(57)【要約】【課題】正確に無端ベルトの蛇行量と斜行量を同時に検出し、ステアリングローラによりベルトの搬送状態を補正又は像担持体上の画像形成位置を補正することで、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。【解決手段】画像形成装置は、無端ベルトの搬送方向の異なる位置に配置された、ベルトの位置を検出する複数の位置検出手段と、複数の位置検出手段によって同時刻に得られる無端ベルトの位置情報から、画像形成領域の中心点のベルト幅方向への移動量と、中心点回りの回転量とを算出する算出手段と、算出手段で算出された移動量に基づいて、無端ベルトのベルト幅方向への移動に伴う画像ずれを補正する第１の補正手段と、算出手段で算出された回転量に基づいて、無端ベルトの中心点回りの回転に伴う画像ずれを補正する第２の補正手段とを有する。【選択図】図１
2010204255.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のローラによって張架された無端ベルト及びいずれか１つのローラに連結し当該無端ベルトを駆動させる駆動手段を有するベルト搬送装置を備え、無端ベルトの搬送面上に複数の画像形成部を搬送方向に並べて有する画像形成装置において、
無端ベルトの搬送方向の異なる位置に配置され、ベルト搬送方向と直交するベルト幅方向の無端ベルトの位置を検出する複数の位置検出手段と、
複数の位置検出手段によって同時刻に得られる無端ベルトの位置情報から、無端ベルトの搬送面上における複数の画像形成部を含む画像形成領域の中心点のベルト幅方向への移動量と、無端ベルトの中心点回りの回転量とを算出する算出手段と、
算出手段で算出された移動量に基づいて、無端ベルトのベルト幅方向への移動に伴う画像ずれを補正する第１の補正手段と、
算出手段で算出された回転量に基づいて、無端ベルトの中心点回りの回転に伴う画像ずれを補正する第２の補正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】
第１の補正手段はステアリングローラであり、当該ローラの姿勢を調整する第１の調整手段を有し、第１の調整手段は、当該ローラの一端を他端に対して傾動させることで無端ベルトを移動させ、無端ベルトの幅方向への移動を制御して画像ずれを補正し、
第２の補正手段は別なステアリングローラであり、当該ローラの姿勢を調整する第２の調整手段を有し、第２の調整手段は、当該ローラの一端を他端に対して傾動させることで無端ベルトを移動させ、無端ベルトの中心点回りの回転を調整して画像ずれ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】
第１の補正手段と第２の補正手段は、無端ベルト上の複数の画像形成部におけるベルト幅方向の画像形成位置を補正する、１つの潜像形成位置補正手段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４】
第１の補正手段はステアリングローラであり、当該ローラの姿勢を調整する第１の調整手段を有し、第１の調整手段は、当該ローラの一端を他端に対して傾動させることで無端ベルトを移動させ、無端ベルトの幅方向への移動を制御して画像ずれを補正し、
第２の補正手段は、無端ベルト上の複数の画像形成部におけるベルト幅方向の画像形成位置を補正する潜像形成位置補正手段を有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５】
いずれか１つのローラはステアリングローラであり、当該ローラの姿勢を調整する第１の調整手段を備え、第１の調整手段は、当該ローラの一端を他端に対して傾動させることで無端ベルトを移動させ、無端ベルトの幅方向の位置を調整し、
第１の補正手段と第２の補正手段は、無端ベルト上の複数の画像形成部におけるベルト幅方向の画像形成位置を補正する、１つの潜像形成位置補正手段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６】
位置検出手段は、画像形成領域の中央から等しい間隔だけ離れた２箇所に設置されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
算出手段は、無端ベルトの１周回以上にわたって一定時間間隔で連続して得られる無端ベルトの位置情報から、ベルト幅方向への移動量の時間推移と、無端ベルトの中心点回りの回転量の時間推移を算出し、
第１の補正手段は、算出手段によるベルト幅方向への移動量の時間推移算出結果に基づいて、無端ベルトの幅方向移動に伴う画像ずれを補正し、
第２の補正手段は、算出手段による無端ベルトの中心点回りの回転量の時間推移算出結果に基づいて、無端ベルトの回転に伴う画像ずれを補正することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
画像形成部における画像形成方法が電子写真方式であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
画像形成部における画像形成方法がラインヘッド型インクジェット方式であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
複数のローラによって張架された無端ベルトと、いずれか１つのローラに連結し当該無端ベルトを駆動させる駆動手段と、無端ベルトの搬送方向の異なる位置に配置され、ベルト搬送方向と直交するベルト幅方向の無端ベルトの位置を検出する複数の位置検出手段とを有するベルト搬送装置において、
複数の位置検出手段によって同時刻に得られる無端ベルトの位置情報から算出手段によって算出された、無端ベルトの搬送面上における複数の画像形成部を含む画像形成領域の中心点のベルト幅方向への移動量に基づいて、移動に伴う画像ずれを補正する第１の補正手段と、当該算出手段によって算出された、無端ベルトの中心点回りの回転量に基づいて、回転に伴う画像ずれを補正する第２の補正手段とを有することを特徴とするベルト搬送装置。
【請求項１１】
第１の補正手段はステアリングローラであり、当該ローラの姿勢を調整する第１の調整手段を有し、第１の調整手段は、当該ローラの一端を他端に対して傾動させることで無端ベルトを移動させ、無端ベルトの幅方向への移動を制御して画像ずれを補正し、
第２の補正手段は別なステアリングローラであり、当該ローラの姿勢を調整する第２の調整手段を有し、第２の調整手段は、当該ローラの一端を他端に対して傾動させることで無端ベルトを移動させ、無端ベルトの中心点回りの回転を調整して画像ずれを補正することを特徴とする請求項１０に記載のベルト搬送装置。
【請求項１２】
位置検出手段は、画像形成領域の中央から等しい間隔だけ離れた２箇所に設置されることを特徴とする請求項１０又は１１に記載のベルト搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の支持部材に張架された無端ベルトの蛇行と斜行によって発生する色ずれを補正する機能を備えたベルト搬送装置、及び複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式やラインヘッド型インクジェット方式のカラープリンターやカラー複写機等のカラー画像が形成可能な画像形成装置には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）等の各色で複数の画像形成部によって画像を形成し、これら各画像を中間転写ベルト上に重ね合せ、その重ね合せて一次転写した後に、中間転写ベルト上から記録紙上に一括して二次転写し、又は紙搬送ベルト上の記録紙上に各画像を重ね合せてカラー画像を形成するように構成したものがある。
