(57)【要約】【課題】簡単かつ低コストの構成で正確に無端ベルトの主走査方向移動（寄り）を検出して確実に補正することで画像歪みや色ずれを防止することのできる画像形成装置を提供する。【解決手段】中間転写ベルト２００のベルト面には、一定の間隔で検出マーク２０１が設けられる。中間転写ベルト２００の副走査方向２箇所に、ベルト速度・寄り検出手段２０５ａ，２０５ｂを配置する。ベルトの斜行が変化した場合には２箇所の検出位置におけるマーク検出周期の位相差が変化することから、ベルトの斜行角変化を検出でき、そのベルト斜行角変化に応じて主走査方向における画像形成位置を補正する。【選択図】図４
2010217300.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上に形成したトナー像を、無端ベルト部材で構成された中間転写ベルトを介して記録媒体に転写する画像形成装置において、
前記無端ベルトの速度及び主走査方向の寄りを検出するベルト速度・寄り検出手段と、前記像担持体上の主走査方向における画像形成位置を補正する画像形成位置補正手段とを有し、
前記無端ベルト上の副走査方向に一定の間隔で検出マークが設けられ、
前記ベルト速度・寄り検出手段は、前記検出マークの副走査方向移動を検出することでベルト速度を検出し、前記検出マークの主走査方向移動を検出することでベルト寄りを検出するとともに、
前記ベルト速度・寄り検出手段が前記無端ベルトの副走査方向に複数個配置され、前記各ベルト速度・寄り検出手段により検出した前記検出マークの主走査方向に異なる位置の副走査方向移動に基づき、前記画像形成位置補正手段により主走査方向における画像形成位置を補正することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記検出マークの主走査方向に異なる位置が、前記検出マークの主走査方向の両端部であ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】
前記無端ベルトの速度を制御するベルト速度制御手段を有し、前記複数個配置したベルト速度・寄り検出手段が検出した速度情報に基づき、前記ベルト速度制御手段で前記無端ベルトの速度を制御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４】
前記無端ベルトの主走査方向移動を補正するベルト寄り補正手段を有し、前記複数個配置したベルト速度・寄り検出手段が検出したベルトの寄り情報に基づき、前記ベルト寄り補正手段で前記無端ベルトの主走査方向移動を補正することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記検出マークが前記無端ベルトの全周長よりも短い範囲に設けられ、検出パターン未形成部を補完するように前記複数個配置したベルト速度・寄り検出手段を選択して検出を行うことを特徴とする、請求項３又は４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記像担持体を複数備え、該複数の像担持体上に形成した各色トナー像を前記中間転写ベルト上に順次重ね転写して複数色画像を形成することを特徴とする、請求項１〜５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、複写機，ファクシミリ，プリンタ等の画像形成装置に関し、詳しくは中間転写ベルトの寄り・斜行による画像歪み・色ずれの防止に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式の画像形成装置において、転写媒体である中間転写体、あるいは転写媒体である記録用紙の搬送手段として無端ベルトを用いるものが知られている。ベルトは複数の支持ローラに張架され循環駆動されるが、このときベルトの搬送方向と直交する方向（主走査方向）にベルト位置が移動するベルト寄りや、ベルト搬送方向が主走査方向に傾斜するベルト斜行が発生することがある。
【０００３】
ベルト斜行が発生すると、中間転写体や記録用紙など転写媒体上の画像形成位置にずれが生じるため、これが画像の歪みとなる。また、ブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の単色画像を各々形成し、それらを転写媒体上で重ね合わせてカラー画像を得るカラー画像形成装置においては、画像形成位置のずれが、各色トナー画像間の色ずれとなって現れる。これらはいずれも画像品質劣化につながるため高画質の画像を得るためには、ベルト斜行に関して、何らかの対策を講じる必要がある。
【０００４】
上記問題に対処するため、種々の方法が提案されており、その一つとして、無端ベルトに寄りガイド部材を設ける方法を採用したものがある。しかしながら無端ベルトに発生した主走査方向の力を、ベルト表面に設けた寄りガイド部材をベルト搬送ローラ端面に当接させて規制し、無端ベルトの寄りを抑制しているため、ベルトに形成する寄りガイド部材の主走査方向振れ及び搬送ローラ端面の振れに起因するベルト斜行は抑制することができず、主走査方向の位置ずれによる画像歪み、色ずれが発生することがある。
