JP4626240B2

JP4626240B2 - ベルト駆動装置、および画像形成装置

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Publication number: JP4626240B2
Application number: JP2004272111A
Authority: JP
Inventors: 直人西; 聡深田
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2004-09-17
Filing date: 2004-09-17
Publication date: 2011-02-02
Anticipated expiration: 2024-09-17
Also published as: JP2006085030A

Description

本発明は、ベルトを所定の巡回経路に沿って巡回走行させるベルト駆動装置と、そのようなベルト駆動装置を備え、記録媒体上に画像を形成する画像形成装置に関する。

従来より、帯電させた感光体の表面を露光して潜像を形成し、その潜像を現像してトナー像を形成し、そのトナー像を中間転写ベルトに転写してから、最終的に記録媒体上に転写する画像形成装置が知られている。このような画像形成装置においては、環状の中間転写ベルトが複数のロールで支持されて所定の巡回経路に沿って巡回走行されることが一般的であるが、走行中に中間転写ベルトが幅方向（ベルトの走行方向と直交する方向）に移動してしまう、いわゆるベルトの蛇行が生じる恐れがある。このベルトの蛇行が生じると、ベルト上に形成される画像に像ぶれや色ずれなどが生じてしまい、最終的には、記録媒体上に形成される画像の画質が低下してしまうという問題がある。

このような問題に関し、ベルトの縁の位置を縁位置センサで検知し、その検知結果に応じてベルトを支持しているロールを傾けてベルトの走行位置を補正する方法が広く知られている。この方法によると、ガイド等を使ってベルトの蛇行を強制的に抑える方法と比べて、ベルトが傷ついてしまう不具合を回避してベルトの蛇行を軽減させることができるが、ベルトの縁の形状は全周にわたって一定ではなく歪んでいるため、ベルトの縁の検知位置に歪みによる誤差が含まれてしまい、ベルトの走行位置を精度良く補正することができない。カラーの画像形成装置においては、ベルト蛇行の許容範囲が２０μｍ以下という大変厳しいものであり、この方法ではこの許容範囲を実現することは困難である。

また、特許文献１には、ベルト上に基準マークを付しておくとともに、ベルトの縁の形状を予め保存しておき、ベルトの縁の位置の検知結果と、ベルトの縁の形状とに基づいてベルトの位置ずれを精度よく補正する方法について記載されている。この特許文献１に記載された方法によると、まず、ベルト上の基準マークが所定の測定位置を通過したことが検知され、基準マークが検知されてからの経過時間に基づいてベルトの走行距離が算出される。続いて、記憶されている縁の形状に基づいて、基準マークの箇所から算出された走行距離だけベルトが進んだ位置における本来の縁の位置が取得される。そして、ベルトの縁の検知された位置から、本来の縁の位置が差し引かれることによって、ベルトの幅方向の位置ずれが精度良く算出される。

ここで、特許文献１に記載された方法は、ベルトが安定した定常速度で走行されることを前提としたものであるが、例えば、画像の形成が中断されたときなどにベルトの走行が停止され、その後ベルトの巡回走行が再開されるときには、所定速度に達するまで徐々にベルトの速度が加速していったり、付着した紙粉などを飛ばすためにベルトが逆方向に走行されたりするため、特許文献１に記載された方法では、ベルトの蛇行を補正することができない。この点に関し、特許文献２には、基準マークが検出されるまでの間は、ベルトを支持しているロールを所定の傾きに傾けておくことによって、ベルトの蛇行をなるべく小さく抑えておく方法について記載されている。
特開平１１−２９５９４８号公報特開２００２−２８７５９１号公報

しかし、特許文献２に記載された方法でも、最初に基準マークが検出されるまでの間はベルトの蛇行が抑えられているだけであり、ベルト蛇行の補正精度が不十分で、形成される画像の画質が低下してしまうという問題がある。現状では、ベルトが巡回経路を１周するのに８秒程度かかることが一般的であり、特許文献２に記載された方法では、最大でベルトが巡回経路を１周するまでの間は画像の画質が不安定な状態が続いてしまうため、高画質な画像を安定して形成することができる画像形成装置の開発が望まれている。

