JP2015222330A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コストを増大させることなく転写体の傾きによる色ずれを補正する画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置は、回転駆動される転写体と、転写体に画像を形成する画像形成手段と、転写体の回転方向に対する転写体の傾きを検出する検出手段と、転写体の傾きに基づき画像形成手段による画像形成の際に色ずれ補正を実行する制御手段と、を備えており、検出手段は、回転方向に直交する主走査方向における転写体の位置をサンプリング測定する第１測定手段と、第１測定手段とは回転方向の異なる位置に配置され、転写体の主走査方向の位置をサンプリング測定する第２測定手段と、第１測定手段のサンプリング結果を、第１測定手段の測定位置と第２測定手段の測定位置との間を転写体の表面が移動する移動時間に応じて補間する補間手段と、を備えている。【選択図】図７

Description

本開示は、中間転写体の傾きに起因する色ずれの補正技術に関する。

各色の感光体に形成したトナー像を転写体である中間転写ベルトに重ねて転写してカラー画像を形成する画像形成装置が知られている。中間転写ベルトが、その回転方向に直交する主走査方向において変位すること無く回転する場合には、各色のトナー像を同じ位置に重ね合わせることができ、色ずれの少ない画像を形成することができる。しかし、主走査方向の変位があると、各色のトナー像の転写位置が適正位置から主走査方向にずれ、これにより色ずれが発生する。

このため、特許文献１及び２は、中間転写ベルトの傾きを検出して色ずれを低減する構成を開示している。特許文献１においては、ベルト端面が直線ではない場合でも精度良く中間転写ベルトの傾きを検出するため、ベルト端面の異なる位置に取り付けられた２つのセンサによる、ベルト端面の同一箇所の検出結果に基づき中間転写ベルトの傾きを検出している。また、特許文献１は、ベルト端面の異なる位置に取り付けられた２つのセンサそれぞれのベルト１周分の検出結果の平均値を求め、その差分をとることで中間転写ベルトの傾きを検出する構成も開示している。

特開２０００−２３３８４３号公報 特開２００８−２８１８３３号公報

ベルト端面の異なる位置に取り付けられた２つのセンサによる、ベルト端面の同一箇所の検出結果を取得するには、高速なサンプリングを行い、かつ、データを遅延させるためのメモリが必要になりコストが増大する。また、２つのセンサそれぞれのベルト１周分の検出結果の平均値を求めるためには、ベルト１周分の検出結果を保存するメモリが必要となりコストが増大する。

本発明は、コストを増大させることなく転写体の傾きによる色ずれを補正する画像形成装置を提供するものである。

本発明の一側面によると、画像形成装置は、回転駆動される転写体と、前記転写体に画像を形成する画像形成手段と、前記転写体の回転方向に対する前記転写体の傾きを検出する検出手段と、前記転写体の傾きに基づき前記画像形成手段による画像形成の際に色ずれ補正を実行する制御手段と、を備えており、前記検出手段は、前記回転方向に直交する主走査方向における前記転写体の位置をサンプリング測定する第１測定手段と、前記第１測定手段とは前記回転方向の異なる位置に配置され、前記転写体の前記主走査方向の位置をサンプリング測定する第２測定手段と、前記第１測定手段のサンプリング結果を、前記第１測定手段の測定位置と前記第２測定手段の測定位置との間を前記転写体の表面が移動する移動時間に応じて補間する補間手段と、を備えていることを特徴とする。

本発明によると、コストを増大させることなく転写体の傾きによる色ずれを補正することができる。

一実施形態による画像形成装置の構成図。 一実施形態による中間転写ベルトの蛇行補正の説明図。 一実施形態による端部センサの説明図。 一実施形態による中間転写ベルトの回転方向に対する傾きに起因する色ずれ補正の説明図。 遅延部による遅延量と、中間転写ベルトの傾きの検出誤差との関係の説明図。 一実施形態による補間部での処理の説明図。 一実施形態による中間転写ベルトの傾きに起因する色ずれ補正のフローチャート。

