(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベルト部材と、
前記ベルト部材に当接する第１の像担持体と、
前記ベルト部材の回転方向における前記第１の像担持体の下流側で前記ベルト部材に当接する第２の像担持体と、
走査線を用いて前記第１の像担持体にトナー画像の静電潜像を書き込み可能な書き込み手段と、
前記書き込み手段を用いて前記第１の像担持体に形成した静電像指標に帯電したトナーを付着させてトナー像指標を形成する指標現像手段と、
前記第１の像担持体と前記ベルト部材の当接位置で前記トナー像指標を前記ベルト部材に転写する指標転写手段と、
前記ベルト部材の回転に伴って下流側へ搬送された位置で、前記トナー像指標と平行に配置された導線を用いて前記トナー像指標の通過に伴う誘導電流を検出するアンテナ型の静電センサにより前記トナー像指標を検出する第１の指標検出手段と、
前記第２の像担持体に書き込まれる画像の走査線に対応付けられた前記第２の像担持体上の指標を検出する第２の指標検出手段と、
前記第１の指標検出手段と前記第２の指標検出手段の検出結果に基づいて、前記第１の像担持体で形成されて前記ベルト部材に転写されたトナー画像と前記第２の像担持体で形成されたトナー画像との重ね合わせを調整する制御を行う制御手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
ベルト部材と、
前記ベルト部材に当接する第１の像担持体と、
前記ベルト部材の回転方向における前記第１の像担持体の下流側で前記ベルト部材に当接する第２の像担持体と、
走査線を用いて前記第１の像担持体にトナー画像の静電潜像を書き込み可能な第１の書き込み手段と、
前記第１の書き込み手段を用いて前記第１の像担持体に形成した静電像指標に帯電したトナーを付着させて第１のトナー像指標を形成する第１の指標現像手段と、
前記第１の像担持体と前記ベルト部材の当接位置で前記第１のトナー像指標を前記ベルト部材に転写する指標転写手段と、
走査線を用いて前記第２の像担持体にトナー画像の静電潜像を書き込み可能な第２の書き込み手段と、
前記第２の書き込み手段を用いて前記第２の像担持体に形成した静電像指標に帯電したトナーを付着させて第２のトナー像指標を形成する第２の指標現像手段と、
前記第２の像担持体と前記ベルト部材の当接位置で前記第２のトナー像指標を前記ベルト部材に転写する指標転写手段と、
前記ベルト部材の回転に伴って下流側へ搬送された位置で、前記第１のトナー像指標及び前記第２のトナー像指標と平行に配置された導線を用いて前記第１のトナー像指標及び前記第２のトナー像指標の通過に伴う誘導電流を検出するアンテナ型の静電センサにより前記トナー像指標を検出する指標検出手段と、
前記指標検出手段の検出結果に基づいて、前記第１の書き込み手段の書き込み開始タイミングと前記第２の書き込み手段の書き込み開始タイミングとの少なくとも一方を調整する制御を行う制御手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
ベルト部材と、
前記ベルト部材に当接する像担持体と、
走査線を用いて前記像担持体にトナー画像の静電潜像を書き込み可能な書き込み手段と、
前記書き込み手段を用いて前記像担持体に形成した静電像指標に帯電したトナーを付着させてトナー像指標を形成する指標現像手段と、
前記像担持体と前記ベルト部材の当接位置で前記トナー像指標を前記ベルト部材に転写する指標転写手段と、
前記ベルト部材の回転に伴って下流側へ搬送された位置で、前記トナー像指標と平行に配置された導線を用いて前記トナー像指標の通過に伴う誘導電流を検出するアンテナ型の静電センサにより前記トナー像指標を検出する第１の指標検出手段と、
前記ベルト部材の回転に伴って前記第１の指標検出手段よりも下流側へ搬送された位置で、前記トナー像指標と平行に配置された導線を用いて前記トナー像指標の通過に伴う誘導電流を検出するアンテナ型の静電センサにより前記トナー像指標を検出する第２の指標検出手段と、
前記第１の指標検出手段と前記第２の指標検出手段の検出結果に基づいて、前記ベルト部材の駆動ローラの駆動モータの制御を行う制御手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
前記指標検出手段は、前記ベルト部材から所定厚さの絶縁層を介して前記トナー像指標と平行な導線が配置され、前記絶縁層の表面を前記ベルト部材の内側面に摺擦させて前記ベルト部材の外側面の前記トナー像指標を検出することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記指標検出手段は、前記第２の像担持体と前記ベルト部材の当接位置で前記ベルト部材を介して前記トナー像指標を検出することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記指標検出手段によって検出された後の前記トナー像指標を前記ベルト部材からクリーニングする指標クリーニング装置を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記ベルト部材は中間転写ベルトであって、
前記中間転写ベルトの外側面に当接して記録材に対するトナー画像の二次転写部を形成する二次転写ローラを備え、
前記指標クリーニング装置は、前記ベルト部材の回転方向における前記二次転写部の下流側に配置され、
前記ベルト部材における前記二次転写ローラの長手方向の外側を前記トナー像指標が通過するように、前記第１の像担持体に前記トナー像指標が形成されることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記ベルト部材の回転方向に所定のピッチを持たせて前記トナー像指標が連続的に形成され、前記トナー像指標のピッチをｐとし、前記ベルト部材の回転方向における前記トナー像指標の幅をａとするとき、
ｐ／２  ＞  ａ
であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項９】
ベルト部材と、
前記ベルト部材に当接する像担持体と、
画像の走査線の書き込み手段を用いて前記像担持体に形成した静電像指標に帯電したトナーを付着させてトナー像指標を形成する指標現像手段と、
前記像担持体と前記ベルト部材の当接位置で前記トナー像指標を前記ベルト部材に転写する指標転写手段と、
前記ベルト部材の回転に伴って下流側へ搬送された位置で、前記トナー像指標と平行に配置された導線を用いて、前記トナー像指標の通過に伴う誘導電流を検出するアンテナ型の静電センサにより前記トナー像指標を検出する指標検出手段と、
前記指標検出手段の検出結果に基づいて、前記ベルト部材の回転を制御する制御手段と、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、中間転写ベルト又は記録材搬送ベルトを用いて、複数の像担持体からトナー画像を転写して重ね合わせる画像形成装置、詳しくは像担持体に静電像指標を形成して行うトナー画像の位置合わせ制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
ベルト部材（中間転写ベルト又は記録材搬送ベルト）に複数の像担持体を当接させて配置したタンデム型のフルカラー画像形成装置が広く用いられている。ベルト部材を用いた画像形成装置は、第１の像担持体から第１のトナー画像（トナー像）をベルト部材（又は記録材）へ転写した後に、第２の像担持体から第２のトナー画像（トナー像）をベルト部材（又は記録材）へ転写して重ね合わせる。このとき、ベルト部材上（又は記録材上）の第１のトナー画像（トナー像）に第２のトナー画像（トナー像）を精密に位置決めて重ね合わせないと、色ずれを生じて出力画像の品質が低下する。
【０００３】
このため、画像形成に先立たせて（あるいは画像形成中に）、第１の像担持体で形成されたトナー像と前記第２の像担持体で形成されたトナー像とのベルト部材を介した重ね合わせを調整する制御が実行される。
【０００４】
特許文献１では、画像形成中、画像露光の走査線ごとに第１の像担持体に目盛りパターンを磁気記録し、第１の像担持体の目盛りパターンを中間転写体に転記している。そして、第２の像担持体の転写部で検出した中間転写体の目盛りパターンと第２の像担持体の目盛りパターンとの位相差を相殺するように、像担持体の回転速度をリアルタイムに調整している。