本発明は、上記事情に鑑み、ベルトの蛇行を早期に補正することができるベルト駆動装置、および、高画質な画像を安定して形成することができる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明のベルト駆動装置は、環状のベルトと、ベルトを所定の巡回経路に沿って巡回走行させるベルト駆動部と、ベルト走行におけるベルト幅方向への位置ずれを求める位置ずれ検出部と、位置ずれ検出部によって求められた位置ずれに基づいてベルト走行におけるベルト幅方向の位置を補正するベルト位置補正部とを備えたベルト駆動装置において、
ベルトが、全周のうちの所定箇所に基準マークが設けられたものであり、
巡回経路上の所定の縁監視箇所で前記ベルトの縁のベルト幅方向の位置を検知する縁位置センサと、
巡回経路上の所定の基準監視箇所で基準マークの通過を検知する基準センサと、
ベルトの縁の形状を、前記基準マークの箇所を基準とした相対座標で記憶する形状記憶部とを備え、
ベルト駆動部が、ベルトを所定の定常速度で走行させる定常モードと、ベルトを、定常速度による走行状態以外の走行状態で走行させる非定常モードとを有するものであり、
非定常モードにおけるベルトの巡回方向の走行距離を入手する走行距離入手部を備え、
位置ずれ検出部が、基準センサによる検知結果と定常モードでの走行時間と走行距離入手部によって得られた走行距離とを用いて、基準マークが基準監視箇所を通過してから現在までの巡回方向におけるベルトの走行距離を求め、縁位置センサによって検知されたベルト幅方向の位置と形状記憶部に記憶されている形状の相対座標とを対応付けて、その位置から相対座標分を差し引いて前記位置ずれを求めるものであることを特徴とする。

本発明のベルト駆動装置によると、非定常モードにおけるベルトの巡回方向の走行距離が入手されて、その走行距離と基準センサによる検知結果とに基づいて、基準マークが基準監視箇所を通過してから現在までの巡回方向におけるベルト走行距離が求められる。さらに、基準マークの箇所からベルト走行距離だけベルトが進んだ位置における、基準マークの箇所を基準としたベルトの縁の形状の相対座標が取得され、縁位置センサによって検知されたベルト幅方向の位置から形状の相対座標が差し引かれてベルトの位置ずれが求められ、その位置ずれに基づいてベルト幅方向の位置が補正される。このため、例えば、停止されていたベルトの走行が再開されたときなどに、基準マークが検知される前であっても、前回基準マークが基準監視箇所を通過してから現在までのベルト走行距離に基づいてベルトの位置ずれが精度良く求められるため、ベルトの蛇行が早急に補正される。

また、本発明のベルト駆動装置において、上記走行距離入手部は、非定常モードにおけるベルトの巡回方向の走行距離を測定するエンコーダであることが好ましい。

非定常モードにおけるベルトの巡回方向の走行距離が測定されることによって、ベルトの位置ずれが精度良く求められ、ベルトの蛇行が確実に補正される。

また、本発明のベルト駆動装置は、非定常モードにおけるベルトの巡回方向の走行距離を保存する走行距離保存部を備え、
上記走行距離入手部は、走行距離保存部に保存された走行距離を取得するものであることも好ましい。

非定常モードにおけるベルトの巡回方向の走行距離を予め保存しておくことによって、ベルトの位置ずれが簡素な機構で容易に求められる。

また、上記目的を達成する本発明の画像形成装置は、トナー像を形成し、トナー像を最終的に記録媒体上に転写および定着することにより記録媒体上に画像を形成する画像形成装置において、
環状のベルトと、ベルトを所定の巡回経路に沿って巡回走行させるベルト駆動部と、ベルト走行におけるベルト幅方向への位置ずれを求める位置ずれ検出部と、位置ずれ検出部によって求められた位置ずれに基づいてベルト走行におけるベルト幅方向の位置を補正するベルト位置補正部とを備えたベルト駆動装置を備え、
ベルト駆動装置が、
ベルトが、全周のうちの所定箇所に基準マークが設けられたものであり、
巡回経路上の所定の縁監視箇所でベルトの縁のベルト幅方向の位置を検知する縁位置センサと、
巡回経路上の所定の基準監視箇所で基準マークの通過を検知する基準センサと、
ベルトの縁の形状を、基準マークの箇所を基準とした相対座標で記憶する形状記憶部とを備え、
ベルト駆動部が、ベルトを所定の定常速度で走行させる定常モードと、ベルトを、定常速度による走行状態以外の走行状態で走行させる非定常モードとを有するものであり、
非定常モードにおけるベルトの巡回方向の走行距離を入手する走行距離入手部を備え、
位置ずれ検出部が、基準センサによる検知結果と定常モードでの走行時間と走行距離入手部によって得られた走行距離とを用いて、基準マークが基準監視箇所を通過してから現在までの巡回方向におけるベルトの走行距離を求め、縁位置センサによって検知されたベルト幅方向の位置と形状記憶部に記憶されている形状の相対座標とを対応付けて、位置から相対座標分を差し引いて位置ずれを求めるものであることを特徴とする。

本発明の画像形成装置によると、ベルトの駆動が再開されたときでも、ベルトの蛇行が素早く高精度に補正され、高画質な画像を安定して形成することができる。

尚、本発明にいう画像形成装置については、ここではその基本形態のみを示すのにとどめるが、これは単に重複を避けるためであり、本発明にいう画像形成装置には、上記の基本形態のみではなく、前述したベルト駆動装置の各形態に対応する各種の形態が含まれる。

