(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動されて複数の潜像が順次に形成され該複数の潜像が現像されて複数色のトナー画像が順次に形成される潜像担持体と、前記潜像担持体に対して入力された複数色の画像信号に基づいて一定周期で１ライン分の書き込みを行って複数の潜像を形成する潜像形成手段と、駆動モータで回転駆動されることにより前記潜像担持体に接して回転し、前記潜像担持体から複数色のトナー画像が順次に重ねて転写されてカラー画像が形成される像担持体とを有する画像形成装置において、前記像担持体に回転方向に等間隔で配列された光学パターンと、この光学パターンを読み取ることにより前記像担持体の回転状態を検出する検出手段と、この検出手段からの検出信号に基づいて前記像担持体の回転位置が目標値となるように前記駆動モータを制御する像担持体回転制御手段と、前記画像信号を作り出して前記潜像形成手段へ出力する画像信号生成手段とを有し、前記画像信号生成手段は前記検出手段からの検出信号より前記像担持体の位置変動を求めて該位置変動に応じて前記画像信号を補正し、前記像担持体回転制御手段は前記検出手段からの各検出信号の間を該検出信号よりも短い周期の一定間隔のクロックで時間的に補間する信号補間手段を有していて該信号補間手段により各検出信号の間が前記クロックで時間的に補間された信号に基づいて前記像担持体の回転位置が目標値となるように前記駆動モータを制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像形成装置において、前記像担持体と接触する構造体は少なくとも前記像担持体の前記光学パターン形成部との間にギャップを設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１記載の画像形成装置において、前記像担持体と接触する構造体と、前記像担持体の前記構造体との接触部分を洗浄する洗浄部材とを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１記載の画像形成装置において、前記像担持体と接触する構造体と、前記像担持体と前記構造体との接触部分で前記像担持体を除電する除電部材とを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１記載の画像形成装置において、前記光学パターンは前記像担持体に対して複数の光学パターンを有するスリットを少なくとも２箇所以上形成したものとしたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１記載の画像形成装置において、前記光学パターンのピッチが前記潜像形成手段の解像度の整数比であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１記載の画像形成装置において、前記検出器を前記潜像担持体と前記像担持体との接触部近傍に配置したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１記載の画像形成装置において、前記像担持体をクリーニングするクリーニング手段と、このクリーニング手段を前記像担持体に対して接離させる接離手段とを有し、この接離手段を前記検出手段からの検出信号により制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項１記載の画像形成装置において、前記像担持体上の画像を転写材に転写させる転写手段を有し、この転写手段による画像転写を前記検出手段からの検出信号により制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項１記載の画像形成装置において、前記像担持体上の画像を転写材に転写させる転写手段と、この転写手段を前記像担持体に対して接離させる接離手段とを有し、この接離手段を前記検出手段からの検出信号により制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項１記載の画像形成装置において、前記像担持体は無端ベルト状像担持体であり、この無端ベルト状像担持体の平坦部に対向して前記検出手段を配置したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
請求項１記載の画像形成装置において、前記検出手段を前記像担持体の移動方向に対する振動の少ない位置に配置し、あるいは前記検出手段の振動を低減する手段を付加したことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は潜像担持体から像担持体に複数色のトナー画像を順次に重ねて転写してカラー画像を形成する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、画像形成装置に用いられている像担持体としてのベルトの表面速度の変動を測定すると、図２２に示すような周期的変動が観測される。この周期的変動の周期Ｔは、ベルトを駆動する駆動ロールの軸の回転速度が一定であっても、この駆動ロールが偏心していると、これがベルトの表面速度変動となって現れる。画像形成装置において、像担持体としてのベルトの表面速度を測定すると、ベルトの表面速度変動に駆動ロールの偏心による速度変動が合成されたものが測定される。従って、ベルトの表面速度の測定結果をもとにベルトの速度制御を行うと、ベルトの表面速度は駆動ロールの偏心により駆動ロール回転周期の速度変動が発生してしまう。
【０００３】
また、ベルト上に一定間隔のマークを設けて該マークをセンサで検知し、このセンサのマーク検知間隔からベルトの速度を算出する方法もある。この方法では、ベルトの速度を検知するためのロールがないので、駆動ロール回転周波数は検知できるが、マークの汚れ、傷等で誤った検知を行うと、ベルトの大きな速度変動が発生してしまう。また、ベルト上に正確に一定間隔でマークを付けることが必要である。
【０００４】
上記問題を解決すべく発明されたベルト搬送装置が特開平６−２６３２８１号公報に記載されている。このベルト搬送装置は、ベルト上の１箇所にマーク（又はホール）を設け、このマークを検知してセンサ信号を発生する光学式センサと、ベルトを回転させる駆動ロールの軸上に取り付けられてベルトの１回転に１回インデックス信号を発生するエンコーダとを設け、センサ信号のオン時間のフーリエ変換と、この時のエンコーダからのインデックス信号のカウント値のフーリエ変換によってベルトの表面速度を検出し、その速度データをメモリに保存して、ベルトの速度変動を敢えて抑制せずに、１色目で測定したベルトの速度変動を基準にして、２色目以降でベルトの速度変動を制御するものであり、ベルト上の汚れや傷によベルト表面速度の測定誤差の影響が少なくなる効果がある。
【０００５】
また、潜像担持体としての感光体ドラム及び像担持体としての中間転写ベルトを有するカラー画像形成装置では、感光体ドラム上に潜像を形成して現像する動作を繰り返すことにより各色のトナー画像を形成するとともに、感光体ドラムから中間転写ベルトへ各色のトナー像を重ね合わせて転写してカラー画像を形成し、この各色のトナー画像の転写が全て終った時点でカラー画像が中間転写ベルトから紙に転写される。中間転写ベルトには一回転に一色のトナー画像を感光体ドラムから転写するが、中間転写ベルトの次の周回には別の色のトナー像を感光体ドラムから中間転写ベルト上の転写済みのトナー画像に重ね合わせて転写しなければならないので、感光体ドラムと中間転写ベルトとの位置合わせが重要である。
【０００６】
一般的には中間転写ベルト上の像形成部（感光体ドラムからトナー画像が転写される部分）以外の一箇所にマークを付け、このマークをセンサにより読み取ることで、原点マーク信号を中間転写ベルトの一回転に一回発生させ、この原点マーク信号の発生タイミングで潜像形成をスタートさせて色合わせ（各色のトナー画像の位置合わせ）を行う色合わせ方法が採用されていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記特開平６−２６３２８１号公報記載のベルト搬送装置では、センサ信号のオン時間のフーリエ変換と、この時のエンコーダからのインデックス信号のカウント値のフーリエ変換によってベルト表面速度を検出するので、検出結果は複数のマーク信号による速度データであり、実時間の速度のデータではなく、遅延及び平均化がなされて応答が遅くなり、高速なベルト速度制御ができない。また、速度データをメモリに保存するので、ベルトの１周目以降にマークに汚れや傷が付いた場合には異常信号が発生してしまい、動作が不安定になってしまう。
【０００８】
また、上記色合わせ方法では、画像の書き出しでは比較的ずれのない各色のトナー画像が得られるが、画像の後端部に近づくと各色のトナー画像にずれが生じてしまうという問題がある。これは、中間転写ベルトは、感光体ドラムと異なり、クリーニングや紙への画像転写の摂動が断続的に発生して負荷が一定でないことや、複数本のローラにより保持されていることにより、それぞれのローラの偏心・変形成分が不規則に発生するためである。
【０００９】
中間転写ベルト表面の位置決め誤差の様子は図２３に示すようになり、中間転写ベルト上のシアン（以下Ｃという）、マゼンタ（以下Ｍという）、イエロー（以下Ｙという）、ブラック（以下Ｋという）の各色のトナー画像が長周期の変動成分を持つようになる。中間転写ベルトが図２３に示すような位置変動をしているときに各色のトナー画像を重ね合わせると、図２４に示すような位置変動を持つ各色トナー画像の重ね合わせとなり、画像先端では各色トナー画像の位置が合っているが、徐々に色のずれたカラー画像が形成されてしまう。
【００１０】
本発明は、各色のトナー画像の位置合わせを正確に行うことができ、色ずれのないカラー画像を形成することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、回転駆動されて複数の潜像が順次に形成され該複数の潜像が現像されて複数色のトナー画像が順次に形成される潜像担持体と、前記潜像担持体に対して入力された複数色の画像信号に基づいて一定周期で１ライン分の書き込みを行って複数の潜像を形成する潜像形成手段と、駆動モータで回転駆動されることにより前記潜像担持体に接して回転し、前記潜像担持体から複数色のトナー画像が順次に重ねて転写されてカラー画像が形成される像担持体とを有する画像形成装置において、前記像担持体に回転方向に等間隔で配列された光学パターンと、この光学パターンを読み取ることにより前記像担持体の回転状態を検出する検出手段と、この検出手段からの検出信号に基づいて前記像担持体の回転位置が目標値となるように前記駆動モータを制御する像担持体回転制御手段と、前記画像信号を作り出して前記潜像形成手段へ出力する画像信号生成手段とを有し、前記画像信号生成手段は前記検出手段からの検出信号より前記像担持体の位置変動を求めて該位置変動に応じて前記画像信号を補正し、前記像担持体回転制御手段は前記検出手段からの各検出信号の間を該検出信号よりも短い周期の一定間隔のクロックで時間的に補間する信号補間手段を有していて該信号補間手段により各検出信号の間が前記クロックで時間的に補間された信号に基づいて前記像担持体の回転位置が目標値となるように前記駆動モータを制御するものである。
