(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の感光体と、
各感光体上に光を走査して画像を書き込む書き込みユニットと、
書き込まれた画像を顕像化する現像手段および顕像化された画像を転写媒体上に転写する転写手段を含む作像プロセスユニットと、
転写ベルト上に形成された位置検知用パターンを検出するパターン検出手段と、
前記パターン検出手段によって前記位置検知用パターンを読み取った出力のピーク値と前記記憶手段に予め記憶した基準ピーク値を比較し、両ピーク値が一致しない場合は位置検知用パターンの読み取りエラーと判断して位置ずれの補正を行わず、一致する場合は正しい位置検知用パターンと判断して位置ずれの補正を行う位置ずれ補正制御手段と、
を備えた画像形成装置。
【請求項２】
前記位置検知用のパターンが、前記作像プロセスユニットによって形成されてい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】
前記位置検知用のパターンが、あらかじめ前記転写ベルトの所定位置に設けられてい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４】
前記位置ずれ補正制御手段は、前記比較の結果が一致しなかった場合には、前記ピーク値の比較を行い、前記両ピーク値が一致するまで前記パターンの読み取り、前記両ピーク値の比較、及び補正の判断を繰り返すことを特徴とする請求項１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】
この発明は、転写ベルトを使用してカラー画像を転写媒体に転写する形式の画像形成装置に係り、特に、画像転写時の位置ずれ補正制御のためのパターン形成に特徴のある画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数の感光体を有するデジタル画像形成装置においては、各感光体に独立して画像が書き込まれ、書き込まれた画像を転写紙上に重ね合わせるという方式をとっているので、各感光体の機械的な位置精度、各感光体に対する書き込みの位置精度、書き込みレンズのバラツキに起因する走査線の曲がり、傾き、倍率誤差、各感光体の速度誤差、機械全体の温度上昇による書き込み位置や倍率の変動などによって各色のズレが発生しやすく、最終的な画像に色ムラや色ズレとなって現れ、画像品質を劣化させる要因となっている。
【０００３】
そこで、これらのズレを補正してズレのない良好な画像を得るため例えば特開昭６３−２７８０７４号公報、特開昭６３−２７９２７０号公報に記載された発明では、複数個の反射型センサを設け、それぞの時間差を検出し、この時間差に基づいてズレを検出するようにしている。また、特開昭６３−２８６８６４号公報には、横線と斜め線の測定パターンを転写パターンとし転写ベルト上に形成し、それぞれに対する反射型光センサまでの到達時間差を測定することにより主走査方向の倍率を測定し、クロックと書き出し位置を補正する技術が開示されている。さらに、特開昭６３−２８６８６６号公報および特開昭６３−２７９２７３号公報には、反射型の光センサの出力を２値化した後、中央値を演算によって求めることによりラインの太りに対する影響を少なくする技術が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これらの位置ズレ検知技術では、原理上、転写ベルトに傷があると、その傷も検知してしまい、この傷の検知が誤動作の原因となっていた。そこで、この誤動作を防ぐために特開平４−３３７７５４号公報に記載の技術では、あらかじめ転写ベルト上の傷のパターンを読み取り、さらに、読み取った値をメモリに記憶しておき、パターン作成後の検知結果の値と比較演算してパターン作成後のパターン位置と傷の位置とを弁別するようにしている。
【０００５】
しかし、このようにしてパターンの検知を行なうように構成すると、大容量のメモリが必要となるとともに、演算処理も複雑になってしまい、必然的にコストが高くなっていた。
