(57)【要約】【課題】  上述した誤差要因を踏まえた上で、これらに影響されず、高精度なベルトスリップ計測装置ならびに計測方法を提供することにある。また、それらベルトスリップ計測装置を搭載もしくは外部要因によるベルトスリップ量の情報をもってベルト駆動速度の調整を行い、ベルトスリップに起因する画像劣化を低減した高品質画像を形成し得る画像形成装置を提供する。【解決手段】  駆動または従動である２つ以上のローラ８で駆動されるベルト７と前記ローラ８との間で発生するスリップを計測するベルトスリップ計測装置において、前記ベルト７上及び前記ローラ８上に磁気パターン９ａ、９ｂを形成し、駆動状態で前記ローラ８上及び前記ベルト７上の磁気パターン９ａ、９ｂを検出する磁気ヘッドユニット１０と、前記磁気ヘッドユニット１０にて取得した磁気パターンからベルト７のスリップ量をＰＣ１１により算出するようにした。【選択図】  図２
2006171029.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ローラにより駆動されるベルトと、前記ローラと前記ベルトとの間で発生するスリップを計測するベルトスリップ計測方法であって、前記ベルト上に形成した磁気パターンと前記ローラ上に形成した磁気パターンとから、前記ベルト及び前記ローラの速度を算出する速度算出工程と、該速度算出工程により得られる前記ベルトと前記ローラの速度差からスリップ時間とスリップ量を算出するスリップ算出工程と、からなることを特徴とするベルトスリップ計測方法。
【請求項２】
ローラにより駆動されるベルトと、前記ローラと前記ベルトとの間で発生するスリップを計測するベルトスリップ計測方法であって、前記ベルト上に形成した画像パターンと前記ローラ上に形成した磁気パターンとから、前記ベルト及び前記ローラの速度を算出する速度算出工程と、該速度算出工程により得られる前記ベルトと前記ローラの速度差からスリップ時間とスリップ量を算出するスリップ算出工程と、からなることを特徴とするベルトスリップ計測方法。
【請求項３】
ローラにより駆動されるベルトと、前記ローラと前記ベルトとの間で発生するスリップを計測するベルトスリップ計測装置であって、前記ベルト上に形成した磁気パターンと、前記ローラ上に形成した磁気パターンをそれぞれ検出する磁気検出手段と、該磁気検出手段により検出された磁気データに基づいて、前記ベルトのスリップ量を算出する算出手段と、を備えることを特徴とするベルトスリップ計測装置。
【請求項４】
ローラにより駆動されるベルトと、前記ローラと前記ベルトとの間で発生するスリップを計測するベルトスリップ計測装置であって、前記ベルト上に形成した画像パターンを検出する画像検出手段と、前記ローラ上に形成した磁気パターンを検出する磁気検出手段と、前記画像検出手段により検出された画像データと前記磁気検出手段により検出された磁気データに基づいて、前記ベルトのスリップ量を算出する算出手段と、を備えることを特徴とするベルトスリップ計測装置。
【請求項５】
前記ベルト及び前記ローラ上のローラ軸方向に、少なくとも２個所以上のパターンを形成し、前記算出手段により、前記ローラ上における前記ベルトの挙動を計測することを特徴とする請求項３または請求項４に記載のベルトスリップ計測装置。
【請求項６】
前記磁気パターンは磁気テープ構造であることを特徴とする請求項３乃至請求項５の何れか１項に記載のベルトスリップ計測装置。
【請求項７】
前記磁気パターンは、磁性インキによるインクジェットによって形成されることを特徴とする３乃至請求項５の何れか１項に記載のベルトスリップ計測装置。
【請求項８】
前記磁気パターンは、前記ベルト及び前記ローラの駆動速度に応じたパターンであることを特徴とする請求項３乃至請求項７の何れか１項に記載のベルトスリップ計測装置。
【請求項９】
前記磁気パターンを前記ベルト及び前記ローラの駆動速度に応じた磁気パターンに記録し直す記録ヘッドを備えることを特徴とする請求項３乃至請求項７の何れか１項に記載のベルトスリップ計測装置。
【請求項１０】
請求項３乃至請求項９の何れか１項に記載のベルトスリップ計測装置と、該ベルトスリップ計測装置により計測されたベルトスリップ量に応じて前記ベルトの駆動速度を最適化する補正を行うベルト駆動速度補正手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
前記ベルト駆動速度補正手段は、許容範囲を超えるベルトスリップ量が計測された際には画像形成を停止して、当該ベルトスリップ量に応じて前記ベルトの駆動速度を最適化することを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
温湿度センサと、温湿度変化に対するベルトスリップ量の変化を補正情報として格納する格納手段と、を備え、前記ベルト駆動速度補正手段は、画像形成における温湿度変化と、前記格納手段に格納された補正情報により、ベルト駆動速度を適正化することを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