【００１２】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の画像形成装置において、前記像担持体と接触する構造体は少なくとも前記像担持体の前記光学パターン形成部との間にギャップを設けたものである。
【００１３】
請求項３に係る発明は、請求項１記載の画像形成装置において、前記像担持体と接触する構造体と、前記像担持体の前記構造体との接触部分を洗浄する洗浄部材とを有するものである。
【００１４】
請求項４に係る発明は、請求項１記載の画像形成装置において、前記像担持体と接触する構造体と、前記像担持体と前記構造体との接触部分で前記像担持体を除電する除電部材とを有するものである。
【００１５】
請求項５に係る発明は、請求項１記載の画像形成装置において、前記光学パターンは前記像担持体に対して複数の光学パターンを有するスリットを少なくとも２箇所以上形成したものとしたものである。
【００１６】
請求項６に係る発明は、請求項１記載の画像形成装置において、前記光学パターンのピッチが前記潜像形成手段の解像度の整数比であるものである。
【００１７】
請求項７に係る発明は、請求項１記載の画像形成装置において、前記検出器を前記潜像担持体と前記像担持体との接触部近傍に配置したものである。
【００１８】
請求項８に係る発明は、請求項１記載の画像形成装置において、前記像担持体をクリーニングするクリーニング手段と、このクリーニング手段を前記像担持体に対して接離させる接離手段とを有し、この接離手段を前記検出手段からの検出信号により制御するものである。
【００１９】
請求項９に係る発明は、請求項１記載の画像形成装置において、前記像担持体上の画像を転写材に転写させる転写手段を有し、この転写手段による画像転写を前記検出手段からの検出信号により制御するものである。
【００２０】
請求項１０に係る発明は、請求項１記載の画像形成装置において、前記像担持体上の画像を転写材に転写させる転写手段と、この転写手段を前記像担持体に対して接離させる接離手段とを有し、この接離手段を前記検出手段からの検出信号により制御するものである。
【００２１】
請求項１１に係る発明は、請求項１記載の画像形成装置において、前記像担持体は無端ベルト状像担持体であり、この無端ベルト状像担持体の平坦部に対向して前記検出手段を配置したものである。
【００２２】
請求項１２に係る発明は、請求項１記載の画像形成装置において、前記検出手段を前記像担持体の移動方向に対する振動の少ない位置に配置し、あるいは前記検出手段の振動を低減する手段を付加したものである。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態は、中間転写ベルトの位置変動を計測してその位置情報に基づいて潜像担持体上の潜像形成を制御することにより例えば図２５に示すように中間転写ベルトの位置変動の低周波成分を補正し、これにより前述の問題を解決して各色のトナー画像の位置合わせを正確に行うようにしたものである。
【００２５】
図２は、本発明の第１実施形態を示す。この第１実施形態は画像形成装置であるカラー形成装置の一形態である。このカラー画像形成装置は、カラー画像読取部（以下、カラースキャナという）１、画像形成部（以下、カラープリンタという）２、給紙部３等で構成されたカラー複写機である。
【００２６】
カラースキャナ１は、コンタクトガラス１０１上に載置された原稿４を照明ランプ１０２により照明し、その反射光をミラー群１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ及びレンズ１０４を介してカラーセンサ１０５に結像するとともに、照明ランプ１０２及びミラー群１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃの移動により原稿４を走査し、原稿４のカラー画像情報を、例えば赤，緑，青（以下、それぞれＲ，Ｇ，Ｂという）の色分解光毎に読み取ってそれぞれ電気的な画像信号に変換する。ここで、カラーセンサ１０５は、本実施形態ではＲ，Ｇ，Ｂの色分解手段とＣＣＤのような光電変換素子で構成され、原稿４の画像を色分解したＲ，Ｇ，Ｂ３色のカラー画像情報を同時に読み取る。
【００２７】
そして、図示しない画像処理部は、カラースキャナ１からのＲ，Ｇ，Ｂ各色に分解した画像信号に対してその強度レベルをもとにして色変換処理を行い、Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ各色のカラー画像データを順次に得る。そして、カラープリンタ２は、画像処理部からのＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙ各色のカラー画像データにより順次にＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙ各色の画像形成を行い、これらの画像を重ね合わせて最終的な４色重ねのフルカラー画像を形成する。
【００２８】
カラースキャナ１は、カラープリンタ２の動作とタイミングを取ったスキャナスタ−ト信号を受けて、照明ランプ１０２及びミラー群１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ等からなる光学系の矢印方向への移動で原稿４を走査し、Ｒ、Ｇ、Ｂ３色のカラー画像データを画像処理部へ出力して１回の走査毎に１色のカラー画像データが画像処理部から得られる。この動作が合計４回繰り返されることによって、４色のカラー画像データが画像処理部から順次に得られる。そして、カラープリンタ２が、画像処理部からのＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙ各色のカラー画像データにより順次にＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙ各色の画像形成を行い、これらの画像を重ね合わせて最終的な４色重ねのフルカラー画像を形成する。
【００２９】
カラープリンタ２は、潜像担持体としての感光体（ここではドラム状感光体）２００、露光手段としての書き込み光学ユニット２２０、現像手段としてのリボルバ現像ユニット２３０、中間転写ユニット５００、２次転写ユニット６００、定着装置２７０等で構成されている。
【００３０】
感光体２００は図示しない駆動モータにより回転駆動されて矢印の反時計方向に回転し、その周りには図３にも示すように感光体クリ−ニング装置２０１、除電ランプ２０２、帯電手段としての帯電器２０３、表面電位センサ２０４、リボルバ現像ユニット２３０の選択された現像器、反射濃度センサ２０５、中間転写ユニット５００などが配置されている。
【００３１】
帯電器２０３は、図示しない帯電用電源から電圧が印加されて感光体２００を一様に帯電させる。表面電位センサ２０４は感光体２００の表面電位を検知し、反射濃度センサ２０５は感光体２００の反射濃度を光学的に検知する。帯電器２０３及び書き込み光学ユニット２２０は感光体２００上に静電潜像を形成する潜像形成手段を構成し、この潜像形成手段とリボルバ現像ユニット２３０は感光体２００上にトナー像を形成するトナー像形成手段を構成している。
【００３２】
また、書き込み光学ユニット２２０は、カラースキャナ１から画像処理部を介して入力されるカラー画像データを光信号に変換して、感光体２００にカラー画像データに対応した光書き込みを行い、感光体２００上に静電潜像を形成する。この書き込み光学ユニット２２０は、光源としての半導体レーザ２２１、ポリゴンミラー２２２とその回転駆動用モ−タ２２３、ｆ／θレンズ２２４、反射ミラー２２５などで構成されている。半導体レーザ２２１は、カラースキャナ１から画像処理部を介して入力されるカラー画像データにより駆動制御されることで、カラー画像データで変調されたレーザ光を出射する。このレーザ光は、ポリゴンミラー２２２により主走査方向に走査され、ｆ／θレンズ２２４、反射ミラー２２５などを介して感光体２００に照射される。
【００３３】
また、リボルバ現像ユニット２３０は、Ｋ現像器２３１Ｋ、Ｃ現像器２３１Ｃ、Ｍ現像器２３１Ｍ、Ｙ現像器２３１Ｙと、これらの現像器２３１Ｋ、２３１Ｃ、２３１Ｍ、２３１Ｙを反時計方向に回転させるリボルバ回転駆動部と、各現像器２３１Ｋ、２３１Ｃ、２３１Ｍ、２３１ＹにＫトナー、Ｃトナー、Ｍトナー、Ｙトナーをそれぞれ補給するＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙ各色のトナー補給部などで構成されている。
【００３４】
各現像器２３１Ｋ、２３１Ｃ、２３１Ｍ、２３１Ｙは、感光体２００上の静電潜像を現像するために現像剤の穂を感光体２００の表面に接触させて回転する現像剤担持体としての現像ローラと、現像剤を汲み上げて撹拌するために回転する攪拌手段としての現像剤パドルなどで構成されている。各色のトナー補給部はそれぞれ図示しないトナー補給モータで駆動されることにより各現像器２３１Ｋ、２３１Ｃ、２３１Ｍ、２３１Ｙへのトナー補給を行い、各現像器２３１Ｋ、２３１Ｃ、２３１Ｍ、２３１Ｙは内部の現像剤とトナー補給部から補給されたトナーとを現像剤パドルで攪拌する。
【００３５】
各現像器２３１Ｋ、２３１Ｃ、２３１Ｍ、２３１Ｙ内には、Ｋトナーとフェライトキャリアとからなる２成分現像剤、Ｃトナーとフェライトキャリアとからなる２成分現像剤、Ｍトナーとフェライトキャリアとからなる２成分現像剤、Ｙトナーとフェライトキャリアとからなる２成分現像剤がそれぞれ収納されており、Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ各色のトナーがフェライトキャリアとの撹拌によって負極性に帯電される。また、各現像器２３１Ｋ、２３１Ｃ、２３１Ｍ、２３１Ｙ内の現像ローラには図示しない現像バイアス電源によって負の直流電圧に交流電圧が重畳された現像バイアスが印加され、現像ローラが感光体２００の金属基体層に対して所定電位にバイアスされている。
【００３６】
本カラー複写機の待機状態では、リボルバ現像ユニット２３０はＫ現像器２３１Ｋが現像位置のホームポジションにセットされており、スタートキーが押されて複写動作が開始されると、カラースキャナ１で所定のタイミングからＫ画像データを得るための原稿画像の読み取りが開始され、このカラースキャナ１からのカラー画像データが画像処理部を介して書き込み光学ユニット２２０に入力されて書き込み光学ユニット２２０が画像処理部からのＫ画像データに基づきレーザ光による光書き込み、静電潜像形成を開始する（以下、Ｋ画像データによる静電潜像をＫ潜像という。Ｃ画像データによる静電潜像、Ｍ画像データによる静電潜像、Ｙ画像データによる静電潜像も同様にＣ潜像、Ｍ潜像、Ｙ潜像という）。
【００３７】