以下、本発明の例示的な実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態は例示であり、本発明を実施形態の内容に限定するものではない。また、以下の各図においては、実施形態の説明に必要ではない構成要素については図から省略する。

図１は、本実施形態による画像形成装置の構成図である。原稿台ガラス１０１には、複写対象である原稿１００が置かれる。原稿１００は、光源１０３からの光で照射される。原稿１００での反射光は、ミラー１０４、１０５、１０６、及び、光学系１０８を経由してＣＣＤ１０９が受光する。ＣＣＤ１０９は、Ｒ（レッド），Ｂ（ブルー），Ｇ（グリーン）の３ラインのＣＣＤラインセンサにより構成される。モータ１０２は、ミラー１０４及び光源１０３を含む第１ミラーユニット１３７を速度Ｖで駆動し、ミラー１０５及び１０６を含む第２ミラーユニット１０７を速度１／２Ｖで駆動し、これにより原稿１００の全面を走査する。

画像処理部１１０は、ＣＣＤ１０９で読み取った画像情報を電気信号として処理し、プリンタ制御部１１１にプリント信号として出力する。半導体レーザ１１２〜１１５は、プリンタ制御部１１１からの出力信号によって駆動される。各半導体レーザからのレーザ光は、対応するポリゴンミラー１１６〜１１９の回転によって、対応する感光体１２４〜１２７の表面を走査し、これにより各感光体の表面に潜像が形成される。なお、感光体１２４〜１２７は、回転駆動されており、レーザ光の照射位置より、その回転方向の上流側において、図示しない帯電ローラにより一様な電位に帯電されている。現像器１２０、１２１、１２２、１２３は、それぞれ、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）のトナーを有し、対応する感光体１２４〜１２７の潜像をトナーで現像してトナー像を形成する。

１次転写ローラ１５１〜１５４は、１次転写バイアスを出力し、対応する感光体に形成されたトナー像を、像担持体且つ転写体である中間転写ベルト１２８に転写する。なお、各感光体に形成されたトナー像を重ねて転写することで多色のトナー像が形成される。中間転写ベルト１２８は、図中の矢印の方向に回転駆動され、その表面に転写されたトナー像を２次転写ローラ１５５の対向位置へと搬送する。なお、中間転写ベルト１２８の回転方向に直交する方向を、以下では主走査方向と呼ぶ。カセット１３２〜１３４及び手差しトレイ１３１の内、ユーザにより選択されたカセット又はトレイから給紙されたシートは、レジストレーションローラ１３０を経て搬送路を搬送される。カセット又はトレイからの給紙タイミングと、レーザ光による感光体の走査は、プリンタ制御部１１１が生成する同期信号に応じて行われる。よって、給紙タイミングと画像形成タイミングの同期が取られる。２次転写ローラ１５５は、２次転写バイアスを出力し、中間転写ベルト１２８のトナー像を、搬送路を搬送されるシートに転写する。トナー像の転写後、シートは定着部１３６に搬送されて、転写されたトナー像のシートへの定着が行われる。トナー像の定着後、シートは、排紙トレイ１３５上に排紙される。フォトインタラプタ１２９は、中間転写ベルト１２８の内側にある基準マークを検出して中間転写ベルト１２８の基準位置を検出するためのセンサである。さらに、中間転写ベルト１２８のベルト端部には、中間転写ベルト１２８の主走査方向の位置を検出する端部センサ１７０及び１７１が設けられている。なお、端部センサ１７０及び１７１は、中間転写ベルト１２８の主走査方向位置をサンプリング測定する。本実施形態において、端部センサ１７１は、端部センサ１７０より、中間転写ベルト１２８の回転方向の下流側に配置されている。

