JP3632738B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば複写機やプリンタ装置のように、電子写真方式を利用して用紙上に画像を形成し出力する画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、電子写真方式を利用した画像形成装置では、画像信号に対応した静電潜像を感光体上に形成し、これを現像して得られたトナー像を用紙に転写した後、用紙上のトナー像を定着することで、用紙上への画像形成を行っている。
【０００３】
ところで、このような画像形成装置においては、通常、給紙トレイに積重された用紙を１枚ずつ取り出すとともに、取り出した用紙をトナー像の転写位置に向けて搬送するようになっているが、その用紙搬送の際に、転写位置への用紙到達タイミングとトナー像到達タイミングとの間にずれがあると、用紙上でのトナー像の転写位置が所望の位置からずれてしまい、例えば用紙の全面に画像を形成する場合には縁の寸法が不均一になる等、非常に見栄えの悪いものとなる。
【０００４】
そのため、画像形成装置には、その用紙搬送系に、転写位置への用紙到達タイミングを調整する機構が組み込まれたものがある。具体的には、例えば図１９に示すように、用紙Ｐの搬送方向に沿って設けられた二つの用紙搬送ローラＡ，Ｂを備えるとともに、上流側の用紙搬送ローラＢによって搬送された用紙Ｐを、回転動作を停止している下流側の用紙搬送ローラＡへ一旦突き当て、その後用紙搬送ローラＡの回転開始タイミングを調整することで、転写位置への用紙到達タイミングとトナー像到達タイミングとを合わせるように構成されたものがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の画像形成装置では、図２０（ａ）および（ｂ）に示すように、用紙先端のカール状態等の影響によって、用紙搬送ローラＡの回転停止中における用紙の噛み込み具合にばらつきが発生すると、図２１（ａ）および（ｂ）に示すように、用紙搬送ローラＡに対する用紙位置がずれてしまい、結果として転写位置への用紙到達タイミングとトナー像到達タイミングとが合わなくなってしまうおそれがある。
【０００６】
これに対し、用紙搬送ローラＡの手前で用紙を一旦停止させ、その用紙先端が用紙搬送ローラＡに到達する際には用紙搬送ローラＡを回転させておく、いわゆるノンストップサーボレジ制御を採用することで、上述したような用紙噛み込み具合のばらつきが発生するのを防ぎ、用紙搬送ローラＡに対する用紙位置の精度を向上させることも考えられる。
【０００７】
ただし、この場合には、転写位置への用紙到達タイミングの精度が向上する反面、トナー像到達タイミングのばらつきが大きな問題となる。すなわち、感光体を始めとした画像形成装置の構成部品の部品精度、取り付け誤差または経時変化の影響等によって、トナー像到達タイミングにばらつきが発生すると、転写位置への用紙到達タイミングの精度が向上しても、用紙到達タイミングとトナー像到達タイミングとを合わせることが困難になる。特に、感光体ベルトや中間転写ベルト等の像担持体ベルトを用いた画像形成装置では、温度、湿度またはベルト張力の変化等によって像担持体ベルトが伸縮するため、トナー像到達タイミングのばらつきが大きなものとなってしまう。
【０００８】
そのため、ノンストップサーボレジ制御を採用する場合には、例えば図２２（ａ）または（ｂ）に示すように、感光体ドラムや中間転写ベルト等の像担持体４１上におけるトナー像の先端位置を、トナー像の転写位置近傍に設けられた画像先端読み取りセンサ４２によって検出することで、トナー像到達タイミングのばらつき量を把握し得るようにすることが必要となる。つまり、画像先端読み取りセンサ４２がトナー像の先端位置を検出するために、像担持体４１上にタイミング読み取り用のトナーパッチを形成する、或いは像担持体４１上に予め決められたマーク（切り欠き等）を形成しておく、といったように、画像先端読み取りセンサ４２が読み取れる条件を作らねばならない。
【０００９】
ところが、像担持体４１上へのトナーパッチの形成は、そのためのパターンジェネレータ、制御、クリーニング等を必要としてしまい、結果として装置コストの上昇や開発工数の膨大化等を招いてしまうおそれがある。さらに、画像先端読み取りセンサ４２が一般的なセンサであれば、その読み取り感度特性は色材の色に依存するため、単色の画像形成（トナーパッチ形成）に対応する場合に、満足な読み取り感度特性が得られない可能性もある。また、予め像担持体４１上にマークを形成した場合には、そのピッチが可変できないため、画像形成の生産性が極端に低下してしまう、といった問題が発生する。
【００１０】
一方で、画像先端読み取りセンサ４２は、像担持体４１上のトナーパッチ或いはマークを読み取るわけであるから、像担持体４１に近接した位置に配設される。したがって、像担持体４１上のトナーが飛散し易く、その汚れにより検出精度劣化または検知不可能という状態に陥る可能性を併せ持つ。
【００１１】
そこで、本発明は、用紙搬送方向における用紙の位置ずれや転写位置へのトナー像到達タイミングのばらつき等の影響を受けることなく、転写位置への用紙到達タイミングとトナー像到達タイミングとを精度良く合わせることができ、しかもそのためにセンサ等によるトナー像先端位置の検出を必要としない画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために案出された画像形成装置で、像担持体上に画像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段が形成した前記像担持体上の画像を用紙上に転写する転写手段と、前記転写手段の画像転写位置に向けて用紙を搬送する搬送手段と、前記像担持体上の画像が前記転写手段の画像転写位置またはその近傍に到達する時刻を演算により求めるとともに、その演算結果を所定パラメータに応じて補正し得る演算手段と、前記演算手段が求めた時刻に基づいて前記搬送手段の用紙搬送を制御する制御手段とを備えることを特徴とするものである。
【００１３】
上記構成の画像形成装置によれば、画像形成手段が像担持体上に画像を形成すると、その画像が転写手段の画像転写位置またはその近傍に到達する時刻を演算手段が演算により求める。ただし、このとき、演算手段は、所定パラメータ、例えば像担持体における像担持面の伸縮、画像形成装置の構成部品の部品精度、その取り付け誤差量等のパラメータを基に、必要に応じて演算結果を補正する。そして、制御手段は、演算手段が求めた時刻に基づいて、例えば搬送手段が搬送する用紙の搬送速度や搬送タイミング等を調整することで、搬送手段の用紙搬送を制御する。これにより、画像転写位置への画像到達タイミングのばらつきをセンサ等で検出しなくても、転写手段においては、画像転写位置への画像到達タイミングと用紙到達タイミングとが一致するようになる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明に係る画像形成装置について説明する。
【００１５】
〔第１の実施の形態〕
ここでは、請求項１，２，３，４，５，７，８および１０に記載の発明に係る画像形成装置について、複写機能とプリンタ機能を備えたデジタル複合機に適用した場合を例に挙げて説明する。
図１は本発明をデジタル複合機に適用した場合における装置全体の機能構成を示すブロック図であり、図２はその装置全体の概略構成例を示す説明図であり、図３はその要部の構成例を示す説明図である。
【００１６】
先ず、本実施の形態のデジタル複合機全体の概略構成について説明する。
図２に示すように、本実施の形態のデジタル複合機１は、主として、読み取り対象となる原稿から光学的に画像データを読み取るスキャナー部２と、このスキャナー部２で得られた画像データまたは外部から取得した画像データに基づいて画像形成を行う画像形成部３と、各種サイズの用紙を個別に収容する複数の用紙トレイ４ａ〜４ｃと、各用紙トレイ４ａ〜４ｃから繰り出された用紙を画像形成部３へ供給する給紙部５と、画像形成部３にて画像が形成された後の用紙を必要に応じて表裏反転させた後に再び給紙部５に搬送させる表裏反転部６と、画像形成済の用紙を排出する排出部７と、を備えている。
【００１７】
このような構成のデジタル複合機１では、用紙上に画像を形成するのにあたって、手動または自動で選択されたサイズの用紙が用紙トレイ４ａ〜４ｃのいずれかから繰り出されると、給紙部５が繰り出された用紙を画像形成部３に向けて搬送する。こうして画像形成部３に用紙が供給されると、その用紙の一方の面には、詳細を後述するように、画像形成部３により画像が形成される。その後、片面コピーの場合は、画像形成後の用紙が排出部７へ送られ、そのまま装置外へ排出される。また、両面コピーの場合は、画像形成後の用紙が一旦表裏反転部６へ送られて、その表裏反転部６にて用紙の表裏が反転された後に、他方の面について再び上述と同様の画像形成が行われる。
【００１８】
