JP2010261988A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】経時的な色ずれの補正精度を向上させる。
【解決手段】画像形成装置は、感光体ドラム３１Ｙの回転速度を検出するエンコーダ３６Ｙと、中間転写ベルト４１の移動速度を検出するエンコーダ４５と、中間転写ベルト４１上に形成された紙間マークを検出するカラーレジストセンサ４９と、カラーレジストセンサ４９が検出した紙間マークの色ずれ量を算出する第１の色ずれ算出部８５と、紙間マークを感光体ドラム３１Ｙに露光してから中間転写ベルト４１へ転写するまでの感光体ドラム３１Ｙの回転速度、及び、中間転写ベルト４１へ紙間マークを転写してからカラーレジストセンサ４９が検出するまでの中間転写ベルト４１の移動速度から、当該紙間マークの色ずれ量を算出する第２の色ずれ算出部８６と、第１の色ずれ算出部により算出された色ずれ量を第２の色ずれ算出部により算出された色ずれ量で補正する色ずれ補正部８７とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、回転する複数の感光体ドラムに対して露光及び現像をそれぞれ行うことにより各色のトナー像を形成し、各色のトナー像を中間転写体を介して用紙上に重ね合わせて転写することによりカラー画像を形成する画像形成装置に関する。

この種の画像形成装置においては、様々な要因により各色のトナー像の重ね合わせにおける色ずれが発生するため、この色ずれを補正する必要がある。しかし、画像形成ジョブを中断した専用シーケンスにより色ずれを補正する場合、画像形成装置の生産性を低下させてしまう。

そこで、画像形成装置の生産性を低下させずに、機内の温度上昇などによる経時的な色ずれを補正するための「紙間カラーレジスト補正」と呼ばれる技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、用紙間に相当する位置にトナー像として色ずれ検出用マークを形成し、色ずれ検出用マークをセンサで検出し、センサで検出された色ずれ検出用マークの色ずれ量を算出することにより、画像形成ジョブを中断せずに通紙中において色ずれを補正することができる。

特開平８−８５２３４号公報

ところで、トナー像が形成される位置は、印字の周期、通紙の周期、及び感光体ドラム、中間転写体及び中間転写体を駆動するローラの回転周期などによって周期的に変動するため、センサで検出される色ずれ検出用マークの色ずれ量には、機内の温度上昇などによる経時的な色ずれ量の他に、周期的な変動成分が含まれてしまう。したがって、機内の温度上昇などによる経時的な色ずれ量を精度良く求めるためには、センサで検出された色ずれ検出用マークの色ずれ量から周期的な変動成分をキャンセルした平均的な色ずれ量を求める必要がある。

しかし、特許文献１において、色ずれ検出用マークは、紙間に相当する位置という局所的な位置に形成され、所望の位置及びタイミングで形成することができないため、色ずれ検出用マークのみから平均的な色ずれ量を求めることは難しい。よって、色ずれ検出用マークをセンサで検出した結果だけから、画像形成装置の経時的な色ずれ量を精度良く求めることは難しい。

本発明は、上記問題点に鑑みて成されたものであり、その目的は、経時的な色ずれの補正精度が高い画像形成装置を提供することである。

本発明の特徴は、回転する複数の感光体ドラムに対して露光及び現像をそれぞれ行うことにより各色のトナー像を形成し、各色のトナー像を中間転写体を介して用紙上に重ね合わせて転写することによりカラー画像を形成する画像形成装置であって、当該画像形成装置が、感光体ドラムの回転速度を検出するドラム回転速度検出部と、中間転写体の移動速度を検出する移動速度検出部と、中間転写体上に各色のトナー像として形成された色ずれ検出用マークを検出するマーク検出部と、マーク検出部により検出された色ずれ検出用マークの色ずれ量を算出する第１の色ずれ算出部と、ドラム回転速度検出部により検出された、色ずれ検出用マークを感光体ドラムに露光してから当該色ずれ検出用マークを感光体ドラムから中間転写体へ転写するまでの感光体ドラムの回転速度、及び、移動速度検出部により検出された、中間転写体へ当該色ずれ検出用マークを転写してからマーク検出部が当該色ずれ検出用マークを検出するまでの中間転写体の移動速度から、当該色ずれ検出用マークの色ずれ量を算出する第２の色ずれ算出部と、第１の色ずれ算出部により算出された色ずれ量を第２の色ずれ算出部により算出された色ずれ量で補正する色ずれ補正部と、色ずれ補正部により補正された色ずれ量を用いて色ずれを補正する補正実行部とを備えることである。

感光体ドラムの回転速度及び中間転写体の移動速度は、印字の周期、通紙の周期、及び感光体ドラム、中間転写体及び中間転写体を駆動するローラの回転周期にしたがって変動する。よって、色ずれ検出用マークを感光体ドラムに露光してからマーク検出部が当該色ずれ検出用マークを検出するまでの感光体ドラムの回転速度及び中間転写体の移動速度から算出される当該色ずれ検出用マークの色ずれ量は、印字の周期、通紙の周期、及び感光体ドラム、中間転写体及び中間転写体を駆動するローラの回転周期にしたがって変動する「周期的な変動成分」に相当する。したがって、第１の色ずれ算出部により算出された色ずれ量を第２の色ずれ算出部により算出された色ずれ量で補正することにより、マーク検出部により検出された色ずれ検出用マークの色ずれ量から周期的な変動成分をキャンセルした平均的な色ずれ量、すなわち機内の温度上昇などによる経時的な色ずれ量を求めることができる。

