JP2010128492A - ベルト駆動装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】転写ベルトの速度決定面を正確に算出できるようにして、中間転写ベルトの正確な駆動制御を可能にする。
【解決手段】ベルト走行速度算出部が、マークセンサ１８０によって各マークＱが検出される毎に、当該マークＱの検出開始タイミングから検出終了タイミングまでの時間に基づいて、中間転写ベルト２０のベルト走行速度を算出し、速度決定面算出部が、当該ベルト走行速度の算出時に、当該算出されたベルト走行速度と、押圧ローラ回転速度検出部によって検出された押圧ローラ２３の回転速度と、押圧ローラ２３の予め定められた直径とから、押圧ローラ２３と接触する中間転写ベルト２０部分の速度決定面を算出し、制御部は、中間転写ベルト２０の全周域において算出された上記各速度決定面に基づいて駆動ローラを駆動制御する。
【選択図】図３

Description

本発明は、ベルト駆動装置及び画像形成装置に関し、特に、無端走行する転写ベルトの駆動を制御する技術に関する。

従来から、異なった色のトナー像が担持される複数の像担持体（感光体ドラム）と、複数のローラ間を周回することにより各像担持体のトナー画像が塗り重ね状態で順次転写される中間転写ベルトとを備え、中間転写ベルトの表面に形成されたカラー画像が、中間転写ベルトから記録紙にカラー画像として転写され、当該カラー画像の転写された記録紙に定着処理が施された後、当該記録紙が排出される方式の画像形成装置が知られている。当該画像形成装置においては、各色トナー画像重ね合わせ時の色ずれ防止等の理由から、上記中間転写ベルトは、その走行速度を高精度に検知した上での制御が必要となる。

そこで、中間転写ベルトの走行速度を検知する技術として、(1)中間転写ベルトを張架
するローラの回転速度を検知し、当該ローラの回転速度から中間転写ベルトの速度を算出する技術が提案されている。また、(2)下記特許文献１及び特許文献２に示されるように
、中間転写ベルトを張架している駆動ローラ又は従動ローラの回転速度を検知し、中間転写ベルトの厚みムラ成分をsin波で近似して抽出することで速度決定面の算出を行う技術
も提案されている。
特開２００７−１４７７３５号公報 特開２００６−２２７１９２号公報

しかしながら、上記(1)の技術は、駆動ローラ又は従動ローラの回転速度に加えて、中
間転写ベルトの厚みによる速度決定面（上記ローラとの接触地点において中間転写ベルトの走行速度を決定するベルト面）を用いて中間転写ベルトの走行速度を算出するため、中間転写ベルトの速度算出には、速度決定面の正確な決定が重要になるが、中間転写ベルトはその走行方向の各位置で厚みムラを有し、当該厚みムラが上記速度決定面に変動を与えるため、駆動ローラ又は従動ローラと中間転写ベルトとの接触位置における速度決定面の変動により、画像形成時に実際に走行している中間転写ベルト各部の走行速度を検出できない虞がある。そして、(2)の技術は、中間転写ベルトの厚みムラ成分がsin波として表れない場合は速度決定面を算出できない。

本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、転写ベルト走行方向の各位置におけるベルト厚みムラが転写ベルトの走行速度検出に与える悪影響を回避し、さらに、転写ベルトの厚みムラ成分がsin波として表れない場合にも正確に速度決定面を算出でき
るようにして、転写ベルトの正確な駆動制御を可能にすることを目的とする。

本発明の請求項１に記載の発明は、無端走行するベルト状部材であって、その表面にはその走行方向に１つ以上のマークを有し、当該表面又は当該表面に載置された記録紙に像担持体からトナー像が転写される転写ベルトと、
前記転写ベルトを無端走行可能に張架する複数のローラと、
前記複数のローラの１つであり、前記転写ベルトを無端走行させる駆動ローラと、
前記転写ベルト表面の前記マーク形成部分に対向する位置に設けられ、前記転写ベルトの走行時に当該転写ベルト表面上の前記マークを検出するマーク検出部と、
前記マーク検出部による前記マークの検出開始タイミングから検出終了タイミングまでの時間に基づいて、前記転写ベルトのベルト走行速度を算出するベルト走行速度算出部と、
前記複数のローラの１つである第１ローラの回転速度を検出する第１ローラ回転速度検出部と、
前記ベルト走行速度算出部によってベルト走行速度が算出されたときに、当該算出されたベルト走行速度と、前記第１ローラ回転速度検出部によって検出された前記第１ローラの回転速度と、前記第１ローラの予め定められた直径とから、前記第１ローラと接触する転写ベルト部分の速度決定面を算出する速度決定面算出部と
を備えたベルト駆動装置である。

請求項１に記載の発明は、前記速度決定面算出部は、前記ベルト走行速度算出部によってベルト走行速度が算出されたときに、当該算出されたベルト走行速度Vi(t)と、前記第１ローラ回転速度検出部によって検出された前記第１ローラの回転数R(n)と、前記第１ローラの予め定められた直径φと、円周率πとから、L(n) ＝1/2｛Vi(t)／(π×R(n))−φ｝の式を用いて、前記第１ローラと接触する前記転写ベルト部分の速度決定面L(n)を算出するものである。

