JP3564953B2 - 画像形成装置およびその制御方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多色画像を形成する画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１６は、従来の画像形成装置の一例を示す概略構成図である。図中、１は画像読取装置、２は画像書込装置、３は感光体、４は現像器、５は転写器、６はクリーナー、７は中間転写ベルト、８は駆動ロール、９はクリーナー、１０は用紙、１１は定着器、１２は転写ロール、１３は制御部である。この例では、画像書込装置２、感光体３、現像器４、転写器５、クリーナー６からなる画像形成部を４組設け、それぞれ異なる色の画像を中間転写体ベルト７上に形成する。例えば、Ｙ（黄）Ｍ（マゼンタ）Ｃ（シアン）Ｋ（黒）の各色の画像を形成する。制御部１３は各部を制御し、以下のようにして画像を形成する。
【０００３】
画像読取装置１によって読み取り、あるいは外部から供給されたカラー画像は、それぞれの色ごとに画像形成部に供給される。各画像形成部では、画像書込装置２が感光体３上に潜像を形成し、現像器４で感光体３にそれぞれの色のトナーを付着させて現像し、転写器５で像を中間転写体ベルト７に転写する。不要なトナーはクリーナー９で回収する。
【０００４】
このようにして中間転写体ベルト７上には各画像形成部で形成された各色の画像が重ね合わさって形成されている。中間転写体ベルト７に転写されたカラー画像は、転写ロール１２によって用紙１０に転写され、定着器１１で用紙に定着される。このようにして、用紙１０上にカラー画像が形成される。中間転写体ベルト７上の不要なトナーはクリーナー９で回収される。
【０００５】
中間転写体ベルト７は駆動ロール８によって回転駆動されている。そのため、中間転写体ベルト７に速度変動が生じると、各色の画像の形成位置に変動が生じ、色ズレや濃度ムラ等の原因となる。中間転写体ベルト７の搬送速度は、駆動ロール８の角速度ωと駆動ロール８の回転中心から中間転写体ベルト７までの距離Ｌとの積ωＬで表わされる。色ズレや濃度ムラの原因としては、駆動ロール８の偏心による角速度ωの変動と、駆動ロール８の回転中心から中間転写体ベルト７までの距離Ｌの変動が考えられる。
【０００６】
図１７は、中間転写体ベルト７の速度変動の説明図である。ここで、駆動ロール８の半径をｒ、中間転写体ベルト７の厚さをＤ０ 、中間転写体ベルト７の搬送速度をＶｂとする。駆動ロール８の回転中心から中間転写体ベルト７までの距離Ｌは、駆動ロール８の半径ｒと中間転写体ベルト７の厚さＤ０ の半分との和ｒ＋Ｄ０ ／２である。上述のように、中間転写体ベルト７の搬送速度Ｖｂは、
Ｖｂ＝Ｌ・ω＝（ｒ＋Ｄ０ ／２）・ω
である。駆動ロール８がδｒだけ偏心している場合、
Ｖｂ＝Ｌ・ω＝（ｒ＋δｒ＋Ｄ０ ／２）・ω
であるから、搬送速度差△Ｖｂは、
△Ｖｂ＝δｒ・ω
である。
【０００７】
従来、駆動ロール８の偏心が色ズレや濃度ムラの原因であると考えられていた。例えば、特開平４−１７２３７６号公報に記載されているように、画像形成部の間隔を駆動ロール８のｎ回転分の中間転写体ベルト７の移動距離に設定し、各色の画像をすべて駆動ロール８の偏心による速度変動に同期して形成し、色ズレや濃度ムラなどを防止することが考えられている。しかし、実際には駆動ロール８の偏心に同期させて画像を形成しても、色ズレや濃度ムラは発生する。このような色ズレや濃度ムラは、例えば中間転写体ベルト７の一周期に渡り正弦的に変動が生じる。このような変動は中間転写体ベルト７の厚みムラに起因し、厚みムラは、例えば中間転写体ベルト７をシームレスベルトで構成する場合、その製法上発生するものである。
【０００８】
中間転写体ベルト７の厚みの変化量をδＤとすると、上述の式より
Ｖｂ＝Ｌ・ω＝（ｒ＋（Ｄ０ ＋δＤ）／２）・ω
△Ｖｂ＝（δＤ／２）・ω
となり、搬送速度差△Ｖｂが発生することになる。このように、中間転写体ベルト７の厚みにムラがある場合にも同様に速度変動が発生する。この場合の速度変動は、駆動ロール８の偏心による速度変動よりも長周期の変動となる。
【０００９】
図１８は、従来の画像形成装置の一例における中間転写体ベルト７の速度変動による色ズレの説明図である。図１８に示すグラフは、中間転写体ベルト７の１周期分の時間内における正規位置からの位置ズレ量を示しており、例えば上昇部分で搬送速度が速くなり、下降部分で搬送速度が遅くなることを示している。図１８（Ａ）に示すように、中間転写体ベルト７の搬送に従って、各色の画像が順次形成される。Ｋ（黒）の画像がまず形成され、Ｋ（黒）の画像が形成された部分が次のＹ（黄）の画像形成部に搬送されてＹ（黄）の画像が重ね合わされる。同様にしてＭ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）についても、図１８（Ａ）に矢印で示した時間に順次形成され、重ね合わされる。
【００１０】
図１８（Ｂ）では、各色の画像の形成範囲内におけるにおける位置ズレ量を示している。ここでは、Ｋ（黒）の位置ズレ量を実線で、Ｙ（黄）を点線で、Ｍ（マゼンタ）を破線で、Ｃ（シアン）を一点鎖線でそれぞれ示している。例えば、Ｍ（マゼンタ）の画像を形成する際の画像の位置ズレは、０より上をプラス、下をマイナスとすれば、ほぼ全域にわたってマイナス側にずれている。しかし、Ｃ（シアン）の画像を形成する際には、中間転写体ベルト７の搬送速度が速くなり、画像の先頭部分ではマイナス側に、画像の最後の部分ではプラス側にずれることになる。このように各色ごとに図１８（Ｂ）に示すように位置ズレ量が異なるため、色ズレが発生する。
【００１１】
図１９は、従来の電子写真印刷装置の別の例を示す概略構成図である。図中の符号は図１６と同様である。この例では、画像形成部を１組のみ設け、現像器４によって感光体３に付着させるトナーの色を切り換えながら各色の画像を形成する。例えば、まずＫ（黒）の画像を感光体３上に形成し、中間転写体ベルト７に転写して用紙１０上にＫ（黒）の画像を形成する。その後、現像器４のトナーを切り換えてＹ（黄）の画像を形成し、以後同様にＭ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）の画像を形成する。
【００１２】
図２０は、従来の電子写真印刷装置の別の例における中間転写体ベルト７の速度変動による色ズレの説明図である。この構成では、１色ごとに中間転写体ベルト７に画像を形成するが、このとき中間転写体ベルト７は１色ごとに１回転するように通常は設計されている。そのため、図２０（Ａ）に示すように中間転写体ベルト７に速度変動が生じても、図２０（Ｂ）に示すように各色の位置ズレ量は同期し、実際に形成された画像上には部分的に縮みや伸びがあるものの、色ズレや濃度ムラなどは発生しない。なお、この例では、中間転写体ベルト７の長さは画像の長さに対応するため、図２０（Ａ）に示したグラフの時間軸は、図１８（Ａ）に示した時間軸のスケールとは異なる。
