以下、図面を参照しながら、この発明の実施形態に係る画像形成装置及び画像形成方法について説明をする。図1に示すカラープリンタ100はタンデム型の電子写真方式の画像形成装置の一例を構成し、装置本体部101を有している。装置本体部101には、画像形成部80や、中間転写ユニット70、2次転写部71及び定着装置17等が備えられる。
画像形成部80は、イエロー(Y)色用の感光体ドラム1Y(像担持体)を有する画像形成ユニット10Yと、マゼンタ(M)色用の感光体ドラム1Mを有する画像形成ユニット10Mと、シアン(C)色用の感光体ドラム1Cを有する画像形成ユニット10Cと、黒(K)色用の感光体ドラム1Kを有する画像形成ユニット10Kとを備えて構成される。
中間転写ユニット70はベルトステアリング制御機構(図2参照)を有しており、中間転写ベルト6(像担持体)、1次転写ローラ7Y,7M,7C,7K、2次転写ローラ72、上部の搬送ローラ73、下部の搬送ローラ74及び、ステアリングローラ75を有して構成されている。
搬送ローラ73は中間転写ユニット70の上部所定の位置に配設され、搬送ローラ73に隣接してステアリングローラ75が配設される。ステアリングローラ75は、中間転写ベルト6の中心位置又は端部位置が制御目標となる基準位置を周回するように、中間転写ベルト6を当該中間転写ベルト6の幅方向に揺動するものである(図2参照)。
搬送ローラ74は中間転写ユニット70の下部所定の位置に配設され、当該搬送ローラ74に隣接して2次転写ローラ72が配設される。2次転写ローラ72は、2次転写部71を構成する。1次転写ローラ7Y,7M,7C,7Kは、ステアリングローラ75と搬送ローラ74との間であって、各々の感光体ドラム1Y,1M,1C,1Kに対応する位置に中間転写ベルト6を介して配設されている。
中間転写ベルト6は無終端状の転写ベルトの一例を構成し、所定の位置に配設された搬送ローラ73、ステアリングローラ75、1次転写ローラ7Y,7M,7C,7K、搬送ローラ74及び2次転写ローラ72に支持され、これらの外側を周回するように駆動される。この例で中間転写ベルト6は、図2に示す駆動部64によって時計方向に周回駆動される。
各々の画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kでは、通常動作モードが設定されると、感光体ドラム1Y,1M,1C,1K毎に画像情報に基づいて作像処理するようになされ、各色の感光体ドラム1Y,1M,1C,1Kで作像処理された各色のトナー像が、駆動部64によって時計方向に周回駆動される中間転写ベルト6上で重ね合わされ、色画像が形成される。
ここに通常動作モードとは、第1の移動速度Vx=V1で中間転写ベルト6を幅方向に揺動させて、中間転写ベルト6の中心位置(又は端部位置)が制御目標となる基準位置を周回するようにして、当該中間転写ベルト6にカラー画像を形成し、当該カラー画像を所定のシート材(用紙P)に転写する動作をいう。
カラーレジスト調整モードが設定されると、感光体ドラム1Y,1M,1C,1K毎に色ずれ補正用の印画像を形成する情報に基づいて作像処理するようになされ、各色の感光体ドラム1Y,1M,1C,1Kで作像処理された色ずれ補正用のトナー像(印画像)が、駆動部64によって時計方向に周回駆動される中間転写ベルト6上に形成される。
ここに、カラーレジスト調整モードとは、通常動作モード時の第1の移動速度Vx=V1よりも遅い第2の移動速度Vx=V2で中間転写ベルト6を幅方向に揺動させて、中間転写ベルト6の中心位置(又は端部位置)が制御目標となる基準位置を周回するようにして、当該中間転写ベルト6に色ずれ補正用の印画像を形成し、当該印画像を読み取って色ずれ量を算出する動作をいう。
この例で、画像形成ユニット10Yは、感光体ドラム1Yの他に、帯電器2Y、画像書込みユニット3Y、現像ユニット4Y及び像形成体用のクリーニング部8Yを有して、イエロー(Y)色の画像を形成する。感光体ドラム1Yは、例えば、中間転写ベルト6の右側上部に近接して回転自在に設けられ、Y色のトナー像を形成する。この例で、感光体ドラム1Yは反時計方向に回転される。感光体ドラム1Yの斜め右側下方には、帯電器2Yが設けられ、感光体ドラム1Yの表面を所定の電位に帯電する。
感光体ドラム1Yのほぼ真横には、これに対峙して、画像書込みユニット3Yが設けられ、事前に帯電された感光体ドラム1Yに対して、Y色用の画像データDyに基づく所定の強度を有したレーザー光を走査露光する。画像書込みユニット3Yには、例えば、ポリゴンミラー方式のレーザー露光走査装置が使用される。感光体ドラム1YにはY色用の静電潜像が形成される。
画像書込みユニット3Yの上方には現像ユニット4Yが設けられ、感光体ドラム1Yに形成されたY色用の静電潜像を現像するように動作する。静電潜像をトナー剤により現像した画像は、トナー像となる。この感光体ドラム1Yに形成されたY色のトナー像は、1次転写ローラ7Yを動作させて中間転写ベルト6に転写される(1次転写)。感光体ドラム1Yの左側下方には、クリーニング部8Yが設けられ、前回の書込みで感光体ドラム1Yに残留したトナー剤を除去(クリーニング)するように動作する。
