JP2006243486A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】中間転写体が走行中に、走行方向に対して直交方向の寄りが生じても、生じた寄りによる変動量を的確に検出して、中間転写体に重ね合わせる画像のずれを抑え、主走査方向に色ずれの少ない画像を形成する。
【解決手段】感光体１８に形成された画像を中間転写ベルト２２に１次転写する面内の移動方向に対して異なる位置に２組の位置センサ４１，４２１設け、中間転写ベルト２２の走行方向と直交する方向の位置をあらかじめ定めた一定周期毎に取得し、取得した変位量の変化特性から、最新の変位量の取得時刻から所定時間後における中間転写ベルト２２の１次転写面内における所定位置の変位量を求めて感光体１８に対する主走査方向の画像形成タイミングを制御して、主走査方向に色ずれの少ない画像を形成する。
【選択図】 図３

Description

この発明は、各色毎の画像を中間転写体に重ね合わせて記録媒体に転写する画像形成装置、特に中間転写体の走行時において走行方向と直交する方向の変動の検出及びそれにより生じる画像の重ね合わせのずれ低減に関するものである。

感光体に形成された各色のトナー像を中間転写ベルトに順次重ねて１次転写し、中間転写ベルトに１次転写された画像を記録用紙に２次転写してカラー画像を形成する画像形成装置において、中間転写ベルトの走行時に、走行方向に対して直交方向の変動（寄り）が生じると、感光体から中間転写ベルトに１次転写する画像位置が変動して、複数色の画像を重ね合わせたカラー画像の画像品質が劣化する。

この画像品質の劣化を防止するため、特許文献１や特許文献２に示すように、中間転写ベルトの走行装置にベルト寄り止め機構を設けて、中間転写ベルトの蛇行を防止するようにしている。
特開２００３−５５８３号公報 特開２００４−４５９５９号公報

前記のように中間転写ベルトの走行装置に機械的なベルト寄り止め機構を設けて中間転写ベルトの蛇行を防止しても、中間転写ベルトの走行方向に対して直交方向の寄りを確実に防止することは困難である。

この発明は、中間転写ベルト等の中間転写体が走行中に、走行方向に対して直交方向の寄りが生じても、生じた寄りによる変動量を的確に検出して、中間転写体に重ね合わせる画像のずれを抑え、主走査方向に色ずれの少ない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ものである。

この発明の画像形成装置は、像担持体に形成された各色毎の画像を中間転写体に１次転写して重ね合わせ、中間転写体に転写した画像を記録媒体に２次転写する画像形成装置において、中間転写体の走行方向と直交する方向の位置変位量を検出する変動量検出手段と書込制御部を有し、前記変動量検出手段は、複数の位置検出センサと変位量算出部及び変動量演算部を有し、前記複数の位置センサは、中間転写体の１次転写面内の移動方向に対して異なる位置に設けられ、中間転写体の走行方向と直交する方向の位置をあらかじめ定めた一定周期毎に検出し、前記変位量取得部は、前記複数の位置センサで一定周期毎に検出した位置とあらかじめ設定されている基準値とから前記複数の位置センサが設けられた位置における中間転写体の走行方向と直交する方向の変位量を時系列に取得し、前記変動量演算部は前記変位量取得部で取得した変位量の変化特性から、最新の変位量の取得時刻から所定時間後における中間転写体の１次転写面内における所定位置の変位量を求め、前記書込制御部は、前記変動量検出手段で求めた中間転写体の１次転写面内における所定位置の変位量により像担持体に対する主走査方向の画像形成タイミングを制御することを特徴とする。

この発明の第２の画像形成装置は、像担持体に形成された各色毎の画像を中間転写体に１次転写して重ね合わせ、中間転写体に転写した画像を記録媒体に２次転写する画像形成装置において、中間転写体の走行方向と直交する方向の位置変位量を検出する変動量検出手段と書込制御部を有し、前記変動量検出手段は、複数の位置検出センサと変位量算出部と履歴記憶部及び変動量演算部を有し、前記複数の位置センサは、中間転写体の１次転写面内の移動方向に対して異なる位置に設けられ、中間転写体の走行方向と直交する方向の位置をあらかじめ定めた一定周期毎に検出し、前記変位量取得部は、前記複数の位置センサで一定周期毎に検出した位置とあらかじめ設定されている基準値とから前記複数の位置センサが設けられた位置における中間転写体の走行方向と直交する方向の変位量を時系列に取得し、前記履歴記憶部は前記変位量取得部で取得した時系列の変位量を位置変動の履歴として記憶し、前記変動量演算部は、画像を形成するときに前記変位量取得部で取得した変位量の変化特性と前記履歴記憶部に記憶した位置変動の履歴から、最新の変位量の取得時刻から所定時間後における中間転写体の１次転写面内における所定位置の変位量を求め、前記書込制御部は、前記変動量検出手段で求めた中間転写体の１次転写面内における所定位置の変位量により像担持体に対する主走査方向の画像形成タイミングを制御することを特徴とする。

