JP5321274B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は画像形成装置に関し、詳細には複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置であって、画像担持体上に形成した潜像を現像することにより可視像化し、複数の可視像を重ねることにより複数色の画像を得る画像形成装置に関する。

従来、電子写真方式の画像形成装置において、転写媒体である中間転写ベルト、あるいは転写媒体である記録用紙の搬送手段として無端状搬送ベルトを用いた画像形成装置が知られている。これらの装置に使用されるベルトは複数のローラに張架され循環駆動されるが、このときベルトの搬送方向（副走査方向）と直交する方向（主走査方向）にベルト位置が移動するベルト寄りやベルト搬送方向が主走査方向に傾斜するベルト斜行が発生することがある。
ベルト斜行が発生すると、中間転写ベルトや記録用紙など転写媒体上の画像形成位置にずれが生じるため、これが画像の歪みとなる。また、ブラック（以下、Ｂｋという）、イエロー（以下、Ｙという）、マゼンタ（以下、Ｍという）、シアン（以下、Ｃという）の単色画像を各々形成し、それらを転写媒体上で重ね合わせてカラー画像を得るカラー画像形成装置においては、画像形成位置のずれが各色トナー画像間の色ずれとなって現れる。これらはいずれも画像品質劣化につながるため、高画質の画像を得るためにはベルト斜行に関して何らかの対策を講じる必要がある。

上記問題に対処するため、種々の方法が提案されており、その一つとして、無端状ベルトに寄りガイド部材を設ける方法が採用されている。しかしながら、無端状ベルトに発生した主走査方向の力を、ベルト表面に設けた寄りガイド部材をベルト搬送ローラ端面に当接させて規制し、無端状ベルトの寄りを抑制しているため、ベルトに形成する寄りガイド部材の主走査方向触れおよび搬送ローラ端面の振れに起因するベルト斜行は抑制することができず、主走査方向の位置ずれによる画像歪みや色ずれが発生する欠点がある。

それに対し、特許文献１では、ベルトに設けた寄りガイド部材でベルトの寄りを規制する方式において、予め測定しておいたベルト一周期分の蛇行成分に基づき画像担持体に形成する潜像の位置を制御する構成が記されている。
また、無端状ベルトに寄りガイド部材を設ける以外の方法としては、特許文献２では、無端状ベルトが搬送方向に対して傾斜した状態で搬送されることを検出する斜行検出手段と、この斜行検出手段によって無端状ベルトの斜行が検出された場合に、斜行検出手段によって検出された無端状ベルトの斜行量に基づいて、画像形成手段により画像の歪みを補正する構成が記されている。

しかし、特許文献１のような、無端状ベルトに寄りガイド部材を設けることで、ベルト寄りを抑制するとともに、ガイド部材では抑制できないベルト蛇行の影響を画像担持体上の潜像形成位置を制御することで抑制する方法には以下のような問題がある。
具体的には、ベルト搬送ローラ端面への触れ、および寄りガイド部材の主走査方向振れを含めたベルト一周期分の蛇行成分を予め測定するため、ローラ端面およびガイド部材双方の振れに起因するベルト蛇行を抑制できるものの、無端ベルトおよび寄りガイド部材の経時的な変形や温度、湿度等の環境変化に伴う変形に対応するためには、蛇行成分の測定を頻繁に実施する必要があり、画像形成動作を頻繁に中断することとなるため、画像出力高速化の大きな妨げとなる。また、振動の影響等による動的な変形に対しては対応が困難であるという問題もある。また、無端状ベルトに寄りガイド部材を設けることで、ベルト寄りを抑制する方法では、ベルトを高速で駆動した場合、寄りガイド部材に大きな外力が加わって、ベルトおよび寄りガイド部材の座屈や破損を招きやすく、画像出力高速化が困難である。

また、特許文献２のような、無端状ベルトに寄りガイド部材を設けず、ベルト斜行を検出することにより、画像担持体上の潜像形成位置を制御する方法では以下のような問題がある。
具体的には、ベルト斜行を検出する第１の方法として、ステアリングローラの制御信号を用いる方法が挙げられる。しかし、ステアリングローラはベルト上の各部分が１周後に常に同じ位置を通過するよう傾斜を調整することでベルト寄りを補正するものであり、１周の間の各ローラ間でどのような斜行が生じるかは各ローラの傾斜状態により決定される。このため画像歪みや色ずれに影響する画像担持体からの画像転写面におけるベルト斜行は、ステアリングローラ傾斜のみで決定されるわけではない。温度変動や経時的変動等によりステアリングローラ以外のローラに傾斜が生じた場合、ステアリングローラの制御信号ではベルト斜行を正確に検出することはできず、正確なベルト斜行補正は不可能となる。

また、ベルト斜行を検出する第２の方法として、画像位置検出用のマークを中間転写ベルトの非画像領域に形成し、マーク検出手段によって検出する方法が挙げられる。しかし、この方法では画像位置検出用マークを形成するためには画像担持体に形成したマーク潜像をトナーで現像し中間転写ベルト上に転写する必要があり、常時ベルト斜行検出を行うためには大量のトナーが消費され、画像形成コストが増大する問題がある。また、通常の画像は中間転写ベルトから紙等の記録材に転写されるのに対し、画像位置検出用マークは転写されることなくクリーニング部材により除去する必要があるため、中間転写ベルトクリーニングの負荷が増大するとともにクリーニング不良の原因ともなる。

さらに、ベルト斜行を検出する第３の方法として、画像担持体からの画像転写面のベルト搬送方向における複数位置でベルトエッジを検出する方法が挙げられる。しかし、この方法では本来、ステアリングローラ調整のためのベルトエッジ検出には１つだけ配置すればよいベルトエッジセンサを複数配置する必要があるため、コストが増加する。さらに、フルカラー画像形成のために複数の画像担持体が配置される画像転写面のベルト搬送方向に複数のベルトエッジセンサを配置することはレイアウト的に困難であり、ベルト周長増大による装置の大型化やコスト増大の原因となる。