この例で、画像形成ユニット10Yの下方には画像形成ユニット10Mが設けられる。画像形成ユニット10Mは、感光体ドラム1M、帯電器2M、画像書込みユニット3M、現像ユニット4M及び像形成体用のクリーニング部8Mを有して、マゼンタ(M)色の画像を形成する。画像形成ユニット10Mの下方には画像形成ユニット10Cが設けられる。画像形成ユニット10Cは、感光体ドラム1C、帯電器2C、画像書込みユニット3C、現像ユニット4C及び像形成体用のクリーニング部8Cを有して、シアン(C)色の画像を形成する。
画像形成ユニット10Cの下方には画像形成ユニット10Kが設けられる。画像形成ユニット10Kは、感光体ドラム1K、帯電器2K、画像書込みユニット3K、現像ユニット4K及び像形成体用のクリーニング部8Kを有して、ブラック(BK)色の画像を形成する。感光体ドラム1Y,1M,1C,1Kには有機感光体(Organic Photo Conductor;OPC)ドラムが使用される。なお、画像形成ユニット10M,10C,10Kの各部材の機能については、画像形成ユニット10Yの同じ符号のものについて、YをM,C,Kに読み替えることで適用できるので、その説明を省略する。
中間転写ベルト6上に形成されたカラー画像は、中間転写ベルト6が時計方向に回転することで、2次転写部71に向けて搬送される。2次転写部71は、画像形成部80の下方であって、中間転写ベルト6の最下方位置に配設される。2次転写部71は、通常動作モード時、中間転写ベルト6に形成されたカラーのトナー像を用紙Pに一括して転写する(2次転写)。
中間転写ベルト6の左側上方にはクリーニング部8Aが設けられ、2次転写後の中間転写ベルト6上に残存するトナー剤をクリーニングするように動作する。2次転写部71の下流側には定着装置17が設けられ、カラー画像が転写された用紙Pを定着処理する。定着処理後の記録紙は排紙される。
この例では、BK色用の感光体ドラム1Kの下方(下流側)であって、2次転写部71の右上部(上流側)には、図2でその機能を説明するベルトセンサ11、レジストセンサ12A,12Bが配設されている。ベルトセンサ11は第1の検出部の一例を構成し、レジストセンサ12A,12Bは第2の検出部の一例を構成する。これらにより、カラープリンタ100を構成する。
続いて、図2を参照して、カラープリンタ100のベルトステアリング機構60及びその制御系の構成例について説明する。図2に示すカラープリンタ100によれば、ベルトステアリング機構60を有している。ベルトステアリング機構60は中間転写ベルト6の片寄りを補正するために、軸受け部61a,61b、軸部62、連接棒63、駆動部64及び揺動部65を有して構成される。
ステアリングローラ75は一方の軸端が軸受け部61aを介して固定され、他方の軸端が軸受け部61bを介して可動となるように構成されている。ステアリングローラ75は軸部62を有している。軸部62の一端は、軸受け部61aに軸支される。軸受け部61aは回動支点601を有して、図1に示した装置本体部101に取り付けられている。回動支点601は、ステアリングローラ75の軸部62と直交する方向に設けられる。
軸部62の他端は、軸受け部61bに軸支される。軸受け部61bは、図1に示した装置本体部101に対して可動自在に取り付けられる。軸受け部61bには、係合孔部602が設けられる。係合孔部602には連接棒63の一端が接続される。連接棒63の他端には揺動部65が接続される。ステアリングローラ75の端部位置と中間転写ベルト6の幅方向の移動速度Vxとの関係例については図3で説明する。
図2において、揺動部65を駆動して連接棒63を上部へ押し上げると、可動側の軸受け部61bが固定側の軸受け部61aを回動支点601にして上部へ変位する。軸受け部61bが上部へ変位することで、ステアリングローラ75が上部へ変位する。ステアリングローラ75が軸受け部61aを回動支点601にして上部へ変位することで、中間転写ベルト6が左側にシフトする。中間転写ベルト6がその中心から左側にずれることで、中間転写ベルト6の端部が内側に位置するようになる。
反対に、揺動部65を駆動して連接棒63を下部へ押し下げると、軸受け部61bが軸受け部61aを回動支点601にして下部へ変位する。軸受け部61bが下部へ変位することで、ステアリングローラ75が下部へ変位する。ステアリングローラ75が軸受け部61aを回動支点601にして下部へ変位することで、中間転写ベルト6が右側にシフトする(ずれる)。
中間転写ベルト6がその中心から右側にシフトすることで、中間転写ベルト6の端部が外側に位置するようになる。なお、図中、HPはホームポジションであり、例えば、中間転写ベルト6の中心位置がステアリングローラ75の中心位置を通る際の軸受け部61bの制御位置であり、揺動部65の制御目標位置「0」である。中間転写ベルト6の幅方向の移動速度VxはVx=Va,Vb、V1,V2等のように設定される。中間転写ベルト6の端部位置は、ほぼホームポジションHPを基準にして、±aや、±bの範囲を揺動する。
また、図2に示すカラープリンタ100のベルトステアリング機構60の制御系は、ベルトセンサ11、制御部15、記憶部31、速度切り替え部59、駆動部64及び揺動部65を有して構成される。ベルトセンサ11は、図1に示したBK色用の感光体ドラム1Kの下方(下流側)であって、2次転写部71の右上部(上流側)に配置され、例えば、図2に示す中間転写ベルト6の右下方側で、その端部位置を検出する。駆動部64及び揺動部65は、図1に示した装置本体部101の所定の位置に配設される。
