画像形成装置
【課題】 ベルトの搬送速度に関わらず、適切にエッジプロファイルデータを用いたベルトの蛇行補正制御を行うことができる画像形成装置を提供すること。
【解決手段】 画像形成装置１は、中間転写ベルト３１の搬送方向に直交する方向の中間転写ベルト３１の位置を検知するためのエッジセンサ６０と、中間転写ベルト３１の端部の１周分の形状データであるエッジプロファイルデータＰを記憶するＲＯＭ１０１を有する。ＣＰＵ１００は、エッジセンサ６０の検知結果であるエッジデータＥ及びエッジプロファイルデータＰに基づいて、ステアリングローラ３２の傾きを制御することにより蛇行制御を実行する。また、ＣＰＵ１００は、中間転写ベルト３１の搬送速度の変化に応じて、エッジセンサ６０の検知周期を設定する。
【解決手段】 画像形成装置１は、中間転写ベルト３１の搬送方向に直交する方向の中間転写ベルト３１の位置を検知するためのエッジセンサ６０と、中間転写ベルト３１の端部の１周分の形状データであるエッジプロファイルデータＰを記憶するＲＯＭ１０１を有する。ＣＰＵ１００は、エッジセンサ６０の検知結果であるエッジデータＥ及びエッジプロファイルデータＰに基づいて、ステアリングローラ３２の傾きを制御することにより蛇行制御を実行する。また、ＣＰＵ１００は、中間転写ベルト３１の搬送速度の変化に応じて、エッジセンサ６０の検知周期を設定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式による帯電、露光、現像、転写の工程を経て、記録紙にトナー像を形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の画像形成装置には、中間転写ベルト、定着ベルト、記録紙搬送ベルトといった様々な種類のベルトが設けられていた。
【０００３】
これらのベルトは、複数のローラに懸架されて回転駆動されるが、ベルトの回転過程において、ベルトがその幅方向の一端側または他端側に寄り移動（以下、蛇行と記す）する現象が発生する傾向がある。ベルトの蛇行によって、ベルトを懸架しているローラからベルトが脱落したり、ベルトの端部が破損したりしてしまうおそれがある。
【０００４】
そこで、ベルトの幅方向のエッジ（端部）の位置を検出するエッジセンサを有し、一定時間間隔毎のエッジセンサの検出結果に基づいて、ベルトを支持するステアリングローラの傾き動作を制御してベルトの蛇行を補正するものがあった（例えば、特許文献１参照）。このエッジセンサは、ベルトの一端に接触する接触子と、当該接触子の位置変動を検出する変位センサを有し、ベルトの蛇行を連続的に検出する。
【０００５】
また、ベルトのエッジ形状の影響を受けずに高精度な蛇行補正を行うべく、ベルト１周分のエッジ形状データをエッジプロファイルデータとして予めメモリに記憶しているものがあった（例えば、特許文献２参照）。このエッジプロファイルデータを用いて、ベルトのエッジの形状に基づくベルトのエッジの位置変動をキャンセルすることにより、ベルト蛇行補正を高精度に行っていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−２９５９４８号公報
【特許文献２】特開２０１０−１４５６５５号公報（段落００４６〜００４９）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献２記載の発明では、ベルトのホームポジションを基準としたエッジプロファイルデータの位置とエッジセンサの検知位置とを合わせるために、ベルトの速度を予め定められた目標速度にした状態でベルトのエッジを検知しないといけない。
【０００８】
図１０に示されるように、ベルト速度＝目標速度の場合は、エッジプロファイルデータの位置とエッジセンサの検知位置とを合わせられるものの、ベルト速度＜目標速度の場合は、エッジプロファイルデータの位置とエッジセンサの検知位置とがずれてしまう。これは、ベルト速度＜目標速度の場合に一定時間間隔でベルトのエッジ位置を検出しようとすると、ベルト速度＝目標速度の場合よりも、当該一定時間の経過におけるベルトの移動距離が短くなってしまうからである。なお、ベルト速度＞目標速度の場合も同様に、ベルトのホームポジションを基準としたエッジプロファイルデータの位置とエッジセンサの検知位置とがずれてしまう。
【０００９】
したがって、ベルト速度≠目標速度の場合にエッジプロファイルデータを用いた蛇行補正制御を行うと、ベルトのエッジの形状に基づくベルトの位置変動をキャンセルすることができない。この状態で画像を形成しようとすると、高精度な蛇行補正ができないことから、画像転写位置が各色でずれることによって、色ずれ画像が生じてしまう。
【００１０】
そこで、本発明は、ベルトの搬送速度に関わらず、適切にエッジプロファイルデータを用いたベルトの蛇行補正制御を行うことができる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】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明に係る画像形成装置は、トナー像が形成される像担持体と、前記像担持体に形成されたトナー像を記録紙に転写するために用いられるベルトと、前記ベルトを回転可能に支持するステアリングローラと、前記ステアリングローラの軸を傾ける傾斜手段と、前記ベルトの搬送方向に直交する方向の前記ベルトの位置を検知するための検知手段と、前記ベルトの端部の１周分の形状データであるエッジプロファイルデータを記憶する記憶手段と、前記検知手段の検知結果及び前記エッジプロファイルデータに基づいて、前記傾斜手段による前記ステアリングローラの傾きを制御することにより、蛇行制御を実行する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記ベルトの搬送速度の変化に応じて、前記検知手段の検知周期を設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ベルトの搬送速度に関わらず、適切にエッジプロファイルデータを用いたベルトの蛇行補正制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】画像形成装置の概略断面図である。
【図２】中間転写ベルトの蛇行補正制御を説明するための概略構成を示す図である。
【図３】中間転写ベルトの端部の不均一性の例を示す図である。
【図４】画像形成装置の制御ブロック図である。
【図５】第１の実施形態における、エッジセンサの検知周期の補正処理を説明する図である。
【図６】第１の実施形態における、エッジセンサの検知周期の補正処理を示すフローチャートである。
【図７】蛇行補正制御を説明するフローチャートである。
【図８】第２の実施形態における、エッジセンサの検知周期の切り替えタイミングを示す図である。
【図９】第２の実施形態における、エッジセンサの検知周期の補正処理を示すフローチャートである。
【図１０】本願発明の課題を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（第１の実施形態）
図１は、画像形成装置の概略断面図である。
【００１５】
本実施形態の画像形成装置１は、複数の画像形成部を並列に配置し、且つ中間転写方式を採用したカラー電子写真装置である。画像形成装置１は、記録画像信号出力部１Ｒと、画像出力部１Ｐとを有する。画像出力部１Ｐは、４つ並設された画像形成部１０（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ）と、給紙ユニット２０と、中間転写ユニット３０と、定着ユニット４０と、制御ユニット７０とを有する。更に、個々のユニットについて詳しく説明する。
【００１６】
各画像形成部１０ａ〜１０ｄは同じ構成とされ、各画像形成部１０ａ〜１０ｄでは、円筒形状の電子写真感光体、即ち、感光ドラム１１ａ〜１１ｄ（像担持体）が回転自在に軸支され、矢印方向に回転駆動される。感光ドラム１１ａ〜１１ｄの外周面に対向してその回転方向に一次帯電器１２ａ〜１２ｄ、露光系１３ａ〜１３ｄ、ミラー１６ａ〜１６ｄ、現像装置１４ａ〜１４ｄ、及びクリーニング装置１５ａ〜１５ｄが配置されている。
