(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の張架部材によって張架される無端状のベルト部材を駆動によって無端移動せしめる駆動手段、及び、該ベルト部材の表面又は該表面に保持される記録部材に可視像を形成する像形成手段、を有する作像手段と、該作像手段によって該ベルト部材の表面移動方向に並ぶように該表面に形成された複数の可視像からなる所定のパターン像における個々の可視像を検知する像検知手段と、該像検知手段による個々の可視像の検知結果に基づいて、該ベルト部材に周期的に発生する速度変動又は位置変動の変動量を演算する変動量演算手段と、該変動量演算手段による演算結果に基づいて該作像手段による作像条件を補正して該ベルト部材上での可視像の位置ずれを抑える作像条件補正手段とを備える画像形成装置において、
複数の上記像検知手段を、互いに上記表面移動方向の異なる位置で上記パターン像における個々の可視像を検知させるように配設するとともに、それぞれの像検知手段による該可視像の検知結果に基づいて、互いに異なる周期で発生する上記速度変動又は上記位置変動の変動量を演算させるように上記変動量演算手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１の画像形成装置において、
上記作像手段として、互いに上記表面移動方向の異なる位置で、上記ベルト部材の表面又は該表面に保持される記録部材に可視像を形成する複数の像形成手段を有するもの、を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１又は２の画像形成装置において、
互いに異なる周期で発生する複数の上記速度変動又は上記位置変動の変動量をそれぞれ、複数の上記像検知手段のうちで該変動量を最も感度良く検出し得る像検知手段による検知結果に基づいて演算するように、上記変動量演算手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１又は２の画像形成装置において、
互いに異なる周期で発生する複数の上記速度変動又は上記位置変動の変動量をそれぞれ、複数の上記像検知手段による検知結果の平均値に基づいて演算するように、上記変動量演算手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項３又は４の画像形成装置において、
互いに異なる周期で発生する複数の上記速度変動又は上記位置変動の変動量をそれぞれ、該変動量を最も感度良く検出し得る像検知手段による検知結果、又は、上記平均値、に加えて、上記像形成手段による像形成位置と上記像検知手段による像検知位置との相対位置関係によって決まる変動量増幅率にも基づいて演算するように、上記変動量演算手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れかの画像形成装置において、
複数の上記像検知手段のうち、１つについては、上記ベルト部材の周面上における上記像形成手段による像形成位置と、その像検知手段による像検知位置との距離が該ベルト部材の周長の半分になる位置に配設するとともに、別の像検知手段については、該周面上における該像形成位置とその像検知手段による像検知位置との距離が該周長の４分の１になる位置に配設したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
複数の張架部材によって張架される無端状のベルト部材を駆動によって無端移動せしめる駆動手段、及び、互いに該ベルト部材の表面移動方向の異なる位置で、該ベルト部材の表面又は該表面に保持される記録部材に可視像を形成する複数の像形成手段、を有する作像手段と、該作像手段における少なくとも１つの像形成手段によって該表面に対してその表面移動方向に並べた複数の可視像からなる所定のパターン像を形成するように該作像手段を制御するパターン像形成制御手段と、該パターン像における個々の可視像を検知する像検知手段と、該像検知手段による個々の可視像の検知結果に基づいて、該ベルト部材に周期的に発生する速度変動又は位置変動の変動量を演算する変動量演算手段と、該変動量演算手段による演算結果に基づいて該作像手段による作像条件を補正して該ベルト部材上での可視像の位置ずれを抑える作像条件補正手段とを備える画像形成装置において、
上記パターン像として、上記作像手段における２以上の像形成手段によってそれぞれ上記表面移動方向に複数並べた可視像からなるもの、を形成する制御を実施させるように上記パターン像形成制御手段を構成するとともに、
該パターン像にて互いに異なる像形成手段によって形成された可視像の上記像検知手段による検知タイミングに基づいて、互いに異なる周期で発生する上記速度変動又は上記位置変動の変動量を演算し、且つ互いに異なる周期で発生する複数の上記速度変動又は上記位置変動の変動量をそれぞれ、複数の上記像形成手段によってそれぞれ形成される上記パターン像内の可視像のうちで該変動量を最も感度良く検出し得る可視像の上記像検知手段による検知結果、及び、上記像形成手段による像形成位置と上記像検知手段による像検知位置との相対位置関係によって決まる変動量増幅率、に基づいて演算する処理を実施するように、上記変動量演算手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
複数の張架部材によって張架される無端状のベルト部材を駆動によって無端移動せしめる駆動手段、及び、互いに該ベルト部材の表面移動方向の異なる位置で、該ベルト部材の表面又は該表面に保持される記録部材に可視像を形成する複数の像形成手段、を有する作像手段と、該作像手段における少なくとも１つの像形成手段によって該表面に対してその表面移動方向に並べた複数の可視像からなる所定のパターン像を形成するように該作像手段を制御するパターン像形成制御手段と、該パターン像における個々の可視像を検知する像検知手段と、該像検知手段による個々の可視像の検知結果に基づいて、該ベルト部材に周期的に発生する速度変動又は位置変動の変動量を演算する変動量演算手段と、該変動量演算手段による演算結果に基づいて該作像手段による作像条件を補正して該ベルト部材上での可視像の位置ずれを抑える作像条件補正手段とを備える画像形成装置において、
上記パターン像として、上記作像手段における２以上の像形成手段によってそれぞれ上記表面移動方向に複数並べた可視像からなるもの、を形成する制御を実施させるように上記パターン像形成制御手段を構成するとともに、
該パターン像にて互いに異なる像形成手段によって形成された可視像の上記像検知手段による検知タイミングに基づいて、互いに異なる周期で発生する上記速度変動又は上記位置変動の変動量を演算し、且つ、互いに異なる周期で発生する複数の上記速度変動又は上記位置変動の変動量をそれぞれ、複数の上記像形成手段によってそれぞれ形成される上記パターン像内の可視像を上記像検知手段によってそれぞれ検知した結果の平均値、及び、上記像形成手段による像形成位置と上記像検知手段による像検知位置との相対位置関係によって決まる変動量増幅率、に基づいて、演算する処理を実施するように、上記変動量演算手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
複数の張架部材によって張架される無端状のベルト部材を駆動によって無端移動せしめる駆動手段、及び、互いに該ベルト部材の表面移動方向の異なる位置で、該ベルト部材の表面又は該表面に保持される記録部材に可視像を形成する複数の像形成手段、を有する作像手段と、該作像手段における少なくとも１つの像形成手段によって該表面に対してその表面移動方向に並べた複数の可視像からなる所定のパターン像を形成するように該作像手段を制御するパターン像形成制御手段と、該パターン像における個々の可視像を検知する像検知手段と、該像検知手段による個々の可視像の検知結果に基づいて、該ベルト部材に周期的に発生する速度変動又は位置変動の変動量を演算する変動量演算手段と、該変動量演算手段による演算結果に基づいて該作像手段による作像条件を補正して該ベルト部材上での可視像の位置ずれを抑える作像条件補正手段とを備える画像形成装置において、
上記パターン像として、上記作像手段における２以上の像形成手段によってそれぞれ上記表面移動方向に複数並べた可視像からなるもの、を形成する制御を実施させるように上記パターン像形成制御手段を構成し、
該パターン像にて互いに異なる像形成手段によって形成された可視像の上記像検知手段による検知タイミングに基づいて、互いに異なる周期で発生する上記速度変動又は上記位置変動の変動量を演算させるように上記変動量演算手段を構成し、
且つ、複数の上記像形成手段のうち、１つについては、上記ベルト部材の周面上におけるその像形成手段による像形成位置と、上記像検知手段による像検知位置との距離が該ベルト部材の周長の半分になる位置に配設するとともに、別の像形成手段については、該周面上における該像形成位置と上記像検知手段による像検知位置との距離が該周長の４分の１になる位置に配設したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９の何れかの画像形成装置において、
上記変動量と、上記速度変動又は上記位置変動の位相とを直交検波処理によって演算させるように、上記変動量演算手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０の何れかの画像形成装置において、
上記像形成手段として、円周面を有する像担持体の該円周面に担持された可視像を上記ベルト部材の表面又は該表面に保持される記録部材に転写するもの、を用いるとともに、上記パターン像として、該ベルト部材の周長以上であって且つ該円周面の周長の整数倍の長さに渡って複数の上記可視像を並べたもの、を形成させるようにしたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１０の何れかの画像形成装置において、
上記像形成手段として、上記ベルト部材を張架する駆動ローラの回転駆動に伴って該ベルト部材を無端移動させるもの、を用いるとともに、上記パターン像として、該ベルト部材の周長以上であって且つ該駆動ローラのローラ周面における周長の整数倍の長さに渡って複数の上記可視像を並べたもの、を形成させるようにしたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
請求項１乃至１２の何れかの画像形成装置において、
上記パターン像内における互いに隣り合う可視像の上記像検知手段による検知時間間隔に基づいて上記変動量を演算するように、上記変動量演算手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】
請求項１乃至１３の何れかの画像形成装置において、
上記作像手段として、潜像書込手段によって潜像担持体の表面に書き込んだ潜像を現像によって可視化した後、得られた可視像を上記ベルト部材の表面又は該表面に保持される記録部材に転写するもの、を用いるとともに、
上記作像条件として、上記変動量演算手段による演算結果に基づいて該潜像書込手段による該潜像担持体に対する潜像書込位置、を補正するように、上記作像条件補正手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１５】
請求項１乃至１３の何れかの画像形成装置において、
上記作像手段として、回転駆動される像担持体の周面に形成した可視像を上記ベルト部材の表面又は該表面に保持される記録部材に転写するもの、を用いるとともに、
上記作像条件として、上記変動量演算手段による演算結果に基づいて該像担持体の回転角速度又は回転角変位を補正するように、上記作像条件補正手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１６】
請求項１乃至１３の何れかの画像形成装置において、
上記作像条件として、上記変動量演算手段による演算結果に基づいて該ベルト部材の１周あたりにおける駆動速度の微調整パターンを補正するように、上記作像条件補正手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１７】
請求項１乃至１６の何れかの画像形成装置において、
上記作像手段として、上記ベルト部材のおもて面又は裏面に周方向に所定のピッチで付された目印を目印検知手段によって検知した結果に基づいて、該ベルト部材の駆動速度を微調整するもの、を用いるとともに、
上記作像条件として、上記変動量演算手段による演算結果に基づいて該駆動速度の微調整量を補正するように、上記作像条件補正手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無端移動せしめられるベルト部材の表面、あるいはベルト部材の表面に保持される記録部材に画像を形成する複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の画像形成装置としては、例えば特許文献１に記載のように、電子写真方式によって画像を形成するものが知られている。具体的には、特許文献１に記載の画像形成装置は、周知の電子写真プロセスにより、潜像担持体たるドラム状の感光体の表面にトナー像を形成する。そして、ベルト部材たる無端状の紙搬送ベルトの表面に保持しながら搬送している記録紙に、感光体上のトナー像を転写する。特許文献２に記載の画像形成装置のように、感光体上のトナー像をベルト部材（以下、単にベルトとも言う）たる中間転写ベルトの表面に転写してから、記録紙に転写するものも知られている。
【０００３】
また、特許文献３には、ベルト部材たる中間記録ベルトの表面に対して、直接記録方式によって画像を記録する画像形成装置が開示されている。直接記録方式とは、電子写真プロセスによらず、トナー飛翔装置からドット状に飛翔させたトナー粒子群を記録体や中間記録体に直接付着させて画像を形成する方式である。
【０００４】
電子写真方式、直接記録方式の何れにおいても、画像形成動作中にベルトが速度変動を起こすと、画像に濃度ムラが発生したり、ドット再現性が低下したりする。具体的には、ベルトが速度変動によって比較的速い速度で移動しているときにベルトの表面やこれに保持される記録紙にトナーによるドットが形成されると、そのドットは本来よりもベルト移動方向に引き延ばされた形状になる。これにより、ドット再現性が低下してしまう。この逆に、ベルトが速度変動によって比較的遅い速度で移動しているときにベルトの表面やこれに保持される記録紙にドットが形成されると、そのドットは本来よりもベルト移動方向に縮小された形状になる。このことによっても、ドット再現性が低下してしまう。更には、本来よりも引き延ばされた形状のドットでは、単位面積あたりのトナー付着量が本来よりも少なくなるのに対し、本来よりも縮小された形状のドットでは、トナー付着量が本来よりも多くなることから、画像に濃度ムラが発生してしまう。この濃度ムラは、ハーフトーン画像部において特に顕著に視認される。
【０００５】
また、ベルトの速度変動は、ドットの位置ずれによる画質劣化も引き起こす。具体的には、ベルトの速度変動が起こると、ベルトや記録紙に対する個々のドットの形成位置が本来の位置から微妙にずれる。このようなドットの位置ずれが起こると、枠線クレジットカードの利用明細書や企業の給与明細書などに用いられるフォーム紙のように、枠線が予め印刷されている専用紙に画像を形成する場合に、枠線とドットとの相対位置のずれが非常に目立ってしまうのである。
【０００６】
更には、上述した特許文献１、２、３に記載の画像形成装置は何れもタンデム方式によって多色画像を形成するものであるが、タンデム方式において各色のドットの位置ずれが発生すると、それが色ずれとなって現れて色再現性を低下させてしまう。具体的には、タンデム方式の画像形成装置では、互いに異なる色のトナー像を形成するための画像形成部がベルトの表面に沿って複数配設されている。そして、それぞれの画像形成部により、移動するベルトの表面、あるいはこれに保持される記録部材に対して、互いに異なる色のドットを順次重ね合わせて形成して多色画像を得ている。かかる構成では、ベルトの速度変動によって各色のドットが相対的に位置ずれを引き起こすと、それが色ずれとなって現れる。そして、多色の重ね合わせによる細線画像がにじんで見えたり、多色の重ね合わせによる背景画像中に形成される黒文字部の輪郭周辺に白抜けが発生したりするのである。
【０００７】
ベルトの速度変動を引き起こす要因としては、ベルトの周方向における厚みムラ、ベルト部材を張架しながら自らの回転駆動に伴って無端移動させる駆動ローラの偏心などが挙げられる。
【０００８】
周方向に厚みムラのあるベルトを用いた場合には、比較的厚みの大きい箇所が駆動ローラに対する掛け回し箇所にさしかかったときに、ベルトの移動速度が比較的速くなる。これに対し、比較的厚みの小さい箇所が駆動ローラに対する掛け回し箇所にさしかかったときには、ベルトの移動速度が比較的遅くなる。このような移動速度の違いによってベルト速度の速度変動が起こる。回転駆動させている円筒状の型の内周面に液状又はゲル状の材料を流し込みながら固化させるいわゆる遠心成型法によって形成されたベルトでは、円筒状の型の偏心に起因して次のような厚みムラが発生し易い。即ち、周方向において１８０［°］位相ずれした位置に最大厚み箇所と最小厚み箇所とが発生する厚みムラである。かかるベルトにおいては、ベルト１周あたりに１周期分の正弦波（サインカーブ）を描くような特性の速度変動が発生する。
【０００９】
また、駆動ローラが偏心している場合には、駆動ローラの１回転あたりに１周期分の正弦波（サインカーブ）を描くような特性のベルト速度変動が発生する。駆動ローラの１周期はベルトの１周期に比べて短いため、ベルト周あたりに、駆動ローラの偏心に起因する正弦波状のベルト速度変動が複数周期に渡って繰り返される。
【００１０】
上述した特許文献１に記載の画像形成装置においては、ベルト部材たる紙搬送ベルトとして、周方向の全域に渡って所定のピッチで並ぶように付された複数の目印を具備するものを用いている。そして、それらの目印を反射型フォトセンサによって順次検知する時間間隔に基づいて紙搬送ベルトの速度変動を検出し、その検出結果を駆動ローラの駆動速度にフィードバックすることでベルト速度の安定化を図っている。
【００１１】
また、上述した特許文献２に記載の画像形成装置においては、次のようにしてベルト部材たる中間転写ベルトの速度安定化を図っている。即ち、複数の感光体のうち、イエロートナー像を形成するための感光体の周面に、トナーパッチ像を所定の時間間隔で形成していく。そして、それらを中間転写ベルトに順次転写していくことで、複数のトナーパッチ像からなるパターン像を中間転写ベルト上に形成する。そして、そのパターン像における個々のトナーパッチ像を反射型フォトセンサによって順次検知する時間間隔に基づいて、ベルト１周あたりの速度変動パターンを把握する。画像情報に基づく画像を形成する際には、その速度変動パターンに基づいて駆動ローラの駆動速度を微調整することで、中間転写ベルトの速度を安定化させる。
【００１２】
【特許文献１】特開２００３ー２８０４８４号公報
【特許文献２】特許第３５６４９５３号公報
【特許文献３】特開２００２−３０７７３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、特許文献１に記載の画像形成装置においては、紙搬送ベルトに複数付された目印のピッチ誤差によって速度安定化の精度を悪化させたり、目印ピッチの経時的な変化に起因して速度安定化の精度を経時的に悪化させたりするという問題がある。具体的には、ベルト全周に渡って目印を付す方法としては、一定間隔で目印が形成された樹脂テープをベルト表面に接着あるいは溶着する方法がある。このような目印では、接着や溶着の際における樹脂テープの長手方向における伸縮量のバラツキにより、個々の目印にピッチ誤差が発生する。このようなピッチ誤差のある目印では、ベルトの速度変動の検知精度が低下するため、速度安定化の精度が悪化してしまう。また、たとえ目印のピッチ誤差の少ないベルトであっても、ベルトの経時的な伸びに伴って目印ピッチが経時的に大きくなっていくため、速度安定化の精度が経時的に悪化してしまうのである。
【００１４】
また、特許文献２に記載の画像形成装置においては、ベルト１周あたりに互いに異なる周期で発生する複数の速度変動成分のうち、特定の周期の速度変動成分だけしか敏感に検出することができないという問題がある。具体的には、中間転写ベルト等のベルトの表面に形成されたパターン像における個々のトナーパッチ像をセンサによって順次検知していく際の検知間隔のずれ量は、実際のベルトの速度変動に正確に対応していない。その検知間隔は、トナーパッチ転写時におけるベルトの速度変動と、トナーパッチ検知時におけるベルトの速度変動とが重畳されたものに対応しているからである。具体的には、感光体上に形成された個々のトナーパッチ像がベルト上に転写される際には、ベルト速度変動に起因する配置間隔のずれが生ずる。このとき、ベルトが比較的速い速度で移動していると、トナーパッチ像の配置間隔が本来よりも広くなる。また、ベルトが比較的遅い速度で移動していると、トナーパッチ像の配置間隔が本来よりも狭くなる。この一方で、ベルト上の個々のトナーパッチ像がセンサによって検知される際には、そのときのベルトの速度変動に応じた検知間隔のずれが生じる。このとき、ベルトが比較的速い速度で移動していると、検知間隔が本来よりも短くなる。また、ベルトが比較的遅い速度で移動していると、検知間隔が本来よりも長くなる。よって、個々のトナーパッチ像の検知間隔には、トナーパッチ像がベルトに転写される際におけるベルトの速度変動と、トナーパッチがセンサによって検知される際におけるベルトの速度変動との両方が反映されている。このようにしてベルトの速度変動が反映されると、ベルトの周方向において、トナーパッチ像の転写位置と、トナーパッチ像の検知位置との距離により、敏感に検出し得るベルトの速度変動の周期が決まってしまう。
【００１５】
このことについてより詳しく説明すると、例えば、ベルトとして遠心成型法によるものを用いた場合、既に述べたように、ベルトの厚みムラに起因してベルト１周あたりに１周期分の正弦波を描くようなベルト速度変動が発生する。そして、ベルト周方向において、厚み最大箇所が駆動ローラにさしかかったタイミングでは、ベルトが１周あたりで最も速く移動するので、感光体からベルトに転写されたトナーパッチ像の配置間隔が１周のうちで最も広くなる。このトナーパッチ像は、その後、ベルトの移動に伴って反射型フォトセンサによって検知されるが、転写位置から検知位置までにベルトがちょうどその周長の半分だけ移動するように、両位置間の距離が設定されているとする。すると、検知時には、ベルトの厚み最小箇所が駆動ローラにさしかかるので、ベルトが１周あたりで最も遅く移動する。このため、トナーパッチ像の検知間隔は実際の配置間隔に対応する時間間隔よりも長くなる。つまり、１周あたりのベルト速度が最速になるタイミングでベルト上に転写されたトナーパッチ像は、その配置間隔が本来よりも広くなることに加えて、検知位置における検知間隔がその配置間隔に対応する時間間隔よりも長くなる。また、１周あたりのベルト速度が最も遅くなるタイミングでベルト上に転写されたトナーパッチ像の場合には、その配置間隔が本来よりも狭くなることに加えて、検知位置における検知間隔がその配置間隔に対応する時間間隔よりも短くなる。これらの結果、ベルト１周あたりに１周期分の正弦波を描くように出現するベルトの速度変動の場合には、それを増幅して検出することになるため、僅かな速度変動であっても敏感に検出することができる。
【００１６】
