画像形成装置
【課題】像担持体の偏芯により露光位置での潜像書き込み位置が所定の書き込み位置からずれてしまう。このずれにより色ずれが発生するため、潜像位置を正確に把握する必要がある。
【解決手段】第１像担持体で転写された画像位置に合うように、第２像担持体以下の転写位置で画像位置を合わせるよう制御を行う画像形成装置で、像担持体の偏芯による露光位置での潜像書き込み位置のずれ量を求め、色ずれがなくなるように像担持体を制御する。像担持体の偏芯を検出し、検出結果を元に潜像書き込み位置情報を補正する。
【解決手段】第１像担持体で転写された画像位置に合うように、第２像担持体以下の転写位置で画像位置を合わせるよう制御を行う画像形成装置で、像担持体の偏芯による露光位置での潜像書き込み位置のずれ量を求め、色ずれがなくなるように像担持体を制御する。像担持体の偏芯を検出し、検出結果を元に潜像書き込み位置情報を補正する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転駆動されてトナー像が形成される像担持体から搬送体に対してトナー像を重ね合わせて多重転写画像を形成する画像形成装置に関する。ここで、搬送体とは、回転駆動されるベルト型やドラム型等の中間転写体や、シート状の記録材を担持して搬送するベルト型やドラム型等の記録材搬送体である。
【背景技術】
【０００２】
互いに異なる色のトナー像が形成される複数の像担持体を搬送体の移動方向に沿って配置してフルカラー画像を形成するタンデム型の画像形成装置がある。タンデム型の画像形成装置は、画像形成タイミングを制御し像担持体上に形成されたトナー像を同一の搬送体上で重ね合わせることでフルカラー画像を得る方式であるため、高速化に適しており、広く実用化されている。
【０００３】
近年の高解像度化が進んだタンデム型の画像形成装置は、複数の像担持体を用いるため、像担持体各々や搬送体の特性（機械精度や駆動制御精度など）に起因するトナー像の位置ずれの影響が大きくなりやすい。この位置ずれが高精細なフルカラー画像においては影響がおおきくなり、色ずれ・色むらが問題となっている。
【０００４】
特許文献１では、複数の像担持体からそれぞれ中間転写体に転写させた制御用トナー像を中間転写体上で検知して、検知結果を元に複数の像担持体における露光開始タイミングを調整する画像形成装置が示されている。制御用トナー像は、中間転写体の移動方向と幅方向に形成される。検知結果に基づいて像担持体への静電像の書き込み開始タイミングが調整される。
【０００５】
特許文献２では像担持体の回転方向、搬送体の移動方向に位置指標を設け、その位置指標の検知装置が転写位置に配置された画像形成装置が示されている。搬送体と像担持体の位置指標の検知結果に基づいて、搬送体位置指標に対して対応する像担持体の位置を調整するように像担持体の回転制御を行う。像担持体と搬送体の短い周期の速度変動にも追従して、トナー像を転写部で精密に重ね合わせるため、色ずれが低減される。
【０００６】
特許文献３では、像担持体の偏芯による転写位置での転写位置がずれることによって発生する色ずれを推測し、露光開始タイミングもしくは露光位置を調整する画像形成装置が示されている。像担持体の偏芯状態を検知し、偏芯量に基づいて理想形状のときと実際の像担持体との転写位置ずれを求める。ずれ量から露光タイミングまたは露光位置の制御を行うことによりトナー画像の歪みおよび色ずれの補正を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭６４−６９８１号公報
【特許文献２】特開２００９−１３４２６４号公報
【特許文献３】特開２００１−３４３８０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
タンデム型の画像形成装置では、中間転写体と像担持体との間に速度差があると、第１像担持体から中間転写体に転写された第１色トナー像に対する第２像担持体に形成された第２色トナー像の重ね合わせ誤差が発生する。なお、第２色トナー像とは、１番目に転写された第１色トナー像に位置決めされる第２色、第３色、第４色、第５色などのトナー像の１つである。
【０００９】
特許文献１では、静電像の書き込みを開始する前に発生した第１色トナー像と第２色トナー像との重ね合わせ誤差を相殺するように露光タイミングを調整している。
【００１０】
しかし、像担持体には、像担持体の偏芯や負荷変動に起因して短い周期の速度変動が常時発生する。中間転写体には、厚み変動や駆動ローラの偏芯や負荷変動に起因して像担持体以上に大きな振幅で短い周期の速度変動が常時発生している。そして、両者の速度変動により深刻なレベルの速度差が周期的に発生する可能性がある。
【００１１】
特許文献１では、像担持体の回転周期以下の短い周期の回転ムラや速度変動による第１トナー像と第２トナー像の重ね合わせ誤差に対処できない。そのため、像担持体の回転周期以下の短い周期の回転むらや速度変動による第１色トナー像と第２色トナー像の重ね合わせ誤差には対処できない。
【００１２】
特許文献２では、像担持体と中間転写体に位置指標を形成し、転写部における位置指標の検出結果を元にトナー像を転写部で精密に重ね合わせをすることで、像担持体と中間転写体の短い周期の速度変動にも追従して、安定した補正制御を行っている。像担持体の位置指標として、磁気記憶目盛・固定目盛・トナー目盛を実施例として挙げている。
【００１３】
像担持体の位置指標を検知する方法の代わりとして、像担持体の軸角速度の検知を用いることが出来る。軸角速度検知装置は、像担持体の軸に取り付けるため、比較的簡単に安定した検知が可能である。しかし、像担持体の偏芯による影響があるため、トナー像の正確な位置を把握することはできない。偏芯の影響を考慮に入れず、像担持体と中間転写体上の位置指標を検知し、検知結果を元に像担持体を制御して重ねあわせを行っても、転写位置の実速度は偏芯の影響により色ずれが残ってしまう。
【００１４】
特許文献３では、像担持体の偏芯の影響による転写位置がずれることによる色ずれを露光タイミング・露光位置を制御することで補正を行っている。しかし、像担持体の偏芯による色ずれは、露光位置と転写位置の両方で発生する。転写位置における色ずれを補正しても、露光位置における色ずれが残ってしまう。
【００１５】
本発明は上記の従来技術を更に発展させたものである。その目的とするところは、像担持体と中間転写体の短い周期の速度変動にも追従して、トナー像を転写部で重ね合わせできる画像形成装置において、露光位置での像担持体の偏芯による潜像書き込み位置ずれを正確に把握し、安定した補正制御を行うことにある。像担持体の位置指標として軸角速度を用いる。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記の目的を達成するための本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、回転可能な感光体ドラムと、トナー像が形成される搬送体と、前記感光体ドラムに光を照射して潜像形成を行う露光装置と、前記露光装置により前記感光体ドラムに形成された潜像をトナーで現像してトナー像を形成する現像装置と、前記感光体ドラムに形成されたトナー像を前記搬送体に転写する転写装置と、を持つ画像形成装置において、前記露光装置からの露光タイミングで前記感光体ドラムの回転角度を検出する感光体ドラム角度検出装置と、前記感光体ドラムの回転軸から前記感光体ドラムの表面までの距離と前記感光体ドラムへの前記露光装置からの光の入射角から求められる補正値により補正処理を行う補正処理装置と、前記補正処理装置により補正された位置情報に基づいて、転写位置における前記感光体ドラムの位置制御を行う感光体ドラム制御装置と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、露光位置での感光体ドラムの偏芯による潜像書き込み位置ずれを正確に把握し、安定した補正制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１実施形態における画像形成装置の概略構成図
【図２】図１の部分的拡大図（第１の画像形成部の拡大図）
【図３】露光位置における像担持体の偏芯による潜像書き込み位置ずれを説明する図
【図４】図１の画像形成装置における色ずれ低減制御に係る機構部分の説明図
【図５】角度読み取り装置の説明図
【図６】制御構成の説明図
【図７】目標ドラムアドレス取得タスクのフローチャート
【図８】目標ベルトアドレス取得のフローチャート
【図９】ベルトドラム合わせタスクのフローチャート
【図１０】メインルーチンのフローチャート
【図１１】第２実施形態における画像形成装置の概略構成図
【図１２】第３実施形態における画像形成装置の概略構成図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明のいくつかの実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。本発明は形成済みの第１色トナー像と形成済みの第２色トナー像とを移動方向に相対移動させて重ね合わせる限りにおいて、各実施形態の構成の一部または全部を、その代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実施できる。第２色トナー像とは、１番目に転写された第１色トナー像に位置決めされる第２色、第３色、第４色、第５色・・・・などのトナー像の１つである。
【００２０】
従って、搬送体として中間転写体を用いる画像形成装置に限らず、記録材搬送体に担時された記録材へトナー像を転写する画像形成装置でも実施できる。中間転写体や記録材搬送体に沿って複数の像担持体を配置したタンデム型画像形成装置のみならず、１個の像担持体に複数色のトナー像を形成する１ドラム型画像形成装置でも実施できる。
【００２１】
＜第１実施形態＞
（１）画像形成装置例の説明
図１は本実施形態における画像形成装置１００の概略構成図である。この装置１００はタンデム方式−中間転写ベルト方式の電子写真フルカラーレーザビームプリンタである。パソコン等のホスト装置２００から露光制御部（制御回路部：制御手段）１１０に入力する電気的画像信号に基づいて記録材Ｐにフルカラー画像を形成することができる。記録材Ｐはトナー像（現像剤像）を形成することができるシート状の記録媒体であり、普通紙、光沢紙、封筒、はがき、ラベル、ＯＨＰシートなどである。
【００２２】
装置１００には、矢印Ｒ２の方向に所定の速度で回転可能な搬送体としての中間転写ベルト９に沿って上流側から下流側に順にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色トナー像をそれぞれ形成する４つの画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫが配置されている。中間転写ベルト９は、駆動ローラ１３、テンションローラ１２、バックアップローラ１０に掛け渡されて支持されており、矢印Ｒ２の方向に所定の速度で回転駆動される。以下で説明する構成機器・部材の記号末尾のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋはそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色別の構成機器・部材であることを表している。
【００２３】
画像形成部ＰＹでは矢印Ｒ１の方向に所定の速度で回転可能な感光体ドラム１Ｙ（第１像担持体）の表面にイエロートナー像が形成される。そのトナー像が第１転写部ＴＹにおいて第１転写装置５Ｙによって中間転写ベルト９に対して一次転写される。画像形成部ＰＭでは感光体ドラム１Ｍ（第２像担持体）の表面にマゼンタトナー像が形成される。そのトナー像が第２転写部ＴＭにおいて第２転写装置５Ｍによって中間転写ベルト９に対して、既に転写されているイエロートナー像に重ね合わされて一次転写される。