本発明の画像形成装置によれば、経時的な色ずれの補正精度を向上させることができる。

本発明の実施の形態に関わる画像形成装置の全体構成を示す正面図である。 感光体ドラム３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋム及びベルト駆動ローラ４４の駆動機構を示す模式図である。 各感光体ドラム３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋの露光部２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの部分及び中間転写ベルト４１のカラーレジストセンサ４９の部分における画像形成動作の時間変化の一例を示すタイミングチャートである。 図３のタイミングチャートにおける画像形成動作の手順の一例を示すフローチャートである。 本発明の発明者らが行った実験例の結果を示す図であり、図５（ａ）は、第１の色ずれ量ΔＹ１、ΔＭ１、ΔＣ１を表すグラフであり、図５（ｂ）は、第２の色ずれ量ΔＹ２、ΔＭ２、ΔＣ２を表すグラフであり、図５（ｃ）は、第１の色ずれ量ΔＹ１、ΔＭ１、ΔＣ１から第２の色ずれ量ΔＹ２、ΔＭ２、ΔＣ２を減じた補正後の色ずれ量ΔＹ、ΔＭ、ΔＣを表すグラフである。 駆動ギア３７Ｙから駆動ギア側カップリング２２０までを示す斜視図である。 図６の駆動ギア側カップリング２２０周辺部をやや角度を変えて見た分解斜視図である。 駆動ギア側カップリング２２０とドラム側カップリング２３０とからなるカップリング２５０の嵌合前の状態を示す斜視図である。 カップリング２３０が嵌合した状態を示す図であり、図９（ａ）は両カップリングの爪２２２、２３２の位置での断面図であり、図９（ｂ）はピン２２５の位置での断面図である。 感光体ドラム３１Ｙの副走査方向における位置ズレの分布を示すグラフである。

以下図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。図面の記載において同一部分には同一符号を付して説明を省略する。

図１を参照して、本発明の実施の形態に関わる画像形成装置の全体構成を説明する。本発明の実施の形態に関わる画像形成装置１２は、複数の感光体ドラム３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋを中間転写体の一例としての中間転写ベルト４１に対面させて縦方向に配列したフルカラーの画像を形成するタンデム型カラー画像形成装置と称されるものである。

画像形成装置１２は、その上部に自動原稿送り装置ＡＤＦを備えている。自動原稿送り装置ＡＤＦの原稿載置台１０３に載置された原稿Ｄは、一枚ずつに分離され原稿搬送路に送り出され、搬送ドラム１０２により搬送される。

原稿読取部１０１は、原稿画像読み取り位置ＲＰにおいて搬送中の原稿Ｄの画像を読み取る。第１搬送ガイドＧ１及び原稿排出ローラ１０５は、読み取りが終了した原稿Ｄを原稿排紙トレイ１０７に排出する。

画像形成装置１２は、上記した原稿読取部１０１、露光部２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ、画像形成部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ、中間転写部１０４、定着部１１５、排紙反転部１０６、再給紙部１１７、給紙部１０８、制御部２７等から構成され、それらが一つの筐体内に収められている。

原稿読取部１０１は、原稿画像読み取り位置ＲＰにて原稿Ｄの画像をランプＬにて照射し、その反射光を第１ミラーユニット１１１、第２ミラーユニット１１２、レンズ１１３によって導き、撮像素子ＣＣＤの受光面に結像させる。撮像素子ＣＣＤは入射した光を光電変換して所定の画像信号を出力する。画像読取制御部１１４は、この画像信号に対して、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、圧縮等の処理を施し、制御部２７の記憶部に画像データとして格納する。記憶部に格納された画像データには、ユーザにより設定されている条件により適宜な画像処理が施されて、出力画像データが生成される。

露光部２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋは、図示しないレーザ光源、ポリゴンミラー、複数のレンズ等から構成され、レーザビームを生成する。露光部２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋは、制御部２７から送られる出力画像データを基に出力される出力情報に対応して、画像形成部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの構成要素である感光体ドラム３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋの表面をレーザビームにより走査露光する。回転する感光体ドラム３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋの回転軸に平行な方向（主走査方向）にレーザビームを走査することにより、感光体ドラム３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋには潜像が形成される。

画像形成部３Ｙは、感光体ドラム３１Ｙと、その周辺に配置されている、主帯電部３２Ｙ、現像部３３Ｙ、第１転写ローラ３４Ｙ、クリーニング部３５Ｙからなる。他の画像形成部３Ｍ，３Ｃ，３Ｋにおいても、画像形成部３Ｙと同様な構成であり、それぞれの感光体ドラム３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋの周辺に、それぞれに対応して主帯電部３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｋ、現像部３３Ｍ、３３Ｃ、３３Ｋ、第１転写ローラ３４Ｍ、３４Ｃ、３４Ｋ、クリーニング部３５Ｍ、３５Ｃ、３５Ｋが配置されている。

現像部３３Ｙ、３３Ｍ、３３Ｃ、３３Ｋは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（ＢＫ）のトナーで現像することによって感光体ドラム３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋ上の潜像を顕像化する。これにより、各感光体ドラム３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋ上には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（ＢＫ）のトナー像が形成される。

