JP2006106196A

JP2006106196A - 画像形成装置、画像形成装置の制御方法

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Publication number: JP2006106196A
Application number: JP2004290381A
Authority: JP
Inventors: Naoto Yamada; 直人山田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2004-10-01
Filing date: 2004-10-01
Publication date: 2006-04-20
Also published as: US7308224B2; US20060072942A1

Abstract

【課題】各色のカウント目標値を設定することにより、周長検知を行うサンプリング周期で生じる量子化誤差による色ずれの問題を回避し、実際の作像開始タイミングとほぼ同期して各色のイメージトップ信号（ＩＴＯＰ信号）を生成することで大きな色ずれを引き起こすことなく良好な画像を形成すること。
【解決手段】電子写真プロセスにより像担持体の表面にトナー像を形成し、そのトナー像を中間転写体に１次転写した後、当該１次転写したトナー像を記録媒体に２次転写して当該トナー像を、少なくとも２色分重ね合わせてカラー画像を形成する画像形成装置は、周回する前記中間転写体の周長を検知可能な周長検知部と、周長検知部により検知された値に基づいて、各色に関して作像開始のタイミングを制御する目標値を各色毎に設定する目標値設定部と、設定された各色毎の目標値に基づいて、各色毎に作像開始の要求信号を生成する要求信号生成カウンタとを備えることを特徴とする。
【選択図】図１１

Description

本発明は、複写機、プリンタ等の電子写真方式の画像形成装置に関し、特に、中間転写体を用いる方式の画像形成装置及びその制御方法に関する。

複写機、プリンタ等の電子写真方式の画像形成装置として、感光体上に形成されたトナー像を一旦中間転写体へ一次転写した後、そのトナー像を用紙やＯＨＰシート等の記録材上へ二次転写し、その記録材上のトナー像を定着させてトナー画像を得る画像形成装置が従来技術として知られている。また、この中間転写体としてはドラム状のものやベルト状のものが考えられるが、ベルト状のものはスペース的に有利であるという点から、画像形成装置の小型化が望まれている今日において、注目される方式（中間転写ベルト方式）である。

この中間転写ベルト方式の画像形成装置において、フルカラー画像を得る場合、感光体上にトナー像を重ねて形成することは困難であることから、中間転写ベルト上にイエロー、シアン、マゼンタの３色、又はそれにブラックを加えた４色のトナー像が感光体から順次、中間転写ベルトに一次転写され、中間転写ベルト上に重ねられたフルカラーのトナー像を一括して記録材に二次転写することによってフルカラー画像を得ている。

この場合、３色又は４色のトナー像を重ね合わせるそれぞれの位置が僅かにでもずれてしまっては、得られる画像の色彩等が原稿等のものとは全く異なってしまうので、フルカラー画像において良好な画質を得るためには、中間転写ベルト上に重ね合わされる多色トナー像の位置合わせを正確に行なうことが必要とされる。

中間転写ベルト上の多色トナー像の重ね位置合わせを行なうための一例として、中間転写体の周長を測定して画像を形成する方法がある。中間転写体の周長を測定する一例としては、例えば、特許文献１がある。これによると、中間転写体のベルト周長を計測するには、周長検知用マークを中間転写体に設け、予め周回する中間転写体のベルトから周長検知用マークを検知し、その検知時間の間隔（マーク検知周期）と、中間転写体のベルト周回速度と、の関係からベルト周長を算出するものである。
特開平１０-１２３８４６号公報

しかし、マーク検知周期をカウントするためには、周長検知カウンタ等を設け、カウンタソースクロックに基づくサンプリングを行うと、そのサンプリング周期は量子化誤差として、ベルト周長値に反映されてしまう。この量子化誤差を含むベルト周長値に基づいて、色重ねの工程を行うと、１色目→２色目、２色目→３色目、３色目→４色目の中間転写体３周回分で量子化誤差が加算されていき、最終的な４色目の転写位置は、１色目の転写位置に比較して、３周回分のベルト周長値の量子化誤差（＝量子化誤差×３）が転写位置の色ずれに影響を及ぼしてしまうという問題があった。

本発明は、上述したような従来の問題点を除去するためになされたものである。

上記の問題点を除去するべく、本発明にかかる電子写真プロセスにより像担持体の表面にトナー像を形成し、当該トナー像を中間転写体に１次転写した後、当該１次転写したトナー像を記録媒体に２次転写して当該トナー像を、少なくとも２色分重ね合わせてカラー画像を形成する画像形成装置は、
周回する前記中間転写体の周長を検知可能な周長検知手段と、
前記周長検知手段により検知された値に基づいて、各色に関して作像開始のタイミングを制御する目標値を各色毎に設定する目標値設定手段と、
前記設定された各色毎の目標値に基づいて、各色毎に作像開始の要求信号を生成する要求信号生成カウンタとを備えることを特徴とする。

各色のカウント目標値を設定することにより、周長検知を行うサンプリング周期で生じる量子化誤差による色ずれの問題を回避し、実際の作像開始タイミングとほぼ同期して各色のイメージトップ信号（ＩＴＯＰ信号）を生成することで大きな色ずれを引き起こすことなく良好な画像を形成することが可能になる。

以下、本発明の実施形態を図面を参照しつつ詳細に説明する。

[実施形態１]
＜画像形成装置の構成＞
図１は、本実施形態に係る画像形成装置の画像形成部の概略的な構成を示すブロック図であり、特に、中間転写ドラムを有する画像形成装置について示している。図１に基づき画像形成装置における、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（ＢＫ）の各色の副走査方向（記録紙等の記録媒体の搬送方向）の色合わせについて説明する。