この発明の第３の画像形成装置は、像担持体に形成された各色毎の画像を中間転写体に１次転写して重ね合わせ、中間転写体に転写した画像を記録媒体に２次転写する画像形成装置において、中間転写体の走行方向と直交する方向の位置変位量を検出する変動量検出手段と書込制御部を有し、前記変動量検出手段は、複数の位置検出センサと変位量算出部と履歴記憶部及び変動量演算部を有し、前記複数の位置センサは、中間転写体の１次転写面内の移動方向に対して異なる位置に設けられ、中間転写体の走行方向と直交する方向の位置をあらかじめ定めた一定周期毎に検出し、前記変位量取得部は、前記複数の位置センサで一定周期毎に検出した位置とあらかじめ設定されている基準値とから前記複数の位置センサが設けられた位置における中間転写体の走行方向と直交する方向の変位量を時系列に取得し、前記履歴記憶部は前記変位量取得部で取得した時系列の変位量を、中間転写体に設けた基準マーク検出時点を基準にして位置変動の履歴として記憶し、前記変動量演算部は、画像を形成するとき、中間転写体に設けた基準マーク検出時点を基準にして前記履歴記憶部に記憶した位置変動の履歴を参照して、基準マーク検出時点から所定時間後における中間転写体の１次転写面内における所定位置の変位量を求め、前記書込制御部は、前記変動量検出手段で求めた中間転写体の１次転写面内における所定位置の変位量により像担持体に対する主走査方向の画像形成タイミングを制御することを特徴とする。

前記履歴記憶部に記憶する中間転写体の位置変動の履歴は、起動直後の画像形成時に取得すると良い。

また、履歴記憶部に記憶する中間転写体の位置変動の履歴は、環境温度があらかじめ設定された温度範囲のときに取得したり、異なる複数の環境温度毎に取得することが望ましい。

前記中間転写体の１次転写面内における所定位置の変位量を求める所定時間は、像担持体に形成された画像が書込位置から中間転写体の１次転写位置まで移動するに要する時間であり、中間転写体の１次転写面内で変位量を求める所定の位置は、所定時間に中間転写体の１次転写位置まで移動する位置であることが望ましい。

また、前記複数の位置センサで中間転写体の走行方向と直交する方向の位置を検出する周期を、中間転写体に設けた基準マークの検出周期の整数分の１にすると良い。

さらに、前記複数の位置センサで中間転写体の走行方向と直交する方向の位置を検出する周期は、中間転写体に設けた基準マークの検出周期の整数分の１であり、かつ像担持体に形成された画像が書込位置から中間転写体の１次転写位置まで移動するに要する時間の整数分の１であることが望ましい。

この発明は、中間転写体の１次転写面内の移動方向に対して異なる位置に複数の位置センサを設け、中間転写体の走行方向と直交する方向の位置をあらかじめ定めた一定周期毎に検出することにより、中間転写体の１次転写面内における任意の位置の走行方向と直交する方向の変位量を推定することができる。

この中間転写体の走行方向と直交する方向の変位量を時系列に取得し、取得した変位量の変化特性から、最新の変位量の取得時刻から所定時間後における中間転写体の１次転写面内における所定位置の変位量を求めて像担持体に対する主走査方向の画像形成タイミングを制御することにより、主走査方向に色ずれの少ない画像を形成することができる。

また、時系列に取得した中間転写体の走行方向と直交する方向の変位量を位置変動の履歴として記憶することにより、中間転写体の１次転写面内における任意の位置の走行方向と直交する方向の変位量を容易に推定することができる。

さらに、時系列に取得した中間転写体の走行方向と直交する方向の変位量を中間転写体に設けた基準マーク検出時点を基準にして位置変動の履歴として記憶することにより、基準マーク検出時点からの経過時間により中間転写体の１次転写面内における任意の位置の走行方向と直交する方向の変位量を推定することができ、処理を簡略化することができる。

また、記憶する中間転写体の位置変動の履歴を、画像形成装置の起動直後の画像形成時に取得したり、位置変動の履歴を、環境温度があらかじめ設定された温度範囲のときに取得したり、異なる複数の環境温度毎に取得することにより、画像形成装置の状況に応じて中間転写体の走行方向と直交する方向の変位量を取得して像担持体に対する主走査方向の画像形成タイミングを制御することができる。

さらに、前記中間転写体の１次転写面内における所定位置の変位量を求める所定時間を、像担持体に形成された画像が書込位置から中間転写体の１次転写位置まで移動するに要する時間とし、中間転写体の１次転写面内で変位量を求める所定の位置を、所定時間に中間転写体の１次転写位置まで移動する位置にすることにより、中間転写体に１次転写するときの変位量を推定することができ、主走査方向に色ずれの少ない画像を形成することができる。

また、前記複数の位置センサで中間転写体の走行方向と直交する方向の位置を検出する周期を、中間転写体に設けた基準マークの検出周期の整数分の１にすることにより、中間転写体の変位量の変化特性を正確に求めることができる。

さらに、複数の位置センサで中間転写体の走行方向と直交する方向の位置を検出する周期を、中間転写体に設けた基準マークの検出周期の整数分の１であり、かつ像担持体に形成された画像が書込位置から中間転写体の１次転写位置まで移動するに要する時間の整数分の１にすることにより、像担持体に書き込まれた画像を中間転写体に１次転写するときの中間転写体の変位量を正確に推定することができ、主走査方向に色ずれのない画像を形成することができる。

