画像形成装置
【課題】駆動ローラの回転量を検知するエンコーダと実際の搬送ベルトによって搬送される用紙の移動量との間には部品精度の積み上げ誤差、駆動ローラの偏心、振れ、搬送ベルトの厚みの変動が介在して用紙の送り量が変化する。
【解決手段】送り補正量演算部４１２は、搬送ローラ３２の偏心及び搬送ベルト３１の厚み変動を検出する変位変動検出器２４１からの検出信号に基づいて、搬送ローラ３２の偏心及び搬送ベルト３１の厚み変動に応じた搬送ベルト３１の移動量の補正量を演算し、この補正量を速度・位置プロファイル格納部４０６に与えることで速度・位置プロファイルが補正されて比較演算部４０５に与えられ、目標移動量が補正される。
【解決手段】送り補正量演算部４１２は、搬送ローラ３２の偏心及び搬送ベルト３１の厚み変動を検出する変位変動検出器２４１からの検出信号に基づいて、搬送ローラ３２の偏心及び搬送ベルト３１の厚み変動に応じた搬送ベルト３１の移動量の補正量を演算し、この補正量を速度・位置プロファイル格納部４０６に与えることで速度・位置プロファイルが補正されて比較演算部４０５に与えられ、目標移動量が補正される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像形成装置に関し、特に搬送ベルトを用いて媒体を搬送する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、プリンタ、ファックス、コピア、プロッタ、或いはこれらの内の複数の機能を複合した画像形成装置としては、例えば、記録液（液体）の液滴を吐出する液体吐出ヘッドで構成した記録ヘッドを含む液体吐出装置を用いて、媒体（以下、「用紙」ともいうが材質を限定するものではなく、また、被記録媒体、記録媒体、転写材、記録紙、シート材なども同義で使用する。）を搬送しながら、液体としての記録液（以下、インクともいう。）を用紙に付着させて画像形成（記録、印刷、印写、印字も同義語で用いる。）を行なうものがある。
【０００３】
ここで、「画像形成装置」とは、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の媒体に液体を吐出して画像形成を行う装置、電子写真方式その他の方式によって媒体に画像を形成する装置を意味する。また、「画像形成」とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与することをも意味する。また、「液体」とは、記録液、インクに限るものではなく、吐出されるときに流体となるものであれば特に限定されるものではない。
【０００４】
このよう液体吐出方式の画像形成装置において、用紙を高い平面性で搬送するために、搬送ベルトに用紙を静電吸着して搬送するものが知られているが、最近では、インクの耐光性、経時劣化性の改善を改善するために染料系から顔料系に変わり、しかも、粘度の高粘度化が進んでいる結果、インクの高粘度化により記録紙への滲みが激減するものの、逆に、インク滴の着弾位置ズレが生じた場合、白スジ、黒スジ、バンディングなどが目立ち易くなり、特に、用紙送りの停止位置精度を高めなければならなくなっている。
【０００５】
従来、特許文献１に記載されているように、駆動伝達回転体を介して制御対象回転体に伝達される回転駆動力を発生する回転駆動源の回転軸の回転角変位又は回転角速度を検出し、該検出結果に基づいて該回転駆動源を制御することにより、該制御対象回転体の回転を制御する回転駆動制御方法であって、駆動条件が互いに異なる２種類以上の制御パターンで該回転駆動源を制御し、各制御パターンによる制御時に、該制御対象回転体が既定回転角を回転するときの回転時間を計測し、各回転時間の計測結果に基づいて該制御対象回転体の１回転周期の回転速度変動の振幅及び位相を求め、該回転速度変動の振幅及び位相に基づいて該回転駆動源を制御することが知られている。
【特許文献１】特開２００５−０９４９８７号公報
【０００６】
また、特許文献２に記載されているように、無端状のベルトが掛け渡された複数の支持回転体のうち回転駆動力が伝達される駆動支持回転体の回転を制御することにより、該ベルトの駆動を制御するベルト駆動制御方法であって、上記複数の支持回転体のうち上記回転駆動力の伝達に寄与しない従動支持回転体の回転角変位又は回転角速度を検出し、該従動支持回転体の回転角変位又は回転角速度の検出結果から、上記ベルトの周方向の周期的な厚さ変動に対応した周波数を有する該回転角変位又は該回転角速度の交流成分を抽出し、該交流成分の振幅及び位相に基づいて、上記駆動支持回転体の回転を制御するものが知られている。
【特許文献２】特許第３６７７６０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、液体吐出方式の画像形成装置において、搬送ベルトを用いる場合、駆動ローラと従動ローラとの間に搬送バルトを掛け回し、駆動ローラに設けたエンコーダの出力信号に応じて搬送ベルトの停止位置制御を行っている。
【０００８】
この場合、駆動ローラの回転量を検知するエンコーダと実際の搬送ベルトによって搬送される用紙の移動量との間には、駆動ローラや搬送ベルトの部品精度の積み上げ誤差、駆動ローラの偏心、振れ、温度などによる駆動ローラの径の変動、温度などによる搬送ベルトの厚みの変動が介在するために、所定の制御量で駆動ローラを駆動制御しても用紙の送り量が変化することがある。
【０００９】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、搬送ベルトの送り精度を高めた画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、少なくとも駆動ローラと従動ローラとの間に掛け回され、画像が形成される媒体を搬送する搬送ベルトと、駆動ローラの偏心及び搬送ベルトの厚みの変動を検出する検出手段と、この検出手段の検出結果に基づいて駆動ローラの回転を制御する制御手段とを備えている構成とした。
【００１１】
ここで、検出手段は駆動ローラに対向する位置で検出を行う構成とできる。また、検出手段は搬送ベルトの幅方向に複数配置されている構成とできる。また、駆動ローラにはエンコーダホイールが設けられ、このエンコーダホイールには１周の基準となるマークが設けられている構成とできる。また、搬送ベルトには１周の基準となるマークが設けられている構成とできる。また、搬送ベルトの周長と駆動ローラの周長の比が整数である構成とできる。
【００１２】
また、検出手段は従動ローラの回転に基づいて駆動ローラの偏心及び搬送ベルトの厚みの変動を検出する構成とできる。この場合、検出手段は従動ローラの回転に応じて１周で整数個出力されるパルスをカウントして駆動ローラの偏心及び搬送ベルトの厚みの変動を検出する構成とできる。また、検出手段は従動ローラの回転に応じて出力されるパルスを基準として駆動ローラに設けられたロータリエンコーダからの出力をカウントして駆動ローラの偏心及び搬送ベルトの厚みの変動を検出する構成とできる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る画像形成装置によれば、少なくとも駆動ローラと従動ローラとの間に掛け回された搬送ベルトと、駆動ローラの偏心及び搬送ベルトの厚みの変動を検出する検出手段と、この検出手段の検出結果に基づいて駆動ローラの回転を制御する制御手段とを備えている構成としたので、駆動ローラの偏心や搬送ベルトの厚み変動による媒体送り量の変動を低減することができて、高精度に媒体を送ることができ、高画質画像を形成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。本発明に係る画像形成装置の一例の概要について図１ないし図４を参照して説明する。なお、図１は同画像形成装置の全体構成を示す概略構成図、図２は同装置の画像形成部及び副走査搬送部の平面説明図、図３は同じく側面説明図、図４は同じく搬送ベルトの平面説明図である。
【００１５】
この画像形成装置は、装置本体１の内部（筺体内）に、用紙を搬送しながら画像を形成するための画像形成部（手段）２及び用紙を搬送するための副走査搬送部（手段）３等を有し、装置本体１の底部に設けた給紙カセットを含む給紙部（手段）４から用紙５を１枚ずつ給紙して、副走査搬送部３によって用紙５を画像形成部２に対向する位置で搬送しながら、画像形成部２によって用紙５に液滴を吐出して所要の画像を形成（記録）した後、片面印刷の場合には排紙搬送部（手段）７を通じて装置本体１の上面に形成した排紙トレイ８上に用紙５を排紙する。
【００１６】