ところが、ベルトの速度変動は、遠心成型法によるベルトでみられるようなベルトの周期的な厚みムラの他、不規則な厚みムラによるものや、駆動ローラの偏心によるものなども含まれる。そして、例えば、ベルト１周あたりに２周期分の正弦波を描くように出現するベルトの速度変動成分が含まれる場合には、転写位置で生じたトナーパッチ像の配置間隔のずれが、検知位置で生ずるトナーパッチ像の検知間隔のずれに打ち消されてしまう。具体的には、ベルトが２周期分の正弦波におけるプラス側のピークの速度で移動しているときにベルト上に転写されたトナーパッチの配置間隔は、本来よりも広くなる。正弦波はベルト１周あたりに２周期の割合で発生するので、前述のトナーパッチがベルトの半周分の移動によって検知位置まで移動したときにも、ベルトはその正弦波におけるプラス側のピークの速度で移動する。すると、検知間隔が実際の配置間隔よりも短くなるため、転写位置で生じたトナーパッチ像の配置間隔のずれが、検知位置で生ずるトナーパッチ像の検知間隔のずれに打ち消されてしまうのである。よって、ベルト１周に対して２周期の割合で出現するベルトの速度変動を敏感に検出することができない。
【００１７】
ベルト周方向における転写位置と検知位置との距離がベルト周長の半分に設定されている場合を例にして説明したが、それとは異なる距離に設定されていても、その距離に応じて、敏感に検出し得るベルトの速度変動の周期が決まってしまう。また、直接記録方式の画像形成装置においても、同様にして、ベルトに対するトナーパッチ像の形成位置と、トナーパッチ像の検知位置との距離に応じて、敏感に検出し得るベルトの速度変動の周期が決まってしまう。よって、様々な周期の速度変動成分が含まれるベルトの速度変動パターンを高精度に検出することができず、ベルトの速度安定化には限界があった。
【００１８】
本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、従来よりも良好にベルト部材の速度安定化を図ることができる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、複数の張架部材によって張架される無端状のベルト部材を駆動によって無端移動せしめる駆動手段、及び、該ベルト部材の表面又は該表面に保持される記録部材に可視像を形成する像形成手段、を有する作像手段と、該作像手段によって該ベルト部材の表面移動方向に並ぶように該表面に形成された複数の可視像からなる所定のパターン像における個々の可視像を検知する像検知手段と、該像検知手段による個々の可視像の検知結果に基づいて、該ベルト部材に周期的に発生する速度変動又は位置変動の変動量を演算する変動量演算手段と、該変動量演算手段による演算結果に基づいて該作像手段による作像条件を補正して該ベルト部材上での可視像の位置ずれを抑える作像条件補正手段とを備える画像形成装置において、複数の上記像検知手段を、互いに上記表面移動方向の異なる位置で上記パターン像における個々の可視像を検知させるように配設するとともに、それぞれの像検知手段による該可視像の検知結果に基づいて、互いに異なる周期で発生する上記速度変動又は上記位置変動の変動量を演算させるように上記変動量演算手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記作像手段として、互いに上記表面移動方向の異なる位置で、上記ベルト部材の表面又は該表面に保持される記録部材に可視像を形成する複数の像形成手段を有するもの、を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１又は２の画像形成装置において、互いに異なる周期で発生する複数の上記速度変動又は上記位置変動の変動量をそれぞれ、複数の上記像検知手段のうちで該変動量を最も感度良く検出し得る像検知手段による検知結果に基づいて演算するように、上記変動量演算手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１又は２の画像形成装置において、互いに異なる周期で発生する複数の上記速度変動又は上記位置変動の変動量をそれぞれ、複数の上記像検知手段による検知結果の平均値に基づいて演算するように、上記変動量演算手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項３又は４の画像形成装置において、互いに異なる周期で発生する複数の上記速度変動又は上記位置変動の変動量をそれぞれ、該変動量を最も感度良く検出し得る像検知手段による検知結果、又は、上記平均値、に加えて、上記像形成手段による像形成位置と上記像検知手段による像検知位置との相対位置関係によって決まる変動量増幅率にも基づいて演算するように、上記変動量演算手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１乃至５の何れかの画像形成装置において、複数の上記像検知手段のうち、１つについては、上記ベルト部材の周面上における上記像形成手段による像形成位置と、その像検知手段による像検知位置との距離が該ベルト部材の周長の半分になる位置に配設するとともに、別の像検知手段については、該周面上における該像形成位置とその像検知手段による像検知位置との距離が該周長の４分の１になる位置に配設したことを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、複数の張架部材によって張架される無端状のベルト部材を駆動によって無端移動せしめる駆動手段、及び、互いに該ベルト部材の表面移動方向の異なる位置で、該ベルト部材の表面又は該表面に保持される記録部材に可視像を形成する複数の像形成手段、を有する作像手段と、該作像手段における少なくとも１つの像形成手段によって該表面に対してその表面移動方向に並べた複数の可視像からなる所定のパターン像を形成するように該作像手段を制御するパターン像形成制御手段と、該パターン像における個々の可視像を検知する像検知手段と、該像検知手段による個々の可視像の検知結果に基づいて、該ベルト部材に周期的に発生する速度変動又は位置変動の変動量を演算する変動量演算手段と、該変動量演算手段による演算結果に基づいて該作像手段による作像条件を補正して該ベルト部材上での可視像の位置ずれを抑える作像条件補正手段とを備える画像形成装置において、上記パターン像として、上記作像手段における２以上の像形成手段によってそれぞれ上記表面移動方向に複数並べた可視像からなるもの、を形成する制御を実施させるように上記パターン像形成制御手段を構成するとともに、該パターン像にて互いに異なる像形成手段によって形成された可視像の上記像検知手段による検知タイミングに基づいて、互いに異なる周期で発生する上記速度変動又は上記位置変動の変動量を演算し、且つ互いに異なる周期で発生する複数の上記速度変動又は上記位置変動の変動量をそれぞれ、複数の上記像形成手段によってそれぞれ形成される上記パターン像内の可視像のうちで該変動量を最も感度良く検出し得る可視像の上記像検知手段による検知結果、及び、上記像形成手段による像形成位置と上記像検知手段による像検知位置との相対位置関係によって決まる変動量増幅率、に基づいて演算する処理を実施するように、上記変動量演算手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、複数の張架部材によって張架される無端状のベルト部材を駆動によって無端移動せしめる駆動手段、及び、互いに該ベルト部材の表面移動方向の異なる位置で、該ベルト部材の表面又は該表面に保持される記録部材に可視像を形成する複数の像形成手段、を有する作像手段と、該作像手段における少なくとも１つの像形成手段によって該表面に対してその表面移動方向に並べた複数の可視像からなる所定のパターン像を形成するように該作像手段を制御するパターン像形成制御手段と、該パターン像における個々の可視像を検知する像検知手段と、該像検知手段による個々の可視像の検知結果に基づいて、該ベルト部材に周期的に発生する速度変動又は位置変動の変動量を演算する変動量演算手段と、該変動量演算手段による演算結果に基づいて該作像手段による作像条件を補正して該ベルト部材上での可視像の位置ずれを抑える作像条件補正手段とを備える画像形成装置において、上記パターン像として、上記作像手段における２以上の像形成手段によってそれぞれ上記表面移動方向に複数並べた可視像からなるもの、を形成する制御を実施させるように上記パターン像形成制御手段を構成するとともに、該パターン像にて互いに異なる像形成手段によって形成された可視像の上記像検知手段による検知タイミングに基づいて、互いに異なる周期で発生する上記速度変動又は上記位置変動の変動量を演算し、且つ、互いに異なる周期で発生する複数の上記速度変動又は上記位置変動の変動量をそれぞれ、複数の上記像形成手段によってそれぞれ形成される上記パターン像内の可視像を上記像検知手段によってそれぞれ検知した結果の平均値、及び、上記像形成手段による像形成位置と上記像検知手段による像検知位置との相対位置関係によって決まる変動量増幅率、に基づいて、演算する処理を実施するように、上記変動量演算手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、複数の張架部材によって張架される無端状のベルト部材を駆動によって無端移動せしめる駆動手段、及び、互いに該ベルト部材の表面移動方向の異なる位置で、該ベルト部材の表面又は該表面に保持される記録部材に可視像を形成する複数の像形成手段、を有する作像手段と、該作像手段における少なくとも１つの像形成手段によって該表面に対してその表面移動方向に並べた複数の可視像からなる所定のパターン像を形成するように該作像手段を制御するパターン像形成制御手段と、該パターン像における個々の可視像を検知する像検知手段と、該像検知手段による個々の可視像の検知結果に基づいて、該ベルト部材に周期的に発生する速度変動又は位置変動の変動量を演算する変動量演算手段と、該変動量演算手段による演算結果に基づいて該作像手段による作像条件を補正して該ベルト部材上での可視像の位置ずれを抑える作像条件補正手段とを備える画像形成装置において、上記パターン像として、上記作像手段における２以上の像形成手段によってそれぞれ上記表面移動方向に複数並べた可視像からなるもの、を形成する制御を実施させるように上記パターン像形成制御手段を構成し、該パターン像にて互いに異なる像形成手段によって形成された可視像の上記像検知手段による検知タイミングに基づいて、互いに異なる周期で発生する上記速度変動又は上記位置変動の変動量を演算させるように上記変動量演算手段を構成し、且つ、複数の上記像形成手段のうち、１つについては、上記ベルト部材の周面上におけるその像形成手段による像形成位置と、上記像検知手段による像検知位置との距離が該ベルト部材の周長の半分になる位置に配設するとともに、別の像形成手段については、該周面上における該像形成位置と上記像検知手段による像検知位置との距離が該周長の４分の１になる位置に配設したことを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、請求項１乃至９の何れかの画像形成装置において、上記変動量と、上記速度変動又は上記位置変動の位相とを直交検波処理によって演算させるように、上記変動量演算手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項１１の発明は、請求項１乃至１０の何れかの画像形成装置において、上記像形成手段として、円周面を有する像担持体の該円周面に担持された可視像を上記ベルト部材の表面又は該表面に保持される記録部材に転写するもの、を用いるとともに、上記パターン像として、該ベルト部材の周長以上であって且つ該円周面の周長の整数倍の長さに渡って複数の上記可視像を並べたもの、を形成させるようにしたことを特徴とするものである。
また、請求項１２の発明は、請求項１乃至１０の何れかの画像形成装置において、上記像形成手段として、上記ベルト部材を張架する駆動ローラの回転駆動に伴って該ベルト部材を無端移動させるもの、を用いるとともに、上記パターン像として、該ベルト部材の周長以上であって且つ該駆動ローラのローラ周面における周長の整数倍の長さに渡って複数の上記可視像を並べたもの、を形成させるようにしたことを特徴とするものである。
また、請求項１３の発明は、請求項１乃至１２の何れかの画像形成装置において、上記パターン像内における互いに隣り合う可視像の上記像検知手段による検知時間間隔に基づいて上記変動量を演算するように、上記変動量演算手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項１４の発明は、請求項１乃至１３の何れかの画像形成装置において、上記作像手段として、潜像書込手段によって潜像担持体の表面に書き込んだ潜像を現像によって可視化した後、得られた可視像を上記ベルト部材の表面又は該表面に保持される記録部材に転写するもの、を用いるとともに、上記作像条件として、上記変動量演算手段による演算結果に基づいて該潜像書込手段による該潜像担持体に対する潜像書込位置、を補正するように、上記作像条件補正手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項１５の発明は、請求項１乃至１３の何れかの画像形成装置において、上記作像手段として、回転駆動される像担持体の周面に形成した可視像を上記ベルト部材の表面又は該表面に保持される記録部材に転写するもの、を用いるとともに、上記作像条件として、上記変動量演算手段による演算結果に基づいて該像担持体の回転角速度又は回転角変位を補正するように、上記作像条件補正手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項１６の発明は、請求項１乃至１３の何れかの画像形成装置において、上記作像条件として、上記変動量演算手段による演算結果に基づいて該ベルト部材の１周あたりにおける駆動速度の微調整パターンを補正するように、上記作像条件補正手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項１７の発明は、請求項１乃至１６の何れかの画像形成装置において、上記作像手段として、上記ベルト部材のおもて面又は裏面に周方向に所定のピッチで付された目印を目印検知手段によって検知した結果に基づいて、該ベルト部材の駆動速度を微調整するもの、を用いるとともに、上記作像条件として、上記変動量演算手段による演算結果に基づいて該駆動速度の微調整量を補正するように、上記作像条件補正手段を構成したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２０】
これらの発明においては、ベルト部材の速度変動パターンを、ベルト部材に予め付された目印によらずに、ベルト部材の表面に形成したパターン像における個々の可視像を像検知手段によって検知した結果に基づいて検出する。かかる構成は、目印のピッチ誤差や、目印ピッチの経時的な変化に起因する速度変動の検知誤差の発生を回避することができる。
【００２１】
また、これらの発明のうち、請求項１の発明特定事項の全てを備えるものでは、互いにベルト部材の表面移動方向の異なる位置に配設された複数の像検知手段により、ベルト部材の周方向における可視像の形成位置と検知位置との距離を複数の値に設定した状態で、それぞれベルトの速度変動を検知する。かかる構成では、それぞれの距離に応じて、ベルトの速度変動パターンに含まれる様々な周期の速度変動成分うち、特定周期のものをそれぞれ敏感に検出することで、従来に比べて、ベルト１周あたりの速度変動パターンをより高精度に検出することができる。
【００２２】
また、請求項７の発明特定事項の全てを備えるものでは、互いにベルト部材の表面移動方向の異なる位置に配設された複数の像形成手段によってそれぞれパターン像内の可視像を形成することで、ベルト部材の周方向における可視像の形成位置と検知位置との距離を複数の値に設定した状態で、それぞれベルトの速度変動を検知する。かかる構成においても、それぞれの距離に応じて、ベルトの速度変動パターンに含まれる様々な周期の速度変動成分うち、特定周期のものをそれぞれ敏感に検出することで、従来に比べて、ベルト１周あたりの速度変動パターンをより高精度に検出することができる。
【００２３】
以上の結果、本発明においては、従来よりもベルト１周あたりの速度変動パターンをより高精度に検出することで、ベルト部材の速度安定化を良好に図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明を、電子写真方式の画像形成本プリンタ装置であるカラーレーザープリンタ（以下、単にプリンタという）に適用した第１実施形態について説明する。
図１は、第１実施形態に係るプリンタを示す概略構成図である。このプリンタは、ドラム状の感光体４の周囲に、帯電装置５、現像ユニット、転写ユニット２４、ドラムクリーニング装置１５、除電器２２、帯電装置５などを備えている。また、感光体４に対して光走査を行う光書込装置２も備えている。
【００２５】
ドラム状の感光体４は、図示しない駆動手段によって図中反時計回り方向に回転駆動される。このようにして回転駆動される感光体４は、帯電装置５との対向位置で後述するトナーの帯電極性と同極性に一様帯電せしめられる。そして、一様帯電後の感光体４の表面には、図示しないレーザー半導体、ポリゴンミラー、集光レンズ、折り返しミラー等を有する光書込装置２によって画像情報に基づいて周知の光走査が行われる。感光体４における光書込装置２による光照射箇所の電位は、一様帯電電位よりも減衰する。これにより、感光体４の周面に、後述するトナーの帯電極性と同極性で且つ一様帯電電位よりも絶対値の低い静電潜像が形成される。
【００２６】
現像ユニットは、静電潜像を黒（以下、Ｋと記す）トナー、シアン（以下、Ｃと記す）トナー、マゼンタ（以下、Ｍと記す）トナー、イエロー（以下、Ｙと記す）トナーによってそれぞれ現像する４つの現像装置（６Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）を有している。なお、図中の符号の末尾に付されたＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙという添字は、Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ用の部材であることを意味している。
【００２７】
Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ用の現像装置（６Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）には、それぞれ、トナー（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙトナー）と、磁性キャリアとを含有する現像剤が内包されている。そして、これら現像装置はそれぞれ、図示しない駆動手段によって回転駆動される筒状の現像スリーブ（１２Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）、これに連れ回らないように内包されるマグネットローラ（１３Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）などを有している。また、内部の現像剤を撹拌するための図示しない撹拌パドルなども有している。撹拌パドルによって撹拌される現像剤は、マグネットローラの発する磁力により、回転駆動される筒状の現像スリーブの表面に汲み上げられる。そして、スリーブ表面上で穂立ちして磁気ブラシを形成しながら、スリーブの回転に伴って感光体４との対向領域である現像領域に搬送される。現像スリーブには、トナーの帯電極性と同極性であって、絶対値が感光体４の地肌部（一様帯電部）と静電潜像との間にある現像バイアスが印加されている。これにより、スリーブ回転に伴って感光体４に接触する磁気ブラシ中のトナーが、磁気ブラシ中から感光体４の静電潜像に転移して、静電潜像がトナー像として現像される。
【００２８】
なお、感光体４には、まず、Ｙ用の静電潜像が形成され、これはＹ用の現像装置６Ｙによって現像されてＹトナー像となる。これに先立って、Ｋ，Ｃ，Ｍ用の現像装置６Ｋ，Ｃ，Ｍにおいては、現像スリーブ上の磁気ブラシをスリーブ表面から離脱させるための穂切り動作が行われた後、現像スリーブの回転駆動が停止される。よって、Ｙ用の静電潜像が、Ｋ，Ｃ，Ｍ用の現像装置６Ｋ，Ｃ，Ｍによって現像されることはない。他色用の静電潜像が現像される際にも、その現像に先立って、現像色以外の現像装置で穂切り動作が行われる。
【００２９】
感光体４の図中右側方に配設された転写ユニット２４は、ベルト部材たる無端状の中間転写ベルト２５、これをループ内周面で支えながら張架する複数の張架ローラ、ベルトループ内側に配設されたホームポジションセンサＨｓなどを有している。また、ベルトループ外側に配設されたベルトクリーニング装置３２、２次転写バイアスローラ３１、第１パッチ検知センサＰｓ１、第２パッチ検知センサＰｓ２なども有している。
【００３０】
中間転写ベルト２５を張架している複数の張架ローラのうちの１本は、図示しない転写電源によってトナーの帯電極性とは逆極性の１次転写バイアスが印加される１次転写バイアスローラ２６となっている。また、他の１本は、図示しない駆動手段によって図中時計回り方向に回転駆動せしめられるのに伴って、中間転写ベルトを図中時計回り方向に無端移動させる駆動ローラ２７となっている。
【００３１】
１次転写バイアスローラ２６は、感光体４との間に中間転写ベルト２５を挟み込んでいる。これにより、感光体４と中間転写ベルト２５とが当接する１次転写ニップが形成されており、この１次転写ニップ内にはトナーを感光体４側からベルト側に静電移動させる１次転写電界が作用している。感光体４上に形成されたＹトナー像は、感光体４の回転に伴って１次転写ニップに進入すると、ニップ圧や、１次転写電界の作用によって中間転写ベルト２５のおもて面に１次転写される。
【００３２】
１次転写ニップを通過した後の感光体４の表面には、ベルト上に１次転写されなかった転写残トナーが付着している。この転写残トナーは、クリーニングブレードの自由端側のエッジを感光体４に当接させているドラムクリーニング装置１５によって感光体４の表面から除去される。
【００３３】
ドラムクリーニング装置１５によるクリーニング処理が施された感光体４の表面は、例えば除電ランプなどからなる除電装置２２によって除電された後、帯電装置によって再び一様帯電せしめられる。なお、同図においては、帯電装置として、コロトロンチャージャーあるいはスコロトロンチャージャーからなるものを示したが、帯電バイアスを印加した帯電ローラや帯電ブラシとの間に放電を生じせしめて感光体４を一様帯電せしめる方式など、他の方式のものを採用してもよい。
【００３４】
転写ユニットの中間転写ベルト２５の内周面には、周方向の所定の位置にホームポジションマーク２５ａが付されている。このホームポジションマーク２５ａは、ベルトループ内側に配設された反射型フォトセンサ等からなるホームポジションセンサＨｓによってベルト周回毎に検知される。中間転写ベルト２５は、自らのホームポジションマーク２５ａをホームポジションセンサＨｓに検知させる姿勢となっているときを、無端移動におけるホームポジションとしている。
【００３５】
