JP5297001B2

JP5297001B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP5297001B2
Application number: JP2007134586A
Authority: JP
Inventors: 博一児玉
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2007-05-21
Filing date: 2007-05-21
Publication date: 2013-09-25
Anticipated expiration: 2027-05-21
Also published as: JP2008287184A

Description

本発明は、記録材に精度良く画像を形成するためのレジストレーション補正を行う画像形成装置に関するものである。

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中間転写体（例えば、転写ベルト）を用いる方式がある。このような画像形成装置は、用紙上におけるトナー像を転写する位置を調整するために、レジストレーション補正を行っている。レジストレーション補正は、転写ベルトにレジストレーション補正用のパターンを形成し、当該パターンが検出されたタイミングから、用紙にトナー像が転写される転写位置へのトナー像の到達タイミングと、記録材の到達タイミングとを調整する。
特許文献１は、転写ベルト上に画像位置を特定するパターンを形成して、当該パターンの検出タイミングに応じて、用紙の搬送速度を調整することにより用紙上に転写する画像位置を補正する画像形成装置を示している。
特開平１１−１９４５６１号公報

しかし、特許文献１に記載の画像形成装置では、ベルト上の傷や粉塵、及びベルト表面の光沢度（グロス）の低下によりパターンを誤検知する可能性がある。パターンを誤検知した場合、結果として用紙に転写する画像位置の精度が低下してしまう。

また、転写ベルトの基準位置を検出した信号に同期して感光体への露光を開始し、所定時間後に転写位置へ用紙を搬送する制御を行う場合、以下の問題がある。例えば、環境変動による転写ベルトの伸縮によって、レジストレーション補正の精度が低下してしまう。この問題は、転写ベルトの周長の伸縮によって基準位置を検出した信号が発生されてから所定時間経過したときの搬送距離がずれることに起因する。

上述したように、転写ベルトは、環境変化や経時変化によって周長が伸縮することがある。例えば、周囲の温度が０〜３０度、湿度が１０〜８０％の範囲で環境変動がある場合、転写ベルトの周長は±０．５％程度変化してしまう。また、周長が２ｍの転写ベルトを有する画像形成装置を温度２０℃、湿度８０％の環境で動作させた場合、稼動による機内温度の上昇で周長は初期の周長に対して０．５〜１．０ｍｍ短くなる。転写ベルトのグロス低下などでＩＴＯＰ補正で動作している場合、周長の変動によってレジストレーション補正の精度が低下してしまう。

本発明は、上述の問題に鑑みて成されたものであり、中間転写体の周長が変動した場合であっても、レジストレーション補正を精度良く行う画像形成装置及びその制御方法を提供することを目的とする。

本発明は、上述の問題に鑑みて成されたものであり、中間転写体の周長が変動した場合であっても、レジストレーション補正を精度良く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、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ベルトに転写し、第２の転写部において、前記中間転写ベルト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、前記記録材に転写するトナー像を形成する前に前記中間転写ベルト上にパターン画像を前記画像形成手段に形成させる制御手段と、前記中間転写ベルト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ベルト上に光を照射し、当該光の前記パターン画像及び前記中間転写ベルトからの反射光を受光する光学センサと、前記光学センサからの出力から前記パターン画像を検出可能か否かを判定する判定手段と、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の開始信号が出力された後に調整信号を出力する出力手段と、前記判定手段が前記パターン画像を検出可能と判定した場合、前記光学センサ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が前記記録材を前記第２の転写部に搬送する搬送タイミングを調整し、前記判定手段が前記パターン画像を検出可能でないと判定した場合、前記出力手段からの前記調整信号の出力タイミングに基づいて前記搬送手段が前記記録材を前記第２の転写部に搬送する搬送タイミングを調整する搬送タイミング調整手段と、前記中間転写ベルトの周長を検出する周長検出手段と、を備え、前記搬送タイミング調整手段は、前記周長検出手段の検出結果に基づいて前記調整信号の出力タイミングに対する前記搬送手段による前記記録材の前記第２の転写部への搬送タイミングを補正することを特徴とする。

以下、本発明に係る実施形態について図面を用いて説明する。なお、以下の実施の形態は特許請求の範囲に記載された発明を限定するものでなく、また本実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の解決手段に必須のものとは限らない。また、ここでは、画像形成装置としてプリンタを用いて説明を記載する。しなかしながら、本発明における画像形成装置は、複合機、コピー機、ＦＡＸなど、記録材に画像を形成する装置であればよい。また、本発明は、一適用例として、電子写真方式のプリンタによって実現される。しかしながら、本発明は、インクジェットプリンタ等、他の画像印刷方式を採用したプリンタによって実現されてもよい。

以下では、図１乃至図８を参照して、本発明の実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係るプリンタ１００の構成例を示す断面図である。ここでは、主に本発明を説明する上で必要となる構成要素について説明を記載する。即ち、本発明のプリンタ１００は、他の構成要素を含んで実現されてもよい。

