JP4772451B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は中間転写体を用いた画像形成装置の中間転写体走行時の走行方向に対する直交方向の変動(寄り)の検出法ならびにそれにより生じる重ね画像のずれ低減に関する。

従来、複写機やプリンタ等の画像形成装置として、無端状ベルトからなる中間転写ベルト、感光体ベルトや転写ベルトを用いたものが知られている。これらの無端状ベルトは、その回転により、その移動方向と直交する方向に偏ったり、蛇行したりする。このような無端状ベルトのベルト寄り現象が発生すると、例えばカラー画像形成装置においては各色のトナー像の位置ずれて色ずれが生じ、画像品質の劣化の原因になる。このため、無端状ベルトを有するベルト駆動装置、特に上述のようなカラー画像形成装置においては、無端状ベルトの偏りや蛇行を適切に制御する必要がある。

このような無端状ベルトのベルト寄りを制御する方法として従来よりいくつか提案されている。その一つとして、特許文献１によれば、ベルト位置の変動量に対して、無端状ベルトを張架して移動回転させる調整ローラの傾き量を比例関係で調整制御することで、ベルト寄りを精度良く制御できる。また、特許文献２では、駆動ローラと無端状ベルトの縁部とが接触する位置を調整する接触位置調整するものが提案されている。更に、特許文献３には、ベルトの幅方向端部と接触するベルト寄り検出部材を用いたベルト寄り制御装置が提案されている。
特開２００２−２８７５２７号公報 特開平８−１３７３５１号公報 特許第３，２７５，６２７号明細書

しかしながら、上記特許文献１では、ベルト端面の凹凸を補正した変位を求めることができない。また、上記特許文献２では、ベルト寄りの有無を判別するのみであり、変位量に基づく制御することができない。更に、上記特許文献３におけるベルト寄り検出部材は、微小ピッチのベルト変位には応答できないという欠点がある。

本発明はこれらの問題点を解決するためのものであり、ベルト端面形状精度並びに検出用マークの形成誤差の影響を受けることなく、ベルト走行方向に対する直交方向の変動(蛇行)量を正確に求め、主走査方向の色ずれの少ない画像形成の制御を可能とする画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明は、画像担持体に形成した画像を中間転写ベルトに転写することで重ね画像を形成する画像形成装置である。そして、本発明の画像形成装置は、複数のベルト位置検出手段とベルト位置変動量算出手段と制御手段とを有している。複数のベルト位置検出手段とベルト位置変動量算出手段とを有している。複数のベルト位置検出手段は、中間転写ベルトを張架するローラ間における中間転写ベルトの平面内のベルト走行方向に対して異なる位置であって、各位置の間の距離が中間転写ベルト上の測定箇所のピッチの正の整数倍となる位置にそれぞれ設け、中間転写ベルトのベルト走行方向に対して直交方向のベルト位置を検出している。また、ベルト位置変動量算出手段は、中間転写ベルトの任意の測定箇所に対してベルト位置検出手段によって検出した検出値の差分を求め、求めた差分値に、ベルト走行方向に対し上流側の他の測定箇所に対してベルト位置検出手段によって検出された検出値の差分を求めた差分値を逐次加算することで中間転写ベルトのベルト走行方向に対して直交方向のベルト変動量を求める。更に、制御手段は、ベルト位置変動量算出手段によって求めたベルト変動量に応じて主走査方向の画像形成開始位置を制御する。よって、中間転写ベルトの端面形状精度並びに検出用マークの形成誤差の影響を受けること無く、ベルト変動量を予め求めることが可能で、主走査方向の色ずれの少ない画像形成の制御を行うことができる。

また、本発明は、複数の画像担持体を有し、各画像担持体に形成した画像を中間転写ベルトに転写することで重ね画像を形成する画像形成装置である。そして、本発明の画像形成装置は、中間転写ベルトを張架するローラ間における中間転写ベルトの平面内のベルト走行方向に対して異なる位置であって、各画像担持体と中間転写ベルトが接触する位置にそれぞれ設けられ、中間転写ベルトのベルト走行方向に対して直交方向のベルト位置を検出する複数のベルト位置検出手段と、中間転写ベルトの任意の測定箇所に対してベルト位置検出手段によって検出した検出値の差分を求め、求めた差分値に、予め先に求めた中間転写ベルト上の任意の測定箇所と異なるベルト走行方向に対し上流側の他の測定箇所に対してベルト位置検出手段によって検出した検出値の差分値を逐次加算することで中間転写ベルトのベルト走行方向に対して直交方向のベルト変動量を求めるベルト位置変動量算出手段と、該ベルト位置変動量算出手段によって求めたベルト変動量に応じて主走査方向の画像形成開始位置を制御する制御手段と、を有している。また、中間転写ベルト上に、隣接する各ベルト位置検出手段の間の距離の正の整数倍の間隔を置いて複数のマークを設け、各ベルト位置検出手段が各マークを検知する度にベルト位置検出手段のサンプリング信号を初期化している。よって、ベルト速度ムラが発生しても常に中間転写ベルトの同一箇所を検出することが可能となることで、ベルト端面形状精度並びに検出用マークの形成精度に拠らない、精度の高いベルト変動量を検出することができる。