また、この画像形成装置は、画像形成部２で形成する画像データ（印刷データ）の入力系として、装置本体１の上部で排紙トレイ８の上方には画像を読み取るための画像読取部（スキャナ部）１１を備えている。この画像読取部１１は、照明光源１３とミラー１４とを含む走査光学系１５と、ミラー１６、１７を含む走査光学系１８とが移動して、コンタクトガラス１２上に載置された原稿の画像の読み取りを行い、走査された原稿画像がレンズ１９の後方に配置した画像読み取り素子２０で画像信号として読み込まれ、読み込まれた画像信号はデジタル化され画像処理され、画像処理した印刷データを印刷することができる。
【００１７】
ここで、この画像形成装置の画像形成部２は、図２にも示すように、ガイドロッド２１及び図示しないガイドレールでキャリッジ２３を片持ちで主走査方向に移動可能に保持し、主走査モータ２７で駆動プーリ２８Ａと従動プーリ２８Ｂ間に架け渡したタイミングベルト２９を介して主走査方向に移動走査する。
【００１８】
そして、このキャリッジ２３上に、それぞれの色の液滴を吐出する液滴吐出ヘッドからなる記録ヘッド２４を搭載し、キャリッジ２３を主走査方向に移動させ、副走査搬送部３によって用紙５を用紙搬送方向（副走査方向）に送りながら記録ヘッド２４から液滴を吐出させて画像形成を行なうシャトル型としている。なお、ライン型ヘッドを用いることもできる。
【００１９】
記録ヘッド２４は、それぞれブラック（Ｋ）インクを吐出する２個の液滴吐出ヘッド２４ｋ１、２４ｋ２と、シアン（Ｃ）インク、マゼンタ（Ｍ）インク、イエロー（Ｙ）インクを吐出するそれぞれ１個の液滴吐出ヘッド２４ｃ、２４ｍ、２４ｙの計５個の液滴吐出ヘッド（以下、色を区別しないときは「記録ヘッド２４」という。）で構成され、キャリッジ２３に搭載した各サブタンク２５からそれぞれ各色のインクが供給される。
【００２０】
一方、図１に示すように、装置本体１の前面からカートリッジ装着部に、ブラック（Ｂｋ）インク、シアン（Ｃ）インク、マゼンタ（Ｍ）インク、イエロー（Ｙ）インクをそれぞれ収容した記録液カートリッジである各色のインクカートリッジ２６を着脱自在に装着でき、各色のインクカートリッジ２６から各色のサブタンク２５にインクを供給する。なお、ブラックインクは１つのインクカートリッジ２６から２つのサブタンク２５に供給する構成としている。
【００２１】
なお、記録ヘッド２４としては、インク流路内（圧力発生室）のインクを加圧する圧力発生手段（アクチュエータ手段）として圧電素子を用いてインク流路の壁面を形成する振動板を変形させてインク流路内容積を変化させてインク滴を吐出させるいわゆるピエゾ型のもの、或いは、発熱抵抗体を用いてインク流路内でインクを加熱して気泡を発生させることによる圧力でインク滴を吐出させるいわゆるサーマル型のもの、インク流路の壁面を形成する振動板と電極とを対向配置し、振動板と電極との間に発生させる静電力によって振動板を変形させることで、インク流路内容積を変化させてインク滴を吐出させる静電型のものなどを用いることができる。
【００２２】
また、キャリッジ２３の走査方向一方側の非印字領域には、図２に示すように、記録ヘッド２４のノズルの状態を維持し、回復するための維持回復装置１２１を配置している。この維持回復装置１２１は、５個の記録ヘッド２４の各ノズル面をキャピングするための吸引用及び保湿用を兼ねたキャップ１２２ａと、保湿用キャップ１２２１２２ｂ〜１２２ｅと、記録ヘッド２４のノズル面をワイピングするためのワイパーブレード１２４と、記録（画像形成）に寄与しない液滴の吐出（空吐出）を行なうための空吐出受け部材１２５などを備えている。
【００２３】
さらに、キャリッジ２３の走査方向他方側の非印字領域には、図２に示すように、５個の記録ヘッド２４から記録（画像形成）に寄与しない液滴の吐出（空吐出）を行なうための空吐出受け部材１２６を備えている。この空吐出受け部材１２６には、記録ヘッド２４に対応して５個の開口１２７ａ〜１２７ｅ（区別しないときは「開口１２７」という。）を形成している。
【００２４】
副走査搬送部３は、図３にも示すように、下方から給紙された用紙５を略９０度搬送方向を転換させて画像形成部２に対向させて搬送するための、駆動ローラである搬送ローラ３２とテンションローラである従動ローラ３３間に架け渡した無端状の搬送ベルト３１と、この搬送ベルト３１の表面を帯電させるためにＡＣバイアス供給部から交番電圧である高電圧が印加される帯電手段である帯電ローラ３４と、搬送ベルト３１を画像形成部２の対向する領域でガイドするプラテンガイド部材３５と、用紙５を搬送ローラ３２に対向する位置で搬送ベルト３１に押し付ける２個の押さえコロ（加圧コロ）３６と、画像形成部２によって画像が形成された用紙５の上面側を押えるガイド板３７と、画像が形成された用紙５を搬送ベルト３１から分離するための分離爪３８、搬送ベルト３１を搬送ローラ３２側に押し付ける加圧コロ３９などとを備えている。
【００２５】
この副走査搬送部３の搬送ベルト３１は、ＤＣブラシレスモータを用いた副走査モータ１３１によって、タイミングベルト１３２及びタイミングローラ１３３を介して搬送ローラ３２が回転されることで、図２の用紙搬送方向（副走査方向）に周回するように構成している。
【００２６】
また、従動ローラ３３と帯電ローラ３４との間に、搬送ベルト３１の表面に付着した紙粉等を除去するための図示しないクリーニング手段（ここではマイラを用いている。）と、搬送ベルト３１表面の電荷を除去するための除電ブラシ１３６とを備えている。
【００２７】
さらに、搬送ローラ３２の軸３２ａには高分解能のエンコーダホイール（コードホール）１３７を取り付け、このエンコーダホイール１３７に形成したスリット１３７ａを検出する透過型フォトセンサからなるエンコーダセンサ１３８を設けて、これらのエンコーダホイール１３７とエンコーダセンサ１３８によってロータリエンコーダを構成している。
【００２８】
そして、ガイド部材３５は、搬送ベルト３１に接触する側をメッシュ構造にして、その中に、搬送ローラ３２の温度を検出するサーミスタなどからなる温度センサ（検出手段）２３４を配置している。具体的には、これらの搬送モータ、従動モータ、搬送ベルト３１、ガイド部材３５などは搬送ベルトユニット１００としてユニット化し、この搬送ベルトユニット１００内に搬送ローラ３２の温度を検出する温度センサ２３４を配置する。なお、温度センサ２３４としては接触型温度センサを用いることもできる。
【００２９】
ここで、搬送ローラ３２の構成について図５及び図６をも参照して説明する。なお、図５は同搬送ローラ３２の断面説明図、図６は同搬送ローラの側面説明図である。
この搬送ローラ３２は、アルミ中空管である三ツ矢管３２Ａの外周面にゴム層３２Ｂをコーティングで形成したものである。そして、搬送ローラ３２の両側の軸３２ａ（長い側を３２ａ１で、短い側を２３ａ２としている。）は、搬送ローラ３２とは異なる材料、例えば、ＳＵＳ材（あるいはＳＵＳ材にメッキを施して）から形成している。
【００３０】
このように、搬送ローラをアルミ中空管の表面にゴム層を形成した構成とすることで、ゴム層の環境温度に対する追従性を向上することができる。つまり、ゴム層が厚いと外気の温度変化に対しゴムの温度変化に遅れが生じ、しかも、内部まで均一温度になるのに長時間を有する。そこで、熱伝導率の高いアルミ中空管を使用してゴム層を薄くすることによって、ゴム層の温度変化を環境温度の変化に追従させることができる。
【００３１】
また、搬送ローラをアルミ中空管の表面にゴム層を形成した構成とすることにより、附属効果として、搬送ローラの捩れ剛性、曲げ剛性が高くなり、重量が軽くなる。更に、ゴム層が薄い（例えば２ｍｍ〜４ｍｍ程度でよい。）ことで、加工精度が高くなり、搬送時のゴム層の変形を低減することができる。
【００３２】
さらに、搬送ローラの両端の軸の材質として異種材料を使用することにより、軸材料のコストダウン、搬送ローラの低コスト化を図れる。軸の材質としてＳＵＭ材にメッキを施すことで、軸材料としてのコストが安く、搬送ローラのコストダウンを図れる。また、単なるＳＵＳ材とすることで、アルミ三ツ矢管に圧入した後での加工ができ、搬送ローラ軸の振れ精度を高めることができる。
【００３３】
給紙部４は、装置本体１の前面側から抜き差し可能で、多数枚の用紙５を積載して収納する給紙カセット４１と、給紙カセット４１内の用紙５を１枚ずつ分離して送り出すための給紙コロ４２及びフリクションパッド４３と、給紙された用紙５をレジストするレジストローラ４４を備えている。また、この給紙部４は、多数枚の用紙５を積載して収容するための手差しトレイ４６及び手差しトレイ４６から１枚ずつ用紙５を給紙するための手差しコロ４７と、装置本体１の下側にオプションで装着される給紙カセットや後述する両面ユニット１０から給紙される用紙５を搬送するための搬送コロ４８を備えている。給紙コロ４２、レジストローラ４４、手差しコロ４７、搬送コロ４８などの副走査搬送部３へ用紙５を給送するための部材は図示しない電磁クラッチを介してＨＢ型ステッピングモータからなる給紙モータ（駆動手段）４９によって回転駆動される。
