JP4860245B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、プリンタ、又はファクシミリ装置等の電子写真プロセスを用いた画像形成装置に関し、特に中間転写ベルトを備えるカラー画像形成装置に関するものである。

一般に、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、及びブラック（ＢＫ）の各色の作像ユニットを中間転写ベルトに沿って配置した所謂タンデム型のカラー画像形成装置においては、各色トナー像を作像ユニットから順次中間転写ベルトに転写して、中間転写ベルト上にカラートナー像を形成した後、このカラートナー像を記録用紙（以下単に用紙と呼ぶ）に転写している。この種のカラー画像形成装置においては、色ずれ補正を行うため、中間転写ベルト上に各色のレジストレーショントナーパッチを形成し、レジストセンサによって各色パッチのずれ量を計測して、ずれ量に応じて画像書き出しタイミングを変更するようにしている。

上述のずれ量を精度よく計測するには、中間転写ベルトの線速を正確に知る必要があるものの、中間転写ベルトの線速は、中間転写ベルトと駆動ベルトとの間のスリップ、周囲環境変動に起因する駆動ローラの外径変化等によって変動する。このため、色ずれ補正の際には、中間転写ベルトの線速を計測する必要がある。

従来、画像の色ずれを低減するため、中間転写ベルト上にシール等で所定の間隔でマーキングを施して、これらマーキングを検知した検知結果に応じて中間転写ベルトの速度を得るようにすることが行われている。

さらに、中間転写ベルトに従動する従動ローラの速度を検出して、この検出速度から得られた中間転写ベルトの速度と中間転写ベルトの目標速度との速度ずれ量を演算し、この速度ずれ量に基づいて中間転写ベルトの速度を補正するようにしたカラー画像形成装置が開示されている（特許文献１）。この特許文献１には、低速モード印字時において、中間転写ベルト上に実画像を形成する前に、１／１速で速度補正を行い、速度補正完了後に各低速モードでの速度を決定して、その後印字中は中間転写ベルトの速度補正を行わないようにすることも開示されている。
特開２００３−２３３２３３号公報

ところで、高速で印刷を行うカラー画像形成装置においては、僅かな中間転写ベルトの速度変動によって色ずれが生じてしまうため、上記従来例のようにマーキングによって中間転写ベルトの線速を検知しようとすると、中間転写ベルト上に数ミクロンオーダーでシール等によってマーキングを施さなければならず、かかるマーキングを施すことは技術的に困難である。

一方、特許文献１のように、従動ローラの回転速度に応じて中間転写ベルトの線速を得ようとすると、中間転写ベルトと従動ローラとのスリップによって従動ローラの回転速度と中間転写ベルトの線速にずれが生じてしまい、従動ローラの回転速度に応じて中間転写ベルトの線速を精度よく得ることが難しいという課題がある。

いずれにしても、上述の従来例では、中間転写ベルトの線速を精度よく得ることができず、その結果、精度良く色ずれ補正を行うことができないという課題がある。本発明はかかる従来技術の問題に鑑みてなされたもので、中間転写ベルト等の線速を精度良く計測して、色ずれ補正を精度良く行うことのできる画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明の画像形成装置は、複数種類の色のトナー像がその表面に順次重ねて転写されることにより、若しくはその表面に載置された記録用紙に順次重ねて転写されることによりカラートナー像の形成を可能とする転写ベルトと、該転写ベルトに沿って配列され色毎にそれぞれトナー像を形成して該トナー像を前記転写ベルト若しくは記録用紙に転写する複数の作像ユニットと、前記転写ベルトを回転駆動する駆動ローラと、該駆動ローラとともに前記転写ベルトを張架するテンションローラとを有し、該テンションローラによって前記転写ベルトにテンションが加えられるように構成された画像形成装置であって、前記テンションローラの回転速度を検知してローラ回転速度信号を出力する速度検知手段を有することを特徴とする。

また、本発明の画像形成装置は、複数種類の色のトナー像がその表面に順次重ねて転写されることにより、若しくはその表面に載置された記録用紙に順次重ねて転写されることによりカラートナー像の形成を可能とする転写ベルトと、該転写ベルトに沿って配列され色毎にそれぞれトナー像を形成して該トナー像を前記転写ベルト若しくは記録用紙に転写する複数の作像ユニットと、前記転写ベルトを回転駆動する駆動ローラと、該駆動ローラとともに前記転写ベルトを張架するテンションローラとを有し、該テンションローラによって前記転写ベルトにテンションが加えられるように構成された画像形成装置であって、前記テンションローラの回転速度を検知してローラ回転速度信号を出力する速度検知手段と、前記複数の作像ユニットによる色毎のトナー像の書き出しタイミングを調整する色ずれ補正制御を行うものであって、前記ローラ回転速度信号で示される前記テンションローラの回転速度を前記転写ベルトの線速として、該線速に応じて前記書き出しタイミングの補正量を示す色ずれ補正量を決定する制御手段と、前記転写ベルトを挟んで前記テンションローラと対向して配置され、前記色ずれ補正制御が行われる際に、前記転写ベルト上に形成される色毎のレジスト検知パターンを検知し、検知結果を前記制御手段に与えるレジストセンサとを有することを特徴とする。

上記構成において、前記転写ベルトが、その表面に複数種類の色のトナー像が順次重ねて転写されるものである場合において、前記転写ベルト上のカラートナー像を記録用紙に二次転写位置で転写する転写手段を有し、前記テンションローラは、前記二次転写位置と前記転写ベルトの回転方向最下流側に位置する作像ユニットとの間に配置されている構成とすることができる（請求項３）。

