(57)【要約】【課題】  転写紙先端からの画像書出し位置の補正と最適な色ずれ補正を行う。【解決手段】  転写紙の先端が複数の転写ローラにそれぞれ進入する時に生じる電圧あるいは電流の変動を、少なくとも２つの１次転写電流の検出手段により順次検出し、その検出時間差によって記録媒体の搬送速度を検出する。【選択図】        図１
2005221622.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の像担持体にそれぞれ異なる色のトナー像を形成する画像形成手段と、
前記複数の像担持体へ搬送されるとともに、前記複数の担持体上に形成されたトナー像を写し取る記録媒体と、
前記記録媒体を前記複数の像担持体へ搬送する搬送手段と、
搬送手段により搬送された記録媒体に、前記異なる色のトナー像をそれぞれ転写する複数の転写手段と、
前記転写手段に印加される高圧電圧あるいは前記転写手段に流れる電流を検出する第一の検出手段とを有する画像形成装置において、
前記転写紙の先端が複数の転写手段にそれぞれ進入する時に生じる電圧あるいは電流の変動を、少なくとも２つの前記第一の検出手段により順次検出し、その検出時間差によって前記記録媒体の搬送速度を検出することを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項２】
請求項１記載のカラー画像形成装置は、搬送手段へ記録媒体を静電的に吸着させる吸着手段と、前記吸着手段に印加される高圧電圧あるいは前記吸着手段に流れる電流を検出する第二の検出手段とを有し、
前記転写紙の先端が吸着手段および転写手段に進入する時に生じる電圧あるいは電流の変動を第二の検出手段と第一の検出手段により順次検出し、その検出時間差によって前記記録媒体の搬送速度を検出することを特徴とする請求項１記載のカラー画像形成装置。
【請求項３】
請求項１または２記載のカラー画像形成装置は、搬送手段上に各色ごとに形成される位置ずれ測定用トナーパターン（以下色ずれ検出パターンと記載）と、
色ずれ検出パターンの位置を検出する位置検出手段と、
所定の開始条件が満たされると、前記色ずれ検出パターンを形成し、位置検出手段により検出した色ずれ検出パターンの位置情報に基づいて、各色の画像形成位置を補正する色ずれ補正手段とを有し、
前記第一の検出手段または第二の検出手段により、前記記録媒体の搬送速度が所定の速度範囲外となったことを検出した時に、前記所定の開始条件を満たすことを特徴とする請求項１または２記載のカラー画像形成装置。
【請求項４】
像担持体にトナー像を形成する画像形成手段と、
前記像担持体へ搬送されるとともに、前記担持体上に形成されたトナー像を写し取る記録媒体と、
前記記録媒体を前記像担持体へ搬送する搬送手段と、
搬送手段により搬送された前記転写紙の先端を検出することで前記画像形成手段の画像形成開始タイミングを決めるための先端検出信号を出力する第三の検出手段と、
搬送手段により搬送された記録媒体に、前記トナー像を転写する転写手段と、
前記転写手段に印加される高圧電圧あるいは前記転写手段に流れる電流を検出する第四の検出手段とを有する画像形成装置において、
前記先端検出信号の出力タイミングから、前記転写紙の先端が転写手段に進入する時に生じる電圧あるいは電流の変動を前記第四の検出手段により検出するまでの時間差によって、前記記録媒体の搬送速度を検出することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項４記載の画像形成装置は、搬送手段へ記録媒体を静電的に吸着させる吸着手段と、前記吸着手段に印加される高圧電圧あるいは前記吸着手段に流れる電流を検出する第五の検出手段とを有し、
前記先端検出信号の出力タイミングから、前記転写紙の先端が吸着手段に進入する時に生じる電圧あるいは電流の変動を前記第五の検出手段により検出するまでの時間差によって、前記記録媒体の搬送速度を検出することを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
【請求項６】
請求項４または５記載の記録媒体の検出速度が、所定の速度範囲外となったことを検出した時に、その検出速度に応じて前記画像形成開始タイミングを補正することを特徴とする請求項４または５記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
カラー画像形成装置における色ずれ補正手段と書出し位置補正手段とに関する。
【背景技術】
【０００２】
図８，９をもとに、本発明が対象とする画像形成装置の一例である、タンデムタイプの画像形成装置について説明する。図８は画像形成装置の全体説明図，図９は色ずれ検出センサ取り付け位置説明図である。
【０００３】
これらの図をもとにレーザビームプリンタの画像形成動作ついて説明する。
タンデムタイプの画像形成装置は、黒画像（Ｂｋ），イエロー画像（Ｙ），マゼンタ画像（Ｍ），シアン（Ｃ）画像の各色ごとに画像形成部を設けている。
【０００４】
それぞれの画像形成部には、感光体ドラム１８、感光ドラムを一様に帯電する一次帯電器１６、感光体ドラム上に潜像を形成するスキャナユニット１１、潜像を現像して可視像とする現像器１４、可視像を転写紙に転写する転写器１９、感光体の残留トナーを除去するクリーニング装置１５等がある。
【０００５】
パーソナルコンピュータ等の外部機器（図示しない）からの画像形成指示があると、画像形成装置内のコントローラ（図示しない）において画像情報が露光手段であるレーザビームをオンオフする画像信号（ＶＤＯ信号）に変換される。
【０００６】