本発明によれば、ベルトの蛇行を早期に補正することができるベルト駆動装置、および、高画質な画像を安定して形成することができる画像形成装置を提供することができる。

以下、本発明の実施形態について説明する。

図１は、本発明の一実施形態が適用されたプリンタの主要部を示す概略構成図である。

図１に示すように、プリンタ１には、画像データに基づいてトナー像を形成する４つの画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋが備えられており、各画像形成部には、それぞれ、感光体１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ、帯電器１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋ、露光器１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋ、現像器１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋ、一次転写体１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｋ、感光体クリーナ１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃ，１６Ｋが備えられている。尚、このプリンタ１は、フルカラーの印刷が可能となっており、上記の各構成要素の末尾に付された符号Ｙ、Ｍ、Ｃ、およびＫは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、および黒の画像形成用の構成要素であることを示している。

また、プリンタ１には、制御部２０、記憶部２１、中間転写ベルト３０、駆動ロール３１、従属ロール３２，３５、中間転写ベルトクリーナ３３、ステアリングロール３４、二次転写体３６、転写体クリーナ３７、定着器３８、基準マークセンサ４１、縁位置センサ４２も備えられている。

中間転写ベルト３０は、駆動ロール３１によって矢印Ｂの方向に巡回走行され、ステアリングロール３４の傾きが調整されることによって、幅方向（走行方向と直交する方向）への移動が補正される。尚、駆動ロール３１には、中間転写ベルト３０を所定の定常速度で巡回走行させる定常モードと、中間転写ベルト３０の走行速度が定常速度に達する前の駆動開始時などのように、中間転写ベルト３０を定常速度以外の走行速度で走行させる非定常モードとが用意されている。この中間転写ベルト３０は、本発明にいうベルトの一例に相当し、駆動ロール３１は、本発明にいうベルト駆動部の一例に相当し、ステアリングロール３４は、本発明にいうベルト位置補正部の一例に相当する。

また、中間転写ベルト３０の裏側には基準マークが付されており、基準マークセンサ４１では、中間転写ベルト３０の基準マークが通過したことが検知され、縁位置センサ４２では、中間転写ベルト３０の縁の走行位置が検知される。本実施形態においては、基準マークセンサ４１と縁位置センサ４２とが中間転写ベルト３０を挟んで向かい合うように設けられている。以下では、これら基準マークセンサ４１と縁位置センサ４２が設けられた位置を監視箇所と称する。この基準マークセンサ４１は、本発明にいう基準センサの一例に相当し、縁位置センサ４２では、本発明にいう縁位置センサの一例に相当する。また、この監視箇所は、本発明にいう縁監視箇所の一例にあたるとともに、基準監視箇所の一例に相当する。

記憶部２１には、中間転写ベルト３０の縁の形状が、基準マークが付された箇所を基準とした相対座標（走行方向の座標，幅方向の座標）で示された縁形状テーブルと、非定常モードの間に中間転写ベルト３０が走行する距離（以下では、非定常距離Ｒ_nと称する）が記憶されている。尚、走行方向の座標については、基準マークが付された箇所からの走行距離が用いられ、基準マークが付された箇所の座標値を０として矢印Ｂとは逆方向に座標値が増加する。この記憶部２１は、本発明にいう形状記憶部の一例にあたるとともに、本発明にいう走行距離保存部の一例に相当する。

制御部２０は、図１に示す各種要素を制御するものである。また、制御部２０は、記憶部２１に記憶された縁形状テーブルおよび非定常距離Ｒ_n、基準マークセンサ４１での検知結果、縁位置センサ４２での検知結果に基づいて、中間転写ベルト３０の幅方向の位置ずれを検出する。この位置ずれ検出方法については、後で詳しく説明する。制御部２０は、本発明にいう位置ずれ検出部の一例に相当する。

このプリンタ１の画像形成における基本動作について説明する。

まず、画像を形成するための準備として、各色用の感光体１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋが矢印Ａ方向に回転され、それら感光体１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋの表面に、接触式の帯電器１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋによって所定の電荷がそれぞれ付与される。

続いて、画像がイエロー、マゼンタ、シアン、および黒に色分解された色分解画像を表す画像データが、制御部２０によって、対応する画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋに与えられる。

次に、イエローの画像形成部１０Ｙによるトナー像形成が開始され、露光器１３Ｙにより感光体１１Ｙ表面に、イエローの色分解画像に相当する露光光が照射されて静電的な潜像（静電潜像）が形成される。その静電潜像は、現像器１４Ｙによって循環供給される現像剤に含まれたイエローのトナーで、現像器１４Ｙと感光体１１Ｙとの間の現像位置に印加された現像電圧によって現像されて感光体１１Ｙ上にイエローのトナー像が形成される。そのトナー像は一次転写体１５Ｙにより中間転写ベルト３０に転写される。

