JP6335435B2

JP6335435B2 - 画像形成装置

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Description

本発明は、電子写真方式を用いた画像形成装置に関し、特に中間転写ベルト又は静電搬送ベルトを備えた画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置では、高速に印刷するために、各色の画像形成部を独立して設けた所謂タンデム方式が知られている。中間転写ベルトを有するタンデム方式の画像形成装置では、各色の画像形成部から順次中間転写ベルトに画像を転写し、更に中間転写ベルトから記録媒体に一括して画像を転写している。また、静電搬送ベルトを有するタンデム方式の画像形成装置では、各色の画像形成部から静電搬送ベルト上の記録媒体に画像を転写している。なお、以下の説明にいて、中間転写ベルト及び静電搬送ベルトを纏めてベルトと呼ぶ。

この様な画像形成装置では、各色の画像形成部における機械的要因により、画像を重ね合わせたときに、色ずれ（位置ずれ）が生じ得る。例えば、画像形成装置内部の温度変化等により、ベルトやベルトを駆動するローラに膨張・収縮が生じ、ベルト表面の移動速度（以下、ベルト速度と呼ぶ。）が変化する。ベルト速度の変化により、画像を重ね合わせる位置にずれが生じ、これが色ずれとなる。

このため、特許文献１は、ベルトの回転に従動する従動ローラの回転速度を検出するセンサを設置し、従動ローラの回転速度が一定速度となる様にベルトの駆動モータの回転速度制御を行うことで位置ずれを抑制する構成を開示している。

特開２００３−２３３２３４号公報

しかしながら、上記のように、ベルトの従動ローラの回転速度を検出するセンサを設けるためには、センサの設置位置を確保する必要があり、画像形成装置を大型化させ、さらに、コストが上昇してしまう。

本発明は、画像形成装置の大型化を防ぎ、低いコストで位置ずれ補正を行える画像形成装置を提供するものである。

本発明の一態様によると、画像形成装置は、回転駆動される回転体と、画像形成に使用する複数の色のそれぞれについて、現像剤像を感光体に形成する形成手段と、前記感光体に形成された現像剤像を、前記回転体又は前記回転体上の記録媒体に転写する転写手段と、前記回転体を回転駆動させる駆動手段と、前記回転体が１回転する時間に関する値である、前記回転体の回転周期を検出する周期検出手段と、前記周期検出手段によって検出された検出結果に応じて、前記駆動手段の変化に基づく前記回転体の回転周期の変動を求め、前記回転周期の変動と前記回転体の所定の周長を用いて、前記回転体又は前記回転体上の記録媒体に転写する現像剤像の位置ずれの補正制御を行う制御手段と、を備えていることを特徴とする。

画像形成装置の大型化を防ぎ、低いコストで位置ずれ補正を行うことができる。

一実施形態による画像形成装置の概略的な構成図。一実施形態による画像形成装置のシステム構成を示すブロック図。一実施形態による中間転写ベルトのマークを示す図。一実施形態による回転周期検出処理のフローチャート。一実施形態による基準値取得処理のフローチャート。一実施形態による検出パターンを示す図。一実施形態による位置ずれ補正制御のフローチャート。一実施形態による画像形成装置の概略的な構成図。一実施形態による回転周期の検出原理の説明図。一実施形態による基準値取得処理のフローチャート。一実施形態による位置ずれ補正制御のフローチャート。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態は例示であり、本発明を限定するものではない。また、以下の各図においては、実施形態の説明に必要ではない構成要素については図から省略する。

＜第一実施形態＞
図１は、本実施形態による画像形成装置の概略的な構成図である。図１において、参照符号の末尾にアルファベットａ、ｂ、ｃ、ｄが付与された部材は、それぞれ、中間転写ベルト３０にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの現像剤像を形成するためのものであることを示している。なお、以下の説明において、色を区別する必要が無い場合には、末尾のアルファベットを除いた参照符号を使用する。帯電ローラ２３は、回転駆動される感光体２２の表面を帯電する。例えば、帯電ローラ２３は、−１２００Ｖの帯電バイアスを出力し、これにより感光体２２の表面は−７００Ｖに帯電される。スキャナユニット２０は、帯電された感光体２２に、形成する画像に応じたレーザ光を照射して感光体２２に静電潜像を形成する。例えば、感光体２２のレーザ光が照射された箇所の電位は、−１００Ｖとなる。現像器２５は、対応する色の現像剤を有し、現像スリーブ２４が出力する現像バイアスにより感光体２２の静電潜像に現像剤を供給し、現像剤像として可視化する。現像スリーブ２４が出力する現像バイアスは、例えば、−３５０Ｖである。１次転写ローラ２６は、例えば、＋１０００Ｖの１次転写バイアスを出力して感光体２２に形成された現像剤像を中間転写ベルト３０（無端状ベルト）に転写する。なお、このとき各感光体２２の現像剤像を中間転写ベルト３０に重ねて転写することでカラー画像を形成できる。