プリンタ１００は、画像を形成する形成手段として、感光ドラム１０１ａ、ｂ、ｃ、ｄ、露光器１１５ａ、ｂ、ｃ、ｄ及び現像器１１６ａ、ｂ、ｃ、ｄを備える。ここで、各構成要素の要素番号の末尾に付与したアルファベットａ、ｂ、ｃ、ｄは、順にブラック（Ｂｋ）、シアン（Ｃｙ）、マゼンタ（Ｍａ）、イエロー（Ｙｅ）のトナーに対応して配置された構成要素を示す。また、プリンタ１００は、ベルト駆動ローラ１０２、ベルトテンションローラ１１９、ベルト支持ローラ１０３、２次転写ローラ１０４、中間転写ベルト１０５、パターン検出センサ１０７及び周長検出センサ１１４を備える。さらに、プリンタ１００は、記録材検出センサ１０８、搬送ローラ１１０、搬送経路１１１、搬送ベルト１１２及びレジストレーションローラ（以降レジストローラと称す）１１３を備える。

露光器１１５（ａ〜ｄ）は、不図示の帯電器により一様に帯電された感光ドラム１０１（ａ〜ｄ）に対して露光することにより、当該感光ドラム１０１（ａ〜ｄ）の表面に静電潜像を形成する。形成された潜像画像は、現像器１１６（ａ〜ｄ）によって現像される。以下では、現像された画像をトナー像と称す。

感光ドラム１０１（ａ〜ｄ）に形成されたトナー像は、中間転写体である中間転写ベルト１０５上に順次重ねて転写される。このように各色のトナー像が重ねて転写されることにより、中間転写ベルト１０５上に多色の画像１０６が形成される。画像１０６は、ベルト支持ローラ１０３と２次転写ローラ１０４との接合部（以下、転写位置と称す。）で記録材上に転写される。

記録材は、まず、記録材カセット等の記録材収納部から搬送ローラ１１０により搬送経路１１１に沿ってレジストローラ１１３まで搬送される。その後、記録材検出センサ１０８での記録材の検出タイミングに応じてレジストローラ１１３の搬送速度が調整されて、記録材上の所望の位置に画像１０６が転写される。画像１０６が転写された記録材は、搬送ベルト１１２によって図示しない定着装置に搬送され、記録材上の画像が定着されて、プリンタ１００の機外へ排出される。

１０９は、記録材上の所望の位置に画像１０６を転写するために、当該画像１０６を記録材へ転写する転写タイミングを調整するための調整パターン（画像）を示す。また、調整パターン１０９は、画像１０６の位置を間接的に検出するためのものであり、パターン検出センサ１０７によって検出される。パターン検出センサ１０７は、発光素子及び受光素子を備え、中間転写ベルト１０５上で反射された光を受光する反射型の光学センサである。本実施形態に係るプリンタ１００は、パターン検出センサ１０７を用いて、中間転写ベルト１０５上に形成された調整パターン１０９の検出に加えて、中間転写ベルト１０５の表面の傷や粉塵を検出する。

周長検出センサ１１４は、中間転写ベルト１０５の特定の位置（例えば、裏面の所定位置）に形成されたフラグを検出する。プリンタ１００は、周長検出センサ１１４を用いて、中間転写ベルト１０５が駆動されている間に当該フラグを検出してから再び当該フラグを検出するまでの時間と中間転写ベルト１０５の駆動速度とから、中間転写ベルト１０５の周長を検出する。ここで、周長とは、中間転写ベルト１０５の１周の長さを示す。また、周長検出センサ１１４については、反射光量の変化によりフラグを検出する光学センサを用いることが望ましい。したがって、フラグは、中間転写ベルト１０５の裏面の反射光量とは異なる反射光量が検出される画像又は部材で形成される。

ベルト駆動ローラ１０２は、ベルトテンションローラ１１９及びベルト支持ローラ１０３とともに適度な張力で中間転写ベルト１０５を配設するとともに、当該中間転写ベルト１０５を駆動するためのローラである。ベルト駆動ローラ１０２及びベルト支持ローラ１０３のローラ軸は固定して配置され、ベルトテンションローラ１１９のローラ軸は移動自在に配置される。そのため、中間転写ベルト１０５は、ベルトテンションローラ１１９が移動することで周長の伸縮やばらつきによる弛みが調整され、適度な張力で配設される。

中間転写ベルト１０５の伸縮は、当該中間転写ベルト１０５上に形成された画像の搬送時間に影響を与える。例えば、中間転写ベルト１０５の周長が長くなった場合、中間転写ベルト１０５に形成された調整パターン１０９は、長くなる前と比較して、パターン検出センサ１０７へ到達するまでに要する時間が長くなる。一方、中間転写ベルト１０５の周長が短くなった場合、調整パターン１０９は、短くなる前と比較して、パターン検出センサ１０７へ到達するまでに要する時間が短くなる。このような中間転写ベルト１０５の伸縮は、プリンタ１００の画像形成精度に悪影響を与える。しかし、本実施形態に係るプリンタ１００は、中間転写ベルト１０５の伸縮による悪影響を低減させうる。