更に、本発明は、複数の画像担持体を有し、各画像担持体に形成した画像を一周する中間転写ベルトに転写することで重ね画像を形成するカラー画像を形成する画像形成装置である。そして、本発明の画像形成装置は、中間転写ベルトを張架するローラ間における中間転写ベルトの平面内のベルト走行方向に対して異なる位置であって、各画像担持体と中間転写ベルトが接触する位置にそれぞれ設けられ、中間転写ベルトのベルト走行方向に対して直交方向のベルト位置を検出する複数のベルト位置検出手段と、中間転写ベルトの任意の測定箇所に対してベルト位置検出手段によって検出した検出値の差分を求め、求めた差分値に、予め先に求めた中間転写ベルト上の任意の測定箇所と異なるベルト走行方向に対し上流側の他の測定箇所に対してベルト位置検出手段によって検出した検出値の差分値を逐次加算することで中間転写ベルトのベルト走行方向に対して直交方向のベルト変動量を求めるベルト位置変動量算出手段と、各画像担持体毎に求めた各ベルト変動量に基づいて各画像担持体毎に設けた書込み手段で独立に主走査方向の画像形成開始位置を制御する制御手段と、を有している。よって、常に変動量を補正するよう画像形成するので、主走査方向の色ずれの少ない画像を形成する画像形成装置を提供することができる。

また、本発明は、複数の画像担持体を有し、各画像担持体に形成した画像を複数回回転させる中間転写ベルトに転写することで重ね画像を形成するカラー画像を形成する画像形成装置である。そして、本発明の画像形成装置は、中間転写ベルトを張架するローラ間における中間転写ベルトの平面内のベルト走行方向に対して異なる位置であって、各画像担持体と中間転写ベルトが接触する位置にそれぞれ設けられ、中間転写ベルトのベルト走行方向に対して直交方向のベルト位置を検出する複数のベルト位置検出手段と、中間転写ベルトの任意の測定箇所に対してベルト位置検出手段によって検出した検出値の差分を求め、求めた差分値に、予め先に求めた中間転写ベルト上の任意の測定箇所と異なるベルト走行方向に対し上流側の他の測定箇所に対してベルト位置検出手段によって検出した検出値の差分値を逐次加算することで中間転写ベルトのベルト走行方向に対して直交方向のベルト変動量を求めるベルト位置変動量算出手段と、中間転写ベルトを１回転させた時のベルト位置変動量算出手段によって求めたベルト変動量を記憶する記憶手段と、該記憶手段に記憶したベルト変動量に基づいて主走査方向の画像形成開始位置を制御する制御手段と、を有している。よって、同じ変動量に対する補正を行うので誤検出等による画像劣化を防ぐことができる画像形成装置を提供できる。

本発明の画像形成装置によれば、ベルト端面形状精度並びに検出用マークの形成誤差の影響を受けることなく、ベルト走行方向に対する直交方向の変動量を正確に求め、主走査方向の色ずれの少ない画像形成の制御を可能とする画像形成装置を提供できる。

図１は画像形成装置の基本構成を示す概略図である。同図において、感光体ドラム等の画像担持体１の周囲には、帯電手段２、書込み手段３、現像手段４、転写手段５、クリーニング手段６が配置されている。また、画像担持体１の上方にはベルト等の形態の中間転写体７が配置されている。更に、中間転写体７はベルトの基準位置を示すマークを有している。

このような構成を有する画像形成装置の動作を概説すると、矢印Ａの方向に回転する画像担持体１は、帯電手段２によりその表面が帯電される。中間転写体７が回転しマーク検出手段(図示せず)がマークを検出すると、書込み手段３が画像データに基づく露光を開始し、画像担持体１に潜像を形成する。潜像は現像手段４によりトナー像として顕像化され、中間転写体７との接点において転写手段５により中間転写体７に転写される。転写後の画像担持体１はクリーニング手段６により、転写残トナーがクリーニングされる。

