(57)【要約】【課題】  画像形成装置における、先端レジストレーション合わせのためにトナーマークを画像搬送ベルト上に画き込み、シートとのタイミングを取るレジストレーション補正技術において、正確な画像とシートとの搬送方向のレジストレーション精度を安定して得ることができる画像形成装置を提供する。【解決手段】  ベルト上に生じた傷、汚れ等のノイズ因子を除去するためのトナーマークを生成する。【選択図】  図１
2009128440.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
用紙搬送路に沿って用紙を搬送する用紙搬送手段と、像担持体ベルト上にトナー画像を形成する画像形成手段と、前記像担持体ベルト上に形成されたトナー画像の有無を検知するトナー画像検知手段と、前記像担持体ベルト上に形成された画像を前記搬送手段によって搬送された用紙に転写する転写手段と、前記転写手段によるトナー画像の転写位置よりも上流側の用紙搬送経路に設けられて用紙の通過を検知する用紙検知手段と、前記トナー画像検知手段と前記用紙検知手段との各々の検知結果に基づいて前記用紙搬送手段による用紙の搬送速度を制御する制御手段を設けた画像形成装置において、
一枚の用紙搬送速度を制御する為に、前記制御手段は前記像担持体ベルト上の用紙には転写されない画像搬送方向に少なくとも2つ以上の連続した画像タイミング検出用マークを形成した上で、前記トナー画像検知手段で前記画像タイミング検出用マークの先端と後端を検知して、前記画像位置検出用マークの理論タイミング幅とを比較することで画像タイミングを判断することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において、前記画像位置検出用マークの形成位置は搬送直交方向で用紙に対して位置合わせがされ転写される画像領域の外側に配置形成されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１に記載の画像形成装置において、前記用紙搬送手段は第1の搬送速度と第2の搬送速度を設けており、前記制御手段によって第1の搬送速度から第2の搬送速度への加減速タイミングを制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１に記載の画像形成装置において、前記用紙搬送手段は用紙先端が突入する際に停止しているレジストローラであり、前記制御手段は前記トナー画像検知手段と前記用紙検知手段との各々の検知結果に基づいて用紙が前記レジストローラに突き当たった状態から前記レジストローラを駆動させるタイミングを制御する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】
本発明はシート材に画像を形成する画像形成装置に関し、特に好適には、シート材に対する画像位置精度を向上させると共に、シート材両面に画像を形成する画像形成装置に関するものである。さらに詳しく言えばレジストレーション補正機能を有する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、レジスト検知用のレジストマークを転写ベルト上に画像生成して光学的にマーク検知することで転写材との転写タイミングを調整する画像形成装置が提案されてきた。図８にレジストマーク検知手段１３７を備えた画像形成装置１００。図８より、レジスト検知手段を備えた画像形成装置は画像イメージを作像する露光ユニット１０９、感光体ドラム１１２、現像器１１１からなる作像部１１０と、一次転写部１１７で作像部１１０からの画像を転写する転写ベルト１３１、転写ベルト１３１から用紙へ画像を転写する2次転写部１３５、2次転写部１３５へ転写材Pを搬送するレジストローラ１２３から構成されている。また、転写材搬送経路の2次転写位置より上流の位置に用紙の有無を検知する用紙検知センサS１２０を設けている。この用紙検知センサにより搬送される用紙の先端または後端のタイミングを検知する。
【０００３】
この種の画像形成装置１００において、露光における光路長誤差や光路変化、または転写ベルトの搬送距離誤差や変動などによって用紙と画像との位置が合わなくなることがある。
【０００４】
このため作像部１１０から転写ベルト１３１上に転写して形成したレジストマーク（レジストレーション補正用パターン）をレジストマーク検知手段１３７に搭載のフォトセンサで読み取って、位置ズレ量を検出し画像形成開始位置の補正や用紙搬送タイミングの調整などを行い、用紙に対する画像位置ズレを補正してきた。
【０００５】
図９に、トナーマーク２０３を形成したベルト３１を検知したフォトセンサ２００の受光出力の変化を示す。また図４に、フォトセンサ２００の受光出力をパルス信号に変換する受光回路を示す。
【０００６】