【０００５】
特開２００５−１４８１２７号公報（特許文献１）には、ベルトに設けた寄りガイド部材でベルトの寄りを規制する方式において、あらかじめ測定しておいたベルト一周期分の蛇行成分に基づき、画像担持体に形成する潜像の位置を制御する構成が記されている。
【０００６】
また、無端ベルトに寄りガイド部材を設ける以外の方法としては、特開２００６−２７６４２７号公報（特許文献２）に、無端ベルトが搬送方向に対して傾斜した状態で搬送されることを検出する斜行検出手段と、斜行検出手段によって無端ベルトの斜行が検出された場合に、斜行検出手段によって検出された無端ベルトの斜行量に基づいて、画像形成手段により画像の歪みを補正する構成が記されている。
【０００７】
一方、ベルト搬送方向（副走査方向）の速度変動に対し、ベルト表面に所定間隔で連続的に形成されたマークをマーク検出器により読み取り、マーク検出器から出力されるマーク読取信号の時間間隔からベルトの搬送速度を算出し、この算出速度に基づいてベルトの搬送速度が所定の速度になるように、駆動ローラを回転するモータの回転を制御する技術が知られており、特開２００２−３２３８０６号公報（特許文献３）では、潜像形成手段の画像信号生成を調整することにより、副走査方向画像形成位置ずれによる色ずれを大幅に低減できるとしている。さらに、特開２００８−１２９５１８号公報（特許文献４）には、２Ｄセンサにより、ベルト副走査方向移動とともにベルト主走査方向位置を検出し、ベルトの寄り方向の位置をフィードバック制御及びフィードフォアード制御するベルト移動装置構成が記されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記無端ベルトに寄りガイド部材を設けることでベルト寄りを抑制するとともに、ガイド部材では抑制できないベルト蛇行の影響を像担持体上の潜像形成位置を制御することで抑制する方法には以下のような問題がある。
【０００９】
特許文献１に記載のものでは、ベルト搬送ローラ端面振れ、寄りガイド部材の主走査方向振れを含めたベルト一周期分の蛇行成分をあらかじめ測定するため、ローラ端面、ガイド部材双方の振れに起因するベルト蛇行を抑制できるが、無端ベルトおよび寄りガイド部材の経時的な変形や温度、湿度等の環境変化に伴う変形に対応するためには、蛇行成分の測定を頻繁に実施する必要があり、画像形成動作を頻繁に中断することとなるため、画像出力高速化の大きな妨げとなる。また、振動の影響等による動的な変形に対しては、対応が困難であるという問題もある。
【００１０】
また、無端ベルトに寄りガイド部材を設けることでベルト寄りを抑制する方法では、ベルトを高速で駆動した場合、寄りガイド部材に大きな外力が加わって、ベルトおよび寄りガイド部材の座屈や破損を招きやすく、画像出力高速化が困難である。
【００１１】
一方、無端ベルトに寄りガイド部材を設けず、ベルト斜行を検出することにより、画像担持体上の潜像形成位置を制御する、特許文献２のものでは以下のような問題がある。
ベルト斜行を検出する第１の方法として、ステアリングローラの制御信号を用いる方法が示されているが、ステアリングローラはベルト上の各部分が１周後に常に同じ位置を通過するよう傾斜を調整することでベルト寄りを補正するものであり、１周の間の各ローラ間でどのような斜行が生じるかは各ローラの傾斜状態により決定される。このため画像歪みや色ずれに影響する、画像担持体からの画像転写面におけるベルト斜行は、ステアリングローラ傾斜のみで決定されるわけではない。温度変動や経時的変動等によりステアリングローラ以外のローラに傾斜が生じた場合、ステアリングローラの制御信号ではベルト斜行を正確に検出することはできず、正確な補正は不可能となる。
【００１２】
それに対し、ベルト斜行を検出する第２の方法として、画像位置検出用のマークを中間転写ベルトの画像領域の間に位置する非画像領域に形成し、マーク検出手段によって検出する方法が示されているが、画像位置検出用マークを形成するためには像担持体に形成したマーク潜像をトナーで現像し中間転写ベルト上に転写する必要があり、常時斜行検出を行うためには大量のトナーが消費され、画像形成コストが増大する問題がある。また、通常の画像は中間転写ベルトから紙等の記録材に転写されるのに対し、画像位置検出用マークは転写されること無くクリーニング部材により除去する必要があり、中間転写ベルトクリーニングの負荷が増大し、クリーニング不良の原因となる。
【００１３】