カラー(複数色)画像を形成する場合、図示しない切替え手段で現像手段４を切り替える等して異なる色での画像形成の上記工程を、必要な色の回数分繰り返し、中間転写体７に各色の画像を重ね合わせる。中間転写体７に４色の画像が重ね合わされると、転写ローラ(図示しない)が中間転写体７に接触し、転写ローラ接離位置に搬送される、紙などの記録媒体に画像を転写する。転写が終了すると転写ローラは中間転写体７から離反する。画像を転写された紙は図示しない定着装置により定着され装置外に排出される。また、中間転写体７上の転写残トナーを清掃するために画像が形成されていた領域にわたりクリーニングブレード(図示しない)が中間転写体７に接触し、清掃が終了すると離反する。

このように、転写ローラ、クリーニングブレードの接離によって、中間転写体７であるベルトのテンション変化でベルトが蛇行したり片寄りの位置変動を発生し、重ね画像にずれが生じ画像品質が劣化していた。

本発明は、このような劣化を防ぐために、画像転写位置におけるベルト走行方向に直交するベルト位置の変動(蛇行、片寄り)量をより正確に求めるものである。そして、そのベルト変動量に基づいて書込み手段の画像形成タイミングを制御するものである。

図２は本発明の一実施の形態例に係る画像形成装置における中間転写ベルトを斜め下方(画像担持体側)から見た図である。同図において、中間転写体７の平面部下側、つまり画像転写側に、ベルト走行方向に対して平行な基準面の異なる位置にベルト端面を検出するベルト位置検出手段８ａ，８ｂを設け、ベルト端面を検出している。このベルト位置検出手段８ａ，８ｂはベルトの走行方向に対して直交方向の変動(変位)量を検出できるものであれば、ベルト端面以外に、ベルト上のマーク、またはパターン等のいずれを検出する構成でも構わない。中間転写体７は矢印Ｃの方向、つまりベルト位置検出手段８ａからベルト位置検出手段８ｂに向かって移動する。

図３は本実施の形態例の画像形成装置の構成を示すブロック図である。同図に示す本実施の形態例の画像形成装置１００は、ＣＰＵ１０１と、ＣＰＵ１０１が実行する制御プログラムやその他のデータを記憶するＲＯＭ１０２と、処理する画像データや実行プログラムなどを展開する作業メモリであるＲＡＭ１０３と、イーサネット（登録商標）、電話回線、無線等を介して外部装置とのやり取りを行うインタフェース部１０４と、図１の書込み手段３に相当する書込み手段１０５と、図１の現像手段４に相当する現像手段１０６と、図１の中間転写ベルト７の駆動を制御する中間転写ベルト駆動手段１０８と、図２のベルト位置検出手段８ａ，８ｂの検出信号に基づいて中間転写ベルトのベルト位置を検出するベルト位置検出手段１０９と、ベルト位置検出手段１０９によって検出した中間転写ベルトの位置に基づいて後述する算出処理によって中間転写ベルトのベルト変動量を算出するベルト位置変動量算出手段１１０と、各ベルト位置検出手段８ａ，８ｂによって検出したベルト位置の各検出値の差分値によって算出されベルト変動量を一時記憶する記憶手段１１１とを含んで構成され、それぞれは内部バス１１２を介して接続されている。

ここで、図４に、ベルト基準マーク検知と同時に検出を開始した、ベルト走行時の各ベルト位置検出手段のそれぞれにおけるベルト端面の変位量の一例を示す。同図に示すように、ベルト位置検出手段８ａの位置で得られるベルト位置の変動波形(量)と略同じ波形が、時間td遅れてベルト位置検出手段８ｂで得られる。この時間tdは、ベルト上の一点がベルト位置検出手段８ａからベルト位置検出手段８ｂまで移動するのに要する時間である。つまりベルトの同一個所は検出位置に拠らず略同じ変位を示していることがわかる。これはベルト移動時の蛇行成分がベルト端面形状の凸凹成分に埋もれてしまっているからである。ここで、ベルト位置検出手段８ａの変位ａを時間td遅らせたａ'を求め、ベルト位置検出手段８ｂの変位ｂとの差分ｂ−ａ'を求めれば、ベルト端面の凸凹がキャンセルされ、ベルト上の任意の点がベルト位置検出手段８ａからベルト位置検出手段８ｂに移動したときのベルト変動量(蛇行成分)を求めることができる。ベルト上の任意の点について上記のように差分を求め、先に求めた隣接点の差分値に加減算することで、ベルト端面の凸凹の影響を取り除いた蛇行成分を求めることができる。

