(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成手段で画像が形成されるシート状搬送媒体を搬送する搬送手段と、
前記搬送手段に搬送される前記シート状搬送媒体が所定の位置に到達したことを検知する媒体検知手段と、
前記搬送手段で搬送される前記シート状搬送媒体の位置を、該搬送手段による該シート状搬送媒体の搬送速度に基づき演算して求める位置検出手段と、
前記位置検出手段が検出した前記位置の、予め定められた目標位置に対する位置偏差を所定時間間隔または所定位置間隔で取得する位置偏差取得手段と、
基準位置から搬送された前記シート状搬送媒体を前記媒体検知手段が検知する、基準時間に対する第１の時間と、前記基準位置から予め定められた理想速度で搬送された前記シート状搬送媒体が前記所定の位置に到達する、前記基準時間に対する第２の時間との差に基づき、前記媒体検知手段の検知したタイミングで求められる、前記画像が形成される位置と前記シート状搬送媒体の位置との位置ズレ量を補正する補正量と、前記位置偏差とに基づき、前記搬送手段による搬送速度を補正する補正手段と、
前記補正手段で前記搬送速度を補正した場合に、前記位置偏差の時間変化に基づき、前記補正手段による補正動作が収束したか否かを判定する判定手段と
を有する
ことを特徴とする搬送媒体駆動装置。
【請求項２】
前記判定手段は、
前記位置偏差の時間変化に対して統計処理を施し、該統計処理により得られた統計値に基づき前記補正動作が収束したか否かを判定する
ことを特徴とする請求項１に記載の搬送媒体駆動装置。
【請求項３】
前記判定手段は、
所定期間内の前記位置偏差の不偏分散を算出し、算出された該不偏分散が０を中心とした所定範囲内にあれば前記補正動作が収束したと判定する
ことを特徴とする請求項２に記載の搬送媒体駆動装置。
【請求項４】
前記判定手段は、
所定期間内の前記位置偏差の平均値を算出し、算出された該平均値が定常的な位置偏差に対する許容誤差の範囲内であれば前記補正動作が収束したと判定する
ことを特徴とする請求項２に記載の搬送媒体駆動装置。
【請求項５】
前記判定手段は、
所定期間内の前記位置偏差に対してローパスフィルタ処理を施し、該ローパスフィルタ処理の結果に所定以上の変動が無い場合に前記補正動作が収束したと判定する
ことを特徴とする請求項２に記載の搬送媒体駆動装置。
【請求項６】
前記位置偏差取得手段は、
前記目標位置と、前記補正手段での前記補正に用いる補正量とを加算した値から、前記搬送手段が前記シート状搬送媒体を搬送する搬送速度を積分した値を減じて前記位置偏差を取得する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の搬送媒体駆動装置。
【請求項７】
媒体検知手段が、搬送手段が搬送する、画像形成手段で画像が形成されるシート状搬送媒体が所定の位置に到達したことを検知する媒体検知ステップと、
位置検出手段が、前記搬送手段が搬送する前記シート状搬送媒体の位置を、該搬送手段による該シート状搬送媒体の搬送速度に基づき演算して求める位置検出ステップと、
位置偏差取得手段が、前記位置検出ステップにより検出した前記位置の、予め定められた目標位置に対する位置偏差を所定時間間隔または所定位置間隔で取得する位置偏差取得ステップと、
補正手段が、基準位置から搬送された前記シート状搬送媒体を前記媒体検知ステップにより検知する、基準時間に対する第１の時間と、前記基準位置から予め定められた理想速度で搬送された前記シート状搬送媒体が前記所定の位置に到達する、前記基準時間に対する第２の時間との差に基づき、前記媒体検知ステップの検知したタイミングで求められる、前記画像が形成される位置と前記シート状搬送媒体の位置との位置ズレ量を補正する補正量と、前記位置偏差とに基づき、前記搬送手段による搬送速度を補正する補正ステップと、
判定手段が、前記補正ステップで前記搬送速度を補正した場合に、前記位置偏差の時間変化に基づき、前記補正ステップによる補正動作が収束したか否かを判定する判定ステップと
を有する
ことを特徴とする搬送媒体駆動方法。
【請求項８】
シート状搬送媒体を搬送する搬送媒体駆動方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
搬送手段が搬送する、画像形成手段で画像が形成されるシート状搬送媒体が所定の位置に到達したことを検知する媒体検知ステップと、
前記搬送手段が搬送する前記シート状搬送媒体の位置を、該搬送手段による該シート状搬送媒体の搬送速度に基づき演算して求める位置検出ステップと、
前記位置検出ステップにより検出した前記位置の、予め定められた目標位置に対する位置偏差を所定時間間隔または所定位置間隔で取得する位置偏差取得ステップと、
基準位置から搬送された前記シート状搬送媒体を前記媒体検知ステップにより検知する、基準時間に対する第１の時間と、前記基準位置から予め定められた理想速度で搬送された前記シート状搬送媒体が前記所定の位置に到達する、前記基準時間に対する第２の時間との差に基づき、前記媒体検知ステップの検知したタイミングで求められる、前記画像が形成される位置と前記シート状搬送媒体の位置との位置ズレ量を補正する補正量と、前記位置偏差とに基づき、前記搬送手段による搬送速度を補正する補正ステップと、
前記補正ステップで前記搬送速度を補正した場合に、前記位置偏差の時間変化に基づき、前記補正ステップによる補正動作が収束したか否かを判定する判定ステップと
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項９】
請求項１乃至請求項６の何れか１項に記載の搬送媒体駆動装置と、
前記搬送手段で搬送された前記シート状搬送媒体に画像を形成する前記画像形成手段と
を備える
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
画像形成手段で画像が形成されるシート状搬送媒体を搬送する搬送手段と、
前記搬送手段に搬送される前記シート状搬送媒体が所定の位置に到達したことを検知する媒体検知手段と、
前記搬送手段による搬送速度を検出する速度検出手段と、
前記速度検出手段が検出した前記搬送速度の、予め定められた目標速度に対する差分に基づき求めた位置偏差を所定時間間隔または所定位置間隔で取得する位置偏差取得手段と、
基準位置から搬送された前記シート状搬送媒体を前記媒体検知手段が検知する、基準時間に対する第１の時間と、前記基準位置から予め定められた理想速度で搬送された前記シート状搬送媒体が前記所定の位置に到達する、前記基準時間に対する第２の時間との差に基づき前記媒体検知手段の検知したタイミングで求められる、前記画像が形成される位置と前記シート状搬送媒体の位置との位置ズレ量を補正する補正量と、前記位置偏差とに基づき、前記搬送手段による搬送速度を補正する補正手段と、
前記補正手段で前記搬送速度を補正した場合に、前記位置偏差の時間変化に基づき、前記補正手段による補正動作が収束したか否かを判定する判定手段と
を有する
ことを特徴とする搬送媒体駆動装置。
【請求項１１】
前記位置偏差取得手段は、
前記目標速度から前記搬送速度を減じた値を積分した値に、前記補正手段での前記補正に用いる補正量を加算して前記位置偏差を取得する
ことを特徴とする請求項１０に記載の搬送媒体駆動装置。
【請求項１２】
前記判定手段は、
前記位置偏差の時間変化に対して統計処理を施し、該統計処理により得られた統計値に基づき前記補正動作が収束したか否かを判定する
ことを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載の搬送媒体駆動装置。
【請求項１３】
前記判定手段は、
