JP4956066B2

JP4956066B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP4956066B2
Application number: JP2006175572A
Authority: JP
Inventors: 二郎白潟
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2006-06-26
Filing date: 2006-06-26
Publication date: 2012-06-20
Anticipated expiration: 2026-06-26
Also published as: US20070297820A1; JP2008003498A; US7773894B2

Description

本発明は、像担持体の移動方向に離れて設けられる複数のセンサーを用いて、像担持体の被検知部材を検知することにより、トナー像を形成する条件を制御する画像形成装置に関する。

この種の画像形成装置としては、特許文献１に記載されている。

特許文献１の画像形成装置では、中間転写ベルト（像担持体）の移動方向に所定の間隔で配置された複数のセンサにより、中間転写ベルトに設けられたマークが検知されている。このセンサの検知結果に基づいて、記録材へトナー像を形成する条件が制御され、所望の位置にトナー像が形成される。
特開２００５−１５６８７７

しかしながら、装置内の温度変化等の影響によって上記センサを支持する部材が熱膨張する。熱膨張によってセンサの間隔に変化が生ずると検知を正確に行うことが困難となり、所望の位置にトナー像を形成することが難しくなる。

ここで、複数の画像形成部を備え、複数のトナー像を中間転写ベルト上で重ねる画像形成装置を一例として、センサを支持する支持部材の熱膨張の画像への影響を説明する。

線膨張係数αのセンサ部材で２つのセンサを所定の間隔で支持し、該支持部材の温度変動が△Ｔあった場合、上記センサ間隔ｒは線膨張により
ｒ´＝（１＋α＊△Ｔ）＊ｒ・・・（１）
となる。よって、２つのセンサの検知間隔をｔｂをすると中間転写ベルトの速度Ｖは
Ｖ＝（１＋α＊△Ｔ）＊ｒ／ｔｂ・・・（２）
であらわされる。しかしながら、従来技術のようにこの線膨張を考慮しないで中間転写ベルト速度を計測すると計測上のベルト速度Ｖｅは
Ｖｅ＝ｒ／ｔｂ・・・（３）
となる。この計測ベルト速度Ｖｅとベルトの真速度Ｖの差△Ｖが上記支持部材の線膨張による誤差となる。
△Ｖ＝Ｖ−Ｖｅ
＝α＊△Ｔ＊ｒ／ｔｂ・・・（４）
この速度誤差△Ｖによる、中間転写ベルト上の位置ずれ量△Ｘは以下のようになる。
ここで、複数の画像形成部のうち一番距離が離れた２つの画像形成部の間隔をＬとする。装置は１つ目の画像形成部の画像が中間転写ベルトに転写されてから、中間転写ベルト上で距離Ｌだけ搬送された時間にちょうど上記距離が離れた２つ目の画像形成部での画像が重ねあって転写されるよう装置の補正を行う。

ここで、タイミングを合わせるターゲットの時間ｔａは上記計測ベルト速度Ｖｅにより中間転写ベルトがＬだけ進む時間なので、
ｔａ＝Ｌ／Ｖｅ・・・（５）
である。この時間ｔａの間に上記速度誤差△Ｖで生じる位置ずれが△Ｘとなる。

よって、
△Ｘ＝△Ｖ＊ｔａ・・・（６）
これに式（３）、（４）、（５）を代入して
△Ｘ＝Ｌ＊α＊△Ｔ・・・（７）
となる。

例えば、２つのセンサの支持部材が線膨張係数が１１．７×１０^−６［１／Ｋ］の鉄、４つある画像形成部の間隔が１００［ｍｍ］の画像形成装置で、センサ支持部材に５［℃］の温度変動が生じた場合の、両端画像形成部間で生じる色ずれ量は両端画像形成部間隔Ｌが３００［ｍｍ］だから
△Ｘ＝３００×１１．７×１０ ^−６×５＝０．０２９２５［ｍｍ］
となり、約３０μｍの色ずれ発生となる。

