(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の像担持体と、
前記第１の像担持体に当接するベルト部材と、
前記第１の像担持体に第１の静電潜像と第１の潜像目盛りパターンとを含む静電潜像を形成する第１の潜像形成ユニットと、
前記第１の静電潜像にトナーを付着させて第１のトナー像とする第１の現像器と、
前記第１のトナー像と、前記第１の潜像目盛りパターンと、を前記第１の像担持体から前記ベルト部材へ転写する第１の転写部材と、
前記ベルト部材へ転写された前記第１の潜像目盛りパターンを検知する第１の検知部材と、
前記第１の像担持体よりも前記ベルト部材の移動方向において下流側に配置され、前記ベルト部材に当接する第２の像担持体と、
前記第２の像担持体に第２の静電潜像と第２の潜像目盛りパターンとを含む静電潜像を形成する第２の潜像形成ユニットと、
前記第２の静電潜像にトナーを付着させて第２のトナー像とする第２の現像器と、
前記第２のトナー像を前記第２の像担持体から前記ベルト部材へ転写する第２の転写部材と、
前記第２の像担持体の前記第２の潜像目盛りパターンを検知する第２の検知部材と、
前記第１の検知部材と前記第２の検知部材との検知結果に基づいて前記ベルト部材の移動方向における前記第１のトナー像と前記第２のトナー像との相対的な位置を調整する調整部と、
前記ベルト部材の移動方向において前記第１の像担持体よりも上流側で前記第２の像担持体よりも下流側に配置され、前記ベルト部材の移動方向に交差する幅方向おいて前記ベルト部材の前記第１のトナー像の領域とは異なる領域であって、前記第１の潜像目盛りパターンと重なる領域を帯電するベルト帯電部材と、を有する画像形成装置。
【請求項２】
前記ベルト部材は、前記幅方向において、トナー像が転写されるトナー像転写領域と、前記トナー像転写領域より外側に配置され、抵抗値が前記トナー像転写領域よりも高く設定される前記第１の潜像目盛りパターンが転写される潜像目盛り転写領域を有し、
前記第１の像担持体から前記ベルト部材に転写された前記第１の潜像目盛りパターンは、前記ベルト部材の移動方向における前記第１のトナー像と前記第２のトナー像との間の相対的な位置の調整に用いられ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】
前記第１の潜像目盛りパターンと前記第２の潜像目盛りパターンとは、それぞれ所定の幅を有し前記幅方向に延びる線状のパターンを所定のピッチで前記第１の像担持体と前記第２の像担持体の移動方向にそれぞれ複数並ぶように形成され、
前記第１の検知部材と前記第２の検知部材のそれぞれは、前記幅方向に延びる線状のパターンに略水平な方向に延びて配置される線状のプローブを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記ベルト帯電部材は、前記潜像目盛り転写領域に当接して、交流電圧に直流電圧を重畳した交番電圧が印加されることで、前記潜像目盛り転写領域を所定の電位に帯電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】
前記ベルト帯電部材は、前記潜像目盛り転写領域に転写された前回の前記第１の潜像目盛りパターンを消去することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記第１の転写部材に印加する電圧を複数段階に変更して前記潜像目盛り転写領域に転写された前記第１の潜像目盛りパターンを前記第１の検知部材で検知した結果に基づいて、前記交番電圧の直流電圧を設定する設定部をさらに有することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記ベルト帯電部材に印加する前記交番電圧の直流電圧を複数段階に変更して前記潜像目盛り転写領域に転写された前記第１の潜像目盛りパターンを前記第１の検知部材で検知した結果に基づいて、前記交番電圧の直流電圧を設定する設定部をさらに有することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記設定部は、前記第１の検知部材で検知した前記第１の潜像目盛りパターンの信号の波形のばらつきが小さくなるように前記交番電圧の直流電圧を決定することを特徴とする請求項６又は７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、像担持体に形成した位置決め用の静電像をベルト部材に転写して画像のトナー像の位置合わせ制御に用いる画像形成装置、詳しくは位置決め用の静電像を中間転写体等へ適正に転写して検出精度を高めるための構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
像担持体に形成した静電像をトナーで現像した画像のトナー像を、ベルト部材（中間転写ベルト又は記録材搬送ベルト）を用いて位置決め制御する画像形成装置が広く用いられている。ベルト部材を用いて上流側の像担持体で形成された画像のトナー像と下流側の別の像担持体で形成された別の画像のトナー像とを重ね合わせる画像形成装置では、ベルト部材の画像転写領域の外側に各種の指標や目盛りを形成している（特許文献１、２）。
【０００３】
特許文献１では、複数の像担持体でそれぞれ画像の静電像を形成するタイミングを調整するために、画像形成に先立たせて、位置決め用の静電像指標を、複数の像担持体に形成して記録材搬送ベルトに転写している。
【０００４】
特許文献２では、中間転写ベルトに転写された画像のトナー像に対して像担持体上のトナー像をリアルタイムに位置決めるために、中間転写ベルトの磁気記録トラックに目盛りパタ−ンを磁気記録している。
【０００５】
特許文献３には、像担持体（感光ドラム）に形成された静電像目盛りを検出可能なアンテナ型電位センサが記載されている。アンテナ型電位センサは、図５に示すように、検出面と所定の間隔を隔てて配置された静電像目盛り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、静電像目盛り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、静電像目盛りを精密に検出できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−３９５７１号公報
【特許文献２】特開２００４−１４５０７７号公報
【特許文献３】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】
【０００７】
図１に示すように、上流側の像担持体で形成した位置決め用の静電像指標（３１ａ）をベルト部材（２４）に転写し、アンテナ型電位センサ（３３ｂ）により検出して、下流側の像担持体の画像のトナー像をリアルタイムに位置決める制御が提案された。
【０００８】
この場合、上流側の像担持体（１２ａ）では、トナー像をベルト部材（２４）へ転写する位置で同時に  静電像指標（３１ａ）をベルト部材（２４）へ転写することが望ましい。像担持体上（１２ａ）のトナー像と静電像指標（３１ａ）との位相関係を走査線レベルでベルト部材（２４）上に等しく再現して、下流側の像担持体（１２ｂ）におけるトナー像の重ね合わせ誤差を減らせるからである。
【０００９】
しかし、検討の結果、画像のトナー像を最高の転写効率で転写できる転写電圧と静電像指標を高精度に転写できる転写電圧とは異なることが判明した（図１１参照）。また、画像のトナー像を最高の転写効率で転写できる転写電圧と静電像指標を高精度に転写できる転写電圧との電位差は、画像形成の累積枚数や環境の温度湿度によって大きく変化することが判明した。
【００１０】
このため、静電像指標を高精度に転写できる転写電圧を設定すると、画像のトナー像の転写効率が低下して画像品質が低下した。また、画像のトナー像の転写効率が高い転写電圧を設定すると、ベルト部材に転写された静電像指標が損なわれて、トナー像の重ね合わせ誤差が大きくなった。
【００１１】
そこで、図８に示すように、トナー像を転写するための転写ローラ４ａと同軸上に、静電像目盛り３１ａを転写するための独立した転写ローラ４７を配置して、それぞれに最適な転写電圧を印加することが提案された。しかし、この場合、転写部Ｔａの構造が複雑になる。転写ローラ４ａと転写ローラ４７の間に放電を回避するためのスペースが必要になって、中間転写ベルト２４の幅が広くなり、中間転写ユニット（ひいては画像形成装置）が大型化する。
【００１２】
本発明は、共通の転写電圧（転写電流）を適用しても、画像のトナー像と静電像指標とが共に好適に転写され、ベルト部材を含むユニット（あるいは画像形成装置）を小型化できる画像形成装置を提供することを目的としている。画像のトナー像と静電像指標とを共に好適に転写して、画像品質を犠牲にすることなく静電像指標によるトナー像の精密な重ね合わせを実現できる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】
【００１３】
本発明の画像形成装置は、第１の像担持体と、前記第１の像担持体に当接するベルト部材と、前記第１の像担持体に第１の静電潜像と第１の潜像目盛りパターンとを含む静電潜像を形成する第１の潜像形成ユニットと、前記第１の静電潜像にトナーを付着させて第１のトナー像とする第１の現像器と、前記第１のトナー像と、前記第１の潜像目盛りパターンと、を前記第１の像担持体から前記ベルト部材へ転写する第１の転写部材と、前記ベルト部材へ転写された前記第１の潜像目盛りパターンを検知する第１の検知部材と、前記第１の像担持体よりも前記ベルト部材の移動方向において下流側に配置され、前記ベルト部材に当接する第２の像担持体と、前記第２の像担持体に第２の静電潜像と第２の潜像目盛りパターンとを含む静電潜像を形成する第２の潜像形成ユニットと、前記第２の静電潜像にトナーを付着させて第２のトナー像とする第２の現像器と、前記第２のトナー像を前記第２の像担持体から前記ベルト部材へ転写する第２の転写部材と、前記第２の像担持体の前記第２の潜像目盛りパターンを検知する第２の検知部材と、前記第１の検知部材と前記第２の検知部材との検知結果に基づいて前記ベルト部材の移動方向における前記第１のトナー像と前記第２のトナー像との相対的な位置を調整する調整部と、前記ベルト部材の移動方向において前記第１の像担持体よりも上流側で前記第２の像担持体よりも下流側に配置され、前記ベルト部材の移動方向に交差する幅方向おいて前記ベルト部材の前記第１のトナー像の領域とは異なる領域であって、前記第１の潜像目盛りパターンと重なる領域を帯電するベルト帯電部材と、を有するものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の画像形成装置では、画像のトナー像の転写に好適な転写電圧と静電像指標の転写に好適な転写電圧との差分を、ベルト部材帯電手段によって帯電されたベルト部材の帯電電位によって埋め合わせることが可能である。