図１はこの発明のデジタル複写機の構成図である。図に示すように、デジタル複写機１は複写機本体２と原稿自動送り装置（以下、ＡＤＦという）３と自動仕分け装置４とを有する。複写機本体２は原稿読取ユニット５と書込ユニット６とエンジン部７と給紙ユニット８を有する。原稿読取ユニット５は光源と複数のミラーを有するキャリッジ９とレンズ１０とＣＣＤ１１及びバッファ１２を有し、ＡＤＦ３で送られた原稿を走査して読み取る。書込ユニット６はレーザ光源やポリゴンミラー等を有し、画像情報を含むレーザビーム１３をエンジン部７に出射する。エンジン部７は、画像形成ユニット１４と１次転写ユニット１５と２次転写ユニット１６及び定着ユニット１７を有する。画像形成ユニット１４は、感光体１８の周囲に配置された帯電チャージャ１９と書込ユニット６からのレーザビーム１３の照射部とシアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ），ブラック（Ｋ）からなるカラー現像部２０及びドラムクリーニング部２１を有し、帯電チャージャ１９で帯電した感光体１８上にレーザビーム１３で静電潜像を形成し、形成した静電潜像をカラー現像部２０で可視化してトナー像を形成する。１次転写ユニット１５は中間転写ベルト２２と１次転写部２３とテンションローラ２４と２次転写ローラ２５とクリーニング部２６及び基準位置センサ２７を有し、感光体１８に形成されたトナー像を中間転写ベルト２２に１次転写する。中間転写ベルト２２は、このデジタル複写機１における最大転写紙サイズであるＡ３よりも大きく形成されており、使用する転写紙がＡ４サイズ以下の場合には、２面分のトナー像を保持することができる。この中間転写ベルト２２は感光体１８上のトナー像を１次転写するとき以外は図示しない接離機構によって感光体１８表面から離れ、中間転写ベルト２２に画像を１次転写するときだけ感光体１８表面に圧接される。２次転写ユニット１６は中間転写ベルト２２に転写されたトナー像を記録紙に２次転写する。定着ユニット１７は記録紙に転写されたトナー像を熱と圧力で定着する。給紙ユニット８は複数の給紙カセット２８ａ〜２８ｃと手差トレイ２９を有し、記録紙を２次転写ユニット１６に送る。

ＡＤＦ３は読み取る原稿を原稿読取ユニット５に送り、原稿読取ユニット５で読み取った原稿を回収する。自動仕分け装置４は複数段の仕分けビン３０ａ〜３０ｎを有し、画像が形成された記録紙を仕分けして排出する。

このデジタル複写機１で、原稿読取ユニット５で読み取った原稿の画像形成サイクルが始まると、形成する画像が１色の場合は、読み取った原稿の画像データにより感光体１８にトナー像を形成し、形成されたトナー像を中間転写ベルト２２に１次転写する。２次転写ユニット１６は中間転写ベルト２２に転写されたトナー像の先端に合わせて給紙された記録紙にトナー像を２次転写する。トナー像を転写した記録紙は定着ユニット１７に送られ加熱，加圧して定着される。トナー像が定着された記録紙は自動仕分け装置４に排出される。また、中間転写ベルト２２に残留しているトナーはクリーニング部２６で回収する。

形成する画像が２色以上の場合は、中間転写ベルト２２に設けた基準マークを基準位置センサ２７で検出したことを基準にして原稿読取ユニッ５で原稿を読み取り、読み取った画像データにより感光体１８に第１色目のトナー像を形成し、感光体１８に形成したトナー像を中間転写ベルト２２に１次転写する。引き続いて感光体１８に第２色目のトナー像を形成し、感光体１８に形成したトナー像を中間転写ベルト２２に１次転写する。この感光体１８に対する画像形成と中間転写ベルト２２に対する１次転写を各色毎に繰り返す。すなわち、２色の画像を形成する場合には中間転写ベルト２２を２回転し、フルカラーの画像を形成する場合には中間転写ベルト２２を４回転して、各回転毎に感光体１８に形成されたトナー像を中間転写ベルト２２に１次転写して各色の画像を位置ずれなしに重ね合わせる。所定の色のトナー像を中間転写ベルト２２に転写したら、中間転写ベルト２２に転写されたトナー像の先端に合わせて給紙された記録紙にトナー像を２次転写し、定着ユニット１７で加熱，加圧して定着する。

このように画像を形成するとき、中間転写ベルト２２は感光体１８との離接やクリーニング部２６との離接によるテンション変化などで蛇行や片寄りにより走行方向と直交する方向である幅方向に位置変動が発生する。この中間転写ベルト２２の幅方向の変動量を検出するベルト変動量検出手段４０は、図２のブロック図に示すように、複数例えば２組の位置検出センサ４１，４２と基準値設定部４３と２組の差動増幅器４４ａ，４４ｂとＡＤ変換部４５ａ，４５ｂとレジスタ４６ａ，４６ｂ及び変動量演算部４７を有する。

位置検出センサ４１，４２は、図１に示すように、中間転写ベルト２２のトナー像を転写する感光体１８側で中間転写ベルト２２の走行方向に対して異なる位置に設けられ、中間転写ベルト２２のベルトエッジ又は中間転写ベルト２２に設けたマークやパターン等を検出して中間転写ベルト２２の走行方向に対して直交する方向である幅方向の位置を検出する。基準値設定部４３には中間転写ベルト２２の走行方向と直交する方向も基準位置を示す基準値があらかじめ設定されている。差動増幅器４４ａ，４４ｂは位置検出センサ４１，４２から出力される位置検出値の基準値設定部４３に設定された基準値からの変動分を増幅する。ＡＤ変換部４５ａ，４５ｂは差動増幅器４４ａ，４４ｂで増幅された信号をデジタル信号に変換する。レジスタ４６ａ，４６ｂは、差動増幅器４４ａ，４４ｂから所定時間毎に出力される位置変位量を示す信号を時系列に保持する。変動量演算部４７は、レジスタ４６ａ，４６ｂに時系列で保持された位置変位量を示す信号から、所定時間後の中間転写ベルト２２の所定位置における走行方向と直交する方向の変位量推定値を算出して書込ユニット６の書込制御部４８に出力する。書込制御部４８は送られた変位量推定値により主走査方向の画像形成タイミングを制御する。

