JP2002123056A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 この発明は、同期検知信号のばらつき等によ
り中間転写ベルト上に各色の画像を精度良く重ね合わせ
ることができないという課題を解決しようとするもので
ある。 【解決手段】 この発明は、露光光学系１１からの光ビ
ームを検知して同期検知信号を出力する同期検知手段
と、中間転写ベルト２の位置を検出するベルト位置検出
手段９と、このベルト位置検出手段９からの信号と同期
検知手段からの同期検知信号に基づいて中間転写ベルト
２の位置を制御する制御手段とを備えたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は複写機、プリンタ等
の画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機、プリンタ等の画像形成装置に
は、感光体から中間転写体に複数色の画像を重ね合わせ
て転写することでカラー画像を得るものがある。例え
ば、中間転写体として中間転写ベルトを有する画像形成
装置においては、感光体を回転させて帯電手段により感
光体を一様に帯電させた後に露光光学系によりレーザ光
で感光体を露光して静電潜像を形成し、この静電潜像を
現像手段で現像するという動作を各色について行って複
数色の画像を順次に形成し、この複数色の画像を中間転
写ベルトに順次に重ね合わせて転写することでカラー画
像を得ている。

【０００３】ここに、露光光学系は、画像信号により変
調したレーザ光をポリゴンミラーで主走査方向に走査し
て感光体に照射し、ポリゴンミラーからのレーザ光を露
光領域外で同期検知手段により検知し、この同期検知手
段からの同期検知信号に同期して１ライン分の画像信号
によるレーザ光の変調を開始する。また、中間転写ベル
トを回転させる中間転写ベルト駆動用モータの軸にはエ
ンコーダが取り付けられ、このエンコーダからの信号に
より中間転写ベルト駆動用モータのフィードバック制
御、主にＰＬＬ制御が行われる。

【０００４】また、特開平９−３２９９３６号公報に
は、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの各トナー
画像を中間転写体上に精度良く合成する画像形成装置が
記載されている。この画像形成装置では、中間転写体
は、中間転写ドラムで構成され、表面に周方向へマーカ
が形成されている。このマーカはマーカ検知手段により
検知される。感光体は、感光体ベルトで構成され、継ぎ
目を持っている。この継ぎ目は、継ぎ目検出手段により
検出される。感光体及び中間転写体は、それぞれ駆動源
により駆動される。感光体を露光して静電潜像を形成す
る露光光学系は、タイミングコントローラによりマーカ
検知手段からのマーカ検知信号と継ぎ目検出手段からの
継ぎ目検出信号により回転基準位置が設定され、その回
転基準位置に基づいてレーザ光線を感光体に照射する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記中間転写ベルトを
有する画像形成装置では、同期検知手段からの同期検知
信号がばらつくことにより感光体の露光光学系による主
走査方向の書き込み（露光）開始位置が変動して静電潜
像の形成位置が変動し、中間転写ベルト上に各色の画像
を精度良く重ね合わせることができず、高画質のカラー
画像を再現できない。

【０００６】また、中間転写ベルト駆動用モータの軸に
取り付けられたエンコーダからの信号により中間転写ベ
ルト駆動用モータのフィードバック制御、主にＰＬＬ制
御が行われるので、中間転写ベルト駆動用モータから中
間転写ベルトまでの伝達系の位置誤差が生じて中間転写
ベルトの位置が変動し、中間転写ベルト上に各色の画像
を精度良く重ね合わせることができない。また、中間転
写ベルト駆動用モータのＰＬＬ制御では、基準クロック
により中間転写ベルト駆動用モータの回転数が決まるの
で、中間転写ベルトの位置を自由に制御することができ
ず、中間転写ベルト上に各色の画像を精度良く重ね合わ
せることができない。さらに、感光体の偏心があって感
光体の周速が変化すると、画像が伸縮して中間転写ベル
ト上に各色の画像を精度良く重ね合わせることができな
い。

【０００７】請求項１に係る発明は、中間転写ベルト上
に各色の画像を精度良く重ね合わせることができ、高画
質のカラー画像を再現できる画像形成装置を提供するこ
とを目的とする。請求項２、３に係る発明は、同期検知
手段からの信号のずれがあっても、中間転写ベルト上に
各色の画像を精度良く重ね合わせることができ、高画質
のカラー画像を再現できる画像形成装置を提供すること
を目的とする。

【０００８】請求項４に係る発明は、中間転写ベルトの
画像領域内の位置制御による速度変動で画像の伸縮が発
生することを回避することができ、中間転写ベルト上に
各色の画像を精度良く重ね合わせ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。請求項５、６に係
る発明は、駆動源から中間転写ベルトまでの伝達系の位
置誤差を無くして中間転写ベルト上に各色の画像を精度
良く重ね合わせ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。

【０００９】請求項７に係る発明は、感光体の偏心があ
っても中間転写ベルト上に各色の画像を精度良く重ね合
わせ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。請求項８に係る発明は、中間転写ベルトの位置
を自由に制御できて中間転写ベルト上に各色の画像を精
度良く重ね合わせ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。