【００１７】
一次帯電器１２ａ〜１２ｄにおいて感光ドラム１１ａ〜１１ｄの表面に均一な帯電量の電荷を与える。次いで、露光系１３ａ〜１３ｄにより、記録画像信号出力部１Ｒからの記録画像信号に応じて変調した、例えばレーザービームなどの光線をミラー１６ａ〜１６ｄを介して感光ドラム１１ａ〜１１ｄ上に露光することによって、そこに静電潜像を形成する。
【００１８】
更に、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックといった４色の現像剤（以下、「トナー」という）は、それぞれ収納した現像装置１４ａ〜１４ｄによって上記静電潜像を顕像化される。顕像化されたトナー像は、一次転写ローラ３５ａ〜３５ｄによって中間転写ユニット３０を構成する中間転写ベルト３１に転写される。クリーニング装置１５ａ〜１５ｄは、中間転写ベルト３１へ転写されずに感光ドラム１１ａ〜１１ｄ上に残されたトナーを掻き落としてドラム表面の清掃を行う。
【００１９】
二次転写ローラ３６は、中間転写ベルト３１上のトナー像を記録紙Ｐに転写する。クリーニング装置５０は、中間転写ベルト３１の表面をクリーニングする。クリーニング装置５０は、中間転写ベルト３１上のトナーを除去するためのクリーニングブレードと、廃トナーを収納する廃トナーボックスとを備えている。
【００２０】
給紙ユニット２０は、カセット２１ａ及び２１ｂと、ピックアップローラ２２ａ、２２ｂ及び２６と、給紙ローラ対２３と、給紙ガイド２４と、レジストローラ２５ａ、２５ｂと、手差しトレイ２７とを有する。カセット２１ａ、２１ｂ、及び手差しトレイ２７に収納された記録紙Ｐは、各ピックアップローラ２２ａ、２２ｂ、２６により送り出される。送り出された記録紙Ｐは、給紙ローラ対２３によってレジストローラ２５ａ、２５ｂへと搬送される。レジストローラ２５ａ、２５ｂは、各画像形成部の画像形成タイミングに合わせて記録紙Ｐを二次転写ローラ３６へ送り出す。
【００２１】
定着ユニット４０は、内部にハロゲンヒーターなどの熱源を備えた定着ローラと、そのローラに加圧される加圧ローラ（このローラにも熱源を備える場合もある）とを有する。
【００２２】
次に、上記構成の画像形成装置１の動作について説明する。
画像形成動作開始信号が発せられると、先ず、ピックアップローラ２２ａにより、カセット２１ａから記録紙Ｐが一枚ずつ送り出される。そして、給紙ローラ対２３によって記録紙Ｐが給紙ガイド２４の間を案内されてレジストローラ２５ａ、２５ｂまで搬送される。その時レジストローラ２５ａ、２５ｂは停止されており、記録紙Ｐの先端はニップ部に突き当たる。その後、画像形成部が画像の形成を開始するタイミングに合わせてレジストローラ２５ａ、２５ｂは回転を始める。この回転時期は、記録紙Ｐと画像形成部より中間転写ベルト３１上に一次転写されたトナー画像とが二次転写ローラ３６において一致するようにそのタイミングが設定されている。
【００２３】
一方、画像形成部では、画像形成動作開始信号が発せられると、前述したプロセスにより感光ドラム１１ｄ上に形成されたトナー画像が、高電圧が印加された一次転写ローラ３５ｄによって中間転写ベルト３１に転写される。転写されたトナー像は、次の一次転写ローラ３５ｃまで搬送される。そこでは各画像形成部間をトナー像が搬送される時間だけ遅延して画像形成が行われており、前画像の上に位置を合わせて、その次のトナー像が転写される。以下も同様の工程が繰り返され、最終的に４色のトナー像が中間転写ベルト３１上において転写される。
【００２４】
その後、記録紙Ｐが二次転写ローラ３６に進入し、中間転写ベルト３１に接触すると、記録紙Ｐの通過タイミングに合わせて二次転写ローラ３６に高電圧が印加される。これにより、中間転写ベルト３１上に形成された４色のトナー画像が記録紙Ｐの表面に転写される。その後、記録紙Ｐは定着ユニット４０へと案内される。そして、定着ユニット４０は、記録紙Ｐに熱及び圧力を加えることによってトナー像を記録紙Ｐの表面に定着させる。その後、記録紙Ｐは機外に排出される。
【００２５】
図２は、中間転写ベルトの蛇行補正制御を説明するための概略構成を示す図である。
中間転写ベルト３１は、駆動ローラ３３と、ステアリングローラ３２と、二次転写対向ローラ３４により回転可能に支持される。そして、駆動ローラ３３とステアリングローラ３２の間に一次転写平面が形成される。駆動ローラ３３は、中間転写ベルト３１に駆動を伝達するため、金属ローラの表面に数ｍｍ厚のゴムをコーティングしてベルトとのスリップを防ぐように構成されている。
【００２６】
ステアリングローラ３２は、中間転写ベルト３１の回動に従動して回転する。ステアリングローラ３２の一方の軸は固定されており、もう一方の軸にステアリングアーム６４が連結されている。制御ユニット７０は、ステアリングモータ６３の駆動を制御し、カム６２を回転させる。カム６２が回転すると、軸６５を中心としてステアリングアーム６４が回動する。すなわち、制御ユニット７０がカム６２の回転位置を制御することで、ステアリングローラ３２の傾斜を制御できる。
【００２７】
ステアリングローラ３２と感光ドラム１１ａとの間には、エッジセンサ６０が配置されている。エッジセンサ６０は、中間転写ベルト３１の端部の位置を検知して、中間転写ベルト３１の蛇行に応じた出力信号（エッジデータ）を出力する。エッジセンサ６０は、中間転写ベルト３１の端部に当接するフラグ部材の位置に応じた光量を検知する光学式センサであるが、ラインセンサ等、中間転写ベルト３１の端部位置を検知できるならばこれらに限られない。
【００２８】
中間転写ベルト３１の幅方向の端部（エッジ）は、所望の幅になるように製造工程で切断されるため、エッジセンサ６０により検出される中間転写ベルト３１の端部は、均一ではなく、およそ１００μｍ以内で端部位置が不均一となっている。
【００２９】
図３は、中間転写ベルトの端部の不均一性の例を示す図である。
中間転写ベルト３１の幅方向（中間転写ベルト３１の搬送方向に直交する方向）の端部は、前述のようにその形状にムラがある。図３（ａ）のようにベルト１周にわたって緩やかなムラになっているものもあれば、図３（ｂ）のように短周期で規則性のないムラになっているものもある。更には、中間転写ベルト３１の製造工程において中間転写ベルト３１を回転させながらカッターで切断する場合、図３（ｃ）のように１周したときに切断開始位置と切断終了位置とで切断面が一致せずに段差が生じる。このような端部ムラは、エッジセンサ６０により検出されるエッジデータＥに誤差として含まれてしまう。
【００３０】
この問題を解決するために、予め中間転写ベルト３１の端部の１周分の形状データであるエッジプロファイルデータＰを計測してＲＯＭ１０１に保持しておき、エッジセンサ６０の検知結果であるエッジデータＥから端部ムラによる誤差分を除く制御を行っている。
【００３１】
このときに使用されるのが、中間転写ベルト３１のホームポジションを示すＨＰマーク３７と、ＨＰマーク３７を検知するためのベルトＨＰセンサ６１である。ＨＰマーク３７は、中間転写ベルト３１の裏面に貼り付けられており、エッジプロファイルデータＰと中間転写ベルト３１の幅方向の位置とを対応付けるための基準位置となる。ベルトＨＰセンサ６１は、ＨＰマーク３７を検出するための反射型光学センサである。
【００３２】
また、中間転写ベルト３１の搬送速度を間接的に計測するために、コードホイール３８とエンコーダセンサ３９が駆動ローラ３３の軸に取り付けられている。コードホイール３８は、１周で２０個分の黒いマークが等間隔に印刷されている。これを透過型光学センサであるエンコーダセンサ３９で検出する構成になっている。
【００３３】
図４は、画像形成装置の制御ブロック図である。
制御ユニット７０は、ＣＰＵ１００、ＲＯＭ１０１、及びＲＡＭ１０２を有する。ＣＰＵ１００は、画像形成装置１全体を制御する制御回路である。ＲＯＭ１０１には、画像形成装置１で実行する各種処理を制御するための制御プログラムが格納されている。ＲＡＭ１０２は、ＣＰＵ１００が動作するためのシステムワークメモリであり、また画像データを一時記憶するための画像メモリとしても機能する。操作部６７はタッチパネルディスプレイを備え、ユーザからの操作指示を受け付ける。