図１において、１はスキャナユニットで、後述する図１１に示す画像形成部２７から送出される画像信号に基づいて変調されたレーザ光等の光ビームを発光するレーザユニット６と、このレーザユニット６からのレーザ光を偏向して感光ドラム３上を走査し、感光ドラム３上に静電潜像を形成する多面体ミラー（以下、「ポリゴンミラー」）７と、このポリゴンミラー７を回転駆動するスキャナモータ８と、ポリゴンミラー７により偏向される主走査方向（紙面に垂直な方向）のレーザ光を検出するビーム検知信号（ＢＤ信号）発生回路２００等により構成される。

１０は現像ロータリで、感光ドラム３上に形成された静電潜像をイエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（ＢＫ）の各色現像剤ユニット10a、10ｂ、10ｃ、10ｄにより現像する。感光ドラム３は、現像ロータリ１０により現像された感光ドラム３上の現像剤を中間転写ベルト４に一次転写する。１１は二次転写ローラで、中間転写ベルト４に当接し、中間転写ベルト４上の現像剤を、給送される記録紙等の記録媒体に二次転写する。３０５は中間転写ベルトの周長を検知する周長検知センサであり、例えば、周長検知センサには、光学反射型センサを使用することができる。周長検知センサは、周回する中間転写ベルト４の内側の位置に配設した場合、中間転写ベルト裏面上の基準マーク12（反射率の高い材質のシール等）にLEDの光を照射し、その反射光を周長検知センサが検知して、中間転写ベルト４の周回速度と、基準マーク12を検知する時間の間隔（周期）を計測し、この周期に基づいて、ＣＰＵ３０６（図２）は中間転写ベルト４の周長を求めることが可能になる。周長を求めるプロセスは、後に詳細に説明するので、ここでは、説明を省略する。

この周長検知センサは、中間転写体のベルトの周回を少なくとも２周期分、連続で検知することが可能である。

感光ドラム３は時計方向に、中間転写ベルト４は、感光ドラム３とは逆に反時計方向に、それぞれ同一の一定速度で回転することができる。

＜周長検知用カウンタの構成＞
図２は、周長検知用カウンタの構成を示すブロック図である。発振器301により生成された原発クロックは分周器302に入力され、分周器302は、入力された原発クロックに基づいて周長検知用カウンタの基準クロック（ＣＬＫ）を生成する。

周長検知用カウンタ307はCPU306と接続しており、CPU306は、バスにより常に周長レジスタ304にロードされたカウンタ値を読むことが可能な構成になっており、更に、CPU306は、周長検知用カウンタのイネーブル信号を生成している。

ＣＰＵ３０６は、読み取ったカウンタ値に基づいて、カウンタの目標値を、中間転写ベルトの周回ごとに設定し直し、誤差の累積を防止するようにカウンタ部等を制御することが可能である。

カウンタ部303は、CPU306のイネーブル信号と、周長検知センサ305の検知信号と、をトリガとし、カウントを開始し、次の検知信号が入力される毎にカウンタ部303内の周回カウンタ308をインクリメントする。そして周回カウンタ308内のカウンタ値が目標値（例えば、本実施形態の場合、3周分）に達した以降に検知信号が入力されると、それまでのカウンタ値を周長レジスタ304にロードし、さらにカウンタ部303をクリアして再カウントを繰り返す。

＜目標値の設定＞
図２の説明において目標値として記載した「３周分」の値は、本発明に係る実施形態の内容を限定するものではなく、少なくとも２色の作像開始信号を生成するために計測される中間転写体のベルト周回周期に対応したものであればよい。

以下、実際の目標値の設定シーケンスを、図３の周長検知用カウンタ307の動作と合せて説明する。

中間転写ベルト４の裏面上に設けられた基準マーク１２が周長検知センサ305より検知され、その検知信号（HP信号）がカウンタ部３０３に入力される。入力された周長検知センサ305の検知信号の立ち上がりから、カウンタ部３０３に入力される最初の基準クロック（CLK）（図中「ａ」）よりカウントが開始する。

中間転写ベルト4が更に周回し、周長検知センサ305が再度、基準マーク１２を検知すると、検知信号（HP信号）が、カウンタ部３０３に入力される。このようにして最終的には、中間転写ベルト４が3周し（目標値として３周期が設定されている場合）、最初の検知信号（HP信号）から数えて4回目の検知信号が入力される直前の基準クロック（図中「ｂ」）までの基準クロック数を、カウンタ部３０３がカウントし、周長検知用カウンタ307内の周長レジスタ部304にカウンタ値（Ｎ）をロードする。

以上のようにして得たカウンタ値（Ｎ）により、中間転写ベルト４の３周期分のベルト周長を、基準クロックの分解能単位で測定することが可能となる。この中間転写ベルト４の周長は、カウンタ値（Ｎ）と作像時のベルト周動速度により、求めることができる。

ＣＰＵ３０６の全体的な制御の下、中間転写ベルト４の３周期分のカウンタ値（Ｎ）を3等分（目標値としてＮ周期（Ｎ≧２）が設定されている場合はＮ等分）して、各色毎のITOP信号生成カウンタに入力する各色の目標値を設定する。実際には3周期分のカウンタ値は3等分できる値ではない場合もあるので、この場合には、ベルト周長をカウントする基準クロックの分解能単位に量子化誤差（図３の場合ｔ１＋ｔ２）を4色の各色合わせにおいて１量子化誤差未満におさえるように各ITOP信号生成カウンタに入力する各色の目標値を適正に設定する。

周回カウンタ308等を含む周長検知用カウンタ307及び周長検知センサ305は周長検知ユニット310を構成するものとする。

一方、単に各色のトップ位置（作像開始位置）の同期を正確にとったとしても、中間転写ベルト４の回転によって得られる各色の副走査方向の書き出しを示すトップ位置信号（ＴＯＰ信号）と、スキャナモータ８の回転により得られる各主走査方向の書き出しを示すビーム検知信号（Beam Detect（ＢＤ）信号）と、の同期がとれていなければ、各色の副走査方向の書き出し位置は、各色のトップ信号とＢＤ信号の位相差分、つまり最大で副走査方向に１ライン分のずれが生じる可能性がある。このずれは、中間転写ベルト４が一周する時間（周期）が、各主走査方向の書き出しを示すビーム検知信号の周期（ＢＤ信号周期）のちょうど整数倍であれば解決可能であるが、一般には、中間転写ベルト４が周回する周期をＢＤ信号周期の整数倍に設定することは、装置の設計に制約を課すことになるので困難な場合が多い。