これは、現在の画像目標値に対してまったく無視できない量である。

そこで、本発明の目的は、支持部材が熱膨張した場合であっても、所望の位置にトナー像を形成することができる画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するための本発明の代表的な構成は、
トナー像を担持する像担持体と、
感光体を有する画像形成部を複数並べて前記像担持体にトナー像を形成するトナー像形成手段と、
前記像担持体移動方向に離れて設けられる複数のセンサ、及び前記複数のセンサを支持する支持部材とを備え、前記像担持体に設けられた被検知部を検知する像担持体検知手段と、
前記支持部材の温度を検知する温度検知手段と、
前記像担持体検知手段及び前記温度検知手段の検知結果に基づき前記トナー像形成手段のトナー像形成条件を補正する補正手段と、
を有する画像形成装置において、
前記像担持体の移動方向における前記温度検知手段の検知位置から前記センサまでの前記支持部材の経路距離をｄ［ｍ］、前記支持部材の熱伝導率をκ［Ｊ／ｓ／ｍ／Ｋ］、前記支持部材の比熱をｃｐ［Ｊ／Ｋ／ｇ］、前記支持部材の密度をρ［ｇ／ｍ ^３］、前記支持部材の線膨張係数をα［１／Ｋ］、複数の前記画像形成部間で最も離れている距離をＬ［ｍ］としたときに、
０＜４＊ρ＊ｃｐ＊ｄ ^２／（π ^２＊κ）≦１８０［ｓ］
かつ
０＜２０＊α＊Ｌ≦０．００００１［ｍ］
を満たすことを特徴とする。

本発明によれば、支持部材の温度によらず、適切なトナー像形成条件を得ることが可能になり、所望の位置にトナー像を形成することができる。

以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。

〔実施例１〕
まず、本発明に係る画像形成装置の第１の実施形態を図１から図４によって詳しく説明する。

図１は本実施例の画像形成装置の要部断面図であり、図示の画像形成装置は複数の画像形成部を並設して成るカラー画像形成装置である。

図示のカラー画像形成装置には画像出力部１Ｐが設けられている。この画像出力部１Ｐは、大別して複数の画像形成部１０（４つのステーションａ，ｂ，ｃ，ｄが並設されており、その構成は同一である）、給紙ユニット２０、中間転写ユニット３０、定着ユニット４０及び不図示の制御ユニットで構成されている。

ここで、個々のユニットについて詳しく説明する。

前記複数の画像形成部１０においては、図示矢印方向に回転駆動される感光ドラム１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄがその中心で軸支される。各感光ドラム１１ａ〜１１ｄの外周面に対向してその回転方向に一次帯電器１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ、光学系１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ、現像装置１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄが配置されている。

而して、一次帯電器１２ａ〜１２ｄにおいて感光ドラム１１ａ〜１１ｄの表面に均一な帯電量の電荷を与えられる。次いで光学系１３ａ〜１３ｄによって記録画像信号に応じて変調した例えばレーザービーム等の光線を感光ドラム１１ａ〜１１ｄ上に露光させて各感光ドラム１１ａ〜１１ｄ上に静電潜像を形成する。そして、各静電潜像をイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４色の現像剤（トナー）をそれぞれ収納した前記現像装置１４ａ〜１４ｄによってトナー画像として顕像化する。

尚、顕像化されたトナー画像を中間転写ベルト３１に転写する一次転写領域Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃ，Ｔｄの下流側では、感光ドラム１１ａ〜１１ｄ上のトナーがクリーニングされる。つまり、記録材Ｐに転写されないで感光ドラム１１ａ〜１１ｄ上に残されたトナーがクリーニング装置１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄによって掻き落とされて感光ドラム１１ａ〜１１ｄの表面が清掃される。

以上に示したプロセスを経て各トナーによる画像形成が順次行われる。

一方、給紙ユニット２０は以下の部材に構成される。つまり、記録材Ｐを収納するためのカセット２１ａ，２１ｂ及び手差しトレイ２７を備える。さらに、カセット２１ａ，２１ｂ若しくは手差しトレイ２７より記録材Ｐを１枚ずつ送り出すためのピックアップローラ２２ａ，２２ｂ，２６を備える。ここで、各ピックアップローラ２２ａ，２２ｂ，２６から送り出された記録材Ｐをレジストローラ２５ａ，２５ｂまで搬送される。さらに、給紙ローラ対２３及び給紙ガイド２４、画像形成部１０での画像形成タイミングに合わせて記録材Ｐを二次転写領域Ｔｅへ送り出すためのレジストローラ２５ａ，２５ｂを備える。