また、ステアリングローラによるベルト寄り制御のための信号としてベルトエッジを検出しているため、エッジセンサによって検出されるエッジデータは、ベルトエッジの形状を含んだ形状となる。そのため、予め測定したエッジデータを参照してベルトの蛇行を制御するには、ベルトと同期を取る必要があるので、ベルトのホームポジションを検出するベルトホームセンサからの検出信号が必要となる。さらに、中間転写ベルトには、当該中間転写ベルトの製造誤差によって、その搬送方向と直交する方向に移動する所謂「ベルト蛇行」が生じることがある。そのため、中間転写ベルトのエッジをエッジセンサによって検出し、エッジセンサによって検出された中間転写ベルトの端部位置に応じて、ステアリングローラを制御することにより、「ベルト蛇行」を防止して、中間転写ベルトの端部位置が一定となるように制御する。しかし、その際中間転写ベルトの端部位置が一定となるように制御しても、中間転写ベルトの端部位置そのものが、所定の位置から周期的にずれている場合など、「ベルト蛇行」が残ってしまうおそれがある。そのため、ステアリングローラの制御を行わない状態で、中間転写ベルトの端部位置の周期的な変動をエッジセンサによって予め検出しておき、中間転写ベルトの端部位置の周期的な変動を平均化したデータを、ステアリング制御回路などに設けられた記憶手段に記憶させておくようにしている。そして、上記記憶手段に記憶された中間転写ベルトの端部位置の変動情報に基づいて、実際に生じる中間転写ベルトの端部位置の変動を検出して、「ベルト蛇行」を防止するように構成されている。これらの要因により、装置コスト増大は避けられなくなっている。

そこで、本発明は、上記問題を鑑みてなされたものであり、寄りガイド部材等のベルト高速駆動の障害となる構成を用いることなく、画像出力の大幅な高速化が可能であるとともに、簡単かつ低コストな構成で、正確に無端ベルトの主走査方向移動（寄り）を検出し、確実に補正するとともに、正確に無端ベルトの斜行を検出し、画像担持体上の画像形成位置を確実に補正することで、主走査方向の位置ずれによる画像歪みや色ずれを防止でき、出力画像の大幅な高画質化が可能な画像形成装置を実現することを目的とする。

この目的は、本発明に従う画像形成装置により解決され、画像担持体上に潜像を形成する潜像形成部と、該潜像形成部に形成された潜像を可視像化する現像部と、画像担持体上に形成した可視像を一次転写する中間転写ベルトと、該中間転写体上の転写像を２次転写する記録材を搬送する記録材搬送手段と、中間転写ベルトの主走査方向移動を検出するベルト寄り検出手段と、中間転写ベルトの主走査方向移動を補正するベルト寄り補正手段と、中間転写ベルト上の主走査方向の画像形成位置を補正する画像形成位置補正手段とを備える。また、中間転写ベルトは、所定の距離を隔てて相互にほぼ平行に配設された複数の搬送ローラと、各搬送ローラに掛け渡されて転写像を担持搬送する無端ベルト部材とを有し、画像担持体上に形成した可視像を中間転写ベルト上に順次重ね、複数色の画像を形成し、ベルト寄り検出手段により検出した移動情報に基づき、ベルト寄り補正手段により中間転写ベルトの主走査方向移動を補正する。そして、複数の検出部が中間転写ベルト上の主走査方向に一定間隔で設けられ、ベルト寄り検出手段は、主走査方向と直交する副走査方向において異なる位置にあり、複数の搬送ローラ間のベルト面のうち画像担持体上の可視像が転写されるベルト面において、複数の検出部の主走査方向位置を検出することでベルト斜行を検出し、当該検出に基づき、画像形成位置補正手段によって中間転写ベルト上の主走査方向の画像形成位置を補正する。
また、ベルト寄り検出手段は、複数の検出部を検出する位置の主走査方向における間隔の変化に基づき中間転写ベルトの斜行角の変化を検出すると好ましい。
これらにより、寄りガイド部材等のベルト高速駆動の障害となる構成を用いずに、画像出力の大幅な高速化が可能であるとともに、簡単な構成で正確に無端ベルトの寄りおよび斜行を検出できる。そして、検出した寄り情報に基づきベルト寄りを確実に補正するとともに、検出した斜行情報に基づき中間転写ベルト画像形成位置を確実に補正することで、主走査方向の位置ずれによる画像歪みや色ずれを防止できるため、出力画像の大幅な高画質化が可能となる。

また、中間転写ベルトの副走査方向速度を検出するベルト速度検出手段と、当該ベルト速度検出手段により検出した速度情報に基づき、中間転写ベルトの副走査方向速度を制御するベルト速度制御手段とを有し、複数の検出部の一方は、中間転写ベルト上の副走査方向に一定間隔で設けた検出マークであり、複数の検出部の他方は、中間転写ベルトの搬送方向全周にわたって設けた検出ラインであり、ベルト速度検出手段は、複数の搬送ローラ間のベルト面のうち画像担持体上の可視像が転写されるベルト面において、検出マークの副走査方向移動を検出することでベルト速度を検出し、ベルト寄り検出手段は、検出ラインまたは検出マークの主走査方向移動を検出することでベルト寄りを検出し、検出ラインと検出マークの主走査方向間隔の変化の検出に基づき、画像形成位置補正手段により中間転写ベルト上の主走査方向の画像形成位置を補正すると好ましい。
さらに、複数の検出部の他方も、中間転写ベルト上の副走査方向に一定間隔で設けた検出マークであり、主走査方向に複数設けた検出マークを検出する、複数のベルト速度検出手段および複数のベルト寄り検出手段が設けられ、複数のベルト速度検出手段は、検出マークの副走査方向移動を検出することでベルト速度を検出し、複数のベルト寄り検出手段は、検出マークの主走査方向移動を検出することでベルト寄りを検出し、複数の検出部における検出マークの主走査方向間隔の変化の検出に基づき、画像形成位置補正手段により中間転写ベルト上の主走査方向の画像形成位置を補正すると好ましい。
また、複数の検出部は、中間転写ベルトの搬送方向全周にわたって設けた検出ラインであると好ましい。
これらにより、新たな構成を付加することなく、斜行情報を検出することができるため、低コストで中間転写ベルト上の画像形成位置を補正することが可能となり、主走査方向の位置ずれによる画像歪みや色ずれを防止できる。