【００１５】
したがって、画像のトナー像の転写に適合させた電気的条件を用いても、少なくとも静電像指標が転写される領域については、像担持体とベルト部材との間では静電像指標の転写に適合した転写電界が確保されるので、第１の潜像目盛りパターンを精度高く好適に転写できる。
ベルト部材を含む交換ユニットを小型化しつつ、画像のトナー像と第１の潜像目盛りパターンとを共にベルト部材へ好適に転写できる。これにより、画像品質を犠牲にすることなく、第１の潜像目盛りパターンによるトナー像の精密な位置合わせを実行できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】画像形成装置の全体構成の説明図である。
【図２】静電像転写領域と電位センサの配置の説明図である。
【図３】中間転写ベルトに転写された静電像目盛りの検出の説明図である。
【図４】アンテナ型電位センサの説明図である。
【図５】アンテナ型電位センサによる静電像目盛りの検出の説明図である。
【図６】静電像目盛りを用いたトナー像の位置合わせ制御の説明図である。
【図７】マゼンタの画像形成部の一次転写部の拡大図である。
【図８】比較例におけるイエロー画像形成部の転写部の構成の説明図である。
【図９】イエロー画像形成部の転写部の構成の説明図である。
【図１０】静電像目盛りの転写に適合した転写電圧を求める制御の説明図である。
【図１１】中間転写ベルトへ転写された静電像パターンの静電像コントラストと転写電圧の関係の説明図である。
【図１２】プレ帯電の効果の説明図である。
【図１３】静電像の転写に最適なプレ帯電の電圧と転写電圧の関係の説明図である。
【図１４】プレ帯電を伴った静電像の転写における転写部の等価回路である。
【図１５】実施例２のプレ帯電制御のフローチャートである。
【図１６】実施例３のプレ帯電制御のフローチャートである。
【図１７】中間転写ベルトに転写された静電像目盛りの評価の説明図である。
【図１８】アンテナ型電位センサの検出信号の変化の説明図である。
【図１９】実施例４のプレ帯電制御のフローチャートである。
【図２０】実施例５のプレ帯電制御のフローチャートである。
【図２１】実施例６のプレ帯電制御のフローチャートである。
【図２２】実施例７のプレ帯電制御のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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、ベルト部材の静電像転写領域がトナー像転写領域とは異なる電位に帯電される限りにおいて、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。
【００１８】
したがって、複数のトナー像を重ね合わせる画像形成装置であれば、像担持体の数、中間転写方式／記録材搬送方式の違い、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、転写方式等の区別無く実施できる。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。
【００１９】
なお、特許文献１、２、３に示される画像形成装置及びアンテナ型の電位センサに関する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。
【００２０】
＜画像形成装置＞
図１は画像形成装置の全体構成の説明図である。図２は静電像転写領域と電位センサの配置の説明図である。
【００２１】
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。
【００２２】
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。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。
【００２３】
記録材カセット８０から引き出された記録材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、レジストローラ８３によって二次転写部Ｔ２へ送り込まれる。
【００２４】
そして、記録材Ｐが二次転写部Ｔ２を搬送される過程で、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を定着された後に、排出ローラ８５によって機体外へ排出される。
【００２５】
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、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。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。
【００２６】
感光ドラム１２ａは、アルミニウムシリンダの外周面に帯電極性が負極性のＯＰＣ感光体層が形成され、所定のプロセススピ−ドで矢印Ｒ１方向に回転する。帯電ローラ１４ａは、直流電圧に交流電圧を重畳した帯電電圧を印加されて、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。
【００２７】
露光装置１６ａは、レーザービームを回転ミラーで走査露光して、感光ドラム１２ａの表面電位を明部電位ＶＬに低下させて画像の静電像を書き込む。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。露光された明部電位ＶＬの部分に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。
【００２８】
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で、感光ドラム１２ａのトナー像が中間転写ベルト２４へ一次転写される。
【００２９】
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回収する。ベルトクリーニング装置４５は、駆動ローラ３６に内側面を支持された中間転写ベルト２４にクリーニングブレードを摺擦させて、二次転写部Ｔ２を通過した中間転写ベルト２４から転写残トナーを回収する。
【００３０】
図２に示すように、中間転写ベルト２４は、テンションローラ３７、駆動ローラ３６、及び対向ローラ３８に張架され、テンションローラ３７によって所定の張力が与えられる。駆動ローラ３６は、不図示の駆動モータによって回転駆動されて、中間転写ベルト２４を矢印Ｒ２方向に所定のプロセススピ−ドで回転させる。
【００３１】
中間転写ベルト２４は、カーボン粒子を含有させて体積低効率１×１０１０Ω・ｃｍに調整されたポリイミドの樹脂ベルトであって、幅方向の中央にトナー像転写領域を配置している。
【００３２】
静電像転写領域２５は、体積低効率１×１０１５Ω・ｃｍ以上のＰＥＴ、ＰＴＦＥ、ポリイミド等の樹脂フィルムを、中間転写ベルト２４の幅方向の両端の表面に積層して形成される。ただし、中間転写ベルト２４に形成できる高抵抗材料であれば、これらに限定するものではない。
【００３３】
＜位置決め用の静電像＞
ところで、中間転写ベルトに沿って複数の画像形成部を配置したタンデム型の画像形成装置の問題点としては、複数の感光ドラムや中間転写ベルトに速度変動が生じることである。複数の感光ドラムの転写部で、感光ドラムの外周面と中間転写ベルトの相対速度の変動がバラバラに発生して、各色のトナー像を重ね合わせたときに、１００〜１５０μｍの色ずれを生じることがある。
【００３４】
特許文献１に記載された画像形成装置では、上流側の感光ドラムに形成した静電像パッチを記録材搬送ベルトに転写し、下流側の感光ドラムの転写部で記録材搬送ベルト上の静電像パッチを検出している。ここでは、静電像パッチは、画像形成前、または画像形成を中断して、記録材搬送ベルトに転写され、下流側の感光ドラムにおける画像の静電像の書き込みタイミングの調整に利用される。
【００３５】
このため、画像形成中に、リアルタイムに位置ずれ補正用のデ−タを取得することはできず、一枚の画像形成中にリアルタイムに各色トナー像の位置ずれ補正を完了することはできない。感光ドラムやベルト駆動ローラの周速度変動、あるいは中間転写ベルトの伸縮に起因して発生する短い周期の周期的な各色の位置ずれに関しては、補正の目的とされず、補正効果も期待できなかった。
【００３６】
特許文献２に記載された画像形成装置では、１枚の画像形成を行いながらリアルタイムに画像位置の補正を行うため、感光ドラムや中間転写ベルトの短い周期の周期的な速度変動を補正できる。ここでは、最も上流側の感光ドラムから転記された目盛り情報を、下流側の感光ドラムの転写部で読み取って、下流側の感光ドラムの刻々の回転速度をリアルタイムに変化させている。
【００３７】
しかし、中間転写ベルトへの目盛り情報の書き込みは、磁気記録方式を用いているため、中間転写ベルトに転写された画像のトナー像と転記された目盛り情報との間に同期のずれが発生する。露光位置に対する露光装置の露光位置決め精度、温度による部品の膨張や収縮などの影響により、露光位置自体の変動が数１０μｍ生じる。感光ドラム上の目盛り情報を読み取って中間転写ベルトに転記する際の読み取り誤差と書き込み誤差もそれぞれ数１０μｍ発生する。さらに、複数の感光ドラムの相対位置決め誤差が数１０μｍある。このため、これらの誤差に起因して各色画像のトナー像の位置ずれを１００μｍ以下に抑えることは困難であった。
【００３８】
そこで、図２に示すように、画像形成装置１００では、各色画像の位置ずれを１００μｍ以下に抑えるため、画像の静電像に同期させて感光ドラム１２ａに形成した静電像目盛り３１ａを中間転写ベルト２４へそのまま転写している。静電像転写領域２５に対する静電像目盛り３１ａの転写を、中間転写ベルト２４に対する画像のトナー像の一次転写と同時に行っている。
【００３９】
そして、下流側の画像形成部４３ｂでは、静電像転写領域２５に転写された静電像目盛り３１ａをベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂで読み取って、上述した周期的な各色の画像のトナー像の位置ずれをリアルタイムかつ高精度に補正している。
【００４０】