【００３４】
排紙搬送部７は、副走査搬送部３の分離爪３８で分離された用紙５を搬送する３個の搬送ローラ７１ａ、７１ｂ、７１ｃ（区別しないときは「搬送ローラ７１」という。）及びこれに対向する拍車７２ａ、７２ｂ、７２ｃ（同じく「拍車７２」という。）と、排紙ローラ７１及び拍車７２間で搬送される用紙５をガイドする下ガイド部７３及び上ガイド部７４と、下ガイド部７３及び上ガイド部７４の間から送り出される用紙５を、第１の搬送経路である反転排紙経路８１を通じて反転してフェイスダウンで排紙トレイ８へ送り出すための反転ローラ対７７及び反転排紙ローラ対７８とを備えている。
【００３５】
そして、この画像形成装置においては、図３に示すように、搬送ローラ３２の偏心及び搬送ベルト３１の厚みを検出する検出手段として、搬送ベルト３１が巻き付けられた搬送ローラ３２の垂直方向に搬送ベルト３１に変位変動を検出する変位変動検出器２４１を設けている。搬送ローラの偏心及び搬送ベルトの厚みを検出する検出手段を搬送ローラに対向する位置に配置することで、搬送ローラの偏心及び搬送ベルトの厚みを同時に検出することができる。
【００３６】
この変位変動検出器２４１として、接触式センサを用いれば搬送ベルト３１の表面に付着する紙粉、汚れなどの影響を受けないで確実に検出できる。接触式センサとしては、ダイヤルゲージと同じ原理のものを用いればよい。また、変位変動検出器２４１として、光学センサなどの接触式センサを用いれば搬送ベルト３１にキズがつくおそれを防止できる。また、変位変動検出器２４１は搬送ベルト３１の幅方向（周回方向に直交する方向であり、この例では主走査方向でもある。）に複数個（この例では３個）配置している。このように、搬送ベルトの幅方向に複数個の検出手段を配置することによって主走査位置での変動を最小限に抑えた制御を行うことができるようになる。
【００３７】
なお、搬送ローラの偏心及び搬送ベルトの厚みを検出する検出手段を、このように画像形成装置本体１内に配置することで、搬送ローラや搬送ベルトの経時的な変化や環境の変化に対応することができる。これに代えて、搬送ローラの偏心及び搬送ベルトの厚みを検出する検出手段を必要なときに画像形成装置本体に設置及び取り外し可能な構成とする、つまり、治具化することにより、装置本体のコストダウンを図ることもできる。
【００３８】
また、図３に示すように、搬送ローラ３２の回転に応じて回転するエンコーダホイール１３７には１周の基準となるマーク（基準マーク）２４２を設け、基準マーク２４２を検出する１周基準マークセンサ２４３を設けている。さらに、図４に示すように、搬送ベルト３１には１周の基準となるマーク（基準マーク）２４４を設け、この基準マーク２４４を検出する1周基準マークセンサ２４５を設けている。なお、基準マーク２４２、２４４は、センサ２４３、２４５として透過型フォトセンサを用いる場合にはスリットあるいは孔であり、反射型フォトセンサを用いる場合には反射部材である。
【００３９】
このように、エンコーダホイール（コードホイール）に１周の基準になるマークを設けることによって搬送ローラの基準位置を容易に決定することができ制御が容易になる。また、搬送ベルトに１周の基準になるマークを設けることによって搬送ベルトの基準位置を容易に決定することができ制御が容易になる。
【００４０】
ここで、搬送ベルト３１の周長及び搬送ローラ３２の周長は、両周長の比が整数になるように設定している。これにより、搬送ベルト３１の１周期分の変動量を検出、記憶することで、リアルタイムでの測定の必要がなくなり、事前に送り量を決定でき、制御システムの簡易化（フィードフォワード制御化）も可能になり、コストダウンを図れる。.
【００４１】
次に、この画像形成装置の制御部の概要について図７のブロック図を参照して説明する。
この制御部３００は、ＣＰＵ３０１と、ＣＰＵ３０１が実行するプログラム、その他の固定データを格納するＲＯＭ３０２と、画像データ等を一時格納するＲＡＭ３０３と、装置の電源が遮断されている間もデータを保持するための不揮発性メモリ（ＮＶＲＡＭ）３０４と、画像データに対する各種信号処理、並び替え等を行なう画像処理やその他装置全体を制御するための入出力信号を処理するＡＳＩＣ３０５とを含む、この装置全体の制御を司る主制御部３１０を備えている。
【００４２】
また、この制御部３００は、ホスト側と主制御部３１０との間に介在して、データ、信号の送受を行なうための外部Ｉ／Ｆ３１１と、記録ヘッド２４を駆動制御するためのヘッドドライバを含む印刷制御部３１２と、キャリッジ２３を移動走査する主走査モータ２７を駆動するための主走査駆動部３１３と、副走査モータ１３１を駆動するための副走査駆動部３１４と、給紙モータ４９を駆動するための給紙駆動部３１５と、排紙搬送部７の各ローラを駆動する排紙モータ７９を駆動するための排紙駆動部３１６と、維持回復機構１２１を駆動する維持回復モータ１２９を駆動するための回復系駆動部３１８と、帯電ベルト３４にＡＣバイアスを供給するＡＣバイアス供給部３１９、画像読取部１１を制御するスキャナ制御部３２０などとを備えている。
【００４３】
また、主制御部に３１０は、搬送ローラ３２の温度を検出する温度センサ２３４の検出信号、変位変動検出器２４１の検出信号、1周基準マークセンサ２４３、２４５などの各種センサの検出信号を入力する。また、主制御部３１０は、装置本体１に設けたテンキー、プリントスタートキーなどの各種キー及び各種表示器を含む操作／表示部３２７との間で必要なキー入力の取り込み、表示情報の出力を行なう。
【００４４】
さらに、この主制御部３１０は、キャリッジ２３の移動量及び移動速度を検出するためのリニアエンコーダ４０１からの出力信号が入力され、このリニアエンコーダ４０１からの出力信号に基づいて主走査駆動部３１３を介して主走査モータ２７を駆動制御することによってキャリッジ２３の移動制御を行なう。
【００４５】
また、搬送ベルト３１の移動量及び移動速度を検出するための前述したコードホイール（エンコーダホイール）１３７とフォトセンサ（エンコーダセンサ）１３８によって構成されるロータリエンコーダ４０２からの出力信号が入力され、このロータリエンコーダ４０２からの出力信号に基づいて副走査駆動部３１４を介して副走査モータ１３１を駆動制御することによって搬送ローラ３２を介して搬送ベルト３１の移動制御を行なう。このとき、主制御部３１０は、本発明に係る制御手段を兼ねており、変位変動検出器２４１の検出信号や基準マークセンサ２４３、２４５の検出信号に基づいて搬送ローラ３２の駆動制御を行うようにしている。
【００４６】
このように構成した画像形成装置における画像形成動作について簡単に説明すると、ＡＣバイアス供給部３１９から帯電ローラ３４に交番電圧である正負極の矩形波の高電圧を印加することによって、帯電ローラ３４は搬送ベルト３１の絶縁層（表層）に当接しているので、搬送ベルト３１の表層には、正と負の電荷が搬送ベルト３１の搬送方向に対して交互に帯状に印加され、搬送ベルト３１上に所定の帯電幅で帯電が行われて不平等電界が生成される。
【００４７】
そこで、給紙部４から用紙５が給紙されて搬送ローラ３２と押えコロ３６との間の、正負極の電荷が形成されることによって不平等電界が発生している搬送ベルト３１上へと送り込まれると、用紙５は電界の向きにならって瞬時に分極し、静電吸着力で搬送ベルト３１上に吸着され、搬送ベルト３１の移動に伴って搬送される。
【００４８】
そして、この搬送ベルト３１で用紙５を間歇的に搬送しながら、用紙５上に印刷データに応じて記録ヘッド２４から記録液の液滴を吐出して画像を形成（印刷）し、画像形成が行なわれた用紙５の先端側を分離爪３８で搬送ベルト３１から分離して排紙搬送部７によって搬送して排紙トレイ８に排紙する。
【００４９】
そこで、この画像形成装置における副走査モータの駆動制御について図８をも参照して説明する。なお、図８は主制御部３１０における副走査の駆動制御に係わる部分を機能的に説明するブロック説明図である。
まず、搬送ローラ３２の軸３２ａに設けたコードホイール１３７とエンコーダセンサ１３８で構成されるロータリエンコーダ４０２の出力信号（出力パルス）は、エンコーダ信号処理部４０３に与えられ、このエンコーダ信号処理部４０３で速度及び位置情報に変換される。そして、得られた速度及び位置情報をＡＳＩＣなどでも構成できる信号処理合成部４０４にて合成処理した後、比較演算部４０５に与える。
【００５０】
一方、この比較演算部４０５には速度・位置プロファイル格納部４０６に格納されている速度・位置プロファイルの情報が与えられており、比較演算部４０５はこれらの信号処理合成部４０４から与えられる速度及び位置情報（の合成情報）と速度・位置プロファイル格納部４０６に格納されている速度・位置プロファイルの情報とを比較して、目標位置と現在位置との偏差を演算する。
【００５１】