請求項１に記載の発明は、前記転写ベルトは、その走行方向における全周域の表面のうちの任意の１箇所に、１のマークを有し、
前記転写ベルトの前記１箇所で、前記ベルト走行速度算出部及び前記速度決定面算出部に、前記各マークに基づいて、前記第１ローラと接触する転写ベルト部分の前記速度決定面を算出させる制御部を更に備えたものである。

請求項２に記載の発明は、前記制御部は、前記速度決定面算出範囲を前記転写ベルトＮ周分とし（Ｎ＝1以上の整数）、前記転写ベルトの周長が前記駆動ローラの周長の整数倍の関係となるように、前記転写ベルト全周域における前記速度決定面算出を行わせるものである。

この発明によれば、速度決定面算出範囲を前記転写ベルトＮ（Ｎ＝1以上の整数）周分
としたことで、転写ベルトの周回数に拘わらず、各周回毎に転写ベルトの全周域での上記速度決定面算出が確保されると共に、転写ベルトが１周する間に駆動ローラも必ず複数回転分の回転を完全に終了するので、上記速度決定面算出を精度よく行うことができる。

また、請求項３に記載の発明は、前記転写ベルトの表面又は当該表面に載置された記録媒体に、画像情報に応じたトナー像を画像形成する画像形成部と、
請求項１または請求項２に記載のベルト駆動装置を備えた画像形成装置である。

この発明によれば、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の発明と同様の作用が得られる。

これらの発明は、ベルト走行速度算出部が、マーク検出部によるマークの検出開始タイミングから検出終了タイミングまでの時間に基づいて転写ベルトのベルト走行速度を算出し、速度決定面算出部は、当該ベルト走行速度が算出されたときに、当該算出されたベルト走行速度と、第１ローラ回転速度検出部によって検出された第１ローラの回転速度と、第１ローラの予め定められた直径とから、第１ローラと接触する転写ベルト部分の速度決定面を算出する。

そのため、これらの発明によれば、第１ローラに接触する転写ベルト部分の転写ベルトが有する厚みムラに応じて速度決定面が速度決定面算出部により算出されるため、ベルト厚みムラで生じる速度変動に対応した転写ベルトの走行速度制御が可能になり、ベルト厚みムラが転写ベルトの走行速度検出や走行制御に悪影響を及ぼさないようにすることが可能になる。また、本発明は、従来技術のような転写ベルトの厚みムラ成分をsin波で近似
して抽出するといった処理を必要とせずに速度決定面を算出するので、転写ベルトの厚みムラ成分がsin波として表れない場合にも正確に速度決定面を算出することができる。

この発明では、制御部が、転写ベルトの走行方向における全周域の表面のうちの任意の１箇所で、ベルト走行速度算出部及び速度決定面算出部に、上記１のマークに基づいて、上述した転写ベルト部分の速度決定面の算出を行わせる。そのため、本発明では、画像形成時に実際に無端走行されている状態の転写ベルトについて、その走行方向全周域の表面のうちの任意の１箇所での速度決定面を得て、当該各位置毎の速度決定面から転写ベルトの走行方向各位置における正確な走行速度検出が可能になるので、画像形成時に実際に無端走行されている転写ベルトの状態に応じて、正確に転写ベルトの走行速度制御することが可能になる。
本発明によれば、マーク検出部に対向する転写ベルト部分において転写ベルトが有する厚みムラに応じて速度決定面が算出されることになり、ベルト厚みムラに応じた転写ベルトの走行速度制御が可能になるため、ベルト厚みムラが転写ベルトの走行速度検出や走行制御に悪影響を及ぼさないようにすることができる。また、本発明は、従来技術のような転写ベルトの厚みムラ成分をsin波で近似して抽出するといった処理を必要とせずに速度
決定面を算出するので、転写ベルトの厚みムラ成分がsin波として表れない場合にも正確
に速度決定面を算出することができる。

以下、本発明の一実施形態に係るベルト走行速度検出装置及びベルト駆動装置を備えた画像形成装置について図面を参照して説明する。図１は、本発明に係る画像形成装置の一実施形態の内部構造を説明するための断面視の説明図である。図２は、本発明の一実施形態に係るベルト駆動装置を抽出して示した図である。図３は、中間転写ベルトとマークセンサを示す斜視図である。

本実施形態においては、画像形成装置としてプリンタ１が採用されている。図１に示すように、プリンタ１は、用紙Ｐの束を貯留する給紙部１２と、この給紙部１２から搬送されてきた用紙Ｐにトナー像を転写する画像形成部１３と、この画像形成部１３で用紙Ｐに転写されたトナー像に対し定着処理を施す定着部１４と、この定着部１４で定着処理の施された用紙Ｐが排出される排紙部１５とがプリンタ本体１１に装着されることによって構成されている。