又、前記中間転写ユニット３０は像担持体としての中間転写ベルト３１を有している。該中間転写ベルト３１は、これに駆動力を伝達する駆動ローラ３２と、駆動ローラを回転するモータ（駆動手段）３２１をそなえる。さらに、マークセンサ６０に対向して設けられたバックアップローラ６２と、不図示のばねの付勢力によって中間転写ベルト３１に適度な張力を与えるテンションローラ３３をそなえる。また、中間転写ベルト３１を挟んで二次転写領域Ｔｅに対向する二次転写内ローラ３４とに巻回されている。尚、中間転写ベルト３１の材質としては例えばＰＩ［ポリイミド］やＰＶｄＦ［ポリフッ化ビニリデン］等が選定される。

上記駆動ローラ３２とバックアップローラ６２の間に一次転写平面Ｂが形成されるが、駆動ローラ３２は金属ローラの表面に数ｍｍ厚のゴム（ウレタン又はクロロプレン）をコーティングして中間転写ベルト３１とのスリップが防がれている。尚、この駆動ローラ３２は不図示のパルスモータによって回転駆動される。

図示しない加圧機構によって付勢されるテンションローラ３３はアライメントが調整可能になっており、中間転写ベルト３１の蛇行を補正することができる。

各感光ドラム１１ａ〜１１ｄと中間転写ベルト３１が対向する一次転写領域Ｔａ〜Ｔｄには、中間転写ベルト３１の裏に一次転写装置３５ａ〜３５ｄが配置されている。そして、二次転写内ローラ３４に対向して二次転写装置３６が配置されて二次転写領域Ｔｅが形成されている。

又、中間転写ベルト３１上の二次転写領域Ｔｅの下流には中間転写ベルト３１の画像形成面をクリーニングするためのクリーニング装置５０が配され、該クリーニング装置５０は、クリーナブレード５１と廃トナーを収納する廃トナーボックス５２で構成されている。尚、クリーナブレード５１の材質としてはポリウレタンゴム等が用いられる。

前記定着ユニット４０は、内部にハロゲンヒータ等の熱源を備えた定着ローラ４１ａとこの定着ローラ４１ａに加圧される加圧ローラ４１ｂ（この加圧ローラ４１ｂにも熱源を備える場合もある）を備える。

また、定着ローラ４１ａと加圧ローラ４１ｂのニップ部へ記録材Ｐを導くためのガイド４３、定着ローラ４１ａと加圧ローラ４１ｂから排出されてきた記録材Ｐを更に装置外部に導き出すための内排紙ローラ４４、外排紙ローラ４５等で構成されている。

又、前記制御ユニットは、上記各ユニット内の機構の動作を制御するための制御基板７０や不図示のモータドライブ基板等で構成されている。

次に、本カラー画像形成装置の動作について説明する。

画像形成動作開始信号が発せられると、先ず、ピックアップローラ２２ａによってカセット２１ａから記録材Ｐが１枚ずつ送り出される。そして、給紙ローラ対２３によって記録材Ｐが給紙ガイド２４の間を案内されてレジストローラ２５ａ，２５ｂまで搬送される。このとき、レジストローラ２５ａ，２５ｂは停止しており、記録材Ｐの先端はニップ部に突き当たる。その後、画像形成部１０が画像の形成を開始するタイミングに合わせてレジストローラ２５ａ，２５ｂは回転を開始する。このレジストローラ２５ａ，２５ｂの回転時期は、記録材Ｐと画像形成部１０より中間転写ベルト３１上に一次転写されたトナー画像とが二次転写領域Ｔｅにおいて丁度一致するようにそのタイミングが設定されている。

一方、複数の画像形成部１０では、画像形成動作開始信号が発せられると、前述したプロセスを経て、トナー像が中間転写ベルト３１に一次転写される。つまり、中間転写ベルト３１の回転方向において一番上流にある感光ドラム１１ｄ上に形成されたトナー画像が、高電圧が印加された一次転写ローラ３５ｄによって、一次転写領域Ｔｄにおいて中間転写ベルト３１に一次転写される。