【００１０】

【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、回転する感光体と、この感
光体に接して移動する中間転写ベルトと、前記感光体を
光ビームで露光して静電潜像を形成する露光光学系とを
有し、前記感光体から前記中間転写ベルトに複数色の画
像を重ね合わせて転写することでカラー画像を得る画像
形成装置において、前記露光光学系からの光ビームを検
知して同期検知信号を出力する同期検知手段と、前記中
間転写ベルトの位置を検出するベルト位置検出手段と、
このベルト位置検出手段からの信号と前記同期検知手段
からの同期検知信号に基づいて前記中間転写ベルトの位
置を制御する制御手段とを備えたものである。

【００１１】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、前記ベルト位置検出手段からの基
準信号と前記同期検知手段からの同期検知信号のずれに
応じて、前記感光体から前記中間転写ベルトへの画像転
写開始時間を制御するものである。

【００１２】請求項３に係る発明は、請求項１または２
記載の画像形成装置において、前記ベルト位置検出手段
からの基準信号と前記同期検知手段からの同期検知信号
のずれに応じて、前記感光体から前記中間転写ベルトへ
の画像転写開始位置を同じになるように制御するもので
ある。

【００１３】請求項４に係る発明は、請求項３記載の画
像形成装置において、前記画像転写開始時間の制御及び
／又は前記画像転写開始位置の制御を画像領域外で行う
ものである。

【００１４】請求項５に係る発明は、請求項１、２、３
または４記載の画像形成装置において、前記ベルト位置
検出手段は、前記中間転写ベルトに搬送方向へ設けられ
た複数のマークと、この複数のマークを検知する位置セ
ンサと、前記中間転写ベルトの１回転に１回同じ位置を
検出するゼロ点センサとからなるものである。

【００１５】請求項６に係る発明は、請求項１、２、３
または４記載の画像形成装置において、前記ベルト位置
検出手段は、前記中間転写ベルトを移動させる駆動ロー
ラに取り付けられたロータリーエンコーダと、前記中間
転写ベルトの１回転に１回同じ位置を検出するゼロ点セ
ンサとからなるものである。

【００１６】請求項７に係る発明は、請求項１〜６のい
ずれか１つに記載の画像形成装置において、前記感光体
に前記露光光学系により静電潜像を形成する位置と、前
記感光体から前記中間転写ベルトへ画像を転写する位置
とは、前記感光体の回転中心に対して１８０度対向する
位置に配置したものである。

【００１７】請求項８に係る発明は、請求項１、２、３
または４記載の画像形成装置において、前記制御はマイ
クロコンピュータのソフトウェアサーボで演算するもの
である。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施形態を示
す。回転体であるドラム状の感光体１は、駆動源（図示
せず）により矢印Ａの方向に回転駆動される。中間転写
ベルト２は、駆動ローラ３及び複数の従動ローラに架け
渡された無端ベルトであり、感光体１と接しながら、矢
印Ｂの方向へ回転駆動される。

【００１９】中間転写ベルト装置においては、中間転写
ベルト２は、直接に、駆動ローラ３に取り付けられた駆
動源であるモータ４で駆動される場合もある。しかし、
中間転写ベルト２は、図示しないプーリ、タイミングベ
ルト、減速機構等の伝達系を介して駆動源であるモータ
４に連結され、モータ４により上記伝達系を介して回転
駆動される場合もある。転写手段としての帯電ローラ
５、クリーニング手段としてのクリーニングブレード
６、転写手段としての紙転写ローラ７が中間転写ベルト
２の周囲に配置され、帯電ローラ５及び紙転写ローラ７
には図示しない電源からバイアスが印加される。

【００２０】中間転写ベルト２は、画像領域外にエンコ
ーダスケール（マークとしてのスリット）８が搬送方向
へ配設されている。中間転写ベルト２の対向面上にはエ
ンコーダスケール８を読み取る光ヘッド（センサ）９が
取り付けられている。光ヘッド９は、エンコーダスケー
ル８を検知する位置センサと、中間転写ベルト２の１回
転に１回同じ位置（原点マーク）を検出するゼロ点セン
サとからなり、光ヘッド９とエンコーダスケール８とで
ベルト位置検出手段が構成される。駆動回路１０は、光
ヘッド９からの信号を読み取り、モータ４に制御量を与
えてモータ４の回転を制御する。

【００２１】露光走査系としてのポリゴンスキャナユニ
ット１１は、レーザ光源からのレーザビームがコリメー
トレンズ、アパーチャ、シリンダレンズ等の光学系を介
して走査手段としてのポリゴンミラーにより主走査方向
に偏向走査され、ｆθレンズ等の光学系を介して感光体
１に照射される。上記レーザ光源は駆動部により複数
色、例えばブラック、イエロー、シアン、マゼンタの各
画像信号により順次に変調される。

【００２２】ポリゴンスキャナユニット１１からのレー
ザビーム１２は図示しない帯電手段としての帯電ローラ
により帯電された感光体１の表面に照射され、感光体１
の表面に静電潜像が形成される。ポリゴンスキャナユニ
ット１１における走査手段としてのポリゴンミラーはポ
リゴンスキャナユニット１１のポリゴンモータにより回
転駆動され、このポリゴンモータは制御手段としてのポ
リゴンスキャナユニットコントローラ１３によりポリゴ
ンミラーが一定の速度で回転するように制御される。

