JP5294617B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、記録材に対するトナー像の形成位置を調整するために、中間転写体に形成するトナーによる調整パターンを用いて記録材の搬送速度を調整する画像形成装置に関する。

プリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置には、現像されたトナー像を搬送して用紙上に転写する転写ベルトが用いられている。このような画像形成装置は、転写ベルト上にレジストレーション補正用のパターンを形成して、当該パターンを検出することにより位置ずれを算出して補正している。そのため、レジストレーション補正を行う画像形成装置では、精度よくパターンを検出することが必要となる。なお、レジストレーション補正とは、記録紙に対するトナー像の形成位置を調整する制御をいう。

特許文献１には、転写ベルト上の傷や粉塵等によって発生するパターンを検出した際のノイズを除去する画像形成装置が提案されている。また、特許文献２には、予め転写ベルト上の表面状態情報を記憶しておき、読み取ったパターン情報と表面状態情報を解析してパターンデータを抽出する画像形成装置が提案されている。
特開２００１−２６５０８６号公報 特開平０４−３３７７５４号公報

しかしながら、上述した従来技術には以下のような問題がある。上述のパターン検知方法においては、パターンと転写ベルトの傷が独立している場合にパターンの判別が可能である。しかし、パターンと転写ベルトの傷が重なった場合に重なり具合によってはパターンを精度良く判別することができず、画像形成の精度が低下してしまうことがある。

本発明は、上述の問題に鑑みて成されたものであり、転写ベルト上の傷とパターンとが重なった場合であっても、レジストレーション補正の精度を低下させることなく画像形成を行う画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明は、例えば、画像形成装置であって、感光体上にトナー像を形成し、第１の転写部において、前記感光体上に形成された前記トナー像を回転駆動される無端状の中間転写体に転写し、第２の転写部において、前記中間転写体上に転写されたトナー像を記録材に転写する画像形成手段と、前記第２の転写部に前記記録材を搬送する搬送手段と、前記中間転写体上において、前記第１の転写部において前記中間転写体上に転写された前記トナー像と前記第２の転写部との間にパターン画像が形成されるように、前記画像形成手段を制御する制御手段と、前記中間転写体の回転方向において前記第１の転写部と前記第２の転写部との間の検出位置において前記パターン画像及び前記中間転写体上に光を照射し、当該光の前記パターン画像及び前記中間転写体からの反射光を受光するパターン検出手段と、前記中間転写体の回転方向における前記中間転写体のトナー像が転写される面の傷の位置と幅を検知する傷検知手段と、前記傷検知手段によって検知された前記傷の位置と幅に関するデータを記憶する記憶手段と、前記画像形成手段が前記感光体上に前記トナー像の形成を開始するために制御信号を出力する出力手段と、前記記憶手段に記憶された前記データに基づいて前記データに対応する傷に前記パターン画像が重なるか否かを判定する判定手段と、前記判定手段によって前記傷に前記パターン画像が重なると判定された場合、前記出力手段から出力される前記制御信号の出力タイミングに基づいて前記搬送手段から前記第２の転写部への前記記録材の搬送速度を調整し、前記判定手段によって前記傷に前記パターン画像が重ならないと判定された場合、前記パターン検出手段からの検出信号の出力タイミングに基づいて前記搬送手段から前記第２の転写部への前記記録材の搬送速度を調整する調整手段と、を有することを特徴とする。

本発明は、例えば、転写ベルト上の傷とパターンとが重なった場合であっても、レジストレーション補正の精度を低下させることなく画像形成を行う画像形成装置を提供できる。

以下に本発明の一実施形態を示す。以下で説明される個別の実施形態は、本発明の上位概念、中位概念及び下位概念など種々の概念を理解するために役立つであろう。また、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって確定されるのであって、以下の個別の実施形態によって限定されるわけではない。

＜プリンタの構成＞
以下では、図１乃至図１４を参照して、本発明の実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係る画像形成装置の全体構成を示す断面図である。ここでは、画像形成装置の一例として、電子写真方式のカラープリンタを採用して説明するが、本発明は、プリンタにのみ限定されるわけではない。すなわち、画像形成装置は、印刷装置、複写機、複合機、ファクシミリなどとして実現されてもよい。

プリンタ本体１には、画像形成部を構成する各種のユニットやデバイスが搭載されている。感光ドラム２ａ〜２ｄは、それぞれ異なる色の現像剤（以下、トナーと称す。）を担持する像担持体の一例である。帯電器３ａ〜３ｄは、それぞれ対応する感光ドラムの表面を一様に帯電させる。ドラムクリーナ４ａ〜４ｄは、それぞれ対応する感光ドラムの表面に残ったトナーを除去する。レーザー走査ユニット５ａ〜５ｄは、それぞれ一様に帯電した感光ドラム上をレーザー光により走査し、静電潜像を形成する。転写ブレード６ａ〜６ｄは、それぞれ対応する感光ドラム上に形成されたトナー像を中間転写ベルト８へ１次転写するためのブレードである。現像ユニット７ａ〜７ｄは、トナーにより静電潜像を現像する。中間転写ベルト８は、中間転写体の一例である。中間転写ベルト８には、各感光ドラムからそれぞれ色の異なるトナー像が重畳するように転写される。ローラ１０、１１は、中間転写ベルト８を支持するとおもに回転させるローラである。ベルトクリーナ１２は、中間転写ベルト８に残存したトナーを除去する。