【００３４】
ベルト駆動モータ６６は、中間転写ベルト３１を回転させる駆動ローラ３３を駆動するためのモータである。ＣＰＵ１００は、ベルト駆動モータ６６へ流す電流を制御することで、中間転写ベルト３１の回転速度を制御する。
【００３５】
エッジセンサ６０及びベルトＨＰセンサ６１の検出信号はＣＰＵ１００に伝送され、ＣＰＵ１００に内蔵されたＡＤ変換回路でアナログ信号からデジタル信号に変換されてＣＰＵ１００で演算処理される。ＣＰＵ１００は、エッジセンサ６０から出力されたエッジデータＥ及びＲＯＭ１０１に記憶されたエッジプロファイルデータＰに基づき、ステアリングモータ６３を制御するためのステアリングデータＳを算出する。
【００３６】
ＣＰＵ１００は、ステアリングデータＳに基づきステアリングモータ６３へ流す電流を制御することで、カム６２を回転させてステアリングローラ３２の傾きを制御する。この点についての詳細は、後述の図７のフローチャートで説明する。
【００３７】
エンコーダセンサ３９はコードホイール３８の印刷マークを検出した信号をＣＰＵ１００に送信する。エンコーダセンサ３９の検出信号は、駆動ローラ３３の回転速度に伴って周期が変化するデジタルパルス信号である。ＣＰＵ１００は、エンコーダセンサ３９からのデジタルパルス信号の周期を時間カウントして駆動ローラ３３の回転速度を検出することで、間接的に中間転写ベルト３１の速度検出を行う。
【００３８】
次に、中間転写ベルト３１の端部位置の検知タイミング制御について説明する。この制御は、エッジセンサ６０の検知周期をエンコーダセンサ３９の検出信号に基づいて変更する制御である。
【００３９】
図５は、第１の実施形態における、エッジセンサの検知周期の補正処理を説明する図である。
上側の波形は、コードホイール３８の回転速度変動を示す。前述のように、コードホイール３８は、１周で２０個分の黒いマークが等間隔に印刷されていることから、駆動ローラ３３が１周すると２０個のパルス信号がエンコーダセンサ３９から発生する。ＣＰＵ１００は、各パルス信号の時間間隔Ｔ１、Ｔ２、・・・、Ｔ２０を、タイマーを用いて計測する。また、ＣＰＵ１００は、各パルス信号の時間間隔の平均値ＡｖｅＴを、式（１）を用いて算出する。
ＡｖｅＴ＝（Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３・・・＋Ｔ２０）／２０ ・・・（１）
【００４０】
ここで計測されたＴ１〜Ｔ２０と、算出された平均値ＡｖｅＴは、ＲＡＭ１０２に記憶される。平均値ＡｖｅＴを算出するのは、駆動ローラ３３あるいはコードホイール３８の軸偏芯に伴う回転変動成分をキャンセルするためである。なお、中間転写ベルト３１の回転速度が目標速度と一致する場合は、ＡｖｅＴ＝Ｔｇとなる。
【００４１】
次に、ＣＰＵ１００は、式（２）に基づき目標値Ｔｇと実測値の平均値ＡｖｅＴとの差分ΔＴを算出する。ここで算出したΔＴの分だけ、駆動ローラ３３の回転速度がずれていることになる。なお、目標値Ｔｇは、パルス信号の時間間隔の目標値として予め設定された値である。
ΔＴ＝Ｔｇ−ＡｖｅＴ ・・・（２）
【００４２】
次に、ＣＰＵ１００は、式（３）に基づき、エッジセンサ６０の検知周期を算出する。ここで、平均値ＡｖｅＴが目標値Ｔｇに等しいときのエッジセンサ６０の検知周期をＴｓｎｓとし、補正後の検知周期をＴｓｎｓ’としている。この式で示されるように、目標値Ｔｇに対するずれ量（差分）ΔＴの割合に応じて、エッジセンサ６０の検知周期を補正している。
Ｔｓｎｓ’＝Ｔｓｎｓ（１−ΔＴ／Ｔｇ） ・・・（３）
【００４３】
図６は、第１の実施形態における、エッジセンサの検知周期の補正処理を示すフローチャートである。
このフローチャートを実行するためのプログラムは、ＲＯＭ１０１に記憶されており、ＣＰＵ１００により読み出されることにより実行される。本フローチャートによる処理は、ジョブの開始指示があった場合など、中間転写ベルト３１を駆動して蛇行制御を開始する際に実行される。
【００４４】
まず、ＣＰＵ１００は、ベルト駆動モータ６６を制御して中間転写ベルト３１の駆動を開始する（Ｓ６００）。そして、ＣＰＵ１００は、中間転写ベルト３１の蛇行制御を開始する（Ｓ６０１）。ここで、ＣＰＵ１００は、後述の図７に示される蛇行制御を並行して実行する。
【００４５】
次に、ＣＰＵ１００は、エンコーダセンサ３９から発生する各パルス信号の時間間隔Ｔ１、Ｔ２、・・・、Ｔ２０を、タイマーを用いて計測する（Ｓ６０３）。計測されたＴ１、Ｔ２、・・・、Ｔ２０の値は、ＲＡＭ１０２に記憶される。そして、ＣＰＵ１００は、前述の式（１）に基づいて各パルス信号の時間間隔の平均値ＡｖｅＴを算出する（Ｓ６０４）。
【００４６】
次に、ＣＰＵ１００は、前述の式（２）に基づいて目標値Ｔｇと実測値の平均値ＡｖｅＴとの差分ΔＴを算出する（Ｓ６０５）。その後、ＣＰＵ１００は、前述の式（３）に基づいてエッジセンサ６０の検知周期Ｔｓｎｓ’を設定する（Ｓ６０６）。ここで算出された検知周期Ｔｓｎｓ’に基づいて、蛇行制御における中間転写ベルト３１の端部検知が行われる。
【００４７】
次に、ＣＰＵ１００は、ジョブを終了する場合等、蛇行制御を終了するかどうかを判断する（Ｓ６０７）。蛇行制御を終了しないと判断された場合は、前述のステップＳ６０３に戻る。蛇行制御を終了すると判断された場合は、ＣＰＵ１００は、ステアリングモータ６３の駆動を停止することにより蛇行制御を停止し（Ｓ６０８）、ベルト駆動モータ６６を停止することにより中間転写ベルト３１の駆動を停止する（Ｓ６０９）。
【００４８】
図７は、蛇行補正制御を説明するフローチャートである。
このフローチャートを実行するためのプログラムは、ＲＯＭ１０１に記憶されており、ＣＰＵ１００により読み出されることにより実行される。前述したように、ステップＳ６０１でこのフローチャートの実行が開始される。
【００４９】
まず、ＣＰＵ１００は、ベルトＨＰセンサ６１からベルトＨＰ信号が入力されたかどうかを判断する（Ｓ７０１）。ベルトＨＰ信号は、ベルトＨＰセンサ６１がＨＰマーク３７を検知することにより出力される。ベルトＨＰ信号が入力された場合は、ＣＰＵ１００は、番地Ｘを１に初期化する（Ｓ７０２）。一方、ベルトＨＰ信号が入力されない場合は、番地Ｘの初期化は行われない。
【００５０】
そして、ＣＰＵ１００は、番地Ｘに対応するエッジデータＥＸをエッジセンサ６０から取得する（Ｓ７０３）。また、ＣＰＵ１００は、番地Ｘに対応するエッジプロファイルデータＰＸをＲＯＭ１０１から取得する（Ｓ７０４）。
【００５１】
ここで得られたエッジデータＥＸ及びエッジプロファイルデータＰＸに基づいて、ＣＰＵ１００は、ステアリングデータＳＸを算出する（Ｓ７０５）。具体的には、ＣＰＵ１００は、中間転写ベルト３１の変位ＨＸをＨＸ＝ＰＸ−ＥＸの計算式で求めた上で、ステアリングデータＳＸをＳＸ＝α・ＨＸの計算式で求める。αは、予め設定された係数である。
【００５２】
そして、ＣＰＵ１００は、算出したステアリングデータＳＸに基づき、ステアリングモータ６３を駆動する（Ｓ７０６）。これに応じて、ステアリングモータ６３が制御されて、中間転写ベルト３１の変位Ｈが０になる方向にステアリングアーム６４が動き、ステアリングローラ３２が傾く。
【００５３】
その後、ＣＰＵ１００は、前述のステップＳ６０８により、蛇行補正制御を停止するかどうかを判断する（Ｓ７０７）。蛇行補正制御を停止しない場合は、ＣＰＵ１００は、番地Ｘに１を加算する（Ｓ７０８）。
【００５４】
そして、ＣＰＵ１００は、前回のエッジデータの検知から、前述のステップＳ６０６で算出された検知周期Ｔｓｎｓ’が経過するまで待機する（Ｓ７０９）。これは、検知周期Ｔｓｎｓ’ごとにエッジデータのサンプリングを行うためである。検知周期Ｔｓｎｓ’の経過後、前述のステップＳ７０１に戻る。一方、ステップＳ７０７で蛇行補正制御を停止する場合は、ＣＰＵ１００は、本制御フローを終了する。
