(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面が周回する画像形成体と、
前記画像形成体の周囲に配置され前記画像形成体に第１の画像あるいは第１の検知マークを形成する第１の画像形成装置と、
前記画像形成体の前記第１の画像に重ねて第２の画像を形成しあるいは前記画像形成体に第２の検知マークを形成する第２の画像形成装置と、
前記画像形成体に前記第１の画像及び前記第２の画像を形成する間前記画像形成体に荷重をかけて接触するとともに、前記画像形成体に荷重をかけて接触することにより前記第１の画像及び前記第２の画像が転写される中間転写媒体とを具備するカラー画像形成装置において、
前記画像形成体に形成される前記第１の検知マークおよび前記第２の検知マークを検出する検出装置と、
前記画像形成体に前記第１および前記第２の検知マークを形成する間は、前記中間転写媒体を前記画像形成体に荷重をかけて接触させる一方、前記画像形成体上に形成される前記第１および第２の検知マークが前記中間転写媒体位置を通過する間は前記中間転写媒体を前記画像形成体から離間させる接離機構とを有することを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項２】
前記検出装置を、前記画像形成体周囲であって前記第２の画像形成装置から前記中間転写媒体に至る間に設け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】
中間転写媒体を画像形成体に荷重をかけて接触した状態で、第１の画像形成装置により、回転する画像形成体に第１の画像を形成する第１の画像形成工程と、
前記中間転写媒体を前記画像形成体に荷重をかけて接触した状態で、第２の画像形成装置により前記画像形成体の前記第１の画像に第２の画像を重ねて形成する第２の画像形成工程と、
前記画像形成体に形成される前記第１の画像および前記第２の画像を、前記画像形成体に荷重をかけて接触する中間転写媒体に一括転写する転写工程とを有するカラー画像形成方法において、
前記第１の画像形成装置により前記画像形成体に第１の検知マークを形成し、前記第２の画像形成装置により前記画像形成体に第２の検知マークを形成するマーク形成工程と、
前記画像形成体に形成された前記第１の検知マークと前記第２の検知マークを検出する検出工程とを有し、
前記マーク形成工程を実施する間は、前記中間転写媒体を前記画像形成体に荷重をかけて接触させる一方、前記画像形成体上に形成される前記第１および第２の検知マークが前記中間転写媒体位置を通過する間は前記中間転写媒体を前記画像形成体から離間させることを特徴とするカラー画像形成方法。
【請求項４】
前記第１の検知マークと前記第２の検知マークとの間隔が、前記画像形成体周囲の前記検出工程を行う検出位置および前記転写工程を行う転写位置との間隔よりも狭いことを特徴とする請求項３記載のカラー画像形成方法。
【請求項５】
前記第１および第２の検知マークは、それぞれ非平行な２本以上の線であることを特徴とする請求項３記載のカラー画像形成方法。
【請求項６】
第１の画像形成装置により、回転する画像形成体に第１の画像を形成する第１の画像形成工程と、
第２の画像形成装置により前記画像形成体の前記第１の画像に第２の画像を重ねて形成する第２の画像形成工程と、
前記画像形成体に形成される前記第１の画像および前記第２の画像を、前記画像形成体に荷重をかけて接触する中間転写媒体に一括転写する転写工程とを有するカラー画像形成方法において、
前記第１の画像形成装置により前記画像形成体に第１の検知マークを形成し、前記第２の画像形成装置により前記画像形成体に第２の検知マークを形成するマーク形成工程と、
前記画像形成体に形成された前記第１の検知マークと前記第２の検知マークの時間差を検出する検出工程と、
前記検出工程後に、前記第２の画像形成工程の開始を前記時間差分補正する工程とを具備し、
前記第１の画像形成工程、前記第２の画像形成工程および前記転写工程の間は前記中間転写媒体を前記画像形成体に荷重をかけて接触し、
前記マーク形成工程を実施する間は、前記中間転写媒体を前記画像形成体に荷重をかけて接触させる一方、前記画像形成体上に形成される前記第１および第２の検知マークが前記中間転写媒体位置を通過する間は前記中間転写媒体を前記画像形成体から離間することを特徴とするカラー画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラー画像形成方法およびカラー画像形成装置に係わり、特に画像形成体に複数の画像を重ねて形成した後に、転写媒体へカラー画像を一括転写するカラー画像形成方法およびカラー画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
用紙などの画像転写媒体上にカラー画像を形成する画像形成装置には種々の方式がある。例えば、単色トナー画像を形成する画像形成ユニットを３色（イエロー、マジェンダ、シアン）、場合によっては黒を含めた４色分を用紙搬送方向に並べて順次用紙上に単色画像を重ね合わせてカラー画像を形成するタンデム方式、一つの画像形成体上に露光手段と３色、または黒を含めた４色の現像装置を設け、各単色画像を画像形成体上に重ね合わせてカラー画像を形成する多重現像方式などがあげられる。
【０００３】