上流側の感光ドラム１２ａには、イエロートナー像の走査線と同期させて静電像目盛り３１ａが形成される。イエロートナー像は、中間転写ベルト２４の中央のトナー像転写領域９０に一次転写され、静電像目盛り３１ａは、中間転写ベルト２４の幅方向の両端に積層された静電像転写領域２５に転写される。静電像転写領域２５は、中間転写ベルト２４のトナー像転写領域９０よりも高抵抗であるため、静電像転写領域２５に転写された静電像目盛り３１ａは、減衰することなく画像形成部４３ｂ、４３ｃ、４３ｄに到達して精度高く検出可能である。
【００４１】
感光ドラム１２ａから静電像転写領域２５へ転写された静電像目盛り３１ａは、下流側の感光ドラム１２ｂにおいて検出されて、トナー像の搬送方向の位置合わせに用いられる。中間転写ベルト２４の外側面に転写された静電像目盛り３１ａは、一次転写ローラ４ｂの長手方向の外側で、中間転写ベルト２４の内側面から、ベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂにより検出される。
【００４２】
感光ドラム１２ｂには、マゼンタ画像の静電像の走査線と同期させて静電像目盛り３１ｂが形成される。マゼンタ画像のトナー像は、中間転写ベルト２４のトナー像転写領域９０のイエロー画像のトナー像に重ね合わせて一次転写される。このとき、同時に、感光ドラム１２ｂの静電像目盛り３１ｂは、中間転写ベルト２４の幅方向の外側でドラム目盛り読み取りセンサ３４ｂによって検出される。
【００４３】
＜アンテナ型電位センサ＞
図３は中間転写ベルトに転写された静電像目盛りの検出の説明図である。図４はアンテナ型電位センサの説明図である。図５はアンテナ型電位センサによる静電像目盛りの検出の説明図である。図６は静電像目盛りを用いたトナー像の位置合わせ制御の説明図である。図７はマゼンタの画像形成部の一次転写部の拡大図である。
【００４４】
図１に示すように、感光ドラム１２ａは、奥側のドラム駆動モ−タ６ａから駆動力が伝達され、手前側には、刻々の回転速度を検出するためのドラムエンコ−ダ８ａが連結されている。ドラムエンコ−ダ８ａの出力信号に基づいてドラム駆動モ−タ６ａを制御することで、感光ドラム１２ａは、ドラム駆動モ−タ６ａに駆動されて等角速度で回転する。
【００４５】
図３に示すように、モータ駆動部１０６は、ベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂの出力信号とドラム目盛り読み取りセンサ３４ｂの出力信号の位相を一致させるように、ドラム駆動モ−タ６ｂの回転速度をリアルタイムに制御する。これにより、中間転写ベルト２４に最初に転写されたイエロートナー像に対して、感光ドラム１２ｂに担持されたマゼンタトナー像が走査線レベルで位置合わせされる。
【００４６】
感光ドラム１２ｃ、１２ｄにおいても、感光ドラム１２ｂと同様に、ドラム駆動モ−タ６ｃ、６ｄを制御して、シアントナー像、ブラックトナー像の位置合わせが同様に実行される。
【００４７】
なお、図３では、図示の都合上、ベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂとドラム目盛り読み取りセンサ３４ｂの位相位置をずらせているが、上述したように、両者は、感光ドラム１２ｂの一次転写部Ｔｂに対応する位置に重なって配置されている。
【００４８】
ドラム目盛り読み取りセンサ３４ｂ、３４ｃ、３４ｄおよびベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂ、３３ｃ、３３ｄは、いずれも図４に示すアンテナ型電位センサ３３０を用いている。
【００４９】
図４に示すように、アンテナ型電位センサ（静電像検知プローブ）３３０を製造した。図４中、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＹ−Ｙ’面の断面図である。
【００５０】
図４の（ａ）に示すように、アンテナ型電位センサ３３０の水平部分３３３が静電像目盛り３１ｂを検出する役割を果たしている。アンテナ型電位センサ３３０の垂直部分３３４は、水平部分３３３が検知した電流を引き出す役割を果たしている。アンテナ型電位センサ３３０の製造方法は、以下による。
（１）図４の（ｂ）に示すように、一般に電気製品の内部配線に使われている厚み１５μｍのポリイミド製フレキシブルプリント基板３３６に電極層を形成する。
（２）図４の（ａ）に示すように、電極層から、ウェットエッチングにより、垂直部分３３４と水平部分３３３のパタ−ンをＬ字型に形成する。
（３）図４の（ｂ）に示すように、磨耗防止用に接着層３４５（厚み１５μｍ）を介してカバ−ポリイミドフィルム３４６（厚み１５μｍ）を貼付する。
（４）図４の（ｃ）に示すように、アンテナ型電位センサ３３０の端部は、不図示のコネクタを介して増幅回路５へ接続した。
【００５１】
図５の（ａ）に示すように、静電像目盛り３１ｂは、感光ドラム１２ｂの表面に電位差パターンとして存在する。アンテナ型電位センサ３３０は、時間的に（ａ）→（ｂ）→（ｃ）→（ｄ）のように、静電像目盛り３１ｂに対して相対移動している。
【００５２】
アンテナ型電位センサ３３０は、紙面と垂直な方向へ感光ドラム１２ｂの表面から僅かに（数μｍ〜数１０μｍ）離れた位置に設置されて、相対移動時、感光ドラム１２ｂの表面からの距離を一定に保ったまま移動する。静電像目盛り３１ｂは、アンテナ型電位センサ３３０との相対移動の方向に目盛り状に配列しているが、ここでは、一本のみ図示している。また、静電像目盛り３１ｂの電位をプラス表記しているが、これは周囲がマイナス５００Ｖの暗部電位ＶＤで静電像目盛り３１ｂがマイナス１００Ｖの明部電位ＶＬに帯電している場合を想定しているためである。
【００５３】
アンテナ型電位センサ３３０は、出力線を増幅回路５へ接続されている。アンテナ型電位センサ３３０は、静電像目盛り３１ｂの中心線に接近する過程と、中心線から遠ざかる過程とで、逆方向の誘導電流を出力して１本の静電像目盛り３１ｂを検出する。
【００５４】
図５の（ａ）に示すように、アンテナ型電位センサ３３０が静電像目盛り３１ｂに近づいてくると、静電像目盛り３１ｂのプラス電位に、アンテナ型電位センサ３３０と増幅回路５の自由電子が、ほんの少し引きつけられる。
【００５５】
図５の（ｂ）に示すように、さらにアンテナ型電位センサ３３０が静電像目盛り３１ｂに近づき、引きつけられる自由電子が増える。
【００５６】
図５の（ｃ）に示すように、アンテナ型電位センサ３３０が静電像目盛り３１ｂに最も近づき、最も自由電子の引きつけられる量が増大する。
【００５７】
図５の（ｄ）に示すように、最後に、アンテナ型電位センサ３３０が静電像目盛り３１ｂから離れ始めると、引きつけられていた自由電子が戻り始める。
【００５８】
図５の（ｅ）に示すように、（ａ）〜（ｄ）のような自由電子の流れ（誘導電流）を増幅電気回路５で検出して増幅することにより、静電像目盛り３１ｂの位置を電気信号として取り出すことが可能となる。アンテナ型電位センサ３３０が静電像目盛り３１ｂに近づくにつれて出力が増え、アンテナ型電位センサ３３０と静電像目盛り３１ｂが重なった（最も近づいた）時に誘導電流は一瞬ゼロになる。そして、アンテナ型電位センサ３３０が静電像目盛り３１ｂから離れるにつれてマイナスの出力となり、距離が離れていくにつれ出力信号もゼロになる。以上が、静電像目盛り３１ｂを検知する原理である。
【００５９】
図６の（ａ）に示すように、感光ドラム１２ｂには、露光装置１６ｂを用いて静電像目盛り３１ｂと画像の静電像が同時に形成される。画像の静電像の外側で、走査線ｎ本を連続して露光した後に走査線ｎ本の露光を停止することを繰り返す。
【００６０】
静電像目盛り３１ｂの周期は、露光装置１６ｂの解像度、感光ドラム１２ｂの回転速度により種々のサイズを取り得る。例えば解像度６００ｄｐiであれば、走査線の幅は約４２μｍなので、４ライン分の露光部と４ラインの未露光部とを繰り返す４ライン／４スペースの静電像目盛り３１ｂを考えた場合、４２μｍの８倍となる３３６μｍ周期となる。
【００６１】
図６の（ｂ）に示すように、デューティ５０％の暗部電位ＶＤ（未露光）と明部電位ＶＬ（露光）のインクリメンタルパターンが感光ドラム１２ｂに形成される。感光ドラム１２ｂの表面電位は、画像領域２７と同様の電位で、静電像目盛り３１ｂにおいて、例えば−５００Ｖの未露光部３４１と−１００Ｖの露光部３４２の方形波となる。
【００６２】
そして、方形波の表面電位パターンをアンテナ型電位センサ３３０で検知すると、図６の(ｃ)に示すように、ゼロボルト中心の振幅を持つ正弦波形が得られる。インクリメンタルパターンの周期、回路インピーダンス、回転速度等の組み合わせを調整することで、図５の（ｅ）に示す微分波形を正弦波出力に整形することができる。
【００６３】
感光ドラム１２ａに形成されて中間転写ベルト２４に転写された静電像目盛り３１ａについても、同様に、正弦波の出力波形の検出信号を取り出すことで、トナー像の位置合わせを２つの正弦波の位相調整で実現できる。簡単な回路構成で精密な位相合わせ制御が可能となる。例えば、正弦波形を時間微分してその傾きを取り、傾きが最大となる点が２つの正弦波で一致するように制御を行うことができる。
【００６４】
図７に示すように、マゼンタの画像形成部４３ｂでは、ドラム目盛り読み取りセンサ３４ｂとベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂとが一次転写部Ｔｂの直線上に配置されている。ベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂとドラム目盛り読み取りセンサ３４ｂとは、感光ドラム１２ｂの一次転写ニップに対応する同一の位相位置に配置されている。
【００６５】
このため、イエロートナー像とマゼンタトナー像とが正確に重なり合う場合には、感光ドラム１２ｂの静電像目盛り３１ｂが検出されると同時に、中間転写ベルト２４の静電像目盛り３１ａが検出される。
【００６６】
そして、同時に検出されない場合には、ドラム目盛り読み取りセンサ３４ｂによって検出された静電像目盛り３１ｂと、ベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂによって検出された静電像目盛り３１ｂの位相を一致させるように制御がされる。イエロートナー像と対応した静電像目盛り３１ａをベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂで読み取って、感光ドラム１２ｂの対応する静電像目盛り３１ｂを位置合わせするように、感光ドラム１２ｂを位置決める。
【００６７】
中間転写ベルト２４の静電像転写領域２５に転写された静電像目盛り３１ａに追従させて感光ドラム１２ｂの回転速度を変化させることで、中間転写ベルト２４上のイエローとマゼンタのトナー像の位置ズレが高精度に補正される。
【００６８】