用紙突入時におけるベルトスリップ量を補正情報として格納する格納手段と、前記ベルトへの用紙搬送時間を検出する用紙搬送時間検出センサと、を備え、前記ベルト駆動速度補正手段は、画像形成における用紙突入時に、前記格納手段に格納された補正情報により、ベルト駆動速度を適正化することを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記ベルト駆動速度補正手段は、前記ローラを駆動する駆動モータの指令信号を変化させて前記ベルト駆動速度を適正化することを特徴とする請求項１０乃至請求項１３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１５】
前記ベルト駆動速度補正手段は、前記ローラの間隔を変化させて前記ベルトの張力を調整することにより、前記ベルト駆動速度を適正化することを特徴とする請求項１０乃至請求項１３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１６】
前記ベルト駆動速度補正手段は、前記ベルトスリップ計測装置により計測されたベルトスリップ量に応じて感光体の駆動速度を変化させることにより相対的に前記ベルト駆動速度を適正化することを特徴とする請求項１０乃至請求項１３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１７】
請求項１または請求項２に記載のベルトスリップ計測方法をコンピュータに実行させるプログラム。
【請求項１８】
請求項１７に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式による４連タンデムフルカラー画像形成装置などに備えられている中間転写ベルトの駆動制御に対する評価方法の１つであるベルトスリップ計測方法、ベルトスリップ計測装置、そのベルトスリップ計測装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の画像形成装置においては、中間転写ベルトの駆動制御、他に感光体ベルトの駆動制御や、紙搬送ベルトの駆動制御など、高精度な搬送速度の安定性が必要な構成要素を多く内包している。これらの要素は、一定にベルトが駆動されているのが理想的であるが、駆動ローラの回転速度変動や、従動ローラとベルトの幾何公差などにより、局所的にベルトとローラ間でスリップが発生することが知られている。
例えば、特許文献１にはベルトを駆動する駆動ローラ、もしくは従動ローラの速度変動と、これによって駆動されているベルトの速度変動を同時に計測し、両者の計測値から差分を算出して、ベルトのスリップ量と時間を求める方法が提案されている。そして、この場合は計測方法として非接触のレーザドップラ計測装置などを用いることで、ベルトへの負荷をかけることなく微小な変動を捉えるようにしている。
【特許文献１】特開２０００−１３１０５５公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１の計測方法では、スリップの有無と発生時間は特定できても、発生部位や発生範囲は特定できず、スリップ発生メカニズム解明のための情報は得られない。つまり、スリップを低減するためのパラメータ設計に必要なデータを得にくいという欠点があった。
また、本出願人が先に提案したベルトスリップ計測装置及び計測方法等が存在しているが、その研究は特に透明もしくは半透明の素材を用いたベルトを対象とし、画像検出により計測を行っているため、ベルトを通してローラ上の画像パターンを検出する必要がある。
特に、中間転写ベルトと、各ローラ間の間で発生するベルトスリップを計測対象としている場合は、ベルトスリップが発生することにより、４つの色の重ね合わせ位置が不定期にずれてしまう現象が生じてしまうことが知られている。これを押え込むための情報として、ベルトスリップそのもののメカニズムを正確に捉えることが重要である。このようなベルトスリップは微小時間で発生し、ベルトスリップ量もごく微量である。また、色合わせでは、μｍ単位での位置合わせが必要なことから、微量のベルトスリップも正確に捉える必要がある。
実際、ベルトスリップはベルト全域に同時に発生するだけでなく、部分的、即ち局所的に発生するマイクロスリップ現象などがあると予想されている。つまり、ベルト端部でベルトとローラでの相対速度を検出すれば、発生しているスリップすべてを網羅できる訳ではない。そのため、スリップしている範囲・位置を正確に捉えることにより、ローラやベルトの幾何的なスリップメカニズム解明に繋がることが期待できる。
ベルトスリップ特性の計測にあたっては、その誤差要因として以下の項目が挙げられる。
１．ベルト駆動時の高さ変動
ベルト厚みの変動や、ローラ自体の偏芯などが発生すると、ローラ中心からベルト表面までの距離が変動することになる。
２．ローラの表面速度変動
ローラと同一速度で回っていればベルトはスリップしていない。しかしローラを駆動するモータの速度変動や、ローラ自体の偏芯などにより、ローラの表面速度は一定とはならない。つまり、ベルト表面速度だけを検出しても、特に微小なスリップは検出できず、あくまでローラとの相対的な速度、もしくは位置のずれからのみ検出できることになる。
