JP2006215251A - 画像形成装置および色ずれ補正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 両面印刷を含む印刷動作を連続的に実行する画像形成装置において、連続印刷動作中にレジスト制御量を適宜調整して色ずれが発生するのを効果的に防止する。
【解決手段】 温度センサが駆動ローラに配置されて駆動ローラの温度を検出可能となっている。そして、両面印刷を行った後に該温度センサによる検出結果に基づきレジスト制御量を調整する。したがって、両面印刷に起因する駆動ローラの熱膨張により中間転写ベルトの速度変動が生じたとしても、駆動ローラのローラ径変動に応じてレジスト制御量が調整される。したがって、連続印刷動作に両面印刷が含まれたとしても、その連続印刷動作中に色ずれが発生するのを効果的に防止することができる。
【選択図】 図４

Description

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、中間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カラー画像形成装置に関するものであり、両面印刷に伴う色ずれを補正する技術に関するものである。

この種の画像形成装置として、例えば特許文献１に記載の装置が知られている。こ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駆動ローラの回転力を受けて移動する中間転写ベルト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中間転写ベルト上で重ね合わせてカラー画像を形成している。

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中間転写ベルト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、予め色ずれを検出するための基準パターン像（以下、「レジストマーク」という）を中間転写ベルト上に形成するとともに、各レジストマークを光学センサで検出することでレジストマークの位置情報を求める。そして、これらの位置情報に基づき各画像形成ステーションにより形成されるトナー像の相対的な位置関係が把握することができる。そこで、従来よりトナー像の相対的な色ずれを補正するためのレジスト制御量を上記位置情報から求め、実際にカラー画像を形成する際には、レジスト制御量に基づき各色のトナー像の形成位置を調整することで色ずれを抑制している。なお、この明細書ではレジストマークの形成からレジスト制御量の算出までの一連の処理を「レジスト制御量の制定処理」と称する。

特開２００４−１０９６１７号公報（第４頁）

ところで、画像形成を実行していくと、動作環境、特に装置の内部温度（いわゆる機内温度）などが変化することがある。そして、それによりレジスト制御量が上記のようにして求めた値からずれてしまい、色ずれが発生してしまうことがある。ここで、機内温度の変動に起因するレジスト制御量の変動については、従来より提案されているように機内温度を温度センサにより計測し、該検出結果に基づきレジスト制御量を調整すればよい。しかしながら、両面印刷を連続的に行った場合には、機内温度によるレジスト制御量の調整により適切に対応することができないことがあった。というのも、例えば特許文献１に記載の装置では、中間転写ベルトに形成される第１画像をシート状の記録材の第１面に転写した後、定着ユニットにより熱定着している。また、記録材の第２面に印刷すべき第２画像を中間転写ベルトに形成するのと並行して、熱定着を受けた記録材を再び２次転写位置に搬送する。そして、２次転写位置で記録材の第２面に第２画像を転写して両面印刷を行う。したがって、第１面への画像の印刷（片面印刷）時には室温程度の記録材が２次転写位置で２次転写されるが、両面印刷を行うためには定着ユニットにより加熱された記録材が２次転写位置に搬送されてくるため、中間転写ベルト、駆動ローラや２次転写ローラなどの転写に関連する部品が局部的に加熱されることとなる。これらの部品のうち駆動ローラに与える熱影響が色ずれを生じさせる主要因のひとつとなっている。すなわち、両面印刷により駆動ローラが暖められると、駆動ローラが熱膨張してローラ径が変動し、中間転写ベルトの移動速度が大きく変動してしまう。その結果、機内温度の変動が少ないにもかかわらず、両面印刷を連続的に行うことで熱定着された記録材による局部的な熱影響によって中間転写ベルトの移動速度が変動してレジスト制御量が最適値からずれてしまうことがある。

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、両面印刷を含む印刷動作を連続的に実行する画像形成装置において、連続印刷動作中にレジスト制御量を適宜調整して色ずれが発生するのを効果的に防止することを目的とする。

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、駆動ローラの回転力を受けて移動する中間転写ベルトの移動方向に沿って配置し、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相対的な位置関係をレジスト制御量に基づき制御しながら、該複数のトナー像を中間転写ベルト上で重ね合わせてカラー画像を形成可能となっており、しかも、中間転写ベルトに形成される第１画像をシート状の記録材の第１面に転写するとともに熱定着した後に該記録材の第２面に中間転写ベルトに形成される第２画像を転写する、両面印刷を含む印刷動作を連続的に実行する画像形成装置および該装置における色ずれ補正方法に関するものである。