【０００３】
このような画像形成装置においては、一般に中間転写ベルトや用紙搬送ベルト等の無端状のベルト部材（以下、単に「ベルト」という。）を用いているため、ベルトの製造誤差によってベルト周長が幅方向に不均一となり、ベルト膜厚も周方向及び幅方向において不均一となる。また、ベルトを張架する円筒形状のローラにおいても製造誤差や取付位置誤差が発生する。このような誤差に起因して、ベルトを駆動するとベルト中央部がベルト幅方向（ベルト表面上における無端移動方向に直交する方向）に変位しながら移動するいわゆる「ベルトの蛇行」が発生する。そして、ベルトの蛇行が発生すると、ベルト上に各色の画像を精度良く重ね合わせることができず、画像の色ずれが発生する。
【０００４】
このような不具合を抑制するため、特許文献１に開示されるようなベルト駆動装置が知られている。このベルト駆動装置は、ベルトを張架するローラであって、ベルトの蛇行を抑制する方向に傾くことができるステアリングローラを採用したものである。ステアリングローラの傾き動作を行う可動端部とは反対側の固定端部側に、ベルトの幅方向縁部の位置を検出するエッジセンサが配置されている。
このベルト駆動装置では、ベルトの無端移動方向に沿って延びるベルトの幅方向端部の位置をエッジセンサによって検出するので、ベルト幅方向の位置を連続的に検出することができる。よって、ベルト幅方向の位置変化をベルトの蛇行と判断し、当該位置変化を連続的に又は細かい間隔でステアリングローラの傾き動作の制御にフィードバックすることが可能となる。よって、このベルト駆動装置によればベルトの蛇行を高い精度で修正することができる。
【０００５】
しかし、ベルトの蛇行だけでなく、ベルトの斜行も画像の色ずれの発生要因であるため特許文献１のベルト駆動装置では十分な色重ね精度が得られないという問題がある。ここで、ベルトの斜行とは、ベルトが搬送方向の理想直線に対して傾斜した方向に搬送されることを示す。従って、ベルトの斜行が発生すると、ベルト搬送方向に並べられた各色の画像形成部に対してベルトが斜めに入射することになるため、ベルト幅方向に対して直角に形成されるべき画像が斜めに形成されてしまう。また、ベルトの斜行が発生すると、ベルトの理想搬送方向に並べられた各画像形成部に対してベルトの走行経路が傾斜しているため、ベルト幅方向に対して所定位置に形成されるべき画像が、各色において所定位置からずれて形成されてしまう。
【０００６】
このような不具合を抑制するために、特許文献２は、ベルトの蛇行とベルトの斜行を補正するベルト駆動装置を開示している。このベルト駆動装置は、ベルト幅方向のベルト位置を検出する検出手段によりベルトの蛇行を検知すると同時に、検出手段をベルト走行方向に２箇所設置し、２つの検出手段から得られる信号の差分値からベルトの斜行を検知している。補正機構としては、ベルトの蛇行を補正するためのステアリングローラと、ベルト斜行を補正するためのステアリングローラの２本を設置し、２本のステアリングローラを交互に制御してベルトの蛇行と斜行を補正している。
【０００７】
しかし、このように、ベルトの蛇行とベルトの斜行を補正するために、ベルト搬送方向に複数の検出手段を設けて両者の発生量を検知しても、ベルトの蛇行量と斜行量を同時に、かつ、精度良く検知することは困難である。困難な理由としては、ベルトの蛇行とベルトの斜行は同時に発生することが多く、ベルトの蛇行量と斜行量が重畳した値がそれぞれの検出手段で検知されるためである。そこで、特許文献２のベルト駆動装置では、先ず、ベルト蛇行補正用のステアリングローラのみを制御してベルトの蛇行量を許容以下に抑え、次いで、ベルトのスキュー量（斜行量）を検知する手法を採用している。
【０００８】
このような、蛇行量と斜行量のどちらか一方を検出誤差の許容範囲内に抑制してから、他方を検知する手法では、色ずれの補正にタイムラグが発生する。このため、ユーザーの画像出力待機時間が大幅に増加するか、色ずれ補正が実施されずに画像が出力されてしまう。特にステアリング方式でのベルトの蛇行や斜行補正では、ベルトを数周回搬送しながら補正するが、画像形成装置のベルト周長は約１０００ｍｍあるため、ベルト蛇行や斜行の抑制に要する時間が非常に大きくなってしまう。また、ベルトの蛇行や斜行を検知する時には、ベルトのエッジ形状による検出誤差を補正するためにベルト１周回以上の検出データを必要とする場合があり、検知時間も大きくなってしまう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
このように、従来から、画像歪み・色ずれの原因となるベルトの蛇行と斜行は、どちらもベルトの幅方向への移動現象と考えられていたため、どちらか一方を検知・補正してから他方を検知・補正するという手法が採用されているものの、両者を同時に区別して検出したり、同時に補正したりすることは困難だった。そのため、ベルト蛇行と斜行を補正するために画像出力装置のダウンタイム（不稼働期間）が大きかった。
【００１０】
そこで、本発明は、正確に無端ベルトの主走査方向移動量（蛇行量）を検出すると同時に、正確に無端ベルトの傾斜搬送量（斜行量）を検出して、ベルトの搬送状態を補正又は像担持体上の画像形成位置を補正することで、主走査方向の位置ずれによる画像歪み・色ずれを防止し、出力画像の大幅な高画質化が可能で、補正に要する時間も大幅に短縮される画像形成装置を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この課題は、本発明によれば、画像形成装置が、複数のローラによって張架された無端ベルト及びいずれか１つのローラに連結し当該無端ベルトを駆動させる駆動手段を有するベルト搬送装置を備え、無端ベルトの搬送面上に複数の画像形成部を搬送方向に並べて有し、無端ベルトの搬送方向の異なる位置に配置され、ベルト搬送方向と直交するベルト幅方向の無端ベルトの位置を検出する複数の位置検出手段と、複数の位置検出手段によって同時刻に得られる無端ベルトの位置情報から、無端ベルトの搬送面上における複数の画像形成部を含む画像形成領域の中心点のベルト幅方向への移動量と、無端ベルトの中心点回りの回転量とを算出する算出手段と、算出手段で算出された移動量に基づいて、無端ベルトのベルト幅方向への移動に伴う画像ずれを補正する第１の補正手段と、算出手段で算出された回転量に基づいて、無端ベルトの中心点回りの回転に伴う画像ずれを補正する第２の補正手段とを有することで解決される。
【００１２】
また、第１の補正手段はステアリングローラであり、当該ローラの姿勢を調整する第１の調整手段を有し、第１の調整手段は、当該ローラの一端を他端に対して傾動させることで無端ベルトを移動させ、無端ベルトの幅方向への移動を制御して画像ずれを補正し、第２の補正手段は別なステアリングローラであり、当該ローラの姿勢を調整する第２の調整手段を有し、第２の調整手段は、当該ローラの一端を他端に対して傾動させることで無端ベルトを移動させ、無端ベルトの中心点回りの回転を調整して画像ずれを補正すると好ましい。
【００１３】
また、第１の補正手段と第２の補正手段は、無端ベルト上の複数の画像形成部におけるベルト幅方向の画像形成位置を補正する、１つの潜像形成位置補正手段であると好ましい。
【００１４】
また、第１の補正手段はステアリングローラであり、当該ローラの姿勢を調整する第１の調整手段を有し、第１の調整手段は、当該ローラの一端を他端に対して傾動させることで無端ベルトを移動させ、無端ベルトの幅方向への移動を制御して画像ずれを補正し、第２の補正手段は、無端ベルト上の複数の画像形成部におけるベルト幅方向の画像形成位置を補正する潜像形成位置補正手段を有すると好ましい。
