(57)【要約】【課題】  トナー消費量やレジスト調整に要する時間を増大させること無く、高精度なレジスト調整を可能とする技術を提供する。【解決手段】  中間転写ベルトとして光沢ベルトを用いるとともに、テストパターンセンサを正反射光を検出するように構成することで、ブラックのレジストパターン像とカラーのレジストパターン像を切り分けて検出することを可能としている。したがって、特許文献１に記載の発明のようにレジストパターン像以外にレジストパターン開始タイミング検知パターンを設けなくとも、検出されたブラックレジストパターン像を基準にすることで、正確にレジストパターン像を検出したか否かを判断することができる。よって、トナー消費量やレジストパターン像検出時間を増大させること無く、高精度なレジスト調整が可能となる。【選択図】  図６
2007010744.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブラックのトナー像を形成するブラック画像形成ステーションとカラートナー像を形成するカラー画像形成ステーションとを、転写ベルトの移動方向に沿って配置する画像形成装置において、
前記複数の画像形成ステーションにより前記転写ベルト上に前記移動方向に離間して形成された複数のトナー像の各々をレジストパターン像とし、該レジストパターン像に光を照射する投光部と、該レジストパターン像からの正反射光を受光する受光部とを有し、該レジストパターン像で反射される光に関連する信号を出力する検出手段と、
ブラックのレジストパターン像の検出基準となるブラックパターン検出用閾値情報と、カラーのレジストパターン像の検出基準となるカラーパターン検出用閾値情報とを記憶する記憶手段と、
前記検出手段から出力される出力信号と、前記ブラックパターン検出用閾値情報および前記カラーパターン検出用閾値情報とを対比することで前記転写ベルト上での前記複数のレジストパターン像の位置情報を求めて該位置情報に基づき前記複数色の間での色ずれを補正する制御手段とを備え、
前記転写ベルトは正反射成分において前記複数の画像形成ステーションにより形成されるいずれのレジストパターン像よりも高い反射率を有する光沢ベルトで構成されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記カラートナー像はシアンであるとともに、前記投光部は、前記レジストパターン像に赤外光を照射する請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
ブラックのトナー像を形成するブラック画像形成ステーションとカラートナー像を形成するカラー画像形成ステーションとを、転写ベルトの移動方向に沿って配置する画像形成装置において、前記複数の画像形成ステーションにより形成されるトナー像の色ずれを調整するレジスト調整方法であって、
前記転写ベルトとして、正反射成分において前記複数の画像形成ステーションにより形成されるいずれのトナー像よりも高い反射率を有する光沢ベルトを準備する準備工程と、
前記複数の画像形成ステーションによりレジストパターン像として前記転写ベルト表面に前記移動方向に離間して複数のトナー像を形成するレジストパターン形成工程と、
前記複数のレジストパターン像の各々について、該レジストパターン像に光を照射するとともに該レジストパターン像からの正反射光の光量を検出する光量検出工程と、
前記複数のレジストパターン像からの正反射光量と、ブラックのレジストパターン像の検出基準となるブラックパターン検出用閾値情報およびカラーのレジストパターン像の検出基準となるカラーパターン検出用閾値情報とを対比することで前記転写ベルト上での前記複数のレジストパターン像の位置情報を求める位置検出工程と、
前記位置情報に基づき前記複数色の間での色ずれを補正する補正工程と、
を備えることを特徴とするレジスト調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、それぞれが互いに異なる色のトナー像を形成する複数の画像形成ステーションを、転写ベルトの移動方向に沿って配置した、いわゆるタンデム方式の画像形成装置において、レジスト調整を行う技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の画像形成装置では、感光体ドラムなどの潜像担持体の周囲に帯電部、像書込部および現像部を配置した画像形成ステーションが転写ベルトなどの転写媒体に沿って各色毎に設けられている。そして、各画像形成ステーションで形成されたトナー像を転写媒体上で重ね合わせてカラー画像を形成している。
【０００３】
ところで、複数の画像形成ステーションを有する画像形成装置における重大な問題のひとつとして、色ずれがある。これは、互いに異なる画像形成ステーションで形成された各トナー像の転写媒体への転写位置が相互にずれることによって発生するものであり、色調の変化として現れる。そこで、この問題を解消するため、いわゆる「レジスト調整」を次のように行う。まず、予め色ずれを検出するための基準パターン像（以下、「レジストパターン像」という。）を転写媒体上に形成する。次に、該レジストパターン像を光学センサで検出することでレジストパターン像の位置情報を求め、その位置情報に基づき各トナー像の位置合わせを行っている。
【０００４】
しかしながら、レジスト調整を行う場合、転写媒体表面の傷や汚れをレジストパターン像として誤検出したり、または、レジストパターン像が形成されないこと等によりレジストパターンの位置情報を正確に求められない場合があった。このような問題に対して、特許文献１に記載の画像形成装置では、レジストパターン像を形成する前に、転写媒体の移動方向においてレジストパターン像よりも長い所定長さを有するトナー像をレジストパターン開始タイミング検知パターンとして形成することで上述の問題を解決している。つまり、レジストパターン開始タイミング検知パターンの長さをレジストパターン像よりも長くすることで、パターンの長さによりレジストパターン開始タイミング検知パターンであるかレジストパターン像であるかを判別している。そして、所定長さを有するパターンを検出した場合は、レジストパターン開始タイミング検知パターンを検出したと判断し、レジストパターン像の開始を認識するとともに、次の開始タイミング検知パターンが検出されるまでのレジストパターン像が所定の個数であるか否かを判断することで、正確にレジストパターン像を検出したか否かを判断している。