このように構成された画像形成装置では、連続印刷動作中に両面印刷が実行されると、熱定着されて熱を帯びた記録材に対して第２画像が転写されることとなり、中間転写ベルト上の画像を記録材に転写する領域において局部的な温度上昇が発現する。そして、この温度上昇により中間転写ベルトの移動速度が変動することにより、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相対的な位置関係が変動する。このような変動は、両面印刷により駆動ローラが暖められて熱膨張してローラ径が変動することと密接な関係を有している。すなわち、両面印刷により駆動ローラのローラ径が増大することで、該駆動ローラにより回転駆動される中間転写ベルトの移動速度が変動し、その変動量は駆動ローラの温度変動と関連している。

そこで、この発明にかかる画像形成装置および色ずれ補正方法では、駆動ローラの温度を検出する温度センサを設けるとともに、該温度センサによる検出結果に基づきレジスト制御量を調整している。したがって、両面印刷に起因する色ずれ要因を考慮して調整されたレジスト制御量によりカラー画像形成が実行される。その結果、連続印刷動作に両面印刷が含まれたとしても、その連続印刷動作中に色ずれが発生するのを効果的に防止することができる。

ここで、両面印刷により駆動ローラが暖められてローラ径が変動することによる直接的な影響は画像ステーション間におけるトナー像の相対位置関係に現れる。したがって、駆動ローラの温度に基づき各画像ステーション間でのトナー像のずれ量を推測し、該ずれ量に応じてレジスト制御量を調整することで連続印刷動作中においてレジスト制御量が適正な値に調整されて色ずれを確実に防止することができる。より具体的には、レジスト制御量を求めるための制定処理が実行された際の駆動ローラの温度と両面印刷後の駆動ローラの温度との温度差に基づきトナー像のずれ量を求め、レジスト制御量を調整することができる。また、レジスト制御量の調整処理については、各印刷動作を実行した後に行ってもよいし、逆に各印刷動作前に行うようにしてもよい。

また、上記温度差が小さい場合には、両面印刷による駆動ローラのローラ径変動は小さく、該変動に起因する色ずれ量は小さい。そこで、温度差が所定値以上となり、駆動ローラのローラ径変動が大きくなったのを確認した上でレジスト制御量を調整するようにしてもよい。これにより無駄なレジスト調整動作を省略することができる。

さらに、上記したように連続印刷動作中においては両面印刷の度に中間転写ベルトの速度変動が増大するため、両面印刷を大量に、かつ連続的に実行すると、連続印刷動作中にトナー像のずれ量が大きくなってしまう。このような場合には、中間転写ベルトの移動を継続させたまま連続印刷中にカラー画像の形成動作を一時的に中断してレジスト制御量を新たに求めてレジスト制御量を更新してもよい。もちろん、上記のようにレジスト制御量を求めるプロセスを連続印刷動作に割り込ませる代わりに、連続印刷動作を完全に停止させた上でレジスト制御量を新たに求めてもよいが、動作効率や動作の安定性などを考慮すると、上記のように中間転写ベルトを移動させたまま単に一時的にカラー画像の形成動作を中断してレジスト制御量の更新プロセスを実行するのが望ましい。

Ａ．両面印刷に起因する中間転写ベルトの速度変動について
電子写真方式の画像形成装置では、中間転写ベルト上にトナー像を形成するとともに、カセットや手差しトレイなどに収容されている記録材を転写位置に搬送し、中間転写ベルト上のトナー像を記録材の第１面に転写する。また、該トナー像を記録材に熱定着する。そして、片面印刷の場合には、そのまま排紙トレイに向けて排出する。一方、両面印刷の場合には、熱定着された記録材を再度転写位置に搬送して第２面にトナー像を転写する。したがって、片面印刷（両面印刷の第１面の印刷も含む）を行う場合には常温に近い記録材にトナー像の転写が行われるのに対し、両面印刷の第２面目を行う場合には熱定着されて高温状態となっている記録材にトナー像の転写が行われて転写位置で局部的な温度上昇を招くおそれがある。このように片面印刷と両面印刷とでは熱影響が大きく相違しているため、片面印刷における熱影響と両面印刷における熱影響とを実測して比較検討した。