次に、図２を参照してプリンタ１００の動作を制御するための制御構成について説明する。図２は、本実施形態に係るプリンタ１００の制御構成の一例を示す図である。ここでは、本発明を実現する上で重要となる制御ブロックについてのみ説明を記載する。即ち、プリンタ１００の制御構成は、以下で説明する以外の他の制御ブロックを含んで構成されてもよい。

プリンタ１００は、プリンタ制御部２０１及びエンジン制御部２０２を備える。プリンタ制御部２０１は、プリンタ１００のシステムを統括的に制御するとともに、外部のＰＣから印刷ジョブを受信し、エンジン制御部２０２へ印刷する画像データを出力する。また、プリンタ制御部２０１は、画像の形成を開始するための開始信号をエンジン制御部２０２へ出力する。もちろん、プリンタ１００は、当該プリンタ１００に含まれるスキャナーから読み込まれた画像データを用いて記録材に画像を形成させてもよい。また、プリンタ制御部２０１は、プリンタ１００に含まれる操作部又は外部ＰＣを介して、操作者から入力された設定の取得及びプリンタ１００の内部情報の通知を行う。

エンジン制御部２０２は、図１に示す各コンポーネントを制御することにより、プリンタ制御部２０１からシリアル通信によって伝達された情報に従って記録材に画像を形成する。また、エンジン制御部２０２は、本発明を実現するために、調整部２０３、光沢度検出部２０４、選択部２０５、画像形成部２０６、パターン検出部２０７、周長検出部２０８、差分算出部２０９、補正部２１０、出力部２１１及び記憶部２１２を含む。さらに、エンジン制御部２０２には、図１に示した各コンポーネントが信号線等で接続されている。搬送部２２０は、搬送手段として機能する搬送ローラ１１０及びレジストローラ１１３を示す。

調整部２０３は、ベルト支持ローラ１０３及び２次転写ローラ１０４で形成される転写位置で記録材に画像１０６を転写する転写タイミングに従って記録材の搬送速度を調整する。また、調整部２０３は、第１調整手段又は第２調整手段として機能する。第２調整手段として機能する場合、調整部２０３は、パターン検出部２０７から出力される検出信号に従って記録材の搬送速度を調整する。一方、第１調整手段として機能する場合、調整部２０３は、出力部２１１から出力される調整信号に従って記録材の搬送速度を調整する。以下では、第２調整手段として機能する調整部２０３の制御を画像位置パターン補正と称す。一方、第１調整手段として機能する調整部２０３の制御をＩＴＯＰ補正と称す。

光沢度検出部２０４は、パターン検出センサ１０７を用いて、中間転写ベルト１０５の表面の光沢度（グロス）を検出する。この検出は、中間転写ベルト１０５の表面のグロスが耐久等により低下しているか否かを判定するために行われる。選択部２０５は、検出された光沢度が予め定められた閾値を超える場合に調整部２０３の制御として画像位置パターン補正を選択し、光沢度が閾値以下である場合にＩＴＯＰ補正を選択する。また、選択部２０５は、選択した制御を調整部２０３に通知する。

画像形成部２０６は、形成手段として機能し、図１に示す露光器１１５（ａ〜ｄ）、感光ドラム１０１（ａ〜ｄ）及び現像器１１６（ａ〜ｄ）を制御してトナー像を形成する。また、画像形成部２０６は、画像位置パターン補正が選択された場合に、調整部２０３からの指示により調整パターン１０９を形成する。

パターン検出部２０７は、パターン検出手段として機能し、パターン検出センサ１０７を用いて、中間転写ベルト１０５上に形成された調整パターン１０９を検出する。パターン検出部２０７は、調整パターン１０９を検出すると、調整部２０３に当該調整パターン１０９を検出した旨を通知するための検出信号を出力する。ここで、調整部２０３は、パターン検出部２０７による調整パターン１０９の検出タイミングを用いて、記録材の搬送速度を調整する。

周長検出部２０８は、周長検出手段として機能し、周長検出センサ１１４を用いて、中間転写ベルト１０５の周長を検出する。具体的に、周長検出部２０８は、中間転写ベルト１０５が駆動されている間にフラグを検出してから再びフラグを検出するまでの時間と中間転写ベルト１０５の駆動速度とから、中間転写ベルト１０５の周長を検出する。また、周長検出部２０８は、検出した中間転写ベルト１０５の周長を差分算出部２０９に通知する。差分算出部２０９は、差分算出手段として機能し、中間転写ベルト１０５の基準となる基準周長と検出された周長との差分を算出する。ここで、基準周長とは、周長検出部によって前もって検出された中間転写ベルト１０５の長さ、又は、製品初期の中間転写ベルト１０５の長さを示す。また、差分算出部２０９は、算出した差分を補正部２１０に通知する。

補正部２１０は、補正手段として機能し、算出された差分による画像の位置ずれを解消するために、出力部２１１が転写タイミングを調整するための調整信号を出力する出力タイミングを補正する。具体的に、補正部２１０は、中間転写ベルト１０５の駆動速度と算出された差分とから求まる出力タイミングのずれ量を補正前の出力タイミングに加算することで当該出力タイミングを補正する。詳細については、図４を用いて後述する。補正部２１０は、補正した出力タイミングを出力部２１１に通知する。