そして、画像信号（ＶＤＯ信号）は、スキャナユニット１１内のレーザユニットに入力される。レーザユニットは、画像信号（ＶＤＯ信号）によりオンオフ変調されたレーザビームを照射するものである。また、レーザユニット内にはスキャナモータがあり、回転多面鏡（ポリゴンミラー）を定常回転させる。レーザユニットから照射されたレーザビームはポリゴンミラーによって偏光されるとともに結像レンズを介して被走査面である感光ドラム１８上に照射される。
【０００７】
したがって、画像信号により変調されたレーザビームは、感光ドラム１８上を水平走査（主走査方向への走査）され、感光ドラム１８上に潜像を形成する。
【０００８】
２９は転写材である転写紙であり、カセット２２から給紙される。レジセンサ２４により給紙された転写紙の先端が検知されると、給紙動作を一旦停止するとともに、定着器２３のヒータ（図示しない）温度を所定の温度になるよう制御する。
【０００９】
そして画像形成部による画像形成プロセスとタイミングをとって転写紙の搬送を再開し、レジストローラ２１に送り込む。トップセンサ２５が転写紙先端を検出するとＴＯＰ信号を出力し、ＴＯＰ信号出力から所定の時間に応じて１色目（図の例ではシアン色）の像を、像担持体である感光ドラム１８上に形成する。２９は吸着ローラであり、このローラの軸に吸着バイアスを印可し、転写紙を搬送ベルト２０上に静電的に吸着させる。
【００１０】
各色画像形成部を貫通するように配置された搬送ベルト２０上に吸着された転写紙は、搬送ベルト２０により搬送されるとともに、転写器１９により１色目の画像が転写紙上に転写される。
【００１１】
同様に、２色目（図の例ではマゼンタ）の像は、トップセンサ２５の検出結果と、２色目像形成プロセスとのタイミングを取って、転写ベルト２０上を搬送される転写紙上の、１色目の像の上に重畳転写される。以降同様に、３色目（図の例ではイエロー）の像，４色目（図の例では黒色）の像は、各像形成プロセスとのタイミングを取って、転写紙上に順次重畳転写される。
【００１２】
４色のトナー像を転写された転写紙は、ハロゲンヒータを内蔵した定着器２３により加熱・加圧されることで、トナー像が溶融定着され機外に排紙される。
【００１３】
一方、トナー像転写後に感光ドラム１８ａ〜１８ｄ表面上に残ったトナーは、クリーニング装置１５ａ〜１５ｄによって除去され、また、搬送ベルト２０上に付着したトナーは、搬送ベルトクリーニング装置４１により除去される。
【００１４】
以上のような構成を有するカラー画像形成装置において、複数色のトナー画像を一致させた状態でカラー画像として形成する方法として、転写ベルト上に色ずれ検出用のマークを形成し、センサが読み取ったマークの検知結果に基づいて色ずれを補正する方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【００１５】
次に、図１０〜１５用いて本発明が対象とする色ずれ補正方法について説明する。
【００１６】
図１０は各種色ずれ説明図、図１１は色ずれ検出用パターン説明図、図１２は色ずれ検出手段説明図、図１３は色ずれ検出パターン読み取り処理部の回路構成説明図、図１４は色ずれ検出手段の受光部の構成説明図、図１５は色ずれ検出手段の出力波形説明図である。
【００１７】
本従来例のような、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、色ずれを生じることが挙げられる。また、感光体ドラムや搬送ベルトの経時変化，疲労や、装置内の湿度，温度等が色ずれの一因となることもある。
【００１８】
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。
【００１９】
色ずれの例を図１０に示す。２０７は本来の画像位置を、２０８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）は主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）は主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）は主走査線幅のバラツキによる色ずれを示し、光学部（レーザ）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（走査幅が長すぎる場合は、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）は主走査方向の書出し位置誤差を示す。例えば、本実施例のように光学部がレーザスキャナの場合、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）は用紙搬送方向の書出し位置誤差を示す。例えば、用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。
【００２０】
これら色ずれを修正する為の手段の一つとして、従来の画像形成装置では、印字枚数の累計をカウントして、色ずれ要因たる各部の経時変化度合いを表す色ずれ補正判断値を求めている。この色ずれ補正判断値が所定の値以上となっている時に、次のような色ずれ検出を行い、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。
【００２１】
色ずれの検出は、搬送ベルト２０上に、各色毎に色ずれ検出用のパターンを形成し、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２０６で検出する。
【００２２】