リボルバ現像ユニット２３０は、感光体２００上のＫ潜像の先端部から現像すべく現像位置にＫ潜像先端部が到達する前に、Ｋ現像器２３１ＫにおけるＫ現像ローラの回転を開始し、感光体２００上のＫ潜像をＫ現像器２３１Ｋで現像してＫトナー像とする。そして、以後、感光体２００上のＫ潜像の現像動作が続けられるが、Ｋ潜像の後端部が現像位置を通過した時点で、速やかに次の色の現像器が現像位置にくるまで、リボルバ現像ユニット２３０が回転する。これは、少なくとも次の画像データによる静電潜像の先端部が現像位置に到達する前に完了する。
【００３８】
中間転写ユニット５００は、後述する複数のローラに張架された像担持体としての中間転写ベルト５０１からなる中間転写体などで構成されている。この中間転写ベルト５０１の周りには、２次転写ユニット６００の転写材担持体である２次転写ベルト６０１、２次転写手段である２次転写バイアスローラ６０５、中間転写体クリーニング手段であるベルトクリーニング装置５０４、潤滑剤塗布手段である潤滑剤塗布ブラシ５０５などが中間転写ベルト５０１と対向するように配設されている。
【００３９】
中間転写ベルト５０１は、１次転写手段である１次転写バイアスローラ５０７、ベルト駆動ローラ５０８、ベルトテンションローラ５０９、２次転写対向ローラ５１０，クリーニング対向ローラ５１１、及びアースローラ５１２に張架されている。これらのローラ５０７〜５１２は導電性材料で形成され、１次転写バイアスローラ５０７以外の各ローラ５０８〜５１２は接地されている。
【００４０】
１次転写バイアスローラ５０７には、１次転写電源８０１により、中間転写ベルト５０１上のトナー像の重ね合わせ数に応じて所定の大きさの電流又は電圧に制御された転写バイアスが印加される。また、中間転写ベルト５０１は、図示しない駆動モータによって回転駆動されるベルト駆動ローラ５０８により、矢印方向に駆動される。
【００４１】
感光体２００上のトナー像を中間転写ベルト５０１に転写する転写部（以下１次転写部という）では、中間転写ベルト５０１を１次転写バイアスローラ５０７及びアースローラ５１２で感光体２００側に押し当てるように張架することにより、感光体２００と中間転写ベルト５０１との間に所定幅のニップ部を形成している。
【００４２】
潤滑剤塗布ブラシ５０５は、板状に形成された潤滑剤としてのステアリン酸亜鉛５０６を研磨し、この研磨された微粒子を中間転写ベルト５０１に塗布する。この潤滑剤塗布ブラシ５０５も、図示しない接離機構により中間転写ベルト５０１に対して接離可能に構成され、所定のタイミングで中間転写ベルト５０１に接触するように制御される。
【００４３】
２次転写ユニット６００は、３つの支持ローラ６０２、６０３、６０４に張架された２次転写ベルト６０１と、２次転写バイアスローラ６０５などで構成され、２次転写ベルト６０１の支持ローラ６０２、６０３間張架部が２次転写対向ローラ５１０に対して中間転写ベルト５０１を介して圧接可能になっている。３つの支持ローラ６０２，６０３，６０４の一つは、図示しない駆動手段によって回転駆動される駆動ローラであり、この駆動ローラにより２次転写ベルト６０１が駆動される。
【００４４】
２次転写バイアスローラ６０５は、２次転写対向ローラ５１０との間に中間転写ベルト５０１と２次転写ベルト６０１を挟持するように配設され、２次転写電源８０２によって所定電流の転写バイアスが印加される。また、２次転写ベルト６０１及び２次転写バイアスローラ６０５が、２次転写対向ローラ５１０に対して圧接する位置と離間する位置とを取り得るように、支持ローラ６０２及び２次転写バイアスローラ６０５を駆動する図示しない接離手段が設けられている。図３の２点鎖線は２次転写ベルト６０１及び２次転写バイアスローラ６０５が２次転写対向ローラ５１０から離間している位置を示し、図３の実線は２次転写ベルト６０１及び２次転写バイアスローラ６０５が２次転写対向ローラ５１０に圧接している位置を示す。
【００４５】
一対のレジストローラ６５０は、２次転写バイアスローラ６０５及び２次転写対向ローラ５１０に挟持された中間転写ベルト５０１及び２次転写ベルト６０１の間に、所定のタイミングで転写材である転写紙を送り込む。
２次転写ベルト６０１の定着装置２７０側の支持ローラ６０３に張架されている部分には、転写材除電手段である転写紙除電チャージャ６０６と、転写材担持体除電手段であるベルト除電チャージャ６０７とが対向して配置されている。また、２次転写ベルト６０１の下側支持ローラ６０４に張架されている部分には、転写材担持体クリーニング手段であるクリーニングブレード６０８が当接している。
【００４６】
転写紙除電チャージャ６０６は、２次転写ベルト６０１上の転写紙に保持されている電荷を除電することにより、転写紙自体のこしの強さで転写紙を２次転写ベルト６０１から分離させる。ベルト除電チャージャ６０７は、２次転写ベルト６０１上に残留する電荷を除電する。また、クリーニングブレード６０８は、２次転写ベルト６０１の表面に付着した付着物を除去してクリーニングする。
【００４７】
このように構成したカラー複写機において、画像形成サイクルが開始されると、感光体２００と中間転写ベルト５０１は、図示しない駆動モータによって回転駆動されて一次転写位置において同じ線速度で回転する。感光体２００及び中間転写ベルト５０１の回転に伴ってＫトナー像形成、Ｃトナー像形成、Ｍトナー像形成、Ｙトナー像形成が行われてこれらのＫトナー像、Ｃトナー像、Ｍトナー像、Ｙトナー像が１次転写電源８０１から１次転写バイアスローラ５０７に印加される転写バイアスにより感光体２００から中間転写ベルト５０１へ順次に重ねて１次転写され、最終的に中間転写ベルト５０１上に４色重ねのフルカラートナー像が形成される。
【００４８】
トナー像形成は次のように行われる。帯電チャージャ２０３は、コロナ放電によって感光体２００の表面を負電荷で所定電位に一様に帯電させる。書き込み光学ユニット２２０は画像処理部からのＫ画像信号に基づいて感光体２００にラスタ露光を行う。このとき、当初一様に帯電された感光体２００の表面の露光された部分は、露光光量に比例する電荷が消失し、Ｋ潜像が形成される。
【００４９】
このＫ潜像は、Ｋ現像器２３１ＫにおけるＫ現像ローラ上の負帯電されたＫトナーが接触することにより、感光体２００の露光されない部分にはトナーが付着せず、感光体２００の露光された部分にはトナーが付着し、Ｋ潜像と相似なＫトナー像が形成される。この感光体２００上に形成されたＫトナー像は、１次転写位置で感光体２００と接触状態で等速駆動している中間転写ベルト５０１の表面に転写される。以下、感光体２００から中間転写ベルト５０１へのトナー像の転写をベルト転写という。ベルト転写後の感光体２００は、感光体２００の再使用に備えて、除電ランプ２０２により均一に除電され、表面に残留している若干の未転写残留トナーが感光体クリーニング装置２０１で清掃される。
【００５０】
感光体２００側では上述したＫ画像形成工程の次にＣ画像形成工程に進み、所定のタイミングでカラースキャナ１によりＣ画像データを得るための原稿画像の読み取りが始まり、カラースキャナ１からＲ、Ｇ、Ｂ３色のカラー画像データが画像処理部へ出力されて画像処理部から書き込み光学ユニット２２０へＣ画像データが出力される。書き込み光学ユニット２２０は、画像処理部からのＣ画像データにより感光体２００に光書き込みを行って感光体２００の表面にＣ潜像を形成する。
【００５１】
そして、リボルバ現像ユニット２３０は感光体２００上のＫ潜像の後端部が通過した後で、且つＣ潜像の先端部が到達する前に回転動作を行ってＣ現像器２３１Ｃを現像位置にセットし、Ｃ潜像はＣ現像器２３１Ｃで現像されてＣトナー像となる。
【００５２】
以後、Ｃ現像器２３１Ｃは感光体２００上のＣ潜像領域の現像を続けるが、感光体２００上のＣ潜像の後端部が通過した時点で、先のＫ現像器２３１Ｋの場合と同様にリボルバ現像ユニット２３０が回転動作を行って次のＭ現像器２３１Ｍを現像位置に移動させる。これもやはり次のＭ潜像の先端部が現像位置に到達する前に完了する。
【００５３】
この感光体２００上に形成されたＣトナー像は、１次転写位置で感光体２００と接触状態で等速駆動している中間転写ベルト５０１の表面にＫトナー像と重ねてベルト転写される。ベルト転写後の感光体２００は、感光体２００の再使用に備えて、除電ランプ２０２により均一に除電され、表面に残留している若干の未転写残留トナーが感光体クリーニング装置２０１で清掃される。
【００５４】
感光体２００側ではＣ画像形成工程の次にＭ画像形成工程に進み、所定のタイミングでカラースキャナ１によりＭ画像データを得るための原稿画像の読み取りが始まり、カラースキャナ１からＲ、Ｇ、Ｂ３色のカラー画像データが画像処理部へ出力されて画像処理部から書き込み光学ユニット２２０へＭ画像データが出力される。書き込み光学ユニット２２０は、画像処理部からのＭ画像データにより感光体２００に光書き込みを行って感光体２００の表面にＭ潜像を形成する。
【００５５】
そして、リボルバ現像ユニット４００は感光体２００上のＣ潜像の後端部が通過した後で、且つＭ潜像の先端部が到達する前に回転動作を行ってＭ現像器２３１Ｍを現像位置にセットし、Ｍ潜像はＭ現像器２３１Ｍで現像されてＭトナー像となる。以後、Ｍ現像器２３１Ｍは感光体２００上のＭ潜像領域の現像を続けるが、感光体２００上のＭ潜像の後端部が通過した時点で、リボルバ現像ユニット２３０が回転動作を行って次のＹ現像器２３１Ｙを現像位置に移動させる。これもやはり次のＹ潜像の先端部が現像位置に到達する前に完了する。
【００５６】
この感光体２００上に形成されたＭトナー像は、１次転写位置で感光体２００と接触状態で等速駆動している中間転写ベルト５０１の表面にＫトナー像及びＣトナー像と重ねてベルト転写される。ベルト転写後の感光体２００は、感光体２００の再使用に備えて、除電ランプ２０２により均一に除電され、表面に残留している若干の未転写残留トナーが感光体クリーニング装置２０１で清掃される。
【００５７】
感光体２００側ではＭ画像形成工程の次にＹ画像形成工程に進み、所定のタイミングでカラースキャナ１によりＹ画像データを得るための原稿画像の読み取りが始まり、カラースキャナ１からＲ、Ｇ、Ｂ３色のカラー画像データが画像処理部へ出力されて画像処理部から書き込み光学ユニット２２０へＹ画像データが出力される。書き込み光学ユニット２２０は、画像処理部からのＹ画像データにより感光体２００に光書き込みを行って感光体２００の表面にＹ潜像を形成する。
【００５８】
そして、リボルバ現像ユニット４００は感光体２００上のＭ潜像の後端部が通過した後で、且つＹ潜像の先端部が到達する前に回転動作を行ってＹ現像器２３１Ｙを現像位置にセットし、Ｙ潜像はＹ現像器２３１Ｙで現像されてＹトナー像となる。以後、Ｙ現像器２３１Ｙは感光体２００上のＹ潜像領域の現像を続けるが、感光体２００上のＹ潜像の後端部が通過した時点で、リボルバ現像ユニット２３０が回転動作を行ってＫ現像器２３１Ｋを現像位置に移動させる。
【００５９】