以下、図２に示す画像形成部４３ｃ、４３ｄにおいても同様に、中間転写ベルト２４上の静電像目盛り３１ａの検出と、感光ドラム１２ｃ、１２ｄの回転速度（位相）を調整する制御が行われる。これにより、各色トナー像の色ずれが少ない高品質な画像を出力できる。
【００６９】
なお、中間転写ベルト２４に転写された静電像目盛り３１ａは、中間転写ベルト２４の厚みを隔てた内側面に配置したベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂ、３３ｃ、３３ｄによって読み取られる。
【００７０】
ただし、ベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂ、３３ｃ、３３ｄを配置して静電像目盛り３１ａを検出する側を、中間転写ベルト２４の表面側にするか裏面側にするかは、中間転写ベルトの材料特性、プロセス設計、製品仕様等に応じて選択できる。
【００７１】
＜転写ローラの問題＞
図８は比較例におけるイエロー画像形成部の転写部の構成の説明図である。
【００７２】
図８に示すように、比較例では、中間転写ベルト２４の幅方向の両端部に設けられた静電像転写領域２５に対して、専用の静電像転写ローラ４７が配置されている。静電像転写ローラ４７は、導電性のスポンジローラで一次転写ローラ４ａと同様に構成され、一次転写ローラ４ａと同軸上で回転する。しかし、静電像転写ローラ４７は、一次転写ローラ４ａとは電気的に独立しており、一次転写ローラ４ａとは別の電源から一次転写ローラ４ａとは異なる専用の電圧を印加可能である。
【００７３】
画像形成部４３ａでは、感光ドラム１２ａにトナー像を形成する際に、感光ドラム１２ａの画像形成領域９０の外側に、レーザービーム露光により静電像目盛り３１ａを形成する。感光ドラム１２ａの長手方向の両端部において、画像を書き込む前後のレーザービームの走査部分を用いて、線状の静電像目盛り３１ａが、所定走査線本数の幅と間隔を持たせて形成される。図８では、感光ドラム１２ａの両端に静電像目盛り３１ａが形成されているが、感光ドラム１２ａの片端だけに静電像目盛り３１ａが形成される場合もある。
【００７４】
一次転写ローラ４ａは、電源Ｄ１２から正極性の転写電圧を印加されて、感光ドラム１２ａ上のトナー像を中間転写ベルト２４の表面に静電気力で吸引して転写させる。これに対して、静電像転写ローラ４７は、電源Ｄ４７から一次転写ローラ４ａに印加される電圧とは値が異なる正極性の転写電圧を印加されて、感光ドラム１２ａの静電像目盛り３１ａを中間転写ベルト２４の静電像転写領域２５に転写する。静電像転写ローラ４７は、静電像目盛り３１ａを形成している電荷を、トナー像の転写条件とは異なる最適な転写条件により静電像転写領域２５に転写させる。
【００７５】
しかし、この場合、画像のトナー像の転写用の一次転写ローラ４ａとは別に静電像転写ローラ４７が必要であり、近接した領域に、電位の異なる転写ローラを新たに追加しなければならない。
【００７６】
また、静電像転写ローラ４７には、トナー像の転写電圧とは異なる転写電圧を印加する必要があり、追加された転写ローラに接続されるバイアス電源が画像形成部ごとにもう一つずつ必要になる。
【００７７】
また、静電像目盛り３１ａは、画像形成領域９０のできるだけ近くに転写されることが望ましい。しかし、例えば、画像のトナー像の転写電位が１５００Ｖ、静電像目盛り３１ａの転写電位が１０００Ｖの場合、近接した場所に５００Ｖ電位の異なる２つの転写ローラを連動して回転することになる。その場合、異なる電位の転写ローラの間で放電を回避するため、一定以上の間隔を設けなければならず、中間転写ベルト２４の端部付近の機構系において、余分なスペースが必要になる。
【００７８】
そこで、以下の実施例では、図９に示すように、画像形成領域９０と静電像転写領域２５とに対して共通の一次転写ローラ５１を設け、画像形成領域９０と静電像転写領域２５とに対して同一の転写電圧を印加している。
【００７９】
＜一体型の一次転写ローラ＞
図９はイエロー画像形成部の転写部の構成の説明図である。
【００８０】
図９に示すように、画像形成部４３ａでは、中間転写ベルト２４の両端部に設けられた静電像転写領域２５に対し、画像のトナー像の転写用を兼ねた一次転写ローラ５１によって転写電圧が印加される。図８に示す一次転写ローラ４ａをそのまま静電像目盛り３１ａが転写される領域まで延長して、実施例１の一次転写ローラ５１としている。これにより、感光ドラム１２ａから中間転写ベルト２４へ画像のトナー像と静電像目盛り３１ａを同時に転写することを可能にしている。
【００８１】
一次転写ローラ５１は、画像形成領域９０から静電像転写領域２５までの中間転写ベルト２４に連続的に当接し、電源Ｄ５１によって、トナー像の転写に最適化した転写電圧Ｖｔが印加される。これにより、画像形成領域９０から画像のトナー像が転写されると同時に、静電像目盛り３１ａを形成している電荷パターンが中間転写ベルト２４へ移転して、静電像転写領域２５に静電像目盛り３１ａが形成される。
【００８２】
＜目盛り消去ローラ＞
図２に示すように、中間転写ベルト２４の静電像転写領域２５に対応させて、目盛り消去ローラ５２と目盛り消去対向ローラ５３が配置されている。目盛り消去ローラ５２と目盛り消去対向ローラ５３は、中間転写ベルト２４の静電像転写領域２５に形成された前回の静電像目盛り３１ａを消去して、静電像転写領域２５の帯電電位を初期化するために設置されている。
【００８３】
図３はイエロー画像形成部４３ａとマゼンタ画像形成部４３ｂと制御部５４との関係を示しており、シアン画像形成部４３ｃおよびブラック画像形成部４３ｄは省略してある。制御部５４は、中間転写ベルト２４のプレ帯電を司る制御部分のみを拡大しており、電圧制御部１０３は、ＡＣ電圧制御部１０１とＤＣ電圧制御部１０４を制御する。ＡＣ電圧制御部１０１のＡＣ電圧をＤＣ電圧制御部１０４のＤＣ電圧に重畳し、重畳した振動電圧は、電圧印加部１０２を介して目盛り消去ローラ５２に印加する。
【００８４】
静電像転写領域２５と接触する目盛り消去ローラ５２には、目盛り消去電源Ｄ５２から交流電圧に直流電圧を重畳した振動電圧が印加され、目盛り消去対向ローラ５３は接地電位に接続されている。振動電圧の交流電圧は、前回の画像形成で転写された静電像目盛りの消去、つまり、中間転写ベルト２４上の電位の凹凸をならして平滑化するために用いられ、正弦波、矩形波、パルス波などを使用できる。
【００８５】
一方、振動電圧の直流電位は、上述したように、画像形成領域９０と静電像転写領域２５に共通の一次転写ローラ５１を設けてトナー像の転写に最適化した転写電圧で静電像目盛り３１ａを転写する弊害を除くためのプレ帯電に必要な電圧である。プレ帯電に必要な直流電圧の大きさと設定方法は後述する。
【００８６】
中間転写ベルト２４の静電像転写領域２５を一様にあるＤＣ電位にプレ帯電することが、静電像目盛り３１ａの消去用の部材を用いて、静電像目盛り３１ａの消去工程と一括して行われる。
【００８７】
なお、目盛り消去ローラ５２および目盛り消去対向ローラ５３は、画像形成部４３ｄよりも下流側で画像形成部４３ａに達するまでの間、どこに配置してもよい。しかし、二次転写、外来ノイズ等の影響で、静電像転写領域２５の帯電状態が変化する可能性があるため、画像形成部４３ａの直前が望ましい。静電像目盛り３１ａの消去には、コロナ帯電器など他の帯電手段を用いることも可能である。
【００８８】
＜実施例１＞
図１０は静電像目盛りの転写に適合した転写電圧を求める制御の説明図である。図１１は中間転写ベルトへ転写された静電像パターンの静電像コントラストと転写電圧の関係の説明図である。
【００８９】
図２に示すように、像担持体の一例である感光ドラム１２ａは、画像のトナー像の転写部でベルト部材の一例である中間転写ベルト２４に当接する。第１の潜像形成ユニットの一例である露光装置１６ａは、第１の静電像と第１の潜像目盛りパターンとを含む静電潜像を感光ドラム１２ａに形成する。第１の転写部材の一例である一次転写ローラ５１は、画像のトナー像の転写に適合した電気的条件の一例である転写電圧Ｖｔを用いて転写部Ｔａで画像のトナー像を転写させる。
【００９０】
このとき、静電像目盛り３１ａは、感光ドラム１２ａから中間転写ベルト２４へ転写されて、中間転写ベルト２４の回転方向の下流側に配置された第２の像担持体の一例である感光ドラム１２ｂに形成された画像のトナー像との重ね合わせの制御に用いられる。
【００９１】
静電像目盛り３１ａが転写される静電像転写領域２５は、感光ドラム１２ａの画像のトナー像を担持する領域に対応させたトナー像転写領域９０よりも抵抗値を高めて、中間転写ベルト２４の幅方向の外側に配置される。静電像目盛り３１ａは、感光ドラム１２ａの回転方向に直角な輪郭を持たせて露光装置１６ａによる所定走査線本数間隔で配列した目盛り状に形成される。
【００９２】
中間転写ベルト２４に転写された静電像目盛り３１ａは、感光ドラム１２ｂに形成された別の画像のトナー像の転写位置で、第１の検知部材（アンテナ型電位センサ）の一例であるベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂによって、移動に伴う誘導電流を検出される。
【００９３】
感光ドラム１２ａの静電像目盛り３１ａを中間転写ベルト２４の静電像転写領域２５へ好適に転写できる電圧は、感光ドラム１２ａのトナー像を中間転写ベルト２４へ好適に転写できる電圧とは一般に異なる場合が多い。
【００９４】
図１０に示すように、中間転写ベルト２４の静電像転写領域２５がプレ帯電されていない場合の静電像の帯電状態を評価した。感光ドラム１２ａに６００ｄｐｉの走査線露光を行って、１０００ドット（４２．６ｍｍ）１０００スペース（４２．６ｍｍ）の静電像パターンを形成し、転写電圧Ｖｔを複数段階に異ならせて中間転写ベルト２４の静電像転写領域２５に転写した。従来の静電容量型の電位センサＥＭを用いて、静電像転写領域２５に転写した静電像パターンを評価した。電位センサＥＭで検知するため、実際の静電像目盛り（３１ａ）よりも大きな静電像指標を静電像転写領域２５へ転写して、転写後の静電像指標の低電位部の電圧Ｖｌｉｇｈｔ（Ｖ）と高電位部の電圧Ｖｄａｒｋ（Ｖ）を測定した。転写電圧Ｖｔ（Ｖ）と静電像コントラスト（Ｖｄａｒｋ−Ｖｌｉｇｈｔ）（Ｖ）の関係を図１１に示す。図１１および以下の記述では、ＶｌｉｇｈｔをＶｌ、ＶｄａｒｋをＶｄ、静電像コントラスト（Ｖｄａｒｋ−Ｖｌｉｇｈｔ）を（Ｖｄ−Ｖｌ）とする。
【００９５】
図１１に示すように、転写電圧Ｖｔが上がるにつれ、感光ドラム１２ａと静電像転写領域２５の間の電界が増加し、Ｖｄが４００Ｖあたりから、続いてＶｌも８００Ｖあたりから転写（放電）が始まる。それにつれて静電像コントラスト（Ｖｄ−Ｖｌ）も増加する。
【００９６】
しかし、転写電圧を上げ続けると、あるところをピ−クに静電像コントラスト（Ｖｄ−Ｖｌ）は減少に転じる。これは、感光ドラム１２ａと静電像転写領域２５の間で、異常放電が起こり易くなった結果、静電像パッチの転写効率が低下したためと考えられる。
