JP3780685B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式により画像の形成を行う画像形成装置に係わり、特にベルト状のトナー画像担持体を用いてカラー画像の形成を行う画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ベルト状のトナー画像担持体を用いた画像形成装置としては、例えば図６に示すように、トナー画像担持体として中間転写体ベルト１ａを備えた複写機が知られている。この画像形成装置では、レーザＲＯＳ（Raster Output Scanner)等の潜像書き込み部２による書き込みおよび現像器３による現像によって、感光体ドラム４上にトナー画像を形成すると、そのトナー画像を中間転写体ベルト１ａ上に一旦転写する。ただし、カラー画像の場合には、中間転写体ベルト１ａが１回転する毎に、Ｙ（イエロー），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン），Ｋ（ブラック）の各色のトナー画像を順に中間転写体ベルト１ａへ転写し、中間転写体ベルト１ａ上で４色のトナー画像を合成する。そして、その後に、中間転写体ベルト１ａ上のトナー画像を記録用紙に転写して出力するようになっている。
【０００３】
また、例えば図７に示すように、トナー画像担持体として感光体ベルト１ｂを備えたものもある。この画像形成装置では、感光体ベルト１ｂが１回転する毎に、潜像書き込み部２による書き込みおよび現像器３による現像によって、感光体ベルト１ｂ上にＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色のトナー画像を形成し、感光体ベルト１ｂ上で４色のトナー画像を合成した後に、記録用紙への転写を行うようになっている。
【０００４】
これらの画像形成装置では、中間転写体ベルト１ａまたは感光体ベルト１ｂといったトナー画像担持体が１回転する毎に、そのトナー画像担持体上に各色のトナー画像を順に重ねるようになっている。したがって、トナー画像担持体の回転周期と潜像書き込み部２による潜像の書き込みタイミングとは、同期していなければならず、これらが同期していないと各色のトナー画像の間で位置ずれが生じてしまうこととなる。
【０００５】
ただし、潜像の書き込みを行う潜像書き込み部２は、通常、その書き込みタイミングがレーザビームの走査周期、すなわち回転多面鏡（ポリゴンミラー）の回転周期によって決定され、しかもその周期がトナー画像担持体の回転周期と非同期になっている。つまり、トナー画像担持体とポリゴンミラーとは、回転位相が非同期である。
そのために、ベルト状のトナー画像担持体を用いた画像形成装置は、各回転位相が非同期なために起こり得るトナー画像の位置ずれを補正する機能（以下、ポリゴン同期機能と称す）を有しており、そのポリゴン同期機能を用いてトナー画像担持体上でのトナー画像の位置ずれを防止するようになっている。
【０００６】
ここで、ポリゴン同期機能について説明する。ポリゴン同期機能としては、例えば特開平９−８０８５３号公報に開示されたものがある。このポリゴン同期機能は、図８に示すように、トナー画像担持体の回転に必要なベルト駆動モータ１１，駆動モータ制御部１２および基準クロック発生部１３と、潜像書き込み部２での潜像の書き込みに必要な画像書き込みタイミング制御部１４，画像処理部１５および画像入力部１６と、これらの各部を制御するメインコントローラ１７との他に、トナー画像担持体の回転周期を検出するためのベルト基準位置検出手段１８と、潜像書き込み部２による潜像の書き込みタイミング（ポリゴンミラーの回転周期）を検出するための露光ビーム走査開始タイミング検出手段１９と、これらの回転周期の位相差を補正するためのコントロール部２０と、を備えることによって実現される。
【０００７】
ベルト基準位置検出手段１８は、トナー画像担持体上に設けられた基準位置をセンサ等により検出し、これを検出する度に基準位置を示す基準位置信号（以下、ＴＲ０信号と称す）を出力する。また、露光ビーム走査開始タイミング検出手段１９は、ポリゴンミラーが所定位置を通過する度に走査開始信号（以下、ＳＯＳ信号と称す）を出力する。
【０００８】
画像書き込みタイミング制御部１４は、これらのＴＲ０信号およびＳＯＳ信号に基づいて、潜像の書き込みを開始する。詳しくは、図９に示すように、ＴＲ０信号が出力された直後のＳＯＳ信号から所定時間経過後に潜像の書き込みを開始する。したがって、トナー画像担持体上の基準位置が検出されてから潜像の書き込みが開始されるまでの時間は、１色目で「Ｔ1 ＋Ｔsos ×ｎ」、２色目で「Ｔ2 ＋Ｔsos ×ｎ」となる。
【０００９】
ところが、トナー画像担持体とポリゴンミラーとは回転位相が非同期であるため、「Ｔ1 」と「Ｔ2 」とは互いにばらつきを持ってしまう。そのため、このままでは、潜像を書き込むタイミングもばらついてしまい、トナー画像担持体上に形成されるトナー画像の先端位置（形成開始位置）もばらついてしまうこととなる。
【００１０】
そこで、コントロール部２０は、各色毎のＴＲ０信号から潜像の書き込みまでの間に、トナー画像担持体の回転周期とポリゴンミラーの回転周期との位相差を演算し、その演算結果を基にトナー画像担持体の回転速度またはポリゴンミラーの回転速度を増減させ、トナー画像形成時におけるそれぞれの回転周期の位相差を補正する。
【００１１】
この補正は、図１０に示すように、トナー画像担持体が１回転する間のうちで、潜像の書き込みが行われていないとき（非画像形成状態）に、トナー画像担持体の回転速度またはポリゴンミラーの回転速度を一定の速度変動率で変更させることによって行われる。これにより、「Ｔ1 」、「Ｔ2 」のばらつきが除去され、ある色のトナー画像とその次に形成される色のトナー画像との先端位置が一致するようになり、トナー画像担持体上でのトナー画像の位置ずれが発生しなくなる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、トナー画像担持体上における各色のトナー画像の間での位置ずれは、トナー画像担持体の回転速度の変動によっても生じ得る。例えば、トナー画像担持体の回転速度が、ある色のトナー画像形成時と他の色のトナー画像形成時とで異なっていると、これらのトナー画像の間で位置ずれが発生してしまい、結果として出力画像における色ずれや濃度ムラの原因となってしまう。
【００１３】
トナー画像担持体の回転速度の変動が生じる一因としては、トナー画像担持体に対する負荷変動が挙げられる。すなわち、図１１（ａ）に示すようにトナー画像担持体の回転に対する負荷の増加が発生すると、これによりトナー画像担持体のスリップや伸びが生じてしまい、負荷の増加がある場合とない場合とでトナー画像担持体の回転速度が異なってしまうので、図１１（ｂ）に示すようにトナー画像担持体上におけるトナー画像の形成位置がずれてしまうこととなる。
【００１４】
このような負荷変動は、以下の理由により発生する。
一般に、画像形成装置では、装置小型化のため、トナー画像担持体のベルト長が、形成可能なトナー画像の大きさに対応している。また、画像形成処理の迅速化のため、トナー画像担持体の４周で４色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のトナー画像を形成し、その次の周には新たなトナー画像の１色目（Ｙ色）の形成を開始する。
一方、トナー画像担持体上に対しては、トナー画像を記録用紙上へ転写するのにあたって、その転写位置において転写ロール（図６または図７における符号５参照）の当接が必要となる。さらには、トナー画像の転写後、残留トナーをトナー画像担持体上から除去するためにクリーナー（図６または図７における符号６参照）の当接が必要となる。
そのため、トナー画像担持体上では、例えば、４色目（Ｋ色）のトナー画像の形成が完了しないうちに、合成後のトナー画像の先端部の転写が開始されるとともに、残留トナーの除去が行われる、といったことが生じてしまう。つまり、Ｋ色のトナー画像の形成が行われている最中に、転写ロール６の当接やクリーナー７の当接等が発生し、これらによりトナー画像担持体の回転に対する負荷が増加することとなる。
【００１５】
このような負荷変動が発生することにより、トナー画像担持体上では、ポリゴン同期機能により各色のトナー画像の先端位置が一致するように補正しても、例えば図１２に示すように、Ｋ色と他の色のトナー画像の間の後端位置にずれが生じてしまうこととなる。
【００１６】