中間転写部１０４の第１転写ローラ３４Ｙ、３４Ｍ、３４Ｃ、３４Ｋは、感光体ドラム３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋ上に形成されたトナー像を中間転写ベルト４１上の所定位置に逐次転写する。クリーニング部３５Ｙ、３５Ｍ、３５Ｃ、３５Ｋは、トナー像の転写を終えた感光体ドラム３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋの表面に残留するトナーを除去する。

一方、第２転写ローラ４２は、中間転写ベルト４１上に転写されたトナー像を、給紙部１０８のトレイＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３から搬送され、給紙ローラ８１によってタイミングが取られて送り出された用紙Ｐに転写する。ベルトクリーニング部４３は、トナー像の用紙Ｐへの転写を終えた中間転写ベルト４１の表面を清掃し、清掃された中間転写ベルト４１は次の画像転写に供される。

トナー像を担持した用紙Ｐは定着部１１５に送られ、定着部１１５は用紙Ｐを加圧加熱することによって、トナー像を用紙Ｐへ定着させる。

排紙反転部１０６は、定着部１１５による定着処理を終えた用紙Ｐを搬送して排紙トレイ６１に排紙する。用紙Ｐを表裏反転して排紙する場合には、排紙ガイド６２が、一旦、用紙Ｐを下方に導き、排紙反転ローラ６３に用紙Ｐの後端を挟持させた後に反転搬送し、排紙ガイド６２が用紙Ｐを排紙ローラ６４へ導いて排紙する。

なお、用紙Ｐの裏面にも画像形成を行う場合、排紙ガイド６２は、表面のトナー像の定着処理を終えた用紙Ｐを下方にある再給紙部１１７に搬送し、再給紙反転ローラ７１により後端を挟持させた後、逆送することによって用紙Ｐを反転させて、再給紙搬送路７２に送り出し、裏面への画像形成に供する。

画像形成装置１２において、感光体ドラム３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋは図１の矢印に示す方向に回転する。そして、無端状ベルトからなる中間転写ベルト４１は、ベルト駆動ローラ４４の駆動力によって図１の矢印に示す方向に回転しながら移動する。感光体ドラム３１Ｋと第２転写ローラ４２の間の中間転写ベルト４１に対して、マーク検出部の一例としてのカラーレジストセンサ４９が配置されている。カラーレジストセンサ４９は、色ずれを補正する為に形成される色ずれ検出用マークを検出する。

図２を参照して、感光体ドラム３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋ及びベルト駆動ローラ４４の駆動機構について説明する。図２には感光体ドラム３１Ｙのみを示すがその他の感光体ドラム３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋについても同様な駆動機構を備えている。円柱状の感光体ドラム３１Ｙの中心軸上に棒状の回転軸３９Ｙが貫通し、固定されている。回転軸３９Ｙは、駆動ギア３７Ｙを介してドラム駆動モータ３８Ｙに機械的に接続され、ドラム駆動モータ３８Ｙの回転駆動力は、駆動ギア３７Ｙ及び回転軸３９Ｙを介して感光体ドラム３１Ｙへ伝達される。

回転軸３９Ｙには、回転板及びセンサ部からなるエンコーダ３６Ｙが設置されている。回転板は回転軸３９Ｙ上に駆動ギア３７Ｙとともに固定されている。この回転板の円周に沿って等間隔に形成された印を読取り、印の読取りの回数をカウントするセンサ部が回転板の周囲に設けられている。エンコーダ３６Ｙは、回転板に形成された印の総数を予め求めておくことで単位時間における印の読取りの回数から回転軸３９Ｙの回転速度を直接求めることができる。

なお、エンコーダ３６Ｙは、感光体ドラム３１Ｙの回転速度を検出するドラム回転速度検出部の一例であって、感光体ドラム３１Ｙの回転速度を検出する手段はこれに限らない。ドラム回転速度検出部には、感光体ドラム３１Ｙの回転速度を測定する装置や、感光体ドラム３１Ｙの外周面の移動速度を測定する装置や、ドラム駆動モータ３８Ｙや駆動ギア３７Ｙの回転速度を測定し、これを感光体ドラム３１Ｙの回転速度へ換算する装置など、直接的或いは間接的に感光体ドラム３１Ｙの回転速度を検出する装置が含まれる。

また、本発明の実施の形態では、感光体ドラム３１Ｙの回転速度が回転軸３９Ｙの回転速度に等しいと仮定した場合について説明するが、回転軸３９Ｙと感光体ドラム３１Ｙのカップリングにおいて発生するローカルな偏心を考慮した場合については、図６〜図１０を参照して後述する。

同様に、円柱状のベルト駆動ローラ４４の中心軸上に棒状の回転軸４８が貫通し、固定されている。回転軸４８は、駆動ギア４６を介してベルト駆動モータ４７に機械的に接続され、ベルト駆動モータ４７の回転駆動力は、駆動ギア４６及び回転軸４８を介してベルト駆動ローラ４４へ伝達される。