また、多重現像方式には２方式あり、画像形成体上に１つの像露光手段を備え、画像形成体が１回転する毎に１回潜像を形成し１色の現像を行い、３回転、または黒を含めた４回転で各単色画像を画像形成体上に重ね合わせてカラー画像を形成する方式と、画像形成体上に３色、または黒を含めた４色分の露光手段と現像器を備え、１回転中に各色毎に潜像形成および現像を行い、各単色画像を重ね合わせることによってカラー画像を形成する方式とがある。
【０００４】
タンデム方式においては、一般に各画像形成ユニットが用紙搬送方向に連続して所定距離の間隔をあけて配置して構成されているため同時に印刷することはできず、先行する画像形成ユニットで形成された出力画像が、その画像形成ユニットから用紙搬送方向に画像形成ユニット間距離だけ搬送された時に、次の画像形成ユニットで上から重ねて画像が形成される。
【０００５】
このため、各画像形成ユニットの組み立て精度および取り付け位置誤差等により各単色画像の画像形成結果が正確に重ならない場合がある。また、用紙の搬送速度むらなどにより画像のずれが発生する場合もある。かような原因により、タンデム方式の欠点のひとつに画像重ね合せ精度を高く保つことが困難であることがあげられている。
【０００６】
このような各単色画像の相対的な位置ずれを補正するために、従来は、例えば特開平８−２７８６８０に見られるように、所定の検知マークを用紙搬送ベルト上にそれぞれの画像形成ユニットにおいて所定距離だけずれるように形成し、それぞれの検知マークの所定距離からのずれ量を光ファイバセンサやラインセンサなどの検出手段を用いて測定し、各画像形成ユニットの画像書き出しタイミングを調整したり、用紙搬送の速度を制御することによって位置ずれ補正を行ってきた。
【０００７】
一方、露光手段が１つの多重現像方式では、像露光手段によって１色目の潜像を画像形成体上に形成し、その下流に設置されている現像手段によって１色目の現像が行われる。画像形成体が１回転し、再び像露光手段の位置に達したところで２色目の潜像を画像形成体上に形成し、同様に２色目の現像が行われる。同様に３色、または黒を含めた４色の画像が１回転毎に現像され、その後中間転写媒体、または画像転写媒体にカラー画像が一括して転写される。この様に、１つの像露光手段によって１回転毎に１色ずつ画像形成体上に画像が形成されるため、１回転毎に画像形成体上の同じ位置で潜像を書き始めれば、各色の位置ずれは発生しない。そのためこの方式において各色の位置ずれを低減するために、例えば特開平６−１００２号公報に見られるように、画像形成体上に位置検出マークを設け、そのマークを検出した信号を基準に１回転毎に各色の書き出しを行うことによって位置合わせを行っている。しかし、１つのカラー画像を形成するために画像形成体が３回転、または黒を含めた４回転する必要があるため、カラー画像形成速度の高速化には不向きである。
【０００８】
一方、像露光手段が各現像手段毎に設けられている多重現像方式では、１色目の像露光手段で画像形成体上に潜像を形成し、その像露光手段のすぐ下流に設置されている１色目の現像手段によって現像が行われる。その後、画像形成体が移動し、その移動速度と１色目と２色目との間隔から決定される時間間隔後に２色目の像露光手によって潜像を形成する。同様に３色、または黒を含めた４色の画像を重ね合わせることによってカラー画像が形成され、中間画像媒体、または画像転写媒体に転写される。この方式では、１回転でカラー画像を形成することが出来るため画像形成速度の高速化が可能である。また、画像形成体の周囲に像露光手段、現像手段を配置することが出来るため装置全体が小型化できるという利点がある。
【０００９】
しかし、タンデム方式と同様に各像露光手段の組み立て精度、各像露光手段間の取り付け精度、および熱膨張や経時的な誤差によって各色の位置ずれが生じ、画質劣化の原因となる。この方式において各色の位置ずれを低減するために、従来は特開平８−２４０９４９号公報に見られるように、画像形成体の周囲にサポート部材を設けることにより、各像露光手段の相対位置の位置精度を高める方法が取られていた。
【００１０】
また、発明者らは特開２０００−１３７３５８号公報に開示されるような画像の重ね合せずれを検知するマークを特定色の現像剤により現像することで、検知精度を向上する方法を提案した。
【００１１】
しかし、近年のカラー画像形成装置に対する高速、高精細化の要求において、各色の位置ずれに対する高精度化は更に高まり、従来のような提案方式では十分な画像重ね合せ精度が得られない。
【００１２】
さらに画像形成体上に形成した検知マークは、画像形成装置から出力される画像としては不要なものであり、装置内で除去されるべき画像である。このため、特開２０００−１３７３５８号公報では、画像転写媒体を画像形成体から離間させ、検知マークを画像転写媒体へと転写させず、転写位置より回転方向後方に設けた画像形成体クリーナにより除去している。このようにして画像重ね合せずれを検知した後は不要なものとなる検知マークを消去することが可能となる。
【００１３】
画像転写媒体は画像形成体に対し、高い圧接荷重で押し付けられる。転写位置での画像形成体と画像転写媒体の相対速度差による画像の乱れを防止するために、画像転写媒体は画像形成体からの接線力により駆動される。このため、画像形成体にかかる負荷は画像転写媒体の軸受け損失などに起因する摩擦負荷が大半となる。
【００１４】
実際の出力画像を形成している状態では、画像形成体と画像転写媒体を接触させた状態とし、画像形成体に形成された画像を連続的に画像転写媒体へと転写し、さらには用紙などの媒体に転写して画像出力を実施する。
