(57)【要約】【課題】本発明は寄りガイド部材等ベルト高速駆動の障害となる構成を用いることなく、蛇行補正のために画像形成動作を中断する必要もないため、画像出力の大幅な高速化が可能であり、簡単な構成で正確に無端ベルトの主走査方向変位を検出し、ベルト主走査方向位置を確実に制御でき、画像担持体の画像形成位置を確実に補正でき、主走査方向の位置ずれによる画像歪みや色ずれを防止でき、出力画像の大幅な高画質化が可能となる。【解決手段】本発明は無端ベルト部材のベルト１回転の搬送毎の複数の検出マークの主走査方向位置を順次検出して得たベルト主走査方向絶対変位検出情報に基づきベルト主走査方向絶対変位検出情報の値が所定値以下になるようベルト主走査方向位置を調整し、２箇所のセンサ間の検出マークの副走査方向位置間による主走査方向の移動量を順次検出して得たベルト相対変位検出情報に基づき画像担持体上の主走査方向潜像形成位置を補正する。【選択図】  図５
2008298958.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像担持体上に潜像を形成する潜像形成部と、該潜像形成部に形成された潜像を可視像化する現像部と、前記画像担持体上に形成した可視像を一次転写する中間転写体と、該中間転写体上の転写像を２次転写する記録材を搬送する記録材搬送手段とを備え、前記中間転写体は、所定の距離を隔てて相互にほぼ平行に配設された複数の搬送ローラと、前記各搬送ローラに掛け渡されて前記転写像を担持搬送する無端ベルト部材とを有し、前記画像担持体上に形成した可視像を前記中間転写体上に順次重ね、複数色の画像を形成する画像形成装置において、
前記無端ベルト部材上に形成された複数の検出マークの主走査方向位置を検出可能な、ベルト搬送方向の少なくとも２箇所に設けられたセンサで構成され、前記無端ベルト部材の主走査方向変位を検出するベルト主走査方向変位検出手段と、
前記無端ベルト部材の主走査方向位置を調整するベルト位置調整手段と、
２箇所の前記センサ間の前記検出マークの副走査方向位置間による主走査方向の移動量を順次検出する移動量検出手段と、
前記画像担持体上の主走査方向潜像形成位置を補正する潜像形成位置補正手段とを有し、
前記ベルト主走査方向変位検出手段によって前記無端ベルト部材のベルト１回転の搬送毎の複数の前記検出マークの主走査方向位置を順次検出して得られたベルト主走査方向絶対変位検出情報に基づき、前記ベルト位置調整手段によって前記ベルト主走査方向絶対変位検出情報の値が所定値以下になるようにベルト主走査方向位置を調整し、前記移動量検出手段によって２箇所の前記センサ間の前記検出マークの副走査方向位置間による主走査方向の移動量を順次検出することにより得られたベルト相対変位検出情報に基づき、前記潜像形成位置補正手段によって前記画像担持体上の主走査方向潜像形成位置を補正することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
画像担持体上に潜像を形成する潜像形成部と、該潜像形成部に形成された潜像を可視像化する現像部と、前記画像担持体上に形成した可視像を転写する記録材を搬送する記録材搬送手段とを備え、該記録材搬送手段は、所定の距離を隔てて相互にほぼ平行に配設された複数の搬送ローラと、前記各搬送ローラに掛け渡されて前記記録材を担持搬送する無端ベルト部材とを有し、前記画像担持体上に形成した可視像を前記記録材搬送手段上の前記記録材に順次重ね、複数色の画像を形成する画像形成装置において、
前記無端ベルト部材上に形成された複数の検出マークの主走査方向位置を検出可能な、ベルト搬送方向の少なくとも２箇所に設けられたセンサで構成され、前記無端ベルト部材の主走査方向変位を検出するベルト主走査方向変位検出手段と、
前記無端ベルト部材の主走査方向位置を調整するベルト位置調整手段と、
２箇所の前記センサ間の前記検出マークの副走査方向位置間による主走査方向の移動量を順次検出する移動量検出手段と、
前記画像担持体上の主走査方向潜像形成位置を補正する潜像形成位置補正手段とを有し、
前記ベルト主走査方向変位検出手段によって前記無端ベルト部材のベルト１回転の搬送毎の複数の前記検出マークの主走査方向位置を順次検出して得られたベルト主走査方向絶対変位検出情報に基づき、前記ベルト位置調整手段によって前記ベルト主走査方向絶対変位検出情報の値が所定値以下になるようにベルト主走査方向位置を調整し、前記移動量検出手段によって２箇所の前記センサ間の前記検出マークの副走査方向位置間による主走査方向の移動量を順次検出することにより得られたベルト相対変位検出情報に基づき、前記潜像形成位置補正手段によって前記画像担持体上の主走査方向潜像形成位置を補正することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
前記センサは１次元センサであり、前記検出マークの主走査方向の設置間隔は、隣接する２つの前記１次元センサの検出位置間隔より小さい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】
前記センサは２次元エリアセンサであり、前記検出マークの主走査方向の設置間隔は、前記２次元エリアセンサの主走査方向検出範囲より小さい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５】