回転軸４８には、回転板及びセンサ部からなるエンコーダ４５が設置されている。回転板は回転軸４８上に駆動ギア４６とともに固定されている。この回転板の円周に沿って等間隔に形成された印を読取り、印の読取りの回数をカウントするセンサ部が回転板の周囲に設けられている。エンコーダ４５は、回転板に形成された印の総数を予め求めておくことで単位時間における印の読取りの回数から回転軸４８の回転速度を直接求めることができる。そして、ベルト駆動ローラ４４の直径と回転軸４８の回転速度とから中間転写ベルト４１の移動速度を求めることができる。

なお、エンコーダ４５は、中間転写ベルト４１の移動速度を検出する移動速度検出部の一例であって、中間転写ベルト４１の移動速度を検出する手段はこれに限らない。移動速度検出部には、中間転写ベルト４１の移動速度やベルト駆動ローラ４４の外周面の移動速度を直接測定する装置や、ベルト駆動ローラ４４自体の回転速度を測定してこれを中間転写ベルト４１の移動速度へ換算する装置や、ベルト駆動モータ４７や駆動ギア４６の回転速度を測定してこれを中間転写ベルト４１の移動速度へ換算する装置など、直接的或いは間接的に中間転写ベルト４１の移動速度を検出する装置が含まれる。

また、本発明の実施の形態では、ベルト駆動ローラ４４の回転速度が回転軸４８の回転速度に等しいと仮定した場合について説明するが、回転軸４８とベルト駆動ローラ４４のカップリングにおいて発生するローカルな偏心を考慮した場合については、図６〜図１０を参照して後述する手法を同様にして適用することが可能である。

エンコーダ３６Ｙ及びエンコーダ４５によって検出された回転速度及び移動速度の信号は制御部２７へ入力される。制御部２７は、ドラム駆動モータ３８Ｙ及びベルト駆動モータ４７に対して制御指令を示す信号を出力して、ドラム駆動モータ３８Ｙ及びベルト駆動モータ４７の回転駆動力、ひいては感光体ドラム３１Ｙの回転速度及び中間転写ベルト４１の移動速度を制御する。

図３を参照して、各感光体ドラム３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋの露光部２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの部分及び中間転写ベルト４１のカラーレジストセンサ４９の部分における画像形成動作の時間変化の一例を説明する。先ず、感光体ドラム３１Ｙの露光部２Ｙは感光体ドラム３１Ｙを露光してイエロー画像の潜像を形成し、現像部３３Ｙはイエロー画像のトナー像を形成する。イエロー画像から所定時間の後、感光体ドラム３１Ｍに対して露光及び現像をそれぞれ行うことによりマゼンタ画像のトナー像が形成される。以後、同様にして、感光体ドラム３１Ｃ及び感光体ドラム３１Ｋ上にシアン画像及びブラック画像のトナー像が形成される。

各感光体ドラム３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋ上の各トナー像は、第１転写ローラ３４Ｙ、３４Ｍ、３４Ｃ、３４Ｋによって中間転写ベルト４１上の所定位置に逐次転写される。感光体ドラム３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋにおいてトナー像の露光タイミングをずらすことにより、中間転写ベルト４１上において各色のトナー像は重ね合わせされて転写される。このため、カラーレジストセンサ４９が設置された箇所においては、重ね合わせされた各色のトナー像からなるカラー画像が形成されている。

各色のトナー像を重ね合わせる位置がずれてしまうと、カラー画像に色ずれが発生して画質が低下してしまう。そこで、本発明の実施の形態に関わる画像形成装置１２は、この色ずれの大きさ（以後、「色ずれ量」という）を検出するための色ずれ検出用マークを各感光体ドラム３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋ上に形成し、中間転写ベルト４１上の逐次転写された色ずれ検出用マークをカラーレジストセンサ４９で検出している。

図３では、画像形成装置１２が複数のカラー画像を複数の用紙上に連続して形成する画像形成ジョブを実行している場合を示している。この場合、各用紙は所定の間隔をおいて画像形成装置１２内を搬送されるため、各色のトナー像及びカラー画像は所定の間隔をおいて形成される。そこで、画像形成装置１２は、色ずれ検出用マークの一例として、用紙の間に相当する位置に「紙間マーク」を形成する。これにより、複数のカラー画像を複数の用紙上に連続して形成する画像形成ジョブを中断することなく、通紙中において色ずれ検出用マークを形成して検出することができる。

イエロー色の紙間マークを各感光体ドラム３１Ｙに露光してから中間転写ベルト４１へ転写するまでの図３の矢印で示す期間ＴｄＹ、イエロー色の紙間マークは回転する感光体ドラム３１Ｙ上を移動する。中間転写ベルト４１へイエロー色の紙間マークを転写してからカラーレジストセンサ４９が検出するまでの図３の矢印で示す期間ＴｖＹ、イエロー色の紙間マークは中間転写ベルト４１上を移動する。

制御部２７は、期間ＴｄＹにおいてエンコーダ３６Ｙによって検出された感光体ドラム３１Ｙの回転速度を積分し、期間ＴｖＹにおいてエンコーダ４５によって検出された中間転写ベルト４１の移動速度を積分し、２つの積分値を合算することにより、イエロー色の紙間マークの形成位置を算出することができる。制御部２７は、その他の色についても同様にして、紙間マークの形成位置を算出する。そして、制御部２７は、各色の紙間マークの形成位置から色ずれ量を算出する。