中間転写ベルト３０は矢印Ｂ方向に循環移動しており、中間転写ベルト３０上に転写されたイエローのトナー像が次の色の画像形成部１０Ｍの一次転写体１５Ｍに到達するタイミングに合わせて、次の色のマゼンタのトナー像が一次転写体１５Ｍに到達するように、マゼンタの画像形成部１０Ｍによるトナー像形成が行われる。こうして形成されたマゼンタのトナー像は、一次転写体１５Ｍにおいて中間転写ベルト３０上のイエローのトナー像の上に重ねて転写される。ここで、各感光体１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ上のトナー像が中間転写ベルト３０上に転写されると、感光体クリーナ１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃ，１６Ｋによって、各感光体１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ上に残留する廃トナーが除去される。

続いて、シアンおよび黒の画像形成部１０Ｃ、１０Ｋによるトナー像形成が上記と同様のタイミングで行われ、一次転写体１５Ｃ、１５Ｋにおいて中間転写ベルト３０のイエローおよびマゼンタのトナー像の上に順次重ねて転写される。

こうして、中間転写ベルト３０上に転写された多色トナー像は、二次転写体３６により用紙１００上に二次転写され、多色トナー像は用紙１００とともに矢印Ｃ方向に搬送され、定着器３８により用紙１００上に定着されることによりカラー画像が形成される。二次転写体３６上に残留する廃トナーは転写体クリーナ３７によって除去され、転写後の中間転写ベルト３０上に残留する廃トナーは中間転写ベルトクリーナ３３によって除去されて、次の画像形成に向けての準備がなされる。

ここで、プリンタ１における本発明の特徴は、中間転写ベルト３０の幅方向の位置ずれを検出し、中間転写ベルト３０の走行位置を補正する処理にある。

図２は、プリンタ１での一連の画像形成過程における、ステアリングロール３４の制御を示すフローチャートである。以下では、このフローチャートに従って、ステアリングロール３４を制御して中間転写ベルト３０の蛇行を補正する方法について詳しく説明する。尚、プリンタ１には、所定周波数のクロックを発する発信部が備えられており、プリンタ１を構成する各種要素は、このクロックに同期して駆動されるものとする。

まず、プリンタ１の電源が投入され、プリンタ１を構成する各種要素が駆動される（図２のステップＳ１）。

電源が投入された状態では、中間転写ベルト３０に付された基準マークが巡回経路上のどの位置にあるのかが認識されていないため（図２のステップＳ２：Ｎｏ）、基準マークセンサ４１によって基準マークが監視箇所を通過したことが検知されるまで、中間転写ベルト３０が巡回走行される。電源投入時は、プリンタ１全体の駆動状態を安定化させるためにある程度の待機時間が必要となるため、基準マークが検知されるまでの時間は問題にはならない。

プリンタ１の駆動状態が安定し、基準マークセンサ４１によって基準マークが検知されると（図２のステップＳ２：Ｙｅｓ）、その検知結果が基準マークセンサ４１から制御部２０に伝えられ、定常モードにおけるステアリング制御が行われる（図２のステップＳ３）。

図３は、定常モードにおけるステアリング制御の処理を示すフローチャートである。ここで、一旦図２の説明を中断し、図３を使って定常ステアリング制御の処理について説明する。

制御部２０に基準マークが検知されたことが伝えられると、制御部２０は、縁位置センサ４２から、中間転写ベルト３０の縁の走行位置を取得する（図３のステップＳ１１）。尚、本実施形態では、縁位置センサ４２において、中間転写ベルト３０の縁の幅方向の座標値が検知される。また、縁位置センサ４２では、所定クロック（ｐクロック）ごとにベルトの縁の走行位置が検知されており、それらの検知結果がｑ個ずつ平均化されたものが検知結果として用いられる。すなわち、縁位置センサ４２では、所定クロック時間Ｔ_pq（＝１クロック当たりの時間Ｔ₁×ｐ×ｑ）ごとに、平均化された検知結果が生成される。このように、平均化された検知結果を用いることによって、ノイズなどによる誤差を軽減させることができる。

続いて、制御部２０は、基準マークセンサ４１によって基準マークが検知されてから現在までの、中間転写ベルト３０の走行距離Ｒ₁を取得する（図３のステップＳ１２）。この例では、基準マークが検知されてすぐであるため、走行距離Ｒ₁＝０が取得される。

走行距離Ｒ₁が取得されると、制御部２０は、記憶部２４に記憶された縁形状テーブルを参照し、基準マークの箇所からベルトが走行距離Ｒ₁だけ進んだ位置における中間転写ベルト３０の縁の形状を取得する（図３のステップＳ１３）。すなわち、縁形状テーブルに示された、中間転写ベルト３０の縁の形状の相対座標（走行方向の座標，幅方向の座標）のうち、走行方向の座標値が走行距離Ｒ₁であるときの幅方向の座標値が取得される。

