JP2011059527A - 画像形成装置、画像形成プログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】ベルトエッジの凹凸の有無、ベルトエッジの形状変化に関らず、ベルトの傾き量を正確に検出でき、ベルトの傾きを補正できる。
【解決手段】無端ベルトを用いて画像形成を行う画像形成装置において、前記無端ベルト上にパターンを付加する付加部と、前記パターンを検出する複数のパターン検出部と、前記パターン検出部の検出結果に基づいて、前記無端ベルトの移動方向の前記無端ベルトの傾き量を算出する算出部と、前記傾き量に基づいて、前記無端ベルトの移動方向の傾きを補正する補正部と、を有する画像形成装置を提供する。
【選択図】図２
【解決手段】無端ベルトを用いて画像形成を行う画像形成装置において、前記無端ベルト上にパターンを付加する付加部と、前記パターンを検出する複数のパターン検出部と、前記パターン検出部の検出結果に基づいて、前記無端ベルトの移動方向の前記無端ベルトの傾き量を算出する算出部と、前記傾き量に基づいて、前記無端ベルトの移動方向の傾きを補正する補正部と、を有する画像形成装置を提供する。
【選択図】図２
Description
本発明は、ベルトの傾きを補正する画像形成装置、画像形成プログラムに関する。
図１に従来の画像形成装置を真上から見た平面簡略図を示す（例えば、特許文献１参照）。図１では、Ｙ（イエロー）Ｍ（マゼンダ）Ｃ（シアン）Ｂ（ブラック）の感光体ドラム１０６、１０７、１０８、１０９、中間転写ベルト１１０を真上から見た図を示す。中間転写ベルト１１０は方向Ｘに沿って移動する。中間転写ベルト１１０は、少なくとも駆動ローラ１０２、調整ローラ１０３とに掛け渡されている。調整ローラ１０３の一端１０３ａが固定端とされ、他端１０３ｂは自由端とされる。他端（自由端）１０３ｂは、図１中の矢印Ｗ１方向またはＷ２方向に移動させることで、調整ローラ１０３は傾かせることができる。
中間転写ベルト１１０を移動させていると、中間転写ベルト１１０の移動方向Ｘにおいて、傾く場合がある。図１では、中間転写ベルト１１０が傾いている場合を示す。なお、中間転写ベルト１１０が傾いていない場合には、中間転写ベルトのエッジ１１０ａ、１１０ｂは破線Ｕに一致する。
この技術では、２つのエッジセンサ１４、１５が、エッジ１１０ａ上に配置される。エッジセンサ１４、１５はエッジ１１０ａを検知する。そして、エンジセンサ１４、１５の出力結果により、中間転写ベルト１１０の傾き量を算出する。
傾き量が算出されると、中間転写ベルト１１０の傾きを補正（消去）すべく、調整ローラ１０３を矢印Ｗ１方向またはＷ２方向に傾かせる。例えば、図１に示すように中間転写ベルト１１０が傾いてれば、調整ローラの自由端１０３ｂを駆動ローラ１０２に近づけるように調整ローラ１０３を回動させる。
傾き量が算出されると、中間転写ベルト１１０の傾きを補正（消去）すべく、調整ローラ１０３を矢印Ｗ１方向またはＷ２方向に傾かせる。例えば、図１に示すように中間転写ベルト１１０が傾いてれば、調整ローラの自由端１０３ｂを駆動ローラ１０２に近づけるように調整ローラ１０３を回動させる。
しかし、特許文献１記載の技術では、エッジセンサ１４、１５が中間転写ベルト１１０の両端のエッジ１１０ａ、１１０ｂを検出するため、中間転写ベルト１１０の製造時などに発生しているエッジ１１０ａ、１１０ｂの凹凸の影響を除去する必要がある。その方法として、中間転写ベルト１１０のエッジ形状をエッジデータとしてあらかじめ記憶しておく。検出値（エッジセンサ１４、１５の出力値）とエッジデータから凹凸の影響を除去する第１の方法や、一定回数の検出値を平均化して、凹凸の影響を無視できるまで小さくする第２の方法が知られている。
しかし、第１の方法では、主電源オフ時もエッジデータを記憶しておく必要があり、記憶コストがかかるという問題がある。また、ベルトの劣化によるエッジ形状の変化に対応できないため、ベルトが劣化してくると、実際の傾き量と検出結果に差異が生じるという問題がある。
第２の方法では、一定回数の検出値を得る為に検出時間が多く必要となり、これが制御上、時間遅れとして発生するので、制御性能の向上が図れないという問題がある。
本発明ではこのような問題を鑑み、ベルトエッジの凹凸の有無、ベルトエッジの形状変化に関らず、ベルトの傾き量を正確に検出でき、ベルトの傾きを補正できる画像形成装置、画像形成プログラムを提供することを目的とする。
しかし、第１の方法では、主電源オフ時もエッジデータを記憶しておく必要があり、記憶コストがかかるという問題がある。また、ベルトの劣化によるエッジ形状の変化に対応できないため、ベルトが劣化してくると、実際の傾き量と検出結果に差異が生じるという問題がある。
第２の方法では、一定回数の検出値を得る為に検出時間が多く必要となり、これが制御上、時間遅れとして発生するので、制御性能の向上が図れないという問題がある。
本発明ではこのような問題を鑑み、ベルトエッジの凹凸の有無、ベルトエッジの形状変化に関らず、ベルトの傾き量を正確に検出でき、ベルトの傾きを補正できる画像形成装置、画像形成プログラムを提供することを目的とする。
前記目的を達成するため、無端ベルトを用いて画像形成を行う画像形成装置において、前記無端ベルト上にパターンを付加する付加部と、前記パターンを検出する複数のパターン検出部と、前記パターン検出部の検出結果に基づいて、前記無端ベルトの移動方向の前記無端ベルトの傾き量を算出する算出部と、前記傾き量に基づいて、前記無端ベルトの移動方向の傾きを補正する補正部と、を有する画像形成装置を提供する。
また、コンピュータをこの画像形成装置として機能させるための画像形成プログラムを提供する。
本発明のベルト駆動装置であれば、ベルトエッジの凹凸の有無、ベルトエッジの形状変化に関らず、ベルトの傾き量を正確に検出でき、ベルトの傾きを補正できる。
実施例の説明の前に、用語の説明を行う。画像形成装置とは例えば、プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ、これらの複合機などである。また、記録媒体は、例えば、紙、糸、繊維、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックスなどの媒体である。以下では、記録媒体を用紙として説明する。画像形成とは、文字や図形、パターンなどの画像を記録媒体に付与することや、単に液滴（インク）を記録媒体に着弾させることも意味する。また、像担持体とは例えば、感光体ドラムであり、以下では像担持体を感光体ドラムとして説明する。また、無端ベルトとは例えば、中間転写ベルトであり、以下では、無端ベルトを中間転写ベルトとして説明する。以下の説明では、Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｂはそれぞれイエロー、シアン、マゼンダ、ブラックを意味する。
なお、ブロック図において同じ機能を持つ構成部やフローチャート図において同じ処理を行う過程には同じ番号を付し、重複説明を省略する。
［第１実施形態］
図２に、本実施例の画像形成装置の全体簡略図を示す。図２の例では、無端ベルトからなる中間転写ベルト１は駆動ローラ２、ステアリングローラ３、斥力ローラ４、従動ローラ５により、所定の張力を持って支持されている。中間転写ベルト1上には、Ｙ（イエロー）Ｍ（マゼンダ）Ｃ（シアン）Ｂ（ブラック）の４個の感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｂを有する。以下では、色を特定しない場合には、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂを省略する。感光体ドラムの個数は４個に限られない。感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｂはそれぞれ、露光部２２Ｙ，２２Ｃ，２２Ｍ，２２Ｂと、現像部２４Ｙ，２４Ｃ，２４Ｍ，２４Ｂ、帯電部２６Ｙ，２６Ｃ，２６Ｍ，２６Ｂなどを有する。露光部２２とは例えば、ポリゴンミラーである。
また、斥力ローラ４に対向して二次転写ローラ１１が配置されている。中間転写ベルト１には、１周に渡り、ベルトスケール２５が設けられている。図２では、図面簡略のために、一部のベルトスケール２５を示す。スケールセンサ４４がベルトスケール２５を検知することで、中間転写ベルト１の移動速度を求めることができる。