図１１に色ずれ検出パターン例を示す。２０９と２１０は用紙搬送方向（副走査方向）の色ずれ量を検出する為のパターン、２１１と２１２は用紙搬送方向と直交する主走査方向の色ずれ量を検出する為のパターンでこの例では４５度の傾きで、ａ〜ｄは各々ブラック（以下Ｂｋ）、イエロー（以下Ｙ）、マゼンタ（以下Ｍ）、シアン（以下Ｃ）を示す。ｔｓｆ１〜４、ｔｍｆ１〜４、ｔｓｒ１〜４、ｔｍｒ１〜４、は各パターンの検出タイミングを、矢印は搬送ベルト２０の移動方向を示す。搬送ベルト２０の移動速度をｖｍｍ／ｓ、Ｂｋを基準色とし、用紙搬送方向用パターンの各色とＢｋパターン間の理論距離をｄｓＹｍｍ、ｄｓＭｍｍ、ｄｓＣｍｍ、各色の用紙搬送方向用パターンと主走査方向用パタ―ン間の実測距離を、左右各々、ｄｍｆＢｋｍｍ、ｄｍｆＹｍｍ、ｄｍｆＭｍｍ、ｄｍｆＣｍｍ、ｄｍｒＢｋｍｍ、ｄｍｒＹｍｍ、ｄｍｒＭｍｍ、ｄｍｒＣｍｍとする。Ｂｋを基準色とし、搬送方向に関して、各色の位置ずれ量δｅｓは、
δｅｓＹ＝ｖ＊｛（ｔｓｆ２−ｔｓｆ１）＋（ｔｓｒ２−ｔｓｒ１）｝／２−ｄｓＹ                                                                      （式１）
δｅｓＭ＝ｖ＊｛（ｔｓｆ３−ｔｓｆ１）＋（ｔｓｒ３−ｔｓｒ１）｝／２−ｄｓＭ                                                                      （式２）
δｅｓＣ＝ｖ＊｛（ｔｓｆ４−ｔｓｆ１）＋（ｔｓｒ４−ｔｓｒ１）｝／２−ｄｓＣ                                                                      （式３）
となる。主走査方向に関して、左右各々の各色の位置ずれ量δｅｍｆ、δｅｍｒは、
ｄｍｆＢｋ＝ｖ＊（ｔｍｆ１−ｔｓｆ１）    （式４）
ｄｍｆＹ  ＝ｖ＊（ｔｍｆ２−ｔｓｆ２）    （式５）
ｄｍｆＭ  ＝ｖ＊（ｔｍｆ３−ｔｓｆ３）    （式６）
ｄｍｆＣ  ＝ｖ＊（ｔｍｆ４−ｔｓｆ４）    （式７）
と
ｄｍｒＢｋ＝ｖ＊（ｔｍｒ１−ｔｓｒ１）    （式８）
ｄｍｒＹ  ＝ｖ＊（ｔｍｒ２−ｔｓｒ２）    （式９）
ｄｍｒＭ  ＝ｖ＊（ｔｍｒ３−ｔｓｒ３）    （式１０）
ｄｍｒＣ  ＝ｖ＊（ｔｍｒ４−ｔｓｒ４）    （式１１）
から、
ｅｍｆＹ＝ｄｍｆＹ−ｄｍｆＢｋ            （式１１）
δｅｍｆＭ＝ｄｍｆＭ−ｄｍｆＢｋ          （式１２）
δｅｍｆＣ＝ｄｍｆＣ−ｄｍｆＢｋ          （式１３）
と
δｅｍｒＹ＝ｄｍｒＹ−ｄｍｒＢｋ          （式１４）
δｅｍｒＭ＝ｄｍｒＭ−ｄｍｒＢｋ          （式１５）
δｅｍｒＣ＝ｄｍｒＣ−ｄｍｒＢｋ          （式１６）
となり、計算結果の正負からずれ方向が判断出来、δｅｍｆから書出し位置を、δｅｍｒ−δｅｍｆから主走査幅を補正する。なお、主走査幅に誤差がある場合は、書出し位置はδｅｍｆのみでなく、主走査幅補正に伴い変化した画像周波数の変化量を加味して算出する。
【００２３】
図１２は、色ずれ検出手段２０６を説明する図である。２５１は発光素子で、例えばＬＥＤである。２５２は受光素子で、例えばフォトセンサである。２０は搬送ベルトで、２０９、２１０、２１１、２１２は色ずれ検出用のパターンである。２５３は発光素子２５１からの発光光で、２５４は搬送ベルト２０又は、色ずれ検出パターン２０９、２１０、２１１、２１２からの反射光の内、受光素子２５２にて受光される受光光である。発光部と受光部は搬送ベルト２０を反射面として、正反射光学系で構成されていて、搬送ベルト２０と色ずれ検出パターンの正反射光反射率の差、即ち、反射率の差によって、色ずれ検出パターンの位置を検出する。
【００２４】
図１３はパターン読取り処理部を説明する図である。ＬＥＤ発光部とフォトセンサ受光部等からなるパターン検出部と、検出データを演算処理し、色ずれ量及び補正値を算出する演算部と、演算結果に従って画像形成を行う画像出力部、及び、各部のタイミング調整や各種設定を行う、タイマとＣＰＵからなる。
【００２５】
図１４は、図１２の検出手段の受光部の回路構成を示す。受光素子２５２からの検出電流はＩ／Ｖ変換回路によって電圧に変換され、上側ピークホールド回路と下側ピークホールド回路により最大値、最小値がそれぞれ検出されて、抵抗１・抵抗２で分圧される。Ｉ／Ｖ変換回路の出力波形と抵抗１・抵抗２で分圧された電圧値を比較部で大小関係を判断して、パルス信号を生成する。さらにＣＰＵからのリセット信号に基き動作する上側のピークホールド回路と下側のピークホールド回路回路に保持された情報をリセットする機能を有する。
【００２６】
ここで、上側ピークホールド回路と下側ピークホールド回路が最大値・最小値をそれぞれ取得するためには、予め、ラインをひとつ読み込んでおく必要がある。ここで取得した最大値・最小値から、パルス変換基準電圧を作成する。つまり図１１で示した色ずれ検出パターン２０９の直前に、最大値・最小値取得用の色ずれ検出パターン２１３、２１４を作成する必要がある。
【００２７】
図１５は、図１２の検出手段で色ずれ検出パターンを検出した場合の、検出波形を示す。横軸は時間ｔである。（ａ）は受光素子２５２が検出する色ずれパターン２０９、２１０、２１１，２１２を現している。（ｃ）は最大値、最小値検出回路の出力から生成される比較回路の基準となる閾値、（ｄ）は検出回路の出力（位置情報パルス）である。
【００２８】
搬送ベルト２０は反射率が高く、発光光２５３の大部分が正反射光２５４となり、受光素子２５２にて受光される。トナー像である色ずれ検出パターンは反射率が低く、発光光２５３の大部分が散乱され、受光素子２５２にて受光される正反射光２５４は僅かである。出力波形（ｂ）は、搬送ベルト２０を検出している時高く、色ずれ検出パターンを検出している時低くなる。閾値（ｃ）の値は抵抗１・抵抗２の分圧比によって決定される。この関係は以下の式で表現される。
Ａ：Ｂ＝抵抗１：抵抗２
【００２９】