手差しトレイ１３は用紙Ｓを収納する収納装置である。用紙は、記録材、記録媒体、記録紙、シート、転写材、転写紙と呼ばれることもある。また、用紙の素材としては、紙だけでなく、繊維、樹脂など、他の素材が採用されてもよい。ピックアップローラ１４、１５は、手差しトレイ１３から用紙Ｓをピックアップして搬送するローラである。レジストレーションローラ（レジローラとも言う）１６は、搬送されてきた用紙Ｓの転写位置への搬送タイミングを調整するためのローラである。給紙カセット１７は、用紙Ｓを収納する収納装置である。ピックアップローラ１８、１９は、給紙カセット１７から用紙Ｓをピックアップして搬送するローラである。縦パスローラ２０は、給紙カセット１７から用紙Ｓを搬送するローラの１つである。回転ローラ２１は、中間転写ベルト８を回転させるためのローラである。二次転写ローラ２２は、中間転写ベルト８上のトナー像を用紙Ｓに対して二次転写するためのローラである。定着器２３は、トナー像を加熱及び加圧して用紙Ｓに対して定着させる装置である。排紙ローラ２４は、用紙Ｓを排紙トレイ２５へ排出するローラである。

両面印刷時には、用紙Ｓは両面反転パス２７に導かれ、さらに両面パス２８へ搬送される。両面パス２８を通った用紙Ｓは再び縦パスローラ２０を通り、１面目と同様に２面目の画像を作像、転写、定着されて排出される。

図２は、画像形成時における画像と調整パターンとの位置関係及び光学センサの配置位置を示す図である。本実施形態に係るプリンタは、光学センサとして、例えば、パターン検出センサ４４及び位置検出センサ４０を備える。パターン検出センサ４４は、第２センサとして機能し、中間転写ベルト８上に形成されたトナーパターンを検出するための反射型の光学センサである。パターン検出センサ４４は、例えば、用紙に対する画像形成位置（先端位置）のずれを補正するためのトナーパターン（調整パターン４２）を検出する。位置検出センサ４０は、第１センサとして機能し、中間転写ベルト８の裏面に予め形成されたマークを検出するためのセンサである。本プリンタは、この位置検出センサ４０の検出結果に同期して中間転写ベルト８上の傷を検出することにより、傷の位置や幅を検知することができる。

調整パターン４２は、画像形成位置や色ずれを補正するために利用される現像剤像（トナー像）の一例である。調整パターン４２は、画像先端検出用パターン、トナーパッチ、レジマーク、パッチパターン、パッチ画像などと呼ばれることもある。図２に示すように、調整パターン４２は、本来用紙に転写される画像４３から一定距離だけ手前に形成される。この調整パターン４２は、中間転写ベルト８における画像領域外（いわゆる非画像領域）に形成される。よって、非画像領域に形成された調整パターン４２が用紙Ｓに転写されることはない。

調整パターン４２がパターン検出センサ４４により検出されたタイミングと、用紙先端検出センサ４５により用紙の先端が検出されたタイミングに応じて、レジストローラ１６が用紙の搬送速度を調整する。これにより、ちょうど画像先端と用紙先端の位置が二次転写位置において一致すようになる。

図３は、本実施形態に係るパターン検出センサ４４の一例を示す図である。パターン検出センサ４４は、発光部５２と受光部５３を有し、発光部から発せられる光が中間転写ベルト８や調整パターン４２により反射され、その反射光が受光部５３に入射する。受光部５３は、反射光を光電変換し、反射光量に応じた電圧を出力する。発光部５２は、像担持体に照射される光を発光する発光手段の一例である。また、受光部５３は、像担持体の下地により反射された反射光の光量である下地光量と像担持体上に形成された現像剤像により反射された反射光の光量である像光量とを検出する検出手段の一例である。なお、受光部５３と中間転写ベルト８などの被検出物との間にはレンズ５４が設けられる。なお、発光部５２と被検出物との間にもレンズが設けられてもよい。これらのレンズは光を収束させ、反射光を効率よく受光するために設置される。

図３によれば、パターンを読み取ったアナログの出力波形、それに対応するデジタルの出力波形、及びしきい値（破線）が示されている。出力波形は、センサから出力された電圧の波形である。アナログの出力波形のうち、しきい値を超える部分がデジタルの出力波形では１となり、しきい値以下の部分がデジタルの出力波形では０となる。

次に、図４Ａ乃至Ｃを参照して、パターン検出センサ４４の検出方法について説明する。図４Ａ乃至Ｃは、パターン検出センサ４４の構成及び検出方法を示す図である。図４Ａは、中間転写ベルト８の表面に光を照射した様子を示す。図４Ｂは、調整パターン４２へ光を照射した場合の様子を示す。図４Ｃは、中間転写ベルト８の表面にある傷に光を照射した様子を示す。

パターン検出センサ４４は、中間転写ベルト８へ照射した光の正反射成分を受光することにより、調整パターン４２や傷の検出を行なう。例えば、図４Ａに示すように、中間転写ベルト８上にトナー像が形成されていない場合、照射した光の正反射光が十分に受光できるため、センサ出力電圧はハイレベルとなる。

一方、図４Ｂに示すように、中間転写ベルト８上に調整パターン４２であるトナー像が形成されている場合、乱反射成分の光量が多くなるため、正反射成分の光量が低下する。そのため、センサ出力電圧はローレベルとなる。本実施形態に係るプリンタは、パターン検出センサ４４からの出力がハイレベルからローレベルに変化すると、調整パターン４２が検出されたと判断する。

また、図４Ｃに示すように、中間転写ベルト８の表面に傷３０１が形成されている場合、トナー像が形成されていない場合であっても、乱反射光の光量が増加するため、パターン検出センサ４４は正反射光を十分に受光することができない。したがって、センサ出力電圧はローレベルとなる。ここで、プリンタは、中間転写ベルト８の表面に光を照射した場合であって、かつ、センサ出力がローレベルである場合に、当該中間転写ベルト８の表面に傷３０１があると判断する。

図５は、本実施形態に係る画像位置補正制御ユニットの概略ブロック図である。ＣＰＵ４００は、画像位置補正制御ユニットの中心的な役割を果たす制御装置である。パターン検出センサ４４及び位置検出センサ４０から出力された信号は、コンパレータ４０９やＡ／Ｄコンバータ４０３に入力される。パターン検出センサ４４から出力された信号は、中間転写ベルト８の下地、傷又はトナーパターンからの反射光の光量を光電変換することで得られた信号である。一方、位置検出センサ４０から出力された信号は、中間転写ベルト８の裏地又は予め形成されたマーク（ホームポジションマーク）からの反射光の光量を光電返還することで得られた信号である。