本実施形態では、中間転写ベルト４の一周毎に、スキャナモータ８上のポリゴンミラー７の位置に対応する基準となる目標信号（後に詳細に説明するカウンタ目標値）を作成し直し、その目標信号に位相制御をかけてスキャナモータ８を回転制御するという構成で、作像開始位置を指示するトップ位置信号（ＴＯＰ信号）と、ビーム検知信号（ＢＤ信号）と、の同期をとり、各色の色ずれを完全になくすことのできる多色画像形成装置を提供することが可能になる。

＜スキャナモータ８に関する制御構成＞
図１１は、画像形成装置のスキャナモータ８に関する制御構成を説明するブロック図である。図１１において、３０６はＣＰＵであり、ＲＯＭ２４に格納されたプログラムに基づいて画像形成装置全体の制御を司る。２８はドラムモータ制御部で、中間転写ベルト４、及び感光ドラム３の回転、停止を行う。２２はトップ信号作成部で、予め決められた一周のステップ数と、１ステップ周期時間とをもとに分周器等を起動して実際の印刷時に電気的に各色のIＴＯＰ信号（イメージトップ信号）を作成する。また、ＣＰＵ３０６は、ＣＰＵ３０６内部またはその他の領域にＣＰＵ３０６のワーク領域として、図示しないメモリを有するものとする。

３０１は原発クロックを生成する発振器で、分周器３０２は、入力された原発クロックに基づいてＣＰＵ３０６の動作の基準時間となるクロックを発生させる。

２４はＲＯＭで、ＣＰＵ３０６の一連の制御をプログラムとして格納するメモリである。一般にワンチップＣＰＵを用いれば、一つのチップ内に収められたＣＰＵ３０６，ドラムモータ制御部２８，トップ信号作成部２２，分周器３０２，ＲＯＭ２４は、より一層の小型化、低コスト化が可能となる。

スキャナモータ回路３２ならびにスキャナモータ制御回路２９が、ＣＰＵ３０６の指令のもと、ポリゴンミラー７を回転駆動するスキャナモータ８の回転／停止を制御する。ビーム検知信号（ＢＤ信号）発生回路２００（図１を参照）は、ポリゴンミラー７の回転に伴い、ポリゴンミラー７により偏向されるレーザ光を検出して主走査方向の開始基準信号（主走査方向の同期信号）となるビーム検知信号（ＢＤ信号）を生成する。このビーム検知信号（ＢＤ信号）は、６面の多面体ミラーを用いた場合、スキャナモータ８の一周につき６個のビーム検知信号（ＢＤ信号）を発することになる。

３０は発振器で、画像形成部（画像形成制御回路）２７を動作させる基準クロックを生成する。画像形成制御回路２７は、副走査制御回路および主走査制御回路を有し、不図示のコントローラとの通信によりビデオデータ形成のためのタイミングを制御し、トップ信号作成部２２により作成されたイメージトップ信号（IＴＯＰ信号）と、ビーム検知信号（ＢＤ信号）とに基づき、副走査及び主走査の同期をとり、ビデオ信号に応じたレーザ発光信号を生成する。

２６はレーザ制御部で、ＣＰＵ３０６のプリント命令、画像形成制御回路２７により生成されるレーザ発光信号、またはトップ信号作成部２２より生成されるトップ信号により、各色の副走査方向の同期をとってレーザ駆動を制御することができる。

レーザユニット６は、レーザ制御部２６の信号を受けて、実際のレーザ光により感光ドラム３に潜像データを書き込む。

２９はスキャナモータ制御回路で、電気的なイメージトップ信号（IＴＯＰ信号）が発生した直後に目標となる目標ＢＤ信号を発生させ、実際のＢＤ信号との位相差をなくすべく制御する制御回路を備えている。

３１０は、図２で説明した周回カウンタ308等を含む周長検知用カウンタ307及び周長検知センサ305を有する周長検知ユニットである。

＜スキャナモータ制御回路２９の構成＞
次に、図１２を参照して、図１１で説明したスキャナモータ制御回路２９の構成を詳細に説明する。図１２は、図１１に示したスキャナモータ制御回路２９の構成を詳細に示すブロック図であり、図１１と同一のものには同一の符号を付してある。同図において、３１はカウンタで、目標となる目標ＢＤ信号３３を発生させる。

カウンタ３１は、所定カウント時間に到達したところで、ビデオデータ要求信号を生成し、出力する。また、上述のトップ信号作成部２２は、カウンタ３１のビデオデータ要求信号に従い、ＴＯＰ信号を出力することができる。

また、カウンタ３１は、トップ信号作成部２２の出力（ＴＯＰ信号）を検出した直後に、目標ＢＤ信号作成のためにカウンタ値をリセットし、目標ＢＤ信号を作り直す構成を有している。

３４は位相比較回路で、目標ＢＤ信号３３と、ビーム検知信号（ＢＤ信号）発生回路２００により生成される実際のＢＤ信号２と、の位相を比較し、後述するＬＡＧ信号，ＬＥＡＤ信号を出力する。

３５はチャージポンプ回路で、位相比較回路３４の出力信号を受けて、位相差を制御電圧に変換する。ここでは、位相差の時間がそのまま制御量として比例動作するので、チャージポンプ回路３５は、一定の電圧で位相差の「進み」／「遅れ」に応じて、「＋」／「−」の制御電圧を発生させる。