【０００５】
しかし、ベルト部材に位置合わせ用の指標（目盛りパターン）を磁気記録する場合、ベルト部材に磁気記録トラックを設ける必要があり、磁気記録を行うための特別な記録ヘッドや消去ヘッドも必要となる。ベルト部材に位置合わせ用の指標を磁気記録する場合、画像の走査線の書き込みに対して精密に磁気記録のタイミングを調整しないと、像担持体に形成される画像の走査線との間に誤差が発生する。
【０００６】
また、特許文献２では、画像形成に先立たせて、第１の像担持体と第２の像担持体にそれぞれトナー像指標（レジマーク）を形成してベルト部材に転写し、これを最終段の像担持体の下流で光学的に検出している。そして、トナー像指標（レジマーク）の検出結果に基いて、それぞれの像担持体における画像の書き込み開始（露光開始）タイミングを調整している。
【０００７】
トナー像指標（レジマーク）と光学センサの組み合わせを用いる場合、トナー像を形成してベルト部材に転写するための既存の帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段をそのまま利用できる点で有利である。画像の走査線の書き込みと同時に指標が形成されるから、画像の走査線との間で磁気記録のような誤差が発生しないで済む。
【０００８】
しかし、光学センサは、レンズと光路を含んで、比較的に大型でコスト高のため、画像形成装置の小型化、製造コストの削減が難しくなる。
【０００９】
また、特許文献３では、画像形成に先立たせて、第１の像担持体と第２の像担持体にそれぞれ静電像指標を形成して、静電像指標のままベルト部材に転写し、これを最終段の像担持体の下流で電位センサにより検出している。そして、静電像指標の検出結果に基いて、それぞれの像担持体における画像の書き込み開始（露光開始）タイミングを調整している。
【００１０】
しかし、静電像指標と電位センサの組み合わせを用いる場合も、特許文献２に示されるような静電容量型の電位センサ（いわゆる電位計）では、検出電極を含めて比較的に大型になる。また、静電容量型の電位センサは、図１０に示すように、静電像指標を通過する際に積分波形の検出信号を出力するため、静電像指標のエッジでの信号の立ち上がりが遅く、画像のトナー像の精密な位置決めには利用できない。
【００１１】
そこで、特許文献４に示されるようなアンテナ型の電位センサを用いて、第１の像担持体からベルト部材へ転写した静電像指標（目盛りパターン）を検出して、引用文献１、３のような制御を行うことが提案された。
【００１２】
特許文献４には、感光ドラムに形成された静電像のエッジを検出可能なアンテナ型の電位センサが記載されている。アンテナ型の電位センサは、図５に示すように、静電像検出面と所定の間隔を隔てて配置された静電像の走査線と平行な導線を有する。アンテナ型の電位センサは、極めて小型であることに加えて、静電像指標を通過する際に検出面の電位分布の微分波形の検出信号を出力するため、静電像指標のエッジ位置を精密に検出できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００９−１３４２６４号公報
【特許文献２】特開平６−１８７９６号公報
【特許文献３】特開２００４−２７９８２３号公報
【特許文献４】特開２０１０−６０７６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
静電像指標を第１の像担持体からベルト部材に転写して、第２の像担持体の位置でアンテナ型の電位センサで検出する実験を行ったところ、静電像指標は第２の像担持体まで到達しないことが判明した。静電的なプロセスを行うベルト部材は、不必要な帯電を避けるために、中抵抗領域（１０８Ω〜１０１０Ω）に抵抗調整されている。このため、第１の像担持体からベルト部材に転写された静電像指標は早々に減衰して消滅してしまう。
【００１５】
特許文献２に示されるように、１０ｍｍ以上の大きな静電像指標であっても、高抵抗（１０１２Ω〜１０１４Ω）の記録層を設けないと、像担持体から転写された静電像指標を最終段の像担持体の下流の電位センサまで搬送できない。まして、走査線レベル（８０〜３８０μｍ）の静電像指標では、１００ｍｍ下流の像担持体に到達する以前に減衰して電位センサによる検出が不可能になってしまう。
【００１６】
本発明は、微細な指標を中抵抗領域のベルト部材に転写して、下流側へ搬送された位置で、その指標の位置をアンテナ型の電位センサによって精密に検出可能な画像形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の画像形成装置は、ベルト部材と、前記ベルト部材に当接する第１の像担持体と、前記ベルト部材の回転方向における前記第１の像担持体の下流側で前記ベルト部材に当接する第２の像担持体と、走査線を用いて前記第１の像担持体にトナー画像の静電潜像を書き込み可能な書き込み手段と、前記書き込み手段を用いて前記第１の像担持体に形成した静電像指標に帯電したトナーを付着させてトナー像指標を形成する指標現像手段と、前記第１の像担持体と前記ベルト部材の当接位置で前記トナー像指標を前記ベルト部材に転写する指標転写手段と、前記ベルト部材の回転に伴って下流側へ搬送された位置で、前記トナー像指標と平行に配置された導線を用いて前記トナー像指標の通過に伴う誘導電流を検出するアンテナ型の静電センサにより前記トナー像指標を検出する第１の指標検出手段と、前記第２の像担持体に書き込まれる画像の走査線に対応付けられた前記第２の像担持体上の指標を検出する第２の指標検出手段と、前記第１の指標検出手段と前記第２の指標検出手段の検出結果に基づいて、前記第１の像担持体で形成されて前記ベルト部材に転写されたトナー画像と前記第２の像担持体で形成されたトナー画像との重ね合わせを調整する制御を行う制御手段と、を備えるものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の画像形成装置では、アンテナ型の静電センサを用いて検出すべき指標を、帯電したトナーで形成するため、ベルト部材の抵抗値が低くても、ベルト部材上で指標が検出されるべき電位状態を保ったまま下流側へ搬送される。それは、ベルト部材に転写されたトナー電荷と等量のベルト内電荷が引き合うためである。このため、第１の像担持体からベルト部材に転写されて下流側へ搬送されても、検出されるべきトナー像指標とベルト部材の電位コントラストは大きく保たれる。特に、画像のトナー像の精密な位置合わせに重要な、トナー像指標のエッジ部分の電位コントラストが大きく保たれる。
【００１９】
したがって、微細な指標を中抵抗領域のベルト部材に転写して、下流側へ搬送された位置で、その指標の位置をアンテナ型の電位センサによって精密に検出可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施例１における画像形成装置の全体構成の説明図である。
【図２】画像形成部の構成の説明図である。
【図３】電位センサの構成の説明図である。
【図４】電位センサによるトナー像指標の検出の説明図である。
【図５】電位センサの出力信号の説明図である。
【図６】実施例１におけるトナー像目盛り線を用いた制御の説明図である。
【図７】画像形成部を搬送方向上流側から見た拡大図である。
【図８】電位センサの配置の説明図である。
【図９】電位センサによるトナー像目盛り線の実測波形の説明図である。
【図１０】従来の電位センサによる実測波形の説明図である。
【図１１】トナー像目盛り線の搬送方向の幅による実測波形の変化の説明図である。
【図１２】感光ドラムの対向位置でトナー像目盛り線を検出する効果の説明図である。
【図１３】実施例２の画像形成装置の構成の説明図である。
【図１４】実施例２におけるトナー像目盛り線の形成の説明図である。
【図１５】実施例２におけるトナー像目盛り線の検出の説明図である。
【図１６】実施例３におけるトナー像目盛り線の形成の説明図である。
【図１７】実施例３におけるトナー像目盛り線の検出の説明図である。
【図１８】実施例４におけるトナー像目盛り線の形成と検出の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。本発明は、アンテナ型の電位センサでトナー像指標のエッジを検出する限りにおいて、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。