この感光体２００上に形成されたＹトナー像は、１次転写位置で感光体２００と接触状態で等速駆動している中間転写ベルト５０１の表面にＫトナー像、Ｃトナー像及びＭトナー像と重ねてベルト転写され、４色重ねのフルカラー画像が形成される。ベルト転写後の感光体２００は、感光体２００の再使用に備えて、除電ランプ２０２により均一に除電され、表面に残留している若干の未転写残留トナーが感光体クリーニング装置２０１で清掃される。
【００６０】
このように、中間転写ベルト５０１上には、感光体２００上に順次に形成されたＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙ各色のトナー像が、同一面に順次に位置合わせされて転写されて４色重ねのフルカラー画像が形成される。上記画像形成動作が開始される時期には転写紙Ｐは給紙部３又は手差しトレイ２１０から給送されてレジストローラ６５０のニップ部で待機している。
【００６１】
２次転写対向ローラ５１０及び２次転写バイアスローラ６０５によりニップが形成された２次転写部に中間転写ベルト５０１上のフルカラー画像の先端がさしかかるときに、ちょうど転写紙Ｐの先端がそのフルカラー画像の先端に一致するようにレジストローラ６５０が駆動され、転写紙Ｐとフルカラー画像とのレジスト合わせが行われて転写紙Ｐがレジストローラ６５０により送り出される。
【００６２】
転写紙Ｐは中間転写ベルト５０１上のフルカラー画像と重ねられて２次転写部を通過する。このとき、２次転写電源８０２によって２次転写バイアスローラ６０５に印加される転写バイアスにより、中間転写ベルト５０１上の４色重ねのフルカラー画像が転写紙Ｐ上に一括して転写される。
【００６３】
その後、転写紙Ｐは、２次転写ベルト６０１の移動方向における２次転写部の下流側に配置された転写紙除電チャージャ６０６と２次転写ベルト６０１との対向部を通過するときに転写紙除電チャージャ６０６により除電され、２次転写ベルト６０１から剥離されて搬送装置２１１により定着装置２７０に向けて送られる。転写紙Ｐは、定着装置２７０によりトナー像が溶融定着され、一対の排出ローラ２１２により図示しないコピートレイに表向きにスタックされ、フルカラーコピーが得られる。
また、転写紙Ｐにトナー像を転写した後の中間転写ベルト５０１の表面に残留したトナーは、図示しない離接機構によって中間転写ベルト５０１に押圧されるベルトクリーニング装置５０４によってクリーニングされる。
【００６４】
ここで、リピート複写の時は、カラースキャナ１の動作及び感光体２００への画像形成は、１枚目の４色目（Ｙ）の画像形成工程に引き続き、所定のタイミングで２枚目の１色目（Ｋ）の画像形成工程に進む。また、中間転写ベルト５０１の方は、１枚目の４色重ねフルカラー画像の転写紙への一括転写工程に引き続き、表面がベルトクリーニング装置５０４でクリーニングされた領域に、２枚目のＫトナー像がベルト転写される。その後は、１枚目と同様な動作になる。
【００６５】
以上は、４色フルカラーコピーを得るコピーモードであるが、３色コピーモード、２色コピーモードの場合は、指定された色と回数の分について、上記同様の動作を行うことになる。
また、単色コピーモードの場合は、所定枚数の複写が終了するまでの間、リボルバ現像ユニット２３０の所定色の現像器のみを現像動作状態にし、ベルトクリーニング装置５０４を中間転写ベルト５０１に押圧させた状態のままにして複写動作を行う。
【００６６】
本実施形態の画像形成装置においては、図１に示すように、中間転写ベルト５０１の表面もしくは内側面には微細且つ精密な目盛が中間転写ベルト５０１の回転方向に一定の間隔で形成された光学パターン７０１が設けられ、この光学パターン７０１は位置の目盛線として利用される。光学パターン７０１を読み取る読み取り手段としての光学型の検出器７０２は、光学パターン７０１の反射率周期の複数周期分を同時に検出する検出器として構成される。また、本実施形態は潜像形成手段を駆動する駆動信号（画像信号を含む変調信号）を生成する画像信号生成手段を有し、この画像信号生成手段には検出器７０２からの検出信号が入力される。
【００６７】
ここに、駆動モータ７０３は駆動ローラ５０８に連結されて中間転写ベルト５０１を駆動ローラ５０８を介して回転駆動する。また、同期信号発生手段としてのビームディテクタ７２６は、ポリゴンミラー２２２からのレーザビームを書き込み領域よりも走査開始側で検知してポリゴンミラー２２２の１回転に付き１回以上同期信号（ここではポリゴンミラー２２２の１面に付き１回）を発生し、つまりポリゴンミラー２２２によるレーザビーム走査毎に１回同期信号を発生する。
【００６８】
次に、光学パターン７０１及び検出器７０２について説明する。
光学パターン７０１は、図４に示すように反射部７０１ａと透過部７０１ｂとが中間転写ベルト５０１の回転方向へ一定の間隔で交互に配列されたスリットパターンとすれば、一般的に入手しやすく利用しやすい。検出器７０２は、光学パターン７０１の反射率周期の複数周期分を同時に検出する検出器であり、例えば分割ビーム７０５により光学パターン７０１を検出する図５に示すような検出器が用いられる。この場合、分割ビーム７０５は光学パターン７０１の周期と同じ周期にすると良い。検出器７０２が図５に示すように光源７０６からレンズ７０７及びスリットマスク７０８を介して光学パターン７０１へこれと同周期のビームパターン７０５を照射すると、光学パターン７０１の移動に伴い光学パターン７０１と同周期のビームの反射、透過の繰り返しが生じ、その反射ビームをフォトダイオードのような受光素子で検出することにより、光学パターン７０１の移動速度・位置に応じた信号が得られる。
【００６９】
また、検出器７０２はスリット投影で光学パターン７０１の複数本（複数周期分）を同時に検知するものを用いてもよい。この場合、検出器７０２は、例えば図７に示すように、光源７１５からの光をレンズ７１６によりほぼ平行光として図６に示すようなスリット板７１７の複数のスリットを通して分割ビーム７０５とし、光学パターン７０１に照射する。中間転写ベルト５０１の移動に伴い光学パターン７０１が移動すると、検出器７０２でスリット板７１７の複数のスリットを通して光学パターン７０１をみた場合には分割ビーム７０５の光学パターン７０１による反射と透過が交互に繰り返され、その反射ビームがスリット板７１７の複数のスリットを通して受光器７１８で検出されて上記と同様の信号が得られる。また、中間転写ベルト５０１には中間転写ベルト５０１の原点を示す原点マークが設けられ、検出器７０２は中間転写ベルト５０１上の原点マークを検出して原点信号を出力する。
【００７０】
光学パターン７０１の作成方法については、エッチング、印刷、フォトエマルジョンフィルムにより光学パターン７０１を作成できる。光学パターン７０１を中間転写ベルト５０１上に形成するには、可とう性の有る素材によるスリットパターン７０１を中間転写ベルト５０１に接着する方法、テープ状パターン７０１を中間転写ベルト５０１に接着する方法、中間転写ベルト５０１に光学パターン７０１を直接印刷する方法などを採用すればよい。また、光学パターン７０１の形状についても、長方形パターンの連続である必要性はなく、自由に選択して良い。
【００７１】
次に、上記画像信号生成手段について説明する。
画像信号生成手段は、出力すべき画像データが入力され（カラースキャナ１から画像処理部を介してカラー画像データが入力され）、この画像データに基づいて、潜像形成手段としての書き込み光学ユニット２２０を駆動するための駆動信号（画像信号を含む変調信号）を生成する部分である。本実施形態では、画像信号生成手段は、画像データと共に検出器７０２からの検出信号が同時に入力され、検出器７０２からの検出信号に基づいて駆動信号を生成することを特徴としている。
【００７２】
画像信号生成手段は、画像データ及び検出器７０２からの検出信号だけでなく通常は本実施形態の制御手段であるＣＰＵからの制御信号や各種プロセスに関する信号なども送受信する。なお、画像信号生成手段は本実施形態のメイン制御部を構成するＣＰＵにより構成することも可能である。
【００７３】
図８は本実施形態に用いられる画像信号生成手段の一例を示す。この画像信号生成手段７１９は、データ生成部７２１、変調回路７２２、矩形化回路７２３及びカウンタ位置比較回路７２４を有する。中間転写ベルト５０１表面の位置を計測する位置計測手段としての位検出器７０２からの検出信号は、中間転写ベルト５０１に形成された光学パターン７０１の１周期に相当する周期を持つ正弦波状信号となり、矩形化回路７２３により矩形化（パルス化）される。
【００７４】
中間転写ベルト５０１の位置変動を検出する位置変動検出手段としてのカウンタ位置比較回路７２４は、矩形化回路７２３からのパルスを積算することで位置データを得ることが可能であり、矩形化回路７２３からのパルスの周期を計測することで速度データを得ることも可能である。カウンタ位置比較回路７２４は、矩形化回路７２３からのパルスと基準クロックをそれぞれ積算することで中間転写ベルト５０１の現在位置と目標位置を求め、これらのカウント値を比較することで中間転写ベルト５０１の位置変動を求めて位置データとしてデータ生成部７２１へ出力する。
【００７５】
潜像形成手段に書き込み光学ユニットを用いた場合には感光体にポリゴンミラー２２２の回転速度に合わせて一定周期で１ライン分の書き込みが行われ、また、潜像形成手段にＬＥＤヘッドを用いた場合においても感光体に一定周期間隔で書き込みが行われるので、感光体表面の速度が一定であって、もし中間転写ベルト表面が速度変動を起こしていれば、その変動がそのまま、感光体から中間転写ベルトへ転写されるトナー画像の位置ずれとなって現れてしまう。
【００７６】
画像形成手段７１９では、データ生成部７２１は、入力画像データより１ライン毎の画像データを生成してバッファに蓄え、このバッファからビームディテクタ７２６からの同期信号に同期して画像データを変調回路７２２へ出力する。変調回路７２２はデータ生成部７２１からの画像データを変調して半導体レーザ（ＬＤ）ドライバ７２５へ出力する。ＬＤドライバ７２５は、変調回路７２２からの変調信号により書き込み光学ユニット２２０のＬＤ２２１を駆動してレーザビームを出射させる。
【００７７】
ここで、画像信号生成手段７１９では、検出器７０２によって得られた中間転写ベルト５０１の位置計測結果を使って画像データの修正を行って画像データの位置変動（中間転写ベルト５０１表面の位置変動分）を補正することにより、歪みの無い静電潜像を得る。すなわち、データ生成部７２１は、入力画像データより１ライン毎の画像データを生成してバッファに蓄える際に、１ライン毎に生成する画像データをカウンタ位置比較回路７２４からの位置データに基づき補正して画像データを作り直すことで画像データの位置変動（中間転写ベルト５０１表面の位置変動分）を補正する、すなわち、１ライン毎に生成する画像データを、中間転写ベルト５０１表面の位置変動分に応じて位置補正を行って画像データを作り直すことにより、歪みの無い静電潜像を得る。
【００７８】