ここで、用紙上への画像形成を行う画像形成部３について、さらに詳しく説明する。なお、ここでは、中間転写体ベルトを有した、いわゆる中間転写体方式のもので、かつ、一つの感光体ドラムを有した、いわゆるシングルエンジン方式のものを例に挙げて説明する。
【００１９】
図３に示すように、画像形成部３は、像担持体として機能する一つの感光体ドラム１１と、この感光体ドラム１１上に潜像の書き込みを行うＲＯＳ（Ｒａｓｔｅｒ Ｏｕｔｐｕｔ Ｓｃａｎｎｅｒ）１２と、感光体ドラム１１上の潜像を現像してトナー像を形成する現像器（ただし不図示）と、感光体ドラム１１と同様に担持体として機能する無端ベルト状の中間転写体ベルト１３と、この中間転写体ベルト１３上のトナー像を用紙上に転写する転写器（ただし不図示）と、給紙部５から供給されてきた用紙を転写器に向けて送り出す用紙送り部１４と、転写器によって用紙上に転写されたトナー像をその用紙上に定着させる定着器（ただし不図示）と、を備えている。
【００２０】
このうち、中間転写体ベルト１３は、図示せぬ駆動源によって回転駆動されるドライブローラ１３ａと、中間転写体ベルト１３に張力を与えるテンションローラ１３ｂと、転写器の画像転写位置Ｔに設けられた転写ローラ１３ｃとによって張設されている。また、中間転写体ベルト１３は、この中間転写体ベルト１３に沿って設けられたベルトホームポジションセンサ１５ａによって、この中間転写体ベルト１３上に予め設けられた基準点（ホームポジション）が検出されるようになっている。
【００２１】
このような構成の画像形成部３では、ＲＯＳ１２がスキャナー部２で得られた画像データまたは外部から取得した画像データに基づいて感光体ドラム１１上に潜像の書き込みを行うと、現像器がその潜像を現像してトナー像を形成する。そして、そのトナー像は、感光体ドラム１１上から中間転写体ベルト１３上に一旦転写される。ただし、カラー画像に対応する場合には、ベルトホームポジションセンサ１５ａでの検出結果を基に、中間転写体ベルト１３が一回転する毎に、Ｙ（イエロー），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン），Ｋ（ブラック）の各色のトナー画像が順に中間転写体ベルト１３へ転写され、中間転写体ベルト１３上で４色のトナー画像が合成される。その後、用紙送り部１４が転写器における画像転写位置Ｔに向けて用紙を送り出すと、その画像転写位置Ｔにて、送り出された用紙上に中間転写体ベルト１３上のトナー画像が転写される。そして、トナー画像が転写された用紙は、続いて定着器へと送られ、そこで加熱・加圧作用によるトナー像の定着が行われる。このようにして、画像形成部３は、用紙上への画像形成を行う。
【００２２】
次に、以上のようなデジタル複合機１全体の電気的な機能構成について説明する。
【００２３】
図１に示すように、このデジタル複合機１は、スキャナー部２、感光体ドラム１１、ＲＯＳ１２、中間転写体ベルト１３、ベルトホームポジションセンサ１５ａおよび用紙送り部１４に加えて、以下の各部を備えている。すなわち、デジタル複合機１は、ユーザが操作するための操作部２１と、スキャナー部２の動作制御を行う画像入力制御部２２と、スキャナー部２で得られた画像データにデータ処理を行う画像処理部２３と、パーソナルコンピュータ等の外部機器２４ａと接続してその外部機器２４ａとの間の通信（例えば画像データの授受）を制御するインターフェース制御部２４と、デジタル複合機１全体の動作管理（例えばジョブ管理）を行うシステム制御部２５と、ＲＯＳ１２における潜像の書き込み動作（例えば書き込み開始タイミング）を制御するビデオ（Ｖｉｄｅｏ）制御部２６と、感光体ドラム１１の回転動作（例えば回転速度）を制御する感光体制御部２７と、中間転写体ベルト１３の回転動作（例えば回転速度）を制御するベルト制御部２８と、用紙送り部１４での用紙送り出し（例えば送り速度および送りタイミング）を制御する紙送り制御部２９と、後述するような画像形成処理に対する制御を行う画像形成制御部３０と、を備えている。
【００２４】
ここで、本実施の形態のデジタル複合機１における特徴点である、画像形成制御部３０による画像形成処理制御について詳しく説明する。
【００２５】
画像形成制御部３０は、画像形成部３が画像形成処理を行うのにあたって、画像転写位置Ｔへの用紙到達タイミングとトナー像到達タイミングとがずれてしまうのを防ぐべく、その画像形成処理に対する制御を行うようになっている。具体的には、以下に述べるような制御を行う。
【００２６】
画像形成制御部３０は、画像形成部３が画像形成処理を行うのにあたって、先ず、中間転写体ベルト１３上のトナー像の先端が所定ポイントに到達する時刻を演算により求める。この所定ポイントとしては、画像転写位置Ｔまたはその近傍位置が考えられる。なお、ここでは、画像転写位置Ｔの近傍である、画像転写位置Ｔ手前の所定位置（例えば、従来における画像先端読み取りセンサ４２設置位置；図２２（ａ）および（ｂ）参照）を所定ポイントとして演算する場合について、以下の説明をする。
【００２７】
画像転写位置Ｔ手前の所定位置（以下「転写手前ポイント」と称す）へのトナー像先端の到達時刻を求めると、次いで、画像形成制御部３０は、そのトナー像先端が転写手前ポイントに来たであろう時刻に、疑似タイミング信号を発生する。そして、この疑似タイミング信号に基づいて、紙送り制御部２９に用紙送り部１４での用紙送り出しを制御させる。
【００２８】
つまり、画像形成制御部３０は、中間転写体ベルト１３上のトナー像の先端が転写手前ポイントに達したことを、そのトナー像をセンサ等により直接検知するのではなく、そのトナー像の先端が転写手前ポイントに来たであろう時刻に対応する疑似タイミング信号を電気的に作りだすことで、そのトナー像が転写手前ポイントに達したことを紙送り制御部２９に通知する。
【００２９】
そのために、画像形成制御部３０は、疑似タイミング信号を発生させるためのカウンタを有している。
図４は画像形成制御部におけるカウンタの概要を示す説明図である。
図例のように、このカウンタ３１は、所定のクロック信号（以下「カウントソースＣＬＫ」と称す）に同期して動作するもので、基準となるトリガ信号（以下「カウント開始トリガ」と称す）に応じてカウントを開始し、そのカウントのカウント値が画像形成制御部３０内のＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）からＣＰＵバスを通じて設定される規定値（「カウントアップレジスタ設定値」と称す）に達すると、カウントアップ出力として疑似タイミング信号を出力するように構成されたものである。
【００３０】
具体的には、このカウンタ３１は、以下のような処理動作を行う。
図５はカウンタにおけるカウント動作例を示すタイミングチャートである。
図例のように、このカウンタ３１は、カウント開始トリガが入力されると（ステップ１０１、以下ステップをＳと略す）、カウントを開始する。そして、カウントソースＣＬＫに同期しつつ、カウントアップを続け（Ｓ１０２）、そのカウント値がカウントアップレジスタ設定値に達すると（Ｓ１０３）、カウントアップ出力として疑似タイミング信号を出力するとともに（Ｓ１０４）、カウンタ内部のカウント値をリセットするようになっている（Ｓ１０５）。
【００３１】
カウントソースＣＬＫとしては、Ｌｉｎｅ Ｓｙｎｃ 信号、感光体ドラム１１のリファレンスクロックやエンコーダクロック、中間転写体ベルト１３のリファレンスクロックやエンコーダクロックのうちのいずれか一つを用いればよい。また、カウント開始トリガとしては、ＲＯＳ１２の潜像書き込み開始タイミング信号を用いればよい。
【００３２】
また、カウントアップレジスタ設定値は、ＲＯＳ１２が感光体ドラム１１上に潜像の書き込みを開始してから、その潜像から形成されるトナー像が中間転写体ベルト１３上に転写され、転写手前ポイントに到達するまでの時間に相当する値となるようにする。このようにカウントアップレジスタ設定値を設定することで、このカウンタ３１では、中間転写体ベルト１３上のトナー像の先端が転写手前ポイントに来たであろう時刻に、疑似タイミング信号を出力することとなる。
【００３３】
なお、画像形成制御部３０内のＣＰＵは、カウンタ３１がカウントアップを開始するのに先立って、予めカウンタ３１内のレジスタにカウントアップレジスタ設定値を設定するようになっている。カウントアップレジスタ設定値は、感光体ドラム１１の回転速度および中間転写体ベルト１３の移動速度から特定すればよい。
【００３４】
ところで、画像形成部３においては、温度、湿度またはベルト張力の変化等によって、中間転写体ベルト１３が伸縮するおそれがある。つまり、中間転写体ベルト１３におけるトナー像の担持面が経時的に伸縮してしまう可能性がある。
【００３５】
そこで、画像形成制御部３０は、中間転写体ベルト１３が伸縮した場合であっても、画像転写位置Ｔへの用紙到達タイミングとトナー像到達タイミングとがずれてしまうのを防ぐべく、中間転写体ベルト１３の伸縮に応じて、その中間転写体ベルト１３上のトナー像先端が転写手前ポイントに来たであろう時刻に対する補正を行うようになっている。
【００３６】
