説明

画像形成装置、画像形成方法

【課題】像担持体ベルトの垂直方向(第2の方向)における位置変動および移動方向(第1の方向)における速度変動の両方を求めることを可能とする技術を提供する。
【解決手段】第1の方向に移動するとともに像を担持する像担持体ベルトと、像担持体ベルトの一端部を検出する第1の検出部と、第1の検出部の第1の方向に配設されて、像担持体ベルトの一端部を検出する第2の検出部と、第1の検出部の検出結果から、第1の方向に垂直もしくは略垂直な第2の方向の像担持体ベルトの位置の変動を算出するとともに、第1の検出部の検出結果および第2の検出部の検出結果から、第1の方向の像担持体ベルトの速度の変動を算出する算出部と、を備える。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、像を担持する像担持体ベルトを用いた画像形成装置および画像形成方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、このような画像形成装置では、感光体ベルトや中間転写ベルトといった像担持体ベルトを所定の移動方向に移動させつつ、この像担持体ベルトの表面に像を形成あるいは転写するといったことが行なわれている。ただし、このような画像形成装置では、像担持体ベルトの蛇行が問題となっていた。つまり、特許文献1でも指摘されているとおり、像担持体ベルトは移動方向にまっすぐ移動するとは限らず、移動方向に対して垂直な垂直方向によれながら移動する(すなわち、蛇行する)場合がある。このような場合、像担持体ベルトに形成・転写されて当該像担持体に担持される像の位置が、垂直方向にずれてしまい、その結果、画像形成を良好に行えないおそれがあった。
【0003】
このような問題に対応するために、特許文献1では、蛇行による像担持体ベルトの位置変動、言い換えれば、垂直方向における像担持体ベルトの位置変動が求められる。具体的には、像担持体ベルトの一端に沿って、2つのセンサーが像担持体ベルトの移動方向に並んで配置される。そして、これらのセンサーが像担持体ベルトの一端の位置を検出した結果から、垂直方向における像担持体ベルト(の一端)の位置変動が求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2007−114240号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、像担持体ベルトの移動方向への移動速度は常に一定とは限らない。したがって、像担持体ベルトの移動速度が変動することで、像担持体ベルトに形成・転写されて当該像担持体ベルトに担持される像の位置が、移動方向にずれてしまう場合があった。つまり、画像形成を良好に行うためには、垂直方向における像担持体ベルトの位置変動を求めるだけでは足りず、移動方向における像担持体ベルトの速度変動も求めておく必要があった。
【0006】
この発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、像担持体ベルトの垂直方向における位置変動および移動方向における速度変動の両方を求めることを可能とする技術の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0007】
この発明にかかる画像形成装置は、上記目的を達成するために、第1の方向に移動するとともに像を担持する像担持体ベルトと、像担持体ベルトの一端部を検出する第1の検出部と、第1の検出部の第1の方向に配設されて、像担持体ベルトの一端部を検出する第2の検出部と、第1の検出部の検出結果から、第1の方向に垂直もしくは略垂直な第2の方向の像担持体ベルトの位置の変動を算出するとともに、第1の検出部の検出結果および第2の検出部の検出結果から、第1の方向の像担持体ベルトの速度の変動を算出する算出部と、を備えることを特徴としている。
【0008】
また、この発明にかかる画像形成方法は、上記目的を達成するために、第1の方向に移動する像担持体ベルトの一端部を第1の検出部で検出し、第1の検出部で像担持体ベルトの一端部を検出した後に、像担持体ベルトの一端部を第2の検出部で検出し、第1の検出部の検出結果から、第1の方向に垂直もしくは略垂直な第2の方向の像担持体ベルトの位置の変動を算出するとともに、第1の検出部の検出結果および第2の検出部の検出結果から、第1の方向の像担持体ベルトの速度の変動を算出することを特徴としている。
【0009】
このように構成された発明(画像形成装置、画像形成方法)では、第1の方向に移動する像担持体ベルトの一端部を検出する2つの検出部(第1および第2の検出部)が設けられている。そして、第1の検出部の検出結果から、第1の方向に垂直もしくは略垂直な第2の方向への像担持体ベルトの位置変動が算出されるとともに、第1の検出部の検出結果および第2の検出部の検出結果から、第1の方向への像担持体ベルトの速度変動が算出される。こうして、この発明では、像担持体ベルトの第2の方向(垂直方向)における位置変動および第1の方向(移動方向)における速度変動の両方を求めることを可能となっている。
【0010】