また、ベルト斜行を検出する第３の方法として、像担持体からの画像転写面のベルト搬送方向における複数位置でベルトエッジを検出する方法が示されているが、ベルトエッジは加工上の問題から直線形状にはなっておらず、正確なベルト斜行を検出するためには、特許文献２に記載のように、あらかじめベルト全周のエッジ形状を測定、記憶し、エッジ位置計測時に随時、参照、演算する必要がある。このため、システムが複雑化するとともに、エッジ形状の影響を正確に除去するためには高精度なセンサが必要となるため、コスト増大の原因となる。
【００１４】
さらに、ステアリングローラによるベルト寄り制御のための信号としてベルトエッジを検出しており、エッジセンサによって検出されるエッジデータは、ベルトエッジの形状を含んだ形状となるため、予め測定したエッジデータを参照してベルトの蛇行を制御するには、ベルトと同期を取る必要があるので、ベルトのホームポジションを検出するベルトホームセンサからの検出信号が必要となる。さらに、中間転写ベルトには、当該中間転写ベルトの製造誤差によって、その搬送方向と直交する方向に移動する所謂「ベルト蛇行」が生じることがある。そのため、中間転写ベルトのエッジを、エッジセンサによって検出し、エッジセンサによって検出された中間転写ベルトの端部位置に応じて、ステアリングローラを制御することにより「ベルト蛇行」を防止して、中間転写ベルトの端部位置が一定となるように制御する際、中間転写ベルトは、中間転写ベルトの端部位置が一定となるように制御しても、中間転写ベルトの端部位置そのものが所定の位置から周期的にずれている場合など、「ベルト蛇行」が残ってしまうおそれがあるため、予め、ステアリングローラの制御を行わない状態で、中間転写ベルトの端部位置の周期的な変動をエッジセンサによって検出しておき、中間転写ベルトの端部位置の周期的な変動を平均化したデータを、ステアリング制御回路などに設けられた記憶手段に記憶させておくようにしている。そして、上記記憶手段に記憶された中間転写ベルトの端部位置の変動情報に基づいて、実際に生じる中間転写ベルトの端部位置の変動を検出して「ベルト蛇行」を防止するように構成されている。これらの要因により、装置コスト増大は避けられない構成である。
【００１５】
本発明は、従来の画像形成装置における上述の問題を解決し、寄りガイド部材等のベルト高速駆動の障害となる構成を用いることなく、画像出力の大幅な高速化が可能であるとともに、簡単かつ低コストの構成で正確に無端ベルトの主走査方向移動（寄り）を検出し、確実に補正するとともに、正確に無端ベルトの斜行を検出して像担持体画像形成位置を確実に補正することで主走査方向の位置ずれによる画像歪み・色ずれを防止することのできる画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前記の課題は、本発明により、像担持体上に形成したトナー像を、無端ベルト部材で構成された中間転写ベルトを介して記録媒体に転写する画像形成装置において、前記無端ベルトの速度及び主走査方向の寄りを検出するベルト速度・寄り検出手段と、前記像担持体上の主走査方向における画像形成位置を補正する画像形成位置補正手段とを有し、前記無端ベルト上の副走査方向に一定の間隔で検出マークが設けられ、前記ベルト速度・寄り検出手段は、前記検出マークの副走査方向移動を検出することでベルト速度を検出し、前記検出マークの主走査方向移動を検出することでベルト寄りを検出するとともに、前記ベルト速度・寄り検出手段が前記無端ベルトの副走査方向に複数個配置され、前記各ベルト速度・寄り検出手段により検出した前記検出マークの主走査方向に異なる位置の副走査方向移動に基づき、前記画像形成位置補正手段により主走査方向における画像形成位置を補正することにより解決される。
【００１７】
また、前記検出マークの主走査方向に異なる位置が、前記検出マークの主走査方向の両端部であると好適である。
また、前記無端ベルトの速度を制御するベルト速度制御手段を有し、前記複数個配置したベルト速度・寄り検出手段が検出した速度情報に基づき、前記ベルト速度制御手段で前記無端ベルトの速度を制御すると好適である。
【００１８】
また、前記無端ベルトの主走査方向移動を補正するベルト寄り補正手段を有し、前記複数個配置したベルト速度・寄り検出手段が検出したベルトの寄り情報に基づき、前記ベルト寄り補正手段で前記無端ベルトの主走査方向移動を補正すると好適である。
【００１９】
また、前記検出マークが前記無端ベルトの全周長よりも短い範囲に設けられ、検出パターン未形成部を補完するように前記複数個配置したベルト速度・寄り検出手段を選択して検出を行うと好適である。
【００２０】
また、前記像担持体を複数備え、該複数の像担持体上に形成した各色トナー像を前記中間転写ベルト上に順次重ね転写して複数色画像を形成すると好適である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の画像形成装置によれば、簡単かつ低コストな構成で正確に無端ベルトの斜行方向及び斜行量を検出でき、検出した斜行情報に基づき主走査方向における画像形成位置を確実に補正することで、主走査方向の画像位置ずれによる画像歪み、色ずれを防止できるため、出力画像の大幅な高画質化が可能な画像形成装置を実現できる。また、寄りガイド部材等のベルト高速駆動の障害となる構成を用いないので、画像出力の大幅な高速化が可能となる。