給紙部１２は、プリンタ本体１１内の下部に挿脱自在に装着された複数枚の用紙Ｐが貯留可能な用紙カセット１２１と、この用紙カセット１２１の図１における右側上方位置に設けられたピックアップローラ１２２とを備えている。用紙カセット１２１に貯留されている用紙Ｐは、ピックアップローラ１２２の駆動により１枚ずつピックアップされて画像形成部１３に向けて送り出される。

画像形成部１３は、給紙部１２から給紙された用紙Ｐにトナー画像を形成させるものであり、本実施形態では、上流側（図１における紙面の左側）から下流側へ向けて順次配設された、マゼンタ色のトナーを用いるマゼンタ用ユニット１３Ｍと、シアン色のトナーを用いるシアン用ユニット１３Ｃと、イエロー色のトナーを用いるイエロー用ユニット１３Ｙと、ブラック色のトナーを用いるブラック用ユニット１３Ｋとが備えられている。

そして、前記各ユニット１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｙ，１３Ｋには、周面に静電潜像およびこの静電潜像に沿ってトナー像が形成される前後方向（図１の紙面に直行する方向）に延びた軸心回りに回転可能な感光体ドラム（像担持体）１３１と、この感光体ドラム１３１の周面に帯電処理を施すことにより同周面に一様な電荷を形成させる帯電ワイヤを備えた帯電器１３２と、この帯電器１３２により一様な電荷の付与された感光体ドラム１３１の周面に画像情報に基づくレーザー光を照射することにより静電潜像を形成させる露光装置１３３と、この静電潜像の形成された感光体ドラム１３１の周面にトナーを供給することにより同周面にトナー像を形成させる現像装置１３４と、この現像装置１３４にトナーを供給する、各現像装置１３４に対して着脱自在に装着されたトナーコンテナ１３５と、感光体ドラム１３１上のトナー像を静電的に引き剥がして後述する中間転写ベルト（転写ベルトの一例）２０の表面に転写させる一次転写ローラ１３６と、中間転写ベルト２０への転写処理後の感光体ドラム１３１の周面を清浄化処理するドラムクリーニング装置１３７とがそれぞれ設けられている。

また、画像形成部１３には、各ユニット１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｙ，１３Ｋに共通する部材として、各感光体ドラム１３１の下方位置に上部側が当該各感光体ドラム１３１と当接された、感光体ドラム１３１の周面のトナー像が転写される中間転写ベルト２０と、この中間転写ベルト２０上のトナー像を静電的に引き剥がして給紙部１２から送り込まれた用紙Ｐに転写させる２次転写ローラ１３８とが設けられている。

感光体ドラム１３１は、周面に静電潜像およびこの静電潜像に沿ったトナー像を形成させるためのものであり、周面に強靱で耐摩耗性に優れた極めて平滑なアモルファスシリコン層が積層され、これによってこれらの像を形成させるのに適したものになっている。かかる各感光体ドラム１３１は、図１において反時計方向へ向けて回転しつつ対応した現像装置１３４からトナーの供給を受ける。

帯電器１３２は、その帯電ワイヤに図略の電源から高圧電圧が印加され、これによるコロナ放電で感光体ドラム１３１の周面に一様な電荷を形成させるようになっている。なお、かかる帯電器１３２に代えて高電圧が印加された帯電ローラを感光体ドラム１３１の周面に当接させるようにし、これによって感光体ドラム１３１の周面に電荷を形成させるようにしてもよい。

露光装置１３３は、前記帯電器１３２によって一様に帯電された感光体ドラム１３１の周面に、図略のコンピュータ等から入力された画像データに基づくレーザー光を照射するものであり、このレーザー光の照射によって感光体ドラム１３１の周面に静電潜像が形成されるようになっている。かかる静電潜像に現像装置１３４からのトナーが供給されることにより、感光体ドラム１３１の周面にトナー像が形成され、このトナー像が周回している中間転写ベルト２０に転写されるようになっている。

現像装置１３４は、内部に攪拌搬送部材が設けられているとともに、最下部位置に周面が感光体ドラム１３１の周面と対向した現像ローラが備えられ、この現像ローラの回転によってトナーが感光体ドラム１３１の周面に供給されるようになっている。

中間転写ベルト２０の表面には、各ユニット１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｙ，１３Ｋにおける感光体ドラム１３１の周面に形成されたトナー画像が順に塗り重ね状態で転写され、これによってその表面にカラー画像が形成される。

また、中間転写ベルト２０の表面であって、上記各ユニット１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｙ，１３Ｋによって画像が形成される領域以外の領域には、図３に示すように、中間転写ベルト２０の走行方向において全周域に亘り、予め定められた間隔毎に形成されてなる複数のマークＱが設けられている。この実施形態では、このように、中間転写ベルト２０の走行方向において全周域に亘って複数設けられた例を示しているが、マークＱの数は１つ以上であれば特に限定されない。また、マークＱの色や大きさは特に限定されないが、中間転写ベルト２０の色とは大きく異なる色に着色されてなるマークであることが好ましい。本実施形態では中間転写ベルト２０が黒色であり、マークＱが白色として説明する。

