JP2007272021A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置のコストアップや大型化を回避しつつ、装置内の温度上昇に伴う色ずれや画像ぶれを低減させて高品質画像を形成することができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】ＣＭＯＳセンサ６０２を用いて中間転写ベルト３１の表面状態を所定のサンプリング周期で検出してサンプリング画像を作成する。サンプリング画像に基づいて予め作成した中間転写ベルト３１の表面画像（リファレンス画像及びズラシ表面画像）とサンプリング画像とを比較し、中間転写ベルト３１の相対速度及び寄り量を算出する。そして、算出した相体速度が０となるよう中間転写ベルト駆動モータ５６の回転制御を行ってサーボ制御を行う。また、算出した中間転写ベルト３１の寄り量が所定の範囲内になるようにステアリングモータ８１を駆動制御して中間転写ベルト３１の寄り方向の位置調整を行う。
【選択図】図１４

Description

本発明は、カラー複写機やカラーレーザープリンタ等の画像形成装置に関する。

従来のタンデムタイプの画像形成装置の一例を図２４に示す。

従来の画像形成装置としての画像形成装置１００１は、図２４に示すように、転写材Ｐを担持搬送する転写材担持体である転写ベルト１００５を備えている。画像形成装置１００１には、転写ベルト１００５の転写材担持面に沿ってイエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＢｋ用のプロセスカートリッジ（以下単に、カートリッジという）１０１４，１０１５，１０１６，１０１７がタンデム状に配置されている。各カートリッジ１０１４〜１０１７の上方には、夫々に対応して光学ユニット１０１８，１０１９，１０２０，１０２１が設けられている。各カートリッジ１０１４〜１０１７の下方には、転写ベルト１００５を介してこれらの像担持体である感光ドラム１００６，１００７，１００８，１００９に夫々対応する転写ローラ１０１０，１０１１，１０１２，１０１３が配置されている。

上記構成において、用紙カセット１００２からピックアップローラ１００３及び給紙・搬送ローラ１０２９によって転写ベルト１００５に給紙された転写材Ｐ上に、公知の電子写真プロセスを経て得られたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー画像が重ねて転写される。そして、転写材Ｐに転写されたトナー画像は定着ユニット１０２２によって定着されて、排紙センサ１０２４及び紙パス１０２３を介して機外に排紙される。

また、転写材Ｐの裏面にもトナー画像を形成する際には、転写材Ｐが定着ユニット１０２２を通過した後、もう一方の紙パス１０２５を介して再度転写ベルト１００５に転写材Ｐが搬送され、上記と同様の工程をによって裏面にも画像が形成される。

なお、転写ベルト１００５は、転写ベルト駆動ローラ１００４によって回転駆動される。

画像形成装置１００１において、各色の光学ユニット１０１８〜１０２１は、各感光ドラム１００６〜１００９の表面をレーザビームＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４によって露光走査してこれらの表面に潜像を形成する。画像形成装置１００１におけるこれら一連の画像形成動作において、搬送される転写材Ｐ上の予め決まった位置から画像が転写されるように、レーザビームＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４は同期をとって走査制御されている。

また、画像形成装置１００１は、給紙・搬送ローラ１０２９を駆動する給紙・搬送モータ、転写ベルト駆動ローラ１００４を駆動する転写ベルト駆動モータ、各色感光ドラム１００６〜１００９を駆動する感光ドラム駆動モータ、及び定着ユニット１０２２の定着ローラ１０２２ａを駆動する定着駆動モータ等を備えている（いずれも図示せず）。そして良好な画像を得るために、これらのモータは一定の回転数に制御されている。

しかしながら、従来の画像形成装置は、定着ユニットに内蔵されたヒータの温度制御や各駆動モータの発熱によって画像形成装置内部の温度上昇し、この温度上昇に伴って転写ベルト駆動ローラが熱膨張を起こし、転写ベルトの速度が上昇する場合がある。この場合、各色のトナー画像を転写材の特定位置に重ねて転写する際に、所謂色ずれが発生してしまい、画質が著しく劣化するという問題があった。つまり、感光ドラムや転写ベルト駆動ローラは一定速度で回転制御されているため、熱膨張によって転写ベルト駆動ローラの径が大きくなると転写ベルト駆動ローラの周速が速まってしまうために転写ベルトの速度が上昇し、色ずれが発生してしまう。

このような問題を解決するための一手段として、転写ベルトに色ずれ検出用パターンを形成し、これをセンサによって読み込み、各色の相対的な色ずれ量を検出して、その結果に基づき各色のレーザビームによる画像書き出し位置を補正する、つまりレジスト補正を実施する方法がある。しかしながらこの場合は下記のような問題がある。
（１）レジスト補正直後の各色の画像書き出し位置は一致させることができるが、装置内部の温度はさらに上昇するため、例えば連続印字の場合には、徐々に転写ベルトの周速が速まって、複数枚の印字後には色ずれ量が大きくなってしまう。
（２）この問題を解消するためには、例えば、一定枚数の印字ごとにレジスト補正を実行する案もあるが、レジスト補正を頻繁に実行すれば画像形成装置のスループットが低下してしまう。加えて、レジスト補正ではレジスト補正用パターンを転写ベルトに形成するため、トナーの消費量が増え、ユーザにとっては経済性が低下するという問題がある。

これに対して、色ずれ補正の別の手段として、転写ベルト上に予めレジスト基準マークを設けておいてこの基準マークをＣＣＤセンサによって検知し、その結果に基づいて画像書き込み位置を補正するものがある（例えば特許文献１参照）。
特開２０００−０７１５２２号公報

しかしながら、上記色ずれ補正手段においては、予め転写ベルト上に基準マークを設ける必要があり、転写ベルトの製造コストが上昇し、基準マークのスペース確保のために装置幅が大きくなるといった問題がある。

このような問題は、中間転写体を備えた画像形成装置に同様に発生する。

さらに、従来の画像形成装置は、転写材の給紙・搬送用として給紙・搬送ローラを備えている。装置内部の温度上昇に伴い転写ベルトの速度が上昇すると、給紙・搬送ローラによる転写材搬送力と転写ベルトによる転写材搬送力との差が大きくなり、色ずれや画像ぶれが発生する。つまり、給紙・搬送ローラによる転写材搬送力の方が、転写ベルトによる転写材搬送力よりも大きくなり、転写材を搬送方向に対し押し込む傾向が強くなる。この場合、特に厚紙等の比較的腰がある転写材では転写材の後端部分において画像ぶれが発生する。

一方、給紙・搬送ローラによる転写材搬送力よりも、転写ベルトによる転写材搬送力が大きい場合、転写材の先端部分において画像ぶれあるいは色ずれが発生するといった問題がある。

本発明の目的は、装置のコストアップや大型化を回避しつつ、装置内の温度上昇に伴う色ずれや画像ぶれを低減させて高品質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にある。

上記目的を達成するために、請求項１記載の画像形成装置は、像担持体と、前記像担持体上に形成された画像が一次転写される中間転写体と、前記中間転写体を駆動する中間転写体駆動モータと、前記中間転写体に一次転写された画像を転写材へ二次転写して画像を形成する二次転写体とを備える画像形成装置において、前記中間転写体の表面状態を読み取って表面画像を形成する表面読み取り手段と、前記表面読み取り手段に形成された表面画像に基づいて前記中間転写体の移動方向の速度及び前記移動方向に直行する幅方向の移動量を演算する演算手段とを備えることを特徴とする。

請求項２記載の画像形成装置は、請求項１記載の画像形成装置において、前記演算手段により演算された前記中間転写体の移動方向の速度に応じて前記中間転写体駆動モータの回転速度を可変制御するモータ回転制御手段を備えることを特徴とする。

請求項３記載の画像形成装置は、請求項１又は２記載の画像形成装置において、前記中間転写体の前記移動方向に直交する幅方向の移動を制御するための寄り駆動モータと、前記演算手段により演算された前記中間転写体の移動方向と直行する幅方向の移動量に応じて前記寄り駆動モータを制御する寄り制御手段とを備えることを特徴とする。

請求項４記載の画像形成装置は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記表面読み取り手段は、前記中間転写体の表面画像データを作成する画像作成部材と、前記中間転写体に光を照射する照明部材と、前記中間転写体の前記表面画像を前記画像作成部材へ結像させる結像レンズとを備えることを特徴とする。

請求項５記載の画像形成装置は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記表面読み取り手段が読み取った前記中間転写体の表面画像を一定周期でサンプリングするサンプリング手段と、前記サンプリング手段にサンプリングされた画像を少なくとも１画像分記憶する画像記憶手段とを備え、前記演算手段は、前記サンプリングされた画像及び前記画像記憶手段に記憶された画像に基づいて前記中間転写体の移動方向の速度及び前記移動方向に直行する幅方向の移動量を演算することを特徴とする。

請求項６記載の画像形成装置は、請求項５記載の画像形成装置において、前記演算手段は、前記サンプリングされた画像及び前回の前記サンプリングされた画像に対して相対比較演算を行うことによって前記中間転写体の移動方向の相対速度を算出することを特徴とする。

請求項７記載の画像形成装置は、請求項６記載の画像形成装置において、前記モータ回転制御手段は、前記演算手段によって算出された前記相対速度に基づいて前記中間転写体の移動速度が一定速度となるように前記中間転写体駆動モータを制御することを特徴とする。

請求項８記載の画像形成装置は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記表面読み取り手段が読み取った前記中間転写体の表面画像を一定周期でサンプリングするサンプリング手段を備え、前記演算手段は、前記サンプリングされた前記中間転写体の表面画像の重心を前記サンプリング毎に演算し、前記算出された表面画像の重心の遷移データの相対比較演算を行うことによって前記中間転写体の相対速度及び前記移動量を算出することを特徴とする。

請求項９記載の画像形成装置は、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記寄り制御手段は、前記演算手段に算出された前記移動量に基づいて前記中間転写体の寄りが一定範囲となるように前記寄り駆動モータを制御することを特徴とする。

請求項１０記載の画像形成装置は、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記演算手段は前記表面読み取り手段によって形成された前記中間転写体の表面画像をフィルタ処理するフィルタ演算部を備えることを特徴とする。

請求項１１記載の画像形成装置は、請求項１０記載の画像形成装置において、前記演算手段は前記フィルタ演算部のフィルタ定数を可変制御するフィルタ定数制御部を備えることを特徴とする。

請求項１２記載の画像形成装置は、請求項４乃至１１のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記照明部材は照射光の光量を可変制御する照明光量制御手段を備えることを特徴とする。

請求項１３記載の画像形成装置は、請求項１２記載の画像形成装置において、前記照明光量制御手段、前記サンプリング手段、前記画像記憶手段、前記フィルタ演算部、前記演算手段、前記モータ回転制御手段、及び前記寄り制御手段は、デジタルシグナルプロセッサに含まれ、プログラマブルに制御可能であることを特徴とする。

請求項１４記載の画像形成装置は、請求項４乃至１３のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記表面読み取り手段は、前記画像作成部材としての複数の画素を備えたＣＣＤセンサ及びＣＭＯＳセンサの一方と、前記ＣＣＤセンサ及び前記ＣＭＯＳセンサの一方からのアナログ信号をデジタル信号へ変換するＡ／Ｄ変換部とを備えることを特徴とする。