ところで、第1の検出部の検出結果、第2の検出部の検出結果は、像担持体ベルトの第2の方向における位置変動に起因する成分と、像担持体ベルトの第1の方向における速度変動に起因する成分を含むものである。ただし、像担持体ベルトの第2の方向への位置変動は、像担持体ベルトの第1の方向への速度変動に比べて、長周期で発生する。そこで、この周波数の違いを利用することで、各成分を求めることができる。具体的には、次のように構成すれば良い。
【0011】
すなわち、算出部は、第1の検出部の検出結果に含まれる第1の周波数成分を求め、第1の周波数成分から第2の方向の像担持体ベルトの位置の変動を算出するとともに、第1の検出部の検出結果に含まれる第1の周波数成分よりも高い周波数の第2の周波数成分および第2の検出部の検出結果に含まれる第2の周波数成分を求め、第1の検出部の検出結果に含まれる第2の周波数成分及び第2の検出部の検出結果に含まれる第2の周波数成分から第1の方向の像担持体ベルトの速度の変動を算出するように構成することができる。
【0012】
このような構成では、第1の検出部の検出結果に含まれる低周波の第1の周波数成分が求められるとともに、第1の検出部の検出結果および第2の検出部の検出結果それぞれに含まれる高周波の第2の周波数成分が求められている。つまり、第1・第2の検出部の検出結果から、低周波の第1の周波数成分と高周波の第2の周波数成分がそれぞれ求められている。そして、低周波成分(第1の周波数成分)から像担持体ベルトの第2の方向への位置変動が算出されるとともに、高周波成分(第2の周波数成分)から像担持体ベルトの第1の方向への速度変動が算出される。このように、上記構成では、第1・第2の検出部の検出結果から低周波成分と高周波成分とをそれぞれ求めるといった構成を具備することで、像担持体ベルトの第2の方向における位置変動および第1の方向における速度変動の両方を求めることが可能となっている。
【0013】
このとき、算出部は第1の通過帯域を有する第1のフィルターと、第1の通過帯域よりも高い第2の通過帯域を有する第2のフィルターとを有し、第1の周波数成分は第1のフィルターにより抽出される第1の通過帯域の周波数成分であり、第2の周波数成分は第2のフィルターにより抽出される第2の通過帯域の周波数成分であるように構成しても良い。このようにフィルター(第1・第2のフィルター)を用いることで、第1・第2の検出部の検出結果から低周波成分と高周波成分とをそれぞれ抽出して、像担持体ベルトの第2の方向における位置変動および第1の方向における速度変動の両方を、簡便に求めることが可能となる。
【0014】
具体的には、第1のフィルターはローパスフィルターであり、第2のフィルターはバンドパスフィルターであるように構成することができる。
【0015】
ところで、第1・第2の検出部それぞれの検出結果から高周波成分(第2の周波数成分)を抽出して得られる各波形は、第1の方向における像担持体の速度変動そのものを表したものである。したがって、これら2つの波形は、第1の検出部と第2の検出部の間を像担持体ベルトが通過する時間だけシフトした同一形状の波形である。そこで、算出部は、第1の検出部の検出結果に含まれる第2の周波数成分の波形と、第2の検出部の検出結果に含まれる第2の周波数成分の波形との時間差から、第1の方向の像担持体ベルトの速度変動を算出するように構成しても良い。
【0016】
また、算出部が算出した第2の方向の像担持体ベルトの位置の変動に基づいて、第2の方向の像担持体ベルトの位置を調整する位置調整部を有するように構成しても良い。これによって、第2の方向における像担持体ベルトの位置を安定させて、像担持体ベルトに担持される像の位置を適切なものとし、画像形成を良好に行うことが可能となる。
【0017】
また、算出部が算出した第1の方向への像担持体ベルトの速度の変動に基づいて、第1の方向の像担持体ベルトの速度を調整する速度調整部を有するように構成しても良い。これによって、第1の方向における像担持体ベルトの速度を安定させて、像担持体ベルトに担持される像の位置を適切なものとし、画像形成を良好に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】本実施形態にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図。
【図2】図1の画像形成装置が備える電気的構成を示すブロック図。
【図3】蛇行制御機構の構成を示す模式図。
【図4】ベルト速度制御およびベルト蛇行制御を実行する構成を示すブロック図。
【図5】第1および第2センサーの出力信号を示す図。
【図6】図4のローパスフィルターの出力信号を示す図。
【図7】図4の第1および第2バンドパスフィルターの出力信号を示す図。
【図8】時間差検出回路の構成を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【0019】