搬送ベルト２０に図１１の色ずれ検出パターンブラックａ、イエローｂ、マゼンタｃ、シアンｄを形成し、図１１の色ずれ検出センサ２０６にて検出する。受光素子２５２からは、図１５（ｂ）に相当する４つの波形が出力される。第１番目がブラックの色ずれ検出パターンで、第２番目がイエロー、第３番目がマゼンタ、第４番目がシアンの色ずれ検出パターンに相当する。このとき、４色のパターンを検知する波形は同様の形状を示す。第１〜４番目の谷は、閾値（ｃ）より低くなり、図１５の（ｄ）に相当するパルスが比較部から出力される。図１４の演算部で、図１５（ｄ）の第１〜４番目の各々のパルスの中心位置を求め、さらに、各中心位置の時間差を求める。求めた時間差と予め設定してある時間差の値の差から、色ずれ量を算出する。
【００３０】
従来の画像形成装置では、印刷枚数の累計をカウントして、色ずれ要因たる各部の経時変化や疲労度合いを表す色ずれ補正判断値を求めている。この色ずれ補正判断値が所定の値以上となった時に、色ずれ検出を行い、検出したずれ量に応じて各種調整を実施し、（色ずれ補正処理実施の基準となる）色ずれ補正判断値をクリアする。この色ずれ補正判断値は画像形成装置内設けられた、ＥＥＰＲＯＭ等の記憶手段に記憶されており、色ずれ補正判断値の読み書きは画像形成制御手段が行っている。
【特許文献１】特開昭６３−２７１２７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３１】
しかしながら、次のような問題点もあった。
【００３２】
前記トップセンサ２５は、吸着ローラとレジストローラとの間に配置され、揺動可能に支持されたセンサフラグとその動きをモニタするフォトインタラプタから成っている。このような構成のトップセンサの場合、センサフラグの取付位置やセンサフラグの動きのバラツキ等によって、画像形成装置ごとに紙先端検出タイミングに装置差が生じやすい。また、搬送する転写紙の厚みや、紙のコシ等によって紙先端のたわみ状態が変わることがある。すなわち、画像形成タイミングは、トップセンサの紙先端検出信号に基づいているため、信号の出力時間のバラツキは転写紙先端からの画像書出し位置のバラツキとなってしまう。
【００３３】
そこで、センサフラグの動きに起因するメカ的な時間誤差や紙の種類による時間誤差を改善するため、（センサフラグを使用しない）発光素子と受光素子とが対となった構成の光学式センサを使用することが考えられる。しかしながら、このような光学式センサではＯＨＰシートのような透明な転写紙を検出することは困難である。
【００３４】
また、前記色ずれ補正において、補正するにあたっての前提条件のうち１つは、搬送ベルト２０の速度が一定であることである。このベルトの搬送スピードは、搬送ベルトを駆動する駆動ローラ３０と、駆動ローラに従動する支持ローラ３１の回転スピードに依存している。すなわち、駆動ローラの回転スピードを一定に保つことによって、ベルトの搬送スピードを一定としている。ところが、駆動ローラの径が画像形成装置の使用環境や寿命等によって変化する場合には、径が細くなると搬送スピードは遅く、径が太くなると搬送スピードは速くなる。したがって、色ずれ補正後に駆動ローラ３０の直径が変化した場合には、前記図１０（ｄ）の用紙搬送方向の書出し位置誤差が増えるため、画像形成時に色ずれ画像となって現れてしまう。
【００３５】
従来は色ずれ補正判断値が所定のしきい値以上となっている時のみに、色ずれ補正処理を実施していたため、駆動ローラ３０径の変化に伴う色ずれが発生していたとしても、色ずれ補正判断値が所定のしきい値に達していなければ色ずれ補正を実施することができなかった。また、転写紙そのもののスピードを検出するために、４つの各画像形成部の間に、前記トップセンサのように、揺動可能に支持されたセンサフラグとその動きをモニタするフォトインタラプタとからなるセンサを設けても、センサを追加することでコストアップとなってしまうという問題もあった。
【００３６】
以上のように、転写紙先端からの画像書出し位置のバラツキと最適な色ずれ補正タイミングについて改善の余地があった。
【００３７】
本発明は、以上の点に着目して成されたもので、転写紙先端からの画像書出し位置の補正と最適な色ずれ補正を行うカラー画像形成装置および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】
【００３８】
画像形成装置において、既存の回路を使用することで転写紙の搬送スピードを安価に検出し、転写紙先端からの画像書出し位置の補正と最適な色ずれ補正を行うことができるカラー画像形成装置を提供する。
【００３９】
すなわち、本発明の技術内容は以下の構成を備えることにより前記課題を解決できた。
【００４０】
（１）複数の像担持体にそれぞれ異なる色のトナー像を形成する画像形成手段と、前記複数の像担持体へ搬送されるとともに、前記複数の担持体上に形成されたトナー像を写し取る記録媒体と、前記記録媒体を前記複数の像担持体へ搬送する搬送手段と、搬送手段により搬送された記録媒体に、前記異なる色のトナー像をそれぞれ転写する複数の転写手段と、前記転写手段に印加される高圧電圧あるいは前記転写手段に流れる電流を検出する第一の検出手段とを有する画像形成装置において、前記転写紙の先端が複数の転写手段にそれぞれ進入する時に生じる電圧あるいは電流の変動を、少なくとも２つの前記第一の検出手段により順次検出し、その検出時間差によって前記記録媒体の搬送速度を検出することを特徴とするカラー画像形成装置。
【００４１】
（２）前記（１）記載のカラー画像形成装置は、搬送手段へ記録媒体を静電的に吸着させる吸着手段と、前記吸着手段に印加される高圧電圧あるいは前記吸着手段に流れる電流を検出する第二の検出手段とを有し、前記転写紙の先端が吸着手段および転写手段に進入する時に生じる電圧あるいは電流の変動を第二の検出手段と第一の検出手段により順次検出し、その検出時間差によって前記記録媒体の搬送速度を検出することを特徴とする前記（１）記載のカラー画像形成装置。
