JP2007164092A - 画像形成装置およびその制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】画像形成装置は、現像剤像を担持するベルト上に形成されたパッチを検出する。さらに、画像形成装置は、、ベルトの搬送速度の変動量を補正するための補正処理が、パッチの検出されたタイミングに基づいて実行される転写材の搬送制御に与える影響を考慮して、ベルトの駆動制御および転写材の搬送制御の少なくとも一方を実行する。
【選択図】図9
Description
図1は、実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。とりわけ、この画像形成装置の画像形成エンジンは、4つの画像形成ユニット100を備えている。画像形成ユニット100は、感光体105、現像器106、クリーナ107、帯電器108、一次転写ローラ109およびレーザ光学系110などを備えている。帯電器108は、感光ドラムなどの感光体105を一様に帯電させる。レーザ光学系110は、帯電された感光体105の表面にレーザ光を照射して潜像を形成する。現像器106は、潜像を現像剤(例:トナー)によって現像剤像へと現像する。クリーナ107は、残りの現像剤を感光体105から除去する。一次転写ローラ109は、感光体105の表面に形成されたトナー像を中間転写ベルト101へと一次転写する。
ここで、駆動ローラ104の角速度ω_Rollerは、駆動ギアの回転速度V_Gearと等価であるため、次のように表現できる。
ここで、r_Gearは、駆動ギア403の直径であり、ω_MotorShaftは、駆動モータ軸の角速度を示している。(2)式において、駆動モータ102の軸の角速度ω_MotorShaftは、
ω_MotorShaft = r_MotorShaft × ω_MotorFreq ・・・(3)
となる。ここで、r_MotorShaftは、駆動モータ102の軸のシャフト振れ最大径(これは、軸の加工精度に依存する。)であり、ω_MotorFreqは駆動モータ102の駆動周波数である。
V_Roller = r_Roller × r_Gear ×r_MotorShaft ×ω_MotorFreq ・・・(4)
駆動モータ102の駆動周波数は、モータドライバ207からのクロックであるため、一定と考えることができる。よって、駆動ローラ104の速度変動成分は
dV_Roller = dr_Roller × (dr_Gear × dr_MotorShaft)
= dr_Roller × dω_Roller ・・・(5)
となる。(5)式は、駆動ローラ104の軸上に設置されたエンコーダ113の検出値に、駆動ギアの偏心成分とモータシャフト軸の偏心成分とが含まれていることを意味している。
ここで、Gainは、補正反映係数であり、検出された変動量を、どの程度補正に反映させるかを決めるために使用される。たとえば、Gain=1であれば、理論上完全に変動量が補正されることになるが、実際の駆動系においては、“1”未満の値の中で、試行錯誤により設定することになろう。これは、補正制御系の安定度を確保するためである。
(7)式をさらに一般化する。たとえば、j番目のパターンとj+1番目のパターン間の検出時間間隔をT[j]とし、そのときの転写ベルト101の移動速度をV[j]とし、2つのパターン間の距離をLとし、転写ベルト101の目標移動速度をVt(上述のL / T0に相当する。)とすれば、j番目の厚みムラ変動成分dV[j]は、次式から算出される。
CPU201は、このdV[j]を転写ベルト104の1周分について算出し、厚みムラ変動成分プロファイル303を作成する。なお、jは、自然数であり、中間転写ベルト101の回転位相を表している。なお、厚みムラ変動成分プロファイル303に格納されるデータのサンプル数は、中間転写ベルト101に形成されるパターンの数と等しい。また、サンプリング周波数は、中間転写ベルト101の厚みムラ成分の周波数に対して十分速い周波数である。
ここで、Gは、上述のGainと同様の補正反映係数である。このようにして算出した補正値Vca[j]を、CPU201は、厚みムラ成分補正プロファイル304に格納する。
ここで、Va[i,j]は、駆動ローラ104の回転位相がiで、転写ベルト101の回転位相がjのときの駆動周波数である。なお、駆動周波数Va[i,j]を格納した駆動周波数プロファイルをRAM203に記憶しておけば、CPU201の演算量を削減できよう。
図6は、実施形態に係る先端レジ制御の概念を説明するための図である。先端レジ制御は、中間転写ベルト101により搬送されるトナー像600が2次転写位置Tに到達するタイミングにあわせて、2次転写位置Tへと転写材120を搬送する制御である。
図8は、実施形態に係るベルトの厚みムラの補正処理を説明するための図である。実線により示された中間転写ベルト101の厚みムラによる速度の変動量を打ち消すように、駆動モータ102の角速度が補正されることは、上述した通りである。図8から分るように、所定のタミングにおけるベルトの厚みムラによる速度の変動量の符号を反対にしたものが速度の補正量となっている。このようなベルトの速度の補正量は、駆動モータ102の駆動周波数の補正量に変換されることになる。
図9は、実施形態に係るベルトの厚みムラによる画像形成位置に関する累積誤差を説明するための図である。実線900は、理想的な画像形成位置を示している。また、一点鎖線901は、実際の画像形成位置を示している。図から分るように、理想的な画像形成位置と実際の画像形成位置とのずれ(誤差)は、中間転写ベルト101が搬送されるに連れて累積されてゆく。この累積された誤差を所定のタイミングごとに、図8に示した補正値を用いて低減すれば、画像形成位置を好適なものに維持できる。しかしながら、このような中間転写ベルト101の駆動制御とともに先端レジ制御を実行してしまうと、画像形成位置がばらついてしまう。これは、累積誤差を低減するために中間転写ベルト101の駆動制御を実行すると、先端レジセンサ121により測定される先端レジパッチ601とその上流の画像600との距離の測定精度が低下してしまうからである。
