JP6579848B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、中間転写体を有する画像形成装置に関する。
画像形成装置は、例えば、電子写真複写機(例えば、デジタル複写機)、電子写真プリンタ(例えばカラーレーザビームプリンタ、カラーLEDプリンタ等)、MFP(複合機)、ファクシミリ装置及び印刷機がある。画像形成装置は、電子写真画像形成プロセスを用いて、記録媒体に画像を形成する。カラー画像を形成する画像形成装置としては、複数の画像形成部と、中間転写ベルトと、転写装置とを備えたものがある。複数の画像形成部は、複数の感光体上にトナー像を形成する。中間転写ベルトは、複数の画像形成部によって各感光体上に形成された複数色のトナー像が転写される。転写装置は、中間転写ベルトを介して各感光体上のトナー像を記録媒体に転写する。転写装置は、中間転写ベルトから記録媒体にトナー像を転写するための機構として転写ローラと対向ローラを備える。中間転写ベルトは、対向ローラを含む複数のローラによって張架されている。転写ローラと対向ローラは、二次転写部であるニップ部を形成している。中間転写ベルトは、そのニップ部を通過する。記録媒体がこのニップ部を通過することにより、中間転写ベルト上のトナー像が記録媒体へ転写される。
中間転写ベルトの表面の移動方向の上流側の画像形成部を第1の画像形成部、下流側の画像形成部を第2の画像形成部とする。それぞれの画像形成部は、感光体を備え、当該感光体上にトナー像を形成する。それぞれの画像形成部の感光体上に形成されたトナー像は、それぞれの感光体と中間転写ベルトとの間で形成された転写部において中間転写ベルトに転写される。第1の画像形成部の1枚の記録媒体への画像形成タイミングに対して第2の画像形成部の同一の記録媒体への画像形成開始タイミングは、中間転写ベルトの表面速度とそれぞれの感光体の一次転写部間の距離、および検出される色ずれ量に基づいて遅延される。
しかしながら、二次転写部に記録媒体が突入する際に、中間転写ベルトの表面速度が変動することがある。中間転写ベルトの表面速度の変動により、二次転写部へ突入する記録媒体よりも後続の記録媒体に転写する画像に関して複数色のトナー像を中間転写ベルト上において正確に重ね合わせるとこができなくなり、色ずれが生じてしまう。
そこで、本発明は、中間転写ベルトを有する画像形成装置により形成される画像の色ずれを低減する。
上記課題を解決するために、本発明の実施形態による画像形成装置は、
第一のトナー像が形成される第一の感光体と、
前記第一の感光体の上に形成される前記第一のトナー像と異なる色の第二のトナー像が形成される第二の感光体と、
前記第一の感光体に第一の静電潜像を形成し、前記第二の感光体に第二の静電潜像を形成する光走査装置と、
前記第一の静電潜像および前記第二の静電潜像をそれぞれの色のトナーで現像して前記第一のトナー像および前記第二のトナー像にする現像装置と、
副走査方向へ回転し、前記第一のトナー像と前記第二のトナー像が重ね合わせられるように順次一次転写される中間転写体と、
前記中間転写体とともに転写ニップを形成し、前記中間転写体の上に重ね合わされた前記第一のトナー像及び前記第二のトナー像を前記転写ニップで記録媒体へ二次転写する二次転写体と、
前記記録媒体を前記転写ニップへ搬送する搬送部と、
前記搬送部から前記転写ニップへ搬送される前記記録媒体を検知する検知手段と、
前記記録媒体の坪量、紙厚、剛性または紙の表面状態の少なくとも一つを含むメディア情報を記憶する記憶装置と、
を備え、
前記検知手段が前記記録媒体を検知する前、前記中間転写体の上に一次転写される前記第一のトナー像と前記第二のトナー像の前記副走査方向の位置を合わせるために、前記光走査装置は、前記第一の静電潜像を書き込み始めた時から第一時間の経過後に前記第二の静電潜像を書き込み始め、
前記検知手段が前記記録媒体を検知した後、前記中間転写体の上に一次転写される前記第一のトナー像と前記第二のトナー像の前記副走査方向の位置を合わせるために、前記光走査装置は、前記第一の静電潜像を書き込み始めた時から前記第一時間に前記メディア情報に従って設定された第一追加時間を加えた第二時間の経過後に前記第二の静電潜像を書き込み始めることを特徴とする。
本発明によれば、中間転写ベルトを有する画像形成装置により形成される画像の色ずれを低減することができる。
画像形成装置の断面図。 光走査装置及び感光ドラムを示す概略図。 制御システムを示す図。 中間転写ベルト及び二次転写ベルトの斜視図。 中間転写ベルト上に形成されたレジストレーションパッチを示す図。 連続画像形成時の駆動モータのトルク変動を示す図。 5枚連続画像形成時のシート上の位置におけるY−K間色ずれ量を示す図。 10枚連続画像形成時のシート上の位置におけるY−K間色ずれ量を示す図。 一定坪量のシートに連続的に画像を形成する場合のタイミングチャート。 回転多面鏡の回転位相制御の説明図。 同期信号の位相関係を示す図。 メディア情報と所定時間とからなる探索表を示す図。 ドラム間時間とプロセススピードを示す図。 二種の坪量のシートに連続的に画像を形成する場合のタイミングチャート。 連続画像形成動作中に紙間が長くなった場合のタイミングチャート。 制御システムによる露光開始タイミングの補正動作を示す流れ図。 制御システムによる露光開始タイミングの補正動作の変形例を示す流れ図。
以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態を例示的に詳しく説明する。以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。したがって特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
(画像形成装置)
本実施形態による画像形成装置を説明する。ここで、画像形成装置の一例として、中間転写ベルト7を有する4ドラムフルカラー電子写真画像形成装置(以下、画像形成装置という。)100を示す。図1は、画像形成装置100の断面図である。
画像形成装置100は、中間転写ベルト7に沿って複数の光走査装置3及び複数の感光ドラム1a〜dを並べて配置し、それぞれの色の画像形成プロセスを並行処理するタンデム方式を採用している。そして、画像形成装置100は、転写電圧が印加された二次転写ベルト9と中間転写ベルト7との間に形成される二次転写ニップ35に記録媒体(以下、シートという。)Pを通すことによりシートP上にトナー像を転写する中間転写方式を採用している。画像形成装置100は、一つのジョブで複数のシートPを連続して搬送し、複数のシートPに連続して画像を形成する連続画像形成(連続印刷)を行うことができる。
画像形成装置100は、筐体101を有し、筐体101内に四つの画像形成部Pa、Pb、Pc及びPdを備えている。画像形成部Pa、Pb、Pc及びPdは、それぞれ、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)及びブラック(K)の画像を形成する。ここで、色の順序は、これに限定されるものではなく、例えば、K、M、Y、Cの順又はM、Y、C、Kの順であってもよい。参照符号の添字a、b、c及びdは、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックを表す。四つの画像形成部Pa、Pb、Pc及びPdは、現像剤(トナー)の色を除いて同一の構造を有するので、特に必要な場合を除き、以下の説明では、参照符号から添字a、b、c及びdを省略することがある。
画像形成部Pa〜Pdは、回転する感光ドラム(感光体)1a、1b、1c及び1dが配置されている。各感光ドラム1の周りには、回転方向に沿って、帯電装置2a、2b、2c、2d、光走査装置3a、3b、3c、3d、現像装置4a、4b、4c、4d、一次転写ローラ5a、5b、5c、5d及びクリーニング装置6a、6b、6c、6dが配置されている。本実施形態においては、複数の光走査装置3が複数の画像形成部Pのそれぞれに設けられている。光走査装置3は、感光ドラム1へ画像データに従ってレーザ光(以下、光ビームという。)を出射する。しかし、光走査装置3は、複数の感光ドラム1へ複数の光ビームを出射する一つの光走査装置であってもよい。また、光走査装置3の代わりに、感光ドラム1を露光する露光ユニットとして、感光ドラム1の長手方向に並んで設けられ、感光ドラム1を露光するために画像データに従って発光する複数個の発光素子を有するLEDヘッドを用いてもよい。