図９は本実施形態に用いられる画像信号生成手段の他の例を示す。この画像信号生成手段７７２７は、データ生成部７２８、変調回路７２９及び矩形化回路７３０を有する。データ生成部７２８は、入力画像データより１ライン毎の画像データを生成してバッファに蓄え、このバッファからビームディテクタ７２６からの同期信号に同期して画像データを変調回路７２９へ出力する。変調回路７２９はトリガ信号によりトリガされてデータ生成部７２８からの画像データを変調してＬＤドライバ７２５へ出力する。
【００７９】
ここで、画像信号生成手段７２７では、検出器７０２により得られた中間転写ベルト５０１の位置計測結果を使って書き込みタイミングの修正を行って静電潜像の位置変動（中間転写ベルト５０１の位置変動分）を補正することにより、歪みの無い静電潜像を得る。すなわち、検出器７０２からの検出信号は矩形化回路７３０により矩形化（パルス化）される。変調回路７２９は、矩形化回路７３０からのパルス信号によりトリガされてデータ生成部７２８からの画像データを変調してＬＤドライバ７２５へ出力することで、画像データの位置変動（中間転写ベルト５０１表面の位置変動分）を補正する、すなわち、画像データを、中間転写ベルト５０１表面の位置変動分に応じて位置補正を行って変調することにより、歪みの無い静電潜像を得る。
【００８０】
図１０は本実施形態で用いられる像担持体回転制御手段としての中間転写ベルト駆動制御系のハードウェア構成を示す。この中間転写ベルト駆動制御系は、まず全体の制御を受け持つ制御手段としてのマイクロコンピュータ１０が設けられている。このマイクロコンピュータ１０は、マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）１１と、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）１２と、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１３がそれぞれバス１４を介して接続されている。
【００８１】
また、検出器（ベルトセンサ）７０２の出力信号は状態検出用のインターフェイス１５、バス１４を介してマイクロコンピュータ１０に入力される。ここに，状態検出用のインターフェイス１５は検出器（ベルトセンサ）７０２の出力信号を処理してデジタル数値に変換するもので、検出器（ベルトセンサ）７０２からのパルスの数を計数するカウンタを備えている。
【００８２】
状態検出用のインターフェイス１５は、検出器７０２からの原点信号や、電源オン時の中間転写ベルト５０１の初期位置をＲＡＭに格納することで、中間転写ベルト５０１の移動位置との対応付け（相関）をとる機能を備えている。従って、本実施形態では、状態検出用のインターフェイス１５が中間転写ベルト５０１の位置を管理する機能を有する。マイクロコンピュータ１０は状態検出用のインターフェイス１５からの入力信号を用いて中間転写ベルト５０１の回転位置が目標値となるような駆動モータ７０３の位置制御量を演算する。
【００８３】
駆動モータ７０３は、マイクロコンピュータ１０に対してバス１４、駆動用のインターフェイス１６及び駆動装置（ドライバー）１７を介して接続されている。駆動用のインターフェイス１６はマイクロコンピュータ１０における位置制御量演算結果のデジタル信号をアナログ信号に変換して駆動装置１７のモータ駆動用アンプに与えることで、このモータ駆動用アンプから駆動モータ７０３に印加する電流や電圧を制御する。この結果、中間転写ベルト５０１は所定の目標位置に追従するように駆動される。この時、中間転写ベルト５０１の位置は検出器７０２及び状態検出用のインターフェイス１５により検出されてマイクロコンピュータ１０に取り込まれる。
【００８４】
本実施形態の中間転写ベルト駆動制御方式は、マイクロコンピュータ１０、駆動装置１７等により構成されて実現される。なお、マイクロコンピュータ１０の代わりに演算処理速度が速いDSPやRISCプロセッサを用いてもよい。
【００８５】
本実施形態においては図１１に示すようなCPUやDSPなどのコンピュータにより制御演算をする像担持体回転制御手段としての中間転写ベルト駆動制御系を用いてもよい。この中間転写ベルト駆動制御系では、中間転写ベルト５０１の位置ずれをなくすために目標速度を積分手段１８で積分して目標位置を作る。積分手段１８に与えるリセット信号RESETは、検出器７０２が光学パターン７０１の原点マークを中間転写ベルト５０１の１回転に１回中間転写ベルト５０１のホームポジションで検出することにより得られた原点信号が入力されたものであり、積分手段１８をリセットする。
【００８６】
位置制御コントローラ１９は例えばPIDコントロ−ラが用いられ、CPUやDSPなどのコンピュータ２０は位置制御コントローラとしてのＰＩＤコントローラ１９などを有する。ベルト系３４は、中間転写ユニット５００、駆動モータ７０３、検出器７０２、駆動モータ７０３を駆動する駆動回路を含み、ＰＩＤコントローラ１９からの制御信号により駆動回路を介して駆動モータ７０３が制御される。中間転写ベルト５０１の位置は光学パターン７０１が検出器７０２で検出されることにより読み取られ、検出器７０２の出力信号がＰＬＤ（Programmable  Logic Device）２１で処理される。
【００８７】
このＰＬＤ２１は、検出器７０２の出力信号に対して光学パターン７０１の100μmピッチのスリットを電気的に0.5μmの分解能にして100μmの分解能のスリット検出信号と0.5μmの分解能のスリット検出信号をコンピュータ２０の入力部２２、２３へパラレルに入力する。100μmの分解能のスリット検出信号は１５ビット、0.5μmの分解能のスリット検出信号は８ビットである。
【００８８】
また、ＰＬＤ２１は検出器７０２が光学パターン７０１の原点マークを中間転写ベルト５０１の１回転に１回中間転写ベルト５０１のホームポジションで検出することにより得られた原点信号homeをコンピュータ２０の入力部２４へ入力し、この原点信号homeは積分手段１８に与えられる。コンピュータ２０は、積分手段１８で求めた目標位置から入力部２２、２３にフィードバックされた中間転写ベルト５０１の表面位置を減算し、その結果から位置制御コントローラ１９により中間転写ベルト５０１の位置制御量を求めてベルト系２０の上記駆動回路へ出力することで、中間転写ベルト５０１の表面位置制御を行う。
【００８９】
図１２は中間転写ベルト５０１の表面位置と目標位置との偏差を示す。コンピュータ２０が入力部２２からの位置信号を用いる場合にはその位置信号の分解能が0.5μmであるので、中間転写ベルト５０１の表面位置と目標位置との偏差は±10μm内の偏差に収まっている。図１３は中間転写ベルト５０１の表面位置と目標位置との偏差であるが、コンピュータ２０が入力部２３からの位置信号のみを用いるので、その位置信号の分解能が100μmであるために中間転写ベルト５０１の表面位置と目標位置との偏差は100μmの偏差となる。なお、図１２及び図１３はコントローラ２０のサンプリング周期が1ms、中間転写ベルト５０１の線速度が200mm/s、開ループ伝達関数の交差周波数が５０Hzのときの結果を示す。
【００９０】
このように、第１実施形態によれば、像担持体としての中間転写ベルト５０１の表面に回転方向に等間隔で配列された光学パターン７０１と、この光学パターン７０１を読み取ることにより中間転写ベルト５０１の回転状態を検出する検出手段としての検出器７０２と、この検出器７０２からの検出信号に基づいて中間転写ベルト５０１表面の回転位置を制御する像担持体回転制御手段とを備え、潜像形成手段は画像信号を作り出す画像信号生成手段７１９もしくは７２７を有していて該画像信号生成手段７１９もしくは７２７からの画像信号により潜像担持体としての感光体２００に潜像を形成し、画像信号生成手段７１９もしくは７２７は検出器７０２からの検出信号により画像信号生成を調整するので、感光体２００上に等ピッチの潜像を生成することができて潜像の位置ずれを低減することが可能となり、高画質なカラー画像が得られると共に、感光体を高精度に駆動する高価なコントローラを利用しなくてもよくなって低コスト化を図ることができる。ここに、感光体２００上に潜像を形成してから感光体２００より中間転写ベルト５０１へトナー画像を転写するまでにタイムラグがあるが、この分を差し引いた長周期の画像信号生成の調整を行っても十分な効果が得られる。
【００９１】
また、本実施形態によれば、光学パターン７０１の複数周期分を同時に検出するので、光学パターンの欠陥や傷、付着物などがあっても光学パターンの検出に与える影響は少なくなり、中間転写ベルト５０１のより安定した位置制御を行うことができる。
【００９２】
一般的に、カラー電子写真複写機やカラープリンタ等の画像形成装置に使用される無端ベルト状の回転体は、複数の支持ローラにより支持される構造となっており、その内の１つの支持ローラの回転軸に駆動モータを連結し、上記無端ベルト状の回転体を回転駆動する。また、潜像担持体と像担持体が接触し、トナー像の転写を行う。
【００９３】
本発明の第２実施形態では、像担持体の表面もしくは内側面に微細且つ精密な目盛が形成された光学パターンを設け、かつ像担持体の光学パターン形成部と、像担持体を回転させる駆動ローラ、像担持体を支持する支持ローラ、潜像担持体等の回転構造体とが接触を回避する構造とし、光学パターンと回転構造体との間にギャップを設ける。
【００９４】
これは、例えば像担持体の裏面に光学パターンを形成する場合には、駆動ローラ、支持ローラの一部に凹みを設けることで実現可能であり、あるいは像担持体における軸、潜像担持体等との接触のない領域にパターンを形成することでも同様の効果を果たすことができる。
【００９５】
このような第２実施形態の構成により、光学パターンの摩耗等による破壊を防ぐことができ、また光学パターンを配置したために生じる回転偏差あるいは速度変動の影響を除去することが出来る。また、光学パターンと回転構造体との間にギャップを設けることにより、光学パターンにトナー、ゴミ等が付着した場合でも光学パターンと他の回転体との接触が起こりづらくなり、光学パターンに対する撥水性、撥油性等の機能を付加する必要が無くなる。
【００９６】
図１４は第２実施形態の中間転写ユニットを示し、図１５及び図１６はその一部を示す。この第２実施形態では、上記第１実施形態において、光学パターン７０１と回転体としての支持ローラ５０７〜５１２との接触を回避するためにローラ５０７〜５１２の回転軸の一部にくぼみ２５を設け、中間転写ベルト５０１の内面にはローラ５０７〜５１２の回転軸のくぼみ２５と対向する位置に光学パターン７０１を印刷、露光、レーザ加工等により作成し、あるいは印刷、露光、レーザ加工等により光学パターン７０１を作成することで、光学パターン７０１を中間転写ベルト５０１の内面に配置する。光学パターン７０１は中間転写ベルト５０１の内面端部に形成された蛇行防止用の寄り止め３３（図１５では図示を省略）上に形成し、あるいは寄り止めガイドの機能を併せ持つようにすることも可能である。また、中間転写ベルト５０１の内面端部には蛇行防止用寄り止めガイド２６が形成されている。このような構成によりローラ５０７〜５１２の回転時の光学パターン７０１とローラ５０７〜５１２との接触が回避される。