このベルト変動量検出手段４０で中間転写ベルト２２の走行方向に対して直交する方向の変位推定値を算出する処理を、図３の模式図と図４の変位量変化特性図を参照して説明する。

図３に示すように、中間転写ベルト２２の走行方向に対して異なる検出位置Ａ，Ｂに設けられた位置検出センサ４１，４２で検出した時刻ｔ０における中間転写ベルト２２の走行方向に対して直交する方向の位置検出信号の基準値設定部４３にあらかじめ設定されている基準値ｄ０からの変動がそれぞれ変位量ｄａ０と変位量ｄｂ０で求まったとする。中間転写ベルト２２が例えばローラ５０ａ，５０ｂにより張られている場合、ローラ５０ａ，５０ｂ間では中間転写ベルト２２は直線状になっているとみなせる。したがって時刻ｔ０におけるローラ５０ａ，５０ｂ間の任意の位置、例えば、検出位置Ａ，Ｂの中間にある位置Ｃや、検出位置Ｂより中間転写ベルト２２の走行方向の下流側にある位置Ｅの変位量は、検出位置Ａにおける変位量ｄａ０と検出位置Ｂにおける変位量ｄｂ０を結んだ直線上にあるとして、位置Ｃにおける変位量ｄｃ０と位置Ｅにおける変位量ｄｅ０を求めることができる。しかし、時刻ｔ０以降の検出位置Ａ，Ｂにおける中間転写ベルト２２の変動がどのように動くかは不明である。そこで所定時間経過した時刻ｔ１で検出位置Ａ，Ｂの変位量ｄａ１，ｄｂ１を求める。ここで例えば時刻ｔ１における検出位置Ａ，Ｂの変位量ｄａ１，ｄｂ１が、ｄａ１＞ｄａ０、ｄｂ１＞ｄｂ０の関係にあれば、矢印で示すように時刻ｔ１の変位量ｄａ１，ｄｂ１は時刻ｔ０の変位量ｄａ０，ｄｂ０より大きく変動していることが判る。同様にして所定時間経過ごとに検出位置Ａ，Ｂの変位量を取得し、時刻ｔn-2と時刻ｔn-1と複数ｎ個連続して取得した中間転写ベルト２２の位置変動の大きさと変動の方向を求める。この複数ｎ個の各変動量から、図４に示すように、検出位置Ａ，Ｂにおける時刻ｔ０から時刻ｔn-1の間における中間転写ベルト２２の位置変動の履歴が得られる。

この中間転写ベルト２２の位置変動の履歴を得るための時刻ｔ０から時刻ｔn-1のサンプリング周期ｔａは、図５（ａ），（ｂ）に示すように、基準位置センサ２７で検出するベルトマーク信号の検出周期ｔｍを均等に分割し、ｎを整数とするとｔｍ＝ｎ・ｔａの関係になるように定める。例えば図５（ｃ）に示すように、サンプリング周期ｔｂをベルトマーク信号の検出周期ｔｍを均等に分割できないように定めると、ベルトマーク検出と同時に位置ａ１でサンプリングを開始しても、中間転写ベルト２２がほぼ１回転した例えばサンプリング周期ｔｂの５周期後の位置ｂ５は、位置ｂ１とは異なり、位置ｂ１からの正確な変化量を求めることはできない。すなわち中間転写ベルト２２の異なる位置でサンプリングするため、ベルトエッジを検出する場合は中間転写ベルト２２の端面精度（凸凹）の影響を受け、中間転写ベルト２２に設けた位置検出用マーク等を検出する場合は、そのマーク等の形成誤差の影響を受けるためである。これに対して基準位置センサ２７で検出するベルトマーク信号の検出周期ｔｍを均等に分割したサンプリング周期ｔａを定めることにより、中間転写ベルト２２のベルトマーク検出と同時にサンプリングを開始すると、中間転写ベルト２２が１回転するたびに、常に同じ位置でサンプリングすることができ、サンプリング開始位置からの変化量を正確に求めることができ、中間転写ベルト２２の位置変動の履歴を正確に得ることができる。なお、ベルトマーク検出周期ｔｍとサンプリング周期ｔａとの位相調整が困難な場合は、サンプリング周期ｔａをベルトマーク検出ごとに初期化すれば良い。

このようにして得た検出位置Ａ，Ｂにおける時刻ｔ０から時刻ｔn-1の間における中間転写ベルト２２の位置変動履歴の変化特性から最終取得時刻ｔn-1から所定時間ｔｗ経過後の時刻ｔにおける検出位置Ａ，Ｂの変位量ｄａｔ，ｄｂｔを推測することができる。すなわち中間転写ベルト２２は短時間で急激に位置変動をしないことを考慮すると、最終取得時刻ｔn-1までの位置変動の変化特性から、図４の破線で示すように、最終取得時刻ｔn-1以後の位置変動を予測することができ、この予測した位置変動により最終取得時刻ｔn-1から所定時間ｔｗ経過後の時刻ｔにおける検出位置Ａ，Ｂの変位量ｄａｔ，ｄｂｔを推測することができる。この時刻ｔにおける検出位置Ａ，Ｂの変位量ｄａｔ，ｄｂｔの推測の確度を高くするために、所定時間ｔｗは短いことが望ましい。