中間転写ベルト１の移動経路途中には、中間転写ベルト１の速度を検知するスケールセンサ４４が配置されている。また、斥力ローラ４は、二次転写ローラ１１に圧接される。以下では、斥力ローラ４と二次転写ローラ１１で二次転写部３２が形成される。
次に、本実施例の画像形成装置を用いてカラー画像を形成する場合の処理手順を簡単に説明する。画像形成装置がユーザから、スタートボタンが押下され、もしくはプリント指示が入力されると、感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｂ、中間転写ベルト１、二次転写ローラ１１はほぼ等しい速度で回転する。駆動ローラ２の回転軸２ａに、エンコーダ１８が取り付けられる。エンコーダ１８は駆動ローラ２の回転速度を検出する。そして、検出された回転速度は、駆動モータ１０にフィードバックされることで、中間転写ベルト１は一定速度で回転移動する。
同様に、感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｂおよび二次転写ローラ１１には、それぞれモータおよびエンコーダ（ともに図示せず）が取り付けられる。それぞれのエンコーダにより、感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｂおよび二次転写ローラ１１の回転速度が検出される。そして、それぞれのエンコーダにより検出された回転速度はモータにフィードバックされることで、感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｂおよび二次転写ローラ１１は一定速度で回転する。
帯電部２６は感光体ドラム１を均一に帯電させる。所定のタイミングで露光部２２は、入力された画像信号に基づいて各色の画像に対応するレーザ光を走査し、露光して画像を潜像する（静電潜像を形成する）。次に、現像部２４はそれぞれ単色の潜像された画像を現像材（例えば、トナー）によって現像する（トナー画像を形成する）。以下では、トナーによって現像された画像をトナー画像という。
各単色のトナー画像は中間転写ベルト１に一次転写されることで、カラートナー画像が形成される。それと同時に、用紙１３が給紙トレイ、もしくは手差しトレイから搬送される。中間転写ベルト１上に一次転写されたトナー画像は二次転写部３２に到達するタイミングで、用紙１３は二次転写部３２に到達する。そして二次転写部３２は中間転写ベルト１上のカラートナー画像を用紙１３に二次転写する。中間転写ベルト１が感光体ドラム２０と対向する平面（駆動ローラ２と従動ローラ５の間の平面、以下「対向平面１ａ」という。）において、中間転写ベルトの移動方向をＸ１Ｘ２方向とし、画像形成装置の高さ方向をＺ１Ｚ２方向とする。
図３に中間転写ベルト１が傾いた場合を示す。図３の例では、従動ローラ５の記載を省略している。また、中間転写ベルト１の幅方向をＹ１Ｙ２方向とする。上述した一連の画像形成動作中に、対向平面１ａにおいて、中間転写ベルト１が斜めに張架する現象、いわゆる斜行が発生する場合がある。以下の説明では、図３に示すように、中間転写ベルト１の傾き（斜行）とは、中間転写ベルト１の移動方向に傾くことである。つまり、中間転写ベルト１の駆動ローラ２に掛け渡されている箇所１ｄが、幅方向（Ｙ１Ｙ２方向）のどちらかに移動することをいう（図３の例では、Ｙ１方向）。なお、図１同様、中間転写ベルト１が傾いていない場合には、中間転写ベルト１のエッジ１ｂ、１ｃが破線Ｕに一致する。
中間転写ベルト１が傾くと、感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｂからのトナー画像が中間ベルト１上に１次転写される際、トナー画像の位置に相対的なずれが生じ、適切なカラートナー画像が形成されず、二次転写された画像の色ずれや色むらが生じる。そこで、中間転写ベルト１の傾きを補正すべく、図３に示すように、ステアリングローラ３の一端３ａをβ１方向またはβ２方向に回動（揺動）させる（ステアリングローラ３を傾ける）。ステアリングローラ３を傾けることで、ステアリングローラ３に掛け渡されている、中間転写ベルト１の部分が滑り移動し、中間転写ベルト１の傾きは補正される（エッジ１ｂ、１ｃは破線Ｕと一致する）。
図４にステアリングローラ３を傾ける（中間転写ベルト１の傾きを補正する）補正部２１４の機能構成例を示す。補正部２１４は、略ブーメラン形状であるアーム部材４１を含む。アーム部材４１の中央部は軸支部材４２により軸支されている。アーム部材４１の両端は軸支部材４２を中心として、回動可能である。また、軸支部材４２を中心として、左半部４１Ａと右半部４１Ｂを有する。右半部４１Ａは、軸支部材４４と弾性体４３（例えば、バネ）からなる。軸支部材４４は、ステアリングローラ３の回転軸３ｃを回転可能に軸支する。軸支部材４４が軸支している箇所は、ステアリングローラ３の一端３ｂ（図３参照）である。なお、図３では、ステアリングローラ３の回転軸３ｃは省略している。また、弾性体４３は、軸支部材４４（ステアリングローラ３の一端３ｂ）をＸ１方向（つまり、中間転写ベルト１に囲まれる領域の外側方向）に付勢している。
一方、右半部４１Ｂの端部４１ａには、ギヤ４０が設けられる。ギヤ４０は、偏心カム１７と噛合されている。偏心カム１７には、ギヤ４８が取り付けられている。ステアリングモータ１６を駆動させると、ステアリングモータ１６の駆動力がウォームギヤ４６、ギヤ４７に伝達され、ギヤ４８が回転駆動することで、偏心ギヤ１７が回動する。偏心ギヤ１７が回動すると、端部４１ａは上下方向（図４のＰ方向、Ｚ１Ｚ２軸方向）に移動する。
アーム部材４１の中央部は、軸支部材４４により軸支されていることから、軸支部材４４はアーム部材４１の自由端として機能し、回動可能である。この回動方向は、支軸部材４２を中心とした円弧方向（図４のα１α２方向）である。端部４１ａが、上下方向に移動することで、支軸部材４４は、α１α２方向に回動可能となる。
また、上述のように、弾性体４３により、支軸部材４２（ステアリングローラ３の一端３ｂ（図３参照））は付勢されている。従って、支軸部材４４のα１α２方向の回動に伴い、ステアリングローラ３の他端３ａは自由端としてβ１β２方向に回動可能となる。β１方向とは、中間転写ベルト１の移動方向（Ｘ１方向）であり、β２方向とは、中間転写ベルト１の移動方向と逆方向（Ｘ２方向）である。
なお、軸支部材４４がα１方向へ回動されると、他端３ａはβ１方向へ移動し、軸支部材４４がα２方向へ回動されると、他端３ａはβ２方向へ移動する。他端３ａをβ１方向またはβ２方向へ移動できる補正部２１４であれば、図４の例に限られない。
図５に、本実施例で用いられるパターン検出部およびパターンなどを示す。図５では、中間転写ベルト１が傾いていない場合を示す。中間転写ベルト１が傾いていない場合とは、感光体ドラム２０の回転軸γと、中間転写ベルト１の移動方向Ｘ（エッジ１ｂ、１ｃ）とが直交する場合である。
パターン検出部は、複数配置されるが、図５の例では、２つのパターン検出部である、第１パターン検出部５８、第２パターン検出部５９が配置される。以下の説明では、単にパターン検出部５８、パターン検出部５９と示す。パターン検出部５８、５９はそれぞれ中間転写ベルト１の幅方向両端近傍に配置される。つまり、パターン検出部５８は中間転写ベルト１の幅方向一端に配置され、パターン検出部５８は中間転写ベルト１の幅方向他端に配置される。パターン検出部５８、パターン検出部５９を結ぶ線Ｈは、傾いていない中間転写ベルト１の移動方向Ｘと垂直に交わる。
また、図５の例では、パターン５０は２つのマークである、第１マーク５８、第２マーク５９からなるが、パターンの形状はこれに限られない。以下では、第１マーク５０をマーク５８、第２マーク５９をマーク５９として説明する。感光体ドラム２０Ｙにより、マーク５８、５９は、中間転写ベルト１の幅方向（Ｙ１Ｙ２方向）両端の近傍に付加される。具体的には、マーク５８は中間転写ベルト１の幅方向一端に付加され、マーク５９は中間転写ベルト１の幅方向他端に付加される。マーク５８、５９は、それぞれパターン検出部６８、６９から同じ距離Ｌの位置に同時に付加される。具体的には、マーク５８はパターン検出部６８から距離Ｌの位置に付加され、マーク５９はパターン検出部６９から距離Ｌの位置に付加される。換言すれば、マーク５８、マーク５９はそれぞれパターン検出部５８、５９に対向して付加される。マーク５８はパターン検出部５８に対向されて付加され、マーク５９はパターン検出部５９に対向されて付加される。