【００１５】
また、いずれか１つのローラは、当該ローラの姿勢を調整する第１の調整手段を備え、第１の調整手段は、当該ローラの一端を他端に対して傾動させることで無端ベルトを移動させ、無端ベルトの幅方向の位置を調整し、第１の補正手段と第２の補正手段は、無端ベルト上の複数の画像形成部におけるベルト幅方向の画像形成位置を補正する、１つの潜像形成位置補正手段であると好ましい。
【００１６】
また、位置検出手段は、画像形成領域の中央から等しい間隔だけ離れた２箇所に設置されると好ましい。
また、算出手段は、無端ベルトの１周回以上にわたって一定時間間隔で連続して得られる無端ベルトの位置情報から、ベルト幅方向への移動量の時間推移と、無端ベルトの中心点回りの回転量の時間推移を算出し、第１の補正手段は、算出手段によるベルト幅方向への移動量の時間推移算出結果に基づいて、無端ベルトの幅方向移動に伴う画像ずれを補正し、第２の補正手段は、算出手段による無端ベルトの中心点回りの回転量の時間推移算出結果に基づいて、無端ベルトの回転に伴う画像ずれを補正すると好ましい。
【００１７】
また、画像形成部における画像形成方法が電子写真方式であると好ましい。
また、画像形成部における画像形成方法がラインヘッド型インクジェット方式であると好ましい。
【００１８】
また、本発明に従うベルト搬送装置は、複数のローラによって張架された無端ベルトと、いずれか１つのローラに連結し当該無端ベルトを駆動させる駆動手段と、無端ベルトの搬送方向の異なる位置に配置され、ベルト搬送方向と直交するベルト幅方向の無端ベルトの位置を検出する複数の位置検出手段とを有し、複数の位置検出手段によって同時刻に得られる無端ベルトの位置情報から算出手段によって算出された、無端ベルトの搬送面上における複数の画像形成部を含む画像形成領域の中心点のベルト幅方向への移動量に基づいて、移動に伴う画像ずれを補正する第１の補正手段と、当該算出手段によって算出された、無端ベルトの中心点回りの回転量に基づいて、回転に伴う画像ずれを補正する第２の補正手段とを有すると好ましい。
また、第１の補正手段はステアリングローラであり、当該ローラの姿勢を調整する第１の調整手段を有し、第１の調整手段は、当該ローラの一端を他端に対して傾動させることで無端ベルトを移動させ、無端ベルトの幅方向への移動を制御して画像ずれを補正し、第２の補正手段は別なステアリングローラであり、当該ローラの姿勢を調整する第２の調整手段を有し、第２の調整手段は、当該ローラの一端を他端に対して傾動させることで無端ベルトを移動させ、無端ベルトの中心点回りの回転を調整して画像ずれを補正すると好ましい。
また、位置検出手段は、画像形成領域の中央から等しい間隔だけ離れた２箇所に設置されると好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に従う画像形成装置によれば、ベルト上の１次転写面（画像形成領域）の中心点をベルト中心点とし、当該中心点の幅方向への移動を蛇行と、中心点回りの回転移動を斜行と捉えることで、画像ずれの原因となる２つの現象を別々の直線移動と回転移動として、同時に、しかもそれぞれの影響を受けずに高精度に検知することができる。従って、補正手段による補正動作を迅速かつ正確に実施することが可能となり、装置のダウンタイムを大幅に短縮することができる。
【００２０】
また、第１及び第２の補正手段としてステアリング方式を採用することで、ベルト１次転写面におけるベルトの蛇行と斜行の両方を補正することができ、画像間の色ずれや斜行による画像歪み、そしてベルト蛇行による画像全体の偏りを防止することができる。
【００２１】
また、第１及び第２の補正手段として１つの潜像形成位置補正手段、例えば光書込（電子写真方式）やインク吐出ノズル（インクジェット）を採用して、ベルト１次転写面におけるベルトの蛇行と斜行量から算出される色ずれ量に基づいてベルト幅方向の画像形成位置を補正することで、色ずれを補正することができる。
電子写真方式では書き込みタイミングの調整、インクジェット方式では吐出ノズルの選択といった電気的動作のために、補正動作の応答性が高く、ダウンタイムを大きく短縮できる。補正動作が完了するまでのタイムラグもなく、ベルト搬送装置に補正機構を設ける必要がない分コストダウンが図られる。
【００２２】
また、ベルト幅方向の移動である蛇行についてはステアリング方式を採用することで、色ずれを防止し、ベルトを適切なローラ軸範囲に保持してローラからの脱落を防止することができ、ベルトの耐久性が向上する。また、ベルトの蛇行は蛇行位置ではなく、蛇行速度を補正すればよいため、斜行の補正に比べて高応答で短時間に補正できる。一方、ベルトの斜行については潜像形成位置補正手段を用いて画像形成側で補正することで、応答性が高くなり、ダウンタイムを短縮できる。
【００２３】
また、ベルト幅方向の移動である蛇行についてはステアリング方式を採用することで、ベルトのローラからの脱落を防止することができ、ベルトの耐久性が向上する。また、ステアリングローラでベルトの蛇行速度を抑制制御しながら、その間の蛇行速度情報（ステアリング方式の蛇行速度制御誤差）とベルトの斜行情報から、潜像形成位置補正手段を用いて画像形成側で蛇行と斜行を補正するため、さらに補正精度が向上し、応答性が高くなり、ダウンタイムを短縮できる。
【００２４】
また、センサを画像形成領域の中央から等しい間隔だけ離れた２箇所に配置することで、中心点基準の移動と回転を算出するため演算を簡略化することができる。
ベルトエッジ形状はベルト１周毎に繰り返す周期変動であり、センサの設置誤差は定常偏差であるのに対し、蛇行と斜行に関する変動は直線又は緩やかな曲線（低次関数）である。そこで、ベルト１周以上のデータをサンプルし、サンプルデータから直線又は緩やかな曲線で近似することで、検出データに含まれるベルト縁部（エッジ）形状誤差やセンサの設置誤差なしで、周期変動や定常偏差と分離して蛇行量及び斜行量を算出することができる。
【００２５】
また、画像形成部における画像形成方法が電子写真方式又はラインヘッド型インクジェット方式を採用することで、色ずれのない高精度のフルカラー画像が得られる。
【００２６】
また、本発明に従うベルト搬送装置によれば、ベルト１次転写面におけるベルトの蛇行と斜行の両方を補正することができ、画像間の色ずれや斜行による画像歪み、そしてベルト蛇行による画像全体の偏りを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明を適用する画像形成装置の構成を示す。
【図２】位置検出センサの一実施例を示す。
【図３】位置検出センサの別な実施例を示す。
【図４】位置検出センサの別な実施例を示す。
【図５】１次転写面においてベルトの蛇行のみが発生した場合の色ずれ発生メカニズムを示す図である。
【図６】１次転写面においてベルトの斜行のみが発生した場合の色ずれ発生メカニズムを示す図である。
【図７】第１の位置検出センサと第２の位置検出センサを用いて、ベルト中央ラインの幅方向の位置を検出している状態を示す模式図である。
【図８】中間転写ベルトの蛇行補正の原理を説明する図である。
【図９】本発明に係る潜像形成位置補正手段を示す図である。
