JP3743274B2 - 画像形成装置および画像形成方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、所定の垂直同期信号を基準として光ビームを前記垂直同期信号と非同期の走査タイミングで感光体上で走査して前記感光体上にトナー像を形成し、さらに当該トナー像を転写媒体に転写する画像形成装置および画像形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の画像形成装置では、次のようにして転写媒体上にカラー画像を形成している。すなわち、感光体および転写媒体が副走査方向に互いに同期して回転駆動される。そして、感光体および転写媒体のうちの一方に設けられた基準位置が垂直同期用読取センサを通過すると、その度に当該センサから垂直同期信号が出力される。また、この垂直同期信号が出力されると、これを基準として、ホストコンピュータなどの外部装置から入力される画像信号に基づき副走査方向に対してほぼ直交する主走査方向に光ビームが感光体上を走査し、これによって画像信号に相当する静電潜像が感光体上に形成される。
【０００３】
さらに、現像器によって静電潜像がトナー現像されてトナー像が形成された後、感光体と同期して副走査方向に回転駆動される転写媒体に転写される。こうした転写処理が各トナー色（イエロー、シアン、マゼンタおよびブラック色）について実行され、各トナー像が重ね合わされて転写媒体上にカラー画像が形成される。
【０００４】
ところで、この種の画像形成装置では、光ビームの走査タイミングが垂直同期信号と非同期となっていることが多く、垂直同期信号と走査タイミングとの同期誤差が発生することがある。この場合、同期誤差の分だけ転写媒体への転写位置がずれてしまう。そのため、同期誤差が各トナー色ごとにばらつくことで、トナー色間でトナー像が相互にずれてしまう、つまりレジストズレが生じてしまい、画像品質の低下を招いていしまう。そこで、このような問題を解決するため、例えば特開平９−８０８５３号公報に記載されたように定常速度で回転する転写媒体を一時的に加減速制御することによって同期誤差を補正する技術が提案されている。
【０００５】
より具体的には、次のようにして転写媒体の速度を一時的に加減速制御している。すなわち、この従来技術では、同期誤差に起因する色ずれ量（本発明の「レジストズレ」に相当）ＬEを求めた後、次式
Ｐ＝（ＬE[μm]×１０-3）／（ＶB[mm／s]×ＴB′[ms]×１０-3）
にしたがって、速度の補正量Ｐを求め、所定時間ＴB′の間だけ転写媒体の定常速度ＶBから補正量Ｐだけ転写媒体を加減速制御している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術では色ずれ量（レジストズレ）と補正量とが比例関係にあるという前提に立って転写媒体の速度を変更しているが、実際の装置では比例関係になっておらず、例えば図８に示すように非線形である。そのため、上記式に基づき転写媒体を補正したのでは同期誤差に起因するレジストズレを確実に補正することはできず、高品質な画像を得ることができない。
【０００７】
また、色ずれ量（レジストズレ）と補正量との関係は装置環境に応じて変動しやすく、例えば同図に示すように低温環境（ＬＬ）、常温環境（ＮＮ）および高温環境（ＨＨ）で大きく相違している。したがって、上記式を用いて補正量を一義的に算出したのでは、装置環境が変動する場合にはレジストズレを適切に補正することができない。
【０００８】
さらに、上記式にしたがって演算によって補正量Ｐを求める場合、比較的長い演算時間が必要となる。そのため、例えばベルト基準信号（本発明の「垂直同期信号」に相当）が出力されてから潜像の書込みを開始するまでの限られた時間の間に上記演算ならびに演算結果に基づく転写媒体の加減速制御を行う場合には、次のような問題が顕著となる。すなわち、演算に時間がかかるために、加減速制御可能な時間を短縮せざるを得ず、急速な加速や減速を行う必要があり、そのような加減速制御を行うことによりスリップなどが生じて転写媒体を目標通りに制御することができず、レジストズレを正確に補正することができなくなる。また、装置構成や動作シーケンスによっては、演算に時間を取られるために、加減速制御するための時間を設定することすら不可能となることもある。したがって、上記従来技術を適用することができる画像形成装置は限定されることとなり、装置設計に対する自由度を低下させる要因の一つとなっている。
【０００９】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、転写媒体上でのレジストズレを抑制して高品質な画像を形成することができる画像形成装置および画像形成方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明にかかる画像形成装置および画像形成方法は、感光体および転写媒体を副走査方向に回転駆動し、少なくとも転写媒体については直流モータにより回転駆動しながら、前記感光体または前記転写媒体の回転動作に関連する垂直同期信号を検出するとともに、装置外部から入力される画像信号に基づき前記副走査方向に対してほぼ直交する主走査方向に光ビームを前記垂直同期信号と非同期の走査タイミングで走査して前記感光体上に前記画像信号に相当するトナー像を形成した後、当該トナー像を前記転写媒体に転写するものであって、上記目的を達成するため、以下のように構成している。
【００１１】
この発明は、所定の加減速時間のみ所定値と異なるレベルを有する信号を直流モータに印加して感光体および転写媒体のうち少なくとも転写媒体を加減速制御することで垂直同期信号と走査タイミングとの同期誤差に起因するレジストズレを補正する。また、レジストズレを補正するために必要なレジスト制御量に対して装置環境ごとに加減速時間を関連付け、該レジスト制御量とこれに対して装置環境ごとに関連付けられた加減速時間とを補正情報として記憶部に記憶している。そして、レジスト制御量および装置環境を検出すると、前記補正情報に基づき当該レジスト制御量および装置環境に対応する加減速時間を求め、当該加減速時間に基づき転写媒体を一時的に加減速制御して前記同期誤差時間に起因するレジストズレを補正している。
【００１２】
なお、「回転動作に関連して垂直同期信号を出力する」とは、感光体または転写媒体が回転することによって周期的に信号が垂直同期信号検出手段から出力されることを意味している。
【００１３】
このように構成された発明では、レジスト制御量に対応して装置環境ごとに加減速時間が予め記憶されており、レジスト制御量および装置環境が検出されると、その検出結果に対応する加減速時間が導き出される。つまり、補正情報が記憶部にテーブル形式で記憶されており、レジスト制御量に対応する加減速時間が装置環境に応じて迅速に求められる。そして、こうして求められた加減速時間に基づいて転写媒体が一時的に加減速制御され、同期誤差時間に起因するレジストズレが補正される。これによって、装置環境によらず垂直同期信号と走査タイミングとが非同期であることに起因するレジストズレが抑制されて高品質な画像を形成することができる。また、加減速時間を導出する時間が演算によって求める従来技術に比べて短縮され、転写媒体および感光体を加減速させることができる時間を長く設定することができ、装置設計の自由度を高めることができる。
また、転写媒体と感光体を一の直流モータにより副走査方向に回転駆動するように構成しても良い。この場合、前記補正情報に基づいて転写媒体および感光体を加減速制御することで前記同期誤差時間に起因するレジストズレを補正できる。これによって、装置環境によらず垂直同期信号と走査タイミングとが非同期であることに起因するレジストズレが抑制されて高品質な画像を形成することができる。また、加減速時間を導出する時間が演算によって求める従来技術に比べて短縮され、転写媒体および感光体を加減速させることができる時間を長く設定することができ、装置設計の自由度を高めることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明にかかる画像形成装置の一の実施形態を示す図である。この画像形成装置は、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の４色のトナーを重ね合わせてフルカラー画像を形成する装置であり、ホストコンピュータなどの外部装置から画像信号が制御ユニット（図２中の符号１）に与えられると、この制御ユニットからの指令に応じてエンジン部Ｅの各部を制御して転写紙、複写紙やＯＨＰシートなどのシートＳに画像信号に対応する画像を形成する。
【００１６】