図５の例では、２つのマーク５８、５９は、感光体ドラム２０Ｙにより付加される。２つのマーク５８、５９は、他の感光体ドラム２０により付加されてもよく、また、他のマーク付加手段により付加してもよい。
また、２つのパターン検出部６８、６９は、中間転写ベルト１の移動方向に対して感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂの下流側であり、かつ中間転写ベルト１の幅方向（Ｙ１Ｙ２方向）両端の近傍に配置される。２つのパターン検出部６８、６９は、２つのマーク５８、５９にそれぞれ対向して配置される。パターン検出部６８がマーク５８を検出し、パターン検出部６９がマーク５９を検出する。
また、マーク５８、５９は、トナー画像は対向平面１ａの全領域のうち、トナー画像が転写される領域以外の領域に付加することが好ましい。トナー画像が転写される領域にマーク５８、５９が付加されると、二次転写部３２（図２参照）により、トナー画像とともに、マーク５８、５９も、用紙１３に二次転写されるからである。
図６（Ａ）（Ｂ）にそれぞれ、中間転写ベルト１が図５の場合のパターン検出部６８、６９の出力結果を示す。それぞれのグラフの縦軸が、パターン検出部６８、６９の出力結果であり、横軸が時間である。本実施例のパターン検出部６８、６９は共に、マーク５８、５９を検出すると、「１」を出力し、マーク５８、５９を検出しないと、「０」を出力する。図５のように、中間転写ベルト１の傾きが発生していない場合には、２つのパターン検出部６８、６９はそれぞれ、同時に２つのマーク５８、５９を検出する。つまり、図６に示すように、パターン検出部６８、６９のマーク検出開始時刻ｔ１、ｔ２が同時であり、マーク検出終了時刻ｔ３、ｔ４も同時になる。なお、パターン検出部６８、６９による、立ち上がりエッジの検出時刻が、ｔ１、ｔ３であり、立ち下がりエッジの検出時刻がｔ２、ｔ４となる。
図７（Ａ）に、中間転写ベルト１の傾きが発生している場合を示し、図７（Ｂ）に時間と中間転写ベルト１の傾き量との関係を示す。図８（Ａ）（Ｂ）にそれぞれ、図７の場合のパターン検出部６８、６９の出力結果を示す。図７（Ｂ）では、縦軸を中間転写ベルト１の傾き量ｄとし、横軸を時間とする。図７（Ｂ）に示すように、感光体ドラム２０Ｙにより、マーク５８、５９が付加された時刻をマーク付加時刻ｔ５とし、パターン検出部６８、６９がマーク５８、５９を検出する時刻を検出時刻ｔ６とする。
図７（Ａ）（Ｂ）に示すように、マーク付加時刻ｔ５〜検出時刻ｔ６の間（図７（Ｂ）では、時刻ｔ７）に、傾き量ｄが変化すると、図７（Ａ）、図８（Ａ）（Ｂ）に示すように、パターン検出部６８、６９のマーク検出開始時刻ｔ１が、マーク検出開始時刻ｔ３よりも早くなり、マーク検出終了時刻ｔ２がマーク検出終了時刻ｔ４よりも早くなる。その結果、マーク検出開始時刻ｔ１とマーク検出終了時刻ｔ２との間に時間差Ｘ（図８参照）が生じる。マーク付加時刻ｔ５〜検出時刻ｔ６に生じた傾き量ｄは、この時間差Ｘに比例した値になる。つまり、時間差Ｘが大きいということは、マーク付加時刻ｔ５〜検出時刻ｔ６に生じた傾き量ｄも大きいということになる。そして、中間転写ベルト１の傾き量ｄに応じた量だけ、ステアリングローラ３を傾かせる（図３参照）。
このように、本実施例の画像形成装置は、マーク付加時刻ｔ５〜検出時刻ｔ６の間に生じた中間転写ベルト１の傾き量を、該マーク付加時刻ｔ５に付加されたマーク５８、５９を用いて算出し、該算出された傾き量を補正するものである。従って、図９（Ａ）（Ｂ）に示すように、中間転写ベルト１の傾きが生じているものの、マーク付加時刻ｔ５〜検出時刻ｔ６の間で、生じた傾き（傾き量の変化）でなければ、本実施例の画像形成装置は、検知しない。
図１０に本実施例の画像形成装置のブロック図を示す。図１１に本実施例の画像形成装置の処理フローを示す。この実施例では、付加部２１３は、書き込み部２０７、露光部２２、感光体ドラム２０などを含む。算出部２３０は、減算部２２０、乗算部２２２を含む。
［ステップＳ２］
ステップＳ２において、付加部２１３は、中間転写ベルト１上にパターン（例えば、マーク５８、５９）を付加する。以下に詳細に説明する。制御部２０６は、書き込み部２０７に対して、マーク５８、５９についてのパターンデータを送信する。書き込み部２０７は、レーザ光を露光部２２（例えば、モータにより回転しているポリゴンミラー）へ照射する。この照射により、感光体ドラム２０には、パターンデータについての静電画像が形成される。形成されたパターンデータについての静電画像は、現像部２４により現像材（例えば、トナー）により現像される。現像されたパターン（つまり、トナーパターン）は、マーク５８、５９（図５参照）として、中間転写ベルト１上に転写（付加）される。
また、同様の手順で、画像形成する（用紙１３に二次転写する）画像も現像されて中間転写ベルト１上に転写される。また、図２の例では、ステアリングローラ３と従動ローラ５との間には、クリーニング部２７が配置される。そして、マーク５８、５９および二次転写後のトナー画像は、クリーニング部２７により除去され、次回の一次転写に備えられる。
［ステップＳ４］
ステップＳ４において、パターン検出部６８、６９はそれぞれ、２つのマーク５８、５９を検出し、それぞれの検出開始時刻ｔ１、ｔ３を算出部２３０内の減算部２２０に送信する。
［ステップＳ６］
算出部２３９は、パターン検出部６８、６９の検出結果に基づいて、中間転写ベルト１の移動方向の無端ベルトの傾き量ｄを算出する。具体的には、減算部２２０は、検出開始時刻ｔ１、ｔ３について減算することで、時間差Ｘ（図９参照）を算出する。そして、減算部２２０は、時間差Ｘを乗算部２２２に送信する。乗算部２２２は、比例定数ａを時間差Ｘに乗算することで、傾き量ｄを算出する。算出された傾き量ｄは減算部２０４に送信される。比例定数ａは「１」でもよい。
［ステップＳ８］
補正部２１４は、傾き量ｄに基づいて、中間転写ベルト１の移動方向の傾きを補正する。また、入力部２０２からは目標値Ｅが入力される。目標値Ｅとは、算出部２３０で算出される傾き量ｄの目標となる値であり、例えば、Ｅ＝０とされる。減算部２０４で、目標値Ｅと傾き量ｄとを減算することにより差分Ｆが算出され、制御部２０６に送信される。
なお、ブロック図において同じ機能を持つ構成部やフローチャート図において同じ処理を行う過程には同じ番号を付し、重複説明を省略する。
［第１実施形態］
図２に、本実施例の画像形成装置の全体簡略図を示す。図２の例では、無端ベルトからなる中間転写ベルト１は駆動ローラ２、ステアリングローラ３、斥力ローラ４、従動ローラ５により、所定の張力を持って支持されている。中間転写ベルト1上には、Ｙ（イエロー）Ｍ（マゼンダ）Ｃ（シアン）Ｂ（ブラック）の４個の感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｂを有する。以下では、色を特定しない場合には、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂを省略する。感光体ドラムの個数は４個に限られない。感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｂはそれぞれ、露光部２２Ｙ，２２Ｃ，２２Ｍ，２２Ｂと、現像部２４Ｙ，２４Ｃ，２４Ｍ，２４Ｂ、帯電部２６Ｙ，２６Ｃ，２６Ｍ，２６Ｂなどを有する。露光部２２とは例えば、ポリゴンミラーである。
また、斥力ローラ４に対向して二次転写ローラ１１が配置されている。中間転写ベルト１には、１周に渡り、ベルトスケール２５が設けられている。図２では、図面簡略のために、一部のベルトスケール２５を示す。スケールセンサ４４がベルトスケール２５を検知することで、中間転写ベルト１の移動速度を求めることができる。
中間転写ベルト１の移動経路途中には、中間転写ベルト１の速度を検知するスケールセンサ４４が配置されている。また、斥力ローラ４は、二次転写ローラ１１に圧接される。以下では、斥力ローラ４と二次転写ローラ１１で二次転写部３２が形成される。
次に、本実施例の画像形成装置を用いてカラー画像を形成する場合の処理手順を簡単に説明する。画像形成装置がユーザから、スタートボタンが押下され、もしくはプリント指示が入力されると、感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｂ、中間転写ベルト１、二次転写ローラ１１はほぼ等しい速度で回転する。駆動ローラ２の回転軸２ａに、エンコーダ１８が取り付けられる。エンコーダ１８は駆動ローラ２の回転速度を検出する。そして、検出された回転速度は、駆動モータ１０にフィードバックされることで、中間転写ベルト１は一定速度で回転移動する。