前記検出マークは少なくとも２本の交差する辺を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記センサが前記検出マークを検出する２箇所のベルト主走査方向検出位置間を搬送される時間を順次計時し、前記無端ベルト部材の副走査方向の搬送速度を算出する副走査方向搬送速度算出手段を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記検出マークは前記無端ベルト部材上に一定間隔で形成され、一定時間に前記センサに検出される前記検出マークを計数して前記無端ベルト部材の副走査方向の搬送速度を算出する副走査方向搬送速度算出手段を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記検出マークは前記無端ベルト部材上に一定間隔で形成され、２つの前記センサが同一の前記検出マークを検出して得られた主走査検出位置における検出周期の位相差を検出して前記無端ベルト部材の副走査方向の伸縮値を検出する伸縮検出手段を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記伸縮検出手段によって検出された前記無端ベルト部材の副走査方向の伸縮値に基づいて前記副走査方向搬送速度算出手段によって算出された副走査方向の搬送速度を補正する副走査方向搬送速度補正手段を有することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記ベルト主走査方向絶対変位検出情報に基づき、前記ベルト相対変位検出情報を補正するベルト相対変位検出情報補正手段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１１】
前記ベルト相対変位検出情報補正手段は、前記ベルト主走査方向相対変位検出情報を前記無端ベルト部材の１回転分累積して得られる１回転における前記ベルト主走査方向相対変位検出情報と、前記ベルト主走査方向絶対変位検出情報を比較し、１回転における前記ベルト主走査方向相対変位検出情報が前記ベルト主走査方向絶対変位検出情報と等しくなるように前記ベルト主走査方向相対変位検出情報をオフセット補正することを特徴とする請求項１０記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記ベルト相対変位検出情報補正手段は、前記無端ベルト部材のベルト１回転の任意の前記検出マークを基準にして当該検出マークの主走査方向位置を検出して得られた、１回転における前記ベルト主走査方向相対変位検出情報と前記ベルト主走査方向絶対変位検出情報に基づいて前記ベルト主走査方向相対変位検出情報をオフセット補正することを特徴とする請求項１０記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記ベルト相対変位検出情報補正手段は、ベルトを複数回転して得られる前記ベルト主走査方向絶対変位検出情報とベルト１回転における前記ベルト主走査相対変位検出情報に基づいて前記ベルト主走査方向相対変位検出情報をオフセット補正することを特徴とする請求項１０記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像形成装置に関し、詳細には複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置であって、画像担持体上に形成した潜像を現像することにより可視像化し、複数の可視像を重ねることにより複数色の画像を得る画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式の画像形成装置において、転写媒体である中間転写体、あるいは転写媒体である記録用紙の搬送手段として無端ベルトを用いた画像形成装置が知られている。この無端ベルトは複数のローラに張架され循環駆動されるが、このときベルトの搬送方向（副走査方向）と直交する方向（主走査方向）にベルト位置が移動する蛇行現象が発生することがある。この蛇行現象が発生すると、中間転写体や記録用紙など転写媒体上の画像形成位置にずれが生じるため、これが画像の歪みとなる。また、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの単色画像を各々形成し、それらを転写媒体上で重ね合わせてカラー画像を得るカラー画像形成装置においては、画像形成位置のずれが、各色トナー画像間の色ずれとなって現れる。これらはいずれも画像品質劣化につながるため高画質の画像を得るためには、ベルト蛇行に関して、何らかの対策を講じる必要がある。
【０００３】
そこで、このような問題に対処するため、種々の方法が提案されており、その一つとして、無端ベルトに寄りガイド部材を設ける方法が採用されている。しかし、無端ベルトに発生した主走査方向の力を、ベルト表面に設けた寄りガイド部材をベルト搬送ローラ端面に当接させて規制し、無端ベルトの蛇行を抑制しているため、ベルトに形成する寄りガイド部材の主走査方向触れ及び搬送ローラ端面の振れに起因するベルト蛇行は抑制することができず、主走査方向の位置ずれによる画像歪み、色ずれが発生する欠点がある。
【０００４】
それに対し、特許文献１には、ベルトに設けた寄りガイド部材でベルトの蛇行を規制する方式において、搬送ローラ端面の振れの影響を取り除くため、搬送ローラ端面の振れに対して逆位相となるように画像担持体に形成する潜像の位置を制御する画像形成装置が提案されている。
【０００５】
また、特許文献２には、ベルトに設けた寄りガイド部材でベルトの蛇行を規制する方式において、予め測定しておいたベルト一周期分の蛇行成分に基づき、画像担持体に形成する潜像の位置を制御する画像形成装置が提案されている。
【０００６】
更に、無端ベルトに寄りガイド部材を設ける以外の方法として特許文献３では、無端ベルトの主走査方向端部に、搬送方向に平行なスリットを予め印刷し、スリット位置を検出するセンサにより蛇行変位を検出し、画像担持体に形成する潜像の位置を制御する画像形成装置が提案されている。
【０００７】
また、特許文献４では、無端ベルトの搬送ローラの平行関係を解除することによりベルトを主走査方向に往復制御するとともに、無端ベルト部材の主走査方向位置検出手段、無端ベルトの往復移動速度記憶手段を備え、ベルトの往復移送方向に応じて記憶させた移動速度に対応し、画像担持体に形成する潜像の位置を制御する画像形成装置が提案されている。
【特許文献１】特開２００５−８４０６３号公報
【特許文献２】特開２００５−１４８１２７号公報
【特許文献３】特開２００４−２２６６６０号公報