これに対して、例えば特開平８−１５２８１２号公報には、ベルト状のトナー画像担持体の裏面あるいはそのトナー画像担持体を駆動する駆動ロールの表面に高摩擦係数の樹脂や粘着剤を塗布することにより、トナー画像担持体に対する負荷によるスリップの低減を可能にした画像形成装置が開示されている。ところが、これは、図１３に示すように、トナー画像担持体が駆動不能になるような大きな負荷によるスリップに対しては効果的であるが、小さな負荷による微少スリップ、例えば１画素の大きさに満たないような微少な位置ずれの要因となるスリップについては、これを十分に防ぐことができない。また、トナー画像担持体の伸びについては全く対応することができない。
【００１７】
このことから、上述したような各色のトナー画像の間における微少な位置ずれの発生を防ぐためには、トナー画像担持体の速度変動を検出し、その検出結果に基づいて各色のトナー画像の形成位置を補正するのが最も効果的であると考えられる。
【００１８】
トナー画像担持体の速度変動を検出するものとしては、例えば特開平４−１７２３７６号公報や特開平４−２３４０６４号公報に開示されているように、トナー画像担持体に従動する従動ロールの軸にエンコーダを取り付け、そのエンコーダが検出する角速度からトナー画像担持体の速度を演算して認識するものがある。ところが、これらのものは、トナー画像担持体の速度変動を高精度に制御する技術として適しているが、その反面、エンコーダ等の検出手段や、その検出結果からトナー画像担持体の速度を認識する認識（演算）手段等、を新たに設ける必要がある。したがって、画像形成装置の構成の複雑化を招いてしまい、結果として装置の小型化やコスト低減化の妨げとなってしまう可能性がある。
【００１９】
そこで、本発明は、上述したポリゴン同期機能を利用することにより、トナー画像担持体の速度変動を検出する手段等を新たに設けることなく、トナー画像担持体に対する負荷変動によって発生し得る各色トナー画像の間での位置ずれを低減することのできる画像形成装置を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために案出された画像形成装置で、回転駆動されるベルト状のトナー画像担持体と、前記トナー画像担持体の１回転毎にそのトナー画像担持体上へのトナー画像の形成のために潜像の書き込みを行う露光手段と、前記トナー画像担持体の回転周期および前記露光手段による潜像の書き込みタイミングを決定するポリゴンミラーの回転周期を検出するとともに、これらの間の位相差を演算する演算手段と、前記演算手段による演算結果を基に、前記トナー画像担持体の回転速度または前記露光手段による潜像の書き込み速度を増減させ前記位相差を補正する補正手段とを備え、前記補正手段での補正により前記トナー画像担持体上にて複数色のトナー画像が重なり合うように該トナー画像の前記トナー画像担持体上での形成開始位置を調整するものにおいて、前記複数色のトナー画像の重ね合わせに必要となる前記トナー画像担持体の複数回転のうちでそのトナー画像担持体に対する負荷変動がある場合とこの負荷変動がない場合とにおける回転周期の差を認識する認識手段と、前記認識手段による認識結果に基づいて前記負荷変動がある場合における補正値を求めて、該補正値を加味して前記回転速度または前記書き込み速度を増減を行うように前記補正手段に指示を与え、前記複数色のトナー画像の該トナー画像担持体上での形成開始位置を前記複数色間でずらすために前記負荷変動がある場合の前記トナー画像担持体上でのトナー画像の形成開始位置を前記負荷変動がない場合に比べて前記補正値の量だけずれた状態となるように修正する修正指示手段とが設けられたことを特徴とするものである。
【００２１】
上記構成の画像形成装置によれば、認識手段は、所定の時点、例えばトナー画像担持体上へのトナー画像の形成に先立つ時点で、そのトナー画像担持体に対する負荷変動がある場合とない場合とにおける回転周期の差を認識する。認識手段が回転周期の差を認識すると、修正指示手段は、その認識結果に基づいて、補正手段が各色間の位相差補正を行う際の補正量を修正すべく、トナー画像担持体の回転速度または露光手段による潜像の書き込み速度の増減を、補正手段に対して指示する。これにより、補正手段は、複数色のトナー画像の重ね合わせに必要となるトナー画像担持体の複数回転のうちで、このトナー画像担持体に対する負荷変動が生じていても、これに対応してトナー画像担持体の回転速度または露光手段による潜像の書き込み速度を増減させ、複数色のトナー画像のトナー画像担持体上での形成開始位置を複数色間でずらすようにする。
したがって、この画像形成装置では、トナー画像担持体上に複数色のトナー画像を形成するのにあたって、トナー画像担持体に対する負荷変動があっても、トナー画像担持体上における各色のトナー画像の間の位置ずれの絶対量が小さくなる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明に係わる画像形成装置について説明する。
ここでは、本発明を、トナー画像担持体として中間転写体ベルトを備えた複写機（図６参照）に適用した場合を例に挙げて説明する。ただし、本実施の形態では、上述した従来例（図６および図８参照）と同一の構成要素については同一の符号を与え、その詳細な説明を省略するものとする。
【００２３】
本実施の形態の複写機は、図１に示すように、従来のポリゴン同期機能を有したもの（図８参照）に加え、コントロール部２０内に、認識手段２１と、修正指示手段２２と、が設けられているものである。なお、これらの各手段は、マイクロプロセッサ等からなるコントロール部２０が所定プログラムを実行することによって実現されるものである。
【００２４】
認識手段２１は、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの４色のトナー画像を重ね合わせるために必要な中間転写体ベルト１ａの４回転のうちで、その中間転写体ベルト１ａに対する負荷変動がある場合とこの負荷変動がない場合とにおける回転周期の差を認識するものである。なお、認識手段２１では、詳細を後述するように、この認識を、ダミーサイクルにおけるベルト基準位置検出手段１８からのＴＲ０信号に基づいて行うようになっている。
【００２５】
修正指示手段２２は、認識手段２１による認識結果を基に、中間転写体ベルト１ａに対する負荷変動がある場合における補正値を演算し、その補正値によって中間転写体ベルト１ａの回転速度の増減を指示するものである。この修正指示手段２２による指示に従って、コントロール部２０は、ポリゴン同期機能による補正の場合と同様に、基準クロック発生部１３および駆動モータ制御部１２を介してベルト駆動モータ１１の回転速度の増減させるようになっている。
【００２６】
次に、以上のように構成された複写機における画像形成処理の動作例、特にコントロール部２０における制御処理例について、図２のフローチャートを参照しながら説明する。
【００２７】
この複写機では、画像形成を行うのに先立ち、ダミーサイクルを実行する。なお、このダミーサイクルの際に、従来例（図８参照）で説明したポリゴン同期機能による補正も併せて行うようにしてもよい。
【００２８】
ダミーサイクルは、電源投入等による装置起動時に行うもので、中間転写体ベルト１ａの回転、ベルト基準位置検出手段１８によるＴＲ０信号の出力、転写ロール６やクリーナー７の当接等の動作を、実際の画像形成を行う場合と同様の手順により実行するものである。ただし、このとき、実際の画像形成、例えば中間転写体ベルト１ａへのトナー画像の形成等は行わないものとする。
【００２９】
そして、ダミーサイクルの実行中、コントロール部２０では、認識手段２１が、中間転写体ベルト１ａに対する負荷変動がある場合とこの負荷変動がない場合とにおける回転周期の差を認識する。負荷変動がある場合としては例えばＫ（４色目）サイクルが相当し、また負荷変動がない場合としては例えばＭ（２色目）サイクルが相当する。
【００３０】
具体的には、認識手段２１では、先ず、ダミーサイクルの実行が開始されると、コントロール部２０内等に設けられた図示しないタイマをリセットし、このタイマを中間転写体ベルト１ａの回転周期を検知するためのカウンターとしてセットする（ステップ１０１、以下ステップをＳと略す）。その後、ベルト基準位置検出手段１８からＭサイクルに相当するＴＲ０信号の出力があると（Ｓ１０２）、タイマのカウントをスタートさせる（Ｓ１０３）。そして、その次のＴＲ０信号（Ｃサイクルに相当するＴＲ０信号）の出力があると（Ｓ１０４）、タイマによるカウントを終了するとともに（Ｓ１０５）、そのときのカウント値を「Ｔｍ」とし（Ｓ１０６）、その値を図示しないメモリ内やレジスタ内に保持させる。この「Ｔｍ」がＭサイクルにおける回転周期の値となる。