そこで、ベルト位置検出手段８ａとベルト位置検出手段８ｂの各検出位置間の距離が、ベルト上の検出個所ピッチ×ｎ(整数)を満足するよう、２つの検出手段を配置する。

はじめに、ｎ＝１の時、つまりベルト位置検出手段間距離とベルト上の検出個所のピッチとが等しい場合、ベルト端部を上面から見た各検出位置でのベルト位置(変位)を模式的に示す図５からわかるように、時刻ｔ１においてベルト上のｐ１がベルト位置検出手段８ｂの検出位置に到達したとき、ｐ１の隣接検出個所のｐ２がベルト位置検出手段８ａの検出位置にて検出される。なお、矢印Ｄはベルト移動に伴って発生するベルトの変位方向を示している。また、時刻ｔ０でベルト上のｐ１がベルト位置検出手段８ａの検出位置で検出された位置を基準位置ｄ０とする。図５において、ベルトが矢印Ｃの向きに移動するのに伴い上方に変位して、時刻ｔ１でｐ１がベルト位置検出手段８ｂの検出位置で、ｐ２がベルト位置検出手段８ａの検出位置で検出される。時刻ｔ１におけるベルト位置検出手段８ｂから時刻ｔ０におけるベルト位置検出手段８ａの値を引く(差分)ことで、ベルト上のｐ１におけるベルト移動に伴う変位(蛇行)量Δ１が求められる。ベルト位置検出手段間距離は数センチと短いので、ベルト端面のベルト位置検出手段間(凸凹が無いとみなしたベルト端面)はベルト移動方向に設定した基準平面に対して、略平行にあるとみなせ、時刻ｔ１においてベルト位置検出手段８ａが検出するｐ２も基準ｄ０に対しΔ１だけ変位した位置にあるといえる。

更に、ベルトの移動に伴い図５の図中の上方に変位して、時刻ｔ２においてｐ２がベルト位置検出手段８ｂの検出位置で、ｐ３がベルト位置検出手段８ａの検出位置で検出された場合、時刻ｔ２におけるベルト位置検出手段８ｂの値から時刻ｔ１におけるベルト位置検出手段８ａの値を引き、ベルト上のｐ２におけるベルト移動に伴う変位(蛇行)量Δ２が求められる。ここで、ｐ２はベルト位置検出手段８ａの検出位置において基準d０に対しΔ１だけ変位しているので、基準ｄ０に対する変位量ｄ２は、ｄ２＝Δ１＋Δ２となる。この時、ベルト位置検出手段８ａの検出位置においてｐ３は同様に基準ｄ０に対しｄ２だけ変位した位置にある。

次に、ベルトが移動に伴い図５の図中の下方に変位し、時刻ｔ３においてｐ３がベルト位置検出手段８ｂの検出位置で、ｐ４がベルト位置検出手段８ａの検出位置で検出されると、時刻t３におけるベルト位置検出手段８ｂの値から時刻ｔ２におけるベルト位置検出手段８ａの値を引くことで、ベルト上のｐ３におけるベルト移動に伴う変位(蛇行)量Δ３が求められる。ここで、ｐ３はベルト位置検出手段８ａの検出位置において基準ｄ０に対しｄ２だけ変位しているので、基準ｄ０に対する変位量ｄ３は、ｄ３＝ｄ２＋(−Δ３)＝Δ１＋Δ２−Δ３となる。この時、ベルト位置検出手段８ａの検出位置においてｐ４は同様に基準ｄ０に対しｄ３だけ変位した位置にある。以降、同様にして、基準とした位置からの変位を求めることができる。

次に、ベルト位置検出手段間距離がベルト上の検出個所のピッチ×２(ｎ＝２)の場合を、図６に模式的に示す。なお、時刻ｔ０でベルト上のｐ１がベルト位置検出手段８ａの検出位置で検出された位置を基準ｄ０とする。そして、図６において、時刻ｔ１でｐ２がベルト位置検出手段８ａの検出位置で検出される。この時ベルトが上方に変位して、基準ｄ０からの変位をΔ１０とする。続いて時刻ｔ２にｐ１がベルト位置検出手段８ｂの検出位置に到達した時、ｐ３がベルト位置検出手段８ａの検出位置で検出される。ここで時刻ｔ２におけるベルト位置検出手段８ｂの値から時刻ｔ０におけるベルト位置検出手段８ａの値を引くことで(差分)、ベルト上のｐ１におけるベルト移動に伴う変位(蛇行)量Δ１１が求められる。この時、ベルト位置検出手段８ａの検出位置においてｐ３は基準ｄ０に対しΔ１１だけ変位した位置にある。そして、ベルトがさらに移動し、時刻ｔ３においてｐ２がベルト位置検出手段８ｂの検出位置に来ると、ｐ４がベルト位置検出手段８ａの検出位置で検出される。よって、図３のベルト位置変動量算出手段１１０によって、時刻ｔ３におけるベルト位置検出手段８ｂの値から時刻ｔ１におけるベルト位置検出手段８ａの値を引き、ベルト上のｐ２におけるベルト移動に伴う変位(蛇行)量Δ１２が求められる。ここで、ｐ２はベルト位置検出手段８ａの検出位置において基準ｄ０に対しΔ１０だけ変位しているので、基準ｄ０に対する変位量ｄ２は、ｄ２＝Δ１０＋Δ１２となる。この時、ベルト位置検出手段８ａの検出位置においてｐ４は同様に基準ｄ０に対しｄ２だけ変位した位置にある。