３．ベルトの蛇行現象
ベルトは駆動による送り方向とは垂直方向に蛇行する。一般的に低い周波数ではあるが、微小な位置計測などには影響を及ぼす。
そこで、本発明は上述した実情を考慮して、上述した誤差要因を踏まえた上で、これらに影響されず、高精度なベルトスリップ計測装置及びその計測方法、プログラム、記録媒体を提供することを目的とする。また、ベルトスリップに起因する画像劣化を低減した高品質画像を形成し得る画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、ローラにより駆動されるベルトと、前記ローラと前記ベルトとの間で発生するスリップを計測するベルトスリップ計測方法であって、前記ベルト上に形成した磁気パターンと前記ローラ上に形成した磁気パターンとから、前記ベルト及び前記ローラの速度を算出する速度算出工程と、該速度算出工程により得られる前記ベルトと前記ローラの速度差からスリップ時間とスリップ量を算出するスリップ算出工程と、からなるベルトスリップ計測方法を特徴とする。
また請求項２に記載の発明は、ローラにより駆動されるベルトと、前記ローラと前記ベルトとの間で発生するスリップを計測するベルトスリップ計測方法であって、前記ベルト上に形成した画像パターンと前記ローラ上に形成した磁気パターンとから、前記ベルト及び前記ローラの速度を算出する速度算出工程と、該速度算出工程により得られる前記ベルトと前記ローラの速度差からスリップ時間とスリップ量を算出するスリップ算出工程と、からなるベルトスリップ計測方法を特徴とする。
また請求項３に記載の発明は、ローラにより駆動されるベルトと、前記ローラと前記ベルトとの間で発生するスリップを計測するベルトスリップ計測装置であって、前記ベルト上に形成した磁気パターンと、前記ローラ上に形成した磁気パターンをそれぞれ検出する磁気検出手段と、該磁気検出手段により検出された磁気データに基づいて、前記ベルトのスリップ量を算出する算出手段と、を備えるベルトスリップ計測装置を特徴とする。
また請求項４に記載の発明は、ローラにより駆動されるベルトと、前記ローラと前記ベルトとの間で発生するスリップを計測するベルトスリップ計測装置であって、前記ベルト上に形成した画像パターンを検出する画像検出手段と、前記ローラ上に形成した磁気パターンを検出する磁気検出手段と、前記画像検出手段により検出された画像データと前記磁気検出手段により検出された磁気データに基づいて、前記ベルトのスリップ量を算出する算出手段と、を備えるベルトスリップ計測装置を特徴とする。
また請求項５に記載の発明は、前記ベルト及び前記ローラ上のローラ軸方向に、少なくとも２個所以上のパターンを形成し、前記算出手段により、前記ローラ上における前記ベルトの挙動を計測する請求項３または請求項４に記載のベルトスリップ計測装置を特徴とする。
【０００５】
また請求項６に記載の発明は、前記磁気パターンは磁気テープ構造である請求項３乃至請求項５の何れか１項に記載のベルトスリップ計測装置を特徴とする。
また請求項７に記載の発明は、前記磁気パターンは、磁性インキによるインクジェットによって形成される請求項３乃至請求項５の何れか１項に記載のベルトスリップ計測装置を特徴とする。
また請求項８に記載の発明は、前記磁気パターンは、前記ベルト及び前記ローラの駆動速度に応じたパターンである請求項３乃至請求項７の何れか１項に記載のベルトスリップ計測装置を特徴とする。
また請求項９に記載の発明は、前記磁気パターンを前記ベルト及び前記ローラの駆動速度に応じた磁気パターンに記録し直す記録ヘッドを備える請求項３乃至請求項７の何れか１項に記載のベルトスリップ計測装置を特徴とする。
また請求項１０に記載の発明は、請求項３乃至請求項９の何れか１項に記載のベルトスリップ計測装置と、該ベルトスリップ計測装置により計測されたベルトスリップ量に応じて前記ベルトの駆動速度を最適化する補正を行うベルト駆動速度補正手段とを備える画像形成装置を特徴とする。
また請求項１１に記載の発明は、前記ベルト駆動速度補正手段は、許容範囲を超えるベルトスリップ量が計測された際には画像形成を停止して、当該ベルトスリップ量に応じて前記ベルトの駆動速度を最適化する請求項１０に記載の画像形成装置を特徴とする。
また請求項１２に記載の発明は、温湿度センサと、温湿度変化に対するベルトスリップ量の変化を補正情報として格納する格納手段と、を備え、前記ベルト駆動速度補正手段は、画像形成における温湿度変化と、前記格納手段に格納された補正情報により、ベルト駆動速度を適正化する請求項１０に記載の画像形成装置を特徴とする。
【０００６】
また請求項１３に記載の発明は、用紙突入時におけるベルトスリップ量を補正情報として格納する格納手段と、前記ベルトへの用紙搬送時間を検出する用紙搬送時間検出センサと、を備え、前記ベルト駆動速度補正手段は、画像形成における用紙突入時に、前記格納手段に格納された補正情報により、ベルト駆動速度を適正化する請求項１０に記載の画像形成装置を特徴とする。
また請求項１４に記載の発明は、前記ベルト駆動速度補正手段が、前記ローラを駆動する駆動モータの指令信号を変化させて前記ベルト駆動速度を適正化する請求項１０乃至請求項１３のいずれか１項に記載の画像形成装置を特徴とする。