このようにして時刻ｔn-1から所定時間ｔｗ後の時刻ｔにおける検出位置Ａ，Ｂの変位量ｄａｔ，ｄｂｔを推測できると、推測した変位量ｄａｔ，ｄｂｔから、中間転写ベルト２２のその時刻ｔにおけるローラ５０ａ，５０ｂ間の任意の位置における変位量を推定することができる。

そこでレジスタ４６ａ，４６ｂに時刻ｔ０から時刻ｔn-1と複数ｎ個連続して取得した中間転写ベルト２２の位置変動の大きさと変動の方向を時系列に保存して中間転写ベルト２２の位置変動の履歴を得る。変動量演算部４７はレジスタ４６ａ，４６ｂに保存した中間転写ベルト２２の位置変動の履歴から、最終取得時刻ｔn-1から所定時間ｔｗ経過後の時刻ｔにおける検出位置Ａ，Ｂの変位量ｄａｔ，ｄｂｔを推測し、推測した変位量ｄａｔ，ｄｂｔから、中間転写ベルト２２のその時刻ｔにおけるローラ５０ａ，５０ｂ間の任意の位置における変位量を推定する。

このベルト変動量検出手段４０の位置検出センサ４１，４２は、図１に示すように、中間転写ベルト２２のトナー像を転写する感光体１８側で、感光体１８と中間転写ベルト２２の接触位置より中間転写ベルト２２の走行方向の上流側と下流側に設けてある。したがって位置検出センサ４１，４２で中間転写ベルト２２の基準位置を示す基準値ｄ０からの変位量を測定して中間転写ベルト２２の位置変動の履歴を得ることにより、中間転写ベルト２２にトナー像が転写される感光体１８との転写位置における変位量を推定することができる。この推定した変位量により書込制御部４８で書込ユニット６の感光体１８に対する主走査方向の画像形成タイミングを制御する。

この書込ユニット６で感光体１８にレーザビーム１３を照射して画像を書き込む位置は、図１に示すように、感光体１８に形成されたトナー像を中間転写ベルト２２に１次転写する位置とは離れている。この感光体１８に形成されたトナー像を中間転写ベルト２２に１次転写するとき、常に主走査方向の同じ位置にトナー像を転写するためには、書込ユニット６で感光体１８に画像を書き込む時に、その時に書き込んだ画像が１次転写位置に達した時刻に１次転写位置に達する中間転写ベルト２２の変位量が判っている必要がある。そこで変動量演算部４７で中間転写ベルト２２の位置変動の履歴から中間転写ベルト２２のトナー像を転写する感光体１８側における任意の位置における変位量を推定するとき、感光体１８の画像の書込位置が１次転写位置まで移動する時間を、変位量を推定する所定時間ｔｗとし、中間転写ベルト２２の１次転写位置より走行方向の上流側で所定時間ｔｗに対応した位置における変位量を推定する。このようにして感光体１８に書き込まれた画像を中間転写ベルト２２に１次転写する時の中間転写ベルト２２の変位量を推定することにより、中間転写ベルト２２に１次転写して重ね合わせるトナー像の主走査方向に位置を一致させることができ、色ずれのない良質な画像を作成することができる。

このベルト変動量検出手段４０で求めた、感光体１８に形成される画像を中間転写ベルト２２に１次転写するときの中間転写ベルト２２の基準位置（変位量＝０）からの変位量により書込制御部４８で画像ずれを低減する書込制御を行うときの処理を図６を参照して説明する。中間転写ベルト２２に１次転写するときの基準位置からの変位はベルト中心側にずれる場合と、ベルト外側にずれる場合とがある。中間転写ベルト２２が基準位置からベルト中心側に変位量＋ｄだけずれた場合は、図６（ａ）に示す変位量が０のときの主走査書込開始信号（ＬＧａｔｅ）より、図６（ｂ）に示すように、主走査書込開始信号を変位量＋ｄに相当する走査時間Ｔだけ遅らせる。また、中間転写ベルト２２が基準位置からベルト外側に変位量−ｄだけずれた場合は、変位量が０のときの主走査書込開始信号より、図６（ｃ）に示すように、主走査書込開始信号を変位量−ｄに相当する走査時間Ｔだけ早める。この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ときの主走査方向のずれを低減することができる。ここで、変位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、変位量を求めた時点の走査ライン以降次の変位量を求める走査ラインまでは、すでに求めた変位量に基づいて書込み制御を行う。この主走査画像開始位置の状態を図７の模式図に示す。転写時刻ｔ０における基準位置からの変位量を補正するのに相当する遅延時間がｔｃ１で、次の転写時刻ｔ１における基準位置からの変位量を補正するのに相当する遅延時間がｔｃ２の場合には、図７に示すように、時刻ｔ０から時刻ｔ１までのｋライン分は、時間ｔｃ１だけ書込みタイミングを遅らせ、時刻ｔ１以降、次の変位量適用時刻までは時間ｔｃ２だけタイミングを遅らせて書込みを行う。このようにしてベルト変動による色ずれの無い画像を形成することができる。

