(57)【要約】【課題】転写ベルトの傷、汚れを無視し、正確にパターン画像位置を検出し、各色のパターン画像のずれを補正する。【解決手段】中間転写ベルト１３にパターン画像を画像パターン形成手段３で形成し、このパターン画像を検知する第１のセンサ５からの検知信号のレベルを比較手段１４で所定値と比較し、中間転写ベルト１３が一回転する時間を繰り返しカウント手段１５でカウントし、比較手段１４の結果とカウント値を記録手段１６に記録し、この記録手段に記録されたカウント値からパターン画像の位置をパターン判定手段１７で判定し、その結果に基づいてパターン画像のずれを調整するパターン調整手段で調整する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の感光体上にそれぞれ異なる色のトナー画像を形成し、これら各色のトナー画像を回転又は移動する転写ベルト上又は当該転写ベルト上の記録媒体上に重畳し、カラー画像を形成する画像形成装置において、
前記転写ベルトに前記各色のパターン画像を形成するパターン形成手段と、
前記パターン画像を検知する第１の検知手段と、
前記転写ベルトが１回転する時間を繰り返しカウントするカウント手段と、
前記第１の検知手段の検知出力に基づいて前記カウント手段のカウント値を記録する記録手段と、
前記記録手段に記録された前記カウント値からパターン画像の位置を判定する判定手段と、
前記判定手段の結果に基づいてパターン画像のずれを調整するパターン調整手段と、
を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記検知手段の検知出力と予め設定されたレベルと比較する比較手段を備え、
前記記録手段は前記第１の検知手段の検知出力に代えて前記比較手段の比較出力に基づいて記録する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】
前記カウント手段は、予め設定された前記転写ベルト一周分の時間が経過したらリセットし、カウントを再度行うことを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記転写ベルトに設けられたマークを検知する第２の検知手段を備え、前記カウント手段は前記マークを検知してからカウントを開始し、次の検知でカウントを停止することを特徴とする請求項１又は２記載の画像形装置。
【請求項５】
前記マークは前記転写ベルトに穿孔された孔からなり、前記第２の検知手段は前記孔を透過する光を検知する光学センサからな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】
前記マークは前記転写ベルトとは反射率の異なる材料からなり、前記第２の検知手段は反射率の変化を検知する光学センサであ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７】
前記判定手段は、前記パターン画像未形成時の前記転写ベルトの記録値と比較して前記パターン画像の位置を判定することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記判定手段は、前記パターン画像のカウント間隔から前記パターン画像であることを判定することを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記記録手段は、前記パターン画像の未形成時の検知手段の出力が設定値外の場合には、前記パターン画像形成時のカウント値は記録しないことを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記パターン画像形成手段は、前記パターン画像の未形成時の検知手段の出力が設定値外の場合には、当該設定外の出力検出位置を避けてパターンを形成することを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ビームにより像担持体に画像情報を書き込み、その画像を記録媒体に転写する電子写真方式の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザ光のような光ビームを用いて像担持体である感光体に画像情報を潜像の形で書き込み、現像装置によって顕像化し、転写紙などの記録媒体に転写する電子写真式の画像形成装置は、複写機、プリンタ、ファクシミリなどに広く使用されている。このような画像形成装置において、市場からの要求にともない、カラーの画像の形成が可能な画像形成装置も多くなってきている。カラー画像形成装置としては、複数の並置された感光体にそれぞれ個別に現像装置を備え、各感光体上にそれぞれシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの単色トナー画像を形成し、それらの単色トナー画像を順次転写して記録媒体に合成カラー画像を記録する、いわゆるタンデム型のものが広く普及している。タンデム型の画像形成装置には、複数の感光体上の画像を転写装置により、搬送ベルトで搬送される記録媒体に順次転写する直接転写方式のものと、各感光体上の画像を１次転写装置により一旦中間転写体である中間転写ベルトに順次転写した後、その中間転写ベルト上の画像を２次転写装置により記録媒体に一括転写する間接転写方式のものとがある。なお、ベルトは直接転写方式においては転写される記録媒体の搬送手段であり、間接転写方式においては画像の転写手段であるので、総称して転写ベルトとして説明する。
