JP5151283B2 - 画像形成装置及び位置ずれ補正方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置及びその位置ずれ補正方法に係り、特に、複数の像担持体を回転駆動するブラシレスモータ等のモータの回転速度を個別に制御して位置ずれ（色ずれ）を補正するカラーPPC、MFP、FAX、プリンタ等のタンデム型カラー画像形成装置及びその位置ずれ補正方法に関する。

電子写真式画像形成装置では、カラー複写機やカラープリンタ等、カラー画像形成装置が多くなってきている。中でも、複数の感光体にそれぞれ個別に現像装置を備え、各感光体上にそれぞれ単色トナー画像を形成し、それらの単色トナー画像を順次転写してシート状の転写紙に合成よりカラー画像を記録するタンデム型カラー画像形成装置が増えてきている。

従来の画像形成装置の概略構成図を、図９Ａ−図９Ｃに示す。図９Ａの画像形成装置は、複数の感光体11Y、11C、11M、11B（総称して感光体11という）に、それぞれ個別に現像装置12Y、12C、12M、12B（総称して現像装置12という）、転写装置13Y、13C、13M、13B（総称して転写装置13という）を配置したタンデム型の電子写真式カラー画像形成装置である。各感光体11の表面に、それぞれ単色のトナー画像を形成し、それらの単色トナー画像を中間転写ベルト15と接触させて、中間転写ベルト15上に順次転写して合成カラー画像を形成し、そのカラー画像をシート状の転写紙に一括転写することにより、フルカラーの画像を形成可能である。

図９Ａの画像形成装置には、複数のドラム状の感光体11Y、11C、11M、11Bが並設されている。それぞれが独立して回転可能な複数の像担持体であり、色の異なる画像がそれぞれ各感光体の表面に形成される。各感光体11上に形成された各画像が、各感光体11にそれぞれ対応する中間転写ベルト15の転写位置に転写される。中間転写ベルト15上の各転写位置で、転写装置13Y、13C、13M、13Bを上下させて、各感光体11上の各画像を転写する。接離機構14YMC、14Bを稼動させることで、転写装置13が上下するので、中間転写ベルト15と離れたり接触したりできる。各感光体11の回りには、現像装置12や帯電装置16やクリーニング装置17や除電装置18等が設けられている。レーザー書込部19からのレーザー光により、各色の画像信号に基づいて走査されて、各感光体11に静電潜像が形成される。

図９Ｂは、感光体上の画像を直接記録紙に転写させる直接転写方式の画像形成装置の作像部を示す概略構成図である。図９Ａと対応する部分には同一の符号を付してある。この画像形成装置には、感光体11Y、11C、11M、11Bがある。それぞれが独立して回転可能な複数の像担持体であり、色の異なる画像がそれぞれ形成される。複数の感光体11上に形成された各画像が、それぞれ対応する転写位置で、記録紙である転写紙Ｐに、各転写装置13で直接転写される。転写装置13Y、13C、13M、13Bを、各転写位置で転写搬送ベルト30上に上下させる。接離機構14YMC、14Bを稼動させることで、転写装置13が上下するので、転写搬送ベルト30と接触したり離れたりできる。転写搬送ベルト30は、搬送駆動モータ31により回転される駆動ローラ32と従動ローラ33との間に張りわたされており、矢印方向に回動する。

図９Ｃは、第１と第２の中間転写体を有するタンデム型の画像形成装置の作像部付近を示す概略構成図である。この画像形成装置には、感光体11Y、11C、11M、11Bがある。それぞれが独立して回転可能な４つの像担持体であり、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの画像がそれぞれ形成される。４つの感光体のうちの２つの感光体11Y、11C上に形成された各画像が、１次転写位置Ｐ₅、Ｐ₆で重ね合わされて、中間転写体34Aに転写される。残りの２つの感光体11M、11B上に形成された各画像が、１次転写位置Ｐ₇，Ｐ₈で重ね合わされて、中間転写体34Bに転写される。中間転写体34A、34Bは、独立して回転可能である。中間転写体34A、34Bは、第１中間転写モータ35A、35Bにより回転駆動される。転写装置13Y、13C、13M、13Bと、接離機構14Y、14C、14M、14B（総称して接離機構14という）がある。各感光体11上に、それぞれ単色のトナー画像を形成する。接離機構14を稼動させて、転写装置13を第１中間転写ベルトと接触させる。それらの単色トナー画像を、第１中間転写ベルト上に順次転写する。

また、この画像形成装置は、２つの中間転写体34A、34Bにそれぞれ転写された各画像が、２次転写位置Ｐ₉、Ｐ₁₀で重ね合わされて転写される中間転写ドラム36を備えている。中間転写ドラム36は、第２中間転写モータ37により回転される。中間転写ドラム36に転写された画像を、転写ローラ38により、３次転写位置Ｐ₁₁で転写紙Ｐに転写する。転写紙Ｐを搬送する方向に回動する搬送ベルト39があり、搬送ベルト39は、駆動ローラ40と従動ローラ41との間に張られている。駆動モータ42により駆動ローラ40が回転することにより、矢印方向に回動する。