そして、中間転写ベルト３１上に一次転写されたトナー画像は次の一次転写領域Ｔｃまで搬送される。そこでは画像形成部１０間をトナー画像が搬送される時間だけ遅延して画像形成が行われており、前画像の上にレジストを合わせて次のトナー画像が転写されることになる。以下も同様の工程が繰り返され、結局４色のトナー画像が中間転写ベルト３１上に一次転写される。

その後、記録材Ｐが二次転写領域Ｔｅに進入して中間転写ベルト３１に接触すると、該記録材Ｐの通過タイミングに合わせて二次転写装置３６に高電圧を印加する。

そして、前述したプロセスによって中間転写ベルト３１上に形成された４色のトナー画像が記録材Ｐの表面に転写される。そして、トナー画像が転写された記録材Ｐは搬送ガイド４３によって定着ユニット４０の定着ローラ４１ａと加圧ローラ４１ｂのニップ部まで正確に案内される。

そして、定着ユニット４０のローラ対４１ａ，４１ｂの熱及びニップの圧力によってトナー画像が記録材Ｐの表面に定着される。そして、トナー画像が定着された記録材Ｐは内排紙ローラ４４と外排紙ローラ４５によって搬送されて機外に排出される。

ここで、感光ドラム１１、一次帯電器１２、光学系１３、現像装置１４、クリーニング装置１５、中間転写ベルト３１、一次転写装置３５、二次転写装置３６によって、トナー像形成手段が構成される。

図１２は、レジストレーション補正機構を説明する概略図である。

レジマーク検出センサ６０および６１は、光源としてのＬＥＤと反射光を検出する受光素子とで構成される。レジマーク検出センサ６０および６１から得られた電気信号は、ＣＰＵ８０に送られ、画像位置検出回路８１にて色ずれ量が算出される。

図１３、図１４にレジマーク７０および７１の詳細を示す。ｋ枚目の画像とｋ＋１枚目の画像との間にレジマーク７０および７１が形成される。矢印は、画像の搬送方向を示しており、レジマーク７０および７１は、それぞれレジマーク検出センサ６０および６１のスラスト位置と一致しており、レジマーク検知センサ６０および６１の直下を画像が通過する際に、所定の電気信号が得られる。例えばレジマーク７０および７１は図１４に示したように、基準色の斜めラインＫａおよびＫｂの間に形成された補正対象色の斜めラインＣａと、基準色の斜めラインＫｃおよびＫｄの間に形成された補正対象色の斜めラインＣｂとで構成される。今、主走査方向（用紙搬送方向と直角方向）に△Ｖ、副走査方向（用紙搬送方向と平行方向）に△Ｈの色ずれが生じている場合、ラインＣａおよびＣｂは、理想位置のラインＣａｓおよびＣｂｓからそれぞれ△Ｖおよび△Ｈだけずれた位置に作像される。このとき、レジマーク検出センサ６０および６１の出力は、画像がない部分（転写ベルト３１の下地部分）でＨｉの出力が、画像がある部分（ラインＫａ、Ｃａ、Ｋｂ、Ｋｃ、Ｃｂ、Ｋｄの部分）ではＬｏの出力が得られる。それぞれのＬｏ部分の出力の重心間距離をＡ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２とすると、主走査方向の色ずれ△Ｖと副走査方向の色ずれ△Ｈは
△Ｖ＝｛（Ｂ２−Ｂ１）／２−（Ａ２−Ａ１）／２｝／２・・・（８）
△Ｈ＝｛（Ｂ２−Ｂ１）／２＋（Ａ２−Ａ１）／２｝／２・・・（９）
として得られる。

次に、色ずれ量△Ｖおよび△Ｈを補正するために必要な補正量を、補正量算出回路８２にて算出する。さらに制御回路８３は算出された補正量に応じて、光学系１３内の図示しないレンズあるいはミラーを動かし、かくして色ずれが補正される。