【００２４】
画像形成部ＰＣでは、感光体ドラム１Ｃの表面にシアントナー像が形成される。そのトナー像が第３転写部ＴＣにおいて第３転写装置５Ｃによって中間転写ベルト９に対して、既に転写されているイエロートナー像＋マゼンタトナー像に重ね合わされて一次転写される。画像形成部ＰＫでは、感光体ドラム１Ｋの表面にブラックトナー像が形成される。そのトナー像が第４転写部ＴＫにおいて第４転写装置５Ｋによって中間転写ベルト９に対して、既に転写されているイエロートナー像＋マゼンタトナー像＋シアントナー像に重ね合わされて一次転写される。
【００２５】
かくして、中間転写ベルト９が第１〜第４の転写部ＴＹ、ＴＭ、ＴＣ、ＴＫを順次に通過することで、中間転写ベルト９上にはイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色重ね合わせ（重畳転写）の未定着のトナー像が形成される。中間転写ベルト９に担持された４色重ね合わせトナー像は、引き続く中間転写ベルト９の移動により二次転写部Ｔ２へ搬送されて記録材Ｐに対して順次に一括二次転写される。記録材Ｐは、給紙カセット２０から給紙ローラ１４によって引き出され、分離装置１５によって１枚ずつに分離され、搬送路１５ａにてレジストローラ１６へ送り出される。
【００２６】
レジストローラ１６は、中間転写ベルト９上のトナー像に先頭を一致させて、記録材Ｐを二次転写部Ｔ２へ給送する。この二次転写部Ｔ２で中間転写ベルト９側のトナー像が記録材Ｐへ順次に一括二次転写される。二次転写部Ｔ２を出た記録材Ｐは中間転写ベルト９から分離されて定着装置１７へ導入されて加熱加圧される。これにより未定着のトナー像が固着画像として記録材面に定着される。そして、記録材Ｐは定着装置１７を出てフルカラー画像形成物として排出される。
【００２７】
また、二次転写部Ｔ２を通過した中間転写ベルト９は中間転写ベルトクリーニング装置１８により二次転写残トナーが除去されて繰り返して画像形成に供される。
【００２８】
各画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫは互いに同様の構成の電子写真画像形成機構であり、それぞれの現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋで用いるトナー（現像剤）の色がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックと異なるだけである。図２はイエローのトナー像を形成する第１の画像形成部ＰＹの拡大図である。以下では、代表的に第１の画像形成部ＰＹについて説明し、第２〜第４の画像形成部ＰＭ、ＰＣ、ＰＫについては、構成機器・部材の記号末尾の色別記号としてのＹをＣ、Ｍ、Ｋに読み替えて説明されるものとする。
【００２９】
画像形成部ＰＹは、感光体ドラム１Ｙの周囲に、帯電装置２Ｙ、露光装置３Ｙ、現像装置４Ｙ、一次転写ローラ５Ｙ、クリーニング装置６Ｙを配置する。第１像担持体の一例である感光体ドラム１Ｙは、アルミニウム製シリンダの外周面に、帯電極性が負極性の有機光導電体層（ＯＰＣ）を塗布して構成され、矢印Ｒ１の方向に所定の速度で回転駆動される。
【００３０】
帯電装置２Ｙは、電源Ｄ３から負極性の電圧を印加されて、感光体ドラム１Ｙの表面に帯電粒子を照射することにより、感光体ドラム１Ｙの表面を一様な負極性の電位に帯電する。第１静電像形成手段の一例である露光装置３Ｙは、イエローの分解色画像を展開した走査線画像データをＯＮ−ＯＦＦ変調したレーザビームを回転ミラーで走査する。これにより、帯電した感光体ドラム１Ｙの表面に６００ｄｐｉ（ドット／インチ）の解像度で静電像を書き込む（レーザビームによる走査露光）。
【００３１】
露光装置３Ｙは感光体ドラム１Ｙに光を照射して潜像形成を行う装置であり、本実施形態においては上記のようにレーザビーム走査露光装置である。
【００３２】
第１現像手段の一例である現像装置４Ｙは、トナーに磁性キャリアを混合した二成分現像剤を攪拌してトナーを負極性に帯電させる。帯電したトナーは、固定磁極４ｊの周囲で感光体ドラム１Ｙとカウンタ方向（感光体ドラムとの対向部においてカウンタ方向）に回転する現像スリーブ４ｓに穂立ち状態で担持されて、感光体ドラム１Ｙを摺擦する。電源Ｄ４は、負極性の直流電圧に交流電圧を重畳した現像電圧を現像スリーブ４ｓに印加して、現像スリーブ４ｓよりも相対的に正極性となった感光体ドラム１Ｙの静電像へトナーを付着させて、静電像を反転現像する。
【００３３】
一次転写ローラ５Ｙは、感光体ドラム１Ｙとの間に中間転写ベルト９を挟持して、感光体ドラム１Ｙと中間転写ベルト９との間に第１の転写部の一例である一次転写部ＴＹを形成する。電源ＤＹは、正極性の直流電圧を一次転写ローラ５Ｙに印加して、負極性に帯電して感光体ドラム１Ｙに担持されたトナー像を、一次転写部ＴＹを通過する中間転写ベルト９へ一次転写させる。クリーニング装置６Ｙは、クリーニングブレードを感光体ドラム１Ｙに摺擦して、一次転写部ＴＹを通過して感光体ドラム１Ｙの表面に残留した一次転写残トナーを除去する。
【００３４】
二次転写ローラ１１は、中間転写ベルト９を介してバックアップローラ１０に圧接して、中間転写ベルト９と二次転写ローラ１１との間に二次転写部Ｔ２を形成する。二次転写部Ｔ２は、中間転写ベルト９のトナー像に重ね合わせて記録材Ｐを挟持搬送し、記録材Ｐが二次転写部Ｔ２を通過する過程で、中間転写ベルト９から記録材Ｐへトナー像を二次転写させる。
【００３５】
電源Ｄ２は、正極性の直流電圧を二次転写ローラ１１に印加して、バックアップローラ１０と中間転写ベルト９と記録材Ｐと二次転写ローラ１１との直列回路に転写電流を流す。転写電流の一部が中間転写ベルト９のトナー載り部を流れて、中間転写ベルト９から記録材Ｐへのトナーの移動に関与する。
【００３６】
（２）色ずれ低減化制御
前述したように、上記のようなタンデム型の画像形成装置では、中間転写体である中間転写ベルト９と像担持体である感光体ドラム１との間に速度差があると、色トナー像間での重ね合わせ誤差が発生する。即ち、第１像担持体から中間転写体に転写された第１色トナー像に対する第２像担持体に形成された第２色トナー像の重ね合わせ誤差が発生する。ここで、第２色トナー像とは、１番目に転写された第１色トナー像に位置決めされる第２色、第３色、第４色、第５色などのトナー像の１つである。
【００３７】
本実施形態においては、像担持体と中間転写体の短い周期の速度変動にも追従して、トナー像を転写部で重ね合わせできる画像形成装置において、露光位置での像担持体の偏芯による潜像書き込み位置ずれを正確に把握し、安定した補正制御を行う。像担持体の位置指標として軸角速度を用いる。
【００３８】
即ち、像担持体の偏芯により露光位置での潜像書き込み位置が所定の書き込み位置からずれてしまう。このずれにより色ずれが発生するため、潜像位置を正確に把握する必要がある。そこで、第１像担持体で転写された画像位置に合うように、第２像担持体以下の転写位置で画像位置を合わせるよう制御を行う画像形成装置で、像担持体の偏芯による露光位置での潜像書き込み位置のずれ量を求める。そして、色ずれがなくなるように像担持体を制御する。像担持体の偏芯を検出し、検出結果を元に潜像書き込み位置情報を補正する。
【００３９】
より具体的には、画像形成装置１００は、露光装置からの露光タイミングで感光体ドラムの回転角度を検出する感光体ドラム角度検出装置を有する。また、感光体ドラムの回転軸から感光体ドラムの表面までの距離と感光体ドラムへの露光装置からの光の入射角から求められる補正値により補正処理を行う補正処理装置を有する。また、補正処理装置により補正された位置情報に基づいて、転写位置における感光体ドラムの位置制御を行う感光体ドラム制御装置を有する。
【００４０】
以下、上記のような画像形成装置において像担持体である感光体ドラムの偏芯による潜像書き込みの位置ずれに伴う色ずれを低減するための制御構成を図３乃至図１０により説明する。
【００４１】
図３は露光位置における感光体ドラムの偏芯による潜像書き込み位置ずれを説明する図である。図４は図１の画像形成装置１００における色ずれ低減制御に係る機構部分の説明図である。図５は角度読み取り装置の説明図である。図６は制御構成の説明図である。図７は目標ドラムアドレス取得タスクのフローチャートである。図８は目標ベルトアドレス取得のフローチャートである。図９はベルトドラム合わせタスクのフローチャートである。図１０はメインルーチンのフローチャートである。
【００４２】
図３において、１ａは感光体ドラムＤ（１）の回転軸（回転軸線）、ｒは感光体ドラムＤの半径である。図１、図２に示すように、レーザ光路Ｌは感光体ドラム１に垂直になっておらず、レーザＬの反射光による露光装置３への影響を無くすために、照射角度（入射角）βだけ傾いている。レーザ照射角度βに傾きがある場合での偏芯のない理想的な感光体ドラムＤ１における潜像書き込み位置Ｌ１と、偏芯量（最大偏芯量）Δｒの感光体ドラムＤ２における潜像書き込み位置Ｌ２には書き込み位置の角度情報に差が生じる。
【００４３】
その角度差αは、
【００４４】
【数１】
である。露光位置における感光体ドラム（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ）の偏芯により発生する角度差αを走査線毎に求めることで、潜像書き込み位置を正確に把握することができる。
【００４５】
図４に示すように、感光体ドラム体（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ）には、それぞれ、感光体ドラム角度検出装置としての、角度指標（３４Ｙ、３４Ｍ、３４Ｃ、３４Ｋ）と角度読み取り装置（３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋ）が設置されている。
【００４６】
また、感光体ドラム（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ）の偏芯検出装置（８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋ）が設置されている。また、中間転写ベルト９には、固定の位置指標２５１と位置指標読み取り装置（３５Ｙ、３５Ｍ、３５Ｃ、３５Ｋ）が設置されている。
【００４７】
角度読み取り装置３２から角度指標記録部１１１、１１２に角度読み取り信号が入力して、露光装置３からの露光タイミングで感光体ドラム１の回転角度が検出される。角度指標記録部１１１、１１２は角度読み取り装置（３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋ）の読み取り値を用いて、感光体ドラム（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ）上の画像位置の管理を行う。
【００４８】
また、位置指標読み取り装置３５から位置指標記録部１１３、１１４に位置指標読み取り信号が入力する。位置指標記録部１１３、１１４は位置指標読み取り装置（３５Ｙ、３５Ｍ、３５Ｃ、３５Ｋ）の読み取り値を用いて、中間転写ベルト９上の画像位置の管理を行う。
【００４９】