コンパレータ４０９では、パターン検出センサ４４又は位置検出センサ４０からの出力信号と、ＣＰＵ４００から出力されたしきい値とを比較し、出力信号がしきい値を超えているか否かを判定する。このしきい値は、図３を用いて説明したパターン検出センサ４４の出力電圧がハイレベルであるか、ローレベルであるかを判定するための値である。しきい値を超えていれば、コンパレータ４０９は１（ハイレベル）を出力し、超えていなければ、０（ローレベル）を出力する。Ａ／Ｄコンバータ４０３は、パターン検出センサ４４らの出力信号（アナログ出力電圧）をデジタル信号に変換して、ＣＰＵ４００に出力する。

特定用途向け集積回路であるＡＳＩＣ４０４は、例えば、パターン生成部４０５、パターン読み取り制御部４０６、レジストずれ算出部４０７、調整部４０８などを備える。これらの各部は、ＣＰＵ４００と、ＲＯＭ４１１に格納されたコンピュータプログラム４１０により、一部又はすべてが実現されてもよい。パターン生成部４０５は、調整パターン４２の画像データを生成する。画像データがＲＯＭ４１１などに記憶されている場合は、パターン生成部４０５が省略されてもよい。パターン読み取り制御部４０６は、パターン検出センサ４４からの出力信号を読み取り、読み取ったデータを一時的に格納する。レジストずれ算出部４０７は、読み取ったパターンデータに基づいて用紙と画像のタイミングずれ量を算出する。調整部４０８は、調整手段として機能し、算出されたタイミングのずれ量に基づいて用紙の搬送速度を調整する。これにより、用紙に対するトナー像の形成位置を調整する。

具体的に、調整部４０８は、調整パターン４２を用いて用紙の搬送速度を調整する。以下では、このような調整制御を画像位置パターン補正と称す。一方、調整部４０８は、調整パターン４２の代わりに、当該調整パターン４２が検出される検出タイミングに合わせて出力される調整信号を用いて搬送速度を調整する。この調整信号は、調整パターン４２の検出信号に代わる擬似信号として、ＣＰＵ４００によって出力される。ここで、ＣＰＵ４００は、調整信号出力手段として機能する。以下では、このような調整制御をＩＴＯＰ補正と称す。これらの調整方法は、調整パターン４２が形成される位置の中間転写ベルト８の表面上に傷が存在するか否かを判定することにより、何れか一方が選択される。例えば、調整パターン４２と傷が重なっていた場合、調整部４０８は、ＩＴＯＰ補正を行う。一方、調整パターン４２と傷が重なっていない場合、調整部４０８は、画像位置パターン補正を行う。

ＣＰＵ４００は、ＲＯＭ４１１に格納されているコンピュータプログラム４１０を読み出して実行することで、本発明に係る各種の処理を実行する。具体的に、本実施形態に係るＣＰＵ４００は、用紙に対するトナー像の形成位置の精度を向上させるために、調整パターン４２が中間転写ベルト８の表面上に存在する傷と重なって形成されたか否かを判定する。この判定は、調整パターン４２が傷と重なって形成された場合、調整パターン４２の形成位置を誤検知する可能性が高まり、トナー像の形成位置がずれてしまうという問題を回避するために行われる。したがって、ＣＰＵ４００は、調整パターン４２と傷とが重なっていると判定した場合には調整パターン４２から得られる情報を用いることなく用紙の搬送速度を調整させる。一方、調整パターン４２と傷とが重なっていないと判定すると、ＣＰＵ４００は、調整パターン４２から得られる情報に基づいて記録しの搬送速度を調整させる。

また、上述のような調整パターン４２と中間転写ベルト８の傷とが重なっているか否かを判定するために、ＣＰＵ４００は、傷検知手段、重なり判定手段、及び傷信号出力手段として機能する。ＳＲＡＭ４１２は、ＣＰＵ４００が各種のデータを記憶する記憶装置である。また、ＳＲＡＭ４１２は、傷情報記憶手段として機能し、ＣＰＵ４００によって検知された中間転写ベルト８の表面上の傷の位置及び幅を記憶する。

以下、本実施形態を実現する上で重要となるＣＰＵ４００の各機能について説明する。まず、ＣＰＵ４００は、傷検知手段として機能し、中間転写ベルト８の表面上の傷を検知し、当情報をＳＲＡＭ４１２に記憶する。画像形成が開始され、調整パターン４２が形成されると、ＣＰＵ４００は、ＳＲＡＭ４１２に記憶されている傷の位置及び幅と、形成された調整パターン４２の位置及び幅とを比較することにより調整パターン４２と傷とが重なっているか否かを判定する。ここで、ＣＰＵ４００は、重なり判定手段として機能する。また、ＣＰＵ４００は、傷信号出力手段として機能し、ＳＲＡＭ４１２に記憶された中間転写ベルト８の傷の位置及び幅を用いて、傷の開始位置及び終了位置を表す信号を出力してもよい。この場合、重なり判定手段として機能するＣＰＵ４００は、トナー像の形成を開始するための開始信号が出力した時点で、傷信号が出力されているか否かを判定することにより、調整パターン４２と傷が重なるか否かを判定する。その後、ＣＰＵ４００は、判定結果を調整部４０８に通知する。調整部４０８は、この判定結果を参考に画像位置パターン補正又はＩＴＯＰ補正の何れかを選択して用紙の搬送速度を調整する。

画像処理制御部４０２は、パターン形成手段として機能し、図１に示す各コンポーネントを用いて用紙に形成するトナー像及び調整パターンを中間転写ベルト８に形成させる。また、画像処理制御部４０２は、画像の形成を開始させる開始信号（同期信号）を受信することにより、画像の形成を開始させる。この開始信号は、例えば、ＣＰＵ４００から通知される。