このエンジン部Ｅでは、像担持体ユニット２の感光体２１にトナー像を形成可能となっている。すなわち、像担持体ユニット２は、図１の矢印方向に回転可能な感光体２１を備えており、さらに感光体２１の周りにその回転方向に沿って、帯電手段としての帯電ローラ２２、現像手段としての現像器２３Ｙ，２３Ｃ，２３Ｍ，２３Ｋ、および感光体用クリーナブレード２４がそれぞれ配置されている。
【００１７】
この装置では、帯電ローラ２２が感光体２１の外周面に当接して外周面を均一に帯電させた後、感光体２１の外周面に向けて露光ユニット３からレーザ光（光ビーム）Ｌが照射される。この露光ユニット３は、同図に示すように、画像信号に応じて変調駆動される半導体レーザなどの発光素子３１を備えており、この発光素子３１からのレーザ光Ｌが高速モータ３２によって回転駆動される多面鏡３３に入射されている。そして、多面鏡３３によって反射されたレーザ光Ｌはレンズ３４およびミラー３５を介して感光体２１上に主走査方向（同図の紙面に対して垂直な方向）に走査して画像信号に対応する静電潜像を形成する。なお、符号３６は主走査方向における同期信号、つまり水平同期信号ＨSYNCを得るための水平同期用読取センサである。
【００１８】
こうして形成された静電潜像は現像部２３によってトナー現像される。すなわち、この実施形態では現像部２３として、イエロー用の現像器２３Ｙ、シアン用の現像器２３Ｃ、マゼンタ用の現像器２３Ｍ、およびブラック用の現像器２３Ｋがこの順序で感光体２１に沿って配置されている。これらの現像器２３Ｙ，２３Ｃ，２３Ｍ，２３Ｋは、それぞれ感光体２１に対して接離自在に構成されており、制御ユニットからの指令に応じて、上記４つの現像器２３Ｙ，２３Ｃ，２３Ｍ，２３Ｋのうちの一の現像器が選択的に感光体２１に当接するとともに、高電圧が印加されて選択された色のトナーを感光体２１の表面に付与して感光体２１上の静電潜像を顕在化する。
【００１９】
現像部２３で現像されたトナー像は、ブラック用現像器２３Ｋと感光体用クリーナブレード２４との間に位置する一次転写領域Ｒ1で転写ユニット４の中間転写ベルト４１上に一次転写される。また、一次転写領域Ｒ1から周方向（図１の矢印方向）に進んだ位置には、感光体用クリーナブレード２４が配置されており、一次転写後に感光体２１の外周面に残留付着しているトナーを掻き落とす。
【００２０】
次に、転写ユニット４の構成について説明する。この実施形態では、転写ユニット４は、ローラ４２〜４７と、これら各ローラ４２〜４７に掛け渡された中間転写ベルト４１と、この中間転写ベルト４１に転写された中間トナー像をシートＳに二次転写する二次転写ローラ４８と、１つの直流モータを駆動源として感光体２１および中間転写ベルト４１を同期して回転駆動する感光体／ベルト駆動部（図２中の符号４１ａ）とを備えている。そして、カラー画像をシートＳに転写する場合には、感光体２１上に形成される各色のトナー像を中間転写ベルト４１上に重ね合わせてカラー画像を形成するとともに、給排紙ユニット６の給紙部６３によってカセット６１、手差しトレイ６２あるいは増設カセット（図示省略）からシートＳを取出して二次転写領域Ｒ2に搬送する。さらに、このシートＳにカラー画像を二次転写することでフルーカラー画像を得ている。
【００２１】
なお、二次転写後、中間転写ベルト４１の外周面に残留付着しているトナーについては、ベルトクリーナ４９に設けられているクリーナブレード４９１によって除去される。すなわち、このベルトクリーナ４９は、中間転写ベルト４１を挟んでローラ４６と対向して配置されており、適当なタイミングでクリーナブレード４９１が中間転写ベルト４１に対して当接してその外周面に残留付着しているトナーを掻き落す。
【００２２】
また、ローラ４３の近傍には、中間転写ベルト４１の基準位置を検出するためのセンサ４０が配置されており、主走査方向とほぼ直交する副走査方向における同期信号、つまり垂直同期信号ＶSYNCを得るための垂直同期用読取センサとして機能する。
【００２３】
上記のようにして転写ユニット４によってトナー像が転写されたシートＳは、給排紙ユニット６の給紙部６３によって所定の給紙経路（２点鎖線）に沿って二次転写領域Ｒ2の下流側に配設された定着ユニット５に搬送され、搬送されてくるシートＳ上のトナー像をシートＳに定着する。そして、当該シートＳはさらに給紙経路に沿って排紙部６４に搬送された後、標準排紙トレイに排紙される。
【００２４】
次に、図１の画像形成装置の電気的構成について図２を参照しつつ説明する。この画像形成装置は、ホストコンピュータなどの外部装置から画像信号が制御ユニット１のメインコントローラ１１に与えられると、このメインコントローラ１１のＣＰＵ１１１からの指令に応じてエンジンコントローラ１２が図１に示すように構成されたエンジン部Ｅの各部を制御してシートＳに画像信号に対応する画像を形成する。
【００２５】
このエンジンコントローラ１２はＣＰＵ１２１を有しており、エンジン部Ｅからの入力信号として水平同期用読取センサ３６から水平同期信号ＨSYNCを、また垂直同期用読取センサ４０から垂直同期信号ＶSYNCを、また定着ユニット５に設けられた温度センサ５１から定着温度を示す温度信号を、さらに感光体２１（または転写ユニット４）の近傍に配設された装置環境検出センサ７から装置環境、特に一次転写領域Ｒ1の近傍温度を示す信号を、それぞれ受けている。また、これらの入力信号および各種情報などに基づき、ＣＰＵ１２１はクロック信号を感光体／ベルト駆動制御回路１２２に与える。この感光体／ベルト駆動制御回路１２２では、与えられたクロック信号に基づき感光体／ベルト駆動部４１ａ、特に直流モータを駆動制御して感光体２１と中間転写ベルト４１とを同期して回転駆動し、感光体２１の回転速度および中間転写ベルト４１の搬送速度Ｖを加減速制御している。このように、本実施形態では、いわゆる外部クロック方式によって直流モータを加減速制御している。
【００２６】
また、エンジンコントローラ１２には、転写ユニット４を制御する専用の制御回路として、感光体／ベルト駆動制御回路１２２以外にも転写ローラ離当接制御回路１２３およびベルトクリーナ離当接制御回路１２４をさらに備えている。この転写ローラ離当接制御回路１２３はＣＰＵ１２１から指令信号に基づき二次転写ローラ用駆動部４８ａを制御して適当なタイミングで二次転写ローラ４８を中間転写ベルト４１に対して離当接させる。一方、ベルトクリーナ離当接制御回路１２４はＣＰＵ１２１から指令信号に基づきＣＢ信号をベルトクリーナ用駆動部４９ａを与えることでベルトクリーナ用駆動部４９ａを制御して適当なタイミングでクリーナブレード４９１を中間転写ベルト４１に対して離当接させる。
【００２７】
なお、図中の符号１１３はホストコンピュータなどの外部装置よりインターフェース１１２を介して与えられた画像を記憶するためにメインコントローラ１１に設けられた画像メモリであり、符号１２５はエンジン部Ｅを制御するための制御データやＣＰＵ１２１における演算結果などを一時的に記憶するためのＲＡＭであり、さらに符号１２６はＣＰＵ１２１で行う演算プログラムならびに後で詳述する補正情報などを記憶するＲＯＭである。
【００２８】
次に、上記のように構成された画像形成装置の動作について、まず概要動作について説明した後、本発明の特徴と密接に関連するレジスト制御動作について詳述する。
【００２９】
図３は、図１の画像形成装置における動作シーケンスの一例を示すタイミングチャートである。同図に示すように、装置電源を投入した後、あるいは画像形成装置のスリープモードが解除されると、中間転写ベルト４１が回転搬送されて垂直同期用読取センサ４０から垂直同期信号ＶSYNCが間欠的に出力される。そして、垂直同期信号ＶSYNCがタイミングＶＴ1〜ＶＴ7，…で出力されるごとに、各垂直同期信号ＶSYNCを基準とし、所定回数だけ水平同期信号ＨSYNCが出力されると、水平同期信号ＨSYNCに基づく走査タイミングでレーザ光Ｌを変調しながら走査してイエロー静電潜像、シアン静電潜像、マゼンタ静電潜像およびブラック静電潜像がこの順序で繰り返して感光体２１上に形成される。また、静電潜像が形成された後、現像器２３Ｙ，２３Ｃ，２３Ｍ，２３Ｋのうちの一の現像器が選択的に感光体２１に当接して感光体２１上の静電潜像を顕在化し、そのトナー像を中間転写ベルト４１上に一次転写する。この一次転写処理は従来より垂直同期信号ＶSYNCの出力から所定時間だけ経過した後に開始されており、こうして各トナー像の転写開始位置を揃えることで、各トナー像のレジスト処理を行っている。
【００３０】
そして、上記一次転写処理を４色分繰り返すと、４色のトナー像が中間転写ベルト４１上で重ね合わされてカラー画像が形成される。こうしてカラー画像が得られると、二次転写ローラ４８がシートＳを挟んで中間転写ベルト４１に当接してシートＳにカラー画像を二次転写するとともに、ＣＢ信号に応じてクリーナブレード４９１が中間転写ベルト４１に当接して当該ベルト表面に残存しているトナーが除去される。このような動作が繰り返されてカラー画像が形成されたシートＳが順次標準排紙トレイに排紙される。
