(57)【要約】【課題】位置ずれ量が大きくても位置ずれ検知用マークを確実に検知することができるようにする。【解決手段】各色のトナーにより形成された画像が重ならずにずれてしまう色ずれを補正するためのモードを２種類備えている。ここで、この２種類の色ずれ補正モードのうち、色ずれが所定の範囲内である場合に好適な補正を行うモードをモードＡとし、色ずれが所定の範囲を超えて大きい場合にも補正を行うことができるモードをモードＢとする。各色の色ずれが大きい場合、主走査方向のずれに対しては、検知用マーク２３が画像検知手段であるセンサ１７、１８、１９での検知可能範囲から外れてしまう可能性がある。そのため、上述した制御手段はモードＢの場合、モードＡよりも検知用マーク２３を大幅に長く形成するように制御する。【選択図】        図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カラー画像形成に用いられる各色の画像記録媒体ごとの電子写真プロセス部と、各単色画像形成手段から転写された画像を移動させる無端状移動手段と、形成された画像を検知する画像検知手段とを備え、前記無端状移動手段に沿って複数個配置された前記電子写真プロセス部によって該無端状移動手段に位置ずれ検知用マークを形成し、該位置ずれ検知用マークを前記画像検知手段により検知した検知結果に基づいて位置ずれ補正を行う画像形成装置であって、
前記位置ずれ補正における調整法を少なくとも２モード有し、該少なくとも２モードの調整法が位置ずれ量の大きさに応じて用いられるように制御する制御手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記少なくとも２モードの調整法のうち、位置ずれ量が大きい場合の多量位置ずれ調整モードでは、位置ずれ量が小さい場合の少量位置ずれ調整モードよりも位置ずれ検知用のマークが長いまたは、各色間の間隔が広い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】
前記少なくとも２モードの調整法は、サービスモードもしくはユーザメニューの少なくとも一方から実行されることができるよう構成されたことを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記少なくとも２モードの調整法のうち前記多量位置ずれ調整モードを、所定のタイミングで自動的に行うように制御することを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記多量位置ずれ調整モードを行う前記所定のタイミングは、本体電源が投入された直後および画像形成に関するユニットが交換された直後を含む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】
前記制御手段は、前記多量位置ずれ調整モードの際に前記位置ずれ検知用マークを１組のみ形成するように制御することを特徴とする請求項２から５の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記画像検知手段は、光源と受光部とを備え、
前記制御手段は、前記多量位置ずれ調整モードで前記画像検知手段が前記位置ずれ検知用マークを検知する際に、前記受光部からの出力信号をサンプリングする周期を前記少量位置ずれ調整モードの場合よりも長くすることを特徴とする請求項２から６の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記多量位置ずれ調整モードで前記電子写真プロセス部が前記位置ずれ検知用マークを形成する時の前記無端状移動手段の移動速度を、前記少量位置ずれ調整モードの場合よりも速くするよう制御することを特徴とする請求項２から７の何れか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば電子写真方式・正電記録方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ等、カラーでの画像形成を行うことができる画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、カラーでの画像形成を行うことができる画像形成装置では、各色による画像が重ならずにずれる位置ずれを防止するため、位置ずれ検知用のトナーマーク列を形成、検知するものがある。
例えば、特開平９−２０４０８７号公報（特許文献１）のものは、複数種類の検知用マークを形成することで、カラーレジストずれの周期的な回転変動に対する情報を得るものであり、検知用マークに対して複数のサンプリング周期を持つ。
【０００３】
また、本出願人による特開平１１−１０２０９８号公報（特許文献２）のものは、主走査方向のラインとこれに対して傾斜するラインからなる位置ずれ検知用マークを検知する為の検知手段が、前記マークの各々のマークに対して平行の開口部もつスリットと、光源部と受光部からなるものである。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−２０４０８７号公報