中間転写ベルト３０は、ローラ３１、３２及び３３によって周回駆動される回転体であり、現像剤像を２次転写ローラ２７の位置へと搬送する。一方、ピックアップローラ１３によって、搬送路１１１に送り出された記録媒体１２は、搬送ローラ対１４、１５に対して先端が少し通過した位置で、その搬送が一旦停止される。そして、２次転写ローラ２７の位置に現像剤像が到達するタイミングに合わせて、記録媒体１２の搬送が再開され、２次転写ローラ２７によって中間転写ベルト３０の現像剤像が記録媒体１２に転写される。なお、後述する様に、中間転写ベルト３０には複数のマークが形成されており、周期検出センサ４０が、このマークを検出することで、現像剤像が２次転写ローラ２７の位置に到達する時間が求められる。記録媒体１２へ転写されず中間転写ベルト３０に残留した現像剤は、クリーニングブレード３５によって容器３６に回収される。現像剤像が転写された記録媒体１２は、定着ローラ対１６、１７へと搬送されて、現像剤像の定着が行われた後、画像形成装置外へと排出される。なお、位置ずれ補正制御の際に、中間転写ベルト３０に形成した位置ずれ補正のための現像剤による検出パターンを検出するために、パターン検出センサ５０が設けられている。

なお、スキャナユニット２０、感光体２２、帯電ローラ２３、現像器２５及び１次転写ローラ２６を含む、現像剤像を形成するのに直接的に係る部材群のことを画像形成部と呼ぶ。場合によっては、スキャナユニット２０を含めずに画像形成部と呼ぶ。

図２は、画像形成装置の制御構成を示すブロック図である。コントローラ２０１は、ホストコンピュータ２００から画像情報と印刷命令を受け取り、受け取った画像情報を解析してビットデータに変換する。そして、コントローラ２０１は、ビデオインタフェース部２０４を介して、記録媒体１２毎に印刷予約コマンド、印刷開始コマンド及びビットデータを含むビデオ信号をエンジン制御部２０３に送出する。エンジン制御部２０３のＣＰＵ２０５は、画像形成装置内の様々なセンサ２０９から取得した情報に基づいて、各アクチュエータ２１０を制御することで画像形成を行う。なお、ＲＯＭ２１９は、ＣＰＵ２０５が実行するプログラムコードや、ＣＰＵ２０５が使用するデータを保持しており、ＲＡＭ２２０は、ＣＰＵ２０５が一時的なデータの記憶に使用する。アクチェータ２１０は、ローラ３３の駆動モータを含み、当該駆動モータがローラ３３を回転駆動することで、中間転写ベルト３０は回転する。また、センサ２０９は、周期検出センサ４０及びパターン検出センサ５０を含む。ＮＶＲＡＭ制御部２０６は、不揮発性メモリであるＮＶＲＡＭを制御し、周期検出部２０７は、後述する中間転写ベルト３０の回転周期を検出し、補正制御部２０８は、後述する位置ずれ補正制御を行う。

図３は、中間転写ベルト３０の回転周期を検出するためのマークの配置を示し、図３（Ａ）は断面図、図３（Ｂ）は斜視図である。マーク６０１、６０２、６０３及び６０４は、中間転写ベルト３０の端部表面に設けられており、周期検出センサ４０が検出する。ここで、マーク６０１とマーク６０２との距離をＬ１、マーク６０２とマーク６０３との距離をＬ２、マーク６０３とマーク６０４との距離をＬ３、マーク６０４とマーク６０１との距離をＬ４とする。なお、各距離は各マークの中心間の距離とする。本実施形態において、隣接する各マーク間の距離Ｌ１〜Ｌ４は、以下のように設定されている。
Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ３＜Ｌ４