上記いずれかの構成において、前記テンションローラが所定の付勢手段により付勢力が与えられ位置変動するものであり、前記速度検知手段が前記テンションローラの回転速度を検知するものである場合において、前記速度検知手段と前記テンションローラとの相対位置にずれが生じないようにする位置調整機構を有する構成とすることが望ましい（請求項４）。

この場合、前記速度検知手段が、前記テンションローラの回転軸に取り付けられ該テンションローラと同期回転する遮光部材と、所定の基板に搭載され、前記遮光部材を挟む空間を備えて対向配置された発光部及び受光部を有するフォトセンサとから構成されており、前記基板の一部が、前記テンションローラの回転軸の軸受け若しくは軸受けと一体の部材に固定されている構成とすることができる（請求項５）。

上記構成において、前記基板の一端側に前記フォトセンサが搭載され、該一端側が前記テンションローラの回転軸の軸受け若しくは軸受けと一体の部材に固定され、前記基板の他端側が、当該基板のテンションローラの位置変動に対する追従移動を許容する可動支点で支持されている構成とすることが望ましい（請求項６）。

請求項１に係る発明によれば、テンションローラによって転写ベルトにテンションが掛けられているので、テンションローラと転写ベルトとの間ではスリップ等の問題が生じない。従って、テンションローラの回転速度を速度検知手段にて計測することで、精度良く転写ベルトの線速を検出することができる。そして、かかる転写ベルトの線速検出結果に基づき色ずれ補正を行えば、精度良く色ずれ補正を行うことができるようになり、これにより常に色ずれのない綺麗なカラー画像の形成が行える画像形成装置を提供できる。

さらに請求項２に係る発明によれば、制御手段により、ローラ回転速度信号で示されるテンションローラの回転速度を転写ベルトの線速として、色ずれ補正制御に加味するようにしたので、色ずれ補正制御の精度を向上させることができる。さらにまた、転写ベルトの線速をテンションローラの回転速度で得て、しかもレジストセンサをテンションローラに対向して配置する構成としたので、レジストセンサで検知される色ずれ量と転写ベルトの線速との相関を取ることができ、色ずれ補正制御の精度を向上させることができる。

請求項３に係る発明によれば、テンションローラを転写手段による二次転写位置と転写ベルトの回転方向最下流側に位置する作像ユニットとの間に配置するようにしたので、かかるテンションローラの回転速度を検知することで、結果として色重ね直後における転写ベルトの線速を計測できるようになる。つまり、形成画像に色ずれ等の画像不良が発生した場合、その色ずれ発生直後の転写ベルトの線速を測定できることとなるので、正確な色ずれ補正のために必要となる的確な線速情報が取得できるようになる。因みに、二次転写位置よりも転写ベルトの回転方向下流側で転写ベルトの線速（テンションローラの回転速度）を測定すると、二次転写位置に配置された駆動ローラによる駆動の影響や二次転写の影響により、転写ベルトの線速は当該転写ベルトに作像が行われている箇所の線速と異なるものとなるケースがあり、的確な線速情報を取得できないことがある。

請求項４に係る発明によれば、テンションローラが位置変動する場合でも、速度検知手段と前記テンションローラとの相対位置にずれが生じないようにする位置調整機構を有するので両者の位置関係が相対的に乱れることはなく、結果的に転写ベルトの線速を正確に測定できるようになる。

請求項５に係る発明によれば、テンションローラが位置変動する場合でも、フォトセンサの発光部及び受光部と遮光部材との位置関係が変動することはなく、汎用の光学的検知エレメントを用いて転写ベルトの線速を正確に測定できる。

請求項６に係る発明によれば、フォトセンサの組み付けが容易となり、またテンションローラの位置変動に対して追従移動させる位置調整機構をシンプルな構成で達成することができる。

以下、本発明に係る画像形成装置の一例としてのプリンタについて図面を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施形態におけるタンデム型カラープリンタ１の概略構成を示す断面図である。図１に示すように、このプリンタ１は、筐体１００の内部に画像形成部１０、給紙部４０、定着部５０等を備えて構成されている。なお図２は、理解を容易とするために、画像形成部１０のみを抽出して簡略的に示した断面図である。

画像形成部１０は、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）及びブラック（Ｋ）の各色別に作像ユニット１１〜１４を備えている。これら作像ユニット１１〜１４は、用紙に対するカラー画像或いはモノクロ画像の形成（印刷）を行うものであり、同図中に示す矢印方向に回転可能とされた例えばアモルファスシリコンからなる感光体ドラム１１ａ〜１４ａをそれぞれ有すると共に、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）及びブラック（Ｋ）の各色別のトナー供給部１１ｂ〜１４ｂ（トナーカートリッジ）を有している。そして、前記感光体ドラム１１ａ〜１４ａの周囲には、帯電部３１、露光部３２、現像部３３及びクリーニング部３４等が、回転方向上流側から順に各々配置されている。

マゼンタ（Ｍ）の作像ユニット１１で説明すると、先ず帯電部３１は、感光体ドラム１１ａの表面を所定電位に均一に帯電させるものである。露光部３２は、所謂レーザ走査ユニットであり、後述の画像データ記憶部６２（図１１参照）等から送信されてくる画像データに基づき生成されたレーザービーム（ＬＥＤ光）を感光体ドラム１１ａの表面に照射し、感光体ドラム１１ａ上に静電潜像を形成するものである。現像部３３は、感光体ドラム１１ａに形成された静電潜像に対して該現像部３３が備えるトナー供給部１１ｂから供給されるトナーを付着させることで、トナー像（マゼンタトナー像）として静電潜像を顕在化させるものである。クリーニング部３４は、後述する中間転写ベルト１５へのトナー画像の一次転写が終了した後、感光体ドラム１１ａの表面に残留しているトナーを清掃するものである。他の作像ユニット１２〜１４も同様であり、各々シアントナー像、イエロートナー像及びブラックトナー像を形成する。