更に、ベルトが図６のように下方に変位して、時刻ｔ４でｐ３がベルト位置検出手段８ｂの検出位置に至ると、ｐ５がベルト位置検出手段８ａの検出位置で検出される。よって、図３のベルト位置変動量算出手段１１０によって、時刻ｔ４におけるベルト位置検出手段８ｂの値から時刻ｔ２におけるベルト位置検出手段８ａの値を引くことで、ベルト上のｐ３におけるベルト移動に伴う変位(蛇行)量Δ１３が求められる。ｐ３はベルト位置検出手段８ａの検出位置において基準ｄ０に対しΔ１１だけ変位しているので、基準ｄ０に対する変位量ｄ３は、ｄ３＝Δ１１＋(−Δ１３)＝Δ１１−Δ１３となる。以降全ての検出個所に対し、同様にして変位を求められる。

図７は本発明の画像形成装置における中間転写ベルトの構成を示す概略図である。同図において、無端状の中間転写ベルト１０は駆動ローラ１１と従動ローラ１２，１３との間に張架されている。画像担持体１４，１５が中間転写ベルト１０に当接し、所定の間隔を置いて設置されている。１次転写ブラシ１６，１７は、中間転写ベルト１０を挟んで画像担持体１４，１５に対向して設置されている。また、２つのベルト位置検出手段８ａ，８ｂが画像担持体間の各画像担持体１４，１５の近傍に設置されている。ベルト位置検出手段８ａ，８ｂが配置された個所の中間転写ベルト１０は、画像担持体１４，１５と1次転写ブラシ１６，１７により、ベルト表面の上下の振れ(振動)が抑制される。なお、ベルト位置検出手段８ａ，８ｂの設置箇所は、従動ローラ１３、画像担持体１４の近傍でもよい。従動ローラ１３はその上流側で画像担持体１５及び転写ブラシ１７でベルト上下方向の振れが抑制されている。従動ローラ１３の下流側は従動ローラ１２との間に形成されるベルトの自由空間(ローラ以外にベルトを規制するものが無い)距離が短いので、振れはほとんど発生しない。なお、ベルトの自由空間が長い個所、例えば図７において駆動ローラ１１と従動ローラ１２の間は中間転写ベルト１０が上下方向に振れるので、ベルト位置検出手段をここに設置した場合にはベルト変位が正確に検出できなくなる。ここで、振れとはベルト移動に伴う振動の他に、ベルト自体が持つ癖(曲がりなど)もさす。反射型の検出器を用いた場合には、振れで反射光量が変化し、誤検出することになる。また、本実施例のように端部を透過型の検出器で検出する場合には、端部がベルトの癖を有していると、図８のようにベルト中心側の点を中心に弧を描くように端部が振れるので透過光量(センサが受ける光量)が変化して誤検出される。しかし、ガイド部材などをベルトに接触させて、検出位置のベルト(端部)の振れを規制することができれば、その位置に透過型のベルト位置検出手段を設置してもセンサ受光量の変動を低減でき、誤検出を防止することができる。

ここで、転写ベルトの同一平面内における任意の個所(点)のベルト変動量は、ある点で求めたベルト変動量を時間軸に移動したものと略同一である。よって、図７のｐｘ点で求めた変動量を時間軸にｔｙｘ時間分早めた変動量がｐｙ点での変動量で、ｔｘｚ時間分遅らせた変動量がｐｚ点における変動量ということになる。なお、ｔｙｘ時間は転写ベルトがｐｙ点からｐｘ点へ移動するのに要する時間であり、ｔｘｚ時間は転写ベルトがｐｘ点からｐｚ点へ移動するのに要する時間である。しかし、これはベルトが速度変動無く等速で移動し、なおかつベルトに対する負荷変動が無い理想的な場合で、現実には速度変動もあり、負荷変動も生じる。

