JP2011059248A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】各方式ごとに最適なタイミングで位置ズレを補正して画像品質を向上させることができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】このプリンタ２２０は、複数の像担持体２０１と、像担持体に形成された静電潜像のトナー像を転写する中間転写ベルト２０３と、像担持体２０１及び中間転写ベルト２０３を駆動するモータ２０５と、中間転写ベルト２０３に作像された画像パターンを読み取る読取センサ２１６と、画像パターンを読取センサ２１６にて読み取ることで各色の基準色からの位置ズレを計測して画像記録位置の補正を行う位置ズレ補正手段２１９と、読取センサ２１６により読取られた画像パターン及び温度検知手段２１７により検知された温度情報に基づいて位置ズレ補正手段２１９を制御する制御部２１８と、駆動ローラ２０８の温度を検知する温度検知手段２１７と、を備えて構成されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、複数の像担持体を有して、複写機やプリンタなどに用いられる多色の画像形成装置に関し、特に、位置ズレ補正により画像形成の質を向上させる技術に関するものである。

近年、カラー画像印刷の画像品質要求が高まっている。カラー画像の位置合わせは技術的に難しく、不良画像を発生させやすい。特に、転写される色間の位置ズレの問題が技術的な課題となっている。この位置ズレを防止するために、従来種々の提案が成されている。例えば、転写ベルト上に、ベルト移動方向に並べた各色のマークパターンを複数形成し、各マークパターンの各マークをセンサで検出して、理想位置とのズレ量を計算して補正する位置ズレ補正手段に関する技術が提案されている（特許文献１または２参照）。このように、カラー画像印刷においては、位置ズレ補正を行う技術は必須である。
また、画像形成装置においては、転写ベルトに作像された画像パターンをセンサにて読み取ることで各色の基準色（ブラック）からの位置ズレを計測し、画像記録位置の補正を行う位置ズレ補正手段を有することに加え、補正後の色ズレを小さくするためには、補正後の中間転写ベルトを目標速度に対して等速で駆動させることが、高品位な画像を得るために必要不可欠である。この中間転写ベルトを等速で駆動させるためには、駆動制御を行う技術が公知である。例えば、中間転写ベルトを駆動する際に、速度変動または位置変動を検知するエンコーダによるフィードバック制御駆動方式（以下、「ＦＢ制御方式」と記載する）が提案されている（特許文献３参照）。

ＦＢ制御方式の問題としては、厚紙通紙を行うと、厚紙の中間転写ベルトへの突入やレジストローラ対などからの抜けにより外乱が発生する。中間転写ベルトの従動軸に備え付けられたエンコーダの検知結果による制御では、この外乱の影響を受けやすく、制御ゲインの設定が難しくなる。加えて、速度により中間転写ベルト駆動固有の共振に対する余裕度が変わるため、ＦＢ制御の制御パラメータを速度モードごとに最適化する必要があるが、最適化がされていないと、バンディングやショックジターなどの画像濃淡ムラの異常画像が発生することが挙げられる。
また、モータのＦＧ信号を直接読み取り、これをモータドライバに入力し、駆動源のモータを一定の速度に制御する駆動方式（以下、「ＦＧ制御方式」と記載する）が提案されている。これは、ＦＢ制御よりも、外乱の影響を受けにくいという利点があるが、中間転写ベルトの速度が色重ね調整時と印刷動作時に変化してしまうという問題が挙げられる。
この二つの制御方式の問題点によって起こる画像品質劣化を低減するために、画像形成条件によって、適した各制御方式に自由に変更できることが好ましいと考えられる。例えば、ＦＢ制御およびＦＧ制御方式を通紙条件によって切り替える技術も提案されている（特許外文献１参照）。

ここで、ＦＢ制御方式においては、駆動モータが直接連結して駆動する駆動ローラは所定の熱膨張率を有し、駆動モータからの熱の影響により温度が上昇して駆動ローラ径が変動する。その変動による中間転写ベルトの速度変動は、エンコーダにより検出されてフィードバック制御されて駆動モータの速度を制御することができるが、中間転写ベルトの従動軸に備え付けられたエンコーダの検知結果による制御では、厚紙の中間転写ベルトへの突入やレジストローラ対などからの抜けによる外乱の影響を受けやすく、制御ゲインの設定が難しくなるといった問題がある。尚、従動ローラには中間転写ベルトの速度を計るエンコーダが付いているが、発熱源がないため熱による従動ローラ径の変動は少ない。

