JP2011107696A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】テスト画像を作像し、そのベルト上位置検知結果に基づいて、画像書込み位置を補正する画像書込み位置補正モードを有する画像形成装置において、ベルトの搬送方向をモニタし、上記画像書込み位置補正モード時のベルト搬送方向を基準搬送方向とし、実際の作像時はこの基準搬送方向と現状搬送方向の差に基づいて、画像書き込み位置を逐次修正する。
【選択図】図1
Description
<画像形成装置について>
本発明に係る画像形成装置について説明する。まず、図22を用いて画像形成装置の動作について説明する。図22に示した画像形成装置60は電子写真方式を用いたカラーの画像形成装置である。画像形成装置60は、4色の画像形成部(画像形成手段)を中間転写ベルト上に並べて配置した、所謂中間転写タンデム方式の画像形成装置の断面図であり、厚紙対応力や生産性に優れる点から近年主流になっている。
記録材Sは記録材収納庫61内のリフトアップ装置62上に積載される形で収納されており、給紙手段63により画像形成タイミングに合わせて給紙される。ここで、給紙手段63は給紙ローラ等による摩擦分離を利用する方式と、エアによる分離吸着を利用する方式が挙げられるが、図22ではこのうち後者を用いるものとする。
以上説明した二次転写部までの記録材Sの搬送プロセスに対して、同様のタイミングで二次転写部まで送られて来る画像の形成プロセスについて説明する。画像形成部613yは、像担持体である感光体(感光ドラム)608y、露光装置611y、現像装置610y、転写手段である一次転写装置607y、および感光体クリーナ609y等から構成される。予め帯電手段により表面を一様に帯電され、図中矢印mの方向に回転する前記感光体608yに対し、送られてきた画像情報の信号に基づいて前記露光装置611yが駆動され、回折手段612y等を適宜経由して潜像が形成される。前記感光体608y上に形成された静電潜像は、前記現像装置610yによるトナー現像を経て、感光体上にトナー像として顕在化する。
以上、それぞれ説明した記録材Sの搬送プロセスおよび画像形成プロセスを以って、前記二次転写部において記録材S上にフルカラーのトナー像が二次転写される。その後、記録材Sは定着前搬送部67により定着装置68へと搬送される。該定着装置68は、対向するローラもしくはベルト等による所定の加圧力と、一般的にはヒータ等の熱源による加熱効果を加えて記録材S上にトナー像を溶融固着させる。
図7は本実施形態における中間転写ベルトユニット200の構成を、図8はステアリング機構201の構成を示す斜視図である。中間転写ベルト606は、駆動ローラ604、二次転写内ローラ603、アイドラローラ621、ステアリングローラ605などの複数のローラにより張架される無端ベルトであり、図中矢印方向に搬送速度Vで走行駆動される。ここで、ステアリングローラ605は、他の内周保持部材に対するベルト張架面と交わる方向の平行度を逐次変化させるステアリングローラ傾斜制御手段であるステアリング機構201により支持されている。そして、走行駆動時にベルトが斜めに走行する、いわゆるベルト寄りを修正する役割を担っている。
図1に本実施形態における主走査色ずれ制御、図2に画像書込み位置補正モード、図3にベルト寄りを修正するステアリング機構201によるステアリング制御のフローチャートを、図4に本実施形態におけるブロック図を示す。
続いて、ベルト上にテスト画像を印字して、該テスト画像のベルト上での位置をベルト上画像位置検知手段で検知し、該検知結果に基づいて像担持体への画像書込み位置を補正する、画像書込み位置補正モードの動作を図2で説明する。図4における制御コントローラ50は、この画像書き込み位置補正モードを実行する実行部の機能を有する。また、制御コントローラ50は、後述する補正モードにより決定された書き込み開始位置を変更する変更手段としての機能を有する。
続いて、ステアリング動作によって発生するステアリングローラ傾斜量とベルト搬送方向変化(ベルト上の所定の点の移動方向変化)及び主走査色ずれの関係の説明を一般的な張架レイアウトを例に図11、図12、図13、および図14を用いて行う。
V=V1 (1)
この理由を以下に述べる。
ベルトを張架するローラによるベルトの拘束力は以下に説明するオイラーの関係式で記述される。図15のようにベルトのローラへの巻きつき終わり側のテンションをT1、巻き付き始めのテンションをT2、ローラの駆動力または負荷により周面上に発生する力をFとすると、ベルトとローラが一体で回転する場合、力のつり合いから、次式が得られる。