【００１３】
このような構成では、中間転写体ベルト７の長さは画像の最大長さあるいはその１／ｎに制限するか、あるいは常に所定の位置から画像形成が行なわれるように制御する必要がある。中間転写体ベルト７の長さを任意に設定し、任意の位置から画像形成を行なう場合には、図１６に示した構成と同様に、色ズレが発生することになる。
【００１４】
上述の各例では、中間転写体ベルト７に一旦画像を形成し、その画像を用紙に転写する構成の場合について説明したが、ベルトによって用紙を搬送し、感光体から直接用紙に画像を転写する構成であっても、同様にベルトの搬送速度のムラによって色ズレや濃度ムラが発生する。
【００１５】
このような中間転写体ベルト７や搬送ベルトの速度変動や位置変動に対して、これらを検知し、画像の形成位置を補正するいくつかの技術が考えられている。例えば、検知手段としては、例えば特開平４−１７２３７６号公報や特開平４−２３４０６４号公報などに記載されているように、ベルトに従動するロール軸にエンコーダを取り付け、その角速度からベルトの速度を検知する方式がある。
【００１６】
図２１、図２２は、従来の速度変動の検知手段の一例の説明図である。図中、４１はベルト、４２はエンコーディングロール、４３はベアリング、４４はエンコーダ、４５はピンチロールである。両図とも、ベルト４１の搬送とともにエンコーディングロール４２が回転し、ベアリング４３を介してエンコーダ４４が回転して、その回転速度が検出される。
【００１７】
しかし、図２１に示すようにエンコーディングロール４２にベルト４１が掛けられている構成では、エンコーディングロール４２の部分でもベルト４１の厚さムラやエンコーディングロール４２自体の偏心等の影響を受け、ベルト４１の厚さムラによる速度変動を正確に測定できない。また、図２２に示すようにピンチロール４５によってベルト４１をエンコーディングロール４２に押しつけて、エンコーディングロール４２を回転させる方式では、２本のロールで挟持されることによってベルト４１がダメージを受けやすく、信頼性に掛けるという問題がある。
【００１８】
図２３は、従来の速度変動の検知手段の別の例の説明図である。図中、４６はマーク、４７はセンサーである。別の速度変動の検知方法として、例えば特開平６−１３０８７１号公報に記載されているように、ベルト４１にあらかじめマーク４６を印刷しておき、そのマーク４６をセンサー４７で検知することにより、ベルト４１の速度を検知する方式もある。しかしながら、この方式はマーク４６を正確に印刷することが難しいため、精度面で問題がある。
【００１９】
一方、例えば、特開平６−２５３１５１号公報に記載されているように、各画像形成部によって形成される画像の開始位置等を合わせる、いわゆるレジストレーションコントロール（以下、レジコンと略す）の技術が知られている。この文献に記載されている位置合わせの技術は、各画像形成部でベルト上に画像を形成し、その画像をセンサーで検出して、各画像形成部における画像位置ズレを補正するものである。従来のレジコン技術では、画像形成部間の書込位置の変動を補正するのみであり、上述のようなベルトの速度変動によって生じる画像内部の色ズレや濃度ムラを補正するものではなかった。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、ベルトの搬送速度あるいは位置の変動を補正し、色ズレや濃度ムラなどを除去した良好な画質の画像を得ることの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。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、ベルトと、このベルトを駆動する駆動手段と、この駆動手段により駆動されるベルトにレジパターンを形成するパターン形成手段と、このパターン形成手段によるレジパターンの形成位置と異なる位置で当該レジパターンを読み取る読取手段と、この読取手段によるレジパターンの読取結果に基づいてベルトの位置変動量または速度変動量を認識する変動量認識手段とを備え、変動量認識手段で認識したベルトの位置変動量または速度変動量に基づいて画像形成制御を行う画像形成装置であって、変動量認識手段は、読取手段によるレジパターンの読取結果にしたがって測定されるベルトの周期的変動量からベルトの厚みムラに起因して発生するベルトの１周期の位置変動量または速度変動量を抽出するとともに、この抽出したベルトの１周期の位置変動量または速度変動量を、パターン形成手段によるレジパターンの形成位置における変動波形と読取手段によるレジパターンの読取位置における変動波形との位相差に基づいて補正することにより、ベルト１周期の位置変動量または速度変動量を認識するものである。
【００２２】
請求項２記載の発明は、ベルトと、このベルトを駆動する駆動手段と、ベルトにレジパターンを形成するパターン形成手段と、このパターン形成手段によるレジパターンの形成位置と異なる位置で当該レジパターンを読み取る読取手段とを備える画像形成装置の制御方法であって、駆動手段により駆動されるベルト上にパターン形成手段によってレジパターンを形成するとともに、そのレジパターンを読取手段で読み取ってベルトの周期的変動量を測定する工程と、測定したベルトの周期的変動量からベルトの厚みムラに起因して発生するベルトの１周期の位置変動量または速度変動量を抽出するとともに、この抽出したベルトの１周期の位置変動量または速度変動量を、パターン形成手段によるレジパターンの形成位置における変動波形と読取手段によるレジパターンの読取位置における変動波形との位相差に基づいて補正することにより、ベルト１周期の位置変動量または速度変動量を認識する工程と、認識した位置変動量または速度変動量に基づいて、画像形成時の画像形成制御を行う工程とを有するものである。
【００３６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の画像形成装置の実施の一形態を示す概略構成図、図２は、像形成位置と読取位置との関係の説明図、図３は、読取部とレジパターンの一例の説明図である。図中、図１６と同様の部分には同じ符号を付して説明を省略する。２１は読取部、２２はホームセンサ、２３はレジパターンである。中間転写体ベルト７の画像形成部より下流側に読取部２１が設けられている。読取部２１は、図３に示すように、中間転写体ベルト７上に１以上の画像形成部によって形成された周期的なレジパターン２３を読み取る。読取部２１は、例えば反射型のフォトレセプター等により構成することができる。あるいは、中間転写体ベルト７が光源からの光を透過しやすい材質の場合、透過型のフォトレセプターを使用してもよい。さらには、センサとしてＣＣＤ等を使用して画像として取り込み、処理することも可能である。制御部１３は、この読取部２１によるレジパターン２３の読取位置をもとに、中間転写体ベルト７の厚さムラに起因する速度変動あるいは位置変動を検出する。