帯電装置2は、感光ドラム1の表面を均一に帯電する。光走査装置3は、画像データに従って変調された光ビームを、均一に帯電された感光ドラム1の表面に照射し、感光ドラム1上に静電潜像を形成する。現像装置4は、それぞれの色のトナー(現像剤)で静電潜像を現像してそれぞれの色のトナー像とする。一次転写ローラ5は、感光ドラム1上のそれぞれの色のトナー像を中間転写ベルト7上に順次一次転写して重ね合わせる。一次転写の後に感光ドラム1上に残ったトナーは、クリーニング装置6によって除去され、感光ドラム1は、次の画像形成に備える。
本実施形態において、複数の画像形成部Pa〜Pdは、水平方向に並んで配置されている。水平方向に並んで配置された感光ドラム1a〜1dの下方には、弾性層を有する無端の中間転写ベルト(中間転写体)7が配置されている。弾性層は、弾性ゴムで形成されていてもよい。中間転写ベルト7は、テンションローラ30、二次転写対向内ローラ31及び駆動ローラ8に掛け回されている。複数の感光ドラム1a、1b、1c及び1d上に形成された複数色のトナー像は、一次転写ローラ5a、5b、5c、5dにより、順次、中間転写ベルト7上に一次転写され重ね合わされる。
ポリイミドを含む無端の二次転写ベルト(二次転写体)9は、中間転写ベルト7に当接および離間が可能なように構成されている。二次転写ベルト9は、駆動ローラ32を含む複数のローラに掛け回されている。なお、本実施形態では、二次転写体として二次転写ベルト9を使用しているが、二次転写体としてエピクロロヒドリンとNBRの混合物で形成された二次転写ローラを使用してもよい。二次転写ベルト9と中間転写ベルト7は、それらの間に二次転写ニップ(二次転写部)35を形成する。
シートPは、給紙カセット11に収納されている。給送ローラ25は、シートPを一枚ずつ給紙カセット11からレジストレーション調整部12へ給送する。レジストレーション調整部(搬送部)12は、シートPの斜行を補正し、向きが補正されたシートPを中間転写ベルト7上のトナー像とタイミングを合わせて二次転写ニップ35へ搬送する。レジストレーション調整部12の下流側に配置された検知手段としてのシート検知センサ19は、レジストレーション調整部12から二次転写ニップ35へ向けて搬送されるシートPを検知する。シート検知センサ19がシートPを検知してから所定時間後に、シートPは、二次転写ニップ35へ到達する。二次転写ベルト9は、二次転写ニップ35を通過するシートPへ中間転写ベルト7上のトナー像を転写する。駆動ローラ8に対向する位置で中間転写ベルト7に近接して中間転写ベルトクリーニング装置10が配置されている。中間転写ベルトクリーニング装置10は、シートPへ転写されずに中間転写ベルト7の表面に残されたトナーを回収する。
トナー像が転写されたシートPは、搬送ベルト13により搬送される。搬送ベルト13は、駆動モータ(不図示)により駆動される。シートPは、搬送ベルト13の下流に配置された定着装置14へ搬送され、定着装置14で加熱および加圧され、シートP上にフルカラー画像が形成される。画像が形成されたシートPは、筐体101の外部に設けられた排出トレー15上へ排出される。このように、複数の感光ドラム1上に形成された複数色のトナー像を、回転する中間転写ベルト7上に重畳させ、シートPにフルカラー画像を形成する。
(光走査装置)
図2は、光走査装置3a及び感光ドラム1aを示す概略図である。光走査装置3a、3b、3c及び3dは、画像形成部Pa、Pb、Pc及びPdにそれぞれ設けられている。光走査装置3a、3b、3c及び3dは、同様の構造を有するので、以下、光走査装置3aを説明し、光走査装置3b、3c及び3dの説明を省略する。光走査装置3aは、半導体レーザ201、コリメータレンズ202、絞り203、ビームスプリッター204、フォトダイオード205、シリンドリカルレンズ206を備える。また、光走査装置3aは、回転多面鏡207、fθレンズ208、反射ミラー209、ビームディテクター210(以下、BD210)を備える。
半導体レーザ201(レーザ光源)は、画像データに従ってレーザ光(光ビーム)を出射する。本実施形態の光走査装置3aは、半導体レーザ201として垂直共振器型面発光レーザ(Vertical Cavity Surface Emitting LASER:VCSEL)を備えているが、実施形態は、端面発光型半導体レーザでも良い。半導体レーザ201は、レーザドライバ212(レーザ制御装置)によって駆動される。レーザドライバ212は、CPU211及び画像処理部213に接続されている。CPU211は、読取装置300(図1)またはPC(不図示)等の外部情報端末から画像形成装置100へ画像形成ジョブが入力されることによって発光許可信号をレーザドライバ212へ出力する。
画像処理部213は、読取装置300またはPC(不図示)等の外部情報端末から画像形成装置100へ入力される画像形成ジョブに含まれる画像データを処理し、処理済みの画像データを画像信号としてレーザドライバ212へ出力する。レーザドライバ212は、画像処理部213から出力された画像信号(駆動信号)に基づいて駆動電流Idを半導体レーザ201へ供給する。半導体レーザ201は、レーザドライバ212から駆動電流Idが供給されることによって光ビームを出射する。
半導体レーザ201が出射した光ビームは、コリメータレンズ202によって略平行光束の光ビームとなる。コリメータレンズ202を通過した光ビームは、絞り203によって光ビームのスポット形状が整形される。絞り203を通過した光ビームは、ビーム分離手段であるところのビームスプリッター204へ入射する。ビームスプリッター204へ入射した光ビームは、ビームスプリッター204によって反射する第1の光ビーム(反射レーザ光)とビームスプリッター204を透過する第2の光ビーム(透過レーザ光)とに分離される。
第1の光ビームは、受光手段であるところのフォトダイオード205へ入射する。一方、第2の光ビームは、シリンドリカルレンズ206を通過して偏向手段であるところの回転多面鏡207(ポリゴンミラー)の反射面へ入射する。回転多面鏡207は、モータ214によって矢印A方向に回転駆動される。シリンドリカルレンズ206を通過した第2の光ビームは、図2に示す感光ドラム1a上を矢印B方向に走査するように、回転駆動される回転多面鏡207の反射面によって偏向される。回転多面鏡207によって偏向された第2の光ビームは、fθレンズ208を通過し、反射ミラー209によって反射されることで感光ドラム1a上へ導かれる。
回転多面鏡207によって偏向された第2の光ビームは、BD210へ入射する。BD210は、第2の光ビームを受光したことに応じてBD信号(以下、同期信号Ssynという。)を生成する。BD210によって生成された同期信号Ssynは、図2に示すCPU211へ送信される。CPU211は、同期信号Ssynに基づいて各種制御の実行タイミングを管理する。同期信号Ssynは、それぞれの走査における画像の主走査方向の書き込み開始位置を一定にするための主走査方向の同期信号である。また、CPU211は、同期信号Ssynを用いて、回転多面鏡207のモータ214の回転位相制御と回転速度制御を行う。回転位相制御については、後述する。
(制御システム)
画像形成装置100の筐体101には、制御システム200が設けられている。図3は、制御システム200を示す図である。制御システム200は、本体エンジン部110と、デバイスコントローラ部120とを含む。本体エンジン部110は、エンジン部を構成する画像形成部Pa、Pb、Pc及びPdと、画像形成部Pa、Pb、Pc及びPdによる画像形成プロセス(例えば、給紙処理など)に関する制御を行なうCPU211を有する。デバイスコントローラ部120は、RAM(記憶装置)121を有する。RAM121は、シート検知センサ19及び後述するホームポジション検知センサ34により検出されたデータ及びユーザにより指定されたメディア情報を記憶する。
(中間転写ベルト及び二次転写ベルト)