さらに、制御部２０は、縁位置センサ４２で検知した中間転写ベルト３０の縁の走行位置と、取得した中間転写ベルト３０の縁の形状とに基づいて、中間転写ベルト３０の幅方向の位置ずれ量を算出する（図３のステップＳ１４）。例えば、取得した中間転写ベルト３０の縁の形状の相対座標が（走行方向の座標，幅方向の座標）＝（Ｒ₁，Ｗ₁）であり、縁位置センサ４２で検知された中間転写ベルト３０の縁の走行位置がＷ₂（幅方向の座標）である場合、幅方向の位置ずれ量Ｗ＝Ｗ₂−Ｗ₁で算出される。

位置ずれ量Ｗが算出されると、制御部２０では、位置ずれ量Ｗを補正するためのステアリングロール３４の傾きＳが算出される。この例では、位置ずれ量Ｗ＞０のときには、中間転写ベルト３０が手前側にずれてしまっていることを示し、ステアリングロール３４は手前側が下がるように傾けられる。また、位置ずれ量Ｗ＜０のときには、中間転写ベルト３０が奥側にずれてしまっていることを示し、ステアリングロール３４は手前側が上がるように傾けられる。ステアリングロール３４の傾きが調整されると、中間転写ベルト３０の幅方向の位置が位置ずれ量Ｗだけ補正される（図３のステップＳ１５）。

以上のような手順で、定常ステアリング制御が行われる。

図２に戻って説明する。

電源投入後にステアリング制御が実行されて幅方向の走行位置ずれが補正されると、上述した一連の画像形成処理が行われる。尚、中間転写ベルト３０が定常モードで巡回駆動されて（図２のステップＳ４：Ｎｏ）、画像が形成される一連の処理の途中にも、所定の制御タイミングごとに（図２のステップＳ６：Ｙｅｓ）、上記と同様な定常ステアリング制御が実行される（図２のステップＳ７）。本実施形態においては、中間転写ベルト３０が制御間隔Ｅ（クロック分：１クロック分は定常速度で１クロックの間に進む距離）進むごとに定常ステアリング制御が実施される。

所定の制御タイミングのときには、まず、電源投入後のステアリング制御と同様に、中間転写ベルト３０の縁の走行位置Ｗ₂が取得され（図３のステップＳ１１）、続いて、最後に基準マークが検知されてから現在までの中間転写ベルト３０の走行距離Ｒ₁が取得される（図３のステップＳ１２）。ここでは、中間転写ベルト３０が定常速度で走行しているため、基準マークが検知されてからのクロック数ｔが取得され、そのクロック数ｔを用いて走行距離Ｒ₁＝ｔ（クロック分）と算出される。

この算出された走行距離Ｒ₁を用いて縁形状テーブルが参照され（図３のステップＳ１３）、中間転写ベルト３０の幅方向の位置ずれ量Ｗが算出されて（図３のステップＳ１４）、その位置ずれ量Ｗに応じてステアリングロール３４の傾きＳが調整されて、中間転写ベルト３０の走行位置ずれが補正される（図３のステップＳ１５）。

また、例えば、画像形成処理が中断されて、しばらくしてから画像形成処理が再開されたときなどには、中間転写ベルト３０が定常モードにおける巡回走行に達するまでの間に、非定常モードでの走行が行われる（図２のステップＳ４：Ｙｅｓ）。このとき、電源投入後と同様にして、基準マークセンサ４１で基準マークが検知されるまで待機し、定常ステアリング制御を行った後に画像形成処理を行おうとすると、中間転写ベルト３０以外の各種要素はすぐに画像形成処理を実行することができる状態であるのに、最大で中間転写ベルト３０が巡回経路を１周する時間だけ待機させられることになり、処理効率が低下してしまうという問題がある。また、基準マークセンサ４１で基準マークが検知されるまでの間はステアリング制御を行わずに画像を形成しようとすると、形成される画像に色ずれや像ぶれなどが生じて、画質が劣化してしまうという問題がある。本実施形態のプリンタ１では、中間転写ベルト３０が再駆動される際などに、基準マークセンサ４１で基準マークが検知される前であっても、非定常モードにおけるステアリング制御が実行される（図２のステップＳ５）。

図４は、非定常モードにおけるステアリング制御の処理を示すフローチャートである。ここでは、中間転写ベルト３０の走行が一旦停止されて、しばらくしてから中間転写ベルト３０が再走行されるときの非定常ステアリング制御について説明する。

図５は、中間転写ベルト３０の走行が停止されて、中間転写ベルト３０が再走行されるときの中間転写ベルトの状態を示す図である。この例では、中間転写ベルト３０が走行を停止して再走行する際には、中間転写ベルト３０に付着した紙粉等を払うために、所定時間だけ逆走行が行われるものとする。