【００２３】ポリゴンスキャナユニットコントローラ１
３はポリゴンミラーからのレーザビームを書き込み領域
外で検知して同期検知信号を出力する同期検知手段を有
する。ポリゴンミラーの各面によるレーザビームの走査
で感光体１に主走査方向に画像が書き込まれる書き込み
タイミングは、ポリゴンスキャナユニットコントローラ
１３にて上記同期検知手段からの同期検知信号により決
定される。

【００２４】画像形成を行う際には、先ず、感光体１が
図示しない帯電手段により帯電された後にポリゴンスキ
ャナユニット１１からの黒（以下Ｂｋという）の画像信
号により変調されたレーザビーム１２で露光されて静電
線像が形成され、この静電線像がＢｋ現像器（図示せ
ず）により現像されてＢｋ画像（トナー像）となる。こ
の感光体１上のＢｋ画像は中間転写ベルト２の帯電ロー
ラ５による帯電で中間転写ベルト２に転写され、感光体
１が図示しないクリーニング装置によりクリーニングさ
れる。

【００２５】次に、感光体１が図示しない帯電手段によ
り帯電された後にポリゴンスキャナユニット１１からの
イエロー（以下Ｙという）の画像信号により変調された
レーザビーム１２で露光されて静電線像が形成され、こ
の静電線像がＹ現像器（図示せず）により現像されてＹ
画像となる。この感光体１上のＹ画像は中間転写ベルト
２の帯電ローラ５による帯電で中間転写ベルト２にＢｋ
画像と重ね合わせて転写され、感光体１が図示しないク
リーニング装置によりクリーニングされる。

【００２６】次に、感光体１が図示しない帯電手段によ
り帯電された後にポリゴンスキャナユニット１１からの
シアン（以下Ｃという）の画像信号により変調されたレ
ーザビーム１２で露光されて静電線像が形成され、この
静電線像がＣ現像器（図示せず）により現像されてＣ画
像となる。この感光体１上のＣ画像は中間転写ベルト２
の帯電ローラ５による帯電で中間転写ベルト２にＢｋ画
像、Ｙ画像と重ね合わせて転写され、感光体１が図示し
ないクリーニング装置によりクリーニングされる。

【００２７】更に、感光体１が図示しない帯電手段によ
り帯電された後にポリゴンスキャナユニット１１からの
マゼンタ（以下Ｍという）の画像信号により変調された
レーザビーム１２で露光されて静電線像が形成され、こ
の静電線像がＭ現像器（図示せず）により現像されてＭ
画像となる。この感光体１上のＭ画像は中間転写ベルト
２の帯電ローラ５による帯電で中間転写ベルト２にＢｋ
画像、Ｙ画像、Ｃ画像と重ね合わせて転写されることで
フルカラー画像が形成され、感光体１が図示しないクリ
ーニング装置によりクリーニングされる。中間転写ベル
ト２上のフルカラー画像は図示しない給紙装置から給送
されてきたシート状記録媒体としての転写紙へ紙転写ロ
ーラ７により転写され、図示しない定着装置により定着
されて装置外へ排出される。

【００２８】次に、駆動回路１０の制御系を中心とする
ハードウェア構成を図２により説明する。まず、駆動回
路１０は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１４が設けられている。このマイクロコ
ンピュータ１４は、マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）１５
と、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）１６と、ランダム
アクセスメモリ（ＲＡＭ）１７とがバス１８を介して接
続されている。

【００２９】また、光ヘッド（ベルトセンサ）９の出力
信号（エンコーダパルス）ａは状態検出用インターフェ
イス（Ｉ／Ｆ）１９、バス１８を介してマイクロコンピ
ュータ１４に入力される。ここに、状態検出用インター
フェイス１９は、光ヘッド（ベルトセンサ）９の出力信
号ａを処理してデジタル数値に変換するもので、光ヘッ
ド（ベルトセンサ）９からのエンコーダパルスａの数を
計数するカウンタを備えている。

【００３０】この際、状態検出用インターフェイス１９
は、エンコーダスケール８が持つ原点情報（原点マー
ク）を利用することで、中間転写ベルト２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、状態検出用インターフェイス１９がエ
ンコーダスケール８とその切れ目位置とを対応付ける対
応付け手段として機能する。

【００３１】さらに、モータ４は、マイクロコンピュー
タ１４に対してバス１８、駆動用インターフェイス（Ｉ
／Ｆ）２０及び駆動装置（ドライバー）２１を介して接
続されている。駆動用インターフェイス２０は、マイク
ロコンピュータ１４における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２１のモータ駆動用ア
ンプに与え、モータ４に印加する電流や電圧を制御す
る。

【００３２】この結果、後述するように、中間転写ベル
ト２は所定の目標位置軌跡に追従するように駆動され
る。この時の中間転写ベルト２の位置はエンコーダスケ
ール８に対する光ヘッド９の出力信号ａから状態検出用
インターフェイス１９により検出されてマイクロコンピ
ュータ１４に取り込まれる。また、ポリゴンスキャナユ
ニット１１におけるポリゴンスキャナユニットコントロ
ーラ１３の同期検知手段からの同期検知信号ｂは、状態
検出用インターフェイス１９により検出されてマイクロ
コンピュータ１４に取り込まれる。