所定期間内の前記位置偏差の不偏分散を算出し、算出された該不偏分散が０を中心とした所定範囲内にあれば前記補正動作が収束したと判定する
ことを特徴とする請求項１２に記載の搬送媒体駆動装置。
【請求項１４】
前記判定手段は、
所定期間内の前記位置偏差の平均値を算出し、算出された該平均値が定常的な位置偏差に対する許容誤差の範囲内であれば前記補正動作が収束したと判定する
ことを特徴とする請求項１２に記載の搬送媒体駆動装置。
【請求項１５】
前記判定手段は、
所定期間内の前記位置偏差に対してローパスフィルタ処理を施し、該ローパスフィルタ処理の結果に所定以上の変動が無い場合に前記補正動作が収束したと判定する
ことを特徴とする請求項１２に記載の搬送媒体駆動装置。
【請求項１６】
媒体検知手段が、搬送手段が搬送する、画像形成手段で画像が形成されるシート状搬送媒体が所定の位置に到達したことを検知する媒体検知ステップと、
速度検出手段が、前記搬送手段による搬送速度を検出する速度検出ステップと、
位置偏差取得手段が、前記速度検出ステップが検出した前記搬送速度の、予め定められた目標速度に対する差分に基づき求めた位置偏差を所定時間間隔または所定位置間隔で取得する位置偏差取得ステップと、
補正手段が、基準位置から搬送された前記シート状搬送媒体を前記媒体検知手段が検知する、基準時間に対する第１の時間と、前記基準位置から予め定められた理想速度で搬送された前記シート状搬送媒体が前記所定の位置に到達する、前記基準時間に対する第２の時間との差に基づき前記媒体検知手段の検知したタイミングで求められる、前記画像が形成される位置と前記シート状搬送媒体の位置との位置ズレ量を補正する補正量と、前記位置偏差とに基づき、前記搬送手段による搬送速度を補正する補正ステップと、
判定手段が、前記補正ステップで前記搬送速度を補正した場合に、前記位置偏差の時間変化に基づき、前記補正ステップによる補正動作が収束したか否かを判定する判定ステップと
を有する
ことを特徴とする搬送媒体駆動方法。
【請求項１７】
シート状搬送媒体を搬送する搬送媒体駆動方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
搬送手段が搬送する、画像形成手段で画像が形成されるシート状搬送媒体が所定の位置に到達したことを検知する媒体検知ステップと、
前記搬送手段による搬送速度を検出する速度検出ステップと、
位置偏差取得手段が、前記速度検出ステップが検出した前記搬送速度の、予め定められた目標速度に対する差分に基づき求めた位置偏差を所定時間間隔または所定位置間隔で取得する位置偏差取得ステップと、
基準位置から搬送された前記シート状搬送媒体を前記媒体検知手段が検知する、基準時間に対する第１の時間と、前記基準位置から予め定められた理想速度で搬送された前記シート状搬送媒体が前記所定の位置に到達する、前記基準時間に対する第２の時間との差に基づき前記媒体検知手段の検知したタイミングで求められる、前記画像が形成される位置と前記シート状搬送媒体の位置との位置ズレ量を補正する補正量と、前記位置偏差とに基づき、前記搬送手段による搬送速度を補正する補正ステップと、
前記補正ステップで前記搬送速度を補正した場合に、前記位置偏差の時間変化に基づき、前記補正ステップによる補正動作が収束したか否かを判定する判定ステップと
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１８】
請求項１０乃至請求項１５の何れか１項に記載の搬送媒体駆動装置と、
前記搬送手段で搬送された前記シート状搬送媒体に画像を形成する前記画像形成手段と
を備える
ことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート状搬送媒体を駆動する搬送媒体駆動装置、搬送媒体駆動方法およびプログラム、ならびに、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では、高品質な画像を多品種、小ロットで提供するプロダクションプリンティングへの需要が高まっている。このプロダクションプリンティングに用いられるような電子写真方式の画像形成装置では、光書き込みによって静電潜像を感光体上に形成し、これを現像してトナー画像を得る。このトナー画像を用紙に転写し、熱や圧力などによって定着させることによって、用紙上に画像を形成する。
【０００３】
一般的なフルカラーの画像形成装置において、トナー画像を中間転写ベルトや中間転写ドラムなどの中間転写体に一旦転写してカラー画像の形成を行うタイプのものがある。すなわち、トナー画像を中間転写体に転写する動作（一次転写）を各色毎に行って、中間転写体上に複数各色のカラートナーの画像を重ねた後、中間転写体から用紙に対して、カラートナー画像を転写する（二次転写）。その後、用紙上のカラートナー画像を定着させて、カラー画像を得る。
【０００４】
フルカラー画像を形成する画像形成装置では、中間転写体上のトナー画像を用紙に転写する二次転写部に用紙搬送部を備えている。このような画像形成装置において、トナー画像を用紙に転写する際、トナー画像と用紙との転写部に到達するタイミングがずれると、用紙上に形成される画像にずれが発生してしまい、画像品質の低下を招いてしまう。
【０００５】
転写による画像のずれは、様々な要因で発生する。例えば、用紙搬送部のローラと用紙間のスリップや、中間転写体とそれを駆動するローラとの間のスリップにより、このずれが発生する。また例えば、温湿度変化や経時変化などによる部品変形に伴う用紙搬送経路長の変化、用紙搬送ローラ径の変化による用紙搬送速度や搬送量の変化などにより、このずれが発生する。さらに例えば、用紙の位置や速度を検出する検出系の誤差などを要因として、このずれが発生する。
【０００６】
特許文献１では、像担持体上の位置を検知するセンサや、用紙の通過タイミングを検出するセンサを備え、それらの検出結果に基づいて用紙搬送部のローラ回転速度を制御するようにした画像形成装置が開示されている。特許文献１によれば、像担持体ベルトの伸縮やスリップの影響を受けることなく、画像の転写位置に対して画像と用紙とをタイミング良く到達させることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１では、用紙の速度を所定の速度プロファイルで変更して画像と用紙のタイミングを合わせている。ところが、特許文献１の方法では、画像と用紙とのタイミングを合わせることが可能である一方で、タイミングを合わせる動作を行った後、用紙を含む用紙搬送制御系の動作が収束しているか否かを確認していない。画像と用紙とのタイミング調整の完了後、用紙搬送制御系の動作が収束していない状態、すなわち、用紙搬送制御系における位置偏差や振動が残った状態で用紙が二次転写部に突入すると、濃度ムラや画像ずれ、倍率誤差などの画像品質の低下を招いてしまうおそれがある。
【０００８】
