形成時には画像書き出しタイミング補正を行わないことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
上記請求項１，２，３記載の画像形成装置において、ベルト速度検知のパターン検知手段は無端ベルト両端部に対向して設置されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
上記請求項６記載の画像形成装置において、ベルトの両端部に設置された検知手段により無端ベルト上に形成されたパターンを検知し、画像書き出しタイミング補正値を算出する際にそれぞれの検出値の平均を算出しその値に対して補正値を決定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
上記請求項１記載の画像形成装置において画像形成開始時に正規印字画像を形成する所定時間前に無端ベルト上に単色のパターンを一定時間間隔で形成し、無端ベルトの搬送につれて順次検知手段によりパターン間隔時間を計測することにより無端ベルトの搬送速度を検知し、正規印字画像形成時の画像書き出しタイミングに補正を加える事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】
本発明は各色成分毎の画像を中間転写体上に順次重ね合わせて形成するカラー画像形成装置および各色成分毎の画像を搬送ベルトにより搬送された印字媒体に直接転写し順次重ね合わせるカラー画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
カラーページプリンタの１つである光ビームプリンタの特徴は感光体上に光ビームを主走査方向に走査し各色成分毎の画像を現像した後、中間転写体たとえばモータにより回転駆動されるベルトの上に順次重ねて画像を形成する。このようなベルト上に各色画像を重ね合わせてカラー画像を得るカラー画像形成装置において色ずれや濃度むらのない画像を実現するために装置設置後や装置電源投入直後に一度、中間転写体上にレジストマークを形成し、このマークを読みとりこの検知信号をもとにずれ量を測定し各画像の書き出しタイミングに補正を加えていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら無端ベルトを用いた中間転写体あるいは搬送ベルトを備え、複数の現像カートリッジが並置されたカラー画像形成装置では無端ベルトの回転駆動によるベルトの偏りや経時的なベルトののびなどの劣化により一度のレジストマークによる各画像の書き出しタイミングの補正のみで色ずれや濃度むらのない画像を常に安定して出力することは困難であった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための第１の発明は複数の現像装置を並置し、現像装置内の各像担持体上に各色のトナー像を形成し、そのトナー像を無端ベルト状の中間転写体に転写し、印字媒体へ再転写する、あるいは、無端ベルト状の搬送ベルトにより搬送された印字媒体上へ直接転写する画像形成装置において、無端ベルトに対向し、無端ベルト上に形成された印字パターンを検知する手段を備え、画像形成開始時に正規印字画像を形成する所定時間前に複数色同時にパターンを形成し、無端ベルトの搬送につれて順次検知手段によりパターンを形成したタイミングから検知手段で検知するまでの時間を計測することにより無端ベルトの搬送速度を検知し、正規印字画像形成時の画像書き出しタイミングに補正を加える事を特徴とする画像形成装置。
【０００５】
第２の発明は上記第１の発明の画像形成装置において装置の設置後、最初に電源を入れた際に、複数色同時にパターンを形成し、無端ベルトの搬送につれて順次検知手段によりパターンを形成したタイミングから検知手段で検知するまでの時間を計測することにより無端ベルトの搬送速度を検知し、この値を格納手段へ格納し、画像形成開始毎に測定した値と格納手段に格納された値を比較手段により比較し、その差分に応じて画像書き出しタイミングに補正を加える事を特徴とする画像形成装置。
【０００６】
第３の発明は上記第１、２の発明の構成において複数色同時形成する速度検知用のパターンは同一の画像形成開始信号により形成を開始することを特徴とするカラー画像形成装置。
【０００７】
第４の発明は上記第１，２，３の発明の構成において無端ベルトの搬送速度を計測するためのパターンは各ジョブの画像形成毎に形成することを特徴とするカラー画像形成装置。