【００９７】
図１１における静電像コントラスト（Ｖｄ−Ｖｌ）曲線のピ−ク付近は、実際の静電像目盛り３１ａでも、静電像コントラスト（Ｖｄ−Ｖｌ）が最も高いと考えられ、アンテナ型電位センサ３３０による検出でも最もＳＮ比の高い信号が取れる。したがって、静電像コントラスト（Ｖｄ−Ｖｌ）の最大値を与える電圧付近の転写電圧（Ｖｔ０）が、静電像目盛り３１ａの転写に最も適している。
【００９８】
＜好適なプレ帯電電圧＞
図１２はプレ帯電の効果の説明図である。図１３は静電像の転写に最適なプレ帯電の電圧と転写電圧の関係の説明図である。図１４はプレ帯電を伴った静電像の転写における転写部の等価回路である。
【００９９】
図１０に示す静電像パッチの転写において、中間転写ベルト２４の静電像転写領域２５を予めプレ帯電させた場合について、静電像コントラスト（Ｖｄ−Ｖｌ）と転写電圧の関係を測定した。その結果を図１２に示す。
【０１００】
図１０に示すように、ベルト部材帯電手段の一例である目盛り消去ローラ５２に印加する振動電圧の直流電圧を＋３４１Ｖと−２４４Ｖとに切り替えて、静電像転写領域２５のプレ帯電＋３４１Ｖと−２４４Ｖを設定し、電位センサＥＭにより図１１と同様に電圧Ｖｄ、Ｖｌを測定した。
【０１０１】
図１２に示すように、潜像目盛り転写領域の一例である静電像転写領域２５に転写された静電像の静電像コントラスト（Ｖｄ−Ｖｌ）曲線はプレ帯電の電圧に応じてほぼ平行移動する。静電像コントラスト（Ｖｄ−Ｖｌ）曲線のピークを与える転写電圧をプレ帯電＋３４１Ｖと−２４４Ｖとにおける静電像を転写するための最適な転写電圧と定めた。そして、プレ帯電＋３４１Ｖと−２４４Ｖの間に定めた他の二点のプレ帯電電位でも同様に曲線を求めてピークとなる転写電圧を求めた。プレ帯電電圧と静電像の転写に最適な転写電圧の関係を求めたところ、図１３に示すような直線関係が得られた。
【０１０２】
図１３に示すように、プレ帯電の電圧を＋３４１Ｖから−２４４Ｖまでの間で異ならせることで、一次転写ローラ５１に印加する転写電圧を６００Ｖから１２００Ｖまでの任意の値に選択できることが判明した。すなわち、トナー像の転写効率が最高になるように転写電圧を６００Ｖから１２００Ｖまでの間の１つの電圧に設定したとき、プレ帯電の電圧を調整することで、静電像転写領域２５に静電像目盛り３１ａを最適に転写できる転写電圧を確保できる。これにより、静電像目盛り３１ａを精度高く転写して、中間転写ベルト２４上のトナー像の位置ズレを、高精度に補正することが可能となり、色ずれの少ない画像形成装置を提供することができる。
【０１０３】
このことは、図１４に示す等価回路で説明できる。ここで、感光ドラム１２ａの表面の静電容量をＣｄとし、感光ドラム１２ａと静電像転写領域２５の間の空気層の静電容量をＣａｉｒとする。
【０１０４】
中間転写ベルトの静電容量Ｃｂのとき、静電像転写領域２５の表面電位Ｖｂは、プレ帯電の電荷による電位差Ｖｐｒｅと、一次転写ローラ５１に印加された転写電位Ｖｔとの和である。そして、静電像転写領域２５の表面の電位Ｖｂにとって、ニップの外では、転写電圧がゼロ、感光ドラム１２ａとの間で放電が起こるニップ領域付近では、転写電圧Ｖｔがかかる。
【０１０５】
図１０に示すように、静電像の転写効率は、感光ドラム１２ａに形成された静電像の高電位部（Ｖｄ）および低電位部（Ｖｌ）の電位と、静電像転写領域２５の電位Ｖｂ（＝Ｖｔ＋Ｖｐｒｅ）との差で決まる。このとき、静電像転写領域２５の電位Ｖｂは、転写電圧Ｖｔとプレ帯電電圧Ｖｐｒｅがどのような組み合わせであるかは問わない。静電像の転写に最適な転写電圧Ｖｔは、感光ドラム１２ａや中間転写ベルト２４を含む静電像転写プロセス特有の定数になる。このことは、図１３に示すように、静電像コントラスト（Ｖｄ−Ｖｌ）曲線のピークを与える転写電圧Ｖｔとプレ帯電の電圧Ｖｐｒｅの関係が、ほぼ傾き「−１」の直線になることからも明らかである。
【０１０６】
ここで、Ｖｔ：トナー像の転写効率が最高となる転写電圧、Ｖｐｒｅ：静電像転写領域２５のプレ帯電の電位、Ｖｔ０：静電像コントラスト（Ｖｄ−Ｖｌ）曲線のピークを与える静電像転写領域２５の表面電位Ｖｂとする。これらの関係を式で表現すると、次式となり、静電像の転写に最適な静電像転写領域２５の表面電位Ｖｔ０を得るために、ＶｔとＶｐｒｅの多様な組み合わせが可能になる。
Ｖｔ  ＋  Ｖｐｒｅ＝Ｖｔ０  ・・・（１）
【０１０７】
図１０に示すように、一次転写ローラ５１に印加される転写電圧Ｖｔは、画像のトナー像の転写に最適化されているため、同じ転写電圧Ｖｔで静電像目盛り３１ａを転写しても、通常、静電像目盛り３１ａの転写は最適化されない。そこで、制御部５４は、転写前、中間転写ベルト２４の静電像転写領域２５に予め、（１）式から導き出される電位Ｖｐｒｅを与えておく。予め与えておく電位Ｖｐｒｅは、製品設計時に、測定結果に基づいて導かれたＶｔ０とＶｔを用いて、次式から算出することができる。
Ｖｐｒｅ＝Ｖｔ０−Ｖｔ  ・・・（２）
【０１０８】
なお、静電像目盛り３１ａの転写に最適な静電像転写領域２５の表面電位について、ここでは、（Ｖｄ−Ｖｌ）曲線の最大値を与える電圧で定めた。しかし、静電像目盛り３１ａの転写に最適な静電像転写領域２５の表面電位の定め方はこの方法に限定されるものではない。トナー像の位置ずれ補正を行うのに十分な精度が確保できる範囲内であれば、最適な表面電位は、（Ｖｄ−Ｖｌ）曲線の最大値を与えるピンポイントの電圧値の付近の電圧範囲から定めることも可能である。
【０１０９】
また、毎回実験を行って（２）式を求めるのではなく、製品出荷前に図１２と図１３の数値デ−タを取得してＶｐｒｅ／Ｖｔ変換テーブルを制御部５４のメモリに保存しておいてもよい。画像のトナー像の転写に最適化した転写電圧Ｖｔが求められるたびに、Ｖｐｒｅ／Ｖｔ変換テーブルに基づいて印字環境に応じた最適なプレ帯電の電位Ｖｐｒｅを決めることも可能である。
【０１１０】
＜実施例２＞
図１５は実施例２のプレ帯電制御のフローチャートである。実施例２では、製品出荷前の中間転写ベルト２４について実施例１の実験を自動的に行って、プレ帯電の初期設定の電位を求めている。
【０１１１】
図１０を参照して図１５に示すように、中間転写ベルト２４は、体積低効率１×１０１０Ω・ｃｍの全面ポリイミドで形成され、その表面の両端部に静電像転写領域２５としてさらに１×１０１５Ω・ｃｍの絶縁層ポリイミドが厚さ３０μｍで積層されている。目盛り消去ローラ５２は、周波数２ｋＨｚ、振幅３ｋＶの正弦波に直流電圧を重畳した振動電圧が印加される。
【０１１２】
図１０の制御部５４は、ｉ＝１として制御を開始する（Ｓ０１）。制御部５４は、目盛り消去ローラ５２に直流電圧Ｖｐｉ（ｉ＝１、２、３）に交流電圧を重畳した振動電圧を印加して中間転写ベルト２４の静電像転写領域２５を電位Ｖｐ１に帯電させる（Ｓ０２）。そして、転写電圧Ｖｔを振って図１２の（Ｖｌ−Ｖｄ）曲線を描き、最大値を与える一次転写バイアスをＶｔ１とする（Ｓ０３）。
【０１１３】
制御部５４は、ｉ＝３かどうかを判断し（Ｓ０４）、３でなければ（Ｓ０４のｎｏ）、ｉ＝ｉ＋１にして（Ｓ０５）、Ｓ０１〜Ｓ０４の操作を繰り返す。ｉは、図１３の直線近似が精度よく行える回数であればよい。
【０１１４】
制御部５４は、ｉ＝３だった場合（Ｓ０４のｙｅｓ）、測定を終了してプレ帯電と転写電圧の関係を求める（Ｓ０６）。前のステップで得られたＶｐ１、Ｖｐ２、Ｖｐ３に対するＶｔ１、Ｖｔ２、Ｖｔ３について、図１３に示すように、（Ｖｔ１、Ｖｐ１）、（Ｖｔ２、Ｖｐ２）、（Ｖｔ３、Ｖｐ３）をプロットする（Ｓ０６）。３点を結ぶ直線の近似式から、静電像転写に最適なベルト表面電位Ｖｔ０を求める。
【０１１５】
制御部５４は、式Ｖｐｒｅ＝Ｖｔ０−Ｖｔより、中間転写ベルトへのプレ帯電の電位を算出する（Ｓ０７）。
【０１１６】
図１３に示すように、具体的に、静電像転写に最適なベルト表面電位Ｖｔ０は９３０Ｖ、また今回用いられるトナーの転写バイアスが１１７０Ｖと与えられた場合、次式のようにプレ帯電が決定できる。中間転写ベルト２４の製品出荷前に、静電像指標の転写に最適なベルト表面電位Ｖｔ０に９３０Ｖを導き出し、画像のトナー像の転写バイアスＶｔに応じたプレ帯電の電位Ｖｐｒｅを（２）式から算出する。
Ｖｐｒｅ＝Ｖｔ０−Ｖｔ  ＝９３０−１１７０＝−２４０Ｖ
【０１１７】
したがって、中間転写ベルト２４の初期設定としては、プラス２４０ＶＤＣのプレ帯電の直流電圧に上述の交流電圧を重畳した振動電圧が設定される。
【０１１８】
製品出荷後、図に示す画像形成部４３b、４３ｃ、４３ｄにおいては、ベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂ、３３ｃ、３３ｄで中間転写ベルト２４の静電像目盛り３１ａを検出された信号に従って、画像のトナー像の位置合わせが行われる。そのとき、実施例２で求めた条件でプレ帯電を行うことで、プレ帯電を行わない場合に比較して良好に静電像目盛り３１ａが転写されるため、最終的に記録材における各色画像の色ずれ量を軽減することが可能になる。
【０１１９】
目盛り消去ローラ５２に印加する振動電圧の直流電圧を初期設定−２４０Ｖに設定した。このとき、目盛り消去ローラ５２通過後、感光ドラム１２ａに至る前の位置に電位計ＥＭを設置して、静電像転写領域２５の表面電位を測定したところ、およそ（−２４０Ｖ）であった。
【０１２０】
実測定結果を示す。−２４０Ｖにプレ帯電された静電像転写領域２５には、感光ドラム１２ａから１０００ドット（４２．６ｍｍ）１０００スペース（４２．６ｍｍ）の静電像指標が転写される。感光ドラム１２ａの下流に電位センサＥＭを設置して静電像転写領域２５に転写された静電像指標の表面電位を測定したところ、図１０に示すように、転写前後の各個所の電位が測定された。
【０１２１】
感光ドラム１２ａ表面における静電像指標の高電圧部は−５００Ｖ、低電圧部は−１００Ｖである。感光ドラム１２ａの感光体層と中間転写ベルト２４の静電像転写領域２５の比誘電率はほぼ同じであり、厚さは、それぞれ３０μｍ、１２０μｍであって、両者の静電容量の比は４対１である。
【０１２２】
中間転写ベルト２４が感光ドラム１２ａを通過する際、感光ドラム１２ａ上の静電像指標との電位差で放電が生じる。静電像転写領域２５の電位は上述したように−２４０Ｖ、感光ドラム１２ａ上の静電像指標の高電圧部の電位は−５００Ｖ、低電圧部の電位は−１００Ｖであった。このとき、放電時の各部の電位差は、次のようになる。
（１）低電圧部と静電像転写領域２５との間：（１１７０−２４０）−（−１００）＝１０３０Ｖ
（２）高電圧部と静電像転写領域２５との間；（１１７０−２４０）−（−５００）＝１４３０Ｖ
【０１２３】