また、ＦＧ制御方式においては、駆動ローラに直接連結している駆動モータの信号を読み取り、モータを一定回転で回そうとするため、図１０のように温度上昇による駆動ローラ熱膨張のために、ローラ径ｒ＞Ｒとなり、その結果、駆動ローラ径が大きくなると、モータを一定の回転数で駆動させ続けても、目標の中間転写ベルト駆動速度ｕに対して、実際の中間転写ベルト速度Ｖは目標速度よりも速くなってしまうという問題が生じる。その結果、中間転写ベルト速度が目標よりも速くなり、基準色（ブラック）からの色ずれ量が大きくなり、位置ズレ補正を行ったときの補正量よりも位置ズレ量が大きくなってしまう。これによって、画像品質の低下を招くといった問題がある。
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、ＦＢ制御方式の場合は、所定枚数を印刷したときに位置ズレ補正処理を実行し、ＦＧ制御方式の場合は、駆動ローラの温度が所定温度以上になったときに位置ズレ補正処理を実行することにより、各方式ごとに最適なタイミングで位置ズレを補正して画像品質を向上させることができる画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明はかかる課題を解決するために、請求項１は、複数の像担持体と、該各像担持体上に静電潜像を形成する光学装置と、前記各像担持体に形成された静電潜像をトナーにより現像する現像部と、該各像担持体上のトナー像を転写される転写媒体と、前記像担持体及び前記転写媒体を駆動する駆動源と、該駆動源により前記転写媒体に駆動伝達を行う駆動ローラ以外のローラに備え前記転写媒体の速度変動又は位置変動を検知する検知手段と、前記転写媒体に転写された画像パターンを読み取る読取センサと、を備えた画像形成装置において、前記転写媒体に転写された画像パターンを前記読取センサにて読み取ることで各色の基準色からの位置ズレを計測して画像記録位置の補正を行う位置ズレ補正手段と、前記読取センサにより読取られた画像パターン及び印刷枚数に基づいて前記位置ズレ補正手段を制御する制御手段と、を有し、前記転写媒体を駆動する際に前記検知手段により検知した信号に基づいて前記駆動源の速度をフィードバック制御するＦＢ駆動方式において、前記制御手段は、電源投入後に前記位置ズレ補正手段により位置ズレ補正処理を行い、連続印刷時には印刷開始後、所定の印刷枚数に達すると前記位置ズレ補正手段による位置ズレ補正処理を再び実行することを特徴とする。

請求項２は、複数の像担持体と、該各像担持体上に静電潜像を形成する光学装置と、前記各像担持体に形成された静電潜像をトナーにより現像する現像部と、該各像担持体上のトナー像を転写される転写媒体と、前記像担持体及び前記転写媒体を駆動する駆動源と、前記転写媒体に転写された画像パターンを読み取る読取センサと、を備えた画像形成装置において、前記転写媒体に転写された画像パターンを前記読取センサにて読み取ることで各色の基準色からの位置ズレを計測し画像記録位置の補正を行う位置ズレ補正手段と、前記駆動ローラの温度を検知する温度検知手段と、前記読取センサにより読取られた画像パターン及び前記温度検知手段により検知された温度情報に基づいて前記位置ズレ補正手段を制御する制御手段と、を備え、前記駆動源を一定の速度に制御するＦＧ駆動方式においては、前記制御手段は、電源投入後に前記位置ズレ補正手段により位置ズレ補正処理を行い、連続印刷時には印刷開始後、印刷開始時温度と前記連続印刷のページ間で前記温度検知手段の検出する現在温度との温度差が所定の基準温度差を超えた場合、前記位置ズレ補正手段による位置ずれ補正処理を再び実行することを特徴とする。

請求項３は、前記画像パターンは、前記複数色のパターンを前記転写媒体の移動方向に複数列形成することにより構成されることを特徴とする。
請求項４は、前記転写媒体が中間転写ベルト又は紙搬送ベルトであることを特徴とする。
請求項５は、前記像担持体が各色ごとに設けられ、該各色ごとの画像が４連タンデム方式で形成されることを特徴とする。
請求項６は、前記位置ズレ補正手段が操作パネルもしくは該画像形成装置に接続されるパーソナルコンピュータからの命令により実行されることを特徴とする。

本発明によれば、ＦＢ制御方式の場合は、所定枚数を印刷したときに位置ズレ補正処理を実行し、ＦＧ制御方式の場合は、駆動ローラの温度が所定温度以上になったときに位置ズレ補正処理を実行するので、各方式ごとに最適なタイミングで位置ズレを補正して画像品質を向上させることができる。