図4は、中間転写ベルト7及び二次転写ベルト9の斜視図である。中間転写ベルト7の内周面の奥側にホームポジションシール33が設けられている。3つのローラに張架された中間転写ベルト7の内側であって、ホームポジションシール33を検知可能な位置に、ホームポジション検知センサ(以下、単にセンサという。)34が設けられている。センサ34は、3つのローラに張架された中間転写ベルト7の内側の面(トナー像が転写される面の裏面)に光を照射し、中間転写ベルト7の内側の面およびその面に設けられたホームポジションシール33からの反射光を受光する反射型光学センサである。センサ34は、ホームポジションシール33を検知することにより中間転写ベルト7が一周する時間(所定時間Tm)を検知する周回検知手段として機能する。
シートPは、中間転写ベルト7と二次転写ベルト9の間に形成される二次転写ニップ35により挟持され搬送される。二次転写ニップ35にシートPが突入したときに、二次転写ベルト9の回転速度に変動が生じることがある。中間転写ベルト7と二次転写ベルト9を同じ駆動源で回転させた場合、二次転写ベルト9に生じた回転速度変動が中間転写ベルト7の回転速度に影響し、中間転写ベルト7の回転速度に変動が生じることがある。中間転写ベルト7の回転速度に変動が生じると、中間転写ベルト7の回転方向(副走査方向)に画像の色ずれが生じる。
そこで、中間転写ベルト7の駆動源と二次転写ベルト9の駆動源をそれぞれ独立に設けて、中間転写ベルト7の回転速度と二次転写ベルト9の回転速度をそれぞれ設定している。図4に示すように、中間転写ベルト7は、駆動モータ(駆動源)21が駆動ローラ8を回転させることにより、矢印R1で示す方向に回転する。二次転写ベルト9は、中間転写ベルト7の駆動モータ21とは別の駆動モータ(駆動源)22が駆動ローラ32を回転させることにより、矢印R2で示す方向に回転する。
本実施形態では、中間転写ベルト7の表面速度(第一速度)Vbの設定値は、二次転写ベルト9の表面速度(第二速度)V2trの設定値と異なる。転写性の観点から、二次転写ニップ35において中間転写ベルト7の表面速度Vbと二次転写ベルト9の表面速度V2trとの間に所定の速度差を設けている。本実施形態において、中間転写ベルト7の表面速度Vbは、二次転写ベルト9の表面速度V2trより大きい(Vb>V2tr)。
(カラーレジストレーション補正)
カラーレジストレーション補正(以下、色ずれ補正という。)は、複数色のトナー像が中間転写ベルト7上で正確に重なり合うように、それぞれの色のトナー像の位置合わせをするための補正である。中間転写ベルト7と二次転写ベルト9との間に表面速度差を設けた状態で色ずれ補正を行い、色ずれを発生させないようにしている。図5は、中間転写ベルト7上に形成されたレジストレーションパッチ23a、23b、23c及び23dを示す図である。色ずれ補正を実行するために所定条件が満たされた後に色ずれ検出制御を実行する。所定の条件とは、例えば、画像形成装置の電源ONの後かつ最初の画像を形成するより前、連続して画像を形成する場合に所定枚数の画像を形成した場合、環境条件(温度、湿度)が設定された変動量を超えた場合などである。色ずれ検出において、中間転写ベルト7上に、図5に示すようなテスト画像であるレジストレーションパッチ23a、23b、23c及び23dが形成される。ベルト上画像位置検知手段28(図1)は、中間転写ベルト7上のレジストレーションパッチ23a、23b、23c及び23dの位置を検知する。そして、画像を形成する際にベルト上画像位置検知手段28の検知結果に基づいて感光ドラム1への画像書き込み位置を補正する。色ずれ検出は、シートPを搬送しない点を除いて実際の画像形成条件と同じ条件で行われる。画像形成条件は、例えば、転写電圧、中間転写ベルト7と二次転写ベルト9の表面速度差、中間転写ベルト7に対する二次転写ベルト9の加圧力などである。
シートPが二次転写ニップ35へ入ると、中間転写ベルト7及び二次転写ベルト9は、シートPを搬送するための力が必要となる。シートPが二次転写ニップ35へ入った後の中間転写ベルト7及び二次転写ベルト9に作用する負荷トルクは、シートPが二次転写ニップ35へ入る前よりも大きくなる。特に、シートPが厚紙、剛性が高い紙または坪量の大きな紙であると、シートPが二次転写ニップ35へ入った後の中間転写ベルト7及び二次転写ベルト9に作用する負荷トルクが大きくなる。二次転写ニップ35へのシートPの突入前後の負荷トルクの変動が大きくなると、駆動モータ21の回転速度と中間転写ベルト7の表面速度Vbとの対応関係および駆動モータ22の回転速度と二次転写ベルト9の表面速度V2trとの対応関係が崩れることがある。上記のように中間転写ベルト7の表面速度Vbと二次転写ベルト9の表面速度V2trとの間に差を設けた状態であっても、駆動伝達系の速度とベルト表面速度(Vb、V2tr)との対応関係が成り立たなくなることがある。
具体的には、中間転写ベルト7及び二次転写ベルト9は、所定のテンションをかけた状態でかつ駆動ローラ8及び駆動ローラ32に一定の巻き付き角で巻き付いた状態で回転される。中間転写ベルト7の駆動トルクが大きくなると、中間転写ベルト7の内周面と駆動ローラ8との間の静止摩擦力に抗して中間転写ベルト7の内周面と駆動ローラ8との間でスリップが発生する。また、二次転写ベルト9の駆動トルクが大きくなると、二次転写ベルト9の内周面と駆動ローラ32との間の静止摩擦力に抗して二次転写ベルト9の内周面と駆動ローラ32との間でスリップが発生する。このスリップのために、中間転写ベルト7または二次転写ベルト9の駆動伝達系の速度とベルト表面速度(Vb、V2tr)との対応関係が崩れ、中間転写ベルト7または二次転写ベルト9の表面速度VbまたはV2trが安定せず大きく変動する。その結果、中間転写ベルト7の表面速度Vbが色ずれ検出したときの表面速度Vbと異なってしまい、色ずれ検出した結果を用いて画像を形成しても色ずれが発生し画像品位の低下につながる。また、この色ずれの量は、シートPの紙の種類(材質)によって変わる。
図6は、連続画像形成時の駆動モータ21及び22のトルク変動を示す図である。図6(a)は、坪量128g/mのA3サイズのシートPを連続画像形成した際の中間転写ベルト7の駆動ローラ8の駆動モータ21と二次転写ベルト9の駆動ローラ32の駆動モータ22のトルク変動を示す図である。図6(b)は、350g/mのA3サイズのシートPを連続画像形成した際の駆動モータ21及び22のトルク変動を示す図である。図6は、中間転写ベルト7の表面速度Vbが二次転写ベルト9の表面速度V2trより大きい(Vb>V2tr)場合のトルク変動の測定結果を示している。中間転写ベルト7と二次転写ベルト9との間に表面速度差を設けた場合、図6(a)に示すように小さい坪量(128g/m)のシートPが二次転写ニップ35に突入しても中間転写ベルト7にトルク変動が発生しない。一方、図6(b)に示すように大きな坪量(350g/m)のシートPの場合、シートPが二次転写ニップ35に突入すると中間転写ベルト7に大きなトルク変動が発生する。
図7は、5枚連続画像形成時のシートP上の位置におけるY−K間色ずれ量を示す図である。図7(a)は、坪量128g/mのA3サイズのシートを5枚連続画像形成したときのシートP上の位置(シートPの先端部からの位置)におけるY−K間色ずれ量(Y画像に対するK画像の副走査方向の位置ずれ量)を示す図である。図7(b)は、坪量350g/mのA3サイズのシートを5枚連続画像形成したときのシートP上の位置におけるY−K間色ずれ量を示す図である。図7は、中間転写ベルト7の表面速度Vbが二次転写ベルト9の表面速度V2trより大きい(Vb>V2tr)状態で1枚目から5枚目までのシートP上に連続形成された画像におけるY−K間色ずれ量の測定結果を示している。ここで、縦軸は、シートP上でY画像に対してK画像がシートPの後端側へ色ずれしている場合を正としている。なお、本実施形態においては、1枚目のシートPが二次転写ニップ35に突入するとき、一次転写ローラ5a、5b、5c及び5dは、すでに3枚目のトナー像を中間転写ベルト7上に転写し終えている。
図7(a)から分かるように、中間転写ベルト7と二次転写ベルト9とに表面速度差がある状態で小さな坪量(128g/m)のシートPに連続画像形成する場合、4枚目以降の色ずれ量は、1枚目の色ずれ量と同様に少ない。一方、図7(b)から分かるように、中間転写ベルト7と二次転写ベルト9とに表面速度差がある状態で大きな坪量(350g/m)のシートPに連続画像形成する場合、4枚目以降の色ずれ量は、1枚目から3枚目までの色ずれ量より大きい。これは、大きな坪量(350g/m)のシートPが二次転写ニップ35に突入すると、図6(b)に示すように中間転写ベルト7を駆動する駆動モータ21に大きなトルク変動が生じ、中間転写ベルト7の表面速度Vbが遅くなるからである。