図1は本発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図である。図2は、図1の画像形成装置が備える電気的構成を示すブロック図である。この画像形成装置1では、ホストコンピュータなどの外部装置から画像形成指令がCPUやメモリーなどを有するメインコントローラーMCに与えられると、このメインコントローラーMCがエンジンコントローラーECに制御信号を与える。これに基づき、エンジンコントローラーECは装置各部を制御することで、画像形成動作を実行して、複写紙、転写紙、用紙およびOHP用透明シートなどの記録材たるシートに画像形成指令に対応する画像を形成する。
【0020】
この画像形成装置1は、互いに異なる色の画像を形成する4個の画像形成ステーション2Y(イエロー用)、2M(マゼンタ用)、2C(シアン用)および2K(ブラック用)を備えている。画像形成ステーション2Y、2M、2Cおよび2Kは、それぞれ対応する色のトナー像を形成するタンデム型の画像形成装置である。そして、画像形成装置1は、こうして形成されたイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)およびブラック(K)の4色のトナー像を、転写ユニット3の中間転写ベルト31に重ね合わせてカラー画像を形成することができる。
【0021】
転写ユニット3は、一列に並ぶ画像形成ステーション2Y、2M、2Cおよび2Kの両外側に配置された2つのローラー33、34に、無端状の中間転写ベルト31を架け渡した概略構成を備える。ローラー33は駆動ローラーであり、駆動ローラー用モーターM33(図2)から駆動力を受けて回転駆動することで、中間転写ベルト31をベルト移動方向(副走査方向)D31に循環移動させる。ちなみに、副走査方向D31は、図1の紙面に平行な方向であって、後述する主走査方向に垂直もしくは略垂直な方向である。また、後述する蛇行制御機構5においては、中間転写ベルト31はベルト移動方向D31(副走査方向)に対して傾斜して移動することもできる。また、ローラー34は従動ローラーであり、循環移動する中間転写ベルト31に従って回転する。
【0022】
各画像形成ステーション2Y、2M、2Cおよび2Kには、それぞれの色のトナー像がその表面に形成される感光体ドラム21が設けられている。各感光体ドラム21は、その回転軸が主走査方向(図1の紙面に対して垂直な方向)に平行もしくは略平行となるように配置されている。また、各感光体ドラム21の回転軸はそれぞれ感光体ドラム21の正面側端部に配置されたドラム駆動モーターに接続され、感光体ドラム21は図1中矢印D21の方向に所定速度で回転駆動される。
【0023】
各感光体ドラム21の周囲には、感光体ドラム21表面を所定の電位に帯電させるコロナ帯電器である帯電器22、感光体ドラム21表面を画像信号に応じて露光することで静電潜像を形成する露光ユニット23、該静電潜像をトナー像として顕像化する現像ユニット24、第1スクイーズ部25、第2スクイーズ部26、該トナー像を中間転写ベルト31に転写する転写ユニット3、転写後の感光体ドラム21の表面をクリーニングするクリーニングユニット28およびクリーナブレード29が、それぞれこれらの順に感光体ドラム21の回転方向D21(図1では、時計回り)に沿って配設されている。
【0024】
帯電器22は感光体ドラム21の表面に接触しないものであり、この帯電器22には、従来周知慣用のコロナ帯電器を用いることができる。コロナ帯電器にスコロトロン帯電器を用いた場合には、スコロトロン帯電器のチャージワイヤには負のワイヤ電流が流されるとともに、グリッドには直流(DC)のグリッド帯電バイアスが印加される。帯電器22によるコロナ放電で感光体ドラム21が帯電されることで、感光体ドラム21の表面の電位が略均一の電位に設定される。
【0025】
露光ユニット23は、外部装置から与えられた画像信号に応じて光ビームにより感光体ドラム21表面を露光して画像信号に対応する静電潜像を形成する。この露光ユニット23としては、半導体レーザからの光ビームをポリコンミラーにより走査させるもの、あるいは発光素子を主走査方向に配列したラインヘッド等により構成することができる。
【0026】
こうして形成された静電潜像に対して現像ユニット24からトナーが付与されて、静電潜像がトナー像として現像される。この画像形成装置1の現像ユニット24は、キャリア液内にトナーを分散させた液体現像剤を、現像ローラーにより静電潜像に付着させて、静電潜像を現像するものである。この液体現像剤としては、従来一般的に使用されている、Isopar(商標:エクソン)をキャリア液とした低濃度(1〜2wt%)かつ低粘度の常温で揮発性を有する揮発性液体現像剤ではなく、高濃度かつ高粘度の、常温で不揮発性樹脂中へ顔料などの着色剤を分散させた平均粒径1μmの固形子を、有機溶媒、シリコンオイル、鉱物油又は食用油等の液体溶媒中へ分散剤とともに添加し、トナー固形分濃度を約20%とした高粘度(30〜10000mPa・s程度)のものが用いられる。
【0027】
感光体ドラム21の回転方向D21において現像位置の下流側に、第1スクイーズ部25が配置されるとともに、さらに第1スクイーズ部25の下流側に第2スクイーズ部26が配置されている。これらのスクイーズ部25、26のそれぞれは、スクイーズローラーを感光体ドラム21の表面に当接させてトナー像の余剰現像剤を除去する。