【００２２】
請求項２の構成により、より正確に斜行情報を検出することができるため、画像形成位置を精度良く補正することが可能となる。
請求項３の構成により、中間転写ベルトを目標速度で高精度に搬送することができる。
【００２３】
請求項４の構成により、寄りガイド部材等を設けることなく、中間転写ベルトのベルト寄りを抑制することが可能となる。
請求項５の構成により、検出マークの形成が容易となり、中間転写ベルトの製作コストを低減することができる。また、高精度な検出マーク形成が可能となる。
【００２４】
請求項６の構成により、画像歪みや色ずれを起こすことなく複数色画像を形成できるため、高品位なカラー画像を形成可能な画像形成装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一例であるカラー画像形成装置の要部構成を模式的に示す図である。
【図２】ベルト検出部の構成を示す部分詳細図である。
【図３】中間転写ベルトに設けたベルト寄り補正機構を示す斜視図である。
【図４】中間転写ベルトの搬送状態を説明するための模式図である。
【図５】副走査方向２箇所に設けたベルト速度・寄り検出手段の検出信号を示す波形図である。
【図６】ベルトに斜行が発生した場合の検出マークが検出される様子を示す模式図である。
【図７】２つの検出手段の検出信号位相差を説明するための模式図である。
【図８】画像形成位置補正手段の構成例を示すブロック図である。
【図９】ベルト速度・寄り検出手段による検出動作を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る画像形成装置の一例であるカラー画像形成装置の要部構成を模式的に示す図である。この図に示すカラー画像形成装置は、タンデム方式を採用してフルカラー画像を形成可能なカラープリンタであり、４個の作像ユニット１００（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂｋ）を備えている。各作像ユニット１００（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂｋ）は、中間転写体である中間転写ベルト２００の上部走行辺に沿って並設されている。複数の支持ローラに巻き掛けられた無端状ベルトである中間転写ベルト２００は図中時計回りに走行駆動される。
【００２７】
各作像ユニット１００は扱うトナーの色が異なるのみで構成は同一であり、ここでは、各作像ユニット１００を構成する各機器にはトナー色を示すＹ，Ｃ，Ｍ，Ｂｋの符号は付していない。各作像ユニット１００には像担持体としての感光体ドラム１０１が備えられる。この感光体ドラム１０１の周りには、帯電手段１０２、現像装置１０３、クリーニング手段（図示せず）等が配置され、さらに各感光体ドラム１０１に対向するように中間転写ベルト２００の内側に一次転写手段としての転写ローラ１０４が設けられている。また、感光体ドラム１０１の上方には光書き込み装置１０５が設けられる。
【００２８】
中間転写ベルト２０の下部には転写搬送装置１１０が配置される。転写搬送装置１１０は、支持ローラ１１１，１１２に転写ベルト１１３を張架した構成であり、一方の支持ローラ１１１が二次転写ローラとして機能する。この転写搬送装置１１０の図において右側にはレジストローラ１３０が設けられる。また、転写搬送装置１１０の図において左側には定着装置１２０及び排紙ローラ１３１が設けられる。このほか、画像形成装置には給紙部やトナーボトル等が備えられるが、図示を省略されている。
【００２９】
上記のように構成されたカラー画像形成装置における画像形成動作について簡単に説明する。
上記作像ユニット１００の感光体ドラム１０１が図示しない駆動手段によって図中反時計方向に回転駆動され、その感光体ドラム１０１の表面が帯電手段１０２によって所定の極性に一様に帯電される。帯電された感光体表面には、光書き込み装置１０５からのレーザ光が照射され、これによって感光体ドラム１０１表面に静電潜像が形成される。このとき、各感光体ドラム１０１に露光される画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、マゼンタ、シアン及び黒の色情報に分解した単色の画像情報である。このように形成された静電潜像に現像装置１０３から各色トナーが付与され、トナー像として可視化される。
【００３０】
また、中間転写ベルト２００が図中時計回りに走行駆動され、各作像ユニット１００において一次転写ローラ１０４の作用により感光体ドラム１０１から中間転写ベルト２００に各色トナー像が順次重ね転写される。このようにして中間転写ベルト２００はその表面にフルカラーのトナー像を担持する。