また、画像形成位置補正手段は、画像担持体上の主走査方向の潜像形成位置を補正する潜像形成位置補正手段であると好ましい。これにより、高機能・高精度な機能を付加することなく、中間転写ベルト上の画像形成位置を確実に補正することが可能となり、低コストな構成で主走査方向の位置ずれによる画像歪みや色ずれを防止できる。

また、ベルト速度検出手段およびベルト寄り検出手段は、副走査方向に一定間隔で設けた検出マークを検出することで中間転写ベルトの副走査方向速度を検出するとともに、検出マークの主走査方向位置を検出することで中間転写ベルトの主走査方向移動を検出することができる同一のセンサにより構成されると好ましい。これにより、簡単な構成で、中間転写ベルトの副走査方向速度、主走査方向移動および斜行情報を検出することができるため、低コストな構成でベルト速度制御およびベルト寄り補正が可能となる。

また、複数のベルト速度検出手段が検出した速度情報に基づき、ベルト速度制御手段により中間転写ベルトの副走査方向速度を制御すると好ましい。
また、複数のベルト寄り検出手段が検出した寄り情報に基づき、ベルト寄り補正手段により中間転写ベルトの主走査方向移動を制御すると好ましい。
また、複数のベルト速度検出手段が検出する検出マークを一定間隔に設ける開始位置は、各ベルト速度検出手段により異なり、各ベルト速度検出手段を適宜選択して検出した速度情報に基づき、ベルト速度制御手段により中間転写ベルトの副走査方向速度を制御すると好ましい。
また、複数のベルト寄り検出手段が検出する検出マークを一定間隔に設ける開始位置は、各ベルト寄り検出手段により異なり、各ベルト寄り検出手段を適宜選択して検出した寄り情報に基づき、ベルト寄り補正手段により中間転写ベルトの主走査方向移動を制御すると好ましい。
これらにより、簡単な構成で、正確に中間転写ベルトの副走査方向速度、主走査方向移動および斜行情報を検出することができるため、ベルト速度の確実な制御およびベルト寄りの確実な補正が可能となるとともに、主走査方向の位置ずれによる画像歪みや色ずれを確実に防止できる。

また、複数のベルト速度検出手段および複数のベルト寄り検出手段は、画像担持体上の可視像が転写される平面内において、複数の画像担持体がベルトに当接する範囲における副走査方向の中間位置近傍に配置され、同一の中間位置に配置されないと好ましい。これにより、より正確に中間転写ベルトの斜行情報を検出することができるため、主走査方向の位置ずれによる画像歪みや色ずれをより確実に防止できる。

本発明の画像形成装置によれば、寄りガイド部材等のベルト高速駆動の障害となる構成を用いずに、画像出力の大幅な高速化が可能であるとともに、簡単な構成で正確に無端ベルトの寄りおよび斜行を検出できる。そして、検出した寄り情報に基づきベルト寄りを確実に補正するとともに、検出した斜行情報に基づき中間転写ベルト画像形成位置を確実に補正することで、主走査方向の位置ずれによる画像歪みや色ずれを防止できるため、出力画像の大幅な高画質化が可能となる。

本発明に従う画像形成装置の一部の構成を示す図である。 本発明に従うベルト寄り検出手段の一実施例を示す図である。 本発明に従うベルト寄り補正手段を示す図である。 ベルト斜行検出の説明図であり、ベルト斜行が発生した様子を示す図である。 ベルトの主走査方向に２箇所に設置されたベルト寄り検出手段が、ベルトの斜行前後において検出ラインを検出する位置を示す図である。 ベルトの主走査方向に２箇所に設置されたベルト寄り検出手段が、ベルトの斜行前後において検出ラインを検出する位置を示す図である。 ベルトの主走査方向に異なる位置に設置されたベルト寄り検出手段が、ベルトの斜行前後において検出ラインを検出する位置を示す図である。 ２つのベルト寄り検出手段の検出間隔の差から、斜行角の変化を算出するための説明図である。 本発明に従うベルト寄り検出手段の他の実施例を示す図である。 ベルトの主走査方向に複数の検出マークおよび複数のベルト寄り検出手段を設けた一実施例を示す図である。 本発明に係る画像形成装置における潜像形成位置補正手段の構成を示すブロック図である。 本発明に従うベルト寄り検出手段の他の実施例を示す図である。