【００２２】
したがって、ベルト部材に沿って複数の像担持体を備えた画像形成装置であれば、像担持体の数、像担持体の帯電方式、静電像の形成方式、現像剤及び現像方式、一次転写方式、二次転写方式等の区別無く実施できる。ベルト部材を用いた画像のトナー像の重ね合わせ制御は、任意に選択可能であって、特許文献１のような画像形成中のリアルタイムの調整に限らず、特許文献２のような非画像形成時に行う画像書き込みタイミングの設定も含む。導線とトナー像指標の平行は、エッジをまたぐ際に両端部の誘導電流が完全に打ち消し合うことがないための実質的な平行という意味である。
【００２３】
また、本実施形態では、トナー像の形成／転写に係る主要部のみを説明するが、本発明は、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、プリンタ、各種印刷機、複写機、ＦＡＸ、複合機等、種々の用途の画像形成装置で実施できる。
【００２４】
なお、特許文献１〜４に示される画像形成装置及びアンテナ型の電位センサの一般的な事項については、図示を省略して重複する説明を省略する。
【００２５】
＜画像形成装置＞
図１は実施例１における画像形成装置の全体構成の説明図である。図２は画像形成部の構成の説明図である。
【００２６】
図１に示すように、画像形成装置１００は、中間転写ベルト２４に沿ってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成部４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄを配列したタンデム型中間転写方式のフルカラープリンタである。
【００２７】
画像形成部４３ａでは、感光ドラム１２ａにイエロートナー像が形成されて中間転写ベルト２４に転写される。画像形成部４３ｂでは、感光ドラム１２ｂにマゼンタトナー像が形成されて中間転写ベルト２４に転写される。画像形成部４３ｃ、４３ｄでは、それぞれ感光ドラム１２ｃ、１２ｄにシアントナー像、ブラックトナー像が形成されて中間転写ベルト２４に転写される。
【００２８】
中間転写ベルト２４は、ベルト駆動ローラ３６とベルト従動ローラ３７と二次転写対向ローラ３８の少なくとも３本の支持回転体に巻き掛けられている。ベルト従動ローラ３７は、両端を外側へ向かってばね支持されて中間転写ベルト２４に所定の張力を付与する。ベルト駆動ローラ３６は、不図示の駆動モータに回転駆動されて、中間転写ベルト２４を矢印Ｒ２方向に所定のプロセススピードで回転させる。中間転写ベルト２４に転写された四色のトナー像は、二次転写部Ｔ２へ搬送されて記録材Ｐへ二次転写される。
【００２９】
記録材カセット８０に収納された記録材Ｐは、分離ローラ８２によって１枚ずつに分離されて、レジストローラ８３へ給送される。記録材Ｐは、レジストローラ８３によって中間転写ベルト２４上のトナー像にタイミングを合わせて二次転写部Ｔ２へ送り込まれる。
【００３０】
そして、中間転写ベルト２４に記録材Ｐを重ね合わせて二次転写部Ｔ２により挟持搬送する過程で、二次転写ローラ４４に正極性の電圧が印加されることにより、中間転写ベルト２４から記録材Ｐへトナー像が二次転写される。トナー像が二次転写された記録材Ｐは、定着装置８４へ搬送され、定着装置８４で加熱加圧を受けてトナー像が記録材Ｐへ定着される。その後、記録材Ｐは、排出ローラ８５によって機体外へ排出される。
【００３１】
画像形成部４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄは、現像装置１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄで用いるトナーの色が異なる以外は、ほぼ同一に構成される。以下では、画像形成部４３ａについて説明し、画像形成部４３ｂ、４３ｃ、４３ｄについては、画像形成部４３ａの構成部材に付した符号末尾のａをｂ、ｃ、ｄに読み替えて説明されるものとする。
【００３２】
図２に示すように、画像形成部４３ａは、感光ドラム１２ａの周囲に、帯電ローラ１４ａ、露光装置１６ａ、現像装置１８ａ、一次転写ローラ４ａ、ドラムクリーニング装置２２ａを配置している。感光ドラム１２ａは、アルミニウムシリンダの外周面に、膜厚３０μｍのＯＰＣ感光体層が形成され、所定のプロセススピードで矢印Ｒ１方向に回転する。感光ドラム１２ａは、奥側のドラム駆動モータ６ａからドラム回転軸５ａに駆動力を伝達される。
【００３３】
帯電ローラ１４ａは、感光ドラム１２ａの表面を一様な負極性の暗部電位ＶＤに帯電させる。露光装置１６ａは、レーザービームを回転ミラーで走査して、帯電した感光ドラム１２ａの表面電位をＶＬに低下させて画像の静電像を書き込む。
【００３４】
現像装置１８ａは、トナーとキャリアを含む二成分現像剤を用いて静電像を現像して感光ドラム１２ａの表面にトナー像を形成する。レーザービーム照射により表面電位が低下した感光ドラム１２ａの画像部分に、現像装置１８ａから供給されたマイナス帯電したイエロートナーが付着してイエロートナー像が反転現像される。
【００３５】
一次転写ローラ４ａは、中間転写ベルト２４の内側面を押圧して、感光ドラム１２ａと中間転写ベルト２４との間に一次転写部Ｔａを形成する。一次転写ローラ４ａに正極性の直流電圧を印加することにより、感光ドラム１２ａに担持された負極性のトナー像が中間転写ベルト２４へ一次転写される。
【００３６】
ドラムクリーニング装置２２ａは、感光ドラム１２ａにクリーニングブレードを摺擦させて、中間転写ベルト１２ａへ転写されないで感光ドラム１２ａに残った転写残トナーを図示しない廃トナーボックスへ回収する。
【００３７】
ところで、タンデム型のフルカラー画像形成装置は、高速化のために複数の画像形成部を有し、中間転写ベルトや記録材搬送ベルト等に順次異なる色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）のトナー像を転写する。
【００３８】
しかし、タンデム型のフルカラー画像形成装置では、機械精度等の原因により、複数の感光ドラムや中間転写ベルトの速度変動や、中間転写ベルトの蛇行が生じ、各色トナー像の重ね合わせに色ずれが発生することがある。
【００３９】
このような位置ずれを修正するために、特許文献３に提案されているように、静電像指標を用いた各色トナー像の重ね合わせを調整する制御が考えられる。例えば、図１４に示すように、中間転写ベルト（２４）上に色ずれを検出する際の基準となる基準色（例えば、ブラック）で電荷パッチ（４８）、（４９）を形成する。次に、残りの３つの電荷パッチ（５０）、（５１）、（５２）を基準色とは異なる非基準色を用いて形成する。このようにしてできた電荷パッチを、４色の画像形成部４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄの下流地点に配置した電位センサを用いて検出する。
【００４０】
制御部（１１０）は、基準色の電荷パッチ（４８）、（４９）に対する非基準色の電荷パッチ（５０）、（５１）、（５２）の形成時間間隔のズレ量を測定することで、色ずれ量を推定する。そして、制御部（１１０）は、推定した色ずれ量に基づいて、画像の露光開始タイミング又は中間転写ベルト２４の移動速度を補正することで、色ずれを低減することが可能である。
【００４１】
しかし、この場合、中間転写ベルト（２４）上に絶縁層が必須となる。なぜなら、電位センサによる電荷パッチ検出位置が最も下流の画像形成部（４３ｄ）の下流位置であるため、画像形成部（４３ａ）から画像形成部（４３ｄ）までの間、電荷パッチを保持し続けなくてはならないからである。通常、電子写真装置に用いる中間転写ベルトは、一周回転する間に、途中で付与された電荷が自然に減衰してリセットされるような抵抗率に設計され、体積抵抗率が１０１０Ωｃｍ以下である。すると、減衰の時定数は数ｍｓｅｃとなり、画像形成部（４３ａ）から画像形成部（４３ｄ）までの移動時間（１〜２秒）よりも短い時間で電荷が消滅してしまう。
【００４２】
このため、絶縁層が必要となる。絶縁層を作るとなると、中間転写ベルト２４のコストアップは必至である。また、絶縁体と抵抗体とでは物性（線膨張率や弾性率）が異なるため、電荷パッチ領域と画像領域とで伸び量に差が生じ、電荷パッチ領域で色ずれ量を補正しても、画像領域では補正しきれない可能性がある。
【００４３】