さらに、中間転写ベルト２０表面における上記マークＱ形成領域に対向する位置には、マークセンサ１８０が設けられている。マークセンサ１８０は、例えば、中間転写ベルト２０に対して光を照射するＬＥＤ（Liquid Crystal Display）等からなる発光部（光源）と、当該発光部から中間転写ベルト２０の表面に照射された光の反射光を受光するフォトセンサ等からなる受光部とを備える。マークセンサ１８０は、中間転写ベルト２０の無端走行時に、中間転写ベルト２０表面における上記マークＱ形成領域に対して発光部から光を照射し、受光部が受光する中間転写ベルト２０表面からの反射光の受光量を、後述するベルト走行速度算出部１０２に対して出力する。

なお、本発明の一実施形態に係るベルト駆動装置の一例である転写ユニット２００は、例えば、中間転写ベルト２０と、駆動ローラ２２と、転写ベルト駆動モータ２７と、転写ローラ駆動モータ１３５と、押圧ローラ２３と、下部従動ローラ２５と、テンションローラ２１，２４と、押圧ローラ回転速度検出部１４０と、マークセンサ１８０と、制御ユニット１００とを備えている。当該構成は、本発明に係る転写ユニットの構成の一例に過ぎず、本発明に係る転写ユニットは当該構成に限定されない。

かかる中間転写ベルト２０は、各ユニット１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｙ，１３Ｋの各一次転写ローラ１３６と、マゼンタ用ユニット１３Ｍの一次転写ローラ１３６の図２における若干左方位置に設けられたテンションローラ２１と、ブラック用ユニット１３Ｋの一次転写ローラ１３６の図１における若干右方位置に設けられた駆動ローラ２２と、本実施形態では前記テンションローラ２１の右方におけるシアン用ユニット１３Ｃの一次転写ローラ１３６の略直下位置に配設された、中間転写ベルト２０を屈曲させるための屈曲ローラ３０と、この屈曲ローラ３０と前記駆動ローラ２２との間の略中間位置であって、これらより下方位置に配設された押圧ローラ２３とに掛け回されて張架されている。

押圧ローラ（第１ローラの一例）２３は、中間転写ベルト２０を２次転写ローラ１３８へ向けて押圧するためのものであり、これによって中間転写ベルト２０の表面のカラー画像が、中間転写ベルト２０と２次転写ローラ１３８とに挟持された状態で搬送されつつある用紙Ｐに確実に転写される。押圧ローラ２３は、中間転写ベルト２０の走行に従動して回転する。

駆動ローラ２２は、転写ベルト駆動モータ（ローラ駆動源）２２０によって駆動される。かかる転写ベルト駆動モータ２２０は、駆動ローラ２２と同心で当該駆動ローラ２２の後面側（図１の紙面の裏側）に設けられている。そして、駆動ローラ２２は、転写ベルト駆動モータ２２０の駆動軸２２１に一体回転可能に外嵌されている。従って、駆動ローラ２２は、転写ベルト駆動モータ２２０の駆動により駆動軸２２１回りに一体回転することになる。

駆動ローラ２２、テンションローラ２１、押圧ローラ２３及び一次転写ローラ１３６は、これらの周面がいずれも中間転写ベルト２０の裏面側に当接されているのに対し、屈曲ローラ３０は、その周面が中間転写ベルト２０の表面側に当接されている。

２次転写ローラ１３８は、押圧ローラ２３の直下位置で中間転写ベルト２０を介して当該押圧ローラ２３により押圧されている。かかる２次転写ローラ１３８には、中間転写ベルト２０上のトナー画像を静電的に引き剥がすバイアス電圧が図略の電源から印加される。従って、中間転写ベルト２０と２次転写ローラ１３８との間を通過する用紙Ｐには、中間転写ベルト２０のトナー画像が転写されることになる。

また、各一次転写ローラ１３６の左方位置にはそれぞれ上部従動ローラ２４が設けられているとともに、屈曲ローラ３０と押圧ローラ２３との間および駆動ローラ２２と押圧ローラ２３との間には下部従動ローラ２５がそれぞれ設けられている。これらの上下の従動ローラ２４，２５は、中間転写ベルト２０が弛まないように緊張状態を維持させるためのものである。

定着部１４は、画像形成部１３で用紙Ｐに転写された転写画像に定着処理を施すものであり、ハロゲンランプ等の通電発熱体により加熱される定着ローラ１４１と、下部でこの定着ローラ１４１に対向配置され、周面が定着ローラ１４１の周面に押圧当接される加圧ローラ１４２とを備えている。図１に示すように、定着部１４は、屈曲ローラ３０による中間転写ベルト２０の押圧で形成されたスペースに配置されている。

２次転写ローラ１３８により中間転写ベルト２０からトナー像が転写された用紙Ｐは、中間転写ベルト２０と２次転写ローラ１３８とに挟持された状態で中間転写ベルト２０の周回に誘導されつつ定着部１４に導入され、定着ローラ１４１と加圧ローラ１４２との間を通過するときの加熱によりトナー像が当該用紙Ｐに定着される。

