JP2017227748A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高品質の画像を形成することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】像担持体６１３と、転写媒体６２１と、転写媒体６２１を駆動する駆動部７５と、駆動部７５により駆動される転写媒体６２１の速度を検出する速度検出部７１と、画像形成前にずれ補正が実行される場合、速度検出部７１により検出される転写媒体６２１の速度に基づき求められる転写媒体６２１の基準平均速度を記憶する記憶部５１と、画像形成中である場合、速度検出部７１により検出される転写媒体６２１の速度に基づき、駆動部７５により駆動される転写媒体６２１の目標速度を制御する速度制御部４１１と、を備え、速度制御部４１１は、目標速度を制御する場合、速度検出部７１により検出される転写媒体６２１の速度に基づき求められる転写媒体６２１の平均速度を、記憶部５１に記憶されている転写媒体６２１の基準平均速度に制御する。【選択図】図３

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

画像形成装置は、業務上、大量印刷が要求されてきている。画像形成装置の性能評価指標のうち、毎時生産性という指標がある。毎時生産性は、各機種の性能を比較する指標の一つであり、１時間で何枚印刷可能であるかを示す。

画像形成装置に大量印刷を行わせる場合、長時間連続で印刷を行わせることとなる。この場合、機内環境の変化に伴って画像作成条件が変化することがある。画像作成条件が変化すれば、高品質の画像を形成する性能が維持されない恐れがある。よって、高品質の画像を形成する性能を維持させるためには、定期的に印刷動作を中断させ、用紙に形成されるパッチを使用する補正を行うことが望ましいが、毎時生産性は低下する。

また、画像形成装置のうち、カラー印刷を行う機種のものは、複数の色の現像剤を用いて色ごとに画像を形成することにより、一枚の画像が生成される。よって、色ごとの画像にずれがある場合、色ずれ補正を行うことにより、高品質の画像を形成する性能を維持させることが望ましい。

色ずれ補正は、Ｃｏｌｄ状態からの起動時だけでなく、連続動作中であっても、機内の温度変化又は印字枚数等に基づいて印刷動作を中断させた後、用紙に形成されるパッチを使用する補正である。用紙に形成されるパッチを使用する補正によって、色ずれ補正が行われるため、高精度なカラーレジスト性能を維持することができる。よって、高品質の画像を形成することができるが、用紙に形成されるパッチを使用する補正は、上記で説明したように、印刷動作を中断させる。よって、毎時生産性は低下する。

そこで、毎時生産性を低下させずに色ずれ補正を行うものとして、用紙に形成されるパッチを使用する補正ではなく、機内の温度変化の予測に基づき、色ずれ補正を行うものが提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。

特開２０１３−２１８２８３号公報 特開２０１４−０５２４９２号公報

しかし、特許文献１，２に記載のような従来技術は、転写媒体の平均速度の経時的な変化が考慮されていない。転写媒体の平均速度の経時的な変化は、機内の温度変化に伴う駆動ローラーの膨張又は収縮に起因して生じるだけでなく、駆動ローラーと転写媒体との滑り率の変化に起因しても生じる。駆動ローラーと転写媒体との滑り率の変化は、駆動ローラーの表面及び転写媒体内面の汚れに起因して生じるだけでなく、厚紙を通紙することに伴って生じる転写媒体の局部的なテンションの変化に起因しても生じる。

よって、駆動ローラーと転写媒体との滑り率の変化は、機内の温度変化と比べ、予測が困難である。また、駆動ローラーと転写媒体との滑り率の変化は、装置全体のサイズが大きくなるにつれ、顕著に表れる。よって、毎時生産性の高い大型機であるにつれ、駆動ローラーと転写媒体との滑り率の変化は顕著となる。

つまり、特許文献１，２に記載のような従来技術は、紙に画像が形成されている間、転写媒体の平均速度の経時的な変化が補正されないため、高品質の画像を形成することができない。

本発明は、従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、高品質の画像を形成することができる画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係る画像形成装置は、静電潜像から形成されるトナー像を担持する像担持体と、前記像担持体と対向して設けられ、前記像担持体から前記トナー像が転写される転写媒体と、前記転写媒体を駆動する駆動部と、前記駆動部により駆動される前記転写媒体の速度を検出する速度検出部と、画像形成前にずれ補正が実行される場合、前記速度検出部により検出される前記転写媒体の速度に基づき求められる前記転写媒体の基準平均速度を記憶する記憶部と、画像形成中である場合、前記速度検出部により検出される前記転写媒体の速度に基づき、前記駆動部により駆動される前記転写媒体の目標速度を制御する速度制御部と、を備え、前記速度制御部は、前記目標速度を制御する場合、前記速度検出部により検出される前記転写媒体の速度に基づき求められる前記転写媒体の平均速度を、前記記憶部に記憶されている前記転写媒体の基準平均速度に制御する、ものである。

また、本発明に係る画像形成装置において、前記転写媒体の回転数が設定数に到達する間に検出される前記転写媒体の速度に基づき、前記基準平均速度を求める速度演算部をさらに備え、前記設定数は、整数が設定される、ことが好ましい。

また、本発明に係る画像形成装置において、前記速度検出部は、前記像担持体が半回転するごとに、第１の位相及び前記第１の位相と逆位相の第２の位相のそれぞれのタイミングで前記転写媒体の速度を検出し、前記速度演算部は、前記第１の位相のときに検出される前記転写媒体の速度と、前記第２の位相のときに検出される前記転写媒体の速度とに基づき、前記基準平均速度を求める、ことが好ましい。

また、本発明に係る画像形成装置において、前記速度検出部は、前記転写媒体の速度を検出するときのサンプリング間隔を、前記像担持体が２分の１回転するごとに、２の指数乗分の１周期とする、ことが好ましい。

また、本発明に係る画像形成装置において、前記画像形成前に前記ずれ補正が実行される場合、前記像担持体を介して前記転写媒体にパッチを形成させる補正処理部と、前記補正処理部により形成されるパッチの相対的な位置を検知する位置検知部と、前記位置検知部により検知されるパッチの相対的な位置に基づき、前記静電潜像を前記像担持体に書き込む位置を補正する書き込み位置補正部と、をさらに備える、ことが好ましい。

