(57)【要約】【課題】紙厚の異なる転写紙を印字する場合であっても、転写搬送ベルトの搬送速度の変動を安定化できるようにする。【解決手段】転写紙を搬送する搬送手段の厚さ特性データである厚みプロファイルに基づいて、搬送手段を回転させる駆動手段を制御する画像形成装置であって、紙種ごとの厚みプロファイルを記憶する記憶手段と、搬送される転写紙の紙種に応じた厚みプロファイルを記憶手段から読み出し、駆動手段の回転駆動を制御するための制御情報を、読み出した厚みプロファイルを用いて生成して駆動手段に送出する制御手段と、を有する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
転写紙を搬送する搬送手段の厚さ特性データである厚みプロファイルに基づいて、前記搬送手段を回転させる駆動手段を制御する画像形成装置であって、
紙種ごとの厚みプロファイルを記憶する記憶手段と、
搬送される転写紙の紙種に応じた厚みプロファイルを前記記憶手段から読み出し、前記駆動手段の回転駆動を制御するための制御情報を、前記読み出した厚みプロファイルを用いて生成して前記駆動手段に送出する制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記記憶手段は、紙種類ごと及びサンプリング回数ごとにサンプリング回数分の厚みプロファイルを加算してサンプリング回数で平均化したデータのうち、前記データに基づいて前記駆動手段を制御して前記搬送手段を回転させた場合の色ずれ推定量が所定の目標値を下回るデータを、前記紙種ごとの厚みプロファイルとして記憶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】
ユーザによる転写紙の紙種の指定を受け付ける操作手段を有し、
前記制御手段は、前記操作手段で受け付けられた紙種の指定に基づいて、前記紙種に応じた厚みプロファイルを前記記憶手段から読み出すことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
搬送される転写紙の紙厚を検知して紙種を認識する認識手段を有し、
前記制御手段は、前記認識手段で認識された紙種に基づいて、前記紙種に応じた厚みプロファイルを前記記憶手段から読み出すことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関し、特に、記録媒体に複数色の画像を順次重ねて記録することによりカラー画像を記録媒体に印刷するカラー画像形成装置に好ましく適用される技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
転写紙を搬送する転写紙搬送部材や、その転写紙に転写される画像を担持する感光体や中間転写体等の像担持体として、ベルトを用いた画像形成装置においては、そのベルトの移動速度が一定速度に維持されないとバンディングが発生する。このバンディングは、画像転写中にベルト移動速度が速くなったり遅くなったりすることにより発生する画像濃度ムラである。このような画像濃度ムラを抑制するために、感光体ベルト、中間転写ベルト、搬送ベルト等のエンドレスベルトを一定の移動速度で移動させる高精度な駆動制御が要求される。
【０００３】
このベルトの高精度な駆動制御のために、従来、ベルトを駆動する駆動ローラの回転速度を一定にするように駆動ローラの回転を制御する駆動制御方法が知られている。この駆動制御方法は、駆動源であるモータの回転角速度や、モータで発生する回転駆動力を駆動ローラに伝達させるギヤの回転角速度を一定に保持することにより、駆動ローラの回転速度を一定にする駆動制御方法である。しかしながら、上記従来のベルトの駆動制御方法では、ベルトの厚さ変動、特にベルト移動方向に沿った方向で厚さ変動がある場合、駆動ローラの回転角速度を一定にしてもベルトの移動速度を一定にできないという問題点があった。
【０００４】
これに対して、例えば特許文献１には、従動支持回転体の回転角変位又は回転角速度を検出し、その検出データから、ベルトの周方向における周期的な厚さ変動に対応した周波数を有する、従動支持回転体の回転角速度の交流成分を抽出するベルト駆動制御装置が開示されている。この抽出した交流成分の振幅及び位相は、ベルトの周方向における周期的な厚さ変動の振幅及び位相に対応している。したがって、この交流成分の振幅及び位相に基づいて、駆動支持回転体に厚いベルト部分が接するタイミングでは駆動支持回転体の回転角速度を低め、逆に、駆動支持回転体に薄いベルト部分が接するタイミングでは駆動支持回転体の回転角速度を高めるように制御する。この方法によれば、ベルトの周方向における厚さ変動の影響を受けずに、そのベルトを所望の移動速度で駆動することが可能である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献１には、ベルトの速度変動を低減させる目的で、ベルト１周期の厚みプロファイル（ベルト厚の特性データ：ベルトのどの部分が厚くどの部分が薄いかのデータ）をメモリに記憶して、メモリに記憶されたベルト１周期分の厚みプロファイルから変動振幅・位相検出部で、ベルト周期成分の振幅と位相とを検出して、ベルト厚みによって発生する速度変動を安定化させる構成が開示されている。