本プリンタは、機内の各種機器の全体的な駆動の制御を司る図示しない制御部を有している。この制御部は、演算手段たるＣＰＵ(Central Processing Unit)、データ記憶手段たるＲＯＭ(Read Only Memory)、データ記憶手段たる(Random Access Memory)などを有しており、ＲＯＭ内に記憶されている制御プログラムに基づいて各種の機器の駆動を制御する。そして、中間転写ベルト２５にＹトナー像が１次転写された後には、ホームポジションマーク２５ａがホームポジションセンサＨｓによって検知されたタイミングに基づいて、図示しない書込制御回路に書込開始信号を送る。書込制御回路は、この書込開始信号に基づいて、光書込装置２の駆動を制御して、感光体４にＭ用の静電潜像を形成するための光走査を開始させる。これによって感光体４に形成されたＭ用の静電潜像は、Ｍ用の現像装置６Ｍによって現像されてＭトナー像となる。そして、１次転写ニップにおいて、ベルト１周分の無端移動によって再び１次転写ニップに戻ってきたＹトナー像の上に、感光体４上のＭトナー像が重ね合わせて１次転写される。
【００３６】
以降、Ｍトナー像と同様のプロセスにより、感光体４上にＣトナー像、Ｋトナー像が順次形成され、それらは中間転写ベルト２５上のＹＭトナー像に順次重ね合わせて１次転写される。これにより、中間転写ベルト２５が約４周する間に、ベルト上に４色重ね合わせトナー像が形成される。
【００３７】
中間転写ベルト２５のループ内側でベルトを張架している駆動ローラ２７は、ループ外側に配設された２次転写バイアスローラ３１との間に中間転写ベルト２５を挟み込んでいる。これにより、中間転写ベルト２５のおもて面と、２次転写バイアスローラ３１とが当接する２次転写ニップが形成されている。また、２次転写バイアスローラ３１には、図示しない転写電源によってトナーの帯電極性とは逆極性の２次転写バイアスが印加されており、これによって２次転写ニップには２次転写電界が形成されている。
【００３８】
２次転写ニップの図中右側方には、図示しないレジストローラ対が配設されており、これは記録部材たる記録紙Ｐをベルト上の４色重ね合わせトナー像に重ね合わせ得るタイミングで２次転写ニップに向けて送り出す。２次転写ニップ内で４色重ね合わせトナー像に重ね合わされた記録紙Ｐには、ニップ圧や２次転写電界の作用によってベルト上の４色重ね合わせトナー像が一括２次転写される。これにより４色重ね合わせトナー像は、記録紙Ｐの白色と相まってフルカラー画像となる。
【００３９】
このようにしてフルカラー画像が形成された記録紙Ｐは、２次転写ニップを通過した後、図示しない定着装置内でフルカラー画像が定着せしめられた後、機外へと排出される。
【００４０】
２次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト２５の表面には、記録紙Ｐに２次転写されなかった転写残トナーが付着している。この転写残トナーは、中間転写ベルトにクリーニングブレードを当接させているベルトクリーニング装置３２によってベルト表面から除去される。かかるベルトクリーニング装置３２が、各色トナー像の重ね合わせ１次転写工程の際にも中間転写ベルト２５に当接していると、せっかくベルト上に１次転写された各色のトナー像がベルトクリーニング装置３２によって除去されてしまう。そこで、本プリンタでは、ベルトクリーニング装置３２をベルトに対して接離させる図示しない接離機構を備えており、各色の重ね合わせ１次転写工程の際には、ベルトクリーニング装置３２をベルトから離間させるようになっている。
【００４１】
中間転写ベルト２５としては、フッ素系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリイミド樹脂等を主材料とした単層ベルトを例示することができる。また、多層構造のベルトの全層又は一部の層を弾性材料から形成した多層ベルトでもよい。中間転写ベルト２５に限らず、画像形成装置に用いられるベルト部材には、複数の機能が要求されるのが一般的である。かかる要求を満足するために、近年においては、ベルト部材として、多層構造のものが主流となりつつある。例えば、中間転写ベルト２５では、その表面にトナー離型性、耐久性、耐摩耗性、所定の表面抵抗性などの機能が要求される一方で、ベルトの全厚に対して、抗張性、所定の体積固有抵抗率、良好な弾性変形性などが要求される。
【００４２】
中間転写ベルト２５の表面におけるトナー離型性は、ベルト表面から記録紙Ｐへのトナー像の２次転写性の向上や、ベルト表面からの転写残トナー像のクリーニング性の向上を図る上で、必要な機能である。また、中間転写ベルト２５の表面における耐久性は、経時使用に伴う亀裂や磨耗を抑えて長寿命化を図る上で、必要な機能である。また、中間転写ベルト２５のおもて面においては、感光体４や２次転写バイアスローラ３１との間の滑りを抑えつつ、それらとの摺擦に耐え得るだけの耐摩擦性が要求される。また、中間転写ベルト２５の裏面においては、駆動ローラ２７との滑りによるベルトスリップを防止しつつ、駆動ローラ２７との摩擦に耐え得るだけの耐摩耗性が要求される。また、中間転写ベルト２５の全層に対しては、感光体４や２次転写バイアスローラ３１に向けての押圧に伴う柔軟な弾性変形によって幅広いニップを形成するような良好な弾性変形性が要求される。更には、ベルト周方向における伸縮を抑えてベルト移動速度やベルト移動位置を高精度に制御できるように、抗張性も要求される。これらの機能を全て満足するためには、多層構造にするのが有利なのである。
【００４３】
図２は、本プリンタに使用される中間転写ベルト２５の一例を示す部分分解斜視図である。同図において、中間転写ベルト２５は、全層のうちで最も厚みの大きい基層２５ｂ、これのおもて面側に順次積層された表面側中間層２５ｃ，表面層２５ｄ、基層２５ｂの裏面側に順次積層された裏面側中間層２５ｅ，裏面層２５ｆからなる５層構造になっている。ベルトの全層を含めた厚みｔは、５００〜７００［μｍ］である。
【００４４】
ベルトの最もおもて面側に形成された表面層２５ｄは、フッ素を含有するポリウレタン樹脂からなる層であり、表面側中間層２５ｃの上に被覆されている。フッ素を含有するポリウレタン樹脂からなることで、感光体４や２次転写バイアスローラ３１に対して良好な耐摩耗性を発揮するとともに、良好なトナー離型性を発揮することができる。
【００４５】
表面層２５ｄの下に形成された表面側中間層２５ｃは、シリコン−アクリル共重合体からなる層であり、基層２５ｂのおもて面側に被覆されている。表面層２５ｄの耐久性を向上させたり、基層２５ｂの経時劣化を抑えたりする役割を担っている。
【００４６】
基層２５ｂは、クロロプレンゴムからなる弾性層であり、厚みが約４００〜５００［μｍ］になっている。また、ヤング率が１〜２０［Ｍｐａ］になっている。良好な弾性を発揮することで、１次転写ニップや２次転写ニップにおいて押圧に伴って柔軟に弾性変形する。これにより、幅広いニップを形成したり、表面平滑性に劣る記録紙Ｐの表面の微妙な凹凸による間隙形成を回避したりすることで、過剰にニップ圧を高めることなく、文字の中抜けの発生などを抑えることができる。また、表面平滑性に劣る記録紙Ｐに対しても良好なベルト密着性を発揮させることで、均一性の優れた転写画像を得ることができる。
【００４７】
裏面側中間層２５ｅは、ポリフッ化ビニリデンからなる層であり、厚みが約１００［μｍ］になっている。また、ヤング率が５００〜１０００［Ｍｐａ］になっている。そして、中間転写ベルト２５のベルト周方向の伸縮を抑える役割を担っている。
【００４８】
裏面層２５ｆは、裏面側中間層２５ｅのベルト裏面側に被覆されたポリウレタンからなる層であり、駆動ローラ（２７）に対する高摩擦性と耐摩耗性とを実現する役割を担っている。なお、図１に示したホームポジションマーク２５ａは、この裏面層２５ｆの上に形成されている。
【００４９】
中間転写ベルト２５の表面層２５ｄや表面側中間層２５ｃについては、弾性変形による感光体４へのトナー汚染を抑えたり、低表面摩擦抵抗によってトナーとの付着力を小さくしてトナークリーニング性を向上させたりする目的で、次の材料を使用してもよい。即ち、ポリウレタン、ポリエステル、エポキシ樹脂を１種類又は２種類以上混合した材料である。また、表面エネルギーを小さくして潤滑性を高めるために、フッ素樹脂、フッ素化合物、フッ化炭素、２酸化チタン、シリコンカーバイト等の粉体や粒子を、１種類あるいは２種類以上混合したものを素材樹脂中に分散させた材料を使用してもよい。また、前述の粉体や粒子として、互いに粒径が異なる同種のものを素材樹脂中に分散させた材料でもよい。また、フッ素系ゴム材料のように熱処理を行うことで表面にフッ素リッチな層を形成し、表面エネルギーを小さくしたものを使用してもよい。
【００５０】
また、中間転写ベルト２５の基層２５ｂの材料としては、ブチルゴム、フッ素系ゴム、アクリルゴム、ＥＰＤＭ、ＮＢＲ、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンゴム天然ゴム、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、エチレン−プロピレンゴム、エチレン−プロピレンターポリマー、クロロプレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、ウレタンゴム、シンジオタクチック１、２−ポリブタジエン、エピクロロヒドリン系ゴム、リコーンゴム、フッ素ゴム、多硫化ゴム、ポリノルボルネンゴム、水素化ニトリルゴム、熱可塑性エラストマー（例えばポリスチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、ポリアミド系、ポリウレア、ポリエステル系、フッ素樹脂系）等からなる群より選ばれる１種類あるいは２種類以上を使用することもできる。
【００５１】
また、中間転写ベルト２５の裏面側中間層２５ｅとしては、ポリカーボネート、フッ素系樹脂（ＥＴＦＥ、ＰＶＤＦ）、ポリスチレン、クロロポリスチレン、ポリ−α−メチルスチレン、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体（スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体及びスチレン−アクリル酸フェニル共重合体等）、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体（スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸フェニル共重合体等）、スチレン−α−クロルアクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体等のスチレン系樹脂（スチレンまたはスチレン置換体を含む単重合体または共重合体）、メタクリル酸メチル樹脂、メタクリル酸ブチル樹脂、アクリル酸エチル樹脂、アクリル酸ブチル樹脂、変性アクリル樹脂（シリコーン変性アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂変性アクリル樹脂、アクリル・ウレタン樹脂等）、塩化ビニル樹脂、スチレン−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ロジン変性マレイン酸樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエステルポリウレタン樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブタジエン、ポリ塩化ビニリデン、アイオノマー樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ケトン樹脂、エチレン−エチルアクリレート共重合体、キシレン樹脂及びポリビニルブチラール樹脂、ポリアミド樹脂、変性ポリフェニレンオキサイド樹脂等からなる群より選ばれる１種類あるいは２種類以上を使用することもできる。
【００５２】
なお、ベルトの伸びを抑える目的で、裏面側中間層２５ｅの材料として上述したような伸びの少ないものを用いる他に、素材樹脂中に、伸びを抑えるための芯材を入れてもよい。伸びを抑えるための芯材としては、綿、絹などの天然繊維、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、アクリル繊維、ポリオレフィン繊維、ポリビニルアルコール繊維、ポリ塩化ビニル繊維、ポリ塩化ビニリデン繊維、ポリウレタン繊維、ポリアセタール繊維、ポリフロロエチレン繊維、フェノール繊維などの合成繊維、炭素繊維、ガラス繊維、ボロン繊維などの無機繊維、鉄繊維、銅繊維などの金属繊維からなる群より選ばれる１種あるいは２種以上を用い、これらを織布状あるいは糸状にしたものを用いることができる。もちろん、それらの材料以外のものを使用してもよい。芯材となる糸は、１本または複数のフィラメントを撚ったもの、片撚糸、諸撚糸、双糸など、どのような撚り方のものであってもよい。また、先に掲げた繊維を混紡してもよい。もちろん、糸に適当な導電処理を施して使用することもできる。また、織布は、メリヤス織りなど、どのような織り方の織布でもよく、交織した織布であってもよい。更には、それらの織布に導電処理を施すこともできる。
【００５３】
素材樹脂中に芯材を入れる方法としては、筒状に織った織布を金型等に被せてその上から素材樹脂を流し込む方法、筒状に織った織布を素材樹脂に浸漬する方法、糸を金型等に任意のピッチで螺旋状に巻き付けてその上から素材樹脂を流し込む方法などを例示することができる。
【００５４】
中間転写ベルト２５を構成する各層の材料には、必要に応じて電気抵抗値を調整するための導電材を含有させる。カーボンブラック、グラファイト、アルミニウムやニッケル等の金属粉末、酸化錫、酸化チタン、酸化アンチモン、酸化インジウム、チタン酸カリウム、酸化アンチモン−酸化錫複合酸化物（ＡＴＯ）、酸化インジウム−酸化錫複合酸化物（ＩＴＯ）等の導電性金属酸化物などからなる導電材である。導電性金属酸化物は、硫酸バリウム、ケイ酸マグネシウム、炭酸カルシウム等の絶縁性微粒子を被覆したものでもよい。その他の導電材を用いることも、もちろん可能である。
【００５５】
中間転写ベルト２５として、単層ベルトからなるものを用いた場合には、ベルトの内周面と外周面とで伸縮度が同じになる。このため、ベルトの移動速度の測定基準となるベルトピッチ線が、図３に点線で示すようにベルト厚み方向の中央の位置になる。しかし、多層構造のベルトを用いた場合には、ベルトピッチ線がベルト厚み方向の中央位置にはならないこともある。多層構造のベルトにおいては、全層のうちに、他の層に比べてヤング率が著しく大きくなっている層がある場合には、ベルトピッチ線がその層の厚み方向の中央位置となるからである。これは、ベルト周方向の伸縮防止のために高いヤング率をもつ層（以下、「抗張層」という。）が芯線となり、他の層が伸縮して張架ローラに巻き付くからである。
【００５６】
先に図２に示した中間転写ベルト２５においても、抗張層である裏面側中間層２５ｅが他の層に比べてヤング率が著しく大きくなっているので、この裏面側中間層２５ｅの内部にベルトピッチ線が存在することになる。かかる構成では、裏面側中間層２５ｅのベルト周方向における厚みムラが、ベルト厚み方向における駆動ローラ２７の表面からベルトピッチ線までの距離であるピッチ線距離（以下、ＰＬＤ（Ｐｉｔｃｈ  Ｌｉｎｅ  Ｄｉｓｔａｎｃｅ）という。）をベルト周方向に不均一にする原因となる。つまり、多層構造のベルトでは、ＰＬＤが主に、ベルトを構成する全層のうち、ヤング率が比較的大きい層の影響を受けるのである。
【００５７】
また、抗張層である裏面側中間層２５ｅのベルト厚み方向における相対位置がベルト周方向に不均一になっていることによっても、ＰＬＤがベルト周方向において変動する。例えば、裏面側中間層２５ｅと駆動ローラ（２７）との間に存在する裏面層２５ｆにベルト周方向における厚みムラがあると、その厚みムラに応じて前述の相対位置がベルト周方向において変化して、ＰＬＤを変動させる。また、ベルト周方向において繋ぎ目のあるシームベルトの場合、繋ぎ目の箇所におけるＰＬＤが、他の箇所のＰＬＤとは大きく異なってしまうことがある。これは次に説明する理由による。即ち、シームベルトは、裏面側中間層２５ｅの前駆体であるポリフッ化ビニリデンなどからなるシートに対して種々の処理を施すことで、最終的に多層構造のベルトを得るという方法で製造されるのが一般的である。具体的には、まず、そのシートの長手方向の両端部を互いに２［ｍｍ］ほど重ね合わせて溶融接着して、シートを無端状にする。次いで、その無端状のシートの両面にそれぞれ各層を順次被覆していくことで、多層構造のシームベルトを得るのである。かかるシームベルトでは、シート（裏面側中間層２５ｅ）の溶融接着部分（繋ぎ目部分）が、溶融による物性変化によって他の部分と伸縮性を異ならせるため、他の部分と同じ厚みであっても、そのＰＬＤが他の部分のＰＬＤから大きく外れる。よって、たとえ裏面側中間層２５ｅや裏面層２５ｆに厚みムラが殆どなくても、ＰＬＤが変動する。駆動ローラ（２７）が一定線速で回転しても、ＰＬＤの変動があればベルトの速度変動が発生してしまう。
【００５８】
なお、繋ぎ目のあるシームベルトには、ベルト周長が互いに異なる製品ごとに固有の金型が必要となる繋ぎ目のないシームレスベルトに比べて、製品毎の金型が必要なく、ベルト周長の調整が自由であるため、製造コストを低減することができるという利点がある。
【００５９】
また、単層ベルトの場合には、上述したようにＰＬＤがベルト厚みの半分となるが、その単層にベルト周方向の厚みムラがある場合には、当然ながらＰＬＤがベルト周方向において変動するため、ベルトの速度変動が発生する。
【００６０】
図４は、単層ベルトにおけるベルト周方向の厚み偏差と、ベルトの周方向における位置との関係の一例を示すグラフである。このグラフの横軸で示される位置は、ベルト１周分の長さ（ベルト周長）を２π［ｒａｄ］の角度に置き換えたものである。縦軸は、ベルト周方向におけるベルト平均厚み（１００［μｍ］）を基準（偏差＝０）とした場合のベルト厚みの偏差値を示している。以下、ベルト周方向における厚みムラのあるベルトにおいて、ベルト周方向における１周分の厚み偏差の分布をベルトの「厚み変動」という。この「厚み変動」は、既に述べたように、複数の張架ローラに張架された状態のベルトにおいて、駆動ローラ（２７）が等しい回転角速度で回転していても、その「厚み変動」に応じてベルトの速度を変動させてしまう。なお、ベルトの厚みムラとは、膜厚計測器等で測定されたベルトの厚み偏差分布のことであり、ベルト周方向（表面移動方方向）における厚みムラの他、幅方向における厚みムラがある。
【００６１】
ＰＬＤは、駆動ローラ（２７）に対するベルト巻付角によっても変化することがある。つまり、ベルトの速度変動は、ベルト巻き付き角によっても生ずることがある。ＰＬＤについては、次式によって表すことが可能である。
【数１】
0005124199.tif 000002
【００６２】
この式中におけるＰＬＤａｖｅは、ベルト１周あたりにおけるＰＬＤの平均を示しており、例えば周方向の平均厚みが１００［μｍ］の単層ベルトの場合、ＰＬＤａｖｅは５０［μｍ］となる。また、ｆ（ｄ）は、ベルト１周あたりにおけるＰＬＤの変動を示す関数である。更に、ｆ（ｄ）におけるｄは、ベルト周方向における基準点からの位置を、ベルト１周を２πとしたときの位相で示している。ｆ（ｄ）は、図４に示したグラフにおけるベルト厚み偏差値と高い相関を示すベルト１周を周期とする周期関数である。ベルト周方向においてＰＬＤが変動していると、駆動ローラの回転角速度や回転角変位が一定であっても、ベルトループ内でベルトを張架しながらベルトに連れ回る従動ローラの回転角速度や回転角変位が変動する。
【００６３】
ベルト移動速度Ｖと駆動ローラの回転角速度ωとの間には、次式で示される関係が成立する。
【数２】
0005124199.tif 000003
【００６４】
この式中のｒは、駆動ローラの半径である。ＰＬＤの変動を示しているｆ（ｄ）がベルトの移動速度（又はベルト移動距離）と駆動ローラの回転角速度（回転角変位）との関係に影響する度合いは、駆動ローラに対するベルトの接触状態や巻付き量によって変化する場合がある。式中のκは、その影響度を反映するＰＬＤ変動実効係数を表している。式中における｛｝内は、ベルトピッチ実効半径であり、その定常部分（ｒ＋ＰＬＤａｖｅ）は、ベルトピッチ定常半径である。また、以下、ｆ（ｄ）をＰＬＤ変動という。
【００６５】
数２に示した式から、ＰＬＤ変動ｆ（ｄ）が存在すると、ベルト移動速度Ｖと駆動ローラの回転角速度ωとの関係が変化することがわかる。駆動ローラが一定の回転角速度（ω＝一定）で回転していても、ベルト移動速度ＶはＰＬＤ変動ｆ（ｄ）によって変化するのである。例えば単層ベルトの場合、ベルトの平均厚みよりも厚いベルト箇所が駆動ローラに巻き付いている時には、ベルトの厚み偏差と高い相関を示すＰＬＤ変動ｆ（ｄ）が正の値をとり、ベルトピッチ実効半径が増加する。このため、その駆動ローラが一定の回転角速度（ω＝一定）で回転していても、ベルト移動速度Ｖが増加する。逆に、ベルトの平均厚みよりも薄いベルト箇所が駆動ローラに巻き付いている時には、ＰＬＤ変動ｆ（ｄ）が負の値をとり、ベルトピッチ実効半径が減少する。このため、駆動ローラが一定の回転角速度（ω＝一定）で回転していても、ベルト移動速度Ｖが減少する。従って、駆動ローラの回転角速度ωを一定にしても、ＰＬＤ変動ｆ（ｄ）によってベルト移動速度Ｖは一定にならないのである。
【００６６】
また、ベルト移動速度Ｖと従動ローラの回転角速度との関係も、上述したベルト移動速度Ｖと駆動ローラ１０５の回転角速度ωとの関係と同様である。すなわち、従動ローラの回転角速度を回転型エンコーダ等により検出し、フィードバック制御により従動ローラの回転角速度を一定にしても、ＰＬＤ変動ｆ（ｄ）によりベルト１０の移動速度は一定にならない。そのため、フィードバック制御により、駆動ローラの偏心や駆動伝達系のベルト１０の速度変動を抑制できても、ベルトＰＬＤ変動によるベルト速度変動は抑制することはできない。
【００６７】
上述した特許文献２に記載の画像形成装置においては、ベルトの表面に速度変動検出用のパターン像を転写する際のベルト速度変動の影響と、パターン像をセンサによって検知する際のベルト速度変動の影響とを考慮して、ベルト速度変動を算出している。具体的には、パターン像内のトナーパッチ像の検知間隔に基づいて算出されるパッチ位置変動データΔＸｓに基づいて、ベルト上に生じた位置ずれΔＸを算出している（特許文献２の段落番号００６０）。そして、その算出結果に基づいて駆動ローラの駆動速度を制御している（以下、第１手法という）。位置ずれΔＸを算出するアルゴリズムは、ベルトの厚み変動による位置変動（又は速度変動）が１次の正弦波形又は、既知の多次の三角関数である場合に適用可能である。
【００６８】
また、特許文献２に記載の画像形成装置においては、ベルトの厚み変動に伴う位置変動を示す波形がベルト１周に対する１次（１周期）の正弦波ではなく、多次（複数周期）である場合に好適な方法として、第２手法が提案されている。この第２手法では、ベルト周長をＬ、トナー像の転写位置から検知位置までの距離をＬｙ、パターン像におけるトナーパッチ像の間隔をｄでそれぞれ表した場合に、Ｌ＝ｎ×ｄ、Ｌｙ＝ｍ×ｄとし、且つ、ｎとｍとを互いに素となる整数とする（特許文献２の段落番号００７３〜００８４）。
【００６９】
ベルトの製造方法の違いにより、ベルトの厚み偏差分布は様々な形態をとる。また、同じ材質、同じ製法で製造したベルトであっても、製造環境によって厚み偏差分布特性は異なってくる。このため、ベルトの厚み変動パターンを予め知ることは困難である。また、実際にベルトの厚み偏差分布を計測すると、例えば図４に示したような複雑な分布となることがある。このような厚み偏差分布では、ベルト１周を基本周期として高次の複数の周期に分布しているので、１次の正弦波形や、特定の多次の正弦波形のみでは誤差が生じてしまう。さらに、転写性がよいことで用いられる多層構造のベルトでは、ベルト厚み偏差に加えて、基層（芯材）の形成状態でベルト速度変動が複雑に変化する。このため、上記第１手法を適用することができない。