これに対し、用紙搬送制御系において、搬送機構を振動させないように駆動を行うことが考えられる。しかしながら、この場合、速度プロファイルの傾斜が緩い形となり、画像と用紙とのタイミングを合わせる動作に長時間を要し、印字速度が低下してしまうという問題点があった。それと共に、用紙の搬送距離もより長い距離が必要となり、装置が大型化してしまうという問題点があった。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、高品質のカラー画像形成を、より高速に行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、第１の発明は、画像形成手段で画像が形成されるシート状搬送媒体を搬送する搬送手段と、搬送手段に搬送されるシート状搬送媒体が所定の位置に到達したことを検知する媒体検知手段と、搬送手段で搬送されるシート状搬送媒体の位置を、搬送手段によるシート状搬送媒体の搬送速度に基づき演算して求める位置検出手段と、位置検出手段が検出した位置の、予め定められた目標位置に対する位置偏差を所定時間間隔または所定位置間隔で取得する位置偏差取得手段と、基準位置から搬送されたシート状搬送媒体を媒体検知手段が検知する、基準時間に対する第１の時間と、基準位置から予め定められた理想速度で搬送されたシート状搬送媒体が所定の位置に到達する、基準時間に対する第２の時間との差に基づき、媒体検知手段の検知したタイミングで求められる、画像が形成される位置とシート状搬送媒体の位置との位置ズレ量を補正する補正量と、位置偏差とに基づき、搬送手段による搬送速度を補正する補正手段と、補正手段で搬送速度を補正した場合に、位置偏差の時間変化に基づき、補正手段による補正動作が収束したか否かを判定する判定手段とを有することを特徴とする。
【００１１】
また、第２の発明は、媒体検知手段が、搬送手段が搬送する、画像形成手段で画像が形成されるシート状搬送媒体が所定の位置に到達したことを検知する媒体検知ステップと、位置検出手段が、搬送手段が搬送する前記シート状搬送媒体の位置を、搬送手段によるシート状搬送媒体の搬送速度に基づき演算して求める位置検出ステップと、位置偏差取得手段が、位置検出ステップにより検出した位置の、予め定められた目標位置に対する位置偏差を所定時間間隔または所定位置間隔で取得する位置偏差取得ステップと、補正手段が、基準位置から搬送されたシート状搬送媒体を媒体検知ステップにより検知する、基準時間に対する第１の時間と、基準位置から予め定められた理想速度で搬送されたシート状搬送媒体が所定の位置に到達する、基準時間に対する第２の時間との差に基づき、媒体検知ステップの検知したタイミングで求められる、画像が形成される位置とシート状搬送媒体の位置との位置ズレ量を補正する補正量と、位置偏差とに基づき、搬送手段による搬送速度を補正する補正ステップと、判定手段が、補正ステップで搬送速度を補正した場合に、位置偏差の時間変化に基づき、補正ステップによる補正動作が収束したか否かを判定する判定ステップとを有することを特徴とする。
【００１２】
また、第３の発明は、シート状搬送媒体を搬送する搬送媒体駆動方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、搬送手段が搬送する、画像形成手段で画像が形成されるシート状搬送媒体が所定の位置に到達したことを検知する媒体検知ステップと、搬送手段が搬送する前記シート状搬送媒体の位置を、搬送手段によるシート状搬送媒体の搬送速度に基づき演算して求める位置検出ステップと、位置検出ステップにより検出した位置の、予め定められた目標位置に対する位置偏差を所定時間間隔または所定位置間隔で取得する位置偏差取得ステップと、基準位置から搬送されたシート状搬送媒体を媒体検知ステップにより検知する、基準時間に対する第１の時間と、基準位置から予め定められた理想速度で搬送されたシート状搬送媒体が所定の位置に到達する、基準時間に対する第２の時間との差に基づき、媒体検知ステップの検知したタイミングで求められる、画像が形成される位置とシート状搬送媒体の位置との位置ズレ量を補正する補正量と、位置偏差とに基づき、搬送手段による搬送速度を補正する補正ステップと、補正ステップで搬送速度を補正した場合に、位置偏差の時間変化に基づき、補正ステップによる補正動作が収束したか否かを判定する判定ステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする。
また、第４の発明は、画像形成手段で画像が形成されるシート状搬送媒体を搬送する搬送手段と、搬送手段に搬送されるシート状搬送媒体が所定の位置に到達したことを検知する媒体検知手段と、搬送手段による搬送速度を検出する速度検出手段と、速度検出手段が検出した搬送速度の、予め定められた目標速度に対する差分に基づき求めた位置偏差を所定時間間隔または所定位置間隔で取得する位置偏差取得手段と、基準位置から搬送されたシート状搬送媒体を媒体検知手段が検知する、基準時間に対する第１の時間と、基準位置から予め定められた理想速度で搬送されたシート状搬送媒体が所定の位置に到達する、基準時間に対する第２の時間との差に基づき媒体検知手段の検知したタイミングで求められる、画像が形成される位置とシート状搬送媒体の位置との位置ズレ量を補正する補正量と、位置偏差とに基づき、搬送手段による搬送速度を補正する補正手段と、補正手段で搬送速度を補正した場合に、位置偏差の時間変化に基づき、補正手段による補正動作が収束したか否かを判定する判定手段とを有することを特徴とする。
また、第５の発明は、媒体検知手段が、搬送手段が搬送する、画像形成手段で画像が形成されるシート状搬送媒体が所定の位置に到達したことを検知する媒体検知ステップと、速度検出手段が、搬送手段による搬送速度を検出する速度検出ステップと、位置偏差取得手段が、速度検出ステップが検出した搬送速度の、予め定められた目標速度に対する差分に基づき求めた位置偏差を所定時間間隔または所定位置間隔で取得する位置偏差取得ステップと、補正手段が、基準位置から搬送されたシート状搬送媒体を媒体検知手段が検知する、基準時間に対する第１の時間と、基準位置から予め定められた理想速度で搬送されたシート状搬送媒体が所定の位置に到達する、基準時間に対する第２の時間との差に基づき媒体検知手段の検知したタイミングで求められる、画像が形成される位置とシート状搬送媒体の位置との位置ズレ量を補正する補正量と、位置偏差とに基づき、搬送手段による搬送速度を補正する補正ステップと、判定手段が、補正ステップで搬送速度を補正した場合に、位置偏差の時間変化に基づき、補正ステップによる補正動作が収束したか否かを判定する判定ステップとを有することを特徴とする。
また、第６の発明は、シート状搬送媒体を搬送する搬送媒体駆動方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、搬送手段が搬送する、画像形成手段で画像が形成されるシート状搬送媒体が所定の位置に到達したことを検知する媒体検知ステップと、搬送手段による搬送速度を検出する速度検出ステップと、位置偏差取得手段が、速度検出ステップが検出した搬送速度の、予め定められた目標速度に対する差分に基づき求めた位置偏差を所定時間間隔または所定位置間隔で取得する位置偏差取得ステップと、基準位置から搬送されたシート状搬送媒体を媒体検知手段が検知する、基準時間に対する第１の時間と、基準位置から予め定められた理想速度で搬送されたシート状搬送媒体が所定の位置に到達する、基準時間に対する第２の時間との差に基づき媒体検知手段の検知したタイミングで求められる、画像が形成される位置とシート状搬送媒体の位置との位置ズレ量を補正する補正量と、位置偏差とに基づき、搬送手段による搬送速度を補正する補正ステップと、補正ステップで搬送速度を補正した場合に、位置偏差の時間変化に基づき、補正ステップによる補正動作が収束したか否かを判定する判定ステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、高品質のカラー画像形成を、より高速に行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の各実施形態に適用可能な画像形成装置の一例の構成を示す構成図である。
【図２】図２は、画像形成装置のうち本発明の各実施形態に関わりの深い部分を抜き出してより詳細に示す略線図である。
【図３】図３は、副走査レジスト補正量の算出方法について説明するための略線図である。