＜重なり判定制御＞
以下では、図６乃至９を参照して、中間転写ベルト８の傷と、調整パターン４２とが重なっているか否かを判定する制御の詳細について説明する。図６は、本実施形態に係る中間転写ベルト８の傷の位置及び幅を検知するための方法を説明するタイミングチャートである。

図６において、６０１は、位置検出センサ４０の出力を示す。６０２は、中間転写ベルト８の表面状態を示す。なお、ベルト表面状態とは、中間転写ベルト８上の傷を模式的に示したものであり、６０４は０番目の傷を示し、６０５は１番目の傷を示す。６０３は、パターン検出センサ４４の出力を示す。中間転写ベルト８の傷は、上述したようにパターン検出センサ４４によって検出可能である。

ＣＰＵ４００は、位置検出センサ４０によって中間転写ベルト８の裏面に形成された基準となるマークが検出されてから、パターン検出センサ４４が０番目の傷を検出するまでの時間を計時することにより０番目の傷の位置を示す傷位置データＴｐ０を得る。即ち、傷位置データＴｐ０は、中間転写ベルト８の裏面に予め形成されたマークを位置検出センサ４０が検知してからパターン検出センサ４４の出力がローレベルになるまでの計時時間を表す。また、言い換えれば、傷位置データＴｐ０は、０番目の傷の開始位置となる。さらに、ＣＰＵ４００は、この傷の開始位置からベルト傷の検出が終了するまでの時間を計時することで０番目の傷の幅を示す傷幅データＴｗ０を得る。即ち、傷幅データＴｗ０は、パターン検出センサ４４の出力がローレベルに変化してからハイレベルに変化するまでの計時時間を表す。また、言い換えれば、傷幅データＴｗ０は、０番目の傷の終了位置を示す。ここで、ＣＰＵ４００は、計時手段として機能する。

同様に、ＣＰＵ４００は、１番目の傷位置データＴｐ１、及び１番目の傷幅データＴｗ１を検出し、以上の処理を次に位置検出センサ４０がマークを検出するまで行う。これにより、ｎ番目の傷位置データＴｐｎ、及びｎ番目の傷幅データＴｗｎを検出する。また位置検出センサ４０の出力間隔時間Ｔｒを検出する。Ｔｒは、中間転写ベルト８の周長とベルト搬送速度Ｖｄからも算出できる。

本実施形態によれば、調整パターン４２と傷とが重なっているか否かの判定は、後述する開始信号６０を契機に行う。この開始信号６０は、画像形成を行う際に、Ｂｋに対応する感光ドラム２ｄに対して静電潜像の書き込みを開始するための同期信号である。また、上述した傷位置データＴｐｎと傷幅データＴｗｎとは、パターン検出センサ４４の位置で検知したデータである。したがって、パターン検出センサ４４が配置された位置と開始信号６０が出力される中間転写ベルト８上の位置が異なるために、検出した傷位置データＴｐｎ及び傷幅データＴｗｎのままでは利用することができない。そこで、ＣＰＵ４００は、開始信号６０が出力される中間転写ベルト８上の相対的な位置と、傷が検知された位置との差分を解消するように、傷位置データＴｐｎと傷幅データＴｗｎとを補正する。補正方法については、図７を参照して説明する。

図７は、本実施形態に係る感光ドラム２ｄ及びパターン検出センサ４４の周辺の配置を示す拡大図である。７０１は、中間転写ベルト８上の開始信号６０の相対的な発生位置を示す。ここで、開始信号発生位置７０１からパターン検出センサ４４までの中間転写ベルト８の搬送時間をＴｉとする。Ｔｉは、開始信号発生位置７０１とパターン検出センサ４４との間の距離、及び中間転写ベルト８の搬送速度Ｖｄにより算出できる。

まず、ＣＰＵ４００は、判断手段として機能し、マークを跨って傷が形成されているか否かを判断するする。上述した傷の検知方法は、マークの位置から傷の検知を開始するため、マーク上に跨って傷が形成されている場合に当該傷を２つの傷として認識してしまう。したがって、ＣＰＵ４００は、マーク上に跨って傷が形成されているか否かを判断し、跨って形成されている場合に、２つの傷データを１つの傷データとして補正する。

具体的に、ＣＰＵ４００は、０番目の傷位置データＴｐ０が０であって、かつ、ｎ番目（最後）の傷位置データＴｐｎと傷幅データＴｗｎの和がＴｒの場合、０番目とｎ番目の傷は同一と判断する。同一と判断した場合、ＣＰＵ４００は、０番目とｎ番目の傷位置データ及び傷幅データをまとめてｎ番目の傷位置データ及び傷幅データと修正する。例えば、ＣＰＵ４００は、傷位置データをＴｐｎとし、傷幅データを０番目とｎ番目の傷幅データの和Ｔｗ０＋Ｔｗｎとする。さらに、ＣＰＵ４００は、修正した内容をＳＲＡＭ４１２に反映させる。なお、０番目の傷位置データＴｐ０が０でない場合は、以上の処理が省略できる。