図１は、本発明を適用する画像形成装置の構成を示す。図１は、現像器を並設した画像担持体（以下、感光体ドラムという）を４つ用い、中間転写ベルト上にフルカラー画像を形成する画像形成装置の要部を示す概略構成図である。この画像形成装置では、画像形成時に、４つの感光体ドラム１０１Ｙ，１０２Ｍ，１０３Ｃ，１０４Ｂｋを矢印方向（反時計方向）に回転駆動し、その表面を帯電器１１１，１１２，１１３，１１４で均一に帯電した後、露光装置１２１，１２２，１２３，１２４によって、入力される画像情報に応じた露光を行い静電潜像を形成する。そして、イエロー現像器１３１Ｙにより感光体ドラム１０１Ｙ上の静電潜像にトナーを付着させてイエローのトナー像として現像し、マゼンタ現像器１３２Ｍにより感光体ドラム１０２Ｍ上の静電潜像にトナーを付着させてマゼンタのトナー像として現像し、シアン現像器１３３Ｃにより感光体ドラム１０３Ｃ上の静電潜像にトナーを付着させてシアンのトナー像として現像し、ブラック現像器１３４Ｂｋにより感光体ドラム１０４Ｂｋ上の静電潜像にトナーを付着させてブラックのトナー像として現像する。このイエローのトナー像、マゼンタのトナー像、シアンのトナー像、ブラックのトナー像は、感光体ドラム１０１Ｙ，１０２Ｍ，１０３Ｃ，１０４Ｂｋに当接して矢印方向に回転する中間転写体（中間転写ベルト）２００上に１次転写される。そして、中間転写ベルト２００上に４色のトナー像を重ねる。これらの４色のトナー像は、給紙カセット（不図示）から搬送されてきた記録材Ｐに２次転写されることでフルカラー画像を得ることができる。

図２は、本発明に従うベルト寄り検出手段の一実施例を示す図である。
中間転写ベルト２００の表面には主走査方向一定位置に、搬送方向全周にわたって検出ライン２０１が形成されている。検出ラインに対向する位置には、ベルト寄り検出手段２０５が一体に配置され、検出ラインの主走査方向移動を検出可能に構成されている。ベルト寄り検出手段２０５は、この検出ラインの主走査方向検出位置を順次検出することにより、ベルト主走査方向移動を検出できる。本構成ではベルトに予め高精度に形成した検出ライン２０１のベルト主走査方向移動を検出することでベルト寄りを検出するため、特許文献２のようにベルトエッジの位置を検出することでベルト寄りを検出する構成と比較し、予め測定したエッジデータを参照したり、エッジ位置の周期的な変動を平均化したデータを記憶手段に記憶させておく必要はなく、より低コストな構成で、無駄時間のない高速なベルト寄り検出および制御が可能となる。

図３は、本発明に従うベルト寄り補正手段を示す図である。
中間転写ベルト２００は、複数のほぼ平行なローラにより張架されており、その中の一つの駆動ローラ２１１によりベルト搬送方向に駆動されている。駆動ローラ２１１および従動ローラ２１２，２１３は所定位置に固定されているのに対し、テンションローラ２１４の回転軸の両端は矢印方向に付勢され、ベルトはほぼ一定テンションで張架されている。また、ベルト寄り補正ローラ２１５は中間転写ベルト２００に生じた寄り、つまり主走査方向移動を補正するもので、ベルト寄り補正ローラ２１５の回転軸の一端は、ピボット軸受等でローラ回転軸直交方向に揺動可能に支持されているとともに、他端側はベルト寄り補正手段であるアクチュエータ２１６により矢印方向に往復移動可能に支持されている。

ベルト寄り検出手段からの情報に基づき、アクチュエータ２１６を駆動し、発生したベルト主走査方向移動と逆の方向にベルトが移動するようベルト寄り補正ローラ２１５を揺動することにより、ベルト寄りは一定範囲に制御され、寄りガイド部材等を設けることなく、ベルト寄りを抑制することが可能となる。

図４は、ベルト斜行検出の説明図であり、ベルト斜行が発生した様子を示している。
図４において、ベルトを搬送する各ローラの傾きの影響により、画像転写面において中間転写ベルト２００は斜行角θで傾いた方向に搬送されている。このため、画像転写面に形成される画像が斜行角θで傾くとともに、各感光体ドラムで形成される画像の中間転写ベルト上転写位置は主走査方向にずれてしまう。すなわち、画像歪みや、カラー画像における色ずれが発生する。

また、ベルト主走査方向移動を検出するために設けた検出ライン２０１を、ベルト寄り検出手段２０５ａ，２０５ｂが検出する位置もベルト斜行角θの影響で変化する。ここで、ベルトの主走査方向移動を検出するために設けた検出ライン２０１を、ベルトの主走査方向に２箇所形成するとともに、それぞれに対向する位置にベルト寄り検出手段２０５ａ，２０５ｂを配置した場合、それぞれのベルト寄り検出手段２０５ａ，２０５ｂがベルト斜行前後において検出ラインを検出する位置を図５に示す。

図５において、ベルトの斜行が変化した場合、２箇所の主走査方向検出位置におけるライン検出間隔が変化することから、この間隔の変動を検出することによりベルトの斜行角変化を検出することが可能である。通常、画像形成装置起動時等に画像形成位置調整が実施されるが、当該画像形成位置調整後に発生するベルト斜行角変化に対しては、当該ベルト斜行角変化に応じて、画像形成位置補正手段により中間転写ベルト上主走査方向画像形成位置を補正することにより、画像歪みやカラー画像における色ずれを補正することが可能となる。

図５において、画像形成位置調整時（ベルト斜行変化前）における、２つのベルト寄り検出手段２０５ａ，２０５ｂの検出間隔をＬ１、ベルト斜行変化後の検出間隔をＬ２とすると、Ｌ１＜Ｌ２である場合、図４においてベルト転写面は図中斜行角θが増加する方向（反時計回り）に回転したことがわかる。ここで、ベルト斜行変化前の斜行角をθ１、ベルト斜行変化後の斜行角をθ２、２つの検出ライン２０１ａ，２０１ｂのベルト主走査方向間隔をＬとすれば、図５に示すように、ベルト寄り検出手段２０５ａ，２０５ｂの検出間隔の変化（Ｌ２−Ｌ１）から、斜行角の変化（θ２−θ１）が検出できる。