また、位置指標記録部１１３、１１４は、角度読み取り装置３２Ｙと位置指標読み取り装置（３５Ｙ、３５Ｍ、３５Ｃ、３５Ｋ）を用いることで、１次転写部ＴＹで中間転写ベルト９に転写された第１像担持体１Ｙで形成された画像の位置管理を行う。そして、位置指標記録部１１４は角度読み取り装置（３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋ）を用いて画像位置の管理を行うことで、第２像担持体（１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ）で形成された画像の位置管理を行う。
【００５０】
また、感光体ドラム偏芯検出装置８から角度指標記録部１１１、１１２に偏芯検出信号が入力する。角度指標記録部１１１、１１２は感光体ドラム偏芯検出装置（８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋ）の検出値を用いて、感光体ドラム（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ）の所定の位置の偏芯状態を把握する。角度指標記録部１１１、１１２は、偏芯状態から角度読み取り装置（３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋ）による感光体ドラム（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ）上の画像の位置をより正確に修正する。
【００５１】
即ち、角度指標記録部１１１、１１２は、感光ドラム１の回転軸１ａから感光体ドラムの表面までの距離と感光体ドラムへの露光装置からの光の入射角から求められる補正値により補正処理を行う補正処理装置として機能している。
【００５２】
補正処理装置は、図３で説明したずれ角度αに基づき、露光位置情報を補正する。即ち、感光体ドラムの半径をｒ、感光体ドラムの最大偏芯量をΔｒ、入射角をβ、感光体ドラム角度検出装置の検出結果をθとすると、実際の露光位置と検出された露光位置とのずれ角度αは
【００５３】
【数２】
と求まる。補正処理装置は、このずれ角度αに基づき、露光位置情報を補正する。
【００５４】
また、補正処理装置は、次のａ）とｂ）とｃ）とにより露光位置情報に補正処理を行う。
【００５５】
ａ）露光装置からの露光タイミングで感光体ドラムの回転角度を検出する感光体ドラム角度検出装置の検出結果
ｂ）感光体ドラムの回転軸から感光体ドラムの表面までの距離を検出する感光体ドラム偏芯検出装置の検出結果
ｃ）感光体ドラムへの前記露光装置からの光の入射角から求めた補正情報
速度制御部１２０は、中間転写ベルト９上の第１の像担持体１Ｙで形成された画像の位置情報と第２の像担持体（１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ）で形成された画像の位置情報を元に、第２像担持体（１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ）の回転速度を調整し、画像を重ね合わせる。
【００５６】
即ち、速度制御部１２０は、補正処理装置により補正された位置情報に基づいて、転写位置における感光体ドラムの位置制御を行う感光体ドラム制御装置として機能している。
【００５７】
第１像担持体の一例である感光体ドラム１Ｙは、駆動モータＭＹによって駆動されてほぼ一定の回転速度で回転する。中間転写ベルト９はで制御される駆動モータＭ９によって駆動されてほぼ一定の回転速度で回転する。第２像担持体の一例である感光体ドラム１Ｍ、１Ｃ、１Ｙは、それぞれ制御部１１０で制御される駆動モータ（ＭＭ、ＭＣ、ＭＫ）によって駆動されてほぼ一定の回転速度で回転し、それぞれ独立に回転速度を調整可能である。これらの駆動モータ（ＭＭ、ＭＣ、ＭＫ）が、位置ずれを補正する際の調整装置となる。
【００５８】
図５に示すように、図４図示の角度指標（３４Ｙ、３４Ｍ、３４Ｃ、３４Ｋ）には、それぞれ反射／黒色パターンによるインクリメンタルな光学目盛が形成されている。図４示の角度読み取り装置（３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋ）には、それぞれセンサ基板４５に光源の発光ダイオード４７と読み取り素子のフォトセンサアレイ４６とを配置している。発光ダイオード４７から照射された光は角度指標（３４Ｙ、３４Ｍ、３４Ｃ、３４Ｋ）で反射されてフォトセンサアレイ４６に入射する。
【００５９】
フォトセンサアレイ４６に入射する反射光は、角度指標（３４Ｙ、３４Ｍ、３４Ｃ、３４Ｋ）のピッチに応じた明暗パターンになっていて、感光体ドラム（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ）の回転とともに移動する。明暗パターンに相応したピッチで配列されたフォトセンサアレイ４６からは角度指標（３４Ｙ、３４Ｍ、３４Ｃ、３４Ｋ）のピッチに応じたアナログ正弦波電圧信号が出力される。
【００６０】
像担持体の一例である感光体ドラム（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ）の表面に露光装置（３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ）によって、感光体ドラム（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ）の回転方向に静電像の走査線が書き込まれる。角度指標（３４Ｙ、３４Ｍ、３４Ｃ、３４Ｋ）は、像担持体（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ）の回転軸に配置した角度指標として予め準備されている。角度読み取り装置（３５Ｙ、３５Ｍ、３５Ｃ、３５Ｋ）は、露光装置（３Ｙ）の走査線毎に角度指標（３４Ｙ、３４Ｍ、３４Ｃ、３４Ｋ）を読み取る。
【００６１】
搬送体位置指標２５１は、搬送体の移動方向に配列した固定目盛として搬送体に予め準備されている。位置指標読み取り装置（３５Ｙ、３５Ｍ、３５Ｃ、３５Ｋ）は、所望のタイミングで搬送体位置指標２５１を読み取る。
【００６２】
図６に示すように、感光体ドラム１Ｙの回転軸に第１角度指標３４Ｙが取り付けられている。同様に、感光体ドラム１Ｍの回転軸にも第２角度指標３４Ｍが取り付けられている。同様に、中間転写ベルト９にも、固定の搬送体位置指標２５１が１周に渡って取り付けられ、もしくは刻み付けられている。
【００６３】
第１角度指標３４Ｙ、第２角度指標３４Ｍの一例としてロータリーエンコーダが用いられ、感光体ドラム１Ｙ、１Ｍの回転軸１ａに同心一体に配設される。搬送体位置指標２５１は、テープ状のスケールを貼り付ける、あるいは、スケールを中間転写ベルト９に直接印刷する、刻印するなどの方法で形成される。感光体ドラム１Ｙが中間転写ベルト９と接する１次転写部ＴＹでは、位置指標読み取り装置３５Ｙが搬送体位置指標２５１を読み取る。
【００６４】
感光体ドラム１Ｙ、１Ｍの回転角度を認識するため、角度指標（３４Ｙ、３４Ｍ）は、アブソリュートエンコーダパターン又は原点指標を持つインクリメンタルエンコーダパターンである。アブソリュートエンコーダパターンの場合、角度読み取り装置３２Ｙ、３２Ｍは、感光体ドラム１Ｙ、２Ｍの回転軸に設置された第１角度指標３４Ｙ、第２角度指標３４Ｍを読み取ってアブソリュートアドレス（絶対番地）を出力する。
【００６５】
原点付きインクリメンタルエンコーダパターンの場合、角度読み取り装置３２Ｙ、３２Ｍは、感光体ドラム１Ｙ、１Ｍに固定された第１角度指標３４Ｙ、第２角度指標３４Ｍの目盛を読み取って原点からの目盛カウント値を出力する。
【００６６】
中間転写ベルト９の表面の回転方向の位置を認識するため、スケールはアブソリュートエンコーダパターン又は原点指標を持つインクリメンタルエンコーダパターンである。アブソリュートエンコーダパターンの場合、位置指標読み取り装置３５Ｙ、３５Ｍは、中間転写ベルト９に設置された搬送体位置指標２５１を読み取ってアブソリュートアドレス（絶対番地）を出力する。原点付きインクリメンタルエンコーダパターンの場合、読み取り装置３５Ｙ、３５Ｍは、中間転写ベルト９に固定された搬送体位置指標２５１の目盛を読み取って原点からの目盛カウント値を出力する。
【００６７】
感光体ドラム１Ｙ、１Ｍの周囲には、偏芯検出装置８Ｙ、８Ｍが設置されている。偏芯検出装置の一例として、周面の変位を検出する変位センサが用いられる。変位センサは、検出位置に対して光ビームを出射する発光素子と、感光体ドラムによって反射された光ビームを受光する受光素子などを備え、変位に応じたアナログ信号を出力する。検出結果と変位センサの取り付け位置と露光位置の角度から、露光位置における偏芯量が分かる。
【００６８】
本体内に変位センサを用いずに、感光体ドラムの偏芯量と回転角度の関係の事前測定を行い、測定結果をバーコードなどの記録媒体に持たせて、そこから得られる感光体ドラムの回転情報を元に偏芯量による補正を行っても本発明の目的は達成できる。
【００６９】
図７は、露光位置にて、感光体ドラム（１Ｙ、１Ｍ）に形成された画像が１次転写部（ＴＹ、ＴＭ）に達するタイミング情報である目標ドラムアドレスを取得するタスク（目標ドラムアドレス取得タスク）のフローチャートである。図６の制御ブロック図も併用して説明を行う
１）プリントスタートすると、目標ドラムアドレス取得タスク開始を示すドラムＦＩＦＯ＿Ｆｌａｇを１にする（Ｓ１１）。
【００７０】
２）露光装置（３Ｙ、３Ｍ）による主走査スキャンのスタートを検知すると（Ｓ１２のＹＥＳ）、走査タイミング毎に角度読み取り装置（３２Ｙ、３２Ｍ）から角度指標（３４Ｙ、３４Ｍ）を読み取り、ドラムアドレスを取得する（Ｓ１３）。本実施例の主走査スキャンのスタートの第１ラインとは色分解した各色の画像データの副走査方向の先頭に相当する。またステップＳ１２はラインごとにステップＳ１３以下の処理を行うタイミングをとるために設けられている。
【００７１】
３）角度指標記録部（１１１、１１２）は、取得したドラムアドレス値に、露光位置と一次転写部（ＴＹ、ＴＭ）の間の角度と図３で説明した演算した角度補正値に相当するアドレス分をオフセット値として加算し、目標ドラムアドレス値を演算する（Ｓ１４）。角度補正値に相当するアドレスは、偏芯検出装置（８Ｙ、８Ｍ）によって取得したドラムの偏芯量を元に演算をすることで求められる。
【００７２】
４）目標ドラムアドレス値を露光装置の走査タイミング信号をカウントして形成される走査線の番号（画像位置情報）に対応させて角度指標記録部（１１１、１１２）のドラムＦＩＦＯメモリ（１０６、１０７）に書き込む（Ｓ１５）。図８で説明する目標ベルトアドレス取得タスクで使用するために、ドラムＦＩＦＯ＿Ｆｌａｇを２にする（Ｓ１６）。
【００７３】
５）プリント終了かどうかを判断し、終了であればドラムＦＩＦＯ＿Ｆｌａｇを０にし（Ｓ１８）、目標ドラム取得タスクを終了し（Ｓ１７のＹＥＳ）、終了でなければ、Ｓ１２に戻りドラムアドレス取得を繰り返す（Ｓ１７のＮＯ）。
【００７４】
【表１】
図８は、第１感光体ドラム１Ｙから１次転写部ＴＹにて中間転写ベルト９に転写される画像の位置情報であるベルトアドレスを取得するタスク（目標ベルトアドレス取得タスク）のフローチャートである。図６の制御ブロック図も併用して説明を行う。
【００７５】
１）プリントスタートすると、目標ベルトアドレス取得タスク開始を示すベルトＦＩＦＯ＿Ｆｌａｇを１にする（Ｓ２１）。
【００７６】
２）第１色ドラムＦＩＦＯ＿Ｆｌａｇ＝＝２を確認すると（Ｓ２２のＹＥＳ）、目標ドラムアドレス取得タスクにて角度指標記録部１１１のドラムＦＩＦＯメモリ１０６に書き込まれた第１色目標ドラムアドレス値を読み出す（Ｓ２３）。
【００７７】
３）第１感光体ドラム１Ｙが回転して、ドラムＦＩＦＯメモリ１０６から読み出した第１色目標ドラムアドレス値と角度読み取り装置３２Ｙから角度指標３４Ｙを読み取ったドラムアドレスの値が一致する（Ｓ２４のＹＥＳ）。そのタイミングで位置指標読み取り装置３５Ｙから搬送体位置指標２５１を読み取り、ベルトアドレスを取得する（Ｓ２５）。