中間転写体ベルト１３の伸縮は、その回転周期から検知することができる。ここで、中間転写体ベルト１３の伸縮の検知について説明する。
図６は中間転写体ベルトの伸縮状態の一例を示す説明図であり、図７は中間転写体ベルトの伸縮に伴う画像均等割り付け制御の概要を示すタイミングチャートである。
【００３７】
図６に示すように、中間転写体ベルト１３の周長が環境等の影響により変化した場合（図中矢印Ａ参照）には、中間転写体ベルト１３上におけるトナー像の形成位置にオフセットが生じ、トナー像を均等に割り付けることができなくなってしまうので、中間転写体ベルト１３の継ぎ目にトナー像が載るといった問題が発生するおそれがある。そのため、画像形成制御部３０は、通常、かかる問題を解消すべく、ベルトホームポジションセンサ１５ａが検出する中間転写体ベルト１３のホームポジションを基準にして、トナー像を均等に割り付けるためのピッチ制御を行っている。
【００３８】
具体的には、図７に示すように、画像形成制御部３０は、ベルトホームポジションセンサ１５ａによる検出結果を基に、中間転写体ベルト１３の回転周期を測定する。そして、測定した回転周期に応じたピッチ信号を出力することで、中間転写体ベルト１３上に形成すべきトナー像を均等に割り付ける。なお、図例では、２ピッチ分割時の例を示しているが、分割数が増減しても全く同じ原理で説明できることはいうまでもない。
【００３９】
このようなピッチ制御を行う過程で検知される中間転写体ベルト１３の回転周期の変動から、画像形成制御部３０は、ＲＯＳ１２による潜像の書き込み開始からトナー像が転写手前ポイントに到達するまでの時間のずれを算出する。つまり、画像形成制御部３０は、中間転写体ベルト１３の回転周期の変動から中間転写体ベルト１３の伸縮を検知し、その検知結果からカウントアップレジスタ設定値に対するずれ量を求める。このずれ量の算出は、予め画像形成制御部３０内に設定された関数やテーブル値を用いることが考えられる。
【００４０】
そして、中間転写体ベルト１３の伸縮の検知結果からカウントアップレジスタ設定値のずれ量を求めると、画像形成制御部３０では、ＣＰＵがそのずれ量を含んだ新たなカウントアップレジスタ設定値をカウンタ３１内のレジスタへセットする。これにより、カウンタ３１は、カウント開始トリガの入力から疑似タイミング信号の出力までの間の時間が変更されることになる。
【００４１】
すなわち、カウンタ３１では、カウントアップレジスタ設定値の変更によって、カウントソースＣＬＫの１クロック単位の精度で、疑似タイミング信号の出力タイミングが補正される。これにより、画像形成制御部３０では、中間転写体ベルト１３上のトナー像の先端が所定ポイントに到達する時刻の演算結果を補正し得るようになる。
【００４２】
このようにして、画像形成制御部３０では、中間転写体ベルト１３が伸縮した場合であっても、その伸縮の度合いを反映させつつ、中間転写体ベルト１３上のトナー像先端が転写手前ポイントに来たであろう時刻に、カウンタ３１が疑似タイミング信号を発生させる。そして、この疑似タイミング信号に基づいて、紙送り制御部２９に用紙送り部１４での用紙送り出しを制御させる。
【００４３】
次に、この紙送り制御部２９による用紙送り部１４での用紙送り出し制御について詳しく説明する。
図８は用紙送り部の構成例を示す概略図であり、図９は紙送り制御部のよる制御手順の一例を示すフローチャートである。
【００４４】
用紙送り部１４は、給紙部５から供給されてきた用紙を、転写器における画像転写位置Ｔに向けて送り出すためのものである。そのために、用紙送り部１４は、用紙の送り出し方向に沿って設けられた用紙搬送ローラ１４ａ，１４ｂと、これらよりもさらに用紙送り方向の下流側に設けられた用紙先端検知センサ１４ｃと、を備えている。
【００４５】
このような構成の用紙送り部１４では、用紙搬送ローラ１４ａ，１４ｂがそれぞれ用紙を挟み込んだ状態で図示せぬ駆動源（モータ等）によって回転されることで、その用紙を画像転写位置Ｔに向けて送り出すようになっている。
【００４６】
ただし、このとき、用紙送り部１４では、画像転写位置Ｔへの用紙到達タイミングが、その画像転写位置Ｔへのトナー像到達タイミングに合うように、用紙の送り出しを行わなければならない。しかも、これに併せて、用紙送り方向下流側の用紙搬送ローラ１４ｂが用紙の噛み込む際に、初めに用紙先端が用紙搬送ローラ１４ｂのどの部分に当たるか、そのときの用紙先端のカール状態がどの程度か、用紙の軌跡がどのようになっているか等といった挙動の差により、用紙搬送ローラ１４ｂに対する用紙位置のずれが発生するのを防がなければならない。
【００４７】
そのために、紙送り制御部２９は、用紙送り部１４が用紙の送り出しを行うのにあたって、図９に示すような手順で用紙送り部１４の動作制御を行う。
先ず、紙送り制御部２９は、画像形成制御部３０からの疑似タイミング信号出力を監視して、中間転写体ベルト１３上のトナー像先端が転写手前ポイントに来たであろう旨の通知があるか否かを判断する（Ｓ２０１）。疑似タイミング信号の出力があれば、紙送り制御部２９は、この紙送り制御部２９が有するカウンタによるカウントアップを開始する（Ｓ２０２）。
【００４８】
また、紙送り制御部２９は、給紙部５から供給されてきた用紙を、回転動作中の用紙搬送ローラ１４ａ，１４ｂに受け取らせ、そのままその用紙を画像転写位置Ｔに向けて送らせる。そして、紙送り制御部２９は、用紙先端検知センサ１４ｃによる検出結果を監視して、用紙搬送ローラ１４ａ，１４ｂに送られる用紙の先端が用紙先端検知センサ１４ｃを通過したか否かを判断する（Ｓ２０４）。用紙の先端が用紙先端検知センサ１４ｃを通過すれば、上述したカウンタによるカウントアップを終了する（Ｓ２０４）。
【００４９】
カウントアップを終了すると、紙送り制御部２９は、上述したカウンタによってカウントされたカウント値から、用紙の送り速度の減速タイミングを演算により求める（Ｓ２０５）。この減速タイミングは、用紙の送り速度をどの時点で減速すれば、画像転写位置Ｔへのトナー像到達タイミングと用紙到達タイミングとが合致するかを特定するためのものである。
【００５０】
減速タイミングを求めると、続いて、紙送り制御部２９は、その減速タイミングが来たか否かを判断し（Ｓ２０６）、減速タイミングが来れば、用紙搬送ローラ１４ａ，１４ｂの回転速度を減速するようにその駆動源に指示を与える（Ｓ２０７）。そして、紙送り制御部２９は、規定速度まで減速したら（Ｓ２０８）、減速を終了し（Ｓ２０９）、その後は用紙搬送ローラ１４ａ，１４ｂおよびその駆動源に等速搬送を行わせる（Ｓ２１０）。なお、減速前の速度および減速後の速度は、予め設定された速度であるものとする。
【００５１】
その後、紙送り制御部２９は、用紙の後端が用紙先端検知センサ１４ｃを通過したら（Ｓ２１１）、用紙搬送ローラ１４ａ，１４ｂを停止させて、上述の制御処理を終了する。
【００５２】
このように、紙送り制御部２９は、画像形成制御部３０から通知される疑似タイミング信号に応じて、用紙搬送ローラ１４ａ，１４ｂによる用紙の送り速度を可変させ、その用紙の送り速度を調整するようになっている。これにより、用紙搬送ローラ１４ａ，１４ｂによって送り出される用紙の画像転写位置Ｔへの到達タイミングは、その画像転写位置Ｔへのトナー像到達タイミングに合致するようになる。
【００５３】
なお、ここでは、紙送り制御部２９が用紙の送り速度を減速して調整する、ノンストップサーボレジ制御を行う場合について説明したが、紙送り制御部２９は、用紙の送り速度を加減速して調整するものであってもよい。また、紙送り制御部２９は、用紙先端検知センサ１４ｃが用紙の先端を検出した時点で用紙搬送ローラ１４ａ，１４ｂを停止させ、その後用紙の送りを再開するタイミングを調整する、ストップサーボレジ制御によって、画像転写位置Ｔへの用紙到達タイミングとトナー像到達タイミングとを合わせるようにしてもよい。
【００５４】
以上に説明したように、本実施の形態のデジタル複合機１は、請求項１に記載の発明の如く、中間転写体ベルト１３上のトナー像の先端が所定ポイントに到達する時刻を画像形成制御部３０が演算により求めるとともに、その演算結果を画像形成制御部３０が必要に応じて補正する。そして、紙送り制御部２９は、画像形成制御部３０での演算結果に基づいて、用紙送り部１４での用紙送り出しを制御する。これにより、このデジタル複合機１では、画像転写位置Ｔへのトナー像到達タイミングのばらつきをセンサ等で検出しなくても、そのトナー像到達タイミングと画像転写位置Ｔへの用紙到達タイミングとが一致するようになる。
【００５５】
したがって、このデジタル複合機１では、画像転写位置Ｔへのトナー像到達タイミングと用紙到達タイミングとを精度良く合わせることができるので、結果として高品質の画像出力を実現できるようになる。また、温度、湿度またはベルト張力の変化等によって中間転写体ベルト１３が伸縮しても、画像形成制御部３０が演算結果を補正し得るので、その伸縮の影響を受けてしまうのを避けることができる。
【００５６】