作像ユニット１１〜１４の上方には、感光体ドラム１１ａ〜１４ａ表面に顕在化したトナー像の中間転写（一次転写）を行うための一次転写ローラ１９ａ〜１９ｄ（中間転写ローラ）及び中間転写ベルト１５が配設されている。図１、図２に示すように、感光体ドラム１１ａ〜１４ａは、この中間転写ベルト１５に沿って配列されている。

中間転写ベルト１５は、駆動ローラ１６、従動ローラ１７、及びテンションローラ１８に張架された所定のベルト体からなり、感光体ドラム１１ａ〜１４ａと対向配置された一次転写ローラ１９ａ〜１９ｄによって感光体ドラム１１ａ〜１４ａに押圧された状態で、駆動ローラ１６、従動ローラ１７及びテンションローラ１８によって無端回転するように構成されている。

駆動ローラ１６は、ステッピングモータ等の駆動源によって回転駆動し、中間転写ベルト１５を無端回転させるための駆動力を与えるローラである。従動ローラ１７は、回転自在に設けられ、駆動ローラ１６による中間転写ベルト１５の無端回転に伴って回転する、すなわち駆動ローラ１６の主動回転に応じて中間転写ベルト１５を介して従動回転するとともに、中間転写ベルト１５を保持（回転支持）するローラである。

テンションローラ１８は、従動ローラ１７と同様、回転自在に設けられ、駆動ローラ１６の主動回転に応じて中間転写ベルト１５を介して従動回転するとともに該中間転写ベルト１５を保持し、且つ、中間転写ベルト１５が弛まないように中間転写ベルト１５に対してテンションを与えるローラである。このテンションローラ１８は、例えば、バネ（スプリング）体などの付勢部材１８ａ等によって付勢されることで、中間転写ベルト１５の内周側（裏面）から外周側（表面）へ向けて該中間転写ベルト１５に対して押圧力を加えるようにして上記テンションを発生させる。かかるテンションローラ１８は、後述の二次転写ローラ２０による二次転写位置と中間転写ベルト１５の回転方向最下流側に位置する作像ユニット１４との間に配置されている。

そして、駆動ローラ１６の回転駆動によって、図中矢印Ｆで示す方向に中間転写ベルト１５は回転駆動される。上述の通り、中間転写ベルト１５を挟んで感光体ドラム１１ａ〜１４には一次転写ローラ１９ａ〜１９ｄが対向しており、感光体ドラム１１ａ〜１４ａ上のトナー像は一次転写ローラ１９ａ〜１９ｄによって順次中間転写ベルト１５に重ねて転写されて（一次転写）、中間転写ベルト１５上にカラートナー像が形成される。すなわち、感光体ドラム１１ａ〜１４ａ上に形成される各色のトナー像は、無端回転される中間転写ベルト１５上にそれぞれタイミングを合わせて、すなわち各トナー像の位置（例えばトナー像の一端部）を合わせて、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの順に重ね合わされて転写（１次転写）される。これにより中間転写ベルト１５上にＭ、Ｃ、Ｙ、Ｋの４色のトナー像からなるカラー画像が形成されるものである。

中間転写ベルト１５を挟んで、駆動ローラ１６には二次転写ローラ２０（転写手段）が対向しており、駆動ローラ１６に張架された中間転写ベルト１５と二次転写ローラ２０とのニップ部に後述の給紙部４０から用紙Ｐが搬送され、中間転写ベルト１５上のカラートナー像が用紙Ｐに転写（２次転写）される。なお、中間転写ベルト１５を挟んで、従動ローラ１７にはファーブラシ１５ａが対向しており、ファーブラシ１５ａによって中間転写ベルト１５上に残留するトナーが除去される。

プリンタ１は、画像形成部１０へ向けて給紙を行う給紙部４０を備えている。給紙部４０は、各サイズの用紙を収納する給紙カセット４１、用紙が搬送される経路である搬送路４２、及び搬送路４２中の用紙の搬送を行う搬送ローラ４３等を備え、給紙カセット４１から１枚ずつ取り出された用紙Ｐを、二次転写ローラ２０と中間転写ベルト１５とのニップ部へ向けて搬送する。なお、給紙部４０は、カラー画像が２次転写された用紙Ｐを後述の定着部５０へ搬送し、さらにこの定着処理された用紙をプリンタ１の本体上部に設けられた用紙排出トレイ１０１へ排出する。

搬送路４２における二次転写ローラ２０より下流側の適所には、定着部５０が設けられている。定着部５０は、用紙に転写されたトナー像を定着させるものである。定着部５０はヒートローラ５１及び圧ローラ５２からなり、ヒートローラ５１の熱によって用紙Ｐ上のトナーを溶かし、圧ローラ５２によって圧力を加えて用紙Ｐ上にトナー像を定着させるものである。