【図１０】本発明に係るインクジェット記録ヘッドを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図１は、本発明に係るベルト搬送装置及び画像形成装置の構成を示しており、現像器を並設した感光体ドラムを４つ用い、中間転写ベルト上にフルカラー画像を形成する画像形成装置の要部を示す概略構成図である。この画像形成装置では、画像形成時に、４つの像担持体（以下、感光ドラムという）１０１，１０２，１０３，１０４を矢印方向（反時計方向）に回転駆動し、その表面を帯電器１１１，１１２，１１３，１１４で均一に帯電した後、露光装置１２１，１２２，１２３，１２４によって、入力される画像情報に応じた露光を行い、静電潜像を形成する。そして、イエロー現像器１３１により感光体ドラム１０１上の静電潜像にトナーを付着させてイエローのトナー像として現像、マゼンタ現像器１３２により感光体ドラム１０２上の静電潜像にトナーを付着させてマゼンタのトナー像として現像、シアン現像器１３３により感光体ドラム１０３上の静電潜像にトナーを付着させてシアンのトナー像として現像、ブラック現像器１３４により感光体ドラム１０４上の静電潜像にトナーを付着させてブラックのトナー像として現像する。
【００２９】
このイエローのトナー像、マゼンタのトナー像、シアンのトナー像、ブラックのトナー像は、感光体ドラム１０１，１０２，１０３，１０４に当接して回転する中間転写体（中間転写ベルト）２００上に１次転写される。中間転写ベルト２００は、５つの支持部材である円筒形状の支持ローラ１４，１５，１６，１７，１８に張架された状態で、図１の矢印方向（時計回り）に回転駆動される。このように中間転写ベルト２００上に４色のトナー像が１次転写により重ねられた後、給紙カセット（不図示）から搬送されてきた記録材Ｐに２次転写されることでフルカラー画像が得られる。記録材Ｐは、２次転写搬送ベルト２１０と中間転写ベルト２００を挟んで対向するローラ対１８，１９が当接して形成される２次転写位置に搬送される。また、この２次転写位置には、レジストローラ２２により所定のタイミングで記録材Ｐが搬送される。そして、この２次転写位置において、２次転写ローラ１９により記録材Ｐの裏面に所定のバイアス電圧が印加され、そのバイアス印加により発生した２次転写電界及び２次転写位置での当接圧により、中間転写ベルト２００上の４色のトナー像は、記録材Ｐ上に一括して２次転写される。その後、トナー像が２次転写された記録材Ｐは、定着ローラ対２４，２５により定着処理がなされた後に装置外に排出される。
【００３０】
次に、本発明の主要な構成と色ずれ補正の動作について概略説明する。中間転写ベルト２００の支持ローラのうちローラ１４は、図示しない駆動モータにより回転駆動力が伝達される駆動ローラであり、中間転写ベルト２００を矢印方向に搬送させる。駆動ローラ１４の近傍には、中間転写ベルト２００の幅方向の位置を検出する第１の位置検出センサ２０１が設置されている。ここで、中間転写ベルト２００の幅方向とは円筒形状のローラの軸に平行な方向をいう。また、各色の画像形成部を挟んだ対向位置であって、ローラ１５の近傍には第２の位置検出センサ２０４が設置されており、当該センサ２０４は、第１の位置検出センサ２０１よりも中間転写ベルト２００の移動方向上流側にある。
本発明によれば、このように２つの位置検出センサ２０１，２０４を配置したうえで、２つの位置検出センサで同時刻にベルトのエッジを検知して出力値をサンプルし、両センサ出力値の差分データからベルトの斜行量を算出することができる。また、両センサ出力値のデータから両センサの設置距離を考慮してベルトの蛇行量が算出される。
そして、検知したベルトの蛇行量に基づいてステアリングローラ１６でベルトの蛇行を補正し、検知したベルトの斜行量に基づいて各色の感光体ドラム上の画像形成位置を補正する潜像形成位置補正手段によって色ずれの発生を抑制する。同時刻にサンプルしたデータからベルトの蛇行量と斜行量が正確に検知されるため、蛇行と斜行の両方を同時に補正することが可能となり、画像形成装置のダウンタイムを大幅に低減することができる。なお、ベルトの蛇行と斜行の補正手段としては、蛇行と斜行の両方を２本のステアリングローラで補正する構成、又は蛇行と斜行の両方によって発生する色ずれを抑制するように画像形成位置を補正する潜像形成位置補正手段からなる構成を採用することができる。
【００３１】
以下に、位置検出センサとその出力値からベルトの蛇行と斜行を同時に検知する方法について説明する。
図２は、ベルトエッジ検出機構の主要部品である位置検出センサ２０１の第１実施例を示す概略説明図である。本実施例では、駆動ローラ１４の近傍における中間転写ベルト２００の縁部の幅方向位置をそれぞれ検出する位置検出センサ２０１が設けられている。なお、駆動ローラ１４の近傍における中間転写ベルト２００の縁部の幅方向位置を検出する位置検出センサ２０１のみを図示しているが、第２の位置検出センサ２０４も図１に示されるように配置され、同様に構成されている。よって、ここでは位置検出センサ２０１にのみ着目して説明する。
図２に示されるように、本実施例に係る位置検出センサ２０１はエリアレーザセンサを採用しており、位置検出センサ２０１の発光素子２０２と受光素子２０３との間には、発光素子２０２からのレーザ光を一部遮るように、中間転写ベルト２００の幅方向縁部が位置決めされている。これにより、ベルトの蛇行が発生して中間転写ベルト２００の幅方向縁部の幅方向位置が変位すると、その変位量に応じて遮られる光量が変化し、従って、受光素子２０３での受光量も変化する。そして、この受光量の変化に応じた検出信号は位置検出センサ２０１から出力される。このため、２つの位置検出センサ２０１，２０４を用いることで、駆動ローラ１４近傍のベルト幅方向位置と、画像形成部を挟みベルト搬送上流側のローラ１５近傍のベルト幅方向位置を連続的に検出することができる。
【００３２】
次に、位置検出センサの第２実施例について図３を参照して説明する。
中間転写ベルト２００の搬送方向は矢印Ｘの方向であり、本実施例では、ベルトのエッジ位置を検出する位置検出センサ２０１が、ベルトのエッジに当接するように設置されている。位置検出センサ２０１は、Ｌ字型をした接触子３０と変位センサ３１を有する。接触子３０は板状の部材３０ａと部材３０ｂからなり、支軸３２を中心にして矢印Ｚ及びＺ’の方向に回動自在に支持されている。一方の部材３０ａにはスプリング３３が取り付けられており、その引っ張り力により、他方の部材３０ｂが中間転写ベルト１０のエッジに常に接触するように構成されている。一方、１個の変位センサ３１が、接触子３０の部材３０ａに近接してその長さ方向に配置されている。ここでは詳細な説明は省くが、この変位センサ３１は、例えば、発光部と受光部からなり、発光部が発した光が被測定物で反射し、受光部が受光した反射光の位置と基準位置の変位より被測定物との距離を検出できるように構成されている。
よって、ベルトの蛇行が生じて、ベルトのエッジが矢印Ｙ方向に変位すると、スプリング３３の引っ張り力によりベルトのエッジに当接した接触子３０の部材３０ｂもこれに連動して図中Ｚ’方向に変位するため、接触子３０の部材３０ｂに連結した部材３０ａも図中Ｚ方向に変位する。すると、変位センサ３１と接触子３０の部材３０ａとの距離が変動し、その距離変化に応じた電気信号が生成され、ベルトの蛇行量が検出される。
【００３３】
変位センサ３１と部材３０ａとの間隔は、所定の長さ、例えば６．５ｍｍに設定されている。この変位センサ３１の検出範囲は６．５ｍｍ±１ｍｍ、即ち５．５ｍｍ〜７．５ｍｍの２ｍｍの範囲であり、検出精度は±１０μｍである。
【００３４】
第１実施例の発光素子２０２と受光素子２０３からなる位置検出センサ２０１は、光学センサで中間転写ベルト縁部の幅方向位置を直接的に検出するため、複写機の機内に浮遊するトナーなどの粉塵がセンサ表面に付着するなどして検出誤差が生じる恐れがあるが、第２実施例は、接触子３０を利用して中間転写ベルト縁部の幅方向位置を間接的に検出するものであるため、位置検出センサ２０１の部材３０ａや変位センサ３１などをセンサケーシング内にパッケージングすることができる。これにより、トナーなどの粉塵がセンサ表面に付着するのが防止され、検出誤差が抑制される。