出力部２１１は、出力手段として機能し、補正部２１０で補正された出力タイミングに従って調整信号を調整部２０３へ出力する。また、ここで、補正部２１０から通知される出力タイミングは、プリンタ制御部２０１からエンジン制御部２０２へ出力される画像の形成を開始するための開始信号を受信してからの時間情報を含む。即ち、出力部２１１は、開始信号を受信してから一定の時間が経過した後に調整信号を出力する。この調整信号は、ＩＴＯＰ補正を行う場合に用いられ、画像位置パターン補正の際にパターン検出部２０７から出力される検出信号の代わりに出力される。ここで、調整部２０３は、調整信号を受信すると、記録材の搬送速度を調整する。

記憶部２１２は、記憶手段として機能し、上述した中間転写ベルト１０５の基準周長を記憶する。また、本実施形態によれば、基準周長は、画像位置パターン補正によるレジストレーション補正が行われている間に検出されて、記憶部２１２に記憶される。なお、記憶部２１２には、基準周長として、製品初期の中間転写ベルト１０５の周長が工場出荷時に予め記憶されてもよい。

次に、図３Ａ乃至Ｃを参照して、パターン検出センサ１０７の検出方法について説明する。図３Ａ乃至Ｃは、パターン検出センサ１０７の構成及び検出方法を示す図である。図３Ａは、グロスが低下していない中間転写ベルト１０５の表面に光を照射した様子を示す。図３Ｂは、調整パターン１０９へ光を照射した場合の様子を示す。図３Ｃは、グロスが低下した場合の中間転写ベルト１０５の表面に光を照射した様子を示す。

パターン検出センサ１０７は、中間転写ベルト１０５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１０９の検出を行なう。例えば、図３Ａに示すように、中間転写ベルト１０５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３Ｂに示すように、中間転写ベルト１０５上に調整パターン１０９の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。パターン検出部２０７は、パターン検出センサ１０７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１０９が検出されたと判断する。

図３Ｃは、中間転写ベルト１０５のグロスが耐久等で著しく低下した状態を示す。この場合、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１０７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、光沢度検出部２０４は、中間転写ベルト１０５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１０５の表面のグロスが低下していると判断する。さらに、光沢度検出部２０４は、グロスが低下していることを示す情報を選択部２０５へ通知する。その後、選択部２０５では、画像１０６を転写する記録材上の位置を調整するためのレジストレーション補正としてＩＴＯＰ補正を選択する。このように、中間転写ベルト１０５からの正反射光を検出することで、当該中間転写ベルト１０５の表面のグロスが低下しているか否かを判定することができる。

次に、図４を参照して、画像位置パターン補正及びＩＴＯＰ補正の制御について説明する。図４は、画像位置パターン補正及びＩＴＯＰ補正の制御を示すタイミングチャートである。４０１は、プリンタ制御部２０１からエンジン制御部２０２へ出力される画像の形成を開始するための開始信号の出力タイミングを示す。４０２は、出力部２１１から出力される調整信号の出力タイミングを示す。４０３は、パターン検出部２０７から出力される調整パターン１０９を検出した際の検出信号の出力タイミングを示す。４０４は、記録材検出センサ１０８から出力される記録材の先端を検出した信号の出力タイミングを示す。４０５は、レジストローラ１１３による記録材の搬送制御のタイミングを示す。

まず、画像位置パターン補正について説明する。画像位置パターン補正は、パターン検出センサ１０７による調整パターン１０９の検出タイミングと、記録材検出センサ１０８による記録材の検出タイミングとに応じて、記録材の搬送速度を調整する。具体的に、まず、パターン検出部２０７が中間転写ベルト１０５上を速度Ｖｄで搬送される調整パターン１０９を検出する。ここで、４０３に示す検出信号が出力される。続いて、調整部２０３は、検出信号を受信してから、記録材検出センサ１０８がレジストローラ１１３により速度Ｖｕで搬送される記録材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の関係とする。

時間Ｔｐｐを計時すると、調整部２０３は、レジストローラ１１３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１０７から転写位置までの距離と、記録材検出センサ１０８から転写位置までの距離と、調整パターン１０９の搬送方向に対する後端と画像１０６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２０３は、記録材検出センサ１０８が記録材を検出してから時間Ｔｒｄが経過した後に、レジストローラ１１３の搬送速度を速度Ｖｕから速度Ｖｄに制御する。これにより、調整部２０３は、画像１０６を転写する記録材の位置を調整することができる。なお、レジストローラ１１３による速度制御は、記録材が転写位置に到達する前に終了する。