【００３３】本実施形態における中間転写ベルト搬送位
置制御装置は、マイクロコンピュータ１４、駆動装置２
１等により構成されている。また、制御系による演算と
同期検知信号の基準時間からの時間の測定、中間転写ベ
ルト２の目標位置軌跡の変更は、マイクロコンピュータ
１４における演算処理機能により実行される。なお、マ
イクロコンピュータ１４の代りに高速演算機能を備えた
デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）を用いてもよ
い。

【００３４】図３は本実施形態における中間転写ベルト
２への画像転写に関するタイミングを示す。中間転写ベ
ルト２上の原点情報となる原点マークは、光ヘッド９に
より検出されて状態検出用インターフェイス１９により
取り込まれる。この原点マークの光ヘッド９による検出
時間を基準時間としてそれから定められた時間tgが経過
した後にポリゴンスキャナユニット１１からのＢｋ画像
信号で変調されたレーザビーム１２が感光体１の表面に
照射されて静電潜像が形成されることで、Ｂｋ画像の感
光体１への書き込みがなされ、この静電潜像が現像され
てＢｋトナー像となる。また、中間転写ベルト２上の原
点マークの光ヘッド９による検出時間を基準時間として
それから定められた時間tmが経過した後に感光体１上の
Ｂｋトナー像が中間転写ベルト２に転写される。

【００３５】次に、中間転写ベルト２が１回転して再び
中間転写ベルト２上の原点マークが光ヘッド９により検
出されて状態検出用インターフェイス１９により取り込
まれる。この原点マークの光ヘッド９による検出時間を
基準時間としてそれから定められた時間tgが経過した後
にポリゴンスキャナユニット１１からのＹ画像信号で変
調されたレーザビーム１２が感光体１の表面に照射され
て静電潜像が形成されることで、Ｙ画像の感光体１への
書き込みがなされ、この静電潜像が現像されてＹトナー
像となる。また、中間転写ベルト２上の原点マークの光
ヘッド９による検出時間を基準時間としてそれから定め
られた時間tmが経過した後に感光体１上のＹトナー像が
中間転写ベルト２に転写される。

【００３６】次に、中間転写ベルト２が１回転して再び
中間転写ベルト２上の原点マークが光ヘッド９により検
出されて状態検出用インターフェイス１９により取り込
まれる。この原点マークの光ヘッド９による検出時間を
基準時間としてそれから定められた時間tgが経過した後
にポリゴンスキャナユニット１１からのＣ画像信号で変
調されたレーザビーム１２が感光体１の表面に照射され
て静電潜像が形成されることで、Ｃ画像の感光体１への
書き込みがなされ、この静電潜像が現像されてＣトナー
像となる。また、中間転写ベルト２上の原点マークの光
ヘッド９による検出時間を基準時間としてそれから定め
られた時間tmが経過した後に感光体１上のＣトナー像が
中間転写ベルト２に転写される。

【００３７】次に、中間転写ベルト２が１回転して再び
中間転写ベルト２上の原点マークが光ヘッド９により検
出されて状態検出用インターフェイス１９により取り込
まれる。この原点マークの光ヘッド９による検出時間を
基準時間としてそれから定められた時間tgが経過した後
にポリゴンスキャナユニット１１からのＭ画像信号で変
調されたレーザビーム１２が感光体１の表面に照射され
て静電潜像が形成されることで、Ｍ画像の感光体１への
書き込みがなされ、この静電潜像が現像されてＭトナー
像となる。また、中間転写ベルト２上の原点マークの光
ヘッド９による検出時間を基準時間としてそれから定め
られた時間tmが経過した後に感光体１上のＭトナー像が
中間転写ベルト２に転写される。以上により中間転写ベ
ルト２上にカラー画像が形成される。このカラー画像は
転写紙に転写されて定着され、その転写紙が装置外へ排
出される。

【００３８】図４は感光体ドラムへの画像書き込みに関
するタイミングを示す。原点マークの光ヘッド９による
検出時間を基準時間としてそれから定められた時間tgが
経過した後に、同期検知手段からの同期検知信号より所
定の時間tfが経過した時にＬGATE信号がイネーブルにな
り、同時にポリゴンスキャナユニット１１からの画像信
号で変調されたレーザビーム１２が感光体１の表面に照
射され、所定時間tpの経過後にＬ GATE信号がディスイ
ネーブルになってポリゴンスキャナユニット１１からの
画像信号で変調されたレーザビーム１２がオフとなる。
ここに、tpは、主走査方向の画像領域により決まる。以
上で主走査方向の１ラインの静電潜像が形成される。以
後、同期検知手段から同期検知信号が出力される毎に同
様な動作が行われる。

【００３９】ここで、感光体１の周速が２００ｍｍ／ｓ
ｅｃで、４００ｄｐｉの画像書き込みを行う場合を考え
る。副走査方向のライン間隔は６３．５μｍになり、
０．３１７５ｍｓ毎に主走査方向に画像を書き込む。原
点マークの光ヘッド９による検出時間を基準時間として
それから定められた時間tgが経過した後に、同期検知信
号が各色において同じ時間で同期検知手段から状態検出
用インターフェイス１９に来れば、画像先端の色ずれは
起こらないが、実際には同期検知信号は各色において
０．３１７５ｍｓ未満のばらつきがある。すなわち、画
像先端の色ずれが６３．５μｍ未満のばらつきになる。