【００７８】
４）第１色目標アドレス値とドラムアドレスが一致したタイミングが、第１目標アドレス値に対応する画像が１次転写部ＴＹにて中間転写ベルト９に転写されたタイミングに当たる。取得したベルトアドレスを目標ベルトアドレス値として目標ドラムアドレス値に対応付けて、位置指標記録部１１３のベルトＦＩＦＯメモリ１０８に書き込む（Ｓ２６）。
【００７９】
５）目標ベルトアドレス取得タスクの開始を示すために、ベルトＦＩＦＯ＿Ｆｌａｇを２にする（Ｓ２７）。
【００８０】
６）プリント終了かどうかを判断し、終了であればベルトＦＩＦＯ＿Ｆｌａｇを０にし（Ｓ２９）、目標ドラム取得タスクを終了し（Ｓ２８のＹＥＳ）、終了でなければ、Ｓ２３に戻りベルトアドレス取得を繰り返す（Ｓ２８のＮＯ）。
【００８１】
【表２】
位置指標記録部１１３は、角度指標記録部１１１のドラムＦＩＦＯメモリ１０６から表１のデータを引き出し、表１と表２のデータから画像位置情報と中間転写ベルト９の目標ベルトアドレスを対応させる。これにより、第１角度指標３４Ｙから形成した感光体ドラム１Ｙのアドレスと搬送体位置指標２５１から形成した中間転写ベルト９のアドレスが対応づけられる。
【００８２】
【表３】
図９は、中間転写ベルト９上の第１画像と第２色ドラム１Ｍ上の第２画像を正確に重ね合わせるために、第２ドラム回転位置制御を行うタスク（ベルトドラム合わせタスク）のフローチャートである。
【００８３】
１）プリントスタートすると、目標ベルトアドレス取得タスク開始を示すベルトＦＩＦＯ＿Ｆｌａｇが２であるかどうか判断する（Ｓ３０１）。
【００８４】
２）目標ベルトアドレス取得タスクにて位置指標記録部１１３のベルトＦＩＦＯメモリ１０８に書き込まれた目標ベルトアドレス値を読み出す（Ｓ３０２）。
【００８５】
３）第２色目標ドラムアドレス取得タスクにて角度指標記録部１１２の第２色ドラムＦＩＦＯメモリ１０７に書き込まれた第２色目標ドラムアドレス値を読み出す（Ｓ３０３）。
【００８６】
４）読み出した目標ベルトアドレス値と位置指標読み取り装置３５Ｍから読み出される第２色ベルトアドレス値との差を計算し、所定値以下であるかどうか判断する（Ｓ３０４）。この判断で第２ドラムの一定速度制御からベルトドラム位置合わせ制御への切り替えを行う。所定値以下になるということは、目標ドラムアドレス値に対応する位置指標が、１次転写位置ＴＭの所定範囲内に入ったということを示す。所定範囲内に入ってから、ベルトドラム位置合わせ制御を開始する。
【００８７】
５）目標ベルトアドレス値と第２色ベルトアドレス値の差と第２色目標ドラムアドレス値と第２色ドラムアドレス値の差を比較して、前者が大きいと判断すると（Ｓ３０５のＹＥＳ）、第２色ドラム回転位置制御を減速する（Ｓ３０７）。前者と後者が等しいと判断すると（Ｓ３０６のＹＥＳ）、第２色ドラム回転位置制御を保持する（Ｓ３０８）。それ以外の場合は、第２色ドラム回転位置制御を増速する（Ｓ３０９）。
【００８８】
６）目標ベルトアドレス値と第２色ベルトアドレス値の差と第２色目標ドラムアドレス値と第２色ドラムアドレス値の差を比較して、相対差が所定範囲内であれば速度を保持する。それ以外であれば、相対差に対応して第２色ドラム回転位置制御の回転速度を変更しても本発明の目的を達成できる。
【００８９】
７）目標ベルトアドレス値に対応する搬送体位置指標２５１の位置と第２色目標ドラムアドレス値に対応する角度指標３４Ｍの位置を比較し、第２色ドラムの回転制御を行う。速度制御部１２０により、第１色画像と第２色画像の位置情報が一致するように第２感光体ドラム１Ｍの回転を制御して、イエロートナー像とマゼンタトナー像とを正確に重ね合わせる。
【００９０】
８）目標ベルトアドレス値と第２色ベルトアドレス値が一致したかどうか判断する（Ｓ３１０）。プリント終了かどうかを判断し、終了であればベルトドラム合わせタスクを終了し（Ｓ３１１のＹＥＳ）、終了でなければ、Ｓ３０２に戻りベルトドラム位置合わせ制御を繰り返す（Ｓ３１１のＮＯ）。
【００９１】
図１０は、図７、図８、図９の制御プロセスを実行するフローチャートの例である。プリント工程がスタートすると（Ｓ４１）、第１色ドラム１Ｙ、第２色ドラム１Ｍの回転、中間転写ベルト９の回転、４つのタスクをスタートする（Ｓ４２）。第１色ドラム１Ｙ、第２色ドラム２Ｍ、中間転写ベルト９は所定速度で回転する。４つのタスクは、第１色目標ドラムアドレス取得タスクと第２色目標ドラムアドレス取得タスクと目標ベルトアドレス取得タスクとベルトドラム合わせタスクである。
【００９２】
ベルトドラム合わせタスクで、第２色ドラム１Ｍの回転を一定速制御と位置合わせ制御に切り替える。プリント工程開始時は一定速度制御、印字中は位置合わせ制御、プリント終了後は再び一定速度制御に切り替える。プリント終了かどうかを判断し（Ｓ４３）、終了であれば、第１ドラム１Ｙと第２色ドラム１Ｍと中間転写ベルト９の回転をストップし、４つのタスクも終了させる（Ｓ４４）。
【００９３】
＜第２実施形態＞
図１１は本実施形態における画像形成装置１００の概略構成図である。この画像形成装置１００は記録材Ｐを搬送する搬送体としての記録材搬送ベルト９０に沿って複数の画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫが配置されている。第１実施形態の画像形成装置１００と共通する構成部材・部分には同じ符号を付して再度の説明を省略する。
【００９４】
記録材搬送ベルト９０は、駆動モータＭ９１で駆動される駆動ローラ９１、従動ローラ９２、テンションローラ９３に掛け渡されて支持されており、矢印Ｒ２の方向に所定の速度で回転駆動される。従動ローラ９２と駆動ローラ９１との間のベルト部分の上側に記録材搬送ベルト９０に沿って上流側から下流側に順に第１乃至第４の画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫが配設されている。
【００９５】
給紙カセット２０から給送された記録材Ｐは従動ローラ９２の側から記録材搬送ベルト９０の上に導入されて記録材搬送ベルト９０に担持される。そして、記録材搬送ベルト９０の移動により、記録材搬送ベルト９０に担持された記録材Ｐが第１〜第４の転写部ＴＹ、ＴＭ、ＴＣ、ＴＫを順次に通過する。これにより、記録材Ｐの面にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色重ね合わせ（重畳転写）の未定着のトナー像が形成される。
【００９６】
駆動ローラ９１の側に搬送された記録材Ｐは記録材搬送ベルト９０から分離されて定着装置１７へ導入されて加熱加圧される。これにより未定着のトナー像が固着画像として記録材面に定着される。そして、記録材Ｐは定着装置１７を出てフルカラー画像形成物として排出される。
【００９７】
このような画像形成装置１００についても、第１実施形態における画像形成装置１００と同様の構成により、露光位置での感光体ドラムの偏芯による潜像書き込み位置ずれを正確に把握し、安定した補正制御を行うことができる。
【００９８】
＜第３実施形態＞
図１２は本実施形態における画像形成装置１００の概略構成図である。この画像形成装置１００は１個の感光体ドラムに複数色のトナー像を形成する１ドラム型画像形成装置である。第１実施形態の画像形成装置１００と共通する構成部材・部分には同じ符号を付して再度の説明を省略する。
【００９９】
回転軸１ａを中心に回転駆動される１つの感光体ドラム１に対して、イエロートナー像の作成、マゼンタトナー像の作成、シアントナー像の作成、ブラックトナー像の作成が回分式に順次になされる。感光体ドラム１に順次に形成される各色のトナー像は一次転写部Ｔ１において中間転写ベルト９に対して順次に重畳されて一次転写される。この一次転写が実行されている間、二次転写ローラ１１は破線示のように中間転写ベルト９から離間している状態に保持されている。また、中間転写ベルトクリーニング装置１８も破線示のように中間転写ベルト９から離間した非作用位置保持されている。
【０１００】
中間転写ベルト９に対する最後のブラックトナー像の一次転写が開始された後の所定の制御タイミングにおいて二次転写ローラ１１が実線示のように中間転写ベルト９に対して当接されて二次転写部Ｔ２が形成される。また、中間転写ベルトクリーニング装置１８も実線示のように中間転写ベルト９に対する作用位置に移動される。位置に当接されて二次転写部Ｔ２が形成される。
【０１０１】
そして、その二次転写部Ｔ２に所定の制御タイミングにて記録材Ｐが導入され、中間転写ベルト９側の４色重ね合わせのトナー像が記録材Ｐに対して順次に一括二次転写される。二次転写部Ｔ２を出た記録材Ｐは中間転写ベルト９から分離されて定着装置１７へ導入されて加熱加圧される。これにより未定着のトナー像が固着画像として記録材面に定着される。そして、記録材Ｐは定着装置１７を出てフルカラー画像形成物として排出される。
【０１０２】
このような画像形成装置１００についても、第１実施形態における画像形成装置１００と同様の構成により、露光位置での感光体ドラムの偏芯による潜像書き込み位置ずれを正確に把握し、安定した補正制御を行うことができる。
【０１０３】
＜その他の事項＞
上記の各実施形態の画像形成装置１００はイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のトナーを用いたものであるが、使用する色や色数はこれに限られるものではないことはもちろんである。また、各色のトナ像の作成順序も各実施形態に限られるものではない。
【符号の説明】
【０１０４】
１・・感光体ドラム、１ａ・・回転軸、９・・搬送体、３・・露光装置、４・・現像装置、５・・転写装置、１００・・画像形成装置、３２・・感光体ドラム角度検出装置、１１１、１１２・・補正処理装置、１２０・・感光体ドラム制御装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転駆動されてトナー像が形成される像担持体から搬送体に対してトナー像を重ね合わせて多重転写画像を形成する画像形成装置に関する。ここで、搬送体とは、回転駆動されるベルト型やドラム型等の中間転写体や、シート状の記録材を担持して搬送するベルト型やドラム型等の記録材搬送体である。
【背景技術】
【０００２】
互いに異なる色のトナー像が形成される複数の像担持体を搬送体の移動方向に沿って配置してフルカラー画像を形成するタンデム型の画像形成装置がある。タンデム型の画像形成装置は、画像形成タイミングを制御し像担持体上に形成されたトナー像を同一の搬送体上で重ね合わせることでフルカラー画像を得る方式であるため、高速化に適しており、広く実用化されている。
【０００３】
近年の高解像度化が進んだタンデム型の画像形成装置は、複数の像担持体を用いるため、像担持体各々や搬送体の特性（機械精度や駆動制御精度など）に起因するトナー像の位置ずれの影響が大きくなりやすい。この位置ずれが高精細なフルカラー画像においては影響がおおきくなり、色ずれ・色むらが問題となっている。
【０００４】
特許文献１では、複数の像担持体からそれぞれ中間転写体に転写させた制御用トナー像を中間転写体上で検知して、検知結果を元に複数の像担持体における露光開始タイミングを調整する画像形成装置が示されている。制御用トナー像は、中間転写体の移動方向と幅方向に形成される。検知結果に基づいて像担持体への静電像の書き込み開始タイミングが調整される。
【０００５】