同様に、感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｂおよび二次転写ローラ１１には、それぞれモータおよびエンコーダ（ともに図示せず）が取り付けられる。それぞれのエンコーダにより、感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｂおよび二次転写ローラ１１の回転速度が検出される。そして、それぞれのエンコーダにより検出された回転速度はモータにフィードバックされることで、感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｂおよび二次転写ローラ１１は一定速度で回転する。
帯電部２６は感光体ドラム１を均一に帯電させる。所定のタイミングで露光部２２は、入力された画像信号に基づいて各色の画像に対応するレーザ光を走査し、露光して画像を潜像する（静電潜像を形成する）。次に、現像部２４はそれぞれ単色の潜像された画像を現像材（例えば、トナー）によって現像する（トナー画像を形成する）。以下では、トナーによって現像された画像をトナー画像という。
各単色のトナー画像は中間転写ベルト１に一次転写されることで、カラートナー画像が形成される。それと同時に、用紙１３が給紙トレイ、もしくは手差しトレイから搬送される。中間転写ベルト１上に一次転写されたトナー画像は二次転写部３２に到達するタイミングで、用紙１３は二次転写部３２に到達する。そして二次転写部３２は中間転写ベルト１上のカラートナー画像を用紙１３に二次転写する。中間転写ベルト１が感光体ドラム２０と対向する平面（駆動ローラ２と従動ローラ５の間の平面、以下「対向平面１ａ」という。）において、中間転写ベルトの移動方向をＸ１Ｘ２方向とし、画像形成装置の高さ方向をＺ１Ｚ２方向とする。
図３に中間転写ベルト１が傾いた場合を示す。図３の例では、従動ローラ５の記載を省略している。また、中間転写ベルト１の幅方向をＹ１Ｙ２方向とする。上述した一連の画像形成動作中に、対向平面１ａにおいて、中間転写ベルト１が斜めに張架する現象、いわゆる斜行が発生する場合がある。以下の説明では、図３に示すように、中間転写ベルト１の傾き（斜行）とは、中間転写ベルト１の移動方向に傾くことである。つまり、中間転写ベルト１の駆動ローラ２に掛け渡されている箇所１ｄが、幅方向（Ｙ１Ｙ２方向）のどちらかに移動することをいう（図３の例では、Ｙ１方向）。なお、図１同様、中間転写ベルト１が傾いていない場合には、中間転写ベルト１のエッジ１ｂ、１ｃが破線Ｕに一致する。
中間転写ベルト１が傾くと、感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｂからのトナー画像が中間ベルト１上に１次転写される際、トナー画像の位置に相対的なずれが生じ、適切なカラートナー画像が形成されず、二次転写された画像の色ずれや色むらが生じる。そこで、中間転写ベルト１の傾きを補正すべく、図３に示すように、ステアリングローラ３の一端３ａをβ１方向またはβ２方向に回動（揺動）させる（ステアリングローラ３を傾ける）。ステアリングローラ３を傾けることで、ステアリングローラ３に掛け渡されている、中間転写ベルト１の部分が滑り移動し、中間転写ベルト１の傾きは補正される（エッジ１ｂ、１ｃは破線Ｕと一致する）。
図４にステアリングローラ３を傾ける（中間転写ベルト１の傾きを補正する）補正部２１４の機能構成例を示す。補正部２１４は、略ブーメラン形状であるアーム部材４１を含む。アーム部材４１の中央部は軸支部材４２により軸支されている。アーム部材４１の両端は軸支部材４２を中心として、回動可能である。また、軸支部材４２を中心として、左半部４１Ａと右半部４１Ｂを有する。右半部４１Ａは、軸支部材４４と弾性体４３（例えば、バネ）からなる。軸支部材４４は、ステアリングローラ３の回転軸３ｃを回転可能に軸支する。軸支部材４４が軸支している箇所は、ステアリングローラ３の一端３ｂ（図３参照）である。なお、図３では、ステアリングローラ３の回転軸３ｃは省略している。また、弾性体４３は、軸支部材４４（ステアリングローラ３の一端３ｂ）をＸ１方向（つまり、中間転写ベルト１に囲まれる領域の外側方向）に付勢している。
一方、右半部４１Ｂの端部４１ａには、ギヤ４０が設けられる。ギヤ４０は、偏心カム１７と噛合されている。偏心カム１７には、ギヤ４８が取り付けられている。ステアリングモータ１６を駆動させると、ステアリングモータ１６の駆動力がウォームギヤ４６、ギヤ４７に伝達され、ギヤ４８が回転駆動することで、偏心ギヤ１７が回動する。偏心ギヤ１７が回動すると、端部４１ａは上下方向（図４のＰ方向、Ｚ１Ｚ２軸方向）に移動する。
アーム部材４１の中央部は、軸支部材４４により軸支されていることから、軸支部材４４はアーム部材４１の自由端として機能し、回動可能である。この回動方向は、支軸部材４２を中心とした円弧方向（図４のα１α２方向）である。端部４１ａが、上下方向に移動することで、支軸部材４４は、α１α２方向に回動可能となる。
また、上述のように、弾性体４３により、支軸部材４２（ステアリングローラ３の一端３ｂ（図３参照））は付勢されている。従って、支軸部材４４のα１α２方向の回動に伴い、ステアリングローラ３の他端３ａは自由端としてβ１β２方向に回動可能となる。β１方向とは、中間転写ベルト１の移動方向（Ｘ１方向）であり、β２方向とは、中間転写ベルト１の移動方向と逆方向（Ｘ２方向）である。
なお、軸支部材４４がα１方向へ回動されると、他端３ａはβ１方向へ移動し、軸支部材４４がα２方向へ回動されると、他端３ａはβ２方向へ移動する。他端３ａをβ１方向またはβ２方向へ移動できる補正部２１４であれば、図４の例に限られない。
図５に、本実施例で用いられるパターン検出部およびパターンなどを示す。図５では、中間転写ベルト１が傾いていない場合を示す。中間転写ベルト１が傾いていない場合とは、感光体ドラム２０の回転軸γと、中間転写ベルト１の移動方向Ｘ（エッジ１ｂ、１ｃ）とが直交する場合である。
パターン検出部は、複数配置されるが、図５の例では、２つのパターン検出部である、第１パターン検出部５８、第２パターン検出部５９が配置される。以下の説明では、単にパターン検出部５８、パターン検出部５９と示す。パターン検出部５８、５９はそれぞれ中間転写ベルト１の幅方向両端近傍に配置される。つまり、パターン検出部５８は中間転写ベルト１の幅方向一端に配置され、パターン検出部５８は中間転写ベルト１の幅方向他端に配置される。パターン検出部５８、パターン検出部５９を結ぶ線Ｈは、傾いていない中間転写ベルト１の移動方向Ｘと垂直に交わる。
また、図５の例では、パターン５０は２つのマークである、第１マーク５８、第２マーク５９からなるが、パターンの形状はこれに限られない。以下では、第１マーク５０をマーク５８、第２マーク５９をマーク５９として説明する。感光体ドラム２０Ｙにより、マーク５８、５９は、中間転写ベルト１の幅方向（Ｙ１Ｙ２方向）両端の近傍に付加される。具体的には、マーク５８は中間転写ベルト１の幅方向一端に付加され、マーク５９は中間転写ベルト１の幅方向他端に付加される。マーク５８、５９は、それぞれパターン検出部６８、６９から同じ距離Ｌの位置に同時に付加される。具体的には、マーク５８はパターン検出部６８から距離Ｌの位置に付加され、マーク５９はパターン検出部６９から距離Ｌの位置に付加される。換言すれば、マーク５８、マーク５９はそれぞれパターン検出部５８、５９に対向して付加される。マーク５８はパターン検出部５８に対向されて付加され、マーク５９はパターン検出部５９に対向されて付加される。
図５の例では、２つのマーク５８、５９は、感光体ドラム２０Ｙにより付加される。２つのマーク５８、５９は、他の感光体ドラム２０により付加されてもよく、また、他のマーク付加手段により付加してもよい。
また、２つのパターン検出部６８、６９は、中間転写ベルト１の移動方向に対して感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂの下流側であり、かつ中間転写ベルト１の幅方向（Ｙ１Ｙ２方向）両端の近傍に配置される。２つのパターン検出部６８、６９は、２つのマーク５８、５９にそれぞれ対向して配置される。パターン検出部６８がマーク５８を検出し、パターン検出部６９がマーク５９を検出する。