【００３１】
「Ｔｍ」の検出を終了すると、次に、認識手段２１は、再びカウンターをセットし（Ｓ１０７）、Ｋサイクルにおける回転周期を上述の場合と同様にして検出し（Ｓ１０８〜Ｓ１１１）、その結果を「Ｔｋ」とする（Ｓ１１２）。
なお、認識手段２１は、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各サイクルからカウント値を検出するようにしてもよいが、ここでは負荷変動がある場合とない場合との回転周期の差が分かればよいので、ＭサイクルとＫサイクルとの２つのみについて検出することにより、認識処理の迅速化を図っている。
【００３２】
このようにして「Ｔｍ」および「Ｔｋ」の値を検出すると、認識手段２１は、これらの間の差である「Ｔｋ−Ｔｍ」の値を、負荷変動がある場合とない場合とにおける回転周期の差として認識する。
【００３３】
認識手段２１が回転周期の差を認識すると、次に、修正指示手段２２は、中間転写体ベルト１ａに対する負荷変動がある場合におけるトナー画像の形成位置のずれ量、すなわち１〜３色目（Ｙ色，Ｍ色，Ｃ色）のトナー画像の形成位置と最終色（Ｋ色）のトナー画像の形成位置との位置ずれの値、具体的にはトナー画像の後端位置でのずれ量の値を演算により求める（Ｓ１１３）。
【００３４】
この位置ずれの値を予想レジずれ値「Ｒｋ」とすると、この予想レジずれ値「Ｒｋ」は、中間転写体ベルト１ａの基準速度「Ｖ」の値からＲｋ＝（Ｔｋ−Ｔｍ）×Ｖの式によって定まる。このとき、基準速度「Ｖ」は、所定の値である。したがって、認識手段２１による認識結果である「Ｔｋ−Ｔｍ」の値が分かれば、修正指示手段２２は、予想レジずれ値「Ｒｋ」を求めることができる。
【００３５】
修正指示手段２２は、認識手段２１による認識結果を基に予想レジずれ値「Ｒｋ」を算出すると、続いて、中間転写体ベルト１ａに対する負荷変動がある場合における補正値「ΔＲ」を演算する（Ｓ１１４）。
【００３６】
この補正値「ΔＲ」としては、予想レジずれ値「Ｒｋ」を半減させるための値が考えられる。これは、ポリゴン同期機能を利用した補正は、中間転写体ベルト１ａ上へのトナー画像の形成が行われていないときに、その中間転写体ベルト１ａの回転速度を増減させることにより、各色のトナー画像の先端位置を一致させるものであり、中間転写体ベルト１ａ上へのトナー画像の形成中には中間転写体ベルト１ａを基準速度「Ｖ」で走行させるようになっているからである。すなわち、ポリゴン同期機能を利用した補正では、トナー画像の形成中に発生する負荷変動による形成位置のずれ（図１２参照）を完全に除去することができないからである。よって、そのずれが最も目立たなくなるよう、予想レジずれ値「Ｒｋ」を半減させることが考えられ、この場合にはΔＲ＝Ｒｋ／２とすればよい。
【００３７】
修正指示手段２２が補正値「ΔＲ」を求めると、次に、この複写機では、メインコントローラ１７からの指示に従って、各部が画像形成を開始する。詳しくは、先ず、Ｙ色画像について潜像書き込み部２が感光体ドラム４上への潜像を書き込む。そして、現像器３がその潜像をＹ色のトナーで現像した後、そのトナー画像を中間転写体ベルト１ａ上に転写（１次転写）する。続いて、Ｍ色およびＣ色についても同様の処理を行い、中間転写体ベルト１ａ上で３色のトナー画像を合成する。なお、このとき、各色のトナー画像の形成位置については、ポリゴン同期機能による補正が行われ、それぞれの先端位置が一致しているものとする。
【００３８】
３色のトナー画像の合成が終了すると、次に、最終色であるＫ色のトナー画像の形成を行う。ただし、最終色の場合については、中間転写体ベルト１ａに対する負荷変動が生じるので、修正指示手段２２は、Ｋ色のトナー画像の形成前、すなわち潜像書き込み部２による潜像を書き込みが開始される前で中間転写体ベルト１ａ上へのトナー画像の転写が行われていないときに（以下、この時間領域を１次転写非画像エリアと称す）、補正値「ΔＲ」によって中間転写体ベルト１ａの回転速度の増減を指示する。
【００３９】
詳しくは、修正指示手段２２では、補正値「ΔＲ」による補正指示を、ポリゴン同期機能による補正を行う場合の補正指示と同時に、これに補正値「ΔＲ」を加味するようなかたちで、基準クロック発生部１３に与える。この修正指示手段２２からの補正指示により、基準クロック発生部１３および駆動モータ制御部１２は、例えばステッピングモータからなるベルト駆動モータ１１に対して、時間当たりに与えるパルス数を増減させる。これにより、ベルト駆動モータ１１では、回転速度が増減する。なお、この回転速度の増減は、１次転写非画像エリア内のみで行われ、Ｋ色のトナー画像の形成が開始すると中間転写体ベルト１ａは基準速度「Ｖ」で駆動されることとなる。
【００４０】
このような修正指示手段２２から指示される補正によって、中間転写体ベルト１ａでは、Ｋ色のトナー画像が補正値「ΔＲ」に対応する量だけ全体的にずれた状態で形成される。すなわち、Ｋ色のトナー画像は、他色のトナー画像に比べて、その先端位置が補正値「ΔＲ」の分だけずれた状態となる。
【００４１】
したがって、中間転写体ベルト１ａでは、図３に示すように、Ｋ色のトナー画像の形成中に転写ロール６やクリーナー７の当接等による負荷変動があり、Ｋ色のトナー画像の後端で予想レジずれ値「Ｒｋ」の分だけずれが生じていても、Ｋ色のトナー画像と他色のトナー画像との間の位置ずれの絶対量が「ΔＲ」となる。そして、この状態で中間転写体ベルト１ａ上で合成されたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの４色のトナー画像は、その状態のまま記録用紙上へ転写（２次転写）されることとなる。
【００４２】
以上のように、本実施の形態における複写機では、認識手段２１による認識結果に基づいて修正指示手段２２が中間転写体ベルト１ａの回転速度の増減を指示するようになっているので、中間転写体ベルト１ａ上にＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの４色のトナー画像を形成するのにあたって、この中間転写体ベルト１ａに対する負荷変動があっても、その負荷変動によって発生し得る各色のトナー画像の間の位置ずれの絶対量が小さくなるように修正されることとなる。これにより、この複写機では、負荷変動による各色のトナー画像の間の位置ずれを従来よりも小さくすることができ、中間転写体ベルト１ａ上のトナー画像を記録用紙上へ２次転写しても、その出力画像における色ずれや濃度ムラを従来よりも抑えることができる。
【００４３】
また、この複写機では、負荷変動による各色のトナー画像の間の位置ずれを従来から複写機が有しているポリゴン同期機能を利用して小さくするようになっている。すなわち、コントロール部２０における処理制御を従来と変更するのみで、エンコーダ等の検出手段やその演算結果に対する演算を行う手段等を新たに設けることなく、負荷変動による各色のトナー画像の間の位置ずれを修正することができるようになる。したがって、この複写機では、負荷変動による位置ずれを修正するために、装置構成の複雑化を招いてしまうことがなく、装置の小型化やコスト低減化の妨げとなってしまうおそれもない。
【００４４】
つまり、この複写機では、ポリゴン同期機能を利用することにより、新たな検出手段等を設けることなく、中間転写体ベルト１ａに対する負荷変動によって発生し得る各色トナー画像の間の位置ずれを低減することができる。
【００４５】
なお、本実施の形態では、ポリゴン同期機能が中間転写体ベルト１ａの回転速度を増減させるものであり、その中間転写体ベルト１ａの回転速度の増減により各色トナー画像の間の位置ずれを修正する場合について説明したが、ポリゴン同期機能がポリゴンミラーの回転速度を増減させるものであれば、ポリゴンミラーの回転速度の増減により各色トナー画像の間の位置ずれを修正するものであってもよい。
【００４６】
また、本実施の形態では、トナー画像担持体として中間転写体ベルト１ａを備えた複写機に本発明を適用した場合について説明したが、例えばトナー画像担持体として感光体ベルト１ｂを備えたもの（図７参照）であっても同様に、本発明を適用することが可能である。
【００４７】
さらに、本実施の形態では、中間転写体ベルト１ａに対する負荷変動がＫサイクルにおいてのみ発生し、Ｋ色のトナー画像の形成位置を修正する場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００４８】