カラー画像形成装置においては、色を重ね合わせるときに、その位置が正しい位置からずれてしまい、画像上で色ずれ等が発生することがある。その原因には、潜像を形成する際のレーザービーム照射角度のずれや、書込装置のタイミング分解能の粗さや、複数の感光体ユニットの取付け位置のずれ等がある。それらの影響で、各色で生成されたトナー像を転写する際に、位置ずれ（色ずれ）が発生することがある。各色の画像を転写し重ね合わせるときに、その位置が所望の転写位置からずれてしまうと、画像上で色むら等が発生する。

上記の問題を解消するためには、回転する各感光体の回転速度を変更して、露光から転写までにかかる時間を微調整する手段を設けて、位置ずれ（色ずれ）を低減する必要がある。そこで、各感光体を回転駆動するモータの回転速度を変更して、転写部での画像レジスト位置を変更することにより、位置ずれ（色ずれ）を補正する画像形成装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１の画像形成装置においては、複数の像担持体に形成されている各画像を転写体上に重ね合わせ状態に転写する際に、像担持体上の露光位置に形成された画像が転写位置に到達するまでの到達時間が各像担持体間で一定となるように各像担持体の回転速度を調整する位置ずれ補正方法が採用されている。
特開２００６−０４７９９０号公報

特許文献１の画像形成装置においては、画像形成に先立って、色ずれ検知用パターンを転写体に形成し、色ずれ検知用パターンをセンサで検知した結果に基づいて色ずれ量を算出する。しかし、検出した色ずれを補正するために、像担持体を回転駆動するモータの回転速度を実際に変更するには、色ずれ補正用の制御モードを設けて、モータを一旦停止して回転速度の変更を行う必要があった。このため、従来、色ずれ補正後のカラー画像を形成するには、画像形成にかかる時間に加え、色ずれ補正用の制御モードを実行する時間やモータを再起動して目標回転速度に到達する時間が余分に必要であった。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、画像形成装置及び位置ずれ補正方法において、各感光体を回転駆動するモータを継続的に回転させたままで位置ずれ（色ずれ）を補正することにより、位置ずれ補正に要する時間を短縮して、画像形成の効率を向上させることを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明の画像形成装置は、複数の像担持体を備え、各像担持体上に作像された各色の画像を転写媒体上に転写してカラー画像を形成する画像形成装置であって、前記画像形成装置を制御するメイン制御部と、前記複数の像担持体を回転する複数のモータの駆動及び回転速度を個別に制御するモータ制御部と、形成されたカラー画像の位置ずれを検知する位置ずれ検知手段とを備え、前記メイン制御部は、前記位置ずれ検知手段が検知した位置ずれを補正するための目標回転速度を指示する速度信号を、前記像担持体上に画像が作像されてから前記画像が前記転写媒体上に転写されるまでの間も前記モータ制御部に送信可能とする速度信号送信手段と、前記像担持体上に画像が作像されてから、前記画像が前記転写媒体上に転写されるまでの時間を除いた時間に、速度変更を許可する速度変更許可信号を前記モータ制御部に送信する速度変更許可信号送信手段とを備え、前記モータ制御部は、前記速度変更許可信号を受信したときに、直前に受信した前記速度信号に基づく前記目標回転速度に前記モータの回転速度を変更する回転速度変更手段を備えることを特徴とする。

また、上記の課題を解決するために、本発明の位置ずれ補正方法は、複数の像担持体を備え、各像担持体上に作像された各色の画像を転写媒体上に転写してカラー画像を形成する作像部と、メイン制御部と、前記複数の像担持体を回転する複数のモータの駆動及び回転速度を個別に制御するモータ制御部とを備える画像形成装置の位置ずれ補正方法であって、形成されたカラー画像の位置ずれを検知する位置ずれ検知手順と、前記位置ずれ検知手順で検知された位置ずれを補正するための目標回転速度を指示する速度信号を、前記像担持体上に画像が作像されてから前記画像が前記転写媒体上に転写されるまでの間も、前記メイン制御部から前記モータ制御部に送信可能とする速度信号送信手順と、前記像担持体上に画像が作像されてから、前記画像が前記転写媒体上に転写されるまでの時間を除いた時間に、速度変更を許可する速度変更許可信号を前記メイン制御部から前記モータ制御部に送信する速度変更許可信号送信手順と、前記モータ制御部が、前記速度変更許可信号を受信したときに、直前に受信した前記速度信号に基づく前記目標回転速度に前記モータの回転速度を変更する回転速度変更手順とを有することを特徴とする。