（ａ）は本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す概略構成図、（ｂ）はＹ用のプロセスユニットを拡大して示す拡大構成図である。 本発明に係るＦＢ制御方式におけるプリンタの構成を模式化した図である。 本発明に係るＦＧ制御方式におけるプリンタの構成を模式化した図である。 本発明に係るＦＢ制御方式の制御部の動作を説明するフローチャートである。 本発明に係るＦＧ制御方式の制御部の動作を説明するフローチャートである。 ＦＧ制御方式もＦＢ制御方式と同じように一定印刷枚数に到達したときに位置ズレ補正を行い、温度変化による位置ズレ補正を行わないときのイメージ図である。 ＦＧ制御時に、一定印刷枚数に到達したときに位置ズレ補正処理を行わずに、駆動ローラが受ける温度変化による位置ズレ補正処理を行うときのイメージ図である。 画像パターンにより位置ズレを補正する動作について説明するフローチャートである。 中間転写ベルトの移動方向に並べた各色のマークの配列によるマークパターンを示す図である。 駆動ローラの径が温度上昇により変化する様子を表す図である。

以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。

図１（ａ）は本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す概略構成図、図１（ｂ）はＹ用のプロセスユニットを拡大して示す拡大構成図である。
ここでは画像形成装置として、電子写真方式のプリンタ（以下、単にプリンタと記載する）の実施形態について説明する。このプリンタ２００は、記録紙を収納して本体側に給紙する給紙部３０と、各色の画像データにより変調された光ビームにより感光体に潜像を形成する光書込ユニット２０と、感光体に形成された潜像に各色のトナー像により可視化して中間転写ベルトに転写してカラー画像を形成する画像形成部４０と、各色のトナーを収納するトナー収納部１００と、給紙部３０から給紙された記録紙をレジストローラにより同期を取って中間転写ベルトに形成されたカラー画像を記録紙に転写する記録紙搬送部と、記録紙に転写された画像を定着する定着部６０と、定着した記録紙をストックする排紙部６８と、を備えて構成されている。
次に、実施形態に係るプリンタの基本的な構成について説明する。図１（ａ）のプリンタ２００は、トナー像形成手段たるプロセスユニットとして、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック（以下、Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋと記す）用の４つのプロセスユニット１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋを備えている。これらは、画像を形成する画像形成物質として、互いに異なる色のＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっている。Ｙトナー像を生成するためのプロセスユニット１Ｙを図１（ｂ）を参照して説明すると、これは感光体ユニット２Ｙと現像ユニット７Ｙとを有している。これら感光体ユニット２Ｙ及び現像ユニット７Ｙは、プロセスユニット１Ｙとして一体的にプリンタ本体に対して着脱される。但し、プリンタ本体から取り外した状態では、現像ユニット７Ｙを感光体ユニット２Ｙに対して着脱することができる。

感光体ユニット２Ｙは、ドラム状の感光体３Ｙ、ドラムクリーニング装置４Ｙ、図示しない除電装置、帯電装置５Ｙなどを有している。
帯電装置５Ｙは、図示しない駆動手段によって図中時計回り方向に回転駆動せしめられる感光体３Ｙの表面を一様帯電せしめる。同図においては、図示しない電源によって帯電バイアスが印加されながら、図中反時計回りに回転駆動される帯電ローラ６Ｙを感光体３Ｙに近接させることで、感光体３Ｙを一様帯電せしめる方式の帯電装置５Ｙを示した。帯電ローラ６Ｙの代わりに、帯電ブラシを当接させるものを用いてもよい。また、スコロトロンチャージャーのように、チャージャー方式によって感光体３Ｙを一様帯電せしめるものを用いてもよい。帯電装置５Ｙによって一様帯電せしめられた感光体３Ｙの表面は、後述する光書込ユニットから発せられるレーザー光Ｌによって露光走査されてＹ用の静電潜像を担持する。
現像手段たる現像ユニット７Ｙは、第１搬送スクリュウ８Ｙが配設された第１剤収容部９Ｙを有している。また、透磁率センサからなるトナー濃度センサ１０Ｙ、第２搬送スクリュウ１１Ｙ、現像ロール１２Ｙ、ドクターブレード１３Ｙなどが配設された第２剤収容部１４Ｙも有している。これら２つの剤収容部内には、磁性キャリアとマイナス帯電性のＹトナーとからなる図示しないＹ現像剤が内包されている。第１搬送スクリュウ８Ｙは、図示しない駆動手段によって回転駆動せしめられることで、第１剤収容部９Ｙ内のＹ現像剤を図紙面に直交する方向における手前側から奥側へと搬送する。そして、第１剤収容部９Ｙと第２剤収容部１４Ｙとの間の仕切壁に設けられた図示しない連通口を経て、第２剤収容部１４Ｙ内に進入する。