この例で、ベルトセンサ11及び駆動部64には制御部15が接続される。制御部15は、画像形成条件に対応して、画像形成部80に通常動作モード又はカラーレジスト調整モードを設定する。また、制御部15は、ベルトステアリング制御系とカラーレジスト調整制御系で兼用される。もちろん、制御部15は兼用に限定されることはなく、両制御系を別々の制御部15で制御してもよい。
制御部15には、ベルトセンサ11が接続される。ベルトセンサ11は中間転写ベルト6の走行中、一定周期で当該中間転写ベルト6の幅方向の端部位置を検出してベルト検知信号S11(検出情報)を発生する。ベルトセンサ11には、例えば、検出片(レバー)と光学センサを組み合わせたものが使用される。この例では、検出片が中間転写ベルト6の端部位置に常時接触され、中間転写ベルト6の揺動状態(突出距離)を光学センサで検知(測定)するようになされる。
上述の揺動部65には情報選択部の一例を構成する速度切り替え部59が接続される。速度切り替え部59には記憶部31が接続される。ベルトセンサ11から制御部15にはベルト検知信号S11が出力される。制御部15は、ベルトセンサ11の検出結果に応じて、ステアリングローラ75を揺動することにより、ベルト端部位置が狙いの位置となるように揺動部65を制御する。例えば、制御部15は、ベルトセンサ11から得られるベルト検知信号S11を入力し、当該ベルト検知信号S11に対応して記憶部31から移動速度パターンデータDviを読み出し、揺動部65に当該移動速度Vxを設定する。
この例では、制御部15は、ベルトセンサ11から得られるベルト検知信号S11を入力し、記憶部31から移動速度パターンデータDviを読み出すための速度切り替え信号S59(情報選択信号)を生成して、速度切り替え部59を制御する。速度切り替え信号S59は制御部15から速度切り替え部59へ出力される。
速度切り替え部59は、制御部15から出力される速度切り替え信号S59に基づいて記憶部31から、移動速度Vxの情報(以下移動速度パターンデータDviという)を選択し、現在の中間転写ベルト6の主走査方向(幅方向)への移動速度Vxを、例えば、目標の移動速度Vbに切り替えるように動作する。速度切り替え部59にはセレクタが使用される。なお、制御部15及び速度切り替え部59は設定部50を構成する。
記憶部31には、揺動部65に移動速度Vxを設定するための複数の移動速度パターンデータDvi(i=1〜n)が格納(記憶)される。移動速度パターンデータDviは、中間転写ベルト6を幅方向へ移動させるデータである。例えば、移動速度パターンデータDv1は、通常動作モード時に中間転写ベルト6の移動速度VxをVaからVbへ設定するデータである。移動速度パターンデータDv2は、カラーレジスト調整モード時に中間転写ベルト6の移動速度VxをVbからVaへ設定するデータである。
制御部15には駆動部64が接続され、駆動部64は、ベルト駆動信号S64に基づいて中間転写ベルト6を副走査方向へ周回するように駆動する。ベルト駆動信号S64は、制御部15から駆動部64へ出力される。駆動部64にはDCモータや、ステッピングモータが使用される。駆動部64は図1に示した中間転写ベルト6を時計方向に回転する。
揺動部65は、移動速度パターンデータDviに基づいてステアリングローラ75を上下に揺動する。移動速度パターンデータDviは、速度切り替え部59から揺動部65へ出力される。この例で揺動部65は、通常動作モードの設定に応じて移動速度Vx=Vbで中間転写ベルト6を幅方向に揺動し、カラーレジスト調整モードの設定に応じて移動速度Vx=Vbよりも遅い移動速度Vx=Vaで中間転写ベルト6を幅方向に揺動する。揺動部65にはモータや、圧電アクチュエータ等が使用される。
なお、図2に示したカラープリンタ100は、ベルトステアリング機構60の制御系の他にカラーレジスト調整制御系を実装している。カラーレジスト調整制御系は、画像形成ユニット10Y,10M,10C,10K、レジストセンサ12A,12B、制御部15(兼用)を有して構成される。制御部15は補正量演算部51を有している。
制御部15には2つのレジストセンサ12A,12Bが接続される。レジストセンサ12A,12Bは、カラーレジスト調整モード時、YMCKの各色の感光体ドラム1Y,1M,1C,1Kで形成されたレジストマークCRを検出して、位置検出信号S1,S2を発生する。位置検出信号S1はレジストセンサ12Aから制御部15へ出力される。位置検出信号S2はレジストセンサ12Bから制御部15へ出力される。補正量演算部51では位置検出信号S1,S2に基づいて色ずれ量が算出される。画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kについては、その機能を図1で説明しているので、ここでの説明を省略する。
続いて、図3を参照して、中間転写ベルト6の幅方向の移動速度Vxとローラ端部位置との関係例について説明する。図3に示す横軸は、ローラ端部位置であり、図2に示したステアリングローラ75の端部位置である。左側方向(−方向)がステアリングローラ75を軸支する軸受け部61bの下部への変位量であり、右側方向(+方向)が軸受け部61bの上部への変位量である。
縦軸は、中間転写ベルト6の幅方向の移動速度Vxである。上側方向(+方向)が中間転写ベルト6の左方向への移動速度であり、下側方向(−方向)がその右方向への移動速度である。移動速度Vxは1秒当たり数百μm程度の単位である。