図8は、10枚連続画像形成時のシートP上の位置におけるY−K間色ずれ量を示す図である。図8は、坪量350g/mのA3サイズのシートPを10枚連続画像形成する際に3枚目のシートPと4枚目のシートPの間の紙間を強制的に大きく空けて通紙したときのシートP上の位置におけるY−K間色ずれ量の測定結果を示している。図8から分かるように、3枚目のシートPと4枚目のシートPとの紙間を強制的に広げた(長くした)場合、7枚目の色ずれ量が1枚目の色ずれ量と同様に少ない。3枚目のシートPが二次転写ニップ35に突入するまでに、すでに中間転写ベルト7上に6枚目の画像が形成されている。従って、4枚目から6枚目までの画像は、1枚目から3枚目までのシートPが二次転写ニップ35に入る影響を受けて色ずれ量が大きい。しかし、3枚目のシートPが二次転写ニップ35を通り過ぎた後は、中間転写ベルト7を駆動する駆動モータ21のトルク変動が低減し、中間転写ベルト7の表面速度Vbは、1枚目のシートPが二次転写ニップ35に突入する前の設定値へ戻る。中間転写ベルト7の表面速度Vbは、4枚目のシートPが二次転写ニップ35に突入するまで、設定値に維持される。従って、3枚目のシートPが二次転写ニップ35を通り過ぎてから4枚目のシートPが二次転写ニップ35に突入するまでに中間転写ベルト7上に形成される7枚目から9枚目の画像の色ずれ量は、1枚目から3枚目の画像の色ずれ量と同様に小さい。そして、4枚目のシートPが二次転写ニップ35に突入すると、中間転写ベルト7を駆動する駆動モータ21に大きなトルク変動が生じ、中間転写ベルト7の表面速度Vbが遅くなる。この後、中間転写ベルト7上に形成される10枚目の画像は、4枚目のシートPが二次転写ニップ35へ突入する影響を受けて、色ずれ量が大きい。
以下、中間転写ベルト7の表面速度Vbと二次転写ベルト9の表面速度V2trとに差がある状態で連続画像形成する場合に、シートPの紙の種類および通紙状態に関わらず色ずれ量を低減する方法を説明する。
(一定坪量のシートが連続通紙される単一ジョブの場合)
図9は、一定坪量のシートPに連続的に画像を形成する場合のタイミングチャートを示す図である。図9は、一定坪量(例えば、350g/m)のA3サイズのシートPが連続通紙される単一ジョブの通紙開始からのシート検知センサ19と光走査装置3a、3b、3c及び3dの動作を示している。
まず、ユーザは、通紙させるシートPのメディア情報を指定する。メディア情報は、シートPの坪量、紙厚、剛性および表面状態の少なくとも一つを含む。本実施形態は、坪量を説明しているが、紙厚、剛性および表面状態についても本実施形態を適用することができる。通紙が始まると光走査装置3a、3b、3c及び3dが感光ドラム1a、1b、1c及び1d上に静電潜像(以下、画像ということがある。)を書き込み始める。光走査装置3aが感光ドラム(第一の感光体)1a上に1枚目の画像を書き込み始めた時からドラム間時間(第一時間)Taの経過後に、光走査装置3bが感光ドラム(第二の感光体)1b上に1枚目の画像を書き込み始める。ここで、ドラム間時間Taは、隣り合う感光ドラム1aと感光ドラム1bの水平距離(以下、ドラム間距離という。)Lを画像形成装置100のプロセススピードで割った時間である。本実施形態では、プロセススピードは、シートPが二次転写ニップ35へ突入する前の中間転写ベルト7の表面速度(第一速度)Vbの設定値である。なお、プロセススピードは、メディア情報に従って変更してもよい。
本実施形態においては、感光ドラム1bと感光ドラム1cのドラム間距離および感光ドラム1cと感光ドラム1dのドラム間距離も、感光ドラム1aと感光ドラム1bのドラム間距離Lと同じである。よって、光走査装置3bが感光ドラム1b上に1枚目の画像を書き込み始めてからドラム間時間Ta後に、光走査装置3cが感光ドラム1c上に1枚目の画像を書き込み始める。光走査装置3cが感光ドラム1c上に1枚目の画像を書き込み始めてからドラム間時間Ta後に、光走査装置3dが感光ドラム1d上に1枚目の画像を書き込み始める。すなわち、光走査装置3a、3b、3c及び3dは、ドラム間時間(第一時間)Taの間隔で感光ドラム1a、1b、1c及び1d上に順次静電潜像を書き込み始めるように設定されている。
そして、光走査装置3aが感光ドラム1a上に1枚目の画像を書き込み始めてから紙間相当時間Ts後に、光走査装置3aは、感光ドラム1a上に2枚目の画像を書き込み始める。以降は、シート検知センサ19が1枚目のシートPを検知するまで、前記動作を繰り返して光走査装置3が画像を感光ドラム1上に書き込んでいく。
シートPは、給送ローラ25により給紙カセット11から給送され、レジストレーション調整部12で姿勢を整えられる。中間転写ベルト7上に形成された1枚目のトナー像とタイミングを合わせて、1枚目のシートPは、レジストレーション調整部12から二次転写ニップ35へ向けて搬送される。連続画像形成動作中に、レジストレーション調整部12の下流側に配置されたシート検知センサ19が1枚目のシートPを検知すると、ユーザ指定されたシートPのメディア情報に応じて光走査装置3b、3c及び3dの書き込みタイミングを変える。光走査装置3b、3c及び3dの書き込みタイミングの変更は、光走査装置3aに備えられる回転多面鏡207を回転させるモータ214に対する光走査装置3b、3c及び3dに備えられる回転多面鏡207を回転させるモータ214の回転位相制御により行う。モータ214の回転位相制御については、後述する。
シート検知センサ19が1枚目のシートPを検知する前に、中間転写ベルト7上に複数の画像に相当するトナー像が転写される。本実施形態において、シート検知センサ19が1枚目のシートPを検知する前に、中間転写ベルト7上に三つの画像に相当するトナー像が転写される。中間転写ベルト7上に転写された複数のトナー像のうちの最後のトナー像に対応する3枚目の画像を光走査装置3aが書き込み始めてから紙間相当時間Ts後に、光走査装置3aは、4枚目の画像を書き込み始める。ここで、光走査装置3aは、シート検知センサ19が1枚目のシートPを検知した後に、4枚目の画像を書き込み始める。
光走査装置3aが感光ドラム1a上に4枚目の画像を書き込み始めた時からドラム間時間Taにメディア情報に従って設定された所定時間(第一追加時間)Tb1を加えた時間の経過後、光走査装置3bが感光ドラム1b上に4枚目の画像を書き込み始める。光走査装置3bが感光ドラム1b上に4枚目の画像を書き込み始めた時からドラム間時間Taにメディア情報に従って設定された所定時間(第二追加時間)Tb2を加えた時間の経過後、光走査装置3cが感光ドラム1c上に4枚目の画像を書き込み始める。光走査装置3cが感光ドラム1c上に4枚目の画像を書き込み始めた時からドラム間時間Taにメディア情報に従って設定された所定時間(第三追加時間)Tb3を加えた時間の経過後、光走査装置3dが感光ドラム1d上に4枚目の画像を書き込み始める。
すなわち、光走査装置3a、3b、3c及び3dは、ドラム間時間Taに所定時間Tb1、Tb2又はTb3を加えた時間(第二時間)Teの間隔で感光ドラム1a、1b、1c及び1d上に順次静電潜像を書き込み始めるように設定が補正される。ここで、ドラム間時間Taに所定時間Tb1、Tb2又はTb3を加えた時間Teは、ドラム間時間(第一時間)Taよりも大きい。すなわち、感光ドラム1の露光開始タイミングが初期設定よりも遅くなるように補正される。所定時間Tb1、Tb2又はTb3は、シートPのメディア情報に従って設定される。
そして、光走査装置3aが感光ドラム1a上に4枚目の画像を書き込み始めてから紙間相当時間Ts後に、光走査装置3aは、感光ドラム1a上に5枚目の画像を書き込み始める。以降は、ジョブが終了するまで、光走査装置3b、3c及び3dは、ドラム間時間Taに所定時間Tb1、Tb2及びTb3をそれぞれ加えた時間の後、画像を感光ドラム1に書き出す前記動作を繰り返す。
所定時間Tb1、Tb2及びTb3は、一律に設定してもよいし、または、別々に設定してもよい。なお、本実施形態において、坪量が128g/m未満のシートを通紙する場合、光走査装置3b、3c及び3dの書き込みタイミングのための所定時間Tb1、Tb2及びTb3は、Tb1=Tb2=Tb3=0(初期値)に設定される。
(回転位相制御)