第２剤収容部１４Ｙ内の第２搬送スクリュウ１１Ｙは、図示しない駆動手段によって回転駆動せしめられることで、Ｙ現像剤を図中奥側から手前側へと搬送する。搬送途中のＹ現像剤は、第１剤収容部１４Ｙの底部に固定された図示しないトナー濃度センサによってそのトナー濃度が検知される。このようにしてＹ現像剤を搬送する第２搬送スクリュウ１１Ｙの図中上方には、現像ロール１１Ｙが第２搬送スクリュウ１１Ｙと平行な姿勢で配設されている。この現像ロール１２Ｙは、図中反時計回り方向に回転駆動せしめられる非磁性パイプからなる現像スリーブ内にマグネットローラを内包している。第２搬送スクリュウ１１Ｙによって搬送されるＹ現像剤の一部は、マグネットローラの発する磁力によって現像スリーブ表面に汲み上げられる。そして、現像部材たる現像スリーブと所定の間隙を保持するように配設されたドクターブレード１３Ｙによってその層厚が規制された後、感光体３Ｙと対向する現像領域まで搬送され、感光体３Ｙ上のＹ用の静電潜像にＹトナーを付着させる。この付着により、感光体３Ｙ上にＹトナー像が形成される。現像によってＹトナーを消費したＹ現像剤は、現像ロール１２Ｙの現像スリーブの回転に伴って第２搬送スクリュウ１１Ｙ上に戻される。そして、図中手前端まで搬送されると、図示しない連通口を経て第１剤収容部９Ｙ内に戻る。

像担持体であり且つ潜像担持体である感光体３Ｙ上に形成されたＹトナー像は、後述する中間転写ベルト８に中間転写される。感光体ユニット２Ｙのドラムクリーニング装置４Ｙは、中間転写工程を経た後の感光体３Ｙ表面に残留したトナーを除去する。これによってクリーニング処理が施された感光体３Ｙ表面は、図示しない除電装置によって除電される。この除電により、感光体３Ｙの表面が初期化されて次の画像形成に備えられる。先に示した図１（ａ）において、他色用のプロセスユニット１Ｃ、１Ｍ、１Ｋにおいても、同様にして感光体３Ｃ、３Ｍ、３Ｋ上にＣ、Ｍ、Ｋトナー像が形成されて、無端移動体たる中間転写ベルト上に中間転写される。
プロセスユニット１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋの図中下方には、光書込ユニット２０が配設されている。潜像形成手段たる光書込ユニット２０は、画像情報に基づいて発したレーザー光Ｌを、各プロセスユニット１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋの感光体３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋに照射する。これにより、感光体３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋ上にＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋ用の静電潜像が形成される。なお、光書込ユニット２０は、光源から発したレーザー光Ｌを、モータによって回転駆動されるポリゴンミラー２１によって偏向せしめながら、複数の光学レンズやミラーを介して感光体３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋに照射するものである。かかる構成のものに代えて、ＬＤＥアレイによる光走査を行うものを採用することもできる。

光書込ユニット２０の下方には、第１給紙カセット３１、第２給紙カセット３２が鉛直方向に重なるように配設されている。これら給紙カセット内には、それぞれ、記録部材たる記録紙Ｐが複数枚重ねられた記録紙束の状態で収容されており、一番上の記録紙Ｐには、第１給紙ローラ３１ａ、第２給紙ローラ３２ａがそれぞれ当接している。第１給紙ローラ３１ａが図示しない駆動手段によって図中反時計回りに回転駆動せしめられると、第１給紙カセット３１内の一番上の記録紙Ｐが、カセットの図中右側方において鉛直方向に延在するように配設された給紙路３３に向けて排出される。また、第２給紙ローラ３２ａが図示しない駆動手段によって図中反時計回りに回転駆動せしめられると、第２給紙カセット３２内の一番上の記録紙Ｐが、給紙路３３に向けて排出される。給紙路３３内には、複数の搬送ローラ対３４が配設されており、給紙路３３に送り込まれた記録紙Ｐは、これら搬送ローラ対３４のローラ間に挟み込まれながら、給紙路３３内を図中下側から上側に向けて搬送される。
給紙路３３の末端には、レジストローラ対３５が配設されている。レジストローラ対３５は、記録紙Ｐを搬送ローラ対３４から送られてくる記録紙Ｐをローラ間に挟み込むとすぐに、両ローラの回転を一旦停止させる。そして、記録紙Ｐを適切なタイミングで後述の２次転写ニップに向けて送り出す。