【００３７】
また、ホームセンサ２２は、中間転写体ベルト７の一点に設けられているマーカを検出するものである。このホームセンサ２２の位置をここでは基準位置としている。ここでは＃１の感光体３（Ｙ）によってレジパターン２３を形成するものとし、図２に示すように、ホームセンサ２２と感光体＃１の中間転写体ベルト７に沿った距離をＤ、＃１の感光体３と読取部２１との中間転写体ベルト７に沿った距離をＬｙとする。もちろん他の感光体３によってレジパターン２３を形成してもよいが、中間転写体ベルト７の厚さに１周期の正弦的なムラが存在する場合、感光体３と読取部２１の中間転写体ベルト７に沿った距離が長い方が、その位置的なズレ量が大きくなり、検出しやすい。望ましくは、レジパターン２３を形成する感光体３と読取部２１との中間転写体ベルト７に沿った距離が、中間転写体ベルト７の全長の１／２であるとよく、位置ズレ量は２倍となって検出できる。
【００３８】
上述の構成において、画像形成装置の出荷前の調整時や、中間転写体ベルト７の交換時には、中間転写体ベルト７の厚さムラに起因する色ズレや濃度ムラを補正するための動作を行なう。図４は、本発明の画像形成装置の実施の一形態における色ズレや濃度ムラを補正するための動作の概略を示すフローチャートである。まずＳ５１において、複数の感光体３のうち少なくとも１つの感光体３上に一定ピッチでレジパターン２３を現像し、回転駆動される中間転写体ベルト７上に転写する。レジパターン２３は、従来技術のように予め中間転写体ベルト７上にマークを付与しておく場合に比べ、比較的簡単に、しかも高精度で形成できる。中間転写体ベルト７上に転写された各々のパターンは、転写時に発生した速度変動により、その間隔が変動する。
【００３９】
Ｓ５２において、転写されたレジパターン２３の通過タイミングを感光体３の下流側に設置された読取部２１で読み取る。これにより、転写時に発生した速度変動または位置変動を検知することができる。
【００４０】
Ｓ５３において、Ｓ５２で検知した速度変動または位置変動のデータを、中間転写体ベルト７の数周期に渡り取得し、全ての速度変動成分のうちから中間転写体ベルト７の厚みムラ成分以外の変動を除去する。このとき、中間転写体ベルト７の厚みムラに非同期の変動成分は、中間転写体ベルト７の数周期分の速度変動または位置変動のデータを平均化することにより除去できる。また、中間転写体ベルト７の厚みムラに同期する変動成分は、除去したい速度変動の周期で平均化を行ない、中間転写体ベルト７の周期で平均化したデータから引けばよい。
【００４１】
Ｓ５３で抽出された中間転写体ベルト７の厚みムラによる速度変動または位置変動は、誤差を含んでいる。すなわち、レジパターン２３を中間転写体ベルト７に転写する際とともに、レジパターン２３のピッチを読取部２１で測定する際にもベルトの厚みムラによる速度変動が発生しているため、検知結果にはレジパターン２３を転写した時に発生した速度変動または位置変動以外に、レジパターン２３の検知時に発生した速度変動分または位置変動分が検知誤差として含まれている。Ｓ５４では、このような誤差の補正を行なう。
【００４２】
上述の検知誤差は、すなわち、レジパターン２３を転写時に発生した実際の速度変動または位置変動の波形の位相を、転写ポイントから読取部２１までの距離分遅らせたものである。したがって、センシングされた検知結果は振幅、周期が等しく位相のみが異なる２つの波形の合成波であるといえるため、その位相差に基づき真の速度変動または位置変動のみを算出する。算出した真の速度変動または位置変動のデータを保存しておく。
【００４３】
Ｓ５５において、画像を形成する際には、保存しておいた真の速度変動または位置変動のデータに基づき、例えば中間転写体ベルト７を駆動する駆動ロール８の回転速度または位置を制御し、あるいは各画像形成部における像形成位置等を制御し、画像を形成する。これにより、色ズレや濃度ムラのない、高画質の画像を得ることができる。
【００４４】
以下、上述の動作をより詳細に説明してゆく。以下の説明では、＃１の感光体３（Ｙ）によってレジパターン２３の像を中間転写体ベルト７上に形成する場合を例にして説明する。＃１の感光体３（Ｙ）上に一定のタイミングで現像されたレジパターン２３は、転写ポイント（Ｙ）において中間転写体ベルト７上に転写される。この転写されたレジパターン２３は、駆動ロール８の回転による中間転写体ベルト７の移動に従い、感光体３の下流側に位置する読取部２１において読み取られる。
【００４５】
図５は、レジパターンの一例の説明図である。ここでは、図５（Ａ）に示すような、シェブロンパターンと呼ばれる形状のパターンをレジパターン２３として用いている。読取部２１は、このレジパターン２３の図５（Ａ）におけるＳｉｄｅ１、Ｓｉｄｅ２として示したそれぞれの側のパターンの通過タイミングを検出する。すなわち、図５（Ａ）中のｔ０，ｔ１，．．．ｔｎが検出される。このとき、ｎ番目のパターンにおける像の位置ずれのうち、中間転写体ベルト７の厚みムラまたは感光体３や駆動ロール８の偏心などにより発生する像位置の変動（以下、プロセスＡＣ位置ズレと呼ぶ）ΔＸｎは、基準速度をＶとすると、
ΔＸｎ＝Ｖ×Σ^ｎ １／２（ｔｎ_{ｓｉｄｅ２} ＋ｔｎ_{ｓｉｄｅ１} ）−ｎ×Ｌ
［Ｌ＝Ｖ×Σ^Ｎ １／２（ｔｎ_{ｓｉｄｅ２} ＋ｔｎ_{ｓｉｄｅ１} ）／Ｎ］と表わせる。ここで、Ｎは中間転写体ベルト７の１周期で形成されるパターン数である。
【００４６】
ｎ回目のレジパターン２３の検出時における（ｔｎ_{ｓｉｄｅ２} ＋ｔｎ_{ｓｉｄｅ１} ）／２は、ｎ−１回目のレジパターン２３の検出時からｎ回目のレジパターン２３の検出時までの中間転写体ベルト７の移動方向の平均所要時間を示す。例えば、中間転写体ベルト７が移動方向に直交する方向にずれたとしても、レジパターン２３の両側の平均を取ることによって、このようなズレに影響されず、中間転写体ベルト７の移動方向の所要時間を得ることができる。所定の基準位置からｎ回目のレジパターン２３の検出時までの所要時間は、ｎ回分の所要時間をすべて加算すればよい。所要時間に基準速度を乗算することによって、中間転写体ベルト７が基準速度で所要時間だけ移動したときの移動距離を求めることができる。Ｌは、レジパターン２３間の基準距離であり、ｎ回目のレジパターン２３の検出時までの理論的な距離はｎ×Ｌで表わすことができる。この２つの距離の差が、ｎ回目のレジパターン２３の検出時におけるプロセスＡＣ位置ズレ△Ｘｎである。なお、レジパターン２３間の基準距離Ｌは、測定トータル距離をパターン数で割れば求まる。
【００４７】