フォトセンサ２００のＬＥＤ２０１からベルト３１に照射した光の反射光がフォトトランジスタ２０２に受光されると、フォトトランジスタ２０２に光電流が流れ、この出力電流が受光回路の抵抗器４０７で電圧に変換された後、出力電圧が抵抗器４０２、４０３、４０４とオペアンプ４０１で増幅される。ＬＥＤ２０１からの光がベルト３１のトナーマーク２０３が形成されていない部分を検知すると、その部分の反射光量は多いので、これを受光したフォトトランジスタ２０２には光電流が多く流れ、増幅後の出力電圧は高い電圧レベル（ベルト検知レベル）になる。つぎにトナーマーク２０３を検知すると反射光量が少ないので、フォトトランジスタ２０２にはベルト部分のときと比べて少ない光電流が流れ、増幅後の出力電圧は低い電圧レベル（トナーマーク検知レベル）になる。
【０００７】
したがって、フォトセンサ２００によりベルト部分→トナーマーク部分→ベルト部分の順でベルトが検知されると、図１０ａに示すように、出力電圧３０１がベルト検知レベルからトナーマーク検知レベルに落ち込んだ下に凸の曲線が得られる。この転写ベルト検知レベルとトナーマーク検知レベルの中間に閾値レベルを受光回路の可変抵抗器４０６で設定し、検出電圧値（出力電圧）とこの閾値のレベルをコンパレータ４０５で比較することにより、図１０ｂに示すように、パルスのパターン検出出力３０２を作り出すことができる。
【０００８】
このパルスパターン信号の中心タイミングtgをトナーマークの重心位置と認識し、転写ベルト上のトナーマークのタイミングを検知し、転写材検知手段とのタイミングをとり、レジストローラ対の搬送速度を調整もしくは画像形成タイミングの調整を行い、用紙に対する画像の搬送方向のレジストレーション補正を行っていた。
【０００９】
上記の例として、下記特許文献１及び特許文献２をあげることが出来る。
【特許文献１】特開2002-174992号公報
【特許文献２】特開2003-241472号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、転写ベルト上にキズや打痕、汚れ等が生じた場合にマークと誤検知することがあり著しくレジスト精度を悪化させていた。具体的には図１１に示すようにトナーマークと重なるような転写ベルト上の傷等を有する場合、デジタルセンサ出力は本来のトナーマーク重心位置tgよりΔtg分誤差を含んだtg´の位置をトナーマークの重心位置と誤検知してしまっていた。このため転写材の先端位置と画像先端位置とをΔtg分の誤差を含んだ状態で転写してしまい転写材への画像位置合わせ精度を著しく悪化させていた。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の請求項１によると、用紙搬送路に沿って用紙を搬送する用紙搬送手段と、像担持体ベルト上にトナー画像を形成する画像形成手段と、前記像担持体ベルト上に形成されたトナー画像の有無を検知するトナー画像検知手段と、前記像担持体ベルト上に形成された画像を前記搬送手段によって搬送された用紙に転写する転写手段と、前記転写手段によるトナー画像の転写位置よりも上流側の用紙搬送経路に設けられて用紙の通過を検知する用紙検知手段と、前記トナー画像検知手段と前記用紙検知手段との各々の検知結果に基づいて、前記用紙搬送手段による用紙の搬送速度を制御する制御手段を設けた画像形成装置において、
一枚の用紙搬送速度を制御する為に、前記制御手段は前記像担持体ベルト上の用紙には転写されない画像搬送方向に少なくとも2つ以上の連続した画像タイミング検出用マークを形成した上で、前記トナー画像検知手段で前記画像タイミング検出用マークの先端と後端を検知して、前記画像位置検出用マークの理論タイミング幅とを比較することで画像タイミングを判断することを特徴とする画像形成装置を得る。
【００１２】
このことにより、２つ以上のトナーマークに転写ベルトのキズ等がオーバラップしたとしても正確に画像タイミングを計測することが可能となり、転写材へのレジスト精度の悪化を招くのを防止することが可能となる。
【００１３】
また、本発明の請求項２によると、前記画像位置検出用マークの形成位置は搬送直交方向で用紙に対して位置合わせがされ転写される画像領域の外側に配置形成されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置を得る。
【００１４】
転写ベルト搬送直交方向の転写画像領域でトナーマークを生成すると画像と画像の間に形成することとなり、生産性を著しく低下させる恐れがある。しかしながら、転写される画像領域の外側にトナーマークを生成することで画像と画像の間隔を最小限に設定することが可能となり生産性の向上を図れる。
【００１５】
さらに、本発明の請求項３によると、前記用紙搬送手段は第1の搬送速度と第2の搬送速度を設けており、前記制御手段によって第1の搬送速度から第2の搬送速度への加減速タイミングを制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置を得る。
【００１６】