X = Y × F(t)
Z = Y - Y × F(t)
ここで、F(t)は、分配係数である。分配係数は、先端レジパッチ(画像)の形成タイミングにおける上述の累積誤差が0となるように設定されることが望ましい。ただし、累積誤差が完全に0となることまでは要求されない。画像形成装置において要求される画像形成位置の精度を維持できる程度に、累積誤差が削減されれば十分だからである。
[第2の実施形態]
図14は、第2の実施形態に係る画像形成位置のばらつきを低減する処理の概念を示す図である。第1の実施形態によれば、先端レジパッチ601の形成タイミングにおける累積誤差と、画像601の形成タイミングにおける上述の累積誤差とが0となるようにCPU201が補正していた。
ステップS1502において、CPU201は、特定された形成タイミングでの累積誤差e1を補正プロファイルCに基づいて算出する。たとえば、補正プロファイルCには、各タイミングにおける補正値が格納されているため、これらのデータから累積誤差e1を推定できる。
[第3の実施形態]
第1および第2の実施形態では、先端レジパッチ601と画像600との距離のばらつきを低減するために、中間転写ベルト101の補正プロファイルを最適化するものであった。しかしながら、ばらつきを低減するためには、転写材120が2次転写位置Tに到達するタイミングが調整されてもよい。そこで、第3の実施形態では、先端レジ制御を最適化する一例について説明する。
上述の画像形成装置は、プリンタ、複写機、複合機、ファクシミリ装置など製品の種類を問わず実現できる。
Claims (9)
- 現像剤像を担持するベルトと、
前記ベルト上に形成されたパッチを検出する検出手段と、
前記ベルトの搬送速度の変動量を補正するための補正処理が前記パッチの検出されたタイミングに基づいて実行される転写材の搬送制御に与える影響を低減するよう、前記ベルトの駆動制御および前記転写材の搬送制御の少なくとも一方を実行する制御手段と
を含むことを特徴とする画像形成装置。 - 前記制御手段は、
前記パッチの検出されたタイミングに基づいて調整される転写位置への前記転写材の到達タイミングと、該パッチの上流に形成される画像の前記転写位置への到達タイミングとのずれを低減するよう、前記ベルトの駆動制御および転写材の搬送制御の少なくとも一方を実行することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記制御手段は、前記ベルト上での前記パッチの形成タイミングにあわせて、前記ベルトの搬送速度の変動量を低減するための駆動制御を実行することを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
- 前記制御手段は、前記ベルト上で前記パッチの上流に形成される現像剤像の形成タイミングにあわせて、前記ベルトの搬送速度の変動量を低減するための駆動制御を実行することを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。
- 前記パッチの形成位置に関する累積誤差と、前記ベルト上で該パッチの上流に形成される現像剤像の形成位置に関する累積誤差との差が閾値より小さくなるように、前記変動量の補正値を決定する補正値決定手段をさらに含み、
前記制御手段は、前記補正値に応じて前記駆動制御を実行することを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。 - 前記補正値決定手段は、前記パッチの形成位置に関する累積誤差と、前記ベルト上で該パッチの上流に形成される現像剤像の形成位置に関する累積誤差とが一致するように前記変動量の補正値を決定することを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。
- 前記変動量の補正値を決定する補正値決定手段と、
前記決定された補正値に基づいて、前記転写材の搬送速度の減速タイミングを調整する減速タイミング調整手段と
をさらに含み、
前記制御手段は、前記調整された減速タイミングに応じて前記転写材の搬送速度を減速することを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。 - 前記減速タイミング調整手段は、
前記決定された補正値に基づいて、前記パッチの形成位置と、前記ベルト上で該パッチの上流に形成される現像剤像の形成位置との間の距離の誤差を決定し、前記決定された距離の誤差に基づいて前記転写材の搬送速度の減速タイミングを調整することを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。 - 現像剤像を担持するベルトを用いて転写材上に画像を形成する画像形成装置の制御方法であって、
前記ベルト上に形成されたパッチを検出するステップと、
前記ベルトの搬送速度の変動量を補正するための補正処理が前記パッチの検出されたタイミングに基づいて実行される転写材の搬送制御に与える影響を低減するよう、前記ベルトの駆動制御および転写材の搬送制御の少なくとも一方を実行するステップと
を含むことを特徴とする画像形成装置の制御方法。
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JP2010134219A (ja) * | 2008-12-05 | 2010-06-17 | Canon Inc | 画像形成装置 |
JP2010211039A (ja) * | 2009-03-11 | 2010-09-24 | Fuji Xerox Co Ltd | 画像形成装置 |
JP2014238463A (ja) * | 2013-06-06 | 2014-12-18 | キヤノン株式会社 | 画像形成装置 |
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