【００３１】
ところで、この実施形態は、垂直同期信号ＶSYNCと水平同期信号ＨSYNC（走査タイミング）とは非同期状態にあるため、従来技術と同様の問題を有しているが、この問題を次に説明するレジスト制御を採用することで解消している。
【００３２】
図４は、図１の画像形成装置におけるレジスト制御を示すフローチャートである。この画像形成装置では、垂直同期信号ＶSYNCが垂直同期用読取センサ４０からＣＰＵ１２１に出力される毎（ステップＳ１）に、ＣＰＵ１２１は以下に説明するステップＳ２〜Ｓ５を実行している。
【００３３】
まず、ステップＳ２では、垂直同期信号ＶSYNCと、水平同期用読取センサ３６から出力される水平同期信号ＨSYNCとの同期誤差時間ΔＴerrorを検出する（図５）。この同期誤差時間ΔＴerrorが取り得る値はゼロから最大、水平同期信号ＨSYNCの１周期ΔＴdotの範囲である。
【００３４】
そして、次のステップＳ３で、同期誤差時間ΔＴerrorによるレジストズレを補正するために必要なレジスト制御量Ｒaaを次式
Ｒaa＝Ｗ×ΔＴerror／ΔＴdot
ただし、Ｗは副走査方向において互いに隣接する走査線の間隔である、
に基づき求める。例えば、副走査方向における解像度が６００ｄｐｉである場合、走査線の間隔Ｗは４２．３μｍとなる。
【００３５】
また、装置環境検出センサ７によって装置内部、特に一次転写領域Ｒ1の近傍温度を計測することによって装置環境を検出する（ステップＳ４）。
【００３６】
こうして求まったレジスト制御量Ｒaaおよび装置の内部温度に対応する加減速時間をＲＯＭ１２６から読み出して加減速時間ΔＴUDVとして設定する（ステップＳ５）。この実施形態では、装置の内部温度に基づき装置内部の装置環境を低温環境（ＬＬ）、常温環境（ＮＮ）および高温環境（ＨＨ）の３段階に分けて、表１に示すように各装置環境におけるレジスト制御量Ｒaaと、感光体／ベルト駆動部４１ａの駆動源たる直流モータの加減速時間ΔＴUDVとを関連付け、これらレジスト制御量Ｒaaおよび加減速時間ΔＴUDVを補正情報として予めＲＯＭ１２６に記憶している。つまり、補正情報（レジスト制御量Ｒaaおよび加減速時間ΔＴUDV）が記憶部として機能するＲＯＭ１２６にテーブル形式で記憶されている。
【００３７】
【表１】
なお、同表中の「設定乗数」とは加減速時間ΔＴUDVの間における最大加減速量ΔＶを示す乗数であり、マイナス値は一定速度Ｖcons（図６）で回転している感光体２１および中間転写ベルト４１を減速させることを意味する一方、プラス値は感光体２１および中間転写ベルト４１を加速することを意味している。また、ここでは、レジスト制御量が０である場合を除いて設定乗数の絶対値をすべて「３１」に設定して速度Ｖconsに対して約０．数パーセントだけ加減速させている。ただし、設定乗数の値はこれに限定されるものではなく、任意である。また、レジスト制御量や装置環境に応じて設定乗数を異なった値に設定してもよい。
【００３８】
また、ステップＳ２で求めたレジスト制御量Ｒaaと、直流モータの加減速時間ΔＴUDVとを関連付け、補正情報として予めＲＯＭ１２６に記憶しているが、同期誤差時間ΔＴerrorと本発明の「加減速パターン」に相当する加減速時間ΔＴUDVとを関連付け、これら同期誤差時間ΔＴerrorおよび加減速時間ΔＴUDVを補正情報として予めＲＯＭ１２６に記憶するようにしてもよい。
【００３９】
上記のようにして、レジスト制御量Ｒaaに対応する加減速時間ΔＴUDVが設定されると、図６に示すように、各トナー像を一次転写するにあたって、感光体２１を所定の加減速可能期間の間に、ＣＰＵ１２１は感光体／ベルト駆動制御回路１２２に与えるクロック信号を変化させて感光体／ベルト駆動部４１ａの駆動源たる直流モータを加減速制御する（ステップＳ６）。ここで、「加減速可能期間」とは、ＶＩＤＥＯ信号がＨレベルにあり、露光処理が停止している間の期間をいう。また、この加減速可能期間において、１つ前のトナー像の一次転写処理を継続している場合があるが、この実施形態では中間転写ベルト４１は感光体２１と同期して駆動制御されるため、感光体２１および中間転写ベルト４１の加減速制御と並行して一次転写されるトナー像に乱れは生じない。
【００４０】
直流モータの加減速制御によって、一定速度Ｖconsで回転していた感光体２１および中間転写ベルト４１が加減速時間ΔＴUDVの間だけ一時的にΔＶだけ加減速され、潜像形成位置を基準潜像形成位置（予め設定されている潜像形成位置）に対して副走査方向にレジスト制御量Ｒaaだけシフト移動させる。これによって中間転写ベルト４１上でのトナー像の転写位置も副走査方向にレジスト制御量Ｒaaだけ移動する。
【００４１】
転写開始位置の補正が完了すると、ステップＳ１に戻り、次の垂直同期信号ＶSYNCが出力されるのを待ち、垂直同期信号ＶSYNCの出力とともに、上記ステップＳ２〜Ｓ６を繰り返す。
【００４２】
以上のように、この実施形態によれば、感光体２１および中間転写ベルト４１の速度を垂直同期信号ＶSYNCと水平同期信号ＨSYNC（走査タイミング）との同期誤差時間ΔＴerrorに対応して加減速制御しているので、感光体２１上へのトナー像の形成位置を副走査方向にシフト移動し、中間転写ベルト４１上でのトナー像の転写開始位置を補正することができる。そして、かかる補正によって、垂直同期信号ＶSYNCと水平同期信号ＨSYNC（走査タイミング）とが非同期であることに起因するレジストズレを抑制して高品質な画像を形成することができる。
【００４３】
また、上記実施形態では、ＣＰＵ１２１から感光体／ベルト駆動制御回路１２２に与えるクロック信号を変化させて感光体／ベルト駆動部４１ａの駆動源たる直流モータを加減速制御する、いわゆる外部クロック方式で直流モータを制御している。そのため、優れた制御性で直流モータを制御することができる。というのも、外部クロック方式を採用した場合、ＣＰＵ１２１から与えるクロック信号を変更することで任意の制御波形（加減速パターン）で直流モータを制御することができるからである。より具体的には、上記実施形態では、図６に示すように矩形状の制御波形で直流モータを加減速制御しているが、例えば図７に示すように台形状や三角形状の制御波形で直流モータを加減速制御することができる。このように、同期誤差時間の大きさに応じて適切な制御波形で直流モータを制御することで、短時間で、かつ高精度に感光体２１上へのトナー像の形成位置を副走査方向にシフト移動し、中間転写ベルト４１上でのトナー像の転写開始位置を補正することができる。
【００４４】
また、上記実施形態では、レジスト制御量Ｒaaと、感光体／ベルト駆動部４１ａの駆動源たる直流モータの加減速時間ΔＴUDVとを関連付け、これらを補正情報として予め表１に示すようにテーブル形式でＲＯＭ１２６に記憶している。したがって、装置の個体差や設置環境などに応じてテーブル中の補正情報を最適に設定したり、随時変更することができ、装置の個体差などによる影響を緩和することができる。
【００４５】
また、レジスト制御量Ｒaaと加減速時間ΔＴUDVとを補正情報としてテーブル形式でＲＯＭ１２６に記憶しているので、レジスト制御量Ｒaaに対応する加減速時間ΔＴUDVを迅速に求めることができる（ステップＳ５）。その結果、その導出時間が演算によって求めていた従来技術に比べて短縮され、加減速可能期間を有効に利用することができる。つまり、従来技術の如く演算によって加減速時間ΔＴUDVを求める場合には加減速可能期間において演算処理に多く時間が費やされてしまい、実際に中間転写ベルト４１を加減速させるのに使用可能な時間が短くなってしまうのに対し、この実施形態によれば、導出時間が短縮されるため、加減速可能期間の多くを中間転写ベルト４１の加減速制御に利用することができる。このように導出時間による制約を抑制し、装置設計の自由度を高めることができる。
【００４６】
さらに、この実施形態では、レジスト制御量Ｒaaと直流モータの加減速時間ΔＴUDVとを装置環境ごとに設定しているため、装置内の環境、特に温度が変化したとしても、装置環境の変動に追随した加減速時間ΔＴUDVが得られ、如何なる装置環境においても、レジストズレを抑制し、高品質な画像を形成することができる。なお、ここでは、装置環境のみを考慮しているが、その他の環境因子、例えば湿度をも考慮してレジスト制御量Ｒaaと直流モータの加減速時間ΔＴUDVとを環境因子ごとに設定するようにしてもよい。
【００４７】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では、レジスト制御量Ｒaaに応じて転写開始位置を調整するために、感光体２１と中間転写ベルト４１とを同期して加減速制御することで、感光体２１上での潜像形成位置をレジスト制御量Ｒaaに応じて副走査方向にシフト移動させている。ここで、感光体２１上での潜像形成位置をシフト移動させる方法としては、上記感光体／ベルト駆動制御以外に、露光タイミングを制御することでも可能である。そこで、感光体／ベルト駆動制御と露光タイミング制御とを組み合わせてもよい。