続いて、上記マーク６０１〜６０４による中間転写ベルト３０の回転周期検出処理について図４を用いて説明する。なお、中間転写ベルト３０の回転周期の測定にあたっては、予め、中間転写ベルト３０を回転させておく。周期検出部２０７は、Ｓ１０において、検出カウンタを０に初期化し、Ｓ１１で周期検出センサ４０を起動することで、マークの検出を開始する。Ｓ１２で周期検出センサ４０がマークを検出すると、周期検出部２０７は、Ｓ１３で検出カウンタを１だけ増加させる。その後、周期検出部２０７は、Ｓ１４で、検出カウンタが１であるかを判定し、１である場合、Ｓ１５で、タイマを開始させてＳ１６に進む。なお、Ｓ１４で検出カウンタが１ではない場合、そのまま、Ｓ１６に進む。周期検出部２０７は、Ｓ１６で、検出カウンタが５未満であるかを判定し、５未満であると、Ｓ１２からの処理を繰り返す。一方、Ｓ１６で、検出カウンタが５未満ではないと、周期検出部２０７は、Ｓ１７でタイマを停止させ、Ｓ１８で中間転写ベルト３０の回転周期を算出する。図４の処理においては、最初にマークを検出してから、さらに４つのマークを検出するまでの時間をタイマで計測している。本実施形態において、中間転写ベルト３０に設けたマークは４つであるから、計測された時間は中間転写ベルト３０が１回転した回転周期Ｔとなる。なお、図４の処理においては４つのマークを形成したが、形成するマークの数は４以外の値とすることもできる。また、マーク間の距離の関係も上述した関係に限定されない。

回転周期Ｔと、中間転写ベルト３０の周長Ｌ及びベルト速度Ｖとは、Ｔ×Ｖ＝Ｌの関係がある。ここで、中間転写ベルト３０のベルト速度Ｖとは、中間転写ベルト３０を駆動するローラ３３の径が、公称のローラ径Ｒであるときにローラ３３を角速度ωで駆動した場合の中間転写ベルト３０の表面の移動速度を意味している。しかしながら、ローラ３３の径は、環境温度変化によって熱膨張し、公称のローラ径Ｒから変動する。したがって、ローラ３３を角速度ωで回転させたとしても、中間転写ベルト３０のベルト速度は、理想的なベルト速度Ｖとは異なる実際のベルト速度Ｖ'で回転することになる。

続いて、回転周期を用いた位置ずれ補正制御について説明する。本実施形態においては、中間転写ベルト３０の回転周期の変動による位置ずれを補正するために、まず、基準値の取得を行う。この基準値の取得処理について図５を用いて説明する。Ｓ２０において、補正制御部２０８は、中間転写ベルト３０に位置ずれ検出のための現像剤像による検出パターンを形成して位置ずれ補正を行う。図６は、この検出パターンを示している。

図６において、マーク４００及び４０１は、記録媒体１２の搬送方向（副走査方向）の位置ずれ量を検出するためのパターンである。また、マーク４０２及び４０３は、記録媒体１２の搬送方向と直交する主走査方向の位置ずれ量を検出するためのパターンである。なお、図６の矢印は、中間転写ベルト３０の移動方向であり、副走査方向に対応する。図６の例において、マーク４０２及び４０３は、主走査方向に対して４５度だけ傾いている。なお、マーク４００から４０３の参照符号の末尾の文字、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋは、それぞれ、対応するマークがイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの現像剤で形成されていることを示している。また、各マークのｔｓｆ１〜４、ｔｍｆ１〜４、ｔｓｒ１〜４、ｔｍｒ１〜４は、パターン検出センサ５０が検出した対応するマークの検出タイミングを示している。なお、パターン検出センサ５０によるこれらマークの検出は、例えば、マークに光を照射したときの反射光により行う等、周知の技術を使用することができる。

以下、イエローを基準色とし、代表してマゼンタの位置の補正について説明する。しかしながら、他のシアン及びブラックの位置の補正についても同様である。中間転写ベルト３０のベルト速度をＶとし、イエローのマーク４００及び４０１と、マゼンタのマーク４００及び４０１との理論距離をｄｓＭとする。この場合、マゼンタの副走査方向の位置ずれ量δｅｓＭは、
δｅｓＭ＝Ｖ×｛（ｔｓｆ２−ｔｓｆ１）＋（ｔｓｒ２−ｔｓｒ１）｝／２−ｄｓＭ
で表される。