また請求項１５に記載の発明は、前記ベルト駆動速度補正手段が、前記ローラの間隔を変化させて前記ベルトの張力を調整することにより、前記ベルト駆動速度を適正化する請求項１０乃至請求項１３のいずれか１項に記載の画像形成装置を特徴とする。
また請求項１６に記載の発明は、前記ベルト駆動速度補正手段が、前記ベルトスリップ計測装置により計測されたベルトスリップ量に応じて感光体の駆動速度を変化させることにより相対的に前記ベルト駆動速度を適正化する請求項１０乃至請求項１３のいずれか１項に記載の画像形成装置を特徴とする。
また請求項１７に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のベルトスリップ計測方法をコンピュータに実行させるプログラムであることを特徴とする。
また請求項１８に記載の発明は、請求項１７に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ローラとベルトに形成した磁気パターンを連続検出して、その磁気パターン検出の電流変化を解析することで、それぞれの速度変動を同時に検出し、さらにスリップ量とその範囲を正確に捉えることができるので、ローラやベルトの幾何的なスリップメカニズム解明に役立つ。
また、そこから得られたパラメータを適正化することで、スリップ現象の発生しない、もしくは小さい画像形成装置設計が可能となるという効果が期待できる。特に同一計測方法でローラとベルトの速度を同時計測することで、計測誤差や計測器誤差を低減できるという効果を強調できる。
本発明によれば、検出されたベルトとローラの速度変動からベルトのスリップ量を算出することで、ベルトのスリップ発生時間／スリップ量という特性値を取得でき、より一層スリップメカニズム解明に役立つという効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
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。
図１は本実施形態の４連タンデム方式のフルカラー画像形成装置における作像・転写機構部を示す概略図である。
この図１に示す作像・転写機構部は、感光体１、中間転写ベルト２、駆動ローラ４及び従動ローラ５を備えて構成される。
このような作像・転写機構部の動作としては、感光体１上に静電像が形成され、トナーによって可視像となる。このトナー像を感光体１と中間転写ベルト２の第１転写部３にて中間転写ベルト２に転写する。
中間転写ベルト２は駆動ローラ４及び従動ローラ５によって保持・駆動される。中間転写ベルト２に転写されたトナー像は移動して、第２転写部６にて用紙Ｐに転写され、用紙Ｐ上に画像を形成することになる。
図１の４連タンデムでは、感光体１が４つあり、各感光体１では異なる色画像を形成している（シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック）。この色画像が中間転写ベルト２上で重ね合わせられて、フルカラー画像を形成し、最終的に用紙Ｐに転写されることになる。
図２は第１の実施形態としてのベルトスリップ計測装置の概略構成を示す斜視図である。図２において、ベルトスリップ計測装置には計測対象のベルト７と、このベルト７を保持するローラ８を備え、ベルト７及びローラ８上にそれぞれ磁気パターン９ａ、９ｂを形成しておく。
さらに、ベルトスリップ計測装置はベルト７上及びローラ８上の各磁気パターン９ａ、９ｂを上方から検出する磁気ヘッドユニット（磁気検出手段）１０を設置し、この磁気ヘッドユニット１０から出力される磁気検出データを格納してベルト７のス六腑量を算出する情報処理装置（ＰＣ）１１から構成されている。
【０００９】
図３は磁気検出の原理を示す概略図である。図３に示すように、磁気パターン９が移動したときに、磁気ヘッドユニット１０内のコア１２に生じた磁界を打ち消すようにコイル１３に流れる電流値を検出する。
図４はベルトスリップ計測装置の計測磁気パターンの第１例を示した模式図である。図５は図４の第１例における磁気ヘッドを流れる電流値変化を示す模式図である。図６はベルトスリップ計測装置の計測磁気パターンの第２例を示す模式図である。図７は図６の第２の例における磁気ヘッドを流れる電流値変化を示す模式図である。
図２及び図３を参照した場合、図４ないし図７において、ベルト７上の磁気パターン９とローラ８上の磁気パターン９の位置が合致していても、いなくとも、各々の電流変化位置は相関を持って変化する。このときの電流値が一定の変化をしていれば磁気パターン９が等速で動いていることを示し、不等速で動いた場合はこの電流値が変化する間隔が変わる。
磁気ヘッドユニット１０には、コイル１３としてベルト計測用コイルとローラ計測用コイルの２つが設けられている。また、情報処理１１は、電流変化を電気的信号として入力可能な機能を付加させたパソコンなどを用いる。
図８はベルト／ローラ上の磁気パターンの検出例を示す概略図である。図８は、例えば、図２において、ベルト７がローラ８に対してスリップを起こし、ローラ８が先に進んでしまったような場合に前記電流値変化がどのように変化するかを示した例である。