このことにより、画像タイミングに対して、転写材を効率的に搬送して課減速のタイミング調整だけで搬送方向の位置合わせが可能となり、位置合わせによるダウンタイムを発生させることなく良好なレジスト精度を確保することが可能となる。
【００１７】
また、本発明の請求項４によると、前記用紙搬送手段は用紙先端が突入する際に停止しているレジストローラであり、前記制御手段は前記トナー画像検知手段と前記用紙検知手段との各々の検知結果に基づいて用紙が前記レジストローラに突き当たった状態から前記レジストローラを駆動させるタイミングを制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置を得る。
【００１８】
このことで、駆動停止と駆動動作で斜行取りをおこなうタイプのレジストタイミングローラ（いわゆるレジストローラ）の構成であっても用紙とトナー画像との位置合わせに対する制御を可能となる。
【発明の効果】
【００１９】
第１の発明によれば、２つ以上のトナーマークのいずれかに転写ベルトのキズ等がオーバラップしたとしても正確に画像タイミングを計測することが可能となり、転写材へのレジスト精度の悪化を招くのを防止することが可能となる。また、第２の発明によれば、転写ベルト搬送直交方向の転写画像領域でトナーマークを生成すると画像と画像の間に形成することとなり、生産性を著しく低下させる恐れがある。しかしながら、転写される画像領域の外側にトナーマークを生成することで生産性の向上を図ることが可能となる。さらに第３の発明によれば、画像タイミングに対して、転写材を効率的に搬送してタイミング調整することが可能となり、位置合わせによるダウンタイムを発生させることなく良好なレジスト精度を確保することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【実施例１】
【００２１】
図１は、本発明を実施した画像形成装置の断面図である。本実施例の画像形成装置は電子写真方式のカラー画像形成装置で、本発明が特に有効であると考えられる複数の画像形成部を並列に配し、かつ中間転写方式を採用している。
【００２２】
本カラー画像形成装置は画像読取り部１Ｒと画像出力部１Ｐとからなる。画像読取り部１Ｒは原稿画像を光学的に読み取り、電気信号に変換して画像出力部１Ｐに送るもので、その構成は周知であり、また本発明と特に関係がないので詳細な説明は省略する。
【００２３】
画像出力部１Ｐは大別して、４つのステーションａ、ｂ、ｃ、ｄが並設された画像形成部１０（各ステーションａ〜ｄの基本構成は同一である）、給紙ユニット２０、中間転写ユニット３０、定着ユニット４０、クリーニングユニット５０および制御ユニット８００から構成される。
【００２４】
個々のユニットについて詳しく説明する。画像形成部１０の各ステーションａ、ｂ、ｃ、ｄは、像担持体としての感光ドラム１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｃを有し、感光ドラム１１ａ〜１１ｄはその中心で軸支され、矢印方向に回転駆動される。感光ドラム１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの外周面に対向して、その回転方向に一次帯電器１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、光学系１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、折り返しミラー１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、現像装置１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄが配置されている。
【００２５】
感光ドラム１１（１１ａ〜１１ｄ）には画像形成プロセスによりトナー像が形成される。まず、感光ドラム１１の表面に一次帯電器１２（１２ａ〜１２ｄ）により均一な帯電量の電荷が与えられ、ついで光学系１３（１３ａ〜１３ｄ）で発生した記録画像信号に応じて変調された例えばレーザービームなどの光線を、折り返しミラー１６（１６ａ〜１６ｄ）を介して感光ドラム１１上に露光して、感光ドラム１１の表面に静電潜像が形成される。感光ドラム１１上の静電潜像は、現像装置１４（１４ａ〜１４ｄ）により現像してトナー像として可視化される。現像装置１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄは、ブラック、マゼンタ、シアン、イエローの４色の現像剤（トナー）を収容しており、各感光ドラム１１上の潜像は、現像によってブラック、マゼンタ、シアン、イエローのトナー像に形成される。
【００２６】