また、マーク５８、５９は、トナー画像は対向平面１ａの全領域のうち、トナー画像が転写される領域以外の領域に付加することが好ましい。トナー画像が転写される領域にマーク５８、５９が付加されると、二次転写部３２（図２参照）により、トナー画像とともに、マーク５８、５９も、用紙１３に二次転写されるからである。
図６（Ａ）（Ｂ）にそれぞれ、中間転写ベルト１が図５の場合のパターン検出部６８、６９の出力結果を示す。それぞれのグラフの縦軸が、パターン検出部６８、６９の出力結果であり、横軸が時間である。本実施例のパターン検出部６８、６９は共に、マーク５８、５９を検出すると、「１」を出力し、マーク５８、５９を検出しないと、「０」を出力する。図５のように、中間転写ベルト１の傾きが発生していない場合には、２つのパターン検出部６８、６９はそれぞれ、同時に２つのマーク５８、５９を検出する。つまり、図６に示すように、パターン検出部６８、６９のマーク検出開始時刻ｔ１、ｔ２が同時であり、マーク検出終了時刻ｔ３、ｔ４も同時になる。なお、パターン検出部６８、６９による、立ち上がりエッジの検出時刻が、ｔ１、ｔ３であり、立ち下がりエッジの検出時刻がｔ２、ｔ４となる。
図７（Ａ）に、中間転写ベルト１の傾きが発生している場合を示し、図７（Ｂ）に時間と中間転写ベルト１の傾き量との関係を示す。図８（Ａ）（Ｂ）にそれぞれ、図７の場合のパターン検出部６８、６９の出力結果を示す。図７（Ｂ）では、縦軸を中間転写ベルト１の傾き量ｄとし、横軸を時間とする。図７（Ｂ）に示すように、感光体ドラム２０Ｙにより、マーク５８、５９が付加された時刻をマーク付加時刻ｔ５とし、パターン検出部６８、６９がマーク５８、５９を検出する時刻を検出時刻ｔ６とする。
図７（Ａ）（Ｂ）に示すように、マーク付加時刻ｔ５〜検出時刻ｔ６の間（図７（Ｂ）では、時刻ｔ７）に、傾き量ｄが変化すると、図７（Ａ）、図８（Ａ）（Ｂ）に示すように、パターン検出部６８、６９のマーク検出開始時刻ｔ１が、マーク検出開始時刻ｔ３よりも早くなり、マーク検出終了時刻ｔ２がマーク検出終了時刻ｔ４よりも早くなる。その結果、マーク検出開始時刻ｔ１とマーク検出終了時刻ｔ２との間に時間差Ｘ（図８参照）が生じる。マーク付加時刻ｔ５〜検出時刻ｔ６に生じた傾き量ｄは、この時間差Ｘに比例した値になる。つまり、時間差Ｘが大きいということは、マーク付加時刻ｔ５〜検出時刻ｔ６に生じた傾き量ｄも大きいということになる。そして、中間転写ベルト１の傾き量ｄに応じた量だけ、ステアリングローラ３を傾かせる（図３参照）。
このように、本実施例の画像形成装置は、マーク付加時刻ｔ５〜検出時刻ｔ６の間に生じた中間転写ベルト１の傾き量を、該マーク付加時刻ｔ５に付加されたマーク５８、５９を用いて算出し、該算出された傾き量を補正するものである。従って、図９（Ａ）（Ｂ）に示すように、中間転写ベルト１の傾きが生じているものの、マーク付加時刻ｔ５〜検出時刻ｔ６の間で、生じた傾き（傾き量の変化）でなければ、本実施例の画像形成装置は、検知しない。
図１０に本実施例の画像形成装置のブロック図を示す。図１１に本実施例の画像形成装置の処理フローを示す。この実施例では、付加部２１３は、書き込み部２０７、露光部２２、感光体ドラム２０などを含む。算出部２３０は、減算部２２０、乗算部２２２を含む。
［ステップＳ２］
ステップＳ２において、付加部２１３は、中間転写ベルト１上にパターン（例えば、マーク５８、５９）を付加する。以下に詳細に説明する。制御部２０６は、書き込み部２０７に対して、マーク５８、５９についてのパターンデータを送信する。書き込み部２０７は、レーザ光を露光部２２（例えば、モータにより回転しているポリゴンミラー）へ照射する。この照射により、感光体ドラム２０には、パターンデータについての静電画像が形成される。形成されたパターンデータについての静電画像は、現像部２４により現像材（例えば、トナー）により現像される。現像されたパターン（つまり、トナーパターン）は、マーク５８、５９（図５参照）として、中間転写ベルト１上に転写（付加）される。
また、同様の手順で、画像形成する（用紙１３に二次転写する）画像も現像されて中間転写ベルト１上に転写される。また、図２の例では、ステアリングローラ３と従動ローラ５との間には、クリーニング部２７が配置される。そして、マーク５８、５９および二次転写後のトナー画像は、クリーニング部２７により除去され、次回の一次転写に備えられる。
［ステップＳ４］
ステップＳ４において、パターン検出部６８、６９はそれぞれ、２つのマーク５８、５９を検出し、それぞれの検出開始時刻ｔ１、ｔ３を算出部２３０内の減算部２２０に送信する。
［ステップＳ６］
算出部２３９は、パターン検出部６８、６９の検出結果に基づいて、中間転写ベルト１の移動方向の無端ベルトの傾き量ｄを算出する。具体的には、減算部２２０は、検出開始時刻ｔ１、ｔ３について減算することで、時間差Ｘ（図９参照）を算出する。そして、減算部２２０は、時間差Ｘを乗算部２２２に送信する。乗算部２２２は、比例定数ａを時間差Ｘに乗算することで、傾き量ｄを算出する。算出された傾き量ｄは減算部２０４に送信される。比例定数ａは「１」でもよい。
［ステップＳ８］
補正部２１４は、傾き量ｄに基づいて、中間転写ベルト１の移動方向の傾きを補正する。また、入力部２０２からは目標値Ｅが入力される。目標値Ｅとは、算出部２３０で算出される傾き量ｄの目標となる値であり、例えば、Ｅ＝０とされる。減算部２０４で、目標値Ｅと傾き量ｄとを減算することにより差分Ｆが算出され、制御部２０６に送信される。
制御部２０６は、差分Ｆに対応したステアリング量だけ、ステアリングローラ３を傾かせる制御信号をモータドライバ２１０に対して出力する。なお、ステアリングモータ１６がステップモータである場合には、ステアリング量とは、ステップ数である。モータドライバ２１０に制御信号が入力されると、モータドライバ２１０はこの制御信号に応じて、ステアリングモータ１６（図４参照）を駆動し、この駆動によりステアリングローラ３の一端３ａのβ１方向、β２方向の傾き角度が制御される。そして、中間転写ベルト１の傾きが消去される（例えば、図５参照）。差分Ｆが０になるように、ステアリングローラ３の傾きを制御する。
画像形成処理を続行する場合には（ステップＳ１０のＮｏ）、ステップＳ２に戻り、全ての画像形成処理が終了した場合には（ステップＳ１０のＹｅｓ）全ての処理は終了となる。
上述のように、本実施例の画像形成装置であれば、ベルトエッジの凹凸を検知しないので、ベルトエッジの凹凸の有無、ベルトエッジの形状変化に関らず、ベルトの傾き量を正確に検出でき、ベルトの傾きを補正できる。
また、上記特許文献１の技術では、エッジセンサは中間転写ベルトの一次転写面に設置しなければならず、画像形成装置が大型化する。
一方、上述の説明では、パターン検出部６８、６９は、感光体ドラム２０Ｙと駆動ローラ２との間に配置させる例を説明した。しかし、パターン検出部６８、６９は、駆動ローラ２と斥力ローラ４との間、斥力ローラ４とステアリングローラ３との間、ステアリングローラ３とクリーニング部２７との間であれば、どこでもよい。このように、本実施例の画像形成装置であれば、パターン検出部６８、６９の配置箇所の自由度が高く、画像形成装置の小型化が可能である。
また、上記特許文献１の技術のエッジセンサの出力はアナログ電圧であるため、ノイズに弱く、検出精度も低い。しかし、本実施例の画像形成装置のパターン検出部６８、６９はデジタル出力であり、立ち上がりエッジの発生タイミングを検出できればよいため、ノイズに強く、検出精度も高くなる。
また、上記では、パターンの形状はマーク５８、５９であるとして説明した。しかし、パターン検出部６８、６９が、パターン検出開始時刻の時間差を検出できれば、パターンの形状は何でも良い。例えば、パターンは、マーク５８、５９を結んだライン形状のものでもよい。その他、パターン検出部６８、６９が、パターン検出開始時刻の時間差を検出できれば、パターンの形状は何でもよい。
また、上記では、感光体ドラム２０Ｙが、パターンを中間転写ベルト１に付加した例を説明したが、他の可能体ドラムがパターンを付加してもよく、２以上の感光体ドラムがパターンを付加してもよい。
［付加部２１３のパターンの付加の間隔について］
