(57)【要約】【課題】  中間転写ベルトの変動量を外部から簡易に検出し、書込みタイミングを調整することでずれを抑えた高画質な画像を形成する。【解決手段】  変動量検出部２２は、中間転写ベルト１８の端部（ベルトエッジ）の一部に近接して受光素子２８で発光素子２７から出射された光を受光して変動量測定信号vm（=kI）を出力する。基準値設定部５１は変動量dx=0の変動量測定信号vmを基準変動量測定信号v0として設定し、変動電圧差動増幅部５２は変動電圧vd=B×(v0-vm)を出力し、変動電圧加算部５３はシフト信号sh=A×v0+vdを出力する。走査光検出部３８は検出信号s1を出力し、遅延部５４は遅延信号s2を出力し、差分部５５は差分信号d1を生成し、第１比較部５７は周期信号dgを出力し、ＬＰＦ５８１は傾斜信号fdを出力する。第２比較部５８２は傾斜信号fdがシフト信号shの値をとる時間位置で立ち上がる同期信号dsを出力する。【選択図】    図３
2005338111.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中間転写ベルトに設けたベルトマークをベルトマーク検出手段で検出したタイミングを基準に同期制御されて、トナー色ごとに画像担持体にトナー像を形成し、複数色のトナー像を中間転写ベルトの同一位置に重ね合わせた後、一括してトナー像を用紙に転写する画像形成装置であって、
変動量検出手段とシフト信号生成手段と走査光受光手段と同期信号生成手段と光源とを備え、
前記変動量検出手段は、走行中の前記中間転写ベルトのエッジを検出し、前記中間転写ベルトの走行方向に直交する方向の変動量に一意に対応する大きさの変動量測定信号を出力し、
前記シフト信号生成手段は、前記変動量測定信号の前記変動量測定信号の大きさに一意に対応する大きさのシフト信号を出力し、
前記走査光受光手段は、前記画像担持体を一定周期で露光走査する光源からの走査光を受光して検出信号を出力し、
前記同期信号生成手段は、遅延手段と差分手段と第１比較手段と遅延時間制御手段とを有し、前記遅延手段は前記検出信号を遅延させた遅延信号を出力し、前記差分手段は前記検出信号と前記遅延信号との差分をとった差分信号を出力し、前記第１比較手段は前記差分信号の正負が入れ替わる時間位置で立ち上がる二値信号を出力し、前記遅延時間制御手段は前記二値信号を前記シフト信号に一意に対応する遅延時間分遅らせた時間位置で立ち上がる同期信号を生成し、
前記光源は、前記同期信号のタイミングで定まる位置から主走査方向に露光することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
中間転写ベルトに設けたベルトマークをベルトマーク検出手段で検出したタイミングを基準に同期制御されて、トナー色ごとに画像担持体にトナー像を形成し、複数色のトナー像を中間転写ベルトの同一位置に重ね合わせた後、一括してトナー像を用紙に転写する画像形成装置であって、
変動量検出手段とシフト信号生成手段と走査光受光手段と同期信号生成手段と光源とを備え、
前記中間転写ベルトは、走行方向に等間隔で配置された複数のベルトマークを有し、
前記変動量検出手段は、前記ベルトマーク検出手段から前記ベルトマークの間隔と同じ距離離れた位置で、前記ベルトマーク検出手段における前記ベルトマークの検出ごとに、他の１つの前記ベルトマークの走行方向に直交する方向の変動量に一意に対応する大きさの変動量測定信号を出力し、
前記シフト信号生成手段は、前記変動量測定信号の前記変動量測定信号の大きさに一意に対応する大きさのシフト信号を出力し、
前記走査光受光手段は、前記画像担持体を一定周期で露光走査する光源からの走査光を受光して検出信号を出力し、
前記同期信号生成手段は、遅延手段と差分手段と第１比較手段と遅延時間制御手段とを有し、前記遅延手段は前記検出信号を遅延させた遅延信号を出力し、前記差分手段は前記検出信号と前記遅延信号との差分をとった差分信号を出力し、前記第１比較手段は前記差分信号の正負が入れ替わる時間位置で立ち上がる二値信号を出力し、前記遅延時間制御手段は前記二値信号を前記シフト信号に一意に対応する遅延時間分遅らせた時間位置で立ち上がる同期信号を生成し、
前記光源は、前記同期信号のタイミングで定まる位置から主走査方向に露光することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
各前記画像担持体は前記中間転写ベルトの回転ごとに異なる色で現像されたトナー像を前記中間転写ベルトに転写する請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
２つの前記画像担持体と、前記画像担持体ごとに前記変動量検出手段と前記シフト信号生成手段と前記走査光受光手段と前記同期信号生成手段と前記光源とを備え、各前記画像担持体は前記中間転写ベルトの１回転目と２回転目とで異なる色で現像されたトナー像を前記中間転写ベルトに転写する請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項５】
複数の画像担持体と、前記画像担持体ごとに前記変動量検出手段と前記シフト信号生成手段と前記走査光受光手段と前記同期信号生成手段と前記光源とを備え、各前記画像担持体はそれぞれ異なる色のトナー像を前記中間転写ベルトに転写する請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項６】
取込保持手段を備え、
前記変動量検出手段は、前記画像担持体より上流で、前記画像担持体から前記中間転写ベルトにトナー像が転写される転写位置からの距離が、前記画像担持体の露光された位置が前記転写位置まで回転移動する距離と同じ距離に配置され、