感光ドラム１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの下部には、中間転写ベルト３１が当接して感光ドラム上のトナー像を中間転写ベルト３１に転写する一次転写領域Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄが形成されている。その一次転写領域の中間転写ベルト３１の裏面側（内面側）には、一次転写用帯電器３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄが配置されている。一次転写領域Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄの感光ドラム１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの回転方向下流側には、クリーニング装置１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄが設置され、中間転写ベルト３１に転写されずに各感光ドラム１１上に残った転写残りトナーを掻き落として、感光ドラム１１表面の清掃を行うようになっている。
【００２７】
複写機の下部にはシートPを積載収納した給紙デッキ１０が挿抜可能に装着されている。給紙デッキ20は搬送ベルト23、吸引ファン22、紙面検知センサS20より構成される。給紙デッキ２０よりピックアップされた用紙は縦パス搬送部３０を経由してレジスト部４０に搬送される。レジスト部４０は搬送直交方向のレジストレーションを補正するシート矯正板と斜送ローラ４２、レジストローラ４３とからなる。また、レジストローラ43の近傍にはシート検知センサS40 が配置されており、搬送方向のシートと画像に対するレジスト調整のためのセンシングを行っており、画像形成部１０の画像形成タイミングに合わせて用紙Ｐを二次転写領域Ｔｅへ送り出す。
【００２８】
中間転写ユニット３０は、上記の中間転写ベルト３１を複数本のローラ、すなわちベルト３１に駆動を伝達する駆動ローラ３２ｄ、ベルト３１の回転に従動して従動ローラ32ｓ、およびベルト３１を挟んで二次転写領域Ｔｅに対向した二次転写対向ローラ33に卷回してなっており、駆動ローラ３２ｄと従動ローラ３２ｓの間に一次転写平面Ａが形成されている。
【００２９】
駆動ローラ３２ｄは、金属ローラの表面に、転写ベルト３１とのスリップ部防止用に数ｍｍ厚さのゴム（ウレタンゴムまたはクロロプレンゴム）をコーティングしてなっており、駆動ローラ３２ｄはパルスモータ（図示せず）によって回転駆動される。
【００３０】
二次転写対向ローラ３３のところには中間転写ベルト３１を挟んで二次転写ローラ３４が対向配置され、この二次転写ローラ３４が中間転写ベルト３１に対し適度な圧力で加圧当接され、当接ニップ部によって前記の二次転写領域Ｔｅが形成されている。また中間転写ベルト３１の二次転写領域Ｔｅの下流には、中間転写ベルト３１の表面（画像形成面）を清掃するクリーニング手段３６が設置され、このクリーニング手段３６は、ベルト３１の表面を摺擦するブラシローラによりベルト３１の表面から除去されたトナーを収容する不図示の廃トナーボックスを備えている。
【００３１】
定着ユニット５０は、内部にハロゲンヒーターなどの熱源を備えた定着ローラ５１、その定着ローラ５１に加圧される加圧ローラ５２（加圧ローラ５２にも熱源を備える場合がある）、ローラ対５１、５２の当接ニップ部へシートＰを導くガイド５３、ユニット５０内の熱を閉じ込める定着断熱カバー５６、５７、およびローラ５１、５２対から排出されてきたシートＰをさらに排紙ローラ５４によってユニット５０の外部に導き出す。
【００３２】
その後、排紙ユニット６０によって排紙トレー６１へ排出、積載される。また、ここで両面画像形成の場合は、反転ユニット７０でスイッチバック反転を行い、両面パスユニット８０を経由して、再度縦パス搬送ユニットへ搬送され一連の動作を繰り返すこととなる。
【００３３】
制御ユニット８００は、図２に示すように、上記各ユニット内の機構の動作を制御するＣＰＵ８０１やモータドライバ部８０２などを備えている。制御ユニット８００については後述する。
【００３４】
つぎに、本画像形成装置の画像形成動作を説明する。制御ユニット８００のＣＰＵ８０１より画像形成動作開始信号が発せられると、吸引ファン２２により吸い上げられたシートPを搬送ベルト２３で下流に送り込むことによりシートPの給紙をおこなう。ここで紙面検知センサＳ２０の情報により、リフタ板２１を連続的に昇降動作させ、不送りや重送のない紙面位置を制御している。また、シートPの搬送方向および搬送直交方向（シート面前奥に貫く方向）からシートを捌く捌きエアーを送出することで更にシートが重送して送られることを防いでいる。この後、一枚となったシートPは縦パス搬送部２５を経由してレジスト部４０へ搬送される。
【００３５】