一方、検知マークを転写させないため、予め画像形成体と画像転写媒体を離間した状態で画像形成すると、画像転写媒体を画像形成体に高い加重で押付けることによる負荷が、実画像出力時に比べ、大きく減少することとなる。
【００１５】
その結果、検知マークを形成しているときと、実画像を形成しているときで画像形成体の回転速度が異なってしまい、重ね合せ補正が極めて信頼性のない無意味な補正となってしまうという問題が生じる。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来十分な重ね合せ精度を得るためには、重ね合せずれを検知するマークを形成し、検知マークのずれ量より画像位置を調整する方法を取っていた。しかしながら、ずれ量の検知終了後には不要な画像となる検知マークを消去するために、画像形成体と画像転写媒体を予め離間させておくと、検知マーク形成時と、実画像の形成時とで画像形成体の回転速度が異なってしまい、１色目の画像と２色目の画像とのずれ補正が機能しない課題があった。
【００１７】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、１色目の画像と２色目の画像を正確に位置合わせし、画像ずれを抑制したカラー画像形成方法を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明のカラー画像形成装置は、表面が周回する画像形成体と、前記画像形成体の周囲に配置され前記画像形成体に第１の画像あるいは第１の検知マークを形成する第１の画像形成装置と、前記画像形成体の前記第１の画像に重ねて第２の画像を形成しあるいは前記画像形成体に第２の検知マークを形成する第２の画像形成装置と、前記画像形成体に前記第１の画像及び前記第２の画像を形成する間前記画像形成体に荷重をかけて接触するとともに、前記画像形成体に荷重をかけて接触することにより前記第１の画像及び前記第２の画像が転写される中間転写媒体とを具備するカラー画像形成装置において、前記画像形成体に形成される前記第１の検知マークおよび前記第２の検知マークを検出する検出装置と、前記画像形成体に前記第１および前記第２の検知マークを形成する間は、前記中間転写媒体を前記画像形成体に荷重をかけて接触させる一方、前記画像形成体上に形成される前記第１および第２の検知マークが前記中間転写媒体位置を通過する間は前記中間転写媒体を前記画像形成体から離間させる接離機構とを有することを特徴とする。
【００１９】
前記検出装置を、前記画像形成体周囲であって前記第２の画像形成装置から前記中間転写媒体に至る間に設けることができる。
【００２０】
本発明のカラー画像形成装置は、中間転写媒体を画像形成体に荷重をかけて接触した状態で、第１の画像形成装置により、回転する画像形成体に第１の画像を形成する第１の画像形成工程と、前記中間転写媒体を前記画像形成体に荷重をかけて接触した状態で、第２の画像形成装置により前記画像形成体の前記第１の画像に第２の画像を重ねて形成する第２の画像形成工程と、前記画像形成体に形成される前記第１の画像および前記第２の画像を、前記画像形成体に荷重をかけて接触する中間転写媒体に一括転写する転写工程とを有するカラー画像形成方法において、前記第１の画像形成装置により前記画像形成体に第１の検知マークを形成し、前記第２の画像形成装置により前記画像形成体に第２の検知マークを形成するマーク形成工程と、前記画像形成体に形成された前記第１の検知マークと前記第２の検知マークを検出する検出工程とを有し、前記マーク形成工程を実施する間は、前記中間転写媒体を前記画像形成体に荷重をかけて接触させる一方、前記画像形成体上に形成される前記第１および第２の検知マークが前記中間転写媒体位置を通過する間は前記中間転写媒体を前記画像形成体から離間させることを特徴とする。
【００２１】
前記第１の検知マークと前記第２の検知マークとの間隔が、前記画像形成体周囲の前記検出工程を行う検出位置および前記転写工程を行う転写位置との間隔よりも狭くして行うことができる。
【００２２】
前記第１および第２の検知マークは、それぞれ非平行な２本以上の線とすることができる。
【００２４】
本発明のカラー画像形成方法は、第１の画像形成装置により、回転する画像形成体に第１の画像を形成する第１の画像形成工程と、第２の画像形成装置により前記画像形成体の前記第１の画像に第２の画像を重ねて形成する第２の画像形成工程と、前記画像形成体に形成される前記第１の画像および前記第２の画像を、前記画像形成体に荷重をかけて接触する中間転写媒体に一括転写する転写工程とを有するカラー画像形成方法において、前記第１の画像形成装置により前記画像形成体に第１の検知マークを形成し、前記第２の画像形成装置により前記画像形成体に第２の検知マークを形成するマーク形成工程と、前記画像形成体に形成された前記第１の検知マークと前記第２の検知マークの時間差を検出する検出工程と、前記検出工程後に、前記第２の画像形成工程の開始を前記時間差分補正する工程とを具備し、前記第１の画像形成工程、前記第２の画像形成工程および前記転写工程の間は前記中間転写媒体を前記画像形成体に荷重をかけて接触し、前記マーク形成工程を実施する間は、前記中間転写媒体を前記画像形成体に荷重をかけて接触させる一方、前記画像形成体上に形成される前記第１および第２の検知マークが前記中間転写媒体位置を通過する間は前記中間転写媒体を前記画像形成体から離間することを特徴とする。