【００３１】
なお、作像ユニット１００のいずれか１つを使用して単色画像を形成したり、２色又は３色の画像を形成したりすることもできる。モノクロプリントの場合は、４個の作像ユニットのうち、図の一番右側のＢｋユニットを用いて画像形成を行う。
【００３２】
そして、トナー像を転写した後の感光体ドラム表面に付着する残留トナーは、図示しないクリーニング手段によって感光体ドラム表面から除去され、次いでその表面が除電器の作用を受けて表面電位が初期化されて次の画像形成に備える。
【００３３】
一方、図示しない給紙部から用紙が給送され、レジストローラ対１３０によって、中間転写ベルト２００上に担持されたトナー像とのタイミングを取って二次転写位置に向けて送出される。本例では二次転写ローラ１１１には中間転写ベルト表面のトナー像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加され、これによって中間転写ベルト表面のトナー像が用紙上に一括して転写される。トナー像を転写された用紙は、定着装置１２０を通過するとき、熱と圧力によってトナー像が用紙に熔融定着される。定着された用紙は、排紙ローラ１３１により機外に排出される。
【００３４】
図２は、ベルトの速度及び寄りを検出するベルト検出部の構成を示す部分詳細図である。ここでは、上記中間転写ベルト２００における検出部で説明する。
図２に示すように、中間転写ベルト２００の表面には主走査方向の所定位置に、搬送方向全周にわたって複数の検出マーク２０１が一定間隔に形成されている。そして、検出マーク２０１に対向するように、ベルト速度・寄り検出手段２０５が配置され、検出マークの副走査方向移動、主走査方向移動を検出可能に構成されている。ベルト速度・寄り検出手段２０５でこの一つ一つの検出マークの検出周期を順次検出することによりベルト副走査方向速度を検出できる。そして、検出したベルト副走査方向速度に基づき、中間転写ベルト駆動モータ２０２（図３）を制御することにより、中間転写ベルト２００は目標速度で高精度に搬送される。また、この一つ一つの検出マーク２０１の主走査方向検出位置を順次検出することによりベルト主走査方向移動を検出できる。本構成ではベルト副走査方向速度検出のためにあらかじめ高精度に形成した検出マーク２０１のベルト主走査方向移動を検出することでベルト寄りを検出するため、特許文献１のようにベルトエッジの位置を検出することでベルト寄りを検出する構成と比較し、予め測定したエッジデータを参照したり、エッジ位置の周期的な変動を平均化したデータを記憶手段に記憶させておく必要はなく、より低コストな構成で、無駄時間のない高速なベルト寄り検出、制御が可能となる。なお、本実施形態では、後述するように、ベルト速度・寄り検出手段２０５は、ベルト搬送方向に２つが設けられる。
【００３５】
図３は、中間転写ベルト２００に設けたベルト寄り補正機構を示す斜視図である。
図３において、中間転写ベルト２００は複数のほぼ平行な支持ローラにより張架されており、その中のひとつの駆動ローラ２１１によりベルト搬送方向に駆動されている。駆動ローラ２１１は、駆動源であるモータ２０２により回転駆動される。駆動ローラ２１１および従動ローラ２１２，２１３は所定位置に固定されているのに対し、テンションローラ２１４の回転軸の両端は図示しない付勢手段により矢印方向に付勢され、ベルトはほぼ一定テンションで張架されている。また、補正ローラ２１５は中間転写ベルト２００に生じた寄りつまり主走査方向移動を補正するもので、補正ローラ２１５の回転軸の一端はピボット軸受等で支持され、他端側がローラ回転軸直交方向に揺動できるように支持される。そして、補正ローラ２１５の揺動可能な他端側にはベルト寄り補正手段であるアクチュエータ２１６が連結されており、このアクチュエータ２１６を作動させることにより、補正ローラ２１５の揺動可能な他端側が矢印方向に往復移動可能となっている。
【００３６】
上記ベルト速度・寄り検出手段２０５からの情報に基づき、アクチュエータ２１６を駆動し、発生したベルト主走査方向移動と逆の方向にベルトが移動するよう補正ローラ２１５を揺動することにより、ベルト寄りは一定範囲に制御され、寄りガイド部材等を設けることなく、中間転写ベルト２００のベルト寄りを抑制することが可能となる。
【００３７】
図４は、中間転写ベルト２００の搬送状態を説明するための模式図である。
図４において、ベルトを搬送する各ローラの傾きの影響により、画像転写面において中間転写ベルト２００は斜行角θで傾いた方向に搬送されている（図に実線で示す状態）。このため、画像転写面に形成される画像が斜行角θで傾くとともに、各色像担持体で形成された各色画像の中間転写ベルト上転写位置は、主走査方向にずれが発生する。すなわち、画像歪みや、カラー画像における色ずれが発生する。
【００３８】