【００３５】
次に、中間転写ベルト２００の裏面（内周面）側から見た説明図である図４を用いて位置検出センサの第３実施例について説明する。ここでは、駆動ローラ１４，１５近傍における中間転写ベルト２００の縁部の幅方向位置を検出する位置検出センサ２０１，２０４が示されている。第３実施例では、中間転写ベルト２００の裏面における幅方向中央部分に、ベルト無端移動方向に平行に延びる反射テープ３００が設けられているが、この反射テープ３００は、ベルト無端移動方向に平行に延びるものであれば幅方向中央部分でなくてもよい。この位置検出センサ２０１，２０４は、いわゆる光学式の反射型センサであり、反射テープ３００のエッジ位置を検出するために、反射テープの中央付近から上下にそのエッジを跨いで配置されている。よって、ベルトの蛇行が発生して反射テープ３００のエッジ位置の幅方向位置が変位すると、位置検出センサ２０１，２０４で受光される反射光量も変化し、エッジの変位量が検出される。
【００３６】
実施例１及び２では、位置検出センサ２０１を中間転写ベルト１０で囲まれた領域の外部に配置する必要があった。これに対し、実施例３では位置検出センサ２０１，２０４を、比較的スペースに余裕がある中間転写ベルト１０により囲まれた領域内に設置することができる。これにより、装置が小型化され、製作コストも削減される。
【００３７】
次に、本発明におけるベルトの蛇行、ベルトの斜行及び発生する色ずれについて詳細に説明する。
図５は本発明の１次転写面において、ベルトの蛇行のみが発生した場合の色ずれ発生メカニズムを示している。中間転写ベルト２００は、支持ローラ１５から図中矢印方向に駆動ローラ１４に向かって搬送され、各画像形成部の１次転写部をイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順番に通過しながら各色画像が重ね合わされる。位置検出センサ２０１と２０４はそれぞれローラ１４とローラ１５の近傍でベルト幅方向の位置を検出している。１次転写面上における各色の転写位置が、中間転写ベルト２００を横断する縦線で示されており、それぞれ５４ｙ（イエロー）、５４ｍ（マゼンタ）、５４ｃ（シアン）、５４ｋ（ブラック）の転写位置を示す。また、転写された中間転写ベルト２００上の各色画像はそれぞれ、５５ｙ（イエロー）、５５ｍ（マゼンタ）、５５ｃ（シアン）、５５ｋ（ブラック）である。なお、イエロー、マゼンタ、シアンの画像は、ベルト搬送方向下流側で重ね合せて転写される別色の画像との位置関係を示すために移動推移も示している。
【００３８】
ここで、ベルトの蛇行が発生し、中間転写ベルト２００の縁部位置が、イエロー色転写時のライン５２の位置から、ブラック色転写時のライン５１の位置になった場合の色ずれについて説明する。ここで、後述するベルトの斜行と明確に区別するために、ベルトの蛇行をベルト中心点のベルト幅方向（図中上下方向）への上下の移動と定義し、ベルト中心の移動量をベルト蛇行量とする。ベルト中心点とは、中間転写ベルト上の各色の画像形成部を含めた１次転写面におけるベルトの幅方向及び周方向の中心のことをいい、イエロー色転写時とブラック色転写時のベルト中心点がそれぞれ点５６，５７で示されている。イエロー色転写時からブラック色転写時まで、一定の蛇行速度でベルトが図中上方に蛇行したとすると、最初に転写されたイエロー色画像５５ｙは、ベルトの蛇行による移動に従って図中上方に移動する。一方、他色の画像は予め決定された中央位置に画像が転写されるため、他色の画像とイエロー色画像とに位置ずれが生じる。色ずれ量５３は、イエロー色画像とブラック色画像の色ずれ量を示し、イエロー色転写時からブラック色転写時までに発生したベルト蛇行量、すなわち点５６と５７の距離に等しい。一方、中間転写ベルト２００の縁部位置が、ブラック色転写時のライン５１又はイエロー色転写時のライン５２の位置から移動せず、ライン５１又は５２の位置のままであれば、色ずれは生じない。このように、色ずれはベルトの蛇行によって発生するが、色ずれは、ベルト縁部位置が支持ローラ上の所望の位置から上下にずれていてもその位置のままであれば生じず、ベルト幅方向のベルト蛇行速度に起因して生じる。そして、ベルト蛇行速度が大きければ色ずれ量５３も大きくなり、ベルト蛇行速度が小さければ色ずれ量５３も小さくなる。
【００３９】
図６は、本発明の１次転写面において、ベルトの斜行のみが発生した場合の色ずれ発生メカニズムを示している。図５と同様に、各色の転写された中間転写ベルト２００上の各色画像はそれぞれ、６５ｙ（イエロー）、６５ｍ（マゼンタ）、６５ｃ（シアン）、６５ｋ（ブラック）である。なお、イエロー、マゼンタ、シアンの画像は、下流側で重ね合せて転写される別色の画像との位置関係を示すために移動推移も示している。
【００４０】
ここで、ベルトの斜行のみが発生し、中間転写ベルト２００の縁部位置が、ベルト斜行の無い状態ライン６２から、ベルト斜行状態のライン６１になったと仮定する。ここで、ベルトの蛇行は発生していないため、ベルト中心点の位置は点６６から変位していない。つまり、ベルトの斜行はベルト中心点を基準とした回転移動であると定義する。従って、ベルトの搬送を継続しても、ベルトは図中上下方向に移動することはなく、ライン６１の斜行状態で安定する。このようなベルトの蛇行がなく、斜行状態のベルトが安定する現象は、本発明のように３つ以上の支持ローラで張架されたベルト搬送装置における、各ローラの取付誤差による軸傾斜から生じ、ベルトが斜行状態となれば色ずれが発生する。図６に示すように支持ローラ１５から駆動ローラ１４まで、右肩下がりにベルトが斜行したとすると、最初に転写されたイエロー色画像６５ｙは、ベルトの斜行方向の搬送に従い、図中下方に移動する。一方、他色の画像は予め決定された図中中央位置に画像が転写されるため、イエロー色画像との間に色ずれが生じる。色ずれ量６８は、イエロー色画像とブラック色画像の色ずれ量を示し、当該色ずれ量６８は、ベルトの斜行状態を示す斜行角θと、イエロー色とブラック色の転写位置間距離Ｌを用いて、Ｌ×ｔａｎθで表わされる。
【００４１】
以上のように、従来においてベルトの蛇行と斜行はどちらも、ベルト縁部の幅方向への移動と考えられていたが、本発明者らは、ベルトの蛇行をベルト中心点のベルト幅方向への移動と定義し、ベルトの斜行をベルト中心点回りの回転移動と定義することで、蛇行と斜行の現象を明確に区別して検知できることを見出した。また、ベルト中心点を、各色画像形成部を含むベルト上の１次転写面の中心点と定義することで、蛇行と斜行の各現象によって発生する色ずれ量を正確に把握でき、また後述する補正手段で色ずれを抑制することができる。
【００４２】
＜簡易モデル（時間系列なし）による蛇行・斜行の同時検知の原理について＞
次に、２つの位置検出センサによりベルトの蛇行と斜行を同時に検知する方法について詳細に説明する。
図７は、本発明の第１の位置検出センサ２０１と第２の位置検出センサ２０４を用いて、ベルト中央ラインの幅方向の位置を検出している状態を示す模式図である。図２〜４の実施例は、受光量の増減によってベルトのエッジ又はベルト中央部の蛇行及び斜行を検出するものであるが、ここではセンサ２０１，２０４とベルトエッジ又はベルト中央部との距離が受光量に比例することを利用して、これらの距離を検出することで、ベルトの蛇行量及び斜行量を算出する原理について説明する。
【００４３】
