JP2003248359A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ４Ｄ系カラー画像形成装置で中間転写ベルト
もしくは用紙搬送ベルトが駆動伝達部に対してすべって
いることを検知して警告もしくはすべらないように補正
を行う。 【解決手段】 感光体上に可視画像を形成する複数の画
像形成部を有し、所定方向に回転駆動するベルト状の像
坦持体上に感光体上の可視画像を転写するカラー画像形
成装置において、像坦持体の回転駆動速度を検知するた
めの速度検出用パターンを画像出力部に形成する手段
と、速度検出用パターンを像坦持体上の所定位置で読み
取る手段と、速度検出用パターン読み取り手段によって
読み取られた結果に基づいて像坦持体の回転駆動速度を
検知すると、像坦持体の速度検知手段の検知結果に基づ
いて像坦持体が回転駆動時にすべっていることを表示も
しくは警告する手段、を有することを特徴とするカラー
画像形成装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は静電方式や電子写真
記録方式などを採用した画像形成装置に関し、特に転写
材搬送体、中間転写体に用いられる無端ベルト（本件に
おいて、転写材搬送体としての無端ベルトおよび中間転
写体としての無端ベルトを総称して転写ベルトと表記す
る）が備えた画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、感光ドラム上に記録情報に応
じて光変調されたレーザービーム光やＬＥＤ等の発光素
子による光を照射し、電子写真プロセスによって感光体
の静電潜像を現像して転写紙または中間転写ベルトに画
像を転写する記録装置を複数個有し、転写材搬送ベルト
によって転写紙を各記録装置に順次搬送しながら各画像
を転写紙上において多重転写したり、中間転写ベルト上
において各画像を多重転写した後転写紙に一括転写する
等の方法によってカラー画像を形成しうる画像形成装置
が提案されている。

【０００３】図２に従来の画像形成装置における転写ベ
ルトの制御を示す。図２においては、水晶発振器２０１
の出力を分周したクロック信号をモータドライバ２０２
に入力してベルト駆動モータ２０３を駆動し、ベルト駆
動回転体２０６を介して転写ベルト２０５を駆動してい
る。ここでベルト駆動モータ２０３の回転状況をセンサ
により検知した信号、すなわちＦＧ信号２０４をモータ
ドライバにフィードバックして、前記クロック信号との
位相差が一定になるようにモータの加減速制御を行うこ
とにより、モータが常に一定の速度で回転するような制
御を行っている。この結果として転写ベルトを一定速度
で回転することとなる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成に於いては、ベルト駆動回転体２０６と転写ベ
ルト２０５間にトナーなどの異物が混入するとベルトが
滑る場合があるという問題がある。転写ベルト２０５が
滑った場合には、感光ドラム上に形成された各色の可視
像を転写ベルト２０５に転写する際に、転写開始位置が
ずれてしまう。すると各色の画像先端にずれを生じ、そ
れが画像全体で色ずれを生じさせることとなる。すなわ
ち、特に画像先端の色ずれが全体の画像記録品質に大き
く影響し、これを著しく低下させることがあった。

【０００５】本発明の目的は、転写ベルトの回転速度を
監視し、すべりによって回転速度が低下した場合にはエ
ラー表示をして色ずれのある品位の悪い画像を出力しな
いようにすることである。

【０００６】さらには転写ベルトの回転速度を監視し、
すべりによって回転速度が低下した場合には回転速度が
常に一定になるように補正制御することにより、出力画
像の色ずれを最小限に押さえて、画像記録品質の高い鮮
明なカラー画像を形成できる画像形成装置を提供するこ
とにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】感光体上に可視画像を形
成する複数の画像形成部を有し、所定方向に回転駆動す
るベルト状の像坦持体上に前記感光体上の可視画像を転
写することでカラー画像を形成するカラー画像形成装置
において、前記像坦持体の回転駆動速度を検知するため
の速度検出用パターンを画像出力部に形成する速度検出
用パターン形成手段と、前記速度検出用パターンを像坦
持体上の所定位置で読み取る速度検出用パターン読み取
り手段と、前記速度検出用パターン読み取り手段によっ
て読み取られた結果に基づいて前記像坦持体の回転駆動
速度を検知する前記像坦持体の速度検知手段と、前記像
坦持体の速度検知手段の検知結果に基づいて前記像坦持
体が回転駆動時にすべっていることを表示もしくは警告
する手段を有する。