点線で囲まれた部分においてベルト７上の磁気パターン９を検出した電流値変化がローラ８上のものより遅れており、すなわち、ローラ８上磁気パターン９の移動量よりもベルト７上磁気パターン９の移動量が遅いことを示している。
ローラ８及びベルト７上に形成する磁気パターン９は細かいほど、微小なスリップを検出することができる。 ローラ８及びベルト７上に形成する磁気パターン９は重ならず、一定間隔を空けて配置するようにして、各々の磁気の影響を受けないように考慮する必要がある。
【００１０】
図９はベルトスリップ計測方法における流れを示したフローチャートである。
この場合、先ず、磁気パターン取り込み工程として、最初にスリップを検出する時間分、図２及び図３に示したベルト７とローラ８を駆動させた状態で、ベルト７及びローラ８に形成された磁気パターン９を連続して検出する（Ｓ１）。
磁気パターン取り込み工程にて取得したコア電流変化を対象に、磁気パターン位置抽出工程では、ベルト７及びローラ８上の磁気パターン位置を座標として抽出する（Ｓ２）。その位置座標を検出時間間隔で割ることで、各磁気パターンの移動速度をグラフ上にプロットする（図１０参照）。本プロット工程を速度算出工程と呼ぶ（Ｓ３）。
前工程にてベルト７及びローラ８の時系列での速度が判明することから、両者の差が大きく生じているところが、スリップが発生した時間であり、速度差が各経過時間内でのスリップ量となる（図１１参照）。
結果的に図１１のグラフ上の、ハッチング領域の面積がスリップ量となる。本算出工程をスリップ算出工程と呼ぶ（Ｓ４）。
本処理工程を経ることで、スリップの発生した時間と、スリップ量を特性値化することができる。
図１０は磁気パターンの移動速度の変動を計測時間に関連してプロットしたグラフで示す図である。図１１はベルトスリップ量を計測時間に関連してプロットしたグラフで示す図である。上述のごとく、図１０及び図１１において、ベルト及びローラの速度差が大きく生じているところが、スリップが発生した時間であり、速度差が各経過時間内でのスリップ量となる。
【００１１】
図１２は第２の実施形態としてのベルトスリップ計測装置の概略構成を示す斜視図である。図１２に示すベルトスリップ計測装置は計測対象のベルト７に位置検出用パターン１４を、ベルト７を保持するローラ８に、磁気パターン９をそれぞれ形成している。
ベルトスリップ計測装置は、さらに位置検出用パターン１４を上方から検出する撮像装置１５と、磁気パターン９を上方から検出する磁気ヘッドユニット１０を設置し、撮像装置（情処理報装置）１５から出力される画像データと、磁気ヘッドユニット１０から出力される磁気検出データに基づいてベルト７のフリップ賞を算出する情処理報装置１１から構成されている。
図１３は撮像装置によるベルトの駆動状態を検出する計測パターン例を示す概略図である。図１２を参照して、磁気検出によるローラ８の駆動状態を検出する方法は第１の実施の形態と同様である。撮像装置１５によるベルトの駆動状態を検出する方法は、図１３にあるような画像パターン（位置検出パターン）１４が移動したときの撮像位置を取得することにより可能である。
【００１２】
即ち、図１２及び図１３を参照して、任意の撮像時間間隔で取得された画像パターン１４が一定のズレを示していれば、それはベルト７が等速で移動していることを示し、それが一定で無くなった場合はベルト７が速度変動を起こしたことを示している。
磁気パターン９による検出を行ったローラ８の移動速度結果と、画像パターン１４による検出を行ったベルト７の移動速度結果に差異があれば、それがベルトスリップを起こしていることを示している。
ベルト７上に形成する画像パターン１４は、前述した磁気パターンの場合と同様に、細かいほど微小なスリップを検出することができる。そのパターンは図１３のような円形パターン以外でも、濃度分布として認識可能であれば良く、スリット状や色パターン等、多様な形式が考えられる。また、情処理報装置１１は前述した機能に加え、画像情報を処理する機能が付加される。
本実施の形態は、ローラ８において形成した磁気パターン９とベルト７に形成した画像パターン１４を連続検出して、それぞれのパターン変化を解析することで、それぞれの速度変動を同時に検出し、さらにスリップ量とその範囲を正確に捉えることができる。
そのため、ローラ８やベルト７の幾何的なスリップメカニズムの解明に役立ち、そこから得られたパラメータを適正化することで、スリップ現象の発生しない、もしくは小さい画像形成装置設計が可能となるという効果が期待できる。特に、同一計測方法でローラ８とベルト７の速度を同時計測することで、計測誤差や計測器誤差を低減できるという効果を強調できる。
【００１３】
図１４は第２の実施の形態によるベルトスリップ計測方法における流れを説明するフローチャートである。図１２及び図１４を参照して、ローラ８の移動速度とベルト７の移動速度が、各々同様の処理過程を経て、その結果を合わせてベルトスリップ量を算出する。
図１２及び図１４を参照して詳述すると、最初にスリップを検出する時間分、ベルト７とローラ８を駆動させた状態で、ベルト７上に及びローラ８上に形成された磁気パターン９及び位置検出パターン１４を連続して検出する（磁気パターン取り込み工程）（Ｓ１０及びＳ１１）。