例えば、開始タイミング検知パターンが検出されてから次の開始タイミング検知パターンが検出されるまでに傷等をレジストパターン像として誤検出したような場合は、所定回数より多いレジストパターン像が検出されるとともに、トナー像が形成されなかったような場合は、所定回数より少ないレジストパターン像が検出されることとなる。よって、検出されたレジストパターン像が所定回数か否かを判断することで、レジストパターン像を正確に検出したか否かを判断できる。そして、レジストパターン像を正確に検出できた場合のみ、検出したレジストパターン像をレジスト調整の実行に用いることで、高精度のレジスト調整を可能としている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２１４８６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、高精度のレジスト調整を実現するために、レジストパターンとは別にレジストパターン開始タイミング検知パターンを形成する場合、余分なトナーをレジストパターン開始タイミング検知パターンに使用することとなり、トナーの消費量を増大させてしまう。また、レジストパターン開始タイミング検知パターンを作成し、または検出するために要する時間だけレジスト調整に要する時間を増大させることとなる。
【０００７】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、トナー消費量やレジスト調整に要する時間を増大させること無く、高精度なレジスト調整を可能とする技術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】
【０００８】
この発明にかかる画像形成装置は、ブラックのトナー像を形成するブラック画像形成ステーションとカラートナー像を形成するカラー画像形成ステーションとを、転写ベルトの移動方向に沿って配置する画像形成装置であって、上記目的を達成するために、複数の画像形成ステーションにより転写ベルト上に移動方向に離間して形成された複数のトナー像の各々をレジストパターン像とし、該レジストパターン像に光を照射する投光部と、該レジストパターン像からの正反射光を受光する受光部とを有し、該レジストパターン像で反射される光に関連する信号を出力する検出手段と、ブラックのレジストパターン像の検出基準となるブラックパターン検出用閾値情報と、カラーのレジストパターン像の検出基準となるカラーパターン検出用閾値情報とを記憶する記憶手段と、検出手段から出力される出力信号と、ブラックパターン検出用閾値情報およびカラーパターン検出用閾値情報とを対比することで転写ベルト上での複数のレジストパターン像の位置情報を求めて該位置情報に基づき複数色の間での色ずれを補正する制御手段とを備え、転写ベルトは正反射成分において複数の画像形成ステーションにより形成されるいずれのレジストパターン像よりも高い反射率を有する光沢ベルトで構成されていることを特徴としている。
【０００９】
また、本発明にかかる画像形成装置におけるレジスト調整方法は、ブラックのトナー像を形成するブラック画像形成ステーションとカラートナー像を形成するカラー画像形成ステーションとを、転写ベルトの移動方向に沿って配置する画像形成装置において、複数の画像形成ステーションにより形成されるトナー像の色ずれを調整するレジスト調整方法であって、上記目的を達成するために、転写ベルトとして、正反射成分において複数の画像形成ステーションにより形成されるいずれのトナー像よりも高い反射率を有する光沢ベルトを準備する準備工程と、複数の画像形成ステーションによりレジストパターン像として転写ベルト表面に移動方向に離間して複数のトナー像を形成するレジストパターン形成工程と、複数のレジストパターン像の各々について、該レジストパターン像に光を照射するとともに該レジストパターン像からの正反射光の光量を検出する光量検出工程と、複数のレジストパターン像からの正反射光量と、ブラックのレジストパターン像の検出基準となるブラックパターン検出用閾値情報およびカラーのレジストパターン像の検出基準となるカラーパターン検出用閾値情報とを対比することで転写ベルト上での複数のレジストパターン像の位置情報を求める位置検出工程と、位置情報に基づき複数色の間での色ずれを補正する補正工程とを備えることを特徴としている。
【００１０】
このように構成された発明（画像形成装置および該装置のレジスト調整方法）では、転写ベルトは、該転写ベルトの表面に形成されるレジストパターン像よりも正反射成分において高い反射率を有する光沢ベルトを採用している。また、該レジストパターン像に光を照射してその正反射光を検出することで転写ベルトの表面に形成されるレジストパターン像を検出している。そして、一般にブラックのトナー像はカラーのトナー像と比較して反射率が低い。したがって、本発明において検出手段から出力される信号は、例えば図７に示すような波形となる。ここで図７は、３つのカラー画像形成ステーションを有するとともにそれぞれのカラー画像形成ステーションはイエロー（Ｙ），マゼンダ（Ｍ），シアン（Ｃ）のカラートナー像を形成する画像形成装置における出力信号である。図７に示すように、ベルト表面で反射される光に関連する信号が最も高い電圧レベルを有するとともに、ブラックレジストパターン像で反射される光に関連する信号（ブラックパターン検出信号）は、カラーレジストパターン像で反射される光に関連する信号（カラーパターン検出信号）よりも低い電圧レベルを有する波形となる。そして、本発明では、ブラックレジストパターン像の検出基準となるブラックパターン検出用閾値情報およびカラーレジストパターン像の検出基準となるカラーパターン検出用閾値情報の２つのパターン検出用閾値情報を有するとともに、上述のような出力信号と該２つのパターン検出用閾値情報とを比較することでレジストパターン像の位置情報を求めるように構成されている。よって、ブラックレジストパターン像の位置情報とカラーレジストパターン像の位置情報とを切り分けて検出可能となる。したがって、トナー消費量やレジストパターン像検出時間を増大させること無く、高精度なレジスト調整を可能とする。この理由について説明する。