【００９７】
画像形成装置、特にカラー画像形成装置においては、トナー飛散が問題となっている。特に像担持体周りへのトナー飛散は多く、光学パターン７０１等を検出器７０２で検出する際には汚れ対策が必要となる。
本実施形態では、光学パターン７０１に対応した位置に清掃部材２７を設置している。ここでは、清掃部材２７として繊維状のブラシが光学パターン７０１に接触するように配置され、像担持体としての中間転写ベルト５０１が回転することで光学パターン７０１が清掃部材２７により清掃される。これにより光学パターン７０１の検出不良が防止される。清掃部材２７はスポンジ、フェルト等でもよい。
【００９８】
画像形成装置における像担持体は比較的高抵抗な層を有していることが多く、帯電、転写等にて必ず電荷を保持してしまう。像担持体が1000V以上の電位を常時有する場合もあり、光学パターン７０１をこれに近接した検出器７０２で検出する際には、ノイズ等による誤検出防止が必要となる。
【００９９】
本実施形態では、光学パターン７０１に対応した位置に除電部材を設置している。ここでは、清掃部材２７として、繊維状のブラシが光学パターン７０１に接触するように配置され、このブラシ２７が接地されて除電部材を兼ね、像担持体としての中間転写ベルト５０１が回転することで光学パターン７０１がブラシ２７により除電される。これにより光学パターン７０１の検出不良が防止される。
【０１００】
本発明の第３実施形態では、上記第１実施形態において、像担持体としての中間転写ベルト５０１の表面もしくは内側面に微細且つ精密な目盛が形成された光学パターン７０１が複数箇所に分割して光学パターン付スリットとして設けられる。
これは、例えば図１７に示すように一つの光学パターン付スリット７０１ａに対してもう一つの光学パターン付スリット７０１ｂを近接して平行に配置し、あるいは一方の光学パターン付スリット７０１ａを他方の光学パターン付スリット７０１ｂと連続して配置するなどして連続的に配置することも可能である。これは２以上の複数の光学パターン付スリットに対しても同様の配置が可能である。また、複数の光学パターン付スリットを像担持体としての中間転写ベルト５０１の両サイドに配置し、あるいは中間転写ベルト５０１の裏面において像形成部中央付近と周辺部に配置することも可能である。
【０１０１】
本実施形態では、一方の光学パターン付スリット７０１ａを他方の光学パターン付スリット７０１ｂに平行に配置し、一つあるいは複数の検出器７０２ａ、７０２ｂによって同時に光学パターン付スリット７０１ａ、７０１ｂを検出することで、検出誤差を低減させることが可能となる。複数の検出器７０２ａ、７０２ｂにより位置の異なった場所で光学パターン付スリット７０１ａ、７０１ｂを検出することで、光学パターン付スリット７０１ａ、７０１ｂの位置での検出誤差を低減することができる。
【０１０２】
また、複数の光学パターン付スリットにより光学パターン付スリット未形成部を補完するように配置することで、像担持体の全周にわたって光学パターン付スリット検出をすることが可能となる。これは複数の光学パターン付スリットを連続的に配置することでも同様な作用を期待でき、またこれにより像担持体全周長よりも短い光学パターン付スリットを利用することが可能となる。これは、光学パターン付スリット作成が容易となり、コスト低減の効果をもたらす。また、光学パターン付スリット長を短くする場合は、光学パターン付スリットの接着等の作業が容易となり、高精度な光学パターン付スリット作成が可能となるメリットがある。
【０１０３】
さらに、像担持体の周辺部、中央部等の位置によるスリットの違いを検出することで、像担持体位置による回転のずれを検出することができ、それを像担持体のバランス調整や速度調整等に利用することができ、高精度な像担持体表面位置制御に効果がある。
【０１０４】
本実施形態では、例えば中間転写ベルト５０１の一部に形成した光学パターン付スリット７０１ａ、７０１ｂがそれぞれ検出器７０２ａ、７０２ｂにより検出されて中間転写ベルト５０１の位置検出が行われる。検出器７０２ｂの検出信号は検出器７０２ａの検出信号のない部分で切替手段により切り替えられて検出信号が生成されることで、中間転写ベルト５０１全周にわたっての位置検出が可能となる。このとき、検出器７０２ａ、７０２ｂの検出信号（検出器７０２ａ、７０２ｂからの検出信号を上記切替手段により切替えた検出信号）から中間転写ベルト５０１の位置を演算する回路を設けることで、この回路からの信号を、検出器７０２ａ、７０２ｂからの検出信号を平均化した信号あるいは一方が他方を補完した信号として、中間転写ベルト駆動制御系により駆動モータ７０３の位置制御に用いることが可能となる。また、検出器７０２ａを光学パターン付スリット７０１ａ、７０１ｂの中間に配置し、例えば検出器７０２ａとして分割フォトダイヤードを用いるなどして、同時に両光学パターン付スリット７０１ａ、７０１ｂを検出する構造とすることで、一つの検出器により両光学パターン付スリット７０１ａ、７０１ｂの検出が可能となる。
【０１０５】
一般的に、カラー電子写真複写機やカラープリンタ等の画像形成装置に使用される無端ベルト状の回転体は、複数の支持ローラにより支持され、一つの回転軸により回転駆動される。
本発明の第４実施形態では、上記第１実施形態において、像担持体としての中間転写ベルト５０１の表面もしくは内側面に微細且つ精密な目盛が形成された光学パターン７０１を設け、かつその光学パターン７０１のピッチ（周期）を画像形成ピッチの整数比とする。これは、たとえば600dpiの光学解像度を有する電子写真複写機やプリンタでは画像形成ピッチである約40ミクロンピッチの整数倍の20ミクロン、40ミクロン、80ミクロン、120ミクロン等から光学パターン７０１のピッチを選択して光学パターン７０１を作成することにあたる。
【０１０６】
このとき、無端の中間転写ベルト５０１の駆動軸は中間転写ベルト駆動制御系にて書き込みタイミングによる信号と、光学パターン７０１に対する検出器７０２の検出信号が同期するように制御され、これにより中間転写ベルト５０１の速度、位置が制御される。潜像形成位置と中間転写ベルト５０１上の画像形成位置のずれは、たとえば書き込みタイミング信号を一旦メモリに格納し、ある遅延時間をおいて、あるいは信号処理により画像形成位置での書き込みタイミングと同期させることにより高精度化が可能である。
【０１０７】
この書き込みタイミング信号は、たとえばポリゴンミラーを用いて書き込みを行う場合には、ポリゴンミラーの一面あるいは一回転で一度形成される信号を利用し、あるいはＬＥＤによる書き込みを行う場合には１画素の書き込みの信号を利用することなどが可能である。
本実施形態では、中間転写ベルト駆動制御系にて書き込みタイミングと無端ベルト５０１の位置信号（検出器７０２の出力信号）を同期させるように中間転写ベルト５０１の駆動軸の制御を行う。
【０１０８】
従来、回転体の制御は駆動軸での回転速度を一定にするように行っていたが、これでは軸の偏心、加工誤差によるずれ、ギア等の伝達系の誤差等による実際の画像形成位置と回転体の表面位置とのずれが生じてしまっていた。
また、従来書き込みのタイミングとは独自に回転体の回転制御を行っていたため、書き込みのずれによる画像劣化の影響を除去することは困難であった。
【０１０９】
本実施形態によれば，画像形成タイミングと中間転写ベルト５０１の表面位置を中間転写ベルト５０１上の画像形成位置で同期させることが可能となる。これは書き込みのすべてのタイミングと中間転写ベルト５０１の表面位置を同期させる必要はなく、必要に応じて中間転写ベルト５０１の回転信号の整数比の信号を選択して画像形成タイミングと中間転写ベルト５０１の表面位置を同期させることが可能である。
【０１１０】
これにより、中間転写ベルト５０１の表面位置を画像形成タイミングに同期させることができるため、書き込みタイミングに合わせた中間転写ベルト５０１表面の位置合わせが可能となる。これにより上記多くの画質劣化の要因を除去することができ、かつ高精度部品の利用を必要としない安価なシステムを構成することが可能となる。
【０１１１】
図１８は本実施形態の中間転写ベルト駆動制御系を示し、図１９はそのタイミングチャートである。本実施形態では、上記第１実施形態において、書き込み系はポリゴンミラーを有する書き込み光学ユニット或いはＬＥＤを有する書き込み系が用いられ、この書き込み系はビームディテク或いはセンサなどの同期検知器で書き込み同期信号を発生している。検出器７０２からの光学パターン検出信号と書き込み同期信号が整数比であれば、両信号のエッジで位相差が発生しないように制御すれば画像形成ピッチは一定間隔に保たれる。
【０１１２】
検出器７０２からの光学パターン検出信号と書き込み同期信号との位相差検知ではカウンタ等の分周回路２８でパルス周波数が同じになるように書き込み同期信号が分周され、一般的なＰＬＬ回路２９でモータ制御系が構成される。すなわち、ＰＬＬ回路２９が分周回路２８の出力信号に位相が同期した出力信号により駆動モータ（転写Ｍ）７０３を駆動し、検出器７０２からの光学パターン検出信号によりＰＬＬ回路２９の分周比が制御されて中間転写ベルト５０１の表面位置制御が行われる。これにより、中間転写ベルト５０１のトナー像転写位置が書き込みタイミングのずれ、回転軸の偏心等によらずに一定となり、高精度な画像形成が可能となる。
【０１１３】
一般的に、カラー電子写真複写機やカラープリンタ等の画像形成装置に使用される像担持体としての無端ベルト状の回転体は、感光体ドラム、感光体ベルトなどの潜像担持体と同期して回転し、静電力等により潜像担持体から像担持体へのトナー像転写を行うことで画像の形成を行う。
【０１１４】
本発明の第５実施形態では、上記第１実施形態において、像担持体としての中間転写ベルト（無端ベルト状回転体）５０１の表面もしくは内側面に微細且つ精密な目盛が形成された光学パターン７０１を設け、検出器７０２を潜像担持体としての感光体２００と中間転写ベルト５０１の接触位置近傍に配置し、検出器７０２により光学パターンの検出を行う。
【０１１５】
このとき、中間転写ベルト５０１に形成された微細ピッチの光学パターン７０１に対する検出器７０２からの信号は、中間転写ベルト駆動制御系にて中間転写ベルト５０１の駆動軸の制御（駆動モータ７０３の制御）に利用され、中間転写ベルト駆動制御系により感光体２００と中間転写ベルト５０１との接触位置近傍での位置制御が行われる。これにより、トナー像転写位置近傍での感光体２００に対する中間転写ベルト５０１の位置合わせ制御が行われる。
【０１１６】
従来、感光体と像担持体との位置合わせは、像担持体の駆動軸の回転制御により行っていた。しかしながら、この方法では、像担持体である無端ベルトの伸び、スリップ等による変位の影響により画質の低下を招き、また無端ベルトのクリーニング、紙接触等の摂動により無端ベルトと感光体とのトナー転写位置のずれが発生していた。
【０１１７】