しかしながら、図６に示すように、２つのベルト寄り検出手段２０５ａ，２０５ｂで、検出ライン２０１の副走査方向同一位置を検出した場合、斜行角０の状態からの斜行角θの変化に対し、２つのベルト寄り検出手段２０５ａ，２０５ｂの検出間隔は斜行角が＋（図中反時計回り）の場合と−（図中時計回り）の場合で、ともにＬ１＜Ｌ２となる。この場合、斜行角の変化量を検出できても、変化の方向が検出できないため、画像形成位置補正のためには別途斜行変化方向を検出する手段が必要となる。そこで、図７に示すように、２つのベルト寄り検出手段２０５ａ，２０５ｂで検出ライン２０１ａ，２０１ｂの副走査方向の異なる位置を検出することにより、斜行角θが＋（図中反時計回り）の場合はＬ１＜Ｌ２、−（図中時計回り）の場合はＬ１＞Ｌ２となり、斜行角θの変化量および変化方向を検出可能となる。

ここで、図８に示すように、画像形成位置調整時（ベルト斜行変化前）における、２つのベルト寄り検出手段２０５ａ，２０５ｂの検出間隔をＬ１、ベルト斜行変化後の検出間隔をＬ２とすると、Ｌ１＜Ｌ２である場合、ベルト転写面は図中斜行角θが増加する方向（反時計回り）に回転したことがわかる。そして、ベルト斜行変化前の斜行角をθ１、ベルト斜行変化後の斜行角をθ２、２つの検出ライン２０１ａ，２０１ｂのベルト主走査方向間隔をＬ、２つのベルト寄り検出手段２０５ａ，２０５ｂの検出位置の副走査方向間隔をＭとすれば、図８より
Ｌ１×ｃｏｓθ１＝Ｌ＋Ｍ×ｓｉｎθ１
Ｌ２×ｃｏｓθ２＝Ｌ＋Ｍ×ｓｉｎθ２
の関係が成り立つ。

θ１、θ２は微小な角度であるため、ｓｉｎθ１＝θ１、ｓｉｎθ２＝θ２、ｃｏｓθ１＝ｃｏｓθ２＝１とすると
Ｌ１＝Ｌ＋Ｍ×θ１
Ｌ２＝Ｌ＋Ｍ×θ２
となる。
よって、Ｌ２−Ｌ１＝Ｍ×（θ２−θ１）となり、ベルト寄り検出手段２０５ａ，２０５ｂの検出間隔の変化（Ｌ２−Ｌ１）から、斜行角の変化（θ２−θ１）を求めることができる。

このように、主走査方向に一定間隔で設けた検出部の主走査方向間隔の変化の検出に基づいて斜行角の変化を求め、さらに、斜行角の変化に基づき、後述する画像形成位置補正手段により中間転写ベルト上の主走査方向の画像形成位置を補正することができる。

なお、図４〜８では、中間転写ベルトの斜行（回転）をベルト寄り検出手段２０５ｂの中央部を中心とした斜行（回転）として捉えたが、これは、ベルト寄り補正手段によって常にベルト寄り検出手段２０５ｂを基準にベルト寄り補正を行い、検出ラインが常にベルト寄り検出手段２０５ｂの中央部を通るようにすればよい。また、ベルト寄り検出手段２０５ａ，２０５ｂは、これらの中央部を縦に横断する直線上に検出部を有しており、よって、当該検出部と交差する検出ラインの位置が分かるようになっている。

図９は、本発明に従うベルト寄り検出手段の他の実施例を示している。
中間転写ベルト２００の表面には主走査方向一定位置に、搬送方向全周にわたって複数の検出マーク２０２が一定間隔に形成されている。検出マークに対向する位置には、検出マークの副走査方向移動および主走査方向移動を検出可能に構成されたベルト寄り検出手段２０６が一体に配置されている。ベルト寄り検出手段２０６は、この一つ一つの検出マークの検出周期を順次検出することによりベルト副走査方向速度を検出できる。検出したベルト副走査方向速度に基づき、図示しない中間転写ベルト駆動モータを制御することにより、中間転写ベルトは目標速度で高精度に搬送される。また、ベルト寄り検出手段２０６は、この一つ一つの検出マークの主走査方向検出位置を順次検出することによりベルト主走査方向移動を検出できる。本構成ではベルト副走査方向速度検出のために予め高精度に形成した検出マーク２０２のベルト主走査方向移動を検出することでベルト寄りを検出するため、特許文献２のようにベルトエッジの位置を検出することでベルト寄りを検出する構成と比較し、予め測定したエッジデータを参照したり、エッジ位置の周期的な変動を平均化したデータを記憶手段に記憶させたりする必要はなく、より低コストな構成で、無駄時間のない高速なベルト寄り検出および制御が可能となる。

また、図４〜８における、複数の検出ライン２０１およびベルト寄り検出手段２０５の一方および双方を、上記検出マーク２０２および上記ベルト寄り検出手段２０６に置き換えても、第１の発明と同様にベルト寄り検出手段２０５ａ，２０５ｂの検出間隔の変化（Ｌ２−Ｌ１）から、斜行角の変化（θ２−θ１）を求めることができる。

具体的には、図８において、一方の検出ライン２０１、例えば、ベルト寄り検出手段２０５ａ側の検出ライン２０１を検出マーク２０２で置き換え、ベルト寄り検出手段２０５ａとして上記ベルト寄り検出手段２０６（例えば、図１２に示されるようなラインセンサ）を用い、ベルト寄り検出手段２０５ｂを基準とする場合、ラインセンサの検出部と検出マーク２０２の右側端部との交差位置は、斜行角θ１からθ２に変化するとき図８中左側から右側に変化し、この位置は検出される。よって、検出間隔の変化（Ｌ２−Ｌ１）が検出され、斜行角の変化（θ２−θ１）も検出される。ベルト寄り検出手段２０５ｂ側の検出ライン２０１を検出マーク２０２で置き換えた場合も同様である。