本発明では、ブラックレジストパターン像の位置情報とカラーレジストパターン像の位置情報とを切り分けて検出可能であるため、ブラックレジストパターン像が検出された後、再びブラックレジストパターン像が検出されるまでに、所定個数のカラーレジストパターン像が検出されたか否かを判断することで、正確にレジストパターン像を検出したか否かを判断することができる。つまり、特許文献１に記載の発明のようにレジストパターン像以外にレジストパターン開始タイミング検知パターンを設けなくとも、検出されたブラックレジストパターン像を基準にすることで、正確にレジストパターン像を検出したか否かを判断することができる。例えば、図７の例示の場合、ブラックレジストパターン像が検出された後、再びブラックレジストパターン像が検出されるまでに、３つのカラーレジストパターン像が検出されることとなる。よって、実際に検出されたカラーレジストパターン像が３つでない場合は正確にレジストパターン像を検出できていないと判断し、これらの検出結果を色ずれ補正に用いないことで高精度のレジスト調整が可能となる。したがって、本発明では、トナー消費量やレジストパターン像検出時間を増大させること無く、高精度なレジスト調整が可能となる。
【００１１】
また、カラートナー像はシアンであるとともに、投光部は、レジストパターン像に赤外光を照射するように構成しても良い。このように構成することで、ブラックレジストパターン像に対応する出力信号とカラーレジストパターン像に対応する出色信号とを、より確実に切り分けて検出可能となる。この理由について説明する。一般にブラック（Ｋ）は波長領域全域において低い反射率を示す。一方、シアン（Ｃ）は赤外光よりも短い波長領域において、反射率が低下しブラック（Ｋ）に近い反射率を示す領域を有する。よって、レジストパターン像に照射する光としてシアン（Ｃ）の反射率が低い波長を用いた場合、シアン（Ｃ）とブラック（Ｋ）とを切り分けて検出することが困難となる。このような場合、シアン（Ｃ）のレジストパターン像をブラック（Ｋ）のレジストパターン像と誤検出する場合があり、高精度なレジスト制御を妨げる原因となる場合がある。しかしながら、シアン（Ｃ）は、赤外光領域ではブラック（Ｋ）より比較的高い反射率を示す。よって、レジストパターン像に照射する光として赤外光領域の波長を有する光を用いることで、シアン（Ｃ）とブラック（Ｋ）との反射率に十分な差を設けることが可能となる。よって、ブラックレジストパターン像に対応する出力信号とカラーレジストパターン像に対応する出色信号とを、より確実に切り分けて検出可能となり、高精度なレジスト制御が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は本発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図である。また、図２は図１の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。この装置１は、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の４色のトナー（現像剤）を重ね合わせてフルカラー画像を形成するカラー印字処理、およびブラック（Ｋ）のトナーのみを用いてモノクロ画像を形成する単色印字処理を選択的に実行する画像形成装置である。この画像形成装置１では、ホストコンピュータなどの外部装置から画像形成指令（印字指令）がメインコントローラ５１に与えられると、このメインコントローラ５１からの指令に応じてエンジンコントローラ５２がエンジン部ＥＧ各部を制御して所定の画像形成動作を実行し、複写紙、転写紙、用紙およびＯＨＰ用透明シートなどのシート（記録材）Ｓに画像形成指令に対応する画像を形成する。
【００１３】
図１において、本実施形態の画像形成装置１は、ハウジング本体２と、ハウジング本体２の前面（同図の右手側面）に開閉自在に装着された第１の開閉部材３と、ハウジング本体２の上面に開閉自在に装着された第２の開閉部材（排紙トレイを兼用している）４とを有している。また、第１の開閉部材３には、開閉蓋３ａがハウジング本体２の前面に開閉自在に装着されている。なお、この開閉蓋３ａは第１の開閉部材３と連動して、または独立して開閉可能となっている。
【００１４】
ハウジング本体２内には、電源回路基板、メインコントローラ５１およびエンジンコントローラ５２を内蔵する電装品ボックス５が設けられている。また、画像形成ユニット６、送風ファン７、転写ベルトユニット９および給紙ユニット１０もハウジング本体２内に配設されている。一方、第１の開閉部材３側には、２次転写ユニット１１、定着ユニット１２およびシート搬送機構１３が配設されている。なお、この実施形態では、画像形成ユニット６および給紙ユニット１０内の消耗品は、装置本体に対して着脱自在に構成されている。そして、これらの消耗品および転写ベルトユニット９については、それぞれ取り外して修理または交換を行うことが可能な構成になっている。
【００１５】
転写ベルトユニット９は、ハウジング本体２の下方に配設され図示しない駆動モータにより回転駆動される駆動ローラ１４と、駆動ローラ１４の斜め上方に配設される従動ローラ１５と、この２本のローラ１４、１５間に張架されて図示矢印方向Ｄ16へ循環駆動される中間転写ベルト１６と、中間転写ベルト１６の表面に当接されるクリーニング部１７とを備えている。本実施形態では、中間転写ベルト１６として後述する反射特性を示す光沢ベルトを使用している。また、従動ローラ１５は駆動ローラ１４に対して斜め上方（図１中の左手上方）に配置されている。このため、中間転写ベルト１６は傾斜状態のまま方向Ｄ16に回転移動する。また、中間転写ベルト１６を駆動した際のベルト搬送方向Ｄ16が下向き（図１の右下向き）になるベルト面１６ａは下方に位置している。本実施形態においては、ベルト面１６ａがベルト駆動時のベルト張り面（駆動ローラ１４により引っ張られる面）となっており、後述する各色の潜像担持体２０の周速Ｖ20よりも速い周速Ｖ16（例えば＝１．０３×Ｖ20）を有している。このように中間転写ベルト１６の周速Ｖ16を各潜像担持体２０の周速Ｖ20よりも速くなるように設定することで、潜像担持体２０は中間転写ベルト１６に引っ張られるようにして駆動している。
【００１６】
