画像形成装置
【課題】画像形成の累積、温度湿度変化等を生じても静電像指標をベルト部材へ適正に転写して、トナー像の重ね合わせ精度を高く維持できる画像形成装置を提供する。
【解決手段】感光ドラム１２ａに静電像目盛り３１ａを形成して静電像転写領域２５へ転写し、アンテナ型の電位センサ３３０により検出してトナー像を走査線レベルでリアルタイムに位置合わせする。非画像形成時に、複数段階の静電像転写電圧を静電像転写ローラ４７に印加して、ベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂの検出信号が最大振幅となる静電像転写電圧を選択して画像形成時に用いる。
【解決手段】感光ドラム１２ａに静電像目盛り３１ａを形成して静電像転写領域２５へ転写し、アンテナ型の電位センサ３３０により検出してトナー像を走査線レベルでリアルタイムに位置合わせする。非画像形成時に、複数段階の静電像転写電圧を静電像転写ローラ４７に印加して、ベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂの検出信号が最大振幅となる静電像転写電圧を選択して画像形成時に用いる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像担持体に形成された静電像指標をベルト部材に転写して複数のトナー像の位置合わせを行う画像形成装置、詳しくはベルト部材に静電像指標を転写する際の電気的条件を設定する制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
像担持体（感光ドラム等）に形成された複数のトナー像を、ベルト部材（中間転写ベルト又は記録材搬送ベルト）を用いて重ね合わせる画像形成装置が広く用いられている（図１参照）。ベルト部材を用いてトナー像を重ね合わせる場合、最初に転写されたトナー像に対して後から転写されるトナー像を精密に位置合わせする必要がある。このため、像担持体に形成される画像のトナー像に対応させた各種の指標をベルト部材に記録して、後から転写されるトナー像の位置決め（又は形成タイミングの調整）に用いることが提案されている（特許文献１、２）。
【０００３】
特許文献１では、複数の感光ドラムでそれぞれ画像の静電像を形成するタイミングを調整するために、画像形成に先立たせて、位置決め用の静電像指標を、複数の像担持体に形成して記録材搬送ベルトに転写している。
【０００４】
特許文献２では、中間転写ベルトに転写された画像のトナー像に対して感光ドラム上のトナー像をリアルタイムに位置決めるために、中間転写ベルトの磁気記録トラックに目盛りパタ−ンを磁気記録している。
【０００５】
特許文献３では、複数の感光ドラムに同時に形成したトナー像指標を記録材搬送ベルトに転写して、複数の感光ドラムの下流側で光学式センサにより検出して、複数の感光ドラムにおける露光開始タイミングを調整している。
【０００６】
特許文献４には、像担持体（感光ドラム）に形成された静電像目盛りを検出可能なアンテナ型電位センサが記載されている。アンテナ型電位センサは、極めて小型であることに加えて、静電像を通過する際に検出面の電位分布の微分波形の検出信号を出力するため、静電像の位置を精密に検出できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−３９５７１号公報
【特許文献２】特開２００４−１４５０７７号公報
【特許文献３】特開２００３−０６６６７７号公報
【特許文献４】特開２０１０−６０７６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献２に示される磁気記録指標を用いてトナー像の重ね合わせを制御する場合、磁気記録指標の書き込み／読み取りを行うための装置を追加する必要がある。また、露光装置によって感光ドラムに形成される画像の静電像と磁気記録指標との間に１００μレベルの誤差が発生する可能性があり、トナー像の位置合わせを走査線レベルの精度で行うには困難を伴う。
【０００９】
そこで、図１に示すように、画像の静電像の走査線露光と同期させて感光ドラム１２ａに静電像目盛り３１ａを形成し、静電像目盛り３１ａを中間転写ベルト２４に転写することが提案された。この場合、下流側の感光ドラム１２ｂで、アンテナ型電位センサを用いて静電像目盛り３１ａを検出して、中間転写ベルト２４上のトナー像に対して感光ドラム１２ｂ上のトナー像をリアルタイムに位置合わせする。
【００１０】
しかし、中間転写ベルト２４に転写された静電像目盛り３１ａをアンテナ型電位センサを用いて検出している場合、画像形成の累積、温度湿度変化等によってトナー像の重ね合わせ精度が低下することが判明した。そして、検討の結果、画像形成の累積、温度湿度変化等によって、感光ドラム１２ａから中間転写ベルト２４へ静電像目盛り３１ａを転写する際の転写電圧が不適正になる結果、静電像目盛り３１ａの検出精度が低下することが判明した。
【００１１】
本発明は、画像形成の累積、温度湿度変化等を生じても静電像指標をベルト部材へ適正に転写して、トナー像の重ね合わせ精度を高く維持できる画像形成装置を提供することを目的としている。本発明は、アンテナ型電位センサを用いて静電像指標の検出精度を評価することで、特別なセンサや装置を追加することなく、静電像指標の転写条件を調整できる画像形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の画像形成装置は、像担持体と、画像のトナー像の転写部で前記像担持体に当接するとともに前記画像のトナー像の転写に用いる画像領域と並列に並べて未現像の静電像を転写させる静電像転写領域を設けたベルト部材と、画像の静電像を前記像担持体に形成する静電像形成手段と、前記静電像形成手段を用いて前記像担持体に形成した静電像指標を未現像で前記静電像転写領域に転写する静電像転写部材と、前記静電像転写領域上の前記静電像指標の誘導電流を前記ベルト部材の回転に伴って検出するアンテナ型電位センサと、を備え、前記静電像転写領域上の前記静電像指標を前記アンテナ型電位センサにより検出して、前記画像領域で転写される複数の前記画像のトナー像の重ね合わせを制御するものである。そして、非画像形成時に、前記静電像指標を形成して、画像形成時とは異なる電気的条件を用いて前記静電像転写領域に転写して、前記アンテナ型電位センサにより検出し、その検出結果に基づいて画像形成時に前記静電像指標を前記静電像転写領域へ転写する際の電気的条件を設定する制御手段を備える。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の画像形成装置では、適正な電気的条件（電流又は電圧）で転写された静電像指標と、不適正な電気的条件で転写された静電像指標とを、トナー像の重ね合わせ制御に用いるアンテナ型電位センサによる検出結果に基づき判別する。
【００１４】
したがって、特別なセンサや装置を追加することなく、静電像指標を転写する際の電気的条件を過不足なく調整できる。そして、画像形成の累積、温度湿度変化等を生じても静電像指標をベルト部材へ適正に転写してトナー像の重ね合わせ精度を高く維持できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】画像形成装置の全体構成の説明図である。
【図２】中間転写ベルトの画像のトナー像の転写部の斜視図である。
【図３】イエロー画像形成部の構成の説明図である。
【図４】中間転写ベルトに転写された静電像目盛りの説明図である。
【図５】マゼンタ画像形成部の構成の説明図である。
【図６】アンテナ型電位センサの配置の説明図である。
【図７】アンテナ型電位センサの構成の説明図である。
【図８】アンテナ型電位センサによる静電像目盛りの読み取りの説明図である。
【図９】アンテナ型電位センサの出力信号の説明図である。
【図１０】出力信号の信号波形の説明図である。
【図１１】中間転写ベルト上の画像先端の静電像目盛りの拡大図である。
【図１２】感光ドラムと中間転写ベルトの目盛り合わせの説明図である。
【図１３】目盛り合わせ制御のブロック図である。
【図１４】目盛り合わせ制御のフローチャートである。
【図１５】静電像転写電圧を最適化する際の制御ブロック図である。
【図１６】実施例１の静電像転写電圧設定制御のフローチャートである。
【図１７】静電像転写電圧設定パターンの説明図である。
【図１８】最適な静電像転写電圧の説明図である。
【図１９】静電像目盛りのピッチと最適な静電像転写電圧の関係の説明図である。
【図２０】静電像目盛りのピッチと検出信号の振幅の関係の説明図である。
【図２１】静電像転写電圧の違いによる検出信号の振幅差の説明図である。
【図２２】実施例２における電位センサの配置の説明図である。
【図２３】実施例２の静電像転写電圧設定制御のフローチャートである。
【図２４】静電像転写電圧と検出信号の標準偏差の関係の説明図である。
【図２５】実施例３における画像形成時の色ずれ補正制御の説明図である。
【図２６】実施例４における色ずれ補正制御の説明図である。
【図２７】静電像指標の位置ずれが発生した状態の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。本発明は、アンテナ型電位センサで静電像指標を検出して転写電圧等を調整する限りにおいて、実施形態の構成の一部または全部を、その代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実施できる。
【００１７】
したがって、ベルト部材を用いて複数のトナー像を重ね合わせる画像形成装置であれば、１ドラム型／タンデム型、中間転写方式／記録材搬送体方式の区別なく実施できる。像担持体の数、像担持体の帯電方式、静電像の形成方式、現像剤及び現像方式、転写方式等の区別無く実施できる。
【００１８】
また、ベルト部材を用いたトナー像の重ね合わせ制御は、図１に示すような画像形成中のリアルタイムの調整に限らず、特許文献１、３のような非画像形成時に行う露光開始タイミングの設定も含む。
【００１９】
また、本実施形態では、トナー像の形成／転写に係る主要部のみを説明するが、本発明は、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、プリンタ、各種印刷機、複写機、ＦＡＸ、複合機等、種々の用途の画像形成装置で実施できる。
【００２０】
なお、特許文献１〜４に示される画像形成装置及びアンテナ型の電位センサの一般的な事項については、図示を省略して重複する説明を省略する。
【００２１】
＜画像形成装置＞
図１は画像形成装置の全体構成の説明図である。図１に示すように、画像形成装置１００は、中間転写ベルト２４に沿ってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成部４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄを配列したタンデム型中間転写方式のフルカラープリンタである。
【００２２】
画像形成部４３ａでは、感光ドラム１２ａにイエロートナー像が形成されて中間転写ベルト２４に転写される。画像形成部４３ｂでは、感光ドラム１２ｂにマゼンタトナー像が形成されて中間転写ベルト２４に転写される。画像形成部４３ｃ、４３ｄでは、それぞれ感光ドラム１２ｃ、１２ｄにシアントナー像、ブラックトナー像が形成されて中間転写ベルト２４に転写される。中間転写ベルト２４に転写された四色のトナー像は、二次転写部Ｔ２へ搬送されて記録材Ｐへ二次転写される。
【００２３】
記録材カセット８０から引き出された記録材Ｐは、分離ローラ８２によって１枚ずつに分離されて、レジストローラ８３へ給送され、レジストローラ８３によって二次転写部Ｔ２へ送り込まれる。
【００２４】
そして、記録材Ｐが二次転写部Ｔ２を搬送される過程で、二次転写ローラ４４に正極性の電圧が印加されることにより、中間転写ベルト２４から記録材Ｐへトナー像が二次転写される。トナー像が二次転写された記録材Ｐは、定着装置８４へ搬送され、定着装置８４で加熱加圧を受けてトナー像を定着された後に、排出ローラ８５によって機体外へ排出される。
【００２５】
中間転写ベルト２４は、テンションローラ３７、ベルト駆動ローラ３６、及び対向ローラ３８に張架され、テンションローラ３７によって所定の張力が与えられる。ベルト駆動ローラ３６は、不図示の駆動モータによって回転駆動されて、中間転写ベルト２４を矢印Ｒ２方向に所定のプロセススピ−ドで回転させる。
【００２６】
画像形成部４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄは、現像装置１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄで用いるトナーの色が異なる以外は、同一に構成される。以下では、画像形成部４３ａについて説明し、画像形成部４３ｂ、４３ｃ、４３ｄについては、画像形成部４３ａの構成部材に付した符号末尾のａをｂ、ｃ、ｄに読み替えて説明されるものとする。
【００２７】
画像形成部４３ａは、感光ドラム１２ａの周囲に、帯電ローラ１４ａ、露光装置１６ａ、現像装置１８ａ、一次転写ローラ４ａ、ドラムクリーニング装置２２ａを配置している。
【００２８】
感光ドラム１２ａは、アルミニウムシリンダの外周面に厚さ３０μｍ、帯電極性が負極性のＯＰＣ感光体層が形成され、所定のプロセススピ−ドで矢印Ｒ１方向に回転する。帯電ローラ１４ａは、直流電圧に交流電圧を重畳した振動電圧を印加されて、感光ドラム１２ａの表面を一様な負極性の暗部電位ＶＤ（−６００Ｖ）に帯電させる。
【００２９】
露光装置１６ａは、レーザービームを回転ミラーで走査露光して、感光ドラム１２ａの表面電位を明部電位ＶＬ（−１００Ｖ前後）に低下させて画像の静電像を書き込む。現像装置１８ａは、トナーとキャリアを含む二成分現像剤を用いて静電像を現像して、感光ドラム１２ａの表面にトナー像を形成する。露光された明部電位ＶＬの部分にイエロートナーが付着して、イエロートナー像が反転現像される。
【００３０】
一次転写ローラ４ａは、中間転写ベルト２４の内側面を押圧して、感光ドラム１２ａと中間転写ベルト２４との間に転写位置Ｔａを形成する。一次転写ローラ４ａに正極性の直流電圧（＋１０００Ｖ程度）を印加することで、感光ドラム１２ａのトナー像が中間転写ベルト２４へ一次転写される。
【００３１】
ドラムクリーニング装置２２ａは、感光ドラム１２ａにクリーニングブレードを摺擦させて、中間転写ベルト２４へ転写されないで感光ドラム１２ａに残った転写残トナーを回収する。ベルトクリーニング装置４５は、駆動ローラ３６に内側面を支持された中間転写ベルト２４にクリーニングブレードを摺擦させて、二次転写部Ｔ２を通過した中間転写ベルト２４から転写残トナーを回収する。
【００３２】
感光ドラム１２ａは、ドラム駆動モータ６ａからドラム回転軸５ａに駆動力を伝達する駆動系を介して駆動力が伝達される。ドラム回転軸５ａには図示しないカップリングを介してドラムエンコーダ８ａが連結されている。画像形成部４３ａでは、ドラムエンコーダ８ａからの出力信号をもとにドラム駆動モータ６ａを回転させることで、感光ドラム１２ａが矢印方向に等角速度回転するように制御される。
【００３３】
これに対して、感光ドラム１２ｂ、１２ｃ、１２ｄは、後述するように、感光ドラム１２ａに形成されて中間転写ベルト２４に転写された静電像目盛り３１ａの検出信号に基づいて刻々の回転速度を調整される。これにより、感光ドラム１２ａに形成されて中間転写ベルト２４に転写された画像のトナー像に、感光ドラム１２ｂ、１２ｃ、１２ｄの画像のトナー像を位置決めて重ね合わせる。
【００３４】
中間転写ベルト２４の静電像転写領域２５と対向する位置を挟み込むようにコロナ帯電器４６ａ、４６ｂが配置される。コロナ帯電器４６ａ、４６ｂに逆位相の交流電圧を印加することで、感光ドラム１２ａに形成されて中間転写ベルト２４の静電像転写領域２５に転写されてトナー像の重ね合わせ制御に使用された静電像目盛り３１ａが確実に消去される。
【００３５】
中間転写ベルト２４の静電像転写領域２５を除電する構成として、静電像転写領域２５と接触して、接地電位に接続した除電ブラシを配置してもよい。
【００３６】
＜静電像転写領域＞
図２は中間転写ベルトの画像のトナー像の転写部の斜視図である。高速化を狙った複数の画像形成部を有するタンデム型の画像形成装置では、機械精度等の原因により、複数の感光ドラムや中間転写ベルトの速度変動や、中間転写ベルトの蛇行などが生じる。その結果、各画像形成部の転写位置で、感光ドラム外周面と中間転写ベルトの移動量の相違等が各色毎にバラバラに発生し、画像を重ね合わせたときに一致せず、１００〜１５０μｍの色ずれを生じることがある。
【００３７】
そこで、各色の画像形成部において、感光ドラムに目盛り線の静電像を形成し、現像して可視像にしてから中間転写ベルトに転写し、目盛り線のトナー像を光学式センサで検出して色ずれを補正していた。
【００３８】
しかし、印刷以外にトナーが消費されると資源の有効利用という点で不十分である。また、光学式センサの汚れ、中間転写ベルトの汚れや傷などによって、目盛り線のトナー像を精度良く検出することは困難であった。
【００３９】
そこで、画像形成装置１００では、位置決め用の目盛り線として、トナー像の代わりに未現像の静電像を用いている。最も上流の感光ドラム１２ａに静電像目盛りを形成し、電界をかけて中間転写ベルト２４に転写することで静電像の目盛り線を中間転写体に形成している。
【００４０】
図２に示すように、ベルト部材の一例である中間転写ベルト２４は、画像のトナー像の転写部で像担持体の一例である感光ドラムに当接する。中間転写ベルト２４は、画像のトナー像の転写に用いる画像領域と並列に並べて未現像の静電像を転写させる静電像転写領域２５を設けている。静電像形成手段の一例である露光装置１６ａは、画像の静電像を感光ドラムに形成する。中間転写ベルト２４の回転方向における感光ドラム１２ａの下流側に、イエロートナー像に重ね合わせるためのマゼンタトナー像が形成される感光ドラム１２ｂが配置される。
【００４１】
静電像指標の一例である静電像目盛り３１ａは、静電像形成手段の一例である露光装置１６ａを用いて感光ドラム１２ａに形成される。静電像目盛り３１ａは、感光ドラム１２ａの回転方向に直角な輪郭を持たせて露光装置１６ａにおける所定走査線本数間隔で配列するように形成される。静電像目盛り３１ａは、感光ドラム１２ａの回転方向に複数種類のピッチで１つのピッチごとに複数が配列するように形成される。静電像転写電圧制御部４９は、静電像指標のピッチが小さいほど静電像転写ローラ４７に印加する転写電圧の絶対値を大きくするように静電像転写電圧を設定する。
【００４２】
静電像転写部材の一例である静電像転写ローラは、静電像目盛り３１ａを未現像で静電像転写領域２５に転写する。アンテナ型電位センサの一例であるベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂは、静電像転写領域上の静電像目盛り３１ａの誘導電流を中間転写ベルト２４の回転に伴って検出する。ベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂは、感光ドラム１２ｂがマゼンタトナー像を中間転写ベルト２４へ転写する位置に配置されて、感光ドラム１２ａで形成されて静電像転写領域２５へ転写された静電像目盛り３１ａを検出する。
【００４３】
画像形成時は、静電像転写領域上の静電像目盛り３１ａをベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂにより検出して、画像領域で転写される複数の画像のトナー像の重ね合わせを制御する。感光ドラム１２ａから転写された静電像目盛り３１ａのベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂによる検出結果に基づいて感光ドラム１２ｂの刻々の回転速度が調整される。