また、ベルト副走査方向速度および主走査方向移動を検出するために設けた検出マーク２０１を、ベルト速度・寄り検出手段２０５が検出するタイミングもベルト斜行角θの影響で変化する。ここで、ベルトの副走査方向速度および主走査方向移動を検出するために設けた検出マーク２０１に対向するベルトの副走査方向２箇所に、ベルト速度・寄り検出手段２０５ａ，２０５ｂを配置した場合、それぞれのベルト速度・寄り検出手段が検出マークを検出する信号を図５に示す。
【００３９】
ベルト斜行により２箇所の検出位置間のベルト長さが変化するため、２箇所の副走査方向検出位置の一方のマーク検出タイミングを基準とした場合、他方のマーク検出タイミングが変化する。このため、図５において、ベルトの斜行が変化した場合、２箇所の副走査方向検出位置におけるマーク検出周期の位相差が変化することから、この位相差の変動を検出することによりベルトの斜行角変化を検出することが可能であり、通常、画像形成装置起動時等に実施される画像形成位置調整後に発生するベルト斜行角変化に応じて、後述する画像形成位置補正手段により中間転写ベルト上主走査方向における画像形成位置を補正することにより、画像歪みやカラー画像における色ずれを補正することが可能となる。
【００４０】
さて、図４において、２つのベルト速度・寄り検出手段２０５a，２０５ｂで検出マーク２０１の主走査方向同一位置（図中上端部）を検出した場合、図５におけるベルト斜行変化前の２つの検出手段２０５a，２０５ｂの検出信号位相差をｔ１、ベルト斜行変化後の検出信号位相差をｔ２，ｔ２’とし、ベルトの副走査方向搬送速度をＶとすれば、図６（ａ）に示すように、斜行角θが＋（図中反時計回り）の場合のｔ２と−（図中時計回り）の場合のｔ２’はともに、ｔ１＜ｔ２、ｔ１＜ｔ２’となる。この場合、斜行角の変化量を検出できても、変化の方向が検出できないため、画像形成位置補正のためには別途斜行変化方向を検出する手段が必要となる。これに対し、図４において、２つのベルト速度・寄り検出手段２０５a，２０５ｂで、検出マーク２０１の主走査方向に異なる位置を検出した場合、図６（ｂ）に示すように、斜行角θが＋（図中反時計回り）の場合ｔ１＞ｔ２、−（図中時計回り）の場合ｔ１＜ｔ２’となり、斜行角θの変化量および変化方向を検出可能となる。
【００４１】
ここで、図からも明らかなように、斜行角θの変化に対し検出信号位相差の変化が最も大きくなるのは、２つのベルト速度・寄り検出手段２０５a，２０５ｂで検出マーク２０１の主走査方向両端を検出した場合であり、この場合に最も高感度に斜行角θの変化を検出可能となる。また、検出手段による検出方式に関しても、検出マークの端部以外の位置検出と比較し、端部の位置検出のほうが簡単低コストな構成が可能で、様々な方式が適応できることは明らかである。
【００４２】
図７に示すように、画像形成位置調整時（ベルト斜行変化前）における、２つの検出手段２０５a、２０５ｂの検出信号位相差をｔ１、ベルト斜行変化後の検出信号位相差をｔ２とすると、ｔ１＞ｔ２である場合、ベルト転写面は図中斜行角θが増加する方向（反時計回り）に回転したことがわかるとともに、ベルト斜行変化前の斜行角をθ１、ベルト斜行変化後の斜行角をθ２、２つの検出手段２０５a，２０５ｂのベルト副走査方向間隔をＬ、ベルトの副走査方向搬送速度をＶ、検出マーク２０１の主走査方向長さをｍ、２つの検出手段２０５a，２０５ｂが検出する検出マークの副走査方向間隔をＭとすれば、
Ｌ＝（ｍ×ｔａｎθ１＋Ｍ＋ｔ１×Ｖ）×ｃｏｓθ１＝ｍ×ｔａｎθ２＋Ｍ＋ｔ２×Ｖ）×ｃｏｓθ２
の関係が成り立つ。
【００４３】
ここで、θ１、θ２は微小な角度であるため、ｃｏｓθ１＝１、ｃｏｓθ２＝１、ｔａｎθ１＝θ１、ｔａｎθ２＝θ２とすると
ｍ×θ２−ｍ×θ１＝ｔ１×Ｖ−ｔ２×Ｖ
【００４４】
画像形成位置調整後に変化した斜行角（θ２−θ１）は
θ２−θ１＝−（ｔ２−ｔ１）Ｖ／ｍ
ｔ２−ｔ１＝−（θ２−θ１）ｍ／Ｖ
となり、検出手段２０５a，２０５ｂの検出信号位相差の変化（ｔ２−ｔ１）から、斜行角の変化（θ２−θ１）を求めることができ、同じ斜行角変化に対し、検出マーク２０１の主走査方向長さが長いほど、位相差が大きくなる、つまり高感度の検出が可能であることがわかる。
【００４５】
次に、中間転写ベルト２００の搬送速度（副走査方向速度）の制御について説明する。
副走査方向に複数設けたベルト速度検出手段（実施例ではベルト速度・寄り検出手段２０５a，２０５ｂ）を用いて速度情報を検出することにより、検出誤差を低減させることが可能となる。複数の検出手段により副走査方向位置の異なった場所で検出マーク２０１を検出することで、検出マークの主走査位置での検出誤差を低減することができる。
【００４６】
これは、ベルト寄り検出手段においても同様の効果が得られる。
また、副走査方向に複数のベルト速度検出手段（実施例ではベルト速度・寄り検出手段２０５a，２０５ｂ）を設け、検出パターン未形成部を補完するようにマーク検出手段を適宜選択することで、中間転写ベルトの全周にわたってマーク検出をすることが可能となる。