【０００８】感光体上に可視画像を形成する複数の画像
形成部を有し、所定方向に回転駆動するベルト状の像坦
持体上に前記感光体上の可視画像を転写することでカラ
ー画像を形成するカラー画像形成装置において、前記像
坦持体の回転駆動速度を検知するための速度検出用パタ
ーンを画像出力部に形成する速度検出用パターン形成手
段と、前記速度検出用パターンを像坦持体上の所定位置
で読み取る速度検出用パターン読み取り手段と、前記像
坦持体のテンションを上げる手段と、前記速度検出用パ
ターン読み取り手段によって読み取られた結果に基づい
て前記像坦持体の回転駆動速度を検知する前記像坦持体
の速度検知手段と、前記像坦持体の速度検知手段の検知
結果に基づいて前記像坦持体のテンションを上げること
で前記像坦持体の回転駆動時のすべりを防止する。

【０００９】前記カラー画像形成装置において、各色の
レジストレーション補正手段を有し、前記レジストレー
ション補正手段は前記速度検出用パターン形成手段によ
ってレジストレーション補正用パターンを形成し、前記
速度検出用パターン読み取り手段によってレジストレー
ション補正用パターンを読み取る。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面に示す第一の実施例に
基づいて本発明を説明する。

【００１１】図１は本発明を実施した画像形成装置の主
要部断面図である。本実施例の画像形成装置は電子写真
方式とし、さらに本発明が特に有効であると考えられる
複数の画像形成部を並列に配し、かつ中間転写方式を採
用したカラー画像出力装置として説明していく。

【００１２】カラー画像形成装置は画像読取部１Ｒと画
像出力部１Ｐからなる。画像読取部１Ｒは原稿画像を光
学的に読み取り、電気信号に変換して画像出力部１Ｐに
送るが、詳細の説明については省略する。

【００１３】画像出力部１Ｐは大別して、画像形成部１
０（４つのステーションａ、ｂ、ｃ、ｄが並設されてお
り、その構成は同一である。）、給紙ユニット２０、中
間転写ユニット３０、定着ユニット４０、クリーニング
ユニット５０及び制御ユニット７０から構成される。

【００１４】さらに、個々のユニットについて詳しく説
明する。画像形成部１０は次に述べるような構成になっ
ている。像担持体としての感光ドラム１１ａ、１１ｂ、
１１ｃ、１１ｄがその中心で軸支され、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、１２ｂ、１２
ｃ、１２ｄ、光学系１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、
折り返しミラー１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、現像
装置１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄが配置されてい
る。一次帯電器１２ａ〜１２ｄにおいて感光ドラム１１
ａ〜１１ｄの表面に均一な帯電量の電荷を与える。次い
で光学系１３ａ〜１３ｄにより、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折り返しミ
ラー１６ａ〜１６ｄを介して感光ドラム１１ａ〜１１ｄ
上に露光させることによって、そこに静電潜像を形成す
る。さらに、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、これをトナーと呼ぶ）をそ
れぞれ収納した現像装置１４ａ〜１４ｄによって上記静
電潜像を顕像化する。顕像化された可視画像を中間転写
体に転写する画像転写領域Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄの下
流側では、クリーニング装置１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、
１５ｄにより転写材に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。以上に示したプロセスにより、各トナーに
よる画像形成が順次行われる。

【００１５】給紙ユニット２０は，記録材Ｐを収納する
ためのカセット２１ａ・ｂおよび手差しトレイ２７、カ
セット内もしくは手差しトレイより記録材Ｐを一枚ずつ
送り出すためのピックアップローラ２２ａ・ｂおよび２
６、各ピックアップローラから送り出された記録材Ｐを
レジストローラまで搬送するための給紙ローラ対２３及
び給紙ガイド２４、そして画像形成部の画像形成タイミ
ングに合わせて記録材Ｐを二次転写領域Ｔｅへ送り出す
ためのレジストローラ２５ａ、２５ｂから成る。

【００１６】中間転写ユニット３０について詳細に説明
する。中間転写ベルト３１は、中間転写ベルト３１に駆
動を伝達する駆動ローラ３２、中間転写ベルト３１の回
動に従動する従動ローラ３３、ベルトを挟んで二次転写
領域Ｔｅに対向する二次転写対向ローラ３４に巻回させ
る。これらのうち駆動ローラ３２と従動ローラ３３の間
に一次転写平面Ａが形成される。駆動ローラ３２はパル
スモータもしくはブラシレスモータ（不図示）によって
回転駆動される。各感光ドラム１１ａ〜１１ｄと中間転
写ベルト３１が対向する一次転写領域Ｔａ〜Ｔｄには、
中間転写ベルト３１の裏に一次転写用帯電器３５ａ〜３
５ｄが配置されている。二次転写対向ローラ３４に対向
して二次転写ローラ３６が配置され、中間転写ベルト３
１とのニップによって二次転写領域Ｔｅを形成する。二
次転写ローラ３６は中間転写体に対して適度な圧力で加
圧されている。また、中間転写ベルト上、二次転写領域
Ｔｅの下流には中間転写ベルト３１の画像形成面をクリ
ーニングするためのクリーニングユニット５０（ブレー
ド５１、および廃トナーを収納する廃トナーボックス５
２）が設けられている。