続いて、上述の修正を行った後に、ＣＰＵ４００は、傷位置データＴｐｎと傷幅データＴｗｎとを用いて開始信号６０が出力される開始信号発生位置（中間転写体上の相対的な位置）７０１に合わせた傷位置データＴｐｎと傷幅データＴｗｎの補正を行う。ここで、ＣＰＵ４００は、補正手段として機能する。具体的に、ＣＰＵ４００は、ＳＲＡＭ４１２に記憶されている全ての傷データごとに、傷位置データがＴｐｎ≧Ｔｉの場合にはＴｐｎをＴｐｎ−Ｔｉとして算出し、ベルト傷位置データＴｐｎ＜Ｔｉの場合にはＴｐｎをＴｒ＋Ｔｐｎ−Ｔｉとして算出する。ここで、算出したＴｐｎ及びＴｗｎが、Ｔｐｎ≦Ｔｒ≦Ｔｐｎ＋Ｔｗｎの関係にある場合、ＣＰＵ４００は、マーク上にベルト傷があると判断する。この場合、ｎ番目のベルト傷位置データをＴｐｎ、ｎ番目の傷幅データをＴｒ−Ｔｐｎとし、０番目のベルト傷位置データを０、０番目の傷幅データを（Ｔｐｎ＋Ｔｗｎ）−Ｔｒとして算出する。このようにデータを補正することで、開始信号６０が出力された時点で、調整パターン４２が形成される位置に傷が存在するか否かを判定することができる。

次に、図８を参照して、傷検知処理処の手順について説明する。図８は、本実施形態に係る傷検知処理の手順を示すフローチャートである。以下で説明する処理は、ＣＰＵ４００によって統括的に制御される。

ステップＳ８０１において、ＣＰＵ４００は、中間転写ベルト８及び各感光ドラム（２ａ〜２ｄ）を駆動させる。ここでは、中間転写ベルト８の傷を検知する場合は画像形成を行うことなく、中間転写ベルト８及び各感光ドラム（２ａ〜２ｄ）のみが駆動される。続いて、ステップＳ８０２において、ＣＰＵ４００は、傷検知手段として機能し、中間転写ベルト８の表面上の傷を全て検知する。具体的に、ＣＰＵ４００は、裏面に予め形成されたマークを位置検出センサ４０によって検出し、その検知結果に同期してパターン検出センサ４４によりベルト上の傷を検出する。さらに、ＣＰＵ４００は、検出した傷の傷位置データＴｐと傷幅データＴｗとをＳＲＡＭ４１２に記憶する。次に、ステップＳ８０３において、ＣＰＵ４００は、検出した傷位置データＴｐｎと傷幅データＴｗｎを開始信号発生位置７０１に合わせて補正する。

次に、図９を参照して、調整パターン４２と傷とが重なっているか否かの判定処理を用いたレジストレーション補正について説明する。図９は、本実施形態に係るレジストレーション補正の処理手順を示すフローチャートである。以下で説明する処理は、ＣＰＵ４００及びＡＳＩＣ４０４によって統括的に制御される。

ステップＳ９０１において、ＣＰＵ４００は、傷信号の出力を開始する。具体的に、ＣＰＵ４００は、画像形成が開始されると、まず位置検出センサ４０によって予め形成されたマークを検出し、検出した時間を基準に計時を開始する。さらに、ＣＰＵ４００は、ＳＲＡＭ４１２に記憶されている傷データに相当する時間に達すると傷位置であることを表すための傷信号を出力する。ここで、ＣＰＵ４００は、傷信号出力手段として機能する。この傷信号は、ＣＰＵ４００の内部に設けられた重なり判定部に通知される。この傷信号は、例えば０番目の傷信号であるある場合、傷位置データＴｐ０に相当する時間に出力が開始され、傷幅データＴｗ０に相当する時間に出力が停止される。

続いて、ステップＳ９０２において、ＣＰＵ４００は、調整パターン４２の形成を開始させるために開始信号６０を画像処理制御部４０２に出力する。画像処理制御部４０２は、開始信号６０が通知されると、パターン生成部４０５から取得した調整パターン４２の画像形成データに基づいて画像形成を開始する。

さらに、ステップＳ９０３において、ＣＰＵ４００は、重なり判定手段として機能し、形成される調整パターン４２と中間転写ベルト８上の傷とが重なるっているか否かを判定する。具体的に、ＣＰＵ４００は、開始信号６０の出力タイミングにおいて、Ｓ９０１の傷信号が出力されているか否かを判定する。さらに、ＣＰＵ４００は、傷信号が出力されている場合に調整パターン４２と傷とが重なっていると判定し、傷信号が出力されていない場合に調整パターン４２と傷とが重なっていないと判定し、当該判定結果を調整部４０８に通知する。

重なっていない場合、ステップＳ９０４において、調整部４０８は、形成された調整パターン４２から得られる情報を用いて、用紙にトナー像を転写する転写タイミング（第１転写タイミング）に合わせて用紙の搬送速度を調整する。以下では、この調整処理を画像位置パターン補正と称す。なお、画像位置パターン補正の詳細については後述する。

一方、重なっている場合、ステップＳ９０５において、調整部４０８は、調整パターン４２から得られる情報の代わりに出力された調整信号を用いて、予め定められた転写タイミング（第２転写タイミング）に合わせて用紙の搬送速度を調整する。ここで、調整信号とは、開始信号６０が出力されてから予め定められた時間（パターン検出センサ４４によって検出されるタイミング）が経過した後にＣＰＵ４００によって出力される擬似信号である。以下では、この調整処理をＩＴＯＰ補正と称す。なお、ＩＴＯＰ補正の詳細については後述する。

このように、本プリンタは、調整パターン４２が中間転写ベルト８の傷上に形成されていない場合はパターン検出センサ４４によって正確に調整パターン４２が検出できるものと判断し、通常のレジストレーション補正である画像位置パターン補正を行う。一方、本プリンタは、調整パターン４２が中間転写ベルト８の傷上に形成された場合はパターン検出センサ４４による調整パターン４２の検出が誤る可能性が高いと判断し、代替のレジストレーション補正であるＩＴＯＰ補正を行う。これにより、調整パターン４２が傷上に形成された場合であっても、用紙に対するトナー像の位置ずれを抑制することができる。

＜レジストレーション補正＞
以下では、図１０乃至図１４を参照して、本実施形態に係る画像位置パターン補正及びＩＴＯＰ補正を含むレジストレーション補正について説明する。図１０は、画像位置パターン補正における各制御を示すタイミングチャートである。１００１は、パターン検出センサ４４によって調整パターン４２を検出した際に出力される検出信号のタイミングを示す。１００２は、用紙先端検出センサ４５によって用紙の先端を検出した際に出力される検出信号のタイミングを示す。１００３は、レジストローラ１６の制御タイミングを示す。