【００４０】次に、原点マークの光ヘッド９による検出
時間を基準としてその直後に同期検知手段から状態検出
用インターフェイス１９に同期検知信号が来る時間terr
orを調べる。Terrorがゼロならば原点マークの光ヘッド
９による検出時間を基準時間としてそれからtg＋tfが経
過した後にポリゴンスキャナユニット１１からのレーザ
ビーム１２が感光体１の表面に照射され始める。

【００４１】Terrorがあると、原点マークの光ヘッド９
による検出時間を基準時間としてそれからtg＋tf＋Terr
orが経過した後にポリゴンスキャナユニット１１からの
レーザビーム１２が感光体１の表面に照射され始める。
今、中間転写ベルト２の目標速度をvbとする。中間転写
ベルト２上の原点マークの位置を基準とすると、Terror
がゼロなら、中間転写ベルト２上の画像転写開始（感光
体１からの画像転写開始）の位置xsは、tm×vbとなる。
ところが、Terrorがあると、中間転写ベルト２上の画像
転写開始の位置xsは（tm＋Terror）×vbとなる。このTe
rror×vbが画像転写開始位置xsのずれになるので、本実
施形態ではマイクロコンピュータ１４により中間転写ベ
ルト２の位置制御を行って位置ずれTerror×vbを無く
す。

【００４２】中間転写ベルト２の目標速度がvbである場
合、中間転写ベルト２の目標位置xrefの軌跡は、時間を
ｔとすると、xref＝vb×ｔのランプ入力になる。Terror
がゼロなら、ｔ＝tmの時、xrefが画像転写開始位置xsに
なる。原点マークの光ヘッド９による検出時間からtm0
時間が経過した時を基準時間０とする。Terrorがあると
きは、中間転写ベルト２の目標位置xrefの軌跡を変更す
る。

【００４３】xrefの変更時間範囲をtajstとすると、xre
f＝vb×（tajst−Terror）／tajst×ｔになる。Tm1をxr
ef変更直前の時間、tm２を感光体１から中間転写ベルト
２への画像転写開始時間とすると、マイクロコンピュー
タ１４は次のように中間転写ベルト２の目標位置xrefの
軌跡を求める。 （１） Tm0≦ｔ＜tm1の時、xref＝vb×ｔ （２） Tm1≦ｔ＜tajstの時、xref＝vb×（tajst−Ter
ror）／tajst×ｔ （３） tajst＜ｔ≦tm２の時、xref＝vb×ｔ すなわち、マイクロコンピュータ１４は、状態検出用イ
ンターフェイス１９からの入力信号に基づいて、Tm0≦
ｔ＜tm1の時にはxref＝vb×ｔを求め、Tm1≦ｔ＜tajst
の時にはxref＝vb×（tajst−Terror）／tajst×ｔを求
め、tajst＜ｔ≦tm２の時にはxref＝vb×ｔを求め、Tm0
＜ｔ＜tm2の時に駆動用インターフェイス２０及び駆動
装置２１を介してモータ４を中間転写ベルト２の位置の
軌跡が目標位置xrefの軌跡になるように制御し、また、
tm2からtm0までは中間転写ベルト２の目標位置xref＝vb
×ｔを求めて駆動用インターフェイス２０及び駆動装置
２１を介してモータ４を中間転写ベルト２の位置の軌跡
が目標位置xref＝vb×ｔの軌跡になるように制御する。

【００４４】上記のような中間転写ベルト２の位置制御
を行うことにより、同期検知手段からの同期検知信号の
ばらつきによる感光体１の潜像書き込みの遅れを、中間
転写ベルト２の速度を遅らせることで打ち消すことがで
きる。これを数字例で示すと、vb＝０．２ｍ／ｓ、tm1
＝０．０３ｓ、Terror＝０．０００３ｓ、tajst＝０．
０１ｓの時、 ０≦ｔ≦０．０３、xref＝０．２×ｔ［ｍ］ ０．０３≦ｔ≦０．０４、xref＝０．２×０．００９７
／０．０１×ｔ［ｍ］ ０．０４＜ｔ≦０．１、xref＝０．２×ｔ［ｍ］ になる。

【００４５】当然、tm2以後、中間転写ベルト２の画像
転写領域では、xref＝０．２×ｔ［ｍ］である。Terror
＝０なら、 ０≦ｔ＜０．１、xref＝０．２×ｔ［ｍ］ となり、xrefの変更がないことは明らかである。図５は
判り易いように中間転写ベルト２の位置制御例を速度
（velocity）の変化で示す。ここに、図５の横軸は時間
（time）である。

【００４６】図６はTerror＝０で中間転写ベルト２の位
置制御を行わない場合の中間転写ベルト２の位置をxref
e0とし、Terror＝０．０００３ｓで中間転写ベルト２の
位置制御を行わない場合の中間転写ベルト２の位置をxr
efe3としてxrefe0からxrefe3を引いた中間転写ベルト２
の位置変化量Xchange（position change）を示し、 Xchange＝xrefe0−xrefe3 となる。