【０００８】
第５の発明は上記第１，２，３の発明の画像形成装置において、画像書き出しタイミング補正の実行と不実行とを切り換える手段を有し、単色での画像形成時には画像書き出しタイミング補正を行わないことを特徴とする画像形成装置。
【０００９】
第６の発明は上記第１，２，３の発明の画像形成装置において、ベルト速度検知のパターン検知手段は無端ベルト両端部に対向して設置されることを特徴とする画像形成装置。
【００１０】
第７の発明は上記第６の発明の画像形成装置において、ベルトの両端部に設置された検知手段により無端ベルト上に形成されたパターンを検知し、画像書き出しタイミング補正値を算出する際にそれぞれの検出値の平均を算出しその値に対して補正値を決定することを特徴とする画像形成装置。
【００１１】
第８の発明は上記第１の発明の画像形成装置において画像形成開始時に正規印字画像を形成する所定時間前に無端ベルト上に単色のパターンを一定時間間隔で形成し、無端ベルトの搬送につれて順次検知手段によりパターン間隔時間を計測することにより無端ベルトの搬送速度を検知し、正規印字画像形成時の画像書き出しタイミングに補正を加える事を特徴とする画像形成装置。
【００１２】
第１、２、３、４の発明により画像形成ごとに書き出しタイミングを補正することが可能となり無端ベルトの状態に影響されず常に安定した画像形成を行うことが可能である。
【００１３】
第５，６，７，８の発明によりずれ量の検知精度を向上させることが可能となりさらに画質の安定化を図る事が可能である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態の画像形成装置であるプリンタを図に基づいて説明する。
【００１５】
（第１の実施形態）
図１は第１の実施形態をよくあらわした図面であり、図１において１はスキャナユニットであり不図示の半導体レーザと２の回転多面鏡により構成される。３は現像剤格納および４の感光体上の余剰トナーをクリーニングすることにより発生する廃トナーを格納するためのカートリッジ。５は感光体表面の静電潜像をトナー像へと現像する現像スリーブ。６は２，３，４をまとめて現像装置（以下現像カートリッジ）とし、６、７，８，９，はそれぞれイエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＢＫの現像カートリッジであり、特にその順序は問わないものとする。１０は各色現像カートリッジにより現像された感光体５上のトナー像を印字媒体へと転写するための転写ローラ。１１は印字媒体を搬送するため無端ベルトにより構成された搬送ベルト。１２は給紙ユニット。１３は給紙ユニット内に搭載された印字媒体を表す。１４は印字媒体上のトナー像を印字媒体へ定着させるための定着器、１５は定着器内のローラを回転させるための定着ローラ。１６，１７は１１の搬送ベルト上に形成されたトナーマークを検知するためのセンサで読み取り用のセンサは複数であるほど精度が良く図は一例として２ヶ装備したものでそれぞれトナーマーク検知センサＡ，Ｂとする。
【００１６】
また、図２は図１の主に画像形成系の後半と搬送ベルト及びマーク検知センサである。図２において、１８は１１の搬送ベルト上に形成されたトナーマークでありベルトの駆動に伴い、１１の搬送ベルトに対向した位置に設置されたトナーマーク検知センサＣ１６，１７で順次検知される。１６，１７の検知センサは光学センサやトナーの磁性を検知できる磁気センサが用いられる。上記構成の画像形成装置について動作説明を行う。
【００１７】
工場出荷後初めて画像形成装置本体の電源がＯＮされるとＣＰＵは最初の電源オンであることを認識し濃度制御、レジ補正などの一連の処理を終えた後にＹ、Ｍ、Ｃ、ＢＫの各色同時に現像カートリッジにより画像形成を開始し搬送ベルト１１上へ各色同型のマークを形成する。ＹＥＬＬＯＷにより形成された検知用のマークをＹマーク、ＭＡＧＥＮＴＡにより形成された検知用のマークをＭマーク、以下同様にＣマーク・ＢＫマークとする。図３は検知タイミングを示した図である。
【００１８】
搬送ベルトの回転と同期して搬送ベルト１１上の各色のマークも１６のトナーマーク検知センサＡのところまで進行する。１６の検知センサにはまずＹマークが到来する。このＹマークを読み取り、測定を開始する。カウントは次のマークであるＭマークを検知するまで行う。この間のカウント数をＣ１ａとして一時格納する。また、カウントの手段はＣＰＵのクロックやモータ駆動のためのパルスあるいは搬送ベルトに設置されたエンコーダのパルスのカウントなどその手段は問わないものとする。