画像位置パターン補正は、パターン検出センサ４４による調整パターン４２の検出タイミングと、用紙先端検出センサ４５による用紙の検出タイミングとに応じて、用紙の搬送速度を調整する。具体的に、まず、パターン読み取り制御部４０６が中間転写ベルト８上を速度Ｖｄで搬送される調整パターン４２を検出する。この調整パターン４２の検出により、１００１に示す検出信号が出力される。続いて、調整部４０８は、検出信号の出力を検知すると、用紙先端検出センサ４５がレジストローラ１６により速度Ｖｕ（ここでＶｕ＞Ｖｄとする）で搬送される用紙を検出するまでの時間Ｔｐｐを計時する。ここで、２つの速度は、Ｖｕ＞Ｖｄの関係となる。

時間Ｔｐｐを計時すると、調整部４０８は、レジストローラ１６の減速タイミングである時間Ｔｒｄを算出する。算出式は、Ｔｒｄ＝Ｔｐｐ−Ｔとなる。ここで、Ｔは、パターン検出センサ４４から転写位置までの距離と、用紙先端検出センサ４５から転写位置までの距離と、調整パターン４２の搬送方向に対する後端と画像４３の先端との距離と、速度Ｖｄと、速度Ｖｕとによって決まる定数である。調整部４０８は、用紙先端検出センサ４５が用紙を検出してから時間Ｔｒｄが経過した後に、レジストローラ１６の搬送速度を速度Ｖｕから速度Ｖｄに制御する。これにより、ＡＳＩＣ４０４は、画像４３を転写する用紙の位置を調整することができる。ここで、レジストローラ１６による速度制御は、用紙が転写位置に到達する前に終了する。

図１１は、ＩＴＯＰ補正における各制御を示すタイミングチャートである。１１０１は、ＣＰＵ４００から画像処理制御部４０２へ出力される画像の形成を開始するための開始信号６０のタイミングを示す。１１０２は、ＣＰＵ４００から出力される調整信号６１のタイミングを示す。１１０３は、パターン検出センサ４４によって調整パターン４２を検出した際の検出信号のタイミングを示す。この検出信号は、パターン読み取り制御部４０６から出力される。１１０４は、用紙先端検出センサ４５から出力される用紙の先端を検出した検出信号のタイミングを示す。１１０５は、レジストローラ１６による用紙の搬送速度の制御タイミングを示す。

ここでは、画像位置パターン補正と異なる制御についてのみ説明を記載する。ＩＴＯＰ補正は、調整パターン４２が中間転写ベルト８の傷上に形成された場合に選択され、上述した画像位置パターン補正と異なり、調整パターン４２から得られる情報（検出タイミング）を利用しない。したがって、ＩＴＯＰ補正では、パターン検出センサ４４からの検出信号をトリガとする代わりに、ＣＰＵ４００から出力される擬似パターン信号である調整信号６１を用いて制御を行う。１１０１に示す開始信号６０は、Ｂｋの露光器１１５ｄによって感光ドラム２ｄ上に潜像を形成するための同期信号（ＩＴＯＰ＿Ｂｋ）である。調整信号６１は、パターン検出センサ４４が調整パターン４２を検出した際に出力する検出信号のタイミングで出力される擬似信号であり、開始信号６０が出力されてから時間Ｔｄｍが経過した後に出力される。即ち、時間Ｔｄｍは、開始信号６０が出力されてから検出信号が出力されるまでの予め想定された時間である。

ＡＳＩＣ４０４は、調整信号６１が出力されてから、レジストローラ１６により速度Ｖｕで搬送される用紙を用紙先端検出センサ４５が検出するまでの時間Ｔｐｐ’を計時する。時間Ｔｐｐ’を計時すると、ＡＳＩＣ４０４は、レジストローラ１６の減速タイミングである時間Ｔｒｄを算出する。算出式は、Ｔｒｄ＝Ｔｐｐ’−Ｔとなる。

ΔＴは、調整信号６１とパターン検出センサ４４からの検出信号のずれ量を示す（以下では、パターンタイミングと称す。）。このパターンタイミングΔＴは、ＩＴＯＰ補正において用紙上の画像位置のずれ量となる。したがって、パターンタイミングΔＴによる画像位置のずれを解消するように、調整信号６１の出力タイミングを設定することが望ましい。このずれ量ΔＴによって発生する位置ずれ誤差を最小にするために、本実施形態では画像位置パターン補正を実行する中で、調整パターン４２が検知される際にパターンパターンタイミングΔＴを検出してその履歴データを保存する。さらに、ＩＴＯＰ補正を行う際にパターン位置ずれ量の平均値ΔＴａｖｅを算出して、調整信号６１を出力する時間Ｔｄｍを補正することにより、ＩＴＯＰ補正で生じる用紙上の画像位置ずれの誤差を低減する。

次に、図１２乃至図１４を参照して、レジストレーション補正の処理手順について説明する。図１２及び図１３の処理は、Ｓ９０４の処理の詳細を示す。図１４の処理は、Ｓ９０５の処理の詳細を示す。なお、図１２乃至図１４に示す処理は、ＡＳＩＣ４０４によって統括的に制御される。図１２は、画像位置パターン補正の処理手順を示すフローチャートである。

画像位置パターン補正が実行されると、ステップＳ１２０１において、レジストずれ算出部４０７は、パターン検出センサ４４からの調整パターン４２の検出信号と、用紙先端検出センサ４５からの用紙の検出信号を取得する。さらに、レジストずれ算出部４０７は、取得した各検出信号のタイミングずれ量を算出し、調整部４０８に通知する。ここで、ステップＳ１２０２において、調整部４０８は、調整パターン４２の検出信号が出力された段階で、ＩＴＯＰ補正を選択した場合に出力される調整信号６１の出力タイミングである時間Ｔｄｍを補正するための、パターンタイミングΔＴを算出する。算出したパターンタイミングΔＴは、ＳＲＡＭ４１２に記憶される。