ここで、光走査装置3b、3c及び3dの副走査方向の書き込みタイミングを変更するための回転位相制御を説明する。本実施形態においては、回転多面鏡207の回転位相を調整することにより、感光ドラム1上の光ビームの副走査方向の位置をずらす。図10は、回転多面鏡207の回転位相制御の説明図である。説明のために、図10は、イエローの光走査装置3aのBD210aの同期信号Ssynaと、マゼンタの光走査装置3bのBD210bの同期信号Ssynbのみを示している。回転多面鏡207は、5つの反射面を有しており、同期信号Ssyn−A、Ssyn−B、Ssyn−C、Ssyn−D及びSsyn−Eは、各反射面に対応している。
回転多面鏡207が所定の回転速度で回転しているとき、BD210は、所定の周期TPで同期信号Ssynを出力する。図10(a)は、ドラム間時間Taに対応する位相差ΔTで回転多面鏡207aと207bが回転しているときの同期信号SsynaとSsynbを示している。マゼンタの光走査装置3bの書き込みタイミングを所定時間Tb1だけ遅らせるために、図10(b)に示すように、回転多面鏡207aと207bとの位相差をΔT+Tb1とする。そのために、回転多面鏡207bのモータ214bの回転速度を一旦減速し、その後加速し、所定回転速度で位相差ΔT+Tb1になるように、CPU211bは、モータ214bの回転位相制御を行う。これによって、光走査装置3bの副走査方向の書き込みタイミングをTb1だけずらすことができる。
モータ214c及び214dの回転位相制御もモータ214bの回転位相制御と同様であるので説明を省略する。モータ214の回転位相制御は、画像を形成していない時(非画像形成時)に行われる。本実施形態においては、3枚目のシートPの画像形成後であって4枚目のシートPの画像形成前にモータ214の回転位相制御が行われる。
なお、本実施形態においては、回転多面鏡207のモータ214の回転位相を制御することにより光走査装置3の副走査方向の書き込みタイミングを補正したが、反射ミラー209の角度を調整することにより書き込みタイミングを補正してもよい。また、書き込みタイミングのずらし量が大きい場合、回転位相の調整を行わずに、回転多面鏡207の反射面を変更してもよい。また、半導体レーザ201が複数の光ビームを出射して同時に複数の光ビームを偏向させる光走査装置3の場合、半導体レーザ201の複数の発光点の発光タイミングを調整してもよい。
(同期信号Ssynの位相関係)
次に、図9に示した実施形態における同期信号Ssynの位相関係を説明する。図11は、同期信号Ssynの位相関係を示す図である。図11(a)は、1枚目から3枚目の画像の書き込みにおける同期信号Ssynの位相関係を示す図である。図11(b)は、4枚目以降の画像の書き込みにおける同期信号Ssynの位相関係を示す図である。同期信号Ssynaは、イエローの光走査装置3aのBD210aから出力される。同期信号Ssynbは、マゼンタの光走査装置3bのBD210bから出力される。同期信号Ssyncは、シアンの光走査装置3cのBD210cから出力される。同期信号Ssyndは、ブラックの光走査装置3dのBD210dから出力される。
図11(a)に示す1枚目から3枚目の画像の書き込み開始において、光走査装置3a、3b、3c及び3dは、ドラム間時間Taの間隔で感光ドラム1a、1b、1c及び1d上に順次静電潜像を書き込み始める。すなわち、感光ドラム1aの画像書き込み開始Ystartと感光ドラム1bの画像書き込み開始Mstartとの差は、ドラム間時間Taである。感光ドラム1bの画像書き込み開始Mstartと感光ドラム1cの画像書き込み開始Cstartとの差も、ドラム間時間Taである。感光ドラム1cの画像書き込み開始Cstartと感光ドラム1dの画像書き込み開始Kstartとの差も、ドラム間時間Taである。なお、ドラム間時間Taは、それぞれの感光ドラム間の距離、プロセススピードおよび色ずれ補正量に依存する。
図11(b)に示す4枚目以降の画像の書き込み開始において、感光ドラム1aの画像書き込み開始Ystartと感光ドラム1bの画像書き込み開始Mstartとの差は、ドラム間時間Ta+所定時間Tb1である。感光ドラム1bの画像書き込み開始Mstartと感光ドラム1cの画像書き込み開始Cstartとの差は、ドラム間時間Ta+所定時間Tb2である。感光ドラム1cの画像書き込み開始Cstartと感光ドラム1dの画像書き込み開始Kstartとの差は、ドラム間時間Ta+所定時間Tb3である。
(所定時間Tb1、Tb2およびTb3の算出方法)
次に、所定時間Tb1、Tb2およびTb3の算出方法を説明する。所定時間Tb1、Tb2およびTb3は、メディア情報に従って設定される。メディア情報は、シートPの坪量、紙厚、剛性および表面状態の少なくとも一つを含む。図12は、メディア情報と所定時間Tb0、Tb1、Tb2およびTb3とからなる探索表を示す図である。図12の探索表は、RAM121に保存されている。所定時間Tb0は、メディア情報に従って感光ドラム1aの画像書き込み開始Ystartを遅延させるための遅延時間である。所定時間Tb1は、メディア情報に従って感光ドラム1bの画像書き込み開始Mstartを遅延させるための遅延時間である。所定時間Tb2は、メディア情報に従って感光ドラム1cの画像書き込み開始Cstartを遅延させるための遅延時間である。所定時間Tb3は、メディア情報に従って感光ドラム1dの画像書き込み開始Kstartを遅延させるための遅延時間である。
本実施形態において、所定時間Tb0は、メディア情報に関わらず0(ゼロ)に設定されている。本実施形態において、所定時間Tb1、Tb2およびTb3は、図12に示すようにメディア情報に従って設定されている。シートPの坪量が128g/mの所定値以下においては、所定時間Tb0、Tb1、Tb2およびTb3は、0(ゼロ)である。128g/mの所定値以下の坪量のシートPが二次転写ニップ35に突入しても中間転写ベルト7にトルク変動が発生しないからである。しかし、128g/mの所定値より大きい坪量のシートPが二次転写ニップ35に突入すると中間転写ベルト7にトルク変動が生じるので、遅延時間である所定時間Tb0、Tb1、Tb2およびTb3を設定する。坪量が128g/mの所定値より大きい場合、シートPの坪量が大きくなるほど、所定時間Tb1、Tb2およびTb3は、大きくなる。同じ坪量において、所定時間Tb1、Tb2およびTb3は、Tb1<Tb2<Tb3の関係を有する。なお、図12に示すメディア情報と所定時間Tb0、Tb1、Tb2およびTb3との関係は、一例であって、本実施形態は、これに限定されるものではない。図12(a)は、厚紙についてのメディア情報と所定時間Tb0、Tb1、Tb2およびTb3の関係を示す。図12(b)は、片面/両面コート紙についてのメディア情報と所定時間Tb0、Tb1、Tb2およびTb3の関係を示す。図12(c)は、マットコート紙についてのメディア情報と所定時間Tb0、Tb1、Tb2およびTb3の関係を示す。マットコート紙は、コート紙よりも光沢がおさえられた紙である。CPU211は、メディア情報に従って図12に示す探索表から所定時間Tb1、Tb2及びTb3を設定する。
(ドラム間時間Taの算出)
次に、ドラム間時間Taの算出方法を説明する。ドラム間時間Taは、ドラム間距離Lを画像形成装置100のプロセススピードで割った時間である。プロセススピードは、メディア情報に従って設定されてもよい。図13は、ドラム間時間TaとプロセススピードVbを示す図である。中間転写ベルト7の移動速度であるプロセススピードVbは、450mm/秒に設定されている。隣り合う感光ドラム1aと1bのドラム間距離Labは、感光ドラム1aと一次転写ローラ5aとにより形成される一次転写部PTaと、感光ドラム1bと一次転写ローラ5bとにより形成される一次転写部PTbとの間の距離であり、240mmに設定されている。隣り合う感光ドラム1bと1cのドラム間距離Lbcは、一次転写部PTbと、感光ドラム1cと一次転写ローラ5cとにより形成される一次転写部PTcとの間の距離であり、240mmに設定されている。隣り合う感光ドラム1cと1dのドラム間距離Lcdは、一次転写部PTcと、感光ドラム1dと一次転写ローラ5dとにより形成される一次転写部PTdとの間の距離であり、240mmに設定されている。ドラム間時間Taは、次の式により求められる。
Figure 0006579848
なお、本実施形態において、感光ドラム1の表面移動速度は、448mm/秒に設定されており、プロセススピードVbよりも小さい。