さらに、絶縁層・直接転写方式の画像形成装置を設計した場合、中間転写ベルトの絶縁層が高抵抗で、電荷が減衰しないため、中間転写ベルトが一周しても電荷パッチが保持され続ける。中間転写ベルトの除電が十分に行われないと、所望でない電荷パッチを電位センサで検出し、誤った色ずれ補正を行う恐れもる。このため、コロナ除電器を設けて除電することが必要となり、コストアップに直結する。
【００４４】
そこで、以下の実施例では、静電像指標に帯電したトナーを付着させて、すなわち現像して、中間転写ベルトに転写している。中抵抗のため静電像指標であれば速やかに減衰してしまうところを、帯電したトナーを付着させることで、電位センサによって検出されるべき電位コントラストを、遠くまで搬送できるようにしている。
【００４５】
＜実施例１＞
図２に示すように、画像形成装置１００は、ベルト部材の一例である中間転写ベルト２４に、第１の像担持体の一例である感光ドラム１２ａと第２の像担持体の一例である感光ドラム１２ｂ、１２ｃ、１２ｄが当接している。
【００４６】
指標現像手段の一例である現像装置１８ａは、画像の走査線の書き込み手段の一例である露光装置１６ａを用いて、感光ドラム１２ａに形成した静電像指標に帯電したトナーを付着させてトナー像指標を形成する。
【００４７】
指標転写手段の一例である一次転写ローラ４ａは、感光ドラム１２ａと中間転写ベルト２４の当接位置でトナー像指標を中間転写ベルト２４に転写する。
【００４８】
指標検出手段の一例であるベルト目盛り読み取り電位センサ３３は、中間転写ベルト２４の回転に伴って下流側へ搬送された位置で、トナー像指標と平行に配置された導線を用いてトナー像指標の通過に伴う誘導電流を検出する。
【００４９】
制御手段の一例である制御部１１０は、ベルト目盛り読み取り電位センサ３３の検出結果に基づいて、感光ドラム１２ａで形成される画像のトナー像と感光ドラム１２ｂで形成される画像のトナー像との重ね合わせを調整する制御を行う。
【００５０】
ベルト目盛り読み取り電位センサ３３は、中間転写ベルト２４から所定厚さの絶縁層を介してトナー像指標と平行な導線が配置され、絶縁層の表面を中間転写ベルト２４の内側面に摺擦させて中間転写ベルト２４の外側面のトナー像指標を検出する。
【００５１】
ベルト目盛り読み取り電位センサ３３は、感光ドラム１２ｂと中間転写ベルト２４の当接位置で中間転写ベルト２４を介してトナー像指標を検出する。
【００５２】
指標クリーニング手段の一例であるベルトクリーニング装置４５は、ベルト目盛り読み取り電位センサ３３によって検出された後のトナー像指標を中間転写ベルト２４からクリーニングする。
【００５３】
トナー像指標は、中間転写ベルト２４の回転方向に所定のピッチを持たせて連続的に形成される。トナー像指標のピッチをｐとし、中間転写ベルト２４の回転方向におけるトナー像指標の幅をａとすると、「ｐ／２  ＞  ａ」である。
【００５４】
指標クリーニング装置の一例であるベルトクリーニング装置４５は、中間転写ベルト２４の回転方向における二次転写部Ｔ２の下流側に配置される。トナー像指標は、中間転写ベルト２４における二次転写ローラ４４の長手方向の外側に形成される。
【００５５】
実施例１の画像形成装置１００は、帯電ローラ１４ａによって帯電された感光ドラム１２ａに露光装置１６ａを用いて静電像指標の一例である静電像目盛り線３１ａを形成する。静電像目盛り線３１ａは、指標現像手段の一例である現像装置１８ａを用いてトナー像指標の一例であるトナー像目盛り線４７ａに現像される。
【００５６】
トナー像目盛り線４７ａは、指標転写手段の一例である一次転写ローラ４ａを用いて中間転写ベルト２４の外側面に転写されてトナー像目盛り線２９となり、中間転写ベルト２４の回転に伴って下流のベルト目盛り読み取りセンサ３３へ搬送される。ベルト目盛り読み取りセンサ３３は、アンテナ型の電位センサ（３３０：図４）を用いて、中間転写ベルト２４の外側面に存在するトナー像目盛り線２９を、中間転写ベルト２４の内側面から検出する。
【００５７】
＜ベルトクリーニング装置＞
ベルト駆動ローラ３６に内側面を支持された中間転写ベルト２４の外側面にベルトクリーニング装置４５を配置して中間転写ベルト２４表面をきれいに清掃している。ベルトクリーニング装置４５は、中間転写ベルト２４にクリーニングブレードを摺擦させて、二次転写部Ｔ２で記録材に二次転写されないで中間転写ベルト２４表面に付着したまま残っているトナーや紙粉を掻き落とす。中間転写ベルト２４から掻き落とされたトナーは、図示しない廃トナーボックスへ回収される。
【００５８】
ベルトクリーニング装置４５は、同時に、中間転写ベルト２４の幅方向における画像領域の外側に形成されたトナー像目盛り線２９も除去して、次回のトナー像目盛り線２９の形成に備える。
【００５９】
なお、二次転写ローラ４４は、中間転写ベルト２４の幅方向の端部に確保されたトナー像目盛り線２９が形成される領域にかからない長さに形成されている。このため、トナー像目盛り線２９は、二次転写部Ｔ２が当接状態でトナー像が記録材に転写されても、二次転写ローラ４４に接触することなく二次転写部Ｔ２を通過する。トナー像目盛り線２９は、二次転写ローラ４４に付着する（又は転写される）ことなく、二次転写部Ｔ２を通過して、ベルトクリーニング装置４５に到達して掻き落とされる。
【００６０】
＜アンテナ型の電位センサ＞
図３は電位センサの構成の説明図である。図４は電位センサによるトナー像指標の検出の説明図である。図５は電位センサの出力信号の説明図である。
【００６１】
図２に示すように、ベルト目盛り読み取り電位センサ３３は、被検出面の移動に伴って被検出面の電位分布の変化を検出するアンテナ型の電位センサである。後述するベルト目盛り読み取り電位センサ３５及びドラム目盛り読み取り電位センサ３４ｂも同一のものである。アンテナ型の電位センサは、特開平１１−１８３５４２号公報、あるいは特開２０１０−６０７６１号公報に基本構成、動作原理、検出回路、信号処理等が記載されている。このため、ここでは、実施例１で用いた電位センサに特有な部分について説明する。
【００６２】
図３の（ａ）に示すように、電位センサ３３０は、導線３３１をＬ字型に曲げた先端が検出部３３４となっており、検出部３３４の反対側の端部が信号の出力部３３５である。電位センサ３３０は、以下の手順で製造される。
（１）直径２０μｍの金属線の先端部分２ｍｍをＬ字型に曲げて導線３３１を形成する。
（２）幅４ｍｍ、高さ１５ｍｍ、厚さ２５μｍのポリイミドのフィルムからなるベースフィルム３３２の上に接着剤を塗布した後に、導線３３１を配置する。
（３）その上からベースフィルム３３２と同等な大きさと厚さを有するポリイミドのフィルムからなる保護フィルム３３３を接着する。
【００６３】
図３の（ｂ）に示すように、接着剤は、主にベースフィルム３３２と保護フィルム３３３との間に存在し、導線３３１とベースフィルム３３２との間にはほとんど存在しない。このため、導線３３１の表面からベースフィルム３３２の表面までの距離は再現性高く２５μｍになる。また、接着剤は、導線３３１と保護フィルム３３３との間にはほとんど存在しないため、導線３３１の表面から保護フィルム３３３の表面までの距離は再現性高く２５μｍになる。
【００６４】
図４の（ａ）に示すように、電位センサ３３０は、トナー像目盛り線２９に対して検出部３３４が実質的に平行になるように、中間転写ベルト２４のユニットフレームに固定されている。図４の（ｂ）に示すように、電位センサ３３０は、根本側を支持部に固定して、弾性変形による湾曲状態で、先端側を中間転写ベルト２４に接触させている。これにより、導線３３１のベースフィルム３３２側が中間転写ベルト２４に対してばね力を持って接触し、導線３３１と被検出面との対向距離が相対移動に伴って一定に保たれる。
【００６５】
なお、検出部３３４と被転写部２５の間隔が常に一定となるように、検出部３３４を保護フィルム３３３の上から、バネで押し付けるように構成してもよい。
【００６６】
図４の（ａ）に示すように、中間転写ベルト２４の内側面には、図４の（ｂ）に示すように中間転写ベルト２４の外側面に担持されたトナー像指標（２９）によるマイナス電荷部３４２とプラス電荷部３４１の電位分布が現れている。中間転写ベルト２４の内側面には、見えるものは何もないが、便宜上、マイナス電荷部３４２を破線で囲んで表現し、相対的にプラス電荷部３４１となるプラス領域を白地背景で表現している。
【００６７】