【0028】
第1および第2スクイーズ部25、26を通過してきたトナー像は転写ユニット3の中間転写ベルト31に1次転写される。つまり、中間転写ベルト31の内側にはバックアップローラー271が配置されている。そして、バックアップローラー271が1次転写位置TR1で中間転写ベルト31を挟んで感光体ドラム21と対向して、感光体ドラム21上のトナー像を中間転写ベルト31に転写する。そして、各色の一次転写位置TR1でトナー像の転写が実行されることで、感光体ドラム21上の各色のトナー像が中間転写ベルト31上に順次重ね合わされ、フルカラーのトナー像が形成される。
【0029】
具体的には、画像形成ステーション2Yが形成したイエロー(Y)のトナー像が、イエローの一次転写位置TR1で中間転写ベルト31に転写される。こうして一次転写されたイエロー(Y)のトナー像は、中間転写ベルト31と一緒にベルト移動方向D31へ移動して、マゼンタ(M)の一次転写位置TR1に到達する。そして、このタイミングに合わせて、画像形成ステーション2Mが形成したマゼンタ(M)のトナー像が、マゼンタの一次転写位置TR1で中間転写ベルト31に転写される。その結果、マゼンタの一次転写位置TR1で、イエロー(Y)のトナー像とマゼンタ(M)のトナー像が重ね合わされる。そして、このような色の重ね合わせを、残りのシアン(C)およびブラック(K)についても実行することで、4色(Y)、(M)、(C)、(K)を重ね合わせたフルカラーのトナー像が形成される。
【0030】
こうして中間転写ベルト31に形成されたフルカラーのトナー像は図1に示すように2次転写部4に搬送される。この2次転写部4では、2次転写ローラー41が中間転写ベルト31を挟んで転写ユニット3の駆動ローラー33と対向して配設される。そして、2次転写ローラー41が配置された2次転写位置で、中間転写ベルト31上に形成されたトナー像が、シート材搬送経路Lにて搬送される用紙、フィルム、布などの記録材に転写される。なお、2次転写部4には、2次転写ローラー41上に残る現像剤を除去する2次転写ローラークリーニング部42が設けられており、2次転写ローラークリーニング部42の先端ブレードを2次転写ローラー41の表面に当接させて現像剤を掻き落とす。さらに、シート材搬送経路Lの下流には、用紙などの記録材に転写されたトナー像に、熱や圧力などを加えて定着させる定着ユニットが配設されている。
【0031】
ところで、本実施形態は、中間転写ベルト31の蛇行を抑制するために、蛇行制御機構5を備える。図3は、蛇行制御機構の構成を示す模式図であり、上段に側面図が示され、下段に上面図が示されている。この蛇行制御機構5は、中間転写ベルト31に対して、画像形成ステーション2Y、2M、2C、2Kの反対側に配置されおり、4本のローラー51、52、53、54、可動テーブル55および2つのセンサーSC1、SC2を備える。
【0032】
4本のローラー51〜54はいずれも従動ローラーであり、それぞれの回転軸が主走査方向に平行もしくは略平行となるように配置されている。なお、後述するように、ローラー52、53については、これらを支持する可動テーブル55の回転に伴なって、その回転軸を主走査方向に対して傾けることもできる。
【0033】
ローラー51、54は、駆動ローラー33から従動ローラー34へと向かう中間転写ベルト31の表面を巻き掛けるようにして配置されている。一方、ローラー52、53は、ローラー51、54の間で中間転写ベルト31の裏面を巻き掛けて、中間転写ベルト31をローラー51、54より外側に押し出すようにして配置されている。これにより、中間転写ベルト31は、ローラー51〜54それぞれの巻き掛け部で湾曲して、逆U字状の経路を移動する。
【0034】
可動テーブル55は、中間転写ベルト31を押し出す2つのローラー52、52を、これらの位置関係を保持しながら枢支するものである。また、図3の上面図に示すように、この可動テーブル55は、ローラー52、53のうちベルト移動方向D81上流側のローラーの中央部を回転中心Ccyとして回転可能に構成されている。したがって、可動テーブル用モーターM55(図2)の駆動力を受けて可動テーブル55が回転すると、ローラー52、53の配列方向Drがベルト移動方向D31に対して角度θだけ傾斜することができる。その結果、ローラー52からローラー53までの範囲では、中間転写ベルト31がベルト移動方向D31に対して角度θだけ傾いて移動する。そして、可動テーブル55の回転を制御して傾き角度θを調整することで、中間転写ベルト31の蛇行を抑えることができる。
【0035】
また、第1センサーSC1および第2センサーSC2は、ローラー53とローラー54の間で、ベルト移動方向D31にこの順番で並んで配置されている。これら第1・第2センサーSC1、SC2は、中間転写ベルト31の一端面を検出するものであり、例えば、超音波型あるいは光検出型のセンサーである。光が透過しない中間転写ベルト31に対して用いる場合は、どちらのタイプも使用可能であるが、透明フィルムに対して用いる場合は超音波型が有効となる。そして、本実施形態では、エンジンコントローラーECが、第1・第2センサーSC1、SC2の検出結果に基づいて、駆動ローラー用モーターM33を制御して中間転写ベルト31の移動速度を安定化させるとともに(ベルト速度制御)、可動テーブル用モーターM55を制御して中間転写ベルト31の蛇行を抑える(ベルト蛇行制御)。これらの制御について以下に詳述する。