図１は連続片面印刷と連続両面印刷における熱影響を示すグラフであり、セイコーエプソン製のカラーレーザープリンタ（型番：ＬＰ−９０００Ｃ）によりＡ３サイズの普通用紙にモノクロ印刷を連続的に行った際の結果を示している。より具体的には、同図（ａ）中のプロットはモノクロ両面印刷を２５０枚（片面印刷換算で５００枚）連続して実行した際の中間転写ベルト（中間転写ベルト）の２点間の移動経過時間をプロットしたものであり、同図（ｂ）中のプロットはモノクロ片面印刷を５００枚連続して実行した際の中間転写ベルト（中間転写ベルト）の２点間の移動経過時間をプロットしたものである。また、同図中の直線は、両面印刷と片面印刷における、印刷枚数と移動経過時間との関係をそれぞれ示している。同図から明らかなように、片面印刷を連続印刷したとしても移動経過時間はほとんど変化せず、中間転写ベルトの速度変動はほとんど認められない。これに対し、両面印刷では両面印刷枚数に比例して移動経過時間が長くなり、中間転写ベルトの速度変動が減少していることがわかる。因みに、図１（ａ）に示す実測結果に基づき両面印刷１枚あたりの速度変動率は、−０．００１（％）程度であった。

このように両面印刷が増えると、両面印刷に起因する熱影響により速度変動が発生して各画像形成ステーションにより形成されるトナー像の相対的な位置関係がその熱影響により大きくずれてしまうことがある。その結果、予めレジストマークなどの基準パターン像を形成してレジスト制御量を求めるとともに該レジスト制御量に基づき色ずれ補正を行っているにもかかわず、色ずれが発生してしまうことがある。この色ずれの主要因を検討した結果、両面印刷による駆動ローラの熱膨張が該主要因のひとつであることがわかった。すなわち、駆動ローラには中間転写ベルトが巻き掛けられており、駆動ローラは駆動モータからの駆動力を受けて回転することで、その回転力を中間転写ベルトに与えてベルト駆動する。そのため、両面印刷により駆動ローラが暖められて熱膨張すると、そのローラ径が増大し、中間転写ベルトの移動速度が大きく変動する。その結果、両面印刷による色ずれが発生してしまう。

そこで、この発明にかかる実施形態では、連続印刷動作中に駆動ローラの温度を検出し、その検出結果に基づきレジスト制御量を調整している。以下、具体的な実施形態について詳述する。

Ｂ．装置構成および動作
以下、本発明にかかる画像形成装置の３つの実施形態について説明するが、これらの実施形態の装置構成および基本動作は同一であり、その動作が一部異なるのみであるので、まず両者に共通する装置の構成および動作について説明し、その後に、各実施形態に特有の動作について述べる。

図２は本発明にかかる画像形成装置の基本構成を示す図である。また、図３は図２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刷処理、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刷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（印刷指令）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、普通用紙、厚紙および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。

図２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。

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。

転写ベルトユニット９は、ハウジング本体２の下方に配設された駆動モータ（図示省略）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ベルトクリーナ１７とを備えている。この従動ローラ１５は駆動ローラ１４に対して斜め上方（図２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２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、各色の感光体ドラム（像担持体）２０の周速よりも遅い周速を有している。このように中間転写ベルト１６の周速を各感光体ドラム２０の周速よりも遅くなるように設定することで、感光体ドラム２０は中間転写ベルト１６に回転を抑える向きに引っ張られるようにして駆動している。

駆動ローラ１４は、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、厚さ３ｍｍ程度、体積抵抗率が１０５Ω・ｃｍ以下のゴム層が形成されており、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。また、駆動ローラ１４の一部にはサーミスターなどの温度センサ６０（図２）が配置されており、この駆動ローラ用温度センサ６０により駆動ローラ１４の温度を検出可能となっている。

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をベルトクリーナ１７のバックアップローラとして兼用させている。このベルトクリーナ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２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。

駆動ローラ１４および従動ローラ１５は転写ベルトユニット９の支持フレーム（図示省略）に回転自在に支持されている。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の感光体ドラム２０に対向して１次転写ローラ２１が設けられている。これら４つの１次転写ローラ２１は上記支持フレームに対して回転自在に軸支され、１次転写バイアス発生部５２５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５２５から１次転写バイアスが印加される。