次に、付加部２１３のパターンの付加の間隔について説明する。ここで、間隔とは、時間間隔を意味する。図１２（Ａ）に、付加部２１３によるパターン付加の間隔を示す。図１２（Ｂ）、図１２（Ｃ）にそれぞれ、パターン検出部６８、６９の出力結果について示す。図１２（Ｄ）に、時間差Ｘについて示す。また、図１２（Ａ）において、付加部２１３がパターンを付加している期間の縦軸の値を「１」とし、パターンを付加していない期間の縦軸の値を「０」とする。また、図１２（Ｄ）において、時間差Ｘが発生している期間の縦軸の値を「１」とし、時間差Ｘが発生していない期間の縦軸の値を「０」とする。図１２では、付加部２１３により、２つのマーク５８、５９が付加された時刻をパターン付加開始時刻ｔ１０とする。また、パターン検出部６８がマーク５８を検出する時刻を検出開始時刻ｔ１１とし、パターン検出部６９がマーク５９を検出する時刻を検出開始時刻ｔ１２とする。この例では、ｔ１１はｔ１２より早いとする。次回、付加部２１３により、２つのマーク５８、５９が付加される時刻をパターン付加開始時刻ｔ１３とする。なお、検出開始時刻ｔ１１との検出開始時刻ｔ１２との差が時間差Ｘとなる。
［付加部２１３のパターンの付加の間隔について］
次に、付加部２１３のパターンの付加の間隔について説明する。ここで、間隔とは、時間間隔を意味する。図１２（Ａ）に、付加部２１３によるパターン付加の間隔を示す。図１２（Ｂ）、図１２（Ｃ）にそれぞれ、パターン検出部６８、６９の出力結果について示す。図１２（Ｄ）に、時間差Ｘについて示す。また、図１２（Ａ）において、付加部２１３がパターンを付加している期間の縦軸の値を「１」とし、パターンを付加していない期間の縦軸の値を「０」とする。また、図１２（Ｄ）において、時間差Ｘが発生している期間の縦軸の値を「１」とし、時間差Ｘが発生していない期間の縦軸の値を「０」とする。図１２では、付加部２１３により、２つのマーク５８、５９が付加された時刻をパターン付加開始時刻ｔ１０とする。また、パターン検出部６８がマーク５８を検出する時刻を検出開始時刻ｔ１１とし、パターン検出部６９がマーク５９を検出する時刻を検出開始時刻ｔ１２とする。この例では、ｔ１１はｔ１２より早いとする。次回、付加部２１３により、２つのマーク５８、５９が付加される時刻をパターン付加開始時刻ｔ１３とする。なお、検出開始時刻ｔ１１との検出開始時刻ｔ１２との差が時間差Ｘとなる。
図１２（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、中間転写ベルト１の傾き量を算出できる時間（図１２では、「検出可能時間」と示す。）は、パターン付加開始時刻ｔ１０から、ｔ１１、ｔ１２のうち早い方向の時刻（図１２の例では、ｔ１１）である。また、検出開始時刻ｔ１１から次のパターン付加開始時刻ｔ１３までは、中間転写ベルト１の傾き量を算出できない時間（図１２では、「デッドタイム」と示す。）となる。このデッドタイムが生じると、このデッドタイム中に生じた中間転写ベルト１の傾きを検知できない。
図１３にデッドタイムが生じない場合の、パターンの付加の間隔について示す。図１３（Ｄ）に示すように、検出開始時刻ｔ１１とパターン付加開始時刻ｔ１３とを同一にすれば、デッドタイムは生じない。つまり、パターン検出部６８、６９がそれぞれがマーク５８、５９を検出する時刻のうち早い方の時刻と同時に、付加部２１３（感光体ドラム２０）は、次回のマーク５８、５９を中間転写ベルト１上に付加すればよい。つまり、付加部２１３がマーク５８、５９を付加する間隔は、マーク５８、５９の付加開始時刻から検出開始時刻までの間隔と同値にすればよい。この場合に、検出可能時間ｂは、マーク５８、５９を付加する間隔と同値になり、付加開始時刻から検出開始時刻までの間隔とも同値となる。
図１３のように、デッドタイムが生じないように、パターンを付加することで、中間点ベルト１が移動している間、中間転写ベルト１の傾き量を補正できる。従って、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｂからの単色トナー画像の相対的なずれを常に生じさせないようにすることができる。また、デッドタイムを生じないようにすることで、図９（Ａ）に示すような、マーク付加時刻ｔ５と検出時刻ｔ６の間隔以外で、中間転写ベルト１の傾きが生じることもない。
［付加部２１３のパターンの付加の間隔の第１の算出手法について］
図１３に示すデッドタイムを生じさせない場合において、パターン（マーク５８、５９）の付加の間隔ｂの第１の算出方法について説明する。ところで、マーク付加に用いられた（マーク付加のために露光された）像担持体（この例では、感光体ドラム２０Ｙ）とパターン検出部６８、６９との距離Ｌ（図５参照）と、無端ベルト（中間転写ベルト１）の移動速度Ｖは固定値であり、予め測定により求めることができる。
図１３のように、デッドタイムが生じないように、パターンを付加することで、中間点ベルト１が移動している間、中間転写ベルト１の傾き量を補正できる。従って、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｂからの単色トナー画像の相対的なずれを常に生じさせないようにすることができる。また、デッドタイムを生じないようにすることで、図９（Ａ）に示すような、マーク付加時刻ｔ５と検出時刻ｔ６の間隔以外で、中間転写ベルト１の傾きが生じることもない。
［付加部２１３のパターンの付加の間隔の第１の算出手法について］
図１３に示すデッドタイムを生じさせない場合において、パターン（マーク５８、５９）の付加の間隔ｂの第１の算出方法について説明する。ところで、マーク付加に用いられた（マーク付加のために露光された）像担持体（この例では、感光体ドラム２０Ｙ）とパターン検出部６８、６９との距離Ｌ（図５参照）と、無端ベルト（中間転写ベルト１）の移動速度Ｖは固定値であり、予め測定により求めることができる。
ここで、距離Ｌとは、付加開始されたマーク５８（マーク５８が付加される位置）と、パターン検出部６８との距離でもある（図５参照）。なお、距離Ｌは、付加開始されたマーク５９（マーク５９が付加される位置）と、パターン検出部６９との距離でもある。
そうすると、
ｂ＝Ｌ／ｖ （１）
となり、マーク５８、５９を付加する間隔ｂを予め定めることができる。制御部２０６は、（時間）間隔ｂごとにマーク５８、５９を付加するように、書き込み部２０７を制御すればよい。
［付加部２１３のパターンの付加の間隔の第２の算出手法について］
上記式（１）は、画像形成装置起動から所定時間経過することにより、中間転写ベルト１の移動速度Ｖが固定値になれば、用いることができる。しかし、画像形成装置の起動時や停止時付近では、正確な中間転写ベルト１の移動速度Ｖを求めることはできない。そこで、駆動ローラ２（図２参照）が回転している間、パルスを発生させるパルス発生部１８を用いればよい。パルス発生部１８とは例えば、エンコーダ１８である。以下では、パルス発生部１８をエンコーダ１８として説明する。なお、エンコーダ１８は、駆動ローラ２の回転速度の検出としても用いられる。
そして、付加部２１３によるパターン（マーク５８、５９）の付加の間隔はエンコーダパルス数ｆと、マーク付加に用いられた像担持体（この例では感光体ドラム２０Ｙ）とパターン検出部６８、６９との距離Ｌと、駆動ローラの周長（円周の長さ）Ｐとから、求まる。中間転写ベルト１が、距離Ｌを移動するだけのパルス数Ｂを以下の式（２）により求めることができる。
Ｂ＝（Ｌ／Ｐ）・ｆ （２）
図１４（Ａ）に、付加部２１３によるパターン付加の間隔を示し、図１４（Ｂ）にエンコーダ１８が発生するパルスを示す。図１４（Ａ）（Ｂ）に示すように、エンコーダ１８によりパルスがＢ回発生されるごとに、付加部がマーク５８、５９を付加するように、制御部２０６は、書き込み部２０７にパターンデータを送信する。
［付加部２１３のパターンの付加の間隔の第３の算出手法について］
また、エンコーダ１８を使用せずに、ベルトスケール２５とスケールセンサ４４（図２参照）を用いることができる。ベルトスケール２５を用いると、画像形成装置の起動時や停止時付近であっても、中間転写ベルト１の移動速度を測定できる。ベルトスケール２５のスケール数Ｍをスケールセンサ４４が検知し、パルスを発生させ、中間転写ベルト１の移動速度Ｖを算出できる。つまり、スケール数Ｍと、中間転写ベルト１の周長Ｑと、感光体ドラム２０とパターン検出部６８、６９との距離Ｌを用いて、以下の式（３）において、中間転写ベルト１が距離Ｌを移動するだけのベルトスケール数（パルス数）Ｂ'を求めることができる。
Ｂ'＝（L／Q）・M （３）
