JP5151658B2 - 画像形成装置、画像形成装置の制御方法、および画像形成装置の制御プログラム - Google Patents

Description

この発明は画像形成装置、画像形成装置の制御方法、および画像形成装置の制御プログラムに関し、特に、用紙に像を形成する位置を補正することができる画像形成装置、画像形成装置の制御方法、および画像形成装置の制御プログラムに関する。

電子写真式の画像形成装置（スキャナ機能、ファクシミリ機能、複写機能、プリンタとしての機能、データ通信機能、およびサーバ機能を備えたＭＦＰ（Ｍｕｌｔｉ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ）、ファクシミリ装置、複写機、プリンタなど）では、用紙への印字位置を調整するためのレジスト制御が行なわれている。これは、画像形成装置において、トナー像と用紙との位置関係を良好に保つためのものである。レジスト制御を行なうために、用紙の先端を検出するセンサと、トナー像が転写ポイントに到達するタイミングを検出する機構とを備える画像形成装置が知られている。

下記特許文献１には、感光体駆動部材の負荷変動に基づいて、用紙が感光体に突入したタイミングを検出する画像形成装置が開示されている。当該タイミングに基づいて、下流にある感光体に対する画像形成タイミングが決定される。これにより色ずれのない画像を得ようとするものである。

下記特許文献２には、転写電流の変動を元に、用紙が複数の転写ローラーに突入したタイミングをそれぞれ検出する画像形成装置が開示されている。当該タイミングに基づいて、用紙の搬送速度が算出される。搬送速度に応じて画像形成タイミングを補正することにより、用紙に対する画像位置ずれのない画像を得ることが可能となる。
特開２００１−２０９２２４号公報 特開２００５−２２１６２２号公報

上述の従来のレジスト制御方法には、以下の問題点があった。

特許文献１の技術を採用するためには、感光体間の距離が、感光体への画像書込み位置（感光体の露光位置）から転写ポイントに到るまでの距離（すなわち、画像書込み位置の画像が転写ポイントまで移動するまでの距離）より長いことが必要である。これは、装置を小型化する上での制約となる。

特許文献２の技術によると、搬送速度を算出することにより、後続のプリントや次のジョブの画像形成のタイミングを補正することができる。すなわち、算出された速度を以降のプリントへフィードバックすることで、画像位置ずれや色ずれを防止することが可能となる。しかしながら、補正できるのは次のプリントからであって、１枚のプリントの実行中に、そのプリントに関する補正ができないという問題点がある。

この発明はそのような問題点を解決するためになされたものであり、用紙に形成される像の位置合わせを適切に行なうことができる画像形成装置、画像形成装置の制御方法、および画像形成装置の制御プログラムを提供することを目的としている。

上記目的を達成するためこの発明のある局面に従うと、画像形成装置は、用紙に転写する像を担持する像担持体と、像担持体に対向して設けられる転写部と、用紙搬送経路において、像担持体および転写部のニップ部の上流における用紙の搬送状態を検出する検出部と、像担持体上に像の書込みを行なう書込部であって、検出部による検出が行なわれる前に像の書込みを開始する書込部と、検出部の検出結果に基づいて、像担持体上に書き込まれた像と用紙との位置関係を補正する補正部とを備え、書込部は、用紙先端が検出部に最も早く到達するタイミングを基準に、像担持体上に像の書込みを行なう。

好ましくは検出部は、用紙の先端が到達したことを検出する。

好ましくは像担持体は感光体であり、転写部は転写ローラーである。

好ましくは像担持体は、複数色のそれぞれに対応するものが複数設けられ、転写部は、複数の像担持体のそれぞれに対応するものが複数設けられ、検出部は、複数の像担持体、およびそれらに対応する複数の転写部の少なくとも１つの組におけるニップ部の上流における用紙の搬送状態を検出し、補正部は、少なくとも１つの組における像担持体上の像と用紙との位置関係を補正する。

好ましくは補正部は、像担持体上の像がニップ部に到る時間を遅くする、または用紙の搬送速度を早くすることで補正を行なう。

好ましくは書込部は、用紙種類および温湿度の少なくとも１つに基づいて、像担持体上に像の書込みを行なうタイミングを演算する。

好ましくは書込部は、すでに実行されたプリントにおける検出部による検出結果に基づいて、像担持体上に像の書込みを行なうタイミングを演算する。

好ましくは書込部は、すでに実行された直近の１枚または複数枚のプリント、またはすでに実行された直近の１または複数のジョブにおける検出部による検出結果に基づいて、像担持体上に像の書込みを行なうタイミングを演算する。

好ましくは書込部は、像担持体上に潜像を形成する。

この発明の他の局面に従うと、用紙に転写する像を担持する像担持体と、像担持体に対向して設けられる転写部と、用紙搬送経路において、像担持体および転写部のニップ部の上流における用紙の搬送状態を検出する検出部とを備えた画像形成装置の制御方法は、像担持体上に像の書込みを行なう書込ステップであって、検出部による検出が行なわれる前に像の書込みを開始する書込ステップと、検出部の検出結果に基づいて、像担持体上に書き込まれた像と用紙との位置関係を補正する補正ステップとを備え、書込ステップは、用紙先端が検出部に最も早く到達するタイミングを基準に、像担持体上に像の書込みを行なう。

この発明のさらに他の局面に従うと、用紙に転写する像を担持する像担持体と、像担持体に対向して設けられる転写部と、用紙搬送経路において、像担持体および転写部のニップ部の上流における用紙の搬送状態を検出する検出部とを備えた画像形成装置の制御プログラムは、像担持体上に像の書込みを行なう書込ステップであって、検出部による検出が行なわれる前に像の書込みを開始する書込ステップと、検出部の検出結果に基づいて、像担持体上に書き込まれた像と用紙との位置関係を補正する補正ステップとをコンピュータに実行させ、書込ステップは、用紙先端が検出部に最も早く到達するタイミングを基準に、像担持体上に像の書込みを行なう。