【００４７】
これは検出マークを等間隔で連続的に形成する場合、ベルト周長誤差により最後に形成するマークと最初に形成するマークの間隔は、他のマークの間隔と異なってしまうという問題があり、ベルト全周にわたり等間隔に検出マークを形成するためにはベルト毎に最適な間隔を求め、高精度に形成する必要があり、製作コストが増大する。これに対し、副走査方向に複数のベルト速度検出手段を設けることで中間転写ベルト全周長よりも短く検出パターンを形成することが可能となり、これは、検出マーク形成が容易となり、コスト低減の効果をもたらす。また、検出マーク形成の作業が容易となり、高精度な検出マーク形成が可能となるメリットがある。
【００４８】
図４において、中間転写ベルト２００の副走査方向複数位置に配置したベルト速度・寄り検出手段２０５ａ，２０５ｂにより検出マーク２０１が検出されて中間転写ベルト２００の副走査方向速度および主走査方向移動検出が行われる。
【００４９】
ベルト速度・寄り検出手段２０５ｂの検出信号はベルト速度・寄り検出手段２０５ａの検出信号のない部分で切替手段により切り替えて検出信号を生成することで、中間転写ベルト２００全周にわたっての検出が可能となる。
【００５０】
このとき、ベルト速度・寄り検出手段２０５ａ，２０５ｂの検出信号（ベルト速度・寄り検出手段２０５ａ，２０５ｂからの検出信号を上記切替手段により切替えた検出信号）から中間転写ベルト２００の位置を演算する回路を設けることで、この回路からの信号を、ベルト速度・寄り検出手段２０５ａ，２０５ｂからの検出信号を平均化した信号あるいは一方が他方を補完した信号として、中間転写ベルト２００の速度制御および寄り補正に用いることが可能となる。
【００５１】
図８は、画像形成位置補正手段の構成例を示すブロック図である。
図８において、プリンタドライバ部３０１から転送された画像信号は、画像書き込み制御部３１０を構成する画像信号生成部３０２に入力される。また、エンジン制御部３０４からのエンジン制御情報も画像書き込み制御部３１０に入力される。画像信号生成部３０２では、入力された画像信号をエンジン制御情報に従った処理にて画像処理される。この際、画像信号生成部３０２では実際に記録紙上に画像を展開するため、画像形成に用いる最小画素を定義する画素クロック信号（ｗｃｌｋ）にて処理される。この画素クロック信号は、画素クロック生成部３０５にてエンジン制御部３０４からの解像度、感光体ドラム線速等の情報により所定の周波数のクロック信号（ｗｃｌｋ）を生成し、画像信号生成部３０２および逓倍回路部３０６に入力される。画像信号生成部３０２で画像処理された実画像信号は書込位置制御部３０３に入力される。書込位置制御部３０３には、他にレーザ書き込み装置３２０の同期検知部３２４から同期検知信号（ＤＥＴＰ）、中間転写ベルト斜行情報により作成したベルト変位信号（Δａ）、エンジン制御部３０４からのエンジン制御情報が入力される。
【００５２】
同期検知信号（ＤＥＴＰ）は、レーザビームを感光体ドラム１０１上に露光させる際に主走査方向の書込開始位置を一定に保つための信号である。この信号は、レーザ書き込み装置中のポリゴンミラー３２２にて反射偏向されたレーザビームの感光体ドラム上の走査領域外に配置された同期検知板３２３からの出力信号であり、同期検知板３２３にはフォトダイオード等の受光素子が同期検出センサとして配役され、同期検出センサは入射されるレーザビームを光電変換して同期検知信号（ＤＥＴＰ）を出力する。ベルト変位信号（Δａ）は、中間転写ベルト主走査方向変位を示す信号であり、ベルト寄り補正手段２０５によるベルト寄り補正中に発生する、画像転写面内における中間転写ベルトの主走査方向変位をベルト斜行情報から算出した信号である。
【００５３】
書込位置制御部３０３では、同期検知信号（ＤＥＴＰ）に対し画像信号生成部３０２からの実画像信号を所定のタイミングで合成し、光源である半導体レーザ３２１を駆動させる信号を生成している。この際、ベルト変位信号（Δａ）に応じて同期検知信号から実画像信号を書き込む開始タイミングを制御している。書込位置制御部３０３には、前記画素クロック生成部３０５にて生成された画素クロック信号（ｗｃｌｋ）を逓倍処理された斜行補正クロック信号（ｄｃｌｋ）が入力される。この斜行補正クロック信号（ｄｃｌｋ）は、画像形成可能な最小画素を定義する画素クロック信号（ｗｃｌｋ）を逓倍処理して得られる、画素クロック信号よりも高周波な信号である。また、斜行補正クロック信号（ｄｃｌｋ）は、転写スリット位置センサの検出分解能に応じた周波数のクロック信号であり、斜行補正クロック信号（ｄｃｌｋ）の１クロックがベルト斜行情報の１分解能に相当している。ベルト斜行情報から算出したベルト変位信号（Δａ）を検出し、書込位置制御部３０３に同期検知信号（ＤＥＴＰ）とベルト変位信号（Δａ）が入力される。このベルト変位信号（Δａ）が０の場合の同期検知信号から実画像信号の主走査方向開始位置までがＡ（＝Ｎ×ｗｃｌｋ）とすると、Δａ＞０が検出された場合には、同期検知信号から実画像書出しタイミングまでの遅延時間をＡ＋Δａ×ｄｃｌｋと変更し、ベルト斜行が無い場合に対し実画像書出し開始位置を遅らせる。他方、Δａ＜０の場合は、上記遅延時間をＡ−Δａ×ｄｃｌｋとし相対的に実画像書出し開始タイミングを速める。
