JP2005084063A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 転写ベルト（特に４連タンデムカラー機）のもつ欠点を解消する画像形成装置であって、各色のステーション間でベルト蛇行による色ずれの少ない転写ベルトユニットを特に安価な構成で提供する。
【解決手段】 円筒状の像担持体Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙに対向して転写ベルト１３が配される方式において、転写ベルト１３の少なくとも片側に凸または凹部を有するサイドガイド１０を設け、該凸または凹部の側面に係合（対向接触）するローラ端面位置の回転変動に対して逆位相（方向）になるように該像担持体Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙを露光する光学系書き込み開始位置を制御する。ローラ端面の振れを相殺するように光学系の書き込み位置を制御するのでベルト蛇行の主な成分であるローラの端面振れを簡単な構成で取り除くことができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複写機に用いられる転写ベルトのような無端ベルトとしての転写ベルトユニットを搭載した画像形成装置に関する。

従来この種の無端ベルトにあっては、これを駆動ローラと１本以上の従動ローラとにかけ渡し、所要の従動ローラに機枠との間に介設したスプリングにより力を加えて、無端ベルトを緊張するようになっている。このようなものにあっては、各ローラの設置の際の僅かな傾斜や、搬送中の局部的な摩擦等によって無端ベルトに蛇行を生じて、該ベルトが横方向に偏位し、これを修正しないとたとえば露光位置や転写位置が左右にずれたりして、正常な作業が遂行されなくなるという不具合を生ずる。

このような不具合を除去するために特許文献１では、図４のように無端ベルトの両側縁に移動方向に沿って蛇行防止ガイド４を取付け、このガイドの側面が各ローラ１〜２の側面に摺接することによって、無端ベルトの蛇行を防止させるようにしていた。

ガイド４の側面間の距離：Ｂはローラ幅：Ａ以上に構成しないとローラがガイド間に収まらなくなるので、最低で隙間が０になるように両者間の寸法が管理される。しかしながら、両側のガイドは貼り付けや溶着等でベルトとは別体で構成され、転写ベルトに用いられるベルト幅は一般に３００ｍｍ以上と長いため、上記寸法管理が難しく、一般にはローラ幅Ａより１〜２ｍｍ大きく余裕を持ったＢ寸法で貼り付けや溶着形成されている。上記余裕分はベルトとローラの隙間となり、その分だけ走行中のベルトが（走行と直角方向に）蛇行されてしまう恐れがあった。これは４連タンデムのカラープリンタでは各感光体間での蛇行が主走査色ずれとなって現れ、特に６００ＤＰＩ以上の高画質デジタルプリンタにおいては、著しい画質劣化となる不具合があった。

一方で、特許文献２に示すような、ベルトを張架するローラ側面または溝側面にベルトと一体に形成された凸部材を寄せる構成でベルト蛇行を抑える転写ベルトユニットでは、図１に示すローラ端面（または溝端面）の加工上の振れの影響がベルト走行に現れ（図中のＥ波形）、これが周期的な蛇行（蛇行プロファイル）となっていた。

さらには特許文献３、４に示されるようなベルトに被検知部材（または印刷）を一体で設ける方式では、検知手段に高精度で高価なセンサや制御手段が必要になり装置全体が高価になるといった不具合があった。
実開平５−７５２４６号公報 特開２００２−０６００８５号公報 特開２０００−０７１５２２号公報 特開２００２−２６８４９９号公報

本発明の目的は、前記したような従来の転写ベルト（特に４連タンデムカラー機）のもつ欠点を解消し、各色のステーション間でベルト蛇行による色ずれの少ない転写ベルトユニットを特に安価な構成で提供する事にある。

＜特徴＞
前記のような目的を達成するため、本発明はベルトと一体で形成されるガイド部材でベルトの蛇行を規制する方式におけるベルト蛇行の主な成分である「ローラ端面の振れを取り除く」ものである。具体的には、端面の振れはローラ１周を周期とするものなので、これと逆方向になるよう光学系の書き込み位置を制御することを特徴としたものである。

上記特徴を実現するため、請求項１に係る発明では、円筒状の像担持体に対向して転写ベルトが配される画像形成装置において、転写ベルトの少なくとも片側に凸または凹部を有するガイド部材を設け、該凸または凹部の側面に係合（対向接触）するローラ端面位置の回転変動に対して逆位相（方向）になるように該像担持体を露光する光学系書き込み開始位置を制御することを特徴とする。