磁気パターン取り込み工程にて取得したコア電流変化を対象に、磁気パターン位置抽出工程及び位置検出パターン（画像パターン）位置抽出工程では、ベルト７及びローラ８上の磁気パターン位置及び位置検出パターン位置を座標として抽出する（Ｓ１２及びＳ１３）。
次に、速度算出工程（Ｓ１４及びＳ１５）にてベルト７及びローラ８の時系列での速度が判明することから、スリップ量算出工程（Ｓ１６）では、第１の実施形態の場合と同様に、ローラ速度とベルト速度の両者の差が大きく生じているところが、スリップが発生した時間であり、速度差が各経過時間内でのスリップ量となる（図１１参照）。
結果的に同じように図１１のグラフ上の、ハッチング領域の面積がスリップ量となる。本処理工程を経ることでも、スリップの発生した時間と、スリップ量を特性値化することができる。
検出されたベルト７とローラ８の速度変動からベルト７のスリップ量を算出することで、ベルト７のスリップ発生時間／スリップ量という特性値を取得でき、より一層スリップメカニズム解明に役立つという効果を有する。
【００１４】
図１５は第３の実施形態としてのベルトスリップ計測装置の概略構成を示す斜視図である。図１５において、計測対象のローラ８及びベルト７の、ローラ８軸上で、両端に、磁気パターン９ａ、９ａが形成されており、これを検出する磁気ヘッドユニット１０がそれぞれに設けられている。
磁気ヘッドユニット１０によって検出された電流変化データは、情処理報装置１１に送られ、それを解析することによってスリップ量を算出する。この第３の実施形態のスリップ計測装置では、上記２個所以上の計測ポイントにおいて、前述した方法を用いてベルト７のスリップ量を算出すると同時に、各ポイントにおけるベルト速度差を算出する。
上記計測装置によって、ベルト７の一方にスリップが発生し、左右に速度差が生じたことが計測されれば、ベルト７がローラ８に対して曲って送られている状態を検出していることになる。
第３の実施形態によるベルトスリップ計測装置においては、複数のパターン形成と磁気ヘッドユニットを備えることによって、ベルト７及びローラ８のローラ軸上２個所以上での速度変動及びスリップを同時に計測することができるので、ベルトのスリップだけでなく、ローラ８上でのベルト７そのものの挙動（例えば、曲がりなど）を捉えることができる。結果的にベルトスリップのメカニズム解明に繋がる情報を取得できるという効果が得られる。
なお、本実施形態における磁気パターン９（９ａ、９ｂ）は、磁気テープをシール部材とした貼り込みや、インクジェットなどの作像装置を用いることにより形成することができる。また磁気パターン９は、等間隔でローラ８やベルト７の送り方向に必要な領域に形成する必要がある。これによって、容易に規則正しい磁気パターン９を形成することを可能とし、正確なベルトスリップ計測を行える。
図１６は駆動速度と計測に必要な分解能の関係をグラフで示す概略図である。
図１に示したような画像形成装置において、その画像品質に影響するベルトの速度変動は、ベルトの駆動速度によって変わってくる。
すなわち、本発明のベルトスリップ計測に必要な計測性能も変わってくるのは当然であり、図１６に示すように、画像形成装置に必要なローラ／ベルトの駆動速度に比例して、計測に必要な分解能も変化する。高速駆動になればなるほど、高分解能でベルトスリップ計測を行う必要がある。
反対に、低速駆動の場合はその分解能が低くても十分に計測要件を満たすことがあり得る。すなわち、その駆動速度に応じた分解能の磁気パターンとすることで、オーバースペックにならず、ベルトの駆動速度によらない常に同一な条件での計測が可能となる。また、その磁気パターンを任意に形成可能とすることで、多様な駆動機構のベルトスリップ計測を最適な環境で行うことできる。
【００１５】
図１７は磁気パターンの記録原理を示す概略図である。図１７において、記録ヘッド１６のコイル１７に流れる電流によってコア１８が磁化され、ローラまたはベルト表面の磁性体が磁化される。
記録時における記録ヘッド１６または記録対象物（ローラまたはベルト）の移動量を可変とすることで、任意の分解能を有する磁気パターンを形成することができる。
例えば、図１５のベルトスリップ計測装置において、ベルトスリップ計測を可能とするソフトウエアを、情処理報装置１１に記録媒体として搭載する。このようにすると、多数の計測システムを構築するような場合でもその構築を容易にする。
図１８は本発明によるベルトスリップ計測装置の第４の実施形態の概略構成を示す斜視図である。図１８に示す構成では、画像形成装置内にベルトスリップ計測装置を搭載したものである。
ベルト７上の磁気パターン９は画像形成上において問題とならない端部に生成し、ベルトスリップ計測装置は磁気ヘッドユニット１０とスリップ量算出ユニット１９から構成される。それらユニットは一体化されても良い。
【００１６】
図１９は本発明によるベルトスリップ計測装置を備えた画像形成装置の第１の実施形態を示す概略図である。図１８の画像形成装置はこのような構成を有しており、ベルトスリップ計測装置にて得られたスリップ量から中間転写ベルトの駆動速度を安定すべく各種の補正情報が算出される。