実線はベルト幅方向の移動速度Vx対ローラ端部位置を示す直線パターンI(一次関数特性線)である。この直線パターンIによれば、図2に示した揺動部65を介してステアリングローラ75の可動側の軸受け部61bを上部へ変位、すなわち、図3に示すローラ端部位置が右側方向(+方向)へ変位すると、中間転写ベルト6の左方向への移動速度Vxが大きくなる関係を有している。
反対に、図2に示した揺動部65を介してステアリングローラ75の可動側の軸受け部61bを下部側へ変位、すなわち、図3に示すローラ端部位置が左側方向(−方向)へ変位すると、中間転写ベルト6の右方向への移動速度Vxが大きくなる関係を有している。
この例では、ステアリングローラ75の可動側の軸受け部61bを上方向あるいは下方向への変位量によって、中間転写ベルト6の幅方向の移動速度Vxが変化する。この関係を利用して、移動速度パターンデータDviに基づいてステアリングローラ75を左右に揺動制御できるようになり、より狙いの位置(制御目標位置)に中間転写ベルト6を周回できるようになる。
続いて、図4を参照して、第1の実施例に係るベルト幅方向の移動速度Vxとベルト端部位置との関係例について説明する。図4に示すベルト幅方向の移動速度Vxとベルト端部位置との関係は、移動速度パターンデータDviのデータイメージである。図2に示したカラープリンタ100において、記憶部31に記憶された移動速度パターンデータDviは、低速駆動パターンと、当該低速駆動パターンの移動速度Vxに比べて高く設定される高速駆動パターンの2種類の場合である。
この例では、速度切り替え部59によって、移動速度パターンデータDviを揺動部65に設定することで、中間転写ベルト6の幅方向での揺動周期を長く設定できるので、中間転写ベルト6が左右に揺れるウォーブリング成分を低減できるようになる。ここに揺動周期とは、中間転写ベルト6の端部位置が例えば、ホームポジションHPから外側の位置に遷移し、その位置から戻ってホームポジションHPを通過して、内側の位置に遷移し、再び、その位置からホームポジションHPへ戻るまでの1周期に要する時間をいう。
図4に示すベルト幅方向の移動速度Vxとベルト端部位置との関係例によれば、ベルト端部位置の全制御範囲において、一律に、低速駆動パターンに基づく移動速度Vx=Va及び、高速駆動パターンに基づく移動速度Vx=Vbが設定されるものである。図4において、横軸は、ベルト端部位置であり、図2に示した中間転写ベルト6の端部位置である。左側方向(−方向)が中間転写ベルト6の内側への変位量であり、右側方向(+方向)が中間転写ベルト6の外側への変位量である。縦軸は、ベルト幅方向の移動速度Vxである。上側方向(+方向)が中間転写ベルト6の幅方向(内側)への移動速度であり、下側方向(−方向)が中間転写ベルト6の幅方向(外側)への移動速度である。
通常動作モード時には、カラー画像によってトナー付着量が変化し、使用する用紙種類の影響も受けるため、カラーレジスト調整時と比べて外乱の影響を受けやすい。従って、ベルト端部位置が長時間に渡って制御目標位置「0」から離れた状態にあることは好ましくなく、そこで、制御部15は、ベルト端部位置が早期に制御目標位置「0」に収束するように高速駆動パターンに基づく移動速度Vx=Vbを設定して揺動部65を制御する。
一方、カラーレジスト調整モード時には、外乱の影響が少ないため、中間転写ベルト6が制御目標位置「0」から離れていたとしても、緩やかにベルト端部位置を制御目標位置「0」まで戻せばよい。そこで、制御部15は、ベルト端部位置がゆっくりと制御目標位置「0」に、収束するように低速駆動パターンに基づく移動速度Vx=Vaを設定して揺動部65を制御する。
例えば、通常動作モード時、制御部15が高速駆動パターンに基づく移動速度Vx=Vbを設定して揺動部65を制御している場合であって、通常動作モードからカラーレジスト調整モードへの切り替えられた場合に、制御部15がベルト端部位置に無関係に、高速駆動パターンに基づく移動速度Vx=Vbから低速駆動パターンに基づく移動速度Vaへ切り替える。これにより、カラーレジスト調整モード時、低速駆動パターンに基づく移動速度Vx=Vaを設定して揺動部65を制御できるようになる。−方向についても同様に設定され制御される。
このように第1の実施例に係るカラープリンタ100によれば、移動速度パターンデータDviが低速駆動パターンと、当該低速駆動パターンの移動速度Vxに比べて高く設定される高速駆動パターンの2種類の場合であって、速度切り替え信号S59に基づいて低速駆動パターン又は高速駆動パターンを選択して揺動部65に設定するようになる。
揺動部65は、通常動作モードの設定に応じて第1の移動速度Vx=Vbで中間転写ベルト6を幅方向に揺動する。揺動部65は、カラーレジスト調整モードの設定に応じて第1の移動速度Vx=Vbよりも遅い第2の移動速度Vx=Vaで中間転写ベルト6を幅方向に左右に揺動するようになる。
この揺動によって、通常動作モードに比べて、中間転写ベルト6の幅方向の揺動周期を長く設定できるので、中間転写ベルト6の幅方向の移動速度Vxを小さく抑えた状態で、カラーレジスト調整モードを実施できる。これにより、高精度なレジスト補正データを得ることができ、その結果として、高品質及び高精細なカラー画像を形成できるようになる。