【０００６】
しかし、特許文献１による方式では、転写紙が厚紙の場合であっても薄紙であっても、同一のベルト１周期の厚みプロファイルをメモリに記憶するので、異なる紙厚の転写紙を印字しようとした場合、紙厚変動に起因する変動成分を考慮できない。
【０００７】
そこで、本発明は、上述した事情に鑑みて、紙厚の異なる転写紙を印字する場合であっても、転写搬送ベルトの搬送速度の変動を安定化できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の画像形成装置は、転写紙を搬送するエンドレスベルト状の搬送手段の厚さ特性データである厚みプロファイルに基づいて、搬送手段を回転させる駆動手段を制御する画像形成装置であって、紙厚の異なる紙種ごとの厚みプロファイルを記憶する記憶手段と、搬送される転写紙の紙種に応じた厚みプロファイルを記憶手段から読み出し、駆動手段の制御目標値を可変制御するための制御情報を、読み出した厚みプロファイルを用いて生成して駆動手段に送出する制御手段と、を有する。
【０００９】
上記画像形成装置において、記憶手段は、紙種類ごと及びサンプリング回数ごとにサンプリング回数分の厚みプロファイルを加算してサンプリング回数で平均化したデータのうち、該データに基づいて駆動手段を制御して搬送手段を回転させた場合の色ずれ推定量が所定の目標値を下回るデータを、紙種ごとの厚みプロファイルとして記憶する。
【００１０】
また、上記画像形成装置は、ユーザによる転写紙の紙種の指定を受け付ける操作手段をさらに有し、制御手段が、操作手段で受け付けられた紙種の指定に基づいて、紙種に応じた厚みプロファイルを記憶手段から読み出すように構成してもよい。また、上記画像形成装置は、搬送される転写紙の紙厚を検知して紙種を認識する認識手段をさらに有し、制御手段が、認識手段で認識された紙種に基づいて、紙種に応じた厚みプロファイルを記憶手段から読み出すように構成してもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、紙厚の異なる紙種ごとの厚みプロファイルを記憶しておき、搬送される転写紙の紙種に応じた厚みプロファイルを読み出し、読み出した厚みプロファイルを用いて制御情報を生成して駆動手段に送出するため、紙厚の異なる転写紙を印字する場合であっても、転写搬送ベルトの搬送速度の変動を安定化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係る画像形成装置の要部構成図である。
【図３】転写紙の紙厚の違いに起因する転写搬送ベルトの速度変動を説明するための図である。
【図４】紙種及びベルト周平均期間（サンプリング回数）ごとの厚みプロファイルと各データに基づく制御誤差による色ずれ推定量との関係を示した図である。
【図５】本発明の実施形態に係る画像形成装置の駆動制御系のブロック図である。
【図６】本発明の実施形態に係る駆動制御処理のフローチャートである。
【図７】本発明の実施形態における厚みプロファイルのデータ例を示した図である。
【図８】本発明の実施形態におけるベルト厚と回転速度の対応テーブル例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。本発明を適用した１つの実施形態として、電子写真方式の直接転写方式を採用したカラーレーザプリンタ（以下、レーザプリンタという）について説明する。
【００１４】
図１は、本実施形態に係るレーザプリンタの概略構成図である。本実施形態のレーザプリンタ１は、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の画像を形成するための４組のトナー像形成部８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋ（以下、各符号の添字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、それぞれイエロー、マゼンダ、シアン、黒用の部材であることを示す）が、転写紙９の移動方向（図中の矢印Ａに沿って転写搬送ベルト６が走行する方向）における上流側から順に配置されている。このトナー像形成部８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋはそれぞれ、像担持体としての感光体ドラム８１Ｙ、８１Ｍ、８１Ｃ、８１Ｋと現像ユニットとを備えている。
