JP4283053B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ベルトの全周に亘って形成されたスケールをセンサで読み取り、その読み取った情報からベルトの実際のベルト速度を検出してその実際のベルト速度に応じてベルト速度を補正制御するようにした画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、複写機やプリンタ等の画像形成装置は、市場からの要求にともない、フルカラーの画像を形成可能なものが多くなってきている。このようなカラー画像を形成可能な画像形成装置には、例えば複数の感光体を並べて配置すると共にその各感光体に対応させて異なる色のトナーで現像をする現像装置をそれぞれ設け、各感光体上にそれぞれ単色トナー画像を形成し、その単色のトナー画像をベルト状あるいはドラム状の中間転写体上に順次転写していくことによりフルカラーの合成カラー画像を形成する、いわゆるタンデム型のものがある。
【０００３】
このタンデム型の画像形成装置には、図１３に示すように、一直線上にそれぞれ配置した各感光体９１Ｙ，９１Ｍ，９１Ｃ，９１Ｋ上のトナー画像を、矢示Ａ方向に回動するシート搬送ベルト９３上に担持されて搬送されるシートＰ上に各転写装置９２により順次転写していき、そのシートＰ上にフルカラーの画像を形成する直接転写方式のものと、図１４に示すように、複数の各感光体９１Ｙ，９１Ｍ，９１Ｃ，９１Ｋ上のトナー画像を矢示Ｂ方向に回動する中間転写ベルト９４上に順次重ね合わせていくように転写していき、その中間転写ベルト９４上の画像を２次転写装置９５によりシートＰ上に一括転写する間接転写方式のものとがある。
【０００４】
このようなタンデム型のカラー画像形成装置で、例えば図１４に示したように中間転写ベルトを使用しているものでは、各感光体上に形成した異なる色のトナー画像を中間転写ベルト上に重ね合わせてカラー画像を形成するため、その各色の画像の重ね合わせ位置が互いにずれてしまうと、画像上において色ずれや微妙な色合いに変化が生じてしまうようになるので画像品質が低下してしまう。したがって、その各色のトナー画像の位置ずれ（色ずれ）は重要な問題となる。
そこで、従来の転写ベルトを使用したカラーの画像形成装置には、例えば特許文献１に記載されているように、転写ベルトの速度ムラを補正するようにしたものがある。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−２４５０７号公報（第３〜４頁、第１図）
【０００６】
この特許文献１には、駆動ローラを１本含む５本の支持ローラ間に中間転写ベルト（転写ベルト）を回動可能に張架し、その中間転写ベルトの外周面に、シアン，マゼンタ，イエロー，ブラックの４色のトナー画像を順次重ね合わせ状態に転写していくことによりフルカラーの画像を形成するカラー複写機が記載されている。
このカラー複写機の中間転写ベルトの内面には、微細且つ精密な目盛で形成したスケールを設けて、そのスケールを光学型の検出器（センサ）で読み取って中間転写ベルトの移動速度を正確に検知し、その検出した移動速度をフィードバック制御系によりフィードバック制御して中間転写ベルトを正確な移動速度になるように制御している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようにベルト上に形成した目盛状のスケールをセンサで読み取り、その読み取った情報からベルトの速度を検出し、その検出結果をフィードバック制御してベルトを正確な速度になるように制御する構成の場合には、例えばセンサに異常が生じると、ベルトを駆動するモータが正常であったとしても、ベルトを正確に制御することができなくなってしまうという問題点があった。例えば、センサが破損したり、不良になってしまったとき、あるいはセンサの信号伝送用ハーネスが断線してセンサからの出力信号が送信できなくなってしまったとき等では、モータが正常であったとしても、ベルト速度を制御するシステムが正常に作動しなくなってしまうということがあった。
この発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、ベルト速度を検出するためのセンサに異常が生じたとしても、ベルト速度を正確に制御することができるようにすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記の目的を達成するため、多数の目盛からなるスケールが全周に亘って形成された回動するベルトと、上記スケールを読み取るセンサと、そのセンサが読み取った上記スケールの情報からベルトの実際のベルト速度を検出してその実際のベルト速度に応じてベルトのベルト速度を補正制御する制御装置とを備えた画像形成装置において、次の構成を特徴とするものである。
【０００９】
上記スケールを上記ベルトの周方向に沿って平行に２本形成するとともに、上記センサを２個該２本の各スケールにそれぞれ対応させて上記ベルトの回動方向で同じ位置に設け、
上記２本のスケールは、それぞれ上記ベルトの回動方向の一箇所に継ぎ目を有し、その各継ぎ目の位置を上記ベルトの回動方向に互いにずらして配置し、