【特許文献４】特開２００３−１６２１９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献１では、ベルト搬送ローラ端面の触れによるベルト蛇行成分を抑制可能であるが、寄りガイド部材の振れに起因するベルト蛇行は抑制できず、主走査方向の位置ずれによる画像歪み、色ずれが発生する。また、上記特許文献２では、ベルト搬送ローラ端面触れ、寄りガイド部材の主走査方向振れを含めたベルト一周期分の蛇行成分をあらかじめ測定するため、ローラ端面、ガイド部材双方の振れに起因するベルト蛇行を抑制できるが、無端ベルトおよび寄りガイド部材の経時的な変形や温度、湿度等の環境変化に伴う変形に対応するためには、蛇行成分の測定を頻繁に実施する必要があり、画像形成動作を頻繁に中断することとなるため、画像出力高速化の大きな妨げとなる。また、振動の影響等による動的な変形に対しては、対応が困難であるという問題もある。また、無端ベルトに寄りガイド部材を設けることで、ベルト蛇行を抑制する方法では、ベルトを高速で駆動した場合、寄りガイド部材に大きな外力が加わって、ベルトおよび寄りガイド部材の座屈や破損を招きやすく、画像出力高速化が困難である。
【０００９】
一方、無端ベルトに寄りガイド部材を設けず、無端ベルト上に形成した検出マークをセンサにより検出することにより、無端ベルトの蛇行を検出し、画像担持体上の潜像形成位置を制御することでベルト蛇行の影響を抑制する方法には以下のような問題がある。上記特許文献３では、無端ベルト状中間転写体の非画像形成領域である転写面上の主走査端部に予め印刷した中間転写体搬送方向に平行なスリットを反射型センサで検出することでベルトの蛇行量を検出している。また、上記特許文献４では、無端ベルト上に、回動方向と平行に全周にわたってある幅を持った線上の標識を設け、これを横切る方向に沿ってライン状ＣＣＤを有する標識検知手段を配置し、蛇行方向のベルト位置を検出している。これらの方式において、ベルト上に形成するスリットや標識等の検出マークを無端ベルト全周に渡り、搬送方向と完全に平行に形成することは不可能であり、検出マーク形成誤差が確実に存在する。また、ベルトの経時的な変形や温度、湿度等の環境変化に伴う変形により、ベルト上に形成された検出マークも変形する。よって、上記特許文献３、４では、検出マークを反射型センサやライン状ＣＣＤで一次元的に検出しているため、単位時間当たりのベルト蛇行量を検出する際、基準となる時間に検出するセンサマーク位置と単位時間後に検出するセンサマーク位置は、実際には単位時間内にベルトが搬送される距離だけ隔てた位置となり、この距離における検出マーク形成誤差、変形の影響は、ベルト蛇行検出結果に影響し、実際は蛇行が発生していなくとも、画像担持体上の潜像形成位置を検出マーク形成誤差、変形にあわせて制御してしまい、逆にベルト搬送方向である副走査方向の位置ずれによる画像歪み、色ずれが発生するという問題がある。
【００１０】
本発明はこれらの問題点を解決するためのものであり、寄りガイド部材等、ベルト高速駆動の障害となる構成を用いることなく、また蛇行補正のために画像形成動作を中断する必要もないため、画像出力の大幅な高速化が可能であるとともに、簡単な構成で、正確に無端ベルトの主走査方向変位を検出し、ベルト主走査方向位置を確実に制御するとともに、画像担持体における画像形成位置を確実に補正することで、主走査方向の位置ずれによる画像歪みや色ずれを防止でき、かつ出力画像の大幅な高画質化が可能な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】
【００１１】
前記問題点を解決するために、本発明の画像形成装置は、画像担持体上に潜像を形成する潜像形成部と、該潜像形成部に形成された潜像を可視像化する現像部と、画像担持体上に形成した可視像を一次転写する中間転写体と、該中間転写体上の転写像を２次転写する記録材を搬送する記録材搬送手段とを備え、中間転写体は、所定の距離を隔てて相互にほぼ平行に配設された複数の搬送ローラと、各搬送ローラに掛け渡されて転写像を担持搬送する無端ベルト部材とを有し、画像担持体上に形成した可視像を中間転写体上に順次重ね、複数色の画像を形成する。そして、本発明の画像形成装置は、無端ベルト部材上に形成された複数の検出マークの主走査方向位置を検出可能な、ベルト搬送方向の少なくとも２箇所に設けられたセンサで構成され、無端ベルト部材の主走査方向変位を検出するベルト主走査方向変位検出手段と、無端ベルト部材の主走査方向位置を調整するベルト位置調整手段と、２箇所のセンサ間の検出マークの副走査方向位置間による主走査方向の移動量を順次検出する移動量検出手段と、画像担持体上の主走査方向潜像形成位置を補正する潜像形成位置補正手段とを有している。更に、本発明の画像形成装置によれば、ベルト主走査方向変位検出手段によって無端ベルト部材のベルト１回転の搬送毎の複数の検出マークの主走査方向位置を順次検出して得られたベルト主走査方向絶対変位検出情報に基づき、ベルト位置調整手段によってベルト主走査方向絶対変位検出情報の値が所定値以下になるようにベルト主走査方向位置を調整する。また、移動量検出手段によって２箇所のセンサ間の検出マークの副走査方向位置間による主走査方向の移動量を順次検出することにより得られたベルト相対変位検出情報に基づき、潜像形成位置補正手段によって画像担持体上の主走査方向潜像形成位置を補正する。よって、寄りガイド部材等、ベルト高速駆動の障害となる構成を用いることなく、また蛇行補正のために画像形成動作を中断する必要もないため、画像出力の大幅な高速化が可能であるとともに、簡単な構成で、正確に無端ベルト部材の主走査方向絶対変位、相対変位を検出でき、検出した絶対変位情報に基づきベルト位置を確実に制御するとともに、検出した相対変位情報に基づき画像担持体における画像形成位置を確実に補正することで、主走査方向の位置ずれによる画像歪みや色ずれを防止できるため、出力画像の大幅な高画質化が可能な画像形成装置を実現できる。
【００１２】