【００４７】Tm1＝０．０３ｓまでは、Xchangeは０であ
る。Tm1＝０．０３ｓからxrefe3は徐々に遅れる。中間
転写ベルト２の画像転写開始時間tm2＝０．１ｓではxre
fe3は６０μｍの遅れになっている。Terror＝０．００
０３ｓの場合、中間転写ベルト２の線速０．２ｍ／ｓの
ままであれば、中間転写ベルト２の画像転写開始が６０
μｍ遅れになるので、本実施形態ではその分だけ中間転
写ベルト２の位置を遅らせている。つまり、本実施形態
では、同期検知信号が状態検出用インターフェイス１９
に来る時間のずれTerrorにより、中間転写ベルト２の速
度を変化させて中間転写ベルト２の画像転写開始時間tm
2を制御し、中間転写ベルト２の画像転写開始位置を常
に同じにすることができる。

【００４８】ポリゴンスキャナユニット１１のポリゴン
ミラーが６面の場合、そのミラーの面精度により同期検
知信号のばらつきが出るので、そのばらつきに応じてTe
rrorが決まることは明らかである。また、あらかじめTe
rrorを生じさせるポリゴンミラー面と、感光体１に潜像
書き込みを行うポリゴンミラー面とを同じ面にしてミラ
ーの面精度のばらつきによる中間転写ベルト２の位置変
動を解消してもよい。

【００４９】また、モータ４の回転むらに応じてTerror
が決まることは明らかである。Terrorを調べるのに原点
マークの光ヘッド９による検出時間を基準としている
が、上述の原点マークの光ヘッド９による検出時間から
tm0が経過した時を基準時間としてTerrorのばらつきを
調べることにより、原点マークの光ヘッド９による検出
時間からtm0の経過までに相当する中間転写ベルト２の
位置変動を無視することができる。

【００５０】マイクロコンピュータ１４は、中間転写ベ
ルト２の位置制御による速度変更を、図３に示すtm（原
点マークの光ヘッド９による検出からＢｋトナー像の中
間転写開始までの間、Ｂｋトナー像の中間転写終了から
Ｙトナー像の中間転写開始までの間、Ｙトナー像の中間
転写終了からＣトナー像の中間転写開始までの間、Ｃト
ナー像の中間転写終了からＭトナー像の中間転写開始ま
での間）、すなわち画像領域外（画像転写領域外）で行
う。また、マイクロコンピュータ１４は、上述のように
同期検知信号のずれに応じて中間転写開始位置を常に同
じ位置に保ちながら、各色のトナー像を重ねあわせて転
写する中間転写ベルト２の原点マーク検出からの各色ト
ナー像の中間転写開始時間を各色トナー像が中間転写ベ
ルト２の同じ位置に転写されるように制御する。

【００５１】上記のようにエンコーダスケール８を有す
る中間転写ベルト２の位置信号（光ヘッド９の出力信
号）を用いて中間転写ベルト２の位置制御を行うことに
より、従来の中間転写ベルト駆動用モータの軸に取り付
けられたエンコーダからの信号により中間転写ベルト駆
動用モータのフィードバック制御を行う場合に比べて精
密な制御ができる。

【００５２】また、中間転写ベルト２の位置を検出する
ベルト位置検出手段として、エンコーダスケール８及び
光ヘッド９の代りに、中間転写ベルト２を移動させる駆
動ローラ３に取り付けられたロータリーエンコーダと、
中間転写ベルト２の１回転に１回同じ位置（原点マー
ク）を検出するゼロ点センサとを用い、これらのロータ
リーエンコーダ及びゼロ点センサからの位置信号を用い
て上述のようにマイクロコンピュータ１４で中間転写ベ
ルト２の位置制御を行うことにより、従来の中間転写ベ
ルト駆動用モータから中間転写ベルトを移動させる駆動
ローラまでの伝達機構、例えばギヤ、プーリの影響を無
視することができ、精密な制御ができる。

【００５３】図７は中間転写ベルト２と感光体１の位置
関係を示す。感光体１に対するポリゴンスキャナユニッ
ト１１の潜像書き込み位置と、感光体１から中間転写ベ
ルト２へ画像を転写する中間転写位置が感光体１の回転
中心を中心に１８０度の位置関係にある。感光体１の偏
心により感光体１の中心位置がΔrずれた場合を考え
る。感光体１の半径をｒ、感光体１表面の角速度をω、
感光体１の角度をθとすると、感光体１の周速vdmは vdm＝（ｒ＋Δr×cos(θ)）ω になる。ωが一定速度の場合、θ＝０のときにvdmが最
高速度になり、θ＝１８０度のときにvdmが最低速度に
なる。

【００５４】図８はvdmと時間の関係を示す。これは、
ｒ＝４０ｍｍ、ω＝５ｒａｄ／ｓ、Δr＝２ｍｍのとき
のvdmと時間の関係である。Vdmが最高速度の時、Δtの
時間に潜像書き込みを行うと、斜線１の部分だけ潜像が
基準より長くなる。ところが、中間転写位置が潜像書き
込み位置に対してθ＝１８０度となるところであるの
で、斜線２の部分だけ潜像が基準より短くなり、感光体
１の偏心がない場合と同じ長さになる。