そして、この比較演算部４０５で得られた偏差に基づいてＰＩＤ制御演算部４０７はＰＩＤ演算を行ってＰＷＭ信号を生成する。つまり、ＰＩＤ制御演算部４０７は、比較演算部４０５からの偏差に対してＰＩＤ（比例、積分、微分）制御を行って制御値を演算する。ここでは、副走査モータ１３１をＰＷＭ（Pulse Width Modulation：パルス幅変調）制御で駆動するものとして、ＰＩＤ制御演算部４０７は偏差に対してＰＩＤ制御を行ってＰＷＭのデューティ比を求め、このＰＷＭのデューティ比をモータドライバ（副走査駆動部）３１４に与えてＰＷＭ制御で副走査モータ１３１を駆動させることにより、搬送ベルト３１を目標とする速度で目標とする移動量だけ移動させて目標とする位置に駆動するようにしている。
【００５２】
一方、伸び補正量演算部４１１は、温度センサ２３４からの検出信号に基づいて搬送ローラ３２の温度変化に伴う径の変動量に基づいて搬送ベルト３１の移動量の補正量を演算し、この補正量を速度・位置プロファイル格納部４０６に与える。速度・位置プロファイル格納部４０６は、伸び補正量演算部４１１から与えられる補正量に応じて速度・位置プロファイルを補正して比較演算部４０５に与える。
【００５３】
また、送り補正量演算部４１２は、変位変動検出器２４１からの検出信号に基づいて搬送ローラ３２の偏心及び搬送ベルト３１の厚み変動に基づいて搬送ベルト３１の移動量の補正量を演算し、この補正量を速度・位置プロファイル格納部４０６に与える。速度・位置プロファイル格納部４０６は、送り補正量演算部４１２から与えられる補正量に応じて速度・位置プロファイルを補正して比較演算部４０５に与える。
【００５４】
したがって、搬送ローラ３２の偏心及び搬送ベルト３１の厚み変動に基づいて補正された速度・位置プロファイルによる目標移動量が比較演算部４０５に与えられて偏差が演算され、ＰＩＤ制御演算部４０７に与えられるので、搬送ローラ３２の偏心及び搬送ベルト３１の厚み変動に応じて補正された移動量で搬送ベルト３１が移動されるので、正確な用紙の送り制御を行なうことができ、滴着弾位置ズレを低減することができる。
【００５５】
次に、本発明の第２実施形態について図９及び図１０を参照して説明する。なお、図９は同実施形態の画像形成装置の副走査搬送部の説明図、図１０は同画像形成装置の制御部の概要を示すブロック説明図、図１１は同制御部の主制御部３１０における副走査の駆動制御に係わる部分を機能的に説明するブロック説明図である。
【００５６】
ここでは、従動ローラ３３の軸にエンコーダホイール（コードホイール）及びエンコーダホイールのスリットを検出するエンコーダセンサからなる従動軸検出器２５１を設け、この従動軸検出器２５１の検出信号を主制御部３１０に入力している。
【００５７】
なお、従動軸検出器２５１は従動ローラ３３の１周期で整数パルスをカウントすることが好ましい。また、従動ローラ３３の径と搬送ローラ３２の径とは、両者の径の比が整数比になるように設定することが好ましい。このように構成することで、搬送ローラ３２の偏心及び搬送ベルト３１の厚み変動の検出が簡単になる。
【００５８】
そして、図１１に示すように、送り補正量演算部４２２は、従動軸検出器２５１の出力信号と搬送ローラ３２側のロータリエンコーダ４０２の出力信号に基づいて搬送ローラ３２の偏心及び搬送ベルト３１の厚み変動に応じた送り量の補正量を演算して、速度・位置プロファイル格納部４０６に与える。つまり、送り補正量演算部４２２は、従動軸検出器２５１の検出値を基準タイミングとして搬送ローラ３２の回転に応じたロータリエンコーダ４０２の出力信号をカウントすることによって搬送ローラ３２の偏心及び搬送ベルト３１の厚み変動を検出し、この検出結果に応じた補正量を演算する。
【００５９】
速度・位置プロファイル格納部４０６は、送り補正量演算部４２２から与えられる補正量に応じて速度・位置プロファイルを補正して比較演算部４０５に与える。
【００６０】
したがって、搬送ローラ３２の偏心及び搬送ベルト３１の厚み変動に基づいて補正された速度・位置プロファイルによる目標移動量が比較演算部４０５に与えられて偏差が演算され、ＰＩＤ制御演算部４０７に与えられるので、搬送ローラ３２の偏心及び搬送ベルト３１の厚み変動に応じて補正された移動量で搬送ベルト３１が移動されるので、正確な用紙の送り制御を行なうことができ、滴着弾位置ズレを低減することができる。
【００６１】
なお、上記実施形態においては、本発明をマルチファンクション（ＭＦＰ）の画像形成装置に適用した例で説明したが、プリンタやファクシミリ装置などの他の画像形成装置にも同様に適用することができる。また、インク以外の記録液を使用する画像形成装置、画像形成に液体を使用しない、例えば電子写真方式の画像形成装置にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の全体構成を示す概略構成図である。
【図２】同装置の画像形成部及び副走査搬送部の平面説明図である。
【図３】同じく側面説明図である。
【図４】同じく搬送ベルトの平面説明図である。
【図５】同装置の搬送ローラの断面説明図である。
【図６】同じく側面説明図である。
【図７】同じく制御部の概要を説明するブロック図である。
【図８】同制御部における副走査モータの駆動制御に係わる部分を機能的に説明するブロック説明図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る画像形成装置の副走査搬送部の側面説明図である。
【図１０】同装置の制御部の概要を説明するブロック図である。
【図１１】同制御部における副走査モータの駆動制御に係わる部分を機能的に説明するブロック説明図である。
【符号の説明】
【００６３】
１…装置本体
２…画像形成部
３…副走査搬送部
４…給紙部
５…用紙（被記録媒体）
７…排紙搬送部
８…排紙トレイ
１１…画像読取部
２３…キャリッジ
２４…記録ヘッド
３１…搬送ベルト
３２…搬送ローラ（駆動ローラ）
３３…従動ローラ（テンションローラ）
４１…給紙コロ
４４…レジストローラ
４９…給紙モータ
１３１…副走査モータ
２４１…変位変動検出器（検出手段）
２４２…基準マーク
２４３…基準マークセンサ
２４４…基準マーク
２４５…基準マークセンサ
２５１…従動軸検出器
４０２…ロータリエンコーダ
４１１…伸び補正量演算部
４１２…送り補正量演算部
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像形成装置に関し、特に搬送ベルトを用いて媒体を搬送する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、プリンタ、ファックス、コピア、プロッタ、或いはこれらの内の複数の機能を複合した画像形成装置としては、例えば、記録液（液体）の液滴を吐出する液体吐出ヘッドで構成した記録ヘッドを含む液体吐出装置を用いて、媒体（以下、「用紙」ともいうが材質を限定するものではなく、また、被記録媒体、記録媒体、転写材、記録紙、シート材なども同義で使用する。）を搬送しながら、液体としての記録液（以下、インクともいう。）を用紙に付着させて画像形成（記録、印刷、印写、印字も同義語で用いる。）を行なうものがある。
【０００３】
ここで、「画像形成装置」とは、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の媒体に液体を吐出して画像形成を行う装置、電子写真方式その他の方式によって媒体に画像を形成する装置を意味する。また、「画像形成」とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与することをも意味する。また、「液体」とは、記録液、インクに限るものではなく、吐出されるときに流体となるものであれば特に限定されるものではない。
【０００４】
このよう液体吐出方式の画像形成装置において、用紙を高い平面性で搬送するために、搬送ベルトに用紙を静電吸着して搬送するものが知られているが、最近では、インクの耐光性、経時劣化性の改善を改善するために染料系から顔料系に変わり、しかも、粘度の高粘度化が進んでいる結果、インクの高粘度化により記録紙への滲みが激減するものの、逆に、インク滴の着弾位置ズレが生じた場合、白スジ、黒スジ、バンディングなどが目立ち易くなり、特に、用紙送りの停止位置精度を高めなければならなくなっている。
【０００５】
従来、特許文献１に記載されているように、駆動伝達回転体を介して制御対象回転体に伝達される回転駆動力を発生する回転駆動源の回転軸の回転角変位又は回転角速度を検出し、該検出結果に基づいて該回転駆動源を制御することにより、該制御対象回転体の回転を制御する回転駆動制御方法であって、駆動条件が互いに異なる２種類以上の制御パターンで該回転駆動源を制御し、各制御パターンによる制御時に、該制御対象回転体が既定回転角を回転するときの回転時間を計測し、各回転時間の計測結果に基づいて該制御対象回転体の１回転周期の回転速度変動の振幅及び位相を求め、該回転速度変動の振幅及び位相に基づいて該回転駆動源を制御することが知られている。