【０００６】
したがって、本発明は、簡単な構成で位置検知用パターンの傷などの外乱による影響を排除して確実に位置検出用のパターンを検出することができ精度の良い位置ズレ補正制御が可能な画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、第１の手段は、複数の感光体と、各感光体上に光を走査して画像を書き込む書き込みユニットと、書き込まれた画像を顕像化する現像手段および顕像化された画像を転写媒体上に転写する転写手段を含む作像プロセスユニットと、転写ベルト上に形成された位置検知用パターンを検出するパターン検出手段と、前記パターン検出手段によって前記位置検知用パターンを読み取った出力のピーク値と前記記憶手段に予め記憶した基準ピーク値を比較し、両ピーク値が一致しない場合は位置検知用パターンの読み取りエラーと判断して位置ずれの補正を行わず、一致する場合は正しい位置検知用パターンと判断して位置ずれの補正を行う位置ずれ補正制御手段と、を備えた画像形成装置を特徴とする。
【０００８】
第２の手段は、第１の手段における位置検知用のパターンが、前記作像プロセスユニットによって形成されていることを特徴とする。
【０００９】
第３の手段は、第１の手段における位置検知用のパターンが、あらかじめ転写ベルトの所定位置に設けられていることを特徴とする。
第４の手段は、第１の手段において、前記位置ずれ補正制御手段が、前記比較の結果が一致しなかった場合には、前記ピーク値の比較を行い、前記両ピーク値が一致するまで前記パターンの読み取り、前記両ピーク値の比較、及び補正の判断を繰り返すことを特徴とする。
【００１０】
すなわち、前記位置検知用のパターンは、まだ転写ベルト上に傷などの影響がない新品の状態のとき、例えば、工場出荷時、ユーザ着荷時、転写ベルトメンテナンス時などに、転写ベルト上に作像し、もしくは、あらかじめ転写ベルト上に位置検知用のパターンを印刷しておき、そのパターンを検知用センサで検知したときの出力値を基準値とする。そして、この基準値との比較によって検知パターンか検知パターン以外の出力かを判断し、この判断に基づいて位置ズレ補正制御が実行される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態についてを説明する。
【００１２】
図１は、多色印字が可能な画像形成装置の一例を示す概略構成図である。この画像形成装置は、４連ドラム方式のもので、転写ベルトによって転写紙を搬送するとともに転写バイアスを与えてドラム上のトナー像を転写媒体たる転写紙に転写するように構成されたものである。
【００１３】
図１において、画像形成装置はコンタクトガラス１１上に載置され、もしくは搬送されてきた原稿を光学的に走査して読み取る読み取りユニット１と、読み取って電気信号に変換された画像信号に基づいて各色（Ｋ−ブラック、Ｍ−マゼンタ、Ｙ−イエロー、Ｃ−シアン）毎の画像を光学的に各色の感光体（感光ドラム）２０Ｋ，２０Ｍ，２０Ｙ，２０Ｃに書き込む光書き込みユニット２１Ｋ，２１Ｍ，２１Ｙ，２１Ｃと、各感光ドラム２０Ｋ〜２０Ｃに潜像として書き込まれた画像を顕像化する作像プロセスユニット２２Ｋ，２２Ｍ，２２Ｙ，２２Ｃと、これらの作像プロセスユニット２２Ｋ〜２２Ｃによって顕像化された画像を給紙ユニット３から送りさされる転写紙４上に転写させる転写ベルト５と、転写紙４上に転写された画像を定着させる定着ユニット６とから基本的に構成されている。
【００１４】
このように構成された画像形成装置では、光走査装置１でコンタクトガラス１１上のカラー原稿を読み取ってカラー画像データに変換し、変換されたカラー画像データは、黒色成分、マゼンタ成分、イエロー成分およびシアン成分に分離され、それぞれの色に対応した光書き込みユニット２１Ｋ，２１Ｍ，２１Ｙおよび２１Ｃによってそれぞれの色に対応した感光ドラム２０Ｋ，２０Ｍ，２０Ｙおよび２０Ｃに書き込まれ、さらに各色に対応する作像ユニット２２Ｋ，２２Ｍ，２２Ｙおよび２２Ｃによって各色毎に作像される。
【００１５】