上記支持フレームは、駆動ローラ１４を回動中心として矢印方向Ｄ21にハウジング本体２に対して回動自在となっている。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支持フレーム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の感光体ドラム２０に対向して配置された１次転写ローラ２１が感光体ドラム２０に向かって近接し、また感光体ドラム２０から離間移動する。このため、イエロー、マゼンタおよびシアン用の１次転写ローラ２１が感光体ドラム２０に向かって近接移動すると、中間転写ベルト１６を挟んで該感光体ドラム２０に当接する（図２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、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、イエロー、マゼンタおよびシアン用の１次転写ローラ２１が感光体ドラム２０から離間移動すると、画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃの感光体ドラム２０と中間転写ベルト１６とは互いに離間する（図２中の破線）。一方、ブラック（Ｋ）の画像形成ステーションＫの感光体ドラム２０に対向して配置された１次転写ローラ２１については、中間転写ベルト１６を挟んで該感光体ドラム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２の実線で示すように、全１次転写ローラ２１を感光体ドラム２０側に位置させることでカラー印刷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２１を残して他の１次転写ローラ２１を感光体ドラム２０から離間させることでモノクロ印刷処理のみを実行しつつ中間転写ベルト１６が画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃから離間してイエロー、マゼンタおよびシアン色については非印刷状態とすることができる。なお、ブラック用の１次転写ローラ２１についても、必要に応じて感光体ドラム２０から離間移動させるように構成してもよい。

転写ベルトユニット９の支持フレームには、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。このテストパターンセンサ１８は、いわゆる反射方式の光センサであり、中間転写ベルト１６に向けて光を照射する投光部（図示省略）と、中間転写ベルト１６の表面やレジストマークにより反射された光を受光する受光部（図示省略）を備えている。そして、投光部から中間転写ベルト１６上のレジストマークに光が照射される一方、該レジストマークからの光が受光部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レジスト制御量を求めることが可能となっている。なお、レジスト制御量の導出方法については従来より数多く提案されているため、ここでは説明を省略する。

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。各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋには、感光体ドラム２０が設けられている。また、各感光体ドラム２０の周囲には、帯電部２２、像書込部２３、現像部２４および感光体クリーナ２５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、図２において、画像形成ユニット６の各画像形成ステーションは構成が互いに同一のため、図示の便宜上、一部の画像形成ステーション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。

各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの感光体ドラム２０は１次転写位置ＴＲ1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配置されている。また、これらの感光体ドラム２０はそれぞれ専用の駆動モータに接続され、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で回転駆動される。

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を備えている。この帯電ローラは帯電位置で感光体ドラム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、感光体ドラム２０の回転動作に伴って感光体ドラム２０に対して従動方向に周速で従動回転する。また、この帯電ローラ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感光体ドラム２０の表面を帯電させる。

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感光体ドラム２０の軸方向（図２の紙面に対して垂直な方向）に列状に配列したアレイ状書込ヘッドを用いており、感光体ドラム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る。そのため、感光体ドラム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。

そして、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の感光体ドラム２０、帯電部２２、現像部２４および感光体クリーナ２５を交換カートリッジ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋ（図３）としてユニット化している。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。

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。この現像部２４は、トナーを貯留するトナー貯留容器２６と、このトナー貯留容器２６内に配設された２つのトナー撹拌供給部材２８，２９と、トナー撹拌供給部材２９に近接配置された仕切部材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、トナー供給ローラ３１および感光体ドラム２０に当接して所定の周速で図示矢印方向に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。

そして、各現像部２４では、トナー撹拌供給部材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供給ローラ３１を介して現像ローラ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、感光体ドラム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（図示省略）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と感光体ドラム２０とが当接する現像位置において、帯電トナーが現像ローラ３３から感光体ドラム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。

また、この実施形態では、感光体ドラム２０の回転方向Ｄ20において１次転写位置ＴＲ1の下流側に、感光体ドラム２０の表面に当接して感光体クリーナ２５が設けられている。この感光体クリーナ２５は、感光体ドラム２０の表面に当接することで１次転写後に感光体ドラム２０の表面に残留するトナーをクリーニング除去する。

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次転写領域ＴＲ2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次転写ローラ１９と、定着ユニット１２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。

２次転写ローラ１９は、中間転写ベルト１６に対して離当接自在に設けられ、２次転写ローラ駆動機構（図示省略）により離当接駆動される。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と加圧ローラ４６で形成するニップ部で所定の温度（例えば１５０゜Ｃ〜１８０゜Ｃ）でシートＳに熱定着される。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、各色の色ずれ補正動作を行う頻度を少なくすることができる。

また、こうして熱定着処理を受けたシートＳは排紙ローラ対３９を経由してハウジング本体２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ＴＲ2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。

また、この装置１では、図３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。

なお、図３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。

この装置では、適当なタイミング、例えば電源投入直後に初期プロセスの一環としてレジスト制御量の制定処理（レジストマークの形成・検出およびレジスト制御量の算出）を行ってトナー像の相対的な色ずれを補正するためのレジスト制御量を求め、ＲＡＭ５２４に記憶しておく。また、後述するようにレジスト制御量の調整処理を行うために、レジスト制御量の制定処理を行った時点での駆動ローラ１４の温度Ｔ(r)を駆動ローラ用温度センサ６０によって検出し、ＲＡＭ５２４に記憶している。そして、実際にカラー画像を形成する際には、メモリからレジスト制御量に基づき各色のトナー像の形成位置を調整して色ずれを防止している。なお、以下の実施形態では、次に説明するように、連続印刷動作中の駆動ローラ温度に基づきレジスト制御量を適宜調整し、その調整されたレジスト制御量でカラー画像形成を行っている。