以上のように構成されたプリンタ１において、本実施形態ではさらに、テンションローラ１８と対向する位置に配置される第１の光学センサ２１（図１、図２参照）と、テンションローラ１８の軸端の近傍に配置される第２の光学センサ２４（図３参照）とが備えられている。第１の光学センサ２１は、反射型の光学読み取りセンサや撮像素子等からなり、中間転写ベルト１５上に印字されるレジスト検知パターン及び濃度検知パターンを光学的に読み取るレジストセンサ及び画像濃度センサとして機能する。第１の光学センサ２１の検知信号は後述の制御部６０（図１１参照）に出力され、画像濃度制御及び色ずれ補正制御の際に使用される。

第２の光学センサ２４は、テンションローラ１８の回転速度を検知してローラ回転速度信号を出力する速度検知手段として機能する。図３は、テンションローラ１８の端部付近の上面斜視図である。図３において、テンションローラ１８の回転軸１８ｂには速度検知用アクチュエータ２２（遮光部材）が連結されており、回転軸１８ｂとアクチュエータ２２とは同期回転するようになっている。このアクチュエータ２２は円板形状であり、所定の角度間隔で例えば扇形の開口部が形成されている。第２の光学センサ２４は、プリンタ筐体２３（図１の筐体１００の一部が相当）の適所に固定配置されるものであって、発光部と受光部とを有し、この発光部と受光部とがアクチュエータ２２を挟んで対向するよう組み付けられている。

このような構成において、テンションローラ１８の回転によってアクチュエータ２２が同期回転すると、その回転に応じて発光部から受光部に入射する光がアクチュエータ２２の開口部以外の部分（遮光部）で間欠的に遮光されるようになる。従って、受光部に入射する光の遮光間隔によってアクチュエータ２２の回転速度、つまり、テンションローラ１８の回転速度を検知することができる。この第２の光学センサ２４の検知信号（間欠的な受光信号）も、後述の制御部６０に出力される。

前述のようにテンションローラ１８の付勢部材１８ａにより中間転写ベルト１５にはテンションが掛けられていることから、中間転写ベルト１５とテンションローラ１８との間ではスリップ等が極めて生じ難い。この結果、テンションローラ１８は中間転写ベルト１５の線速に正確に追従して回転することになるので、テンションローラ１８の回転速度を計測することで、精度よく中間転写ベルト１５の回転速度（線速）を得ることができる。

本実施形態では、テンションローラ１８が、二次転写ローラ２０による二次転写位置と中間転写ベルト１５の回転方向最下流側に位置する作像ユニット１４との間に配置されている。このため、かかるテンションローラ１８の回転速度を検知することで、結果として色重ね直後における中間転写ベルト１５の線速を計測できるようになる。つまり、形成画像に色ずれ等の画像不良が発生した場合、その色ずれ発生直後の中間転写ベルト１５の線速を測定できることとなるので、正確な色ずれ補正のために必要となる的確な線速情報が取得できるものである。

ところで、テンションローラ１８は、付勢部材１８ａにより付勢された状態で中間転写ベルト１５に当接されている。このためテンションローラ１８は、振動等の影響で微動したり、或いは中間転写ベルト１５の温湿度変化や経年変化等に起因する伸縮によって位置変動したりすることがある。従って、第２の光学センサ２４をプリンタ筐体２３に固定配置していると、アクチュエータ２２と第２の光学センサ２４の発光部及び受光部の相対的な位置関係が乱れてしまい、高精度に中間転写ベルト１５の線速を検知できないケースが生じ得る。このため、アクチュエータ２２と第２の光学センサ２４との相対位置にずれが生じないようにする位置調整機構を具備させることが望ましい。

アクチュエータ２２に対する第２の光学センサ２４の位置調整機構の一例を、図４〜図７に基づいて説明する。テンションローラ１８の回転軸１８ｂの端部には、４つの扇形の開口部２２１と、これら開口部２２１の間に位置する遮光部２２２とを有する速度検知用アクチュエータ２２が取り付けられている。また、アクチュエータ２２とテンションローラ１８の側端との間には、前記回転軸１８ｂを回転自在に支持する軸受け部材１８１が介在されている。この軸受け部材１８１には、支持具１８２や取り付け金具１８４が付設されていると共に、付勢部材１８ａの端部が当接されている。すなわち、軸受け部材１８１には付勢部材１８ａから押圧力が与えられるようになっており、かかる押圧力がテンションローラ１８の中間転写ベルト１５に対するテンションとなる。なお、図４に示すように、軸受け部材１８１は一対の立設リブ２３１間に嵌め込まれており、付勢部材１８ａによる付勢方向である上下方向には可動であるが、それ以外の方向への横振れは規制されている。

一方、第２の光学センサ２４は、所定の電子部品２４３と共に基板２４０に搭載されている。図５に示すように、基板２４０の前方部２４０Ｆには、アクチュエータ２２を受け入れる切り欠き部２４０Ｈが形成され、この切り欠き部２４０Ｈと第２の光学センサ２４が備える空間部２４Ｈ（遮光部材を挟む空間）とが位置合わせされた状態で、基板２４０に第２の光学センサ２４がマウントされている。これにより、アクチュエータ２２を介在させた状態で、第２の光学センサ２４が備える発光部２４１と受光部２４２との間での投受光が行えるようになっている。

この基板２４０は、軸受け部材１８１に一体的に取り付けられている。すなわち、基板２４０の前方部２４０Ｆが、軸受け部材１８１に一体化されている固定部材１８３（軸受けと一体の部材）の固定代１８３Ｆに固着されている（図５は、固定部材１８３のみを抽出して描いている）。これにより、軸受け部材１８１が位置変動した場合、固定部材１８３を介して基板２４０も同様に位置変動することとなる。