上記一方のスケールの継ぎ目を上記一方のセンサが検知するタイミングを、上記他方のセンサが上記他方のスケールの継ぎ目を検知してから一定時間後と予想し、該一定時間は上記２本のスケールの継ぎ目の上記ベルトの回動方向の位置のずれ量と該ベルトの速度とから算出される時間であり、
上記タイミングが上記予想したタイミングのときは、上記制御装置が予め設定している基本クロックで、上記ベルトを回動させるベルト駆動モータを駆動制御する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１はこの発明の基礎となる画像形成装置の中間転写ベルト付近をその中間転写ベルトの速度制御に関する制御系と共に示す概略構成図、図２は同じくその画像形成装置であるカラー複写機の一例を示す全体構成図、図３は同じくそのカラー複写機の中間転写ベルトの速度制御系を示すブロック図である。
この画像形成装置であるカラー複写機は、図１に示すように多数の目盛からなるスケール５が全周（図１では一部のみ図示している）に亘って形成された矢示Ｃ方向に回動するベルトである中間転写ベルト１０と、スケール５を読み取る２つのセンサ６Ａ，６Ｂ（同じものであり、以下特定しない場合には単にセンサ６と云う）と、そのセンサ６が読み取ったスケール５の情報から中間転写ベルト１０の実際のベルト速度を検出して、その実際のベルト速度に応じて中間転写ベルト１０のベルト速度を補正制御する制御装置７０とを備えている。
なお、図１では、センサ６として同じものを２個を設けた場合の例について示したが、そのセンサ６は３個以上の複数個設けるようにしてもよい。
【００１１】
このカラー複写機は、図２に示すように、中間転写ベルト１０を使用したタンデム型の電子写真装置であり、給紙テーブル２上に複写装置本体１を載置している。その複写装置本体１の上にはスキャナ３を取り付けると共に、その上に原稿自動給送装置（ＡＤＦ）４を取り付けている。
複写装置本体１内には、その略中央に無端ベルト状の中間転写ベルト１０を有する中間転写装置２０を設けており、その中間転写ベルト１０は駆動ローラ９と２つの従動ローラ１５，１６の間に張架されて図２で時計回り方法に回動するようになっている。また、この中間転写ベルト１０は、従動ローラ１５の左方に設けられているクリーニング装置１７により、その表面に画像転写後に残留する残留トナーが除去されるようになっている。
【００１２】
その中間転写ベルト１０の駆動ローラ９と従動ローラ１５の間に架け渡された直線部分の上方には、その中間転写ベルト１０の移動方向に沿って、イエロー，シアン，マゼンタ，ブラックの４つの画像形成部１８を構成するドラム状の感光体４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍ，４０Ｋ（以下、特定しない場合には単に感光体４０と呼ぶ）を、それぞれ図２で反時計回り方向に回転可能に設けている。そして、その各感光体上に形成された各画像（トナー画像）が、中間転写ベルト１０上に直接重ね合わせ状態に順次転写されていくようになっている。
そのドラム状の感光体４０の回りには、帯電装置６０、現像装置６１、１次転写装置６２、感光体クリーニング装置６３、除電装置６４をそれぞれ設けている。そして、その感光体の上方に、露光装置２１を設けている。
【００１３】
一方、中間転写ベルト１０の下側には、その中間転写ベルト１０上の画像を記録材であるシートＰに転写する転写部となる２次転写装置２２を設けている。その２次転写装置２２は、２つのローラ２３，２３間に無端ベルトである２次転写ベルト２４を掛け渡したものであり、その２次転写ベルト２４が中間転写ベルト１０を介して従動ローラ１６に押し当たるようになっている。この、２次転写装置２２は、２次転写ベルト２４と中間転写ベルト１０との間に送り込まれるシートＰに、中間転写ベルト１０上のトナー画像を一括転写する。
【００１４】
その２次転写装置２２のシート搬送方向下流側には、シートＰ上のトナー画像を定着する定着装置２５があり、そこでは無端ベルトである定着ベルト２６に加圧ローラ２７が押し当てられている。
なお、２次転写装置２２は、画像転写後のシートを定着装置２５へ搬送する機能も果たす。また、この２次転写装置２２は、転写ローラや非接触のチャージャを使用した転写装置であってもよい。
その２次転写装置２２の下側には、シートの両面に画像を形成する際にシートを反転させるシート反転装置２８を設けている。
【００１５】
このカラー複写機は、カラーのコピーをとるときは、原稿自動給送装置４の原稿台３０上に原稿をセットする。また、手動で原稿をセットする場合には、原稿自動給送装置４を開いてスキャナ３のコンタクトガラス３２上に原稿をセットし、原稿自動給送装置４を閉じてそれを押える。
そして、不図示のスタートスイッチを押すと、原稿自動給送装置４に原稿をセットしたときは、その原稿がコンタクトガラス３２上に給送される。また、手動で原稿をコンタクトガラス３２上にセットしたときは、直ちにスキャナ３が駆動し、第１走行体３３及び第２走行体３４が走行を開始する。そして、第１走行体３３の光源から光が原稿に向けて照射され、その原稿面からの反射光が第２走行体３４に向かうと共に、その光が第２走行体３４のミラーで反射して結像レンズ３５を通して読取りセンサ３６に入射して、原稿の内容が読み取られる。
【００１６】