Ｃ．第１実施形態
図４は本発明にかかる画像形成装置の第１実施形態を示すフローチャートである。また、図５はレジスト制御量の調整動作を示すフローチャートである。また、図６および図７は調整動作を模式的に示す図である。この装置では、ホストコンピュータなどの外部装置から画像形成指令（印刷指令）がメインコントローラ５１に与えられると、メインコントローラ５１のＣＰＵ５１１はエンジン部ＥＧの動作指示に適した形式のジョブデータに変換し、エンジンコントローラ５２に送出する。一方、エンジンコントローラ５２はＣＰＵ５１１からのジョブデータに基づきエンジン部ＥＧ各部を制御して片面印刷や両面印刷を実行し、シートＳに画像信号に対応する画像を形成する。また、画像形成指令に複数枚の印刷指令が含まれる場合はもちろんのこと、複数の画像形成指令が連続的に与えられる場合にもジョブを連結して連続印刷動作を実行する。また、エンジンコントローラ５２のＣＰＵ５２１は後述するように本発明の「調整手段」としての機能を有しており、予めＲＯＭ５２３に記憶されているレジスト制御量の調整プログラムにしたがって装置各部を以下のように制御して連続印刷動作中における色ずれ補正を行っている。

まず、印刷動作を開始する際に、ＲＡＭ５２４に記憶されている駆動ローラ温度Ｔ(r)を読み出す（ステップＳ１）。そして、ＲＡＭ５２４に記憶されているレジスト制御量に基づき印刷動作を実行する（ステップＳ２）。したがって、最初の印刷動作についてはＲＡＭ５２４に記憶されているレジスト制御量に基づき実行され、その後については後述するようにして適宜調整されたレジスト制御量に基づき実行される。

次に、ステップＳ２で実行された印刷態様が両面印刷か、片面印刷かを判定し（ステップＳ３）、両面印刷の場合にはステップＳ４〜Ｓ７を実行してレジスト制御量を調整し、レジスト制御量を新たに求めたレジスト制御量に更新する。より具体的には、次のようにして一連の処理を実行する。

ステップＳ４で、両面印刷直後の駆動ローラ１４の温度、つまり駆動ローラ温度Ｔ(p)を駆動ローラ用温度センサ６０によって検出する。そして、レジスト制御量の制定処理時の駆動ローラ温度Ｔ(r)と駆動ローラ温度Ｔ(p)との温度差ΔＴを求める（ステップＳ５）。そして、この温度差ΔＴに基づき両面印刷に伴うトナー像のずれ量を算出する（ステップＳ６）。すなわち、「Ａ．両面印刷に起因する中間転写ベルトの速度変動について」の項で詳述したように、両面印刷を実行した際には、熱定着されて熱を帯びたシート（記録材）Ｓに対して画像が転写されることとなり、中間転写ベルト１６上の画像をシートＳに転写する２次転写領域ＴＲ2において局部的な温度上昇が発現する。このとき、駆動ローラ１４が暖められて熱膨張してローラ径が変動し、該駆動ローラ１４により回転駆動される中間転写ベルト１４の移動速度が変動することがある。そして、その速度変動により画像形成ステーション間でトナー像の相対的な位置関係がずれる。このトナー像のずれ量Ｒは駆動ローラ１４の温度変動量、つまりステップＳ５で求めた温度差ΔＴと関連している。そこで、この実施形態では、温度差ΔＴとずれ量Ｒとの関係を予め求めるとともに、この関係を関数形式やテーブル形式でＲＯＭ５２３などの不揮発性メモリに記憶しておき、ステップＳ５で求めた温度差ΔＴと上記関係（温度差−ずれ量）に基づきトナー像のずれ量Ｒを算出している。例えば、両面印刷を連続して５、１０、２０および３０枚を実行した際の温度差ΔＴ（ΔＴ5、ΔＴ10、ΔＴ20、ΔＴ30）が生じているときには、両端の画像形成ステーションＹ，Ｋ間でのずれ量Ｒは図６に示すように温度差ΔＴの増大にしたがって、それぞれ１５μｍ、３０μｍ、６０μｍ、９０μｍ、…と大きくなっていく。そこで、次のステップＳ７でずれ量Ｒに基づきレジスト制御量を調整する。なお、ここでは、両端の画像形成ステーションＹ，Ｋ間でのずれ量に着目して具体的に説明するが、その他の画像形成ステーション間についても同様である。