しかも、そのために、中間転写体ベルト１３上のトナー像の先端位置をセンサ等で検出する必要がないので、中間転写体ベルト１３上へのトナーパッチの形成等が不要となり、装置コストの上昇や開発工数の膨大化等を招いてしまうことがなくなる。また、中間転写体ベルト１３上のトナー像の先端位置の検出が色材の色に依存してしまうこともなくなる。さらに、画像形成の生産性が極端に低下してしまう、といった問題が発生することもない。
また、トナーが飛散等によって、検出精度劣化または検知不可能という状態に陥ることもなくなるので、検出の信頼性を向上させることも可能となる。
【００５７】
また、本実施の形態のデジタル複合機１は、請求項２に記載の発明の如く、疑似タイミング信号の発生によって画像形成制御部３０での演算結果を紙送り制御部２９に通知するようになっている。つまり、紙送り制御部２９は、中間転写体ベルト１３上のトナー像をセンサ等で検出した場合の検出信号に代えて、疑似タイミング信号を基にして用紙送り部１４の動作制御を行うこととなる。したがって、中間転写体ベルト１３上のトナー像をセンサ等で検出しなくても、その検出信号に代えて疑似タイミング信号を基にすればよいので、紙送り制御部２９が容易に対応できるようになる。
【００５８】
また、本実施の形態のデジタル複合機１は、請求項３に記載の発明の如く、画像形成制御部３０がカウントソースＣＬＫに同期して動作するカウンタ３１を用いて疑似タイミング信号を発生させるようになっている。したがって、画像形成制御部３０では、カウント開始トリガから疑似タイミング信号の出力までの時間を精度良くカウントすることができる。また、カウントアップレジスタ設定値の変更によってカウント時間を補正する場合であっても、カウントソースＣＬＫの１クロック単位の精度で補正し得るようになる。
【００５９】
また、本実施の形態のデジタル複合機１は、請求項４に記載の発明の如く、画像形成制御部３０が中間転写体ベルト１３の伸縮に応じてカウンタ３１のカウントアップレジスタ設定値を変更するようになっている。したがって、このデジタル複合機１では、温度、湿度またはベルト張力の変化等によって中間転写体ベルト１３が伸縮した場合であっても、画像転写位置Ｔへの用紙到達タイミングとトナー像到達タイミングとがずれてしまうのを防ぐことができる。
【００６０】
なお、本実施の形態では、画像形成制御部３０が中間転写体ベルト１３の伸縮に応じた補正を行う場合を例に挙げて説明したが、これ以外にも、例えば装置組み立て時に発生する構成部品の取り付け誤差、構成部品の寸法精度等の影響に応じた補正を行うようにすることが考えられる。
【００６１】
また、本実施の形態のデジタル複合機１は、請求項５または７に記載の発明の如く、ピッチ制御に用いられるベルトホームポジションセンサ１５ａによって検出される中間転写体ベルト１３の回転周期に基づいて中間転写体ベルト１３の伸縮を検知するようになっている。そのため、画像形成制御部３０では、中間転写体ベルト１３の伸縮を確実かつ適正に検知し得るようになる。しかも、中間転写体ベルト１３のホームポジションを検出するためのベルトホームポジションセンサ１５ａを利用することで、新たに専用センサを設けることなく、簡素な構成による伸縮検知が可能となる。
【００６２】
また、本実施の形態のデジタル複合機１では、請求項８に記載の発明の如く、画像形成制御部３０が転写手前ポイントへのトナー像先端の到達時刻を求めるようになっているので、ＲＯＳ１２による潜像の書き込みから中間転写体ベルト１３上のトナー像が転写手前ポイントに到達するまでの時間のばらつきがあっても、そのばらつきに応じてカウントアップレジスタ設定値を補正することで、そのばらつきを吸収することができるようになる。
【００６３】
なお、本実施の形態では、転写手前ポイントへのトナー像先端の到達時刻を求めることで、ＲＯＳ１２による潜像の書き込みから中間転写体ベルト１３上のトナー像が転写手前ポイントに到達するまでの時間のばらつきを吸収する場合について説明したが、例えば転写手前ポイントへの到達時刻とは別に、または転写手前ポイントへの到達時刻と併せて、画像転写位置Ｔへのトナー像先端の到達時刻を求めるようすれば、請求項９に記載の発明の如く、中間転写体ベルト１３上のトナー像が転写手前ポイントから画像転写位置Ｔに到達するまでの時間のばらつきについても、これを吸収することができるようになる。
【００６４】
また、本実施の形態のデジタル複合機１は、請求項１０に記載の発明の如く、用紙先端検知センサ１４ｃが用紙先端を検出すると、紙送り制御部２９が画像形成制御部３０からの疑似タイミング信号に応じて用紙搬送ローラ１４ａ，１４ｂによる用紙の送り速度を可変させ、その用紙の送り速度を調整する、ノンストップサーボレジ制御（またはストップサーボレジ制御）を行うようになっている。これにより、このデジタル複合機１では、用紙搬送ローラ１４ｂが用紙を噛み込む際のその用紙の状態等による影響を受けることなく、その用紙の画像転写位置Ｔへ到達タイミングが、その画像転写位置Ｔへのトナー像到達タイミングに確実に合致するようになる。
【００６５】
なお、本実施の形態では、画像形成部３が中間転写体方式によるものである場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図１０に示すように、像担持体として感光体ベルト１１′のみを有し、ＲＯＳ１２がその感光体ベルト１１′上に潜像を書き込むとともに、その潜像の現像によって形成されたトナー像を感光体ベルト１１′上から用紙上に転写するように構成されたものであっても同様に適用可能である。これは、像担持体が感光体ドラムのみである場合についても全く同様である。
【００６６】
また、本実施の形態では、画像形成部３がシングルエンジン方式によるものである場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図１１に示すように、カラー画像の形成に迅速に対応すべく、複数の感光体ドラム１１ａ〜１１ｄを有した、いわゆるタンデムエンジン方式のものであっても、同様に適用可能である。
【００６７】
ただし、画像形成部３がタンデムエンジン方式であると、そのエンジンは必然的に大きくなるので、カウント開始トリガ（例えば、ＲＯＳ１２の潜像書き込み開始タイミング信号）の発生位置と、疑似タイミング信号の発生位置（転写手前ポイント）との間の距離（所要時間）が長くなってしまう。このような場合には、カウンタでのカウント値も大きくなるので、カウント開始トリガの発生後、これに対応する疑似タイミング信号を発生させるまでの間に、次のカウント開始トリガが発生してしまい、カウンタがオーバーフローする、といったことが生じるおそれがある。
【００６８】
そのため、カウンタがオーバーフローするおそれのある場合には、図１２に示すように、カウンタ３１ａ〜３１ｃをシリーズに接続し、これらのカウンタ３１ａ〜３１ｃのうち最終段に位置するカウンタ３１ｃの出力を疑似タイミング信号として使用することで、カウンタのオーバーフローを防止すればよい。これは、オーバーフローの発生し易いタンデムエンジン方式の場合に有効であるが、シングルエンジン方式であっても、オーバーフローが発生し得る場合には同様に適用することが考えられる。
【００６９】
このとき、各カウンタ３１ａ〜３１ｃのカウントソースＣＬＫとしては、Ｌｉｎｅ Ｓｙｎｃ 信号、感光体ドラム１１のリファレンスクロックやエンコーダクロック、中間転写体ベルト１３のリファレンスクロックやエンコーダクロック、用紙搬送クロックのうちのいずれか一つを用いればよい。ただし、各カウンタ３１ａ〜３１ｃのカウント値は、最小用紙サイズのピッチを超えないように設定する。
【００７０】
また、疑似タイミング信号の発生時についての補正は、シリーズに接続した各カウンタ３１ａ〜３１ｃのうち、任意のカウンタのカウントアップレジスタ設定値を変更することで、発生タイミングの微調整を行うようにすればよい。
【００７１】
さらに、各カウンタ３１ａ〜３１ｃのうち、カウンタ３１ａにはカウント開始トリガから疑似タイミング信号の発生位置の機差の補正情報、カウンタ３１ｂには中間転写体ベルト１３のベルト周長の補正情報、カウンタ３１ｃには疑似タイミング信号の発生位置から画像転写位置Ｔの機差の補正情報といったように、一つのカウンタ３１ａ〜３１ｃに一つの変更パラメータを割り振るようなカウンタ制御方法を採れば、これらのカウンタ３１ａ〜３１ｃや画像形成制御部３０を動作させるためのソフトウエアの管理が非常に容易になる。
【００７２】
ただし、この場合、例えば中間転写体ベルト１３のベルト長のように、秒単位または分単位で変動する温度や湿度の影響を大きく受けるものに対しては、カウントアップレジスタ設定値に対する補正が頻繁に発生する。このような場合は、補正値の帰還レスポンスが遅れると、その分だけ用紙搬送方向における用紙と画像の位置ずれが悪化する。
【００７３】
例えば、水分を多量に含んだ用紙が、加熱・加圧作用を奏する定着器を通過すると、機内に高湿度の空気が急速に充満し、中間転写体ベルト１３が吸湿して伸びてしまう。これを検知するためには、中間転写体ベルト１３を一回転させなければならないので、そのレスポンスが遅れてしまう。さらには、その伸び量についての補正を行った後、各カウンタ３１ａ〜３１ｃの帰還が有効に働くには、更に時間を要する。