図５の（ａ）に示すように、中間転写ベルト２４の表面にトナー像目盛り線２９が転写され、トナー像目盛り線２９のトナー像電荷によって、中間転写ベルト２４の表面にプラス電荷部３４１とマイナス電荷部３４２が形成される。
【００６８】
図５の（ｂ）に示すように、中間転写ベルト２４の表面の実際の電位分布は、きれいな矩形波にはならず、トナー像目盛り線２９ごとのガウス分布状の電位分布が形成されている。この状態で、図３の（ｂ）に示すように、中間転写ベルト２４の内側面に沿って電位センサ３３０を移動させると、導線３３１が電位の変化する方向に相対移動して、電位の変化による誘導電流が導線３３１に発生する。
【００６９】
図５の（ｃ）に示すように、電位センサ３３０の出力部３３５の出力電圧は、図５の（ｂ）に示す中間転写ベルト２４の表面電位分布を微分した波形の信号となる。中間転写ベルト２４の表面電位分布のピークであって接線の傾き０の点がトナー像目盛り線２９の中心になり、図４の（ｃ）に示すように出力電圧が０になる。したがって、電位センサ３３０の出力信号のピークに挟まれた出力電圧が０になる時刻を、電位センサ３３０がトナー像目盛り線２９の中心を検出した時刻と特定することができる。また、電位センサ３３０の出力信号のピークを検出した時刻を、電位センサ３３０がトナー像目盛り線２９のエッジを検出した時刻と特定することができる。
【００７０】
以上は、中間転写ベルト２４の電位分布を電位センサ３３０で測定する場合を説明したが、感光ドラム１２ｂの端部に形成された静電像目盛り線３１ｂを、電位センサ３３０（静電像目盛り線読み取りセンサ３４ｂ）で読み取る場合も同様である。
【００７１】
＜トナー像指標＞
図６は実施例１におけるトナー像目盛り線を用いた制御の説明図である。図７は画像形成部を搬送方向上流側から見た拡大図である。図８は電位センサの配置の説明図である。図７中、（ａ）は基準となる画像形成部４３ａ、（ｂ）は感光ドラムの回転速度制御を行う画像形成部４３ｂである。図８中、（ａ）は感光ドラム目盛り読み取り電位センサの配置、（ｂ）はベルト目盛り読み取り電位センサの配置である。
【００７２】
図２に示すように、画像形成部４３ａでは、−６００Ｖに帯電させた感光ドラム１２ａの表面に、露光装置１６ａにより画像信号に従ってレーザービームを走査して、露光部分の表面電位を−１００Ｖに低下させることにより、画像の静電像を書き込む。このとき、露光位置４２ａを感光ドラム１２ａの軸方向に延長した位置で、有効画像領域外に、画像を書き込む前後のレーザービームの照射により静電像目盛り線３１ａを書き込む。静電像目盛り線３１ａは、画像の静電像を感光ドラム１２ａに書き込む以前に、感光ドラム１２ａが回転駆動を開始した直後から形成され、感光ドラム１２ａでの画像形成が終了するまで書き込みが続けられる。静電像目盛り線３１ａの大きさは、感光ドラム１２ａの軸方向の長さが５ｍｍであって、副走査方向の画像の解像度が６００ｄｐｉであるため、２ラインの場合、感光ドラム１２ａの回転方向の幅が８４．６７μｍである。
２５．４ｍｍ÷６００×２＝０．０８４６６６ｍｍ
【００７３】
感光ドラム１２ａの回転方向における静電像目盛り線３１ａのピッチは、トナー消費を節約し、ベルトクリーニング装置４５の負担を軽減するために、感光ドラム１２ａの回転方向におけるトナー像指標の幅をａとするとき、その２倍以上とする（ｐ／２  ＞  ａ）。静電潜像目盛り線３１ａのピッチは、出力電圧の大きさから１６ライン（６７６．８μｍ）が適当である。
【００７４】
露光により表面電位が−１００Ｖ程度に変化した有効画像領域には、現像装置１８ａによりマイナスに帯電したイエロートナーが付着され、イエロー画像が反転現像される。
【００７５】
一次転写ローラ４ａは、導電性のスポンジローラで構成されて高圧電源Ｄａに接続されており、図６に示すように、感光ドラム１２ａ上のトナーを中間転写ベルト２４表面に静電気力で吸引して転写させる。
【００７６】
図７の（ａ）は、中間転写ベルト２４の搬送方向上流側から画像形成部４３ａを見ている。図７の（ａ）に示すように、中間転写ベルト２４に対してトナー像目盛り線２９が形成される領域まで、有効現像領域及び一次転写ローラ４ａが延長されている。現像装置１８ａの有効現像領域は、静電像目盛り線３１ａをカバーしているため、静電像目盛り線３１ａにもイエロートナーが付着してトナー像目盛り線４７が現像される。
【００７７】
画像のトナー像とトナー像目盛り線４７とを形成するイエロートナーは、感光ドラム１２ａの回転に伴って一次転写部Ｔ１へ搬送され、一次転写ローラ４ａから与えられる＋１０００Ｖの電界によって中間転写ベルト２４へ転写される。一次転写ローラ４ａは、トナー像目盛り線４７ａをカバーしているため、トナー像目盛り線４７が中間転写ベルト２４へ転写されて、図６に示すように、トナー像目盛り線２９が形成される。
【００７８】
図６に示すように、画像形成部４３ｂ、４３ｃ、４３ｄは、感光ドラム１２ｂ、１２ｃ、１２ｄの両端部から画像形成領域に近づいた部分で、トナー像目盛り線２９に対向する部分の一次転写ローラ４ｂ、４ｃ、４ｄが短くなっている。そして、短くすることにより生まれた空間に、ベルト目盛り読取りセンサ３３ｂ、３３ｃ、３３ｄが配置されている。
【００７９】
図７の（ｂ）は、中間転写ベルト２４の搬送方向上流側から画像形成部４３ｂを見ている。マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成部４３ｂ、４３ｃ、４３ｄは、画像形成中、画像形成部４３ａで中間転写ベルト２４に形成されたトナー像目盛り線２９ｃをそれぞれ検出して、リアルタイムのトナー像の重ね合わせ制御を行う。画像形成部４３ｂ、４３ｃ、４３ｄは、すべて同じ構成で、制御も同一であるため、画像形成部４３ｂの構成について説明する。
【００８０】
図７の（ｂ）に示すように、ベルト目盛り読み取り電位センサ３３ｂのさらに外側で、有効画像を書き込む前後のレーザービームの照射により、感光ドラム１２ｂに静電像目盛り線３１ｂを書き込む。静電像目盛り線３１ｂは、画像形成部４３ａで形成される静電像目盛り線３１ａよりもさらに外側へ感光ドラム１２ｂの露光位置４２ｂを延長した位置に形成される。
【００８１】
静電像目盛り線３１ｂは、中間転写ベルト２４の端部より外側に位置し、一次転写部Ｔ１の外側において、感光ドラム目盛り読み取り電位センサ３４ｂによって読み取られる。図８の（ａ）に示すように、感光ドラム目盛り読み取り電位センサ３４ｂは、中間転写ベルト２４の端部の外側で感光ドラム１２ｂに対向する位置に配置される。
【００８２】
一方、ベルト目盛り読み取り電位センサ３３ｂは、感光ドラム目盛り読み取り電位センサ３４ｂと同一線上で、図６に示すように、中間転写ベルト２４の外側面に転写されたトナー像目盛り線２９を読み取る。図８の（ｂ）に示すように、ベルト目盛り読み取り電位センサ３３ｂは、中間転写ベルト２４の端部の内側で感光ドラム１２ｂに対向する位置に配置される。
【００８３】
＜実験１＞
図９は電位センサによるトナー像目盛り線の実測波形の説明図である。画像形成装置１００において、４０ライン２００スペースのトナー像目盛り線２９を形成してベルト目盛り読み取り電位センサ３３ｂ（電位センサ３３０）により検出する実験を行った。トナー像目盛り線２９の名目上のピッチは、２４０ライン（１０．０８ｍｍ）、線幅は４０ライン（４８０μｍ）である。
【００８４】
図９に示すように、その結果、ベルト目盛り読み取り電位センサ３３ｂを用いて、中間転写ベルト２４の外側面に形成したトナー像目盛り線２９から、図５の（ｃ）で説明した微分波形の検出信号が得られることが確認された。
【００８５】
また、従来の電位センサの場合は、中間転写ベルト２４の搬送速度（プロセススピード）が高いほど出力が低下し、トナー像指標のエッジの位置検出が困難になる。これに対して、アンテナ型の電位センサの場合は、中間転写ベルト２４の搬送速度（プロセススピード）が高いほど、ＳＮ比高く、正確にトナー像指標のエッジの位置検出が可能になることが確認された。したがって、高速に画像形成が可能なタンデム型のフルカラー画像形成装置において、その高速を生かしてベルト部材の搬送方向の色ずれを低減することができる。
【００８６】
＜実験２＞
図１０は従来の電位センサによる実測波形の説明図である。続いて、ベルト目盛り読み取り電位センサ３３ｂの位置に従来の電位センサ（静電容量型、いわゆる電位計）を配置して、同一のトナー像目盛り線２９を検出する実験を行った。従来の電位センサ（静電容量型、いわゆる電位計）の測定範囲は、最小でも１０ｍｍ程度と大きいことを考慮し、１０００ライン２０００スペース（ピッチ１２６ｍｍ、線幅２５．４ｍｍ）の単独のパッチトナー像を検出する実験を行った。