T1+F=T2 (2)
(Fが正の場合はローラの駆動力。負の場合はローラの負荷力。)
T´=T1×eμθ (3)
(μ:ベルトとローラ間の静止摩擦係数)
T´=T1×e−μθ (4)
T1×eμθr>T2 (Fが正の場合) (5)
または、
T1×e−μθ<T2 (Fが負の場合) (6)
続いて、ベルトの搬送方向に交差する方向の位置と主走査色ずれの関係について説明する。先の説明より、ステアリングローラの3次元的な傾きがベルトの張架面の搬送方向ベクトルを決定し、色ずれ量を決めると説明した。このステアリングローラの3次元的な傾きにはステアリング制御によって発生させるステアリングローラ傾斜量の影響が大きく出る説明はしたが、ベルトの搬送方向に直交する方向でベルトがどこにいるかも影響を与えることが分った。以下にそのメカニズムを説明する。
以上、説明したように、ベルト搬送に起因する主走査色ずれを表すベルト搬送方向の変化はステアリング制御によって発生させるステアリングローラ傾斜量とベルトの走行方向に交差する位置から算出することができる。本実施形態のステアリング制御においては、ステアリングローラ傾斜量はエッジ検知センサ出力と目標ベルト位置の偏差の複数回履歴を用いたPID制御によって決定される。一方、ベルトの走行方向に交差する位置もエッジ検知センサ出力と目標ベルト位置の偏差であらわされる。つまり、本実施形態においては、エッジ検知センサ出力の履歴により、ベルト搬送方向の変化を算出することができる。
次に、画像書込み位置補正モードにより決定された書き込み開始位置を変更する変更手段について説明する。この変更は、画像書込み位置補正モードの実行時のベルト搬送方向算出部により算出された移動方向と入力された画像形成信号に基づく画像形成時の搬送方向算出手段により算出された移動方向との差分に基づいて行う。作像動作時の主走査色ずれ制御について図1で説明する。
図28はベルト上の任意の質点Ptの軌跡を示す図で、PtからP’+dtに向かう矢印が前述のベルト搬送方向を表す。PtからP+dtに向かう矢印は図6のように画像書込み位置補正モード時に設定された基準搬送方向である。(ここでは基準搬送方向を例として1つ示しているが、図6のように各色で用いる基準搬送方向はそれぞれ異なる。)
dS=S−Sr・・・(7)
dSy=S−Sry・・・(8)
dSm=S−Srm・・・(9)
dSc=S−Src・・・(10)
dSb=S−Srb・・・(11)
(Sry、Srm、Src、Srbは図6の各色基準搬送方向で決定される量である。)
dY=dSy×LY/LS・・・(12)
dM=dSm×LM/LS・・・(13)
dC=dSc×LC/LS・・・(14)
dB=dSb×LB/LS・・・(15)
本発明の実施形態2については実施形態1とエッジ検知センサの構成とステアリング制御及びベルト搬送方向算出部のみ異なる。よって当該部分のみ説明する。
本実施形態におけるブロック図を図24、概略断面図を図25に示す。本形態においては第一ベルト位置検知手段であるエッジ検知センサ1に加えて、ベルト上流側に第二ベルト位置検知手段であるエッジ検知センサ2が設けてある。後述するステアリング制御においては、エッジ検知センサ1の出力をトリガーにしてステアリングローラの切り返しが行われる。また、ベルト搬送方向算出部51においては後述する方法でエッジ検知センサ1及びエッジ検知センサ2の出力からベルト搬送方向の算出が行われる。
図26においてステアリング機構201によるステアリング制御の説明をする。作像指示や、各種画像調整モードにおいて中間転写ベルトの駆動開始が指示されると(S900)、図24の制御コントローラ50からベルト駆動モータドライバ700に駆動開始指令が送信される(S901)。同時にステアリングカム駆動モータドライバ701にステアリングローラ傾斜量を設定Aにするよう指令が送信される(S902)。ステアリングローラ傾斜量設定Aはベルトが必ず手間側によってくるような所定のステアリング量に設定されている。また、制御コントローラ50はエッジ検知センサ1のベルトエッジ位置データの取得を開始する(S903)。
本実施形態においては、ベルトの搬送方向について、複数のベルト位置検知手段であるエッジ検知センサ1、エッジ検知センサ2の検知データに基づいて、より正確に算出することが可能である。即ち、本実施形態の場合、ベルトの走行方向において異なる位置に設けられたエッジ検知センサ1、2を有している。そして、センサ1で検知されたベルト上の所定の点と、センサ2で検知されたベルト上の所定の点との位置の差分に基づいて、ベルト上の所定の点の移動方向を算出している。