そして、感光ドラム１２ａで放電した結果、静電像転写領域２５に転写された静電像指標は、以下のように測定された。
（３）静電像転写領域２５の低電圧部が転写された領域：−３１０Ｖ
（４）静電像転写領域２５の高電圧部が転写された領域：−５００Ｖ
【０１２４】
このとき、静電像指標が転写された時に感光ドラム１２ａ上と中間転写ベルト２４上で移動する電荷量は等しいので、感光体層と中間転写ベルトの容量比が４対１であることを考慮して電圧の変化に換算すると以下のようになる。すなわち、静電像指標の高電圧部、低電圧部とも、感光ドラム１２ａと静電像転写領域２５上の電位変化量の比は容量比の逆で１対４となる。
（５）感光ドラム１２ａ上の静電像指標の高電圧部：転写前後で−１００Ｖから−８２Ｖへ１８Ｖ変化する。
（６）静電像転写領域２５：−２４０Ｖから−３１０Ｖへ７０Ｖ変化する。
（７）感光ドラム１２ａ上の静電像指標の低高電圧部：転写前後で−５００Ｖから−４３５Ｖへ６５Ｖ変化する。
（８）静電像転写領域２５：−２４０Ｖから−５００Ｖへ２６０Ｖ変化する。
【０１２５】
＜静電像目盛り以外の静電像指標＞
ところで、静電像指標を中間転写ベルト又は記録材搬送ベルトに転写して各色トナー像の位置合わせを行う方法は、静電像目盛り３１ａを用いてリアルタイムに位置修正をかける方法以外にも存在する。
【０１２６】
連続画像形成中に、中間転写ベルト２４に転写した静電像指標の検出デ−タに基づいて、感光ドラム１２ｂ、１２ｃ、１２ｄにおける露光開始タイミングを調整して画像のトナー像の位置ずれ補正を行うことが可能である。このような制御においても、本発明を適用することは可能である。
【０１２７】
また、非画像形成時に各色感光ドラムから位置決め用トナー像を中間転写ベルトに転写し、中間転写ベルト上の位置決め用トナー像を検出して感光ドラム１２ｂ、１２ｃ、１２ｄにおける露光開始タイミングを調整する従来の技術にも応用できる。感光ドラム１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄから位置決め用トナー像の代わりに静電像指標を中間転写ベルトに転写し、感光ドラム１２ｄの下流で静電像指標を検出して各色画像の露光開始タイミングを調整すればよい。
【０１２８】
また、図１に示す画像形成部４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄにおいて、静電像指標としてそれぞれ３０ｍｍ角程度の静電像パッチを形成して中間転写ベルトに転写することができる。そして、画像形成部４３ｄの下流に設置された静電容量型の電位センサで、画像形成部４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄに対応した静電像パッチを読み取る。そして、静電像パッチの読み取り時刻の差分に基づいて、画像形成部４３ａの静電像パッチに対する画像形成部４３ｂ、４３ｃ、４３ｄごとの位置ずれ量を算出する。その後、次回の画像形成の際、この算出した結果に基づいて感光ドラム１２ｂ、１２ｃ、１２ｄにおける画像の書き込みタイミングを修正する。あるいは、感光ドラムを中間転写ベルトの回転方向に移動させて感光ドラムの位置補正を行う。
【０１２９】
＜実施例３＞
図１６は実施例３のプレ帯電制御のフローチャートである。実施例３では、実施例２の初期設定で使用開始された中間転写ベルトのプレ帯電電位を、環境条件や経時変化に応じて調整する。
【０１３０】
製品出荷後の画像形成装置１００は、温度、湿度など周囲の環境条件や、また中間転写ベルト２４を始めとするプロセス部材の経時変化の影響を受けて、画像のトナー像の最適な転写電圧が変更される。このとき、上述の（２）式に示すように、画像のトナー像の転写電圧の変化に伴ってプレ帯電の電位も変更する必要がある。さらに、実験によると、画像のトナー像と同様に、静電像目盛り３１ａの転写に最適な転写電圧も温度特性、湿度特性を持つことが分かっている。そのため、静電像転写領域２５のプレ帯電の電位Ｖｐｒｅについても、周囲の温度、湿度に対応して調整する必要がある。
【０１３１】
図３を参照して図１６に示すように、画像形成装置１００の中間転写ベルト２４の近傍には、不図示の温度湿度センサが設置されている。また、制御部５４のメモリには、画像のトナー像の転写に最適な転写電圧の温度湿度特性のテーブルと静電像目盛りの転写に最適な転写電圧の温度湿度特性のテーブルとを予め準備している。制御部５４は、連続で稼動中の画像形成装置１００において、常時温度、湿度を監視しており、周囲の温度、湿度が変化した場合に、温度湿度特性テーブルを参照して最適なプレ帯電の電位を設定する。
【０１３２】
制御部５４は、画像形成中、温度湿度センサの出力を取り込んで環境の温度と湿度を測定する（Ｓ１１）。そして、検出した温度湿度でテーブルを参照して、そのときの温度湿度下において中間転写ベルト２４のプレ帯電の電位がゼロのときに静電像目盛り３１ａを最適に転写できる転写電圧Ｖｔ０を求める（Ｓ１２）。また、検出した温度湿度でテーブルを参照して、画像のトナー像を最適に転写できる転写電圧Ｖｔを求める。
【０１３３】
Ｖｔ：使用される温度湿度下での画像のトナー像の最適な転写電圧、Ｖｐｒｅ：ベルトのプレ帯電の電位、Ｖｔ０：静電像目盛りの転写に最適なベルト表面電位Ｖｂとして上述した（２）式を適用する。
【０１３４】
制御部５４は、（２）式：Ｖｐｒｅ＝Ｖｔ−Ｖｔ０  により、動作中の環境下で最適なベルトのプレ帯電の電位を決定する（Ｓ１４）。そして、前回の画像形成時の静電像目盛り３１ａの消去と同時に、電位Ｖｐｒｅが振動電圧の直流電圧として目盛り消去ローラ５２に印加され（Ｓ１５）、画像形成（Ｓ１６）へと続く。稼動中の画像形成装置１００において以上のプロセスを繰り返す。
【０１３５】
実施例３の制御を搭載した画像形成装置１００を室温２７℃、湿度６０％の環境下に設置したところ、機体内の空間は、連続稼動中に、温度３２℃、湿度４０％へ変化した。実施例３の制御の結果、連続画像形成の開始直後、および、開始後６時間経過時において、画像のトナー像の最適な転写電圧が自動的に変更され、併せて静電像転写領域２５のプレ帯電の電位も自動的に調整された。
【０１３６】
これにより、連続画像形成の開始後１０分、３０分、１時間、２時間、３時間、６時間の経過時点での記録材上の各色画像の色ずれは、開始直後に比べて遜色ない結果が得られた。
【０１３７】
＜実施例４＞
図１７は中間転写ベルトに転写された静電像目盛りの評価の説明図である。図１８はアンテナ型電位センサの検出信号の変化の説明図である。図１９は実施例４のプレ帯電制御のフローチャートである。図１７では、静電像目盛り３１ａとの関係を説明するために、ベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂ、３３ｂ’はフレキシブルプリント基板やア−ス部を省略してある。実施例４では、図４に示すアンテナ型電位センサ（静電像検知プローブ）３３０を用いて、静電像転写領域２５に転写された実際の静電像目盛り３１ａの転写品質を評価して最適なプレ帯電の電位Ｖｐｒｅを設定する。
【０１３８】
図３に示すように、制御部５４は、露光装置１６ａを用いて感光ドラム１２ａに静電像目盛り３１ａを形成し、一次転写ローラ５１に転写電圧Ｖｔを印加して、静電像目盛り３１ａを中間転写ベルト２４へ転写させる。そして、中間転写ベルト２４に転写された静電像目盛り３１ａをベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂにより検出して中間転写ベルト２４に転写される複数の画像のトナー像の重ね合わせを制御する。
【０１３９】
ベルト帯電部材の一例である目盛り消去ローラ５２は、転写前の中間転写ベルト２４にＤＣ電位を帯電させる。トナー転写のために設定された電圧Ｖｔで静電像転写領域２５に静電像目盛り３１ａの転写も最適に行うためである。
【０１４０】
目盛り消去ローラ５２は、静電像転写領域２５に当接して、交流電圧に直流電圧を重畳した交番電圧が印加されることにより、静電像転写領域２５を直流電圧の電位に帯電させる。目盛り消去ローラ５２は、静電像転写領域２５に転写された前回の静電像目盛り３１ａを消去する手段を兼ねている。
【０１４１】
設定部の一例である制御部５４は、転写電圧Ｖｔ、Ｖｔ０の変動に合わせて目盛り消去ローラ５２に印加する振動電圧の直流電圧を調整する。制御部５４は、一次転写ローラ５１に印加する転写電圧Ｖｉを１００Ｖ刻みで複数段階に変更して、静電像目盛り３１ａを静電像転写領域２５に転写させる。そして、静電像転写領域２５に転写された静電像目盛り３１ａのアンテナ型電位センサ３３０による検出結果に基づいて、画像形成時に用いる振動電圧の直流電圧を決定する。
【０１４２】
制御部５４は、アンテナ型電位センサ３３０による静電像目盛り３１ａの検出信号の波形のばらつきが小さくなるように振動電圧の直流電圧を決定する。
【０１４３】
図１０に示すように、プレ帯電の電位Ｖｐｒｅを設定するためには、静電容量型の電位センサＥＭを用いる必要があるが、実際の画像形成装置１００には、大型の電位センサＥＭを取り付けるスペースを確保することが難しい。大型の電位センサＥＭを取り付けられないから、図４に示すアンテナ型電位センサ３３０を搭載しているという事情もある。
【０１４４】
また、電位センサＥＭを用いて静電像指標の電位を検出するためには、電位センサＥＭの電極面を一様な電位の面に対向させるために、１０００ドット１０００スペースの巨大な静電像指標が必要となる。したがって、電位センサＥＭを用いてプレ帯電の電位Ｖｐｒｅを設定している間は、画像のトナー像の位置合わせ用の静電像目盛り３１ａを静電像転写領域２５に形成できない。大きなサイズの静電目盛りを用いると、スペースの問題に加えて位置合わせの精度が低下する問題もある。
【０１４５】
そこで、実施例４では、電位センサＥＭによる電位測定を行うことなく、静電像目盛り３１ａの転写に最適な転写電圧をプレ帯電の電位Ｖｐｒｅを設定している。図４に示すアンテナ型電位センサ３３０（ベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂ、３３ｂ’）を用いて静電像転写領域２５の静電像目盛り３１ａを検出し、その出力信号を評価して最適なプレ帯電電位Ｖｐｒｅを設定している。プレ帯電の電位Ｖｐｒｅを０Ｖに設定した状態で、一次転写ローラ５１に印加する転写電圧Ｖｔを複数段階に変更して、その他は同条件に保って、静電像転写領域２５に静電像目盛り３１ａを転写している。
【０１４６】
そして、静電像転写領域２５に転写された静電像目盛り３１ａをベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂ、３３ｂ’により検出し、出力信号の乱れが最も少ない転写電圧Ｖｔを静電像目盛り３１ａの転写に最適な転写電圧Ｖｔ０としている。