＜スキャナモータ回路３２の構成＞
次に、スキャナモータ制御回路２９からの制御信号を用いて、スキャナモータ本体（ＳＭ）８を駆動するスキャナモータ回路３２の詳細な構成を、図１３を参照して説明する。図１３は、図１１で示したスキャナモータ回路３２の詳細な構成を示すブロック図であり、図１１と同一のものには同一の符号を付してある。

図１３において、４１は分周器で、発振器２５の基準クロックを所定の分周比で分周して、基準速度となる周波数を生成する。

４２は速度ディスクリミネータで、スキャナモータ８に配設されたポリゴンミラー７の回転速度を検出するためのＢＤ信号２と、ポリゴンミラー７の基準速度となる周波数を作り出す分周器４１の出力と、を比較してポリゴンミラー７の速度を判定する。

４４は積分器で、抵抗４８を介してスキャナモータ制御回路２９からの制御信号と、抵抗４３を介する速度ディスクリミネータ４２からの制御信号とが入力され、抵抗４５１およびコンデンサ４５２からなる積分フィルタ４５から決定される所定のゲインと周波数特性を持った積分器として動作する。

４６は制御アンプで、積分器４４の出力信号を受けてスキャナモータ８を駆動すべく所定のゲインに増幅する。また、スキャナモータ駆動回路８−２は、トランジスタ等で構成され、スキャナモータ本体８を駆動する。

＜スキャナモータ８の制御＞
次に、スキャナモータ８の制御について説明する。上記の構成の回転制御回路は、速度ディスクリミネータ４２によってＢＤ信号２が所定の速度になっているかどうかがモニタされ、所定速度に達していない場合は、速度をアップさせ、所定速度をオーバしている場合は、速度をダウンさせるべく出力信号を発生させるフィードバックループを構成し、スキャナモータ８の回転を制御する。

ただし、この制御ループの中にはＢＤ信号２と前述の基準速度となる周波数であるところの分周器の出力との位相差による制御が無いため、積分器４４のオフセット電圧によって所定速度から僅かにはずれて制御されることになる。

目標とする所定速度に忠実に制御するためには、図１２で示したスキャナモータ制御回路２９によって得られる目標ＢＤ信号３３と、実際のＢＤ信号２と、の位相差の出力を、速度ディスクリミネータ４２のループと並列に積分器４４に入力するＰＬＬ（Phase Locked Loop）速度制御ループの構成を付加すればよい。

ここでＰＬＬ速度制御ループのゲインは速度ディスクリミネータ４２のゲインよりかなり低くて良く、ＰＬＬ速度制御ループのゲインに対して、速度ディスクリミネータ４２のゲインを１０倍以上（例えば、抵抗４３を、ＰＬＬ速度制御ループ側の抵抗に比べて１０倍以上）に設定することができる。

これは、ＰＬＬ速度制御ループのゲインが高いと目標値に対する追従性が良くなる反面、ロックへの引き込みが悪くなるからである。この目標ＢＤ信号と、実際のＢＤ信号と、の位相差に基づくＰＬＬ速度制御ループを付加することで、目標ＢＤ信号の周期で実際のＢＤ信号を発生させる速度でスキャナモータ８を回転制御することが可能となる。

＜スキャナモータの制御タイミング＞
スキャナモータ制御回路２９及びスキャナモータ回路３２によりスキャナモータ８を制御する画像形成装置におけるＰＬＬ制御動作を図１４のタイミングチャートを用いて説明する。同図において、「ＥＮＡＢＬＥ＊」は、印字領域／非印字領域（感光ドラム３の副走査方向の非潜像形成区間）を示す信号で、斜線で示した「Ｈｉｇｈ」区間は印字領域で、それ以外は非印字領域を示す。

「ＴＯＰ＊」は、ＩＴＯＰ信号で、副走査方向印字開始の同期信号としてトップ信号作成部２２により生成される。

「ＲＥＦＢＤ＊」は、目標ＢＤ信号で、カウンタ３１により生成される。

「ＢＤ＊」は、ＢＤ信号で、主走査方向印字開始の同期信号としてビーム検知信号（ＢＤ信号）発生回路２００により作成される。

IＴＯＰ信号（ＴＯＰ＊）がトップ信号作成部２２により生成される前は、スキャナモータ８は速度ディスクリミネータ制御と、ＰＬＬ制御によって目標ＢＤ信号（ＲＥＦＢＤ＊）と、実際のＢＤ信号（ＢＤ＊）の位相が合うようにＰＬＬ速度制御されている。

次に、IＴＯＰ信号（ＴＯＰ＊）が生成されると、ＩＴＯＰ信号（ＴＯＰ＊）の立ち下がりエッジ（図中「ａ」で示す位置）で、直ちに目標ＢＤ信号（ＲＥＦＢＤ＊）を作成しているカウンタ３１はクリアされ、はじめからカウント動作をし、カウンタ３１は、新たな目標ＢＤ信号（ＲＥＦＢＤ＊）を作り直す。

この際、実際のＢＤ信号（ＢＤ＊）は、スキャナモータ８の速度が急激には変動できないので、そのままの周期で出力され続けることになる。

「ＬＡＧ＊」は、ＬＡＧ信号で、実際のＢＤ信号（ＢＤ＊）の位相の目標ＢＤ信号（ＲＥＦＢＤ＊）に対する遅れを示し、位相比較回路３４により出力される。

「ＬＥＡＤ＊」は、ＬＥＡＤ信号で、実際のＢＤ信号（ＢＤ＊）の目標ＢＤ信号（ＲＥＦＢＤ＊）に対する位相進みを示し、位相比較回路３４により出力される。なお、このＬＥＡＤ信号（ＬＥＡＤ＊）は、実際のＢＤ信号（ＢＤ＊）の位相が目標ＢＤ信号（ＲＥＦＢＤ＊）の位相より遅れている時だけ「Ｌｏｗ」となる。また、ＬＥＡＤ信号（ＬＥＡＤ＊）は、実際のＢＤ信号（ＢＤ＊）の位相が目標ＢＤ信号（ＲＥＦＢＤ＊）の位相より進んでいる時だけ「Ｌｏｗ」となる。