また、本発明に係る画像形成装置において、機内の機内温度を検知する温度検知部と、前記温度検知部により検知される機内温度に基づき、前記機内の基準機内温度を求める温度演算部と、前記温度検知部により検知される機内温度と、前記温度演算部により求められる基準機内温度とに基づき、前記転写媒体に形成される画像の位置を補正する位置ずれ補正部と、をさらに備える、ことが好ましい。

また、本発明に係る画像形成装置において、前記位置ずれ補正部は、前記機内温度と、前記基準機内温度との差異に応じて、画像の形成位置の予測ずれ量を求める、ことが好ましい。

また、本発明に係る画像形成装置において、前記位置ずれ補正部は、前記画像形成中である場合、前記予測ずれ量に基づき、前記ずれ補正を実行し、前記ずれ補正は、前記静電潜像が前記像担持体に書き込まれるタイミング、前記静電潜像の大きさ、又は前記静電潜像を前記像担持体に書き込む光の光路が調整される、ことが好ましい。

本発明によれば、高品質の画像を形成することができる。

本発明の実施形態における画像形成装置１の全体構成の一例を示す図である。 本発明の実施形態における画像形成装置１の画像形成系Ｉ及び画像転写系ＩＩの構成例を示す図である。 本発明の実施形態における画像形成装置１の制御部４１の機能構成例を示す図である。 本発明の実施形態における補正前の転写媒体６２１の速度変動成分の一例を示す図である。 本発明の実施形態における転写媒体６２１の平均速度を演算するための期間の一例を示す図である。 本発明の実施形態における転写媒体６２１の速度のサンプリング周期の一例を示す図である。 本発明の実施形態における制御例を説明するフローチャートである。 本発明の実施形態における転写媒体速度検出処理を説明するフローチャートである。 本発明の実施形態における基準平均速度演算処理を説明するフローチャートである。 本発明の実施形態における目標速度制御処理を説明するフローチャートである。 本発明の実施形態における位置ずれ補正処理例を説明するフローチャートである。

以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明するが、本発明は以下の実施形態に限られるものではない。

実施形態１．
図１は、本発明の実施形態における画像形成装置１の全体構成の一例を示す図である。図１に示すように、画像形成装置１は、カラー複写機の一例であり、原稿Ｔに形成された色画像を読み取ることにより画像情報を取得し、取得した画像情報に基づいて色を重ね合わせ、色画像を形成する装置である。画像形成装置１は、カラー複写機の外に、カラー用のプリンタ若しくはファクシミリ装置、又はこれらの複合機等に適用して好適なものである。

画像形成装置１は、画像形成装置本体１１を備える。画像形成装置本体１１の上部には、カラー用の画像読取部１２及び自動原稿送り装置１４が配設されている。画像形成装置本体１１は、詳細については後述するが、制御部４１、画像処理部４３、画像形成部６０、給紙部２０、及び搬送部３０を含む。

自動原稿送り装置１４は、画像読取部１２の上に設けられ、自動給紙モード時に、一枚又は複数枚の原稿Ｔを自動給紙する動作を行う。自動給紙モードは、自動原稿送り装置１４に載置された原稿Ｔを給紙し、原稿Ｔに印刷された画像を読み取る動作である。

具体的には、自動原稿送り装置１４は、原稿載置部１４１、ローラー１４２ａ、ローラー１４２ｂ、ローラー１４３、ローラー１４４、反転部１４５、及び排紙皿１４６を備える。原稿載置部１４１は、一枚又は複数枚の原稿Ｔが載置される。原稿載置部１４１の下流側には、ローラー１４２ａ及びローラー１４２ｂが設けられている。ローラー１４２ａ及びローラー１４２ｂの下流側には、ローラー１４３が設けられている。自動原稿送り装置１４は、ローラー１４３の外周側に位置決め検知部８１を備えている。

自動給紙モードが選択された場合、原稿載置部１４１から繰り出された原稿Ｔは、ローラー１４３によりＵ字回転して搬送される。なお、原稿Ｔが原稿載置部１４１に載置され、自動給紙モードが選択される場合、原稿Ｔの記録面は上に向いた状態であるのが好ましい。

原稿Ｔは、画像読取部１２により読み取られた場合、ローラー１４４により搬送され、排紙皿１４６へ排紙される。なお、自動原稿送り装置１４は、反転部１４５に原稿Ｔを搬送することにより、原稿Ｔの記録面だけでなく、原稿Ｔの記録面の裏面側を画像読取部１２に読み取らせることができる。

位置決め検知部８１は、画像が印刷された原稿Ｔを検出する。位置決め検知部８１は、例えば、反射型フォトセンサで構成される。位置決め検知部８１は、原稿Ｔが検知されると出力信号が立ち上がり、原稿Ｔが検知されなくなると出力信号が立ち下がり、その結果が制御部４１に送信される。

画像読取部１２は、原稿Ｔに形成された色画像、すなわち、原稿Ｔに印刷された色画像を読み取る。画像読取部１２は、一次元のイメージセンサー１２８を備える。画像読取部１２は、イメージセンサー１２８の他に、第１のプラテンガラス１２１、第２のプラテンガラス１２２、光源１２３、ミラー１２４〜１２６、結像光学部１２７、及び不図示の光学駆動部を備える。

光源１２３は、原稿Ｔに光を照射する。不図示の光学駆動部は、原稿Ｔ又はイメージセンサー１２８を副走査方向に相対的に移動させる。副走査方向は、イメージセンサー１２８を構成する複数の受光素子の配置方向を主走査方向とした場合、その主走査方向と直交する方向となる。