また、主走査方向に関して、例えば、左側のマゼンタの位置ずれ量δｅｍｆＭは、
δｅｍｆＭ＝Ｖ×（ｔｍｆ２−ｔｓｆ２）−Ｖ×（ｔｍｆ１−ｔｓｆ１）
で表される。右側のマゼンタの位置ずれ量δｅｍｒＭについても同様である。なお、δｅｍｆＭ及びδｅｍｒＭの正負は、主走査方向におけるずれの方向を表している。エンジン制御部２０３は、δｅｍｆＭからマゼンタの色の書き出し位置を補正し、δｅｍｒＭ−δｅｍｆＭから主走査方向の幅、つまり、主走査倍率を補正する。なお、主走査倍率に誤差がある場合、書き出し位置はδｅｍｆＭのみでなく、主走査倍率を補正することに伴い変化した画像周波数（画像クロック）の変化量を加味して算出する。エンジン制御部２０３は、演算した位置ずれ量を解消するように、例えば、スキャナユニット２０ｂによるレーザ光の出射タイミングを変更する。例えば、副走査方向に４ライン分の位置ずれが発生している場合、エンジン制御部２０３は、マゼンタの静電潜像を形成するレーザ光の出射タイミングを４ライン分だけ変更する。この様に、ステップＳ２０の処理により、後続する基準値の取得処理を、位置ずれ量を小さくした状態で行うことができる。

図５に戻り、補正制御部２０８は、Ｓ２１で、周期検出部２０７に図４の処理を行わせ、取得した回転周期Ｔ１を基準値Ｔ１としてＲＡＭ２２０に保存、或いは、ＮＶＲＡＭ制御部２０６により不揮発性メモリに保存する。この基準値Ｔ１が、その後の、回転周期による位置ずれ補正の際の目標値となる。なお、図５の処理において、Ｓ２０の処理とＳ２１の処理は同時に、つまり並行して行うこともできる。

基準値の取得後、連続印刷などで装置内温度が変化し、ローラ３３の径が熱膨張することで中間転写ベルト３０のベルト速度が変化すると、各１次転写ローラ２６の転写位置間を中間転写ベルト３０が移動する時間が変動するために位置ずれが発生する。本実施形態においては、この様に、装置内温度等が変化した場合や、所定枚数の印刷を行った場合に、図７を用いて以下に説明する位置ずれ補正制御を実行する。

まず、補正制御部２０８は、図７のＳ３０で、周期検出部２０７に図４の処理を行わせ回転周期Ｔ２を取得し、Ｓ３１で回転周期変化量ｄＴを算出する。
ｄＴ＝Ｔ２−Ｔ１

その後、補正制御部２０８は、Ｓ３２で、本実施形態においては基準色であるイエローに対するマゼンタ、シアン、ブラックの位置ずれ量Ｄｙｍ、Ｄｙｃ、Ｄｙｂを、それぞれ以下の式により求める。
Ｄｙｍ＝ｄＴ×Ｖ×Ｌｙｍ／Ｌ
Ｄｙｃ＝ｄＴ×Ｖ×Ｌｙｃ／Ｌ
Ｄｙｂ＝ｄＴ×Ｖ×Ｌｙｂ／Ｌ
ここで、Ｌｙｍ、Ｌｙｃ及びＬｙｂは、それぞれ、イエローに対応する１次転写ローラ２６ａによる転写位置と、マゼンタ、シアン、ブラックに対応する１次転写ローラ２６ｂ、２６ｃ及び２６ｄの転写位置との距離である。距離Ｌｙｍ、Ｌｙｃ、Ｌｙｂは、その公称値や、工場での組み立て時の測定値を不揮発性メモリに保存しておく。なお、上述した様に周長Ｌは、中間転写ベルト３０の公称値であり、Ｖは周長Ｌと、中間転写ベルト３０を駆動するローラ３３の径の公称値と回転速度から求められる、理論上のベルト速度である。なお、周長Ｌについては、例えば、基準値Ｔ１と、理論上のベルト速度Ｖから近似的にＬ＝Ｔ１×Ｖとしても良い。上記の通り、回転周期変化量ｄＴと、理論上又は理想的なベルト速度Ｖから、中間転写ベルト３０のベルト速度の変化により生じる位置ずれ量を算出することができる。