【図４】図４は、本発明の第１の実施形態による搬送制御部の一例の構成を示すブロック図である。
【図５】図５は、転写タイミング制御ローラ対と二次転写ローラとの位置関係を概略的に示す略線図である。
【図６】図６は、位置偏差の応答波形に対して時間ｔ1およびｔ2を適用した例を示す略線図である。
【図７】図７は、統計的手法を用いて収束判定を行う場合の、判定に用いるサンプリングデータ数について説明するための略線図である。
【図８】図８は、第１の判定方法と第３の判定方法との差異について説明するための略線図である。
【図９】図９は、本発明の第１の実施形態による収束判定処理を示す一例のフローチャートである。
【図１０】図１０は、本発明の第２の実施形態による搬送制御部の一例の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る画像形成装置の実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の各実施形態に適用可能な画像形成装置１０の一例の構成を示す。画像形成装置１０は、スキャナユニット１１と、感光体ユニット１２ａ〜１２ｄと、定着ユニット１３と、中間転写ベルト１４と、二次転写ローラ１５と、レジストローラ対１６ａと、転写タイミング制御ローラ対１６ｂと、給紙ローラ１７と、紙搬送ローラ１８と、転写用紙１９と、給紙ユニット２０と、斥力ローラ２１と、排紙ユニット２２と、中間転写スケール検出センサ２３と、を備えている。
【００１６】
スキャナユニット１１は、原稿台の上面に載置された原稿の画像を読み取る。感光体ユニット１２ａ〜１２ｄは、それぞれＹＣＭＫ４色に対応し、潜像担持体としてのドラム状の感光体ドラム、感光体クリーニングローラなどを有している。以下、色を特定しない場合は、単に感光体ユニット１２という場合がある。
【００１７】
定着ユニット１３は、転写されたトナー画像をシート状搬送媒体である転写用紙１９上に定着させる。中間転写ベルト１４は、感光体ユニット１２ａ〜１２ｄで形成された各色の画像を重ね合わせ、且つ転写用紙１９に転写させる。二次転写ローラ１５は、中間転写ベルト１４上の画像を転写用紙１９に転写する。レジストローラ対１６ａは、転写用紙１９のスキュー補正および転写用紙搬送などを行う。転写タイミング制御ローラ対１６ｂは、転写用紙１９の搬送タイミングを制御する。給紙ローラ１７は、転写用紙を給紙ユニット２０から搬送部へ送り出す。紙搬送ローラ１８は、給紙ローラ１７から送り出された転写用紙１９をレジストローラ対１６ａまで搬送する。
【００１８】
給紙ユニット２０は、転写用紙１９を積載する。斥力ローラ２１は、二次転写ローラ１５の対抗部分に配置され、中間転写ベルト１４と二次転写ローラ１５との間のニップを生成および維持させる。排紙ユニット２２は、画像が転写かつ定着された転写用紙が排出される。中間転写スケール検出センサ２３は、中間転写ベルト１４上に形成されたスケールを検出してパルス出力を生成する。
【００１９】
図１の構成において、転写用紙１９が給紙ユニット２０から給紙ローラ１７によって送り出され、紙搬送ローラ１８を介してレジストローラ対１６ａに到達する。転写用紙１９がレジストローラ対１６ａに到達しレジストローラ対１６ａに突き当てられると、一旦転写用紙１９の搬送が停止される。感光体への静電画像形成開始（例えば図示されない上位制御部による画像書き出し信号出力時）などを基準とした所定のタイミングでレジストローラ対１６ａが再駆動され、転写用紙１９がレジストローラ対１６ａから転写タイミング制御ローラ対１６ｂに対して送り出される。
【００２０】
転写用紙１９は、転写タイミング制御ローラ対１６ｂによって、搬送速度Ｖrefが転送ベルト１４の表面速度Ｖref＿beltと略等しくなるように搬送を制御されて、二次転写ローラ１５に対して送り出される。そして、転写用紙１９は、感光体ユニット１２ａ〜１２ｄにより中間転写ベルト１４上に形成された各色のトナー画像が二次転写ローラ１５により転写される。このとき、二次転写ローラ１５の直後に配置された用紙検知センサ（図示しない）に転写用紙１９が検出され、検知結果に基づき、転写用紙１９の適切な位置にトナー画像が転写されるように、転写タイミング制御ローラ対１６ｂにより転写用紙１９の搬送速度が制御される。
【００２１】
転写用紙１９は、二次転写ローラ１５から定着ユニット１３に送り出され、二次転写ローラ１５で転写されたトナー画像が定着ユニット１３で定着され、排紙ユニット２２に排紙される。
【００２２】
図２は、上述した図１に示す画像形成装置１０から、各実施形態に関わりの深い部分を抜き出してより詳細に示す。なお、図２において、図１と共通する部分には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。転写タイミング制御ローラ対１６ｂと二次転写ローラ１５との間に、用紙検知センサ５０が配置される。より具体的には、用紙検知センサ５０は、転写用紙１９の搬送方向について転写タイミング制御ローラ対１６ｂの直後に配置される。
【００２３】
用紙検知センサ５０は、例えば、ＬＥＤ(Light  Emitting  Diode)などによる光源と、フォトダイオードなどによる光検出器とからなり、光源からの光の反射光を光検出器で検出することで、転写用紙１９のエッジを検出する。なお、用紙検知センサ５０の構成は、この構成に限定されない。用紙検知センサ５０は、転写用紙１９のエッジを検出すると、エッジが検出された旨を示す検知信号を出力する。
【００２４】
用紙検出センサ５０から出力された検知信号は、搬送制御部１００に供給される。搬送制御部１００は、例えばプロセッサを有し、用紙搬送部１０１による転写用紙１９の搬送を制御する。また、搬送制御部１００は、タイマを有し、所定のトリガからの経過時間を計測することができる。
【００２５】
用紙搬送部１０１は、上述したレジストローラ対１６ａおよび転写タイミング制御ローラ対１６ｂを有すると共に、ロータリエンコーダ（ＥＮＣ）５２およびモータ５３を有する。モータ５３は、ＡＣモータまたはＤＣモータであって、図示されないモータドライブにより搬送制御部１００の制御に従った回転速度で回転するように駆動される。転写タイミング制御ローラ対１６ｂは、モータ５３により駆動される。
【００２６】
ロータリエンコーダ５２は、例えば、モータ５３の出力軸または機構側に取り付けられ、モータ５３の回転角を所定時間間隔毎に検出する。そして、検出された回転角の差分を取ってモータ５３の回転速度を算出する。これに限らず、ロータリエンコーダ５２の周期を計測してモータ５３の回転速度を算出してもよい。例えば、ロータリエンコーダ５２の周期を基準クロックで計測し、それから速度を算出する。また、ロータリエンコーダ５２などの所定のピッチ間隔毎すなわち所定位置間隔毎にモータ５３の回転角を検出してもよい。そして、この回転速度を、転写タイミング制御ローラ対１６ｂのローラ径や減速比、転写用紙１９の厚みなどに基づき転写用紙１９の速度に対応する値に換算して出力し、搬送制御部１００に供給する。
【００２７】
なお、ここではモータ５３の回転速度の検出にロータリエンコーダ５２を用いたが、これはこの例に限定されず、タコジェネレータを用いてもよい。また、ここでは、モータ５３を駆動するモータドライブとして電圧駆動型のモータドライブを用いるが、これはこの例に限らず、電流駆動型のモータドライブを用いてもよい。また、モータドライバへの入力は、特に限定されず、例えばアナログ値、デジタル値、ＰＷＭ(Pulse  Width  Modulation)値などを用いることができる。
【００２８】
搬送制御部１００は、ロータリエンコーダ５２の出力に基づき転写用紙１９の搬送速度を算出する。搬送制御部１００は、この転写用紙１９の搬送速度に基づきモータ５３の回転速度をフィードバック制御して、転写用紙１９の搬送を制御する。