これらの発明に従うと、像担持体および転写部のニップ部の上流における用紙の搬送状態を検出する検出部による検出が行なわれる前に、像の書込みが開始される。検出部の検出結果に基づいて、像担持体上に書き込まれた像と用紙との位置関係が補正される。これにより、用紙に形成される像の位置合わせを適切に行なうことができる画像形成装置、画像形成装置の制御方法、および画像形成装置の制御プログラムを提供することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態における画像形成装置について説明する。

画像形成装置は、ＹＭＣＫ（イエロー・マゼンタ・シアン・ブラック）のすべての色を１サイクルで印刷する、タンデム方式のカラープリンタである。タンデム方式のカラープリンタでは、複数色の感光体が直列に配置される。用紙を通紙および搬送させながら、各色のトナー画像を感光体から用紙に順次転写することで、カラー画像が形成される。

すなわち画像形成装置は、中間転写ベルトや直接転写ベルトを用いない、ベルトレスタンデム方式を採用している。

［第１の実施の形態］

図１は、本発明の第１の実施の形態における画像形成装置のハードウェア構成を示す図である。

図を参照して画像形成装置１は、給紙カセット２と、給紙部３と、Ｙ色感光体４Ａと、Ｍ色感光体４Ｂと、Ｃ色感光体４Ｃと、Ｋ色感光体４Ｄと、Ｙ色転写ローラー（転写部）５Ａと、Ｍ色転写ローラー（転写部）５Ｂと、Ｃ色転写ローラー（転写部）５Ｃと、Ｋ色転写ローラー（転写部）５Ｄと、定着部６と、排紙部７とを備える。

給紙カセット２には、画像を形成するための用紙が収容されている。用紙の有無は、センサにより検出される。用紙がセットされていない場合、または印字中に用紙が無くなった場合には、センサが状況を検出し、表示パネル等でユーザに知らせる。給紙カセット２の前方（図において右側）には、給紙カセット２内の用紙を画像形成部（画像書込部）へ送り出すための給紙部３が備えられている。画像形成装置１には、装置の制御を行なうＣＰＵ等を含むコントローラー（画像データ処理部）５１が備えられている。

画像形成装置１は、直接にまたはネットワークを介し、コンピューターに接続して使用される。コンピューターからは、用紙に印字する画像データが、画像形成装置内のコントローラー５１に転送される。画像形成部は、転送された画像データに基づいて、Ｙ色感光体４Ａ上に潜像を形成する。現像部は、その潜像に従い、現像材によりＹ色感光体４Ａ上に像を形成する。Ｙ色感光体４Ａ上に形成された現像材による像は、Ｙ色転写ローラー５Ａによって用紙へ転写される。この用紙は、給紙カセット２内の用紙が、給紙部３から送り出されたものである。用紙は、給紙部３より、用紙に対する画像の位置が適切となるように制御され、Ｙ色転写ローラー５Ａに搬送される。同様に、Ｍ色感光体４ＢとＭ色転写ローラー５Ｂとによる転写処理、Ｃ色感光体４ＣとＣ色転写ローラー５Ｃとによる転写処理、およびＫ色感光体４ＤとＫ色転写ローラー５Ｄとによる転写処理が各色連続して行われる。各色転写ローラー５Ａ〜５Ｄで現像材が転写された用紙は、定着部６に送られ、熱と圧力が加えられる。用紙上の現像材は、定着部６を通過することにより、用紙に定着すると同時に発色する。その後、用紙は排紙部７に排出される。これにより、画像形成が完了する。

感光体４Ａ〜４Ｄ、および転写ローラー５Ａ〜５Ｄが設置される位置は、画像形成部９を構成する。

図２は、画像形成部９の構成例を示す側面図である。

図２では、画像形成部９の構成を簡略化して示しており、４個の感光体４Ａ〜４Ｄが水平に一列に並んだ状態にあるものとしている。画像形成部９は、像担持体である感光体４Ａ〜４Ｄと、感光体４Ａ〜４Ｄ上に潜像の書込みを行なう画像書込部１６Ａ〜１６Ｄと、感光体４Ａ〜４Ｄ上の潜像を現像してトナー像を形成する不図示の現像器と、感光体４Ａ〜４Ｄと対になり感光体４Ａ〜４Ｄ上に形成されたトナー像を用紙１０上に転写するための転写ローラー５Ａ〜５Ｄと、搬送されてくる用紙１０の先端がそれぞれの位置に到達したことを検出するためのタイミングセンサ１３、および先端検出センサ１４Ａ〜１４Ｄと、用紙を搬送するための搬送ローラー１５とを備えている。

給紙部３から送り出された用紙１０は、タイミングセンサ１３でその先端を検出された後、一定時間経過後に停止する。この際に、用紙１０の先端は搬送ローラー１５に突き当てられる。これにより用紙のスキューが補正される。

画像書込部１６Ａ〜１６Ｄは、タイミングセンサ１３の検出タイミングを元に画像の書込みのタイミングを決定する。画像書込部１６Ａ→画像書込部１６Ｄの順に書込み開始のタイミングは遅くなる。

用紙の搬送速度は用紙種類や環境により変化する。このため、用紙１０がタイミングセンサ１３で検出されてから、感光体４Ａと転写ローラー５Ａとの接触部分であるニップ部（転写ポイント）に到達するまでの時間にはばらつきが存在する。同様に、感光体４Ｂ〜４Ｄのそれぞれと転写ローラー５Ｂ〜５Ｄとのそれぞれとのニップ部に到達するまでの時間においても、ばらつきが存在する。