例えば、複数枚の記録用紙に対する画像出力を連続して行う場合について考える。この場合には、Ｋ（４色目）サイクルの次の周において新たなトナー画像のＹ（１色目）サイクルが開始される。つまり、転写ロール６の当接やクリーナー７の当接等が完了しないうちに、新たなＹサイクルが開始されることとなる。したがって、新たなＹサイクルにおいても負荷変動が発生し、このＹサイクルで形成するＹ色のトナー画像に図４（ｂ）に示すような位置ずれ「Ｒｙ」が生じてしまう。そこで、この位置ずれ「Ｒｙ」についても、上述した「Ｒｋ」の場合と同様に修正を行うことにより、図４（ａ）に示すように、位置ずれの絶対量を小さくすることができる。つまり、本発明は、画像を連続出力する場合における２枚目以降の１色目に対しても適用でき、連続出力時であっても色ずれの低減を実現することができる。
【００４９】
また、そのときの補正値「ΔＲ」は、Ｋ色のトナー画像に対するものであっても、あるいはＹ色のトナー画像に対するものであっても、ΔＲ＝Ｒ／２に限られるものではない。トナー画像が中間転写体ベルト１ａの略全面に渡って形成される場合にはΔＲ＝Ｒ／２とするのが最も効果的であるが、実際にはトナー画像長は様々である。例えば図５（ｂ）に示すように、トナー画像長（Ａ４対応）が中間転写体ベルト１ａの周長（Ａ３対応）よりも短い場合には、ΔＲ＝Ｒ／２とすると実際に記録用紙上で起こる色ずれ量はＲ×Ｌｐ／Ｌｂ（Ｌｐ；用紙長、Ｌｂ；周長）となり、却って位置ずれの絶対量が大きくなってしまう。そこで、このような場合には、トナー画像を出力する記録用紙の用紙長に応じΔＲ＝Ｒ×（Ｌｐ／Ｌｂ）／２（周長「Ｌｂ」は固定値）として、修正指示手段２２が「ΔＲ」を求めるようにすればよい。これにより、トナー画像長が中間転写体ベルト１ａの周長よりも短い場合であっても、図５（ａ）に示すように、記録用紙上における色ずれの低減を実現することができる。
【００５０】
また、色ずれを低減するためのトナー画像の形成位置の修正は、負荷変動がある場合のトナー画像に対してではなく、負荷変動がない場合のトナー画像に対して行うようにしてもよい。例えば、Ｋサイクルにおいてのみ中間転写体ベルト１ａに対する負荷変動が発生している場合であれば、Ｋ色のトナー画像ではなくＹ，Ｍ，Ｃ色のトナー画像の形成位置を修正するようにしても、上述の場合と同様の効果を得ることができる。
【００５１】
また、本実施の形態では、トナー画像の形成位置を修正するために必要な中間転写体ベルト１ａの回転周期を、装置起動時等に行われるダミーサイクルの実行により検出する場合を例に挙げて説明したが、例えば装置製造過程における調整工程等の装置出荷前に予めその補正量を測定し、その結果をメモリ内等に設定しておくようにしても、同様の効果が得られ、さらには装置起動時等における処理迅速化も実現できるようになる。
【００５２】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の画像形成装置は、トナー画像担持体上に複数色のトナー画像を重ね合わせるのにあたって、そのトナー画像担持体に対する負荷変動があっても、その負荷変動によって発生し得る各色トナー画像の間の位置ずれの絶対量が小さくなるように、トナー画像担持体の回転速度または潜像の書き込み速度を増減させるようになっている。よって、この画像形成装置では、負荷変動による各色トナー画像の間の位置ずれを従来よりも小さくすることができ、出力画像における色ずれや濃度ムラも従来よりも抑えることができる。また、そのために、エンコーダ等の検出手段といった新たな構成を設ける必要がないので、装置構成の複雑化を招くことがなく、装置の小型化やコスト低減化の妨げとなってしまうおそれもない。
つまり、この画像形成装置では、従来より存在するポリゴン同期機能を利用することにより、新たな検出手段等を設けることなく、トナー画像担持体に対する負荷変動によって発生し得る各色トナー画像の間の位置ずれを低減することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係わる画像形成装置の実施の形態の一例の機能構成を示すブロック図である。
【図２】 図１の画像形成装置における画像形成処理の動作例、特にコントロール部における制御処理例を示すフローチャートである。
【図３】 図１の画像形成装置においてＫ色のトナー画像の形成位置を修正した場合における各色のトナー画像の間の形成位置のずれ量を示す説明図である。
【図４】 図１の画像形成装置においてＹ色およびＫ色のトナー画像の形成位置を修正した場合における各色のトナー画像の間の形成位置のずれ量を示す説明図であり、（ａ）は修正後のずれ量を示す図、（ｂ）は修正前のずれ量を示す図である。
【図５】 図１の画像形成装置において画像長がびＫ色のトナー画像の形成位置を修正した場合における各色のトナー画像の間の形成位置のずれ量を示す説明図であり、（ａ）は修正後のずれ量を示す図、（ｂ）は修正前のずれ量を示す図である。
【図６】 ベルト状のトナー画像担持体を用いた画像形成装置の一例の概略構成を示す断面図である。
【図７】 ベルト状のトナー画像担持体を用いた画像形成装置の他の例の概略構成を示す断面図である。
【図８】 従来の画像形成装置の一例においてポリゴン同期機能を実現するための機能構成を示すブロック図である。
【図９】 従来の画像形成装置におけるトナー画像担持体とポリゴンミラーの動作タイミングを示すタイムチャートである。
【図１０】 ポリゴン同期機能による画像先端位置の補正のタイミングを示す説明図である。
【図１１】 トナー画像担持体に対する負荷変動の説明図であり、（ａ）は負荷の増加により回転速度が変化する状態を示す図、（ｂ）は回転速度の差により画像形成位置がずれていく様子を示す図である。
【図１２】 トナー画像担持体に対する負荷変動により発生するトナー画像の後端位置における位置ずれの例を示す説明図である。
【図１３】 負荷変動に伴うトナー画像担持体の平均速度の変化とスリップとの関係を示す説明図である。
【符号の説明】
１ａ…中間転写体ベルト、２…潜像書き込み部、１８…ベルト基準位置検出手段、１９…露光ビーム走査開始タイミング検出手段、２０…コントロール部、２１…認識手段、２２…修正指示手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式により画像の形成を行う画像形成装置に係わり、特にベルト状のトナー画像担持体を用いてカラー画像の形成を行う画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ベルト状のトナー画像担持体を用いた画像形成装置としては、例えば図６に示すように、トナー画像担持体として中間転写体ベルト１ａを備えた複写機が知られている。この画像形成装置では、レーザＲＯＳ（Raster Output Scanner)等の潜像書き込み部２による書き込みおよび現像器３による現像によって、感光体ドラム４上にトナー画像を形成すると、そのトナー画像を中間転写体ベルト１ａ上に一旦転写する。ただし、カラー画像の場合には、中間転写体ベルト１ａが１回転する毎に、Ｙ（イエロー），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン），Ｋ（ブラック）の各色のトナー画像を順に中間転写体ベルト１ａへ転写し、中間転写体ベルト１ａ上で４色のトナー画像を合成する。そして、その後に、中間転写体ベルト１ａ上のトナー画像を記録用紙に転写して出力するようになっている。
【０００３】
また、例えば図７に示すように、トナー画像担持体として感光体ベルト１ｂを備えたものもある。この画像形成装置では、感光体ベルト１ｂが１回転する毎に、潜像書き込み部２による書き込みおよび現像器３による現像によって、感光体ベルト１ｂ上にＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色のトナー画像を形成し、感光体ベルト１ｂ上で４色のトナー画像を合成した後に、記録用紙への転写を行うようになっている。
【０００４】
これらの画像形成装置では、中間転写体ベルト１ａまたは感光体ベルト１ｂといったトナー画像担持体が１回転する毎に、そのトナー画像担持体上に各色のトナー画像を順に重ねるようになっている。したがって、トナー画像担持体の回転周期と潜像書き込み部２による潜像の書き込みタイミングとは、同期していなければならず、これらが同期していないと各色のトナー画像の間で位置ずれが生じてしまうこととなる。
【０００５】