【００５５】
以上で説明したように、本実施形態によれば、中間転写ベルト３１の搬送速度に応じて検知周期Ｔｓｎｓ’を補正するので、中間転写ベルト３１の搬送速度に関わらず、適切にエッジプロファイルデータを用いた蛇行補正制御を行うことができる。
【００５６】
（第２の実施形態）
第２の実施形態については、第１の実施形態と異なる部分についてのみ説明し、第１の実施形態と同様の構成および制御内容については説明を省略する。第１の実施形態では、エンコーダセンサ３９を用いて駆動ローラ３３の回転速度を検出し、検出した回転速度に応じてベルト端部位置の検知周期を補正していた。これに対して、第２の実施形態では、エンコーダセンサ３９を用いずに、中間転写ベルト３１の搬送開始からの経過時間に応じて、段階的にエッジセンサ６０の検知周期を切り替える制御が実行される。
【００５７】
以下、本実施形態におけるエッジセンサ６０の検知周期の切り替え制御について説明する。ＣＰＵ１００は、中間転写ベルト３１の搬送開始からの経過時間をタイマーで計測し、計測した経過時間に応じて検知周期を４段階切り替える機能を有している。４つの異なる検知周期は、予めＲＡＭ１０２に記憶されている。
【００５８】
図８は、第２の実施形態における、エッジセンサの検知周期の切り替えタイミングを示す図である。
中間転写ベルト３１の搬送及び蛇行制御が開始されてから時間が経過するにつれ、図８（ａ）に示されるように中間転写ベルト３１の搬送速度が目標速度Ｖまで上昇する。経過時間がｔ１のときには速度Ｖ１、経過時間がｔ２のときには速度Ｖ２となり、経過時間がｔ３のときには目標速度Ｖに到達している。
【００５９】
また、図８（ｂ）に示されるように、中間転写ベルト３１の搬送及び蛇行制御が開始されてからの経過時間がｔ１までの間は、Ｔｖ１周期で中間転写ベルト３１の端部位置を検知する。ｔ１からｔ２の期間はＴｖ２周期、ｔ２からｔ３の期間はＴｖ３周期、ｔ３時間以降はＴｖ周期へと切り替える。
【００６０】
経過時間ｔ１、ｔ２、及びｔ３と、検知周期Ｔｖ１、Ｔｖ２、及びＴｖ３は中間転写ベルト３１の搬送速度が目標速度に達するまでの速度上昇の度合いに基づき、予め検討によって決定される。検知周期Ｔｖは、中間転写ベルト３１の搬送速度が目標速度Ｖで動作しているときに、中間転写ベルト３１が１周するのに要する時間を等分割した数値としている。本実施形態では、目標速度Ｖで中間転写ベルト３１が１周するのに要する時間が３ｓｅｃであり、３０分割してＴｖ＝１００ｍｓｅｃ周期としている。
【００６１】
なお、本実施形態では、ｔ１＝１ｓｅｃ、ｔ２＝２ｓｅｃ、及びｔ３＝３ｓｅｃに設定されている。また、Ｔｖ１＝４００ｍｓｅｃ、Ｔｖ２＝３００ｍｓｅｃ、及びＴｖ３＝２００ｍｓｅｃに設定されている。
【００６２】
図９は、第２の実施形態における、エッジセンサの検知周期の補正処理を示すフローチャートである。
このフローチャートを実行するためのプログラムは、ＲＯＭ１０１に記憶されており、ＣＰＵ１００により読み出されることにより実行される。本フローチャートによる処理は、ジョブの開始指示があった場合など、中間転写ベルト３１を駆動して蛇行制御を開始する際に実行される。
【００６３】
まず、ＣＰＵ１００は、ベルト駆動モータ６６を制御して中間転写ベルト３１の駆動を開始する（Ｓ９００）。そして、ＣＰＵ１００は、中間転写ベルト３１の蛇行制御を開始する（Ｓ９０１）。ここで、ＣＰＵ１００は、前述の図７に示される蛇行制御を並行して実行する。
【００６４】
次に、ＣＰＵ１００は、エッジセンサ６０の検知周期をＴｖ１（４００ｍｓｅｃ）に設定する（Ｓ９０２）。その後、ＣＰＵ１００は、中間転写ベルト３１の駆動を開始してからの経過時間がｔ１（１ｓｅｃ）経過するまで待つ（Ｓ９０３）。
【００６５】
次に、ＣＰＵ１００は、エッジセンサ６０の検知周期をＴｖ２（３００ｍｓｅｃ）に設定する（Ｓ９０４）。その後、ＣＰＵ１００は、中間転写ベルト３１の駆動を開始してからの経過時間がｔ２（２ｓｅｃ）経過するまで待つ（Ｓ９０５）。
【００６６】
次に、ＣＰＵ１００は、エッジセンサ６０の検知周期をＴｖ３（２００ｍｓｅｃ）に設定する（Ｓ９０６）。その後、ＣＰＵ１００は、中間転写ベルト３１の駆動を開始してからの経過時間がｔ３（３ｓｅｃ）経過するまで待つ（Ｓ９０７）。
【００６７】
次に、ＣＰＵ１００は、エッジセンサ６０の検知周期をＴｖ（１００ｍｓｅｃ）に設定する（Ｓ９０８）。この時点で、中間転写ベルト３１の搬送速度は目標速度に達しているので、これ以降の検知周期はＴｖのままである。
【００６８】
次に、ＣＰＵ１００は、ジョブを終了する場合等、蛇行制御を終了するまで待つ（Ｓ９０９）。蛇行制御を終了すると判断された場合は、ＣＰＵ１００は、ステアリングモータ６３の駆動を停止することにより蛇行制御を停止し（Ｓ９１０）、ベルト駆動モータ６６を停止することにより中間転写ベルト３１の駆動を停止する（Ｓ９１１）。
【００６９】
なお、図９のフローチャートで設定されるエッジセンサ６０の検知周期Ｔｖ、Ｔｖ１、Ｔｖ２、Ｔｖ３は、図７のステップＳ７０９における検知周期Ｔｓｎｓ’として使用される。
【００７０】
第１の実施形態と第２の実施形態の効果の違いについて簡単に説明する。第１の実施形態では、中間転写ベルト３１の搬送速度に応じた端部位置の検知周期の制御を行うため、中間転写ベルト３１の搬送開始時のみならず、中間転写ベルト３１の突発的な速度変動に対しても対応することができる。
【００７１】
一方、第２の実施形態は、中間転写ベルト３１の突発的なベルト速度変動には対応できないが、駆動ローラ３３の回転速度を検出するエンコーダセンサ３９を具備していない装置においても適用可能である。
【００７２】
なお、本実施形態においては、中間転写ベルト３１の蛇行制御を例に挙げて説明したが、他のベルトに対して本発明の蛇行制御を行っても構わない。例えば、複数の感光ドラム上のトナー像を、中間転写ベルトを介さず直接記録紙に転写させるよう記録紙を搬送する搬送ベルトについて、本発明を適用しても構わない。
【符号の説明】
【００７３】
１ 画像形成装置
１１ 感光ドラム（像担持体）
３１ 中間転写ベルト（ベルト）
３２ ステアリングローラ
３９ エンコーダセンサ（速度検出手段）
６０ エッジセンサ（検知手段）
６１ ＨＰセンサ
６２ カム（傾斜手段）
６３ ステアリングモータ
１００ ＣＰＵ（制御手段）
１０２ ＲＡＭ（記憶手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式による帯電、露光、現像、転写の工程を経て、記録紙にトナー像を形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の画像形成装置には、中間転写ベルト、定着ベルト、記録紙搬送ベルトといった様々な種類のベルトが設けられていた。
【０００３】
これらのベルトは、複数のローラに懸架されて回転駆動されるが、ベルトの回転過程において、ベルトがその幅方向の一端側または他端側に寄り移動（以下、蛇行と記す）する現象が発生する傾向がある。ベルトの蛇行によって、ベルトを懸架しているローラからベルトが脱落したり、ベルトの端部が破損したりしてしまうおそれがある。
【０００４】
そこで、ベルトの幅方向のエッジ（端部）の位置を検出するエッジセンサを有し、一定時間間隔毎のエッジセンサの検出結果に基づいて、ベルトを支持するステアリングローラの傾き動作を制御してベルトの蛇行を補正するものがあった（例えば、特許文献１参照）。このエッジセンサは、ベルトの一端に接触する接触子と、当該接触子の位置変動を検出する変位センサを有し、ベルトの蛇行を連続的に検出する。
【０００５】
また、ベルトのエッジ形状の影響を受けずに高精度な蛇行補正を行うべく、ベルト１周分のエッジ形状データをエッジプロファイルデータとして予めメモリに記憶しているものがあった（例えば、特許文献２参照）。このエッジプロファイルデータを用いて、ベルトのエッジの形状に基づくベルトのエッジの位置変動をキャンセルすることにより、ベルト蛇行補正を高精度に行っていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−２９５９４８号公報