図２に示すように、制御部２７は、紙間マークを感光体ドラム３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋに露光してから当該紙間マークを感光体ドラム３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋから中間転写ベルト４１へ転写するまでの感光体ドラム３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋの回転速度を積分し、中間転写ベルト４１へ当該紙間マークを転写してからカラーレジストセンサ４９が当該紙間マークを検出するまでの中間転写ベルト４１の移動速度を積分して合算することにより各色の紙間マークの形成位置を算出し、各色の紙間マーク間の形成位置のずれ量を算出する第２の色ずれ算出部８６としての機能を備える。第２の色ずれ算出部が算出するずれ量を「第２の色ずれ量」と呼ぶ。

また、制御部２７は、カラーレジストセンサ４９により検出された紙間マークの色ずれ量を第１の色ずれ量として算出する第１の色ずれ算出部８５と、第１の色ずれ量を第２の色ずれ量で補正する色ずれ補正部８７と、色ずれ補正部８７により補正された色ずれ量を用いて色ずれを補正する補正実行部８８としての機能を備える。

ここで、色ずれ量を、その一例として、ブラック色のトナー像に対するイエロー色、マゼンタ色及びシアン色のトナー像の位置ずれ量、つまり、ブラック色を基準にしたときの各色のずれ量とする。また、第１の色ずれ量をΔＹ１、ΔＭ１、ΔＣ１とし、第２の色ずれ量をΔＹ２、ΔＭ２、ΔＣ２とする。もちろん、色ずれ量の定義はこれに限定されるものではない。

色ずれ補正部８７は、例えば、第１の色ずれ量ΔＹ１、ΔＭ１、ΔＣ１から第２の色ずれ量ΔＹ２、ΔＭ２、ΔＣ２を減じた量を補正後の色ずれ量ΔＹ、ΔＭ、ΔＣとして算出する。
ΔＹ＝ΔＹ１−ΔＹ２
ΔＭ＝ΔＭ１−ΔＭ２
ΔＣ＝ΔＣ１−ΔＣ２

補正実行部８８は、補正後の色ずれ量ΔＹ、ΔＭ、ΔＣに基づいて、例えば露光タイミングなどの各色の画像形成タイミングを補正する。

図４を参照して、図３のタイミングチャートにおける画像形成動作の手順の一例を説明する。

（イ）先ずＳ０１段階において、複数のカラー画像（通常画像）を複数の用紙上に連続して形成する画像形成ジョブを実行する。画像形成ジョブが終了していない場合（Ｓ０３でＮＯ）、Ｓ０５段階に進み、紙間マークを形成するか否かを判断する。Ｓ０５の判断基準は、例えば、前回紙間マークを形成してからの機内温度の変化量、プリント枚数、プリント時間などが所定値に達しているか否かである。

（ロ）紙間マークを形成すると判断した場合（Ｓ０５でＹＥＳ）、Ｓ０７段階に進み、紙間マークを形成しないと判断した場合（Ｓ０５でＮＯ）、Ｓ０１段階に戻る。Ｓ０７段階において各色の紙間マークを逐次露光する。その後、Ｓ０９段階に進み、感光体ドラム３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋの回転速度を検出する。感光体ドラム３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋの回転速度の検出は、紙間マークを露光してから中間転写ベルト４１へ転写する（Ｓ１１）までの期間ＴｄＹ、ＴｄＭ、ＴｄＣ、ＴｄＫ、実施される。

（ハ）Ｓ１３段階に進み、中間転写ベルト４１の移動速度を検出する。中間転写ベルト４１の移動速度の検出は、中間転写ベルト４１へ紙間マークを転写してからカラーレジストセンサ４９で検出する（Ｓ１５）までの期間ＴｖＹ、ＴｖＭ、ＴｖＣ、ＴｖＫ、実施される。

（ニ）Ｓ１７段階に進み、Ｓ０９で検出した感光体ドラム３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋの回転速度、及び、Ｓ１３で検出した中間転写ベルト４１の移動速度から、第２の色ずれ量ΔＹ２、ΔＭ２、ΔＣ２を算出する。Ｓ１９段階に進み、カラーレジストセンサ４９で検出した各色の紙間マークから第１の色ずれ量ΔＹ１、ΔＭ１、ΔＣ１を算出する。

（ホ）Ｓ２１段階に進み、第１の色ずれ量ΔＹ１、ΔＭ１、ΔＣ１から第２の色ずれ量ΔＹ２、ΔＭ２、ΔＣ２を減じて補正後の色ずれ量ΔＹ、ΔＭ、ΔＣを算出する。Ｓ２３段階に進み、補正後の色ずれ量ΔＹ、ΔＭ、ΔＣに基づいて、画像形成タイミング、例えば、各色の露光タイミングを補正する。その後、Ｓ０１段階に戻る。画像形成ジョブが終了した場合（Ｓ０３でＹＥＳ）、図４のフローチャートは終了する。

図５（ａ）〜図５（ｃ）を参照して、本発明の実施の形態による作用効果を検証するために発明者らが行った実験例を説明する。発明者らは、第１の色ずれ量ΔＹ１、ΔＭ１、ΔＣ１、第２の色ずれ量ΔＹ２、ΔＭ２、ΔＣ２及び補正後の色ずれ量ΔＹ、ΔＭ、ΔＣを実際に求める実験を行った。実験では、２０枚の用紙上に連続して画像を形成する画像形成ジョブの実行中において、総ての用紙間において複数の紙間マークを形成し、５箇所の用紙間をサンプリングして当該５箇所の用紙間に形成された２つの紙間マークについてそれぞれ平均値を求めた。図５（ａ）〜図５（ｃ）の縦軸は、平均的な色ずれ量からのずれ量として表し、横軸は、サンプリングした５箇所の用紙間の番号を示している。