【００１７】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４１ａとそのローラ
に加圧される４１ｂ（このローラにも熱源を備える場合
もある）、及び上記ローラ対のニップ部へ転写材Ｐを導
くためのガイド４３、定着ユニットの熱を内部で閉じ込
めるための定着断熱カバー４６、４７、また、上記ロー
ラ対から排出されてきた転写材Ｐをさらに装置外部に導
き出すための内排紙ローラ４４、外排紙ローラ４５、転
写材Ｐを積載する排紙トレー４８などから成る。

【００１８】制御ユニット７０は、上記各ユニット内の
機構の動作を制御するためのＣＰＵ８０１、ＣＰＵ８０
１にクロックを供給する水晶発振器８０７、制御プログ
ラムやデータを格納するＲＯＭ８０５およびＲＡＭ８０
３、各種モータ類を駆動するモータドライバ部８０２、
フォトセンサ６０、６１からの出力を受け取ってパター
ン出力を出力する受光回路８０４、パターン出力から転
写ベルトの速度を検知する転写ベルト速度検知部８０６
からなる。

【００１９】次に装置の動作に即して説明を加える。

【００２０】ＣＰＵ８０１より画像形成動作開始信号が
発せられると、まずピックアップローラ２２ａにより、
カセット２１ａから転写材Ｐが一枚ずつ送り出される。
そして給紙ローラ対２３によって転写材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は停止されてお
り、紙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
トローラは回転を始める。この回転時期は、転写材Ｐと
画像形成部より中間転写ベルト上に一次転写されたトナ
ー画像とが二次転写領域Ｔｅにおいてちょうど一致する
ようにそのタイミングが設定されている。

【００２１】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中間転写ベ
ルト３１の回転方向において一番上流にある感光ドラム
１１ｄ上に形成されたトナー画像が、高電圧が印加され
た一次転写用帯電器３５ｄによって一次転写領域Ｔｄに
おいて中間転写ベルト３１に一次転写される。一次転写
されたトナー像は次の一次転写領域Ｔｃ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
レジストを合わせて次のトナー像が転写される事にな
る。以下も同様の工程が繰り返され、結局４色のトナー
像が中間転写ベルト３１上において一次転写される。

【００２２】その後記録材Ｐが二次転写領域Ｔｅに進
入、中間転写ベルト３１に接触すると、記録材Ｐの通過
タイミングに合わせて二次転写ローラ３６に、高電圧を
印加させる。そして前述したプロセスにより中間転写ベ
ルト上に形成された４色のトナー画像が記録材Ｐの表面
に転写される。その後記録材Ｐは搬送ガイド４３によっ
て定着ローラニップ部まで正確に案内される。そしてロ
ーラ対４１ａ、４１ｂの熱及びニップの圧力によってト
ナー画像が紙表面に定着される。その後、内外排紙ロー
ラ４４、４５により搬送され、紙は機外に排出され、排
紙トレー４８に積載される。

【００２３】次に、転写ベルトや紙搬送ベルト上に各色
の画像を転写する多重転写系の画像形成装置に必要な、
各色間のレジストレーション補正動作について説明す
る。

【００２４】図３（図１の主要部分の斜視図である）は
画像形成装置のレジストレーション補正用パターン画像
を検知する為のパターン画像検知手段（ＣＣＤセンサを
含む）６０、６１付近の概要図である。中間転写ベルト
３１は、原材料としてゴム・エラストマー等の弾性体が
用いられ、周方向のヤング率は１×１０^７Ｐａ以上であ
る。中間転写ベルト３１の厚さは、厚み精度や強度を確
保し、かつ柔軟な回転駆動を実現するという観点から
０．３ｍｍ〜３ｍｍが望ましい。さらに中間転写ベルト
３１は金属粉末（カーボンなど）等の導電剤を添加する
ことで所望の抵抗値（体積抵抗値としては１×１０^１１
Ωｃｍ以下が望ましい）に調節されている。また、駆動
ローラ３２に対して巻き付いて駆動を伝達され、矢印Ｂ
の方向に回動している。一方発光受光素子で構成される
フォトセンサであるパターン画像検知手段６０、６１
は、複数の感光ドラムのうち、ベルト進行方向において
最下流に位置する感光ドラム１１ａと駆動ローラ３２の
間に位置し、中間転写ベルト３１上に形成されたレジス
トレーション補正用パターン画像を読み取るようになっ
ている。また図３に示すように中間転写ベルト３１の両
端部に配置されている。そしてコピー動作を行う前に、
所定のタイミングで中間転写ベルト上にレジストレーシ
ョン補正用パターン画像３０１を形成し、パターン画像
検知手段６０、６１で読み取り、各色に相当する感光ド
ラム上でのレジストレーションずれを検出し、記録され
るべき画像信号に電気的補正をかけ、および／またはレ
ーザービーム光路中に設けられている折り返しミラー１
６ａを駆動して、光路長変化あるいは光路変化の補正を
行っている。