次に、ＩＴＯＰ補正について説明する。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、中間転写ベルト１０５のグロスが低下した場合に選択され、上述した画像位置パターン補正と異なり、調整パターン１０９を形成しない。したがって、ＩＴＯＰ補正では、パターン検出センサ１０７からの検出信号をトリガとする代わりに、出力部２１１から出力される疑似パターン信号である調整信号６１を用いて制御を行う。４０１に示す開始信号（ＩＴＯＰ＿Ｂｋ）６０は、Ｂｋの露光器１１５ｄによって感光ドラム１０１ｄ上に潜像を形成するための同期信号である。調整信号６１は、パターン検出センサ１０７が調整パターン１０９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。

その後、調整部２０３は、調整信号６１が出力されてから、レジストローラ１１３により速度Ｖｕで搬送される記録材を記録材検出センサ１０８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、調整部２０３は、レジストローラ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、中間転写ベルト１０５の周長が製品初期又は前回検出時の周長に対して長い場合、調整パターン１０９の到達タイミングが遅れ、調整信号６１とパターン検出センサ１０７の出力にずれ量ΔＴ（以下では、パターンタイミングと称す。）が生じる。このパターンタイミングΔＴは、ＩＴＯＰ補正において記録材上の画像位置のずれ量となる。また、中間転写ベルト１０５が環境変化等により縮んで短くなった場合、調整パターンの到達タイミングが早くなり、中間転写ベルト１０５の変動量ΔＢに対応したパターンタイミングΔＴが発生する。図４に示すパターンタイミングΔＴは、中間転写ベルト１０５の周長が長くなった場合のずれ量を示す。また、本実施形態によれば、パターンタイミングΔＴは、画像位置パターン補正の実行中に検出される。

本実施形態に係るプリンタ１００は、このように中間転写ベルト１０５の周長の変動によって生じるＩＴＯＰ補正における画像の位置ずれを低減させる。具体的に、調整部２０３は、画像位置パターン補正を実行している間に、中間転写ベルト１０５の長さＢｒｅｆとパターンタイミングΔＴを検出して、記憶部２１２に記憶させる。その後、レジストレーション補正がＩＴＯＰ補正に切り替わると、調整部２０３は、記憶部２１２に記憶している履歴データを用いて補正部２１０に調整信号の出力タイミングを補正させる。

調整信号の出力タイミングを補正するため、補正部２１０は、まず周長検出部２０８によって中間転写ベルト１０５の長さＢを検出させる。次に、補正部２１０は、差分算出部２０９によって長さＢと長さＢｒｅｆの差である変動量ΔＢを算出させる。続いて、補正部２１０は、記憶部２１２に記憶されているパターンタイミングΔＴと変動量ΔＢとを用いて、調整信号の出力タイミング調整量（出力タイミングのずれ量）ΔＴｄｍを算出して、補正を行う。このように調整信号６１の出力タイミングＴｄｍを調整することにより、本実施形態に係るプリンタ１００は、ＩＴＯＰ補正において生じる記録材上の画像の位置ずれを低減する。なお、装置によっては中間転写ベルト１０５の長さＢｒｅｆによりパターンタイミングΔＴが一意に決定する場合がある。この場合、画像位置パターン補正の実行中に記憶するデータは、中間転写ベルト１０５の長さＢｒｅｆのみでもよい。

次に、図５乃至図８を参照して、本実施形態に係るレジストレーション補正の処理手順について説明する。以下に記載する処理は、エンジン制御部２０２によって統括的に制御される。

まず、図５を参照して、中間転写ベルト１０５の光沢度を検出して、レジストレーション補正の制御を選択する処理について説明する。図５は、本実施形態に係るレジストレーション補正の制御を決定する処理手順を示すフローチャートである。本実施形態によれば、電源投入のタイミング、前回の検出から予め定められた時間が経過したタイミング、予め定められた枚数の画像形成を実行したタイミング、及び、周囲環境が変動したタイミングの少なくとも１つのタイミングで光沢度の検出が行われる。なお、周囲環境が変動したタイミングとは、前回の検出から予め定めた温度・湿度の変動が生じたタイミング或いは、予め定めた所定の温度・湿度になったタイミングである。

ステップＳ５０１において、光沢度検出部２０４は、パターン検出センサ１０７を用いて中間転写ベルト１０５の光沢度（グロス）Ｇを検出する。検出した光沢度Ｇは選択部２０５に通知される。続いて、ステップＳ５０２において、選択部２０５は、検出した光沢度Ｇが予め定められた閾値以上であるか否かを判定する。

検出された光沢度Ｇが閾値以上である場合、選択部２０５は、処理をＳ５０３に遷移させる。ステップＳ５０３において、選択部２０５は、調整パターン１０９を精度良く検出できると判断し、レジストレーション補正として画像位置パターン補正を選択する。ここで、選択部２０５は、調整部２０３に対して画像位置パターン補正の制御を通知する。

一方、検出された光沢度Ｇが閾値以上でない場合、選択部２０５は、処理をＳ５０４に遷移させる。ステップＳ５０４において、選択部２０５は、調整パターン１０９を誤検出する可能性があると判断し、レジストレーション補正としてＩＴＯＰ補正を選択する。ここで、選択部２０５は、調整部２０３に対してＩＴＯＰ補正の制御を通知する。