原稿Ｔは自動原稿送り装置１４により搬送される場合、画像読取部１２の光学系により、原稿Ｔの片面又は両面の画像が走査露光される。画像読取動作時に出力される入射光の反射光を含む光は、イメージセンサー１２８が読み込む。イメージセンサー１２８は、プラトンモード時であれば、原稿Ｔを読み取って得たＲＧＢ表色系の画像読取信号Ｓｏｕｔを出力する。プラトンモードは、不図示の光学駆動部が駆動することにより、第１のプラテンガラス１２１上に載置された原稿Ｔに印刷された画像を自動的に読み取る動作である。

イメージセンサー１２８は、３ラインカラーＣＣＤ撮像装置が使用される。イメージセンサー１２８は、複数の受光素子列が主走査方向に配置されて構成される。具体的には、赤（Ｒ）色、緑（Ｇ）色、及び青（Ｂ）色のそれぞれの光検出用の読取センサーは、主走査方向と直交する副走査方向の異なる位置で画素を分割し、Ｒ色、Ｇ色、及びＢ色のそれぞれの光情報を同時に読み取る。例えば、自動給紙モードであって、且つ原稿Ｔがローラー１４３によりＵ字上に反転される場合、イメージセンサー１２８は、原稿Ｔの表面を読み取り、画像読取信号Ｓｏｕｔを出力する。

より具体的には、イメージセンサー１２８は、光を光電変換するものであり、制御部４１を介して画像処理部４３に接続されている。イメージセンサー１２８により光電変換されたアナログの画像読取信号Ｓｏｕｔは、画像処理部４３が、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理、及び変倍処理等を実行する。画像処理部４３により各種処理が実行された画像読取信号Ｓｏｕｔは、Ｒ色成分、Ｇ色成分、及びＢ色成分を含むデジタルの画像データとなる。画像処理部４３は、３次元色情報変換テーブルにより、その画像データ、すなわち、ＲＧＢコードを、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、及びＫ（ブラック）色の画像データ、すなわち、Ｄｙ，Ｄｍ，Ｄｃ，Ｄｋに変換する。画像処理部４３は、変換後の画像データを、画像形成部６０に含まれるＬＥＤ書き込みユニット６１１Ｙ，６１１Ｍ，６１１Ｃ，６１１Ｋに転送する。

画像形成部６０は、電子写真プロセス技術を利用したものであり、中間転写方式のカラー画像を形成する。画像形成部６０は、縦型タンデム方式が採用されている。具体的には、画像形成部６０は、画像処理部４３から転送された画像データ、すなわち、Ｄｙ，Ｄｍ，Ｄｃ，Ｄｋに基づいて、色画像を形成する。画像形成部６０は、色ごとの画像形成ユニット６０１Ｙ，６０１Ｍ，６０１Ｃ，６０１Ｋと、転写部６２０と、定着部６３０とを備える。

画像形成ユニット６０１Ｙは、Ｙ（イエロー）色の画像を形成する。画像形成ユニット６０１Ｙは、像担持体６１３Ｙ、帯電部６１４Ｙ、ＬＥＤ書き込みユニット６１１Ｙ、現像部６１２Ｙ、及びクリーニング部６１６Ｙを備える。

像担持体６１３Ｙは、Ｙ色のトナー像を形成する。帯電部６１４Ｙは、像担持体６１３Ｙの周囲に配置され、コロナ放電により像担持体６１３Ｙの表面を一様に負極性に帯電させる。ＬＥＤ書き込みユニット６１１Ｙは、Ｙ色成分の画像に対応する光を像担持体６１３Ｙに照射する。現像部６１２Ｙは、像担持体６１３Ｙの表面にＹ色成分のトナーを付着させることにより、静電潜像を可視化してトナー像を形成する。クリーニング部６１６Ｙは、一次転写後に像担持体６１３Ｙの表面に残存する転写残トナーを除去する。

なお、画像形成ユニット６０１Ｍ，６０１Ｃ，６０１Ｋのそれぞれは、画像形成ユニット６０１Ｙと比べ、形成する画像の色が異なる以外は同様の構成及び機能であるため、その説明については省略する。

また、画像形成ユニット６０１Ｙ，６０１Ｍ，６０１Ｃ，６０１Ｋを総称する場合、画像形成ユニット６０１と称する。ＬＥＤ書き込みユニット６１１Ｙ，６１１Ｍ，６１１Ｃ，６１１Ｋを総称する場合、ＬＥＤ書き込みユニット６１１と称する。現像部６１２Ｙ，６１２Ｍ，６１２Ｃ，６１２Ｋを総称する場合、現像部６１２と称する。像担持体６１３Ｙ，６１３Ｍ，６１３Ｃ，６１３Ｋを総称する場合、像担持体６１３と称する。帯電部６１４Ｙ，６１４Ｍ，６１４Ｃ，６１４Ｋを総称する場合、帯電部６１４と称する。クリーニング部６１６Ｙ，６１６Ｍ，６１６Ｃ，６１６Ｋを総称する場合、クリーニング部６１６と称する。

転写部６２０は、転写媒体６２１、一次転写ローラー６２２Ｙ，６２２Ｍ，６２２Ｃ，６２２Ｋ、二次転写ローラー６２３、及びベルトクリーニング装置６２４等を備える。

転写媒体６２１は、無端状ベルトから構成され、複数の支持ローラー６２５によりループ状に張架される。複数の支持ローラー６２５のうち少なくとも１つのものは駆動ローラーとして機能し、その他のものは従動ローラーとして機能する。例えば、Ｋ成分用の一次転写ローラー６２２Ｋよりもベルト走行方向の下流側に配置される支持ローラー６２５が駆動ローラーとして機能することが好ましい。駆動ローラーとして機能することにより、転写媒体６２１は矢印Ｚ方向に一定速度で走行する。

一次転写ローラー６２２Ｙ，６２２Ｍ，６２２Ｃ，６２２Ｋは、各色成分の像担持体６１３に対向して、転写媒体６２１の内周面側に配置される。転写媒体６２１を挟んで、一次転写ローラー６２２Ｙ，６２２Ｍ，６２２Ｃ，６２２Ｋが像担持体６１３Ｙ，６１３Ｍ，６１３Ｃ，６１３Ｋに圧接される。これにより、像担持体６１３Ｙ，６１３Ｍ，６１３Ｃ，６１３Ｋから転写媒体６２１にトナー像を転写するための一次転写ニップが形成される。