【００４８】
また、上記実施形態では、感光体２１と中間転写ベルト４１とを一の直流モータによって駆動制御することで両者を同期して駆動しているが、感光体用モータを駆動源として感光体２１を駆動制御する感光体駆動部と、転写媒体用モータを駆動源として中間転写ベルト４１を駆動制御するベルト駆動部とを設け、これらの感光体駆動部とベルト駆動部とで本発明にかかる「駆動手段」を構成し、この駆動手段によって感光体２１と中間転写ベルト４１とを同期駆動するようにしてもよい。
【００４９】
また、上記のように感光体駆動部とベルト駆動部とを別個に設けた場合には、感光体２１を一定速度で回転駆動する一方、中間転写ベルト４１のうちトナー像の形成されない領域が一次転写領域Ｒ1に位置している期間（一次転写を行わない期間）において、レジスト制御量Ｒaaに基づき中間転写ベルト４１のみを加減速制御して転写開始位置を調整するようにしてもよい。
【００５０】
また、上記実施形態では、駆動源として直流モータを用いているが、これ以外に交流モータやパルスモータなどのモータ全般を用いることができる。
【００５１】
また、上記実施形態にかかる画像形成装置は、ホストコンピュータなどの外部装置よりインターフェース１１２を介して与えられた画像を複写紙、転写紙、用紙およびＯＨＰ用透明シートなどのシートに印字するプリンタであるが、本発明は複写機やファクシミリ装置などの電子写真方式のカラー画像形成装置、つまり複数色のトナーを重ね合わせてカラー画像を形成する画像形成装置全般に適用することができる。
【００５２】
また、上記実施形態では、露光ユニット３では、水平同期用読取センサ３６を設け、この水平同期用読取センサ３６から出力される水平同期信号ＨSYNCに基づき走査タイミングを決定しているが、走査タイミングの決定方法はこれに限定されるものではなく、例えば制御ユニット１内での内部クロック信号を基準に走査タイミングを決定してもよい。
【００５３】
また、上記実施形態では、中間転写ベルト４１の基準位置をセンサ４０で検出して垂直同期信号ＶSYNCを出力しているが、直流モータの回転軸あるいはローラ４２〜４７のいずれかのローラにロータリエンコーダを接続し、ロータリエンコーダの出力から垂直同期信号ＶSYNCを抽出するように構成してもよい。また、中間転写ベルト４１の代わりに感光体２１の基準位置をセンサで検出したり、感光体２１にロータリエンコーダを接続することによって垂直同期信号ＶSYNCを得るように構成してもよい。このようにロータリエンコーダで垂直同期信号を得る場合には、ロータリエンコーダが本発明の「垂直同期信号検出手段」として機能することとなる。
【００５４】
さらに、上記実施形態では、感光体２１上に形成されたトナー像を中間転写ベルト４１上に転写する転写工程を、各トナー色について実行して中間転写ベルト４１上にカラー画像を形成しているが、中間転写ベルト以外の転写媒体（転写ドラム、転写ベルト、転写シート、中間転写ドラム、中間転写シート、反射型記録シートあるいは透過性記憶シートなど）にトナー像を転写してカラー画像を形成する画像形成装置にも本発明を適用することができる。
【００５５】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、同期誤差時間に対応して転写媒体の加減速パターンを予めテーブル形式で記憶しておき、同期誤差時間が検出されると、その検出結果に対応する加減速パターンを導き出すように構成しているので、同期誤差時間に対応する加減速パターンを迅速に求めることができる。そして、こうして求められた加減速パターンで少なくとも転写媒体を一時的に加減速制御し、同期誤差時間に起因するレジストズレを補正しているので、垂直同期信号と走査タイミングとが非同期であることに起因するレジストズレが抑制されて高品質な画像を形成することができる。また、加減速パターンの導出時間を演算によって求める従来技術に比べて導出時間を短縮することができるので、転写媒体を加減速させることができる時間を長く設定することができ、装置設計の自由度を高めることができる。
【００５６】
また、装置環境を検出する装置環境検出手段をさらに設けるとともに、装置環境ごとの補正情報を予め前記記憶部に記憶しておき、前記装置環境検出手段によって検出された装置環境に対応する同期誤差時間および加減速パターンを前記補正情報とすることによって、装置環境に適切に対応しながらレジストズレを補正することができる。したがって、このように構成された発明によれば、装置環境が変動したとしても、常にレジストズレを抑制して高品質な画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかる画像形成装置の一の実施形態を示す図である。
【図２】図１の画像形成装置の電気的構成を示す図である。
【図３】図１の画像形成装置における動作シーケンスの一例を示すタイミングチャートである。
【図４】図１の画像形成装置におけるレジスト制御を示すフローチャートである。
【図５】垂直同期信号と水平同期信号との関係を示す図である。
【図６】この実施形態における直流モータの加減速制御の一態様を示す図である。
【図７】この実施形態における直流モータの加減速制御の他の態様を示す図である。
【図８】補正量と色ずれ量（レジストズレ）との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１…制御ユニット（制御手段）
２…像担持体ユニット
３…露光ユニット（露光手段）
４…転写ユニット（転写手段）
７…装置環境検出センサ
１２…エンジンコントローラ（制御手段）
２１…感光体
２３…現像部（現像手段）
２３Ｙ，２３Ｃ，２３Ｍ，２３Ｋ…現像器（現像手段）
３６…水平同期用読取センサ
４０…垂直同期用読取センサ（垂直同期信号検出手段）
４１…中間転写ベルト（転写媒体）
４１ａ…感光体／ベルト駆動部（駆動手段）
１２１…ＣＰＵ（制御手段）
１２２…感光体／ベルト駆動制御回路
１２６…ＲＯＭ（記憶部）
ＨSYNC…水平同期信号
Ｒaa…レジスト制御量
ＶSYNC…垂直同期信号
【発明の属する技術分野】
この発明は、所定の垂直同期信号を基準として光ビームを前記垂直同期信号と非同期の走査タイミングで感光体上で走査して前記感光体上にトナー像を形成し、さらに当該トナー像を転写媒体に転写する画像形成装置および画像形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の画像形成装置では、次のようにして転写媒体上にカラー画像を形成している。すなわち、感光体および転写媒体が副走査方向に互いに同期して回転駆動される。そして、感光体および転写媒体のうちの一方に設けられた基準位置が垂直同期用読取センサを通過すると、その度に当該センサから垂直同期信号が出力される。また、この垂直同期信号が出力されると、これを基準として、ホストコンピュータなどの外部装置から入力される画像信号に基づき副走査方向に対してほぼ直交する主走査方向に光ビームが感光体上を走査し、これによって画像信号に相当する静電潜像が感光体上に形成される。
【０００３】
さらに、現像器によって静電潜像がトナー現像されてトナー像が形成された後、感光体と同期して副走査方向に回転駆動される転写媒体に転写される。こうした転写処理が各トナー色（イエロー、シアン、マゼンタおよびブラック色）について実行され、各トナー像が重ね合わされて転写媒体上にカラー画像が形成される。
【０００４】
ところで、この種の画像形成装置では、光ビームの走査タイミングが垂直同期信号と非同期となっていることが多く、垂直同期信号と走査タイミングとの同期誤差が発生することがある。この場合、同期誤差の分だけ転写媒体への転写位置がずれてしまう。そのため、同期誤差が各トナー色ごとにばらつくことで、トナー色間でトナー像が相互にずれてしまう、つまりレジストズレが生じてしまい、画像品質の低下を招いていしまう。そこで、このような問題を解決するため、例えば特開平９−８０８５３号公報に記載されたように定常速度で回転する転写媒体を一時的に加減速制御することによって同期誤差を補正する技術が提案されている。
【０００５】
より具体的には、次のようにして転写媒体の速度を一時的に加減速制御している。すなわち、この従来技術では、同期誤差に起因する色ずれ量（本発明の「レジストズレ」に相当）ＬEを求めた後、次式
Ｐ＝（ＬE[μm]×１０-3）／（ＶB[mm／s]×ＴB′[ms]×１０-3）