すなわち、位相比較回路３４の出力は、実際のＢＤ信号（ＢＤ＊）の位相が目標ＢＤ信号（ＲＥＦＢＤ＊）の位相より遅れている場合、ＬＡＧ信号（ＬＡＧ＊）が「Ｌｏｗ」、ＬＥＡＤ信号（ＬＥＡＤ＊）が「Ｈｉｇｈ」のままとなり、位相が進んでいる場合、ＬＥＡＤ信号（ＬＥＡＤ＊）が「Ｌｏｗ」、ＬＡＧ信号（ＬＡＧ＊）が「Ｈｉｇｈ」のままとなる。

「ＣＰＵＭＰ」は、位相差比較回路３４から出力されるＬＡＧ信号（ＬＡＧ＊）と、ＬＥＡＤ信号（ＬＥＡＤ＊）と、の合成信号で、チャージポンプ回路３５により生成される。ここで、チャージポンプ回路３５は、位相が遅れている場合は、スキャナモータ８を加速する必要があるので「＋」の電圧を出力し、位相が進んでいる場合は、スキャナモータ８を減速する必要があるので「−」の電圧を出力するように構成されている。

「Ｉｓ」は、実際にスキャナモータ８に対して出力される電流を示す。

このような制御信号が図１３のスキャナモータ回路３２にＰＬＬ制御として入力される結果、スキャナモータ８は今までの速度より僅かに加速する制御が加わり、位相遅れは徐々に少なくなっていき、平衡を保ったところで制御され続ける。つまり、実際のＢＤ信号（ＢＤ＊）は、目標ＢＤ信号（ＲＥＦＢＤ＊）との位相の同期がとれ、完全に速度差がゼロになり、その位相差は前述の速度ディスクリミネータ４２での速度偏差を打ち消して平衡を保つところで安定する。

実際のＢＤ信号（ＢＤ＊）が目標ＢＤ信号（ＲＥＦＢＤ＊）の位相と平衡を保つ時刻になるころで印字を開始すれば、各色の印字位置（副走査方向の印字開始位置）を正確に一致させることができる。さらに、印字動作中も実際のＢＤ信号（ＢＤ＊）が目標ＢＤ信号（ＲＥＦＢＤ＊）との位相の平衡を保つようにスキャナモータ制御回路２９が働くので、印字動作終了に至るまで、実際のＢＤ信号（ＢＤ＊）と目標ＢＤ信号（ＲＥＦＢＤ＊）の同期がとれるようにスキャナモータ８を制御することができる。

以上のような構成により、中間転写ベルト一周の時間がＢＤ周期の整数倍に設定されていない画像形成装置であっても、主走査同期信号（ＢＤ信号）と副走査同期信号（IＴＯＰ信号）との位相を合わせることができる。

＜作像動作の説明＞
次に、画像形成装置における作像動作の流れについて説明する。

ユーザよりジョブの開始要求を受信すると、画像形成装置は、ＣＰＵ３０６の全体的な制御の下、作像準備のイニシャライズ動作を行なった後、プログラムの処理に基づいて生成する電気的なＴＯＰ信号をトリガとして、各色毎に目標値が設定されるITOP（イメージトップ）信号生成カウンタを起動する。

そして、１色目のイエロー（Y）カウンタが、設定された目標値に到達したところで、トップ信号作成部２２は、イエロー（Y）のITOP信号（イメージトップ信号）を生成し、その信号を受けて、レーザ制御部２６は、レーザユニット６の書き出しタイミングを制御して、スキャナユニット１内のレーザユニット６からレーザ光を出射させて、感光ドラム３上へイエロー（Ｙ）のデータの潜像を書き込む。

続いて、ドラムモータ制御部２８は、感光ドラム３を回転させ、イエロー（Ｙ）の現像剤ユニットと接する位置で、イエロー（Ｙ）の現像剤により潜像を顕画化し、更に感光ドラム３を回転させて、中間転写ベルト４と接する位置で、中間転写ベルト４上に、イエロー（Ｙ）のデータの一次転写を行う。

次に、ドラムモータ制御部２８は、現像ロータリ１０を約９０度回転させ、次のマゼンタ（Ｍ）の現像に備える。マゼンタ（Ｍ）のデータに関する作像では、イエロー（Ｙ）の作像時に生成されたITOP信号をトリガとし、目標値が設定されたITOP信号生成カウンタを起動し、２色目のマゼンタ（M）のカウンタが目標値に到達したところで、トップ信号作成部２２は、マゼンタ（M）のITOP信号を生成する。

そして、その信号を受けて、レーザ制御回路２６は、レーザユニット６の書き出しタイミングを制御して、スキャナユニット１内のレーザユニット６から、イエロー（Ｙ）の場合の書き出し位置と中間転写ベルト４の回転位置が同一の所で、レーザ光を出射して感光ドラム３上へマゼンタ（Ｍ）のデータの潜像を書き込む。

続いて、ドラムモータ制御部２８は、感光ドラム３を回転させ、中間転写ベルト４の回転位置がイエロー（Ｙ）の場合と同一の所で、マゼンタ（Ｍ）の現像剤により潜像を顕画化し、更に、感光ドラム３を回転させて、中間転写ドラム４の回転位置がイエロー（Ｙ）の場合と同一の所で、中間転写ベルト４上に、マゼンタ（Ｍ）のデータの一次転写を行う。

続いて、シアン（Ｃ）、ブラック（ＢＫ）についても同様な制御（画像形成工程）を行い、中間転写ベルト４上に４色の現像剤が重ね合わされ、所定の位置で、記録紙１７等の被記録媒体を給紙し、２次転写ローラ１１を当接して記録紙１７に二次転写を行い、定着器１６で定着して排出する。