【特許文献１】特開２００５−０９４９８７号公報
【０００６】
また、特許文献２に記載されているように、無端状のベルトが掛け渡された複数の支持回転体のうち回転駆動力が伝達される駆動支持回転体の回転を制御することにより、該ベルトの駆動を制御するベルト駆動制御方法であって、上記複数の支持回転体のうち上記回転駆動力の伝達に寄与しない従動支持回転体の回転角変位又は回転角速度を検出し、該従動支持回転体の回転角変位又は回転角速度の検出結果から、上記ベルトの周方向の周期的な厚さ変動に対応した周波数を有する該回転角変位又は該回転角速度の交流成分を抽出し、該交流成分の振幅及び位相に基づいて、上記駆動支持回転体の回転を制御するものが知られている。
【特許文献２】特許第３６７７６０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、液体吐出方式の画像形成装置において、搬送ベルトを用いる場合、駆動ローラと従動ローラとの間に搬送バルトを掛け回し、駆動ローラに設けたエンコーダの出力信号に応じて搬送ベルトの停止位置制御を行っている。
【０００８】
この場合、駆動ローラの回転量を検知するエンコーダと実際の搬送ベルトによって搬送される用紙の移動量との間には、駆動ローラや搬送ベルトの部品精度の積み上げ誤差、駆動ローラの偏心、振れ、温度などによる駆動ローラの径の変動、温度などによる搬送ベルトの厚みの変動が介在するために、所定の制御量で駆動ローラを駆動制御しても用紙の送り量が変化することがある。
【０００９】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、搬送ベルトの送り精度を高めた画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、少なくとも駆動ローラと従動ローラとの間に掛け回され、画像が形成される媒体を搬送する搬送ベルトと、駆動ローラの偏心及び搬送ベルトの厚みの変動を検出する検出手段と、この検出手段の検出結果に基づいて駆動ローラの回転を制御する制御手段とを備えている構成とした。
【００１１】
ここで、検出手段は駆動ローラに対向する位置で検出を行う構成とできる。また、検出手段は搬送ベルトの幅方向に複数配置されている構成とできる。また、駆動ローラにはエンコーダホイールが設けられ、このエンコーダホイールには１周の基準となるマークが設けられている構成とできる。また、搬送ベルトには１周の基準となるマークが設けられている構成とできる。また、搬送ベルトの周長と駆動ローラの周長の比が整数である構成とできる。
【００１２】
また、検出手段は従動ローラの回転に基づいて駆動ローラの偏心及び搬送ベルトの厚みの変動を検出する構成とできる。この場合、検出手段は従動ローラの回転に応じて１周で整数個出力されるパルスをカウントして駆動ローラの偏心及び搬送ベルトの厚みの変動を検出する構成とできる。また、検出手段は従動ローラの回転に応じて出力されるパルスを基準として駆動ローラに設けられたロータリエンコーダからの出力をカウントして駆動ローラの偏心及び搬送ベルトの厚みの変動を検出する構成とできる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る画像形成装置によれば、少なくとも駆動ローラと従動ローラとの間に掛け回された搬送ベルトと、駆動ローラの偏心及び搬送ベルトの厚みの変動を検出する検出手段と、この検出手段の検出結果に基づいて駆動ローラの回転を制御する制御手段とを備えている構成としたので、駆動ローラの偏心や搬送ベルトの厚み変動による媒体送り量の変動を低減することができて、高精度に媒体を送ることができ、高画質画像を形成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。本発明に係る画像形成装置の一例の概要について図１ないし図４を参照して説明する。なお、図１は同画像形成装置の全体構成を示す概略構成図、図２は同装置の画像形成部及び副走査搬送部の平面説明図、図３は同じく側面説明図、図４は同じく搬送ベルトの平面説明図である。
【００１５】
この画像形成装置は、装置本体１の内部（筺体内）に、用紙を搬送しながら画像を形成するための画像形成部（手段）２及び用紙を搬送するための副走査搬送部（手段）３等を有し、装置本体１の底部に設けた給紙カセットを含む給紙部（手段）４から用紙５を１枚ずつ給紙して、副走査搬送部３によって用紙５を画像形成部２に対向する位置で搬送しながら、画像形成部２によって用紙５に液滴を吐出して所要の画像を形成（記録）した後、片面印刷の場合には排紙搬送部（手段）７を通じて装置本体１の上面に形成した排紙トレイ８上に用紙５を排紙する。
【００１６】
また、この画像形成装置は、画像形成部２で形成する画像データ（印刷データ）の入力系として、装置本体１の上部で排紙トレイ８の上方には画像を読み取るための画像読取部（スキャナ部）１１を備えている。この画像読取部１１は、照明光源１３とミラー１４とを含む走査光学系１５と、ミラー１６、１７を含む走査光学系１８とが移動して、コンタクトガラス１２上に載置された原稿の画像の読み取りを行い、走査された原稿画像がレンズ１９の後方に配置した画像読み取り素子２０で画像信号として読み込まれ、読み込まれた画像信号はデジタル化され画像処理され、画像処理した印刷データを印刷することができる。
【００１７】
ここで、この画像形成装置の画像形成部２は、図２にも示すように、ガイドロッド２１及び図示しないガイドレールでキャリッジ２３を片持ちで主走査方向に移動可能に保持し、主走査モータ２７で駆動プーリ２８Ａと従動プーリ２８Ｂ間に架け渡したタイミングベルト２９を介して主走査方向に移動走査する。
【００１８】
そして、このキャリッジ２３上に、それぞれの色の液滴を吐出する液滴吐出ヘッドからなる記録ヘッド２４を搭載し、キャリッジ２３を主走査方向に移動させ、副走査搬送部３によって用紙５を用紙搬送方向（副走査方向）に送りながら記録ヘッド２４から液滴を吐出させて画像形成を行なうシャトル型としている。なお、ライン型ヘッドを用いることもできる。
【００１９】
記録ヘッド２４は、それぞれブラック（Ｋ）インクを吐出する２個の液滴吐出ヘッド２４ｋ１、２４ｋ２と、シアン（Ｃ）インク、マゼンタ（Ｍ）インク、イエロー（Ｙ）インクを吐出するそれぞれ１個の液滴吐出ヘッド２４ｃ、２４ｍ、２４ｙの計５個の液滴吐出ヘッド（以下、色を区別しないときは「記録ヘッド２４」という。）で構成され、キャリッジ２３に搭載した各サブタンク２５からそれぞれ各色のインクが供給される。
【００２０】
一方、図１に示すように、装置本体１の前面からカートリッジ装着部に、ブラック（Ｂｋ）インク、シアン（Ｃ）インク、マゼンタ（Ｍ）インク、イエロー（Ｙ）インクをそれぞれ収容した記録液カートリッジである各色のインクカートリッジ２６を着脱自在に装着でき、各色のインクカートリッジ２６から各色のサブタンク２５にインクを供給する。なお、ブラックインクは１つのインクカートリッジ２６から２つのサブタンク２５に供給する構成としている。
【００２１】
なお、記録ヘッド２４としては、インク流路内（圧力発生室）のインクを加圧する圧力発生手段（アクチュエータ手段）として圧電素子を用いてインク流路の壁面を形成する振動板を変形させてインク流路内容積を変化させてインク滴を吐出させるいわゆるピエゾ型のもの、或いは、発熱抵抗体を用いてインク流路内でインクを加熱して気泡を発生させることによる圧力でインク滴を吐出させるいわゆるサーマル型のもの、インク流路の壁面を形成する振動板と電極とを対向配置し、振動板と電極との間に発生させる静電力によって振動板を変形させることで、インク流路内容積を変化させてインク滴を吐出させる静電型のものなどを用いることができる。
【００２２】
また、キャリッジ２３の走査方向一方側の非印字領域には、図２に示すように、記録ヘッド２４のノズルの状態を維持し、回復するための維持回復装置１２１を配置している。この維持回復装置１２１は、５個の記録ヘッド２４の各ノズル面をキャピングするための吸引用及び保湿用を兼ねたキャップ１２２ａと、保湿用キャップ１２２１２２ｂ〜１２２ｅと、記録ヘッド２４のノズル面をワイピングするためのワイパーブレード１２４と、記録（画像形成）に寄与しない液滴の吐出（空吐出）を行なうための空吐出受け部材１２５などを備えている。
【００２３】
さらに、キャリッジ２３の走査方向他方側の非印字領域には、図２に示すように、５個の記録ヘッド２４から記録（画像形成）に寄与しない液滴の吐出（空吐出）を行なうための空吐出受け部材１２６を備えている。この空吐出受け部材１２６には、記録ヘッド２４に対応して５個の開口１２７ａ〜１２７ｅ（区別しないときは「開口１２７」という。）を形成している。