【００８７】
図１０に示すように、従来の電位センサも中間転写ベルト２４の外側面に形成したパッチトナー像を外側面から検出できなかった。したがって、トナー像指標とアンテナ型の電位センサの組み合わせを用いることで、従来の静電潜像指標（又はパッチトナー像）と従来の静電センサの組み合わせよりも精密なトナー像の重ね合わせ制御ができることが確認された。
【００８８】
＜実験３＞
図１１はトナー像目盛り線の搬送方向の幅による実測波形の変化の説明図である。次に、図９に示した４０ライン２００スペースのトナー像目盛り線２９を用いるよりも高精度の重ね合わせ制御を可能とすることを目的として、より微細なトナー像目盛り線２９による同様な実験を行った。図１１に示すように、画像形成装置１００において、各種の解像度でトナー像目盛り線２９を形成して、ベルト目盛り読み取り電位センサ３３により検出した。
【００８９】
図１１の（ａ）は、１６ライン１６スペース（１３４４μｍピッチ、線幅６７２μｍ）のトナー像目盛り線２９を、プロセススピード１４３ｍｍ／ｓｅｃで検出した波形である。図１１の（ｂ）は、８ライン８スペース（６７８μｍピッチ、線幅３３６μｍ）のトナー像目盛り線２９を、プロセススピード１４３ｍｍ／ｓｅｃで検出した波形である。図１１の（ｃ）は、４ライン４スペース（３３６μｍピッチ、線幅１６８μｍ）のトナー像目盛り線２９を、プロセススピード１４３ｍｍ／ｓｅｃで検出した波形である。
【００９０】
図１１の（ａ）〜（ｃ）に示すように、アンテナ型の電位センサを用いることで、中間転写ベルト２４の外側面に形成した４ライン４スペースの微細なトナー像目盛り線２９を中間転写ベルト２４の内側面から検出できることが確認された。
【００９１】
トナー像目盛り線２９を細線化すると、測定回路の時定数、電位センサ３３０の容量、エッジの電位分布等の影響を受けて、図９とは検出信号の形状が異なる。しかし、中間転写ベルト２４の刻々の搬送速度の変化を表すクロックパルスが得られることには変わりない。したがって、トナー像目盛り線２９ｃから得られたクロックパルスと静電像目盛り線３１ｂから得られたクロックパルスの位相差を収束させる制御を行うことで、各色トナー像を精密に位置合わせできることが確認された。
【００９２】
＜実験４＞
図１２は感光ドラムの対向位置でトナー像目盛り線を検出する効果の説明図である。次に、感光ドラム１２ｂの対向位置でトナー像目盛り線２９を検出する効果を確認する実験を行った。図７の（ｂ）に示すように、中間転写ベルト２４を介した感光ドラム１２ｂの対向位置で中間転写ベルト２４の外側面に形成されたトナー像目盛り線２９を中間転写ベルト２４の内側面から検出した。
【００９３】
図１２の（ａ）は、感光ドラム１２ｂの対向位置で、トナー像目盛り線２９を、プロセススピード１４３ｍｍ／ｓｅｃで検出した波形である。図１２の（ｂ）は、感光ドラム１２ｂの対向位置から１０ｍｍ下流側にずらせた位置で、トナー像目盛り線２９を、プロセススピード１４３ｍｍ／ｓｅｃで検出した波形である。
【００９４】
図１２の（ａ）に示すように、ベルト目盛り読み取り電位センサ３３ｂの対向側に接地された感光ドラム１２ｂがある方が、ノイズが小さくてよい。
【００９５】
＜ドラム回転速度制御＞
図１に示すように、感光ドラム１２ｂに静電像を書き込むタイミングは、画像形成部４３ａから画像形成部４３ｂまで中間転写ベルト２４が搬送される時間だけ、感光ドラム１２ｂに静電像を書き込むタイミングから遅らせている。正確には、上流側の画像形成部４３ａで感光ドラム１２ａから中間転写ベルト２４へ転写される位置から下流側の画像形成部４３ｂで感光ドラム１２ｂから中間転写ベルト２４へ転写される位置までの間隔分の時間である。
【００９６】
このとき、中間転写ベルト２４の速度変動がなく、２つの一次転写部の間隔を常に一定の時間間隔で搬送されている場合には、中間転写ベルト２４に重ねて転写されるイエロートナー像とマゼンタトナー像に位置ズレは発生しない。
【００９７】
しかし、それぞれの画像形成部において転写されるトナーの量の違いなどによって一次転写部で中間転写ベルト２４にテンション変動が発生して、画像形成部間の中間転写ベルト２４に８０〜２００μｍ程度の伸縮が生じる。その結果、画像形成部４３ａで転写された中間転写ベルト２４上のトナー像が下流側の画像形成部４３ｂに到達するまでの時間が変化して、その変動時間分、イエローとマゼンタのトナー像に色ずれが発生する。また、中間転写ベルト２４のテンション変動が無いとしても、温度による部品の膨張や収縮などの影響により、露光光の照射位置自体が数１０μｍレベルで変動してしまう。
【００９８】
イエローの画像形成部４３ａの感光ドラム１２ａは、奥側に配置されたドラム駆動モータ６ａから、ドラム回転軸５ａに駆動力を伝達する駆動系を介して駆動力が伝達される。感光ドラム１２ａの手前側には、図示しないカップリングを介してロータリーエンコーダからなるドラムエンコーダ８ａがドラム回転軸５ａに連結されている。ドラムエンコーダ８ａから出力されるインクリメンタルパルス信号に同期させてドラム駆動モータ６ａを回転させることで、感光ドラム１２ａが等角速度回転する。
【００９９】
制御部１１０は、画像形成部４３ａでは、常に、ドラムエンコーダ８ａからの出力信号をもとにドラム駆動モータ６ａを回転させることで、感光ドラム１２ａの回転が矢印Ｒ１方向（反時計廻り）に等角速度回転するように制御する。
【０１００】
図６に示すように、感光ドラム１２ｂの静電像目盛り線３１ｂは、画像形成部４３ｂで形成されるマゼンタ画像のトナー像の走査線に対応して感光ドラム１２ｂに形成されている。そして、中間転写ベルトトナー像目盛り２９は、画像形成部４３ａで転写されたイエロー画像のトナー像の走査線に対応して中間転写ベルト２４に形成されている。このため、制御部１１０は、画像形成部４３ｂにおいて、どの静電像目盛り線３１ｂを、どのトナー像目盛り２９に重ね合わせるべきかがわかっている。
【０１０１】
制御部１１０は、ドラムエンコーダ８ａの出力信号によって、感光ドラム１２ａを等角速度制御する一方で、感光ドラム１２ｂ、１２ｃ、１２ｄの回転速度を、中間転写ベルト２４のトナー像目盛り２９を基準にして刻々調整する。制御部１１０は、感光ドラム１２ｂに接続されているドラム駆動モータ６の回転を制御して、中間転写ベルト２４の画像のトナー像の走査線に感光ドラム１２ｂの画像のトナー像の走査線を位置決める。制御部１１０は、感光ドラム１２ｂのそれぞれの静電像目盛り線３１ｂが、対応するトナー像目盛り２９と同時に一次転写部Ｔ１を通過するように、感光ドラム１２ｂの刻々の回転速度を調整する。
【０１０２】
実施例１の制御によれば、中間転写ベルト２４に速度変動が生じた場合であっても、中間転写ベルト２４上で、画像形成部４３ａで転写されたトナー像に対し、画像形成部４３ｂ以降で高精度にトナー画像を重ねて転写できる。これにより、色ずれの少ないフルカラー画像を得ることができる。複数の画像形成部を有してベルト部材上に順次異なる色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）の像を転写する精度を高めることができる。
【０１０３】
また、タンデム型方式のフルカラー画像形成装置において、中抵抗のベルト部材に高抵抗層を設けることなく、低価格および高精度に色ずれ低減が可能となる。感光ドラムにも中間転写ベルトにも、各表面の副走査方向に書き換え可能な情報書込領域を設ける必要が無い。各情報書込領域に情報の書き込みを行う書込手段や、情報を消去する消去手段を設ける必要も無い。
【０１０４】
また、感光ドラムと中間転写ベルトが当接する同一走査線上に、感光ドラム上に書き込まれた情報を検出する検出手段と、中間転写ベルトに情報を書き込む書込手段とを配置する必要が無い。そのため、検出手段と書込手段のお互いの相対位置決め誤差が発生しない。
【０１０５】
感光ドラムから中間転写ベルトへトナー像指標を直接転写するから、感光ドラム上に書き込まれた情報を読み取ってその情報を中間転写ベルトに書き込む場合のような、読み取り誤差と書き込み誤差も発生しない。温度の影響などにより検出手段・書き込み手段の相対的な位置ズレが生じることもない。
【０１０６】