【０１４７】
図１７の（ａ）に示すように、実施例４では、中間転写ベルト２４の静電像転写領域２５に摺擦させて、２個の独立したベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂ、３３ｂ’（アンテナ型電位センサ３３０：図４）を配置している。ベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂ、３３ｂ’は、水平部分３３３が静電像転写領域２５の静電像目盛り３１ａと平行になるようにして、極力近接した位置に並べて配置される。２つのベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂ、３３ｂ’が、ほぼ同じ個所の静電像目盛り３１ａを同時に読んで、図１８の（ａ）、（ｂ）に示すような波形の信号を出力する。
【０１４８】
図１７の（ａ）に示すように、プレ帯電の電位Ｖｐｒｅを０Ｖに設定した状態での静電像目盛り３１ａの転写時、転写電圧Ｖｔが適切であれば、正常な放電によって静電像目盛り３１ａが規則正しく静電像転写領域２５に転写される。この場合、図１８の（ａ）に示すように、ベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂ、３３ｂ’の出力信号は、位相が揃った規則正しいものとなり、複数の信号波形の周期の標準偏差σが小さくなる。
【０１４９】
図１７の（ｂ）に示すように、プレ帯電の電位Ｖｐｒｅを０Ｖに設定した状態での静電像目盛り３１ａの転写時、転写電圧Ｖｔが不適切であれば、異常な放電によって静電像目盛り３１ａが不規則に静電像転写領域２５に転写される。この場合、図１８の（ｂ）に示すように、ベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂ、３３ｂ’の出力信号は、位相が乱れた不規則なものとなり、複数の信号波形の周期の標準偏差σが大きくなる。
【０１５０】
したがって、ベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂ、３３ｂ’の出力信号の立ち上がり時間差を複数ポイント測定し、その標準偏差σを求めて、相互に比較することで、転写電圧Ｖｔが異なる静電像目盛り３１ａの転写品質を評価できる。
【０１５１】
具体的には、出力波形の立ち上り領域が電位ゼロを通過する時間を測定する。２つのベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂ、３３ｂ’における一つ目のポイントの通過時間をｔ１、ｔ１’とし、二つ目のポイントの通過時間をｔ２、ｔ２’とする。以下、１０００個のポイントを測定して、ｔ１〜ｔ１０００、ｔ１’〜ｔ１０００’を得る。
【０１５２】
次に、各ポイントに対して２つのベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂ、３３ｂ’の通過時間の差（ｔ１−ｔ１’）、（ｔ２−ｔ２’）・・・（ｔ１０００−ｔ１０００’）を求める。通過時間の差（ｔ１−ｔ１’）、（ｔ２−ｔ２’）・・・（ｔ１０００−ｔ１０００’）の分散から標準偏差σを算出する。
【０１５３】
このとき、転写電圧Ｖｔが適切で、正常な放電によって静電像目盛り３１ａが規則正しく転写されている場合、静電像目盛り３１ａの転写および読み取りの精度が高くなって標準偏差σはゼロに近づく。これに対して、転写電圧Ｖｔが不適切で、異常な放電によって静電像目盛りが不規則に転写されている場合は標準偏差σが大きくなる。
【０１５４】
図３に示すように、稼動累積時間が２００時間を超えた画像形成装置１００においては、帯電、露光、消去等の電子写真プロセスの繰り返しを経て、感光ドラム１２ａおよび中間転写ベルト２４の表面性状と物性値が製品出荷時と比較して変化している。このため、画像形成装置１００は、連続稼動２００時間後、印字出力前の待機状態のタイミングで、プレ帯電の電位を設定し直す。
【０１５５】
図３を参照して図１９に示すように、制御部５４は、一次転写ローラ５１に印加する転写電圧Ｖｉを、５００Ｖから１４００Ｖまで１００Ｖおきに１０段階に設定してＳ２２〜Ｓ２６のフローを繰り返す。
【０１５６】
制御部５４は、ｉ＝１としてプレ帯電制御を開始し（Ｓ２１）、目盛り消去ローラ５２に印加する振動電圧の直流電圧を０Ｖに設定して、静電像転写領域２５のプレ帯電の電位Ｖｐｒｅ＝０Ｖとする。
【０１５７】
制御部５４は、感光ドラム１２ａに６００ｄｐｉの解像度で４ライン４スペースの静電像目盛り３１ａを形成し、転写電圧Ｖ１＝５００Ｖにて中間転写ベルト２４の静電像転写領域２５に転写する（Ｓ２３）。
【０１５８】
制御部５４は、感光ドラム１２ｂの転写位置に並べて配置したベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂ、３３ｂ’（３３ｂ’は図示略）により静電像目盛り３１ａの誘導電流を検出して電圧値に換算する（Ｓ２４）。そして、上述したように標準偏差σ１を演算してメモリに記憶する。
【０１５９】
制御部５４は、ｉ＝１０になるまで（Ｓ２５のＮｏ）、ｉを１ずつ加算して（Ｓ２６）、Ｖ１＝５００Ｖ、Ｖ２＝６００Ｖ、・・・Ｖ１０＝１４００Ｖと変化させて静電像転写領域２５へ静電像目盛り３１ａを転写する（Ｓ２３）。そして、ベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂ、３３ｂ’により静電像目盛り３１ａを検出して、標準偏差σ１を演算してメモリに記憶する（Ｓ２４）。
【０１６０】
制御部５４は、ｉ＝１０になると（Ｓ２５のＹｅｓ）、標準偏差σ１〜σ１０の内、σの最小値を選択する（Ｓ２７）。そして、σの最小値を与えるＶｉをもって、静電像目盛り３１ａの転写に最適なベルト表面電位Ｖｔ０とする（Ｓ２８）。
【０１６１】
制御部５４は、上述した（２）式に、今回求めたＶｔ０と、別途求めた画像のトナー像の転写に最適な転写電圧Ｖｔを代入してプレ電位の電位Ｖｐｒｅを求める。
Ｖｐｒｅ＝Ｖｔ０−Ｖｔ  ・・・（２）
【０１６２】
なお、画像のトナー像の転写に最適な転写電圧Ｖｔは、直前の画像形成の前回転時に求められている。一次転写ローラ５１に３段階の転写電圧を印加してそれぞれ電流値を測定し、３つの転写電圧−電流データを補間演算して所定の電流値（２０μＡ）が得られる転写電圧を画像のトナー像の転写に最適な転写電圧Ｖｔとしている。
【０１６３】
以上により静電像転写領域２５のプレ帯電の電位Ｖｐｒｅが決定される（Ｓ２９）。
【０１６４】
制御部５４は、このようにして求めたプレ帯電の電位Ｖｐｒｅを用いて静電像目盛り３１ａを静電像転写領域２５に転写して画像形成を実行する。
【０１６５】
実施例３の制御を搭載した画像形成装置１００では、稼働累積時間２００時間を超えても、各色画像の色ずれは、製品出荷時の場合と比べて遜色ない結果が得られた。
【０１６６】
なお、実際には、プレ帯電の電位Ｖｐｒｅが適切で正常な放電で静電像目盛り３１ａが転写されていても、中間転写ベルト２４の寄りや回転速度のムラ、アンテナ型電位センサによる読み取り誤差などの要因によって標準偏差σはゼロにはならない。しかし、こうした共通の要因の影響を受けながらも、標準偏差σの最小値を与える転写電圧がプレ帯電の電位Ｖｐｒｅを０Ｖとしたときの静電像目盛り３１ａの転写に最適な転写電圧になると言える。
【０１６７】
また、一次転写ローラ５１に印加する転写電圧Ｖｉの刻み幅、刻み数は任意に選択できる。プレ帯電の電位Ｖｐｒｅの設定精度を高めるためには、刻み幅を１０Ｖとして、刻み数を１００段階とする選択も可能である。しかし、１００Ｖ刻み１０段階で実用上十分な設定が可能である。
【０１６８】
また、プレ帯電の電位Ｖｐｒｅの設定タイミングについても、新品での使用開始から２００時間経過後には限らない。画像形成装置のプロセス条件の変更時、１日の最初の電源投入時、所定の稼働累積時間ごと、製品出荷前等、任意に設定可能である。
【０１６９】
実施例４では、静電像転写領域２５に転写された静電像目盛り３１ａの品質精度を評価するために、２個のベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂ、３３ｂ’が対応する一周期の静電像目盛り３１ａを通過する通過時間の差の標準偏差を用いた。
【０１７０】
しかし、２個のベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂ、３３ｂ’が対応する一周期の静電像目盛り３１ａを検出した際の振幅差の標準偏差を用いても同様な制御が可能である。静電像目盛り３１ａの品質精度が高いほど、２個のベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂ、３３ｂ’の出力振幅のばらつきは小さくなるからである。
【０１７１】
実施例４のプレ帯電制御によれば、各色画像の位置ずれが少ない高品位な画像を出力できる。画像のトナー像の転写電圧と同一の電源、同一の一次転写ローラ５１を用いて、静電像目盛り３１ａの高感度な転写が可能となる。
【０１７２】
＜実施例５＞
図２０は実施例５のプレ帯電制御のフローチャートである。実施例５は、アンテナ型電位センサの出力波形の評価方法以外は実施例４と同一であるため、図中、実施例４と同一の制御については共通のステップ番号を付して重複する説明を省略する。
【０１７３】
図３を参照して図２０に示すように、制御部５４は、画像形成部４３ａにおいて転写電圧Ｖ１＝５００Ｖにて転写された静電像目盛り３１ａを画像形成部４３ｂにおいて検出する。そして、ベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂの出力誘導電流を電圧値に換算して積分し、電圧振幅の平均値を、転写電圧Ｖ１の時の出力振幅Ｖｏｕｔ１としてメモリに記憶する（Ｓ２４Ｂ）。この操作を実施例４と同様に繰り返して転写電圧Ｖ１＝５００Ｖ〜Ｖ１０＝１４００Ｖの時の出力振幅Ｖｏｕｔ１〜Ｖｏｕｔ１０を取得する（Ｓ２１〜Ｓ２６）。
【０１７４】
その後、制御部５４は、出力振幅Ｖｏｕｔ１〜Ｖｏｕｔ１０の内、最大の出力振幅ＶｏｕｔＭＡＸを選択する（Ｓ２７Ｂ）。そして、最大の出力振幅ＶｏｕｔＭＡＸのときの転写電圧Ｖｉを静電像メモリ３１ａの転写に最適なベルト表面電位Ｖｔ０とする（Ｓ２８Ｂ）。転写電圧が適正で静電像目盛り３１ａの品質精度が高いほど、アンテナ型電位センサで検出した際の出力振幅が大きいからである。
【０１７５】
実施例５のプレ帯電制御によっても、新品での使用開始から２００時間経過後の出力画像の各色画像の位置ずれは、新品当時と遜色ない結果が得られた。
【０１７６】
＜実施例６＞