前記取込保持手段は、非画像形成期間ごとに前記変動量検出手段から変動量測定信号を取り込んで保持して前記同期信号生成手段に出力する請求項１から請求項５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記取込保持手段は、同一の非画像形成期間内に前記変動量検出手段から変動量測定信号を複数回取り込み、取り込まれた変動量測定信号を加算及び平均化して変動量測定信号として前記同期信号生成手段に出力する請求項６に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、中間転写ベルトに画像を重ねて転写する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像担持体に形成したトナー像を一旦、中間転写ベルトに転写し、複数のトナー色のトナー像を同じ位置に重ね合わせ、一括して用紙にカラーのトナー像を転写する画像形成装置では、中間転写ベルトがずれて異なる位置にトナー像が重ね合わされると、用紙に形成される画像にずれが生じて画像品質の劣化をもたらす。中間転写ベルトがずれは、走行方向に直交する方向に中間転写ベルトが変動（寄りとも呼ばれる）が生じることが一因である。
【０００３】
特許文献１には、中間転写ベルトの一端全周に被検知部材を設けるとともに、被検知部材の回転軌跡上の一部に対向して光学的検知手段を設け、中間転写ベルトの幅方向における変動量を被検知部材を介して検知し、その変動量検知情報に従って、像担持体に対する画像書込み開始位置を変更するように制御する制御手段を有する画像形成装置が提案されている。
【０００４】
特許文献１では、中間転写ベルトの一端全周に被検知部材を設ける必要があり、中間転写ベルトの加工工程が複雑となり、また、中間転写ベルトが被検知部材の分だけ厚みが増すことになり装置が大型化し、走行不良をもたらすおそれもある。また、中間転写ベルトの断面に向けて光を照射して変動量を検知する方法が記載されているため、中間転写ベルトが波打つと検出精度が低下する。
【特許文献１】特開２００２−２６８４９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
中間転写ベルト側に変動量を検出するための不要な部材を設けず、変動量を外部から簡易に検出し、書込みタイミングを調整することでずれを抑えた高画質な画像を形成でき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】
【０００６】
この発明の第１の画像形成装置は、中間転写ベルトに設けたベルトマークをベルトマーク検出手段で検出したタイミングを基準に同期制御されて、トナー色ごとに画像担持体にトナー像を形成し、複数色のトナー像を中間転写ベルトの同一位置に重ね合わせた後、一括してトナー像を用紙に転写する画像形成装置であって、変動量検出手段とシフト信号生成手段と走査光受光手段と同期信号生成手段と光源とを備える。変動量検出手段は、走行中の中間転写ベルトのエッジを検出し、中間転写ベルトの走行方向に直交する方向の変動量に一意に対応する大きさの変動量測定信号を出力する。シフト信号生成手段は、変動量測定信号の変動量測定信号の大きさに一意に対応する大きさのシフト信号を出力する。走査光受光手段は、画像担持体を一定周期で露光走査する光源からの走査光を受光して検出信号を出力する。同期信号生成手段は、遅延手段と差分手段と第１比較手段と遅延時間制御手段とを有し、遅延手段は検出信号を遅延させた遅延信号を出力し、差分手段は検出信号と遅延信号との差分をとった差分信号を出力し、第１比較手段は差分信号の正負が入れ替わる時間位置で立ち上がる二値信号を出力し、遅延時間制御手段は二値信号をシフト信号に一意に対応する遅延時間分遅らせた時間位置で立ち上がる同期信号を生成する。光源は、同期信号のタイミングで定まる位置から主走査方向に露光する。
【０００７】
この発明の第２の画像形成装置は、中間転写ベルトに設けたベルトマークをベルトマーク検出手段で検出したタイミングを基準に同期制御されて、トナー色ごとに画像担持体にトナー像を形成し、複数色のトナー像を中間転写ベルトの同一位置に重ね合わせた後、一括してトナー像を用紙に転写する画像形成装置であって、変動量検出手段とシフト信号生成手段と走査光受光手段と同期信号生成手段と光源とを備える。中間転写ベルトは、走行方向に等間隔で配置された複数のベルトマークを有する。変動量検出手段は、ベルトマーク検出手段からベルトマークの間隔と同じ距離離れた位置で、ベルトマーク検出手段におけるベルトマークの検出ごとに、他の１つのベルトマークの走行方向に直交する方向の変動量に一意に対応する大きさの変動量測定信号を出力する。シフト信号生成手段は、変動量測定信号の変動量測定信号の大きさに一意に対応する大きさのシフト信号を出力する。走査光受光手段は、画像担持体を一定周期で露光走査する光源からの走査光を受光して検出信号を出力する。同期信号生成手段は、遅延手段と差分手段と第１比較手段と遅延時間制御手段とを有し、遅延手段は検出信号を遅延させた遅延信号を出力し、差分手段は検出信号と遅延信号との差分をとった差分信号を出力し、第１比較手段は差分信号の正負が入れ替わる時間位置で立ち上がる二値信号を出力し、遅延時間制御手段は二値信号をシフト信号に一意に対応する遅延時間分遅らせた時間位置で立ち上がる同期信号を生成する。光源は、同期信号のタイミングで定まる位置から主走査方向に露光する。
【０００８】