上述の色ずれ補正を基準色以外の全ての色を対象色として実施すれば、全ての色が基準色と一致するように補正することができる。

次に、本実施例の形態の特徴的な構成について述べる。

上記のように中間転写ベルト３１上にレジマークを実際に画像形成し、これを検知することで行うレジストレーション補正は、その時点において色ずれを高精度に補正することができる。しかしながら、上記レジマーク形成レジストレーション補正は、実際にトナーによりレジマークを形成する都合から、トナー消費につながり、また、レジマーク形成、クリーニング等により装置のダウンタイムが生じることになる。そこで、所定の間隔や装置内の温度変動状況に応じた形で、該レジストレーション補正を行うことになる。

このレジストレーション補正から次のレジストレーション補正までの間においても装置内の温度変動はあるため、その間に色ずれが悪化することが課題となる。その間の変動で一番色ずれに繋がりやすいのが、中間転写ベルトの駆動ローラ３２の温度変動による直径変化である。

駆動ローラ３２の外径が昇温により変化すると、中間転写ベルト３１の搬送スピードの変化となって現れる。そして、上記レジストレーション補正によって合わせた、各画像形成部での画像形成位置と、中間転写ベルト３１によって搬送される他色の画像の位置が合わなくなり色ずれ画像となってしまう。

これを防ぐために本実施例においては中間転写ベルト３１の搬送スピードを検知するために速度検知手段（像担持体検知手段）１２０を設けている。速度検知手段１２０は図２のようなアルミニウムの支持部材１２１上に２つの速度マーク検知センサ１２２、１２３が保持されており、図４のように中間転写ベルト３１の内面に対向して配置されている。また、中間転写ベルト３１の内面には不滅インクで形成されたライン（被検知部）１２９が設けられており、速度マーク検知センサ１２２、１２３はこのラインが通過する際に出力信号を変化させるよう構成されている。なお、支持部材１２１は本発明とは無関係な他部品を避けるため、図３のように一部が屈曲した形状になっている。

また、支持部材１２１には温度センサ（温度検知手段）１２４が保持されており、温度センサ１２４の温度検知部は図の温度検知位置（検知位置）１２５でアルミの支持部材１２１に直接接触し温度検知を行っている。温度センサ１２４としては、接触式の温度センサが用いられている。また、温度センサ１２４としては、支持部材１２１に光を照射して温度検知を行う光学式の温度センサも用いることができる。

ところで、支持部材１２１に温度ムラが生ずると、温度センサ１２４の温度検知結果から支持部材１２１の熱膨張を正確に見積もることが困難になる。以下に、支持部材１２１の物性に起因する温度ムラと、熱膨張の関係について述べる。

図７のように支持部材１２０上に速度マーク検知手段１２２、１２３が支持されている状態で、図７のように温度検知部１２５から２つのマーク検知手段のうち遠いもの（図７の例では１２２）までの経路距離をｄとする。この経路に沿った方向にｘ軸を取り、温度検知位置１２５と速度マーク検知手段１２２の間の温度差分布を関数Ｔで表すと、任意の温度差分布形状は図８のようにこの温度差分布形状を対称に折り返した周期２ｄの仮想周期関数を考えれば、フーリエ級数から
Ｔ＝ａ０／２＋Σ｛ａｎ＊ＣＯＳ（ｎ＊２π＊ｘ／２ｄ）＋ｂｎ＊ＳＩＮ（ｎ＊２π＊ｘ／２ｄ）｝
（ｎ＝１，２，３，・・・，∞）・・・（１０）
と表すことができる。

一方、物質内の温度分布は物質内の伝熱により、一般に知られたフリーエの方程式に従って均一化が進む。フリーエの方程式は以下のように表される。
∂Ｔ／∂ｔ＝｛κ／（ρ＊ｃｐ）｝＊（∂^２Ｔ／∂ｘ^２）・・・（１１）
ここで、
κ［Ｊ／ｓ／ｍ／Ｋ］：熱伝導率
ｃｐ［Ｊ／Ｋ／ｇ］：比熱
ρ［ｇ／ｍ^３］：密度
である。
いま、時刻ｔ＝０におけるＴが（８）と一致する関数Ｔ（ｔ，ｘ）を
Ｔ（ｔ，ｘ）＝ａ０／２＋Σ｛ａｎ＊ＥＸＰ（−ｎ^２＊ｔ／τ）＊ＣＯＳ（ｎ＊２π＊ｘ／２ｄ）＋ｂｎ＊ＥＸＰ（−ｎ^２＊ｔ／τ）＊ＳＩＮ（ｎ＊２π＊ｘ／２ｄ）｝・・（１２）
を考える。これを（１１）に代入すると
τ＝ρ＊ｃｐ＊ｄ^２／（π^２＊κ）・・・（１３）
のときに（１１）を満たすことが分かる。