【０００３】
このタンデム型のように感光体と転写ベルトが一体型ではなく別々のモジュールになっている場合、異なる色のトナーを重ねることは困難である。そのため、例えば特許文献１においては、中間転写ベルト上に各色のパターン画像を形成し、センサでパターン画像を検出し、その検出結果に基づいてパターン画像が本来の位置からのズレ量を検知し、パターン形成時に調整するという方法が提案されている。この特許文献１では間接転写方式について説明しているが、直接転写方式の場合には、搬送ベルトの搬送方向に直交する方向の一端部に画像転写部を連続的に設け、この部分にパターン画像を形成するようにすれば、直接転写方式にも適用可能である。
【特許文献１】特開２００５−３１１６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１の技術は、中間転写ベルト上に異なる色のパターン画像を重ね、センサで位置を読み出しパターン形成位置を調整することは有効である。しかしながら、パターン画像を読み取るセンサが、中間転写ベルト上にあるクリーニングブレード等の清掃機構で除去できない汚れや、転写ベルトが回転中に発生した傷等に反応してしまう可能性がある。そのような現象が発生した場合、パターン画像を検出するためのセンサが汚れや傷をパターン画像と誤って検出する。そして、異なる色を重ねるための調整手段に誤差が生じ、異なる色のトナーを重ねることができないことが発生する場合がある。
【０００５】
そのようなパターン画像位置検出を誤らないために、従来技術ではパターン画像よりも検出の数が多くなる場合はエラーとしてデータを消去し、あるいは再実行をかけることで対応できるが、それでは時間がかかり、トナーも消費されるので有効ではない。
【０００６】
本発明はこのような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、転写ベルトの傷、汚れを無視し、パターン画像位置を間違えることなく検出し、各色のパターン画像のずれを補正して、トナー画像のずれをより正確に調整できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するため、第１の手段は、複数の感光体上にそれぞれ異なる色のトナー画像を形成し、これら各色のトナー画像を回転又は移動する転写ベルト上又は当該転写ベルト上の記録媒体上に重畳し、カラー画像を形成する画像形成装置において、前記転写ベルトに前記各色のパターン画像を形成するパターン形成手段と、前記パターン画像を検知する第１の検知手段と、前記転写ベルトが１回転する時間を繰り返しカウントするカウント手段と、前記第１の検知手段の検知出力に基づいて前記カウント手段のカウント値を記録する記録手段と、前記記録手段に記録された前記カウント値からパターン画像の位置を判定する判定手段と、前記判定手段の結果に基づいてパターン画像のずれを調整するパターン調整手段とを備えていることを特徴とする。
【０００８】
第２の手段は、第１の手段において、前記検知手段の検知出力と予め設定されたレベルと比較する比較手段を備え、前記記録手段は前記第１の検知手段の検知出力に代えて前記比較手段の比較出力に基づいて記録することを特徴とする。
【０００９】
第３の手段は、第１又は第２の手段において、前記カウント手段が予め設定された前記転写ベルト一周分の時間が経過したらリセットし、カウントを再度行うことを特徴とする。
【００１０】
第４の手段は、第１又は第２の手段において、前記転写ベルトに設けられたマークを検知する第２の検知手段を備え、前記カウント手段は前記マークを検知してからカウントを開始し、次の検知でカウントを停止することを特徴とする。
【００１１】
第５の手段は、第４の手段において、前記マークが前記転写ベルトに穿孔された孔からなり、前記第２の検知手段は前記孔を透過する光を検知する光学センサからなることを特徴とする。
【００１２】
第６の手段は、第４の手段谷おいて、前記マークが前記転写ベルトとは反射率の異なる材料からなり、前記第２の検知手段は反射率の変化を検知する光学センサであることを特徴とする。
【００１３】
第７の手段は、第１ないし第６のいずれかの手段において、前記判定手段が前記パターン画像未形成時の前記転写ベルトの記録値と比較して前記パターン画像の位置を判定することを特徴とする。
【００１４】
第８の手段は、第１ないし第７のいずれかの手段において、前記判定手段が前記パターン画像のカウント間隔から前記パターン画像であることを判定することを特徴とする。