【００１９】
同様にしてＭマークとＣマーク間のカウント値Ｃ２ａ、ＣマークとＢＫマーク間のカウント値Ｃ３ａをカウントしそれぞれ格納する。各マークはそれぞれ同様にトナーマーク検知センサＢの１７でも検知されそれぞれのカウント値Ｃ１ｂ、Ｃ２ｂ、Ｃ３ｂとして一時格納される。
【００２０】
演算部ではそれぞれの値の平均を取り、例えばＣ１＝（Ｃ１ａ＋Ｃ１ｂ）／２として平均値Ｃ１を最終値としてメモリに格納する。これによりそれぞれの初期値を格納することができる。
【００２１】
読み取り部であるセンサは数が増えるほど設置間隔の測定値の精度が高くなるが本例はその一例として読み取り部に２つのセンサを用いた。センサの数をｎとするとＣ１＝（Ｃ１ａ＋・・・＋Ｃ１ｎ）／ｎとなる。
【００２２】
以下に実際の画像形成時の画像書き出しタイミング補正法について図４を用いて説明する。
【００２３】
画像データを受けると、正規の画像形成前に画像データにかかわらず、まずＹ、Ｍ、Ｃ、ＢＫの各色同時に現像カートリッジにより画像形成を開始し搬送ベルト１１上へ各色同型のマークを形成する。
【００２４】
各色のマークは搬送ベルトの搬送へ従いまず、１６の検知センサへＹマークが到来する。このＹマークを読み取り、測定を開始する。カウントは次のマークであるＭマークを検知するまで行う。この間のカウント数をＣ１ｐとして一時格納する。同様にしてＭマークとＣマーク間のカウント値Ｃ２ｐをカウントしそれぞれ初期に格納されているＣ１およびＣ２との差Ｃ１ｒ＝（Ｃ１−Ｃ１Ｐ）／Ｃ１、Ｃ２ｒ＝（Ｃ２−Ｃ２Ｐ）／Ｃ２を算出しＣｒ＝（Ｃ１ｒ＋Ｃ２ｒ）／２をもとめ、この値に応じて正規画像の各色書き出しタイミングに補正を加えた後、１２の給紙ユニットにより内部に搭載された１３の印字媒体を画像形成系へ搬送する。画像形成系の先頭部へ搬送された印字媒体１３は、１１の搬送ベルトに吸着され、９のＢＫ現像カートリッジの前縁へ搬送される。ここで９のＢＫ現像カートリッジ内の感光体４上に形成されたＢＫのトナー像を転写ローラ１０により印字媒体上へ転写する。その後、搬送順にＣの現像カートリッジによりＣのトナー像が印字媒体上へ転写され、Ｍのトナー像、Ｙのトナー像と順次印字媒体上で重ね合わせ、最終的にフルカラーのトナー像が印字媒体上で形成される。
【００２５】
本実施形態ではＣ１、Ｃ２の２つのサンプルの平均を取ったが、より精度を求めたい場合はＣ３まで検出し、その平均をとるということも可能であり、また正規画像形成を優先する場合はＣ１のみの値を採用することも可能である。
【００２６】
（第２の実施形態）
図５は第２の実施形態をよくあらわした図面であり、図は図１の主に画像形成系の後半と搬送ベルト及びマーク検知センサを表したものである。図において１１は印字媒体を搬送するため無端ベルトにより構成された搬送ベルト、１９は１１の搬送ベルト上に形成されたトナーマークを検知するためのトナーマーク検知センサＣで搬送ベルトに対向した位置でなおかつ搬送ベルトの端部に設置されている。また２０は１１の搬送ベルト及び１９のセンサに対向した位置に設置されている。１９、２０のトナーマーク検知センサＤは光学センサやトナーの磁性を検知できる磁気センサが用いられる。
【００２７】
画像形成系にて搬送ベルト１１上の両端部に形成されたトナーマークは搬送ベルトの駆動に伴い順次１９のトナーマーク検知センサＣ、２０のトナーマーク検知センサＤで検知される構成となっている。
【００２８】
工場出荷後初めて画像形成装置本体の電源がＯＮされるとＣＰＵは最初の電源オンであることを認識し濃度制御、レジ補正などの一連の処理を終えた後に、ある単色、たとえばＹの現像カートリッジにより画像形成を開始し搬送ベルト１１上へ同型のマークを一定の画像形成タイミング毎に形成する。形成された検知用のマークを順次Ｙ１マーク、Ｙ２マーク、・・・Ｙｎマークとする。図６は検知タイミングを示した図である。
【００２９】
搬送ベルトの回転と同期して搬送ベルト１１上のマークも１９、２０の検知センサのところまで進行する。１９のトナーマーク検知センサＣにはまずＹ１マークが到来する。このＹ１マークを読み取り、測定を開始する。カウントは次のマークであるＹ２マークを検知するまで行う。この間のカウント値をＣｙ１ｒとして一時格納する。また、カウントの手段はＣＰＵのクロックやモータ駆動のためのパルスあるいは搬送ベルトに設置されたエンコーダのパルスのカウントなどその手段は問わないものとする。同様に同じタイミングで２０のトナーマーク検知センサＤにてＹ１マークとＹ２マークの間隔をカウントしたカウント値をＣｙ１ｌとして一時格納する。