【００４４】
中間転写ベルト２４は、カーボン粒子を含有させて体積抵抗率１０１０Ω・ｃｍに調整されたポリイミドの樹脂ベルトであって、画像のトナー像が転写される有効画像領域９０を幅方向の中央に配置している。有効画像領域９０の両方の外側には、感光ドラム１２ａから静電像目盛り３１ａが転写される静電像転写領域２５が配置される。静電像転写領域２５は、転写された静電像目盛り３１ａの減衰を防止するために、体積低効率１０１４Ω・ｃｍ以上のＰＥＴ、ＰＴＦＥ、ポリイミド等の樹脂フィルムを、中間転写ベルト２４の表面に積層して形成される。ただし、中間転写ベルト２４に積層できる高抵抗材料であれば、これらに限定するものではない。
【００４５】
有効画像領域９０は、画像のトナー像の転写性能を確保するために、体積抵抗率が１０９〜１０１０Ω・ｃｍの中抵抗の材料で形成される。このため、中間転写ベルト２４に静電像目盛り３１ａを直接に転写した場合、一旦は電荷が移動して静電像目盛り３１ａの帯電パターンが中間転写ベルト２４に形成される。しかし、その後、抵抗値が低いため電荷が移動してしまい、静電像目盛り３１ａが下流側の感光ドラム１２ｂ、１２ｃ、１２ｄへ到達するまでに消滅して電気的に検出できなくなる。
【００４６】
したがって、静電像転写領域２５は、体積抵抗率を１０１４Ω・ｃｍ以上とすることが好ましい。プロセススピードにもよるが、体積抵抗率が１０１４Ω・ｃｍ以上あれば、感光ドラム１２ａから転写された電荷は移動することなく保持され、下流の感光ドラム１２ｂ、１２ｃ、１２ｄへ到達して電気的に検出される。このため、中間転写ベルト２４よりも高い体積抵抗値を有する材質のものを貼り付ける。または、スプレーなどで塗装、あるいはドクターブレードでコーティングして加熱硬化させる等により体積抵抗率を高くする。
【００４７】
静電像転写領域２５の材質に関しては、体積抵抗率１０１４Ω・ｃｍ以上の材料で、中間転写ベルト２４に接合できるものであれば、ＰＥＴ、ＰＴＦＥなどのフッ素樹脂、あるいはポリイミドなどを利用できるが、これらに限定するものではない。
【００４８】
ここでは、静電像転写領域２５は、体積抵抗率１０１４Ω・ｃｍ以上で幅５ｍｍのテープ状に形成された厚さ０．００５ｍｍポリイミドを、接着剤を用いて中間転写ベルト２４の外側面の表面に積層している。
【００４９】
画像のトナー像を転写する一次転写ローラ４ａの長手方向の外側には、一次転写ローラ４ａと同軸上に、静電像目盛り３１ａ転写用の静電像転写ローラ４７が配置されている。一次転写ローラ４ａと静電像転写ローラ４７は、同一材料、同一構造の導電性のスポンジローラで構成される。しかし、画像のトナー像の転写に最適な転写電圧と静電像目盛り３１ａの転写に最適な転写電圧とは一般的には異なるため、静電像転写ローラ４７は、一次転写ローラ４ａから電気的に独立させて、別々の転写電圧が印加される。
【００５０】
一次転写ローラ４ａは、転写部を流れる電流値が所定値になるように定めた定電圧（＋１０００Ｖ程度）が印加されることにより、感光ドラム１２上のトナー像を中間転写ベルト２４の有効画像領域９０へ静電気力で吸引して転写させる。
【００５１】
静電像転写ローラ４７は、一次転写ローラ４ａに印加される定電圧とは異なる定電圧（例えば＋５００Ｖ）が印加されることにより、静電像目盛り３１ａを形成している電荷を静電像転写領域２５に転写させる。
【００５２】
なお、静電像目盛り３１ａを中間転写ベルト２４へ転写する構成は、導電性のスポンジローラには限定されず、ワイヤーを用いたコロナ帯電器や、ブレード帯電器などを用いてもよい。
【００５３】
＜静電像目盛りの転写部＞
図３はイエロー画像形成部の構成の説明図である。図４は中間転写ベルトに転写された静電像目盛りの説明図である。
【００５４】
図１を参照して図３に示すように、感光ドラム１２ａの露光位置４２ａを長手方向に延長した有効画像領域９０外の両端部に、画像を書き込む前後のレーザー光の照射により静電像目盛り３１ａを書き込む。静電像目盛り３１ａの長さは、感光ドラム１２ａの主走査方向（長手方向）に５ｍｍ程度である。静電像目盛り３１ａは、画像を感光ドラム１２ａに書き込む前の感光ドラム１２ａが回転駆動を開始した直後から形成され、感光ドラム１２ａでの画像形成が終了するまで書き込みが続けられる。
【００５５】
感光ドラムから中間転写ベルト、さらに、中間転写ベルトから記録材Ｐへトナー像を転写する際には、速度差を０．５％程度つけてお互いに滑らせながら転写の動作を行うのが一般的である。しかし、ここでは、説明を簡単にするために、搬送方向のすべり量がゼロで、記録材Ｐに対し転写後のトナー像と同じ大きさのトナー像を感光ドラムおよび中間転写ベルトに形成するものとする。
【００５６】
図３を参照して図４に示すように、画像形成部４３ａでは、Ａ４ヨコサイズの記録材Ｐに転写するトナー像が中間転写ベルト２４上に転写されると同時に、静電像転写領域２５に静電像目盛り３１ａが転写される。中間転写ベルト２４の幅方向の両端には、静電像転写領域２５が形成され、静電像転写領域２５には静電像目盛り３１ａが転写されている。
【００５７】
Ａ４ヨコの記録紙に対し、全面に画像形成が可能であるわけではなく、記録材Ｐの前後、左右それぞれに余白を持たせて画像形成を行う。先端・後端の余白は２．５ｍｍ、左右の余白は２ｍｍとなっている。画像形成部４３ａの感光ドラム１２ａに１ページ分の画像形成を行う際には、記録紙の先端に相当する部分から露光動作を開始し、トナー像を形成する領域の２．５ｍｍ前から感光ドラム１２ａの両端部に静電像目盛り３１ａの形成を開始する。
【００５８】
静電像目盛り３１ａの副走査方向（回転方向）の大きさ（ピッチ）は、走査線の幅を用いて表現される。画像の解像度が６００ｄｐｉの場合、静電像目盛り３１ａの最少のピッチは、１ライン１スペースとなり、２５．４÷６００×２＝０．０８４６６・・ｍｍより、８４．６μmのピッチとなる。ただし、後述するように、ここでは、４ライン４スペースの静電像目盛り３１ａを採用しており、３３８．４μｍのピッチである。
【００５９】
感光ドラム１２ａの有効画像領域９０には、現像装置１８ａによりマイナスに帯電したイエロートナーが付着されてイエロートナー像が形成される。このとき、感光ドラム１２ａの両端部の静電像目盛り３１ａにトナーが付着しないように、現像装置１８の現像領域９１が決められている。一方、中間転写ベルト２４の両端部に静電像転写領域２５が設けられ、静電像転写領域２５が存在する部分には静電像転写ローラ４７が配置されている。
【００６０】
感光ドラム１２ａに形成された静電像目盛り３１ａは、中間転写ベルト２４の両端部の静電像転写領域２５に接触する。そして、静電像転写ローラ４７に予め決定した定電圧（例えば、＋５００Ｖ）を印加することで、静電像目盛り３１ａを形成している電荷の一部が静電像転写領域２５に転写される。その結果、感光ドラム１２ａの静電像目盛り３１ａと同じピッチの静電像目盛り３１ａが静電像転写領域２５に形成される。
【００６１】
このとき、感光ドラム１２ａの露光部（−１００Ｖ）と静電像転写領域２５（＋５００Ｖ）との電位差は６００Ｖであるのに対し、感光ドラム１２ａの非露光部（−６００Ｖ）と静電像転写領域２５（＋５００Ｖ）との電位差は１１００Ｖである。この電位差の違いにより、感光ドラム１２ａと静電像転写領域２５との間の放電による電荷移動量に差が生じて、非露光部では放電による移動電荷量が多くなり、露光部では放電による移動電荷量が少なくなる。その結果、感光ドラム１２ａから静電像転写領域２５へ静電像目盛り３１ａがパターンとして転写される。
【００６２】
ここで、中間転写ベルト２４の体積抵抗率が１０１０Ω・ｃｍで、静電像転写領域２５の体積抵抗率が１０１４Ω・ｃｍのとき、静電像転写領域２５に転写された静電像目盛り３１ａの表面電位を測定した。静電像目盛り３１ａは微細で直接には電位を測定できないため、走査線１０００本（４２．３ｍｍ）の露光部と非露光部による８４．６ｍｍの静電像目盛りを形成して、静電像転写領域２５に転写し、従来の静電容量型の電位センサで静電像転写領域の電圧を測定した。その結果、感光ドラム１２ａ上の−６００Ｖと−１００Ｖの表面電位の違いが、静電像転写領域２５上では、＋５０Ｖと０Ｖの表面電位の違いとして転写されていた。
【００６３】
＜静電像目盛りの検出部＞
図５はマゼンタ画像形成部の構成の説明図である。図６はアンテナ型電位センサの配置の説明図である。図中、（ａ）はドラム目盛り読み取りセンサの配置、（ｂ）はベルト目盛り読み取りセンサの配置である。上述したように、画像形成部４３ｂ、４３ｃ、４３ｄは、ほぼ同じ構成を用いて同様にトナー像の重ね合わせ制御を実行するため、以下では、画像形成部４３ｂについて説明し、画像形成部４３ｃ、４３ｄに関する重複した説明を省略する。
【００６４】
図１を参照して図５に示すように、画像形成部４３ｂでは画像形成部４３ａと同じ形状の感光ドラム１２ｂを用い、ベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂを中間転写ベルト２４の内側面に配置した。中間転写ベルト２４の外側面に転写された静電像目盛り３１ａを中間転写ベルト２４の内側面から検出することで、感光ドラム１２ａに干渉することなく、ベルト目盛り読み取りセンサ３３ａを転写部Ｔｂに配置できる。また、中間転写ベルト２４の外側面ほどには、センサ摺擦面に飛散トナーが侵入しないで済む。
【００６５】
中間転写ベルト２４の端部からはみ出した感光ドラム１２ｂの両端部の露光範囲には、マゼンタ画像の静電像と同期させて静電像目盛り３１ｂが形成されている。静電像目盛り３１ｂは、図３に示すように感光ドラム１２ａに形成される静電像目盛り３１ａと同一ピッチ同一長さで形成される。
【００６６】
図６の（ａ）に示すように、感光ドラム１２ｂから中間転写ベルト２４へマゼンタ画像のトナー像が転写される転写部Ｔｂの転写線上に、感光ドラム１２ｂの静電像目盛り３１ｂを読み取るドラム目盛り読み取りセンサ３４ｂが配置される。そして、図６の（ｂ）に示すように、その同じ転写線上に、中間転写ベルト２４の静電像転写領域２５に転写された静電像目盛り３１ａを読み取るベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂが配置されている。
【００６７】
すなわち、画像形成部４３ｂでは、ベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂとドラム目盛り読み取りセンサ３４ｂとが同一転写線上に配列される。そして、感光ドラム１２ｂ上の静電像目盛り３１ｂと、静電像目盛り３１ｂに一対一に対応させた静電像目盛り３１ａとが同時に読み取られる。
【００６８】
したがって、静電像転写領域２５の静電像目盛り３１ａに対して、感光ドラム１２ｂの対応する静電像目盛り３１ｂを刻々と位置決める制御を行う。これにより、中間転写ベルト２４のイエロートナー像に対して感光ドラム１２ｂのマゼンタトナー像が走査線レベルで位置合わせされる。
【００６９】
なお、ベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂは、中間転写ベルト２４の表側に配置しても構わない。中間転写ベルト２４の外側面に転写された静電像目盛り３１ａを中間転写ベルト２４の外側面から検出する場合、ベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂと静電像目盛り３１ａの距離が短くなるので、よりピッチの小さい静電像目盛り３１ａを読み取り可能になる。実験の結果、中間転写ベルト２４の場合、外側面から読み取る場合には１ライン１スペースの静電像目盛り３１ａを読み取り可能であるが、内側面から必要な精度で読み取るためには、４ライン４スペースにする必要があった。
【００７０】
したがって、静電像転写領域２５の静電像目盛り３１ａを中間転写ベルト２４の外側面側から読み取るか内側面側から読み取るかは、感光ドラムや中間転写ベルトを含む静電像転写プロセスの特性と製品仕様に応じて選択可能である。
【００７１】
静電像目盛り読み取りセンサ３４ｂとベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂは、図７に示すように、空間電位の変化を検出することが可能な同一構成の電位センサ３３０である。
【００７２】
＜アンテナ型電位センサ＞
図７はアンテナ型電位センサの構成の説明図である。図８はアンテナ型電位センサによる静電像目盛りの読み取りの説明図である。図９はアンテナ型電位センサの出力信号の説明図である。図１０は出力信号の信号波形の説明図である。
【００７３】
電位センサ３３０の基本構成については、特開平１１−１８３５４２に詳細に記載されているので、ここでは、電位センサ３３０に特有な部分について記載する。
【００７４】
図７の（ａ）に示すように、直径２０μｍの金属線からなる導線３３１をＬ字型に曲げて、その先端が検出部３３４となり、検出部３３４の長さは約２ｍｍである。検出部３３４の反対側の端部が信号の出力部３３５である。
【００７５】
Ｌ字型の導線３３１は、横幅４ｍｍ、縦幅１５ｍｍ、厚さ２５μｍのポリイミドのフィルムからなるベースフィルム３３２の上に接着剤を塗布した後に配置されている。Ｌ字型の導線３３１を覆って、ベースフィルム３３２と同等な大きさと厚さを有するポリイミドのフィルムからなる保護フィルム３３３が接着されている。
【００７６】
図８の（ａ）に示すように、静電像目盛り３１ａは、電位が相対的に高い高電位部３４１と相対的に低い低電位部３４２とが交互に現れるインクリメンタルパターンである。静電像転写領域２５の低電位部３４２は、上述したように、感光ドラム１２ａ上の露光部が転写された部分であって表面電位が約０Ｖである。また、静電像転写領域２５の高電位部３４１は、感光ドラム１２ａ上の非露光部が転写された部分であって表面電位が＋５０Ｖ程度である。静電像目盛り３１ａは、６００ｄｐｉの画像解像度で、４ラインの露光部と４スペースの未露光部を繰り返して形成されているため、高電位部３４１の幅が１６９μｍ、低電位部３４２の間隔が１６９μｍ、１周期のピッチが３３８μｍである。
【００７７】
ベルト目盛り読み取りセンサ３３としての電位センサ３３０は、検出部３３４と静電像目盛り３１ａの目盛り線が平行になるように位置決めて、図示しない支持部に根本を固定されている。
【００７８】
図８の（ｂ）に示すように、ベースフィルム３３２側が中間転写ベルト２４と接触するように、電位センサ３３０は先端側を湾曲させている。湾曲のばね力によって電位センサ３３０は中間転写ベルト２４に密着しているが、導線３３１（検出部）と中間転写ベルト２４の間隔が変動しないように、保護フィルム３３３の上から、バネで押し付けてもよい。
【００７９】
図９の（ｂ）に示すように、静電像目盛り３１ａの高電位部３４１と低電位部３４２の電位分布は、レーザーの露光スポットがガウス分布状の光量分布を持つため、周辺部で電位が減少して矩形波にはならない。このような電位分布の静電像目盛り３１ａに沿って図８の（ａ）に示すように電位センサが相対移動すると、高電位部３４１と低電位部３４２の電位分布に応答して図９の（ｃ）に示すような信号出力が得られる。相対移動に伴って近傍の電位が変化することで、電位センサ３３０の検出部３３４に誘導電流が発生し、電位センサ３３０の出力部３３５から、図９の（ｂ）の電位分布を微分した波形の出力電圧が出力される。
【００８０】
図９の（ｂ）に示す電位分布のピーク（傾き０）の点が静電像目盛り３１ａの中心線の位置であり、中心線の位置で電位センサ３３０の出力電圧が０になっている。このため、電位センサ３３０の出力電圧が０になる時刻を、静電像目盛り３１ａの目盛り線を検出した時刻と特定できる。
【００８１】
図９の（ｃ）では、静電像目盛り３１ａのピッチが粗いため、電位変化が生じてから次の電位変化が生じるまでに時間間隔がある程度あくので、電位センサ３３０の出力信号が正弦波とは異なる形状である。
【００８２】
図１０の（ａ）に示すように静電像目盛り３１ａを２ライン２スペースで形成してピッチを半分の１６９μｍにした場合、図１０の（ｂ）に示す電位分布となり、図１０の（ｃ）に示すように電位センサ３３０によって正弦波の出力信号が得られた。
【００８３】
＜画像位置合わせ制御＞
図１１は中間転写ベルト上の画像先端の静電像目盛りの拡大図である。図１２は感光ドラムと中間転写ベルトの目盛り合わせの説明図である。図１３は目盛り合わせ制御のブロック図である。図１４は目盛り合わせ制御のフローチャートである。感光ドラム１２ｃ、１２ｄについては、感光ドラム１ｂと同様に制御がされるため、図１３、図１４には示さず、重複する説明も省略する。
【００８４】
図１１に示すように、画像形成部４３ｂで画像の先頭の目盛り合わせを確実に行うために、１ページ分の画像形成を行う際の先端余白部分において、有効画像領域よりピッチの大きな目盛りが形成されている。図１１は図４のＡ部の拡大図であり、画像先端の余白部に形成する静電像目盛りの構成を示す。
【００８５】
感光ドラム１２ａから転写されて、中間転写ベルト２４には、余白の先頭に相当する部分に有効画像部の目盛りピッチの８倍に相当するピッチの目盛り線が４本形成される。続いて、その半分のピッチの目盛り線が３本形成され、その次に、さらに半分のピッチの目盛り線が３本形成され、その後、有効画像部に形成するのと同じピッチの目盛り線が後端余白の領域まで形成される。有効画像部の目盛りピッチより大きな目盛りピッチを形成する領域は、先端余白より短い領域である。
【００８６】
感光ドラム１２ｂでも同様に、画像の先端余白部の目盛りピッチは有効画像部の目盛りピッチの８倍のものから始めて、４倍、２倍、と徐々にピッチを細かくして、最小ピッチの目盛りにつなげていく。
【００８７】
従来の画像形成装置においては、画像位置ズレが１００〜１５０μｍ程度生ずるものであったので、画像形成部４３ａで転写された静電像目盛り３１ａに対し、画像形成部４３ｂの転写位置での静電像目盛り３４ｂの位置は最大でも１５０μｍ程度のズレであった。このため、感光ドラム１２ｂまたは中間転写ベルト２４のいずれかの静電像目盛りを検知した後は、必ずもう一方の静電像目盛りを検知することなり、対応させるべき目盛り線が交互に検知される。よって、感光ドラム１２ｂの静電像目盛り３１ｂを検知するたびに静電像目盛り３１ｂを中間転写ベルト２４の静電像目盛り３１ａの位置に合わせるように感光ドラム１２ｂの回転速度を調整する。先端余白部で、徐々に目盛りピッチを小さくしていくことで、有効画像領域に至るまで対応する目盛りを見失うことなく位置合わせを継続して行うことができる。
【００８８】
図１２は、中間転写ベルト２４の静電像目盛り３１ａに対して、感光ドラム１２ｂの静電像目盛り３１ｂの先頭が１５０μｍずれた場合の目盛り合わせ制御のイメージを示している。先頭の目盛り線は、大きくても１５０μｍ程度しかずれないので、先頭の目盛りｍ０とＭ０が１５０μｍずれているものとする。次の目盛りを合わせるために、それぞれの目盛り線の位置を読み取った結果から、ドラム駆動モータ６ｂの回転速度を変化させて、次の目盛り線ｍ１とＭ１をあわせるように動作させる。しかし、位置誤差が大きすぎて、合わせきれていない。さらに、ｍ２とＭ２、ｍ３とＭ３をそれぞれ合わせるように、回転制御していくと、ほぼ目盛り線を合わせることができる。ここから先、目盛りピッチが小さくなっていっても、感光ドラム１２ｂの静電像目盛り３１ｂを中間転写ベルト２４の静電像目盛り３１ａに位置合わせし続けることができる。最少の目盛りピッチとなっても同様である。これにより、有効画像の先頭から中間転写ベルト２４の静電像目盛り３１ａに対して感光ドラム１２ｂの静電像目盛り３１ｂを合わせることができる。すなわち、画像形成部４３ａで中間転写ベルト２４に転写されたトナー像に対して、画像形成部４３ｂ以降では少ない色ずれでトナー像を転写し続けることが可能となる。