本発明の画像形成装置及び位置ずれ補正方法によれば、位置ずれ（色ずれ）補正に要する時間を削減でき、画像形成の効率を向上させることが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置のメイン制御部とモータ制御部の構成を示すブロック図である。ここで、図１の画像形成装置は、タンデム型カラー画像形成装置であって、図９Ａ−図９Ｃに示した従来の画像形成装置の作像部と同様の構成を有する作像部を有するものとする。図１において、図９Ａ−図９Ｃに示した構成部材と対応する同一の構成部材には同じ参照符号が付してあり、その対応する構成部材についての重複する説明は省略する。

図１の画像形成装置は、画像形成装置全体を制御するメイン制御部１と、作像部の複数の感光体１１を回転する複数のモータ（ブラシレスモータ等）２０の駆動及び回転速度を個別に制御するモータ制御部２とを備える。図１の画像形成装置において、メイン制御部１は、メインCPU４と画像処理部２８を備える。画像処理部２８は、画像データに応じて各色の画像領域の開始と終了を指示する作像基準信号FGATEをメインCPU４と各書込装置２６に出力する。モータ制御部２は、サブCPU５と、複数のモータ２０の駆動及び回転速度をそれぞれ個別に制御するための複数のモータ駆動部３とを備える。モータ制御部２は、メイン制御部１からの指示に従い、各モータ駆動部３を介して各モータ２０の駆動及び回転速度を個別に制御する。

図１の画像形成装置において、メイン制御部１は、画像データを処理して画像形成を制御するとともに、モータ制御部２を介してモータの制御を行う。すなわち、メイン制御部１は各感光体ドラムを回転させるモータの起動と停止を指示し、各モータの回転速度を制御する。モータ制御部２は、メイン制御部１より受信した指示に従って各モータを駆動させる。書込装置２６は、画像データに従ってレーザー光を偏向させて走査し、感光体ドラムへ静電潜像を形成する。メイン制御部１のメインCPU４は、色ずれを検知するための色ずれ検知用パターンの転写ベルトへの書込みを指示し、位置センサ２７により色ずれ検知用パターンの色ずれ量を計測し、色ずれの検知を行う。

次に、図２Ａ−図２Ｄを参照しながら、クロック信号を速度信号として送信する場合のメイン制御部とモータ制御部間の各信号の送受信について説明する。図２Ａは、本発明の一実施態様に係る画像形成装置のメイン制御部とモータ制御部間の信号を示すブロック図である。図２Ｂと図２Ｃは、図２Ａの画像形成装置の各信号のタイミングチャートである。図２Ｄは、図２Ａの画像形成装置の感光体１１における感光位置から転写位置までの角度を示す図である。

図２Ａに示すように、メイン制御部１のメインCPU４とモータ制御部２のサブCPU５との間には、少なくともモータ起動／停止指示信号（START/STOP）と、速度信号（CLOCK）と、速度変更許可信号（SPEN）と、回転安定信号（LOCK）が、各モータ２０用に接続されている。そのため、各モータの回転速度を個別に設定して、各々異なる速度でモータを駆動することが可能である。目標回転速度に対応するクロック周波数をサブCPU５に入力し、クロックをカウントして駆動周波数を決めることで、各モータ２０の回転速度を制御する。駆動周波数が高いほど回転速度は大きくなる。

図２Ｂにおいて、START/STOP信号のアサート（この例では、"Ｈ"レベルから"Ｌ"レベルに遷移）がモータ起動指示となり、START/STOP信号のネゲート（図示なし、"Ｌ"レベルから"Ｈ"レベルに遷移）がモータ停止指示となる。SPEN信号は、メインCPU４がワンショットでサブCPU５に送信するトリガ信号である。サブCPU５は、ある時間幅の"Ｌ"レベルを有するSPEN信号を受け取ると、そのSPEN信号のアサート（この例では、"Ｈ"レベルから"Ｌ"レベルに遷移）を検知したときに、モータ２０の回転速度の変更を許可される。LOCK信号は、サブCPU５が各モータ２０の回転安定をメインCPU４に通知するための信号である。サブCPU５は、モータ２０の回転速度が変更された後に、エンコーダ２５からのモータ回転速度の検出信号に基づいて、モータ２０の回転が安定状態に達したと判定すると、LOCK信号をアサート（図示なし、"Ｈ"レベルから"Ｌ"レベルに遷移）することによりメインCPU４にモータ２０の回転安定を通知する。メインCPU４はLOCK信号を受け取ると、次回の画像領域についての画像形成を開始する。

なお、図２Ａ−図２Ｃ、図３Ａ、図３Ｂでは負論理の信号を上付きバーで示してあるが、以下の説明では単にSPEN信号等と表示する。

図２Ｂのタイミングチャートにおいて、FGATE信号は、画像処理部２８が画像データに応じて生成した、各色の画像領域の開始と終了を指示する作像基準信号である。画像処理部２８はFGATE信号をメインCPU４と各書込装置２６とに出力する。FGATE信号が有する"Ｌ"レベルの時間幅によって、各色の画像領域の範囲が指示される。FGATE信号のアサート（この例では、"Ｈ"レベルから"Ｌ"レベルに遷移）が画像領域開始となり、FGATE信号のネゲート（この例では、"Ｌ"レベルから"Ｈ"レベルに遷移）が画像領域終了となる。このFGATE信号が"Ｈ"レベルである時（即ち感光体に画像が形成されていない時）でないと、SPEN信号はアサートされない。