【００２９】
また、搬送制御部１００は、用紙検知センサ５０による転写用紙１９のエッジの検出結果に基づき、中間転写ベルト１４上のトナー画像５１と転写用紙１９との位置ズレ量を補正するための補正量Δｘを算出する。搬送制御部１００は、転写用紙１９が用紙検知センサ５０の位置からトナー画像の転写位置すなわち二次転写ローラ１５の位置に到達するまでの間に、この算出された補正量Δｘの補正を行うように、モータ５３の回転速度を加減速して転写用紙１９の搬送を制御する。なお、以下では、補正量Δｘを適宜、副走査レジスト補正量Δｘ１１０と呼ぶ。
【００３０】
＜副走査レジスト補正量の算出方法について＞
次に、図３を用いて副走査レジスト補正量の算出方法について説明する。図３において、横軸は時間を示し、縦軸は位置を示す。したがって、図中の線Ｐおよび線Ｑの傾きが、速度に相当する。図中の線Ｐは、目標位置の例を示し、線Ｑは、転写用紙１９の実際の位置の例を示す。なお、ここでいう目標位置とは、転写用紙１９が理想的な状態で搬送された場合の転写用紙１９の位置であり、例えば装置の仕様などから計算で求められる。すなわち、目標位置に沿って転写用紙１９を搬送することで、転写用紙１９に対して中間転写ベルト１４上のトナー画像５１を適切に転写できる。
【００３１】
一般的に、等速制御などのように目標位置を変化させる制御系の場合、目標位置に対する実際の制御対象の位置には、所定の位置偏差が発生すると考えられる。そのため、図３では、目標位置と実際の位置との間に差があるものとして示している。図３の例では、実際に搬送されている転写用紙１９が用紙検知センサ５０に検出された時点で、目標位置が既に用紙検知センサ５０の位置を通り越しており、転写用紙１９の搬送が遅れているのが分かる。
【００３２】
先ず、搬送制御部１００は、理想速度で転写用紙１９を搬送した場合の、転写用紙１９が基準位置から搬送され転写用紙１９の先端エッジが用紙検知センサ５０で検出されるまでの理想時間ｔpass＿iを設定する。ここで、理想速度としては、例えば上述した、中間転写ベルト１４の表面速度Ｖref＿beltと略等しい速度Ｖrefを用いることができる。
【００３３】
なお、基準位置は、例えばレジストローラ対１６ａの位置とする。また、理想時間ｔpass＿iの設定は、例えば感光体への静電画像形成開始をトリガとして行われる。設定された理想時間ｔpass＿iの値は、例えば搬送制御部１００が有する図示されないレジスタに保持される。また、搬送制御部１００は、例えば感光体への静電画像形成開始をトリガとして、用紙検知センサ５０が転写用紙１９の先端エッジを検出する実時間を計測時間ｔpass＿rとして計測する。
【００３４】
搬送制御部１００は、用紙検知センサ５０が転写用紙１９の先端エッジを検出したら、下記の式（１）により、計測時間ｔpass＿rと、理想時間ｔpass＿iとの差分である差分時間Δｔを求める。
Δｔ＝ｔpass＿r−ｔpass＿i    …（１）
【００３５】
この差分時間Δｔに理想速度Ｖrefを乗ずることにより（式（２）参照）、用紙検知センサ５０により転写用紙１９の先端エッジが検出された時点での、副走査レジスト補正量Δｘ１１０が算出される。
Δｘ＝Δｔ×Ｖref    …（２）
【００３６】
搬送制御部１００は、このようにして副走査レジスト補正量Δｘ１１０を算出した後、転写用紙１９が用紙検知センサ５０から転写位置（二次転写ローラ１５）に到達するまでの間に副走査レジスト補正量Δｘ１１０分を補正するように、転写用紙１９の搬送速度を加減速させる。
【００３７】
図３の例では、転写用紙１９は、当初、理想速度Ｖrefに略等しい速度で搬送され、用紙検知センサ５０の直後から搬送速度が増加される。そして、タイミングＲで転写用紙１９の位置が目標位置に到達すると、当該搬送速度が理想速度Ｖrefに略等しい搬送速度に戻されている。
【００３８】
＜第１の実施形態＞
次に、本発明の第１の実施形態について説明する。図４は、本第１の実施形態による搬送制御部１００の一例の構成を示す。搬送制御部１００は、制御対象の速度を制御する第１のループと、当該第１のループの外側に構成される、制御対象の位置を制御する第２のループとによる制御系と、収束判定部１２０とを有する。
【００３９】
第１のループは、比較器１１６Ｂ、速度コントローラ１１８および機構部１０１からなる。機構部１０１は、上述したように、制御対象としてのモータ５３を含む。第２のループは、加算器１１２、比較器１１３、位置コントローラ１１４、速度リミッタ１１５、微分器１１７および積分器１１９、ならびに、加算器１１６Ａからなる。収束判定部１２０は、例えば搬送制御部１００が有するプロセッサ上で動作するプログラムにより実現される。収束判定部１２０を、独立的なハードウェアで構成してもよい。
【００４０】
後述する第１のループの制御により機構部１０１から出力される速度（以下、駆動速度）は、積分器１１９により時間で積分されて位置を示す値とされ、比較器１１３に入力される。この位置は、駆動速度を所定位置からの搬送時間で積分することで、当該所定位置に対する転写用紙１９の現在の位置を示すことになる。すなわち、駆動速度を時間で積分した値に基づき、転写用紙１９の現在の位置を検出できる。
【００４１】
一方、図示されない上位制御部などから目標位置１１１が入力され、加算器１１２を介して比較器１１３に入力される。制御対象を加減速したり、一定速度で動かし続ける場合は、図３の線Ｐで例示したように、目標位置が時間の経過に伴い変化する。上位制御部は、例えば感光体への静電画像形成開始をトリガとして、理想速度Ｖrefに搬送時間を乗じて目標位置１１１として供給する。
【００４２】
比較器１１３は、目標位置１１１からフィードバックされた位置を減じた値を比較結果として出力する。この比較結果は、目標位置１１１に対する転写用紙１９の位置の位置偏差として比較器１１３から出力される。ここで、副走査レジスト補正量Δｘ１１０による補正を行う場合、この副走査レジスト補正量Δｘ１１０を加算器１１２に入力して目標位置１１１に加算する。これにより、位置偏差が副走査レジスト補正量Δｘ１１０の分だけ大きくなる（副走査レジスト補正量Δｘ１１０が正の値の場合）。
【００４３】
比較器１１３から出力された位置偏差は、位置コントローラ１１４に供給される。また、この位置偏差は、詳細を後述する収束判定部１２０にも供給される。位置偏差は、位置コントローラ１１４により所定の補償器演算を施され、位置偏差に対応する速度加算値として出力される。位置コントローラ１１４の補償器演算は、古典制御理論、現代制御理論、ロバスト制御理論など、どのような制御理論に基づいて行ってもよい。一例として、一般的な古典制御理論が適用された位置コントローラ１１４では、例えば比例制御（Ｐ制御）が行われる。この場合、最も単純な制御演算では、位置コントローラ１１４は、比例定数βを位置偏差に乗算すればよい。
【００４４】
位置コントローラ１１４から出力された速度加算値は、加算器１１６Ａに入力される。加算器１１６Ａには、さらに、目標位置１１１が微分器１１７で時間微分された値が入力される。加算器１１６Ａは、速度加算値と目標位置１１１の時間微分値とを加算した値を出力する。
【００４５】
加算器１１６Ａから出力された速度偏差は、速度リミッタ１１５を介して比較器１１６Ｂに供給される。比較器１１６Ｂには、さらに、機構部１１０から出力された駆動速度が入力される。比較器１１６Ｂは、速度リミッタ１１５から供給された速度加算値から駆動速度を減じて、駆動速度の目標速度に対する速度偏差を出力する。この速度偏差は、速度コントローラ１１８に供給される。
【００４６】