請求項１に係る画像形成装置であれば、ガイド部材でベルトを規制する方式におけるベルト蛇行の主な成分を取り除くことができる。

請求項２に係る発明では、請求項１記載の画像形成装置において、書き込み開始位置の制御波形は凸または凹部のガイド部材を規制する主たるローラ１周を周期とする機械毎に設定される一定振幅の正弦波であることを特徴とする。

請求項２に係る画像形成装置であれば、機械毎に特有の蛇行波形を低減できる。補正プロファイルの計測点数が少ない場合でも、効果的な近似蛇行波形を求めることができる。

請求項３に係る発明では、請求項１記載の画像形成装置において、凸または凹部のガイド部材を規制する主たるローラの端面振れを計測する手段を設け、計測結果に基づき、逆位相（方向）になるように該像担持体を露光する光学系書き込み開始位置を制御することを特徴とする。

請求項３に係る画像形成装置であれば、機械毎に特有の蛇行波形を低減できる。（端面振れの）経時変動にも対応可能である。

請求項４に係る発明では、請求項１から３の何れか１項に記載の画像形成装置において、凸または凹部のガイド部材を規制する主たるローラのガイド部材を規制する基準側が、光学系書き込み開始と同一側であることを特徴とする。

請求項４に係る画像形成装置であれば、作像基準位置と同じ側で蛇行を検出する事で、両者を近くに構成でき、両者間の距離ばらつきを少なくできる為、主走査方向のドット位置ずれを押さえ込むことができる。

請求項５に係る発明では、請求項２記載の画像形成装置において、凸または凹部のガイド部材を規制する主たるローラが複数あって、各々のローラ径が異なる場合、前記書き込み開始位置の制御波形を複数ローラ径の最小公倍数を周期とする機械毎に設定される一定振幅の正弦波またはＦＦＴ解析に基づく正弦波の組み合わせとすることを特徴とする。

請求項５に係る画像形成装置であれば、凸または凹部のガイド部材を規制する主たるローラが複数であっても対応できる。

請求項６に係る発明では、請求項１から５の何れか１項に記載の画像形成装置において、転写ベルトユニットは、トナー像を転写する用紙を転写ベルト上で吸着搬送する直接転写方式である事を特徴とする。

請求項７に係る発明では、請求項１から５の何れか１項に記載の画像形成装置において、転写ベルトユニットは、転写ベルト上に複数色のトナー像を転写した後、用紙に複数色のトナー像を２次転写する中間転写方式である事を特徴とする。

請求項８に係る発明では、請求項１から５の何れか１項に記載の画像形成装置において、転写ベルトユニットにおいて、画像形成手段はデジタル書込み手段を備えたデジタル電子写真方式の画像形成手段である事を特徴とする。

請求項６から８に係る画像形成装置であれば、書き込み位置補正が容易に行える。

ローラ端面の振れを相殺するように光学系の書き込み位置を制御するのでベルト蛇行の主な成分であるローラの端面振れを簡単な構成で取り除くことができ、６００ＤＰＩ以上の高画質デジタルプリンタにおいても著しい画質劣化（＝蛇行による色ずれ）がない画像形成装置を供給することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明の実施形態は、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。

従来方式、特許文献１で示すような無端ベルトの両側縁に移動方向に沿って蛇行防止ガイドを取付け、ベルトを張架したときの実際の蛇行計測例を図５に示す。ベルトの周回＝経過時間に伴って蛇行量が変動するが明らかに一定周期の波形が認められ、本計測例では駆動ローラ（Φ２０）周期が顕著であった。図１に示す蛇行防止ガイド（以下サイドガイド１０と呼称）は、組付精度から生ずるローラの微少な傾き等によって片側に寄って行く傾向があり、通常は、図１のように駆動ローラ１１（または従動ローラ１２も含めて）の片側端面Ｄにサイドガイド１０の端面が密着した状態でベルト１３が走行される。このため、上記駆動ローラ１１の端面における幅方向の振れがベルト走行に多大な影響を及ぼす。端面振れは図中Ｅ波形のように現れるが、これがベルト１３の蛇行に繋がる結果となる。逆に、これを無くすことでベルト蛇行の殆どを解消することができる。

本実施形態の主旨は上記不具合に鑑み、あらかじめ測定しておいたローラ端面の振れ、または装置内に組み込んだローラ端面振れ計測手段によって検出された周期的な蛇行成分を光学系の書き込み開始位置を変えることで打ち消すよう補正するもの（図１中の下部の矢印参照）で、特にタンデムカラー機における感光体ステーション毎での色ずれを低減する。全体イメージの斜視図は図２に示す。