【特許文献２】特開２０１０−１４５６５５号公報（段落００４６〜００４９）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献２記載の発明では、ベルトのホームポジションを基準としたエッジプロファイルデータの位置とエッジセンサの検知位置とを合わせるために、ベルトの速度を予め定められた目標速度にした状態でベルトのエッジを検知しないといけない。
【０００８】
図１０に示されるように、ベルト速度＝目標速度の場合は、エッジプロファイルデータの位置とエッジセンサの検知位置とを合わせられるものの、ベルト速度＜目標速度の場合は、エッジプロファイルデータの位置とエッジセンサの検知位置とがずれてしまう。これは、ベルト速度＜目標速度の場合に一定時間間隔でベルトのエッジ位置を検出しようとすると、ベルト速度＝目標速度の場合よりも、当該一定時間の経過におけるベルトの移動距離が短くなってしまうからである。なお、ベルト速度＞目標速度の場合も同様に、ベルトのホームポジションを基準としたエッジプロファイルデータの位置とエッジセンサの検知位置とがずれてしまう。
【０００９】
したがって、ベルト速度≠目標速度の場合にエッジプロファイルデータを用いた蛇行補正制御を行うと、ベルトのエッジの形状に基づくベルトの位置変動をキャンセルすることができない。この状態で画像を形成しようとすると、高精度な蛇行補正ができないことから、画像転写位置が各色でずれることによって、色ずれ画像が生じてしまう。
【００１０】
そこで、本発明は、ベルトの搬送速度に関わらず、適切にエッジプロファイルデータを用いたベルトの蛇行補正制御を行うことができる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】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明に係る画像形成装置は、トナー像が形成される像担持体と、前記像担持体に形成されたトナー像を記録紙に転写するために用いられるベルトと、前記ベルトを回転可能に支持するステアリングローラと、前記ステアリングローラの軸を傾ける傾斜手段と、前記ベルトの搬送方向に直交する方向の前記ベルトの位置を検知するための検知手段と、前記ベルトの端部の１周分の形状データであるエッジプロファイルデータを記憶する記憶手段と、前記検知手段の検知結果及び前記エッジプロファイルデータに基づいて、前記傾斜手段による前記ステアリングローラの傾きを制御することにより、蛇行制御を実行する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記ベルトの搬送速度の変化に応じて、前記検知手段の検知周期を設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ベルトの搬送速度に関わらず、適切にエッジプロファイルデータを用いたベルトの蛇行補正制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】画像形成装置の概略断面図である。
【図２】中間転写ベルトの蛇行補正制御を説明するための概略構成を示す図である。
【図３】中間転写ベルトの端部の不均一性の例を示す図である。
【図４】画像形成装置の制御ブロック図である。
【図５】第１の実施形態における、エッジセンサの検知周期の補正処理を説明する図である。
【図６】第１の実施形態における、エッジセンサの検知周期の補正処理を示すフローチャートである。
【図７】蛇行補正制御を説明するフローチャートである。
【図８】第２の実施形態における、エッジセンサの検知周期の切り替えタイミングを示す図である。
【図９】第２の実施形態における、エッジセンサの検知周期の補正処理を示すフローチャートである。
【図１０】本願発明の課題を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（第１の実施形態）
図１は、画像形成装置の概略断面図である。
【００１５】
本実施形態の画像形成装置１は、複数の画像形成部を並列に配置し、且つ中間転写方式を採用したカラー電子写真装置である。画像形成装置１は、記録画像信号出力部１Ｒと、画像出力部１Ｐとを有する。画像出力部１Ｐは、４つ並設された画像形成部１０（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ）と、給紙ユニット２０と、中間転写ユニット３０と、定着ユニット４０と、制御ユニット７０とを有する。更に、個々のユニットについて詳しく説明する。
【００１６】
各画像形成部１０ａ〜１０ｄは同じ構成とされ、各画像形成部１０ａ〜１０ｄでは、円筒形状の電子写真感光体、即ち、感光ドラム１１ａ〜１１ｄ（像担持体）が回転自在に軸支され、矢印方向に回転駆動される。感光ドラム１１ａ〜１１ｄの外周面に対向してその回転方向に一次帯電器１２ａ〜１２ｄ、露光系１３ａ〜１３ｄ、ミラー１６ａ〜１６ｄ、現像装置１４ａ〜１４ｄ、及びクリーニング装置１５ａ〜１５ｄが配置されている。
【００１７】
一次帯電器１２ａ〜１２ｄにおいて感光ドラム１１ａ〜１１ｄの表面に均一な帯電量の電荷を与える。次いで、露光系１３ａ〜１３ｄにより、記録画像信号出力部１Ｒからの記録画像信号に応じて変調した、例えばレーザービームなどの光線をミラー１６ａ〜１６ｄを介して感光ドラム１１ａ〜１１ｄ上に露光することによって、そこに静電潜像を形成する。
【００１８】
更に、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックといった４色の現像剤（以下、「トナー」という）は、それぞれ収納した現像装置１４ａ〜１４ｄによって上記静電潜像を顕像化される。顕像化されたトナー像は、一次転写ローラ３５ａ〜３５ｄによって中間転写ユニット３０を構成する中間転写ベルト３１に転写される。クリーニング装置１５ａ〜１５ｄは、中間転写ベルト３１へ転写されずに感光ドラム１１ａ〜１１ｄ上に残されたトナーを掻き落としてドラム表面の清掃を行う。
【００１９】
二次転写ローラ３６は、中間転写ベルト３１上のトナー像を記録紙Ｐに転写する。クリーニング装置５０は、中間転写ベルト３１の表面をクリーニングする。クリーニング装置５０は、中間転写ベルト３１上のトナーを除去するためのクリーニングブレードと、廃トナーを収納する廃トナーボックスとを備えている。
【００２０】
給紙ユニット２０は、カセット２１ａ及び２１ｂと、ピックアップローラ２２ａ、２２ｂ及び２６と、給紙ローラ対２３と、給紙ガイド２４と、レジストローラ２５ａ、２５ｂと、手差しトレイ２７とを有する。カセット２１ａ、２１ｂ、及び手差しトレイ２７に収納された記録紙Ｐは、各ピックアップローラ２２ａ、２２ｂ、２６により送り出される。送り出された記録紙Ｐは、給紙ローラ対２３によってレジストローラ２５ａ、２５ｂへと搬送される。レジストローラ２５ａ、２５ｂは、各画像形成部の画像形成タイミングに合わせて記録紙Ｐを二次転写ローラ３６へ送り出す。
【００２１】
定着ユニット４０は、内部にハロゲンヒーターなどの熱源を備えた定着ローラと、そのローラに加圧される加圧ローラ（このローラにも熱源を備える場合もある）とを有する。
【００２２】
次に、上記構成の画像形成装置１の動作について説明する。
画像形成動作開始信号が発せられると、先ず、ピックアップローラ２２ａにより、カセット２１ａから記録紙Ｐが一枚ずつ送り出される。そして、給紙ローラ対２３によって記録紙Ｐが給紙ガイド２４の間を案内されてレジストローラ２５ａ、２５ｂまで搬送される。その時レジストローラ２５ａ、２５ｂは停止されており、記録紙Ｐの先端はニップ部に突き当たる。その後、画像形成部が画像の形成を開始するタイミングに合わせてレジストローラ２５ａ、２５ｂは回転を始める。この回転時期は、記録紙Ｐと画像形成部より中間転写ベルト３１上に一次転写されたトナー画像とが二次転写ローラ３６において一致するようにそのタイミングが設定されている。