【００１５】
第９の手段は、第１ないし第８のいずれかの手段において、前記記録手段が前記パターン画像の未形成時の検知手段の出力が設定値外の場合には、前記パターン画像形成時のカウント値は記録しないことを特徴とする。
【００１６】
第１０の手段は、第１ないし第８のいずれかの手段において、前記パターン画像の未形成時の検知手段の出力が設定値外の場合には、前記パターン画像形成手段は当該設定外の出力検出位置を避けてパターンを形成することを特徴とする。  なお、後述の実施形態では、感光体は感光体ドラム４ａ〜４ｄに、転写ベルトは中間転写ベルト１３に、パターン形成手段は画像パターン形成手段３に、第１のセンサは参照番号５に、比較手段は参照番号１４に、カウント手段は参照番号１５に、記録手段は参照番号１６に、判定手段はパターン判定手段１７に、パターン調整手段は参照番号１８に、第２のセンサは参照番号１９にそれぞれ対応する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、転写ベルトの傷、汚れを無視し、パターン画像位置を間違えることなく検出し、転写ベルトが一周する時間を現実にカウントして経過時間の理想値との間にずれがあれば、所定の手段により、各色のパターン画像のずれを補正して、トナー画像のずれをより正確に調整できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。ここでは各感光体上の画像を１次転写装置により一旦中間転写体に順次転写した後、その中間転写体上の画像を２次転写装置により転写シートに一括転写する間接転写方式のカラー画像形成装置の場合を例にとっている。
【００１９】
図１は本発明が適用されるカラープリンタ１の概略構成を示す図である。このカラープリンタ１は、下部に設けられた給紙カセット２から用紙が供給されるようになっている。カラープリンタ１内には、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像を形成するための現像ユニット３ａ〜３ｄを備えている。各現像ユニット３ａ〜３ｄ内には中間転写ベルト１３に画像を転写する感光体ドラム４ａ〜４ｄが設けられている。各現像ユニット３ａ〜３ｄ内には、図示していないが、各現像ユニット３ａ〜３ｄ内は帯電装置やクリーニング装置、除電装置など電子写真プロセスで画像形成を行うための周知の装置を備えている。  感光体ドラム４ａ〜４ｄ上に形成された画像を重ね合わせる中間転写ベルト１３は、この中間転写ベルト１３のたるみを防ぐテンションローラ６と中間転写ベルト１３を駆動する駆動ローラ７との間に掛け渡されている。中間転写ベルト１３上には、この上に各感光体ドラム４ａ〜４ｄによって形成されたパターン画像を読み取る発光素子と受光素子から構成される第１のセンサ５と、用紙に転写されずに残留した転写ベルト上のトナーを取り除くクリーニング装置８が配置されている。１１は中間転写ベルト１３上のトナー画像を用紙に転写させる際に圧力を加える２次転写ローラ、１２は給紙カセット２内の用紙を搬送路９に送り出すための給紙ローラである。給紙ローラ１２から排出された用紙は、駆動ローラ７と２次転写ローラ１１との間から、用紙上のトナー画像を用紙に熱で定着する定着ユニット１０を通って装置外に用紙を排出する搬送路９に送り出される。なお、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋの４色によってカラー画像を形成するための構成は周知であるので、その説明は省略する。
【００２０】
図２は本発明に係る色合わせ装置の一実施の形態を示すブロック図である。  色合わせ装置は、転写ベルト１３上のパターンを読み取る第１のセンサ５、この第１のセンサ５の検出信号の強度を設定値と比較するコンパレータで構成された比較手段１４、中間転写ベルト１３の１周分をカウントするカウント手段１５、このカウント手段１５のカウント値及び／又は前記検出信号の強度（信号レベル）を記録しておく記録手段１６、カウント値をパターン画像と比較判定する判定手段１７、記録手段１６にあるカウント値からパターン位置調整を行うパターン調整手段１８等から構成されている。なお、３は現像ユニット３ａ〜３ｄで構成される画像パターン形成手段である。
【００２１】
この実施の形態においては、カウント手段１５では、中間転写ベルト１３の１回転を、予め決められたベルト一周分の時間がきたらリセットがかかり、またカウントし始めるものとしているが、図３に示すように、第２のセンサ１９を別個に設け、この第２のセンサ１９によって中間転写ベルトの１回転すなわち１周を検知することで、確実に中間転写ベルト１３が一周しているか調べるようにしてもよい。この場合、第２のセンサ１９には光学センサを用い、中間転写ベルト１３に穴を開け、あるいは中間転写ベルト１３の一部の反射率を変えることで容易に実現できる。
【実施例１】
【００２２】