【００５５】このように、本実施形態によれば、露光光
学系としてのポリゴンスキャナユニット１１からの光ビ
ーム１２を検知して同期検知信号を出力する同期検知手
段と、中間転写ベルト２の位置を検出するベルト位置検
出手段としてのエンコーダスケール８及び光ヘッド９
と、このベルト位置検出手段からの信号と上記同期検知
手段からの同期検知信号に基づいて中間転写ベルト２の
位置を制御する制御手段としてのマイクロコンピュータ
１４とを備えたので、同期検知信号がばらついても、中
間転写ベルトの中間転写開始位置を設定する原点マーク
の検出信号に基づいて中間転写ベルトの位置を制御する
ことができ、中間転写ベルト上に各色の画像を精度良く
重ね合わせることができて高画質なカラー画像を再現で
きる。

【００５６】また、本実施形態によれば、ベルト位置検
出手段からの基準信号（原点マークの検出信号）と同期
検知手段からの同期検知信号のずれに応じて、感光体１
から中間転写ベルト２への画像転写開始時間を制御する
ので、同期検知信号のずれに応じて中間転写開始位置を
常に同じ位置に保ちながら、複数色のトナー像を重ねあ
わせて転写する中間転写ベルトの原点マーク検出時間か
らの中間転写開始時間を制御することができる。このた
め、同期検知信号のずれがあっても、中間転写ベルト上
に各色の画像を精度良く重ね合わせることができ、高画
質のカラー画像を再現できる。

【００５７】また、本実施形態によれば、ベルト位置検
出手段からの基準信号（原点マーク検出信号）と同期検
知手段からの同期検知信号のずれに応じて、感光体１か
ら中間転写ベルト２への画像転写開始位置を同じになる
ように制御するので、同期検知信号のずれに応じて中間
転写開始位置を常に同じ位置に保ちながら、複数色のト
ナー像を重ねあわせて転写する中間転写ベルトの原点マ
ーク検出時間からの中間転写開始時間を制御することが
できる。このため、同期検知信号のずれがあっても、中
間転写ベルト上に各色の画像を精度良く重ね合わせるこ
とができ、高画質のカラー画像を再現できる。

【００５８】また、本実施形態によれば、画像転写開始
時間の制御及び／又は画像転写開始位置の制御を画像領
域外で行うので、中間転写ベルトの画像領域内の位置制
御による速度変動で画像の伸縮が発生することを回避す
ることができ、中間転写ベルト上に各色の画像を精度良
く重ね合わせることができる。

【００５９】また、本実施形態によれば、ベルト位置検
出手段は、中間転写ベルト２に搬送方向へ設けられた複
数のマークとしてのエンコーダスケール８と、この複数
のマークを検知する位置センサ（光ヘッド９）と、中間
転写ベルト２の１回転に１回同じ位置（原点マーク）を
検出するゼロ点センサ（光ヘッド９）とからなるので、
中間転写ベルトの位置を直接に検出してフィードバック
制御を行うことができる。このため、駆動源から中間転
写ベルトまでの伝達系の位置誤差を無くして中間転写ベ
ルト上に各色の画像を精度良く重ね合わせることができ
る。

【００６０】また、本実施形態によれば、ベルト位置検
出手段は、中間転写ベルト２を移動させる駆動ローラ３
に取り付けられたロータリーエンコーダと、中間転写ベ
ルト２の１回転に１回同じ位置（原点マーク）を検出す
るゼロ点センサとからなる構成とすることにより、駆動
ローラ３に取り付けられたロータリーエンコーダからの
信号により中間転写ベルト位置のフィードバック制御を
行うことができる。このため、駆動源から中間転写ベル
トまでの伝達系の位置誤差を無くして中間転写ベルト上
に各色の画像を精度良く重ね合わせることができる。

【００６１】また、本実施形態によれば、感光体１に露
光光学系としてのポリゴンスキャナユニット１１により
静電潜像を形成する位置と、感光体１から中間転写ベル
ト２へ画像を転写する位置とは、感光体１の回転中心に
対して１８０度対向する位置に配置したので、感光体の
偏心があっても、潜像書き込み時に伸びた画像が転写時
に縮められ、潜像書き込み時に縮んだ画像が転写時に伸
びることにより、常に等倍で画像を転写することがで
き、中間転写ベルト上に各色の画像を精度良く重ね合わ
せることができる。

【００６２】また、本実施形態によれば、中間転写ベル
ト２の位置制御はマイクロコンピュータ１４のソフトウ
ェアサーボで演算するので、中間転写ベルトの位置を自
由に制御できて中間転写ベルト上に各色の画像を精度良
く重ね合わせることができる。

【００６３】

【発明の効果】以上のように請求項１に係る発明によれ
ば、中間転写ベルト上に各色の画像を精度良く重ね合わ
せることができ、高画質のカラー画像を再現できる。請
求項２に係る発明によれば、同期検知手段からの信号の
ずれがあっても、中間転写ベルト上に各色の画像を精度
良く重ね合わせることができ、高画質のカラー画像を再
現できる。

【００６４】請求項３に係る発明によれば、同期検知手
段からの信号のずれがあっても、中間転写ベルト上に各
色の画像を精度良く重ね合わせることができ、高画質の
カラー画像を再現できる。請求項４に係る発明によれ
ば、中間転写ベルトの画像領域内の位置制御による速度
変動で画像の伸縮が発生することを回避することがで
き、中間転写ベルト上に各色の画像を精度良く重ね合わ
せることができる請求項５に係る発明によれば、駆動源
から中間転写ベルトまでの伝達系の位置誤差を無くして
中間転写ベルト上に各色の画像を精度良く重ね合わせる
ことができる。請求項６に係る発明によれば、駆動源か
ら中間転写ベルトまでの伝達系の位置誤差を無くして中
間転写ベルト上に各色の画像を精度良く重ね合わせるこ
とができる。