【００２５】
【発明の実施の形態】
まず、図１を参照して本発明の第１の実施の形態を説明する。
【００２６】
図１は、本発明に係るカラー画像形成装置の構成図であり、以下に（１）通常のカラー画像形成プロセス、（２）画像ずれ補正、（３）転写装置の順に説明していく。
（１）  通常のカラー画像形成プロセス
図１に示す画像形成体１は、導電性基体の上に有機系もしくはアモルファスシリコン系の感光層を設けた感光体ドラムであり、矢印方向に略等速で回転する。
【００２７】
この画像形成体１はコロナ帯電器もしくはスコロトロン帯電器などの周知の帯電器（第１の帯電器）2-1によって均一に帯電された後、制御手段である露光回路２４からの信号を受けて第１の露光装置3-1から発振された、画像変調されたレーザビームによる露光を受け、表面に第１の画像の静電潜像が形成される。しかる後に、第１の画像の静電潜像は現像位置に移動し、液体現像剤（例えばイエローの液体現像剤）を収納する現像装置4-1によって静電潜像が可視像化される。すなわち第１の帯電器2-1、第１の露光装置3-1および第１の現像装置とからなる第１の画像形成装置によって画像形成体１表面に第１の画像（１色目の画像）が形成される。
【００２８】
このようにして第１の画像形成工程が行われた後、画像形成体１はさらに回転して以下に示す第２の画像形成工程に供される。
【００２９】
第２の画像形成工程は、まず第１の画像が形成された画像形成体１表面を第２帯電器2-2によって均一に帯電する。この帯電された画像形成体１に、制御手段である露光回路２４から送信された信号を受けた第２の露光装置3-2によって露光することで、画像形成体１表面に第２の画像の静電潜像を形成する。さらに、液体現像剤（例えばマゼンタの液体現像剤）を収納する第２の現像装置4-2によって静電潜像を可視像化することで画像形成体１表面には第２の帯電器2-2、第２の露光装置3-2および第２の現像装置4−2とからなる第２の画像形成装置により第２の画像（２色目の画像）が形成される。従って、第２の画像形成工程の後には、画像形成体１上には２色の画像が形成される。
【００３０】
同様にして、第３の帯電器2-3、第３の露光装置3-3および第３の現像装置4-3からなる第３の画像形成装置により第３の画像（例えばシアンの画像）が、第４の帯電器2-4、第４の露光装置3-4および第４の現像装置4-4からなる第４の画像形成装置により第４の画像（例えばブラックの画像）が画像形成体１表面に形成される。
【００３１】
なお、上述の説明では、絶縁性の非極性のキャリア液中にトナー粒子を分散させた液体現像剤を現像剤として例示しているが、本発明においては、特に液体現像剤に限られるものではなく、キャリア液を使用しない乾式のトナー粒子を現像剤として使用することもできる。
【００３２】
このようにして画像形成体１表面に積層して形成された第１乃至第４の画像からなるフルカラー画像は、転写装置を構成する中間転写媒体６などの転写媒体へ一括転写され、さらに通常は紙などの最終転写媒体９に二次転写される。
【００３３】
中間転写媒体６は、例えばローラ基体表面に弾性層を形成した中間転写ローラが使用でき、この中間転写媒体６を画像形成体１に接触（好ましくは圧接した上で加熱する）させ、画像を形成するトナー粒子の粘着力を利用し、接触位置を転写位置として画像を中間転写媒体に一括転写することが可能になる。この場合本発明に係る転写装置は画像形成体１に接触して配置された中間転写媒体６となる。また、同様に中間転写媒体６に転写された画像は、トナー粒子の粘着力により加圧体７と中間転写媒体６との間に供給された紙などの最終転写媒体９に転写される。
【００３４】
また、本発明の第１の実施形態においては、中間転写媒体を使用せず、直接最終転写媒体に画像形成体１表面に形成されたカラー画像を転写することができる。この場合、画像形成体１に加圧体７を接触（好ましくは圧接）させる構造とし、加圧体７と画像形成体１との間に最終転写媒体９を供給することで、画像形成体１表面から最終転写媒体９へカラー画像を直接転写することができる。この場合、加圧体１との圧接部が転写位置となり、画像形成体１と接触配置された加圧体７が転写装置となる。
（２）  画像ずれ補正
前述したようなカラー画像形成装置においては、画像形成体１は常に等速で回転するように設計され、第１の画像形成工程が始まってから、第１の画像形成装置による画像形成位置から第２の画像形成装置による画像形成位置まで画像形成体が移動してくるまでの時間差分送れて、第２の画像形成工程を行うことで、第１の画像と第２の画像の位置ずれを防止する。より具体的には、第１の露光装置3-1によって露光された領域が第２の露光装置3-2で露光される領域まで移動する時間をＴ秒とした時、第１の露光装置3-1で第１の画像の静電潜像を形成し始めてからＴ秒後に第２の露光装置3-2で第２の画像の静電潜像を形成し始めることで、第１の画像と第２の画像との位置ずれを防止できる。
【００３５】
しかしながら、カラー画像形成装置の長期間の使用、温度など使用環境の変化に応じてわずかに回転速度が変化してしまう。その結果、第１の画像と第２の画像とにずれが生じる。すなわち、第１の画像形成装置で第１の画像形成工程を行い始めてから常にＴ秒後に第２の画像形成工程を行うと、より厳密には第１の画像の潜像を形成し始めてから、Ｔ秒後に第２の画像の潜像を形成し始めても、画像形成体の回転速度が変化したときに第１の画像と第２の画像との間に位置ずれが生じてしまう。