ただし、潜像の書き込みを行う潜像書き込み部２は、通常、その書き込みタイミングがレーザビームの走査周期、すなわち回転多面鏡（ポリゴンミラー）の回転周期によって決定され、しかもその周期がトナー画像担持体の回転周期と非同期になっている。つまり、トナー画像担持体とポリゴンミラーとは、回転位相が非同期である。
そのために、ベルト状のトナー画像担持体を用いた画像形成装置は、各回転位相が非同期なために起こり得るトナー画像の位置ずれを補正する機能（以下、ポリゴン同期機能と称す）を有しており、そのポリゴン同期機能を用いてトナー画像担持体上でのトナー画像の位置ずれを防止するようになっている。
【０００６】
ここで、ポリゴン同期機能について説明する。ポリゴン同期機能としては、例えば特開平９−８０８５３号公報に開示されたものがある。このポリゴン同期機能は、図８に示すように、トナー画像担持体の回転に必要なベルト駆動モータ１１，駆動モータ制御部１２および基準クロック発生部１３と、潜像書き込み部２での潜像の書き込みに必要な画像書き込みタイミング制御部１４，画像処理部１５および画像入力部１６と、これらの各部を制御するメインコントローラ１７との他に、トナー画像担持体の回転周期を検出するためのベルト基準位置検出手段１８と、潜像書き込み部２による潜像の書き込みタイミング（ポリゴンミラーの回転周期）を検出するための露光ビーム走査開始タイミング検出手段１９と、これらの回転周期の位相差を補正するためのコントロール部２０と、を備えることによって実現される。
【０００７】
ベルト基準位置検出手段１８は、トナー画像担持体上に設けられた基準位置をセンサ等により検出し、これを検出する度に基準位置を示す基準位置信号（以下、ＴＲ０信号と称す）を出力する。また、露光ビーム走査開始タイミング検出手段１９は、ポリゴンミラーが所定位置を通過する度に走査開始信号（以下、ＳＯＳ信号と称す）を出力する。
【０００８】
画像書き込みタイミング制御部１４は、これらのＴＲ０信号およびＳＯＳ信号に基づいて、潜像の書き込みを開始する。詳しくは、図９に示すように、ＴＲ０信号が出力された直後のＳＯＳ信号から所定時間経過後に潜像の書き込みを開始する。したがって、トナー画像担持体上の基準位置が検出されてから潜像の書き込みが開始されるまでの時間は、１色目で「Ｔ1 ＋Ｔsos ×ｎ」、２色目で「Ｔ2 ＋Ｔsos ×ｎ」となる。
【０００９】
ところが、トナー画像担持体とポリゴンミラーとは回転位相が非同期であるため、「Ｔ1 」と「Ｔ2 」とは互いにばらつきを持ってしまう。そのため、このままでは、潜像を書き込むタイミングもばらついてしまい、トナー画像担持体上に形成されるトナー画像の先端位置（形成開始位置）もばらついてしまうこととなる。
【００１０】
そこで、コントロール部２０は、各色毎のＴＲ０信号から潜像の書き込みまでの間に、トナー画像担持体の回転周期とポリゴンミラーの回転周期との位相差を演算し、その演算結果を基にトナー画像担持体の回転速度またはポリゴンミラーの回転速度を増減させ、トナー画像形成時におけるそれぞれの回転周期の位相差を補正する。
【００１１】
この補正は、図１０に示すように、トナー画像担持体が１回転する間のうちで、潜像の書き込みが行われていないとき（非画像形成状態）に、トナー画像担持体の回転速度またはポリゴンミラーの回転速度を一定の速度変動率で変更させることによって行われる。これにより、「Ｔ1 」、「Ｔ2 」のばらつきが除去され、ある色のトナー画像とその次に形成される色のトナー画像との先端位置が一致するようになり、トナー画像担持体上でのトナー画像の位置ずれが発生しなくなる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、トナー画像担持体上における各色のトナー画像の間での位置ずれは、トナー画像担持体の回転速度の変動によっても生じ得る。例えば、トナー画像担持体の回転速度が、ある色のトナー画像形成時と他の色のトナー画像形成時とで異なっていると、これらのトナー画像の間で位置ずれが発生してしまい、結果として出力画像における色ずれや濃度ムラの原因となってしまう。
【００１３】
トナー画像担持体の回転速度の変動が生じる一因としては、トナー画像担持体に対する負荷変動が挙げられる。すなわち、図１１（ａ）に示すようにトナー画像担持体の回転に対する負荷の増加が発生すると、これによりトナー画像担持体のスリップや伸びが生じてしまい、負荷の増加がある場合とない場合とでトナー画像担持体の回転速度が異なってしまうので、図１１（ｂ）に示すようにトナー画像担持体上におけるトナー画像の形成位置がずれてしまうこととなる。
【００１４】
このような負荷変動は、以下の理由により発生する。
一般に、画像形成装置では、装置小型化のため、トナー画像担持体のベルト長が、形成可能なトナー画像の大きさに対応している。また、画像形成処理の迅速化のため、トナー画像担持体の４周で４色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のトナー画像を形成し、その次の周には新たなトナー画像の１色目（Ｙ色）の形成を開始する。
一方、トナー画像担持体上に対しては、トナー画像を記録用紙上へ転写するのにあたって、その転写位置において転写ロール（図６または図７における符号５参照）の当接が必要となる。さらには、トナー画像の転写後、残留トナーをトナー画像担持体上から除去するためにクリーナー（図６または図７における符号６参照）の当接が必要となる。
そのため、トナー画像担持体上では、例えば、４色目（Ｋ色）のトナー画像の形成が完了しないうちに、合成後のトナー画像の先端部の転写が開始されるとともに、残留トナーの除去が行われる、といったことが生じてしまう。つまり、Ｋ色のトナー画像の形成が行われている最中に、転写ロール６の当接やクリーナー７の当接等が発生し、これらによりトナー画像担持体の回転に対する負荷が増加することとなる。
【００１５】
このような負荷変動が発生することにより、トナー画像担持体上では、ポリゴン同期機能により各色のトナー画像の先端位置が一致するように補正しても、例えば図１２に示すように、Ｋ色と他の色のトナー画像の間の後端位置にずれが生じてしまうこととなる。
【００１６】
これに対して、例えば特開平８−１５２８１２号公報には、ベルト状のトナー画像担持体の裏面あるいはそのトナー画像担持体を駆動する駆動ロールの表面に高摩擦係数の樹脂や粘着剤を塗布することにより、トナー画像担持体に対する負荷によるスリップの低減を可能にした画像形成装置が開示されている。ところが、これは、図１３に示すように、トナー画像担持体が駆動不能になるような大きな負荷によるスリップに対しては効果的であるが、小さな負荷による微少スリップ、例えば１画素の大きさに満たないような微少な位置ずれの要因となるスリップについては、これを十分に防ぐことができない。また、トナー画像担持体の伸びについては全く対応することができない。
【００１７】
このことから、上述したような各色のトナー画像の間における微少な位置ずれの発生を防ぐためには、トナー画像担持体の速度変動を検出し、その検出結果に基づいて各色のトナー画像の形成位置を補正するのが最も効果的であると考えられる。
【００１８】
トナー画像担持体の速度変動を検出するものとしては、例えば特開平４−１７２３７６号公報や特開平４−２３４０６４号公報に開示されているように、トナー画像担持体に従動する従動ロールの軸にエンコーダを取り付け、そのエンコーダが検出する角速度からトナー画像担持体の速度を演算して認識するものがある。ところが、これらのものは、トナー画像担持体の速度変動を高精度に制御する技術として適しているが、その反面、エンコーダ等の検出手段や、その検出結果からトナー画像担持体の速度を認識する認識（演算）手段等、を新たに設ける必要がある。したがって、画像形成装置の構成の複雑化を招いてしまい、結果として装置の小型化やコスト低減化の妨げとなってしまう可能性がある。
【００１９】