なお、一次転写ローラー６２２Ｙ，６２２Ｍ，６２２Ｃ，６２２Ｋを総称する場合、一次転写ローラー６２２と称する。

二次転写ローラー６２３は、複数の支持ローラー６２５のうち１つのものに対向して、転写媒体６２１の外周面側に配置される。転写媒体６２１に対向して配置される支持ローラー６２５は、バックアップローラーとして機能する。転写媒体６２１を挟んで、二次転写ローラー６２３がバックアップローラーとして機能する支持ローラー６２５に圧接されることにより、転写媒体６２１から用紙Ｐにトナー像を転写するための二次転写ニップが形成される。

転写媒体６２１が一次転写ニップを通過する場合、像担持体６１３上のトナー像は、転写媒体６２１に順次重ねて一次転写される。具体的には、一次転写ローラー６２２に一次転写バイアスを印加し、転写媒体６２１の裏面側、すなわち、一次転写ローラー６２２と当接する側にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、トナー像は転写媒体６２１に静電的に転写される。

用紙Ｐが二次転写ニップを通過する場合、転写媒体６２１上のトナー像が用紙Ｐに二次転写される。具体的には、二次転写ローラー６２３に二次転写バイアスを印加し、用紙Ｐの裏面側、すなわち、二次転写ローラー６２３と当接する側にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、トナー像は用紙Ｐに静電的に転写される。トナー像が転写された用紙Ｐは定着部６３０に搬送される。

ベルトクリーニング装置６２４は、転写媒体６２１の表面に摺接するベルトクリーニングブレード等を有する。ベルトクリーニング装置６２４は、二次転写後に転写媒体６２１の表面に残留する転写残トナーを除去する。

なお、転写部６２０において、二次転写ローラー６２３に代えて、二次転写ローラー６２３を含む複数の二次側支持ローラーに、不図示の二次転写ベルトがループ状に張架された構成、いわゆる、ベルト式の二次転写ユニットが採用されてもよい。

定着部６３０は、加熱ローラー６３１、加圧ローラー６３２、加熱部６３３、及び温度検知部８３を備え、画像形成部６０で転写されたトナー像を用紙Ｐに定着させる。

具体的には、加熱部６３３は、加熱ローラー６３１の内部に設けられ、加熱ローラー６３１を間欠的に加熱する。加圧ローラー６３２は、加熱ローラー６３１と対向して配置され、加熱ローラー６３１を加圧する。温度検知部８３は、加熱ローラー６３１の周囲に設けられ、加熱ローラー６３１の温度を検知する。

定着部６３０は、温度検知部８３の検知結果に応じて、加熱部６３３が加熱ローラー６３１を加熱する。定着部６３０は、加熱ローラー６３１と、加圧ローラー６３２とを互いに圧接させることにより、加熱ローラー６３１と加圧ローラー６３２との間に定着ニップを形成させる。

定着部６３０は、加圧ローラー６３２による加圧と、加熱ローラー６３１が有する熱との作用を通じて、転写されたトナー像を用紙Ｐに定着させる。定着部６３０により定着された用紙Ｐは、画像が印刷される。画像が印刷された用紙Ｐは、排紙ローラー３０４により機外、例えば、排紙トレイ３０５に排出される。

給紙部２０は、給紙カセット２００及び送り出しローラー２０１等を備える。給紙カセット２００は、用紙Ｐを収容する。送り出しローラー２０１は、給紙カセット２００に収容された用紙Ｐを取り込み、搬送部３０に送り出す。

搬送部３０は、搬送経路３００が構成され、搬送経路３００に従い用紙Ｐを搬送する。搬送経路３００は、給紙ローラー３０２Ａ、搬送ローラー３０２Ｂ，３０２Ｃ，３０２Ｄ、及びレジストローラー３０３等を備える。

搬送経路３００は、給紙部２０から給紙された用紙Ｐを画像形成部６０に搬送する。なお、用紙Ｐの裏面にも画像形成が行われる場合、用紙Ｐの表面に対する画像形成が行われた後、用紙Ｐは、分岐部３０６により、循環通紙路３０７Ａ、反転搬送路３０７Ｂ、及び再給紙搬送路３０７Ｃの順に搬送される。

図２は、本発明の実施形態における画像形成装置１の画像形成系Ｉ及び画像転写系ＩＩの構成例を示す図である。図２に示すように、画像形成装置１は、画像形成ユニット６０１を画像形成系Ｉとする。画像形成装置１は、転写媒体６２１を含む転写部６２０、像担持体６１３、速度検出部７１、温度検知部７２、及び位置検知部７３等を含む処理系を画像転写系ＩＩとする。

なお、上記で説明したように、像担持体６１３は、静電潜像から形成されるトナー像を担持する。転写媒体６２１は、像担持体６１３と対向して設けられ、像担持体６１３からトナー像が転写される。転写媒体６２１は、支持ローラー６２５により一定速度で走行する。支持ローラー６２５は、駆動部７５により駆動される。つまり、駆動部７５は、転写媒体６２１を駆動する。なお、駆動部７５は、例えば、ＤＣブラシレスモーターから構成される。

図３は、本発明の実施形態における画像形成装置１の制御部４１の機能構成例を示す図である。画像形成装置１は、制御部４１を介して各種処理が実行される。例えば、画像読取部１２から出力される画像読取信号Ｓｏｕｔは、制御部４１を介して不図示の画像メモリ又は画像処理部４３に送信される。画像メモリは、例えば、ハードディスク等からなる。

制御部４１は、具体的には、不図示のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及びＩ／Ｏインターフェースを主体として構成される。制御部４１は、ＣＰＵがＲＯＭ又は記憶部５１から処理内容に応じた各種プログラムを読み出し、ＲＡＭに展開し、展開した各種プログラムと協働することにより、画像形成装置１の各部の動作を制御する。