請求項１５記載の画像形成装置は、像担持体と、転写材を搬送するための転写材担持体と、前記転写材担持体を駆動する転写材担持体駆動モータと、前記像担持体に形成された画像を前記転写材担持体により搬送された転写材に転写して画像を形成する転写体とを備える画像形成装置において、前記転写材及び前記転写材担持体の一方の表面状態を読み取って表面画像を形成する表面読み取り手段と、前記表面読み取り手段に形成された表面画像に基づいて前記転写材及び転写材担持体の一方の移動方向の速度及び前記移動方向に直行する幅方向の移動量を演算する演算手段とを有することを特徴とする。

請求項１６記載の画像形成装置は、請求項１５記載の画像形成装置において、前記演算手段により演算された前記転写材及び前記転写材担持体の一方の移動方向の速度に応じて前記転写材担持体駆動モータの回転速度を可変制御するモータ回転制御手段を備えることを特徴とする。

請求項１７記載の画像形成装置は、請求項１５又は１６記載の画像形成装置において、前記転写材担持体の前記移動方向に直交する幅方向の移動を制御するための寄り駆動モータと、前記演算手段により演算された前記転写材及び前記転写材担持体の一方の移動方向に直行する幅方向の移動量に応じて前記寄り駆動モータを制御する寄り制御手段とを備えることを特徴とする。

請求項１８記載の画像形成装置は、請求項１５乃至１７のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記表面読み取り手段は、前記転写材及び前記転写材担持体の一方の表面画像データを作成する画像作成部材と、前記転写材及び前記転写材担持体の一方の表面に光を照射する照明部材と、前記転写材及び前記転写材担持体の一方の前記表面画像を前記画像作成部材へ結像させる結像レンズとを備えることを特徴とする。

請求項１９記載の画像形成装置は、請求項１５乃至１８のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記表面読み取り手段が読み取った前記転写材及び前記転写材担持体の一方の表面画像を一定周期でサンプリングするサンプリング手段と、前記サンプリング手段にサンプリングした画像を少なくとも１画像分記憶する画像記憶手段とを備え、前記演算手段は、前記サンプリングされた画像及び前記画像記憶手段に記憶された画像に基づいて前記転写材及び前記転写材担持体の一方の移動方向の速度及び前記移動方向に直行する幅方向の移動量を演算することを特徴とする。

請求項２０記載の画像形成装置は、請求項１９記載の画像形成装置において、前記演算手段は、前記サンプリングされた画像及び前回の前記サンプリングされた画像に対して相対比較演算を行うことによって前記転写材及び前記転写材担持体の一方の移動方向の相対速度を算出することを特徴とする。

請求項２１記載の画像形成装置は、請求項２０記載の画像形成装置において、前記モータ回転制御手段は、前記演算手段によって算出された前記相対速度に基づいて前記転写材及び前記転写材担持体の一方の移動速度が一定速度となるように前記転写材担持体駆動モータを制御することを特徴とする。

請求項２２記載の画像形成装置は、請求項１５乃至１８のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記表面読み取り手段が読み取った前記転写材及び前記転写材担持体の一方の表面画像を一定周期でサンプリングするサンプリング手段を備え、前記演算手段は、前記サンプリングされた前記転写材及び前記転写材担持体の一方の表面画像の重心を前記サンプリング毎に演算し、前記演算された表面画像の重心の遷移データの相対比較演算を行うことによって前記転写材及び前記転写材担持体の一方の相対速度及び前前記移動量を算出することを特徴とする。

請求項２３記載の画像形成装置は、請求項１５乃至２２のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記寄り制御手段は、前記演算手段に算出された前記移動量に基づいて前記転写材担持体の寄りが一定範囲となるように前記寄り駆動モータを制御することを特徴とする。

請求項２４記載の画像形成装置は、請求項１５乃至２３のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記演算手段は前記表面読み取り手段によって形成された前記転写材及び前記転写材担持体の一方の表面画像をフィルタ処理するフィルタ演算部を備えることを特徴とする。

請求項２５記載の画像形成装置は、請求項２４記載の画像形成装置において、前記演算手段は前記フィルタ演算部のフィルタ定数を可変制御するフィルタ定数制御部を備えることを特徴とする。

請求項２６記載の画像形成装置は、請求項１８乃至２５のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記照明部材の照射光の光量を可変制御する照明光量制御手段を備えることを特徴とする。

請求項２７記載の画像形成装置は、請求項２６記載の画像形成装置において、前記照明光量制御手段、前記サンプリング手段、前記画像記憶手段、前記フィルタ演算部、前記演算手段、前記モータ回転制御手段、及び前記寄り制御手段は、デジタルシグナルプロセッサに含まれ、プログラマブルに制御可能であることを特徴とする。

請求項２８記載の画像形成装置は、請求項１８乃至２７のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記表面読み取り手段は、前記画像作成部材としての複数の画素を備えたＣＣＤセンサ及びＣＭＯＳセンサの一方と、前記ＣＣＤセンサ及び前記ＣＭＯＳセンサの一方からのアナログ信号をデジタル信号へ変換するＡ／Ｄ変換部とを備えることを特徴とする。

本発明に係る画像形成装置よれば、装置のコストアップや大型化を回避しつつ、装置内の温度上昇に伴う色ずれや画像ぶれを低減させることができる。従って、高品質画像を形成することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

まず、本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置ついて説明する。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の要部断面図である。図１に示すように、本実施の形態に係る画像形成装置１は複数の画像形成部を並設して成るカラー画像形成装置である。

画像形成装置１は、電子写真方式を採用しており、光学系１Ｒと、画像出力部１Ｐとを備え、光学系１Ｒにおいて原稿の画像を読み取り、画像出力部１Ｐにおいて光学系１Ｒで読み取った画像情報に基づいて画像を転写材Ｐに形成する。画像出力部１Ｐは、大別して画像形成部１０、給送ユニット２０、中間転写ユニット３０、定着ユニット４０、及び制御基板７０を有する制御装置から構成されている。画像形成部１０には、４つのステーションａ，ｂ，ｃ，ｄが並設されており、各構成は同一である。

ここで、個々のユニットについて詳しく説明する。画像形成部１０においては、図示矢印方向に回転駆動される像担持体としての感光体ドラム１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄがその中心で軸支されている。また、画像形成部１０には、感光体ドラム１１ａ〜１１ｄの外周面に対向してその回転方向に一次帯電器１２（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ）、光学系１３（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ）、現像装置１４（１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ）が夫々配置されている。

また、画像形成部１０は、後述するように、各色の感光ドラム１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄを夫々回転駆動するＹドラム駆動モータ５２、Ｍドラム駆動モータ５３、Ｃドラム駆動モータ５４、及びＢｋドラム駆動モータ５５を備える。また画像形成部１０は、後述するように、感光ドラム１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄに光線を走査するためのＹスキャナモータユニット６３、Ｍスキャナモータユニット６４、Ｃスキャナモータユニット６５、及びＢｋスキャナモータユニット６６を備える。

画像形成部１０においては、一次帯電器１２ａ〜１２ｄが夫々感光体ドラム１１ａ〜１１ｄの表面に均一な帯電量の電荷を与える。次いで、光学系１３ａ〜１３ｄが記録画像信号に応じて変調した例えばレーザビーム等の光線をスキャナモータユニット６３，６４，６５，６６によって感光体ドラム１１ａ〜１１ｄ上に露光させて、各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄ上に静電潜像を形成する。そして、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色の現像剤（トナー）を夫々収納した現像装置１４ａ〜１４ｄによって各静電潜像をトナー画像として顕像化する。尚、顕像化されたトナー画像をベルト体としての中間転写ベルト３１に転写する各一次転写領域Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃ，Ｔｄの下流側では、記録材Ｐに転写されないで感光体ドラム１１ａ〜１１ｄ上に残されたトナーがクリーニング装置１５（１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ）によって掻き落とされる。これにより感光体ドラム１１ａ〜１１ｄの表面が清掃される。以上に示したプロセスを経て各トナーによる画像形成が順次行われる。

給送ユニット２０は、図１に示すように、記録材Ｐを収納するためのカセット２１（２１ａ，２１ｂ）、手差しトレイ２７、及びカセット２１ａ，２１ｂ内又は手差しトレイ２７から記録材Ｐを１枚ずつ送り出すためのピックアップローラ２２ａ，２２ｂ，２６を備える。また、給紙ユニット２０は、画像形成部１０での画像形成タイミングに合わせて記録材Ｐを二次転写領域Ｔｅへ送り出すためのレジストローラ２５ａ，２５ｂと、各ピックアップローラ２２ａ，２２ｂ，２６から送り出された記録材Ｐをレジストローラ２５ａ，２５ｂまで搬送するための給送ローラ対２３及び給送ガイド２４とを備える。

また、給紙ユニット２０は、後述するように、ピックアップローラ２２ａ，２２ｂ，２６、給送ローラ対２３、及びレジストローラ２５ａ，２５ｂを夫々回転駆動する給紙モータを備える給紙モータユニット６２を備える。

中間転写ユニット３０は中間転写体としての中間転写ベルト３１を備える。中間転写ベルト３１は、これに駆動力を伝達する転写ベルト駆動ローラ（下流ローラ）３２と、不図示のばね（弾性部材）の付勢力によって中間転写ベルト３１に適度な張力を与えるテンションローラ（上流ローラ）３３と、中間転写ベルト３１を挟んで二次転写領域Ｔｅに対向する二次転写内ローラ３４と、外ローラ８０に張架されている。外ローラ８０は、転写材Ｐの搬送方向（矢印Ｂ方向）の二次転写領域Ｔｅと一次転写領域Ｔｄの間であって中間転写ベルト３１の外側に設けられている。尚、中間転写ベルト３１の材質としては例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）やＰＶｄＦ（ポリフッ化ビニリデン）等が選定される。

図１に示すように、中間転写ベルト３１の上面には、転写ベルト駆動ローラ３２とテンションローラ３３の間において一次転写平面Ａが形成される。転写ベルト駆動ローラ３２は金属ローラの表面に数ｍｍ厚のゴム（ウレタン又はクロロプレン）がコーティングされており、中間転写ベルト３１との間のスリップが防止されている。

感光体ドラム１１ａ〜１１ｄと中間転写ベルト３１が夫々対向する一次転写領域Ｔａ〜Ｔｄには、中間転写ベルト３１を介して感光体ドラム１１ａ〜１１ｄに夫々対向する一次転写手段としての一次転写装置３５ａ〜３５ｄが配置されている。また、中間転写ベルト３１を介して二次転写内ローラ３４に対向して二次転写装置３６が配置されて二次転写領域Ｔｅが形成されている。

中間転写ベルト３１上の二次転写領域Ｔｅの下流側には中間転写ベルト３１の画像形成面をクリーニングするためのクリーニング装置５０が配置されている。クリーニング装置５０は、クリーナブレード５１と廃トナーを収納する廃トナーボックス５２とから構成されている。尚、クリーナブレード５１の材質としてはポリウレタンゴム等が用いられる。

また、中間転写ユニット３０は、後述するように、転写ベルト駆動ローラ３２を回転駆動する転写担持体駆動モータである転写ベルト駆動モータ５６と、一次転写装置３５ａ〜３５ｄ及び二次転写装置３６に高電圧を印加する高圧ユニット５９とを備える。