図４は実施例１におけるパターン画像判定のフローチャート、図５はパターン画像判定の説明図である。色合わせを始める前に中間転写ベルト１３上でパターン画像と誤って検知される傷、汚れ等を調べる。すなわち、中間転写ベルト１３を回転させ（ステップＳ１０１）、次いで第１のセンサ５によって中間転写ベルト１３上からの信号を検出し（ステップＳ１０２）、検知信号があった場合は、比較手段１４によりその信号レベルを設定値と比較する（ステップＳ１０３）。信号レベルが設定値内であれば、その時のカウント手段１５のカウント値を記録手段１６に記録し（ステップＳ１０４）、次いで中間転写ベルト１３は１回転したか否かをカウント手段１５から判定する（ステップＳ１０５）。ステップＳ１０３において信号レベルが設定値外の場合は、記録せずに転写ベルト１３をまた回転させる。このフローを転写ベルト一周分行い、傷等のパターン画像と誤認識する位置をカウント値として記録する。このときの第１のセンサ５の検出信号は図５の上部に示されるようになる。
【００２３】
次に、中間転写ベルト１３上にパターン画像を形成し、パターンの位置を検出する。まず、中間転写ベルト１３上にパターン画像を形成し（ステップＳ１０６）、中間転写ベルト１３を回転させ（ステップＳ１０７）、第１のセンサ５から信号を順次読み取っていく（ステップＳ１０８）。読み取った信号を比較手段１４において設定値と比較する（ステップＳ１０９）。設定値内であれば先ほどステップＳ１０４で記録したカウント値と比較し（ステップＳ１１０）、異なっていれば記録手段１６に記録する（ステップＳ１１１）。次いでカウント値をパターン画像×２回のカウント値を読み出したかを判定する（ステップＳ１１２）。２回読み出せていれば、ステップＳ１１２のカウント値に基づいてパターン位置を調整する（ステップＳ１１３）。ステップＳ１０９において信号レベルが設定値内でない場合、ステップＳ１１０においてカウント値が異なる場合、そしてステップＳ１１２において画像パターンを２回読み出せなかった場合は、いずれもステップＳ１０７に戻る。こうしてパターン画像Ｘ２回のカウント値を読み出すことができる。このときの第１のセンサ５の検出信号は図５の下部に示されるようになる。
【実施例２】
【００２４】
図６は実施例２におけるパターン画像判定のフローチャート、図７はパターン画像判定の説明図である。この実施例２においては、実施例１のステップＳ１０１〜Ｓ１０５のような中間転写ベルト１３の１周分カウント値を記録する動作がなく、代わりにパターン画像を検出したカウント値をパターン画像の間隔と比較している。すなわち、中間転写ベルト１３を回転させ（ステップＳ２０１）、中間転写ベルト１３上にパターン画像を形成し（ステップＳ２０２）、第１のセンサ５によって信号を順次読み取っていく（ステップＳ２０３）。検出信号が設定値内であるか否かを判定し（ステップＳ２０４）、設定値内であれば記録手段１６に記録する（ステップＳ２０５）。次いで、パターン画像分だけ中間転写ベルト１３が回転したか否かをカウント手段１５によって判定し（ステップＳ２０６）、回転した場合はカウント値の間隔が設定値の範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳ２０７）。ステップＳ２０４において検出信号のレベルが設定値外である場合、ステップＳ２０６においてパターン画像分中間転写ベルト１３が回転していない場合はいずれもステップＳ２０１に戻す。
【００２５】
カウント値の間隔が設定範囲外の場合はカウント値を削除し（ステップＳ２０８）、改めてカウント値を全て読み込めたか否かを判定する（ステップＳ２０９）。ステップＳ２０７においてカウント値の間隔が設定範囲内の場合は、直接ステップＳ２０９に進む。ステップＳ２０９においてカウント値を全て読み込めていない場合は、次のカウント値を読み出す（ステップＳ２１０）。カウント値の読み出しはステップＳ２０７に戻せばよい。また、ステップＳ２０９において、カウント値を全て読み込めた場合は、ステップＳ２１１に進む。これにより、図７に示すように、予め設定されたパターン画像のカウント値間隔の最小と最大の範囲にあてはまるカウント値だけが残るので、カウント値に基づいて位置調整を行う（ステップＳ２１１）。
【実施例３】
【００２６】
図８は実施例３におけるパターン画像判定のフローチャート、図９はパターン画像判定の説明図である。この実施例３は実施例１と同様に、中間転写ベルト１３の１回転分のカウント値を記録している。すなわち、中間転写ベルト１３を回転させ（ステップＳ３０１）、第１のセンサ５によって中間転写ベルト１３上からの信号を検出し（ステップＳ３０２）、比較手段１４によりその信号レベルを設定値と比較する（ステップＳ３０３）。信号レベルが設定値内であれば、その時のカウント手段１５のカウント値を記録手段１６に記録し（ステップＳ３０４）、中間転写ベルト１３が１回転したか否かをカウント手段１５から判定し（ステップＳ３０５）、１回転した場合は中間転写ベルト１３上にパターン画像を形成し（ステップＳ３０６）、中間転写ベルト１３を回転させ、パターンの位置を検出する（ステップＳ３０７）。ステップＳ３０３において信号レベルが設定値外の場合は、ステップＳ３０５に進む。また、ステップＳ３０５において中間転写ベルト１３が１回転していない場合は、ステップＳ３０１に戻す。このときの第１のセンサ５の検出信号は図９の上部に示されるようになる。