第１及び第２の位置検出センサ２０１，２０４は、中間転写ベルト２００上の１次転写面の中央部７１を基準に距離Ｌｓ１の位置７２のポイントと、距離Ｌｓ２の位置７３のポイントでベルト幅方向の位置を検出している。なお、検出対象はベルト縁部とベルト中央部のどちらにおいても同じである。ベルト中央ライン７４は、ベルトの蛇行と斜行がない理想のベルト中央ラインを示している。ベルト中央ライン７５は、ベルトの斜行のみ（斜行角θ）が発生した状態のベルト中央ラインを示しており、ベルト斜行による位置検出センサで検出される変化量をＡ，Ｂとする。一方、ベルト中央ライン７６は、ベルトの斜行（斜行角θ）と、ベルト中心点が点７７から点７８へ移動したベルトの蛇行（蛇行量Ｃ）とが発生した状態のベルト中央ラインを示している。
【００４４】
ベルト中央ライン７６を検出した場合、第１の位置検出センサ２０１の出力値Ｅ１と第２の位置検出センサ２０４の出力値Ｅ２は以下のようになる。
Ｅ１＝−Ａ＋Ｃ  ・・・（１）
Ｅ２＝Ｂ＋Ｃ  ・・・（２）
ただし、センサ出力値は、理想のベルト中央ライン７４を基準に図７上方への幅方向移動を正とした。
ベルトの斜行角θの検知は、位置検出センサ出力値の差分である、Ｅ２−Ｅ１＝Ｂ＋Ｃ＋Ａ−Ｃ＝Ｂ＋Ａから算出される。従って、それぞれのセンサ出力値に含まれる蛇行量Ｃが相殺され、斜行角θは以下の式（３）で算出される。
【００４５】
【数１】
2010204255.tif 000003
【００４６】
ただし、センサ設置位置は、中央部７１を基準に図７右方向（ベルト搬送方向）を正とした。
一方、ベルトの蛇行量の検知は、位置検出センサ出力値の加算である、Ｅ１＋Ｅ２＝−Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｃ＝Ｃ＋Ｃから算出する。
ここで、位置検出センサの設置位置Ｌｓ１とＬｓ２が等しい場合、斜行量ＡとＢも等しくなり、加算によってそれぞれのセンサ出力値に含まれる斜行量が相殺される。
【００４７】
しかし、センサ設置位置が異なる場合は、センサ設置位置を考慮する必要がある。斜行はベルト中心回りの回転移動のため、センサ設置位置が遠いほど（Ｌｓ１，Ｌｓ２が大きいほど）、センサ出力値に含まれる斜行量Ａ，Ｂは大きくなる。また、これらの比である、Ａ：Ｂ＝Ｌｓ１：Ｌｓ２の関係から、Ａ×Ｌｓ２＝Ｂ×Ｌｓ１が成り立つ。
ここで、センサ設置位置も考慮し、斜行量Ａ，Ｂが相殺されるように、Ｅ１＋Ｅ２＝−Ａ＋Ｂ＋２Ｃに、Ａ＝Ｌｓ１・ｔａｎθ，Ｂ＝Ｌｓ２・ｔａｎθ，ｔａｎ＝（Ｅ２−Ｅ１）／（Ｌｓ１＋Ｌｓ２）を代入して、Ｃについて求める。結局以下の式（４）が得られる。
【００４８】
【数２】
2010204255.tif 000004
【００４９】
このように１次転写面の中央部７１を基準とした各位置検出センサの検出位置を考慮することで、各位置検出センサの出力値から、斜行量を相殺して正確なベルト蛇行量を算出することができる。なお、本実施形態では、発生する色ずれ量を把握し、補正することを目的にセンサ位置Ｌｓ１，Ｌｓ２の基準を１次転写面の中央部７１としたが、１次転写面を構成する２つのローラ１４，１５間の中央部としてもよい。
【００５０】
本発明の観点から従来技術を以下のような問題点があることが分かる。例えば、どちらか１つの位置検出センサの出力値で蛇行を判断すると誤検知が発生する。例えば、図７のセンサ２０４の検出値は、ベルトの蛇行がなく、斜行のみが発生した状態のベルト中央ライン７５を検出した場合、値Ｂが出力され、これを蛇行量と誤検知してしまう。また、１次転写面中央部からの距離を考慮せずに２つのセンサ値の平均を蛇行とすると誤検知する場合もある。例えば、図７において、両位置検出センサの設置距離の関係がＬｓ１／２＝Ｌｓ２の場合、ベルトの蛇行と斜行が発生した状態のベルト中央ライン７６を検出したセンサ２０１の値は−Ａ＋Ｃ、一方、センサ２０４の値はＢ／２＋Ｃとなる。この２つのセンサ出力値の加算平均は、（−Ａ＋Ｂ／２＋２Ｃ）／２となる。つまり、ベルト蛇行量Ｃのみを検知したつもりが、ベルト斜行による変化量Ａ，Ｂが相殺されずに含まれてしまう。
因みに、式（４）に同センサ出力値とセンサの設置距離関係Ｌｓ１／２＝Ｌｓ２を代入すると、以下の式（５）が成り立ち、斜行量が相殺され、蛇行量Ｃのみが算出される。
【００５１】
【数３】
2010204255.tif 000005
【００５２】
＜時間系列及びエッジ形状がある場合について＞
ところで、前記の位置検出センサの出力値は実際には様々な誤差成分が含まれているため、以下では実際に含まれる誤差成分と、それらを除去して正確にベルトの蛇行成分と斜行成分を抽出する方法について説明する。
ベルト縁部やベルト中央マークの位置検出センサの出力値には、主に以下の成分が含まれている。
１．ベルトの縁部形状（中央反射テープ取付位置変動）による検出誤差
２．センサの取付誤差やセンサのゼロ点誤差による検出誤差
３．ベルトの蛇行による位置変化
４．ベルトの斜行による位置変化
【００５３】
上記１に関して、中間転写ベルト２００の縁部形状は、実際はベルト周方向１周にわたって理想的な直線形状ではなく、図３に示すように縁部は微小な歪みを有するため、矢印Ｙ方向の誤差を含む曲線形状である。これは、ベルト製造時の型誤差やカット誤差又はベルトの変形に起因して発生する。また、図４の第３実施例では反射テープ３００のベルト周方向１周にわたる取付位置変動に起因して発生する。さらに、上記２に関して、センサを複数用いて検出する場合、各センサの取付精度や出力特性のばらつきが検出誤差となる。
【００５４】
このような上記１及び２の誤差成分を除去するため、また、ベルトの蛇行速度の発生が色ずれを生じさせることから、ある時刻ｔにおけるベルトの蛇行による位置ではなく、ベルト蛇行位置の推移からベルトの蛇行速度を判断する必要があるため、一定時間に連続してサンプルしたセンサ出力値データをベルトの蛇行・斜行の検知に用いる。ある時刻ｔにおける第１及び第２の位置検出センサの出力値データＥ１（ｔ），Ｅ２（ｔ）は以下の式で示される。
【００５５】
Ｅ１（ｔ）＝Ｐ（ｔ）＋Ｗ（ｔ）＋ＳＫ１（ｔ）＋ｅ１・・・（６）
Ｅ２（ｔ）＝Ｐ（ｔ−ｔ０）＋Ｗ（ｔ）＋ＳＫ２（ｔ）＋ｅ２・・・（７）
【００５６】
ここで、Ｐ（ｔ）はベルト縁部の形状誤差のプロファイルを示し、ベルト１周分を周期とする周期成分である。また、第１及び第２の位置検出センサの検出側を共に手前側にして同じベルト縁部を検出する場合、第２の位置検出センサでは、センサ間距離のベルト搬送時間に相当するｔ０の時間差を持ち、Ｐ（ｔ−ｔ０）となる。
また、Ｗ（ｔ）はベルト蛇行の変動推移を示し、第１及び第２のセンサにおいて同じ変動が検出される。
Ｓｋ（ｔ）はベルト斜行による変動推移を示し、第１及び第２のセンサにおいて異なる変動が検出される。それぞれの変動をＳｋ１（ｔ），Ｓｋ２（ｔ）とする。
ｅは、センサの取付誤差及びゼロ点誤差であり、これはセンサ固有の定常偏差とすることができる。
【００５７】
次に、（６），（７）式に示したセンサ出力値データを用いて、（３），（４）式に従い、ベルトの斜行角とベルトの蛇行量を算出する。ここで、説明の便宜上各センサの設置距離は、それぞれＬｓ１＝１，Ｌｓ２＝１とし、中央部７１からそれぞれ等距離に設置されているとする。この場合、ベルトの斜行角の算出はＥ２−Ｅ１を計算することで得られ、ベルトの蛇行量の算出はＥ１＋Ｅ２を計算することで得られる。それぞれの算出結果は以下のようになる。
【００５８】
Ｅ２（ｔ）−Ｅ１（ｔ）＝Ｐ（ｔ−ｔ０）−Ｐ（ｔ）＋ＳＫ２（ｔ）−ＳＫ１（ｔ）＋ｅ２−ｅ１・・・（８）
Ｅ１（ｔ）＋Ｅ２（ｔ）＝Ｐ（ｔ）＋Ｐ（ｔ−ｔ０）＋Ｗ（ｔ）＋Ｗ（ｔ）＋ｅ１＋ｅ２・・・（９）
【００５９】