【0036】
図4は、中間転写ベルトのベルト速度制御およびベルト蛇行制御を実行するエンジンコントローラー内部の構成を示すブロック図である。図4に示すように、エンジンコントローラーECは、ローパスフィルター(LPF)101、比較器102、第1・第2バンドパスフィルター(BPF)104、105および時間差検出回路106で構成される。また、図5は、第1および第2センサーの出力信号を示す図である。図6は、図4のローパスフィルターの出力信号を示す図である。図7は、図4の第1および第2バンドパスフィルターの出力信号を示す図である。
【0037】
図5に示すように、第1および第2センサーSCの検出結果(出力)は、比較的長周期Tlの成分(低周波成分)に、細かく不規則な高周波成分が乗ったものである。低周波成分は、中間転写ベルト31が蛇行することで、中間転写ベルト31の一端面がベルト移動方向D31に垂直もしくは略垂直な方向(主走査方向)へ緩やかに変動することによるものである。一方、高周波成分は、中間転写ベルト31の一端面が微小な凹凸形状を有することによるものである。
【0038】
また、第1センサーSC1の出力波形(検出結果)と第2センサーSC2の出力波形(検出結果)は、時間tdだけシフトした概ね同一形状を有している。この時間差tdは、第1センサーSC1と第2センサーSC2がベルト移動方向D31に距離lscだけ離れていることによるものであり、中間転写ベルト31の速度をV31としたとき、td=lsc/V31が成立する。具体例を挙げれば、中間転写ベルト31の速度V31が10[m/s]であり、センサー間距離lscが10[cm]であれば、時間差tdは約10[ms]となる。なお、センサー出力信号に対する中間転写ベルト31の蛇行成分の乗り方は、第1および第2センサーSC1、SC2のそれぞれで若干異なる。したがって、第1および第2センサーSC1、SC2の出力信号は厳密には同一形状では無く、低周波成分において異なった形状を有する。
【0039】
そして、エンジンコントローラーECでは、第1・第2センサーSC1、SC2の検出信号から低周波成分および高周波成分が抽出され、低周波成分に基づいてベルト蛇行制御が実行されるとともに、高周波成分に基づいてベルト速度制御が実行される。
【0040】
つまり、第1センサーSC1の出力は、ローパスフィルター(LPF)101に入力される。このローパスフィルター101は、遮断周波数fcl以下の周波数の信号を通過させる通過帯域(≦fcl)を有している。具体的には、第1センサーSC1の低周波成分が数[Hz]以下である場合には、遮断周波数fclが10[Hz]のバターワース型フィルターをローパスフィルター101として用いることができる。そして、ローパスフィルター101によって第1センサーSC1の検出結果から抽出された低周波成分(図6)は、比較器102によって基準値と比較された後に、制御回路103に入力される。そして、制御回路103は、図6に示す低周波成分に基づいて、ベルト移動方向D31に垂直もしくは略垂直な方向(主走査方向)への中間転写ベルト31(の一端面)の位置変動を算出する。そして、制御回路103は、この算出結果に基づいて可動テーブル用モーターM55を制御することで、中間転写ベルト31のベルト蛇行制御を行なって、中間転写ベルト31の蛇行を抑制する。こうして、ベルト蛇行制御を実行するフィードバックループが形成される。なお、制御回路103の動作としては、基準値との差を単純に定数倍するものから、微分動作、積分動作を含むものまで種々のものを採用可能である。
【0041】
また、第1・第2センサーSC1、SC2それぞれの出力は、第1・第2バンドパスフィルター(BPF)104、105に入力される。これら第1・第2バンドパスフィルター104、105は、ローパスフィルター101の通過帯域(遮断周波数fcl以下)よりも高い通過帯域を有するものであり、第1周波数fb1(>fcl)以上で第2周波数fb2
(>fb1)以下の通過帯域を有する。そして、これら第1・第2バンドパスフィルター104、105により、中間転写ベルト31の一端面の凹凸形状に起因した高周波成分が、第1・第2センサーSC1、SC2の検出信号から抽出される。ここで、中間転写ベルト31の一端面の凹凸形状が周期L[m]の正弦波形状であるとすると、第1・第2センサーSC1、SC2からは、凹凸形状に起因した高周波成分の周波数fhがf=V31/L[Hz]を満たすように見える。この周波数fhは、概ね数十[KHz]から数百[KHz]であるので、バンドパスフィルター104、105としては、バンド幅が10[KHz]以上で100[KHz]以下のバターワース型バンドパスフィルターを用いることができる。こうして、第1・第2バンドパスフィルター104、105を通過した各信号(図7)は、ベルト蛇行に起因した低周波成分を含まないため、時間tdだけシフトした同一形状の波形を有する。