ばらつき量は、用紙種類や画像形成装置が設置された環境により変化する。ばらつきの範囲は予め実験により知ることができる。

本実施の形態では、想定されるばらつきにおいて、用紙の速度が早い方の最大値を基準にして画像書込みのタイミングを決定している。すなわち、用紙１０が最も早く感光体と転写ローラーとのニップ部に到達した場合に、用紙１０と画像との位置が所望の位置となるように、画像書込みのタイミングは決定される。

画像書込部１６Ａ〜１６Ｄは、用紙１０上の所定の位置にトナー像が転写されるように、タイミングを演算してそれぞれの感光体４Ａ〜４Ｄへの書込み処理を行う。

搬送ローラー１５は、用紙１０と感光体４Ａ上の画像との用紙搬送方向の位置関係が合致するタイミングで、用紙１０を感光体４Ａと転写ローラー５Ａとのニップ部へ送り込む。

用紙１０は、感光体４Ａと転写ローラー５Ａとのニップ部で１色目の画像が転写された後、順次、感光体４Ｂと転写ローラー５Ｂ、感光体４Ｃと転写ローラー５Ｃ、感光体４Ｄと転写ローラー５Ｄのニップ部に搬送され、それぞれ２、３、４色目の画像が転写されてカラー画像が形成される。一般的には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、およびブラック（Ｋ）の４色でカラー画像が形成される。カラー画像が形成された用紙１０は、定着部６に送られてトナー像が定着された後、排紙部７に排出される。

各ニップ部の上流に設けた先端検出センサ１４Ａ〜１４Ｄは、用紙１０の先端がニップ部の近傍に到達したことを検出する。この検出結果に基づく一連の制御に関しては、後述する。

なお、先端検出センサ１４Ａ〜１４Ｄからそれぞれのニップ部までの距離は、画像書込部１６Ａ〜１６Ｄによる感光体４Ａ〜４Ｄへの画像書込みポイントから画像がニップ部に移動するまでの距離よりも短く設定されている。これは、装置をコンパクトに構成することを目的としたものである。

図３は、先端検出センサと画像書込みポイントとの位置関係を示す図である。

ここでは先端検出センサ１４Ａと感光体４Ａの画像書込みポイント“Ａ”との位置関係が記載されているが、先端検出センサ１４Ｂ〜１４Ｄと感光体４Ｂ〜４Ｄの画像書込みポイントとの位置関係も同様である。

先端検出センサ１４Ａの検出ポイント“Ｃ”と、ニップ部（転写ポイント）“Ｂ”との間の距離がＹで示されている。画像書込みポイント“Ａ”から画像がニップ部“Ｂ”に移動するまでの距離がＸで示されている。

本実施の形態では、Ｙ＜Ｘの関係が成立する。用紙１０の移動速度と感光体４Ａの表面部分の移動速度とは通常は同じである。このために、用紙１０の先端が先端検出センサ１４Ａの検出ポイント“Ｃ”に達しているときには、すでに画像書込部１６Ａは画像の書込みを開始していなければならない。このため、画像書込部１６Ａによる画像の書込み開始のタイミングは、タイミングセンサ１３が用紙先端を検知したタイミングを基に決定される。

図４は、画像形成装置のハードウェア構成を示すブロック図である。

図を参照して、タイミングセンサ１３および先端検出センサ１４Ａ〜１４Ｄの検出情報が画像形成装置の備えるＣＰＵ３１に入力される。搬送ローラー１５は、搬送ローラー駆動モーター３４により駆動される。感光体４Ａ〜４Ｄのそれぞれは、感光体駆動モーター３７Ａ〜３７Ｄにより駆動される。ＣＰＵ３１がモーターの駆動速度を調節することで、搬送ローラー１５や感光体４Ａ〜４Ｄの駆動速度を変化させることが可能である。

画像書込部１６Ａ〜１６Ｄは、レーザダイオード（またはＬＥＤ）やポリゴンミラーなどの走査系により構成され、ＣＰＵ３１によりその駆動タイミングが制御される。

ＣＰＵ３１には、外部機器（外部ＰＣ（パーソナルコンピュータ））と通信を行なうための入出力Ｉ／Ｆ４１と、画像書込部１６Ａ〜１６Ｄのそれぞれで書き込まれた潜像の現像を行なうトナー現像器４３Ａ〜４３Ｄと、定着器６とが接続される。

ＣＰＵ３１は、タイミングセンサ１３の検出信号に従って、搬送ローラー駆動モーター３４を制御して搬送ローラー３５により用紙を搬送させる。それと共にＣＰＵ３１は、感光体駆動モーター３７Ａ〜３７Ｄを制御して感光体４Ａ〜４Ｄを回転させる。また、画像書込部１６Ａ〜１６Ｄを制御して感光体４Ａ〜４Ｄ上に潜像を形成する。このとき、画像（潜像）は、用紙が最も早く転写ポイントに到達した場合に位置が合致するように形成される。

ＣＰＵ３１は、先端検出センサ１４Ａ〜１４Ｄの検出信号を得ると、その出力タイミングが規定のタイミングであるかどうかチェックする。規定のタイミングであれば、その状態を継続する。

規定のタイミングでない場合（用紙が最も早く到達する場合を基準に潜像を形成しているため、規定のタイミングでない場合は用紙が画像に対して遅れていることになる）、ＣＰＵ３１は、画像の位置を用紙に合わせるように調整する。

なお、感光体が１つの場合においても本発明を実施することは可能であり、その場合、先端検出センサ、画像書込部、現像器、感光体駆動モーターは、それぞれ１つでよい。

なお、搬送ローラー駆動モーター３４は独立したモーターである必要はなく、感光体駆動モーターが兼用していても構わない。

さらに、ＣＰＵ３１には用紙種類検出部４５および温湿度検出部４７が接続される。これは、センサにより用紙の種類や温湿度を検出するものである（またはユーザによる用紙の種類や温湿度の設定を検出するものであってもよい）。