【００７０】
また、ベルト表面に付された目印の検知間隔に基づいてベルト（駆動ローラ）の駆動速度を制御する特許文献１に記載の画像形成装置では、ベルト製造時、特に目印付きの樹脂テープをベルトに接着する際のテープの保持力や接着動作が影響しているため、ベルト全周における目印の間隔の誤差量分布は複雑な特性を示す。よって、上記第１手法を適用することができない。
【００７１】
一方、上記第２手法を用いて、ベルトの移動位置ずれを算出するには、トナーパッチ像の転写位置から検知位置までの距離や、パッチ形成間隔に制約があるため、装置の設計自由度を大きく低下させる。また、ベルトの厚み変動ではない他の変動成分が含まれていると、算出結果が他の変動成分の影響を大きく受けてしまうため、上記第２手法を適用することは難しい。
【００７２】
次に、本プリンタの特徴的な構成について説明する。
本プリンタにおいては、ベルト回転周期を基本周期とした周期が異なる複数の三角関数項を用いてベルト上の位置ずれを算出し、これを基にベルト速度変動（位置変動）による画像形成位置変動を高精度に補正制御する。そこで、設定する三角関数項の数、つまり、ベルト厚み変動の補正周波数帯域を決定する必要がある。
【００７３】
平均厚み０．１［ｍｍ］、周長９００［ｍｍ］の単層ベルトを、直径３０［ｍｍ］の駆動ローラで駆動した場合における厚み変動の全振幅ＰＰとベルト位置変動振幅との関係の一例を図５に示す。このグラフは、平均厚み、周長及び駆動ローラ直径を基に、駆動ローラを一定角速度で駆動した際のベルト厚み変動によって発生するベルト位置変動の振幅を試算した結果に基づいて作成されたものである。
【００７４】
転写する画像と転写材上の所望の位置を１ヶ所、例えば先頭ラインを合わせても、ベルト速度変動により、他の画像部分は所望の位置より試算された変動量分ずれる可能性があることを示している。ベルトのピッチ線は単層ベルトの場合、厚さ方向中央部になるので、ＰＬＤ変動は、ベルトの厚み変動の全振幅ＰＰの半分と考えられる。同図には、５本のグラフがあり、それぞれ、ベルト周期における１次から５次成分の正弦波状の全振幅ＰＰと、ベルト位置変動の振幅との関係を示している。図示のように、ベルト周期成分の高次になるほど、ベルト厚み変動に対するベルト位置ずれ量が減少することがわかる。
【００７５】
以下、ベルト周期変動に対する位置ずれの許容配分値を１５［μｍ］とし、後述する駆動速度制御により、各周期の変動成分を厚み変動の全振幅ＰＰで２［μｍ］相当のベルト位置変動と同等以下までに留め得ることを想定して、検出及び補正する変動周期を１次〜３次成分までとする場合について説明する。１次〜３次成分までを厚み変動の全振幅ＰＰで２［μｍ］相当のベルト位置変動と同等以下にすると、１次〜３次成分のベルト移動位置における変動振幅の合計は約［９μｍ］となる。４次以上の周期の変動成分で極端に大きな数値が見られないことを確認して、４次以上の高次の変動成分によって残るベルト移動位置のずれ量は、６［μｍ］以上にならないと判断した。したがって、本プリンタが実施する後述のベルト駆動速度制御により、合計のベルトの位置変動について許容配分以内に留めることが保証される。
【００７６】
このように、試算されたベルトの周期毎の変動成分によるベルト移動位置ずれ量と、目標値から配分された許容値とに基づいて、検出する変動成分の周期を決定することができる。これによって、無闇に高次成分まで検出することによる高い演算負荷や複雑な補正制御動作を招くことなく、ベルトの速度変動を精度良く検出することが期待できる。
【００７７】
図６は、中間転写ベルト２５と感光体４と光走査装置２の一部とを示す斜視図である。同図では、便宜上、第１パッチ検知センサＰｓ１と第２パッチ検知センサＰｓ２とを比較的近い距離関係で示しているが、実際には両センサ間の距離は図示の態様よりも大きくなっている。
【００７８】
像検知手段としての第１パッチ検知センサＰｓ１、第２パッチ検知センサＰｓ２は、照明用光源たるＬＥＤ素子、ベルト表面上での反射光を受光する受光素子、１対の集光レンズなどを具備する反射型フォトセンサからなる。そして、両センサは互いにベルト周方向の異なる位置でパターン像９００内の各トナーパッチ像を検知する。ＬＥＤ素子は、中間転写ベルト２５上に向けて光りを照射する。また、受光素子は、中間転写ベルト２５上のトナーパッチ像で反射した光が集光レンズ通過後に入射され得る位置に配設されており、多数の受光画素を直線状に配列したライン型受光素子としてのＣＣＤからなる。
【００７９】
なお、第１パッチ検知センサＰｓ１と第２パッチ検知センサＰｓ２との対を、ベルト幅方向の両端部にそれぞれ設け、ベルト両端部にそれぞれパターン像を形成するようにしてもよい。このようにすれば、主走査方向（感光体４や中間転写ベルト２５の表面移動方向に対して直交する方向）のレジスト調整、副走査方向（感光体４や中間転写ベルト２５の表面移動方向）のレジスト調整、主走査方向の倍率誤差の調整、主走査方向に対する走査ラインの傾きの調整等が可能となる。
【００８０】
図８は、上述した中間転写ベルトの位置変動を検出するために用いる速度変動検知用パターン像の一例を示す模式図である。この速度変動検知用パターン像は、黒、シアン、マゼンタ、イエローのうち、何れか１色のトナーパッチ像を主走査方向に延在させる姿勢で、副走査方向に沿って所定ピッチで複数並べてパターンになっている。かかる速度変動検知用のパターン像における各トナーパッチ像を第１パッチ検知センサＰｓ１や第２パッチ検知センサＰｓ２で順次検知していき、任意の基準タイミングからの検知時間ｔｋ００，ｔｋ０１，ｔｋ０２，・・・を順次計測していく。
【００８１】
本プリンタでは、中間転写べルト２５上のパターン像９００における各トナーパッチ像９０１を、ベルト周方向において互いに異なる位置に配置された第１パッチ検知センサＰｓ１、第２パッチセンサＰｓ２の両方で検知する。任意の基準タイミングとしては、先頭のトナーパッチ像を検知したタイミングなどが挙げられる。具体的には、ｔｋ００＝０として、検知時間ｔｋ０１、ｔｋ０２、ｔｋ０３…を求める。また、互いに隣接するトナーパッチ像の検知間隔を計測してもよい。例えば、検知時間ｔｋ００とｔｋ０１との差分、ｔｋ０１とｔｋ０２との差分・・・というように、検知間隔を順次計測していくのである。
【００８２】
図９は、制御部における要部回路を示すブロック図である。制御部は、ＣＰＵ２００に対して、データバスライン２３０と、Ｉ／Ｏポート２０５とを介して接続された制御目標値出力部２０６、第１データ処理部２０７、第２データ処理部２１４を有している。第１パッチ検知センサＰｓ１から出力される検知信号は、第１データ処理部２０７によって処理される。具体的には、検知信号は、ＡＭＰ２０９によって増幅された後、パターン像における個々のトナーパッチ像に対応する信号成分のみがフィルタ２１０を通過する。通過後の信号は、Ａ／Ｄ変換回路２１１によってアナログデータからデジタルデータへと変換される。データのサンプリングは、サンプリング制御部２１３によって制御され、サンプリングされたデータはＦＩＦＯメモリ２１２に格納される。パターン像の検知が終了すると、ＦＩＦＯメモリ２１２に格納されたデータが、Ｉ／Ｏポート２０５とデータバスライン２３０を介して、ＣＰＵ２００やＲＯＭ２０４にロードされる。そして、ロードされたデータに基づいて、ＣＰＵ２００によって速度変動パターンを解析するための演算処理が行われる。
【００８３】
本プリンタのように、副走査方向に並べた２つのパッチ検知センサ（Ｐｓ１、Ｐｓ２）によってパターン像の各トナーパッチ像を検知するものにおいては、２つのパッチ検知センサが同時に動作する。このため、第１パッチ検知センサＰｓ１からの出力信号を専用に処理するための第１データ処理部２０７の他、第２パッチ検知センサＰｓ１からの出力信号を専用に処理するための第２データ処理部２１４が設けられている。なお、第２データ処理部２１４内における回路構成の図示を省略しているが、その回路構成は第１データ処理部２０７と同様である。
【００８４】
制御部は、速度変動パターン検知用のパターン像における個々のトナーパッチ像を検知した結果から、ベルト１周あたりにおける速度変動パターンを求める。そして、その結果に基づいて、トナー像の位置ずれを補正するためのずれ補正データを算出し、算出結果を制御目標値出力部２０６にロードする。制御目標値出力部２０６は、その位置ずれ補正データに基づいて、駆動ローラ２７の駆動速度を逐次微調整する制御を行うなどしてベルト速度変動を抑えるか、あるいは、光書込タイミングを逐次微調整する制御を行うなどしてベルト速度変動が起こっても、位置ずれを発生させないようにする。
【００８５】
発光量制御部２０８は、第１パッチ検知センサＰｓ１からの出力信号を適当なタイミングでモニタしており、中間転写ベルト２５の表面やパッチ検知センサのＬＥＤ素子の劣化によってベルト上での光反射性が変動しても、トナーパッチ像を確実に検知し得るように、ＬＥＤ素子の発光量を適宜調整する。これにより、受光素子からの受光信号のレベルが常に一定となるようにしている。また、ＲＯＭ２０４には、種々のずれ量を演算するためのプログラムを始め、各種のプログラムが格納されている。また、ＣＰＵ２００は、アドレスバスライン２０１によって、ＲＯＭアドレス、ＲＡＭアドレス、各種入出力機器などの指定を行っている。
【００８６】
本プリンタでは、速度変動パターン検知用のパターン像として、図８に示したものを形成する。このパターン像９００は、中間転写ベルト２５の表面移動方向に沿ってベルト周長よりも長い大きさで形成される。即ち、中間転写ベルト２５の表面移動方向におけるサンプリングパターン長Ｐｌは、中間転写ベルト２５の周長以上になっている。
【００８７】
各トナーパッチ像９０１の形成間隔であるパッチ間隔Ｐｉについては、中間転写ベルト２５上にトナーパッチ像を１次転写したり、それを検知したりする際に発生するベルト以外の速度変動の周期を考慮して設定する必要がある。ここで言うベルト以外の速度変動の周期としては、駆動ローラ２７の回転周期、駆動ローラ２７に駆動力を伝達する歯車のピッチ誤差や偏心成分、感光体４の回転周期、感光体４に駆動を伝達する歯車の回転周期などが挙げられる。パッチ検知センサによる検知データには、それらの周波数の全てが重畳されており、その中から、中間転写ベルト２５の速度変動に由来するものだけを検出する必要がある。
【００８８】
ベルトの速度変動や位置変動（移動位置が本来の移動位置からずれること）を高精度に検出するためには、パッチ間隔Ｐｉをできるだけ短くすることが望ましい。また、サンプリングパターン長Ｐｌは、ベルト以外の検知誤差となり得る変動成分のうち、変動量の比較的大きいものの周期に対して整数倍となるように、且つ、パッチ間隔Ｐｉは、同周期内に等間隔になるように設定することが望ましい。このようにすることで、その変動によって生じたパッチ間隔Ｐｉの変動分を、後述するずれ補正データによる補正で低減することができるからである。
【００８９】
中間転写ベルトの速度変動成分の他に、感光体や駆動ローラの回転速度変動による変動成分がトナー像の位置ずれに大きく影響する場合には、その回転速度変動を考慮してサンプリングパターン長Ｐｌとパッチ間隔Ｐｉとを設定するとよい。本プリンタでは、感光体４として、直径が４０［ｍｍ］であるものを用い、駆動ローラ２７として、直径が３０［ｍｍ］であるものを用い、且つ、中間転写ベルト２５として、周長が９００［ｍｍ］であるものを用いている。すると、ベルト表面移動距離に換算した感光体４の回転周期、駆動ローラ２７の回転周期は、それぞれ、１２５．７［ｍｍ］、９４．２［ｍｍ］になる。そこで、これらの回転周期の公倍数で、且つ中間転写ベルト２５の周長以上をサンプリングパターン長Ｐｌとして設定している。具体的には、最小公倍数３７７［ｍｍ］の倍数となる１１３１［ｍｍ］をサンプリングパターン長Ｐｌとして設定した。このサンプリングパターン長Ｐｌ内で、各トナーパッチ像を間隔で並べるように、パッチ間隔Ｐｉを設定した。これにより、感光体４や駆動ローラ２７の回転速度変動の影響を受けずに、後述する中間転写ベルトの速度変動分を検出することができる。これは、サンプリングパターン長Ｐｌが感光体４の回転速度変動成分と駆動ローラ２７の回転速度変動成分との整数倍周期にあって、後述のずれ補正データによる補正で低減されるからである。なお、駆動ローラ２７の駆動源であるモータ回転周期の変動成分のように、ベルトの無端移動周期と大きく離れている変動成分については、検知データのデジタル処理時にローパスフィルタによって除去することが可能である。
【００９０】
中間転写ベルト２５を無端移動せしめる駆動ローラ２７の駆動源となっているベルト駆動モータの駆動速度を、ベルト速度変動に応じてフィードバック制御することは、ベルト速度変動の検出精度を高める上で有効である。例えば、中間転写ベルト２５を張架する複数の張架ローラのうち、ベルトの表面移動に伴って従動回転する従動ローラの回転軸にロータリーエンコーダを設ける。このロータリーエンコーダから出力される回転角速度の情報を基に、ロータリーエンコーダからの出力（回転角速度）が一定となるように、ベルト駆動モータの駆動速度を制御する。かかる構成では、駆動ローラ２７や駆動伝達系の回転ムラや、駆動ローラ２７上でベルトスリップによるベルト速度変動を大幅に低減することができる。
【００９１】
本プリンタでは、出荷初期時から存在するトナー像の位置ずれだけでなく、その後に出現してくる位置ずれによる画質劣化の発生も抑えることが可能である。具体的には、中間転写ベルト２５を強い張力のもとで長時間放置すると、ベルトのローラに対する巻き掛け箇所に曲がり癖がついて、ＰＬＤ変動量を変化させることがある。また、機内温度が大きく変化したり、プリンタ本体に大きな外力が加わったりすると、ベルトの大きさや位置が微妙に変化して、ベルトとローラとの接触状態が変化することがある。機内温度の変化や外力は避けられないものである。例えば、紙詰まりの復帰、メインテナンス（保守点検作業）による部品交換、プリンタの移動などといった日常的な作業の際に、プリンタ本体に外力を加えてしまうことがある。機内温度の変化や外力が作用すると、中間転写ベルト２５の搬送状態が変化することで、初期時では発生していなかった位置ずれが発生する。
【００９２】
そこで、装置の電源投入時、紙詰まりの復帰動作後、プリントジョブの開始前、プリントジョブ間などといった所定のタイミングで、中間転写ベルト２５上にパターン像を形成して、新たにベルトの速度変動パターンを検出する。そして、検出結果に基づいて、位置ずれ補正データを更新するようになっている。装置の電源投入直後（又は保守点検作業後）には、必ずかかる補正を行うようになっている。中間転写ベルト２５の１周あたりに発生する位置ずれの変動成分は、ベルトのＰＬＤ変動に起因するもので、電源投入後の短時間の環境や経時変化に伴う非定常的な位置ズレの変動成分には殆ど変化がないことから、前述のタイミングだけ位置ずれ補正データを更新するようにしてもよい。なお、タンデム方式では、パターン像における各トナーパッチ像の検知サンプリング動作や、これに基づく補正動作については、そのパターン像の全体の副走査方向における位置が所望の位置に正確にポジショニングさせる目的で、後述するレジスト補正の実行後に行うことが望ましい。
【００９３】
速度変動パターンを検出する際には、図９に示したＣＰＵ２００によって、所定タイミングで各部に指令が出され、ＲＯＭ２０４内に格納されているパターン像の画像データに基づいて、パターン像が感光体４上に形成され始める。このとき、通常のプリントジョブと同じ条件で各機器が駆動される。中間転写ベルト２５上のパターン像９００における個々のトナーパッチ像９０１をパッチ検知センサによって検知した結果は、上述したようにサンプリング制御部２１３によって設定された所定のサンプリング周期でサンプリングされる。そして、ＡＤ変換回路２１１でデジタル変換された離散データとして、ＦＩＦＯ２１２に格納される。ＦＩＦＯ２１２に格納されたデータは、受光素子のパターン反射光量に応じた値となっている。この値は、トナーの色やトナーパッチ像に対するトナー付着量に応じて変化する。そこで、予め設定した閾値に基づいてトナーパッチ像であるか否かを判別するのではなく、前述の値のピークに基づいてトナーパッチ像であるか否かを判別する。かかる構成では、１次転写時に中間転写ベルト２５が速度変動を起こしてトナーパッチ像のトナー層が崩れることで、トナーパッチ像に対する単位面積あたりのトナー付着量にベルト移動方向のムラが発生しても、最もトナー付着量の多い箇所をパッチ像検知タイミングとして検知する。これにより、トナーパッチ像の濃度ムラに起因するパッチ像の誤検知の発生を抑えることができる。
【００９４】
図１０（ａ）は、１次転写ニップを拡大して示す模式図である。また、図１０（ｂ）は、感光体上のトナーパッチ像に対するトナー付着量を示す棒グラフである。（ｃ）は、中間転写ベルト上のトナーパッチ像に対するトナー付着量の第１例を示す棒グラフである。また、（ｄ）は、中間転写ベルト上のトナーパッチ像に対するトナー付着量の第２例を示す棒グラフである。感光体４と中間転写ベルト２５とが当接する１次転写ニップにおいては、両者が互いに接触しながらも、トナーや潤滑剤の影響でベルトが感光体４に対してスリップしながら、それぞれ独立した速度Ｖｏ，Ｖｂで移動する。図１０（ｂ）本プリンタでは、一定のトナー濃度になるように、パッチ間隔初期値ＰｉＮが設定されている。
【００９５】
感光体４の速度Ｖｏが中間転写ベルト２５の速度Ｖｂに対して速い場合（Ｖｏ＞Ｖｂ）、図１０（ｂ）に示したトナーパッチ像は、１次転写後に図１０（ｃ）に示すような状態になる。１次転写ニップにおいて感光体４の表面が中間転写ベルト２５の表面を追い越すような条件で１次転写されるため、中間転写ベルト２５上におけるパッチ間隔は、パッチ間隔初期値ＰｉＮよりも短いパッチ間隔ＰｉＨとなる。なお、図中Ｔｗで示した矢印は、感光体４と中間転写ベルト２５との速度差によるパターン崩れによる低トナー付着領域を示している。これは、１次転写ニップにおいて、感光体４と中間転写ベルト２５とが高いトナー転写率を実現すべく２［ｍｍ］程度という比較的長いニップとなっているため、トナーパッチ像が両者にこすれるように転写される際にトナー層が速度差に応じて崩されるからである。
【００９６】
一方、感光体４の速度Ｖｏが中間転写ベルト２５の速度Ｖｂに対して遅い場合（Ｖｏ＜Ｖｂ）、ベルト上の各トナーパッチ像は、図１０（ｄ）に示す状態になる。この場合、中間転写ベルト２５上におけるパッチ間隔は、パッチ間隔初期値ＰｉＮよりも広いパッチ間隔ＰｉＬになる。Ｔｗで示すように、擦れによる広がり部分も発生する。
【００９７】
中間転写ベルト２５の速度変動によって変動するパッチ間隔ＰｉＨやパッチ間隔ＰｉＬについては、高精度に検知することが望まれる。中間転写ベルト２５の速度変動により、感光体４との速度差が周期的に変化するので、トナーパッチ像の広がりも周期的に変化する。上述した閾値に基づいてパッチ先端を認識する方法では、トナー崩れの影響で、先端でない部分を先端であると誤検知したり、パッチ濃度が閾値を超えず先端を認識できなかったりすることがある。
【００９８】
そこで、本プリンタでは、パッチ濃度（トナー付着量）のピーク値を検知したタイミングを、トナーパッチ像の検知タイミングとするのである。具体的には、ＣＰＵ２００は、既定のサンプリング周期で格納されたパッチ濃度と相関の高いＦＩＦＯ２１２内のデータ群から、パッチ濃度のピークを認識して、そのタイミング（データ番号）をＲＡＭ２０３に格納する。これによって、より正確にパッチ間隔ＰｉＨ、ＰａＬを検出することができる。
【００９９】
このようにして得たパッチ間隔の検知データ（以下、検知間隔データという。）は、ＲＡＭ２０３に格納される。本プリンタでは、ＲＡＭ２０３内の検知間隔データに基づいて、ベルト１周に渡る速度変動パターン内の変動量や位相を解析する。解析法としては、全データの平均値をゼロとして、変動値のゼロクロス又はピーク値から、その変動成分の変動量と位相とを解析する方法が挙げられる。しかし、この方法では、ノイズの影響を大きく受けたり、同時に含まれる高次成分の認識が困難になったりするため、解析精度を高めるには限界がある。
【０１００】
そこで、本プリンタでは、検知間隔データに基づいて、ベルト１周に渡って発生する速度変動成分によるパッチ間隔Ｐｉの変動データから、その変動量や位相を直交検波によるデータ処理（直交検波処理）で解析する方法を用いる。直交検波処理とは、通信分野の復調回路に用いられている公知の信号解析技術である。
【０１０１】
図１１は、制御部における直交検波処理部の回路を示すブロック図である。上述した検知間隔データは、先頭パターン検知タイミングから形成されたパターン順に検知した時刻までの経過時間（ｔｋ０１，ｔｋ０２，ｔｋ０３，・・・）に基づくデータである。かかる検知間隔データは、変動成分が重畳している単調増加のデータ群となる。そこで、検知間隔データから増加傾向（傾き）分を除いてパッチ間隔Ｐｉの変動データとする。増加傾向（傾き）分については、データ群から最小二乗法により求めることができ、倍率補正数値として扱われる。このパッチ間隔Ｐｉの変動データが入力信号として用いられる。直交検波処理部の発振器２４０は、中間転写ベルト２５の１周に相当する周波数（ωｏ／２π）の同期信号を、且つ、先頭のトナーパッチ像の検知タイミングに基づくタイミング（位相）で発振する。発振された同期信号は、第１乗算器２４１と、９０°位相シフト器２４２とに出力する。中間転写ベルト２５の周回周期（２π／ωｏ）については、中間転写ベルト２５に付されたホームポジションマーク（２５ａ）を検知したホームポジションセンサＨｓから発せられるマーク検知信号の発生時間間隔を計測することで、正確に求めることができる。また、発信器２４０から発せられる同期信号の位相については、マーク検知信号の発生時としてもよい。マーク検知信号の発生時とすることで、後述するベルトポジション検出結果（数４式以降のβに相当する）に関する処理が不要となる。
【０１０２】
第１乗算器２４１は、入力信号と発振器２４０から出力される同期信号とを乗算し、第２乗算器２４３は、入力信号と、９０°位相シフト器２４２から出力される信号とを乗算する。すなわち、第１乗算器２４１、第２乗算器２４３により、入力信号を中間転写ベルト２５の同相成分（Ｉ成分）の信号と直交成分（Ｑ成分）の信号とに分離する。第１乗算器２４１からの出力がＩ成分であり、第２乗算器２４３からの出力がＱ成分である。
【０１０３】
第１ＬＰＦ２４４は、第１乗算器２４１によって乗算された信号のうち、低周波帯域の成分のみを通過させる。一般的には、ベルト周期の基本成分を検出するので、ベルト１周分のデータを平滑化する第１ＬＰＦ（第１ローパスフィルタ）２４４や、後述の第２ＬＰＦ２４５が用いられる。本プリンタにおいては、駆動ローラ２７や感光体４の回転周期に対して高い平滑特性を発揮するように各ローパスフィルタが設計されている。
【０１０４】
サンプリングパターン長Ｐｉやパッチ間隔Ｐｉは、除去したい変動成分の周期に合せて設定されているため、ローパスフィルタによるフィルタリングで高い平滑特性が得られる。よって、ローパスフィルタにより、誤差要因となる感光体４や駆動ローラ２７の回転周期の変動成分は平滑化処理で除去される。そして、振幅演算部２４６は、２つの入力（Ｉ成分とＱ成分）に基づいて中間転写ベルト２５の周回周期（２π／ωｏ）の変動量ａ（ｔ）を算出する。この変動量ａ（ｔ）が、ベルトの周回周期（２π／ωｏ）で発生した速度変動成分によるパッチ間隔の変動量（変動振幅）である。また、位相演算部２４７は、２つの入力に基づく位相ｂ（ｔ）を算出する。この位相ｂ（ｔ）が先頭のトナーパッチ像が検知されたタイミングを基準とした変動成分の初期位相角である。
【０１０５】