本実施形態によれば、像担持体である無端の中間転写ベルト５０１の制御に検出器７０３からの中間転写ベルト表面位置検出信号を利用し、かつ中間転写ベルト５０１の表面位置を感光体２００と中間転写ベルト５０１との接触位置近傍で観測することにより、従来問題となっていた感光体から無端ベルト（ここでは中間転写ベルト５０１）へのトナー転写時の位置ずれを大幅に軽減することが可能となる。
【０１１８】
また、感光体２００と中間転写ベルト５０１との接触位置近傍で中間転写ベルト５０１の表面位置を光学パターン７０１及び検出器７０２により計測することで、中間転写ベルト５０１の回転支持軸、駆動軸の配置や引っ張りテンション等による中間転写ベルト５０１内の表面の伸び変動が存在する場合でも、その構造を変更することなく、高精度にトナー像転写、画像形成を行うことが可能となる。
【０１１９】
中間転写装置では、複数色の画像を重ねるため、中間転写体に接触する部材は、画像重ね合わせ時に中間転写体から離間している必要がある。
画像形成枚数が多くなると当然線速は速くなり、画像間距離も短くなり、タイミングがとりにくくなる。通常の一定時間的な制御より、光学パターンに対する検出器の出力信号から算出された中間転写体の回転状態に合わせて、タイミングを制御することが望ましい。
更には、熱等により周長が変化するような材質を使用した像担持体では、１次転写位置から当接離間する部材までの距離が構成によっては変わるような場合、光学パターンの検出信号により算出した距離にてタイミングを制御することが望ましい。
【０１２０】
本発明の第６実施形態では、上記第１実施形態において、ベルトクリーニング装置５０を中間転写ベルト５０１に対して接離させる接離手段は、図示しない制御部により図２０に示すように基準位置画像検出信号から所定の時間Tbが経過した後に、つまり検出器７０２が中間転写ベルト５０１上の原点マークを検出してから中間転写ベルト５０１が一定距離移動して検出器７０２が光学パターン７０１を所定数（所定周期分）検出した後に所定の時間オンされてベルトクリーニング装置５０４を中間転写ベルト５０１に当接させる。光学パターン７０１は中間転写ベルト５０１の伸びに同期して伸びるものであれば、一定の光学パターン数の検出でベルトクリーニング装置５０４（ここではクリーニングブレード）を中間転写ベルト５０１に対して接離させることで、中間転写ベルト５０１上の画像の後端に合わせてベルトクリーニング装置５０４の正確な制御が可能である。
【０１２１】
このようにベルトクリーニング装置５０４を中間転写ベルト５０１上の画像に対して正確に接離させることにより、その接離それぞれのショックによるトナーの飛び散りが前後の画像に影響する事をより正確に防止できる。
【０１２２】
２次転写装置は転写紙の先端、後端、中央部にて転写性が異なることが従来より知られている。これは、２次転写進入部において、転写紙先端が最初に中間転写体側に接触して進入していき、その後安定して２次転写が行われ、転写紙後端は入り口ガイド板がある場合に転写紙が入り口ガイド板を抜けると、跳ね上がったり、落ちたりするために起こる現象である。その為、転写紙の先端、後端にそれぞれ別の２次転写バイアス値を設定している。２次転写バイアス値の切り替えの境界位置は微妙な調整が必要である。
【０１２３】
そこで、通常の一定時間的な制御により、光学パターン検出信号から算出された中間転写体の回転状態に合わせて、タイミングを制御することが望ましい。更には、熱等により周長が変化するような材質を使用した中間転写体では１次転写位置から２次転写位置までの距離が構成によっては変わるような場合、光学パターンの検出信号により算出した距離にてタイミングを制御することが望ましい。
【０１２４】
本実施形態では、２次転写バイアスローラ６０５及び支持ローラ６０２を２次転写対向ローラ５１０に対して接離させる接離手段は図示しない制御部により図２０に示すように基準位置画像検出信号から所定の時間Taが経過した後に、つまり検出器７０２が中間転写ベルト５０１上の原点マークを検出してから中間転写ベルト５０１が一定距離移動して検出器７０２が光学パターン７０１を所定数（所定周期分）検出した後に所定の時間オンされて２次転写バイアスローラ６０５及び支持ローラ６０２を２次転写対向ローラ５１０に当接させる。
【０１２５】
光学パターン７０１は中間転写ベルト５０１の伸びに同期して伸びるものであれば、図示しない制御部にて検出器７０２からの一定数の光学パターン検出信号の入力により２次転写電源８０２から２次転写バイアスローラ６０５への２次転写バイアスを切り替えることで、中間転写ベルト５０１上の画像の後端に合わせて正確な２次転写バイアス制御が可能となる。このような中間転写ベルト５０１上の画像に対して正確な２次転写バイアス切り替えにより、画像全面にわたり良好な画像が得られる。
【０１２６】
転写紙と中間転写体上の画像の先端のレジスト合わせは必要である。しかしながら、従来の基準信号が出てから中間転写体上の画像が作像経路を通過して２次転写部へ来る時間は、中間転写体の速度や、中間転写体の伸縮、周長によりばらついてしまう。
そこで、通常の一定時間的な制御により、光学パターン検出信号から算出された中間転写体の回転状態に合わせてタイミングを制御することが望ましい。さらには、光学パターン検出信号により算出した距離にてタイミングを制御することが望ましい。
【０１２７】
本実施形態では、レジストローラ６５０は、図示しない制御部により図２０に示すように基準位置画像検出信号から所定の時間Tcが経過した後に、つまり検出器７０２が中間転写ベルト５０１上の原点マークを検出してから中間転写ベルト５０１が一定距離移動して検出器７０２が光学パターン７０１を所定数（所定周期分）検出した後に所定の時間駆動源により回転駆動されるように制御される。光学パターン７０１は中間転写ベルト５０１の伸びに同期して伸びるものであれば、一定数のパターン検出信号でレジストローラ６５０をオンさせることで、転写紙に対する画像の位置のズレのない良好な画像を得ることが可能である。
【０１２８】
一般的に、カラー電子写真複写機やカラープリンタ等の画像形成装置に使用される像担持体としての無端ベルト状の回転体は、感光体ドラム、感光体ベルトなどの潜像担持体と同期して回転し、静電力等により潜像担持体から無端ベルト状の回転体へのトナーの転写を行うことで、画像の形成を行う。
【０１２９】
本発明の第７実施形態では、上記第５実施形態において、像担持体としての中間転写ベルト５０１の表面もしくは内側面に微細且つ精密な目盛が形成された光学パターン７０１を設け、検出器７０２はその光学パターン７０１の検出を中間転写ベルト５０１の平坦部で行う。中間転写ベルト５０１の平坦部は、中間転写ベルト５０１を駆動軸と回転支持軸との間或いは回転支持軸と回転支持軸との間に配置し、或いは、検出器７０２に対して中間転写ベルト５０１が平坦になるように配置された固定のベルト支持構造体を配置するなどにより形成される。中間転写ベルト５０１の平坦部の長さは少なくとも検出器７０２の光照射幅以上であればよい。
【０１３０】
このとき、中間転写ベルト５０１に形成された微細ピッチの光学パターン７０１に対する検出器７０２の出力信号は中間転写ベルト駆動制御系にて中間転写ベルト５０１の駆動軸の制御に利用され、中間転写ベルト駆動制御系が感光体２００と中間転写ベルト５０１との接触位置近傍での中間転写ベルト５０１の位置制御を行う。これにより、中間転写ベルト５０１の平坦部で検出器７０２により光学パターン７０１を検出した信号により中間転写ベルト５０１の位置合わせ制御が行われる。
【０１３１】
従来、潜像担持体としての感光体と像担持体との位置合わせは、像担持体の駆動軸の回転制御により行っていた。しかしながら、この方法では、像担持体である無端の中間転写ベルトの伸び、スリップ等による変位の影響により画質の低下を招き、また中間転写ベルトのクリーニング、紙接触等の摂動により感光体と中間転写ベルトとのトナー転写位置のずれが発生していた。
【０１３２】
本実施形態によれば、像担持体である中間転写ベルト５０１の制御に検出器７０２からの中間転写ベルト５０１表面位置検出信号を利用し、さらに中間転写ベルト５０１の表面位置検出を検出器７０２により中間転写ベルト５０１の平坦部で行う。これにより、中間転写ベルト５０１の曲面で中間転写ベルト５０１の位置を検出する場合の曲面での光反射ロスを低減でき、また等ピッチの光学パターン７０１を像の変化なく高精度に検出することが可能となる。
【０１３３】
また、構造体により中間転写ベルト５０１の変動を抑制することで、中間転写ベルト５０１の振動による表面位置検出信号変動、それに起因する表面位置計測誤差を低減することが可能となる。また、これにより、回転方向と垂直な方向への中間転写ベルト５０１の変位に起因する表面位置検出信号変動、それに起因する表面位置計測誤差を低減することが可能となる。このため、像担持体である中間転写ベルト５０１の表面位置を高精度に制御することができ、画像品位の向上、色ずれの低減を期待できる。
【０１３４】
一般的に、カラー電子写真複写機やカラープリンタ等の画像形成装置に使用される像担持体としての無端ベルト状の回転体は、感光体ドラム、感光体ベルトなどの潜像担持体と同期して回転し、静電力等により潜像担持体から像担持体へのトナーの転写を行うことで、画像の形成を行う。
【０１３５】
本発明の第８実施形態では、上記第７実施形態において、像担持体としての中間転写ベルト５０１の表面もしくは内側面に微細且つ精密な目盛が形成された光学パターン７０１を設け、その光学パターンを検出する検出器７０２をその振動が低減された位置に配置し、あるいは検出器７０２が光学パターン７０１を検出する箇所でその振動を軽減させる振動軽減構造を付加する。
【０１３６】
これは、たとえば、装置全体あるいは回転機構を含む中間転写ベルト５０１構造体の振動解析シュミレーションにより、検出器７０２の最適位置を計算し、あるいは実験的に検出器７０２の振動量を計測して検出器７０２を振動最小位置に配置し、あるいは振動軽減材料により検出器７０２の固定を行うことにより実現できる。
【０１３７】
このとき、中間転写ベルト５０１に形成された微細ピッチの光学パターン７０１に対する検出器７０２の検出信号は、中間転写ベルト駆動制御系にて無端の中間転写ベルト５０１の駆動軸の制御に利用され、中間転写ベルト駆動制御系が感光体２００と中間転写ベルト５０１との接触位置近傍での中間転写ベルト５０１の位置制御を行う。これにより、検出器７０２が振動の少ない状態で光学パターン７０１を検出してその検出信号により中間転写ベルト５０１の感光体２００に対する位置合わせ制御が行われる。
【０１３８】
従来、潜像担持体としての感光体と像担持体との位置合わせは、像担持体の駆動軸の回転制御により行っていた。しかしながら、この方法では、像担持体である無端の中間転写ベルトの伸び、スリップ等による変位の影響により画質の低下を招き、また中間転写ベルトのクリーニング、紙接触等の摂動により感光体と中間転写ベルトとのトナー転写位置のずれが発生していた。
【０１３９】
本実施形態によれば、像担持体である無端の中間転写ベルト５０１の制御に検出器７０２からの中間転写ベルト５０１表面位置検出信号を利用し、さらにその表面位置検出を中間転写ベルト５０１の平坦部で行う。