【００４２】
（３）前記（１）または（２）記載のカラー画像形成装置は、搬送手段上に各色ごとに形成される位置ずれ測定用トナーパターン（以下色ずれ検出パターンと記載）と、色ずれ検出パターンの位置を検出する位置検出手段と、所定の開始条件が満たされると、前記色ずれ検出パターンを形成し、位置検出手段により検出した色ずれ検出パターンの位置情報に基づいて、各色の画像形成位置を補正する色ずれ補正手段とを有し、前記第一の検出手段または第二の検出手段により、前記記録媒体の搬送速度が所定の速度範囲外となったことを検出した時に、前記所定の開始条件を満たすことを特徴とする前記（１）または（２）記載のカラー画像形成装置。
【００４３】
（４）像担持体にトナー像を形成する画像形成手段と、前記像担持体へ搬送されるとともに、前記担持体上に形成されたトナー像を写し取る記録媒体と、前記記録媒体を前記像担持体へ搬送する搬送手段と、搬送手段により搬送された前記転写紙の先端を検出することで前記画像形成手段の画像形成開始タイミングを決めるための先端検出信号を出力する第三の検出手段と、搬送手段により搬送された記録媒体に、前記トナー像を転写する転写手段と、前記転写手段に印加される高圧電圧あるいは前記転写手段に流れる電流を検出する第四の検出手段とを有する画像形成装置において、前記先端検出信号の出力タイミングから、前記転写紙の先端が転写手段に進入する時に生じる電圧あるいは電流の変動を前記第四の検出手段により検出するまでの時間差によって、前記記録媒体の搬送速度を検出することを特徴とする画像形成装置。
【００４４】
（５）前記（４）記載の画像形成装置は、搬送手段へ記録媒体を静電的に吸着させる吸着手段と、前記吸着手段に印加される高圧電圧あるいは前記吸着手段に流れる電流を検出する第五の検出手段とを有し、前記先端検出信号の出力タイミングから、前記転写紙の先端が吸着手段に進入する時に生じる電圧あるいは電流の変動を前記第五の検出手段により検出するまでの時間差によって、前記記録媒体の搬送速度を検出することを特徴とする前記（４）記載の画像形成装置。
【００４５】
（６）前記（４）または（５）記載の記録媒体の検出速度が、所定の速度範囲外となったことを検出した時に、その検出速度に応じて前記画像形成開始タイミングを補正することを特徴とする前記（４）または（５）記載の画像形成装置。
【発明の効果】
【００４６】
吸着ローラまたは複数転写ローラのうち少なくとも２つのローラへ、転写紙の先端がそれぞれ突入するタイミングを、定電圧バイアス制御の場合には転写紙の先端が突入する際の電流変動を、定電流バイアス制御の場合には電圧変動の時間差を既存の回路で検出することによって、転写紙の搬送スピードを検出し、その検出結果に応じて色ずれ補正処理を実行することで、各色の書出し位置誤差を補正した色ずれ精度の良い画像を安価に提供することができる。
【００４７】
また、トップセンサの検出信号と吸着ローラまたは複数転写ローラへ、転写紙の先端がそれぞれ突入する際の電流変動あるいは電圧変動の時間差を既存の回路で検出することによって、センサフラグの動きに起因するメカ的な時間誤差や紙の種類による時間誤差を改善することで、転写紙先端からの画像書出し位置のバラツキを安価に補正することができる。
【００４８】
さらに、光学式センサでは検出困難な、ＯＨＰシートのような透明な転写紙の紙の搬送速度を検出することも可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４９】
以下本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。
【実施例１】
【００５０】
図１〜３をもとに本発明第一の実施例について説明する。図１は本発明が対象とする画像形成装置の一例であるタンデムタイプのレーザプリンタに使用する吸着バイアスおよび転写バイアス回路の配線略図、図２は図１において１つの画像形成部について着目した配線略図、図３は転写電流検出回路の説明図を示す。
【００５１】
本実施例の特徴は、複数の画像形成部における転写電流の変動時間差を検出して、紙の搬送速度を検出し、その搬送速度情報を元に色ずれ補正を実施することである。
【００５２】
レーザプリンタの画像形成動作については、従来例で説明したとおりであるため省略する。
【００５３】
転写ローラ１９ｄは、感光ドラム１８ｄ上に形成されたトナー像を搬送ベルト２０上の転写紙４０に静電的に転写するものであり、例えば、金属の芯金を体積抵抗率１０＾５〜１０＾８Ω・ｃｍ程度に調整したＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体）、ウレタンゴム、ＮＢＲ（ニトリルブタジエンゴム）等の弾性体で覆った構成にしたものを用いることができる。転写ローラ１９ｄは、搬送ベルト２０の内側に設置されて、搬送ベルト２０を感光ドラム１８ｄに押圧し、これにより、感光ドラム１８ｄと搬送ベルト２０との間には転写ポイント（転写ニップ）Ｎが形成されている。
【００５４】
搬送ベルト２０は２つのローラ３０，３１に掛け渡されており、駆動ローラ３０によって回転駆動されることによって、その表面に担持している転写紙４０を搬送するものである。搬送ベルト２０としては、厚さ５０〜３００μｍ、体積抵抗率１０＾９〜１０＾１６Ω・ｃｍ程度のＰＶｄＦ（ポリフッ化ビニリデン）、ポリアミド、ポリイミド、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ポリカーボネート等の樹脂材料や厚さ０．５〜２ｍｍ、体積抵抗率１０＾９〜１０＾１６Ω・ｃｍ程度のクロロプレーンゴム、ＥＰＤＭ、ＮＢＲ、ウレタンゴム等のゴム材料が用いられている。また、必要に応じて、これらの材料にカーボン、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、ＴｉＯ２等の導電性充填材を分散させて、体積抵抗率を１０＾７〜１０＾１１Ω・ｃｍ程度に調整することもある。