図５（ａ）は、カラーレジストセンサ４９がＹ色、Ｍ色、Ｃ色の紙間マークをそれぞれ検出してからＫ色の紙間マークを検出するまでの時間に中間転写ベルト４１の移動速度を乗じて得た第１の色ずれ量ΔＹ１、ΔＭ１、ΔＣ１を表し、図５（ｂ）は、第２の色ずれ量ΔＹ２、ΔＭ２、ΔＣ２を表し、図５（ｃ）は、第１の色ずれ量ΔＹ１、ΔＭ１、ΔＣ１から第２の色ずれ量ΔＹ２、ΔＭ２、ΔＣ２を減じた補正後の色ずれ量ΔＹ、ΔＭ、ΔＣを表す。

図５（ａ）に示す第１の色ずれ量ΔＹ１、ΔＭ１、ΔＣ１から、図５（ｂ）に示す第２の色ずれ量ΔＹ２、ΔＭ２、ΔＣ２を減ずることにより、図５（ｃ）に示すように、色ずれ量の変動が小さくなっている。これは、印字の周期、通紙の周期、及び感光体ドラム３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋ、中間転写ベルト４１及び中間転写ベルト４１を駆動するローラの回転周期などによる周期的な変動成分がキャンセルされて、機内の温度上昇などによる経時的な色ずれ量が、補正後の色ずれ量ΔＹ、ΔＭ、ΔＣとして現れているからである。

以上説明したように、本発明の実施の形態によれば、以下の作用効果が得られる。

感光体ドラム３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋの回転速度及び中間転写ベルト４１の移動速度は、印字の周期、通紙の周期、及び感光体ドラム３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋ、中間転写ベルト４１及び中間転写ベルト４１を駆動するベルト駆動ローラ４４の回転周期にしたがって変動する。よって、紙間マークを感光体ドラム３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋに露光してからカラーレジストセンサ４９が当該紙間マークを検出するまでの感光体ドラム３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋの回転速度及び中間転写ベルト４１の移動速度から算出される当該紙間マークの色ずれ量（第２の色ずれ量ΔＹ２、ΔＭ２、ΔＣ２）は、印字の周期、通紙の周期、及び感光体ドラム３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋ、中間転写ベルト４１及び中間転写ベルト４１を駆動するベルト駆動ローラ４４の回転周期にしたがって変動する「周期的な変動成分」に相当する。したがって、第１の色ずれ算出部８５により算出された第１の色ずれ量ΔＹ１、ΔＭ１、ΔＣ１から第２の色ずれ算出部８６により算出された第２の色ずれ量ΔＹ２、ΔＭ２、ΔＣ２を減じることにより、カラーレジストセンサ４９により検出された紙間マークの色ずれ量から周期的な変動成分をキャンセルした平均的な色ずれ量、すなわち機内の温度上昇などによる経時的な色ずれ量を求めることができる。

印字の周期、通紙の周期、及び感光体ドラム３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋ、中間転写ベルト４１及び中間転写ベルト４１を駆動するベルト駆動ローラ４４の速度変動による第１の色ずれ量ΔＹ１、ΔＭ１、ΔＣ１の検出誤差を低減することにより、従来のように、多数の紙間マークについて第１の色ずれ量ΔＹ１、ΔＭ１、ΔＣ１を求めて平均化することによって周期的な変動成分を除去する必要がなくなり、少数（１つ）の測定値から正確な色ずれ量を求めることができる。

色ずれ検出用マークとして、用紙間に相当する位置に形成される紙間マークを採用することにより、連続して画像形成動作を行っている画像形成装置１２の生産性を低下させずに、機内の温度上昇などによる経時的な色ずれを精度良く補正することができる。
（変形例）

変形例では、回転軸３９Ｙと感光体ドラム３１Ｙのカップリングにおいて発生するローカルな偏心を考慮した場合について図６〜図１０を参照して説明する。

図６は、駆動ギア３７Ｙから駆動ギア側カップリング２２０までを示す斜視図である。図７は、図６の駆動ギア側カップリング２２０周辺部をやや角度を変えて見た分解斜視図である。回転軸３９Ｙには駆動ギア側カップリング２２０が取り付けられている。駆動ギア側カップリング２２０は、中空円筒部２２１の一端側に、凸部として２つの爪２２２が向き合うように形成され、これらの爪２２２の間に２つの凹部２２３が形成されている。また、本体部２２１には、軸方向に延びる長孔２２４が貫通形成されている。回転軸３９Ｙには、長孔２２４と重なり合うように貫通孔２１１が穿設されている。回転軸３９Ｙの先端から駆動ギア側カップリング２２０を挿入し、長孔２２４と貫通孔２１１とを重ねる。次に貫通孔２１１にピン２２５を挿通すると、ピン２２５の両端は駆動ギア側カップリング２２０の両側に突出する。ピン２２５の両端の溝２２５ａが本体部２２１の外周面とほぼ同じ高さになるようにして、溝２２５ａにＥリング２２６を嵌めると、駆動ギア側カップリング２２０が図６に示すように回転軸３９Ｙに係止されることになる。