上記駆動ローラ１４および従動ローラ１５は支持フレーム９ａに回転自在に支持されている。この支持フレーム９ａの下端には、回動部９ｂが形成されるとともに、ハウジング本体２に設けられた回動軸（回動支点）２ｂに嵌合されている。これにより、支持フレーム９ａはハウジング本体２に対して回動自在となっている。一方、支持フレーム９ａの上端には、ロックレバー９ｃが回動自在に設けられるとともに、ハウジング本体２に設けられた係止軸２ｃに係止可能にされている。
【００１７】
駆動ローラ１４は、２次転写ユニット１１を構成する２次転写ローラ１９のバックアップローラを兼ねている。駆動ローラ１４の周面には、図１に示すように、厚さ３ｍｍ程度、体積抵抗率が１０５Ω・ｃｍ以下のゴム層１４ａが形成されており、金属製の軸を介して接地することにより、図示を省略する２次転写バイアス発生部から２次転写ローラ１９を介して供給される２次転写バイアスの導電経路としている。このように駆動ローラ１４に高摩擦かつ衝撃吸収性を有するゴム層１４ａを設けることにより、２次転写部へシートＳが進入する際の衝撃が中間転写ベルト１６に伝達しにくく、画質の劣化を防止することができる。
【００１８】
また、本実施形態においては、駆動ローラ１４の径を従動ローラ１５の径より小さくしている。これにより、２次転写後のシートＳがシートＳ自身の弾性力で剥離し易くすることができる。また、従動ローラ１５をクリーニング部１７のバックアップローラとして兼用させている。このクリーニング部１７は、搬送方向下向きのベルト面１６ａ側に設けられており、図１に示すように、残留トナーを除去するクリーニングブレード１７ａと、除去したトナーを搬送するトナー搬送部材とを備えている。そして、クリーニングブレード１７ａは従動ローラ１５への中間転写ベルト１６の巻きかけ部において中間転写ベルト１６に当接して２次転写後に中間転写ベルト１６の表面に残留しているトナーをクリーニング除去する。
【００１９】
また、中間転写ベルト１６の搬送方向下向きのベルト面１６ａ裏面には、後述する各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの潜像担持体２０に対向して１次転写ローラ２１ａを配置してなる１次転写ユニット２１が設けられている。この１次転写ユニット２１では、４つの１次転写ローラ２１ａがリンクバー２１ｂに対して回転自在に軸支されている。これらの１次転写ローラ２１ａは図示を省略する１次転写バイアス発生部と電気的に接続されており、適当なタイミングで１次転写バイアス発生部から１次転写バイアスが印加される。
【００２０】
このリンクバー２１ｂは、ブラック（Ｋ）の画像形成ステーションＫの潜像担持体２０に対向して配置された１次転写ローラ２１ａを回動中心として、矢印方向Ｄ21に回動自在に設けられている。そして、図示を省略するアクチュエータを作動させることでリンクバー２１ｂが回動してイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）およびシアン（Ｃ）の画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃの潜像担持体２０に対向して配置された１次転写ローラ２１ａが潜像担持体２０に向かって近接し、また潜像担持体２０から離間移動する。このため、各１次転写ローラ２１ａが潜像担持体２０に向かって近接移動すると、中間転写ベルト１６を挟んで該潜像担持体２０に当接する（図１中の実線）。そして、この当接位置が１次転写位置となっており、後述するように該１次転写位置でトナー像が中間転写ベルト１６に転写される。逆に、各１次転写ローラ２１ａが潜像担持体２０から離間移動すると、画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃの潜像担持体２０と中間転写ベルト１６とは互いに離間する（図１中の破線）。一方、ブラック（Ｋ）の画像形成ステーションＫの潜像担持体２０に対向して配置された１次転写ローラ２１ａについては、中間転写ベルト１６を挟んで該潜像担持体２０に当接されたまま回転するように構成されている。したがって、図１の実線で示すように、全１次転写ローラ２１ａを潜像担持体２０側に位置させることでカラー印字処理が実行可能となる。一方、同図の破線で示すように、ブラック用の１次転写ローラ２１ａを残して他の１次転写ローラ２１ａを潜像担持体２０から離間させることでモノクロ印字処理のみを実行しつつ画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃを非印字状態とすることができる。
【００２１】
また、転写ベルトユニット９の支持フレーム９ａには、駆動ローラ１４に近接してテストパターンセンサ１８が設置されている。図３は、テストパターンセンサ１８の構成を示す図である。テストパターンセンサ１８は、中間転写ベルト１６の表面に向けて光を照射する投光部１８１と、中間転写ベルト１６の表面や後述するレジストパターン像により反射された光のうち正反射成分を受光するように配置された受光部１８２を備えている。そして、投光部１８１から転写ベルト１６上のレジストパターン像に光が照射される一方、該レジストパターン像からの光が受光部１８２で受光されて該受光部での受光量に対応する信号がテストパターンセンサ１８から出力される。そして、テストパターンセンサ１８からの出力信号に基づき中間転写ベルト１６上の各色トナー像の位置決めを行うとともに、各色トナー像の濃度を検出し、各色画像の色ずれや画像濃度を補正する。また、この実施形態では、上記センサ１８に加えて、中間転写ベルト１６の特徴部位（例えば幅方向に突設された突起部）を検出する垂直同期センサ６０（図２）が支持フレーム９ａに取り付けられている。このため、中間転写ベルト１６の特徴部位がセンサ６０を通過するたびに垂直同期信号（基準信号）が出力される。
【００２２】
画像形成ユニット６は、複数（本実施形態では４つ）の異なる色の画像を形成する画像形成ステーションＹ（イエロー用），Ｍ（マゼンタ用），Ｃ（シアン用），Ｋ（ブラック用）を備えている。ここで、本実施形態では、画像形成ステーションＫが本発明における「ブラック画像形成ステーション」として機能するとともに、画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃのそれぞれが本発明における「カラー画像形成ステーション」として機能する。各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋにはそれぞれ、感光体ドラムからなる潜像担持体２０が設けられている。また、各潜像担持体２０の周囲には、帯電部２２、像書込部２３および現像部２４が配設されている。そして、これらの機能部によって帯電動作、潜像形成動作およびトナー現像動作が実行される。なお、現像部２４は、画像形成ステーションＫのみに符号を付けて他の画像形成ステーションについては構成が同一のため符号を省略する。また、各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの配置順序は任意である。