なお、速度リミッタ１１５は、速度加算値に対して加速方向および減速方向に対してそれぞれ上限値を設定するもので、入力された速度加算値は、この上限値で制限される。速度リミッタ１１５により速度加算値を制限することで、制御対象における飽和を回避することができると共に、制御対象の速度仕様の範囲内での安定的な動作が期待できる。
【００４７】
速度コントローラ１１８は、供給された速度偏差に対して所定の補償器演算を行い、モータ５３を駆動するためのモータ駆動電圧相当の値として出力する。速度コントローラ１１８の補償器演算は、古典制御理論、現代制御理論、ロバスト制御理論など、どのような制御理論に基づいて行ってもよい。例えば、速度コントローラ１１８は、比例、積分および微分制御すなわちＰＩＤ制御、比例および積分制御すなわちＰＩ制御、あるいは、位相補償制御などによる古典制御理論に基づいた補償器演算を行うようにできる。
【００４８】
速度コントローラ１１８の出力は、機構部１０１に供給され、図示されないモータドライバにより入力相当の電圧に変換されて、モータ５３が駆動される。これにより、転写タイミング制御ローラ対１６ｂが駆動される。ロータリエンコーダ５２は、モータ５３の回転角を検出し、検出された回転角を速度に変換して駆動速度として出力する。なお、モータ５３を駆動するモータドライバが電流駆動型の場合は、速度コントローラの出力は、電流指令値相当の値となる。
【００４９】
上述の搬送制御部１００は、アナログ演算回路を用いて構成してもよいし、ディジタル演算回路を用いて構成することもできる。また、搬送制御部１００を、マイクロプロセッサ上で動作するプログラムによるソフトウェア演算で実現することも可能である。
【００５０】
＜収束判定処理について＞
次に、本第１の実施形態の特徴である、収束判定部１２０における位置偏差の収束判定処理について説明する。上述した副走査レジスト補正量Δｘ１１０による補正動作において、転写タイミング制御ローラ対１６ｂをステッピングモータで駆動するオープンループ制御系の構成の場合は、ステッピングモータが脱調しない範囲で駆動することになる。そのため、補正動作完了時の振動などの収束状態を制御することができない一方で、収束状態の検知を行う必要もなかった。
【００５１】
これに対して、本第１の実施形態のようなＤＣモータやＡＣモータなどを使用したフィードバック制御の場合は、入力に対する出力の遅延があると共に、オーバシュートや、制御系に起因する残留振動や機構系に起因する微小振動などが発生する可能性がある。そのため、それらがロータリエンコーダ５２などの検出器によって検出されフィードバックされることになる。また、搬送される転写用紙１９の種類が変化することによって、転写タイミング制御ローラ対１６ｂを駆動するための機構にかかるイナーシャも変動することになるため、制御系の応答特性にも変動が発生してしまう。
【００５２】
そこで、副走査レジスト補正量Δｘ１１０による補正動作が安定して行われ、完了したことを検出するための収束判定手段が必要となる。
【００５３】
図５および図６を用いて、本第１の実施形態による収束判定処理を概念的に説明する。図５は、転写タイミング制御ローラ対１６ｂと二次転写ローラ１５との位置関係を概略的に示す。転写タイミング制御ローラ対１６ｂおよび二次転写ローラ１５の構成は、装置構成により決められ、図５の例では、両者の間の距離が距離Ｌに固定されている。搬送制御部１００による副走査レジスト補正量Δｘ１１０による補正動作は、用紙検知センサ５０で転写用紙１９の先端エッジを検出してから二次転写ローラ１５に転写用紙１９が突入するまでの間に収束し、完了している必要がある。
【００５４】
副走査レジスト補正量Δｘ１１０による補正動作が完了する位置は、制御系の応答特性から予め求めることが可能である。ここでは、用紙検知センサ５０で転写用紙１９の先端エッジが検出され補正動作が開始されてから時間ｔ1が経過した時点で、当該補正動作が完了すると仮定する。
【００５５】
収束判定部１２０は、転写用紙１９の先端エッジが用紙検知センサ５０で検出された時間を０とした場合の、時間ｔ1から時間ｔ2の間で位置偏差のサンプリングを行う。なお、時間ｔ1から時間ｔ2の間の時間ｔmは、図４に示した第１および第２のループによる制御系の応答周期よりも長いものとする。例えば、制御系の応答周波数が２０Ｈｚである場合、ｔm≧５０ｍｓ（ミリ秒）となる。
【００５６】
また、時間ｔ2は、例えば、転写用紙１９が用紙検知センサ５０で検出されてから理想速度Ｖrefで時間ｔ2だけ搬送された際に、転写用紙１９が二次転写ローラ１５に突入しないような値に設定される。
【００５７】
さらに、収束判定部１２０が位置偏差をサンプリングするサンプリング周期ｔsは、制御系の応答を表現できるようにするために、制御系の応答周期よりも十分小さい値とする。例えば、サンプリング周期ｔsを、制御系の応答周期の１／１０とする。制御系の応答周波数が２０Ｈｚであれば、サンプリング周期ｔsは、５ｍｓとする。また、制御系の機構に依存する微小振動まで検出する必要がある場合は、サンプリング周期ｔsを、制御系の機構の振動周期の少なくとも１／２以上、望ましくは１／１０以下とする。
【００５８】
図６は、位置偏差の応答波形に対して上述の時間ｔ1およびｔ2を適用した例である。なお、図６において、縦軸は位置偏差を示し、横軸は時間を示す。例えば、時間ｔ1＝０．１ｓ（秒）、時間ｔm＝６０ｍｓとする。収束判定部１２０は、この時間ｔmの間に、サンプリング周期ｔsで以て位置偏差をサンプリングして、副走査レジスト補正量Δｘ１１０による補正動作が収束したか否かを判定する。
【００５９】
なお、図６において、範囲Ｒは、図３で示したタイミングＲに対応し、転写用紙１９の位置が目標位置に到達し、搬送速度が理想速度Ｖrefと略等しい速度に減速されたタイミングを示す。このように、搬送速度の変化に伴い位置偏差も大きくなり、その後、搬送速度が安定すると、位置偏差も徐々に安定していき、ある値に収束する。時間ｔ1およびｔ2は、例えば、搬送速度の急激な変化の後、位置偏差の変動が所定以内になる時間を実験的に求めて設定することが考えられる。
【００６０】
本第１の実施形態では、時間ｔ1から時間ｔ2の間で位置偏差をサンプリングして、位置偏差の統計値を計算する。この統計値が所定値以下であれば、副走査レジスト補正量Δｘ１１０による補正が完了し、制御系の状態が収束したと判定する。
【００６１】
制御系の状態が収束したか否かを判定する方法としては、幾つかが考えられる。本第１の実施形態では、収束の判定を、サンプリングした位置偏差の平均値に基づき行う第１の判定方法と、当該位置偏差に対してローパスフィルタ処理を施した結果に基づき行う第２の判定方法と、当該位置偏差の不偏分散に基づき行う第３の判定方法とのうち、何れかの統計的手法を用いて行う。
【００６２】
先ず、第１の判定方法の、位置偏差の平均値に基づき収束判定を行う例について説明する。時間ｔmの間にサンプリングされたｍ個の位置偏差データｅｐ（ｉ）から、下記の式（３）により平均値ｅｐ-を算出する。算出された平均値ｅｐ-が所定範囲に収まっている場合に、制御系の状態が収束していると判定することができる。一例として、定常的な位置偏差に対する許容誤差が±１００μｍとした場合、平均値ｅｐ-が、定常的な位置偏差に対する許容誤差（例えば±１００μｍ）の範囲内であれば収束したものとして判定する。
【数１】
0005648388.tif 000002
【００６３】
この第１の判定方法の場合、位置偏差が所定値近傍で微小振動していても収束したと判定される可能性がある。そのため、制御系が微小振動を無視できる構成であったり、微小振動を無視しても良い要求仕様であれば、この第１の判定方法を適用可能である。
【００６４】