図２１は実施例６のプレ帯電制御のフローチャートである。実施例６は、アンテナ型電位センサの出力波形の評価方法以外は実施例５と同一であるため、図中、実施例と同一の制御については共通のステップ番号を付して重複する説明を省略する。
【０１７７】
図３を参照して図２１に示すように、制御部５４は、画像形成部４３ａにおいて転写電圧Ｖ１＝５００Ｖにて転写された静電像目盛り３１ａを画像形成部４３ｂにおいて検出する。そして、ベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂの出力誘導電流を電圧値に換算して、その出力波形の微分ｄｖ／ｄｔ波形を求め、ｄｖ／ｄｔ波形の振幅の平均値を求め、転写電圧Ｖ１の時の微分振幅Δｄｖ／ｄｔ１としてメモリに記憶する（Ｓ２４Ｃ）。この操作を繰り返して転写電圧Ｖ１＝５００Ｖ〜Ｖ１０＝１４００Ｖの時の微分振幅Δｄｖ／ｄｔ１〜Δｄｖ／ｄｔ１０を取得する（Ｓ２１〜Ｓ２６）。
【０１７８】
その後、制御部５４は、微分振幅Δｄｖ／ｄｔ１〜Δｄｖ／ｄｔ１０の内、最大の微分振幅Δｄｖ／ｄｔＭＡＸを選択する（Ｓ２７Ｃ）。そして、最大の微分振幅Δｄｖ／ｄｔＭＡＸのときの転写電圧Ｖｉを静電像メモリ３１ａの転写に最適なベルト表面電位Ｖｔ０とする（Ｓ２８Ｃ）。転写電圧が適正で静電像目盛り３１ａの品質精度が高いほど、アンテナ型電位センサで検出した際の微分振幅が大きいからである。
【０１７９】
実施例６のプレ帯電制御によっても、新品での使用開始から２００時間経過後の出力画像の各色画像の位置ずれは、新品当時と遜色ない結果が得られた。
【０１８０】
＜実施例７＞
図２２は実施例７のプレ帯電制御のフローチャートである。実施例７では、実施例４〜６によってプレ帯電の電位Ｖｐｒｅを決定した後、静電像メモリ３１ａの転写に最適なプレ帯電の電位Ｖｐｒｅをさらに精度を上げて抽出する。
【０１８１】
実施例４〜６では、プレ帯電の電位Ｖｐｒｅを求める際、５００Ｖから１００Ｖおきの１０段階の転写電圧Ｖｉで静電像目盛り３１ａの転写を行って、転写後の静電像目盛り３１ａの品質精度を評価して、転写電圧Ｖｉの最適値を選択した。このため、決定された最適なプレ帯電の電位Ｖｐｒｅは１００Ｖおきであった。実施例７では、その後、プレ帯電の電位Ｖｐｒｅを１０Ｖおきの１０段階に変化させて静電像目盛り３１ａの転写を行って、転写後の静電像目盛り３１ａの品質精度を評価して、プレ帯電の電位Ｖｐｒｅの最適値を選択する。このため、決定された最適なプレ帯電の電位Ｖｐｒｅは１０Ｖおきとなる。
【０１８２】
設定部の一例である制御部５４は、振動電圧の直流電圧を１０Ｖ刻みで複数段階に変更して、静電像目盛り３１ａを静電像転写領域２５に転写させる。そして、静電像転写領域２５に転写された静電像目盛り３１ａのアンテナ型電位センサ３３０による検出結果に基づいて、画像形成時に用いる振動電圧の直流電圧を決定する。
【０１８３】
制御部５４は、アンテナ型電位センサ３３０による静電像目盛り３１ａの検出信号の波形のばらつきが小さくなるように振動電圧の直流電圧を決定する。
【０１８４】
図１７に示すように、実施例７では、実施例４と同様に、ベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂ、３３ｂ’を用いて静電像目盛り３１ａを検出し、その出力信号を評価して最適なプレ帯電電位Ｖｐｒｅを設定する。プレ帯電の電位Ｖｐｒｅを１０段階に変更して、その他は同条件に保って、静電像転写領域２５に静電像目盛り３１ａを転写し、ベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂ、３３ｂ’により検出した際の出力信号の乱れが最も少ないプレ帯電の電位Ｖｐｒｅを選択する。
【０１８５】
図１７の（ａ）に示すように、静電像目盛り３１ａの転写時、静電像転写領域２５のプレ帯電の電位Ｖｐｒｅが適切であれば、正常な放電によって静電像目盛り３１ａが規則正しく静電像転写領域２５に転写される。この場合、図１８の（ａ）に示すように、ベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂ、３３ｂ’の出力信号は、位相が揃った規則正しいものとなり、複数の信号波形の周期の標準偏差が小さくなる。
【０１８６】
図１７の（ｂ）に示すように、静電像目盛り３１ａの転写時、静電像転写領域２５のプレ帯電の電位Ｖｐｒｅが不適切であれば、異常な放電によって静電像目盛り３１ａが不規則に静電像転写領域２５に転写される。この場合、図１８の（ｂ）に示すように、ベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂ、３３ｂ’の出力信号は、位相が乱れた不規則なものとなり、複数の信号波形の周期の標準偏差が大きくなる。
【０１８７】
したがって、複数の信号波形の周期の標準偏差σを求めて相互に比較することで、プレ帯電の電位Ｖｐｒｅが異なる静電像目盛り３１ａの転写品質を評価できる。具体的な評価方法については実施例４で説明したとおりなので、重複する説明を省略する。
【０１８８】
図３を参照して図２２に示すように、実施例４のプロセスを経て、静電像目盛り３１ａの転写に最適なベルトの表面電位Ｖｔ０が９００Ｖ、画像のトナー像の最適な転写電圧が１１７０Ｖ、プレ帯電の電位Ｖｐrｅが−２７０Ｖに設定されたとする。ここで、実施例４のプロセスは、実施例５又は実施例６のプロセスに置き換えてもよい。
【０１８９】
続いて、制御部５４は、Ｖｊは−５０Ｖから＋４０Ｖまで１０Ｖ刻みに１０段階変化する変数Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３〜Ｖ１０によりプレ帯電の電位Ｖｐｒｅｊを次式のように設定する。ここで、Ｖｊの範囲と１０Ｖ刻みの幅は、任意に選択することができ、電子写真プロセスの経時変化の進行具合や、印字速度との兼ね合いで変更してもよい。
Ｖｐｒｅｊ＝−２４０Ｖ＋Ｖｊ
【０１９０】
制御部５４は、はじめにｊ＝１として（Ｓ３１）、目盛り消去ローラ５２に印加する振動電圧の直流電圧をプレ帯電の電位Ｖｐｒｅ１に設定する（Ｓ３２）。
【０１９１】
制御部５４は、画像形成部４３ａにおいて、感光ドラム１２ａ上で６００ｄｐｉの解像度により４ライン４スペース間隔の静電像目盛り３１ａを形成し、転写電圧Ｖｔ＝１１７０Ｖを一次転写ローラ５１に印加して、中間転写ベルト２４に転写する（Ｓ３３）。
【０１９２】
制御部５４は、画像形成部４３ｂにおいて、２個のベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂ、３３ｂ‘により静電像目盛り３１ａの誘導電流を検出する。そして、信号波形の対応する立ち上がりの時間差を求め、その標準偏差σｊを、プレ帯電の電位がＶｐｒｅ１の時の読み取り精度としてメモリに記憶する（Ｓ３４）。
【０１９３】
制御部５４は、ｊが１０でない場合（Ｓ３５のＮｏ）、ｊ＝ｊ＋１として（Ｓ３６）、同様の操作を繰り返し、Ｖｐｒｅ１からＶｐｒｅ１０までの信号波形について立ち上がりの標準偏差σｊ＝σ１〜σ１０を求める（Ｓ３１〜Ｓ３６）。
【０１９４】
その後、制御部５４は、σ１〜σ１０の中から最小値σｍｉｎを選択して（Ｓ３７）、最小値σｍｉｎを与えるＶｐｒｅｊを決定し、これを次回からのプレ帯電の電位Ｖｐｒｅとして使用する。
【０１９５】
実施例７のプレ帯電制御では、プレ帯電の電位Ｖｐｒｅの最適値は１０Ｖ刻みで設定するので、１００Ｖ刻みの実施例４よりも適正にプレ帯電の電位Ｖｐｒｅを設定できる。動作中の周囲の温度湿度に応じて変化する、画像のトナー像の転写電圧の変更に対応して、中間転写ベルト２４の静電像転写領域２５のプレ帯電の電位を連動させるので、環境が変化しても常に最適な色ずれ補正が可能である。連続画像形成と同時又は並行してにプレ帯電の電位Ｖｐｒｅを最適値に調整できるので、環境条件の急変や電子写真プロセスの機構、物性値の短時間の経時変化にも対応可能である。その結果、新品での使用開始から３００時間経過後まで、出力画像の各色画像の位置ずれは、新品当時と遜色ない結果が得られた。
【符号の説明】
【０１９６】
４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、５１  一次転写ローラ
５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ  ドラム回転軸
６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ  ドラム駆動モ−タ
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ  感光ドラム
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ  帯電ローラ
１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ  露光装置
１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ  現像装置
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ  ドラムクリーニング装置
２４  中間転写ベルト、２５  静電像転写領域
３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ  静電像目盛り
３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ  ベルト目盛り読み取りセンサ
３４ｂ、３３ｃ、３３ｄ  ドラム目盛り読み取りセンサ
３６  ベルト駆動ローラ、３７  テンションローラ
３８  二次転写対向ローラ、４４二次転写ローラ
４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄ  画像形成部
４５  ベルトクリーニング装置、５４  制御部
５２  目盛り消去ローラ、５３  目盛り消去対向ローラ
５４  制御部
９０  トナー像転写領域
１０１  ＡＣ電圧制御部、１０２  電圧印加部、１０３  電圧制御部
１０４  ＤＣ電圧制御部、３３０  アンテナ型電位センサ
３３２  フレキシブルプリント基板、３３３  検出部、３３４  出力導線部
３４５  接着層、３４６  カバ−フィルム、３４１  高電位部
３４２  低電位部
【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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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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