定着ユニット４０は、図１に示すように、内部にハロゲンヒータ等の熱源を備えた定着ローラ４１ａ、この定着ローラ４１ａに加圧される加圧ローラ４１ｂ、定着ローラ４１ａと加圧ローラ４１ｂのニップ部へ記録材Ｐを導くためのガイド４３、及び定着ローラ４１ａ，加圧ローラ４１ｂから排出される記録材Ｐを更に装置外部に導き出すための内排出ローラ４４，外排出ローラ４５等から構成されている。尚、加圧ローラ４１は熱源を備えるものであってもよい。また、定着ユニット４０は、後述するように、定着ローラ４１ａを回転駆動する定着ローラ駆動モータ５７を備える。

前記制御装置は、上記各ユニット内の機構の動作を制御するための制御基板やモータドライブ基板等から構成されている。

また、画像形成装置１は、中間転写ユニット３０に、後述する外ローラ８０のアライメント調整機構と、転写ベルト駆動ローラ３２の回転速度を制御して中間転写ベルト３１の走行速度を制御するための中間転写ベルト３１の表面読み取り手段としての画像センサユニット６０とを備える。画像センサユニット６０は、図１に示すように、感光ドラム１１ａ及び中間転写ベルト３１の近傍に配設されている。画像センサユニット６０は、中間転写ベルト３１の表面に光を照射して、その反射光を集光し結像させて、中間転写ベルト３１上の特定エリアの表面状態を示す表面画像を出力するものである。

次いで、上述の構成を有する画像形成装置１の基本的動作について説明する。

ユーザの所定の操作に応じて画像形成動作開始信号が発せられると、まず、例えばピックアップローラ２２ａによってカセット２１ａから記録材Ｐが１枚ずつ送り出される。そして、給送ローラ対２３によって記録材Ｐが給送ガイド２４の間を案内されてレジストローラ２５ａ，２５ｂまで搬送される。このとき、レジストローラ２５ａ，２５ｂは停止しており、記録材Ｐの先端はニップ部に突き当たる。その後、画像形成部１０が画像の形成を開始するタイミングに合わせてレジストローラ２５ａ，２５ｂは回転を開始する。このレジストローラ２５ａ，２５ｂの回転開始タイミングは、記録材Ｐと画像形成部１０において中間転写ベルト３１上に一次転写されたトナー画像とが二次転写領域Ｔｅに同時に搬送されるように設定されている。

一方、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、前述したプロセスを経て中間転写ベルト３１の回転方向において一番上流にある感光体ドラム１１ｄ上に形成されたトナー画像が、高電圧が印加された一次転写装置３５ｄによって、一次転写領域Ｔｄにおいて中間転写ベルト３１に一次転写される。そして、中間転写ベルト３１上に一次転写されたトナー画像は次の一次転写領域Ｔｃまで搬送され、このトナー画像上に感光ドラム１１ｃ上に形成されたトナー画像が一次転写装置３５ｃによって転写される。一次転写領域Ｔｃにおいては、一次転写領域Ｔｄにおいてトナー画像が転写されてからこのトナー画像が一次転写領域Ｔｃに搬送されるまでの時間だけ遅延してトナー画像の転写が行われている。これにより、先に転写されたトナー画像の上にレジストを合わせて次のトナー画像が転写されることになる。以降、一次転写領域Ｔｂ，Ｔａにおいても一次転写領域Ｔｄ，Ｔｃと同様の工程が繰り返され、結局４色のトナー画像が中間転写ベルト３１上に一次転写される。

そして、記録材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、該記録材Ｐの通過タイミングに合わせて二次転写装置３６に高電圧を印加する。これにより、前述したプロセスによって中間転写ベルト３１上に形成された４色のトナー画像が記録材Ｐの表面に転写される。トナー画像が転写された記録材Ｐは、搬送ガイド４３によって定着ユニット４０の定着ローラ４１ａと加圧ローラ４１ｂのニップ部まで正確に案内される。そして、定着ユニット４０のローラ対４１ａ，４１ｂの熱及びニップの圧力によって、トナー画像が記録材Ｐの表面に定着され、トナー画像が定着された記録材Ｐは内排出ローラ４４と外排出ローラ４５によって搬送されて機外に排出される。

また、画像形成装置１は、中間転写ユニット３０の外ローラ８０のアライメント調整動作を行うことができる。具体的には、外ローラ８０は、図１において奥側端部が図示しない軸受に軸支されていて、前側端部が後述する図２のアライメント調整機構よって図１の矢印Ｃの方向に移動可能に構成されている。即ち、外ローラ８０はアライメント調整機構によってアライメントが調整可能に構成されており、アライメント調整機構を起動することにより外ローラ８０のアライメント調整動作が行われる。

図２は、外ローラ８０のアライメント調整機構の概略構成を示す斜視図である。

アライメント調整機構は、図２に示すように、外ローラ８０と、ステアリングモータ８１と、軸受８２と、長軸受８３とから構成されている。

外ローラ８０の前側の軸端部８０ａは、図示しない側板に固定された長軸受８３に回転可能に軸支されている。長軸受８３には、矢印Ｒ１，Ｒ２方向（図１において矢印Ｃ方向）に移動可能に且つ回転可能に軸端部８０ａを支持する長穴８３ａが形成されている。また、軸端部８０ａには、長軸受８３より前側に、軸受８２が嵌合されている。ステアリングモータ８１は上記図示しない側板に固定されている。ステアリングモータ８１の先端部には、リードが設けられた出力軸８１ａが取り付けられており、出力軸８１ａの先端部が軸受８２に当接している。軸受８２の反対側には、図示しないバネ部材が設けてあり、軸受８２を矢印Ｒ１方向に付勢して出力軸８１ａに押し付けている。

上記アライメント調整機構において、ステアリングモータ８１を所定のステップ数だけ矢印Ｍ１方向に回転すると、出力軸８１ａが所定量だけ矢印Ｌ１方向に移動して、軸受８２が所定量だけ矢印Ｌ１方向に移動する。一方、ステアリングモータ８１が所定のステップ数だけ矢印Ｍ２方向に回転すると、出力軸８１ａが所定量だけ矢印Ｌ２方向に移動して、軸受８２が所定量だけ矢印Ｌ２方向に移動する。このように、ステアリングモータ８１を回転させることにより、外ローラ８０の前側の軸端部８０ａを矢印Ｒ１あるいはＲ２方向へ動かすことができる。このため、外ローラ８０のアライメントを調整することが可能となる。

上記アライメント調整機構によって外ローラ８０のアライメントを調整することにより、中間転写ベルト３１の寄り方向を制御することができる。外ローラ８０の前側の軸端部８０ａを矢印Ｒ１の方向に動かすと、中間転写ベルト３１には矢印Ｓ２の方向に寄り力が生じる。一方、外ローラ８０の前側の軸端部８０ａを矢印Ｒ２の方向に動かすと、中間転写ベルト３１には矢印Ｓ１の方向に寄り力が生じる。この特性を利用して外ローラ８０のアライメントを調整することにより、装置本体の歪み等によって中間転写ベルト３１に発生する寄り力を相殺する方向の寄り力を積極的に生じさせ、結果的に中間転写ベルト３１が所定位置から外れることなく走行させることが可能となる。

次いで、画像形成装置１の電気的構成について説明する。図３は、画像形成装置１の内部の電気的構成を示す回路ブロック図である。

図３に示すように、画像形成装置１は、ＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）５０と、ＣＰＵ５１と、給紙モータユニット６２を制御する給紙モータドライバ６１と、ステアリングモータ８１を制御するステアリングモータドライバ６７とを備える。

ＤＳＰ５０には、各色の感光ドラム１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄを夫々回転駆動するドラム駆動モータ５２，５３，５４，５５、転写ベルト駆動ローラ３２を回転駆動する転写ベルト駆動モータ５６、定着ローラ４１ａを回転駆動する定着ローラ駆動モータ５７、画像センサユニット６０、給紙モータドライバ６１、及びステアリングモータドライバ６７が接続されている。ＣＰＵ５１には、各感光ドラム１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄに光線を夫々走査する各色スキャナモータユニット６３，６４，６５，６６、定着ユニット４０、及び一次転写装置３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄ及び二次転写装置３６に高電圧を印加する高圧ユニット５９が接続されている。

ドラム駆動モータ５２〜５６、転写ベルト駆動モータ５６、定着ローラ駆動モータ５７、画像センサユニット６０、給紙モータドライバ６１、及びステアリングモータドラバ６７はＤＳＰ５０によって制御され、スキャナモータユニット６３〜６６、高圧ユニット５９、及び定着ユニット４０はＣＰＵ５１によって制御される。

次いで、図４を用いてＤＳＰ５０によって制御される各ドラム駆動モータ５２〜５５及び転写ベルト駆動モータ５６の概略構成について説明する。各ドラム駆動モータ５２〜５５及び転写ベルト駆動モータ５６は図４に示す三相ＤＣモータ４０４を内蔵するＤＣモータユニット４０１によって構成されている。

図４に示すように、ＤＣモータユニット４０１は、三相ＤＣモータ４０４の他に、制御ＩＣ４０２、及びドライバ４０３を備えている。制御ＩＣ４０２は、プリドライバ４０５、及び論理回路４０６を有している。また、ＤＣモータユニット４０１は、制御ＩＣ４０２に接続され、且つ三相ＤＣモータ４０４に近接して配置された３つのホールセンサ４０７，４０８，４０９と、速度検知用ＭＲセンサ４１０とを備えている。

ＤＳＰ５０は、速度検知用ＭＲセンサ４１０からの速度検知信号４１３によってモータ回転速度を演算し、三相ＤＣモータ４０４が目標速度（回転数）となるようＰＷＭ信号４１２を制御する。制御ＩＣ４０２はホールセンサ４０７〜４０９の検知信号に応じて各コイルに流れる電流方向が所望の方向になるように各コイルに供給する電流の切り換えを行っている。制御ＩＣ４０２から出力される電流はＰＷＭ信号４１２に基づいてドライバ４０３において増幅され、増幅された電流が三相ＤＣモータ４０４の各コイルへ供給される。尚、図４において、４１１はＤＣモータ４０４の起動コマンドとしてのモータ起動信号である。

次いで、図５を用いて画像センサユニット６０の構成について説明する。図５は、画像センサユニット６０の概略構成を示す図である。

画像センサユニット６０は、図１，５に示すように、中間転写ユニット１０において中間転写ベルト３１に対向するように配置されており、照明部材であるＬＥＤ６０１、画像作成部材であるＣＭＯＳセンサ６０２、レンズ６０３、及び結像レンズ６０４を備えている。ＬＥＤ６０１を光源とする光はレンズ６０３を介して、中間転写ベルト３１の表面あるいは転写材Ｐの表面に対し斜めに照射される。そして、中間転写ベルト３１又は転写材Ｐに照射された光の反射光は結像レンズ６０４を介して集光されてＣＭＯＳセンサ６０２に結像される。このようにして、画像センサユニット６０は、中間転写ベルト３１の表面状態あるいは転写材Ｐの表面画像を読み取って、対応する画像データを作成することができる。また、本実施の形態においては、照明部材にＬＥＤを用いているが照明部材はＬＥＤ限られるものではなく、例えばレーザ等の光源であってもよい。

次いで、画像センサユニット６０の作成する表面画像について図６を参照して説明する。図６は画像センサユニット６０が作成する中間転写ベルト３１の表面画像の一例を示す図である。図６に示すように、画像センサユニット６０によれば、中間転写ベルト３１の表面状態を示す表面画像は、結像レンズ６０４によって拡大された拡大画像７１として得ることができる。図６において、７２は拡大画像７１の一部をＣＭＯＳセンサ６０２によって階調検出したイメージを表した画像である。