(光走査装置の書き込みタイミングの具体例)
次に、光走査装置3b、3c及び3dの書き込みタイミングの具体例を説明する。シートPが厚紙2(129−150g/m)の場合、図12の探索表からTb0は0秒、Tb1は5.60×10−6秒、Tb2は8.45×10−6秒およびTb3は1.18×10−5秒である。ドラム間時間Taは、0.533秒である。
1枚目から3枚目の画像の書き込み開始は、次のとおりである。感光ドラム1bの画像書き込み開始Mstartは、感光ドラム1aの画像書き込み開始Ystartから0.533秒のドラム間時間Ta後である。感光ドラム1cの画像書き込み開始Cstartは、感光ドラム1bの画像書き込み開始Mstartから0.533秒のドラム間時間Ta後である。感光ドラム1dの画像書き込み開始Kstartは、感光ドラム1cの画像書き込み開始Cstartから0.533秒のドラム間時間Ta後である。
4枚目以降の画像の書き込み開始は、次のとおりである。感光ドラム1bの画像書き込み開始Mstartは、感光ドラム1aの画像書き込み開始Ystartから(0.533秒のドラム間時間Ta+5.60×10−6秒の所定時間Tb1=)0.53300560秒後である。感光ドラム1cの画像書き込み開始Cstartは、感光ドラム1bの画像書き込み開始Mstartから(0.533秒のドラム間時間Ta+8.45×10−6秒の所定時間Tb2=)0.53300845秒後である。感光ドラム1dの画像書き込み開始Kstartは、感光ドラム1cの画像書き込み開始Cstartから(0.533秒のドラム間時間Ta+1.18×10−5秒の所定時間Tb3=)0.53301180秒後である。
5.60×10−6秒の所定時間Tb1の遅れは、感光ドラム1b上の距離に換算して2.5μmである。8.45×10−6秒の所定時間Tb2の遅れは、感光ドラム1c上の距離に換算して3.8μmである。1.18×10−5秒の所定時間Tb3の遅れは、感光ドラム1d上の距離に換算して5.3μmである。2400dpiの解像度において、走査線間距離は、10.6μmであるので、回転多面鏡207の反射面の変更ではなくモータ214の回転位相制御により画像書き込み開始時期を補正する。
(二種以上の坪量のシートが連続通紙される混載ジョブの場合)
次に、二種以上の坪量のシートの混載ジョブを説明する。図14は、二種の坪量のシートPに連続的に画像を形成する場合のタイミングチャートである。図14は、二種の坪量(例えば、350g/m、157g/m)のA3サイズのシートPが交互に連続通紙される混載ジョブにおいて通紙開始からシート検知センサ19と光走査装置3a、3b、3c及び3dの動作を示す。本実施形態は、二種の坪量について説明しているが、三種以上の坪量についても本実施形態を適用することができる。
まず、ユーザは、通紙させる二種のシートPのメディア情報MI1(坪量350g/m)及びMI2(坪量157g/m)を指定する。通紙が始まると光走査装置3a、3b、3c、3dが感光ドラム1a、1b、1c、1d上に画像を書き込み始める。光走査装置3aが感光ドラム1a上に1枚目の画像を書き込み始めてからドラム間時間Ta後に、光走査装置3bが感光ドラム1b上に1枚目の画像を書き込み始める。光走査装置3bが感光ドラム1b上に1枚目の画像を書き込み始めてからドラム間時間Ta後に、光走査装置3cが感光ドラム1c上に1枚目の画像を書き込み始める。光走査装置3cが感光ドラム1c上に1枚目の画像を書き込み始めてからドラム間時間Ta後に、光走査装置3dが感光ドラム1d上に1枚目の画像を書き込み始める。
そして、光走査装置3aが感光ドラム1a上に1枚目の画像を書き込み初めてから紙間相当時間Ts後に、光走査装置3aは、感光ドラム1a上に2枚目の画像を書き込み始める。以降は、シート検知センサ19がシートPを検知するまで、前記動作を繰り返して光走査装置3が画像を感光ドラム1上に書き込んでいく。
シートPは、給送ローラ25により給紙カセット11から給送され、レジストレーション調整部12で姿勢を整えられる。中間転写ベルト7上に形成された1枚目のトナー像とタイミングを合わせて、1枚目のシートPは、レジストレーション調整部12から二次転写ニップ35へ向けて搬送される。レジストレーション調整部12の下流側に配置されたシート検知センサ19が1枚目のシートPを検知すると、ユーザ指定されたシートPのメディア情報MI1及びMI2に応じて光走査装置3b、3c及び3dの書き込みタイミングを変える。
シート検知センサ19が1枚目のシートPを検知する前に、中間転写ベルト7上に複数のトナー像が転写される。本実施形態において、シート検知センサ19が1枚目のシートPを検知する前に、中間転写ベルト7上に三つのトナー像が転写される。中間転写ベルト7上に転写された複数のトナー像のうちの最後のトナー像に対応する3枚目の画像を光走査装置3aが書き込み始めてから紙間相当時間Ts後に、光走査装置3aは、4枚目の画像を書き込み始める。光走査装置3aが感光ドラム1a上に4枚目の画像を書き込み始めてからドラム間時間Taにユーザ指定されたシートPのメディア情報MI1に応じた所定時間Tb1を加えた時間の後、光走査装置3bが感光ドラム1b上に4枚目の画像を書き込み始める。光走査装置3bが感光ドラム1b上に4枚目の画像を書き込み始めてからドラム間時間Taにユーザ指定されたシートPのメディア情報MI1に応じた所定時間Tb2を加えた時間の後、光走査装置3cが感光ドラム1c上に4枚目の画像を書き込み始める。光走査装置3cが感光ドラム1c上に4枚目の画像を書き込み始めてからドラム間時間Taにユーザ指定されたシートPのメディア情報MI1に応じた所定時間Tb3を加えた時間の後、光走査装置3dが感光ドラム1d上に4枚目の画像を書き始める。
そして、光走査装置3aが感光ドラム1a上に4枚目の画像を書き込み初めてから紙間相当時間Ts後に、光走査装置3aは、感光ドラム1a上に5枚目の画像を書き込み始める。光走査装置3aが感光ドラム1a上に5枚目の画像を書き込み始めてからドラム間時間Taにユーザ指定されたシートPのメディア情報MI2に応じた所定時間Tc1を加えた時間の後、光走査装置3bが感光ドラム1b上に5枚目の画像を書き込み始める。光走査装置3bが感光ドラム1b上に5枚目の画像を書き込み始めてからドラム間時間Taにユーザ指定されたシートPのメディア情報MI2に応じた所定時間Tc2を加えた時間の後、光走査装置3cが感光ドラム1c上に5枚目の画像を書き込み始める。光走査装置3cが感光ドラム1c上に5枚目の画像を書き込み始めてからドラム間時間Taにユーザ指定されたシートPのメディア情報MI2に応じた所定時間Tc3を加えた時間の後、光走査装置3dが感光ドラム1d上に5枚目の画像を書き込み始める。
以降は、ドラム間時間Taにメディア情報MI1又はMI2に応じた所定時間Tb1、Tb2及びTb3又は所定時間Tc1、Tc2及びTc3をそれぞれ加える。ジョブが終了するまで、光走査装置3b、3c及び3dは、ドラム間時間Taに所定時間Tb1、Tb2及びTb3又は所定時間Tc1、Tc2及びTc3をそれぞれ加えた時間の後、画像を感光ドラム1に書き出す前記動作を繰り返す。
所定時間Tb1、Tb2及びTb3 は、一律に設定してもよいし、または、別々に設定してもよい。所定時間Tc1、Tc2及びTc3も、一律に設定してもよいし、または、別々に設定してもよい。なお、本実施形態において、所定時間Tb1、Tb2及びTb3及び所定時間Tc1、Tc2及びTc3は、メディア情報MI1及びMI2に従って図12の探索表から設定される。坪量が129g/m未満のシートを通紙する場合、光走査装置3b、3c、3dの書き込みタイミングのための所定時間Tb1〜Tc3は、Tb1=Tb2=Tb3=Tc1=Tc2=Tc3=0(初期値)に設定される。
(一定坪量のシートが連続通紙される単一ジョブにおいて紙間が空く場合)
連続画像形成動作中のあるタイミングで、画像形成装置100の割り込み動作などが入って紙間が大きく空く(長くなる)ことがある。紙間は、給紙カセット11からシート(先のシート)Pが給送された時から次のシートPが給送されるときまでの給送時間間隔(搬送時間間隔)である。紙間は、給送ローラ25の下流に配置されたシート検知手段(不図示)により検知することができる。紙間が空く前は、二次転写ニップ35へシートPが連続して突入して中間転写ベルト7の速度変動が生じていた。しかし、紙間が空いた後は、シートPが二次転写ニップ35へ突入することによる中間転写ベルト7の速度変動が発生しなくなる。従って、紙間が空いた場合に、次のシートPが二次転写ニップ35へ突入するまでに中間転写ベルト7上に転写されたトナー像には、中間転写ベルト7の速度変動による色ずれが生じない。紙間が空いたときに、紙間が空く前と同様に光走査装置3の書き込み開始タイミングをシフトさせてしまうと、画像に色ずれが生じる。