【００２５】次に、本実施例の特徴である転写ベルトの
すべり検知動作について図７のフローチャートに従って
説明する。

【００２６】ＣＰＵ８０１は、レジストレーション補正
動作に先立って、転写ベルトのすべり検知動作を行う。
まず、ステップ７０１で転写ベルト３１を回転駆動し、
ステップ７０２で転写ベルト速度検知用パターンを書込
み、これを検知する。この様子は図４（図１の主要部分
の上視図である）に示すように、転写ベルト３１の搬送
方向と垂直な線を搬送方向に等間隔に数本有する転写ベ
ルト速度検知用パターン４０１を転写ベルト３１上に形
成し、転写ベルト速度検知用パターンはパターン画像検
知手段（フォトセンサ６０もしくは６１）によって読み
取られる。ステップ７０３で転写ベルトの速度が正常か
どうかを判断する。すなわち、図５に示すようにフォト
センサ６０の出力が受光回路８０４で電気信号に変換さ
れ、この信号を受け取った転写ベルト速度検知部８０６
は転写ベルト３１の搬送方向と垂直な線のパターン間隔
を算出し、すなわち転写ベルト３１の搬送速度を算出す
ることができる。これによりＣＰＵ８０１は、転写ベル
ト速度検知部８０６から出力される転写ベルト搬送速度
が正常かどうかを判別し、もし正常と判断された場合は
ステップ７０４で転写ベルト３１の回転駆動を停止し転
写ベルトのすべり検知動作を終了する。もし遅いと判断
した時はステップ７０５で不図示の表示部等に「中間転
写ユニット３０の交換」もしくは「駆動ローラ３２部の
清掃」を促す警告を出し、その後ステップ７０４で転写
ベルト３１の回転駆動を停止し転写ベルトのすべり検知
動作を終了する。

【００２７】速度判別手段としては、パターン間隔をＣ
ＰＵ８０１に供給するクロック８０７をカウントして判
別しても良いし、パターン間隔をあらかじめ駆動ローラ
３２を回転駆動するモータ２０６から生成されるＦＧパ
ルス２０４と同周期になるように設定しておきパターン
間隔とＦＧパルスの位相差から判別しても良い。

【００２８】これにより転写ベルトのすべりの有無を検
知でき、すべりによって回転速度が低下した場合にはエ
ラー表示をして色ずれのある品位の悪い画像を出力しな
いようにすることができる。

【００２９】次に、本発明に係る第二の実施形態につい
て図８のフローチャートに従って説明する。上記第一の
実施例と説明の重複する部分については同一の符号を付
して説明を省略する。図６は本実施例に係る画像形成装
置の概略図を表す図である。上記第一の実施例と異なる
点は、中間転写ユニット３０内に転写ベルトのテンショ
ンを調節することができる従属ローラ３６を有すること
である。

【００３０】本実施例に係る画像形成装置は上記第一の
実施例と同様に、ＣＰＵ８０１は、まずステップ８１で
転写ベルト３１を回転駆動し、ステップ８２で転写ベル
ト速度検知用パターンを書込み、これを検知する。ステ
ップ８３で転写ベルトの速度が正常かどうかを判断す
る。その結果、ＣＰＵ８０１が転写ベルト速度検知部８
０６から出力される転写ベルト搬送速度が、もし正常と
判断された場合はステップ８４で転写ベルト３１の回転
駆動を停止し転写ベルトのすべり検知動作を終了する。
もし遅いと判断した時は、ステップ８５で従属ローラ３
６を矢印Ｄ方向に押し当てるようにパルスモータ（不図
示）を駆動する。これにより転写ベルトのテンションを
上げることができる。その後、ステップ８２に戻って再
度転写ベルト速度検知用パターン書込みおよび検知を行
い、転写ベルト３１の速度が正常になるまで転写ベルト
のテンションを上げる。この結果、すべることなく中間
転写ベルトを駆動することができる。