中間転写ベルト３１の表面は、キズや汚れ等によって凹凸が存在する。この凹凸には光を斜めから照射することによって影が発生するため、中間転写ベルト３１の表面に光を斜めから照射することにより表面のパターンを容易に検出できる。

また、中間転写ベルト３１の表面層において、画像形成のための転写制御に影響を与えない範囲に予め凹凸をつけることにより、ＣＭＯＳセンサ６０２が読み取る中間転写ベルト３１の表面パターンをより特徴づけることができる。

さらに、中間転写ベルト３１の表面層に透明な材質が用いられている場合は、中間層に凹凸あるいは任意のパターンを予め形成しておくことにより、転写に影響を与えず特徴づけられた表面パターンをＣＭＯＳセンサ６０２が検出することができる。

図６の画像７２は、１ピクセルが８ビット幅の分解能を有するの２４×１６ピクセルのＣＭＯＳセンサ６０２を用いて中間転写ベルト３１の表面状態を読み込んだ場合に作成される表面画像の例を示している。尚、画像センサユニット６０の画像作成部材としてはＣＭＯＳセンサ６０２の代わりにＣＣＤセンサを用いることもできる。

次いで、図７を用いて画像センサユニット６０の回路構成について説明する。図７は、画像センサユニット６０の概略構成を示す回路図である。

図７に示すように、画像センサユニット回路６０は、２４×１６ピクセルのＣＭＯＳセンサ６０２、コントロール回路６１１、Ａ／Ｄコンバータ（Ａ／Ｄ変換回路）６１２、フィルタ回路６１３、出力回路６１４、及びＰＬＬ回路６１５を含んでいる。

図７の回路構成を有する画像センサユニット６０の回路動作について図８を用いて説明する。図８は、画像センサユニット６０の回路動作を説明するための図である。

ＤＳＰ５０は、／ＣＳ信号Ｓ１、ＣＬＯＣＫ信号Ｓ２、及びＤＡＴＡ信号Ｓ３をシリアル通信によってコントロール回路（Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｌｏｇｉｃ）６１１に送信し、コントロール回路６１１におけるフィルタ回路６１３のフィルタ定数等の制御パラメータを設定する。

ＤＳＰ５０は、図８に示すように、Ｌｏｗレベルの／ＣＳ信号Ｓ１を送信することにより、動作モードを制御パラメータ転送モードに切り替えて、ＤＡＴＡ信号Ｓ３として８ビットのコマンド信号を送信する。コントロール回路６１１はこのコマンド信号に応じてフィルタ回路６１３を制御して、ＣＭＯＳセンサ６０２の出力のゲインを決定する。

このＣＭＯＳセンサ６０２の出力のゲイン設定の目的は、例えば中間転写ベルト３１の表面は材質によって反射率が異なるため、ゲインを調整して画像センサユニット６０が常に最適な表面画像を作成できるようにするためである。

ＤＳＰ５０は、ＣＭＯＳセンサ６０２が読み込んだ中間転写ベルト３１の表面状態に対するゲインを、後述する画像比較処理が精度よく実現できるようなレベルに調整するコマンド信号を出力する。例えば、読み込んだ表面状態を示す画像においてある程度のコントラストが形成されるまでＣＭＯＳセンサ６０２の出力のゲインを調整する。

次いで、ＤＳＰ５０は、図８に示すように、Ｈｉｇｈレベルの／ＣＳ信号Ｓ１を出力して、動作モードをＣＭＯＳセンサ６１２から画像データを転送する画像データ転送モードに切り替える。出力回路（Ｏｕｔｐｕｔ Ｌｏｇｉｃ）６１４はＣＬＯＣＫ信号Ｓ２をトリガにして、ＣＭＯＳセンサ６０２の出力がＡ／Ｄコンバータ６１２及びフィルタ回路６１３を通過して変換されたディジタル画像情報をピクセル順にＤＳＰ５０へ送信する。このとき、送信用同期クロックＴＸＣＳ４が、ＣＬＯＣＫ信号Ｓ２に基づいてＰＬＬ回路６１５によって生成される。上述の動作によって、画像センサユニット６０が２４×１６ピクセルデータ（ＰＩＸＥＬ０，１，…，８）を順次作成し、ＤＳＰ５０が２４×１６ピクセルデータ（ＰＩＸＥＬ０、１、…）を順次受信する。

次いで、ＤＳＰ５０の概略構成について図９を参照して説明する。図９は、ＤＳＰ５０の概略構成を示すブロック図である。

図９に示すように、ＤＳＰ５０は、サンプリング制御部５０１と、画像バッファ５０２と、画像メモリ５０３と、画像比較処理部５０４と、速度演算処理部５０５と、モータ速度制御部５０６と、Ｉ／Ｏ制御部５０７と、照明制御部５０８とを備える。

ＤＳＰ５０において、サンプリング制御部５０１は、サンプリング手段として機能し、ＣＭＯＳセンサ６０２から読み込んだ中間転写ベルト３１の表面状態を示す表面画像を所定のサンプリング周期でサンプリングする。画像バッファ５０２及び画像メモリ５０３は記憶手段である。画像比較処理部５０４は、後述するモータ速度制御処理及び寄り制御処理において画像比較処理を行う。速度演算処理部５０５は、後述するように、モータ速度制御処理及び寄り制御処理において各種演算処理を行う。また、速度演算処理部５０５は、検出データからノイズ等を除去するためのフィルタ処理を実行するフィルタ処理部５０５ａを備える。

モータ速度制御部５０６は、後述するようにモータ速度制御処理において、中間転写ベルト３１の走行速度が所定の目標走行速度となるように転写ベルト駆動モータ５６を制御する。また、モータ速度制御部５０６は、後述するように寄り制御処理において、中間転写ベルト３１の寄り量が所定の範囲内となるようにアライメント調整機構のステアリングモータ８１を駆動制御する。

Ｉ／Ｏ制御部５０７は、画像センサユニット６０との間で図８に示す信号等のデータの送受信を行うための入出力部である。照明制御部（ロジック）５０８は、画像センサユニット６０のＬＥＤ６０１の照明光量を制御する照明光量制御手段である。

ＤＳＰ５０において、サンプリング制御部５０１、画像メモリ５０３、速度演算処理部５０５、フィルタ演算部５０５ａを、モータ速度制御部５０６、及び照明制御部５０８は、プログラマブルに制御可能に構成されている。

以下、ＤＳＰ５０の動作について説明する。

ＤＳＰ５０は、後述するモータ速度制御処理及び寄り制御処理を行う。モータ速度制御処理においては、所定のサンプリング周期毎にサンプリングした中間転写ベルト３１の表面画像に対して画像比較処理を行って相対移動量を演算し、この演算結果に基づいて中間転写ベルト３１の走行速度が一定の目標走行速度となるように転写ベルト駆動モータ５６の回転速度を制御する。また、寄り制御処理においては、演算した相対移動量に基づいて中間転写ベルト３１の寄り量が所定の範囲内となるように図２のアライメント調整機構のステアリングモータ８１を起動制御して外ローラ８０のアライメントを調整する。尚、相対移動量とは、サンプリング周期間の移動量をいう。また、目標走行速度とは、画像形成装置１において予め設定されている中間転写ベルト３１の走行速度であり、例えば、中間転写ベルト３１のイニシャル走行速度である。上記寄り量の所定の範囲は、画像形成に問題が生じない範囲の中間転写ベルト３１の寄り量であり、例えば予め実験により設定されている。

まず、中間転写ベルト３１の相対移動量の演算方法について図１０〜１３を用いて説明する。

本実施の形態においては、図１０に示すように、ＣＭＯＳセンサ６０２によって中間転写ベルト３１の表面状態を読み込んで２４×１６ピクセルの表面画像７２を検出する。そして、図１０に示すように、検出された表面画像７２から所定の領域、例えば８×８ピクセル領域の表面画像７３を上記サンプリング周期毎にサンプリング制御部５０１によってサンプリングする。次いで、サンプリングした表面画像７３を中間転写ベルト３１の転写材Ｐの搬送方向であるｘ方向、及びこの搬送方向に直交する方向（以下、寄り方向ともいう）であるｙ方向に１ピクセルずつずらしたズラシ表面画像を作成する。そして、次の周期でサンプリング制御部５０１によってサンプリングされたＣＭＯＳセンサ６０２からの表面画像（表面画像７３参照）と上記作成したズラシ表面画像とを比較する画像比較処理を実行して相対移動量を演算する。具体的には、以下に示すように中間転写ベルト３１の相対移動量の演算を行う。

図１１（Ａ）に示すように、ＣＭＯＳセンサ６０２によって中間転写ベルト３１の表面状態を読み込み、読み込んだ表面状態を示す２４×１６ピクセルの表面画像（例えば、表面画像７２）を作成する。そして、図１０で説明したように、作成された表面画像７２から８×８ピクセル領域の表面画像（表面画像７３）をサンプリング制御部５０１が所定のサンプリング周期でサンプリングして画像バッファ５０２に取り込むと共に、リファレンス画像として画像メモリ５０３へ格納する。このとき、サンプリング制御部５０１は、図１０で上述したように、検出表面画像７２において上記サンプリングしたリファレンス画像（表面画像７３）を中間転写ベルト３１の搬送方向であるｘ方向に１ピクセルずつずらしたズラシ表面画像（表面画像１０１〜１０８）を作成して画像メモリ５０４に格納する（図１１（Ｂ）〜（Ｉ）参照）。つまり、ズラシ表面画像１０１〜１０８は、リファレンス画像７３に対応する中間転写ベルト３１の表面上の位置から中間転写ベルト３１の搬送方向に１ピクセルずつずらした位置の表面状態を示す画像となる。例えば、ズラシ表面画像１０１は、搬送方向に１ピクセルずらした位置の表面状態を示す画像であり、ズラシ表面画像１０８は、搬送方向に８ピクセルずらした位置の表面状態を示す画像である。

また、サンプリグ制御部５０１は、図１２（Ａ）〜（Ｉ），１３（Ａ）〜（Ｉ）に示すように、リファレンス画像７３をｘ方向と搬送方向（ｘ方向）に直交するｙ方向の両方向に夫々１ピクセルずつずらしたズラシ表面画像１１１〜１１８，１２１〜１２８を作成して画像メモリ５０４に格納する。つまり、ズラシ表面画像１１１〜１１８は、リファレンス画像７３に対応する中間転写ベルト３１の表面上の位置からｘ方向及び＋ｙ方向（手前側）に夫々１ピクセルずつずらした位置の表面状態を示す画像となる。また、ズラシ表面画像１２１〜１２８は、リファレンス画像７３に対応する中間転写ベルト３１の表面上の位置からｘ方向及び−ｙ方向（奥側）に夫々１ピクセルずつずらした位置の表面状態を示す画像となる。例えば、ズラシ表面画像１１１は、搬送方向に１ピクセル、寄り方向手前側に１ピクセルずらした位置の表面状態を示す画像であり、ズラシ表面画像１１８は、搬送方向に８ピクセル、寄り方向手前側に８ピクセルずらした位置の表面状態を示す画像である。また、ズラシ表面画像１２１は、搬送方向に１ピクセル、寄り方向奥側に１ピクセルずらした位置の表面状態を示す画像であり、ズラシ表面画像１２８は、搬送方向に８ピクセル、寄り方向奥側に８ピクセルずらした位置の表面状態を示す画像である。