【００２３】
そして、各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの潜像担持体２０が１次転写位置で中間転写ベルト１６の搬送方向下向きのベルト面１６ａに当接されるようにされ、その結果、各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋも駆動ローラ１４に対して図で左側に傾斜する方向に配設されることになる。また、各潜像担持体２０は、図示矢印Ｄ20に示すように、中間転写ベルト１６の搬送方向に所定周速Ｖ20で回転駆動される。なお、この実施形態では、潜像担持体２０の回転方向Ｄ20において、潜像担持体２０の周長は最小サイズのシート長、例えば葉書サイズよりも短くなっている。
【００２４】
帯電部２２は、その表面が弾性ゴムで構成された帯電ローラ２２ａを備えている。この帯電ローラ２２ａは帯電位置で潜像担持体２０の表面と当接して従動回転するように構成されており、潜像担持体２０の回転動作に伴って潜像担持体２０に対して従動方向に周速Ｖ22a（＝Ｖ20）で従動回転する。また、この帯電ローラ２２ａは帯電バイアス発生部（図示省略）に接続されており、帯電バイアス発生部からの帯電バイアスの給電を受けて帯電位置で潜像担持体２０の表面を帯電させる。さらに、この実施形態では、帯電部２２の構成部品としてクリーニングローラ２２ｂがさらに設けられている。
【００２５】
像書込部２３は、発光ダイオードやバックライトを備えた液晶シャッタ等の素子を潜像担持体２０の軸方向に列状に配列したアレイ状書込ヘッドを用いており、潜像担持体２０から離間配置されている。また、アレイ状書込ヘッドは、レーザー走査光学系よりも光路長が短くてコンパクトであり、潜像担持体２０に対して近接配置が可能であり、装置全体を小型化できるという利点を有する。本実施形態においては、各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの潜像担持体２０、帯電部２２および像書込部２３を交換カートリッジ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋ（図２）としてユニット化することにより、アレイ状書込ヘッドの位置決めを保持する構成とし、交換カートリッジの交換時にはアレイ状書込ヘッドを含めて交換し、新たな交換カートリッジに対して光量調整や位置決めを行って再使用を行う構成としている。また、各交換カートリッジ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋには、該交換カートリッジに関する情報を記憶するための不揮発性メモリ９１〜９４がそれぞれ設けられている。そして、各交換カートリッジに設けられた送受信部５３Ｙ，５３Ｍ，５３Ｃ，５３Ｋと、本体側に設けられた送受信部５２２Ｙ，５２２Ｍ，５２２Ｃ，５２２Ｋとがそれぞれ互いに近接配置され、エンジンコントローラ５２のＣＰＵ５２１とメモリ９１〜９４との間で無線通信が行われる。こうすることで、各交換カートリッジに関する情報がＣＰＵ５２１に伝達されるとともに、各メモリ９１〜９４内の情報が更新記憶される。
【００２６】
次に、現像部２４の詳細について、画像形成ステーションＫを代表して説明する。本実施形態においては、各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋが斜め方向に配設され、かつ潜像担持体２０が中間転写ベルト１６の搬送方向下向きのベルト面１６ａに当接される関係上、トナー貯留容器２６を斜め下方に傾斜して配置している。そのため、現像部２４として特別の構成を採用している。すなわち、現像部２４は、トナー（図１のハッチング部）を貯留するトナー貯留容器２６と、このトナー貯留容器２６内に形成されたトナー貯留部２７と、トナー貯留部２７内に配設されたトナー撹拌部材２９と、トナー貯留部２７の上部に区画形成された仕切部材３０と、仕切部材３０の上方に配設されたトナー供給ローラ３１と、仕切部材３０に設けられトナー供給ローラ３１に当接されるブレード３２と、トナー供給ローラ３１および潜像担持体２０に当接して周速Ｖ33で回転する現像ローラ３３と、現像ローラ３３に当接される規制ブレード３４とから構成されている。
【００２７】
潜像担持体２０は中間転写ベルト１６の搬送方向Ｄ16に回転される。また、現像ローラ３３および供給ローラ３１は、図示矢印Ｄ33に示すように、潜像担持体２０の回転方向Ｄ20とは逆方向に回転駆動される。一方、撹拌部材２９は供給ローラ３１の回転方向とは逆方向に回転駆動される。このため、トナー貯留部２７において撹拌部材２９により撹拌、運び上げられたトナーは、仕切部材３０の上面に沿ってトナー供給ローラ３１に供給される。また、こうして供給されたトナーはブレード３２と摺擦して供給ローラ３１の表面凹凸部への機械的付着力と摩擦帯電力による付着力によって、現像ローラ３３の表面に供給される。そして、現像ローラ３３に供給されたトナーは規制ブレード３４により所定厚さの層厚に規制される。さらに、こうして薄層化されたトナー層は、潜像担持体２０へと搬送される。そして、現像ローラ３３と電気的に接続された現像バイアス発生部５２５から現像ローラ３３に印加される現像バイアスによって、現像ローラ３３と潜像担持体２０とが当接する現像位置において、正規帯電トナーが現像ローラ３３から潜像担持体２０に移動して、像書込部２３により形成された静電潜像が顕像化される。
【００２８】
また、この実施形態では、上記のようにしてトナー現像を実行するとともに、現像ローラ３３によって潜像担持体２０上の残留トナーを回収する、いわゆる現像同時クリーニングを行っている。このように現像位置において、１次転写後に潜像担持体２０の表面に残存するトナーを回収するクリーナレスシステムが構成されている。
【００２９】