【００７４】
そこで、かかる問題を緩和するために、変更パラメータを割り振るようなカウンタ制御方法を採用した場合には、すべての変更パラメータの合算値を、下流側、好ましくは最終段のカウンタ３１ｃに割り振り、長時間変更されない変更パラメータを上流側にカウンタ３１ａに割り振ることで、時々刻々と変動する変更パラメータに対して、その変動の検知後の補正値帰還レスポンスを向上させることができるようになる。
【００７５】
〔第２の実施の形態〕
次に、請求項６に記載の発明に係る画像形成装置について説明する。ただし、ここでは、上述した第１の実施の形態の場合との相違点についてのみ説明するものとする。
図１３は本実施の形態における画像形成部での中間転写体ベルトの伸縮状態を示す説明図であり、図１４はその伸縮に伴う画像均等割り付け制御の概要示すタイミングチャートである。
【００７６】
本実施の形態におけるデジタル複合機は、図１３に示すように、ベルトホームポジションセンサ（以下「１ｓｔベルトホームポジションセンサ」と称す）１５ａに加えて、２ｎｄベルトホームポジションセンサ１５ｂを備えている点で、第１の実施の形態の場合と異なる。つまり、画像形成部３は、中間転写体ベルト１３上に予め設けられたホームポジションを検出する複数のベルトホームポジションセンサ１５ａ，１５ｂを備えている。
【００７７】
この場合にも、複数のベルトホームポジションセンサ１５ａ，１５ｂのうちの少なくとも一つは、図７に示すように、中間転写体ベルト１３上のトナー像を均等に割り付けるためのピッチ制御に用いられるものとする。
【００７８】
このように、複数のベルトホームポジションセンサ１５ａ，１５ｂを備えている場合に、画像形成制御部３０は、１ｓｔベルトホームポジションセンサ１５ａが中間転写体ベルト１３上のホームポジションを検出してから、そのホームポジションを２ｎｄベルトホームポジションセンサ１５ｂが検出するまでの所要時間（以下「ラップタイム」と称す）を測定する。そして、そのラップタイムの変動分を認識することで、画像形成制御部３０は、中間転写体ベルト１３の伸縮を検知する。
【００７９】
具体的に、画像形成制御部３０では、以下に述べるような手順で、中間転写体ベルト１３の伸縮を検知する。
図１５および図１６は画像形成制御部が中間転写体ベルトの伸縮を検知する際の処理動作例を示すフローチャートである。
【００８０】
先ず、画像形成制御部３０では、図１５に示すように、１ｓｔベルトホームポジションセンサ１５ａによる検出結果を監視して、中間転写体ベルト１３上のホームポジションが１ｓｔベルトホームポジションセンサ１５ａによって検出されたか否かを判断する（Ｓ３０１）。そして、ホームポジションが検出されると、画像形成制御部３０は、この画像形成制御部３０が有するカウンタによるカウントアップを開始する（Ｓ３０２）。
【００８１】
また、画像形成制御部３０は、２ｎｄベルトホームポジションセンサ１５ｂによる検出結果も監視して、１ｓｔベルトホームポジションセンサ１５ａに検出されたホームポジションが２ｎｄベルトホームポジションセンサ１５ｂによって検出されたか否かを判断する（Ｓ３０３）。そして、ホームポジションが検出されると、上述したカウンタによるカウントアップを終了する（Ｓ３０４）。
【００８２】
カウントアップを終了すると、画像形成制御部３０は、上述したカウンタによってカウントされたカウント値（ラップタイム）と、これに対応する既定値との差を、演算によって求める（Ｓ３０５）。そして、ラップタイムと既定値との差を求めると、その差の値を、カウンタ３１におけるカウンタ値、すなわちカウントアップレジスタ設定値に対応する値に変換する（Ｓ４００）。
【００８３】
この変換は、図１６に示す手順に従って行う。
図例のように、画像形成制御部３０は、先ず、先に求めた差の値、すなわちベルト周期既定値と実カウント値であるラップタイムとの差を、レジスタ値Ａとする（Ｓ４０１）。次いで、画像形成制御部３０は、ベルト周期カウンタにおける１カウント当たりの時間を、レジスタ値Ｂとする（Ｓ４０２）。この時間は、ベルト周期カウンタの種類（能力）によって定まるものとする。
【００８４】
さらに、画像形成制御部３０は、中間転写体ベルト１３のベルト搬送速度（線速度）を定める。この線速度は、設計値を用いても、または中間転写体ベルト１３を駆動するドライブローラ１３ａの回転速度から求めるようにしてもよい。そして、定めた線速度を、レジスタ値Ｃとする（Ｓ４０３）。
【００８５】
また、画像形成制御部３０は、トナー像先端の通知タイミングを補正するためのカウンタ３１における１カウント当たりの時間を、レジスタ値Ｄとする（Ｓ４０４）。この時間も、カウンタ３１の種類（能力）によって定まる。さらに、画像形成制御部３０は、用紙送り部１４による用紙搬送速度の値を、レジスタ値Ｅとする（Ｓ４０５）。この速度は、紙送り制御部２９による加減速が行われる前の設定速度とする。
【００８６】
そして、画像形成制御部３０は、これらのレジスタ値Ａ〜Ｅを基に、「Ａ値×Ｂ値×Ｃ値／Ｅ値×Ｄ値」といった演算を行い、その演算結果をレジスタ値Ｆとする（Ｓ４０６）。このレジスタ値Ｆが、カウントアップレジスタ設定値に対応する値となる（Ｓ４０７）。
【００８７】
このようにしてカウントアップレジスタ設定値に対応する値への変換を行うと、画像形成制御部３０では、図１５に示すように、この画像形成制御部３０内のＣＰＵが、変換後の値（レジスタ値Ｆ）を新たなカウントアップレジスタ設定値として、カウンタ３１内のレジスタに設定する（Ｓ３０６）。
【００８８】
以上に説明したように、本実施の形態のデジタル複合機では、請求項６に記載の発明の如く、複数のベルトホームポジションセンサ１５ａ，１５ｂの検出結果から測定されるラップタイムの変動分から、中間転写体ベルト１３の伸縮を検知するようになっている。そのため、中間転写体ベルト１３の伸縮を検知するのにあたって、中間転写体ベルト１３のドライブローラ１３ａやテンションローラ１３ｂ等の取り付け位置の誤差、熱膨張によるローラ径の変動等を受けてしまうことがなくなる。したがって、このデジタル複合機では、第１の実施の形態で説明したような中間転写体ベルト１３の回転周期を検出する場合よりも、さらに精度良く中間転写体ベルト１３の伸縮を検知できるようになり、結果として画像転写位置Ｔへのトナー像到達タイミングのばらつきを高精度に補正することができる。
【００８９】
〔第３の実施の形態〕
次に、請求項１１に記載の発明に係る画像形成装置について説明する。ただし、ここでも、上述した第１および第２の実施の形態の場合との相違点についてのみ説明するものとする。
図１７は本実施の形態におけるデジタル複合機の要部の構成例を示す説明図である。
【００９０】
図例のように、本実施の形態におけるデジタル複合機は、中間転写体ベルト１３に張力を与えるテンションローラ１３ｂが、転写器における画像転写位置Ｔよりも中間転写体ベルト１３回転方向の下流側で、かつ、感光体ドラム１１の設置位置よりも中間転写体ベルト１３回転方向の上流側に配設されている点で、第１および第２の実施の形態の場合と異なる。
【００９１】
一般に、中間転写体ベルト１３においては、そのベルト長が伸縮すると、張力を一定に保つためにテンションローラ１３ｂの位置が移動する。ところが、上述したようにテンションローラ１３ｂを配設した場合には、テンションローラ１３ｂの位置が移動しても、感光体ドラム１１の設置位置から転写器における画像転写位置Ｔまでの間の距離、すなわち中間転写体ベルト１３上にトナー像が転写されてからそのトナー像が画像転写位置Ｔに到達するまでの間の距離に及ぶ影響は少なくなる。
【００９２】
したがって、請求項１１に記載の発明の如く、画像転写位置Ｔの下流側で、かつ、感光体ドラム１１の設置位置の上流側に、テンションローラ１３ｂを配設すれば、中間転写体ベルト１３のベルト長のように短時間に大きく変動する要因が存在しても、カウント開始トリガ発生から疑似タイミング信号発生までの間の時間に影響が及ぶのを抑えられる。つまり、カウントアップレジスタ設定値に対する補正が頻繁に発生するのを防ぐことができ、画像形成制御部３０における制御処理にとって非常に好適なものとなる。
【００９３】
なお、上述したようなテンションローラ１３ｂの配設は、中間転写体ベルト１３を備えたものであれば、シングルエンジン方式、タンデムエンジン方式に拘わらず有効であることはいうまでもない。また、像担持体として感光体ベルトを備えたものについても同様である。
【００９４】
〔第４の実施の形態〕
次に、請求項１２に記載の発明に係る画像形成装置について説明する。ただし、ここでも、上述した第１〜第３の実施の形態の場合との相違点についてのみ説明するものとする。
【００９５】