定着処理後の用紙Ｐは、排出ローラ対１４３の駆動により排紙搬送路１０８を上昇し、排紙口１５２を通ってプリンタ本体１１の頂部に設けられた排紙トレイ１５１へ排出される。

図４はプリンタ１の概略構成の一例を示すブロック図である。図５はマークセンサから出力されるマーク検出信号の例を示すである。図６は中間転写ベルト２０及びその表面上に形成されたマークを示す図である。

プリンタ１には、プリンタ１全体の制御を司るための制御ユニット１００が備えられている。制御ユニット１００には、装置全体の動作プログラム等を記憶したＲＯＭ１１２が接続され、画像データ等を一時的に格納すると共に作業領域として機能するＲＡＭ１１３が接続されている。また、制御ユニット１００には、各色用の画像形成ユニット１３Ｋ，１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃが接続されており、制御ユニット１００内の制御部１０１は、画像形成ユニット１３Ｋ，１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃにそれぞれ備えられている帯電器１３２、露光装置１３３、及び現像装置１３４と、感光体ドラム１３１上のトナー像を記録紙に転写するために転写ローラ１３６に転写バイアスを印加する転写バイアス部１１４と、感光体ドラム１３１の駆動源であるドラムモータ１１５とを制御するようになっている。

定着モータ１４０１は定着部１４の定着ローラ対を回転駆動するものであり、制御部１０１によって制御される。また、定着ヒータ１４０２は、定着ローラ対の一方を構成する熱ローラ内に設けられており、制御部１０１によってオン・オフが制御される。なお、図４では、イエロー，マゼンタ，シアン、黒用の各画像形成ユニットを１つの画像形成ユニットで示しているが、実際には図１に示すように、各色用にそれぞれの画像形成ユニットが制御部１０１に接続されて制御されている。

また、転写ベルト駆動モータ１２５は、中間転写ベルト２０を走行させる駆動ローラ２２の駆動源であり、制御部１０１によって制御される。よって、制御部１０１が図略のドライバに送るクロック信号の周波数を変えることで転写ベルト駆動モータ１２５の回転速度を制御することができる。

２次転写ローラ駆動モータ１４８は、２次転写ローラ１３８を回転駆動する駆動源であり、制御部１０１によって制御される。よって、制御部１０１が図略のドライバに送るクロック信号の周波数を変えることで２次転写ローラ駆動モータ１４８の回転速度を制御することができる。

操作部１２７は、ユーザからの各種操作指示等が入力される操作パネルと各種メッセージを表示する表示部からなる。また、制御部１０１は、インタフェイス１２９を介してＰＣ（パーソナルコンピュータ）１３０と接続されている。プリンタ１はこのＰＣ１３０から入力される画像データに基づいて画像形成を行う。

レジストモータ１９０は、レジストローラ１７（図１）を回転駆動するものであり、制御部１０１によって制御される。

また、プリンタ１には、押圧ローラ２３の回転速度（角速度）を検出する押圧ローラ回転速度検出部１４０が設けられている。押圧ローラ回転速度検出部１４０は、例えば、ロータリエンコーダからなる。例えば、当該エンコーダは、押圧ローラ２３の回転駆動軸に押圧ローラ２３と同心回転するように設けられたセンサホイールと、センサホイール周縁の一部に設けられた発光部及び受光部を有する光検出器からなる光センサとを備える。センサホイールの周縁であって、光センサによるセンシング対象領域には、センサホイールの周方向に沿って多数のスリットが一定間隔で形成されている。センサは、当該スリットの列を挟む位置にセンサホイールに対向させて設けられた発光部（光源）及び受光部を有し、スリットの列で断続された光を受光部が受光すると、当該受光の度に、検出パルスを押圧ローラ回転速度検出部１４０に出力する。例えば、押圧ローラ回転速度検出部１４０は、当該センサから得られる検出パルス数に基づいて、単位時間（予め定められた一定時間）あたりの検出パルス数を押圧ローラ２３の回転数R(n)として任意の瞬間で逐次算出し、当該押圧ローラ２３の回転数R(n)を押圧ローラ２３の回転速度とする。

また、マークセンサ１８０も制御部１０１によって制御される。上述したように、マークセンサ１８０は、中間転写ベルト２０の無端走行時に、中間転写ベルト２０表面におけるマークＱ形成領域に対して発光部から光を照射し、受光部が受光する中間転写ベルト２０表面からの反射光の受光量を、ベルト走行速度算出部１０２に出力する。

制御ユニット１００は、制御部１０１と、ベルト走行速度算出部１０２と、速度決定面算出部１０３とを備える。

制御部１０１は、ＲＯＭ１１２に記憶されている上記動作プログラム等に従い、作業領域としてＲＡＭ１１３を使用して、プリンタ１の全体的な動作制御を司る。この点で、制御部１０１は、画像形成動作時におけるプリンタ１の各機構を駆動制御する駆動制御部として機能する。また、制御部１０１は、後述するベルト走行速度算出部１０２によるベルト走行速度算出、及び速度決定面算出部１０３による速度決定面算出を予め定められた時間の経過毎に行わせる。