給紙ユニット１０は、シートＳが積層保持されている給紙カセット３５と、給紙カセット３５からシートＳを一枚ずつ給送するピックアップローラ３６とからなる給紙部を備えている。第１の開閉部材３内には、２次転写部へのシートＳの給紙タイミングを規定するレジストローラ対３７と、駆動ローラ１４および中間転写ベルト１６に圧接される２次転写手段としての２次転写ユニット１１と、定着ユニット１２と、シート搬送機構１３と、排紙ローラ対３９と、両面プリント用搬送路４０を備えている。
【００３０】
２次転写ユニット１１では、２次転写ローラ１９が中間転写ベルト１６に対して離当接自在に設けられるとともに、２次転写ローラ１９を離当接駆動する２次転写ローラ駆動機構１１１が設けられている。なお、２次転写ローラ駆動機構１１１では、その一端に２次転写ローラ１９が回転自在に取り付けられた回動レバー４２が固定軸４１に回動自在に枢支されている。また、その回動レバー４２の他端と第１の開閉部材３との間にスプリング４３が配設されており、その付勢力によって２次転写ローラ１９は図示矢印方向に移動し、中間転写ベルト１６および駆動ローラ１４に押圧されている。また、２次転写ローラ駆動機構１１１は偏心カム４４を有しており、この偏心カム４４は回動レバー４２のスプリング４３側に設けられている。そして、図示を省略するクラッチを介して駆動モータの駆動力によって偏心カム４４が回転すると、回動レバー４２がスプリング４３に抗して回動し、２次転写ローラ１９を中間転写ベルト１６から離間させる。
【００３１】
定着ユニット１２は、ハロゲンヒータ等の発熱体を内蔵して回転自在な加熱ローラ４５と、この加熱ローラ４５を押圧付勢する加圧ローラ４６と、加圧ローラ４６に揺動可能に配設されたベルト張架部材４７と、加圧ローラ４６とベルト張架部材４７間に張架された耐熱ベルト４９を有している。そして、シートＳに２次転写された画像は、加熱ローラ４５と耐熱ベルト４９で形成するニップ部で所定の温度でシートＳに定着される。本実施形態においては、中間転写ベルト１６の斜め上方に形成される空間、換言すれば、中間転写ベルト１６に対して画像形成ユニット６と反対側の空間に定着ユニット１２を配設することが可能になり、電装品ボックス５、画像形成ユニット６および中間転写ベルト１６への熱伝達を低減することができ、各色の色ずれ補正処理を行う頻度を少なくすることができる。
【００３２】
また、こうして定着処理を受けたシートＳは排紙ローラ対３９を経由して装置本体の上面部に設けられた第２の開閉部材（排紙トレイ）４に搬送される。また、シートＳの両面に画像を形成する場合には、上記のようにして片面に画像を形成されたシートＳの後端部が排紙ローラ対３９後方の反転位置まで搬送されてきた時点で排紙ローラ対３９の回転方向を反転し、これによりシートＳは両面プリント用搬送路４０に沿って搬送される。そして、レジストローラ対３７の手前で再び搬送経路に乗せられるが、このとき、２次転写領域において中間転写ベルト１６と当接して画像を転写されるシートＳの面は、先に画像が転写された面とは反対の面である。このようにして、シートＳの両面に画像を形成することができる。
【００３３】
また、この装置１では、図２に示すように、メインコントローラ５１のＣＰＵ５１１により制御される表示部５４を備えている。この表示部５４は、例えば液晶ディスプレイにより構成され、ＣＰＵ５１１からの制御指令に応じて、ユーザへの操作案内や画像形成動作の進行状況、さらに装置の異常発生やいずれかのユニットの交換時期などを知らせるための所定のメッセージを表示する。
【００３４】
なお、図２において、符号５１３はホストコンピュータなどの外部装置よりインターフェース５１２を介して与えられた画像を記憶するためにメインコントローラ５１に設けられた画像メモリである。また、符号５２３はＣＰＵ５２１が実行する演算プログラムやエンジン部ＥＧを制御するための制御データなどを記憶するためのＲＯＭ、また符号５２４はＣＰＵ５２１における演算結果やその他のデータを一時的に記憶するＲＡＭである。特に、この実施形態では、次に説明する色ずれ補正処理のためのレジストパターン像の位置情報を求めるために、各色のレジストパターン像をテストパターンセンサ１８により検出するためのパターン検出用閾値情報を記憶するメモリ空間５２３ＣＬおよび５２３ＫがＲＯＭ５２３に設定されている。そして、図４に示すように、メモリ空間５２３ＣＬ，５２３Ｋにカラートナー用閾値ＴＨ(ＣＬ)（本発明における「カラーパターン検出用閾値情報」）およびブラックトナー用閾値ＴＨ(K)（本発明における「ブラックパターン検出用閾値情報」）が予め記憶されている。このように本実施形態ではＲＯＭ５２３が本発明の「記憶手段」として機能している。
【００３５】
図５は図１の画像形成装置における動作を示すフローチャートであり、レジスト調整処理のフローを示している。また、図６は色ずれ補正のためのパターン検出動作を示す模式図である。この装置では、電源投入時やカートリッジ交換などの適当なタイミングでレジストパターン像を用いたレジスト調整処理が実行される。より具体的には、ＲＯＭ５２３に記憶されているレジスト調整に関するプログラムにしたがってレジストパターン像の形成・検出および色ずれ補正処理を実行する。以下、図５および図６を参照しつつレジスト調整処理について説明する。
【００３６】
まず、エンジンコントローラ５２のＣＰＵ５２１からの制御指令にしたがって画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋにより複数のトナー像がレジストパターン像として形成される（ステップＳ１）（レジストパターン形成工程）。ここで、レジストパターン像の形状、寸法、間隔、配列、個数などについては任意であり、種々の態様が従来より数多く提案されている。この実施形態では、例えば、図６に示すように、中間転写ベルト１６の表面の一部に中間転写ベルト１６の搬送方向Ｄ16に直交する方向（主走査方向）に平行に延びる帯状形状（例えば幅０．５ｍｍ）のレジストパターン像を、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋの順に搬送方向（副走査方向）D16にそれぞれ所定間隔（例えば０．５ｍｍ）の間隔をおいて形成している。なお、同図には、ブラックのレジストパターン像ＲＰ(K)、シアンのレジストパターン像ＲＰ(C)、マゼンタのレジストパターン像ＲＰ(M)、イエローのレジストパターン像ＲＰ(Y)およびブラックのレジストパターン像ＲＰ(K)のみが図示されているが、各色について複数本ずつ形成している。