上述した第１〜第３の実施の形態では、中間転写体ベルト１３が伸縮すると、その伸縮の度合いに応じて、画像形成制御部３０が疑似タイミング信号の発生タイミングを補正する場合について説明したが、これに対して、本実施の形態のデジタル複合機では、中間転写体ベルト１３の伸縮に拘わらず画像形成制御部３０が疑似タイミング信号を発生させるとともに、紙送り制御部２９がその疑似タイミング信号と中間転写体ベルト１３の伸縮度に応じて用紙送り部１４での用紙搬送を制御するようになっている。
【００９６】
具体的には、図１において、ベルトホームポジションセンサ１５ａ（または１ＳＴベルトホームポジションセンサ１５ａと２ＳＴベルトホームポジションセンサ１５ｂ）によって中間転写体ベルト１３の伸縮が検知されると、画像形成制御部３０は、タイミング補正を行わずに発生させた疑似タイミング信号と、中間転写体ベルト１３伸縮の検知結果とを、紙送り関連情報として紙送り制御部２９に通知する。紙送り制御部２９では、画像形成制御部３０から紙送り関連情報を受け取ると、その紙送り関連情報に基づいて、用紙送り部１４での用紙送り出し制御（画像転写位置Ｔへの用紙到達タイミングの調整）を行う。
【００９７】
このような制御を行う場合であっても、デジタル複合機においては、画像転写位置Ｔへのトナー像到達タイミングと用紙到達タイミングとを精度良く合わせることができるので、第１の実施の形態で説明したのと同様の効果を得ることができる。
【００９８】
なお、画像形成制御部３０および紙送り制御部２９が上述したような制御を行う場合には、中間転写体ベルト１３の伸縮やその他のトナー像先端の到達タイミングに影響を及ぼす要因の状態変化を、画像形成制御部３０ではなく紙送り制御部２９が直接検知するようにしてもよい。また、紙送り制御部２９は、画像形成制御部３０からＲＯＳ１２の潜像書き込み開始タイミング信号を受け取って、それを基準に疑似タイミング信号を自ら作りだすようにしてもよい。
【００９９】
〔第５の実施の形態〕
次に、請求項１３〜２１に記載の発明に係る画像形成装置について説明する。上述した第１〜第４の実施の形態では、トナー像と用紙との位置関係のずれが、主に中間転写体ベルト１３の伸縮に起因する場合について説明したが、現実にはこれ以外にも位置関係のずれを発生させる要因は様々である。そこで、ここでは、その要因および検知例について、詳しく説明する。
【０１００】
▲１▼ベルト周長の変化
トナー像と用紙との位置関係のずれが発生する要因としては、先ず、上述した第１〜第４の実施の形態でも説明したように、中間転写体ベルト１３の伸縮、すなわち中間転写体ベルト１３の周長の変化によるものが挙げられる。したがって、トナー像と用紙との位置関係がずれるのを防ぐためには、請求項１３に記載の発明の如く、中間転写体ベルト１３のベルト周長を検知し、その検知結果に基づいて用紙搬送等を制御すればよい。
【０１０１】
中間転写体ベルト１３のベルト周長の検知は、第１の実施の形態で説明したように、ベルトホームポジションセンサ１５ａにより検出される中間転写体ベルト１３の回転周期から検知しても、あるいは第２の実施の形態で説明したように、１ｓｔベルトホームポジションセンサ１５ａおよび２ｎｄベルトホームポジションセンサ１５ｂにより検出されるラップタイムから検知してもよい。
【０１０２】
また、これとは別に、請求項１４に記載の発明の如く、中間転写体ベルト１３を張設する各ローラ１３ａ〜１３ｃの間の物理的距離または軸間距離の変動分を基に、中間転写体ベルト１３のベルト周長の検知することも考えられる。すなわち、例えばドライブローラ１３ａとテンションローラ１３ｂとの軸間距離の変動、またはテンションローラ１３ｂの位置変動を、測長センサ等を設けて測定すれば、その測定結果から中間転写体ベルト１３のベルト周長の変化が分かるようになる。したがって、その測定結果に基づいてベルト周長を検知することで、用紙搬送等を制御するようにしてもよい。
【０１０３】
▲２▼ドライブローラ直径の変化による線速度の変化、ベルト周長変化
中間転写体ベルト１３は、ドライブローラ１３ａによって駆動される。そのため、例えば、ドライブローラ１３ａの直径が、温度上昇による膨張や磨耗等の影響によって変動すると、ドライブローラ１３ａの角速度が一定でも、このドライブローラ１３ａによって駆動される中間転写体ベルト１３の線速度は変化してしまう。かかる場合も、トナー像と用紙との位置関係のずれが発生する要因となる。そこで、中間転写体ベルト１３の線速度は変化に起因する位置関係のずれを防ぐために、請求項１５に記載の発明の如く、中間転写体ベルト１３の線速度（周速）を検知し、その検知結果に基づいて用紙搬送等を制御すればよい。
【０１０４】
中間転写体ベルト１３の線速度の検知は、例えば１ｓｔベルトホームポジションセンサ１５ａおよび２ｎｄベルトホームポジションセンサ１５ｂにより検出されるラップタイムと、これらのセンサ１５ａ，１５ｂ間の距離と、に基づいて行うようにすればよい。なお、中間転写体ベルト１３の線速度を検知した場合には、その検知結果から上述したベルト周長の変化を算出することも考えられる。
【０１０５】
▲３▼部品の取り付け誤差
トナー像と用紙との位置関係のずれは、例えばＲＯＳ１２の取り付け誤差によっても発生する。つまり、ＲＯＳ１２の取り付け位置に機差毎のばらつきが発生していると、感光体ドラム１１上では、そのＲＯＳ１２による露光位置がばらついてしまう。このようなずれの発生を防ぐためには、請求項１６に記載の発明の如く、ＲＯＳ１２の取り付け誤差量を検知し、その検知結果に基づいて用紙搬送等を制御すればよい。
【０１０６】
ＲＯＳ１２の取り付け誤差量の検知は、以下のようにして行うことが考えられる。例えば、感光体ドラム１１の端部近傍に、ＲＯＳ１２のスキャン方向に対して垂直な方向にライン状のＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）センサを設置する。そして、そのＣＣＤセンサを用いて、ＲＯＳ１２からのビームを検出するようにすれば、ＲＯＳ１２における部品取り付け誤差量を検知することができる。
【０１０７】
なお、部品の取り付け誤差は、ＲＯＳ１２のみならず、他の部分（感光体ドラム１１や中間転写体ベルト１３等の指示部品）においても発生する可能性がある。このような取り付け誤差については、一旦用紙上にトナー像を転写し、その用紙上におけるトナー像のずれ量を、専用のセンサ（ＣＣＤセンサ等）や保守員の目視等によって読み取ることで、検知することが考えられる。
【０１０８】
▲４▼各色のトナー像間のずれ量
一般に、タンデムエンジン方式の画像形成部３においては、各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄ上に形成されたトナー像を、中間転写体ベルト１３上で重ね合わせるために、各色のトナー像間のずれ量を検知してこれを補正する機能（カラーレジストレーションずれ検知・補正機能；以下「色ずれ検知センサ等」と称す）を有している。つまり、色ずれ検知センサ等は、中間転写体ベルト１３上の副走査方向における色ずれ量を検知する。この色ずれ量は、通常、装置内温度の変化に伴う筐体の伸びなどに起因する。
【０１０９】
ところで、通常、色ずれ検知センサ等は、各色の相対的な位置ずれを検知するようになっている。この相対な位置ずれは、４連タンデム機の場合、１番目の感光体ドラム（第１エンジン）１１ａから１番目の感光体ドラム（第４エンジン）１１ｄまでそれぞれが等間隔に配置されるので、図１８に示すように、そのずれ量も筐体の伸び等に伴い概ねリニアな特性を示す。したがって、これらリニアな特性を利用すれば、画像書き出しタイミングから第１エンジンの画像書き込みタイミングのずれを検出できるようになる。
【０１１０】
このずれは、トナー像と用紙との位置関係のずれに相当するので、これを補正量とすればよい。すなわち、請求項１７に記載の発明の如く、各色の画像間のずれ量を検知することで、トナー像と用紙との位置関係にずれが発生するのを防げるようになる。
【０１１１】
なお、上述したずれ量の特性はリニアである必要はなく、二次曲線であっても互いの相関関係を規定できれば、何ら問題はない。また、第１エンジンを基準として色ずれを検出するのではなく、他のエンジンを基準としてもよいことはいうまでもない。
【０１１２】
▲５▼感光体ドラムの配置位置の変化
トナー像と用紙との位置関係にずれは、中間転写体ベルト１３の位置に対して、感光体ドラム１１の位置がずれることによっても発生する。感光体ドラム１１の配置位置の変化は、例えば装置内温度の上昇に伴う筐体の伸びや、衝撃などの外的要因等によって発生することが考えられる。そこで、請求項１８に記載の発明の如く、感光体ドラム１１の配置位置について、その変化量を、例えば上述した色ずれ検知センサ等または専用の位置測定センサ等を用いて検知することで、トナー像と用紙との位置関係にずれが発生するのを防ぐことも考えられる。
【０１１３】
▲６▼温度、湿度の変化
中間転写体ベルト１３は、環境温度が変化すると、熱膨張で周長が変化する。また、ドライブローラ１３ａやテンションローラ１３ｂについても、同様に直径が変化する。ところが、これらの変動分は、中間転写体ベルト１３等の材質、すなわちその材質の熱膨張率によって決まるものである。つまり、中間転写体ベルト１３の周長変化は、予測検知し得るものである。したがって、請求項１９に記載の発明の如く、中間転写体ベルト１３の周長変化を予測検知すれば、トナー像と用紙とがどの程度ずれるのかが分かるようになるので、トナー像と用紙との位置関係にずれが発生するのを防げるようになる。