上述のズラシ表面画像の作成は、中間転写ベルト３１の搬送方向と寄りの方向の２方向に対して１ピクセルずつずらした画像を作成することで、搬送方向と寄り方向の２方向の相対移動量を検知することを可能にするためである。尚、中間転写ベルト３１は、画像形成装置１の手前側に寄る場合と奥側に寄る場合があるため、手前側方向の＋ｙ方向と奥側方向の−ｙ方向の各方向に対するズラシ表面画像を作成する。即ち、図１２（Ｂ）〜（Ｉ）に示すように、ｘ方向と＋ｙ方向に夫々１ピクセルずつずらしたズラシ表面画像１１１〜１１８と、図１３（Ｂ）〜（Ｉ）に示すように、ｘ方向と−ｙ方向に夫々１ピクセルずつずらしたズラシ表面画像１２１〜１２８とを作成する。

そして、画像比較処理部５０４において画像比較処理を実行する。具体的には、サンプリング制御部５０１によって新たにサンプリングされたＣＭＯＳセンサ６０２からの表面画像と、画像メモリ５０３に格納されたリファレンス画像（表面画像７３）及びズラシ表面画像（表面画像１０１〜１０８，１１１〜１１８，１２１〜１２８）を比較して、新たにサンプリングされた表面画像に一致する画像を検索する。画像比較処理においては、完全に一致しなくても一致する割合が所定のパーセンテージ以上であったときに、一致すると判断してもよい。そして、一致した画像がリファレンス画像７３から何ピクセルずらした画像であるかを導く。このため、作成したズラシ表面画像は、リファレンス画像からｘ方向及びｙ方向に何ピクセルずらしたかを示す情報（以下、ピクセルずらし数という）と共に画像メモリ５０３に格納する。

次いで、速度演算処理部５０６において画像比較処理結果に基づく演算処理を行う。演算処理においては、例えば、サンプリング画像が、リファレンス画像に対してｘ方向に５ピクセル移動した画像（図１１（Ｆ）参照）と一致する場合は、１ピクセルの大きさが１０μｍならば、中間転写ベルト３１が５０μｍ移動したことが算出される。また、サンプリング周期が１ｋＨｚであるとすると、前回のサンプリング時の中間転写ベルト３１の走行速度に対して０．０５ｍｍ×１ｋＨｚ＝５０ｍｍ／ｓｅｃの相対速度が求められる。

また、ｙ方向に対しても同様に、サンプリング画像がリファレンス画像に対して搬送方向と直交方向である＋ｙ方向に５ピクセル移動した画像（図１２（Ｆ）参照）と一致する場合は、１ピクセルの大きさが１０μｍならば、中間転写ベルト３１は手前側に５０μｍ移動したことが算出される。また、サンプリング画像が−ｙ方向に５ピクセル移動した画像と一致する場合は、中間転写ベルト３１は奥側に５０μｍ移動したことが算出される。この移動量から寄り量の算出が可能となる。

つまり、本実施の形態においては、ＤＳＰ５０において、ＣＭＯＳセンサ６０２から読み込んだ中間転写ベルト３１の表面画像をサンプリング制御部５０１が一定のサンプリング周期でサンプリングする。次いで、サンプリングした表面画像を内部バッファ５０２へ取り込むと共に、リファレンス画像として画像メモリ５０３へ格納する。そして、サンプリングした表面画像と、予め１つ前のサンプリング周期でサンプリングしたリファレンス画像及びこのリファレンス画像に基づいて作成したズラシ表面画像とを画像メモリ５０３から読み出し、画像比較処理部５０４において画像比較処理によって順次比較演算する。次いで、速度演算処理部５０５において、画像比較処理の結果から、中間転写ベルト３１の搬送方向及び寄り方向の画像ずれ量を検出し、１つ前のサンプリング画像が、次にサンプリングしたときに搬送方向及び寄り方向に対して何画素分シフトしたかを導いて相対移動量を算出する。そして、この結果及びサンプリング周期から中間転写ベルト３１の相対速度を算出すると共に、寄り方向に対しての寄り量の算出を行う。

そして、上記算出結果から、後述するように、モータ速度制御処理においては、モータ速度制御部５０６においてモータの制御速度を求め、サーボ制御を行う。さらに、寄り制御処理においては、中間転写ベルト３１の寄り量に対応したステップ数の駆動パルスをモータ速度制御部５０６から送出してステアリングモータ８１を回転させることにより、中間転写ベルト３１の寄り方向の位置を所定の範囲内に制御する。

なお、前記演算処理によって導いた中間転写ベルト３１の相対速度及び寄り量は、検出ノイズや演算誤差を含むため、フィルタ処理部５０５ａによってフィルタ処理を施し、モータのサーボ制御に適した制御速度及びステッピングモータ制御に適した駆動パルスの導出を可能にしている。例えば、検出ノイズによって中間転写ベルト３１の相対速度が急激に変化する値となると、サーボモータの制御速度が急激に変化して、かえって画像を劣化させてしまう。さらに寄り制御においては、寄り量が急激に変化する値となると、ステッピングモータの駆動パルス数が急激に変化して、モータが脱調する可能性がある。

これを防ぐために、フィルタ処理部５０５ａにおいて前記検出した相対速度に対してフィルタ処理を施した後に、モータ速度制御部５０６においてサーボモータの制御速度を算出している。また、寄り制御に関しても同様にフィルタ処理部５０５ａにおいてフィルタ処理を施した後に、モータ速度制御部５０６において寄り量に応じたステップ数の駆動パルス信号を送出することにより最適なステッピングモータ制御を可能にしている。

次いで、図１４を用いてＤＳＰ５０による中間転写ベルト３１のモータ速度制御処理について説明する。図１４は、ＤＳＰ５０が実行するモータ速度制御処理のフローチャートである。本モータ速度制御処理においては速度検出処理、及びモータサーボ制御処理が実行される。

モータ速度制御処理を開始すると、まず、ＤＳＰ５０がＬＥＤ６０１を点灯させて中間転写ベルト３１の表面にＬＥＤ光を照射させる（ステップＳ１３１）。次いで、図１５で後述する速度検出処理を行う（ステップＳ１３２）。速度制御処理を実行後、ＬＥＤ６０１を消灯させ（ステップＳ１３３）、転写ベルト駆動モータ５６の目標速度を設定する（ステップＳ１３４）。ステップＳ１３４においては、速度検出制御処理において算出した中間転写ベルト３１の平均相対速度に応じて中間転写ベルト３１の走行速度が目標走行速度となり一定の速度となるように転写ベルト駆動モータ５６の目標速度を設定する。ステップＳ１３４における転写ベルト駆動モータ５６の目標速度の設定は速度演算処理部５０５で行う。そして、図１６で後述する転写ベルト駆動モータ５６のサーボ制御処理を実行して（ステップＳ１３５）、本処理を終了する。

次いで、図１４のモータ速度制御処理のステップＳ１３２において実行する転写ベルト駆動モータ５６の速度を検出する速度検出処理について説明する。図１５は、モータ速度制御処理のステップＳ１３２において実行される速度検出処理のフローチャートである。

まず、クロック信号Ｓ２に基づいてサンプリング周期（例えば、１ｍｓ）を決定するための割り込み信号を監視し（ステップＳ１４１）、割り込み信号を受信しない場合は本処理を終了する。一方、割り込み信号を受信した場合は、割り込み信号の受信時にＣＭＯＳセンサ６０２によって中間転写ベルト３１の表面状態を読み込んで表面画像（例えば図１０の画像７２）を作成する（ステップＳ１４２）。次いで、ステップＳ１４２において作成した表面画像（画像データ）をＡ／Ｄコンバータ６１２によってＡ／Ｄ変換し、ＣＭＯＳセンサ６０２が検出した表面状態から最適な表面画像を作成することができるようにフィルタ回路６１３のゲインを調整する（ステップＳ１４３）。次いで、フィルタ回路６１３において、Ａ／Ｄ変換された表面画像に対してフィルタ処理を行う（ステップＳ１４４）。このフィルタ処理によって、例えば、ＣＭＯＳセンサ６０２の検出した８ビット２５６階調データを１６階調データへ落とし、検出データからノイズ等による成分を除去する。そして、サンプリング制御部５０１によって、フィルタ処理された表面画像をサンプリングする。

次いで、サンプリング制御部５０１によってサンプリングされたサンプリング画像（図１０の画像７３参照）を前回の処理において予め画像メモリ５０３に記憶されている比較画像と比較する画像比較処理を実行し、サンプリング画像に一致する比較画像があるか否かを判別する（ステップＳ１４５）。この比較画像は、上述のリファレンス画像７３と、ズラシ表面画像１０１〜１０８，１１１〜１１８，１２１〜１２８に相当する（図１１（Ａ）〜（Ｉ）、図１２（Ａ）〜（Ｉ）、図１３（Ａ）〜（Ｉ）参照）。サンプリング画像に一致する比較画像がない場合は、ステップＳ１５０の処理に移行する。一方、サンプリング画像に一致する比較画像がある場合は、一致する比較画像のｘ方向のピクセルずらし数を画像メモリ５０３から検出する（ステップＳ１４６）。そして、演算処理を実行し、上記所定のサンプリング周期とステップＳ１４６において検出したピクセルずらし数に基づいて中間転写ベルト３１の相対速度を算出する（ステップＳ１４７）。

次いで、予め設定された所定の期間にステップＳ１４７において算出された中間転写ベルト３１の相対速度の算出結果の平均処理を行って、中間転写ベルト３１の平均相対速度を算出し（ステップＳ１４８）、算出した平均相対速度を画像メモリ１５３に記憶する（ステップＳ１４９）。

次いで、今回の速度検出処理において作成されたサンプリング画像から、次回の速度検出処理のステップＳ１４５において使用する比較画像を作成し（ステップＳ１５０）、作成した比較画像を画像メモリ１５３に記憶して（ステップＳ１５１）、一連の速度検出処理を終了する。

次いで、図１４のモータ速度制御処理のステップＳ１３５において実行されるモータサーボ制御処理について説明する。図１５は、図１４のモータ速度制御処理のステップＳ１３５において実行されるモータサーボ制御処理のフローチャートである。本処理は、図１５の速度検出処理において算出された中間転写ベルト３１の平均相対速度に基づいて転写ベルト駆動モータ５６の速度を一定の目標速度にサーボ制御する処理である。

本処理は、ＤＳＰ５０が転写ベルト駆動モータ５６に対して起動コマンド４１１（図３参照）を送出した後に実行される。まず、転写ベルト駆動モータ５６が目標速度に達していない状態であることを示すＮＯＴ−ＲＥＡＤＹ状態を示すフラグをセットし（ステップＳ１６１）、速度パルスを監視する（ステップＳ１６２）。ステップＳ１６２における速度パルスの監視は、図４に示した速度信号４１３のエッジ検出することによって行われる。

次いで、転写ベルト駆動モータ５６の回転速度を演算する（ステップＳ１６３）。この演算は速度演算処理部５０５において実行され、例えば、モータ１回転に３０パルスの速度信号６１３が出力され、速度信号６１３のパルス幅がｔｓｅｃの場合、転写ベルト駆動モータ５６の回転速度ωは、ω＝２π／３０／ｔ（ｒａｄ／ｓｅｃ）となる。

次いで、ステップＳ１６３において算出した転写ベルト駆動モータ５６の回転速度ωが図１４のモータ速度制御処理のステップＳ１３４において設定した目標速度の５０％以上であるか否かを判別する（ステップＳ１６４）。