補正制御部２０８は、Ｓ３３でＤｙｍが０より大きいかを判定する。Ｄｙｍが０より大きいと、補正制御部２０８は、Ｓ３４で、マゼンタに対応するスキャナユニット２０ｂのレーザ光の照射タイミングを位置ずれ量に応じて早める。一方、Ｄｙｍが０以下であれば、補正制御部２０８は、Ｓ３５で、マゼンタに対応するスキャナユニット２０ｂのレーザ光の照射タイミングを位置ずれ量に応じて遅らせる。なお、当然ではあるが、Ｄｙｍが０である場合、イエローに対するマゼンタの位置ずれは発生しておらず、スキャナユニット２０ｂの照射タイミングを変更する必要はない。同様に、補正制御部２０８は、Ｓ３６〜Ｓ３８で、シアンに対応するスキャナユニット２０ｃのレーザ光の照射タイミングを調整し、Ｓ３９〜Ｓ４１で、ブラックに対応するスキャナユニット２０ｄのレーザ光の照射タイミングを調整する。以上、感光体２２への静電潜像の形成位置を制御することにより、位置ずれ量を、基準値Ｔ１を測定したときの状態に戻すことができる。

以上、本実施形態によると、中間転写ベルト３０のローラの回転速度を検出するセンサを設けることなく、中間転写ベルト３０のベルト速度変動に起因する位置ずれを補正することができる。

なお、本実施形態においては、スキャナユニット２０による照射タイミングを変更することで位置ずれを補正していたが、本発明は、照射タイミングを調整することに限定されない。例えば、スキャナユニット２０に含まれる反射ミラーのメカ的な位置調整により位置ずれを補正することができる。なお、周期検出部２０７による回転周期の検出は、印刷動作と並行して行うことができる。つまり、位置ずれ補正を、印刷動作と並行して行っても良い。

＜第二実施形態＞
続いて、第二実施形態について、第一実施形態との相違点を中心に説明する。本実施形態では、第一実施形態とは異なり、画像形成装置は、中間転写ベルト３０に代えて、回転体である静電搬送ベルト８０を備えている。図８は、本実施形態による画像形成装置の概略的な構成図である。吸着ローラ８１は、静電搬送ベルト８０と共に記録媒体１２を挟持し、記録媒体１２を静電搬送ベルト８０に吸着させる。各転写ローラ７０は、静電搬送ベルト、つまり回転体上の記録媒体１２に、感光体２２に形成された静電潜像を転写する。クリーニングブレード３５付近に設けられた温度センサ９０は、画像形成装置内部の温度を測定する。図８の画像形成装置のその他の構成要素は、第一実施形態と同様であり、同様の参照符号を付与してその説明は省略する。本実施形態では、パターン検出センサ５０により、静電搬送ベルト８０の回転周期を検出して位置ずれ補正を行う。

以下、図９（Ａ）及び（Ｂ）を用いて、本実施形態による回転周期の検出について説明する。なお、以下の説明で使用する具体的な数値は例示である。周期検出部２０７は、静電搬送ベルト８０を一定速度で回転させ、パターン検出センサ５０により静電搬送ベルト８０に向けて光を照射させる。そして、周期検出部２０７は、図９（Ａ）に示す様に時刻ｔ１からｔ２の間、所定のサンプリング間隔Ｓで、パターン検出センサ５０が受光する静電搬送ベルト８０の表面からの反射光量Ｑ１（ｉ）（ｉ＝１〜Ｎ）を第１の波形データとして取得する。具体的には、図９（Ａ）の例においては、Ｎ＝１０００である。続いて、周期検出部２０７は、１回目のサンプリングを開始した静電搬送ベルト８０の表面近傍の位置から、サンプリング間隔Ｓで、静電搬送ベルト８０の表面からの反射光量Ｑ２（ｉ）（ｉ＝１〜Ｎ＋Ｘ）を第２の波形データとして取得する。図９（Ａ）の例においては、時刻ｔ３からｔ６において２回目のサンプリングを行っており、Ｘ＝１００としている。なお、１回目のサンプリングの開始位置と、２回目のサンプリングの開始位置との距離は、静電搬送ベルト８０の周長の最大変動量Ｍｖに対して、（Ｌ−Ｍｖ／２）とする。なお、Ｌは、静電搬送ベルト８０の周長の公称値である。この様に、第２の波形データ（２回目のサンプリング）は、第１の波形データ（１回目のサンプリング）の一部を少なくとも含むように取得する。