なお、レジパターン２３は、図３に示すように中間転写体ベルト７の中央部に１列設けたり、あるいは図５（Ｂ）に示すように２列設けることもできる。あるいは、中央部と両端部の３列設けたり、それ以上設けてもよく、像形成位置も任意の位置でよい。レジパターン２３を形成する位置に対応して読取部２１を配置すればよい。特に、複数列のレジパターン２３を使用することで検知精度の向上が実現できる。
【００４８】
図６は、レジパターンの別の例の説明図である。この例では、中間転写体ベルト７の移動方向に直交する方向の線分で形成される縞状のレジパターン２３を示している。この場合、線分を検出する間の時間ｔ０，ｔ１，．．．を順次計測してゆく。この時の像形成位置の変動は、
ΔＸｎ ＝Ｖ×Σ^ｎ （ｔｎ）−ｎ×Ｌ
［Ｌ＝Ｖ×（Σ^Ｎ （ｔｎ）／Ｎ］
と表わせる。ここで、Ｎは中間転写体ベルト７の１周期で印字されるパターン数である。このようにして、図５に示したレジパターンと同様に位置ズレを求めることができる。なお、このレジパターン２３の場合には、パターンの左右で形状に差がないので、例えば図６（Ｂ）に示すように中間転写体ベルト７の両側に設けて、両側のパターンにおける時間を計測するように構成して、精度を上げてもよい。また、他のパターンをレジパターン２３として用いる場合には、用いるパターンに応じて像形成位置の変動を算出すればよい。
【００４９】
図７は、レジパターンの読取りによって得られた位置ズレ量の一例の説明図である。上述のようにしてレジパターン２３を読み取り、算出した位置ズレ量を中間転写体ベルト７の１周期に渡り、時刻との関係としてプロットする。例えば、中間転写体ベルト７がシームレスベルトの場合、その製法上、１周期にわたる正弦的な厚みムラが存在し、位置ズレ量は例えば図７（Ａ）に示すように、ある正弦波のように変化するはずである。しかし、実際には感光体３や駆動ロール８の偏心による位置ずれも生じているので、実際の検出結果は図７（Ｂ）に示すようになる。
【００５０】
したがって、上述のようにして検出されたプロセスＡＣ位置ズレから中間転写体ベルト７の厚みムラによる位置ズレ以外の成分を除去する必要がある。これは、その他の位置ずれ要因の周期が、中間転写体ベルト７の厚みムラの周期（すなわちベルト１周期）と非同期である場合は、以下のようにすればよい。図８は、位置ズレ量の検出データからのプロセスＡＣ位置ズレの抽出手法の一例の説明図である。除去したい位置ずれ成分が中間転写体ベルト７の厚みムラによる位置ずれと非同期である場合は、図８に示すように、中間転写体ベルト７のＮ周期に渡りプロセスＡＣ位置ズレを測定し、これらを中間転写体ベルト７の１周期で区切って対応するタイミングの位置ズレ量を平均化する。例えば、Ｎ個の位置ズレ量を加算してＮで割ればよい。これにより中間転写体ベルト７の１周期と非同期である、中間転写体ベルト７の厚みムラ以外の位置ずれ成分は平均化（除去）され、同一の周期を示す厚みムラによる位置ずれ成分のみが顕著に現れる。
【００５１】
また、除去したい位置ずれ成分が中間転写体ベルト７の厚みムラによる位置ずれと同期する、すなわち周期が整数倍である場合には、上述とは逆に除去したい位置ずれ成分の周期で平均化を行ない、それらを抽出した後に実際の測定結果からそれらを差し引けばよい。
【００５２】
これらの手法以外にも、種々の手法を用いることができ、いわゆるローパスフィルタとしての処理を行なえば、短周期の感光体３や駆動ロール８の偏心などによる変動成分を除去し、長周期の中間転写体ベルト７の厚みムラによる変動成分のみを抽出することができる。
【００５３】
以上のようにして、プロセスＡＣ位置ズレの検知結果から中間転写体ベルト７の厚みムラによる位置ずれ成分のみを抽出することができる。しかしながら、ここまでに得られた結果は真の位置変動データではない。なぜなら、読取部２１においてレジパターン２３を読み取る際にも中間転写体ベルト７の速度は変動しているため、ここまでの処理で得られた位置変動データは、パターン形成時に実際に起こった速度変動による位置変動と、レジパターン２３の読取時に起こった速度変動による見かけの位置変動とが合成されたものだからである。
【００５４】
図９は、実測検知データと位置変動の関係の説明図である。図９（Ａ）は中間転写体ベルト７の１周期分の位置変動パターンを示しており、左端が基準位置における位置ズレ量を示している。基準位置を例えば図２におけるホームセンサ２２の位置とする。すると、＃１の感光体３がレジパターン２３を形成する位置まで中間転写体ベルト７が移動するまでに時間を要し、その間に位置変動量も変化する。ここでは基準位置から＃１の感光体３の位置まで中間転写体ベルト７が移動する時間を、便宜上、Ｄと示している。さらに、＃１の感光体３で形成された像が読取位置まで到達するまでにも時間を要し、その間にも位置変動量は変化する。ここでは＃１の感光体３の位置から読取部２１の位置まで中間転写体ベルト７が移動する時間を、便宜上、Ｌｙと示している。
【００５５】
読取部２１では、図９（Ｂ）に破線で示すような位置変動パターンを有する画像を、一点鎖線で示すような位置変動パターンの影響を受けながら読み取ることになる。図９に示す例では、像形成の開始点について、像形成時にはプラス側に位置が変動した像を形成し、その像を読み取る際にはマイナス側に位置が変動した時点で読み取っている。そのため、図９（Ｂ）に実線で示す検知データは、両者の変動量が加算された値となる。同様に、プラス側に位置が変動したときに形成された像を、プラス側に位置が変動した際に読み取れば、検知される位置ズレ量はその差分となる。また、マイナス側に位置が変動したときに形成された像を、マイナス側に位置が変動した際に読み取った場合も、検知される位置ズレ量はその差分となる。すなわち、像形成時の位置変動パターンに、読取時の位置変動パターンを反転して加算したパターンとして、実測した検知データが得られる。
【００５６】
このように、実測した検知データは、像形成時の位置変動パターンと読取時の位置変動パターンの反転パターンとを合成したパターンであるので、像形成位置と読取位置が近接している場合、像形成時の位置変動パターンと読取時の位置変動パターンはほとんど同じパターンとなって、両者を合成したパターンは小さな振幅のパターンとなる。逆に、像形成位置と読取位置が離れている場合、両者の位相は大きくずれ、その合成パターンは大きな振幅となる。そのため、像を形成する感光体３の位置と、読取部２１の位置は、なるべく離れていた方が大きな振幅の検知データを取得することができ、好ましい。
【００５７】
このように、実測した検知データは、像形成時の位置ズレパターンと、読取時の位置ズレパターンとが合成されたパターンとして検知される。ただし、これらの２つの波形は、振幅および周波数が等しく、位相のみが感光体３と読取部２１の距離だけ異なるものである。そのため、実測した検知データから以下の手順により、真の中間転写体ベルト７の厚みムラによる位置ずれを抽出することができる。
【００５８】
中間転写体ベルト７がある基準位置から示す位置ずれΔＸのパターンを
ΔＸ＝Ａｓｉｎ（ωｂ・ｔ＋φ１）