つまり、任意の温度差分布形状関数の各周波数成分は振幅ａｎ、ｂｎは時間ｔに対し
ＥＸＰ（ｎ^２＊ｔ／（ρ＊ｃｐ＊ｄ^２／（π^２＊κ）））分の１になるように減衰することを表している。いま、一番減衰が遅い成分はｎ＝１の温度差分布形状周期２ｄの成分であり、この成分の減衰カーブは
ＥＸＰ（−１＊ｔ／（ρ＊ｃｐ＊ｄ^２／（π^２＊κ）））
である。いま
ＥＸＰ（−３）＝０．０４９８（約５％）
ＥＸＰ（−４）＝０．０１８３（約２％）
ＥＸＰ（−５）＝０．００６７（約１％）
であるが、もとの温度差分布形状が２％以下程度に減衰すれば、ほぼ無視できるレベルと言って差し支えない。

つまり、図７のモデルは内部に部分的な温度差が生じても
−１＊ｔ／（ρ＊ｃｐ＊ｄ^２／（π^２＊κ））＝−４・・・（１４）
つまり上記を満たすｔを温度ムラ減衰時間ｔｅとおけば
ｔｅ＝４＊ρ＊ｃｐ＊ｄ^２／（π^２＊κ）・・・（１５）
で実質的に均一な温度状態になることを表している。

画像形成装置内には様々な温度変動が存在する。そして、速度マーク検出センサ１２２、１２３を支持する支持部材１２１もこれらの温度変動の影響を受け部分的な温度差分布を生じる。温度変動の変化スピードに対し、上記温度均一化までの時間が十分早ければ色ずれ補正の検知において障害となる支持部材温度ムラを生じない。装置内の温度変動の変化スピードに関して、色ずれ補正が必要な程度に温度変動の影響が出るまでに要する時間は、最も変動が大きい場合（装置が冷えている状態からの立上げ時や、両面印刷による連続印刷時等）で概ね３分程度である。実際、多くの装置でそのような変動の大きい場合に前述したオートレジの補正を３分程度の動作で行っている。

よって、マーク検知手段の材料特性ρ、ｃｐ、κと、温度検知位置からマーク検知手段までの距離ｄで表される減衰時間ｔｅが
０＜ｔｅ≦１８０［ｓｅｃ］・・・（１６）
つまり
０＜４＊ρ＊ｃｐ＊ｄ^２／（π^２＊κ）≦１８０［ｓｅｃ］・・・（１７）
を満たせば、検知部温度を基に支持部材１２１の熱膨張を考慮して装置の補正を行う際の温度ムラ誤差を十分小さくすることができ、該誤差による色ずれを防ぐことができる。

色々な物質での材料特性を図９に、ｄと温度ムラ減衰時間ｔｅの関係を図１０に示す。

今、温度検知位置１２５からセンサまでの距離は速度マーク検出センサ１２２までが１３０［ｍｍ］、速度マーク検出センサ１２３までが８０［ｍｍ］である。遠いセンサまでの距離をｄとすると
ｄ＝０．１３［ｍ］・・・（１８）
となる。また、支持部材１２１はアルミ製なので
熱伝導率をκ＝２３６［Ｊ／ｓ／ｍ／Ｋ］、
比熱をｃｐ＝０．８８［Ｊ／Ｋ／ｇ］、
密度ρ＝２６９００００［ｇ／ｍ^３］
である。これらを前述の式（１５）に代入すると、支持部材１２１に温度分布が生じた場合の減衰時間ｔｅ［ｓｅｃ］が求まって、
ｔｅ＝６８．７［ｓｅｃ］・・・（１９）
となる。これは、一般に画像形成装置内の部材に生ずる温度変動のスピードに対し十分早いため、支持部材１２１の温度は２つの速度マーク検知センサ１２２、１２３、と温度検知位置１２５を結ぶ範囲で十分均一とみなすことができる。つまり、温度検知位置１２５の温度情報をもとに支持部材１２１の熱膨張量を正確に見積もることができる。