そこで、上述の変動の内、ベルト速度変動が発生してもベルト変動量を正確に検出できるよう、差分を求める２つのベルト位置検出手段を１組として、画像担持体毎に１組のベルト位置検出手段を配置する。画像担持体が２つの場合は２組のベルト位置検出手段を、４つの場合は４組のベルト位置検出手段を設ける。このように、１組のベルト位置検出手段を各々の画像担持体に設けることで、ベルト速度変動が発生しても、それに拠る蓄積位置誤差が低減できるので、より正確に各画像担持体の画像転写位置におけるベルト変動量を求めることが可能となる。また、転写ローラ並びにクリーニングブレードなど接離による負荷変動は、接触位置をローラ上の非検出平面側、図７におけるＣ１点，Ｃ２点に設けることで変動検出側への影響を抑えることが可能である。このように個別にベルト位置検出手段を設ける方式は、４連タンデム方式のベルト長の長い装置に対してより有効である。

図９はベルト端面形状の一例を示す部分断面図である。同図に示すように、使用したベルト端面には、数１００μｍのベルト長にわたる数１０μｍ〜１００μｍの凹凸が、何箇所も存在している。ここで、ベルトに移動(回転)速度ムラがあるとベルト基準位置に対する累積位置誤差が経過時間とともに大きくなり、ベルト基準であるマーク位置から一定周期の時間でベルト位置を検出しても、検出個所はばらついてしまう。

また、ベルト端面でベルトの変位を求める場合、ベルトに移動(回転)速度ムラがあると検出(サンプリング)するたびにベルト位置検出手段がベルト端面の凸部を検出したり、凹部を検出したりする可能性があり、検出信号の差分を求めても端面の凹凸をキャンセルすることができなくなってしまう。

更に、サンプリング信号にジッタがある場合も同様に検出個所にバラツキが生じるが、サンプリング信号のジッタは現状１０ｎｓ前後であり、ジッタに関しては上記のような問題はない。一方、ベルトの速度ムラによる検出誤差を低減するために、ベルト上にサンプリング信号生成の基準となる複数のマークを設け、マークを検出するたびにサンプリング信号を新たに生成することでベルト速度ムラによる累積位置誤差を低減し、検出個所の位置ばらつきを抑制する。ここで複数のマークは以下の式を満足するように設ける。

ベルト位置検出手段間距離×ｍ＝マーク間距離 （ｍ：正の整数）

マークを検出するたびに、装置内に設けたサンプリング信号生成回路(図示せず)は初期化され、必要な周期のサンプリング信号を必要な数だけ生成する。ここでマークはベルト速度ムラによる累積したベルト位置変動の影響が無視できる間隔に設ける。

ここで、マーク信号と、サンプリング信号の関係の一例を図１０に示す。同図では説明を簡単にするため、ｍ＝８、また検出手段間距離＝検出個所ピッチ(ｎ＝１)とする。マークを検知してマーク信号Ｓｍが発生すると、サンプリング信号生成回路は初期化され、新たにサンプリング周期及びそのデューティを計数し始めサンプリング信号Ｓｓを生成する。マーク信号Ｓｍの立ち上がりエッジと同時に周期ｔｐのサンプリング信号Ｓｓを８パルス生成する。８パルス生成すると次のマーク信号Ｓｍまで待機状態となる。ベルトが速度ムラ無く回転したとき、マーク間の周期ＴｍはＴｍ＝ｔｐ×８となる。ベルト速度ムラにより、仮にＴｎ＜Ｔｍ＜Ｔｏとなった場合でも、サンプリングパルスＰ１０、Ｐ２０、Ｐ３０、Ｐ４０、Ｐ５０はマーク信号検出時に生成されるので常にベルト上の同じ個所をサンプリングできる。また、後続のサンプリング信号も、マーク検知からの経過時間が短いので速度ムラの影響が小さく検出位置ずれが低減される。上記のようにすることで、ベルト速度ムラがあっても、位置誤差が蓄積されることは無い(次のマーク信号で、サンプリング信号が生成され直す)ので、ベルト速度ムラの影響を低減し、サンプリング位置ずれを抑えることができる。

このようにして求めたベルト変動量に基づき、主走査方向の画像形成開始位置を図１１のように制御する。例えば、ベルトマーク検知時に検出される個所（ｐ１）の変動量を基準位置とした場合の主走査書込み開始信号(LGate)に対して、基準位置からベルト中心側へ変動した個所(変動量＋ｄ)は、＋ｄ相当の走査時間ｔだけLGate信号発生タイミングを遅らせて、基準位置からベルト外側へ変動した個所(変動量−ｄ)は、−ｄ相当の走査時間ｔだけLGate信号発生タイミングを早めて、主走査の書込みを開始する。