なお、平均値ｅｐ-を求める処理は、各サンプリングデータに同じ重みを掛けたＦＩＲ(Finite  Impulse  Response)フィルタ処理と等価である。詳細に周波数特性を考慮する場合は、各サンプリングデータに対する重みを考慮したＦＩＲフィルタを使用してもよい。
【００６５】
第２の判定方法の、位置偏差に対してローパスフィルタ処理を施した結果に基づき収束判定を行う例について説明する。ここでは、ローパスフィルタとしてＩＩＲ(Infinite  Impulse  Response)フィルタを適用する。離散状態方程式と出力方程式でＩＩＲフィルタを表すと、下記の式（４）および式（５）のようになる。
【数２】
0005648388.tif 000003
【数３】
0005648388.tif 000004
【００６６】
なお、式（４）および式（５）において、定数ａd、ｂd、ｃdおよびｄdは、サンプリング時間ｔsで離散化されたフィルタ定数である。変数ｕ（ｋ）がサンプリングｋの入力となり、変数ｙ（ｋ）がサンプリングｋの出力となる。ここでは、ｍ個のデータを使用した最終出力を用いて収束判定を行う。この場合には、最終出力に所定以上の変動がなければ、収束していると判定できる。
【００６７】
ＩＩＲフィルタを用いた第２の判定方法の場合も、第１の判定方法におけるＦＩＲフィルタの例と同様に、周波数特性を考慮してフィルタ定数を設計することによって、高域の微小振動などを無視した収束判定が可能となる。
【００６８】
なお、上述の平均値ｅｐ-を算出する処理は、ローパスフィルタ処理の特別な場合と考えることができるため、このローパスフィルタ処理も、統計的手法であるといえる。
【００６９】
第３の判定方法の、位置偏差の不偏分散に基づき収束判定を行う例について説明する。不偏分散σ2は、上述した式（３）で算出した平均値ｅｐ-を用いると、下記の式（６）のように表される。
【数４】
0005648388.tif 000005
【００７０】
ここで、算出される不偏分散σ2は、標準偏差σの２乗の値である。周知のように、標準偏差σは、位置ズレなどのバラツキを表現するために用いられるものであり、式（６）を用いて算出される不偏分散σ2は、動作が収束に向かうに連れ、値が０に近付く。したがって、不偏分散σ2と比較する判定基準は、位置補正動作の要求精度から設定することが可能である。これにより、残留振動の有無も判別した、高精度な収束判定が可能となる。例えば、第３の判定方法では、位置偏差から求めた不偏分散σ2が、判断基準として定めた、０を中心とする所定範囲内になったときに、収束したと判定することができる。
【００７１】
ここでは、第３の判定方法として、不偏分散σ2を使うことを説明したが、標準偏差σを使用してもよい。
【００７２】
統計的手法を用いて収束判定を行う場合の、判定に用いるサンプリングデータ数について、図７を用いて説明する。なお、図７において、縦軸が位置偏差、横軸が時間を示し、副走査レジスト補正量Δｘ１１０が０であるものとして示されている。また、ここでは、統計的手法として、位置偏差に対する標準偏差σを適用している。
【００７３】
図７中、曲線Ａは、サンプリングにより取得された位置偏差データの例を示す。曲線Ｂは、曲線Ａの位置偏差データに対し、制御系の応答周期の１／２周期分の位置偏差データを用いて計算した標準偏差σの例を示す。また、曲線Ｃは、曲線Ａの位置偏差データに対し、制御系の応答周期の１周期分の位置偏差データを用いて計算した標準偏差σの例を示す。上述したように、制御系の応答周期よりも長い時間ｔmで位置偏差データのサンプリングを行わないと、曲線Ｂに例示されるように、収束判定に用いる標準偏差σ（または不偏分散σ2）の値に振動が生じるため、正しく収束判定を行うことが困難になってしまう。一方、曲線Ｃは、制御系の応答周期に対応する時間ｔmで位置偏差データのサンプリングを行っているため、収束判定に用いる標準偏差σの値が安定的とされ、収束判定を精度よく行うことができる。
【００７４】
図８を用いて、収束判定方法として、第１の判定方法である平均値を用いる方法と、第３の判定方法である不偏分散σ2を用いる方法との差異について説明する。なお、ここでは、第３の判定方法において、不偏分散σ2の代わりに、不偏分散σ2の平方根である標準偏差σを用いている。
【００７５】
図８において、縦軸が位置偏差、横軸が時間をそれぞれ示し、曲線Ａがサンプリングにより取得された位置偏差データの例、曲線Ｃが、曲線Ａの位置偏差データに対して算出した標準偏差σの例、曲線Ｄが、曲線Ａの位置偏差データに対して算出した平均値ｅｐ-の例をそれぞれ示す。また、副走査レジスト補正量Δｘ１１０を０とし、判定基準として示される範囲内に値が収まった時点で、収束したと判定するものとする。
【００７６】
平均値ｅｐ-を使用して収束判定を行うと、微小振動があっても所定値付近に収まり、収束判定基準内となって収束したと判定されてしまう。図８の例では、曲線Ｄに例示されるように、位置偏差の振動が比較的大きい時点Ｅ以降で平均値ｅｐ-が判定基準内に収まり、収束したものと判定される。
【００７７】
これに対して、標準偏差σを使用して収束判定を行うと、微小振動が十分小さくなるまで収束判定基準内には収まらない。図８の例では、曲線Ｃに例示されるように、位置偏差の振動が上述の時点Ｅと比べてより小さくなった時点Ｆ以降で標準偏差σが判定基準内に収まり、収束したものと判定される。このように、収束判定を、データのバラツキを考慮した統計的手法を用いて行うと、微小振動まで考慮した収束判定が可能となる。
【００７８】
画像形成装置の機構によって生じる微小振動（機械共振や周期変動）は、バンディングと呼ばれる画像異常となって現れてしまう。搬送制御部１００の収束判定部にこのような統計的手法を適用することによって、高精度な収束判別が可能となり、画像品質の向上を図ることができる。
【００７９】
図９は、本第１の実施形態による収束判定処理を示す一例のフローチャートである。このフローチャートにおける一連の処理は、例えば、収束判定部１２０によりプログラムに従い所定の制御周期毎に実行される。一例として、１ｍｓのフィードバック制御の演算毎に、フローチャートの一連の処理が実行される。フローチャートによる処理の実行周期は、例えばサンプリング周期ｔsよりも短い周期（１ｍｓｅｃなど）で行うのが好ましい。また、収束判定は、上述した第１または第３の判定方法により行うものとする。
【００８０】
先ず、ステップＳ１０でエッジ検知フラグがＯＦＦであるか否かが判定される。若し、ＯＦＦであると判定されたら、処理はステップＳ１１に移行され、用紙検出センサ５０で転写用紙１９の先端エッジが検出されたか否かが判定される。若し、検出されていないと判定されたら、このフローチャートによる一連の処理が終了される。
【００８１】
一方、ステップＳ１１で、用紙検知センサ５０で転写用紙１９の先端エッジが検出されたと判定されたら、処理はステップＳ１２に移行され、エッジ検出フラグがＯＮとされ、次のステップＳ１３で、時間をカウントするカウンタがリセットされ、カウント値Ｃｔが０とされる。そして、このフローチャートによる一連の処理が終了される。なお、エッジ検出フラグおよびカウント値Ｃｔは、フローチャートの終了後も、例えばプロセッサが有するレジスタなどに保持される。
【００８２】
上述のステップＳ１０でエッジ検出フラグがＯＮであると判定されたら、処理はステップＳ１４に移行される。ステップＳ１４では、カウント値Ｃｔが時間ｔ1および時間ｔ2の範囲内にあるか否かが判定される。若し、範囲内にあると判定されたら、処理はステップＳ１５に移行され、収束判定部１２０により位置偏差データが取得される。取得された位置偏差データは、例えば、搬送制御部１００が有するレジスタなどに累積的に加算されて保持される。そして、次のステップＳ１６で、カウント値Ｃｔが、上述のステップＳ１３によるカウンタリセットのタイミングを基準とした現在の時間に更新される。カウント値Ｃｔが更新されると、このフローチャートによる一連の処理が終了される。