【００５４】
レーザ駆動部３０７には、書込位置制御部３０３で合成されたレーザ駆動信号が入力される。レーザ駆動信号のＯＮ／ＯＦＦによりレーザ駆動部３０７に実装された半導体レーザ３２１が点灯／消灯動作を繰り返し駆動される。半導体レーザ３２１を駆動することにより出射されたレーザビームはレーザ書き込み装置に入射し、複数のレンズ、ミラー等を透過、反射し光路中を進行する。光路途中に配置されたポリゴンミラー３２２にて回転偏向され、感光体ドラム１０１上に主走査方向へレーザビームが露光する。この露光から出力画像が得られるまでの過程は前述した通りである。
【００５５】
以上の構成において、ベルト速度・寄り検出手段２０５から得られるベルト斜行情報に基づき、像担持体である感光体ドラム上の潜像形成位置を制御することで、主走査方向の位置ずれによる画像歪み、色ずれを防止でき、高コストとなる高機能制御系や高精度光学手段を設けることなく、出力画像の大幅な高画質化が可能となる。
【００５６】
図９は、ベルト速度・寄り検出手段２０５による検出動作を説明するための模式図である。
この図において、ベルト２００上には搬送方向全周にわたってライン状の検出マーク２０１が複数形成されている。検出マーク２０１に対向する位置には、検出マークの主走査方向位置を検出可能な、ラインＣＣＤ等の１次元センサ２０６を備えるベルト速度・寄り検出手段２０５が配置されている。ベルトの搬送に伴い、各検出マーク２０１がセンサ２０６に対向したときのセンサ出力により、各検出マークの主走査方向位置を検出可能となる。この情報によりベルト２００の主走査方向位置を検出でき、各マークの主走査方向位置変化からベルト主走査方向移動を検出できる。
【００５７】
また、ベルト２００の搬送に伴い、各検出マーク２０１がセンサ２０６に対向、検知される周期により、各検出マークの副走査方向移動を検出可能となる。この情報によりベルトの副走査方向速度を検出できる。
【００５８】
以上、本発明を図示例により説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ベルト速度・寄り検出手段としては適宜な構成のものを採用可能である。また、その配置場所も、本発明を実現できる範囲内で任意である。無端ベルトに設ける検出マークも、適宜な構成で形成可能である。無端ベルトの張架形状等も任意である。
【００５９】
また、画像形成装置の作像部の構成も任意であり、タンデム式における各色作像ユニットの配置順などは任意である。作像ユニットの数は４つに限定されない。また、タンデム式に限らず、一つの感光体の周囲に複数の現像装置を配置したものや、リボルバ型現像装置を用いる構成も可能である。もちろん、画像形成装置としてはプリンタに限らず、複写機やファクシミリ、あるいは複数の機能を備える複合機であっても良い。
【符号の説明】
【００６０】
１００          作像ユニット
１０１          感光体ドラム（像担持体）
１２０          定着装置
１３０          レジストローラ
２００          中間転写ベルト（無端ベルト）
２０１          検出マーク
２０５          ベルト速度・寄り検出手段
２１１          駆動ローラ
２１２，２１３  従動ローラ
２１４          テンションローラ
２１５          補正ローラ
２１６          アクチュエータ（ベルト寄り補正手段）
３１０          画像書き込み制御部
３２０          レーザ書き込み制御部
３２４          同期検知部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６１】
【特許文献１】特開２００５−１４８１２７号公報
【特許文献２】特開２００６−２７６４２７号公報
【特許文献３】特開２００２−３２３８０６号公報
【特許文献４】特開２００８−１２９５１８号公報
【図１】
2010217300.tif 000003
【図２】
2010217300.tif 000004
【図３】
2010217300.tif 000005
【図４】
2010217300.tif 000006
【図５】
2010217300.tif 000007
【図６】
2010217300.tif 000008
【図７】
2010217300.tif 000009
【図８】
2010217300.tif 000010
【図９】
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