図５は、複数の感光体のそれぞれの制御のために実行される処理を示すフローチャートである。

これは、画像形成部９のタイミングセンサ１３および先端検出センサ１４Ａ〜１４Ｄの検出結果に基づいて、画像形成装置のＣＰＵが感光体の動作制御を行なうものである。なお、以下では感光体４Ａにおける制御を説明するが、感光体４Ｂ〜４Ｄにおける制御も同様のフローチャートの処理により行われる。

まず、ＣＰＵ３１はタイミングセンサ１３を用いて、用紙１０の先端がその位置に到達したかどうかをチェックする（Ｓ１０１）。タイミングセンサ１３がＯＮとなると（Ｓ１０１でＹＥＳ）、ＣＰＵ３１は、画像書込部１６Ａにおいて画像書込みを開始するタイミングを演算する（Ｓ１０２）。

ＣＰＵ３１は、搬送ローラー１５を用いて、画像書込みタイミングに合わせて用紙１０が感光体４Ａと転写ローラー５Ａとのニップ部に到達できるようにタイミングを見計らって用紙１０を搬送する。ＣＰＵ３１は、画像書込みタイミングが到達したかどうかをチェックし（Ｓ１０３）、画像書込みのタイミングが到達すれば（Ｓ１０３でＹＥＳ）、感光体４Ａへの画像の書込みを開始する（Ｓ１０４）。

これにより、コンピューターより転送された画像データに基づく第１色目の潜像が感光体４Ａ上に形成される。感光体４Ａ上に形成された潜像は、ニップ部に到達するまでの間に現像器によりトナー像となる。

ＣＰＵ３１は、先端検出センサ１４Ａを用いて、用紙１０の先端がその位置に到達したかどうかをチェックする（Ｓ１０５）。先端検出センサ１４ＡがＯＮとなると（Ｓ１０５でＹＥＳ）、ＣＰＵ３１は、そのＯＮとなったタイミングが規定範囲内であるかどうかをチェックする（Ｓ１０６）。上述の通り、タイミングセンサ１３の検出結果を元に、用紙１０に対する画像の位置が所定の位置（用紙の搬送ばらつきを考慮して、最も早く用紙が感光体と転写ローラーとのニップ部に到達する場合を基準に設定した位置）となるように演算が行なわれている。このような演算に基づいて画像の書込みと用紙１０の搬送とを制御したことに対し、ステップＳ１０５およびＳ１０６では、実際の用紙１０の到達タイミングがどの程度であるかをチェックするものである。

先端検出センサ１４Ａの検出タイミングが規定範囲内であった場合（Ｓ１０６でＹＥＳ）には、ＣＰＵ３１によりそのまま用紙１０はニップ部へ搬送され、トナー像が転写される。その後用紙は、ＣＰＵ３１により感光体４Ｂと転写ローラー５Ｂとのニップ部に向かって搬送されていく。その間には、図５と同じフローチャートでの処理により、画像書込部１６Ｂの書込みタイミングや先端検出センサ１４Ｂの検出タイミング等をチェックしていく。これは、既に説明した内容と重複するため説明を繰り返さない。この場合には、１色目の画像と用紙１０との位置関係は所定の関係になっている。このため、２色目の画像の位置関係を考える際には、１色目の画像の位置を考慮しなくても良い。

先端検出センサ１４Ａの検出タイミングが規定範囲内でなかった場合（Ｓ１０６でＮＯ）には、ＣＰＵ３１は用紙１０と画像とのずれ量を演算し（Ｓ１０７）、そのずれ量を補正する処理を行なう（Ｓ１０８）。

ずれ量の補正において、用紙と感光体上の画像との位置関係を瞬間的に変更する方法が実行される。たとえば、感光体の駆動速度や用紙搬送速度を変更する方法が実行される。感光体や用紙の搬送速度は、ＣＰＵ３１によって感光体駆動モーターや搬送ローラー駆動モーターの回転速度を調整することで変更される。

これにより、用紙１０と画像との位置関係を補正した第１色目のトナー像を得ることができる。その後、用紙１０は感光体４Ｂと転写ローラー５Ｂとのニップ部に向かって搬送されていく。その間には、画像書込部１６Ｂの書込みタイミングや先端検出センサ１４Ｂの検出タイミング等をチェックしていく。すなわち、既に説明した内容とほぼ同様の制御を繰り返すことになる。ただし、第２色目の画像と用紙１０との位置関係、または第２色目の画像と第１色目の画像との位置関係を考慮した補正が必要となる場合がある。

なお、画像書込部１６Ｂの書込みタイミングは、タイミングセンサ１３の検出結果を元に決定するものとしたが、演算時間や先端検出センサ１４Ａの配置の観点から可能であれば、先端検出センサ１４Ａの検出結果を元に決定してもよい。

画像書込部１６Ｂに近い方のセンサの検出結果に基づいて決定した方が、ずれ量が小さくなるため好ましい。場合によっては、タイミングセンサ１３の検出結果を元に画像書込部１６Ｂの書込みタイミングを凡そ決定しておいて、先端検出センサ１４Ａの検出結果に基づいてそのタイミングを微調整してもよい。

画像書込部１６Ｃ，１６Ｄに対する処理も同様である。すなわち、上流のセンサの検出結果を使用して画像書込みタイミングを決定すればよい。

なお、１色目の画像と用紙１０との位置関係が所定の関係になっていると判断して補正を行なわなかった場合においても、理想の画像位置とは若干の差があることが考えられる。この場合には、第１色目のずれ量を補正制御した場合と同様に、第２色目の画像と用紙１０との位置関係、または第２色目の画像と第１色目の画像との位置関係を考慮した補正制御を行なうことで、より良好な画像を得ることが可能となる。