【００３０】
同様にしてＹ２マークとＹ３マーク間のカウント値Ｃｙ２ｒ、Ｃｙ２ｌ、Ｙ３マークとＹ４マーク間のカウント値Ｃｙ３ｒ、Ｃｙ３ｌをカウントしそれぞれ格納する。不図示の演算部ではそれぞれの値の平均を取り、例えばＣｙ１＝（Ｃｙ１ｒ＋Ｃｙ１２ｌ）／２として平均値Ｃｙ１を算出、同様にＣｙ２、Ｃｙ３・・・Ｃｙｎを算出する。この値をさらにＣＹ＝（Ｃｙ１＋Ｃｙ２＋Ｃｙ３＋・・・Ｃｙｎ）／ｎとし、この値を最終値としてメモリに格納する。これにより初期値を格納することができる。
【００３１】
読み取り部であるセンサは数が増えるほど設置間隔の測定値の精度が高くなるが本例はその一例として読み取り部に２つのセンサを用いた。
【００３２】
以下に実際の画像形成時の画像書き出しタイミング補正法について図７を用いて説明する。
【００３３】
画像データを受けると、正規の画像形成前に画像データにかかわらず、複数色のうちのある単色たとえばＹの現像カートリッジにより画像形成を開始し搬送ベルト１１上へ同型のマークを一定の画像形成タイミング毎に形成する。
【００３４】
搬送ベルト１１上の各マークは搬送ベルト１１の搬送へ従い、１９の検知センサへＹｐ１マークが到来する。このＹｐ１マークを読み取り、測定を開始する。カウントは次のマークであるＹｐ２マークを検知するまで行う。この間のカウント数をＣ１ｐとして一時格納する。同様にしてＹｐ２マークとＹｐ３マーク間のカウント値Ｃ２ｐをカウント、同様にＣ３ｐ，Ｃ４ｐ・・・Ｃｎｐとカウントしその平均を算出Ｃｐ＝（Ｃ１ｐ＋Ｃ２ｐ＋Ｃ３ｐ＋Ｃ４ｐ＋・・＋Ｃｎｐ）／ｎ、このＣｐと初期値のＣｙとを比較し補正値を算出する。この値に応じて正規画像の各色書き出しタイミングに補正を加えた後、１２の給紙ユニットにより内部に搭載された１３の印字媒体を画像形成系へ搬送する。画像形成系の先頭部へ搬送された印字媒体１３は、１１の搬送ベルトに吸着され、９のＢＫ現像カートリッジの前縁へ搬送される。ここで９のＢＫ現像カートリッジ内の感光体４上に形成されたＢＫのトナー像を転写ローラ１０により印字媒体上へ転写する。その後、搬送順にＣの現像カートリッジによりＣのトナー像が印字媒体上へ転写され、Ｍのトナー像、Ｙのトナー像と順次印字媒体上で重ね合わせ、最終的にフルカラーのトナー像が印字媒体上で形成される。
【００３５】
補正用のマークはより精度良く各色の画像形成の書き出しを補正したい場合はｎを増やし、正規の画像形成前に補正時間を長く取り、画像形成の速度を優先したい場合はｎを減らすことで対応することが可能である。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明により、無端ベルトを用いた中間転写体あるいは搬送ベルトを備え、複数の現像カートリッジが並置されたカラー画像形成装置では無端ベルトの回転駆動によるベルトの偏りや経時的なベルトののびなどの劣化によらず、色ずれや濃度むらのない画像を常に安定して出力することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】カラー画像形成装置。
【図２】搬送ベルトとトナーマーク検知機構。
【図３】初期搬送ベルト速度検知タイミング図。
【図４】画像形成時画像書き出しタイミング図。
【図５】搬送ベルトとベルト両端部に設置したトナーマーク検知機構。
【図６】単色マークによる初期搬送ベルト速度検知タイミング図。
【図７】単色マークによるプリント時の画像書き出しタイミング図。
【符号の説明】
１　スキャナユニット
２　回転多面鏡
３　カートリッジ
４　感光体
５　現像スリーブ
６　Ｙ現像カートリッジ
７　Ｍ現像カートリッジ
８　Ｃ現像カートリッジ
９　ＢＫ現像カートリッジ
１０　転写ローラ
１１　搬送ベルト
１２　給紙ユニット
１３　印字媒体
１４　定着器
１５　定着ローラ
１６　トナーマーク検知センサＡ
１７　トナーマーク検知センサＢ
１８　トナーマーク
１９　トナーマーク検知センサＣ
２０　トナーマーク検知センサＤ
【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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