また、上述したスタートスイッチの押下により、中間転写ベルト１０が回動を開始する。さらに、それと同時に各感光体４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍ，４０Ｋが回転を開始して、その各感光体上にイエロー，シアン，マゼンタ，ブラックの各単色画像を形成する動作を開始する。そして、その各感光体上に形成された各色の画像は、図２で時計回り方向に回動する中間転写ベルト１０上に重ね合わせ状態に順次転写されていき、そこにフルカラーの合成カラー画像が形成される。
一方、上述したスタートスイッチの押下により、給紙テーブル２内の選択された給紙段の給紙ローラ４２が回転し、ペーパーバンク４３の中の選択された１つの給紙カセット４４からシートＰが繰り出され、それが分離ローラ４５により１枚に分離されて給紙路４６に搬送される。
【００１７】
そのシートＰは、搬送ローラ４７により複写機本体１内の給紙路４８に搬送され、レジストローラ４９に突き当たって一旦停止する。
また、手差し給紙の場合には、手差しトレイ５１上にセットされたシートＰが給紙ローラ５０の回転により繰り出され、それが分離ローラ５２により１枚に分離されて手差し給紙路５３に搬送され、レジストローラ４９に突き当たって一旦停止状態になる。
そのレジストローラ４９は、中間転写ベルト１０上の合成カラー画像に合わせた正確なタイミングで回転を開始し、一旦停止状態にあったシートＰを中間転写ベルト１０と２次転写装置２２との間に送り込む。そして、そのシートＰ上に２次転写装置２２によりカラー画像が転写される。
【００１８】
その画像が転写されたシートＰは、搬送装置としての機能も有する２次転写装置２２により定着装置２５へ搬送され、そこで熱と加圧力が加えられることにより転写画像が定着される。その後、そのシートＰは、切換爪５５により排出側に案内され、排出ローラ５６により排紙トレイ５７上に排出されてそこにスタックされる。
また、両面コピーモードが選択されているときには、片面に画像を形成したシートＰを切換爪５５によりシート反転装置２８側に搬送し、そこで反転させて再び転写位置へ導き、今度は裏面に画像を形成した後に、排出ローラ５６により排紙トレイ５７上に排出する。
【００１９】
このカラー複写機は、図１で説明したように、センサ６が読み取ったスケール５の情報から中間転写ベルト１０の実際のベルト速度を検出してその実際のベルト速度に応じて中間転写ベルト１０のベルト速度を補正制御する制御装置７０を備えている。
その制御装置７０は、各種判断及び処理機能を有する中央処理装置（ＣＰＵ）と、各処理プログラム及び固定データを格納したＲＯＭと、処理データを格納するデータメモリであるＲＡＭと、入出力回路(Ｉ/Ｏ）とからなるマイクロコンピュータを備えている。そして、この制御装置７０には、図３に示すようにセンサ選択部７５を有するモータ制御部７３が設けられている。
【００２０】
そのモータ制御部７３のセンサ選択部７５には、２個のセンサ６Ａ，６Ｂがそれぞれ中間転写ベルト１０上スケール５を検知して得た中間転写ベルト１０のベルト速度情報となるセンサ信号が入力される。そして、その２つの入力されたセンサ信号のうち有効な信号が、センサ選択部７５によって選択される。
例えば、センサ選択部７５は、通常はセンサ６Ａからの信号のみを選択するが、そのセンサ６Ａからの信号が正常な状態で入力されなくなったときには、そのセンサ６Ａが故障等により異常を生じたと判断し、選択するセンサ信号をセンサ６Ｂからのものに切り替える。
このように、モータ制御部７３は、入力するセンサ信号を正常なものに切り替えるセンサ選択部７５を有している。
【００２１】
このカラー複写機では、最初にモータ制御部７３が、中間転写ベルト１０（図１参照）を基本となる基本速度（予め設定しておく）で回動させるように、ベルト駆動モータ７を駆動制御する。それにより、中間転写ベルト１０が回動を開始し、それに伴って中間転写ベルト１０上のスケール５が移動する。そのスケール５をセンサ６Ａ，６Ｂで読み取り、その読み取り結果となるセンサ信号をセンサ選択部７５で選択する。
ここで、モータ制御部７３は、そのフィードバックされたセンサ信号から得たベルト速度（実際の速度）が基本速度と同じであるときは、そのままの基本速度を維持するようにベルト駆動モータ７の駆動を制御するが、フィードバックで得たベルト速度と基本速度とに補正を必要とする速度差があるときには、その速度差に応じてベルト駆動モータ７の回転数を制御してベルト速度を補正する。なお、このベルト速度補正に関する詳しい説明は後述する。
【００２２】
次に、中間転写ベルト１０の駆動系及びその中間転写ベルト１０のベルト速度検出系について、図４及び図５をも参照して説明する。
図１に示したように、ベルト駆動モータ７の回転力は、中間転写ベルト１０を回動可能に張架すると共にそのベルトを駆動する駆動ローラ９に伝達される。
このようにして、ベルト駆動モータ７は、駆動ローラ９を回転させることにより中間転写ベルト１０を図１の矢示Ｃ方向に回動させるが、その間の回転力の伝達は直接であってもよいし、間にギヤを介したものであってもよい。
中間転写ベルト１０は、例えば弗素系樹脂，ポリカーボネート樹脂，ポリイミド樹脂等で形成するベルトであり、そのベルトの全層や、その一部を弾性部材で形成するようにした弾性ベルトを使用したりする。