本プリンタにおいては、中間転写ベルト２５の１周あたりで２次（ベルト１周あたりに２周期）の割合で発生する速度変動成分や、３次（ベルト１周あたりに３周期）の割合で発生する速度変動成分についても、同変動量及び位相を検出する。発信器２４０の発振周波数が２次、３次（２ωｏ、３ωｏ）にも設定され、ローパスフィルタの平滑化特性がその周波数に合わせて設定されているのである。これら２次、３次の速度変動成分についての信号に対しても、それぞれ直交検波処理が施される。
【０１０６】
検知間隔データに基づいて解析した各速度変動成分の変動量及び位相（速度変動パターン）に基づいて、適切な位置ずれ補正データを構築するためには、検知間隔データのベルト上における位相（ベルト１周を２πとしたときの位相）を把握する必要がある。また、プリントジョブ中にベルトを駆動する際にもベルトの位相を逐次認識して、位置ずれ補正データとの整合性を図る必要がある。
【０１０７】
ベルトの位相を把握する方法としては、ホームポジションマーク（２５ａ）をホームポジションセンサＨｓで検知してからの経過時間情報、ベルト駆動モータの回転角情報、上述したロータリーエンコーダ出力による回転角情報の何れかに基づいて把握する方法が挙げられる。本プリンタでは、前記経過時間情報に基づいて把握している。
【０１０８】
図１に示したホームポジションマーク２５ａとしては、ベルトの幅方向の一端部に貼り付けられた金属膜からなるものを用い、ホームポジションセンサＨｓとして、支持部材に固定された反射型フォトセンサからなるものを用いている。このホームポジションセンサＨｓは、ホームポジションマーク２５ａが検知領域を通過するときにパルス信号を出力する（ホームポジション検知信号）。ホームポジションマーク２５ａや、ホームポジションセンサＨｓのセンサ面には、トナーなどの異物が付着することがある。すると、ホームポジションマーク２５ａを適切に検知することができなくなるおそれが出てくる。そこで、ホームポジションセンサＨｓには、発射光量や光発射間隔を必要に応じて補正する機能を付加するのが望ましい。なお、ベルトの位相をより高精度に把握するために、ホームポジションマーク２５ａをベルト周方向の互いに異なる位置に複数設けてもよい。
【０１０９】
ＣＰＵ２００は、解析した変動量及び位相と、現在のベルト位相とを関連付けて速度変動パターンを構築する。そして、その速度変動パターンに基づいて、位置ずれ補正データを構築する。この位置ずれ補正データとして、本プリンタでは、感光体４に対する光書込タイミングの逐次の微調整により、各ドットの光書込位置を副走査方向に逐次微調整することで、ベルト速度変動によって位置ずれしたトナー像の各ドットを、結果として正規の位置に１次転写するためのデータを構築するようになっている。制御目標値出力部２０６は、かかる位置ずれ補正データに基づいて、光書込装置２に対して適切な補正信号を出力する。なお、後述する変形例では、かかるデータに代えて、感光体駆動速度の逐次の微調整により、ベルト速度変動によって位置ずれしたトナー像の各ドットを、結果として正規の位置に１次転写するためのデータや、ベルト駆動モータの駆動速度を逐次微調整してベルト速度を安定化させるための位置ずれ補正データを構築するようになっている。
【０１１０】
検知間隔データから算出される変動量や位相のデータには、１次転写時におけるベルト速度変動と、パッチ像検知時におけるベルト速度変動とが反映された値になっている。本プリンタでは、１次転写位置ＴＰとトナーパッチ像の検知位置（ＤＰ１あるいはＤＰ２）との位相差角度φが、図１２（ａ）に示すようにφａ、φｂとなっている。ベルト位相差角度φａは、１次転写位置ＴＰと、第１パッチ検知センサＰｓ１による検知位置ＤＰ１との位相差角度である。また、ベルト位相差角度φｂは、１次転写位置ＴＰと、第２パッチ検知センサＰｓ２による検知位置ＤＰ２との位相差角度である。なお、参考までに、後述する第３変形例に係る複写機におけるベルト位相差角度φａ、φｂを図１２（ｂ）に示す。
【０１１１】
トナーパッチ像を１次転写する際におけるベルト速度ＶｂＴ‘は次の数３の式によって求められる。
【数３】
0005124199.tif 000004
但し、△Ｖｂ０：ベルト平均速度
Ｖｂ：ベルト速度変動量（添字はベルト周期変動次数）
ωｂ０：転写ベルト平均回転角速度
a：ホームポジション検出時（ｔ０＝０）の変動成分初期位相（添字はベルト周期変動次数）
【０１１２】
時間ｔ０は、中間転写ベルト２５のホームポジションマークがセンサによって検知された時点を基準（ｔ０＝０）とした経過時間を示している。数３の式における第２項が、ベルト速度変動の１次成分、第３項、第４項はそれぞれ２次成分、３次成分を示している。なお、以下、２次成分、３次成分の変動量や位相の検出については、１次成分と同様の数式展開となるため、説明を省略する。
【０１１３】
検知間隔データは、直交検波処理にて、ホームポジション検知時を基準するのではなく、先頭のトナーパッチ像が検知された時点を基準にして速度変動パターンの解析を行う場合を想定して、先頭のトナーパッチ像が１次転写され始めた時点を基準とした時間ｔに基づいて処理される。この時間ｔにおけるベルト速度ＶｂＴは次式によって求められる。
【数４】
0005124199.tif 000005
但し、β：先頭のトナーパッチ像が１次転写される時点とベルトホームポジション検知時との位相差
【０１１４】
この位相差βは、先頭のトナーパッチ像が１次転写された時点からホームポジション検知時までの時間をベルトの位相に変換したものである。
【０１１５】
仮に、微小時間間隔δｔをもって感光体４上に形成された２つのトナーパッチ像は、１次転写位置ＴＰに所定の時間間隔で到達する。但し、ベルト速度の影響を受けるため、１次転写後のパッチ間隔は、次式で示されるδＰ０となる。
【数５】
0005124199.tif 000006
【０１１６】
１次転写後のパッチ間隔は、検知位置（ＤＰ１又はＤＰ２）で計測される。つまり、ベルト上のトナーパッチ像の間隔は、１次転写後、ベルトの位相差角度φａ、φｂに相当するＴφ時間が経過した後に計測される。間隔が計測されるときのベルト速度ＶｂＭは、次式によって求められる。
【数６】
0005124199.tif 000007
【０１１７】
上記数４の式における１次転写位置ＴＰの速度変動に対し、Ｔφ時間後の位相差角度φを反映した式になっている（式中のφは、φａ又はφｂ）。検知位置においては、ベルト速度が平均より速いときにはパッチ間隔が実際よりも短く検出され、ベルト速度が平均よりも遅いときには実際よりも長く検出される。このように検出したパッチ間隔δＰは、次式によって求められる。
【０１１８】
【数７】
0005124199.tif 000008
但し、Ｐｎ＝Ｖｂ０δＰ
【０１１９】
ベルト速度変動成分△Ｖｂは、平均速度Ｖｂ０に対して十分小さいことから、この式は次式とほぼ同じ結果になる。
【数８】
0005124199.tif 000009
【０１２０】
また、この式は、括弧内の２つの正弦関数項を合成して、次式のように変換することができる。
【数９】
0005124199.tif 000010
【０１２１】
この式は、パッチ間隔に相当する微小時間間隔δｔをもって形成された２つのトナーパッチ像が１次転写された後、検知位置で検知された結果を想定したものである。
【０１２２】
実際に検出されるトナーパッチ像の間隔を求めるには、上記数９式を実際のトナーパッチ形成時間間隔に応じて積分すればよい。つまり、実際のトナーパッチ像が感光体４上で一定時間間隔Ｔｅで形成された場合、パッチ検知センサによって実際に計測されるパッチ間隔ＰａＮは、次式によって得られる。ただし、間隔ＰａＮは、先頭のトナーパッチ像が１次転写される時点を基準（０）にして、時間ＴｅＮ（Ｎ：自然数）に１次転写されたＮ番目のトナーパッチ像までの間隔を示している。
【数１０】
0005124199.tif 000011
【０１２３】
また、この式を積分すると、次式が得られる。
【数１１】
0005124199.tif 000012
【０１２４】
この式におけるＣは積分定数であり、次式によって求めることができる。
【数１２】
0005124199.tif 000013
【０１２５】
上記数４の式で求められるベルト速度ＶｂＴに基づいて、パッチ検知センサで計測されるパッチ間隔を上記数１１の式から得ることができる。検出されたパッチ間隔の変動データは、上記数１１の第２項に相当するため、両式の関係から、ベルトの速度変動量や位置変動を算出する。パッチ間隔の変動の１次成分を直交検波により解析した結果を変動量Ａｍｐ１、位相Ｐｈａ１とすると、上記数１１の式との関係は次の２つの式によって表される。
【数１３】
0005124199.tif 000014
【数１４】
0005124199.tif 000015
【０１２６】
これら２つの式を用いて、ホームポジション検知時を基準としたベルト速度変動の１次成分の変動量ΔＶｂ１と、位相α１とを算出することができる。更に、位置変動量については、上記数３の式のベルト速度変動量Ｖｂを積分して位置変動量とした次式と、パッチ間隔を示す上記数１１の式との関係を導出すればよい（数３の式を積分して余弦関数に変換している。）
【数１５】
0005124199.tif 000016
【０１２７】
よって、ベルトの位置変動量（△Ｖｂ１／ωｂ０）や位相（α１＋３π／２）については、変動量Ａｍｐ１、位相Ｐｈａ１を用いた次式によって導出することができる。
【数１６】
0005124199.tif 000017
【数１７】
0005124199.tif 000018
【０１２８】
上記数１１の式で示される検知間隔データは、先頭のトナーパッチ像からＮ番目のトナーパッチ像までの間隔、つまり、累積パッチ間隔となっている。別の検知間隔データとしては、隣り合う２つのパッチ間隔、つまり、隣接パッチ間隔がある。パッチ間隔の計測は微少時間単位のカウンタで計測される。例えば１［ＭＨｚ］のカウンタでパッチ間隔を計測する。本プリンタのようにベルト１周以上に渡ってパターン像を形成し、累積パッチ間隔のデータとすると膨大なカウント値となる。そして、その後の、最小二乗演算や直交検波処理において、オーバーフローによる誤差が発生したり、大量の演算メモリ領域が必要になったりしてしまう。これに対し、隣接パッチ間隔とすれば、かかる不具合の発生を回避することができる。
【０１２９】
しかし、検知間隔データを隣接パッチ間隔とした場合、ベルトの位置変動量を算出する際に平均パッチ間隔を考慮しなくてはならない。隣接パッチ間隔とした場合の変動量、位相の変換は以下に説明する通りである。
【０１３０】
Ｎ番目の隣接パッチ間隔ＰｎＮは、ＰａＮと、一つ前のＰａ（Ｎ−１）との差分から求められるので、上記数１１の式を隣接パッチ間隔用に変換すると、次式のようになる。
【数１８】
0005124199.tif 000019
【０１３１】
この式は、次のように変換することができる。
【数１９】
0005124199.tif 000020
【０１３２】
隣接パッチ間隔の感光体回転周期で発生する変動成分を直交検波処理によって解析した結果を変動量Ａｍｐ１ｎ、位相Ｐｈａ１ｎとすると、上記数１６の式との関係は次式のようになる。
【数２０】
0005124199.tif 000021
【数２１】
0005124199.tif 000022
【０１３３】
さらに、上記数２２の式のベルトの位置変動量（△Ｖｂ１／ωｂ０）や、位相（α１＋３π／２）については、パターン解析結果（変動量Ａｍｐ１、位相Ｐｈａ１）を用いて、次式のようにして導出することができる。
【数２２】
0005124199.tif 000023
【数２３】
0005124199.tif 000024
【０１３４】
パターン平均間隔を考慮したこれら２つの式を用いて、変動量、位相を求めてベルトの位置変動量を算出することができる。ベルト１周あたりの２次成分、３次成分についても同様の変換式を適用することができる。変換式のωｂ０に２ωｂ０、３ωｂ０、を代入して、φは２次、３次の変動周期に応じて変換した値を代入すればいよい。
【０１３５】
上記数２２や上記数２３に示した式は、スリップトランスファーを前提とした式であるが、１次転写条件によっては、スリップトランスファーよりもタックトランスファーの傾向を示す場合がある。スリップトランスファーとは、図１０に示したモデルのように感光体４と中間転写ベルト２５とがニップ内で滑りながらそれぞれ独立した速度で移動している状態で、トナー像が転写される現象である。中間転写ベルト２５の速度変動によってトナー像の１次転写位置が変動する。一方、タックトランスファーとは、感光体４と中間転写ベルト２５とがニップ内で滑ることなく密着して、互いに同じ速度で移動しながらトナー像が転写される現象である。かかるタックトランスファーでは、中間転写ベルト２５の速度変動が小さく、転写時の位置変動が発生しない。よって、スリップトランスファーとタックトランスファーとの違いでパッチ間隔は大きく異なる。実際の１次転写プロセスでは、スリップトランスファーとタックトランスファーとが共存するような状態となっており、感光体４と中間転写ベルト２５との密着度、トナー特性、潤滑剤の塗布量などによって状態が変化する。そこで、より高精度にベルトの位置変動量を導出するために、変換式に変動量補正係数κａと位相補正値κｂを導入することが望ましい。上記数１６の式と、上記数２２の式とに、上記数１７の式における変動量補正係数κａと、上記数２３の式における位相補正値κｂとを与えるのである。変動量補正係数κａや位相補正値κｂの導出については、感光体４上におけるパッチ間隔と、ベルト上のパッチ間隔の変動とを計測して比較した結果に基づいて、求めればよい。
【０１３６】
図１３は、パターン像の各トナーパッチ像を第１パッチ検知センサＰｓ１によって検知した結果に基づいて求められるパッチ間隔変動量と時間との関係を示すグラフである。また、図１４は、トナーパッチ像を第２パッチ検知センサＰｓ２によって検知した結果に基づいて求められるパッチ間隔変動量と時間との関係を示すグラフである。これらのグラフにおける縦軸は、累積パッチ間隔データの変動量となっており、横軸は先頭のトナーパッチ像の検知時を基準とした経過時間になっている。Ｇ１、Ｇ３はそれぞれ累積パッチ間隔データの傾き分を除去した変動量を示している。Ｇ１、Ｇ３の変動量には、ベルトの周期的な速度変動成分の他に、感光体４や駆動ローラ２７等による周期的な速度変動成分が含まれている。中間転写ベルト２５の１回転周期は約５秒である。直交検波処理によって得られたベルトの変動成分（１〜３次成分）の変動量と、位相に基づいたパッチ間隔の変動とを示しているのがＧ２、Ｇ４である。これらは、検知間隔データの変動量（Ｇ１、Ｇ３）に含まれるベルトの周期変動成分を示している。図１３と図１４とを比較すると、同じベルトの変動成分に対して大きく異なる変動波形を検出しているのがわかる。
【０１３７】
この理由を１次成分に着目して説明する。例えば、第２パッチ検知センサＰｓ２によって検出されるトナーパッチ像が、ベルト速度の比較的速いときに１次転写されたものであるとする。１次転写異には、パッチ間隔が広くなる。そして、第２パッチ検知センサＰｓ２による検知位置Ｄｐ２まで移動する。
【０１３８】
本プリンタでは、図１２に示したように、第２パッチ検知センサＰｓ２による検知位置ＤＰ２と、１次転写位置ＴＰとの距離は４４０［ｍｍ］になっている。これは、ベルト周長（９００ｍｍ）の約半分の値である。よって、トナーパッチ像を検知位置ＤＰ２で検知するときには、１次転写時よりもベルト速度が遅くなっており、パッチ間隔は実際の間隔よりも広く検知される。これにより、１次転写位置ＴＰにおけるベルトの速度変動が増幅して検知される（以下、増幅割合を変動量増幅率という）。
【０１３９】
一方、第１パッチ検知センサＰｓ１による検知位置ＤＰ１で検知されるトナーパッチ像が、１次転写位置ＴＰでベルト速度の比較的速いときに１次転写されたものであるとする。１次転写時には、パッチ間隔が広くなる。１次転写位置ＴＰから検知位置ＤＰ１までの距離は２２０［ｍｍ］である。１次転写位置ＴＰから検知位置ＤＰまでのベルト移動時間が比較的短いため、ベルトの速度はまだ速い状態である。すると、第１パッチ検知センサＰｓ１によって検知されるパッチ間隔は実際よりも狭くなるため、１次転写位置ＴＰにおけるベルト速度変動量に応じたパッチ間隔のずれが、検知位置ＤＰ１における検知間隔の誤差によって打ち消されてしまう。
【０１４０】
このように１次転写位置ＴＰから検知位置ＤＰまでの距離の違いにより、第２パッチ検知センサＰｓ２では、１次の変動成分が感度よく検出されるのに対し、第１パッチ検知センサＰｓ１では、１次の変動成分の検出感度が著しく低下する。つまり、それぞれのパッチ検知センサによる検知間隔データでは、１次の変動成分の変動量増幅率が互いに異なっている。
【０１４１】
それぞれのパッチ検知センサによる検知間隔データに含まれるノイズ成分は、互いに同程度と考えられるので、前述の変動量増幅率が高いほど、検出感度が高いことになる。２次、３次の速度変動成分においても、同様にして、両センサにおける変動量増幅率が互いに異なる。変動量の変換式である上記数１６の式や上記数２２の式に含まれる２ｓｉｎ（φ／２）に応じて変動量増幅率が異なってくるのである。
【０１４２】
本プリンタにおいて、各パッチ検知センサの検知間隔データにおけるベルト１周期あたりの変動成分（１次〜３次）の変動量増幅率及び位相変化量を次の表１に示す。
【表１】
0005124199.tif 000025
【０１４３】
表１より、第２パッチ検知センサＰｓ２における１次成分の位相変化量が１．５４であることがわかる。実際のベルトの位置変動量に対して、その２倍の変動量で、且つ、実際のベルト位置変動の位相に対して、１．５４［ｒａｄ］遅れた変動が検知間隔データに基づいて検出されるのである。一方、第２パッチ検知センサＰｓ２における２次成分の変動量増幅率は０．１４である。実際の位置変動量に対して、その０．１４倍の変動量しか検出されないのである。３次成分の変動量増幅率は、−１．９９である。マイナスの符号は、変動の向き（増速、減速）が反転（逆位相）していることを表している。
【０１４４】
なお、表１には、第１パッチ検知センサＰｓ１（パッチ検知センサ番号１）や第２パッチ検知センサＰｓ２（番号２）の変動量増幅率に加えて、本プリンタには設けられていない第３パッチ検知センサ（番号３）や第４パッチ検知センサ（番号４）の変動量増幅率も参考として記してある。第３パッチ検知センサの配設位置は、１次転写位置ＴＰと検知位置ＤＰ１との中間位置（図１２（ａ）のＤＰ３）である。また、第４パッチ検知センサの配設位置は、検知位置ＤＰ１と検知位置ＤＰ２との中間位置（図１２（ａ）のＤＰ４）である。
【０１４５】
第１パッチ検知センサＰｓ１の変動量増幅率は、２次の変動成分に対して高い一方で、１次や３次の変動成分に対して低くなる。また、第２パッチ検知センサＰｓ２の変動量増幅率は、１次や３次の変動成分に対して高い一方で、２次の変動成分に対しては低くなる。このような変動量増幅率の違いから、図１３や図１４に示した検知間隔データの違いが生じているのである。
【０１４６】
従来では、１つのパッチ検知センサによって検知した検知間隔データから、ベルトの位置変動量を算出すればよいとが考えられていた。しかしながら、かかる構成では、図１３や図１４のグラフで明らかになったように、ある特定の周期の変動成分しか高感度に検出することができないため、ベルト１周あたりの速度変動パターンを高精度に検出することが難しい。そこで、本プリンタにおいては、表１に示した各パッチ検知センサの変動量増幅率の特性に鑑みて、複数のパッチ検知センサを設けているのである。
【０１４７】
ベルトの位置変動量の演算方法としては、２つの方法が考えられる。第１演算方法は、複数のパッチ検知センサによるそれぞれの検知間隔データのうち、検知対象となる周期の変動成分を最も高い変動量増幅率で検知し得るデータを用いて位置変動量を算出する方法である。また、第２演算方法は、複数のパッチ検知センサによるそれぞれの検知間隔データから、変動量増幅率や位相変化量を考慮した位置変動量の平均値を演算する手法である。変動量増幅率の範囲は０〜２である。
【０１４８】
第２パッチ検知センサＰｓ２では、１次、３次の変動成分に対する変動量増幅率がそれぞれ「２」、「−１．９９」であり、４つのセンサの中で最も高い（実施形態に係るプリンタでは２つのセンサの中で最も高い）。また、第１パッチ検知センサＰｓ１では、２次の変動成分に対する変動量増幅率が「２」であり、４つのセンサの中で最も高い（実施形態に係るプリンタでは２つのセンサの中で最も高い）。そこで、第１パッチ検知センサＰｓ１による検知間隔データに基づいて、２次の変動成分を検出する。各検出結果（変動量と位相値）については、上記数１６の式や上記数１７の式、又は、上記数２２の式や上記数２３の式を用いてベルトの位置変動量に変換する。これにより、２次の変動成分を最も高感度に検出し得るデータに基づいた速度変動パターンの解析とベルトの位置変動量の算出とを行うことができる。
【０１４９】
本プリンタにおける２つのパッチ検知センサのうち、一方における１次転写位置ＴＰから検知位置までの距離がベルト周長の約半分に設定され、他方における１次転写位置ＴＰから検知位置までの距離がベルト周長の約ベルト周長の１／４に設定されている構成では、特に優れた検知精度を実現することができる。奇数周期の変動成分を一方のセンサで高感度に検出するとともに、偶数周期の変動成分を他方のセンサで高感度に検出するからである。
【０１５０】
変動量増幅率は、１次転写位置ＴＰと検知位置ＤＰとの距離に依存するため、算術によって求めることが可能である。即ち、複数の検知間隔データに対して直交検波処理する周波数を予め特定しておくことが可能である。これにより、演算回路も必要最小限の構成に留めることができる。
【０１５１】
第２演算法では、例えば次のような処理を行う。即ち、検知間隔データから求めた変動成分の変動量値（Ａｍｐ）をベルトの位置変動量に変換するには、上記数１６の式より、変動量増幅率（２ｓｉｎ（φ／２））で除算する。複数の検知間隔データに基づいてこのようにベルトの位置変動量を算出したら、それらを加算した後、データ数で除算することで位置変動量の平均値を求める。但し、検知間隔データには、得たい変動成分の他に、ノイズＮが含まれている。変動量増幅率の低い変動成分では、含まれるノイズＮも前述の除算処理で増大してしまう。そこで、複数の検知間隔データから、同じ周期の変動成分を加算してから、変動量増幅率、位相変化量を考慮した値で除算する。これにより、低い変動量増幅率によるノイズＮの影響を避けて平均値を算出することが可能となる。つまり、第１パッチ検知センサＰｓ１による検知間隔データをＳａ＋Ｎとする。また、第２パッチ検知センサＰｓ２による検知間隔データをＳｂ＋Ｎとする。検出される信号はそれぞれ異なるが、同じベルト上で同じ構成のセンサによってパッチ間隔を検出するため、含まれるノイズＮの大きさは同じである。第１パッチ検知センサＰｓ１、第２パッチ検知センサＰｓ２の変動量増幅率をＡａ、Ａｂとすると、前者の平均値は、次式によって求められる。
【数２４】
0005124199.tif 000026
【０１５２】
また、後者の平均値は、次式によって求められる。
【数２５】
0005124199.tif 000027
【０１５３】
ノイズＮを含む項に着目すると、次式の関係が成立する。
【数２６】
0005124199.tif 000028
【０１５４】
そこで、本プリンタでは、後者の平均値を算出する処理を行うようになっている。実際の加算処理は位相値も考慮する必要があるため、後述するように極座標系に変換して各周期成分の加算及び除算演算を行う。
【０１５５】