なお、単色プリントを行なう画像形成装置では、図５の処理で１色目のトナー像が得られれば画像形成は完了する。

次に図６〜１１を参照して、図５のステップＳ１０８で実行される補正処理について説明する。

この図は横軸に時間が示されている。ニップ部に感光体上に形成された画像が到着するタイミングが「画像」と書かれたラインの立ち上がりで示されている。また、ニップ部に用紙の画像形成位置が到着するタイミングが「用紙」と書かれたラインの立ち上がりで示されている。これにより、画像のずれ量とその補正との関係が示されている。

図６は、用紙と画像の位置が合致した理想状態を示す図である。すなわち、ニップ部に感光体上に形成された画像が到着するタイミングと、ニップ部に用紙の画像形成位置が到着するタイミングとが等しい時刻となっている。

図７および８は、用紙と画像の位置がずれた状態を示している。図７は、画像に対し用紙が早く到達し、δ１だけずれた状態を示している。また、図８は画像に対し用紙が遅く到達し、δ２だけずれた状態を示している。

画像に対するずれ量の最大値が、図７および８に示した値であるものとする。本実施の形態では、感光体上に画像を予めδ１だけ先行させて形成することとしている。その様子を図９〜１１に示す。

図９では、用紙が本来のタイミングで転写ポイントに到達した場合を示している。本実施の形態では感光体上に画像を予めδ１（最大ずれ量）だけ先行させて形成するため、画像形成位置がδ１だけずれることを示している。

図１０は、用紙が最大ずれ量δ１だけ早く到達した場合を示している。この場合は、先行していた画像と用紙の位置とが合致し、ずれ量はゼロとなる。

図１１は、用紙がδ２だけ遅く転写ポイントに到達した場合を示す。この場合、画像と用紙のずれ量はδ１＋δ２となる。図９および１１では、画像と用紙のずれ量をわかりやすく図示しているが、実際には、補正を行なうためずれ量は緩和されることとなる。

ずれ量の補正方向は、図９と図１１において、ともに感光体上に形成された画像がニップ部に到着するタイミングを、用紙の画像形成位置がニップ部に到着するタイミングに対して相対的に遅らせる方向である。これは、簡単な制御で対応することができる。すなわち感光体の回転速度を遅くする、もしくは用紙搬送速度を早くする（または、感光体の回転速度を遅くし、かつ用紙搬送速度を早くする）ことで両タイミングを一致させることができる。

［第２の実施の形態］

本発明の第２の実施の形態における画像形成装置のハードウェア構成は、第１の実施の形態におけるそれと同じであるためここでの説明を繰り返さない。ここでは、第２の実施の形態における画像形成装置が第１の実施の形態におけるそれと異なる点について説明する。

図１２は、複数の感光体のそれぞれの制御のために実行される処理を示すフローチャートである。

これは、画像形成部９のタイミングセンサ１３および先端検出センサ１４Ａ〜１４Ｄの検出結果に基づいて、画像形成装置のＣＰＵが感光体の動作制御を行なうものである。なお、以下では感光体４Ａにおける制御を説明するが、感光体４Ｂ〜４Ｄにおける制御も同様のフローチャートの処理により行われる。

ここでは、画像形成装置のＣＰＵ３１はレジスト制御のために、用紙種類検出部４５および温湿度検出部４７（図４参照）の少なくとも１つの検出値を用いる。

印字指示が出されると画像形成装置のＣＰＵ３１は、用紙種類検出部４５を用いて、印字に用いる用紙の種類を検出する（Ｓ２０１）。その結果に基づきＣＰＵ３１は、演算により、または予め格納したデータを読み出すことにより、用紙種類に応じた補正値を算出する（Ｓ２０２）。

続いてＣＰＵ３１は、温湿度検出部４７により温湿度を検出する（Ｓ２０３）。その結果に基づきＣＰＵ３１は、演算により、または予め格納したデータを読み出すことにより、温湿度に応じた補正値を算出する（Ｓ２０４）。

そしてＣＰＵ３１は、タイミングセンサ１３を用いて、用紙１０の先端が到達したかどうかをチェックする（Ｓ２０５）。タイミングセンサ１３がＯＮとなると（Ｓ２０５でＹＥＳ）、ＣＰＵ３１は、画像書込部１６Ａにおいて画像書込みを開始するタイミングを演算する（Ｓ２０６）。

この際にＣＰＵ３１は、ステップＳ２０２およびステップＳ２０４で算出した補正値を加味して、画像書込みタイミング（最も用紙が早くニップ部に達するタイミングにあわせた書込みタイミング）を決定する。ＣＰＵ３１は、搬送ローラー１５を用いて、画像書込みタイミングに合わせて用紙１０が感光体４Ａと転写ローラー５Ａとのニップ部に到達できるようにタイミングを見計らって用紙１０を搬送する。

ＣＰＵ３１は、画像書込みタイミングが到達したかどうかをチェックし（Ｓ２０７）、画像書込みのタイミングが到達すれば（Ｓ２０７でＹＥＳ）、感光体４Ａへの画像の書込みを開始する（Ｓ２０８）。

これにより、コンピューターより転送された画像データに基づく第１色目の潜像が感光体４Ａ上に形成される。感光体４Ａ上に形成された潜像はニップ部に到達するまでの間に現像器によりトナー像となる。