【００３６】
そのために、例えば画像形成装置の電源投入後最初のカラー画像形成工程を行う前や、所定枚数のカラー画像を形成する度に各色の画像形成タイミングを調整し、画像ずれを防止することが必要になってくる。
【００３７】
以下に本説明に係る画像ずれ補正方法について説明する。
【００３８】
画像ずれ補正方法は、第１乃至第４の画像形成装置によって画像形成体１表面に４つの検知マークを形成し、この検知マークの相対位置を検出する検出工程と、この検出工程によって得られた情報を第１乃至第４の画像形成装置にフィードバックして、第１乃至第４の画像形成装置の画像形成タイミングを調整する。
【００３９】
以下、画像間の重ね合せずれ量を検知するための検知マークについてより詳細に説明していく。本実施形態に基づく重ね合せ補正方式では、検知マークの検出によって得られた重ね合せずれデータを元に、形成する画像データの位置をドット単位でシフトすることで単色画像位置を補正する。しいては、単色画像間の相対位置誤差が低減され、重ね合せずれがないカラー画像を得ることが可能である。
【００４０】
図２は、検知マークを説明するための図であり、画像形成体１表面に形成された第１の検知マーク20-1、第２の検知マーク20-2、第３の検知マーク20-3、第１の検知マーク20-4を記してある。
【００４１】
検知マーク20-1は、画像形成体１上に、露光回路からの信号を受けて第１の露光装置3-1により、画像形成体１が移動する方向（以降、副走査方向と呼ぶ）と直角な方向（以降、主走査方向と呼ぶ）に直線の静電潜像を形成し、第１の現像装置4-1により可視化されたものである。第１の露光装置３−１で潜像形成を開始した瞬間から、露光回路からの信号に従って所定時間Ｔ２１後、露光装置３−２で同様の直線の静電潜像を形成し、第２の現像装置4-2により第２の検知マーク２０−２の形成を行う。同様に所定時間Ｔ３１、Ｔ４１ずつ時間をずらして、第３の露光装置3-3および第３の現像装置4-3により第３の検知マーク２０−３と、第４の露光装置3-4および第３の現像装置4-4により第４の検知マーク２０−４を画像形成体１上にそれぞれ形成する。
【００４２】
第１乃至第4の検知マーク20-1〜20-4は、画像形成体１の回転方向に搬送され、第４の現像装置4-4と中間転写媒体６との間で検出装置１１によってその相対位置が検出される。
【００４３】
ここでは画像形成体１の回転方向から順に第１の検知マークに２０−１、第２の検知マーク２０−２、第３の検知マーク２０−３、２０−４の順番で画像形成体上に形成されたとする。検出装置１１が検知マーク２０を検出するとマーク検出信号発生回路２１により検出信号が発生する。カウンタ回路２２はそれぞれの検知マーク２０による検出信号の時間間隔を検知する。第１の検知マーク２０−１と第２の検知マーク２０−２の検出した時間間隔をＴ２１'、第２の検知マーク２０−１と第３の検知マーク２０−３の検出した時間間隔をＴ３１'、第１の検知マーク２０−１と第４の検知マーク２０−４の検出した時間間隔をＴ４１'とする。露光開始タイミング補正回路２３では、レーザ露光器３によって検知マークを形成した時の時間間隔Ｔ２１、Ｔ３１、Ｔ４１と、検知マークを検出して得られた時間間隔Ｔ２１'、Ｔ３１'、Ｔ４１'の差から第１の露光装置2-1の露光位置から第２乃至第４の露光装置2-2〜2-4へ画像形成体１が移動する時間差を計測することが可能になる。具体的には、第１の露光装置2-1による第１の画像の静電潜像を形成し始めてからＴ２１−Ｔ２１'後に第２の露光装置による第２の画像の静電潜像を、第１の露光装置2-1による第１の画像の静電潜像を形成し始めてからＴ３１−Ｔ３１'後に第３の露光装置による第３の画像の静電潜像を、第１の露光装置2-1による第１の画像の静電潜像を形成し始めてからＴ４１−Ｔ４１'後に第４の露光装置による第３の画像の静電潜像を形成し始めることで、第１乃至第４の画像のずれを防止することができる。
【００４４】
本発明に係る検出装置は、画像形成体１表面に形成された検知マークを検出できるものであれば特に限定されるものではなく、例えば光ファイバセンサのように、光を画像形成体１上に照射し、その反射光の光量を光電変換素子で受光し、その受光量の変化によって検知マークの有無を検出することができる。他にもラインＣＣＤセンサや、エリアＣＣＤセンサなどを使用することも可能である。
【００４５】
なお、画像形成体１の回転速度は短期間（第１乃至第４の検知マークを形成してから、検出装置によって検出し終わる程度の間）に変動することは通常ないため、前述したＴ２１−Ｔ２１'、Ｔ３１−Ｔ３１'、Ｔ４１−Ｔ４１は、実質的に同じ値になるため、画像形成体１の回転速度の変化による副走査方向の画像ずれのみを防止する場合には、必ずしも前述したような４つの検知マークを形成する必要は無い。例えば、第１乃至第４のそれぞれの露光装置間の距離を予め把握しておき、第１の検知マーク２０−１と第２の検知マーク２０−２とを形成し、 Ｔ２１−Ｔ２１'のみ測定し、この測定結果と露光装置間の距離とから各露光装置による各画像の静電潜像の形成タイミングを制御しても良い。
【００４６】
次に、検知マークの変形例を説明する。
【００４７】