図４は、複数頁のカラー印刷を行う際の各色イメージトップ信号（ITOP信号）の生成のシーケンスを説明する図であり、ここで、中間転写ベルト４は１周長で、例えば、記録媒体としてＡ４の２枚貼りが可能であり、図４はＡ４等の小サイズ紙における２枚貼りのカラー作像時の各色イメージトップ信号（ITOP信号）の生成のシーケンスを示している。

まず、最初に、プログラムに基づいて生成する電気的なSTART信号（Ｓ１）をトリガとし、カウンタ３１は、イエローA面（YA）カウンタ（奇数枚目用）と、イエローB面（YB）カウンタ（偶数枚目用）にて、同時にカウントを開始する。

所定カウント時間（TYA、TYB）に到達したところで、イエロー（Y）のA面、B面に対応して、イエローA面（YA）カウンタ、イエローB面（YB）カウンタは、ビデオデータ要求信号（PVREQ*）としてVYA*、VYB*をそれぞれ生成し、レーザ制御部２６は、レーザユニット６の書き出しタイミングをとり、スキャナユニット１内のレーザユニット６から、レーザ光を出射させて、感光ドラム３上へイエロー（Ｙ）のデータの潜像書き込みを行う。

次に、イエロー（Y）のVYA*、VYB*信号をトリガとし、ほぼ中間転写ベルト１周回分の時間にあたる所定カウント時間（TMA、TMB）に到達したところで、マゼンタ（M）のA面（奇数枚面）、B面（偶数枚面）に対応して、マゼンタA面（MA）カウンタ、マゼンタB面（MB）カウンタは、ビデオデータ要求信号（PVREQ*）としてVMA*、VMB*を、それぞれ生成し、レーザ制御部２６は、レーザユニット６の書き出しタイミングをとり、スキャナユニット１内のレーザユニット６から、レーザ光を出射させて、感光ドラム３上へマゼンタ（M）のデータの潜像書き込みを行う。

続いて、シアン（Ｃ）、ブラック（ＢＫ）についても同様の制御が行われ、感光ドラム３上へ、シアン（C）、ブラック（Bk）のデータ潜像書き込みが行なわれる。

中間転写ベルト４上に４色の現像剤が重ね合わされたところで、ブラック（Bk）のビデオデータ要求信号（PVREQ*）VKA*、VKB*をトリガとしてカウントされていたレジローラON用のカウンタにてレジオン信号（RA、RB）が、ＣＰＵ３０６の制御の下、それぞれ順次生成され、記録紙１２等の被記録媒体を給紙し、二次転写ローラ１１を当接し、記録紙１７に二次転写される。

＜カウンタ３１の回路構成＞
図５は、実施形態１に係るカウンタ３１（ビデオデータ要求信号生成カウンタ）の回路構成を示す図である。上述したように１色目のイエロー（Y）カウンタA（奇数枚面）、B（偶数枚面）にそれぞれSTART信号（Ｓ１）が入力される構成になっており、イエロー（Y）に続く次色以降の各カウンタは、前色のカウンタにより生成されたビデオデータ要求信号を起動トリガとするように入出力の関係が数珠つなぎの構成となっている。

このような構成にすることで、周長検知を行うサンプリング周期で生じる量子化誤差を１画素未満に配分する各色のカウント目標値を各色毎に個別に設定することが可能となる。

＜量子化誤差の処理＞
（量子化誤差が累積する例）
従来のような中間転写ベルトの1周期を周長検知カウンタで測定し、作像した場合、図３のようにカウンタ端数分のｔ１、ｔ２を合わせた値（ｔ１+ｔ２）が量子化誤差となり、測定結果はベルト周長には反映されていないことになる。

量子化誤差が、中間転写ベルトの周回に応じて累積する例を図６に示す。図６は図４のシーケンス図に対し、更に、実際の画先タイミング（実際の作像開始タイミング）の量子化誤差（ｔ）を付加した図である。同図のように実際には各色のビデオデータ要求信号（PVREQ*）を生成する時間は、実際の画先タイミングより上述の量子化誤差ｔ分だけ不足した時間としてなる。

例えば、A面のみに注目すると4色作像中に各カウント時間（TMA、TCA、TKA）に端数分の量子化誤差ｔのずれが順次加算され、結果的にY（イエロー）の作像開始位置とBk（ブラック）の作像開始位置は、図のように量子化誤差ｔ×３のずれを生じてしまうことになる。

（カウンタの目標値を設定して量子化誤差を配分する例）
次に、本実施形態におけるカウンタの目標値を設定して量子化誤差を配分する具体的な例を図７に示す。

本実施形態では上述したように中間転写ベルト４の３周回分を例にして、周長検知カウンタ３０７にて、中間転写ベルト４の周長を測定する。図７(a),(b),(c)は図４のシーケンス図に、実際の画先タイミング（実際の作像開始タイミング）と、カウント設定値の配分に関するデータを付加している。なお、簡略化するためにA面（奇数枚面）のカウンタ動作のみに注目して、実際のベルト周長を１００．６と規定し、サンプリング周期を１としている。

実際のベルト周長を１００．６とすると、例えば、図６のシーケンス図の処理のように、量子化誤差の配分を考慮しない場合、周長検知カウンタにて中間転写ベルトの1周期を測定すると、図７（ａ）に示すように０．６の端数分はキャンセルされ、ベルト周長は１００に規格化され、ベルト周長あたりの量子化誤差（ｔ）は０．６となる。

従って、図６に示したように4色作像中において、各カウント時間（TMA、TCA、TKA）に端数分の量子化誤差ｔ＝０．６のずれが順次加算され、結果的にY（イエロー）の作像開始位置とBk（ブラック）の作像開始位置は、図７（ａ）のように量子化誤差ｔ×３＝１．８のずれが生じることになる。