前記説明では時刻ｔ０から時刻ｔn-1と複数ｎ個連続して取得した中間転写ベルト２２の位置変動の履歴から、最終取得時刻ｔn-1から所定時間ｔｗ経過後の時刻ｔにおける検出位置Ａ，Ｂの変位量ｄａｔ，ｄｂｔを推測した場合について説明したが、中間転写ベルト２２の位置変動には周期性を有し、同じ変動を繰り返して再現する場合が多い。そこで図８のブロック図に示すように、ベルト変動量検出手段４０に履歴記憶部４９を設け、デジタル複写機１の電源投入時又は待機時から立ち上げたときに、あらかじめ画像形成動作を行って、そのときに位置検出センサ４１，４２で検出している位置信号から得られる中間転写ベルト２２の変動量を時刻毎に取得して得た中間転写ベルト２２の位置変動の履歴を履歴記憶部４９に格納しておく。この履歴記憶部４９に記憶した位置変動の履歴が再現性を有するか否を変動量演算部４７で確認する。例えば位置検出センサ４１で検出している位置信号から得られて履歴記憶部４９に記憶した位置変動の履歴が図９に示すような変化特性５１であった場合、次の画像形成において任意の時刻Ｓ０において取得した変位量がｄｎのとき、履歴記憶部４９に格納してある変化特性５１から変位量ｄｎと同じ値を検出する。変化特性５１で変位量ｄｎと同じ変位量が、図９に示すようにｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４のように複数検出されたら、時刻Ｓ０の次の時刻Ｓ１で取得したと同じ変位量を持つデータを、変位量ｄ１の次の値ｄ1-1と変位量ｄ２の次の値ｄ2-1と変位量ｄ３の次の値ｄ3-1及び変位量ｄ４の次の値ｄ4-1のなかから検出する。この処理を順次繰り返して取得した変位量と変化特性５１の変位量を照合して一致するデータ列を絞り込んでいくことにより、履歴記憶部４９に記憶した位置変動の履歴が再現性を有するか否を判定することができる。この再現性の有無の判定時に、前記のように１個ずつの変位量ではなく、任意の連続したｍ個の検出結果ｄ（ｎ＋１）〜ｄ（ｎ＋ｍ）を、履歴記憶部４９に記憶した連続しているｍ個のデータと照合しても良い。また、履歴記憶部４９にはベルトマーク検出時点からの位置変動の履歴が格納されているので、中間転写ベルト２２の周期単位で再現性があるかを確認するには、履歴記憶部４９に格納した先頭データから順次一致するか否の判定を行えば良い。

この判定処理により履歴記憶部４９に記憶した位置変動の履歴が再現性を有すると判定した場合、変動量演算部４７は、図１０に示すように、画像形成時の時刻ｔ０〜時刻ｔn-1の間における中間転写ベルト２２の位置変動履歴の変化特性５２と履歴記憶部４９に格納した変化特性５１を照合して、変化特性５１で時刻ｔ０〜時刻ｔn-1の間における中間転写ベルト２２の位置変動履歴の変化特性５２と一致する範囲を特定する。この特定した変化特性５１で、最終取得時刻ｔn-1から所定時間ｔｗ経過後の時刻ｔにおける検出位置Ａ，Ｂの変位量を求め、求めた変位量から、中間転写ベルト２２のその時刻ｔにおける任意の位置における変位量を推定する。

前記説明では、時刻ｔ０〜時刻ｔn-1の間における中間転写ベルト２２の位置変動履歴の変化特性５２と履歴記憶部４９に格納した変化特性５１を照合して、最終取得時刻ｔn-1から所定時間ｔｗ経過後の時刻ｔにおける検出位置Ａ，Ｂの変位量を求める場合について説明したが、ベルトマーク検出時点からの変位量取得時刻又は変位量取得回数から最終取得時刻ｔn-1から所定時間ｔｗ経過後の時刻ｔにおける検出位置Ａ，Ｂの変位量を求めるようにしても良い。すなわち、履歴記憶部４９に記憶した位置変動の履歴としてベルトマーク検出時点からの変位量取得時刻又は変位量取得回数に応じて変化特性５１が格納され、図１１に示すように中間転写ベルト２２の回転毎に変化特性５１の再現性が確認されている場合、ベルトマーク検出時点からの変位量取得時刻又は変位量取得回数を参照することにより、ベルトマーク検出時点から所定時間ｔｘ経過後の検出位置Ａ，Ｂの変位量を簡単に求めることができる。

この履歴記憶部４９に位置変動の履歴として記憶するベルトマーク検出時点からの変位量取得時刻又は変位量取得回数は、図５に示すように、ベルトマーク検出周期ｔｍの整数分の１を満足するとともに、感光体１８の画像の書込位置が１次転写位置まで移動する時間の整数分の１を満足するように定め、ベルトマーク検出時点からの変位量取得時刻又は取得回数を参照することにより、１次転写開始時の検出位置Ａ，Ｂの変位量を求めることができ、この検出位置Ａ，Ｂの変位量から転写位置における変動量を求めることができる。例えば、感光体１８の書込位置から１次転写位置までの移動時間が略0.5秒であるとき、変位量取得時刻の周期を0.1秒とすると、ベルトマーク検出から５回目の取得データを転写時における変位量として求めることができる。