【００８３】
上述のステップＳ１４でカウント値Ｃｔが時間ｔ1および時間ｔ2の範囲外にあると判定されたら、処理はステップＳ１７に移行される。ステップＳ１７では、カウント値Ｃｔが時間ｔ2を超えたか否かが判定される。若し、超えていないと判定されたら、処理がステップＳ２０に移行され、カウント値Ｃｔが、上述のステップＳ１３によるカウンタリセットのタイミングを基準とした現在の時間に更新され、このフローチャートによる一連の処理が終了される。
【００８４】
一方、ステップＳ１７でカウント値Ｃｔが時間ｔ2を超えたと判定されたら、処理はステップＳ１８に移行される。ステップＳ１８では、ステップＳ１５で累積的に加算されて保持された位置偏差データを用いて、収束判定が行われる。
【００８５】
すなわち、収束判定部１２０は、累積的に加算された位置偏差データの平均値ｅｐ-または不偏分散σ2を算出し、算出された値が予め設定された判定基準の範囲内にあるか否かを判定する。若し、算出された値が判定基準の範囲内にあると判定されたら、副走査レジスト補正量Δｘ１１０による補正動作が収束し、副走査レジスタ補正量Δｘによる位置補正動作が正しく完了したと判断される。判断結果は、上位制御部に伝達され、転写用紙１９の搬送処理が続行される。
【００８６】
一方、算出された値が判定基準の範囲外であると判定されたら、制御系の状態が収束しておらず、副走査レジスタ補正量Δｘによる一歩性動作が正しく完了していないと判断される。この判断結果が上位制御部に伝達されると、上位制御部は、画像品質の低下の可能性がある旨を図示されない表示部に表示させたり、動作異常が発生したとして転写用紙１９の搬送処理を含む印刷動作を停止させるなどの処理を行う。
【００８７】
ステップＳ１８で収束判定処理が行われると、処理はステップＳ１９に移行され、エッジ検知フラグがＯＦＦとされ、このフローチャートによる一連の処理が終了される。
【００８８】
このように、本第１の実施形態では、副走査レジスト補正量Δｘ１１０による補正動作が収束したか否かを判定しているので、より高品質なカラー画像形成を行うことができる。また、位置制御のためのフィードバックループで得られる位置偏差データを用いて収束判定を行っているので、画像形成の動作速度を低下させることがない。
【００８９】
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図１０は、本第２の実施形態による搬送制御部１００’の一例の構成を示す。上述した図４の搬送制御部１００は、入力値として位置に関する目標値を用いていたが、本変形例では、入力値として速度に関する目標値を用いる。この搬送制御部１００’は、図４で説明した搬送制御部１００に対し、目標速度１４０を入力する点と、副走査レジスト補正量Δ１１０ｘを積分器１３１に供給する点が異なる。なお、図１０において、上述の図４と共通する部分には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００９０】
搬送制御部１００’は、制御対象の速度を制御する第１のループと、制御対象の位置を制御する第２のループとによる制御系と、収束判定部１２０とを有する。第１のループは、図４と同様に、比較器１１６Ｂ、速度コントローラ１１８および機構部１０１からなる。第２のループは、比較器１３０、積分器１３１、位置コントローラ１１４および速度リミッタ１１５、ならびに、加算器１１６Ａからなる。
【００９１】
第１のループの制御により機構部１０１から出力される駆動速度が比較器１３０に入力される。一方、図示されない上位制御部などから目標速度１４０が入力され、比較器１３０に入力される。目標速度は、図３を用いて説明した目標位置の時間変化（線Ｐ）の傾きであり、例えば理想速度Ｖrefである。
【００９２】
比較器１３０は、目標速度１４０からフィードバックされた駆動速度を減じた値を比較結果として出力する。この比較結果は、積分器１３１に供給され、積分され位置偏差とされる。ここで、副走査レジスト補正量Δｘ１１０による補正を行う場合、この副走査レジスト補正量Δｘ１１０を積分器１３１に供給し、比較結果の積分値に加算して、位置偏差とする。
【００９３】
副走査レジスト補正量Δｘ１１０を積分値に加算することで、副走査レジスト補正量Δｘ１１０の分だけ位置偏差が大きくなり（副走査レジスト補正量Δｘ１１０が正の値の場合）、速度偏差が瞬間的に増加する。これにより、駆動速度が増大し転写用紙１９の位置が目標位置に到達する。第１および第２のループは、フォードバック制御により、増大した駆動速度を目標速度１４０に戻すように動作する。
【００９４】
比較器１３０から出力された位置偏差は、位置コントローラ１１４に供給される。位置偏差は、位置コントローラ１１４により所定の補償器演算を施され、位置偏差に対応する速度加算値として出力される。
【００９５】
位置コントローラ１１４から出力された速度加算値は、加算器１１６Ａに入力される。加算器１１６Ａには、さらに、目標速度１４０が入力される。加算器１１６Ａは、速度加算値と目標速度１４０とを加算した値を出力する。
【００９６】
加算器１１６Ａの出力は、速度リミッタ１１５を介して比較器１１６Ｂに供給される。比較器１１６Ｂは、加算器１１６Ａの出力から駆動速度を減じた値を、駆動速度の目標速度に対する速度偏差として出力する。速度偏差は、速度コントローラ１１８に供給され、所定の補償器演算が行われ、モータ５３を駆動するためのモータ駆動電圧相当の値として出力される。速度コントローラ１１８の出力は、機構部１０１に供給され、図示されないモータドライバにより入力相当の電圧に変換されて、モータ５３が駆動される。これにより、転写タイミング制御ローラ対１６ｂが駆動される。ロータリエンコーダ５２は、モータ５３の回転角を検出し、検出された回転角を速度に変換して駆動速度として出力する。
【００９７】
比較器１３０から出力された位置偏差は、収束判定部１２０にも供給される。収束判定部１２０は、副走査レジスト補正量Δｘ１１０による補正動作が収束したか否かを、第１の実施形態で説明した第１、第２および第３の判定処理のうち何れかを用いて判定する。この収束判定部１２０における収束判定処理は、上述した第１の実施形態で図５〜図９を用いて説明した処理と何ら変わるところがないため、ここでの詳細な説明を省略する。
【００９８】
このように、搬送制御部１００’に対して目標値として目標速度１４０を入力した場合でも、副走査レジスト補正量Δｘ１１０による補正動作が収束したか否かを判定することができる。
【符号の説明】
【００９９】
１０  画像形成装置
１４  中間転写ベルト
１５  二次転写ローラ
１６ａ  レジストローラ対
１６ｂ  転写タイミング制御ローラ対
１９  転写用紙
５０  用紙検知センサ
５２  ロータリエンコーダ
５３  モータ
１００，１００’  搬送制御部
１０１  機構部
１１０  副走査レジスト補正量Δｘ
１１１  目標位置
１１３  比較器
１１４  位置コントローラ
１１５  速度リミッタ
１１６  比較器
１１８  速度コントローラ
１２０  収束判定部
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１００】
【特許文献１】特許第３９７８８３７号公報
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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