特許文献２では像担持体の回転方向、搬送体の移動方向に位置指標を設け、その位置指標の検知装置が転写位置に配置された画像形成装置が示されている。搬送体と像担持体の位置指標の検知結果に基づいて、搬送体位置指標に対して対応する像担持体の位置を調整するように像担持体の回転制御を行う。像担持体と搬送体の短い周期の速度変動にも追従して、トナー像を転写部で精密に重ね合わせるため、色ずれが低減される。
【０００６】
特許文献３では、像担持体の偏芯による転写位置での転写位置がずれることによって発生する色ずれを推測し、露光開始タイミングもしくは露光位置を調整する画像形成装置が示されている。像担持体の偏芯状態を検知し、偏芯量に基づいて理想形状のときと実際の像担持体との転写位置ずれを求める。ずれ量から露光タイミングまたは露光位置の制御を行うことによりトナー画像の歪みおよび色ずれの補正を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭６４−６９８１号公報
【特許文献２】特開２００９−１３４２６４号公報
【特許文献３】特開２００１−３４３８０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
タンデム型の画像形成装置では、中間転写体と像担持体との間に速度差があると、第１像担持体から中間転写体に転写された第１色トナー像に対する第２像担持体に形成された第２色トナー像の重ね合わせ誤差が発生する。なお、第２色トナー像とは、１番目に転写された第１色トナー像に位置決めされる第２色、第３色、第４色、第５色などのトナー像の１つである。
【０００９】
特許文献１では、静電像の書き込みを開始する前に発生した第１色トナー像と第２色トナー像との重ね合わせ誤差を相殺するように露光タイミングを調整している。
【００１０】
しかし、像担持体には、像担持体の偏芯や負荷変動に起因して短い周期の速度変動が常時発生する。中間転写体には、厚み変動や駆動ローラの偏芯や負荷変動に起因して像担持体以上に大きな振幅で短い周期の速度変動が常時発生している。そして、両者の速度変動により深刻なレベルの速度差が周期的に発生する可能性がある。
【００１１】
特許文献１では、像担持体の回転周期以下の短い周期の回転ムラや速度変動による第１トナー像と第２トナー像の重ね合わせ誤差に対処できない。そのため、像担持体の回転周期以下の短い周期の回転むらや速度変動による第１色トナー像と第２色トナー像の重ね合わせ誤差には対処できない。
【００１２】
特許文献２では、像担持体と中間転写体に位置指標を形成し、転写部における位置指標の検出結果を元にトナー像を転写部で精密に重ね合わせをすることで、像担持体と中間転写体の短い周期の速度変動にも追従して、安定した補正制御を行っている。像担持体の位置指標として、磁気記憶目盛・固定目盛・トナー目盛を実施例として挙げている。
【００１３】
像担持体の位置指標を検知する方法の代わりとして、像担持体の軸角速度の検知を用いることが出来る。軸角速度検知装置は、像担持体の軸に取り付けるため、比較的簡単に安定した検知が可能である。しかし、像担持体の偏芯による影響があるため、トナー像の正確な位置を把握することはできない。偏芯の影響を考慮に入れず、像担持体と中間転写体上の位置指標を検知し、検知結果を元に像担持体を制御して重ねあわせを行っても、転写位置の実速度は偏芯の影響により色ずれが残ってしまう。
【００１４】
特許文献３では、像担持体の偏芯の影響による転写位置がずれることによる色ずれを露光タイミング・露光位置を制御することで補正を行っている。しかし、像担持体の偏芯による色ずれは、露光位置と転写位置の両方で発生する。転写位置における色ずれを補正しても、露光位置における色ずれが残ってしまう。
【００１５】
本発明は上記の従来技術を更に発展させたものである。その目的とするところは、像担持体と中間転写体の短い周期の速度変動にも追従して、トナー像を転写部で重ね合わせできる画像形成装置において、露光位置での像担持体の偏芯による潜像書き込み位置ずれを正確に把握し、安定した補正制御を行うことにある。像担持体の位置指標として軸角速度を用いる。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記の目的を達成するための本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、回転可能な感光体ドラムと、トナー像が形成される搬送体と、前記感光体ドラムに光を照射して潜像形成を行う露光装置と、前記露光装置により前記感光体ドラムに形成された潜像をトナーで現像してトナー像を形成する現像装置と、前記感光体ドラムに形成されたトナー像を前記搬送体に転写する転写装置と、を持つ画像形成装置において、前記露光装置からの露光タイミングで前記感光体ドラムの回転角度を検出する感光体ドラム角度検出装置と、前記感光体ドラムの回転軸から前記感光体ドラムの表面までの距離と前記感光体ドラムへの前記露光装置からの光の入射角から求められる補正値により補正処理を行う補正処理装置と、前記補正処理装置により補正された位置情報に基づいて、転写位置における前記感光体ドラムの位置制御を行う感光体ドラム制御装置と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、露光位置での感光体ドラムの偏芯による潜像書き込み位置ずれを正確に把握し、安定した補正制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１実施形態における画像形成装置の概略構成図
【図２】図１の部分的拡大図（第１の画像形成部の拡大図）
【図３】露光位置における像担持体の偏芯による潜像書き込み位置ずれを説明する図
【図４】図１の画像形成装置における色ずれ低減制御に係る機構部分の説明図
【図５】角度読み取り装置の説明図
【図６】制御構成の説明図
【図７】目標ドラムアドレス取得タスクのフローチャート
【図８】目標ベルトアドレス取得のフローチャート
【図９】ベルトドラム合わせタスクのフローチャート
【図１０】メインルーチンのフローチャート
【図１１】第２実施形態における画像形成装置の概略構成図
【図１２】第３実施形態における画像形成装置の概略構成図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明のいくつかの実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。本発明は形成済みの第１色トナー像と形成済みの第２色トナー像とを移動方向に相対移動させて重ね合わせる限りにおいて、各実施形態の構成の一部または全部を、その代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実施できる。第２色トナー像とは、１番目に転写された第１色トナー像に位置決めされる第２色、第３色、第４色、第５色・・・・などのトナー像の１つである。
【００２０】
従って、搬送体として中間転写体を用いる画像形成装置に限らず、記録材搬送体に担時された記録材へトナー像を転写する画像形成装置でも実施できる。中間転写体や記録材搬送体に沿って複数の像担持体を配置したタンデム型画像形成装置のみならず、１個の像担持体に複数色のトナー像を形成する１ドラム型画像形成装置でも実施できる。
【００２１】
＜第１実施形態＞
（１）画像形成装置例の説明
図１は本実施形態における画像形成装置１００の概略構成図である。この装置１００はタンデム方式−中間転写ベルト方式の電子写真フルカラーレーザビームプリンタである。パソコン等のホスト装置２００から露光制御部（制御回路部：制御手段）１１０に入力する電気的画像信号に基づいて記録材Ｐにフルカラー画像を形成することができる。記録材Ｐはトナー像（現像剤像）を形成することができるシート状の記録媒体であり、普通紙、光沢紙、封筒、はがき、ラベル、ＯＨＰシートなどである。
【００２２】
装置１００には、矢印Ｒ２の方向に所定の速度で回転可能な搬送体としての中間転写ベルト９に沿って上流側から下流側に順にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色トナー像をそれぞれ形成する４つの画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫが配置されている。中間転写ベルト９は、駆動ローラ１３、テンションローラ１２、バックアップローラ１０に掛け渡されて支持されており、矢印Ｒ２の方向に所定の速度で回転駆動される。以下で説明する構成機器・部材の記号末尾のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋはそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色別の構成機器・部材であることを表している。
【００２３】
画像形成部ＰＹでは矢印Ｒ１の方向に所定の速度で回転可能な感光体ドラム１Ｙ（第１像担持体）の表面にイエロートナー像が形成される。そのトナー像が第１転写部ＴＹにおいて第１転写装置５Ｙによって中間転写ベルト９に対して一次転写される。画像形成部ＰＭでは感光体ドラム１Ｍ（第２像担持体）の表面にマゼンタトナー像が形成される。そのトナー像が第２転写部ＴＭにおいて第２転写装置５Ｍによって中間転写ベルト９に対して、既に転写されているイエロートナー像に重ね合わされて一次転写される。
【００２４】
画像形成部ＰＣでは、感光体ドラム１Ｃの表面にシアントナー像が形成される。そのトナー像が第３転写部ＴＣにおいて第３転写装置５Ｃによって中間転写ベルト９に対して、既に転写されているイエロートナー像＋マゼンタトナー像に重ね合わされて一次転写される。画像形成部ＰＫでは、感光体ドラム１Ｋの表面にブラックトナー像が形成される。そのトナー像が第４転写部ＴＫにおいて第４転写装置５Ｋによって中間転写ベルト９に対して、既に転写されているイエロートナー像＋マゼンタトナー像＋シアントナー像に重ね合わされて一次転写される。
【００２５】
かくして、中間転写ベルト９が第１〜第４の転写部ＴＹ、ＴＭ、ＴＣ、ＴＫを順次に通過することで、中間転写ベルト９上にはイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色重ね合わせ（重畳転写）の未定着のトナー像が形成される。中間転写ベルト９に担持された４色重ね合わせトナー像は、引き続く中間転写ベルト９の移動により二次転写部Ｔ２へ搬送されて記録材Ｐに対して順次に一括二次転写される。記録材Ｐは、給紙カセット２０から給紙ローラ１４によって引き出され、分離装置１５によって１枚ずつに分離され、搬送路１５ａにてレジストローラ１６へ送り出される。
【００２６】
レジストローラ１６は、中間転写ベルト９上のトナー像に先頭を一致させて、記録材Ｐを二次転写部Ｔ２へ給送する。この二次転写部Ｔ２で中間転写ベルト９側のトナー像が記録材Ｐへ順次に一括二次転写される。二次転写部Ｔ２を出た記録材Ｐは中間転写ベルト９から分離されて定着装置１７へ導入されて加熱加圧される。これにより未定着のトナー像が固着画像として記録材面に定着される。そして、記録材Ｐは定着装置１７を出てフルカラー画像形成物として排出される。
【００２７】
また、二次転写部Ｔ２を通過した中間転写ベルト９は中間転写ベルトクリーニング装置１８により二次転写残トナーが除去されて繰り返して画像形成に供される。
【００２８】
各画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫは互いに同様の構成の電子写真画像形成機構であり、それぞれの現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋで用いるトナー（現像剤）の色がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックと異なるだけである。図２はイエローのトナー像を形成する第１の画像形成部ＰＹの拡大図である。以下では、代表的に第１の画像形成部ＰＹについて説明し、第２〜第４の画像形成部ＰＭ、ＰＣ、ＰＫについては、構成機器・部材の記号末尾の色別記号としてのＹをＣ、Ｍ、Ｋに読み替えて説明されるものとする。