回転軸３９Ｙには、駆動ギア側カップリング２２０を挿入する前に、コイルスプリング２１２を入れておき、駆動ギア側カップリング２２０がドラム側カップリング２３０と嵌合したとき、両カップリングの結合を保持するように付勢させる。

図８は、駆動ギア側カップリング２２０とドラム側カップリング２３０とからなるカップリング２５０の嵌合前の状態を示す斜視図である。ドラム側カップリング２３０の構成が分かり易くなるように、回転軸３９Ｙは仮想線で表している。

ドラム側カップリング２３０は、金属製で、円筒形状をした感光体ドラム３１Ｙの両端に嵌め込まれて一体になっており、駆動ギア側カップリング２２０と相補する形状となっている。すなわち、ドラム側カップリング２３０には、凸部としての２つの爪２３２と、これらの間にできる２つの凹部２３３とがある。爪２３２は、駆動ギア側カップリング２２０の凹部２２３に嵌合し、凹部２３３には、駆動ギア側カップリング２２０の爪２２２が嵌合する。

図９は、カップリング２３０が嵌合した状態を示す図であり、図９（ａ）は両カップリングの爪２２２、２３２の位置での断面図であり、図９（ｂ）はピン２２５の位置での断面図である。カップリング２５０を嵌合させるには、回転軸３９Ｙをドラム側カップリング２３０の中央の孔に挿通する。回転軸３９Ｙは円筒形の感光体ドラム３１Ｙを貫通させる。次に、回転軸３９Ｙ又は感光体ドラム３１Ｙのいずれかを回転して駆動ギア側カップリング２２０の爪２２２とドラム側カップリング２３０の爪２３２とを位置合わせして押し込む。カップリング２５０が嵌合したら、感光体ドラム３１Ｙの反対側から突出した回転軸３９Ｙの先端を、フレームに設けられた軸受（図示せず）に嵌合して軸支させる。コイルスプリング２１２の付勢力により駆動ギア側カップリング２２０は長孔２２４に沿って軸方向に進退し、カップリング２５０は嵌合状態を保持することができる。

図９（ａ）では、回転軸３９Ｙと駆動ギア側カップリング２２０との間の隙間はほぼ０ではあるが、相互に回転はできるものとする。回転軸３９Ｙが駆動ギア側カップリング２２０に対して反時計方向に若干の角度回転したとき、ピン２２５と長孔２２４の位置や加工精度にばらつきがあって、一方の係止部であるピン２２５の上端は図の左側Ａでは被係止部としての長孔２２４の側面と当接するが、他方の係止部であるピン２２５の下端は、左右両側が長孔２２４の両方の側面から離れた状態となっている。ここで位置や加工精度のばらつきなどの部品公差の積み上げで生じてしまった係止部の誤差をδ１とする。このように係止部と被係止部とが１個所しか当接しないと、回転中心がずれて回転ムラが大きくなる。カップリングのガタが小さいと、このような１点当たりが起き易くなる。

感光体ドラム３１Ｙはクリーニングブレードや自重などによって、その回転中心は回転軸３９Ｙやカップリング２５０とは異なっている。ガタが小さいと、２個所ある伝達点のうち、片方しか使われないため、感光体ドラム３１Ｙの回転中心から回転中心が移動することが起こり、回転ムラが悪化する。

図９（ｂ）では、回転軸３９Ｙと両カップリングの爪２２２、２３２との間の隙間はほぼ０ではあるが、相互に回転はできるものとする。駆動ギア側カップリング２２０がドラム側カップリング２３０に対して反時計方向に若干の角度回転したとき、爪２２２と爪２３２の位置や加工精度にばらつきがあって、一方の係止部である爪２２２の上側は被係止部としての爪２３２と当接するが、他方の係止部である爪２２２の下側は爪２３２からは離れた状態になっている。ここで、位置や加工精度のばらつきで生じてしまった係止部の誤差をδ２とする。このように係止部と被係止部とが１カ所しか当接しないと、回転中心がずれて回転ムラが大きくなる。

図１０は、図６〜図９に示した感光体ドラム３１Ｙの副走査方向における位置ズレの分布を示すグラフである。感光体ドラム３１Ｙの回転中心が回転軸３９Ｙからずれて回転ムラが大きくなることで、周期的な位置ずれが発生しているのが分かる。

以上説明したように、回転軸３９Ｙと感光体ドラム３１Ｙのカップリングにおいてローカルな偏心が発生するため、回転軸３９Ｙの回転速度と感光体ドラム３１Ｙの回転速度の間に変動が生じる。エンコーダ３６Ｙは、回転軸３９Ｙの回転速度を、感光体ドラム３１Ｙの回転速度として求めるため、回転軸３９Ｙの回転速度からこの偏心成分をキャンセルすることはできない。

そこで、変形例において、画像形成装置１２は、感光体ドラム３１Ｙの位相を検出する位相検出部を更に備え、１８０度異なる感光体ドラム３１Ｙの位相において形成した２以上の紙間マークについて求めた色ずれ量を平均化する。これにより、この偏心成分を相殺することができるので、経時的な色ずれの補正精度が更に向上する。