にしたがって、速度の補正量Ｐを求め、所定時間ＴB′の間だけ転写媒体の定常速度ＶBから補正量Ｐだけ転写媒体を加減速制御している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術では色ずれ量（レジストズレ）と補正量とが比例関係にあるという前提に立って転写媒体の速度を変更しているが、実際の装置では比例関係になっておらず、例えば図８に示すように非線形である。そのため、上記式に基づき転写媒体を補正したのでは同期誤差に起因するレジストズレを確実に補正することはできず、高品質な画像を得ることができない。
【０００７】
また、色ずれ量（レジストズレ）と補正量との関係は装置環境に応じて変動しやすく、例えば同図に示すように低温環境（ＬＬ）、常温環境（ＮＮ）および高温環境（ＨＨ）で大きく相違している。したがって、上記式を用いて補正量を一義的に算出したのでは、装置環境が変動する場合にはレジストズレを適切に補正することができない。
【０００８】
さらに、上記式にしたがって演算によって補正量Ｐを求める場合、比較的長い演算時間が必要となる。そのため、例えばベルト基準信号（本発明の「垂直同期信号」に相当）が出力されてから潜像の書込みを開始するまでの限られた時間の間に上記演算ならびに演算結果に基づく転写媒体の加減速制御を行う場合には、次のような問題が顕著となる。すなわち、演算に時間がかかるために、加減速制御可能な時間を短縮せざるを得ず、急速な加速や減速を行う必要があり、そのような加減速制御を行うことによりスリップなどが生じて転写媒体を目標通りに制御することができず、レジストズレを正確に補正することができなくなる。また、装置構成や動作シーケンスによっては、演算に時間を取られるために、加減速制御するための時間を設定することすら不可能となることもある。したがって、上記従来技術を適用することができる画像形成装置は限定されることとなり、装置設計に対する自由度を低下させる要因の一つとなっている。
【０００９】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、転写媒体上でのレジストズレを抑制して高品質な画像を形成することができる画像形成装置および画像形成方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明にかかる画像形成装置および画像形成方法は、感光体および転写媒体を副走査方向に回転駆動し、少なくとも転写媒体については直流モータにより回転駆動しながら、前記感光体または前記転写媒体の回転動作に関連する垂直同期信号を検出するとともに、装置外部から入力される画像信号に基づき前記副走査方向に対してほぼ直交する主走査方向に光ビームを前記垂直同期信号と非同期の走査タイミングで走査して前記感光体上に前記画像信号に相当するトナー像を形成した後、当該トナー像を前記転写媒体に転写するものであって、上記目的を達成するため、以下のように構成している。
【００１１】
この発明は、所定の加減速時間のみ所定値と異なるレベルを有する信号を直流モータに印加して感光体および転写媒体のうち少なくとも転写媒体を加減速制御することで垂直同期信号と走査タイミングとの同期誤差に起因するレジストズレを補正する。また、レジストズレを補正するために必要なレジスト制御量に対して装置環境ごとに加減速時間を関連付け、該レジスト制御量とこれに対して装置環境ごとに関連付けられた加減速時間とを補正情報として記憶部に記憶している。そして、レジスト制御量および装置環境を検出すると、前記補正情報に基づき当該レジスト制御量および装置環境に対応する加減速時間を求め、当該加減速時間に基づき転写媒体を一時的に加減速制御して前記同期誤差時間に起因するレジストズレを補正している。
【００１２】
なお、「回転動作に関連して垂直同期信号を出力する」とは、感光体または転写媒体が回転することによって周期的に信号が垂直同期信号検出手段から出力されることを意味している。
【００１３】
このように構成された発明では、レジスト制御量に対応して装置環境ごとに加減速時間が予め記憶されており、レジスト制御量および装置環境が検出されると、その検出結果に対応する加減速時間が導き出される。つまり、補正情報が記憶部にテーブル形式で記憶されており、レジスト制御量に対応する加減速時間が装置環境に応じて迅速に求められる。そして、こうして求められた加減速時間に基づいて転写媒体が一時的に加減速制御され、同期誤差時間に起因するレジストズレが補正される。これによって、装置環境によらず垂直同期信号と走査タイミングとが非同期であることに起因するレジストズレが抑制されて高品質な画像を形成することができる。また、加減速時間を導出する時間が演算によって求める従来技術に比べて短縮され、転写媒体および感光体を加減速させることができる時間を長く設定することができ、装置設計の自由度を高めることができる。
また、転写媒体と感光体を一の直流モータにより副走査方向に回転駆動するように構成しても良い。この場合、前記補正情報に基づいて転写媒体および感光体を加減速制御することで前記同期誤差時間に起因するレジストズレを補正できる。これによって、装置環境によらず垂直同期信号と走査タイミングとが非同期であることに起因するレジストズレが抑制されて高品質な画像を形成することができる。また、加減速時間を導出する時間が演算によって求める従来技術に比べて短縮され、転写媒体および感光体を加減速させることができる時間を長く設定することができ、装置設計の自由度を高めることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明にかかる画像形成装置の一の実施形態を示す図である。この画像形成装置は、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の４色のトナーを重ね合わせてフルカラー画像を形成する装置であり、ホストコンピュータなどの外部装置から画像信号が制御ユニット（図２中の符号１）に与えられると、この制御ユニットからの指令に応じてエンジン部Ｅの各部を制御して転写紙、複写紙やＯＨＰシートなどのシートＳに画像信号に対応する画像を形成する。
【００１６】
このエンジン部Ｅでは、像担持体ユニット２の感光体２１にトナー像を形成可能となっている。すなわち、像担持体ユニット２は、図１の矢印方向に回転可能な感光体２１を備えており、さらに感光体２１の周りにその回転方向に沿って、帯電手段としての帯電ローラ２２、現像手段としての現像器２３Ｙ，２３Ｃ，２３Ｍ，２３Ｋ、および感光体用クリーナブレード２４がそれぞれ配置されている。
【００１７】
この装置では、帯電ローラ２２が感光体２１の外周面に当接して外周面を均一に帯電させた後、感光体２１の外周面に向けて露光ユニット３からレーザ光（光ビーム）Ｌが照射される。この露光ユニット３は、同図に示すように、画像信号に応じて変調駆動される半導体レーザなどの発光素子３１を備えており、この発光素子３１からのレーザ光Ｌが高速モータ３２によって回転駆動される多面鏡３３に入射されている。そして、多面鏡３３によって反射されたレーザ光Ｌはレンズ３４およびミラー３５を介して感光体２１上に主走査方向（同図の紙面に対して垂直な方向）に走査して画像信号に対応する静電潜像を形成する。なお、符号３６は主走査方向における同期信号、つまり水平同期信号ＨSYNCを得るための水平同期用読取センサである。
【００１８】
こうして形成された静電潜像は現像部２３によってトナー現像される。すなわち、この実施形態では現像部２３として、イエロー用の現像器２３Ｙ、シアン用の現像器２３Ｃ、マゼンタ用の現像器２３Ｍ、およびブラック用の現像器２３Ｋがこの順序で感光体２１に沿って配置されている。これらの現像器２３Ｙ，２３Ｃ，２３Ｍ，２３Ｋは、それぞれ感光体２１に対して接離自在に構成されており、制御ユニットからの指令に応じて、上記４つの現像器２３Ｙ，２３Ｃ，２３Ｍ，２３Ｋのうちの一の現像器が選択的に感光体２１に当接するとともに、高電圧が印加されて選択された色のトナーを感光体２１の表面に付与して感光体２１上の静電潜像を顕在化する。
【００１９】
現像部２３で現像されたトナー像は、ブラック用現像器２３Ｋと感光体用クリーナブレード２４との間に位置する一次転写領域Ｒ1で転写ユニット４の中間転写ベルト４１上に一次転写される。また、一次転写領域Ｒ1から周方向（図１の矢印方向）に進んだ位置には、感光体用クリーナブレード２４が配置されており、一次転写後に感光体２１の外周面に残留付着しているトナーを掻き落とす。
【００２０】