と仮定する。このとき、レジパターン２３の像形成時の位置変動ΔＸｗは
ΔＸｗ＝Ａｓｉｎ（ωｂ・ｔ＋φ１＋Ｄ）
と表わすことができる。ここで、Ａは位置変動の振幅、Ｄは中間転写体ベルト７の基準位置からレジパターンの像形成開始までの位相差である。また、読み取り時の位置変動ΔＸｒは
ΔＸｒ＝Ａｓｉｎ（ωｂ・ｔ＋φ１＋Ｄ＋Ｌｙ）
で表わすことができる。ここで、Ｌｙはレジパターンの像形成から読み取りまでの位相差である。
【００５９】
検出データΔＸｓは、上述のように像形成時と読み取り時の位置変動の差分であるので、
ΔＸｓ＝ΔＸｗ−ΔＸｒ
＝Ａｓｉｎ（ωｂ・ｔ＋φ１＋Ｄ）−Ａｓｉｎ（ωｂ・ｔ＋φ１＋Ｄ＋Ｌｙ）
＝２Ａｓｉｎ（−Ｌｙ／２）ｃｏｓ（ωｂ・ｔ＋φ１＋Ｄ＋Ｌｙ／２）
＝２Ａｓｉｎ（Ｌｙ／２）ｓｉｎ（ωｂ・ｔ＋φ１＋Ｄ＋Ｌｙ／２＋３／２π）
となる。よって中間転写体ベルト７が基準位置から示す位置変動は、振幅が検出データΔＸｓの１／｛２ｓｉｎ（Ｌｙ／２）｝倍、位相が（Ｄ＋Ｌｙ／２＋３／２π）ｒａｄずれた波形となる。
【００６０】
したがって、実際に読取部において得られるデータを
ΔＸｓ＝Ｂｓｉｎ（ωｂ・ｔ＋φ２）
とおくと、ある基準位置から中間転写体ベルト７上に生じる位置ずれΔＸは
ΔＸ＝Ｂ×１／｛２ｓｉｎ（Ｌｙ／２）｝×ｓｉｎ｛ωｂ・ｔ＋φ２−（Ｄ＋Ｌｙ／２＋３／２π）｝と求まる。
【００６１】
例えば、具体例として、
中間転写体ベルト７の周長Ｌ＝１９２２（ｍｍ）
基準位置から像形成位置Ｙまでの距離Ｄ＝３１９．７（ｍｍ）
像形成位置Ｙから読取部までの距離Ｌｙ＝６８７．５（ｍｍ）
とし、検出データの振幅＝１００（μｍ）、すなわち、検出データを
ΔＸｓ＝０．１ｓｉｎ（ωｂ・ｔ＋φ２ ）
とおくと、中間転写体ベルト７の基準位置における位置変動ΔＸは
ΔＸ＝０．１×１／｛２×ｓｉｎ（６８７．５／１９２２×２π／２）｝×ｓｉｎ（ωｂ・ｔ＋φ２−３１９．７／１９２２×２π＋６８７．５／１９２２×２π／２＋３／２π）
＝０．０５４×ｓｉｎ（ωｂ・ｔ＋φ２−６．８）
となる。
【００６２】
このようにして求められた位置変動データは、例えば記憶手段に格納される。そして、実際の画像形成の際に記憶しておいた位置変動データに従い、このような位置変動を補正すべく制御を行なうことによって、色ズレや濃度ムラの無い画像を得ることができる。位置変動を補正する制御は、例えば駆動ロール８を駆動する駆動モータを制御すればよい。図１０は、位置変動を補正するための制御信号の一例の説明図である。具体的には、算出された図中破線で示すような位置変動データに対し、これを打ち消すような逆位相の信号、例えば図中実線で示す位置信号を駆動モータの位置指令信号に加算して制御を行なえば、中間転写体ベルト７の厚みムラによるプロセスＡＣ位置ずれを低減することができる。
【００６３】
このほかにも、例えば各画像形成部における位置変動データを、上述のようにして求められた位置変動データの位相を変えることによって求め、それに従って画像書込部２による感光体３への書込位置を制御するように構成してもよい。
【００６４】
上述の例では、中間転写体ベルト７の厚みムラによる影響を像形成位置の変動として検知し、補正を行なったが、中間転写体ベルト７の厚みムラによる速度変動を検知して補正を行なうことも可能である。この場合には、まず以下のような手順で速度変動ΔＶｎを検知する。まず図５に示すようなレジパターン２３の場合には、
ΔＶｎ＝Ｖ×Σ^ｎ １／２（ｔｎ_{ｓｉｄｅ２} ＋ｔｎ_{ｓｉｄｅ１} ）
［Ｍ＝Σ^Ｎ １／２（ｔｎ_{ｓｉｄｅ２} ＋ｔｎ_{ｓｉｄｅ１} ）／Ｎ］
として求めることができる。また、図６に示すようなレジパターン２３の場合には、
ΔＶｎ＝Ｖ×Σ^ｎ （ｔｎ）Ｍ
［Ｍ＝Σ^Ｎ （ｔｎ）／Ｎ］
として求めることができる。なお、他のパターンをレジパターン２３として用いる場合には、用いるパターンに応じて速度変動を算出すればよい。この検知結果はその他の速度変動成分を含むため、上述と同様に平均化処理を行ない、中間転写体ベルト７の厚みムラによる影響のみを抽出する。
【００６５】
そして、最終的にレジパターン２３の読み取り時に発生する速度変動分を取り除くために以下の計算を行なう。中間転写体ベルト７が、ある基準位置から示す速度変動ΔＶを
ΔＶ＝Ａｓｉｎ（ωｂ・ｔ＋φ３）
と仮定する。このとき、レジパターン２３の像形成時の速度変動ΔＶｗは
ΔＶｗ＝Ａｓｉｎ（ωｂ・ｔ＋φ３＋Ｄ）
と表わすことができる。ここでＡは速度変動の振幅、Ｄは中間転写体ベルト７の基準位置からレジパターン２３の像形成開始までの位相差である。また、読み取り時の速度変動ΔＶｒは、
ΔＶｒ＝Ａｓｉｎ（ωｂ・ｔ＋φ３＋Ｄ＋Ｌｙ）
と表わすことができる。ここで、Ｌｙは＃１の感光体３による像形成位置から読取部２１までの位相差である。
【００６６】
検出データΔＶｓは、像形成時と読取時の速度変動の差分であるので、
ΔＶｓ＝ΔＶｗ−ΔＶｒ
＝Ａｓｉｎ（ωｂ・ｔ＋φ３＋Ｄ）−Ａｓｉｎ（ωｂ・ｔ＋φ３＋Ｄ＋Ｌｙ）
＝２Ａｓｉｎ（−Ｌｙ／２）ｃｏｓ（ωｂ・ｔ＋φ３＋Ｄ＋Ｌｙ／２）
＝２Ａｓｉｎ（Ｌｙ／２）ｓｉｎ（ωｂ・ｔ＋φ３＋Ｄ＋Ｌｙ／２＋３／２π）
となる。よって中間転写体ベルト７が基準位置から示す速度変動は、振幅が検出データΔＶｓの１／｛２ｓｉｎ（Ｌｙ／２）｝倍、位相が（Ｄ＋Ｌｙ／２＋３／２π）ｒａｄずれた波形となる。
【００６７】
したがって、検出データを
ΔＶｓ＝Ｃｓｉｎ（ωｂ・ｔ＋φ４）
とおくと、中間転写体ベルト７の基準位置における速度変動ΔＶは、
ΔＶ＝Ｃ×１／｛２ｓｉｎ（Ｌｙ／２）｝×ｓｉｎ｛ωｂ・ｔ＋φ４−（Ｄ＋Ｌｙ／２＋３／２π）｝
と求まる。
【００６８】
このような速度変動データを例えば出荷前や中間転写体ベルト７の交換時に計算しておく。そして、実際に画像形成を行なう際に、予め計算しておいた速度変動データを元に、例えば駆動ロール８の駆動モータの角速度を制御したり、各画像形成部の画像書込部２を制御すれば、色ずれや濃度ムラのない画像を得ることができる。図１１は、速度変動を補正するための制御信号の一例の説明図である。例えば、駆動ロール８の駆動モータを制御する場合、具体的には、算出された図中破線で示すような速度変動データに対し、これを打ち消すような逆位相の信号、例えば図中実線で示す速度信号を駆動モータの速度指令信号に加算して制御を行なえば、中間転写体ベルト７の厚みムラによる速度変動を低減することができ、像形成位置の変動も低減することができる。
【００６９】
図１２は、理想的な速度プロファイルと実際の出力速度プロファイルの一例の説明図である。上述のように、中間転写体ベルト７の厚みムラは、中間転写体ベルト７の１周期と非常に低周波の変動である。そのため、この影響による像形成位置の変動も非常に低周波である。このような低周波の変動は、位置変動としては大きな値を示しても速度変動自体は微小である場合が多い。したがって、駆動モータとして、例えばステッピングモータを用い、角速度を制御する場合には、駆動モータの回転角の分解能が足りず、図１２に破線で示したような理想的な速度制御をできない場合がある。このような場合、図１２に実線で示したように、速度制御を段階的に行ない、グラフ上の面積（すなわち位置）がほぼ等しくなるような補正を行なえばよい。この例では、基準速度から上下２段階の速度制御を行なった場合を示している。