具体的は、まず、２つのパッチ検知センサの検知間隔データから、直交検波処理で各データのベルト１次成分検出データ（変動量、位相値）を算出する。次に、データの位相値を先頭のパッチ検知時を基準にしたものから、ホームポジション検知時を基準にしたものに変換する。ホームポジション基準への変換処理は、上記数１７の式より、位相値にβを加算すればよい。そして、同径が変動量で、且つ偏角がホームポジション基準の変動位相となる極座標系に変換する。極座標に変換された複数の検知間隔データに、１次の変動成分検出データを加算する。一方、表１に示した１次の変動成分に対する複数の変動量増幅率、位相変化量をそれぞれ同様にして極座標に変換する。そして、変換後の変動量増幅率、位相変化量のデータを加算する。極座標系において、先に算出した１次成分の検出データの加算結果を、変換後の変動量増幅率、位相変化量の加算結果で除算する。そして、この除算結果を極座標系から三角関数表示（変動量、位相値）に変換する。その後、位相値については、上記数１７の式における残りの処理である「π／２」の加算を行う。これによって、複数の検知間隔データに基づき、低い変動量増幅率によるノイズＮの増大を招くことなく、平均値を算出してベルトの位置変動量を高精度に検出することができる。２次、３次の変動成分においても同様の処理を実施する。
【０１５６】
以上のように、各周期の変動成分の速度変動量（変動量△Ｖｂｎ、位相α１ｎ  ｎは次数）、あるいは位置変動量（変動量△Ｖｂｎ／ｎωｂ０、位相αｎ＋３π／２ｎ  ｎは次数）を算出する。この変動量に基づいて、上記数３の式のよう発生するベルト速度変動を打ち消すように各種の補正制御を実施する。
【０１５７】
ベルトの位置変動によって生じる画像の位置ずれを補正する方法の１つとして、感光体４に対する光書込装置２による副走査方向の光書込位置を逐次微調整する方法が挙げられる。本プリンタでは、かかる方法に用いるための位置ずれ補正データを構築し、プリントジョブ中には、ホームポジション検知タイミングと、この位置ずれ補正データとに基づいて、光書込装置２による副走査方向の光書込位置を逐次微調整することで、ベルト速度変動に起因する画像の位置ずれを抑えるようになっている。
【０１５８】
先に示した図６において、光書込装置２は、具備する光源ユニット２ａに具備される１対の半導体レーザーからそれぞれ画像情報に基づいたレーザー光Ｌを出射する。１対の半導体レーザーからそれぞれレーザー光Ｌを出射するのは、感光体４に対して、副走査方向に互いに並ぶ２つの走査ライン上に同時に光走査を行っていくためである。
【０１５９】
半導体レーザーから出射されたレーザー光Ｌは、傾斜ガラス板２ｂ、シリンダレンズ２ｃを順次透過した後、ポリゴンミラーユニット２ｄに到達する。シリンダレンズ２ｃは、ポリゴンミラーユニット２ｄにおけるポリゴンミラーの偏向点までの光路長を等しくする位置に配設されている。入射側が平面となっているのに対し、出射側が副走査方向に湾曲する偏向面となっており、レーザー光Ｌを偏向面で主走査方向に線状に収束せしめる。また、傾斜ガラス板１１９は、何れか一方の面を副走査方向にわずかに傾けたガラス板であり、光軸周りに回転駆動することで、走査位置を安定的に保持する役割を担っている。
【０１６０】
ポリゴンミラーユニット２ｄは、図示しないポリゴンモータによって互いに同じ回転軸を中心にして回転する正六面体の２つのポリゴンミラーを有しており、それぞれのミラー面で２つのレーザー光Ｌを回転しながら反射させる。これにより、レーザー光Ｌが主走査方向に偏向せしめられる。２つのポリゴンミラーの回転位相は互いに同じである。これらポリゴンミラーの間には溝が設けられており、これによって回転に伴う風の発生を低減している。ミラー面の高さは約２［ｍｍ］である。
【０１６１】
主走査方向に偏向せしめられるレーザー光Ｌは、２つのレーザー光Ｌにそれぞれ対応するように上下に接合された２層のｆθレンズ２ｅを透過する。このｆθレンズ２ｅは、主走査方向に偏向せしめられるレーザー光Ｌの感光体４表面上における走査速度を等速にするように非円弧面形状となっている。
【０１６２】
ｆθレンズ２ｅの上層や下層を通過した２つのレーザー光Ｌは、第１折り返しミラー２ｆで折り返し反射した後、トロイダルレンズ２ｇを通過することで、感光体４の表面上にスポット状に結像するための集光がなされる。その後、第２折り返しミラー２ｈ、第３折り返しミラー２ｉで順次折り返し反射した後、感光体４の表面上に結像して、静電潜像用のドットを記録する。
【０１６３】
半導体レーザーとして、面発光型のものを用いている場合、発光レーザーの選択によって副走査方向の光書込位置を容易に補正することができるが、光源ユニット２ａが非常にコスト高になってしまう。そこで、本プリンタでは、傾斜ガラス板２ｂの回転駆動によって副走査方向の光書込位置を補正するようになっている。傾斜ガラス板２ｂは、回転に伴って光軸位置を変化させることで、光書込位置を補正することが可能である。
【０１６４】
図１５（ａ）は、光走査装置２における光軸変更手段である傾斜ガラス板２ｂの支持部３００を示す分解斜視図である。また、図１５（ｂ）は、支持部３００を示す斜視図である。これらの図において、傾斜ガラス板２ｂは円筒状のホルダー部材３０１に設けられた枠内に固定される。このホルダー部材３０１は筒状の係合部３０１ａを有しており、この係合部３０１が、ホルダー部材３０１とは別体の支持部材３１０に回転可能に係合せしめられる。具体的には、支持部材３１０に設けられた円状の開口３１０ａにホルダー部材３０１の筒状の係合部３０１ａが回転可能に係合することで、ホルダー部材３０１が支持部材３１０に回転可能に保持される。ホルダー部材３０１の筒状の係合部３０１ａからは、一対の鍔部３０２が突出しており、これらは支持部材３１０の円状の開口３１０ａに設けられた一対の切り欠き３１０ｂを貫通して、支持部材３１０の裏面側に至る。この状態でホルダー部材３０１が回転されると、鍔部３０２が支持部材３１０の裏面に引っ掛かることで、支持部材３１０からのホルダー部材３０１の脱落が防止される。
【０１６５】
支持部材３１０は、底板３１０ｃが図示しない光書込装置のハウジングにねじ止めされる。円状の開口３１０ａの中心軸を上述した半導体レーザーの射出軸に合わせるように高さＨが設定されており、ホルダー部材３１０とともに保持している傾斜ガラス板２ｂの回転によって射出軸をわずかに傾けることができる。
【０１６６】
ホルダー部材３０１の一端にはレバー部３０３が形成され、これには送りネジが螺号している。この送りネジは、支持部材３１０に固定されたステッピングモータ３２０の軸先端に形成されたものであり、ステッピングモータ３２０の軸の回転に伴う送りネジの上下動により、傾斜ガラス板２ｂが回動せしめられる。この際のバックラッシュを回避するために、ホルダー部材３０１に設けられたピン３０４と支持部材３１０に設けられたピン３１１との間に、スプリング３２１の張架による引張力をかけて、ホルダー部材３０１を支持部材３１０の開口３１０ａ内で片寄せするようになっている。
【０１６７】
図１５（ｂ）に示した傾斜ガラス板２ｂの回転角をγ、傾斜ガラス板２ｂの頂角をε、カップリングレンズの焦点距離をｆｃ、光学系全系の副走査倍率をζとすると、感光体４表面上におおける副走査位置の変化は、次の数２７で示される。なお、式中の「ｎ」は、傾斜ガラス板の屈折率である。
【数２７】
0005124199.tif 000029
【０１６８】
微小回転角の範囲では回転角γにほぼ比例して副走査位置を変化させ得ることがわかる。本プリンタでは、傾斜ガラス板２ｂの頂角εは、約２［°］である。感光体４表面上での副走査位置の変化Δｙは、そのまま、１次転写位置の変化量として捉えることができる。よって、解析された速度変動パターンに基づくベルトの位置変動量［μｍ］を打消すように反転させた数値を、副走査位置の変化Δｙに代入して回転角γを算出し、算出結果に応じて傾斜ガラス板２ｂを回動させることで、トナー像の副走査方向の各箇所における１次転写位置を補正することができる。上記数２２に示した式における傾斜ガラス板２ｂの頂角ε、カップリングレンズの焦点距離ｆｃ、光学系全系の副走査倍率ζは、予め決定された定数となる。副走査位置の変化Δｙと回転角γとの対応を関連付けたデータテーブルを参照するように制御部を構成すれば、演算時間を短くすることができる。
【０１６９】
トナー像の副走査方向における各箇所の１次転写位置を調整する方法として、書込光の光軸を変化させる方法を例示したが、他の方法によって調整することも可能である。例えば、ポリゴンミラーの回転速度と半導体レーザーの発光タイミングとを逐次微調整することによっても、１次転写位置を逐次微調整することが可能である。また、光源ユニット２ａとして、１ライン分の発光素子（ＬＥＤ）群を具備するライン型のものを用いれば、発光素子の発光タイミングの調整により、１次転写位置を逐次微調整することが可能である。
【０１７０】
［第１変形例］
第１変形例に係るプリンタにおいては、位置ずれを補正する手段として、感光体４の回転速度または回転角変位の微調整による補正を行うものを用いる。
図１６は、本プリンタの感光体４を、駆動装置の一例とともに示す斜視図である。同図において、感光体４の回転軸（ドラム軸）は、図示しないプリンタ筐体のフレームに回転自在に軸支されている。本プリンタのドラム駆動装置は、ステッピングモータやＤＣサーボモータ等からなるドラム駆動モータ３３０、これのモータ軸に設けられたモータ軸ギヤ３３１、モータ軸ギヤ３３１と噛み合うドラム駆動ギヤ３３２、ドラム駆動ギヤ３３２とドラム軸とを連結するカップリング３３３等を有している。
【０１７１】
本プリンタでは、減速機構がモータ軸ギヤ３３１とドラム駆動ギヤ３３２とからなる１段減速機構となっている。部品点数を少なくし低コスト化を図ったり、ギヤ伝達における歯形誤差や偏心による伝達誤差の要因を少なくしたりするためである。また、１段減速機構としたことで、高い減速比を設定すると必然的に感光体４のドラム軸上にあるドラム駆動ギヤ３３２が、感光体４の径より大きな大口径ギヤとなる。かかる大口径ギヤを用いることにより、感光体４上で換算したドラム駆動ギヤ３３２の単一ピッチ誤差が小さくなり、副走査方向の画像濃度ムラ（バンディング）を低減することもできる。なお、減速比は、感光体４の目標回転速度やモータ特性に応じて、高効率で高回転精度が得られる速度領域から決定される。本プリンタにおけるモータ軸ギヤ３３１とドラム駆動ギヤ３３２との間の減速比は１：２０である。
【０１７２】
ドラム駆動モータ３３０のモータ軸には、ロータリーエンコーダ３３４が取り付けられている。このロータリーエンコーダ３３４によってドラム駆動モータ３３０の回転角速度を検出する。そして、その検出信号を制御部のコントローラ２１５を介してドラム駆動モータ３３０のモータ駆動回路２１６にフィードバックすることで、ドラム駆動モータ３３０の回転速度が所望の速度となるように制御している。なお、ドラム駆動モータ３３０として速度センサ又はエンコーダを内蔵したものを用いれば、ロータリーエンコーダ３３４を省略することができる。モータ内蔵型の速度センサとしては、例えばプリントコイル式の周波数発電機（ＦＧ）を用いることができ、内蔵型エンコーダとしては、例えばＭＲセンサ等を用いることができる。
【０１７３】
モータ駆動回路２１６は、ドラム駆動モータ３３０に所定の駆動電流を出力する。ロータリーエンコーダ３３４はモータの回転角速度（あるいは回転角変位）を検知し、その検知結果をコントローラ２１５に出力する。本プリンタのドラム駆動モータ３３０は、ＤＣブラシレスモータであるＤＣサーボモータを採用している。このＤＣサーボモータは、Ｕ、Ｖ、Ｗの３相にスター結線されたコイルとロータとを有する。さらに、ロータの位置検出部として、ロータの磁極を検知する３個のホール素子を備え、それらの出力端子はモータ駆動回路２１６に接続されている。なお、ＭＲセンサを内蔵したＤＣサーボモータの場合には、ロータの周上に着磁した磁気的パターンとＭＲセンサとからなる回転速度検知部（速度情報検知部）を有し、その出力端子がコントローラ２１５に接続される。
【０１７４】
モータ駆動回路２１６は、ハイ側トランジスタとロー側トランジスタとを３個ずつ有し、それぞれコイルのＵ、Ｖ、Ｗに接続されている。そして、ホール素子から発せられるロータ位置信号に基づいてモータのロータの位置を把握して相切替信号を生成する。この相切替信号は、モータ駆動回路２１６の各トランジスタをオンオフ制御して励磁する相を順次切り替えることにより、ロータを回転させる。
【０１７５】
また、コントローラ２１５は、ロータリーエンコーダ３３４（ＭＲセンサ内蔵型の場合には回転速度検知部）によって検知される回転速度情報と目標回転速度情報とを比較しながら、モータの回転速度を目標回転速度に一致させるようにＰＷＭ信号を生成して出力する。このＰＷＭ信号はアンドゲートによってモータ駆動回路２１６の相切替信号とアンドされ、駆動電流のチョッピングを行ってドラム駆動モータ３３０の回転速度を制御する。
【０１７６】
かかるコントローラ２１５については、ロータリーエンコーダ３３４（又は回転速度検知部）の出力パルス信号と制御目標値出力部２０６の出力パルス信号の位相や周波数とを比較する公知のＰＬＬ制御回路系で構成することができる。制御目標値出力部２０６は、予め設定された感光体４の一回転周期の回転速度変動成分を補正する目標回転速度に応じて周波数変調したパルス信号を出力する。コントローラ２１５は、アナログ回路ではなくデジタル回路でもよい。デジタル回路の場合、ロータリーエンコーダ３３４（又は回転速度検知部）の出力波形の周期を計測して回転角速度を算出する。あるいは、ロータリーエンコーダ３３４（又は回転速度検知部）の出力パルス数をカウントし、任意の時間内に計測されたカウント値に基づいて回転角速度を算出する。
【０１７７】
なお、回転角速度ではなく回転角変位を制御する位置制御系を採用する場合、ロータリーエンコーダ３３４（又は回転速度検知部）の出力パルス数をカウントし、カウント結果に基づいて回転角の変位量を算出する。そして、制御目標値出力部２０６からの目標データとの差分を算出し、その差分を小さくするようにドラム駆動モータ３３０の駆動速度を制御する。一般に、ＰＩＤ制御器などが組込まれ、制御対象の感光体４を偏差、オーバーシュート、発振などを生ずることなく目標回転速度に追従させるように、モータ駆動回路２１６へのＰＷＭ信号が出力される。
【０１７８】
以上のようなドラム駆動装置を用いて、中間転写ベルトの速度変動パターンに合わせて感光体４の回転角速度又は回転角変位を変動させる。なお、制御目標値出力部２０６から出力される信号を、以下、目標値（ｒｅｆ）という。
【０１７９】
感光体４の回転角速度又は回転角変位を変動させることで、中間転写ベルト２５上のパッチ間隔（１次転写位置）を調整することが可能である。図８に示したようなラダーパターンの各トナーパッチ像を一定間隔で感光体４上に形成するための光書込処理が行われた場合、感光体４上のパッチ間隔は書込み時における感光体４の回転角速度に依存する。このため、感光体４の速度が比較的速いと感光体４上のパッチ間隔は本来よりも広がる一方で、速度が比較的遅いとパッチ間隔が本来よりも狭くなる。
【０１８０】
中間転写ベルト２５上に１次転写されたトナーパッチ像のパッチ間隔は、既に説明したように、感光体４と中間転写ベルト２５との線速に依存する。感光体４と中間転写ベルト２５とは互いに独立した速度で回転しているので、感光体４の回転角速度による影響のみに着目した場合、中間転写ベルト２５上のトナーパッチ像は、感光体４の速度が比較的速いとパッチ間隔が本来よりも狭くなる。この一方で、感光体４の速度が比較的遅いと、パッチ間隔が本来よりも広くなる。このような現象が起こるため、光書込み時と１次転写時とで感光体４の回転角速度を変化させれば、中間転写ベルト２５上のパッチ間隔を変化させることができる。例えば、感光体４の回転角速度を、光書込み時よりも１次転写時で速くすれば、パッチ間隔を狭くすることができる。
【０１８１】
以下、図１７に示す感光体４のモデルに基づいて、感光体４の回転角速度変動とそれに応じて変化するベルト上のパッチ間隔との関係や、適切な制御目標値の演算方法について説明する。光書込位置ＳＰでにおける感光体４の回転角速度変動ωｐは次式によって算出される。
【数２８】
0005124199.tif 000030
【０１８２】
この式において、ωｐ０は感光体４の平均速度、右辺第２項のΔωｐ１ｃｏｓ（ωｂ０ｔ０＋αｐ１）は、ベルトのホームポジション検知時を基準とした、任意の時間ｔ０における感光体４の回転角速度の変動量を示している。また、ωｂ０はベルトの平均回転角速度であり、変動量Δωｐ１の感光体回転角速度変動がベルト１周期内で発生することを示している。αｐ１はホームポジション検知時を基準とした初期位相を示している。本プリンタでは、第３項、第４項に２次成分、３次成分に対応した項が含まれているが、以下、同様の数式展開となるため説明を省略している。
【０１８３】
感光体４上のパターン像の各トナーパッチ像は、感光体４が角度φｐだけ回転した後に中間転写ベルト２５上に１次転写される。ここで言う角度φｐは、図１７に示すように、感光体４の回転中心と光書込位置ＳＰとを結ぶ仮想線と、感光体４の回転中心と１次転写位置ＴＰとを結ぶ仮想線とのなす角（書込−転写角）である。
【０１８４】
トナーパッチ像が１次転写位置ＴＰにて中間転写ベルト２５に１次転写されるときの感光体４の回転角速度ωｐφは、次式によって求められる。
【数２９】
0005124199.tif 000031
【０１８５】
この式において、φｐ‘は、角度φｐを転写ベルト回転周期に対応した位相角に変換した値である。上述した中間転写ベルト２５上におけるパッチ間隔の計測値の解析と同様に、２つの速度変動を考慮したパッチ間隔を算出する。感光体４に対する一定時間間隔Ｔｅ（Ｎ：自然数）での光書込による複数のパッチ潜像が前駆体となっている複数のトナーパッチ像が中間転写ベルト２５上に１次転写された時のパッチ間隔は次式によって求められる。
【数３０】
0005124199.tif 000032
【０１８６】
なお、この式中のＣｐは、次式によって求められる。
【数３１】
0005124199.tif 000033
【０１８７】
これらの式により、一定時間間隔Ｔｅにて書込まれたパッチ潜像を前駆体とするトナーパッチ像における、感光体４の回転角速度変動とベルト上でのパッチ間隔変動との関係が明確に示されている。上述した直交検波によるベルトの１次の変動成分を解析した結果である変動量Ａｍｐ１、位相Ｐｈａ１と、次の２つの式とにより、同等のの間隔変動を発生させるための、感光体４の回転角速度変動値（変動量Δωｐ１、位相αｐ１）を算出することができる。
【数３２】
0005124199.tif 000034
【数３３】
0005124199.tif 000035
【０１８８】
感光体４の回転角速度変動値（変動量Δωｐ１、位相αｐ１）を反転させた値（変動量に係数−１を与える）と平均速度分とを加算した値が、制御目標値出力部２０６から出力される目標値（ｒｅｆ）となる。
【０１８９】
本プリンタの制御部は、ベルト速度変動による画像の位置ずれを発生させないような、感光体４の回転角速度変動を生起させるように、ドラム駆動モータ３３０の駆動速度を微調整する制御を実施する。なお、平均速度分については、感光体４の直径変化などの理由から値を変更してもよい。また、ドラム形状の感光体４に関する具体例を示したが、それに限るものではなく、回転するベルト形状の感光体４でも同様の制御を実施することができる。
【０１９０】
［第２変形例］
第２変形例に係るプリンタにおいては、ベルトの位置変動（速度変動）によって生じる画像の位置ずれを補正する手段として、中間転写ベルト２５の駆動速度（ベルト駆動モータの駆動速度）の微調整によって位置ずれを補正するものを用いる。かかる微調整を実現し得る構成としては、次の３つが挙げられる。第１の構成は、駆動ローラ２７に内蔵されたエンコーダから送られてくるローラ回転速度に基づいて、駆動ローラ２７の駆動速度を微調整する構成である。第２の構成は、ベルトに連れ回る従動ローラに設けたロータリーエンコーダからの出力に基づいて、駆動ローラ２７の駆動速度を微調整する構成である。第３の構成は、中間転写ベルト２５の表面に全周に渡って設けられた一定間隔の目印を具備するスケールと、個々の目印を検知する目印検知センサとを設け、目印検知センサによる目印検知間隔の情報に基づいて、駆動ローラ２７の駆動速度を微調整する構成である。
【０１９１】
第１の構成においては、予め算出されたベルト速度の周期変動成分を打ち消すように、ベルト駆動モータの回転速度を調整すればよい。
【０１９２】
図１８は、従動ローラ２１の回転軸に設けられたロータリーエンコーダ２２０によってベルト移動速度を検知するようにした転写ユニット２４と、制御部の一部とを示す模式図である。
【０１９３】
ベルト駆動モータ３４０の回転駆動力は、モータ軸に固定された駆動ギヤ３４１と、駆動ローラ２７の回転軸に固定された駆動受入ギヤ２７ａとを介して、駆動ローラ２７に伝達される。これによって駆動ローラ２７が回転すると、中間転写ベルト２５が図中時計回り方向に無端移動する。すると、中間転写ベルト２５を張架している従動ローラ２１がベルトの移動に伴って従動回転する。従動ローラ２１のローラ部表面には、ローラ上でのベルトのスリップを防止するための表面処理が施されており、且つ、従動ローラ２１に対するベルトの巻き付き角はベルトのスリップを防止するために十分大きくなっている。従動ローラ２１の回転軸には、ロータリーエンコーダ２２０が設けられており、これによって従動ローラ２１の回転角速度が検知される。この検知信号は制御部の角速度検出部２２１に出力される。
【０１９４】
角速度検出部２２１は、ロータリーエンコーダ２２０からの検知信号に基づいて従動ローラ２２０の回転角速度を演算する。一方、制御目標値出力部２０６は、従動ローラ２２０の回転角速度が所定の制御目標値ωｒｅｆ０に維持されるように、ベルト駆動モータ３４０を駆動させる。従動ローラ２２０の回転角速度が一定になったら、予め解析されたベルトの速度変動パターンに基づく位置ずれ補正データと、ホームポジションセンサＨｓからのパルス信号とに基づいて、適切な補正制御目標値ωｒｅｆ１を生成して出力する。
【０１９５】
このようにして制御目標値出力部２０６から出力された補正制御目標値ωｒｅｆ１は、比較器２２２によって従動ローラ２２０の回転角速度と比較され、その偏差信号が比較器２２２から出力される。偏差信号は、ゲイン（Ｋ）２２３と、位相補償器２２４と、ＤＡ変換機２２５とを介してサーボアンプ２２６に入力され、サーボアンプ２２６はその制御信号に応じてベルト駆動モータ３４０の駆動速度を制御する。
【０１９６】
ゲイン（Ｋ）２２３に入力される偏差信号は、中間転写ベルト２５の周期的な速度変動分に基づいた制御目標値ωｒｅｆ１と、検出された従動ローラ回転角速度との偏差である。本プリンタにおいて、この偏差信号は、駆動ローラ２７と中間転写ベルト２５との間におけるスリップ、駆動ギヤ３４１や駆動受入ギヤ２７ａの偏心等による駆動伝達誤差、駆動ローラ２７の偏心によるベルト移動速度変動などによって生まれる。ベルト駆動モータ３４０の駆動速度の微調整により、その偏差を小さくしてベルトを等速移動させるように、ベルト駆動モータ３４０の駆動速度を微調整するのである。例えば、ＰＩＤ制御器を用いてその偏差を減らし、且つ、オーバーシュートや発振を低減するような制御信号がサーボアンプ２２６から出力される。
【０１９７】
図１９は、スケールを付した中間転写ベルト２５を用いる転写ユニット２４を示す模式図である。また、図２０は、中間転写ベルト２５のおもて面における幅方向の一端に設けられたスケール２５ｈと、目印検知センサ２２８とを示す模式図である。このスケール２５ｈは、トナーや紙粉の付着を防止するためにベルト内面に設けてもよい。目印検知センサ２２８については、パターン像の１次転写が行われる１次転写ニップにできるだけ近づけて配設することが望ましい。