つまり、制御部４１は、画像形成装置１の動作を制御するものであり、不図示のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及びＩ／Ｏインターフェースを主体に構成されたマイクロコンピュータにより実現し得るものである。制御部４１が所定の制御プログラムを実行することにより、速度制御部４１１、速度演算部４１２、位置ずれ補正部４１３、補正処理部４１４、書き込み位置補正部４１５、補正判定部４１６、画像形成判定部４１７、及び温度演算部４１８を含む各種機能が実現される。

速度検出部７１は、転写媒体６２１の表面側に対向して設けられ、駆動部７５により駆動される転写媒体６２１の速度を検出する。速度検出部７１は、例えば、反射式エンコーダーセンサーからなり、転写媒体６２１の表面にスケールが設けられることにより、転写媒体６２１の速度を検出することができる。

記憶部５１は、画像形成前にずれ補正が実行される場合、速度検出部７１により検出される転写媒体６２１の速度に基づき求められる転写媒体６２１の基準平均速度を記憶する。画像形成前のずれ補正は、例えば、朝一のようなＣｏｌｄ状態からの起動時に実行される補正である。

速度制御部４１１は、画像形成中である場合、速度検出部７１により検出される転写媒体６２１の速度に基づき、駆動部７５により駆動される転写媒体６２１の目標速度を制御する。具体的には、速度制御部４１１は、目標速度を制御する場合、速度検出部７１により検出される転写媒体６２１の速度に基づき求められる転写媒体６２１の平均速度を、記憶部５１に記憶されている転写媒体６２１の基準平均速度に制御する。つまり、速度制御部４１１は、転写媒体６２１の平均速度と、転写媒体６２１の基準平均速度とに基づき、転写媒体６２１の目標速度を制御する。具体的には、速度制御部４１１は、転写媒体６２１の平均速度と、転写媒体６２１の基準平均速度との差異を消すように、転写媒体６２１の目標速度を変更するフィードバック制御を実行する。

転写媒体６２１の平均速度及び基準平均速度について図４〜図６を用いて具体的に説明する。図４は、本発明の実施形態における補正前の転写媒体６２１の速度変動成分の一例を示す図である。図４に示すように、転写媒体６２１の主な速度変動成分は、転写媒体６２１の１回転周期成分と、像担持体６１３の１回転周期成分又は１／２回転周期成分とがある。よって、転写媒体６２１の回転周期成分と、像担持体６１３の回転周期成分との合計変動成分が、転写媒体６２１の速度を変動させる。

そこで、転写媒体６２１の平均速度を求める。図５は、本発明の実施形態における転写媒体６２１の平均速度を演算するための期間の一例を示す図である。図５に示すように、平均化によっては、正しい平均値とはならない。例えば、転写媒体６２１の１．５回転の期間にわたり、転写媒体６２１の速度を平均化した場合、正しい平均値とならない。ただし、転写媒体６２１の１回転の期間にわたり、転写媒体６２１の速度を平均化した場合、正しい平均値となる。

要するに、速度演算部４１２は、転写媒体６２１の回転数が設定数に到達する間に検出される転写媒体６２１の速度に基づき、基準平均速度を求める。設定数は整数が設定される。つまり、転写媒体６２１の回転数が整数倍であれば、転写媒体６２１の平均速度は正しい値となる。この理由は、転写媒体６２１の主な速度変動成分の一方が、転写媒体６２１の１回転成分となるためである。よって、転写媒体６２１の平均速度を求めるには、第１に、転写媒体６２１の１回転分を最小単位として整数倍したものである必要がある。

次に、転写媒体６２１の主な速度成分の他方に相当する像担持体６１３の１回転又は１／２回転成分について検討する。なお、像担持体６１３の１回転成分は、像担持体６１３の１／２回転成分の２つ分を含むため、像担持体６１３の１／２回転成分について検討すればよい。図６は、本発明の実施形態における転写媒体６２１の速度のサンプリング周期の一例を示す図である。図６に示すように、像担持体６１３の１／２回転周期でサンプリングする場合、位相最大値にすれば、正しい平均値とはならない。

この理由は、位相最大の速度成分は、１／２回転ごとに変動するためである。このような変動は、像担持体６１３と、駆動軸との結合構造に依存する。像担持体６１３と、駆動軸とは、カップリングにより結合しているため、互いに中心軸が異なる。さらに、駆動軸及び像担持体６１３の両方を貫通する伝達ピンが、像担持体６１３の結合部内周面から外周面を貫通する貫通穴の側面に当接することにより、回転伝達部材の回転が像担持体６１３に伝達される。よって、像担持体６１３の中心軸及びその回転伝達部材の中心軸の何れか一方の中心で回転するが、１／２回転ごと、すなわち、半回転ごとに中心軸が切り替わる。

そこで、像担持体６１３の１／２回転の１／２周期でサンプリングすれば、正しい平均値となる。この理由は、１／２回転の１／２周期では、平均値が互いに相殺されることにより、正確な値となるためである。つまり、カップリングという結合構造のメカニカルな変動成分を相殺することができるのである。

要するに、速度検出部７１は、像担持体６１３が半回転するごとに、第１の位相及び第１の位相と逆位相の第２の位相のそれぞれのタイミングで転写媒体６２１の速度を検出する。速度演算部４１２は、第１の位相のときに検出される転写媒体６２１の速度と、第２の位相のときに検出される転写媒体６２１の速度とに基づき、基準平均速度を求める。

換言すれば、速度検出部７１は、転写媒体６２１の速度を検出するときのサンプリング間隔を、像担持体６１３が２分の１回転するごとに、２の指数乗分の１周期とする。例えば、図６の一例は、２の指数が１である場合に相当する。