このレジスト制御量の調整処理においては、ステップＳ６で求められたずれ量ＲとドットピッチＰとに基づきトナー像の相対位置関係を求める。具体的には、ピッチ単位ずれ量ＰＭを関数式QUOTIENT(R,P)により求める（ステップＳ７１）とともに、微小ずれ量ＦＭを関数式MOD(R,P)により求める（ステップＳ７２）。これらの関数式QUOTIENT(R,P)およびMOD(R,P)で求められる値は、図６に示すように、ずれ量ＲをドットピッチＰで除算した際の商と、余りとである。すなわち、関数式QUOTIENT(R,P)により求められるトナー像のずれ量が何ドット分ずれているかを示し、そのドット分だけトナー像をずらしたとしてもトナー像がドットピッチの範囲内でどの程度ずれいるのかを関数式MOD(R,P)により求められる値が示している。例えば、解像度が６００ｄｐｉの装置では、ドットピッチＰは約４２μｍであるため、各駆動ローラ温度差ΔTに対するQUOTIENT(R,P)およびMOD(R,P)の値は同図に示す値となる。

次のステップＳ７３では、微小ずれ量ＦＭがドットピッチＰの半分を超えているか否かを判定する。そして、微小ずれ量ＦＭが値（Ｐ／２）を超えている場合には、ピッチ単位ずれ量ＰＭよりもさらに１ドット分ずれていると判断し、レジスト補正量ＲＲを次式
ＲＲ＝（ＰＭ＋１）＊Ｐ
に基づき算出する（ステップＳ７４）。例えば、駆動ローラ温度差ΔT10では、微小ずれ量ＦＭは３０μｍとなり、２１（＝４２／２）μｍを超えているため、レジスト補正量ＲＲをＰとする。一方、微小ずれ量ＦＭが値（Ｐ／２）を超えていない場合には、トナー像の位置ずれはピッチ単位ずれ量ＰＭとほぼ等しいと判断し、レジスト補正量ＲＲを次式
ＲＲ＝ＰＭ＊Ｐ
に基づき算出する（ステップＳ７５）。例えば、駆動ローラ温度差ΔT5、ΔT20、ΔT30では、微小ずれ量ＦＭはそれぞれ１５、１８、６μｍとなり、２１（＝４２／２）μｍ以下であるため、レジスト補正量ＲＲを０、Ｐ，２Ｐとする。

このように本実施形態では、図７に示すように、駆動ローラ温度差ΔＴに応じてレジスト補正量ＲＲがドットピッチ単位でステップ状に変化していく。そして、レジスト補正量ＲＲが求まると、次にレジスト補正量ＲＲに基づきレジスト制御量を補正する（ステップＳ７６）。また、ＲＡＭ５２４に記憶されているレジスト制御量をこうして調整された値に書き換えて更新する。したがって、該レジスト制御量に基づきトナー像の形成位置を制御するこで、両面印刷に起因する色ずれを（Ｐ／２）未満に抑えることができる。

こうして両面印刷に応じてレジスト制御量を調整すると、ステップＳ８に進んで次の印刷が存在するか否か、つまり連続印刷か否かを判定し（ステップＳ８）、引き続き印刷すべきデータがある際にはステップＳ２に戻って印刷動作を実行する。したがって、この印刷動作段階では既に調整されたレジスト制御量に基づき色ずれ補正されるため、良好なカラー画像を形成することができる。

一方、ステップＳ３で片面印刷と判定された場合には上記したレジスト制御量の調整を行うことなく、そのままステップＳ８に進んで連続印刷か否かを判定し（ステップＳ８）、引き続き印刷すべきデータがある際にはステップＳ２に戻って印刷動作を実行する。

以上のように、第１実施形態によれば、駆動ローラ１４の温度を検出する温度センサ６０を設けるとともに、両面印刷を行った後に該温度センサ６０による検出結果に基づきレジスト制御量を調整しているので、両面印刷に起因する駆動ローラ１４の熱膨張により中間転写ベルト１６の速度変動が生じたとしても、駆動ローラ１４のローラ径変動に応じてレジスト制御量が調整される。したがって、連続印刷動作に両面印刷が含まれたとしても、その連続印刷動作中に色ずれが発生するのを効果的に防止することができる。