ＣＰＵ３１は、先端検出センサ１４Ａを用いて、用紙１０の先端がその位置に到達したかどうかをチェックする（Ｓ２０９）。先端検出センサ１４ＡがＯＮとなると（Ｓ２０９でＹＥＳ）、ＣＰＵ３１は、そのＯＮとなったタイミングが規定範囲内であるかどうかをチェックする（Ｓ２１０）。上述の通り、タイミングセンサ１３の検出結果を元に、用紙１０に対する画像の位置が所定の位置（用紙の搬送ばらつきを考慮して、最も早く用紙が感光体と転写ローラーとのニップ部に到達する場合を基準に設定した位置）となるように演算が行なわれている。このような演算に基づいて画像の書込みと用紙１０の搬送とを制御したことに対し、ステップＳ２０９およびＳ２１０では、実際の用紙１０の到達タイミングがどの程度であるかをチェックするものである。

先端検出センサ１４Ａの検出タイミングが規定範囲内であった場合（Ｓ２１０でＹＥＳ）には、ＣＰＵ３１によりそのまま用紙１０はニップ部へ搬送され、トナー像が転写される。その後用紙は、ＣＰＵ３１により感光体４Ｂと転写ローラー５Ｂとのニップ部に向かって搬送されていく。その間には、図１２と同じフローチャートでの処理により、画像書込部１６Ｂの書込みタイミングや先端検出センサ１４Ｂの検出タイミング等をチェックしていく。これは、既に説明した内容と重複するため説明を繰り返さない。この場合には、１色目の画像と用紙１０との位置関係は所定の関係になっている。このため、２色目の画像の位置関係を考える際には、１色目の画像の位置を考慮しなくても良い。

先端検出センサ１４Ａの検出タイミングが規定範囲内でなかった場合（Ｓ２１０でＮＯ）には、ＣＰＵ３１は用紙１０と画像とのずれ量を演算し（Ｓ２１１）、そのずれ量を補正する処理を行なう（Ｓ２１２）。

ずれ量の補正に関しては、第１の実施の形態における方法と同様の方法が実行される。

これにより、用紙１０と画像との位置関係の補正をした第１色目のトナー像を得ることができる。その後、用紙１０は感光体４Ｂと転写ローラー５Ｂとのニップ部に向かって搬送されていく。その間には、画像書込部１６Ｂの書込みタイミングや先端検出センサ１４Ｂの検出タイミング等をチェックしていく。すなわち、既に説明した内容とほぼ同様の制御を繰り返すことになる。ただし、第２色目の画像と用紙１０との位置関係、または第２色目の画像と第１色目の画像との位置関係を考慮した補正が必要となる場合がある。

このようにして本実施の形態においては、用紙の種類や温湿度に基づいて画像の書込みタイミングを決定することができる。これにより、例えば用紙が搬送されにくい場合（用紙の質量が大きい、湿度が高いなど）には、画像の書込みタイミングを遅らせるなどで対応することが可能となる。また逆に用紙が搬送されやすい場合には、画像の書込みタイミングを早めることで対応することが可能となる。

なお本実施の形態においては、用紙種類と装置が設置された環境（温湿度）とに基づいて補正値を算出する例を説明したが、補正値はこれら以外の要素に基づいて算出してもよいし、これら要素の一方のみを用いて算出してもよい。補正値の算出タイミングも実施の形態に限定されるものではなく、ステップＳ２０６での処理の前に算出されていればよい。装置ごとに補正値の機差がある場合には、機差を個々の装置ごとに記憶しておき、補正値の算出に用いることとしてもよい。

また、本実施の形態においては、用紙種類や温湿度に基づいて画像の最大ずれ量を設定するものであるが、設定を行なうために装置に、用紙種類と温湿度の少なくとも１つをパラメータとする補正係数またはテーブルを備えさせることが望ましい。

［第３の実施の形態］

本発明の第３の実施の形態における画像形成装置のハードウェア構成は、第１の実施の形態におけるそれと同じであるためここでの説明を繰り返さない。ここでは、第３の実施の形態における画像形成装置が第１の実施の形態におけるそれと異なる点について説明する。

図１３は、複数の感光体のそれぞれの制御のために実行される処理を示すフローチャートである。

これは、画像形成部９のタイミングセンサ１３および先端検出センサ１４Ａ〜１４Ｄの検出結果に基づいて、画像形成装置のＣＰＵが感光体の動作制御を行なうものである。なお、以下では感光体４Ａにおける制御を説明するが、感光体４Ｂ〜４Ｄにおける制御も同様のフローチャートの処理により行われる。

ここでは、画像形成装置のＣＰＵ３１はレジスト制御のために、以前のプリントにおける画像のずれ量を用いる。

印字指示が出されると画像形成装置のＣＰＵ３１は、以前のプリントにおけるずれ量の検出結果を元に、最大ずれ量を設定する（Ｓ３０１）。

そしてＣＰＵ３１は、タイミングセンサ１３を用いて、用紙１０の先端が到達したかどうかをチェックする（Ｓ３０２）。タイミングセンサ１３がＯＮとなると（Ｓ３０２でＹＥＳ）、ＣＰＵ３１は、画像書込部１６Ａにおいて画像書込みを開始するタイミングを演算する（Ｓ３０３）。

この際にＣＰＵ３１は、ステップＳ３０１で設定した値を基に、画像書込みタイミングを決定する。ＣＰＵ３１は、搬送ローラー１５を用いて、画像書込みタイミングに合わせて用紙１０が感光体４Ａと転写ローラー５Ａとのニップ部に到達できるようにタイミングを見計らって用紙１０を搬送する。

ＣＰＵ３１は、画像書込みタイミングが到達したかどうかをチェックし（Ｓ３０４）、画像書込みのタイミングが到達すれば（Ｓ３０４でＹＥＳ）、感光体４Ａへの画像の書込みを開始する（Ｓ３０５）。

これにより、コンピューターより転送された画像データに基づく第１色目の潜像が感光体４Ａ上に形成される。感光体４Ａ上に形成された潜像はニップ部に到達するまでの間に現像器によりトナー像となる。