なお、位相検出部としてはエンコーダ３６Ｙを用いてもよい。また、平均化するのは、第１の色ずれ量ΔＹ１、ΔＭ１、ΔＣ１及び第２の色ずれ量ΔＹ２、ΔＭ２、ΔＣ２であっても良いし、補正後の色ずれ量ΔＹ、ΔＭ、ΔＣであっても構わない。また、「１８０度」には、正確に１８０度である場合の他、１８０度の前後数度の範囲が含まれる。

変形例では、感光体ドラム３１Ｙについて説明したが、同様な手法をその他の感光体ドラム３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋに適用してもよいし、ベルト駆動ローラ４４について適用しても構わない。

上記のように、本発明は、１つの実施形態及びその変形例によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

本発明の画像形成装置は、カラー用の複写機の他に、カラー用のプリンタやファクシミリ装置、これらの複合機等に適用してもよい。

このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ限定されるものである。

２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ 露光部
３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ 画像形成部
１２ 画像形成装置
２７ 制御部
３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋ 感光体ドラム
３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋ 主帯電部
３３Ｙ、３３Ｍ、３３Ｃ、３３Ｋ 現像部
３４Ｙ、３４Ｍ、３４Ｃ、３４Ｋ 第１転写ローラ
３５Ｙ、３５Ｍ、３５Ｃ、３５Ｋ クリーニング部
３６Ｙ エンコーダ（ドラム回転速度検出部）
３７Ｙ、４６ 駆動ギア
３８Ｙ ドラム駆動モータ
３９Ｙ、４８ 回転軸
４１ 中間転写ベルト（中間転写体）
４２ 第２転写ローラ
４３ ベルトクリーニング部
４４ ベルト駆動ローラ
４５ エンコーダ（移動速度検出部、位相検出部）
４７ ベルト駆動モータ
４９ カラーレジストセンサ（マーク検出部）
６１ 排紙トレイ
６２ 排紙ガイド
６３ 排紙反転ローラ
６４ 排紙ローラ
７１ 再給紙反転ローラ
７２ 再給紙搬送路
８１ 給紙ローラ
８５ 第１の色ずれ量算出部
８６ 第２の色ずれ量算出部
８７ 色ずれ補正部
８８ 補正実行部
１０１ 原稿読取部
１０２ 搬送ドラム
１０３ 原稿載置台
１０４ 中間転写部
１０５ 原稿排出ローラ
１０６ 排紙反転部
１０７ 原稿排紙トレイ
１０８ 給紙部
１１１ 第１ミラーユニット
１１２ 第２ミラーユニット
１１３ レンズ
１１４ 画像読取制御部
１１５ 定着部
１１７ 再給紙部
２１１ 貫通孔
２１２ コイルスプリング
２２０ 駆動ギア側カップリング
２２１ 本体部
２２２、２３２ 爪
２２３、２３３ 凹部
２２４ 長孔
２２５ ピン
２２５ａ 溝
２２６ Ｅリング
２３０ ドラム側カップリング
２５０ カップリング

Claims (4)

1. 回転する複数の感光体ドラムに対して露光及び現像をそれぞれ行うことにより各色のトナー像を形成し、前記各色のトナー像を中間転写体を介して用紙上に重ね合わせて転写することによりカラー画像を形成する画像形成装置において、
   前記感光体ドラムの回転速度を検出するドラム回転速度検出部と、
   前記中間転写体の移動速度を検出する移動速度検出部と、
   前記中間転写体上に前記各色のトナー像として形成された色ずれ検出用マークを検出するマーク検出部と、
   前記マーク検出部により検出された色ずれ検出用マークの色ずれ量を算出する第１の色ずれ算出部と、
   前記ドラム回転速度検出部により検出された、前記色ずれ検出用マークを前記感光体ドラムに露光してから当該色ずれ検出用マークを前記感光体ドラムから前記中間転写体へ転写するまでの前記感光体ドラムの回転速度、及び、前記移動速度検出部により検出された、前記中間転写体へ当該色ずれ検出用マークを転写してから前記マーク検出部が当該色ずれ検出用マークを検出するまでの前記中間転写体の移動速度から、当該色ずれ検出用マークの色ずれ量を算出する第２の色ずれ算出部と、
   前記第１の色ずれ算出部により算出された色ずれ量を前記第２の色ずれ算出部により算出された色ずれ量で補正する色ずれ補正部と、
   前記色ずれ補正部により補正された色ずれ量を用いて色ずれを補正する補正実行部と
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記感光体ドラムの位相を検出する位相検出部を更に備え、
   １８０度異なる前記感光体ドラムの位相において形成した２以上の色ずれ検出用マークについて求めた色ずれ量を平均化することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 色ずれ検出用マークは、用紙間に相当する位置に形成される紙間マークであることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記第２の色ずれ算出部は、前記色ずれ検出用マークを前記感光体ドラムに露光してから当該色ずれ検出用マークを前記感光体ドラムから前記中間転写体へ転写するまでの前記感光体ドラムの回転速度を積分し、前記中間転写体へ当該色ずれ検出用マークを転写してから前記マーク検出部が当該色ずれ検出用マークを検出するまでの前記中間転写体の移動速度を積分して合算することにより各色の色ずれ検出用マークの形成位置を算出し、各色の色ずれ検出用マーク間の形成位置のずれ量を色ずれ量として算出することを特徴とする請求項１乃至３いずれか一項に記載の画像形成装置。

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