ただし、感光体を回転駆動するモータが起動中で、複数の画像形成中に回転速度を変更する場合には、メインCPU４は、FGATE信号がネゲートされてから、所定の時間（感光体上の露光位置の画像が転写ベルト上の転写位置に到達するまでの時間）が経過するまで、SPEN信号をアサートしないように構成されている。すなわち、位置ずれ補正のためのモータの回転速度の調整は、位置ずれを検出した直後の画像形成が完了した後に行う必要がある。このため、メインCPU４は、FGATE信号がネゲートされた時点から所定の時間経過した後に、SPEN信号をアサートする。この所定の時間は、図２Ｄに示す、露光位置から転写位置までの感光体１１の回転中心回りの回転角度α（既知の設定値）と感光体１１の回転速度（エンコーダ２５の検出信号から算出される値）とから算出される。

図２Ｂのタイミングチャートは、メインCPU４のクロック生成回路が速度信号（CLOCK）をサブCPU５に常時送信する場合を示す。メインCPU４は、位置ずれを検出したときに、速度信号（CLOCK）のクロック周波数を、検出した位置ずれを補正するための目標回転速度に対応するクロック周波数に変更し、クロック周波数を変更した速度信号（CLOCK）をサブCPU５に出力する。

一方、図２Ｃのタイミングチャートは、メインCPU４が、位置ずれを検出したときのみ、クロック周波数を変更した速度信号（CLOCK）をサブCPU５に送信する場合を示す。この場合、速度信号（CLOCK）の送信タイミングは、SPEN信号のアサート前であれば任意である。

次に、図３Ａ−図３Ｃを参照しながら、シリアル通信による速度データを速度信号として送信する場合のメイン制御部とモータ制御部間の各信号の送受信について説明する。図３Ａは、本発明の一実施態様に係る画像形成装置のメイン制御部とモータ制御部間の信号を示すブロック図である。図３Ｂは、図３Ａの画像形成装置の各信号のタイミングチャートである。図３Ｃは、図３Ａの画像形成装置の感光体における感光位置から転写位置までの角度を示す図である。

図３Ａに示すように、メイン制御部１のメインCPU４とモータ制御部２のサブCPU５との間には、少なくともモータ起動／停止指示信号（START/STOP）と、速度信号（シリアル通信のTxd）と、シリアル通信のRxdと、速度変更許可信号（SPEN）と、回転安定信号（LOCK）が、各モータ２０用に接続されている。そのため、各モータの回転速度を個別に設定して、各々異なる速度で各モータを駆動することが可能である。

図３Ｂに示すように、メインCPU４からの目標回転速度を指示する速度データは、シリアル通信によりサブCPU５で受信される。通信のプロトコルや速度データは、メインCPU４とサブCPU５の間で取り決めておく。サブCPU５は、速度データを受信すると、応答メッセージであるACKをメインCPU４に送信する。その後、サブCPU５は、受信した速度データが所定の範囲内の正常データであれば、受信完了をメインCPU４に通知する。

図３Ｂにおいても、START/STOP信号のアサート（この例では、"Ｈ"レベルから"Ｌ"レベルに遷移）がモータの起動指示信号となり、START/STOP信号のネゲート（図示なし、"Ｌ"レベルから"Ｈ"レベルに遷移）がモータの停止指示信号となる。SPEN信号は、ワンショットでサブCPU５に送信されるトリガ信号である。サブCPU５は、ある時間幅の"Ｌ"レベルを有するSPEN信号を受け取ると、そのSPEN信号のアサート（この例では、"Ｈ"レベルから"Ｌ"レベルに遷移）を検知したときに、モータ２０の回転速度の変更を許可される。LOCK信号は、サブCPU５が各モータ２０の回転安定をメインCPU４に通知するための信号である。サブCPU５は、モータ２０の回転速度が変更された後に、エンコーダ２５からのモータ回転速度の検出信号に基づいて、モータ２０の回転が安定状態に達したと判定すると、LOCK信号をアサート（図示なし、"Ｈ"レベルから"Ｌ"レベルに遷移）することによりメインCPU４にモータ２０の回転安定を通知する。メインCPU４はLOCK信号を受け取ると、次回の画像領域についての画像形成を開始する。

図３Ｂのタイミングチャートにおいて、FGATE信号は、画像処理部２８が画像データに応じて生成した、各色の画像領域の開始と終了を指示する作像基準信号である。画像処理部２８はFGATE信号をメインCPU４と各書込装置２６とに出力する。FGATE信号が有する"Ｌ"レベルの時間幅によって、各色の画像領域の範囲が指示される。FGATE信号のアサート（この例では、"Ｈ"レベルから"Ｌ"レベルに遷移）が画像領域開始となり、FGATE信号のネゲート（この例では、"Ｌ"レベルから"Ｈ"レベルに遷移）が画像領域終了となる。このFGATE信号が"Ｈ"レベルである時（即ち感光体に画像が形成されていない時）でないと、SPEN信号はアサートされない。