ここで、ベルト縁部形状Ｐ（ｔ）はベルト回転周期の周期変動であるのに対し、ベルト斜行変動Ｓｋ（ｔ）やベルト蛇行変動Ｗ（ｔ）は、直線や緩やかな曲線（２又は３次の低次関数）で近似可能な変動であり、ｅは前記のように定常偏差成分である。従って、各成分の特徴から、ベルト１周以上にわたり連続的にサンプルしたセンサ出力値データから（８），（９）式の演算データを算出し、そのデータに含まれる周期変動成分と定常偏差成分を除去する。あるいは、演算データを３次関数等で近似して、ベルト斜行変動Ｓｋ（ｔ）とベルト蛇行変動Ｗ（ｔ）を求めることができる。次いで、得られたベルト斜行変動Ｓｋ（ｔ）の現在時刻ｔの値から色ずれ発生を抑制するように補正手段を制御する。また、得られたベルト蛇行変動Ｗ（ｔ）の微分結果から現在時刻ｔのベルト蛇行速度を算出し、色ずれの発生を抑制するように補正手段を制御する。このように時間推移から現時刻の各変動量を算出することで、より検知精度が向上する。また、数秒先の近未来の変動を予測し、予め補正を実行することも可能となる。
【００６０】
このようにベルト縁部形状Ｐ（ｔ）については、予め記憶してデータ補正するのではなく、周期変動として除去するため、２つの位置検出センサは、それぞれ同一端のベルト縁部を検出する必要は無く、手前側と奥側のそれぞれ別のベルト縁部側どちらに設置してもよい。また、１次転写面でのベルトの蛇行と斜行を検知するために１次転写面内両側又はその近傍に２つの位置検出センサを設置することが望ましいが、これに限らず、１次転写面中央部からの距離が分かればどの個所に設置されてもよい。
【００６１】
＜ステアリング補正機構について＞
このようにして検知したベルトの蛇行量と斜行量に基づき、これらを補正する必要がある。以下に、これらの補正する方法であるステアリング機構と潜像形成位置補正手段について詳細に説明する。
図１及び８に示すように、ベルト搬送装置には、ステアリングローラ１６と、それに連結した中間転写ベルト２００の蛇行を補正する蛇行補正機構８０が備えられている。蛇行補正機構８０は揺動アーム８１を有し、その一端はステアリングローラ１６のフロント側端部（ローラ軸方向の図面手前側）に接続されている。また、揺動アーム２１には加圧スプリング８９が設置されており、ステアリングローラ１６をベルトに押付けている。よって、加圧スプリング８９の加圧力が中間転写ベルト２００に張力を与えている。また、揺動アーム８１の他端にはベアリング８２が固定され、揺動アーム８１は、揺動アーム回転軸８３を中心に回転することができる。さらに、回転軸が円の中心から外れた位置に設けられた偏芯カム８４がベアリング８２の下方に備えられ、該回転軸には図示しないステアリングモータの回転軸が接続されている。また、偏芯カム８４には遮蔽板８６が備えられ、偏芯カムホームポジション検出手段８７が遮蔽板８６の位置を検出することで偏芯カム８４のホームポジションを把握することが可能となっている。偏芯カム８４は、揺動アーム８１に接続された揺動アームスプリング８８の張力によって常にベアリング８２に接触した状態に保たれている。
【００６２】
偏芯カム８４が矢印Ｄの方向に回転すると、ベアリング８２は矢印Ｅの方向に移動するため、揺動アーム８１は揺動アーム回転軸８３を中心に回転することになる。一方、ステアリングローラ１６のリア側端部（ローラ軸方向の図面奥側）は固定されているため、揺動アーム回転軸８３の回転によって、ステアリングローラ１６のフロント側端部だけが矢印Ｆの方向に移動する。この場合、中間転写ベルト２００のベルト幅方向において、フロント側よりもリア側の張力が大きくなる。その結果、中間転写ベルト２００は、このステアリングローラ１６の傾斜角に応じた蛇行速度にてリア側に移動する。
【００６３】
逆に、偏芯カム８４が矢印Ｄ’の方向に回転すると、ベアリング８２は矢印Ｅ’の方向に移動し、ステアリングローラ１６のフロント側端部だけが矢印Ｆ’の方向に移動する。この場合、中間転写ベルト２００のベルト幅方向において、リア側よりもフロント側の張力が大きくなる。その結果、中間転写ベルト２００は、このステアリングローラ１６の傾斜角に応じた蛇行速度にてフロント側に移動する。
【００６４】
この原理を利用することで、例えば中間転写ベルト２００にフロント側に蛇行速度が発生した場合は、中間転写ベルト２００がリア側に移動するようにステアリングローラ１６を矢印Ｆ方向に傾動させればよい。一方、中間転写ベルト２００にリア側に蛇行速度が発生した場合は、中間転写ベルト２００がフロント側に移動するようにステアリングローラ１６を矢印Ｆ’に傾動させればよい。
以上のようにして、中間転写ベルト２００の蛇行制御は、ステアリングローラ１６の傾斜方向と傾斜角を適正に制御することで、中間転写ベルト２００の蛇行速度が常に許容範囲内になるようにすることができる。また、現時点でのベルトの蛇行位置（ベルトの幅方向位置）が、目標の中央位置（一般にはローラ軸方向中央点）から離れていた場合は、許容範囲内の蛇行速度で緩やかに目標位置へ到達するように制御する。
また、ベルトの蛇行だけでなく斜行も制御する場合は、ステアリングローラ１６の他に支持ローラ１７にも同様のステアリング機構を設置してベルト斜行を制御すればよい。このとき、支持ローラ１７の傾動方向は、ステアリングローラ１６の傾動方向と直交する方向となるように機構を設置する。
【００６５】
＜潜像形成位置補正手段について＞
一方、ベルトの蛇行量や斜行角変化に応じて、中間転写ベルト上の主走査方向画像形成位置を補正するための画像形成位置補正手段としては、像担持体上に潜像を形成する光書込手段の光路中に光軸角度変更手段を設け像担持体上潜像形成位置を変化させる手段等がある。しかし、光書込手段の光路中に光軸角度変更手段を設ける場合は高精度で信頼性の高い光学手段を付加する必要があり、コストが増大する問題がある。
【００６６】
図９は、本発明の画像形成装置における潜像形成位置補正手段の構成を示すブロック図である。同図において、プリンタドライバ部９０１から転送された画像信号は、画像書き込み制御部９０２を構成する画像信号生成部９０３に入力される。また、エンジン制御部９０４からのエンジン制御情報も画像書き込み制御部９０２に入力される。画像信号生成部９０３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９０３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９０５にてエンジン制御部９０４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９０３および逓倍回路部９０６に入力される。画像信号生成部９０３で画像処理された実画像信号は書込位置制御部９０７に入力される。書込位置制御部９０７には、他にレーザ書き込み装置９０８の同期検知部９０９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９０４からのエンジン制御情報が入力される。同期検知信号（ＤＥＴＰ）は、レーザビームを感光体ドラム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９０８中のポリゴンミラー９１１にて反射偏向されたレーザビームの感光体ドラム１０４上の走査領域外に配置された同期検知板からの出力信号であり、同期検知板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、得られたベルト蛇行やベルト斜行情報に応じて発生する、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蛇行と斜行情報から算出した信号である。例えば、ベルト蛇行速度Ｗａの情報があったとすると、各色の転写位置で想定される変位量は、Ｗａ＊Ｔｗで算出される。