【００２９】
画像形成部ＰＹは、感光体ドラム１Ｙの周囲に、帯電装置２Ｙ、露光装置３Ｙ、現像装置４Ｙ、一次転写ローラ５Ｙ、クリーニング装置６Ｙを配置する。第１像担持体の一例である感光体ドラム１Ｙは、アルミニウム製シリンダの外周面に、帯電極性が負極性の有機光導電体層（ＯＰＣ）を塗布して構成され、矢印Ｒ１の方向に所定の速度で回転駆動される。
【００３０】
帯電装置２Ｙは、電源Ｄ３から負極性の電圧を印加されて、感光体ドラム１Ｙの表面に帯電粒子を照射することにより、感光体ドラム１Ｙの表面を一様な負極性の電位に帯電する。第１静電像形成手段の一例である露光装置３Ｙは、イエローの分解色画像を展開した走査線画像データをＯＮ−ＯＦＦ変調したレーザビームを回転ミラーで走査する。これにより、帯電した感光体ドラム１Ｙの表面に６００ｄｐｉ（ドット／インチ）の解像度で静電像を書き込む（レーザビームによる走査露光）。
【００３１】
露光装置３Ｙは感光体ドラム１Ｙに光を照射して潜像形成を行う装置であり、本実施形態においては上記のようにレーザビーム走査露光装置である。
【００３２】
第１現像手段の一例である現像装置４Ｙは、トナーに磁性キャリアを混合した二成分現像剤を攪拌してトナーを負極性に帯電させる。帯電したトナーは、固定磁極４ｊの周囲で感光体ドラム１Ｙとカウンタ方向（感光体ドラムとの対向部においてカウンタ方向）に回転する現像スリーブ４ｓに穂立ち状態で担持されて、感光体ドラム１Ｙを摺擦する。電源Ｄ４は、負極性の直流電圧に交流電圧を重畳した現像電圧を現像スリーブ４ｓに印加して、現像スリーブ４ｓよりも相対的に正極性となった感光体ドラム１Ｙの静電像へトナーを付着させて、静電像を反転現像する。
【００３３】
一次転写ローラ５Ｙは、感光体ドラム１Ｙとの間に中間転写ベルト９を挟持して、感光体ドラム１Ｙと中間転写ベルト９との間に第１の転写部の一例である一次転写部ＴＹを形成する。電源ＤＹは、正極性の直流電圧を一次転写ローラ５Ｙに印加して、負極性に帯電して感光体ドラム１Ｙに担持されたトナー像を、一次転写部ＴＹを通過する中間転写ベルト９へ一次転写させる。クリーニング装置６Ｙは、クリーニングブレードを感光体ドラム１Ｙに摺擦して、一次転写部ＴＹを通過して感光体ドラム１Ｙの表面に残留した一次転写残トナーを除去する。
【００３４】
二次転写ローラ１１は、中間転写ベルト９を介してバックアップローラ１０に圧接して、中間転写ベルト９と二次転写ローラ１１との間に二次転写部Ｔ２を形成する。二次転写部Ｔ２は、中間転写ベルト９のトナー像に重ね合わせて記録材Ｐを挟持搬送し、記録材Ｐが二次転写部Ｔ２を通過する過程で、中間転写ベルト９から記録材Ｐへトナー像を二次転写させる。
【００３５】
電源Ｄ２は、正極性の直流電圧を二次転写ローラ１１に印加して、バックアップローラ１０と中間転写ベルト９と記録材Ｐと二次転写ローラ１１との直列回路に転写電流を流す。転写電流の一部が中間転写ベルト９のトナー載り部を流れて、中間転写ベルト９から記録材Ｐへのトナーの移動に関与する。
【００３６】
（２）色ずれ低減化制御
前述したように、上記のようなタンデム型の画像形成装置では、中間転写体である中間転写ベルト９と像担持体である感光体ドラム１との間に速度差があると、色トナー像間での重ね合わせ誤差が発生する。即ち、第１像担持体から中間転写体に転写された第１色トナー像に対する第２像担持体に形成された第２色トナー像の重ね合わせ誤差が発生する。ここで、第２色トナー像とは、１番目に転写された第１色トナー像に位置決めされる第２色、第３色、第４色、第５色などのトナー像の１つである。
【００３７】
本実施形態においては、像担持体と中間転写体の短い周期の速度変動にも追従して、トナー像を転写部で重ね合わせできる画像形成装置において、露光位置での像担持体の偏芯による潜像書き込み位置ずれを正確に把握し、安定した補正制御を行う。像担持体の位置指標として軸角速度を用いる。
【００３８】
即ち、像担持体の偏芯により露光位置での潜像書き込み位置が所定の書き込み位置からずれてしまう。このずれにより色ずれが発生するため、潜像位置を正確に把握する必要がある。そこで、第１像担持体で転写された画像位置に合うように、第２像担持体以下の転写位置で画像位置を合わせるよう制御を行う画像形成装置で、像担持体の偏芯による露光位置での潜像書き込み位置のずれ量を求める。そして、色ずれがなくなるように像担持体を制御する。像担持体の偏芯を検出し、検出結果を元に潜像書き込み位置情報を補正する。
【００３９】
より具体的には、画像形成装置１００は、露光装置からの露光タイミングで感光体ドラムの回転角度を検出する感光体ドラム角度検出装置を有する。また、感光体ドラムの回転軸から感光体ドラムの表面までの距離と感光体ドラムへの露光装置からの光の入射角から求められる補正値により補正処理を行う補正処理装置を有する。また、補正処理装置により補正された位置情報に基づいて、転写位置における感光体ドラムの位置制御を行う感光体ドラム制御装置を有する。
【００４０】
以下、上記のような画像形成装置において像担持体である感光体ドラムの偏芯による潜像書き込みの位置ずれに伴う色ずれを低減するための制御構成を図３乃至図１０により説明する。
【００４１】
図３は露光位置における感光体ドラムの偏芯による潜像書き込み位置ずれを説明する図である。図４は図１の画像形成装置１００における色ずれ低減制御に係る機構部分の説明図である。図５は角度読み取り装置の説明図である。図６は制御構成の説明図である。図７は目標ドラムアドレス取得タスクのフローチャートである。図８は目標ベルトアドレス取得のフローチャートである。図９はベルトドラム合わせタスクのフローチャートである。図１０はメインルーチンのフローチャートである。
【００４２】
図３において、１ａは感光体ドラムＤ（１）の回転軸（回転軸線）、ｒは感光体ドラムＤの半径である。図１、図２に示すように、レーザ光路Ｌは感光体ドラム１に垂直になっておらず、レーザＬの反射光による露光装置３への影響を無くすために、照射角度（入射角）βだけ傾いている。レーザ照射角度βに傾きがある場合での偏芯のない理想的な感光体ドラムＤ１における潜像書き込み位置Ｌ１と、偏芯量（最大偏芯量）Δｒの感光体ドラムＤ２における潜像書き込み位置Ｌ２には書き込み位置の角度情報に差が生じる。
【００４３】
その角度差αは、
【００４４】
【数１】
である。露光位置における感光体ドラム（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ）の偏芯により発生する角度差αを走査線毎に求めることで、潜像書き込み位置を正確に把握することができる。
【００４５】
図４に示すように、感光体ドラム体（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ）には、それぞれ、感光体ドラム角度検出装置としての、角度指標（３４Ｙ、３４Ｍ、３４Ｃ、３４Ｋ）と角度読み取り装置（３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋ）が設置されている。
【００４６】
また、感光体ドラム（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ）の偏芯検出装置（８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋ）が設置されている。また、中間転写ベルト９には、固定の位置指標２５１と位置指標読み取り装置（３５Ｙ、３５Ｍ、３５Ｃ、３５Ｋ）が設置されている。
【００４７】
角度読み取り装置３２から角度指標記録部１１１、１１２に角度読み取り信号が入力して、露光装置３からの露光タイミングで感光体ドラム１の回転角度が検出される。角度指標記録部１１１、１１２は角度読み取り装置（３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋ）の読み取り値を用いて、感光体ドラム（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ）上の画像位置の管理を行う。
【００４８】
また、位置指標読み取り装置３５から位置指標記録部１１３、１１４に位置指標読み取り信号が入力する。位置指標記録部１１３、１１４は位置指標読み取り装置（３５Ｙ、３５Ｍ、３５Ｃ、３５Ｋ）の読み取り値を用いて、中間転写ベルト９上の画像位置の管理を行う。
【００４９】
また、位置指標記録部１１３、１１４は、角度読み取り装置３２Ｙと位置指標読み取り装置（３５Ｙ、３５Ｍ、３５Ｃ、３５Ｋ）を用いることで、１次転写部ＴＹで中間転写ベルト９に転写された第１像担持体１Ｙで形成された画像の位置管理を行う。そして、位置指標記録部１１４は角度読み取り装置（３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋ）を用いて画像位置の管理を行うことで、第２像担持体（１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ）で形成された画像の位置管理を行う。
【００５０】
また、感光体ドラム偏芯検出装置８から角度指標記録部１１１、１１２に偏芯検出信号が入力する。角度指標記録部１１１、１１２は感光体ドラム偏芯検出装置（８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋ）の検出値を用いて、感光体ドラム（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ）の所定の位置の偏芯状態を把握する。角度指標記録部１１１、１１２は、偏芯状態から角度読み取り装置（３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋ）による感光体ドラム（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ）上の画像の位置をより正確に修正する。
【００５１】
即ち、角度指標記録部１１１、１１２は、感光ドラム１の回転軸１ａから感光体ドラムの表面までの距離と感光体ドラムへの露光装置からの光の入射角から求められる補正値により補正処理を行う補正処理装置として機能している。
【００５２】
補正処理装置は、図３で説明したずれ角度αに基づき、露光位置情報を補正する。即ち、感光体ドラムの半径をｒ、感光体ドラムの最大偏芯量をΔｒ、入射角をβ、感光体ドラム角度検出装置の検出結果をθとすると、実際の露光位置と検出された露光位置とのずれ角度αは
【００５３】
【数２】
と求まる。補正処理装置は、このずれ角度αに基づき、露光位置情報を補正する。
【００５４】
また、補正処理装置は、次のａ）とｂ）とｃ）とにより露光位置情報に補正処理を行う。
【００５５】
ａ）露光装置からの露光タイミングで感光体ドラムの回転角度を検出する感光体ドラム角度検出装置の検出結果
ｂ）感光体ドラムの回転軸から感光体ドラムの表面までの距離を検出する感光体ドラム偏芯検出装置の検出結果
ｃ）感光体ドラムへの前記露光装置からの光の入射角から求めた補正情報
速度制御部１２０は、中間転写ベルト９上の第１の像担持体１Ｙで形成された画像の位置情報と第２の像担持体（１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ）で形成された画像の位置情報を元に、第２像担持体（１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ）の回転速度を調整し、画像を重ね合わせる。