中間転写ベルト１の周長Ｑは予め測定などにより求めることができる。そして、図１４（A）（B）同様に、スケールセンサ４４によりパルスがＢ'回発生されるごとに、付加部がマーク５８、５９を付加するように、制御部２０６は、書き込み部２０７にパターンデータを送信する。
［傾き量の加算について］
上記では、中間転写ベルトの傾きを随時（検出可能時間ｂごとに）行う画像形成装置を説明した。しかし、検出可能時間ｂ（短時間）ごとに、中間転写ベルト１の傾きを補正すると、適切にトナー画像が中間転写ベルトに転写されない場合がある。
ｂ＝Ｌ／ｖ （１）
となり、マーク５８、５９を付加する間隔ｂを予め定めることができる。制御部２０６は、（時間）間隔ｂごとにマーク５８、５９を付加するように、書き込み部２０７を制御すればよい。
［付加部２１３のパターンの付加の間隔の第２の算出手法について］
上記式（１）は、画像形成装置起動から所定時間経過することにより、中間転写ベルト１の移動速度Ｖが固定値になれば、用いることができる。しかし、画像形成装置の起動時や停止時付近では、正確な中間転写ベルト１の移動速度Ｖを求めることはできない。そこで、駆動ローラ２（図２参照）が回転している間、パルスを発生させるパルス発生部１８を用いればよい。パルス発生部１８とは例えば、エンコーダ１８である。以下では、パルス発生部１８をエンコーダ１８として説明する。なお、エンコーダ１８は、駆動ローラ２の回転速度の検出としても用いられる。
そして、付加部２１３によるパターン（マーク５８、５９）の付加の間隔はエンコーダパルス数ｆと、マーク付加に用いられた像担持体（この例では感光体ドラム２０Ｙ）とパターン検出部６８、６９との距離Ｌと、駆動ローラの周長（円周の長さ）Ｐとから、求まる。中間転写ベルト１が、距離Ｌを移動するだけのパルス数Ｂを以下の式（２）により求めることができる。
Ｂ＝（Ｌ／Ｐ）・ｆ （２）
図１４（Ａ）に、付加部２１３によるパターン付加の間隔を示し、図１４（Ｂ）にエンコーダ１８が発生するパルスを示す。図１４（Ａ）（Ｂ）に示すように、エンコーダ１８によりパルスがＢ回発生されるごとに、付加部がマーク５８、５９を付加するように、制御部２０６は、書き込み部２０７にパターンデータを送信する。
［付加部２１３のパターンの付加の間隔の第３の算出手法について］
また、エンコーダ１８を使用せずに、ベルトスケール２５とスケールセンサ４４（図２参照）を用いることができる。ベルトスケール２５を用いると、画像形成装置の起動時や停止時付近であっても、中間転写ベルト１の移動速度を測定できる。ベルトスケール２５のスケール数Ｍをスケールセンサ４４が検知し、パルスを発生させ、中間転写ベルト１の移動速度Ｖを算出できる。つまり、スケール数Ｍと、中間転写ベルト１の周長Ｑと、感光体ドラム２０とパターン検出部６８、６９との距離Ｌを用いて、以下の式（３）において、中間転写ベルト１が距離Ｌを移動するだけのベルトスケール数（パルス数）Ｂ'を求めることができる。
Ｂ'＝（L／Q）・M （３）
中間転写ベルト１の周長Ｑは予め測定などにより求めることができる。そして、図１４（A）（B）同様に、スケールセンサ４４によりパルスがＢ'回発生されるごとに、付加部がマーク５８、５９を付加するように、制御部２０６は、書き込み部２０７にパターンデータを送信する。
［傾き量の加算について］
上記では、中間転写ベルトの傾きを随時（検出可能時間ｂごとに）行う画像形成装置を説明した。しかし、検出可能時間ｂ（短時間）ごとに、中間転写ベルト１の傾きを補正すると、適切にトナー画像が中間転写ベルトに転写されない場合がある。
そこで、図１０に示すように、算出部２３０内に記憶部２２４（破線で示す）を設ける。そして、記憶部２２４内に、所定期間、乗算部２３０により算出された傾き量ｄを記憶させる。所定期間経過後、加算部２２５が、全ての傾き量を加算して、この加算後の合計傾き量Ｄを傾き量ｄとして減算部２０４に送信する。合計傾き量を傾き量として減算部２０４に送信することで、中間転写ベルト１の補正回数を減少させることができる。
［色合わせ処理について］
まず色合わせ処理について説明する。本実施例の画像形成装置は、いわゆるタンデム型画像形成装置である。本実施例の画像形成装置のように、感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂが配置されている場合には、感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂによりそれぞれ、Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｂ単色のトナー画像が、重畳されて１つのカラートナー画像として中間転写ベルト１に転写される。
［色合わせ処理について］
まず色合わせ処理について説明する。本実施例の画像形成装置は、いわゆるタンデム型画像形成装置である。本実施例の画像形成装置のように、感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂが配置されている場合には、感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂによりそれぞれ、Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｂ単色のトナー画像が、重畳されて１つのカラートナー画像として中間転写ベルト１に転写される。
ところが、Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｂ単色のトナー画像のうち少なくとも１つのトナー画像の中間転写ベルト１上の転写位置がずれてしまうと、適切なカラートナー画像が形成されない。そこで、色合わせ処理を行うことで、それぞれの単色トナー画像が適切に重畳され、１つのカラートナー画像が形成される。つまり、色合わせ処理とは、中間転写ベルト１上において、感光体ドラム２０からのトナー画像の相対的なずれが生じないようにすることである。
色合わせ処理の手法については様々あるが、一例を簡単に説明する。粗調用の位置ずれ検出用マークと、微調用の位置ずれ検出用マークを用いて、位置ずれを検出し、露光部２２による感光体ドラム２０への照射位置を調整する。色合わせ処理の詳細については、特許第３７４５５１５号公報などに記載されている。
そして、この色合わせ処理を行った後であり、かつトナー画像が一次転写される前に、中間転写ベルト１の傾きが生じた場合がトナー画像の相対的なずれが生じ、問題となる。そこで、色合わせ処理を行う画像形成装置においては、色合わせ処理を行った後に生じた中間転写ベルト１の傾きを補正する。この補正は、デッドタイム（図１２参照）が生じないように、行うことが好ましい。
図１５に、この色あわせ処理を行う画像形成装置の処理フローを示す。また、図１５の例では、［傾き量の加算について］で説明した、算出部２３０が合計傾き量Ｄを傾き量ｄとして算出する実施形態の場合について説明するが、図１３に示すように、逐一、中間転写ベルト１の傾きを補正する実施形態であっても、適用できる。
まず制御部２０６は、色合わせ処理が実行されたか否かを判断する（ステップＳ２２）。制御部２０６が、色合わせ処理が実行されていないと判断すると（ステップＳ２２のＮｏ）、制御部２０６は、パターン検出部６８、６９が、マーク５８、５９を検出したか否かを判断する。パターン検出部６８、６９が、マーク５８、５９を検出していなければ（ステップＳ２４のＮｏ）、ステップＳ２２に戻る。パターン検出部６８、６９が、マーク５８、５９を検出していれば（ステップＳ２４のＹｅｓ）、乗算部２２２は、傾き量ｄを算出し（ステップＳ２６）、記憶部２２４に記憶させ、前回求めた合計傾き量Ｄに、今回算出された傾き量ｄが加算される。
また、ステップＳ２２でＹｅｓの場合、つまり、制御部２０６は、色合わせ処理が実行されたと判断すると（ステップＳ２２のＹｅｓ）、制御部２０６は、合計傾き量Ｄを０にする（ステップＳ２３）。合計傾き量Ｄを０にする理由を説明する。色合わせ処理が行われた後は、中間転写ベルト１の傾きが発生しなければ、各色の単色トナー画像から適切なカラートナー画像が形成される。
ここで、合計傾き量Ｄを０にしなければ、色合わせ処理が行われたにもかかわらず、補正部２１４により、中間転写ベルト１の傾きの補正がされてしまい、各色の単色トナー画像の相対的なずれが生じてしまうからである。ステップＳ２３の処理終了後、ステップＳ２４に進む。つまり、色合わせ処理を行う場合には、色合わせ処理後に生じた中間転写ベルト１の傾きを補正の対象とし、色合わせ処理前に生じた中間転写ベルト１の傾きについては補正の対象としない（つまり、傾き量を０にする。）。