Ｄ．第２実施形態
図８は本発明にかかる画像形成装置の第２実施形態を示すフローチャートである。第１実施形態では、両面印刷を実行した後にレジスト制御量の調整を必ず実行している。これに対して、第２実施形態では温度差ΔＴが所定値以上である場合のみ、レジスト制御量の調整を行っている。すなわち、第２実施形態では、温度差ΔＴを求める（ステップＳ５）のに続いて、温度差ΔＴが所定値Ｔth以上となり、レジスト制御量の調整が必要となる程度まで駆動ローラ１４の温度が上昇しているか否かを判定する（ステップＳ９）。このステップＳ９で温度差ΔＴが所定値Ｔth以上となっており、レジスト制御量の調整が必要と判定した際には第１実施形態と同様にしてレジスト制御量の調整を行う（ステップＳ６，Ｓ７）。一方、温度差ΔＴが所定値Ｔthよりも小さい場合には、両面印刷による駆動ローラ１４のローラ径変動は小さく、該変動に起因する色ずれ量は小さいことがわかる。そこで、該色ずれ量が小さい間はレジスト制御量の調整動作を省略し、効率的な色ずれ補正動作を行うことができる。

Ｅ．第３実施形態
図９は本発明にかかる画像形成装置の第３実施形態を示すフローチャートである。この第３実施形態では、同図に示すように、印刷動作の実行前にレジスト制御量の調整を行っている。以下、同図を参照しつつ第３実施形態について説明する。

この実施形態では、印刷動作を開始する前に、ＲＡＭ５２４に記憶されている駆動ローラ温度Ｔ(r)を読み出す（ステップＳ１１）。また、次のステップＳ１２で各印刷動作の実行前に駆動ローラ温度Ｔ(p)を検出し、さらに温度差ΔＴ（＝Ｔ(p)−Ｔ(r)）を求める（ステップＳ１３）。そして、その温度差ΔＴが所定値Ｔth以上である場合には、第１実施形態と同様にして両面印刷に伴うトナー像のずれ量を算出し（ステップＳ１５）、該ずれ量に基づきレジスト制御量を調整する（ステップＳ１６）。一方、温度差ΔＴが所定値Ｔth未満であり、両面印刷による駆動ローラ１４のローラ径変動は小さく、該変動に起因する色ずれ量は小さいと判定した際には、レジスト制御量の調整を省略する。

こうして、必要に応じてレジスト制御量の調整を行った後で、印刷動作を実行する（ステップＳ１７）。また、次のステップＳ１８で次の印刷が存在するか否か、つまり連続印刷か否かを判定し、引き続き印刷すべきデータがある際にはステップＳ１２に戻って一連の動作（ステップＳ１２〜１７）を実行する。

以上のように、この第３実施形態によれば、駆動ローラ１４の温度を検出する温度センサ６０を設けるとともに、両面印刷を含む連続印刷動作中に該温度センサ６０による検出結果に基づきレジスト制御量を調整した上で印刷動作を実行しているので、両面印刷に起因する駆動ローラ１４の熱膨張により中間転写ベルト１６の速度変動が生じたとしても、駆動ローラ１４のローラ径変動に応じてレジスト制御量が調整され、その調整後のレジスト制御量に基づいて印刷動作が実行される。したがって、連続印刷動作に両面印刷が含まれたとしても、その連続印刷動作中に色ずれが発生するのを効果的に防止することができる。

また、この第３実施形態では、両面印刷による駆動ローラ１４のローラ径変動に起因する色ずれ量が小さい間はレジスト制御量の調整動作を省略しているので、効率的な色ずれ補正動作を行うことができる。

＜その他＞
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、連続印刷動作中に両面印刷によるずれ量が増大したとしても、ずれ量に基づきレジスト制御量を調整し、調整後のレジスト制御量に基づき色ずれを補正しているが、両面印刷による熱影響が大きくなった場合には、連続印刷動作を一時的に中断してレジスト制御量の制定処理（レジストマークの形成・検出およびレジスト制御量の算出）を行ってレジスト制御量を更新してもよい。また、この更新プロセス（レジスト制御量の制定処理）については、連続印刷動作を完全に停止した上で行ってもよいし、中間転写ベルト１６の移動を継続させたまま連続印刷中にカラー画像の形成動作を一時的に中断してレジスト制御量を新たに求めてレジスト制御量を更新してもよい。これらのうち、動作効率や動作の安定性などを考慮すると、上記のように単に一時的にカラー画像の形成動作を中断してレジスト制御量の更新プロセスを実行するのが望ましい。