図５のパート（Ａ）には、基準マークセンサ４１から制御部２０に伝えられる検知信号が示されている。基準マークは中間転写ベルト３０の裏側に１箇所付されており、中間転写ベルト３０が定常モードで巡回走行されているときには、この検知信号の受信間隔は中間転写ベルト３０が巡回経路を１周するのにかかる時間（約８秒）となる。

図５のパート（Ｂ）には、制御部２０から中間転写ベルト３０に取り付けられているモータに伝えられる駆動信号が示されており、パート（Ｃ）には、その駆動信号に従って走行された中間転写ベルト３０の走行速度が示されている。この例では、基準マークが検出されてから定常モードで走行後（移動距離Ａ）、時間ｔ₁のときにモータの駆動信号がＯＦＦされて中間転写ベルト３０が減速される（移動距離Ｂ₁）。その後、中間転写ベルト３０が再駆動される準備として、モータに逆方向に駆動する駆動信号が伝えられて中間転写ベルト３０が逆方向に走行され（移動距離Ｃ）、時間ｔ₂のときにモータの駆動信号がＯＮされて中間転写ベルト３０が加速され（移動距離Ｂ₂）、時間ｔ₃のときに中間転写ベルト３０の走行速度が定常速度に達する。さらに、移動距離Ｆの間、定常モードでの走行が続けられた後、時間ｔ₄のときにステアリングロール３４が制御されている。

図５のパート（Ｄ）には、監視位置を通過したときの中間転写ベルト３０のベルト位置が示されている。このパート（Ｄ）に示すように、中間転写ベルト３０は逆転走行したり、加速したりして走行速度が一定ではないため、定常モードにおける走行距離Ｒ₁のように、単純にクロック数から総走行距離（移動距離Ａ＋移動距離Ｂ₁−移動距離Ｃ＋移動距離Ｂ₂＋移動距離Ｆ）を算出することができない。

このような非定常モードの走行が行われる場合には、まず、制御部２０において、前回に基準マークが検知されてから、定常モードにおける走行が終了するまでの、中間転写ベルト３０の前回走行距離Ｒ₀が取得される（図４のステップＳ１１１）。この前回走行距離Ｒ₀は、図５のパート（Ｃ）に示す移動距離Ａに相当する。この間は、中間転写ベルト３０が定常速度で走行しているため、移動距離Ａは、最後に基準マークが検知されてから定常モードにおける走行が終了するまでのクロック数ｔ₁を用いて、移動距離Ａ＝ｔ₁（クロック分）と算出される。

続いて、制御部２０において、非定常モードでの中間転写ベルト３０の非定常距離Ｒ_n＝移動距離Ｂ₁−移動距離Ｃ＋移動距離Ｂ₂が取得される（図４のステップＳ１１２）。中間転写ベルト３０が毎回同じように加速・減速する場合、非定常距離Ｒ_nは一定となる。本実施形態においては、図２に示す記憶部２４に非定常距離Ｒ_nが予め記憶されており、その記憶された非定常距離Ｒ_nが制御部２０で取得される。

ここでは、この非定常距離Ｒ_nを算出する場合の算出方法について説明する。

減速時における中間転写ベルト３０の移動距離Ｂ₁、および加速時における中間転写ベルト３０の移動距離Ｂ₂は毎回ほぼ一定であり、これら移動距離Ｂ₁および移動距離Ｂ₂は定数として与えられる。

また、逆転時の中間転写ベルト３０の移動距離Ｃは、中間転写ベルト３０の逆転走行時間や、逆転回数などによって変わる。１クロック当たりの時間Ｔ₁（ｍｓ／クロック）、中間転写ベルト３０の逆転走行時間Ｔ_r（ｍｓ）とすると、移動距離Ｃ（クロック分）＝Ｔ_r÷Ｔで算出される。尚、逆転走行が行われない場合には、移動距離Ｃ＝０（クロック分）となる。

これら移動距離Ｂ₁，移動距離Ｂ₂，移動距離Ｃを使って、非定常距離Ｒ_nが得られる。

続いて、最後に基準マークが検知されてから、定常モード，非定常モード，定常モードと移行して最初の制御タイミングまでの予測走行距離Ｒ_pが算出される（図４のステップＳ１１３）。

予測走行距離Ｒ_p＝移動距離Ａ＋移動距離Ｂ₁−移動距離Ｃ＋移動距離Ｂ₂＋移動距離Ｆ
＝前回走行距離Ｒ₀＋非定常距離Ｒ_n＋移動距離Ｆ
であり、前回走行距離Ｒ₀と非定常距離Ｒ_nはすでに算出されているため、ここでは移動距離Ｆを算出する。

まず、最後に基準マークが検知されてから、非定常モードでの走行が終了するまでの走行距離Ｒ´（＝前回走行距離Ｒ₀＋非定常距離Ｒ_n）の間に、何回制御タイミングがあったのかが算出される。本実施形態においては、中間転写ベルト３０が制御間隔Ｅ（クロック分）進むごとに定常ステアリング制御が実施されるため、走行距離Ｒ´÷制御間隔Ｅの商ａが算出され、最後に基準マークが検知されてから、（ａ＋１）回目の制御タイミングでステアリング制御が行われることが判定される。