このように、色合わせ処理を行う画像形成装置では、色合わせ処理が終了した後には、傾き量Ｄを0にすることが好ましい。もし、傾き量Ｄを0にしないと、色合わせ処理後に、適切なカラートナー画像が中間転写ベルト１上に形成されないからである。
［画像形成プログラムについて］
図１６に本実施例の画像形成装置全体の機能構成例のブロック図を示す。図１６に示すようには、制御部２０６、主記憶部３１２、補助記憶部３１３、外部記憶装置Ｉ／Ｆ部３１４、ネットワークＩ／Ｆ部３１６、操作部３１７、表示部３１８、エンジン部３１９を含む。
［画像形成プログラムについて］
図１６に本実施例の画像形成装置全体の機能構成例のブロック図を示す。図１６に示すようには、制御部２０６、主記憶部３１２、補助記憶部３１３、外部記憶装置Ｉ／Ｆ部３１４、ネットワークＩ／Ｆ部３１６、操作部３１７、表示部３１８、エンジン部３１９を含む。
制御部２０６は、コンピュータの中で、各装置の制御やデータの演算、加工を行うＣＰＵである。また、制御部２０６は、主記憶部３１２に記憶されたプログラムを実行する演算装置であり、入力装置や記憶装置からデータを受け取り、演算、加工した上で、出力装置や記憶装置に出力する。
主記憶部３１２は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）などであり、制御部２０６が実行する基本ソフトウェアであるＯＳやアプリケーションソフトウェアなどのプログラムやデータを記憶又は一時保存する記憶装置である。
補助記憶部３１３は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）などであり、アプリケーションソフトウェアなどに関連するデータを記憶する記憶装置である。外部記憶装置I／F部３１４は、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）などのデータ伝送路を介して接続された記憶媒体３１５（例えば、フラッシュメモリなど）と画像形成装置とのインタフェースである。
また、記憶媒体３１５に、所定のプログラムを格納し、この記憶媒体３１５に格納されたプログラムは外部記憶装置Ｉ／Ｆ部３１４を介して画像形成装置にインストールされ、インストールされた所定のプログラムは画像形成装置により実行可能となる。
ネットワークＩ／Ｆ部３１６は、有線及び／又は無線回線などのデータ伝送路により構築されたＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）などのネットワークを介して接続された通信機能を有する周辺機器と画像形成装置とのインタフェースである。
操作部３１７や表示部３１８は、キースイッチ（ハードキー）とタッチパネル機能（ＧＵＩのソフトウェアキーを含む：Graphical User Interface）を備えたＬＣＤ（Liquid Crystal Display）とから構成され、画像形成装置が有する機能を利用する際のＵＩ（User Interface）として機能する表示及び／又は入力装置である。
エンジン部３１９は、実際に画像形成に係る処理を行うプロッタ、スキャナ等の機構部分である。
つまり、本実施例の画像形成プログラムは、無端ベルトを用いて画像形成を行う画像形成プログラムにおいて、前記無端ベルト上にパターンを付加する付加手順と、前記パターンを検出する複数のパターン検出手順と、前記パターン検出手順の検出結果に基づいて、前記無端ベルトの移動方向の前記無端ベルトの傾き量を算出する算出手順と、前記傾き量に基づいて、前記無端ベルトの移動方向の傾きを補正する補正手順と、を有するコンピュータに実行させるための画像形成プログラムとなる。
つまり、本実施例の画像形成プログラムは、無端ベルトを用いて画像形成を行う画像形成プログラムにおいて、前記無端ベルト上にパターンを付加する付加手順と、前記パターンを検出する複数のパターン検出手順と、前記パターン検出手順の検出結果に基づいて、前記無端ベルトの移動方向の前記無端ベルトの傾き量を算出する算出手順と、前記傾き量に基づいて、前記無端ベルトの移動方向の傾きを補正する補正手順と、を有するコンピュータに実行させるための画像形成プログラムとなる。
１・・・中間転写ベルト
２・・・駆動ローラ
３・・・ステアリングローラ
４・・・斥力ローラ
５・・・従動ローラ
２０・・・感光体ドラム
２２・・・露光部
２４・・・現像部
２６・・・帯電部
２・・・駆動ローラ
３・・・ステアリングローラ
４・・・斥力ローラ
５・・・従動ローラ
２０・・・感光体ドラム
２２・・・露光部
２４・・・現像部
２６・・・帯電部
Claims (9)
- 無端ベルトを用いて画像形成を行う画像形成装置において、
前記無端ベルト上にパターンを付加する付加部と、
前記パターンを検出する複数のパターン検出部と、
前記パターン検出部の検出結果に基づいて、前記無端ベルトの移動方向の前記無端ベルトの傾き量を算出する算出部と、
前記傾き量に基づいて、前記無端ベルトの移動方向の傾きを補正する補正部と、を有する画像形成装置。 - 前記複数のパターン検出部は２つあり、
前記２つのパターン検出部はそれぞれ前記無端ベルトの幅方向両端近傍に配置され、
前記付加部は、前記パターンとして２つのマークをそれぞれ、前記２つのパターン検出部から同距離の位置に同時に付加し、
前記傾き量は、前記２つのパターン検出部による前記マークの検出開始時刻の時間差から求められることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。 - 像担持体を有し、
前記付加部は、前記像担持体を露光することで前記パターンを付加することを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。 - 前記無端ベルト上の画像の色合わせ処理を行い、
前記算出部は、前記色合わせ処理が行われた場合には、傾き量を０にして出力することを特徴とする請求項１〜３何れかに記載の画像形成装置。 - 前記付加部によるパターンの付加の間隔は、前記露光された像担持体と前記パターン検出部との距離と、前記無端ベルトの移動速度と、によって定まることを特徴とする請求項３または４に記載の画像形成装置。
- 前記無端ベルトを駆動する駆動ローラと、
前記駆動ローラが回転している間パルスを発生させるパルス発生部を有し、
前記付加部によるパターンの付加の間隔は、前記露光された像担持体と前記パターン検出部との距離と、
前記駆動ローラの周長と、
前記パルス数とによって定まることを特徴とする請求項３または４に記載の画像形成装置。 - 前記算出部は、所定期間内に、算出された傾き量の合計を傾き量として出力することを特徴とする請求項１〜６何れかに記載の画像形成装置。
- 前記像担持体は前記無端ベルトに画像を転写し、
前記付加部は、前記画像が転写される領域以外の領域に前記パターンを付加することを特徴とする請求項１〜７何れかに記載の画像形成装置。 - コンピュータを請求項１〜８何れかに記載の画像形成装置として機能させるための画像形成プログラム。
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| JPH06115755A (ja) * | 1992-10-06 | 1994-04-26 | Fuji Xerox Co Ltd | 画像形成装置におけるベルト搬送装置のベルト蛇行量検出方法 |
| JP2001100543A (ja) * | 1999-09-30 | 2001-04-13 | Fuji Xerox Co Ltd | ベルト制御方法、ベルト制御装置および画像形成装置 |
| JP2005099716A (ja) * | 2003-09-05 | 2005-04-14 | Ricoh Co Ltd | 画像形成装置及びプロセスカートリッジ |
| JP2006047941A (ja) * | 2004-06-30 | 2006-02-16 | Ricoh Co Ltd | カラー画像形成装置およびその制御方法 |
| JP2008250215A (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Fuji Xerox Co Ltd | カラー画像形成装置 |
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