さらに、上記いずれかの画像形成装置において各画像担持体は中間転写ベルトの回転ごとに異なる色で現像されたトナー像を中間転写ベルトに転写するとよい。また、上記いずれかの画像形成装置において２つの画像担持体と、画像担持体ごとに変動量検出手段とシフト信号生成手段と走査光受光手段と同期信号生成手段と光源とを備え、各画像担持体は中間転写ベルトの１回転目と２回転目とで異なる色で現像されたトナー像を中間転写ベルトに転写するとよい。また、上記いずれかの画像形成装置において複数の画像担持体と、画像担持体ごとに変動量検出手段とシフト信号生成手段と走査光受光手段と同期信号生成手段と光源とを備え、各画像担持体はそれぞれ異なる色のトナー像を中間転写ベルトに転写するとよい。
【０００９】
また、上記いずれかの画像形成装置において取込保持手段を備え、変動量検出手段は、画像担持体より上流で、画像担持体から中間転写ベルトにトナー像が転写される転写位置からの距離が、画像担持体の露光された位置が転写位置まで回転移動する距離と同じ距離に配置され、取込保持手段は、非画像形成期間ごとに変動量検出手段から変動量測定信号を取り込んで保持して同期信号生成手段に出力するとよい。さらに、取込保持手段は、同一の非画像形成期間内に変動量検出手段から変動量測定信号を複数回取り込み、取り込まれた変動量測定信号を加算及び平均化して変動量測定信号として同期信号生成手段に出力するとよい。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の発明によれば、中間転写ベルトが、走行方向と直交する方法に変動した場合、変動量に追従して画像担持体を露光するタイミングを変えるため、各色のトナー像を正確に重ね合わせることができる。請求項２の発明によれば、ベルトマーク検出と変動量検出を同じベルトマークで構成することにより低コストで変動量を検出し、ベルトマークが変動量検出手段を通過するタイミングを検出する構成を不要として低コストで変動量を検出できる。請求項３の発明によれば、１つの画像担持体で複数のトナー色のトナー像を転写する画像形成装置において、各色のトナー像を正確に重ね合わせることができる。請求項４の発明によれば、画像担持体ごとの変動量に追従して各画像担持体を露光するタイミングを変えるため、画像担持体が離れていても各色のトナー像を正確に重ね合わせることができる。請求項５の発明によれば、中間転写ベルトが複数回回転する場合でも各色のトナー像を正確に重ね合わせることができる。請求項６の発明によれば、中間転写ベルトの変動量を検出する位置と、変動量を検出した位置に転写されるトナー像を形成する画像担持体の位置とを一致させることができ、非画像形成期間ごとに変動量を検出することで、より詳細に変動量を検出できる。請求項７の発明によれば、ノイズの少ない変動量を検出できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
第１の実施形態の画像形成装置１は図１の構成図に示すように、転写装置１０と光書込ユニット１１と給紙部１２と定着装置１３と排紙部１４と制御部１５とを備える印刷装置である。なお、画像形成装置１は印刷装置に限らず、ファクシミリ送受信装置、複写装置、複写装置、複合型の画像形成装置等であってもよい。
【００１２】
転写装置１０は、転写ユニット１６とステーション１７とを有する。転写ユニット１６は、中間転写ベルト１８と従動ローラ１９と駆動ローラ２０とベルトマーク検出部２１と変動量検出部２２と転写ブラシ２３とクリーニングブレード２４と転写ローラ２５とを有する。従動ローラ１９と駆動ローラ２０とに張り回されて駆動ローラ２０により回転駆動される中間転写ベルト１８は、用紙程度の幅をもち、表面には１つのベルトマーク２６が設けられている。ベルトマーク検出部２１は、中間転写ベルト１８に近接してベルトマーク２６が通過する経路に配置され、中間転写ベルト１８の回転中にベルトマーク２６を検出してベルトマーク検出信号を出力する。
【００１３】
透過型の変動量検出部２２は図２（ａ）の平面図及び図２（ｂ）の側面図に示すように発光素子２７と受光素子２８と変動量測定信号出力部２９とを有し、中間転写ベルト１８の端部（ベルトエッジ）の一部に近接して発光素子２７と受光素子２８とで外周面と内周面とを挟むように設置され、受光素子２８で発光素子２７から出射された光を受光して受光光量に応じた電流Iを出力し、変動量測定信号出力部２９で電流Ｉを変動量測定信号vm（=kI）に変換して出力する。すなわち、変動量検出部２２は変動量に一意に対応した大きさの変動量測定信号vmを出力する。中間転写ベルト１８の走行方向（Ｙ方向）と直交する幅方向（Ｘ方向）において、ベルトエッジが受光素子２８の中央（detector center）から変動量検出部２２に近づく方向を正方向（＋）、遠ざかる方向を負方向（−）とすると、中間転写ベルト１８が正方向に移動するほど受光素子２８の受光光量が少なくなり電流Iが減少し、負方向に移動するほど受光素子２８の受光光量が多くなり電流Iが増加する。
【００１４】
図３の特性図に示すように変動量dxが-Aから+Aの間では変動量dxに比例して電流Iが変化するため、電流Iを測定すれば変動量dxが求まる。変動量dxが0のときI1/2、変動量dxが-A以下のときは電流Iが最大値I1となり、変動量dxが+A以上のときは電流Iが最小値0となる。例えば、ベルトマーク検出部２１がベルトマーク２６を検出するときに変動量検出部２２を通過する位置を基準位置とし、基準位置における電流IがI1/2となる位置に変動量検出部２２を設置する。なお、同様に変動量dxと出力値との関係が求められれば、変動量検出部２２は他の構成であってもよい。
【００１５】