一方、給紙ユニットから給紙された転写紙４は、駆動ローラ５ａと従動ローラ５ｂ間に張設された転写ベルト５によって搬送され、それぞの作像プロセスユニット２２Ｋ〜２２Ｃを通過する間に各色のトナー像が転写される。全てのトナー像の転写が終了すると、定着ユニット６によって画像が定着され、排紙トレイ７に排出される。
【００１６】
このように構成されている以上、各色の転写位置がずれると、所望のカラー画像を得ることができなくなる。転写位置がずれる要因としては、部品公差のバラツキ、加工工程や組立工程時における各部品の組み付け時のバラツキ、機械の振動、温度上昇に代表される環境変化などが考えられる。
【００１７】
そこで、本実施形態では、図２に示すような位置ズレ検知機構を採用した。すなわち、転写ベルト５の最も下流側の感光ドラム２０Ｃのさらに下流側に転写ベルト４を挟んでフォトダイオード８１と光源８２とを設けて光透過型の光センサ８を構成し、この光センサ８によって転写ベルト５の表面に形成されたＫ，Ｍ，Ｙ，Ｃ各色用の検知パターン５１Ｋ，５１Ｍ，５１Ｙ，５１Ｃを読み取るようにした。
【００１８】
すなわち、位置ズレ検知制御を開始すると、まず、検知用パターン５１Ｋ，５１Ｍ，５１Ｙ，５１Ｃを各色順に転写ベルト５上に作像する。作像されたパターンは転写ベルト５の移動とともに下流側に移動していき、前記光センサ８のフォトダイオード８１の上部を通過する。このとき、このフォトダイオード８１によって検知用パターン５１Ｋ，５１Ｍ，５１Ｙ，５１Ｃの位置が読み取られる。このとき、理論的な各色の作像タイミングと作像位置とがあらかじめ分かっているので、検知した実際のパターンの位置と比較することによってズレ量を判断することができる。
【００１９】
図３は、この実施形態に係る画像形成装置の位置ズレ検知制御に関連する電気的構成を示すブロック図である。このブロック図から分かるように、画像形成装置は、制御部１０１と、検知用パターン５１Ｋ，５１Ｍ，５１Ｙ，５１Ｃを作像する作像部１０２と、作像された検知用パターン５１Ｋ，５１Ｍ，５１Ｙ，５１Ｃを検知する検知部１０３と、検知したパターンのセンサ出力のピーク値を記憶する記憶部１０４とからなり、制御部１０１は作像部１０２に対して作像指示するとともに検知部１０３からの検知情報に基づいて位置ズレ制御を実行する。
【００２０】
このときの制御部の制御手順を図４および図５のフローチャートに示す。図４は転写ベルト５に検知用の基準パターンを形成して読み取るときの制御手順を示し、図５は位置ズレ補正制御の制御手順を示す。また、図６は転写ベルト５が新品のときの検知用パターンをフォトダイオード８１で読んだときの出力値と傷を読んだときの出力値、および実際に位置ズレ補正制御を行ったときの検知用パターン読み込み時の出力値を示している。
【００２１】
工場出荷時やユーザ着荷時、転写ベルトメンテナンス時などは、転写ベルトはまだ新品であり、傷などの影響はない。そこで、この状態でまず、図４のフローチャートに示すように基準用パターンを転写ベルト５上に作像し（ステップ４０１）、作像されたパターンをセンサで読み取って（ステップ４０２）、各色のパターンのピーク値を検出する（ステップ４０３）。このピーク値は例えば図６（ａ）に示すような波形である。そして、読み取られた各色のピーク値ａは、基準値として記憶部１０４に記憶される（ステップ４０４）。ピーク値の検出は、例えばセンサ出力値を制御部１０１が順次サンプリングしていき、１つ前の値より値が小さくなったとき、そこをピークとする。このピーク値は傷などの外乱がないので、確実にパターンによるものと判断することができる。そこで、この値を前述のように基準ピーク値として記憶部１０４に記憶しておく。なお、傷などの外乱の場合の検出出力は図６（ｂ）に示すようなピーク値ｂを持つ出力特性となり、検知用パターンと傷とが混在しているときのピーク値の検出出力特性は図６（ｃ）に示すようになるが、この場合には、外乱のピーク値ｂと検知用パターンのピーク値ａとは明確に区別することができ、実際の位置ズレ補正制御時に検出される検出出力特性は図６（ｃ）のようなものである。
【００２２】