回転速度ωが目標速度の５０％未満である場合は、ＰＷＭのオンデユーティを８０％にセットして（ステップＳ１６５）、設定したオンデューティのＰＷＭパルスを転写ベルト駆動モータ５６に出力し（ステップＳ１７１）、本処理を終了する。

一方、回転速度ωが目標速度の５０％以上である場合は、さらに回転速度ωが目標速度の±５％以内であるか否かを判別する（ステップＳ１６６）。回転速度ωが目標速度の±５％以内である場合は、転写ベルト駆動モータ５６が目標回転数に到達したことを示すＲＥＡＤＹフラグを設定し（ステップＳ１６７）、ステップＳ１６８の処理に移行する。一方、回転速度ωが目標速度の±５％以内でない場合は、直接ステップＳ１６８の処理に移行する。

ステップＳ１６８においては、転写ベルト駆動モータ５６の目標速度と実際の回転速度ωとの差を算出する。次いで、算出した目標速度差に対してＰＩ演算（制御）を実行し（ステップＳ１６９）、その結果から目標速度差が０とするＰＷＭパルス幅を求めて（Ｓ１７０）、算出したパルス幅のＰＷＭパルスを転写ベルト駆動モータ５６に出力し（Ｓ１７１）、本処理を終了する。

上述の一連のモータ速度制御処理によって、図４に示したＤＣモータユニット６０１において、出力されたＰＷＭパルスに応じて転写ベルト駆動モータ５６（三相ＤＣモータ６０４）に供給される電力が制御される。これにより、転写ベルト駆動モータ５６はその回転速度が目標速度に追従するようにサーボ制御が行われる。

次いで、図１７を用いてＤＳＰ５０において実行される中間転写ベルト３１の寄り制御処理について説明する。図１７は、ＤＳＰ５０において実行される中間転写ベルト３１の寄り制御処理のフローチャートである。

寄り制御処理を開始すると、まず、ＤＳＰ５０がＬＥＤ６０１を点灯させて中間転写ベルト３１の表面にＬＥＤ光を照射させ（ステップＳ１８１）、次いで、図１９で後述する寄り量検出処理を実行する（ステップＳ１８２）。

寄り量検出処理が終了すると、次いで、ＬＥＤ６０１を消灯させ（ステップＳ１８３）、ステアリングモータ８１の駆動パルス数を設定する（ステップＳ１８４）。具体的には、ステップＳ１８４の寄り量検出処理において算出した中間転写ベルト３１の寄り量が上記所定の範囲内となるようにステアリングモータ８１の駆動パルス数を設定する。そして、ステップＳ１８４において設定した駆動パルスをステアリングモータドライバ６７に出力してステアリングモータ８１の駆動制御を行う（ステップＳ１８５）。これにより、アライメント調整機構によって中間転写ベルト３１の寄り量が上記所定の範囲内になる。

次いで、図１７の寄り制御処理のステップＳ１８２において実行される寄り量検出処理について説明する。図１８は、図１７の寄り制御処理のステップＳ１８２において実行される寄り量検出処理のフローチャートである。

寄り量検出処理においては、まず、クロック信号Ｓ２に基づいて予め設定された所定のサンプリング周期（例えば、１ｍｓ）を決定する割り込み信号を監視し（ステップＳ１９１）、割り込み信号を受信しない場合は本処理を終了する。一方、割り込み信号を受信した場合は、ＣＭＯＳセンサ６０２によって中間転写ベルト３１の表面状態を読み込んで表面画像（例えば、図１０の表面画像７２）を作成する（ステップＳ１９２）。次いで、ステップＳ１９２において作成した表面画像（画像データ）をＡ／Ｄコンバータ６１２によってＡ／Ｄ変換し、ＣＭＯＳセンサ６０２が検出した表面状態から最適な表面画像を作成することができるようにフィルタ回路６１３のゲインを調整する（ステップＳ１９３）。そして、フィルタ回路６１３においてＡ／Ｄ変換された表面画像に対してフィルタ処理を行う（ステップＳ１９４）。このフィルタ処理によって、例えば、ＣＭＯＳセンサ６０２の検出した８ビット２５６階調データを１６階調データへ落とし、検出データからノイズなどによる成分を除去する。そして、サンプリング制御部５０１において、フィルタ処理された表面画像をサンプリングする。

次いで、サンプリング制御部５０１によってサンプリングされたサンプリング画像（図１０の表面画像７３）を前回の処理において予め画像メモリ５０３に記憶されている比較画像と比較する画像比較処理を実行し、サンプリング画像に一致する比較画像があるか否かを判別する（ステップＳ１９５）。この比較画像は、上述のリファレンス画像７３、ズラシ表面画像１０１〜１０８、ズラシ表面画像１１１〜１１８、及び表面画像１２１〜１２８に相当する（図１１（Ａ）〜（Ｉ）、図１２（Ａ）〜（Ｉ），１３（Ａ）〜（Ｉ）参照）。サンプリング画像に一致する比較画像がない場合は、ステップＳ２００の処理に移行する。一方、サンプリング画像に一致する比較画像がある場合は、一致する比較画像のｘ方向及びｙ方向のピクセルずらし数を検出する（ステップＳ１９６）。次いで、演算処理を実行し、上記所定のサンプリング周期とステップＳ１９６において検出したピクセルずらし数に基づいて中間転写ベルト３１の寄り量（移動量）を算出する（ステップＳ１９７）。

次いで、予め設定された所定の期間にステップＳ１９７において算出された中間転写ベルト３１の寄り量の算出結果の平均処理を行って、中間転写ベルト３１の平均寄り量を算出する（ステップＳ１９８）。そして、算出した平均寄り量を画像メモリ１５３に記憶する（ステップＳ１９９）。

次いで、今回の寄り量検出処理において作成されたサンプリング画像から、次回の寄り量検出処理のステップＳ１９５において使用する比較画像を作成し（ステップＳ２００）、作成した比較画像を画像メモリ５０３に記憶して（ステップＳ２０１）、一連の寄り量検出処理を終了する。

上述のように、本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置１は、ＣＭＯＳセンサ６０２を用いて中間転写ベルト３１の表面状態を所定のサンプリング周期で検出して表面状態を示すサンプリング画像を作成する。そして、ＤＳＰ５０が、サンプリング画像に基づいて予め作成した中間転写ベルト３１の表面画像（リファレンス画像及びズラシ表面画像）とサンプリング画像とを比較し、この比較結果から、中間転写ベルト３１の相対速度、及び寄り量を算出する。そして、算出した相体速度が０となるよう、つまり転写ベルト駆動モータ５６の回転速度が目標速度となるように中間転写ベルト駆動モータ５６の回転制御を行ってサーボ制御を行う。また、算出した中間転写ベルト３１の寄り量が所定の範囲内になるようにステアリングモータ８１を駆動制御して中間転写ベルト３１の寄り方向の位置調整を行う。これにより、装置内の温度上昇によって転写ベルト駆動ローラ３２が膨張しても上記サーボ制御によって転写ベルト駆動モータ５６の回転速度が目標速度に制御される。このため、中間転写ベルト３１の走行速度が一定の速度（目標走行速度）に制御され、装置内の温度上昇に伴う色ずれや画像ぶれを低減させ、高品質画像を得ることができる。加えて、寄り制御を行うので、色ずれや画像ぶれをさらに低減させて、より高品質な画像を得ることができる。

尚、本実施の形態においては、ＣＭＯＳセンサ６０２の配置位置を感光ドラム１１ａの近傍にしたが、ＣＭＯＳセンサ６０２の配置位置はこれに限るものではなく、中間転写ベルト３１の表面画像を得られる場所であればどこでも配置できることは言うまでもない。また、本実施の形態においては、中間転写ベルト３１の駆動をＤＣモータで行っていたが、中間転写ベルト３１の駆動装置はＤＣモータに限られるものではなく、例えばステッピングモータ等であってもよい。

また、本実施の形態においては、ＣＭＯＳセンサ６０２を２４×１６ピクセルのＣＭＯＳセンサとしたが、ＣＭＯＳセンサ６０２の構成はこれに限るものではない。また、ＤＳＰ５０はズラシ表面画像として各方向に１〜８ピクセルずらしたズラシ表面画像１０１〜１０８，１１１〜１１８，１２１〜１２８を作成するものとしたが、各方向にずらすピクセル数はこれに限るものではない。

尚、上記モータ速度制御処理においては、転写ベルト駆動モータ５６の目標速度及び回転速度を速度検出処理において算出した平均相対速度に基づいて算出するものとしたが、転写ベルト駆動モータ５６の目標速度及び回転速度は、速度検出処理において算出する相対速度に基づいて算出してもよい。同様に、寄り制御処理においても、ステアリングモータ８１へ出力するＰＷＭパルス信号は、寄り検出処理において算出する寄り量に基づいて算出してもよい。これにより、速度検出処理及び寄り検出処理における簡単にすることができる。

次いで、本発明の第２の実施の形態に係る画像形成装置ついて説明する。本実施の形態に係る画像形成装置は、中間転写体を備えない画像形成装置である。以下、上記第１の実施の形態に係る画像形成装置１と同じ構成要素には同一の符号を付してその説明を省略し、異なる部分のみ説明する。

図１９は、本実施の形態に係る画像形成装置２００の概略構成を示す要部断面図である。画像形成装置２００は、転写材Ｐを担持搬送する転写材担持体である転写ベルト２０５を備えており、その転写材担持面に沿ってイエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＢｋ用のプロセスカートリッジ（以下単に、カートリッジという）２１４，２１５，２１６，２１７がタンデム状に配置されている。その上方には各カートリッジ２１４〜２１７に対応してスキャナユニット２１８，２１９，２２０，２２１が設けられている。さらに、各カートリッジ２１４〜２１７の感光ドラム２０６，２０７，２０８，２０９に対応して、転写ベルト２０５を挟んで転写ローラ２１０，２１１，２１２，２１３が配置されている。各カートリッジ２１４〜２１７は、感光ドラム２０６〜２０９の周りに帯電ローラ２１４ａ，２１５ａ，２１６ａ，２１７ａ、現像器２１４ｂ，２１５ｂ，２１６ｂ，２１７ｂ、及びクリーナ２１４ｃ，２１５ｃ，２１６ｃ，２１７ｃを備えている。

転写ベルト２０５は転写ベルト駆動ローラ２２７と従動ローラ２２８に巻回されており、転写ベルト駆動ローラ２２７の回転に伴って図中矢印方向に移動する。

上記構成において、用紙カセット２０２からピックアップローラ２０３及び給紙搬送ローラ２２９によって転写ベルト２０５に給紙された転写材Ｐ上に、公知の電子写真プロセスを経て得られたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー画像を重ねて転写し、定着ユニット２２２によってトナー画像を定着させ、排紙センサ２２４及び紙パス２２３を介して機外に排紙される。尚、定着ユニット２２２はヒータを内蔵した定着ローラ２２２ａと加圧ローラ２２２ｂとから概略構成されている。

また、転写材Ｐの裏面にもトナー画像を形成する際には、定着ユニット２２２を出た後、もう一方の紙パス２２５を介して再度転写ベルト２０５に搬送され、同様の工程を経て裏面にもトナー画像が形成される。