【００２４】
副走査搬送部３は、図３にも示すように、下方から給紙された用紙５を略９０度搬送方向を転換させて画像形成部２に対向させて搬送するための、駆動ローラである搬送ローラ３２とテンションローラである従動ローラ３３間に架け渡した無端状の搬送ベルト３１と、この搬送ベルト３１の表面を帯電させるためにＡＣバイアス供給部から交番電圧である高電圧が印加される帯電手段である帯電ローラ３４と、搬送ベルト３１を画像形成部２の対向する領域でガイドするプラテンガイド部材３５と、用紙５を搬送ローラ３２に対向する位置で搬送ベルト３１に押し付ける２個の押さえコロ（加圧コロ）３６と、画像形成部２によって画像が形成された用紙５の上面側を押えるガイド板３７と、画像が形成された用紙５を搬送ベルト３１から分離するための分離爪３８、搬送ベルト３１を搬送ローラ３２側に押し付ける加圧コロ３９などとを備えている。
【００２５】
この副走査搬送部３の搬送ベルト３１は、ＤＣブラシレスモータを用いた副走査モータ１３１によって、タイミングベルト１３２及びタイミングローラ１３３を介して搬送ローラ３２が回転されることで、図２の用紙搬送方向（副走査方向）に周回するように構成している。
【００２６】
また、従動ローラ３３と帯電ローラ３４との間に、搬送ベルト３１の表面に付着した紙粉等を除去するための図示しないクリーニング手段（ここではマイラを用いている。）と、搬送ベルト３１表面の電荷を除去するための除電ブラシ１３６とを備えている。
【００２７】
さらに、搬送ローラ３２の軸３２ａには高分解能のエンコーダホイール（コードホール）１３７を取り付け、このエンコーダホイール１３７に形成したスリット１３７ａを検出する透過型フォトセンサからなるエンコーダセンサ１３８を設けて、これらのエンコーダホイール１３７とエンコーダセンサ１３８によってロータリエンコーダを構成している。
【００２８】
そして、ガイド部材３５は、搬送ベルト３１に接触する側をメッシュ構造にして、その中に、搬送ローラ３２の温度を検出するサーミスタなどからなる温度センサ（検出手段）２３４を配置している。具体的には、これらの搬送モータ、従動モータ、搬送ベルト３１、ガイド部材３５などは搬送ベルトユニット１００としてユニット化し、この搬送ベルトユニット１００内に搬送ローラ３２の温度を検出する温度センサ２３４を配置する。なお、温度センサ２３４としては接触型温度センサを用いることもできる。
【００２９】
ここで、搬送ローラ３２の構成について図５及び図６をも参照して説明する。なお、図５は同搬送ローラ３２の断面説明図、図６は同搬送ローラの側面説明図である。
この搬送ローラ３２は、アルミ中空管である三ツ矢管３２Ａの外周面にゴム層３２Ｂをコーティングで形成したものである。そして、搬送ローラ３２の両側の軸３２ａ（長い側を３２ａ１で、短い側を２３ａ２としている。）は、搬送ローラ３２とは異なる材料、例えば、ＳＵＳ材（あるいはＳＵＳ材にメッキを施して）から形成している。
【００３０】
このように、搬送ローラをアルミ中空管の表面にゴム層を形成した構成とすることで、ゴム層の環境温度に対する追従性を向上することができる。つまり、ゴム層が厚いと外気の温度変化に対しゴムの温度変化に遅れが生じ、しかも、内部まで均一温度になるのに長時間を有する。そこで、熱伝導率の高いアルミ中空管を使用してゴム層を薄くすることによって、ゴム層の温度変化を環境温度の変化に追従させることができる。
【００３１】
また、搬送ローラをアルミ中空管の表面にゴム層を形成した構成とすることにより、附属効果として、搬送ローラの捩れ剛性、曲げ剛性が高くなり、重量が軽くなる。更に、ゴム層が薄い（例えば２ｍｍ〜４ｍｍ程度でよい。）ことで、加工精度が高くなり、搬送時のゴム層の変形を低減することができる。
【００３２】
さらに、搬送ローラの両端の軸の材質として異種材料を使用することにより、軸材料のコストダウン、搬送ローラの低コスト化を図れる。軸の材質としてＳＵＭ材にメッキを施すことで、軸材料としてのコストが安く、搬送ローラのコストダウンを図れる。また、単なるＳＵＳ材とすることで、アルミ三ツ矢管に圧入した後での加工ができ、搬送ローラ軸の振れ精度を高めることができる。
【００３３】
給紙部４は、装置本体１の前面側から抜き差し可能で、多数枚の用紙５を積載して収納する給紙カセット４１と、給紙カセット４１内の用紙５を１枚ずつ分離して送り出すための給紙コロ４２及びフリクションパッド４３と、給紙された用紙５をレジストするレジストローラ４４を備えている。また、この給紙部４は、多数枚の用紙５を積載して収容するための手差しトレイ４６及び手差しトレイ４６から１枚ずつ用紙５を給紙するための手差しコロ４７と、装置本体１の下側にオプションで装着される給紙カセットや後述する両面ユニット１０から給紙される用紙５を搬送するための搬送コロ４８を備えている。給紙コロ４２、レジストローラ４４、手差しコロ４７、搬送コロ４８などの副走査搬送部３へ用紙５を給送するための部材は図示しない電磁クラッチを介してＨＢ型ステッピングモータからなる給紙モータ（駆動手段）４９によって回転駆動される。
【００３４】
排紙搬送部７は、副走査搬送部３の分離爪３８で分離された用紙５を搬送する３個の搬送ローラ７１ａ、７１ｂ、７１ｃ（区別しないときは「搬送ローラ７１」という。）及びこれに対向する拍車７２ａ、７２ｂ、７２ｃ（同じく「拍車７２」という。）と、排紙ローラ７１及び拍車７２間で搬送される用紙５をガイドする下ガイド部７３及び上ガイド部７４と、下ガイド部７３及び上ガイド部７４の間から送り出される用紙５を、第１の搬送経路である反転排紙経路８１を通じて反転してフェイスダウンで排紙トレイ８へ送り出すための反転ローラ対７７及び反転排紙ローラ対７８とを備えている。
【００３５】
そして、この画像形成装置においては、図３に示すように、搬送ローラ３２の偏心及び搬送ベルト３１の厚みを検出する検出手段として、搬送ベルト３１が巻き付けられた搬送ローラ３２の垂直方向に搬送ベルト３１に変位変動を検出する変位変動検出器２４１を設けている。搬送ローラの偏心及び搬送ベルトの厚みを検出する検出手段を搬送ローラに対向する位置に配置することで、搬送ローラの偏心及び搬送ベルトの厚みを同時に検出することができる。
【００３６】
この変位変動検出器２４１として、接触式センサを用いれば搬送ベルト３１の表面に付着する紙粉、汚れなどの影響を受けないで確実に検出できる。接触式センサとしては、ダイヤルゲージと同じ原理のものを用いればよい。また、変位変動検出器２４１として、光学センサなどの接触式センサを用いれば搬送ベルト３１にキズがつくおそれを防止できる。また、変位変動検出器２４１は搬送ベルト３１の幅方向（周回方向に直交する方向であり、この例では主走査方向でもある。）に複数個（この例では３個）配置している。このように、搬送ベルトの幅方向に複数個の検出手段を配置することによって主走査位置での変動を最小限に抑えた制御を行うことができるようになる。
【００３７】
なお、搬送ローラの偏心及び搬送ベルトの厚みを検出する検出手段を、このように画像形成装置本体１内に配置することで、搬送ローラや搬送ベルトの経時的な変化や環境の変化に対応することができる。これに代えて、搬送ローラの偏心及び搬送ベルトの厚みを検出する検出手段を必要なときに画像形成装置本体に設置及び取り外し可能な構成とする、つまり、治具化することにより、装置本体のコストダウンを図ることもできる。
【００３８】
また、図３に示すように、搬送ローラ３２の回転に応じて回転するエンコーダホイール１３７には１周の基準となるマーク（基準マーク）２４２を設け、基準マーク２４２を検出する１周基準マークセンサ２４３を設けている。さらに、図４に示すように、搬送ベルト３１には１周の基準となるマーク（基準マーク）２４４を設け、この基準マーク２４４を検出する1周基準マークセンサ２４５を設けている。なお、基準マーク２４２、２４４は、センサ２４３、２４５として透過型フォトセンサを用いる場合にはスリットあるいは孔であり、反射型フォトセンサを用いる場合には反射部材である。
【００３９】
このように、エンコーダホイール（コードホイール）に１周の基準になるマークを設けることによって搬送ローラの基準位置を容易に決定することができ制御が容易になる。また、搬送ベルトに１周の基準になるマークを設けることによって搬送ベルトの基準位置を容易に決定することができ制御が容易になる。
【００４０】
ここで、搬送ベルト３１の周長及び搬送ローラ３２の周長は、両周長の比が整数になるように設定している。これにより、搬送ベルト３１の１周期分の変動量を検出、記憶することで、リアルタイムでの測定の必要がなくなり、事前に送り量を決定でき、制御システムの簡易化（フィードフォワード制御化）も可能になり、コストダウンを図れる。.