【００８９】
図１３に示すように、感光ドラム１２ａ、１２ｂ及び中間転写ベルト２４に速度変動がなく、トナー像が一定の時間間隔で転写位置Ｔａ、Ｔｂ間を搬送される場合、中間転写ベルト２４に重ねて形成されるトナー像に位置ズレは発生しない。しかし、ベルト駆動ローラ３６の偏芯、中間転写ベルト２４の厚みムラなどにより、中間転写ベルト２４の速度ムラが生じたり、ドラム駆動モータ６ａ、６ｂに速度変動が生じたりすると、位置ズレが発生する。そして、ベルト駆動ローラ３６の偏芯、中間転写ベルト２４の厚みムラはあらかじめ測定することで速度ムラを補正することも可能である。また、ドラム駆動モータ６ａ、６ｂの速度変動は、それそれ同じ軸上に取り付けられたドラムエンコーダ８ａ、８ｂにより速度を補正することも可能である。
【００９０】
しかし、画像形成部４３ａ、４３ｂにおいて転写されるトナーの量の違いなどにより、中間転写ベルト２４にテンション変動が発生して、中間転写ベルト２４には、画像によって異なる伸縮が発生する。このようなテンション変動は、画像形成部４３ａで転写された中間転写ベルト２４上のトナー像が画像形成部４３ｂに到達するまでの時間を変動させて、変動時間相当の色ずれを発生させる。プロセス条件で決定される転写トナー量、一次転写電圧の値などによって中間転写ベルト２４の伸縮は変化するため、伸縮に伴う位置ズレは予測ができず、補正することは困難である。
【００９１】
このように予測できない中間転写ベルト２４の速度変動が生じた場合であっても、制御部４８は、感光ドラム１２ｂに接続されているドラム駆動モータ６ｂの回転を制御して色ずれを防止する。転写位置Ｔｂにおいて静電像目盛り３１ｂを、対応する静電像目盛り３１ａに位置合わせするようにドラム駆動モータ６ｂの回転を制御する。
【００９２】
図１３を参照して図１４に示すように、制御部４８は、印字開始信号を受け取ると（Ｓ１）、ドラム駆動モータ６ａ、６ｂと図示しないベルト駆動モータに回転開始指示を与える。ドラムエンコーダ８ａ、８ｂの信号を読み取りながらドラム駆動モータ６ａ、６ｂを等速回転させて、感光ドラム１２ａ、１２ｂを矢印Ｒ１方向に等速回転させる。同様に、ベルト駆動ローラ３６に取り付けられたベルト駆動ローラエンコーダの信号により、図示しないベルト駆動モータを等速回転駆動させて、ベルト駆動ローラ３６を駆動して中間転写ベルト２４を一定速度で矢印Ｒ２方向に回転させる（Ｓ２）。
【００９３】
制御部４８は、帯電ローラ１４ａ、１４ｂ、一次転写ローラ４ａ、４ｂに所定の高圧の印加を開始する（Ｓ３）。これにより、感光ドラム１２ａ、１２ｂの表面は−６００Ｖに帯電される。
【００９４】
制御部４８は、画像信号を受け取ると、露光装置１６ａに露光動作を開始させ、先端余白に相当する部分から静電静電像目盛り３１ａを所定のピッチで形成する（Ｓ４）。画像データの露光動作が開始されたら、静電像目盛り３１ａとともに、１ページ分の画像データが終了するまで露光動作を継続する。
【００９５】
ここで、感光ドラム径を８４ｍｍとし、画像形成部４３ａと画像形成部４３ｂとの間のピッチ（ステーション間ピッチ）を２５０ｍｍとする。感光ドラム１２ａの露光位置から転写部ｔａまでの露光−転写間距離を１２５ｍｍとし、プロセススピードを３００ｍｍ／ｓとする。このとき、画像形成部４３ａで画像形成開始してから、画像形成部４３ｂで画像形成開始するまでの待ち時間は以下となる。
２５０（ｍｍ）÷３００（ｍｍ／ｓｅｃ）＝０．８３３秒
【００９６】
したがって、制御部４８は、露光装置１６ａが露光動作を開始してから、０．８３３秒経過するのを待って（Ｓ５のＹｅｓ）、露光装置１６ｂの露光動作を開始させる（Ｓ６）。
【００９７】
制御部４８は、次に、ｉ＝０として（Ｓ７）、ベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂによって、ｉ番目（ｉ＝０）の静電像目盛りを検知する（Ｓ８ａ）。また、ドラム目盛り読み取りセンサ３４ｂによって、ｉ番目（ｉ＝０）の静電像目盛りを検知する（Ｓ８ｂ）。
【００９８】
図１２に示すように、先端余白部の目盛りピッチは８倍に広げてあるので、少なくとも中間転写ベルト２４上の次の目盛り線を検知する前に、感光ドラム１２ｂ上の目盛り線を検知するはずである。
【００９９】
制御部４８は、感光ドラム１２ｂと中間転写ベルト２４の先頭の目盛り線を検知した時間差Δｉを計算して（Ｓ９）、Δｉと目盛りピッチＰｉを搬送速度３００ｍｍ／ｓで割った値を比較する（Ｓ１０）。
【０１００】
ΔｉがＰｉ／３００の値より小さい場合（Ｓ１０のＹｅｓ）、２番目の目盛り線を検知する前に相手方の目盛り線を検知するということであり、どの目盛り線を対応させればよいのかが明確になる。
【０１０１】
一方、ΔｉがＰｉ／３００の値より大きい場合（Ｓ１０のＮｏ）、２番目の目盛り線を検知するまでに相手方の目盛り線を検知することができなかったため、相手方のどの目盛り線を対応させればよいのか判断ができなくなる。その場合は、エラーと判断して装置の動作を停止させる（Ｓ１１）。
【０１０２】
制御部４８は、次に、算出したΔｉを元に、感光ドラム１２ｂと中間転写ベルト２４の静電像目盛りの位置ズレがなくなるように、ドラム駆動モータ６ｂの速度の補正量を算出する（Ｓ１２）。そして、補正量に基づいてドラム駆動モータ６ｂの回転速度を補正して（Ｓ１３）、ｉをｉ＋１にする（Ｓ１４）。このようにして、有効画像領域に達するまでに目盛りピッチを最小のピッチに収束させるとともに、目盛り線の位置ズレも小さくなるようにドラム駆動モータ６ｂの回転速度を補正する（Ｓ８ａ〜Ｓ１５）。
【０１０３】
１ページ分の画像データが終了するまで（Ｓ１５のＮｏ）これを繰り返して、画像データが終了したら（Ｓ１５のＹｅｓ）、露光動作を停止する（Ｓ１６）。
【０１０４】
制御部４８は、次のページの印字データがある場合（Ｓ１７のＹｅｓ）、画像形成と静電像目盛りの形成とを繰り返して、画像の位置合わせ行いながら画像形成を行っていく。
【０１０５】
制御部４８は、印字データが終了している場合（Ｓ１７のＮｏ）、帯電ローラ１４ａ、１４ｂ、一次転写ローラ４ａ、４ｂなどの高圧を停止させる（Ｓ１８）。記録材Ｐへの二次転写が終了すると（Ｓ１９のＹｅｓ）、感光ドラム１２ａ、１２ｂおよび中間転写ベルト２４の回転を停止させて（Ｓ２０）、印字動作を終了する（Ｓ２１）。
【０１０６】
以上説明したように、画像形成部４３ａで転写されたトナー像に対応した静電像目盛り３１ａ対し、画像形成部４３ｂでトナー像に対応した静電像目盛り線３１ｂの位置を合わせる。トナー像と対応した静電像目盛り３１ａ、３１ｂを電位センサ３３０で読取り、対応する目盛り線を常に位置合わせするように感光ドラム１２ｂを動作させる。
【０１０７】
よって、中間転写ベルト２４上に形成されたトナー像に対して画像形成部４３ｂで高精度にトナー画像を重ねて転写することが可能となり、色ずれのないフルカラー出力画像を得ることができる。中間転写ベルト２４の伸縮による画像位置ズレに対しても、高精度に補正することが可能となる。
【０１０８】
また、電位センサ３３０は、フレキシブル基板に導線パターンを配置しただけのものであり、非常に低コストで小型に構成できる。電位センサ３３０は、静電像そのものを読み取るため、他の書き込み・読取り手段を必要しないことから画像との位置ずれ誤差を少なくすることができるので、高精度の画像形成装置を提供できる。
【０１０９】
＜静電像目盛りの問題点＞
図３に示すように、静電像目盛り３１ａの転写に最適な電気的条件の一例である静電像転写電圧は、画像のトナー像の転写電圧の場合と同様に、環境変動に伴って変化することが判明した。環境変動に伴って静電像転写ローラ４７の電気抵抗が変化すると、感光ドラム１２ｂの静電像目盛り３１ｂに対して中間転写ベルト２４の静電像目盛り３１ａの位置がずれてしまう。
【０１１０】
そして、感光ドラム１２ａから中間転写ベルト２４へ静電像目盛り３１ａを転写する際に静電像転写ローラ４７に印加する静電像転写電圧を最適化すると、位置ずれ量が小さくなることが判明した。
【０１１１】
さらに、感光ドラム１２ａに形成される静電像目盛り３１ａのピッチの違いによって、位置ずれ量を小さく保って中間転写ベルト２４へ転写するための静電像転写電圧が変化することが確認された。静電像目盛り線３１ａの目盛り線の間隔が広いほど、最適な転写電圧は低くなる傾向にある。
【０１１２】
これは、静電像転写ローラ４７に印加する静電像転写電圧が不適正な場合、静電像目盛り３１ａの目盛り線の輪郭を静電像転写領域２５へ精密に写し取ることができないためと考えられる。静電像転写領域２５に転写された静電像目盛り３１ａの目盛り線の輪郭が乱れると、電位センサ３３０が誘導電流を感知するポイントが回転方向にシフトし易くなるためと考えられる。静電像目盛り３１ａは固まりとして転写されることから、目盛り線の間隔が広いほど移動する電荷量が変動し易く、異常放電を発生して輪郭を乱し易いと考えられる。
【０１１３】
そこで、以下の実施例では、静電像転写ローラ４７に印加する最適な転写電圧の環境変動等による変化に対応して、最適な転写電圧に修正する静電像転写電圧設定制御を導入している。
【０１１４】
＜実施例１＞
図１５は静電像転写電圧を最適化する際の制御ブロック図である。図１６は実施例１の静電像転写電圧設定制御のフローチャートである。図１７は静電像転写電圧設定パターンの説明図である。図１８は最適な静電像転写電圧の説明図である。図１９は静電像目盛りのピッチと最適な静電像転写電圧の関係の説明図である。図２０は静電像目盛りのピッチと検出信号の振幅の関係の説明図である。図２１は静電像転写電圧の違いによる検出信号の振幅差の説明図である。
【０１１５】
実施例１では、画像形成部４３ａの感光ドラム１２ａに静電像転写電圧調整用の静電像目盛り３１を形成して中間転写ベルト２４の静電像転写領域２５に転写する。その静電像転写の際に静電像転写ローラ４７に印加する静電像転写電圧を複数段階に変化させておく。その後、画像形成部４３ｂでベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂを用いて静電像転写電圧調整用の静電像目盛り３１を読み取り、検出信号の振幅が最も大きくなった静電像転写電圧を最適値として選択する。
【０１１６】
図１５は、静電像転写電圧を最適化する際に必要な構成である画像形成部４３ａと画像形成部４３ｂと静電像転写電圧制御部４９と静電像転写電圧印加部５０との関係のみを拡大したものである。
【０１１７】
図１５に示すように、静電像転写電圧制御部４９は、非画像形成時に、静電像目盛り３１ａを形成して画像形成時とは異なる電気的条件を用いて静電像転写領域２５に転写して、ベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂにより検出する。静電像転写電圧制御部４９は、その検出結果に基づいて画像形成時に静電像目盛り３１ａを静電像転写領域２５へ転写する際の電気的条件を設定する。静電像転写電圧制御部４９は、静電像目盛り３１ａのベルト目盛り読み取りセンサ３３ａによる検出信号の振幅が大きくなるように静電像転写電圧を設定する。静電像転写電圧制御部４９は、静電像目盛り３１ａのベルト目盛り読み取りセンサ３３ａによる検出信号の位相変動が小さくなるように静電像転写電圧を設定する。静電像転写電圧制御部４９は、静電像目盛り３１ａのベルト目盛り読み取りセンサ３３ａによる検出信号の振幅変動が小さくなるように静電像転写電圧を設定する。静電像転写電圧制御部４９は、静電像転写ローラ４７に複数段階の転写電圧を印加して静電像目盛り３１ａを中間転写ベルト２４へ転写させる。そして、静電像転写電圧が異なる静電像目盛り３１ａの検出結果に基づいて画像形成時に静電像目盛り３１ａを静電像転写領域２５へ転写する際の静電像転写電圧を設定する。
【０１１８】
図１７は、静電像転写電圧設定制御の際に感光ドラム１２ａに形成する静電像目盛り３１を時系列に示している。図１７では、静電像転写ローラ４７への印加電圧を時間差を設けずに変更している図となっているが、電源の能力や電源の先につながる負荷によって、任意に変更可能である。
【０１１９】
図１５を参照して図１６に示すように、静電像転写電圧制御部４９は、画像形成装置の電源が印加される時に行われる準備動作である前多回転か、画像形成後の後回転の信号を受け取る（Ｓ１）。すると、静電像転写電圧制御部４９は、静電像目盛り３１ａの静電像転写効率に影響を与える静電ベルト目盛り転写ローラ４７近傍の温度、湿度を検知する指示を与える（Ｓ２）。
【０１２０】
続いて、静電像転写電圧制御部４９は、温湿度の検知結果を元に、メモリに格納されたテーブルを読み出して、静電像転写電圧の最適値が中心付近となるように静電ベルト目盛り転写ローラ４７に印加する電圧の範囲を決定する。メモリに格納されたテーブルは、製品出荷前に作成されており、中味は横軸温度、縦軸湿度のマトリックスになっており、マトリックス毎に静電像転写電圧印加部５０への印加電圧の範囲が決められている（Ｓ３）。
【０１２１】
図１１に示すように、画像形成時のトナー像の位置合わせ制御では、静電像目盛り線３１ｂと静電像目盛り３１ａのピッチを最大ピッチから、１／２倍、１／４倍、１／８倍と徐々に細かくすることで、目盛り線を見失うことを防いでいる。そして、静電像目盛り線３１ａ、３１ｂのピッチ毎に、最適な静電像転写電圧が異なっている。
【０１２２】
以上のことから、図１７に示すように、感光ドラム１２ａには、最大ピッチから、１／２倍、１／４倍、１／８倍と徐々に細かくする静電像目盛り線３１をピッチ毎に複数本形成していく。
【０１２３】
静電像転写電圧制御部４９は、ｉ＝０として制御を開始し（Ｓ４）、テーブルから決定した電圧の最小電圧をＶｍｉｎとして、静電像転写ローラ４７にＶｍｉｎを印加する（Ｓ５）。
【０１２４】
静電像転写電圧制御部４９は、続いて、露光装置１６ａの露光動作を開始し、静電像転写電圧設定制御の際に必要となる静電像目盛り３１を感光ドラム１２ａに形成する（Ｓ６）。
【０１２５】
静電像転写電圧制御部４９は、続いて、静電像目盛り線３１が画像形成部４３ａの転写位置Ｔａに移動した際に、各ピッチの静電像目盛り３１が順次、中間転写ベルト２４上に転写され、静電像転写領域２５の静電像目盛り３１が形成される（Ｓ７）。
【０１２６】
静電像転写電圧制御部４９は、続いて、画像形成部４３ｂに配置されているベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂにて、静電像転写領域２５の静電像目盛り３１を読み取る（Ｓ８）。読み取るタイミングは、感光ドラム１２ａ上の露光位置から転写位置Ｔａを経由してベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂに至る距離と、各ピッチの目盛りの数を元に割り出された時間となっている。
【０１２７】
静電像転写電圧制御部４９は、続いて、ピッチ毎の静電像目盛り３１におけるベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂの出力について振幅平均演算を行い、その結果をメモリに書き込む（Ｓ９）。
【０１２８】
静電像転写電圧制御部４９は、続いて、ｉ＝ｎか否かを判定する（Ｓ１０）。ここで、ｎは、静電像転写ローラ４７へ何種類の電圧を印加するかを示している。例えば、ｎ＝６とすると、ステップＳ５でのＶｍｉｎが６５０Ｖとすると、静電像転写電圧を最適化する際に、６５０Ｖから５０Ｖ刻みで、９５０Ｖまで印加電圧を変化させるという意味である。
【０１２９】
静電像転写電圧制御部４９は、ｉ＝ｎでない場合（Ｓ１０のｎｏ）、ｉに１が加えられてステップＳ５に戻る。このｉに１が加えられたループでは、一つ前のループよりも５０Ｖプラスした電圧が静電像転写ローラ４７に印加されることになる。実施例１では５０Ｖずつ変化させたが、この値は５０Ｖ以外でもよい。
【０１３０】
静電像転写電圧制御部４９は、ステップＳ５からＳ９まで前記したようにジョブを実行する。そしてｉ＝ｎとなると（Ｓ１０のｙｅｓ）、最適な静電像転写電圧を選択する（Ｓ１１）。
【０１３１】
静電像転写電圧制御部４９は、静電像目盛り３１のピッチ毎に、図１８に示すような、静電像転写ローラ４７への印加電圧と、ベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂによる読み取り電圧の振幅の関係を導き、振幅が最大値となる印加電圧を求める。
【０１３２】
図１８に示すように、最少ピッチ（最大ピッチの１／８倍ピッチ）の静電像目盛り線３１を転写した場合、印加電圧が８００Ｖの際にベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂの電圧値が最大となっている。このため、最適な静電像転写電圧は８００Ｖに決定される。
【０１３３】
図１９に示すように、各ピッチでの振幅が最大となる静電像転写ローラ４７の静電像転写電圧がプロットされている。このピッチと最適静電像転写電圧の関係を、静電像転写電圧制御部４９内のメモリに書き込む（Ｓ１１）。
【０１３４】
そして、図１１に示すように、画像形成時の目盛り合わせ制御の際には、目盛り間隔毎に静電像転写電圧を変化させて、静電像目盛り３１ａの静電像転写を行う。
【０１３５】
実施例１のは静電像転写電圧設定制御によれば、環境や材料劣化による電気特性の変化が生じても、細かいピッチの静電像目盛りを静電像転写することが可能となるので、高精度に色ずれを補正することができる。
【０１３６】
次に、８ドット８スペース（ピッチ６７６．８μｍ）の静電像目盛り３１ａと４ドット４スペース（ピッチ３３８．４μｍ）の静電像目盛り３１ａとでベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂによる検出波形の違いを調べた。
【０１３７】
最初に、感光ドラム１２ａに８ドット８スペースの静電像目盛り３１ａを形成して中間転写ベルト２４の静電像転写領域２５に転写してベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂにより検出した。静電像目盛り３１ａ静電像転写ローラ４７への印加電圧を振って最大振幅となる転写電圧を調べたところ、図２０の（ａ）に示すように、８００Ｖであった。
【０１３８】
続いて、感光ドラム１２ａに４ドット４スペースの静電像目盛り３１ａを形成して中間転写ベルト２４の静電像転写領域２５に転写してベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂにより検出した。８ドット８スペースの場合と同様に、８００Ｖを静電像転写ローラ４７への印加して静電像転写領域２５に転写したところ、図２０の（ｂ）に示すように、信号波形が得られなかった。
【０１３９】
そこで、この信号波形が得られない状態で４ドット４スペースの静電像目盛り３１ａを形成し、静電像転写ローラ４７への印加電圧を振って最大振幅となる転写電圧を調べたところ、図２１に示すように、１０００Ｖであった。
【０１４０】
なお、実施例１では、非画像形成時に静電像転写電圧を最適化する際には、ベルト目盛り読み取りセンサとして、画像形成部４３ｂのベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂを用いている。しかし、画像形成部４３ｃ（画像形成部４３ｄ）のベルト目盛り読み取りセンサ３３ｃ（３３ｄ）を用いてもよい。
【０１４１】
実施例１によれば、位置指標にトナー像を用いないため、資源の有効活用が可能となる。また、静電像指標による位置検出用マークは、環境や静電像指標の間隔に応じて、静電像転写電圧が最適化されて形成されるため、ベルトへの書き込み精度が上がり、その結果、色ずれ補正の精度を上げられる。
【０１４２】
＜実施例２＞