ここで、２回目のサンプリング回数が、１回目のサンプリング回数より多いのは、静電搬送ベルト８０の周長のばらつきや、周長の熱膨張や、ローラ３３の熱膨張による速度変動を考慮したものである。つまり、Ｘは、この最大変動量Ｍｖにより決定する。なお、１回目のサンプリング数Ｎは、周長の変動分を考慮したＸの値より十分大きくする。本例では、１０倍のＮ＝１０００としている。続いて、周期検出部２０７は、反射光量Ｑ１（ｉ）と、反射光量Ｑ２（ｉ）から、各Ｘ（Ｘ＝１〜１００）について、評価値Ａ（Ｘ）を、以下の式により算出する。

上記式は、１回目のサンプリングにおける各反射光量と、２回目のサンプリングにおける各反射光量との差分の積算値であり、Ｘの値により、差分を取るサンプリング値をずらしたものである。図９（Ｂ）の上段左側に示す様に、サンプリング位置ｉに対する反射光量の波形が似ていると、評価値Ａ（Ｘ）は小さくなり、図９（Ｂ）の上段右側に示す様に、サンプリング位置ｉに対する反射光量の波形が似ていないと、評価値Ａ（Ｘ）は大きくなる。なお、図９（Ｂ）の上段の縦軸は、電圧値となっているが、これは、パターン検出センサ５０が出力する反射光量を示す電圧値で表示しているからである。静電搬送ベルト８０の同一地点からの反射光量は略同じである。したがって、図９（Ｂ）の下段に示す様に、評価値Ａ（Ｘ）が最小値となるＸの値が、２回目のサンプリングにおいて、図９（Ａ）の時刻ｔ１におけるサンプリング開始位置と略同じ位置を示していることになる。より具体的には、２回目のサンプリングのＸ番目のサンプリング位置が、１回目のサンプリングの最初のサンプリング位置にほぼ対応することを示している。よって、周期検出部２０７は、評価値Ａ（Ｘ）が最小となるＸの値であるＸｍｉｎを求め、Ｘｍｉｎから、以下の式により静電搬送ベルト８０の回転周期Ｔを算出する。
Ｔ＝（Ｘｍｉｎ−Ｘｉｄ）×Ｓ＋（Ｌ×Ｖ）
なお、Ｌは、静電搬送ベルト８０の公称のベルト長であり、Ｖは公称のベルト長と、静電搬送ベルト８０を駆動するローラの回転速度から求められるベルト速度であり、Ｘｉｄは、Ｘの半分の値である。この様に、静電搬送ベルト８０の反射特性、つまり、所定の光量で静電搬送ベルト８０を照射し、静電搬送ベルト８０表面の各位置からの反射光量を測定することで、静電搬送ベルト８０表面の各位置における反射率を求める。そして、反射率の周期性から回転周期Ｔを算出することができる。

続いて、サンプリング間隔Ｓについて説明する。サンプリング間隔Ｓと、回転周期の検出誤差ΔＴには、
ΔＴ＝Ｓ／２
の関係がある。ここで、例えば、イエローに対するマゼンタの位置ずれ補正の目標補正精度をＰとした場合、目標補正精度Ｐと、回転周期の検出誤差ΔＴは、以下の条件を満たす必要がある。
Ｐ≧ΔＴ×Ｖ×Ｌｙｍ／Ｌ

したがって、サンプリング間隔Ｓは以下の条件を満たすように選択することができる。
Ｓ≦Ｐ×２Ｌ／（Ｖ×Ｌｙｍ）
本実施形態では、第一実施形態と同様に、現像剤像による位置ずれ補正を行った後、上述した様に、静電搬送ベルト８０の表面からの反射光の周期性により回転周期Ｔ１の測定を行い、回転基準値Ｔ１とする。また、そのときの温度センサ９０が示す温度を、温度基準値Ｂ１として保存しておく。その後、連続印刷などで装置内温度が変化した場合、ローラ３３の径や静電搬送ベルト８０が熱膨張することでベルト速度が変化し、これにより位置ずれが発生する。この場合、補正制御部２０８は、再度、周期検出部２０７に回転周期Ｔ２を取得させると共に、温度センサ９０が示す温度Ｂ２を取得する。補正制御部２０８は、回転周期Ｔ２及び温度Ｂ２と、回転基準値Ｔ１及び温度基準値Ｂ１から、回転周期変化量ｄＴを以下に説明する様に導出する。