【００２３】
その中間転写ベルト１０には、感光体４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍ，４０Ｋの順に、そこに形成されている異なる色の単色画像（トナー像）が順次重ね合わせ状態に転写されていく。
なお、中間転写ベルト１０の外面には、前述したスケール５を全周に亘って図４に示すように当間隔に形成しているが（図１には一部のみ図示）、そのスケール５のベルト幅方向の位置は、図４に示したように感光体の端部に対応する位置にしている。また、図１に示した２個のセンサ６Ａ，６Ｂの配設位置は、中間転写ベルト１０が直線状に張架された部分のベルト面のスケール５を検知できる位置であれば、いずれの場所であってもかまわない。
【００２４】
そのセンサ６Ａ，６Ｂ（前述したように、特定しない場合には単にセンサ６と云う）は同一のものであり、その一例を図５に示すように、例えば一対の発光素子６ａと受光素子６ｂを備えた反射型光学センサであり、発光素子６ａからスケール５に向けて照射した光の反射光を受光素子６ｂで受光し、その際にスケール５のスリット部５ａとそれ以外の部分５ｂとで異なる反射光量を検出する。
すなわち、センサ６はスケール５のスリット部５ａとそれ以外の部分５ｂとで異なる反射率の違いにより、ＨｉｇｈとＬｏｗの２値の信号を出力する。
ここで、例えばセンサ６のタイプが、受光素子６ｂが光を受光するとＨｉｇｈ信号を出力するタイプのものだとすると、スケール５のスリット部５ａの反射率がスリット以外の部分５ｂよりも高くなるように形成されていれば、センサ６から出力される信号は図５のｔの範囲が、スリット部５ａがセンサ６を通過している間の出力となる。したがって、中間転写ベルト１０が回動するのに伴い、センサ６の検出範囲を通過するスリット部５ａの有無により、センサ６の出力がＨｉｇｈ、Ｌｏｗを図示のように繰り返す。
【００２５】
したがって、その信号がＬｏｗからＨｉｇｈに変化した時点から次のＬｏｗからＨｉｇｈに変化するまでの時間Ｔを求めることにより、中間転写ベルト１０の表面の移動速度（ベルト速度）を検出することができる。
なお、これはあくまで中間転写ベルト１０のベルト速度を検出する方法の一例であり、中間転写ベルト１０に形成したスケールを検知することによりそのベルト速度を検出することができるものであれば、そこに使用するセンサやスケールの種類はいずれのものであってもよいし、その検出方法もいずれの検出方法を用いてもよい。
【００２６】
次に、中間転写ベルト１０のベルト速度の制御について図６を参照して説明する。
図１に示した制御装置７０が有するマイクロコンピュータは、所定のタイミングで図６に示す中間転写ベルトの速度補正処理をスタートさせ、以下説明するベルト速度補正方法を実行する。
まずステップ１で、ベルト駆動モータ７をＯＮにして、それを目標速度である基本速度Ｖで回転させるようにし（図３のモータ制御部７３が制御）、ステップ２へ進む。そこでは、ベルト駆動モータ７をＯＦＦにする信号を入力しているか否かを判断し、ＯＦＦ信号を入力していればステップ３へ進んでベルト駆動モータ７をＯＦＦにして、この処理を終了する。
また、ステップ２でＯＦＦ信号を入力していなくてステップ４へ進んだときには、そこでフィードバックされるセンサ６からの信号を入力し、その情報から中間転写ベルト１０の表面の実際の速度Ｖ′を検出する。そして、次のステップ５で、基本速度Ｖと実際の速度Ｖ′との速度比較を行う。
【００２７】
次のステップ６では、その基本速度Ｖと実際の速度Ｖ′とが同じでないか（Ｖ≠Ｖ）を判断し、その基本速度Ｖと実際の速度Ｖ′が同じで、その間に速度差がなければ（許容できる速度差）、中間転写ベルト１０は基本速度Ｖと同じ速度でベルト表面が回転していると判断できるので、そのまま基本速度Ｖで制御を継続してステップ２へ戻り、再びそのステップ２以降の判断及び処理を繰り返す。
また、ステップ６の判断で、基本速度Ｖと実際の速度Ｖ′とが同じでないときにはステップ７に進んで、そこで基本速度Ｖと中間転写ベルト１０の実際の速度Ｖ′とのベルト表面の速度差Ｖ″を計算する。
そして、ステップ８で、その速度差Ｖ″がＶ″＞０であるか否かを判断し、Ｖ″＞０であれば（ＹＥＳの判断）、基本速度Ｖよりも、中間転写ベルト１０の実際の速度Ｖ′の方が遅いと判断できるので、基本速度Ｖに速度差Ｖ″を加えた速度Ｖ_１になるように、ベルト駆動モータ７の回転数を制御し、その後ステップ２へ戻る。
【００２８】
また、ステップ８の判断で速度差Ｖ″がＶ″＞０でないときには、速度差Ｖ″はＶ″＜０であって中間転写ベルト１０の実際の速度Ｖ′のベルト表面速度が基本速度Ｖよりも速いと判断できるので、ステップ１０へ進んで、そこで基本速度Ｖから速度差Ｖ″を差し引いた速度Ｖ_２になるように、ベルト駆動モータ７の回転数を制御し、その後ステップ２へ戻る。
そして、そのステップ２以降の判断及び処理を繰返すことにより、中間転写ベルト１０の表面の実際の速度Ｖ′が基本速度Ｖになるように補正制御する。そして、ステップ２でベルト駆動モータ７をＯＦＦにする信号の入力を判断するとステップ３へ進んで、ベルト駆動モータ７をＯＦＦにして、この処理を終了する。
【００２９】