その後、ステップＳ１２０３において、調整部４０８は、Ｓ１２０１でレジストずれ算出部４０７から通知されたずれ量から速度制御タイミングである時間Ｔｐｐを算出する。さらに、ステップＳ１２０４において、調整部４０８は、算出された速度制御タイミングである時間Ｔｐｐにしたがってレジストローラ１６の変速制御を行う。これにより中間転写ベルト８上の画像４３が、搬送される用紙上の所望の位置に転写され、レジストレーション補正が終了する。

図１３は、調整パターン４２の位置ずれ量を算出する処理手順を示す図である。以下で説明する処理は、Ｓ１２０２の処理の詳細を示す。

ステップＳ１３０１において、調整部４０８は、位置ずれ量の検出回数となるＣＮＴを、例えば０で初期化する。次に、ステップＳ１３０２において、調整部４０８は、画像形成が行われる毎に通知されるパターンタイミングΔＴをＳＲＡＭ４１２又はＡＳＩＣ４０４の備えられるメモリに格納する。パターンタイミングΔＴを格納すると、ステップＳ１３０３において、調整部４０８は、検出回数ＣＮＴに１を加算する。

検出回数を更新すると、ステップＳ１３０４において、調整部４０８は、検出回数ＣＮＴが３回に到達したか否かを判定する。到達していない場合は、検出回数ＣＮＴが３回に到達するまでＳ１３０２及びＳ１３０３の処理を繰り返す。一方、検出回数ＣＮＴが３回に到達した場合、ステップＳ１３０５において、調整部４０８は、調整パターン４２の位置ずれの平均値ΔＴａｖｅを算出する。さらに、ステップＳ１３０６において、調整部４０８は、ＩＴＯＰ補正で用いられる調整信号６１の出力タイミングＴｄｍを、算出した位置ずれの平均値ΔＴａｖｅに基づいて補正する。

このように、画像位置パターン補正を実施する中で、調整パターン４２の検出タイミングと調整信号６１の出力タイミングとのずれを算出し、設定されている調整信号６１の出力タイミングを補正する。これは、画像形成を行うための各構成要素、例えば、感光ドラムや中間転写ベルトの経年変化等による画像形成の位置ずれの悪影響を低減させるためである。これにより、ＩＴＯＰ補正によるレジストレーション補正の精度を維持することができる。

次に、図１４を参照してＩＴＯＰ補正の制御について説明する。図１４は、ＩＴＯＰ補正の処理手順を示すフローチャートである。

ＩＴＯＰ補正が実施されると、まず、ステップＳ１４０１において、レジストずれ算出部４０７は、ＣＰＵ４００から出力される調整信号６１又はパターン読み取り制御部４０６から出力される用紙の検出信号を取得する。ここで、調整信号６１は、例えば、ＣＰＵ４００によって開始信号６０が出力されてから出力タイミングＴｄｍに設定されている時間が経過した後に出力される。レジストずれ算出部４０７は、調整信号６１と検出信号とのずれ量を算出し、調整部４０８に通知する。

ステップＳ１４０２において、調整部４０８は、通知されたずれ量からレジストローラ１６の駆動速度を変更するための速度制御タイミングＴｐｐ’を算出する。さらに、ステップＳ１４０３において、調整部４０８は、算出された速度制御タイミングＴｐｐ’に基づいてレジストローラ１６の変速制御を行う。これにより中間転写ベルト８上の画像４３が搬送される用紙上の所望の位置に転写される。

以上説明したように、本実施形態の画像形成装置は、中間転写ベルト８上の傷を検知し、画像形成を行う際にレジストレーション補正を行うための調整パターン４２が検知した傷と重なるか否かを判定する。調整パターン４２と検知した傷とが重なる場合、画像形成装置は、調整パターン４２の代わりに、調整パターン４２を検出するタイミングに合わせて出力される調整信号６１を用いてレジストレーション補正を行う。一方、調整パターン４２の検知した傷とが重ならない場合、画像形成装置は、調整パターン４２を用いてレジストレーション補正を行う。このように、本画像形成装置は、調整パターン４２と中間転写ベルト８上の傷とが重なった場合に、センサによる調整パターン４２の検出精度が低下するため、調整パターン４２の代わりに調整信号を用いたＩＴＯＰ補正を行う。これにより、本画像形成装置は、傷と調整パターンとが重なった場合であっても、レジストレーション補正の精度を低下させることなく画像形成を行うことができる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限らず様々な変形が可能である。例えば、本画像形成装置は、中間転写ベルト８上の所定の位置（マーク）から最初に着ずが検出されるまでの計時時間を傷の位置を示す情報とし、センサが傷を検出してから検出し終わるまでの計時時間を傷の幅を示す情報として検知する。したがって、傷の位置及び幅を示す情報は、所定の位置から傷の位置までの一定の速度における中間転写ベルト８の駆動時間となる。さらに、上記所定の位置まで上述の傷検出を行うことで、中間転写ベルト８上に形成された傷を全て検知することができる。このように、本画像形成装置は、中間転写ベルト８上の所定の位置から傷までの中間転写ベルトの駆動時間を検出することで、容易に傷の位置を特定することができる。

また、画像形成装置は、開始信号が出力される中間転写ベルト８の相対的な位置と、パターン検出センサ４４が傷を検知する中間転写ベルト８上の位置との差分を解消するように、検知した全ての傷の位置を示す情報を補正する。また、画像形成装置は、保持されている傷の情報を用いて傷の位置及び幅を表す傷信号を出力することにより、トナー像を形成する際の開始信号が出力された際の傷信号の出力状況を取得することで調整パターン４２と傷との重なりを判定する。これにより、本画像形成装置は、調整パターン４２の形成時に容易に当該調整パターンと、傷とが重なっているか否かを判定することができる。