また、本発明の画像形成装置は、画像担持体上に潜像を形成する潜像形成部と、該潜像形成部に形成された潜像を可視像化する現像部と、画像担持体上に形成した可視像を転写する記録材を搬送する記録材搬送手段とを備え、該記録材搬送手段は、所定の距離を隔てて相互にほぼ平行に配設された複数の搬送ローラと、各搬送ローラに掛け渡されて記録材を担持搬送する無端ベルト部材とを有し、画像担持体上に形成した可視像を記録材搬送手段上の記録材に順次重ね、複数色の画像を形成する。そして、本発明の画像形成装置は、無端ベルト部材上に形成された複数の検出マークの主走査方向位置を検出可能な、ベルト搬送方向の少なくとも２箇所に設けられたセンサで構成され、無端ベルト部材の主走査方向変位を検出するベルト主走査方向変位検出手段と、無端ベルト部材の主走査方向位置を調整するベルト位置調整手段と、２箇所のセンサ間の検出マークの副走査方向位置間による主走査方向の移動量を順次検出する移動量検出手段と、画像担持体上の主走査方向潜像形成位置を補正する潜像形成位置補正手段とを有している。更に、本発明の画像形成装置によれば、ベルト主走査方向変位検出手段によって無端ベルト部材のベルト１回転の搬送毎の複数の検出マークの主走査方向位置を順次検出して得られたベルト主走査方向絶対変位検出情報に基づき、ベルト位置調整手段によってベルト主走査方向絶対変位検出情報の値が所定値以下になるようにベルト主走査方向位置を調整し、移動量検出手段によって２箇所のセンサ間の検出マークの副走査方向位置間による主走査方向の移動量を順次検出することにより得られたベルト相対変位検出情報に基づき、潜像形成位置補正手段によって画像担持体上の主走査方向潜像形成位置を補正する。よって、寄りガイド部材等、ベルト高速駆動の障害となる構成を用いることなく、また蛇行補正のために画像形成動作を中断する必要もないため、画像出力の大幅な高速化が可能であるとともに、簡単な構成で、正確に無端ベルト部材の主走査方向絶対変位、相対変位を検出でき、検出した絶対変位情報に基づきベルト位置を確実に制御するとともに、検出した相対変位情報に基づき画像担持体における画像形成位置を確実に補正することで、主走査方向の位置ずれによる画像歪みや色ずれを防止できるため、出力画像の大幅な高画質化が可能な画像形成装置を実現できる。
【００１３】
更に、センサは１次元センサであり、検出マークの主走査方向の設置間隔は、隣接する２つの１次元センサの検出位置間隔より小さいことにより、簡単な構成で、正確に無端ベルト部材の一周期全域の主走査方向変位情報を検出することができるため、ベルト位置を確実に制御するとともに画像担持体における画像形成位置を確実に補正することが可能となり、主走査方向の位置ずれによる画像歪みや色ずれを防止できる。
【００１４】
また、センサは２次元エリアセンサであり、検出マークの主走査方向の設置間隔は、２次元エリアセンサの主走査方向検出範囲より小さいことにより、簡単な構成で、正確に無端ベルト部材の主走査方向変位情報を検出することができるため、ベルト位置を確実に制御するとともに画像担持体における画像形成位置を確実に補正することが可能となり、主走査方向の位置ずれによる画像歪みや色ずれを防止できる。
【００１５】
更に、検出マークは少なくとも２本の交差する辺を有することにより、簡単な構成で、より正確に無端ベルトの主走査方向変位を検出することができるため、ベルト位置を確実に制御するとともに画像担持体における画像形成位置を確実に補正することが可能となり、主走査方向の位置ずれによる画像歪みや色ずれを確実に防止できる。
【００１６】
また、センサが検出マークを検出する２箇所のベルト主走査方向検出位置間を搬送される時間を順次計時し、無端ベルト部材の副走査方向の搬送速度を算出する副走査方向搬送速度算出手段を有する。よって、簡単な構成で、正確に無端ベルトの主走査方向変位情報を検出することができるとともに、正確に無端ベルト部材の副走査方向速度情報を検出することができるため、ベルト位置を確実に制御するとともに画像担持体における画像形成位置を確実に補正することで、主走査方向の位置ずれによる画像歪みや色ずれを防止できるだけでなく、所定のベルト副走査方向速度となるよう制御を行うことにより副走査方向の位置ずれによる色ずれを確実に防止できる。
【００１７】
更に、検出マークは無端ベルト部材上に一定間隔で形成され、一定時間にセンサに検出される検出マークを計数して無端ベルト部材の副走査方向の搬送速度を算出する副走査方向搬送速度算出手段を有する。よって、簡単な構成で、正確に無端ベルト部材の主走査方向変位情報を検出することができるとともに、より正確に無端ベルトの副走査方向速度情報を検出することができるため、ベルト位置を確実に制御するとともに画像担持体における画像形成位置を確実に補正することで、主走査方向の位置ずれによる画像歪みや色ずれを防止できるだけでなく、所定のベルト副走査方向速度となるよう制御を行うことにより副走査方向の位置ずれによる色ずれをより確実に防止できる。
【００１８】
また、検出マークは無端ベルト部材上に一定間隔で形成され、２つのセンサが同一の検出マークを検出して得られた主走査検出位置における検出周期の位相差を検出して無端ベルト部材の副走査方向の伸縮値を検出する伸縮検出手段を有する。よって、簡単な構成で、正確に無端ベルト部材の主走査方向変位情報を検出することができるとともに、正確に無端ベルトの副走査方向の伸縮値を検出することができるため、ベルト位置を確実に制御するとともに画像担持体における画像形成位置を確実に補正することで、主走査方向の位置ずれによる画像歪みや色ずれを防止できるだけでなく、無端ベルト部材の副走査方向の伸縮情報に基づき、ベルト副走査方向速度制御を行うことにより副走査方向の位置ずれによる色ずれをより確実に防止できる。
【００１９】
更に、伸縮検出手段によって検出された無端ベルト部材の副走査方向の伸縮値に基づいて副走査方向搬送速度算出手段によって算出された副走査方向の搬送速度を補正する副走査方向移動速度補正手段を有する。よって、簡単な構成で、正確に無端ベルト部材の主走査方向変位情報を検出することができるとともに、無端ベルト部材の伸び情報に基づき、より正確に無端ベルト部材の副走査方向速度情報を検出することができるため、ベルト位置を確実に制御するとともに画像担持体における画像形成位置を確実に補正することで、主走査方向の位置ずれによる画像歪みや色ずれを防止できるだけでなく、所定のベルト副走査方向速度となるよう制御を行うことにより副走査方向の位置ずれによる色ずれをより確実に防止できる。