図３に戻る。補正処理部４１４は、画像形成前にずれ補正が実行される場合、像担持体６１３を介して転写媒体６２１にパッチを形成させる。位置検知部７３は、図２に示すように、転写媒体６２１の表面側に対向して設けられ、補正処理部４１４により形成されるパッチの相対的な位置を検知する。書き込み位置補正部４１５は、位置検知部７３により検知されるパッチの相対定期な位置に基づき、静電潜像を像担持体６１３に書き込む位置を補正する。

温度検知部７２は、画像形成装置１の機内に設けられ、機内温度を検知する。温度演算部４１８は、温度検知部７２により検知される機内温度に基づき、機内の基準機内温度を求める。基準機内温度は、例えば、機内温度の平均値であってもよく、ずれ補正終了時に一番近いときの機内温度であってもよい。位置ずれ補正部４１３は、温度検知部７２により検知される機内温度と、温度演算部４１８により求められる基準機内温度とに基づき、転写媒体６２１に形成される画像の位置を補正する。

位置ずれ補正部４１３は、機内温度と、基準機内温度との差異に応じて、画像の形成位置の予測ずれ量を求める。位置ずれ補正部４１３は、画像形成中である場合、予測ずれ量に基づき、ずれ補正を実行する。ずれ補正は、静電潜像が像担持体６１３に書き込まれるタイミング、静電潜像の大きさ、又は静電潜像を像担持体６１３に書き込む光の光路が調整される。

補正判定部４１６は、画像形成装置１に電源が投入された場合、ずれ補正が必要であるか否かを判定する。補正判定部４１６は、画像形成装置１がＣｏｌｄ状態からの起動時であれば、ずれ補正が必要であると判定する。画像形成判定部４１７は、画像形成装置１が画像形成が可能な状態であるか否かを判定する。画像形成判定部４１７は、ずれ補正が必要であり、ずれ補正が実行され、且つ基準平均速度及び基準機内温度が求まっていれば、画像形成が可能な状態であると判定する。画像形成判定部４１７は、ずれ補正が必要でなければ、画像形成が可能な状態であると判定する。

図７は、本発明の実施形態における制御例を説明するフローチャートである。ずれ補正処理は、ステップＳ１１〜ステップＳ１３の処理が対応する。基準値演算処理は、ステップＳ２１〜ステップＳ２８の処理が対応する。

ステップＳ２１において、電源が投入されたか否かが判定される。電源が投入されたと判定される場合、ステップＳ２２に進む。一方、電源が投入されたと判定されない場合、ステップＳ２１のままである。

ステップＳ１１において、ずれ補正が必要であるか否かが判定される。ずれ補正が必要であると判定される場合、ステップＳ１２に進む。一方、ずれ補正が必要であると判定されない場合、ずれ補正処理は終了する。

ステップＳ１２において、補正フラグが設定される。ステップＳ１３において、ずれ補正が実行される。

ステップＳ２２において、補正フラグが設定されているか否かが判定される。補正フラグが設定されていると判定される場合、ステップＳ２３に進む。一方、補正フラグが設定されていると判定されない場合、ステップＳ２８に進む。

ステップＳ２３において、転写媒体速度検出処理が実行される。処理の詳細については後述する。ステップＳ２４において、機内温度が検出される。ステップＳ２５において、ずれ補正が終了したか否かが判定される。ずれ補正が終了したと判定される場合、ステップＳ２６に進む。一方、ずれ補正が終了したと判定されない場合、ステップＳ２３に戻る。

ステップＳ２６において、基準平均速度演算処理が実行される。処理の詳細については後述する。ステップＳ２７において、基準機内温度が記憶される。ステップＳ２８において、画像形成開始可能フラグが設定され、基準値演算処理が終了する。

図８は、本発明の実施形態における転写媒体速度検出処理を説明するフローチャートである。

ステップＳ４１において、転写媒体６２１の回転数の上限値に設定される設定数を整数とする。ステップＳ４２において、第１の位相のタイミングであるか否かが判定される。第１の位相のタイミングであると判定される場合、ステップＳ４３に進む。一方、第１の位相のタイミングであると判定されない場合、ステップＳ４５に進む。

ステップＳ４３において、転写媒体６２１の速度が検出される。ステップＳ４４において、検出された転写媒体６２１の速度が保存される。ステップＳ４５において、第１の位相と逆位相のタイミングであるか否かが判定される。第１の位相と逆位相のタイミングであると判定される場合、ステップＳ４３に処理を移行する。一方、第１の位相と逆位相のタイミングであると判定されない場合、ステップＳ４６に進む。

ステップＳ４６において、像担持体６１３が半回転したか否かが判定される。像担持体６１３が半回転したと判定される場合、ステップＳ４７に進む。一方、像担持体６１３が半回転したと判定されない場合、ステップＳ４２に処理を移行する。ステップＳ４７において、転写媒体６２１の回転数が設定数に到達したか否かが判定される。転写媒体６２１の回転数が設定数に到達したと判定される場合、転写媒体速度検出処理は終了する。一方、転写媒体６２１の回転数が設定数に到達したと判定されない場合、ステップＳ４２の処理に移行する。

図９は、本発明の実施形態における基準平均速度演算処理を説明するフローチャートである。ステップＳ６１において、保存された転写媒体６２１の速度の平均値を求める。ステップＳ６２において、求められた転写媒体６２１の速度の平均値が基準平均速度に設定され、基準平均速度演算処理は終了する。

図１０は、本発明の実施形態における目標速度制御処理を説明するフローチャートである。ステップＳ７１において、画像形成開始可能フラグが設定されているか否かが判定される。画像形成開始可能フラグが設定されていると判定される場合、ステップＳ７２に進む。一方は、画像形成開始可能フラグが設定されていると判定されない場合、目標速度制御処理は終了する。

ステップＳ７２において、画像形成中であるか否かが判定される。画像形成中であると判定される場合、ステップＳ７３に進む。一方、画像形成中であると判定されない場合、目標速度制御処理は終了する。

ステップＳ７３において、演算時間が経過したか否かが判定される。演算時間が経過したと判定される場合、ステップＳ７７に進む。一方、演算時間が経過したと判定されない場合、ステップＳ７４に進む。