そこで、本発明は、上述したポリゴン同期機能を利用することにより、トナー画像担持体の速度変動を検出する手段等を新たに設けることなく、トナー画像担持体に対する負荷変動によって発生し得る各色トナー画像の間での位置ずれを低減することのできる画像形成装置を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために案出された画像形成装置で、回転駆動されるベルト状のトナー画像担持体と、前記トナー画像担持体の１回転毎にそのトナー画像担持体上へのトナー画像の形成のために潜像の書き込みを行う露光手段と、前記トナー画像担持体の回転周期および前記露光手段による潜像の書き込みタイミングを決定するポリゴンミラーの回転周期を検出するとともに、これらの間の位相差を演算する演算手段と、前記演算手段による演算結果を基に、前記トナー画像担持体の回転速度または前記露光手段による潜像の書き込み速度を増減させ前記位相差を補正する補正手段とを備え、前記補正手段での補正により前記トナー画像担持体上にて複数色のトナー画像が重なり合うように該トナー画像の前記トナー画像担持体上での形成開始位置を調整するものにおいて、前記複数色のトナー画像の重ね合わせに必要となる前記トナー画像担持体の複数回転のうちでそのトナー画像担持体に対する負荷変動がある場合とこの負荷変動がない場合とにおける回転周期の差を認識する認識手段と、前記認識手段による認識結果に基づいて前記負荷変動がある場合における補正値を求めて、該補正値を加味して前記回転速度または前記書き込み速度を増減を行うように前記補正手段に指示を与え、前記複数色のトナー画像の該トナー画像担持体上での形成開始位置を前記複数色間でずらすために前記負荷変動がある場合の前記トナー画像担持体上でのトナー画像の形成開始位置を前記負荷変動がない場合に比べて前記補正値の量だけずれた状態となるように修正する修正指示手段とが設けられたことを特徴とするものである。
【００２１】
上記構成の画像形成装置によれば、認識手段は、所定の時点、例えばトナー画像担持体上へのトナー画像の形成に先立つ時点で、そのトナー画像担持体に対する負荷変動がある場合とない場合とにおける回転周期の差を認識する。認識手段が回転周期の差を認識すると、修正指示手段は、その認識結果に基づいて、補正手段が各色間の位相差補正を行う際の補正量を修正すべく、トナー画像担持体の回転速度または露光手段による潜像の書き込み速度の増減を、補正手段に対して指示する。これにより、補正手段は、複数色のトナー画像の重ね合わせに必要となるトナー画像担持体の複数回転のうちで、このトナー画像担持体に対する負荷変動が生じていても、これに対応してトナー画像担持体の回転速度または露光手段による潜像の書き込み速度を増減させ、複数色のトナー画像のトナー画像担持体上での形成開始位置を複数色間でずらすようにする。
したがって、この画像形成装置では、トナー画像担持体上に複数色のトナー画像を形成するのにあたって、トナー画像担持体に対する負荷変動があっても、トナー画像担持体上における各色のトナー画像の間の位置ずれの絶対量が小さくなる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明に係わる画像形成装置について説明する。
ここでは、本発明を、トナー画像担持体として中間転写体ベルトを備えた複写機（図６参照）に適用した場合を例に挙げて説明する。ただし、本実施の形態では、上述した従来例（図６および図８参照）と同一の構成要素については同一の符号を与え、その詳細な説明を省略するものとする。
【００２３】
本実施の形態の複写機は、図１に示すように、従来のポリゴン同期機能を有したもの（図８参照）に加え、コントロール部２０内に、認識手段２１と、修正指示手段２２と、が設けられているものである。なお、これらの各手段は、マイクロプロセッサ等からなるコントロール部２０が所定プログラムを実行することによって実現されるものである。
【００２４】
認識手段２１は、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの４色のトナー画像を重ね合わせるために必要な中間転写体ベルト１ａの４回転のうちで、その中間転写体ベルト１ａに対する負荷変動がある場合とこの負荷変動がない場合とにおける回転周期の差を認識するものである。なお、認識手段２１では、詳細を後述するように、この認識を、ダミーサイクルにおけるベルト基準位置検出手段１８からのＴＲ０信号に基づいて行うようになっている。
【００２５】
修正指示手段２２は、認識手段２１による認識結果を基に、中間転写体ベルト１ａに対する負荷変動がある場合における補正値を演算し、その補正値によって中間転写体ベルト１ａの回転速度の増減を指示するものである。この修正指示手段２２による指示に従って、コントロール部２０は、ポリゴン同期機能による補正の場合と同様に、基準クロック発生部１３および駆動モータ制御部１２を介してベルト駆動モータ１１の回転速度の増減させるようになっている。
【００２６】
次に、以上のように構成された複写機における画像形成処理の動作例、特にコントロール部２０における制御処理例について、図２のフローチャートを参照しながら説明する。
【００２７】
この複写機では、画像形成を行うのに先立ち、ダミーサイクルを実行する。なお、このダミーサイクルの際に、従来例（図８参照）で説明したポリゴン同期機能による補正も併せて行うようにしてもよい。
【００２８】
ダミーサイクルは、電源投入等による装置起動時に行うもので、中間転写体ベルト１ａの回転、ベルト基準位置検出手段１８によるＴＲ０信号の出力、転写ロール６やクリーナー７の当接等の動作を、実際の画像形成を行う場合と同様の手順により実行するものである。ただし、このとき、実際の画像形成、例えば中間転写体ベルト１ａへのトナー画像の形成等は行わないものとする。
【００２９】
そして、ダミーサイクルの実行中、コントロール部２０では、認識手段２１が、中間転写体ベルト１ａに対する負荷変動がある場合とこの負荷変動がない場合とにおける回転周期の差を認識する。負荷変動がある場合としては例えばＫ（４色目）サイクルが相当し、また負荷変動がない場合としては例えばＭ（２色目）サイクルが相当する。
【００３０】
具体的には、認識手段２１では、先ず、ダミーサイクルの実行が開始されると、コントロール部２０内等に設けられた図示しないタイマをリセットし、このタイマを中間転写体ベルト１ａの回転周期を検知するためのカウンターとしてセットする（ステップ１０１、以下ステップをＳと略す）。その後、ベルト基準位置検出手段１８からＭサイクルに相当するＴＲ０信号の出力があると（Ｓ１０２）、タイマのカウントをスタートさせる（Ｓ１０３）。そして、その次のＴＲ０信号（Ｃサイクルに相当するＴＲ０信号）の出力があると（Ｓ１０４）、タイマによるカウントを終了するとともに（Ｓ１０５）、そのときのカウント値を「Ｔｍ」とし（Ｓ１０６）、その値を図示しないメモリ内やレジスタ内に保持させる。この「Ｔｍ」がＭサイクルにおける回転周期の値となる。
【００３１】
「Ｔｍ」の検出を終了すると、次に、認識手段２１は、再びカウンターをセットし（Ｓ１０７）、Ｋサイクルにおける回転周期を上述の場合と同様にして検出し（Ｓ１０８〜Ｓ１１１）、その結果を「Ｔｋ」とする（Ｓ１１２）。
なお、認識手段２１は、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各サイクルからカウント値を検出するようにしてもよいが、ここでは負荷変動がある場合とない場合との回転周期の差が分かればよいので、ＭサイクルとＫサイクルとの２つのみについて検出することにより、認識処理の迅速化を図っている。
【００３２】
このようにして「Ｔｍ」および「Ｔｋ」の値を検出すると、認識手段２１は、これらの間の差である「Ｔｋ−Ｔｍ」の値を、負荷変動がある場合とない場合とにおける回転周期の差として認識する。
【００３３】
認識手段２１が回転周期の差を認識すると、次に、修正指示手段２２は、中間転写体ベルト１ａに対する負荷変動がある場合におけるトナー画像の形成位置のずれ量、すなわち１〜３色目（Ｙ色，Ｍ色，Ｃ色）のトナー画像の形成位置と最終色（Ｋ色）のトナー画像の形成位置との位置ずれの値、具体的にはトナー画像の後端位置でのずれ量の値を演算により求める（Ｓ１１３）。
【００３４】
この位置ずれの値を予想レジずれ値「Ｒｋ」とすると、この予想レジずれ値「Ｒｋ」は、中間転写体ベルト１ａの基準速度「Ｖ」の値からＲｋ＝（Ｔｋ−Ｔｍ）×Ｖの式によって定まる。このとき、基準速度「Ｖ」は、所定の値である。したがって、認識手段２１による認識結果である「Ｔｋ−Ｔｍ」の値が分かれば、修正指示手段２２は、予想レジずれ値「Ｒｋ」を求めることができる。
【００３５】
修正指示手段２２は、認識手段２１による認識結果を基に予想レジずれ値「Ｒｋ」を算出すると、続いて、中間転写体ベルト１ａに対する負荷変動がある場合における補正値「ΔＲ」を演算する（Ｓ１１４）。
【００３６】