さらに、双方の検出ライン２０１を検出マーク２０２で置き換え、ベルト寄り検出手段２０５ａ，２０５ｂとしてラインセンサを用い、ベルト寄り検出手段２０５ｂを基準とする場合、例えば、ベルト寄り検出手段２０５ｂ側の検出マーク２０２の左側端部が常にベルト寄り検出手段２０５ｂの検出部の中央部を通過するように調節することで、同様にして、検出間隔の変化（Ｌ２−Ｌ１）および斜行角の変化（θ２−θ１）が検出される。

図１０は、ベルトの主走査方向に複数の検出マーク２０２および複数のベルト寄り検出手段２０６を設けた一実施例を示す。ここで、ベルト寄り検出手段２０６により、ベルト副走査方向速度を検出し、さらに、ベルト速度制御手段（図示せず）を用いて中間転写ベルトを目標速度で高精度に搬送しながらベルト寄りおよびベルト斜行を検出することが可能であるため、装置の低コスト化が可能となる。

ベルト斜行角変化に応じて、中間転写ベルト上主走査方向画像形成位置を補正するための画像形成位置補正手段としては、ステアリングローラ以外のローラをステアリングローラと同様の構成動作により傾斜させる方法や、感光体ドラム上に潜像を形成する光書込み手段の光路中に光軸角度変更手段を設け感光体ドラム上潜像形成位置を変化させる手段等がある。ここで、ステアリングローラ以外のローラを傾斜させベルト斜行を補正する場合は、ベルト斜行を補正することでベルト寄りが変化し、ベルト寄りを補正することでベルト斜行が変化するため、複雑な制御を行う高機能制御系が必要となり、コストが増大する問題がある。また、光書込み手段の光路中に光軸角度変更手段を設ける場合も高精度で信頼性の高い光学手段を付加する必要があり、コストが増大する問題がある。

これに対し、図１１は、本発明に係る画像形成装置における、他の画像形成位置補正手段である潜像形成位置補正手段の構成を示すブロック図である。
図１１において、プリンタドライバ部３０１から転送された画像信号は、画像書き込み制御部３０２を構成する画像信号生成部３０３に入力される。また、エンジン制御部３０４からのエンジン制御情報も画像書き込み制御部３０２に入力される。画像信号生成部３０３では、入力された画像信号をエンジン制御情報に従った処理にて画像処理される。この際、画像信号生成部３０３では実際に記録紙上に画像を展開するため、画像形成に用いる最小画素を定義する画素クロック信号（ｗｃｌｋ）にて処理される。この画素クロック信号は、画素クロック生成部にてエンジン制御部３０４からの解像度、感光体ドラム線速等の情報により所定の周波数のクロック信号（ｗｃｌｋ）を生成し、画像信号生成部３０３および逓倍回路部に入力される。画像信号生成部３０３で画像処理された実画像信号は書込位置制御部３０７に入力される。書込位置制御部３０７には、他にレーザ書き込み装置３０８の同期検知部３０９から同期検知信号（ＤＥＴＰ）、中間転写ベルト斜行情報により作成したベルト変位信号（Δａ）、エンジン制御部３０４からのエンジン制御情報が入力される。同期検知信号（ＤＥＴＰ）は、レーザビームを感光体ドラム１３４Ｂｋ上に露光させる際に主走査方向の書込開始位置を一定に保つための信号である。この信号は、レーザ書き込み装置３０８中のポリゴンミラー３１１にて反射偏向されたレーザビームの感光体ドラム１３４Ｂｋ上の走査領域外に配置された同期検知板からの出力信号であり、同期検知板にはフォトダイオード等の受光素子が同期検出センサとして配役され、同期検出センサは入射されるレーザビームを光電変換して同期検知信号（ＤＥＴＰ）を出力する。ベルト変位信号（Δａ）は、中間転写ベルト主走査方向変位を示す信号であり、ベルト寄り補正手段によるベルト寄り補正中に発生する、画像転写面内における中間転写ベルトの主走査方向変位をベルト斜行情報から算出した信号である。書込位置制御部３０７では、同期検知信号（ＤＥＴＰ）に対し画像信号生成部３０３からの実画像信号を所定のタイミングで合成し、光源である半導体レーザを駆動させる信号を生成している。この際、ベルト変位信号（Δａ）に応じて同期検知信号から実画像信号を書き込む開始タイミングを制御している。書込位置制御部３０７には、前記画素クロック生成部にて生成された画素クロック信号（ｗｃｌｋ）を逓倍処理された斜行補正クロック信号（ｄｃｌｋ）が入力される。この斜行補正クロック信号（ｄｃｌｋ）は、画像形成可能な最小画素を定義する画素クロック信号（ｗｃｌｋ）を逓倍処理して得られる、画素クロック信号よりも高周波な信号である。また、斜行補正クロック信号（ｄｃｌｋ）は、転写スリット位置センサの検出分解能に応じた周波数のクロック信号であり、斜行補正クロック信号（ｄｃｌｋ）の１クロックがベルト斜行情報の１分解能に相当している。ベルト斜行情報から算出したベルト変位信号（Δａ）を検出し、書込位置制御部３０７に同期検知信号（ＤＥＴＰ）とベルト変位信号（Δａ）が入力される。このベルト変位信号（Δａ）が０の場合の同期検知信号から実画像信号の主走査方向開始位置までがＡ（＝Ｎ×ｗｃｌｋ）とすると、Δａ＞０が検出された場合には、同期検知信号から実画像書出しタイミングまでの遅延時間をＡ＋Δａ×ｄｃｌｋと変更し、ベルト斜行が無い場合に対し実画像書出し開始位置を遅らせる。他方、Δａ＜０の場合は、上記遅延時間をＡ−Δａ×ｄｃｌｋとし相対的に実画像書出し開始タイミングを速める。レーザ駆動部３１２には、書込位置制御部３０７で合成されたレーザ駆動信号が入力される。レーザ駆動信号のＯＮ／ＯＦＦによりレーザ駆動部３１２に実装された半導体レーザが点灯／消灯動作を繰り返し駆動される。半導体レーザを駆動することにより出射されたレーザビームはレーザ書き込み装置３０８に入射し、複数のレンズ、ミラー等を透過し、反射し光路中を進行する。光路途中に配置されたポリゴンミラー３１１にて回転偏向され、感光体ドラム１３４Ｂｋ上に主走査方向へレーザビームが露光する。この露光から出力画像が得られるまでの過程は前述した通りである。