次に、転写ユニット４の構成について説明する。この実施形態では、転写ユニット４は、ローラ４２〜４７と、これら各ローラ４２〜４７に掛け渡された中間転写ベルト４１と、この中間転写ベルト４１に転写された中間トナー像をシートＳに二次転写する二次転写ローラ４８と、１つの直流モータを駆動源として感光体２１および中間転写ベルト４１を同期して回転駆動する感光体／ベルト駆動部（図２中の符号４１ａ）とを備えている。そして、カラー画像をシートＳに転写する場合には、感光体２１上に形成される各色のトナー像を中間転写ベルト４１上に重ね合わせてカラー画像を形成するとともに、給排紙ユニット６の給紙部６３によってカセット６１、手差しトレイ６２あるいは増設カセット（図示省略）からシートＳを取出して二次転写領域Ｒ2に搬送する。さらに、このシートＳにカラー画像を二次転写することでフルーカラー画像を得ている。
【００２１】
なお、二次転写後、中間転写ベルト４１の外周面に残留付着しているトナーについては、ベルトクリーナ４９に設けられているクリーナブレード４９１によって除去される。すなわち、このベルトクリーナ４９は、中間転写ベルト４１を挟んでローラ４６と対向して配置されており、適当なタイミングでクリーナブレード４９１が中間転写ベルト４１に対して当接してその外周面に残留付着しているトナーを掻き落す。
【００２２】
また、ローラ４３の近傍には、中間転写ベルト４１の基準位置を検出するためのセンサ４０が配置されており、主走査方向とほぼ直交する副走査方向における同期信号、つまり垂直同期信号ＶSYNCを得るための垂直同期用読取センサとして機能する。
【００２３】
上記のようにして転写ユニット４によってトナー像が転写されたシートＳは、給排紙ユニット６の給紙部６３によって所定の給紙経路（２点鎖線）に沿って二次転写領域Ｒ2の下流側に配設された定着ユニット５に搬送され、搬送されてくるシートＳ上のトナー像をシートＳに定着する。そして、当該シートＳはさらに給紙経路に沿って排紙部６４に搬送された後、標準排紙トレイに排紙される。
【００２４】
次に、図１の画像形成装置の電気的構成について図２を参照しつつ説明する。この画像形成装置は、ホストコンピュータなどの外部装置から画像信号が制御ユニット１のメインコントローラ１１に与えられると、このメインコントローラ１１のＣＰＵ１１１からの指令に応じてエンジンコントローラ１２が図１に示すように構成されたエンジン部Ｅの各部を制御してシートＳに画像信号に対応する画像を形成する。
【００２５】
このエンジンコントローラ１２はＣＰＵ１２１を有しており、エンジン部Ｅからの入力信号として水平同期用読取センサ３６から水平同期信号ＨSYNCを、また垂直同期用読取センサ４０から垂直同期信号ＶSYNCを、また定着ユニット５に設けられた温度センサ５１から定着温度を示す温度信号を、さらに感光体２１（または転写ユニット４）の近傍に配設された装置環境検出センサ７から装置環境、特に一次転写領域Ｒ1の近傍温度を示す信号を、それぞれ受けている。また、これらの入力信号および各種情報などに基づき、ＣＰＵ１２１はクロック信号を感光体／ベルト駆動制御回路１２２に与える。この感光体／ベルト駆動制御回路１２２では、与えられたクロック信号に基づき感光体／ベルト駆動部４１ａ、特に直流モータを駆動制御して感光体２１と中間転写ベルト４１とを同期して回転駆動し、感光体２１の回転速度および中間転写ベルト４１の搬送速度Ｖを加減速制御している。このように、本実施形態では、いわゆる外部クロック方式によって直流モータを加減速制御している。
【００２６】
また、エンジンコントローラ１２には、転写ユニット４を制御する専用の制御回路として、感光体／ベルト駆動制御回路１２２以外にも転写ローラ離当接制御回路１２３およびベルトクリーナ離当接制御回路１２４をさらに備えている。この転写ローラ離当接制御回路１２３はＣＰＵ１２１から指令信号に基づき二次転写ローラ用駆動部４８ａを制御して適当なタイミングで二次転写ローラ４８を中間転写ベルト４１に対して離当接させる。一方、ベルトクリーナ離当接制御回路１２４はＣＰＵ１２１から指令信号に基づきＣＢ信号をベルトクリーナ用駆動部４９ａを与えることでベルトクリーナ用駆動部４９ａを制御して適当なタイミングでクリーナブレード４９１を中間転写ベルト４１に対して離当接させる。
【００２７】
なお、図中の符号１１３はホストコンピュータなどの外部装置よりインターフェース１１２を介して与えられた画像を記憶するためにメインコントローラ１１に設けられた画像メモリであり、符号１２５はエンジン部Ｅを制御するための制御データやＣＰＵ１２１における演算結果などを一時的に記憶するためのＲＡＭであり、さらに符号１２６はＣＰＵ１２１で行う演算プログラムならびに後で詳述する補正情報などを記憶するＲＯＭである。
【００２８】
次に、上記のように構成された画像形成装置の動作について、まず概要動作について説明した後、本発明の特徴と密接に関連するレジスト制御動作について詳述する。
【００２９】
図３は、図１の画像形成装置における動作シーケンスの一例を示すタイミングチャートである。同図に示すように、装置電源を投入した後、あるいは画像形成装置のスリープモードが解除されると、中間転写ベルト４１が回転搬送されて垂直同期用読取センサ４０から垂直同期信号ＶSYNCが間欠的に出力される。そして、垂直同期信号ＶSYNCがタイミングＶＴ1〜ＶＴ7，…で出力されるごとに、各垂直同期信号ＶSYNCを基準とし、所定回数だけ水平同期信号ＨSYNCが出力されると、水平同期信号ＨSYNCに基づく走査タイミングでレーザ光Ｌを変調しながら走査してイエロー静電潜像、シアン静電潜像、マゼンタ静電潜像およびブラック静電潜像がこの順序で繰り返して感光体２１上に形成される。また、静電潜像が形成された後、現像器２３Ｙ，２３Ｃ，２３Ｍ，２３Ｋのうちの一の現像器が選択的に感光体２１に当接して感光体２１上の静電潜像を顕在化し、そのトナー像を中間転写ベルト４１上に一次転写する。この一次転写処理は従来より垂直同期信号ＶSYNCの出力から所定時間だけ経過した後に開始されており、こうして各トナー像の転写開始位置を揃えることで、各トナー像のレジスト処理を行っている。
【００３０】
そして、上記一次転写処理を４色分繰り返すと、４色のトナー像が中間転写ベルト４１上で重ね合わされてカラー画像が形成される。こうしてカラー画像が得られると、二次転写ローラ４８がシートＳを挟んで中間転写ベルト４１に当接してシートＳにカラー画像を二次転写するとともに、ＣＢ信号に応じてクリーナブレード４９１が中間転写ベルト４１に当接して当該ベルト表面に残存しているトナーが除去される。このような動作が繰り返されてカラー画像が形成されたシートＳが順次標準排紙トレイに排紙される。
【００３１】
ところで、この実施形態は、垂直同期信号ＶSYNCと水平同期信号ＨSYNC（走査タイミング）とは非同期状態にあるため、従来技術と同様の問題を有しているが、この問題を次に説明するレジスト制御を採用することで解消している。
【００３２】
図４は、図１の画像形成装置におけるレジスト制御を示すフローチャートである。この画像形成装置では、垂直同期信号ＶSYNCが垂直同期用読取センサ４０からＣＰＵ１２１に出力される毎（ステップＳ１）に、ＣＰＵ１２１は以下に説明するステップＳ２〜Ｓ５を実行している。
【００３３】
まず、ステップＳ２では、垂直同期信号ＶSYNCと、水平同期用読取センサ３６から出力される水平同期信号ＨSYNCとの同期誤差時間ΔＴerrorを検出する（図５）。この同期誤差時間ΔＴerrorが取り得る値はゼロから最大、水平同期信号ＨSYNCの１周期ΔＴdotの範囲である。
【００３４】
そして、次のステップＳ３で、同期誤差時間ΔＴerrorによるレジストズレを補正するために必要なレジスト制御量Ｒaaを次式
Ｒaa＝Ｗ×ΔＴerror／ΔＴdot
ただし、Ｗは副走査方向において互いに隣接する走査線の間隔である、
に基づき求める。例えば、副走査方向における解像度が６００ｄｐｉである場合、走査線の間隔Ｗは４２．３μｍとなる。
【００３５】
また、装置環境検出センサ７によって装置内部、特に一次転写領域Ｒ1の近傍温度を計測することによって装置環境を検出する（ステップＳ４）。
【００３６】
こうして求まったレジスト制御量Ｒaaおよび装置の内部温度に対応する加減速時間をＲＯＭ１２６から読み出して加減速時間ΔＴUDVとして設定する（ステップＳ５）。この実施形態では、装置の内部温度に基づき装置内部の装置環境を低温環境（ＬＬ）、常温環境（ＮＮ）および高温環境（ＨＨ）の３段階に分けて、表１に示すように各装置環境におけるレジスト制御量Ｒaaと、感光体／ベルト駆動部４１ａの駆動源たる直流モータの加減速時間ΔＴUDVとを関連付け、これらレジスト制御量Ｒaaおよび加減速時間ΔＴUDVを補正情報として予めＲＯＭ１２６に記憶している。つまり、補正情報（レジスト制御量Ｒaaおよび加減速時間ΔＴUDV）が記憶部として機能するＲＯＭ１２６にテーブル形式で記憶されている。
【００３７】
【表１】
【００３８】
また、ステップＳ２で求めたレジスト制御量Ｒaaと、直流モータの加減速時間ΔＴUDVとを関連付け、補正情報として予めＲＯＭ１２６に記憶しているが、同期誤差時間ΔＴerrorと本発明の「加減速パターン」に相当する加減速時間ΔＴUDVとを関連付け、これら同期誤差時間ΔＴerrorおよび加減速時間ΔＴUDVを補正情報として予めＲＯＭ１２６に記憶するようにしてもよい。