まず、昇温変化量ｄＢを以下の式により求める。
ｄＢ＝ｆ１×（Ｂ２−Ｂ１）
ここで、ｆ１は、温度センサ９０と静電搬送ベルト８０の温度差を補正するための係数であり予め画像形成装置に設定されている。続いて、静電搬送ベルト８０のベルト長変化量ｄＬを以下の式により求める。
ｄＬ＝Ｌ×ｆ２×ｄＢ
ここで、ｆ２は、静電搬送ベルト８０を構成する部材の線膨張係数であり、予め画像形成装置に設定されている。ベルト回転周期変化量ｄＴは、以下の式により求められる。
Ｌ＝Ｔ１×Ｖ１
Ｌ＋ｄＬ＝Ｔ２×Ｖ２
ｄＴ＝Ｌ／Ｖ２−Ｌ／Ｖ１＝Ｔ２−Ｔ１−ｄＬ／Ｖ２
＝Ｔ２−Ｔ１−（ｄＬ×Ｔ２）／（Ｌ＋ｄＬ）

この様に、ローラ３３及び静電搬送ベルト８０の両方が機内昇温によって熱膨張した場合であっても、ベルト回転周期変化量ｄＴを算出することができる。なお、ベルト回転周期変化量ｄＴを用いた位置ずれ補正は、第一実施形態と同様であり、その説明については省略する。

なお、図８に示す様に、パターン検出センサ５０は、静電搬送ベルト８０に吸着されていた記録媒体１２がベルトから離れる位置よりも下流に設けられている。そのため、印刷動作中においても回転周期を検出することができ、第一実施形態と同様に、印刷動作と並行して回転周期の検出を行うことができる。

＜第三実施形態＞
続いて、第三実施形態について、第二実施形態との相違点を中心に説明する。第二実施形態では、スキャナユニットの照射タイミングを調整することで位置ずれを補正していた。本実施形態では、静電搬送ベルト８０のベルト速度を補正することで位置ずれを補正する。本実施形態における画像形成装置の構成と、回転周期の検出方法は、第二実施形態と同様である。なお、以下に説明するベルト速度の補正による位置ずれ補正は第一実施形態の構成に対しても適用できる。

図１０は、本実施形態の基準値取得処理のフローチャートである。Ｓ５０において、補正制御部２０８は、第一実施形態と同様に、現像剤像の検出パターンによる位置ずれ補正を行う。Ｓ５１において、補正制御部２０８は、第二実施形態にて説明した方法で回転周期の検出を行い、Ｓ５１で検出した回転周期Ｔ１を、回転基準値Ｔ１としてＳ５２においてＲＡＭ２２０、或いは、不揮発性メモリに保存する。また、このときの温度センサ９０が示す温度も、温度基準値Ｂ１として保存する。

続いて、連続印刷などで装置内温度が変化した際に行う位置ずれ補正制御について図１１を用いて説明する。Ｓ６０において、補正制御部２０８は、基準値取得処理と同様に、周期検出部２０７に回転周期の検出を行わせ、温度センサ９０から温度を取得する。ここで検出した回転周期をＴ２とし、取得した温度をＢ２とする。補正制御部２０８は、Ｓ６１で、回転周期Ｔ２及び温度Ｂ２と、回転基準値Ｔ１及び温度基準値Ｂ１から、第二実施形態にて説明した様に回転周期変化量ｄＴを算出する。続いて、補正制御部２０８は、静電搬送ベルト８０のベルト速度を補正するために、静電搬送ベルト８０を駆動するローラ３３の補正後の回転速度をＳ６２で算出する。

補正後のローラ３３の回転速度は、基準値を取得した際のベルト速度に等しくなる様にする。したがって、基準値を取得した際のローラ３３の回転速度をωとすると、補正後の回転速度ωｎｅｗは、以下の式で表される。
ωｎｅｗ＝ω×Ｖ１／Ｖ２
ここで、
ｄＴ＝Ｖ１／Ｖ２
より、
ωｎｅｗ＝ω×ｄＴ
となる。