【００２０】
また、ベルト主走査方向絶対変位検出情報に基づき、ベルト相対変位検出情報を補正するベルト相対変位検出情報補正手段を有する。よって、寄りガイド部材等、ベルト高速駆動の障害となる構成を用いることなく、また蛇行補正のために画像形成動作を中断する必要もないため、画像出力の大幅な高速化が可能であるとともに、簡単な構成で、正確に無端ベルト部材の主走査方向絶対変位、相対変位を検出でき、検出した絶対変位情報に基づきベルト位置を確実に制御するとともに、検出した相対変位情報に基づき画像担持体における画像形成位置を確実に補正することで、主走査方向の位置ずれによる画像歪みや色ずれを防止できるため、出力画像の大幅な高画質化が可能な画像形成装置を実現できる。
【００２１】
更に、ベルト相対変位検出情報補正手段は、ベルト主走査方向相対変位検出情報を無端ベルト部材の１回転分累積して得られる１回転におけるベルト主走査方向相対変位検出情報と、ベルト主走査方向絶対変位検出情報を比較し、１回転におけるベルト主走査方向相対変位検出情報がベルト主走査方向絶対変位検出情報と等しくなるようにベルト主走査方向相対変位検出情報をオフセット補正する。よって、簡単な構成で、正確に無端ベルト部材の主走査方向相対変位情報を検出することができるため、画像担持体における画像形成位置を確実に補正することが可能となり、主走査方向の位置ずれによる画像歪みや色ずれを防止できる。
【００２２】
また、ベルト相対変位検出情報補正手段は、無端ベルト部材のベルト１回転の任意の検出マークを基準にして当該検出マークの主走査方向位置を検出して得られた、１回転におけるベルト主走査方向相対変位検出情報とベルト主走査方向絶対変位検出情報に基づいてベルト主走査方向相対変位検出情報をオフセット補正する。よって、簡単な構成で、より正確に無端ベルト部材の主走査方向相対変位情報を検出することができるため、画像担持体における画像形成位置を確実に補正することが可能となり、主走査方向の位置ずれによる画像歪みや色ずれを防止できる。
【００２３】
更に、ベルト相対変位検出情報補正手段は、１回転におけるベルト主走査方向相対変位検出情報及びベルト主走査方向絶対変位検出情報をベルト複数回転分検出した情報に基づいてベルト主走査方向相対変位検出情報をオフセット補正する。よって、簡単な構成で、より正確に無端ベルト部材の主走査方向相対変位情報を検出することができるため、画像担持体における画像形成位置を確実に補正することが可能となり、主走査方向の位置ずれによる画像歪みや色ずれを防止できる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の画像形成装置によれば、寄りガイド部材等、ベルト高速駆動の障害となる構成を用いることなく、また蛇行補正のために画像形成動作を中断する必要もないため、画像出力の大幅な高速化が可能であるとともに、簡単な構成で、正確に無端ベルト部材の主走査方向絶対変位、相対変位を検出でき、検出した絶対変位情報に基づきベルト位置を確実に制御するとともに、検出した相対変位情報に基づき画像担持体における画像形成位置を確実に補正することで、主走査方向の位置ずれによる画像歪みや色ずれを防止できるため、出力画像の大幅な高画質化が可能な画像形成装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１は本発明を適用する画像形成装置の構成を示す概略図である。同図に示す画像形成装置は、現像器を並設した感光体ドラムを４つ用い、中間転写体上にフルカラー画像を形成する。この画像形成装置１００では、画像形成時に、４つの画像担持体（以下、感光ドラムと称す）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って静電潜像を形成する。そして、イエロー現像器１３１、マゼンタ現像器１３２、シアン現像器１３３、ブラック現像器１３４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、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、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、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それぞれ現像する。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に当接して矢印方向に回転する中間転写ベルト２００上に１次転写される。そして、中間転写ベルト２００上に４色のトナー像を重ねる。これらの４色のトナー像は、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を得ることができる。
【００２６】
図２は本発明の画像形成装置におけるベルト変位検出手段の構成を示す斜視図である。同図に示すように、中間転写ベルト２００の表面には搬送方向全周にわたって、複数の検出マーク２０１が予め形成されている。検出マーク２０１に対向する位置には、ベルト変位検出手段２０２が配置され、検出マーク２０１の主走査方向の位置をベルト搬送方向の少なくとも２箇所で検出可能に構成されている。この各検出マーク２０１のベルト１回転毎の主走査方向の位置を順次検出することにより、ベルト搬送開始時点からの各検出マーク２０１の形成位置のベルト主走査方向変位量等、ベルト変位検出手段２０２におけるベルト主走査方向絶対変位検出情報を検出できる。よって、各検出マーク２０１の形成位置におけるベルト１回転搬送間のベルト主走査方向平均移動速度等を求めることもできる。また、この各検出マーク２０１がベルト搬送方向の２箇所のベルト変位検出手段２０２の検出位置間の搬送の間に生じるベルト主走査方向変位を順次検出することにより各検出マーク２０１がベルト変位検出手段２０２の検出位置間を搬送された時間におけるベルトの変位量や検出位置間搬送された間のベルト主走査方向平均移動速度等の情報が検出でき、この情報を累積することで、ベルト変位検出手段２０２におけるベルト主走査方向相対変位情報を検出できる。