各プロセスユニット１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋの図中上方には、無端移動体たる中間転写ベルト４１を張架しながら図中反時計回りに無端移動せしめる転写ユニット４０が配設されている。転写手段たる転写ユニット４０は、中間転写ベルト４１の他、ベルトクリーニングユニット４２、第１ブラケット４３、第２ブラケット４４などを備えている。また、４つの１次転写ローラ４５Ｙ、４５Ｃ、４５Ｍ、４５Ｋ、２次転写バックアップローラ４６、駆動ローラ４７、補助ローラ４８、テンションローラ４９なども備えている。中間転写ベルト４１は、これら８つのローラに張架されながら、駆動ローラ４７の回転駆動によって図中反時計回りに無端移動せしめられる。４つの１次転写ローラ４５Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋは、このように無端移動せしめられる中間転写ベルト４１を感光体３Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋとの間に挟み込んでそれぞれ１次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト４１の裏面（ループ内周面）にトナーとは逆極性（例えばプラス）の転写バイアスを印加する。中間転写ベルト４１は、その無端移動に伴ってＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋ用の１次転写ニップを順次通過していく過程で、そのおもて面に感光体３Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ上のＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋトナー像が重ね合わせて１次転写される。これにより、中間転写ベルト４１上に４色重ね合わせトナー像（以下、４色トナー像という）が形成される。

２次転写バックアップローラ４６は、中間転写ベルト４１のループ外側に配設された２次転写ローラ５０との間に中間転写ベルト４１を挟み込んで２次転写ニップを形成している。先に説明したレジストローラ対３５は、ローラ間に挟み込んだ記録紙Ｐを、中間転写ベルト４１上の４色トナー像に同期させ得るタイミングで、２次転写ニップに向けて送り出す。中間転写ベルト４１上の４色トナー像は、２次転写バイアスが印加される２次転写ローラ５０と２次転写バックアップローラ４６との間に形成される２次転写電界や、ニップ圧の影響により、２次転写ニップ内で記録紙Ｐに一括２次転写される。そして、記録紙Ｐの白色と相まって、フルカラートナー像となる。
２次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト４１には、記録紙Ｐに転写されなかつた転写残トナーが付着している。これは、ベルトクリーニングユニット４２によってクリーニングされる。なお、ベルトクリーニングユニット４２は、クリーニングブレード４２ａを中間転写ベルト４１のおもて面に当接させており、これによってベルト上の転写残トナーを掻き取って除去するものである。
なお、転写ユニット４０の第１ブラケット４３は、図示しないソレノイドの駆動のオンオフに伴って、補助ローラ４８の回転軸線を中心にして所定の回転角度で揺動するようになっている。本画像形成システムのプリンタは、単色画像たるモノクロ画像を形成する場合には、前述のソレノイドの駆動によって第１ブラケット４３を図中反時計回りに少しだけ回転させる。この回転により、補助ローラ４８の回転軸線を中心にしてＹ、Ｃ、Ｍ用の１次転写ローラ４５Ｙ、Ｃ、Ｍを図中反時計回りに公転させることで、中間転写ベルト４１をＹ、Ｃ、Ｍ用の感光体３Ｙ、Ｃ、Ｍから離間させる。そして、４つのプロセスユニット１Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋのうち、Ｋ用のプロセスユニット１Ｋだけを駆動して、モノクロ画像を形成する。これにより、モノクロ画像形成時にＹ、Ｃ、Ｍ用のプロセスユニットを無駄に駆動させることによるそれらプロセスユニットの消耗を回避することができる。

２次転写ニップの図中上方には、定着ユニット６０が配設されている。この定着ユニット６０は、ハロゲンランプ等の発熱源を内包する加圧加熱ローラ６１と、定着ベルトユニット６２とを備えている。定着ベルトユニット６２は、定着部材たる定着ベルト６４、ハロゲンランプ等の発熱源を内包する加熱ローラ６３、テンションローラ６５、駆動ローラ６６、図示しない温度センサ等を有している。そして、無端状の定着ベルト６４を加熱ローラ６３、テンションローラ６５及び駆動ローラ６６によって張架しながら、図中反時計回り方向に無端移動せしめる。この無端移動の過程で、定着ベルト６４は加熱ローラ６３によって裏面側から加熱される。このようにして加熱される定着ベルト６４の加熱ローラ６３掛け回し箇所には、図中時計回り方向に回転駆動される加圧加熱ローラ６１がおもて面側から当接している。これにより、加圧加熱ローラ６１と定着ベルト６４とが当接する定着ニップが形成されている。