【００４１】
次に、この画像形成装置の制御部の概要について図７のブロック図を参照して説明する。
この制御部３００は、ＣＰＵ３０１と、ＣＰＵ３０１が実行するプログラム、その他の固定データを格納するＲＯＭ３０２と、画像データ等を一時格納するＲＡＭ３０３と、装置の電源が遮断されている間もデータを保持するための不揮発性メモリ（ＮＶＲＡＭ）３０４と、画像データに対する各種信号処理、並び替え等を行なう画像処理やその他装置全体を制御するための入出力信号を処理するＡＳＩＣ３０５とを含む、この装置全体の制御を司る主制御部３１０を備えている。
【００４２】
また、この制御部３００は、ホスト側と主制御部３１０との間に介在して、データ、信号の送受を行なうための外部Ｉ／Ｆ３１１と、記録ヘッド２４を駆動制御するためのヘッドドライバを含む印刷制御部３１２と、キャリッジ２３を移動走査する主走査モータ２７を駆動するための主走査駆動部３１３と、副走査モータ１３１を駆動するための副走査駆動部３１４と、給紙モータ４９を駆動するための給紙駆動部３１５と、排紙搬送部７の各ローラを駆動する排紙モータ７９を駆動するための排紙駆動部３１６と、維持回復機構１２１を駆動する維持回復モータ１２９を駆動するための回復系駆動部３１８と、帯電ベルト３４にＡＣバイアスを供給するＡＣバイアス供給部３１９、画像読取部１１を制御するスキャナ制御部３２０などとを備えている。
【００４３】
また、主制御部に３１０は、搬送ローラ３２の温度を検出する温度センサ２３４の検出信号、変位変動検出器２４１の検出信号、1周基準マークセンサ２４３、２４５などの各種センサの検出信号を入力する。また、主制御部３１０は、装置本体１に設けたテンキー、プリントスタートキーなどの各種キー及び各種表示器を含む操作／表示部３２７との間で必要なキー入力の取り込み、表示情報の出力を行なう。
【００４４】
さらに、この主制御部３１０は、キャリッジ２３の移動量及び移動速度を検出するためのリニアエンコーダ４０１からの出力信号が入力され、このリニアエンコーダ４０１からの出力信号に基づいて主走査駆動部３１３を介して主走査モータ２７を駆動制御することによってキャリッジ２３の移動制御を行なう。
【００４５】
また、搬送ベルト３１の移動量及び移動速度を検出するための前述したコードホイール（エンコーダホイール）１３７とフォトセンサ（エンコーダセンサ）１３８によって構成されるロータリエンコーダ４０２からの出力信号が入力され、このロータリエンコーダ４０２からの出力信号に基づいて副走査駆動部３１４を介して副走査モータ１３１を駆動制御することによって搬送ローラ３２を介して搬送ベルト３１の移動制御を行なう。このとき、主制御部３１０は、本発明に係る制御手段を兼ねており、変位変動検出器２４１の検出信号や基準マークセンサ２４３、２４５の検出信号に基づいて搬送ローラ３２の駆動制御を行うようにしている。
【００４６】
このように構成した画像形成装置における画像形成動作について簡単に説明すると、ＡＣバイアス供給部３１９から帯電ローラ３４に交番電圧である正負極の矩形波の高電圧を印加することによって、帯電ローラ３４は搬送ベルト３１の絶縁層（表層）に当接しているので、搬送ベルト３１の表層には、正と負の電荷が搬送ベルト３１の搬送方向に対して交互に帯状に印加され、搬送ベルト３１上に所定の帯電幅で帯電が行われて不平等電界が生成される。
【００４７】
そこで、給紙部４から用紙５が給紙されて搬送ローラ３２と押えコロ３６との間の、正負極の電荷が形成されることによって不平等電界が発生している搬送ベルト３１上へと送り込まれると、用紙５は電界の向きにならって瞬時に分極し、静電吸着力で搬送ベルト３１上に吸着され、搬送ベルト３１の移動に伴って搬送される。
【００４８】
そして、この搬送ベルト３１で用紙５を間歇的に搬送しながら、用紙５上に印刷データに応じて記録ヘッド２４から記録液の液滴を吐出して画像を形成（印刷）し、画像形成が行なわれた用紙５の先端側を分離爪３８で搬送ベルト３１から分離して排紙搬送部７によって搬送して排紙トレイ８に排紙する。
【００４９】
そこで、この画像形成装置における副走査モータの駆動制御について図８をも参照して説明する。なお、図８は主制御部３１０における副走査の駆動制御に係わる部分を機能的に説明するブロック説明図である。
まず、搬送ローラ３２の軸３２ａに設けたコードホイール１３７とエンコーダセンサ１３８で構成されるロータリエンコーダ４０２の出力信号（出力パルス）は、エンコーダ信号処理部４０３に与えられ、このエンコーダ信号処理部４０３で速度及び位置情報に変換される。そして、得られた速度及び位置情報をＡＳＩＣなどでも構成できる信号処理合成部４０４にて合成処理した後、比較演算部４０５に与える。
【００５０】
一方、この比較演算部４０５には速度・位置プロファイル格納部４０６に格納されている速度・位置プロファイルの情報が与えられており、比較演算部４０５はこれらの信号処理合成部４０４から与えられる速度及び位置情報（の合成情報）と速度・位置プロファイル格納部４０６に格納されている速度・位置プロファイルの情報とを比較して、目標位置と現在位置との偏差を演算する。
【００５１】
そして、この比較演算部４０５で得られた偏差に基づいてＰＩＤ制御演算部４０７はＰＩＤ演算を行ってＰＷＭ信号を生成する。つまり、ＰＩＤ制御演算部４０７は、比較演算部４０５からの偏差に対してＰＩＤ（比例、積分、微分）制御を行って制御値を演算する。ここでは、副走査モータ１３１をＰＷＭ（Pulse Width Modulation：パルス幅変調）制御で駆動するものとして、ＰＩＤ制御演算部４０７は偏差に対してＰＩＤ制御を行ってＰＷＭのデューティ比を求め、このＰＷＭのデューティ比をモータドライバ（副走査駆動部）３１４に与えてＰＷＭ制御で副走査モータ１３１を駆動させることにより、搬送ベルト３１を目標とする速度で目標とする移動量だけ移動させて目標とする位置に駆動するようにしている。
【００５２】
一方、伸び補正量演算部４１１は、温度センサ２３４からの検出信号に基づいて搬送ローラ３２の温度変化に伴う径の変動量に基づいて搬送ベルト３１の移動量の補正量を演算し、この補正量を速度・位置プロファイル格納部４０６に与える。速度・位置プロファイル格納部４０６は、伸び補正量演算部４１１から与えられる補正量に応じて速度・位置プロファイルを補正して比較演算部４０５に与える。
【００５３】
また、送り補正量演算部４１２は、変位変動検出器２４１からの検出信号に基づいて搬送ローラ３２の偏心及び搬送ベルト３１の厚み変動に基づいて搬送ベルト３１の移動量の補正量を演算し、この補正量を速度・位置プロファイル格納部４０６に与える。速度・位置プロファイル格納部４０６は、送り補正量演算部４１２から与えられる補正量に応じて速度・位置プロファイルを補正して比較演算部４０５に与える。
【００５４】
したがって、搬送ローラ３２の偏心及び搬送ベルト３１の厚み変動に基づいて補正された速度・位置プロファイルによる目標移動量が比較演算部４０５に与えられて偏差が演算され、ＰＩＤ制御演算部４０７に与えられるので、搬送ローラ３２の偏心及び搬送ベルト３１の厚み変動に応じて補正された移動量で搬送ベルト３１が移動されるので、正確な用紙の送り制御を行なうことができ、滴着弾位置ズレを低減することができる。
【００５５】
次に、本発明の第２実施形態について図９及び図１０を参照して説明する。なお、図９は同実施形態の画像形成装置の副走査搬送部の説明図、図１０は同画像形成装置の制御部の概要を示すブロック説明図、図１１は同制御部の主制御部３１０における副走査の駆動制御に係わる部分を機能的に説明するブロック説明図である。
【００５６】
ここでは、従動ローラ３３の軸にエンコーダホイール（コードホイール）及びエンコーダホイールのスリットを検出するエンコーダセンサからなる従動軸検出器２５１を設け、この従動軸検出器２５１の検出信号を主制御部３１０に入力している。
【００５７】
なお、従動軸検出器２５１は従動ローラ３３の１周期で整数パルスをカウントすることが好ましい。また、従動ローラ３３の径と搬送ローラ３２の径とは、両者の径の比が整数比になるように設定することが好ましい。このように構成することで、搬送ローラ３２の偏心及び搬送ベルト３１の厚み変動の検出が簡単になる。
【００５８】
そして、図１１に示すように、送り補正量演算部４２２は、従動軸検出器２５１の出力信号と搬送ローラ３２側のロータリエンコーダ４０２の出力信号に基づいて搬送ローラ３２の偏心及び搬送ベルト３１の厚み変動に応じた送り量の補正量を演算して、速度・位置プロファイル格納部４０６に与える。つまり、送り補正量演算部４２２は、従動軸検出器２５１の検出値を基準タイミングとして搬送ローラ３２の回転に応じたロータリエンコーダ４０２の出力信号をカウントすることによって搬送ローラ３２の偏心及び搬送ベルト３１の厚み変動を検出し、この検出結果に応じた補正量を演算する。