ここで、画像形成装置は感光体１上に静電像が形成され、トナーによって可視像となる。このトナー像を感光体１と中間転写ベルト２の第１転写部３にて中間転写ベルト２に転写する。
中間転写ベルト２は駆動ローラ４及び従動ローラ５によって保持・駆動される。中間転写ベルト２に転写されたトナー像は移動して、第２転写部６にて用紙Ｐに転写され、用紙Ｐ上に画像を形成することになる。なお、図中１０は磁気ヘッドユニット、２０はスリップ量・ベルト駆動速度補正演算ユニット（ベルト駆動速度補正手段）を示している。
ベルトスリップが発生した場合には、そのスリップ量によるベルト駆動速度の変動を抑えるように機能し、画像形成する際にそのフィードバックを繰り返し行うことでベルト駆動速度の変動を最小限に留めることができる。
また、スリップによるベルト駆動速度の変動が画像品質上において許容し得ない場合には、画像形成装置を停止して出力エラーとしてユーザに示すとともに、ベルト駆動における設定を再設定する。
即ち、スリップ量が連続的に微小量増減していくような場合にはフィードバックを掛けながら許容値を超えないようにベルト駆動速度を調整し続ければ良いし、何らかの外的要因等で急激なスリップ量変化を発生して画像品質として問題であれば画像形成装置を停止して大幅な調整を行えば良い。
第１の実施形態の画像形成装置においては、画像形成を行う毎にベルトスリップによる駆動速度の変動を抑えることで、それに起因する色ずれ等の画像劣化を低減して高品質な画像形成を実現し得る効果を有する。
また、ベルトスリップによる許容不能な画像劣化をもたらした場合に、その状況を提示するとともにベルトスリップによる駆動速度の変動を抑えることで、それに起因する色ずれ等の画像劣化を低減して高品質な画像形成を実現し得る効果を有する。
【００１７】
図２０は温湿度センサを備えた本発明による画像形成装置の第２の実施形態を示す概略図である。図２０の画像形成の部分は図１９の画像形成の部分と同じであるので説明は省略する。
図２０において、ベルトスリップ計測装置によって得られた温湿度変化に対するベルトスリップ量変化を補正情報として格納する格納手段としても機能するベルト駆動速度補正演算ユニット２２と、温湿度センサ２１とを備え、このベルト駆動速度補正演算ユニット２２により画像形成における温湿度変化に応じて前記補正情報にてベルト駆動速度を適正化するようにしている。
ベルトスリップを発生させる外的要因の１つとして温湿度変化を想定した場合に、予め温湿度変化とスリップ量の関係を前述したベルトスリップ計測装置にて捉えておき、その情報を画像形成装置内に格納しておけば、図２０に示すようにベルトスリップ計測装置を画像形成装置内に搭載しなくとも温湿度センサ２１による情報と合わせて現状のスリップ量を予測してベルト駆動速度の調整を可能とし得る。
したがって、画像形成装置の第２の実施形態によれば、外的要因である温湿度変化で生じたベルトスリップの影響による色ずれ等の画像劣化を低減して高品質な画像形成を実現し得る効果を有する。
【００１８】
図２１は用紙搬送時間検出センサを備えた本発明による画像形成装置の第３の実施形態を示す概略図である。図２１の画像形成の部分は図１９の画像形成の部分と同じであるので説明は省略する。
図２１では、ベルトスリップ計測装置によって得られた用紙突入時におけるベルトスリップ量を補正情報として格納する格納手段としても機能するベルト駆動速度補正演算ユニット２２と、前記ベルトへの用紙搬送時間を検出する用紙搬送時間検出センサ２３を備え、画像形成における用紙突入時に前記補正情報にてベルト駆動速度を適正化する。
ベルトスリップを発生させる外的要因の１つとして用紙突入におけるショックジターを想定した場合に、予め用紙突入時のスリップ量を前述したベルトスリップ計測装置にて捉えておき、その情報を画像形成装置内に格納しておく。
これによって、図２１に示すようにベルトスリップ計測装置を画像形成装置内に搭載しなくとも、第２転写部６から所定の距離に配置された用紙搬送時間を検出する用紙搬送時間検出センサ２２で用紙通過を把握することで用紙突入までの時間を予測することが可能であり、その情報と合わせて現状のスリップ量を予測してベルト駆動速度の調整を可能とし得る。
【００１９】
図２２はベルトスリップに起因するベルト駆動速度の調整をどのように行うかを概念的に示す概略図である。図２２には画像形成装置内のどの部分を調整してベルトスリップに起因するベルト駆動速度の調整を行うかを概念的に示している。画像形成装置の構成は図１９の画像形成部分と同じであるので全体構成の説明は省略する。
その調整方法として、第１に駆動ローラ４を回転させる駆動モータ（図示せず）の速度指令値を調整することが挙げられる。スリップが発生することによって生じるベルト駆動速度の低下を、モータ回転速度を上げて調整するものである。
第２に、例えば所定の従動ローラ５の位置を変化させてベルト張力を調整することが挙げられる。ベルトの張り具合を変化させてその駆動速度を変えてやるものであるが、この場合には予めローラ位置とベルト駆動速度の関係を把握しておくことが必要である。ローラの位置変化量は微小と考えられるため、ＰＺＴ（圧電変換器）等の手段により高精度に行うことが可能である。