ベルト走行速度算出部１０２は、プリンタ１のウォームアップ時又は調整時に、中間転写ベルト２０が例えば画像形成用の速度で走行するように駆動されているとき、マークセンサ１８０によって中間転写ベルト２０表面上の各マークＱが検出される毎に、マークＱの検出開始タイミングから検出終了タイミングまでの時間に基づいて、中間転写ベルト２０のベルト走行速度を算出する。ベルト走行速度算出部１０２がマークセンサ１８０から受け取る出力は、例えば、図５に示すように、白色のマークＱからの反射光の光量が電圧変換された比較的高い値と、マークＱが存在していない部分である黒色の中間転写ベルト２０からの反射光の光量が電圧変換された比較的低い値とで構成される。中間転写ベルト２０表面上の各マークＱの転写ベルト２０の走行方向における幅を示す距離dは、図６にd1，d2，d3…として示すように全て同一であるが、マークセンサ１８０が各マークＱの上
記幅を検出している時間（マークＱの検出開始タイミングから検出終了タイミングまでの時間間隔）tは、図５に例えばt1，t2，t3…として示すように、実際の中間転写ベルト２
０の走行速度変動に応じて異なる。このため、ベルト走行速度算出部１０２は、中間転写ベルト２０表面に設けられているマークＱの全てについて上記時間tを計測し、例えば各
マークＱのそれぞれの幅dを、それぞれのマークＱについての対応する時間tで除算することで、中間転写ベルト２０についてその走行方向の各部（マークＱが設けられている部分）でのベルト走行速度Vi(t)を算出する。このベルト走行速度Vi(t)は、算出された時点においては、中間転写ベルト２０の走行方向各位置における全ての速度決定面（後述）で同一である。

上記距離d（マークＱの上記幅）は、プリンタ１の製造者等により予め計測されて固定
値としてベルト走行速度算出部１０２に記憶されている。

一方、速度決定面算出部１０３は、ベルト走行速度算出部１０２によって中間転写ベルト２０の上記ベルト走行速度Vi(t)が算出されたとき、当該中間転写ベルト２０のベルト
走行速度Vi(t)と、押圧ローラ回転速度検出部１４０によって検出される押圧ローラ２３
の回転速度と、当該押圧ローラ２３の直径と、円周率とから、当該押圧ローラ２３との接触地点における中間転写ベルト２０の速度決定面を算出する。

当該速度決定面は、中間転写ベルト２０の走行速度を決定するベルト面である。すなわち、当該速度決定面は、駆動ローラ２２が画像形成動作用の予め定められた回転速度で駆動されているときに、中間転写ベルト２０が押圧ローラ２３に接触する位置では、中間転写ベルト２０は、その厚み方向におけるどの位置（当該位置の面）が、中間転写ベルト２０の走行速度で走行しているかを示すものであり、当該速度決定面は、中間転写ベルト２０の内側の表面からの距離（厚さ）で表される。本実施形態では、速度決定面は、中間転写ベルト２０の走行方向各位置における厚さに応じて、当該各位置毎に変動する。尚、中間転写ベルトが複数の層で形成されている場合や、組成物が異なる場合等、中間転写ベルトの組成によって速度決定面は変動する。

中間転写ベルト２０が押圧ローラ２３に接触する位置における当該速度決定面は、プリンタ１の製造者等により予め計測されて固定値としてベルト走行速度算出部１０２に記憶されている。

また、上記押圧ローラ２３の直径も、プリンタ１の製造者等により予め計測されて固定値としてベルト走行速度算出部１０２に記憶されている。

速度決定面算出部１０３によるベルト速度決定面の算出方法を説明する。まず、円周率π、押圧ローラ２３の直径φ、速度決定面L(n)、押圧ローラ２３の回転数R(n)としたとき、押圧ローラ２３は中間転写ベルト２０の内側に接しているため、中間転写ベルト２０が押圧ローラ２３に接触する位置において、画像形成ユニット１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｙ，１３Ｋによってトナー像が形成される中間転写ベルト２０表面の速度Vr(t)については、
Vr(t)＝π(φ＋2L(n))×R(n) …(1)
の式(1)が成立する。なお、押圧ローラ２３の回転数R(n)は単位時間あたりの回転数であ
る。

そして、中間転写ベルト２０が押圧ローラ２３に接触する位置における中間転写ベルト２０の表面速度Vr(t)は、当該接触時に算出される上記中間転写ベルト２０のベルト走行
速度Vi(t)に等しい。

このため、速度決定面算出部１０３は、
L(n) ＝1/2｛Vi(t)／(π×R(n))−φ｝ …(2)
の式(2)に基づいて、中間転写ベルト２０の押圧ローラ２３との接触地点における中間転
写ベルト２０の速度決定面を算出する。

そして、制御部１０１は、ベルト走行速度算出部１０２によるベルト走行速度算出、及び速度決定面算出部１０３による速度決定面算出を、マークセンサ１８０によって各マークＱが検出される毎に行わせ、中間転写ベルト２０についてその走行方向全周域における押圧ローラ２３との接触地点での速度決定面を算出させる。