【００７０】
いま、ωｄの最小分解能をωｄ_ｍｉｎ としてωｄ＝ωｄ_ｍｉｎ ・ｎであるとする。ここで、ｎは整数で設定する値とする。制御はエンコーダーパルスの１パルスごとに行なうが、そのエンコーダーの歯数をＥｎｃとした時、制御の単位時間は

となる。制御量ｎに対し微量βの変化を持たせ、ωｄ＝ωｄ_ｍｉｎ ・（ｎ＋β）と位置変動が合うように、図１２に示すように階段状に制御を行なうとすれば、ｎ≫βであるから、単位時間あたりの位置ずれ量は

となる。
【００７１】
いまｎ番目の制御タイミングの時、ｎ番目の制御による仮想位置ずれ積算量は
Σ_{（ｋ＝０）} ^{（ｎ−１）} （２π・βｋ・ｒ／ｎ／Ｅｎｃ）
となる。制御すべき位置ずれ量をΔｘ（ｎ）とすれば、
−１／２×２π・βｎ・ｒ／ｎ／Ｅｎｃ≦Δｘ（ｎ）−Σ_{（Ｋ＝０）} ^{（ｎ−１）} （２π・βｋ・ｒ／ｎ／Ｅｎｃ）≦１／２×２π・βｎ・ｒ／ｎ／Ｅｎｃ
を満たすような最小のβｎ を求め、制御を行なえばよい。このような制御を行なうことによって、図１２に実線で示すような出力速度によって駆動モータを制御することになる。図１２にも示したように、速度変動が小さい場合には小さな制御量によって補正を行ない、速度変動が大きい場合には大きな制御量によって補正を行なうとともに、その速度変動の大きさに応じて大きな制御量の制御頻度が増加する。
【００７２】
ところで、中間転写ベルト７の厚みムラによる位置変動（又は速度変動）が１次の正弦波形（又は既知の多次の三角関数）である場合は上述のアルゴリズムによって位置変動データを算出し、これを基に制御を行うことで、色ずれや濃度ムラのない画像を得ることができるものの、例えば中間転写ベルト７の製造段階で、その厚みが部分的に大きく変化する箇所が生じた場合などでは、ベルト厚みムラによる位置変動の波形がベルト１周に周期をもった複雑な波形（未知）になる。そうした場合、これを１次の正弦波と見なして位置変動データを求めると、例えば図１３（Ａ）のような変動波形の場合、正弦波にマッチしない波形部分Ｗで検出誤差が生じてしまう。そこで、このような場合には、以下のような手順により真の位置変動データを求める。
【００７３】
先ず、中間転写ベルト７の周長をＬとし、Ｙ像形成位置から読取部までの距離をＬｙ（図１３（Ａ）を参照）として、ＬとＬｙをそれぞれ或る数ｄ（長さ）で分割する。そうすると、Ｌ＝ｎ×ｄ、Ｌｙ＝ｍ×ｄのように定義することができる。ここで、上記ｄの値については、後述する理由から、ｍ，ｎがいずれも整数でかつ互いに素になる整数が望ましい。
また、求めるべきＹ像形成ポイントでの位置変動データ（真の位置変動データ）を図１３（Ｂ）のようにｆ（ｘ）と置くと、実際に読取部で検知される合成波データは、ｆ（ｘ）−ｆ（ｘ＋Ｌｙ×２π÷Ｌ）と定義することができる。ここで、ｆ（ｘ）は、ベルト１周に周期性をもつ周期関数で、これは任意に設定することができる。
【００７４】
いま、具体例として、
中間転写ベルト７の周長Ｌ＝２０００（ｍｍ）
Ｙ像形成位置から読取部までの距離Ｌｙ＝７００（ｍｍ）
分割長さｄ＝１００（ｍｍ）とすると、
ｍ＝２０、ｎ＝７となるから、Ｌ＝２０×ｄ、Ｌｙ＝７×ｄと表される。
また、上述の合成波データは、ｆ（ｘ）−ｆ（ｘ＋７ｄ×２π÷Ｌ）と表される。
【００７５】
このとき、合成波データｆ（ｘ）−ｆ（ｘ＋７ｄ×２π÷Ｌ）は、実際の検知データａ０（図１３（Ｂ）参照）に相当することから、この検知データａ０を以下のようにｄずつ位相を計１９（２０−１）回ずらしたデータ（ａ１〜ａ１９）を作成する。
【００７６】
ａ０：ｆ（ｘ）−ｆ（ｘ＋７ｄ×２π÷Ｌ）…検知データ
ａ１：ｆ（ｘ＋ｄ×２π÷Ｌ）−ｆ（ｘ＋８ｄ×２π÷Ｌ）
ａ２：ｆ（ｘ＋２ｄ×２π÷Ｌ）−ｆ（ｘ＋９ｄ×２π÷Ｌ）
ａ３：ｆ（ｘ＋３ｄ×２π÷Ｌ）−ｆ（ｘ＋１０ｄ×２π÷Ｌ）
ａ４：ｆ（ｘ＋４ｄ×２π÷Ｌ）−ｆ（ｘ＋１１ｄ×２π÷Ｌ）
ａ５：ｆ（ｘ＋５ｄ×２π÷Ｌ）−ｆ（ｘ＋１２ｄ×２π÷Ｌ）
ａ６：ｆ（ｘ＋６ｄ×２π÷Ｌ）−ｆ（ｘ＋１３ｄ×２π÷Ｌ）
ａ７：ｆ（ｘ＋７ｄ×２π÷Ｌ）−ｆ（ｘ＋１４ｄ×２π÷Ｌ）
ａ８：ｆ（ｘ＋８ｄ×２π÷Ｌ）−ｆ（ｘ＋１５ｄ×２π÷Ｌ）
ａ９：ｆ（ｘ＋９ｄ×２π÷Ｌ）−ｆ（ｘ＋１６ｄ×２π÷Ｌ）
ａ１０：ｆ（ｘ＋１０ｄ×２π÷Ｌ）−ｆ（ｘ＋１７ｄ×２π÷Ｌ）
ａ１１：ｆ（ｘ＋１１ｄ×２π÷Ｌ）−ｆ（ｘ＋１８ｄ×２π÷Ｌ）
ａ１２：ｆ（ｘ＋１２ｄ×２π÷Ｌ）−ｆ（ｘ＋１９ｄ×２π÷Ｌ）
【００７７】
ａ１３：ｆ（ｘ＋１３ｄ×２π÷Ｌ）−ｆ（ｘ＋２０ｄ×２π÷Ｌ）
ａ１４：ｆ（ｘ＋１４ｄ×２π÷Ｌ）−ｆ（ｘ＋２１ｄ×２π÷Ｌ）
ａ１５：ｆ（ｘ＋１５ｄ×２π÷Ｌ）−ｆ（ｘ＋２２ｄ×２π÷Ｌ）
ａ１６：ｆ（ｘ＋１６ｄ×２π÷Ｌ）−ｆ（ｘ＋２３ｄ×２π÷Ｌ）
ａ１７：ｆ（ｘ＋１７ｄ×２π÷Ｌ）−ｆ（ｘ＋２４ｄ×２π÷Ｌ）
ａ１８：ｆ（ｘ＋１８ｄ×２π÷Ｌ）−ｆ（ｘ＋２５ｄ×２π÷Ｌ）
ａ１９：ｆ（ｘ＋１９ｄ×２π÷Ｌ）−ｆ（ｘ＋２６ｄ×２π÷Ｌ）
【００７８】
ここで、ａ１３のデータに注目すると、後段のｆ（ｘ＋２０ｄ×２π÷Ｌ）の部分はｆ（ｘ）に対して、ちょうど１周期分（２０ｄ）だけ位相がずれたもの、つまりｆ（ｘ＋２０ｄ×２π÷Ｌ）＝ｆ（ｘ）の関係にある。これと同様にａ１４〜ａ１９の各々のデータの後段部分についても、以下のような関係にある。
ｆ（ｘ＋２１ｄ×２π÷Ｌ）＝ｆ（ｘ＋ｄ×２π÷Ｌ）
ｆ（ｘ＋２２ｄ×２π÷Ｌ）＝ｆ（ｘ＋２ｄ×２π÷Ｌ）
ｆ（ｘ＋２３ｄ×２π÷Ｌ）＝ｆ（ｘ＋３ｄ×２π÷Ｌ）
ｆ（ｘ＋２４ｄ×２π÷Ｌ）＝ｆ（ｘ＋４ｄ×２π÷Ｌ）
ｆ（ｘ＋２５ｄ×２π÷Ｌ）＝ｆ（ｘ＋５ｄ×２π÷Ｌ）
ｆ（ｘ＋２６ｄ×２π÷Ｌ）＝ｆ（ｘ＋６ｄ×２π÷Ｌ）
【００７９】
このことから、ａ１３〜ａ１９のデータは次のように表される。
ａ１３：ｆ（ｘ＋１３ｄ×２π÷Ｌ）−ｆ（ｘ）
ａ１４：ｆ（ｘ＋１４ｄ×２π÷Ｌ）−ｆ（ｘ＋ｄ×２π÷Ｌ）
ａ１５：ｆ（ｘ＋１５ｄ×２π÷Ｌ）−ｆ（ｘ＋２ｄ×２π÷Ｌ）
ａ１６：ｆ（ｘ＋１６ｄ×２π÷Ｌ）−ｆ（ｘ＋３ｄ×２π÷Ｌ）
ａ１７：ｆ（ｘ＋１７ｄ×２π÷Ｌ）−ｆ（ｘ＋４ｄ×２π÷Ｌ）
ａ１８：ｆ（ｘ＋１８ｄ×２π÷Ｌ）−ｆ（ｘ＋５ｄ×２π÷Ｌ）
ａ１９：ｆ（ｘ＋１９ｄ×２π÷Ｌ）−ｆ（ｘ＋６ｄ×２π÷Ｌ）
【００８０】
このようにしてａ０〜ａ１９のデータを求めたら、その求めたデータに対して次の〔０〕〜〔１９〕のような計算を行う。
〔０〕 ａ０
〔１〕 ａ０＋ａ７
〔２〕 ａ０＋ａ７＋ａ１４
〔３〕 ａ０＋ａ７＋ａ１４＋ａ１
・
・
・