図２２は実施例２における電位センサの配置と検出信号の説明図である。図２３は実施例２の静電像転写電圧設定制御のフローチャートである。図２４は静電像転写電圧と検出信号の標準偏差の関係の説明図である。
【０１４３】
実施例１では、ベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂの検出信号の振幅を測定して静電像目盛り３１ａの転写精度を評価した。これに対して、実施例２では、ベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂの検出信号の立ち上がりの遅れ進みを測定して静電像目盛り３１ａの転写精度を評価する。
【０１４４】
図２２の（ａ）に示すように、実施例２では、図８の（ａ）に示す実施例１のベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂが、中間転写ベルト２４の回転方向と直角な方向に２本並べて配置される。画像形成部４３ｂ（４３ｃ、４３ｄ）の転写位置近傍に２本配置したベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂ、３３ｂ‘によって、静電像転写領域２５の静電像 そもそも静電像転写電圧が最適化されていないとは、２通りある。１つは、静電像目盛り３１ａを転写する際の転写電界が弱過ぎて、静電像転写領域２５へ静電像目盛り３１ａが転写されない場合である。もう１つは、静電像目盛り３１ａを転写する際の転写電界が強過ぎて、感光ドラム１２ａと静電像転写領域２５とが離れた位置でも放電が生じて、転写された静電像目盛り３１ａの輪郭が乱れる場合である。
【０１４５】
図２２の（ａ）に示すような静電像目盛り３１ａの形状は、静電像転写電圧が最適化されている状態である。図２２の（ｂ）に示すように、静電像転写電圧が最適化されている状態では、ベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂと、ベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂ’の出力信号の立ち上がりが揃って遅れ進みが小さくなる。静電像転写電圧が適切であると、正常な放電によって静電像目盛りが規則正しく転写されるため、静電像目盛り３１ａの転写および読み取りの精度が高くなる。ベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂとベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂ’の出力信号の立ち上がり時間差の標準偏差σはゼロに近づく。
【０１４６】
一方、図２２の（ｃ）に示すような静電像目盛り３１ａの形状は、静電像転写電圧が高過ぎて静電像目盛り３１ａの輪郭が乱れている状態である。図２２の（ｄ）に示すように、静電像転写電圧が不適正な状態では、ベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂと、ベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂ’の出力信号の立ち上がりがばらついて遅れ進みが大きくなる。異常な放電によって静電像目盛り３１ａが不規則に転写されるため、ベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂとベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂ’の出力信号の立ち上がり時間差の標準偏差σは大きくなる。
【０１４７】
実際は、静電像転写電圧が適切で、正常な放電で静電像目盛り３１ａが転写されていても、中間転写ベルト２４の寄りや搬送速度のムラ、電位センサ３３０による読み取り誤差などいくつかの要因によって標準偏差σはゼロからはずれる。
【０１４８】
図１５を参照して図２３に示すように、ステップＳ１からＳ７までは、図１６の実施例１と同様の動作のため、説明は省略する。
【０１４９】
静電像転写電圧制御部４９は、続いて、２本のベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂ、３３ｂ‘によって静電像目盛り３１ａを検出する（Ｓ８）。具体的には、図２２の（ｂ）（ｄ）に示すように、出力波形の立ち上り領域が電位ゼロを通過する時間を測定する。２つのベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂ、３３ｂ‘の一つ目の通過時間をｔ１、ｔ１’、二つ目の通過時間をｔ２、ｔ２’として以下１０００ポイントを測定し、ｔ１０００、ｔ１０００’を得る。
【０１５０】
静電像転写電圧制御部４９は、続いて、各ポイントに対して２つのベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂ、３３ｂ‘の通過時間の差、（ｔ１−ｔ１’）、（ｔ２−ｔ２’）・・・の分散を求めて標準偏差σを算出する（Ｓ９）。上述したように、静電像転写電圧が適正であれば標準偏差σはゼロに近づき、静電像転写電圧が不適正であるほど標準偏差σはゼロからはずれる。標準偏差σは、静電像転写電圧制御部４９内のメモリに書き込まれる。
【０１５１】
静電像転写電圧制御部４９は、実施例１と同様に、静電像転写ローラ４７に印加する静電像転写電圧を５０Ｖづつ高めて、同様な静電像目盛り３１ａの形成、転写、検出を行って標準偏差σを算出する（Ｓ５〜Ｓ１０）。
【０１５２】
すべての静電像転写電圧での標準偏差σが求められると（Ｓ１０のｙｅｓ）、静電像転写電圧制御部４９には、図２４に示すように、静電像転写電圧と標準偏差σの関係がプロットされている。
【０１５３】
静電像転写電圧制御部４９は、標準偏差σが最少となる静電像転写電圧を選択してメモリに書き込む（Ｓ１１）。図２４の場合は、静電像転写電圧が８００Ｖのとき標準偏差σが最少となるため、画像形成時の静電像転写電圧はが８００Ｖに設定される。そして、静電像転写電圧制御部４９は、画像形成時の目盛り合わせ制御において、静電像転写ローラ４７に８００Ｖを印加する。
【０１５４】
実施例２の構成によれば、環境や材料劣化による電気特性の変化が生じても、細かいピッチの静電像目盛り３１ａを静電像転写領域２５へ転写することが可能となるので、高精度に色ずれを補正することができる。
【０１５５】
＜実施例３＞
図２５は実施例３における画像形成時の色ずれ補正制御の説明図である。
【０１５６】
図１に示すように、実施例１では、中間転写ベルト２４の静電像目盛り３１ａを読み取って感光ドラム１２ｂの回転速度をリアルタイムに制御した。これに対して、実施例３では、中間転写ベルト２４の静電像目盛り３１ａを読み取って中間転写ベルト２４の速度ムラをリアルタイムに除去する。ベルト駆動ローラ３６の偏心や摩擦による中間転写ベルト２４の搬送速度の変化による位置ずれ要因を解消する。
【０１５７】
図２５に示すように、感光ドラム１２ｄの下流には、回転方向に静電像目盛り３１ａのピッチよりも短い間隔を隔てて第１ベルト目盛り読み取りセンサ３３と第２ベルト目盛り読み取りセンサ３９が配置される。第１ベルト目盛り読み取りセンサ３３と第２ベルト目盛り読み取りセンサ３９は、いずれも図７に示すアンテナ型の電位センサ３３０であって中間転写ベルト２４の静電像転写領域２５に転写された同一の静電像目盛り３１ａを検出する。
【０１５８】
感光ドラム１２ｄにおいて、実施例１と同様に、４ドット４スペースの露光タイミングで露光装置１６ｄを用いて有効画像領域９０の外側に静電像目盛り３１ｄを形成し、静電像転写ローラ４７を用いて静電像転写領域２５に転写する。
【０１５９】
第１のベルト目盛り読み取りセンサ３３と第２のベルト目盛り読み取りセンサ３９の間隔が静電像目盛り３１ａのピッチよりも短いため、同一目盛り線での検出信号の立ち上がり時間差から中間転写ベルト２４の刻々の移動速度を算出可能である。回転方向に一定ピッチで配列した静電像目盛り３１ａに対して同様の検出及び演算を行うことで、中間転写ベルト２４の移動速度変動が算出される。
【０１６０】
また、多数の静電像目盛り３１ａでそれぞれ移動速度を演算して平均することで、中間転写ベルト２４の平均移動速度が算出される。
【０１６１】
制御部４８は、測定された中間転写ベルト２４の刻々の移動速度を平均速度へ近づけるようにベルト駆動ローラ３６を駆動して、中間転写ベルト２４の速度変動を解消させる。中間転写ベルト２４の移動速度変動を無くして平均速度となるように速度調整を行う。
【０１６２】
あるいは、中間転写ベルト２４の速度変動に応じて、速度変動を相殺する方向に、露光タイミングや、感光ドラム１２ｄの回転速度を調整することによって、位置ずれを補正する。
【０１６３】
そして、このような実施例３の画像形成装置１００Ｂにおいても、実施例１、２と同様にして、静電像転写ローラ４７に印加する静電像転写電圧を最適化できる。
【０１６４】
＜実施例４＞
図２６は実施例４における色ずれ補正制御の説明図である。図２７は静電像指標の位置ずれが発生した状態の説明図である。
【０１６５】
図１に示すように、実施例１では、中間転写ベルト２４の静電像目盛り３１ａを読み取って感光ドラム１２ｂの回転速度をリアルタイムに制御した。これに対して、実施例２では、感光ドラム１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄから中間転写ベルト２４へ転写した４つの静電像指標を感光ドラム１２ｄの下流で読み取って、感光ドラム１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄの露光開始タイミングを設定する。
【０１６６】
図１を参照して図２６に示すように、ベルト目盛り読み取りセンサ３３は、感光ドラム１２ｄの下流側に配置される。そして、感光ドラム１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄがそれぞれ形成して静電像転写領域２５に転写した静電像指標１４９、１５０、１５１、１５２を検出する。画像形成時は、静電像指標１４９、１５０、１５１、１５２のベルト目盛り読み取りセンサ３３による検出結果に基づいて感光ドラム１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄにおけるトナー像の形成タイミングが設定される。
【０１６７】
感光ドラム１２ｄの下流には、ベルト目盛り読み取りセンサ３３が配置され、感光ドラム１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、それぞれ静電像転写ローラ（４７：不図示）が配置される。感光ドラム１２ａ、１２ｂ、１２ｃには、それぞれ静電像指標１５２、１５１、１５０が形成されて、静電像転写ローラを用いて中間転写ベルト２４の静電像転写領域２５に転写される。
【０１６８】
中間転写ベルト２４上に形成される２つの静電像指標１４８、１４９は、色ずれを検出する際の基準となる目盛り線であって、静電像指標１４８、１４９の間隔は、感光ドラム１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄの間隔と等しく設定されている。そのため、感光ドラム１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄに静電像指標１４９、１５０、１５１、１５２を同時に形成すると、静電像転写領域２５には、静電像指標１４８、１４９、１５０、１５１、１５２が等間隔に転写される。ベルト目盛り読み取りセンサ３３によって静電像指標１４８、１４９、１５０、１５１、１５２が等しい時間間隔で検出される。
【０１６９】
したがって、静電像指標１４８、１４９、１５０、１５１、１５２をベルト目盛り読み取り電位センサ３３０が検出する時間間隔を測定すれば、トナー像を転写した際の位置ずれ量を検出することが可能である。静電像指標１４８、１４９が検出される時間間隔を基準にして感光ドラム１２ａ、１２ｂ、１２ｃでの書き始めタイミングを調整することで、中間転写ベルト２４に静電像指標１４８、１４９、１５０、１５１、１５２を等間隔に転写できる。
【０１７０】
具体的には、位置ずれを検出する際の基準の位置関係にある静電像指標１４８、１４９の検出時刻の間隔をＴ０とする。静電像指標１４９、１５０の検出時刻の間隔をＴ１、静電像指標１５０、１５１の検出時刻の間隔をＴ２、静電像指標１５１、１５２の検出時刻の間隔をＴ３、とする。このとき、次式の関係が成立すればトナー像の位置ずれ量は０と言える。
Ｔ１＝２×Ｔ０
Ｔ２＝３×Ｔ０
Ｔ３＝４×Ｔ０
【０１７１】
しかし、トナー像の位置ずれが生じた場合、図２７に示すように、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３がＴ０に対して、２倍、３倍、４倍とはならず、次式で計算される位置ずれ量ΔＴ１、ΔＴ２、ΔＴ３が生じる。
ΔＴ１＝Ｔ１−２×Ｔ０
ΔＴ２＝Ｔ２−３×ΔＴ０
ΔＴ３＝Ｔ３−４×Ｔ０
【０１７２】
この位置ずれ量の分だけ、感光ドラム１２ａ、１２ｂ、１２ｃの露光開始タイミング（又は感光ドラムの回転速度）を調節して、位置ずれを補正することができる。
【０１７３】
そして、このような実施例４の画像形成装置１００Ｃにおいても、実施例１、２と同様にして、静電像転写ローラ４７に印加する静電像転写電圧を最適化できる。感光ドラム１２ｃ（１２ｂ、１２ａ）で形成された静電像指標を静電像転写電圧を振って静電像転写領域に転写し、ベルト目盛り読み取りセンサ３３で検出して最適と評価された静電像転写電圧を画像形成時に設定する。
【符号の説明】
【０１７４】
４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ 一次転写ローラ
６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ ドラム駆動モータ
８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ ドラムエンコーダ
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ 感光ドラム
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ 帯電ローラ
１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ 露光装置
１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ 現像装置
２４ 中間転写ベルト、２５ 静電像転写領域
３１、３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ 静電像目盛り
３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ ベルト目盛り読み取りセンサ
３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ ドラム目盛り読み取りセンサ
３６ ベルト駆動ローラ、３７ ベルト従動ローラ
４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄ 画像形成部
４６ａ、４６ｂ コロナ帯電器
４７ 静電像転写ローラ、４８ 制御部
４９ 静電像転写電圧制御部、５０ 静電像転写電圧印加部
１４８、１４９、１５０、１５１、１５２ 静電像指標
３３０ 電位センサ、３３１ 導線、３３２ ベースフィルム
３３３ 保護フィルム、３３４ 検出部、３４１ 高電位部
３４２ 低電位部、Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄ 転写部
Ｐ 記録材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像担持体に形成された静電像指標をベルト部材に転写して複数のトナー像の位置合わせを行う画像形成装置、詳しくはベルト部材に静電像指標を転写する際の電気的条件を設定する制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
像担持体（感光ドラム等）に形成された複数のトナー像を、ベルト部材（中間転写ベルト又は記録材搬送ベルト）を用いて重ね合わせる画像形成装置が広く用いられている（図１参照）。ベルト部材を用いてトナー像を重ね合わせる場合、最初に転写されたトナー像に対して後から転写されるトナー像を精密に位置合わせする必要がある。このため、像担持体に形成される画像のトナー像に対応させた各種の指標をベルト部材に記録して、後から転写されるトナー像の位置決め（又は形成タイミングの調整）に用いることが提案されている（特許文献１、２）。
【０００３】
特許文献１では、複数の感光ドラムでそれぞれ画像の静電像を形成するタイミングを調整するために、画像形成に先立たせて、位置決め用の静電像指標を、複数の像担持体に形成して記録材搬送ベルトに転写している。
【０００４】
特許文献２では、中間転写ベルトに転写された画像のトナー像に対して感光ドラム上のトナー像をリアルタイムに位置決めるために、中間転写ベルトの磁気記録トラックに目盛りパタ−ンを磁気記録している。
【０００５】
特許文献３では、複数の感光ドラムに同時に形成したトナー像指標を記録材搬送ベルトに転写して、複数の感光ドラムの下流側で光学式センサにより検出して、複数の感光ドラムにおける露光開始タイミングを調整している。
【０００６】
特許文献４には、像担持体（感光ドラム）に形成された静電像目盛りを検出可能なアンテナ型電位センサが記載されている。アンテナ型電位センサは、極めて小型であることに加えて、静電像を通過する際に検出面の電位分布の微分波形の検出信号を出力するため、静電像の位置を精密に検出できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−３９５７１号公報
【特許文献２】特開２００４−１４５０７７号公報
【特許文献３】特開２００３−０６６６７７号公報
【特許文献４】特開２０１０−６０７６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献２に示される磁気記録指標を用いてトナー像の重ね合わせを制御する場合、磁気記録指標の書き込み／読み取りを行うための装置を追加する必要がある。また、露光装置によって感光ドラムに形成される画像の静電像と磁気記録指標との間に１００μレベルの誤差が発生する可能性があり、トナー像の位置合わせを走査線レベルの精度で行うには困難を伴う。
【０００９】
そこで、図１に示すように、画像の静電像の走査線露光と同期させて感光ドラム１２ａに静電像目盛り３１ａを形成し、静電像目盛り３１ａを中間転写ベルト２４に転写することが提案された。この場合、下流側の感光ドラム１２ｂで、アンテナ型電位センサを用いて静電像目盛り３１ａを検出して、中間転写ベルト２４上のトナー像に対して感光ドラム１２ｂ上のトナー像をリアルタイムに位置合わせする。
【００１０】
しかし、中間転写ベルト２４に転写された静電像目盛り３１ａをアンテナ型電位センサを用いて検出している場合、画像形成の累積、温度湿度変化等によってトナー像の重ね合わせ精度が低下することが判明した。そして、検討の結果、画像形成の累積、温度湿度変化等によって、感光ドラム１２ａから中間転写ベルト２４へ静電像目盛り３１ａを転写する際の転写電圧が不適正になる結果、静電像目盛り３１ａの検出精度が低下することが判明した。
【００１１】