【００６５】請求項７に係る発明によれば、感光体の偏
心があっても中間転写ベルト上に各色の画像を精度良く
重ね合わせることができる。請求項８に係る発明によれ
ば、中間転写ベルトの位置を自由に制御できて中間転写
ベルト上に各色の画像を精度良く重ね合わせることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す斜視図である。

【図２】同実施形態における駆動回路の制御系を中心と
するハードウェア構成を示すブロック図である。

【図３】同実施形態における中間転写ベルトへの画像転
写に関するタイミングを示すタイミングチャートであ
る。

【図４】同実施形態における感光体への画像書き込みに
関するタイミングを示すタイミングチャートである。

【図５】同実施形態における中間転写ベルトの位置制御
例を速度の変化で示す図である。

【図６】中間転写ベルトの位置制御を行わない場合の中
間転写ベルトの位置変化量を示す図である。

【図７】同実施形態における中間転写ベルトと感光体の
位置関係を示す概略図である。

【図８】同実施形態におけるvdmと時間の関係を示す図
である。

【符号の説明】

２ 中間転写ベルト ３ 駆動ローラ ８ エンコーダスケール ９ 光ヘッド １１ ポリゴンスキャナユニット １４ マイクロコンピュータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０３Ｇ 21/14 Ｈ０４Ｎ 1/29 Ｇ ５Ｃ０７４ Ｈ０４Ｎ 1/113 Ｂ４１Ｊ 3/00 Ｄ 1/29 Ｇ０３Ｇ 21/00 ３７２ Ｈ０４Ｎ 1/04 １０４Ａ Ｆターム(参考） 2C362 BA52 BB34 BB37 BB46 BB47 BB50 CA22 CA23 CB80 DA04 2H027 DA20 DA22 DA23 EB04 ED04 ED24 EE02 EE07 EF09 2H030 AA01 AD17 BB02 BB16 BB42 BB56 2H032 AA05 BA09 BA23 CA04 CA13 5C072 AA03 BA19 HA02 HA13 HB11 QA14 QA17 XA01 XA05 5C074 AA10 BB03 BB26 CC26 DD11 DD15 DD24 EE02 EE04 EE06 FF15 GG02 GG12 GG14 HH02

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転する感光体と、この感光体に接して移
   動する中間転写ベルトと、前記感光体を光ビームで露光
   して静電潜像を形成する露光光学系とを有し、前記感光
   体から前記中間転写ベルトに複数色の画像を重ね合わせ
   て転写することでカラー画像を得る画像形成装置におい
   て、前記露光光学系からの光ビームを検知して同期検知
   信号を出力する同期検知手段と、前記中間転写ベルトの
   位置を検出するベルト位置検出手段と、このベルト位置
   検出手段からの信号と前記同期検知手段からの同期検知
   信号に基づいて前記中間転写ベルトの位置を制御する制
   御手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の画像形成装置において、前
   記ベルト位置検出手段からの基準信号と前記同期検知手
   段からの同期検知信号のずれに応じて、前記感光体から
   前記中間転写ベルトへの画像転写開始時間を制御するこ
   とを特徴とする画像形成装置。
3. 【請求項３】請求項１または２記載の画像形成装置にお
   いて、前記ベルト位置検出手段からの基準信号と前記同
   期検知手段からの同期検知信号のずれに応じて、前記感
   光体から前記中間転写ベルトへの画像転写開始位置を同
   じになるように制御することを特徴とする画像形成装
   置。
4. 【請求項４】請求項３記載の画像形成装置において、前
   記画像転写開始時間の制御及び／又は前記画像転写開始
   位置の制御を画像領域外で行うことを特徴とする画像形
   成装置。
5. 【請求項５】請求項１、２、３または４記載の画像形成
   装置において、前記ベルト位置検出手段は、前記中間転
   写ベルトに搬送方向へ設けられた複数のマークと、この
   複数のマークを検知する位置センサと、前記中間転写ベ
   ルトの１回転に１回同じ位置を検出するゼロ点センサと
   からなることを特徴とする画像形成装置。
6. 【請求項６】請求項１、２、３または４記載の画像形成
   装置において、前記ベルト位置検出手段は、前記中間転
   写ベルトを移動させる駆動ローラに取り付けられたロー
   タリーエンコーダと、前記中間転写ベルトの１回転に１
   回同じ位置を検出するゼロ点センサとからなることを特
   徴とする画像形成装置。
7. 【請求項７】請求項１〜６のいずれか１つに記載の画像
   形成装置において、前記感光体に前記露光光学系により
   静電潜像を形成する位置と、前記感光体から前記中間転
   写ベルトへ画像を転写する位置とは、前記感光体の回転
   中心に対して１８０度対向する位置に配置したことを特
   徴とする画像形成装置。
8. 【請求項８】請求項１、２、３または４記載の画像形成
   装置において、前記制御はマイクロコンピュータのソフ
   トウェアサーボで演算することを特徴とする画像形成装
   置。