〔１９〕 ａ０＋ａ７＋ａ１４＋ａ１＋ａ８＋ａ１５＋ａ２＋ａ９＋１６＋ａ３＋ａ１０＋ａ１７＋ａ４＋ａ１１＋ａ１８＋ａ５＋ａ１２＋ａ１９＋ａ６＋ａ１３
【００８１】
そうすると、例えば〔２〕の計算式では、ａ０の「−ｆ（ｘ＋７ｄ×２π÷Ｌ）」の項とａ７の「ｆ（ｘ＋７ｄ×２π÷Ｌ）」の項、及びａ７の「−ｆ（ｘ＋１４ｄ×２π÷Ｌ）」の項とａ１４の「ｆ（ｘ＋１４ｄ×２π÷Ｌ）」の項がそれぞれ正負の関係にあって互いに打ち消されるといったように、各々の計算式において正負の関係にある共通項が互いに打ち消され、結果として〔０〕〜〔１９〕の計算式は次のように表される。
〔０〕 ｆ（ｘ）−ｆ（ｘ＋７ｄ×２π÷Ｌ）
〔１〕 ｆ（ｘ）−ｆ（ｘ＋１４ｄ×２π÷Ｌ）
〔２〕 ｆ（ｘ）−ｆ（ｘ＋ｄ×２π÷Ｌ）
〔３〕 ｆ（ｘ）−ｆ（ｘ＋８ｄ×２π÷Ｌ）
・
・
・
〔１９〕 ｆ（ｘ）−ｆ（ｘ）
【００８２】
そこで、上述した〔０〕〜〔１９〕の計算式を全て足し合わせると、
ｆ（ｘ）×２０−｛ｆ（ｘ）＋ｄ×２π÷Ｌ）＋ｆ（ｘ）＋２ｄ×２π÷Ｌ）＋ｆ（ｘ）＋３ｄ×２π÷Ｌ）＋・・・＋ｆ（ｘ）＋１９ｄ×２π÷Ｌ）｝
となる。
【００８３】
ここで、｛ｆ（ｘ）＋ｄ×２π÷Ｌ）＋ｆ（ｘ）＋２ｄ×２π÷Ｌ）＋ｆ（ｘ）＋３ｄ×２π÷Ｌ）＋・・・＋ｆ（ｘ）＋１９ｄ×２π÷Ｌ）｝の部分は、周期関数ｆ（ｘ）をｄずつ位相をずらして１周期分（正・負）を加算したものであるから、理論的にゼロとなる。
したがって、上記〔０〕〜〔１９〕の加算式を２０で割ることにより、真の位置変動データであるｆ（ｘ）を求めることができる。
【００８４】
これまでの演算処理を一般式で表すと、以下のようになる。
ｆ（ｘ）＝［｛Σ_{（ｉ＝１）} ^{（ｎ−１）} ｆ（ｘ＋ｉ×ｍ×ｄ×２π÷Ｌ）−ｆ（ｘ＋（ｉ＋１）×ｍ×ｄ×２π÷Ｌ）｝×（ｎ−１）］÷ｎ
【００８５】
この一般式に基づいて各々の検知データａ０に対応する真の位置変動データｆ（ｘ）を求めたら、これを記憶手段等に格納しておき、実際の画像形成の際に、事前に格納しておいた位置変動データに従い、これを補正すべく制御を行う。これにより、ベルト厚みムラによる位置変動の波形がベルト１周に周期をもった複雑な波形（未知）になる場合でも、真の位置変動データを正確に求めることができる。図１４は、こうした位置変動を補正するための制御信号の一例の説明図である。この場合も、図中破線で示すような位置変動ΔＸに対し、これを打ち消すような逆位相の信号、例えば図中実線で示すような位置信号（−ΔＸ）を駆動モータの位置指令信号に加算して制御を行うことにより、位置変動の波形がどのように複雑な波形になっても、中間転写ベルト７の厚みムラによるプロセスＡＣ位置ずれを高精度に補正することが可能となる。
【００８６】
ここで、先述した分割長さｄはｆ（ｘ）を求める際の分解能となるもので、これを適切な値に設定することにより、真の位置変動データｆ（ｘ）を精度良く求めることができる。ところが、先述したｍ，ｎが互いに素にならない整数でｄの値を設定した場合は、上述のように正負の関係にある共通項を消去した際に、全ての項が消去される計算式が存在してしまう。そうすると、ｎの数だけの計算式が成り立っても、結果的に残る計算式はｎの数よりも少なくなり、その分だけ分解能が低下してしまう。これに対して本実施形態のように、ｍ，ｎが互いに素になる整数でｄの値（整数）を設定した場合は、上述のように正負の関係にある共通項を消去してもｎ個の計算式がそのまま残ることから、ｄのもつ分解能を低下させることなく、真の位置変動データｆ（ｘ）を求めることができる。
【００８７】
なお、上述の各例では、＃１の感光体３（Ｙ）を用いてレジパターン２３を形成する場合について説明したが、他の感光体３を用いてレジパターン２３を形成しても同様にして色ズレや濃度ムラなどを除去することができる。しかし、検出精度を向上させるためには、読取位置から中間転写体ベルト７の１／２の長さを超えない範囲でなるべく遠い感光体３で形成されるパターンを検出する方が、上述のようにより大きい振幅で読取データを検出できるので望ましい。すなわち、図１に示した構成では、他の３つの感光体３に比べて＃１の感光体３で形成されたＹ（黄）のパターンを検出する方が、より精度良く、より大きな振幅で検出できる。
【００８８】
読取データとして最大の振幅で検出するためには、像形成位置から読取位置までの距離を中間転写体ベルト７の周長の１／２、すなわち中間転写体ベルト７の周期の半位相となる位置に読取部２１を配置すればよい。こうすることにより、読取データは実際の書き込み位置の変動あるいは読み取り位置変動の２倍の振幅で検出することができる。さらに、このような配置の場合、読取部２１で得られた位置変動データや速度変動データは、振幅を１／２にして位相を合わせるだけで基準位置における位置変動データや速度変動データが得られる。この場合、中間転写体ベルト７の厚みムラによる位置ズレと同期するような位置変動や速度変動が存在する場合、それらの変動も含めて基準位置における位置変動データや速度変動データを作成し、制御することも可能となる。
【００８９】
図１５は、本発明の画像形成装置の他の実施の形態を示す概略構成図である。図中の符号は図１と同様である。３１はベルトである。この例は中間転写体を用いず、感光体３から用紙１０に直接、像を形成するものである。この構成の装置では、ベルト３１上を用紙１０が搬送されるが、ベルト３１の厚みムラによって用紙１０の搬送位置あるいは搬送速度に変動が生じ、上述の構成と同様にして色ズレや濃度ムラが発生する。そのため、上述の中間転写体ベルト７をベルト３１と考え、上述のプロセスを実行するだけで、ベルト３１の厚みムラによって発生する用紙１０の搬送位置あるいは搬送速度の変動を補正することができ、色ズレや濃度ムラのない高画質の画像を得ることができる。
【００９０】
なお、上述したレジパターン２３を形成し、これを読み取って位置変動データあるいは速度変動データを取得する処理は、出荷前やベルト３１の交換時に行なえばよい。このとき、レジパターン２３は、直接、ベルト３１上に形成し、読取部２１で読み取るようにして、用紙１０の影響を除去することもできる。もちろん、用紙１０を用いてもよい。
【００９１】
この図１５に示した構成では、ベルト３１は光を透過しやすい材質によって形成されることも多い。その場合には、読取部２１は例えば透過型のフォトレセプターを使用することができる。
【００９２】
上述の各方式の画像形成装置のほか、ベルトを用いる種々の方式の画像形成装置に本発明を適用することができる。例えば特開平６−２２５０９６号公報に記載されているような、感光体３を図１に示す中間転写体ベルト７と同様の感光体ベルトとし、それぞれの色の画像書込装置２による潜像の形成および現像器４による現像を直接感光体ベルトに対して行なって感光体ベルト上に複数色の画像を形成し、用紙に一括転写する、中間転写体を用いない方式の画像形成装置もある。このような方式の画像形成装置においても、感光体ベルトの厚みムラによって、感光体ベルト上に形成される各色の像の形成される位置が変動し、色ズレや濃度ムラが発生する。しかし、このような方式の画像形成装置に対して本発明を適用し、上述のプロセスの実行によって、感光体ベルトの厚みムラに起因する像形成位置の変動を補正することができ、色ズレや濃度ムラのない高画質の画像を得ることができる。