基板２４０の後方部２４０Ｂは、プリンタ筐体２３と一体のフック部材２３２で係止されている。また、図７に示すように、後方部２４０Ｂの裏面側には付勢バネ２４４が当接されており、この後方部２４０Ｂはフック部材２３２の内周壁に向けて付勢バネ２４４の付勢力で押圧されている。さらに、基板２４０の側壁２４０Ｓは、プリンタ筐体２３と一体の突設片２３３に当接（ガイド）され、当該基板２４０の横振れが規制されている。

第２の光学センサ２４がマウントされた基板２４０がこのような取り付け形態とされていることから、テンションローラ１８（軸受け部材１８１）が立設リブ２３１間で上下動した場合、固定部材１８３を介して基板２４０の前方部２４０Ｆにその上下動が伝えられる。そして、基板２４０は、フック部材２３２で係止されている後方部２４０Ｂを可動支点として、突設片２３３でその側壁２４０Ｓをガイドされつつ追従して上下動する。従って、回転軸１８ｂに取り付けられているアクチュエータ２２はテンションローラ１８の上下動により位置変動するものの、基板２４０の前方部２４０Ｆにマウントされている第２の光学センサ２４も同様に位置変動することから、アクチュエータ２２と第２の光学センサ２４との相対的な位置関係にずれが生じることがない。これにより、テンションローラ１８の回転速度を正確に検出できるようになる。

この点を、図８、図９に基づいて説明する。図８は、アクチュエータ２２と第２の光学センサ２４との配置関係を示す側面図、図９は受光部２４２の受光信号を示すタイムチャートである。上述のように、アクチュエータ２２には扇形の開口部２２１と遮光部２２２が周回方向に交互に配置された円板状部材であり、第２の光学センサ２４の発光部２４１及び受光部２４２は、当該アクチュエータ２２を間に挟んで対向配置される。なお、符号Ｑは、発光部２４１及び受光部２４２による投受光点を示している。

いま、テンションローラ１８が所定位置に存在している場合において、発光部２４１が点灯された状態でアクチュエータ２２が回転軸１８ｂ周りに回転すると、投受光点Ｑを開口部２２１が通過しているときは受光部２４２から受光信号が検出され、一方遮光部２２２が通過しているときは遮光されるので受光部２４２から受光信号が検出されない。このため、受光部２４２から受光信号は、図９（ａ）に示すようなパルス信号が検出される。従って、このパルス間隔（時刻ｔ１、ｔ２の時間間隔）を求めることで、アクチュエータ２２の回転速度、つまりテンションローラ１８の回転速度が検出できる。

ここで、アクチュエータ２２（テンションローラ１８）が上昇し、アクチュエータ２２が投受光点Ｑに対して相対的に上方向へずれた場合、開口部２２１の回転方向上流側エッジ２２１Ｅが投受光点Ｑに至るタイミングが上昇分だけ遅れることになる。このため、受光信号の位相が遅れ位相となる。すなわち、図９（ｂ）に示すように、時刻ｔｘでアクチュエータ２２が上昇すると、所定位置に存在しているときの受光開始時刻ｔ１よりも前記上流側エッジ２２１Ｅのタイミング遅れに相当するΔｔだけ遅延して受光信号が検出されるようになる。以下の受光開始時刻ｔ２でも、同様にΔｔだけ遅延するようになる。

逆に、アクチュエータ２２が下降し、アクチュエータ２２が投受光点Ｑに対して相対的に下方向へずれた場合、開口部２２１の回転方向上流側エッジ２２１Ｅが投受光点Ｑに至るタイミングが下降分だけ早くなる。このため、受光信号の位相が進み位相となる。すなわち、図９（ｃ）に示すように、時刻ｔｘでアクチュエータ２２が下降すると、所定位置に存在しているときの受光開始時刻ｔ１よりも前記上流側エッジ２２１Ｅのタイミング進み分に相当するΔｔだけ早く受光信号が検出されるようになる。以下の受光開始時刻ｔ２でも、同様にΔｔだけ早く検出されるようになる。

アクチュエータ２２と第２の光学センサ２４との相対的な位置ずれに起因して、上記のような受光信号パルスの位相ずれが生じると、パルス間隔を正確に検出できず、結果として中間転写ベルト１５の線速を高精度に知見できなくなる。これにより、高精度な色ずれ補正も行えなくなる。しかしながら、図４〜図７に示したような位置調整機構を具備させ、アクチュエータ２２の位置変動に対して第２の光学センサ２４を追従移動させることで、かような受光信号パルスの位相ずれが生じないようにすることができる。

なお、アクチュエータ２２の位置変動に対して第２の光学センサ２４を追従移動させ得る限りにおいて、位置調整機構の形態は自由である。図１０は、シンプルな位置調整機構の一例を示す上面図である。ここでは、軸受け部材１８１にフランジ部１８５を一体的に設け、また第２の光学センサ２４が搭載される基板２４０にも同様なフランジ部２４５を設け、これらフランジ部１８５、２４５を重ね合わせてビス１８６で固定するようにした例を示している。このような形態であっても、アクチュエータ２２と第２の光学センサ２４との相対的な位置ずれを抑止できる。

次に、本実施形態に係るプリンタ１の電気的構成について説明する。図１１はプリンタ１の電気的な概略構成を示すブロック構成図である。このプリンタ１には、ネットワークＩ／Ｆ（インターフェース）部６１、画像データ記憶部６２、操作パネル部６３、センサ部６４（第１の光学センサ２１及び第２の光学センサ２４が相当する）、記録部６５及び制御部６０が備えられている。