本発明は、画像形成の累積、温度湿度変化等を生じても静電像指標をベルト部材へ適正に転写して、トナー像の重ね合わせ精度を高く維持できる画像形成装置を提供することを目的としている。本発明は、アンテナ型電位センサを用いて静電像指標の検出精度を評価することで、特別なセンサや装置を追加することなく、静電像指標の転写条件を調整できる画像形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の画像形成装置は、像担持体と、画像のトナー像の転写部で前記像担持体に当接するとともに前記画像のトナー像の転写に用いる画像領域と並列に並べて未現像の静電像を転写させる静電像転写領域を設けたベルト部材と、画像の静電像を前記像担持体に形成する静電像形成手段と、前記静電像形成手段を用いて前記像担持体に形成した静電像指標を未現像で前記静電像転写領域に転写する静電像転写部材と、前記静電像転写領域上の前記静電像指標の誘導電流を前記ベルト部材の回転に伴って検出するアンテナ型電位センサと、を備え、前記静電像転写領域上の前記静電像指標を前記アンテナ型電位センサにより検出して、前記画像領域で転写される複数の前記画像のトナー像の重ね合わせを制御するものである。そして、非画像形成時に、前記静電像指標を形成して、画像形成時とは異なる電気的条件を用いて前記静電像転写領域に転写して、前記アンテナ型電位センサにより検出し、その検出結果に基づいて画像形成時に前記静電像指標を前記静電像転写領域へ転写する際の電気的条件を設定する制御手段を備える。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の画像形成装置では、適正な電気的条件（電流又は電圧）で転写された静電像指標と、不適正な電気的条件で転写された静電像指標とを、トナー像の重ね合わせ制御に用いるアンテナ型電位センサによる検出結果に基づき判別する。
【００１４】
したがって、特別なセンサや装置を追加することなく、静電像指標を転写する際の電気的条件を過不足なく調整できる。そして、画像形成の累積、温度湿度変化等を生じても静電像指標をベルト部材へ適正に転写してトナー像の重ね合わせ精度を高く維持できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】画像形成装置の全体構成の説明図である。
【図２】中間転写ベルトの画像のトナー像の転写部の斜視図である。
【図３】イエロー画像形成部の構成の説明図である。
【図４】中間転写ベルトに転写された静電像目盛りの説明図である。
【図５】マゼンタ画像形成部の構成の説明図である。
【図６】アンテナ型電位センサの配置の説明図である。
【図７】アンテナ型電位センサの構成の説明図である。
【図８】アンテナ型電位センサによる静電像目盛りの読み取りの説明図である。
【図９】アンテナ型電位センサの出力信号の説明図である。
【図１０】出力信号の信号波形の説明図である。
【図１１】中間転写ベルト上の画像先端の静電像目盛りの拡大図である。
【図１２】感光ドラムと中間転写ベルトの目盛り合わせの説明図である。
【図１３】目盛り合わせ制御のブロック図である。
【図１４】目盛り合わせ制御のフローチャートである。
【図１５】静電像転写電圧を最適化する際の制御ブロック図である。
【図１６】実施例１の静電像転写電圧設定制御のフローチャートである。
【図１７】静電像転写電圧設定パターンの説明図である。
【図１８】最適な静電像転写電圧の説明図である。
【図１９】静電像目盛りのピッチと最適な静電像転写電圧の関係の説明図である。
【図２０】静電像目盛りのピッチと検出信号の振幅の関係の説明図である。
【図２１】静電像転写電圧の違いによる検出信号の振幅差の説明図である。
【図２２】実施例２における電位センサの配置の説明図である。
【図２３】実施例２の静電像転写電圧設定制御のフローチャートである。
【図２４】静電像転写電圧と検出信号の標準偏差の関係の説明図である。
【図２５】実施例３における画像形成時の色ずれ補正制御の説明図である。
【図２６】実施例４における色ずれ補正制御の説明図である。
【図２７】静電像指標の位置ずれが発生した状態の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。本発明は、アンテナ型電位センサで静電像指標を検出して転写電圧等を調整する限りにおいて、実施形態の構成の一部または全部を、その代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実施できる。
【００１７】
したがって、ベルト部材を用いて複数のトナー像を重ね合わせる画像形成装置であれば、１ドラム型／タンデム型、中間転写方式／記録材搬送体方式の区別なく実施できる。像担持体の数、像担持体の帯電方式、静電像の形成方式、現像剤及び現像方式、転写方式等の区別無く実施できる。
【００１８】
また、ベルト部材を用いたトナー像の重ね合わせ制御は、図１に示すような画像形成中のリアルタイムの調整に限らず、特許文献１、３のような非画像形成時に行う露光開始タイミングの設定も含む。
【００１９】
また、本実施形態では、トナー像の形成／転写に係る主要部のみを説明するが、本発明は、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、プリンタ、各種印刷機、複写機、ＦＡＸ、複合機等、種々の用途の画像形成装置で実施できる。
【００２０】
なお、特許文献１〜４に示される画像形成装置及びアンテナ型の電位センサの一般的な事項については、図示を省略して重複する説明を省略する。
【００２１】
＜画像形成装置＞
図１は画像形成装置の全体構成の説明図である。図１に示すように、画像形成装置１００は、中間転写ベルト２４に沿ってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成部４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄを配列したタンデム型中間転写方式のフルカラープリンタである。
【００２２】
画像形成部４３ａでは、感光ドラム１２ａにイエロートナー像が形成されて中間転写ベルト２４に転写される。画像形成部４３ｂでは、感光ドラム１２ｂにマゼンタトナー像が形成されて中間転写ベルト２４に転写される。画像形成部４３ｃ、４３ｄでは、それぞれ感光ドラム１２ｃ、１２ｄにシアントナー像、ブラックトナー像が形成されて中間転写ベルト２４に転写される。中間転写ベルト２４に転写された四色のトナー像は、二次転写部Ｔ２へ搬送されて記録材Ｐへ二次転写される。
【００２３】
記録材カセット８０から引き出された記録材Ｐは、分離ローラ８２によって１枚ずつに分離されて、レジストローラ８３へ給送され、レジストローラ８３によって二次転写部Ｔ２へ送り込まれる。
【００２４】
そして、記録材Ｐが二次転写部Ｔ２を搬送される過程で、二次転写ローラ４４に正極性の電圧が印加されることにより、中間転写ベルト２４から記録材Ｐへトナー像が二次転写される。トナー像が二次転写された記録材Ｐは、定着装置８４へ搬送され、定着装置８４で加熱加圧を受けてトナー像を定着された後に、排出ローラ８５によって機体外へ排出される。
【００２５】
中間転写ベルト２４は、テンションローラ３７、ベルト駆動ローラ３６、及び対向ローラ３８に張架され、テンションローラ３７によって所定の張力が与えられる。ベルト駆動ローラ３６は、不図示の駆動モータによって回転駆動されて、中間転写ベルト２４を矢印Ｒ２方向に所定のプロセススピ−ドで回転させる。
【００２６】
画像形成部４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄは、現像装置１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄで用いるトナーの色が異なる以外は、同一に構成される。以下では、画像形成部４３ａについて説明し、画像形成部４３ｂ、４３ｃ、４３ｄについては、画像形成部４３ａの構成部材に付した符号末尾のａをｂ、ｃ、ｄに読み替えて説明されるものとする。
【００２７】
画像形成部４３ａは、感光ドラム１２ａの周囲に、帯電ローラ１４ａ、露光装置１６ａ、現像装置１８ａ、一次転写ローラ４ａ、ドラムクリーニング装置２２ａを配置している。
【００２８】
感光ドラム１２ａは、アルミニウムシリンダの外周面に厚さ３０μｍ、帯電極性が負極性のＯＰＣ感光体層が形成され、所定のプロセススピ−ドで矢印Ｒ１方向に回転する。帯電ローラ１４ａは、直流電圧に交流電圧を重畳した振動電圧を印加されて、感光ドラム１２ａの表面を一様な負極性の暗部電位ＶＤ（−６００Ｖ）に帯電させる。
【００２９】
露光装置１６ａは、レーザービームを回転ミラーで走査露光して、感光ドラム１２ａの表面電位を明部電位ＶＬ（−１００Ｖ前後）に低下させて画像の静電像を書き込む。現像装置１８ａは、トナーとキャリアを含む二成分現像剤を用いて静電像を現像して、感光ドラム１２ａの表面にトナー像を形成する。露光された明部電位ＶＬの部分にイエロートナーが付着して、イエロートナー像が反転現像される。
【００３０】
一次転写ローラ４ａは、中間転写ベルト２４の内側面を押圧して、感光ドラム１２ａと中間転写ベルト２４との間に転写位置Ｔａを形成する。一次転写ローラ４ａに正極性の直流電圧（＋１０００Ｖ程度）を印加することで、感光ドラム１２ａのトナー像が中間転写ベルト２４へ一次転写される。
【００３１】
ドラムクリーニング装置２２ａは、感光ドラム１２ａにクリーニングブレードを摺擦させて、中間転写ベルト２４へ転写されないで感光ドラム１２ａに残った転写残トナーを回収する。ベルトクリーニング装置４５は、駆動ローラ３６に内側面を支持された中間転写ベルト２４にクリーニングブレードを摺擦させて、二次転写部Ｔ２を通過した中間転写ベルト２４から転写残トナーを回収する。
【００３２】
感光ドラム１２ａは、ドラム駆動モータ６ａからドラム回転軸５ａに駆動力を伝達する駆動系を介して駆動力が伝達される。ドラム回転軸５ａには図示しないカップリングを介してドラムエンコーダ８ａが連結されている。画像形成部４３ａでは、ドラムエンコーダ８ａからの出力信号をもとにドラム駆動モータ６ａを回転させることで、感光ドラム１２ａが矢印方向に等角速度回転するように制御される。
【００３３】
これに対して、感光ドラム１２ｂ、１２ｃ、１２ｄは、後述するように、感光ドラム１２ａに形成されて中間転写ベルト２４に転写された静電像目盛り３１ａの検出信号に基づいて刻々の回転速度を調整される。これにより、感光ドラム１２ａに形成されて中間転写ベルト２４に転写された画像のトナー像に、感光ドラム１２ｂ、１２ｃ、１２ｄの画像のトナー像を位置決めて重ね合わせる。
【００３４】
中間転写ベルト２４の静電像転写領域２５と対向する位置を挟み込むようにコロナ帯電器４６ａ、４６ｂが配置される。コロナ帯電器４６ａ、４６ｂに逆位相の交流電圧を印加することで、感光ドラム１２ａに形成されて中間転写ベルト２４の静電像転写領域２５に転写されてトナー像の重ね合わせ制御に使用された静電像目盛り３１ａが確実に消去される。
【００３５】
中間転写ベルト２４の静電像転写領域２５を除電する構成として、静電像転写領域２５と接触して、接地電位に接続した除電ブラシを配置してもよい。
【００３６】
＜静電像転写領域＞
図２は中間転写ベルトの画像のトナー像の転写部の斜視図である。高速化を狙った複数の画像形成部を有するタンデム型の画像形成装置では、機械精度等の原因により、複数の感光ドラムや中間転写ベルトの速度変動や、中間転写ベルトの蛇行などが生じる。その結果、各画像形成部の転写位置で、感光ドラム外周面と中間転写ベルトの移動量の相違等が各色毎にバラバラに発生し、画像を重ね合わせたときに一致せず、１００〜１５０μｍの色ずれを生じることがある。
【００３７】
そこで、各色の画像形成部において、感光ドラムに目盛り線の静電像を形成し、現像して可視像にしてから中間転写ベルトに転写し、目盛り線のトナー像を光学式センサで検出して色ずれを補正していた。
【００３８】
しかし、印刷以外にトナーが消費されると資源の有効利用という点で不十分である。また、光学式センサの汚れ、中間転写ベルトの汚れや傷などによって、目盛り線のトナー像を精度良く検出することは困難であった。
【００３９】
そこで、画像形成装置１００では、位置決め用の目盛り線として、トナー像の代わりに未現像の静電像を用いている。最も上流の感光ドラム１２ａに静電像目盛りを形成し、電界をかけて中間転写ベルト２４に転写することで静電像の目盛り線を中間転写体に形成している。
【００４０】
図２に示すように、ベルト部材の一例である中間転写ベルト２４は、画像のトナー像の転写部で像担持体の一例である感光ドラムに当接する。中間転写ベルト２４は、画像のトナー像の転写に用いる画像領域と並列に並べて未現像の静電像を転写させる静電像転写領域２５を設けている。静電像形成手段の一例である露光装置１６ａは、画像の静電像を感光ドラムに形成する。中間転写ベルト２４の回転方向における感光ドラム１２ａの下流側に、イエロートナー像に重ね合わせるためのマゼンタトナー像が形成される感光ドラム１２ｂが配置される。
【００４１】
静電像指標の一例である静電像目盛り３１ａは、静電像形成手段の一例である露光装置１６ａを用いて感光ドラム１２ａに形成される。静電像目盛り３１ａは、感光ドラム１２ａの回転方向に直角な輪郭を持たせて露光装置１６ａにおける所定走査線本数間隔で配列するように形成される。静電像目盛り３１ａは、感光ドラム１２ａの回転方向に複数種類のピッチで１つのピッチごとに複数が配列するように形成される。静電像転写電圧制御部４９は、静電像指標のピッチが小さいほど静電像転写ローラ４７に印加する転写電圧の絶対値を大きくするように静電像転写電圧を設定する。
【００４２】
静電像転写部材の一例である静電像転写ローラは、静電像目盛り３１ａを未現像で静電像転写領域２５に転写する。アンテナ型電位センサの一例であるベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂは、静電像転写領域上の静電像目盛り３１ａの誘導電流を中間転写ベルト２４の回転に伴って検出する。ベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂは、感光ドラム１２ｂがマゼンタトナー像を中間転写ベルト２４へ転写する位置に配置されて、感光ドラム１２ａで形成されて静電像転写領域２５へ転写された静電像目盛り３１ａを検出する。
【００４３】
画像形成時は、静電像転写領域上の静電像目盛り３１ａをベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂにより検出して、画像領域で転写される複数の画像のトナー像の重ね合わせを制御する。感光ドラム１２ａから転写された静電像目盛り３１ａのベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂによる検出結果に基づいて感光ドラム１２ｂの刻々の回転速度が調整される。
【００４４】
中間転写ベルト２４は、カーボン粒子を含有させて体積抵抗率１０１０Ω・ｃｍに調整されたポリイミドの樹脂ベルトであって、画像のトナー像が転写される有効画像領域９０を幅方向の中央に配置している。有効画像領域９０の両方の外側には、感光ドラム１２ａから静電像目盛り３１ａが転写される静電像転写領域２５が配置される。静電像転写領域２５は、転写された静電像目盛り３１ａの減衰を防止するために、体積低効率１０１４Ω・ｃｍ以上のＰＥＴ、ＰＴＦＥ、ポリイミド等の樹脂フィルムを、中間転写ベルト２４の表面に積層して形成される。ただし、中間転写ベルト２４に積層できる高抵抗材料であれば、これらに限定するものではない。
【００４５】
有効画像領域９０は、画像のトナー像の転写性能を確保するために、体積抵抗率が１０９〜１０１０Ω・ｃｍの中抵抗の材料で形成される。このため、中間転写ベルト２４に静電像目盛り３１ａを直接に転写した場合、一旦は電荷が移動して静電像目盛り３１ａの帯電パターンが中間転写ベルト２４に形成される。しかし、その後、抵抗値が低いため電荷が移動してしまい、静電像目盛り３１ａが下流側の感光ドラム１２ｂ、１２ｃ、１２ｄへ到達するまでに消滅して電気的に検出できなくなる。
【００４６】
したがって、静電像転写領域２５は、体積抵抗率を１０１４Ω・ｃｍ以上とすることが好ましい。プロセススピードにもよるが、体積抵抗率が１０１４Ω・ｃｍ以上あれば、感光ドラム１２ａから転写された電荷は移動することなく保持され、下流の感光ドラム１２ｂ、１２ｃ、１２ｄへ到達して電気的に検出される。このため、中間転写ベルト２４よりも高い体積抵抗値を有する材質のものを貼り付ける。または、スプレーなどで塗装、あるいはドクターブレードでコーティングして加熱硬化させる等により体積抵抗率を高くする。
【００４７】
静電像転写領域２５の材質に関しては、体積抵抗率１０１４Ω・ｃｍ以上の材料で、中間転写ベルト２４に接合できるものであれば、ＰＥＴ、ＰＴＦＥなどのフッ素樹脂、あるいはポリイミドなどを利用できるが、これらに限定するものではない。
【００４８】
ここでは、静電像転写領域２５は、体積抵抗率１０１４Ω・ｃｍ以上で幅５ｍｍのテープ状に形成された厚さ０．００５ｍｍポリイミドを、接着剤を用いて中間転写ベルト２４の外側面の表面に積層している。
【００４９】
画像のトナー像を転写する一次転写ローラ４ａの長手方向の外側には、一次転写ローラ４ａと同軸上に、静電像目盛り３１ａ転写用の静電像転写ローラ４７が配置されている。一次転写ローラ４ａと静電像転写ローラ４７は、同一材料、同一構造の導電性のスポンジローラで構成される。しかし、画像のトナー像の転写に最適な転写電圧と静電像目盛り３１ａの転写に最適な転写電圧とは一般的には異なるため、静電像転写ローラ４７は、一次転写ローラ４ａから電気的に独立させて、別々の転写電圧が印加される。
【００５０】
一次転写ローラ４ａは、転写部を流れる電流値が所定値になるように定めた定電圧（＋１０００Ｖ程度）が印加されることにより、感光ドラム１２上のトナー像を中間転写ベルト２４の有効画像領域９０へ静電気力で吸引して転写させる。
【００５１】
静電像転写ローラ４７は、一次転写ローラ４ａに印加される定電圧とは異なる定電圧（例えば＋５００Ｖ）が印加されることにより、静電像目盛り３１ａを形成している電荷を静電像転写領域２５に転写させる。
【００５２】
なお、静電像目盛り３１ａを中間転写ベルト２４へ転写する構成は、導電性のスポンジローラには限定されず、ワイヤーを用いたコロナ帯電器や、ブレード帯電器などを用いてもよい。
【００５３】
＜静電像目盛りの転写部＞
図３はイエロー画像形成部の構成の説明図である。図４は中間転写ベルトに転写された静電像目盛りの説明図である。
【００５４】
図１を参照して図３に示すように、感光ドラム１２ａの露光位置４２ａを長手方向に延長した有効画像領域９０外の両端部に、画像を書き込む前後のレーザー光の照射により静電像目盛り３１ａを書き込む。静電像目盛り３１ａの長さは、感光ドラム１２ａの主走査方向（長手方向）に５ｍｍ程度である。静電像目盛り３１ａは、画像を感光ドラム１２ａに書き込む前の感光ドラム１２ａが回転駆動を開始した直後から形成され、感光ドラム１２ａでの画像形成が終了するまで書き込みが続けられる。
【００５５】
感光ドラムから中間転写ベルト、さらに、中間転写ベルトから記録材Ｐへトナー像を転写する際には、速度差を０．５％程度つけてお互いに滑らせながら転写の動作を行うのが一般的である。しかし、ここでは、説明を簡単にするために、搬送方向のすべり量がゼロで、記録材Ｐに対し転写後のトナー像と同じ大きさのトナー像を感光ドラムおよび中間転写ベルトに形成するものとする。
【００５６】
図３を参照して図４に示すように、画像形成部４３ａでは、Ａ４ヨコサイズの記録材Ｐに転写するトナー像が中間転写ベルト２４上に転写されると同時に、静電像転写領域２５に静電像目盛り３１ａが転写される。中間転写ベルト２４の幅方向の両端には、静電像転写領域２５が形成され、静電像転写領域２５には静電像目盛り３１ａが転写されている。