【００２７】
図３は本発明の画像形成装置におけるベルト位置調整手段の構成を示す斜視図である。同図において、図２と同じ参照符号は同じ構成要件を示す。同図に示すように、中間転写ベルト２００は複数のほぼ平行なローラにより張架されており、その中の一つの駆動ローラ２０３によりベルト搬送方向に駆動されている。駆動ローラ２０３及び従動ローラ２０４、２０５は所定位置に固定されているのに対し、テンションローラ２０６の回転軸の両端は矢印方向に付勢され、中間転写ベルト２００はほぼ一定テンションで張架されている。また、補正ローラ２０７は中間転写ベルト２００に生じた寄りや蛇行等のベルト搬送方向移動を補正するもので、補正ローラ２０７の回転軸の一端はピボット軸受等でローラ回転軸直交方向に揺動可能に支持されているとともに、他端側はベルト位置調整手段であるアクチュエータ２０８により矢印方向に往復移動可能に支持されている。ベルト変位検出手段２０２からのベルト主走査方向絶対変位検出情報により作成したベルト主走査方向絶対変位信号に基づき、アクチュエータ２０８を駆動し、発生したベルト変位を基に戻す方向に補正ローラ２０７を揺動することを連続して行うことにより、ベルト蛇行は一定範囲に制御され、寄りガイド部材等を設けることなく、ベルト蛇行を抑制することが可能となる。
【００２８】
図４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３０１から転送された画像信号は、画像書き込み制御部３０２を構成する画像信号生成部３０３に入力される。また、エンジン制御部３０４からのエンジン制御情報も画像書き込み制御部３０２に入力される。画像信号生成部３０３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３０３では実際に印画紙上に画像を展開するため、画像形成に用いる最小画素を定義する画素クロック信号（ｗｃｌｋ）にて処理される。この画素クロック信号は、画素クロック生成部３０５にてエンジン制御部３０４からの解像度、感光体ドラム線速等の情報により所定の周波数のクロック信号（ｗｃｌｋ）を生成し、画像信号生成部３０３及び逓倍回路部３０６に入力される。画像信号生成部３０３で画像処理された実画像信号は書込位置制御部３０７に入力される。書込位置制御部３０７には、他にレーザ書き込み制御部３０８の同期検知部３０９から同期検知信号（ＤＥＴＰ）、中間転写ベルト上のベルト変位検出手段２０２からのベルト主走査方向相対変位情報により作成したベルト主走査方向相対変位信号（Δａ）、エンジン制御部３０４からのエンジン制御情報が入力される。同期検知信号（ＤＥＴＰ）は、レーザビームを感光体ドラム３１０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、レーザ書き込み制御部３０８のポリゴンミラー３１１にて反射偏向されたレーザビームの感光体ドラム３１０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、同期検出部３０９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。ベルト主走査方向相対変位信号（Δａ）は、中間転写ベルト搬送時の蛇行量を示す信号であり、ベルト位置調整手段によるベルト蛇行制御中においても完全には抑制できない、ベルト１回転動作内における中間転写ベルト２００上の検出マークの主走査方向変位をベルト変位検出手段２０２により検出した信号である。書込位置制御部３０７では、同期検知信号（ＤＥＴＰ）に対し画像信号生成部３０３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、ベルト主走査方向相対変位信号（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３０７には、画素クロック生成部３０５にて生成された画素クロック信号（ｗｃｌｋ）を逓倍処理された蛇行補正クロック信号（ｄｃｌｋ）が入力される。この蛇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、蛇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、蛇行補正クロック信号（ｄｃｌｋ）の１クロックがベルト変位検出手段２０２の１分解能に相当している。ベルト変位検出手段２０２からのベルト主走査方向相対変位信号（Δａ）を検出し、書込位置制御部３０７に同期検知信号（ＤＥＴＰ）とベルト主走査方向相対変位信号（Δａ）が入力される。このベルト主走査方向相対変位信号（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、蛇行搬送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３１２には、書込位置制御部３０７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３１２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３０８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３１１にて回転偏向され、感光体ドラム３１０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。
【００２９】