レジスト部４０の動作概略を図２−１〜図２−４に示す。縦パス搬送部２５から送り込まれたシートPはシートPの横幅に応じてスラスト方向に移動可能なシート矯正板４１とシート矯正板４１に対しシートPを押し当てる搬送力を付与する斜送ローラ４２により搬送直交方向の位置出しを行われる。まず、図２−１に示すよう斜送ローラ４２によって搬送方向に対して斜めに搬送されたシートＰはシート矯正板４１に突き当てられながらレジストローラ４３へ搬送される。レジストローラ４３は搬送駆動と搬送直交方向へのレシプロ動作とが可能であり、搬送直交方向を突き当て調整されたシートＰを再度搬送中心位置４４へスライド移動して搬送直交方向のレジストレーションを補正している（図２−２参照）。更にレジストローラ４３はシートＰを２次転写領域Ｔｅへと送り込んだ後に上方へニップ解除動作を行う（図２−３参照）。そして再度、図２−４に示すスラスト待機位置へレシプロ動作とニップ加圧動作とを行う。この一連の動作をシート一枚ずつに対して行っている。
【００３６】
またレジストローラ４３は、シート先端と画像先端の位置合わせを行うために、シート検知センサＳ４０がシートＰの先端を検知した状態からのローラ回転数により２次転写領域Ｔｅまでのシートの移動量を管理している。後述するようにレジストローラ４３により搬送方向のシート搬送タイミング調整はトナーマーク検知センサ３７の情報を元に減速タイミング制御を行っている。
【００３７】
駆動系統としてレジストローラ４３については、レジストローラ４３の回転駆動をするために不図示カップリングを介して接続するレジストローラ駆動モータM1と、レジストローラ４３のレシプロ動作を行うために不図示のラックとピニオンとから駆動を伝達するレジストローラレシプロ駆動モータM2がある。また斜送ローラ４２についてはの回転駆動をするための不図示の斜送ローラ駆動モータと、斜送ローラ対の着脱動作を行うために不図示のカムを介しておこなう斜送ローラ着脱モータとからなる。
【００３８】
画像形成部１０では、画像形成動作開始信号が発せられると、前述した画像形成プロセスにより中間転写ベルト３１の回転方向上、一番上流にあるステーションｄの感光ドラム１１ｄ上にトナー像が形成され、そのトナー像が一次転写領域Ｔｄで中間転写ベルト３１に、高電圧が印加された一次転写用帯電器３５の作用によって一次転写される。一次転写されたトナー像は転写ベルト３１の移動にともないつぎのステーションｃの一次転写領域Ｔｃまで搬送される。ステーションｃでは、ステーションｄ、ｃ間をトナー像が搬送される時間だけ遅延して画像形成が行われており、前のトナー像上に位置（レジスト）を合わせてつぎのトナー像が転写される。以下、ステーションｂ、ａでも同様の工程が繰り返され、結局４色のトナー像が中間転写ベルト３１上に重ね合わせて転写される。
【００３９】
その後、シートＰが二次転写領域Ｔｅに進入して中間転写ベルト３１に接触すると、シートＰの通過タイミングに合わせて二次転写ローラ３４に高電圧が印加される。そして前述したプロセスにより中間転写ベルト３１上に形成された４色のトナー像が、記録材Ｐの表面に一括して二次転写される。トナー像が二次転写されたシートＰは、定着前搬送５８によって定着ユニット５０のローラニップ部まで正確に案内され、定着ローラ５１、加圧ローラ５２による熱および圧力によってトナー像がシートＰの表面に定着され、４色フルカラーの永久画像に形成される。その後、シートＰは内外の排紙ローラ５４、排紙ユニット６０により装置外に搬送され、排紙トレー６１に積載される。
【００４０】
画像形成装置は、トナーパターン検出手段としてのフォトセンサ２００と、図３の制御ユニット８００とを含むレジスト補正装置を備えている。フォトセンサ２００は、最終色の画像形成ステーションａの下流側の位置で、中間転写ベルト３１の移動方向と直角の幅方向両端部のベルト上方に近接配置され、フォトセンサ２００により、中間転写ベルト３１の幅方向両端部にベルト移動方向に沿って形成された各色のレジストパターン（レジストレーション補正用パターン）を検出して読み取り、制御ユニット８００の補正手段によりレジスト補正制御を行っている。
【００４１】
フォトセンサ２００は、従来と同様、前記の図１０に示すように、発光素子のＬＥＤ２０１と受光素子のフォトトランジスタ２０２とからなり、中間転写ベルト３１上のパターンを検出した出力は、図３の制御ユニット８００に設置された図４の受光回路と同様な受光回路８０７で信号処理を受けて、パターンを検知する。レジストパターンは、同様に、中間転写ベルト３１の移動方向と直角の仮想線を挟んで所定角度で対称に配置された第一線分と第二線分とからなる形態のものが一例として用いられる。
【００４２】
制御ユニット８００は、画像出力部を制御するＣＰＵ８０１、制御プログラムやデータを格納するＲＯＭ８０６およびＲＡＭ８０３、各種モータ類を駆動するモータドライバ部８０２、フォトセンサ２００からの出力を受け取ってパターン出力を出力する受光回路８０７、受光回路からのパターン出力を受けてパターン幅や位置を検知するパターン幅検知部８０４、およびパターン幅＆位置格納部８０５からなる。パターン幅＆位置格納部８０５は、複数に区画されたレジスタからなっている。