図２（Ａ）及び（Ｂ）は、ステアリングモータ１７２による中間転写ベルト１２８の蛇行補正の説明図である。本実施形態において、端部センサ１７１は、中間転写ベルト１２８の端部の主走査方向の位置を検出し、ステアリング制御部２１３は、端部センサ１７１の検出結果に基づき中間転写ベルト１２８の蛇行補正を行う。例えば、図２（Ａ）の正方向にベルトが動いていると検出すると、ステアリング制御部２１３は、ステアリングモータ１７２により、ステアリングローラ２０４を、図２（Ｂ）の＋β方向に移動させ、これにより中間転写ベルト１２８を負方向に移動させる。逆に、図２（Ａ）の負方向への動きを検出すると、ステアリング制御部２１３は、ステアリングモータ１７２により、ステアリングローラ２０４を、図２（Ｂ）の−β方向に移動させ、これにより中間転写ベルト１２８を正方向に移動させる。なお、ステアリング制御部２１３は、ステアリング制御により、中間転写ベルト１２８が寄り切らないようにする。また、傾き演算部２１２は、端部センサ１７０及び１７１の検出結果から、中間転写ベルト１２８の回転方向に対する傾きを検出する。ステアリング制御部２１３及び傾き演算部２１２は、例えば、プリンタ制御部１１１に設けられる。

図３は、端部センサ１７０及び１７１によるベルト端部の主走査方向位置の検出の説明図である。中間転写ベルト１２８の端面には、端部センサのフラグ７０９が当接されている。端部センサは、２つのフォトダイオード７０５及び７０６を有し、フォトダイオード７０５及び７０６の受光量と出力電圧の関係は略同じものとする。また、端部センサは、図示しない発光素子を有し、発光素子が照射する光は、フォトダイオード７０５及び７０６がそれぞれ受光する。なお、フラグ７０９には、センサ面フラグ７０７が接続されており、センサ面フラグ７０７は、発光素子からフォトダイオード７０５及び７０６に向かう光の一部を遮光する様に構成されている。なお、センサ面フラグ７０７が基準位置にあるときには、発光素子が光を照射した際にフォトダイオード７０５及び７０６が受光する光強度は略同じとなる様にする。

例えば、中間転写ベルト１２８が主走査方向の正方向に動き、それによりフラグ７０９が同方向に動くと、センサ面フラグ７０７は、矢印７０４の方向に動く。これにより、フォトダイオード７０６の受光強度は小さくなり、フォトダイオード７０５の受光強度は大きくなる。逆に、中間転写ベルト１２８が主走査方向の負方向に動き、それによりフラグ７０９が同方向に動くと、センサ面フラグ７０７は、矢印７０４とは逆方向に動く。これにより、フォトダイオード７０５の受光強度は小さくなり、フォトダイオード７０６の受光強度は大きくなる。したがって、例えば、フォトダイオード７０６の出力電圧を、フォトダイオード７０５の出力電圧で除することでベルトの主走査方向位置を検出することができる。図３（Ｂ）は、ベルト端部の主走査方向位置と、フォトダイオード７０６の出力電圧を、フォトダイオード７０５の出力電圧で除した値との関係を示している。なお、横軸は、ベルト端部の基準位置からの変位で表している。

図４は、本実施形態による中間転写ベルト１２８の主走査方向の傾きに起因する色ずれと、その補正制御の説明図である。図４（Ａ）は、中間転写ベルト１２８の回転方向に対する傾きが無い場合を示している。感光体１２７は、イエローのトナー像４０２Ｙを中間転写ベルト１２８に転写する。このトナー像４０２Ｙは、中間転写ベルト１２８の回転により感光体１２４の転写位置へと搬送され、感光体１２４が転写するブラックのトナー像４０２Ｋと重ねられる。中間転写ベルト１２８に転写されたトナー像４０２Ｙとトナー像４０２Ｋには、主走査方向の相対的な位置ずれはない。

図４（Ｂ）は、中間転写ベルト１２８が、その回転方向に対して傾いている場合を示している。ここで、主走査方向に関して、感光体１２７の転写位置を基準とする感光体１２４の転写位置のずれ量をΔｄ１とする。この場合、図４（Ｂ）に示す様に、中間転写ベルト１２８に転写されたトナー像４０２Ｙは、トナー像４０２Ｋに対して、主走査方向の正側にΔｄ１だけずれる。したがって、この場合、図４（Ｃ）に示す様に、感光体１２７へのトナー像の形成位置を、主走査方向の負側にΔｄ１だけずらすことで、トナー像４０２Ｙとトナー像４０２Ｋとの色ずれを抑えることができる。図４（Ｂ）に示す様に端部センサ１７０と１７１の距離がｄ２であり、端部センサ１７１が検出するベルト位置が、端部センサ１７０が検出するベルト位置より、主走査方向の正側にΔｄ２だけずれていたものとする。この場合、ずれ量Δｄ１は、Δｄ１＝ｄ１×Δｄ２／ｄ２で求めることができる。なお、図４では、イエローとブラックのトナー像の色ずれ補正について説明したが、他の色についても同様である。