発光素子２７と受光素子２８とにより中間転写ベルト１８を挟み込んで変動量を計測することにより、中間転写ベルト１８に変動量を測定するための手段を設ける必要がなく簡易で、中間転写ベルト１８の厚さが変わらないため小型化が図られる。また中間転写ベルト１８がたるんでも発光素子２７と受光素子２８との間に挟みこまれて正確に変動量を測定できる。中間転写ベルト１８の走行方向と直交する方向に長い線状の受光素子２８を用いると、より高精度に変動量を検出できる。
【００１６】
転写ブラシ２３は中間転写ベルト１８を挟んでステーション１７に対向する位置で中間転写ベルト１８に転写バイアスを印加する。従動ローラ１９に対向する転写ローラ２５は、中間転写ベルト１８に対して圧接及び退避する。駆動ローラ２０に対向するクリーニングブレード２４は画像形成終了後に中間転写ベルト１８に接触して残留したトナーを取り除き、画像形成前に中間転写ベルト１８から退避する。
【００１７】
ステーション１７は、画像担持体３０と画像担持体３０の周囲に配置された帯電ローラ３１と露光スリット３２と現像部３３とクリーニング部３４とを含む。感光体ドラムで形成される画像担持体３０は、中間転写ベルト１８を挟んで転写ブラシ２３に対向しながら中間転写ベルト１８に接触して回転する。画像担持体３０の表面は回転中に帯電ローラ３１で帯電され、露光スリット３２から入射される光で露光されて潜像が形成される。現像部３３はシアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、ブラック（Ｂ）の４色のトナーと、各トナー色で現像する現像ローラをもち、いずれかのトナー色を選択して画像担持体の潜像からトナー像を顕像化し、転写ブラシ２３に印加されたバイアスにより、画像担持体３０のトナー像が中間転写ベルト１８に転写される。転写後、画像担持体３０に残った転写残トナーがクリーニング部３４で除去される。
【００１８】
光書込ユニット１１は、ＬＤ３５とポリゴンミラー３６と光学系３７と走査光検出部３８を備え、変調制御されるＬＤ３５から出射された光を回転するポリゴンミラー３６で走査し、ミラーやレンズ等の光学系３７でステーション１７の露光スリット３２に導光して画像担持体３０を露光する。走査開始側の走査領域外に設けられた走査光検出部３８は、ＬＤ３５から出射された光を検出して検出信号S1を出力する。
【００１９】
給紙部１２は用紙等の記録媒体を収納する。定着装置１３は二次転写された用紙を加熱ローラと加圧ローラとの間に挟んで加熱しながら加圧し、用紙のトナー像を定着させて排紙部１４に排紙する。
【００２０】
制御部１５は、図４の構成図に示すようにシフト信号生成部３９と同期信号生成部４０と書込処理部４１と転写装置制御部４２と光書込ユニット制御部４３と定着装置制御部４４と給紙部制御部４５と排紙部制御部４６と画像メモリ４７とＣＰＵ４８とＲＯＭ４９とＲＡＭ５０とを有して互いにバスに接続され、互いにデータを送受信する。
【００２１】
書込処理部４１は、画像メモリ４７から画像データを読み出してトナー像作成のための書込信号を作成する。画像データは外部から通信回線や記録媒体を介して入力されてもよく、原稿読取装置を備えて読み取るようにしてもよい。転写装置制御部４２と光書込ユニット制御部４３と定着装置制御部４４と給紙部制御部４５と排紙部制御部４６とは、それぞれ、転写装置１０と光書込ユニット１１と給紙部１２と定着装置１３と排紙部１４とを動作させる。ＣＰＵ４８は、ＲＯＭ４９に記憶された制御プログラムをＲＡＭ５０に読み出して演算処理することにより画像形成装置１全体の動作を制御する。
【００２２】
シフト信号生成部３９は、基準値設定部５１と変動電圧差動増幅部５２と変動電圧加算部５３とを有する。
【００２３】
基準値設定部５１は、ベルトマーク検出部２１からベルトマークを検出して出力されるベルトマーク検出信号を受けた時、変動量検出部２２から出力された変動量測定信号vmを変動量dx=0の基準位置における基準変動量測定信号v0として設定する。差動増幅回路を有する変動電圧差動増幅部５２は、基準値設定部５１に設定されている基準変動量測定信号v0と、変動量検出部２２で出力される変動量測定信号vmとの差を求めて、変動量測定信号vmに依存して予め定められた関数Bを掛けた変動電圧vd=B×(v0-vm)を出力する。変動電圧加算部５３は、定数Aと基準値設定部５１で設定されている基準変動量測定信号v0とを掛け、変動電圧差動増幅部５２から出力された変動電圧vdを加えたシフト信号sh=A×v0+vdを出力する。
【００２４】
同期信号生成部４０は、遅延部５４と差分部５５と設定値記憶部５６と第１比較部５７と遅延時間制御部５８とを有し、遅延時間制御部５８はＬＰＦ５８１（ローパスフィルタ）と第２比較部５８２とをもつ。
【００２５】
走査光検出部３８は、ＬＤ３５からの走査光が入射されると図５（ａ）の実線に示すような検出信号s1を一定周期で出力する。遅延部５４は、走査光検出部３８から出力された検出信号s1を所定時間遅延させて図５（ｂ）の実線に示すような遅延信号s2を出力する。差分部５５は、図５（ｃ）の実線に示すような検出信号s1と遅延信号s2との差分をとって図５（ｄ）の実線に示すような差分信号d1を生成する。第１比較部５７は、設定値記憶部５６に予め設定された値r1と差分信号d1とを比較し、差分信号d1が値r1となる時点で立ち上がり、差分信号d1が再び値r1となる時点で立ち下がる二値信号dgを出力する。例えば、r1=0とすると図５（ｅ）に示すような二値信号dgが出力される。ＬＰＦ５８１は、二値信号dgの立上がり及び立下がりを緩やかにして図５（ｆ）に示すような傾斜信号fdを出力する。
【００２６】