【特許文献２】
特開平１１−１０２０９８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の画像形成装置や上述した特許文献１、２のものでは、位置ずれ量が一定以上大きい場合に、位置ずれ検知用マークを検知する検知手段が検知用マークの各ラインを検知できなくなっていた。
【０００６】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、位置ずれ量が大きくても位置ずれ検知用マークを確実に検知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。
また、他に目的とすることは、位置ずれが大きいと思われる場合の調整時間を短縮できる画像形成装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、本発明は以下の特徴を有する。
請求項１記載の発明は、カラー画像形成に用いられる各色の画像記録媒体ごとの電子写真プロセス部と、各単色画像形成手段から転写された画像を移動させる無端状移動手段と、形成された画像を検知する画像検知手段とを備え、無端状移動手段に沿って複数個配置された電子写真プロセス部によって該無端状移動手段に位置ずれ検知用マークを形成し、該位置ずれ検知用マークを画像検知手段により検知した検知結果に基づいて位置ずれ補正を行う画像形成装置であって、位置ずれ補正における調整法を少なくとも２モード有し、該少なくとも２モードの調整法が位置ずれ量の大きさに応じて用いられるように制御する制御手段を備えたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明は、上記した少なくとも２モードの調整法のうち、位置ずれ量が大きい場合の多量位置ずれ調整モードでは、位置ずれ量が小さい場合の少量位置ずれ調整モードよりも位置ずれ検知用のマークが長いまたは、各色間の間隔が広いことを特徴とする。
【０００９】
請求項３記載の発明は、上記した少なくとも２モードの調整法は、サービスモードもしくはユーザメニューの少なくとも一方から実行されることができるよう構成されたことを特徴とする。
【００１０】
請求項４記載の発明は、上記した制御手段が、少なくとも２モードの調整法のうち多量位置ずれ調整モードを、所定のタイミングで自動的に行うように制御することを特徴とする。
【００１１】
請求項５記載の発明は、上記した多量位置ずれ調整モードを行う所定のタイミングは、本体電源が投入された直後および画像形成に関するユニットが交換された直後を含むことを特徴とする。
【００１２】
請求項６記載の発明は、上記した制御手段が、多量位置ずれ調整モードの際に位置ずれ検知用マークを１組のみ形成するように制御することを特徴とする。
【００１３】
請求項７記載の発明は、上記した画像検知手段が、光源と受光部とを備え、上記した制御手段は、多量位置ずれ調整モードで画像検知手段が位置ずれ検知用マークを検知する際に、受光部からの出力信号をサンプリングする周期を少量位置ずれ調整モードの場合よりも長くすることを特徴とする。
【００１４】
請求項８記載の発明は、上記した制御手段が、多量位置ずれ調整モードで電子写真プロセス部が位置ずれ検知用マークを形成する時の無端状移動手段の移動速度を、少量位置ずれ調整モードの場合よりも速くするよう制御することを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る画像形成装置を、図面を用いて詳細に説明する。
まず、本発明の各実施形態としての画像形成装置に共通する構成について説明する。
【００１６】
本発明の各実施形態としての画像形成装置は、図１に示すように、搬送ベルト（無端状移動手段）に沿って各色の画像形成部が並べられた構成を備えるものであり、所謂、タンデムタイプといわれるものである。
すなわち、給紙トレイ１から給紙ローラ２と分離ローラ３とにより分離給紙される用紙（記録紙）４を搬送する搬送ベルト５に沿って、この搬送ベルト５の搬送方向の上流側から順に、複数の画像形成部（電子写真プロセス部）６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６ＢＫが配列されている。
これら複数の画像形成部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６ＢＫは、形成するトナー画像の色が異なるだけで内部構成は共通である。画像形成部６Ｙはイエローの画像を、画像形成部６Ｍはマゼンタの画像を、画像形成部６Ｃはシアンの画像を、画像形成部６ＢＫはブラックの画像をそれぞれ形成する。
【００１７】
よって、以下の説明では、画像形成部６Ｙについて具体的に説明するが、他の画像形成部６Ｍ、６Ｃ、６ＢＫは画像形成部６Ｙと同様であるので、その画像形成部６Ｍ、６Ｃ、６ＢＫの各構成要素については、画像形成装置６Ｙの各構成要素に付したＹに替えて、Ｍ、Ｃ、ＢＫによって区別した符号を図に表示するにとどめ、説明を省略する。