（ａ＋１）回目に制御タイミングを合わせるための移動距離Ｆは、走行距離Ｒ´÷制御間隔Ｅの余りｂを用いて、移動距離Ｆ＝制御間隔Ｅ−余りｂで算出される。

予測走行距離Ｒ_pが取得されると、制御タイミングまで中間転写ベルト３０の走行が続けられる（図４のステップＳ１１４：Ｎｏ）。

制御タイミングになると（図４のステップＳ１１４：Ｙｅｓ）、図３のステップＳ１１と同様にして、監視位置を通過したベルトの縁の走行位置が取得される（図４のステップＳ１１５）。尚、実際には、中間転写ベルト３０が予測走行距離Ｒ_pだけ走行したことが検知されて制御タイミングが判定されるのではなく、クロック数（ｔ₄−ｔ₂）によって制御タイミングが判定される。例えば、中間転写ベルト３０が定常速度に達するまでの加速時間（ｔ₃−ｔ₂＝一定）がｂ₂（クロック）、移動距離Ｆ＝ｆ（クロック分）であったとすると、中間転写ベルト３０が（ｂ₂＋ｆ）クロックの間走行された後に、ベルトの縁の走行位置が取得される。

続いて、最後に基準マークが検知されてから現在までの中間転写ベルト３０の走行距離Ｒ₁が取得される（図４のステップＳ１１６）。この走行距離Ｒ₁は、ステップＳ１１３で算出された予測走行距離Ｒ_pとなる。

さらに、ステップＳ１１６で取得された走行距離Ｒ₁を用いて縁形状テーブルが参照され（図４のステップＳ１１７）、中間転写ベルト３０の幅方向の位置ずれ量が算出されて（図４のステップＳ１１８）、中間転写ベルト３０の走行位置が補正される（図４のステップＳ１１９）。

このように、本実施形態のプリンタ１によると、非定常モードで走行された場合であっても、基準マークが検知される前にステアリング制御が行われるため、安定して高画質な画像を形成することができる。

以上で、本発明における第１実施形態の説明を終了し、本発明における第２実施形態について説明する。尚、第１実施形態と第２実施形態とはほぼ同様の構成を有するため、図１を第２実施形態のプリンタ１´の概略構成図として転用し、相違点のみ説明する。

本実施形態のプリンタ１´では、第１実施形態の駆動ロール３１の替わりに、中間転写ベルト３０の走行距離を計測するエンコーダ３１´が設けられている。このエンコーダ３１´は、本発明にいうエンコーダの一例に相当する。

また、本実施形態では、記憶部２４には、第１実施形態の記憶部２４と同様に、中間転写ベルト３０の縁の形状が相対座標で示された縁形状テーブルが記憶されているが、中間転写ベルト３０が非定常モードで走行する走行距離は記憶されていない。

エンコーダ３１´では、中間転写ベルト３０が巡回走行している間、その走行距離が計測されている。例えば、中間転写ベルト３０が停止されて、再駆動されるときなどには、制御部２０は、中間転写ベルト３０が停止された時点における走行距離をエンコーダ３１´から取得し、中間転写ベルト３０が定常モードに移行する際に、再び走行距離をエンコーダ３１´から取得して、それら走行距離の差分を非定常モードにおける非定常距離Ｒ_nとして用いる。

このように、エンコーダ３１´を設けることによって、非定常モードにおける走行距離が精度良く算出され、中間転写ベルト３０の蛇行を確実に補正することができ、プリンタ１で高画質な画像を形成することができる。

ここで、上記では、記憶部に非定常モードでの総走行距離を１つだけ記憶する例について説明したが、本発明にいう走行距離保存部は、例えば、逆走行を１回行う場合の総走行距離と、逆走行を２回行う場合の総走行距離といった複数の総走行距離を保存するものであってもよく、本発明にいう走行距離入手部は、それら複数の総走行距離のうちベルトの走行状態に応じたものを取得するものであってもよい。

また、上記では、記憶部に非定常モードでの総走行距離を記憶する例について説明したが、本発明にいう走行距離保存部には、逆走行における走行距離と、加速時における走行距離などを別々に保存しておくものであってもよく、本発明にいう走行距離入手部は、別々に保存された走行距離から総走行距離を算出するものであってもよい。

また、上記では、基準センサと縁位置センサとがベルトを挟んで向かい合わせに設けられる例について説明したが、本発明にいう基準センサが設けられる基準監視箇所と、本発明にいう縁位置センサが設けられる縁監視箇所とは相互に離れた位置であってもよい。