なお、中間転写ベルト２０上に形成されている各マークＱ同士の間隔数Ｑ1は、駆動ロ
ーラ２２が中間転写ベルト２０をベルト走行方向に1周させるために必要な駆動ローラ回
転数Ｍ（Ｍ＝1以上の整数）としたとき、Ｑ1≠Ｍとなるようにすることが好ましい。

すなわち、制御部１０１は、上記ベルト走行速度算出部１０２によるベルト走行速度算出、及び速度決定面算出部１０３による速度決定面算出範囲を、中間転写ベルト２０のＮ周分とし（Ｎ＝1以上の整数）、中間転写ベルト２０の周長が押圧ローラ２３の周長の整
数倍の関係となるようにして、中間転写ベルト２０の全周域における上記速度決定面算出を行わせることが好ましい。

次に、プリンタ１による中間転写ベルト２０の速度決定面算出処理を説明する。図７は、プリンタ１による中間転写ベルト２０の速度決定面算出処理を示すフローチャートである。

プリンタ１による中間転写ベルト２０の速度決定面算出処理は、プリンタ１のウォームアップ時又は調整時に中間転写ベルト２０が駆動されるときに行われる。

例えば、プリンタ１のウォームアップ時に、制御部１０１が駆動ローラ２２を駆動して中間転写ベルト２０を、上記画像形成用の走行速度で駆動させているとき、制御部１０１はマークセンサ１８０に中間転写ベルト２０上のマーク検出を行わせ、マークセンサ１８０はマークを検出する毎に、ベルト走行速度算出部１０２に対して検出信号を出力する（Ｓ１）。

ベルト走行速度算出部１０２は、マークセンサ１８０から上記ベルト検出信号を受け取ると、１つのマークＱ１についての時間tを算出し、当該マークＱ１の上記幅を示す距離dを当該時間tで除算することで、この時点での中間転写ベルト２０の走行速度Vi(t)を算出する（Ｓ２）。
そして、押圧ローラ回転速度検出部１４０は、この時点における押圧ローラ２３の回転数R(n)を検出する（Ｓ３）。

速度決定面算出部１０３は、ベルト走行速度算出部１０２によって算出された上記中間転写ベルト２０の上記ベルト走行速度Vi(t)と、押圧ローラ回転速度検出部１４０によっ
て算出された押圧ローラ２３の回転数R(n)と、円周率π、押圧ローラ２３の直径φとから、上記式(2)を用いて、この時点での押圧ローラ２３との接触地点pt(n)にある中間転写ベルト２０の特定箇所p(n)における速度決定面L(n)を算出する（Ｓ４）。

Ｓ１乃至Ｓ４の処理の後、制御部１０１は、当該速度決定面算出処理を開始した時点において位置pt(0)にあった中間転写ベルト２０表面の特定箇所p(n)が、中間転写ベルト２
０が１周周回して位置pt(0)に戻ってきたか否かを、上記カウンタにより中間転写ベルト
２０が1周するのに要すると想定される走行時間（予め定められた値）が、当該速度決定
面算出処理開示時点から経過したと計測されたか否か等で判断する（Ｓ５）。

制御部１０１は、当該速度決定面算出処理開示時点における中間転写ベルト２０表面の特定箇所p(n)が、中間転写ベルト２０が１周して位置pt(0)にまだ戻ってきていないと判
断した場合は（Ｓ５でＮＯ）、処理をＳ１に戻し、上記次に検出されたマークＱ２と、これの更に次に検出されるマークＱ３に基づいて、Ｓ１乃至Ｓ４によるベルト走行速度算出処理及び速度決定面の算出処理を繰り返させる。そして、制御部１０１は、当該速度決定面L(n)の算出処理を、当該速度決定面算出処理開示時点において中間転写ベルト２０表面の特定箇所p(n)となっていた箇所が１周して位置pt(0)に戻ってくるまで繰り返す（Ｓ５
でＹＥＳ）。

制御部１０１は、このように中間転写ベルト２０の走行方向全域に亘る各位置で得た、当該各位置の速度決定面L(n)の情報を用いて、中間転写ベルト２０表面の各箇所が押圧ローラ２３に接触する位置pt(0)に移動したときにおける中間転写ベルト２０の走行速度を
、中間転写ベルト２０の走行方向全周域について算出して蓄積し、画像形成実行時には、当該蓄積されている中間転写ベルト２０の各位置における走行速度情報に応じて転写ベルト駆動モータ１２５の回転速度を増減させることにより、中間転写ベルト２０を一定速度で走行させる（Ｓ６）。

すなわち、制御部１０１は、実際に走行している中間転写ベルト２０（厚みムラを有して特定箇所における表面速度を変動させながら走行している中間転写ベルト２０）の状態に応じて、中間転写ベルト２０の走行速度が一定になるように、正確に中間転写ベルト２０の走行速度を制御することが可能になる。