ＬＤ３５からの走査光のパワーが変化して検出信号s1及び遅延信号s2がそれぞれ図５（ａ）及び図５（ｂ）の破線に示すように変化する場合、ピーク値に対してほぼ線対称な検出信号s1と遅延信号s2との交点における信号レベルscはほぼ同一となるため、図５（ｃ）に示すように検出信号s1と遅延信号s2との交点の時間軸での位置は変化せず、図５（ｄ）に示すように差分信号d1が初めに0となる時間軸での位置は変化しない。そのため、値r1を0とすることにより、二値信号dgの立上がりエッジ位置が、ＬＤ３５からの走査光のパワー変化に依存せず常に一定にできる。
【００２７】
第２比較部５８２は、シフト信号生成部３９の変動電圧加算部５３から出力されたシフト信号shとＬＰＦ５８１から出力された傾斜信号fdとを比較し、図５（ｇ）に示すように傾斜信号fdがシフト信号shの値をとる時間位置で立ち上がる同期信号dsを出力する。
【００２８】
例えば、中間転写ベルト１８の変動量dxがXbである場合、受光素子２８から図３に示すように電流I=Ibが出力され、シフト信号生成部３９で図５（ｆ）に示すようなシフト信号sh=sh1が生成され、同期信号生成部４０において基準位置での同期信号ds（図５（ｇ））より時間dt=dt1だけ遅延された同期信号ds（図５（ｈ））が生成される。中間転写ベルト１８の変動量dxがXaである場合、受光素子２８から図３に示すように電流I=Iaが出力され、シフト信号生成部３９で図５（ｆ）に示すようなシフト信号sh=sh2が生成され、同期信号生成部４０において基準位置での同期信号ds（図５（ｇ））より時間dt=dt2だけ早く同期信号ds（図５（ｉ））が生成される。
【００２９】
ここで、遅延時間dtは、中間転写ベルト１８の変動量dx分だけ走査光が移動するのに必要な時間で決まる。中間転写ベルト１８の変動量dxに対し、トナー像形成のタイミングを遅延時間dtだけ遅延させるためには、同期信号dsを遅延時間dtだけ遅延させる。ＬＰＦ５８１の時定数は、傾斜信号fdの立上がり開始から立上がり終了までの時間内に、変動量dxの全範囲または必要な範囲をカバーする遅延時間dtを確保できる大きさに設定する。ＬＰＦ５８１の時定数に依存して遅延時間dtを得るために必要なシフト信号shの値が定まり、シフト信号生成部３９から変動量dxに応じたシフト信号shが出力されるように定数A及び関数Bを設定する。具体的には、基準位置では、傾斜信号fdが立ち上がる時間位置と最大値をとる時間位置とのほぼ中央の時間位置で同期信号dsが立ち上がるように、シフト信号shを求める定数Aを設定する。さらに、ＬＰＦ５８１で定まる変動量dxに対応するシフト信号shの値と、変動電圧vmから求まるシフト信号shの値とが一致するように関数Bを設定する。すなわち、シフト信号shは、変動量測定信号vmの大きさに一意に対応する変動量dxの距離を走査光が移動するのに必要な時間分、基準位置で変動量dxのない場合より同期信号dsの立ち上がりを遅らせる大きさをもつ
【００３０】
ＬＤ３５は、同期信号生成部４０から出力される同期信号dsのタイミングに同期し、同期信号dsが遅延されると遅延時間dtだけ点灯を開始するタイミングを遅らせ、書込処理部４１の書込信号に従った点灯パターンで変調しながら点灯する。これにより、遅延時間dtに相当する距離だけ画像担持体３０が露光される位置が変動し、中間転写ベルト２８が変動しても、正確にトナー像を同じ位置に重ね合わせることができる。
【００３１】
画像形成装置１の動作の概要を説明する。転写ローラ２５及びクリーニングブレード２４が中間転写ベルト１８から離れた状態で中間転写ベルト１８が回転する。中間転写ベルト１８のベルトマーク２６を検出してベルトマーク検出部２１から出力される検出信号に同期して、ＬＤ３５が点灯し、ステーション１７においてトナー像が形成され、中間転写ベルト１８の各回転ごとに現像部３３で現像するトナー色が変わり、異なる色のトナー像が中間転写ベルト１８に重ね合わされて転写される。４色の転写が終了すると転写ローラ２５が中間転写ベルト１８に圧接され、中間転写ベルト１８の４色のトナー像が給紙部１２から搬送される用紙に転写される。用紙への転写が終了すると転写ローラ２５が中間転写ベルト１８から離れる。トナー像が転写された用紙は定着装置１３で定着されて排紙部１４に排紙される。中間転写ベルト１８の画像形成された領域にクリーニングブレード２４が接触し、転写残トナーが清掃され、清掃が終了するとクリーニングブレード２４が中間転写ベルト１８から離れる。
【００３２】
中間転写ベルト１８の走行方向と直交する方法に、中間転写ベルト１８が転写ローラ２５やクリーニングブレード２４の接離やベルトテンションの変化等により蛇行や片寄り等の変動を生じた場合、中間転写ベルト１８の変動量に追従して画像担持体３０を露光するタイミングを変化させるので、各色のトナー像を中間転写ベルト１８に正確に重ね合わせることができる。
【００３３】
この画像形成装置１によれば、中間転写ベルト１８の走行方向と直交する方向の変動量を測定することにより、画像担持体３０から中間転写ベルト１８にトナー像を正確に重ね合わせることができ、色ずれのない高画質な画像を用紙に形成できる。
【００３４】
第２の実施形態に係る画像形成装置２は図６の構成図に示すように、第１の実施形態に係る画像形成装置１のＬＰＦ５８１と第２比較部５８２とをもつ遅延時間制御部５８を、遅延素子群６０１と選択器６０２をもつ遅延時間制御部６０に置き換えられている点で異なり、他の構成及び動作は第１の実施形態に係る画像形成装置１と同様である。遅延素子群６０１は、第１比較部５７から出力された二値信号dgをΔtづつ遅延させて図７に示すようなｎ個の二値遅延信号de1〜denを生成する。選択器６０２は、シフト信号shの入力に基づいて、ｎ個の二値遅延信号de1〜denからシフト信号shの値に一意に対応して選択される１つの二値遅延信号を同期信号dsとして出力する。