ただし、感光体を回転駆動するモータが駆動中で、複数の画像形成中に回転速度を変更する場合には、メインCPU４は、FGATE信号がネゲートされてから、所定の時間（感光体上の露光位置の画像が転写ベルト上の転写位置に到達するまでの時間）が経過するまで、SPEN信号をアサートしないように構成されている。すなわち、位置ずれ補正のためのモータの回転速度の調整は、位置ずれを検出した直後の画像形成が完了した後に行う必要がある。このため、メインCPU４は、FGATE信号がネゲートされた時点から所定の時間経過した後に、SPEN信号をアサートする。この所定の時間は、図３Ｃに示す、露光位置から転写位置までの感光体１１の回転中心回りの回転角度α（既知の設定値）と感光体１１の回転速度（エンコーダ２５の検出信号から算出される値）とから算出される。

また、サブCPU５は、モータ２０の回転速度が変更された後に、エンコーダ２５からのモータ回転速度の検出信号に基づいて、モータ２０の回転が安定状態に達したと判定すると、LOCK信号をアサート（図示なし、"Ｈ"レベルから"Ｌ"レベルに遷移）することによりメインCPU４にモータ２０の回転安定を通知する。メインCPU４はLOCK信号を受け取ると、次回の画像領域についての画像形成を開始する。

次に、図４Ａと図４Ｂを参照しながら、本発明の一実施形態に係る画像形成装置が実行する色ずれ検知方法を説明する。本実施形態の画像形成装置は、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色のステーション（すなわち、図１の画像形成装置の各色に対応する作像部（感光体１１、モータ２０、書込装置２６等を含む））で、位置ずれ（色ずれ）検出用パターンを、転写ベルト上に転写させる。例えば、検出用パターン＃１の場合は、ブラックを基準にし、イエロー、シアン、マゼンタと重ね、少しずつ重ね量を変えて検出用パターンを形成する。そのパターンに位置センサ２７の光源部（LEDやLD）からの光を照射する。その反射光を位置センサ２７の検出部（フォトセンサ）により検出する。位置センサ２７の検出結果に基づいて、メイン制御部１のメインCPU４は、検出用パターン＃１の各色の所望の転写位置からのずれ量を算出する。

また、検出用パターン＃２の場合、転写ベルト上の主走査方向と平行になるように、各色毎にある一定のライン（パターン＃２）を転写ベルトに転写することにより各色の検出用パターン＃２を形成する。転写ベルトに転写された各ラインに、位置センサ２７の光源部（LEDやLD）からの光を照射する。その反射光を位置センサ２７の検出部（フォトセンサ）により検出する。位置センサ２７の検出結果に基づいて、メイン制御部１のメインCPU４は、検出用パターン＃２の各色のラインの所望の転写位置からのずれ量を算出する。

あるいは、他の実施形態に係る画像形成装置においては、その位置ずれ（色ずれ）検知手段にカラーCCDを用い、カラーCCDのRGB出力結果に基づいて、各色の位置ずれ（色ずれ）を検出する方法を用いることも可能である。また、本発明の一実施形態に係る画像形成装置において、位置ずれ（色ずれ）検知パターンの形成は、画像形成と画像形成の間に行うともに、画像形成中に、位置ずれ（色ずれ）量を計測するように構成することができる。

次に、図５を参照しながら、本発明の一実施形態に係る画像形成装置におけるメイン制御部１のメインCPU４が実行する速度変更指示動作手順を説明する。

ステップS１において、メインCPU４は、検出された位置ずれを補正するのに必要な目標回転速度を指示するための速度信号（速度データ）をサブCPU５に送信する。この速度信号の送信手順は図２Ｂ、図２Ｃ、図３Ｂに示した送信方法のいずれかの方法を用いて行われる。ステップS２において、メインCPU４は、FGATE信号がネゲートされるまで待機する。ステップS３において、メインCPU４は、FGATE信号がネゲートされた時点から、感光体上の転写が終了するまでの所定の時間だけ、待機する。ステップS４において、メインCPU４はSPEN信号をアサートする。ステップS５において、メインCPU４は、サブCPU５から回転安定通知を受信するまで待機する。回転安定通知を受信した時点で、メインCPU４は、図５の速度変更指示動作手順を終了して、次の画像の書込みを許可する。

次に、図６を参照しながら、本発明の一実施形態に係る画像形成装置におけるモータ制御部２のサブCPU５が実行する速度データ受信動作手順を説明する。

ステップS11において、サブCPU５は、メインCPU４から送信される速度信号（速度データ）を受信するまで待機する。メインCPU４からの速度データを受信したら、サブCPU５は、その速度データを直ちに回転速度に反映せず、ステップS12において、予約の回転速度変更のデータとして、受信した速度データをRAM（図示なし）に格納し、SPEN信号がアサートされるまで待機する。