前記説明では、デジタル複写機１の電源投入時又は待機時から立ち上げたときに、あらかじめ画像形成動作を行って、そのときに位置検出センサ４１，４２で検出している位置信号から得られる中間転写ベルト２２の変動量を時刻毎に取得して得た中間転写ベルト２２の位置変動の履歴を履歴記憶部４９に格納しておく場合について説明したが、中間転写ベルト２２は環境温度が変化するとベルトテンション自体の変動や、感光体１８との離接やクリーニング部２６との離接による微妙なテンション変化により変化量が変わってくる。そこでデジタル複写機１の電源投入時又は待機時から立ち上げたとき、環境温度があらかじめ設定された範囲になった場合に、画像形成動作を行って、位置検出センサ４１，４２で検出している位置信号から得られる中間転写ベルト２２の変位量を時刻毎に取得して得た中間転写ベルト２２の位置変動の履歴を履歴記憶部４９に格納することが望ましい。

また、複数の環境温度範囲をあらかじめ設定しておき、設定した環境温度毎に画像形成動作を行って、位置検出センサ４１，４２で検出している位置信号から得られる中間転写ベルト２２の変動量を時刻毎に取得して得た中間転写ベルト２２の位置変動の履歴を履歴記憶部４９に格納しても良い。例えば図１２のブロック図に示すように、デジタル複写機１全体の動作を管理するＣＰＵ５３は、温度センサ５４で検出している環境温度範囲があらかじめ設定した温度範囲の状態にあるとき、書込ユニット６の動作を制御する書込制御部４８とエンジン部７や給紙ユニット８等の動作を制御する駆動制御部５５を駆動して画像形成動作を行わせ、位置検出センサ４１，４２で検出している位置信号から得られる中間転写ベルト２２の変動量を時刻毎に取得して得た中間転写ベルト２２の位置変動の履歴を履歴記憶部４９に格納する。この処理を設定した温度範囲毎に繰り返して、履歴記憶部４９に環境温度毎の位置変動履歴を格納する。

この履歴記憶部４９に格納した環境温度毎の位置変動履歴により中間転写ベルト２２の１次転写位置における変位量を求める場合、ＣＰＵ５３は温度センサ５４で検出したその時の温度を示す信号を変動量演算部４７に送る。変動量演算部４７は送られた温度に対応した環境温度範囲の位置変動履歴を履歴記憶部４９から読み出して、検出位置Ａ，Ｂで検出した位置により定まる中間転写ベルト２２の時系列の変位量と照合して中間転写ベルト２２の１次転写位置における変位量を求める。このように環境温度毎の位置変動履歴と検出位置Ａ，Ｂの検出変位量を照合することにより、中間転写ベルト２２の１次転写位置における変位量をデジタル複写機１の環境温度の変化に応じて求めることができ、ベルト変動による色ずれの無い画像を安定して形成することができる。

前記のように履歴記憶部４９にベルトマーク検出の周期ｔｍ毎に再現性がある位置変動履歴を格納しておいても、経時変化等により中間転写ベルト２２のテンションに微妙な変化が生じて、取得した時系列の変位量と履歴記憶部４９に格納した位置変動履歴とが一致しなくなる場合が生じる。このような場合には、ベルトマーク検出の周期ｔｍ毎に再現性がある位置変動履歴をあらためて取得し、履歴記憶部４９に格納してある位置変動履歴を取得した位置変動履歴に更新すれば良い。

前記説明ではデジタル複写機１について説明したが、プリンタ装置等にも同様に適用して良質な画像を得ることができる。

この発明のデジタル複写機の構成図である。 ベルト変動量検出手段の構成を示すブロック図である。 変位推定値の算出処理を示す模式図である。 時刻に対する変位量の変化特性図である。 変位量のサンプリング周期を示すタイムチャートである。 変位量による主走査書込開始信号の変化を示すタイムチャートである。 主走査画像開始位置の状態を示す模式図である。 第２のベルト変動量検出手段の構成を示すブロック図である。 履歴記憶部に格納した位置変動履歴の変化特性図である。 格納した変化特性と取得した変化特性を照合した状態を示す模式図である。 ベルトマーク検出周期毎に再現性のある位置変動履歴の変化特性図である。 第３のベルト変動量検出手段と制御部の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１；デジタル複写機、２；複写機本体、３；ＡＤＦ、４；自動仕分け装置、
５；原稿読取ユニット、６；書込ユニット、７；エンジン部、８；給紙ユニット、
１４；画像形成ユニット、１５；１次転写ユニット、１６；２次転写ユニット、
１７；定着ユニット、１８；感光体、１９；帯電チャージャ、２０；カラー現像部、
２１；ドラムクリーニング部、２２；中間転写ベルト、２７；基準位置センサ、
４０；ベルト変動量検出手段、４１；位置検出センサ、４２；位置検出センサ、
４３；基準値設定部、４４；差動増幅器、４５；ＡＤ変換部、４６；レジスタ、
４７；変動量演算部、４８；書込制御部、５３；ＣＰＵ，５４；温度センサ、
５５；駆動制御部。

Claims (9)