【００３５】
ここで、中間転写ベルト１８の変動量dxに対し、トナー像形成のタイミングを遅延時間dtだけ遅延させるためには、同期信号dsを遅延時間dtだけ遅延させる。二値遅延信号de1〜denの範囲は、変動量dxの全範囲または必要な範囲をカバーする遅延時間dtを確保できる大きさに設定する。遅延時間dtにシフト信号shの値を一意に定めておき、シフト信号生成部３９から変動量dxに応じたシフト信号shが出力されるように定数A及び関数Bを設定する。具体的には、基準位置では、二値遅延信号de1〜denの中で二値遅延信号de1と二値遅延信号denとの半分程度の遅延量を有する二値遅延信号demを同期信号dsとして選択するように、シフト信号shを求める定数Aを設定する。さらに、変動量dxに対応する遅延時間dtを得るシフト信号shの値と、変動電圧vmから求まるシフト信号shの値とが一致するように関数Bを設定する。
【００３６】
この画像形成装置２によれば、中間転写ベルト１８の走行方向と直交する方向の変動量を測定することにより、画像担持体３０から中間転写ベルト１８にトナー像を正確に重ね合わせることができ、色ずれのない高画質な画像を用紙に形成できる。
【００３７】
第３の実施形態に係る画像形成装置３は、第１の実施形態に係る画像形成装置１においてステーション１７に変えてステーション６３を備え、光書込ユニット１１に変えて光書込ユニット６５を備え、中間転写ユニット１６に変えて中間転写ユニット６６を備え、制御部１５に変えて制御部６７を備える。ステーション６３は図８の構成図に示すように、４つの並んだ画像担持体３０を有し、各画像担持体３０の周囲には第１の実施形態に係る画像形成装置１と同様の帯電ローラ３１と露光スリット３２とクリーニング部３４とを配置し、現像部３３の変わりに現像部６４を備え、画像担持体３０ごとに１つのトナー色を現像して転写する。光書込ユニット６５は画像担持体３０ごとにＬＤ３５と走査光検出部３８とをもち、中間転写ユニット６６は画像担持体３０ごとに変動量検出部２２をもち、制御部６７は図９の構成図に示すように画像担持体３０ごとに同期信号生成部４０とシフト信号生成部３９とをもつ。変動量検出部２２はそれぞれ、中間転写ベルト１８の走行方向に対し画像担持体３０による転写位置より上流側に配置される。画像担持体３０とＬＤ３５と走査光検出部３８と変動量検出部２２と同期信号生成部４０とシフト信号生成部３９との組は、それぞれ第１の実施形態に係る画像形成装置１と同様の動作を行い、他の構成及び動作は第１の実施形態に係る画像形成装置１と同様である。なお、同期信号生成部４０に変えて第２の実施形態に係る同期信号生成部６２を用いてもよい。
【００３８】
中間転写ベルト１８の走行方向と直交する方向の変動量を測定することにより、画像担持体３０から中間転写ベルト１８にトナー像を正確に重ね合わせることができ、色ずれのない高画質な画像を用紙に形成できる。画像担持体３０が配置される範囲Dが長く画像担持体３０ごとに異なる画像形成装置３において、画像担持体３０ごとに変動量検出部２２を設けて変動量を求めることにより、変動量を正確に測定して画像を形成できる。
【００３９】
第４の実施形態の画像形成装置４は図１０の構成図に示すように、転写装置６８は、転写ユニット６９と第１ステーション７０と第２ステーション７１とを有する。光書込ユニット７２は、第１ステーション７０と第２ステーション７１とのそれぞれに対応してＬＤ３５と走査光検出部３８とをもつ。転写ユニット６９は、第１ステーション７０と第２ステーション７１とのそれぞれに対応して変動量検出部２２をもつ。制御部７３は図１１の構成図に示すように、第１ステーション７０と第２ステーション７１とのそれぞれに対応して同期信号生成部４０とシフト信号生成部３９とをもつ。
【００４０】
第１ステーション７０は、第１の実施形態に係る第１ステーション１７と異なり、現像部３３に、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、ブラック（Ｂ）のいずれか２色のトナーを格納しており、２色のいずれか選択されたトナーで画像担持体３０の潜像からトナー像を顕像化し、転写ブラシ２３に印加されたバイアスにより、画像担持体３０のトナー像を中間転写ベルト１８に転写する。第２ステーション７１は、中間転写ベルト１８の走行方向において第１ステーション７０よりも下流に位置し、現像する色が異なる他は第１ステーション７０と同じ構造をもつ。
【００４１】
光書込ユニット７２は、第１ステーション７０と第２ステーション７１とに対応して別々に変調制御される２つのＬＤ３５から出射される光を回転するポリゴンミラー３６で走査してミラー等で第１ステーション７０及び第２ステーション７１の露光スリット３２にそれぞれ導光して画像担持体３０を露光する。２つのＬＤ３５から出射された光は走査開始側の走査領域外に設けた２つの走査光検出部３８でそれぞれ別に検出されて検出信号S1が出力される。
【００４２】
第１ステーション７０または第２ステーション７１と、ＬＤ３５と走査光検出部３８と変動量検出部２２と同期信号生成部４０とシフト信号生成部３９との組は、それぞれ第１の実施形態に係る画像形成装置１と同様の動作を行い、他の構成及び動作は第１の実施形態に係る画像形成装置１と同様である。
【００４３】