【００１５】
また、レーザプリンタ１は、トナー像形成部８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋのほか、光書込ユニット４、給紙トレイ２１，２２，２３、レジストローラ対７、転写紙９を担持して各トナー像形成部の転写位置を通過するように搬送する転写搬送部材としての転写搬送ベルト６を有するベルト駆動装置としての転写ユニット５、ベルト定着方式の定着ユニット３、排紙トレイ２等を備えている。
【００１６】
光書込ユニット４は、光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラー等を備え、画像データに基づいて各感光体ドラム８１Ｙ、８１Ｍ、８１Ｃ、８１Ｋの表面にレーザ光を走査しながら照射する。
【００１７】
給紙トレイ２１，２２，２３から給送された転写紙９は、図示しない搬送ガイドにガイドされながら搬送ローラで搬送され、レジストローラ対７が設けられている一時停止位置に送られる。このレジストローラ対７により所定のタイミングで送出された転写紙９は、転写搬送ベルト６に担持され、各トナー像形成部８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋに向けて搬送され、各転写ニップを通過する。
【００１８】
各トナー像形成部８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋの感光体ドラム８１Ｙ、８１Ｍ、８１Ｃ、８１Ｋ上で現像された各トナー像は、それぞれ各転写ニップで転写紙９に重ね合わされ、転写電界やニップ圧の作用を受けて転写紙９上に転写される。この重ね合わせの転写により、転写紙９上にはフルカラートナー像が形成される。
【００１９】
フルカラートナー像が形成された転写紙９は、定着ユニット３でこのフルカラートナー像が定着された後、排紙方向Ａから排紙トレイ２上に排出される場合、画像面が下となった、いわゆるフェースダウンの状態でスタックされる。
【００２０】
また、レーザプリンタ１は、外部とのインターフェイスである操作部１０を有し、ユーザ及びサービスマン等が印刷実行やデータ入力等のオペレーションを行うことができる。
【００２１】
図２は、本実施形態に係るレーザプリンタの要部構成図（転写ユニット５の構成図）である。駆動ローラ５７は、タイミングベルト５６を通して転写駆動モータ１５の駆動ギヤと接続しており、転写駆動モータ５５を回転駆動することで転写駆動モータ５５の駆動速度に比例して回転される。駆動ローラ５７が回転することによって、転写搬送ベルト６が駆動され、転写ベルト６が駆動されることによって右下ローラ５３が回転する。本実施形態では、右下ローラ５３の軸上にエンコーダ５２を配置して、右下ローラ５３の回転速度（回転角変位、回転角速度、あるいは単位時間回転数を含む包括的な意味でのパラメータ、以下同じ）をエンコーダ５２で検出することで、転写搬送ベルト６の経時的な変化に起因したベルト搬送速度の変動を把握する。
【００２２】
上述したように、転写駆動モータ５５の回転速度を一定にして駆動ローラ５７を一定の速度で回転させた場合でも、転写搬送ベルト６の回転方向における厚みムラによって、駆動ローラ５７の実効半径が変化してしまい、転写搬送ベルト６の転送速度は速くなったり遅くなったりする。本発明では、転写紙の紙厚を考慮した厚みプロファイル（ベルト厚の特性データ：ベルトのどの部分が厚くどの部分が薄いかのデータ）に基づいて、転写駆動モータ５５の回転速度の制御目標値を可変制御する。すなわち、転写搬送ベルト６が駆動ローラ５７を通過する部位によって、制御目標値とする回転速度を設定して、駆動制御する。具体的には、転写搬送ベルト６の厚い部位が駆動ローラ５７を通過する際の転写駆動モータ５５の回転速度を低くし、逆に薄い部位が通過する際の回転速度を高くする。
【００２３】
また、実際の転写搬送ベルト６の位置と厚みプロファイルによるベルトの位置を対応させるため、転写ベルト６表面の非画像形成領域に、転写搬送ベルト６の基準位置を管理するためのエンドレスベルト基準位置検出センサとしての透過型光センサ５１、該センサが検出するための被検出部５４が取り付けられている。
【００２４】