定着ベルト６４のループ外側には、図示しない温度センサが定着ベルト６４のおもて面と所定の間隙を介して対向するように配設されており、定着ニップに進入する直前の定着ベルト６４の表面温度を検知する。この検知結果は、図示しない定着電源回路に送られる。定着電源回路は、温度センサによる検知結果に基づいて、加熱ローラ６３に内包される発熱源や、加圧加熱ローラ６１に内包される発熱源に対する電源の供給をオンオフ制御する。これにより、定着ベルト６４の表面温度が約１４０［°］に維持される。
先に示した図１において、２次転写ニップを通過した記録紙Ｐは、中間転写ベルト４１から分離した後、定着ユニット６０内に送られる。そして、定着ユニット６０内の定着ニップに挟まれながら図中下側から上側に向けて搬送される過程で、定着ベルト６４によって加熱されたり、押圧されたりして、フルカラートナー像が定着せしめられる。

このようにして定着処理が施された記録紙Ｐは、排紙ローラ対６７のローラ間を経た後、機外へと排出される。プリンタ本体の筺体の上面には、スタック部６８が形成されており、排紙ローラ対６７によって機外に排出された記録紙Ｐは、このスタック部６８に順次スタックされる。
転写ユニット４０の上方には、Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋトナーを収容する４つのトナーカートリッジ１００Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋが配設されている。トナーカートリッジ１００Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ内のＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋトナーは、プロセスユニット１Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋの現像ユニット７Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋに適宜供給される。これらトナーカートリッジ１００Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋは、プロセスユニット１Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋとは独立してプリンタ本体に脱着可能である。
以上の基本的な構成を備える本プリンタにおいては、各色のプロセスユニット１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋや光書込ユニット２０が、像担持体たる各色の感光体３Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋに可視像たるＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋトナー像を形成する可視像形成手段として機能している。

図２は本発明に係るＦＢ制御方式におけるプリンタの構成を模式化した図である。このプリンタ２１０は、複数の像担持体２０１Ｙ，２０１Ｃ，２０１Ｍ，２０１Ｋと、像担持体に形成された静電潜像のトナー像を転写する中間転写ベルト（転写媒体）２０３と、像担持体及び中間転写ベルト２０３を駆動するモータ（駆動源）２０５と、モータ２０５により中間転写ベルト２０３に駆動伝達を行う駆動ローラ２０８以外の従動ローラ２１０に備え中間転写ベルト２０３の速度変動又は位置変動を検知するエンコーダ（検知手段）２１３と、中間転写ベルト２０３に作像された画像パターンを読み取る読取センサ２１６と、モータ２０５をエンコーダ２１３の信号に基づいて速度制御するモータドライバ２１４と、中間転写ベルト２０３に作像された画像パターンを読取センサ２１６にて読み取ることで各色の基準色からの位置ズレを計測して画像記録位置の補正を行う位置ズレ補正手段２１９と、読取センサ２１６により読取られた画像パターン及び印刷枚数に基づいて位置ズレ補正手段２１９を制御する制御部（制御手段）２１８と、を備えて構成されている。

ＦＢ制御方式の問題としては、厚紙通紙を行うと、厚紙の中転ベルトへの突入やレジストローラ対などからの抜けにより外乱が発生する。中間転写ベルト２０３の従動ローラ２１０に備え付けられたエンコーダ２１３の検知結果による制御では、この外乱の影響を受けやすく、制御ゲインの設定が難しくなる。加えて、速度により中転駆動固有の共振に対する余裕度が変わるため、ＦＢ制御の制御パラメータを速度モードごとに最適化する必要がある。最適化がされていないと、バンディングやショックジターなどの画像濃淡ムラの異常画像が発生することが挙げられる。そこで制御部２１８は、電源投入後に位置ズレ補正手段２１９により位置ズレ補正処理を行い、連続印刷時には印刷開始後、所定の印刷枚数に達すると位置ズレ補正手段２１９による位置ズレ補正処理を再び実行する。

図３は本発明に係るＦＧ制御方式におけるプリンタの構成を模式化した図である。同じ構成要素には図２と同じ参照番号を付して説明する。このプリンタ２２０は、複数の像担持体２０１Ｙ，２０１Ｃ，２０１Ｍ，２０１Ｋと、像担持体に形成された静電潜像のトナー像を転写する中間転写ベルト（転写媒体）２０３と、像担持体及び中間転写ベルト２０３を駆動するモータ（駆動源）２０５と、中間転写ベルト２０３に作像された画像パターンを読み取る読取センサ２１６と、モータ２０５をＦＧ信号に基づいて速度制御するモータドライバ２１４と、中間転写ベルト２０３に作像された画像パターンを読取センサ２１６にて読み取ることで各色の基準色からの位置ズレを計測して画像記録位置の補正を行う位置ズレ補正手段２１９と、読取センサ２１６により読取られた画像パターン及び温度検知手段２１７により検知された温度情報に基づいて位置ズレ補正手段２１９を制御する制御部（制御手段）２１８と、駆動ローラ２０８の温度を検知する温度検知手段２１７と、を備えて構成されている。
ＦＧ制御方式は、ＦＢ制御よりも外乱の影響を受けにくいという利点があるが、中間転写ベルト２０３の速度が色重ね調整時と印刷動作時に変化してしまうという問題が挙げられる。この問題点を低減するために、制御部２１８は、電源投入後に位置ズレ補正手段２１９により位置ズレ補正処理を行い、連続印刷時には印刷開始後、印刷開始時温度と連続印刷のページ間で温度検知手段２１７の検出する現在温度との温度差が所定の基準温度差を超えた場合、位置ズレ補正手段２１９による位置ずれ補正処理を再び実行する。