続いて、図5を参照して、第2の実施例に係るベルト幅方向の移動速度Vxとベルト端部位置との関係例について説明する。この実施例では、中間転写ベルト6のベルト端部位置により2段階に当該中間転写ベルト6の幅方向の移動速度Vxを切り替える場合を例に挙げる。この場合、制御部15が、ベルトセンサ11から得られるベルト検知信号S11に応じて速度切り替え信号S59を作成し、当該速度切り替え信号S59を速度切り替え部59に出力する。速度切り替え部59では、速度切り替え信号S59に基づいて低速駆動パターン又は高速駆動パターンの移動速度パターンデータDviを選択して揺動部65に設定するようになる。
図中、±aは、制御目標位置(狙い位置)を「0」としたとき、その移動速度Vxを切り替える際の基準位置を示す第1のベルト端部位置である。また、±bは、制御目標位置「0」を基準にした異常判別をする際の境界位置を示す第2のベルト端部位置である。実線a−bはベルト端部位置a〜bの制御範囲で設定される第1段階としての移動速度Vx=Vbである。移動速度Vx=Vbは高速駆動パターン(閾値)を構成する。実線0−aはベルト端部位置0〜aの制御範囲で設定される第2段階としての移動速度Vx=Vaである。移動速度Vx=Vaは低速駆動パターン(閾値)を構成する。
この例で、ベルト端部位置が制御目標位置「0」から±aの範囲にあるときは、中間転写ベルト6の幅方向の移動速度Vxが低速駆動パターンに基づく移動速度Vaに設定される。ベルト端部位置が制御目標位置「0」から±aの範囲を超えて、±bの範囲にあるときは、中間転写ベルト6の幅方向の移動速度Vxが高速駆動パターンに基づく移動速度Vbに設定される。ベルト端部位置が制御目標位置「0」から±bの範囲を超えた場合に、制御部15は何らかの異常があったものと判断して駆動部64や画像形成部80等を停止するようになされる。
この実施例では、カラーレジスト調整モード時、制御部15が、ベルトセンサ11から得られるベルト検知信号S11に応じて低速駆動パターン又は高速駆動パターンのいずれか一方の移動速度Vx、又は、低速駆動パターン及び高速駆動パターンの両方の移動速度Vxが遅くなるように揺動部65を制御する場合を例に挙げている。
図5に示す移動速度Vx=Vb’は、カラーレジスト調整モード時に、ベルト端部位置が±aの範囲を超えて、±bの範囲にある場合であって、±bの範囲で設定される移動速度Vxを遅く(Vb’<Vb)設定した場合である。図中、二点鎖線で示す移動速度Vx=Vb’が移動速度Vx=Vbより遅く設定されたものである。
この場合に、±aの範囲で設定される移動速度Vxも合わせて遅く設定しても構わない。例えば、図中、一点鎖線で示す移動速度Vx=Va’が移動速度Vx=Vaより遅く設定される。
また、カラーレジスト調整モード時に、ベルト端部位置が±aの範囲にある場合に、±aの範囲で設定される移動速度Vxのみを遅く(Va’<Va)設定しても構わない。更に、ベルト端部位置が±aの範囲を超えた場合であって、±bの範囲の移動速度Vxが±aの範囲の移動速度Vxと同じ設定(Va’=Vb’(Vb’<Va))になっても良い。−方向についても同様に設定され制御される。
このように第2の実施例に係るカラープリンタ100によれば、中間転写ベルト6のベルト検知信号S11に応じて低速駆動パターン又は高速駆動パターンのいずれか一方の移動速度Vx、又は、低速駆動パターン及び高速駆動パターンの両方の移動速度Vxが遅くなるように揺動部65を制御する。
この制御によって、第1の実施例と同様にして、中間転写ベルト6の幅方向の揺動周期を長く設定できるので、中間転写ベルト6の幅方向の移動速度Vxを小さく抑えた状態で、カラーレジスト調整モードを実施できるようになる。従って、第1の実施例と同様にして、高精度なレジスト補正データを取得でき、その結果として、高品質及び高精細なカラー画像を形成できるようになる。
続いて、図6を参照して、第3の実施例に係るベルト幅方向の移動速度Vxとベルト端部位置との関係例について説明する。この実施例では、制御部15が、ベルトセンサ11から得られる中間転写ベルト6のベルト検知信号S11に応じて選択される低速駆動パターン又は高速駆動パターンの選択基準において、高速駆動パターンの移動速度Vxに比べて低速駆動パターンの移動速度Vxの制御範囲を広く設定するようにした。
図6に示すベルト端部位置a’は、ベルト端部位置aとベルト端部位置bとの間に設定した移動速度Vxを切り替える基準位置である。ベルト端部位置a’は、中間転写ベルト6の幅方向の移動速度Vxを切り替える基準位置±aを、制御目標位置「0」から離れた±a’に変更(移動)した場合の例を挙げている。基準位置の±aの制御範囲を±a’の制御範囲に移動することにより、低速駆動パターンの移動速度Vxの制御範囲(制御領域)を実質的に増やすことができる。−方向についても同様に設定され制御される。
このように第3の実施例に係るカラープリンタ100によれば、低速駆動パターン又は高速駆動パターンの選択基準において、高速駆動パターンの移動速度Vxに比べて低速駆動パターンの移動速度Vxの制御範囲が広く設定されるので、より高精度なレジスト補正データを取得でき、その結果として、高品質及び高精細なカラー画像を形成できるようになる。
続いて、図7を参照して、第4の実施例に係るベルト幅方向の移動速度Vxとベルト端部位置との関係例について説明する。この実施例では、記憶部31に記憶される移動速度パターンデータDviが無段階駆動パターンであり、制御部15が無段階駆動パターンを構成するグラフの傾きを小さく設定するようにした。