以上の構成において、ベルト変位検出手段２０２として、中間転写ベルト２００の表面にベルト搬送方向全周にわたって形成された複数の検出マークのそれぞれが規定距離の搬送によりに生じたベルト搬送方向変位を検出可能に構成されている。このため、上記特許文献３や上記特許文献４では、ベルト変位検出結果に対し検出マークの形成精度や変形が影響することはなく、正確にベルト搬送方向変位を検出できる。このベルト搬送方向変位の検出結果のうち、それぞれの検出マークがベルト搬送開始時点のベルト搬送方向のベルト位置に対し生じたベルト搬送方向変位から求めたベルト主走査方向絶対変位信号に基づき、ベルト位置調整手段によりベルト搬送方向位置を制御するとともに、制御しきれないベルト１回転搬送内の蛇行成分に関しては、それぞれの検出マークの規定距離移動により生じるベルト主走査方向変位情報を累積することにより求めたベルト主走査方向相対変位信号に基づき、画像担持体上の潜像形成位置を制御することで、ベルト搬送方向である副走査方向の位置ずれによる画像歪みや色ずれを防止でき、出力画像の大幅な高画質化が可能となる。
【００３０】
なお、本実施の形態では、転写媒体を中間転写体として図示、説明したが、転写媒体は用紙搬送ベルトに付着された記録用紙でもよい。この場合、ベルト変位検出手段、ベルト位置調整手段は用紙搬送ベルトに備わる。
【００３１】
図５は本発明の画像形成装置におけるベルト変位検出手段の別の構成を示す平面図である。同図において、中間転写ベルト２００上にはベルト搬送方向全周にわたってライン状の検出マーク２０１が複数形成されている。検出マーク２０１に対向する位置には、検出マーク２０１のベルト主走査方向位置を検出可能な、ラインＣＣＤ等と２つの１次元ラインセンサ２０９、２１０がベルト搬送方向に併設されている。２つの１次元センサ２０９、２１０は、１つの検出マーク２０１がベルト主走査方向に変位することなく搬送された場合に、それぞれの１次元センサにおける出力が等しくなるよう設定されている。そして、中間転写ベルト２００の搬送開始に伴い、各検出マーク２０１が上流側の１次元センサ２０９あるいは下流側の１次元センサ２１０に対向したときのセンサ出力と、ベルト１回転搬送毎に再度上流側の１次元センサ２０９あるいは下流側の１次元センサ２１０に対向したときのセンサ出力を比較することにより、各検出マーク２０１がベルト搬送開始後に移動したベルト主走査方向変位を検出可能となる。この情報は、ベルト１回転搬送内のベルト蛇行状態等のベルト詳細挙動は検出できないが、ベルトの絶対的なベルト主走査方向位置を検出可能であり、ベルト主走査方向位置調整に用いた場合、ベルト位置をベルト搬送方向に正確に規定できる効果がある。
【００３２】
また、中間転写ベルト２００の搬送に伴い、複数の検出マーク２０１の中の１つを基準マークとし、この基準マークが上流側の１次元センサ２０９に対向したときのセンサ出力と、下流側の１次元センサ２１０に対向したときのセンサ出力を比較することにより、１つの基準マークが２つのセンサ間を搬送された時間に発生したベルト主走査方向変位を検出可能となる。この一つ一つの検出マーク２０１のベルト主走査方向変位を順次検出することにより、センサ間搬送時間のベルト主走査方向変位情報を検出でき、この情報を順次累積することにより、中間転写ベルト２００の相対的なベルト主走査方向変位情報が得られる。この情報は検出誤差が順次累積されるため、ベルト主走査方向位置調整に用いた場合はこの累積誤差によりベルト位置がベルト主走査方向に移動してしまう問題があるが、前述のベルト主走査方向絶対位置情報よりも短時間間隔におけるベルトの主走査方向移動を検出できるため、ベルト１回転搬送内のベルト蛇行状態の検出が可能となり、また潜像形成位置補正のように、絶対的位置情報よりも各色潜像形成タイミング間の相対的位置情報が重要である場合には有用となる。ここで、各検出マーク２０１のベルト搬送方向における形成間隔Ｄ１を２つのセンサのベルト搬送方向における配置間隔Ｄ２以下とすることによりベルト１周期全域におけるベルト主走査方向相対変位の検出が可能となる。
【００３３】
図６は本発明の画像形成装置におけるベルト変位検出手段の他の構成を示す平面図である。同図において、中間転写ベルト２００上には搬送方向全周にわたって矩形の検出マーク２０１が複数形成されている。検出マーク２０１に対向する位置には、検出マーク２０１のベルト搬送方向位置、及びベルト搬送方向に直交する方向である副走査方向の位置を検出可能な、エリアＣＣＤ等の２次元エリアセンサ２１１が配設されている。２次元エリアセンサ２１１は、１つの基準マークが主走査方向に変位することなく搬送された場合に、センサ検出エリア内における検出マークの主走査方向変位検出出力がゼロとなるよう設定されている。ここで、ベルト搬送開始に伴い、各検出マーク２０１が２次元エリアセンサ２１１に対向したときのセンサ出力と、ベルト１回転搬送毎に再度２次元エリアセンサ２１１に対向したときのセンサ出力を比較することにより、各検出マーク２０１がベルト搬送開始後に移動した主走査方向変位を検出可能となる。
【００３４】
また、中間転写ベルト２００の搬送に伴い、複数の検出マーク２０１の中の１つが２次元エリアセンサ２１１の検出エリア内に進入したときから検出エリア外に退出するまでのベルト主走査方向変位検出出力の変化により、１つの基準マークがセンサ検出エリア内を搬送された時間に発生したベルト主走査方向変位を検出可能となる。この一つ一つの検出マーク２０１のベルト主走査方向変位を順次検出することにより、センサ間搬送時間のベルト主走査方向変位情報を検出でき、この情報を順次累積することにより、ベルト主走査方向相対変位検出情報が得られる。ここで、各検出マーク２０１のベルト搬送方向における形成間隔を２次元エリアセンサ２１１のベルト搬送方向における検出エリア範囲Ｄｗ以下とすることによりベルト１周期全域におけるベルト主走査方向相対変位の検出が可能となる。
【００３５】
ここで、２次元エリアセンサ２１１によりベルト主走査方向変位を正確に検出するために、検出マーク２０１のベルト搬送方向におけるどの部分のベルト主走査方向変位を検出するのかを正確に規定する必要がある。矩形の検出マーク２０１では、ベルト搬送方向に平行な辺２０１ａにおいて、ベルト搬送方向検出位置を正確に規定可能なのは主走査方向に平行な辺２０１ｂ、あるいは２０１ｃと交差する点である。このように、２次元ＣＣＤによるベルト主走査方向変位検出には、少なくとも２本の交差する辺を有する検出マークを用いることが望ましい。
【００３６】