【００２３】
一方、画像形成部では、画像形成動作開始信号が発せられると、前述したプロセスにより感光ドラム１１ｄ上に形成されたトナー画像が、高電圧が印加された一次転写ローラ３５ｄによって中間転写ベルト３１に転写される。転写されたトナー像は、次の一次転写ローラ３５ｃまで搬送される。そこでは各画像形成部間をトナー像が搬送される時間だけ遅延して画像形成が行われており、前画像の上に位置を合わせて、その次のトナー像が転写される。以下も同様の工程が繰り返され、最終的に４色のトナー像が中間転写ベルト３１上において転写される。
【００２４】
その後、記録紙Ｐが二次転写ローラ３６に進入し、中間転写ベルト３１に接触すると、記録紙Ｐの通過タイミングに合わせて二次転写ローラ３６に高電圧が印加される。これにより、中間転写ベルト３１上に形成された４色のトナー画像が記録紙Ｐの表面に転写される。その後、記録紙Ｐは定着ユニット４０へと案内される。そして、定着ユニット４０は、記録紙Ｐに熱及び圧力を加えることによってトナー像を記録紙Ｐの表面に定着させる。その後、記録紙Ｐは機外に排出される。
【００２５】
図２は、中間転写ベルトの蛇行補正制御を説明するための概略構成を示す図である。
中間転写ベルト３１は、駆動ローラ３３と、ステアリングローラ３２と、二次転写対向ローラ３４により回転可能に支持される。そして、駆動ローラ３３とステアリングローラ３２の間に一次転写平面が形成される。駆動ローラ３３は、中間転写ベルト３１に駆動を伝達するため、金属ローラの表面に数ｍｍ厚のゴムをコーティングしてベルトとのスリップを防ぐように構成されている。
【００２６】
ステアリングローラ３２は、中間転写ベルト３１の回動に従動して回転する。ステアリングローラ３２の一方の軸は固定されており、もう一方の軸にステアリングアーム６４が連結されている。制御ユニット７０は、ステアリングモータ６３の駆動を制御し、カム６２を回転させる。カム６２が回転すると、軸６５を中心としてステアリングアーム６４が回動する。すなわち、制御ユニット７０がカム６２の回転位置を制御することで、ステアリングローラ３２の傾斜を制御できる。
【００２７】
ステアリングローラ３２と感光ドラム１１ａとの間には、エッジセンサ６０が配置されている。エッジセンサ６０は、中間転写ベルト３１の端部の位置を検知して、中間転写ベルト３１の蛇行に応じた出力信号（エッジデータ）を出力する。エッジセンサ６０は、中間転写ベルト３１の端部に当接するフラグ部材の位置に応じた光量を検知する光学式センサであるが、ラインセンサ等、中間転写ベルト３１の端部位置を検知できるならばこれらに限られない。
【００２８】
中間転写ベルト３１の幅方向の端部（エッジ）は、所望の幅になるように製造工程で切断されるため、エッジセンサ６０により検出される中間転写ベルト３１の端部は、均一ではなく、およそ１００μｍ以内で端部位置が不均一となっている。
【００２９】
図３は、中間転写ベルトの端部の不均一性の例を示す図である。
中間転写ベルト３１の幅方向（中間転写ベルト３１の搬送方向に直交する方向）の端部は、前述のようにその形状にムラがある。図３（ａ）のようにベルト１周にわたって緩やかなムラになっているものもあれば、図３（ｂ）のように短周期で規則性のないムラになっているものもある。更には、中間転写ベルト３１の製造工程において中間転写ベルト３１を回転させながらカッターで切断する場合、図３（ｃ）のように１周したときに切断開始位置と切断終了位置とで切断面が一致せずに段差が生じる。このような端部ムラは、エッジセンサ６０により検出されるエッジデータＥに誤差として含まれてしまう。
【００３０】
この問題を解決するために、予め中間転写ベルト３１の端部の１周分の形状データであるエッジプロファイルデータＰを計測してＲＯＭ１０１に保持しておき、エッジセンサ６０の検知結果であるエッジデータＥから端部ムラによる誤差分を除く制御を行っている。
【００３１】
このときに使用されるのが、中間転写ベルト３１のホームポジションを示すＨＰマーク３７と、ＨＰマーク３７を検知するためのベルトＨＰセンサ６１である。ＨＰマーク３７は、中間転写ベルト３１の裏面に貼り付けられており、エッジプロファイルデータＰと中間転写ベルト３１の幅方向の位置とを対応付けるための基準位置となる。ベルトＨＰセンサ６１は、ＨＰマーク３７を検出するための反射型光学センサである。
【００３２】
また、中間転写ベルト３１の搬送速度を間接的に計測するために、コードホイール３８とエンコーダセンサ３９が駆動ローラ３３の軸に取り付けられている。コードホイール３８は、１周で２０個分の黒いマークが等間隔に印刷されている。これを透過型光学センサであるエンコーダセンサ３９で検出する構成になっている。
【００３３】
図４は、画像形成装置の制御ブロック図である。
制御ユニット７０は、ＣＰＵ１００、ＲＯＭ１０１、及びＲＡＭ１０２を有する。ＣＰＵ１００は、画像形成装置１全体を制御する制御回路である。ＲＯＭ１０１には、画像形成装置１で実行する各種処理を制御するための制御プログラムが格納されている。ＲＡＭ１０２は、ＣＰＵ１００が動作するためのシステムワークメモリであり、また画像データを一時記憶するための画像メモリとしても機能する。操作部６７はタッチパネルディスプレイを備え、ユーザからの操作指示を受け付ける。
【００３４】
ベルト駆動モータ６６は、中間転写ベルト３１を回転させる駆動ローラ３３を駆動するためのモータである。ＣＰＵ１００は、ベルト駆動モータ６６へ流す電流を制御することで、中間転写ベルト３１の回転速度を制御する。
【００３５】
エッジセンサ６０及びベルトＨＰセンサ６１の検出信号はＣＰＵ１００に伝送され、ＣＰＵ１００に内蔵されたＡＤ変換回路でアナログ信号からデジタル信号に変換されてＣＰＵ１００で演算処理される。ＣＰＵ１００は、エッジセンサ６０から出力されたエッジデータＥ及びＲＯＭ１０１に記憶されたエッジプロファイルデータＰに基づき、ステアリングモータ６３を制御するためのステアリングデータＳを算出する。
【００３６】
ＣＰＵ１００は、ステアリングデータＳに基づきステアリングモータ６３へ流す電流を制御することで、カム６２を回転させてステアリングローラ３２の傾きを制御する。この点についての詳細は、後述の図７のフローチャートで説明する。
【００３７】
エンコーダセンサ３９はコードホイール３８の印刷マークを検出した信号をＣＰＵ１００に送信する。エンコーダセンサ３９の検出信号は、駆動ローラ３３の回転速度に伴って周期が変化するデジタルパルス信号である。ＣＰＵ１００は、エンコーダセンサ３９からのデジタルパルス信号の周期を時間カウントして駆動ローラ３３の回転速度を検出することで、間接的に中間転写ベルト３１の速度検出を行う。
【００３８】
次に、中間転写ベルト３１の端部位置の検知タイミング制御について説明する。この制御は、エッジセンサ６０の検知周期をエンコーダセンサ３９の検出信号に基づいて変更する制御である。
【００３９】
図５は、第１の実施形態における、エッジセンサの検知周期の補正処理を説明する図である。
上側の波形は、コードホイール３８の回転速度変動を示す。前述のように、コードホイール３８は、１周で２０個分の黒いマークが等間隔に印刷されていることから、駆動ローラ３３が１周すると２０個のパルス信号がエンコーダセンサ３９から発生する。ＣＰＵ１００は、各パルス信号の時間間隔Ｔ１、Ｔ２、・・・、Ｔ２０を、タイマーを用いて計測する。また、ＣＰＵ１００は、各パルス信号の時間間隔の平均値ＡｖｅＴを、式（１）を用いて算出する。
ＡｖｅＴ＝（Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３・・・＋Ｔ２０）／２０ ・・・（１）
【００４０】
ここで計測されたＴ１〜Ｔ２０と、算出された平均値ＡｖｅＴは、ＲＡＭ１０２に記憶される。平均値ＡｖｅＴを算出するのは、駆動ローラ３３あるいはコードホイール３８の軸偏芯に伴う回転変動成分をキャンセルするためである。なお、中間転写ベルト３１の回転速度が目標速度と一致する場合は、ＡｖｅＴ＝Ｔｇとなる。
【００４１】