【００３７】
こうしてレジストパターン像の全部または一部を形成すると、テストパターンセンサ（検出手段）１８の投光部１８１を点灯させてテストパターンセンサ１８によるレジストパターン像の検出を可能とする。そして、中間転写ベルト１６およびレジストパターン像からの正反射光量を検出する（ステップＳ２）（光量検出工程）。すなわち、上記のようにして中間転写ベルト１６上に形成されたレジストパターン像ＲＰ(C)、ＲＰ(M)、ＲＰ(Y)、 ＲＰ(K)は中間転写ベルト１６の移動とともに搬送方向Ｄ16に移動してテストパターンセンサ１８を通過する。このとき、テストパターンセンサ１８の受光部１８２で受光される正反射光量の変化に応じて、テストパターンセンサ１８から出力される信号の電圧レベルが変化する。ところで、本実施形態においては、上述の通り中間転写ベルト１６として光沢ベルトを採用している。この光沢ベルトは、正反射成分において該光沢ベルトの表面に形成されるいずれのレジストパターン像よりも高い反射率を有する。また、一般にブラックのレジストパターン像ＲＰ(K)は、カラーのレジストパターン像ＲＰ(C) 、ＲＰ(M)、ＲＰ(Y)よりも低い反射率を示す。したがって、テストパターンセンサ１８から出力される信号は、図６において示すように中間転写ベルト１６に対応する出力レベルが最も高く、ブラックのレジストパターン像ＲＰ(K)に対応する出力レベルが最も低くなる。また、カラーのレジストパターン像ＲＰ(C) 、ＲＰ(M)、ＲＰ(Y)に対応する出力レベルは、中間転写ベルト１６に対応する出力レベルとブラックのレジストパターン像ＲＰ(K)に対応する出力レベルとの間の値を示す。このため、電圧レベルを計測することでテストパターンセンサ１８を各レジストパターン像が通過するタイミングを測定することができ、レジストパターン像の位置情報を取得することができる。そして、その位置情報に基づきレジストパターン像の相互間隔を求めることが可能となる。
【００３８】
本実施形態では、テストパターンセンサ１８からの上述のような出力信号がブラックとカラーとで電圧レベルの変化が相違することに着目してカラートナー用閾値ＴＨ(CL)とブラックトナー用閾値ＴＨ(K)をそれぞれ予め求めＲＯＭ５２３に記憶している。そして、ブラックのレジストパターン像ＲＰ(K)とカラーのレジストパターン像ＲＰ(C) 、ＲＰ(M)、ＲＰ(Y)とを切り分けて検出可能としている。すなわち、例えば図６に示すように、カラートナー用閾値ＴＨ(CL)を中間転写ベルトに対応する出力レベルとカラーのレジストパターン像に対応する出力レベルの間に設定するとともに、ブラックトナー閾値ＴＨ(K)をブラックのレジストパターン像に対応する出力レベルとカラーのレジストパターン像に対応する出力レベルの間に設定した場合、ブラックのレジストパターン像ＲＰ(K)に対応する信号のみが、ブラックトナー閾値ＴＨ(K)を下回り、カラーのレジストパターン像ＲＰ(C) 、ＲＰ(M)、ＲＰ(Y)に対応する信号は、カラートナー用閾値ＴＨ(CL)を下回るもののブラックトナー閾値ＴＨ(K)を下回ることはない。よって、ブラックトナー閾値ＴＨ(K)を下回った場合は、ブラックのレジストパターン像ＲＰ(K)を検出したと判断し、カラートナー用閾値ＴＨ(CL)のみを下回った場合は、カラーのレジストパターン像ＲＰ(C) 、ＲＰ(M)、ＲＰ(Y)のいずれかを検出したと判断することでブラックのレジストパターン像ＲＰ(K)とカラーのレジストパターン像ＲＰ(C) 、ＲＰ(M)、ＲＰ(Y)とを切り分けて検出可能となる。
【００３９】
次に本実施形態では、ブラックのレジストパターン像ＲＰ(K)の位置検出（ステップＳ３）をきっかけにカラーのレジストパターン像ＲＰ(C) 、ＲＰ(M)、ＲＰ(Y)の位置検出（ステップＳ４）を行う（位置検出工程）。かかるカラーのレジストパターン像ＲＰ(C) 、ＲＰ(M)、ＲＰ(Y)の位置検出は、再びブラックのレジストパターン像ＲＰ(K)の位置検出（ステップＳ５）が行われるまで繰り返される。そして、ブラックのレジストパターン像ＲＰ(K)の位置検出が行われた場合（ステップＳ５でＹＥＳと判断された場合）は、ステップＳ３でブラックのレジストパターン像ＲＰ(K)の位置検出が行われてから、ステップＳ５で再びブラックのレジストパターン像ＲＰ(K)の位置検出が行われるまでに検出されたカラーのレジストパターン像の個数が所定値に一致するか否かを判断する。そして、このように構成することで、転写媒体表面の傷や汚れをレジストパターン像として誤検出したり、または、レジストパターン像が形成されないこと等によりレジストパターンの位置情報が正確に求められないという問題を回避している。つまり、例えばブラックのレジストパターン像間に傷がありテストパターンセンサ１８がこれをカラーのレジストパターン像と誤検出した場合、ステップＳ３からステップＳ５の間に検出されたカラーのレジストパターン像の個数は所定値よりも多い値となる。また、上述の傷をテストパターンセンサ１８がブラックのレジストパターン像と誤検出した場合、ステップＳ３からステップＳ５の間に検出されたカラーのレジストパターン像の個数は所定値よりも少ない値となる。このように、ステップＳ３からステップＳ５の間に検出されたカラーのレジストパターン像の個数により傷等の誤検出があったか否かを判断できる。本実施形態では、カラーのレジストパターン像はシアン(C)，マゼンダ(M)，イエロー(Y)の３種類であるので、ステップＳ３からステップＳ５の間に検出されたカラーのレジストパターン像の個数が３個である場合のみ、正しくレジストパターン像ＲＰ(C) 、ＲＰ(M)、ＲＰ(Y)、ＲＰ(K)が検出されたと判断する。そして、正しくレジストパターン像が検出された場合のみ、これらの位置情報を後の色ずれ補正に使用するとともに、正しくレジストパターンが検出されなかった場合は、これらの位置情報は後の色ずれ補正に使用しないものとし、再びカラートナー像の位置検出（ステップＳ４）を行う。そして、レジストパターン像ＲＰ(C) 、ＲＰ(M)、ＲＰ(Y)、ＲＰ(K)の位置情報が、後の色ずれ補正に必要な個数に達したかを判断し（ステップＳ７）、必要な個数に達するまで上述のレジストパターン像ＲＰ(C) 、ＲＰ(M)、ＲＰ(Y)、ＲＰ(K)の検出処理を実行する。また、レジストパターン像ＲＰ(C) 、ＲＰ(M)、ＲＰ(Y)、ＲＰ(K)の位置情報が必要な個数に達した場合は、ＣＰＵ５２１からの色ずれ補正命令に従って、これらの位置情報に基づいて色ずれ補正を行う（ステップＳ８）（補正工程）。このように本実施形態では、ＣＰＵ５２１が本発明における「制御手段」として機能している。