ところで、このカラー複写機は、図１及び図３等で説明したように、中間転写ベルト１０上のスケール５を読み取るのに２つのセンサ６Ａ，６Ｂを設けている。そして、その各センサが出力するセンサ信号のうち正常な側のセンサ信号を選択して、そのセンサ信号から得られる情報から中間転写ベルト１０の実際のベルト速度を検出し、それに応じて中間転写ベルト１０のベルト速度を、形成するカラー画像に色ずれが生じないように補正制御するようにしている。
したがって、その２つのセンサ６Ａ，６Ｂのうち、いずれか一方が破損したり、不良になってしまったりしたとしても、中間転写ベルト１０を正確なベルト速度に制御することができる。
【００３０】
また、センサ６Ａ，６Ｂのいずれか一方の信号伝送用ハーネスが断線してセンサからの出力信号を正常に送ることができなくなったときにも、他方の正常な側のセンサを使用して出力信号を制御装置７０にフィードバックすることができるので、中間転写ベルト１０をカラー画像に色ずれが生じない正確なベルト速度に制御することができる
このように、このカラー複写機によれば、２つのセンサ６Ａ，６Ｂのうち、いずれか一方が故障したとしても、中間転写ベルト１０のベルト速度の制御が不能になることがないので、画像形成動作が中断されることがない。したがって、ユーザのダウンタイムを防いで、使い易い装置にすることができる。
【００３１】
図７は２本のスケールを設けると共にその各スケールに対応させて２個のセンサを設けた、この発明による画像形成装置の実施形態を説明するための図４と同様な平面図である。
なお、この実施形態による画像形成装置であるカラー複写機は、図１乃至図６で説明したカラー複写機に対し、中間転写ベルト１０上に形成するスケールを２本（スケール５Ａ，５Ｂ）とし、その各スケールに対応させて２個のセンサ６Ａ，６Ｂを配置した点のみが異なるだけであり、その他の構成は全て同様であるので、カラー複写機全体（外観は図２と同様）の図示及び詳しい説明は省略する。
この実施形態では、上述したように２個のセンサ６Ａ，６Ｂに対応させてスケール５Ａ，５Ｂ（同じもの）を中間転写ベルト１０の外面にそれぞれ設けている。
そのスケール５Ａ，５Ｂは、図７に示すように中間転写ベルト１０の回動方向に沿って、幅方向の端部にその幅方向に若干間隔を置いて平行に配置している。そして、そのスケール５Ａを検知可能にする位置にセンサ６Ａを、スケール５Ｂを検知可能にする位置にセンサ６Ｂをそれぞれ配置している。
【００３２】
ところで、このように中間転写ベルト１０上に形成するスケール５Ａ，５Ｂは、各種のローラ類と接触する構成となるため、それが経時において破損や摩耗することが考えられる。また、画像形成に使用されるトナー等により汚れることも考えられる。したがって、このスケール５Ａ，５Ｂは、それを清掃したり、メンテナンスしたりする必要がある。
しかしながら、このような清掃やメンテナンス作業を行うと、その間は装置全体を停止させなければならないので、その時間がユーザにとってダウンタイムとなってしまう。
【００３３】
そこで、この実施形態によるカラー複写機では、上述したように２本のスケール５Ａ，５Ｂと、それに対応させて２個のセンサ６Ａ，６Ｂを設け、その各センサ６Ａ，６Ｂがスケール５Ａ，５Ｂを読み取って出力する各センサ信号を制御装置７０が入力し、その制御装置７０が中間転写ベルト１０のベルト速度をカラー画像に色ずれが生じないように、正確に制御するようにしている。
したがって、２本のスケール５Ａ，５Ｂのいずれか一方が破損や摩耗することにより異常が生じたり、トナー等により汚れることによって使用不能な状態になったとしても、他方の正常な側のスケールを使用して引き続き中間転写ベルト１０のベルト速度を制御することができるので、装置全体を停止させずに画像形成動作を継続させることができるため、ユーザのダウンタイムを防いで使い易い装置にすることができる。
【００３４】
図８は複数本のスケールの各継ぎ目の位置をベルトの回動方向に互いにずらして配置した画像形成装置の実施形態のベルト速度検出系を示す説明図である。
なお、この実施形態による画像形成装置であるカラー複写機は、図７で説明したカラー複写機に対し、中間転写ベルト１０上に形成する２本のスケール５Ａ，５Ｂの各継ぎ目１２ａ，１２ｂの位置を中間転写ベルト１０の回動方向（矢示Ｃ方向）に互いにずらして配置し、その一方の継ぎ目１２ｂを検知したタイミングから他方の継ぎ目１２ａの位置を予測するように制御装置７０′（図１の制御装置７０と同様の構成で、制御する内容のみが異なる）が制御する点のみが異なるだけであり、その他の構成は全て同様であるので、カラー複写機全体（外観は図２と同様）の図示及び詳しい説明は省略する。
【００３５】
一般的に、中間転写ベルト等のベルトの周面に全周に亘って形成する多数の目盛からなるスケールは、その製造工程上エンドレスの筒状に形成することは困難である。したがって、そのスケールには、どうしても周方向の一箇所に継ぎ目が存在するようになる。
したがって、この実施の形態によるスケール５Ａ，５Ｂも、周方向の一箇所にそれぞれ継ぎ目１２ａ，１２ｂが存在するが、その継ぎ目１２ａ，１２ｂの位置を、上述したように中間転写ベルト１０の回動方向（矢示Ｃ方向）で互いにずらしている。