図7に示す二点鎖線の直線パターンII,IIIは、無段階駆動パターンの一例を構成する。ここに、無段階駆動パターンとは、中間転写ベルト6の幅方向の移動速度Vxを無段階に制御するパターンをいう。この例では、直線パターンIIIを構成する中間転写ベルト6の幅方向の移動速度Vx対ベルト端部位置を示すグラフの傾きを直線パターンIIに比べて小さく設定するようにした。
図7において、実線に示す直線パターンIIは、通常動作モード時の例であり、その傾きはθ1である。これに対して、直線パターンIIIは、カラーレジスト調整モード用であり、その傾きは、θ2(θ2<θ1)である。直線パターンIIによれば、ベルト端部領域の全制御範囲に渡って、傾きをθ1からθ2へ変更することにより、通常動作モード時に比べてカラーレジスト調整モード時の移動速度Vxを遅く設定できるようになる。もちろん、直線パターンIIIに関して、ベルト端部領域の制御範囲の途中から、部分的に傾きθ2から図示しない傾きθ3等に変えても良い。−方向についても同様に設定され制御される。
このように第4の実施例に係るカラープリンタ100によれば、移動速度Vxを無段階に制御する直線パターンIIIを構成する中間転写ベルト6の幅方向の移動速度Vx対端部位置を示すグラフの傾きを小さく設定しているので、カラーレジスト調整モード時において、第1〜第3の実施例と同様にして、中間転写ベルト6の幅方向の揺動周期を長く設定できるので、中間転写ベルト6の幅方向の移動速度Vxを小さく抑えた状態で、カラーレジスト調整モードを実施できるようになる。従って、第1〜第3の実施例と同様にして、高精度なレジスト補正データを取得でき、その結果として、高品質及び高精細なカラー画像を形成できるようになる。
続いて、図8を参照して、第5の実施例に係るベルトの幅方向の移動速度Vxとベルト端部位置との関係例について説明をする。この実施例は第2の実施例と第3の実施例とを組み合わせた変形例であり、記憶部31に記憶された移動速度パターンデータDviが、基準の移動速度Vxを示す基準駆動パターンと、基準の移動速度Vxに比べて遅くなる低速駆動パターンと基準の移動速度Vxに比べて高くなる高速駆動パターンの3種類の場合であって、制御部15は、ベルトセンサ11から得られるベルト検知信号S11に応じて基準駆動パターン、低速駆動パターン又は高速駆動パターンを選択して揺動部65に設定する場合である。
この場合、制御部15が、ベルトセンサ11から得られるベルト検知信号S11に応じて速度切り替え信号S59を作成し、当該速度切り替え信号S59を速度切り替え部59に出力する。速度切り替え部59では、速度切り替え信号S59に基づいて基準駆動パターン、低速駆動パターン又は高速駆動パターンの移動速度パターンデータDviを選択して揺動部65に設定するようになる。この速度切り替え部59によって、移動速度パターンデータDviを揺動部65に設定することで、中間転写ベルト6が左右に揺れるウォーブリング成分を極め細かく収束できるようになる。
図8において、±aは、制御目標位置(狙い位置)を「0」としたときの第1のベルト端部位置である。±bは、制御目標位置「0」を基準にした第2のベルト端部位置である。±cは、制御目標位置「0」を基準にした第3のベルト端部位置である。実線b−cはベルト端部位置b〜cの制御範囲で設定される第1段階としての移動速度Vx=Vcである。移動速度Vx=Vcは高速駆動パターンを構成する。
実線a−bはベルト端部位置a〜bの制御範囲で設定される第2段階としての移動速度Vx=Vbである。移動速度Vx=Vbは、例えば、基準駆動パターンを構成する。実線0−aはベルト端部位置0〜aの制御範囲で設定される第3段階としての移動速度Vx=Vaである。移動速度Vx=Vaは低速駆動パターンを構成する。
この例で、通常動作モード時、制御部15が高速駆動パターンに基づく移動速度Vx=Vcを設定して揺動部65を制御している場合であって、中間転写ベルト6のベルト端部位置cがベルト端部位置bに到達した場合は、制御部15がベルト端部位置bで移動速度Vcを基準駆動パターンに基づく移動速度Vbに切り替える。これにより、基準駆動パターンに基づく移動速度Vx=Vbを設定して揺動部65を制御できる。
更に、中間転写ベルト6がベルト端部位置bからベルト端部位置aに到達した場合は、制御部15がベルト端部位置aで移動速度Vx=Vbを低速駆動パターンに基づく移動速度Vx=Vaに切り替える。低速駆動パターンに基づく移動速度Vx=Vaを設定して揺動部65を制御できる。
一方、カラーレジスト調整モード時には、外乱の影響が少ないため、中間転写ベルト6が制御目標位置「0」から離れていたとしても、緩やかにベルト端部位置を制御目標位置「0」まで戻せばよい。例えば、通常動作モード時、制御部15が高速駆動パターンに基づく移動速度Vx=Vcを設定して揺動部65を制御している場合であって、通常動作モードからカラーレジスト調整モードへの切り替えられた場合に、制御部15がベルト端部位置b−c間で移動速度Vx=Vcを基準駆動パターンに基づく移動速度Vbに切り替える。これにより、カラーレジスト調整モード時、基準駆動パターンに基づく移動速度Vx=Vbを設定して揺動部65を制御できるようになる。
もちろん、通常動作モード時、制御部15が高速駆動パターンに基づく移動速度Vx=Vcを設定して揺動部65を制御している場合であって、通常動作モードからカラーレジスト調整モードへの切り替えられた場合に、制御部15がベルト端部位置b−c間で移動速度Vx=Vcを低速駆動パターンに基づく移動速度Vx=Vaに切り替えてもよい。これにより、カラーレジスト調整モード時、低速駆動パターンに基づく移動速度Vx=Vaを設定して揺動部65を制御できるようになる。−方向についても同様に設定され制御される。