第３に、感光体１の駆動速度を調整することが挙げられる。感光体１を駆動している駆動モータ（図示せず）の回転速度を変化させて実施する。これは、ベルト駆動速度がスリップの影響で変動したままであるが、ベルト２との相対的な速度が一定であるように感光体１の駆動速度を変化させて第１転写部３で色ずれを発生させないようにするものである。
ただし、このさいには全ての感光体１の駆動速度を正確に変化させる必要がある。この画像形成装置においては、ベルトスリップによる駆動速度の変動を、感光体駆動速度を調整することでベルト上におけるトナー位置への影響を低減し、色ずれ等の画像劣化を低減した高品質な画像形成を実現し得る効果を有する。
本発明は画像形成装置の中間転写ベルトと、この駆動ローラ及び従動ローラに関連して説明したが、本発明は全般的なベルトのスリップ状態の検出手段及びその低減手段としても応用可能である。
【００２０】
なお、本発明は、上述した実施形態の各機能をプログラム化し、予めＲＯＭのような記録媒体に書き込んでおくようにする。そして、ネットワーク対応周辺機器や外部認証サーバにＲＯＭを装着して、そのプログラムをマイクロプロセッサで実行することによって、本発明の目的が達成されることは言うまでもない。
また、この場合、記録媒体から読み出されて実行された状態が上述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムおよびそのプログラムを記録した記録媒体も本発明を構成することになる。
また、上記したようなベルトスリップ計測方法を実行するプログラムは、半導体媒体（例えば、ＲＯＭ、不揮発性メモリ等）、光媒体（例えば、ＤＶＤ、ＭＯ、ＭＤ、ＣＤ等）、磁気媒体（例えば、磁気テープ、フレキシブルディスク等）等いずれの形態の記録媒体で提供されてもよい。あるいは、ネットワーク等の通信網を介して記憶装置に格納されたプログラムをサーバコンピュータから直接供給を受けるようにしてもよい。この場合、このサーバコンピュータの記憶装置も本発明の記録媒体に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態としての４連タンデム方式のフルカラー画像形成装置における作像・転写機構部を示す概略図である。
【図２】第１の実施形態としてのベルトスリップ計測装置の概略構成を示す斜視図である。
【図３】磁気検出の原理を示す概略図である。
【図４】ベルトスリップ計測装置の計測磁気パターンの第１例を示す模式図である。
【図５】第１例における磁気ヘッドを流れる電流値変化を示す模式図である。
【図６】ベルトスリップ計測装置の計測磁気パターンの第２例を示す模式図である。
【図７】図６における磁気ヘッドを流れる電流値変化を示す模式図である。
【図８】ベルト／ローラ上の磁気パターンの検出例を示す概略図である。
【図９】ベルトスリップ計測方法における流れを説明するフローチャートである。
【図１０】ベルト／ローラ上の磁気パターンの移動速度の変動を計測時間に関連してプロットしたグラフ図である。
【図１１】ベルトスリップ量を計測時間に関連してプロットしたグラフ図である。
【図１２】第２の実施形態に係るベルトスリップ計測装置の概略構成を示す斜視図である。
【図１３】撮像装置によるベルトの駆動状態を検出する計測パターン例を示す概略図である。
【図１４】第２の実施形態によるベルトスリップ計測方法における流れを説明するフローチャートである。
【図１５】第３の実施形態に係るベルトスリップ計測装置の概略構成を示す斜視図である。
【図１６】駆動速度と計測に必要な分解能の関係をグラフで示す概略図である。
【図１７】磁気パターンの記録原理を示す概略図である。
【図１８】第４の実施形態に係るベルトスリップ計測装置の概略構成を示す斜視図である。
【図１９】本実施形態のベルトスリップ計測装置を備えた画像形成装置の第１の実施形態を示す概略図である。
【図２０】温湿度センサを備えた画像形成装置の第２の実施形態を示す概略図である。
【図２１】用紙搬送時間検出センサを備えた画像形成装置の第３の実施形態を示す概略図である。
【図２２】ベルトスリップに起因するベルト駆動速度の調整をどのように行うかを概念的に示す概略図である。
【符号の説明】
【００２２】
１  感光体、２  中間転写ベルト、４  駆動ローラ、５  従動ローラ、７  ベルト（例えば、中間転写ベルト）、８  ローラ（例えば、駆動ローラ、従動ローラ）、９  ９ａ  ９ｂ  磁気パターン、１０  磁気ヘッドユニット、１１  情処理報装置、１４  位置検出パターン（画像パターン）、１５  撮影装置、１６  記録ヘッド、１７  コイル、１８  コア、１９  スリップ量算出ユニット、２０  スリップ量・ベルト駆動速度補正算出ユニット、２１  温湿度センサ、２２  ベルト駆動速度補正算出ユニット、２３  用紙搬送時間検出センサ
【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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