本発明の一実施形態が適用されたプリンタの主要部を示す概略構成図である。プリンタ１での一連の画像形成過程における、ステアリングロール３４の制御を示すフローチャートである。通常状態におけるステアリング制御の処理を示すフローチャートである。非定常モードにおけるステアリング制御の処理を示すフローチャートである。中間転写ベルト３０の走行が停止されて、中間転写ベルト３０が再走行されるときの中間転写ベルトの状態を示す図である。

符号の説明

１プリンタ
１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ画像形成部
１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ感光体
１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋ帯電器
１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋ露光器
１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋ現像器
１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｋ一次転写体
１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃ，１６Ｋ感光体クリーナ
２０制御部
２１記憶部
３０中間転写ベルト
３１駆動ロール
３２，３５従属ロール
３３中間転写ベルトクリーナ
３４ステアリングロール
３６二次転写体
４７転写体クリーナ
３８定着器
４１基準マークセンサ
４２縁位置センサ

Claims

環状のベルトと、前記ベルトを所定の巡回経路に沿って巡回走行させるベルト駆動部と、ベルト走行におけるベルト幅方向への位置ずれを求める位置ずれ検出部と、前記位置ずれ検出部によって求められた位置ずれに基づいて前記ベルト走行におけるベルト幅方向の位置を補正するベルト位置補正部とを備えたベルト駆動装置において、
前記ベルトが、全周のうちの所定箇所に基準マークが設けられたものであり、
前記巡回経路上の所定の縁監視箇所で前記ベルトの縁のベルト幅方向の位置を検知する縁位置センサと、
前記巡回経路上の所定の基準監視箇所で前記基準マークの通過を検知する基準センサと、
前記ベルトの縁の形状を、前記基準マークの箇所を基準とした相対座標で記憶する形状記憶部とを備え、
前記ベルト駆動部が、前記ベルトを所定の定常速度で走行させる定常モードと、該ベルトを途中で一端逆転させて正転に戻す非定常モードとを有するものであり、
前記ベルト位置補正部が、前記非定常モードにおいても前記ベルトの位置を補正するものであり、
前記非定常モードにおける前記ベルトの巡回方向の走行距離を、前記基準センサが前記基準マークの最後の通過を検知してから非定常モードに移るまでの時間と、非定常モードの動作を想定した一定の値である非定常距離とに基づいて入手する走行距離入手部を備え、
前記位置ずれ検出部が、前記基準センサによる検知結果と前記定常モードでの走行時間と前記走行距離入手部によって得られた走行距離とを用いて、前記基準マークが前記基準監視箇所を通過してから現在までの前記巡回方向におけるベルトの走行距離を求め、前記縁位置センサによって検知されたベルト幅方向の位置と前記形状記憶部に記憶されている形状の相対座標とを対応付けて、該位置から該相対座標分を差し引いて前記位置ずれを求めるものであることを特徴とするベルト駆動装置。
トナー像を形成し、該トナー像を最終的に記録媒体上に転写および定着することにより該記録媒体上に画像を形成する画像形成装置において、
環状のベルトと、前記ベルトを所定の巡回経路に沿って巡回走行させるベルト駆動部と、ベルト走行におけるベルト幅方向への位置ずれを求める位置ずれ検出部と、前記位置ずれ検出部によって求められた位置ずれに基づいて前記ベルト走行におけるベルト幅方向の位置を補正するベルト位置補正部とを備えたベルト駆動装置を備え、
前記ベルト駆動装置が、
前記ベルトが、全周のうちの所定箇所に基準マークが設けられたものであり、
前記巡回経路上の所定の縁監視箇所で前記ベルトの縁のベルト幅方向の位置を検知する縁位置センサと、
前記巡回経路上の所定の基準監視箇所で前記基準マークの通過を検知する基準センサと、
前記ベルトの縁の形状を、前記基準マークの箇所を基準とした相対座標で記憶する形状記憶部とを備え、
前記ベルト駆動部が、前記ベルトを所定の定常速度で走行させる定常モードと、該ベルトを途中で一端逆転させて正転に戻す非定常モードとを有するものであり、
前記ベルト位置補正部が、前記非定常モードにおいても前記ベルトの位置を補正するものであり、
前記非定常モードにおける前記ベルトの巡回方向の走行距離を、前記基準センサが前記基準マークの最後の通過を検知してから非定常モードに移るまでの時間と、非定常モードの動作を想定した一定の値である非定常距離とに基づいて入手する走行距離入手部を備え、
前記位置ずれ検出部が、前記基準センサによる検知結果と前記定常モードでの走行時間と前記走行距離入手部によって得られた走行距離とを用いて、前記基準マークが前記基準監視箇所を通過してから現在までの前記巡回方向におけるベルトの走行距離を求め、前記縁位置センサによって検知されたベルト幅方向の位置と前記形状記憶部に記憶されている形状の相対座標とを対応付けて、該位置から該相対座標分を差し引いて前記位置ずれを求めるものであることを特徴とする画像形成装置。