【００４０】
以上のように、この実施形態によれば、中間転写ベルト１６として光沢ベルトを用いるとともに、テストパターンセンサ１８により正反射光を検出するように構成している。したがって、テストパターンセンサ１８から出力される信号波形は図６のようにブラックとカラーとで電圧レベルの変化が相違する。そして、本実施形態では、このような出力信号に対して、カラートナー用閾値ＴＨ(CL)とブラックトナー用閾値ＴＨ(K)の２つの閾値を用いて、レジストパターン像の位置検出を行っている。よって、ブラックのレジストパターン像とカラーのレジストパターン像を切り分けて検出することが可能となっている。したがって、特許文献１に記載の発明のようにレジストパターン像以外にレジストパターン開始タイミング検知パターンを設けなくとも、検出されたブラックレジストパターン像を基準にすることで、正確にレジストパターン像を検出したか否かを判断することができる。よって、トナー消費量やレジストパターン像検出時間を増大させること無く、高精度なレジスト調整が可能となる。
【００４１】
また、本実施形態では、投光部１８１から赤外光を照射することとしている。これにより、ブラックレジストパターン像に対応する出力信号とカラーレジストパターン像に対応する出色信号とを、より確実に切り分けて検出可能となる。この理由について説明する。一般にブラック(K)は波長領域全域において低い反射率を示す。一方、シアン(C)は赤外光よりも短い波長領域において、反射率が低下しブラック(K)に近い反射率を示す領域を有する。よって、レジストパターン像に照射する光としてシアン(C)の反射率が低い波長を用いた場合、シアン(C)とブラック(K)とを切り分けて検出することが困難となる。このような場合、シアン(C)のレジストパターン像をブラック(K)のレジストパターン像と誤検出する場合があり、高精度なレジスト制御を妨げる原因となる場合がある。しかしながら、シアン(C)は、赤外光領域ではブラック(K)より比較的高い反射率を示す。よって、レジストパターン像に照射する光として赤外光領域の波長を有する光を用いることで、シアン(C)とブラック(K)との反射率に十分な差を設けることが可能となる。また、イエロー(Y)とマゼンダ(M)の反射率は、いずれも可視光領域においてピーク値を持った後、赤外光領域に至るまでに低下するものの、ブラック(K)の反射率との間には十分な差が存在する。よって、投光部１８１から赤外光を照射するように構成することで、ブラックレジストパターン像に対応する出力信号とカラーレジストパターン像に対応する出色信号とを、より確実に切り分けて検出可能となり、高精度なレジスト制御が可能となる。
【００４２】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では、レジストパターン像を中間転写ベルト１６上にシアン(C)、マゼンダ(M)、イエロー(Y)、ブラック(K)の順番で形成しているが、レジストパターン像の形成順序はこれに限られるものではなく適宜変更可能である。
【実施例】
【００４３】
次に本発明の実施例を示すが本発明はもとより下記の実施例によって制限を受けるものではなく、前後記の趣旨に適合しうる範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。
【００４４】
図７は、本発明の実施例におけるテストパターンセンサの出力結果である。なお、本実施例では、光沢ベルトは、特開２０００−３１９４８２に記載の塩化ビニル系樹脂組成物を原料としたＴＰＥアロイを基材としている。また、テストパターンセンサの投光部からは９４０nmの波長を有する光を照射した。図７に示すように、本実施例によるとカラーのレジストパターン像に対応する出力信号Ｓｉｇ(C)，Ｓｉｇ(M)，Ｓｉｇ(C)と比較して、ブラックのレジストパターン像Ｓｉｇ(K)は、より低い出力レベルを示す。よって、上記実施形態で示したように、ブラックトナー閾値とカラートナー用閾値とを設定することで、ブラックのレジストパターン像とカラーのレジストパターン像を切り分けて検出可能となる。したがって、特許文献１に記載の発明のようにレジストパターン像以外にレジストパターン開始タイミング検知パターンを設けなくとも、検出されたブラックレジストパターン像を基準にすることで、正確にレジストパターン像を検出したか否かを判断することができる。よって、トナー消費量やレジストパターン像検出時間を増大させること無く、高精度なレジスト調整が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図。
【図２】図１の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図。
【図３】テストパターンセンサの構成を示す図。
【図４】図１の装置に装備されたＲＯＭのメモリ空間の一部を示す図。
【図５】図１の画像形成装置の動作を示すフローチャート。
【図６】色ずれ補正のためのパターン検出動作を示す模式図。
【図７】実施例におけるテストパターンセンサの出力信号の波形を示す図。
【符号の説明】
【００４６】
１…画像形成装置、  １６…中間転写ベルト、  １８…テストパターンセンサ、１８１…投光部、  １８２…受光部、  ５２…エンジンコントローラ、  ５２１…ＣＰＵ（制御手段）、  ５２３…ＲＯＭ（記憶手段）、  ＲＰ(C)，ＲＰ(M)，ＲＰ(Y)，ＲＰ(K)…レジストパターン像、  ＴＨ(K) …ブラックートナー用閾値（ブラックパターン用閾値情報）、  ＴＨ(CL)…カラートナー用閾値（カラーパターン用閾値情報）、  Ｄ16…搬送方向（移動方向）、  Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ…画像形成ステーション
【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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