図４は本発明に係るＦＢ制御方式による制御部の動作を説明するフローチャートである。まず、プリンタの電源がＯＮされると（Ｓ１でＹ）、制御部２１８は位置ズレ補正手段２１９により最初の位置ズレ補正処理を実行する（Ｓ２）。そして印刷要求を受けて印刷が開始されると（Ｓ３）、制御部２１８は印刷枚数をカウントして所定のページ（Ｙページ）印刷したか否かをチェックする（Ｓ４）。Ｙページに達していなければ（Ｓ４でＮ）、ステップＳ６に進んで印刷が終了したか否かをチェックし（Ｓ６）、印刷が終了していなければ（Ｓ６でＮ）、ステップＳ３に進んで印刷を継続する。ステップＳ４において、Ｙページ印刷が終了すると（Ｓ４でＹ）、制御部２１８は再び位置ズレ補正手段２１９により位置ズレ補正処理を実行して（Ｓ５）、印刷が終了するまで繰り返す。

図５は本発明に係るＦＧ制御方式による制御部の動作を説明するフローチャートである。まず、プリンタの電源がＯＮされると（Ｓ１１でＹ）、制御部２１８は位置ズレ補正手段２１９により最初の位置ズレ補正処理を実行する（Ｓ１２）。そして印刷要求を受けて印刷が開始されると（Ｓ１３）、制御部２１８は駆動ローラ２０８の温度を温度検知手段２１７により計測して温度Ｔ０としてメモリに記憶する（Ｓ１４）。そして、所定のページＸページに達していなければ（Ｓ１５でＮ）、ステップＳ２０に進んで印刷が終了したか否かをチェックし（Ｓ２０）、印刷が終了していなければ（Ｓ２０でＮ）、ステップＳ１３に進んで印刷を継続する。ステップＳ１５において、Ｘページ印刷が終了すると（Ｓ１５でＹ）、制御部２１８は駆動ローラ２０８の温度を温度検知手段２１７により計測して温度ＴＸとしてメモリに記憶し（Ｓ１６）、温度Ｔ０とＴＸの差を計算して（Ｓ１７）、その温度差が基準値を超えているか否かをチェックする（Ｓ１８）。基準値を超えていなければ（Ｓ１８でＮ）、ステップＳ２０に進んで印刷が終了していなければ（Ｓ２０でＮ）、ステップＳ１３に進んで印刷を継続する。ステップＳ１８で基準値に達していれば（Ｓ１８でＹ）、再び位置ズレ補正手段２１９により位置ズレ補正処理を実行して（Ｓ１９）、印刷が終了するまで繰り返す。

図６はＦＧ制御方式もＦＢ制御方式と同じように一定印刷枚数に到達したときに位置ズレ補正を行い、温度変化による位置ズレ補正を行わないときのイメージ図である。縦軸は基準色からのズレ量、横軸は出力枚数を示す。即ち、一定印刷枚数にごとに位置ズレ補正処理を行う場合、次の補正処理を行うまでに、出力枚数の増加とともに、駆動ローラ２０８の径が熱膨張し、基準色（ブラック）からの色ずれ量が非常に大きくなっていることがわかる。

図７はＦＧ制御時に、一定印刷枚数に到達したときに位置ズレ補正処理を行わずに、駆動ローラが受ける温度変化による位置ズレ補正処理を行うときのイメージ図である。縦軸は基準色からのズレ量、横軸は出力枚数を示す。即ち、所定の基準温度差により位置ズレ補正処理を行うことで、駆動ローラ２０８の熱膨張によって位置ズレ量が大きく変化する前に、新たに位置ズレ補正処理を行うことで、位置ズレを低減して画像の質を向上させることができる。
このように、ＦＢ制御方式では、一定印刷枚数による位置ズレ補正を行いＦＧ制御では、所定の基準温度差により位置ズレ補正を行うことで、各制御方式に対して、適切なタイミングで位置ズレ補正処理を行うことができる。従って、ＦＢ制御とＦＧ制御の各制御方式によって位置ズレ補正処理タイミングを変更させることが好ましく、ＦＧ制御方式の位置ズレ補正処理の実行間隔をＦＢ制御よりも短くし、ＦＧ制御の位置ズレ補正処理を駆動ローラ径が受ける温度変動差による一定基準によって決定することで、位置ズレがより低減された高品位な画像を提供することができる。