次に、ＣＰＵ１００は、式（２）に基づき目標値Ｔｇと実測値の平均値ＡｖｅＴとの差分ΔＴを算出する。ここで算出したΔＴの分だけ、駆動ローラ３３の回転速度がずれていることになる。なお、目標値Ｔｇは、パルス信号の時間間隔の目標値として予め設定された値である。
ΔＴ＝Ｔｇ−ＡｖｅＴ ・・・（２）
【００４２】
次に、ＣＰＵ１００は、式（３）に基づき、エッジセンサ６０の検知周期を算出する。ここで、平均値ＡｖｅＴが目標値Ｔｇに等しいときのエッジセンサ６０の検知周期をＴｓｎｓとし、補正後の検知周期をＴｓｎｓ’としている。この式で示されるように、目標値Ｔｇに対するずれ量（差分）ΔＴの割合に応じて、エッジセンサ６０の検知周期を補正している。
Ｔｓｎｓ’＝Ｔｓｎｓ（１−ΔＴ／Ｔｇ） ・・・（３）
【００４３】
図６は、第１の実施形態における、エッジセンサの検知周期の補正処理を示すフローチャートである。
このフローチャートを実行するためのプログラムは、ＲＯＭ１０１に記憶されており、ＣＰＵ１００により読み出されることにより実行される。本フローチャートによる処理は、ジョブの開始指示があった場合など、中間転写ベルト３１を駆動して蛇行制御を開始する際に実行される。
【００４４】
まず、ＣＰＵ１００は、ベルト駆動モータ６６を制御して中間転写ベルト３１の駆動を開始する（Ｓ６００）。そして、ＣＰＵ１００は、中間転写ベルト３１の蛇行制御を開始する（Ｓ６０１）。ここで、ＣＰＵ１００は、後述の図７に示される蛇行制御を並行して実行する。
【００４５】
次に、ＣＰＵ１００は、エンコーダセンサ３９から発生する各パルス信号の時間間隔Ｔ１、Ｔ２、・・・、Ｔ２０を、タイマーを用いて計測する（Ｓ６０３）。計測されたＴ１、Ｔ２、・・・、Ｔ２０の値は、ＲＡＭ１０２に記憶される。そして、ＣＰＵ１００は、前述の式（１）に基づいて各パルス信号の時間間隔の平均値ＡｖｅＴを算出する（Ｓ６０４）。
【００４６】
次に、ＣＰＵ１００は、前述の式（２）に基づいて目標値Ｔｇと実測値の平均値ＡｖｅＴとの差分ΔＴを算出する（Ｓ６０５）。その後、ＣＰＵ１００は、前述の式（３）に基づいてエッジセンサ６０の検知周期Ｔｓｎｓ’を設定する（Ｓ６０６）。ここで算出された検知周期Ｔｓｎｓ’に基づいて、蛇行制御における中間転写ベルト３１の端部検知が行われる。
【００４７】
次に、ＣＰＵ１００は、ジョブを終了する場合等、蛇行制御を終了するかどうかを判断する（Ｓ６０７）。蛇行制御を終了しないと判断された場合は、前述のステップＳ６０３に戻る。蛇行制御を終了すると判断された場合は、ＣＰＵ１００は、ステアリングモータ６３の駆動を停止することにより蛇行制御を停止し（Ｓ６０８）、ベルト駆動モータ６６を停止することにより中間転写ベルト３１の駆動を停止する（Ｓ６０９）。
【００４８】
図７は、蛇行補正制御を説明するフローチャートである。
このフローチャートを実行するためのプログラムは、ＲＯＭ１０１に記憶されており、ＣＰＵ１００により読み出されることにより実行される。前述したように、ステップＳ６０１でこのフローチャートの実行が開始される。
【００４９】
まず、ＣＰＵ１００は、ベルトＨＰセンサ６１からベルトＨＰ信号が入力されたかどうかを判断する（Ｓ７０１）。ベルトＨＰ信号は、ベルトＨＰセンサ６１がＨＰマーク３７を検知することにより出力される。ベルトＨＰ信号が入力された場合は、ＣＰＵ１００は、番地Ｘを１に初期化する（Ｓ７０２）。一方、ベルトＨＰ信号が入力されない場合は、番地Ｘの初期化は行われない。
【００５０】
そして、ＣＰＵ１００は、番地Ｘに対応するエッジデータＥＸをエッジセンサ６０から取得する（Ｓ７０３）。また、ＣＰＵ１００は、番地Ｘに対応するエッジプロファイルデータＰＸをＲＯＭ１０１から取得する（Ｓ７０４）。
【００５１】
ここで得られたエッジデータＥＸ及びエッジプロファイルデータＰＸに基づいて、ＣＰＵ１００は、ステアリングデータＳＸを算出する（Ｓ７０５）。具体的には、ＣＰＵ１００は、中間転写ベルト３１の変位ＨＸをＨＸ＝ＰＸ−ＥＸの計算式で求めた上で、ステアリングデータＳＸをＳＸ＝α・ＨＸの計算式で求める。αは、予め設定された係数である。
【００５２】
そして、ＣＰＵ１００は、算出したステアリングデータＳＸに基づき、ステアリングモータ６３を駆動する（Ｓ７０６）。これに応じて、ステアリングモータ６３が制御されて、中間転写ベルト３１の変位Ｈが０になる方向にステアリングアーム６４が動き、ステアリングローラ３２が傾く。
【００５３】
その後、ＣＰＵ１００は、前述のステップＳ６０８により、蛇行補正制御を停止するかどうかを判断する（Ｓ７０７）。蛇行補正制御を停止しない場合は、ＣＰＵ１００は、番地Ｘに１を加算する（Ｓ７０８）。
【００５４】
そして、ＣＰＵ１００は、前回のエッジデータの検知から、前述のステップＳ６０６で算出された検知周期Ｔｓｎｓ’が経過するまで待機する（Ｓ７０９）。これは、検知周期Ｔｓｎｓ’ごとにエッジデータのサンプリングを行うためである。検知周期Ｔｓｎｓ’の経過後、前述のステップＳ７０１に戻る。一方、ステップＳ７０７で蛇行補正制御を停止する場合は、ＣＰＵ１００は、本制御フローを終了する。
【００５５】
以上で説明したように、本実施形態によれば、中間転写ベルト３１の搬送速度に応じて検知周期Ｔｓｎｓ’を補正するので、中間転写ベルト３１の搬送速度に関わらず、適切にエッジプロファイルデータを用いた蛇行補正制御を行うことができる。
【００５６】
（第２の実施形態）
第２の実施形態については、第１の実施形態と異なる部分についてのみ説明し、第１の実施形態と同様の構成および制御内容については説明を省略する。第１の実施形態では、エンコーダセンサ３９を用いて駆動ローラ３３の回転速度を検出し、検出した回転速度に応じてベルト端部位置の検知周期を補正していた。これに対して、第２の実施形態では、エンコーダセンサ３９を用いずに、中間転写ベルト３１の搬送開始からの経過時間に応じて、段階的にエッジセンサ６０の検知周期を切り替える制御が実行される。
【００５７】
以下、本実施形態におけるエッジセンサ６０の検知周期の切り替え制御について説明する。ＣＰＵ１００は、中間転写ベルト３１の搬送開始からの経過時間をタイマーで計測し、計測した経過時間に応じて検知周期を４段階切り替える機能を有している。４つの異なる検知周期は、予めＲＡＭ１０２に記憶されている。
【００５８】
図８は、第２の実施形態における、エッジセンサの検知周期の切り替えタイミングを示す図である。
中間転写ベルト３１の搬送及び蛇行制御が開始されてから時間が経過するにつれ、図８（ａ）に示されるように中間転写ベルト３１の搬送速度が目標速度Ｖまで上昇する。経過時間がｔ１のときには速度Ｖ１、経過時間がｔ２のときには速度Ｖ２となり、経過時間がｔ３のときには目標速度Ｖに到達している。
【００５９】
また、図８（ｂ）に示されるように、中間転写ベルト３１の搬送及び蛇行制御が開始されてからの経過時間がｔ１までの間は、Ｔｖ１周期で中間転写ベルト３１の端部位置を検知する。ｔ１からｔ２の期間はＴｖ２周期、ｔ２からｔ３の期間はＴｖ３周期、ｔ３時間以降はＴｖ周期へと切り替える。
【００６０】
経過時間ｔ１、ｔ２、及びｔ３と、検知周期Ｔｖ１、Ｔｖ２、及びＴｖ３は中間転写ベルト３１の搬送速度が目標速度に達するまでの速度上昇の度合いに基づき、予め検討によって決定される。検知周期Ｔｖは、中間転写ベルト３１の搬送速度が目標速度Ｖで動作しているときに、中間転写ベルト３１が１周するのに要する時間を等分割した数値としている。本実施形態では、目標速度Ｖで中間転写ベルト３１が１周するのに要する時間が３ｓｅｃであり、３０分割してＴｖ＝１００ｍｓｅｃ周期としている。
【００６１】
なお、本実施形態では、ｔ１＝１ｓｅｃ、ｔ２＝２ｓｅｃ、及びｔ３＝３ｓｅｃに設定されている。また、Ｔｖ１＝４００ｍｓｅｃ、Ｔｖ２＝３００ｍｓｅｃ、及びＴｖ３＝２００ｍｓｅｃに設定されている。
【００６２】
図９は、第２の実施形態における、エッジセンサの検知周期の補正処理を示すフローチャートである。
このフローチャートを実行するためのプログラムは、ＲＯＭ１０１に記憶されており、ＣＰＵ１００により読み出されることにより実行される。本フローチャートによる処理は、ジョブの開始指示があった場合など、中間転写ベルト３１を駆動して蛇行制御を開始する際に実行される。