画像形成装置２００は、最下流側のブラック用カートリッジ２１７及び転写ベルト２０５の近傍に、転写ベルト２０５に対向配置された表面読み取り手段としての画像センサユニット６０を備えている。画像センサユニット６０は、転写ベルト２０５あるいは転写材Ｐの表面に光を照射させて、その反射光を集光し結像させて、転写ベルト２０５上あるいは転写材Ｐ上のある特定エリアの表面状態を示す表面画像を検出するものである。尚、図１８に示すように、画像センサユニット６０を転写材搬送方向に対し下流方向、つまり定着ユニット２２２側に配置するのは、転写ベルト駆動ローラ２２７が最も熱による影響を受けやすいためである。つまり、装置内において転写ベルト駆動ローラ２２７が最も熱によるローラ径の膨張が著しいので、これに伴う転写ベルト２０５の周速の変化をいち早く検出するためである。

上述の構成を有する中間転写体を備えていない画像形成装置２００において、第１の実施の形態で説明したように、モータ速度制御処理（図１４〜１６）及び寄り制御処理（図１７，１８）が実行される。つまり、ＣＭＯＳセンサ６０２を備え、転写ベルト２０５に対向配置された画像センサユニット６０によって、転写ベルト２０５上の表面画像を作成する。そして、ＤＳＰ５０において、作成した表面画像から転写ベルト２０５の搬送方向の相対速度及び搬送方向と直交する寄り方向の移動量を求める。そして、求めた転写ベルト２０５の搬送方向の相対速度に応じて転写ベルト駆動モータのサーボ制御を行うことで、転写ベルト２０５の走行速度を常に一定の目標走行速度に制御する。また、求めた転写ベルト２０５の寄り方向の移動量に応じてアライメント調整機構のステアリングモータを制御して転写ベルト２０５の寄り量を所定の範囲内とする寄り制御を行う。このように、本実施の形態に係る中間転写体を備えない画像形成装置２００においても、装置内の温度上昇に伴う色ずれや画像ぶれを低減させ、高品質画像を得ることができる。

尚、モータ速度制御処理及び寄り制御処理は、上記第１の実施の形態と同様であるので詳しい説明は省略する。

次いで、本発明の第３の実施の形態に係る画像形成装置について説明する。

本発明の第３の実施の係る画像形成装置は、上記第１の実施の形態に係る画像形成装置に対して、モータ速度制御処理及び寄り制御処理が異なるものである。具体的には、中間転写ベルトの相対速度の算出法及び寄り量の算出法が、上述した第１の実施の形態における画像のパターンマッチング法よるものではなく、重心計算法に基づく点が異なる。以下、上記第１の実施の形態に対して同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分のみ説明する。

図２０（Ａ），（Ｂ）は、ＣＭＯＳセンサ６０２で読み込んだ中間転写ベルト３１の表面画像を２値化処理した後の表面画像１６１，１６２を夫々示す図であり、図２１（Ａ），（Ｂ）は、図２０（Ａ），（Ｂ）の２値化画像に基づいて重心計算した結果を示す表１６３，１６４を示す図である。

本実施の形態においては、ＤＳＰ５０の画像比較処理部５０４がＣＭＯＳセンサ６０２で読み込んだ中間転写ベルト３１の表面画像７２の一部の領域である表面画像７３（図１０参照）を所定の閾値に基づいて２値化する。そして、この２値化画像に基づいて、ｘ方向及びｙ方向の重心の計算を行う。以下、ｘ方向及びｙ方向の重心の計算方法について具体的に説明する。

例えば、２値化表面画像１６１（図２０（Ａ））に対して、ｘ方向、ｙ方向夫々に表１６３中（図２１（Ａ））にあるような係数を持たせる。本実施の形態においては、図２１（Ａ）に示すように、８×８ピクセルの画像の各行に対して上から順に係数７，６，・・・，０，１を割り当てる。同様に、画像の各列に対して左から順に係数７，６，・・・，１，０を割り当てる。次いで、２値化表面画像１６１の２値化データを表１６３の各行、列に示す。つまり、２値化表面画像１６１において上記閾値より濃い画素に対応する表１６３の欄に１の２値化データを、上記閾値より淡い画素に対応する表１６３の欄に０の２値化データを示す。

そして、各行及び列において濃い画素がいくつ存在するかを求める。即ち、各行及び列に示した２値化データの和を算出する。図２１（Ａ）の表６１３において、例えば、係数７の列では存在数が１、係数６の列では存在数２、係数３の行では存在数１、係数４の行では存在数４となっている。次いで、この存在数に基づいて、すべての行及び列に関して部分和を求める。部分和の計算としては、例えば、係数７の列では，存在数が１なので７×１＝７、係数６の列では６×２＝１２、係数３の行では３×１＝３、係数４の行では４×４＝１６というように計算する。

次いで、各行及び各列で計算した部分和の合計を夫々算出する。表１６３においては、行の部分和が７０、列の部分和は５９と算出される。そして、この部分和を存在数で除算したものが重心となる。表１６３においては、ｘ方向の重心が７０÷１４＝５、ｙ方向の重心が５９÷１４＝４．２１と算出される。

そして、次のサンプリング周期で中間転写ベルト３１の表面画像をＣＭＯＳ６０２でサンプリングして表面画像を作成し、上記と同様に２値化の処理を実施して２値化表面画像１６２（図２０（Ｂ））を作成する。そして、同様にして重心の計算を行う。この場合は、表１６４（図２１（Ｂ））に示すように、次にサンプリングした表面画像１６２の重心は、ｘ方向の重心が２、ｙ方向が重心が２．２１と算出される。

そして、表１６３と表１６４を比較することにより、つまり、算出したｘ方向及びｙ方向の重心値を比較することにより、中間転写ベルト３１のサンプリング周期間のｘ方向及びｙ方向の相対移動量が算出される。表１６３，１６４からは、ｘ方向に３画素分、ｙ方向に２画素分移動したと算出される。

上述のように算出された相対移動量から相対移動距離を算出することができる。つまり、サンプリング画像が１つ前のサンプリング画像に対して搬送方向であるｘ方向に３ピクセル移動した画像であるとすれば、１ピクセルの大きさが１０μｍならば、３０μｍ移動したことが求められる。このとき、サンプリング周期が１ｋＨｚとすると、０．０３ｍｍ×１ｋＨｚ＝３０ｍｍ／ｓｅｃの相対速度が求められる。

また、ｙ方向に対しても同様に、サンプリング画像が１つ前のサンプリング画像に対して搬送方向と直交方向である−ｙ方向に２ピクセル移動した画像であるとすれば、１ピクセルの大きさが１０μｍならば、中間転写ベルト３１は寄り方向奥側に２０μｍ移動したことになり、寄り量の算出が可能となる。

次いで、本実施の形態に係る画像形成装置において実行される重心計算法を用いたモータ速度制御処理について説明する。図２２は、モータ速度制御処理のフローチャートである。

モータ速度制御処理を開始すると、まず、ＤＳＰ５０がＬＥＤ６０１を点灯させて中間転写ベルト３１の表面にＬＥＤ光を照射させ（ステップＳ２１１）。次いで、図２３で後述する速度検出処理を行う（ステップＳ２１２）。速度制御処理を実行後、ＬＥＤ６０１を消灯させ（ステップＳ２１３）、転写ベルト駆動モータ５６の目標速度を設定する（ステップＳ２１４）。ステップＳ２１４においては、速度検出制御処理において算出された中間転写ベルト３１の平均相対速度に応じて中間転写ベルト３１の走行速度が目標走行速度となり一定の速度となるように転写ベルト駆動モータ５６の目標速度を設定する。そして、転写ベルト駆動モータ５６のサーボ制御処理を行う（ステップＳ２１５）。ステップＳ２１５において行うモータサーボ制御は、上記第１の実施の形態のモータサーボ制御処理（図１６）と同様であるので説明は省略する。

次いで、図２２のモータ速度制御処理のステップＳ２１２において実行する転写ベルト駆動モータ５６の速度を検出する速度検出処理について説明する。図２３は、図２２のモータ速度制御処理のステップＳ２０２において実行される速度検出処理のフローチャートである。

まず、クロック信号Ｓ２に基づいてサンプリング周期（例えば、１ｍｓ）を決定するための割り込み信号を監視し（ステップＳ２２１）、割り込み信号を受信しない場合は本処理を終了する。一方、割り込み信号を受信した場合は、ＣＭＯＳセンサ６０２によって中間転写ベルト３１の表面状態を読み込んで表面画像（例えば図１０の画像７２）を作成する（ステップＳ２２２）。次いで、ステップＳ２１２において作成した表面画像をＡ／Ｄコンバータ６１２によってＡ／Ｄ変換し、ＣＭＯＳセンサ６０２が検出した表面状態から最適な表面画像を作成できるようにフィルタ回路６１３のゲインを調整する（ステップＳ２２３）。次いで、フィルタ回路６１３において表面画像に対してフィルタ処理を行う（ステップＳ２２４）。このフィルタ処理によって、例えば、８ビット２５６階調データを１６階調へ落とし、検出データからノイズ等による成分を除去する。そして、サンプリング制御部５０１によって、フィルタ処理された表面画像をサンプリングする。

次いで、サンプリング制御部５０１によってサンプリングされたサンプリング画像（表面画像７３）に対して上述のように２値化処理を行って２値化画像（図２０，２１参照）を作成する（ステップＳ２２５）。そして、上述した重心計算法により、作成した２値化画像の重心を算出する（ステップＳ２２６）（図２２参照）。このとき、算出した２値化画像の重心値を画像メモリ１５３に格納する。次いで、前回の処理において算出された重心値と今回の処理において算出した重心値の差と、サンプリング時間から相対速度を導く（ステップＳ２２７）。次いで、予め設定された所定の期間にステップＳ２２７において算出された中間転写ベルト３１の相対速度の算出結果の平均処理を行って、中間転写ベルト３１の平均相対速度を算出する（ステップＳ２２８）。そして、算出した平均相対速度を画像メモリ１５３に記憶し（ステップＳ２２９）、一連の相対速度検出制御を終了する。

尚、寄り制御処理についても、上記モータ速度制御処理と同様に、第１の実施の形態における寄り制御処理に対してパターンマッチングではなく２値化データに基づく重心計算法によって中間転写ベルト３１の寄り量を算出し、ステアリングモータ制御処理を実行する。このため、詳細な説明は省略する。

以上、説明したように本発明の第３の実施の形態に係る画像形成装置は、ＣＭＯＳセンサ６０２を用いて中間転写ベルト３１の表面状態を所定のサンプリング周期で検出して表面画像を作成する。そして、ＤＳＰ５０が、サンプリングした表面画像の重心を算出し、この重心値と、前回サンプリングされた表面画像の重心値とから、中間転写ベルト３１の相対速度、及び寄り量を算出する。そして、算出した相体速度が０となるよう、つまり転写ベルト駆動モータ５６の回転速度が目標速度になるように転写ベルト駆動モータ５６の回転制御を行ってサーボ制御を行う。また、算出した中間転写ベルト３１の寄り量が所定の範囲内になるようにステアリングモータ８１を駆動制御して中間転写ベルト３１の寄り方向の位置調整を行う。これにより、装置内の温度上昇によって転写ベルト駆動ローラ３２が膨張しても上記サーボ制御によって転写ベルト駆動ローラ５６の回転速度が目標速度に制御される。このため、中間転写ベルト３１の走行速度が一定の速度（目標走行速度）に制御され、装置内の温度上昇に伴う色ずれや画像ぶれを低減させ、高品質画像を得ることができる。加えて、寄り制御を行うので、色ずれや画像ぶれをさらに低減させて、より高品質な画像を得ることができる。