【００５９】
速度・位置プロファイル格納部４０６は、送り補正量演算部４２２から与えられる補正量に応じて速度・位置プロファイルを補正して比較演算部４０５に与える。
【００６０】
したがって、搬送ローラ３２の偏心及び搬送ベルト３１の厚み変動に基づいて補正された速度・位置プロファイルによる目標移動量が比較演算部４０５に与えられて偏差が演算され、ＰＩＤ制御演算部４０７に与えられるので、搬送ローラ３２の偏心及び搬送ベルト３１の厚み変動に応じて補正された移動量で搬送ベルト３１が移動されるので、正確な用紙の送り制御を行なうことができ、滴着弾位置ズレを低減することができる。
【００６１】
なお、上記実施形態においては、本発明をマルチファンクション（ＭＦＰ）の画像形成装置に適用した例で説明したが、プリンタやファクシミリ装置などの他の画像形成装置にも同様に適用することができる。また、インク以外の記録液を使用する画像形成装置、画像形成に液体を使用しない、例えば電子写真方式の画像形成装置にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の全体構成を示す概略構成図である。
【図２】同装置の画像形成部及び副走査搬送部の平面説明図である。
【図３】同じく側面説明図である。
【図４】同じく搬送ベルトの平面説明図である。
【図５】同装置の搬送ローラの断面説明図である。
【図６】同じく側面説明図である。
【図７】同じく制御部の概要を説明するブロック図である。
【図８】同制御部における副走査モータの駆動制御に係わる部分を機能的に説明するブロック説明図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る画像形成装置の副走査搬送部の側面説明図である。
【図１０】同装置の制御部の概要を説明するブロック図である。
【図１１】同制御部における副走査モータの駆動制御に係わる部分を機能的に説明するブロック説明図である。
【符号の説明】
【００６３】
１…装置本体
２…画像形成部
３…副走査搬送部
４…給紙部
５…用紙（被記録媒体）
７…排紙搬送部
８…排紙トレイ
１１…画像読取部
２３…キャリッジ
２４…記録ヘッド
３１…搬送ベルト
３２…搬送ローラ（駆動ローラ）
３３…従動ローラ（テンションローラ）
４１…給紙コロ
４４…レジストローラ
４９…給紙モータ
１３１…副走査モータ
２４１…変位変動検出器（検出手段）
２４２…基準マーク
２４３…基準マークセンサ
２４４…基準マーク
２４５…基準マークセンサ
２５１…従動軸検出器
４０２…ロータリエンコーダ
４１１…伸び補正量演算部
４１２…送り補正量演算部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも駆動ローラと従動ローラとの間に掛け回され、画像が形成される媒体を搬送する搬送ベルトと、
前記駆動ローラの偏心及び前記搬送ベルトの厚みの変動を検出する検出手段と、
この検出手段の検出結果に基づいて前記駆動ローラの回転を制御する制御手段と
を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において、前記検出手段は前記駆動ローラに対向する位置で検出を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の画像形成装置において、前記検出手段は前記搬送ベルトの幅方向に複数配置されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置において、前記駆動ローラにはエンコーダホイールが設けられ、このエンコーダホイールには１周の基準となるマークが設けられていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置において、前記搬送ベルトには１周の基準となるマークが設けられていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の画像形成装置において、前記搬送ベルトの周長と前記駆動ローラの周長の比が整数であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１に記載の画像形成装置において、前記検出手段は前記従動ローラの回転に基づいて前記駆動ローラの偏心及び前記搬送ベルトの厚みの変動を検出することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項７に記載の画像形成装置において、前記検出手段は前記従動ローラの回転に応じて１周で整数個出力されるパルスをカウントして前記駆動ローラの偏心及び前記搬送ベルトの厚みの変動を検出することを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項７又は８に記載の画像形成装置において、前記検出手段は前記従動ローラの回転に応じて出力されるパルスを基準として前記駆動ローラに設けられたロータリエンコーダからの出力をカウントして前記駆動ローラの偏心及び前記搬送ベルトの厚みの変動を検出することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
少なくとも駆動ローラと従動ローラとの間に掛け回され、画像が形成される媒体を搬送する搬送ベルトと、
前記駆動ローラの偏心及び前記搬送ベルトの厚みの変動を検出する検出手段と、
この検出手段の検出結果に基づいて前記駆動ローラの回転を制御する制御手段と
を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において、前記検出手段は前記駆動ローラに対向する位置で検出を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の画像形成装置において、前記検出手段は前記搬送ベルトの幅方向に複数配置されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置において、前記駆動ローラにはエンコーダホイールが設けられ、このエンコーダホイールには１周の基準となるマークが設けられていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置において、前記搬送ベルトには１周の基準となるマークが設けられていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の画像形成装置において、前記搬送ベルトの周長と前記駆動ローラの周長の比が整数であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１に記載の画像形成装置において、前記検出手段は前記従動ローラの回転に基づいて前記駆動ローラの偏心及び前記搬送ベルトの厚みの変動を検出することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項７に記載の画像形成装置において、前記検出手段は前記従動ローラの回転に応じて１周で整数個出力されるパルスをカウントして前記駆動ローラの偏心及び前記搬送ベルトの厚みの変動を検出することを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項７又は８に記載の画像形成装置において、前記検出手段は前記従動ローラの回転に応じて出力されるパルスを基準として前記駆動ローラに設けられたロータリエンコーダからの出力をカウントして前記駆動ローラの偏心及び前記搬送ベルトの厚みの変動を検出することを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００８−４４７６７（Ｐ２００８−４４７６７Ａ）
【公開日】平成２０年２月２８日（２００８．２．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２２４０４４（Ｐ２００６−２２４０４４）
【出願日】平成１８年８月２１日（２００６．８．２１）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年２月２８日（２００８．２．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年８月２１日（２００６．８．２１）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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