ステップＳ７４において、上記で説明した転写媒体速度検出処理が実行され、ステップＳ７５に進む。ステップＳ７５において、保存された転写媒体６２１の速度の平均値が求められ、ステップＳ７６に進む。ステップＳ７６において、求められた転写媒体６２１の速度の平均値を今回平均速度に設定し、ステップＳ７３に戻る。ステップＳ７７において、基準平均速度と、今回平均速度とに基づき、転写媒体６２１の目標速度が制御される。

図１１は、本発明の実施形態における位置ずれ補正処理例を説明するフローチャートである。ステップＳ９１において、機内温度が検知され、ステップＳ９２に進む。ステップＳ９２において、機内温度と、基準機内温度とに差異があるか否かが判定される。機内温度と、基準機内温度とに差異があると判定される場合、ステップＳ９３に進む。一方、機内温度と、基準機内温度とに差異があると判定されない場合、ステップＳ９１に戻る。

ステップＳ９３において、機内温度と、基準機内温度との差異に応じて、画像の形成位置の予測ずれ量が求められ、ステップＳ９４に進む。ステップＳ９４において、予測ずれ量に基づき、ずれ補正が実行され、位置ずれ補正処理は終了する。

なお、上記で説明した各種平均を求める処理は、相加平均、相乗平均、及び移動平均等のような各種平均処理により演算される値が該当する。画像形成条件に応じて、適宜選択可能なものである。

以上の説明から、本実施形態によれば、画像が形成されている間、転写媒体６２１の目標速度を制御する場合、転写媒体６２１の平均速度を、色ずれが補正される場合の転写媒体６２１の速度に基づき求められる基準平均速度に制御することにより、用紙Ｐに画像が形成されている間、転写媒体６２１の平均速度の経時的な変化が補正されるため、高品質の画像を形成することができる。

さらに、本実施形態によれば、転写媒体６２１が整数倍回転する間の転写媒体６２１の速度に基づく基準平均速度が求められることにより、基準平均速度を求めるときに転写媒体６２１の速度変動成分のうちの転写媒体６２１の１回転成分の平均値が使用されるため、転写媒体６２１の基準平均速度を正確に求めることができる。

さらに、本実施形態によれば、像担持体６１３が半回転するごとに、第１の位相のときの転写媒体６２１の速度と、第１の位相の逆位相のときの転写媒体６２１の速度とを検出し、それらの検出結果に基づく基準平均速度が求められることにより、転写媒体６２１の速度変動成分のうちの像担持体６１３の周期変動において、その像担持体６１３の周期変動の要因である機械要素の経時的な変動成分を相殺することができるため、転写媒体６２１の基準平均速度を正確に求めることができる。

さらに、本実施形態によれば、サンプリング間隔を、像担持体６１３が２分の１回転するごとに、２の指数乗分の１周期とすることにより、像担持体６１３が２分の１回転する間に検出される速度は、正位相と、その逆位相とで変動成分が相殺されるデータの集合となるため、転写媒体６２１の基準平均速度を周期性のある変動成分を相殺させる値に設定することができる。

さらに、本実施形態によれば、転写媒体６２１の平均速度を基準平均速度に制御する制御下において、転写媒体６２１に形成されるパッチの相対的な位置に基づき、静電潜像を像担持体６１３に書き込む位置が補正されることにより、用紙Ｐにパッチを形成しないまま、画像形成系Ｉの構成要素が制御されるため、ずれ補正の時間を短縮しつつ、画像の位置ずれを補正することができる。

さらに、本実施形態によれば、転写媒体６２１の平均速度を基準平均速度に制御する制御下において、機内温度と、基準機内温度とに基づき、転写媒体６２１に形成される画像の位置が補正されることにより、用紙Ｐに画像が形成されている間、転写媒体６２１の平均速度の経時的な変化が補正される状態のまま、温度による位置ずれが補正されるため、用紙Ｐの生産性を下げることなく高品質の画像を形成することができる。

さらに、本実施形態によれば、転写媒体６２１の平均速度を基準平均速度に制御する制御下において、機内温度と、基準機内温度との差異に応じて、画像の形成位置の予測ずれ量が求まることにより、用紙Ｐに画像が形成されている間、転写媒体６２１の平均速度の経時的な変化が補正される状態のまま、温度による位置ずれの予測ずれ量が求まるため、機内環境が経時的に変化する状態であっても、高品質の画像を形成することができる。

さらに、本実施形態によれば、転写媒体６２１の平均速度を基準平均速度に制御する制御下において、予測ずれ量に応じて、静電潜像が像担持体６１３に書き込まれるタイミング、静電潜像の大きさ、又は静電潜像を像担持体６１３に書き込む光の光路が調整されることにより、用紙Ｐに画像が形成されている間、転写媒体６２１の平均速度の経時的な変化が補正される状態のまま、予測ずれ量に応じて、画像形成系Ｉの構成要素が調整され、又は画像転写系ＩＩの構成要素が調整されるため、画像形成条件が変化する状態であっても、高品質の画像を形成することができる。

以上、本発明に係る画像形成装置１を実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよい。

例えば、本実施形態においては、速度制御部４１１、速度演算部４１２、位置ずれ補正部４１３、補正処理部４１４、書き込み位置補正部４１５、補正判定部４１６、画像形成判定部４１７、及び温度演算部４１８を含む各種機能は制御部４１の機能として実現される一例について説明したが、特にこれに限定されるものではない。例えば、各機能は布線論理回路等により実現されてもよい。

また、画像読取信号Ｓｏｕｔが、Ｒ色、Ｇ色、及びＢ色成分を含むデジタルの画像データ（ＲＧＢコード）としてＲＧＢ表色系で定まる一例について説明したが、これに限らず、Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系等のような異なる表色系で定まるものであってもよい。

また、速度検出部７１が反射式エンコーダーセンサーからなる一例について説明したが、これに限らず、ＬＤ光源を備え、ＬＤ光源から転写媒体６２１に照射される光の反射光等の光を検出することにより、転写媒体６２１の速度を検出してもよい。反射光を含む光を検出する構成は、特に限定されず、例えば、レーザードップラー測定系であってもよく、ＬＤマウス方式等であってもよい。