この補正値「ΔＲ」としては、予想レジずれ値「Ｒｋ」を半減させるための値が考えられる。これは、ポリゴン同期機能を利用した補正は、中間転写体ベルト１ａ上へのトナー画像の形成が行われていないときに、その中間転写体ベルト１ａの回転速度を増減させることにより、各色のトナー画像の先端位置を一致させるものであり、中間転写体ベルト１ａ上へのトナー画像の形成中には中間転写体ベルト１ａを基準速度「Ｖ」で走行させるようになっているからである。すなわち、ポリゴン同期機能を利用した補正では、トナー画像の形成中に発生する負荷変動による形成位置のずれ（図１２参照）を完全に除去することができないからである。よって、そのずれが最も目立たなくなるよう、予想レジずれ値「Ｒｋ」を半減させることが考えられ、この場合にはΔＲ＝Ｒｋ／２とすればよい。
【００３７】
修正指示手段２２が補正値「ΔＲ」を求めると、次に、この複写機では、メインコントローラ１７からの指示に従って、各部が画像形成を開始する。詳しくは、先ず、Ｙ色画像について潜像書き込み部２が感光体ドラム４上への潜像を書き込む。そして、現像器３がその潜像をＹ色のトナーで現像した後、そのトナー画像を中間転写体ベルト１ａ上に転写（１次転写）する。続いて、Ｍ色およびＣ色についても同様の処理を行い、中間転写体ベルト１ａ上で３色のトナー画像を合成する。なお、このとき、各色のトナー画像の形成位置については、ポリゴン同期機能による補正が行われ、それぞれの先端位置が一致しているものとする。
【００３８】
３色のトナー画像の合成が終了すると、次に、最終色であるＫ色のトナー画像の形成を行う。ただし、最終色の場合については、中間転写体ベルト１ａに対する負荷変動が生じるので、修正指示手段２２は、Ｋ色のトナー画像の形成前、すなわち潜像書き込み部２による潜像を書き込みが開始される前で中間転写体ベルト１ａ上へのトナー画像の転写が行われていないときに（以下、この時間領域を１次転写非画像エリアと称す）、補正値「ΔＲ」によって中間転写体ベルト１ａの回転速度の増減を指示する。
【００３９】
詳しくは、修正指示手段２２では、補正値「ΔＲ」による補正指示を、ポリゴン同期機能による補正を行う場合の補正指示と同時に、これに補正値「ΔＲ」を加味するようなかたちで、基準クロック発生部１３に与える。この修正指示手段２２からの補正指示により、基準クロック発生部１３および駆動モータ制御部１２は、例えばステッピングモータからなるベルト駆動モータ１１に対して、時間当たりに与えるパルス数を増減させる。これにより、ベルト駆動モータ１１では、回転速度が増減する。なお、この回転速度の増減は、１次転写非画像エリア内のみで行われ、Ｋ色のトナー画像の形成が開始すると中間転写体ベルト１ａは基準速度「Ｖ」で駆動されることとなる。
【００４０】
このような修正指示手段２２から指示される補正によって、中間転写体ベルト１ａでは、Ｋ色のトナー画像が補正値「ΔＲ」に対応する量だけ全体的にずれた状態で形成される。すなわち、Ｋ色のトナー画像は、他色のトナー画像に比べて、その先端位置が補正値「ΔＲ」の分だけずれた状態となる。
【００４１】
したがって、中間転写体ベルト１ａでは、図３に示すように、Ｋ色のトナー画像の形成中に転写ロール６やクリーナー７の当接等による負荷変動があり、Ｋ色のトナー画像の後端で予想レジずれ値「Ｒｋ」の分だけずれが生じていても、Ｋ色のトナー画像と他色のトナー画像との間の位置ずれの絶対量が「ΔＲ」となる。そして、この状態で中間転写体ベルト１ａ上で合成されたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの４色のトナー画像は、その状態のまま記録用紙上へ転写（２次転写）されることとなる。
【００４２】
以上のように、本実施の形態における複写機では、認識手段２１による認識結果に基づいて修正指示手段２２が中間転写体ベルト１ａの回転速度の増減を指示するようになっているので、中間転写体ベルト１ａ上にＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの４色のトナー画像を形成するのにあたって、この中間転写体ベルト１ａに対する負荷変動があっても、その負荷変動によって発生し得る各色のトナー画像の間の位置ずれの絶対量が小さくなるように修正されることとなる。これにより、この複写機では、負荷変動による各色のトナー画像の間の位置ずれを従来よりも小さくすることができ、中間転写体ベルト１ａ上のトナー画像を記録用紙上へ２次転写しても、その出力画像における色ずれや濃度ムラを従来よりも抑えることができる。
【００４３】
また、この複写機では、負荷変動による各色のトナー画像の間の位置ずれを従来から複写機が有しているポリゴン同期機能を利用して小さくするようになっている。すなわち、コントロール部２０における処理制御を従来と変更するのみで、エンコーダ等の検出手段やその演算結果に対する演算を行う手段等を新たに設けることなく、負荷変動による各色のトナー画像の間の位置ずれを修正することができるようになる。したがって、この複写機では、負荷変動による位置ずれを修正するために、装置構成の複雑化を招いてしまうことがなく、装置の小型化やコスト低減化の妨げとなってしまうおそれもない。
【００４４】
つまり、この複写機では、ポリゴン同期機能を利用することにより、新たな検出手段等を設けることなく、中間転写体ベルト１ａに対する負荷変動によって発生し得る各色トナー画像の間の位置ずれを低減することができる。
【００４５】
なお、本実施の形態では、ポリゴン同期機能が中間転写体ベルト１ａの回転速度を増減させるものであり、その中間転写体ベルト１ａの回転速度の増減により各色トナー画像の間の位置ずれを修正する場合について説明したが、ポリゴン同期機能がポリゴンミラーの回転速度を増減させるものであれば、ポリゴンミラーの回転速度の増減により各色トナー画像の間の位置ずれを修正するものであってもよい。
【００４６】
また、本実施の形態では、トナー画像担持体として中間転写体ベルト１ａを備えた複写機に本発明を適用した場合について説明したが、例えばトナー画像担持体として感光体ベルト１ｂを備えたもの（図７参照）であっても同様に、本発明を適用することが可能である。
【００４７】
さらに、本実施の形態では、中間転写体ベルト１ａに対する負荷変動がＫサイクルにおいてのみ発生し、Ｋ色のトナー画像の形成位置を修正する場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００４８】
例えば、複数枚の記録用紙に対する画像出力を連続して行う場合について考える。この場合には、Ｋ（４色目）サイクルの次の周において新たなトナー画像のＹ（１色目）サイクルが開始される。つまり、転写ロール６の当接やクリーナー７の当接等が完了しないうちに、新たなＹサイクルが開始されることとなる。したがって、新たなＹサイクルにおいても負荷変動が発生し、このＹサイクルで形成するＹ色のトナー画像に図４（ｂ）に示すような位置ずれ「Ｒｙ」が生じてしまう。そこで、この位置ずれ「Ｒｙ」についても、上述した「Ｒｋ」の場合と同様に修正を行うことにより、図４（ａ）に示すように、位置ずれの絶対量を小さくすることができる。つまり、本発明は、画像を連続出力する場合における２枚目以降の１色目に対しても適用でき、連続出力時であっても色ずれの低減を実現することができる。
【００４９】
また、そのときの補正値「ΔＲ」は、Ｋ色のトナー画像に対するものであっても、あるいはＹ色のトナー画像に対するものであっても、ΔＲ＝Ｒ／２に限られるものではない。トナー画像が中間転写体ベルト１ａの略全面に渡って形成される場合にはΔＲ＝Ｒ／２とするのが最も効果的であるが、実際にはトナー画像長は様々である。例えば図５（ｂ）に示すように、トナー画像長（Ａ４対応）が中間転写体ベルト１ａの周長（Ａ３対応）よりも短い場合には、ΔＲ＝Ｒ／２とすると実際に記録用紙上で起こる色ずれ量はＲ×Ｌｐ／Ｌｂ（Ｌｐ；用紙長、Ｌｂ；周長）となり、却って位置ずれの絶対量が大きくなってしまう。そこで、このような場合には、トナー画像を出力する記録用紙の用紙長に応じΔＲ＝Ｒ×（Ｌｐ／Ｌｂ）／２（周長「Ｌｂ」は固定値）として、修正指示手段２２が「ΔＲ」を求めるようにすればよい。これにより、トナー画像長が中間転写体ベルト１ａの周長よりも短い場合であっても、図５（ａ）に示すように、記録用紙上における色ずれの低減を実現することができる。
【００５０】
また、色ずれを低減するためのトナー画像の形成位置の修正は、負荷変動がある場合のトナー画像に対してではなく、負荷変動がない場合のトナー画像に対して行うようにしてもよい。例えば、Ｋサイクルにおいてのみ中間転写体ベルト１ａに対する負荷変動が発生している場合であれば、Ｋ色のトナー画像ではなくＹ，Ｍ，Ｃ色のトナー画像の形成位置を修正するようにしても、上述の場合と同様の効果を得ることができる。
【００５１】