【００４３】
制御ユニット８００のＣＰＵ８０１からの指示でレジスト補正動作が始まり、フォトセンサ２００がレジストパターンからの反射光を受光して検知すると、その出力電流が電圧変換および増幅されて、得られた出力電圧がパターン幅検知部８０４に入力される。パターン幅検知部８０４にはＣＰＵ８０１により所定幅Ｔが設定されており、幅検知部８０４では、所定幅Ｔ以下の幅を有する出力をノイズ成分としてカットし、それ以外の所定幅Ｔ以上の幅を有する出力についてのみ、レジストの補正に使用するパターンデータとして、そのパターン幅およびパターン位置を出力して、これをパターン幅＆位置格納部（レジスタＡ〜Ｋ）８０５に格納させる。
【００４４】
フォトセンサ２００でレジストマークを検出して読み取り、受光回路８０７からレジストマーク出力が出力されている様子を示す。中間転写ベルト３１上には、各色の基準となる画像形成ステーションｃによりマゼンタのレジストマークが形成される。
【００４５】
つぎに画像形成に至る搬送方向のレジ合せプロセスに関して説明する。
【００４６】
図５にシート搬送と画像搬送に対する搬送関係線図を示す。まずシートの給紙時を基準時間および基準搬送距離とし、縦パス搬送部２５に送られ増速搬送されるタイミングをtaとする。このとき基準ステーションのｃ画像形成部においてトナーマークをレーザ書込みする時点を画像形成の基準時間（シート搬送基準ではt0）および基準搬送距離（シート搬送距離ではl0）とする。このとき本実施形態では図５ａに示すよう搬送方向に2つのトナーマークの中心間距離を転写する画像の先端と一致させて画像を形成している。この後、画像搬送は感光ドラム、中間転写ベルト３０を2次転写領域Teまで等速搬送することになる。トナーマークがレジ検ユニット３７に到達した時間をtgとして検知され、予測される2次転写のタイミング時間tdが算出される。一方、シート搬送では縦パス搬送部２５およびレジスト部４０を搬送されシート検知センサS40を通過しシート検知センサ通過時間ｔｓが検出される。2次転写のタイミングｔｅではシートと画像の搬送速度をほぼ同一速度に設定する必要があるため、レジストローラ搬送中のどのタイミングで減速すればよいかｔｇとｔｓをもとにｔｄを算出する。この後、シートと画像の先端は同一等速度で搬送され2次転写位置にて先端合わせがなされて2次転写なされることになる。例えばここで環境変化に伴い中間転写ベルトのベルト周長が変動やレーザ画き込み系の光路長に変動が生じた場合の搬送時間の変動を図５ｂに示す。図５ｂに示すように画像搬送の理論直線の傾きが変動したことをトナーマーク検知時間で検知することができる。これによりシートの減速タイミングｔｄをΔｔｄ分だけ早めることで画像とシートとの先端位置合わせを補正できる。
【００４７】
このことでシートの搬送バラツキによるタイミングずれや画像の搬送ばらつきによるタイミングずれを最小限に留めるように制御している。
【００４８】
この一連のシートと画像の先端位置合わせのプロセスにおいて画像とシートのタイミングを正確に検出することが非常に重要になっている。
【００４９】
しかしながら中間転写ベルト上に傷や汚れ、へこみ、くぼみ等が生じて正確に画像先端位置を見極められないと画像精度を著しく悪化させてしまうこととなる。また、これら傷等を予め検出するために画像形成プロセスとは別の中間転写ベルトの前回転動作やダウンシーケンスでの前回転動作等で行うことが考えられる。しかし特にタンデム式のカラー複写機などでは中間転写ベルトが長いため検出に時間を有しウォームアップタイムや生産性を低下させてしまう恐れがある。
【００５０】
以下に本実施例における、ベルト上に傷等を生じても正確に画像先端位置（トナーマークによる画像先端位置）の検出方法について述べる。
【００５１】
図６にトナーマーク検出時の受光回路からの検出パターンについて示す。図中ｔｇはトナーマーク中心間距離であり、同時に画像先端位置である。ここでトナーマークの幅を検知する理論的な時間幅をTm1とし、第1のトナーマーク後端エッジと第2のトナーマーク先端エッジとの間隔をTm2とする。したがって図中のTm3はTm1+Tm2、またTｍ４は2×Tm1＋Tm2となる。ここでｔｇはtf1＋Tm２/2の時間であるため、ｔｇを算出する際はこのTm２〜Tｍ４のいずれかが正確に検出できればｔｇは容易に算出することが可能となる。
【００５２】