ＣＰＵ３１は、先端検出センサ１４Ａを用いて、用紙１０の先端がその位置に到達したかどうかをチェックする（Ｓ３０６）。先端検出センサ１４ＡがＯＮとなる（Ｓ３０６でＹＥＳ）と、ＣＰＵ３１は、そのＯＮとなったタイミングが規定範囲内であるかどうかをチェックする（Ｓ３０７）。タイミングセンサ１３の検出結果を元に、用紙１０に対する画像の位置が所定の位置（用紙の搬送ばらつきを考慮して、最も早く用紙が感光体と転写ローラーとのニップ部に到達する場合を基準に設定した位置）となるように演算が行なわれている。このような演算に基づいて画像の書込みと用紙１０の搬送とを制御したことに対し、ステップＳ３０６およびＳ３０７では、実際の用紙１０の到達タイミングがどの程度であるかをチェックするものである。

先端検出センサ１４Ａの検出タイミングが規定範囲内であった場合（Ｓ３０７でＹＥＳ）には、ＣＰＵ３１によりそのまま用紙１０はニップ部へ搬送され、トナー像が転写される。その後用紙は、ＣＰＵ３１により感光体４Ｂと転写ローラー５Ｂとのニップ部に向かって搬送されていく。その間には、図１３と同じフローチャートでの処理により、画像書込部１６Ｂの書込みタイミングや先端検出センサ１４Ｂの検出タイミング等をチェックしていく。これは、既に説明した内容と重複するため説明を繰り返さない。この場合には、１色目の画像と用紙１０との位置関係は所定の関係になっている。このため、２色目の画像の位置関係を考える際には、１色目の画像の位置を考慮しなくても良い。

先端検出センサ１４Ａの検出タイミングが規定範囲内でなかった場合（Ｓ３０７でＮＯ）には、ＣＰＵ３１は用紙１０と画像とのずれ量を演算し（Ｓ３０８）、そのずれ量を補正する処理を行なう（Ｓ３０９）。

ずれ量の補正に関しては、第１の実施の形態における方法と同様の方法が実行される。

これにより、用紙１０と画像との位置関係の補正をした第１色目のトナー像を得ることができる。その後、用紙１０は感光体４Ｂと転写ローラー５Ｂとのニップ部に向かって搬送されていく。その間には、画像書込部１６Ｂの書込みタイミングや先端検出センサ１４Ｂの検出タイミング等をチェックしていく。すなわち、既に説明した内容とほぼ同様の制御を繰り返すことになる。ただし、第２色目の画像と用紙１０との位置関係、または第２色目の画像と第１色目の画像との位置関係を考慮した補正が必要となる場合がある。

このようにして本実施の形態においては、対象とするプリント以前のプリントにおけるずれ量を基に画像の書込みタイミングを決定することができる（すなわち、対象とするプリント以前のプリントにおけるずれ量を基に補正制御を行なう）。これにより、状況に応じて書込みタイミングを調整することが可能となる。

なお本実施の形態においては、対象とするプリント以前のプリントにおけるずれ量に基づいて画像書込みタイミングを制御する例を説明したが、「対象とするプリント以前のプリント」の範囲は、直前のジョブのプリントであってもよいし、直近の複数ジョブのプリントであってもよいし、直前の１枚のプリントであってもよいし、直近の複数枚のプリントであってもよい。また、「対象とするプリント以前のプリント」が複数ある場合には、その最大のずれ量に基づいて画像書込みタイミングを制御することが望ましい。

また、第２の実施の形態のように、用紙の種類や装置が設置された環境（温湿度）による補正値を用いた制御を行なう場合には、同一条件下での以前のプリントのずれ量を用いて補正を行なうことが望ましい。

また、少数のプリントのデータを基にする場合は、それらのデータに統計的な処理を施し、例えば標準偏差の数倍の範囲にあるデータを用いるようにしてもよいし、標準偏差に一定値を付加した範囲にあるデータを用いるようにしてもよい。

［実施の形態における効果］

以上のような構成により、装置の小型化が可能であり、各色のプリントに対し色ずれの補正が可能な画像形成装置を提供することが可能となる。

より詳しくは、画像形成装置は、感光体と転写ローラーとのニップ部の上流の位置に、用紙先端を検出するセンサを有し、その検出結果に応じて感光体と用紙とのずれ量を補正することができる。予めずれ量の最大値を設定しておき、用紙先端が最も早くセンサに到達した場合に用紙と画像との位置が合致するように、画像の書込みタイミングが制御される。

すなわち、感光体への画像書込みタイミングとしては、用紙が早く到達する方向の最大ずれ量に基づくタイミングが基準として設定される。用紙先端の到達タイミングがそれ以外のタイミングである場合には、感光体上の画像と用紙とのずれが小さくなるように制御が行なわれる。相対的に、感光体上の画像が転写ポイントに到達するタイミングを遅らせるものである。

一方向の調整のみという簡単な制御により、用紙と画像との位置ずれや画像間の色ずれを補正することが可能となる。また、ずれを検出した時点で補正が可能となるため、感光体間の距離を短くして装置の小型化を図ることができる。

［その他］

なお、画像の位置合わせは用紙の位置を基準に行なってもよいし、上流で用紙に形成された画像の位置を基準に行なってもよい。

また、実施の形態では用紙先端の到達を検出するセンサを用いることとしたが、用紙の搬送速度を検出するセンサを用いてもよい。すなわち、用紙の搬送速度に基づいてニップ部への用紙の到達タイミングを判定し、それにより感光体上の像と用紙との位置関係を補正するものでる。