図１１に戻り、ＣＰＵ２０５は、Ｓ６３で、静電搬送ベルト８０を駆動するローラ３３の回転速度をＳ６２で求めた値に更新する。これによりベルト速度が変動するのを防ぎ、位置ずれを抑えることができる。

続いて、ベルト速度の算出について説明する。まず、ベルトの温度がＢ'であったときの実際のベルト周長Ｌ'の値を予め不揮発性メモリに保存しておく。なお、この関係は、設計の段階で決めた値であっても良いし、工場において測定した値であっても良い。あるタイミングで測定した回転周期がＴ４で、そのときの温度センサ９０が示す温度がＢ４であった場合の、実際のベルト速度Ｖ４は、以下の式によって算出することができる。
ｄＢ'＝ｆ１×（Ｂ４−Ｂ'）
Ｖ４＝Ｌ'×（１＋ｆ２×ｄＢ'）／Ｔ４
なお、ｆ１及びｆ２は、第二実施形態で説明した係数である。上述した方法でベルト速度Ｖ４を算出することで、例えば、ベルト速度の変動に応じて適切な画像形成条件を選択する必要がある１次転写バイアスの調整が可能になる。

なお、第一実施形態は、中間転写ベルト３０に設けたマークによりベルトの回転周期を検出するものであったが、第二実施形態及び第三実施形態の様に、ベルトの反射特性から回転周期を求めても良い。さらに、第一実施形態においても、スキャナユニット２０の照射タイミングではなく、ベルト速度を補正することで位置ずれを補正しても良い。さらに、静電搬送ベルト８０の回転周期についても、第一実施形態の様に、静電搬送ベルト８０に設けたマークにより検出することもできる。

［その他の実施形態］
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。

Claims

回転駆動される回転体と、
画像形成に使用する複数の色のそれぞれについて、現像剤像を感光体に形成する形成手段と、
前記感光体に形成された現像剤像を、前記回転体又は前記回転体上の記録媒体に転写する転写手段と、
前記回転体を回転駆動させる駆動手段と、
前記回転体が１回転する時間に関する値である、前記回転体の回転周期を検出する周期検出手段と、
前記周期検出手段によって検出された検出結果に応じて、前記駆動手段の変化に基づく前記回転体の回転周期の変動を求め、前記回転周期の変動と前記回転体の所定の周長を用いて、前記回転体又は前記回転体上の記録媒体に転写する現像剤像の位置ずれの補正制御を行う制御手段と、
を備えていることを特徴とする画像形成装置。
前記駆動手段の変化とは、熱による前記駆動手段の径の変化であり、
前記制御手段は、前記駆動手段の径の変化によって生じる位置ずれの補正制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記周期検出手段は、前記回転体に形成されたマークを検出することで、前記回転体の回転周期を検出することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
前記回転体には複数のマークが形成されており、
前記周期検出手段は、前記複数のマークを検出する時間を測定することで、前記回転体の回転周期を検出することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
前記周期検出手段は、前記回転体の表面の反射特性を測定することで、前記回転体の回転周期を検出することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
前記周期検出手段は、前記回転体の表面に光を照射して反射光を受光することで、前記反射特性を測定することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
前記周期検出手段は、前記反射特性の周期性を判定することで、前記回転体の回転周期を検出することを特徴とする請求項５又は６に記載の画像形成装置。
前記周期検出手段は、前記回転体の表面についての第１波形データと、少なくとも前記第１波形データの一部を含む第２波形データを取得し、前記第１波形データ及び前記第２波形データに基づき、前記回転体の回転周期を検出することを特徴とする請求項５から７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
温度を測定する測定手段をさらに備えており、
前記制御手段は、前記回転体の回転周期の変動の検出において、前記測定手段が測定した温度から前記回転体の周長の変化を判定することを特徴とする請求項１、２及び５から８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記制御手段は、前記補正制御において、前記回転体を回転駆動させる前記駆動手段に駆動力を伝達する駆動モータの速度を制御することを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記形成手段は、前記感光体に静電潜像を形成し、前記静電潜像を現像することで前記現像剤像を形成し、
前記制御手段は、前記補正制御において、前記感光体への静電潜像の形成位置を制御することを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記回転体に形成された位置ずれの検出パターンを検出する位置ずれ検出手段をさらに備えており、
前記周期検出手段による検出と前記位置ずれ検出手段による検出は並行して行われることを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。