続いて、速度検知手段１２０の動作について説明する。

図４に示すように中間転写ベルト３１が搬送されると、ライン１２９が２つの速度マーク検知センサ１２２、１２３の対向を通過する。その際に速度マーク検知センサ１２２、１２３からは、センサ間の距離分タイミングがずれた形でライン通過タイミング情報が出力され、速度算出回路１２６に入力される。また、温度センサ１２４からはそのときの温度情報が速度算出回路１２６に入力される。速度算出回路１２６においては、以下の関係式から中間転写ベルトのレジストレーション補正時の搬送速度Ｖ０［ｍｍ／ｓｅｃ］からの搬送速度変動分△Ｖ［ｍｍ／ｓｅｃ］が算出される。

速度マーク検知センサ１２２、１２３のライン通過タイミングの差分を△ｔ［ｓｅｃ］、速度マーク検知センサー間の設計距離をＲ［ｍｍ］、レジストレーション補正時からの支持部材１２１の温度変動を△Ｔ［ｄｅｇ］とすると
△Ｖ＝Ｒ＊（１＋△Ｔ＊α）／△ｔ‐Ｖ０［ｍｍ／ｓｅｃ］・・・（２３）
この△Ｖを補正し、レジストレーション補正時の搬送速度Ｖ０を維持するよう制御回路（駆動速度補正手段）１２８が中間転写ベルト駆動ローラ３２の駆動速度補正を行う。

以上の様に、支持部材１２１の温度を測定することにより、支持部材１２１の熱膨張を加味した駆動速度補正が可能になり、所望の位置にトナー像を形成することができた。

〔実施例２〕
本発明の他の実施例を図５、図６に示す。本例において、速度検知手段１４０がベルトの外周面に対向して配置されており、ベルト上には図６のようなラインが予め形成されている。速度検知手段１４０は２つの速度マーク検知センサ１４１、１４２が支持部材１４４で支持されて構成されている。支持部材１４４は線膨張係数αが
α＝１．２×１０^−６［１／Ｋ］
のインバー合金（ニッケル３６％、鉄６４％合金）で構成されている。

ここで、距離が最も離れている画像形成部間の距離Ｌ、支持部材１４４を構成する材料の線膨張係数αと、色ずれ量の関係について述べる。
前述の式（７）より、支持部材１４４の材質の線膨張係数をα［１／Ｋ］、上記複数の画像形成部のうち１番離れているもの同士の距離をＬ［ｍ］、該支持部材の温度変動を△Ｔ［ｄｅｇ］とするときの、支持部材膨張による中間転写体ベルト搬送スピード読取り誤差により、該２つのマーク検知センサ出力を基にした装置補正で生じる、上記１番離れたステーション間の位置ずれ量△Ｘ［ｍ］は
△Ｘ＝Ｌ＊α＊△Ｔ・・・（７）
である。今、一般の画像形成装置内で該支持部材が設置される部分で発生する昇温変動は概ね２０［ｄｅｇ］であるため、上記位置ずれの最大値△Ｘｍａｘ［ｍ］は
△Ｘｍａｘ＝２０＊Ｌ＊α ・・・（１６）
と表される。現在の画像目標値からはこれを１０［μｍ］以下に抑えることが求められる。

上記αとＬで表される△Ｘｍａｘが
０＜△Ｘｍａｘ≦０．００００１［ｍ］・・・（１７）
つまり
０＜２０＊α＊Ｌ≦０．００００１［ｍ］・・・（１８）
を満たせば、支持部材１４４の温度変動によらず、画像目標を満たす色ずれ補正を行うことができる。