これら補正波形（プロファイル）は、装置製造時または出荷前にローラ形状に合わせて設定する。加工精度が劣りローラの端面振れが大きい装置の場合、補正プロファイルの振幅が大きくなり（周期はローラ１周時間）、逆に加工精度が優れたローラの端面振れが小さい装置の場合は補正プロファイルの振幅を小さく（若しくは０に）設定する。補正プロファイルは、各々のローラの測定データを取っても良いし、何点かの測定データから最大最小を求め正弦波としても良い。

蛇行防止ガイド（凸や凹部材）の位置を規制するローラが複数あって、各ローラ径が著しく異なる場合は上記蛇行プロファイル周期や振幅が変動する。このような場合においても、装置製造時または出荷前に複数ローラ径の最小公倍数を周期とする蛇行波形を計測して、場合によってはＦＦＴで周波数成分を抽出して複合された正弦波形として機械毎の補正プロファイルを設定する。上記と同様に算出波形と逆側へ（周期的に）光学系書き込み位置をずらすことで蛇行周期成分を相殺することができる。

以上は、一定の補正プロファイルで光学系の書き込み位置補正を行うものであるが、装置内に駆動ローラ１１等の端面振れを計測する手段を設け、計測結果に基づいて、その都度補正するようにしても良い。計測手段の一例を図３に示す。駆動ローラの端面、外周に近い点に接触するフィラ２０が中心２１で回転可能に係合される。フィラ２０は時計方向に回転する力が図示しないスプリング等によって与えられるので先端２２が常に駆動ローラの端面に接触する位置まで回動される。回転中心の反対側には遮光板２３が設けられる。遮蔽量によって出力電圧が変動する光学センサ２４が該遮光板２３を検出することでフィラ２０の回転量、つまりは駆動ローラ１１の端面振れを検出することができる。ローラ端面Ｄが右側に振れるとフィラ２０は２０−（２）の状態まで回転するため、センサ２４が遮蔽されて、出力電圧が低下するようになる。

本発明の転写ベルトユニットを搭載した複写機などが考えられる。

従来技術または本実施形態で使用する蛇行防止ガイド（サイドガイド１０）の図示したものである。 本実施形態におけるタンデムカラー機の全体イメージ図である。 駆動ローラ１１及び駆動ローラ１１の端面振れの計測手段を図示したものである。 従来技術の無端ベルトの構成図である。 図４の無端ベルトを使用したときの蛇行計測例のグラフである。

符号の説明

１０ サイドガイド
１１ 駆動ローラ
２０、２０−（２） フィラ
２１ 中心
２２ 先端
２３ 遮光板
２４ センサ

Claims (8)

1. 円筒状の像担持体に対向して転写ベルトが配される画像形成装置において、
   転写ベルトの少なくとも片側に凸または凹部を有するガイド部材を設け、該凸または凹部の側面に係合するローラ端面位置の回転変動に対して逆位相になるように該像担持体を露光する光学系書き込み開始位置を制御することを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１記載の画像形成装置において、
   書き込み開始位置の制御波形は凸または凹部のガイド部材を規制する主たるローラ１周を周期とする機械毎に設定される一定振幅の正弦波であることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１記載の画像形成装置において、
   凸または凹部のガイド部材を規制する主たるローラの端面振れを計測する手段を設け、計測結果に基づき、逆位相になるように該像担持体を露光する光学系書き込み開始位置を制御することを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１から３の何れか１項に記載の画像形成装置において、
   凸または凹部のガイド部材を規制する主たるローラのガイド部材を規制する基準側が、光学系書き込み開始と同一側であることを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項２記載の画像形成装置において、
   凸または凹部のガイド部材を規制する主たるローラが複数あって、各々のローラ径が異なる場合、前記書き込み開始位置の制御波形を複数ローラ径の最小公倍数を周期とする機械毎に設定される一定振幅の正弦波またはＦＦＴ解析に基づく正弦波の組み合わせとすることを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項１から５の何れか１項に記載の画像形成装置において、
   転写ベルトユニットは、トナー像を転写する用紙を転写ベルト上で吸着搬送する直接転写方式である事を特徴とする画像形成装置。
7. 請求項１から５の何れか１項に記載の画像形成装置において、
   転写ベルトユニットは、転写ベルト上に複数色のトナー像を転写した後、用紙に複数色のトナー像を２次転写する中間転写方式である事を特徴とする画像形成装置。
8. 請求項１から５の何れか１項に記載の画像形成装置において、
   転写ベルトユニットにおいて、画像形成手段はデジタル書込み手段を備えたデジタル電子写真方式の画像形成手段である事を特徴とする画像形成装置。

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