尚、上記第３の実施の形態における重心算出法に基づくモータ速度制御処理及び寄り制御処理は、上記第２の実施の形態に係る中間転写体を備えない画像形成装置に対しても適用することができる。

また、本発明の目的は、前述した各実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記憶した記憶媒体を、システム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても達成される。

この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した各実施の形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード及び該プログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。

また、プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ等の光ディスク、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。または、プログラムコードをネットワークを介してダウンロードしてもよい。

また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した各実施の形態の機能が実現されるだけではなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した各実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。

さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その拡張機能を拡張ボードや拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した各実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。

本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の要部断面図である。 図１の画像形成装置における外ローラのアライメント調整機構の概略構成を示す斜視図である。 図１の画像形成装置の内部の電気的構成を示す回路ブロック図である。 図１の画像形成装置におけるＤＣモータユニットの構成を示すブロック図である。 図１の画像形成装置における画像センサユニットの概略構成を示す図である。 図５の画像センサユニットが作成する中間転写ベルトの表面画像の一例を示す図である。 図５の画像センサユニットの概略構成を示す回路図である。 図５の画像センサユニットの回路動作を説明する図である。 図１の画像形成装置におけるＤＳＰの概略構成を示すブロック図である。 図７の画像センサユニットによる中間転写ベルトの表面画像の検出方法を説明する図である。 図５の画像センサユニットが作成する中間転写ベルトの表面画像、及び図９のＤＳＰが作成するズラシ表面画像の一例を示す図である。 図５の画像センサユニットが作成する中間転写ベルトの表面画像、及び図９のＤＳＰが作成するズラシ表面画像の一例を示す図である。 図５の画像センサユニットが作成する中間転写ベルトの表面画像、及び図９のＤＳＰが作成するズラシ表面画像の一例を示す図である。 図９のＤＳＰが実行するモータ速度制御処理のフローチャートである。 図１４のモータ速度制御処理において実行される速度検出処理のフローチャートである。 図１４のモータ速度制御処理において実行されるモータサーボ制御処理のフローチャートである。 図９のＤＳＰにおいて実行される中間転写ベルトの寄り制御処理のフローチャートである。 図１７の寄り制御処理において実行される寄り量検出処理のフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成を示す要部断面図である。 図５におけるＣＭＯＳセンサで読み込んだ中間転写ベルトの表面画像を２値化処理した後の表面画像を示す図である。 図２０の２値化画像に基づいて重心計算した結果を示す表を示す図である。 図９のＤＳＰにおいて実行されるモータ速度制御処理のフローチャートである。 図２２のモータ速度制御処理において実行される速度検出処理のフローチャートである。 従来のタンデムタイプの画像形成装置の一例を示す図である。

符号の説明

１，２００ 画像形成装置
３１ 中間転写ベルト
３２，２２７ 転写ベルト駆動ロータ
５０ ＤＳＰ
５１ ＣＰＵ
５６ 転写ベルト駆動モータ
６０ 画像センサユニット
８０ 外ローラ
８１ ステアリングモータ
２０５ 転写ベルト

Claims (28)

1. 像担持体と、前記像担持体上に形成された画像が一次転写される中間転写体と、前記中間転写体を駆動する中間転写体駆動モータと、前記中間転写体に一次転写された画像を転写材へ二次転写して画像を形成する二次転写体とを備える画像形成装置において、
   前記中間転写体の表面状態を読み取って表面画像を形成する表面読み取り手段と、
   前記表面読み取り手段に形成された表面画像に基づいて前記中間転写体の移動方向の速度及び前記移動方向に直行する幅方向の移動量を演算する演算手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記演算手段により演算された前記中間転写体の移動方向の速度に応じて前記中間転写体駆動モータの回転速度を可変制御するモータ回転制御手段を備えることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記中間転写体の前記移動方向に直交する幅方向の移動を制御するための寄り駆動モータと、前記演算手段により演算された前記中間転写体の移動方向と直行する幅方向の移動量に応じて前記寄り駆動モータを制御する寄り制御手段とを備えることを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
4. 前記表面読み取り手段は、前記中間転写体の表面画像データを作成する画像作成部材と、前記中間転写体に光を照射する照明部材と、前記中間転写体の前記表面画像を前記画像作成部材へ結像させる結像レンズとを備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記表面読み取り手段が読み取った前記中間転写体の表面画像を一定周期でサンプリングするサンプリング手段と、前記サンプリング手段にサンプリングされた画像を少なくとも１画像分記憶する画像記憶手段とを備え、前記演算手段は、前記サンプリングされた画像及び前記画像記憶手段に記憶された画像に基づいて前記中間転写体の移動方向の速度及び前記移動方向に直行する幅方向の移動量を演算することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記演算手段は、前記サンプリングされた画像及び前回の前記サンプリングされた画像に対して相対比較演算を行うことによって前記中間転写体の移動方向の相対速度を算出することを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
7. 前記モータ回転制御手段は、前記演算手段によって算出された前記相対速度に基づいて前記中間転写体の移動速度が一定速度となるように前記中間転写体駆動モータを制御することを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
8. 前記表面読み取り手段が読み取った前記中間転写体の表面画像を一定周期でサンプリングするサンプリング手段を備え、前記演算手段は、前記サンプリングされた前記中間転写体の表面画像の重心を前記サンプリング毎に演算し、前記算出された表面画像の重心の遷移データの相対比較演算を行うことによって前記中間転写体の相対速度及び前記移動量を算出することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記寄り制御手段は、前記演算手段に算出された前記移動量に基づいて前記中間転写体の寄りが一定範囲となるように前記寄り駆動モータを制御することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
10. 前記演算手段は前記表面読み取り手段によって形成された前記中間転写体の表面画像をフィルタ処理するフィルタ演算部を備えることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
11. 前記演算手段は前記フィルタ演算部のフィルタ定数を可変制御するフィルタ定数制御部を備えることを特徴とする請求項１０記載の画像形成装置。
12. 前記照明部材は照射光の光量を可変制御する照明光量制御手段を備えることを特徴とする請求項４乃至１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。
13. 前記照明光量制御手段、前記サンプリング手段、前記画像記憶手段、前記フィルタ演算部、前記演算手段、前記モータ回転制御手段、及び前記寄り制御手段は、デジタルシグナルプロセッサに含まれ、プログラマブルに制御可能であることを特徴とする請求項１２記載の画像形成装置。
14. 前記表面読み取り手段は、前記画像作成部材としての複数の画素を備えたＣＣＤセンサ及びＣＭＯＳセンサの一方と、前記ＣＣＤセンサ及び前記ＣＭＯＳセンサの一方からのアナログ信号をデジタル信号へ変換するＡ／Ｄ変換部とを備えることを特徴とする請求項４乃至１３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
15. 像担持体と、転写材を搬送するための転写材担持体と、前記転写材担持体を駆動する転写材担持体駆動モータと、前記像担持体に形成された画像を前記転写材担持体により搬送された転写材に転写して画像を形成する転写体とを備える画像形成装置において、
    前記転写材及び前記転写材担持体の一方の表面状態を読み取って表面画像を形成する表面読み取り手段と、
    前記表面読み取り手段に形成された表面画像に基づいて前記転写材及び転写材担持体の一方の移動方向の速度及び前記移動方向に直行する幅方向の移動量を演算する演算手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
16. 前記演算手段により演算された前記転写材及び前記転写材担持体の一方の移動方向の速度に応じて前記転写材担持体駆動モータの回転速度を可変制御するモータ回転制御手段を備えることを特徴とする請求項１５記載の画像形成装置。
17. 前記転写材担持体の前記移動方向に直交する幅方向の移動を制御するための寄り駆動モータと、前記演算手段により演算された前記転写材及び前記転写材担持体の一方の移動方向に直行する幅方向の移動量に応じて前記寄り駆動モータを制御する寄り制御手段とを備えることを特徴とする請求項１５又は１６記載の画像形成装置。
18. 前記表面読み取り手段は、前記転写材及び前記転写材担持体の一方の表面画像データを作成する画像作成部材と、前記転写材及び前記転写材担持体の一方の表面に光を照射する照明部材と、前記転写材及び前記転写材担持体の一方の前記表面画像を前記画像作成部材へ結像させる結像レンズとを備えることを特徴とする請求項１５乃至１７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
19. 前記表面読み取り手段が読み取った前記転写材及び前記転写材担持体の一方の表面画像を一定周期でサンプリングするサンプリング手段と、前記サンプリング手段にサンプリングした画像を少なくとも１画像分記憶する画像記憶手段とを備え、前記演算手段は、前記サンプリングされた画像及び前記画像記憶手段に記憶された画像に基づいて前記転写材及び前記転写材担持体の一方の移動方向の速度及び前記移動方向に直行する幅方向の移動量を演算することを特徴とする請求項１５乃至１８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
20. 前記演算手段は、前記サンプリングされた画像及び前回の前記サンプリングされた画像に対して相対比較演算を行うことによって前記転写材及び前記転写材担持体の一方の移動方向の相対速度を算出することを特徴とする請求項１９記載の画像形成装置。
21. 前記モータ回転制御手段は、前記演算手段によって算出された前記相対速度に基づいて前記転写材及び前記転写材担持体の一方の移動速度が一定速度となるように前記転写材担持体駆動モータを制御することを特徴とする請求項２０記載の画像形成装置。
22. 前記表面読み取り手段が読み取った前記転写材及び前記転写材担持体の一方の表面画像を一定周期でサンプリングするサンプリング手段を備え、前記演算手段は、前記サンプリングされた前記転写材及び前記転写材担持体の一方の表面画像の重心を前記サンプリング毎に演算し、前記演算された表面画像の重心の遷移データの相対比較演算を行うことによって前記転写材及び前記転写材担持体の一方の相対速度及び前前記移動量を算出することを特徴とする請求項１５乃至１８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
23. 前記寄り制御手段は、前記演算手段に算出された前記移動量に基づいて前記転写材担持体の寄りが一定範囲となるように前記寄り駆動モータを制御することを特徴とする請求項１５乃至２２のいずれか１項に記載の画像形成装置。
24. 前記演算手段は前記表面読み取り手段によって形成された前記転写材及び前記転写材担持体の一方の表面画像をフィルタ処理するフィルタ演算部を備えることを特徴とする請求項１５乃至２３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
25. 前記演算手段は前記フィルタ演算部のフィルタ定数を可変制御するフィルタ定数制御部を備えることを特徴とする請求項２４記載の画像形成装置。
26. 前記照明部材の照射光の光量を可変制御する照明光量制御手段を備えることを特徴とする請求項１８乃至２５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
27. 前記照明光量制御手段、前記サンプリング手段、前記画像記憶手段、前記フィルタ演算部、前記演算手段、前記モータ回転制御手段、及び前記寄り制御手段は、デジタルシグナルプロセッサに含まれ、プログラマブルに制御可能であることを特徴とする請求項２６記載の画像形成装置。
28. 前記表面読み取り手段は、前記画像作成部材としての複数の画素を備えたＣＣＤセンサ及びＣＭＯＳセンサの一方と、前記ＣＣＤセンサ及び前記ＣＭＯＳセンサの一方からのアナログ信号をデジタル信号へ変換するＡ／Ｄ変換部とを備えることを特徴とする請求項１８乃至２７のいずれか１項に記載の画像形成装置。

Images