図７（ｂ）は、（ａ）の量子化誤差（＝１．８）を配分する例を示す図であり、この場合、端数分０.８がキャンセルされ、規格化される３０１に対して１量子化誤差未満に押さえる為に、カウンタ目標値（TMA、TYA、TKA）をそれぞれ１００、１０１、１００と配分（配分は規格化値と所定値量子化誤差未満になる様にＣＰＵ等で演算処理すれば良い。）すると、各色の作像開始位置として実際の画先の誤差は、それぞれ０．６、０．２、０．８となり、1量子化誤差未満におさえることが可能になる。

また、図７（ｃ）は、カウンタ目標値の配分に関する別の例を示す図であり、この場合、実際のベルト周長を１００．８とすると、測定される中間転写ベルト３周期分は、１００．８×３＝３０２．４となる。端数分０.４がキャンセルされ、中間転写ベルト3周期分は３０２に規格化される。この３０２という値の場合においてもカウンタ目標値（TMA、TYA、TKA）をそれぞれ１０１、１００、１０１のように配分し、設定すれば、各色の作像開始位置として、実際の画先の誤差は、−０．２、０．６、０．４となり、1量子化誤差未満におさえることが可能になる。

以上説明したように、本実施形態によれば、各色のカウント目標値を設定することにより、周長検知を行うサンプリング周期で生じる量子化誤差による色ずれの問題を回避し、実際の画先タイミングとほぼ同期して各色のイメージトップ信号（ＩＴＯＰ信号）を生成することで大きな色ずれを引き起こすことなく良好な画像を形成することが可能になる。

[実施形態２]
本実施形態における構成は、実施形態１と同様であるが、本実施形態における中間転写ベルトの周長検知がプリンタの作像シーケンス等の都合で２周回分しか測定できない点において相違している。

図８は、実施形態２のカラー印刷におけるイメージトップ信号（ITOP信号）生成のシーケンスを説明する図である。

中間転写ベルトは実施形態１と同様に１周長でＡ４の記録媒体を２枚貼りすることが可能であり、図８はＡ４等の小サイズ紙における２枚貼りのカラー作像時の各色イメージトップ信号（ITOP信号）の生成のシーケンスを示している。

まず、最初に、プログラムに基づいて生成するＡ面（奇数枚面）、Ｂ面（偶数枚面）それぞれに個別の電気的なSTART信号（Ｓ１、Ｓ２）をトリガとし、イエローA面（YA）カウンタと、イエローB面（YB）カウンタにて、それぞれカウントを開始する。

＜カウンタ３１の回路構成＞
図９は、実施形態２にかかるカウンタ３１（ビデオデータ要求信号生成カウンタ）の回路構成を示す図である。実施形態１におけるカウンタ回路３１に対して、１色目のイエロー（Y）カウンタA,Bの前段にENABLE_A（ＥＮＡ）,ENABLE_B（ＥＮＢ）のゲートを有し、トグル的に各ゲートを、ＣＰＵ３０６の制御の下、それぞれON/OFF動作させることによりＡ面用、Ｂ面用それぞれにSTART信号が入力される構成になっており、イエロー（Y）に続く次色以降の各カウンタは、前色のカウンタにより生成されたビデオデータ要求信号を起動トリガとするように入出力の関係が数珠つなぎの構成となっている。

次に、本実施形態におけるカウンタの目標値を設定して量子化誤差を配分する具体的な例を図１０に示す。本実施形態では上述したように中間転写ベルト４の２周回分を例にして、周長検知カウンタ３０７にて、中間転写ベルト４の周長を測定する。図10(a),(b),(c)は、図8のシーケンス図に、実際の画先位置（実際の作像開始タイミング）と、カウント設定値の配分に関するデータを付加している。なお、簡略化するためにA面（奇数枚面）のカウンタ動作のみに注目して、実際のベルト周長を１００．８と規定し、サンプリング周期を１としている。

実際のベルト周長を１００．８とすると、従来のように周長検知カウンタにて中間転写ベルトの１周期を測定すると、図１０（ａ）に示すように０．８の端数分はキャンセルされ、ベルト周長は１００に規格化され、量子化誤差（ｔ）は０．８となる。

従って4色作像中において、各カウント時間（TMA、TCA、TKA）に端数分の量子化誤差ｔ＝０．８のずれが順次加算され、結果的にY（イエロー）の作像開始位置とBk（ブラック）の作像開始位置は、図１０（ａ）のように量子化誤差ｔ×３＝２.４のずれが生じることになる。

図１０（ｂ）は、中間転写ベルト２周期分の量子化誤差を配分する例を示す図であり、この場合、中間転写ベルト２周期分は、１００．８×２＝２０１．６となり、中間転写ベルト２周期分は、端数分０.６がキャンセルされ、２０１に規格化される。この２０１という値を基に実際のカウンタ目標値（TMA、TYA、TKA）をそれぞれ１０１、１０１、１００のように配分し、設定すると、各色の作像開始位置として、実際の画先の誤差は、それぞれ−０．２、−０．４、０.４となり、１量子化誤差未満におさえることが可能になる。

また、図１０（ｃ）は、カウンタ目標値の配分に関する別の例を示す図であり、この場合、実際のベルト周長を１００．４とすると、測定される中間転写ベルト２周期分は、１００．４×２＝２００．８となり、端数分０.８がキャンセルされ、中間転写ベルト２周期分は２００に規格化される。この２００という値の場合においても実際のカウンタ目標値（TMA、TYA、TKA）として、それぞれ１００、１００、１００のように配分し、設定すると、各色の作像開始位置として、実際の画先の誤差は、０．４、０．８、１．２となり、２量子化誤差未満になっている。

従って、ベルト周長の検知が2周期分であっても、実施形態１で説明したようなベルト周長1周期のみを測定した場合に生ずる誤差、量子化誤差（２．４）よりも実際の色ずれを容易におさえることが可能になる。

本実施形態においても、各色のカウント目標値を設定することにより、周長検知を行うサンプリング周期で生じる量子化誤差による色ずれの問題を回避し、実際の画先タイミングとほぼ同期して各色のイメージトップ信号（ＩＴＯＰ信号）を生成することで大きな色ずれを引き起こすことなく良好な画像を形成することが可能になる。