【００５５】
６８は吸着バイアス印加電源であり、搬送ベルト２０に接触して設けられた吸着ローラ２９へ吸着バイアス印加電源６８が接続されており、吸着ローラ２９は、吸着バイアス印加電源６８からの定電圧高圧電圧によって、主に、転写紙４０を搬送ベルト２０上に静電的に吸着させるために設けられている。また、後述の転写バイアス印加電源６３ｄと同様に、制御回路６１からの、ＰＷＭクロック信号Ｓ６５のオン幅に応じた高圧電圧を可変出力可能となっている。
【００５６】
転写ローラ１９ｄには、本実施例の場合では、転写定電圧電源（定電圧電源）である転写バイアス印加電源６３ｄが接続されており、転写バイアス印加電源６３ｄには転写電流検出回路６４ｄが接続されている。転写バイアス印加電源６３ｄは、制御回路６１からの、ＰＷＭクロック信号Ｓ６１のオン幅に応じた高圧電圧を可変出力可能となっており、プリンタの使用される環境状態や紙種、印刷タイミング等によって、制御回路６１は定電圧バイアスを所定値にコントロールする。転写バイアス印加電源６３ｄからの定電圧バイアスが印加されると、それに伴う転写電流Ｉ６１ａの大半は、転写負荷６２ａである転写ローラ１９ａから搬送ベルト２０，転写紙，感光体ドラム１８ａへ流れ、グランドに流れる。グランドに流れた転写電流Ｉ６１ａは、電流検出回路６９を介して転写バイアス印加電源６３ａに戻る電流ループを辿る。
【００５７】
図３を用いて、ＯＰ−ＡＭＰ９４を利用した転写電流検出回路６４の動作について以下に説明する。
【００５８】
転写電流Ｉ６１ａは、電流検出回路のＯＰ−ＡＭＰ９４のグランドから出力端子，保護抵抗９６，抵抗９２と図中の矢印に示すように流れる。ＯＰ−ＡＭＰ９４の＋端子は、インピーダンス整合用抵抗９５によりグランドに接続されている。ＯＰ−ＡＭＰ９４の＋端子と−端子は、一般にイマジナリーショートであるから、−端子もグランド電位と考えることができる。転写電流Ｉ６１ａが流れると、このＯＰ−ＡＭＰの−端子の仮想グランドを基準に、Ｖｉの電圧が生じる。このＶｉは、転写電流をＩｔｒ、抵抗９２をＲａとおくと次式で現される。
【００５９】
Ｖｉ≒Ｉｔｒ×Ｒａ
したがって、電流検出回路６４ａからの出力信号Ｓ６３ｄの値は、前記Ｖｉとなり、結果として電流検出回路は第一の画像形成部に流れる転写電流Ｉ６１ａの大きさをアナログ電圧に変換する。転写電流検出器６４ａから出力された出力信号Ｓ６３ｄは、制御回路６１内のＡ／Ｄポートへ送信される。制御回路６１は出力信号Ｓ６３ｄをもとにデジタル変換し転写電流値を演算する。なお、出力信号Ｓ６３ｄには転写バイアス印加電源６３ｄのスイッチングノイズ等が重畳されることが多いため、必要に応じてノイズフィルタの挿入や出力信号Ｓ６３ｄの平均化等により、ノイズ成分を除去するのが好ましい。
【００６０】
この転写電流の検出結果は、一般に［１］転写電流Ｉ６１ａの流れる電流ループのインピーダンス検出、または［２］転写時における転写電流Ｉ６１ａを一定に保つようにすべく前記ＰＷＭ設定値を変更する基準として用いられる。前者［１］は、印刷動作の前に転写バイアス印加電源６３ｄから所定の定電圧バイアスを出力し、制御回路６１はその時のＩ６１ａを演算する。制御回路６１は演算結果に基づいて、装置の使用環境や寿命、転写紙の種類によって変わるインピーダンスに対し、最適な転写バイアスの設定値（ＰＷＭ信号）を予め決められた転写バイアステーブルから選択する。その後、印刷動作を開始し、選択した定電圧バイアス用いて転写を行う。
【００６１】
後者［２］は、転写時において転写電流Ｉ６１ａを一定に保つ（定電流バイアス制御）べく、出力信号Ｓ６３ｄをもとに制御回路６１は、転写バイアス印加電源６３ｄの設定値（ＰＷＭ信号）を随時変更する。すなわち、出力信号Ｓ６３ｄより求めた転写電流が少ない場合は、所定の定電圧バイアスを上昇させ、転写電流が多い場合には、所定の定電圧バイアスを低下させ転写電流Ｉ６１ａを安定化させる。
【００６２】
本実施例では前者［１］での説明を行う。［２］の例は実施例２にて説明する。
【００６３】
他の色の画像形成ステーション、すなわちマゼンタ、イエロー、ブラックの画像形成部については、シアン（第一色目）の画像形成部と同様の構成であり、かつ同様に動作する。なお、図中各画像形成部において第一色目と同じ構成の部材等については、第一色目の画像形成部と同じ番号を付与し、その番号の後に第一色目のｄの代わりに、マゼンタ（第二色目）ではｃを、イエロー（第三色目）ではｂを、ブラック（第四色目）ではａをそれぞれ付与してある。
【００６４】
以上のような構成において、図４を用いて紙の搬送速度の検出方法について説明する。
【００６５】
図４は、画像形成開始からの第一色目と第四色目の転写電圧と電流値を示したものである。転写紙が第一色目の転写ポイントＮに達する前に、所定の転写バイアスＶｔ１２よりも低いＶｔ１１を予め印加してある。このとき、転写電流Ｉｔ１１が流れている。そして、転写紙４０が搬送されて、第一色目の転写ポイントに達すると、転写バイアスが定電圧制御されているために転写電流がＩｔ１３へ低下する。したがって、転写電流の検出信号Ｓ６３ｄをモニタしていると転写紙４０が転写ポイントＮに達したタイミングｔ１がわかる（判断のしきい値をＩｔ１１からＩｔ１３の間で設けておく）。
【００６６】
なお、前述のように、転写バイアス電圧は、装置の使用環境や寿命、転写紙の種類によって予め決められた転写バイアステーブルから選択するため、印加する転写バイアスやその他の条件に応じて、タイミングｔ１を検出する転写電流のしきい値を決めておいても良い。