図５において、中間転写ベルト２００の搬送に伴い、複数の検出マーク２０１の中の１つが上流側の１次元センサ２０９に対向した時間と、下流側の１次元センサ２１０に対向した時間から、１つの基準マークが２つの１次元センサ間を搬送される時間が検出できる。２つの１次元センサ間隔Ｄ２は一定であるため、このセンサ間搬送時間とセンサ間隔からベルトの搬送方向搬送速度が検出可能となる。この速度信号を用いてベルト駆動ローラの回転モータを制御することにより、回転モータのエンコーダや、中間転写ベルトを張架するローラに設けたエンコーダの速度信号に基づき回転を制御する場合と比較し、中間転写ベルト上の搬送速度を直接検出、制御することができるため、駆動系バラツキやローラ偏心、ベルト厚み変動等の影響を受けることなく高精度なベルト搬送速度制御が可能となる。
【００３７】
また、中間転写ベルト２００上に形成する複数の検出マーク２０１をベルト搬送方向に一定間隔で形成することにより、一定時間に上流側の１次元センサ２０９あるいは下流側の１次元センサ２１０に検出される検出マークの数をカウントすることでも同様にベルトの副走査方向搬送速度を検出でき、この場合は２つの１次元センサ間隔の設定誤差や変動の影響を受けることがなく、より正確にベルト副走査方向搬送速度を検出可能となる。
【００３８】
更に、図５において、温度、湿度等の環境変動やベルト張架テンションによるベルトクリープ特性の影響によりベルトにベルト搬送方向の伸縮が発生した場合、上記一定間隔で形成した検出マークの間隔が変動してしまい、検出されるベルト副走査方向搬送速度に誤差が生じる問題がある。この問題を解決するために、図７に示すように、中間転写ベルトに伸縮が発生した場合（図７の（ｂ）では中間転写ベルトが伸びた場合）、２箇所のベルト搬送方向検出位置における無端ベルト上情報検出周期の位相差が変化する。つまり、図７の（ａ），（ｂ）に示すように、中間転写ベルトに伸縮がない場合の位相差Ａに比較して中間転写ベルトが伸びた場合の位相差Ｂが大きくなる。このような位相差の変動を検出することにより、無端ベルト部材のベルト副走査方向伸縮を検出することが可能であり、検知したベルト副走査方向伸縮に応じて、検出されるベルト副走査方向搬送速度を補正することにより、ベルト副走査方向伸縮の影響を受けないより正確なベルト副走査方向搬送速度の検出が可能となる。
【００３９】
ここで、環境条件や経時変動等で上記２つの１次元センサの検出状態、検出条件が相対的に変化した場合、ベルト主走査方向相対変位情報が変動する問題がある。そこで、２つの１次元センサの検出状態、検出条件が相対的に変化した場合でも、ベルト１回転搬送毎に検出されるベルト主走査方向絶対変位検出情報に対する影響はごく少ないため、ベルト主走査方向相対変位検出情報をベルト１回転搬送毎に検出されるベルト主走査方向絶対変位検出情報に基づき補正することで、上記問題は解消できる。
【００４０】
上述のベルト主走査方向相対変位検出情報の補正の詳細な方法としては以下のようなものがある。環境条件や経時変動等で上記２つの１次元センサのベルト主走査方向位置関係が変化した場合、図８に示すように、一つ一つの検出マークのベルト主走査方向相対変位検出情報にオフセットが発生する問題がある。この場合、ベルト主走査方向相対変位情報を得るため順次累積した場合、オフセットも累積されるため、得られるベルト主走査方向相対変位情報に大きな誤差が発生してしまう。そこで、図８の（ｂ）に示すように、２つの１次元センサのベルト主走査方向位置関係が変化した場合でも、ベルト１回転搬送毎に検出されるベルト主走査方向絶対変位検出情報に対する影響はごく少ないため、ベルト主走査方向相対変位検出情報をベルト１回転分累積して求めたベルト１回転におけるベルト主走査相対変位検出情報とベルト１回転搬送毎に検出されるベルト主走査方向絶対変位検出情報を比較し、それぞれが等しくなるようベルト主走査方向相対変位検出情報をオフセット補正することで、上記問題は解消できる。このように、ベルト主走査方向相対変位検出情報を累積することにより発生する累積誤差に関しては、ベルト上の任意の複数の検出マークを基準にして求めたベルト１回転におけるベルト主走査相対変位検出情報とベルト主走査方向絶対変位検出情報に基づいて補正を行うことにより、あるいはベルトを複数回転して得られるベルト主走査方向絶対変位検出情報とベルト１回転におけるベルト主走査相対変位検出情報に基づいて補正を行うことにより影響を低減することが可能となる。
【００４１】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内の記載であれば多種の変形や置換可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明を適用する画像形成装置の構成を示す概略図である。
【図２】本発明の画像形成装置におけるベルト変位検出手段の構成を示す斜視図である。
【図３】本発明の画像形成装置におけるベルト位置調整手段の構成を示す斜視図である。
【図４】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。
【図５】本発明の画像形成装置におけるベルト変位検出手段の別の構成を示す平面図である。
【図６】本発明の画像形成装置におけるベルト変位検出手段の他の構成を示す平面図である。
【図７】ベルト変位検出手段の各１次元センサの信号出力を示すタイムチャートである。
【図８】検出マークのベルト主走査方向相対変位情報にオフセットが発生した場合のベルト主走査方向相対変位とベルト主走査方向相対変位累積とベルト絶対位置を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００４３】
２００；中間転写ベルト、２０１；検出マーク、
２０２；ベルト変位検出手段、２０９，２１０；１次元センサ、
２１１；２次元エリアセンサ。
【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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