このとき、検出器７０２の検出信号の振動を低減するような配置、構造体の付加を行う。これにより、振動による中間転写ベルト表面位置検出信号の誤差を低減し、振動の影響を低減し、中間転写ベルト表面本来の挙動に起因する信号での中間転写ベルト位置制御が可能となる。これにより、中間転写ベルト表面位置を高精度に制御することができ、画像品位の向上、色ずれの低減を期待できる。
【０１４０】
本発明の第９実施形態では、制御手段としての制御回路に一定間隔のクロックで時間的に補間する信号補間手段としての信号補間回路を合わせ持つという特徴を有する。
この信号補間回路は、たとえば光学パターン検出信号よりも短い周期の基準クロックを光学パターン検出信号のエッジをトリガにしてカウントするカウンタなどで構成できる。上記制御回路は、パターン検出信号のカウント値と上記信号補間回路のカウント値を取り込み、その取り込んだ瞬間における中間転写ベルト５０１の位置を計算し、目標値と比較してフィードバック量を算出するＣＰＵやマイコン、ＤＳＰ等の制御コントローラで構成される。
【０１４１】
一般的なエンコーダなどを用いたフィードバックシステムでは、エンコーダカウンタを使い、制御コントローラがそのカウント値を読み込んだ時間におけるカウント値から位置・角度などを算出して目標値と比較する構成を採っている。しかし、カウンタのカウント値はパルス周期分の不確定性を持っており、たとえば0.1ｍｍ周期相当のパルスであれば最大0.1ｍｍの誤差を生じることになり、制御が不安定になる原因となり得る。
【０１４２】
本実施形態では、たとえば0.001ｍｍ周期に相当するクロックを用いて光学パターン信号周期を一定速度とみなして補間する。このようにすることで位置検出誤差を速度変動分の誤差に押さえることができ、制御系を安定させ、より高速な制御が行えるようになる。
【０１４３】
本実施形態では、上記第１実施形態乃至第８実施形態において、それぞれ図２１に示すように、検出器７０２からの光学パターン検出信号（パターン信号）と補間クロックが入力されるカウンタ３０は一般的なGATE入力端子とSOUCE入力端子を有するカウンタによって構成される。光学パターン信号用カウンタ３１は、GATE入力端子に中間転写ベルト５０１の一回転に付き一回発生する原点信号もしくは機械本体からの信号が入力され、この信号をカウント開始用に用いる。光学パターン信号用カウンタ３１は、SOURCE入力端子に検出器７０２から光学パターン検出信号が入力され、GATE入力端子に信号が入力されることにより検出器７０２からの光学パターン検出信号のカウントを開始する。
【０１４４】
カウンタ３０は、GATE入力端子に検出器７０２から光学パターン検出信号が入力されてSOURCE入力端子に補間クロックが入力され、光学パターン検出信号が入力されることにより補間クロックのカウントを開始する。たとえば光学パターン７０１の間隔（周期）が0.1mm、検出器７０２からの光学パターン検出信号が約1kHzで中間転写ベルト５０１の速度変動により1％前後変動し、補間クロックが100kHzであるとする。モータ制御コントローラ３２は、カウンタ３０、３１のデータの取り込み、その取り込みデータと目標値より駆動モータ７０３の位置制御量を演算する内部演算と、駆動モータ（ベルト駆動モータ）７０３を駆動するモータドライブ回路への演算結果出力のループを行っており、カウンタ３０、３１のデータの読み込みが処理速度により変動する。
【０１４５】
よって、モータ制御コントローラ３２は、たとえばカウンタ３１の値を読み込んだときに、その値が10カウントだったとすると位置としては1ｍｍ〜1.1mmである可能性がある。そこで、モータ制御コントローラ３２は、カウンタ３０の値を読み込み、その値が50カウントであれば中間転写ベルト５０１の平均速度100mm/sより100(mm/s）×50（カウント）/100k（Hz）のクロックカウント分を0.05ｍｍと判断し、全体としては中間転写ベルト５０１が1.05mmの位置にあると算出する。平均速度の変動分が1％であれば、クロックカウント分の誤差も1％以内で0.0499〜0.0501mmであり、精度の高い位置検出が行える。
【０１４６】
なお、上記第１実施形態乃至第９実施形態において、潜像担持体としてドラム状感光体２００の代りにベルト状感光体などを用いてもよく、また、像担持体として中間転写ベルト５０１の代りに中間転写ドラムなどを用いることも可能である。
【０１４７】
【発明の効果】
以上のように請求項１に係る発明によれば、潜像の位置ずれを低減することが可能となり、高画質なカラー画像が得られると共に、潜像担持体を高精度に駆動する高価なコントローラを利用しなくてもよくなって低コスト化を図ることができる。さらに、位置検出誤差を速度変動分の誤差に押さえることができ、制御系を安定させ、より高速な制御を行うことが可能になる。
請求項２に係る発明によれば、光学パターンの摩耗等による破壊を防ぐことができ、光学パターンを配置したために生じる回転偏差あるいは速度変動の影響を除去することが出来る。また、光学パターンにトナー、ゴミ等が付着した場合でも光学パターンと他の回転体との接触が起こりづらくなり、光学パターンに対する撥水性、撥油性等の機能を付加する必要が無くなる。
【０１４８】
請求項３に係る発明によれば、光学パターンの検出不良を防止することができる。
請求項４に係る発明によれば、光学パターンの検出不良を防止することができる。
請求項５に係る発明によれば、検出誤差を低減させることが可能となる。
【０１４９】
請求項６に係る発明によれば、多くの画質劣化の要因を除去することができ、かつ高精度部品の利用を必要としない安価なシステムを構成することが可能となる。
請求項７に係る発明によれば、潜像担持体から像担持体へのトナー転写時の位置ずれを大幅に軽減することが可能となる。また、像担持体の回転支持軸、駆動軸の配置や引っ張りテンション等による像担持体内の表面の伸び変動が存在する場合でも、その構造を変更することなく、高精度にトナー像転写、画像形成を行うことが可能となる。
【０１５０】
請求項８に係る発明によれば、クリーニング装置を像担持体上の画像に対して正確に接離させることができてその接離それぞれのショックによるトナーの飛び散りが前後の画像に影響する事をより正確に防止できる。
請求項９に係る発明によれば、像担持体上の画像を転写材に正確に転写させることができ、画像全面にわたり良好な画像が得られる。
【０１５１】
請求項１０に係る発明によれば、転写手段を像担持体に対して正確に接離させることができ、画像全面にわたり良好な画像が得られる。
請求項１１に係る発明によれば、像担持体の曲面で像担持体の位置を検出する場合の曲面での光反射ロスを低減でき、等ピッチの光学パターンを像の変化なく高精度に検出することが可能となる。また、像担持体の振動による表面位置検出信号変動、それに起因する表面位置計測誤差を低減することが可能となる。また、これにより、回転方向と垂直な方向への像担持体の変位に起因する表面位置検出信号変動、それに起因する表面位置計測誤差を低減することが可能となる。このため、像担持体の表面位置を高精度に制御することができ、画像品位の向上、色ずれの低減を期待できる。
【０１５２】
請求項１２に係る発明によれば、振動による像担持体表面位置検出信号の誤差を低減し、振動の影響を低減し、像担持体表面本来の挙動に起因する信号での像担持体位置制御が可能となる。これにより、像担持体表面位置を高精度に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の一部を示す斜視図である。
【図２】同第１実施形態の概略を示す断面図である。
【図３】同第１実施形態の一部を拡大して示す断面図である。
【図４】同第１実施形態の光学パターン及び分割ビームを示す図である。
【図５】同第１実施形態に用いられる検出器の一例を示す概略図である。
【図６】同第１実施形態に用いられるスリット板を示す平面図である。
【図７】同第１実施形態に用いられる検出器の他の例、光学パターン及び中間転写ベルトを示す断面図である。
【図８】同第１実施形態で用いられる画像信号発生手段の一例、検出器及びＬＤドライバを示すブロック図である。
【図９】同第１実施形態で用いられる画像信号発生手段の他の例、検出器及びＬＤドライバを示すブロック図である。
【図１０】同第１実施形態で用いられる中間転写ベルト駆動制御系を示すブロック図である。
【図１１】同第１実施形態で用いられる他の中間転写ベルト駆動制御系を示すブロック図である。
【図１２】同第１実施形態における中間転写ベルトの表面位置と目標位置との偏差を示す図である。
【図１３】同第１実施形態における中間転写ベルトの表面位置と目標位置との偏差を示す図である。
【図１４】本発明の第２実施形態の中間転写ユニットを示す概略図である。
【図１５】同中間転写ユニットの一部を示す概略図である。
【図１６】同中間転写ユニットの一部を示す断面図である。
【図１７】本発明の第３実施形態における中間転写ベルト、光学パターン及び検出器を示す平面図である。
【図１８】本発明の第４実施形態の中間転写ベルト駆動制御系を示すブロック図である。
【図１９】同第４実施形態の動作タイミングを示すタイミングチャートである。
【図２０】本発明の第６実施形態の動作タイミングを示すタイミングチャートである。
【図２１】本発明の第９実施形態の中間転写ベルト駆動制御系を示すブロック図である。
【図２２】ベルトの表面速度の変動の測定結果を示す図である。
【図２３】中間転写ベルト表面の位置決め誤差の様子を示す図である。
【図２４】従来の画像形成装置における各色トナー画像の位置変動を示す図である。
【図２５】上記第１実施形態における中間転写ベルトの位置変動の低周波成分補正結果を示す図である。
【符号の説明】
２００      感光体
５０１      中間転写ベルト
７０１      光学パターン
７０２      検出器
７１９、７２７      画像信号生成手段
２５      くぼみ
２７      清掃部材
３０、３１      カウンタ
【図１】
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【図２】
0004346832.tif 000003
【図３】
0004346832.tif 000004
【図４】
0004346832.tif 000005
【図５】
0004346832.tif 000006
【図６】
0004346832.tif 000007
【図７】
0004346832.tif 000008
【図８】
0004346832.tif 000009
【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】
0004346832.tif 000018
【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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