以上の構成において、ベルト斜行情報に基づき、感光体ドラム上潜像形成位置を制御することで、主走査方向の位置ずれによる画像歪み、色ずれを防止でき、高コストとなる高機能制御系や高精度光学手段を設けることなく、出力画像の大幅な高画質化が可能となる。

図１２は、本発明に係るベルト寄り検出手段の他の実施例の詳細な構成・動作を示す。
図１２において、ベルト上には搬送方向全周にわたってライン状の検出マーク２０２が複数形成されている。検出マークに対向する位置には、検出マークの主走査方向位置を検出可能な、ラインＣＣＤ等の１次元ラインセンサ２０７が配置されている。ベルトの搬送に伴い、各検出マークがラインセンサ２０７に対向したときのセンサ出力により、各検出マークの主走査方向位置を検出可能となる。この情報によりベルトの主走査方向位置を検出でき、各マークの主走査方向位置変化からベルト主走査方向移動を検出できる。
また、ベルトの搬送に伴い、各検出マークがラインセンサ２０７に対向、検知される周期により、各検出マークの副走査方向移動を検出可能となる。この情報によりベルトの副走査方向速度を検出できる。

また、主走査方向に複数設けたベルト速度検出手段を用いて速度情報を検出することにより、検出誤差を低減させることが可能となる。また、複数のベルト速度検出手段により主走査方向位置の異なった場所で検出マークを検出することで、検出マークの主走査位置での検出誤差を低減することができる。これは、ベルト寄り検出手段についても同様であり、同じ効果が得られる。

ところで、上記実施例で説明してきた検出マーク２０２をベルトに等間隔に形成する場合、ベルト周長誤差により検出マークの間隔が異なってしまうため、ベルト全周にわたり等間隔に検出マークを形成するためにはベルト毎に最適な間隔を求め、高精度に検出マーク２０２を形成する必要があり、ベルトの製作コストが増大するという問題がある。

しかし、主走査方向に複数の検出パターンを設け、検出パターン未形成部を補完するように配置し、マーク検出手段を適宜選択することで、中間転写ベルトの全周にわたってマーク検出をすることが可能となる。具体的には、一定間隔のマークをベルト上に設置する開始位置をずらすことで、他のマークの間隔と異なる、最初と最後のマークの間隔のギャップ部分の位置を副走査方向にずらしてもよい。このように主走査方向に複数の検出パターンを設けることで、ギャップ部分の長さだけ中間転写ベルト全周長よりも短いマークを形成することができる。これにより、マーク形成が容易となり、コスト低減の効果をもたらす。また、検出マーク形成の作業が容易となり、高精度なマーク形成が可能になる。

この場合、図１０に示されるように、中間転写ベルト２００の主走査方向における複数位置に形成されたマーク２０２は、それぞれベルト寄り検出手段２０６ａ，２０６ｂにより検出されて、中間転写ベルト２００の副走査方向の速度および主走査方向の移動が検出される。ベルト寄り検出手段２０６ａでの検出信号は、前記ギャップ部分を回避しながらベルト速度を検出するために、一方のベルト寄り検出手段２０６ａでギャップ部分が検出されると切り替え手段により他方のベルト寄り検出手段２０６ｂに切り替えて検出信号を生成することで、中間転写ベルト２００の全周にわたる検出が可能となる。同様に、前記ギャップ部分を回避しながらベルト寄りを検出するために、一方のマーク検出手段でギャップ部分が検出されると切り替え手段により他方のマーク検出手段に切り替えて検出信号を生成する。

このとき、ベルト寄り検出手段２０６ａ，２０６ｂの検出信号（ベルト寄り検出手段２０６ａ，２０６ｂからの検出信号を切り替え手段により切り替えた検出信号）から中間転写ベルト２００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、ベルト寄り検出手段２０６ａ，２０６ｂからの検出信号を平均化した信号または一方が他方を補完した信号として、中間転写ベルト２００の速度制御およびベルト寄り補正に用いることができる。

また、図１０に示すように、ベルト寄り検出手段２０６ａ，２０６ｂを画像転写面内の副走査方向の中間位置近傍に配置してもよい。しばしば樹脂材料により形成される中間転写ベルト２００は、ベルト２００が掛け回されるローラに比べて剛性が大幅に低いため、ローラの傾斜により発生するベルト面内方向の応力により変形が生じることがあり、この変形はローラ近傍で大きくなる。よって、ベルト寄り検出手段２０６ａ，２０６ｂを画像転写面内のローラ近傍に配置すると、ベルト面内方向の変形の影響でベルト斜行検知に誤差が生じうる。そこで、ベルト寄り検出手段２０６ａ，２０６ｂを画像転写面内の副走査方向の中間位置近傍に配置することにより、ベルト面内方向の変形の影響を最低限に抑制しながらベルトの斜行補正および寄り補正を実現することが可能となる。
なお、２つの検出手段２０６ａ，２０６ｂを同一の中間位置とせずに、中間位置近傍に配置することで、図７，８と同様に斜行変化方向を検出することができる。