Ｔｗは基準色から他色の各転写位置までのベルト搬送所要時間である。また、ベルト斜行角θａの情報があったとすると、各色の転写位置で想定される変位量は、ｔａｎθａ＊Ｌｗで算出される。Ｌｗは、１次転写面の中央部から各色の転写位置までの距離である。書込位置制御部９０７では、同期検知信号（ＤＥＴＰ）に対し画像信号生成部９０３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９０７には、前記画素クロック生成部９０５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９０７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。レーザ駆動部には、書込位置制御部９０７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に実装された半導体レーザが点灯／消灯動作を繰り返し駆動される。半導体レーザ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９０８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９１１にて回転偏向され、感光体ドラム１０４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。
以上の構成において、ベルト斜行情報に基づき、像担持体上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。
【００６７】
＜インクジェット方式について＞
なお、画像形成部が上記のような露光装置、感光体ドラム及び現像器の替わりに、ラインヘッド型のインクジェット方式を採用し、中間転写ベルトの替わりに紙搬送ベルトを用いた場合は、インクを吐出するノズルを選択して主走査方向の画像形成位置を調整することで同様の機能を達成することができる。
【００６８】
高速に記録するために、軸方向に並んだ吐出ノズルを備えたＦＷＡ （Ｆｕｌｌ Ｗｉｄｔｈ Ａｒｒａｙ）型のインクジェット記録ヘッド（ＦＷＡヘッド）を用いるインクジェット記録装置の開発が、近年益々進展してきている。このようなインクジェット記録装置では、高解像度を得るために、吐出ノズルの配列を二次元で形成することが有効である。記録ヘッドアレイは、有効な記録領域が用紙の幅（搬送方向と直交する方向の長さ）以上とされた長尺状とされ、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、及びブラック（Ｋ）の４色それぞれに対応した４つのインクジェット記録ヘッドユニット（以下、単にヘッドユニットという）が搬送方向に沿って配置されており、フルカラーの画像を記録可能になっている。なお、それぞれのヘッドユニットにおいてインク滴を吐出する方法は特に限定されず、いわゆるサーマル方式や圧電方式等の公知のものを適用できる。
図１０は、各ヘッドユニットを構成するインクジェット記録ヘッド１０００を示しており、インクジェット記録ヘッド１０００は、インク滴を吐出する多数の吐出ノズル１００１の配列が二次元で形成されたＦＷＡ型のヘッドである。本実施形態では、吐出ノズル１００１がインクジェット記録ヘッド１０００の長手方向に沿って配列されている。
【００６９】
以上のように、検知したベルト蛇行とベルト斜行情報から色ずれを抑制するための補正手段として、ステアリングローラを傾動することでベルトの蛇行や斜行状態を矯正するステアリングローラ手段と、各画像形成部の主走査方向の画像形成位置を調整する潜像形成位置補正手段を使用することができる。
【００７０】
次に、それぞれの補正手段の特性を考慮し、２つの補正手段を採用した最適な補正システムについて説明する。図１に示したように、１本のステアリングローラ１６を設置しこれを傾動制御することで、ベルトの位置をローラ軸方向中央部に保ちながら、ベルト蛇行速度が許容範囲以内となるように制御することができる。このようにして、ベルトの蛇行補正に対してはステアリング方式を採用すると好ましい。この理由は、中間転写ベルト２００が支持ローラから脱落する不具合が防止でき、また、以下に説明するようにステアリング方式では斜行補正よりも蛇行補正の方が補正完了までの応答性が高いためである。
一方、ベルトの斜行補正に対しては、潜像形成位置補正手段やインク吐出ノズル選択補正手段により書込側から補正すると好ましい。書込側の補正方式を採用する理由は、ステアリング方式よりも補正完了までの応答性が高いためである。
【００７１】
次に、ステアリング方式の蛇行による色ずれの補正と斜行による色ずれの補正の特徴とその応答性について説明する。
色ずれ発生メカニズムについて説明したように、ベルトの蛇行位置、つまりベルトの幅方向の位置が目標位置よりずれていても、そこで安定していれば色ずれは発生しない。しかし、ベルトの蛇行速度が生じるとき、つまりベルトが幅方向へ移動する状態では色ずれが発生する。従って、ベルトの蛇行位置よりも蛇行速度の抑制に応答性が要求される。ステアリング方式では、ステアリング動作によりベルト蛇行速度が変化し、その状態で搬送を続けるとベルトの蛇行位置が変化する。このため、ベルト蛇行速度の抑制は、ベルトの蛇行位置や斜行状態の矯正制御に比べ応答性が高い。一方、ベルトの蛇行位置や斜行状態を補正するにはベルトを数周回搬送して、ベルトが所望の位置や角度に到達するまでに時間がかかる。
これに対して、ベルト斜行ではその状態ですぐに色ずれが発生する。そのため、迅速な補正応答性が要求されるので、ステアリング方式よりも書込側の補正方式が適している。
【００７２】
従って、ベルト蛇行補正ではステアリング方式を採用し、ベルト蛇行速度を抑制する。ベルト斜行による色ずれに対しては、潜像形成位置補正手段やインク吐出ノズル選択補正手段によって書込側からすぐに補正することが望ましい。
また、ステアリングによる蛇行速度の抑制に要する時間（ダウンタイム）も課題となる場合や、更なるダウンタイムの短縮要求がある場合では、ステアリング方式におけるベルト蛇行速度の抑制誤差、つまりステアリング方式よる制御を実施しながら、現時刻のベルト蛇行速度情報を、潜像形成位置補正手段やインク吐出ノズル選択補正手段の書込側補正手段に送信し、ベルト斜行と共に補正することが望ましい。
【符号の説明】
【００７３】
１４，１５，１６，１７，１８  支持ローラ
８０  蛇行補正機構
８１  揺動アーム
８２  ベアリング
８３  揺動アーム回転軸
８４  偏芯カム
８６  遮蔽板
８７  偏芯カムホームポジション検出手段
８８  揺動アームスプリング
８９  加圧スプリング
１０１，１０２，１０３，１０４  感光体ドラム
２００  中間転写体（中間転写ベルト）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７４】
【特許文献１】特開２０００−３４０３１号公報
【特許文献２】特許第３９７６９２４号公報
【図１】
2010204255.tif 000006
【図２】
2010204255.tif 000007
【図３】
2010204255.tif 000008
【図４】
2010204255.tif 000009
【図５】
2010204255.tif 000010
【図６】
2010204255.tif 000011
【図７】
2010204255.tif 000012
【図８】
2010204255.tif 000013
【図９】
2010204255.tif 000014
【図１０】
2010204255.tif 000015