図２においては、主走査方向に平行な直線状の検知マークを示したが、図３示すように、それぞれ主走査方向と平行な直線と、それと所定角度φをなす斜めの線を組み合わせることにより、副走査方向と主走査方向の両方の位置ずれを補正することが可能である。検知マークはレーザ露光器３−１の書き込み時間を基準に各レーザ露光器３−２，３−３，３−４においてそれぞれＴ２１，Ｔ３１，Ｔ４１の時間間隔で画像形成体１上に書き込みを行う．書き込まれた検知マーク２５−１，２５−２，２５−３，２５−４を検出装置１１で検出し，検知マーク２５−１を基準とした主走査方向の直線を検出した時間間隔をＴ２１'、Ｔ３１'、Ｔ４１'とし、各検知マークの主走査方向の直線と斜めの線を検出した時間間隔をそれぞれＴa１、Ｔa２、Ｔa３、Ｔa４とする。
【００４８】
副走査方向の書き込みタイミングのずれを無くすためには、前述したように第１の露光装置によって静電潜像を形成し始めてからＴ２１−Ｔ２１'後第２の露光装置による静電潜像形成を、Ｔ３１−Ｔ３１'後に第３の露光装置による静電潜像形成を、Ｔ４１−Ｔ４１'後に第４の露光装置による静電潜像形成を行えばよい。
【００４９】
次に主走査方向の位置ずれ補正方法について説明する。検知マーク２５−１により測定された主走査方向の線と斜めの線の検出時間差Ｔａ１を基準に各検知マーク２５−２，２５−３，２５−４の主走査方向の線と斜めの線の検出時間Ｔａ２，Ｔａ３，Ｔａ４との差はそれぞれ以下の式で表される．
Ｔａ２１＝Ｔａ２−Ｔａ１
Ｔａ３１＝Ｔａ３−Ｔａ１
Ｔａ４１＝Ｔａ４−Ｔａ１
この時間差より、第１の露光装置３−１に対する第２乃至第４の露光装置３−２〜３−４の主走査方向の書き込みタイミングのずれ量は，画像形成体の移動速度をＶｓ、主走査方向の画像形成速度をＶｉｍｇとすると、それぞれ以下の式で与えられる。
【００５０】
ΔＴｍ２１＝Ｖｓ・Ｔa２１／ｔａｎθ／Ｖｉｍｇ
ΔＴｍ３１＝Ｖｓ・Ｔa３１／ｔａｎθ／Ｖｉｍｇ
ΔＴｍ４１＝Ｖｓ・Ｔa４１／ｔａｎθ／Ｖｉｍｇ
このずれ量に従い，第１の露光装置３−１を基準に各レーザ露光器の書き込みタイミングを補正することによって、主走査方向の位置ずれを補正することが可能になる。
【００５１】
また、図４に示すように、検知マーク２０を１つの露光装置、例えば第１の露光装置３−１において主走査方向の画像領域両側にそれぞれ形成し、それぞれの検知マーク２０を検出できる位置に検出装置１１をそれぞれ配置し、それぞれの検出信号の時間差を求めることにより主走査方向に対する画像の傾き角θを検出できる。例えば検出装置１１−１、１１−２間の距離をＬｓ、各検出器によるマークの検出時間の差をΔＴｓｋ、画像形成体１の移動速度をＶとすると、画像の傾き角θは以下の式で求まる。
θ＝ａｒｃｔａｎ（ΔＴｓｋＶｓ／Ｌｓ）
この検出結果を基に、露光装置自体の位置を圧電素子や、その他の駆動力で移動させたり、または図５に示すように露光装置３内部の光学系構成部品、例えばミラー３２を圧電素子や、その他の駆動力で移動することにより、画像の傾きを補正することが可能である。また、画像処理によって検出した傾き角θだけ回転処理した画像データを形成しても同様の効果が得られる。
【００５２】
また、検出装置１１で画像形成体１上の検知マークを検出するために画像形成体上に光を照射する必要がある場合、その光の波長は画像形成体１の感光感度の高い波長とずらした光を使用することによって、検出装置による画像形成体の劣化を防ぐことが出来る。
【００５３】
また、検知マーク２０の検出結果に基づいてレーザ露光器３の書き込み位置を移動する手段として主走査方向、副走査方向の書き込みタイミングを補正する他、レーザ露光器３のそれぞれの相対位置を移動する、もしくは、図５に示すようにレーザ露光器３内部の光学系構成部品、例えばミラー３２を駆動することによって書き込み位置を移動する方法でも同様の補正効果が得られる。
【００５４】
また、詳細は後述するが、本発明の第１の実施形態においては、画像形成体表面に形成される複数の検知マークは、それぞれ重なることなく形成することが好ましく、また、全ての複数の検知マークの開始位置が転写位置と検出位置との間に収まるように形成することが好ましい。
（３）  転写装置
図６に、本発明の第１の実施形態における、転写装置と画像形成体との接触関係を示す図である。
【００５５】
本発明の第１の実施形態においては、検知マークを形成し始めてから検知マークを検出装置１１で検出し終わるまでの間（Ａ）カラー画像形成プロセスの間（Ｃ）は中間転写媒体６と画像形成体１とが接触状態にあり、検知マークが転写位置を通過する間（Ｂ）は中間転写媒体６と画像形成体１とが非接触状態にあることを特徴としている。
【００５６】
図７に、図６に示す（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の各状態でのカラー画像形成装置の概略図を示し、中間転写媒体６の挙動をより詳細に説明する。なお、図１と同一符号のものはその説明を省略する。
【００５７】
前述したように、検知マークを形成及びマーク検出装置によりずれ検出を実施している最中は中間転写媒体６を画像形成体１に接触しておく（Ａ）。
【００５８】
次に検知完了後直ちに中間転写媒体６の離間動作を開始し、検知マークが転写位置に到達する前に画像形成体１から中間転写体６が離間するようにして、検知マークを中間転写媒体６に転写させずクリーナ８へ導き、画像形成体１表面より除去することが可能になる（Ｂ）。マーク検知完了から転写位置までの移動時間は０．２から１秒程度の短い時間であるが、少なくとも複数の検知マークが形成される領域を検知位置から転写位置までの領域以内に形成することで、検知マークの検知以前には中間転写媒体６と画像形成体１とを接触させ、かつ第１の検知マークが転写位置に存在する以前に中間転写媒体６と画像形成体１とを非接触にすることが可能となる。また、中間転写媒体６と画像形成体１の離間距離は検知マークを形成する現像剤層厚以上であればよく、実施例では０．５ｍｍとしたために離間動作が十分な時間的余裕をもって行えた。