このように第5の実施例に係るカラープリンタ100によれば、通常動作モード時、制御部15が中間転写ベルト6のベルト端部位置a,bを基準にして移動速度Vxを基準駆動パターンに基づく移動速度Vx=Vcや、低速駆動パターンに基づく移動速度Vx=Vaに切り替えたり、通常動作モードからカラーレジスト調整モードへの切り替え時、ベルト端部位置c−b間や、b−a間で移動速度Vxを基準駆動パターンに基づく移動速度Vx=Vcや、低速駆動パターンに基づく移動速度Vx=Vaに切り替えるようになる。
この移動速度Vxの切り替え制御によって、カラーレジスト調整モード時、通常動作モードに比べて、中間転写ベルト6の幅方向の揺動周期を長く設定できるので、中間転写ベルト6の幅方向の移動速度Vxを小さく抑えた状態で、カラーレジスト調整モードを実施できる。これにより、高精度なレジスト補正データを得ることができ、その結果として、高品質及び高精細なカラー画像を形成できるようになる。
第5の実施例では、ベルトセンサ11から得られる中間転写ベルト6のベルト検知信号S11に応じて選択される基準駆動パターン、低速駆動パターン又は高速駆動パターンの選択基準において、基準駆動パターン、低速駆動パターン又は高速駆動パターンのいずれか一つの移動速度Vxの制御範囲を、残りの基準駆動パターン、低速駆動パターン又は高速駆動パターンの二つの制御範囲に比べて広く設定してもよい。
いずれか一つの移動速度Vxの制御範囲を、残りの基準駆動パターン、低速駆動パターン又は高速駆動パターンの二つの制御範囲に比べて広く設定するので、基準位置からのずれ量が小さい場合等において、中間転写ベルト6が左右に揺れるウォーブリング成分を低減でき、制御目標位置「0」(制御目標位置)に中間転写ベルト6を極め細かく周回制御できるようになる。
ここで、図9を参照して、色ずれ補正用のレジストマークCRの形成例及び、2つのレジストセンサ12A、12BによるレジストマークCRの検知例について説明する。図9に示すレジストマークCRは、カラーレジスト調整モード時に中間転写ベルト6に形成されるものである。色ずれ補正用のレジストマークCRは、図2に示した制御部15によって、中間転写ベルト6に形成するように画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kが制御される。
この例では、中間転写ベルト6の移動方向である副走査方向に、色ずれ補正用の「フ」字状のBK色のレジストマークCRが左右端に連続して4個ずつ形成され、これに続いて、C色のレジストマークCRが左右端に連続して4個ずつ形成され、更に、M色のレジストマークCRが左右端に連続して4個ずつ形成され、続いて、Y色のレジストマークCRが左右端に連続して4個ずつ各々形成される。
続いて、図10を参照して、本発明に係る画像形成方法に関して、実施形態としての中間転写ベルト6の揺動制御例について説明する。この例では、中間転写ベルト6の幅方向の移動速度Vxに対して、通常動作モード時と、カラーレジスト調整モード時とで、移動速度パターンデータDviを切り替える場合を例に挙げる。
中間転写ベルト6を幅方向へ移動する移動速度Vxについては、第1〜第5の実施例で説明した低速駆動パターン又は高速駆動パターン、基準駆動パターン、低速駆動パターン又は高速駆動パターン、直線パターンIII等に基づく移動速度パターンデータDviのいずれか、又は、全部の移動速度パターンデータDviが予め記憶部31に格納されている場合を前提とする。画像形成部80では、駆動部64が無終端状の中間転写ベルト6を周回するように駆動する。
これらを中間転写ベルト6の揺動制御条件にして、ステップST1で制御部15は通常動作モード又はカラーレジスト調整モードの設定を入力する。通常動作モードは、ユーザが操作&表示部48を操作して制御部15に画像形成条件を設定すると共に制御部15に設定される。画像形成条件には、用紙サイズや、印刷枚数、紙種、坪量、画像濃度等が含まれる。
カラーレジスト調整モードの設定には、メンテナンス時、サービスマンが操作&表示部48を操作して制御部15に外部入力する場合や、電源オン時や、所定枚数の印刷時、トナー剤の補給時等において、制御部15が自動設定する場合が含まれる。
ステップST2で、制御部15は通常動作モードの設定又はカラーレジスト調整モードの設定に応じて制御を分岐する。通常動作モードが設定されている場合は、ステップST3で制御部15は第1の移動速度V1で中間転写ベルト6を幅方向に揺動しながら通常動作モードを実行する。
通常動作モードでは、YMCKの各色用の感光体ドラム1Y,1M,1C,1K上に形成された各色のトナー像が中間転写ベルト6に1次転写され、当該各色のトナー像が中間転写ベルト6上で重ね合わされ、カラー画像が形成され、2次転写部71で給紙部20から搬送されてきた用紙Pに転写される。給紙部20は画像形成部80の下方に配置される。用紙P上のトナー画像は定着装置17で用紙Pに定着されてカラープリンタ100から排出される。
カラーレジスト調整モードが設定されている場合は、ステップST4で制御部15は、第1の移動速度V1よりも遅い第2の移動速度V2で中間転写ベルト6を幅方向に揺動する。ここで、第1〜第5の実施例で説明した、低速駆動パターン又は高速駆動パターン、基準駆動パターン、低速駆動パターン又は高速駆動パターン、直線パターンIII等に基づく、いずれかの移動速度パターンデータDviを選択して揺動部65を制御するようになる。