ネットワークＩ／Ｆ部６１は、ＬＡＮ等のネットワークを介して接続されたパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等の情報処理装置との間における種々のデータの送受信を制御するものである。画像データ記憶部６２は、ネットワークＩ／Ｆ部６１を介してＰＣ等から送信されてきた画像データを一時的に記憶するものである。操作パネル部６３は、プリンタ１のフロント部に設けられ、ユーザからの各種の操作指示（コマンド）が入力される入力キーとして機能したり、或いは所定の情報を表示したりするものである。センサ部６４は、レジスト検知パターン、濃度検知パターン及び中間転写ベルト１５の線速に関する情報を検知するものである。

記録部６５は、上記画像データ記憶部６２に記憶されるなどした画像データに基づいて用紙に対する印刷を行うものである。記録部６５は、画像形成部６５１、転写部６５２、給紙部６５３及び定着部６５４を備えている。画像形成部６５１は、図１、図２に示した画像形成部１０が相当し、感光体ドラム１１ａ〜１４ａ上に各色のトナー像を形成するものである。転写部６５２は、中間転写ベルト１５、駆動ローラ１６、従動ローラ１７、テンションローラ１８、一次転写ローラ１９ａ〜１９ｄ、及び二次転写ローラ２０等からなり、同じく図１、図２で説明したように感光体ドラム１１ａ〜１４ａ上のトナー像（カラー画像又はモノクロ画像）を中間転写ベルト１５を介して用紙に転写するものである。なお、給紙部６５３及び定着部６５４は、先に説明した給紙部４０及び定着部５０にそれぞれ相当する。

制御部６０は、各種制御プログラムを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）、データを一時的に保管したり作業領域として機能するＲＡＭ（Random Access Memory）、及び上記制御プログラム等をＲＯＭから読み出して実行するマイクロコンピュータ等からなり、上記各機能部に対する各種制御信号の送受信を行い、プリンタ１全体の動作制御を司るものである。この制御部１００は、ベルト速度算出部６０１、色ずれ補正制御部６０２及び濃度補正制御部６０３を備えている。

ベルト速度算出部６０１は、第２の光学センサ２４の受光信号（図９に示したようなパルス信号；ローラ回転速度信号）を取得し、その受光と遮光の間隔（パルス間隔）を求めることで、テンションローラ１８の回転速度、すなわち中間転写ベルト１５の線速を算出する。

色ずれ補正制御部６０２は、第１の光学センサ２１から出力されるレジスト検知パターンの読み取り信号であるレジスト検知信号に基づいて、色ずれ量を算出する。さらに、ベルト速度算出部６０１にて求められた中間転写ベルト１５の線速情報を参照して、色ずれ補正量を決定する演算を行う。すなわち、中間転写ベルト１５の線速に応じて各色毎のトナー像の書き出し位置が変化することから、予め定められた目標回転速度とベルト速度算出部６０１にて求められた中間転写ベルト１５の線速との偏差に応じて、レジスト検知信号から求められた色ずれ量を修正して、色ずれ補正量（各色トナー像の書き出しタイミング調整量）を決定する。

濃度補正制御部６０３は、第１の光学センサ２１から出力される濃度検知パターンの読み取り信号である濃度検知電圧値と、濃度検知パターンが印字されていない状態における第１の光学センサ２１の出力であるバックグラウンド電圧値とに基づいて、濃度補正量を定める演算を行う。すなわち、バックグラウンド電圧値と濃度検知電圧値との偏差を得て、この偏差と予め規定された濃度に対応する目標電圧値とを比較し濃度補正量を求める。

以上説明した本実施形態に係るプリンタ１の動作（色ずれ補正制御動作及び画像濃度制御動作）について説明する。図１２は、色ずれ補正制御動作を主に示すフローチャートである。プリンタ１の電源がオンされると、駆動ローラ１６の回転軸に連結されたステッピングモータ（図示せず）が駆動を開始し、中間転写ベルト１５が回転駆動される（ステップＳ１）。この際、ファーブラシ１５ａによって中間転写ベルト１５がクリーニングされる（ステップＳ２）。

次に、制御部６０により動作モードの確認、すなわち、濃度補正モード又は色ずれ補正モードのいずれが設定されているかが確認される（ステップＳ３）。色ずれ補正モードが設定されている場合、作像ユニット１１〜１４によって各色毎に所定のレジスト検知パターンが中間転写ベルト１５上に印字される（ステップＳ４）。これらレジスト検知パターンは、第１の光学センサ２１（レジストセンサ）によって検出され、色ずれ量を表すレジスト検知信号として制御部６０の色ずれ補正制御部６０２に出力される（ステップＳ５）。同時に、テンションローラ１８の回転速度が第２の光学センサ２４により計測され、第２の光学センサ２４から出力されるローラ回転速度信号に基づいて、ベルト速度算出部６０１により中間転写ベルト１５の線速が算出される（ステップＳ６）。

その後、色ずれ補正制御部６０２により、前記レジスト検知信号に基づいて色ずれ量が算出される（ステップＳ７）。そして、求められた色ずれ量が、補正を要する程度の色ずれであるか否かが色ずれ補正制御部６０２により判定される（ステップＳ８）。色ずれが発生していないと判定された場合（ステップＳ８でＮＯ）、色ずれ補正制御を終了すべく色ずれ補正モードが解除され（ステップＳ９）、ステップＳ３に戻る。