１ 画像形成装置
１１ 画像形成装置本体
１２ 画像読取部
１２１ 第１のプラテンガラス
１２２ 第２のプラテンガラス
１２３ 光源
１２４〜１２６ ミラー
１２７ 結像光学部
１２８ イメージセンサー
１４ 自動原稿送り装置
１４１ 原稿載置部
１４２ａ，１４２ｂ，１４３，１４４ ローラー
１４５ 反転部
１４６ 排紙皿
２０ 給紙部
２００ 給紙カセット
２０１ 送り出しローラー
３０ 搬送部
３００ 搬送経路
３０２Ａ 給紙ローラー
３０２Ｂ，３０２Ｃ，３０２Ｄ 搬送ローラー
３０３ レジストローラー
３０４ 排紙ローラー
３０５ 排紙トレイ
３０６ 分岐部
３０７Ａ 循環通紙路
３０７Ｂ 反転搬送路
３０７Ｃ 再給紙搬送路
４１ 制御部
４１１ 速度制御部
４１２ 速度演算部
４１３ 位置ずれ補正部
４１４ 補正処理部
４１５ 書き込み位置補正部
４１６ 補正判定部
４１７ 画像形成判定部
４１８ 温度演算部
４３ 画像処理部
５１ 記憶部
６０ 画像形成部
６０１，６０１Ｙ，６０１Ｍ，６０１Ｃ，６０１Ｋ 画像形成ユニット
６１１，６１１Ｙ，６１１Ｍ，６１１Ｃ，６１１Ｋ ＬＥＤ書き込みユニット
６１２，６１２Ｙ，６１２Ｍ，６１２Ｃ，６１２Ｋ 現像部
６１３，６１３Ｙ，６１３Ｍ，６１３Ｃ，６１３Ｋ 像担持体
６１４，６１４Ｙ，６１４Ｍ，６１４Ｃ，６１４Ｋ 帯電部
６１６，６１６Ｙ，６１６Ｍ，６１６Ｃ，６１６Ｋ クリーニング部
６２０ 転写部
６２１ 転写媒体
６２２，６２２Ｙ，６２２Ｍ，６２２Ｃ，６２２Ｋ 一次転写ローラー
６２３ 二次転写ローラー
６２４ ベルトクリーニング装置
６２５ 支持ローラー
６３０ 定着部
６３１ 加熱ローラー
６３２ 加圧ローラー
６３３ 加熱部
７１ 速度検出部
７２ 温度検知部
７３ 位置検知部
７５ 駆動部
８１ 位置決め検知部
８３ 温度検知部
Ｉ 画像形成系
ＩＩ 画像転写系
Ｐ 用紙
Ｔ 原稿

Claims (8)

1. 静電潜像から形成されるトナー像を担持する像担持体と、
   前記像担持体と対向して設けられ、前記像担持体から前記トナー像が転写される転写媒体と、
   前記転写媒体を駆動する駆動部と、
   前記駆動部により駆動される前記転写媒体の速度を検出する速度検出部と、
   画像形成前にずれ補正が実行される場合、前記速度検出部により検出される前記転写媒体の速度に基づき求められる前記転写媒体の基準平均速度を記憶する記憶部と、
   画像形成中である場合、前記速度検出部により検出される前記転写媒体の速度に基づき、前記駆動部により駆動される前記転写媒体の目標速度を制御する速度制御部と、
   を備え、
   前記速度制御部は、
   前記目標速度を制御する場合、前記速度検出部により検出される前記転写媒体の速度に基づき求められる前記転写媒体の平均速度を、前記記憶部に記憶されている前記転写媒体の基準平均速度に制御する、
   画像形成装置。
2. 前記転写媒体の回転数が設定数に到達する間に検出される前記転写媒体の速度に基づき、前記基準平均速度を求める速度演算部
   をさらに備え、
   前記設定数は、
   整数が設定される、
   請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記速度検出部は、
   前記像担持体が半回転するごとに、第１の位相及び前記第１の位相と逆位相の第２の位相のそれぞれのタイミングで前記転写媒体の速度を検出し、
   前記速度演算部は、
   前記第１の位相のときに検出される前記転写媒体の速度と、前記第２の位相のときに検出される前記転写媒体の速度とに基づき、前記基準平均速度を求める、
   請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記速度検出部は、
   前記転写媒体の速度を検出するときのサンプリング間隔を、前記像担持体が２分の１回転するごとに、２の指数乗分の１周期とする、
   請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記画像形成前に前記ずれ補正が実行される場合、前記像担持体を介して前記転写媒体にパッチを形成させる補正処理部と、
   前記補正処理部により形成されるパッチの相対的な位置を検知する位置検知部と、
   前記位置検知部により検知されるパッチの相対的な位置に基づき、前記静電潜像を前記像担持体に書き込む位置を補正する書き込み位置補正部と、
   をさらに備える、
   請求項４に記載の画像形成装置。
6. 機内の機内温度を検知する温度検知部と、
   前記温度検知部により検知される機内温度に基づき、前記機内の基準機内温度を求める温度演算部と、
   前記温度検知部により検知される機内温度と、前記温度演算部により求められる基準機内温度とに基づき、前記転写媒体に形成される画像の位置を補正する位置ずれ補正部と、
   をさらに備える、
   請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記位置ずれ補正部は、
   前記機内温度と、前記基準機内温度との差異に応じて、画像の形成位置の予測ずれ量を求める、
   請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記位置ずれ補正部は、
   前記画像形成中である場合、前記予測ずれ量に基づき、前記ずれ補正を実行し、
   前記ずれ補正は、
   前記静電潜像が前記像担持体に書き込まれるタイミング、前記静電潜像の大きさ、又は前記静電潜像を前記像担持体に書き込む光の光路が調整される、
   請求項７に記載の画像形成装置。

Images