なお、当該速度決定面算出処理では、中間転写ベルト２０の走行方向全周域に亘る各部で速度決定面を算出するようにしているが、速度決定面の算出を、中間転写ベルト２０の走行方向における任意の１箇所においてのみ行う場合は、マークＱは１つ設けられていれば、当該１箇所における速度決定面の算出が可能である。また、当該速度決定面の算出を、中間転写ベルト２０の走行方向における任意の複数箇所で行う場合は、上記マークＱは中間転写ベルト２０表面上に当該任意の数だけ設けられていれば、当該複数箇所における速度決定面の算出が可能である。

上記の実施形態においては、転写ベルトとして、ベルトの表面に重ね塗り状態でカラー画像を形成させる中間転写ベルト２０が採用されているが、かかる中間転写ベルト２０の代わりに、ベルトにより搬送されつつある用紙にカラー画像を形成させるようにした、いわゆる用紙搬送ベルトを本発明に係る転写ベルトとして採用してもよい。また、本発明に係る画像形成装置は、カラー印刷用のものに限定されるものではなく、モノクロ印刷用のものであってもよい。この場合には、画像形成ユニット（感光体ドラム等）は、当然のこととして１つだけが採用される。

また、上記実施形態では、特許請求の範囲における第１ローラの例を、押圧ローラ２３として説明しているが、これに代えて、下部従動ローラ２５、テンションローラ２１、駆動ローラ２２、上部従動ローラ２４等を第１ローラとして、中間転写ベルト２０の走行方向各位置における速度決定面を算出することも可能である。

本発明に係る画像形成装置の一実施形態の内部構造を説明するための断面視の説明図である。 本発明の一実施形態に係るベルト駆動装置を抽出して示した図である。 中間転写ベルトとマークセンサを示す斜視図である。 プリンタの概略構成の一例を示すブロック図である。 マークセンサから出力されるマーク検出信号の例を示すである。 中間転写ベルト及びその表面上に形成されたマークを示す図である。 プリンタによる中間転写ベルトの速度決定面算出処理を示すフローチャートである。

１ プリンタ
１３Ｋ，１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ 画像形成ユニット
１３ 画像形成部
２０ 中間転写ベルト
２１ テンションローラ
２２ 駆動ローラ
２３ 押圧ローラ
２４ 上部従動ローラ
２５ 下部従動ローラ
１００ 制御ユニット
１０１ 制御部
１０２ ベルト走行速度算出部
１０３ 速度決定面算出部
１２５ 転写ベルト駆動モータ
１４０ 押圧ローラ回転速度検出部
１８０ マークセンサ
２００ 転写ユニット
２２０ 転写ベルト駆動モータ

Claims (3)

1. 無端走行するベルト状部材であって、その表面にはその走行方向に１つのマークを有し、当該表面又は当該表面に載置された記録紙に像担持体からトナー像が転写される転写ベルトと、
   前記転写ベルトを無端走行可能に張架する複数のローラと、
   前記複数のローラの１つであり、前記転写ベルトを無端走行させる駆動ローラと、
   前記転写ベルト表面の前記マーク形成部分に対向する位置に設けられ、前記転写ベルトの走行時に当該転写ベルト表面上の前記マークを検出するマーク検出部と、
   前記マーク検出部による前記マークの検出開始タイミングから検出終了タイミングまでの時間に基づいて、前記転写ベルトのベルト走行速度を算出するベルト走行速度算出部と、
   前記複数のローラの１つである第１ローラの回転速度を検出する第１ローラ回転速度検出部と、
   前記ベルト走行速度算出部によってベルト走行速度が算出されたときに、当該算出されたベルト走行速度と、前記第１ローラ回転速度検出部によって検出された前記第１ローラの回転速度と、前記第１ローラの予め定められた直径とから、前記第１ローラと接触する転写ベルト部分の速度決定面を算出する速度決定面算出部と
   を備え、
   前記速度決定面算出部は、前記ベルト走行速度算出部によってベルト走行速度が算出されたときに、当該算出されたベルト走行速度Vi(t)と、前記第１ローラ回転速度検出部に
   よって検出された前記第１ローラの回転数R(n)と、前記第１ローラの予め定められた直径φと、円周率πとから、L(n) ＝1/2｛Vi(t)／(π×R(n))−φ｝の式を用いて、前記第１
   ローラと接触する前記転写ベルト部分の速度決定面L(n)を算出し、
   前記転写ベルトは、その走行方向における全周域の表面のうちの任意の１箇所に、１のマークを有し、
   前記転写ベルトの前記１箇所で、前記ベルト走行速度算出部及び前記速度決定面算出部に、前記１のマークに基づいて、前記第１ローラと接触する転写ベルト部分の前記速度決定面を算出させる制御部を更に備えたベルト駆動装置。
2. 前記制御部は、前記速度決定面算出範囲を前記転写ベルトＮ周分とし（Ｎ＝1以上の整
   数）、前記転写ベルトの周長が前記駆動ローラの周長の整数倍の関係となるように、前記転写ベルト全周域における前記速度決定面算出を行わせる請求項１に記載のベルト駆動装置。
3. 前記転写ベルトの表面又は当該表面に載置された記録媒体に、画像情報に応じたトナー像を画像形成する画像形成部と、
   請求項１または請求項２に記載のベルト駆動装置を備えた画像形成装置。