【0042】
そして、エンジンコントローラーECは、この時間差tdに基づいて駆動ローラー用モーターM33を制御して、ベルト速度制御を実行する。具体的には、第1および第2バンドパスフィルター104、105それぞれの出力は、時間差検出回路106の入力端子Ti1、T12に入力される。
【0043】
図8は、時間差検出回路の構成を示すブロック図である。同図が示すように、時間差検出回路106は、V−F変換回路1061、1062、ディレイ回路1063、シフトレジスター1064、1065、比較器1066および制御回路1067で構成される。入力Ti1から入力された第1センサーSC1出力の高周波成分は、V−F変換回路1061に入力されて、その電圧値に比例した周波数のデジタル信号へと変換される。また、同様に、入力Ti2から入力された第2センサーSC2出力の高周波成分は、V−F変換回路1062に入力されて、その電圧値に比例した周波数のデジタル信号へと変換される。このようなV−F変換機能を持った集積回路としては、例えば、新日本無線製NJM4151(電圧−周波数変換器)が挙げられる。
【0044】
周波数信号に変換された第1センサーSC1出力の高周波成分は、V−F変換回路1061出力からそのままシフトレジスター1064へと入力される。一方、周波数信号に変換された第2センサーSC2出力の高周波成分は、V−F変換回路1061出力からディレイ回路(ディレイライン)1063を経由してシフトレジスター1065に入力される。シフトレジスター1064、1065に入力された信号は、シフトレジスター1064、1065内をクロックに同期して1ビットずつ移動する。したがって、シフトレジスター1064、1065それぞれのビットを比較器1066で比較することにより、第1および第2センサーSC1、SC2出力の高周波成分の一致を検出することができる。具体的には、制御回路1067が、比較器1066の出力を見ながら、ディレイ回路1063の遅れ量(ディレイ量)を最小値から最大値まで変化させる。
【0045】
そして、比較器1066が第1および第2センサーSC1、SC2出力の高周波成分の一致を検出して一致検出信号を出力すると、制御回路1067がこのときの遅れ量から、上述の時間差tdを求める。そして、制御回路1067は、上述の式td=lsc/V31に基づいて、ベルト移動方向D31(副走査方向)への中間転写ベルト31の速度変動を算出する。さらに、制御回路1067は、この算出結果に基づいて駆動ローラー用モーターM33を制御することで、中間転写ベルト31のベルト速度制御を行なって、中間転写ベルト31の速度変動を抑制する。
【0046】
以上のように、この実施形態では、ベルト移動方向D31(副走査方向)に移動する中間転写ベルト31の一端部を検出する第1・第2センサーSC1、SC2が設けられている。そして、第1のセンサーSC1の検出結果から、ベルト移動方向D31に垂直もしくは略垂直な方向(主走査方向)への中間転写ベルト31の位置変動が算出されるとともに、第1および第2センサーSC1、SC2それぞれの検出結果から、ベルト移動方向D31への中間転写ベルト31の速度変動が算出される。こうして、この実施形態では、中間転写ベルト31の主走査方向(垂直方向)における位置変動およびベルト移動方向D31(移動方向)における速度変動の両方を求めることを可能となっている。
【0047】
また、上述のとおり、第1および第2センサーSC1、SC2の検出結果は、中間転写ベルト31の主走査方向における位置変動に起因する成分と、中間転写ベルト31のベルト移動方向D31における速度変動に起因する成分を含むものである。ただし、中間転写ベルトの主走査方向への位置変動は、中間転写ベルトのベルト移動方向D31への速度変動に比べて、長周期で発生する。そこで、この実施形態は、この周波数の違いを利用することで、各成分を求めている。
【0048】
具体的には、第1センサーSC1の検出結果に含まれる低周波成分が求められるとともに、第1および第2センサーSC1、SC2それぞれの検出結果に含まれる高周波成分が求められている。つまり、第1・第2センサーSC1、SC2の検出結果から、低周波成分と高周波成分がそれぞれ求められている。そして、低周波成分から中間転写ベルト31の主走査方向への位置変動が算出されるとともに、高周波成分から中間転写ベルト31のベルト移動方向D31への速度変動が算出される。このように、この実施形態では、第1・第2センサーSC1、SC2の検出結果から低周波成分と高周波成分とをそれぞれ求めるといった構成を具備することで、中間転写ベルト31の主走査方向における位置変動およびベルト移動方向D31における速度変動の両方を求めることが可能となっている。
【0049】
また、この実施形態では、ローパスフィルター101、バンドパスフィルター104、105を用いることで、第1・第2センサーSC1、SC2の検出結果から低周波成分と高周波成分とをそれぞれ抽出して、中間転写ベルト31の主走査方向における位置変動およびベルト移動方向D31における速度変動の両方を、簡便に求めることが可能となっている。
【0050】