【００３９】
上記のようにして、レジスト制御量Ｒaaに対応する加減速時間ΔＴUDVが設定されると、図６に示すように、各トナー像を一次転写するにあたって、感光体２１を所定の加減速可能期間の間に、ＣＰＵ１２１は感光体／ベルト駆動制御回路１２２に与えるクロック信号を変化させて感光体／ベルト駆動部４１ａの駆動源たる直流モータを加減速制御する（ステップＳ６）。ここで、「加減速可能期間」とは、ＶＩＤＥＯ信号がＨレベルにあり、露光処理が停止している間の期間をいう。また、この加減速可能期間において、１つ前のトナー像の一次転写処理を継続している場合があるが、この実施形態では中間転写ベルト４１は感光体２１と同期して駆動制御されるため、感光体２１および中間転写ベルト４１の加減速制御と並行して一次転写されるトナー像に乱れは生じない。
【００４０】
直流モータの加減速制御によって、一定速度Ｖconsで回転していた感光体２１および中間転写ベルト４１が加減速時間ΔＴUDVの間だけ一時的にΔＶだけ加減速され、潜像形成位置を基準潜像形成位置（予め設定されている潜像形成位置）に対して副走査方向にレジスト制御量Ｒaaだけシフト移動させる。これによって中間転写ベルト４１上でのトナー像の転写位置も副走査方向にレジスト制御量Ｒaaだけ移動する。
【００４１】
転写開始位置の補正が完了すると、ステップＳ１に戻り、次の垂直同期信号ＶSYNCが出力されるのを待ち、垂直同期信号ＶSYNCの出力とともに、上記ステップＳ２〜Ｓ６を繰り返す。
【００４２】
以上のように、この実施形態によれば、感光体２１および中間転写ベルト４１の速度を垂直同期信号ＶSYNCと水平同期信号ＨSYNC（走査タイミング）との同期誤差時間ΔＴerrorに対応して加減速制御しているので、感光体２１上へのトナー像の形成位置を副走査方向にシフト移動し、中間転写ベルト４１上でのトナー像の転写開始位置を補正することができる。そして、かかる補正によって、垂直同期信号ＶSYNCと水平同期信号ＨSYNC（走査タイミング）とが非同期であることに起因するレジストズレを抑制して高品質な画像を形成することができる。
【００４３】
また、上記実施形態では、ＣＰＵ１２１から感光体／ベルト駆動制御回路１２２に与えるクロック信号を変化させて感光体／ベルト駆動部４１ａの駆動源たる直流モータを加減速制御する、いわゆる外部クロック方式で直流モータを制御している。そのため、優れた制御性で直流モータを制御することができる。というのも、外部クロック方式を採用した場合、ＣＰＵ１２１から与えるクロック信号を変更することで任意の制御波形（加減速パターン）で直流モータを制御することができるからである。より具体的には、上記実施形態では、図６に示すように矩形状の制御波形で直流モータを加減速制御しているが、例えば図７に示すように台形状や三角形状の制御波形で直流モータを加減速制御することができる。このように、同期誤差時間の大きさに応じて適切な制御波形で直流モータを制御することで、短時間で、かつ高精度に感光体２１上へのトナー像の形成位置を副走査方向にシフト移動し、中間転写ベルト４１上でのトナー像の転写開始位置を補正することができる。
【００４４】
また、上記実施形態では、レジスト制御量Ｒaaと、感光体／ベルト駆動部４１ａの駆動源たる直流モータの加減速時間ΔＴUDVとを関連付け、これらを補正情報として予め表１に示すようにテーブル形式でＲＯＭ１２６に記憶している。したがって、装置の個体差や設置環境などに応じてテーブル中の補正情報を最適に設定したり、随時変更することができ、装置の個体差などによる影響を緩和することができる。
【００４５】
また、レジスト制御量Ｒaaと加減速時間ΔＴUDVとを補正情報としてテーブル形式でＲＯＭ１２６に記憶しているので、レジスト制御量Ｒaaに対応する加減速時間ΔＴUDVを迅速に求めることができる（ステップＳ５）。その結果、その導出時間が演算によって求めていた従来技術に比べて短縮され、加減速可能期間を有効に利用することができる。つまり、従来技術の如く演算によって加減速時間ΔＴUDVを求める場合には加減速可能期間において演算処理に多く時間が費やされてしまい、実際に中間転写ベルト４１を加減速させるのに使用可能な時間が短くなってしまうのに対し、この実施形態によれば、導出時間が短縮されるため、加減速可能期間の多くを中間転写ベルト４１の加減速制御に利用することができる。このように導出時間による制約を抑制し、装置設計の自由度を高めることができる。
【００４６】
さらに、この実施形態では、レジスト制御量Ｒaaと直流モータの加減速時間ΔＴUDVとを装置環境ごとに設定しているため、装置内の環境、特に温度が変化したとしても、装置環境の変動に追随した加減速時間ΔＴUDVが得られ、如何なる装置環境においても、レジストズレを抑制し、高品質な画像を形成することができる。なお、ここでは、装置環境のみを考慮しているが、その他の環境因子、例えば湿度をも考慮してレジスト制御量Ｒaaと直流モータの加減速時間ΔＴUDVとを環境因子ごとに設定するようにしてもよい。
【００４７】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では、レジスト制御量Ｒaaに応じて転写開始位置を調整するために、感光体２１と中間転写ベルト４１とを同期して加減速制御することで、感光体２１上での潜像形成位置をレジスト制御量Ｒaaに応じて副走査方向にシフト移動させている。ここで、感光体２１上での潜像形成位置をシフト移動させる方法としては、上記感光体／ベルト駆動制御以外に、露光タイミングを制御することでも可能である。そこで、感光体／ベルト駆動制御と露光タイミング制御とを組み合わせてもよい。
【００４８】
また、上記実施形態では、感光体２１と中間転写ベルト４１とを一の直流モータによって駆動制御することで両者を同期して駆動しているが、感光体用モータを駆動源として感光体２１を駆動制御する感光体駆動部と、転写媒体用モータを駆動源として中間転写ベルト４１を駆動制御するベルト駆動部とを設け、これらの感光体駆動部とベルト駆動部とで本発明にかかる「駆動手段」を構成し、この駆動手段によって感光体２１と中間転写ベルト４１とを同期駆動するようにしてもよい。
【００４９】
また、上記のように感光体駆動部とベルト駆動部とを別個に設けた場合には、感光体２１を一定速度で回転駆動する一方、中間転写ベルト４１のうちトナー像の形成されない領域が一次転写領域Ｒ1に位置している期間（一次転写を行わない期間）において、レジスト制御量Ｒaaに基づき中間転写ベルト４１のみを加減速制御して転写開始位置を調整するようにしてもよい。
【００５０】
また、上記実施形態では、駆動源として直流モータを用いているが、これ以外に交流モータやパルスモータなどのモータ全般を用いることができる。
【００５１】
また、上記実施形態にかかる画像形成装置は、ホストコンピュータなどの外部装置よりインターフェース１１２を介して与えられた画像を複写紙、転写紙、用紙およびＯＨＰ用透明シートなどのシートに印字するプリンタであるが、本発明は複写機やファクシミリ装置などの電子写真方式のカラー画像形成装置、つまり複数色のトナーを重ね合わせてカラー画像を形成する画像形成装置全般に適用することができる。
【００５２】
また、上記実施形態では、露光ユニット３では、水平同期用読取センサ３６を設け、この水平同期用読取センサ３６から出力される水平同期信号ＨSYNCに基づき走査タイミングを決定しているが、走査タイミングの決定方法はこれに限定されるものではなく、例えば制御ユニット１内での内部クロック信号を基準に走査タイミングを決定してもよい。
【００５３】
また、上記実施形態では、中間転写ベルト４１の基準位置をセンサ４０で検出して垂直同期信号ＶSYNCを出力しているが、直流モータの回転軸あるいはローラ４２〜４７のいずれかのローラにロータリエンコーダを接続し、ロータリエンコーダの出力から垂直同期信号ＶSYNCを抽出するように構成してもよい。また、中間転写ベルト４１の代わりに感光体２１の基準位置をセンサで検出したり、感光体２１にロータリエンコーダを接続することによって垂直同期信号ＶSYNCを得るように構成してもよい。このようにロータリエンコーダで垂直同期信号を得る場合には、ロータリエンコーダが本発明の「垂直同期信号検出手段」として機能することとなる。
【００５４】
さらに、上記実施形態では、感光体２１上に形成されたトナー像を中間転写ベルト４１上に転写する転写工程を、各トナー色について実行して中間転写ベルト４１上にカラー画像を形成しているが、中間転写ベルト以外の転写媒体（転写ドラム、転写ベルト、転写シート、中間転写ドラム、中間転写シート、反射型記録シートあるいは透過性記憶シートなど）にトナー像を転写してカラー画像を形成する画像形成装置にも本発明を適用することができる。