【００２７】
ステップＳ３０７でパターンの位置を検出した後、その検出信号がステップ３０４で記録されたカウント値と同じであるかを判定し（ステップＳ３０８）、同じでない場合は、第１のセンサ５から信号を順次読み取り（ステップＳ３０９）、読み取った信号を比較手段１４において設定値と比較する（ステップＳ３１０）。設定値内であれば記録手段１６に記録する（ステップＳ３１１）。次いでカウント値をパターン画像×２回のカウント値を読み出したかを判定する（ステップＳ３１２）。２回読み出せていれば、ステップＳ１１２のカウント値に基づいてパターン位置を調整する（ステップＳ３１３）。ステップＳ３０９において信号レベルが設定値内でない場合、ステップＳ３１０においてカウント値が異なる場合、そしてステップＳ３１２において画像パターンを２回読み出せなかった場合は、いずれもステップＳ３０７に戻る。こうしてパターン画像Ｘ２回のカウント値を読み出すことができる。このときの第１のセンサ５の検出信号は図９の下部に示されるようになり、パターン画像の位置を正確に検出できる。
【実施例４】
【００２８】
図１０は実施例４におけるパターン画像判定のフローチャート、図１１はパターン画像判定の説明図である。この実施例４は  第１のセンサ５が中間転写ベルト１３の傷、汚れ位置を記録したカウント値を元にパターン画像を形成している。すなわち、中間転写ベルト１３を回転させ（ステップＳ４０１）、パターン画像を形成し（ステップＳ４０２）、第１のセンサ５によって中間転写ベルト１３上からの信号を検出し（ステップＳ４０３）、検知信号があった場合は、比較手段１４によりその信号レベルを設定値と比較し、検出信号が設定値内であるか否かを判定し（ステップＳ４０４）、設定値内であれば記録手段１６に記録する（ステップＳ４０５）。次いで、中間転写ベルト１３が１回転したか否かをカウント手段１５によって判定し（ステップＳ４０６）、１回転した場合は、図１１の下部に示すように、ステップＳ４０５で検出されたカウント値を避けてパターン画像を中間転写ベルト１３上に形成する（ステップＳ４０７）。そして中間転写ベルト１３を回転させ（ステップＳ４０８）、第１のセンサ５によってパターンの位置を検出し（ステップＳ４０９）、その検出信号のレベルが設定値であるか否かを判定する（ステップＳ４１０）。検出信号のレベルが設定値内であれば、記録手段１６に記録し（ステップＳ４１１）、カウント値に基づいて位置調整を行う（ステップＳ４１２）。
【００２９】
なお、ステップＳ４０４で信号レベルが設定値外である場合、ステップＳ４０６で中間転写ベルト１３が１回転していない場合は、共にステップＳ４０１に戻す。
【００３０】
前述した実施の形態では、間接転写方式のタンデム型画像形成装置を例にとって説明したが、前述したように直接転写方式のタンデム型画像形成装置の場合は、搬送ベルトの搬送方向に直交する方向の一端部に画像転写部を連続的に設け、この部分にパターン画像を形成するようにすれば、直接転写方式にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明が適用されるカラープリンタの概略構成を示す図である。
【図２】本発明に係る色合わせ装置の一実施の形態を示すブロック図である。
【図３】色合わせ装置の別の実施の形態を示すブロック図である。
【図４】実施例１におけるパターン画像判定のフローチャートである。
【図５】実施例１におけるパターン画像判定の説明図である。
【図６】実施例２におけるパターン画像判定のフローチャートである。
【図７】実施例２におけるパターン画像判定の説明図である。
【図８】実施例３におけるパターン画像判定のフローチャートである。
【図９】実施例３におけるパターン画像判定の説明図である。
【図１０】実施例４におけるパターン画像判定のフローチャートである。
【図１１】実施例４におけるパターン画像判定の説明図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  カラープリンタ
３  画像パターン形成手段
３ａ〜３ｄ  現像ユニット  
４ａ〜４ｄ  感光体ドラム
５  第１のセンサ
１０  定着ユニット
１３  中間転写ベルト
１４  比較手段
１５  カウント手段
１６  記録手段
１７  パターン判定手段
１８  パターン調整手段
１９  第２のセンサ
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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