一方、色ずれが発生していると判定された場合（ステップＳ８でＹＥＳ）、色ずれ補正制御部６０２はベルト速度算出部６０１から中間転写ベルト１５の線速情報を取得し、予め定められた目標回転速度との偏差を求め、この偏差に応じてレジスト検知信号に基づき求めた色ずれ量を修正して色ずれ補正量を求める演算を行う（ステップＳ１０）。その後、色ずれ補正制御部６０２は、求められた色ずれ補正量に応じて画像書き出しタイミングを補正する（ステップＳ１１）。例えば、露光部３２におけるレーザ照射タイミングが補正される。そして、再びステップＳ３に戻り、色ずれが解消されるまで同様な処理が繰り返されるものである。

本実施形態では、このような色ずれ補正制御を行う際、テンションローラ１８の回転速度に応じて中間転写ベルト１５の線速を得るようにしているので、中間転写ベルト１５の線速を精度よく得ることができ、この結果、色ずれ補正を精度よく行うことができる。とりわけ、図４〜図７に示したような位置調整機構を具備させるようにすれば、テンションローラ１８に位置変動が生じた場合でも、高精度に中間転写ベルト１５の線速を検知でき、的確に色ずれ補正が行える。

さらに、本実施形態では、テンションローラ１８を二次転写位置（二次転写ローラ２０）と中間転写ベルト１５の回転方向最下流側に位置する作像ユニット１４との間に配置しているので、色重ね直後における中間転写ベルト１５の線速が計測でき、色ずれ補正制御の精度を向上させることができる。また、中間転写ベルト１５の線速をテンションローラ１８の回転速度で得て、しかもレジストセンサ（第１の光学センサ２１）をテンションローラ１８に対向して配置しているので、レジストセンサで検知される色ずれ量と中間転写ベルト１５の線速との相関が取れて、色ずれ補正制御の精度を向上させることができる。

一方、ステップＳ３において濃度補正モードが設定されていると判定された場合、図１３に示す濃度補正制御が行われる。なお、ステップＳ３において濃度補正モード又は色ずれ補正モードのいずれも設定されていないと判定された場合（ステップＳ３でＮＯ）は、運転終了指令が与えられたか否かが確認され（ステップＳ１３）、運転終了の場合（ステップＳ１３でＹＥＳ）は処理を完了し、運転終了でない場合（ステップＳ１３でＮＯ）は、ステップＳ３に戻って処理が繰り返される。

図１３は、濃度補正制御動作を示すフローチャートである。この場合、まず中間転写ベルト１５にトナー像を形成しない状態で、第１の光学センサ２１（濃度センサ）によって中間転写ベルト１５の表面状態が計測される。つまり、トナー像が形成されていない状態における中間転写ベルト１５の濃度が計測されて、第１の光学センサ２１からバックグラウンド電圧値が制御部６０の濃度補正制御部６０３に与えられる（ステップＳ２１）。

続いて、作像ユニット１１〜１４によって各色毎に濃度検知パターンが中間転写ベルト１５上に印字され（ステップＳ２２）、これら濃度検知パターンの濃度が第１の光学センサ２１によって検出され、これが濃度検知電圧値として濃度補正制御部６０３に与えられる（ステップＳ２３）。

濃度補正制御部６０３は、前記バックグラウンド電圧値と濃度検知電圧値との偏差を得て、この偏差と予め規定された濃度に対応する目標電圧値とを比較し濃度補正量を求める。つまり、制御装置ではバックグラウンド電圧値、濃度検知電圧値、及び目標電圧値に応じて濃度補正量を算出する（ステップＳ２４）。そして、濃度補正制御部６０３により、求めた濃度補正量が予め規定された閾値範囲内にあるか否かが判定され（ステップＳ２５）、もし前記閾値の範囲内であれば濃度補正不要と判定して（ステップＳ２５でＮＯ）、濃度補正モードが解除される（ステップＳ２６）。一方、前記閾値範囲から外れている場合は（ステップＳ２５でＹＥＳ）、濃度補正制御部６０３は、例えば現像バイアス値の補正や、露光部３２のレーザ出力値の補正等を行うための濃度補正信号を発生する（ステップＳ２７）。その後、ステップＳ３にリターンし、同じ処理を繰り返す。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば下記の変形実施形態を取ることもできる。

（１）上記実施形態では、中間転写ベルト１５の表面にカラートナー像が一次転写され、二次転写ローラ２０により用紙Ｐ上にそのカラートナー像を転写させる例を示したが、中間転写ベルト１５の表面に用紙Ｐを載置し、その用紙Ｐに対して作像ユニット１１〜１４からのトナー像を順次重ねて転写させるようにしても良い。

（２）上記実施形態では、Ｍ、Ｃ、Ｙ、Ｋ色の順にトナー転写されて色合わせされる構成を例示したが、これに限らず、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの順など任意の順にトナー転写されて色合わせされる構成であってもよい。

（３）上記実施形態では、従動側のローラとして２つのローラ（従動ローラ１７、テンションローラ１８）を備える構成としているが、これに限らず、従動側のローラとして３つ以上のローラを備える構成としてもよい。また、主動側のローラについても、上記実施形態のように１つ（駆動ローラ１６）とせずともよく、２つ以上備えていてもよい。なお、テンションローラ１８を２つ以上設ける場合は、少なくとも一つのテンションローラ１８について、回転速度検出するように構成すれば良い。

（４）上記実施形態では、中間転写ベルト１５を、駆動ローラ１６、従動ローラ１７及びテンションローラ１８の３つのローラにて張架する例を示したが、従動ローラ１７を省き、駆動ローラ１６及びテンションローラ１８の２つのローラにて中間転写ベルト１５を張架するようにしても良い。