【００１８】
搬送ベルト５は、回転駆動される駆動ローラ７と従動ローラ８とに巻回されたエンドレスのベルトである。この駆動ローラ７は、不図示の駆動モータにより回転駆動させられ、この駆動モータと、駆動ローラ７と、従動ローラ８とが、無端状移動手段である搬送ベルト５を移動させる駆動手段として機能する。
【００１９】
画像形成に際して、給紙トレイ１に収納された用紙４は最も上のものから順に送り出され、静電吸着作用により搬送ベルト５に吸着されて回転駆動される搬送ベルト５により最初の画像形成部６Ｙに搬送され、ここで、イエローのトナー画像を転写される。
【００２０】
画像形成部６Ｙは、感光体としての感光体ドラム９Ｙ、この感光体ドラム９Ｙの周囲に配置された帯電器１０Ｙ、露光器１１、現像器１２Ｙ、感光体クリーナ（図示せず）、除電器１３Ｙ等から構成されている。露光器１１は、各画像形成部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６ＢＫが形成する画像色に対応する露光光であるレーザ光１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４ＢＫを照射するように構成されている。
【００２１】
画像形成に際し、感光体ドラム９Ｙの外周面は、暗中にて帯電器１０Ｙにより一様に帯電された後、露光器１１からのイエロー画像に対応したレーザ光１４Ｙにより露光され、静電潜像を形成される。現像器１２Ｙは、この静電潜像をイエロートナーにより可視像化し、このことにより感光体ドラム９Ｙ上にイエローのトナー画像が形成される。
【００２２】
このトナー画像は、感光体ドラム９Ｙと搬送ベルト５上の用紙４とが接する位置（転写位置）で、転写器１５Ｙの働きにより用紙４上に転写される。この転写により、用紙４上にイエローのトナーによる画像が形成される。トナー画像の転写が終了した感光体ドラム９Ｙは、外周面に残留した不要なトナーを感光体クリーナにより払拭された後、除電器１３Ｙにより除電され、次の画像形成のために待機する。
【００２３】
以上のようにして、画像形成部６Ｙでイエローのトナー画像を転写された用紙４は、搬送ベルト５によって次の画像形成部６Ｍに搬送される。画像形成部６Ｍでは、画像形成部６Ｙでの画像形成プロセスと同様のプロセスにより感光体ドラム９Ｍ上にマゼンタのトナー画像が形成され、そのトナー画像が用紙４上に形成されたイエローの画像に重畳されて転写される。
用紙４は、さらに次の画像形成部６Ｃ、６ＢＫに搬送され、同様の動作により、感光体ドラム９Ｃ上に形成されたシアンのトナー画像と、感光体ドラム９ＢＫ上に形成された黒のトナー画像とが、用紙４上に重畳されて転写される。こうして、用紙４上にフルカラーの画像が形成される。このフルカラーの重ね画像が形成された用紙４は、搬送ベルト５から剥離されて定着器１６にて画像を定着された後、画像形成装置の外部に排紙される。
【００２４】
以上のような構成のカラー画像形成装置では、感光体ドラム９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９ＢＫの軸間距離の誤差、感光体ドラム９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９ＢＫの平行度誤差、露光器１１内でレーザ光を偏向する偏向ミラー（図示せず）の設置誤差、感光体ドラム９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９ＢＫへの静電潜像の書込みタイミング誤差等により、本来重ならなければならない位置に各色のトナー画像が重ならず、各色間で位置ずれが生ずるという問題が発生することがある。
こうした各色の位置ずれの成分としては、主にスキュー、副走査方向のレジストずれ、主走査方向の倍率誤差、主走査方向のレジストずれなどが知られている。
【００２５】
そこで、各色のトナー画像の位置ずれを補正する必要がある。図１に示すように、画像形成部６ＢＫの下流側に、搬送ベルト５に対向するセンサ１７、１８、１９が設けられている。センサ１７、１８、１９は用紙４の搬送方向と直交する主走査方向に沿うように同一の基板上に支持されている。
【００２６】
図２に画像検知手段（センサ１７、１８、１９）とその周辺部を、図３に画像検知手段の拡大図を示す。画像検知手段は発光部２０と、スリット２１と、受光部２２と備え、搬送ベルト５上に形成された位置ずれ検知用マーク２３を検知する。画像検知手段は主走査方向の両端と中央とに配置され、各々に対して検知用マーク２３が形成される。
【００２７】
図４にスリット２１の拡大図を示す。主走査方向に平行なライン（以下、平行ラインと呼ぶ）とそのラインに対して傾斜したライン（以下、傾斜ラインと呼ぶ）それぞれを検知するにそれらと平行の開口部を持つからなっている。
図５には、検知用マーク２３の拡大図を示す。Ｋ、Ｍ、Ｙ、Ｃそれぞれ平行ラインと傾斜ラインとにより構成されている。
各ラインの間隔は、所定の長さｄを目標として形成される。
このようにすることで、ラインがスリットの開口部に来た際の検知信号はきれいな山形もしくは谷形の波形となり、ライン中央を正確に求めることができる。