次に、図６を参照して、画像位置パターン補正の処理について説明する。図６は、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。

ステップＳ６０１において、エンジン制御部２０２は、調整パターン１０９及び記録材を検出する。詳細には、パターン検出部２０７がパターン検出センサ１０７を用いることによって中間転写ベルト１０５に形成された調整パターン１０９が検出され、記録材検出センサ１０８によって記録材の先端が検出される。それぞれの検出信号は、調整部２０３に通知される。調整部２０３は、調整パターン１０９を検出した検出信号を受信してから記録材を検出した検出信号を受信するまでの間隔（時間）を測定する。

ステップＳ６０２において、調整部２０３は、測定した間隔から、レジストローラ１１３による減速タイミングＴｒｄを算出する。ここで算出する減速タイミングＴｒｄは、記録材検出センサ１０８からの検出信号を受信した時点から減速制御を行うまでの時間となる。

続いて、ステップＳ６０３において、調整部２０３は、算出された減速タイミングＴｒｄに従ってレジストローラ１１３を変速制御する。詳細には、調整部２０３は、記録材検出センサ１０８によって記録材が検出されてから、減速タイミングとなる時間が経過した後に、レジストローラ１１３を減速制御する。これにより、中間転写ベルト１０５上の画像１０６が転写位置に搬送されてきた記録材上の所望の位置に転写される。

また、本実施形態によれば、画像位置パターン補正の実行中に、中間転写ベルト１０５の基準周長ＢｒｅｆとパターンタイミングΔＴとが検出され、記憶部２１２に記憶される。この記憶されるデータは、後述するＩＴＯＰ補正において、中間転写ベルト１０５の周長の変動量ΔＢに応じた調整信号の出力タイミングＴｄｍを補正するために用いられる。

次に、図７を参照して、ＩＴＯＰ補正の処理について説明する。図７は、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。

ステップＳ７０１において、補正部２１０は、調整信号の出力タイミングを補正する。出力タイミングの補正処理についての詳細は、図８を用いて後述する。ここで、補正部２１０は、補正した出力タイミングを出力部２１１へ通知する。ここで通知する出力タイミングには、プリンタ制御部２０１から出力される開始信号を受信してから調整信号を出力するまでの時間が定義されている。出力部２１１は、通知された出力タイミングに従って調整信号を調整部２０３へ出力する。

次に、ステップＳ７０２において、調整部２０３は、調整信号及び記録材の検出信号を受信する。ここで、調整部２０３は、調整信号を受信してから記録材の検出信号を受信するまでの間隔を測定する。

ステップＳ７０３において、調整部２０３は、測定した間隔から、レジストローラ１１３による減速タイミングＴｒｄを算出する。ここで算出する減速タイミングＴｒｄは、記録材検出センサ１０８からの検出信号を受信した時点から減速制御を行うまでの時間となる。

続いて、ステップＳ７０４において、調整部２０３は、算出された減速タイミングＴｒｄに従ってレジストローラ１１３を変速制御する。詳細には、調整部２０３は、記録材検出センサ１０８によって記録材が検出されてから、減速タイミングとなる時間が経過した後に、レジストローラ１１３を減速制御する。これにより、中間転写ベルト１０５上の画像１０６が転写位置に搬送されてきた記録材上の所望の位置に転写される。

次に、図８を参照して、中間転写ベルト１０５の周長を検出して、調整信号の出力タイミングを補正する処理について説明する。図８は、本実施形態に係る調整信号の出力タイミングを補正する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、図７に示すステップＳ７０１の処理に対応する。

ステップＳ８０１において、周長検出部２０８は、周長検出センサ１１４を用いて中間転写ベルト１０５の周長Ｂを検出する。検出した周長Ｂは、差分算出部２０９に通知される。続いて、ステップＳ８０２において、差分算出部２０９は、基準となる基準周長Ｂｒｅｆと、検出された周長Ｂとの差分（変動量ΔＢ）を算出する。具体的に、差分算出部２０９は、中間転写ベルト１０５の変動量ΔＢを求めるために、Ｓ８０１で検出された周長Ｂと、画像位置パターン補正の実行中に検出された中間転写ベルト１０５の基準周長Ｂｒｅｆとの差分から変動量ΔＢを算出する。ここで基準周長Ｂｒｅｆは記憶部２１２から取得される。また、算出された変動量ΔＢは、補正部２１０に通知される。

ステップＳ８０３において、補正部２１０は、調整信号の出力タイミングにおけるずれ量となるタイミング調整量Ｔｄｍを算出する。具体的に、補正部２１０は、以下の式によりタイミング調整量ΔＴｄｍを算出する。

ΔＴｄｍ＝ΔＢ×Ａ＋ΔＴ
ここで、Ａは、ゲイン値を示す。ゲイン値Ａは、感光ドラムや中間転写ベルトの駆動速度及びその配置や駆動方法などの装置構成で決まるもので、本実施形態によればゲイン値Ａ＝１とする。パターンタイミングΔＴは、画像位置パターン補正の実行中に測定され、記憶部２１２に記憶されている値である。