【０１１４】
具体的には、これらの変動分と温度との関係を、予め関数またはテーブル値に置き換えておけば、請求項２０に記載の発明の如く、装置内の温度を温度センサ等を用いて検出することで、トナー像と用紙との位置関係にずれが発生するのを防げるようになる。さらに、温度センサ等の位置を中間転写体ベルト１３近傍に設ければ、より高い精度が得られるようになる。つまり、上述の関数またはテーブル値を用いれば、温度の検出結果から中間転写体ベルト１３の周長変化が予測検知でき、トナー像と用紙とがどの程度ずれるのかが分かるようになる。
【０１１５】
これは、温度についてのみならず、湿度についても全く同様である。すなわち、請求項２１に記載の発明の如く、装置内の湿度の検出結果から中間転写体ベルト１３の周長変化が予測検知してもよく、さらには温度と湿度との両方を基に予測検知してもよい。このように、湿度の検出結果を基にする場合も、湿度センサ等の位置を中間転写体ベルト１３近傍に設ければ、より高い精度が得られるようになる。
【０１１６】
以上の▲１▼〜▲６▼に説明した要因（パラメータ）のいずれか一つまたは任意に組み合わせた複数を検知すると、画像形成制御部３０は、その検知結果に基づいて、トナー像と用紙との位置関係のずれを補正する。
【０１１７】
ところで、上述した第１〜第４の実施の形態では、トナー像と用紙の位置関係のずれを、用紙送りタイミングまたは速度を変えることで補正する場合について説明したが、これ以外にも以下の▲７▼または▲８▼のようにして位置関係のずれを補正することが考えられる。
【０１１８】
▲７▼ＲＯＳ書き込みタイミングの調整
画像形成制御部３０は、ＲＯＳ１２の副走査方向の書き込みタイミングを調整するようにビデオ制御部２６に指示を与えることで、中間転写体ベルト１３上に載るトナー像の位置を変動させるようにしてもよい。
【０１１９】
▲８▼感光体ドラムの回転角速度の調整
感光体ドラム１１の回転角速度を調整すると、ＲＯＳ１２による露光ポイントから中間転写体ベルト１３上への転写ポイントまでの時間が変動するので、結果的に中間転写体ベルト１３上のトナー像の位置を変えることができる。したがって、画像形成制御部３０は、感光体ドラム１１の回転角速度を調整するように感光体制御部２７に指示を与えることで、中間転写体ベルト１３上に載るトナー像の位置を変動させるようにしてもよい。
【０１２０】
つまり、画像形成制御部３０は、上述した▲１▼〜▲６▼のパラメータのうちの一つまたは複数を検知すると、その検知結果に基づいて、紙送り制御部２９による用紙送り制御、ビデオ制御部２６によるＲＯＳ１２の書き込みタイミング制御および感光体制御部２７による感光体ドラムの回転角速度制御のうちのいずれか一つまたは任意に組み合わせた複数を行うことで、トナー像と用紙との位置関係のずれを補正する。
【０１２１】
以上に説明したように、本実施の形態のデジタル複合機は、請求項１３〜２１に記載の発明の如く、トナー像と用紙の位置関係のずれの要因となるパラメータに応じて、用紙送り部１４による用紙搬送と、画像形成部３による画像形成とのいずれか一方または両方を制御するようになっている。これにより、このデジタル複合機では、第１の実施の形態で説明した場合と同様に、トナー像と用紙の位置関係のずれを補正し得るようになる。
【０１２２】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の画像形成装置は、像担持体上の画像が画像転写位置またはその近傍に到達する時刻を演算により求めるとともに、その演算結果を必要に応じて補正し得るようになっており、さらにはその演算結果に基づいて、画像転写位置への用紙搬送を制御するするようになっている。これにより、この画像形成装置では、画像転写位置への画像到達タイミングのばらつきをセンサ等で検出しなくても、その画像到達タイミングと画像転写位置への用紙到達タイミングとが一致するようになる。
したがって、この画像形成装置を用いれば、高品質の画像出力を実現できるのに加えて、例えば像担持体の像担持面が伸縮してしまったような場合でも、演算手段による演算結果の補正によって、その伸縮の影響を受けてしまうのを避けることができる。しかも、そのために、像担持体上の画像をセンサ等で検出する必要がないので、像担持体上へのトナーパッチの形成等が不要となり、装置コストの上昇や開発工数の膨大化等を招いてしまうことがなくなる。また、像担持体上の画像の検出が色材の色に依存したり、画像形成の生産性が極端に低下してしまう、といった問題が発生することもない。さらには、トナーが飛散等によって、検出精度劣化または検知不可能という状態に陥ることもなくなるので、検出の信頼性を向上させることも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明をデジタル複合機に適用した場合における装置全体の機能構成を示すブロック図である。
【図２】本発明をデジタル複合機に適用した場合における装置全体の概略構成例を示す説明図である。
【図３】本発明に係る画像形成装置における画像形成部の一構成例を示す説明図である。
【図４】画像形成制御部におけるカウンタの概要の一例を示す説明図である。
【図５】図４のカウンタにおけるカウント動作例を示すタイミングチャートである。
【図６】中間転写体ベルトの伸縮状態の一例を示す説明図である。
【図７】中間転写体ベルトの伸縮に伴う画像均等割り付け制御の概要の一例を示すタイミングチャートである。
【図８】用紙送り部の一構成例を示す概略図である。
【図９】紙送り制御部のよる用紙送り部の制御手順の一例を示すフローチャートである。
【図１０】本発明に係る画像形成装置における画像形成部の他の構成例を示す説明図（その１）である。
【図１１】本発明に係る画像形成装置における画像形成部の他の構成例を示す説明図（その２）である。
【図１２】画像形成制御部におけるカウンタの概要の他の例を示す説明図である。
【図１３】中間転写体ベルトの伸縮状態の他の例を示す説明図である。
【図１４】中間転写体ベルトの伸縮に伴う画像均等割り付け制御の概要の他の例を示すタイミングチャートである。
【図１５】画像形成制御部が中間転写体ベルトの伸縮を検知する際の処理動作例を示すフローチャート（その１）である。
【図１６】画像形成制御部が中間転写体ベルトの伸縮を検知する際の処理動作例を示すフローチャート（その２）である。
【図１７】本発明に係る画像形成装置における画像形成部の他の構成例を示す説明図（その３）である。
【図１８】タンデムエンジン方式におけるドラム位置ずれの概要を示す説明図である。
【図１９】従来の用紙送りの概要の一例を示す概略図である。
【図２０】従来例における用紙先端の状態を示す説明図であり、（ａ）は噛み込み状態が不十分な状態を示す図、（ｂ）は噛み込み状態が十分な状態を示す図である。
【図２１】従来例におけるローラと用紙との位置関係を示す説明図であり、（ａ）は噛み込み状態が不十分な状態を示す図、（ｂ）は噛み込み状態が十分な状態を示す図である。
【図２２】従来例における画像形成部の構成例を示す説明図であり、（ａ）は直接転写方式による構成例を示す図、（ｂ）は中間転写体方式による構成例を示す図である。
【符号の説明】
１…デジタル複合機（画像形成装置）、３…画像形成部、１１，１１ａ，１１ｃ，１１ｄ，１１′…感光体ドラム、１２…ＲＯＳ、１３…中間転写体ベルト、１３ａ…ドライブローラ、１３ｂ…テンションローラ、１４…用紙送り部、１５ａ，１５ｂ…ベルトホームポジションセンサ、２６…ビデオ制御部、２７…感光体制御部、２８…ベルト制御部、２９…紙送り制御部、３０…画像形成制御部、３１，３１ａ，３１ｂ，３１ｃ…カウンタ、Ｔ…画像転写位置

Claims (21)

1. 像担持体上に画像を形成する画像形成手段と、
   前記画像形成手段が形成した前記像担持体上の画像を用紙上に転写する転写手段と、
   前記転写手段の画像転写位置に向けて用紙を搬送する搬送手段と、
   前記像担持体上の画像が前記転写手段の画像転写位置またはその近傍に到達する時刻を演算により求めるとともに、その演算結果を所定パラメータに応じて補正し得る演算手段と、
   前記演算手段が求めた時刻に基づいて前記搬送手段の用紙搬送を制御する制御手段と
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記演算手段は、演算により求めた時刻を当該演算手段が発生させる疑似タイミング信号によって前記制御手段に通知するものである
   ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記疑似タイミング信号は、前記画像形成手段での画像形成開始をトリガとし所定クロックに同期して動作するカウンタのカウント値が規定値に達すると出力される信号である