［他の実施の形態］
上述の画像形成装置の制御方法に関し、電子写真プロセスにより像担持体の表面にトナー像を形成し、トナー像を中間転写体に１次転写した後、その１次転写したトナー像を記録媒体に２次転写してトナー像を、少なくとも２色分重ね合わせてカラー画像を形成する画像形成装置の制御方法は、周回する前記中間転写体の周長を検知可能な周長検知工程と、周長検知工程により検知された値に基づいて、各色に関して作像開始のタイミングを制御する目標値を各色毎に設定する目標値設定工程と、設定された各色毎の目標値に基づいて、要求信号生成カウンタに各色毎に作像開始の要求信号を生成させる工程とを備えることを特徴とする。

本発明の目的は前述したように、本実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体をシステム或は装置に提供し、そのシステム或は装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても達成される。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。このようなプログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピィディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭなどを用いることができる。

また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施の形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）などが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施の形態の機能が実現される場合も含まれている。

更に、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書きこまれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施の形態の機能が実現される場合も含む。

実施形態１、２に係る画像形成装置の画像形成部の概略的な構成を示すブロック図である。周長検知用カウンタの構成を示すブロック図である。周長検知用カウンタの動作を説明する図である。複数頁のカラー印刷を行う際の各色イメージトップ信号（ITOP信号）の生成のシーケンスを説明する図である。実施形態１にかかるカウンタ３１の回路構成を示す図である。量子化誤差が、中間転写ベルトの周回に応じて累積する例を示す図である。実施形態１におけるカウンタの目標値を設定して量子化誤差を配分する例を示す図である。実施形態２のカラー印刷におけるイメージトップ信号（ITOP信号）生成のシーケンスを説明する図である。実施形態２にかかるカウンタ３１（ビデオデータ要求信号生成カウンタ）の回路構成を示す図である。実施形態２におけるカウンタの目標値を設定して量子化誤差を配分する具体的な例を示す図である。画像形成装置のスキャナモータ８に関する制御構成を説明するブロック図である。図１１に示したスキャナモータ制御回路２９の構成を詳細に示すブロック図である。図１１で示したスキャナモータ回路３２の詳細な構成を示すブロック図である。スキャナモータのPLL制御動作を説明するタイミングチャートである。

符号の説明

１・・スキャナユニット
３・・感光ドラム
４・・中間転写ベルト
５・・周長検知センサ
６・・レーザユニット
７・・ポリゴンミラー
８・・スキャナモータ
１０・・現像ロータリ
１１・・２次転写ローラ
１２・・基準マーク
１３・・環境センサ
１６・・定着器
１７・・記録紙
３０６・・CPU
２２・・トップ信号作成手段
２３・・タイマ
２４・・ROM
２５・・発振器
２６・・レーザ制御手段
２７・・画像形成手段
２８・・ドラムモータ制御手段
３０・・発振器
２００・・ビーム検知信号発生回路
４００・・スキャナモータ制御回路
３０１・・発振器
３０２・・クロック分周器
３０３・・カウンタ部
３０４・・周長レジスタ
３０５・・周長検知センサ
３０７・・周長検知用カウンタ
３０８・・周回カウンタ

Claims

電子写真プロセスにより像担持体の表面にトナー像を形成し、当該トナー像を中間転写体に１次転写した後、当該１次転写したトナー像を記録媒体に２次転写して当該トナー像を、少なくとも２色分重ね合わせてカラー画像を形成する画像形成装置であって、
周回する前記中間転写体の周長を検知可能な周長検知手段と、
前記周長検知手段により検知された値に基づいて、各色に関して作像開始のタイミングを制御する目標値を各色毎に設定する目標値設定手段と、
前記設定された各色毎の目標値に基づいて、各色毎に作像開始の要求信号を生成する要求信号生成カウンタと
を備えることを特徴とする画像形成装置。
前記周長検知手段は、前記中間転写体上に設けられる基準マークを検出して、当該中間転写体の周回周期を求め、前記カラー画像を構成する１色目の1次転写開始前から、当該カラー画像を構成する最終色の1次転写開始前までに周回する周回分を連続して測定することが可能であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記要求信号生成カウンタが生成する各色の要求信号は、光ビームを走査して感光体上に静電潜像を形成することを目的とする多面体鏡の走査周期と同期していることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
前記要求信号生成カウンタは、前記カラー画像を構成する１色目に対応する要求信号の出力を起点として、当該カラー画像を構成する２色目に対応する要求信号を出力するタイミングを前記設定された目標値に従いカウントすることを特徴とする請求項１または３に記載の画像形成装置。
前記要求信号生成カウンタは、Y（イエロー）、M（マゼンタ）、C（シアン）、Bk（ブラック）の４色分に対応する個別の要求信号を生成する手段を有し、前記目標値は、当該４色分に対応する個別の要求信号を生成する手段に対して独立に設定することが可能であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記要求信号生成カウンタは、更に、奇数枚目のページ用、偶数枚目のページ用のカウンタをそれぞれ有し、前記目標値は、当該奇数枚目のページ用、偶数枚目のページ用のカウンタに独立に設定することが可能であることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
電子写真プロセスにより像担持体の表面にトナー像を形成し、当該トナー像を中間転写体に１次転写した後、当該１次転写したトナー像を記録媒体に２次転写して当該トナー像を、少なくとも２色分重ね合わせてカラー画像を形成する画像形成装置の制御方法であって、
周回する前記中間転写体の周長を検知可能な周長検知工程と、
前記周長検知工程により検知された値に基づいて、各色に関して作像開始のタイミングを制御する目標値を各色毎に設定する目標値設定工程と、
前記設定された各色毎の目標値に基づいて、要求信号生成カウンタに各色毎に作像開始の要求信号を生成させる工程と
を備えることを特徴とする画像形成装置の制御方法。