次に、図７を参照しながら、本発明の一実施形態に係る画像形成装置におけるモータ制御部２のサブCPU５が実行する速度変更実行動作手順を説明する。

ステップS21において、サブCPU５は、SPEN信号がアサートされるまで待機する。SPEN信号のアサートを検知したら、サブCPU５は、ステップS22において、図６のステップS12で格納した速度データをRAMから呼び出し、該当するモータ２０の回転速度の変更を開始する。ステップS23において、サブCPU５は、エンコーダ２５からの検出信号を監視しながら、該当するモータ２０の回転速度が安定するまで待機する。該当するモータ２０が変更した回転速度で安定したと判定した後、サブCPU５は、ステップS24において、LOCK信号をメインCPU４に送信することにより、回転安定したことをメインCPU４に通知する。

次に、図８Ａと図８Ｂを参照しながら、本発明の一実施形態に係る画像形成装置での転写位置ずれについて説明する。図８Ａは、ブラックのステーション（図１の画像形成装置のブラックに対応する作像部（感光体１１、モータ２０、書込装置２６等を含む））を最下流とし、ブラックを基準にして、マゼンタ、シアン、イエローの転写位置でのずれ（ａ、ｂ、ｃ）を示した図である。画像転写は、転写ベルトに対して、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの順にそれぞれ実行される。ブラックの感光体１１の回転速度を基準に、各色のずれから、感光体１１の回転速度を変えて転写位置を合わせる具体例を示す。モータ速度は、メイン制御部１がクロックの周波数でモータ制御部２に指示するものとする。

図８Ａは、マゼンタの転写位置がブラックの転写位置よりも早い方向にずれている場合を示す。この場合、基準となるブラックの露光から転写までの時間ｔ₀は、
ｔ₀＝θ₀／ω₀
となる。ここで、θ₀は感光体の回転角であり、ω₀は感光体の角速度である。ずれ量ａは、
ａ＝ｒ×Δθ_m
となる。ここで、ｒは感光体の半径であり、Δθ_mは感光体の回転角のずれである。マゼンタの露光から転写までの時間ｔ_mは、
ｔ_m＝(θ₀−Δθ_m)／ω₀
となる。ω₀をω_mに変えて、ｔ₀＝ｔ_mにするため、
ｔ₀＝θ₀／ω₀
ｔ_m＝(θ₀−Δθ_m)／ω_m
θ₀／ω₀＝(θ₀−Δθ_m)／ω_m
ω_m＝(θ₀−Δθ_m)×ω₀／θ₀
＝(１−Δθ_m／θ₀)×ω₀
＝(１−ａ／ｒθ₀)×ω₀
となる。マゼンタの感光体ドラム１１のモータ２０の目標速度信号のクロック周波数ｆ_mは、
ｆ_m＝(１−ａ／ｒθ₀)×ｆ₀
となる。ここで、ｆ₀はブラックの感光体ドラム１１のモータ２０の基準速度信号のクロック周波数（固定値）である。同様に、シアン、イエローについての、感光体ドラム１１のモータ２０の目標速度信号のクロック周波数ｆ_ｃ、ｆ_ｙは、
ｆ_c＝(１−ｂ／ｒθ₀)×ｆ₀
ｆ_y＝(１−ｃ／ｒθ₀)×ｆ₀
となる。

次に、遅い方向にずれている場合の位置ずれ補正方法について説明する。図８Ｂは、マゼンタの転写位置がブラックの転写位置よりも遅い方向にずれている場合を示す。LD（又はLED）により感光体に露光する露光装置の露光副走査レジスト位置（露光タイミング）を速くすることで、必ず、転写位置でマゼンタがブラックから速い方向にずれるようにする。ｔ_x秒ピッチで露光副走査方向の調整をすると、基準（ブラック）露光から転写までの時間は、
ｔ₀＝θ₀／ω₀
となる。ずれ量は、
ａ＝ｒ×Δθ_m
となる。

ω₀の回転速度時の基準時間から露光タイミングをｔ_xだけ変えたときの調整角Δθ_xは、
Δθ_x＝ｘ／ｒ
となる。ｘは、基準回転数時のｔ_x秒露光タイミングを変えたときの転写移動量である。そのときの調整ずれ量は、
ｘ−ａ＝ｒω₀×ｔ_x−ａ＝ｒ×(Δθ_x−Δθ_m)
となる。マゼンタの露光から転写までの時間は、
ｔ_m＝（θ₀＋Δθ_m−Δθ_x）／ω₀
となる。ω₀をω_mに変えて、ｔ₀＝ｔ_mにするため、
ｔ₀＝θ₀／ω₀
ｔ_m＝(θ₀＋Δθ_m−Δθ_x)／ω_m
θ₀／ω₀＝(θ₀＋Δθ_m−Δθ_x)／ω_m
ω_m＝{(１−(ｘ−ａ)／ｒθ₀)}×ω₀
ｆ_m＝{(１−(ｘ−ａ)／ｒθ₀)}×ｆ₀
となる。同様に、シアン、イエローについては、
ｆ_c＝{(１−(ｘ−ｂ)／ｒθ₀)}×ｆ₀
ｆ_y＝{(１−(ｘ−ｃ)／ｒθ₀)}×ｆ₀
となる。