このような継ぎ目１２ａ，１２ｂの部分では、図８に示すようにスケール５Ａ，５Ｂのスリット部５ａはいずれも存在しないので、センサ６Ａがスケール５Ａの継ぎ目１２ａを検知したときのセンサ出力、及びセンサ６Ｂがスケール５Ｂの継ぎ目１２ｂを検知したときのセンサ出力は、その継ぎ目１２ａ，１２ｂ以外を検知したときのセンサ出力と、必ず異なるセンサ出力となる（スリット部５ａを検知しない部分が長くなる）。
【００３６】
そして、そのスケール５Ａの継ぎ目１２ａとスリット５Ｂの継ぎ目１２ｂは、中間転写ベルト１０の回動方向である矢示Ｃ方向に互いにずらして配置してあり、センサ６Ａ，６Ｂは矢示Ｃ方向で同じ位置に固定されているので、センサ６Ａ，６Ｂが継ぎ目１２ａ，１２ｂをそれぞれ検知して上述した異なるセンサ出力を出力するタイミングは、当然時間的にずれるようになる。
すなわち、図８に示した位置関係に継ぎ目１２ａ，１２ｂを互いにずらして配置しているので、中間転写ベルト１０が矢示Ｃ方向に回動すると、最初にセンサ６Ｂが継ぎ目１２ｂを検知して通常と異なるセンサ出力を出力し、その後でセンサ６Ａが継ぎ目１２ａを検知して通常と異なるセンサ出力を出力する。
したがって、この例ではセンサ６Ｂのセンサ出力の変化（継ぎ目１２ｂを検知したときのセンサ出力）を検出した後、その一定時間後に他方のスケール５Ａ側の継ぎ目１２ａがセンサ６Ａによって検知されることが予測される。
【００３７】
そこで、この実施の形態によるカラー複写機では、例えば遅れて継ぎ目１２ａが検知される側のスケール５Ａを読み取った情報を制御装置７０′にフィードバックして通常の中間転写ベルト１０のベルト速度の制御を行い、その一方のスケール５Ａの継ぎ目１２ａを一方のセンサ６Ａが検知するタイミングを、他方のセンサ６Ｂが他方のスケール５Ｂの継ぎ目１２ｂを検知してから一定時間後、すなわち継ぎ目１２ａと１２ｂのずれ量（距離）と中間転写ベルト１０のベルト速度とから算出されるセンサ６Ｂが継ぎ目１２ｂを検知してからセンサ６Ａが継ぎ目１２ａを検知するまでの一定時間後と予想する。
そして、その予想したタイミング（センサ６Ａが継ぎ目１２ａを検知するタイミング）のときは、制御装置７０′が、予め設定している基本クロックで、中間転写ベルト１０を回動させるベルト駆動モータを駆動制御する。それにより、継ぎ目１２ａがセンサ６Ａを通過する際も、中間転写ベルト１０をスムーズに駆動制御することができる。
【００３８】
図９は中間転写ベルト上に形成する２本のスケールの各継ぎ目の位置をベルトの回動方向に所定量ずらすようにした画像形成装置の実施形態を説明するための図８と同様な説明図である。
なお、この実施形態による画像形成装置であるカラー複写機は、図８で説明した実施形態のカラー複写機に対し、中間転写ベルト１０上に形成する２本のスケール５Ａ，５Ｂの各継ぎ目１２ａ，１２ｂのベルト回動方向に互いにずらす量を規制した点のみが異なるだけであり、その他の構成は全て同様であるので、カラー複写機全体（外観は図２と同様）の図示及び詳しい説明は省略する。
【００３９】
この実施形態のカラー複写機は、２本のスケール５Ａ，５Ｂの各継ぎ目１２ａ，１２ｂの中間転写ベルト１０の回動方向（矢示Ｃ方向）に互いにずらす量Ｙを、スケール５Ｂの継ぎ目１２ｂを挾んで互いに対向する各目盛となるスリット部５ａ，５ａ間の距離Ｘよりも大きくしている（Ｙ＞Ｘ）。
図８の実施形態で説明したように、中間転写ベルト１０上に２本以上のスケールを、各継ぎ目の位置をベルト回動方向に互いにずらして配置するようにすれば、後でセンサにより検知される側の継ぎ目の位置は、先に検知される側の継ぎ目をセンサが検知したタイミングから予測が可能である。
【００４０】
しかしながら、このように後で検知される側の継ぎ目の予測処理を可能にするためには、最初に一方のスケールの継ぎ目を検知した後に、他方のスケールの継ぎ目がセンサによる検知位置に達するようなタイミングにならなければならない。そうしなければ、最初に一方のスケールの継ぎ目を検知したときには、他方のスケールの継ぎ目が既にセンサによる検知位置を通過した後のタイミングになってしまうからである。この場合には、他方のスケールの継ぎ目の予測は、中間転写ベルトが１周して再び継ぎ目がセンサの位置に来るまで待たなければならないので、それだけ時間が無駄になる。
そこで、この実施形態では、上述したようなＹ＞Ｘの関係にすることで、上述した無駄（ベルトの余分な１回動）が生じないようにしている。
【００４１】
図１０は中間転写ベルト上に形成する２本のスケールが一体に形成されている画像形成装置の実施形態を説明するための図７と同様な平面図である。
なお、この実施形態による画像形成装置であるカラー複写機は、図７で説明した実施形態のカラー複写機に対し、中間転写ベルト１０上に形成する２本のスケール５Ａ，５Ｂを一体に形成した点のみが異なるだけであり、その他の構成は全て同様であるので、カラー複写機全体（外観は図２と同様）の図示及び詳しい説明は省略する。
この実施形態のカラー複写機は、１つのスケール部材に、中間転写ベルト１０の回動方向（矢示Ｃ方向）にそれぞれ多数のスリット部５ａを等間隔に配置した２本（２列）のスケール５Ａ，５Ｂを一体に形成している。このようにすれば、２本のスケール５Ａ，５Ｂをそれぞれ別体で形成した場合に比べて、製造コストを低減することができる。
【００４２】