【００５６】
即ち、速度制御部１２０は、補正処理装置により補正された位置情報に基づいて、転写位置における感光体ドラムの位置制御を行う感光体ドラム制御装置として機能している。
【００５７】
第１像担持体の一例である感光体ドラム１Ｙは、駆動モータＭＹによって駆動されてほぼ一定の回転速度で回転する。中間転写ベルト９はで制御される駆動モータＭ９によって駆動されてほぼ一定の回転速度で回転する。第２像担持体の一例である感光体ドラム１Ｍ、１Ｃ、１Ｙは、それぞれ制御部１１０で制御される駆動モータ（ＭＭ、ＭＣ、ＭＫ）によって駆動されてほぼ一定の回転速度で回転し、それぞれ独立に回転速度を調整可能である。これらの駆動モータ（ＭＭ、ＭＣ、ＭＫ）が、位置ずれを補正する際の調整装置となる。
【００５８】
図５に示すように、図４図示の角度指標（３４Ｙ、３４Ｍ、３４Ｃ、３４Ｋ）には、それぞれ反射／黒色パターンによるインクリメンタルな光学目盛が形成されている。図４示の角度読み取り装置（３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋ）には、それぞれセンサ基板４５に光源の発光ダイオード４７と読み取り素子のフォトセンサアレイ４６とを配置している。発光ダイオード４７から照射された光は角度指標（３４Ｙ、３４Ｍ、３４Ｃ、３４Ｋ）で反射されてフォトセンサアレイ４６に入射する。
【００５９】
フォトセンサアレイ４６に入射する反射光は、角度指標（３４Ｙ、３４Ｍ、３４Ｃ、３４Ｋ）のピッチに応じた明暗パターンになっていて、感光体ドラム（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ）の回転とともに移動する。明暗パターンに相応したピッチで配列されたフォトセンサアレイ４６からは角度指標（３４Ｙ、３４Ｍ、３４Ｃ、３４Ｋ）のピッチに応じたアナログ正弦波電圧信号が出力される。
【００６０】
像担持体の一例である感光体ドラム（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ）の表面に露光装置（３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ）によって、感光体ドラム（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ）の回転方向に静電像の走査線が書き込まれる。角度指標（３４Ｙ、３４Ｍ、３４Ｃ、３４Ｋ）は、像担持体（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ）の回転軸に配置した角度指標として予め準備されている。角度読み取り装置（３５Ｙ、３５Ｍ、３５Ｃ、３５Ｋ）は、露光装置（３Ｙ）の走査線毎に角度指標（３４Ｙ、３４Ｍ、３４Ｃ、３４Ｋ）を読み取る。
【００６１】
搬送体位置指標２５１は、搬送体の移動方向に配列した固定目盛として搬送体に予め準備されている。位置指標読み取り装置（３５Ｙ、３５Ｍ、３５Ｃ、３５Ｋ）は、所望のタイミングで搬送体位置指標２５１を読み取る。
【００６２】
図６に示すように、感光体ドラム１Ｙの回転軸に第１角度指標３４Ｙが取り付けられている。同様に、感光体ドラム１Ｍの回転軸にも第２角度指標３４Ｍが取り付けられている。同様に、中間転写ベルト９にも、固定の搬送体位置指標２５１が１周に渡って取り付けられ、もしくは刻み付けられている。
【００６３】
第１角度指標３４Ｙ、第２角度指標３４Ｍの一例としてロータリーエンコーダが用いられ、感光体ドラム１Ｙ、１Ｍの回転軸１ａに同心一体に配設される。搬送体位置指標２５１は、テープ状のスケールを貼り付ける、あるいは、スケールを中間転写ベルト９に直接印刷する、刻印するなどの方法で形成される。感光体ドラム１Ｙが中間転写ベルト９と接する１次転写部ＴＹでは、位置指標読み取り装置３５Ｙが搬送体位置指標２５１を読み取る。
【００６４】
感光体ドラム１Ｙ、１Ｍの回転角度を認識するため、角度指標（３４Ｙ、３４Ｍ）は、アブソリュートエンコーダパターン又は原点指標を持つインクリメンタルエンコーダパターンである。アブソリュートエンコーダパターンの場合、角度読み取り装置３２Ｙ、３２Ｍは、感光体ドラム１Ｙ、２Ｍの回転軸に設置された第１角度指標３４Ｙ、第２角度指標３４Ｍを読み取ってアブソリュートアドレス（絶対番地）を出力する。
【００６５】
原点付きインクリメンタルエンコーダパターンの場合、角度読み取り装置３２Ｙ、３２Ｍは、感光体ドラム１Ｙ、１Ｍに固定された第１角度指標３４Ｙ、第２角度指標３４Ｍの目盛を読み取って原点からの目盛カウント値を出力する。
【００６６】
中間転写ベルト９の表面の回転方向の位置を認識するため、スケールはアブソリュートエンコーダパターン又は原点指標を持つインクリメンタルエンコーダパターンである。アブソリュートエンコーダパターンの場合、位置指標読み取り装置３５Ｙ、３５Ｍは、中間転写ベルト９に設置された搬送体位置指標２５１を読み取ってアブソリュートアドレス（絶対番地）を出力する。原点付きインクリメンタルエンコーダパターンの場合、読み取り装置３５Ｙ、３５Ｍは、中間転写ベルト９に固定された搬送体位置指標２５１の目盛を読み取って原点からの目盛カウント値を出力する。
【００６７】
感光体ドラム１Ｙ、１Ｍの周囲には、偏芯検出装置８Ｙ、８Ｍが設置されている。偏芯検出装置の一例として、周面の変位を検出する変位センサが用いられる。変位センサは、検出位置に対して光ビームを出射する発光素子と、感光体ドラムによって反射された光ビームを受光する受光素子などを備え、変位に応じたアナログ信号を出力する。検出結果と変位センサの取り付け位置と露光位置の角度から、露光位置における偏芯量が分かる。
【００６８】
本体内に変位センサを用いずに、感光体ドラムの偏芯量と回転角度の関係の事前測定を行い、測定結果をバーコードなどの記録媒体に持たせて、そこから得られる感光体ドラムの回転情報を元に偏芯量による補正を行っても本発明の目的は達成できる。
【００６９】
図７は、露光位置にて、感光体ドラム（１Ｙ、１Ｍ）に形成された画像が１次転写部（ＴＹ、ＴＭ）に達するタイミング情報である目標ドラムアドレスを取得するタスク（目標ドラムアドレス取得タスク）のフローチャートである。図６の制御ブロック図も併用して説明を行う
１）プリントスタートすると、目標ドラムアドレス取得タスク開始を示すドラムＦＩＦＯ＿Ｆｌａｇを１にする（Ｓ１１）。
【００７０】
２）露光装置（３Ｙ、３Ｍ）による主走査スキャンのスタートを検知すると（Ｓ１２のＹＥＳ）、走査タイミング毎に角度読み取り装置（３２Ｙ、３２Ｍ）から角度指標（３４Ｙ、３４Ｍ）を読み取り、ドラムアドレスを取得する（Ｓ１３）。本実施例の主走査スキャンのスタートの第１ラインとは色分解した各色の画像データの副走査方向の先頭に相当する。またステップＳ１２はラインごとにステップＳ１３以下の処理を行うタイミングをとるために設けられている。
【００７１】
３）角度指標記録部（１１１、１１２）は、取得したドラムアドレス値に、露光位置と一次転写部（ＴＹ、ＴＭ）の間の角度と図３で説明した演算した角度補正値に相当するアドレス分をオフセット値として加算し、目標ドラムアドレス値を演算する（Ｓ１４）。角度補正値に相当するアドレスは、偏芯検出装置（８Ｙ、８Ｍ）によって取得したドラムの偏芯量を元に演算をすることで求められる。
【００７２】
４）目標ドラムアドレス値を露光装置の走査タイミング信号をカウントして形成される走査線の番号（画像位置情報）に対応させて角度指標記録部（１１１、１１２）のドラムＦＩＦＯメモリ（１０６、１０７）に書き込む（Ｓ１５）。図８で説明する目標ベルトアドレス取得タスクで使用するために、ドラムＦＩＦＯ＿Ｆｌａｇを２にする（Ｓ１６）。
【００７３】
５）プリント終了かどうかを判断し、終了であればドラムＦＩＦＯ＿Ｆｌａｇを０にし（Ｓ１８）、目標ドラム取得タスクを終了し（Ｓ１７のＹＥＳ）、終了でなければ、Ｓ１２に戻りドラムアドレス取得を繰り返す（Ｓ１７のＮＯ）。
【００７４】
【表１】
図８は、第１感光体ドラム１Ｙから１次転写部ＴＹにて中間転写ベルト９に転写される画像の位置情報であるベルトアドレスを取得するタスク（目標ベルトアドレス取得タスク）のフローチャートである。図６の制御ブロック図も併用して説明を行う。
【００７５】
１）プリントスタートすると、目標ベルトアドレス取得タスク開始を示すベルトＦＩＦＯ＿Ｆｌａｇを１にする（Ｓ２１）。
【００７６】
２）第１色ドラムＦＩＦＯ＿Ｆｌａｇ＝＝２を確認すると（Ｓ２２のＹＥＳ）、目標ドラムアドレス取得タスクにて角度指標記録部１１１のドラムＦＩＦＯメモリ１０６に書き込まれた第１色目標ドラムアドレス値を読み出す（Ｓ２３）。
【００７７】
３）第１感光体ドラム１Ｙが回転して、ドラムＦＩＦＯメモリ１０６から読み出した第１色目標ドラムアドレス値と角度読み取り装置３２Ｙから角度指標３４Ｙを読み取ったドラムアドレスの値が一致する（Ｓ２４のＹＥＳ）。そのタイミングで位置指標読み取り装置３５Ｙから搬送体位置指標２５１を読み取り、ベルトアドレスを取得する（Ｓ２５）。
【００７８】
４）第１色目標アドレス値とドラムアドレスが一致したタイミングが、第１目標アドレス値に対応する画像が１次転写部ＴＹにて中間転写ベルト９に転写されたタイミングに当たる。取得したベルトアドレスを目標ベルトアドレス値として目標ドラムアドレス値に対応付けて、位置指標記録部１１３のベルトＦＩＦＯメモリ１０８に書き込む（Ｓ２６）。
【００７９】
５）目標ベルトアドレス取得タスクの開始を示すために、ベルトＦＩＦＯ＿Ｆｌａｇを２にする（Ｓ２７）。
【００８０】
６）プリント終了かどうかを判断し、終了であればベルトＦＩＦＯ＿Ｆｌａｇを０にし（Ｓ２９）、目標ドラム取得タスクを終了し（Ｓ２８のＹＥＳ）、終了でなければ、Ｓ２３に戻りベルトアドレス取得を繰り返す（Ｓ２８のＮＯ）。
【００８１】
【表２】
位置指標記録部１１３は、角度指標記録部１１１のドラムＦＩＦＯメモリ１０６から表１のデータを引き出し、表１と表２のデータから画像位置情報と中間転写ベルト９の目標ベルトアドレスを対応させる。これにより、第１角度指標３４Ｙから形成した感光体ドラム１Ｙのアドレスと搬送体位置指標２５１から形成した中間転写ベルト９のアドレスが対応づけられる。
【００８２】
【表３】
図９は、中間転写ベルト９上の第１画像と第２色ドラム１Ｍ上の第２画像を正確に重ね合わせるために、第２ドラム回転位置制御を行うタスク（ベルトドラム合わせタスク）のフローチャートである。
【００８３】
１）プリントスタートすると、目標ベルトアドレス取得タスク開始を示すベルトＦＩＦＯ＿Ｆｌａｇが２であるかどうか判断する（Ｓ３０１）。
【００８４】
２）目標ベルトアドレス取得タスクにて位置指標記録部１１３のベルトＦＩＦＯメモリ１０８に書き込まれた目標ベルトアドレス値を読み出す（Ｓ３０２）。
【００８５】
３）第２色目標ドラムアドレス取得タスクにて角度指標記録部１１２の第２色ドラムＦＩＦＯメモリ１０７に書き込まれた第２色目標ドラムアドレス値を読み出す（Ｓ３０３）。
【００８６】
４）読み出した目標ベルトアドレス値と位置指標読み取り装置３５Ｍから読み出される第２色ベルトアドレス値との差を計算し、所定値以下であるかどうか判断する（Ｓ３０４）。この判断で第２ドラムの一定速度制御からベルトドラム位置合わせ制御への切り替えを行う。所定値以下になるということは、目標ドラムアドレス値に対応する位置指標が、１次転写位置ＴＭの所定範囲内に入ったということを示す。所定範囲内に入ってから、ベルトドラム位置合わせ制御を開始する。
【００８７】