以上説明したように、ベルト端面からの画像形成開始位置を同じにして画像を重ねた時の主走査方向のずれを低減する。ここで、変動量検出の空間周波数は画像密度(走査ラインピッチ)に対し低いので、変動量を求めた個所(走査ライン)以降次の変動量を求める個所(走査ライン)までは、すでに求めた変動量に基づいて書込み制御を行う。

次に、主走査画像開始位置の様子を図１２に示す。図７の検出個所のｐｘ（転写時刻ｔ０）点における基準位置からの変動量を補正するのに相当する遅延時間がｔｃ１で、次の検出個所のｐｙ（転写時刻ｔ１）点における基準位置からの変動量を補正するのに相当する遅延時間がｔｃ２の場合には、図１２のように、検出個所のｐｘ点から検出個所のｐｙ点まで(ｋライン分)は、時間ｔｃ１だけ書込みタイミングを遅らせ、検出個所のｐｙ点以降、次の変動量適用個所までは時間ｔｃ２タイミングを遅らせて書き込みを行う。

図１３は４連タンデム型の画像形成装置を示す概略図である。同図に示す画像形成装置は、各画像担持体２１ｙ，２１ｍ，２１ｃ，２１ｋに、１組のベルト位置検出手段２２ｙ，２２ｍ，２２ｃ，２２ｋ並びに書込み手段２３ｙ，２３ｍ，２３ｃ，２３ｋを設ける。ベルト位置検出手段２３ｙ，２３ｍ，２３ｃ，２３ｋは、ベルト位置検出手段から転写位置までの距離と、画像担持体上の書込み位置から転写位置までの距離とが同じになる位置に配置する。各画像担持体に設けた１組のベルト位置検出手段から求めた蛇行量に従い、各書込み手段がそれぞれ個別に主走査開始位置を補正する。このとき、予め定めた基準位置からの変位を補正するよう、各画像担持体毎に主走査書込み開始位置を制御する。制御は、上述した方法で行う。

なお、ベルト変動には周期性があり、ベルト1回転の変動が繰り返される。１ドラム方式や２ドラム方式など、ベルトを複数回回転させベルト上の画像を重ね合わせることでカラー画像を形成するカラー画像形成装置において、図３のベルト位置変動量算出手段１１０によって予めベルトを１回転させた時のベルト蛇行量（ベルト変動量）を上記方法にて求めて、図３の記憶手段１１１に格納しておく。２ドラム方式の場合は、図３のベルト位置変動量算出手段１１０によって求めたそれぞれのドラム(画像担持体)に対応したベルト変動量を図３の記憶手段１１１に格納する。そして、カラー画像形成時に、予め求めたベルト変動量を記憶手段１１１から読み出し、それに基づいて書込み開始位置の制御を上述した方法で行う。

なお、本発明は上記実施の形態例に限定されるものではなく、特許請求の範囲内の記載であれば多種の変形や置換可能であることは言うまでもない。

画像形成装置の基本構成を示す概略図である。 本発明の一実施の形態例に係る画像形成装置における中間転写ベルトを斜め下方(画像担持体側)から見た図である。 本実施の形態例の画像形成装置の構成を示すブロック図である。 ベルト走行時の各ベルト位置検出手段のベルト端面の変位量の一例を示すタイムチャートである。 ベルト位置検出手段間距離とベルト上の検出個所のピッチとが等しい場合のベルト端部を上面から見た各検出位置でのベルト位置を模式的に示す図である。 ベルト位置検出手段間距離がベルト上の検出個所のピッチ×２の場合のベルト端部を上面から見た各検出位置でのベルト位置を模式的に示す図である。 本発明の画像形成装置における中間転写ベルトの構成を示す概略図である。 ベルトの変位によって光センサの透過光量が変化する様子を示す概略図である。 ベルト端面形状の一例を示す部分断面図である。 マーク信号とサンプリング信号の関係の一例を示すタイムチャートである。 主走査書込み開始信号と走査時間ｔ遅延及び走査時間ｔ早めた主走査書込み開始信号を示すタイムチャートである。 主走査画像開始位置の様子を示す図である。 ４連タンデム型の画像形成装置を示す概略図である。

符号の説明

７；中間転写ベルト、８ａ，８ｂ，１０９；ベルト位置検出手段、
１１０；ベルト位置変動量算出手段、１１１；記憶手段。

Claims (4)