【００５７】
Ａ４ヨコの記録紙に対し、全面に画像形成が可能であるわけではなく、記録材Ｐの前後、左右それぞれに余白を持たせて画像形成を行う。先端・後端の余白は２．５ｍｍ、左右の余白は２ｍｍとなっている。画像形成部４３ａの感光ドラム１２ａに１ページ分の画像形成を行う際には、記録紙の先端に相当する部分から露光動作を開始し、トナー像を形成する領域の２．５ｍｍ前から感光ドラム１２ａの両端部に静電像目盛り３１ａの形成を開始する。
【００５８】
静電像目盛り３１ａの副走査方向（回転方向）の大きさ（ピッチ）は、走査線の幅を用いて表現される。画像の解像度が６００ｄｐｉの場合、静電像目盛り３１ａの最少のピッチは、１ライン１スペースとなり、２５．４÷６００×２＝０．０８４６６・・ｍｍより、８４．６μmのピッチとなる。ただし、後述するように、ここでは、４ライン４スペースの静電像目盛り３１ａを採用しており、３３８．４μｍのピッチである。
【００５９】
感光ドラム１２ａの有効画像領域９０には、現像装置１８ａによりマイナスに帯電したイエロートナーが付着されてイエロートナー像が形成される。このとき、感光ドラム１２ａの両端部の静電像目盛り３１ａにトナーが付着しないように、現像装置１８の現像領域９１が決められている。一方、中間転写ベルト２４の両端部に静電像転写領域２５が設けられ、静電像転写領域２５が存在する部分には静電像転写ローラ４７が配置されている。
【００６０】
感光ドラム１２ａに形成された静電像目盛り３１ａは、中間転写ベルト２４の両端部の静電像転写領域２５に接触する。そして、静電像転写ローラ４７に予め決定した定電圧（例えば、＋５００Ｖ）を印加することで、静電像目盛り３１ａを形成している電荷の一部が静電像転写領域２５に転写される。その結果、感光ドラム１２ａの静電像目盛り３１ａと同じピッチの静電像目盛り３１ａが静電像転写領域２５に形成される。
【００６１】
このとき、感光ドラム１２ａの露光部（−１００Ｖ）と静電像転写領域２５（＋５００Ｖ）との電位差は６００Ｖであるのに対し、感光ドラム１２ａの非露光部（−６００Ｖ）と静電像転写領域２５（＋５００Ｖ）との電位差は１１００Ｖである。この電位差の違いにより、感光ドラム１２ａと静電像転写領域２５との間の放電による電荷移動量に差が生じて、非露光部では放電による移動電荷量が多くなり、露光部では放電による移動電荷量が少なくなる。その結果、感光ドラム１２ａから静電像転写領域２５へ静電像目盛り３１ａがパターンとして転写される。
【００６２】
ここで、中間転写ベルト２４の体積抵抗率が１０１０Ω・ｃｍで、静電像転写領域２５の体積抵抗率が１０１４Ω・ｃｍのとき、静電像転写領域２５に転写された静電像目盛り３１ａの表面電位を測定した。静電像目盛り３１ａは微細で直接には電位を測定できないため、走査線１０００本（４２．３ｍｍ）の露光部と非露光部による８４．６ｍｍの静電像目盛りを形成して、静電像転写領域２５に転写し、従来の静電容量型の電位センサで静電像転写領域の電圧を測定した。その結果、感光ドラム１２ａ上の−６００Ｖと−１００Ｖの表面電位の違いが、静電像転写領域２５上では、＋５０Ｖと０Ｖの表面電位の違いとして転写されていた。
【００６３】
＜静電像目盛りの検出部＞
図５はマゼンタ画像形成部の構成の説明図である。図６はアンテナ型電位センサの配置の説明図である。図中、（ａ）はドラム目盛り読み取りセンサの配置、（ｂ）はベルト目盛り読み取りセンサの配置である。上述したように、画像形成部４３ｂ、４３ｃ、４３ｄは、ほぼ同じ構成を用いて同様にトナー像の重ね合わせ制御を実行するため、以下では、画像形成部４３ｂについて説明し、画像形成部４３ｃ、４３ｄに関する重複した説明を省略する。
【００６４】
図１を参照して図５に示すように、画像形成部４３ｂでは画像形成部４３ａと同じ形状の感光ドラム１２ｂを用い、ベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂを中間転写ベルト２４の内側面に配置した。中間転写ベルト２４の外側面に転写された静電像目盛り３１ａを中間転写ベルト２４の内側面から検出することで、感光ドラム１２ａに干渉することなく、ベルト目盛り読み取りセンサ３３ａを転写部Ｔｂに配置できる。また、中間転写ベルト２４の外側面ほどには、センサ摺擦面に飛散トナーが侵入しないで済む。
【００６５】
中間転写ベルト２４の端部からはみ出した感光ドラム１２ｂの両端部の露光範囲には、マゼンタ画像の静電像と同期させて静電像目盛り３１ｂが形成されている。静電像目盛り３１ｂは、図３に示すように感光ドラム１２ａに形成される静電像目盛り３１ａと同一ピッチ同一長さで形成される。
【００６６】
図６の（ａ）に示すように、感光ドラム１２ｂから中間転写ベルト２４へマゼンタ画像のトナー像が転写される転写部Ｔｂの転写線上に、感光ドラム１２ｂの静電像目盛り３１ｂを読み取るドラム目盛り読み取りセンサ３４ｂが配置される。そして、図６の（ｂ）に示すように、その同じ転写線上に、中間転写ベルト２４の静電像転写領域２５に転写された静電像目盛り３１ａを読み取るベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂが配置されている。
【００６７】
すなわち、画像形成部４３ｂでは、ベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂとドラム目盛り読み取りセンサ３４ｂとが同一転写線上に配列される。そして、感光ドラム１２ｂ上の静電像目盛り３１ｂと、静電像目盛り３１ｂに一対一に対応させた静電像目盛り３１ａとが同時に読み取られる。
【００６８】
したがって、静電像転写領域２５の静電像目盛り３１ａに対して、感光ドラム１２ｂの対応する静電像目盛り３１ｂを刻々と位置決める制御を行う。これにより、中間転写ベルト２４のイエロートナー像に対して感光ドラム１２ｂのマゼンタトナー像が走査線レベルで位置合わせされる。
【００６９】
なお、ベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂは、中間転写ベルト２４の表側に配置しても構わない。中間転写ベルト２４の外側面に転写された静電像目盛り３１ａを中間転写ベルト２４の外側面から検出する場合、ベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂと静電像目盛り３１ａの距離が短くなるので、よりピッチの小さい静電像目盛り３１ａを読み取り可能になる。実験の結果、中間転写ベルト２４の場合、外側面から読み取る場合には１ライン１スペースの静電像目盛り３１ａを読み取り可能であるが、内側面から必要な精度で読み取るためには、４ライン４スペースにする必要があった。
【００７０】
したがって、静電像転写領域２５の静電像目盛り３１ａを中間転写ベルト２４の外側面側から読み取るか内側面側から読み取るかは、感光ドラムや中間転写ベルトを含む静電像転写プロセスの特性と製品仕様に応じて選択可能である。
【００７１】
静電像目盛り読み取りセンサ３４ｂとベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂは、図７に示すように、空間電位の変化を検出することが可能な同一構成の電位センサ３３０である。
【００７２】
＜アンテナ型電位センサ＞
図７はアンテナ型電位センサの構成の説明図である。図８はアンテナ型電位センサによる静電像目盛りの読み取りの説明図である。図９はアンテナ型電位センサの出力信号の説明図である。図１０は出力信号の信号波形の説明図である。
【００７３】
電位センサ３３０の基本構成については、特開平１１−１８３５４２に詳細に記載されているので、ここでは、電位センサ３３０に特有な部分について記載する。
【００７４】
図７の（ａ）に示すように、直径２０μｍの金属線からなる導線３３１をＬ字型に曲げて、その先端が検出部３３４となり、検出部３３４の長さは約２ｍｍである。検出部３３４の反対側の端部が信号の出力部３３５である。
【００７５】
Ｌ字型の導線３３１は、横幅４ｍｍ、縦幅１５ｍｍ、厚さ２５μｍのポリイミドのフィルムからなるベースフィルム３３２の上に接着剤を塗布した後に配置されている。Ｌ字型の導線３３１を覆って、ベースフィルム３３２と同等な大きさと厚さを有するポリイミドのフィルムからなる保護フィルム３３３が接着されている。
【００７６】
図８の（ａ）に示すように、静電像目盛り３１ａは、電位が相対的に高い高電位部３４１と相対的に低い低電位部３４２とが交互に現れるインクリメンタルパターンである。静電像転写領域２５の低電位部３４２は、上述したように、感光ドラム１２ａ上の露光部が転写された部分であって表面電位が約０Ｖである。また、静電像転写領域２５の高電位部３４１は、感光ドラム１２ａ上の非露光部が転写された部分であって表面電位が＋５０Ｖ程度である。静電像目盛り３１ａは、６００ｄｐｉの画像解像度で、４ラインの露光部と４スペースの未露光部を繰り返して形成されているため、高電位部３４１の幅が１６９μｍ、低電位部３４２の間隔が１６９μｍ、１周期のピッチが３３８μｍである。
【００７７】
ベルト目盛り読み取りセンサ３３としての電位センサ３３０は、検出部３３４と静電像目盛り３１ａの目盛り線が平行になるように位置決めて、図示しない支持部に根本を固定されている。
【００７８】
図８の（ｂ）に示すように、ベースフィルム３３２側が中間転写ベルト２４と接触するように、電位センサ３３０は先端側を湾曲させている。湾曲のばね力によって電位センサ３３０は中間転写ベルト２４に密着しているが、導線３３１（検出部）と中間転写ベルト２４の間隔が変動しないように、保護フィルム３３３の上から、バネで押し付けてもよい。
【００７９】
図９の（ｂ）に示すように、静電像目盛り３１ａの高電位部３４１と低電位部３４２の電位分布は、レーザーの露光スポットがガウス分布状の光量分布を持つため、周辺部で電位が減少して矩形波にはならない。このような電位分布の静電像目盛り３１ａに沿って図８の（ａ）に示すように電位センサが相対移動すると、高電位部３４１と低電位部３４２の電位分布に応答して図９の（ｃ）に示すような信号出力が得られる。相対移動に伴って近傍の電位が変化することで、電位センサ３３０の検出部３３４に誘導電流が発生し、電位センサ３３０の出力部３３５から、図９の（ｂ）の電位分布を微分した波形の出力電圧が出力される。
【００８０】
図９の（ｂ）に示す電位分布のピーク（傾き０）の点が静電像目盛り３１ａの中心線の位置であり、中心線の位置で電位センサ３３０の出力電圧が０になっている。このため、電位センサ３３０の出力電圧が０になる時刻を、静電像目盛り３１ａの目盛り線を検出した時刻と特定できる。
【００８１】
図９の（ｃ）では、静電像目盛り３１ａのピッチが粗いため、電位変化が生じてから次の電位変化が生じるまでに時間間隔がある程度あくので、電位センサ３３０の出力信号が正弦波とは異なる形状である。
【００８２】
図１０の（ａ）に示すように静電像目盛り３１ａを２ライン２スペースで形成してピッチを半分の１６９μｍにした場合、図１０の（ｂ）に示す電位分布となり、図１０の（ｃ）に示すように電位センサ３３０によって正弦波の出力信号が得られた。
【００８３】
＜画像位置合わせ制御＞
図１１は中間転写ベルト上の画像先端の静電像目盛りの拡大図である。図１２は感光ドラムと中間転写ベルトの目盛り合わせの説明図である。図１３は目盛り合わせ制御のブロック図である。図１４は目盛り合わせ制御のフローチャートである。感光ドラム１２ｃ、１２ｄについては、感光ドラム１ｂと同様に制御がされるため、図１３、図１４には示さず、重複する説明も省略する。
【００８４】
図１１に示すように、画像形成部４３ｂで画像の先頭の目盛り合わせを確実に行うために、１ページ分の画像形成を行う際の先端余白部分において、有効画像領域よりピッチの大きな目盛りが形成されている。図１１は図４のＡ部の拡大図であり、画像先端の余白部に形成する静電像目盛りの構成を示す。
【００８５】
感光ドラム１２ａから転写されて、中間転写ベルト２４には、余白の先頭に相当する部分に有効画像部の目盛りピッチの８倍に相当するピッチの目盛り線が４本形成される。続いて、その半分のピッチの目盛り線が３本形成され、その次に、さらに半分のピッチの目盛り線が３本形成され、その後、有効画像部に形成するのと同じピッチの目盛り線が後端余白の領域まで形成される。有効画像部の目盛りピッチより大きな目盛りピッチを形成する領域は、先端余白より短い領域である。
【００８６】
感光ドラム１２ｂでも同様に、画像の先端余白部の目盛りピッチは有効画像部の目盛りピッチの８倍のものから始めて、４倍、２倍、と徐々にピッチを細かくして、最小ピッチの目盛りにつなげていく。
【００８７】
従来の画像形成装置においては、画像位置ズレが１００〜１５０μｍ程度生ずるものであったので、画像形成部４３ａで転写された静電像目盛り３１ａに対し、画像形成部４３ｂの転写位置での静電像目盛り３４ｂの位置は最大でも１５０μｍ程度のズレであった。このため、感光ドラム１２ｂまたは中間転写ベルト２４のいずれかの静電像目盛りを検知した後は、必ずもう一方の静電像目盛りを検知することなり、対応させるべき目盛り線が交互に検知される。よって、感光ドラム１２ｂの静電像目盛り３１ｂを検知するたびに静電像目盛り３１ｂを中間転写ベルト２４の静電像目盛り３１ａの位置に合わせるように感光ドラム１２ｂの回転速度を調整する。先端余白部で、徐々に目盛りピッチを小さくしていくことで、有効画像領域に至るまで対応する目盛りを見失うことなく位置合わせを継続して行うことができる。
【００８８】
図１２は、中間転写ベルト２４の静電像目盛り３１ａに対して、感光ドラム１２ｂの静電像目盛り３１ｂの先頭が１５０μｍずれた場合の目盛り合わせ制御のイメージを示している。先頭の目盛り線は、大きくても１５０μｍ程度しかずれないので、先頭の目盛りｍ０とＭ０が１５０μｍずれているものとする。次の目盛りを合わせるために、それぞれの目盛り線の位置を読み取った結果から、ドラム駆動モータ６ｂの回転速度を変化させて、次の目盛り線ｍ１とＭ１をあわせるように動作させる。しかし、位置誤差が大きすぎて、合わせきれていない。さらに、ｍ２とＭ２、ｍ３とＭ３をそれぞれ合わせるように、回転制御していくと、ほぼ目盛り線を合わせることができる。ここから先、目盛りピッチが小さくなっていっても、感光ドラム１２ｂの静電像目盛り３１ｂを中間転写ベルト２４の静電像目盛り３１ａに位置合わせし続けることができる。最少の目盛りピッチとなっても同様である。これにより、有効画像の先頭から中間転写ベルト２４の静電像目盛り３１ａに対して感光ドラム１２ｂの静電像目盛り３１ｂを合わせることができる。すなわち、画像形成部４３ａで中間転写ベルト２４に転写されたトナー像に対して、画像形成部４３ｂ以降では少ない色ずれでトナー像を転写し続けることが可能となる。
【００８９】
図１３に示すように、感光ドラム１２ａ、１２ｂ及び中間転写ベルト２４に速度変動がなく、トナー像が一定の時間間隔で転写位置Ｔａ、Ｔｂ間を搬送される場合、中間転写ベルト２４に重ねて形成されるトナー像に位置ズレは発生しない。しかし、ベルト駆動ローラ３６の偏芯、中間転写ベルト２４の厚みムラなどにより、中間転写ベルト２４の速度ムラが生じたり、ドラム駆動モータ６ａ、６ｂに速度変動が生じたりすると、位置ズレが発生する。そして、ベルト駆動ローラ３６の偏芯、中間転写ベルト２４の厚みムラはあらかじめ測定することで速度ムラを補正することも可能である。また、ドラム駆動モータ６ａ、６ｂの速度変動は、それそれ同じ軸上に取り付けられたドラムエンコーダ８ａ、８ｂにより速度を補正することも可能である。
【００９０】
しかし、画像形成部４３ａ、４３ｂにおいて転写されるトナーの量の違いなどにより、中間転写ベルト２４にテンション変動が発生して、中間転写ベルト２４には、画像によって異なる伸縮が発生する。このようなテンション変動は、画像形成部４３ａで転写された中間転写ベルト２４上のトナー像が画像形成部４３ｂに到達するまでの時間を変動させて、変動時間相当の色ずれを発生させる。プロセス条件で決定される転写トナー量、一次転写電圧の値などによって中間転写ベルト２４の伸縮は変化するため、伸縮に伴う位置ズレは予測ができず、補正することは困難である。
【００９１】
このように予測できない中間転写ベルト２４の速度変動が生じた場合であっても、制御部４８は、感光ドラム１２ｂに接続されているドラム駆動モータ６ｂの回転を制御して色ずれを防止する。転写位置Ｔｂにおいて静電像目盛り３１ｂを、対応する静電像目盛り３１ａに位置合わせするようにドラム駆動モータ６ｂの回転を制御する。
【００９２】
図１３を参照して図１４に示すように、制御部４８は、印字開始信号を受け取ると（Ｓ１）、ドラム駆動モータ６ａ、６ｂと図示しないベルト駆動モータに回転開始指示を与える。ドラムエンコーダ８ａ、８ｂの信号を読み取りながらドラム駆動モータ６ａ、６ｂを等速回転させて、感光ドラム１２ａ、１２ｂを矢印Ｒ１方向に等速回転させる。同様に、ベルト駆動ローラ３６に取り付けられたベルト駆動ローラエンコーダの信号により、図示しないベルト駆動モータを等速回転駆動させて、ベルト駆動ローラ３６を駆動して中間転写ベルト２４を一定速度で矢印Ｒ２方向に回転させる（Ｓ２）。
【００９３】
制御部４８は、帯電ローラ１４ａ、１４ｂ、一次転写ローラ４ａ、４ｂに所定の高圧の印加を開始する（Ｓ３）。これにより、感光ドラム１２ａ、１２ｂの表面は−６００Ｖに帯電される。
【００９４】
制御部４８は、画像信号を受け取ると、露光装置１６ａに露光動作を開始させ、先端余白に相当する部分から静電静電像目盛り３１ａを所定のピッチで形成する（Ｓ４）。画像データの露光動作が開始されたら、静電像目盛り３１ａとともに、１ページ分の画像データが終了するまで露光動作を継続する。
【００９５】
ここで、感光ドラム径を８４ｍｍとし、画像形成部４３ａと画像形成部４３ｂとの間のピッチ（ステーション間ピッチ）を２５０ｍｍとする。感光ドラム１２ａの露光位置から転写部ｔａまでの露光−転写間距離を１２５ｍｍとし、プロセススピードを３００ｍｍ／ｓとする。このとき、画像形成部４３ａで画像形成開始してから、画像形成部４３ｂで画像形成開始するまでの待ち時間は以下となる。
２５０（ｍｍ）÷３００（ｍｍ／ｓｅｃ）＝０．８３３秒
【００９６】
したがって、制御部４８は、露光装置１６ａが露光動作を開始してから、０．８３３秒経過するのを待って（Ｓ５のＹｅｓ）、露光装置１６ｂの露光動作を開始させる（Ｓ６）。
【００９７】
制御部４８は、次に、ｉ＝０として（Ｓ７）、ベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂによって、ｉ番目（ｉ＝０）の静電像目盛りを検知する（Ｓ８ａ）。また、ドラム目盛り読み取りセンサ３４ｂによって、ｉ番目（ｉ＝０）の静電像目盛りを検知する（Ｓ８ｂ）。
【００９８】
図１２に示すように、先端余白部の目盛りピッチは８倍に広げてあるので、少なくとも中間転写ベルト２４上の次の目盛り線を検知する前に、感光ドラム１２ｂ上の目盛り線を検知するはずである。
【００９９】
制御部４８は、感光ドラム１２ｂと中間転写ベルト２４の先頭の目盛り線を検知した時間差Δｉを計算して（Ｓ９）、Δｉと目盛りピッチＰｉを搬送速度３００ｍｍ／ｓで割った値を比較する（Ｓ１０）。
【０１００】
ΔｉがＰｉ／３００の値より小さい場合（Ｓ１０のＹｅｓ）、２番目の目盛り線を検知する前に相手方の目盛り線を検知するということであり、どの目盛り線を対応させればよいのかが明確になる。
【０１０１】
一方、ΔｉがＰｉ／３００の値より大きい場合（Ｓ１０のＮｏ）、２番目の目盛り線を検知するまでに相手方の目盛り線を検知することができなかったため、相手方のどの目盛り線を対応させればよいのか判断ができなくなる。その場合は、エラーと判断して装置の動作を停止させる（Ｓ１１）。
【０１０２】