αと許容Ｌ範囲の関係を図１１に示す。

本例の画像形成装置においては一番距離が離れている画像形成部間の距離Ｌは、各画像形成装置間距離が０．１［ｍ］であるため、画像形成部ａ，ｄ間の距離で
Ｌ＝０．３［ｍ］
である。一般的な画像形成装置内の温度変動２０［ｄｅｇ］が生じた場合、本例の画像形成装置で生ずる該支持部材の熱膨張起因の検知誤差による位置ずれの最大値△Ｘｍａｘは式（１６）より
△Ｘｍａｘ＝２０＊０．３＊１．２×１０^−６
＝０．０００００７２［ｍ］
つまり、７．２［μｍ］となり、十分画像目標を満足する数値となっている。

速度検知手段１４０は２つのセンサ１４１、１４２のライン通過タイミング間隔から速度算出回路（画像書き込みタイミング補正手段）１４５によって中間転写ベルト３１の搬送速度を算出し、画像書込み手段１３のタイミングを補正することで、所望の位置にトナー像を形成することができる。

さらに、本実施例の支持部材１４４にも、実施例１で示した温度センサ１２４を設けて温度を検知し、温度検知結果に応じて中間転写ベルト駆動ローラ３２の駆動速度補正を行うことも可能である。

本発明の実施形態における画像形成装置の概略断面図である本発明の実施形態における中間転写ベルト速度検知手段の概略構成図である本発明の実施形態における中間転写ベルト速度検知手段の概略構成図である本発明の実施形態における装置補正手段の概略図である本発明の他の実施形態における画像形成装置の概略断面図である本発明の他の実施形態における装置補正手段の概略図である本発明の中間転写ベルト速度検知手段の概略構成図であるマーク検知手段支持部材に生じた任意の温度ムラ分布を表す概略図である各物質の物性の表である温度検知部からマーク検知手段までの距離ｄと温度ムラ減衰時間の関係を表す図である線膨張係数αと許容最大画像形成部間隔の関係を表す図である従来技術におけるレジマーク検知手段を説明する図である従来技術におけるレジマークを説明する上視図である従来技術におけるレジマークを説明する詳細図である

符号の説明

１１感光ドラム
１２一次帯電器
１３光学系
１４現像装置
１５クリーニング装置
３１中間転写ベルト
３２駆動ローラ（駆動装置）
３５一次転写装置
３６二次転写装置
１２１支持部材
１２２、１２３マーク検知センサー（センサー）
１２４温度センサー（温度検知手段）

Claims

トナー像を担持する像担持体と、
感光体を有する画像形成部を複数並べて前記像担持体にトナー像を形成するトナー像形成手段と、
前記像担持体移動方向に離れて設けられる複数のセンサ、及び前記複数のセンサを支持する支持部材とを備え、前記像担持体に設けられた被検知部を検知する像担持体検知手段と、
前記支持部材の温度を検知する温度検知手段と、
前記像担持体検知手段及び前記温度検知手段の検知結果に基づき前記トナー像形成手段のトナー像形成条件を補正する補正手段と、
を有する画像形成装置において、
前記像担持体の移動方向における前記温度検知手段の検知位置から前記センサまでの前記支持部材の経路距離をｄ［ｍ］、前記支持部材の熱伝導率をκ［Ｊ／ｓ／ｍ／Ｋ］、前記支持部材の比熱をｃｐ［Ｊ／Ｋ／ｇ］、前記支持部材の密度をρ［ｇ／ｍ ^３］、前記支持部材の線膨張係数をα［１／Ｋ］、複数の前記画像形成部間で最も離れている距離をＬ［ｍ］としたときに、
０＜４＊ρ＊ｃｐ＊ｄ ^２／（π ^２＊κ）≦１８０［ｓ］
かつ
０＜２０＊α＊Ｌ≦０．００００１［ｍ］
を満たすことを特徴とする画像形成装置。
前記像担持体の速度を補正する駆動速度補正手段と、を備え、前記トナー像形成条件は、前記像担持体の速度であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
感光体と、前記感光体へ画像書き込みタイミングの補正を行う画像書き込みタイミング補正手段と、を備え、前記トナー像形成条件は、前記画像書き込み手段の書き込みタイミングであることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。