また、上記実施形態では、関数式QUOTIENT(R,P)およびMOD(R,P)を利用してずれ量Ｒに基づくレジスト制御量の調整動作を実行しているが、レジスト制御量の調整動作についてはこれに限定されるものではない。

連続片面印刷と連続両面印刷における熱影響を示すグラフ。 本発明にかかる画像形成装置の基本構成を示す図。 図１の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図。 本発明にかかる画像形成装置の第１実施形態を示すフローチャート。 レジスト制御量の調整動作を示すフローチャート。 第１実施形態における調整動作を模式的に示す図。 第１実施形態における調整動作を模式的に示す図。 本発明にかかる画像形成装置の第２実施形態を示すフローチャート。 本発明にかかる画像形成装置の第３実施形態を示すフローチャート。

符号の説明

１…画像形成装置、 ９…転写ベルトユニット、 １６…中間転写ベルト、 ５２…エンジンコントローラ（調整手段）、 ６０…温度センサ、 ５２１…ＣＰＵ（調整手段）、 Ｄ16…（中間転写ベルトの）移動方向、 Ｒ…（両面印刷に起因するトナー像の）ずれ量、 Ｓ…シート（記録材）、 Ｔ(p)、Ｔ(r)…駆動ローラ温度、 Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ…画像形成ステーション、 ΔT…温度差

Claims (7)

1. 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、駆動ローラの回転力を受けて移動する中間転写ベルトの移動方向に沿って配置し、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相対的な位置関係をレジスト制御量に基づき制御しながら、該複数のトナー像を前記中間転写ベルト上で重ね合わせてカラー画像を形成可能となっており、しかも、前記中間転写ベルトに形成される第１画像をシート状の記録材の第１面に転写するとともに熱定着した後に該記録材の第２面に前記中間転写ベルトに形成される第２画像を転写する、両面印刷を含む印刷動作を連続的に実行する画像形成装置において、
   前記駆動ローラの温度を検出する温度センサと、
   前記温度センサによる検出結果に基づき前記レジスト制御量を調整する調整手段と
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記調整手段は、両面印刷により前記駆動ローラが熱膨張することで発生する各画像ステーション間でのトナー像のずれ量を前記駆動ローラの温度に基づき求め、該ずれ量に応じて前記レジスト制御量を調整する請求項１記載の画像形成装置。
3. 連続印刷動作に先立ってレジスト制御量の制定処理を実行して前記レジスト制御量を求める請求項１記載の画像形成装置であって、
   前記調整手段は、両面印刷が行われる度に、前記制定処理が実行された際の前記駆動ローラの温度と両面印刷後の前記駆動ローラの温度との温度差に基づき前記トナー像のずれ量を求め、前記レジスト制御量を調整する画像形成装置。
4. 連続印刷動作に先立ってレジスト制御量の制定処理を実行して前記レジスト制御量を求める請求項１記載の画像形成装置であって、
   前記調整手段が前記制定処理が実行された際の前記駆動ローラの温度と両面印刷後の前記駆動ローラの温度との温度差に基づき前記トナー像のずれ量を求め、前記レジスト制御量を調整した上で、各印刷動作が実行される画像形成装置。
5. 前記調整手段は、前記温度差が所定値以上となったときのみ前記レジスト制御量の調整を行う請求項３または４記載の画像形成装置。
6. 前記調整手段は、連続印刷動作中に求められる前記トナー像のずれ量が所定値を超えたときには、前記中間転写ベルトの移動を継続させたまま前記連続印刷中にカラー画像の形成動作を一時的に中断してレジスト制御量の制定処理を実行してレジスト制御量を更新する請求項３または４記載の画像形成装置。
7. 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、駆動ローラの回転力を受けて移動する中間転写ベルトの移動方向に沿って配置し、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相対的な位置関係をレジスト制御量に基づき制御しながら、該複数のトナー像を前記中間転写ベルト上で重ね合わせてカラー画像を形成可能となっており、しかも、前記中間転写ベルトに形成される第１画像をシート状の記録材の第１面に転写するとともに熱定着した後に該記録材の第２面に前記中間転写ベルトに形成される第２画像を転写する、両面印刷を含む印刷動作を連続的に実行する画像形成装置において、前記レジスト制御量を制御して色ずれを補正する色ずれ補正方法であって、
   前記駆動ローラの温度を検出する温度検出工程と、
   前記駆動ローラの温度に基づき前記レジスト制御量を調整する調整工程と、
   調整されたレジスト制御量に基づき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相対的な位置関係を補正して色ずれを補正するレジスト工程と
   を備えたことを特徴とする色ずれ補正方法。

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