S(t+dt)=E1(t+dt)−E2(t)・・・(16)
dt=LS/PS・・・(17)
dt=2 [sec] ・・・(18)
となる。
本発明の実施形態3については実施形態1とステアリング制御及びベルト搬送方向算出部のみ異なる。よって当該部分のみ説明する。
本実施形態のステアリング制御は図26に示す実施形態2と同様である。
本実施形態におけるブロック図を図29に示す。ベルト搬送方向検知手段であるベルト搬送方向算出部51には、制御コントローラ50よりステアリングローラ傾斜量設定が、エッジ検知センサ1からはベルトの走行方向と交差する方向における位置が逐次入力されている。ベルト搬送方向算出部51では実施形態1で説明した、<ローラの傾きとベルトの搬送方向>、及び、<ベルト位置と主走査の色ずれの関係>のメカニズムに基づいて、ベルト搬送方向の算出が行われる。実際の演算に関しては、各色に対し、図30のようなテーブルを予め算出しておき、それらを用いて図1における画像書込み位置修正値を算出し、逐次色ずれ補正が行われる。
本発明の実施形態4については実施形態3とベルトの走行方向と交差する方向における位置の検知手段と、ベルト搬送方向算出部51の算出演算のみ異なる。図31に本実施形態の中間転写ベルトユニットの概略図を、図32にブロック図を示す。
∫PS(t)×dt ・・・(19)
(PS(t):ベルトの走行スピード設定値)
Xb=(Xlimr−Xlimf)×{∫PS(t)×dt}/Lfr+Xlimf ・・・(20)
ベルトが奥側から手前に寄っているときは、次式となる。
Xb=(Xlimf−Xlimr)×{∫PS(t)×dt}/Lrf+Xlimr ・・・(21)
Claims (4)
- 回転可能なベルトと、
第一像担持体と、
前記第一像担持体に静電潜像を形成し、トナー像を形成する第一画像形成手段と、
ベルトの回転方向において第一像担持体よりも下流側に配置された第二像担持体と、
前記第二像担持体に静電潜像を形成し、トナー像を形成する第二画像形成手段と、
前記第一像担持体に形成されたトナー像と前記第二像担持体に形成されたトナー像とをベルト上或いはベルトに担持された記録材に転写する転写手段と、
ベルト上の所定の点の移動方向を算出する搬送方向算出手段と、
前記第一像担持体からベルト上に転写された調整用トナー像と前記第二像担持体からベルト上に転写された調整用トナー像との位置関係を検出し、少なくとも一方の像担持体に形成する静電潜像の書き込み開始位置を決定する補正モードを実行する実行部と、
前記補正モードの実行時の前記搬送方向算出手段により算出された移動方向と入力された画像形成信号に基づく画像形成時の前記搬送方向算出手段により算出された移動方向との差分に基づいて前記補正モードにより決定された書き込み開始位置を変更する変更手段と、を備えた、
ことを特徴とする画像形成装置。 - 前記ベルトの走行方向と交差する方向における前記ベルトの端部位置を検知するベルト位置検知手段を有し、
前記搬送方向算出手段は、該ベルト位置検知手段の複数回の検知結果から前記ベルト上の所定の点の移動方向を算出する、
ことを特徴とする、請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記ベルトの走行方向と交差する方向における前記ベルトの位置を検知するベルト位置検知手段と、
前記ベルトの走行方向と直交する方向におけるベルトの位置を調整するステアリングローラと、
前記ベルト位置検知手段の出力に基づいて前記ステアリングローラの傾斜を制御する傾斜制御手段と、を有し、
前記搬送方向算出手段は、前記ベルト位置検知手段の出力から前記ベルト上の所定の点の移動方向を算出する、
ことを特徴とする、請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記搬送方向算出手段は、ベルトの走行方向において異なる位置に設けられた第一ベルト位置検知手段及び第二ベルト位置検知手段を有し、前記第一ベルト位置検知手段で検知された前記ベルト上の所定の点と、前記第二ベルト位置検知手段で検知された前記ベルト上の所定の点との位置の差分に基づいて、前記ベルト上の所定の点の移動方向を算出する、
ことを特徴とする、請求項1に記載の画像形成装置。
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