（５）上記実施形態では、本発明に係る画像形成装置の一例としてプリンタ１を例示したが、複写機、ファクシミリ装置或いはこれらの複合機にも適用することができる。

本発明の一実施形態におけるタンデム型カラープリンタの概略構成を示す断面図である。 図１に示すプリンタにおいて、画像形成部のみを抽出して簡略的に示した断面図である。 図１に示す画像形成装置においてテンションローラの回転速度を検出する機構を概略的に示す斜視図である。 速度検出手段の位置調整機構を説明するための、テンションローラ軸端部の上面斜視図である。 前記位置調整機構の構成部品（第２の光学センサが搭載された基板）を示す斜視図である。 前記位置調整機構の構成部品（第２の光学センサが搭載された基板と速度検知用アクチュエータ）を示す斜視図である。 前記位置調整機構の構成部品（第２の光学センサが搭載された基板と速度検知用アクチュエータ）を示す斜視図である。 アクチュエータと第２の光学センサとの配置関係を示す側面図である。 受光部の受光信号を示すタイムチャートである。 シンプルな位置調整機構の一例を示す上面図である。 プリンタの電気的な概略構成を示すブロック構成図である。 色ずれ補正制御動作を主に示すフローチャートである。 濃度補正制御動作を示すフローチャートである。

１ プリンタ（画像形成装置）
１０ 画像形成部
１１〜１４ 作像ユニット
１５ 中間転写ベルト（転写ベルト）
１６ 駆動ローラ
１７ 従動ローラ
１８ テンションローラ
１８ａ 付勢部材（付勢手段）
１８ｂ 回転軸
１８１ 軸受け部材
１９ａ〜１９ｄ 一次転写ローラ
２０ 二次転写ローラ（転写手段）
２１ 第１の光学センサ（レジストセンサ）
２２ アクチュエータ（遮光部材）
２３ プリンタ筐体
２４ 第２の光学センサ（速度検知手段；フォトセンサ）
２４０ 基板
６０ 制御部（制御手段）
６０１ ベルト速度検出部
６０２ 色ずれ補正制御部
６０３ 濃度補正制御部
Ｐ 用紙（記録用紙）

Claims (6)

1. 複数種類の色のトナー像がその表面に順次重ねて転写されることにより、若しくはその表面に載置された記録用紙に順次重ねて転写されることによりカラートナー像の形成を可能とする転写ベルトと、
   該転写ベルトに沿って配列され色毎にそれぞれトナー像を形成して該トナー像を前記転写ベルト若しくは記録用紙に転写する複数の作像ユニットと、
   前記転写ベルトを回転駆動する駆動ローラと、該駆動ローラとともに前記転写ベルトを張架するテンションローラとを有し、該テンションローラによって前記転写ベルトにテンションが加えられるように構成された画像形成装置であって、
   前記テンションローラの回転速度を検知してローラ回転速度信号を出力する速度検知手段を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 複数種類の色のトナー像がその表面に順次重ねて転写されることにより、若しくはその表面に載置された記録用紙に順次重ねて転写されることによりカラートナー像の形成を可能とする転写ベルトと、
   該転写ベルトに沿って配列され色毎にそれぞれトナー像を形成して該トナー像を前記転写ベルト若しくは記録用紙に転写する複数の作像ユニットと、
   前記転写ベルトを回転駆動する駆動ローラと、該駆動ローラとともに前記転写ベルトを張架するテンションローラとを有し、該テンションローラによって前記転写ベルトにテンションが加えられるように構成された画像形成装置であって、
   前記テンションローラの回転速度を検知してローラ回転速度信号を出力する速度検知手段と、
   前記複数の作像ユニットによる色毎のトナー像の書き出しタイミングを調整する色ずれ補正制御を行うものであって、前記ローラ回転速度信号で示される前記テンションローラの回転速度を前記転写ベルトの線速として、該線速に応じて前記書き出しタイミングの補正量を示す色ずれ補正量を決定する制御手段と、
   前記転写ベルトを挟んで前記テンションローラと対向して配置され、前記色ずれ補正制御が行われる際に、前記転写ベルト上に形成される色毎のレジスト検知パターンを検知し、検知結果を前記制御手段に与えるレジストセンサとを有することを特徴とする画像形成装置。
3. 前記転写ベルトが、その表面に複数種類の色のトナー像が順次重ねて転写されるものである場合において、
   前記転写ベルト上のカラートナー像を記録用紙に二次転写位置で転写する転写手段を有し、
   前記テンションローラは、前記二次転写位置と前記転写ベルトの回転方向最下流側に位置する作像ユニットとの間に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記テンションローラが所定の付勢手段により付勢力が与えられ位置変動するものであり、前記速度検知手段が前記テンションローラの回転速度を検知するものである場合において、
   前記速度検知手段と前記テンションローラとの相対位置にずれが生じないようにする位置調整機構を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記速度検知手段が、
   前記テンションローラの回転軸に取り付けられ該テンションローラと同期回転する遮光部材と、
   所定の基板に搭載され、前記遮光部材を挟む空間を備えて対向配置された発光部及び受光部を有するフォトセンサとから構成されており、
   前記基板の一部が、前記テンションローラの回転軸の軸受け若しくは軸受けと一体の部材に固定されていることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記基板の一端側に前記フォトセンサが搭載され、該一端側が前記テンションローラの回転軸の軸受け若しくは軸受けと一体の部材に固定され、
   前記基板の他端側が、当該基板のテンションローラの位置変動に対する追従移動を許容する可動支点で支持されていることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。

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