最後に、ステップＳ８０４において、補正部２１０は、補正前の調整信号の出力タイミングＴｄｍに算出したタイミング調整量ΔＴｄｍを加算することにより、出力タイミングＴｄｍを補正する。これにより、調整パターン１０９が検出される検出タイミングとの誤差が少ない調整信号の出力タイミングを設定できる。補正された出力タイミングＴｄｍは、出力部２１１に出力される。出力部２１１は、通知された出力タイミングＴｄｍに従って調整信号を出力する。

以上説明したように、本実施形態に係るプリンタ１００は、中間転写ベルト１０５の光沢度によって画像位置パターン補正又はＩＴＯＰ補正を実行する。さらに、ＩＴＯＰ補正においては、中間転写ベルト１０５の周長の変動量を解消するように、擬似信号となる調整信号の出力タイミングを補正する。これにより、本実施形態に係るプリンタ１００は、中間転写ベルト１０５の周長の変動による影響を低減することができる。よって、中間転写体の周長が変動した場合であっても、ＩＴＯＰ補正によるレジストレーション補正を精度良く行うことができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限らず様々な変形が可能である。例えば、補正部２１０は、中間転写ベルト１０５の駆動速度と中間転写ベルト１０５の周長の変動量とから求まる調整信号の出力タイミングのずれ量を、補正前の出力タイミングに加算することで出力タイミングを補正してもよい。これにより、さらに精度良くＩＴＯＰ補正によるレジストレーション補正を行うことができる。

また、本実施形態に係るプリンタ１００は、画像位置パターン補正の実行中に、中間転写ベルト１０５の基準周長Ｂｒｅｆを検出するとともに、調整パターン１０９の検出タイミングと調整信号の出力タイミングのずれ量を算出してもよい。この場合、ＩＴＯＰ補正において、基準周長Ｂｒｅｆ及びずれ量を用いて、出力タイミングを精度良く補正することができる。これにより、さらに精度良くＩＴＯＰ補正によるレジストレーション補正を行うことができる。

また、本実施形態によれば、基準周長Ｂｒｅｆとは、製品初期の中間転写ベルト１０５の周長であってもよい。この場合、基準周長Ｂｒｅｆは、プリンタ１００の工場出荷時に不揮発性メモリ等に格納される。これにより、画像位置パターン補正の実行中に基準周長Ｂｒｅｆを検出する処理を省略することができ、プリンタ１００の生産性を向上することができる。

本実施形態に係るプリンタ１００の構成例を示す断面図である。本実施形態に係るプリンタ１００の制御構成の一例を示す図である。、、パターン検出センサ１０７の構成及び検出方法を示す図である。画像位置パターン補正及びＩＴＯＰ補正の制御を示すタイミングチャートである。本実施形態に係るレジストレーション補正の制御を決定する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ＩＴＯＰ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信号の出力タイミングを補正する処理手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１００：プリンタ
１０７：パターン検出センサ
１０８：記録材検出センサ
１１４：周長検出センサ
２０１：プリンタ制御部
２０２：エンジン制御部
２０３：調整部
２０４：光沢度検出部
２０５：選択部
２０６：画像形成部
２０７：パターン検出部
２０８：周長検出部
２０９：差分算出部
２１０：補正部
２１１：出力部
２１２：記憶部
２２０：搬送部