制御部４８は、次に、算出したΔｉを元に、感光ドラム１２ｂと中間転写ベルト２４の静電像目盛りの位置ズレがなくなるように、ドラム駆動モータ６ｂの速度の補正量を算出する（Ｓ１２）。そして、補正量に基づいてドラム駆動モータ６ｂの回転速度を補正して（Ｓ１３）、ｉをｉ＋１にする（Ｓ１４）。このようにして、有効画像領域に達するまでに目盛りピッチを最小のピッチに収束させるとともに、目盛り線の位置ズレも小さくなるようにドラム駆動モータ６ｂの回転速度を補正する（Ｓ８ａ〜Ｓ１５）。
【０１０３】
１ページ分の画像データが終了するまで（Ｓ１５のＮｏ）これを繰り返して、画像データが終了したら（Ｓ１５のＹｅｓ）、露光動作を停止する（Ｓ１６）。
【０１０４】
制御部４８は、次のページの印字データがある場合（Ｓ１７のＹｅｓ）、画像形成と静電像目盛りの形成とを繰り返して、画像の位置合わせ行いながら画像形成を行っていく。
【０１０５】
制御部４８は、印字データが終了している場合（Ｓ１７のＮｏ）、帯電ローラ１４ａ、１４ｂ、一次転写ローラ４ａ、４ｂなどの高圧を停止させる（Ｓ１８）。記録材Ｐへの二次転写が終了すると（Ｓ１９のＹｅｓ）、感光ドラム１２ａ、１２ｂおよび中間転写ベルト２４の回転を停止させて（Ｓ２０）、印字動作を終了する（Ｓ２１）。
【０１０６】
以上説明したように、画像形成部４３ａで転写されたトナー像に対応した静電像目盛り３１ａ対し、画像形成部４３ｂでトナー像に対応した静電像目盛り線３１ｂの位置を合わせる。トナー像と対応した静電像目盛り３１ａ、３１ｂを電位センサ３３０で読取り、対応する目盛り線を常に位置合わせするように感光ドラム１２ｂを動作させる。
【０１０７】
よって、中間転写ベルト２４上に形成されたトナー像に対して画像形成部４３ｂで高精度にトナー画像を重ねて転写することが可能となり、色ずれのないフルカラー出力画像を得ることができる。中間転写ベルト２４の伸縮による画像位置ズレに対しても、高精度に補正することが可能となる。
【０１０８】
また、電位センサ３３０は、フレキシブル基板に導線パターンを配置しただけのものであり、非常に低コストで小型に構成できる。電位センサ３３０は、静電像そのものを読み取るため、他の書き込み・読取り手段を必要しないことから画像との位置ずれ誤差を少なくすることができるので、高精度の画像形成装置を提供できる。
【０１０９】
＜静電像目盛りの問題点＞
図３に示すように、静電像目盛り３１ａの転写に最適な電気的条件の一例である静電像転写電圧は、画像のトナー像の転写電圧の場合と同様に、環境変動に伴って変化することが判明した。環境変動に伴って静電像転写ローラ４７の電気抵抗が変化すると、感光ドラム１２ｂの静電像目盛り３１ｂに対して中間転写ベルト２４の静電像目盛り３１ａの位置がずれてしまう。
【０１１０】
そして、感光ドラム１２ａから中間転写ベルト２４へ静電像目盛り３１ａを転写する際に静電像転写ローラ４７に印加する静電像転写電圧を最適化すると、位置ずれ量が小さくなることが判明した。
【０１１１】
さらに、感光ドラム１２ａに形成される静電像目盛り３１ａのピッチの違いによって、位置ずれ量を小さく保って中間転写ベルト２４へ転写するための静電像転写電圧が変化することが確認された。静電像目盛り線３１ａの目盛り線の間隔が広いほど、最適な転写電圧は低くなる傾向にある。
【０１１２】
これは、静電像転写ローラ４７に印加する静電像転写電圧が不適正な場合、静電像目盛り３１ａの目盛り線の輪郭を静電像転写領域２５へ精密に写し取ることができないためと考えられる。静電像転写領域２５に転写された静電像目盛り３１ａの目盛り線の輪郭が乱れると、電位センサ３３０が誘導電流を感知するポイントが回転方向にシフトし易くなるためと考えられる。静電像目盛り３１ａは固まりとして転写されることから、目盛り線の間隔が広いほど移動する電荷量が変動し易く、異常放電を発生して輪郭を乱し易いと考えられる。
【０１１３】
そこで、以下の実施例では、静電像転写ローラ４７に印加する最適な転写電圧の環境変動等による変化に対応して、最適な転写電圧に修正する静電像転写電圧設定制御を導入している。
【０１１４】
＜実施例１＞
図１５は静電像転写電圧を最適化する際の制御ブロック図である。図１６は実施例１の静電像転写電圧設定制御のフローチャートである。図１７は静電像転写電圧設定パターンの説明図である。図１８は最適な静電像転写電圧の説明図である。図１９は静電像目盛りのピッチと最適な静電像転写電圧の関係の説明図である。図２０は静電像目盛りのピッチと検出信号の振幅の関係の説明図である。図２１は静電像転写電圧の違いによる検出信号の振幅差の説明図である。
【０１１５】
実施例１では、画像形成部４３ａの感光ドラム１２ａに静電像転写電圧調整用の静電像目盛り３１を形成して中間転写ベルト２４の静電像転写領域２５に転写する。その静電像転写の際に静電像転写ローラ４７に印加する静電像転写電圧を複数段階に変化させておく。その後、画像形成部４３ｂでベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂを用いて静電像転写電圧調整用の静電像目盛り３１を読み取り、検出信号の振幅が最も大きくなった静電像転写電圧を最適値として選択する。
【０１１６】
図１５は、静電像転写電圧を最適化する際に必要な構成である画像形成部４３ａと画像形成部４３ｂと静電像転写電圧制御部４９と静電像転写電圧印加部５０との関係のみを拡大したものである。
【０１１７】
図１５に示すように、静電像転写電圧制御部４９は、非画像形成時に、静電像目盛り３１ａを形成して画像形成時とは異なる電気的条件を用いて静電像転写領域２５に転写して、ベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂにより検出する。静電像転写電圧制御部４９は、その検出結果に基づいて画像形成時に静電像目盛り３１ａを静電像転写領域２５へ転写する際の電気的条件を設定する。静電像転写電圧制御部４９は、静電像目盛り３１ａのベルト目盛り読み取りセンサ３３ａによる検出信号の振幅が大きくなるように静電像転写電圧を設定する。静電像転写電圧制御部４９は、静電像目盛り３１ａのベルト目盛り読み取りセンサ３３ａによる検出信号の位相変動が小さくなるように静電像転写電圧を設定する。静電像転写電圧制御部４９は、静電像目盛り３１ａのベルト目盛り読み取りセンサ３３ａによる検出信号の振幅変動が小さくなるように静電像転写電圧を設定する。静電像転写電圧制御部４９は、静電像転写ローラ４７に複数段階の転写電圧を印加して静電像目盛り３１ａを中間転写ベルト２４へ転写させる。そして、静電像転写電圧が異なる静電像目盛り３１ａの検出結果に基づいて画像形成時に静電像目盛り３１ａを静電像転写領域２５へ転写する際の静電像転写電圧を設定する。
【０１１８】
図１７は、静電像転写電圧設定制御の際に感光ドラム１２ａに形成する静電像目盛り３１を時系列に示している。図１７では、静電像転写ローラ４７への印加電圧を時間差を設けずに変更している図となっているが、電源の能力や電源の先につながる負荷によって、任意に変更可能である。
【０１１９】
図１５を参照して図１６に示すように、静電像転写電圧制御部４９は、画像形成装置の電源が印加される時に行われる準備動作である前多回転か、画像形成後の後回転の信号を受け取る（Ｓ１）。すると、静電像転写電圧制御部４９は、静電像目盛り３１ａの静電像転写効率に影響を与える静電ベルト目盛り転写ローラ４７近傍の温度、湿度を検知する指示を与える（Ｓ２）。
【０１２０】
続いて、静電像転写電圧制御部４９は、温湿度の検知結果を元に、メモリに格納されたテーブルを読み出して、静電像転写電圧の最適値が中心付近となるように静電ベルト目盛り転写ローラ４７に印加する電圧の範囲を決定する。メモリに格納されたテーブルは、製品出荷前に作成されており、中味は横軸温度、縦軸湿度のマトリックスになっており、マトリックス毎に静電像転写電圧印加部５０への印加電圧の範囲が決められている（Ｓ３）。
【０１２１】
図１１に示すように、画像形成時のトナー像の位置合わせ制御では、静電像目盛り線３１ｂと静電像目盛り３１ａのピッチを最大ピッチから、１／２倍、１／４倍、１／８倍と徐々に細かくすることで、目盛り線を見失うことを防いでいる。そして、静電像目盛り線３１ａ、３１ｂのピッチ毎に、最適な静電像転写電圧が異なっている。
【０１２２】
以上のことから、図１７に示すように、感光ドラム１２ａには、最大ピッチから、１／２倍、１／４倍、１／８倍と徐々に細かくする静電像目盛り線３１をピッチ毎に複数本形成していく。
【０１２３】
静電像転写電圧制御部４９は、ｉ＝０として制御を開始し（Ｓ４）、テーブルから決定した電圧の最小電圧をＶｍｉｎとして、静電像転写ローラ４７にＶｍｉｎを印加する（Ｓ５）。
【０１２４】
静電像転写電圧制御部４９は、続いて、露光装置１６ａの露光動作を開始し、静電像転写電圧設定制御の際に必要となる静電像目盛り３１を感光ドラム１２ａに形成する（Ｓ６）。
【０１２５】
静電像転写電圧制御部４９は、続いて、静電像目盛り線３１が画像形成部４３ａの転写位置Ｔａに移動した際に、各ピッチの静電像目盛り３１が順次、中間転写ベルト２４上に転写され、静電像転写領域２５の静電像目盛り３１が形成される（Ｓ７）。
【０１２６】
静電像転写電圧制御部４９は、続いて、画像形成部４３ｂに配置されているベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂにて、静電像転写領域２５の静電像目盛り３１を読み取る（Ｓ８）。読み取るタイミングは、感光ドラム１２ａ上の露光位置から転写位置Ｔａを経由してベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂに至る距離と、各ピッチの目盛りの数を元に割り出された時間となっている。
【０１２７】
静電像転写電圧制御部４９は、続いて、ピッチ毎の静電像目盛り３１におけるベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂの出力について振幅平均演算を行い、その結果をメモリに書き込む（Ｓ９）。
【０１２８】
静電像転写電圧制御部４９は、続いて、ｉ＝ｎか否かを判定する（Ｓ１０）。ここで、ｎは、静電像転写ローラ４７へ何種類の電圧を印加するかを示している。例えば、ｎ＝６とすると、ステップＳ５でのＶｍｉｎが６５０Ｖとすると、静電像転写電圧を最適化する際に、６５０Ｖから５０Ｖ刻みで、９５０Ｖまで印加電圧を変化させるという意味である。
【０１２９】
静電像転写電圧制御部４９は、ｉ＝ｎでない場合（Ｓ１０のｎｏ）、ｉに１が加えられてステップＳ５に戻る。このｉに１が加えられたループでは、一つ前のループよりも５０Ｖプラスした電圧が静電像転写ローラ４７に印加されることになる。実施例１では５０Ｖずつ変化させたが、この値は５０Ｖ以外でもよい。
【０１３０】
静電像転写電圧制御部４９は、ステップＳ５からＳ９まで前記したようにジョブを実行する。そしてｉ＝ｎとなると（Ｓ１０のｙｅｓ）、最適な静電像転写電圧を選択する（Ｓ１１）。
【０１３１】
静電像転写電圧制御部４９は、静電像目盛り３１のピッチ毎に、図１８に示すような、静電像転写ローラ４７への印加電圧と、ベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂによる読み取り電圧の振幅の関係を導き、振幅が最大値となる印加電圧を求める。
【０１３２】
図１８に示すように、最少ピッチ（最大ピッチの１／８倍ピッチ）の静電像目盛り線３１を転写した場合、印加電圧が８００Ｖの際にベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂの電圧値が最大となっている。このため、最適な静電像転写電圧は８００Ｖに決定される。
【０１３３】
図１９に示すように、各ピッチでの振幅が最大となる静電像転写ローラ４７の静電像転写電圧がプロットされている。このピッチと最適静電像転写電圧の関係を、静電像転写電圧制御部４９内のメモリに書き込む（Ｓ１１）。
【０１３４】
そして、図１１に示すように、画像形成時の目盛り合わせ制御の際には、目盛り間隔毎に静電像転写電圧を変化させて、静電像目盛り３１ａの静電像転写を行う。
【０１３５】
実施例１のは静電像転写電圧設定制御によれば、環境や材料劣化による電気特性の変化が生じても、細かいピッチの静電像目盛りを静電像転写することが可能となるので、高精度に色ずれを補正することができる。
【０１３６】
次に、８ドット８スペース（ピッチ６７６．８μｍ）の静電像目盛り３１ａと４ドット４スペース（ピッチ３３８．４μｍ）の静電像目盛り３１ａとでベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂによる検出波形の違いを調べた。
【０１３７】
最初に、感光ドラム１２ａに８ドット８スペースの静電像目盛り３１ａを形成して中間転写ベルト２４の静電像転写領域２５に転写してベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂにより検出した。静電像目盛り３１ａ静電像転写ローラ４７への印加電圧を振って最大振幅となる転写電圧を調べたところ、図２０の（ａ）に示すように、８００Ｖであった。
【０１３８】
続いて、感光ドラム１２ａに４ドット４スペースの静電像目盛り３１ａを形成して中間転写ベルト２４の静電像転写領域２５に転写してベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂにより検出した。８ドット８スペースの場合と同様に、８００Ｖを静電像転写ローラ４７への印加して静電像転写領域２５に転写したところ、図２０の（ｂ）に示すように、信号波形が得られなかった。
【０１３９】
そこで、この信号波形が得られない状態で４ドット４スペースの静電像目盛り３１ａを形成し、静電像転写ローラ４７への印加電圧を振って最大振幅となる転写電圧を調べたところ、図２１に示すように、１０００Ｖであった。
【０１４０】
なお、実施例１では、非画像形成時に静電像転写電圧を最適化する際には、ベルト目盛り読み取りセンサとして、画像形成部４３ｂのベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂを用いている。しかし、画像形成部４３ｃ（画像形成部４３ｄ）のベルト目盛り読み取りセンサ３３ｃ（３３ｄ）を用いてもよい。
【０１４１】
実施例１によれば、位置指標にトナー像を用いないため、資源の有効活用が可能となる。また、静電像指標による位置検出用マークは、環境や静電像指標の間隔に応じて、静電像転写電圧が最適化されて形成されるため、ベルトへの書き込み精度が上がり、その結果、色ずれ補正の精度を上げられる。
【０１４２】
＜実施例２＞
図２２は実施例２における電位センサの配置と検出信号の説明図である。図２３は実施例２の静電像転写電圧設定制御のフローチャートである。図２４は静電像転写電圧と検出信号の標準偏差の関係の説明図である。
【０１４３】
実施例１では、ベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂの検出信号の振幅を測定して静電像目盛り３１ａの転写精度を評価した。これに対して、実施例２では、ベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂの検出信号の立ち上がりの遅れ進みを測定して静電像目盛り３１ａの転写精度を評価する。
【０１４４】
図２２の（ａ）に示すように、実施例２では、図８の（ａ）に示す実施例１のベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂが、中間転写ベルト２４の回転方向と直角な方向に２本並べて配置される。画像形成部４３ｂ（４３ｃ、４３ｄ）の転写位置近傍に２本配置したベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂ、３３ｂ‘によって、静電像転写領域２５の静電像 そもそも静電像転写電圧が最適化されていないとは、２通りある。１つは、静電像目盛り３１ａを転写する際の転写電界が弱過ぎて、静電像転写領域２５へ静電像目盛り３１ａが転写されない場合である。もう１つは、静電像目盛り３１ａを転写する際の転写電界が強過ぎて、感光ドラム１２ａと静電像転写領域２５とが離れた位置でも放電が生じて、転写された静電像目盛り３１ａの輪郭が乱れる場合である。
【０１４５】
図２２の（ａ）に示すような静電像目盛り３１ａの形状は、静電像転写電圧が最適化されている状態である。図２２の（ｂ）に示すように、静電像転写電圧が最適化されている状態では、ベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂと、ベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂ’の出力信号の立ち上がりが揃って遅れ進みが小さくなる。静電像転写電圧が適切であると、正常な放電によって静電像目盛りが規則正しく転写されるため、静電像目盛り３１ａの転写および読み取りの精度が高くなる。ベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂとベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂ’の出力信号の立ち上がり時間差の標準偏差σはゼロに近づく。
【０１４６】
一方、図２２の（ｃ）に示すような静電像目盛り３１ａの形状は、静電像転写電圧が高過ぎて静電像目盛り３１ａの輪郭が乱れている状態である。図２２の（ｄ）に示すように、静電像転写電圧が不適正な状態では、ベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂと、ベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂ’の出力信号の立ち上がりがばらついて遅れ進みが大きくなる。異常な放電によって静電像目盛り３１ａが不規則に転写されるため、ベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂとベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂ’の出力信号の立ち上がり時間差の標準偏差σは大きくなる。
【０１４７】
実際は、静電像転写電圧が適切で、正常な放電で静電像目盛り３１ａが転写されていても、中間転写ベルト２４の寄りや搬送速度のムラ、電位センサ３３０による読み取り誤差などいくつかの要因によって標準偏差σはゼロからはずれる。
【０１４８】
図１５を参照して図２３に示すように、ステップＳ１からＳ７までは、図１６の実施例１と同様の動作のため、説明は省略する。
【０１４９】
静電像転写電圧制御部４９は、続いて、２本のベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂ、３３ｂ‘によって静電像目盛り３１ａを検出する（Ｓ８）。具体的には、図２２の（ｂ）（ｄ）に示すように、出力波形の立ち上り領域が電位ゼロを通過する時間を測定する。２つのベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂ、３３ｂ‘の一つ目の通過時間をｔ１、ｔ１’、二つ目の通過時間をｔ２、ｔ２’として以下１０００ポイントを測定し、ｔ１０００、ｔ１０００’を得る。
【０１５０】
静電像転写電圧制御部４９は、続いて、各ポイントに対して２つのベルト目盛り読み取りセンサ３３ｂ、３３ｂ‘の通過時間の差、（ｔ１−ｔ１’）、（ｔ２−ｔ２’）・・・の分散を求めて標準偏差σを算出する（Ｓ９）。上述したように、静電像転写電圧が適正であれば標準偏差σはゼロに近づき、静電像転写電圧が不適正であるほど標準偏差σはゼロからはずれる。標準偏差σは、静電像転写電圧制御部４９内のメモリに書き込まれる。