以上により、クロック周波数（モータ回転速度）を目標速度信号のクロック周波数に変更することにより、基準となるブラックステーションと、各ステーションの転写タイミングを調整することができる。これにより、ブラックの感光体ドラム１１のモータ２０を他色より相対的に速く回転させ、色ずれを抑えることができる。例えば、ｒ＝0.03ｍ、θ₀＝2.827433rad、ｆ₀＝1000Hz、ｘ＝30μｍのとき、ブラックとのずれ量が速い方向に10μｍである場合には、ずれたステーションのモータ回転速度の目標速度信号のクロック周波数を999.882Hzにすればよい。逆に、ブラックとのずれ量が遅い方向に10μｍである場合には、ずれたステーションのモータの目標速度信号のクロック周波数を1000.118Hzにすればよい。

上記のように、本発明の実施例では、画像形成装置を、メイン制御部から回転速度信号をモータ制御部に送信し、感光体に画像が形成されていないタイミングで、速度変更許可のタイミング信号をモータ制御部に送信して、各感光体の回転速度を変更する構成としたので、感光体を回転駆動するモータを停止することなく、色ずれを補正することができる。

本発明は、具体的に説明された上記の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。

本発明の一実施態様に係る画像形成装置のメイン制御部とモータ制御部の構成を示すブロック図である。 本発明の一実施態様に係る画像形成装置のメイン制御部とモータ制御部間の信号を示すブロック図である。 図２Ａに示した画像形成装置のメイン制御部とモータ制御部間の信号のタイミングチャートである。 図２Ａに示した画像形成装置のメイン制御部とモータ制御部間の信号のタイミングチャートである。 図２Ａに示した画像形成装置の感光体における感光位置から転写位置までの角度を示す図である。 本発明の一実施態様に係る画像形成装置のメイン制御部とモータ制御部間の信号を示すブロック図である。 図３Ａに示した画像形成装置のメイン制御部とモータ制御部間の信号のタイミングチャートである。 図３Ａに示した画像形成装置の感光体における感光位置から転写位置までの角度を示す図である。 本発明の一実施態様に係る画像形成装置での色ずれ検知方法を説明するための図である。 本発明の一実施態様に係る画像形成装置での色ずれ検知方法を説明するための図である。 本発明の一実施態様に係る画像形成装置のメイン制御部の速度変更指示動作手順を説明するためのフローチャートである。 本発明の一実施態様に係る画像形成装置のモータ制御部の速度変更データ受信動作手順を説明するためのフローチャートである。 本発明の一実施態様に係る画像形成装置のモータ制御部の速度変更実行動作手順を説明するためのフローチャートである。 本発明の一実施態様に係る画像形成装置での転写位置ずれを説明するための図である。 本発明の一実施態様に係る画像形成装置での転写位置ずれを説明するための図である。 従来の画像形成装置の作像部の概略構成を示す図である。 従来の画像形成装置の作像部の概略構成を示す図である。 従来の画像形成装置の作像部の概略構成を示す図である。

符号の説明

１ メイン制御部
２ モータ制御部
３ モータ駆動部
４ メインCPU
５ サブCPU
１１ 感光体
１２ 現像装置
１３ 転写装置
１４ 接離機構
１５ 中間転写ベルト
１６ 帯電装置
１７ クリーニング装置
１８ 除電装置
１９ レーザー書込部
２０ モータ
２１ ベルト駆動ローラ
２２ ローラ
２３ ローラ
２４ ベルト駆動ローラ
２５ エンコーダ
２６ 書込装置
２７ 位置センサ
２８ 画像処理部
３０ 転写搬送ベルト
３１ 搬送駆動モータ
３２ 駆動ローラ
３３ 従動ローラ
３４ 中間転写体
３５ 中間転写モータ
３６ 中間転写ドラム
３７ 中間転写モータ
３８ 転写ローラ
３９ 搬送ベルト
４０ 駆動ローラ
４１ 従動ローラ
４２ 駆動モータ

Claims (14)