また、本実施の形態では、トナー画像の形成位置を修正するために必要な中間転写体ベルト１ａの回転周期を、装置起動時等に行われるダミーサイクルの実行により検出する場合を例に挙げて説明したが、例えば装置製造過程における調整工程等の装置出荷前に予めその補正量を測定し、その結果をメモリ内等に設定しておくようにしても、同様の効果が得られ、さらには装置起動時等における処理迅速化も実現できるようになる。
【００５２】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の画像形成装置は、トナー画像担持体上に複数色のトナー画像を重ね合わせるのにあたって、そのトナー画像担持体に対する負荷変動があっても、その負荷変動によって発生し得る各色トナー画像の間の位置ずれの絶対量が小さくなるように、トナー画像担持体の回転速度または潜像の書き込み速度を増減させるようになっている。よって、この画像形成装置では、負荷変動による各色トナー画像の間の位置ずれを従来よりも小さくすることができ、出力画像における色ずれや濃度ムラも従来よりも抑えることができる。また、そのために、エンコーダ等の検出手段といった新たな構成を設ける必要がないので、装置構成の複雑化を招くことがなく、装置の小型化やコスト低減化の妨げとなってしまうおそれもない。
つまり、この画像形成装置では、従来より存在するポリゴン同期機能を利用することにより、新たな検出手段等を設けることなく、トナー画像担持体に対する負荷変動によって発生し得る各色トナー画像の間の位置ずれを低減することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係わる画像形成装置の実施の形態の一例の機能構成を示すブロック図である。
【図２】 図１の画像形成装置における画像形成処理の動作例、特にコントロール部における制御処理例を示すフローチャートである。
【図３】 図１の画像形成装置においてＫ色のトナー画像の形成位置を修正した場合における各色のトナー画像の間の形成位置のずれ量を示す説明図である。
【図４】 図１の画像形成装置においてＹ色およびＫ色のトナー画像の形成位置を修正した場合における各色のトナー画像の間の形成位置のずれ量を示す説明図であり、（ａ）は修正後のずれ量を示す図、（ｂ）は修正前のずれ量を示す図である。
【図５】 図１の画像形成装置において画像長がびＫ色のトナー画像の形成位置を修正した場合における各色のトナー画像の間の形成位置のずれ量を示す説明図であり、（ａ）は修正後のずれ量を示す図、（ｂ）は修正前のずれ量を示す図である。
【図６】 ベルト状のトナー画像担持体を用いた画像形成装置の一例の概略構成を示す断面図である。
【図７】 ベルト状のトナー画像担持体を用いた画像形成装置の他の例の概略構成を示す断面図である。
【図８】 従来の画像形成装置の一例においてポリゴン同期機能を実現するための機能構成を示すブロック図である。
【図９】 従来の画像形成装置におけるトナー画像担持体とポリゴンミラーの動作タイミングを示すタイムチャートである。
【図１０】 ポリゴン同期機能による画像先端位置の補正のタイミングを示す説明図である。
【図１１】 トナー画像担持体に対する負荷変動の説明図であり、（ａ）は負荷の増加により回転速度が変化する状態を示す図、（ｂ）は回転速度の差により画像形成位置がずれていく様子を示す図である。
【図１２】 トナー画像担持体に対する負荷変動により発生するトナー画像の後端位置における位置ずれの例を示す説明図である。
【図１３】 負荷変動に伴うトナー画像担持体の平均速度の変化とスリップとの関係を示す説明図である。
【符号の説明】
１ａ…中間転写体ベルト、２…潜像書き込み部、１８…ベルト基準位置検出手段、１９…露光ビーム走査開始タイミング検出手段、２０…コントロール部、２１…認識手段、２２…修正指示手段
Claims (7)
- 回転駆動され、複数色のトナー画像が重ね合わされるベルト状のトナー画像担持体と、
前記トナー画像担持体へ前記複数色間で異なる状態で当接し、前記トナー画像の形成のために必要な処理を行うとともに、前記トナー画像担持体へ負荷を与え該トナー画像担持体の回転速度を変動させてしまう負荷手段と、
各色のトナー画像形成が行われている最中に前記トナー画像担持体の回転速度が変動することにより発生する前記複数色間の色ずれを、前記複数色のトナー画像の該トナー画像担持体上での形成開始位置を前記複数色間でずらすことにより調整する調整手段と
を備えることを特徴とする画像形成装置。 - 前記調整手段は、前記トナー画像担持体の回転速度を増減させる回転速度増減手段である
ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。 - 前記トナー画像担持体の１回転毎に該トナー画像担持体上へのトナー画像の形成のための潜像の書き込みを行う露光手段とを備え、
前記調整手段は、前記露光手段の書き込み速度の増減を行う書き込み速度増減手段である
ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。 - 回転駆動されるベルト状のトナー画像担持体と、
前記トナー画像担持体の１回転毎に該トナー画像担持体上へのトナー画像の形成のために潜像の書き込みを行う露光手段と、
前記トナー画像担持体の回転周期および前記露光手段による潜像の書き込みタイミングを決定するポリゴンミラーの回転周期を検出するとともに、これらの間の位相差を演算する演算手段と、
前記演算手段による演算結果を基に、前記トナー画像担持体の回転速度を増減させ前記位相差を補正する補正手段とを備え、
前記補正手段での補正により前記トナー画像担持体上にて複数色のトナー画像が重なり合うように該トナー画像の前記トナー画像担持体上での形成開始位置を調整する画像形成装置において、
前記複数色のトナー画像の重ね合わせに必要となる前記トナー画像担持体の複数回転のうちで該トナー画像担持体に対する負荷変動がある場合と該負荷変動がない場合とにおける回転周期の差を認識する認識手段と、
前記認識手段による認識結果に基づいて前記負荷変動がある場合における補正値を求めて、該補正値を加味して前記回転速度の増減を行うように前記補正手段に指示を与え、前記複数色のトナー画像の該トナー画像担持体上での形成開始位置を前記複数色間でずらすために前記負荷変動がある場合の前記トナー画像担持体上でのトナー画像の形成開始位置を前記負荷変動がない場合に比べて前記補正値の量だけずれた状態となるように修正する修正指示手段と
が設けられたことを特徴とする画像形成装置。 - 回転駆動されるベルト状のトナー画像担持体と、
前記トナー画像担持体の１回転毎に該トナー画像担持体上へのトナー画像の形成のために潜像の書き込みを行う露光手段と、
前記トナー画像担持体の回転周期および前記露光手段による潜像の書き込みタイミングを決定するポリゴンミラーの回転周期を検出するとともに、これらの間の位相差を演算する演算手段と、
前記演算する演算手段を基に、前記露光手段による潜像の書き込み速度を増減させ前記位相差を補正する補正手段とを備え、
前記補正手段での補正により前記トナー画像担持体上にて複数色のトナー画像が重なり合うように該トナー画像の前記トナー画像担持体上での形成開始位置を調整する画像形成装置において、
前記複数色のトナー画像の重ね合わせに必要となる前記トナー画像担持体の複数回転のうちで該トナー画像担持体に対する負荷変動がある場合と該負荷変動がない場合とにおける回転周期の差を認識する認識手段と、
前記認識手段による認識結果に基づいて前記負荷変動がある場合における補正値を求めて、該補正値を加味して前記書き込み速度の増減を行うように前記補正手段に指示を与え、前記複数色のトナー画像の該トナー画像担持体上での形成開始位置を前記複数色間でずらすために前記負荷変動がある場合の前記トナー画像担持体上でのトナー画像の形成開始位置を前記負荷変動がない場合に比べて前記補正値の量だけずれた状態となるように修正する修正指示手段と
が設けられたことを特徴とする画像形成装置。 - 前記修正手段は、前記認識手段での認識結果から定まる予想ずれ量の１／２を前記補正値とする
ことを特徴とする請求項４または５記載の画像形成装置。 - 前記トナー画像担時体に形成するトナー画像長を認識するトナー画像長認識手段を更に備え、
前記修正手段は、前記認識手段での認識結果から定まる予想ずれ量と前記トナー画像長認識手段で認識されるトナー画像長との両方に基づいて前記補正値を求める
ことを特徴とする請求項４または５記載の画像形成装置。
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