【００９３】
上述の説明では、各画像形成部の像形成開始位置は正確に揃えられるものとしているが、この技術として上述の特開平６−２５３１５１号公報に記載されているレジコンの技術を適用することができる。また、この文献に記載されている技術では、画像形成部でベルト上に形成したマークを読み取ることによって、各画像形成部の像形成開始位置の制御を行なっているが、この時のパターンと本発明で用いたレジパターン２３とを兼用し、読取部２１でパターンを読み取ったときのタイミングから、本発明によるベルトの厚さムラを補正するとともに、像形成開始位置の補正を行なうように構成することもできる。このように両者を融合させることで、さらに良質の画像を得ることができる。
【００９４】
上述の各例では、駆動ロール８によってベルトを駆動する例を示したが、ベルトの駆動手段は上述のような駆動ロール８に限らない。例えば図２２に示したようなピンチロールによってベルトを挟んで駆動するような方式や、超音波モータやリニアモータなどのようにロールを用いずにベルトを直接駆動する方式であってもよい。このような駆動方式でもベルトの厚みムラによって像形成位置の変動が生じるが、本発明の適用によってその変動を補正し、色ズレや濃度ムラのない高画質の画像を得ることができる。
【００９５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ベルトの厚みムラにより生じる像形成位置の変動を補正することができ、色ズレや濃度ムラのない高画質の画像を得ることができる。また、ベルトの厚みに対する製造公差を厳しく管理する必要がないので、コストを低減することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】像形成位置と読取位置との関係の説明図である。
【図３】読取部とレジパターンの一例の説明図である。
【図４】本発明の画像形成装置の一実施形態における色ズレや濃度ムラを補正するための動作の概略を示すフローチャートである。
【図５】レジパターンの一例の説明図である。
【図６】レジパターンの別の例の説明図である。
【図７】レジパターンの読取りによって得られた位置ズレ量の一例の説明図である。
【図８】位置ズレ量の検出データからのプロセスＡＣ位置ズレの抽出手法の一例の説明図である。
【図９】実測検知データと位置変動の関係の説明図（その１）である。
【図１０】位置変動を補正するための制御信号の一例の説明図（その１）である。
【図１１】速度変動を補正するための制御信号の一例の説明図である。
【図１２】理想的な速度プロファイルと実際の出力速度プロファイルの一例の説明図である。
【図１３】実測検知データと位置変動の関係の説明図（その２）である。
【図１４】位置変動を補正するための制御信号の一例の説明図（その２）である。
【図１５】本発明の画像形成装置の他の実施形態を示す概略構成図である。
【図１６】従来の画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図１７】中間転写体ベルト７の速度変動の説明図である。
【図１８】従来の画像形成装置の一例における中間転写体ベルト７の速度変動による色ズレの説明図である。
【図１９】従来の電子写真印刷装置の別の例を示す概略構成図である。
【図２０】従来の電子写真印刷装置の別の例における中間転写体ベルト７の速度変動による色ズレの説明図である。
【図２１】従来の速度変動の検知手段の一例の説明図である。
【図２２】従来の速度変動の検知手段の別の例の説明図である。
【図２３】従来の速度変動の検知手段の別の例の説明図である。
【符号の説明】
１…画像読取装置、２…画像書込装置、３…感光体、４…現像器、５…転写器、６…クリーナー、７…中間転写ベルト、８…駆動ロール、９…クリーナー、１０…用紙、１１…定着器、１２…転写ロール、１３…制御部、２１…読取部、２２…ホームセンサ、２３…レジパターン、３１…ベルト

Claims (2)

1. ベルトと、前記ベルトを駆動する駆動手段と、前記駆動手段により駆動される前記ベルトにレジパターンを形成するパターン形成手段と、前記パターン形成手段による前記レジパターンの形成位置と異なる位置で当該レジパターンを読み取る読取手段と、前記読取手段による前記レジパターンの読取結果に基づいて前記ベルトの位置変動量または速度変動量を認識する変動量認識手段とを備え、前記変動量認識手段で認識した前記ベルトの位置変動量または速度変動量に基づいて画像形成制御を行う画像形成装置であって、
   前記変動量認識手段は、前記読取手段による前記レジパターンの読取結果にしたがって測定される前記ベルトの周期的変動量から前記ベルトの厚みムラに起因して発生する前記ベルトの１周期の位置変動量または速度変動量を抽出するとともに、この抽出した前記ベルトの１周期の位置変動量または速度変動量を、前記パターン形成手段による前記レジパターンの形成位置における変動波形と前記読取手段による前記レジパターンの読取位置における変動波形との位相差に基づいて補正することにより、ベルト１周期の位置変動量または速度変動量を認識する
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. ベルトと、前記ベルトを駆動する駆動手段と、前記ベルトにレジパターンを形成するパターン形成手段と、前記パターン形成手段による前記レジパターンの形成位置と異なる位置で当該レジパターンを読み取る読取手段とを備える画像形成装置の制御方法であって、
   前記駆動手段により駆動される前記ベルト上に前記パターン形成手段によって前記レジパターンを形成するとともに、前記レジパターンを前記読取手段で読み取って前記ベルトの周期的変動量を測定する工程と、
   前記測定した前記ベルトの周期的変動量から前記ベルトの厚みムラに起因して発生する前記ベルトの１周期の位置変動量または速度変動量を抽出するとともに、この抽出した前記ベルトの１周期の位置変動量または速度変動量を、前記パターン形成手段による前記レジパターンの形成位置における変動波形と前記読取手段による前記レジパターンの読取位置における変動波形との位相差に基づいて補正することにより、ベルト１周期の位置変動量または速度変動量を認識する工程と、
   前記認識した前記位置変動量または速度変動量に基づいて、画像形成時の画像形成制御を行う工程と
   を有することを特徴とする画像形成装置の制御方法。

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