   ことを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記像担持体における像担持面の伸縮を検知する伸縮検知手段を備えるとともに、
   前記演算手段は、前記伸縮検知手段による検知結果を所定パラメータとして当該検知結果に応じて前記規定値を可変させることで演算結果の補正を行うものである
   ことを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
5. 前記伸縮検知手段は、前記像担持面上に設けられた基準点を検出する検出器を有しており、前記検出器での検出結果から認識される前記像担持体の回転周期の変動を基に前記像担持面の伸縮を検知するものである
   ことを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
6. 前記伸縮検知手段は、前記像担持面上に設けられた基準点を検出する複数の検出器を有しており、該基準点を各検出器が検出する際の時間差から認識される各検出器間の所要時間の変動を基に前記像担持面の伸縮を検知するものである
   ことを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
7. 前記検出器のうちの少なくとも一つは、前記画像形成手段が前記像担持体上に複数の画像を形成する場合に各画像間のピッチを正しく保つためのピッチ制御に用いられる
   ことを特徴とする請求項５または６記載の画像形成装置。
8. 前記演算手段は、前記像担持体上の画像が前記画像形成手段に形成されてから前記転写手段の画像転写位置の近傍に到達するまでの時間のばらつきを、前記規定値を可変させることで補正する
   ことを特徴とする請求項３，４，５，６または７記載の画像形成装置。
9. 前記演算手段は、前記像担持体上の画像が前記転写手段の画像転写位置の近傍から該画像転写位置に到達するまでの時間のばらつきを、前記規定値を可変させることによって補正する
   ことを特徴とする請求項３，４，５，６または７記載の画像形成装置。
10. 前記制御手段は、
    前記搬送手段により搬送されてきた用紙を前記転写手段の画像転写位置へ送り出す送り手段と、
    前記送り手段よりも前記転写手段側に設けられ、前記送り手段によって送り出された用紙の先端を検知する先端検知手段と、
    前記先端検知手段が用紙の先端を検知すると、前記送り手段による送り速度を可変させ、当該用紙の搬送速度と搬送タイミングとの両方またはいずれか一方を調整する調整手段と
    を有したものであることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一に記載の画像形成装置。
11. 前記像担持体が無端ベルト状に形成され、かつ、複数のローラによって支持されており、前記複数のローラのうちの少なくとも一つは当該像担持体を張設状態にするためのテンションローラである場合に、前記テンションローラは、前記転写手段の画像転写位置よりも当該像担持体の像担持面移動方向の下流側で、かつ、前記画像形成手段による画像形成位置よりも像担持面移動方向の上流側に配設されている
    ことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一に記載の画像形成装置。
12. 前記像担持体における像担持面の伸縮を検知する伸縮検知手段を備えるとともに、
    前記演算手段は、前記伸縮検知手段での検知結果に拘わらず演算結果の補正を行わずに疑似タイミング信号を発生させるものであり、
    前記制御手段は、前記伸縮検知手段による検知結果および前記演算手段からの疑似タイミング信号に応じて前記搬送手段の用紙搬送を制御するものである
    ことを特徴とする請求項２または３記載の画像形成装置。
13. 無端ベルト状の像担持体ベルトと、
    前記像担持体ベルト上に画像を形成する画像形成手段と、
    前記画像形成手段が形成した前記像担持体ベルト上の画像を用紙上に転写する転写手段と、
    前記転写手段の画像転写位置に向けて用紙を搬送する搬送手段と、
    前記像担持体ベルトのベルト周長を検知する長さ検知手段と、
    前記長さ検知手段での検知結果に基づいて前記搬送手段による用紙搬送と前記画像形成手段による画像形成とのいずれか一方または両方を制御する制御手段と
    を備えることを特徴とする画像形成装置。
14. 無端ベルト状の像担持体ベルトと、
    前記像担持体ベルト上に画像を形成する画像形成手段と、
    前記画像形成手段が形成した前記像担持体ベルト上の画像を用紙上に転写する転写手段と、
    前記転写手段の画像転写位置に向けて用紙を搬送する搬送手段と、
    前記像担持体ベルトを張設状態にするために設けられたローラ間の軸間距離または軸間距離の変動量を検知する軸間検知手段と、
    前記軸間検知手段での検知結果に基づいて前記搬送手段による用紙搬送と前記画像形成手段による画像形成とのいずれか一方または両方を制御する制御手段と
    を備えることを特徴とする画像形成装置。
15. 無端ベルト状の像担持体ベルトと、
    前記像担持体ベルト上に画像を形成する画像形成手段と、
    前記画像形成手段が形成した前記像担持体ベルト上の画像を用紙上に転写する転写手段と、
    前記転写手段の画像転写位置に向けて用紙を搬送する搬送手段と、
    前記像担持体ベルトの周速の変化を検知する速度検知手段と、
    前記速度検知手段での検知結果に基づいて前記搬送手段による用紙搬送と前記画像形成手段による画像形成とのいずれか一方または両方を制御する制御手段と
    を備えることを特徴とする画像形成装置。
16. 無端ベルト状の像担持体ベルトと、
    前記像担持体ベルト上に画像を形成する画像形成手段と、
    前記画像形成手段が形成した前記像担持体ベルト上の画像を用紙上に転写する転写手段と、
    前記転写手段の画像転写位置に向けて用紙を搬送する搬送手段と、
    前記像担持体ベルトの支持部品並びに前記画像形成手段、前記転写手段および前記搬送手段の構成部品の取り付け誤差量を認識する誤差量認識手段と、
    前記誤差量認識手段での認識結果に基づいて前記搬送手段による用紙搬送と前記画像形成手段による画像形成とのいずれか一方または両方を制御する制御手段と
    を備えることを特徴とする画像形成装置。
17. 無端ベルト状の像担持体ベルトと、
    前記像担持体ベルト上に複数色の画像を重なり合うように形成する画像形成手段と、
    前記画像形成手段が形成した前記像担持体ベルト上の画像を用紙上に転写する転写手段と、
    前記転写手段の画像転写位置に向けて用紙を搬送する搬送手段と、
    前記像担持体ベルト上に形成された複数色の画像に対して各色の画像間のずれ量を検知する色ずれ検知手段と、
    前記色ずれ検知手段での検知結果に基づいて前記搬送手段による用紙搬送と前記画像形成手段による画像形成とのいずれか一方または両方を制御する制御手段と
    を備えることを特徴とする画像形成装置。
18. 無端ベルト状の像担持体ベルトと、
    前記像担持体ベルト上に画像を形成する画像形成手段と、
    前記画像形成手段が形成した前記像担持体ベルト上の画像を用紙上に転写する転写手段と、
    前記転写手段の画像転写位置に向けて用紙を搬送する搬送手段と、
    前記画像形成手段の配設位置の変動を検知する位置検知手段と、
    前記位置検知手段での検知結果に基づいて前記搬送手段による用紙搬送と前記画像形成手段による画像形成とのいずれか一方または両方を制御する制御手段と
    を備えることを特徴とする画像形成装置。
19. 無端ベルト状の像担持体ベルトと、
    前記像担持体ベルト上に画像を形成する画像形成手段と、
    前記画像形成手段が形成した前記像担持体ベルト上の画像を用紙上に転写する転写手段と、
    前記転写手段の画像形成位置に向けて用紙を搬送する搬送手段と、
    前記像担持体ベルトの周長変化を予測検知する予測検知手段と、
    前記予測検知手段での予測検知結果に基づいて前記搬送手段による用紙搬送と前記画像形成手段による画像形成とのいずれか一方または両方を制御する制御手段と
    を備えることを特徴とする画像形成装置。
20. 画像形成装置内の温度を検知する温度検知手段を具備し、
    前記予測検知手段は、前記温度検知手段の温度検知結果に基づいて、前記像担持体ベルトの周長変化を予測検知するものである
    ことを特徴とする請求項１９記載の画像形成装置。
21. 画像形成装置内の湿度を検知する湿度検知手段を具備し、
    前記予測検知手段は、前記湿度検知手段の湿度検知結果に基づいて、前記像担持体ベルトの周長変化を予測検知するものである
    ことを特徴とする請求項１９記載の画像形成装置。

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