つぎに中間転写ベルト上の傷等の検知パターンについて説明する。本実施例においてはデジタル信号ＯＦＦの時間幅を計測し理論上のトナーマークの搬送幅と比較して、そのＯＦＦ信号がトナーマークであるか否かを判定しカウントするとともに信号のＯＮ／ＯＦＦ切換タイミングをレジスタに格納する。トナーマークのカウントはＯＦＦ信号の時間幅Tm1-1´、Tm1-2´、・・・Tm1-8´が理論計算上のトナー搬送幅Tm1と比較してほぼ同じ時間幅であるかを判定し、上記Tm1-1´、Tm1-2´、・・・Tm1-8´の中でTm1-1´と同じ幅のOFF信号がいくつあるかをカウント数としている。したがってトナーマークにベルト傷等がオーバラップしてトナーマークの先端および後端の読み取り検知に影響を及ぼすか否かを判定できる。トナーマークカウントが2つであれば正常にトナーマークを検出可能であり、図７−１（パターンＡ）に示すようにベルト上の傷が生じていてもトナーマークとオーバラップしていないため傷等の信号だけ無視して画像先端位置ｔｇを算出する。したがってトナーマーク検知幅Tm1-1´、Tm1-2´、Tm1-3´、Tm1-4´が理論計算上のトナー搬送時間幅Tm1と比較して以下のような条件でtgを算出する。
【００５３】
Tm1-1´≒Tm1-2´≒Tm1(条件１-１)ならば、tg=tf2+(tf3-tf2)/2    (式1-１)
Tm1-1´≒Tm1-3´≒Tm1(条件１-２)ならば、tg=tf2+(tf5-tf2)/2    (式1-２)
Tm1-1´≒Tm1-4´≒Tm1(条件１-３)ならば、tg=tf2+(tf7-tf2)/2    (式1-３)
Tm1-2´≒Tm1-3´≒Tm1(条件１-４)ならば、tg=tf4+(tf5-tf4)/2    (式1-４)
Tm1-2´≒Tm1-4´≒Tm1(条件１-５)ならば、tg=tf4+(tf7-tf4)/2    (式1-５)
Tm1-3´≒Tm1-4´≒Tm1(条件１-６)ならば、tg=tf6+(tf7-tf6)/2    (式1-６)
したがって図７−１のようなトナーマークとベルト上傷のパターンでは、（条件１−２）となるためtgは（式１−２）で算出できる。
【００５４】
しかしながら、トナーマークカウントが１つの場合、および０の場合はトナーマークにベルト上の傷等がオーバラップしてトナーマークカウントを誤検知されている可能性があるのでさらに詳細に判定して正確なトナーマークの検知タイミングを算出する必要がある。
【００５５】
ここで本実施例ではトナーマーク近傍に３つ以上のベルト上傷等が生じている場合は、中間転写ベルト上に傷等が多すぎるため異常ベルトと判断し表示部にベルト交換を促す表示を行うとともに、画像形成動作を停止させベルト異常にともなう画像不良や機械の故障を防止している。
【００５６】
まず、トナーマークカウントが1つの場合の画像先端位置ｔｇ算出方法について述べる。トナーマークカウントが1つの場合は2パターン生じ得る。第1のパターン（パターンＢ）は図７−２に示すようにベルト上傷1つがトナーマークにオーバラップしている状態と、第2のパターン（パターンＣ）は図１２−１に示すように１つのベルト上傷等がトナーマークにオーバラップして、且つもう１つのベルト上傷等がトナーマークにオーバラップしていない状態である。このトナーマークカウントが2つの場合がパターンＢで、トナーマークカウントが１つでＯＦＦカウントが3つの場合をパターンＣと判定できる。パターンＢの場合はＴｍ2´とＴｍ4´を計測して、理論値Ｔｍ2，Ｔｍ2と比較することでどちらか一方が理論値と一致すると次式のようにｔｇを算出される。
【００５７】
Tm2´≒Tm2(条件２-１)ならば、tg=tf2+Tm2´/2      (式２-１)
Tm4´≒Tm4(条件２-２)ならば、tg=tf1+Tm4´/2      (式２-２)
したがって図７−２のようなトナーマークとベルト上傷のパターンでは、（条件２−１）となるためtgは（式２−１）で算出できる。
【００５８】
パターンＣの場合はTm2-1´とTm4-1´、Tm2-2´、Tm4-2´、Tm2-3´，Tm4-3´を計測し、おのおのの理論値を以下の条件のように比較することで少なくとも一つが理論値と一致しｔｇを算出できる。
【００５９】
Tm2-1´≒Tm2(条件３-１)ならば、tg=tf2+Tm2-1´/2                (式３-１)
Tm4-1´≒Tm4(条件３-２)ならば、tg=tf1+Tm1+（Tm4-1´−Tm1）/2    (式３-２)
Tm2-2´≒Tm2(条件３-３)ならば、tg=tf2+Tm2-2´/2                (式３-３)
Tm4-2´≒Tm4(条件３-４)ならば、tg=tf3+Tm1+（Tm4-1´−Tm1）/2    (式３-４)
Tm2-3´≒Tm2(条件３-５)ならば、tg=tf2+Tm2-3´/2                (式３-５)
Tm4-3´≒Tm4(条件３-６)ならば、tg=tf1+Tm1+（Tm4-3´−Tm1）/2    (式３-６)
したがって図１２−１のようなトナーマークとベルト上傷のパターンでは、（条件３−５）となるためtgは（式３−５）で算出できる。
【００６０】
つぎにトナーマークカウントが０の場合の画像先端位置ｔｇ算出方法について述べる。トナーマークカウントが０の場合は図１２−２に示すように２つのベルト上傷等が2つのトナーマークに各々オーバラップしている状態である（パターンＤ）。この場合はTm2´とTm3-1´、Tm3-2´、Tm5´を計測し、おのおのの理論値と以下の条件で比較することで、すくなくとも一つが理論値と一致しｔｇを算出できる。