図３に、異なる紙厚の転写紙９を印字したときの転写部入口の様子を示す。薄紙を印字しようとしたときを実線で、厚紙を印字しようとしたときを破線で表している。転写紙９は、レジストローラ対７を通過して転写搬送ベルト６に到達する。このとき、転写紙９の紙厚が厚い場合には、レジストローラ対７のたわみが大きくなるため、転写紙搬送速度は低下する。逆に、転写紙９の紙厚が薄いときはレジストローラ対のたわみが小さくなるため、転写紙搬送速度は増加する。
【００２５】
以上から、異なる紙厚の転写紙９を印字しようとすると、転写搬送ベルト６の搬送速度に差が出てくることが分かる。そのため、前述したように、転写紙の紙厚による転写搬送ベルト６の搬送速度変動の違いを考慮した、紙種ごとの厚みプロファイルを用いて転写駆動モータ５５の制御を行う必要がある。
【００２６】
図４に、紙種及びベルト周平均期間ごとの厚みプロファイルと各データに基づく制御誤差による色ずれ推定量との関係を示す。紙種ごと及びベルト周平均期間ごとの厚みプロファイルは、レーザプリンタの製造時点であらかじめサンプリングを行って測定しておき、メモリ等の記憶手段に保持される。厚みプロファイルは、転写搬送ベルトを１周回転させたときのエンコーダ５２の検出結果を用いて求めることができる。
【００２７】
例えば、普通紙（２周平均）の厚みプロファイルは、普通紙を転写紙として転写搬送ベルトに載せた状態で１周回転させるサンプリングを２回行い、それぞれのサンプリングで得られた厚みプロファイルを平均化したもの（１回目と２回目の厚みプロファイルを加算して２で除したもの）である。つまり、ベルト周平均期間はサンプリング回数といえる。なお、ベルト周平均期間は、サンプリングする回のデータを含めず、その前の回までのデータに対して各紙厚に対応した回数だけサンプリングを行う。
【００２８】
そして、こうして求められた普通紙（２周平均）の厚みプロファイルを用いて転写駆動モータ５５の駆動制御を行い、実際に印刷を行って理想的な印刷位置との色ずれを色ずれ推定量として求める。なお、図４のグラフでは、色ずれ推定量について、普通紙（３周平均）の色ずれ推定量（破線）が１μｍとなるように正規化しており、この値を色ずれ配分目標値としている。また、レーザプリンタに制御データ（紙種ごとの厚みプロファイル）として保持させるのは、色ずれ配分目標値を下回る色ずれ推定量が測定される厚みプロファイルである。
【００２９】
普通紙を見ると、ベルト周平均期間（サンプリング回数）を増やすことで色ずれ推定量が低下しているのが分かる。また、厚紙でも同様の結果となっている。普通紙と厚紙を比較すると、厚紙の方が色ずれ推定量が大きいのが分かる。このように、異なる紙厚の転写紙９を印字すると色ずれ推定量が変わり、それぞれの紙厚に対して、色ずれ推定量が安定するベルト周平均期間が異なるのが分かる。
【００３０】
図５は、本実施形態に係るレーザプリンタの駆動制御系のブロック図である。レーザプリンタ１の駆動制御系は、操作部１００、コントローラ１１０、モータ駆動部１２０から構成される。操作部１００はユーザからの転写紙の紙種の指定を受け付け、コントローラ１１０は厚みプロファイルを用いて制御情報（制御信号）を生成してモータ駆動部１２０に送出し、モータ駆動部１２０はコントローラ１１０からの制御信号に基づいて駆動ローラの回転駆動を行う。
【００３１】
コントローラ１１０は、厚みプロファイル抽出部１１１、厚みプロファイル記憶部１１２、制御信号生成部１１３を有する。厚みプロファイル抽出部１１１は、操作部１００から紙種の情報を取得し、取得した紙種に応じた厚みプロファイルを厚みプロファイル記憶部１１２から抽出して制御信号生成部１１３に送出する。厚みプロファイル記憶部１１２は、あらかじめ測定された紙種ごとの厚みプロファイルを記憶する。制御信号生成部１１３は、厚みプロファイル抽出部１１１からの厚みプロファイルを用いて、転写駆動モータの回転駆動を制御するための制御信号を生成し、モータ駆動部１２０に送出する。
【００３２】
なお、コントローラ１１０は、ソフト的あるいはハード的に実現することができる。前者の場合、ＣＰＵ及びＲＯＭを搭載し、ＲＯＭに駆動制御プログラム及び厚みプロファイルを格納し、ＣＰＵが駆動制御プログラムを読み出すことで、主記憶上に厚みプロファイル抽出部１１１及び制御信号生成部１１３を構成する。また、ＲＯＭが厚みプロファイル記憶部１１２に相当する。後者の場合は、厚みプロファイル抽出部１１１、制御信号生成部１１３に相当する回路と、厚みプロファイル記憶部１１に相当するメモリ（例えばＲＯＭ等）により構成される。
【００３３】