図５は、遅延部２１４での遅延時間と、検出される中間転写ベルト１２８の傾き量との関係の説明図である。図５（Ｃ）は、遅延部２１４における遅延時間が目標値に等しい場合を示している。ここで、遅延時間の目標値は、端部センサ１７０と端部センサ１７１との距離を中間転写ベルト１２８の表面が移動するのに要する移動時間に等しい。この場合、端部センサ１７１の出力と、遅延後の端部センサ１７０の出力は、中間転写ベルト１２８の端部の同一箇所の測定値であるため、２つの出力の差分を取ることでベルトの傾き量を求めることができる。一方、図５（Ａ）は、遅延部２１４における遅延時間が目標値より５０ｍｓだけ遅い場合を示している。この場合、端部センサ１７１の出力と、遅延後の端部センサ１７０の出力は、中間転写ベルト１２８の端部の同一箇所の測定値ではなく、よって、２つの出力の差分を取ったとしても、中間転写ベルト１２８の傾き量には誤差が含まれることになる。図５（Ｂ）は、遅延部２１４における遅延時間が目標値より５０ｍｓだけ短い場合を示している。この場合にも、図５（Ａ）と同様に、中間転写ベルト１２８の傾き量には誤差が含まれることになる。

図６は、本実施形態による中間転写ベルト１２８の傾き量の検出の説明図である。図６のｔ０〜ｔ１０は端部センサ１７０及び１７１のサンプリングタイミングであり、図６の例においては、サンプリング周期を１００ｍｓとしている。よって、遅延部２１４における遅延時間は１００ｍｓ単位での設定となる。また、図６の例では、端部センサ１７０と端部センサ１７１との距離を１９０ｍｍとし、中間転写ベルト１２８の速度を２００ｍｍ／ｓとし、よって遅延時間の目標値を９５０ｍｓとしている。時刻ｔ１０において端部センサ１７１が測定する中間転写ベルト１２８の位置は、時刻ｔ０と時刻ｔ１の間において、端部センサ１７０による測定位置にある。時刻ｔ０や時刻ｔ１は、時刻ｔ１０に対して、遅延時間の目標値より５０ｍｓだけずれているため、時刻ｔ０や時刻ｔ１のサンプリング値を使用して中間転写ベルト１２８の傾き量を求めると、図５（Ａ）や（Ｂ）を用いて説明した様に誤差が生じる。特に、この遅延時間のずれ部分に、中間転写ベルト１２８のカット段差といった急激な位置変化を起こす部分があると、その誤差は大きくなる。

このため、本実施形態では、補間部２１６を設け、図６（Ｂ）に示す様に、遅延時間の目標値における端部センサ１７０の測定結果を、時間的にその前後のサンプリング結果を補間して求める。図６（Ｂ）において、Ｔｘは、遅延時間の目標値となる時間であり、Ｔ１は、Ｔｘの直前のサンプリング時刻であり、Ｔ２は、Ｔｘ直後のサンプリング時刻である。またＡ１及びＡ２は、それぞれ、時刻Ｔ１及びＴ２でのサンプリング値である。さらに、Ａｘは、補間により求める時刻Ｔｘでの端部センサ１７０の出力の推定値である。本実施形態では、Ａｘを、前後のサンプリング値を線形補間して求める。つまり、Ａｘは、
Ａｘ＝（Ａ２−Ａ１）×（Ｔｘ−Ｔ１）／Ｓ＋Ａ１
で求める。なお、Ｓはサンプリング周期である。