【００５９】
そして、Ａ４あるいはＡ３の定型サイズ画像を出力するため第１乃至第４の画像形成工程中は常に画像形成体１と中間転写媒体６は接触している。
【００６０】
画像形成体１に中間転写媒体６が接触している場合と、離間している場合の画像形成体１回転速度差、及び速度差に起因する画像ずれ量との関係を調べる実験を行い、以下にその関係について説明する。
【００６１】
前述したとおり、本発明のカラー画像形成装置においては、中間転写媒体６が画像形成体１に接触した状態で転写を行う。本発明者らは中間転写媒体６と画像形成体１との間の圧接力を５０ｋｇｆ程度の高荷重に設定して転写効率を高めた。また、転写位置でのすべりによる画像劣化防止のため、中間転写媒体６ならびに加圧ローラ７は画像形成体１のつれまわりにより駆動させた。そのため、中間転写媒体６が接触している状態では、画像形成体１に中間転写媒体６の軸受摩擦などに起因する大きな負荷が課される。本実験での負荷トルクは０．２〜０．５ｋｇｆ・ｍであった。
【００６２】
一方、画像形成体１の駆動手段は図８のようなギアによる減速機構１５０と速度制御ループにより駆動されるサーボモータ１５１によっている。先に述べたよう負荷条件において画像形成体１の回転角速度が所定値になるようサーボモータの制御ゲインを設定し駆動する。負荷条件を含む駆動条件が一定であれば、画像形成体１の回転角速度は非常に安定するが、負荷条件が異なることによって回転角速度には若干ではあるが差が生じてしまうことが知られている。本実験では中間転写媒体６接触時の負荷が０．２〜０．５ｋｇｆ・ｍであるのに対し、離間時にはほぼ負荷が０ｋｇｆ・ｍとなる。この負荷条件の差により、画像形成体１回転角速度には約０．５％程度の速度差が生じてしまうことを確認した。
【００６３】
比較実験として、画像ずれ量を検知するための検知マークを中間転写媒体６に転写せず、クリーナ８によって消去するために、予め中間転写媒体６を離間させた状態で画像形成を実施した場合、接触時に比較して画像形成体１の角速度に０．５％の速度差が生じた。
【００６４】
ここで角速度差により発生する最大画像ずれ量を算出する。
【００６５】
例えば画像形成体１の直径Ｄを２６２ｍｍ、（第１の露光装置による露光点）−（第４の露光装置による露光点）間角度をψを１３５°とした時、画像形成体１の回転角速度にα％の差がある時、第１の画像と第４の画像との間の画像ずれΔｘは、
Δｘ＝α／１００×Ｄπψ／３６０
となる。したがって前述したように画像形成体１の角速度に０．５％の速度差が生じた場合Δｘ＝１．５ｍｍとなる
したがって、前述の比較実験の場合、中間転写媒体６を離間して検知マークの形成工程・検出工程を行い、この検出工程にしたがって、第４の画像形成工程のタイミング制御を行うと、第１の画像と第４の画像との間に１．５ｍｍ程度、画像ずれが発生することがわかる。
【００６６】
これに対して、本発明のように、検知マークが転写位置を通過する間のみ中間転写媒体６と画像形成体１とを非接触とし、検知マークの形成工程・検出工程と、第１乃至第４の画像形成工程とを同じ条件（中間転写媒体６と画像形成体１とを接触させた状態）で行った場合には、ずれ補正が適切に行えるために、第１の画像乃至第４の画像間に画像ずれは確認できなかった。
【００６７】
このように、検知マークのずれ量を検知して単色画像位置を補正する方式では、検知マークを消去するために予め中間転写媒体６を離間させておくと、実画像形成時と異なる重ね合せずれ量を検知することなり、さらには、その検知ずれ量に基づいて画像位置を補正するために、実画像形成時に画像ずれ補正が有効に機能しないこととなってしまう。
【００６８】
また、目視上、画像ずれが問題にならず、良好な画質が得られる許容ずれ量は、０．０８ｍｍ程度であることが知られているが、上記比較実験からの算出結果は、この許容値をはるかに超えており、高品質画像を得るために大きな問題であることが自明である。
【００６９】
以上のような理由により、本発明では中間転写媒体６を検知マーク形成時はもとより、検出装置による検知完了まで、中間転写媒体６を接触させておき、画像形成体１にかかる負荷条件を実画像形成時と同等として回転角速度に差が出ないようにした。
【００７０】
これによって、画像重ね合せずれ量は検知マーク形成時と、実画像形成時で同一であり、検知マークずれを元に画像位置を補正する方式が有効に機能する。
【００７１】
次に、中間転写媒体６を含む転写装置と画像形成体１との間を接触・非接触に切り替える接離機構について具体例を図９に示す。
【００７２】
中間転写媒体６はその軸受１０２が回転軸１０３を中心として回動可能なレバー１０４に保持され、画像形成体１と接触、離間が可能である。圧力による転写のため中間転写媒体６が画像形成体１に対して所望の押圧力（例えば５０ｋｇｆ程度）となるようスプリング１０１を選択している。加圧ローラ７はレバー１０４に固定したハウジング１０５によって加圧ローラ軸受１０６が保持され、中間転写媒体６と連動する。
【００７３】