【００２８】
こうして検知されたデータを処理する為の構成を図６に示す。
検知用マーク２３の検知結果をもとにＣＰＵが所定の演算処理を行うことにより、スキュー、副走査方向のレジストずれ、主走査方向の倍率誤差、主走査方向のレジストずれ量が各々求められる。この結果をもとに補正が行われる。
スキューに関しては、例えば露光器１１内の偏向ミラー若しくは露光器１１自体をアクチュエーターによって傾きを加えることなどが考えられる。副走査方向のレジストずれに対しては、例えばラインの書き出しタイミングおよびポリゴンミラーの面位相制御によって行われる。主走査方向の倍率誤差に関しては例えば書き込み画周波数の変更することによって行う。主走査方向のレジストずれに関しては、主走査ラインの書き出しタイミングの補正によって行うことができる。
【００２９】
図５においては、各色の各種色ずれ量を求めるために必要な最低限の一組のマーク列を示したが、感光体、中間転写ベルト、搬送ベルト等の回転変動による変動誤差を相殺する為、例えば感光体１周期間に対し複数組のマーク列を形成してセンサ１７、１８、１９によりそれらの検知用マーク列の検知を行い、その検知結果の平均をとることとしてもよい。
このことによれば、より正確な検知を行うことができる。
【００３０】
また、検知されたデータを処理する為の処理について、図６を参照して説明する。
受光部２２から得られた信号は、ＡＭＰ２４によって増幅され、フィルタ２５によってライン検知の信号成分のみを通過させ、Ａ／Ｄ変換器２６によってアナログデータからデジタルデータに変換される。データのサンプリングは、サンプリング制御部２７によって制御され、サンプリングされたデータはＦＩＦＯメモリ２８に格納される。一通り検知用マーク２３の検知が終了した後、格納されていたデータはＩ／Ｏポート２９を介して、データバス３０によりＣＰＵ３１およびＲＡＭ３２にロードされ、ＣＰＵ３１は所定の演算処理を行い、上述した各種ずれ量を求める。
【００３１】
ＲＯＭ３３には、上述した各種ずれ量を演算する為のプログラムをはじめ、本発明の画像形成装置を制御するための各種プログラムが格納されている。なお、アドレスバス３４によってＲＯＭアドレス、ＲＡＭアドレス、各種入出力機器の指定を行っている。
また、ＣＰＵ３１は、受光部２２からの検知信号を適当なタイミングでモニタしており、搬送ベルトおよび発光部２０の劣化等が起こっても確実に検知ができるように発光量制御部３５によって発光量を制御しており、受光部２２からの受光信号のレベルが常に一定になるようにしている。
このように、ＣＰＵ３１とＲＯＭ３３とが、画像形成装置全体の動作を制御する制御手段として機能する。
【００３２】
次に、本発明の第１の実施形態としての画像形成装置について説明する。この第１の実施形態は、上述した本発明の各実施形態としての構成を備え、色ずれ（各色の画像間における位置ずれ）が大きい場合であっても適切な色ずれ補正を行うことができるようにしたものである。
【００３３】
色ずれが大きい場合にも対応するため、この第１の実施形態では、各色のトナーにより形成された画像が重ならずにずれてしまう色ずれを補正するためのモードを２種類備えている。ここで、この２種類の色ずれ補正モードのうち、色ずれが所定の範囲内である場合に好適な補正を行うモードをモードＡ（少量位置ずれ調整モード）とし、色ずれが所定の範囲を超えて大きい場合にも補正を行うことができるモードをモードＢ（多量位置ずれ調整モード）とする。
【００３４】
各色の色ずれが大きい場合、主走査方向のずれに対しては、検知用マーク２３が画像検知手段であるセンサ１７、１８、１９での検知可能範囲から外れてしまう可能性がある。そのため、上述した制御手段はモードＢの場合、モードＡよりも検知用マーク２３を大幅に長く形成するように制御する。
また、副走査方向のずれ量が大きいとＫ−Ｍ−Ｙ−Ｃの順に形成された各検知用マークにおける順序が逆転してしまう可能性があるため、これを防ぐ為にモードＢ時には、各色のマーク間の間隔もモードＡ時よりも大きく形成するように制御手段が制御する。
【００３５】
図７に、モードＡからモードＢへ切り替えてのモードＢの実行タイミングを示す。この図７に示すように、モードＡでは検知用マークの検知に失敗するような大ずれを起こした場合、モードＡの制御範囲内となるように、モードＢで色ずれ補正を行う。
【００３６】
このことにより、位置ずれ量が大きくてもマークを形成するラインを検知することができ、各センサによる検知用マークの検知が確実にできる。
また、位置ずれ量に応じた検知モードを行い、検知時間を最小に抑え、かつラインを確実に検知することができる。
また、位置ずれが大きいと思われる時にモードＢでの検知を自動で行うため、位置合わせに要する時間を最小限に抑えることができる。
【００３７】
ここで、画像成形に関わるユニットが交換されたとき大きなずれが発生する場合がある。
このため、上述したモードＢの実行タイミングは、各種ずれ量が大きいと思われる場合、すなわち本体の電源が投入された際および／または、感光体ユニット等の画像形成に関わるユニットが交換された際にも行うものとする。