５）目標ベルトアドレス値と第２色ベルトアドレス値の差と第２色目標ドラムアドレス値と第２色ドラムアドレス値の差を比較して、前者が大きいと判断すると（Ｓ３０５のＹＥＳ）、第２色ドラム回転位置制御を減速する（Ｓ３０７）。前者と後者が等しいと判断すると（Ｓ３０６のＹＥＳ）、第２色ドラム回転位置制御を保持する（Ｓ３０８）。それ以外の場合は、第２色ドラム回転位置制御を増速する（Ｓ３０９）。
【００８８】
６）目標ベルトアドレス値と第２色ベルトアドレス値の差と第２色目標ドラムアドレス値と第２色ドラムアドレス値の差を比較して、相対差が所定範囲内であれば速度を保持する。それ以外であれば、相対差に対応して第２色ドラム回転位置制御の回転速度を変更しても本発明の目的を達成できる。
【００８９】
７）目標ベルトアドレス値に対応する搬送体位置指標２５１の位置と第２色目標ドラムアドレス値に対応する角度指標３４Ｍの位置を比較し、第２色ドラムの回転制御を行う。速度制御部１２０により、第１色画像と第２色画像の位置情報が一致するように第２感光体ドラム１Ｍの回転を制御して、イエロートナー像とマゼンタトナー像とを正確に重ね合わせる。
【００９０】
８）目標ベルトアドレス値と第２色ベルトアドレス値が一致したかどうか判断する（Ｓ３１０）。プリント終了かどうかを判断し、終了であればベルトドラム合わせタスクを終了し（Ｓ３１１のＹＥＳ）、終了でなければ、Ｓ３０２に戻りベルトドラム位置合わせ制御を繰り返す（Ｓ３１１のＮＯ）。
【００９１】
図１０は、図７、図８、図９の制御プロセスを実行するフローチャートの例である。プリント工程がスタートすると（Ｓ４１）、第１色ドラム１Ｙ、第２色ドラム１Ｍの回転、中間転写ベルト９の回転、４つのタスクをスタートする（Ｓ４２）。第１色ドラム１Ｙ、第２色ドラム２Ｍ、中間転写ベルト９は所定速度で回転する。４つのタスクは、第１色目標ドラムアドレス取得タスクと第２色目標ドラムアドレス取得タスクと目標ベルトアドレス取得タスクとベルトドラム合わせタスクである。
【００９２】
ベルトドラム合わせタスクで、第２色ドラム１Ｍの回転を一定速制御と位置合わせ制御に切り替える。プリント工程開始時は一定速度制御、印字中は位置合わせ制御、プリント終了後は再び一定速度制御に切り替える。プリント終了かどうかを判断し（Ｓ４３）、終了であれば、第１ドラム１Ｙと第２色ドラム１Ｍと中間転写ベルト９の回転をストップし、４つのタスクも終了させる（Ｓ４４）。
【００９３】
＜第２実施形態＞
図１１は本実施形態における画像形成装置１００の概略構成図である。この画像形成装置１００は記録材Ｐを搬送する搬送体としての記録材搬送ベルト９０に沿って複数の画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫが配置されている。第１実施形態の画像形成装置１００と共通する構成部材・部分には同じ符号を付して再度の説明を省略する。
【００９４】
記録材搬送ベルト９０は、駆動モータＭ９１で駆動される駆動ローラ９１、従動ローラ９２、テンションローラ９３に掛け渡されて支持されており、矢印Ｒ２の方向に所定の速度で回転駆動される。従動ローラ９２と駆動ローラ９１との間のベルト部分の上側に記録材搬送ベルト９０に沿って上流側から下流側に順に第１乃至第４の画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫが配設されている。
【００９５】
給紙カセット２０から給送された記録材Ｐは従動ローラ９２の側から記録材搬送ベルト９０の上に導入されて記録材搬送ベルト９０に担持される。そして、記録材搬送ベルト９０の移動により、記録材搬送ベルト９０に担持された記録材Ｐが第１〜第４の転写部ＴＹ、ＴＭ、ＴＣ、ＴＫを順次に通過する。これにより、記録材Ｐの面にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色重ね合わせ（重畳転写）の未定着のトナー像が形成される。
【００９６】
駆動ローラ９１の側に搬送された記録材Ｐは記録材搬送ベルト９０から分離されて定着装置１７へ導入されて加熱加圧される。これにより未定着のトナー像が固着画像として記録材面に定着される。そして、記録材Ｐは定着装置１７を出てフルカラー画像形成物として排出される。
【００９７】
このような画像形成装置１００についても、第１実施形態における画像形成装置１００と同様の構成により、露光位置での感光体ドラムの偏芯による潜像書き込み位置ずれを正確に把握し、安定した補正制御を行うことができる。
【００９８】
＜第３実施形態＞
図１２は本実施形態における画像形成装置１００の概略構成図である。この画像形成装置１００は１個の感光体ドラムに複数色のトナー像を形成する１ドラム型画像形成装置である。第１実施形態の画像形成装置１００と共通する構成部材・部分には同じ符号を付して再度の説明を省略する。
【００９９】
回転軸１ａを中心に回転駆動される１つの感光体ドラム１に対して、イエロートナー像の作成、マゼンタトナー像の作成、シアントナー像の作成、ブラックトナー像の作成が回分式に順次になされる。感光体ドラム１に順次に形成される各色のトナー像は一次転写部Ｔ１において中間転写ベルト９に対して順次に重畳されて一次転写される。この一次転写が実行されている間、二次転写ローラ１１は破線示のように中間転写ベルト９から離間している状態に保持されている。また、中間転写ベルトクリーニング装置１８も破線示のように中間転写ベルト９から離間した非作用位置保持されている。
【０１００】
中間転写ベルト９に対する最後のブラックトナー像の一次転写が開始された後の所定の制御タイミングにおいて二次転写ローラ１１が実線示のように中間転写ベルト９に対して当接されて二次転写部Ｔ２が形成される。また、中間転写ベルトクリーニング装置１８も実線示のように中間転写ベルト９に対する作用位置に移動される。位置に当接されて二次転写部Ｔ２が形成される。
【０１０１】
そして、その二次転写部Ｔ２に所定の制御タイミングにて記録材Ｐが導入され、中間転写ベルト９側の４色重ね合わせのトナー像が記録材Ｐに対して順次に一括二次転写される。二次転写部Ｔ２を出た記録材Ｐは中間転写ベルト９から分離されて定着装置１７へ導入されて加熱加圧される。これにより未定着のトナー像が固着画像として記録材面に定着される。そして、記録材Ｐは定着装置１７を出てフルカラー画像形成物として排出される。
【０１０２】
このような画像形成装置１００についても、第１実施形態における画像形成装置１００と同様の構成により、露光位置での感光体ドラムの偏芯による潜像書き込み位置ずれを正確に把握し、安定した補正制御を行うことができる。
【０１０３】
＜その他の事項＞
上記の各実施形態の画像形成装置１００はイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のトナーを用いたものであるが、使用する色や色数はこれに限られるものではないことはもちろんである。また、各色のトナ像の作成順序も各実施形態に限られるものではない。
【符号の説明】
【０１０４】
１・・感光体ドラム、１ａ・・回転軸、９・・搬送体、３・・露光装置、４・・現像装置、５・・転写装置、１００・・画像形成装置、３２・・感光体ドラム角度検出装置、１１１、１１２・・補正処理装置、１２０・・感光体ドラム制御装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能な感光体ドラムと、
トナー像が形成される搬送体と、
前記感光体ドラムに光を照射して潜像形成を行う露光装置と、
前記露光装置により前記感光体ドラムに形成された潜像をトナーで現像してトナー像を形成する現像装置と、
前記感光体ドラムに形成されたトナー像を前記搬送体に転写する転写装置と、
を持つ画像形成装置において、
前記露光装置からの露光タイミングで前記感光体ドラムの回転角度を検出する感光体ドラム角度検出装置と、
前記感光体ドラムの回転軸から前記感光体ドラムの表面までの距離と前記感光体ドラムへの前記露光装置からの光の入射角から求められる補正値により補正処理を行う補正処理装置と、
前記補正処理装置により補正された位置情報に基づいて、転写位置における前記感光体ドラムの位置制御を行う感光体ドラム制御装置と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記補正処理装置は、前記感光体ドラムの半径をｒ、前記感光体ドラムの最大偏芯量をΔｒ、前記入射角をβ、前記感光体ドラム角度検出装置の検出結果をθとすると、実際の露光位置と検出された露光位置とのずれ角度αは
【数１】
と求まり、前記ずれ角度αに基づき、露光位置情報を補正することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記補正処理装置は、前記露光装置からの露光タイミングで前記感光体ドラムの回転角度を検出する感光体ドラム角度検出装置の検出結果と、前記感光体ドラムの回転軸から前記感光体ドラムの表面までの距離を検出する感光体ドラム偏芯検出装置の検出結果と、前記感光体ドラムへの前記露光装置からの光の入射角から求めた補正情報と、により露光位置情報に補正処理を行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項１】
回転可能な感光体ドラムと、
トナー像が形成される搬送体と、
前記感光体ドラムに光を照射して潜像形成を行う露光装置と、
前記露光装置により前記感光体ドラムに形成された潜像をトナーで現像してトナー像を形成する現像装置と、
前記感光体ドラムに形成されたトナー像を前記搬送体に転写する転写装置と、
を持つ画像形成装置において、
前記露光装置からの露光タイミングで前記感光体ドラムの回転角度を検出する感光体ドラム角度検出装置と、
前記感光体ドラムの回転軸から前記感光体ドラムの表面までの距離と前記感光体ドラムへの前記露光装置からの光の入射角から求められる補正値により補正処理を行う補正処理装置と、
前記補正処理装置により補正された位置情報に基づいて、転写位置における前記感光体ドラムの位置制御を行う感光体ドラム制御装置と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記補正処理装置は、前記感光体ドラムの半径をｒ、前記感光体ドラムの最大偏芯量をΔｒ、前記入射角をβ、前記感光体ドラム角度検出装置の検出結果をθとすると、実際の露光位置と検出された露光位置とのずれ角度αは
【数１】
と求まり、前記ずれ角度αに基づき、露光位置情報を補正することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記補正処理装置は、前記露光装置からの露光タイミングで前記感光体ドラムの回転角度を検出する感光体ドラム角度検出装置の検出結果と、前記感光体ドラムの回転軸から前記感光体ドラムの表面までの距離を検出する感光体ドラム偏芯検出装置の検出結果と、前記感光体ドラムへの前記露光装置からの光の入射角から求めた補正情報と、により露光位置情報に補正処理を行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−８８６４２（Ｐ２０１３−８８６４２Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２９５８６（Ｐ２０１１−２２９５８６）
【出願日】平成２３年１０月１９日（２０１１．１０．１９）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１９日（２０１１．１０．１９）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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