【００３１】従って、常に各色の画像先端の転写位置の
ずれのない、画像記録品質の高い鮮明なカラー画像を形
成することができる。

【００３２】上記第一と第二の実施例では、中間転写ベ
ルトを有する画像形成装置について説明したが、用紙搬
送ベルトを有する画像形成装置において実施しても同様
の効果が得られることは明白である。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る第一の
構成によれば、転写ベルト上に速度検知用のパターンを
生成しこれを読み取って転写ベルトの速度を検出するこ
とですべりが生じているかを判別し、すべりが生じてい
るならば転写ユニットを交換するもしくは清掃すること
で転写ベルトのすべりを防止できる。従って、色ずれの
ある品位の悪い画像を出力しないようにすることができ
る。

【００３４】また本発明に係る第二の構成によれば、転
写ベルト上に速度検知用のパターンを生成しこれを読み
取って転写ベルトの速度を検出することですべりが生じ
ているかを判別し、すべりが生じているならば転写ベル
トのテンションを上げることで転写ベルトのすべりを防
止できる。従って、各色の画像先端の転写位置のずれの
ない、画像記録品質の高い鮮明なカラー画像を形成する
ことができる。

【００３５】また、本発明の第一と第二の構成によれ
ば、パターン検知用センサをレジストレーション補正検
知用センサと共有できるので、さらなる検知ユニットを
追加することなく大幅なコストアップなしで転写ベルト
のすべり検知を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】カラー画像形成装置の概略図。

【図２】転写ベルト上の回転駆動の制御を表わす図。

【図３】フォトセンサーが転写ベルト上のレジストレー
ション補正パターンを読み取る様子を表わす図。

【図４】フォトセンサーが転写ベルト上の転写ベルト速
度検知用パターンを読み取る様子を表わす図。

【図５】カラー画像形成装置の制御ユニット部。

【図６】第二の実施例でのカラー画像形成装置の概略
図。

【図７】第一の実施例での転写ベルトすべり検知動作の
フローチャート。

【図８】第二の実施例での転写ベルトすべり検知動作の
フローチャート。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H027 DA16 DA50 EB04 EC03 EC06 ED24 EE02 EE04 EE07 EF09 GB05 2H030 AA01 AA06 AB02 AD17 BB02 BB23 BB42 BB53 BB56 2H200 FA04 GA12 GA44 JC04 JC19 JC20 PA11 PA27 PB14 PB16

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光体上に可視画像を形成する複数の画
   像形成部を有し、所定方向に回転駆動するベルト状の像
   坦持体上に前記感光体上の可視画像を転写することでカ
   ラー画像を形成するカラー画像形成装置において、 前記像坦持体の回転駆動速度を検知するための速度検出
   用パターンを画像出力部に形成する速度検出用パターン
   形成手段と、 前記速度検出用パターンを像坦持体上の所定位置で読み
   取る速度検出用パターン読み取り手段と、 前記速度検出用パターン読み取り手段によって読み取ら
   れた結果に基づいて前記像坦持体の回転駆動速度を検知
   する前記像坦持体の速度検知手段と、 前記像坦持体の速度検知手段の検知結果に基づいて前記
   像坦持体が回転駆動時にすべっていることを表示もしく
   は警告する手段、を有することを特徴とするカラー画像
   形成装置。
2. 【請求項２】 感光体上に可視画像を形成する複数の画
   像形成部を有し、所定方向に回転駆動するベルト状の像
   坦持体上に前記感光体上の可視画像を転写することでカ
   ラー画像を形成するカラー画像形成装置において、 前記像坦持体の回転駆動速度を検知するための速度検出
   用パターンを画像出力部に形成する速度検出用パターン
   形成手段と、 前記速度検出用パターンを像坦持体上の所定位置で読み
   取る速度検出用パターン読み取り手段と、 前記像坦持体のテンションを上げる手段と、 前記速度検出用パターン読み取り手段によって読み取ら
   れた結果に基づいて前記像坦持体の回転駆動速度を検知
   する前記像坦持体の速度検知手段と、 前記像坦持体の速度検知手段の検知結果に基づいて前記
   像坦持体のテンションを上げることで前記像坦持体の回
   転駆動時のすべりを防止する、ことを特徴とするカラー
   画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記カラー画像形成装置において、 各色のレジストレーション補正手段を有し、 前記レジストレーション補正手段は前記速度検出用パタ
   ーン形成手段によってレジストレーション補正用パター
   ンを形成し、前記速度検出用パターン読み取り手段によ
   ってレジストレーション補正用パターンを読み取る、こ
   とを特徴とする請求項１および２のカラー画像形成装
   置。