【００５５】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、同期誤差時間に対応して転写媒体の加減速パターンを予めテーブル形式で記憶しておき、同期誤差時間が検出されると、その検出結果に対応する加減速パターンを導き出すように構成しているので、同期誤差時間に対応する加減速パターンを迅速に求めることができる。そして、こうして求められた加減速パターンで少なくとも転写媒体を一時的に加減速制御し、同期誤差時間に起因するレジストズレを補正しているので、垂直同期信号と走査タイミングとが非同期であることに起因するレジストズレが抑制されて高品質な画像を形成することができる。また、加減速パターンの導出時間を演算によって求める従来技術に比べて導出時間を短縮することができるので、転写媒体を加減速させることができる時間を長く設定することができ、装置設計の自由度を高めることができる。
【００５６】
また、装置環境を検出する装置環境検出手段をさらに設けるとともに、装置環境ごとの補正情報を予め前記記憶部に記憶しておき、前記装置環境検出手段によって検出された装置環境に対応する同期誤差時間および加減速パターンを前記補正情報とすることによって、装置環境に適切に対応しながらレジストズレを補正することができる。したがって、このように構成された発明によれば、装置環境が変動したとしても、常にレジストズレを抑制して高品質な画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかる画像形成装置の一の実施形態を示す図である。
【図２】図１の画像形成装置の電気的構成を示す図である。
【図３】図１の画像形成装置における動作シーケンスの一例を示すタイミングチャートである。
【図４】図１の画像形成装置におけるレジスト制御を示すフローチャートである。
【図５】垂直同期信号と水平同期信号との関係を示す図である。
【図６】この実施形態における直流モータの加減速制御の一態様を示す図である。
【図７】この実施形態における直流モータの加減速制御の他の態様を示す図である。
【図８】補正量と色ずれ量（レジストズレ）との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１…制御ユニット（制御手段）
２…像担持体ユニット
３…露光ユニット（露光手段）
４…転写ユニット（転写手段）
７…装置環境検出センサ
１２…エンジンコントローラ（制御手段）
２１…感光体
２３…現像部（現像手段）
２３Ｙ，２３Ｃ，２３Ｍ，２３Ｋ…現像器（現像手段）
３６…水平同期用読取センサ
４０…垂直同期用読取センサ（垂直同期信号検出手段）
４１…中間転写ベルト（転写媒体）
４１ａ…感光体／ベルト駆動部（駆動手段）
１２１…ＣＰＵ（制御手段）
１２２…感光体／ベルト駆動制御回路
１２６…ＲＯＭ（記憶部）
ＨSYNC…水平同期信号
Ｒaa…レジスト制御量
ＶSYNC…垂直同期信号
Claims (5)
- 副走査方向に回転自在な感光体および転写媒体と、前記感光体および前記転写媒体を前記副走査方向に回転駆動し、少なくとも前記転写媒体については直流モータにより回転駆動する駆動手段と、前記感光体または前記転写媒体の回転動作に関連して垂直同期信号を出力する垂直同期信号検出手段と、装置外部から入力される画像信号に基づき前記副走査方向に対してほぼ直交する主走査方向に光ビームを前記垂直同期信号と非同期の走査タイミングで走査して前記感光体上に前記画像信号に相当する静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像を現像して前記感光体上にトナー像を形成する現像手段と、前記転写媒体に前記感光体上のトナー像を転写する転写手段とを備えた画像形成装置において、
所定の加減速時間のみ所定値と異なるレベルを有する信号を前記直流モータに印加して前記転写媒体を一時的に加減速制御することで垂直同期信号と走査タイミングとの同期誤差に起因するレジストズレを補正する制御手段と
装置環境を検出する装置環境検出手段とをさらに備え、
前記制御手段は、垂直同期信号と走査タイミングとの同期誤差に起因するレジストズレを補正するために必要となるレジスト制御量に対して装置環境ごとに前記加減速時間を関連付け、該レジスト制御量とこれに対して装置環境ごとに関連付けられた前記加減速時間とを補正情報として予め記憶する記憶部を備え、前記補正情報に基づき、実際に検出されたレジスト制御量および前記装置環境検出手段の検出結果に対応して求められた加減速時間に基づいて前記転写媒体を加減速制御することを特徴とする画像形成装置。 - 前記駆動手段は前記感光体を前記直流モータと異なる感光体用モータにより前記転写媒体とは別個に回転駆動し、
前記制御手段は、レジスト制御量に応じて前記直流モータを制御して前記感光体に対して前記転写媒体を相対的に加減速制御し、前記転写媒体上でのトナー像の転写開始位置を前記副走査方向において補正することによってレジストズレを補正する請求項１に記載の画像形成装置。 - 前記駆動手段は前記感光体を前記直流モータにより回転駆動し、
前記制御手段は、前記レジスト制御量に応じて前記直流モータを制御して前記転写媒体と前記感光体とを一時的に加減速制御し、前記感光体上へのトナー像の形成位置を前記副走査方向にシフト移動させることによってレジストズレを補正する請求項１に記載の画像形成装置。 - 直流モータによって転写媒体を副走査方向に回転駆動するとともに感光体用モータによって感光体を副走査方向に回転駆動しながら、前記感光体または前記転写媒体の回転動作に関連する垂直同期信号を検出するとともに、装置外部から入力される画像信号に基づき前記副走査方向に対してほぼ直交する主走査方向に光ビームを前記垂直同期信号と非同期の走査タイミングで走査して前記感光体上に前記画像信号に相当するトナー像を形成した後、当該トナー像を前記転写媒体に転写する画像形成方法において、
所定の加減速時間のみ所定値と異なるレベルを有する信号を前記直流モータに印加して前記転写媒体を一時的に加減速して、垂直同期信号と走査タイミングとの同期誤差に起因するレジストズレを補正する補正工程と、
装置環境を検出する装置環境検出工程と、
垂直同期信号と、走査タイミングとの同期誤差に起因するレジストズレを補正するために必要となるレジスト制御量を検出する検出工程と、
垂直同期信号と走査タイミングとの同期誤差に起因するレジストズレを補正するために必要となるレジスト制御量に対して装置環境ごとに前記加減速時間を関連付け、該レジスト制御量とこれに対して装置環境ごとに関連付けられた前記加減速時間とを補正情報として予め記憶する記憶工程とを備え、
前記補正工程は、前記補正情報に基づき、実際に検出されたレジスト制御量と前記装置環境検出工程の検出結果に対応して求められた加減速時間に基づいて前記転写媒体を前記感光体に対して相対的に加減速制御して前記レジストズレを補正することを特徴とする画 像形成方法。 - 直流モータによって前記転写媒体および前記感光体を副走査方向に回転駆動しながら、前記感光体または前記転写媒体の回転動作に関連する垂直同期信号を検出するとともに、装置外部から入力される画像信号に基づき前記副走査方向に対してほぼ直交する主走査方向に光ビームを前記垂直同期信号と非同期の走査タイミングで走査して前記感光体上に前記画像信号に相当するトナー像を形成した後、当該トナー像を前記転写媒体に転写する画像形成方法において、
所定の加減速時間のみ所定値と異なるレベルを有する信号を前記直流モータに印加して前記転写媒体を一時的に加減速して、垂直同期信号と走査タイミングとの同期誤差に起因するレジストズレを補正する補正工程と、
装置環境を検出する装置環境検出工程と、
垂直同期信号と、走査タイミングとの同期誤差に起因するレジストズレを補正するために必要となるレジスト制御量を検出する検出工程と、
垂直同期信号と走査タイミングとの同期誤差に起因するレジストズレを補正するために必要となるレジスト制御量に対して装置環境ごとに前記加減速時間を関連付け、該レジスト制御量とこれに対して装置環境ごとに関連付けられた前記加減速時間とを補正情報として予め記憶する記憶工程とを備え、
前記補正工程は、所定の加減速時間のみ所定値と異なるレベルを有する信号を前記直流モータに印加して前記転写媒体および前記感光体を一時的に加減速するとともに、前記補正情報に基づき、実際に検出されたレジスト制御量と前記装置環境検出工程の検出結果に対応して求められた加減速時間に基づいて前記転写媒体および前記感光体を加減速制御して前記レジストズレを補正することを特徴とする画像形成方法。
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