【０１９８】
目印検知センサ２２８は、図２０に示すように、例えば一対の発光素子２２８ａ及び受光素子２２８ｂを具備する反射型フォトセンサからなり、発光素子２２８ａからスケール２５ｈに向けて照射した光の反射光を受光素子２２８ｂによって受光する。この際に、スケール２５ｈの目印２５ｇと、目印間の箇所とで異なる反射光量が検出される。目印検知センサ２２８からの出力値は、目印２５ｇの検知時には高い値となり、目印間通過時には低い値となる２値信号となる。
【０１９９】
制御部の移動速度検出部２２７は、目印検知センサ２２８から出力される２値信号の周期の計測結果に基づいて、ベルトの移動速度を把握する。また、制御目標値出力部２０６は、移動速度検出部２２７によって得られたベルト移動速度が所定の制御目標値Ｖｒｅｆ０に維持されるように、ベルト駆動モータ３４０の駆動速度を調整する。
【０２００】
このようにして移動速度検出部２２７による計測結果に基づいてベルト駆動モータ３４０をフィードバック制御しても、ベルト全周に渡る目印ピッチ誤差、ベルト伸縮率の不均による目印ピッチ誤差などに起因して、ベルト速度が十分に安定化しない。また、スケール２５の基材は樹脂テープからなり、ベルトに貼付されると長手方向両端の繋ぎ目部分で目印間隔ばらつく。更に、トナーや紙粉等によるスケール２５ｇの汚れにより、目印の誤検知が発生する。
【０２０１】
検知間隔データに基づいて算出されたベルトの速度変動量から求められる位置ずれ補正データは、これらの誤差を補正する数値となる。そして、ホームポジション検知時を基準として、位置ずれ補正データに応じた適切な補正制御目標値Ｖｒｅｆ１が制御目標出力部から出力される。このようにして出力された補正制御目標値Ｖｒｅｆ１は、図１８の構成と同様の経路を辿り、サーボアンプ２２６から制御信号として出力される。
【０２０２】
かかる構成では、目印の検知結果に基づくベルト速度制御で課題となっていた目印間隔誤差や不連続スケール部の問題を解消し、より高精度なベルト移動速度制御を行うことができる。
【０２０３】
［第３変形例］
図２１は、第３変形例に係る複写機を示す概略構成図である。この複写機は、プリンタ部１と、白紙供給装置４０と、原稿搬送読取ユニット５０とを備えている。原稿搬送読取ユニット５０は、プリンタ部１の上に固定された原稿読取装置たるスキャナ１５０と、これに支持される原稿搬送装置たるＡＤＦ５１とを有している。
【０２０４】
白紙供給装置４０は、ペーパーバンク４１内に多段に配設された２つの給紙カセット４２、給紙カセットから転写紙を送り出す送出ローラ４３、送り出された転写紙を分離して給紙路４４に供給する分離ローラ４５等を有している。また、プリンタ部１の給紙路３７に転写紙を搬送する複数の搬送ローラ４７等も有している。そして、給紙カセット内の転写紙をプリンタ部１内の給紙路３７内に給紙する。
【０２０５】
図２２は、プリンタ部１の内部構成の一部を拡大して示す部分拡大構成図である。プリンタ部１は、光書込装置２や、Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ色のトナー像を形成する４つのプロセスユニット３Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ、転写ユニット２４、紙搬送ユニット２８、レジストローラ対３３、定着装置３４、スイッチバック装置３６、給紙路３７等を備えている。そして、光書込装置２内に配設された図示しないレーザーダイオードやＬＥＤ等の光源を駆動して、ドラム状の４つの感光体４Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃに向けてレーザー光Ｌを照射する。この照射により、感光体４Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃの表面には静電潜像が形成され、この潜像は所定の現像プロセスを経由してトナー像に現像される。なお、符号の後に付されたＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃという添字は、ブラック，イエロー，マゼンタ，シアン用の仕様であることを示している。
【０２０６】
プロセスユニット３Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃは、それぞれ、感光体とその周囲に配設される各種装置とを１つのユニットとして共通の支持体に支持するものであり、プリンタ部１本体に対して着脱可能になっている。ブラック用のプロセスユニット３Ｋを例にすると、これは、感光体４Ｋの他、これの表面に形成された静電潜像をブラックトナー像に現像するための現像装置６Ｋを有している。また、後述するＫ用の１次転写ニップを通過した後の感光体４Ｋ表面に付着している転写残トナーをクリーニングするドラムクリーニング装置１５なども有している。本複写機では、４つのプロセスユニット３Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃを、後述する中間転写ベルト２５に対してその無端移動方向に沿って並べるように対向配設したいわゆるタンデム型の構成になっている。
【０２０７】
図２３は、４つのプロセスユニット３Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃからなるタンデム部の一部を示す部分拡大図である。なお、４つのプロセスユニット３Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃは、それぞれ使用するトナーの色が異なる他はほぼ同様の構成になっているので、同図においては各符号に付すＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃという添字を省略している。同図に示すように、プロセスユニット３は、感光体４の周りに、帯電装置２３、現像装置６、ドラムクリーニング装置１５、除電ランプ２２等を有している。
【０２０８】
感光体４としては、アルミニウム等の素管に、感光性を有する有機感光材の塗布による感光層を形成したドラム状のものを用いている。但し、無端ベルト状のものを用いても良い。
【０２０９】
現像装置６は、図示しない磁性キャリアと非磁性トナーとを含有する二成分現像剤を用いて潜像を現像するようになっている。内部に収容している二成分現像剤を攪拌しながら搬送して現像スリーブ１２に供給する攪拌部７と、現像スリーブ１２に担持された二成分現像剤中のトナーを感光体４に転移させるための現像部１１とを有している。
【０２１０】
攪拌部７は、現像部１１よりも低い位置に設けられており、互いに平行配設された２本の搬送スクリュウ８、これらスクリュウ間に設けられた仕切り板、現像ケース９の底面に設けられたトナー濃度センサ１０などを有している。
【０２１１】
現像部１１は、現像ケース９の開口を通して感光体４に対向する現像スリーブ１２、これの内部に回転不能に設けられたマグネットローラ１３、現像スリーブ１２に先端を接近させるドクタブレード１４などを有している。現像スリーブ１２は、非磁性の回転可能な筒状になっている。マグネットローラ１２は、ドクタブレード１４との対向位置からスリーブの回転方向に向けて順次並ぶ複数の磁極を有している。これら磁極は、それぞれスリーブ上の二成分現像剤に対して回転方向の所定位置で磁力を作用させる。これにより、攪拌部７から送られてくる二成分現像剤を現像スリーブ１３表面に引き寄せて担持させるとともに、スリーブ表面上で磁力線に沿った磁気ブラシを形成する。
【０２１２】
磁気ブラシは、現像スリーブ１２の回転に伴ってドクタブレード１４との対向位置を通過する際に適正な層厚に規制されてから、感光体４に対向する現像領域に搬送される。そして、現像スリーブ１２に印加される現像バイアスと、感光体４の静電潜像との電位差によってトナーを静電潜像上に転移させて現像に寄与する。更に、現像スリーブ１２の回転に伴って再び現像部１１内に戻り、マグネットローラ１３の磁極間に形成される反発磁界の影響によってスリーブ表面から離脱した後、攪拌部７内に戻される。攪拌部７内には、トナー濃度センサ１０による検知結果に基づいて、二成分現像剤に適量のトナーが補給される。なお、現像装置６として、二成分現像剤を用いるものの代わりに、磁性キャリアを含まない一成分現像剤を用いるものを採用してもよい。
【０２１３】
ドラムクリーニング装置１５としては、ポリウレタンゴム製のクリーニングブレード１６を感光体４に押し当てる方式のものを用いているが、他の方式のものを用いてもよい。クリーニング性を高める目的で、本例では、外周面を感光体４に接触させる接触導電性のファーブラシ１７を、図中矢印方向に回転自在に有する方式のものを採用している。このファーブラシ１７は、図示しない固形潤滑剤から潤滑剤を掻き取って微粉末にしながら感光体４表面に塗布する役割も兼ねている。ファーブラシ１７にバイアスを印加する金属製の電界ローラ１８を図中矢示方向に回転自在に設け、これにスクレーパ１９の先端を押し当てている。ファーブラシ１７に付着したトナーは、ファーブラシ１７に対してカウンタ方向に接触して回転しながらバイアスが印加される電界ローラ１８に転位する。そして、スクレーパ１９によって電界ローラ１８から掻き取られた後、回収スクリュウ２０上に落下する。回収スクリュウ２０は、回収トナーをドラムクリーニング装置１５における図紙面と直交する方向の端部に向けて搬送して、外部のリサイクル搬送装置２１に受け渡す。リサイクル搬送装置２１は、受け渡されたトナーを現像装置１５に送ってリサイクルする。
【０２１４】
除電ランプ２２は、光照射によって感光体４を除電する。除電された感光体４の表面は、帯電装置２３によって一様に帯電せしめられた後、光書込装置２による光書込処理がなされる。なお、帯電装置２３としては、帯電バイアスが印加される帯電ローラを感光体４に当接させながら回転させるものを用いている。感光体４に対して非接触で帯電処理を行うスコロトロンチャージャー等を用いてもよい。
【０２１５】
先に示した図２２において、４つのプロセスユニット３Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃの感光体４Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃには、これまで説明してきたプロセスによってＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃトナー像が形成される。
【０２１６】
４つのプロセスユニット３Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃの下方には、転写ユニット２４が配設されている。この転写ユニット２４は、複数のローラによって張架した中間転写ベルト２５を、感光体４Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃに当接させながら図中時計回り方向に無端移動させる。これにより、感光体４Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃと中間転写ベルト２５とが当接するＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃ用の１次転写ニップが形成されている。Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ用の１次転写ニップの近傍では、ベルトループ内側に配設された１次転写ローラ２６Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃによって中間転写ベルト２５を感光体４Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃに向けて押圧している。これら１次転写ローラ２６Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃには、それぞれ図示しない電源によって１次転写バイアスが印加されている。これにより、Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ用の１次転写ニップには、感光体４Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ上のトナー像を中間転写ベルト２５に向けて静電移動させる１次転写電界が形成されている。図中時計回り方向の無端移動に伴ってＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃ用の１次転写ニップを順次通過していく中間転写ベルト２５のおもて面には、各１次転写ニップでトナー像が順次重ね合わせて１次転写される。この重ね合わせの１次転写により、中間転写ベルト２５のおもて面には４色重ね合わせトナー像（以下、４色トナー像という）が形成される。
【０２１７】
転写ユニット２４の図中下方には、駆動ローラ２７と２次転写ローラ３１との間に、無端状の紙搬送ベルト２９を掛け渡して無端移動させる紙搬送ユニット２８が設けられている。そして、自らの２次転写ローラ３１と、転写ユニット２４の駆動ローラ２７との間に、中間転写ベルト２５及び紙搬送ベルト２９を挟み込んでいる。これにより、中間転写ベルト２５のおもて面と、紙搬送ベルト２９のおもて面とが当接する２次転写ニップが形成されている。２次転写ローラ３１には図示しない電源によって２次転写バイアスが印加されている。一方、転写ユニット２４の駆動ローラ２７は接地されている。これにより、２次転写ニップに２次転写電界が形成されている。
【０２１８】
この２次転写ニップの図中右側方には、レジストローラ対３３が配設されており、ローラ間に挟み込んだ転写紙を中間転写ベルト２５上の４色トナー像に同期させ得るタイミングで２次転写ニップに送り出す。２次転写ニップ内では、中間転写ベルト２５上の４色トナー像が２次転写電界やニップ圧の影響によって転写紙に一括２次転写され、転写紙の白色と相まってフルカラー画像となる。２次転写ニップを通過した転写紙は、中間転写ベルト２５から離間して、紙搬送ベルト２９のおもて面に保持されながら、その無端移動に伴って定着装置３４へと搬送される。
【０２１９】
２次転写ニップを通過した中間転写ベルト２５の表面には、２次転写ニップで転写紙に転写されなかった転写残トナーが付着している。この転写残トナーは、中間転写ベルト２５に当接するベルトクリーニング装置によって掻き取り除去される。
【０２２０】
定着装置３４に搬送された転写紙は、定着装置３４内における加圧や加熱によってフルカラー画像が定着させしめられた後、定着装置３４から排紙ローラ対３５に送られた後、機外へと排出される。
【０２２１】
先に示した図２１において、紙搬送ユニット２２および定着装置３４の下には、スイッチバック装置３６が配設されている。これにより、片面に対する画像定着処理を終えた転写紙が、切換爪で転写紙の進路を転写紙反転装置側に切り換えられ、そこで反転されて再び２次転写転写ニップに進入する。そして、もう片面にも画像の２次転写処理と定着処理とが施された後、排紙トレイ上に排紙される。
【０２２２】
プリンタ部１の上に固定されたスキャナ１５０は、原稿ＭＳの画像を読み取るための読取手段として、固定読取部１５１と、移動読取部１５２とを有している。光源、反射ミラー、ＣＣＤ等の画像読取センサなどを有する固定読取部１５１は、原稿ＭＳに接触するようにスキャナ１５０のケーシング上壁に固定された図示しない第１コンタクトガラスの直下に配設されている。そして、後述するＡＤＦ５１によって搬送される原稿ＭＳが第１コンタクトガラス上を通過する際に、光源から発した光を原稿面で順次反射させながら、複数の反射ミラーを経由させて画像読取センサで受光する。これにより、光源や反射ミラー等からなる光学系を移動させることなく、原稿ＭＳを走査する。
【０２２３】
一方、移動読取部１５２は、原稿ＭＳに接触するようにスキャナ１５０のケーシング上壁に固定された図示しない第２コンタクトガラスの直下であって、固定読取部１５１の図中右側方に配設されており、光源や、反射ミラーなどからなる光学系を図中左右方向に移動させることができる。そして、光学系を図中左側から右側に移動させていく過程で、光源から発した光を第２コンタクトガラス上に載置された図示しない原稿で反射させた後、複数の反射ミラーを経由させて、スキャナ本体に固定された画像読取センサ１５３で受光する。これにより、光学系を移動させながら、原稿を走査する。
【０２２４】
スキャナ１５０の上に配設されたＡＤＦ５１は、本体カバー５２に、読取前の原稿ＭＳを載置するための原稿載置台５３、原稿ＭＳを搬送するための搬送ユニット５４、読取後の原稿ＭＳをスタックするための原稿スタック台５５などを保持している。そして、スキャナ１５０に固定された図示しない蝶番によって上下方向に揺動可能に支持されている。そして、その揺動によって開閉扉のような動きをとり、開かれた状態でスキャナ１５０の上面の第１コンタクトガラス１５４や第２コンタクトガラス１５５を露出させる。原稿束の片隅を綴じた本などの片綴じ原稿の場合には、原稿を１枚ずつ分離することができないため、ＡＤＦによる搬送を行うことができない。そこで、片綴じ原稿の場合には、ＡＤＦ５１を開いた後、読み取らせたいページが見開かれた片綴じ原稿を下向きにして第２コンタクトガラス上に載せた後、ＡＤＦを閉じる。そして、スキャナ１５０の図２１に示した移動読取部１５２によってそのページの画像を読み取らせる。
【０２２５】
一方、互いに独立した複数の原稿ＭＳを単に積み重ねた原稿束の場合には、その原稿ＭＳをＡＤＦによって１枚ずつ自動搬送しながら、スキャナ１５０の固定読取部１５１に順次読み取らせていくことができる。この場合、原稿束を原稿載置台５３上にセットした後、図示しないコピースタートボタンを押す。すると、ＡＤＦ５１が、原稿載置台５３上に載置された原稿束の原稿ＭＳを上から順に搬送ユニット５４内に送り、それを反転させながら原稿スタック台５５に向けて搬送する。この搬送の過程で、原稿ＭＳを反転させた直後にスキャナ１５０の固定読取部１５１の真上に通す。このとき、原稿ＭＳの画像がスキャナ１５０の固定読取部１５１によって読み取られる。
【０２２６】
本複写機を用いて原稿ＭＳのコピーをとるときには、ＡＤＦ５１の原稿載置台５３上に原稿をセットする。あるいは、ＡＤＦ５１を開いてスキャナ１５０の第２コンタクトガラス上に原稿をセットした後、ＡＤＦ５１を閉じて原稿を押さえる。そして、図示しない操作部のスタートスイッチを押すと、ＡＤＦ５１によって複数の原稿ＭＳが順次搬送されながら、固定読取部１５１によって読み取られる。あるいは、第２コンタクトガラス上の原稿ＭＳが移動読取部１５２によって読み取られる。その後、操作部でのモード設定、あるいは操作部で自動モード選択が設定されている場合には、原稿ＭＳの読み取り結果に応じて、フルカラーモードまたは白黒モードで画像形成動作が開始される。
【０２２７】
フルカラーモードが選択されている場合には、各色の感光体４Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃが図中反時計回り方向にそれぞれ回転する。そして、上述したプロセスによって各色の感光体４Ｋ，Ｙ，Ｍ，ＣにＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃトナー像が形成され、それらが中間転写ベルト２５のおもて面に重ね合わせて１次転写される。一方、給紙カセット４２からは記録紙が送り出され、分離ローラ４５、給紙路４４、搬送ローラ対４７を経由した後、レジストローラ対３３のローラ間に挟み込まれる。あるいは、手差しトレイから送り出された記録紙がレジストローラ対３３のローラ間に挟み込まれる。そして、中間転写ベルト２５上の４色トナー像に同期し得るタイミングでレジストローラ対３３から送り出されて、２次転写ニップに進入する。この２次転写ニップで中間転写ベルト２５から記録紙に２次転写された４色トナー像は、記録紙の白色と相まってフルカラー画像となる。この後、上述したような経路を辿って機外へと排出される。２枚以上の原稿ＭＳが読み取られるときには、同様の作像プロセスが繰り返される。
【０２２８】
記録紙に対する作像動作が終了した後には、後処理動作が行われる。この後処理動作では、各色の感光体４Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃをそれぞれ１周以上回転させながら、それら感光体に対して除電処理を施す。そして、全周に渡る除電処理が終了してから、各色の感光体４Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃや中間転写ベルト２５の駆動を停止させる。
【０２２９】
白黒モードが選択されている場合には、転写ユニット２４の図示しないブラケットを移動させて、４つの感光体のうち、Ｙ，Ｍ，Ｃ用の感光体４Ｙ，Ｍ，Ｃから中間転写ベルト２５を離間させる。そして、Ｋ用の感光体４Ｋのみを図中反時計回り方向に回転させながら、Ｋ用のプロセスユニット３Ｋにおいて、上述したプロセスによって感光体４Ｋ上にＫトナー像を形成した後、中間転写ベルト２５上に１次転写する。この際、白黒モードでは必要のない感光体４Ｙ，Ｍ，Ｃや、現像装置６Ｙ，Ｍ，Ｃを停止させておくことで、感光体や現像剤の不要な消耗を回避する。
【０２３０】
図７は、中間転写ベルト２５に形成される転写位置調整用のパターン像であるレジスト調整用パターン像９１０を示す模式図である。このレジスト調整用パターン像９１０は、図示のように、黒パッチ像９１１Ｋ、シアンパッチ像９１１Ｃ、マゼンタパッチ像９１１Ｍ、イエローパッチ像９１１Ｙをそれぞれ副走査方向に対して約４５°傾けて所定ピッチで並列させたシェブロンパッチと呼ばれるパターンになっている。そして、中間転写ベルトの画像形成可能領域におけるベルト幅方向の両端部分にそれぞれ形成される。このようなレジスト調整用パターン像の各パッチ像をパッチ検知センサで検知することで、中間転写ベルトの表面移動に応じて基準色である黒と残り３つのカラー色との検知時間差を検出する。具体的には、図中右から順に、イエロー、マゼンタ、シアン、黒、黒、シアン、マゼンタ、イエローの順に形成したラインパターンを、センサで順次読み取ることで、基準色である黒の検知時刻と残り３つのカラー色との検知時刻との差（検知時間差）ｔｋｙ，ｔｋｍ，ｔｋｃを求める。そして、求めた各検知時間差と理想値との差より、黒に対する各カラー色の副走査レジストのズレ量を求める。また、パターンセンサ２１６の検知結果から、同じ色について傾き角の異なる２つのラインパターンの検知時間差ｔｋ，ｔｃ，ｔｍ，ｔｙを求め、求めた各検知時間差と理想値との差より、各色の主走査レジスト（画像全体の相対的な位置）のズレ量を求める。
【０２３１】
走査ラインの傾き量は、ベルト幅方向両端部分にそれぞれ形成した１組の検知用パターン７４間における副走査レジスト差から求めることができる。このように求めた走査ラインの傾き量に基づいて、トロイダルレンズの傾き調整手段を駆動して走査ラインの傾きを補正する。副走査レジストを補正する場合、各検出値の平均から副走査レジストのズレ量を求め、ポリゴンミラー１面おき、つまり一走査ラインピッチを単位として副走査方向における書出しタイミングを合わせる。または、感光体の駆動モータの平均回転角速度を調整し、感光体の表面上における書込位置と転写位置との間のドラム回転所要時間を調整することで補正する。
【０２３２】