図８は画像パターンにより位置ズレを補正する動作について説明するフローチャートである。図９は中間転写ベルトの移動方向に並べた各色のマークの配列によるマークパターンを示す図である。まず、読取センサ２１６により読取られた図９に示す画像パターンが出力され（Ｓ２１）、そのパターンを制御部２１８が検出する（Ｓ２２）。制御部２１８はそのパターンと基準値のパターンのズレ量を演算して（Ｓ２３）、その結果を位置ズレ補正手段２１９に出力して、この値に基づいて位置ズレ補正処理を実行する（Ｓ２４）。

１ プロセスユニット、２ 感光体ユニット、３ 感光体ドラム、４ クリーニングユニット、５ 帯電ユニット、６ 帯電ローラ、７ 現像ユニット、８ 第１搬送スクリュウ、９ 第１剤収容部、１０ トナー濃度センサ、１１ 第２搬送スクリュウ、１２ 現像ロール、１３ ドクターブレード、１４ 第２剤収容部、４１ 中間転写ベルト、４５ 転写ローラ、２００ プリンタ

特開２００２−２０７３３８公報 特開２００４−１３９０３６公報 特開２００４−１８７４１３公報

Claims (6)

1. 複数の像担持体と、該各像担持体上に静電潜像を形成する光学装置と、前記各像担持体に形成された静電潜像をトナーにより現像する現像部と、該各像担持体上のトナー像を転写される転写媒体と、前記像担持体及び前記転写媒体を駆動する駆動源と、該駆動源により前記転写媒体に駆動伝達を行う駆動ローラ以外のローラに備え前記転写媒体の速度変動又は位置変動を検知する検知手段と、前記転写媒体に転写された画像パターンを読み取る読取センサと、を備えた画像形成装置において、
   前記転写媒体に転写された画像パターンを前記読取センサにて読み取ることで各色の基準色からの位置ズレを計測して画像記録位置の補正を行う位置ズレ補正手段と、前記読取センサにより読取られた画像パターン及び印刷枚数に基づいて前記位置ズレ補正手段を制御する制御手段と、を有し、
   前記転写媒体を駆動する際に前記検知手段により検知した信号に基づいて前記駆動源の速度をフィードバック制御するＦＢ駆動方式において、前記制御手段は、電源投入後に前記位置ズレ補正手段により位置ズレ補正処理を行い、連続印刷時には印刷開始後、所定の印刷枚数に達すると前記位置ズレ補正手段による位置ズレ補正処理を再び実行することを特徴とする画像形成装置。
2. 複数の像担持体と、該各像担持体上に静電潜像を形成する光学装置と、前記各像担持体に形成された静電潜像をトナーにより現像する現像部と、該各像担持体上のトナー像を転写される転写媒体と、前記像担持体及び前記転写媒体を駆動する駆動源と、前記転写媒体に転写された画像パターンを読み取る読取センサと、を備えた画像形成装置において、
   前記転写媒体に転写された画像パターンを前記読取センサにて読み取ることで各色の基準色からの位置ズレを計測し画像記録位置の補正を行う位置ズレ補正手段と、前記駆動ローラの温度を検知する温度検知手段と、前記読取センサにより読取られた画像パターン及び前記温度検知手段により検知された温度情報に基づいて前記位置ズレ補正手段を制御する制御手段と、を備え、
   前記駆動源を一定の速度に制御するＦＧ駆動方式においては、前記制御手段は、電源投入後に前記位置ズレ補正手段により位置ズレ補正処理を行い、連続印刷時には印刷開始後、印刷開始時温度と前記連続印刷のページ間で前記温度検知手段の検出する現在温度との温度差が所定の基準温度差を超えた場合、前記位置ズレ補正手段による位置ずれ補正処理を再び実行することを特徴とする画像形成装置。
3. 前記画像パターンは、前記複数色のパターンを前記転写媒体の移動方向に複数列形成することにより構成され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. 前記転写媒体が中間転写ベルト又は紙搬送ベルトであることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の画像形成装置。
5. 前記像担持体が各色ごとに設けられ、該各色ごとの画像が４連タンデム方式で形成されることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の画像形成装置。
6. 前記位置ズレ補正手段が操作パネルもしくは該画像形成装置に接続されるパーソナルコンピュータからの命令により実行されることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の画像形成装置。

Images