【０１５１】
静電像転写電圧制御部４９は、実施例１と同様に、静電像転写ローラ４７に印加する静電像転写電圧を５０Ｖづつ高めて、同様な静電像目盛り３１ａの形成、転写、検出を行って標準偏差σを算出する（Ｓ５〜Ｓ１０）。
【０１５２】
すべての静電像転写電圧での標準偏差σが求められると（Ｓ１０のｙｅｓ）、静電像転写電圧制御部４９には、図２４に示すように、静電像転写電圧と標準偏差σの関係がプロットされている。
【０１５３】
静電像転写電圧制御部４９は、標準偏差σが最少となる静電像転写電圧を選択してメモリに書き込む（Ｓ１１）。図２４の場合は、静電像転写電圧が８００Ｖのとき標準偏差σが最少となるため、画像形成時の静電像転写電圧はが８００Ｖに設定される。そして、静電像転写電圧制御部４９は、画像形成時の目盛り合わせ制御において、静電像転写ローラ４７に８００Ｖを印加する。
【０１５４】
実施例２の構成によれば、環境や材料劣化による電気特性の変化が生じても、細かいピッチの静電像目盛り３１ａを静電像転写領域２５へ転写することが可能となるので、高精度に色ずれを補正することができる。
【０１５５】
＜実施例３＞
図２５は実施例３における画像形成時の色ずれ補正制御の説明図である。
【０１５６】
図１に示すように、実施例１では、中間転写ベルト２４の静電像目盛り３１ａを読み取って感光ドラム１２ｂの回転速度をリアルタイムに制御した。これに対して、実施例３では、中間転写ベルト２４の静電像目盛り３１ａを読み取って中間転写ベルト２４の速度ムラをリアルタイムに除去する。ベルト駆動ローラ３６の偏心や摩擦による中間転写ベルト２４の搬送速度の変化による位置ずれ要因を解消する。
【０１５７】
図２５に示すように、感光ドラム１２ｄの下流には、回転方向に静電像目盛り３１ａのピッチよりも短い間隔を隔てて第１ベルト目盛り読み取りセンサ３３と第２ベルト目盛り読み取りセンサ３９が配置される。第１ベルト目盛り読み取りセンサ３３と第２ベルト目盛り読み取りセンサ３９は、いずれも図７に示すアンテナ型の電位センサ３３０であって中間転写ベルト２４の静電像転写領域２５に転写された同一の静電像目盛り３１ａを検出する。
【０１５８】
感光ドラム１２ｄにおいて、実施例１と同様に、４ドット４スペースの露光タイミングで露光装置１６ｄを用いて有効画像領域９０の外側に静電像目盛り３１ｄを形成し、静電像転写ローラ４７を用いて静電像転写領域２５に転写する。
【０１５９】
第１のベルト目盛り読み取りセンサ３３と第２のベルト目盛り読み取りセンサ３９の間隔が静電像目盛り３１ａのピッチよりも短いため、同一目盛り線での検出信号の立ち上がり時間差から中間転写ベルト２４の刻々の移動速度を算出可能である。回転方向に一定ピッチで配列した静電像目盛り３１ａに対して同様の検出及び演算を行うことで、中間転写ベルト２４の移動速度変動が算出される。
【０１６０】
また、多数の静電像目盛り３１ａでそれぞれ移動速度を演算して平均することで、中間転写ベルト２４の平均移動速度が算出される。
【０１６１】
制御部４８は、測定された中間転写ベルト２４の刻々の移動速度を平均速度へ近づけるようにベルト駆動ローラ３６を駆動して、中間転写ベルト２４の速度変動を解消させる。中間転写ベルト２４の移動速度変動を無くして平均速度となるように速度調整を行う。
【０１６２】
あるいは、中間転写ベルト２４の速度変動に応じて、速度変動を相殺する方向に、露光タイミングや、感光ドラム１２ｄの回転速度を調整することによって、位置ずれを補正する。
【０１６３】
そして、このような実施例３の画像形成装置１００Ｂにおいても、実施例１、２と同様にして、静電像転写ローラ４７に印加する静電像転写電圧を最適化できる。
【０１６４】
＜実施例４＞
図２６は実施例４における色ずれ補正制御の説明図である。図２７は静電像指標の位置ずれが発生した状態の説明図である。
【０１６５】
図１に示すように、実施例１では、中間転写ベルト２４の静電像目盛り３１ａを読み取って感光ドラム１２ｂの回転速度をリアルタイムに制御した。これに対して、実施例２では、感光ドラム１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄから中間転写ベルト２４へ転写した４つの静電像指標を感光ドラム１２ｄの下流で読み取って、感光ドラム１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄの露光開始タイミングを設定する。
【０１６６】
図１を参照して図２６に示すように、ベルト目盛り読み取りセンサ３３は、感光ドラム１２ｄの下流側に配置される。そして、感光ドラム１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄがそれぞれ形成して静電像転写領域２５に転写した静電像指標１４９、１５０、１５１、１５２を検出する。画像形成時は、静電像指標１４９、１５０、１５１、１５２のベルト目盛り読み取りセンサ３３による検出結果に基づいて感光ドラム１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄにおけるトナー像の形成タイミングが設定される。
【０１６７】
感光ドラム１２ｄの下流には、ベルト目盛り読み取りセンサ３３が配置され、感光ドラム１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、それぞれ静電像転写ローラ（４７：不図示）が配置される。感光ドラム１２ａ、１２ｂ、１２ｃには、それぞれ静電像指標１５２、１５１、１５０が形成されて、静電像転写ローラを用いて中間転写ベルト２４の静電像転写領域２５に転写される。
【０１６８】
中間転写ベルト２４上に形成される２つの静電像指標１４８、１４９は、色ずれを検出する際の基準となる目盛り線であって、静電像指標１４８、１４９の間隔は、感光ドラム１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄの間隔と等しく設定されている。そのため、感光ドラム１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄに静電像指標１４９、１５０、１５１、１５２を同時に形成すると、静電像転写領域２５には、静電像指標１４８、１４９、１５０、１５１、１５２が等間隔に転写される。ベルト目盛り読み取りセンサ３３によって静電像指標１４８、１４９、１５０、１５１、１５２が等しい時間間隔で検出される。
【０１６９】
したがって、静電像指標１４８、１４９、１５０、１５１、１５２をベルト目盛り読み取り電位センサ３３０が検出する時間間隔を測定すれば、トナー像を転写した際の位置ずれ量を検出することが可能である。静電像指標１４８、１４９が検出される時間間隔を基準にして感光ドラム１２ａ、１２ｂ、１２ｃでの書き始めタイミングを調整することで、中間転写ベルト２４に静電像指標１４８、１４９、１５０、１５１、１５２を等間隔に転写できる。
【０１７０】
具体的には、位置ずれを検出する際の基準の位置関係にある静電像指標１４８、１４９の検出時刻の間隔をＴ０とする。静電像指標１４９、１５０の検出時刻の間隔をＴ１、静電像指標１５０、１５１の検出時刻の間隔をＴ２、静電像指標１５１、１５２の検出時刻の間隔をＴ３、とする。このとき、次式の関係が成立すればトナー像の位置ずれ量は０と言える。
Ｔ１＝２×Ｔ０
Ｔ２＝３×Ｔ０
Ｔ３＝４×Ｔ０
【０１７１】
しかし、トナー像の位置ずれが生じた場合、図２７に示すように、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３がＴ０に対して、２倍、３倍、４倍とはならず、次式で計算される位置ずれ量ΔＴ１、ΔＴ２、ΔＴ３が生じる。
ΔＴ１＝Ｔ１−２×Ｔ０
ΔＴ２＝Ｔ２−３×ΔＴ０
ΔＴ３＝Ｔ３−４×Ｔ０
【０１７２】
この位置ずれ量の分だけ、感光ドラム１２ａ、１２ｂ、１２ｃの露光開始タイミング（又は感光ドラムの回転速度）を調節して、位置ずれを補正することができる。
【０１７３】
そして、このような実施例４の画像形成装置１００Ｃにおいても、実施例１、２と同様にして、静電像転写ローラ４７に印加する静電像転写電圧を最適化できる。感光ドラム１２ｃ（１２ｂ、１２ａ）で形成された静電像指標を静電像転写電圧を振って静電像転写領域に転写し、ベルト目盛り読み取りセンサ３３で検出して最適と評価された静電像転写電圧を画像形成時に設定する。
【符号の説明】
【０１７４】
４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ 一次転写ローラ
６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ ドラム駆動モータ
８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ ドラムエンコーダ
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ 感光ドラム
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ 帯電ローラ
１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ 露光装置
１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ 現像装置
２４ 中間転写ベルト、２５ 静電像転写領域
３１、３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ 静電像目盛り
３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ ベルト目盛り読み取りセンサ
３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ ドラム目盛り読み取りセンサ
３６ ベルト駆動ローラ、３７ ベルト従動ローラ
４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄ 画像形成部
４６ａ、４６ｂ コロナ帯電器
４７ 静電像転写ローラ、４８ 制御部
４９ 静電像転写電圧制御部、５０ 静電像転写電圧印加部
１４８、１４９、１５０、１５１、１５２ 静電像指標
３３０ 電位センサ、３３１ 導線、３３２ ベースフィルム
３３３ 保護フィルム、３３４ 検出部、３４１ 高電位部
３４２ 低電位部、Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄ 転写部
Ｐ 記録材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、画像のトナー像の転写部で前記像担持体に当接するとともに前記画像のトナー像の転写に用いる画像領域と並列に並べて未現像の静電像を転写させる静電像転写領域を設けたベルト部材と、画像の静電像を前記像担持体に形成する静電像形成手段と、前記静電像形成手段を用いて前記像担持体に形成した静電像指標を未現像で前記静電像転写領域に転写する静電像転写部材と、前記静電像転写領域上の前記静電像指標の誘導電流を前記ベルト部材の回転に伴って検出するアンテナ型電位センサと、を備え、前記静電像転写領域上の前記静電像指標を前記アンテナ型電位センサにより検出して、前記画像領域で転写される複数の前記画像のトナー像の重ね合わせを制御する画像形成装置であって、
非画像形成時に、前記静電像指標を形成して、画像形成時とは異なる電気的条件を用いて前記静電像転写領域に転写して、前記アンテナ型電位センサにより検出し、その検出結果に基づいて画像形成時に前記静電像指標を前記静電像転写領域へ転写する際の電気的条件を設定する制御手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記静電像指標の前記アンテナ型電位センサによる検出信号の振幅が大きくなるように前記転写電圧を設定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記静電像指標の前記アンテナ型電位センサによる検出信号の位相変動が小さくなるように前記転写電圧を設定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。
【請求項４】
前記制御手段は、前記静電像指標の前記アンテナ型電位センサによる検出信号の振幅変動が小さくなるように前記転写電圧を設定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記静電像指標は、前記像担持体の回転方向に直角な輪郭を持たせて前記静電像形成手段における所定走査線本数間隔で配列するように形成され、
前記制御手段は、前記静電像転写部材に複数段階の転写電圧を印加して前記静電像指標を前記ベルト部材へ転写させ、転写電圧が異なる前記静電像指標の検出結果に基づいて、画像形成時に前記静電像指標を前記静電像転写領域へ転写する際の転写電圧を設定することを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記ベルト部材の回転方向における前記像担持体の下流側に、前記画像のトナー像に重ね合わせるための別の画像のトナー像が形成される別の像担持体が配置され、
前記アンテナ型電位センサは、前記別の像担持体が前記別の画像のトナー像を前記ベルト部材へ転写する位置に配置されて、前記像担持体で形成されて前記静電像転写領域へ転写された静電像指標を検出し、
画像形成時は、前記像担持体から転写された前記静電像指標の前記アンテナ型電位センサによる検出結果に基づいて前記別の像担持体の刻々の回転速度が調整されることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記ベルト部材の回転方向における前記像担持体の下流側に、前記画像のトナー像に重ね合わせるための別の画像のトナー像が形成される別の像担持体が配置され、
前記アンテナ型電位センサは、前記別の像担持体の下流側に配置されて、前記像担持体と前記別の像担持体とでそれぞれ形成して前記静電像転写領域に転写した静電像指標を検出し、
画像形成時は、前記像担持体から転写された静電像指標と前記別の像担持体から転写された静電像指標の前記アンテナ型電位センサによる検出結果に基づいて前記別の像担持体におけるトナー像の形成タイミングが設定されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記静電像指標は、前記像担持体の回転方向に複数種類のピッチで１つのピッチごとに複数が配列するように形成されて前記静電像転写領域に転写され、
前記制御手段は、前記静電像指標のピッチが小さいほど前記静電像転写部材に印加する転写電圧の絶対値を大きくするように転写電圧を設定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１】
像担持体と、画像のトナー像の転写部で前記像担持体に当接するとともに前記画像のトナー像の転写に用いる画像領域と並列に並べて未現像の静電像を転写させる静電像転写領域を設けたベルト部材と、画像の静電像を前記像担持体に形成する静電像形成手段と、前記静電像形成手段を用いて前記像担持体に形成した静電像指標を未現像で前記静電像転写領域に転写する静電像転写部材と、前記静電像転写領域上の前記静電像指標の誘導電流を前記ベルト部材の回転に伴って検出するアンテナ型電位センサと、を備え、前記静電像転写領域上の前記静電像指標を前記アンテナ型電位センサにより検出して、前記画像領域で転写される複数の前記画像のトナー像の重ね合わせを制御する画像形成装置であって、
非画像形成時に、前記静電像指標を形成して、画像形成時とは異なる電気的条件を用いて前記静電像転写領域に転写して、前記アンテナ型電位センサにより検出し、その検出結果に基づいて画像形成時に前記静電像指標を前記静電像転写領域へ転写する際の電気的条件を設定する制御手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記静電像指標の前記アンテナ型電位センサによる検出信号の振幅が大きくなるように前記転写電圧を設定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記静電像指標の前記アンテナ型電位センサによる検出信号の位相変動が小さくなるように前記転写電圧を設定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。
【請求項４】
前記制御手段は、前記静電像指標の前記アンテナ型電位センサによる検出信号の振幅変動が小さくなるように前記転写電圧を設定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記静電像指標は、前記像担持体の回転方向に直角な輪郭を持たせて前記静電像形成手段における所定走査線本数間隔で配列するように形成され、
前記制御手段は、前記静電像転写部材に複数段階の転写電圧を印加して前記静電像指標を前記ベルト部材へ転写させ、転写電圧が異なる前記静電像指標の検出結果に基づいて、画像形成時に前記静電像指標を前記静電像転写領域へ転写する際の転写電圧を設定することを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記ベルト部材の回転方向における前記像担持体の下流側に、前記画像のトナー像に重ね合わせるための別の画像のトナー像が形成される別の像担持体が配置され、
前記アンテナ型電位センサは、前記別の像担持体が前記別の画像のトナー像を前記ベルト部材へ転写する位置に配置されて、前記像担持体で形成されて前記静電像転写領域へ転写された静電像指標を検出し、
画像形成時は、前記像担持体から転写された前記静電像指標の前記アンテナ型電位センサによる検出結果に基づいて前記別の像担持体の刻々の回転速度が調整されることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記ベルト部材の回転方向における前記像担持体の下流側に、前記画像のトナー像に重ね合わせるための別の画像のトナー像が形成される別の像担持体が配置され、
前記アンテナ型電位センサは、前記別の像担持体の下流側に配置されて、前記像担持体と前記別の像担持体とでそれぞれ形成して前記静電像転写領域に転写した静電像指標を検出し、
画像形成時は、前記像担持体から転写された静電像指標と前記別の像担持体から転写された静電像指標の前記アンテナ型電位センサによる検出結果に基づいて前記別の像担持体におけるトナー像の形成タイミングが設定されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記静電像指標は、前記像担持体の回転方向に複数種類のピッチで１つのピッチごとに複数が配列するように形成されて前記静電像転写領域に転写され、
前記制御手段は、前記静電像指標のピッチが小さいほど前記静電像転写部材に印加する転写電圧の絶対値を大きくするように転写電圧を設定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【公開番号】特開２０１２−１０３６４９（Ｐ２０１２−１０３６４９Ａ）
【公開日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２５４４８１（Ｐ２０１０−２５４４８１）
【出願日】平成２２年１１月１５日（２０１０．１１．１５）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月１５日（２０１０．１１．１５）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]