1. 画像担持体に形成した画像を中間転写ベルトに転写することで重ね画像を形成する画像形成装置において、
   前記中間転写ベルトを張架するローラ間における前記中間転写ベルトの平面内のベルト走行方向に対して異なる位置であって、各位置の間の距離が前記中間転写ベルト上の測定箇所のピッチの正の整数倍となる位置にそれぞれ設け、前記中間転写ベルトのベルト走行方向に対して直交方向のベルト位置を検出する複数のベルト位置検出手段と、
   前記中間転写ベルトの任意の測定箇所に対して前記ベルト位置検出手段によって検出した検出値の差分を求め、求めた差分値に、ベルト走行方向に対し上流側の他の測定箇所に対して前記ベルト位置検出手段によって検出された検出値の差分を求めた差分値を逐次加算することで前記中間転写ベルトのベルト走行方向に対して直交方向のベルト変動量を求めるベルト位置変動量算出手段と、
   該ベルト位置変動量算出手段によって求めた前記ベルト変動量に応じて主走査方向の画像形成開始位置を制御する制御手段と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 複数の画像担持体を有し、前記各画像担持体に形成した画像を中間転写ベルトに転写することで重ね画像を形成する画像形成装置において、
   前記中間転写ベルトを張架するローラ間における前記中間転写ベルトの平面内のベルト走行方向に対して異なる位置であって、前記各画像担持体と前記中間転写ベルトが接触する位置にそれぞれ設けられ、前記中間転写ベルトのベルト走行方向に対して直交方向のベルト位置を検出する複数のベルト位置検出手段と、
   前記中間転写ベルトの任意の測定箇所に対して前記ベルト位置検出手段によって検出した検出値の差分を求め、求めた差分値に、予め先に求めた前記中間転写ベルト上の前記任意の測定箇所と異なるベルト走行方向に対し上流側の他の測定箇所に対して前記ベルト位置検出手段によって検出した検出値の差分値を逐次加算することで前記中間転写ベルトのベルト走行方向に対して直交方向のベルト変動量を求めるベルト位置変動量算出手段と、
   該ベルト位置変動量算出手段によって求めた前記ベルト変動量に応じて主走査方向の画像形成開始位置を制御する制御手段と、
   を有し、
   前記中間転写ベルト上に、隣接する前記各ベルト位置検出手段の間の距離の正の整数倍の間隔を置いて複数のマークを設け、前記各ベルト位置検出手段が各マークを検知する度に前記ベルト位置検出手段のサンプリング信号を初期化することを特徴とする画像形成装置。
3. 複数の画像担持体を有し、前記各画像担持体に形成した画像を一周する中間転写ベルトに転写することで重ね画像を形成するカラー画像を形成する画像形成装置において、
   前記中間転写ベルトを張架するローラ間における前記中間転写ベルトの平面内のベルト走行方向に対して異なる位置であって、前記各画像担持体と前記中間転写ベルトが接触する位置にそれぞれ設けられ、前記中間転写ベルトのベルト走行方向に対して直交方向のベルト位置を検出する複数のベルト位置検出手段と、
   前記中間転写ベルトの任意の測定箇所に対して前記ベルト位置検出手段によって検出した検出値の差分を求め、求めた差分値に、予め先に求めた前記中間転写ベルト上の前記任意の測定箇所と異なるベルト走行方向に対し上流側の他の測定箇所に対して前記ベルト位置検出手段によって検出した検出値の差分値を逐次加算することで前記中間転写ベルトのベルト走行方向に対して直交方向のベルト変動量を求めるベルト位置変動量算出手段と、
   前記各画像担持体毎に求めた前記各ベルト変動量に基づいて前記各画像担持体毎に設けた書込み手段で独立に主走査方向の画像形成開始位置を制御する制御手段と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。
4. 複数の画像担持体を有し、前記各画像担持体に形成した画像を複数回回転させる中間転写ベルトに転写することで重ね画像を形成するカラー画像を形成する画像形成装置において、
   前記中間転写ベルトを張架するローラ間における前記中間転写ベルトの平面内のベルト走行方向に対して異なる位置であって、前記各画像担持体と前記中間転写ベルトが接触する位置にそれぞれ設けられ、前記中間転写ベルトのベルト走行方向に対して直交方向のベルト位置を検出する複数のベルト位置検出手段と、
   前記中間転写ベルトの任意の測定箇所に対して前記ベルト位置検出手段によって検出した検出値の差分を求め、求めた差分値に、予め先に求めた前記中間転写ベルト上の前記任意の測定箇所と異なるベルト走行方向に対し上流側の他の測定箇所に対して前記ベルト位置検出手段によって検出した検出値の差分値を逐次加算することで前記中間転写ベルトのベルト走行方向に対して直交方向のベルト変動量を求めるベルト位置変動量算出手段と、
   中間転写ベルトを１回転させた時の前記ベルト位置変動量算出手段によって求めたベルト変動量を記憶する記憶手段と、
   該記憶手段に記憶した前記ベルト変動量に基づいて主走査方向の画像形成開始位置を制御する制御手段と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。

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