この様に、遅延部２１４は、端部センサ１７０の出力を所定量だけ遅延させる。また、補間部２１６は、端部センサ１７１による中間転写ベルト１２８の各サンプリング位置の、端部センサ１７０による測定結果を、端部センサ１７０のサンプリング値を補間して求める。この構成によりサンプリングを高速化することなく、かつ、遅延時間の目標値がサンプリング間隔の整数倍でなくとも、中間転写ベルト１２８の回転方向に対する傾き量の検出誤差を低減させることができる。なお、遅延部２１４における遅延量は、例えば、端部センサ１７０のサンプリング周期の整数倍であり、中間転写ベルト１２８の表面が端部センサ１７０と１７１の測定位置を移動する移動時間以下で、かつ、最も大きい値とすることができる。

図７は、中間転写ベルト１２８の傾きに起因する色ずれの補正制御のフローチャートである。印刷の開始により、プリンタ制御部１１１は、端部センサ１７０、１７１にベルトの主走査方向位置のサンプリングを開始させる。ステアリング制御部２１３は、Ｓ１１で、端部センサ１７１の出力に基づき、ベルトの蛇行を補正する。その後、Ｓ１２で遅延時間の目標値だけ時間が経過するまで待機し、遅延時間の目標値だけ経過すると、補間部２１６は、Ｓ１３で、端部センサ１７０の出力を補間して、端部センサ１７１が測定するのと同じ位置における、ベルトの主走査方向の位置を出力する。傾き演算部２１２は、Ｓ１４で、端部センサ１７１の出力と、補間部２１６の出力からベルトの傾き量を求める。プリンタ制御部１１１は、Ｓ１５で、傾き演算部２１２が求めた傾き量に基づき色ずれ補正を行う。具体的には、図４（Ｃ）に示す様に、感光体に形成する潜像の書き出し位置を補正する。プリンタ制御部１１１は、Ｓ１６で印刷処理が終了したかを判定し、印刷処理が終了するまでＳ１３〜Ｓ１５の処理を繰り返す。なお、本実施形態においては、端部センサ１７０のサンプリング結果を補間したが、端部センサ１７１のサンプリング結果を補間しても良い。

［その他の実施形態］
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。

１２８：中間転写ベルト、１２４〜１２７：感光体、１２０〜１２３：現像器、１５１〜１５４：１次転写ローラ、１７０、１７１：端部センサ、１１１：プリンタ制御部、２１４：遅延部、２１６：補間部

Claims (6)

1. 回転駆動される転写体と、
   前記転写体に画像を形成する画像形成手段と、
   前記転写体の回転方向に対する前記転写体の傾きを検出する検出手段と、
   前記転写体の傾きに基づき前記画像形成手段による画像形成の際に色ずれ補正を実行する制御手段と、を備えており、
   前記検出手段は、
   前記回転方向に直交する主走査方向における前記転写体の位置をサンプリング測定する第１測定手段と、
   前記第１測定手段とは前記回転方向の異なる位置に配置され、前記転写体の前記主走査方向の位置をサンプリング測定する第２測定手段と、
   前記第１測定手段のサンプリング結果を、前記第１測定手段の測定位置と前記第２測定手段の測定位置との間を前記転写体の表面が移動する移動時間に応じて補間する補間手段と、
   を備えていることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記補間手段は、前記第１測定手段のサンプリング結果を補間して、前記第２測定手段による前記転写体の前記回転方向における各サンプリング位置の、前記第１測定手段の測定位置での前記主走査方向の位置を求めることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記第１測定手段及び前記第２測定手段の内の前記回転方向の上流側に配置されている測定手段のサンプリング結果を所定量だけ遅延させる遅延手段をさらに備えてい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. 前記所定量は、前記第１測定手段のサンプリング周期の整数倍の値であることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記所定量は、前記第１測定手段のサンプリング周期の整数倍の値のうち、前記移動時間以下で、かつ、最も大きい値であることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
6. 前記制御手段は、前記画像形成手段による画像形成の際、前記転写体の傾きに基づき、前記主走査方向における画像の形成位置を制御することで前記色ずれ補正を実行することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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