このようにして検出された基準値（基準ピーク値ａ）が記憶されているという前提で、図５のフローチャートに示した処理が実行される。この処理では、まず、検知用パターン５１Ｋ，５１Ｍ，５１Ｙ，５１Ｃを転写ベルト５上に作像し（ステップ５０１）、前記光センサ８（フォトダイオード８１）によって前記検知用パターン５１Ｋ，５１Ｍ，５１Ｙ，５１Ｃを検出し（ステップ５０２）、さらにこのセンサ出力値のピーク値を前述のようにして求める（ステップ５０３）。ピーク値が求まると、ステップ４０４で記憶部１０４に記憶されている基準パターンの基準値（基準ピーク値）と比較して（ステップ５０４）、同じであれば、そのピーク値は検知パターン５１Ｋ，５１Ｍ，５１Ｙ，５１Ｃによるものであると判断して（ステップ５０５）、この検出された検知パターンに基づいて位置ズレの補正制御を実行する（ステップ５０６）。一方、ステップ５０４で検出したピーク値が基準値と一致しなければ、このピーク値は傷（外乱）によるものと判断し（ステップ５０７）、ステップ５０２に戻ってさらにサンプリングを続け、基準値と同じ値になるピーク値が出現するまで、この処理を繰り返して検知パターン５１Ｋ，５１Ｍ，５１Ｙ，５１Ｃを検出する。このようにして、転写ベルト５上の傷（外乱）と検知用のパターン５１Ｋ，５１Ｍ，５１Ｙ，５１Ｃを区別して、誤動作のない位置ズレ補正制御を行うことができる。
【００２３】
なお、この実施形態では、光センサ８として光透過性のセンサを使用しているが、検知用パターンを読み取ることができる検出手段であれば、ＣＣＤを使用したセンサや光反射型のセンサを含め、公知の検出手段が全て使用できる。
【００２４】
また、この実施形態では、新しい転写ベルト５上に検知用パターンを形成し、この検知用パターンを読み取るように構成されているが、検知用パターンを作像する転写ベルト上に、あらかじめ検知用パターンとセンサ出力値が同一となるようなパターンを印刷しておき、この転写ベルト５が新品であるとき、すなわち、実際の作像に供する前に印刷したパターンを検出して基準ピーク値として記憶しておき、この記憶された基準ピーク値を前述のステップ５０４における基準値として検出出力と比較することによって同様の位置ズレ補正制御を行うように構成することもできる。
【００２５】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、パターン検出手段によって位置検知用パターンを読み取った出力のピーク値と記憶手段に予め記憶した基準ピーク値を比較し、両ピーク値が一致しない場合は位置検知用パターンの読み取りエラーと判断して位置ずれの補正を行わず、一致する場合は正しい位置検知用パターンと判断して位置ずれの補正を行うので、簡単な構成で位置検知用パターンの傷などの外乱による影響を排除して確実に位置検出用のパターンを検出することができ、これによって精度の良い位置ズレ補正制御が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の構成を示す概略構成図である。
【図２】図１に示した画像形成装置の検知用パターンの形成位置と検知用センサの配置を示す図である。
【図３】図１に示した画像形成装置の検知用パターンを検知するための電気的構成を示すブロック図である。
【図４】基準用パターンの作像、読取、および記憶工程を示すフローチャートである。
【図５】位置ズレ補正制御の制御手順を示すフローチャートである。
【図６】検知用センサによる転写ベルトの読取出力の状態を示す特性図である。
【符号の説明】
１  読み取りユニット
２  画像形成ユニット
２０  感光ドラム
２１  光書き込みユニット
２２  作像ユニット
３  給紙ユニット
４  転写紙
５  転写ベルト
５１  検知用パターン
６  定着ユニット
７  排紙トレイ
１０１  制御部
１０２  作像部
１０３  検知部
１０４  記憶部
【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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