こうして位置ずれが大きいと思われる時にモードＢでの検知を自動で行うことにより、位置合わせにおける検知用マークの検知不能を確認する時間を省略することができ、位置合わせに要する時間を最小限に抑えることができる。
【００３８】
また、モードＢによる位置ずれ補正は、ユーザが操作部（不図示）からサービスモードもしくはユーザメニューの少なくとも一方から実行することもできる。すなわち、制御手段は、サービスモードもしくはユーザメニューの少なくとも一方からモードＢによる位置ずれ補正の要求が入力されると、モードＢでの大まかな補正の後にモードＡでの精密な補正を行う。
【００３９】
次に、本発明の第２の実施形態としての画像形成装置について説明する。この第２の実施形態は、上述した第１の実施形態の機能におけるモードＢでの位置ずれ補正を、より短時間に行うことができるようにしたものである。
【００４０】
このモードＢの補正はモードＡの制御範囲内に位置ずれを調整できれば良いので、Ｋ、Ｍ、Ｙ、Ｃのそれぞれについて副走査方向の調整ライン、主走査方向の調整ラインを各センサに対して、それぞれ一つずつ形成すればよい。
こうしてモードＢ時には大まかに位置合わせを行うことにより、位置ずれ検知マークの検知時間やデータ処理時間を短くすることができる。
【００４１】
また、モードＢでの補正に掛ける時間を抑えるために、制御手段は、受光部２２からの検知信号に対するサンプリング周期をモードＡと比べ長いものとしている。このことにより、モードＡ時よりも処理するデータ量を少なくすることができる為、データ処理時間を短くすることができる。すなわち、位置合わせに要する時間をさらに短くすることができる。
【００４２】
また、モードＢによる粗調での位置合わせに掛ける時間を抑えるために、粗調時（モードＢでの位置ずれ補正を行うとき）には、各色の画像形成部６により検知用マークを書き込む際の搬送ベルトの速度をモードＡの場合よりも速くする。
こうして、マーク検知にかかる時間を抑えることにより、位置合わせに要する時間をさらに短くすることができる。
【００４３】
なお、上述した各実施形態は、本発明の好適な実施形態であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において、種々変形して実施することが可能である。
例えば、上述した各実施形態では検知用マークを搬送ベルトに形成する構成について説明したが、画像が形成される無端状移動手段は、中間転写ベルトであってもよい。
【００４４】
また、画像検知手段にスリットが用いられているが、検知用マークを検知することができればこの構成に限定されず、スリットを用いない構成であってもよい。
また、検知用パターンが縦、横に描かれることとして説明しているが、位置ずれを検知することができればこのものに限定されず、検知用パターンは山形のパターン等のものであってもよい。
【００４５】
【発明の効果】
以上のように、本発明の画像形成装置によれば、位置ずれ量が大きい場合であっても位置ずれ検知用マークを確実に検知することができる。
また、位置ずれが大きいと思われる場合の調整時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の各実施形態としての画像形成装置における画像形成を行う部分の構成の概要を示す図である。
【図２】搬送ベルト５に検知用マーク２３が形成された状態の概観を示す斜視図である。
【図３】センサ（１７、１８、１９）が検知用マーク２３を検知する状態を示す縦断面図である。
【図４】スリット２１の平面図である。
【図５】搬送ベルト５に形成された検知用マーク２３を示す図である。
【図６】本発明の各実施形態としての画像形成装置におけるデータを処理する為の構成を示すブロック図である。
【図７】モードＡからモードＢへ切り替えてモードＢを実行するタイミングを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１  給紙トレイ
２  給紙ローラ
３  分離ローラ
４  用紙
５  搬送ベルト（無端状移動手段）
６  画像形成部（電子写真プロセス部）
７  駆動ローラ
８  従動ローラ
９  感光体ドラム
１０  体電器
１１  露光器
１２  現像器
１３  除電器
１４  露光光
１５  転写器
１６  定着器
１７、１８、１９  センサ（画像検知手段）
２０  発光部（光源）
２１  スリット
２２  受光部
２３  検知用マーク（位置ずれ検知用マーク）
２４  ＡＭＰ（増幅器）
２５  フィルタ
２６  Ａ／Ｄ変換
２７  サンプリング制御部
２８  ＦＩＦＯメモリ
２９  Ｉ／Ｏポート
３０  データバス
３１  ＣＰＵ
３２  ＲＡＭ
３３  ＲＯＭ
３４  アドレスバス
３５  発光量制御部
【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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