なお、実施例１では、下流側の感光ドラムにおいて、静電像目盛り線を現像することなく、感光ドラム目盛り読み取り電位センサによって直接検出する例を示した。しかし、感光ドラム上の静電像目盛り線を帯電したトナーで現像して、感光ドラム上のトナー像目盛りを感光ドラム目盛り読み取り電位センサによって検出する構成を採用してもよい。
【０１０７】
また、実施例１では、下流側の感光ドラム１２ｂ、１２ｃ、１２ｄにおいて、静電像目盛り線３１ｂの検出タイミングをトナー像目盛り線２９の検出タイミングに合わせるようにそれぞれの回転速度を制御している。しかし、特許文献１に示されるように、静電像目盛り線３１ｂの検出タイミングをトナー像目盛り線２９の検出タイミングに合わせるように下流側の画像形成部の全体を搬送方向に移動させてもよい。下流側の感光ドラムにおける画像の書き込みタイミングをリアルタイムに回転方向に移動させてもよい。
【０１０８】
＜実施例２＞
図１３は実施例２の画像形成装置の構成の説明図である。図１４は実施例２におけるトナー像目盛り線の形成の説明図である。図１５は実施例２におけるトナー像目盛り線の検出の説明図である。
【０１０９】
実施例２では、実施例１のような画像形成中のリアルタイムのトナー像の位置合わせ制御は行わず、画像形成の開始に先立たせて、トナー像目盛り線を用いて各色トナー像の書き込み開始タイミングを調整する。トナー像の重ね合わせ制御に関する以外は、実施例１と実施例２とで画像形成装置の構成は同様であるため、図１３中、図１と共通する構成には共通の符号を付して重複する説明を省略する。
【０１１０】
図１３に示すように、実施例２の画像形成装置１００Ｂでは、画像形成部４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄの感光ドラム１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄは、個別に等角速度回転するように、それぞれの回転を制御されている。
【０１１１】
制御部１１０は、画像形成ジョブを受信すると、画像形成部４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄを起動して感光ドラム１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄの回転を立ち上げ、各色トナー像の書き込み開始タイミングを設定する。
【０１１２】
図１３を参照して図１４に示すように、画像形成装置１００Ｂでは、中間転写ベルト２４に沿って感光ドラム１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄが所定の間隔で配置されている。制御部１１０は、感光ドラム１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄにそれぞれ所定のタイミングでトナー像目盛り線を形成して中間転写ベルト２４に転写して、中間転写ベルト２４にトナー像目盛り線４８、４９、５０、５１、５２を形成する。トナー像目盛り線４８、４９、５０、５１、５２は、設計上、中間転写ベルト２４上で等間隔で配列するように、各色の露光装置による書き込み開始タイミングを設定して感光ドラム１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄに形成される。
【０１１３】
図９に示すように、トナー像目盛り線４８、４９、５０、５１、５２は、いずれも４０ライン２００スペースのサイズで形成しており、ピッチ１０．０８ｍｍ、線幅４８０μｍである。
【０１１４】
その後、トナー像目盛り線４８、４９、５０、５１、５２は、ベルト従動ローラ３７の下流側に配置した共通のベルト目盛り読み取りセンサ３３に順番に到達して、それぞれのエッジを検出される。
【０１１５】
制御部１１０は、トナー像目盛り線４８、４９、５０、５１、５２の先頭エッジの検出間隔を比較して、各色トナー像の位置ずれ量を見積もる。そして、それぞれの位置ずれ量を相殺するように、設計上、等間隔で配列するように設定した当初の書き込み開始タイミングを修正して、各色の露光装置における各色画像の書き込み開始タイミングを設定する。
【０１１６】
中間転写ベルト２４上に形成される２つのトナー像目盛り線４８、４９は、最下流のブラックの感光ドラム１２ｄにて形成され、色ずれを検出する際の基準となる。トナー像目盛り線４８、４９は、トナー像目盛り線４９が感光ドラム１２ｄ上でトナー像目盛り線４８から１０．０８ｍｍ遅れるように、感光ドラム１２ｄに対する書き込みタイミングを設定される。
【０１１７】
トナー像目盛り線５０は、中間転写ベルト２４上で、設計上、トナー像目盛り線４８から２０．１６ｍｍ後を搬送されるように逆算した書き込みタイミングで、感光ドラム１２ｃに形成される。トナー像目盛り線５１は、中間転写ベルト２４上で、設計上、トナー像目盛り線４８から３０．２４ｍｍ後を搬送されるように逆算した書き込みタイミングで、感光ドラム１２ｂに形成される。トナー像目盛り線５２は、中間転写ベルト２４上で、設計上、トナー像目盛り線４８から４０．３２ｍｍ後を搬送されるように逆算した書き込みタイミングで、感光ドラム１２ａに形成される。
【０１１８】
制御部１１０は、中間転写ベルト２４上のトナー像目盛り線４８、４９、５０、５１、５２を順次、ベルト目盛り読み取り電位センサ３３によって検出し、トナー像目盛り線４８、４９、５０、５１、５２の位置を検出する。
【０１１９】
位置ずれを検出する際の基準の位置関係にあるトナー像目盛り線４８と４９の検出時間間隔をＴ０とする。このとき、トナー像目盛り線４８と後続のトナー像目盛り線５０、５１、５２の検出時間間隔がそれぞれＴ１＝２×Ｔ０、Ｔ２＝３×Ｔ０、Ｔ３＝４×Ｔ０であれば、設計上の書き込み位置で各色トナー像の位置ずれ量は０と言える。
【０１２０】
一方、位置ずれ検出の基準に対して位置ずれが生じた場合、図１５に示すように、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３がＴ０に対して、２倍、３倍、４倍とはならず、位置ずれ量ΔＴ１、ΔＴ２、ΔＴ３が生じる。
【０１２１】
制御部１１０は、以下の演算を実行して位置ずれ量ΔＴ１、ΔＴ２、ΔＴ３を算出する。そして、この位置ずれ量の分だけ、各色トナー像の露光開始タイミングや感光ドラムの回転速度を調節して、位置ずれを補正する。
ΔＴ１＝Ｔ１−２×Ｔ０
ΔＴ２＝Ｔ２−３×Ｔ０
ΔＴ３＝Ｔ３−４×Ｔ０
【０１２２】
実施例２の画像形成装置１００Ｂでは、トナー像指標のエッジをアンテナ型の電位センサによって検出して、各色トナー像の中間転写ベルト２４上の形成位置を推定して、トナー像の位置ずれ量を求める。そして、求めた各色の位置ずれ量を相殺するだけ、感光ドラム１２ｂ、１２ｃ、１２ｄにおける露光装置１６ａ、１６ｂ、１６ｃを用いた画像の書き込み開始タイミングを修正する。これにより、感光ドラム１２ａ、１２ｂ、１２ｃで形成される画像のトナー像を、中間転写ベルト２４上において精密に重ね合わせることができる。
【０１２３】
＜実施例３＞
図１６は実施例３におけるトナー像目盛り線の形成の説明図である。図１７は実施例３におけるトナー像目盛り線の検出の説明図である。図１８はトナー像の回転ずれの補正方法の説明図である。
【０１２４】
実施例１、２では、図７に示すように、トナー像目盛り線を感光ドラムの片側の端部のみに形成して、各色トナー像の搬送方向の位置ずれを補正した。これに対して、実施例３では、図１６に示すように、感光ドラムの両端部にトナー像目盛り線を形成して、各色トナー像の回転ずれ（傾き）を補正する。
【０１２５】
感光ドラムの軸方向が中間転写ベルトの主走査方向と平行でない場合、または露光装置内の反射ミラーと感光ドラムの表面との距離が長手方向に渡って均一でない場合、トナー像が中間転写ベルト２４上に傾いて形成される。この場合、各色トナー像に回転ずれ（傾き）が発生して画像品質が低下する。
【０１２６】
そこで、制御部１１０は、画像形成の開始に先立たせて、感光ドラム１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄに、それぞれ一対のトナー像目盛り線を形成する。それぞれ一対のトナー像目盛り線は、中間転写ベルト２４に転写されて、設計上、１０．０８ｍｍ間隔で配列するように形成される。
【０１２７】