例えば、制御部15は、速度切り替え部59に速度切り替え信号S59を出力する。速度切り替え部59は、速度切り替え信号S59に基づいて通常動作モード時の第1の移動速度Vx=V1から第2の移動速度Vx=V2(V2<V1)へ移動速度パターンデータDviを切り替え、当該移動速度パターンデータDviを揺動部65に設定する。
各色の画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kでは、図9に示したような各色毎に色ずれ補正用の「フ」字状のレジストマーク(印画像)が感光体ドラム1Y,1M,1C,1Kに形成される。画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kによって形成された各色のレジストマークが、駆動部64によって周回される中間転写ベルト6に転写され、各色のレジストマークが中間転写ベルト6上に形成される。
これらの色ずれ補正用のレジストマークをレジストセンサ12A,12Bにより検出し、各色のレジストマークの画像形成位置に対する色ずれ量を算出する。例えば、レジストセンサ12Aから出力された位置検出信号S1がアナログ/ディジタル(A/D)変換され、二値化された後に位置検出データとなる。レジストセンサ12Bから出力された位置検出信号S2もA/D変換されて二値化された後に位置検出データとなる。これらの位置検出データは、例えば、BK色のレジストマークの書込み位置に対するY,M,C色の書き込み位置のずれ量算出に使用される。このずれ量算出によって、色ずれ量補正データが得られる。
図2に示した補正量演算部51では、色ずれ補正データから各誤差要因(主走査、全体倍率、部分横倍、スキュー)のずれ量が算出され、ここで算出されたずれ量より各誤差要因毎の補正量が求められる。例えば、補正量演算部51は、色ずれ補正データに基づいて主走査方向の位置ずれ量を算出し、この位置ずれ量を無くすように主走査方向の書き出しタイミングを調整するためのタイミング制御データを生成する。このタイミング制御データにより、主走査方向の位置ずれを補正するようになされる。
補正量演算部51では、更に、色ずれ補正データに基づいて副走査方向の位置ずれ量を算出し、この位置ずれ量を無くすように副走査方向の書き出しタイミングを調整するためのタイミング制御データを生成する。このタイミング制御データにより、副走査方向の位置ずれを補正するようになされる。
更に、補正量演算部51では、色ずれ補正データに基づいて全体横倍ずれ量を算出し、この全体横倍ずれ量を無くすように画素クロック信号の周波数を調整するためのクロック制御データを生成する。このクロック制御データにより、全体横倍ずれ量を補正することができる。
また、補正量演算部51では、色ずれ補正データに基づいて部分横倍ずれ量を算出し、この部分横倍ずれ量を無くすように画像書込みユニット3Y等の水平方向の傾きを調整するための書込み制御データを生成する。この書込み制御データにより、部分横倍ずれ量を補正することができる。
更に、補正量演算部51では、色ずれ補正データに基づいてスキューずれ量を算出し、このスキューずれ量を無くすように画像書込みユニット3Y等の垂直方向の傾きを調整するための書込み制御データを生成する。この書込み制御データにより、スキューずれ量を補正することができる。
制御部15は、画像形成位置を補正するように画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kを制御する。この制御は、カラーレジスト調整モードの実行後の通常動作モード時において、画像形成部80でカラー用の画像データに基づく色画像を精度良く重ね合わせるためである。
このように、実施形態としての中間転写ベルト6の揺動制御例によれば、中間転写ベルト6の幅方向の移動速度Vxに対して、通常動作モード時と、カラーレジスト調整モード時とで移動速度パターンデータDviを切り替える場合に、中間転写ベルト6を幅方向へ移動する移動速度Vxについて、予め記憶部31に第1〜第5の実施例で説明した低速駆動パターン又は高速駆動パターン、基準駆動パターン、低速駆動パターン又は高速駆動パターン、直線パターンIII等に基づく移動速度パターンデータDviのいずれかが格納され、その格納された例えば、第1の実施例で説明した低速駆動パターン又は高速駆動パターンの中から、現在の移動速度Vxよりも低い移動速度Vxを選択するように設定される。
この現在のベルト幅方向の移動速度Vxよりも低い移動速度Vxを設定する方法を採ることで、カラーレジスト調整モード時において、中間転写ベルト6の幅方向の揺動周期を長く設定できるので、中間転写ベルト6の幅方向の移動速度Vxを小さく抑えた状態で、カラーレジスト調整モードを実施できるようになる。従って、高精度なレジスト補正データを取得でき、その結果として、高品質及び高精細なカラー画像を形成できるようになる。
なお、第1、第2及び第5の実施例で説明したベルト幅方向の移動速度Vxを変化させることと、第3の実施例で説明した中間転写ベルト6の移動速度Vxの切り替え位置を変化させることを組み合わせて(併用して)も構わない。また、第1〜第3及び第5の実施例と、第4の実施例で説明した直線パターンIIIとを組み合わせても構わないことは言うまでもない。