【００６７】
転写紙先端が転写ポイントＮに達した後でかつ紙先端からの画像形成域が転写ポイントＮに達する前の（転写による画像不良が起きない）タイミングで所定の転写バイアスＶｔ１２へ切換える。ここで、転写紙の先端位置検出のために、Ｖｔ１１を低い電圧に設定しておく理由は、転写紙がない状態で感光ドラム１８ｄに印加される転写バイアスにより、感光ドラム１８ｄにメモリを生じ、後の印刷ジョブ時に濃淡の画像不良として現れてしまう、いわゆるドラムメモリを防ぐためである。
【００６８】
他の色においても、同様に転写紙４０が転写ポイントＮに達したタイミングがわかる。第四色目では、図４のように、転写紙４０が転写ポイントＮに達したタイミングはｔ４として検出される。図中のｔａは、搬送ベルト２０の搬送スピードから求められる第一色目から第四色目の転写ポイントＮに達するまでに要する所定の時間であり、ｔ１を検出してから所定の時間ｔａを経過してもｔ４が検出されない場合、あるいは、ｔ１を検出してから所定の時間ｔａに達する前にｔ４が検出された場合は、制御回路６１は転写紙の搬送スピードが変化していると判断する。
【００６９】
このように、所定の時間ｔａから決められた時間以上前後してｔ４が検出された場合には、搬送ベルトの駆動ローラ径等が変わっている可能性があるため、各色の書出し位置誤差が大きくなっている可能性がある。このため、上記搬送スピード検出をした際の転写紙に対する補正は困難であるものの、現在の印刷ジョブの終了後あるいは現在の印刷ジョブの２枚目の印刷をする前に、色ずれ補正処理を実行することで、２枚目あるいは次の印刷ジョブの際には色ずれ補正された画像を提供することができる。
【００７０】
ただし、色ずれ補正が印刷ジョブごと等、頻繁に繰り返されると、いたずらにユーザの待ち時間を長くするだけであるため、前回の色ずれ補正の時間履歴等を踏まえて、適宜色ずれ補正処理を実行するようにすればよい。
【００７１】
また、本実施例では、第一色目と第四色目の転写電流の変動の時間差により、転写紙の搬送速度を検出した。しかしながら、同様に第一〜第四色目のいずれの組み合わせにおいても、同様に転写電流の変動の時間差を検出することで、転写紙搬送スピードを検出することができる。ただし、時間差が大きいほど、転写電流変動検出時の誤差の影響は小さくなるため、時間差が最も長い第一色目と第四色目の転写電流の変動の時間差を検出するのが好ましい。
【００７２】
さらに、図５に示すように、吸着バイアス印加電源６８にも電流検出回路６９が接続されている場合には、吸着ローラへ紙先端が突入した際の吸着電流変動を検出信号Ｓ６８にて検出し、吸着電流の変動を検出した時間から第一〜第四色目のいずれかの転写電流の変動までの時間を元に紙の搬送スピードを検出しても構わない。
【００７３】
以上のように、紙のスピードを既存の転写電流検出回路を理由することで安価に検出し、その検出スピードに応じて（必要なタイミングで）色ずれ補正を行うことで、色ずれの改善された画像をユーザに提供することができる。
【実施例２】
【００７４】
図２をもとに本発明第二の実施例について説明する。
【００７５】
本実施例が対象とするカラー画像形成装置の一例である、タンデムタイプのレーザプリンタの、画像形成動作および色ずれ補正処理については従来例で説明したとおりであるため省略する。
【００７６】
本実施例の特徴は、転写時における転写電流Ｉ６１ａを一定に保つようにすべく前記ＰＷＭ設定値を変更する、定転写電流バイアス制御に特徴がある。
【００７７】
すなわち、転写時において転写電流Ｉ６１ａを一定に保つべく、出力信号Ｓ６３ｄをもとに制御回路６１は、転写バイアス印加電源６３ｄの設定値（ＰＷＭ信号）を随時変更する。すなわち、制御回路６１は、出力信号Ｓ６３ｄより求めた転写電流が少ない場合は、所定の定電圧バイアスを上昇させ、転写電流が多い場合には、所定の定電圧バイアスを低下させることで転写電流を所定値に保っている（以下定電流バイアス制御）。なお、実施例２における構成については実施例１のそれと同様であり、同様の構成については、同様の符号を付与して重複説明は省略する。
【００７８】
以上のような構成において、図６を用いて紙の搬送速度の検出方法について説明する。
【００７９】
図６は、画像形成開始からの第一色目と第四色目の転写電圧と電流値を示したものである。転写紙が第一色目の転写ポイントＮに達する前に、所定の転写電流Ｉｔ１６よりも低い電流Ｉｔ１５が一定に流れるように、転写定電流バイアスが印加されている。そして、転写紙４０が搬送されて、第一色目の転写ポイントに達すると、転写電流が流れにくくなるため転写電流Ｉｔ１５は減少する。定電流バイアス制御では、その減少する電流を補ってＩｔ１５を安定に保つため、制御回路６１は転写電圧を上昇させるべくＰＷＭ信号の設定値を変更する。したがって、ＰＷＭ信号Ｓ６１ｄをモニタしていると転写紙４０が転写ポイントＮに達したタイミングｔ１がわかる。
【００８０】
このように、定電流バイアス制御を実施した場合には、転写紙４０が転写ポイントＮに到達すると、図６に示すように電圧が増大することになり、このことから実施例１と同様に転写紙４０の搬送速度を検出することができる。
【００８１】
また、本実施例では、実施例１の定電圧を出力する転写バイアス印加電源回路を利用して、ソフトウェア制御的に、転写バイアスの定電流制御をする例を説明した。
【００８２】
一方、他の定電流バイアス制御方法として、図１の転写バイアス印加電源（定電圧電源）６３の代わりに、転写バイアス印加電源（定電流電源）を、また、電流検出回路６４の代わりに電圧検出回路を設け、ハード的に転写バイアスの定電流制御可能な構成（図示しない）とした場合においても、本実施例と同様な効果が得られることは言うまでもない。