また、この実施形態では、エンジンコントローラーECが算出した主走査方向への中間転写ベルト31の位置変動に基づいて、主走査方向への中間転写ベルトの位置を調整している。これによって、主走査方向における中間転写ベルト31の位置を安定させて、中間転写ベルト31に担持される像の位置を適切なものとし、画像形成を良好に行うことが可能となる。
【0051】
特に、上述のようなタンデム型の画像形成装置では、蛇行によって主走査方向へ中間転写ベルト31の位置が変動すると、中間転写ベルト31表面において異なる色のトナー像の転写位置が主走査方向にずれて、主走査方向へのレジストずれが発生するおそれがある。これに対して、エンジンコントローラーECが算出した主走査方向への中間転写ベルト31の位置変動に基づいて、主走査方向への中間転写ベルトの位置を調整することで、この主走査方向へのレジストずれを効果的に抑制することができる。
【0052】
また、この実施形態では、エンジンコントローラーECが算出したベルト移動方向D31への中間転写ベルト31の速度変動に基づいて、ベルト移動方向D31への中間転写ベルト31の速度を調整するように構成しても良い。これによって、ベルト移動方向D31における中間転写ベルト31の速度を安定させて、中間転写ベルト31に担持される像の位置を適切なものとし、画像形成を良好に行うことが可能となる。
【0053】
特に、上述のように駆動ローラー33によって中間転写ベルト31を循環駆動する構成では、駆動ローラー33を駆動する駆動ローラー用モーターM33の負荷変動等に起因して、駆動ローラー33の速度が安定しない場合がある。しかも、上述のようなタンデム型の画像形成装置において駆動ローラー33の速度が不安定になると、ベルト移動方向D31への中間転写ベルト31の移動速度が変動することとなる。その結果、中間転写ベルト31表面において異なる色のトナー像の転写位置がベルト移動方向D31にずれて、副走査方向へのレジストずれが発生するおそれがある。これに対して、エンジンコントローラーECが算出したベルト移動方向D31への中間転写ベルト31の速度変動に基づいて、ベルト移動方向D31への中間転写ベルト31の位置を調整することで、このベルト移動方向D31へのレジストずれを効果的に抑制することができる。
【0054】
以上のように、この実施形態では、ベルト移動方向D31(副走査方向)が本発明の「第1の方向」に相当し、ベルト移動方向D31に垂直もしくは略垂直な方向(主走査方向)が本発明の「第2の方向」に相当する。また、中間転写ベルト31が本発明の「像担持体ベルト」に相当し、第1センサーSC1が本発明の「第1の検出部」に相当し、第2センサーSC2が本発明の「第2の検出部」に相当し、エンジンコントローラーECが本発明の「算出部」に相当する。また、第1・第2センサーSC1、SC2の検出結果に含まれる低周波成分が本発明の「第1の周波数成分」に相当し、第1・第2センサーSC1、SC2の検出結果に含まれる高周波成分が本発明の「第2の周波数成分」に相当する。また、ローパスフィルター101が本発明の「第1のフィルター」に相当し、第1・第2バンドパスフィルター104、105が本発明の「第2のフィルター」に相当し、ローパスフィルター101の遮断周波数fcl以下の帯域が本発明の「第1の通過帯域」に相当し、バンドパスフィルター104、105の帯域(fb1以上かつfb2以下の帯域)が本発明の「第2の通過帯域」に相当する。また、エンジンコントローラーEC、可動テーブル用モーターM55および蛇行制御機構5が協働して本発明の「位置調整部」として機能し、エンジンコントローラーEC、駆動ローラー用モーターM33および駆動ローラー33が協働して本発明の「速度調整部」として機能している。
【0055】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したものに対して種々の変更を加えることが可能である。例えば、エンジンコントローラーECが算出した、主走査方向への中間転写ベルト31の位置変動やベルト移動方向D31への中間転写ベルトの速度変動を、上述した以外の対象を制御するために用いることもできる。具体的には、上記実施形態では、エンジンコントローラーECが算出したベルト移動方向D31への中間転写ベルト31の速度変動に基づいて、ベルト移動方向D31への中間転写ベルト31の速度を調整していた。しかしながら、この中間転写ベルト31の速度変動の算出値に基づいて、露光ユニット23が感光体ドラム21表面に潜像形成するタイミング(露光開始タイミング)を調整して、ベルト移動方向D31へのレジストずれを抑制するように構成しても良い。
【0056】
また、上記実施形態では、2つのセンサーSC1、SC2のうち、第1センサーSC1の検出結果に含まれる低周波成分が抽出されていた。しかしながら、2つのセンサーSC1、SC2のうちの第2センサーSC2(第1の検出部)の検出結果に含まれる低周波成分を求めても良く、あるいは、両方のセンサーSC1、SC2それぞれの検出結果に含まれる低周波成分を求めても良い。
【0057】
また、中間転写ベルト31の端面を検出するセンサーの個数や位置は上述したものに限られず、適宜変更可能である。
【0058】