【００６３】
まず、ＣＰＵ１００は、ベルト駆動モータ６６を制御して中間転写ベルト３１の駆動を開始する（Ｓ９００）。そして、ＣＰＵ１００は、中間転写ベルト３１の蛇行制御を開始する（Ｓ９０１）。ここで、ＣＰＵ１００は、前述の図７に示される蛇行制御を並行して実行する。
【００６４】
次に、ＣＰＵ１００は、エッジセンサ６０の検知周期をＴｖ１（４００ｍｓｅｃ）に設定する（Ｓ９０２）。その後、ＣＰＵ１００は、中間転写ベルト３１の駆動を開始してからの経過時間がｔ１（１ｓｅｃ）経過するまで待つ（Ｓ９０３）。
【００６５】
次に、ＣＰＵ１００は、エッジセンサ６０の検知周期をＴｖ２（３００ｍｓｅｃ）に設定する（Ｓ９０４）。その後、ＣＰＵ１００は、中間転写ベルト３１の駆動を開始してからの経過時間がｔ２（２ｓｅｃ）経過するまで待つ（Ｓ９０５）。
【００６６】
次に、ＣＰＵ１００は、エッジセンサ６０の検知周期をＴｖ３（２００ｍｓｅｃ）に設定する（Ｓ９０６）。その後、ＣＰＵ１００は、中間転写ベルト３１の駆動を開始してからの経過時間がｔ３（３ｓｅｃ）経過するまで待つ（Ｓ９０７）。
【００６７】
次に、ＣＰＵ１００は、エッジセンサ６０の検知周期をＴｖ（１００ｍｓｅｃ）に設定する（Ｓ９０８）。この時点で、中間転写ベルト３１の搬送速度は目標速度に達しているので、これ以降の検知周期はＴｖのままである。
【００６８】
次に、ＣＰＵ１００は、ジョブを終了する場合等、蛇行制御を終了するまで待つ（Ｓ９０９）。蛇行制御を終了すると判断された場合は、ＣＰＵ１００は、ステアリングモータ６３の駆動を停止することにより蛇行制御を停止し（Ｓ９１０）、ベルト駆動モータ６６を停止することにより中間転写ベルト３１の駆動を停止する（Ｓ９１１）。
【００６９】
なお、図９のフローチャートで設定されるエッジセンサ６０の検知周期Ｔｖ、Ｔｖ１、Ｔｖ２、Ｔｖ３は、図７のステップＳ７０９における検知周期Ｔｓｎｓ’として使用される。
【００７０】
第１の実施形態と第２の実施形態の効果の違いについて簡単に説明する。第１の実施形態では、中間転写ベルト３１の搬送速度に応じた端部位置の検知周期の制御を行うため、中間転写ベルト３１の搬送開始時のみならず、中間転写ベルト３１の突発的な速度変動に対しても対応することができる。
【００７１】
一方、第２の実施形態は、中間転写ベルト３１の突発的なベルト速度変動には対応できないが、駆動ローラ３３の回転速度を検出するエンコーダセンサ３９を具備していない装置においても適用可能である。
【００７２】
なお、本実施形態においては、中間転写ベルト３１の蛇行制御を例に挙げて説明したが、他のベルトに対して本発明の蛇行制御を行っても構わない。例えば、複数の感光ドラム上のトナー像を、中間転写ベルトを介さず直接記録紙に転写させるよう記録紙を搬送する搬送ベルトについて、本発明を適用しても構わない。
【符号の説明】
【００７３】
１ 画像形成装置
１１ 感光ドラム（像担持体）
３１ 中間転写ベルト（ベルト）
３２ ステアリングローラ
３９ エンコーダセンサ（速度検出手段）
６０ エッジセンサ（検知手段）
６１ ＨＰセンサ
６２ カム（傾斜手段）
６３ ステアリングモータ
１００ ＣＰＵ（制御手段）
１０２ ＲＡＭ（記憶手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像が形成される像担持体と、
前記像担持体に形成されたトナー像を記録紙に転写するために用いられるベルトと、
前記ベルトを回転可能に支持するステアリングローラと、
前記ステアリングローラの軸を傾ける傾斜手段と、
前記ベルトの搬送方向に直交する方向の前記ベルトの位置を検知するための検知手段と、
前記ベルトの端部の１周分の形状データであるエッジプロファイルデータを記憶する記憶手段と、
前記検知手段の検知結果及び前記エッジプロファイルデータに基づいて、前記傾斜手段による前記ステアリングローラの傾きを制御することにより、蛇行制御を実行する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記ベルトの搬送速度の変化に応じて、前記検知手段の検知周期を設定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記ベルトの搬送速度を検出するための速度検出手段を更に有し、
前記制御手段は、前記速度検出手段により検出された前記ベルトの搬送速度に基づいて、前記検知手段の検知周期を設定することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記ベルトの搬送開始からの経過時間を計測する計測手段を更に有し、
前記制御手段は、前記計測手段により計測された前記経過時間が長くなる程、前記検知手段の検知周期を短く設定することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記ベルトは、前記像担持体からトナー像が転写される中間転写ベルト、及び前記像担持体からトナー像を直接記録紙に転写させるよう記録紙を搬送する搬送ベルトのいずれかであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項１】
トナー像が形成される像担持体と、
前記像担持体に形成されたトナー像を記録紙に転写するために用いられるベルトと、
前記ベルトを回転可能に支持するステアリングローラと、
前記ステアリングローラの軸を傾ける傾斜手段と、
前記ベルトの搬送方向に直交する方向の前記ベルトの位置を検知するための検知手段と、
前記ベルトの端部の１周分の形状データであるエッジプロファイルデータを記憶する記憶手段と、
前記検知手段の検知結果及び前記エッジプロファイルデータに基づいて、前記傾斜手段による前記ステアリングローラの傾きを制御することにより、蛇行制御を実行する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記ベルトの搬送速度の変化に応じて、前記検知手段の検知周期を設定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記ベルトの搬送速度を検出するための速度検出手段を更に有し、
前記制御手段は、前記速度検出手段により検出された前記ベルトの搬送速度に基づいて、前記検知手段の検知周期を設定することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記ベルトの搬送開始からの経過時間を計測する計測手段を更に有し、
前記制御手段は、前記計測手段により計測された前記経過時間が長くなる程、前記検知手段の検知周期を短く設定することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記ベルトは、前記像担持体からトナー像が転写される中間転写ベルト、及び前記像担持体からトナー像を直接記録紙に転写させるよう記録紙を搬送する搬送ベルトのいずれかであることを特徴とする請求項１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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−２９６３０（Ｐ２０１３−２９６３０Ａ）
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６４９９３（Ｐ２０１１−１６４９９３）
【出願日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【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２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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