画像形成装置４の動作の概要を説明する。転写ローラ２５及びクリーニングブレード２４が中間転写ベルト１８から離れた状態で中間転写ベルト１８が回転する。中間転写ベルト１８のベルトマーク２６を検出してベルトマーク検出部２１から出力される検出信号に同期して、各ＬＤ３５が点灯し、中間転写ベルト１８には、１周目に第１ステーション７０で１色目が転写され、第２ステーション７１で２色目が転写され、２周目に第１ステーション７０で３色目が転写され、第２ステーション７１で４色目が転写される。４色のトナー像は、位置合わせされて重ね合わされて形成される。４色の転写が終了すると転写ローラ２５が中間転写ベルト１８に圧接され、中間転写ベルト１８の４色のトナー像が給紙部１２から搬送される用紙に転写される。用紙への転写が終了すると転写ローラ２５が中間転写ベルト１８から離れる。トナー像が転写された用紙は定着装置１３で定着されて排紙部１４に排紙される。中間転写ベルト１８の画像形成された領域にクリーニングブレード２４が接触し、転写残トナーが清掃され、清掃が終了するとクリーニングブレード２４が中間転写ベルト１８から離れる。
【００４４】
なお、２色ずつ２つのステーションで転写する画像形成装置について説明したが、４色を１つのステーションで転写しても、各色を別のステーションで転写してもよく、他の色数や他の色種を用いる画像形成装置であってもよい。また、第２または第３の実施形態に係る画像形成装置に適用してもよい。
【００４５】
中間転写ベルト１８の走行方向と直交する方向の変動量を測定することにより、画像担持体３０から中間転写ベルト１８にトナー像を正確に重ね合わせることができ、色ずれのない高画質な画像を用紙に形成できる。
【００４６】
第５の実施形態に係る画像形成装置５は図１２の構成図に示すように、第１の実施形態に係る画像形成装置１と同様の構成をもち、画像担持体３０が中間転写ベルト１８に画像を転写する位置から変動量検出部２２が変動量を検出する位置までの距離L2は、画像担持体３０表面のＬＤ３５で露光された位置が、回転して中間転写ベルト１８に画像を転写する位置に到達するまでの距離L1と等しく、変動量検出部２２は画像担持体３０よりも中間転写ベルト１８の走行方向の上流側に配置される。
【００４７】
制御部７４は図１３の構成図に示すように、第１の実施形態に係る画像形成装置１にさらに取込指示信号生成部７５と取込保持部７６とを有する。図１４（ａ）は、受光素子が検出した検出信号s1から生成される二値信号dgのタイミングを示す。図１４（ｂ）は主走査の有効画像域を示す信号であり、有効画像域外の一部の期間は非画像形成期間である。取込指示信号生成部７５は、図１４（ｃ）に示すように非画像形成期間が発生するごとに取込指示信号を出力する。取込保持部７６は、取込指示信号を受けると変動量検出部２２から変動量測定信号vmを取込み、次の非画像形成期間まで保持変動量測定信号vsとして保持しながら、有効画像領域で露光する際の変動量測定信号vmとして保持変動量測定信号vsを出力しつづける。
【００４８】
他の構成及び動作は第１の実施形態に係る画像形成装置１と同様である。なお、非画像形成期間ごとに変動量測定信号vmを取り込んで同期信号dsを遅延させて書込みを開始するタイミングを補正するほか、実際のベルト変動の挙動に合致させて取込み回数及びタイミングを設定してもよい。非画像形成期間の取込み（サンプル）回数は任意である。また、第２から第４の実施形態に係る画像形成装置に適用してもよい。
【００４９】
なお、取込保持部７６に取込部と加算部と平均化部と保持部とを有し、取込部で非画像形成期間に変動量測定信号vmを複数取り込み、加算部で複数の変動量測定信号vmを加算し、平均化部で平均値をとって保持変動量測定信号vsを求め、次の非画像形成期間まで保持部に保持変動量測定信号vsを保持しながら有効画像領域で露光する際の変動量測定信号vmとして保持変動量測定信号vsを出力しつづけるようにしてもよい。
【００５０】
非画像形成期間ごとに変動量を検出するため、各色のトナー像をより正確に重ね合わせることができ、変動量測定信号vmを平均化することにより、ノイズを低減した変動量測定信号vmを検出することができる。中間転写ベルト１８の走行方向と直交する方向の変動量を測定することにより、画像担持体３０から中間転写ベルト１８にトナー像を正確に重ね合わせることができ、色ずれのない高画質な画像を用紙に形成できる。
【００５１】
第６の実施形態に係る画像形成装置６は、中間転写ユニット１６と中間転写ユニット７７との違いを除いて第１の実施形態に係る画像形成装置１と同様の構成をもつ。中間転写ユニット７７が有する中間転写ベルト７８の画像が形成される外周面には、図１５に示すようにベルト走行方向に沿って、ベルトマーク２６が等間隔に複数個設けられている。反射型の変動量検出部７９は、図１６(ａ)の平面図及び図１６（ｂ）の側面図に示すように発光素子８０と受光素子８１と変動量測定信号出力部８２とを有し、中間転写ベルト７８の端部（ベルトエッジ）付近の一部に近接しながら対向して配置される。
【００５２】
発光素子８０から出射されて中間転写ベルト７８の表面で反射された光は受光素子８１で受光されて、受光素子８１は受光光量に応じた電流Iを出力し、変動量測定信号出力部８２は電流Iを変動量測定信号vm(=kI)に変換して出力する。中間転写ベルト７８とベルトマーク２６とで反射率が異なるため、中間転写ベルト７８の走行方向（Ｙ方向）と直交する幅方向（Ｘ方向）において、ベルトエッジが中間転写ベルト７８の中央から遠ざかる方向を正方向（＋）、近づく方向を負方向（−）とすると、中間転写ベルト７８が正方向に移動するほど受光素子８１の受光光量が少なくなり電流Iが減少し、負方向に移動するほど受光素子２８の受光光量が多くなり電流Iが増加する。図１７の特性図に示すように変動量dxが0以下のとき電流Iが最大値I1となり、変動量dxが+A以上のとき電流Iが最小値I1/5となる。