接離動作をつかさどるのはレバー１０端部に設けた偏心カム１０７と減速器付きモータ１０８とした。駆動回路２６に制御されるモータ１０８の回転により偏心カム１０７が回転しレバー１０４を押し上げ離間動作を実施している。中間転写媒体６及び、加圧ローラ７は転写位置での相対すべりに起因する画像劣化を抑止するために、駆動源は持たず、画像形成体１からの接触力により駆動される。
【００７４】
このようにしてモータの回転制御により、中間転写媒体６と画像形成体１との離間動作を制御することができる。
【００７５】
また、前述したように、検知マークが転写位置を通過する時に、中間転写媒体６と画像形成体１とを非接触にするのは、中間転写媒体６の後段で検知マークをクリーナによって画像形成体１上から除去するためである。このようにすることで、検知マークを用紙などの最終転写媒体９に転写する必要が無くなり、用紙を無駄に消費することが無くなる。また、このクリーナ８は、第１乃至第４の画像を構成するトナー粒子が画像形成体から中間転写媒体６へ転写されなかった場合、いわゆる転写残りトナーを除去するためのクリーナとして併用することができる。
【００７６】
次に、第２の実施形態について説明する。
【００７７】
図１０は、本発明の第２の実施形態を説明するためのカラー画像形成装置である。
【００７８】
図１０に示すカラー画像形成装置においては、中間転写媒体６は画像形成体１と常に接触しており、加圧体７と中間転写媒体６とが接触・非接触の切換可能になっている。
【００７９】
第１乃至第４の画像形成工程および、この工程で得られた画像形成体１表面のカラー画像は、前述した第１の実施形態で説明したのと同様にして行われる。
【００８０】
また、第１乃至第４の検知マークの形成工程も、第１の実施形態と同様にして行われる。
【００８１】
第２の実施形態においては、画像形成体１に形成された検知マークは、画像形成体１から中間転写媒体６へ転写される点、さらに検知マークの相対位置検出を、中間転写媒体６近傍に配置された検出装置で行う点で異なっている。
【００８２】
さらに、検知マークが中間転写媒体６から最終転写媒体９への転写位置を通過する時のみ、加圧体７が中間転写媒体と非接触となるように駆動される点で異なっている。
【００８３】
すなわち、第２の実施形態においては、第１乃至第４の画像形成工程から最終転写媒体へカラー画像が転写するまでの間、および第１乃至第４の検知マークの形成工程から検出工程が終了するまでの間は、画像形成体１と中間転写媒体６、中間転写媒体６と加圧体７とがそれぞれ接触させている。したがって、第１の実施形態と同様に、検知マークの検出と、カラー画像の形成とを同じ条件で行うために、検知マークの検出結果に基づいて画像ずれ補正を行うことで、確実に画像ずれを防止することが可能になる。
【００８４】
また、中間転写媒体６表面に転写された検知マークが、最終転写媒体９への転写位置を通過する時には、最終転写媒体は供給されないので、用紙などの最終転写媒体の浪費が発生しない。また加圧体７は中間転写媒体６に接触していないので、検知マークによる加圧体７の汚染も防止される。
【００８５】
そして、最終転写媒体への転写位置を通過した検知マークは、転写位置の下流側に配置された中間転写体クリーナ２７によって除去される。
【００８６】
この時、第１乃至第４の検知マークは、検出位置から最終転写媒体への転写位置の間に収まる領域内に記録される必要がある。
【００８７】
第１の実施形態においては、画像形成体１から中間転写媒体６への転写位置と検出位置の間を第１乃至第４の検知マークが収まる程度の領域を必要とするため、画像記録装置間の間隔が狭くなるなど、装置設計の面で様々な問題が生じ得るが、第２の実施形態によれば、第４の画像記録装置と転写位置との間隔を狭くしたり、あるいは画像記録装置と転写位置との間に所望の装置を配置することが可能になる。
【００８８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、１色目の画像と２色目の画像を正確に位置合わせし、画像ずれを抑制したカラー画像を形成することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るカラー画像形成装置の構成図である。
【図２】  本発明に係る検知マークを説明するための図である。
【図３】  本発明に係る検知マークの変形例を示す図である。
【図４】  画像傾き量検出方法を示す概略図である。
【図５】  本発明に係る画像ずれ補正方法の一例を示す概略図である。
【図６】  第１の実施形態における転写装置と画像形成体との接触関係を示す図である。
【図７】  図６に示す状態でのカラー画像形成装置の状態を示す図である。
【図８】  本発明に係る駆動機構を示す概略斜視図である。
【図９】  本発明に係る転写媒体接離機構を示す概略図である。
【図１０】  第２の実施形態に係るカラー画像形成装置の構成図である。
【符号の説明】
１…画像形成体
２…帯電装置
３…露光装置
４…現像装置
６…中間転写媒体
７…加圧体
８…クリーナ
９…最終転写媒体
１１…検出装置
２１…マーク検出信号発生回路
２２…カウンタ回路
２３…露光開始タイミング補正回路
【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】
0003769184.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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