紙間が空いた場合、中間転写ベルト7の速度を加減速させることも考えられる。例えば、多数の種類のシートPに連続的に画像を形成するメディア混載ジョブの場合、紙間でメディアの種類に応じて中間転写ベルト7の表面速度Vbを加減速させる。しかし、シートPが小サイズ紙(はがきなど)である場合、紙間が非常に短いため、中間転写ベルト7の駆動モータ21へ速度変更信号を送信しても中間転写ベルト7の表面速度Vbが短い紙間に追従できないことがある。また、中間転写ベルト7を目標の表面速度Vbに変更できないこともある。
そこで、本実施形態においては、連続画像形成動作中に紙間が所定の紙間よりも大きくなった場合に、光走査装置3の書き込みタイミングをドラム間時間Taへ戻す。そして、次のシートPが二次転写ニップ35に突入した後は、ドラム間時間Taに補正量を加えた時間で光走査装置3の書き込みを開始する。
図15は、連続画像形成動作中に紙間が長くなった場合のタイミングチャートである。図15は、一定坪量(例えば、350g/m)のA3サイズのシートPが連続通紙される単一ジョブにおいてN枚目とN+1枚目の紙間が基準時間以上大きくなった場合のシート検知センサ19と光走査装置3a、3b、3c及び3dの動作を示す。
まず、ユーザは、通紙させるシートPのメディア情報を指定する。本実施形態においては、連続通紙においてN枚目のシートPとN+1枚目のシートPの紙間が、基準時間以上大きくなった場合を説明する。基準時間(以下、所定時間という。)Tmは、紙間相当時間Tsよりも大きい(Tm>Ts)。本実施形態において、所定時間Tmは、中間転写ベルト7の一周に相当する時間(一周時間)に設定されている。しかし、所定時間Tmは、それに限定されるものではない。連続通紙においてN枚目のシートPとN+1枚目のシートPの紙間が大きく広がることは、CPU211により認識される。例えば、連続画像形成中にN枚目のシートPの給送後に上段の給紙カセット11内のシートPが切れたために下段の給紙カセット11へ切り替える場合、CPU211は、N枚目のシートPとN+1枚目のシートPの紙間が大きく広がると認識する。
通紙が始まると、図15に示すタイミングで光走査装置3a、3b、3c及び3dが感光ドラム1a、1b、1c及び1d上に画像を書き出す。図15に示すように、光走査装置3aが感光ドラム1aにN−1枚目の画像を書き込み始めてから紙間相当時間Ts後に、光走査装置3aは、感光ドラム1a上にN枚目の画像を書き込み始める。光走査装置3aが感光ドラム1a上にN枚目の画像を書き込み始めてからドラム間時間Taにユーザ指定されたシートPのメディア情報に応じた所定時間Tb1を加えた時間の後、光走査装置3bが感光ドラム1b上にN枚目の画像を書き込み始める。光走査装置3bが感光ドラム1b上にN枚目の画像を書き込み始めてからドラム間時間Taにメディア情報に応じた所定時間Tb2を加えた時間の後、光走査装置3cが感光ドラム1c上にN枚目の画像を書き込み始める。光走査装置3cが感光ドラム1c上にN枚目の画像を書き込み始めてからドラム間時間Taにメディア情報に応じた所定時間Tb3を加えた時間の後、光走査装置3dが感光ドラム1d上にN枚目の画像を書き込み始める。
次に、N枚目のシートとN+1枚目のシートの紙間が所定時間Tm以上空いているので、メディア情報に応じた所定時間(補正量)Tb1、Tb2及びTb3をゼロにリセットする。N+1枚目のシートの給送タイミングに従って、光走査装置3aは、感光ドラム1a上にN+1枚目の画像を書き込み始める。光走査装置3aが感光ドラム1a上にN+1枚目の画像を書き込み始めた後、光走査装置3b、3c及び3dのそれぞれは、所定時間(補正量)Tb1、Tb2及びTb3を加えずにドラム間時間Taの後に、画像を書き込み始める(リセット機構)。シート検知センサ19がN+1枚目のシートを検知するまで、光走査装置3b、3c及び3dは、所定時間Tb1、Tb2及びTb3を加えずにドラム間時間Taの後に感光ドラム1に画像を書き出す。
シート検知センサ19がN+1枚目のシートを検知する前に、本実施形態においては、光走査装置3により感光ドラム1上にN+3枚目の画像が書き込み始められている。光走査装置3aが感光ドラム1aにN+3枚目の画像を書き込み始めてから紙間相当時間Ts後に、光走査装置3aは、感光ドラム1a上にN+4枚目の画像を書き込み始める。光走査装置3aが感光ドラム1a上にN+4枚目の画像を書き込み始めてからドラム間時間Taにユーザ指定されたシートPのメディア情報に応じた所定時間Tb1を加えた時間の後、光走査装置3bが感光ドラム1b上にN+4枚目の画像を書き込み始める。光走査装置3bが感光ドラム1b上にN+4枚目の画像を書き込み始めてからドラム間時間Taにユーザ指定されたシートPのメディア情報に応じた所定時間Tb2を加えた時間の後、光走査装置3cが感光ドラム1c上にN+4枚目の画像を書き込み始める。光走査装置3cが感光ドラム1c上にN+4枚目の画像を書き込み始めてからドラム間時間Taにユーザ指定されたシートPのメディア情報に応じた所定時間Tb3を加えた時間の後、光走査装置3dが感光ドラム1d上にN+4枚目の画像を書き込み始める。
以降は、ジョブが終了するまで、光走査装置3b、3c及び3dは、ドラム間時間Taに所定時間(補正量)Tb1、Tb2及びTb3をそれぞれ加えた時間の後、画像を感光ドラム1に書き出す動作を繰り返す。
(露光開始タイミングの補正)
図16を用いて、本実施形態による露光開始タイミングの補正を説明する。図16は、制御システム200による露光開始タイミングの補正動作を示す流れ図である。画像を形成すべきシートPのメディア情報をユーザが指定すると、デバイスコントローラ部120は、ユーザにより指定されたメディア情報をRAM121に保存する(S100)。CPU211は、ジョブを開始すると(S101)、画像信号を光走査装置3a、3b、3c及び3dへ送信する(S102)。光走査装置3a、3b、3c及び3dは、それぞれの画像信号に従って光ビームを出射して、感光ドラム1a、1b、1c及び1d上に1枚目の画像(静電潜像)を形成する。この場合、光走査装置3b、3c及び3dは、ドラム間時間Taの間隔で1枚目の画像を書き込み始める。
CPU211は、シート検知センサ19によりシートPが検知されたか否かを判断する(S103)。シートPが検知されていない場合(S103でNO)、CPU211は、所定時間(補正量)Tb1、Tb2及びTb3をゼロに設定する(S104)。光走査装置3b、3c及び3dは、ドラム間時間Taの間隔で次の画像を書き込み始める。一方、シートPが検知された場合(S103でYES)、CPU211は、RAM121に保存されたシートPのメディア情報からシートPの坪量が所定量以上か否かを判断する(S105)。本実施形態において、所定量は、129g/mに設定されているが、他の値に設定してもよい。
シートPの坪量が所定量以上の場合(S105でYES)、CPU211は、メディア情報に従って所定時間Tb1、Tb2及びTb3を設定する(S106)。光走査装置3b、3c及び3dは、ドラム間時間Taにそれぞれ所定時間Tb1、Tb2及びTb3を加えた時間の後、画像を書き込み始める。一方、シートPの坪量が所定量未満の場合(S105でNO)、CPU211は、所定時間(補正量)Tb1、Tb2及びTb3の値をゼロに設定する(S107)。光走査装置3b、3c及び3dは、ドラム間時間Taの間隔で画像を書き込み始める。
CPU211は、中間転写ベルト7に設けられたホームポジションシール33をセンサ34で検知することにより、中間転写ベルト7の一周時間すなわち所定時間Tmを検出する。CPU211は、紙間が所定時間Tm以上であるか否かを判断する(S108)。紙間が所定時間Tm以上である場合(S108でYES)、CPU211は、S104へ戻り、所定時間(補正量)Tb1、Tb2及びTb3をゼロに設定する。光走査装置3b、3c及び3dは、ドラム間時間Taの間隔で次の画像を書き込み始める。