また、そのスケール５Ａ，５Ｂをそれぞれ別体で形成して、それを中間転写ベルト１０のベルト面に貼着等により取り付けたときには、そのスケール５Ａと５Ｂとに取付け時の誤差が生じやすいが、上述したように２本のスケール５Ａ，５Ｂを一体で形成すれば、そのスケール５Ａ，５Ｂ間の誤差が少なくなって、より高精度のスケールとなる。さらに、スケール５Ａ，５Ｂをそれぞれ別体で形成した場合に比べて貼着工程が少なくて済むので、その分だけコストダウンが図れる。
なお、中間転写ベルト１０のベルト面に設けるスケールは、上述した例の２本に限るものではなく、それを３本以上の複数本設けるようにしてもよい。その場合、３本以上の全てを一体に形成してもよいし、その中の少なくとも２本以上を一体に形成するだけであってもよい。
【００４３】
図１１はベルトの回動方向に互いにずらして配置した複数本のスケールを複数のセンサが読み取ってそれぞれ出力した各センサの出力値の差を基にしてベルト速度を補正制御するようにした画像形成装置の実施形態を説明するための図８と同様な説明図、図１２は同じくその各センサが出力した出力値等を示す波形図である。
なお、この実施形態による画像形成装置であるカラー複写機は、図８で説明した実施形態のカラー複写機に対し、中間転写ベルト１０の回動方向に互いにずらして配置した２本のスケール５Ａ，５Ｂをセンサ６Ａ，６Ｂが読み取ってそれぞれ出力した各センサ６Ａ，６Ｂの出力値の差を基にして中間転写ベルト１０のベルト速度を補正制御する点のみが異なるだけであり、その他の構成は全て同様であるので、カラー複写機全体（外観は図２と同様）の図示及び詳しい説明は省略する。
【００４４】
この実施形態のカラー複写機は、２本のスケール５Ａと５Ｂの目盛である各スリット部５ａの互いの位置を、中間転写ベルト１０のベルトの回動方向（矢示Ｃ方向）に所定量Ｌずつずらして配置してある。
そして、このカラー複写機は、２本のスケール５Ａ，５Ｂをセンサ６Ａ，６Ｂが読み取って、図１２に示すようにそれぞれ出力した各センサ６Ａ，６Ｂの出力値の差を演算し、その演算結果を基にして中間転写ベルト１０のベルト速度を補正制御するベルト速度制御手段として機能する制御装置７０″を設けている。
なお、この制御装置７０″は、図１で説明した制御装置７０と制御内容が異なるだけであり、構成は同じものである。
【００４５】
図１１には、センサ６ＡがＨｉｇｈレベルの信号を出力している間に、センサ６ＢがＨｉｇｈレベルの信号を出力するタイミングになるように、スケール５Ａ，５Ｂを互いに中間転写ベルト１０のベルトの回動方向に所定量ずらして配置した場合の例を示している。
ここで、スケール５Ａの各スリット部５ａのベルトの回動方向のスリット幅をＣ、スケール５Ｂの各スリット部５ａのベルトの回動方向スリット幅をＥ（Ｃ＝Ｅ）とし、そのスケール５Ａ側のスリット部５ａとスケール５Ｂ側のスリット部５ａとのずれ量（所定量）をＬとする。
【００４６】
制御部７０″（詳しくは図３で説明したモータ制御部に相当する制御部）は、中間転写ベルト１０が図１１の矢示Ｃ方向に回動しているときには、図１２に示したセンサ６Ａのパルス状の出力とセンサ６Ｂのパルス状の出力をそれぞれ順次入力する。そして、その２つのセンサ信号を比較演算し、図１２に示したようにどちらのセンサ信号もＨｉｇｈレベル又はＬｏｗレベルにあるときのみ、出力演算結果としてＨｉｇｈレベルの出力信号を出力し、それ以外はＬｏｗレベルの出力信号を出力する。
そして、この演算結果により出力された細かなクロックのタイミング（パルス幅Ｄ）で、中間転写ベルト１０のベルト速度をフィードバック制御する。
【００４７】
このように、この実施の形態によれば、上記の演算した細かなクロックのタイミングに基づいて中間転写ベルト１０を回動させるベルト駆動モータの駆動を制御する。したがって、上記クロックが細かくなる分だけベルト駆動モータの回転精度が良くなると共に、フィードバック感度も良くなる。それにより、ベルト速度制御に関して高精度の画像形成装置になる。
ところで、中間転写ベルト１０上に形成するスケール５Ａ，５Ｂは、それらを構成する多数のスリット部５ａのベルト回動方向のスリット幅を小さくすればするほど細かなタイミングで中間転写ベルト１０のベルト速度制御ができるため、高精度になる。
ところが、そのスリット幅を単純に小さくすると加工が難しくなるため、それにより製造コストが上昇する。また、場合によっては製造できなくなることもある。
【００４８】
そこで、この実施の形態によるカラー複写機では、図１１に示したように２本のスケール５Ａ，５Ｂを互いに中間転写ベルト１０のベルトの回動方向に所定量Ｌずらして配置し、そのスケール５Ａをセンサ６Ａが検知した出力とスケール５Ｂをセンサ６Ｂが検知した出力との出力値の差を演算し、それら２つのセンサ６Ａ，６Ｂが出力したセンサ信号が共にＨｉｇｈレベルかＬｏｗレベルにあるときのみＨｉｇｈレベルの出力信号を出力するように演算し、その演算結果後のパルス（クロック）信号で中間転写ベルト１０のベルト速度をフィードバック制御するようにしたので、各スリット部５ａのスリット幅（目盛幅）を小さくしなくても、細かなタイミングでベルト速度制御ができる。
それにより、スケール５Ａ，５Ｂの製造を容易に行うことができて、それを安価に製造することができながら、高い精度で中間転写ベルト１０のベルト速度制御ができる。
【００４９】