図１６に示すように、実施例３では、感光ドラム１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄにおいて、それぞれ同一の走査線上の両端部に静電像目盛り線３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄを形成する。トナー像目盛り線が、設計上、中間転写ベルト２４上で等間隔で配列するように、露光装置による書き込み開始タイミングを設定して、感光ドラム１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄに形成される。
【０１２８】
図１７に示すように、トナー像目盛り線４９ａ、４９ｂ、５０ａ、５０ｂ、５１ａ、５１ｂ、５２ａ、５２ｂの形成タイミングの差、ピッチ及び線幅は、実施例２のトナー像目盛り線と同一である。すなわち、図９に示すように、トナー像目盛り線４８、４９、５０、５１、５２は、いずれも４０ライン２００スペースのサイズで形成した。ピッチ１０．０８ｍｍ、線幅４８０μｍである。
【０１２９】
ベルト目盛り電位センサ３３、４０は、主走査方向に相対向するように配置されて一対のトナー像目盛り線を読み取る。トナー像目盛り線４９ａ、５０ａ、５１ａ、５２ａは、中間転写ベルト２４上で配列して中間転写ベルト２４に搬送され、順次、ベルト目盛り読み取り電位センサ３３を通過して先頭のエッジ位置を検出される。反対側のトナー像目盛り線４９ｂ、５０ｂ、５１ｂ、５２ｂは、中間転写ベルト２４上で配列して中間転写ベルト２４に搬送され、順次、ベルト目盛り読み取り電位センサ４０を通過して先頭のエッジ位置を検出される。
【０１３０】
図１７に示すように、トナー像目盛り線４９ａ、４９ｂはΔＴ１の時間差にて検出され、トナー像目盛り線５０ａ、５０ｂはΔＴ２の時間差にて検出されたとする。一方、トナー像目盛り線５１ａ、５１ｂ及びトナー像目盛り線５２ａ、５２ｂは、電位センサ３３、４０によって同一時刻に検出されたとする。
【０１３１】
このとき、図２を参照して図１３に示すように、露光装置１６ｃ、１６ｄの反射ミラーの傾きを調節すれば、トナー像の回転方向の位置ずれを修正することができる。露光装置１６ｂの反射ミラー１７ｂは、長手方向の一端が回動可能に支持され、長手方向の他端に微小変位を設定可能な不図示のアクチュエータが設けられている。このため、アクチュエータの作動量を調整して感光ドラム１２ａの軸方向に対する反射ミラー１７ｂの傾きを変更することにより、走査線の傾きを修正可能である。
【０１３２】
しかしながら、電位センサ３３と電位センサ４０は、主走査方向に相対向するように配置されたとしても、位置決め誤差がどうしても生じてしまう。よって、実際は、トナー像目盛り線５１、５２のように主走査方向に相対向して形成されていても、電位センサ３３と４０にて検出すると、ある時間差を生じて検出されることになる。
【０１３３】
そこで、実施例３では、ブラックのトナー像目盛り線４９ａ、４９ｂを基準として、他のトナー像目盛り線５０ａ、５０ｂ、５１ａ、５１ｂ、５２ａ、５２ｂを合わせ込む。トナー像目盛り線４９ａ、４９ｂの検知時間差がΔＴ１であるので、他のトナー像目盛り線５０ａ、５０ｂ、５１ａ、５１ｂ、５２ａ、５２ｂにおいても、検知時間差がΔＴ１に揃うように、反射ミラー１７ａ、１７ｂ、１７ｃを調整する。
【０１３４】
なお、実施例２の制御と実施例３の制御とを同時に実行して、搬送方向の位置ずれと回転方向の位置ずれとを同時に解消させてもよい。
【０１３５】
＜実施例４＞
図１８は実施例４におけるトナー像目盛り線の形成と検出の説明図である。図１８に示すように、実施例４では、ベルト目盛り読み取りセンサ３３、３５により測定された位置信号を用いて、ベルト駆動ローラ３６の偏心や中間転写ベルト２４の摩擦による中間転写ベルト２４の搬送速度の変動を解消する。これにより、中間転写ベルト２４における各色トナー像の色ずれ、すなわち中間転写ベルト２４上に転写された各色のトナー画像の搬送方向の位置ずれを補正する。
【０１３６】
すなわち、実施例４の画像形成装置は、制御部１１０が、指標検出手段の一例であるベルト目盛り読み取り電位センサ３３、３５の検出結果に基づいて、中間転写ベルト２４の回転を制御する。
【０１３７】
ベルト目盛り読み取りセンサ３３、３５は、いずれも上述した電位センサ３３０を用いており、電位センサ３５は、電位センサ３３に対して所定の距離を副走査方向の下流側へシフトさせて配置している。電位センサ３３と電位センサ３５との設置距離は、トナー像目盛り線２９の間隔よりも近い。
【０１３８】
各色トナー像の位置ずれを補正するためのトナー像目盛り線２９は、画像形成条件と同様な条件にて、感光ドラム１２ｄに形成された後、中間転写ベルト２４に転写される。中間転写ベルト２４に形成されたトナー像目盛り線２９は、ベルト目盛り読み取りセンサ３３によって検出されて、トナー像目盛り線２９の位置信号が形成される。
【０１３９】
制御部１１０は、基準色であるブラックの感光ドラム１２ｄにおいて、所定のタイミングで露光することによって、静電像目盛り線３１を形成する。形成された感光ドラム１２上の静電像目盛り線３１は、現像装置１８ｄにより現像した後、一次転写ローラ４ｄによって転写されて、中間転写ベルト２４上にトナー像目盛り線２９が形成される。
【０１４０】
制御部１１０は、トナー像目盛り線２９を電位センサ３３と電位センサ３５を用いて検出する。制御部１１０は、一本のトナー像目盛り線２９が電位センサ３３と電位センサ３５を通過する時間を測定して、中間転写ベルト２４の移動速度を算出する。そして、等間隔で連続した複数のトナー像目盛り線２９に対して、それぞれ同様の測定と演算を行うことで、中間転写ベルト２４の移動速度変動を算出する。
【０１４１】
制御部１１０は、複数のトナー像目盛り線２９の移動速度の平均を演算することで、中間転写ベルト２４の平均移動速度を算出する。次に、中間転写ベルト２４の移動速度変動をなくして、中間転写ベルト２４の平均速度に収束するように、刻々のベルト駆動ローラ３６の駆動を制御して、中間転写ベルト２４の速度調整を行う。
【０１４２】
なお、制御部１１０は、中間転写ベルト２４の速度変動に応じて、速度変動を消す方向に、露光装置１６ｄの露光タイミングや、感光ドラム１２ｄの回転速度を調整することによって、中間転写ベルト２４上でのトナー像の位置ずれを補正してもよい。
【０１４３】
実施例４では、トナー像目盛り線２９の時間間隔を検出し、時間間隔が一定になるように中間転写ベルト２４の回転速度の調整を行う。しかし、ベルト部材上のトナー像目盛り線が検出される時間間隔から位置ずれ量を導出し、位置ずれ量を補正するように、潜像を形成する露光手段タイミングの調整、あるいは、感光ドラムの回転速度の調整を行ってもよい。これにより、複数色のトナー像間の位置ずれを補正することができる。
【符号の説明】
【０１４４】
４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ  一次転写ローラ
６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ  ドラム駆動モータ
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ  感光ドラム
１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ  露光装置
１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ  反射ミラー
１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ  現像装置
２４  中間転写ベルト、２９  トナー像目盛り線
３１  静電像目盛り線
３３、３５  ベルト目盛り読み取り電位センサ
３４  ドラム目盛り読み取り電位センサ、３６  駆動ローラ
４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄ  画像形成部
Ｔ２  二次転写部
４５  ベルトクリーニング装置
４８、４９、５０、５１、５２  トナー像目盛り線
３３０  電位センサ、３３１  導線、３３２  ベースフィルム
３３３  保護フィルム、３３４  検出部、３３５  出力部
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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