制御部は、図７に示した転写位置調整用パターン７４の検知信号から求めた各種補正量に基づき、スキュー補正、主走査レジストの変更、副走査レジストの変更及び倍率誤差に基づく画像周波数の変更を実行すべく、中間転写ベルト２５の駆動源である図示しないステッピングモータの駆動及び書込制御に対してその設定変更を行う。書込制御は、主走査レジスト及び副走査レジストの制御と共に、出力周波数を非常に細かく設定できるデバイス、例えばＶＣＯ(voltage controlled oscillator)を利用したクロックジェネレータ等を各色について備えている。本プリンタの画像形成装置では、その出力を画像クロックとして用いている。
【０２３３】
図２４は、本複写機の中間転写ベルト２５上のＫ−Ｙ間における（Ｋトナー像とＹトナー像とにおける）色ずれ量と、ベルト厚み変動の全振幅ＰＰとの関係の一例を示すグラフである。このグラフは、先に図５に示したグラフと同様に、平均厚み０．１［ｍｍ］、周長９００［ｍｍ］の単層ベルトのパラメータを基に、駆動ローラを一定角速度で駆動した際のベルト厚み変動によって発生するベルト位置変動変動量を試算した結果に基づいて作成されたものである。各色の感光体４Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは１１０［ｍｍ］のピッチで等間隔に配設されている。図示のように、より高次の周期で出現する速度変動成分ほど、色ずれ量が少なくなることがわかる。
【０２３４】
以上の構成の本複写機において、４つのプロセスユニット３Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃのうち、Ｃ用のプロセスユニット３Ｃによってベルト速度変動パターン検知用のパターン像を形成する。そして、それの各トナーパッチ像を図２２に示した第１パッチ検知センサＰｓ１、第２パッチ検知センサＰｓ２によって順次検知した結果に基づいて、ベルト１あたりにおける速度変動パターンを検出する。
【０２３５】
［第４変形例］
図２５は、第４変形例に係る複写機のプリンタ部における転写ユニット２４とその周囲構成とを示す拡大構成図である。この複写機は、各感光体４Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー像を、ベルト部材たる無端状の紙搬送ベルト２５’のおもて面に保持されながら搬送される記録紙Ｐに直接重ね合わせて１次転写する点の他が、第３変形例に係る複写機と同様の構成になっている。
【０２３６】
次に、本発明を適用した画像形成装置として、複写機の第２実施形態について説明する。なお、以下に特筆しない限り、第２実施形態に係る複写機の構成は、第１実施形態の第３変形例に係る複写機と同様である。
【０２３７】
図２６は、本複写機のＹ用のプロセスユニット３Ｙによって中間転写ベルト２５上に形成された速度変動検知用のパターン像の検知データに基づいて作成されたＹパッチ間隔変動量と、時間との関係を示すグラフである。また、図２７は、Ｋ用のプロセスユニット３Ｋによって中間転写ベルト２５上に形成された速度変動検知用のパターン像の検知データに基づいて作成されたＫパッチ間隔変動量と、時間との関係を示すグラフである。図中Ｇ５、Ｇ７で示されるグラフは、それぞれイエローとブラックパターンの累積パッチ間隔データの傾き分を除去した変動量を示している。１０１、１０３の変動には、ベルト周期変動成分の他に、感光体ドラム、駆動ローラ等の変動成分が含まれている。中間転写ベルト１０の回転周期は約５秒である。同図中に、直交検波処理によって得られたベルト周期変動成分（１〜３次成分）の変動量、位相値を基にパッチ間隔の変動を示したのがＧ６、Ｇ８である。これは、検知間隔データの変動（Ｇ５、Ｇ７）に含まれるベルト周期の変動成分を示している。
【０２３８】
図２６と図２７とを比較すると同じベルト周期変動に対して大きく異なるベルト周期変動が得られている。この理由を先に説明した現象をベルト周期変動の１次成分に着目して説明する。例えば、イエローパターンは、ベルト速度が速い時に１次転写位置ＴＰで転写したとする。パッチ間隔は広くなりベルト上に形成される。このパターン群は検知ポイントＤＰまで搬送される。
【０２３９】
本複写機において、各感光体は１１０［ｍｍ］の間隔で配設されている。本複写機は、像検知手段たるパッチ検知センサを１つしか備えておらず、Ｋトナーパッチ像の１次転写位置ＴＰｋからパッチ検知センサＰｓによる検知位置ＤＰまでのベルト移動距離が１１０［ｍｍ］になっている。また、Ｙトナーパッチ像の１次転写位置ＴＰｙから検知位置ＤＰまでのベルト移動距離が４４０［ｍｍ］になっている。中間転写ベルト２５の周長が９００［ｍｍ］となっているため、Ｙトナーパッチ像の１次転写位置ＴＰｙから検知位置ＤＰまでのベルト移動距離はベルト周長の約半分である。従って、ベルト１周あたりに１周期で出現する速度変動成分の場合、ベルトがプラス側の変動ピークの速度で移動している際に中間転写ベルト２５上に１次転写されたＹトナーパッチ像が検知位置ＤＰで検知されるときには、ベルトが概ねマイナス側の変動ピークの速度で移動する。これにより、変動成分が増幅して検知されるため、僅かな速度変動でも敏感に検知される。
【０２４０】
一方、Ｋ用のパターン像の場合、ベルト１周あたりに１周期で出現する速度変動成分に着目してみると、次のようなことがわかる。即ち、ベルトがプラス側の変動ピークの速度で移動している際に中間転写ベルト２５上に１次転写されたＫトナーパッチ像は、その後、ベルトの無端移動に伴って１１０［ｍｍ］移動した時点で、パッチ検知センサＰｓによって検知される。Ｙトナーパッチ像に比べて移動距離が短いため、ベルトの速度はまだプラス側の偏差をもっている。これにより、１次転写時におけるプラス側のベルト速度変動によるパッチ間隔の広がりが、検知時のプラス側のベルト速度変動によって打ち消されてしまうため、１周期の速度変動成分を敏感に検知することができなくなる。但し、ベルト１周あたりに２周期で出現する速度変動成分については、１周期で出現する速度変動成分よりも敏感に検知することができる。
【０２４１】
このように、感光体４Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのトナーパッチ像の検知間隔データそれぞれに異なるベルト周期変動１次成分の変動量増幅率が存在する。検知間隔データに含まれるノイズ成分は、各感光体ドラムのパターンにおいて同程度と考えられるので、この変動量増幅率は変動の検知精度として扱うことができる。ベルト周期変動２次成分、３次成分においても同様に異なる変動量増幅率が存在する。これは、ベルトの速度変動量とパッチ間隔の変動量の関係式である上記数１３の式、上記数２０の式に含まれる２ｓｉｎ（φ／２）に相当する。位相も同様に、１次転写位置ＴＰから検出ポイントＤＰ間の距離に従い変化する。この位相変化量は、位相の関係式である上記数１４の式、数２１の式に含まれるφ／２に相当する。本実施形態において、各色の検知間隔データの各ベルト周期変動成分（１次〜３次）の変動量増幅率及び位相変化量を表２に示す。
【表２】
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【０２４２】
表２より、イエローパターンのベルト１次成分の変動量増幅率は２である。これは、実際のベルト位置変動（速度変動）変動量の２倍の変動変動量が検知間隔データから検出されることを示している。一方、イエローパターンのベルト２次成分の変動量増幅率は０．１４である。実際の変動に対して０．１４倍の変動が検知間隔データより検出される。同様に３次成分の変動量増幅率は、−１．９９である。これは、変動量が１．９９倍で反転（逆位相）することを示している。ブラックパターンの変動量増幅率は、２次、３次成分が高く、１次成分が比較的低い。このような各周期に対する変動量増幅率から、図２６と図２７とに示した検知間隔データの違いが生じている。よって、イエローパターンは１次と３次成分の検知精度が高く、２次成分の検知精度が低い。２次成分は、ばらつきの大きいデータとなる。
【０２４３】
そこで、本複写機においては、速度変動パターン検知用のパターン像として、Ｙ用のプロセスユニット３Ｙと、Ｋ用のプロセスユニットとによってそれぞれベルト移動方向に並ぶように形成された複数のＹトナーパッチ像及びＫトナーパッチ像からなるもの、を形成するようになっている。そして、Ｙトナーパッチ像の検知間隔に基づいて、ベルト１周あたりに１周期の割合で出現する速度変動成分や、３周期の割合で出現する速度変動成分を検出するとともに、Ｋトナーパッチ像の検知間隔に基づいて、ベルト１周あたりに１周期の割合で出現する速度変動成分を検出する。あるいは、ＹトナーパッチとＫトナーパッチの検知間隔データから、同じ周期の変動成分同士を加算してから、変動量増幅率、位相変化量を考慮した値で除算する。これにより、低い変動量増幅率によるノイズＮの影響を避けて平均値を算出することが可能となる。
【０２４４】
なお、先に説明した第４変形例のように、各色の感光体上のトナー像を、紙搬送ベルト上の記録紙Ｐに直接重ね合わせて１次転写させるようにしてもよい。
【０２４５】
これまで、電子写真方式によって画像を形成する画像形成装置について説明してきたが、直接記録方式によって画像を形成する画像形成装置にも、本発明の
適用が可能である。
【０２４６】
以上、第１実施形態に係るプリンタにおいては、複数の像検知手段たる複数のパッチ検知センサ（Ｐｓ１、Ｐｓ２）を、互いにベルト表面移動方向の異なる位置でパターン像における個々のトナーパッチ像を検知させるように配設するとともに、それぞれのパッチ検知センサによるトナーパッチ像の検知結果に基づいて、それぞれ異なる周期で発生する速度変動又は位置変動の変動量を演算させるように、変動量演算手段たる制御部を構成している。かかる構成では、既に説明したように、互いに中間転写ベルト２５の表面移動方向の異なる位置に配設された複数のパッチ検知センサにより、ベルト周方向におけるトナーパッチ像の１次転写位置と、検知位置との距離を複数の値に設定した状態で、それぞれベルト速度変動を検知する。そして、それぞれの距離に応じて、ベルトの速度変動パターンに含まれる様々な周期の速度変動成分うち、特定周期のものをそれぞれ敏感に検出することで、従来に比べて、より多くの速度変動成分を敏感に検出することができる。
【０２４７】
また、第１実施形態の第３変形例や第４変形例に係る複写機においては、各色のプロセスユニット、光書込装置２、転写ユニット２４等からなる作像手段として、互いにベルト表面移動方向の異なる位置で、中間転写ベルト２５の表面、あるいは紙搬送ベルトの表面に保持される記録紙Ｐ、にトナー像を形成する複数のプロセスユニットを有するもの、を用いている。かかる構成では、ベルト速度変動に起因して発生する各色の色ずれ量を従来よりも低減することができる。
【０２４８】
また、第１実施形態に係るプリンタの速度変動パターンの第１演算法においては、互いに異なる周期で発生する複数のベルト速度変動又はベルト位置変動の変動量をそれぞれ、複数のパッチ検知センサのうちでその変動量を最も感度良く検出し得るものによる検知結果に基づいて演算するように、変動量演算手段たる制御部を構成している。かかる構成では、最も感度良く検出した変動量に基づいて速度変動パターンを演算することで、ベルトの速度変動を効果的に抑えることができる。
【０２４９】
また、第１実施形態に係るプリンタの速度変動パターンの第２演算法においては、互いに異なる周期で発生する複数のベルト速度変動又はベルト位置変動の変動量をそれぞれ、複数のパッチ検知センサによる検知結果の平均値に基づいて演算するように、変動量演算手段たる制御部を構成している。かかる構成では、平均値を採用することで、検知感度の低いデータによる感度低下を抑えて、ベルト速度変動を精度良く検知することができる。
【０２５０】
また、第１実施形態に係るプリンタにおいては、互いに異なる周期で発生する複数のベルト速度変動又はベルト位置変動の変動量をそれぞれ、その変動量を最も感度良く検出し得るパッチ検知センサによる検知結果、あるいは、第２演算法における上記平均値、に加えて、トナーパッチ像の１次転写位置と検知位置との相対位置関係によって決まる変動量増幅率にも基づいて演算するように、変動量演算手段たる制御部を構成している。かかる構成では、増幅して検知した変動量を、１次転写位置から検知位置までの距離によって決まる変動量増幅率によって補正することで、ベルト速度変動量を高精度に求めることができる。
【０２５１】
なお、第１実施形態に係るプリンタにおいては、複数のパッチ検知センサのうち、第２パッチ検知センサＰｓ２つについては、中間転写ベルト２５の周面上におけるトナーパッチ像の１次転写位置と、第２パッチ検知センサＰｓ２による検知位置との距離がベルト周長の半分になる位置に配設するとともに、第１パッチ検知センサＰｓ１については、１次転写位置と検知位置との距離がベルト周長の４分の１になる位置に配設することが望ましい。このようにすることで、第２パッチ検知センサＰｓ２によってベルト１周あたりに奇数周期で出現するベルト速度変動成分を高感度に検知するとともに、第１パッチ検知センサＰｓ１によってベルト１周あたりに偶数周期で出現するベルト速度変動成分を高感度に検知することが可能になるからである。
【０２５２】
また、第２実施形態に係る複写機においては、速度変動小パターン検知用のパターン像として、作像手段におけるＹ用のプロセスユニット３ＹとＫ用のプロセスユニット３Ｋとによってそれぞれベルト表面移動方向に複数並べたトナーパッチ像からなるもの、を形成する制御を実施させるようにパターン像形成制御手段たる制御部を構成している。そして、パターン像にて互いに異なるプロセスユニットによって形成された互いに異なる色のトナーパッチ像のパッチ検知センサＰｓによる検知タイミングに基づいて、それぞれ異なる周期で発生する速度変動又は位置変動の変動量を演算させるように変動量演算手段たる制御部を構成している。かかる構成では、互いに中間転写ベルト２５の表面移動方向の異なる位置に配設されたプロセスユニットによってそれぞれパターン像内のトナーパッチ像を形成することで、ベルト周方向におけるトナーパッチ像の１次転写位置と検知位置との距離を複数の値に設定した状態で、それぞれベルト速度変動を検知する。これにより、それぞれの距離に応じて、ベルトの速度変動パターンに含まれる様々な周期の速度変動成分うち、特定周期のものをそれぞれ敏感に検出することで、従来に比べて、より多くの速度変動成分を敏感に検出することができる。
【０２５３】
なお、第２実施形態に係る複写機においては、互いに異なる周期で発生する複数のベルト速度変動又はベルト位置変動の変動量をそれぞれ、Ｙ用やＫ用のプロセスユニットによってそれぞれ形成されるＹトナーパッチ像やＫトナーパッチ像のうちで変動量を最も感度良く検出し得るトナーパッチ像のパッチ検知センサによる検知結果に基づいて演算するように、変動量演算手段たる制御部を構成すればよい。かかる構成では、上述した第１演算法と同様に、最も感度良く検出した変動量に基づいて速度変動パターンを演算することで、ベルトの速度変動を効果的に抑えることができる。
【０２５４】
また、第２実施形態に係る複写機においては、Ｙ用やＫ用のプロセスユニットによってそれぞれ形成されるＹトナーパッチ像やＫトナーパッチ像をパッチ検知センサＰｓによってそれぞれ検知した結果の平均値に基づいて、互いに異なる周期で発生するベルト速度変動又はベルト位置変動の変動量をそれぞれ演算するように、変動量演算手段たる制御部を構成してもよい。かかる構成では、上述した第２演算法と同様に、平均値を採用することで、検知感度の低いデータによる感度低下を抑えて、ベルト速度変動を精度良く検知することができる。
【０２５５】
また、第２実施形態に係るにおいては、互いにに異なる周期で発生する複数のベルト速度変動又はベルト位置変動の変動量をそれぞれ、その変動量を最も感度良く検出し得る色のトナーパッチ像のパッチ検知センサによる検知結果、又は、前述の平均値、に加えて、トナーパッチ像の１次転写位置と検知位置との相対位置関係によって決まる変動量増幅率にも基づいて演算するように、制御部を構成している。かかる構成では、増幅して検知した変動量を、１次転写位置から検知位置までの距離によって決まる変動量増幅率によって補正することで、ベルト速度変動量を高精度に求めることができる。
【０２５６】
なお、第２実施形態に係る複写機においては、Ｙ用、Ｋ用の２つのプロセスユニットのうち、一方については、中間転写ベルト２５の周面上におけるトナー像の１次転写位置と検知位置との距離がベルト周長の半分になる位置に配設するとともに、他方については、１次転写位置と検知位置との距離がベルト周長の４分の１になる位置に配設することが望ましい。このようにすることで、一方のプロセスユニットによって形成したトナーパッチ像の検知結果に基づいてベルト１周あたりに奇数周期で出現するベルト速度変動成分を高感度に検知するとともに、他方のプロセスユニットによって形成したトナーパッチ像の検知結果に基づいてベルト１周あたりに偶数周期で出現するベルト速度変動成分を高感度に検知することが可能になるからである。
【０２５７】
また、各実施形態に係るプリンタや複写機においては、ベルト速度変動又はベルト位置変動の変動量と、ベルト速度変動又はベルト位置変動の位相とを直交検波処理によって演算させるように、変動量演算手段たる制御部を構成している。かかる構成では、ゼロクロスピークやピークに基づいて変動量を検知する構成に比べて、変動量と位相とを精度良く検出することができる。特に、１次〜３次などといった具合に、互いに周期の異なる複数の変動成分を検出する本発明においては、他の変動成分の影響を受けることなく、それぞれの周期の変動成分の変動量と位相とを精度良く検出することができる。
【０２５８】
なお、各実施形態や各変形例に係るプリンタや複写機においては、速度変動パターン検知用のパターン像として、ベルトの周長以上であって且つ像担持体たる感光体の円周面周長の整数倍の長さに渡って複数のトナーパッチ像を並べたもの、を形成させることが望ましい。このようにすることで、直交検波による各周期の変動成分の変動量を算出する上で、感光体の速度変動の影響を受けずに、その変動量を高精度に算出することができるからである。これは、感光体とベルトとの変動成分が互いに整数倍の周期となって打ち消し合うことによる。
【０２５９】
また、各実施形態や各変形例に係るプリンタや複写機においては、速度変動パターン検知用のパターン像として、ベルトの周長以上であって且つ駆動ローラのローラ周面における周長の整数倍の長さに渡って複数のトナーパッチ像を並べたもの、を形成させることが望ましい。このようにすることで、直交検波による各周期の変動成分の変動量を算出する上で、感光体の速度変動の影響を受けずに、その変動量を高精度に算出することができるからである。これは、感光体と駆動ローラ２７との変動成分が互いに整数倍の周期となって打ち消し合うことによる。
【０２６０】
また、各実施形態や各変形例に係るプリンタや複写機においては、速度変動パターン検知用のパターン像内における互いに隣り合うトナーパッチ像のパッチ検知センサによる検知時間間隔に基づいて上記変動量を演算するように、制御部を構成している。かかる構成では、数個おき、あるいは数十個おき毎のトナーパッチ像の検知時間間隔に基づいて変動量を演算する場合に発生する計時データのメモリ量の増大を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【０２６１】
【図１】第１実施形態に係るプリンタを示す概略構成図。
【図２】同プリンタの中間転写ベルトの一例を示す部分分解斜視図。
【図３】単層ベルトにおけるペストピッチ線を説明するための説明図。
【図４】単層ベルトにおけるベルト周方向の厚み偏差と、ベルトの周方向における位置との関係の一例を示すグラフ。
【図５】厚み変動の全振幅ＰＰとベルト位置変動量との関係の一例を示すグラフ。
【図６】同プリンタにおける中間転写ベルトと感光体と光走査装置の一部とを示す斜視図。
【図７】中間転写ベルトに形成される転写位置調整用のパターン像であるレジスト調整用パターン像を示す模式図。
【図８】中間転写ベルトの位置変動を検出するために用いる速度変動検知用パターン像の一例を示す模式図。
【図９】制御部における要部回路を示すブロック図。
【図１０】（ａ）は、１次転写ニップを拡大して示す模式図。（ｂ）は、感光体上のトナーパッチ像に対するトナー付着量を示す棒グラフ。（ｃ）は、中間転写ベルト上のトナーパッチ像に対するトナー付着量の第１例を示す棒グラフ。（ｄ）は、中間転写ベルト上のトナーパッチ像に対するトナー付着量の第２例を示す棒グラフ。
【図１１】制御部における直交検波処理部の回路を示すブロック図。
【図１２】（ａ）は、同プリンタの１次転写位置ＴＰから第１パッチ検知位置ＤＰ１や第２パッチ検知位置ＤＰ２までにおけるベルト位相差角度φａ、φｂを説明するための模式図。（ｂ）は、後述する第３変形例におけるベルト位相差角度φａ、φｂを説明するための模式図。
【図１３】感光体で形成されたパターン像を第１パッチ検知センサによって検知した結果に基づいて求められるパッチ間隔変動量と時間との関係を示すグラフ。
【図１４】感光体で形成されたパターン像を第２パッチ検知センサによって検知した結果に基づいて求められるパッチ間隔変動量と時間との関係を示すグラフ。
【図１５】（ａ）は、光走査装置における傾斜ガラス板の支持部を示す分解斜視図。（ｂ）は、支持部を示す斜視図。光走査装置における傾斜ガラス板の支持部を示す斜視図。
【図１６】第１変形例に係るプリンタの感光体を、駆動装置の一例とともに示す斜視図。
【図１７】角度φｐを説明するための模式図。
【図１８】ロータリーエンコーダによってベルト移動速度を検知するようにした転写ユニットを示す模式図。
【図１９】スケールを付した中間転写ベルト２５を用いる転写ユニットと、制御部の一部とを示す模式図。
【図２０】中間転写ベルト２５のおもて面における幅方向の一端に設けられたスケールを示す模式図。
【図２１】第３変形例に係る複写機を示す概略構成図。
【図２２】同複写機におけるプリンタ部の内部構成の一部を拡大して示す部分拡大構成図。
【図２３】同複写機における４つのプロセスユニットからなるタンデム部の一部を示す部分拡大図。
【図２４】同複写機の中間転写ベルト上のＫ−Ｙ間における（Ｋトナー像とＹトナー像とにおける）色ずれ量と、ベルト厚み変動の全振幅ＰＰとの関係の一例を示すグラフ。
【図２５】第４変形例に係る複写機のプリンタ部における転写ユニットとその周囲構成とを示す拡大構成図。
【図２６】第２実施形態に係る複写機のＹ用のプロセスユニットによって中間転写ベルトに形成されたパターン像の検知データに基づいて作成されたＫパッチ間隔変動量と、時間との関係を示すグラフ。
【図２７】同複写機のＫ用のプロセスユニットによって中間転写ベルトに形成されたパターン像の検知データに基づいて作成されたＫパッチ間隔変動量と、時間との関係を示すグラフ。
【符号の説明】
【０２６２】
２：光書込装置（作像手段の一部、潜像書込手段）
３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ：プロセスユニット（作像手段の一部、像形成手段）
２４：転写ユニット２４（作像手段の一部、転写手段）
２５：中間転写ベルト（ベルト部材）
２５’：紙搬送ベルト（ベルト部材）
２５ｇ：目印
２７：駆動ローラ
２２８：目印検知センサ（目印検知手段）
Ｐ：記録紙（記録部材）
Ｐｓ１：第１パッチ検知センサ（像検知手段）
Ｐｓ２：第２パッチ検知センサ（像検知手段）
【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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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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