また、画像形成装置としては、モノクロ／カラーの複写機、プリンタ、ファクシミリ装置やこれらの複合機（ＭＦＰ）などいずれであってもよい。

また、上述の実施の形態における処理は、ソフトウエアによって行なっても、ハードウエア回路を用いて行なってもよい。

また、上述の実施の形態における処理を実行するプログラムを提供することもできるし、そのプログラムをＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＲＯＭ、ＲＡＭ、メモリカードなどの記録媒体に記録してユーザに提供することにしてもよい。また、プログラムはインターネットなどの通信回線を介して、装置にダウンロードするようにしてもよい。

なお、上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

第１の実施の形態における画像形成装置のハードウェア構成を示す図である。 画像形成部９の構成例を示す側面図である。 先端検出センサと画像書込みポイントとの位置関係を示す図である。 画像形成装置のハードウェア構成を示すブロック図である。 複数の感光体のそれぞれの制御のために実行される処理を示すフローチャートである。 図５のステップＳ１０８で実行される補正処理について説明するための図である。 図５のステップＳ１０８で実行される補正処理について説明するための図である。 図５のステップＳ１０８で実行される補正処理について説明するための図である。 図５のステップＳ１０８で実行される補正処理について説明するための図である。 図５のステップＳ１０８で実行される補正処理について説明するための図である。 図５のステップＳ１０８で実行される補正処理について説明するための図である。 第２の実施の形態において、複数の感光体のそれぞれの制御のために実行される処理を示すフローチャートである。 第３の実施の形態において、複数の感光体のそれぞれの制御のために実行される処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 画像形成装置
２ 給紙カセット
３ 給紙部
４Ａ Ｙ色感光体
４Ｂ Ｍ色感光体
４Ｃ Ｃ色感光体
４Ｄ Ｋ色感光体
５Ａ Ｙ色転写ローラー（転写部）
５Ｂ Ｍ色転写ローラー（転写部）
５Ｃ Ｃ色転写ローラー（転写部）
５Ｄ Ｋ色転写ローラー（転写部）
６ 定着部
７ 排紙部
９ 画像形成部
１０ 用紙
１３ タイミングセンサ
１４Ａ〜１４Ｄ 先端検出センサ
１５ 搬送ローラー
１６Ａ〜１６Ｄ 画像書込部

Claims (11)

1. 用紙に転写する像を担持する像担持体と、
   前記像担持体に対向して設けられる転写部と、
   用紙搬送経路において、前記像担持体および前記転写部のニップ部の上流における前記用紙の搬送状態を検出する検出部と、
   前記像担持体上に像の書込みを行なう書込部であって、前記検出部による検出が行なわれる前に像の書込みを開始する書込部と、
   前記検出部の検出結果に基づいて、前記像担持体上に書き込まれた像と前記用紙との位置関係を補正する補正部とを備え、
   前記書込部は、用紙先端が前記検出部に最も早く到達するタイミングを基準に、前記像担持体上に像の書込みを行なう、画像形成装置。
2. 前記検出部は、前記用紙の先端が到達したことを検出する、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記像担持体は感光体であり、
   前記転写部は転写ローラーである、請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記像担持体は、複数色のそれぞれに対応するものが複数設けられ、
   前記転写部は、前記複数の像担持体のそれぞれに対応するものが複数設けられ、
   前記検出部は、前記複数の像担持体、およびそれらに対応する前記複数の転写部の少なくとも１つの組におけるニップ部の上流における前記用紙の搬送状態を検出し、
   前記補正部は、前記少なくとも１つの組における像担持体上の像と前記用紙との位置関係を補正する、請求項１から３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記補正部は、前記像担持体上の像が前記ニップ部に到る時間を遅くする、または前記用紙の搬送速度を早くすることで補正を行なう、請求項１から４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記書込部は、用紙種類および温湿度の少なくとも１つに基づいて、前記像担持体上に像の書込みを行なうタイミングを演算する、請求項１から５のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 前記書込部は、すでに実行されたプリントにおける前記検出部による検出結果に基づいて、前記像担持体上に像の書込みを行なうタイミングを演算する、請求項１から６のいずれかに記載の画像形成装置。
8. 前記書込部は、すでに実行された直近の１枚または複数枚のプリント、またはすでに実行された直近の１または複数のジョブにおける前記検出部による検出結果に基づいて、前記像担持体上に像の書込みを行なうタイミングを演算する、請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記書込部は、前記像担持体上に潜像を形成する、請求項１から８のいずれかに記載の画像形成装置。
10. 用紙に転写する像を担持する像担持体と、
    前記像担持体に対向して設けられる転写部と、
    用紙搬送経路において、前記像担持体および前記転写部のニップ部の上流における前記用紙の搬送状態を検出する検出部とを備えた画像形成装置の制御方法であって、
    前記像担持体上に像の書込みを行なう書込ステップであって、前記検出部による検出が行なわれる前に像の書込みを開始する書込ステップと、
    前記検出部の検出結果に基づいて、前記像担持体上に書き込まれた像と前記用紙との位置関係を補正する補正ステップとを備え、
    前記書込ステップは、用紙先端が前記検出部に最も早く到達するタイミングを基準に、前記像担持体上に像の書込みを行なう、画像形成装置の制御方法。
11. 用紙に転写する像を担持する像担持体と、
    前記像担持体に対向して設けられる転写部と、
    用紙搬送経路において、前記像担持体および前記転写部のニップ部の上流における前記用紙の搬送状態を検出する検出部とを備えた画像形成装置の制御プログラムであって、
    前記像担持体上に像の書込みを行なう書込ステップであって、前記検出部による検出が行なわれる前に像の書込みを開始する書込ステップと、
    前記検出部の検出結果に基づいて、前記像担持体上に書き込まれた像と前記用紙との位置関係を補正する補正ステップとをコンピュータに実行させ、
    前記書込ステップは、用紙先端が前記検出部に最も早く到達するタイミングを基準に、前記像担持体上に像の書込みを行なう、画像形成装置の制御プログラム。

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