1. 複数の像担持体を備え、各像担持体上に作像された各色の画像を転写媒体上に転写してカラー画像を形成する画像形成装置であって、
   前記画像形成装置を制御するメイン制御部と、
   前記複数の像担持体を回転する複数のモータの駆動及び回転速度を個別に制御するモータ制御部と、
   形成されたカラー画像の位置ずれを検知する位置ずれ検知手段とを備え、
   前記メイン制御部は、
   前記位置ずれ検知手段が検知した位置ずれを補正するための目標回転速度を指示する速度信号を、前記像担持体上に画像が作像されてから前記画像が前記転写媒体上に転写されるまでの間も前記モータ制御部に送信可能とする速度信号送信手段と、
   前記像担持体上に画像が作像されてから、前記画像が前記転写媒体上に転写されるまでの時間を除いた時間に、速度変更を許可する速度変更許可信号を前記モータ制御部に送信する速度変更許可信号送信手段と
   を備え、
   前記モータ制御部は、前記速度変更許可信号を受信したときに、直前に受信した前記速度信号に基づく前記目標回転速度に前記モータの回転速度を変更する回転速度変更手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記モータ制御部は、前記回転速度変更手段が変更した当該モータの回転速度が安定した後に、回転安定信号を前記メイン制御部に送信する回転安定信号送信手段を備え、
   前記メイン制御部は、前記回転安定信号を受信すると、前記像担持体上への次の画像の作像開始を指示する信号の出力が可能になることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記モータ制御部は、前記速度信号を前記メイン制御部から受信したときに、前記速度信号が示す速度データをメモリに格納する速度データ格納手段を備え、
   前記回転速度変更手段は、前記速度変更許可信号を受信したときに、前記メモリから前記速度データを読み出し、当該モータの回転速度を前記速度データに応じた速度に変更することを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
4. 前記位置ずれ検知手段は、前記複数の像担持体を介し前記転写媒体上に転写した位置ずれ検出用パターンを光学的に検出するセンサからの検出結果に基づいて目標位置からの位置ずれ量を算出することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記速度信号は前記目標回転速度を指示するためのクロック周波数を有するクロック信号であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記速度信号は前記目標回転速度を指示するためのクロック周波数を有するクロック信号であり、前記速度信号送信手段は、前記位置ずれ検知手段が位置ずれを検知したときのみ、前記クロック信号を前記モータ制御部に送信することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 前記速度信号はシリアル通信により前記モータ制御部に送信される速度データであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置。
8. 複数の像担持体を備え、各像担持体上に作像された各色の画像を転写媒体上に転写してカラー画像を形成する作像部と、メイン制御部と、前記複数の像担持体を回転する複数のモータの駆動及び回転速度を個別に制御するモータ制御部とを備える画像形成装置の位置ずれ補正方法であって、
   形成されたカラー画像の位置ずれを検知する位置ずれ検知手順と、
   前記位置ずれ検知手順で検知された位置ずれを補正するための目標回転速度を指示する速度信号を、前記像担持体上に画像が作像されてから前記画像が前記転写媒体上に転写されるまでの間も、前記メイン制御部から前記モータ制御部に送信可能とする速度信号送信手順と、
   前記像担持体上に画像が作像されてから、前記画像が前記転写媒体上に転写されるまでの時間を除いた時間に、速度変更を許可する速度変更許可信号を前記メイン制御部から前記モータ制御部に送信する速度変更許可信号送信手順と、
   前記モータ制御部が、前記速度変更許可信号を受信したときに、直前に受信した前記速度信号に基づく前記目標回転速度に前記モータの回転速度を変更する回転速度変更手順と、
   を有することを特徴とする位置ずれ補正方法。
9. 前記回転速度変更手順により変更した当該モータの回転速度が安定した後に、前記モータ制御部が、回転安定信号を前記メイン制御部に送信する回転安定信号送信手順をさらに有し、
   前記メイン制御部は、前記回転安定信号を受信すると、前記像担持体上への次の画像の作像開始を指示する信号の出力が可能になることを特徴とする請求項８記載の位置ずれ補正方法。
10. 前記速度信号を前記メイン制御部から受信したときに、前記モータ制御部が、前記速度信号が示す速度データをメモリに格納する速度データ格納手順をさらに有し、
    前記モータ制御部は、前記回転速度変更手順において、前記メイン制御部から前記速度変更許可信号を受信したときに、前記メモリから前記速度データを読み出し、当該モータの回転速度を前記速度データに応じた速度に変更することを特徴とする請求項８又は９に記載の位置ずれ補正方法。
11. 前記複数の像担持体を介し前記転写媒体上に転写した位置ずれ検出用パターンを光学的に検出するセンサからの検出結果に基づいて、前記メイン制御部は目標位置からの位置ずれ量を算出する手順をさらに有することを特徴とする請求項８乃至１０のいずれかに記載の位置ずれ補正方法。
12. 前記速度信号は前記目標回転速度を指示するためのクロック周波数を有するクロック信号であることを特徴とする請求項８乃至１０のいずれかに記載の位置ずれ補正方法。
13. 前記速度信号は前記目標回転速度を指示するためのクロック周波数を有するクロック信号であり、前記位置ずれ検知手順により位置ずれが検知されたときのみ、前記速度信号送信手順により前記クロック信号が前記メイン制御部から前記モータ制御部に送信されることを特徴とする請求項８乃至１０のいずれかに記載の位置ずれ補正方法。
14. 前記速度信号はシリアル通信により前記モータ制御部に送信される速度データであることを特徴とする請求項８乃至１０のいずれかに記載の位置ずれ補正方法。

Images