【００６１】
Tm2-1´≒Tm2(条件４-１)ならば、tg=tf2+Tm2´/2                  (式４-１)
Tm3-1´≒Tm3(条件４-２)ならば、tg=tf1+Tm1+（Tm3-1´−Tm1）/2    (式４-２)
Tm3-2´≒Tm3(条件４-３)ならば、tg=tf2+（Tm3-2´−Tm1）/2        (式４-３)
Tm4´≒Tm4(条件４-４)ならば、tg=tf1+Tm1+Tm4´/2                (式４-４)
したがって図１２−２のようなトナーマークとベルト上傷のパターンでは、（条件４−３）となるためtgは（式４−３）で算出できる
このように検知パターンに応じて画像先端タイミングｔｇを算出するパターンを決定しておけばトナーマークにベルト上傷等がオーバラップしたとしても正確に画像タイミングを検出することが可能となる。
【００６２】
以上の傷検知動作を行うことで中間転写ベルト上の傷や汚れの有無を検知することができる。したがって安定した画像位置合わせを半永久的に行うことが可能となる。
【００６３】
以上の実施例では、搬送方向に連続した2つのトナーマークにより一枚の画像先端のタイミングを判断していたが、３つ、４つもしくはそれ以上のトナーマークを生成して、それらのトナーマーク検出から画像先端位置を判断する構成のもでもよい。この場合、トナーマークの数を増やせば増やすほど、複数のベルト上傷のオーバラップによる誤検知のリスクを本実施例の構成より更に低減することが可能となる。
【００６４】
また実施例では、中間転写ベルトを用いた画像形成装置におけるレジスト補正について述べたが、本発明は、当然理解されるように、ベルト状記録材担持体である記録材搬送ベルトを用いた画像形成装置にも適用でき、搬送ベルトに形成したレジストパターンを検知してレジスト補正をする際にも、同様にすることにより同様の効果を得ることができる。
【００６５】
さらに実施例では、画像形成中のレジストローラ駆動動作の加減速タイミングを調整するタイプのレジストローラ駆動制御であったが、レジストローラの駆動停止と駆動動作とをシート毎に繰り返して画像との位置合わせ制御を行うタイプの画像形成装置でも同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の実施形態となる画像形成装置の断面図。
【図２】本発明の実施形態となる画像形成装置のレジスト部の概略図。
【図３】本発明の実施形態となる画像形成装置の制御ユニットを示すブロック線図。
【図４】本発明の実施形態となる画像形成装置のフォトセンサの受光回路図。
【図５】本発明の実施形態となる画像形成装置の紙搬送と画像搬送線図。
【図６】本発明の実施形態となる画像形成装置のトナーマークに対するフォトセンサ出力の対応図。
【図７】本発明の実施形態となる画像形成装置のトナーマークとベルト上傷等に対するフォトセンサ出力の対応図。
【図８】従来の画像形成装置の断面図。
【図９】フォトセンサによるベルト上トナーマークの検知を示す説明図。
【図１０】フォトセンサの受光出力の変化を示す説明図。
【図１１】フォトセンサの受光出力変化がベルト上傷により誤検知する様子の説明図。
【図１２】本発明の実施形態となる画像形成装置のトナーマークとベルト上傷等に対するフォトセンサ出力の対応図。
【符号の説明】
【００６７】
１Ｒ  画像読み取り部
１Ｐ  画像出力部
１０  画像形成部
１１ａ〜１１ｄ  感光ドラム
１２ａ〜１２ｄ  一次帯電器
１３ａ〜１３ｄ  光学系
１４ａ〜１４ｄ  現像装置
１５ａ〜１５ｄ  クリーニング装置
１６ａ〜１６ｄ  折り返しミラー
２０  給紙デッキ
２２  吸引ファン
２３  搬送ベルト
２５  縦パス搬送部
３０  中間転写ユニット
３１  転写ベルト
３２ｄ  駆動ローラ
３２ｓ  テンションローラ
３３  ２次転写対向ローラ
３４  ２次転写ローラ
３５ａ〜３５ｄ  一次転写用帯電器
３６  クリーニング手段
３７  トナー画像検知手段
４０  レジスト部
４１  シート矯正板
４２  斜送ローラ
４３  レジストローラ
５０  定着ユニット
６０  排紙ユニット
６１  排紙トレー
７０  反転ユニット
８０  両面パスユニット
２００  フォトセンサ
２０１  ＬＥＤ
２０２  フォトトランジスタ
２０３  トナーマーク
８００  制御ユニット
８０１  ＣＰＵ
８０３  ＲＡＭ
８０４  パターン幅見地部
８０５  パターン幅＆位置格納部
８０６  ＲＯＭ
Ｓ２０  紙面検知センサ
Ｓ４０  シート検知センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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