本実施形態に係る画像形成装置の全体構成を示す断面図である。 画像形成時における画像と調整パターンとの位置関係及び光学センサの配置位置を示す図である。 本実施形態に係るパターン検出センサ４４の一例を示す図である。 、 、 パターン検出センサ４４の構成及び検出方法を示す図である。 本実施形態に係る画像位置補正制御ユニットの概略ブロック図である。 本実施形態に係る中間転写ベルト８の傷の位置及び幅を検知するための方法を説明するタイミングチャートである。 本実施形態に係る感光ドラム２ｄ及びパターン検出センサ４４の周辺の配置を示す拡大図である。 本実施形態に係る傷検知処理の手順を示すフローチャートである。 本実施形態に係るレジストレーション補正の処理手順を示すフローチャートである。 本実施形態に係る画像位置パターン補正における各制御を示すタイミングチャートである。 本実施形態に係るＩＴＯＰ補正における各制御を示すタイミングチャートである。 本実施形態に係る画像位置パターン補正の処理手順を示すフローチャートである。 本実施形態に係る調整パターン４２の位置ずれ量を算出する処理手順を示す図である。 本実施形態に係るＩＴＯＰ補正の処理手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１：プリンタ本体
１６：レジストローラ
４０：位置検出センサ
４４：パターン検出センサ
４５：用紙先端検出センサ

Claims (9)

1. 感光体上にトナー像を形成し、第１の転写部において、前記感光体上に形成された前記トナー像を回転駆動される無端状の中間転写体に転写し、第２の転写部において、前記中間転写体上に転写されたトナー像を記録材に転写する画像形成手段と、
   前記第２の転写部に前記記録材を搬送する搬送手段と、
   前記中間転写体上において、前記第１の転写部において前記中間転写体上に転写された前記トナー像と前記第２の転写部との間にパターン画像が形成されるように、前記画像形成手段を制御する制御手段と、
   前記中間転写体の回転方向において前記第１の転写部と前記第２の転写部との間の検出位置において前記パターン画像及び前記中間転写体上に光を照射し、当該光の前記パターン画像及び前記中間転写体からの反射光を受光するパターン検出手段と、
   前記中間転写体の回転方向における前記中間転写体のトナー像が転写される面の傷の位置と幅を検知する傷検知手段と、
   前記傷検知手段によって検知された前記傷の位置と幅に関するデータを記憶する記憶手段と、
   前記画像形成手段が前記感光体上に前記トナー像の形成を開始するために制御信号を出力する出力手段と、
   前記記憶手段に記憶された前記データに基づいて前記データに対応する傷に前記パターン画像が重なるか否かを判定する判定手段と、
   前記判定手段によって前記傷に前記パターン画像が重なると判定された場合、前記出力手段から出力される前記制御信号の出力タイミングに基づいて前記搬送手段から前記第２の転写部への前記記録材の搬送速度を調整し、前記判定手段によって前記傷に前記パターン画像が重ならないと判定された場合、前記パターン検出手段からの検出信号の出力タイミングに基づいて前記搬送手段から前記第２の転写部への前記記録材の搬送速度を調整する調整手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記中間転写体に予め形成されたマークを検出するマーク検出手段と、
   前記マーク検出手段が前記マークを検出したことによって時間の計測を開始する計時手段と、を備え、
   前記傷の位置に関するデータは、前記傷と前記マークが検出されてから前記傷が検出されるまでの時間とを対応させたデータであり、
   前記判定手段は、前記制御信号の出力タイミングと、前記計時手段が計測する時間と、前記傷の位置に関するデータとに基づいて、前記傷に重なるように前記パターン画像が形成されるか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記記憶手段は、前記傷の位置及び前記中間転写体の回転方向における前記傷の幅に関するデータを記憶し、前記判定手段は、前記傷の位置に関するデータと前記傷の幅に関するデータとに基づいて、前記傷に重なるように前記パターン画像が形成されるか否かを判定することと特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記出力手段は、前記制御信号として、前記画像形成手段が前記トナー像の形成を開始するための開始信号を出力することを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記出力手段は、前記制御信号として、前記画像形成手段が前記トナー像の形成を開始するための開始信号が出力されてから所定時間後に調整信号を出力し、
   前記調整手段は、前記判定手段によって前記画像形成手段が前記中間転写体上の傷に重なるように前記パターン画像を形成すると判定された場合、前記調整信号の出力タイミングに基づいて前記記録材の前記搬送手段から前記第２の転写部への搬送タイミングを調整することを特徴とする請求項２又は３に記載の画像形成装置。
6. 前記開始信号が出力される中間転写体上の相対的な位置と、前記パターン検出手段が傷を検知する中間転写体上の位置との差分を解消するように、前記検知した全ての傷の位置に関するデータを補正する補正手段をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
7. 前記記憶手段に記憶された前記傷の位置に関するデータ及び前記傷の幅に関するデータを用いて、該傷の位置を表す傷信号を出力する傷信号出力手段をさらに備え、
   前記判定手段は、前記出力手段から前記制御信号が出力された時点で、前記傷信号が出力されている場合に、前記パターン画像と該傷とが重なると判定し、
   前記傷信号が出力されていない場合に、前記パターン画像と該傷とが重ならないと判定することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
8. 画像形成手段は、前記中間転写体の回転方向に沿って配列され、それぞれ異なる色のトナー像が形成される複数の感光体を備え、
   前記複数の感光体上に形成されたトナー像は、複数の第１の転写部において前記中間転写体に転写され、
   前記開始信号は、前記中間転写体の回転方向において、前記第２の転写部に最も近い感光体にトナー像の形成を開始するための開始信号であることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
9. 前記中間転写体は、中間転写ベルトであることを特徴とする請求項１乃至８いずれか１項に記載の画像形成装置。

Images