なお、図１１に示した２本のスケール５Ａ，５Ｂのスリット部５ａを互いに所定量Ｌだけずらすずらし量は任意に設定可能であるが、そのずらし量は、各スリット部５ａのベルトの回動方向のスリット幅（目盛幅）Ｃ（＝Ｅ）の１／２にするとよい（Ｌ＝Ｃ／２）。
このようにすると、ベルト速度をフィードバック制御する制御タイミングの基になるパルス信号（図１２に出力演算結果として示しているパルス波形）が、最も細かなパルス信号になる。すなわち、出力演算結果の波形のＤｕｔｙ比が５０％となる。それにより、簡潔なフィードバック制御でありながら、より高精度で誤差の少ないベルト速度制御を行うことができる。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明による画像形成装置によれば、ベルトの全周に亘って、ベルトの回動方向の１箇所に継ぎ目を有する２本のスケールを継ぎ目の位置をベルトの回動方向にずらして形成し、その２本のスケールにそれぞれ対応する２個のセンサをベルトの回動方向で同じ位置に設けたので、その一方のスケールの継ぎ目を一方のセンサが検知するタイミングを、他方のセンサが他方のスケールの継ぎ目を検知してから一定時間後、すなわち各スケールの継ぎ目のずれ量（距離）とベルト速度とから算出される一方のセンサが一方の継ぎ目を検知してから他方センサが他方の継ぎ目を検知するまでの一定時間後と予想することができる。
そして、その予想したタイミングのときは、制御装置が、予め設定している基本クロックで、ベルトを回動させるベルト駆動モータを駆動制御するため、各継ぎ目が各センサを通過する際も、ベルトをスムーズに駆動制御することができる。
したがって、フルカラーの画像を形成したときに画像に色ズレや色合いの変化が生じないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の基礎となる画像形成装置の中間転写ベルト付近をその中間転写ベルトの速度制御に関する制御系と共に示す概略構成図である。
【図２】同じくその画像形成装置であるカラー複写機の一例を示す全体構成図である。
【図３】同じくそのカラー複写機の中間転写ベルトの速度制御系を示すブロック図である。
【図４】ベルト速度検出用のスケールが全周に亘って設けられた中間転写ベルトの一部を示す平面図である。
【図５】中間転写ベルトに設けたスケールを読み取るセンサとそのセンサが出力するセンサ信号を示す概略図である。
【図６】中間転写ベルトの速度補正処理を示すフロー図である。
【図７】 ２本のスケールを設けると共にその各スケールに対応させて２個のセンサを設けた画像形成装置の実施形態を説明するための図４と同様な平面図である。
【図８】複数本のスケールの各継ぎ目の位置をベルトの回動方向に互いにずらして配置した画像形成装置の実施形態のベルト速度検出系を示す説明図である。
【図９】中間転写ベルト上に形成する２本のスケールの各継ぎ目の位置をベルトの回動方向に所定量ずらすようにした画像形成装置の実施形態を説明するための図８と同様な説明図である。
【図１０】中間転写ベルト上に形成する２本のスケールが一体に形成されている画像形成装置の実施形態を説明するための図７と同様な平面図である。
【図１１】ベルトの回動方向に互いにずらして配置した複数本のスケールを複数のセンサが読み取ってそれぞれ出力した各センサの出力値の差を基にしてベルト速度を補正制御するようにした画像形成装置の実施形態を説明するための図８と同様な説明図である。
【図１２】同じくその各センサが出力した出力値等を示す波形図である。
【図１３】従来の直接転写方式の画像形成装置の一例を画像形成部のみ示す構成図である。
【図１４】従来の間接転写方式の画像形成装置の一例を画像形成部のみ示す構成図である。
【符号の説明】
５Ａ，５Ｂ：スケール ６Ａ，６Ｂ：センサ
１０：中間転写ベルト １２ａ，１２ｂ：継ぎ目
７０，７０′，７０″：制御装置

Claims (1)

1. 多数の目盛からなるスケールが全周に亘って形成された回動するベルトと、前記スケールを読み取るセンサと、該センサが読み取った前記スケールの情報から前記ベルトの実際のベルト速度を検出してその実際のベルト速度に応じて前記ベルトのベルト速度を補正制御する制御装置とを備えた画像形成装置において、
   前記スケールを前記ベルトの回動方向に沿って平行に２本形成するとともに、前記センサを２個該２本の各スケールにそれぞれ対応させて前記ベルトの回動方向で同じ位置に設け、
   前記２本のスケールは、それぞれ前記ベルトの回動方向の一箇所に継ぎ目を有し、その各継ぎ目の位置を前記ベルトの回動方向に互いにずらして配置し、
   前記一方のスケールの継ぎ目を前記一方のセンサが検知するタイミングを、前記他方のセンサが前記他方のスケールの継ぎ目を検知してから一定時間後と予想し、該一定時間は前記２本のスケールの継ぎ目の前記ベルトの回動方向の位置のずれ量と該ベルトの速度とから算出される時間であり、
   前記タイミングが上記予想したタイミングのときは、前記制御装置が予め設定している基本クロックで、上記ベルトを回動させるベルト駆動モータを駆動制御することを特徴とする画像形成装置。

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