【００５３】
ベルトマーク検出部２１がいずれかのベルトマーク２６を検知したときに、他の任意のベルトマーク２６を検出できる位置に変動量検出部７９を配置する。ベルトマーク検出部２１がベルトマーク２６を検出したときにのみ、変動量検出部７９から変動量測定信号vmを出力する。ベルトマーク検出部２１と変動量検出部７９との配置関係を保つことで、ベルトマーク検出部２１によるベルトマーク２６の検出に応じて変動量検出部７９から変動量測定信号vmを出力するためのタイミング回路等を設ける必要がなくなり、構成を簡易にできる。また、中間転写ベルト７８の回転速度の変化に依存せずに、ベルトマーク検出部２１によるベルトマーク２６の検出と変動量検出部７９による変動量の測定を同時にできるため、プリントスピードの変更等により中間転写ベルト７８の回転速度が変化する場合でも、回路を変更または追加することなく変動量をサンプリングできる。
【００５４】
変動量検出部７９のベルト幅方向の配置位置は、基準位置において受光素子８１が出力する電流Iが出力範囲の略中央値となるようにする。
【００５５】
この画像形成装置６によれば、中間転写ベルト７８の走行方向と直交する方向の変動量を測定することにより、中間転写ベルト７８にトナー像を正確に重ね合わせることができ、色ずれのない高画質な画像を用紙に形成できる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】第１の実施形態の画像形成装置の構成図である。
【図２】第１の実施形態の変動量検出部の平面図及び側面図である。
【図３】第１の実施形態の変動量検出部の電流−変動量の特性図である。
【図４】第１の実施形態の画像形成装置の信号系統の構成図である。
【図５】第１の実施形態の画像形成装置で伝達される信号波形図である。
【図６】第２の実施形態の画像形成装置の信号系統の構成図である。
【図７】第２の実施形態の画像形成装置で伝達される信号波形図である。
【図８】第３の実施形態の画像形成装置の構成図である。
【図９】第３の実施形態の画像形成装置の信号系統の構成図である。
【図１０】第４の実施形態の画像形成装置の構成図である。
【図１１】第４の実施形態の画像形成装置の信号系統の構成図である。
【図１２】第５の実施形態の転写ユニット付近の拡大図である。
【図１３】第５の実施形態の画像形成装置の信号系統の構成図である。
【図１４】第５の実施形態の信号波形図である。
【図１５】第６の実施形態の転写ユニットの構成図である。
【図１６】第６の実施形態の変動量検出部の平面図及び側面図である。
【図１７】第６の実施形態の変動量検出部の電流−変動量の特性図である。
【符号の説明】
【００５７】
１；画像形成装置、２；画像形成装置、３；画像形成装置、４；画像形成装置、
５；画像形成装置、６；画像形成装置、１０；転写装置、１１；光書込ユニット、
１２；給紙部、１３；定着装置、１４；排紙部、１５；制御部、１６；転写ユニット、
１７；ステーション、１８；中間転写ベルト、１９；従動ローラ、２０；駆動ローラ、
２１；ベルトマーク検出部、２２；変動量検出部、２３；転写ブラシ、
２４；クリーニングブレード、２５；転写ローラ、２６；ベルトマーク、
２７；発光素子、２８；受光素子、２９；変動量測定信号出力部、３０；画像担持体、
３１；帯電ローラ、３２；露光スリット、３３；現像部、３４；クリーニング部、
３５；ＬＤ、３６；ポリゴンミラー、３７；光学系、３８；走査光検出部、
３９；シフト信号生成部、４０；同期信号生成部、４１；書込処理部、
４２；転写装置制御部、４３；光書込ユニット制御部、４４；定着装置制御部、
４５；給紙部制御部、４６；排紙部制御部、４７；画像メモリ、４８；ＣＰＵ、
４９；ＲＯＭ、５０；ＲＡＭ、５１；基準値設定部、５２；変動電圧差動増幅部、
５３；変動電圧加算部、５４；遅延部、５５；差分部、５６；設定値記憶部、
５７；第１比較部、５８；遅延時間制御部、６０；遅延時間制御部、
６２；同期信号生成部、６３；ステーション、６４；現像部、
６５；光書込ユニット、６６；中間転写ユニット、６７；制御部、６８；転写装置、
６９；転写ユニット、７０；第１ステーション、７１；第２ステーション、
７２；光書込ユニット、７３；制御部、７４；制御部、７５；取込指示信号生成部、
７６；取込保持部、７７；中間転写ユニット、７８；中間転写ベルト、
７９；変動量検出部、５８１；ＬＰＦ、５８２；第２比較部、６０１；遅延素子群、
６０２；選択器。
【図１】
2005338111.tif 000003
【図２】
2005338111.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005338111.tif 000006
【図５】
2005338111.tif 000007
【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】
2005338111.tif 000012
【図１１】
2005338111.tif 000013
【図１２】
2005338111.tif 000014
【図１３】
2005338111.tif 000015
【図１４】
2005338111.tif 000016
【図１５】
2005338111.tif 000017
【図１６】
2005338111.tif 000018
【図１７】
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