【実施例３】
【００８３】
図３をもとに本発明第三の実施例について説明する。
【００８４】
本実施例が対象とするカラー画像形成装置の一例である、タンデムタイプのレーザプリンタの、画像形成動作については従来例で説明したとおりであるため省略する。
【００８５】
本実施例の特徴は、画像形成開始の基準となるトップセンサで転写紙の先端検出してから、転写ポイントＮに達するまでの時間に応じて、転写紙の先端からの画像書出し位置を補正することである。
【００８６】
トップセンサ２５は、吸着ローラとレジストローラとの間に配置され、揺動可能に支持されたセンサフラグとその動きをモニタするフォトインタラプタから成っている。センサフラグの一端が転写紙が触れたことに連動して、センサフラグの他端がフォトインタラプタの光を遮光する動きをするため、トップセンサの出力電圧は、紙がセンサ部にある場合にはＬｏｗレベル、紙がセンサ部にない場合にはＨｉｇｈレベルを示す。
【００８７】
図７のように、転写紙の先端がトップセンサのセンサフラグ接触し、センサからの出力信号がＬｏｗレベルとなった時間ｔ０を検出する。
【００８８】
一方、図７下には、画像形成開始からの第一色目の転写電圧と電流値を示してある。電圧と電流の変動に関する詳細は実施例１で説明したとおりであるため省略する。
【００８９】
図中のｔｃは、予め決められている、出力信号がＬｏｗレベルとなった時間から第一色目の転写ポイントＮに達するまでに要する所定の時間であり、ｔ０を検出してから所定の時間ｔｃを経過してもｔ１が検出されない場合、あるいは、ｔ０を検出してから所定の時間ｔｃに達する前にｔ１が検出された場合は、制御回路６１は転写紙の搬送スピードが設定値と異なっていると判断する。
【００９０】
このように、所定の時間ｔｃから決められた時間以上前後してｔ１が検出された場合には、紙の先端位置が正確に検出されていない可能性があるため、転写紙先端からの書出し位置誤差が大きくなっている可能性がある。
【００９１】
このため、上記搬送スピード検出をした際の転写紙に対する補正は困難であるものの、現在の印刷ジョブの終了後あるいは現在の印刷ジョブの２枚目の印刷をする前に、ｔ０からｔ１までの時間に応じて画像形成タイミングを補正することで、２枚目あるいは次の印刷ジョブの際には書出し位置が修正された画像を提供することができる。
【００９２】
また、本実施例では、トップセンサからの出力信号がＬｏｗレベルとなった時間から第一色目の転写電流の変動までの時間差により、転写紙の先端位置を検出した。しかしながら、第一色目の転写電流変動の変わりに、吸着電流や第二色目〜第四色目のいずれかの電流変動までの時間差を検出することで、転写紙の先端位置を検出することも可能である。
【００９３】
以上のように、転写紙の先端位置を既存のセンサと電流検出回路を利用することで安価に検出し、その検出結果に応じてセンサフラグの動きに起因するメカ的な時間誤差や紙の種類による時間誤差を補正することで、書出し位置修正を行うことができる。
【００９４】
また、本実施例は、カラー画像形成装置に限らず、画像形成部が単一のモノクロ画像形成装置においても有効であることは言うまでもない。
【００９５】
さらに、本実施例は、第一の実施例または第二の実施例と合わせ、変更前後のモードの組み合わせより、色ずれ補正が必要な組み合わせの場合は、色ずれ補正判断値のしきい値および補正値を変更するようにしても有効であることは言うまでもない。
【００９６】
また、実施例１〜３において、露光装置としてレーザビームを利用したレーザビームプリンタの例を示した。しかしながら、露光装置としてＬＥＤを用いたプリンタにおいても、本発明の効果が得られることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】画像形成装置の転写・吸着バイアス配線略図
【図２】図１中１つの画像形成部について着目した配線略図
【図３】電流検出回路の説明図
【図４】実施例１を説明するタイミングチャート
【図５】吸着バイアス回路電流検出回路配線説明図
【図６】実施例２を説明するタイミングチャート
【図７】実施例３を説明するタイミングチャート
【図８】画像形成装置の全体説明図
【図９】色ずれ検出センサ取り付け位置説明図
【図１０】各種色ずれ説明図
【図１１】色ずれ検出用パターン説明図
【図１２】色ずれ検出手段説明図
【図１３】色ずれ検出パターン読み取り処理部の回路構成説明図
【図１４】色ずれ検出手段の受光部の構成説明図
【図１５】色ずれ検出手段の出力波形説明図
【符号の説明】
【００９８】
１８  感光ドラム
１１  レーザスキャナ
２０  搬送ベルト
２０６  色ずれ検出センサ
２０７  本来の画像位置
２０８  色ずれがある場合の画像位置
２０９〜２１２  色ずれ検出用パターン
２５１  発光素子
２５２  受光素子
【図１】
2005221622.tif 000003
【図２】
2005221622.tif 000004
【図３】
2005221622.tif 000005
【図４】
2005221622.tif 000006
【図５】
2005221622.tif 000007
【図６】
2005221622.tif 000008
【図７】
2005221622.tif 000009
【図８】
2005221622.tif 000010
【図９】
2005221622.tif 000011
【図１０】
2005221622.tif 000012
【図１１】
2005221622.tif 000013
【図１２】
2005221622.tif 000014
【図１３】
2005221622.tif 000015
【図１４】
2005221622.tif 000016
【図１５】
2005221622.tif 000017