２００ 中間転写ベルト
２１５ ベルト寄り補正ローラ
２０１ 検出ライン
２０１ 検出マーク
２０５，２０６，２０７ ベルト寄り検出手段

特開２００５−１４８１２７号明細書 特開２００６−２７６４２７号明細書

Claims (12)

1. 画像担持体上に潜像を形成する潜像形成部と、該潜像形成部に形成された潜像を可視像化する現像部と、前記画像担持体上に形成した可視像を一次転写する中間転写ベルトと、該中間転写体上の転写像を２次転写する記録材を搬送する記録材搬送手段と、前記中間転写ベルトの主走査方向移動を検出するベルト寄り検出手段と、前記中間転写ベルトの主走査方向移動を補正するベルト寄り補正手段と、前記中間転写ベルト上の主走査方向の画像形成位置を補正する画像形成位置補正手段とを備え、
   前記中間転写ベルトは、所定の距離を隔てて相互にほぼ平行に配設された複数の搬送ローラと、前記各搬送ローラに掛け渡されて前記転写像を担持搬送する無端ベルト部材とを有し、
   前記画像担持体上に形成した可視像を前記中間転写ベルト上に順次重ね、複数色の画像を形成し、前記ベルト寄り検出手段により検出した移動情報に基づき、前記ベルト寄り補正手段により前記中間転写ベルトの主走査方向移動を補正する画像形成装置において、
   複数の検出部が前記中間転写ベルト上の主走査方向に一定間隔で設けられ、前記ベルト寄り検出手段は、主走査方向と直交する副走査方向において異なる位置にあり、複数の搬送ローラ間のベルト面のうち前記画像担持体上の可視像が転写されるベルト面において、前記複数の検出部の主走査方向位置を検出することでベルト斜行を検出し、当該検出に基づき、前記画像形成位置補正手段によって前記中間転写ベルト上の主走査方向の画像形成位置を補正することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記ベルト寄り検出手段は、前記複数の検出部を検出する位置の主走査方向における間隔の変化に基づき前記中間転写ベルトの斜行角の変化を検出することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記中間転写ベルトの副走査方向速度を検出するベルト速度検出手段と、当該ベルト速度検出手段により検出した速度情報に基づき、中間転写ベルトの副走査方向速度を制御するベルト速度制御手段とを有し、
   前記複数の検出部の一方は、前記中間転写ベルト上の副走査方向に一定間隔で設けた検出マークであり、前記複数の検出部の他方は、前記中間転写ベルトの搬送方向全周にわたって設けた検出ラインであり、
   前記ベルト速度検出手段は、複数の搬送ローラ間のベルト面のうち前記画像担持体上の可視像が転写されるベルト面において、前記検出マークの副走査方向移動を検出することでベルト速度を検出し、前記ベルト寄り検出手段は、前記検出ラインまたは前記検出マークの主走査方向移動を検出することでベルト寄りを検出し、
   前記検出ラインと前記検出マークの主走査方向位置の検出に基づき、前記画像形成位置補正手段により前記中間転写ベルト上の主走査方向の画像形成位置を補正することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記複数の検出部の他方も、前記中間転写ベルト上の副走査方向に一定間隔で設けた検出マークであり、
   主走査方向に複数設けた前記検出マークを検出する、複数のベルト速度検出手段および複数のベルト寄り検出手段が設けられ、前記複数のベルト速度検出手段は、前記検出マークの副走査方向移動を検出することでベルト速度を検出し、前記複数のベルト寄り検出手段は、前記検出マークの主走査方向移動を検出することでベルト寄りを検出し、
   前記検出マークの主走査方向位置の検出に基づき、前記画像形成位置補正手段により前記中間転写ベルト上の主走査方向の画像形成位置を補正することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記複数の検出部は、前記中間転写ベルトの搬送方向全周にわたって設けた検出ラインであることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
6. 前記画像形成位置補正手段は、前記画像担持体上の主走査方向の潜像形成位置を補正する潜像形成位置補正手段であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
7. 前記ベルト速度検出手段および前記ベルト寄り検出手段は、副走査方向に一定間隔で設けた前記検出マークを検出することで前記中間転写ベルトの副走査方向速度を検出するとともに、前記検出マークの主走査方向位置を検出することで前記中間転写ベルトの主走査方向移動を検出することができる同一のセンサにより構成されることを特徴とする請求項３または４に記載の画像形成装置。
8. 前記複数のベルト速度検出手段が検出した速度情報に基づき、前記ベルト速度制御手段により前記中間転写ベルトの副走査方向速度を制御することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
9. 前記複数のベルト寄り検出手段が検出した寄り情報に基づき、前記ベルト寄り補正手段により前記中間転写ベルトの主走査方向移動を制御することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
10. 前記複数のベルト速度検出手段が検出する前記検出マークを一定間隔に設ける開始位置は、各ベルト速度検出手段により異なり、各ベルト速度検出手段を適宜選択して検出した速度情報に基づき、前記ベルト速度制御手段により前記中間転写ベルトの副走査方向速度を制御することを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
11. 前記複数のベルト寄り検出手段が検出する前記検出マークを一定間隔に設ける開始位置は、各ベルト寄り検出手段により異なり、各ベルト寄り検出手段を適宜選択して検出した寄り情報に基づき、前記ベルト寄り補正手段により前記中間転写ベルトの主走査方向移動を制御することを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
12. 前記複数のベルト速度検出手段および前記複数のベルト寄り検出手段は、前記画像担持体上の可視像が転写される平面内において、複数の前記画像担持体がベルトに当接する範囲における副走査方向の中間位置近傍に配置され、同一の中間位置に配置されないことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。

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