モータ駆動部１２０は、駆動パルス生成部１２１、モータドライバ１２２、転写駆動モータ１２３を有する。駆動パルス生成部１２１は、コントローラ１１０（制御信号生成部１１３）からの制御信号をもとに駆動パルスを生成し、駆動パルス列をモータドライバ１２２に出力する。モータドライバ１２２は、駆動パルス生成部１２１からの駆動パルス列を入力し、駆動電流を転写駆動モータ１２３に流す。転写駆動モータ１２３は、モータドライバ１２２からの駆動電流に従って回転駆動する。
【００３４】
図６は、本実施形態に係るレーザプリンタが行う駆動制御処理のフローチャートで、コントローラ１１０の処理内容を表したものである。まず、厚みプロファイル抽出部１１１は、操作部１００からユーザの指定した転写紙の紙種の情報を取得する（ステップＳ１）。次に、厚みプロファイル抽出部１１１は、厚みプロファイル記憶部１１２から、操作部１００から得た紙種の情報に対応する厚みプロファイルを抽出し、制御信号生成部１１３に送出する（ステップＳ２）。厚みプロファイル抽出部１１１から厚みプロファイルを取得した制御信号生成部１１３は、該厚みプロファイルを用いて制御信号を生成し（ステップＳ３）、生成した制御信号をモータ駆動部１２０に送出する（ステップＳ４）。
【００３５】
厚みプロファイルを用いて制御信号を生成する方法について説明する。図７に厚みプロファイルのデータ例を示す。先に述べたように、厚みプロファイルは転写搬送ベルトのどの部分が厚くどの部分が薄いかを示したベルト厚の特性データであり、図７ではベルトを１０の部位に区分して各部位と対応する厚み相対値とをテーブルとし、ベルト厚の特性データとしている。厚み相対値は、基準となる厚さを１として、この基準の厚さに対する実際の厚さの割合を表したものである。図８に駆動ローラの回転速度を算出するためのテーブルを示す。図８のテーブルは、駆動ローラを通過する部位の厚み相対値とこれに対応する駆動ローラの回転速度からなる。
【００３６】
制御信号生成部１１３は、図７に示す厚みプロファイルから、駆動ローラを通過する部位の厚み相対値を取得でき、この通過部位の厚み相対値を用いて図に示すテーブルを参照し、駆動ローラの回転速度を取得する。なお、駆動ローラを通過する部位は、転写搬送ベルトの基準位置（ホームポジション）としての被検出部５４（図２）が透過型光センサ５１（図２）の取り付け位置を通過してからの時間経過により把握することが可能である（当該取り付け位置に不図示のタイマを設置しておく）。そして、制御信号生成部１１３は、取得した回転速度を用いて、モータ駆動部１２０に送出する制御信号を生成する。
【００３７】
転写紙の紙種の情報を取得する方法としては、図５に示したような操作部から受け取るほか、搬送される転写紙の紙厚を検知して紙種を認識するセンサ等を用いるものが考えられる。例えばレジストローラ対７までの搬送路上に紙種を認識するセンサを設けておけば、転写紙９がレジストローラ対７に到達するまでに紙種の情報を取得でき、コントローラ１１０は、認識された紙種に応じた厚みプロファイルを用いて制御信号を生成することができる。
【００３８】
なお、上述する実施形態は、本発明の好適な実施形態であり、上記実施形態のみに本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更を施した形態での実施が可能である。
【符号の説明】
【００３９】
１    レーザプリンタ
２    排紙トレイ
３    定着ユニット
４    光書込ユニット
５    転写ユニット
６    転写搬送ベルト
７    レジストローラ対
８    トナー像形成部
９    転写紙
１０，１００    操作部
２１，２２，２３    給紙トレイ
５１    透過型光センサ
５２    エンコーダ
５３    右下ローラ
５４    被検出部
５５，１２３    転写駆動モータ
５６    タイミングベルト
５７    駆動ローラ
８１    感光体
１１０    コントローラ
１１１    厚みプロファイル抽出部
１１２    厚みプロファイル記憶部
１１３    制御信号生成部
１２０    モータ駆動部
１２１    駆動パルス生成部
１２２    モータドライバ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４０】
【特許文献１】特開２００６−１０６６４２号公報
【図１】
2011053555.tif 000003
【図２】
2011053555.tif 000004
【図３】
2011053555.tif 000005
【図４】
2011053555.tif 000006
【図５】
2011053555.tif 000007
【図６】
2011053555.tif 000008
【図７】
2011053555.tif 000009
【図８】
2011053555.tif 000010