また、感光体ドラム21の変わりに、ローラーに巻き掛けられて循環移動する無端状の感光体ベルトに対して潜像を形成する構成には、この感光体ベルトの駆動制御に本発明を適用することもできる。そこで、例えば、感光体ベルトの一端面を検出する2つのセンサーの検出結果から低周波成分と高周波成分とをそれぞれ求めて、感光体ベルトの主走査方向における位置変動およびベルト移動方向1における速度変動の両方を求めるように構成しても良い。要するに、その表面に像を担持する像担持体ベルト全般に対して、本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【0059】
31…中間転写ベルト、 SC1…第1センサー、 SC2…第2センサー、 EC…エンジンコントローラー、 101…ローパスフィルター、 104…第1バンドパスフィルター、 105…第2バンドパスフィルター、 D31…ベルト移動方向

【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1の方向に移動するとともに像を担持する像担持体ベルトと、
前記像担持体ベルトの一端部を検出する第1の検出部と、
前記第1の検出部の前記第1の方向に配設されて、前記像担持体ベルトの前記一端部を検出する第2の検出部と、
前記第1の検出部の検出結果から、前記第1の方向に垂直もしくは略垂直な第2の方向の前記像担持体ベルトの位置の変動を算出するとともに、前記第1の検出部の検出結果および前記第2の検出部の検出結果から、前記第1の方向の前記像担持体ベルトの速度の変動を算出する算出部と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項2】
前記算出部は、前記第1の検出部の検出結果に含まれる第1の周波数成分を求め、前記第1の周波数成分から前記第2の方向の前記像担持体ベルトの位置の変動を算出するとともに、前記第1の検出部の検出結果に含まれる前記第1の周波数成分よりも高い周波数の第2の周波数成分および前記第2の検出部の検出結果に含まれる前記第2の周波数成分を求め、前記第1の検出部の検出結果に含まれる前記第2の周波数成分及び前記第2の検出部の検出結果に含まれる前記第2の周波数成分から前記第1の方向の前記像担持体ベルトの速度の変動を算出する請求項1に記載の画像形成装置。
【請求項3】
前記算出部は、第1の通過帯域を有する第1のフィルターと、前記第1の通過帯域よりも高い第2の通過帯域を有する第2のフィルターとを有し、前記第1の周波数成分は前記第1のフィルターにより抽出される前記第1の通過帯域の周波数成分であり、前記第2の周波数成分は前記第2のフィルターにより抽出される前記第2の通過帯域の周波数成分である請求項2に記載の画像形成装置。
【請求項4】
前記第1のフィルターはローパスフィルターであり、前記第2のフィルターはバンドパスフィルターである請求項3に記載の画像形成装置。
【請求項5】
前記算出部は、前記第1の検出部の検出結果に含まれる前記第2の周波数成分の波形と、前記第2の検出部の検出結果に含まれる前記第2の周波数成分の波形との時間差から、前記第1の方向の前記像担持体ベルトの速度の変動を算出する請求項2ないし4のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項6】
前記算出部が算出した前記第2の方向の前記像担持体ベルトの位置の変動に基づいて、前記第2の方向の前記像担持体ベルトの位置を調整する位置調整部を有する請求項1ないし5のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項7】
前記算出部が算出した前記第1の方向の前記像担持体ベルトの速度の変動に基づいて、前記第1の方向の前記像担持体ベルトの速度を調整する速度調整部を有する請求項1ないし6のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項8】
第1の方向に移動する像担持体ベルトの一端部を第1の検出部で検出し、
前記第1の検出部で前記像担持体ベルトの一端部を検出した後に、前記像担持体ベルトの一端部を第2の検出部で検出し、
前記第1の検出部の検出結果から、前記第1の方向に垂直もしくは略垂直な第2の方向の前記像担持体ベルトの位置の変動を算出するとともに、前記第1の検出部の検出結果および前記第2の検出部の検出結果から、前記第1の方向の前記像担持体ベルトの速度の変動を算出する
ことを特徴とする画像形成方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【公開番号】特開2012−159783(P2012−159783A)
【公開日】平成24年8月23日(2012.8.23)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−20721(P2011−20721)
【出願日】平成23年2月2日(2011.2.2)
【出願人】(000002369)セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Fターム(参考)】