1. 像担持体に形成された各色毎の画像を中間転写体に１次転写して重ね合わせ、中間転写体に転写した画像を記録媒体に２次転写する画像形成装置において、
   中間転写体の走行方向と直交する方向の位置変位量を検出する変動量検出手段と書込制御部を有し、
   前記変動量検出手段は、複数の位置検出センサと変位量算出部及び変動量演算部を有し、前記複数の位置センサは、中間転写体の１次転写面内の移動方向に対して異なる位置に設けられ、中間転写体の走行方向と直交する方向の位置をあらかじめ定めた一定周期毎に検出し、前記変位量取得部は、前記複数の位置センサで一定周期毎に検出した位置とあらかじめ設定されている基準値とから前記複数の位置センサが設けられた位置における中間転写体の走行方向と直交する方向の変位量を時系列に取得し、前記変動量演算部は前記変位量取得部で取得した変位量の変化特性から、最新の変位量の取得時刻から所定時間後における中間転写体の１次転写面内における所定位置の変位量を求め、
   前記書込制御部は、前記変動量検出手段で求めた中間転写体の１次転写面内における所定位置の変位量により像担持体に対する主走査方向の画像形成タイミングを制御することを特徴とする画像形成装置。
2. 像担持体に形成された各色毎の画像を中間転写体に１次転写して重ね合わせ、中間転写体に転写した画像を記録媒体に２次転写する画像形成装置において、
   中間転写体の走行方向と直交する方向の位置変位量を検出する変動量検出手段と書込制御部を有し、
   前記変動量検出手段は、複数の位置検出センサと変位量算出部と履歴記憶部及び変動量演算部を有し、前記複数の位置センサは、中間転写体の１次転写面内の移動方向に対して異なる位置に設けられ、中間転写体の走行方向と直交する方向の位置をあらかじめ定めた一定周期毎に検出し、前記変位量取得部は、前記複数の位置センサで一定周期毎に検出した位置とあらかじめ設定されている基準値とから前記複数の位置センサが設けられた位置における中間転写体の走行方向と直交する方向の変位量を時系列に取得し、前記履歴記憶部は前記変位量取得部で取得した時系列の変位量を位置変動の履歴として記憶し、前記変動量演算部は、画像を形成するときに前記変位量取得部で取得した変位量の変化特性と前記履歴記憶部に記憶した位置変動の履歴から、最新の変位量の取得時刻から所定時間後における中間転写体の１次転写面内における所定位置の変位量を求め、
   前記書込制御部は、前記変動量検出手段で求めた中間転写体の１次転写面内における所定位置の変位量により像担持体に対する主走査方向の画像形成タイミングを制御することを特徴とする画像形成装置。
3. 像担持体に形成された各色毎の画像を中間転写体に１次転写して重ね合わせ、中間転写体に転写した画像を記録媒体に２次転写する画像形成装置において、
   中間転写体の走行方向と直交する方向の位置変位量を検出する変動量検出手段と書込制御部を有し、
   前記変動量検出手段は、複数の位置検出センサと変位量算出部と履歴記憶部及び変動量演算部を有し、前記複数の位置センサは、中間転写体の１次転写面内の移動方向に対して異なる位置に設けられ、中間転写体の走行方向と直交する方向の位置をあらかじめ定めた一定周期毎に検出し、前記変位量取得部は、前記複数の位置センサで一定周期毎に検出した位置とあらかじめ設定されている基準値とから前記複数の位置センサが設けられた位置における中間転写体の走行方向と直交する方向の変位量を時系列に取得し、前記履歴記憶部は前記変位量取得部で取得した時系列の変位量を、中間転写体に設けた基準マーク検出時点を基準にして位置変動の履歴として記憶し、前記変動量演算部は、画像を形成するとき、中間転写体に設けた基準マーク検出時点を基準にして前記履歴記憶部に記憶した位置変動の履歴を参照して、基準マーク検出時点から所定時間後における中間転写体の１次転写面内における所定位置の変位量を求め、
   前記書込制御部は、前記変動量検出手段で求めた中間転写体の１次転写面内における所定位置の変位量により像担持体に対する主走査方向の画像形成タイミングを制御することを特徴とする画像形成装置。
4. 前記履歴記憶部に記憶する中間転写体の位置変動の履歴は、起動直後の画像形成時に取得する請求項２又は３に記載の画像形成装置。
5. 前記履歴記憶部に記憶する中間転写体の位置変動の履歴は、環境温度があらかじめ設定された温度範囲のときに取得する請求項２又は３に記載の画像形成装置。
6. 前記履歴記憶部に記憶する中間転写体の位置変動の履歴は、異なる複数の環境温度毎に取得する請求項２又は３に記載の画像形成装置。
7. 前記中間転写体の１次転写面内における所定位置の変位量を求める所定時間は、像担持体に形成された画像が書込位置から中間転写体の１次転写位置まで移動するに要する時間であり、前記中間転写体の１次転写面内で変位量を求める所定の位置は、前記所定時間に中間転写体の１次転写位置まで移動する位置である請求項１乃至６のいずれかに記載の画像形成装置。
8. 前記複数の位置センサで中間転写体の走行方向と直交する方向の位置を検出する周期は、中間転写体に設けた基準マークの検出周期の整数分の１である請求項１乃至７のいずれかに記載の画像形成装置。
9. 前記複数の位置センサで中間転写体の走行方向と直交する方向の位置を検出する周期は、中間転写体に設けた基準マークの検出周期の整数分の１であり、かつ像担持体に形成された画像が書込位置から中間転写体の１次転写位置まで移動するに要する時間の整数分の１である請求項１乃至７のいずれかに記載の画像形成装置。

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