一方、紙間が所定時間Tm未満である場合(S108でNO)、CPU211は、ジョブが終了したか否かを判断する(S109)。ジョブが終了していない場合(S109でNO)、S105へ戻る。シートPの坪量およびメディア情報に従って所定時間(補正量)Tb1、Tb2及びTb3を変更する必要がある場合、所定時間(補正量)Tb1、Tb2及びTb3を変更する(S106、S107)。光走査装置3b、3c及び3dは、ドラム間時間Taにそれぞれ変更された所定時間Tb1、Tb2及びTb3を加えた時間後、画像を書き込み始める。ジョブが終了した場合(S109でYES)、CPU211は、露光開始タイミングの補正動作を終了する。
本実施形態によれば、中間転写ベルト7と二次転写ベルト9が表面速度差を有するようにそれぞれ独自の駆動源を有する画像形成装置100において、紙種や通紙条件に関わらず連続画像形成における画像の色ずれを低減することができる。
(露光開始タイミングの補正の変形例)
図17を用いて、露光開始タイミングの補正の変形例を説明する。図17は、制御システム200による露光開始タイミングの補正動作の変形例を示す流れ図である。図17の流れ図は、図16の流れ図のS105及びS107を削除した点を除いて図16の流れ図と同様である。S100からS104は、図16のS100からS104と同様であるので説明を省略する。シートPが検知された場合(S103でYES)、CPU211は、RAM121に保存された図12に示す探索表からメディア情報に従って所定時間Tb1、Tb2及びTb3を設定する(S106)。光走査装置3b、3c及び3dは、ドラム間時間Taにそれぞれ所定時間Tb1、Tb2及びTb3を加えた時間の後、画像を書き込み始める。以降のS108からS109は、図16のS108からS109と同様であるので説明を省略する。図17に示す変形例においても、本実施形態と同様の効果を奏することができる。
100・・・画像形成装置
1a・・・感光ドラム(第一の感光体)
1b・・・感光ドラム(第二の感光体)
3(3a、3b、3c、3d)・・・光走査装置
4(4a、4b、4c、4d)・・・現像装置
7・・・中間転写ベルト(中間転写体)
9・・・二次転写ベルト(二次転写体)
12・・・レジストレーション調整部(搬送部)
19・・・シート検知センサ(検知手段)
35・・・二次転写ニップ
121・・・RAM(記憶装置)
P・・・シート(記録媒体)
Ta・・・ドラム間時間(第一時間)
Te・・・第二時間

Claims (9)

  1. 画像形成装置であって、第一のトナー像が形成される第一の感光体と、
    前記第一の感光体の上に形成される前記第一のトナー像と異なる色の第二のトナー像が形成される第二の感光体と、
    前記第一の感光体に第一の静電潜像を形成し、前記第二の感光体に第二の静電潜像を形成する光走査装置と、
    前記第一の静電潜像および前記第二の静電潜像をそれぞれの色のトナーで現像して前記第一のトナー像および前記第二のトナー像にする現像装置と、
    副走査方向へ回転し、前記第一のトナー像と前記第二のトナー像が重ね合わせられるように順次一次転写される中間転写体と、
    前記中間転写体とともに転写ニップを形成し、前記中間転写体の上に重ね合わされた前記第一のトナー像及び前記第二のトナー像を前記転写ニップで記録媒体へ二次転写する二次転写体と、
    前記記録媒体を前記転写ニップへ搬送する搬送部と、
    前記搬送部から前記転写ニップへ搬送される前記記録媒体を検知する検知手段と、
    前記記録媒体の坪量、紙厚、剛性または紙の表面状態の少なくとも一つを含むメディア情報を記憶する記憶装置と、
    を備え、
    前記検知手段が前記記録媒体を検知する前、前記中間転写体の上に一次転写される前記第一のトナー像と前記第二のトナー像の前記副走査方向の位置を合わせるために、前記光走査装置は、前記第一の静電潜像を書き込み始めた時から第一時間の経過後に前記第二の静電潜像を書き込み始め、
    前記検知手段が前記記録媒体を検知した後、前記中間転写体の上に一次転写される前記第一のトナー像と前記第二のトナー像の前記副走査方向の位置を合わせるために、前記光走査装置は、前記第一の静電潜像を書き込み始めた時から前記第一時間に前記メディア情報に従って設定された第一追加時間を加えた第二時間の経過後に前記第二の静電潜像を書き込み始めることを特徴とする画像形成装置。
  2. 先の記録媒体と次の記録媒体との間の搬送時間間隔が基準時間以上大きくなった場合、前記検知手段が前記次の記録媒体を検知する前、前記光走査装置は、前記第一の静電潜像を書き込み始めた時から前記第一時間の経過後に前記第二の静電潜像を書き込み始め、前記検知手段が前記次の記録媒体を検知した後、前記光走査装置は、前記第一の静電潜像を書き込み始めた時から前記第二時間の経過後に前記第二の静電潜像を書き込み始めることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記中間転写体の一周時間を検知する周回検知手段をさらに備え、
    前記基準時間は、前記周回検知手段により検知された前記一周時間であることを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
  4. 前記中間転写体の駆動源と二次転写体の駆動源は、それぞれ独立して設けられており、
    前記中間転写体の表面速度は、前記二次転写体の表面速度と異なるように設定されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の画像形成装置。
  5. 前記二次転写体の前記表面速度は、前記中間転写体の前記表面速度より遅くなるように設定されていることを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。
  6. 前記光走査装置および前記現像装置は、前記第一の感光体および前記第二の感光体のそれぞれに設けられていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の画像形成装置。
  7. 前記中間転写体は、弾性層を有する無端のベルトであることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の画像形成装置。
  8. 第三のトナー像が形成される第三の感光体と、
    第四のトナー像が形成される第四の感光体と、
    をさらに備え、
    前記第一のトナー像、前記第二のトナー像、前記第三のトナー像および前記第四のトナー像は、それぞれ異なる色のトナーにより形成されており、
    前記光走査装置は、前記第三の感光体に第三の静電潜像を形成し、前記第四の感光体に第四の静電潜像を形成し、
    前記現像装置は、前記第三の静電潜像および前記第四の静電潜像をそれぞれの色のトナーで現像して前記第三のトナー像および前記第四のトナー像にし、
    前記検知手段が前記記録媒体を検知する前、前記中間転写体の上に一次転写される前記第一のトナー像、前記第二のトナー像、前記第三のトナー像および前記第四のトナー像の前記副走査方向の位置を合わせるために、前記光走査装置は、前記第二の静電潜像を書き込み始めた時から前記第一時間の経過後に前記第三の静電潜像を書き込み始め、前記第三の静電潜像を書き込み始めた時から前記第一時間の経過後に前記第四の静電潜像を書き込み始め、
    前記検知手段が前記記録媒体を検知した後は、前記中間転写体の上に一次転写される前記第一のトナー像、前記第二のトナー像、前記第三のトナー像および前記第四のトナー像の前記副走査方向の位置を合わせるために、前記光走査装置は、前記第二の静電潜像を書き込み始めた時から前記第一時間に前記メディア情報に従って設定された第二追加時間を加えた時間の経過後に前記第の静電潜像を書き込み始め、前記第三の静電潜像を書き込み始めた時から前記第一時間に前記メディア情報に従って設定された第三追加時間を加えた時間の経過後に前記第の静電潜像を書き込み始めることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載の画像形成装置。
  9. 前記第一追加時間、前記第二追加時間および前記第三追加時間は、異なることを特徴とする請求項8に記載の画像形成装置。
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