Claims

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ベルトに転写し、第２の転写部において、前記中間転写ベルト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、
前記記録材に転写するトナー像を形成する前に前記中間転写ベルト上にパターン画像を前記画像形成手段に形成させる制御手段と、
前記中間転写ベルト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ベルト上に光を照射し、当該光の前記パターン画像及び前記中間転写ベルトからの反射光を受光する光学センサと、
前記光学センサからの出力から前記パターン画像を検出可能か否かを判定する判定手段と、
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の開始信号が出力された後に調整信号を出力する出力手段と、
前記判定手段が前記パターン画像を検出可能と判定した場合、前記光学センサ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が前記記録材を前記第２の転写部に搬送する搬送タイミングを調整し、前記判定手段が前記パターン画像を検出可能でないと判定した場合、前記出力手段からの前記調整信号の出力タイミングに基づいて前記搬送手段が前記記録材を前記第２の転写部に搬送する搬送タイミングを調整する搬送タイミング調整手段と、
前記中間転写ベルトの周長を検出する周長検出手段と、を備え、
前記搬送タイミング調整手段は、前記周長検出手段の検出結果に基づいて前記調整信号の出力タイミングに対する前記搬送手段による前記記録材の前記第２の転写部への搬送タイミングを補正することを特徴とする画像形成装置。
前記記録材の搬送経路上において前記第２の転写部よりも前記搬送経路の上流側に配置され、前記記録材を検出する記録材検出手段をさらに備え、
前記搬送タイミング調整手段は、前記記録材検出手段によって検出される記録材の検出タイミングと前記光学センサからの前記検出信号の出力タイミング、または前記記録材検出手段による記録材の検出タイミングと前記出力手段からの前記調整信号の出力タイミングとに基づいて前記記録材を前記第２の転写部に搬送する搬送タイミングを補正することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記光学センサは、前記画像形成装置の電源投入のタイミング、前回の検出から予め定められた時間が経過したタイミング、予め定められた枚数の画像形成を実行したタイミング、及び、周囲環境が変動したタイミングの少なくとも１つのタイミングで前記中間転写ベルトに光を照射して当該光の前記中間転写ベルトからの反射光を受光し、前記判定手段は当該光学センサが受光した前記中間転写ベルトからの反射光の光量に基づいて前記光学センサからの出力から前記パターン画像を検出可能か否かを判定することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
前記周長検出手段は、
前記中間転写ベルトの所定の位置に形成されたフラグを検出するセンサを用いて、該中間転写ベルトが回転駆動されている間に該フラグを検出してから再び該フラグを検出するまでの時間と該中間転写ベルトの駆動速度とから、該中間転写ベルトの周長を検出することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の画像形成装置。
前記出力手段は、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の前記開始信号が出力されてから所定時間が経過した後に前記調整信号を出力することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記中間転写ベルトの基準となる基準周長を記憶する記憶手段、を備え、
前記搬送タイミング調整手段は、前記記憶手段によって記憶された前記基準周長と前記周長検出手段によって検出された前記中間転写ベルトの周長との差分に基づいて前記調整信号の出力タイミングに対する前記記録材の前記第２の転写部への搬送タイミングを補正することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の画像形成装置。
前記記憶手段に記憶される前記基準周長は、前記周長検出手段によって前記トナー像を形成するより前に検出された長さ、又は、製品初期の長さであることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
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ベルトに転写し、第２の転写部において、前記中間転写ベルト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、
前記記録材に転写するトナー像を形成する前に前記中間転写ベルト上にパターン画像を前記画像形成手段に形成させる制御手段と、
前記中間転写ベルト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ベルト上に光を照射し、当該光の前記パターン画像及び前記中間転写ベルトからの反射光を受光する光学センサと、
前記光学センサからの出力から前記パターン画像を検出可能か否かを判定する判定手段と、
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の開始信号を出力する出力手段と、
前記判定手段が前記パターン画像を検出可能と判定した場合、前記光学センサ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が前記記録材を前記第２の転写部に搬送する搬送タイミングを調整し、前記判定手段が前記パターン画像を検出可能でないと判定した場合、前記出力手段からの前記開始信号の出力タイミングに基づいて前記搬送手段が前記記録材を前記第２の転写部に搬送する搬送タイミングを調整する搬送タイミング調整手段と、
前記中間転写ベルトの周長を検出する周長検出手段と、を備え、
前記搬送タイミング調整手段は、前記周長検出手段の検出結果に基づいて前記開始信号の出力タイミングに対する前記搬送手段による前記記録材の前記第２の転写部への搬送タイミングを補正することを特徴とする画像形成装置。
前記記録材の搬送経路上において前記第２の転写部よりも前記搬送経路の上流側に配置され、前記記録材を検出する記録材検出手段をさらに備え、
前記搬送タイミング調整手段は、前記記録材検出手段によって検出される記録材の検出タイミングと前記光学センサからの検出信号の出力タイミング、または前記記録材検出手段によって検出される記録材の検出タイミングと前記出力手段からの前記開始信号の出力タイミングとに基づいて、前記記録材を前記第２の転写部に搬送する搬送タイミングを補正することを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
前記光学センサは、前記画像形成装置の電源投入のタイミング、前回の検出から予め定められた時間が経過したタイミング、予め定められた枚数の画像形成を実行したタイミング、及び、周囲環境が変動したタイミングの少なくとも１つのタイミングで前記中間転写ベルトに光を照射して当該光の前記中間転写ベルトからの反射光を受光し、前記判定手段は当該光学センサが受光した前記中間転写ベルトからの反射光の光量に基づいて前記光学センサからの出力から前記パターン画像を検出可能か否かを判定することを特徴とする請求項８または９に記載の画像形成装置。
前記周長検出手段は、
前記中間転写ベルトの所定の位置に形成されたフラグを検出するセンサを用いて、該中間転写ベルトが回転駆動されている間に該フラグを検出してから再び該フラグを検出するまでの時間と該中間転写ベルトの駆動速度とから、該中間転写ベルトの周長を検出することを特徴とする請求項８乃至１０の何れか１項に記載の画像形成装置。
前記中間転写ベルトの基準となる基準周長を記憶する記憶手段、を備え、
前記搬送タイミング調整手段は、前記記憶手段によって記憶された前記基準周長と前記周長検出手段によって検出された前記中間転写ベルトの周長との差分に基づいて前記開始信号の出力タイミングに対する前記記録材の前記第２の転写部への搬送タイミングを補正することを特徴とする請求項８乃至１１の何れか１項に記載の画像形成装置。
前記記憶手段に記憶される前記基準周長は、前記周長検出手段によって前記トナー像を形成するより前に検出された長さ、又は、製品初期の長さであることを特徴とする請求項１２に記載の画像形成装置。